JPH06289638A - 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、帯電性及び感
度に優れ、また、複写プロセスの繰返しに対し静電特性
の安定に富み、ＬＤ光書き込みに好適な正帯電用単層型
電子写真感光体を得ること。 【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た電子写真感光体であって、前
記感光層が少なくともＸ型無金属フタロシアニン、有機
アクセプタ性化合物及び下記一般式（Ｉ）で表される有
機正孔移動物質を結着剤中に分散させた構成からなる単
層型電子写真感光体。 【化１】 （式中、Ａｒ₁は、無置換もしくはアルキル基、アルコ
キシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又はアミノ
基で置換されたアリール基あるいは複素環基を、Ａｒ₂
及びＡｒ₃はアルキル基、フェニル基又はナフチル基を
表わす。）

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。

【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るものであるため、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特性
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、ヒ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やっかいである。また数十μｍ
の厚さに真空蒸着する必要が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来た。実用化されたＯＰ
Ｃの殆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、専ら負帯電プロセスに用いられている。

【０００４】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、かつ、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、現在のところ殆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ＣＴＲ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。

【０００５】その一つ目は、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
コロナ放電によるものであり、殆どの複写機、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
如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、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や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成分系現象剤の使用では、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。

【０００６】その二つ目は、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
のよう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
範囲で充分に管理することは、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、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
用いることは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成できることも理解される。

【０００８】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
なる共晶錯体型感光体、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、前二つの例は感度が低く、また繰返し使用の
点で問題があり、さらに、専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。さらに、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。

【０００９】

【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、帯電性及び感度に優れ、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
み、ＬＤ光書き込みに好適な正帯電用の単層型電子写真
感光体を得ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】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
を設けた電子写真感光体であって、前記感光層は少なく
ともＸ型無金属フタロシアニン、有機アクセプタ性化合
物及び下記一般式（Ｉ）で表される有機正孔移動物質が
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
型電子写真感光体が提供される。

【化１】 （式中、Ａｒ₁は、無置換もしくはアルキル基、アルコ
キシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又はアミノ
基で置換されたアリール基あるいは複素環基を、Ａｒ₂
及びＡｒ₃はアルキル基、フェニル基又はナフチル基を
表わす。）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の範囲に
ある上記単層型電子写真感光体が提供される。

【００１１】本発明者等は、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ＬＤ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性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出し本発明
を完成するに至った。

【００１２】以下、本発明を添付の図面に従いながらさ
らに詳細に説明する。図において、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、特に光書き込み用にＬＤ光を使用した
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。

【００１３】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、塗布液の作成が容易となり、
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。

【００１４】本発明の感光体は、先に記載したとおり少
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（Ｉ）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。

【００１５】本発明者等の検討によれば、良好な感度の
実現の機構は次のように推定される。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が低い、所謂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。

【００１６】一方、Ｘ型無金属フタロシアニン粒子の分
散膜に本発明にかか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かった。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。こ
の場合、本発明で用い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
ことな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。

【００１７】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。

【００１８】

【表１−（１）】

【００１９】

【表１−（２）】

【００２０】

【表１−（３）】

【００２１】

【表１−（４）】

【００２２】本発明で用いられるＸ型無金属フタロシア
ニンの感光層全体に占める量は、０．１〜４０ｗｔ％、
好ましくは０．３〜２５ｗｔ％が適当である。本発明の
単層型感光体の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、その一つ
として光照射により電荷発生物質が発生した正孔と電子
のうちの電子を引き抜くことで電荷発生物質の内部電界
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。

【００２３】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５〜４０ｗｔ％である。

【００２４】本発明では、正孔移動物質と有機アクセプ
タ性化合物の量比を１／２．５〜４／１（重量比）の間
にすることが好ましい。正孔移動物質量がこれよりも多
い場合には静電特性の繰返しが低下し、また、少ない場
合には特に正帯電時の感度が低下する。

【００２５】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電荷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、結着時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。

【００２６】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返し単位の
うち二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。

【００２７】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
きたす。本発明で用いることの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。

【００２８】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。

【００２９】本発明の感光体を作製するには前記の材料
を有機溶剤中に溶解、またはボールミル、超音波等で分
散して調製した感光層形成液を浸積法やブレード塗布、
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。

【００３０】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。 実施例１〜９ 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２ｗｔ％、ＰＣ−Ｚ
成が５０ｗｔ％、下記式（ＩＩ）（化２）で示されるア
クセプタ化合物が１８ｗｔ％、表２に示される正孔移動
物質が３０ｗｔ％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
し加熱乾燥して約２０μｍの単層型感光体を作製した。

【化２】

【００３１】比較例１ 実施例１において、正孔移動物質を除き、代わりにＰＣ
−Ｚを用いた以外を実施例１と同様にして単層型感光体
を作製した。

【００３２】比較例２ 実施例１において、正孔移動物質を除き、代わりに前記
化２で示されるアクセプタ化合物を用いた以外は実施例
１と同様にして単層型感光体を作製した。

【００３３】以上の実施例及び比較例の感光体を川口電
気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）を測定したところ表２の結果が得られた。

【００３４】

【表２】 表２から明らかなように実施例のものの感度が非常に優
れたものであることが分かる。

【００３５】実施例１０〜１４ 実施例６で用いた正孔移動物質、有機アクセプタ性化合
物を用い、その組成比（正孔移動物質／有機アクセプタ
性化合物の重量比）を表３のように代えた以外は実施例
１と同様にして感光層を作製し、静電特性を測定した。
また、この感光体をデジタル複写機（リコー社製ＩＭＡ
ＧＩＯ４２０、但し、帯電極性をプラスに変更）によ
り、帯電、光クエンチを繰返し、帯電電位（Ｖｄ）と光
クエンチ後の電位（Ｖｒ）を測定した。結果を表３に示
す。

【００３６】

【表３】 表３から正孔移動物質と有機アクセプタ性化合物の重量
比によって帯電特性及び感度が振れ、殊に正孔移動物質
が重量比で４／１より多い場合には静電特性の繰返しが
低下し、１／２．５より少ない場合には感度が低下する
ことが分かる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の単層型電子写真感光体はオゾン
の発生を極力防止でき、帯電性及び感度に優れ、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むも
のであり、従ってＬＤ光書き込みに好適なものである。
また、上記有機正孔移動物質とアクセプタ性化合物の重
量比を１／２．５〜４／１の範囲にすることにより感度
及び繰返し特性がさらに向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の単層型電子写真感光体の断面図であ
る。

【符号の説明】

１…導電性基体、２…感光層、２１…電荷発生物質、２
２…結着剤マトリックス中に有機正孔移動物質とアクセ
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た電子写真感光体であっ
   て、前記感光層は少なくともＸ型無金属フタロシアニ
   ン、有機アクセプタ性化合物及び下記一般式（Ｉ）で表
   される有機正孔移動物質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】 （式中、Ａｒ₁は、無置換もしくはアルキル基、アルコ
   キシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又はアミノ
   基で置換されたアリール基あるいは複素環基を、Ａｒ₂
   及びＡｒ₃はアルキル基、フェニル基又はナフチル基を
   表わす。）
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の範囲にある単
   層型電子写真感光体。