JPH03274562A - 電子写真用感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、実質的に電荷発生剤とバインダー高分子か
らなる正帯電方式の電子写真に最適な電子写真用感光体
に関する。

従来の技術 有Ｉｌ怒光体（以下、ＯＰＣと略す）は、無機窓光体に
比べ、分子設計により色々な波長に高怒度な材料を合成
できること、無公害であること、生産性・経済性に優れ
、安価であること、等の特徴を有しており、現在活発な
研究開発が行われている。そして、従来、ＯＰＣの問題
点とされていた耐久性や怒度の面でも著しい改良がなさ
れ、そのいくつかは実用化に至っており、現在、電子写
真用感光体の主力となりつつある。

ＯＰＣは、通常、光を吸収してキャリアを発生させる電
荷発生層（以下、００層と略す）と生成したキャリアを
移動させる電荷移動層（以下、ＣＴ層と略す）の２重層
構造で使用されて　その高感度化が計られている。００
層に使用される材料（以下、ＣＧ剤と略す）としては、
各種ペリレン系化合物、各種フタロシアニン系化合物、
チアピリリウム系化合物、アンスアンスロン系化合物、
スクアリリウム系化合物、ビスアゾ系化合物、トリスア
ゾ顔料、アズレニウム色素、等のいろいろな有機材料が
検討されている。一方、ＣＴ層に使用される材料（以下
、ＣＴＩと略す）としては、各種ヒドラゾン系化合物、
オキサゾール系化合物、トリフェニルメタン系化合物、
アリールアミン系化合物、等が開発されている。

近年、ＯＰＣを、レーザープリンター等のデジタル記録
用の感光体として、半導体レーザー光（７８０〜８３０
　ｎ　ｍ　）に対応した近赤外領域で使用したい、と言
う要望が高まり、この領域で高感度な特性をもつＯＰＣ
の開発が盛んである。このような領域の感光体として、
有機感光体は、無機感光体に比べ感度の点から有利であ
る。

ＣＧ剤やＣＴ剤は、バインダー高分子とともに、比較的
簡単な塗布法でドラムやベルト、等の基板上に塗布され
て層形成される。このような目的に使用されるバインダ
ー高分子としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、アクリル樹脂、アクリル−スチレン樹脂、等が
ある。

般に、２重層構造では、高感度化のために、ＣＧ層は数
ミクロンの厚さで塗布され、ＣＴ層は数十ミクロンの厚
さで塗布される。このとき、その強度、耐刷性、等の理
由からＣＧ層は基板側に形成され、ＣＴ層は表面側に形
成されるのが普通である。ＣＴ剤としては正孔の移動に
より作動するもののみが実用化されているので、上記の
ような層構成においては、この２重層感光体は負帯電方
式しかしながら、この負帯電方式では、（１）帯電に用
いられる負電荷により空気中の酸素がオゾンになる、（
２）帯電が不完全である、（３）ドラム表面性状の影響
を受けやすい、と言う問題があった。オゾンは、人体に
とって有害であるばかりでなく、しばしば感光体と反応
して感光体の寿命を短くする。帯電の不安定性は、しば
しば画質の低下を招く、ドラム表面性状の影響が大きい
ことは、ドラム表面を鏡面仕上げにすることを必要とす
るか、ドラム表面にアンダーコートを必要とし、製造コ
ストの向上につながる。さらに、このような２層方式に
おいては、（４）製造工程が複雑になる、（５）層間の
剥離等によりその安定性が問題になる、等の問題もあっ
た。

このような問題点を解決するために、現在は、正帯電方
式によるＯＰＣの開発が盛んである。正帯電方式を実現
するために、これまで、（ａ）　Ｃ０層とＣＴ層を負帯
電方式の場合とは逆の層構成にした逆２層構造ＯＰＣと
、（ｂ）ＣＧ剤とＣＴ剤を併せてバインダー高分子中に
分散させた単層構造ＯＰＣ，（Ｃ）銅フタロ／アニンを
高分子中に分散した単層型０ＰＣ１が検討されてきた。

（ａ）の逆２層構造においては、負帯電方式の場合と同
様に、製造工程の複雑さや層間剥離の問題が未解決のま
ま残る。さらに、本質的に薄くする必要のあるＣＧ層が
感光体の表面側に置かれることによる、耐印刷性の減少
、寿命特性の劣化、が問題となっている。

一方、（ｂｌ　（Ｃ）の単層による正帯電方式を目指し
た感光体は、従来の負帯電方式の２層型感光体よりも、
感度特性、帯電特性（帯電用の電荷が乗りにくい）、残
留電位（残留電位が大きい）の点で劣っていた。感度の
点で劣っていたのは、電荷の発生と移動が１層内でラン
ダムに起こるためである。単層型感光体の問題点は、こ
のように、感度と帯電特性および残留電位にあった。

発明が解決しようとする課題 しかし、単層型の正帯電方式感光体は、本質的に多層型
負帯電方式の欠点がなく、逆層型正帯電方式感光体の欠
点もない。従って、単層型で正帯電方式の感光体におい
て、２層型と同様な高感度、残留電位および帯電特性が
実現出来るなら、それは理想的な感光体となる。

この発明の目的は、従来の正帯電単層型感光体のもつ上
記のような欠点を解消し、高性能でしかも高感度、耐久
性にも優れる正帯電単層型ＯＰＣを提供することにある
。

課題を解決するための手段 我々は、上記の問題点を解決するために、種々の構成を
有する正帯電単層型ＯＰＣの検討を行った。その結果、
バインダー高分子中に分子状に分散させた電荷発生剤と
粒子状に分散させた電荷発生剤を存在させるようにすれ
ば、正帯電方式で優れた感光体特性を発揮することを発
見して、この発明を完成するに至った。

したがって、この発明は、バインダー高分子、該バイン
ダー高分子中に分子状分散した電荷発生剤と粒子状に分
散した電荷発生剤とからなる電子写真用感光体を要旨と
する。

作用 この発明にかかる正帯電単層型ＯＰＣは、従来にない構
成を有し、感光体としての優れた特性を実現でき、従来
の感光体に比べて、次のような特徴を存している。

■　基本的に単層構造であるので、製造工程が簡単であ
る。

■　単層構造であるので、耐印刷性に優れている。

■　従来の単層構造ＯＰＣに比べて、高感度である。

■　従来の単層構造ＯＰＣに比べて、安定性、帯電性に
優れている。

■　特に、正帯電方式で優れた特性を示す。

■　残留電位特性が優れている。

実施例 以下に本発明の詳細な説明する。

この発明にかかる電子写真用感光体の構成の特徴は、単
層中に電荷発生剤が分子状分散と粒子状分散した少なく
とも２種類の状態で存在することである。

この発明にかかる感光体の感度は、１．０〜３．０１ｕ
ｘ、ｓｅｃに達し、従来の単層型ＯＰＣに比べ著しく高
感度である。また、この発明のＯＰＣは、使用される電
荷発生剤の種類に応じた波長範囲の光に対し優れた感度
を示し、残留電位も一般的に３０ｖ以下である。

この発明に用いられる電荷発生剤としては、各種ペリレ
ン系化合物、各種結晶系のフタロシアニン、各種金属フ
タロシアニン、チアピリリウム系化合物、アンスアンス
ロン系化合物、スクアリリウム系化合物、ビスアゾ系化
合物、トリスアゾ顔料、アズレニウム色素、が有効に用
いられる。特に有効に使用される化合物としては、以下
に示すいくつかの物質を挙げることが出来る。

（以下余白） このような構成からなるＯＰＣは、従来の感光体に比べ
、次のような特徴ををしている。

■　単層構造であるので、製造工程が簡単であり、耐印
刷性に優れている。

■　従来の単層構造ＯＰＣに比べ、はるかに高感度であ
り、帯電性、残留電位特性に優れている。

■　特に、正帯電方式で優れた特性を示す。

以上述べたことから明らかであるように、この場合、電
荷発生剤は、その一部が高分子バインダー中に分子状に
分散していることが必要である。

そのような分子状分散を実現するためには、電荷発生剤
を適当な溶剤に溶解するとともに、この溶剤に溶解する
ような高分子をバインダーとして選択するのが良い。

このような目的に合った溶剤としては、ニトロベンゼン
、クロルヘンゼン、ジクロルメンゼン、ジクロルメタン
、トリクロルエチレン、クロルナフタレン、メチルナフ
タレン、ヘンゼン、トルエン、キシレン、テトラヒドロ
フラン、シクロヘキサノン、１．４−ジオキサン、Ｎメ
チルピロリドン、四塩化炭素、ブロムブタン、エチレン
グリコール、スルホラン、エチレングリコールモノブチ
ルエーテル、アセトキシエトキシエタン、ピリジン、等
を挙げることが出来る。この発明に用いる溶剤は上記の
ものに限定されるものではない、これらの溶剤は、単独
あるいは２種類以上の混合体として使用される。

この発明に用いるバインダー高分子としては、電荷発生
剤を溶解するための前記溶剤に溶解するものが良い、こ
のような目的に適した高分子としては、ポリエステル、
ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン
、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリビニ
ルアセトアセタール、ポリスチレン、ポリアクリロニト
リル、ポリメタアクリル酸メチル、ポリアクリレート、
ポリカルバゾール、及びこれらの共重合体、ポリ（塩化
ビニル／酢酸ビニル／ビニルアルコール）、ポリ　（塩
化ビニル／酢酸ビニル／マレイン酸）、ポリ（エチレン
、酢酸ビニル）、ポリ（塩化ビニル／塩化ビニリデン）
、セルロース系高分子、各種シロキサン高分子、等が挙
げられる。この発明に用いるバインダー高分子は上記の
高分子に限定されるものではない。これらの高分子は、
単独あるいは２種類以上の混合体として使用される。溶
剤を２種類以上組み合わせて用いる際は、一つの溶剤で
電荷発生剤（を子受容性物質）を溶解し、他の溶剤でバ
インダー高分子を溶解することが可能である。

電荷発生剤とバインダー高分子との最適比率は、重量比
で２１から１：１０の間である。電荷発生剤（感光材料
）の量が上記比率範囲より多い場合には感光特性は優れ
たものとなるが、帯電特性が悪くなり、一般に５００■
以上の電位を乗せることが難しくなる。これに対して、
バインダー高分子の量が上記比率範囲よりも多い場合に
は感光特性が悪くなる。

この発明の感光体を得るための手法で重要なことは、分
子状分散と粒子状分散の安定した２状態を作りだすため
に、十分な混練を施すことである。一般に、このような
安定した混線状態を作り出すには、通常の攪拌方法で１
日以上の時間が必要である。攪拌が不十分な場合には、
感光特性が悪く、残留電位が大きく、実用的な特性が得
られない。

このような材料の組合わせにより、例えば、前記化合物
（１）とポリビニルブチラールを重量比１：４の割合で
用いた系では、正帯電による半減光量感度で１．６１ｕ
ｘ、５ｅｃＯ高感度（帯電電位８００■）が実現され、
６００ｎｍでの感度は１．５ｃｄ／μＪ５残留電位は２
０Ｖ以下であった。これに対し、負帯電による感度は、
２０１ｕｘ、ｓｅｃ　　（１！Ｆｉｔｉｉ位３５０Ｖ）
であり、暗減衰特性も著しく悪く、その特性は、正帯電
に比して著しく劣るものであった。また、この系は、非
常に安定で、正帯電による特性は１０００回の繰り返し
試験でもほとんど変化しなかった。更に、この感光体は
、優れた耐熱性を示し、１００”Ｃで８時間の処理によ
っても、その特性はほとんど変化しなかった。

なお、この発明の感光体は、これにさらに他の電荷発生
剤を添加することが出来る。これらの電荷発生剤として
は、すでに述べた各種結晶系の無金属フタロシアニン化
合物、ペリレン系化合物、チアピリリウム系化合物、ア
ンスアンスロン系化合物、スクアリリウム系化合物、ビ
スアゾ系化合物、各種フタロシアニン顔料、トリスアゾ
顔料、アズレニウム色素、等を挙げることができる。

有機光導電層の基板となる導電性支持体としては、特に
限定はされず、使用用途等によって適宜選択することが
出来る。具体的には、アルミニウム等の金属や、ガラス
、祇あるいはプラスチフク等の表面に金属蒸着等の方法
で導電層を形成したもの、などが好ましく用いられる。

また、その形状についても、ドラム状、ベルト状、シー
ト状、などいろいろな形状を取ることが出来る。

この発明にかかる電子写真用感光体は、例えば、複写機
、プリンター、ファクシミリ、等の種々の記録方式に用
いることが出来、その用途は何等限定されない。なお、
この発明にかかる電子写真用感光体は、上記例に限定さ
れることなく、例えば必要に応じて、有機感光体層上に
さらに絶縁性樹脂による表面保護層を形成したり、怒光
層と基板の間にブロッキング層を設けたりすることも出
来る。

つぎに、この発明の実施例を比較例と併せて更に詳細に
説明する。この発明の範囲は、下記実施例に限らない。

一実施例１− 化合物（１）、ポリビニルブチラール（以下、ＰＶＢと
略す。種水化学工業■製エスレックＢＭ−２）を１：３
の重量比で秤量した。まず、ＰＶＢをテトラヒドロフラ
ンとメチルナフタレンの混合溶剤に溶解し、次に化合物
（１）を加えて３日間攪拌し、十分に混練した。得られ
た溶液をアルミドラム上にデイツプ法により塗布し、真
空中、１２０’Ｃで４時間処理して、０２０層（厚さ約
１５μｍ）を形成した。

こうして得られた感光体の感光特性を用ロ電機■ＥＰＡ
−８１００型ペーパーアナライザーを用い、タングステ
ンによる白色光を照射して、正帯電による光感度（半減
露光量、Ｅ、八）を測定し、１０００回の繰り返し試験
後の光感度も同様に測定した。更に、６５０層ｍでの波
長特性を測定した。帯電電位（６ＫＶ帯電）は６５０Ｖ
であり、白色光による光感度（Ｅ、八）１．５１ｕｘ、
ｓｅｃ、１０００回の繰り返し後の光感度（Ｅ、八）１
．６１ｕｘ、ｓｅｃ、波長特性（６５０層ｍにおける光
感度’）　　１．２ｃｊ／μＪ、残留電位１０１ｕｘの
光照射１秒後の電位）１０■であった。

一実施例２− 化合物（２）とポリエステル（重量比１：３）を実施例
１と同じ方法で処理し、５日間子分攪拌混練した後、得
られた溶液をアルミドラム上にデイツプ法により塗布し
、真空中、１００℃で１時間処理して、０２０層（厚さ
１５μｍ）を形成した。

こうして得られた感光体の感光特性を用ロ電機■製ＥＰ
Ａ−８１００型ペーパーアナライザーを用い、タングス
テンによる白色光を照射して、正帯電による光感度（半
減露光量、Ｅ　、／ｌ）を測定し、１０００回の繰り返
し試験後の光感度も同様に測定した。

更に、５５０層ｍでの波長特性を測定した。帯電電位（
６ＫＶ帯電）は７５０■であり、白色光による光感度（
Ｅ　＋／ｚ）　１．８１ｕｘ、ｓｅｃ、１０００回繰り
返し後の光感度（Ｅｌ／りは２．０１ｕｘ、ｓｅｃ、波
長特性（５５０層ｍにおける光感度）　　１．０ｃｄ／
μＪ、残留電位（１０１ｕｘの光照射１秒後）１５■で
あった。この結果から、化合物（２）は、化合物（１）
と同様、優れた感光特性を示すことが明らかとなった。

一実施例３ 化合物（３）と各種バインダー高分子を１＝４の重量比
率で混合し、テトラヒドロフランとメチルナフタレンに
溶解して、７日間にわたり十分に攪拌混練したのち、得
られた溶液をアルミドラム上にデイツプ法により塗布し
、真空中１２０’Ｃで４時間処理して、０２０層（厚さ
１５〜２０μｍ）を形成した。

こうして得られた感光体の感光特性を、用ロ電機■製Ｅ
ＰＡ−８１００型ペーパーアナライザーを用い、タング
ステンによる白色光を照射して、正帯電による光感度（
半減露光量、Ｅ１八）を測定し、１０００回の繰り返し
試験後の光感度も同様に測定した。

更に、５５０層ｍでの波長特性を測定した。得られた特
性を第１表に示す。

第１表 この結果から明らかであるように、この発明の手法は、
広範囲のバインダー高分子に適用することが出来る。

実施例４− 化合物（４）とポリカーボネート（以下、ＰＣと略す）
を１：３の重量比で秤量した。まず、ＰＣをテトラヒド
ロフランとメチルナフタレンの混合溶剤に溶解し、次に
、化合物（４）を加えて３日間攪拌し、十分混練した。

得られた溶液をアルミドラム上にデイツプ法により塗布
し、真空中、１２０°Ｃで４時間処理して、ＯＰＣ層（
厚さ約１５μｍ）を形成した。

こうして得られた感光体の感光特性を、用ロ電ｓｉｎ製
ＥＰＡ−８１００型ペーパーアナライザーを用い、タン
グステンによる白色光を照射して、正帯電による光感度
（半減露光量、Ｅ、／、）を測定し、１０００回の繰り
返し試験後の光感度も同様に測定した。

更に、６５０ｎｍでの波長特性を測定した。帯電電位（
６ＫＶ帯電）は６５０Ｖであり、白色光による光感度（
Ｅ　＋／ｌ）２．５１＋＋ｘ、ｓｅｃ、１０００回繰り
返し後の光感度（Ｅ＋八）は２．８１ｕｘ、ｓｅｃ、波
長特性（６５０ｎｍにおける光感度）　　０．８ｃｄ／
μＪ、残留電位（１０１ｕｘの光照射１秒後の電位）は
３０Ｖであった。

一実施例５− 化合物（５）とポリスチレン（重量比１；３）を実施例
１と同じ方法で処理し、十分に攪拌混合混練したのち、
得られた溶液をアルミドラム上にデイツプ法で塗布し、
真空中、１００℃で１時間処理して、０ＰＣＩｉ（厚さ
１５μｍ）を形成した。

こうして得られた感光体の感光特性を、用ロ電機■製Ｅ
ＰＡ−８１００型ペーパーアナライザーを用い、タング
ステンによる白色光を照射して、正帯電による光感度（
半減露光量、Ｅ２ム）を測定し、１０００回の繰り返し
試験後の光感度も同様に測定した。

更に、７００ｎｍでの波長特性を測定した。帯ｔｔ位（
６ＫＶ帯ｔ）は７５０ｖであり、白色光による光感度（
Ｅ、八）は２．８１ｕｘ、ｓｅｃ、１０００回繰り返し
後の光感度（Ｅ＋八）は３．０１ｕｘ、ｓｅｃ、波長特
性（７００ｎｍにおける光感度）は０．７ｃｄ／μＪ、
残留電位（１０１ｕｘの光照射１秒後）は１５Ｖであっ
た。この結果から、化合物（５）は、優れた感光特性を
示すことが分かった。

一実施例６一 実施例１の方法で作製した感光体について、連続的な耐
印刷性の試験を行った。試験は、Ａ４試験紙を用いて行
ったが、５万枚の連続試験に対して安定に作動すること
が分かった。このように、この発明の感光体は、従来の
２層型感光体あるいは重層型感光体に比べて、耐剛性の
面でも優れている。

発明の効果 この発明にかかる電子写真用感光体は、正帯電単層型感
光体であって、従来の感光体に比べ、高感度でかつ安定
性にも優れたものとなっており、更に製造方法も著しく
容易であると言う特徴を有しており、電子写真用感光体
として、いろいろな記録機器等への応用が期待される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　バインダー高分子、前記バインダー高分子中に分子
   状分散した電荷発生剤と粒子状に分散した電荷発生剤と
   からなる電子写真用感光体。 ２　電荷発生剤とバインダー高分子の重量比が２：１か
   ら１：１０の範囲内にある請求項１記載の電子写真用感
   光体。