JP2002221807A - 特定のポリエステル樹脂と電荷発生剤を使用した単層型電子写真感光体 - Google Patents

特定のポリエステル樹脂と電荷発生剤を使用した単層型電子写真感光体

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JP2002221807A
JP2002221807A JP2001017710A JP2001017710A JP2002221807A JP 2002221807 A JP2002221807 A JP 2002221807A JP 2001017710 A JP2001017710 A JP 2001017710A JP 2001017710 A JP2001017710 A JP 2001017710A JP 2002221807 A JP2002221807 A JP 2002221807A
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JP2001017710A
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Jun Azuma
潤 東
Masatada Watanabe
征正 渡辺
Kazuya Hamazaki
一也 浜崎
Juichi Honma
寿一 本間
Ayako Yashima
亜矢子 屋島
Masanori Uchida
真紀 内田
Eiichi Miyamoto
栄一 宮本
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Kyocera Mita Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】感光層の塗工液の貯蔵安定性が良好で、且つ、
感度及び耐摩耗性が極めて優れた、チタニルフタロシア
ニン結晶を使用した単層型電子写真感光体を提供する。 【解決手段】導電性基体上に、少なくとも電荷発生剤と
電荷輸送剤とを含有するバインダー樹脂からなる感光層
を備え、前記バインダー樹脂が、ジオール成分として一
般式[1]、[2]または[3]で示されるジヒドロキ
シ化合物のうち少なくとも1種を含有し、酸成分として
一般式[4]で示されるナフタレンジカルボン酸を少な
くとも含有した、実質的に線状の重合体であるポリエス
テル樹脂を含有し、且つ、前記電荷発生剤が、示差走査
熱分析において、吸着水の気化に伴なうピーク以外は、
50℃から400℃まで温度変化のピークを有さないチ
タニルフタロシアニン結晶を含有することを特徴とする
単層型電子写真感光体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電式複写機、フ
ァクシミリ、レーザービームプリンタ等の画像形成装置
に使用される単層型電子写真感光体に関し、より詳しく
は、感度及び耐摩耗性が極めて良好な単層型有機感光体
に関する。
【0002】
【従来の技術】上記の画像形成装置においては、当該装
置に用いられる光源の波長領域に感度を有する種々の感
光体が使用されている。その一つはセレンのような無機
材料を感光層に用いた無機感光体であり、他は有機材料
を感光層に用いた有機感光体(OPC)である。このう
ち、有機感光体、無機感光体に比べて製造が容易である
とともに、電荷輸送剤、電荷発生剤、バインダー樹脂等
の感光体材料の選択肢が多様で、機能設計の自由度が高
いことから、近年、広範な研究が進められている。
【0003】有機感光体には、電荷発生剤を含有する電
荷発生層と電荷輸送剤を含有する電荷輸送層との積層構
造からなる、いわゆる積層型感光体と、電荷発生剤と電
荷輸送剤とを単一の感光層中に分散させた、いわゆる単
層型感光体とがある。これらのうち、広い市場規模を占
めているのは積層型感光体である。積層型感光体は導電
性基体上に電荷発生層、電荷輸送層を順に設けた負帯電
型が主流である。
【0004】これに対して、単層型感光体は、テトラヒ
ドロフラン等の有機溶媒中に電荷発生剤、電荷輸送剤、
バインダー樹脂等を溶解または均一分散させて塗工液を
調整し、該塗工液を導電性基体上に塗布、熱乾燥させる
ことにより作製される。
【0005】このため、単層型感光体は、層構成が簡単
で生産性に優れている、感光層の皮膜欠陥が発生するの
を抑制できる、層間の界面が少ないので光学的特性を向
上できる、といった利点を有するため脚光を浴びつつあ
る。
【0006】電荷輸送剤として電子輸送剤とホール輸送
剤を併用した単層型感光体は正帯電で使用されるのが一
般的であるが、電子輸送剤の移動度がホール輸送剤の移
動度に比較して小さいため、積層型感光体に比べて残留
電位が高く、感度が悪いという欠点を有する。
【0007】感光体の感度向上の方策として、近年の画
像形成装置の光源として主流となりつつある、半導体レ
ーザやLED等から照射される赤外ないし近赤外の波長
光に感応する電荷発生剤であるフタロシアニン系化合物
の研究開発が盛んに行なわれている。そして、例えば特
許第2907121号公報には、Y型チタニルフタロシ
アニン結晶が、他の結晶型を有するチタニルフタロシニ
ン結晶に比べて、電荷発生剤としての感度特性に優れ、
感光体の感度向上に寄与することが示されている。
【0008】一方、電子写真感光体は、その画像形成プ
ロセスにおいて帯電、露光、現像、転写、クリーニン
グ、除電の繰り返し工程の中で使用される。帯電露光に
より形成された静電潜像は、微粒子状の粉体であるトナ
ーにより現像される。更に現像されたトナーは転写プロ
セスにおいて紙などの転写材に転写されるが100%の
トナーが転写されるのではなく、一部が感光体上に残存
する。この残存するトナーを除去しないと繰り返しプロ
セスにおいて汚れなどのない高品位な画像は得られな
い。そのため、残存トナーのクリーニングが必要とな
る。
【0009】クリーニングプロセスとしては、ファーブ
ラシ、磁気ブラシ、ブレード等を用いたものが代表的で
あるが、クリーニング精度、装置構成の合理化などの点
から、ブレード状樹脂板が直接感光体に接することによ
りクリーニングを行うブレードクリーニングが選択され
るのが一般的である。ブレードクリーニングは、精度が
高い一方で、感光体への機械的負荷を上昇させ、その結
果、感光層の摩耗量が増加し、表面電位の低下、感度の
悪化等の問題が発生し、高品位な画像を得ることが困難
となる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、ブレー
ドクリーニングは、感光体表面にブレード樹脂板が接す
ることにより、感光体表面の残存トナーを除去する。こ
のため、感光体表面への機械的負荷が上昇し、感光層の
摩耗量が増加することにより、表面電位の低下、感度悪
化等の問題が発生し、高品位な画像を得ることが困難と
なる。
【0011】また、感度向上の検討として、電荷発生剤
として、前述のY型チタニルフタロシニン結晶を使用し
て、テトラヒドロフランを使用した前述の方法により単
層型感光体を作製すると、製造直後の塗工液を使用して
作製した単層型感光体に比べて、製造後一定期間(例え
ば24時間)放置した塗工液を使用して作製した単層型
感光体の感度が著しく悪化することが、本発明者らの検
討により判明した。
【0012】すなわち、特許第2907121号公報の
Y型チタニルフタロシニン結晶を使用して調整した単層
型感光体作製用塗工液は貯蔵安定性が悪いため、塗工液
の放置期間が長くなる程、良好な感度特性を有する単層
型感光体が得られない。
【0013】そこで、本発明の目的は、感光層の塗工液
の貯蔵安定性が良好で、且つ、感度及び耐摩耗性が極め
て優れた、チタニルフタロシアニン結晶を使用した単層
型電子写真感光体を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】本発明者
らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結
果、導電性基体上に、少なくとも電荷発生剤と電荷輸送
剤とを含有するバインダー樹脂からなる感光層を備え、
前記バインダー樹脂が、ジオール成分として一般式
[1]、[2]または[3]で示されるジヒドロキシ化
合物のうち少なくとも1種を含有し、酸成分として一般
式[4]で示されるナフタレンジカルボン酸を少なくと
も含有した、実質的に線状の重合体であるポリエステル
樹脂を含有し、且つ、前記電荷発生剤が、示差走査熱分
析において、吸着水の気化に伴なうピーク以外は、50
℃から400℃まで温度変化のピークを有さないチタニ
ルフタロシアニン結晶を含有することを特徴とする単層
型電子写真感光体が、感光層の塗工液の貯蔵安定性が良
好で、且つ、感度及び耐摩耗性が極めて優れているとい
う新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【0015】一般式[1]:
【化6】
【0016】一般式[2]:
【化7】
【0017】一般式[3]:
【化8】 (一般式[1]、一般式[2]、一般式[3]中、R1
は炭素数2〜4のアルキレン基、R2、R3、R4及びR5
は同一または異なって、水素原子、炭素数1〜4のアル
キル基、アリール基またはアラルキル基を示す。一般式
[2]中、nは2以上の整数である。また、一般式
[3]中、R6及びR7は同一または異なって、炭素数1
〜10のアルキル基を示す。)
【0018】一般式[4]:
【化9】
【0019】すなわち、従来のY型チタニルフタロシア
ニン結晶は、塗工液に含まれるテトラヒドロフラン等の
有機溶媒中での安定性が悪い。このため塗工液を一定期
間貯蔵した際に、その結晶型が、Y型から、あまり感度
特性の良好でないβ型に結晶転移してしまう。
【0020】そこで、本発明者らは、Y型チタニルフタ
ロシアニン結晶の、有機溶媒中での安定性向上のため、
その物性について検討した。
【0021】その結果、下記の2つの物性のうち、
少なくとも一方を満足するチタニルフタロシアニン結晶
が、従来のY型チタニルフタロシアニン結晶に比べて有
機溶媒中での安定性に優れており、結晶転移を起こし難
く、塗工液の貯蔵安定性に優れていることを見出した。 結晶が、示差走査熱分析において、吸着水の気化に伴
なうピーク以外は、50℃から400℃まで温度変化の
ピークを有さない。 有機溶媒中に24時間浸漬した後、回収した結晶が、
少なくともブラッグ角2θ±0.2°=27.2°に最
大ピークを有するとともに、26,2°にピークを有さ
ない。
【0022】一方、バインダー樹脂が、前記ポリエステ
ル樹脂を含有することにより感光層の耐摩耗性が良好と
なる明確な理由は定かでない。ただ、有機感光体用バイ
ンダー樹脂として一般的に使用されているビスフェノー
ルZ型ポリカーボネート樹脂やビスフェノールC型ポリ
カーボネート樹脂に比較して、前記ポリエステル樹脂の
弾性率が大きく、例えばクリーニングブレードが感光層
表面に圧接しても、弾性が大きいため、圧接による衝撃
エネルギーを適度に吸収することにより、結果的に感光
層の耐摩耗性が良好になると予想される。
【0023】
【発明の実施形態】次に、本発明に係る単層型電子写真
感光体について詳細に説明する。本発明の単層型電子写
真感光体は、前述のように、導電性基体上に、少なくと
も電荷発生剤と電荷輸送剤とを含有するバインダー樹脂
からなる感光層を備え、前記バインダー樹脂が、ジオー
ル成分として一般式[1]、[2]または[3]で示さ
れるジヒドロキシ化合物のうち少なくとも1種を含有
し、酸成分として一般式[4]で示されるナフタレンジ
カルボン酸を少なくとも含有した、実質的に線状の重合
体であるポリエステル樹脂を含有し、且つ、前記電荷発
生剤が、示差走査熱分析において、吸着水の気化に伴な
うピーク以外は、50℃から400℃まで温度変化のピ
ークを有さないチタニルフタロシアニン結晶を含有する
ことを特徴とする。
【0024】<電荷発生剤>本発明の単層型電子写真感
光体に使用される電荷発生剤は、前述したように、下記
の2つの物性のうち、少なくとも一方を満足するチ
タニルフタロシアニン結晶を含有する。 結晶が、示差走査熱分析において、吸着水の気化に伴
なうピーク以外は、50℃から400℃まで温度変化の
ピークを有さない。 有機溶媒中に24時間浸漬した後、回収した結晶が、
少なくともブラッグ角2θ±0.2°=27.2°に最
大ピークを有するとともに、26,2°にピークを有さ
ない。
【0025】上記チタニルフタロシアニン結晶として
は、一般式[5]で示されるチタニルフタロシアニン化
合物から形成され、CuKα(波長1.541Å)特性
X線回折スペクトルにおいて、少なくともブラッグ角2
θ±0.2°=27.2°に最大ピークを有するととも
に、26,2°にピークを有さない結晶が好適に使用さ
れる。 一般式[5];
【化10】 (一般式[5]中、X1、X2、X3およびX4は同一また
は異なって、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ
基、シアノ基またはニトロ基を示し、a、b、cおよび
dは同一または異なって0〜4の整数を示す。)
【0026】前記において、有機溶媒としては、前述
のテトラヒドロフランの他、ジクロロメタン、トルエ
ン、1,4−ジオキサンおよび1,3−ジオキソランか
らなる群より選ばれた少なくとも1種が挙げられる。
【0027】前記一般式[5]中のX1〜X4に相当する
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等
が挙げられる。またアルキル基としては、例えばメチ
ル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチ
ル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、
ペンチル、ヘキシル等の炭素数1〜6のアルキル基が挙
げられる。更に、アルコキシ基としては、例えばメトキ
シ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−
ブトキシ、イソブトキシ、sec−ブトキシ、tert
−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ等の炭素
数1〜6のアルコキシ基が挙げられる。
【0028】上記チタニルフタロシアニン化合物の好適
な例としては、前記一般式[5]中のX1〜X4がいずれ
も同じ基Xで、且つ、その置換基数を示すa〜dがいず
れも同じ数eである、 一般式[5−1];
【化11】 (一般式[5−1]中、Xはハロゲン原子、アルキル
基、アルコキシ基、シアノ基またはニトロ基を示し、e
は0〜4の整数を示す。)で示される化合物が挙げられ
る。
【0029】更に、上記eが0である、
【化12】 で示される無置換のチタニルフタロシニンが最も好適に
使用される。
【0030】本発明の単層型電子写真感光体に使用され
る電荷発生剤は、上記チタニルフタロシアニン結晶を単
独で使用する他、少なくとも上記チタニルフタロシアニ
ン結晶を含有すればよく、他の従来公知の電荷発生剤と
2種以上を混合して使用することができる。2種以上混
合して使用する場合は、上記チタニルフタロシアニン結
晶は、全電荷発生剤重量に対して50wt%以上含有さ
せることが好ましい。
【0031】他の従来公知の電荷発生剤としては、例え
ば、無金属フタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロ
シアニン等のフタロシアニン顔料、ペリレン系顔料、ビ
スアゾ顔料、ジオケトピロロピロール顔料、無金属ナフ
タロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン顔料、スクア
ライン顔料、トリスアゾ顔料、インジゴ顔料、アズレニ
ウム顔料、シアニン顔料、ピリリウム顔料、アンサンス
ロン顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン顔料、ト
ルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料、キナクリドン系顔
料といった有機光導電体や、セレン、セレン−テルル、
セレン−ヒ素、硫化カドミウム、アモルファスシリコン
といった無機光導電材料等が挙げられる。
【0032】前記電荷発生剤は、全バインダー樹脂重量
に対して0.1〜20wt%、更には0.5〜15wt
%含有させることが好ましい。
【0033】<バインダー樹脂>本発明の単層型電子写
真感光体に使用されるバインダー樹脂は、前述のよう
に、ジオール成分として一般式[1]、[2]または
[3]で示されるジヒドロキシ化合物のうち少なくとも
1種を含有し、酸成分として一般式[4]で示されるナ
フタレンジカルボン酸を少なくとも含有した、実質的に
線状の重合体であるポリエステル樹脂を含有する。
【0034】本発明の単層型電子写真感光体に使用され
るバインダー樹脂は、上記ポリエステル樹脂を単独で使
用する他、少なくとも上記ポリエステル樹脂を含有すれ
ばよく、他の従来公知の樹脂と2種以上、混合して使用
することができる。2種以上混合して使用する場合は、
上記ポリエステル樹脂は、全バインダー樹脂重量に対し
て50wt%以上含有させることが好ましい。
【0035】従来から感光層に使用されている種々の樹
脂としては、例えば、スチレン−ブタジエン共重合体、
スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−マレ
イン酸共重合体、アクリル共重合体、スチレン−アクリ
ル酸共重合体、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共
重合体、塩素化ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプ
ロピレン、アイオノマー、塩化ビニル−酢酸ビニル共重
合体、ポリエステル、アルキド樹脂、ポリアミド、ポリ
ウレタン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリス
ルホン、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビ
ニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂等の熱可塑性樹
脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、
尿素樹脂、メラミン樹脂、その他架橋性の熱硬化性樹
脂、エポキシアクリレート、ウレタン−アクリレート等
の光硬化型樹脂等の樹脂が使用可能である。
【0036】前記例の全バインダー樹脂の重量平均分子
量は、10,000〜500,000、更には30,0
00〜200,000が好ましい。
【0037】<電荷輸送剤>本発明の単層型電子写真感
光体に使用される電荷輸送剤としては、従来公知の電子
輸送剤、及びホール輸送剤が挙げられる。特に、単層型
感光体においては、感光層中にホール輸送剤と電子輸送
剤を混合して含有させることが感度向上または帯電安定
性向上のために好ましい。
【0038】[ホール輸送剤]本発明の単層型電子写真
感光体に使用可能なホール輸送剤としては、例えば、
N,N,N’,N’−テトラフェニルベンジジン誘導
体、N,N,N’,N’−テトラフェニルフェニレンジ
アミン誘導体、N,N,N’,N’−テトラフェニルナ
フチレンジアミン誘導体、N,N,N’,N’−テトラ
フェニルフェナントリレンジアミン誘導体、2,5−ジ
(4−メチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジ
アゾール等のオキサジアゾール系化合物、9−(4−ジ
エチルアミノスチリル)アントラセン等のスチリル系化
合物、ポリビニルカルバゾール等のカルバゾール系化合
物、有機ポリシラン化合物、1−フェニル−3−(p−
ジメチルアミノフェニル)ピラゾリン等のピラゾリン系
化合物、ヒドラゾン系化合物、インドール系化合物、オ
キサゾール系化合物、イソオキサゾール系化合物、チア
ゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、イミダゾー
ル系化合物、ピラゾール系化合物、トリアゾール系化合
物等の含窒素環式化合物や、縮合多環式化合物が挙げら
れる。
【0039】特に、ホール輸送剤が、一般式[6]、一
般式[7]、一般式[8]または一般式[9]で示され
る化合物を含有することが好ましい。
【0040】一般式[6];
【化13】 (一般式[6]中、R60、R61、R62及びR63は同一ま
たは異なって、アルキル基、アルコキシ基、アリール
基、アラルキル基、またはハロゲン原子を示し、m、
n、p及びqは同一または異なって0〜3の整数を示
す。R64及びR65は同一または異なって、水素原子また
はアルキル基を示す。また、−X−は
【化14】 または
【化15】 を示す。)
【0041】一般式[7];
【化16】 (一般式[7]中、R70、R72は、同一または異なって
置換基を有してもよいアルキル基を示し、R71、R
73は、同一または異なって水素原子または、置換基を有
してもよいアルキル基を示す。)
【0042】一般式[8];
【化17】 (一般式[8]中、R80、R81、R82、R83及びR
84は、同一または異なって、水素原子、ハロゲン原子、
置換基を有してもよいアルキル基またはアルコキシ基を
示す。)
【0043】一般式[9];
【化18】 (一般式[9]中、R90、R91、R92、R93及びR94
同一または異なって、ハロゲン原子、置換基を有しても
よい、アルキル基、アルコキシ基またはアリール基を示
す。a、b、c及びdは同一または異なって0〜5の整
数を示し、eは0〜4の整数を示す。なお、a、b、c
またはdが2以上のとき、各R90、R91、R92、R93
びR94は異なっていてもよい。)
【0044】一般式[6]、一般式[7]、一般式
[8]または一般式[9]で示されるホール輸送剤は、
極めて移動度が大きく効率的にホールを輸送させるた
め、感光体の感度向上に有効である。
【0045】一方、低分子化合物であるホール輸送剤等
の電荷輸送剤は、バインダー樹脂に対して可塑剤に類似
した作用を示し、その含有量が多くなると、一般的に耐
摩耗性が悪化することが知られている。しかし、一般式
[6]、一般式[7]、一般式[8]または一般式
[9]で示されるホール輸送剤は、前記ポリエステル樹
脂との相溶性が極めて良好であり、バインダー樹脂分子
中において均一に分子分散しているため、バインダー樹
脂分子との相互作用も強く、可塑剤的な作用を示し難く
なり、感光層の耐摩耗性も良好にする傾向がある。
【0046】本発明において、ホール輸送剤は1種のみ
を使用するほか、2種以上を混合して使用してもよい。
【0047】[電子輸送剤]本発明の単層型電子写真感
光体に使用可能な電子輸送剤としては、例えば、ジフェ
ノキノン誘導体、ベンゾキノン誘導体のほか、特開20
00−147806や特開2000−242009に記
載のアゾキノン誘導体、特開2000−075520や
特開2000−258936に記載のモノキノン誘導
体、ジナフチルキノン誘導体、テトラカルボン酸ジイミ
ド誘導体、カルボン酸イミド誘導体、スチルベンキノン
誘導体、アントラキノン誘導体、マロノニトリル誘導
体、チオピラン誘導体、トリニトロチオキサントン誘導
体、3,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン
誘導体、ジニトロアントラセン誘導体、ジニトロアクリ
ジン誘導体、ニトロアントアラキノン誘導体、ジニトロ
アントラキノン誘導体、テトラシアノエチレン、2,
4,8−トリニトロチオキサントン、ジニトロベンゼ
ン、ジニトロアントラセン、ジニトロアクリジン、ニト
ロアントラキノン、ジニトロアントラキノン、無水コハ
ク酸、無水マレイン酸、ジブロモ無水マレイン酸等の電
子受容性を有する種々の化合物が挙げられる。
【0048】特に、電子輸送剤が、一般式[10]、一
般式[11]、一般式[12]または一般式[13]で
示される化合物を含有することが好ましい。
【0049】一般式[10];
【化19】 (一般式[10]中、R100、R101は、同一または異な
って置換基を有してもよいアルキル基を示す。)
【0050】一般式[11];
【化20】 (一般式[11]中、R110、R111は、同一または異な
って置換基を有してもよい1価の炭化水素基を示す。)
【0051】一般式[12];
【化21】 (一般式[12]中、R120はハロゲン原子、置換基を
有してもよいアルキル基またはアリール基を示し、R
121は置換基を有してもよいアルキル基またはアリール
基、または基:−O−R121aを示す。R121aは置換基を
有してもよいアルキル基またはアリール基を示す。)
【0052】一般式[13];
【化22】 (一般式[13]中、R130、R131、R132、R133は、
同一または異なって置換基を有してもよいアルキル基を
示す。)
【0053】一般式[14];
【化23】 (一般式[14]中、R140〜R143は、同一または異な
って水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1
〜12のアルコキシ基、置換基を有してもよいアリール
基、シクロアルキル基、置換基を有してもよいアラルキ
ル基、ハロゲン化アルキル基を示す。置換基は、ハロゲ
ン原子、炭素数1〜6のアルコキシ基、水酸基、シアノ
基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン化アルキル基を示
す。)
【0054】一般式[15];
【化24】 (一般式[15]中、R150、R151は、同一または異な
って水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1
〜12のアルコキシ基、置換基を有してもよいアリール
基、シクロアルキル基、置換基を有してもよいアラルキ
ル基、ハロゲン化アルキル基を示す。R152〜R156は、
同一または異なって水素原子、ハロゲン原子、炭素数1
〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、
置換基を有してもよいアラルキル基、置換基を有しても
よいフェノキシ基、ハロゲン化アルキル基を示し、ま
た、2つ以上の基が結合して環を形成してもよい。置換
基は、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素
数1〜6のアルコキシ基、水酸基、シアノ基、アミノ
基、ニトロ基、ハロゲン化アルキル基を示す。)
【0055】一般式[16];
【化25】 (一般式[16]中、R160〜R163は、同一または異な
って水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1
〜12のアルコキシ基、置換基を有してもよいアリール
基、シクロアルキル基、置換基を有してもよいアラルキ
ル基、ハロゲン化アルキル基を示す。R164、R165は、
同一または異なって水素原子、炭素数1〜12のアルキ
ル基を示す。R166〜R173は、同一または異なって水素
原子、ハロゲン原子、炭素数1〜12のアルキル基、炭
素数1〜12のアルコキシ基、置換基を有してもよいア
リール基、ハロゲン化アルキル基を示す。置換基は、ハ
ロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6
のアルコキシ基、水酸基、シアノ基、アミノ基、ニトロ
基、ハロゲン化アルキル基を示す。)
【0056】一般式[10]、一般式[11]、一般式
[12]、一般式[13]、一般式[14]、一般式
[15]または一般式[16]で示される電子輸送剤
は、極めて移動度が大きく効率的に電子を輸送させるた
め、感光体の感度向上に有効である。また、該電子輸送
剤は、前記ポリエステル樹脂との相溶性が極めて良好で
あり、バインダー樹脂分子中において均一に分子分散し
ているため、バインダー樹脂分子との相互作用も強く、
可塑剤的な作用を示し難くなり、感光層の耐摩耗性も良
好にする傾向がある。
【0057】本発明において、電子輸送剤は1種のみを
使用する他、2種以上を混合して使用してもよい。
【0058】ホール輸送剤は全バインダー樹脂重量に対
して5〜500wt%、更には25〜200wt%含有
させることが好ましい。電子輸送剤は全バインダー樹脂
重量に対して5〜100wt%、更には10〜80wt
%含有させることが好ましい。ホール輸送剤と電子輸送
剤とを混合して使用する場合、ホール輸送剤と電子輸送
剤の総量は、全バインダー樹脂重量に対して20〜50
0wt%、更には30〜200wt%含有させることが
好ましい。
【0059】特に、本発明の単層型電子写真感光体にお
いては、前述のように電荷輸送剤としてホール輸送剤と
電子輸送剤を混合して使用し、且つ、電荷輸送剤の固形
分濃度は、全固形分濃度の30wt%以上50wt%以
下であることが最も好ましい。
【0060】一般的に、電荷輸送剤の含有量が増加する
と、感光層の耐摩耗性が低下することが知られている。
このため、耐摩耗性向上のためには電荷輸送剤の固形分
濃度を減少させることが理想的であるが、電荷輸送剤の
固形分濃度を減少させると感度が低下する。
【0061】しかしながら、ホール輸送能の大きい、例
えば一般式[6]、一般式[7]、一般式[8]または
一般式[9]で示されるホール輸送剤、または、電子輸
送能の大きい、例えば一般式[10]、一般式[1
1]、一般式[12]、一般式[13]、一般式[1
4]、一般式[15]または一般式[16]で示される
電子輸送剤を使用することにより、全固形分濃度に対し
て30wt%以上50wt%以下という少ない固形分濃
度でも感度が良好で、結果的に耐摩耗性の良好な単層型
感光体が得られる。
【0062】本発明の単層型感光体の感光層膜厚は5〜
100μm、更には10〜50μm程度が好ましい。
【0063】感光層には、前述の各成分のほかに、電子
写真特性に悪影響を与えない範囲で、従来公知の種々の
添加剤、例えば、酸化防止剤、ラジカル補足剤、一重項
クエンチャー、紫外線吸収剤等の劣化防止剤、軟化剤、
可塑剤、表面改質剤、増量剤、増粘剤、分散安定剤、ワ
ックス、アクセプター、ドナー等を配合することができ
る。また、感光層の感度を向上させるために、例えば、
テルフェニル、ハロナフトキノン類、アセナフチレン等
の公知の増感剤を電荷発生剤と併用してもよい。
【0064】支持体と感光層との間には、感光体の特性
を阻害しない範囲でバリア層が形成されていてもよい。
【0065】感光層が形成される支持体としては、導電
性を有する種々の材料を使用することができ、例えば、
鉄、アルミニウム、銅、スズ、白金、銀、バナジウム、
モリブデン、クロム、カドミウム、チタン、ニッケル、
パラジウム、インジウム、ステンレス鋼、真鍮等の金属
単体や、上記金属が蒸着またはラミネートされたプラス
チック材料、ヨウ化アルミニウム、酸化スズ、酸化イン
ジウム等で被覆されたガラス等があげられる。
【0066】支持体の形状は、使用する画像形成装置の
構造に合わせて、シート状、ドラム状等のいずれであっ
てもよく、支持体自体が導電性を有するか、あるいは支
持体の表面が導電性を有していればよい。また、支持体
は使用に際して十分な機械的強度を有するものが好まし
い。
【0067】感光層を塗布の方法により形成する場合に
は、前記例示の電荷発生剤、電荷輸送剤、バインダー樹
脂等を適当な溶剤とともに、公知の方法、例えば、ロー
ルミル、ボールミル、アトライタ、ペイントシエーカ
ー、超音波分散機等を用いて分散混合して分散液を調整
し、これを公知の手段により塗布して乾燥させればよ
い。
【0068】上記分散液を作製するための溶剤として
は、種々の有機溶剤が使用可能であり、例えば、メタノ
ール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等の
アルコール類、n−ヘキサン、オクタン、シクロヘキサ
ン等の脂肪族系炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン等の芳香族系炭化水素、ジクロロメタン、ジクロロエ
タン、クロロホルム、四塩化炭素、クロロベンゼン等の
ハロゲン化炭化水素、ジメチルエーテル、ジエチルエー
テル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチ
ルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等
のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロ
ヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸メチル等の
エステル類、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラ
ン、ジメチルホルムアルデヒド、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルスルホキシド等があげられる。これらの溶
剤は単独で、または2種以上混合して用いられる。特
に、単層型感光体作製用塗工溶媒としては、テトラヒド
ロフラン、ジクロロメタン、トルエン、1,4−ジオキ
サンが好適に使用される。
【0069】さらに、電荷発生剤、電荷輸送剤等の分散
性、感光層表面の平滑性を良くするために、界面活性
剤、レベリング剤等を使用してもよい。
【0070】
【発明の実施形態】以下、製造例、実施例および比較例
をあげて本発明を説明する。なお、以下の実施形態は本
発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を
限定するものではない。
【0071】<製造実施例1>無置換のチタニルフタロ
シアニン結晶(TiOPc−1)の作製 (1)チタニルフタロシアニン化合物の合成 アルゴン置換したフラスコ中に、1,3−ジミノイソイ
ンドリン25gと、チタンテトラブトキシド22gと、
ジフェニルメタン300gとを加え、攪拌しつつ150
℃まで昇温した。次に、反応系から発生する蒸気を系外
へ留去しながら215℃まで昇温した後、該温度を維持
しながら4時間、攪拌して反応させた。反応終了後、1
50℃まで冷却した時点で、反応混合物をフラスコから
取出し、ガラスフィルターによって濾別し、得られた固
体をN,N−ジメチルホルムアミド、及びメタノールで
順次洗浄したのち真空乾燥して、紫色の固体24gを得
た。 (2)顔料化前処理 上記チタニルフタロシアニン化合物の合成で得られた紫
色の固体10gを、N,N−ジメチルホルムアミド10
0ml中に加え、攪拌しつつ130℃に加熱して2時
間、攪拌処理を行なった。次に、2時間経過した時点で
加熱を停止し、23±1℃まで冷却した後、攪拌も停止
し、この状態で12時間、液を静置して安定化処理を行
なった。そして安定化された液をガラスフィルターによ
って濾別し、得られた固体をメタノールで洗浄した後、
真空乾燥して、チタニルフタロシニン化合物の粗結晶
9.85gを得た。 (3)顔料化処理 上記顔料化前処理で得られたチタニルフタロシニン化合
物の粗結晶5gを、ジクロメタンとトリフルオロ酢酸と
の混合溶媒(体積比4:1)100mlに加えて溶解し
た。次に該溶液を、メタノールと水の混合溶媒(体積比
1:1)中に滴下した後、室温で15分間、攪拌し、更
に室温で30分間、静置して再結晶させた。次に、上記
液をガラスフィルターによって濾別し、得られた固体を
洗浄液が中性になるまで水洗した後、乾燥させずに水が
存在した状態で、クロロベンゼン200ml中に分散さ
せて1時間、攪拌した。そして、該液をガラスフィルタ
ーによって濾別した後、得られた固体を50℃で5時間
真空乾燥させて、無置換のチタニルフタロシアニンの結
晶(青色粉末)4.2gを得た。
【0072】<製造比較例1>無置換のチタニルフタロ
シアニン結晶(TiOPc−2)の作製 顔料化前処理工程を省略した以外は、製造実施例1と同
様にして、無置換のチタニルフタロシアニンの結晶4.
2gを得た。
【0073】<製造比較例2>無置換のチタニルフタロ
シアニン結晶(TiOPc−3)の作製 特許第2907121号公報に記載の応用製造例1に準
じてチタニルフタロシニンの結晶を作製した。すなわ
ち、上記製造実施例1と同様にして合成した、顔料化前
処理を行なう前の、非結晶性のチタニルフタロシニン2
gをガラスビーカに入れ、ジエチレングリコールジメチ
ルエーテルを、総量が200mlになるまで加えた。次
いでこれを、23±1℃で24時間攪拌して、無置換の
チタニルフタロシニン結晶を得た。
【0074】上記製造実施例、製造比較例で得られた無
置換のチタニルフタロシアニン結晶のCuKα特性X線
回折スペクトル、及び示差走査熱量分析(DSC)を下
記方法に従い測定した。
【0075】<CuKα特性X線回折スペクトル測定>
上記各製造実施例、製造比較例で得られた、製造後60
分以内の無置換のチタニルフタロシニン結晶0.5gを
X線回折装置(理学電機(株)社製RINT1100)
のサンプルホルダーに充填して初期測定を行なった。次
いで、各結晶0.5gをそれぞれ、後述の実施例におい
て塗工液に使用したテトラヒドロフラン5g中に分散さ
せ、温度23±1℃、相対湿度50〜60%の条件下、
密閉系中で24時間保管した後、テトラヒドロフランを
除去して再測定を行なった。
【0076】なお、初期測定、再測定とも下記の測定条
件で実施した。 X線管球:Cu 管電圧:40kV 管電流:30mA スタート角度:3.0° ストップ角度:40.0° 走査速度:10°/分
【0077】<示差走査熱量分析(DSC)>示差走査
熱量計(理学電機(株)社製TAS−200型、DSC
8230D)を使用して、上記各製造実施例、製造比較
例で得られた無置換のチタニルフタロシニン結晶の示差
走査熱量分析を行なった。測定条件を下記に示す。 サンプルパン:Al 昇温速度:20℃/分
【0078】以上の測定結果を図1〜図9に示した。な
お、無置換のチタニルフタロシニン結晶(TiOPc−
1〜−3)と各図との対応は表1に示した。
【0079】
【表1】
【0080】図2より、製造実施例で得られた製造後6
0分以内のTiOPc−1は、ブラッグ角度2θ±0.
2°=9.5°、24.1°及び27.2°に強いピー
クを有するとともに、26.2°にピークが無いことか
ら、Y型の結晶型を有することが確認された。
【0081】また、TiOPc−1をテトラヒドロフラ
ン中に24時間浸漬させても、図3に示すように、ブラ
ッグ角度2θ±0.2°=26.2°にピークが発生し
ていないことから、結晶はY型を維持しており、β型等
の他の結晶型に転移していないことが確認された。
【0082】更に図1より、TiOPc−1は、吸着水
の気化に伴なう90℃付近のピーク以外は、50〜40
0℃まで温度変化のピークを示さないことから、結晶転
移を生じない安定したものであることが確認された。
【0083】これに対して、製造比較例1、2で得られ
たTiOPc−2、−3は、図5、6、8、9より、い
ずれもテトラヒドロフラン中に24時間浸漬することに
より、ブラッグ角度2θ±0.2°=27.2°のピー
クが小さくなり、代わって26.2°に強いピークが発
生したことから、結晶がY型を維持できずにβ型に転移
していることが確認された。
【0084】また、図4、7より、TiOPc−2、−
3を示差走査熱量分析したところ、いずれも吸着水の気
化に伴なう90℃付近のピークの他に、247〜260
℃付近にピークを示しており、結晶転移を生じることが
確認された。
【0085】<実施例1〜12>電荷発生剤として上記
製造実施例1で得られた無置換のチタニルフタロシアニ
ン:TiOPc−1を3.5重量部、電子輸送剤として
ETM−1、−2から選ばれた1種を35重量部、ホー
ル輸送剤としてHTM−1、−2から選ばれた1種を6
5重量部、バインダー樹脂として、重量平均分子量5
0,000のポリエステル樹脂(Resin−1〜−3
から選ばれた1種)を100重量部を、テトラヒドロフ
ラン500重量部とともにボールミル中で24時間分散
あるいは溶解させ、単層型感光層用塗工液を調合した。
そして、調合後24時間経過した後、この塗工液を、支
持体としてのアルミニウム素管上にディップコート法に
て塗布し、135℃、45分間の熱風乾燥を行い、膜厚
27μmの単一感光層を有する単層型感光体を作製し
た。
【0086】<比較例1〜3>電荷発生剤として、製造
比較例1で得られた無置換のチタニルフタロシアニン:
TiOPc−2を使用した以外は、実施例1、5、9と
同様にして単層型感光体を作製した。
【0087】<比較例4〜6>電荷発生剤として、製造
比較例2で得られた無置換のチタニルフタロシアニン:
TiOPc−3を使用した以外は、実施例1、5、9と
同様にして単層型感光体を作製した。
【0088】<比較例7>バインダー樹脂として、ビス
フェノールZ型ポリカーボネート樹脂(Resin−
4)を単独で使用した以外は、実施例1、5、9と同様
にして単層型感光体を作製した。
【0089】<ETM−1>
【化26】
【0090】<ETM−2>
【化27】
【0091】<HTM−1>
【化28】
【0092】<HTM−2>
【化29】
【0093】<Resin−1>
【化30】
【0094】<Resin−2>
【化31】
【0095】<Resin−3>
【化32】
【0096】<Resin−4>
【化33】
【0097】上記各実施例、比較例の単層型電子写真感
光体について、以下の評価試験を実施した。
【0098】<耐摩耗性評価試験>ブレードクリーニン
グ手段を有するデジタル複写機(京セラミタ株式会社製
「Creage7340」)に搭載し、A4横サイズ
紙、25万枚の印写試験を実施し、印写試験前後の感光
層の膜厚を測定し、膜厚変化量を算出した。膜厚変化量
が小さいほど耐摩耗性が良好であることを示し、3μm
以下を可、3μmより大きい場合を不可とした。
【0099】<感度評価試験>GENTEC社製のドラ
ム感度試験機を用いて、印写試験前の各実施例、比較例
の感光体表面に印加電圧を加えて、その表面を+700
V(単層型感光体)に帯電させた。そして、露光光源で
あるハロゲンランプの白色光からバンドパスフィルタを
用いて取り出した波長780nmの単色光(半値幅20
nm、1.0μJ/cm2)を露光し、露光開始から
0.5秒経過した時点での表面電位を残留電位(VL
として測定した。残留電位VLが低いほど感光体は高感
度で、110V以下を可、110Vより大きい場合を不
可とした。
【0100】表2、3に評価結果を示した。また、図1
0には、電子輸送剤としてETM−1、ホール輸送剤と
してHTM−1を使用した場合の、無置換のチタニルフ
タロシニン(TiOPc−1〜−3)とバインダー樹脂
(Resin−1〜−4)の組合せと、耐摩耗性、感度
との関係を示した。
【0101】
【表2】
【0102】
【表3】
【0103】表2、表3または図10より、電荷発生剤
として、製造比較例1、2で得られたTiOPc−2、
−3を使用した場合、製造実施例1で得られたTiOP
c−1を使用した場合に比較して、摩耗量は変化しなか
ったが、残留電位は110Vより大きくなり感度が著し
く悪化した。これは、塗工液を調合後24時間放置した
ため、TiOPc−2、−3がテトラヒドロフラン中
で、Y型を維持できずにβ型に転移したためと考えられ
る。
【0104】バインダー樹脂として、Resin−4
(ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂)を使用し
た場合、Resin−1〜−3を使用した場合に比較し
て、残留電位は変化しなかったが、摩耗量は3μmより
大きくなり耐摩耗性が悪化した。
【0105】
【発明の効果】以上のように、導電性基体上に、少なく
とも電荷発生剤と電荷輸送剤とを含有するバインダー樹
脂からなる感光層を備え、前記バインダー樹脂が、ジオ
ール成分として一般式[1]、[2]または[3]で示
されるジヒドロキシ化合物のうち少なくとも1種を含有
し、酸成分として一般式[4]で示されるナフタレンジ
カルボン酸を少なくとも含有した、実質的に線状の重合
体であるポリエステル樹脂を含有し、且つ、前記電荷発
生剤が、示差走査熱分析において、吸着水の気化に伴な
うピーク以外は、50℃から400℃まで温度変化のピ
ークを有さないチタニルフタロシアニン結晶を含有する
ことを特徴とする単層型電子写真感光体が、感光層の塗
工液の貯蔵安定性が良好で、且つ、感度及び耐摩耗性が
極めて優れている。
【0106】
【図面の簡単な説明】
【図1】製造実施例1で得た無置換のチタニルフタロシ
アニン結晶(TiOPc−1)をDSC分析した結果を
示すチャート図である。
【図2】上記製造実施例1で得たTiOPc−1の、合
成直後の時点でのX線回折をスペクトルを示すチャート
図である。
【図3】上記製造実施例1で得たTiOPc−1を、テ
トラヒドロフラン中に24時間、浸漬した後、再び測定
したX線回折スペクトルを示すチャート図である。
【図4】製造比較例1で得た無置換のチタニルフタロシ
アニン結晶(TiOPc−2)をDSC分析した結果を
示すチャート図である。
【図5】上記製造比較例1で得たTiOPc−2の、合
成直後の時点でのX線回折をスペクトルを示すチャート
図である。
【図6】上記製造比較例1で得たTiOPc−2を、テ
トラヒドロフラン中に24時間、浸漬した後、再び測定
したX線回折スペクトルを示すチャート図である。
【図7】製造比較例2で得た無置換のチタニルフタロシ
アニン結晶(TiOPc−3)をDSC分析した結果を
示すチャート図である。
【図8】上記製造比較例2で得たTiOPc−3の、合
成直後の時点でのX線回折スペクトルを示すチャート図
である。
【図9】上記製造比較例2で得たTiOPc−3を、テ
トラヒドロフラン中に24時間、浸漬した後、再び測定
したX線回折スペクトルを示すチャート図である。
【図10】電子輸送剤としてETM−1、ホール輸送剤
としてHTM−1を使用した場合の、無置換のチタニル
フタロシニン(TiOPc−1〜−3)とポリアルキレ
ングリコール化合物(無添加、PEG−1〜−5)の組
合せと、耐摩耗性、感度との関係を示す棒グラフであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本間 寿一 大阪市中央区玉造1丁目2番28号 京セラ ミタ株式会社内 (72)発明者 屋島 亜矢子 大阪市中央区玉造1丁目2番28号 京セラ ミタ株式会社内 (72)発明者 内田 真紀 大阪市中央区玉造1丁目2番28号 京セラ ミタ株式会社内 (72)発明者 宮本 栄一 大阪市中央区玉造1丁目2番28号 京セラ ミタ株式会社内 Fターム(参考) 2H068 AA13 AA19 AA20 AA21 AA31 BA63 BA64 BB27 EA05 EA14 FA03 FC15 4J029 AA01 AA03 AB07 AC01 AE04 AE13 AE18 BB11A BB11B CC05A CC05B JC143 JF323

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性基体上に、少なくとも電荷発生剤と
    電荷輸送剤とを含有するバインダー樹脂からなる感光層
    を備え、前記バインダー樹脂が、ジオール成分として一
    般式[1]、[2]または[3]で示されるジヒドロキ
    シ化合物のうち少なくとも1種を含有し、酸成分として
    一般式[4]で示されるナフタレンジカルボン酸を少な
    くとも含有した、実質的に線状の重合体であるポリエス
    テル樹脂を含有し、且つ、前記電荷発生剤が、示差走査
    熱分析において、吸着水の気化に伴なうピーク以外は、
    50℃から400℃まで温度変化のピークを有さないチ
    タニルフタロシアニン結晶を含有することを特徴とする
    単層型電子写真感光体。 一般式[1]: 【化1】 一般式[2]: 【化2】 一般式[3]: 【化3】 (一般式[1]、一般式[2]、一般式[3]中、R1
    は炭素数2〜4のアルキレン基、R2、R3、R4及びR5
    は同一または異なって、水素原子、炭素数1〜4のアル
    キル基、アリール基またはアラルキル基を示す。一般式
    [2]中、nは2以上の整数である。また、一般式
    [3]中、R6及びR7は同一または異なって、炭素数1
    〜10のアルキル基を示す。) 一般式[4]: 【化4】
  2. 【請求項2】前記チタニルフタロシニン結晶が、一般式
    [5]で示されるチタニルフタロシアニン化合物から形
    成され、CuKα特性X線回折スペクトルにおいて、少
    なくともブラッグ角2θ±0.2°=27.2°に最大
    ピークを有するとともに、26,2°にピークを有さな
    いことを特徴とする請求項1記載の単層型電子写真感光
    体。 一般式[5]; 【化5】 (一般式[5]中、X1、X2、X3およびX4は同一また
    は異なって、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ
    基、シアノ基またはニトロ基を示し、a、b、cおよび
    dは同一または異なって0〜4の整数を示す。)
  3. 【請求項3】有機溶媒中に24時間浸漬した後、回収し
    た前記チタニルフタロシアニン結晶が、少なくともブラ
    ッグ角2θ±0.2°=27.2°に最大ピークを有す
    るとともに、26,2°にピークを有さないことを特徴
    とする請求項2記載の単層型電子写真感光体。
  4. 【請求項4】前記有機溶媒が、テトラヒドロフラン、ジ
    クロロメタン、トルエンおよび1,4−ジオキサン、
    1,3−ジオキソランからなる群より選ばれた少なくと
    も1種であることを特徴とする請求項3記載の単層型電
    子写真感光体。
  5. 【請求項5】電荷輸送剤として、電子輸送剤とホール輸
    送剤を共に含有することを特徴とする請求項1、2、3
    または4記載の単層型電子写真感光体。
  6. 【請求項6】未転写トナーをブレードクリーニング手段
    により回収する画像形成装置に使用されることを特徴と
    する請求項1、2、3、4または5記載の単層型電子写
    真感光体。
JP2001017710A 2001-01-26 2001-01-26 特定のポリエステル樹脂と電荷発生剤を使用した単層型電子写真感光体 Pending JP2002221807A (ja)

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