JP3173298B2 - 電子写真用感光体 - Google Patents

電子写真用感光体

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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の感
光層に係り、特に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】従来より電子写真用感光体(以下感光体
とも称する)の感光材料としてはセレンまたはセレン合
金などの無機光導電性物質、フタロシアニン化合物ある
いはビスアゾ化合物などの有機光導電性物質を樹脂結着
剤中に分散させたものや真空蒸着させたものなどが利用
されている。
【0003】また感光体には暗所で表面電荷を保持する
機能、光を受容して電荷を発生する機能、同じく光を受
容して電荷を輸送する機能とが必要であるが、一つの層
でこれらの機能をあわせもったいわゆる単層型感光体
と、主として電荷発生に寄与する層と暗所での表面電荷
の保持と光受容時の電荷輸送に寄与する層とに機能分離
した層を積層したいわゆる積層型感光体がある。これら
の感光体を用いた電子写真法による画像形成には、例え
ばカールソン方式が適用される。この方式での画像形成
は暗所での感光体へのコロナ放電による帯電、帯電され
た感光体表面上への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定着により行われ、ト
ナー像転写後の感光体は除電、残留トナーの除去、など
を行った後再使用に供される。
【0004】近年、可とう性、熱安定性、膜形成性など
の利点により、電荷輸送能の優れた光導電性有機化合物
の感光体への応用が数多く提案されている。例えばオキ
サジアゾール化合物としては、米国特許第318944
7号明細書、ピラゾリン化合物としては、特公昭59−
2023号公報、またヒドラゾン化合物としては、特公
昭55−42380号公報、特開昭57−101844
号公報、特開昭54−150128号公報、あるいはス
チルベンやベンジジンの誘導体など種々の電荷輸送材料
が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のように有機材料
は無機材料にない多くの長所を持つが、また同時に電子
写真用感光体に要求されるすべての特性を充分に満足す
るものが得られていないのが現状であり、特に感度およ
び繰り返し連続使用時の特性に問題があった。この発明
は、上述の点に鑑みてなされたものであって、その目的
は感光層に電荷輸送物質として今までに用いられたこと
のない新しい有機材料を用いることにより、高感度で繰
り返し特性の優れた複写機用およびプリンター用電子写
真用感光体を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明によれば前述の
目的は、感光層に下記一般式 (IV) ないし(VI)で示さ
れるチオフェン誘導体のうち少なくとも一種を電荷輸送
物質として含むことにより達成される。
【0007】
【化4】
【0008】〔式中R31ないしR36は水素原子、ハロゲ
ン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基を表
し、R37およびR38は水素原子、アルキル基、アリール
基を表し、qおよびrは1,2または3の整数を表
す。〕
【0009】
【化5】
【0010】〔式中R41ないしR46は水素原子、ハロゲ
ン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基を表
し、R47およびR48は水素原子、アルキル基、アリール
基を表し、sおよびtは1,2または3の整数を表
す。〕
【0011】
【化6】
【0012】〔式中R51ないしR56は水素原子、ハロゲ
ン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基を表
し、R57およびR58は水素原子、アルキル基、アリール
基を表し、uおよびvは1,2または3の整数を表
す。〕
【0013】
【作用】前記一般式 (IV) ないし(VI)で示されるチオ
フェン誘導体を感光層に用いた例は知られていない。こ
れら発明者は、前記目的を達成するために各種有機材料
について鋭意検討するなかで、これら化合物について数
多くの実験を行った結果、その技術的解明はまだ充分な
されてはいないが、このような一般式 (IV) ないし (V
I)で示される特定の骨格を有する化合物を電荷輸送物
質として使用することが、電子写真特性の向上に極めて
有効であることを見出し、高感度で繰り返し特性の優れ
た感光体を得るに至ったのである。
【0014】
【実施例】この発明に用いられる前記一般式(IV)ない
し(VI)のチオフェン誘導体は、通常の方法で合成する
ことができる。
【0015】 記一般式(IV)の化合物は下記一般式
(XII )で示されるアルデヒド類と一般式(XIII)で示
されるヒドラジン類とを、酸などの触媒を入れた有機溶
媒(エタノールなど)中で脱水縮合させることにより、
容易に合成することができる。また前記一般式(V) の
化合物は下記一般式(XIV )で示されるアルデヒド類と
一般式(XV)で示される試薬とアルカリを入れた有機溶
媒(ジメチルホルムアミド、ジメトキシエタンなど)中
で反応させることにより、容易に合成することができ
る。さらに前記一般式(VI)の化合物は下記一般式(XV
I )で示されるアルデヒド類と一般式(XVII)で示され
る試薬とアルカリを入れた有機溶媒(ジメチルホルムア
ミド、ジメトキシエタンなど)中で反応させることによ
り、容易に合成することができる。
【0016】
【化7】
【0017】このようにして得られる前記一般式 (IV)
ないし(VI)で示される化合物の具体例を例示すると次
の通りである。
【0018】
【化8】
【0019】
【化9】
【0020】
【化10】
【0021】
【化11】
【0022】
【化12】
【0023】
【化13】
【0024】この発明の感光体は前述のようなチオフェ
ン誘導体を感光層中に含有させたものであるが、これら
チオフェン誘導体の応用の仕方によって、図1、図2あ
るいは図3に示した如くに用いることが出来る。図1は
この発明の実施例にかかる単層型感光体を示す断面図、
図2はこの発明の実施例にかかる負帯電の積層型感光体
を示す断面図、図3はこの発明の実施例にかかる正帯電
の積層型感光体を示す断面図である。1は導電性基体、
20、21、22は感光層、3は電荷発生物質、4は電
荷発生層、5は電荷輸送物質、6は電荷輸送層、7は被
覆層である。
【0025】図1は、導電性基体1上に電荷発生物質3
と電荷輸送物質5を樹脂バインダー(結着剤)に分散し
た感光層20(通常単層型感光体と称せられる構成)が
設けられたものである。図2は導電性基体1上に電荷発
生物質3を主体とする電荷発生層4と、電荷輸送物質5
である化合物を含有する電荷輸送層6との積層からなる
感光層21(通常積層型感光体と称せられる構成)が設
けられたものである。図3は図2の逆の層構成のもので
ある。この場合には、電荷発生層4を保護するため、さ
らに被覆層7を設けるのが一般的である。
【0026】図2および図3に示す2種類の層構成とす
る理由は、負帯電方式として通常用いられる図2の層構
成で正帯電方式で用いようとしても、これに適合する電
荷輸送物質がまだ見つかっておらず、従って正帯電方式
の感光体として現段階では図3に示した層構成とするこ
とが必要なためである。図1の感光体は、電荷発生物質
を電荷輸送物質及び樹脂バインダーを溶解した溶液中に
分散させ、この分散液を導電性基体上に塗布することに
よって作製できる。
【0027】図2の感光体は、導電性基体上に電荷発生
物質を真空蒸着するか、あるいは電荷発生物質の粒子を
溶剤又は樹脂バインダー中に分散して得た分散液を塗
布、乾燥しその上に電荷輸送物質及び樹脂バインダーを
溶解した溶液を塗布、乾燥することにより作製できる。
図3の感光体は、電荷輸送物質及び樹脂バインダーを溶
解した溶液を、導電性基体上に塗布、乾燥しその上に電
荷発生物質を真空蒸着するか、あるいは電荷発生物質の
粒子を溶剤又は樹脂バインダー中に分散して得た分散液
を塗布、乾燥しさらに被覆層を形成することにより作製
できる。
【0028】導電性基体1は、感光体の電極としての役
目と同時に他の各層の支持体となっており、円筒状、板
状、フィルム状のいずれでもよく、材質的にはアルミニ
ウム、ステンレス鋼、ニッケルなどの金属、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よ
い。電荷発生層4は、前述のように電荷発生物質3の粒
子を樹脂バインダー中に分散させた材料を塗布するか、
あるいは真空蒸着などの方法により形成され、光を受容
し電荷を発生する。またその電荷発生効率が高いことと
同時に発生した電荷の電荷輸送層6および被覆層7への
注入性が重要で、電場依存性が少なく低電場でも注入の
良いことが望ましい。電荷発生物質としては無金属フタ
ロシアニン、チタニルフタロシアニンなどのフタロシア
ニン化合物、各種アゾ、キノン、インジゴ顔料あるいは
シアニン、スクアリリウム、アズレニウム、ピリリウム
化合物などの染料や、セレンまたはセレン化合物などが
用いられ、画像形成に使用される露光光源の光波長領域
に応じて好適な物質を選ぶことができる。電荷発生層は
電荷発生機能を有すればよいので、その膜厚は電荷発生
物質の光吸収係数より決まり一般的には5μm以下であ
り、好適には1μm以下である。電荷発生層は電荷発生
物質を主体としてこれに電荷輸送物質などを添加して使
用することも可能である。樹脂バインダーとしては、ポ
リカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレ
タン、塩化ビニル、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラ
ール、ジアリルフタレート樹脂、メタクリル酸エステル
の重合体および共重合体などを適宜組合わせて使用する
ことが可能である。
【0029】電荷輸送層6は樹脂バインダー中に有機電
荷輸送物質として前記一般式 (IV)ないし (VI)で示され
るチオフェン誘導体を分散させた塗膜であり、暗所では
絶縁体層として感光体の電荷を保持し、光受容時には電
荷発生層から注入される電荷を輸送する機能を発揮す
る。樹脂バインダーとしてはポリカーボネート、ポリエ
ステル、ポリスチレン、メタクリル酸エステルなどの重
合体および共重合体などを用いることができる。
【0030】被覆層7は暗所ではコロナ放電の電荷を受
容して保持する機能を有しており、かつ電荷発生層が感
応する光を透過する性能を有し、露光時に光を透過し、
電荷発生層に到達させ、発生した電荷の注入を受けて表
面電荷を中和消滅させることが必要である。被覆材料と
しては、ポリエステル、ポリアミドなどの有機絶縁性皮
膜形成材料が適用できる。またこれら有機材料とガラス
樹脂、SiO2 などの無機材料さらには金属、金属酸化
物などの電気抵抗を低減せしめる材料とを混合して用い
ることもできる。被覆材料としては有機絶縁性皮膜形成
材料に限定されることはなくSiO2 などの無機材料さ
らには金属、金属酸化物などの電気抵抗を低減せしめる
材料とを混合して用いることができる。被覆材料は前述
の通り電荷発生物質の光の吸収極大の波長領域において
できるだけ透明であることが望ましい。
【0031】被覆層自体の膜厚は被覆層の混合組成にも
依存するが、繰り返し連続使用したとき残留電位が増大
するなどの悪影響がでない範囲で任意に設定できる。以
下、この発明の実施例について説明する。
【0032】 〔実施例8〕 x型無金属フタロシアニン(H2Pc)50重量部と前
記化合物No. IV−1で示されるチオフェン誘導体10
0重量部をポリエステル樹脂(商品名バイロン200:
東洋紡製)100重量部とテトラヒドロフラン(TH
F)溶剤とともに3時間混合機により混練して塗布液を
調整し、導電性基体であるアルミ蒸着ポリエステルフィ
ルム(Al−PET)上に、ワイヤーバー法にて塗布し
て、乾燥後の膜厚が15μmになるように感光体を作製
した。 〔実施例9〕 前記化合物No. IV−2で示されるチオフェン誘導体1
00重量部とポリカーボネート樹脂(商品名パンライト
L−1225:帝人化成製)100重量部を塩化メチレ
ンに溶解してできた塗液をアルミ蒸着ポリエステルフィ
ルム基体上にワイヤーバー法にて塗布して、乾燥後の膜
厚が15μmになるように電荷輸送層を形成した。この
ようにして得られた電荷輸送層上に、ボールミルにより
150時間粉砕処理したチタニルフタロシアニン(Ti
OPc)50重量部、ポリエステル樹脂(商品名バイロ
ン200:東洋紡製)50重量部、THF溶剤とともに
3時間混合機により混練して塗布液を調整し、ワイヤー
バー法にて塗布して、乾燥後の膜厚が1μmになるよう
に電荷発生層を形成し、感光体を作製した。 〔実施例10〕 実施例9において、TiOPcに替えて下記構造式(XV
III )で示されるスクアリリウム化合物を用い、電荷輸
送物質を前記化合物No. V−1で示されるチオフェン
誘導体に替えて実施例9と同様に感光体を作製した。
【0033】
【化14】
【0034】〔実施例11〕 実施例9において、TiOPcに替えて例えば特開昭4
7−37543号公報に示されるようなビスアゾ顔料で
あるクロロダイアンブルーを用い、電荷輸送物質を前記
化合物No. VI−1で示されるチオフェン誘導体に替え
て実施例9と同様に感光体を作製した。
【0035】このようにして得られた感光体の電子写真
特性を川口電機製静電記録紙試験装置「SP−428」
を用いて測定した。感光体の表面電位Vs(V)は暗所
で+6.0kVのコロナ放電を10秒間行って感光体表
面を正帯電せしめたときの初期の表面電位であり、続い
て感光体表面に照度2lxの白色光を照射して表面電位
Vs(V)が半分になるまでの時間(s)を求め半減衰
露光量E1/2 (lx・s)とした。また実施例8〜10
については長波長光での高感度が期待できるので、波長
780nmの単色光をもちいたときの電子写真特性も同
時に測定した。すなわち白色光の替わりに1μWの単色
光(780nm)を照射し半減衰露光量(μJ/cm
2 )を求めた。測定結果を表に示す。
【0036】
【表1】 に見られるように、実施例8ないし11は半減衰露
光量、表面電位ともに遜色はなく、良好な特性を示して
いる。また実施例8ないし10においては波長780n
mの長波長光でも高感度を示し、半導体レーザプリンタ
用として充分使用可能であることがわかる。
【0037】また1000回の繰り返し試験においても
表面電位(Vs)の変化は50V以下であり、さらに半
減衰露光量も変化なく安定していることを確認してい
る。 〔実施例12〕 実施例9と同様にx型無金属フタロシアニン50重量
部、塩化ビニル共重合体(商品名MR−110:日本ゼ
オン製)50重量部を塩化メチレンとともに3時間混合
機により混練して塗布液を調整し、アルミニウム支持体
上に約1μmになるように塗布し電荷発生層を形成し
た。
【0038】次に化合物No.IV −8で示されるチオフ
ェン誘導体100重量部、ポリカーボネート樹脂(商品
名パンライトL−1250:帝人化成製)100重量
部、シリコンオイル0.1重量部を塩化メチレンで混合
し、電荷発生層の上に約15μmとなるように塗布し電
荷輸送層を形成し、感光体を作製した。このようにして
得られた感光体においては、Vs=−750V、E1/2
=1.4lx・sと良好な結果が得られた。 〔実施例13〕 実施例12において、無金属フタロシアニンに替えて
構造式(XIX )で示されるビスアゾ顔料を用い、また
電荷輸送物質を化合物No. V−3で示されるチオフェ
ン誘導体に替えて実施例12と同様に感光体を作製し
た。
【0039】このようにして得られた感光体において
は、Vs=−750V、E1/2 =1.5lx・sと良好
な結果が得られた。
【0040】
【化15】
【0041】〔実施例14〕 実施例12において、無金属フタロシアニンに替えて
構造式(XX)で示されるビスアゾ顔料を用い、また電
荷輸送物質を化合物No. VI−3で示されるチオフェン
誘導体に替えて実施例5と同様に感光体を作製した。
【0042】このようにして得られた感光体において
は、Vs=−750V、E1/2 =1.6lx・sと良好
な結果が得られた。
【0043】
【化16】
【0044】
【発明の効果】この発明によれば、導電性基体上に電荷
輸送物質として前記一般式(IV)ないし(VI)で示され
るチオフェン誘導体を用いることとしたため、実施例1
ないし14に示した結果に見られるように正帯電および
負帯電においても高感度でしかも繰り返し特性の優れた
感光体を得ることができる。また電荷発生物質は露光光
源の種類に対応して好適な物質を選ぶことができ、一例
をあげるとフタロシアニン化合物、スクアリリウム化合
物およびある種のビスアゾ化合物などを用いれば半導体
レーザプリンターに使用可能な感光体を得ることができ
る。さらに必要に応じて表面に被覆層を設置して耐久性
を向上することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例にかかる単層型感光体を示す
断面図
【図2】この発明の実施例にかかる負帯電の積層型感光
体を示す断面図
【図3】この発明の実施例にかかる正帯電の積層型感光
体を示す断面図
【符号の説明】
1 導電性基体 3 電荷発生物質 4 電荷発生層 5 電荷輸送物質 6 電荷輸送層 7 被覆層 20 感光層 21 感光層 22 感光層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−159658(JP,A) 特開 平1−172962(JP,A) 特開 平6−51548(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 5/00 - 5/16 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性基体上に形成された感光層が下記一
    般式 (IV) で示されるチオフェン誘導体のうち少なくと
    も一種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R31ないしR36は水素原子、ハロゲン原子、アル
    キル基、アルコキシ基、アリール基を表し、R37および
    38は水素原子、アルキル基、アリール基を表し、qお
    よびrは1,2または3の整数を表す。〕
  2. 【請求項2】導電性基体上に形成された感光層が下記一
    般式 (V) で示されるチオフェン誘導体のうち少なくと
    も一種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2】 〔式中R41ないしR46は水素原子、ハロゲン原子、アル
    キル基、アルコキシ基、アリール基を表し、R47および
    48は水素原子、アルキル基、アリール基を表し、sお
    よびtは1,2または3の整数を表す。〕
  3. 【請求項3】導電性基体上に形成された感光層が下記一
    般式 (VI)で示されるチオフェン誘導体のうち少なくと
    も一種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3】 〔式中R51ないしR56は水素原子、ハロゲン原子、アル
    キル基、アルコキシ基、アリール基を表し、R57および
    58は水素原子、アルキル基、アリール基を表し、uお
    よびvは1,2または3の整数を表す。〕
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