JP2600916B2 - 電子写真用感光体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子写真用の像形成を行う電子写真用感光体
に関する。

従来の技術 有機感光体（OPCと略す）は、無機感光体に比べ分子
設計により色々な波長に高感度な材料を合成できるこ
と、無公害であること、生産性、経済性に優れ、安価で
あること、等の特徴を有しており、現在活発な研究開発
が行われている。そして、従来、有機感光体の問題点と
されていた耐久性や感度の面でも著しい改良がなされ、
そのいくつかは実用化に至っており、現在、電子写真用
感光体の主力となりつつある。

OPCは通常、光を吸収してキャリアを発生させる電荷
発生層（CGLと略す）と生成したキャリアを移動させる
電荷移動層（CTLと略す）の２重層構造で使用され、そ
の高感度化が計られている。CGLに使用される材料（CGM
と略す）としては各種ペリレン系化合物、各種フタロシ
アニン系化合物、チアピリリウム系化合物、アンスアン
スロン系化合物、スクアリリウム系化合物、ビスアゾ系
化合物、トリスアゾ顔料、アズレニウム色素、等のいろ
いろな有機材料が検討されている。

一方、CTLに使用される材料（CTMと略す）としては、
各種ヒドラゾン系化合物、オキサゾール系化合物、トリ
フェニルメタン系化合物、アリールアミン系化合物、等
が開発されている。

更に、近年はレーザープリンター等のデジタル記録用
の感光体としては、これらの有機感光体を半導体レーザ
ー光（780−830nm）に対応した近赤外領域で使用した
い、と言う要望が高まり、この領域で高感度な特性をも
つ有機感光体の開発が盛んである。この様な領域の感光
体として有機感光体は無機感光体に比べ感度の点から有
利である。

これらの材料は、バインダー高分子とともに比較的簡
単な塗布法でドラムやベルト、等の基板上に形成され
る。この様な目的に使用されるバインダー高分子として
は、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリ
ル樹脂、アクリル−スチレン樹脂、等がある。一般に、
２重層構造では高感度化のためにCG層は数ミクロンの厚
さで塗布され、一方、CT層は数十ミクロンの厚さで塗布
される。このときその強度、耐刷性、等の理由からCG層
は基板側に、CT層は表面側に形成されるのが普通であ
る。この様な構成においては、CTMが正孔の移動により
作動するもののみ実用化されているので、その２重層感
光体は負帯電方式となる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、この様な負帯電方式では帯電に用いら
れる負電荷により空気中の酸素がオゾンになると言う問
題があった。オゾンは人体にとって有害であるばかりで
なく、しばしば感光体と反応して感光体の寿命を短くす
ると言う問題があった。

この様な問題点を解決するために現在では正帯電方式
による有機感光体の開発がさかんである。正帯電を実現
するために、従来は専らCGL層とCTL層を負帯電の場合と
逆構成にした逆２層構造、が検討されてきた。しかし、
この構造では、本質的に薄くする必要のあるCGL層が感
光体の表面に置かれる事により、耐印刷性の減少、寿命
特性の劣化が問題となっていた。

本発明の目的は、上記の様な従来のOPCのもつ欠点を
解決し、高性能でしかも高感度、耐久性に優れる電子写
真用感光体を提供する事にある。

課題を解決するための手段 我々は、上記の問題点を解決するために、種々の構成
を有する正帯電２層型有機感光体の検討を行った。その
結果、従来のCGMと考えられてきた、Ｘ型フタロシアニ
ンまたはτ型フタロシアニンが後述する適当な条件下で
は優れた負電荷移動体としての能力を有している事を発
見し、この材料より成る電荷移動層を有する２層型有機
感光体が正帯電方式で優れた感光特性を発揮することを
発見して本発明に至った。

その感度は0.5〜3.0lux.secに達し、従来の正帯電逆
２層型OPCに比べ著しく高感度である。また本発明のOPC
は適当な電荷発生剤と組み合わせる事により、550〜800
nmの広い波長範囲の光に対し優れた感度を示す。

この様に本発明の構成では、Ｘ型またはτ型フタロシ
アニンがある条件下では電荷移動の能力を有している
事、しかもそれが従来のCTMと異なり負電荷を移動する
能力を有している事、を示している。我々はその様な条
件を種々検討し、その様な負電荷の移動能力がバインダ
ー高分子中に分子状に分散したＸ型またはτ型フタロシ
アニンによることを明らかにした。

この様な構成になる有機感光体は従来の感光体に比べ
次のような特徴を有している。

正帯電方式で優れた感度をしめす。

従来の正帯電逆２層構造OPCに比べはるかに高感度で
ある。

CTL層が上面に存在するのでこの層を厚くすることが
でき、耐刷性、安定性に優れている。

適当なCGMを選択する事により550〜800nmの広い範囲
で優れた感光特性を示す感光体を作成出来る。

熱に弱いCTMが含まれていないので耐熱性に優れてい
る。

以上述べたことから明らかであるように、本発明によ
るCTLを形成する場合Ｘ型またはτ型フタロシアニンは
少なくともその一部分が高分子バインダー中に分子状に
分散している事が必要である。その様な分子状分散を実
現するためにはＸ型またはτ型フタロシアニンを適当な
溶剤に溶解し、この溶剤に溶解するような高分子をバイ
ンダーとして選択する必要がある。

この様な目的に合ったＸ型またはτ型フタロシアニン
を溶解する溶剤としては、ニトロベンゼン、クロルベン
ゼン、ジクロルベンゼン、ジクロルメタン、トリクロル
エチレン、クロルナフタレン、メチルナフタレン、ベン
ゼン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、シク
ロヘキサノン、1.4−ジオキサン、Ｎメチルピロリド
ン、四塩化炭素、プロムブタン、エチレングリコール、
スルホラン、エチレングリコールコノブチルエーテル、
アセトキシエトキシエタン、ピリジン、等を上げること
が出来る。

一方、アセトン、シクロヘキサン、石油エーテル、ニ
トロメタン、メトキシエタノール、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ジメチル
スルホキシド、酢酸エチル、イソプロピルアルコール、
ジエチルエーテル、メチルエチルケトン、エタノール、
ヘキサン、プロピレンカーボネート、ブチルアミン、
水、等の溶剤はＸ型またはτ型フタロシアニンを溶解し
ない。従って本発明においてはこれらの溶剤を単独で用
いる事は出来ない。これらの溶剤を用いる場合には、先
に上げたＸ型またはτ型フタロシアニンを溶解する溶剤
と組み合わせて使用する必要がある。

本発明になるバインダー高分子としては先に上げたＸ
型またはτ型フタロシアニンを溶解する溶剤に溶解する
ものを用いると良い。これらの目的に適した高分子とし
ては、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリビニ
ルブチタール、ポリビニルアセトアセタール、ポリビニ
ルホルマール、ポリアクリロニトリル、ポリメタアクリ
ル酸メチル、ポリアクリレート、及びこれらの共重合
体、ポリ（塩化ビニル／酢酸ビニル／ビニルアルコー
ル）、ポリ（塩化ビニル／酢酸ビニル／マレイン酸）、
ポリ（エチレン／酢酸ビニル）、ポリ（塩化ビニル／塩
化ビニリデン）、セルロース系高分子、等が上げられ
る。これらの高分子は単独あるいは２種類以上の混合体
として使用される。もちろん、先に述べたように２種類
以上の溶剤を組合せ、一つの溶剤でＸ型またはτ型フタ
ロシアニンを溶解し他の溶剤でバインダー高分子を溶解
することが可能であるので本発明になるバインダー高分
子は上記の高分子に限定されるものではない。

以上述べたＸ型またはτ型フタロシアニンとバインダ
ー高分子との最適比率は、重量比で1:2から1:20の間で
ある。この範囲よりフタロシアニンの量が多い場合には
感光体表面に粒子状のＸ型またはτ型フタロシアニンが
存在することになり、耐刷性や印字特性の劣化をもたら
す、また帯電特性が悪くなり一般に300V以上の電位を乗
せる事が難しくなる。これに対し上記の範囲よりもバイ
ンダー高分子の量が多い場合には感光特性が悪くなる。

従来、電荷発生材としては、本発明になるＸ型τ型フ
タロシアニン以外に、各種フタロシアニン系化合物、ペ
リレン系化合物、チアピリリウム系化合物、アンスアン
スロン系化合物、スクアリリウム系化合物、ビスアゾ系
化合物、各種フタロシアニン顔料、トリスアゾ顔料、ア
ズレニウム色素等が知られているが、我々の検討の限り
では、分子分散したCGMの内でこの様な優れた負電荷の
移動能力を有しているものはなかった。

一方、従来の２層型負帯電方式OPCに用いられてきたC
TMとしては、ヒドラゾン系化合物、オキサゾール系化合
物、トリフェニルメタン系化合物、アリールアミン系化
合物がある。これらの材料を本発明のCTL層に添加する
と、添加量が５％以下の場合は感光特性の向上にほとん
ど影響が、５％以上を添加すると感光特性、帯電の安定
性が著しく悪くなる。すなわち本発明の構成には従来の
CTMは悪い影響を与え、本質的にそれを必要としない事
が分かる。

この様に本発明の構成としてCTMを必要としないと言
うことは副次的な効果として感光体の耐熱安定性を向上
させる事になる。従来の構成では感光体の耐熱性は主に
CTMの耐熱性により決定されてきた。本発明ではこのCTM
を含まない上に、Ｘ型またはτ型フタロシアニンが非常
に耐熱性に富んでいるので事実上感光体の耐熱性にはバ
インダー高分子の耐熱性により決定される。したがって
通常先にのべた高分子の場合150℃以上のすぐれた耐熱
性が達成される。

これに対して本発明の構成におけるCGLは特別なもの
である必要はなく、従来のOPCにおいて使用されてきた
種々のCGMを有効に使用する事が出来る。それらの例と
して、各種フタロシアニン系化合物、ペリレン系化合
物、チアピリリウム系化合物、アンスアンスロン系化合
物、スクアリリウム系化合物、ビスアゾ系化合物、各種
フタロシアニン顔料、トリスアゾ顔料、アズレニウム色
素、等の上げる事が出来、その１例を以下に示す。

これらの高分子はしばしば適当な高分子中に分散し使
用される。

この様な材料の組合せにより、例えば、Ｘ型フタロシ
アニンとポリビニルブチラールを重量比1:5の割合で用
いた系（実施例１参照）でCTL層を作成した場合、正帯
電による半減露光量感度で0.8lux.secの高感度（帯電電
位850V）が実現され、800nmでの感度は2.5cm²/μｊであ
った。これに対し、負帯電による感度は18lux.sec（帯
電電位150V）であり、その特性は正帯電に対し著しく劣
るものであった。また、この系は非常に安定で、正帯電
による特性は1000回の繰り返し試験でもほとんど変化し
なかった。更に、この感光体は優れた耐熱性を示し、15
0℃で48時間の処理によってもその特性はほとんど変化
しなかった。

有機光導電層の基板となる導電性支持体としては、特
に限定はされず、使用用途等によって適宜選択すること
が出来る。具体的には、アルミニウム等の金属や、ガラ
ス、紙あるいはプラスチック等の表面に金属蒸着等の方
法で打導電層を形成したもの、などが好ましく用いられ
る。また、その形状についても、ドラム状、ベルト状、
シート状、などいろいろな形状を取ることが出来る。

以上述べてきたこの発明にかかる電子写真用感光体
は、例えば、複写機、プリンター、フクシミリ、等の種
々の記録方式に用いる事が出来、その用途は何等限定さ
れない。なお、この発明にかかる電子写真用感光体は、
上記例に限定される事なく、例えば必要に応じて、有機
感光体層上に、さらに絶縁性樹脂による表面保護層を形
成したり、感光層と基板の間にブロッキング層を設けた
りすることも出来る。

作 用 本発明になる正帯電２層型OPCは従来にない構成を有
し、感光体としての優れた特性を実現でき、従来の感光
体に比べ次のような特徴を有している。正帯電方式で
優れた感度をしめす、従来の正帯電逆２層構造OPCに
比べはるかに高感度である。CTL層が上面に存在るの
でこの層を厚くすることができ、耐刷性、安定性の向上
を計る事ができる。適当なCGMを選択する事により550
〜800nmの広い範囲で優れた感光特性を示す感光体を作
成出来る。熱に弱いCTMが含まれていないので耐熱性
に優れている。

実施例 次に、実施例をしめしながらこの発明をさらに詳しく
説明する。

図は本発明の基本的な構成を示す。図において１は基
板、２は粒子状に分散した電荷発生層、３はバンンダー
高分子、４は分子状に分散したＸ型またはτ型フタロシ
アニンとバインダー高分子より成る電荷移動層である。

＜実施例１＞ Ｘ型無金属フタロシアニン（XPCと略す）、大日本イ
ンク（株）製、ファストゲンブルー（Fasto gen Blue）
8120B）とイソプロピルアルコールに溶解したポリビニ
ルブチラール（PVBと略す、積水化学工業（株）製エス
レックBM−２）を1:1の重量比で十分、混合混練したの
ち、アルミドラム上にディップ法により塗布し、真空
中、120℃で１時間処理して、CG層（厚さ２〜５μｍ）
を形成した。XPCはアルコールに溶解しないので、この
層の中のXPCは粒子状で存在していると考えられる。

次に、同じXPcとポリエステル（東洋紡（株）製バイ
ロン200、PETと略す）をテトラヒドロフランに溶解し、
得られた溶液を上記のCGL層の上に塗布しCT層を形成し
た。CTL層の厚さは10〜20μｍである。得られた感光体
の感光特性を、川口電機（株）製EPA−8100型ペーパー
アナライザーを用い、タングステンによる白色光を照射
して、正帯電による光感度（半減露光量、Ｅ_1/2）を測
定し、1000回の繰り返し試験後の光感度も同様に測定し
た。更に、400〜1000nmの範囲での波長特性を測定し
た。Ｘ型フタロシアニンとPETの重量比をいろいろ変化
させたときの特性を第１表に示す。

この結果より明かであるようにXPcとPETの比は1:2か
ら1:20の間が適当でこの範囲の組成では帯電特性、感度
特性共に良好な特性を得る事が出来る。

＜実施例２＞ τ型無金属フタロシアニン（τPcと略す、東洋インキ
（株）製、リオフォトン（Liophoton THP））を用いて
実施例１と同様の方法でと２層型正帯電OPCを作成し、
同様の評価を行った。その結果XPcの場合と殆ど同様な
すぐれた感光特性が確認された。

＜実施例３＞ Ｘ型無金属フタロシアニン（XPcと略す、大日本イン
キ（株）製、ファストゲンブルー（Fastogen Blue）812
0B）と各種のバインダー高分子を1:5の比率で混合した
テトラヒドロフランに溶解、十分に混合混練したのち、
得られた溶液を実施例１と同じ方法で作成したCGLの上
に塗布した。真空中、120℃で１時間処理して、OPC層
（厚さ10〜20μｍ）を形成した。

こうして得られた感光体の感光特性を、同様は方法で
評価して得られた特性を第２表に示す。

この結果より明かであるように本発明はCTLに使用さ
れる高分子の種類によらず有効であることが分かる。

＜実施例４＞ 実施例１の方法と同様の方法で前述の各種のCGMを用
いてCGLを形成した。次に実施例１と同様の方法でCTL
（XPcとPETの重量比1:5）を形成し評価した。結果を第
３表に示す。

この結果から明かであるように本発明に用いられるCG
M剤としてはいろいろな物が有効であって特に制限はな
い事が分かる。

＜実施例５＞ 実施例１で作成した感光体の内でCTL層に用いられたX
PcとPETの比率が1:5のものを選択し、連続的な耐印刷性
の試験を行った。A4試験紙を用いて試験を行ったが、３
万枚の連続試験に対し安定に作動することが分かった、
この様に本発明の方法は従来の正帯電逆２層型感光体に
比べ耐刷性の面でも優れている事が分かった。

発明の効果 以上述べてきたように、この発明にかかる電子写真用
感光体は、基板上に形成されバインダー高分子中に分子
状分散された電荷発生層と、その上に形成されたＸ型の
フタロシアニンまたはτ型フタロシアニンを含む電荷移
動層とよりなるものであり、正帯電２層型感光体であっ
て、従来の感光体に比べ、高感度でかつ安定性、耐刷性
にも優れたものとなっており、電子写真感光体として、
いろいろな記録機器等への応用が期待される。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の電子写真用感光体の基本構成を示す断面図
である。 １……基板、２……電荷発生層、３……バインダー高分
子、４……電荷移動層。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板と、前記基板上に形成された電荷発生
   層と、前記電荷発生層上に形成されたＸ型フタロシアニ
   ンまたはτ型フタロシアニン及びバインダー高分子を含
   む電荷移動層を有する電子写真用感光体であって、前記
   電荷移動層のＸ型フタロシアニンまたはτ型フタロシア
   ニンの少なくとも一部が前記バインダー高分子中に分子
   状に分散している電子写真用感光体。
2. 【請求項２】電荷移動層のＸ型フタロシアニンまたはτ
   型フタロシアニンとバインダー高分子との重量比が1:2
   から1:20の範囲内にある請求項１記載の電子写真用感光
   体。