JPS6261054A - 積層型電子写真用感光体 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は′ｔト子写真用感光体に関し、特に有機材料を
含む電荷輸送層、１に荷発生層を備え、電子写真方式の
複写機、プリ／りなどに正帯遣方式で用いられる積層型
電子写真用感光体に）関する。

〔従来技術とその問題点〕

従来より′４を子写真用感光体（以下感光体とも称する
）の感光材料としてはセレンまたはセレン合金などの無
機光導電性物質、＃Ｒ化亜給あるいは硫化カドミウムな
どの無機光導電性物質を樹脂結着剤中に分散させたもの
、ポリ　Ｎ−ビニールカルバゾールまたはポリビニール
アントラセンなどの有機光導電性物質、７タロシアニン
化合吻あるいはビスアゾ化合物などの有機光導電性物質
を樹脂結合剤中に分散させたものや真空蒸着させたもの
などが利用されている。

また感光体には暗所で表面電荷を保持する機能。

光を受容して電荷を発生する機能、同じく光を受容して
電荷を輸送する機能とが必要であるが、一つの層でこれ
らの機能をあわせもったいわゆる単層型感光体と、主と
して電荷発生に寄与する層と主として暗所での表面電荷
保持と光受容時の電荷輸送に寄与する層とに機能分離し
九層を積層したいわゆる積層型感光体がある。これらの
感光体を用いｆｃｌを子写真法による画像形成には、例
えばカールソン方式が適用される。この方式での画像形
成は暗所での感光体へのコロナ放電による帯電。

ｆ電された感光体表面上への原稿より反射された光によ
る原稿の文字や絵などの靜を潜像の形成。

形成された靜ｉｔｍ像のトナーによる現像、現像された
トナー像の紙などの支持体への転写、トナー像の紙など
の支持体への定着により行なわれ、トナー像転写麦の感
光体は除電、残留トナーの除去。

光除電などを行なった後、再開用に供される。

近年、可とり性、熱安定性、膜形成性などの利点により
、有機材料を用いた積層型感光体が実用化されてきてい
る。この椙の積層型感光体は通常導電性基体上に有機電
荷発生物質からなる電荷発生層、有機電荷輸送性物質か
らなる電荷輸送層が順次積層されてなり、上述の画像形
成に際して負コロナ帯電方式がとられる。ところが負コ
ロナ放電では多量のオゾンが発生するため帯電時感光体
表面はオゾンにより強く酸化される状態となる。

したがって、感光体自体あるいは装置の機構によるオゾ
ン劣化防止対策が必要である。一方、正コロナ帯電方式
は負コロナ帯電方式に比べてコロナ放電が安定している
、オゾンの発生が少ない、さらに適合する現偉剤の製造
が容易であるなど好都合であるが、前述の導電性基体−
電荷発生層−電荷輸送層の層構成で正帯電方式を適用で
きる感光体を形成するに好適な有機電荷発生物質、有機
電荷輸送性物質はまだ見いだされていない。

感光体を正帯電で使用可能とするために電荷発生物質と
電荷輸送性物質とを混合して単一層を形成する、あるい
は電荷輸送層の上に電荷発生層を形成することが考えら
れている。しかしながら、前者では電荷受容能が低く、
かつ繰り返し特性も不十分であるとの欠点を有している
。一方、後者では電荷発生層を１μｍ以下望ましくは０
．３μｍ以下の膜厚で、かつ電荷輸送ノーを変質させる
ことなく形成することが塗布法では特に困難なａ題であ
った。これらの欠点を解決するために！開昭５７−１４
２６４３号に電荷輸送層を溶かさない浴剤を用いて電荷
発生ノーを形成させる方法が開示されている。

このように電荷輸送層上に電荷発生層を粒子分散塗布法
で形成した構造の感光体は耐久性、すなわち繰り返し画
像形成すると感光体は磁気ブラシやりＩＪ　　＝ング部
材との摩擦を反復して受け、分散塗布された粒子が機械
的損傷を受け、電荷発生層が薄くなるなどの原因で繰シ
返し寿命が短かくなる欠点を有している。

そこで本発明者らは塗布によらず、真空蒸着などによシ
ミ荷発生層を形成することを試み、膜厚などをふくめ櫨
々検討を行なったが、電荷発生層を真空蒸着によシ形成
するだけでは意外にも電荷受容能が極めて低い欠点があ
ることがわかった。

〔発明の目的〕

本発明は、有機材料が電荷発生物質、電荷輸送物質とし
て含まれる感光体においても前記の欠点を除去し、優れ
た電荷受容能を有し、かつ耐久性が著しく増大した上帝
″戒方式で使用される複写機用およびプリンタ用電子写
真用感光体を提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

本発明の目的は、導１１を性基体上に有機電荷輸送性物
質を含む電荷輸送層と、蒸着またはスパッタリングによ
り形成された有機電荷発生物質を含む電荷発生層と、塗
布法によ）形成された被覆層とを順次積ノーシて感光体
とすることによシ達成される。

〔発明の実施例〕

牙１図は本発明の感光体の一実施例を示す概念的断面図
で、ｌは導電性基体、２は電荷輸送層、３は１荷発生層
、４は被覆層である。

導電性基体１は感光体の′ｌｃ極としての役目と同時に
池の各層の支持体となっており、円筒状、板状、フィル
ム状のいずれでも良く、材質的にはアルミニウム、ステ
ンレス鋼、ニッケル；６．！’Ｏ金Ｍ、ちるいはガラス
、樹脂などの上に導電処理をほどこしたものでも良い。

電荷輸送層２は樹脂バインダ中に有機電荷輸送性物質を
分散させた材料からなる塗膜であり、暗所では絶縁体層
として感光体の電荷を床持し、光受容時には電荷発生層
よシ注入される電荷を輸送する機能を発揮する。有機電
荷輸送性物質としては、ピラゾリン、ヒドラゾン、トリ
フェニルメタン、オキサジアゾールなどの誘導体が用い
られる。

樹脂バインダとしては、ポリエチレン、ポリカーボ不〜
ト、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、エポキ
シ、シリコン樹脂、メタクリル酸エステルの重合体およ
び共重合体などが用いられるが、機械的、化学的および
電気的安定性、密着性などのほかに−ｆｉ荷輸送性物質
との相溶性が重要である。

電荷発生層３は有機光導電性物質の蒸着またはスパッタ
リングにより形成され、光を受容して電荷を発生する。

また、その電荷発生効率が高いことと同時に発生した電
荷の電荷輸送層２および被覆／１１１１４への注入性が
重要で、ｉｌ場依存性が少なく低ｖｔｔ場でも注入の良
いことが望ましい。電荷発生物質としては、アルミフタ
ロシアニン塩化物、チタンフタロシアニノ、チタニルフ
タロシアニン。

マグネシウムフタロシアニンなどの７タロシアニン化合
物、各種アゾ、キノン、インジゴ顔料などが用いられ、
画像形成に使用される露光光源の光波長領域に応じて好
適な物質を選ぶことができる。

電荷発生層は電荷発生機能を有すればよいので、その膜
厚は電荷発生物質の光吸収係数よシ決まり一般的には１
μｍ以下であり、好適には０．０１〜０．２μｍである
。このような薄膜は塗布法で形成することは殖しいが本
発明におけるように蒸着まｆｃはスパッタリングによれ
ば均一な最適膜厚の薄膜を得ることができる。また、こ
の方法による薄膜は分散系の塗布膜よりも電荷発生物質
の密度が高いことになるので、単位体積当プの電荷発生
数が多く高感度となシ、さらにその膜質も均質であるの
で、感度のばらつきが少なくな９感光体を繰り返し使用
したときの特性変動も少なくなる。

被覆層４は暗所ではコロナ放電の′電荷を受容して保持
する機能を有しており、かつ電荷発生層が感応する光を
透過する性能を有し、露光時に光を透過し、電荷発生層
に到達させ、発生し比電荷の注入を受けて表面電荷を中
和消滅させることが必要である。抜機材料としては、ポ
リエステル、ポリカーボネートなど有機絶縁性皮膜形成
材料が適用でき、前述の電荷輸送層に用いられる樹脂バ
インダは好適である。また、これら有機材料とガラス樹
脂、　５ｉｎｓなどの無機材料とを混合して用いること
もできる。被覆材料は前述の通り電荷発生物質の光の吸
収極大の波長領域においてできるだけ透明であることが
望ましい。被覆層は通常の塗布法で形成される。この被
覆層を設けないと感光体の電荷受容能は極端に悪くなり
実用に供せられないものとなる。従って本発明の感光体
では前述の被ａｉ／＊を設けることがきわめて重要であ
る。被覆層を設けることによる電荷受容症の向上の作用
機構は充分明確ではないが、被覆層を形成することによ
りこの被覆層がないときに比べてその゛表面性状が変化
し、コロナ放電によシ発生したイオン性生成物の吸着能
力が向上するものと思われる。従って、被覆層自体の膜
厚は表面性状を均一に変化しうる厚みであれば良く、０
．１〜３μｍが適当である。しかし被覆ノーの膜厚が０
．１μｍ以下の薄すぎる場合には電荷受容能を改善する
効果が弱く、従って表面′電位が低くなって感光体とし
ての機能を発揮することができず、また膜厚が３μｍ以
上と厚い場合には繰シ返し連続使用したとき残留電位が
増大する悪影響が出るので望ましくない。

さらに、この本発明の４榎層は表面保護層としての機能
も果しうる構造であるため、感光体の耐久性が著しく同
上する利点も有している。

以下、本発明の実施例について説明する。

実施例１ 有機電荷輸送性物質１−フェニル−３−（Ｐ−ジエチル
アミノステリル）−５−（バラジエチルアミノフェニル
）−２−ピラゾリン（Ａ８ＰＦ　：亜南香料製）１００
重ｔｆＩＳをテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）γ００！量
部に浴かした液とポリメタクリル酸メチルポリマー（Ｐ
ＭＭＡ　：東京化成）１００重量部をトルエン７００重
蓋邪に溶かした液とを混合してできり塗液をアルミ蒸着
ポリエステルフィルム基体上にワイヤーバーにて塗布し
、乾燥後の膜厚が１５μｍになるように′ｌＬ荷輸送層
を形成した。このようにして得ら９ｆｃ竜荷輸送層上に
電荷発生物質としてのアルミフタロシアニン塩化物（Ａ
ＩＣＩＰＣＣｌ：コタック、製）を０．０８μｍ　の膜
厚になるように真空蒸着して電荷発生層を形成した。こ
のようにして得られ比電荷発生層上に電荷輸送層で使用
したのと同じＰＭＭＡ　１００　ｚ　壕部を）　／！−
ｘ　ｙ　１９００　、ｌ　を部にｍかした塗液をワイヤ
ーバーにて塗布し、乾燥後の膜厚が１μｍになるように
被覆層を形成し感光体を作製した。

比較例１として実施例１に準じて電荷輸送層。

電荷発生層を形□成し、被覆層は設けない構成で、全膜
厚は電荷輸送層の膜厚を浮くして実施例１と同じ１７μ
ｍの感光体を作製した。

このようにして作製した感光体の電子写真特性を、川口
ｍ機製の静電記録紙試験装置１−ｓｐ　−４２川を用い
て測定した。

感光体の表Ｉ］ＩＴ電位Ｖｓ（ボルト）は暗所で＋６．
０ｋＶのコロナ放電を１０秒間行って感光体表面を正ｆ
ｉ電ぜしめたときの初期の表面電位であり、続いてコロ
ナ放電を中止した状態で２秒間暗所保持したときの表面
電位Ｖａ　（ボルト）を測足し、さらに続いて感光体表
面に照閲２ルックスの白色光を照射してＶｄが半分にな
るまでの時間（秒）を求め半減衰露光〔曙（ルックス・
秒）とした。また、点間２ルックスの白色光を３０秒間
感光体表面に照射したときの表面電位を残留電位Ｖｒ（
ボルト）とした。

また、７タロシアニン化合物を電荷発生物質とした場合
、長波長光での高感度が期待できるので、波長７９０ｎ
ｍの単色光を用いたときの電子写真時性も同時に測定し
た。すなわち、Ｖｄまでは同様に測定し、次に白色光の
替わシに１μＷの７９０ｎｍ波長光を照射して半減衰露
光量（μＪ／−）を求め、また、この光を３０秒間感光
体表面に照射したときの残留電位ｖｒ（ボルト）を測定
した。これらの測定結果を第１衆に示す。

オ　　１　　表 第１表に見られるように、比較例１では表面電位が１０
０ｖ程度と低く実用的でない。これに対して被覆層が設
けられた実施例１では表面電位が充分高く光感度も良好
であり、特に半導体レーザの波長域である７９０ｎｍの
波長の単色光においても高い感度を有し、被覆層の効果
が顕著であることは明らかである。

実施例２ 実施例１で導電性基体をアルミ蒸着ポリエステルフィル
ム（Ａｌ　−ＰＥＴ）から外ｅ＋６０　ｍｍ　＋長さ３
２０　ＷのＡｍドラムに替えた以外は実施例１に準じて
感光体を作製した。この感光体をカールソン方式の複写
機に袋層し絵出し評価を行なったところ良好な絵出しが
できた。また、繰り返し複写１０，０００枚行なったと
ころ地汚れのない複写画像が得られた。

１０．０００枚疲写後、感光体を複写機より取りはずし
て外観を観察したところ感光体上の傷などはほとんど鐵
察されなかった。

実施例３ 有機“電荷輸送性物質Ｐ−ジエチルアミノベンズアルデ
ヒド−ジフェニルヒドラゾン（ＡＢＰＨ：皿内香料製）
６０重量部、　ＰＭＭＡ　４０重量部、トルエン１４０
０重値部よりなる塗液を乾燥後の膜厚が１６μｍＫ７１
：るように前述の実施例２と同様のＡｌ　−ＰＥＴ上に
ワイヤーバーで塗布し電荷輸送層を形成した。

この電荷輸送層上に電荷発生物質チタンフタロシアニン
塩化物を真空蒸着し０．０５μｍの膜厚の電荷発生層を
形成した。さらにこの電荷発生層上にポリアミド樹脂（
商品名アミラ／ＣＭ　−８０００：東し製）５重量部、
エタノール９５重量部の塗液をワイヤーバーで乾燥後の
膜厚が１μ出になるように塗布して被覆；−を形成し感
光体を作製した。

比較例２として、実施例３に準じて電荷輸送層。

電荷発生層を形成し被覆層は設けない感光体を作製した
。ただし電荷輸送層の膜厚企ユμｍ厚くして全膜厚は実
施例３と同じにした。

これらの感光体について、実施例１で述べたのと同じ方
法で電子写真特性を測廻した。その結果を第２弐に示す
。

オ　　２　　表 第２表に見られるように、比較例２では表面゛電位は４
００Ｖ程度と多少高くはなるが、同時に白色光において
も７９０ｎｍ波長光においても残留電位が高くなり実用
的でない。これに対し被覆層が設けられた実施例３では
表面電位が充分高く、光感度も白色光においても、’７
９０ｎｍ波長光においても良好で複写機用としても半導
体レーザプリンタ用としても使用し得る特性を示してい
る。

実施例４ ＊ｍ例３で導電性基体ｔ　ｈｌ−ＰＥＴ　カラ外径６゜
１、長さ３２０　ｍｍのＡｌドラムに替えた以外は実施
例３に準じて感光体を炸裂した。

この感光体を実施例２と同じ複写機に装着し絵出し評価
を行なったところ良好な絵出しができた。

また繰り返し複写Ｎｏ、０００枚行なったところ地汚れ
のない複写画像が得られた。実施例２と同様に感光体を
取りはずし外観を観察したところ感光体上の傷などはほ
とんど観察されなかった。

実施例５ 電荷輸送性物質ＡＳＰＰ　６０重量部、ポリエステル樹
脂（商品名バイロン２００：東洋紡製）４０重量部。

Ｔ）ＩＦ　１４００重量部よシなる塗液を乾燥後の膜厚
が１３μｍになるように実施例２に述べたＡｌ　−ＰＥ
Ｔ上にワイヤーバーで塗布し電荷輸送層を形成した。

この電荷輸送層上に電荷発生物質チタニルフタロシアニ
ン（Ｔｌｏｐｃ）を真空蒸着し０．０３μｍの膜厚の電
荷発生層を形成した。

さらにこの電荷発生層上にポリカーボネート樹脂（商品
名パンライ）　Ｌ　−１２２５：帝人化成製）１０重量
部、ジクロルメタン３９０重量部の塗液をワイヤーバー
で乾燥後の膜厚が０．５μｍになるように塗布して被覆
層を形成し感光体を作製した。

比較例３として実施例５で被覆層のみを設けない構成で
全膜厚は電荷輸送層のｇ厚を厚くして実施例５と同じ１
３．５μｍとした感光体を作製した。

これらの感光体について実施例で述べたと同じ方法で電
子写真特性を測建した。その結果を第３表に示す。

オ　　３　　表 第３表に見られるように被覆層を設けた感光体は表面電
位も充分高く、かつ感度も良好で被覆層の効果が顕著で
あることは明らかである。

実施例６ 実施例５で導電性基本を前述のＡｌ　−ＰＩ！：Ｔから
外径６０■、長さ３２０　ＷのＡ１ドラムに替えた以外
は実施例５に準じて感光体を作製した。

この感光体を実施例２と同じ複写機に装着し絵出し評価
を行なったところ良好な絵出しができた。

また繰シ返し複写１０，０００枚行なった結果地汚れの
ない複写画像が得られた。実施例２と同様に感光体を取
シはすし外観をｆ４［した結果、感光体上の傷などはほ
とんど観察されな刀為った。

〔発明の効果〕

本発明によれば、導電性基体上に電荷輸送層を設け、そ
の上に蒸着またはスパッタリングによシミ荷発生層を設
け、さらにその上に塗布法により被覆層を設けた構成の
感光体とすることによシ、有機材料からなプ正帯′亀方
式で使用可能な、優れた電荷受容能を有し耐久性の良好
な積層型感光体を得ることができる。特に、被覆層を設
けることによシミ荷受容能が大幅に向上しており、かつ
被覆層は表面保護層としても機能して感光体の耐久性の
向上にも寄与し、その効果は極めて大きい。

また、本発明による感光体は機能分離型であシ各層を機
能面から個別に考えやすく、材料設計の自由度も大きい
。例えば電荷発生物質は露光光源の種類に対応して好適
な物質を選ぶことができ、−例をあげると７タロシアニ
ン化合物を用いれば半４体レーザプリンタに使用可能な
感光体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の感光体の一実施例を示す概念的断面図
である。 １・・・導電性基体、２・・・電荷輸送層％３・・・電
荷発生層、４・・・被覆層。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）導電性基体上に、有機電荷輸送性物質を含む電荷輸
   送層と、蒸着およびスパッタリングのいずれかの方法で
   形成された有機電荷発生物質を含む電荷発生層と、この
   電荷発生層の表面性状を均一に変化せしめる程度の厚さ
   に形成された被覆層とが順次積層されてなることを特徴
   とする積層型電子写真用感光体。 ２）特許請求の範囲第１項記載の感光体において、有機
   電荷発生物質がフタロシアニン化合物であることを特徴
   とする積層型電子写真用感光体。 ３）特許請求の範囲第１項記載の感光体において、被覆
   層が有機材料および有機材料と無機材料との混合材料の
   いずれかからなることを特徴とする積層型電子写真用感
   光体。 ４）特許請求の範囲第１項記載の感光体において、被覆
   層を塗布法により形成したことを特徴とする積層型電子
   写真用感光体。 ５）特許請求の範囲第１項記載の感光体において、被覆
   層の膜厚が０．１〜３μｍであることを特徴とする積層
   型電子写真用感光体。