JP2697103B2 - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

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JP2697103B2 JP7853489A JP7853489A JP2697103B2 JP 2697103 B2 JP2697103 B2 JP 2697103B2 JP 7853489 A JP7853489 A JP 7853489A JP 7853489 A JP7853489 A JP 7853489A JP 2697103 B2 JP2697103 B2 JP 2697103B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電荷発生層と電荷輸送層とを有する電子写
真感光体に関する。
従来の技術 従来、有機光導電体を用いた電子写真感光体は、無公
害、高生産性、低コスト等の利点があるため、種々研究
されているが、有機光導電体のうち、可視光を吸収して
電荷を発生する物質は、電荷保持力に乏しく、逆に、電
荷保持力が良好で、成膜性に優れた物質は、一般に可視
光による光導電性がほとんど無いという欠点がある。こ
の問題を解決するために、感光体を可視光を吸収して電
荷を発生する電荷発生層と、その電荷の輸送を行う電荷
輸送層とに機能分離した層構成を有する積層型の感光層
とすることが行われている。そして、電荷発生物質及び
電子輸送物質については、数多くのものが提案されてお
り、電荷輸送物質としては、アミン化合物、ヒドラゾン
化合物、ピラゾリン化合物、オキサゾール化合物、オキ
サジアゾール化合物、スチルベン化合物、カルバゾール
化合物等種々のものが知られている。
従来より電荷輸送層の結着樹脂としては、例えば特開
昭57−4051号公報に開示されているようなポリメチルメ
タクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート等の高
分子樹脂が一般的に使用されている。これら高分子樹脂
は、種々の電荷輸送物質と相溶し、良好な電気的特性を
与えるが、硬度が低いために機械的外力に弱く、表面摩
耗や傷などにより感光体の寿命を制限していた。
一方、近年、ゾル・ゲル法により、金属アルコキシド
を用いて金属酸化物セラミックを合成する際に、有機化
合物分子をドープして機能性の膜を作製する方法が提案
されている。このようにして作製された膜は、高硬度で
耐摩耗性に優れている。
発明が解決しようとする課題 ところで、金属アルコキシドを用い、ゾル・ゲル法に
よって作製された膜は、高硬度で耐摩耗性に優れている
と言う特徴を有しているが、それを電子写真感光体の電
荷輸送層に適用しようとすると、電荷輸送物質が相溶せ
ず、電荷輸送の性能を持たせることができないという問
題があり、電子写真感光体における電荷輸送層形成材料
として利用することができなかった。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたもので
ある。したがって、本発明の目的は、高硬度で耐摩耗性
に優れた電荷輸送層を有する電子写真感光体を提供する
ことにある。
課題を解決するための手段及び作用 本発明者等は、検討の結果、金属アルコキシドのアル
コキシ基の一部を疎水性置換基に置換することにより、
その疎水性置換基がミセル状に集合したゲル体を形成し
て、疎水性の分子に対して親和性を有するようになり、
種々の機能性分子をゲル中に相溶させることが可能にな
ることを見出だし、本発明を完成するに至った。
本発明の第1のものは、導電性支持体上に電荷発生層
及び電荷輸送層を設けてなる電子写真感光体において、
電荷輸送層が、下記一般式(I)及び(II)で示される
群から選択された金属アルコキシドの少なくとも1種を
縮重合により形成されたマトリックス、及び該金属アル
コキシドに含まれる基X1と親和性を有する電荷輸送物質
よりなることを特徴とする。
(式中、M1は3価の金属原子を表わし、M2は4価の金属
原子又は炭素原子を表わし、R1、R2及びR3はそれぞれ水
素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表わすが、R1
R2及びR3の少なくとも一つは炭素数1〜6のアルキル基
を表わし、X1は置換基を有してもよい炭素数5以上のア
ルキル基、アリール基、アラルキル基、アシル基、複素
環基、又は不飽和炭化水素基を表わす) 本発明の第2のものは、導電性支持体上に電荷発生層
及び電荷輸送層を設けてなる電子写真感光体において、
電荷輸送層が、上記一般式(I)及び(II)で示される
群から選択された金属アルコキシドの少なくとも1種
と、下記一般式(III)及び(IV)で示される群から選
択された金属アルコキシドの少なくとも1種との縮重合
により形成されたマトリックス、及び該金属アルコキシ
ドに含まれる基X1と親和性を有する電荷輸送物質よりな
ることを特徴とする。
(式中、M3は3価の金属原子を表わし、M4は4価の金属
原子又は炭素原子を表わし、R4、R5及びR6は、それぞれ
水素原子、炭素数1〜4のアルキル基を表わし、Yは水
酸基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲン原子、ア
ミノ基、置換基を有してもよい炭素数1〜6のアルキル
基、置換基を有してもよいアリール基、アシル基、複素
環基、又は不飽和炭化水素基を表わす) なお、本明細書において、「金属アルコキシド」と
は、上記一般式(II)及び(IV)中のM2及びM4が炭素原
子を表わす場合も意味するものと定義する。
本発明の電子写真感光体において、導電性支持体とし
ては、例えば、金属パイプ、金属板、金属シート、金属
箔、導電処理を施した高分子フィルム、Al等の金属の蒸
着層を設けた高分子フィルム、SnO2等の金属酸化物、第
4級アンモニウム塩等により被覆された高分子フィルム
又は紙等が用いられる。
導電性支持体上には、電荷発生層と電荷輸送層が形成
されるが、その積層順序はいずれでもよく、電荷輸送層
が上層の場合が好ましい。
電荷発生層は、例えば、電荷発生物質を導電性支持体
上に蒸着して得られたものでもよく、又、電荷発生物質
と結着樹脂とを主成分とする塗布液を塗布することによ
って形成されたものでもよい。
電荷発生物質及び結着樹脂としては、公知のものなら
ば、どのようなものでも使用できる。例えば、電荷発生
材料としては、tri−Seなどの無機半導体、ポリビニル
カルバゾール等の有機半導体、ビスアゾ系化合物、トリ
スアゾ系化合物、フタロシアニン類、ピリリウム化合
物、スクエアリウム化合物等の有機顔料が使用でき、
又、結着樹脂としては、ポリスチレン、シリコーン樹
脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル
樹脂、ポリエステル、ビニル系重合体、セルロース類、
アルキッド樹脂等が使用できる。
電荷発生層の膜厚は、0.05〜10μm程度に設定され
る。
一方、電荷輸送層は、上記一般式(I)及び(II)で
示される群から選択された金属アルコキシドの少なくと
も1種、又はその金属アルコキシドと上記一般式(II
I)及び(IV)で示される群から選択された金属アルコ
キシドの少なくとも1種とを、電荷輸送物質と共に適当
な溶媒中に溶解してゾル溶液を作成し、これを電荷発生
層の上に塗布した後、適当な方法で、例えば、所望によ
り水、触媒等の存在下、室温で撹拌を行う。また、所望
により、加熱することにより反応を進行させ、縮重合さ
せることによって形成できるが、その際反応条件は、選
択された系に合った方法を選択すればよい。
本発明において、上記一般式(I)ないし(IV)で示
される金属アルコキシドの金属原子としては、Al、B、
Ga、Y、Fe、Si、Ge、Sn、Ti及びZrから選択されたもの
が好適に使用できる。
本発明において好適に使用できる金属アルコキシドと
しては次のものが例示される。
一般式(I)で示される金属アルコキシド: C5H11O−Al(OCH32,C6H13O−Al(OCH3 C7H15O−Al(OCH32,C10H21O−Al(OCH3 C15H31O−Al(OCH32,C20H41O−Al(OCH3 C10H21O−Al(OC2H52,C10H21O−Al(OC3H7 C10H21O−Al(OC4H92,C20H41O−Al(OC6H13 一般式(II)で示される金属アルコキシド C5H11O−Si(OCH33,C10H21O−Si(OCH3 C20H41O−Si(OCH33,C10H21O−Si(OC2H5 C10H21O−Si(OC3H73, また、上記一般式(I)および(II)で示される金属
アルコキシドと共に使用される一般式(III)及び(I
V)で示される金属アルコキシドとしては、次のものが
例示される。
一般式(III)で示される金属アルコキシド: Al(OCH33,Al(OC2H5 Al(OC3H73,Al(OC4H9 一般式(IV)で示される金属アルコキシド: Si(OCH34,Si(OC2H5 Si(OC3H74,Si(OC4H9 一般式(III)及び(IV)で示される金属アルコキシ
ドが使用される場合には、上記一般式(I)及び(II)
で示される金属アルコキシドに対して0〜98モル%の範
囲で使用される。
また、電荷輸送物質としては、疎水性の置換基X1と親
和性を有するものであれば如何なるものでも使用可能で
ある。例えば、2,5−ビス(p−ジエチルアミノフェニ
ル)−1,3,4−オキサジアゾール等のオキサジアゾール
誘導体、1,3,5−トリフェニル−ピラゾリン、1−[ピ
リジル−(2)]−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)ピラゾリン
等のピラゾリン誘導体、トリフェニルアミン、ジベンジ
ルアニリン等の芳香族第3級アミノ化合物、N,N′−ジ
フェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−[1,1
−ビフェニル]−4,4′−ジアミン等の芳香族第3級ジ
アミノ化合物、3−(4′−ジメチルアミノフェニル)
−5,6−ジ(4′−メトキシフェニル)−1,2,4−トリア
ジン等の1,2,4−トリアジン誘導体、4−ジエチルアミ
ノベンズアルデヒド1,1−ジフェニルヒドラゾン等のヒ
ドラゾン誘導体、2−フェニル−4−スチリル−キナゾ
リン等のキナゾリン誘導体、6−ヒドロキシ−2,3−ジ
(p−メトキシフェニル)ベンゾフラン等のベンゾフラ
ン誘導体、p−(2,2−ジフェニルビニル)−N,N−ジフ
ェニルアニリン等のα−スチルベン誘導体、「ジャーナ
ル・オブ・イメージング・サイエンス」(Journal of I
maging Science)29:7〜10(1985)に記載されているエ
ナミン誘導体、N−エチルカルバゾール等のカルバゾー
ル誘導体、ポリ−N−ビニルカルバゾール及びその誘導
体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメート及びそ
の誘導体、更にはピレン、ポリビニルピレン、ポリビニ
ルアントラセン、ポリビニルアクリジン、ポリ−9−ビ
フェニルアントラセン、ピレン−ホルムアルデヒド樹
脂、エチルカルバゾール−ホルムアルデヒド樹脂などの
公知の電荷輸送材料を用いることができるが、これらに
限定されるものではない。又、これらの電荷輸送材料は
単独或いは2種類以上混合して用いることができる。
これ等電荷輸送物質は、上記金属アルコキシドに対し
て20〜80容量%の割合で含有させるのが好ましい。
上記のようにして形成された電荷輸送層において、電
荷輸送物質は、金属アルコキシドの縮重合によって形成
されたマトリクス中に分散された状態になっているが、
その含有状態は、第1図に示されるように(第1図はケ
イ素の場合のモデル)、金属アルコキシドの縮重合体よ
りなるマトリックス中に形成される疎水性の置換基X1OH
が集合したミセル構造に、疎水性の置換基と親和性のあ
る電荷輸送物質Aが取り込まれた形になっているものと
推測される。したがって、本発明の電子写真感光体にお
いて、電荷輸送物質は、安定化された状態で電荷輸送層
中に含有されている。
電荷輸送層の膜厚は、2〜100μm程度に設定され
る。
なお、本発明の電子写真感光体においては、導電性支
持体の上に、障壁層を設けてもよい。障壁層は、導電性
支持体からの不必要な電荷の注入を阻止するために有効
であり、画質を向上させる作用がある。障壁層を構成す
る材料としては、酸化アルミニウム等の金属酸化物ある
いはアクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリウレタン樹脂等があげられる。
実施例 以下、実施例によって本発明を説明する。
実施例1 導電性基材として、アルミニウムパイプを用い、これ
にポリアミド樹脂10重量部、メタノール150重量部、水4
0重量部からなる塗布液を、引き抜き塗布法を用いて塗
布し、乾燥して、膜厚1μmの下引き層を形成した。次
いで、電荷発生層を形成した。即ち、三方晶形セレン90
重量部、ポリビニルブチラール樹脂10重量部、n−ブタ
ノール300重量部からなる混合物をアトライターを用い
て分散させ、得られた分散液1重量部に対してn−ブタ
ノール2重量部を加えて希釈した分散液を、下引き層の
上に引き抜き塗布法を用いて塗布し、乾燥して膜厚0.3
μmの電荷発生層を形成した。
次に、N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチル
フェニル)[1,1′−ビフェニル]−4,4′−ジアミン7
重量部、下記構造式で示されるアルコキシシラン 10重量部、テトラエトキシシラン3重量部をモノクロル
ベンゼン140重量部に溶解させて塗布液を得た。この塗
布液を上記電荷発生層の上に、引き抜き塗布法を用いて
塗布し、170℃で90分間乾燥を行って膜厚15μmの電荷
輸送層を形成し、電子写真感光体を作成した。
得られた電子写真感光体について、種々の電子写真特
性及び耐刷性の評価を行った。即ち、感光体流入電流が
10μAになるように帯電し、帯電後1秒後の感光体表面
電位を測定し、VDDPとした。その後タングステンラン
プで除電を行い、除電後の電位を測定し、これを残留電
位VRPとした。次に、感光体流入電流を調整し、VDDP
が−500Vになるように調整し、帯電後0.3秒後に550nmの
単色光を光量を変化させながら露光し、露光後0.7秒後
(帯電後1秒)での電位が−250Vとなる光量を求めて、
光感度E 1/2とした。
また、耐刷性の評価は電子写真複写機(FX5014、富士
ゼロックス(株)製)を用い、10万枚コピー走行におけ
る感光体表面の摩耗及び傷による画像欠陥発生の有無、
表面研磨量を評価した。
得られた結果を第1表に示す。
実施例2 実施例1におけると同様にして下引き層及び電荷発生
層を形成した後、電荷輸送層を次のようにして形成し、
電子写真感光体を作成した。
N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス−(3−メチルフェ
ニル)−1,1′−ビフェニル]−4,4′−ジアミン6重量
部、下記構造式で示されるアルコキシシラン 10重量部、テトラエトキシシラン4重量部をモノクロル
ベンゼン140重量部に溶解させて塗布液を得、これを上
記電荷発生層の上に、引き抜き塗布法を用いて塗布し、
170℃で90分間乾燥を行って膜厚14μmの電荷輸送層を
形成した。
得られた電子写真感光体について、実施例1と同様に
して電子写真特性及び耐刷性の評価を行った。それ等の
結果を第1表に示す。
比較例1 実施例1におけると同様にして下引き層及び電荷発生
層を形成した後、電荷輸送層を次のようにして形成し、
電子写真感光体を作成した。
N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニ
ル)−[1,1′−ビフェニル]−4,4′−ジアミン4重量
部、ポリカーボネート樹脂(ビスフェノールZタイプ:P
C(Z))6重量部をモノクロルベンゼン90重量部に溶
解して塗布液を得、これを上記電荷発生層の上に、引き
抜き塗布法を用いて塗布し、170℃で90分間乾燥を行っ
て膜厚13μmの電荷輸送層を形成した。
得られた電子写真感光体について、実施例1と同様に
して電子写真特性及び耐刷性の評価を行った。それ等の
結果第1表に示す。
比較例2 実施例1におけると同様にして下引き層及び電荷発生
層を形成した後、電荷輸送層を次のようにして形成し、
電子写真感光体を作成した。
N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニ
ル)−[1,1′−ビフェニル]−4,4′−ジアミン4重量
部、ポリカーボネート樹脂(ビスフェノールAタイプ:P
C(A))6重量部をモノクロルベンゼン90重量部に溶
解して塗布液を得、これを上記電荷発生層の上に、引き
抜き塗布法を用いて塗布し、170℃で90分間乾燥を行っ
て膜厚13μmの電荷輸送層を形成した。
得られた電子写真感光体について、実施例1と同様に
して電子写真特性及び耐刷性の評価を行った。それ等の
結果を第1表に示す。
発明の効果 本発明の電子写真感光体は、電荷輸送層において、電
荷輸送物質が、硬度の高い金属アルコキシドの組重合体
のマトリックス中に安定して含有されているから、耐久
性に優れており、長期間の繰り返しコピー操作において
優れた画質の画像を形成する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明における電荷輸送層の構造のモデルを
示す説明図である。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性支持体上に電荷発生層及び電荷輸送
    層を設けてなる電子写真感光体において、電荷輸送層
    が、下記一般式(I)及び(II)で示される群から選択
    された金属アルコキシドの少なくとも1種の縮重合によ
    り形成されたマトリックス、及び該金属アルコキシドに
    含まれる基X1と親和性を有する電荷輸送物質よりなるこ
    とを特徴とする電子写真感光体。 (式中、M1は3価の金属原子を表わし、M2は4価の金属
    原子又は炭素原子を表わし、R1、R2及びR3はそれぞれ水
    素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表わすが、R1
    R2及びR3の少なくとも一つは炭素数1〜6のアルキル基
    を表わし、X1は置換基を有してもよい炭素数5以上のア
    ルキル基、アリール基、アラルキル基、アシル基、複素
    環基、又は不飽和炭化水素基を表わす)
  2. 【請求項2】導電性支持体上に電荷発生層及び電荷輸送
    層を設けてなる電子写真感光体において、電荷輸送層
    が、下記一般式(I)および(II)で示される群から選
    択された金属アルコキシドの少なくとも1種と、下記一
    般式(III)および(IV)で示される群から選択された
    金属アルコキシドの少なくとも1種との縮重合により形
    成されたマトリックス、及び該金属アルコキシドに含ま
    れる基X1と親和性を有する電荷輸送物質よりなることを
    特徴とする電子写真感光体。 (式中、M1、M2、R1、R2、R3及びX1はそれぞれ前記と同
    一の意味を有する) (式中、M3は3価の金属原子を表わし、M4は4価の金属
    原子又は炭素原子を表わし、R4、R5及びR6は、それぞれ
    水素原子、炭素数1〜4のアルキル基を表わし、Yは水
    酸基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲン原子、ア
    ミノ基、置換基を有してもよい炭素数1〜6のアルキル
    基、置換基を有してもよいアリール基、アシル基、複素
    環基、又は不飽和炭化水素基を表わす)
  3. 【請求項3】金属アルコキシドの金属原子が、Al、B、
    Ga、Y、Fe、Si、Ge、Sn、Ti及びZrから選択されたもの
    である特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の電子写
    真感光体。
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