JPH0695400A - 電子写真感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高感度で、残留電位が極めて少ない電子写真
感光体を提供する。 【構成】 導電性支持体上に、少なくとも電荷発生物質
と電荷輸送物質を共に含有してなる感光層を有する電子
写真感光体において、感光層中の電荷発生物質濃度が、
作像形成のための露光入射側の最も離れた側から近い側
に向かって順次高くなっている感光層（該濃度の異なる
多層構造の感光層、または、濃度勾配を有する単層構造
の感光層）を設けたことを特徴とする電子写真感光体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真感光体に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真感光体としては、セレ
ン、硫化カドミウム、酸化亜鉛等の無機光導電体を使用
したものが公知である。最近、該無機光導電体の代り
に、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルアント
ラセン等の有機光導電体を使用したものが開発されてき
た。有機光導電体を使用した電子写真感光体には、導電
性支持体上に電荷発生物質及び電荷輸送物質をバインダ
ー樹脂に分散させた感光層を設けた単層型のものと、導
電性支持体上に電荷発生物質をバインダー樹脂に分散さ
せた電荷発生層及び電荷輸送物質をバインダー樹脂に分
散させた電荷輸送層とを積層した機能分離型のものがあ
る。

【０００３】前記単層型の電子写真感光体として、特開
昭６１−７８４０、特開昭６１−４８８６１、特開昭６
３−２４６７４９等に記載されたものがあるが、これら
は、いずれもキャリア発生サイト（電位減衰のための露
光をほとんど吸収する領域）でのバインダー樹脂濃度が
高く、キヤリア発生効率があまり良くなく、未だ高感度
な感光体が得られない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、非常に高感
度、かつ残留電位の小さい電子写真感光体を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、導電性
支持体上に、少なくとも電荷発生物質と電荷輸送物質を
共に含有してなる感光層を有する電子写真感光体におい
て、該感光層が少なくとも２層以上積層した感光層であ
り、かつ、感光層の各層中の電荷発生物質濃度が、作像
形成のための露光入射側の最もはなれた側から近い側に
向かって、順次高くなっていることを特徴とする電子写
真感光体、および、導電性支持体上に、少なくとも電荷
発生物質と電荷輸送物質を共に含有してなる感光層を有
する電子写真感光体において、該感光層が単層であり、
かつ、感光層中の電荷発生物質濃度が、作像形成のため
の露光入射側の最もはなれた側から近い側に向かって、
連続的に高くなっていることを特徴とする電子写真感光
体、および、これらの電子写真感光体における感光層の
うち、作像形成のための露光入射側に最も近い部分のバ
インダー樹脂濃度が４０重量％以下であることを特徴と
する電子写真感光体が提供される。

【０００６】有機電子写真感光体においては、その高感
度化が重要なポイントになっている。感光体を高感度化
するためには、量子効率を大きくするか、あるいは移動
度を大きくするかの２つの方法が考えられるが、本発明
者らは前者に注目して検討を重ねた。その結果、有機電
子写真感光体のキャリア発生過程においては、キャリア
発生初期過程が電荷発生物質と電荷輸送物質との間の電
子移動反応により起こることが明らかになった。すなわ
ち、キャリア発生、注入過程に電荷発生物質と電荷輸送
物質の接触が重要な役割を持ち、電荷発生物質と電荷輸
送物質の接触量が大きいほど、キャリア発生効率が大き
くなることを突き止めた。つまり、感光体を作成した時
点で、電荷発生物質と電荷輸送物質の接触量が大きくな
るような構造（形態）にしてやることが、高感度化させ
ることの１つの条件であることがわかった。

【０００７】従来の感光体においては、感光層の接着性
をよくするため、あるいは繰り返し使用時における感光
体の疲労を低減させ、摩耗量を小さくするために、感光
層中にバインダー樹脂を含有させることは常識となって
おり、有効な手段となっている。一方、本発明者らの検
討によれば、上記の有効な手段であるバインダー樹脂
が、電荷発生物質と電荷輸送物質との接触を阻害してい
ることが明らかになった。つまり、電荷発生層中にバイ
ンダー樹脂が存在しているため、電荷発生物質と電荷輸
送物質の接触面積が小さくなっており、電子移動反応が
効率良く行なわれていない事が判明した。

【０００８】電子移動反応を効率良く行なわせるために
は、感光層中にバインダー樹脂を含有させなければよい
訳であるが、その場合、やはり感光層とその下層との接
着性が悪くなり、あるいは繰り返し使用時における感光
体の疲労が増大するといった問題点はやはり存在する。
そこで、上記問題点を改善しつつ、電子移動反応効率を
大きくする（高感度にする）方法の検討を行なった結
果、前記所謂単層型の電子写真感光体において、感光層
を２層以上の構成とし、感光層中の電荷発生物質濃度を
作像形成のための露光入射側の最もはなれた側から近い
側に向かって順次高くなる構成にするか、あるいは感光
層を単層の構成とし、感光層中の電荷発生物質濃度を作
像形成のための露光入射側の最もはなれた側から近い側
に向かって連続的に高くなる（濃度勾配をつける）構成
にすることにより達成できることを見出した。さらに感
光層中の作像形成のための露光入射側の最も近い部分の
バインダー樹脂濃度が４０重量％以下であることによ
り、達成できることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。

【０００９】ここで、作像形成のための露光入射側につ
いて説明する。例えば通常のように、感光体表面側から
露光する場合には、作像形成のための露光入射側とは表
面側であり、支持体側から露光する場合には、作像形成
のための露光入射側とは支持体側を意味する。

【００１０】次に、感光層中に電荷輸送物質濃度を順次
変化させる方法について説明する。 １）段階的に変化させる方法について 電荷発生物質濃度を変えた、２種類以上の感光層用塗工
液を用い、順次重ね塗りする。この際に、作像形成のた
めの露光入射側の最もはなれた側から近い側に向かっ
て、電荷発生物質濃度が順次高い感光層用塗工液を用い
る。 ２）連続的に変化させる方法について 電荷発生物質濃度を変えた、２種類以上の感光層用塗液
を用い、下層がｗｅｔな状態のうちに順次重ね塗りす
る。この際にも、作像形成のための露光入射側の最もは
なれた側から近い側に向かって、電荷発送物質濃度が順
次高い感光層用塗工液を用いる。 １）、２）のいずれの場合にも、作像形成のための露光
入射側の最もはなれた側から近い側へ向っての感光層の
電荷発生物質濃度が高くなっていることが重要である。
特に、作像形成のための露光入射側の最も近い部分のバ
インダー樹脂濃度が４０重量％以下であることが重要で
ある。好ましくは、電荷発生物質濃度が５重量％以上、
電荷輸送物質濃度が５０重量％以上であり、更に好まし
くは、作像形成のための露光入射側の最も近い側の感光
層においては、その構成を電荷発生物質と電荷輸送物質
のみにすることである。

【００１１】ここで、感光層が最上層にくる感光体の場
合、最表層の感光層中の電荷発生物質濃度が大きすぎる
と、繰り返し使用における膜削れ等の問題点が発生す
る。この場合には、電気特性上問題の無い範囲にてバイ
ンダー樹脂を使用すればよい。または、感光層の表面側
のバインダー樹脂濃度が高くなるような構成とし、露光
を裏面側から行なうことは有効な手段である。更に、感
光層の上に、保護層を設けることも有効な手段である。

【００１２】次に図面を用いて本発明を更に詳細に説明
する。図は、感光体表面側から露光する場合の構成例を
示す。図１は、本発明の感光体の構成例を示す断面図で
あり、導電性支持体１１上に、多層構造の感光層１５が
設けられている。図２は、本発明の感光体の他の構成例
を示す断面図であり、導電性支持体１１上に単層の感光
層１５が設けられている。図３は、本発明の感光体の別
の構成例を示す断面図であり、感光層１５上に、保護層
１７を設けたものである。図４は、本発明の感光体の更
に別の構成例を示す断面図であり、導電性支持体１１と
感光層１５の間に、中間層１９を設けたものである。感
光層が多層の場合（図１、３、４）で、感光層を１５−
１、１５−２、１５−３と表記した。電荷発生物質濃度
は、表面側から露光する場合は、１５−１＞１５−２＞
１５−３である。また感光層が単層の場合（図２）で、
表面側から露光する場合は、感光層の電荷発生物質濃度
は支持側から表面側に向かって大きくなっている。ま
た、支持体側から露光する場合、それぞれの構成におい
て、電荷発生物質の濃度の匂配を逆にすればよい。

【００１３】導電性支持体１１としては、体積抵抗１０
¹⁰Ω以下の導電性を示すもの、例えばアルミニウム、ニ
ッケル、クロム、ニクロム、銅、銀、金、白金、などの
金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの酸化物を、蒸着
またはスパッタリングによりフィルム状もしくは円筒状
のプラスチック、紙等に被覆したもの、あるいはアルミ
ニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなど
の板およびそれらをＤ．Ｉ．，Ｉ．Ｉ．，押出し、引き
抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研磨など
で表面処理した管などを使用することが出来る。

【００１４】次に感光層１５について説明する。感光層
１５は、電荷発生物質濃度の異なる多層構造（少なくと
も２層以上の層）あるいは電荷発生物質濃度が連続的に
変化した層であり、電荷発生物質および電荷輸送物質を
主成分とする層で、必要に応じてバインダー樹脂を用い
ることもある。バインダー樹脂としては、ポリアミド、
ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリビニル
ケトン、ポリスチレン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾー
ル、ポリカーボネート（ビスフェノールＡタイプ、ビス
フェノールＺタイプ）、ポリエステル、メタクリル樹
脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リ酢酸ビニル、ポリスチレン、フェノール樹脂、エポキ
シ樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニリデン、アルキッ
ド樹脂、シリコン樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビ
ニルホルマール、ポリアクリレート、ポリアクリルアミ
ド、フェノキシ樹脂などが用いられる。これらのバイン
ダーは、単独または２種類以上の混合物として用いるこ
とが出来る。

【００１５】電荷発生物質としては、公知の材料を用い
ることが出来る。例えば、金属フタロシアニン、無金属
フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズレニ
ウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾー
ル骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有
するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔
料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオ
レノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を
有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔
料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔
料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペ
リレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔
料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフ
ェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系
顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系
顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などがあげられ
る。これらの電荷発生物質は、単独または２種以上の混
合物として用いることが出来る。

【００１６】次に、電荷輸送物質について説明する。電
荷輸送物質には、電子輸送物質と正孔輸送物質とがあ
る。電子輸送物質としては、たとえばクロルアニル、ブ
ロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノ
ジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノ
ン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノ
ン、２，４，５，７−テトラニトロキサントン、２，
４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリ
ニトロ−４Ｈ−インデノ〔１，２−ｂ〕チオフェン−４
オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−
５，５−ジオキサイドなどの電子受容性物質が挙げられ
る。これらの電子輸送物質は、単独または２種以上の混
合物として用いることが出来る。

【００１７】正孔輸送物質としては、以下に表わされる
電子供与性物質が挙げられ、良好に用いられる。たとえ
ば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、
ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルメタートおよびその
誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物およびその誘
導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、
オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダ
ゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、９−（ｐ−
ジエチルアミノスチリルアントラセン）、１，１−ビス
−（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリ
ルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラ
ゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘
導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリ
ジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンスイミダゾール
誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられる。これらの
正孔輸送物質は、単独または２種以上の混合物として用
いることが出来る。

【００１８】導電性支持体１１と感光層１５との間に設
けられる中間層１９は、接着性を向上させる目的で設け
られ、その材料としてはＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、シランカ
ップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリ
ング剤などの無機材料やポリアミド樹脂、アルコール可
溶性ポリアミド樹脂、水溶性ポリビニルブチラール、ポ
リビニルブチラール、ＰＶＡなどの接着性のよいバイン
ダー樹脂などを使用される。その他、前記接着性のよい
バインダー樹脂に、ＺｎＯ、ＴｉＯ₂、ＺｎＳなどを分
散したものも使用できる。中間層の形成法としては、無
機材料単独の場合はスパッタリング、蒸着などの方法
が、また有機材料を用いた場合は、通常の塗布法が採用
される。なお、中間層の膜厚は５μｍ以下が適当であ
る。

【００１９】保護層１７は、感光体表面保護の目的で設
けられ、これに使用される材料としては、ＡＢＳ樹脂、
ＡＣＳ樹脂、オレフィン〜ビニルモノマー共重合体、塩
素化ポリエーテル、アリル樹脂、ポリアセタール、ポリ
アミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリア
リルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレ
ート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリ
エチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、
アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、
ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリスチレ
ン、ＡＳ樹脂、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリウ
レタン、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂など、またこれ
らの内、硬化可能な材料と硬化剤との硬化物が挙げられ
る。保護層にはその他、耐摩耗性を向上する目的でポリ
テトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂、シリコー
ン樹脂、およびこれらの樹脂に酸化チタン、酸化錫、チ
タン酸カリウムなどの無機材料を分散したものなどを使
用することが出来る。保護層の形成法としては通常の塗
布法が採用される。なお、膜厚は０．５〜１０μｍ程度
である。

【００２０】

【実施例】次に、実施例によって本発明を更に詳細に説
明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。なお、実施例中使用する部は、すべて重量部を表
わす。 実施例１ アルミニウムを蒸着したポリエチレンテレフタレートフ
ィルム上に、下記組成の、感光層１塗工液、感光層２塗
工液を塗布・乾燥して、２０μｍ厚の感光層１及び２μ
ｍ厚の感光層２（本発明における請求項１の感光層）を
形成し、本発明の電子写真感光体を作製した。 感光層１塗工液 下記構造（化１）の電荷発生物質 ０．６部

【化１】 下記構造（化２）の電荷輸送物質 １０部

【化２】 ポリカーボネート（帝人化成（株）：パンライトＬ−１２５０） １０部 テトラヒドロフラン ２００部 感光層２塗工液 前記構造（化１）の電荷発生物質 １部 前記構造（化２）の電荷輸送物質 １０部 ポリカーボネート（帝人化成（株）：パンライトＬ−１２５０） ５部 テトラヒドロフラン ２００部

【００２１】実施例２ 実施例１と同じ支持体上に、下記組成の下引き層塗工
液、感光層１塗工液、感光層２塗工液を順次、塗布・乾
燥して、それぞれ０．３μｍ厚の下引き層、１７μｍ厚
の感光層１及び３μｍ厚の感光層２（本発明における請
求項１の感光層）を形成し、本発明の電子写真感光体を
作製した。 下引き層塗工液 水溶性ポリビニルブチラールの２５％水溶液 ５０部 （積水化学工業（株）：エスレックＷ−２０１） 水 １００部 メタノール ２００部 感光層１塗工液 下記構造（化３）の電荷発生物質 ０．８部

【化３】 下記構造（化４）の電荷輸送物質 ９部

【化４】 ポリカーボネート（帝人化成（株）：パンライトｋ−１３００） １０部 塩化メチレン １５０部 感光層２塗工液 前記構造（化３）の電荷発生物質 ２部 前記構造（化４）の電荷輸送物質 ９部 ポリカーボネート（帝人化成（株）：パンライトｋ−１３００） ６部 塩化メチレン １００部

【００２２】実施例３ ハステロイ導電層を設けたポリエチレンテレフタレート
フィルム上に、下記組成の下引き層塗工液を塗布・乾燥
して、その上に感光層１塗工液を塗布し、ｗｅｔ状態に
てスプレー法にて感光層２塗工液を積層して感光層（本
発明における請求項２の感光層）を形成し、それぞれ２
μｍ厚の下引き層、２５μｍ厚の感光層を形成し、本発
明の電子写真感光体を作製した。 下引き層塗工液 二酸化チタン ５部 ポリエステル（東洋紡績（株）バイロン２００） ５部 トルイレン−２，４−ジイソシアネート ０．５部 ２−ブタノン １００部 ４−メチル−２−ペンタノン ５０部 感光層１塗工液 下記構造（化５）の電荷発生物質 １部

【化５】 下記構造（化６）の電荷輸送物質 １０部

【化６】 ポリアリレート（ユニチカ（株）製Ｕ−１００） １０部 テトラヒドロフラン １８０部 感光層２塗工液 前記構造（化５）の電荷発生物質 ４部 前記構造（化６）の電荷輸送物質 １０部 ポリアリレート（ユニチカ（株）製Ｕ−１００） ５部 テトラヒドロフラン ２００部

【００２３】実施例４ 実施例３と同じ支持体上に、下記組成の感光層１塗工液
を塗布し、ｗｅｔ状態にてスプレー法にて感光層２塗工
液を積層して感光層（本発明における請求項２の感光
層）を形成し、乾燥して、２２μｍ厚の感光層を形成
し、本発明の電子写真感光体を作製した。 感光層１塗工液 下記構造（化７）の電荷発生物質 ３部

【化７】 下記構造（化８）の電荷輸送物質 ９部

【化８】 塩化メチレン ８部 感光層２塗工液 前記構造（化７）の電荷発生物質 ０．９部 前記構造（化８）の電荷輸送物質 ９部 ポリカーボネート（ＧＥ社：レキサン−１４１） １０部 塩化メチレン １９０部

【００２４】比較例１ 実施例１における感光層を感光層１塗工液のみで形成し
た他は、実施例１と全く同様にして、電子写真感光体を
作製した。

【００２５】比較例２ 実施例２における感光層を感光層１塗工液のみで形成し
た他は、実施例２と全く同様にして、電子写真感光体を
作製した。

【００２６】比較例３ 実施例３における感光層を感光層１塗工液のみで形成し
た他は、実施例３と全く同様にして、電子写真感光体を
作製した。

【００２７】比較例４ 実施例４における感光層を感光層２塗工液のみで形成し
た他は、実施例４と全く同様に作製した。

【００２８】実施例５ 実施例１における感光層２塗工液を以下のものに変更し
た以外は全く同様に作成した。 感光層２塗工液 前記構造（化１）の電荷発生物質 １部 前記構造（化２）の電荷輸送物質 １０部 ポリカーボネート（帝人化成（株）：パンライトＬ−１２５０） ７部 テトラヒドロフラン ２００部

【００２９】以上、作製した実施例１〜３、５および比
較例１〜３の各感光体の特性を静電複写紙試験装置（川
口電気製作所：ＳＰ−４２８型）を用いて次の様に評価
した。まず、６．０ｋＶもしくは−６．０ｋＶの放電電
圧にて、コロナ放電を２０秒間行ない、次いで暗減衰さ
せて表面電位が８００Ｖもしくは−８００Ｖになったと
ころで、６．０ｌｕｘのタングステン光を照射した。こ
の時の表面電位が４００Ｖもしくは−４００Ｖになるの
に必要な露光量Ｅ₁/₂（ｌｕｘ・ｓｅｃ）、タングステ
ン光照射２０秒後の電位Ｖ₂₀（Ｖ）を測定した。実施例
１〜３、５比較例１〜３の感光体は、前記静電複写紙試
験装置を用いて、表面（感光層側）から電光を行ない、
また、実施例４及び比較例４の感光体は、静電複写紙試
験装置を一部改造した装置を用いて、裏面（電極側）か
ら露光を行ない、それぞれ感光体の電気特性を測定し
た。実施例４及び比較例４の感光体の場合は負帯電で評
価した。結果を表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明の電子写真感光体は、非常に高感
度であり、また、残留電位が極めて少ない電子写真感光
体である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層構造の感光層を有する電子写真感
光体の断面図である。

【図２】本発明の単層構造の感光層を有する電子写真感
光体の断面図である。

【図３】本発明の保護層を設けた電子写真感光体の断面
図である。

【図４】本発明の中間層を設けた電子写真感光体の断面
図である。

【符号の説明】

１１…導電性支持体 １５…感光層 １５−１…多層構造の感光層を構成する層 １５−２…多層構造の感光層を構成する層 １５−３…多層構造の感光層を構成する層 １７…保護層 １９…中間層

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【手続補正書】

【提出日】平成４年１１月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性支持体上に、少なくとも電荷発生
   物質と電荷輸送物質を共に含有してなる感光層を有する
   電子写真感光体において、該感光層が少なくとも２層以
   上積層した感光層であり、かつ、感光層の各層中の電荷
   発生物質濃度が、作像形成のための露光入射側の最もは
   なれた側から近い側に向かって、順次高くなっているこ
   とを特徴とする電子写真感光体。
2. 【請求項２】 導電性支持体上に、少なくとも電荷発生
   物質と電荷輸送物質を共に含有してなる感光層を有する
   電子写真感光体において、該感光層が単層であり、か
   つ、感光層中の電荷発生物質濃度が、作像形成のための
   露光入射側の最もはなれた側から近い側に向かって、連
   続的に高くなっていることを特徴とする電子写真感光
   体。
3. 【請求項３】 前記感光層のうち、作像形成のための露
   光入射側に最も近い部分のバインダー樹脂濃度が４０重
   量％以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の
   電子写真感光体。