JPH06266135A - 単層型電子写真感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オゾンの発生を極力防止でき、帯電性および
感度に優れ、また複写プロセスの繰り返しに対し静電特
性の安定に富み、ＬＤ光書き込みに好適な正帯電用の単
層型電子写真感光体を提供すること。 【構成】 導電性基体上に直接または下引き層を介して
単層の有機感光層を設けてなり、その感光層は少なくと
もＸ型無金属フタロシアニン、有機正孔移動物質、有機
アクセプタ性化合物が結着剤中に分散され、かつ、該有
機正孔移動物質として、下記一般式で表わされる化合物
を用いた単層型電子写真感光体。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は有機電子写真感光体に関
し、詳しくは正帯電で用いられる単層型の（感光層が一
層からなる）ＬＤ光書き込みに好適な電子写真感光体に
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
さと良好な量子効率、高い電荷移動度に依存している。
これらの物性値を満足するものとして、従来、セレン、
セレン−テルル合金、砒化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、毒性が強い等環境面
で幾分問題があり、また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＋μｍの厚さに真空蒸着す
る必要があるためコストが高い等の欠点があり、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。

【０００３】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ＯＰ
Ｃのほとんどは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）からなる積層型の構成
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、静電的性質の疲労現
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
合物に限られているため、ドナー化合物で形成されたＣ
ＴＬを表面側に配置した感光体では、その帯電極性は負
帯電になるからである。しかしながら、このような機能
分離構造は新たな問題を発生している。

【０００４】その１つめは負帯電に由来するものであ
る。電子写真プロセスにおける信頼性の高い帯電方式は
コロナ放帯によるものであり、ほとんどの複写機、プリ
ンタ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、正極性と較べ負極性のコロナ放電は不安定で
あり、それ故にスコロトロンによる帯電方式が採用され
コストアップの一要因となっている。また、負極性のコ
ロナ放電は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、プリンタにはオゾ
ンフィルタが用いられていてこれも装置のコストアップ
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２成分系現像剤の使用では感光体が正
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。

【０００５】その２つ目は積層型構造に由来するもので
ある。有機材料を用いた感光体では真空蒸着法と較べ安
価な溶液塗布法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基板のすぐ上（基板と感
光層との間）に下引き層を設けるため３回の塗布が必要
である。これらは感光体のコストアップを引き起こす。
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の厚さ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。

【０００６】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、特に正帯電プロセスに用いられる単層
型の感光体が望ましいことが理解される。さらに、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作製することも理解される。

【０００７】しかし、こうした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、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、チアピリリウム染料とポリカーボネートから
なる共晶錯体感光体、ペリレン系顔料とヒドラゾンドナ
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つの例は感度が低い、繰り返し使用の点で
問題があり、また、もっぱら負帯電プロセスに用いられ
ているため、オゾン発生の欠点を伴っている。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る。更に、書き込み光源とし
てＬＤ光を使用したデジタル複写機やプリンターに用い
られる単層型の感光体は実用化されておらず、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では、
帯電電位と感度がともに低く、特に繰り返し複写操作で
それらが大きく変動する欠点も克服できないでいるのが
実情である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、オゾ
ンの発生を極力防止でき、帯電性および感度に優れ、ま
た複写プロセスの繰り返しに対し静電特性の安定に富
み、ＬＤ光書き込みに好適な正帯電用の単層型電子写真
感光体を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、単層型で
正負両帯電の感度に優れ、特に正帯電で照射光としてＬ
Ｄ光を用いた場合に好適な有機電子写真感光体について
いろいろな角度から検討を重ねてきた結果、感光層形成
成分として、Ｘ型無金属フタロシアニンを用い、これと
ともに特定の有機正孔移動物質及び有機アクセプタ化合
物を用いることによって望ましい感光体が得られること
を見い出し、本発明に至った。すなわち、本発明によれ
ば、導電性基体上に直接または下引き層を介して単層の
有機感光層を設けてなり、その感光層は少なくともＸ型
無金属フタロシアニン、有機正孔移動物質、有機アクセ
プタ性化合物が結着剤中に分散され、かつ、該有機正孔
移動物質として、下記一般式で表わされる化合物を用い
ることを特徴とする単層型の電子写真感光体が提供さ
れ、また、前記有機正孔移動物質と有機アクセプタ性化
合物の重量組成比が１／２．５〜４／１の間にあること
を特徴とする前記単層型電子写真感光体が提供される。

【化１】

【００１０】以下に本発明を添付の図面に従がいながら
さらに詳細に説明する。図面において、１は導電性基
体、２は感光層、２１は電荷発生物質であるＸ型無金属
フタロシアニンである。２２は結着剤マトリックス中に
有機正孔移動物質と有機アクセプタ性化合物とが分子状
に分散された層を表わしている。本発明のこのような感
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、特に光書き込み用ＬＤを使用したデ
ジタル複写機やページプリンタの感光体に好適となる。

【００１１】また、本発明の感光体の別の利点は、単に
Ｘ型無金属フタロシアニンを樹脂中に分散した感光体に
較べ、用いるＸ型無金属フタロシアニンの量が少量で済
むことである。前者の感光体構成では用いる顔料の量が
少ないと感度が低下するため、１０ｗｔ％程度以下にフ
タロシアニン量を抑えることは困難であるが、本発明の
感光体では、実用的な感度を得るのに、１ｗｔ％以下ま
でフタロシアニン量を少なくすることも可能となる。こ
のため、前者の感光体と較べ、塗布液の作製が容易とな
り、保存安定性が増大する。さらに塗布の歩留まりも大
きく向上するものと考えられる。

【００１２】本発明の感光体は、前記したように少なく
ともＸ型無金属フタロシアニン、有機正孔移動物質、有
機アクセプタ性化合物が結着剤中に分散されたものであ
り、特に重要なことは該有機正孔移動物質として、前記
一般式（１）で表わされる化合物を用いることである。
この使用により良好な感度が実現される。

【００１３】本発明者らの検討によれば、このような良
好な感度の実現の機構は次のようなものと推定される。
本発明の感光体に用いられるＸ型無金属フタロシアニン
粒子を樹脂中に分散した感光体を正帯電し光減衰特性を
調べると、光照射直後は表面電位の減衰速度が低い、い
わゆるインダクション現象が見られる。この現象は、樹
脂中に顔料を分散した感光体で一般的に認められてお
り、顔料表面にトラップサイトが多数存在しているため
と説明されている。従って、Ｘ型無金属フタロシアニン
表面にもトラップサイトが多数存在していると考えられ
る。

【００１４】一方、Ｘ型フタロシアニン粒子の分散膜に
本発明に関わる正孔移動物質を添加した単層感光体を正
帯電し、その光減衰特性を調べると前記インダクション
現象はみられず、光照射初期の光減衰速度が大幅に上昇
することが分った。これは正孔移動物質により顔料表面
のトラップが補償されたためと考えられる。また、本発
明で用いる正孔移動物質は樹脂中への分子状の分散が可
能であるため、均質なマトリックスが形成され、このた
め、感光体の正孔移動度は主としてマトリックスでの正
孔移動度で決定されるものと考えられる。またかかる正
孔移動物質の移動度は有機物質の中では高いため、Ｘ型
無金属フタロシアニンで発生し、正孔移動物質に注入さ
れた正孔は、トラップを受けること無くマトリックスを
移動し、表面電位の速い低下がもたらされると考えられ
る。表１に本発明に用いられる正孔移動物質の具体例を
示す。

【００１５】

【表１−（１）】

【００１６】

【表１−（２）】

【００１７】

【表１−（３）】

【００１８】本発明で用いられるＸ型無金属フタロシア
ニンの感光層に占める割合は０．１〜４０ｗｔ％、好ま
しくは０．３〜２５重量％が適当である。本発明の単層
型感光体における有機アクセプタ性化合物の役割は残留
電位の低下と感光体の静電的特性の長寿命化である。こ
れらの改良の原因は明確ではないが、その１つとして光
照射により電荷発生顔料で発生した正孔と電子のうち電
子を引き抜くことで電荷発生顔料の内部電界の低減の防
止と電気抵抗の低下を防止することが考えられる。

【００１９】本発明で用いることができる有機アクセプ
タ性化合物としては、キノン化合物、ニトリル基を有す
るπ電子化合物、ニトロ基を有するπ電子化合物等が挙
げられる。これらの感光層に占める割合は１〜４０ｗｔ
％、好ましくは５〜４０重量％である。また、本発明で
は、正孔移動物質と有機アクセプタ性化合物の重量組成
を１／２．５〜４／１（重量比）の範囲にしておくこと
が望ましい。正孔移動物質量がこれよりも多い場合には
静電特性が繰り返しの使用によって低下し、また、少な
い場合には特に正帯電時の感度が低下する。

【００２０】感光体における結着剤の役割は電荷発生顔
料の良好な分散と、移動材料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
らの諸性質が損なわれることとなる。従って、結着剤の
組成はむやみに低くはできない。これら結着剤の感光層
全体に占める割合は３０〜９０重量％好ましくは４０〜
７０重量％である。

【００２１】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、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエ
ステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、
シリコーン樹脂、メラミン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、塩化ビニル−酢酸ビニル−無
水マレイン酸共重合体樹脂を挙げることができる。本発
明の感光層の厚さは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たす。本
発明で用いることができる導電性基体としては、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。本発明の感光体では帯電性を改良する目
的で感光層と導電性基体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。本発明の
感光体をつくるには、前記の材料を有機溶媒中に溶解ま
たは、ボールミル、超音波等で分散して調整した感光層
形成液を浸漬法やブレード塗布、スプレー塗布等で基体
上に塗布し感光層を形成すればよい。

【００２２】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態様が限定されるものではない。

【００２３】実施例１〜７ Ｘ型無金属フタロシアニン顔料１ｇをポリカーボネート
Ｚ（ＰＣ−Ｚ）溶液１０ｇ（テトラヒドロフラン中に１
０ｗｔ％に溶解したもの）、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％、ＰＣ
−Ｚ組成が５０ｗｔ％、下記のアクセプタ性化合物（化
２）が１８ｗｔ％、表２に示される正孔移動物質が３０
ｗｔ％となるよう１５ｗｔ％のＰＣ−Ｚ溶液、アクセプ
タ化合物、正孔移動物質を加え感光体の塗布液を作製し
た。この液をアルミニウム基体上に塗布し加熱乾燥して
膜厚約２０μｍの単層型感光体を作製した。この感光体
を川口電機社製静電複写紙試験装置（ＳＰ−４２８）で
帯電電位Ｖｏ（２０秒間帯電し２０秒暗減衰後の表面電
位値）と光照射後表面電位が１／２に減衰するのに必要
な露光量（Ｅ１／２）を測定した。その結果を表２に示
す。

【化２】

【００２４】比較例１〜２ 実施例１の正孔移動物質をなくし代わりにＰＣ−Ｚとし
たものか（比較例１）、あるいは添加アクセプタにした
（比較例２）以外は実施例１と同様に感光層を作製し、
静電特性を測定した。その結果を表２に示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】実施例８〜１２ 実施例２で用いた正孔移動物質、有機アクセプタ性化合
物を用い、その組成（組成比＝正孔移動物質、有機アク
セプタ性化合物の重量比）を変えた以外は実施例１と同
様に感光体を作製し、静電特性を測定した。また、この
感光体をデジタル複写機（リコー製ＩＭＡＧＩ０４２
０、但し帯電極性をプラスに変更したもの）中で、帯
電、光クエンチを繰り返し、帯電電位（Ｖｄ）と光クエ
ンチ後の電位（Ｖｒ）を測定した。その結果を表３に示
す。

【００２７】

【表３】

【００２８】

【発明の効果】本発明の単層型電子写真感光体は、オゾ
ンの発生が極力防止でき、少なくともＸ型無金属フタロ
シアニン、有機正孔移動物質、有機アクセプタ性化合物
が結着剤中に分散され、有機正孔移動物質として前記一
般式（１）（化１）で表わされる化合物を用いることで
感度に優れた単層型電子写真感光体が得られる。また、
上記有機正孔移動物質と有機アクセプタ性化合物の重量
組成比が１／２．５〜４／１の間とすることにより感
度、および繰り返し性が更に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る単層型電子写真感光体の一例の
概略図。

【符号の説明】

１ 導電性基体 ２ 感光層 ２１ 電荷発生顔料 ２２ 結着剤マトリックス中に有機正孔移動物質と有機
アクセプタ性化合物とが分子状に分散された層

───────────────────────────────────────────────────── 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 河原 恵美 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 小谷野 正行 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 黒須 久雄 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 山田 郁子 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 市川 由美 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性基体上に直接または下引き層を介
   して単層の有機感光層を設けてなり、その感光層は少な
   くともＸ型無金属フタロシアニン、下記一般式（Ｉ）
   （化１）で表わされる有機正孔移動物質及び有機アクセ
   プタ性化合物が結着剤中に分散されたものであることを
   特徴とする単層型電子写真感光体。 【化１】
2. 【請求項２】 有機正孔移動物質と有機アクセプタ性化
   合物の重量組成比が１／２．５〜４／１の間にあること
   を特徴とする請求項１の単層型電子写真感光体。