JPS62299858A - 電子写真感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真感光体に関し、特にレーザービーム
プリンター用電子写真感光体に関する。

［従来の技術］ これまでレーザービームをライン走査する方法の電子写
真プリンターは、レーザービームとしてヘリウム−カド
ミウムレーザー、アルゴンレーザーやヘリウム−ネオン
レーザ−などの比較的短波長のガスレーザーが使用され
、しかもそれに用いる電子写真感光体として肉厚の感光
層を形成する硫化カドミウム−バインダー系感光層、電
荷移動錯体（ＩＢＭ　　Ｊｏｕｒｎａｒｌ　　ｏｆ　　
ｔｈｅＲｅｓｅａｃｈ　　ａｎｄ　　Ｄｅｖｅｌｏｐ−
ｍｅｎｔｏ、１９７１年１月、７５〜８９頁）が用いら
れていたので、感光層内でレーザービームが多重反射を
生じることがなく、従って、実際上画像形成時に干渉縞
模様の画像が現れることがなかった。　　・ ところが、前述のガスレーザーに代って、装置を小型化
、低コスト化に設計するために近年になって半導体レー
ザーが使用されるようになってきた。この半導体レーザ
ーは一般的に７５０ｎｍ以上の長波長領域で発振波長を
有しているもので、このため長波長債城で高感度特性を
もつ電子写真感光体が必要になり、このための゛電子写
真感光体が開発されてきた。

これまで知られている長波長光（例えば６００ｎｍ以上
）に感光性をもつ感光体としては、例えば銅フタロシア
ニン、アルミニウムクロライドフタロシアニンなどのフ
タロシアニン顔料を含有させた電荷発生層と電荷輸送層
の積層構造を有する積層型電子写真感光体あるいはセレ
ン−テルルフィルムを用いた電子写真感光体が知られて
いる。

このような、長波長光に対して感光性を持つ感光体を、
レーザービーム走査方式電子写真プリンターに取り付け
て、レーザービーム露光を行なうと、形成されたトナー
画像には干渉縞模様が現出し、良好な再生画像が形成で
きない欠点を有していた。

この理由の一つとしては、例えば長波長レーザーが感光
層内で完全に吸収されず、その透過光が導電性支持体表
面で正反射し、このため感光層内でレーザービームの多
重反射光を発生し、それが感光層表面の反射光との間で
干渉を生じることが原因とされている。この欠点を解消
する方法としては、これまで電子写真感光体で用いてい
る導電性支持体の表面を陽極酸化法やサンドブラスト法
などにより粗面化する方法、感光層と導電性支持体の間
に光吸収層あるいは反射防止層を用いる方法などにより
感光層内で生じる多重反射を解消することが提案されい
るが、実際問題として画像形成時に現出する干渉縞模様
を完全に解消することができるものはなかった。

特に導電性支持体の表面をサンドブラスト法により粗面
化する方法では、画像形成時に現出する干渉縞模様を完
全に解消するに十分で、かつ、均一な粗さを持つ粗面が
形成され難く、ある割合でで比較的大きな粗さ部を形成
することがある。

このため、この大きな粗さ部が感光層内へのキャリア注
入部として作用し、画像形成時の白ポチ（あるいは反転
現像方式を用いた場合では黒ポチとなって現われる）の
原因となり、好ましい方法ではなかった。しかも、製造
」二回−ロット内で均一な粗面をもつ導電性支持体の製
造が困難で、改善すべき点が数多く存在している。

また、光吸収層あるいは反射防止層を用いる方法につい
ても十分に干渉縞模様を解消することができず、しかも
、製造上コストが上昇するなどの欠点を有している。

［発明が解決する問題点］ 本発明の目的は、従来技術の欠点を解消した電子写真感
光体を提供することであり、さらに、干渉縞状の濃度む
らの発生を防止したレーザープリンター用電子写真感光
体を提供することである。

［問題点を解決する手段、作用］ 本発明は、金属微粒子を樹脂中に分散した導電層上に感
光層を有する構成において、導電層表面が酸もしくはア
ルカリでエツチング処理されていることを特徴とする電
子写真感光体から構成される。

本発明の上記した問題点の解決は、導電性支持体と感光
層との間に平均表面粗さが像露光用光源の半波長方（以
下、像露光用光源の波長を入ということがある）以上と
した光拡散反射面を有する下引き層を備えた電子写真感
光体によって達成される。即ち、前記下引き層の平均表
面さを入／２以上とすることにより、侵入光に位相差を
持たせることが有効であり、これにより像露光・現像後
の電子写真における干渉編上の濃度むらの発生が防止さ
れ、前述の従来技術の欠点が全て解消される。本明細書
に記載の「平均表面粗さ」は小板研究所製の万能表面形
状測定器５Ｅ−３Ｃにより測定した値をいう。

上記について図面に沿って詳しく説明すると、第１図と
第２図は、電子写真感光体に可干渉光としてレーザービ
ームを照射した際の態様を模式的に表わしている。第１
図は本発明の電子写真感光体に用いた際の例であり、第
２図は従来の電子写真感光体に用いた際の例である。

第２図の例では、電子写真感光体の感光層３にレーザー
ビームエ１を照射すると、感光層３の表面で反射光Ｒ，
を生じ、さらにレーザービームエ１は感光層３の内部を
透過したレーザービームエ２が導電性支持体１の表面ま
で到達し、ここで反射光Ｒ２を生じる。この時、Ｒ１と
Ｒ２の間で干渉を起こし、しかも反射光Ｒ２が感光層３
の内部で多重反射を起こすため、画像形成時には干渉縞
模様となって現出していた。

これに対し、第１図の例では、導電性支持体１と感光層
３の間に下引き層２が形成されているが、下引き層２の
表面は粗面化加工されて粗面４が形成されている。即ち
、像露光時に入射されるレーザービーム１１は、感光層
３の表面で反射光Ｒ１を生じる一方、感光層３の内部に
透過したレーザービームエ２となって粗面４の表面で拡
散反射光Ｒ３を生じる。

この拡散反射光Ｒ３には、透過レーザービームＩ２が１
、さらに下引き層２の内部を透過し導電性支持体ｌの表
面で反射され、その反射光が再び粗面４で生じた拡散光
が含まれている。

この拡散反射光Ｒ３は、前記入射１１の強度に対して５
０％以上、好ましくは６０％以上の割合の強度を持つこ
とによって、画像形成時に現出する干渉縞模様を解消す
ることができる程度に、反射光Ｒ２と拡散反射光Ｒ３と
の間の干渉を抑制することができる。

前記入射１．の強度に対して５０％以上、好ましくは６
０％以−Ｅの割合の強度を持つ拡散反射光Ｒ３は、下引
き層２の粗面４をλ／２（１１の波長）以上、具体的に
は平均表面粗さで０．５ｎｍ以上、好ましくは０．６〜
３０ｎｍの範囲の表面粗さに設定しておくことが必要で
ある。

拡散反射光Ｒ３の前記入射１１に対する強度の割合が５
０％以下では、画像形成時に現出する干渉縞模様を十分
に解消することができない。

また、粗面４の平均表面粗さを３０ｎｍ以上とすると、
例えば画像形成時に白ポチあるいは黒ポチが現出するた
めに、良質のコピー画像が得られない。

本発明電子写真感光体において、粗面４を有する光拡散
層である下引き層２は、金属微粒子を分散した塗装膜を
酸やアルカリでエツチング処理することにより形成され
る。

具体的には、銅、ニッケルやアルミニウムなどの金属粉
体をフェノール樹脂やエポキシ樹脂など熱硬化性樹脂、
アクリル樹脂やポリエステルなど熱可塑性樹脂中に分散
した塗料を、導電性支持体ｌ上に塗布、乾燥、硬化する
ことにより下引き層２を形成する。その後、適当な濃度
を有する塩酸、硫酸のような酸、あるいは水酸化ナトリ
ウム水溶液のようなアルカリ中に浸漬することにより下
引き層表面近傍の金属粉体部分を溶解、除去し、凹凸を
形成する。

上記手段によれば、粗面４の凹凸の大きさ、密度は金属
粉体の混入率、エツチング条件などで調整が可能であり
、また下引き層表面から特異的にでっばり、画像上白ボ
チや黒ポチの原因となる、主に金属粉体よりなる突起物
がエツチング処理中に優先的に溶解されるので非常に均
一な粗面４が得られる。

上記手段による光拡散層たる下引き層を構成する金属粉
体の条件としては、（１）粒径が形成しようとする光拡
散層たる下引き層の膜厚以下であること、（２）適当な
酸やアルカリにより簡単にエツチング可能であることな
どが挙げられる。

バインダー樹脂の条件としては、（１）金属粉体の分散
性が良いこと、（２）エツチング時の酸やアルカリに対
して強いこと、（３）上層になる感光層塗料の溶剤に溶
解しないことなどが挙げられる。

エツチングの条ヂ１．としては、銅、ニッケルやアルミ
ニウムなど通常の金属粉体に対しては、塩酸や硫酸で十
分な効果が得られるが、加温処理や長時間処理を行なう
ときは、樹脂が分解、劣化しないように注意することが
必要である。

また、エツチング後、十分に洗浄して酸やアルカリを除
去、乾燥しておくことも処理上の重要な点である。

金属粉体とバインダー樹脂との混合比率としては、金属
粉体の形状、粒径、比重などにもよるが、金属粉体の含
有Ｊ４が少ないとエツチングを行なっても有効な粗面が
得られない、あるいは光拡散層たる下引き層の電気抵抗
が高すぎる、といった弊害を生じ、金属粉体の含有量が
多すぎるとエツチングにより面が粗れすぎ、効果が安定
しないという弊害を生じる。

一般的には１重量パーセントで１０〜９５％の範囲が適
当であるが、特には６０〜８０％が好ましい。

光拡散層たる下引き層の膜厚は、１〜３０１Ｌの範囲が
好ましく、該層塗布時の塗面のゆず肌、はじきなどのト
ラブルをなくす目的でシリコーンオイルなどの界面活性
剤を適正量添加することも該層の表面粗さを調整する上
で有効である。

また、本発明では、上記光拡散層たる下引き層と感光層
の間に別の下引き層を設けることができ、例えばカゼイ
ン、ポリビニルアルコール、ニトロセルロース、エチレ
ナクリル酸コポリマー、ポリアミド（ナイロン６、ナイ
ロン６６、ナイロン６１０、共重合ナイロン、アルコキ
シメチル化ナイロンなど）、ポリウレタン、ゼラチンな
どによって形成できる。この層の膜厚は、０．１〜５ｐ
、好ましくは０．５〜３井が適当である。

本発明の好ましい具体例では、感光層３は電荷発生層と
電荷輸送層からなる積層構造の感光層とすることができ
る。

荷発生層は、スーダンレッド、グイアンプル−、ジェナ
スグリーンＢなどのアゾ顔料、アルゴールイエロー、ピ
レンキノン、インダンスレンブリリアントパイオレッｌ
−ＲＲＰなどのキノン顔料、キノシアニン顔料、ペリレ
ン顔料、インジゴ、チオインジゴなどのインジゴ顔料、
インドファーストオレンジトナーなどのビスベンゾイミ
ダゾール顔料、銅フタロシアニン、アルミニウムクロラ
イド−フタロシアニンなどのフタロシアニン顔料、キナ
クリドン顔料やアズレニウム系顔料などの電荷発生物質
を、ポリエステル、ポリスチレン、ポリビニルブチラー
ル、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、ポリア
クリル酸エステル類、セルロースエステルなどの結着剤
樹脂に分散した塗料を塗布、乾燥させることによって形
成される。

その膜厚は０．０１−１４、好ましくは０．０５〜０．
５ｐ程度である。

電荷輸送層は、主鎖または側鎖に、アントラセン、ピレ
ン、フェナンスレン、コロネンなどの多環芳香族化合物
またはインドール、カルバシー・ル、オキサゾール、イ
ソオキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾー
ル、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアジアゾール、
トリアゾールなどの含窒素環化合物を有する化合物、ヒ
ドラゾン化合物などの電荷輸送物質を成膜性のある樹脂
に溶解または分散させた塗工液を塗布、乾燥させること
によって形成される。これは電荷輸送物質が一般的に低
分子量で、それ自身では成膜性に乏しいためである。上
記成膜性のある樹脂としては、ポリカーボネート、ポリ
メタクリル酸エステル類、ボリアリレート、ポリスチレ
ン、ポリエステル、ポリサルホン、スチレン−アクリロ
ニトリルコポリマー、スチレン−メタクリル酸メチルコ
ポリマーなどが挙げられる。電荷輸送層の膜厚は５〜２
０川程度である。

また前述の電荷発生層と電荷輸送層とからなる感光層３
は、電荷発生層の上に電荷輸送層を、あるいは電荷輸送
層の」二に電荷発生層を積層した構造の感光層とするこ
とができる。

さらに、感光層３としては、前述の形式に限らず、前掲
誌に開示されたポリビニルカルバゾールとトリニトロフ
ルオレノンからなる電荷移動錯体、米国特許第４３１５
９８３号り１細書、米国特許第４３２７１６９号明細書
などに記載されたピリリウム系化合物を用いた感光層あ
るいはよく知られている酸化亜鉛や硫化カドミウムなど
の無機光導電性物質を樹脂中に分散含有させた感光層や
セレン、セレン−テルルなどの蒸着フィルムを使用する
ことができる。

導電性支持体ｌとしては、アルミニウム、銅、ステンレ
ス鋼などの金属あるいは金属を蒸着したプラスチックな
どが適当である。

本発明の電子写真感光体は、比較的長波長（例えば７５
０ｎｍ以上）の半導体レーザーを使用した電子写真方式
プリンターに使用することができるが、その他のレーザ
ービーム例えばヘリウム−ネオンレーザ−、ヘリウム−
カドミウムレーザーやアルゴンレーザーなどを用いた電
子写真方式プリンターにも適している。

本発明の電子写真感光体は、上記のようなレーザービー
ムなどの可干渉光を光源として使用した際に従来の方法
で現出していた画像形成時の干渉縞模様を完全に解消す
ることができる他に、黒ポチをも有効に解消することが
できる利点を有している。

即ち、一般にレーザービームを使用した電子写真方式プ
リンターは、電子写真感光体を帯電した後にレーザービ
ームを画像信号に応じたポジ像様スキャン露光（イメー
ジスキャン露光）を与えてバックイメージに静電潜像を
形成し、次いでこの静電潜像が持っている極性と同一極
性のトナーを有する現像剤を静電潜像面に与えることに
よりイメージスキャンされたポジ像様露光部にトナーを
付着させる反転現像方式が採用されているが、この反転
現像方式の場合では形成画像中に黒ポチ状の不要トナー
付着が生じていた。

これは、前述のようにサンドブラスト法により形成した
粗面では小さい高さの突起体から大きい高さの突起体の
間の分布状態が大きく、均一な粗面が形成されず、この
ため不必要に大きい突起部から電荷発生層中にキャリア
が注入され、帯電時には突起部から注入されたキャリア
が帯電電荷と静電気的に中和され、電気的には既に像露
光された状態となり、トナー現像時にはトナーの付着を
惹起し、これが黒ポチを形成する原因となっている。

これに対して、本発明の電子写真感光体では、前述した
ように前記した粗面を持つ下引き層は、キャリア注入部
がなく、前述の如き反転現像方式を採用しても全く黒ポ
チが現われない、この点については、下記実施例でさら
に明らかにする。

本発明の電子写真感光体は、前述の反転現像方式に限ら
れず、各種の現像法、例えばカスケード現像法、磁気ブ
ラシ現像法、パウダークラウド現像法、ジャンピング現
像法や液体現像法などにも採用できる。

［実施例］ 実施例１ アルミニウムペースト（商品名ＡＬＰＡＳＴＬｏｔ０２
４０Ｔ、固形分６５％、東洋７）Ｌｔミニラム■製）１
００重量部に、フェノール樹脂メタノール溶液（商品名
プライオーフェン５０１０、固形分６０％、大日本イン
キ■製）５０重量部。

シリコーンオイル（商品名５Ｈ２８ＰＡ、束レジＩＪ　
：Ｉ−７■製）０．０１重量部、メタノール２０重量部
、ｎ−ブタノール２０重量部を充分に混合後、サンドミ
ル分散機にて２０時間分散して、光拡散層Ｃ下引き層）
用塗料とした。

上記塗料を６０φＸ２５８ｍｍのアルミニウムシリンダ
ー−トに浸漬塗布し、１４０℃、３０分間乾燥、硬化し
、２０μの膜厚の塗膜を形成した。

このシリンダーを上下密閉した後、５０”０に加温した
２規定の塩酸水溶液中に１０分間浸漬し、その後、イオ
ン交換水で充分洗浄し、１００’Ｃで１時間乾燥した。

エツチング処理前の表面粗さは最大表面粗さで０．５Ｐ
Ｌ程度であったのが、エツチング処理後は、約ｌｐの四
部が多数形成され、この状態での反射特性を測定したと
ころ、全光拡散反射率は６６％であった。入射光の強度
に対する全拡散反射光の強度の割合（全光拡散反射率）
は１．日本分光輛製の商品名Ｕｖｉｄｅｃ−５０５の測
定器により測定した。

次ぎに、低脂肪カゼインにエージ−５フ１国産）水溶液
を同様に浸漬塗布し、ＩＩＬ厚のカゼイン層を設けた。

次ぎに、δ型銅フタロシアニン（東洋インキ■製）１０
０重量部、ブチラール樹脂（積水化学輛製）５０重量部
およびシクロヘキサノン１３５０重量部を１φガラスピ
ーズを用いたサンドミル装置で２０時間分散した。この
分散液にメチルエチルケトン２７００重量部を加え、上
記カゼイン層上に浸漬塗布し、５０℃で１０分間加熱乾
燥をしてＯ，ｆ５ｇ／ｍ２の塗布量の電荷発生層を設け
た。

次いで、ｐ−ジエチルアミノベンズアルデヒド−Ｎ−β
−ナフチル−Ｎ−フェニルヒドラゾンを１０重量部およ
びスチレン−メタクリル酸メチルコポリマー（商品名Ｍ
Ｓ　２００．製鉄化学■製）１５部をトルエン８０部に
溶解した。この液を上記電荷発生層上に塗布して１００
℃、１時間熱風乾燥をして、１６．厚の電荷輸送層を形
成した。

このようにして作成した電子写真感光体を、発振波長７
７８ｎｍの半導体レーザーを備えた反転現像方式プリン
ター（商品名ＬＢＰ−ＣＸ、キャノン輛製）に取り付け
た。

全面にラインスキャンを行ない、全面が黒色トナー像と
なる画像を形成したところ、この全黒色画像中には、干
渉縞模様が全く現われていなかった。

次に、レーザービームを文字信号に従ってラインスキャ
ンし、画像として文字を形成させる操作を温度１５℃で
相対湿度ｉｏ％の条件下で２千回繰り返して、２千枚目
のコピー文字画像を取り出した。このコピー文字画像中
の直径０．２ｍｍ以上の大きさを持つ黒ポチの数を測定
したところ、全く黒ポチは見い出せなかった。

実施例２ 実施例１と同様に下引き層相塗料を調製して、アルミニ
ウムシリンダーに塗布、乾燥、硬化し、２０μの膜厚の
塗１１りを形成した。

このシリンダーを５０℃に加温した２規定の水酸化ナト
リウム水溶液中二１０分間浸漬し、取り出した後、イオ
ン交換水で充分洗節し、１００″Ｃで１時間乾燥した。

エツチング処理前の表面粗さは、最大表面粗さで０．５
＃Ｌ程度であったが、エツチング処理後、約０．８ｐの
四部が多数形成され、この状態においての反射特性を測
定したところ、全光拡散反射率は６７％であった。

次いで実施例１と同様に感光層を積層して電子写真感光
体を作成し、同様に評価したところ、干渉縞は発生せず
、また、低温低湿（１５°Ｃ１１０％）下での繰り返し
画出しに際しても黒ポチは生じなかった。

比較例１ 実施例１で用いたアルミニウムシリンダーと同様のもの
を用意し、サンドブラスト法によりその表面を粗面化し
た。次に、この粗面されたアルミニウムシリンダーの表
面に、直接ｌＪＬのカゼイン層を設けた。

この表面を測定したが、平均表面粗さは２ル程度であり
、全光拡散反射率は４６％であった。

このカゼイン層の上に実施例１と同様の感光層を設けた
比較用電子写真感光体を実施例１で用いたレーザービー
ムプリンターに取り付けて、同様の測定を行なったとこ
ろ、全面黒色画像中には、明瞭な干渉縞が形成されてい
た。

比較例２ 実施例１で用いたアルミニウムシリンダーと同様のもの
を用意し、この表面を平均表面粗さが３２ＰＬとなるよ
うにサンドブラスト加工し、この上に、実施例１で用い
た金属微粒子を含有するフェノール樹脂層を省略して直
接に１ルのカゼイン層を設けた。この表面の入射光に対
する全党拡散反射率を実施例１と同様の方法で測定した
ところ、６８％であった。

このカゼイン層の上に実施例１と同様の感光層を設けた
比較用電子写真感光体を実施例１で用いたレーザービー
ムプリンターに取り付けて、同様の測定を行なった。

全面黒色画像中には干渉縞は観察されなかったが、２千
枚目のコピー文字画像中には１０ｃｍ２当り、直径０．
２ｍｍ以上の黒ポチが約３０（ｉ形成されており、極め
て見にくい画像であった。

［発明の効果］ 本発明の電子写真感光体は、像露光・現像後の干渉縞状
の濃度むらが生じることがなく、鮮明な画像が得られる
という効果を奏し、かかる効果は、特に可干渉光とりわ
けレーザーを像露光光源として用いる場合に顕著であり
、レーザービームプリンタｉ用電子写真感光体として、
極めて有利に応用されることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電子写真感光体に入射する光の光路
を示す説明図であり、第２図は、従来の電子写真感光体
に入射する光の光路を示す説明図である。 符号ｌは導電性支持体、２は下引き層、３は感光層、４
は粗面、１１はレーザービーム、Ｉ２は感光層３の内部
を透過したレーザービーム、Ｒ１は感光層表面での反射
光、Ｒ２は導電性支持体表面での反射光、Ｒ３は拡散反
射光を表わす。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属微粒子を樹脂中に分散した導電層上に感光層
   を有する構成において、導電層表面が酸もしくはアルカ
   リでエッチング処理されていることを特徴とする電子写
   真感光体。
2. （２）導電層が金属微粒子を樹脂中に分散し支持体上に
   塗布により成膜されている特許請求の範囲第１項記載の
   電子写真感光体。
3. （３）レーザービームプリンターの画像形成システムに
   適用する電子写真感光体。