JP2000075520A

JP2000075520A - 電子写真用感光体

Info

Publication number: JP2000075520A
Application number: JP10242081A
Authority: JP
Inventors: Masami Kuroda; 昌美黒田
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1998-08-27
Filing date: 1998-08-27
Publication date: 2000-03-14
Anticipated expiration: 2018-08-27
Also published as: JP3666262B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】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、高速
度な複写機用及びプリンタ用正帯電型電子写真用感光体
を提供する。【解決手段】導電性基体上に電荷発生物質及び電荷輸
送物質を含有する感光層を設けた電子写真用感光体にお
いて、感光層に、下記一般式（Ｉ）、で示される電子輸送性化合物を電荷輸送物質として含有
する。（式中、Ｒ^１およびＲ^２は水素原子、ハロゲン原
子、炭素数１〜８のアルキル基若しくはアルコキシ基、
アリールアルキル基、アリール基、又は環を形成するた
めの残基、Ａ^１は酸素原子、又は＝ＣＲ^３Ｒ^４（但し、
Ｒ^３およびＲ^４はそれぞれシアノ基又はアルコキシカル
ボニル基）、ｍは１〜４の整数、ｎは１〜５の整数を表
す。）

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、詳しくは、導電性基体上に有機材料を含む感光
層を設けた、電子写真方式のプリンタ、複写機などに用
いられる電子写真用感光体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来は、電子写真方式のプリンタ、ファ
クシミリ、各種複写機等に用いられる電子写真用感光体
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、酸化亜鉛もしくは硫化カドミウムなどの無機光導電
性物質を樹脂バインダー中に分散させたものが用いられ
てきた。近年では、有機光導電性物質を用いた電子写真
用感光体の研究も進み、感度や耐久性などが改善されて
実用化されているものもある。

【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わせ持った、所謂単層型感光体
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、所謂積層型感光体がある。

【０００４】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、カールソンプロセスが適用され
る。この方法での画像形成は、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露光に
よる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、光除電などを行った
後、再使用に供される。

【０００５】実用化されている有機感光体は、無機感光
体に比べ、可とう性、膜形成性、低コスト、安全性など
の利点があり、材料の多様性からさらに感度、耐久性な
どの改善が進められている。

【０００６】有機感光体のほとんどは、電荷発生層と電
荷輸送層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、導電性基体上に、顔料、染料
などの電荷発生物質からなる電荷発生層、ヒドラゾン、
トリフェニルアミンなど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、これが感光体表面に吸
着して物理的、化学的劣化を引きおこしやすく、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。

【０００７】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ーに分散させて、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、単層型感光体は高速機に適用するには感度
が十分ではなく、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。

【０００８】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、機械的摩耗など
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、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。

【０００９】さらに、電荷発生層上に電子輸送性の電荷
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。電子輸送性物質として、２，４，７−トリニトロ−
９−フルオレノンなどが知られているが、この物質は発
ガン性があり、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
公報、特開平６−５９４８３号公報、特開平９−１９０
００２号公報、特開平９−１９０００３号公報などによ
り提案されているが、実用化に十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情であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、上述の問題点を解決するため、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、高速度な複写機用およびプリンタ用
正帯電型電子写真用感光体を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】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するな
かで、数多くの実験を行った結果、その技術的解明はま
だ十分なされてはいないものの、後述の一般式（Ｉ）又
は（II）で表される特定の化合物を電荷発生物質として
使用することが、電子写真特性の向上に極めて有効であ
り、正帯電で使用可能な高感度感光体を得ることができ
ることを見出し、本発明を完成するに至った。

【００１２】即ち、本発明の電子写真用感光体は、導電
性基体上に電荷発生物質および電荷輸送物質を含有する
感光層を設けた電子写真用感光体において、該感光層
に、下記一般式（Ｉ）、（式中、Ｒ^１およびＲ^２はそれぞれ独立に水素原子、ハ
ロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数１〜８のアル
キル基若しくはアルコキシ基、アリールアルキル基、置
換基を有してもよいアリール基、又は環を形成するため
の残基、Ａ^１は酸素原子、又は＝ＣＲ^３Ｒ^４（但し、Ｒ
^３およびＲ^４はそれぞれシアノ基又はアルコキシカルボ
ニル基）、ｍは１〜４の整数、ｎは１〜５の整数を表
す。）で示される電子輸送性化合物の少なくとも１種を
電荷輸送物質として含有することを特徴とするものであ
る。

【００１３】また、本発明の他の電子写真用感光体は、
導電性基体上に電荷発生物質および電荷輸送物質を含有
する感光層を設けた電子写真用感光体において、該感光
層に、下記一般式（II）、（式中、Ｒ^５、Ｒ^６およびＲ
^{７はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、置換基を}
^{有してもよい炭素数１〜８のアルキル基若しくはアルコ}
^{キシ基、アリールアルキル基、置換基を有してもよいア}
^{リール基、又は環を形成するための残基、}Ｂ^１およびＢ
^２はそれぞれ酸素原子、又は＝ＣＲ^８Ｒ^９（但し、Ｒ^８
およびＲ^９はそれぞれシアノ基又はアルコキシカルボニ
ル基）、ｏ、ｐおよびｑは１〜４の整数を表す。）で示
される電子輸送性化合物の少なくとも１種を電荷輸送物
質として含有することを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】前記一般式（Ｉ）および（II）で
示される化合物の具体例を、それぞれ下記の化合物Ｎ
ｏ．Ｉ−１〜Ｉ−１６およびＮｏ．II−１〜II−１６で
表される構造式にて示す。

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】前記一般式（Ｉ）および（II）で示される
化合物は、通常の方法により合成することができる。例
えば、化合物Ｎｏ．Ｉ−１あるいは化合物Ｎｏ．II−１
で示される化合物は、下記構造式（III）あるいは構造
式（IV）で示される化合物を適当な酸化剤（例えば、過
マンガン酸カリウムなど）を用いて有機溶媒（例えば、
クロロホルムなど）中で酸化することにより、それぞれ
容易に合成することができる。

【００２０】以下、本発明の感光体の好適例の具体的構
成について図面を参照しながら説明する。図１および図
２は、感光体の各種構成例を示す模式的断面図である。

【００２１】図１は、所謂単層型感光体の一構成例を示
し、導電性基体１の上に、電荷発生物質と電荷輸送物質
とを樹脂バインダー（結着剤）中に分散させた単層の感
光層２が設けられ、さらに必要に応じて被覆層（保護
層）５が積層されてなる。この感光体は、電荷発生物質
を電荷輸送物質および樹脂バインダ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。

【００２２】図２は、所謂積層型感光体の一構成例を示
し、導電性基体１の上に電荷発生物質を主体とする電荷
発生層３と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層４とが
順次積層された感光層が設けられてなる。この感光体
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
中に分散させて得た分散液を塗布、乾燥し、その上に電
荷輸送物質を樹脂バインダー中に溶解又は分散させて得
た分散液を塗布、乾燥することにより作製することがで
きる。

【００２３】なお、本発明のいずれのタイプの感光体
も、前記電荷輸送物質として前記一般式（Ｉ）または
（II）で表される電子輸送性化合物を含有する。

【００２４】以下、本発明の好適な実施の形態を図２に
示す積層型感光体について説明するが、本発明は以下の
具体例に限定されるものではない。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、樹脂などの上にに導電処
理を施したものを用いることができる。

【００２５】電荷発生層３は、前記のように電荷発生物
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、セレン又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。

【００２６】電荷発生層用の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、塩化ビニル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニル
ブチラール、ジアク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これらの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。

【００２７】電荷輸送層４は、樹脂バインダ中に電荷輸
送物質として前記一般式（Ｉ）または（II）で表される
電子輸送性化合物を分散させた塗膜であり、暗所では絶
縁体層として感光体の電荷を保持し、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。

【００２８】電荷輸送層用の樹脂バインダーとしては、
各種ポリカーボネートをはじめ、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
等を用いることができる。

【００２９】また、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。

【００３０】被覆層５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し、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。被覆層の材料とし
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、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。被覆層の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。

【００３１】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
するなどの悪影響が出ない範囲で任意に設定できる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。実施例１ｘ型無金属フタロシアニン（Ｈ_２Ｐｃ）２重量部と、前
記化合物Ｎｏ．Ｉ−１で示される化合物４０重量部と、
下記式、で表されるベンジジン誘導体６０重量部と、ポリカーボ
ネート樹脂（ＰＣＺ−２００、三菱ガス化学（株）製）
８０重量部とを塩化メチレンとともに３時間混合機によ
り混練して塗布液を調製し、導電性基体である外径３０
ｍｍ、長さ２６０ｍｍのアルミニウム製ドラム上に塗布
して、乾燥後の膜厚が約２０μｍになるように感光体を
作製した。

【００３３】実施例２チタニルフタロシアニン（ＴｉＯＰｃ）２重量部と、前
記化合物Ｎｏ．Ｉ−４で示される化合物３０重量部と、
下記式、で表されるベンジジン誘導体７０重量部と、ポリカーボ
ネート樹脂（ＢＰ−ＰＣ、出光興産（株））８０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て
塗布液を調製し、アルミニウム支持体上に乾燥後の膜厚
が約２０μｍになるように感光体を作製した。

【００３４】実施例３チタニルフタロシアニン（ＴｉＯＰｃ）２重量部と、前
記化合物Ｎｏ．Ｉ−６で示される化合物３０重量部と、
下記式、で表されるトリフェニルアミン誘導体６０重量部と、ポ
リカーボネート樹脂（ＢＰ−ＰＣ、出光興産（株））８
０重量部とを塩化メチレンとともに３時間混合機により
混練して塗布液を調製し、アルミニウム支持体上に乾燥
後の膜厚が約２０μｍになるように感光体を作製した。

【００３５】実施例４実施例３において、チタニルフタロシアニンに代えて下
記式、で表されるスクアリリウム化合物を用い、また化合物Ｎ
ｏ．Ｉ−６に代えて化合物Ｎｏ．II−１の化合物を用い
た以外は実施例３と同様にして感光体を作製した。

【００３６】実施例５チタニルフタロシアニン（ＴｉＯＰｃ）７０重量部と、
塩化ビニル共重合体（商品名ＭＲ−１１０、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て塗布液を調製し、アルミニウム支
持体上に約１μｍになるように塗布し、電荷発生層を形
成した。次に、化合物Ｎｏ．II−７で示される化合物１
００重量部と、ポリカーボネート樹脂（ＰＣＺ−２０
０、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、前記
電荷発生層の上に約１０μｍの膜厚となるように塗布
し、電荷輸送層を形成した。

【００３７】実施例６実施例３において、チタニルフタロシアニンに代えて下
記式、で示されるビスアゾ顔料を用い、また化合物Ｎｏ．Ｉ−
６に代えて化合物Ｎｏ．II−４の化合物を用いた以外は
実施例３と同様にして感光体を作製した。

【００３８】実施例７実施例３において、チタニルフタロシアニンに代えて下
記式、で示されるビスアゾ顔料を用い、また化合物Ｎｏ．Ｉ−
６に代えて化合物Ｎｏ．II−６の化合物を用いた以外は
実施例３と同様にして感光体を作製した。

【００３９】感光体の評価上述の実施例で作製した感光体の電子写真特性を下記の
方法で評価した。感光体に暗所で＋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秒間暗所に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（ｌｕｘ）の白色光を照射して表面電位Ｖｄが
半分になるまでの時間（秒）を求め、感度Ｅ_1/2 （ｌｕ
ｘ・ｓ）とした。

【００４０】また、照度１００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から５については、長波長での高感
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
までは同様に測定し、次に白色光の替わりに１μＷの単
色光（７８０ｎｍ）を照射して半減衰露光量（μＪ／ｃ
ｍ^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をＶｒ（Ｖ）を測定した。測定の
結果を下記の表１に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、導電性基体上に設けら
れた感光層に電荷輸送物質として前記一般式（Ｉ）また
は（II）で示される電子輸送性化合物を用いたことによ
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。また、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、フタロシア
ニン化合物、スクアリリウム化合物、ビスアゾ化合物な
どを用いることにより、半導体レーザプリンタや複写機
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の向上を図るこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る単層型電子写真感光体の模式的構
造断面図である。

【図２】本発明に係る積層型電子写真感光体の模式的構
造断面図である。

【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被覆層（保護層）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性基体上に電荷発生物質および電荷
輸送物質を含有する感光層を設けた電子写真用感光体に
おいて、該感光層に、下記一般式（Ｉ）、（式中、Ｒ^１およびＲ^２はそれぞれ独立に水素原子、ハ
ロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数１〜８のアル
キル基若しくはアルコキシ基、アリールアルキル基、置
換基を有してもよいアリール基、又は環を形成するため
の残基、Ａ^１は酸素原子、又は＝ＣＲ^３Ｒ^４（但し、Ｒ
^３およびＲ^４はそれぞれシアノ基又はアルコキシカルボ
ニル基）、ｍは１〜４の整数、ｎは１〜５の整数を表
す。）で示される電子輸送性化合物の少なくとも１種を
電荷輸送物質として含有することを特徴とする電子写真
用感光体。
【請求項２】導電性基体上に電荷発生物質および電荷
輸送物質を含有する感光層を設けた電子写真用感光体に
おいて、該感光層に、下記一般式（II）、（式中、Ｒ^５、Ｒ^６およびＲ
^{７はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、置換基を}
^{有してもよい炭素数１〜８のアルキル基若しくはアルコ}
^{キシ基、アリールアルキル基、置換基を有してもよいア}
^{リール基、又は環を形成するための残基、}Ｂ^１およびＢ
^２はそれぞれ酸素原子、又は＝ＣＲ^８Ｒ^９（但し、Ｒ^８
およびＲ^９はそれぞれシアノ基又はアルコキシカルボニ
ル基）、ｏ、ｐおよびｑは１〜４の整数を表す。）で示
される電子輸送性化合物の少なくとも１種を電荷輸送物
質として含有することを特徴とする電子写真用感光体。