JPH07175235A - 単層型電子写真用感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、帯電性、感度に優れ、また
複写プロセスを繰返しても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。 【構成】 少なくとも電荷発生物質、有機正孔移動物質
及び有機アクセプター性化合物が結着剤中に分散され、
かつ該有機アクセプター化合物としてピラジン化合物を
用いた感光層を有する単層型電子写真用感光体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真用感光体に関
し、詳しくは、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
可視化を原理として用いたものであるため、そのプロセ
スの実施に用いられる電子写真用感光体には、暗所での
良好な帯電性と光照射による迅速な表面電位の減衰とが
要求される。かかるプロセス上で電子写真用感光体に必
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、高い電荷移動度等に依存している。

【０００３】これらの物性値を満足するものとして、従
来より、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、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の厚さに真空蒸着する必要からコ
スト高である等の欠点があり、感光体として未解決の問
題を有しているものであった。

【０００４】これらの欠点を改良乃至解消するため、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ＯＰＣのほとんどは、その感光層が電荷発生機能を
有する層（ＣＧＬ）と電荷輸送機能を有する層（ＣＴ
Ｌ）と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、静電的特性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が極力抑えられ、且つ、機械的強
度に富み、膜厚の設計が可能な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
た高速電子写真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、ま
た、静電的性質の疲労現象を極力抑え且つプロセスに供
された状態で感光体の機械的な耐久性を充分保持させる
には、電荷発生と電荷移動との機能を層ごとに分離した
機能分離構造とし、正孔移動性のＣＴＬを表面に配置し
た積層型の感光体が静電特性面では最も合理的なものと
されたからである。しかしながら、このような機能分離
構造の電子写真用感光体は新たな問題を生じさせている
のが実情である。

【０００５】その１つ目は感光体の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、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。だが周知
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、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る。正帯電方式であればオゾ
ン発生量は非常に少なく抑えられる。また、現状では環
境変動が少なく安定な画像が得られる二成分系現像剤の
トナーは正帯電用であり、この面からも正帯電用の感光
体が望ましい。

【０００６】その２つ目は感光体の積層構造に由来する
ものである。感光体の製造では、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
層タイプの感光体を製造するためには少なくとも２回の
塗布操作、通常は感光体の帯電性確保のため基板のすぐ
上（基板と感光層との間）に下引き層を設けてあるため
３回の塗布操作が必要であり、これら複数回の塗布操作
は感光体のコストアップにつながる。さらに、感度及び
耐久性のバランスを保ちまた良好な画像を得るため、Ｃ
ＧＬの厚さをサブミクロンの範囲で管理することも製造
コストを一層引き上げる要因となっている。

【０００７】こうした問題を考慮すると、有機材料を用
いた電子写真感光体としては、正帯電プロセス用の単層
型（感光層が一層からなるタイプのもの）構成が望まし
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出来ることも理解される。しか
しながら、この条件を満足する感光体の例は非常に少な
い。単層型の有機感光体として市販されたものとして
は、ポリビニルカルバゾールとトリニトロフルオレノ
ンとからなる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とからなる共晶錯体感光体、ペ
リレン系顔料及びヒドラゾンドナーが樹脂中に分散され
た感光体、等を数えるのみである。このうち、は負
帯電プロセスに用いられていたためオゾン発生の欠点を
伴っており、また、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出来ていない。

【０００８】

【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、また複写プロセスを繰返しても静電特
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。

【０００９】

【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、かつ有機アクセプター性化合物とし
て、ピラジン化合物を用いた感光層を有する感光体が上
記目的に対して有効であることを見出し、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又
は下引き層を介して単層の感光層を設けてなり、その感
光層は少なくとも電荷発生物質、有機正孔移動物質及び
有機アクセプター性化合物が結着剤中に分散され、か
つ、該有機アクセプター性化合物がピラジン化合物であ
ることを特徴とする単層型電子写真用感光体が提供され
る。

【００１０】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、また、電
荷発生物質を変えることで分光感度域が制御でき、モノ
クロ又はフルカラー用のアナログ複写機から光書き込み
用にＬＤ光を使用したページプリンタの感光体にまで適
用することが可能となる。本発明に係わる感光層で特に
重要なのは有機アクセプター性化合物としてピラジン化
合物を用いたことである。このことにより、感光体の高
感度化、帯電特性及び静電特性の向上が図られる。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。またこのような感光体の
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
が著しく低下する等の欠点が克服出来てはいなかった。
本発明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ピラジン化合物を用いるこ
とにより、上記の欠点を解消したものである。この改良
機構は現時点では定かでないが次のように推定される。
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に電子移動、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。
ピラジ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
プター性化合物側に移動させることが出来、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スムーズに
なされる。

【００１１】以下に本発明を添付の図面に沿って、さら
に詳細に説明する。図１は本発明に係わる感光体の一例
を示しており、１は導電性基体、２は感光層、２１は電
荷発生物質、２２は結着剤中に有機正孔移動物質と有機
アクセプター性化合物（ピラジン化合物）とが分子状に
分散されたマトリックスを表わしている。

【００１２】本発明の感光層２においては、前記したよ
うに有機アクセプター性化合物としてピラジン化合物が
用いられるが、かかるピラジン化合物としては好適には
下記一般式（Ｉ）又は一般式（II）で示される化合物が
用いられる。

【化１】 ｛式中、Ｘは、＝Ｃ（Ｙ）（Ｚ）、または＝Ｎ（Ｃ
Ｎ）、Ｙ、Ｚは、Ｈ、シアノ基、ＣＯＯＲ、置換もしく
は無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル
基、または置換もしくは無置換のピリジル基（ここでＲ
は、置換もしくは無置換のアルキル基、または、置換も
しくは無置換のフェニル基を表わす。）、Ｗは、アルキ
ル基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、フェニ
ル基、シアノ基、又はニトロ基をそれぞれ表わす。ｎ
は、０〜４の整数を表わす。｝

【化２】 （式中、Ｒは置換または無置換のフェニル基、或いは置
換または無置換のナフチル基を示す。）

【００１３】前記一般式（Ｉ）又は一般式（II）で表わ
されるピラジン化合物の具体例を下記表１〜３に示す
が、これらに限定されるものではない。

【００１４】

【表１−（１）】

【００１５】

【表１−（２）】

【００１６】

【表１−（３）】

【００１７】

【表１−（４）】

【００１８】

【表１−（５）】

【００１９】

【表１−（６）】

【００２０】

【表１−（７）】

【００２１】

【表１−（８）】

【００２２】

【表１−（９）】

【００２３】

【表１−（１０）】

【００２４】

【表１−（１１）】

【００２５】

【表１−（１２）】

【００２６】

【表１−（１３）】

【００２７】

【表１−（１４）】

【００２８】

【表１−（１５）】

【００２９】

【表１−（１６）】

【００３０】

【表１−（１７）】

【００３１】

【表２】

【００３２】

【表３−（１）】

【００３３】

【表３−（２）】

【００３４】

【表３−（３）】

【００３５】本発明で用いる有機アクセプター性化合物
であるピラジン化合物の感光層２全体に占める量は１〜
４０重量％、好ましくは５〜４０重量％である。

【００３６】本発明の感光層においては、必須成分とし
て有機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。

【００３７】本発明で用いられる有機正孔移動物質とし
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。有機正孔移動物質の感光
層２全体に占める量は１５重量％以上好ましくは２０〜
４０重量％である。

【００３８】感光層２における結着剤の役割は電荷発生
物質２１の良好な分散と、有機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層
の機械的強度も担っている。このため、結着剤の組成比
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、感光層に占める結着剤の量はむやみに低く
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％が適当で
ある。本発明で用いられる結着剤としては、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
ル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイ
ン酸共重合体樹脂などを挙げることができる。

【００３９】本発明の単層型電子写真用感光体では電荷
発生物質も必須成分である。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。これら電荷発
生物質（顔料）の感光層２に占める量は０．１〜４０重
量％好ましくは０．３〜２５重量％くらいが適当であ
る。

【００４０】本発明の感光層２の厚さは５〜１００μｍ
好ましくは１０〜４０μｍくらいが適当である。５μｍ
より薄いと帯電性が低下し、逆に、１００μｍより厚い
と感度の低下をもたらす。

【００４１】本発明で用いることができる導電性基体１
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、ヨウ化銅などの薄膜を蒸着あるいは塗布したプラ
スチックフィルムあるいはガラス等が挙げられる。

【００４２】また、本発明の感光体では帯電性を改良す
る目的で、感光層２と導電性基体１との間に下引き層を
設けることができる。下引き層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。下引き層の厚さは０．０１〜１０μｍ好ましく
は０．１〜５μｍくらいが適当である。

【００４３】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
して感光層形成液を調製し、これを浸漬法やブレード塗
布法、スプレー塗布法等で導電性基体１上に塗布し乾燥
して感光層２を形成すればよい。

【００４４】

【実施例】本発明を実施例により具体的に説明するが、
これにより本発明が限定されるものではない。

【００４５】実施例１ Ｘ型無金属フタロシアニン０．５ｇをポリカーボネート
Ｚ（ＰＣ−Ｚ、帝人化成社製）溶液１０ｇ（テトラヒド
ロフラン中に１０重量％の濃度になるように溶解したも
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２重量％、ＰＣ−Ｚ組成が５０重量
％、ピラジン化合物（具体例Ｎｏ．Ｉ−２６）が２０重
量％、下記化３で示される有機正孔移動物質が２８％と
なるように１０重量％のポリカーボネートＺ溶液、ピラ
ジン化合物、有機正孔移動物質を加え、十分に撹拌し、
感光層形成液を調整した。このようにして調製した塗布
液をアルミニウムを１０００Åの厚さに蒸着した７５μ
ｍ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。

【化３】

【００４６】比較例１ 実施例１において、ピラジン化合物を除いた以外は実施
例１と同様の条件で感光体を作製した。

【００４７】実施例２ 実施例１において、ピラジン化合物を具体例Ｎｏ．Ｉ−
３３の化合物に代えた以外は実施例１と同様の条件で感
光体を作製した。

【００４８】以上のようにして作製した電子写真用感光
体を川口電機（株）製の静電複写紙試験装置（ＳＰ−４
８４）を用い、＋６ＫＶのコロナ放電を２０秒間行なっ
て帯電せしめた後の表面電位Ｖｓ（Ｖ）、次いで２０秒
間暗減衰させ、その時の表面電位Ｖｏ（Ｖ）、及び、そ
の時点から感光体表面の照度が２０ルックスになるよう
にしてタングステン光を照射し、Ｖｏが１／２になるの
に要する露光量Ｅ1/2（ルックス・秒）、光照射３０秒
後の表面電位Ｖ30（Ｖ）を測定した。測定結果を表４に
示す。

【表４】

【００４９】実施例３ Ｘ型無金属フタロシアニン０．５ｇをポリカーボネート
Ｚ（ＰＣ−Ｚ、帝人化成社製）溶液１０ｇ（テトラヒド
ロフラン中に１０重量％の濃度になるように溶解したも
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２重量％、ＰＣ−Ｚ組成が５０重量
％、ピラジン化合物（具体例Ｎｏ．II−５）が２０重量
％、下記化３で示される有機正孔移動物質が２８％とな
るように１０重量％のポリカーボネートＺ溶液、ピラジ
ン化合物、有機正孔移動物質を加え、十分に撹拌し、感
光層形成液を調整した。このようにして調製した塗布液
をアルミニウムを１０００Å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。

【化３】

【００５０】比較例２ 実施例３において、ピラジン化合物を除いた以外は実施
例３と同様の条件で感光体を作製した。

【００５１】実施例４ 実施例３において、ピラジン化合物を具体例Ｎｏ．II−
２４の化合物に代えた以外は実施例３と同様の条件で感
光体を作製した。

【００５２】実施例５ 実施例３において、ピラジン化合物を具体例Ｎｏ．II−
２８の化合物に代えた以外は実施例３と同様の条件で感
光体を作製した。以上のようにして作製した電子写真用
感光体を川口電機（株）製の静電複写紙試験装置（ＳＰ
−４８４）を用い、＋６ＫＶのコロナ放電を２０秒間行
なって帯電せしめた後の表面電位Ｖｓ（Ｖ）、次いで２
０秒間暗減衰させ、その時の表面電位Ｖｏ（Ｖ）と２０
ルックスの光照射後表面電位が１／１０に減衰するのに
要する露光量Ｅ1/10を測定した。また光照射３０秒後の
表面電位Ｖ30（Ｖ）を測定した。測定結果を表５に示
す。

【表５】 表４〜５より、本発明の電子写真用感光体は感度、帯電
性に優れた特性を示すことがわかる。

【００５３】

【発明の効果】本発明の単層型電子写真用感光体は帯電
性、感度に優れ、また複写プロセスを繰返しても静電特
性の安定性に富んだものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる単層型電子写真用感光体の一例
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
アクセプター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 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 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 (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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性基体上に直接又は下引き層を介し
   て単層の感光層を設けてなり、その感光層は少なくとも
   電荷発生物質、有機正孔移動物質及び有機アクセプター
   性化合物が結着剤中に分散され、かつ、該有機アクセプ
   ター性化合物がピラジン化合物であることを特徴とする
   単層型電子写真用感光体。
2. 【請求項２】 ピラジン化合物が下記一般式１又は一般
   式（II）で表わされる化合物であることを特徴とする請
   求項１記載の単層型電子写真用感光体。 【化１】 ｛式中、Ｘは、＝Ｃ（Ｙ）（Ｚ）、または＝Ｎ（Ｃ
   Ｎ）、Ｙ、Ｚは、Ｈ、シアノ基、ＣＯＯＲ、置換もしく
   は無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル
   基、または置換もしくは無置換のピリジル基（ここでＲ
   は、置換もしくは無置換のアルキル基、または、置換も
   しくは無置換のフェニル基を表わす。）、Ｗは、アルキ
   ル基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、フェニ
   ル基、シアノ基、又はニトロ基をそれぞれ表わす。ｎ
   は、０〜４の整数を表わす。｝ 【化２】 （式中、Ｒは置換または無置換のフェニル基、或いは置
   換または無置換のナフチル基を示す。）