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有機感光体(OPC:Organic Photoconductor)

感光体は光を当てると電荷が発生する性質を持つ光電変換デバイスであり、電子写真方式のプリンターや複写機において中心的な役割を担う機能部材です。

図1:有機感光体断面図

一般的に有機感光体は、図1に示すように円筒形のアルミ基体上に、1.下引き層 2.電荷発生層 3.電荷輸送層の3層から構成されています。電子写真方式において感光体の各層には、それぞれ電気的ストレス、光学的ストレス、機械的ストレスが加わります。その結果、感光体の帯電劣化や、表面が磨耗することによるプリント画質の低下を招き感光体の寿命となり、交換が必要となります。

富士ゼロックスでは、独自にキー材料を分子設計し、それぞれのストレスに対して高い耐久性を保持している有機感光体を開発しました。各層に次のような新規材料を導入することで、感光体の寿命を改善しました。

  1. 下引き層
    N型半導電性ナノ微粒子と電子アクセプターを添加し電気的ストレスによる化学的劣化を防止
  2. 電荷発生層
    高い光感度を有するフタロシアニン系顔料をサブミクロンのレベルで分散し光学的ストレスによる電荷発生の劣化を防止
  3. 電荷輸送層
    フッ素系微粒子潤滑剤をサブミクロンのレベルで分散し機械的ストレスによる耐磨耗性能を向上(図2、右側 紫色感光体)
    さらに電荷輸送材料の分子設計により高速応答性を高めたタイプ(図2、左側 緑色感光体)

このような新規材料の導入により、従来の有機感光体に比べ3倍以上の寿命(当社比)を達成しました。その結果、感光体交換時に発生する使用済みカートリッジ量の大幅な削減を実現し、環境負荷の低減に貢献しています。またこの有機感光体は、低速の小型プリンターから毎分100枚以上を出力する超高速機まで幅広く共通に使用することができることから、感光体生産時の効率化が図れ、生産工場のCO2排出量の削減にも貢献しています。高速応答性を高めたタイプは、システムの小型化に寄与しています。

図2:有機感光体製品群