JP2817822B2 - 電子写真用感光体 - Google Patents

電子写真用感光体

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JP2817822B2
JP2817822B2 JP4177254A JP17725492A JP2817822B2 JP 2817822 B2 JP2817822 B2 JP 2817822B2 JP 4177254 A JP4177254 A JP 4177254A JP 17725492 A JP17725492 A JP 17725492A JP 2817822 B2 JP2817822 B2 JP 2817822B2
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    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/06Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being organic
    • G03G5/0622Heterocyclic compounds
    • G03G5/0644Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings
    • G03G5/0661Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings in different ring systems, each system containing at least one hetero ring

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  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は電子写真用感光体に係
り、特に電子写真用感光体の感光層に用いられる電荷輸
送物質に関する。
【0002】
【従来の技術】カールソンの発明に係る電子写真はセレ
ン,酸化亜鉛,硫化カドミウムのような無機系光導電性
物質を用いた感光体が用いられてきた。しかし最近、可
とう性,軽量性,生産性などの観点から有機系の光導電
性物質を用いた感光体が注目され盛んに開発が行われて
いる。そのなかで電荷の発生と移動を機能分離した多層
型有機電子写真用感光体は感度を大幅に向上させること
ができること、光源の波長に応じ、分光感度を種々に変
えた材料を選択できることなどの理由から今後の電子写
真用感光体開発の主流をなすものと期待される。これら
の感光体は複写機,レーザービームプリンタ,発光ダイ
オードプリンタ,ファクシミリなど種々の機器に利用さ
れている。
【0003】さらに最近ではこれらの電子写真装置は小
型化や、印刷速度の向上が求められている。装置の小型
化に伴い、感光ドラムは小口径化が必要となる。小口径
化に伴い従来と同じ速度で印刷,複写するためにはドラ
ムの回転速度を高めることが必要となり、その結果感光
体の応答速度は高速性が要求される。また小口径化に伴
いドラムの繰り返し使用回数が多くなる。
【0004】有機電子写真用感光体の感光層は光を吸収
して電荷を発生する電荷発生層と発生した電荷を移動さ
せる電荷輸送物質を主体としこれに成膜性を付与するバ
インダや紫外線,オゾンなどによる酸化を防止する安定
剤からなる電荷輸送層とに別れる。現在実用化されてい
る電子写真用感光体の殆どは電荷発生層と電荷輸送層に
機能分離した形態を採用している。例えば特公昭55−
42380号公報には電荷発生層にクロロジアンブルー
をまた電荷輸送層にヒドラゾン化合物を含む機能分離型
の感光体が提案されている。このような感光体において
は感光体の応答速度、繰り返し使用における耐久性は主
として電荷輸送層によって決定される。
【0005】電荷輸送物質としては例えばジャーナル
オブ フォトグラフィック サイエンス アンド エン
ジニアリング 第21巻 2号 73頁(1977年)
に開示されているようなピラゾリン誘導体,特公昭55
−42380号公報に開示するヒドラゾン誘導体,ジャ
ーナル オブ イメージング サイエンス 第29巻1
号 7頁(1985)および特開昭63−170651
号公報に示されるエナミン誘導体、さらに特開平3−4
3744号公報や特開昭59−9049号公報に開示さ
れるベンチジン誘導体などが知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うな従来の電荷輸送物質にあっては感光体の高速応答性
と耐久性の両者を同時に満足させるには至っていないの
が現状である。この発明は上述の点に鑑みてなされ、そ
の目的は新規な電荷輸送物質を開発することにより応答
速度が早く、繰り返し使用時の耐久性に優れる電子写真
用感光体を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の目的はこの発明に
よれば導電性基体上に感光層を有し、感光層は一般式
(I)で示されるインドール誘導体を電荷輸送物質とし
て含むとすることにより達成される。
【0008】
【化2】
【0009】(式中、R1 ,R2 は水素原子または炭素
数が1ないし9の基であってアルキル基,アラルキル基
, アリール基,アルコキシ基を表す(ただしR1 ,R2
がともに水素原子になることはない)。R3 は炭素数が
1ないし3の基であってアルキル基,アルコキシ基また
はハロゲン原子,水素原子、Xはアルキレン基,アリー
レン基,カルボニル基,スルホニル基,スルフィニル
基,スルフィド基,酸素原子、nは0または1の整数を
示す。) 一般式(I)の具体例が表1、表2に示される。
【0010】
【表1】
【0011】
【表2】
【0012】
【作用】一般式(I)のインドール誘導体においては分
子内部における共役により、電荷輸送性が高まるものと
推定される。
【0013】
【実施例】感光体は導電性基板上に感光層が積層され
る。導電性基板はシート,ドラム,ベルトのいずれかの
形状で使用することができ、金属蒸着処理,金属メッキ
処理または導電塗料塗布処理を行ったプラスチック,
紙,ガラスまたは鉄,ニッケル,アルミニウム等を使用
することができる。これらの基板は必要に応じ、下引き
層,導電性下引き層を設けることもできる。
【0014】感光層は電荷発生層と電荷輸送層を分離し
た機能分離型感光層と単層型とがあるが本発明はいずれ
の感光層にも適用できる。機能分離型感光層の電荷発生
層はセレン,セレン−テルル,セレン−砒素,などの無
機系電荷発生物質やアゾ顔料,スクアリリウム顔料,ピ
リリウム顔料,ペリレン顔料,アントアントロン顔料,
フタロシアニン顔料などの有機系電荷発生物質を使用で
きる。これらは蒸着法による成膜,溶媒中に適当なバイ
ンダとともに溶解,分散させ塗布,乾燥し成膜すること
ができる。
【0015】バインダは電機絶縁性と皮膜形成性があれ
ば特に制限はなく、好ましくはポリビニル樹脂(ポリビ
ニルホルマール,ポリビニルアセタール,ポリビニルブ
チラール),アクリル樹脂,ポリエステル樹脂,ポリカ
ーボネート樹脂,塩ビ系共重合樹脂,酢ビ系共重合樹
脂,シリコーン樹脂などがあげられる。電荷発生層中に
占めるバインダの割合は電荷発生物質に対し、10重量
%ないし300重量%が好ましい。必要ならば電荷発生
層中にバインダとともに添加剤を加えることも可能であ
り、例えば可塑剤としてハロゲン化パラフィン,ターフ
ェニル等を、流動性付与剤としてシリコーン樹脂,モダ
フロー(モンサントケミカル社製)等を使用することが
できる。またピンホール防止剤としてフタル酸ジメチル
等を使用出来る。
【0016】電荷発生層は前記した無機または有機系の
電荷発生物質を蒸着法により0.001ないし1μm厚
さに形成するか又は前記したバインダ,添加剤を溶媒と
ともにサンドミル,アトライタ,ペイントシェーカなど
を用い浸漬法,スプレー法,等により0.01ないし3
μmの乾燥厚さに塗布して設けることができる。電荷輸
送層は前記一般式(I)で示される化合物を適当なバイ
ンダ中例えばポリエステル樹脂,ポリカーボネート樹
脂,アクリル樹脂,スチレン樹脂等とともに適当な溶媒
中に溶解し、塗布乾燥して成膜する。前記電荷輸送物質
は他の電荷輸送物質と併用することもでき、例えばヒド
ラゾン化合物,スチリル化合物,ブタジエン系化合物,
エナミン系化合物,ジアミン系化合物,ベンチジン系化
合物,トリフェニルメタン系化合物,ピラゾリン系化合
物などが挙げられる。
【0017】一般式(I)で示される電荷輸送物質は電
荷輸送層の総量に対して10ないし100重量%の範囲
で用いることが好ましく、またバインダのは電荷輸送層
の総量に対して30重量%以上使用することが皮膜特性
から好ましい。勿論電荷輸送層には先に電荷発生層にお
いて述べたような添加剤、例えば紫外線吸収剤,酸化防
止剤,可塑剤,流動性付与剤を加えることもできる。電
荷輸送層の厚さは一般的に5ないし50μmの範囲、好
ましくは10ないし40μmの厚さにより形成される。
【0018】単層型感光層においては単層中に電荷発生
物質と電荷輸送物質とがともに含まれる。電荷発生物質
としては先に機能分離型において述べたような電荷発生
物質が用いられる。また電荷輸送物質は前記一般式
(I)で示される化合物が用いられる。一般式(I)で
示される電荷輸送物質は感光層中に10ないし100重
量%の範囲で使用される。これらの電荷発生物質と電荷
輸送物質は皮膜形成能のあるバインダ例えばポリビニル
樹脂(ポリビニルホルマール,ポリビニルアセタール,
ポリビニルブチラール),アクリル樹脂,ポリエステル
樹脂,ポリカーボネート樹脂,塩ビ系共重合樹脂,酢ビ
系共重合樹脂,シリコーン樹脂などに分散溶解し、塗
布、乾燥、成膜する。必要に応じ、先に述べた添加剤例
えば酸化防止剤,紫外線吸収剤,流動性付与剤,可塑剤
等を添加できる。
【0019】単層型感光層においては電荷発生物質の量
は感光層中において1ないし10重量%を占めるのが好
ましく、1重量%以下では感度が不足し、10重量%以
上では帯電性が低下する。単層型感光層は一般に10な
いし40μm,好ましくは20ないし30μmの厚さで
使用される。一般式(I)で示される電荷輸送物質はフ
ェニル化合物のハロゲン誘導体とインドール化合物とを
縮合させることにより容易に合成することができる。
【0020】例えば化学式(I−2)で示される化合物
は2−フェニルアセトフェノンとフェニルヒドラジンか
らフィッシャ−インドール法にて合成した2,3−ジフ
ェニルインドールと4,4’−ジブロモビフェニルとを
無水炭酸カリウム,銅粉とともにスルホランのような溶
媒中で200ないし400℃で加熱し、縮合させて合成
することができる。生成物はシリカクロマト法で精製し
高純度の化合物を製造することができる。化学式(I−
1)または化学式(I−3)で示される化合物も同様な
方法により相当するケトン化合物とフェニルヒドラジン
から合成したインドールと4,4’−ジハロゲンビフェ
ニルとから合成することができる。
【0021】化学式(I−4)で示される化合物は4−
ブロモフェニルエーテルと相当するインドールとの反応
により合成することができる。他の化合物も同様な方法
で合成される。以下に化学式(I−2)で示される化合
物の合成方法を詳細に述べる。2−フェニルアセトフェ
ノンとフェニルヒドラジンからフィッシャ−インドール
法にて合成した2,3−ジフェニルインドール 269
gと4,4’−ジブロモビフェニル156gと無水炭酸
カリウム250gと銅粉30gとをスルホラン1500
ml中に加え、窒素雰囲気下、240℃にて24h,加
熱下還流を行い、冷却後、水を加えてからデカンテーシ
ョンにより水を除き、さらにこの操作を5回繰り返し
た。さらにメタノールを加え、加熱し還流下洗浄を2回
繰り返し濾過した残さをトルエン/n−ヘキサン混合溶
媒中で加熱抽出した。抽出液をカラムクロマトグラフ法
で精製し、質量分析機(日本電子製 FDMS(JMS
−AX500))にて測定した分子量は679.4であ
り元素分析の結果は表3の通りであった。
【0022】化学式(I−10)で示される化合物は2
−メチルインドールと4,4’−ジクロルビフェニルを
炭酸カリウム、銅化合物触媒とともに不活性溶媒中で加
熱反応させることにより製造することができる。化学式
(I−10)で示される化合物の合成の具体例が以下に
示される。2−メチルインドール131gと4,4’−
ジクロルビフェニル156g、無水炭酸カリウム230
g、銅メタロセン50gを無水スルホラン2000ml
中に加え、150℃で50h反応を行い、冷却後水を加
えて加熱洗浄を行った。この操作を10回繰り返し、ト
ルエン/n−ヘキサンにて抽出し再結晶精製を行った。
【0023】質量分析機(日本電子(株)製FDMS
(JMS−AX500))にて測定した分子量は410
であり、元素分析の結果は表4の通りであった。
【0024】
【表3】
【0025】
【表4】 実施例1 外形60mm,長さ348mm,厚さ1mmの鏡面仕上
げアルミニウムシリンダを用い、ポリアミド樹脂(アミ
ランCM−8000;東レ(株)製)の5%メタノール
溶液をディップコートし膜厚0.5μmの下引き層を設
けた。
【0026】次に下記化学式(II) を持つジスアゾ顔料
21重量部、ポリビニルアセタール樹脂(積水化学
(株)製エスレックスKS−1)1.0重量部をメチル
エチルケトン16重量部、シクロヘキサノン9重量部、
とともにサンドミルにて分散し、さらにメチルエチルケ
トン75重量部を加えた塗液にてレットダウンし塗液と
した。
【0027】
【化3】
【0028】この塗液を前記の下引き層を設けたアルミ
ニウムシリンダにディップコートし乾燥膜厚0.4μm
の電荷発生層を得た。次に電荷輸送物質として化学式
(I−1)で示されるインドール誘導体を10重量部、
ポリカーボネート樹脂(三菱瓦斯化学(株)製、ユーピ
ロンPCZ−300)10重量部をジクロルメタン80
重量部に溶解した塗液を上記電荷発生層の上に塗布し、
120℃で40分乾燥して乾燥厚さ20μmの電荷輸送
層を形成し、感光体を製造した。 実施例2,4,6 実施例1で用いた化学式(I−1)に代わり、電荷輸送
物質に化学式(I−2),化学式(I−4),化学式
(I−6)で示される化合物を用い、実施例1と同様に
して感光体を作成した。 比較例1,2,5 実施例1の電荷輸送物質に代え、化学式(III), 化学式
(IV)化学式(VII)で示される比較化合物を電荷輸送物
質として用い実施例1と同様にして感光体を作成した。
【0029】
【化4】
【0030】実施例3,5,7,8,9 外形60mmφ,厚さ1mm,長さ247mm,表面粗
さ平均Rz:1.2μmのアルミニウムシリンダにポリ
アミド樹脂(アミランCM−4000;東レ(株))の
5%メタノール溶液をディップ塗布し、乾燥厚さ0.1
μmの下引き層を設けた。次にx型無金属フタロシアニ
ン(ファースト−ゲンブル−8120B;大日本インキ
(株)製)1重量部,塩ビ系樹脂(MR−110;日本
ゼオン(株)製)1重量部を80重量部のクロロホルム
に溶解させペイントシェーカにより30分間分散させ
た。この塗液を先に作製した下引き層のあるアルミニウ
ムシリンダに乾燥厚さ0.7μmとなるようにディップ
コートし、電荷発生層を設けた。
【0031】次に化学式(I−3),化学式(I−
5),化学式(I−7),化学式(I−8),化学式
(I−9)で示される電荷輸送物質を10重量部,ポリ
カーボネート樹脂(ユーピロンPCZ−300;三菱瓦
斯化学(株)製)10重量部をジクロロメタン80重量
部とともに溶解して作製した塗液をディップコートし、
乾燥厚さ25μmの電荷輸送層を設け感光体を作製し
た。 比較例3,4 実施例3の電荷輸送物質に代えて、化学式(V ),化学
式(VI)で示される比較化合物を用い、実施例3と同様
にして感光体を作成した。
【0032】実施例1,2,4,6と比較例1,2,5
の感光体を市販の複写機(松下電器(株)製、FP−3
270)に取り付け、特性を評価した。感体体の初期の
暗部電位、明部電位をそれぞれ−800V、−100V
とし、照射光の光強度を変化させ暗部電位より明部電位
に到達する迄の光量(lx・s)をもって感度とする。
また露光開始後10 lx・sの光を照射した後の電位
を残留電位Vrとする。この操作を2万回繰り返したの
ち再び感度と残留電位を測定した。結果が表5に示され
る。
【0033】実施例3,5,7,8,9および比較例
3,4にて作成した感光体を以下の方法で評価した。即
ち感光体を感光体プロセス試験機に取り付け、コロトロ
ンにて−60Vに帯電し、周速78.5mm/sにて回
転し、光の無照射時の電位を初期電位(Vo)とする。
露光波長780nmの光を2μJ/cm2 の強度で照射
し、照射後0.2s後の明電位(Vi)を測定し、さら
に1.5s後の電位を測定し、残留電位(Vr)とす
る。さらにこの繰り返しを2万回行い、特性の変化を測
定した。結果が表6に示される。
【0034】
【表5】
【0035】
【表6】 表5,表6の結果から明らかなように本発明に係る電荷
輸送物質を用いる電子写真用感光体は良好な感度を与え
るとともに長期の繰り返し使用に対しても安定した特性
を与えることがわかる。 実施例10,12,14,16,18 外形80mm,長さ348mm,厚さ1mmの鏡面仕上
げアルミニウムシリンダを用い、ポリアミド樹脂(アミ
ランCM−8000;東レ(株)製)の5%メタノール
溶液をディップコートし膜厚0.5μmの下引き層を設
けた。
【0036】次に下記化学式(II) を持つジスアゾ顔料
21重量部、ポリビニルアセタール樹脂(積水化学
(株)製エスレックスKS−1)1.0重量部をメチル
エチルケトン16重量部、シクロヘキサノン9重量部、
とともにサンドミルにて分散し、さらにメチルエチルケ
トン75重量部を加えた塗液にてレットダウンし塗液と
した。
【0037】
【化5】
【0038】この塗液を前記の下引き層を設けたアルミ
ニウムシリンダにディップコートし乾燥膜厚0.4μm
の電荷発生層を得た。次に電荷輸送物質として化学式
(I−10),化学式(I−12),化学式(I−1
4),化学式(I−16),化学式(I−18)で示さ
れるインドール誘導体を10重量部、ポリカーボネート
樹脂(三菱瓦斯化学(株)製、ユーピロンPCZ−30
0)10重量部をテトラヒドロフラン80重量部に溶解
した塗液を上記電荷発生層の上に塗布し、120℃で4
0分乾燥して乾燥厚さ20μmの電荷輸送層を形成し、
感光体を製造した。これらをそれぞれ実施例10,1
2,14,16,18とする。 比較例6,8,10 比較化合物(III),(V),(VII)を用い、実施例10と
同様にして感光体を作成した。これらをそれぞれ比較例
6,8,10とする。 実施例11,13,15,17 外形60mmφ,厚さ1mm,長さ247mm,表面粗
さ平均Rz:1.2μmのアルミニウムシリンダにポリ
アミド樹脂(アミランCM−4000;東レ(株))の
5%メタノール溶液をディップ塗布し、乾燥厚さ0.1
μmの下引き層を設けた。次にx型無金属フタロシアニ
ン(ファースト−ゲンブル−8120B;大日本インキ
(株)製)1重量部,塩ビ系樹脂(MR−110;日本
ゼオン(株)製)1重量部を80重量部のクロロホルム
に溶解させペイントシェーカにより100分間分散させ
た。この塗液を先に作製した下引き層のあるアルミニウ
ムシリンダに乾燥厚さ0.7μmとなるようにディップ
コートし、電荷発生層を設けた。
【0039】次に化学式(I−11),化学式(I−1
3),化学式(I−15),化学式(I−17)で示さ
れる電荷輸送物質を10重量部,ポリカーボネート樹脂
(ユーピロンPCZ−300;三菱瓦斯化学(株)製)
10重量部をテトラヒドロフラン80重量部とともに溶
解して作製した塗液をさきに電荷発生層を設けたアルミ
ニウムシリンダにディップコートし、乾燥厚さ20μm
の電荷輸送層を設け感光体を作製した。 比較例7,9 実施例11で作成した電荷発生層の上に比較化合物(I
V),(VI) を実施例11と同様にして塗布し、感光体を作
成した。
【0040】実施例10,12,14,16,18と比
較例6,8,10の感光体を市販の複写機(シャープ
(株)製SF9400)に取り付け、特性を評価した。
感体体の初期の暗部電位、明部電位をそれぞれ−800
V、−100Vとし、照射光の光強度を変化させ暗部電
位より明部電位に到達する迄の光量(lx・s)をもっ
て感度とする。また露光開始後10 lx・sの光を照
射した後の電位を残留電位Vrとする。この操作を2万
回繰り返したのち再び感度と残留電位を測定した。結果
が表7に示される。
【0041】実施例11,13,15,17および比較
例7,9にて作成した感光体を以下の方法で評価した。
即ち感光体を感光体プロセス試験機に取り付け、コロト
ロンにて−600Vに帯電し、周速78.5mm/sに
て回転し、光の無照射時の電位を初期電位(Vo)とす
る。露光波長780nmの光を2μJ/cm2 の強度で
照射し、照射後0.2s後の明電位(Vi)を測定し、
さらに1.5s後の電位を測定し、残留電位(Vr)と
する。さらにこの繰り返しを2万回行い、特性の変化を
測定した。結果が表8に示される。
【0042】
【表7】
【0043】
【0044】
【発明の効果】この発明によれば導電性基体上に感光層
を有し、感光層は一般式(I)で示されるインドール誘
導体を電荷輸送物質として含むので、感度と長期の繰り
返し特性に優れる電子写真用感光体が得られる。
【0045】
【化6】
【0046】(式中、R1 ,R2 は水素原子または炭素
数が1ないし9の基であってアルキル基,アラルキル基
, アリール基,アルコキシ基を表す(ただしR1 ,R2
がともに水素原子になることはない)。R3 は炭素数が
1ないし3の基であってアルキル基,アルコキシ基また
はハロゲン原子,水素原子、Xはアルキレン基,アリー
レン基,カルボニル基,スルホニル基,スルフィニル
基,スルフィド基,酸素原子、nは0または1の整数を
示す。)
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−31138(JP,A) 特開 昭63−6560(JP,A) 特開 平3−43744(JP,A) 特開 昭62−163059(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 5/06

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性基体上に感光層を有し、 感光層は一般式(I)で示されるインドール誘導体を電
    荷輸送物質として含むことを特徴とする電子写真用感光
    体。 【化1】 (式中、R1 ,R2 は水素原子または炭素数が1ないし
    9の基であってアルキル基,アラルキル基, アリール
    基,アルコキシ基を表す(ただしR1 ,R2 がともに水
    素原子になることはない)。R3 は炭素数が1ないし3
    の基であってアルキル基,アルコキシ基またはハロゲン
    原子,水素原子、Xはアルキレン基,アリーレン基,カ
    ルボニル基,スルホニル基,スルフィニル基,スルフィ
    ド基,酸素原子、nは0または1の整数を示す。)
  2. 【請求項2】請求項1記載の電子写真用感光体におい
    て、感光層は電荷発生層と電荷輸送層とからなることを
    特徴とする電子写真用感光体。
  3. 【請求項3】請求項1記載の電子写真用感光体におい
    て、一般式(I)で示すインドール誘導体はR1,2
    それぞれメチル基、R3 が水素原子であることを特徴と
    する電子写真用感光体。
  4. 【請求項4】請求項1記載の電子写真用感光体におい
    て、一般式(I)で示すインドール誘導体はR1 が水素
    原子、R2 がメチル基、R3 が水素原子であることを特
    徴とする電子写真用感光体。
  5. 【請求項5】請求項1記載の電子写真用感光体におい
    て、一般式(I)で示すインドール誘導体はR1 がメチ
    ル基、R2 が水素原子、R3 が水素原子であることを特
    徴とする電子写真用感光体。
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