JP2000056488A

JP2000056488A - 電子写真用感光体

Info

Publication number: JP2000056488A
Application number: JP10223219A
Authority: JP
Inventors: Motohiro Takeshima; 基浩竹嶋; Haruo Kawakami; 春雄川上
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2000-02-25
Also published as: US6045957A; KR20000017133A; CN1246657A; DE19937132A1

Abstract

(57)【要約】【課題】初期と繰り返し使用後との間の帯電電位およ
び残留電位の変動差が小さく、良好な画像を得ることが
できる有機電子写真用感光体を提供する。【解決手段】導電性基体上に、有機化合物を主成分と
した下引き層と、電荷発生層および電荷輸送層を順次積
層してなる感光層とを備えた機能分離積層型電子写真用
感光体において、前記電荷輸送層が下記一般式（Ｉ）、（式中、Ａｒ^１は、置換基を有してもよい芳香族残基、
Ｘは錫、亜鉛、コバルト、ニッケル、鉄またはクロム、
ｎはＸの原子価）で表される金属塩を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式のプ
リンタおよび複写機等に用いられる電子写真用感光体に
関し、詳しくは有機材料を主成分としてなる電荷輸送層
の構成材料の改良技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真用感光体（以下単に「感光体」
と称する場合あり）は、導電性基体上に光導電機能を有
する感光層を積層した構造を基本構造とする。近年、電
荷の発生や輸送を担う機能成分として有機化合物を感光
層に用いる有機電子写真用感光体の研究開発が、材料の
多様性、高生産性、安全性などの利点から活発に行わ
れ、複写機やプリンタなどへの適用が進められている。

【０００３】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、さらには発生し
た電荷を輸送する機能が必要であり、これらの機能を併
せ持った単層の感光層を備えた、いわゆる単層型感光体
と、主として光受容時に電荷発生の機能を担う電荷発生
層と、暗所で表面電荷を保持する機能および光受容時に
電荷発生層にて発生した電荷を輸送する機能を担う電荷
輸送層とに機能分離した層を積層した感光層を備えた、
いわゆる機能分離積層型感光体がある。

【０００４】最近では、有機顔料を電荷発生材料とし
て、これを樹脂バインダーとともに有機溶媒中に溶解、
分散させた塗布液を塗布成膜した層を電荷発生層とし、
また有機低分子化合物を電荷輸送材料として、これを樹
脂バインダーとともに有機溶媒中に溶解、分散させた塗
布液を塗布成膜した層を電荷輸送層とし、これらの層を
積層して感光層とする機能分離積層型電子写真用感光体
が主流となってきている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在有
機感光体は、感光体に求められる要求特性を必ずしも十
分に満足しているとはいえず、特に繰り返し使用時にお
ける電気特性の安定性は、その向上が強く望まれている
要求特性の一つである。具体的には、感光体が実機で連
続して繰り返し使用されたときに、帯電電位または残留
電位の変動が生じ、印字品質の低下を招くという問題が
ある。

【０００６】上記のような電位変動の要因としては、感
光体の露光、除電などのプロセスにおいて発生する有機
膜中への電荷の蓄積や、実機内での連続使用に伴う光、
熱およびオゾン並びに使用環境の温湿度条件の変化など
による有機材料の疲労、劣化といったことが挙げられ
る。特に、電荷の蓄積については、電荷発生層および電
荷輸送層中、またはその界面における電荷のトラップに
起因するものと考えられており、電荷発生材料、電荷輸
送材料を中心に改良が進められているが、まだこの問題
を十分に解決し得る手段、材料は見出されていない。

【０００７】また、上述した繰り返し使用時における帯
電電位および残留電位の変動を抑制する目的で、電荷輸
送層に添加剤を添加しても、従来公知の特定の添加剤で
は十分な効果は得られておらず、添加剤によっては帯電
性の低下または残留電位の上昇を引き起こし、却ってマ
イナス効果となることもある。

【０００８】そこで本発明の目的は、初期と繰り返し使
用後との間の帯電電位および残留電位の変動差が小さ
く、良好な画像を得ることができる有機電子写真用感光
体を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、いかなる
電荷発生層および電荷輸送層と共に用いても、繰り返し
使用時の帯電電位および残留電位の変動抑制に十分な効
果があり、しかも他の電気性能に影響を与えることのな
い添加剤について鋭意検討した結果、電荷輸送層への特
定金属塩の添加により非常に優れた効果が得られること
を見出し、本発明を完成するに至った。

【００１０】即ち、本発明の電子写真用感光体は、導電
性基体上に、有機化合物を主成分とした下引き層と、電
荷発生層および電荷輸送層を順次積層してなる感光層と
を備えた機能分離積層型電子写真用感光体において、前
記電荷輸送層が下記一般式（Ｉ）、（式中、Ａｒ^１は、置換基を有してもよい芳香族残基を
表し、Ｘは錫、亜鉛、コバルト、ニッケル、鉄およびク
ロムからなる群から選ばれる金属原子を表し、ｎはＸの
原子価を表す。）で表される金属塩を含有することを特
徴とするものである。

【００１１】また、本発明の電子写真用感光体は、前記
電子写真用感光体において、前記一般式（Ｉ）で表され
る金属塩に代え、前記電荷輸送層が下記一般式（II）、（式中、Ａｒ^１、ｎおよびＸは前記のものと同じものを
表す。）で表される、配位子中にスチルベン骨格を有す
る金属塩を含有することを特徴とするものである。

【００１２】さらに、本発明の電子写真用感光体は、前
記電子写真用感光体において、前記一般式（Ｉ）で表さ
れる金属塩に代え、前記電荷輸送層が下記一般式（II
I）、（式中、Ａｒ^１、ｎおよびＸは前記のものと同じものを
表し、Ａｒ^２はアルキル基、置換基を有してもよいアリ
ール基、アラルキル基、または水素原子を表す。）で表
される、配位子中にヒドラゾン骨格を有する金属塩を含
有することを特徴とするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的に説明する。図１は、本発明の感光体の一構成例を示
す模式的断面図であり、導電性基体１の上に、下引き層
２を介して、電荷発生層４と電荷輸送層５とが順次積層
されてなる感光層３が設けられた構成の負帯電型の機能
分離積層型感光体である。

【００１４】導電性基体１は、感光体の一電極としての
役目と同時に感光体を構成する各層の支持体ともなって
おり、円筒状、板状、フィルム状などいずれの形状でも
よく、材質的には、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッ
ケルなどの金属類、あるいはガラス、樹脂などの表面に
導電処理を施したものでもよい。

【００１５】下引き層２は、樹脂を主成分とする層やア
ルマイトなどの金属酸化皮膜からなり、導電性基体から
感光層への電荷の注入性を制御するため、または基体表
面の欠陥の被覆、感光層と下地との接着性の向上などの
目的で必要に応じて設けられる。下引き層に用いられる
樹脂材料としては、カゼイン、ポリビニルアルコール、
ポリアミド、メラミン、セルロースなどの絶縁性高分
子、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなど
の導電性高分子が挙げられ、これらの樹脂は単独で、あ
るいは適宜組み合わせで混合して用いることができる。
また、これらの樹脂に二酸化チタン、酸化亜鉛などの金
属酸化物を含有することができる。

【００１６】電荷発生層４は、電荷発生材料として有機
光導電性材料を真空蒸着または有機光導電性材料の粒子
を樹脂バインダー中に分散させた溶液を塗布することに
より形成され、光を受容して電荷を発生する。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５へ
の注入性が重要であり、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。電荷発生材料としては、無
金属フタロシアニン、チタニルフタロシアニン等の各種
フタロシアニン化合物、ビスアゾ化合物等の各種アゾ化
合物の他、キノン、インジゴ、シアニン、スクアリリウ
ム、アズレニウム、ピリリウム化合物等の顔料や染料等
を用いることができる。樹脂バインダーとしては、ポリ
エステル樹脂、ポリビニルアセテート、ポリアクリル酸
エステル、ポリメタクリル酸エステル等のポリエステ
ル、ポリカーボネート、ポリビニルアセトアセタール、
ポリビニルプロピオナール、ポリビニルブチラール、フ
ェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、セルロー
スエステル、セルロースエーテルなどを適宜組み合わせ
で使用することが可能である。

【００１７】樹脂バインダーと電荷発生材料との比率
は、樹脂バインダー１０重量部に対し電荷発生材料は５
から５００重量部、好ましくは１０から１００重量部で
ある。さらに電荷発生層４は、その上部に電荷輸送層５
が積層されるので、その膜厚は電荷発生物質の光吸収係
数によって決まり、一般的には５μｍ以下であり、好適
には１μｍ以下である。

【００１８】電荷輸送層５は、電荷輸送材料、樹脂バイ
ンダーおよび、下記一般式（Ｉ）〜（III）のうちのい
ずれかで表される金属塩により構成される。

【００１９】前記式（Ｉ）〜（III）中、Ａｒ^１は、置
換基を有してもよい芳香族残基を表し、Ｘは錫、亜鉛、
コバルト、ニッケル、鉄およびクロムからなる群から選
ばれる金属原子を表し、ｎはＸの原子価を表し、Ａｒ^２
はアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アラ
ルキル基、または水素原子を表す。好ましくは、Ａｒ^１
はアルキル基、アリール基、水酸基、アルコキシ基、ア
リールオキシ基、アルキルカルボニル基、アリールカル
ボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカ
ルボニル基、カルボキシル基、シアノ基などの置換基を
有してもよいベンゼン、ナフタレンまたはアントラセン
などの芳香環残基を表す。

【００２０】次に、一般式（Ｉ）〜（III）で表される
金属原子中のＸが亜鉛である金属塩の主な具体例を示す
が、これらに限定されるものではなく、金属原子が錫、
コバルト、ニッケル、鉄またはクロムでもよい。なお、
例示金属塩（Ｉ−１）から（Ｉ−９）までは上記一般式
（Ｉ）に関するもの、例示金属塩（II−１）から（II−
９）までは上記一般式（II）に関するもの、例示金属塩
（III−１）から（III−２７）までは上記一般式（II
I）に関するものである。

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】電荷輸送材料としては、ヒドラゾン化合
物、ブタジエン化合物、ジアミン化合物、インドール化
合物、インドリン化合物、スチルベン化合物、ジスチル
ベン化合物などが夫々単独で、あるいは適宜組み合わせ
で混合して用いられる。樹脂バインダーとしては、ビス
フェノールＡ型、ビスフェノールＺ型、ビスフェノール
Ａ型−ビフェニル共重合体などのポリカーボネート樹
脂、ポリスチレン樹脂、ポリフェニレン樹脂などが夫々
単独で、あるいは適宜組み合わせで混合して用いられ
る。

【００２６】電荷輸送材化合物の使用量は、樹脂バイン
ダー１００重量部に対し２〜５０重量部、好適には３〜
３０重量部である。電荷輸送層の膜厚としては、実用上
有効な表面電位を維持するためには３〜５０μｍの範囲
が好ましく、より好適には１５〜４０μｍである。

【００２７】また、上述した本発明に係る金属塩を電荷
輸送層に添加する割合は、通常、バインダー樹脂１００
重量部に対して０．０１〜１０重量部、好適には０．１
〜３重量部である。

【００２８】さらに、下引き層、電荷輸送層には感度の
向上、残留電位の減少、あるいは耐環境性や有害な光に
対する安定性の向上などを目的として、必要に応じて電
子受容性物質、酸化防止剤、光安定剤などを添加するこ
とができる。このような目的で用いられる化合物として
は、トコフェロールなどのクロマール誘導体、エーテル
化化合物、エステル化化合物、ポリアリールアルカン化
化合物、ハイドロキノン誘導体、ジエーテル化化合物、
ベンゾフェノン誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、チ
オエーテル化合物、フェニレンジアミン誘導体、ホスホ
ン酸エステル、亜リン酸エステル、フェノール化合物、
ヒンダードフェノール化合物、直鎖アミン化合物、環状
アミン化合物、ヒンダードアミン化合物などが挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。

【００２９】さらに、感光層中には、形成した膜のレベ
リング性の向上や、さらなる潤滑性の付与を目的とし
て、シリコーンオイルやフッ素系オイルなどのレベリン
グ剤を含有させることもできる。

【００３０】さらにまた、感光層表面に耐環境性や機械
的強度をより向上させる目的で、必要に応じて表面保護
層を設けてもよい。表面保護層は、機械的ストレスに対
する耐久性および耐環境性に優れた材料で構成され、電
荷発生層が感応する光をできるだけ低損失で透過させる
性能を有していることが望まれる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明を実施例について説明する。実施例１導電性基体としてアルミニウム円筒を用い、その外周面
に下引き層としてアルコール可溶性ナイロン（東レ
（株）製「ＣＭ８０００」）５重量部と、アミノシラ
ン処理された酸化チタン微粒子５重量部とをメタノール
９０重量部に溶解、分散させて調製した塗布液を浸積塗
工し、温度１００℃で３０分間乾燥して、膜厚約３μｍ
の下引き層を形成した。

【００３２】この下引き層上に、電荷発生材料として下
記構造式（Ａ）、で表されるオキシチタニウムが配位したフタロシアニン
１重量部と、樹脂バインダーとしてポリビニルビチラー
ル樹脂（積水化学（株）製「エスレックＫＳ−１」）
１．５重量部とをジクロロメタン６０重量部に溶解、分
散させて調製した塗布液を浸積塗工し、温度８０℃で３
０分間乾燥して、膜厚約０．３μｍの電荷発生層を形成
した。

【００３３】この電荷発生層上に、電荷輸送材料として
下記構造式（Ｂ）、で表されるスチルベン化合物９０重量部と、樹脂バイン
ダーとしてポリカーボネート樹脂（出光興産（株）製
「タフゼットＢ−５００」）１１０重量部と、前記例示
構造式（Ｉ−１）の亜鉛塩０．１重量部とを、ジクロロ
メタン９２５重量部に溶解した塗布液を塗布成膜し、温
度９０℃で６０分間乾燥して、膜厚約３５μｍの電荷輸
送層を形成し、有機電子写真用感光体を作製した。

【００３４】実施例２実施例１の亜鉛塩を配位子中にスチルベン骨格を有する
前記例示構造式（II−１）の亜鉛塩に代えた以外は、実
施例１と同様の方法で有機電子写真用感光体を作製し
た。

【００３５】実施例３実施例１の亜鉛塩を配位子中にヒドラゾン骨格を有する
前記例示構造式（III−１）の亜鉛塩に代えた以外は、
実施例１と同様の方法で有機電子写真用感光体を作製し
た。

【００３６】実施例４実施例１の亜鉛塩を配位子中にヒドラゾン骨格を有する
前記例示構造式（III−１０）の亜鉛塩に代えた以外
は、実施例１と同様の方法で有機電子写真用感光体を作
製した。

【００３７】実施例５実施例１の亜鉛塩を配位子中にヒドラゾン骨格を有する
前記例示構造式（III−１９）の亜鉛塩に代えた以外
は、実施例１と同様の方法で有機電子写真用感光体を作
製した。

【００３８】実施例６実施例１で使用した亜鉛塩の金属原子を錫原子に代えた
以外は、実施例１と同様の方法で有機電子写真用感光体
を作製した。

【００３９】実施例７実施例１で使用した亜鉛塩の金属原子をコバルト原子に
代えた以外は、実施例１と同様の方法で有機電子写真用
感光体を作製した。

【００４０】実施例８実施例１で使用した亜鉛塩の金属原子をニッケル原子に
代えた以外は、実施例１と同様の方法で有機電子写真用
感光体を作製した。

【００４１】実施例９実施例１で使用した亜鉛塩の金属原子を鉄原子に代えた
以外は、実施例１と同様の方法で有機電子写真用感光体
を作製した。

【００４２】実施例１０実施例１で使用した亜鉛塩の金属原子をクロム原子に代
えた以外は、実施例１と同様の方法で有機電子写真用感
光体を作製した。

【００４３】実施例１１実施例１で使用した電荷輸送材料を、下記構造式
（Ｃ）、で表されるジアミン化合物に代えた以外は、実施例１と
同様の方法で有機電子写真用感光体を作製した。

【００４４】実施例１２実施例１１で使用した亜鉛塩を配位子中にスチルベン骨
格を有する前記例示構造式（II−１）の亜鉛塩に代えた
以外は、実施例１１と同様の方法で有機電子写真用感光
体を作製した。

【００４５】実施例１３実施例１１で使用した亜鉛塩を配位子中にヒドラゾン骨
格を有する前記例示化合物（III−１）の亜鉛塩に代え
た以外は、実施例１１と同様の方法で有機電子写真用感
光体を作製した。

【００４６】実施例１４実施例１１で使用した亜鉛塩を配位子中にヒドラゾン骨
格を有する前記例示化合物（III−１０）の亜鉛塩に代
えた以外は、実施例１１と同様の方法で有機電子写真用
感光体を作製した。

【００４７】実施例１５実施例１１で使用した亜鉛塩を配位子中にヒドラゾン骨
格を有する前記例示化合物（III−１９）の亜鉛塩に代
えた以外は、実施例１１と同様の方法で有機電子写真用
感光体を作製した。

【００４８】実施例１６実施例１１で使用した亜鉛塩の金属原子を錫原子に代え
た以外は、実施例１１と同様の方法で有機電子写真用感
光体を作製した。

【００４９】実施例１７実施例１１で使用した亜鉛塩の金属原子をコバルト原子
に代えた以外は、実施例１１と同様の方法で有機電子写
真用感光体を作製した。

【００５０】実施例１８実施例１１で使用した亜鉛塩の金属原子をニッケル原子
に代えた以外は、実施例１１と同様の方法で有機電子写
真用感光体を作製した。

【００５１】実施例１９実施例１１で使用した亜鉛塩の金属原子を鉄原子に代え
た以外は、実施例１１と同様の方法で有機電子写真用感
光体を作製した。

【００５２】実施例２０実施例１１で使用した亜鉛塩の金属原子をクロム原子に
代えた以外は、実施例１１と同様の方法で有機電子写真
用感光体を作製した。

【００５３】比較例１前記実施例において使用した金属塩を電荷輸送層中に添
加せずに、実施例１と同様の方法で有機電子写真用感光
体を作製した。

【００５４】比較例２前記実施例において使用した金属塩を電荷輸送層中に添
加せずに、実施例１１と同様の方法で有機電子写真用感
光体を作製した。

【００５５】感光体の評価上記実施例１〜２０および比較例１、２の感光体の電気
特性を、下記の方法で評価した。作製した感光体を暗所
で−６５０Ｖに帯電せしめた後、回転を停止させた感光
体ドラムの表面電位の５秒後の表面電位の保持率を求め
た。続いて、感光体ドラム表面に露光光を照射し続け、
帯電電位が−６００Ｖから−３００Ｖに到達するのに必
要な露光量を半減露光量Ｅ_１／２と呼び、半減露光量を
求めた。また、上記感度測定においてトータル光量５μ
Ｊ／ｃｍ^２の露光光を照射した直後の感光体表面電位を
残留電位と呼び、残留電位を求めた。

【００５６】また、作製した感光体を、感光体の表面電
位を測定すべく改造を施したレーザービームプリンター
に搭載し、初期および３万枚印字後の帯電電位および残
留電位変動の抑制効果を評価した。その結果を表１に示
す。

【００５７】

【表１】

【００５８】上記表１の結果から明らかなように、電荷
輸送層中に上述の一般式（Ｉ）〜（III）で表される金
属塩を用いた、本発明における実施例１〜２０の感光体
は、電荷輸送層中に金属塩を含有しない比較例１および
２の感光体と比較して、連続使用後の帯電電位および残
留電位変動の抑制効果があることが判明した。

【００５９】また、上記実施例に示したフタロシアニン
化合物を用いるレーザービームプリンター用感光体のみ
ならず、アナログ複写機用、デジタル複写機用、ファク
シミリ用感光体においても、本発明に係る金属塩を電荷
輸送層中に含有させることにより、実際のプリンター、
デジタル複写機、ファクシミリに搭載した際に、同様な
効果が得られた。

【００６０】

【発明の効果】本発明により、初期と繰り返し使用後と
の間の帯電電位および残留電位の変動差が小さく、良好
な画像を得ることができる有機電子写真用感光体を提供
するこが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る負帯電機能分離積層型電子写真用
感光体の模式的断面図である。

【符号の説明】

１導電性基体２下引き層３感光層４電荷発生層５電荷輸送層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性基体上に、有機化合物を主成分と
した下引き層と、電荷発生層および電荷輸送層を順次積
層してなる感光層とを備えた機能分離積層型電子写真用
感光体において、前記電荷輸送層が下記一般式（Ｉ）、（式中、Ａｒ^１は、置換基を有してもよい芳香族残基を
表し、Ｘは錫、亜鉛、コバルト、ニッケル、鉄およびク
ロムからなる群から選ばれる金属原子を表し、ｎはＸの
原子価を表す。）で表される金属塩を含有することを特
徴とする電子写真用感光体。
【請求項２】請求項１記載の電子写真用感光体におい
て、前記一般式（Ｉ）で表される金属塩に代え、前記電
荷輸送層が下記一般式（II）、（式中、Ａｒ^１、ｎおよびＸは前記のものと同じものを
表す。）で表される、配位子中にスチルベン骨格を有す
る金属塩を含有することを特徴とする電子写真用感光
体。
【請求項３】請求項１記載の電子写真用感光体におい
て、前記一般式（Ｉ）で表される金属塩に代え、前記電
荷輸送層が下記一般式（III）、（式中、Ａｒ^１、ｎおよびＸは前記のものと同じものを
表し、Ａｒ^２はアルキル基、置換基を有してもよいアリ
ール基、アラルキル基、または水素原子を表す。）で表
される、配位子中にヒドラゾン骨格を有する金属塩を含
有することを特徴とする電子写真用感光体。