JPH06110227A

JPH06110227A - 電子写真用感光体

Info

Publication number: JPH06110227A
Application number: JP25966892A
Authority: JP
Inventors: Emi Kawahara; 恵美河原; Masayuki Shiyoji; 正幸所司; Masao Yoshikawa; 雅夫吉川; Kaoru Teramura; 薫寺村; Akio Kojima; 明夫小島
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-09-29
Filing date: 1992-09-29
Publication date: 1994-04-22

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】帯電性、感度に優れ、繰返し複写しても静電
特性の安定した単層型電子写真用感光体を提供する。【構成】導電性基板上に、電荷発生物質、有機正孔移
動物質、有機アクセプター性化合物が結着剤中に分散さ
れた単層型感光層を有する電子写真用感光体において、
有機アクセプター性化合物が下記一般式Ｉまたは一般式
IIで表わされるキノン化合物である電子写真感光体。（式中、R₁は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、置
換または無置換のフェニル基を、R₂及びR₃は水素原子、
置換または無置換のアルキル基、置換もしくは無置換の
フェニル基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、
Ｎ−アルキルカルバモイル基、シアノ基、又はニトロ基
を、ｎは１から３の整数を表す。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真プロセスを用い
た複写機、プリンター等に用いられる単層型電子写真用
感光体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスは静電力による潜像の
可視化を基本原理として用いたものであるため、そのプ
ロセスに用いられる電子写真用感光体には良好な帯電性
と光照射による迅速な表面電位の減衰が必要となる。こ
れらプロセス上必要な特性は、固体物性値である暗抵抗
の高さと、電荷担体生成の良好な量子効率、高い電荷移
動度に還元される。

【０００３】これらの物性値を満足するものとして、従
来、セレン−テルル合金、砒素セレン等の無機化合物か
ら構成された感光体が採用され、多くの複写機で用いら
れてきた。しかしながらこれらの材料は、毒性が強い、
アモルファス状態で用いられるため取扱いが厄介であ
る、数十μｍの膜厚に真空蒸着する必要があるためコス
トが高くなる等の欠点があり、感光体の必要機能を十分
満たしているとはいえないものであった。

【０００４】これらの欠点を改良するため、有機材料を
用いた電子写真用感光体（ＯＰＣ）の開発が積極的にな
され、実用に供されるようになってきた。実用化された
ＯＰＣのほとんどは導電性基板上に電荷発生機能を有す
る層（ＣＧＬ）と電荷輸送機能を有する層（ＣＴＬ）を
積層した構成の機能分離型であり、もっぱら負帯電プロ
セスに用いられている。その理由は使用される材料を混
合し、単に単層として形成した感光体では、帯電性、感
度、静電的特性の披露現象が実用の程度以下まで低下す
る欠点が露呈してしまう場合が多いのに対し、積層型で
はこれらの欠点を極力抑えられ、且つ、機械的強度に富
み、厚膜の設計が可能なＣＴＬを表面に配置すること
で、プロセスに供された状態で十分な機械的耐久性を感
光体に保持させることが可能となるからである。また、
高速プロセスにおいても支障のない程度の高い電荷移動
度を示す有機材料は現在のところほとんど正孔移動の性
質のみを有するドナー化合物に限られており、そのた
め、ドナー化合物で形成されたＣＴＬを表面側に配置し
た積層型感光体では動作原理上、その帯電極性は負帯電
に限定されるものである。しかしながら、このような機
能分離型構造は新たな問題を発生している。

【０００５】一つ目は負帯電によるものである。電子写
真プロセスにおける信頼性の高い帯電方式はコロナ放電
によるものであり、ほとんどの複写機、プリンターには
この方式が採用されている。しかしながら周知のごと
く、正極性と比べ負極性のコロナ放電は不安定であり、
このためスコロトロンによる帯電方式が採用され、コス
ト増の一要因となっている。また負極性のコロナ放電は
化学的損傷を引き起こす物質であるオゾンの発生をより
多く伴うため、その外部排出を防ぐべく負帯電方式の複
写機、プリンターにはオゾンフィルターが用いられる場
合が多く、これも装置のコスト増の要因となっている。
正帯電方式であればオゾン発生量はもともと非常に少な
く抑えられる。さらに現状で広く用いられている二成分
系トナーは感光体が正帯電の方が環境変動が少なく、安
定な画像が得られ、この面からも正帯電用の感光体が望
ましい。

【０００６】２つ目は積層型構造のためである。有機材
料を用いた感光体では真空蒸着と比べ安価な溶液塗布方
式を用いることが可能であるが、この様な積層型感光体
を製造するためには少なくとも２回、通常は感光体の帯
電性の確保のため導電性基板のすぐ上に下引き層を設け
る必要があるため、３回の塗布が必要である。これらは
感光体のコスト増を引き起こす。さらに感度、耐久性の
バランスを保ち、また良好な画像を得るため、ＣＧＬの
膜厚をサブミクロンの範囲で十分管理することは製造コ
ストを引き上げる要因となっている。

【０００７】以上の問題を考慮すると感光体として、有
機材料を用いた正帯電プロセスでの使用が可能な単層型
の感光体が望ましいことが理解される。さらに該感光体
がそのまま、あるいは若干の変更で負帯電プロセスに用
いることが可能であれば、安価で使用環境の自由度が高
い利点を有する感光体を創製することができることも理
解される。

【０００８】しかしながらこの様な条件を満足する感光
体の例は非常に少ない。単層型の感光体としてはＫａｌ
ｌｅ社およびＩＢＭ社から上市されたポリビニルカルバ
ゾールとトリニトロフルオレノンの電荷移動錯体感光
体、Ｋｏｄａｋ社のチアピリリウム染料とポリカーボネ
ート樹脂からなる共晶錯体感光体、三田工業社のペリレ
ン系顔料とヒドラゾン系ドナーが樹脂中に分散された感
光体を数えるのみである。このうち前２つは感度が低
い、繰返し使用の点で問題がある等の欠点があった。ま
たもっぱら負帯電プロセスに用いられていたためオゾン
発生の欠点も伴っていた。また最後の例は感光体の感度
が低いため、高速の複写プロセスには不適な欠点を伴っ
ていた。さらに実用化されている積層型感光体の成分を
単に分散した場合には、帯電電位と感度が低く、特に繰
返し使用でそれらが大きく変動する欠点も克服できてい
ない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、帯電
性、感度に優れ、また複写プロセスの繰返しに対し、静
電特性の安定性に富んだ単層型電子写真用感光体を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意検討した結果、少なくとも電荷発生物
質、有機正孔移動物質、有機アクセプター性化合物が結
着剤中に分散され、該有機アクセプター性化合物として
下記一般式ＩもしくはIIで表されるキノン化合物を用い
て設計した感光体とすることで上記目的が達成されるこ
とを見出し、本発明に至った。

【００１１】一般式１

【００１２】

【化３】

【００１３】（式中、Ｒ₁は水素原子、ハロゲン原子、
アルキル基、置換または無置換のフェニル基を、Ｒ₂は
水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換もしく
は無置換のフェニル基、ハロゲン原子、アルコキシカル
ボニル基、Ｎ−アルキルカルバモイル基、シアノ基、又
はニトロ基を、ｎは１から３の整数を表す。）一般式２

【００１４】

【化４】

【００１５】（式中、Ｒ₃は水素原子、置換または無置
換のアルキル基を、置換もしくは無置換のフェニル基、
ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、Ｎ−アルキル
カルバモイル基、シアノ基、又はニトロ基を、ｎは１か
ら３の整数を表す。）本発明の前記一般式（Ｉ）中、Ｒ₁におけるハロゲン原
子は、塩素又は臭素をアルキル基は、メチル基、エチル
基或いはｔ−ブチル基等を、フェニル基の置換基は、メ
チル基、エチル基、ブチル基、ｎ−ブチル基などのアル
キル基、トリフルオロメチルなどのハロゲン化アルキル
基或いはベンジル基などの置換アルキル基を、塩素又は
臭素などのハロゲン原子を、メトキシカルボニル基、エ
トキシカルボニル基或いはブトキシカルボニル基などの
アルコキシカルボニル基、Ｎ−メチルカルバモイル基、
Ｎ−エチルカルバモイル基、Ｎ−ブチルカルバモイル
基、Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイル基、Ｎ，Ｎ−ジエチ
ルカルバモイル基或いはＮ，Ｎ−ジブチルカルバモイル
基などのＮ−アルキルカルバモイル基、シアノ基、又は
ニトロ基を表し、Ｒ₂およびＲ₃における置換又は無置換
のアルキル基は、メチル基、エチル基、ブチル基或いは
ｔ−ブチル基などのアルキル基、トリフルオロメチル基
などのハロゲン化アルキル基、ベンジル基などを、ハロ
ゲン原子は塩素又は臭素を、アルコキシカルボニル基
は、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基或い
はブトキシカルボニル基を、Ｎ−アルキルカルバモイル
基は、Ｎ−メチルカルバモイル基、Ｎ−エチルカルバモ
イル基、Ｎ−ブチルカルバモイル基、Ｎ，Ｎ−ジメチル
カルバモイル基、Ｎ，Ｎ−ジエチルカルバモイル基又は
Ｎ，Ｎ−ジブチルカルバモイル基などを挙げることがで
きる。

【００１６】本発明の一般式（Ｉ）及び一般式（II）の
キノン化合物の具体例を下記一般式（Ｉ）及び一般式
（II）との関連で表１及び表２に示すが、これらに限定
されるものではない。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】

【表３】

【００２０】

【表４】

【００２１】

【表５】

【００２２】

【表６】

【００２３】本発明の感光体は図１に示される構成から
なり、必須成分として電荷発生物質、有機正孔移動物
質、有機アクセプター性化合物を結着剤中に含み、且
つ、該有機アクセプター性化合物として一般式Ｉもしく
はIIで表すことのできるキノン化合物を用いたものであ
る。このキノン化合物の組成は１〜４０ｗｔ％が好まし
い。本発明の感光体は帯電性と感度に優れ、低速から高
速の複写プロセスまで好適であり、また電荷発生物質種
を替えることにより分光感度域が制御でき、モノクロ用
のアナログ複写機から光書き込み用に半導体レーザー光
を使用したページプリンターの感光体にまで適用するこ
とが可能となることがわかった。重要なことは感光体材
料の組み合わせとして、一般式ＩもしくはIIで表される
キノン化合物を有機アクセプター性化合物として用いる
ことであり、それにより感光体の実用に支障を来さない
感度、帯電性、静電特性が実現される。

【００２４】従来の単層型電子写真用感光体のうち電荷
発生物質を樹脂に分散させた形態のものでは電荷発生物
質が電荷移動機能も兼ねており、且つ、正孔及び電子の
両方の電荷とも移動特性が良好な顔料が少ないため、感
度が低い、少数電荷が蓄積し、繰り返しにより帯電電位
が低下する等の欠点や、光照射後直ちに光減衰が開始し
ない誘導期間が存在し（インダクション効果）静電潜像
電位のラチチュードが狭い等の欠点があった。またこの
様な感光体の正孔移動度を向上させるため、単に正孔移
動物質を添加した感光体では帯電性が低い、繰り返し使
用で帯電電位が激しく低下する等の欠点が克服できては
いなかった。本発明では少なくとも電荷発生物質、有機
正孔移動物質、有機アクセプター性化合物を結着剤中に
分散し、該有機アクセプター性化合物として特定の構造
式を有するキノン化合物を用いることにより、上記の欠
点が改良されたものである。

【００２５】この実現の機構は次の様に推定している。

【００２６】電荷発生物質は感光層中で粒子形態で存在
している。従って、光照射下で発生した電子の感光層中
における移動は電荷発生物質粒子中と比べ電荷発生物質
粒子間で極めて悪くなり、この過程が感光層中の電子移
動、寿命を決定していると考えられる。このため、電荷
発生物質を分散保持しているマトリックス中に電子移動
に優れたアクセプター性化合物が存在すると、電子は電
荷発生物質粒子からアクセプター性化合物へ注入され、
マトリックスを通るスムーズな移動が達成できるものと
考えられる。一般式ＩもしくはIIで表されるキノン化合
物は電子を引き付ける能力が高く、光照射により電荷発
生物質中で発生した大多数の電子をアクセプター性化合
物に移動させることができ、感光体の実用に支障を来さ
ない帯電性、感度、静電特性の長寿命化が実現される。
さらに本発明では正孔移動に優れた正孔移動物質も樹脂
マトリックス中に存在しているため、感光層中の正孔移
動もそれがないときに比べ円滑になされる。

【００２７】本発明の感光層においては必須成分として
正孔移動物質が含まれている。感光層中での正孔移動物
質の役割は電荷発生物質で発生した正孔を感光層中で移
動させることである。この移動機能により電荷発生物質
中で正孔が蓄積されず、電荷発生物質の電荷発生機能を
十分に発揮させることが可能となる。

【００２８】感光体における結着剤の役割は電荷発生物
質の良好な分散と、アクセプター性化合物、正孔移動物
質の分子状の分散ばかりでなく、複写プロセスで必要と
される感光体の機械的強度も担っている。このため結着
剤の組成が低い場合にはこれらの諸特性が損なわれるこ
とになる。従って、結着剤の組成はむやみに低くはでき
ない。通常、感光層構成において結着剤は５０ｗｔ％程
度を占めるように設計されている。

【００２９】用いられる正孔移動物質としては分子中に
トリフェニルアミン部位を有する化合物、ヒドラゾン化
合物、トリフェニルメタン化合物、ピラゾリン化合物、
オキサジアゾール化合物、カルバゾール基を含む化合
物、スチリル系化合物、ブタジエン系化合物、ポリシラ
ン化合物、ポリビニルカルバゾール等のドナー性化合物
が挙げられる。感光層中におけるこれらの組成は２０ｗ
ｔ％以上が必要である。本発明で用いることのできる電
荷発生物質としてはビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、フ
タロシアニン顔料、ペリレン顔料、キナクリドン顔料、
インジゴ顔料、多環キノン顔料等が挙げられる。これら
のうち、アゾ顔料の中心骨格としてはカルバゾール基や
スチリル基、ジフェニルアミン基、トリフェニルアミン
基のような電子供与性が好ましい。

【００３０】また、本発明で用いることができる結着剤
としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹
脂、メタクリル樹脂、ポリスチレン、塩化ビニル樹脂、
酢酸ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル
樹脂、フェノキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、弗化ビニリ
デン樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、アルキッド
樹脂、フェノール樹脂等の付加重合型樹脂、重付加型樹
脂、重縮合型樹脂、並びにこれらの繰り返し単位のうち
２つ以上を含む共重合体樹脂、例えば塩化ビニル−酢酸
ビニル共重合体、弗化ビニリデン−トリフルオロエチレ
ン共重合体等を挙げることができる。これらの組成は３
０〜７０ｗｔ％が好ましい。

【００３１】本発明で用いることができる導電性基板と
しては、アルミニウム、ニッケル、銅、ステンレス等の
金属板、金属ドラムまたは金属箔、アルミニウム、酸化
錫、ヨウ化銅の薄膜を塗布したプラスチックフィルムあ
るいはガラス等が挙げられる。

【００３２】本発明の感光層の膜厚は５〜１００μｍが
好ましい。これより薄いと帯電性が低下し、厚いと感度
の低下を来す。また本発明の感光体では帯電性、接着性
等を改良する目的で感光層と導電性基板の間に下引き層
を設けることができる。これらの材料としては前記結着
剤材料の他に、ポリアミド樹脂、ポリビニルアルコー
ル、カゼイン、ポリビニルピロリドン等を用いることが
できる。

【００３３】本発明の感光体は所定の材料を有機溶媒中
に溶解またはボールミル、超音波、ホモミキサー等で分
散した塗布液をディッピング、ブレード、スプレー等で
基板上に塗布し作製される。

【００３４】本発明の電子写真感光体の構成の一例を図
面によって模式的に示すと図１のように、導電性支持体
１上に電荷発生物質３をマトリックス２に分散させた感
光層４が形成されている。このマトリックス２は結着剤
中に有機正孔移動物質、有機アクセプター性化合物が分
子状に分散しているものである。

【００３５】

【実施例】以下本発明を実施例により説明するが、これ
により本発明の模様が限定されるものではない。

【００３６】実施例１〜４下記構造式をもつビスアゾ顔料０．５ｇをポリカーボネ
ートＺの１０ｗｔ％テトラヒドロフラン溶液１０ｇ、テ
トラヒドロフラン９ｇとともにボールミリングした後、
顔料組成２ｗｔ％、ポリカーボネートＺ組成が５０ｗｔ
％、表１，２に示した構造式をもつキノン化合物が２０
ｗｔ％、下記の正孔移動物質が２８ｗｔ％となるように
１０ｗｔ％のポリカーボネートＺ溶液、キノン化合物、
正孔移動物質を加え、十分に撹拌し、感光体塗布液を調
整した。このようにして調整した塗布液をアルミニウム
を１０００Ａの厚さに蒸着した７５μｍ厚のポリエステ
ルフィルム上にドクターブレードにて塗布し、乾燥後の
膜厚が１５μｍの感光層を有する単層型電子写真用感光
体を作製した。表３参照。

【００３７】この感光体を川口電機社製の静電複写紙試
験装置（ＳＰ−４２８）を用い、＋６ＫＶのコロナ放電
を２０秒間行って帯電せしめた後の表面電位Ｖｓ
（Ｖ）、２０秒間暗減衰させた後の表面電位Ｖｏ（Ｖ）
と２０ルックスの光照射後表面電位が１／２に減衰する
のに要する露光量Ｅ１／２を測定した。

【００３８】比較例１キノン化合物を除いた以外は実施例と同様の条件で感光
体を作製し、同様の評価を行った。表４に結果を示す。

【００３９】ビスアゾ顔料

【００４０】

【化５】

【００４１】正孔移動材料

【００４２】

【化６】

【００４３】キノン化合物

【００４４】

【表７】

【００４５】

【表８】

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、導電性基板上に少
なくとも電荷発生物質、有機正孔移動物質、有機アクセ
プター性化合物が結着剤中に分散された感光層を有する
単層型正帯電用電子写真用感光体において、該アクセプ
ター性化合物として一般式ＩもしくはIIで表されるキノ
ン化合物を用いることにより、感度の優れた感光体を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真感光体の構成を説明するため
の断面の模式図。

【符号の説明】

１導電性支持体２マトリックス３電荷発生物質４感光層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者寺村薫東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者小島明夫東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性基板上に少なくとも電荷発生物
質、有機正孔移動物質、有機アクセプター性化合物が結
着剤中に分散された感光層を有し、該有機アクセプター
性化合物がキノン化合物であることを特徴とする電子写
真用感光体。一般式Ｉ
【請求項２】有機アクセプター性化合物が下記一般式
１で表されるキノン化合物であることを特徴とする請求
項１記載の電子写真用感光体。一般式１【化１】（式中、Ｒ₁は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、
置換または無置換のフェニル基を、Ｒ₂は水素原子、置
換または無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のフ
ェニル基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、Ｎ
−アルキルカルバモイル基、シアノ基、又はニトロ基
を、ｎは１から３の整数を表す。）
【請求項３】有機アクセプター性化合物が下記一般式
２で表されるキノン化合物であることを特徴とする請求
項１記載の電子写真用感光体。一般式２【化２】（式中、Ｒ₃は水素原子、置換または無置換のアルキル
基を、置換もしくは無置換のフェニル基、ハロゲン原
子、アルコキシカルボニル基、Ｎ−アルキルカルバモイ
ル基、シアノ基、又はニトロ基を、ｎは１から３の整数
を表す。）