JPH0311353A - 電子写真感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、特には電荷発生層と
電荷輸送層を有する積層構造の感光層を塗設した高感度
の積層型電子写真感光体に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、有機化合物を光導電体として用いた電子写真感光
体が実用化されているが、その多くは光導電体を電荷発
生物質と電荷輸送物質とに機能分離した形態をとってい
る。さらに、この機能分離型感光体のほとんどは電荷発
生物質を含む電荷発生層の上に電荷輸送物質を含む電荷
輸送層が積層されている。このような形態の有機感光体
はすでに無機感光体と同等レベルの感度を有するものが
実用化されるようになってきた。

しかしながら感光体にはさらなる感度の向上が望まれて
いる。この背景としては高感度化により、青・赤原稿等
の色再現性を向上させるためのフィルター導入が容易に
なること、光源のパワー低下により装置の小型化、コス
トダウン、昇温防止等が可能になること、くり返し使用
及び環境変動によるコントラスト低下に対するマージン
に余裕がとれる等、種々の面で装置設計のラチチュード
を広げ、且つ高画質化に寄与するためである。

ところで感光体の高感度化のためには電荷発生物質と電
荷輸送物質のそれぞれ単独の特性及びそれらを組合せた
際のマツチングを改良することが求められる。このため
の材料設計の指針は必ずしも明確にはなっていないため
、高感度化は容易ではない。

一方、同一材料を用いても、電荷発生層におけるフォト
キャリアの発生量を増大させることによって感度を向上
させることはできる。すなわち電荷発生層の膜厚を上げ
る、または電荷発生層中の電荷発生物質の比率を上げる
といった手段が考えられる。しかし、前者の場合におい
てはメモリーの増加、帯電能の低下といった弊害が生じ
、後者においては成膜性、密着性、塗料安定性が低下す
るといった弊害かある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記のような問題点あるいは欠点を克服し、容
易に高感度化が可能な電子写真感光体を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本発明は、導電性基体上に電荷発生層と電荷
輸送層をこの順に積層した構造を有する電子写真感光体
において、電荷発生材料の仕事関数ＣＷＦ”　）と電荷
輸送材料の仕事関数（ＷＦ′Ｔ）が次式の関係を満たし
、且つ電荷輸送層の膜厚が２５μｍ以上であることを特
徴とする電子写真感光体である。

０＜Ｗ、”−Ｗ、”＜０．５ 電荷発生層の上に電荷輸送層を積層した電子写真感光体
においては、電荷輸送層の膜厚を上げることにより感光
層の容量が下がり、より少ない電荷量で必要な表面電位
を得ることができる。従ってフォトキャリアの発生・注
入が等しければ電荷輸送層の膜厚は厚いほど静電コント
ラストが大きくなり、感度が向上する。

しかしながら、同一の表面電位においては電荷輸送層の
膜厚が厚いほど電界強度が小さくなる。従ってフォトキ
ャリアの発生・注入の効率が電界強度に大きく依存する
場合、電荷輸送層の膜厚を上げることにより感度が低下
する傾向を有する。このような系で感度を保持するため
に電荷輸送層の膜厚を下げることは帯電能の低下を引き
起こすため好ましくない。

本発明はこの点に鑑み、電荷輸送層の膜厚を上げること
により十分な高感度化が達成される条件を検討した結果
、以下のような電子写真感光体においてその目的が達成
されることを見出した。

すなわち、電荷輸送層の膜厚を２５μｍ以下とし、且つ
フォトキャリアの発生・注入における電界強度依存性を
十分小さくするために、電荷発生材料の仕事関数（ＷＦ
”　＞と電荷輸送材料の仕事関数（ＷＦ”　）が次式の
関係を満たす。

ｏ＜ｗｐ−ｗｙ＜ｏ、ｓ 仕事関数とはその物質の電子放出に必要なエネルギーを
表わし、感光体材料の電気特性を特徴づける数値として
用いられる。

電荷発生材料と電荷輸送材料の特性マツチングは、少な
くとも電界強度依存性に関してはこの仕事関数の差で表
わされる。差がＯより小さくなると電界強度依存性が大
となる。一方、差が０．５より大きくなると感光体の暗
電流が増大するため、結果として特性が悪化し、むしろ
電界強度依存性が太き（なる。

また、Ｗ、ＣＧが５．８ｅＶより小であると基板からの
注入を受けやすいため、内部電界効果が弱くなり電荷強
度依存性が太き（なり、好ましくない。

さらに、電荷輸送層の膜厚を上げることによって高感度
化を達成するためには、電荷輸送層のバルクを走行する
フォトキャリアの移動度がｌＸｌ０−’ｃｒｒｒ／Ｖ−
ｓｅｃより大であることが好ましい。これは、電荷発生
層から注入されたフォトキャリアが電荷輸送層表面に達
するまでの時間が電荷輸送層の膜厚の２乗に比例するた
めである。従って移動度が１　ｘ　１０−’ｃ　ｒｄ／
　Ｖ　＊　ｓｅｃより小さい場合、膜厚が厚いことによ
る感度向上の効果が十分得られない。

このことは特に感光体を使用する電子写真装置のプロセ
ス速度が速い場合に、より顕著である。

このような条件下において、電荷輸送層の膜厚を２５μ
ｍ以上とすることにより、十分な感度向上が達成される
。また、副次的な効果として帯電能が向上するためによ
り弱い帯電条件が使用できることにより感光体の劣化を
引きおこす放電生成物の発生が少なくなる。またこのよ
うな放電生成物（Ｎ　Ｏｘ　＋　　Ｏｓなど）で電荷輸
送層を透過して電荷発生層まで侵入することにより電子
写真特性が変化し、画像ムラを引きおこす場合がある。

電荷輸送層の膜厚が厚くなると放電生成物の透過を防げ
る効果が大きく上記のような画質の低下が生じ難い。

本発明で用いることのできる５、８ｅＶ以上の仕事関数
を有する電荷発生材料については、−船釣な構造で規定
はできないがいくつか具体例をあげる。

一方、 電荷輸送材料として、 本発明の条件を満 だすものの具体例を以下に示す。

なお、本発明においては、理研計器製表面分析装置ＡＣ
−１型（低エネルギー光電子計測装置）により大気中に
おいて紫外線励起による光電子を計測し、サンプル表面
を分析して仕事関数を求めた。

次に具体的な電子写真感光体の態様を説明する。

導電性基体としては、アルミニウム、アルミニウム合金
、ステンレス等の金属の他、導電処理したプラスチック
、紙などを用いることができる。

基体と感光層の中間にバリヤー機能と接着機能をもつ下
引き層を設けることもできる。下引き層に用いる材料と
してはカゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルブ
チラール、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド（
ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、共重合ナ
イロン）等があげられる。

下引き層の膜厚は０．１μｍ〜１０μｍ１好ましくは０
．１μｍ〜３μｍが適当である。

さらに基体と下引き層との間に基体のムラや欠陥の被覆
及び画像入力がレーザー光の場合には散乱による干渉縞
防止を目的とした導電層を設けることが好適である。こ
れは、カーボンブラック、金属粒子、金属酸化物等の導
電性粉体を結着樹脂中に分散して形成することができる
。導電層の膜厚は５〜４０μｍ１好ましくは１０〜３０
μｍが適当である。

下引き層の上に電荷発生層を設ける。電荷発生材料を適
当な溶剤と結着樹脂と共に分散することにより塗料を作
成し、これを塗布する。膜厚は０゜０５〜５μｍ１好ま
しくは０．１〜２μｍが適当である。

電荷発生層上に電荷輸送層を設ける。電荷輸送材料を適
当な結着樹脂と共に溶剤に溶解することにより塗料を作
成し、これを塗布する。膜厚は前述の如く２５μｍ以上
である。

なお、電荷輸送層上に機械的、化学的な劣化の防止のた
め保護層を設けてもよい。

これらの各層の塗布は浸漬法、スプレー法、ビーム法、
ブレードコート法など公知の方法により塗布される。

実施例１ ８０φＸ３６０ｍｍのＡＩ！シリンダーを基体とした。

これに、以下の材料より構成される導電層を基体上に浸
漬法で塗布し、 １４０℃、３０分熱硬化して１８μｍの被覆導電層を形
成した。次に、ポリアミド樹脂（商品名：アミランＣＭ
−８０００．東し製）の５％メタノール溶液を浸漬法で
塗布し、１μｍの下引き層をもうけた。

次に電荷発生材料として例示化合物Ｎｏ、１を１゜部、
結着樹脂としてポリビニルブチラール樹脂（商品名：エ
スレツクＢＬ−Ｓ　積木化学製）４部及びシクロへギザ
ノン２００部をｌφガラスピーズを用いたサンドミル装
置で５０時間分散し、これにテトラヒドロフラン３００
〜４５０（適宜）部を加えて下引き層に塗布し、０．１
５μｍの電荷発生層を形成した。

次いで、電荷輸送材料として、例示化合物ｌを１０部、
結着樹脂としてビスフェノールＺ型ポリカーボネート（
三菱ガス化学型）１０部をモノクロルベンゼン３５部、
ジクロルメタン１５部に溶解し、これを電荷発生層上に
塗布し、２７μｍの電荷輸送層を形成し、感光体Ｎｏ、
１を作製した。

比較例１ 電荷輸送層の膜厚を２０μｍとする以外は実施例１と同
様に感光体Ｎｏ、Ａを作製した。

比較例２ 電荷発生材料として下記のトリスアゾ顔料を用いた。

実施例２〜４ 表　　　１ この顔料の仕事関数は５，５ｅＶであった。

実施例１と電荷発生材料以外は同様にして感光体Ｎｏ、
Ｂを作製した。

比較例３ 電荷輸送層の膜厚を２０μｍとし、それ以外は比較例２
と同様に感光体Ｎｏ、Ｃを作製した。

上記表１のような条件にて、実施例１と同様な方法でそ
れぞれ感光体を作製した 以上の感光体サンプルを改造した複写機（ＮＰ−３７２
５、キャノン製）に装着し、暗部電位が７００■となる
ように設定した後、明部電位が２００Ｖとなる時の光量
を求めた。この値を表２に示す。

感光体Ｎｏ、Ａに対して電荷輸送層を厚膜化した感光体
Ｎｏ、ｌは感度が飛躍的に向上している。

一方、感光体Ｂ、　Ｃは電荷輸送層の厚膜化によっても
感度はほとんど変化しない。

表 ２ １．４ １．２ １．６ ２．２ ２．４ また、感光体Ｎ０１１〜４については１０００枚のコピ
ーテストを行ったが、解明な画像が得られた。

〔発明の効果〕

このように本発明の電子写真感光体によれ（ｆ容易に高
感度を達成することができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性基体上に電荷発生層と電荷輸送層をこの順
   に積層した構造を有する電子写真感光体において、電荷
   発生材料の仕事関数（Ｗ＾Ｃ＾Ｇ＿Ｆ）と電荷輸送材料
   の仕事関数（Ｗ＾Ｃ＾Ｔ＿Ｆ）が次式の関係を満たし、
   且つ電荷輸送層の膜厚が２５μｍ以上であることを特徴
   とする電子写真感光体。 ０＜Ｗ＾Ｃ＾Ｇ＿Ｆ−Ｗ＾Ｃ＾Ｔ＿Ｆ＜０．５
2. （２）電荷発生材料の仕事関数が５．８ｅＶ以上である
   請求項第１項記載の電子写真感光体。
3. （３）電荷輸送材料のキャリア移動度（電界強度５Ｖ／
   μｍにおける）が１×１０＾−＾６ｃｍ＾３／Ｖ・ｓｅ
   ｃより大である請求項第１項記載の電子写真感光体。