JPH04338963A - 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】

【０００１】

【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、プリンターなどに広く用いられる電子写真感
光体に関する。電子写真の一例としては、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。

【０００２】帯電は、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
、レーザー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ものである。

【０００３】

【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が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。

【０００４】無機感光体に代わるものとして開発された
のが有機感光体である。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ること
、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。

【０００５】特に、図２に示すように、電荷発生層１と
電荷輸送層２とを積層した機能分離積層型感光体が注目
されている。ここで、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。

【０００６】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形成する。電荷発生物質
としてはアゾ系顔料やフタロシアニンなどが知られてお
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
リア輸送機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。

【０００７】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ができる。なお、
図２中、３は感光層であり、感光層３は電荷発生層１と
電荷輸送層２により構成される。感光層３は導電性支持
体４上に形成される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような有
機感光体は、セレンなど無機系感光体に比べると感度が
未だ低く、高速プリンタへの適用は困難であるという問
題点があった。また、帯電−露光のプロセスを繰返すに
従って帯電の際発生するオゾンや高輝度で照射されるレ
ーザによって電荷輸送物質が劣化をおこし、帯電電位の
低下、残留電位の上昇により、連続安定性の低下がおこ
ってしまうという問題点があった。

【０００９】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、高い感度と、優れた連続安定
性を有する電子写真感光体を提供することを目的として
いる。

【００１０】

【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、導電性支持体上に少なくとも電荷発生層
と電荷輸送層を有する電子写真感光体において、前記電
荷輸送層中に下記構造式（１）で表されるトラン誘導体
を含有するようにしたものである。

【００１１】

【化２】

【００１２】以下、必要に応じて図１を参照しつつ本発
明を更に詳細に説明する。図１において、１は電荷発生
層、２は電荷輸送層、３は電荷発生層１と電荷輸送層２
よりなる感光層、４は導電性支持体、５は前記構造式（
１）で示されるトラン誘導体である。まず、導電性支持
体４としては感光体をアースでき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
、絶縁性円筒表面に金属を蒸着あるいはラミネートとし
たもの、絶縁性円筒上に導電性を有する有機薄膜を施し
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。

【００１３】電荷発生層１を構成する、あるいは電荷発
生層１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１は導
電性支持体４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が
、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、ジクロルメタン、ジクロ
ルエタン、ベンゼン、トルエン、クロルベンゼン、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、ワイヤーバーコート、ドクターブレード
コートなどがある。膜厚は０．０１〜３μｍ程度である
が、１μｍ以下とするのが望ましい。

【００１４】電荷輸送層２は、前記構造式１で示される
化合物をバインダ樹脂と共に溶媒に溶解させ、前記電荷
発生層１上に塗布・乾燥させることによって形成する。 前記構造式１で示される化合物は、下記に示した構造式
２，３で表される化合物を反応させ（ｗｉｔｔｉｎｇ反
応）　、得られた下記構造式４の化合物の２重結合を臭
素化した後に３重結合を生成させることにより得られる
。これらの合成方法はいずれも広く知られている手法で
ある。

【００１５】

【化３】

【００１６】一般に、本発明のような積層型感光体の場
合、その感度は、電荷発生層におけるキャリア発生効率
ξ、電荷発生層から電荷輸送層へのキャリア注入効率η
、電荷輸送層におけるキャリア輸送効率ζ、の各効率が
大きく、それらの積が１に近いほど高感度であるといわ
れている。電荷発生層１から電荷輸送層２へのキャリア
注入は、電荷発生層１中の電荷発生物質内に生じた電子
・正孔ペアが分離し、孤立した正孔が電界エネルギーに
よって電荷発生物質から電荷輸送層２中の電荷輸送物質
に移動することによって達成されると考えられる。その
時、正孔の移動に関わるそれぞれのエネルギーレベルが
近いほど、移動効率（すなわち注入効率）は高いと言わ
れている。

【００１７】本発明では前記トラン誘導体５を電荷輸送
層２に含有させるようにしているため、その正孔輸送に
関わるエネルギーレベルが、電荷発生物質内に発生する
正孔のエネルギーレベルと近くなっており、そのために
高い感度を示していると考えられる。また、特に、フタ
ロシアニンで感度が良好になるのも、フタロシアニンと
トラン誘導体５のエネルギーレベルが近接しているため
であると考えられる。

【００１８】電荷輸送層２における正孔輸送は、電荷発
生層１から注入された正孔が電荷輸送物質を表面に向っ
てホッピング伝導することによって達成されると考えら
れている。よって、正孔のホッピングが起こりやすいほ
ど、輸送効率ζは大きいと言える。トラン誘導体５は２
つのベンゼン環が同一平面上にあるため、従来のヒトラ
ゾン化合物と比べて広い共役系を持っていると考えられ
る。従来例に比べ本発明のトラン誘導体５が輸送効率ζ
に優れている理由は、広い共役系を持つことにより（１
）イオン化エネルギーが小さくなり電子のホッピンクが
起こりやすくなる、（２）最高被占分子軌道と最低空分
子軌道とのエネルギーギャップが小さくなり電子のホッ
ピンクが起きやすくなる、などによるものと考えられる
。

【００１９】以上の理由から、本発明の感光体は、従来
の電荷輸送物質を用いたものより高い感度を示すものと
考えられる。電荷輸送層２のバインダ樹脂としては、ポ
リエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリア
クリロニトリル、アクリル−スチレン、ポリスルホンな
ど公知のものが使用できる。溶媒は用いるバインダ樹脂
などに合わせて電荷発生層１の塗工に用いたのと同様の
物の中から適宜選択する。塗布方法は電荷発生層１の場
合と同様の方法を用いることができる。膜厚は５〜５０
μｍであるが、１０〜３０μｍとするのが望ましい。

【００２０】尚、電荷輸送層２中には、トラン誘導体５
に加えて、アリールアミン誘導体やピラゾリン誘導体の
ような他の正孔輸送性電荷輸送物質を添加しても良い。 その際、トラン誘導体５に対するその他の電荷輸送物質
の混合比は、１００：１〜１００：５００の範囲が望ま
しい。また、電荷発生層１の電荷輸送層２の積層順序は
反対にしても良い。

【００２１】導電性支持体４と電荷発生層１の間には、
接着性の改良、支持体表面に平坦化、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
持率の改良などの目的で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１や電荷輸送層２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１０１４Ω・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
するため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。

【００２２】

【作用】本発明の感光体は、電荷輸送層２に新規なトラ
ン誘導体５を用いているため、高い感度と優れた連続安
定性を示す。

【００２３】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、これにより限定されるものではない。 実施例１ 酸化チタンフタロシアニン１部（重量部）、ポリエステ
ル１部、ジクロロメタン９部、ジクロロエタン９部を硬
質ガラスボ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蒸着ポリエステルフィルムのア
ルミ面上にドクターブレードで塗布し、１００℃で１時
間乾燥させて膜厚約０．３μｍの電荷発生層とした。

【００２４】次に、表１に示したトラン誘導体Ｎｏ．３
を１部、ポリカーボネート１部をテトラヒドロフラン１
０部に溶解させ、前記電荷発生層上にドクターブレード
で塗布し、７０℃で２時間乾燥させて膜厚約１７μｍの
電荷輸送層を形成し、実施例１の感光体を得た。 比較例 実施例１において、電荷輸送物質であるトラン誘導体の
代わりに下記構造式で示されるヒドラゾン誘導体を用い
た以外は実施例１と同様にして比較例１の感光体を得た
。

【００２５】

【化４】

【００２６】上記２種の感光体に対し次の測定を行った
。まず、−５ｋＶでコロナ帯電し、１秒後の表面電位を
Ｖｏ（Ｖ）とする。その瞬間から７８０ｎｍの入射光で
露光を行い、表面電位がＶｏ　の半分になるまでの時間
ｔ１／２　を求めて半減露光量Ｅ１／２　（μＪ／ｃｍ
２　）を計算する。さらに、露光開始後１０ｔ１／２　
の表面電位Ｖｒ（Ｖ）を記録し、最後に６３０ｎｍのＬ
ＥＤで除電してプロセスを終える。 このプロセスをそれぞれ５０００回繰り返した結果を表
２に示す。

【００２７】表２からわかるように、本発明の感光体は
比較例に比べてＥ１／２　の値が小さく、したがって高
感度である。さらに、５０００回連続試験の後も感度の
低下や残留電位Ｖｒの上昇を生じておらず、特性の劣化
は少ないと考えられる。これに対し比較例の感光体は初
期には比較的良好な特性を示すにもかかわらず、連続試
験後には感度の低下、残留電位の上昇を伴い、感光体が
劣化（あるいは疲労）しているのがわかる。 実施例２〜４ 実施例１において電荷輸送層のトラン誘導体として表１
に示したものを用いた以外は全く同様にして実施例２〜
４を試作した。

【００２８】この感光体に対し実施例１と同様の試験を
行った結果を表２に示す。この結果からもトラン誘導体
を用いた有機感光体は比較例に比べて高感度・長寿命で
あることがわかる。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、電荷輸送層に前記構造式１で示すトラン誘導体を含
有させるようにしたため、高い感度と、優れた連続安定
性を有する感光体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成図

【図２】従来例の構成図

【符号の説明】

１…電荷発生層　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　２…電荷輸送層３…感光層　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　４…導電性支持体 ５…トラン誘導体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性支持体上に少なくとも電荷発生層と
   電荷輸送層を有する電子写真感光体において、前記電荷
   輸送層中に下記構造式（１）で表されるトラン誘導体を
   含有することを特徴とする電子写真感光体。 【化１】