JP2001255676A - 電子写真用感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高感度で、実際の画像形成装置に搭載した際
に長時間の連続使用に耐え得るような、繰り返し安定性
に優れた電子写真用感光体を提供する。 【解決手段】 導電性基体上に、電荷発生層および電荷
輸送層を有する積層型電子写真用感光体において、該電
荷輸送層および電荷発生層のいずれか一方または双方
が、下記一般式（Ｉ）、

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
（以下、単に「感光体」とも称する）に関し、詳しく
は、有機材料を含む感光層を有し、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】電子写真用感光体は、現在、電子写真方
式のプリンタやファクシミリ、デジタル複写機、アナロ
グ複写機等において広く用いられている。かかる感光体
には、暗所で表面電荷を保持する機能と、光を受容して
電荷を発生する機能と、同じく光を受容して発生した電
荷を輸送する機能とが必要であり、その層構成により、
一つの層でこれらの機能を併せ持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
電荷の保持および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とに大
別される。

【０００３】また、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と、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と、
形成された静電潜像のトナーによる現像と、現像された
トナー像の紙などの支持体への定着とにより行われ、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。

【０００４】かかるカールソンプロセスを用いた電子写
真装置には、各種の画像形成プロセスが採用されてい
る。帯電プロセスとしては、金属ワイヤーを用いたコロ
トロン方式およびスコロトロン方式、帯電ブラシや帯電
ローラーを用いた接触帯電方式が挙げられ、また、現像
プロセスとしては、２成分現像方式、非磁性１成分現像
方式、磁性１成分現像方式等が挙げられる。

【０００５】一方、電子写真用感光体に用いられる感光
材料としては、従来より、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、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールまたはポリビニルア
ントラセンなどの有機光導電性物質、フタロシアニン化
合物あるいはビスアゾ化合物などの有機光導電性物質を
樹脂結着剤中に分散させたもの、または、真空蒸着させ
たものなどが使用されている。

【０００６】近年では、可とう性、熱安定性、膜形成性
などの利点により、有機材料を用いた電子写真用感光体
が多数実用化されてきている。例えば、ポリ−Ｎ−ビニ
ルカルバゾールと２，４，７−トリニトロフルオレン−
９−オンとからなる感光体（米国特許第３４８４２３７
号明細書に記載）や、有機顔料を主成分とする感光体
（特開昭４７−３７５４３号公報に記載）、染料と樹脂
とからなる共晶錯体を主成分とする感光体（特開昭４７
−１０７８５号公報に記載）などである。

【０００７】かかる有機感光体としては、現在、無金属
フタロシアニン、チタニルフタロシアニン等の金属フタ
ロシアニン、または、アゾ化合物等と、樹脂バインダと
からなる電荷発生層と、ヒドラゾン化合物、スチリル化
合物、ジアミン化合物またはブタジエン化合物等と樹脂
バインダとからなる電荷輸送層とを積層してなる機能分
離型積層構造のものが主流となっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機材
料は無機材料にない多くの長所を持つものの、未だ電子
写真用感光体に要求されるすべての特性を十分に満足す
るものは得られていないのが現状である。これまで実用
化されてきた有機感光体は、電気特性的に不十分であ
り、残留電位が高いために画像障害が発生したり、実用
条件下で長時間使用した場合に、帯電電位の低下や残留
電位の上昇、感度の低下等の問題が発生するなどの様々
な解決すべき問題点を抱えている。

【０００９】従って現在、高感度で、かつ、電子写真装
置に搭載して実使用に供する際に、長時間の連続使用に
伴う特性変動の少ない有機感光体の製品化が強く望まれ
ている。特に、上記の各種画像形成プロセスを具備した
各種の電子写真装置において、長時間の連続使用に十分
に耐え得るだけの裕度をもった感光体に対する市場の要
求が強まっている。

【００１０】そこで本発明の目的は、高感度で、かつ、
実際の画像形成装置に搭載した際に長時間の連続使用に
耐え得るような、繰り返し安定性に優れた電子写真用感
光体を提供することにあり、特には、上述のコロトロン
方式、スコロトロン方式および帯電ブラシや帯電ローラ
ー等を用いた接触帯電方式等の各種帯電プロセス、並び
に、２成分現像方式、非磁性１成分現像方式および磁性
１成分現像方式等の各種現像プロセスを有する種々の電
子写真装置に対応可能な裕度をもった有機感光体を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の電子写真用感光体は、導電性基体上に、電
荷発生層および電荷輸送層を有する積層型電子写真用感
光体において、該電荷輸送層および電荷発生層のいずれ
か一方または双方が、下記一般式（Ｉ）または（II）、 （式中、Ｒ¹およびＲ²は夫々独立に水素原子、ハロゲン
原子、ヒドロキシル基、置換もしくは無置換の炭素数１
〜１０のアルキル基、アルコキシ基、アルキルアミノ
基、ニトロ基またはシアノ基を表し、Ｘは酸素原子また
は硫黄原子を表す）、 （式中、Ｒ³およびＲ⁴は夫々独立に水素原子、ハロゲン
原子、ヒドロキシル基、置換もしくは無置換の炭素数１
〜１０のアルキル基、アルコキシ基、アルキルアミノ
基、ニトロ基またはシアノ基を表し、ＸおよびＹは夫々
独立に酸素原子または硫黄原子を表す）で示される化合
物を含有することを特徴とするものである。上記一般式
（Ｉ）または（II）で示される化合物を添加することに
より、従来なかった卓越した感光体特性の安定化を実現
することが可能となる。

【００１２】また、本発明の他の電子写真用感光体は、
導電性基体上に、感光層を有する単層型電子写真用感光
体において、該感光層が、前記一般式（Ｉ）または（I
I）で示される化合物のいずれか一方または双方を含有
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、本発明の具体的な実施の形
態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、いわゆ
る負帯電積層型電子写真用感光体を示しており、支持体
１上に中間層５を介して電荷発生層２および電荷輸送層
３を順次積層して構成されている。また、図２は、いわ
ゆる正帯電積層型感光体を示しており、支持体１上に電
荷輸送層３および電荷発生層２を順次積層して、さらに
保護層４を形成して構成されている。さらに、図３は、
いわゆる正帯電単層型感光体を示しており、支持体１上
に中間層５を介して単層の感光層６を積層して構成され
ている。尚、いずれのタイプの感光体においても保護層
４および中間層５は必須ではなく、必要に応じて適宜設
けることができるものである。以下、本発明の具体的な
実施の形態について、図１の負帯電積層型感光体を例に
とって説明するが、以下の記載は本発明の範囲を何ら限
定するものではない。

【００１４】本発明においては、電荷輸送層２および電
荷発生層３のいずれか一方または双方が、前記一般式
（Ｉ）または（II）で示される化合物を含有することが
必要である。以下に、かかる化合物の具体例を示すが、
本発明はこれに限定されるものではない。尚、電荷発生
層および／または電荷輸送層におけるかかる化合物の添
加量は、好ましくは０．０５〜１０重量％であり、より
好ましくは０．２〜５重量％である。

【００１５】

【００１６】

【００１７】支持体１としては、アルミニウム製円筒
や、アルミニウム蒸着のフィルム等の導電性基体単独、
若しくは、導電性基体の表面をアルマイト化したもの、
または、樹脂皮膜等により表面修飾を施したものなどを
用いることができる。

【００１８】かかる表面修飾に用いる高分子分散皮膜
（中間層４）の材料としては、カゼイン、ポリビニルア
ルコール、ナイロン、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、または、これら
高分子に金属酸化物粉末や低分子化合物を含有せしめた
ものなどが挙げられる。

【００１９】電荷発生層２は、電荷発生物質と樹脂バイ
ンダとにより構成される。電荷発生物質としては、下記
の具体例（III−１）〜（III−６）に示す各種フタロシ
アニン化合物、（III−７）〜（III−２４）に示すアゾ
化合物、（III−２５）〜（III−３２）に示すアンスア
ンスロン化合物およびこれらの誘導体等を用いることが
できる。また、電荷発生層用の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、エポキシ、ポリビニルブチラール、ポリビニルア
セタール、フェノキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル
樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニ
ル樹脂、ホルマール樹脂、セルロース樹脂およびこれら
の共重合体、または、これらのハロゲン化物やシアノエ
チル化合物等を、単独で、または、適宜混合して用いる
ことができる。

【００２０】電荷輸送層３は、電荷輸送物質と樹脂バイ
ンダとにより構成される。電荷輸送物質としては下記の
具体例（IV−１）〜（IV−１２）に示す各種化合物を単
独で、または、適宜組合せて用いることができる。電荷
輸送用の樹脂バインダとしては、具体例（Ｖ−１）〜
（Ｖ−７）に示す各種ポリカーボネートをはじめ、ポリ
スチレン、ポリアリレート、ポリフェニレンエーテルア
クリル樹脂などを用いることができる。

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】また、感光層中には、酸化防止剤として、
下記具体例（VI−１）〜（VI−４５）に示す化合物等を
添加することが好ましい。

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【実施例】以下に、本発明を、実施例に基づきより詳細
に説明する。尚、以下の実施例においては、導電性基体
（支持体１）として、アルミニウム製の肉厚１ｍｍ、長
さ３１０ｍｍ、外径６０ｍｍの円筒状基体を洗浄、乾燥
したものを用いた。

【００３７】実施例１ アルコール可溶性共重合ポリアミド樹脂（東レ（株）製
「ＣＭ８０００」）１０重量部をメタノール４５重量部
および塩化メチレン４５重量部を混合した溶剤に溶解し
て調製した樹脂皮膜塗布液を用いて、上述のアルミニウ
ム円筒基体表面上にディッピング塗布を行い、その後、
温度９０℃にて３０分間乾燥して、樹脂皮膜厚０．１μ
ｍの中間層４を形成した。

【００３８】次に、ポリビニルアセタール樹脂（積水化
学工業（株）製「エスレックＫＳ−１」）１重量部と、
電荷発生物質としての前記具体例（III−１７）で示さ
れるビスアゾ化合物１重量部とを、メチルエチルケトン
１５０重量部と混合して、ボールミルで４８時間分散処
理を行った。これにより得られた塗布液を前述の中間層
４上にディッピング塗布して、その後、温度９０℃で３
０分間乾燥して、樹脂皮膜厚０．２μｍの電荷発生層２
を形成した。

【００３９】続いて、電荷輸送物質としての前記具体例
（IV−１）で示されるヒドラゾン化合物５０重量部およ
び前記具体例（IV−２）で示されるヒドラゾン化合物５
０重量部と、樹脂バインダとしての前記具体例（Ｖ−
４）で示されるビスフェノールＡ型−ビフェニル共重合
ポリカーボネート（出光興産（株）製「タフゼット」）
１００重量部と、前記具体例（VI−２）で示されるヒン
ダードフェノール系化合物５重量部と、前記具体例（Ｉ
−３）で示されるベンゾチアゾール系化合物２重量部と
を、ジクロロメタン８００重量部に溶解して、電荷輸送
層用塗布液を調製した。これを、前述と同様の方法にて
電荷発生層上に塗布した後、温度９０℃で６０分間乾燥
して、膜厚約２０μｍの電荷輸送層３を作製した。

【００４０】実施例２ 前記具体例（Ｉ−３）のベンゾチアゾール系化合物を前
記具体例（Ｉ−２）のものに代えた以外は実施例１と同
様にして、感光体を作製した。

【００４１】実施例３ 前記具体例（Ｉ−３）のベンゾチアゾール系化合物を前
記具体例（II−２）のものに代えた以外は実施例１と同
様にして、感光体を作製した。

【００４２】実施例４ 前記具体例（Ｉ−３）のベンゾチアゾール系化合物を前
記具体例（II−７）のものに代えた以外は実施例１と同
様にして、感光体を作製した。

【００４３】実施例５ 電荷発生物質としての前記具体例（III−１７）のビス
アゾ化合物を前記具体例（III−７）のものに代えた以
外は実施例１と同様にして、感光体を作製した。

【００４４】実施例６ 電荷発生物質としての前記具体例（III−１７）のビス
アゾ化合物を前記具体例（III−２４）のものに代えた
以外は実施例１と同様にして、感光体を作製した。

【００４５】実施例７ 電荷輸送物質としての前記具体例（IV−１）のヒドラゾ
ン化合物５０重量部および前記具体例（IV−２）のヒド
ラゾン化合物５０重量部を、前記具体例（IV−３）のヒ
ドラゾン化合物５０重量部および前記具体例（IV−４）
のブタジエン化合物５０重量部に代えた以外は実施例１
と同様にして、感光体を作製した。

【００４６】実施例８ 電荷輸送物質としての前記具体例（IV−１）のヒドラゾ
ン化合物５０重量部および前記具体例（IV−２）のヒド
ラゾン化合物５０重量部を、前記具体例（IV-１０）の
ジアミン化合物５０重量部および前記具体例（IV−１
１）のジスチリル化合物５０重量部に代えた以外は実施
例１と同様にして、感光体を作製した。

【００４７】実施例９ 電荷輸送層用樹脂バインダとしての前記具体例（Ｖ−
４）のポリカーボネート樹脂を、前記式（Ｖ−２）のポ
リカーボネート樹脂に代えた以外は実施例１と同様にし
て、感光体を作製した。

【００４８】実施例１０ 前記具体例（VI−２）の添加剤を、前記具体例（VI−３
０）のものに代えた以外は実施例１と同様にして、感光
体を作製した。

【００４９】実施例１１ 前記具体例（VI−２）の添加剤を、前記具体例（VI−３
７）のものに代えた以外は実施例１と同様にして、感光
体を作製した。

【００５０】比較例１ ベンゾチアゾール系化合物を電荷輸送層に含有せしめな
い以外は実施例１と同様にして、感光体を作製した。

【００５１】比較例２ ベンゾチアゾール系化合物を電荷輸送層に含有せしめな
い以外は実施例５と同様にして、感光体を作製した。

【００５２】比較例３ ベンゾチアゾール系化合物を電荷輸送層に含有せしめな
い以外は実施例８と同様にして、感光体を作製した。

【００５３】比較例４ ベンゾチアゾール系化合物を電荷輸送層に含有せしめな
い以外は実施例１０と同様にして、感光体を作製した。

【００５４】感光体の評価 上述の実施例および比較例で作製した感光体の電子写真
特性を下記の手順に従って評価した。まず、感光体に対
し暗所で−６．０ｋＶのコロナ放電を１０秒間行って感
光体表面を負帯電せしめ、続いて、感光体表面に照度２
ｌｕｘの白色光を照射して、表面電位が半分になるまで
の時間（ｓ）を求めて半減衰露光量Ｅ１／２（ｌｕｘ・
ｓ）とし、さらに５秒後の電位を残留電位（Ｖ）として
測定した。また、連続使用時における電位変動を評価す
る目的で、スコロトロン方式の帯電プロセスおよび２成
分現像方式の現像プロセスを有するアナログ複写機にお
いて、帯電機構、露光機構、除電機構の出力を固定し
た。その後、この複写機に夫々の感光体を搭載して、常
温常湿（温度２０℃、湿度６０％ＲＨ）の雰囲気下で、
Ａ３用紙５万枚のランニング試験を行い、ランニング開
始時および終了時の白紙電位（Ｖｗ）と黒紙電位（Ｖ
ｂ）を測定することにより、ランニングに伴う各電位変
化量（△Ｖｗ、△Ｖｂ）を得た。これらの結果を下記表
１に示す。

【００５５】

【表１】

【００５６】上記表１中の実施例１〜１１および比較例
１〜４の結果から明らかなように、前記一般式（Ｉ）ま
たは（II）で示される化合物を加えないで作製した感光
体は、加えたものに比して残留電位が大きく、また、実
機でのランニング試験による電位変動も大きく、耐久性
に乏しい。

【００５７】また、実施例１と実施例５、６との比較か
らは、電荷発生物質を変えても安定した感光体特性を示
すことが確かめられ、さらに、実施例７、８との比較か
らは、電荷輸送物質を代えた場合にも、実施例９および
実施例１０、１１との比較からは、電荷輸送層の樹脂バ
インダおよび酸化防止剤を代えた場合にも、夫々同様の
効果を得ることができ、本発明の感光体が、種々な材料
系で広く使用が可能であることが確認できた。

【００５８】尚、本発明に係る化合物は、上記実施例に
おける電荷輸送層に添加した場合のみならず、電荷発生
層への添加によっても同様の効果が得られることが確か
められている。また、上記実施例のアゾ化合物を用いた
アナログ複写機感光体の場合のみならず、前記具体例
（III−１）〜（III−６）の無金属フタロシアニンや金
属フタロシアニンを用いた、プリンタ用、デジタル複写
機用、ファクシミリ用の感光体、さらには単層型電子写
真用感光体においても、本発明に係る化合物を電荷発生
層および／または電荷輸送層に含有させることにより、
実際のプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリに搭載
した場合に同様な効果を得ることができた。

【００５９】さらにまた、上記実施例においてはスコロ
トロン方式ならびに２成分現象方式を有する複写機を代
表例として取り上げたが、本発明の感光体は、コロトロ
ン方式、帯電ブラシ方式、帯電ローラー方式の各種帯電
プロセス、および、１成分現像方式等の現像プロセスを
具備した各種アナログ複写機、デジタル複写機、プリン
タ、ファクシミリ装置へ適用した場合にも、同様に優れ
た繰り返し安定性を示すものである。

【００６０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、良好な電気特性、特には低い残留電位を有し、ま
た、各種画像形成プロセスを具備する各種電子写真装置
での繰り返し使用時においても高感度で、かつ、長期の
連続使用を経ても電位特性や感度特性の経時変化のな
い、安定性に優れた感光体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例の負帯電積層型電子写真用感光体
を示す模式的構造断面図である。

【図２】本発明の他の例の正帯電積層型電子写真用感光
体を示す模式的構造断面図である。

【図３】本発明のさらに他の例の正帯電単層型電子写真
用感光体を示す模式的構造断面図である。

【符号の説明】

１ 支持体 ２ 電荷発生層 ３ 電荷輸送層 ４ 保護層 ５ 中間層 ６ 感光層（単層型）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性基体上に、電荷発生層および電荷
   輸送層を有する積層型電子写真用感光体において、該電
   荷輸送層および電荷発生層のいずれか一方または双方
   が、下記一般式（Ｉ）、 （式中、Ｒ¹およびＲ²は夫々独立に水素原子、ハロゲン
   原子、ヒドロキシル基、置換もしくは無置換の炭素数１
   〜１０のアルキル基、アルコキシ基、アルキルアミノ
   基、ニトロ基またはシアノ基を表し、Ｘは酸素原子また
   は硫黄原子を表す）で示される化合物を含有することを
   特徴とする電子写真用感光体。
2. 【請求項２】 導電性基体上に、電荷発生層および電荷
   輸送層を有する積層型電子写真用感光体において、該電
   荷輸送層および電荷発生層のいずれか一方または双方
   が、下記一般式（II）、 （式中、Ｒ³およびＲ⁴は夫々独立に水素原子、ハロゲン
   原子、ヒドロキシル基、置換もしくは無置換の炭素数１
   〜１０のアルキル基、アルコキシ基、アルキルアミノ
   基、ニトロ基またはシアノ基を表し、ＸおよびＹは夫々
   独立に酸素原子または硫黄原子を表す）で示される化合
   物を含有することを特徴とする電子写真用感光体。
3. 【請求項３】 導電性基体上に、感光層を有する単層型
   電子写真用感光体において、該感光層が、前記一般式
   （Ｉ）または（II）で示される化合物のいずれか一方ま
   たは双方を含有することを特徴とする電子写真用感光
   体。