JP2000019757A

JP2000019757A - 電子写真用感光体

Info

Publication number: JP2000019757A
Application number: JP10185174A
Authority: JP
Inventors: Masami Kuroda; 昌美黒田
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2000-01-21

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】感光層に電荷輸送物質として新規な有機材料
を用いることにより、正帯電で使用可能な高感度で電気
特性の優れた複写機用およびプリンター用の電子写真用
感光体を提供する。【解決手段】導電性基体上に形成された感光層が下記
一般式（Ｉ）〜（III）のエステル誘導体を電荷輸送物
質として含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真用感光体に
関し、特に感光層に用いられる電荷輸送物質の改良に係
る電子写真用感光体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来は、電子写真用感光体の感光層とし
て、セレンまたはセレン合金などの無機光導電性物質、
酸化亜鉛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が用いられてきた。
しかし、近年では、電子写真用感光体への有機光導電性
物質の適用が進み、感度や耐久性などが改善されて実用
化されるようになってきている。

【０００３】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合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暗所での表面電荷
の保持と光受容時の電荷輸送に寄与する層とに機能分離
した層を積層したいわゆる積層型感光体がある。これら
の感光体を用いた電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、帯電
された感光体表面上への原稿の文字や絵などの静電潜像
の形成、形成された静電潜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定着により行なわ
れ、トナー像転写後の感光体は除電、残留トナーの除
去、光除電などを行なった後、再使用に供される。

【０００４】実用化されている有機感光体は、無機感光
体に比べ、可撓性、膜形成性、低コスト、安全性などの
利点があり、材料の多用性からさらに感度、耐久性など
の改善が進められている。有機感光体のほとんどは、電
荷発生層と電荷輸送層とに機能を分離した積層型の感光
体である。一般に、積層型有機感光体は導電性支持体上
に、顔料、染料などの電荷発生物質からなる電荷発生層
と、ヒドラゾン、トリフェニルアミンなどの電荷輸送物
質からなる電荷輸送層を順に形成したもので、電子供与
性である電荷輸送物質の性質上、正孔移動型となり感光
体表面を負帯電したときに感度を有する。ところが負帯
電では、正帯電に比べ帯電時に用いるコロナ放電が不安
定であり、またオゾンや窒素酸化物などを発生し、感光
体表面に吸着して物理的、化学的劣化を引き起こしやす
く、さらに環境を悪化するという問題がある。このよう
な点から、感光体としては負帯電型感光体よりも使用条
件の自由度の大きい正帯電型感光体の方がその適用範囲
は広く有利である。

【０００５】そこで、正帯電で使用するための感光体が
種々提案されている。例えば、電荷発生物質と電荷輸送
物質を同時に樹脂バインダに分散させて、単層の感光層
として使用する方法が提案され一部実用化されている。
しかし、高速機に適用するには感度が充分でなく、また
繰り返し特性などの点からもさらに改良が必要である。
また、高感度化を目的として機能分離型の積層構造とす
るため、電荷輸送層上に電荷発生層を積層して感光体を
形成し、正帯電で使用する方法が考えられる。しかし、
この方式では電荷発生層が表面に形成されるため、コロ
ナ放電、光照射、機械的摩耗等により、繰り返し使用時
での安定性などに問題がある。この場合、電荷発生層の
上にさらに保護層を設けることも提案されているが、こ
の方法では、機械的摩耗は改善されるものの、感度など
電気特性の低下を招くなどの問題がある。

【０００６】さらに、電荷発生層上に電荷輸送層を積層
して感光体を形成する方法も提案されている。電荷輸送
物質として、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレン
などが知られているが、この物質は発癌性があり、安全
上問題がある。その他、シアノ化合物、キノン系化合物
などが特開昭５０−１３１９４１号、特開平６−５９４
８３号、特開平６−１２３９８６号の各公報などにより
提案されているが、実用化に充分な電子輸送能を有する
化合物が得られていないのが実状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みてなされたものであって、感光層に電荷輸送
物質として今まで用いられたことのない新しい有機材料
を用いることにより、正帯電で使用可能な高感度で電気
特性の優れた複写機用およびプリンター用の電子写真用
感光体を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
解決すべく鋭意検討した結果、電子写真用感光体の感光
層に特定のエステル誘導体のうち少なくとも一種を電荷
輸送物質として含めることによって上記目的を達成する
ことができることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。

【０００９】すなわち、本発明の第１発明の電子写真用
感光体は、導電性基体上に形成された感光層が下記一般
式（I）、（式(I)中、Ｒ ^１、Ｒ ^２、Ｒ ^８およびＲ^９は、夫々シア
ノ基またはアルコキシカルボニル基、Ｒ^３、Ｒ^４、
Ｒ ^５、Ｒ ^６、Ｒ ^７およびＲ^１０は、夫々水素原子、炭素
数１から８のアルキル基を表わす。）で示されるエステ
ル誘導体のうち少なくとも一種を電荷輸送物質として含
むことを特徴とするものである。

【００１０】また、本発明の第２発明の電子写真用感光
体は、導電性基体上に形成された感光層が下記一般式
（II）、（式(II)中、Ｒ^１１、Ｒ^１２、Ｒ^１７およびＲ^１８は、
夫々シアノ基またはアルコキシカルボニル基、Ｒ^１３、
Ｒ^１４、Ｒ^１５、Ｒ^１６、Ｒ^１９及びＲ^２０は、夫々水
素原子、炭素数１から８のアルキル基、置換されてもよ
いアリール基を表わす。）で示されるエステル誘導体の
うち少なくとも一種を電荷輸送物質として含むことを特
徴とするものである。

【００１１】さらに、本発明の第３発明の電子写真用感
光体は、導電性基体上に形成された感光層が下記一般式
(III)、（式(III)中、Ｒ^２１、Ｒ^２２、Ｒ^２７、Ｒ^２８、Ｒ
^３１およびＲ^３２は、夫々シアノ基またはアルコキシカ
ルボニル基、Ｒ^２３、Ｒ^２４、Ｒ^２５、Ｒ^２６、Ｒ^２９
及びＲ^３０は、夫々水素原子、炭素数１から８のアルキ
ル基、置換されてもよいアリール基を表わす。）で示さ
れるエステル誘導体のうち少なくとも一種を電荷輸送物
質として含むことを特徴とするものである。

【００１２】上記（Ｉ）〜（ＩＩＩ）式中の置換基とし
てのアルコキシカルボニル基のアルコキシ基は、好まし
くは炭素数１〜８のものである。

【００１３】従来、前記一般式(I)、（ＩＩ）または
（ＩＩＩ）で示されるエステル誘導体を感光層に用いた
電子写真用感光体の例は知られていない。本発明者ら
は、前記目的を達成するために各種有機材料について鋭
意検討し、これら材料について数多くの実験を行った結
果、その技術的解明は未だ十分なされてはいないが、こ
のような前記一般式(I)、（ＩＩ）または(III)で示され
る特定の骨格を有するエステル誘導体を電荷輸送物質と
して使用することが、電子写真特性の向上に極めて有効
であることを見出し、正帯電で使用可能な高感度で電気
特性の優れた電子写真用感光体を得るに至った。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明に用いられる前記一般式
(I)、(II)または（ＩＩＩ）で示されるエステル誘導体
は、通常の方法により合成することができる。すなわ
ち、前記一般式(I)で示される化合物は下記構造式(IV)
で表されるアルデヒド類と、下記構造式(V)で示される
化合物とを、また前記一般式の(II)で示される化合物は
下記構造式(VI)で表されるアルデヒド類と、下記構造式
(VII)で示される化合物とを、さらに前記一般式の(III)
で示される化合物は下記構造式(VIII)で表されるアルデ
ヒド類と、下記構造式(IX)で示される化合物とを、夫々
アルカリ存在下、適当な有機溶媒、例えば、ベンゼン、
トルエンなどの中で脱水縮合反応させることにより、容
易に合成することができる。

【００１５】こうして得られる前記一般式(I)、(II)および（ＩＩ
Ｉ）で示されるエステル誘導体の具体例を例示すると次
の通りである。

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】本発明の感光体は前述のようなエステル誘
導体を感光層中に含有させたものであるが、これら誘導
体の感光層への適用の仕方によって、図１または図２に
示す如く用いることができる。

【００２１】図１、図２は、夫々本発明の一例としての
電子写真用感光体の概念的断面図を示しており、１は導
電性基体、２及び５は感光層、３は電荷発生層、４は電
荷輸送層、６は被覆層である。

【００２２】図１は、導電性基体１上に電荷発生物質
と、電荷輸送物質であるエステル誘導体とを樹脂バイン
ダー（結着剤）中に分散した感光層２が設けられ、また
必要に応じてさらに被覆層６が設けられた電子写真用感
光体を示しており、通常、単層型感光体と称せられる構
成である。

【００２３】図２は、導電性基体１上に電荷発生物質を
主体とする電荷発生層３と、電荷輸送物質であるエステ
ル誘導体を含有する電荷輸送層４との積層からなる感光
層５が設けられた電子写真用感光体を示しており、通
常、積層型感光体と称せられる構成である。

【００２４】図１に示す感光体は、電荷発生物質を電荷
輸送物質及び樹脂バインダーを溶解した溶液中に分散せ
しめ、この分散液を導電性基体上に塗布することによっ
て作製することができる。さらに必要な場合は被覆層を
塗布形成することができる。

【００２５】図２に示す感光体は、導電性基体上に電荷
発生物質を真空蒸着するか、あるいは電荷発生物質の粒
子を溶剤または樹脂バインダー中に分散して得た分散液
を塗布、乾燥し、その上に電荷輸送物質及び樹脂バイン
ダーを溶解した溶液を塗布、乾燥することにより作製す
ることができる。

【００２６】導電性基体１は、感光体の電極としての役
目と同時に他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よく、材質的にはアルミニ
ウム、ステンレス鋼、ニッケルなどの金属、あるいはガ
ラス、樹脂などの上に導電処理を施したものを用いるこ
とができる。

【００２７】電荷発生層３は、前記したように電荷発生
物質の粒子を樹脂バインダー中に分散させた材料を塗布
するか、あるいは、真空蒸着などの方法により形成さ
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４へ
の注入性が重要で、電場依存性が少なく、低電場でも注
入の良いことが望ましい。電荷発生物質としては、無金
属フタロシアニン、チタニルフタロシアニンなどのフタ
ロシアニン化合物、各種アゾ、キノン、インジゴ、シア
ニン、スクアリリウム、アズレニウム、ピリリウム化合
物などの顔料あるいは染料や、セレンまたはセレン化合
物などが用いられ、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り決まり、一般的には５μｍ
以下であり、好適には２μｍ以下である。電荷発生層は
電荷発生物質を主体としてこれに電荷輸送物質などを添
加して使用することも可能である。樹脂バインダーとし
ては、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、
ポリウレタン、塩化ビニル、フェノキシ樹脂、ポリビニ
ルブチラール、ジアリルフタレート樹脂、メタクリル酸
エステルの重合体および共重合体などを適宜組み合わせ
て使用することが可能である。

【００２８】電荷輸送層４は、樹脂バインダー中に電荷
輸送物質として前記一般式(I)、(II)または(III)で示さ
れるエステル誘導体を分散させた塗膜であり、暗所では
絶縁体層として感光層の電荷を保持し、光受容時には電
荷発生層から注入される電荷を輸送する機能を発揮す
る。かかる電荷輸送層の膜厚は、好ましくは１０〜４０
μｍである。樹脂バインダーとしてポリカーボネート、
ポリエステル、ポリスチレン、メタクリル酸エステルの
重合体および共重合体などを用いることができる。な
お、得られた感光体を使用する際に使用上障害となるオ
ゾン劣化などを防止する目的で、電荷輸送層４にアミン
系、フェノール系、硫黄系、亜リン酸エステル系、リン
系などの酸化防止剤を含有させることも可能である。

【００２９】被覆層６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、かつ感光層が感応
する光を透過する性能を有する。また、被覆層６には、
露光時に光を透過して感光層に到達させ、発生した電荷
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。被覆材料としては、ポリエステル、ポリアミド
などの有機絶縁性皮膜形成材料を適用することができ
る。また、これら有機材料と、ガラス樹脂、ＳｉＯ_２な
どの無機材料、さらには金属、金属酸化物などの電気抵
抗を低減せしめる材料とを混合して用いることができ
る。被覆材料は前述のとお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。

【００３０】被覆層自体の膜厚は被覆層の配合組成にも
依存するが、繰り返し連続使用したとき残留電位が増大
するなど悪影響が出ない範囲で任意に設定することがで
きる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づきより具体的に
説明する。実施例１ｘ型無金属フタロシアニン（以下、Ｈ_２Ｐｃと略記）２
０重量部と前記構造式(I-2)で示されるエステル誘導体
１００重量部とを、ポリエステル樹脂（商品名：バイロ
ン２００、東洋紡（株）製）１００重量部とテトラヒド
ロフラン溶剤とともに３時間混合機により混練して塗布
液を調製し、導電性基体である外径３０ｍｍ、長さ２６
０ｍｍのアルミニウム製ドラム上に塗布して、乾燥後の
膜厚が１０μｍになるように感光体を作製した。

【００３２】実施例２チタニルフタロシアニン（以下、ＴｉＯＰｃと略記）７
０重量部と、塩化ビニル共重合体（商品名：ＭＲ−１１
０、日本ゼオン（株）製）３０重量部とを塩化メチレン
とともに３時間混合機により混練し、塗布液を調製し、
導電性基体であるアルミニウム支持体上に膜厚が約１μ
ｍになるように塗布して、電荷発生層を形成せしめた。
次に、前記構造式(II-4)で示されるエステル誘導体１０
０重量部と、ポリカーボネート樹脂（商品名：ＰＣＺ−
２００、三菱ガス化学（株）製）１００重量部と、シリ
コーンオイル０．１重量部とを塩化メチレンと混合し、
得られた混合液を電荷発生層の上に膜厚が約１０μｍに
なるように塗布して、電荷輸送層を形成せしめた。

【００３３】実施例３実施例２において、ＴｉＯＰｃに代えて下記構造式、で示されるビスアゾ顔料を用い、実施例２と同様にして
電荷発生層を形成せしめた。次に、電荷輸送物質として
前記構造式(III-5)で示されるエステル誘導体１００重
量部と、ポリカーボネート樹脂（商品名：BP-PC、出光
興産（株）製）１００重量部と、シリコーンオイル０．
１重量部とを塩化メチレンと混合し、得られた混合液を
電荷発生層の上に膜厚が約１０μｍになるように塗布し
て、電荷輸送層を形成せしめた。

【００３４】実施例４実施例２において、電荷輸送物質として前記構造式(I-
5)で示されるエステル誘導体を使用し、他は実施例２と
同様にして感光体を作製した。

【００３５】実施例５実施例２において、電荷輸送物質として前記構造式(I-
7)で示されるエステル誘導体を使用し、他は実施例２と
同様にして感光体を作製した。

【００３６】実施例６実施例３におけるビスアゾ顔料に代えて下記構造式、で示されるビスアゾ顔料を用い、実施例３と同様に電荷
発生層を形成せしめた。次に、電荷輸送物質として前記
構造式(II-8)で示されるエステル誘導体１００重量部
と、ポリカーボネート樹脂（商品名：BP-PC、出光興産
（株）製）１００重量部と、シリコーンオイル０．１重
量部とを塩化メチレンと混合し、得られた混合液を電荷
発生層の上に膜厚が約１０μｍになるように塗布して、
電荷輸送層を形成せしめた。

【００３７】このようにして得られた感光体の電子写真
特性を測定した。暗所で＋４．５ｋＶのコロナ放電を行
って感光体表面を正帯電せしめたときの初期の表面電位
をＶｓ（Ｖ）とし、続いてコロナ放電を中止した状態で
５秒間暗所保持したときの表面電位Ｖｄ（Ｖ）を測定
し、さらに続いて感光体表面に照度１００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
め感度Ｅ_１／２（ｌｕｘ・ｓ）とした。また、照度１０
０ルックスの白色光を１０秒間照射したときの表面電位
を残留電位Ｖｒ（Ｖ）とした。また、実施例１、２、４
および５については、長波長光での高感度が期待できる
ので、波長７８０ｎｍの単色光を用いたときの電子写真
特性も同時に測定した。すなわち、Ｖｄまでは上記と同
様に測定し、次に白色光の代わりに１μＷの単色光（７
８０ｎｍ）を照射して半減衰露光量（μＪ／ｃｍ^２）を
求め、また、この光を１０秒間感光体表面に照射したと
きの残留電位Ｖｒ（Ｖ）を測定した。測定結果を下記の
表１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、導電性基体上に電荷輸
送物質として前記一般式(I)、(II)または(III)で示され
るエステル誘導体を用いることにより、正帯電において
高感度で電気特性の優れた感光体を得ることができる。
この場合、電荷発生物質は露光光源の種類に応じて好適
な物質を選ぶことができ、例えばフタロシアニン化合
物、ビスアゾ化合物などを用いて、複写機や半導体レー
ザープリンターに使用可能な感光体を得ることができ
る。さらに必要に応じて表面に被覆層を設置して耐久性
を向上させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例としての単層型感光体を示す概念
的断面図である。

【図２】本発明の他の例としての正帯電の積層型感光体
を示す概念的断面図である。

【符号の説明】

１導電性基体２感光層３電荷発生層４電荷輸送層５感光層６被覆層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性基体上に形成された感光層が下記
一般式(I)、（式(I)中、Ｒ ^１、Ｒ ^２、Ｒ ^８およびＲ^９は、夫々シア
ノ基またはアルコキシカルボニル基、Ｒ^３、Ｒ^４、
Ｒ ^５、Ｒ ^６、Ｒ ^７およびＲ^１０は、夫々水素原子、炭素
数１から８のアルキル基を表わす。）で示されるエステ
ル誘導体のうち少なくとも一種を電荷輸送物質として含
むことを特徴とする電子写真用感光体。
【請求項２】導電性基体上に形成された感光層が下記
一般式(II)、（式(II)中、Ｒ^１１、Ｒ^１２、Ｒ^１７およびＲ^１８は、
夫々シアノ基またはアルコキシカルボニル基、Ｒ^１３、
Ｒ^１４、Ｒ^１５、Ｒ^１６、Ｒ^１９およびＲ^２０は、夫々
水素原子、炭素数１から８のアルキル基、置換されても
よいアリール基を表わす。）で示されるエステル誘導体
のうち少なくとも一種を電荷輸送物質として含むことを
特徴とする電子写真用感光体。
【請求項３】導電性基体上に形成された感光層が下記
一般式(III)、（式(III)中、Ｒ^２１、Ｒ^２２、Ｒ^２７、Ｒ^２８、Ｒ
^３１およびＲ^３２は、夫々シアノ基またはアルコキシカ
ルボニル基、Ｒ^２３、Ｒ^２４、Ｒ^２５、Ｒ^２６、Ｒ^２９
およびＲ^３０は、夫々水素原子、炭素数１から８のアル
キル基、置換されてもよいアリール基を表わす。）で示
されるエステル誘導体のうち少なくとも一種を電荷輸送
物質として含むことを特徴とする電子写真用感光体。