JP3240765B2 - 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、酸化亜鉛あるいは硫化カド
ミウムなどの無機光導電性物質を樹脂結着剤中に分散さ
せたもの、ポリ−N−ビニルカルバゾールまたはポリビ
ニルアントラセンなどの有機光導電性物質、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号公報などにより種
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、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、感光層を有し、感光層は下記一般式 (I) で示
されるベンゾジチオフェンまたはベンゾジフラン系化合
物のうち少なくとも一種電荷輸送物質として含むこと、
【0007】
【化3】
【0008】〔式中Xは硫黄原子または酸素原子を表
し、R1 およびR2 は水素原子、アルキル基または置換
もしくは無置換のアリール基を表し、Ar1およびAr2
それぞれ置換もしくは無置換のアリール基または複素環
基を表す。〕更に感光層を有し、感光層は下記一般式
(II) で示されるベンゾジチオフェンまたはベンゾジフ
ラン系化合物のうち少なくとも一種電荷輸送物質として
含むことにより達成される。
【0009】
【化4】
【0010】〔式中R3 およびR4 は水素原子、アルキ
ル基または置換もしくは無置換のアリール基を表し、A
r3は置換もしくは無置換のアリール基または複素環基を
表す。〕更には、感光層は電荷発生層と電荷輸送層の積
層されたものであることとする。
【0011】
【作用】前記一般式 (I) あるいは (II) で示されるベ
ンゾジチオフェンまたはベンゾジフラン系化合物を感光
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 (I) あるいは (II) 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。
【0012】
【実施例】この発明に用いられる前記一般式(I)ある
いは(II)で示される化合物の合成は、公知の反応を
行うことにより容易に得られる。例えば後述の化合物の
具体例(I―1)あるいは(II―7)について例示す
ると、化合物(I―1)は〔化5〕に示す化合物(a)
と化合物(b)、化合物(II―7)は〔化6〕に示す
化合物(c)と化合物(d)をアルカリ存在下適当な有
機溶媒(例えばジメチルホルムアミド、ジメトキシエタ
ン等)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。
【0013】
【化5】
【0014】
【化6】
【0015】前記一般式 (I) 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。
【0016】
【化7】
【0017】
【化8】
【0018】前記一般式 (II) 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。
【0019】
【化9】
【0020】
【化10】
【0021】この発明の感光体は前述のようなベンゾジ
チオフェンまたはベンゾジフラン系化合物を感光層中に
含有させたものであるが、それら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。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。
【0022】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。
【0023】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。
【0024】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、エポキシ、シリコン樹脂、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。
【0025】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 (I)または (II) で示さ
れる化合物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。
【0026】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SiO
2 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、
金属酸化物などを蒸着、スパッタリングなどの方法によ
り形成することも可能である。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。
【0027】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。 〔実施例1〕x型無金属フタロシアニン(H2Pc)5
0重量部と前記化合物No. I−1で示される化合物1
00重量部をポリエステル樹脂(商品名バイロン20
0:東洋紡製)100重量部とテトラヒドロフラン(T
HF)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20μmになるように感光体を作
製した。 〔実施例2〕前記化合物No. I−2で示される化合物
80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20μm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(T
iOPc)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た。更に金属アルコキシド(商
品名CM−8000:東レ製)10重量部、ポリウレタ
ン樹脂(商品名ニッポラン:日本ポリウレタン工業製)
10重量部をエタノール90重量部とともに1時間攪拌
後、ポリイソシアネート樹脂(商品名タケネートD16
5N90CX:武田薬品工業製)2重量部を添加後混合
機により30分混練して被覆層塗布液を調整し、電荷発
生層に上にディップ法にて塗布し、乾燥後の膜厚が1μ
mになるように被覆層形成した。 〔実施例3〕実施例2において、TiOPcに替えて下
記構造式(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. I−3で示される
化合物に替えて実施例2と同様に感光体を作製した。
【0028】
【化11】
【0029】〔実施例4〕実施例2において、TiOP
cに替えて例えば特開昭47−37543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. II−1で示され
る化合物に替えて実施例2と同様に感光体を作製した。
【0030】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
てコロナ放電を中止した状態で2秒間暗所保持したとき
の表面電位Vd(V)を測定し、さらに続いて感光体表
面に照度2lxの白色光を照射してVd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。また照度2lxの白色光を10秒間照射したと
きの表面電位を残留電位Vr(V)とした。また実施例
1〜3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Vdまでは同様に測定
し、次に白色光の替わりに1μWの単色光(780n
m)を照射し半減衰露光量(μJ/cm2 )を求め、ま
たこの光を10秒間感光体表面に照射したときの残留電
位Vr(V)を測定した。測定結果を表1に示す。
【0031】
【表1】 表1に見られるように、実施例1〜4は半減衰露光量、
残留電位ともに遜色はなく、表面電位でも良好な特性を
示している。また実施例1〜3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。 〔実施例5〕厚さ500μmのアルミニウム板上にセレ
ンを厚さ1.5μmに真空蒸着し電荷発生層を形成し、
次に化合物No. I−1で示される化合物100重量部
とポリカーボネート樹脂(商品名PCZ200:三菱ガ
ス化学製)100重量部を塩化メチレンに溶解してでき
た塗液をワイヤーバーにて塗布し、乾燥後の膜厚が20
μmになるように電荷輸送層を形成した。この感光体に
−6.0kVのコロナ帯電を10秒間行ったところ、白
色光下でVs=−650V、Vr=−20V、E1/2
1.1lx・sと良好な結果が得られた。 〔実施例6〕実施例2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−11
0: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。
【0032】次に化合物No. II−2で示される化合物
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20μmとなるように塗布し電荷輸送層を形
成した。このようにして得られた感光体を実施例2と同
様にして、−6.0kVのコロナ帯電を10秒間行った
ところ、白色光下で、Vs=−645V、E1/2 =1.
0lx・sと良好な結果が得られた。 〔実施例7〕実施例6において、無金属フタロシアニン
に替えて下記構造式(IV)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. II−3で示される
化合物に替えて実施例6と同様に感光体を作製した。こ
のようにして得られた感光体を、実施例4と同様にし
て、−6.0kVのコロナ帯電を10秒間行ったとこ
ろ、白色光下でVs=−660V、E1/2 =0.9lx
・sと良好な結果が得られた。
【0033】
【化12】
【0034】
【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(I)または(II)で示され
るベンゾジチオフェンまたはベンゾジフラン系化合物を
用いることとしたため、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5−158260(JP,A) 特開 平1−94349(JP,A) 特開 昭63−30853(JP,A) 特開 平5−173340(JP,A) 特開 平4−212166(JP,A) 特開 平3−122650(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 5/00 CA(STN)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】感光層が積層された導電性基体を有し、感
    光層は下記一般式 (I) で示されるベンゾジチオフェ
    化合物のうち少なくとも一種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Xは硫黄原子を表し、R1 およびR2 は水素原
    子、アルキル基または置換もしくは無置換のアリール基
    を表し、Ar1およびAr2はそれぞれ置換もしくは無置換
    のアリール基または複素環基を表す。〕
  2. 【請求項2】感光層が積層された導電性基体を有し、感
    光層は下記一般式 (II) で示されるベンゾジチオフェ
    化合物のうち少なくとも一種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R3 およびR4 は水素原子、アルキル基または置
    換もしくは無置換のアリール基を表し、Ar3は置換もし
    くは無置換のアリール基または複素環基を表す。〕
  3. 【請求項3】請求項1または2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の積層され
    たものであることを特徴とする電子写真用感光体。
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