JP2004078147A

JP2004078147A - 電子写真感光体

Info

Publication number: JP2004078147A
Application number: JP2003036719A
Authority: JP
Inventors: Kaname Makino; 牧野　　要
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2023-02-14
Also published as: JP4172286B2

Abstract

【課題】３８０〜５００ｎｍの波長の光で露光させる電子写真感光体を提供する。
【解決手段】感光層に含有させる電荷発生剤として式（１）で示される化合物を用いる。
【化１】

（式中、Ｒは環にアルキル基を有していてもよい炭素数４〜２０のシクロアルキルアルキル基を示し、Ｚは、
【化２】

を表す。なお、環Ｘは置換基を有していてもよい。）
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は短波長の光で露光させる電子写真感光体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、レーザープリンターなどに代表される、露光用光源としてレーザーを用いる電子写真装置が用いられている。光源のレーザーとしては、主に７８０〜８００ｎｍ又は６８０ｎｍの波長の光を出す半導体レーザーが用いられている。しかし、近年、出力画像の高解像度化の要望が強くなっており、これに対応するための試みが種々なされている。レーザー波長の短波長化もその一つである。光源の短波長化は、走査レンズの像面湾曲の影響を受けにくくするため、小径レーザースポットの均一化が比較的容易になり、高解像度化に有効である。
【０００３】
短波長の光で露光させるには、この光に対して電気特性の優れた感光体を用いることが必要である。現在用いられている光源の波長が８００ｎｍ付近のレーザープリンターには、電荷発生剤として主にフタロシアニン化合物が用いられている。しかしフタロシアニン化合物は５００ｎｍ以下の波長の光に対しては感度がよくないので、現在検討されている３８０〜５００ｎｍの短波長の光での露光には適当ではない。
現在、短波長の光源用の電荷発生剤として検討されているものの一つはアゾ化合物である。例えば、特許文献１には、種々の構造のアゾ化合物が、３８０〜５００ｎｍの波長の光を出す半導体レーザーを光源とする電子写真装置の感光体の電荷発生剤として提案されている。本発明者の検討によれば、これらのアゾ化合物はその全てが短波長の光に対する感度が良好であるとは限らないが、なかでも下記式（２）で表されるものは、短波長の光に対して良好な感度を有している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１０５４７８号公報。
【０００５】
【化３】

【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこのジスアゾ化合物を電荷発生剤とする感光体は、短波長の光に対して感度は良好であるが、低温での帯電性が不十分である。本発明は３８０〜５００ｎｍの波長の光に対して高い感度を有し、かつ低温での帯電性にも優れた電子写真感光体を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電子写真感光体は、３８０〜５００ｎｍの波長の光で露光するためのものであって、支持体上に式（１）で示されるジスアゾ化合物を含有している感光層を有することを特徴とするものである。
【０００８】
【化４】

【０００９】
（式中、Ｒは環にアルキル基を有していてもよい炭素数４〜２０のシクロアルキルアルキル基を表し、Ｚは
【００１０】
【化５】

【００１１】
を表す。なお、環Ｘは置換基を有していてもよい。）
【００１２】
【発明の実施の形態】
電荷発生剤；
本発明では電荷発生剤として式（１）で示されるものを用いる。式（１）で示される化合物は１種類のみを用いても、いくつかを併用してもよい。また所望ならば式（１）で示される化合物に更に他のものを併用することもできるが、通常はその必要はない。
【００１３】
【化６】

【００１４】
式（１）において、Ｒは環にアルキル基を有していてもよい炭素数４〜２０のシクロアルキルアルキル基を示す。ベンゼン環に対する−ＯＲ基の結合位置は任意であるが、−ＣＯＮＨ−基の結合炭素原子に対してメタ位が好ましい。Ｒが示すシクロアルキルアルキル基としては第１表に示すものが挙げられるが、シクロアルキル基として好ましいのは５員環以上のものであり、なかでも好ましいのはシクロヘキシルメチル基である。
なお、ナフタレン環に対する−ＣＯＮＨ基の結合位置は−Ｎ＝Ｎ−基の結合している環であれば任意であるが、−Ｎ＝Ｎ−基の結合炭素原子に対してメタ位であるのが好ましい。
【００１５】
【表１】

【００１６】
【表２】

【００１７】
式（１）において、Ｚは下記のいずれかの基を示す。
【００１８】
【化７】

【００１９】
環Ｘは置換基を有していてもよい。置換基としては、フッ素原子、ヨウ素原子、塩素原子などのハロゲン原子；メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などのアルキル基；メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基などのアルコキシ基が挙げられる。これらのなかではフッ素原子、塩素原子、メトキシ基が好ましい。しかし最も好ましいのは、Ｘで示されるベンゼン環に置換基が存在しないことである。なお、式（１）で示される化合物は、特開平９−２８１７３３号公報に電荷発生剤として記載されているが、３８０〜５００ｎｍという短波長の光に対して優れた特性を有することは知られていない。
【００２０】
電荷輸送剤；
電荷輸送剤としては、短波長の光で露光する感光体に好適なものが種々提案されているので、これらのなかから適宜選択して用いればよい。現在、一般に用いられている電荷輸送剤の多くは短波長側に吸収を有しているので、本発明に係る感光体に用いると感光体の感度が低下するおそれがある。好ましい電荷輸送剤としては、例えば特開２０００−１０５４７５号公報や特開２００１−３５０２８２号公報に記載されているものが挙げられる。なかでも好ましいのは、式（３）で示される化合物である。
【００２１】
【化８】

【００２２】
式中、Ａｒ^１　〜Ａｒ^４　は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよいアリール基を示し、Ａｒ^５　及びＡｒ^６　は、それぞれ独立して置換基を有していてもよいアリーレン基を示す。Ｒはメチル基、エチル基、イソプロピル基、２−メチルプロピル基、ｎ−ブチル基などの炭素数１〜４のアルキル基；ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基；又はフェニル基、トリル基などのアリール基を示す。なお、これらの基には更に置換基が存在していてもよい。
また式（４）で示される化合物も好ましい。この化合物は単独では溶媒への溶解性が良くないが、上記の式（３）の化合物と併用することにより、安定した溶液とすることができる。
【００２３】
【化９】

【００２４】
式中、Ａｒ^７　〜Ａｒ^１０は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよいアリール基を示し、Ａｒ^１１及びＡｒ^１２は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよいアリーレン基を示す。Ｚは置換基を有していてもよい炭素数４〜８の飽和炭化水素環、好ましくは環上にメチル基又はエチル基を有していてもよいシクロヘキサン環を示す。
上記の式（３）及び式（４）において、Ａｒ^１　〜Ａｒ^４　及びＡｒ^７　〜Ａｒ^１０としてはフェニル基又はトリル基が好ましく、フェニル基が特に好ましい。Ａｒ^５　、Ａｒ^６　、Ａｒ^１１及びＡｒ^１２としてはフェニレン基又はトリレン基が好ましく、フェニレン基が特に好ましい。これらの基の置換基は、通常は炭素数１〜４のアルキル基又はアルコキシ基である。
式（３）の化合物と式（４）の化合物とを併用する場合には、両者の合計重量に対して式（３）の化合物が２０〜９５重量％となるように用いるのが好ましい。
【００２５】
感光層の構成；
電子写真感光体には、周知のように、導電性支持体上に電荷発生層と電荷輸送層とがこの順序で積層されている順積層型感光体、積層順序が逆になっている逆積層型感光体、さらには電荷発生剤と電荷輸送剤とが一つの感光層中に混在している単層型感光体があるが、本発明はいずれのタイプの感光体にも適用できる。なかでも順積層型感光体に適用するのが好ましい。
【００２６】
支持体；
導電性支持体としては、周知のようにアルミニウム、ステンレス鋼、銅、ニッケル、亜鉛などの金属材料や、ポリエステル等の合成樹脂、紙、ガラス等の絶縁性基体上にアルミニウム、パラジウム、酸化錫、酸化インジウム、導電性高分子等の導電層を設けたものなどを用いることができる。これらの導電性支持体の表面には常用の種々の処理を施すことができる。例えばアルミニウムからなる導電性支持体には、所望により陽極酸化が施される。導電性支持体の形状は、ドラム、シート、シームレスベルトなど任意の形状とすることができる。
【００２７】
感光層の形成；
電荷発生層の形成は、電荷発生剤を蒸着やスパッタリング等の気相製膜法で支持体上に膜形成させることにより行うこともできるが、通常は電荷発生剤とバインダー樹脂とを適当な溶媒中に加え、ボールミル、ペイントシエイカー、アトライター、サンドグラインダー、超音波分散器などでよく分散させて塗布液とし、これをディッピング法、スプレー法、バーコーター法、ブレード法、ロールコーター法、ワイヤーバー塗工法、ナイフコーター塗工法などの常用の塗布法により、支持体に塗布することにより行う。電荷発生層の膜厚は０．０１〜５μｍ、特に０．０５〜２μｍであるのが好ましい。バインダー樹脂としては、例えばブタジエン、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、エチルビニルエーテル等のビニル化合物の重合体や共重合体、ポリビニルアセタール、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、セルロースエーテル、フェノキシ樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂などが用いられる。またこれらのいくつかを併用したり、これらに適当な架橋剤を組合せて架橋させて用いることもできる。バインダー樹脂は、電荷発生剤１００重量部に対し、５〜５００重量部、特に２０〜３００重量部となるように用いるのが好ましい。溶媒としては、ブチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、イソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、４−メトキシ−４−メチルペンタノン−２、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン、１，２−ジクロロプロパン、１，１，２−トリクロロエタン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、１，２−ジメトキシエタン、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ノルマルプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジメチルスルホキシド、メチルセロソルブ等が用いられる。通常はこれらのいくつかを併用する。塗布液中には、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、レベリング剤などの常用の助剤を含有させることもできる。
【００２８】
電荷輸送層も、適宜の溶媒に電荷輸送剤とバインダー樹脂とを溶解させて調製した塗布液を用いて、電荷発生層と同様の手法で塗布することにより形成することができる。塗布液中には、電荷発生層形成の場合と同じく、種々の助剤を含有させることができる。バインダー樹脂及び溶媒としては、上記したものを用いればよい。バインダー樹脂は電荷輸送剤１００重量部に対し１０〜５００重量部、特に３０〜３００重量部となるように用いるのが好ましい。電荷輸送層の膜厚は１０〜５０μｍ、特に１３〜３５μｍとするのが好ましい。
なお、単層型感光体を製造する場合には、上記した適宜の溶媒中に、バインダー樹脂、電荷発生剤及び電荷輸送剤を、バインダー樹脂１００重量部に対して電荷発生剤１〜２０重量部、及び電荷輸送剤３０〜３００重量部の割合となるように添加し、分散処理して調製した塗布液を用いればよい。
【００２９】
他の層；
本発明に係る電子写真感光体は、本質的に導電性支持体とこの上に形成された感光層とから成っているが、これに更に下引き層、中間層、透明絶縁層、表面保護層など、電子写真感光体に周知の付加的な層を有していてもよい。例えば下引き層としては、適宜の溶媒にポリアミド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、カゼイン、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、セルロース、ニトロセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等の樹脂を溶解したものや、これに酸化チタン、酸化アルミニウム、ジルコニア、酸化ケイ素などの無機微粒子を添加したものを、導電性支持体に乾燥後の膜厚が０．０１〜５０μｍ、好ましくは０．０１〜１０μｍとなるように塗布すればよい。表面保護層を設ける場合には、その膜厚は０．０１〜２０μｍ、特に０．１〜１０μｍとするのが好ましい。
【００３０】
露光光源；
本発明に係る電子写真感光体は、３８０〜５００ｎｍ、特に４００〜４５０ｎｍの短波長の光で露光させる。光源としてはこの波長の単色光を出すいわゆる青色レーザーが好ましいが、青色ＬＥＤを用いることもできる。
【００３１】
【実施例】
以下に実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。なお、部は重量部である。
実施例１
膜厚７５μｍのポリエステルフィルム上にアルミニウムを蒸着させたものを支持体として用い、この上に下記の電荷発生層塗布液を乾燥後の膜厚が０．４ｇ／ｍ^２　（約０．４μｍ）となるようにワイヤーバーで塗布して乾燥し、電荷発生層を形成した。この上に下記の電荷輸送層塗布液をアプリケーターで塗布し、室温で３０分間、次いで１２５℃で２０分間乾燥させて、膜厚２５μｍの電荷輸送層を有する感光体を製造した。
【００３２】
電荷発生層塗布液；
下記の式（５）のアゾ化合物１．５部に１，２−ジメトキシエタン３０部を加え、サンドグラインドミルで８時間粉砕し、分散処理を行った。続いて、ポリビニルブチラール（電気化学工業社製品、「デンカブチラール＃６０００Ｃ」）０．７５部、フェノキシ樹脂（ユニオンカーバイド社製品、「ＰＫＨＨ」）０．７５部を１，２−ジメトキシエタン２８．５部に溶解したバインダー溶液と混合し、最後に１，２−ジメトキシエタンと４−メトキシ−４−メチルペンタノン−２の混合液１３．５部を加えて、最終的に、１，２−ジメトキシエタンと４−メトキシ−４−メチルペンタノン−２（重量比９：１）の混合溶媒中に、固形分（顔料＋樹脂）濃度４．０重量％の塗布液を調製した。
【００３３】
【化１０】

【００３４】
電荷輸送層塗布液
テトラヒドロフランとトルエンとの８：２の混合溶媒６００部に、下記の式（６）の電荷輸送剤３５部、式（７）の電荷輸送剤３５部、及び式（８）のポリカーボネート樹脂１００部を溶解して塗布液とした。
【００３５】
【化１１】

【００３６】
実施例２
実施例１において、電荷発生剤として下記式（９）
【００３７】
【化１２】

で示されるものを用いた以外は、実施例１と同様にして感光体を製造した。
比較例１
実施例１において、電荷発生剤として下記式（１０）
【００３８】
【化１３】

【００３９】
で示されるものを用いた以外は、実施例１と同様にして感光体を製造した。
比較例２
実施例１において、電荷発生剤として下記式（１１）
【００４０】
【化１４】

【００４１】
で示されるものを用いた以外は、実施例１と同様にして感光体を製造した。
比較例３
実施例１において、電荷発生剤として下記式（１２）
【００４２】
【化１５】

【００４３】
で示されるものを用いた以外は、実施例１と同様にして感光体を製造した。
【００４４】
感光体の電気特性の評価：
実施例１及び比較例１〜３で製造した各感光体を直径３０ｍｍのアルミニウム管に巻き付け、ドラム感光体用評価装置で評価した。
評価としては、感光体をスコロトロン帯電器で−７００Ｖに帯電させ、温度２５℃、湿度５０％の条件下で、白色光を４２７、４５２、及び５０１ｎｍの各干渉フィルターを通して得られた単色光で露光して、半減露光量（Ｅａ_１／２　、表面電位が−７００Ｖから−３５０Ｖになるのに必要な露光量）、１／５露光量（Ｅａ_１／５　、表面電位が−７００Ｖから−１４０Ｖになるのに必要な露光量）、露光後電位（ＶＬ）及び残留電位（Ｖｒ）を測定した。結果を第２表から第４表に示す。
【００４５】
【表３】

【００４６】
【表４】

【００４７】
【表５】

【００４８】
実施例３
実施例１において、電荷輸送層塗布液として、テトラヒドロフランと１，４−ジオキサンとの６５：３５の混合溶媒６００部に、下記式（１３）で示される化合物を１１０部と前述の式（８）で示されるポリカーボネート樹脂１００部とを溶解させたものを用い、かつ乾燥後の電荷輸送層の膜厚が３６μｍとなるように塗布した以外は、実施例１と同様にして感光体を製造した。
【００４９】
【化１６】

【００５０】
比較例４
実施例３において、電荷発生剤として前述の式（１２）で示されるものを用いた以外は、実施例３と同様にして感光体を製造した。
感光体の電気特性の評価；
実施例３及び比較例４で製造した感光体を、直径８０ｍｍのアルミニウム管に巻き付け、ドラム感光体用評価装置を用いて、下記のように帯電性を評価した。
感光体を温度２５℃、湿度５０％の環境下で、除電光なしでスコロトロン帯電器を用いて−７００Ｖに帯電させた。次いでこの帯電している感光体に、除電光源（白色）を用いて露光を行い露光後の表面電位を測定する。この時、帯電電位の変化が露光後の電位に影響しないようにするために、露光後１回転分のみの電位を測定する。この測定を、光量を段階的に上げていって複数回行い、露光後の表面電位が飽和し始める光量を求める。この光量の６倍の光量を各感光体に対する除電光量とした。
次いで、温度２５℃、湿度５０％の環境下で、各感光体がそれぞれの除電光量で−７００Ｖ付近に帯電するようにスコロトロンのグリッド電圧を制御し、帯電条件を求めた。続いて、温度５℃、湿度１０％の環境下で、温度２５℃、湿度５０％の環境下で求めた除電光量、グリッド電圧で各感光体の帯電電位を測定した。結果を第５表に示す。
【００５１】
【表６】

【００５２】
第５表に示されるように、式（１２）で表される電荷発生剤を用いた比較例４の感光体は、温度２５℃、湿度５０％の環境から温度５℃、湿度１０％の環境に変わると帯電電位が９０Ｖも低下するのに対し、式（５）で表される電荷発生剤を用いた本発明に係る実施例３の感光体は５０Ｖの帯電電位の低下に収まっている。帯電電位の低下は、反転現象で用いたときに画像のカブリが生じる大きな要因であり、帯電電位の低下が小さいことは感光体として重要な特性である。
上記のように本発明の感光体は、３８０〜５００ｎｍ付近の短波長で高感度なだけでなく、低温での帯電性も良好な優れた感光体であることが分かる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、短波長の光に対して高い感度を有し、かつ低温での帯電性にも優れた電子写真感光体を提供することができる。

Claims

支持体上に式（１）で示されるジスアゾ化合物を含有している感光層を有することを特徴とする３８０〜５００ｎｍの波長の光で露光するための電子写真感光体。

（式中、Ｒは環にアルキル基を有していてもよい炭素数４〜２０のシクロアルキルアルキル基を表し、Ｚは

を表す。なお、環Ｘは置換基を有していてもよい。）
式（１）において、Ｒが環にアルキル基を有していてもよい５員環以上のシクロアルキルアルキル基であることを特徴とする請求項１記載の電子写真感光体。