JP2714838B2 - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

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JP2714838B2 JP1003407A JP340789A JP2714838B2 JP 2714838 B2 JP2714838 B2 JP 2714838B2 JP 1003407 A JP1003407 A JP 1003407A JP 340789 A JP340789 A JP 340789A JP 2714838 B2 JP2714838 B2 JP 2714838B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子写真感光体に関し、特にプリンタ、複写
機等に有効であって、半導体レーザー光及びLED光に対
して高感度を示す電子写真感光体に関するものである。
〔従来技術〕
従来、電子写真感光体としては、セレン、酸化亜鉛、
硫化カドミウム等の無機光導電物質を主成分とする感光
層を設けた無機感光体が広く使用されてきた。しかしな
がら、このような無機感光体は複写機等の電子写真感光
体として要求される光感度、熱安定性、耐湿性、耐久性
等の特性において必ずしも満足できるものではなかっ
た。例えば、セレンは熱や指紋の汚れ等によって結晶化
するために電子写真感光体としての特性が劣化しやす
い。又、硫化カドミウムを用いた電子写真感光体は耐湿
性、耐久性に劣り、又、酸化亜鉛を用いた電子写真感光
体も耐久性に問題がある。セレン、硫化カドミウムの電
子写真感光体は又毒性の点で製造上、取扱上の制約が大
きいという欠点を有している。
このような無機光導電性物質の欠点を改善するため
に、種々の有機光導電性物質を電子写真感光体の感光層
に使用することが試みられ、近年、活発に研究が行われ
ている。例えば、特公昭50−10496号には、ポリビニル
カルバゾールとトリニトロフルオレノンを含有した感光
層を有する有機感光体が記載されている。しかし、この
感光体は感度及び耐久性において十分なものではない。
そのため、キャリア発生機能とキャリア輸送機能を異な
る物質に個別に分担させた機能分離型の電子写真感光体
が開発された。このような電子写真感光体においては物
質を広い範囲のものから選択することができるので、任
意の特性を得やすく、そのため感度が高く、耐久性の優
れた有機感光体が得られることが期待されている。
このような機能分離型の電子写真感光体のキャリア発
生物質として種々の有機染料及び有機顔料が提案されて
おり、例えば、ジブロムアンスアンスロンに代表される
多環キノン化合物、ビリリウム化合物及びビリリウム化
合物とポリカーボネートとの共晶錯体、スクエアリウム
化合物、フタロシアニン化合物、アゾ化合物などが実用
化されてきた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記のキャリア発生物質の多くは可視
光の短波長領域もしくは中波長領域に主感度領域を有し
ており、半導体レーザ光源を用いたレーザプリンタ用の
感光体に用いるには、その発信波長領域である750nm〜8
50nmにおける感度が不十分であることが多かった。その
ような中で特定のアゾ化合物や特定のフタロシアニン化
合物において、750nm以上の長波長領域に主感度を有す
るものが見いだされてきているが、これらはいずれも特
定の凝集構造もしくは特定の結晶構造をもたせることに
よって、主吸収を長波長化させ、同時にキャリア発生能
を高めたものであって、化合物の製造条件や感光体の作
成条件の検討が重要な課題となっている。このような技
術の複雑さのために、現在まで、停電能、感度、繰返し
特性等全般に亘って満足できるものが見いだされておら
ず、高性能の電子写真感光体の開発が待たれているのが
現状である。
又、通常の電子写真感光体においては、接地された導
電層と感光層との間の電気的接触は微視的には均一では
なく、例えば導電層側からのキャリア注入が、場所によ
って異なるために、感光体表面に保持される電荷分布
に、局所的な差異が生じる。これは、現像の後に、画像
欠陥として顕在化し、ポジ型現像プロセスにおいては黒
地に白い斑点、ネガ型の反転現像プロセスにおいては、
白地に黒い斑点となる。特に反転プロセスにおける黒い
斑点は、地かぶりと同様に、画像品質を著しく損うもの
である。
この問題を解決するための手段として、導電層と感光
層の間に中間層を設け、この層にキャリア注入のブロッ
キング機能をもたせる方法がある。しかし、そのような
場合、ブロッキング特性の増加にともなって、感光体の
感度の低下が起り、又露光後の残留電位の増加が生じ
る。このような理由で感度特性等を低下させずに、ブロ
ッキング性をもたせられるような、感光層素材と、中間
層素材の最適な組合せは見出されていない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、高感度にしてかつ残留電位が小さい
電子写真感光体を提供することにある。
本発明の他の目的は、半導体レーザ等の長波長光源に
対しても十分な感度を有する電子写真感光体を提供する
ことにある。
本発明の更に他の目的は、画像欠陥、特に反転現像時
における、黒色斑点の少い電子写真感光体を提供するこ
とにある。
〔発明の構成及び作用効果〕
本発明の上記の目的は、Cu−Kα線(波長1.541Å)
に対するX線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角2θ
の最大強度のピークが27.2°±0.2°の回折線に対応す
る結晶面を持った結晶状態であって、かつ可視及び赤外
の吸収スペクトルが780nm〜860nmの領域に最大吸収を示
す凝集状態を有するチタニルフタロシアニンと電荷輸送
物質としてトリアリールアミン系化合物を含有する感光
層、及び該感光層と導電層もしくは導電性基体との間
に、エチレン系の共重合体樹脂とポリアミド樹脂の両方
もしくはいずれか一方を含有する中間層を設けたことを
特徴とする電子写真感光体によって達成できる。
尚前記樹脂の夫々は1種以上併用してもよい。
本発明において用いられるエチレン系共重合体とは、
エチレン、プロピレン等のアルキレン単量体を用いた共
重合物であり、共重合成分としては、例えば、酢酸ビニ
ル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、
メタクリル酸エルテル、ビニルアルコール、塩化ビニ
ル、塩化ビニリデン、弗化ビニル、アクリロニトリル、
ビニルアセタール、マイレン酸、無水マレイン酸、ヒド
ロキシスチレン、アクリルアミド、ビニルピロリドン等
が挙げられる。なかでも好ましいアルキレン単量体は、
エチレンであり、好ましい共重合成分としては、酢酸ビ
ニル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、アクリ
ル酸エルテル、メタクリル酸エルテルが挙げられる。
エチレン系共重合体中、上記共重合成分の占める割合
は全体(100wt%)の5〜50wt%とするのが望ましく、1
0〜40wt%とするのがより望ましい。共重合成分の割合
が少ないと溶解性、接着性、塗布性等が低下し、又共重
合成分の割合が多いとブロッキング機能の低下が大きく
なる。この共重合体の分子量の目安としてMFR(JIS−K6
730−1981によるメルトフローレート)は2〜500g/10mi
nとするのがよい。
このようなエチレン系共重合体の具体例としては以下
の樹脂を挙げることができる。
スミテートHE−10(住友化学社製) KA−10 ( 〃 ) KA−20 ( 〃 ) KA−31 ( 〃 ) KC−10 ( 〃 ) KE−10 ( 〃 ) アクリフトWH−302( 〃 ) WK−402( 〃 ) WM−506( 〃 ) エバフレックスA−703(三井デュポンポリケミカル社
製) A−704( 〃
) ニュークレル N−010( 〃
) N−035( 〃
) N.−1560( 〃
) ユカロンA−200K(三菱油化社製) A−210M( 〃 ) A−210S( 〃 ) A−220M( 〃 ) A−500W( 〃 ) A−510W( 〃 ) プリマコール5980(ダウケミカル社製) NUC−6570( 〃 ) −6070(日本ユニカー社製) MB−730 ( 〃 ) −870 ( 〃 ) 又、本発明において用いられるポリアミド樹脂のうち
代表的なものは、ナイロン樹脂であり、特に共重合ナイ
ロンや、変性処理によって水又はアルコール類に可溶化
されたナイロン樹脂が好ましい。そのような樹脂の具体
例としては、次のようなものを挙げることができる。
ラッカマイド5003(大日本インキ社製) ラッカマイド5216( 〃 ) CM4000 (東レ社製) CM8000 ( 〃 ) AQナイロンA−70( 〃 ) AQナイロンA−90( 〃 ) AQナイロンP−70( 〃 ) トレジンF30(帝国化学産業社製) トレジンMF−30 ( 〃 ) トレジンEF−30T( 〃 ) トレジンM−20 ( 〃 ) トレジンFS−350( 〃 ) トレジンFS−500( 〃 ) 本発明の中間層の厚さは、特に規定されないが、感度
特性に障害を与えないために10μm以下、望ましくは、
4μm以下とされる。
本発明に係るチタニルフタロシアニンは、上述した通
り、ブラッグ角2θの最大強度のピークが27.2°±0.2
°の回折線に対応する結晶面を持つが、更に9.6°±0.2
°、11.7°±0.2°、24.1°±0.2°の回折線に対応する
結晶面を持つチタニルフタロシアニンも本発明において
使用され、これらのX線回折スペクトルは次の条件で測
定され、ここでのピークとはノイズとは異なった明瞭な
鋭角の突出部のことである。
X線管球 Cu 電圧 40.0 KV 電流 100 mA スタート角度 6.0 deg. ストップ角度 35.0 deg. ステップ角度 0.02 deg. 測定時間 0.50 sec. 吸収スペクトルは「320型自記記録分光光度計」(日
立製作所製)を用いて測定した反射型の吸収スペクトル
である。
本発明のチタニルフタロシアニンの製造方法を例示的
に説明する。例えば、四塩化チタンとフタロジニトリル
とをα−クロルナフタレーン等の不活性高沸点溶媒中で
反応させる。反応温度は160℃〜300℃で、特に160℃〜2
60℃が好ましい。これによって得られるジクロロチタニ
ウムフタロシアニンを塩基もしくは水で加水分解するこ
とによって、チタニルフタロシアニンが得られる。次に
これを溶媒処理することによって、目的の結晶型を得る
ことができるが、処理に用いられる装置としては一般的
な攪拌装置の他に、ホモミキサ、ディスパーサ、アジタ
ー、或はボールミル、サンドミル、アトライタ等を用い
ることができる。
本発明では上記のチタニルフタロシアニンの他に他の
キャリア発生物質を併用してもよい。そのようなキャリ
ア発生物質としては本発明のチタニルフタロシアニンと
は結晶型において異なる、例えばα型、β型、α,β混
合型、アモルフアス型等のチタニルフタロシアニンをは
じめ、他のフタロシアニン顔料、アゾ顔料、アントラキ
ノン顔料、ペリレン顔料、多環キノン顔料、スクエアリ
ウム顔料等が挙げられる。
本発明の感光体におけるキャリア輸送物質としては、
トリアリールアミン系化合物、特にスチリルトリフェニ
ルアミン系化合物、βーフェニルスチリルトリフェニル
アミン系化合物等が挙げられる。
これらのキャリア輸送物質の具体例としては、例えば
特開昭61−107356号に記載のキャリア輸送物質を挙げる
ことができるが、特に代表的なものの構造を次に例示す
る。
感光体の構成は種々の形態が知られている。本発明の
感光体はそれらのいずれの形態をもとりうるが、積層型
もしくは分散型の機能分離型感光体とするのが望まし
い。この場合、通常は第1図から第3図のような構成と
なる。第1図に示す層構成は、導電性支持体1上に中間
層5を設けその上にキャリア発生層2、次いでキャリア
輸送層3を積層して感光層4を形成したものであり、第
2図はこれらのキャリア発生層2とキャリア輸送層3を
逆にした感光層4′を形成したものである、第3図の層
構成は導電性支持体1上に、中間層5を設け、次いでキ
ャリア発生物質6とキャリア輸送物質7を分散含有する
感光層4″を形成した単層型のものである。
感光層の形成においては、キャリア発生物質或はキャ
リア輸送物質を単独で、もしくはバインダや添加剤とと
もに溶解させた溶液を塗布する方法が有用である。しか
し又、一般にキャリア発生物質の溶解度は低いため、そ
のような場合キャリア発生物質を、超音波分散機、ボー
ルミル、サンドミル、ホモミキサ等の分散装置を用いて
適当な分散媒中に微粒子分散させた液を塗布する方法が
有効となる。この場合、バインダや添加剤は分散液中に
添加して用いられるのが通常である。
感光層の形成に使用される溶剤或は分散媒としては広
く任意のものを用いることができる。例えばブチルアミ
ン、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、テ
トラヒドロフラン、ジオキサン、酢酸エチル、酢酸ブチ
ル、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、エチレング
リコールジメチルエーテル、トルエン、キシレン、アセ
トフエノン、クロロホルム、ジクロルメタン、ジクロル
エタン、トリクロルエタン、メタノール、エタノール、
プロバノール、ブタノール等が挙げられる。
キャリア発生層もしくはキャリア輸送層の形成にバイ
ンダを用いる場合に、バインダとして任意のものを選ぶ
ことができるが、特に疎水性でかつフィルム形成能を有
する高分重合体が望ましい。このような重合体としては
例えば次のものを挙げることができるが、これらに限定
されるものではない。
ポリカーボネート ポリカーボネートZ樹脂 アクリル樹脂 メタクリル樹脂 ポリ塩化ビニル ポリ塩化ビニリデン ポリスチレン スチレン−ブタジエン共重合体 ポリ酢酸ビニル ポリビニルホルマール ポリビニルブチラール ポリビニルアセタール ポリビニルカルバゾール スチレン−アルキッド樹脂 シリコーン樹脂 シリコーン−アルキッド樹脂 ポリエステル フェノール樹脂 ポリウレタン エポキシ樹脂 塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体 塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体 塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体 バインダに対するキャリア発生物質の割合は10〜600w
t%が望ましく、更には50〜400wt%が好ましい。バイン
ダに対するキャリア輸送物質の割合は10〜500wt%とす
るのが望ましい。キャリア発生層の厚さは、0.01〜20μ
mとされるが、更には0.05〜5μmが好ましい。キャリ
ア輸送層の厚みは1〜100μmであるが、更には5〜30
μmが好ましい。
上記感光層には感度の向上や残留電位の減少、或は反
復使用時の疲労の低減を目的として、電子受容性物質を
含有させることができる。このような電子受容性物質と
しては例えば、無水琥珀酸、無水マレイン酸、ジブロム
無水琥珀酸、無水フタル酸、テトラクロル無水フタル
酸、テトラブロム無水フタル酸、3−ニトロ無水フタル
酸、4−ニトロ無水フタル酸、無水ピロメリット酸、無
水メリット酸、テトラシアノエチレン、テトラシアノキ
ノジメタン、o−ジニトロベンゼン、m−ジニトロベン
ゼン、1,3,5−トリニトロベンゼン、p−ニトロベンゾ
ニトリル、ピクリルクロライド、キノンクロルイミド、
クロラニル、ブロマニル、ジクロルジシアノ−p−ベン
ゾキノン、アントラキノン、ジニトロアントラキノン、
9−フルオレニリデンマロノジニトリル、ポリニトロ−
9−フルオレニリデンマロノジニトリル、ビクリン酸、
o−ニトロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、3,5−ジニ
トロ安息香酸、ベンタフルオロ安息香酸、5−ニトロサ
リチル酸、3,5−ジニトロサリチル酸、フタル酸、メリ
ット酸、その他の電子親和力の大きい化合物を挙げるこ
とができる。電子受容性物質の添加割合はキャリア発生
物質の重量100に対して0.01〜200が望ましく、更には0.
1〜100が好ましい。
又、上記感光層中には保存性、耐久性、耐環境依存性
を向上させる目的で酸化防止剤や光安定剤等の劣化防止
剤を含有させることができる。
導電性支持体としては、金属板、金属ドラムが用いら
れる他、導電性ポリマーや酸化インジウム等の導電性化
合物、もしくはアルミニウム、パラジウム等の金属の薄
層を塗布、蒸着、ラミネート等の手段により紙やプラス
チックフィルムなどの基体の上に設けてなるものを用い
ることができる。
本発明の感光体は以上のような構成であって、以下の
実施例からも明らかなように、帯電特性、感度特性、繰
返し特性に優れたものである。
〔実施例〕
(合成例1) フタロジニトル65gとα−クロルナフタレン500mlの混
合物中に窒素気流下で14.7mlの四塩化チタンを滴下した
後、除々に200℃まで昇温し、反応温度を200℃〜220℃
の間に保って3時間攪拌して反応を完結させた。その後
放冷し130℃になったところで熱時濾過し、α−クロル
ナフタレンで洗浄した後、メタノールで数回洗浄し更に
80℃の熱水で数回洗浄した。
次に、得られたヌッチェケーキにo−ジクロルベンゼ
ンを加え、サンドミルを用いて40〜60℃の温度範囲でミ
リングを行った。メタノールで希釈後、濾過しアセト
ン、メタノールで洗浄して、本発明のチタニルフタロシ
アニンを得た。この結晶は第4図に示すように、X線回
折においてブラッグ角2θの27.3°に最大強度のピーク
を有し、又9.5°、9.7°、11.7°、24.1°に特徴的なピ
ークを示す本発明のチタニルフロシアニンであるが、同
時に若干量のα型チタニルフタロシアニンを含有するも
のである。
(合成例2) 合成例1において得られるヌッチェケーキを乾燥し、
その5gを96%硫酸100g中で3〜5℃で攪拌した後、濾過
して得られた硫酸溶液を水1.5リットル中にあけ、折出
した結晶を濾取した。次いで洗浄液が中性となるまで水
洗を繰返した。
このようにして得られたヌッチェケーキに1,2−ジク
ロルエタンを加え、室温で1時間攪拌したのち、濾過し
メタノール洗浄して本発明の結晶を得た。この結晶は第
5図に示すようにブラッグ角2θの27.3°に最大強度の
ピークを有し、又9.6°、11.7°、24.1°に特徴的なピ
ークを示した。
(比較合成例1) 合成例2のヌッチェケーキを乾燥後、メチルセネソル
ブを用いて、ミリングすることによって、第6図に示す
ようなα型のチタニルフタロシアニンを得た。
(実施例1) エチレン−酢酸ビニル共重合体「スミテートKA−10」
(住友化学社製)3部(wt、以下同じ)をトルエン100
部に加熱溶解し、0.6μmフィルタで濾過した後、浸透
塗布法によって、アルミニウムドラム上に塗布し、膜厚
0.5μmの中間層を形成した。
一方、合成剤2において得られた第5図のX線回折パ
ターンを有するチタニルフタロシアニン3部、バインダ
樹脂としてシリコーン樹脂、「KR−5240,15%キシレン
/ブタノール溶液」(信越化学社製)20部、分散媒とし
てメチルエタルケトン100部、をサンドミルを用いて分
散した液を、先の中間層の上に、浸透塗布法によって塗
布して、膜厚0.2μmのキャリア発生層を形成した。次
いで、キャリア輸送物質T−1 1部、ポリカーボネート
樹脂「ユーピロンZ200」(三菱瓦斯化学社製)1.5部、
微量のシリコーンオイル「KF−54」(信越化学社製)
を、1,2−ジクロエタン10部に溶解した液を用いて浸透
塗布し乾燥の後、膜厚25μmのキャリア輸送層を形成し
た。このようにして得られた感光体をサンプル1とす
る。この感光体の吸収スペクトルは第7図のようであっ
た。
(比較例1) 実施例1における、第5図のチタニルフタロシアニン
を比較合成例1で得た第6図のX線回折パターンを持つ
比較のチタニルフタロシアニンに代えた他は実施例1と
同様にして比較用の感光体を得た。これを比較サンプル
(1)とする。
(比較例2) 実施例1において、中間層を除いた他は実施例1と同
様にして比較用の感光体を得た。これを比較サンプル
(2)とする。
(比較例3) 実施例1において、中間層をポリエステル樹脂「バイ
ロン300」(東洋紡社製)とした他は、実施例1と同様
にして比較用の感光体を得た。これを比較サンプル
(3)とする。
(比較例4) 実施例1において、中間層をポリカーボネート樹脂
「パンライトL−1250」(帝人化成社製)とした他は、
実施例1と同様にして、比較用の感光体を得た。これを
比較サンプル(4)とする。
(実施例2〜4) 実施例1における、中間層を表1に示すエチレン系共
重合体に代えた他は、実施例1と同様にして感光体を作
成した。このようにして得られた感光体をサンプル2〜
4とする。
(実施例5) 可溶性ナイロン樹脂「ラッカマイド5003」(大日本イ
ンキ社製)4部をメタノール100部に加熱溶解し、0.6μ
mのフィルタで濾過した後、浸透塗布法によってアルミ
ニウムドラム上に塗布して、膜厚0.6μmの中間層を形
成した。一方、合成例1において得られた第4図のX線
回折パターンを有するチタニルフタロシアニン3部、ポ
リビニルブチラール樹脂「XYHL」(ユニオン・カーバイ
ド社製)1.5部、分散媒としてメチルエチルケトン100部
をサンドミルを用いて分散した液を、先の中間層の上に
浸透塗布法で塗布して、膜厚0.3μmのキャリア発生層
を形成した。次いで、キャリア輸送物質T−2 1部、ポ
リカーボネート樹脂「パンライトK−1300」(帝人化成
社製)1.3部、微量のシリコーンオイル「KF−54」(信
越化学社製)を1,2−ジクロルエタン10部に溶解した液
を用いて、浸透塗布し、乾燥の後、膜厚20μmのキャリ
ア輸送層を形成した。このようにして得られた感光体を
サンプルを5とする。この感光体の吸収スペクトルは第
8図のようであった。
(実施例6〜7) 実施例5において、中間層樹脂を表−1に示すように
ポリアミド系樹脂に代えた他は実施例5と同様にして感
光体を作成した。このようにして得られた感光体をサン
プル6〜7とする。
(評価) 得られたサンプルは、「U−Bix1550」(コニカ社
製)(半導体レーザ光源搭載)改造機に搭載し、未露光
部電位VHが−700±10〔V〕になるようにグリッド電圧
を調節し、0.7mWの照射時の露光部の電位VLを測定し
た。又現像バイアス−600〔V〕で反転現像を行ない、
複写画像の白地部分の黒斑点を評価した。
尚、黒斑点の評価は、画像解析装置「オムニコン3000
形」(島津製作所社製)を用いて黒斑点の粒径と個数を
測定し、φ(径)0.05mm以上の黒斑点が1cm2当たり何
個あるかにより判定した。黒斑点評価の判定基準は、下
記表に示す通りである。
評価の結果は表−2のようであった。
以上の実施例から明らかなように本発明の感光体にお
いては、高感度であると同時に画像欠陥が少なく、反転
現像時の黒斑点が著しく少ないものである。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明の感光体の層構成の具体例を示
した各断面図である。 第4図は本発明に係るチタニルフタロシアニンにα型の
混在したX線回折図、第5図は合成例2において得られ
るチタニルフタロシアニンのX線回折図であり、第6図
は比較合成例において得られるα型チタニルフタロシア
ニンのX線回折図である。第7図及び第8図は実施例1
及び5における感光体の吸収スペクトルである。 1…導電性支持体、2…キャリア発生層 3…キャリア輸送層、4,4′,4″…感光層 5…中間層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 澤田 潔 東京都日野市さくら町1番地 コニカ株 式会社内 審査官 原 健司 (56)参考文献 特開 平2−28265(JP,A) 特開 昭64−82042(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Cu−Kα線(波長1.541Å)に対するX線
    回折スペクトルにおいて、ブラッグ角2θの最大強度の
    ピークが27.2°±0.2°の回折線に対応する結晶面を持
    った結晶状態であって、かつ可視及び近赤外の吸収スペ
    クトルが780nm〜860nmの領域に最大吸収を示す凝集状態
    を有するチタニルフタロシアニンと電荷輸送物質として
    トリアリールアミン系化合物を含有する感光層、 及び該感光層と導電層もしくは導電性基体との間に、エ
    チレン系の共重合体樹脂とポリアミド樹脂の両方もしく
    はいずれか一方を含有する中間層を設けたことを特徴と
    する電子写真感光体。
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