JPH10312070A

JPH10312070A - 電子写真感光体

Info

Publication number: JPH10312070A
Application number: JP12413697A
Authority: JP
Inventors: Mitsusachi Mimori; 光幸三森; Naruyuki Shiyouda; 考行庄田; Akiteru Fujii; 章照藤井
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1997-05-14
Filing date: 1997-05-14
Publication date: 1998-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】耐久性等に優れた電子写真感光体を提供す
る。【解決手段】導電性支持体上に電荷発生物質及び電荷
輸送物質を含有する感光層を有する電子写真感光体にお
いて、該電荷輸送物質が分極率αについて、次式 α＞１００（Å＾３）を満たし、かつ双極子モーメントＰについて、次式Ｐ＜１．６（Ｄ）を満たす有機電荷輸送物質である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】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真用感光体に
関するものである。さらに詳しくは有機系の光導電性物
質を含有する感光層を有する高感度の電子写真用感光体
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真用感光体の感光層にはセ
レン、硫化カドミウム、酸化亜鉛等の無機系の光導電性
物質が、広く用いられていた。しかしながら、セレン、
硫化カドミウムは毒物として回収が必要であり、セレン
は熱により結晶化するための耐熱性に劣り、硫化カドミ
ウム、酸化亜鉛は耐湿性に劣り、また酸化亜鉛は耐刷性
がないなどの欠点を有しており、新規な感光体の開発の
努力が続けられている。最近は、有機系の光導電性物質
を電子写真用感光体の感光層に用いる研究が進み、その
いくつかが実用化された。有機系の光導電性物質は無機
系のものに比し、軽量である、成膜が容易である、感光
体の製造が容易である、種類によっては透明な感光体を
製造できる等の利点を有する。

【０００３】最近は、電荷キャリヤーの発生と移動の機
能を別々の化合物に分担させる、いわゆる機能分離型の
感光体が高感度化に有効であることから、開発の主流と
なっており、このタイプによる有機系感光体の実用化も
行なわれている。電荷キャリヤーの移動媒体（以下、
「ＣＴＭ」と略す。）としては、ポリビニルカルバゾー
ルなどの高分子光導電性化合物を用いる場合と低分子光
導電性化合物をバインダーポリマー中に分散溶解する場
合とがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特に、有機系の低分子
光導電性化合物は、バインダーとして皮膜性、可とう
性、接着性などのすぐれたポリマーを選択することがで
きるので容易に機械的特性の優れた感光体を得ることが
できる（例えば、特開昭６３−１７２１６１号公報、特
開昭６３−１７４０５３号公報、特開平４−２６７２６
１号公報、特公平５−１５２５９号公報参照）。

【０００５】ここで、電子写真用感光体として要求され
る性能を挙げると、（１）暗所におけるコロナ放電によ
る帯電性が高いこと、（２）コロナ帯電による表面電位
の暗所における減衰が小さいこと、（３）光照射による
表面電位の減衰が大きいこと、（４）光照射後の残留電
位が小さいこと、（５）繰り返し使用した時の表面電位
の変動や感度の低下、残留電位の蓄積等が少なく耐久性
にすぐれていることなどがある。

【０００６】特に残留電位が大きい場合、露光部にも電
荷が残り、トナー現像を行なうと、非画線部にもトナー
が現像され、いわゆるカブリ画像となる。また、プリン
ターなどで多く用いられる反転現像においては、画像濃
度あるいはコントラストが低下し、極端な場合には画線
部にトナーが付着しない欠陥が生じ、いわゆる白ぬけ画
像となる。これはいずれも画像の再現性を著しく低下さ
せ、実用に供し得ない。近年、反転現像方式のレーザプ
リンター等の普及により、フタロシアニン系顔料などの
長波長光用電荷発生材料との組合せに適した高感度で残
留電位が低く、かつ移動度が高く、耐久性にすぐれたＣ
ＴＭの開発が強く望まれている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは高感度、低
残留電位、高移動度で、高耐久性の電子写真用感光体を
提供する有機系の低分子光導電性化合物について鋭意研
究したところ特定のパラメータを満たす分子が好適であ
ることを見出し本発明に至った。即ち、本発明の要旨
は、導電性支持体上に電荷発生物質及び電荷輸送物質を
含有する感光層を有する電子写真感光体において、該電
荷輸送物質の分極率αについて、次式 α＞１００（Å＾３）を満たし、かつ双極子モーメントＰについて、次式Ｐ＜１．６（Ｄ）を満たすことを特徴とする電子写真用感光体に存する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
有機電荷輸送物質の分極率αについて、次式、 α＞１００（Å＾３）を満たし、かつ双極子モーメントＰについて、次式Ｐ＜１．６（Ｄ）を満たす物質が、高い移動度を示し、この有機電荷輸送
物質を用いることによって、帯電性、感度、残留電位等
に優れた電子写真感光体が得られる。本発明者らは、上
記特定のパラメータを有する電荷輸送剤が優れた性能を
示す理由について、以下のように考察した。

【０００９】即ち、本発明者らは、有機電子輸送機構
に、隣接電子輸送剤間の軌道の重なりと、電場（局所電
場を含む）に対する電荷分布の変化が大きく関与してい
ることに着目し、該電荷輸送物質の分極率及び双極子モ
ーメントについて考察を行った。電荷輸送剤は、その電
子雲の広がりが大きいほど、電荷輸送層内で隣接電荷輸
送剤との電子雲の重なりが大きくなるため電子の移動が
行われやすくなり、その結果移動度が大きくなると考え
られる。一方、電子雲の広がりが大きいほど、電子は正
電荷を持つ原子核からの束縛が弱くなり、電場がかかっ
た際に生じる電荷分布の変化は大きくなると考えられ
る。従って、電荷輸送剤の移動度は、分子に電場がかか
ることにより生じる電荷分布の変化に起因する分極の度
合いを示す物理量である分極率が大きいほど大きくなる
と考えられる。

【００１０】又、双極子モーメントの大きな有機電荷輸
送剤は、電荷輸送層にキャリア（有機電荷輸送剤イオ
ン）が存在するとき、キャリアの電荷と周辺の有機電荷
輸送剤の双極子モーメントとに働く相互作用エネルギー
が大きく、大きな安定化エネルギーを得ることから、隣
接有機電荷輸送剤分子との間で電荷輸送する際の活性化
エネルギーが大きくなる。それ故双極子能率がある程度
小さいことを満たすことは、高い移動度を実現するため
重要な要素となると考えられる。以上の理由より、上記
特定の分極率及び双極子モーメントを示す電荷輸送剤が
高い移動度を示すと考察した。

【００１１】このうち、分極率αは、好ましくはα＞１
１５（Å＾３）であり、更に好ましくは、α＞１３０
（Å＾３）である。又、双極子モーメントＰは、好まし
くは、Ｐ＜１．５（Ｄ）であり、更に好ましくはＰ＜
１．４（Ｄ）である。又、α／Ｐの値は、α／Ｐ＞６０
を満たすことが好ましく、より好ましくはα／Ｐ＞７０
である。

【００１２】又、請求項１を満たす分子において、 α／Ｍｗ＞０．１５（Å＾３）（α：分極率、Ｍｗ：分子量）を満たす物質は、さらに高い移動度を示し、この有機電
荷輸送物質と電荷発生物質を用いることによって、帯電
性、感度、残留電位等に優れた電子写真感光体が得られ
る。

【００１３】これは、同じ分極率の分子の場合、分子量
の小さい物の方が、感光体中により多いモル数存在する
ことになるため、発明の効果が強くでていると考えられ
る。この値は、好ましくは、α／Ｍｗ＞０．１５５（Å
＾３）であり、より好ましくは、α／Ｍｗ＞０．１６
(Å＾３）である。電荷輸送物質の分子量は一万以下が
好ましい。電荷輸送物質と電荷発生物質のイオン化ポテ
ンシャルの差は０．４ｅＶ以内、さらには０．３ｅＶで
あることが、高感度という意味において好ましい。ま
た、電荷発生層と電荷輸送層のイオン化ポテンシャルの
差が０．２ｅＶ以内、さらには０．１ｅＶ以内であるこ
とは、高感度という意味において好ましい。

【００１４】又、該電荷輸送物質のイオン化ポテンシャ
ルが５〜５．４ｅＶであることは、高感度、低残留電位
の意味において、さらに好ましい。有機電荷輸送物質の
分極率、双極子モーメントは、例えばＫ．Ｄ．Ｓｉｎｇ
ｅｒとＡ．Ｆ．Ｇａｒｉｔｏ著のＪ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙ
ｓ．７５，３５７２（１９８１）に記載されたような方
法を用い、有機電荷輸送物質の希釈溶液に対する屈折
率、誘電率の実測値から容易に求められる。

【００１５】本発明によれば、有機電荷輸送物質につい
て、分極率及び双極子モーメントを求めることにより電
子写真感光体における適否が推定できるので、適切な有
機電荷輸送物質を使用して、電子写真感光体の製造を容
易に行うことができる。本発明における、有機電荷輸送
物質の具体例としては例えば以下のようなものが挙げら
れる。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】

【表３】

【００１９】

【表４】

【００２０】本発明の電子写真感光体は、請求項１乃至
１２の条件を満たす電荷輸送物質を１種、または、２種
以上含有する感光層を有する。電子写真感光体の感光層
の形態としては、種々のものが知られているが、本発明
の電子写真感光体の感光層としてはそのいずれであって
も良い。感光層（光伝導層）は、電荷発生層、電荷輸送
層をこの順に積層したもの、あるいは、逆に積層したも
のである積層型、さらには電荷輸送媒体中に電荷発生材
料（電荷発生物質）の粒子を分散したいわゆる分散型な
ど、いずれの構成も用いることができる。

【００２１】たとえばバインダー中に電荷輸送媒体と必
要に応じ、増感剤となる色素や、電子吸引性化合物を添
加した感光層、光を吸収すると極めて高い効率で電荷キ
ャリヤーを発生する電荷発生材料（光伝導性粒子）と電
荷輸送媒体をバインダー中に添加した感光層、電荷輸送
媒体とバインダーからなる電荷発生層と光を吸収すると
極めて高い効率で電荷キャリアーを発生する電荷発生材
料からなるあるいはこれとバインダーからなる電荷発生
層を積層した感光層等があげられる。

【００２２】これらの感光層には、有機光伝導体として
優れた性能を有する公知の他のアリールアミン化合物、
ヒドラゾン化合物、スチルベン化合物を混合してもよ
い。本発明においては、特定パラメータを満たす電荷輸
送媒体を含有する電荷発生層と電荷輸送層（電荷移動
層）の２層からなる感光層の電荷輸送層中に用いる場合
に、特に感度が高く、残留電位が小さく、かつ、繰り返
し使用した場合に、表面電位の変動や感度の低下、残留
電位の蓄積等が小さく、耐久性に優れた感光体を得るこ
とができる。

【００２３】具体的には通常、電荷発生材料を直接蒸着
あるいはバインダーとの分散液として塗布して電荷発生
層を作成し、その上に、前記電荷輸送媒体を含む有機溶
剤溶液をキャストするか、あるいは電荷輸送媒体をバイ
ンダー等とともに溶解し、その分散液を塗布することに
より、電荷輸送層を作成してなる積層型感光体である
が、電荷発生層と電荷輸送層の積層順序は逆の構成でも
良い。

【００２４】また電荷発生材料と電荷輸送材料とが、バ
インダー中に分散、溶解した状態で伝導性支持体上に塗
布した一層型感光体であってもよい。電荷発生材料とし
ては、セレン、セレン−テルル合金、セレン−ヒ素合
金、硫化カドミウム、アモルファスシリコン等の無機光
伝導性粒子；無金属フタロシアニン、金属含有フタロシ
アニン、ペリノン系顔料、チオインジゴ、キナクリド
ン、ペリレン系顔料、アントラキノン系顔料、アゾ系顔
料、ビスアゾ系顔料、トリスアゾ系顔料、テトラキス系
アゾ顔料、シアニン系顔料等の有機光伝導性粒子が挙げ
られる。更に、多環キノン、ピリリウム塩、チオピリリ
ウム塩、インジゴ、アントアントロン、ピラントロン等
の各種有機顔料、染料が使用できる。中でも無金属フタ
ロシアニン、銅、塩化インジウム、塩化ガリウム、錫、
オキシチタニウム、亜鉛、バナジウム等の金属又はその
酸化物、塩化物の配位したフタロシアニン類、モノア
ゾ、ビスアゾ、トリスアゾ、ポリアゾ類等のアゾ顔料が
好ましい。アゾ系顔料のカップラーとしては、下記一般
式（Ｉ）又は／及び（II）で表されるものが好ましい。

【００２５】

【化２】

【００２６】さらにその中でも、金属含有又は無金属フ
タロシアニンと、上記電荷輸送材料を組合せるとレーザ
ー光に対する感度が向上した感光体が得られ、特に、導
電性支持体上に、少なくとも、電荷発生材料と電荷輸送
材料とを含有する感光層を有する電子写真用感光体にお
いて、該電荷発生材料として、Ｘ線回折スペクトルのブ
ラック角（２θ±０．２°）２７．３°に主たる回折ピ
ークを示すオキシチタニウムフタロシアニンを含有する
電子写真感光体が好ましい。

【００２７】この様にして得られる電子写真感光体は高
感度で、残留電位が低く帯電性が高く、かつ、繰返しに
よる変動が小さく、特に、画像濃度に影響する帯電安定
性が良好であることから、高耐久性感光体として用いる
ことができる。又７５０〜８５０ｎｍの領域の感度が高
いことから、特に半導体レーザープリンター用感光体に
適している。

【００２８】電荷発生材料として使用される好ましいオ
キシチタニウムフタロシアニンはそのＸ線回折スペクト
ルにおいて、ブラック角（２θ±０．２°）の２７．３
°に主たる回折ピークを有する。前記の「主たる回折ピ
ーク」とは、そのＸ線回折スペクトルにおける強度が一
番強い（高い）ピークを指す。使用されるオキシチタニ
ウムフタロシアニンの粉末Ｘ線スペクトルは、ブラック
角（２θ±０．２°）２７．３°の回折ピークが主たる
ピークであり、そのピーク以外は細かい条件によって種
々ふれるが、２７．３°のピーク強度に対していずれの
ピークもその強度（ピーク高さの比較）は５０％以下で
あるものが、電子写真用感光体として、帯電性、感度等
の点から好ましい。

【００２９】前記のＸ線回折スペクトルのブラック角
（２θ±０．２°）２７．３°に主たる回折ピークを示
すオキシチタニウムフタロシアニン粒子はバインダーポ
リマーおよび必要に応じ他の有機光導電性化合物、色
素、電子吸引性化合物等と共に溶剤に溶解あるいは分散
し、こうして得られる塗布液を塗布乾燥して電荷発生層
を得る。例えば前記のＸ線回折スペクトルのブラック角
（２θ±０．２°）２７．３°に主たる回折ピークを示
すオキシチタニウムフタロシアニンとＸ線回折スペクト
ルのブラック角（２θ±０．２°）９．３°、１３．２
°、２６．２°および２７．１°に主たる回折ピークを
示すオキシチタニウムフタロシアニンとを用いること、
又は前記のＸ線回折スペクトルのブラック角（２θ±
０．２°）２７．３°に主たる回折ピークを示すオキシ
チタニウムフタロシアニンとＸ線回折スペクトルのブラ
ック角（２θ±０．２°）８．５°、１２．２°、１
３．８°、１６．９°、２２．４°、２８．４°および
３０．１°に主たる回折ピークを示すジクロロスズフタ
ロシアニンとを用いることは好ましい。

【００３０】

【実施例】

実施例１Ｘ線回折スペクトルにおいて、ブラック角（２θ±０．
２°）９．３°、１０．６°、１３．２°、１５．１
°、１５．７°、１６．１°、２０．８°、２３．３
°、２７．１°に強い回折ピークを示すチタニウムオキ
シフタロシアニン顔料１．０部をジメトキシエタン１４
部に加え、サンドグラインダーで分散処理をした後、ジ
メトキシエタン１４部と４−メトキシ−４−メチルペン
タノン−２ (三菱化学（株）社製）１４部を加え希釈
し、さらに、ポリビニルブチラール（電気化学工業
（株）社製、商品名デンカブチラール＃６０００−Ｃ）
０．５部と、フェノキシ樹脂（ユニオンカーバイド
（株）社製、商品名ＵＣＡＲ（商標登録）ＰＫＨＨ）
０．５部をジメトキシエタン６部、４−メトキシ−４−
メチルペンタノン−２６部の混合溶媒に溶解した液と
混合し、分散液を得た。この分散液を７５μｍに膜厚の
ポリエステルフィルムに蒸着されたアミノ蒸着層の上に
乾燥後の重量が０．４ｇ／ｍ²になる様にワイヤーバー
で塗布した後、乾燥して電荷発生層を形成させた。この
上に前記表−１の化合物Ｎｏ．２を７０部と下記に示す
ポリカーボネート樹脂１００部をテトラヒドロフラン９
００部に溶解した塗布液を塗布、乾燥し、膜厚２０μｍ
の電荷輸送層を形成させた。

【００３１】

【化３】

【００３２】このようにして得た２層からなる感光層を
有する電子写真感光体によって感度すなわち半減露光量
を測定したところ０．４２μＪ／ｃｍ²であった。半減
露光量はまず、感光体を暗所で５０μＡのコロナ電流に
より負帯電させ、次いで２０ルックスの白色光を干渉フ
ィルターに通して得られた７８０ｎｍの光（露光エネル
ギー１０μＷ／ｃｍ²）で露光し、表面電位が−４５０
Ｖから−２２５Ｖまで減衰するのに要する露光量を測定
することにより求めた。さらに露光時間を９．９秒とし
た時の表面電位を残留電位として測定したところ、−１
Ｖであった。この操作を２０００回繰り返したが、残留
電位の上昇はみられなかった。

【００３３】又該電荷輸送層の電界強度Ｅ＝２ｅ＋５
(Ｖ／ｃｍ）、温度２１℃下におけるホールドリフト移
動度をＴＯＦ法により測定したところ、２．２ｅ−５
(ｃｍ²／Ｖｓ）であった。該電荷輸送物質（前記表−１
の化合物Ｎｏ．１）のイオン化ポテンシャルを、理研計
器（株）製表面分析装置ＡＣ−１を用いて測定したと
ころ、ＩＰ＝５．１７（ｅＶ）であった。

【００３４】又、該電荷輸送物質（前記表−１の化合物
Ｎｏ．２）の分極率及び双極子モーメントを、前記文献
Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．７５，３５７２（１９８１）
に従い測定したところ、分極率α＝１３０．４ (Å＾
３）及び双極子モーメントＰ＝１．３７ (Ｄ）であっ
た。

【００３５】比較例１実施例１で用いたアリールアミン系化合物の代わりに、
下記に示す比較化合物１を用いる以外は実施例１と同様
にして電子写真感光体を得た。比較化合物１

【００３６】

【化４】

【００３７】次いで実施例１と同様にして感度、残留電
位、移動度、イオン化ポテンシャル、分極率及び双極子
モーメントを測定した。この結果を実施例１の感光体に
ついての測定結果と共に表−２に示す。比較例２実施例１で用いたアリールアミン系化合物の代わりに、
下記に示す比較化合物２を用いる以外は実施例１と同様
にして電子写真感光体を得た。比較化合物２

【００３８】

【化５】

【００３９】次いで実施例１と同様にして感度、残留電
位、移動度、イオン化ポテンシャル、分極率及び双極子
モーメントを測定した。この結果を実施例１の感光体に
ついての測定結果と共に表−２に示す。比較例３実施例１で用いたアリールアミン系化合物の代わりに、
下記に示す比較化合物３を用いる以外は実施例１と同様
にして電子写真感光体を得た。比較化合物３

【００４０】

【化６】

【００４１】次いで実施例１と同様にして感度、残留電
位、移動度、イオン化ポテンシャル、分極率及び双極子
モーメントを測定した。この結果を実施例１の感光体に
ついての測定結果と共に表−２に示す。

【００４２】

【表５】表−２より、明らかに実施例１の化合物は比較例１、
２、３の化合物に比べ、感度、残留電位、移動度いずれ
も優れた数値を示すことがわかる。

【００４３】

【発明の効果】本発明の電子写真用感光体は移動度、感
度が非常に高く、かつ、かぶりの原因となる残留電位が
小さく、とくに光疲労が少ないために繰返し使用による
残留電位の蓄積や、表面電位および感度の変動が小さく
耐久性に優れるという特徴を有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０３Ｇ 5/05 １０１Ｇ０３Ｇ 5/05 １０１ 5/14 １０１ 5/14 １０１１０１Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性支持体上に電荷発生物質及び電荷
輸送物質を含有する感光層を有する電子写真感光体にお
いて、該電荷輸送物質が分極率αについて、次式 α＞１００（Å＾３）を満たし、かつ双極子モーメントＰについて、次式Ｐ＜１．６（Ｄ）を満たす有機電荷輸送物質であることを特徴とする電子
写真感光体。
【請求項２】電荷輸送物質が、次式 α／Ｍｗ＞０．１５（Å＾３）又は α／Ｐ＞６０ (Å＾３／Ｄ）（α：分極率、Ｍｗ：分子量）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の電子写真感
光体。
【請求項３】電荷輸送層中に、バインダーとしてポリ
カーボネートを含み、該電荷輸送層の、電場Ｅ＝２ｅ−
５（Ｖ／ｃｍ）における、ホール移動度μが、 μ＞７．５ｅ−６（ｃｍ²／Ｖｓ）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子写
真感光体。
【請求項４】電荷輸送物質と電荷発生物質のイオン化
ポテンシャルの差が０．４ｅＶ以内であることを特徴と
する請求項１乃至３に記載の電子写真感光体。
【請求項５】電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷
輸送物質を含む電荷輸送層を有し、電荷輸送層と電荷発
生層のイオン化ポテンシャルの差が０．２ｅＶ以内であ
ることを特徴とする請求項１乃至４に記載の電子写真感
光体。
【請求項６】該電荷輸送物質のイオン化ポテンシャル
が５〜５．４ｅＶであることを特徴とする請求項１乃至
５に記載の電子写真感光体。
【請求項７】感光体が、下引き層を有するか、又は素
管にアルマイトを使用することを特徴とする請求項１乃
至６に記載の電子写真感光体。
【請求項８】電荷発生材料がアゾ系顔料であり、カッ
プラーとして下記一般式（Ｉ）又は／及び（II）で表わ
される構造を有することを特徴とする請求項１乃至７に
記載の電子写真用感光体。【化１】
【請求項９】電荷発生材料としてフタロシアニン系顔
料を含有する感光層を有することを特徴とする請求項１
乃至７に記載の電子写真感光体。
【請求項１０】電荷発生材料としてオキシチタニウム
フタロシアニン、又は無金属フタロシアニンを含有する
感光層を有することを特徴とする請求項１乃至７に記載
の電子写真感光体。
【請求項１１】電荷発生材料としてＸ線回折スペクト
ルのブラック角（２θ±０．２°）２７．３°に主たる
回折ピークを示すオキシチタニウムフタロシアニン、ま
たは（２θ±０．２°）９．３°、１３．２°、２６．
２°および２７．１°に主たる回折ピークを示すオキシ
チタニウムフタロシアニンを含有する感光層を有するこ
とを特徴とする請求項１乃至７に記載の電子写真感光
体。
【請求項１２】電荷発生層中に電荷発生材料とバイン
ダーを含むことを特徴とする請求項１乃至１１に記載の
電子写真感光体。