JP3576802B2 - フェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば静電式複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に用いられるフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体に関するものである。さらに詳しくは、フェニルベンゾジフラノン誘導体を用いて光感度を向上させたフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カールソンプロセスを用いた複写機、ファクシミリ、レーザープリンタ等の画像形成装置においては、種々の材料からなる電子写真感光体が使用されている。その１つはセレンのような無機材料を感光層に用いた無機感光体であり、他は有機材料を感光層に用いた有機感光体（ＯＰＣ）である。このうち、有機感光体は無機感光体に比べて安価でしかも生産性が高く、無公害である等の多くの利点を有していることから、広範な研究が進められている。
【０００３】
有機感光体としては、電荷発生層と電荷輸送層とを積層した積層型の感光体、いわゆる機能分離型の感光体が多いが、電荷発生剤と電荷輸送剤とを単一の感光層中に分散させた、いわゆる単層型の感光体も知られている。
【０００４】
これらの感光体に使用される電荷輸送剤にはキャリヤ移動度が高いことが要求されているが、キャリヤ移動度が高い電荷輸送剤のほとんどが正孔輸送性であるため、実用に供されている有機感光体は、機械的強度の観点から、最外層に電荷輸送層が設けられた負帯電型の積層型有機感光体に限られている。しかし、負帯電型の有機感光体は負極性コロナ放電を利用するため、オゾンの発生量が多く、環境を汚染したり、感光体を劣化させるなどの問題が生じる。
【０００５】
そこで、このような欠点を排除するために、電荷輸送剤として電子輸送剤を使用することが検討されており、例えば特開平１−２０６３４９号公報には、下記の化学式（７）で表されるジフェノキノン構造を有する化合物を電子写真感光体用の電子輸送剤として使用することが提案されている。
【０００６】
【化２】

【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記化学式（７）で表されるジフェノキノン構造を有する化合物などの従来の電子輸送剤は、電荷発生剤とのマッチングが困難であり、電荷発生剤から電子輸送剤への電子注入が不充分になる。また、かかる電子輸送剤は、結着樹脂との相溶性が乏しく、ホッピング距離が長くなるため、低電界での電子移動が生じ難い。従って、従来の電子輸送剤を含有する感光体は、残留電位が高くなり、感度が低いという問題があった。
【０００８】
また、前記のように現在、実用化されている有機感光体の多くは積層型の感光層を備えたものであるが、これに比べて単層型の感光層を備えた感光体は構造が簡単で製造が容易である上、被膜欠陥の発生を抑制し、光学的特性を向上させる点でも多くの利点がある。
【０００９】
しかも、このような単層型の感光層を備えた感光体は、例えば電荷輸送剤として電子輸送剤と正孔輸送剤とを併用することで、１つの感光体を正帯電型及び負帯電型の両方に使用でき、感光体の応用範囲を拡げられる可能性がある。しかしながら、前記した従来の電子輸送剤は、正孔輸送剤との相互作用により、電子及び正孔の輸送を阻害するという問題があるため、かかる単層型の感光層を備えた感光体は、広く実用化されるには至っていない。
【００１０】
この発明は、以上のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、残留電位を低くして、光感度を向上させることができ、特に単層型の感光体として好適に使用できるフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明における第１の発明のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体は、導電性基体上に、下記一般式（１）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体を含有する感光層を形成したものである。
【００１２】
【化３】

但し、Ｒ_１ は置換基を有していてもよいアリール基を示し、Ｒ_２はアルキル基又は水素を示す。
【００１３】
第２の発明のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体は、第１の発明において、前記感光層は、前記一般式（１）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体よりなる電子輸送剤に加え、電子受容性化合物を含有するものである。
【００１４】
第３の発明のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体は、第１又は第２の発明において、前記感光層は、少なくとも電荷発生剤、前記一般式（１）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体よりなる電子輸送剤及び結着剤が分散状態にある単層構造のものである。
【００１５】
従って、第１の発明においては、前記一般式（１）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体は、分子内に有するカルボニル基（＞Ｃ＝Ｏ）の作用に基づいて電子受容性に優れている。また、前記基Ｒ_１ がアリール基又はアラルキル基である場合、溶剤への溶解性及び結着剤としての結着樹脂との相溶性が良好で、感光層中に均一に分散される。
【００１６】
加えて、前記フェニルベンゾジフラノン誘導体はＬＵＭＯ〔基底空分子軌道（Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ ）、つまり電子を有していない分子軌道の中で最もエネルギー準位が低い軌道をいい、励起された電子は通常この軌道に移動する。〕の拡がりが大きい。このため、電子のホッピング距離が短く、特に低電界での電子輸送性に優れており、かつ電荷発生剤とのマッチングが優れている。
【００１７】
特に、前記フェニルベンゾジフラノン誘導体は、上記各置換基の作用によって本来的に電子輸送性及び電子受容性に優れているので、さらに電子輸送性の向上が見られるものと推測される。
【００１８】
さらに、フェニルベンゾジフラノン誘導体を含む感光層は、低電界での電子輸送性に優れているとともに、層中で電子と正孔が再結合する割合が減少し、見かけの電荷発生効率が実際の値に近づく結果、感光体の感度が向上する。
【００１９】
また、第２の発明においては、感光層に電子受容性化合物が含有されており、その電子受容性化合物はＬＵＭＯのエネルギー準位が電荷発生剤のそれよりも低いため、光照射による電荷発生剤での電子・正孔対の生成の際に電荷発生剤から電子を引き抜く働きをし、電荷発生効率が高められる。
【００２０】
第３の発明においては、単層構造の感光層は、少なくとも電荷発生剤、前記フェニルベンゾジフラノン誘導体よりなる電子輸送剤及び結着剤が分散状態にして形成される。この場合、フェニルベンゾジフラノン誘導体は、電子及び正孔の輸送を阻害したり、正孔輸送剤との相互作用を生じたりしないため、特に同じ層中に正孔輸送剤が含有される単層型の感光層に使用した際に、より高感度の感光体を構成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の電子写真感光体の実施形態について詳細に説明する。
フェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体は、導電性基体上に、下記一般式（１）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体を含有する感光層を形成したものである。
【００２２】
【化４】

但し、Ｒ_１ はアルキル基、アラルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、ニトロ基、シアノ基、ＯＲ、ＮＲ_２ （Ｒはアルキル基）を示し、Ｒ_２ はアルキル基又は水素を示す。
【００２３】
上記導電性基体としては、導電性を有する種々の材料が使用され、例えばアルミニウム、鉄、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、上記金属が蒸着又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、酸化スズ又は酸化インジウム等で被覆されたガラス等が挙げられる。
【００２４】
この導電性基体はシート状、ドラム状等の何れの形態であってもよく、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おればよい。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望ましい。
【００２５】
次に、感光層に含有される前記一般式（１）のフェニルベンゾジフラノン誘導体について説明する。
一般式（１）において、Ｒ_１ はアルキル基、アラルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、ニトロ基、シアノ基、ＯＲ、ＮＲ_２ （Ｒはアルキル基）である。Ｒ_１ 中のアルキル基としては、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシルなどの炭素数１〜６のアルキル基が好ましく、炭素数１〜４の低級アルキル基がさらに好ましい。また、アラルキル基としては、例えばベンジル、１−フェニルエチル、３−フェニルプロピル、４−フェニルブチル、５−フェニルペンチル、６−フェニルヘキシルなどのアルキル部分の炭素数が１〜６のアルキル基であるアラルキル基が挙げられる。
【００２６】
さらに、置換基を有していてもよいアリール基としては、例えばフェニル、トリル、キシリル、ビフェニリル、ｏ−テルフェニル、ナフチル、アントリル、フェナントリルなどが挙げられる。その置換基としては、アルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基、ハロゲン原子、アリール基又はアルコキシカルボニル基などが挙げられる。
【００２７】
基Ｒ_１ がアリール基であるフェニルベンゾジフラノン誘導体は、特に電子輸送能に優れており、より高感度の感光体が形成される。しかも、ガラス転移温度Ｔｇが高いため、感光層のＴｇを向上させることができ、例えば感光体表面に圧接されたクリーニングブレードにより、装置の停止時に感光体の表面に圧接痕がつくのを防止できるなどの効果を発揮できる。また、上記アリール基に、置換基としてアルキル基を置換させたものは、溶剤への溶解性及び結着樹脂との相溶性が特に良好である。
【００２８】
Ｒ_２ のアルキル基としては、上記Ｒ_１ 中のアルキル基と同様に、炭素数１〜６のアルキル基が好ましく、炭素数１〜４の低級アルキル基がさらに好ましい。
一般式（１）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体の具体例としては、例えば下記の化学式（２）、（３）及び（４）で表される化合物が挙げられる。
【００２９】
【化５】

この化学式（２）のフェニルベンゾジフラノン誘導体は、前記一般式（１）において、Ｒ_１ はアリール基としてのｍ−トリル基（ＣＨ_３ Ｃ_６ Ｈ_４ −）、Ｒ_２ は水素（Ｈ）である。
【００３０】
【化６】

この化学式（３）のフェニルベンゾジフラノン誘導体は、前記一般式（１）において、Ｒ_１ はアリール基としてのトリフルオロメチル−ｐ−トリル基（ＣＦ_３ Ｃ_６ Ｈ_４ −）、Ｒ_２ は水素（Ｈ）である。
【００３１】
【化７】

この化学式（４）のフェニルベンゾジフラノン誘導体は、前記一般式（１）において、Ｒ_１ はアリール基としてのｍ−トリル基（ＣＨ_３ Ｃ_６ Ｈ_４ −）、Ｒ_２ はアルキル基であるメチル基（ＣＨ_３ −）である。
【００３２】
電子写真感光体は、前述のように導電性基体上に設けた感光層に前記一般式（１）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体を含有する感光層を形成したものである。この電子写真感光体は、単層型と積層型のいずれであってもよいが、単層型が電子輸送剤の使用による効果を顕著に示すことから望ましい。
【００３３】
感光層には、前記一般式（１）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体に加え、電子受容性化合物を含有することが望ましい。この電子受容性化合物は、ＬＵＭＯのエネルギー準位が電荷発生剤のそれよりも低いため、光照射による電荷発生剤での電子・正孔対の生成の際に、電荷発生剤から電子を引き抜く働きをする。従って、電荷発生剤中での電子と正孔の再結合による消失の割合が減少して、電荷発生効率が向上する。
【００３４】
さらに、この電子受容性化合物は、電荷発生剤から引き抜いた電子を、電子輸送剤であるフェニルベンゾジフラノン誘導体に効率良く伝達する働きもする。このため、フェニルベンゾジフラノン誘導体に電子受容性化合物を加えることにより、電荷発生剤からの電子の注入と輸送が円滑に行われ、感光体の感度をさらに高めることができる。
【００３５】
しかも、電子受容性化合物は、その酸化還元電位が−０．８〜−１．４Ｖの範囲内であることが望ましい。酸化還元電位が−０．８Ｖよりも低いと、電子受容性化合物はトラップ−脱トラップを繰り返しながら移動する電子を脱トラップ不可能なレベルに落とし込み、キャリヤトラップを生じるために電子輸送の妨げになり、感光体の感度が低下する。逆に、酸化還元電位が−１．４Ｖより高いと、ＬＵＭＯのエネルギー準位が電荷発生剤のそれよりも高くなり、電子・正孔対の生成の際に電子を電荷発生剤から引き抜く働きをしないため、電荷発生効率が向上せず、感光体の感度が低下する。
【００３６】
そのような電子受容性化合物としては、例えばベンゾキノン系化合物、ジフェノキノン系化合物、ナフトキノン系化合物、アントラキノン系化合物等のキノン系化合物、マロノニトリル系化合物、チオピラン系化合物、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などが用いられる。
【００３７】
但し、電荷発生剤や、前記フェニルベンゾジフラノン誘導体との相性を考慮すると、上記例示の各化合物の中でも、下記一般式（５）で表されるベンゾキノン系化合物又は一般式（６）で表されるジフェノキノン系化合物に属し、かつ酸化還元電位が前記の範囲内である化合物が最も好適に使用される。
【００３８】
【化８】

この一般式（５）中、Ｒ_３ 、Ｒ_４ 、Ｒ_５ 及びＲ_６ は、同一又は異なるものであり、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルキル基、シクロアルキル基又は置換基を有していてもよいアミノ基を示す。
【００３９】
【化９】

この一般式（６）中のＲ_７ 、Ｒ_８ 、Ｒ_９ 及びＲ_１０は、同一又は異なるものであり、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルキル基、シクロアルキル基又は置換基を有していてもよいアミノ基を示す。
【００４０】
なお、シクロアルキル基としては、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどの、炭素数３〜６のシクロアルキル基が挙げられる。
【００４１】
また、置換基を有していてもよいアミノ基としては、例えばアミノのほか、モノメチルアミノ、ジメチルアミノ、モノエチルアミノ、ジエチルアミノなどが挙げられる。
【００４２】
一般式（５）で表されるベンゾキノン系化合物の具体例としては、ｐ−ベンゾキノン（酸化還元電位−０．８１Ｖ）や２，６−ジ（ｔ−ブチル）−ｐ−ベンゾキノン（酸化還元電位−１．３１Ｖ）などが挙げられる。
【００４３】
一般式（６）で表されるジフェノキノン系化合物の具体例としては、例えば、３，５−ジメチル−３′，５′−ジ（ｔ−ブチル）−４，４′−ジフェノキノン（酸化還元電位−０．８６Ｖ）や３，５，３′，５′−テトラキス（ｔ−ブチル）−４，４′−ジフェノキノン（酸化還元電位−０．９４Ｖ）などが挙げられる。
【００４４】
これらの電子受容性化合物は、それぞれ単独で使用できる他、二種以上を併用することもできる。この電子受容性化合物は電子輸送剤としても用いられる。また、電子受容性化合物（電子輸送剤）のほかに、従来公知の他の電子輸送剤を感光層に含有させてもよい。そのような電子輸送剤としては、テトラシアノエチレン、ジニトロベンゼン、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用いられる。
【００４５】
前記単層型の電子写真感光体は、導電性基体上に単一の感光層を設けたものであって、この感光層が、少なくとも電荷発生剤、前記一般式（１）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体よりなる電子輸送剤及び結着剤が分散状態にある単層構造のものである。この感光層には、さらに正孔輸送剤が含有される。この単層型感光体は正帯電及び負帯電のいずれにも適用可能であるが、特に正帯電型で使用するのが好ましい。
【００４６】
一方、積層型電子写真感光体は、導電性基体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に設けたものであって、前記電荷輸送層に電子輸送剤として一般式（１）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体を含有するものである。この積層型電子写真感光体は、従来の積層型電子写真感光体に比べて残留電位が大きく低下しており、感度が向上している。また、電荷発生層から電荷輸送層への電子の授受をより円滑に行わせるために、電荷発生層にもフェニルベンゾジフラノン誘導体を含有させるのが好ましい。
【００４７】
電子写真感光体に使用するフェニルベンゾジフラノン誘導体は、前述のように、溶剤への溶解性及び結着樹脂との相溶性が良好であるとともに、電荷発生剤とのマッチングに優れていることから、電子の注入が円滑に行われ、とりわけ低電界での電子輸送性に優れている。
【００４８】
従って、例えば正帯電の単層型感光体では、感光体への露光により光を吸収した電荷発生剤は、イオン対〔正孔（＋）と電子（−）〕を生成する。電荷発生剤から放出された電子が前記一般式（１）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体よりなる電子輸送剤にスムーズに注入される。次いで、電子輸送剤間での電子の授受により、電子が感光層の表面に移動し、あらかじめ感光層表面に帯電された正電荷（＋）が打ち消される。一方、正孔（＋）は正孔輸送剤に注入されて、途中でトラップされることなく導電性基体の表面に移動し、導電性基体の表面の負電荷（−）を打ち消す。このようにして正帯電の単層型感光体の感度が向上するものと考えられる。負帯電の単層型感光体は、上記と電荷移動の方向が逆になるだけであって、同様に感度が向上する。
【００４９】
前記電荷発生剤より生成したイオン対がフリーキャリヤとなり有効に表面電荷を打ち消すためには、イオン対が再結合して消失してしまう割合が小さい方がよい。
【００５０】
電子写真感光体は、前記フェニルベンゾジフラノン誘導体とともに、他の電子輸送剤を併用することができる。例えば、酸化還元電位が−０．８〜−１．４Ｖである電子輸送剤が好適に使用される。その理由は以下の通りである。
【００５１】
酸化還元電位が−１．４Ｖより小さい電子輸送剤を使用した場合は、ＬＵＭＯのエネルギー準位が電荷発生剤よりも高くなり、イオン対の生成の際に電子が電子輸送剤に移動せず、電荷発生効率の向上につながらない。
【００５２】
これに対して、酸化還元電位が−１．４Ｖより大きい電子輸送剤を使用した場合は、ＬＵＭＯのエネルギー準位が電荷発生剤よりも低いため、イオン対の生成の際に電子が電子輸送剤へ移動し、イオン対がキャリヤへ分離し易くなるからである。すなわち、電子輸送剤が電荷発生に作用し、その発生効率を向上させるのである。
【００５３】
一方、高感度であるためには、フリーキャリヤの移動時に不純物によるキャリヤトラップが発生しないことも必要である。
通常、フリーキャリヤの移動過程には少量の不純物などによるトラップが存在し、フリーキャリヤは、トラップと脱トラップを繰り返しながら移動するが、酸化還元電位が−０．８Ｖよりも大きい電子輸送剤を使用した場合は、分離したフリーキャリヤを脱トラップ不可能なレベルに落とし込み、キャリヤトラップを生じるため、その移動は中止される。
【００５４】
かかる電子輸送剤としては、その酸化還元電位が−０．８〜−１．４Ｖの範囲内である化合物であれば特に制限はなく、前述した電子輸送剤又は電子受容性化合物が挙げられる。
【００５５】
次に、上述した電荷発生剤としては、例えば無金属フタロシアニン、オキソチタニルフタロシアニン、下記一般式（８）で表されるペリレン顔料、ビスアゾ顔料、ジチオケトピロロピロール顔料、無金属ナフタロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン顔料、スクアライン顔料、トリスアゾ顔料、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料などが挙げられる。
【００５６】
【化１０】

（式中、Ｒ_１１及びＲ_１２は同一又は異なって、炭素数が１８以下の置換又は未置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルカノイル基又はアラルキル基を示す。）
この電荷発生剤としては、上記例示の電荷発生剤のほかに、例えばセレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミウム、アモルファスシリコン等の無機光導電材料の粉末や、ピリリウム塩、アンサンスロン系顔料、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等の従来公知の電荷発生剤も用いられる。
【００５７】
また、上記例示の電荷発生剤は、所望の領域に吸収波長を有するように、単独で又は２種以上を混合して用いられる。
さらに、電荷発生剤のうち、特に半導体レーザーなどの光源を使用したレーザービームプリンタやファクシミリ等のデジタル光学系の画像形成装置には、７００ｎｍ以上の波長領域に感度を有する感光体が必要となるため、例えば無金属フタロシアニンやオキソチタニルフタロシアニン等のフタロシアニン系顔料が好適に用いられる。なお、上記フタロシアニン系顔料の結晶形については特に限定されず、種々のものが使用される。
【００５８】
一方、ハロゲンランプ等の白色の光源を使用した静電式複写機等のアナログ光学系の画像形成装置には、可視領域に感度を有する感光体が必要となるため、例えばペリレン顔料やビスアゾ顔料等が好適に用いられる。
【００５９】
次に、正孔輸送剤について説明する。
この正孔輸送剤としては、高い正孔輸送能を有する種々の化合物、例えば下記一般式（９）で表されるベンジジン誘導体、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、有機ポリシラン化合物、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用いられる。
【００６０】
【化１１】

（式中、Ｒ_１３、Ｒ_１４、Ｒ_１５、Ｒ_１６、Ｒ_１７及びＲ_１８は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基又は置換基を有してもよいアリール基を示す。ａ及びｂは同一又は異なって１〜４の整数を示し、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは同一又は異なって１〜５の整数を示す。なお、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ又はｆが２以上のとき、各Ｒ_１３、Ｒ_１４、Ｒ_１５、Ｒ_１６、Ｒ_１７及びＲ_１８は異なっていてもよい。）
これらの正孔輸送剤は、１種を単独で用いるほか、２種以上を混合して用いてもよい。また、ポリビニルカルバゾール等の成膜性を有する正孔輸送剤を用いる場合には、結着樹脂は必ずしも必要でない。
【００６１】
前記正孔輸送剤のうち、イオン化電位（Ｉｐ）が４．８〜５．６ｅＶのものを使用するのが好ましく、電界強度３×１０５ Ｖ／ｃｍで１×１０^−６ｃｍ^２ ／Ｖ・秒以上の移動度を有するものがより好ましい。
【００６２】
イオン化電位が前記範囲内にある正孔輸送剤を用いることによって、より一層残留電位が低下し、感度が向上する。その理由は必ずしも明らかではないが、以下のようなものと考えられる。
【００６３】
すなわち、電荷発生剤から正孔輸送剤への電荷の注入のし易さは正孔輸送剤のイオン化電位と密接に関係しており、正孔輸送剤のイオン化電位が前記範囲よりも大きい場合には、電荷発生剤から正孔輸送剤への電荷の注入の程度が低くなるか、あるいは正孔輸送剤間での正孔の授受の程度が低くなるため、感度の低下が生じるものと推測される。一方、正孔輸送剤と電子輸送剤とが共存する系では、両者の間の相互作用、より具体的には電荷移動錯体の形成に注意する必要がある。両者の間にこのような錯体が形成されると、正孔と電子との間に再結合が生じ、全体として電荷の移動度が低下する。正孔輸送剤のイオン化電位が前記範囲よりも小さい場合には、電子輸送剤との間に錯体を形成する傾向が大きくなり、電子と正孔との再結合が生じるために、見掛けの量子収率が低下し、感度の低下に結びつくものと思われる。
【００６４】
さらに、電子輸送剤中に嵩高い基が存在する場合は、その立体障害により電荷移動錯体の形成を抑制することができる。従って、電子輸送剤として用いられるフェニルベンゾジフラノン誘導体には、できるだけ嵩高い置換基を導入するのが好ましい。正孔輸送剤の具体例としては、例えばベンジジン誘導体などが挙げられる。
【００６５】
次に、結着樹脂について説明する。
上記した各成分を分散させるための結着樹脂としては、従来より感光層に使用されている種々の樹脂を使用することができ、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、アイオノマー、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樹脂、ウレタン−アクリレート共重合樹脂等の光硬化性樹脂等が挙げられる。これらの結着樹脂は１種又は２種以上が混合して用いられる。これらのうち、好適な樹脂は、スチレン系重合体、アクリル系重合体、スチレン−アクリル系共重合体、ポリエステル、アルキド樹脂、ポリカーボネート、ポリアリレート等である。
【００６６】
次に、電子写真感光体の製造方法について説明する。
単層型の電子写真感光体は、所定の電子輸送剤を、電荷発生剤、正孔輸送剤、結着樹脂等と共に適当な溶剤に溶解又は分散した塗布液を、塗布等の手段によって導電性基体上に塗布し、乾燥させることにより製造される。
【００６７】
単層型の感光体においては、結着樹脂１００重量部に対して電荷発生剤は好ましくは０．１〜５０重量部、さらに好ましくは０．５〜３０重量部の割合で配合され、電子輸送剤は好ましくは５〜１００重量部、さらに好ましくは１０〜８０重量部の割合で配合される。また、正孔輸送剤は好ましくは５〜５００重量部、さらに好ましくは２５〜２００重量部の割合で配合される。さらに、正孔輸送剤と電子輸送剤との総量は、結着樹脂１００重量部に対して好ましくは２０〜５００重量部、さらに好ましくは３０〜２００重量部である。単層型の感光層に電子受容性化合物を含有させる場合は、電子受容性化合物の含有量が結着樹脂１００重量部に対して０．１〜４０重量部であることが望ましく、０．５〜２０重量部であることがより望ましい。
【００６８】
また、単層型の感光層の厚さは好ましくは５〜１００μｍ、さらに好ましくは１０〜５０μｍである。
また、積層型の電子写真感光体を得るには、まず導電性基体上に、蒸着又は塗布等の手段によって電荷発生剤を含有する電荷発生層を形成する。次いで、この電荷発生層上に、電子輸送剤と結着樹脂とを含有する塗布液を塗布等の手段によって塗布し、乾燥させることにより電荷輸送層が形成される。
【００６９】
この積層型感光体においては、電荷発生層を構成する電荷発生剤と結着樹脂とは、種々の割合で使用することができるが、結着樹脂１００重量部に対して電荷発生剤を好ましくは５〜１０００重量部、さらに好ましくは３０〜５００重量部の割合で配合するのが適当である。電荷発生層に電子受容性化合物を含有させる場合は、電子受容性化合物を結着樹脂１００重量部に対して好ましくは０．１〜４０重量部、さらに好ましくは０．５〜２０重量部で配合するのが適当である。また、電荷発生層に電子輸送剤を含有させる場合は、電子輸送剤を結着樹脂１００重量部に対して好ましくは０．５〜５０重量部、さらに好ましくは１〜４０重量部で配合するのが適当である。
【００７０】
電荷輸送層を構成する電子輸送剤と結着樹脂とは、電荷の輸送を阻害しない範囲及び結晶化しない範囲で種々の割合で使用することができるが、光照射により電荷発生層で生じた電荷が容易に輸送できるように、結着樹脂１００重量部に対して電子輸送剤を好ましくは１０〜５００重量部、さらに好ましくは２５〜１００重量部の割合で配合するのが適当である。電荷輸送層に電子受容性化合物を含有させる場合は、電子受容性化合物を結着樹脂１００重量部に対して好ましくは０．１〜４０重量部、さらに好ましくは０．５〜２０重量部で配合するのが適当である。
【００７１】
また、積層型の感光層の厚さは、電荷発生層が望ましくは０．０１〜５μｍ程度、さらに望ましくは０．１〜３μｍ程度であり、電荷輸送層が望ましくは２〜１００μｍ、さらに望ましくは５〜５０μｍ程度である。
【００７２】
単層型感光体にあっては、導電性基体と感光層との間に、また積層型感光体にあっては、導電性基体と電荷発生層との間、導電性基体と電荷輸送層との間又は電荷発生層と電荷輸送層との間に、感光体の特性を阻害しない範囲でバリア層が形成されていてもよい。また、感光体の表面には、保護層が形成されていてもよい。
【００７３】
単層型及び積層型の各感光層には、電子写真特性に悪影響を与えない範囲で、それ自体公知の種々の添加剤、例えば酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、一重項クエンチャー、紫外線吸収剤等の劣化防止剤、軟化剤、可塑剤、表面改質剤、増量剤、増粘剤、分散安定剤、ワックス、アクセプター、ドナー等を配合することができる。また、感光層の感度を向上させるために、例えばテルフェニル、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剤と併用してもよい。
【００７４】
さらに、前記一般式（１）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体とともに、高い電子輸送能を有する種々の電子輸送剤を感光層に含有させてもよい。
導電性基体上に形成される感光層は、前記した各成分を含む樹脂組成物を溶剤に溶解ないし分散した塗布液を導電性基体上に塗布、乾燥して製造される。すなわち、前記例示の電荷発生剤、電荷輸送剤、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塗布液を調製し、これを常法より塗布、乾燥すればよい。
【００７５】
塗布液を調製す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挙げられる。これらの溶剤は、１種又は２種以上が混合して用いられる。
【００７６】
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良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。
以上の実施形態のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体によれば、次のような効果を奏する。
【００７７】
・ 実施形態のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体によれば、前記一般式（１）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体は、分子内に有するカルボニル基（＞Ｃ＝Ｏ）の作用に基づいて電子受容性に優れている。
【００７８】
・ 実施形態のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体によれば、前記一般式（１）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体の基Ｒ_１ がアリール基又はアラルキル基である場合、これらの有機側鎖の性質によって、溶剤への溶解性及び結着剤としての結着樹脂との相溶性が良好で、感光層中に均一に分散される。
【００７９】
・ 実施形態のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体によれば、前記フェニルベンゾジフラノン誘導体は、ＬＵＭＯの拡がりが大きい。このため、電子のホッピング距離が短く、特に低電界での電子輸送性に優れており、かつ電荷発生剤とのマッチングが優れている。
【００８０】
・ 従って、実施形態のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体によれば、かかるフェニルベンゾジフラノン誘導体を電子写真感光体における電子輸送剤として使用することにより、高感度な感光体を形成することができる。
【００８１】
・ 実施形態のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体によれば、特に前記フェニルベンゾジフラノン誘導体は、前記各置換基の作用によって本来的に電子輸送性及び電子受容性に優れているので、さらに電子輸送性を向上させることができる。
【００８２】
・ 実施形態のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体によれば、電子写真感光体は、導電性基体上に感光層を設けたものであって、この感光層が、一般式（１）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体を含有している。このフェニルベンゾジフラノン誘導体を含む感光層は、低電界での電子輸送性に優れているとともに、層中で電子と正孔が再結合する割合が減少し、見かけの電荷発生効率が実際の値に近づくことから、感光体の感度を向上させることができる。
【００８３】
特に、かかるフェニルベンゾジフラノン誘導体は、電子及び正孔の輸送を阻害したり、正孔輸送剤との相互作用を生じたりしないため、特に同じ層中に正孔輸送剤が含有される単層型の感光層に使用した場合に、より高感度の感光体を構成できる。
【００８４】
・ 実施形態のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体によれば、感光体の残留電位が低くなり、繰り返し露光を行った際の感光層の安定性及び耐久性を向上させることができる。
【００８５】
・ 実施形態のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体によれば、前記感光層が−０．８〜−１．４Ｖの酸化還元電位を有する電子輸送剤を含有すると、感光体の感度をさらに向上させることができる。これは、前記電子輸送剤が、電荷発生剤から電子を引き抜いてフェニルベンゾジフラノン誘導体に伝達する働きを有するため、電荷発生剤からフェニルベンゾジフラノン誘導体への電子の注入がさらに円滑になるためと推測される。
【００８６】
・ 実施形態における前記フェニルベンゾジフラノン誘導体は前述のように高い電子輸送能を有していることから、その機能を利用して、太陽電池、ＥＬ素子などの用途にも使用できる。
【００８７】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１〜２７及び比較例１〜７）
〔電子写真感光体の製造〕
各実施例又は比較例のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体に用いた各成分は以下のとおりである。
（ｉ） 電荷発生剤
ＰｃＨ_２ ： 無金属フタロシアニン〔イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）＝５．３８ｅＶ〕
ＰｃＴｉＯ： オキソチタニルフタロシアニン（Ｉｐ＝５．３２ｅＶ）
ペリレン系： 前記一般式（８）で表されるペリレン系顔料（Ｉｐ＝５．５０ｅＶ）
（ｉｉ） 正孔輸送剤
ＨＴ１−１： 前記一般式（９）で表されるベンジジン誘導体（Ｉｐ＝５．５６ｅＶ）
（ｉｉｉ） 電子輸送剤
（２）： 前記化学式（２）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体
（３）： 前記化学式（３）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体
（４）： 前記化学式（４）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体
（ｃ）： 前記化学式（７）で表されるジフェノキノン系化合物（３，５−ジメチル−３’，５’−ジ（ｔ−ブチル）−４，４’−ジフェノキノン）
（ｉｖ） 電子受容性化合物
（ａ）： 前記化学式（５）で表されるベンゾキノン系化合物（ｐ−ベンゾキノン）
（ｂ）： 前記化学式（５）で表されるベンゾキノン系化合物（２，６−ジ（ｔ−ブチル）−ｐ−ベンゾキノン）
（ｃ）： 前記化学式（７）で表されるジフェノキノン系化合物（３，５−ジメチル−３’，５’−ジ（ｔ−ブチル）−４，４’−ジフェノキノン）
（ｄ）： 前記化学式（６）で表されるジフェノキノン系化合物（３，５，３’，５’−テトラキス（ｔ−ブチル）−４，４’−ジフェノキノン）
〔単層型電子写真感光体の作製〕
表１及び表２に示す電荷発生剤、正孔輸送剤、電子輸送剤及び電子受容体を、結着樹脂と溶媒と共に以下に示す割合で配合し、ボールミルで５０時間混合分散して単層型感光層塗布液を調製した。
【００８８】
（成分） （重量部）
電荷発生剤 ５
正孔輸送剤 ５０
電子輸送剤 ３０
結着樹脂（ポリカーボネート） １００
溶 媒（テトラヒドロフラン） ８００
次いで、上記塗布液を、導電性基材であるアルミニウム素管の表面にディップコート法にて塗布し、１００℃で６０分間熱風乾燥させて膜厚１５〜２０μｍの単層型電子写真感光体を作製した。
〔積層型電子写真感光体の作製〕
表１及び表２に示す電荷発生剤１００重量部、結着樹脂（ポリビニルブチラール）１００重量部及び溶媒（テトラヒドロフラン）２０００重量部をボールミルで５０時間混合分散し、電荷発生層用の塗布液を調製した。この塗布液を導電性基材であるアルミニウム素管の表面にディップコート法にて塗布し、１００℃で６０分間熱風乾燥させて膜厚１μｍの電荷発生層を形成した。
【００８９】
次いで、表１及び表２に示す電子輸送剤１００重量部、結着樹脂（ポリカーボネート）１００重量部及び溶媒（トルエン）８００重量部をボールミルで５０時間混合分散し、電荷輸送層用の塗布液を調製した。そして、この塗布液を上記電荷発生層上にディップコート法にて塗布し、１００℃で６０分間熱風乾燥させて膜厚２０μｍの電荷輸送層を形成し、積層型電子写真感光体を作製した。
（感光体特性の評価）
上記実施例及び比較例で得られたフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体について、下記の光感度試験を行い、その感度特性を評価した。
（光感度試験）
ジェンテック（ＧＥＮＴＥＣ）社製のドラム型の感度試験機を用い、上記各実施例及び比較例の感光体に電圧を印加して＋７００Ｖに帯電させた。次いで、この感光体に光を照射して露光させ、露光から３３０ミリ秒後の感光体表面の電位を露光後電位Ｖ_ｒ （Ｖ）として測定した。
【００９０】
なお、光照射の条件は、以下に示すように、電荷発生剤がフタロシアニン系のものとペリレン系のものとによって分けた。
（１）フタロシアニン系顔料の場合
＋７００Ｖに帯電させた感光体表面に、バンドパスフィルターを用いて７８０ｎｍ（半値幅２０ｎｍ）に単色化した光（ハロゲンランプ、光強度：１６μＷ／ｃｍ^２ ）８０ミリ秒間照射した。
（２）ペリレン系顔料の場合
＋７００Ｖに帯電させた感光体表面にハロゲンランプの白色光（光強度：１４７μＷ／ｃｍ^２ ）５０ミリ秒間照射した。
【００９１】
上記実施例及び比較例で使用した成分及び露光後電位Ｖ_ｒ の測定結果を表１及び表２に示す。
【００９２】
【表１】

【００９３】
【表２】

表１に示したように、実施例１〜９の単層型又は積層型の感光体は、前記化学式（２）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体を含有している。従って、従来の電子輸送剤を用いた感光体（比較例１、２、４、５及び７）あるいは電子輸送剤を使用しなかった感光体（比較例３及び６）に比べて、露光後の電位が低下しており、高い感度を発揮できることがわかる。
【００９４】
また、表２に示したように、実施例１０〜２７の単層型又は積層型の感光体は、前記化学式（３）又は化学式（４）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体を含有している。従って、従来の電子輸送剤を用いた感光体（比較例１、２、４、５及び７）あるいは電子輸送剤を使用しなかった感光体（比較例３及び６）に比べて、露光後の電位が低下し、高感度を有することがわかる。
【００９５】
なお、前記実施形態より把握される技術的思想について以下に記載する。
【００９６】
（ i ） 前記一般式（１）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体中のＲ _２のアルキル基は、炭素数１から４の低級アルキル基である請求項１から請求項３のいずれかに記載のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体。
【００９７】
このように構成した場合、感光層の感度をさらに確実に発揮させることができる。
（ ii ） 前記電子受容性化合物は、キノン系化合物である請求項２に記載のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体。
【００９８】
このように構成した場合、感光層中の電子受容性化合物であるキノン系化合物が電荷発生効率をより確実に向上させることができる。
（ iii ） 前記電子輸送剤の含有量は、結着剤１００重量部に対して５〜１００重量部である請求項３に記載のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体。
【００９９】
このように構成した場合、電子輸送剤がその機能を効果的に発揮でき、感光層の感度を向上させることができる。
（ iv ） 前記電荷発生剤は、フタロシアニン系顔料又はペリレン系顔料である請求項３に記載のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体。
【０１００】
このように構成した場合、電荷発生剤による電荷の発生を有効に、しかも確実に行うことができる。
【０１０１】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
この発明における第１の発明のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体によれば、感光層に含有されるフェニルベンゾジフラノン誘導体は高い電子輸送能を有することから、残留電位が効果的に低下し、高い光感度を発揮することができ、特に単層型の感光体として好適に使用することができる。
【０１０２】
また、第２の発明のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体によれば、第１の発明の効果に加え、感光層は電子受容性化合物を含有することから、より一層残留電位が低下し、さらに光感度を向上させることができる。
【０１０３】
さらに、第３の発明のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体によれば、第１又は第２の発明の効果に加え、感光層の構成が簡単で、被膜欠陥の発生を抑制でき、しかも光学的特性を向上させることができる。
【０１０４】
従って、この発明の電子写真感光体を使用することにより、複写機やプリンター等の高速化を図ることが可能である。

Claims (3)

1. 導電性基体上に、下記一般式（１）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体を含有する感光層を形成したフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体。
   

   

   但し、Ｒ_１ は置換基を有していてもよいアリール基を示し、Ｒ_２はアルキル基又は水素を示す。
2. 前記感光層は、前記一般式（１）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体よりなる電子輸送剤に加え、電子受容性化合物を含有する請求項１に記載のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体。
3. 前記感光層は、少なくとも電荷発生剤、前記一般式（１）で表されるフェニルベンゾジフラノン誘導体よりなる電子輸送剤及び結着剤が分散状態にある単層構造のものである請求項１又は請求項２に記載のフェニルベンゾジフラノン誘導体を用いた電子写真感光体。