JP2003233205A - 電子写真用感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光層に電子輸送性の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、高感度な複写機用およびプリンター用の正帯電
型電子写真用感光体を提供する。 【解決手段】 導電性基体１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２を設けた電子写真用感光
体である。感光層２が、下記一般式（Ｉ）、 （式（Ｉ）中、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ⁴は夫々同一であって
も異なっていてもよく、水素原子、置換基を有してもよ
い炭素数１〜８のアルキル基または置換基を有してもよ
いフェニル基を表し、Ｒ³はハロゲン原子または置換基
を有してもよい炭素数１〜８のアルキル基を表し、ｎは
０〜３の整数を表し、ｎが２以上の場合の２個以上ある
Ｒ³は同一であっても異なっていてもよい）で示される
化合物の少なくとも一種を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は電子写真用感光体
（以下、単に「感光体」とも称する）に関し、詳しく
は、導電性基体上に形成せしめた光導電層（感光層）中
に特定の化合物を含有す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
質を樹脂結着材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
の研究が進み、感度や耐久性などが改善されて実用化さ
れてきている。 【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
電による帯電と、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。 【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、膜成形性、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。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
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とを順に形成したものであ
り、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。 【０００６】そのため、正帯電で使用するための感光体
が種々提案されている。たとえば、電荷発生物質と電荷
輸送物質と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。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、
繰り返し使用時における安定性などに問題がある。これ
に対し、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、この場合、機械的摩耗は改善される
ものの、感度等の電気特性の低下を招くなどの問題があ
る。 【０００７】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。電子輸送性材料としては、例えば、Ｂ、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、シアノ化合物やキノン系化合物などが、特開昭５
０−１３１９４１号、特開平６−５９４８３号、特開平
６−１２３９８６号、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
を有する化合物は得られていないのが実情である。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、上記問題を解消して、感光層に電子輸送性の電荷輸
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、高感度な複写機用およびプリン
ター用の正帯電型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、前記目的
を達成するために各種材料について鋭意検討する中で、
数多くの実験を行った結果、その技術的解明はまだ十分
になされてはいないものの、以下に示す一般式（Ｉ）で
示される特定の化合物を電子輸送性を有する電荷輸送物
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
効であり、これによ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。 【００１０】すなわち、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
層が下記一般式（Ｉ）、 （式（Ｉ）中、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ⁴は夫々同一であって
も異なっていてもよく、水素原子、置換基を有してもよ
い炭素数１〜８のアルキル基または置換基を有してもよ
いフェニル基を表し、Ｒ³はハロゲン原子または置換基
を有してもよい炭素数１〜８のアルキル基を表し、ｎは
０〜３の整数を表し、ｎが２以上の場合の２個以上ある
Ｒ³は同一であっても異なっていてもよい）で示される
化合物の少なくとも一種を含有することを特徴とするも
のである。 【００１１】 【発明の実施の形態】前記一般式（Ｉ）で示される化合
物の具体例を、下記構造式（Ｉ−１）〜（Ｉ−８）にて
示す。 【００１２】 【００１３】前記一般式（Ｉ）の化合物は、通常の方法
により合成することができる。例えば、前記構造式（Ｉ
−１）で示される化合物は、下記構造式（ＩＩ）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、容易に合成することが
できる。 【００１４】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摸式的断面図であ
る。図中の符号１は導電性基体、２および５は感光層、
３は電荷発生層、４は電荷輸送層、６は被覆層を夫々表
す。 【００１５】図１は、いわゆる単層型感光体の一構成例
を示しており、導電性基体１上に、電荷発生物質と電荷
輸送物質とを樹脂バインダ（結着材）中に分散した単層
の感光層２が設けられ、必要に応じて被覆層（保護層）
６が積層されてなる。図１に示す感光体は、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。 【００１６】図２は、いわゆる積層型感光体の一構成例
を示しており、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、電荷輸送物質を含有する電荷輸
送層４とが順次積層された感光層５が設けられてなる。
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および樹脂バインダを溶解し
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。 【００１７】また、図示はしていないが、いずれのタイ
プの感光体においても、導電性基体と感光層との間に下
引き層を設けることができる。下引き層は、導電性基体
から感光層への不要な電荷の注入防止や、基体表面上の
欠陥被覆、感光層の接着性の向上等の目的で必要に応じ
て設けることができ、樹脂を主成分とする層やアルマイ
ト等の酸化被膜等からなる。 【００１８】本発明の感光体においては、上記いずれの
タイプの場合でも、感光層中に、電荷輸送物質として、
前記一般式（Ｉ）で示される電子輸送性化合物の少なく
とも一種を含有する。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。 【００１９】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。 【００２０】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
性が重要であり、電場依存性が少なく低電場でも注入の
よいことが望ましい。 【００２１】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、画像形成に使用す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。 【００２２】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。また、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。 【００２３】電荷発生層用の樹脂バインダとしては、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合せて使用するこ
とができる。 【００２４】電荷輸送層４は、樹脂バインダ中に電荷輸
送物質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。本発明にお
いては、電荷輸送層中に、かかる電荷輸送物質として、
前記一般式（Ｉ）で示される化合物の少なくとも一種を
含有させることが必要であるが、他の電荷輸送物質を含
有させることも可能である。本発明に係る電子輸送性化
合物の好適添加量は、電荷輸送層４中に含まれる材料全
体に対して、好適には１０〜６０重量％であり、より好
適には１５〜５０重量％である。 【００２５】電荷輸送層用の樹脂バインダとしては、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等を用いること
ができる。また、電荷輸送層中には、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、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。 【００２６】図１に示す被覆層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使用することができる。また、
これら有機材料とガラス樹脂、ＳｉＯ₂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も可能である。被覆
層の材料は、前述したように、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。 【００２７】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すること
ができる。 【００２８】なお、図１に示す単層型感光体の場合にお
いても、前記一般式（Ｉ）で示される本発明に係る電子
輸送性化合物の少なくとも一種を感光層２中に含有させ
ることが必要であるが、その他の材料等は、上述の積層
型感光体に用いたのと同様のものを用いることができ、
特に制限されるものではない。好適には、電荷輸送物質
として、前記一般式（Ｉ）の電子輸送性化合物ととも
に、正孔輸送物質を含有させる。かかる正孔輸送物質と
しては、ベンジジン誘導体やトリフェニルアミン誘導体
などが好ましい。また、この場合の好適添加量は、感光
層形成塗膜中に含まれる材料全体に対して、電子輸送性
化合物については好適には１０〜６０重量％、より好適
には１５〜５０重量％であり、正孔輸送物質は好適には
１０〜６０重量％、より好適には２０〜５０重量％であ
る。 【００２９】 【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。実施例１ ｘ型無金属フタロシアニン（Ｈ₂Ｐｃ）２０重量部と、
前記構造式（Ｉ−１）で示される化合物１００重量部と
を、ポリエステル樹脂（商品名：バイロン２００、東洋
紡績（株）製）１００重量部およびテトラヒドロフラン
（ＴＨＦ）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、導電性基体としての外径３０ｍｍ、長さ
２６０ｍｍのアルミニウム製ドラム上に、乾燥後の膜厚
が１２μｍになるように塗布して、感光体を作製した。 【００３０】実施例２ ｘ型無金属フタロシアニン（Ｈ₂Ｐｃ）２重量部と、前
記構造式（Ｉ−２）で示される化合物４０重量部と、下
記構造式、 で示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（商品名：ＰＣＺ−２００、三菱ガス化学
（株）製）１００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、実施例１と
同様のアルミニウム基体上に、乾燥後の膜厚が２０μｍ
になるように塗布して、感光体を作製した。 【００３１】実施例３ チタニルフタロシアニン（ＴｉＯＰｃ）２重量部と、前
記構造式（Ｉ−３）で示される化合物４０重量部と、下
記構造式、 で示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（商品名：ＢＰ−ＰＣ、出光興産（株）製）
１００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、実施例１と同様のアル
ミニウム基体上に、乾燥後の膜厚が２０μｍになるよう
に塗布して、感光体を作製した。 【００３２】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
記構造式、 で示されるスクアリリウム化合物を用い、また、前記構
造式（Ｉ−３）で示される化合物に代えて前記構造式
（Ｉ−４）で示される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。 【００３３】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、実施例１と
同様のアルミニウム基体上に、乾燥後の膜厚が１μｍに
なるように塗布して、電荷発生層を形成した。次に、前
記構造式（Ｉ−５）で示される化合物１００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にて混合し、この電荷発
生層上に乾燥後の膜厚が１０μｍとなるように塗布して
電荷輸送層を形成し、感光体を作製した。 【００３４】実施例６ 実施例５において、チタニルフタロシアニンに代えて、
下記構造式、 で示されるビスアゾ顔料を用いた以外は実施例５と同様
にして、電荷発生層を形成した。次に、前記構造式（Ｉ
−１）で示される化合物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）１
００重量部と、シリコーンオイル０．１重量部とを塩化
メチレンにて混合し、この電荷発生層上に乾燥後の膜厚
が１０μｍとなるように塗布して電荷輸送層を形成し、
感光体を作製した。 【００３５】実施例７ 実施例５において、電荷発生物質として下記構造式、 で示されるビスアゾ顔料を用いた以外は実施例５と同様
にして、電荷発生層を形成した。次に、前記構造式（Ｉ
−２）で示される化合物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）１
００重量部と、シリコーンオイル０．１重量部とを、塩
化メチレンにて混合し、この電荷発生層上に乾燥後の膜
厚が１０μｍとなるように塗布して電荷輸送層を形成
し、感光体を作製した。 【００３６】このようにして得られた感光体の電子写真
特性を以下のようにして評価した。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Ｖ
ｄ（Ｖ）を測定し、さらに続いて感光体表面に照度１０
０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。さらに、
実施例１〜５の感光体については、長波長光での高感度
が期待できるため、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１μ
Ｗの単色光（７８０ｎｍ）を照射して半減衰露光量（μ
Ｊ／ｃｍ²）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。こ
の測定結果を下記の表１中に示す。 【００３７】 【表１】 【００３８】 【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、導電性基体上に設けた感光層中に、電子輸送性を有
する電荷輸送物質として、前記一般式（Ｉ）で示される
化合物を用いたことにより、正帯電において高感度で電
気特性に優れた感光体を得ることが可能となった。ま
た、電荷発生物質として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、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ーや複写機等に使用可能な
感光体を得ることができる。さらに、必要に応じて表面
に被覆層を設けて耐久性を向上することが可能である。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一例の単層型電子写真用感光体を示す
摸式的断面図である。 【図２】本発明の他の例の積層型電子写真用感光体を示
す摸式的断面図である。 【符号の説明】 １ 導電性基体 ２ 感光層（単層） ３ 電荷発生層 ４ 電荷輸送層 ５ 感光体（積層） ６ 被覆層

Claims (1)

1. 【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、該感光層が、下記一般式（Ｉ）、 （式（Ｉ）中、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ⁴は夫々同一であって
   も異なっていてもよく、水素原子、置換基を有してもよ
   い炭素数１〜８のアルキル基または置換基を有してもよ
   いフェニル基を表し、Ｒ³はハロゲン原子または置換基
   を有してもよい炭素数１〜８のアルキル基を表し、ｎは
   ０〜３の整数を表し、ｎが２以上の場合の２個以上ある
   Ｒ³は同一であっても異なっていてもよい）で示される
   化合物の少なくとも一種を含有することを特徴とする電
   子写真用感光体。