JPH0743919A - 電子写真感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】電荷発生材料の添加量に対する感光層の体積固
有抵抗値の変化を示すグラフにおいて変曲点を示す添加
量以下で電荷発生材料を含有した単層型の電子写真感光
体である。 【効果】電荷発生材料が最適濃度で含有されているた
め、帯電能の温度依存性などの実用特性に優れていると
いう効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、単層型の有機感光体で
ある新規な電子写真感光体に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】有機
感光体は、加工が容易であり、暗所での絶縁性、環境安
定性、軽量性、量産性などにすぐれているために、近
時、複写機やレーザープリンタなどに多く採用されてい
る。かかる有機感光体のうち、単層型感光体、とくに機
能分離型の感光体は、積層型に比べて製造が容易である
という利点を有するため、研究開発が活発に進められて
いる。

【０００３】かかる単層型感光体は、導電性基体上に、
電荷輸送材料を含有した結着樹脂中に電荷発生材料（主
に光導電性顔料）を分散させた感光層を設けて形成され
る。このとき、電荷発生材料の濃度は一般に数％〜１０
数％程度であるといわれている。しかしながら、電荷発
生量の最適濃度を決定するのは容易でなく、電荷発生材
料の種類はもとより粒径などによっても最適濃度は変化
する。さらに、電荷輸送材料や結着樹脂の種類、感光層
の厚さによっても電荷発生材料の最適濃度は変化する。
もし最適濃度よりも多く電荷発生材料を添加した場合に
は、帯電能、帯電能の温度依存性などが低下するという
問題がある。

【０００４】そのため、電荷発生材料の最適濃度を決定
するためには、電荷発生材料の添加量を種々変化させ
て、他の各要因との関係を個別に調べていかなければな
らないため、膨大な実験、研究を必要とした。本発明の
主たる目的は、上述の技術的課題を解決し、電荷発生材
料が最適濃度で含有された電子写真感光体を提供するこ
とである。

【０００５】

【課題を解決するための手段および作用】本発明者は、
上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、単層型の
電子写真感光体において、電荷発生材料の添加量に対す
る前記感光層の体積固有抵抗値の変化を示すグラフにお
いて変曲点を示す添加量を超えて電荷発生材料を添加す
ると、帯電能、帯電能の温度依存性が大きく低下すると
いう事実を見出した。

【０００６】本発明は、かかる新たな知見に基づいて完
成されたものであって、単層型の電子写真感光体におい
て、電荷発生材料の添加量に対する前記感光層の体積固
有抵抗値の変化を示すグラフにおいて変曲点を示す添加
量以下で前記電荷発生材料を含有したことを特徴とす
る。従って、本発明においては、使用する材料が何であ
れ、電荷発生材料の添加量と感光層の体積固有抵抗値と
の関係から前記変曲点を求め、これに基づいて電荷発生
材料の最適添加量を決定することができるので、帯電能
の温度依存性などを個別に試験する必要がなく、実用特
性に優れた感光体が簡単に得られる。

【０００７】一般に、図３に概略的に示すように、絶縁
性高分子膜への導電性フィラーの添加量を増大していく
と、膜の体積固有抵抗値が急に大きく低下するフィラー
添加量が存在する。このような変曲点Ａは一般にパーコ
レーション・スレーショールド(Percolation Threshol
d) と呼ばれる。しかし、このような変曲点が電荷発生
材料の添加量と感光層の体積固有抵抗値との関係におい
ても存在すること、換言すると電荷発生材料として使用
される有機顔料と通常の導電性フィラーとが同じ作用を
有することは従来知られていなかった。

【０００８】本発明の単層型の感光体は、電荷輸送材料
を含有した結着樹脂中に電荷発生材料を分散させ、その
分散液を導電性基体上に塗布し乾燥して感光層を形成す
ることにより得られる。電荷発生材料としては、その種
類が限定されるものではなく従来公知の電荷発生材料が
いずれも使用可能であり、例えばペリレン系顔料、アゾ
系顔料、アンサンスロン系顔料、フタロシアニン系顔
料、ナフタロシアニン系顔料、インジゴ系顔料、トリフ
ェニルメタン系顔料、スレン系顔料、トルイジン系顔
料、ピラゾリン系顔料、キナクリドン系顔料、ジチオケ
トピロロピロール系顔料等が挙げられる。とくに、ペリ
レン系顔料、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料および
これらを組み合わせたものを使用するのが好ましい。

【０００９】電荷輸送材料としては、その種類が限定さ
れるものではなく従来公知の他の電荷輸送材料（電子吸
引性化合物、電子供与性化合物）がいずれも使用可能で
ある。電子吸引性化合物としては、例えば２，６−ジメ
チル−２^, ，６^, −ジｔｅｒｔ−ジブチルジフェノキノ
ン等のジフェノキノン誘導体、マロノニトリル、チオピ
ラン系化合物、テトラシアノエチレン、２，４，８−ト
リニトロチオキサントン、３，４，５，７−テトラニト
ロ−９−フルオレノン等のフルオレノン系化合物、ジニ
トロベンゼン、ジニトロアントラセン、ジニトロアクリ
ジン、ニトロアントラキノン、ジニトロアントラキノ
ン、無水コハク酸、無水マレイン酸、ジブロモ無水マレ
イン酸等があげられる。

【００１０】また、電子供与性化合物としては、２，５
−ジ（４−メチルアミノフェニル）、１，３，４−オキ
サジアゾール等のオキサジアゾール系化合物、９−（４
−ジエチルアミノスチリル）アントラセン等のスチリル
系化合物、ポリビニルカルバゾール等のカルバゾール系
化合物、１−フェニル−３−（ｐ−ジメチルアミノフェ
ニル）ピラゾリン等のピラゾリン系化合物、ヒドラゾン
系化合物、トリフェニルアミン系化合物、インドール系
化合物、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール系化
合物、チアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、
イミダゾール系化合物、ピラゾール系化合物、トリアゾ
ール系化合物等の含窒素環式化合物、縮合多環式化合物
等があげられる。

【００１１】これらの電荷輸送材料は、１種または２種
以上混合して用いられる。また、ポリビニルカルバゾー
ル等の成膜性を有する電荷輸送材料を用いる場合には、
結着樹脂は必ずしも必要でない。結着樹脂としては、種
々の樹脂を使用することができる。例えばスチレン系重
合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アク
リロニトリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合
体、アクリル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合
体、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩
素化ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリエステルアルキ
ド樹脂、ポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネー
ト、ポリアリレート、ポリスルホン、ジアリルフタレー
ト樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリ
エーテル樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂や、
シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素
樹脂、メラミン樹脂、その他架橋性の熱硬化性樹脂、さ
らにエポキシアクリレート、ウレタン−アクリレート等
の光硬化性樹脂等があげられる。これらの結着樹脂は１
種または２種以上を混合して用いることができる。

【００１２】感光層には、増感剤、フルオレン系化合
物、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の劣化防止剤、可塑剤
等の添加剤を含有させることができる。また、感光層の
感度を向上させるために、例えばターフェニル、ハロナ
フトキノン類、アセナフチレン等の公知の増感剤を電荷
発生材料と併用してもよい。単層型の感光体において、
結着樹脂１００重量部に対して電荷輸送材料は２０〜５
００重量部、特に３０〜２００重量部であるのが適当で
ある。電荷発生材料は前述のように変曲点を示す添加量
以下の範囲で添加され、通常、結着樹脂１００重量部に
対して０．１〜５０重量部、特に０．５〜３０重量部の
範囲から選定される。また、単層型の感光層の厚さは５
〜１００μｍ、特に１０〜５０μｍ程度に形成されるの
が好ましい。

【００１３】また、導電性基体と感光層との間に、感光
体の特性を阻害しない範囲でバリア層を形成してもよ
く、感光体の表面に保護層を形成してもよい。上記導電
性基体としては、導電性を有する種々の材料を使用する
ことができ、例えばアルミニウム、銅、スズ、白金、
銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドミウム、チ
タン、ニッケル、パラジウム、インジウム、ステンレス
鋼、真鍮等の金属単体や、上記金属が蒸着またはラミネ
ートされたプラスチック材料、ヨウ化アルミニウム、酸
化スズ、酸化インジウム等で被覆されたガラス等が例示
される。

【００１４】導電性基体はシート状、ドラム状等の何れ
であってもよく、基体自体が導電性を有するか、あるい
は基体の表面が導電性を有していればよい。また、導電
性基体は、使用に際して、充分な機械的強度を有するも
のが好ましい。上記感光層を塗布の方法により形成する
場合には、前記例示の電荷発生材料、電荷輸送材料、結
着樹脂等を、適当な溶剤とともに、公知の方法、例え
ば、ロールミル、ボールミル、アトライタ、ペイントシ
ェーカーあるいは超音波分散器等を用いて分散混合して
分散液を調製し、これを公知の手段により塗布、乾燥す
ればよい。

【００１５】分散液をつくるための溶剤としては、種々
の有機溶剤が使用可能であり、例えばメタノール、エタ
ノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール
類、ｎ−ヘキサン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪
族系炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香
族炭化水素、ジクロロメタン、ジクロロエタン、四塩化
炭素、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素、ジメチ
ルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、
エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリ
コールジメチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メ
チルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢
酸エチル、酢酸メチル等のエステル類、ジメチルホルム
アルデヒド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキ
シド等があげられる。これらの溶剤は１種又は２種以上
を混合して用いることができる。

【００１６】さらに、電荷輸送材料や電荷発生材料の分
散性、感光層表面の平滑性をよくするために界面活性
剤、レベリング剤等を使用してもよい。

【００１７】

【実施例】以下実施例をあげて本発明の電子写真感光体
を説明する。 １．感光体の作製 下記式(1) で表されるカルバゾール系の電荷輸送材料と
結着樹脂であるポリエステル樹脂とを重量比で７５：１
００の割合でテトラヒドロフランに溶解し、ついで電荷
発生材料として所定量の下記式(2) で表されるペリレン
系顔料を添加した後、ボールミルで均一に混合分散して
単層型感光層用塗布液を調製し、この塗布液をアルミニ
ウムシート上にバーコート法にて膜厚２０μｍとなるよ
うに塗布した後、１００℃で２０分間熱処理した。かく
して電荷発生材料である顔料の添加量が異なる種々の単
層型用電子写真感光体を得た。顔料の添加量は結着樹脂
１００重量部に対して４、６、８、１０、１２、１５、
２０および２５重量部とした。

【００１８】

【化１】

【００１９】２．膜抵抗の測定 外部電源（タケダ・リケン社製のＴＲ３００Ｃ）を用
い、前記で得た感光体に１００Ｖを印加し、その際に流
れる電流値をデジタル・エレクトロ・メーター（タケダ
・リケン社製のＴＲ８６５２）で測定し、抵抗値に換算
した。その結果を表１に示す。また、顔料の添加量に対
する抵抗値の関係を図１のグラフに示す。図１から、顔
料添加量が１５重量％付近に変曲点が存在することがわ
かる。

【００２０】

【表１】

【００２１】３．感光体の帯電電位の温度依存性 ２０℃で感光体の表面電位を５００Ｖに帯電させるのと
同一の流れ込み電流を５０℃で印加し、その際の表面電
位を測定し、２０℃における表面電位からの変化量で比
較した。その結果を図２に示す。図２において、Ｖ₂₀は
２０℃での表面電位を、Ｖ₅₀は５０℃での表面電位をそ
れぞれ示している。図２から顔料添加量が図１で示した
変曲点（約１５重量部付近）を超えると、帯電電位の温
度依存性が大幅に増大することがわかる。 ４．感光体の電子写真特性 静電複写試験装置（川口電機社製のＥＰＡ−８１０）を
用いて、前記で得た顔料添加量の異なる各感光体に流れ
込み電流を加えて正に帯電させ、光源として白色ハロゲ
ン光を用いて電子写真特性を測定した。その結果を表２
に示す。

【００２２】表２において、ｐ．ｃ．は流れ込み電流値
を示し、Ｓ．Ｐ．は感光体を帯電させた時の感光体の初
期表面電位を示し、Ｅ_1/2 （μＪ／ｃｍ² ）は表面電位
Ｓ．Ｐ．が１／２になるのに要した時間より算出した半
減露光量を示す。また、Ｒ．Ｐ．は露光開始から５秒経
過後の表面電位を測定した残留電位を示す。Ｃ．Ｒ．は
温度による表面電位の変化率、すなわち〔（５０℃での
Ｓ．Ｐ．）／（２０℃でのＳ．Ｐ．）〕×１００（％）
を示す。

【００２３】

【表２】

【００２４】表２から、図１に示す変曲点である顔料添
加量１５重量部を超えると、感光体特性が大幅に低下す
ることがわかる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の電子写真感光体は、電荷発生材
料が最適濃度で感光層に含有されているため、帯電能の
温度依存性などの実用特性に優れているという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例における顔料の添加量に対する抵抗値の
関係を示すグラフである。

【図２】実施例における顔料の添加量に対する、温度に
よる帯電能の変化を示すグラフである。

【図３】フィラー添加量と体積固有抵抗値との関係を示
すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性基体上に、電荷輸送材料を含有した
   結着樹脂中に電荷発生材料を分散させて形成した感光層
   を設けた単層型の電子写真感光体であって、 電荷発生材料の添加量に対する前記感光層の体積固有抵
   抗値の変化を示すグラフにおいて変曲点を示す添加量以
   下で前記電荷発生材料を含有したことを特徴とする電子
   写真感光体。
2. 【請求項２】前記電荷発生材料が有機顔料である請求項
   １記載の電子写真感光体。