JPH0513510B2 - - Google Patents

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JPH0513510B2
JPH0513510B2 JP5565385A JP5565385A JPH0513510B2 JP H0513510 B2 JPH0513510 B2 JP H0513510B2 JP 5565385 A JP5565385 A JP 5565385A JP 5565385 A JP5565385 A JP 5565385A JP H0513510 B2 JPH0513510 B2 JP H0513510B2
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JP
Japan
Prior art keywords
charge
charge transport
layer
oxidation potential
generation layer
Prior art date
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Application number
JP5565385A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS61217048A (en
Inventor
Hiroyuki Kitayama
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP5565385A priority Critical patent/JPS61217048A/en
Publication of JPS61217048A publication Critical patent/JPS61217048A/en
Publication of JPH0513510B2 publication Critical patent/JPH0513510B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/043Photoconductive layers characterised by having two or more layers or characterised by their composite structure
    • G03G5/047Photoconductive layers characterised by having two or more layers or characterised by their composite structure characterised by the charge-generation layers or charge transport layers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は電子写真感光体に関する。 〔従来の技術〕 従来、感光層を電荷発生層と電荷輸送層とに機
能分離させた電子写真感光体(以下、積層型感光
体ということがある。)は種々知られている。し
かしこの種の感光体においては、未だに十分な感
度が得られていない。即ち、積層型感光体の感度
が向上しない原因として、電荷発生材料や電荷輸
送材料中に、露光によつて生成したキヤリヤのト
ラツプが多く存在し、光照射によつて生成したホ
ール及び電子が効率よく移動できないこと、及
び、電荷発生層から電荷輸送層へのキヤリヤの注
入が効率よく行なわれないことなどが考えられて
いる。 感度は、感光体にとつて最も重要な特性の1つ
であるが機能分離型感光体の場合の感度は一般に (1) 光が電荷発生層に到達する量(光強度吸光係
数) (2) 電荷発生層でのキヤリヤの発生効率(キヤリ
ヤ生成量子効率) (3) 電荷発生層から電荷輸送層へのキヤリヤ注入
効率(イオン化ポテンシヤル、酸化電位など) (4) 電荷輸送層中をキヤリヤが移動する効率(ド
リフト移動度) などの総合評価として定性的に表現されている。
したがつて感度を向上させるには、感光体に照射
する光の強度、電荷発生材料の吸光係数と量子効
率、キヤリヤ注入効率、電荷輸送層中のドリフト
移動度などを大きくすることが必要である。今、
照射光の強度が一定とすれば、これまでに知られ
ている有機光導電性化合物では、吸光係数や量子
効率の値を飛躍的に大きくすることは望めそうに
もないと考えられている。一方、種々の有機光導
電性化合物のホールの移動度は、電荷輸送材料単
独あるいはそれを絶縁性高分子中に分子分散した
系について測定されており、その値は測定者によ
つて多少の差があるが10-9〜10-4cm2/V.secと広
い範囲にわたつており、一般に電子写真に用いら
れる有機光導電材料の移動度は10-7〜10-6cm2/V.
sec程度であり、これ以上の値をもつ有機光導電
性材料は未だ見出されていないのが現状である。 そこで本発明者らは電荷発生層から電荷輸送層
へのキヤリヤ注入効率が感度を左右する重要な因
子であることに着目し、多くの有機材料について
の酸化電位の測定を行なつた結果、感度と酸化電
位との間に相関性があることを見出した。 ところで、電荷発生層中で生成したキヤリヤの
電荷輸送層への有効な注入と、電荷輸送材料のイ
オン化ポテンシヤルとの間には相関性があるとの
報告が、例えば、IEEE Trans誌、IA−17巻、
382頁(1981年発行)に記載されている。キヤリ
ヤ注入効率に最も重要な因子と考えられるイオン
化ポテンシヤルは種々の方法で測定される。例え
ば、質量スペクトルを用いる方法、光電子分光法
を用いる方法、電荷移動錯体を作成し、その吸収
スペクトルを用いる方法、代用物性値としての酸
化電位を測定する方法、分子軌道法により計算す
る方法などがある。しかしながら、これまで上述
の諸方法で求められたのは、電荷輸送材料などの
比較的低分子化合物に限られており、電荷発生材
料として一般に用いられている顔料のような巨大
分子についてのイオン化ポテンシヤルの実験値あ
るいは計算値についての報告は、本発明者の知る
限り皆無と言つてよい。この理由として、顔料
は、1分子分散した状態というよりも分子集合体
(凝集体)としての特性が現われることが実験上
の問題になることが考えられる。また、顔料は一
般に巨大分子であるので、分子軌道計算を実行す
る上で、コンピユータによる演算時間などに制限
があつたものと考えられる。 そこで本発明者は、電荷発生材料として銀塩の
増感剤として用いられている各種シアニン色素に
着目した。色素は顔料と異なり、溶剤に可溶なの
で、溶液状態での酸化電位の測定が可能となつ
た。さらに、一般に用いられる電荷輸送材料も、
溶液状態での酸化電位の測定が可能である。一般
にイオン化ポテンシヤルと酸化電位とは比例関係
にあるとされているので、酸化電位はイオン化ポ
テンシヤルの代用特性になりうると考えられる。 さらに本発明者らは電荷発生層中で発生した光
キヤリヤーを効率よく移動させるために、電荷発
生層中に、電荷輸送材料を含有させることが有効
であることに着目した。 以上の検討に基き、電荷発生材料であるシアニ
ン色素に、電荷輸送材料の酸化電位と、積層型感
光体の感度を測定し、これにより電荷発生材料と
電荷輸送材料との最適の組合せを見出し、本発明
に到達したものである。 〔発明の目的及び概要〕 本発明の目的は、新規に選択された組合せの電
荷発生材料及び電荷輸送材料を用いて構成するこ
とにより、卓抜して高感度とされた電子写真感光
体を提供することにある。 上記目的は、 導電性支持体上に、シアニン色素と電荷輸送材
料とを含有する電荷発生層及び電荷輸送材料を含
有する電荷輸送層を有する電子写真感光体であつ
て、電荷発生層に含有されるシアニン色素の酸化
電位が0.35〜0.50ボルトの範囲にあり、電荷輸送
層に含有される電荷輸送材料の酸化電位が0.60ボ
ルト以下の範囲にあり、且つ電荷発生層に含有さ
れる電荷輸送材料の酸化電位の値が電荷輸送層に
含有される電荷輸送材料の酸化電位の値よりも大
きいことを特徴とする本発明の電子写真感光体に
よつて達成される。 〔発明の具体的説明及び実施例〕 先ず、電荷発生層中に含有される電荷輸送材料
(CT−1とする。)の酸化電位が、電荷輸送層中
の電荷輸送材料(CT−2とする。)の酸化電位よ
りも大きい場合に、感光体の特性が向上すること
のメカニズムについて説明する。このメカニズム
としては次にように考えられる。電荷発生層中で
発生した光キヤリヤーのうち電子はシアニン色素
間を移動し、一方、ホールはCT−1の分子間を
移動する。そして、電荷発生層から電荷輸送層中
へのホールの注入の際に、CT−1の酸化電位が
CT−2の酸化電位よりも大きいときにのみ、ホ
ールは効率よく注入されるという妥当な結果にな
るものと考えられる。もし、上記の関係が満たさ
れない時は、後に具体的に実施例で詳細に述べる
様に感度の低下をもたらす。これはホールにとつ
てエネルギーバリヤとなることが原因であると考
えられる。以上の考察によつて、CT−2よりも
酸化電位の大きい電荷輸送材料を電荷発生層中に
含有させることが必要であることが判明し、この
ことによつて、電荷発生層の層厚をたとえば1ミ
クロン以上にしたときでも、電荷発生層中のキヤ
リヤトラツプを減少させることが可能となる。そ
のために電荷輸送層の上に電荷発生層を積層させ
た正帯電感光体などの場合に、電荷発生層の厚塗
りが可能となる。 次に電荷発生材料であるシアニン色素について
は、酸化電位が0.35〜0.50ボルトの範囲にあるこ
とが必要である。酸化電位が0.35ボルトよりも小
さくなると電荷輸送材料の種類によらず積層型感
光体の暗減衰が大きくなつてしまう。さらにシア
ニン色素の酸化電位が0.50ボルトを超えると、電
荷輸送材料の種類によらず、積層型感光体の感度
が大きく低下してしまうことが判明した。シアニ
ン色素の酸化電位が大きくなると、色素自身の吸
収が紫外領域となり、可視部にもはや感度を有し
なくなるためであると考えられる。 一方、電荷輸送材料については、酸化電位が
0.60ボルト以下の範囲にあることが必要であるこ
とが判明した。酸化電位が0.60Vよりも大きくな
ると、電荷発生材料のシアニン色素の種類によら
ず、積層型感光体の感度が大幅に悪くなつてしま
うことが判明した。 以上の諸結果より、高感度な積層型感光体であ
るためには、電荷発生材料及び電荷輸送材料の各
各の酸化電位の値に、上述のような最適範囲が存
在することがわかつた。この条件を満たす時の
み、光照射によつて電荷発生層中に生成したホー
ルが電荷発生層と電荷輸送層の界面のエネルギー
バリヤーに影響されることなく、効率よく電荷輸
送層中に注入されるという合理的な結果となつて
いる。 以上の実験結果と考察により、本発明によつて
はじめて、電荷発生材料と電荷輸送材料の組み合
わせと、感度との間の相関性が明らかになつた。 本発明で用いる酸化電位は、溶媒としてアセト
ニトリル、支持電解質として過塩素酸テトラエチ
ルアンモニウム、電極として飽和カロメル電極を
使用して測定され、酸化電位の値として、第1酸
化波のピーク値(Eox)を用いた。 本発明で電荷発生層に用いる、酸化電位が0.35
〜0.50ボルトの範囲にあるシアニン色素は、例え
ば下記に示す化合物No.、構造式及び酸化電位の化
合物を挙げるこができる。 次に本発明で電荷輸送層に含有せしめる酸化電
位が0.60V以上の範囲にある電荷輸送材料(CT
−2)としては、例えば下記に示す化合物を挙げ
ることができる。 一方本発明で電荷発生層中に含有させる電荷輸
送材料(CT−1)としては、電荷輸送材料CT−
2よりも酸化電位の大きい広範な電荷輸送材料の
中から選択することができる。上記の関係を満た
せば、CT−2の場合に例示した化合物群から選
択しても用いることができるし、さらに0.6V以
上の酸化電位をもつ、下記に示す化合物No.、構造
式及び酸化電位の化合物なども挙げることができ
る。 なお、電荷輸送物質CT1,CT−2としては、
後述する実施例で用いている化合物群を使用する
こともできる。 本発明で使用する電荷発生層は、本発明で使用
する電荷発生物質としてのシアニン色素の1種又
は2種以上と電荷輸送物質CT−1の1種又は2
種以上とを適当な結着剤に分散させ、これを基体
の上に塗工することによつて形成でき、また真空
蒸着装置により蒸着膜を形成することによつて得
ることができる。電荷発生層を塗工によつて形成
する際に用いうる結着剤としては広範な絶縁性樹
脂から選択でき、またポリ−N−ビニルカルバゾ
ール、ポリビニルアントラセンやポリビニルピレ
ンなどの有機光導電性ポリマーから選択できる。
好ましくは、ポリビニルブチラール、ポリアリレ
ート(ビスフエノールAとフタル酸の縮重合体な
ど)、ポリカーボネート、ポリエステル、フエノ
キシ樹脂、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、ポリ
アクリルアミド樹脂、ポリアミド、ポリビニルピ
リジン、セルロース系樹脂、ウレタン樹脂、エポ
キシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポ
リビニルピロリドンなどの絶縁性樹脂を挙げるこ
とができる。電荷発生層中に含有する樹脂は、80
重量%以下、好ましくは40重量%以下が適してい
る。塗工の際に用いる有機溶剤としては、メタノ
ール、エタノール、イソプロパノールなどのアル
コール類、アセトン、メチルエチルケトン、シク
ロヘキサノンなどのケトン類、N,N−ジメチル
ホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドな
どのアミド類、ジメチルスルホキシドなどのスル
ホキシド類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、
エチレングリコールモノメチルエーテルなどのエ
ーテル類、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステ
ル類、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロルエ
チレン、四塩化炭素、トリクロルエチレンなどの
脂肪酸ハロゲン化炭化水素類あるいはベンゼン、
トルエン、キシレン、リグロイン、モノクロルベ
ンゼン、ジクロルベンゼンなどの芳香族類などを
用いることができる。 塗工は、浸漬コーテイング法、スプレーコーテ
イング法、スピンナーコーテイング法、ビードコ
ーテイング法、マイヤーバーコーテイング法、ブ
レードコーテイング法、ローラーコーテイング
法、カーテンコーテイング法などのコーテイング
法を用いて行なうことができる。 電荷発生層は、十分な吸光度を得るために、で
きる限り多くの前記有機光導電体を含有し、且つ
発生した電荷キヤリアの飛程を短かくするため
に、薄膜層、例えば5ミクロン以下、好ましくは
0.01ミクロン〜1ミクロンの膜厚をもつ薄膜層と
することが好ましい。このことは、入射光量の大
部分が電荷発生層で吸収されて、多くの電荷キヤ
リヤを生成すること、さらに発生した電荷キヤリ
ヤを再結合や補獲(トラツプ)により失活するこ
となく電荷輸送層に注入する必要があることに帰
因している。 本発明で使用する電荷輸送層は、本発明で使用
する電荷輸送物質CT−2の1種又は2種以上を
用いて成膜することにより形成できる。 電荷輸送物質に成膜性を有していない時には、
適当なバインダーを選択することによつて被膜形
成できる。バインダーとして使用できる樹脂は、
例えばアクリル樹脂ポリアリレート、ポリエステ
ル、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロ
ニトリル−スチレンコポリマー、アクリロニトリ
ル−ブタジエン、コポリマー、ポリビニルブチラ
ール、ポリビニルホルマール、ポリスルホン、ポ
リアクリルアミド、ポリアミド、塩素化ゴム等の
絶縁性樹脂、あるいはポリ−N−ビニルカルバゾ
ール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレ
ン等の有機光導電性ポリマーを挙げることができ
る。 電荷輸送層は、電荷キヤリヤを輸送できる限界
があるので、必要以上に膜厚を厚くすることがで
きない。一般的には、5ミクロン〜30ミクロンで
あるが、好ましい範囲は8ミクロン〜20ミクロン
である。塗工によつて電荷輸送層を形成する際に
は、前述した様な適当なコーテイング法を用いる
ことができる。 この様な電荷発生層と電荷輸送層の任意の層順
の積層構造からなる感光層は、例えば導電層を有
する基体から成る導電性支持体上に設けられる。
導電層を有する基体としては、基体自体が導電性
をもつもの、例えばアルミニウム、アルミニウム
合金、銅、亜鉛、ステンレス、バナジウム、モリ
ブデン、クロム、チタン、ニツケル、インジウ
ム、金や白金などを用いることができ、その他に
アルミニウム、アルミニウム合金、酸化インジウ
ム、酸化錫、酸化インジウム−酸化錫合金などを
真空蒸着法によつて被膜形成された層を有するプ
ラスチツク(例えば、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレ
ート、アクリル樹脂、ポリフツ化エチレンなど)、
導電性粒子(例えば、カーボンブラツク、銀粒子
など)を適当なバインダーとともにプラスチツク
の上に被覆した基体、導電性粒子をプラスチツク
や紙に含浸した基体や導電性ポリマーを有するプ
ラスチツクなどを用いることができる。 導電層と感光層の中間に、バリヤー機能と接着
機能をもつ下引層を設けることもできる。下引層
は、カゼイン、ポリビニルアルコール、ニトロセ
ルロース、エチレン−アクリル酸コポリマーポリ
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、アルコキシメチル化ナイロンな
ど)、ポリウレタン、ゼラチン、酸化アルミニウ
ムなどによつて形成できる。 下引層の膜厚は、0.1ミクロン〜5ミクロン、
好ましくは0.5ミクロン〜3ミクロンが適当であ
る。 本発明により提供される電子写真感光体は電子
写真複写機を利用するのみならず、レーザープリ
ンターやCRTプリンター等の電子写真応用分野
にも広く用いることができる。 また、本発明の有機光導電体は、前述の電子写
真感光体の他に、太陽電池や光センサーに用いる
こともできる。太陽電池は、例えば酸化インジウ
ムとアルミニウムによつて前述の有機光導電体を
サンドイツチすることによつて調製できる。 次に本発明を実施例により説明するが、本発明
はこられにより何ら限定されるものではない。 試験例 1〜64 前記例示した本発明に係る電荷発生材料として
のシアニン色素の8種と本発明に係る電荷輸送材
料の8種とをそれぞれ全ての種類に亘つて互いに
組合せて使用し、64種の電子写真感光体を作製し
た。 即ち、まず前記例示した化合物No.(1)乃至(8)のそ
れぞれのシアニン色素5gと、ブチラール樹脂
(ブチラール化度63モル%)2gをイソプロピル
アルコール95mlで溶かした溶液と共にサンドミル
分散した後、アルミシート上に塗工し、乾燥後の
膜厚が0.1ミクロンとなる電荷発生層を形成した。 次いで、下記に例示した化合物No.(64)乃至(71)
のそれぞれの電荷輸送材料5gと結着剤としての
スチレン−アクリル樹脂(商品名 新日本製鉄化
学 MS−200)とを0.95:1の重量比で混合した
もののモノクロルベンゼン20重量%溶液を、電荷
発生層の上に乾燥後の膜厚が16ミクロンとなる様
に塗工して電荷輸送層を形成した。 この様にして作成した64種類の電子写真感光体
を川口電機(株)製静電写真紙試験装置Model SP−
428を用いてダイナミツク方式でマイナスコロナ
帯電し、暗所で1秒間保持した後、照度5luxで4
秒間露光し、帯電特性を調べた。 帯電特性としては、表面電位と1秒間暗減衰さ
せた時の電位(V0=600ボルト)を1/2に減衰す
るのに必要な露光量(E1/2)(lux・sec)を測定
した。又、15lux・sec露光後の残留電位(VR
も測定した。以上の方法による上記感光体の結果
をまとめて第1表に示す。第1表中、〔 〕内の
数値がVR(ボルト)を示している。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to an electrophotographic photoreceptor. [Prior Art] Various electrophotographic photoreceptors (hereinafter sometimes referred to as laminated photoreceptors) in which a photosensitive layer is functionally separated into a charge generation layer and a charge transport layer are known. However, in this type of photoreceptor, sufficient sensitivity has not yet been obtained. In other words, the reason why the sensitivity of the laminated photoreceptor does not improve is that there are many carrier traps generated by exposure in the charge generation material and charge transport material, and the holes and electrons generated by light irradiation are not efficiently used. It is believed that carriers cannot move well and that carriers are not efficiently injected from the charge generation layer to the charge transport layer. Sensitivity is one of the most important characteristics of a photoreceptor, but in the case of functionally separated photoreceptors, the sensitivity is generally determined by (1) the amount of light that reaches the charge generation layer (light intensity extinction coefficient) (2) Carrier generation efficiency in the charge generation layer (carrier generation quantum efficiency) (3) Carrier injection efficiency from the charge generation layer to the charge transport layer (ionization potential, oxidation potential, etc.) (4) Carrier movement in the charge transport layer It is expressed qualitatively as a comprehensive evaluation such as efficiency (drift mobility).
Therefore, in order to improve sensitivity, it is necessary to increase the intensity of the light irradiated to the photoreceptor, the extinction coefficient and quantum efficiency of the charge generating material, the carrier injection efficiency, the drift mobility in the charge transport layer, etc. . now,
Assuming the intensity of irradiated light is constant, it is thought that it is unlikely that organic photoconductive compounds known so far can dramatically increase the extinction coefficient or quantum efficiency. On the other hand, the hole mobility of various organic photoconductive compounds has been measured using a charge transporting material alone or a system in which it is molecularly dispersed in an insulating polymer, and the values vary depending on the measurer. However, the mobility ranges over a wide range of 10 -9 to 10 -4 cm 2 /V.sec, and the mobility of organic photoconductive materials generally used in electrophotography is 10 -7 to 10 -6 cm 2 /V.sec.
sec, and at present no organic photoconductive material with a value higher than this has yet been found. Therefore, the present inventors focused on the fact that carrier injection efficiency from the charge generation layer to the charge transport layer is an important factor that affects sensitivity, and as a result of measuring the oxidation potential of many organic materials, the sensitivity It was found that there is a correlation between the oxidation potential and the oxidation potential. By the way, there is a report that there is a correlation between the effective injection of carriers generated in the charge generation layer into the charge transport layer and the ionization potential of the charge transport material, for example, in IEEE Trans magazine, IA-17. roll,
It is described on page 382 (published in 1981). Ionization potential, considered the most important factor in carrier injection efficiency, is measured in a variety of ways. For example, there are methods using mass spectroscopy, methods using photoelectron spectroscopy, methods that create charge transfer complexes and use their absorption spectra, methods that measure oxidation potential as a substitute physical property value, and methods that calculate using molecular orbital method. be. However, the methods described above have so far only been able to determine the ionization potential of relatively low-molecular compounds such as charge-transporting materials, and the ionization potential of macromolecules such as pigments that are commonly used as charge-generating materials has not been determined. As far as the inventors know, there are no reports on experimental or calculated values of . The reason for this is thought to be that the pigment exhibits characteristics as a molecular assembly (aggregate) rather than as a single molecule dispersed state, which poses an experimental problem. Furthermore, since pigments are generally macromolecules, it is thought that there is a limit to the computer's calculation time when performing molecular orbital calculations. Therefore, the present inventors focused on various cyanine dyes that are used as charge-generating materials and sensitizers for silver salts. Unlike pigments, dyes are soluble in solvents, making it possible to measure oxidation potential in a solution state. Furthermore, commonly used charge transport materials also include
It is possible to measure oxidation potential in a solution state. Since ionization potential and oxidation potential are generally considered to be in a proportional relationship, it is thought that oxidation potential can be a substitute characteristic for ionization potential. Furthermore, the present inventors have noticed that it is effective to include a charge transport material in the charge generation layer in order to efficiently move optical carriers generated in the charge generation layer. Based on the above studies, we measured the oxidation potential of the charge transport material and the sensitivity of the laminated photoreceptor for the cyanine dye, which is the charge generation material, and found the optimal combination of the charge generation material and the charge transport material. This has led to the present invention. [Objective and Summary of the Invention] An object of the present invention is to provide an electrophotographic photoreceptor with outstandingly high sensitivity by using a newly selected combination of a charge-generating material and a charge-transporting material. There is a particular thing. The above object is an electrophotographic photoreceptor having a charge generation layer containing a cyanine dye and a charge transporting material and a charge transporting layer containing a charge transporting material on a conductive support, the charge transporting layer containing a charge transporting material. The oxidation potential of the cyanine dye contained in the charge transport layer is in the range of 0.35 to 0.50 volts, the oxidation potential of the charge transport material contained in the charge transport layer is in the range of 0.60 volts or less, and the charge transport material contained in the charge generation layer is This is achieved by the electrophotographic photoreceptor of the present invention, which has an oxidation potential greater than that of the charge transport material contained in the charge transport layer. [Specific Description and Examples of the Invention] First, the oxidation potential of the charge transport material (referred to as CT-1) contained in the charge generation layer is higher than that of the charge transport material (referred to as CT-2) in the charge transport layer. The mechanism by which the characteristics of the photoreceptor are improved when the oxidation potential is higher than the oxidation potential of .) will be explained. This mechanism can be considered as follows. Of the photocarriers generated in the charge generation layer, electrons move between cyanine dyes, while holes move between CT-1 molecules. When holes are injected from the charge generation layer into the charge transport layer, the oxidation potential of CT-1 increases.
It seems reasonable that holes can be injected efficiently only when the oxidation potential is higher than the oxidation potential of CT-2. If the above relationship is not satisfied, the sensitivity will be reduced as will be described in detail later in Examples. This is thought to be due to the fact that the holes act as an energy barrier. From the above considerations, it has been found that it is necessary to include a charge transport material with a higher oxidation potential than CT-2 in the charge generation layer, and by this, the layer thickness of the charge generation layer can be reduced. For example, even when the thickness is 1 micron or more, carrier traps in the charge generation layer can be reduced. Therefore, in the case of a positively charged photoreceptor in which a charge generation layer is laminated on a charge transport layer, the charge generation layer can be applied thickly. Next, regarding cyanine dye, which is a charge generating material, it is necessary that the oxidation potential is in the range of 0.35 to 0.50 volts. When the oxidation potential is lower than 0.35 volts, the dark decay of the laminated photoreceptor increases regardless of the type of charge transport material. Furthermore, it was found that when the oxidation potential of the cyanine dye exceeds 0.50 volts, the sensitivity of the laminated photoreceptor decreases significantly, regardless of the type of charge transport material. This is thought to be because when the oxidation potential of the cyanine dye increases, the dye itself absorbs in the ultraviolet region and no longer has sensitivity in the visible region. On the other hand, for charge transport materials, the oxidation potential is
It turned out that it needed to be in the range of 0.60 volts or less. It has been found that when the oxidation potential is greater than 0.60V, the sensitivity of the laminated photoreceptor deteriorates significantly, regardless of the type of cyanine dye used as the charge-generating material. From the above results, it has been found that in order to obtain a highly sensitive multilayer photoreceptor, there is an optimum range for the oxidation potential values of the charge generating material and the charge transporting material as described above. Only when this condition is met, holes generated in the charge generation layer by light irradiation can be efficiently injected into the charge transport layer without being affected by the energy barrier at the interface between the charge generation layer and the charge transport layer. This is a reasonable result. Based on the above experimental results and considerations, the present invention has revealed for the first time a correlation between the combination of a charge generating material and a charge transporting material and sensitivity. The oxidation potential used in the present invention is measured using acetonitrile as a solvent, tetraethylammonium perchlorate as a supporting electrolyte, and a saturated calomel electrode as an electrode, and the value of the oxidation potential is expressed as the peak value of the first oxidation wave (E ox ). was used. The oxidation potential used for the charge generation layer in the present invention is 0.35.
Cyanine dyes in the range of ~0.50 volts include, for example, compounds having the compound numbers, structural formulas, and oxidation potentials shown below. Next, in the present invention, a charge transport material (CT
-2) includes, for example, the compounds shown below. On the other hand, the charge transport material (CT-1) to be contained in the charge generation layer in the present invention is a charge transport material CT-1.
One can choose from a wide range of charge transport materials with oxidation potentials greater than 2. As long as the above relationship is satisfied, compounds selected from the group of compounds exemplified in the case of CT-2 can be used, and furthermore, compounds No., structural formula, and oxidation potential shown below that have an oxidation potential of 0.6V or more can be used. Compounds such as these can also be mentioned. Note that the charge transport materials CT1 and CT-2 are as follows:
It is also possible to use the compound groups used in the Examples described below. The charge generation layer used in the present invention includes one or more cyanine dyes as the charge generation substance used in the present invention and one or more charge transport substances CT-1.
It can be formed by dispersing the above seeds in a suitable binder and coating it on a substrate, or it can be obtained by forming a vapor deposited film using a vacuum evaporation apparatus. Binders that can be used to form the charge generating layer by coating can be selected from a wide variety of insulating resins, as well as organic photoconductive polymers such as poly-N-vinylcarbazole, polyvinylanthracene, and polyvinylpyrene. You can choose.
Preferably, polyvinyl butyral, polyarylate (condensation polymer of bisphenol A and phthalic acid, etc.), polycarbonate, polyester, phenoxy resin, polyvinyl acetate, acrylic resin, polyacrylamide resin, polyamide, polyvinylpyridine, cellulose resin, urethane Examples include insulating resins such as resin, epoxy resin, casein, polyvinyl alcohol, and polyvinylpyrrolidone. The resin contained in the charge generation layer is 80
Weight % or less, preferably 40 weight % or less is suitable. Organic solvents used during coating include alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone, amides such as N,N-dimethylformamide and N,N-dimethylacetamide, dimethyl Sulfoxides such as sulfoxide, tetrahydrofuran, dioxane,
Ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, fatty acid halogenated hydrocarbons such as chloroform, methylene chloride, dichloroethylene, carbon tetrachloride, trichlorethylene, or benzene,
Aromatics such as toluene, xylene, ligroin, monochlorobenzene, dichlorobenzene, etc. can be used. Coating can be carried out using coating methods such as dip coating, spray coating, spinner coating, bead coating, Meyer bar coating, blade coating, roller coating, and curtain coating. The charge generation layer contains as much of the organic photoconductor as possible in order to obtain sufficient absorbance and is preferably a thin film layer, for example less than 5 microns, in order to shorten the range of the generated charge carriers. teeth
A thin film layer having a thickness of 0.01 micron to 1 micron is preferable. This means that most of the incident light is absorbed by the charge generation layer and generates a large number of charge carriers, and that the generated charge carriers are not deactivated by recombination or trapping, and the charge transport layer This is due to the need to inject. The charge transport layer used in the present invention can be formed by forming a film using one or more of the charge transport substances CT-2 used in the present invention. When the charge transport material does not have film-forming properties,
A film can be formed by selecting an appropriate binder. Resins that can be used as binders are:
For example, insulating resins such as acrylic resin polyarylate, polyester, polycarbonate, polystyrene, acrylonitrile-styrene copolymer, acrylonitrile-butadiene, copolymer, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polysulfone, polyacrylamide, polyamide, chlorinated rubber, or poly-N- Organic photoconductive polymers such as vinylcarbazole, polyvinylanthracene, polyvinylpyrene and the like may be mentioned. Since the charge transport layer has a limit in its ability to transport charge carriers, it cannot be made thicker than necessary. Typically it is between 5 microns and 30 microns, with a preferred range between 8 microns and 20 microns. When forming the charge transport layer by coating, an appropriate coating method as described above can be used. A photosensitive layer having such a laminated structure of a charge generation layer and a charge transport layer in an arbitrary layer order is provided on a conductive support comprising, for example, a base having a conductive layer.
As the substrate having the conductive layer, materials that are themselves conductive can be used, such as aluminum, aluminum alloy, copper, zinc, stainless steel, vanadium, molybdenum, chromium, titanium, nickel, indium, gold, and platinum. In addition, plastics (e.g., polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, (acrylic resin, polyethylene fluoride, etc.)
A substrate in which conductive particles (e.g., carbon black, silver particles, etc.) are coated on plastic together with a suitable binder, a substrate in which plastic or paper is impregnated with conductive particles, a plastic containing a conductive polymer, etc. can be used. . A subbing layer having barrier and adhesive functions can also be provided between the conductive layer and the photosensitive layer. The undercoat layer is made of casein, polyvinyl alcohol, nitrocellulose, ethylene-acrylic acid copolymer polyamide (nylon 6, nylon 66, nylon 610,
It can be formed from copolymerized nylon, alkoxymethylated nylon, etc.), polyurethane, gelatin, aluminum oxide, etc. The thickness of the undercoat layer is 0.1 micron to 5 micron.
Preferably, 0.5 micron to 3 micron is appropriate. The electrophotographic photoreceptor provided by the present invention can be widely used not only in electrophotographic copying machines but also in electrophotographic applications such as laser printers and CRT printers. Further, the organic photoconductor of the present invention can also be used in solar cells and optical sensors in addition to the above-mentioned electrophotographic photoreceptor. Solar cells can be prepared, for example, by sandwiching the aforementioned organic photoconductors with indium oxide and aluminum. Next, the present invention will be explained with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto in any way. Test Examples 1 to 64 Eight types of cyanine dyes as charge generating materials according to the present invention and eight types of charge transporting materials according to the present invention exemplified above were used in combination with each other, and 64 types were obtained. An electrophotographic photoreceptor was fabricated. That is, first, 5 g of each of the cyanine dyes of Compound No. A charge generation layer was formed by coating on a sheet and having a thickness of 0.1 micron after drying. Next, compounds No. (64) to (71) exemplified below
A 20% monochlorobenzene solution containing 5 g of each of the charge transport materials and a styrene-acrylic resin (trade name: Nippon Steel Chemical MS-200) as a binder at a weight ratio of 0.95:1 was added to the charge generating material. A charge transport layer was formed by coating on the layer so that the film thickness after drying was 16 microns. The 64 types of electrophotographic photoreceptors prepared in this way were tested using an electrostatic photographic paper testing device Model SP- manufactured by Kawaguchi Electric Co., Ltd.
428 using the dynamic method, hold it for 1 second in a dark place, and then charge it with 4
It was exposed to light for a second and the charging characteristics were examined. As for the charging characteristics, we measured the surface potential and the amount of exposure (E1/2) (lux sec) required to attenuate the potential (V 0 = 600 volts) to 1/2 when dark decayed for 1 second. . Also, residual potential after 15lux・sec exposure (V R )
was also measured. The results of the photoreceptor obtained by the above method are summarized in Table 1. In Table 1, the numbers in brackets indicate V R (volts).

【表】 尚この表で、太枠口で囲繞された範囲が本発明
に参考となる好適範囲であり、〓は暗減衰が大き
い(200ボルト以上)ことを表わし−は、感度を
有しないことを表わしたものである。 第1表の結果より、太線の枠で示したように、
電荷発生材料のシアニン色素の酸化電位が0.35〜
0.50Vの範囲にあり、電荷輸送層中の電荷輸送材
料の酸化電位が0.60V以下の範囲である、夫々の
化合物を組み合わせて用いた積層型感光体が残留
電位も少なく、高感度であることがわかる。 次に試験例1−64の積層型感光体のうち電荷輸
送層中の電荷輸送材料として化合物No.(66)を用い
た感光体の電荷発生層中に電荷輸送材料(CT−
1)を含有させた実験を行なつた。たとえばCT
−1として化合物No.(66)を、シアニン色素として
化合物No.(1)〜(8)を用い電荷発生層を構成する化合
物の重量比を(各種シアニン色素):(CT−1):
(ブチラール樹脂)=3:3:2として、アルミシ
ート上に塗工し、乾燥後の膜厚が0.2ミクロンと
なる電荷発生層を形成した。 次いで化合物No.(66)の電荷輸送材料(CT−2)
5gと結着剤としてのスチレン−アクリル樹脂
(商品名 新日本製鉄化学 MS−200)とを
0.95:1の重量比で混合したもののモノクロルベ
ンゼン20重量%溶液を電荷発生層の上に乾燥後の
膜厚が16ミクロンとなる様に塗工して電荷輸送層
を形成し、上述の方法で感光体の特性E1/2
(lux・sec)、VR(ボルト)を測定し、第2表の結
果を得た。
[Table] In this table, the range surrounded by a thick frame is the preferred range for reference in the present invention, 〓 means that the dark decay is large (200 volts or more), and - means that there is no sensitivity. It represents. From the results in Table 1, as shown by the thick line frame,
The oxidation potential of the cyanine dye of the charge generating material is 0.35~
The oxidation potential of the charge transport material in the charge transport layer is within the range of 0.50V and is within the range of 0.60V.The laminated photoreceptor using a combination of each compound has a low residual potential and high sensitivity. I understand. Next, in the laminated photoreceptor of Test Example 1-64, Compound No. (66) was used as the charge transport material in the charge transport layer.
An experiment containing 1) was conducted. For example, CT
Using Compound No. (66) as -1 and Compounds No. (1) to (8) as cyanine dyes, the weight ratio of the compounds constituting the charge generation layer (various cyanine dyes): (CT-1):
(Butyral resin) = 3:3:2 was applied onto an aluminum sheet to form a charge generation layer having a film thickness of 0.2 microns after drying. Next, charge transport material (CT-2) of compound No. (66)
5g and styrene-acrylic resin (trade name Nippon Steel Chemical MS-200) as a binder.
A charge transport layer was formed by coating a 20% by weight solution of monochlorobenzene mixed at a weight ratio of 0.95:1 on the charge generation layer so that the film thickness after drying was 16 microns, and then using the method described above. Photoconductor characteristics E1/2
(lux·sec) and V R (volts) were measured, and the results shown in Table 2 were obtained.

【表】 尚この表で、太枠口で囲繞された範囲が本発明
に参考となる好適範囲であり、〓は暗減衰が大き
い(200ボルト以上)ことを表わし、−は感度を有
しないことを表わしたものである。 この第2表と第1表を比較することにより、第
1表で高感度であつた感光体は第2表でも高感度
であり、第1表で低感度であつた感光体は第2表
でも低感度であることがわかる。 CT−1,CT−2として化合物No.(66)以外の材
料を用いた実施例は後で述べるが、以上の結果よ
り、電荷発生層中に電荷輸送材料(CT−1)を
含んでいる場合でも太線の枠で示したように電荷
発生材料のシアニン色素の酸化電位は0.35〜
0.50Vの範囲によれば高感度であることがわか
る。 試験例 73〜121 電荷輸送材料CT−1,CT−2としてそれぞれ
前記化合物No.(64)〜(67),(69)〜(71)より選択され
る7種類化合物を組みあわせた感光体を作成し
た。尚電荷発生材料には、化合物No.(4)のシアニン
色素を用いた。 まず化合物No.(4)のシアニン色素5gとブチラー
ル樹脂(ブチラール化度63モル%)2gと、化合
物No.(64)〜(67),(69)〜(71)の各種電荷輸送材料の
いずれか1種類5gをイソプロピルアルコール95
mlで溶かした溶液と共にサンドミル分散した後、
アルミシート上に塗工し、乾燥後の膜厚が0.2ミ
クロンとなる電荷発生層を形成した。 次いで化合物No.(64)〜(67),(69)〜(71)の各種電
荷輸送材料のいずれか1種類5gと結着剤として
スチレン−アクリル樹脂(商品名 新日本製鉄化
学 MS−200)とを0.95:1の重量比で混合した
もののモノクロルベンゼン20重量%溶液を、電荷
発生層の上に乾燥後の膜厚が16ミクロンとなる様
に塗工して電荷輸送層を形成した。 以上のようにして、電荷発生層中に7種類の電
荷輸送材料(CT−1)を用い、電荷輸送層中に
7種類の電荷輸送材料(CT−2)を用い、これ
らの組み合せで49種類の積層型感光体を作成し
た。 このようにして作成した感光体について、試験
例1〜72と同様の方法によつてE1/2(lux・
sec)、VR(ボルト)を測定し、その結果をまとめ
て第3表に示す。
[Table] In this table, the range surrounded by a thick frame is the preferred range for reference in the present invention, 〓 means that the dark decay is large (200 volts or more), and - means that there is no sensitivity. It represents. By comparing Table 2 and Table 1, we can see that the photoreceptors that were highly sensitive in Table 1 were also highly sensitive in Table 2, and the photoreceptors that were low in sensitivity in Table 1 were shown in Table 2. However, it can be seen that the sensitivity is low. Examples using materials other than Compound No. (66) as CT-1 and CT-2 will be described later, but from the above results, the charge-transporting material (CT-1) is included in the charge generation layer. Even in this case, the oxidation potential of the cyanine dye used as the charge-generating material is 0.35~
It can be seen that the sensitivity is high according to the range of 0.50V. Test Examples 73-121 A photoreceptor was prepared by combining seven types of compounds selected from the above compound Nos. (64)-(67) and (69)-(71) as charge transport materials CT-1 and CT-2, respectively. Created. Note that cyanine dye of Compound No. (4) was used as the charge generating material. First, 5 g of cyanine dye of Compound No. (4), 2 g of butyral resin (degree of butyralization 63 mol%), and various charge transport materials of Compound No. (64) to (67), (69) to (71), or 5g of each type with isopropyl alcohol 95
After sand mill dispersion with the solution dissolved in ml,
It was coated onto an aluminum sheet to form a charge generation layer with a dry film thickness of 0.2 microns. Next, 5 g of any one of Compound No. (64) to (67), (69) to (71) and a styrene-acrylic resin as a binder (product name: Nippon Steel Chemical MS-200) A charge transport layer was formed by coating a 20% by weight solution of monochlorobenzene, which was obtained by mixing the above and the like in a weight ratio of 0.95:1, on the charge generation layer so that the film thickness after drying was 16 microns. As described above, 7 types of charge transport materials (CT-1) were used in the charge generation layer, 7 types of charge transport materials (CT-2) were used in the charge transport layer, and 49 types of these were combined. A laminated photoreceptor was created. Regarding the photoreceptor thus prepared, E1/2 (lux・
sec) and V R (volts) were measured, and the results are summarized in Table 3.

【表】【table】

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、電荷発生材料と電荷輸送材料
との組合せを最適化することにより、積層型感光
体においても、より高感度の電子写真感光体を提
供することができる。
According to the present invention, by optimizing the combination of a charge generating material and a charge transporting material, an electrophotographic photoreceptor with higher sensitivity can be provided even in a laminated type photoreceptor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 導電性支持体上に、シアニン色素と電荷輸送
材料とを含有する電荷発生層及び電荷輸送材料を
含有する電荷輸送層を有する電子写真感光体であ
つて、電荷発生層に含有されるシアニン色素の酸
化電位が0.35〜0.50ボルトの範囲にあり、電荷輸
送層に含有される電荷輸送材料の酸化電位が0.60
ボルト以下の範囲にあり、且つ電荷発生層に含有
される電荷輸送材料の酸化電位の値が電荷輸送層
に含有される電荷輸送材料の酸化電位の値よりも
大きいことを特徴とする電子写真感光体。
1. An electrophotographic photoreceptor having a charge generation layer containing a cyanine dye and a charge transport material and a charge transport layer containing the charge transport material on a conductive support, the cyanine dye contained in the charge generation layer The oxidation potential of the charge transport material is in the range of 0.35 to 0.50 volts, and the oxidation potential of the charge transport material contained in the charge transport layer is 0.60 volts.
volt or less, and the oxidation potential of the charge transport material contained in the charge generation layer is greater than the oxidation potential of the charge transport material contained in the charge transport layer. body.
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