JPH0519494A - 電子写真用感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリンタ−や複写機に使用される電子写真用
有機感光体の感度、安定性、耐刷性等を向上する。 【構成】 Ｘ型フタロシアニンを、ポリスチレンと（化
１）に示すような一般式を有する共重合体とがブレンド
されたバインダー高分子化合物に分散させてなる電子写
真用感光体。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯電、露光、現像、除
電等のプロセスを含む電子写真方式に用いられる正帯電
方式に適した電子写真用感光体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、光導電性物質を感光材料
に利用する電子写真用感光体においては、光導電体を含
む層を導電性支持体上に形成して電子写真用感光体が構
成されるけれども、このような目的に用いる光導電性物
質としては、セレン、酸化亜鉛、酸化チタン、硫化カド
ミウム等の無機光導電体、またはフタロシアニン顔料、
ジスアゾ系顔料等の有機光導電体が知られている。これ
らの電子写真用感光体のうち、無機光導電体を有する無
機感光体は、熱安定性、耐久性、等の特性上必ずしも満
足し得るものではなく、更に毒性を有するために、製造
上、取扱上にも問題があった。

【０００３】また、有機光導電体を有する有機感光体
（ＯＰＣ）は、無機感光体に比べ分子設計により色々な
波長に高感度な材料を合成できること、無公害であるこ
と、生産性、経済性に優れ、安価であること等の利点を
有しているので、現在では、活発な研究開発が行われて
いる。つまり、有機感光体は、通常光を吸収してキャリ
アを発生させる電荷発生層（ＣＧＬ）と、生成したキャ
リアを移動させる電荷移動層（ＣＴＬ）との２重層構造
を基本とするもので、その高感度化が計られている。そ
して、従来、有機感光体の問題点とされていた耐久性や
感度の面でも著しい改良がなされ、そのいくつかは実用
化に至っており、現在、電子写真用感光体の主力となり
つつある。

【０００４】ところで、２重層構造の有機感光体では、
高感度化のために電荷発生層は数ミクロンの厚さで塗布
され、電荷移動層は数十ミクロンの厚さで塗布される
が、その強度、耐刷性等の理由から、電荷発生層は基板
側に形成され、電荷移動層は表面側に形成されるのが普
通である。従来では、このような２重層構造の有機感光
体は、電荷移動層が正孔の移動により作動するもののみ
実用化されているので、その２重層感光体は負帯電方式
となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な負帯電方式では、(1) 帯電に用いられる負電荷により
空気中の酸素がオゾンになる、(2)帯電が不安定であ
る、(3) ドラム表面の影響を受け易いという問題があっ
た。

【０００６】このような問題点を解決するために、現在
では、正帯電方式による有機感光体の開発がさかんに行
われているが、正帯電を実現するためには、従来では、
(a)ＣＧＬとＣＴＬを負帯電の場合と逆構成にした逆２
層構造ＯＰＣ、(b) 各種ＣＧＬとＣＴＭをバインダー高
分子中に分散させた単層構造ＯＰＣ、(c) 銅フタロシア
ニンを高分子に分散した単層型ＯＰＣ等が検討されてき
た。

【０００７】しかし、(a) の方式による逆２層構造にお
いては、負帯電方式の場合と同様に、製造工程の複雑さ
や層間剥離の問題は解決されなず、また、本質的に薄く
する必要のあるＣＧＬが感光体の表面に置かれることに
なり、摩耗などの機械的疲労による耐刷性が問題となる
ため、未だ実用化に至ったものはない。

【０００８】また、(b)、(c) の方式による単層型の正帯
電感光体の場合には、多層型負帯電方式や逆層型正帯電
方式に比べ、感度、残留電位、帯電特性の点で劣ってお
り、特に、帯電特性が繰り返し使用において劣化する、
即ち帯電電位がだんだん低下してくるという欠点があっ
た。

【０００９】しかし、これらの単層型の電子写真用感光
体は、本質的に、逆層型正帯電方式で問題となった紙や
クリーニングプロセスによる摩耗などの機械的疲労によ
る耐印刷性は問題にはならないという長所がある。つま
り、単層型の感光体の場合、摩耗などの機械的疲労は層
中の電荷発生層、電荷移動層の分散が均一であれば、摩
耗しても感光特性には影響がないと考えられるからであ
る。

【００１０】ところで、有機系の感光体としては、ポリ
ビニルカルバゾ−ル（ＰＶＫ）に代表される光導電性樹
脂、ＰＶＫ−２，４，７−トリニトロフルオレノン（Ｔ
ＮＦ）に代表される電荷移動錯体型、フタロシアニン−
バインダ−に代表される顔料分散型、電荷発生物質と電
荷輸送物質とを組み合わせて用いる機能分離型の感光体
などが知られている。

【００１１】これらの感光体の製造工程においては、一
般的に、光導電層、電荷発生層、電荷輸送層を形成する
際に、バインダ−高分子との混合分散処理を行うが、こ
の分散処理工程では、ボ−ルミル、アトライタ−、サン
ドミル等を用いて、予め適量の光導電物質、電荷発生物
質、電荷輸送物質と樹脂とを、一緒に溶媒に溶解または
分散する。この場合、溶液が均一に溶解する場合は、溶
液の変質あるいは溶質の変質も少ないが、顔料を用いる
場合にあっては、分散処理の条件により顔料の性質が変
わってしまう課題がある。例えば、溶媒やバインダ−高
分子の種類、分散方法、分散処理時間、溶液の保持時間
等により、顔料の結晶形が変化したり、一部の溶解現象
を生じて、顔料の特性が変わってしまうのである。

【００１２】本発明の目的は、前述したような従来の単
層型感光体の課題を解決し、高性能で耐刷性に優れ、し
かも高感度の特性を有する正帯電単層型有機感光体の電
子写真用感光体を得るにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の電子写真用感光体は、Ｘ型フタロシアニン
が、ポリスチレンと、下記（化２）に示すような一般式
を有する共重合体とがブレンドされたバインダー高分子
化合物に分散されてなるものである。

【００１４】

【化２】

【００１５】

【作用】本発明による正帯電単層型有機感光体は、特に
バインダ−高分子として前述した構成をもつので、有機
感光体としての優れた特性を実現できるばかりでなく、
繰返し使用による帯電圧、暗減衰、感度の経時変化が少
ないから、感光体の寿命を延長できる。

【００１６】即ち、本発明者等は、従来の問題点を解決
するために、種々の構成を有する正帯電単層型有機感光
体及びその処理方法の検討を行った。その結果、電荷発
生層として、Ｘ型フタロシアニンまたはτ型フタロシア
ニンを用い、これと適当なバインダー高分子の組合せか
ら成る単層型有機感光体が、正帯電方式で優れた感光特
性を発揮することを発見した（特願平１−１８１０４４
号参照）。同単層型有機感光体の感度は、従来の単層型
有機感光体に比べ著しく高感度であり、０．５〜２．０
lux.sec にも達し、５５０〜８００ｎｍの広い波長範囲
の光に対し優れた感度を示す。ちなみに、同単層型有機
感光体は、電荷移動層が含まれないことを特徴とし、こ
の構成は、従来の単層型有機感光体が電荷発生層と電荷
移動層の混合体から形成されていた事実に比較して本質
的に異なる。

【００１７】加えて、前記有機感光体は、従来の有機感
光体に比べ、次のような特徴を有している。 (1) 単層構造であるので製造工程が簡単である。 (2) 従来の単層構造有機感光体に比べはるかに高感度で
ある。 (3) 特に正帯電方式で優れた特性を示す。 (4) 従来の単層構造有機感光体に比べ安定性、帯電性に
優れている。 (5) ５５０〜８００ｎｍの広い範囲で優れた感光特性を
示す。 (6) 単層構造であるので機械的疲労に対して優れてい
る。 (7) 熱に弱い電荷移動層が含まれていないので耐熱性に
優れている。

【００１８】しかし、この有機感光体にもその後の検討
の結果、繰り返し安定性、特に帯電特性の点で問題があ
ることが分かった。即ち、この電子写真用感光体を用い
て繰り返し試験を行ったところ、１０，０００回以上の
繰り返し試験で、光やオゾンによる化学的疲労と思われ
る疲労が、帯電圧、暗減衰、感度に観察された。

【００１９】そこで、本発明者等は、この疲労を改善す
るためと、更に前述した特性の改善のために有機感光体
を構成するバインダ−高分子の検討を行ったところ、こ
の高分子化合物の種類に応じて、疲労の度合や光特性が
大きく異なることがわかった。つまり、ある種類の高分
子化合物の場合は、帯電圧、暗減衰、感度とも非常に良
好になり、繰り返し試験を行う前と同様の感光特性が得
られる。

【００２０】ここに、ポリスチレン自体は汎用樹脂とし
てよく知られていて、熱的性質にしろ、機械的性質しろ
特に優れているわけではないが、顔料であるフタロシア
ニンと複合化された膜の耐熱性及び機械的強度は大幅に
増大する。

【００２１】一般的に言って、感光体ドラムとしては一
般にＡｌが使用されるので、ポリスチレンのみをバイン
ダー樹脂として使用した場合は、Ａｌドラムとの接着性
が悪く剥れ易いけれども、ポリスチレンとＸ型フタロシ
アニンにからなる感光体は、繰返し特性、環境特性等が
非常に優れていて安定性が高い特徴があるから、Ａｌド
ラムとの接着性さえ改善されれば、優れた感光体を得る
ことができる。

【００２２】このような理由から、本発明者は、（化
２）に示すような共重合体とポリスチレンとのブレンド
化を試みたところ、この高分子化合物とポリスチレンか
らなる感光体はＡｌドラムとの接着性を大幅に改善でき
た。この効果は、ポリスチレンに対する共重体の混合割
合は５重量％位から観察されたが、感光特性の安定性の
点からみると、混合の最大量は５０重量％が最適であ
る。また、この高分子化合物は熱硬化性の性質をもつた
め、機械的強度、耐熱性が向上される。また、多くの溶
剤に溶け易い、顔料などとの分散性がよい等の特徴があ
る。したがって、塗布の際の溶剤の選択に制限されるこ
とが少なく、このような高分子をバインダーとしてＸ型
フタロシアニンと組み合わせて用いることにより、顕著
に良好な特性が得られた。

【００２３】塗布前に、溶剤を用いた分散処理を行うわ
けであるが、本発明による電子写真感光体においては、
この処理中に顕緒な溶液の特性に変化が見られる。つま
り、本発明の電子写真感光体では、Ｘ型フタロシアニン
の一部が可溶化すると同時に微粒子化される。そして、
時間とともに粘度が上昇し、形成される膜の光吸収率も
大きくなるのである。この原因については不明な点があ
るが、可溶化したＸ型フタロシアニン分子とバインダー
高分子とで新たな相互作用が生じたものと判断される。
この分散混合は、ボ−ルミルやサンドグランド法により
行うことができるけれども、製膜は特別の方法に限定さ
れることはなく、バ−コ−タ−、カレンダ−コ−タ−、
スピンコ−タ−、ブレ−ドコ−タ−、デイップコ−タ
−、グラビアコ−タ−等のいずれであってもよく、製膜
された膜は、非常に緻密で硬く、耐熱性も高いものとな
る。

【００２４】

【実施例】以下に本発明の実施例を詳細に説明する。

【００２５】（実施例１）Ｘ型無金属フタロシアニン
（ＸＰｃと略す、大日本インキ (株) 製、ファストゲン
ブルー(Fastogen Blue) 8120B ）と上記（化２）に示す
高分子化合物とを１：４の比率でテトラヒドロフランに
溶解した。共重合体のｍ：ｎの比は１：１で、これをポ
リスチレンに対して２０重量％だけブレンドした。得ら
れた混合物をボールミル法により分散混合したのち、得
られた溶液をアルミドラム板上にディップ法により塗布
し、空気中、摂氏１５０度で２時間処理して、ＯＰＣ層
（厚さ15〜20μm ）を形成した。

【００２６】このような工程で得られた感光体の感光特
性を、川口電機( 株) 製EPA-8100型ペーパーアナライザ
ーを用い、タングステンによる白色光を照射して、正帯
電による光感度（半減露光量、Ｅ_1/2）を測定し、１
０，０００回の繰返し試験後の光感度も同様に測定し
た。また、（表１）に示すように、１０，０００回繰返
し試験後に測定雰囲気をオゾン濃度３ppm 程度にした
が、帯電位、光感度の特性に変化はみられなかった。比
較例としてポリメタクリレートとポリエチレンテレフタ
レートを用いたが、実施例の樹脂と特性を比較すると、
この組合わせでは、帯電位が１０％程度低下してこの電
位の暗減衰率、感度、帯電圧の経時変化も大きくなっ
た。

【００２７】

【表１】

【００２８】（実施例２）ＸＰｃと（化２）の共重合体
の組成としてｍ：ｎが２：１で、ポリスチレンとのブレ
ンド比を１０重量％として、実施例１と同様にして、感
光体を製作した。溶剤としてはメチルエチルケトンとシ
クロヘキサノンの混合溶剤を用い、この溶剤と前記共重
合体とを１：５の比率で混合し、十分に混合混練したの
ち、得られた溶液をアルミ板上にディップ法により塗布
し、空気中、摂氏１７０度で１時間処理して、ＯＰＣ層
（厚さ15〜20μm ）を形成した。

【００２９】以上の工程で得られた感光体の感光特性
を、川口電機（株）製EPA-8100型ペーパーアナライザー
を用い、タングステンによる白色光を照射して、正帯電
による光感度（半減露光量、Ｅ_1/2 ）を測定し、２００
００回の繰り返し試験後の光感度も同様に測定した。さ
らにオゾン濃度が５PPM の雰囲気下で感光体の感光特性
を測定した。（表２）はその測定結果である。

【００３０】（表２）から理解されるように、本実施例
のバインダー高分子を用いることにより帯電特性、感度
特性、耐オゾン性共に良好な特性を得ることができた。

【００３１】

【表２】

【００３２】（実施例３）実施例２の方法でＸＰｃと実
施例２で用いた高分子化合物を１：５の比率で混合、分
散処理をシクロヘキサノン溶媒を用いて行い、得られた
溶液をアルミドラム上にディップ法により塗布し、空気
中、摂氏１５０度で１時間処理して、ＯＰＣ層（厚さ15
〜20μm ）を形成し、この感光体を使って、連続的な耐
刷性の試験を行った。Ａ４試験紙を用いて試験を行った
が、３万枚の連続試験を行っても画像流れは生じなかっ
た。したがって、この感光体は、耐摩耗性にも優れてい
るが、高温高湿の環境などでの刷試験を行ったけれど
も、特別な画像の劣化はみられなかった。

【００３３】さらに実施例１、実施例２、実施例３と同
様な実験を、共重合体の組成比の異なるもの、ポリスチ
レンとのブレンド比の異なるもの、あるいは溶剤の種類
を変えたもので実験行ったが、結果としては、前述した
のと同様な結果であった。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、単層型でありながら、高感度で安定性にも優
れた電子写真感光体を得ることができ、この有機感光体
は各種記録機器等に用いられる電子写真用感光体へ広く
応用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 草柳 弘樹 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ型フタロシアニンが、ポリスチレン
   と、下記（化１）に示すような一般式を有する共重合体
   とがブレンドされたバインダー高分子化合物に分散され
   てなる電子写真用感光体。 【化１】
2. 【請求項２】 （化１）で示される共重合体のポリスチ
   レンに対するブレンド比が５重量％〜５０重量％である
   請求項１記載の電子写真用感光体。
3. 【請求項３】 （化１）で示される共重合体の組成比
   ｍ：ｎが１０：１から１：１０である請求項１または請
   求項２記載の電子写真用感光体。
4. 【請求項４】 Ｘ型フタロシアニンとバインダー用高分
   子化合物の重量比が、１：１０から１：１である請求項
   １乃至請求項３のいずれかに記載の電子写真用感光体。