JP2650450B2 - 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〕 この発明は電子写真用感光体に係り、特に有機材料を
含む電荷発生層と電荷輸送層とを有する積層型電子写真
用感光体に関する。

〔従来の技術〕

近年、レーザービームプリンターや複写機用感光体の
感光材料として、有機光導電性物質の研究が広く進めら
れている。有機光導電性物質を用いた感光材料は、従来
主として用いられているセレンなどの無機光導電性物質
を用いた場合に比して、可撓性、熱安定性、膜形成性、
透明性、価格など利点が多いが、暗抵抗、光感度の点で
劣っている欠点があった。そこで膜形成の容易である利
点を生かして、感光体の感光層を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積層とし、それ
ぞれ各層の機能に適した材料の選択により全体として電
子写真特性の向上をはかり、実用化を進めている。この
種の積層型感光体は、通常、導電性基体上に有機電荷発
生物質を含む電荷発生層、有機電荷輸送性物質を含む電
荷輸送層を順次形成した負帯電構造がとられている。該
電荷発生層は、レーザービームプリンター用には、赤外
光領域に吸収ピークを有するフタロシアニン系化合物等
を、複写機用には、可視光領域に吸収ピークを有するア
ゾ系化合物等を電荷発生物質とし、ポリエステル，アク
リル等の結着剤樹脂バインダ中に分散させた塗液によっ
て塗布形成している。一方、電荷輸送層はヒドラゾン・
ピラゾリン等の低分子化合物を電荷輸送性物質とし、ポ
リカーボネート等の結着剤樹脂バインダと混合させた塗
液によって塗布形成している。

このような積層型有機感光体は、実際の画像形成に際
してはカールソン方式が適用される。具体的には、暗所
での感光体への負コロナ放電による帯電、帯電された感
光体表面への露光による原稿の文字や絵などの静電潜像
の形成、形成された静電潜像のトナーによる現像、現像
されたトナー像の紙などの支持体への転写、定着により
行われ、トナー像転写後の除電、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。

ところが、このような積層型有機感光体は1500lux程
度の蛍光灯下に暴露することによって、暴露後の感光体
特性が大きく変化する。一例として、電荷発生物質にＸ
型フタロシアニンを、樹脂バインダにポリエステル（東
洋紡製：バイロン200）を用い、電荷輸送性物質として
ピラゾリン系化合物である１−フェニル−３−（ｐ−ジ
エチルアミノスチリル）−５−（パラジエチルアミノフ
ェニル）−２−ピラゾリン（ASPPと略称）と、ヒドラゾ
ン系化合物であるｐ−ジエチルアミノベンズアルデヒド
−ジフェニルヒドラゾンとをそれぞれポリカーボネート
樹脂バインダと混合して電荷輸送層を形成し、室内灯下
1500luxで,10分間の暴露を行ったときの電子写真特性変
化を第１表に示す。第１表は、感光体表面に暗所で−6k
Vのコロナ放電を行った直後の帯電電位を室内灯下露光
前後で比較した結果である。

第１表に見られるように、光暴露前後で感光体の初期
帯電電位は大きく変わる。したがって、この種の積層型
有機感光体を、実際のプリンターや複写機に組みこんで
使用すると、感光体の交換時や紙づまりの処理の際に感
光体は室内灯下にさらされるので、上記のような特性変
化が生じ、その後特性が復帰するまでの間、正常に機能
しなくなってしまう。

また第１表において、電荷輸送性物質にｐ−ジエチル
アミノベンズアルデヒド−ジフェニルヒドラゾンを用い
た場合は、暴露後の帯電電位は暴露前に比べ上昇が見ら
れるのに対して、電荷輸送性物質に１−フェニル−３−
（ｐ−ジエチルアミノスチリル）−５−（ｐ−ジエチル
アミノフェニル）−２−ピラゾリンを用いた場合は、下
降が見られる。

そこで、電荷輸送性物質と樹脂バインダの組合せを変
化させ、光暴露による感光体の初期帯電電位の変化（光
暴露前を基準とする）と、電荷輸送層である樹脂膜の光
学的禁止帯幅Eg（opt）との関係を調べた。電荷輸送層
である樹脂膜の光学的禁止帯幅Eg（opt）は、樹脂膜の
光波長λにおける光吸収係数α（λ）の波長範囲350〜5
00nmでの吸収端を用い、次式により算出される。

ここでｈはプランクの定数,Cは光速度である。なお電
荷発生層は電荷発生物質としてＸ型フタロシアニン，樹
脂バインダとしてポリエステル（東洋紡製：バイロン20
0）を用いている。この結果初期帯電電位の変化がない
のは電荷輸送層である樹脂膜の光学的禁止帯幅が臨界値
2.78eVを示すときであることがわかった。また樹脂膜の
光学的禁止帯幅が臨界値より小さいときは光暴露後に初
期帯電電位は下降し（絶対値が減る）、臨界値より大き
いときには光暴露後において初期帯電電位は上昇する
（絶対値が増える）。第１表において電荷輸送性物質に
ASPPを用いたときのEg（opt）は2.64eVであり、ABPHを
用いたときのEg（opt）は2.81eVであった。即ちASPPとA
BPHの光学的禁止帯幅は臨界値の前後にそれぞれ位置し
ていることがわかる。

光暴露したときの初期帯電電位の変化をなくすためこ
れら両電荷輸送性物質の混合系につき検討を行った。第
２表にその結果を示す。

ABPHとASPPとを９対１の割合で混合してポリエステル
樹脂に分散させたときに光暴露前後における初期帯電電
位の変化がないことがわかる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、第２表に示すように半減衰露光量が混
合系においては増大がおこり、感度が低下することがわ
かった。この半減衰露光量は光暴露によって変化しな
い。このように半減衰露光量が増大することは光源，感
光体の駆動速度等、実用上大きな影響力をもつ。なお、
半減衰露光量は、感光体を暗所で−6kVで10秒間のコロ
ナ放電によって帯電させたのち、波長780nmで１μＷの
単色光を照射して帯電電位が半減するまでの露光量（μ
J/cm²）として求めた。

上述の結果は、電荷輸送層に関しては樹脂膜の光学的
禁止帯幅と、電荷輸送性物質間の整合性とが重要である
ことを意味している。

この発明は上述の点に鑑みてなされ、その目的は電荷
輸送層につき電荷輸送性物質と樹脂バインダの組合せを
最適化することにより光暴露により初期帯電電位が変化
せず、かつ感度に優れる電子写真用感光体を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的はこの発明によれば、導電性基体１上に電
荷発生層２と電荷輸送層３とを有し、 電荷輸送層は電荷輸送性物質と樹脂バインダとからな
り、 電荷輸送性物質は一般式（Ａ）で表される第１のヒド
ラゾン系化合物と、一般式（Ｂ）で表される第２のヒド
ラゾン系化合物とからなり、 樹脂バインダはポリカーボネート樹脂またはポリカー
ボネートＺ樹脂であるとすることにより達成される。

〔式（Ａ）中、R₁,R₂,R₃,R₄は置換されてもよいアルキ
ル基，アルケニル基，アリール基，複素環基またはテニ
ル基を表し、R₅は水素原子，ハロゲン原子，アルキル
基，アルコキシ基，アリール基またはヒドロキシ基を表
し、ｍは０以上の整数を表す。〕 〔式（Ｂ）中、R₆,R₇は水素原子，ハロゲン原子，アル
キル基，アルコキシ基，アリール基またはテニル基を表
し、ｎは２以上の整数、ｌは０以上の整数を表す。〕 〔作用〕 一般式（Ａ）で表される第１のヒドラゾン系化合物と
ポリカーボネート樹脂またはポリカーボネートＺ樹脂と
から形成される樹脂膜の光学的禁止帯幅Eg（opt）は、
2.78eVを越すものとなり、一般式（Ｂ）で表される第２
のヒドラゾン系化合物とポリカーボネート樹脂またはポ
リカーボネートＺ樹脂とから形成される樹脂膜の光学的
禁止帯幅Eg（opt）は2.78eV未満となり、第１のヒドラ
ゾン系化合物と第２のヒドラゾン系化合物をポリカーボ
ネート樹脂またはポリカーボネートＺ樹脂に分散させる
ことにより樹脂膜の光学的禁止帯幅を2.78eVに調整する
ことができる。また第１のヒドラゾン系化合物と第２の
ヒドラゾン系化合物を組み合わせて電荷輸送層を形成す
ると、感光体の半減衰露光量が小さくなる。

〔実施例〕

次にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
１図はこの発明の実施例に係る電子写真用感光体を示す
断面図である。導電性基体１上に、電荷発生層２、電荷
輸送層３を順次塗布形成した負帯電構造である。該導電
性基体１は、感光体の電極としての役目と同時に各層の
支持体となっており、材質的にはアルミニウム等の金
属，あるいはガラス，樹脂などの上に導電処理をほどこ
したものでも良い。

電荷発生層２は、レーザービームプリンター用では、
赤外光領域に吸収ピークを有するフタロシアニン系化合
物等を、複写機用では、可視光領域に吸収ピークを有す
るアゾ系化合物等を電荷発生物質とし、ポリエステル，
アクリル等の結着剤樹脂バインダ中に分散させた塗液に
より塗布形成している。一方、電荷輸送層はヒドラゾン
系低分子化合物を電荷輸送性物質とし、ポリカーボネー
ト，ポリカーボネートＺ等の結着剤樹脂バインダと混合
させた塗液によって塗布形成している。

（実施例１） アルミニウム基体上に、電荷発生物質としてＸ型フタ
ロシアニン50重量部とポリエステル樹脂（商品名：東洋
紡製バイロン200）50重量部をTHF溶剤中に分散させた塗
液を用い、電荷発生層を形成する。その上に第３表に示
すように置換基R₁,R₂,R₃,R₄をかえた第１のヒドラゾン
系化合物と、ターチオフエンを主鎖に持つ第２のヒドラ
ゾン系化合物をそれぞれ重量で8:2の割合で混合させた
もの50重量部と、ポリカーボネート50重量部とを、ジク
ロロメタン350重量部に溶解せしめた塗液を用い電荷輸
送層を形成した。

第３表には上述の電荷輸送層を用いる負帯電型電子写
真用感光体につき光暴露前後の初期帯電電位（Ｖ）と半
減衰露光量Ｅ_1/2とを併せて示す。なお光暴露は室内灯
下1500luxで10秒間行った。

（比較例１） 上記実施例１の電荷輸送性物質にかえて、１−フェニ
ル−３−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）−５−（パラ
ジエチルアミノフェニル）−２−ピラゾリン,p−ジエチ
ルアミノベンズアルデヒド−ジフェニルヒドラゾン，お
よび両者を2:8の重量比で混合させたものについて、実
施例１と同様にして初期帯電電位と半減衰露光量とを測
定した。結果を第３表に併せて示す。

実施例１に示す電荷輸送層を用いる感光体は光暴露前
後で初期帯電電位の変化がなく、また感度にも優れてい
ることがわかる。

（実施例２） アルミニウム基体上に、電荷発生物質としてＸ型フタ
ロシアニン50重量部とポリエステル樹脂（商品名：東洋
紡製バイロン200）50重量部をTHF溶剤中に分散させた塗
液を用い電荷発生層を形成する。その上に、第４表に示
すように第１のヒドラゾン系化合物としてｐ−ジエチル
アミノベンズアルデヒド−ジフェニルヒドラゾンと、第
２のヒドラゾン系化合物としてチオフエン環の数ｎを２
から４まで変えたヒドラゾン系化合物をそれぞれ重量比
8:2で混合させたもの50重量部と、ポリカーボネート50
重量部とを、ジクロロメタン350重量部に溶解せしめた
塗液を用い電荷輸送層を形成した。

第４表には上述の電荷輸送層を用いる負帯電型電子写
真用感光体につき光暴露前後の初期帯電電位（Ｖ）と半
減衰露光量Ｅ_1/2とを併せて示す。なお光暴露は室内灯
下1500luxで10分間行った。測定結果は比較例１と比べ
られる。

実施例２に示す電荷輸送層を用いる感光体は光暴露前
後で初期帯電電位の変化がなく、また感度にも優れてい
ることがわかる。

（実施例３） アルミニウム基体上に、電荷発生物質としてクロロダ
イアンブルー60重量部とメタクリル酸メチルポリマー
（商品名PMMA:東京化成製）40重量部をTHF溶剤中に分散
させた塗液を用い電荷発生層を形成する。その上に第５
表に示すようにR₁,R₂,R₃,R₄をかえた第１のヒドラゾン
系化合物と、ターチオヘンを主鎖に持つ第２のヒドラゾ
ン系化合物をそれぞれ重量比8:2で混合させたもの50重
量部と、ポリカーボネート50重量部とを、ジクロロメタ
ン350重量部に溶解せしめた塗液を用い電荷輸送層を形
成した。

第５表には上述の電荷輸送層を用いる負帯電型電子写
真用感光体につき光暴露前後の初期帯電電位（Ｖ）と半
減衰露光量Ｅ_1/2とを併せて示す。なお光暴露は室内灯
下1500luxで10分間行い、半減衰露光量（lux・ｓ）は暗
所で−6kVのコロナ放電で10s間行って感光体表面を帯電
させたあと1luxの白色光照射により帯電電位が1/2にな
るまでの時間を求めることにより行った。

（比較例２） 上記実施例３の電荷輸送性物質にかえて、１−フェニ
ル−３−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）−５−（パラ
ジエチルアミノフェニル）−２−ピラゾリン,p−ジエチ
ルアミノベンズアルデヒド−ジフェニルヒドラゾン，お
よび両者を2:8の重量比で混合させたものについて、実
施例３と同様にして初期帯電電位と半減衰露光量とを測
定した。結果を第５表に併せて示す。

実施例３に示す電荷輸送層を用いる感光体は光暴露前
後で初期帯電電位の変化がなく、また感度にも優れてい
ることがわかる。

（実施例４） アルミニウム基体上に、電荷発生物質としてクロロダ
イアンブルー60重量部とメタクリル酸メチルポリマー
（商品名PMMA:東京化成製）40重量部をTHF溶剤中に分散
させた塗液を用い、電荷発生層を形成する。その上に、
第６表に示すように第１のヒドラゾン系化合物としてｐ
−ジエチルアミノベンズアルデヒド−ジフェニルヒドラ
ゾンと、チオフエン環の数ｎを２から４まで変えた第２
のヒドラゾン系化合物を重量比8:2の割合で混合させた
もの50重量部と、ポリカーボネート50重量部とを、ジク
ロロメタン350重量部に溶解せしめた塗液を用い電荷輸
送層を形成した。

第６表には上述の電荷輸送層を用いる負帯電型電子写
真用感光体につき光暴露前後の初期帯電電位（Ｖ）と半
減衰露光量Ｅ_1/2とを併せて示す。なお光暴露は室内灯
下1500luxで10分間行い、半減衰露光量（lux・ｓ）は暗
所で−6kVのコロナ放電で10s間行って感光体表面を帯電
させたあと1luxの白色光照射により帯電電位が1/2にな
るまでの時間を求めることにより行った。測定結果は比
較例２と比べられる。

実施例４に示す電荷輸送層を用いる感光体は光暴露前
後で初期帯電電位の変化がなく、また感度にも優れてい
ることがわかる。

〔発明の効果〕 この発明によれば、導電性基体上に電荷発生層と電荷
輸送層とを有し、 電荷輸送層は電荷輸送性物質と樹脂バインダとからな
り、 電荷輸送性物質は一般式（Ａ）で表される第１のヒド
ラゾン系化合物と、一般式（Ｂ）で表される第２のヒド
ラゾン系化合物とからなり、 樹脂バインダはポリカーボネート樹脂またはポリカー
ボネートＺ樹脂である。

〔式（Ａ）中、R₁,R₂,R₃,R₄は置換されてもよいアルキ
ル基，アルケニル基，アリール基，複素環基またはテニ
ル基を表し、R₅は水素原子，ハロゲン原子，アルキル
基，アルコキシ基，アリール基またはヒドロキシ基を表
し、ｍは０以上の整数を表す。〕 〔式（Ｂ）中、R₆,R₇は水素原子，ハロゲン原子，アル
キル基，アルコキシ基，アリール基またはテニル基を表
し、ｎは２以上の整数,lは０以上の整数を表す。〕の
で、一般式（Ａ）で表される第１のヒドラゾン系化合物
とポリカーボネート樹脂またはポリカーボネートＺ樹脂
とから形成される樹脂膜の光学的禁止帯幅Eg（opt）は
2.78eVを越すものとなり、一般式（Ｂ）で表される第２
のヒドラゾン化合物とポリカーボネート樹脂またはポリ
カーボネートＺ樹脂とから形成される樹脂膜の光学的禁
止帯幅Eg（opt）は2.78eV未満となり第１のヒドラゾン
系化合物と第２のヒドラゾン系化合物をポリカーボネー
ト樹脂またはポリカーボネートＺ樹脂に分散させること
により樹脂膜の光学的禁止帯幅を2.78eVに調整すること
ができる。また第１のヒドラゾン系化合物と第２のヒド
ラゾン系化合物を組み合わせて電荷輸送層を形成する
と、感光体の半減衰露光量が小さくなる。このようにし
て光暴露によって初期帯電電位が変化せずまた感度に優
れる電子写真用感光体が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る電子写真用感光体を示
す断面図である。 １……導電性基体、２……電荷発生層、３……電荷輸送
層。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性基体上に電荷発生層と電荷輸送層と
   を有し、 電荷輸送層は電荷輸送性物質と樹脂バインダとからな
   り、 電荷輸送性物質は一般式（Ａ）で表される第１のヒドラ
   ゾン系化合物と、一般式（Ｂ）で表される第２のヒドラ
   ゾン系化合物とからなり、 樹脂バインダは、ポリカーボネート樹脂またはポリカー
   ボネートＺ樹脂であることを特徴とする電子写真用感光
   体。 〔式（Ａ）中、R₁,R₂,R₃,R₄は置換されてもよいアルキ
   ル基，アルケニル基，アリール基，複素環基またはテニ
   ル基を表し、R₅は水素原子，ハロゲン原子，アルキル
   基，アルコキシ基，アリール基またはヒドロキシ基を表
   し、ｍは０以上の整数を表す。〕 〔式（Ｂ）中、R₆,R₇は水素原子，ハロゲン原子，アル
   キル基，アルコキシ基，アリール基またはテニル基を表
   し、ｎは２以上の整数、ｌは０以上の整数を表す。〕