JP2003345043A - 電子写真用感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光層に電荷輸送物質としてこれまで用いら
れたことのない新規な電子輸送性を有する化合物を用い
ることにより、高感度な複写機用およびプリンター用に
好適に用いられる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で
ある。感光層が、下記一般式（Ｉ）、 で示される化合物を少なくとも１種含有する。または、
感光層が、下記一般式（ＩＩ）、

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中に電子輸送
性を有する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】近年、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】一般に、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。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、顔料や染料などの電荷発生物質からなる電荷
発生層と、ヒドラゾンや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積層して形成さ
れ、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。

【０００６】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て、これらが感光体表面に吸着す
ることにより物理的、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適用範囲が広
く有利であるといえる。

【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、このような単層型感光体は、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。

【０００８】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に、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、コロナ放電や光照射、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、保護層を設けると、機械的摩耗は改善
されるものの、一方で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。電子輸送性材料としては、例えば、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
の物質は発ガン性を有するため、安全上問題がある。そ
の他、特開昭５０−１３１９４１号公報、特開平６−５
９４８３号公報、特開平６−１２３９８６号公報、特開
平９−１９０００３号公報、特開２０００−１４３６０
７号公報などにおいてシアノ化合物やキノン系化合物な
どが、また、特開２００２−３７７５５号公報において
はケトン誘導体が、夫々提案されているが、これらによ
っては実用化に十分な電子輸送能を有する化合物が得ら
れていないのが現状であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、上述の問題を解消して、感光層に電荷輸送物質とし
てこれまで用いられたことのない新規な電子輸送性を有
する化合物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。

【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、本発明の第一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、Ｒ⁵およびＲ⁶は夫々同一また
は異なって、炭素数１〜６の、置換基を有してもよいア
ルキル基を表し、Ｒ³およびＲ⁷は夫々同一または異なっ
て、炭素数１〜１０の、置換基を有してもよいアルキル
基を表し、複数あるＲ³およびＲ⁷は夫々同一であっても
異なっていてもよく、Ｒ⁴およびＲ⁸は夫々同一または異
なって、水素原子、炭素数１〜６の、置換基を有しても
よいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基また
は置換基を有してもよい複素環基を表し、Ｘはイオウ原
子または酸素原子を表し、ｎ、ｍは夫々０〜２の整数を
表す）で示される化合物を少なくとも１種含有すること
を特徴とするものである。

【００１２】また、本発明の第二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（ＩＩ）、 （式（ＩＩ）中、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹⁵およびＲ¹⁶は夫々同
一または異なって、炭素数１〜６の、置換基を有しても
よいアルキル基を表し、Ｒ¹³およびＲ¹⁷は夫々同一また
は異なって、炭素数１〜６の、置換基を有してもよいア
ルキル基または炭素数１〜６の、置換基を有してもよい
アルコキシ基を表し、複数あるＲ¹³およびＲ¹⁷は夫々同
一であっても異なっていてもよく、Ｒ¹⁴およびＲ¹⁸は夫
々同一または異なって、水素原子、炭素数１〜６の、置
換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよい
アリール基または複素環基を表し、ｐ、ｑは夫々０〜４
の整数を表す）で示される化合物を少なくとも１種含有
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につい
て、詳細に説明する。前記一般式（Ｉ）または（ＩＩ）
で示される化合物の具体例を、下記構造式（Ｉ−１）〜
（Ｉ−１９）および構造式（ＩＩ−１）〜構造式（ＩＩ
−１５）に示すが、本発明においては、これらの化合物
に限定されるものではない。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】本発明に係る前記一般式（Ｉ）または（Ｉ
Ｉ）で表される化合物は、通常の方法により合成するこ
とができる。例えば、上記構造式（Ｉ−１）および構造
式（ＩＩ−１）で示される化合物は、下記構造式（ＩＩ
Ｉ）および構造式（ＩＶ）で示される化合物を適当な触
媒（例えば、ｐ−トルエンスルホン酸など）で脱水する
ことにより、夫々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
造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り、
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は被覆層を夫々示す。

【００２１】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（結着剤）中に分散してなる単
層の感光層２が設けられ、必要に応じて被覆層６が設け
られてなる。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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、乾燥して電荷発生層を形成し、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、乾燥し
て、電荷輸送層を形成することにより作製することがで
きる。

【００２５】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
ト等の酸化皮膜等からなる。

【００２６】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）または（ＩＩ）で表される電子輸送性
を有する化合物の少なくとも１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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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
とが可能である。

【００３２】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）または（ＩＩ）で示される化合物の少
なくとも１種を含有させることが必要であるが、他の電
荷輸送物質を併用することも可能である。本発明に係る
化合物の好適添加量は、電荷輸送層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。

【００３３】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などを用いるこ
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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】尚、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）または（ＩＩ）で示される本発
明に係る電子輸送性を有する化合物の少なくとも１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）または
（ＩＩ）で示される化合物の少なくとも１種とともに、
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、本発明に係る電
子輸送性を有する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
送物質については好適には１０〜６０重量％、より好適
には２０〜５０重量％である。

【００３７】

【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−３）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（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１５μｍになるように塗布して、感光体を作製した。

【００３８】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−４）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製ドラム上に、乾燥後の膜厚が２０
μｍになるように塗布して、感光体を作製した。

【００３９】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（ＩＩ−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
ミニウム製ドラム上に、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。

【００４０】実施例４ 実施例３において、チタニルフタロシアニンに変えて下
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（ＩＩ−３）で示される化合物に代えて前記構造式
（Ｉ−５）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。

【００４１】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製ドラム上に、乾燥後の膜厚が１μ
ｍ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（ＩＩ−５）で示される化合物１００重
量部と、ポリカーボネート樹脂（ＰＣＺ−２００：三菱
ガス化学）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７μｍ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。

【００４２】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、
下記構造式、 で示されるビスアゾ顔料を用い、また、前記構造式（Ｉ
Ｉ−３）で示される化合物に代えて前記構造式（Ｉ−
９）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。

【００４３】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
記構造式、 で示されるビスアゾ顔料を用い、また、前記構造式（Ｉ
Ｉ−３）で示される化合物に代えて前記構造式（ＩＩ−
２）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。

【００４４】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Ｅ１／２（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。

【００４５】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ので、波長７８０
ｎｍ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１μＷの単色光（７８０ｎｍ）を
照射して半減衰露光量として感度Ｅ１／２（μＪ／ｃｍ
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Ｖｒ（Ｖ）を測定した。この測定結
果を下記の表１中に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【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
輸送性を有す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
模式的断面図である。

【図２】本発明の他の例の積層型電子写真用感光体を示
す模式的断面図である。

【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 感光層（積層） ６ 被覆層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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、Ｒ⁵およびＲ⁶は夫々同一また
   は異なって、炭素数１〜６の、置換基を有してもよいア
   ルキル基を表し、Ｒ³およびＲ⁷は夫々同一または異なっ
   て、炭素数１〜１０の、置換基を有してもよいアルキル
   基を表し、複数あるＲ³およびＲ⁷は夫々同一であっても
   異なっていてもよく、Ｒ⁴およびＲ⁸は夫々同一または異
   なって、水素原子、炭素数１〜６の、置換基を有しても
   よいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基また
   は置換基を有してもよい複素環基を表し、Ｘはイオウ原
   子または酸素原子を表し、ｎ、ｍは夫々０〜２の整数を
   表す）で示される化合物を少なくとも１種含有すること
   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（ＩＩ）、 （式（ＩＩ）中、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹⁵およびＲ¹⁶は夫々同
   一または異なって、炭素数１〜６の、置換基を有しても
   よいアルキル基を表し、Ｒ¹³およびＲ¹⁷は夫々同一また
   は異なって、炭素数１〜６の、置換基を有してもよいア
   ルキル基または炭素数１〜６の、置換基を有してもよい
   アルコキシ基を表し、複数あるＲ¹³およびＲ¹⁷は夫々同
   一であっても異なっていてもよく、Ｒ¹⁴およびＲ¹⁸は夫
   々同一または異なって、水素原子、炭素数１〜６の、置
   換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよい
   アリール基または複素環基を表し、ｐ、ｑは夫々０〜４
   の整数を表す）で示される化合物を少なくとも１種含有
   することを特徴とする電子写真用感光体。