JPH04174859A - 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】 ［概要］ 電子写真方式を応用した複写機、プリンタなどに広（用
いられる電子写真感光体に関し、耐刷性に優れた電子写
真感光体を提供することを目的とし、 導電性支持体上に感光層を有する電子写真感光体におい
て、 前記感光層が下記構造式（Ｉ）で表されるアダマンタン
構造を有した高分子量化合物を含有するように構成する
。

Ｉ Ｘコ （式中、Ｘ１〜Ｘ４はそれぞれ同一もしくは異なっても
よい、低級アルキル基、低級アルコキシ基、アルキルア
ミノ基、水酸基、ハロゲン、水素などを含む有機基を表
す。） ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真方式を応用した複写機、プリンタな
どに広く用いられる電子写真感光体に関する。

電子写真方式としては、帯電、露光、現像、転写および
定着の各工程の繰り返しによって印刷物を得る方法が一
般的である。

帯電プロセスでは、光導電性を有する感光体の表面に正
または負の均一静電荷を施す。続く露光プロセスでは、
レーザ光などを照射して特定部分の表面電荷を消去する
ことによって感光体上に画像情報に対応した静電潜像を
形成する。次に、この潜像をトナーという粉体インクに
よって静電的に現像することにより感光体上にトナーに
よる可視像を形成する。最後に、このトナー像を記録紙
上に静電的に転写し、熱、光、および圧力などによって
融着させることにより印刷物を得る。

［従来の技術］ 前記の光導電性を有する感光体として、セレン系に代表
される無機感光体が広く使用されていた。

この無機感光体は感度が高い上に機械的摩耗に強く、高
速、大型機に適しているという特長を有する反面、真空
蒸着法で製造しなければならないこと、人体に有害であ
るため回収する必要かあることなどの理由によりコスト
が高く、メインテナンスフリーの小型、低価格機への適
用が困難であるという問題点を有していた。

無機感光体に代わるものとして開発されたのか有機感光
体である。これは塗布法によって製造できるため量産に
よるコスト低減が容易であること、セレンなどの無機物
を用いる無機感光体に比べて材料選択範囲が広いため有
害性の無い化合物を選ぶことができ、ユーザ廃棄による
メインテナンスフリー化も可能であること、などという
特長を持つ。

特に、第１図に示すように、電荷発生層１と電荷輸送層
２を積層した機能分離積層型感光体が注目されている。

電荷発生層１は入射光を吸収して電子・正孔ペア（キャ
リアペア）を発生させる機能を有し、電荷輸送層２はそ
の表面に帯電を保持すると共に、電荷発生層１で発生し
たキャリアの片方を感光体表面まで輸送して静電潜像を
形成させる機能を持つ。電荷発生層１は、光を吸収して
キャリアペアを発生させる電荷発生物質を蒸着膜にする
か、あるいはバインダ樹脂中に分散させて薄膜とするこ
とによって形成する。電荷発生物質としてはアゾ系顔料
なフタロシアニンなとか知られており、バインダ樹脂と
してはポリエステルやポリビニルブチラールなどが用い
られている。電荷輸送層２は、キャリア輸送能を有する
電荷輸送物質をバインダ樹脂中に相溶させて形成する。

電荷輸送物質としては電子を輸送する性質を持つトリニ
トロフルオレノンやクロラニルなどの電子輸送性電荷輸
送物質と、正孔を輸送する性質を有するヒドラゾンやピ
ラゾリンなどの正孔輸送性電荷輸送物質があり、バイン
ダ樹脂としてはポリカーボネートやスチレン−アクリル
などが使用される。

なお、図中３は感光層、４は導電性支持体である。

このように感光体の機能を二つの層に分離することによ
り、それぞれの機能に最適な化合物をほぼ独立に選択す
ることができ、感度、分光特性、機械的耐摩耗性などの
諸特性を向上させることかできる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の有機感光体にあっては
、セレンなど従来の無機系感光体に比へると耐摩耗性は
未だ低く、高い耐刷性が要求される高速・大型機への適
用は困難であった。すなわち、トナーによる現像、紙と
の摩擦、クリーニング時の摩擦などによって感光体表面
が摩耗し、さらには多数の傷が表面に発生するため、そ
の適用範囲は低速、小型機に限られているのが現状であ
る。通常、ブレードクリーニング方式のプロセスの場合
は、１万枚程度の印刷を行うと感光体表面が数μｍ摩耗
し帯電能が低下すると共に、多数の傷が表面に発生する
ため、印字品位が著しく低下することになる。よって、
それ以上の印刷を行う場合には感光体の交換を余儀無く
される。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであって、耐刷性に優れた電子写真感光体を提供する
ことを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明は、導電性支持体上
に感光層を有する電子写真感光体において、 前記感光層が前記構造式（Ｉ）で表されるアダマンタン
構造を有した高分子量化合物を含有するものである。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。

アダマンタン構造を有した高分子量化合物は表面硬度が
高いため、耐摩耗性に優れた電子写真感光体を得ること
ができる。これはアダマンタン構造の構成単位が歪みの
少ない椅子型のシクロヘキサンからなることに起因する
こと考えられる。

導電性支持体としては感光体をアースし得るものなら何
でもよく、各種金属円筒、導電性を施した樹脂や紙など
の円筒を、絶縁性円筒表面に金属を蒸着したもの、ある
いは絶縁性円筒上に金属膜や導電性を有する有機膜を施
したもの、および上記と同様の構成を有するフィルムな
どを用いることができる。

電荷発生層を構成する、あるいは電荷発生層に含有され
る電荷発生物質としてはアゾ系、フタロシアニン系、イ
ンジゴ系、ペリレン系、スクアリリウム系、キノン系な
ど各種の染料、顔料を使用できるが、特にフタロシアニ
ン系顔料を用いると良好な感度を得ることができる。

フタロシアニンとしては無金属フタロシアニン、銅フタ
ロシアニン、塩化アルミニウムフタロシアニン、チタニ
ルフタロシアニン、バナジルフタロシアニン、インジウ
ムフタロシアニンなど各種の金属フタロシアニンを用い
ることができる。

電荷発生層は支持体上にこれらの電荷発生物質を蒸着す
るか、あるいはバインダ樹脂と共に溶媒中に分散させた
ものを塗布・乾燥させることにより形成する。バインダ
樹脂としてはポリエステル、ポリビニルアルコール、ポ
リビニルアセタール、ポリアミド、エポキシ、シリコー
ンなど各種の樹脂、あるいはカゼインなどの成膜性を有
する各種有機化合物を用いることができ、下地への密着
性や電荷発生物質の分散性などを考慮して選択する。

溶媒は用いる電荷発生物質とバインダ樹脂に合わせて選
択するか、テトラヒドロフラン、ジオキサン、メタノー
ル、エタノール、ヘキサン、エーテル、ジクロロメタン
、ジクロロエタン、ベンゼン、トルエン、クロロベンゼ
ン、キシレン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、
酢酸エチルなど各種有機溶媒を単独あるいは混合して用
いることができる。

支持体への塗布方法としては、浸漬コート、スプレーコ
ート、ワイヤーバーコード、ドクターブレードコートな
どかある。膜厚は０．０１〜３μｍ程度であるが、より
好ましくは１μｍ以下である。

電荷輸送層は、電荷輸送物質および構造式（Ｉ）で表さ
れるアダマンタン構造を有した高分子量化合物を主成分
とする組成物を塗布して形成する。

該アダマンタン構造を有した高分子量化合物は公知の方
法（特公昭４５−３６９０５．特公昭４６−２８４１９
）に従って、容易に合成することができる。また、組成
物の他の成分として、該アダマンタン誘導体と共重合し
得る化合物を加えても良い。

具体的な代表例としては、スチレン、メチルメタクリレ
ート、アクリロニトリル、酢酸ビニルなどを上げること
ができる。さらに、機械的強度の改良などの目的でポリ
カーボネート、ポリエステル、ポリスチレン、ボアクリ
ロニトリル、ポリアクリル−スチレン、ポリスルホン、
ポリビニルアセタール、ポリアミド、エポキシのような
樹脂やコロイダルシリカのようなフィラー成分および公
知の各種添加剤を加えてもよい。

また、溶媒は電荷発生層の塗布の場合と同様に適宜選択
する。塗布方法は電荷発生層の場合と同様の方法を用い
ることができる。膜厚は好ましくは５〜５０μｍあるが
、より好ましくは１０〜３０μｍである。

また、感光層の上に表面保護層を設けても良く、その場
合は表面保護層中にアダマンタン構造を有した高分子量
化合物を同様に含有することになる。

また、感光層は、電荷発生層と電荷輸送層の積層順序が
反対でも良く、その場合は電荷発生層中にアダマンタン
構造を有した高分子量化合物を同様に含有することにな
る。

さらに感光層は電荷の発生と輸送が単層中で行われる単
層型であっても良く、その場合は該単層中にアダマンタ
ン構造を有した高分子量化合物を同様に含有することに
なる。また、これらの場合、組成物の他の成分として、
該アダマンタン誘導体と共重合し得る化合物を加えても
よい。

具体的な代表例としては、スチレン、メチルメタクリレ
ート、アクリロニトリル、酢酸ビニルなどを上げること
かできる。さらに、機械的強度の改良などの目的でポリ
カーボネート、ポリエステル、ボスチレン、ポリアクリ
ロニトリル、ポリアクリル−スチレン、ポリスルホン、
ポリビニルアセタール、ポリアミド、エポキシのような
樹脂やコロイダルシリカのようなフィラー成分および公
知の各種添加剤を加えてもよい。

また、溶媒は電荷発生層の塗布の場合と同様に適宜選択
する。

塗布方法は電荷発生層の場合と同様の方法を用いること
ができる。表面保護層の場合、膜厚は好ましくは０．１
〜１０μｍであるが、より好ましくは０．５〜５μｍで
ある。また単層型の場合、膜厚は好ましくは５〜５０μ
ｍであるか、より好ましくは１０〜３０μｍである。

導電性支持体と感光層の間には、接着性の改良、支持体
表面の平坦化、支持体表面の欠陥被服、ホットキャリア
の注入制御、帯電受容性や帯電保持率の改良なとの目的
て下引層を設けても良い。

下引層の構成材料としては、電荷発生層や電荷輸送層に
用いられる各種バインダ樹脂やカゼインなどのように成
膜性を有する材料単独、あるいはそれらの中に導電性物
質を含有させて抵抗値をＩＱ　＋−１Ω・ｃｍ以下に調
整したものなどを用いることができる。

下引層の抵抗値を調整する場合の導電性物質としては、
各種金属粉、導電性金属酸化物粉、カーボンなど、導電
性を有するものなら何でもよい。

［作用］ 本発明においては、表面強度が改良され、耐刷性に優れ
た電子写真感光体が得られる。

［実施例］ 以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するか
、これにより限定されるものでない。

合成例１ １−ヒトワキシアタマン２２４重量部をベンセン４０重
量部に溶解させた後、塩化アリル１重量部を滴下し、８
０℃で１０時間加熱した。反応生成物をアルカリ水て洗
浄した後、減圧蒸留（または再結晶）で精製し、目的の
アダマンタン誘導体（１）を得た。構造式を第１表に示
す。

合成例２〜５ 合成例１において、１−ヒドロキシアダマンタンおよび
塩化アリルの代わりに、第１表に示した原料化合物を用
いた以外は合成例１と同様にして合成を行い、目的のア
ダマンタン誘導体（２）〜（５）を得た。構造式を第１
表に示す。

合成例６ アダマンタン誘導体（１）１．０重量部にベンゾイルパ
ーオキサイド０．１重量部、１−オクチルチオール０．
１重量部、ポリメタクリル酸カリウム１重量部を水１０
０重量部に投入し、８０℃で５時間加熱した。反応生成
物を再沈澱で精製し、目的のアダマンタン構造を有した
高分子量化合物（６）を得た。構造式を第２表に示す。

合成例７〜１０ 合成例６において、アダマンタン誘導体（１）の代わり
に、第２表に示したアダマンタン誘導体（２）〜（５）
を用いた以外は合成例６と同様にして合成を行い、目的
のアダマンタン構造を有した高分子量化合物（７）〜（
１０）を得た。構造式を第２表に示す。

実施例１ 酸化チタンフタロシアニン１重量部、ポリエステル１重
量部、テトラヒドロフラン３８重量部を硬質ガラスポー
ルと硬質カラスポットを用いて２４時間分散混合したも
のをアルミシリンダ上に浸漬塗布し、１００℃で１時間
乾燥させて膜厚的０゜３μｍの電荷発生層を形成した。

次に、下記構造式（Ｖｌ）で表されるヒドラゾン誘導体
１重量部、アダマンタン構造を有した高分子量化合物（
６）１重量部をアセトン８重量部に溶解させ、前記電荷
発生層上に浸漬塗布し、７０℃で２時間乾燥させて膜厚
的２０μｍの電荷輸送層を形成した。こうして実施例１
の感光体を得た。

実施例２〜５ アダマンタン構造を有した高分子量化合物としとて、第
２表の高分子量化合物（６）の代わりに化合物（７）〜
（１０）を用いた以外は実施例１と同様にして実施例２
〜５の感光体を得た。

実施例６ 酸化チタンフタロシアニン１重量部、ポリエステル１重
量部、テトラヒドロフラン３８重量部を硬質ガラスポー
ルと硬質ガラスポットを用いて２４時間分散混合したも
のをアルミシリンダ上に浸漬塗布し、１００℃で１時間
乾燥させて膜厚的０゜３μｍの電荷発生層を形成した。

次に、構造式（ＶＩ）で表されるヒドラゾン誘導体１重
量部、ポリカーボネート１重量部をテトラヒドロフラン
８重量部に溶解させ、前記電荷発生層上に浸漬塗布し、
７０℃で２時間乾燥させて膜厚的２０μｍの電荷輸送層
を形成した。さらに、アダマンタン構造を有した高分子
量化合物（６）１重量部をアセトン１重量部に溶解させ
、前記電荷輸送層上に浸漬塗布し、７０℃で２時間乾燥
させて膜厚的１μｍの表面保護層を形成した。こうして
実施例６の感光体を得た。

比較例１ 酸化チタンフタロシアニン１重量部、ポリエステル１重
量部、テトラヒドロフラン３８重量部を硬質ガラスホー
ルと硬質カラスポットを用いて２４時間分散混合したも
のをアルミシリンダ上に浸漬塗布し、１００℃で１時間
乾燥させて膜厚的０゜３μｍの電荷発生層を形成した。

次に、構造式（ＶＩ）で表されるヒドラゾン誘導体１重
量部、ポリカーボネート１重量部をテトラヒドロフラン
９重量部に溶解させ、前記電荷発生層上に浸漬塗布し、
７０℃で２時間乾燥させて膜厚的２０μｍの電荷輸送層
を形成した。こうして比較例１の感光体を得た。

上記７種の感光体の耐刷性を調べるために、ブレードク
リーニング方式のプリンタにこれらの感光体を取りつけ
、５万枚の印刷試験を行うと共に電位特性の測定を行っ
た。また、感光体の表面強度を調べるために、表面の鉛
筆硬度を測定した。

これらの結果を第３表に示す。

比較例１のアダマンタン構造を有した高分子量化合物を
含有しない感光体では、約１万枚の印刷で感光体表面に
多数の傷か発生し、表面層の摩耗も見られた。また、印
刷には感光体の傷によるすし状のパターンが発生し、白
紙部の汚れも見え始めた。さらに、第３表かられかるよ
うに、電子特性も初期に比べて大きく変動していた。以
上のことから、この感光体の耐刷性は１万枚程度と判定
された。

実施例１〜６の感光体では、５万枚の印刷を行った後も
感光体表面には傷がまったく見られず、印刷も良好な印
字品位を保持していた。さらに、第３表かられかるよう
に電位特性も比較的安定していた。以上のことから、こ
れらの感光体の耐刷性は５万枚以上と判定され、 また、鉛筆硬度も４Ｈと。比較例１の鉛筆硬度のＢに比
べて著しく向上していた。

第１表 第２表 第３褒 ＶＬ　露光部の電位 　Ｈｉ ［発明の効果］ このように、感光層中に構造式（Ｉ）で表されるアダマ
ンタン構造を有した高分子量化合物を含有させることに
より、表面強度が改良され、耐刷性の優れた電子写真感
光体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の積層型感光体の構成図である。 図中、 １・・・電荷発生層、 ２・・・電荷輸送層、 ３・・・感光層、 ４・・・導電性支持体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）導電性支持体上に感光層を有する電子写真感光体
   において、 前記感光層が下記構造式（ I ）で表されるアダマンタ
   ン構造を有した高分子量化合物を含有することを特徴と
   する電子写真感光体。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中、Ｘ＿１〜Ｘ＿４はそれぞれ同一もしくは異なっ
   てもよい、低級アルキル基、低級アルコキシ基、アルキ
   ルアミノ基、水酸基、ハロゲン、水素などを含む有機基
   を表す。）（２）前記アダマンタン構造を有する高分子
   量化合物が、下記構造式（II）で表されるアダマンタン
   誘導体を少なくともモノマー成分とする重合体であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の電子写真感光体。 ▲数式、化学式、表等があります▼（II） （式中、Ｘ＿１〜Ｘ＿３はそれぞれ同一もしくは異なっ
   てもよい、低級アルキル基、低級アルコキシ基、アルキ
   ルアミノ基、水酸基、ハロゲン、水素などを含む有機基
   を表し、Ｒは反応性二重結合を含有した有機基を表す。 ） （３）前記アダマンタン構造を有した高分子量化合物が
   、下記構造式（III）、（IV）、（Ｖ）でそれぞれ表さ
   れるアダマンタン誘導体の共重合体であることを特徴と
   する請求項１記載の電子写真感光体。 ▲数式、化学式、表等があります▼（III） ▲数式、化学式、表等があります▼（IV） ▲数式、化学式、表等があります▼（Ｖ） （式中、Ｘ＿１〜Ｘ＿９はそれぞれ同一もしくは異なっ
   てもよい、低級アルキル基、低級アルコキシ基、アルキ
   ルアミノ基、水酸基、ハロゲン、水素などを含む有機基
   を表す。）