JPH04155347A - 電子写真感光体 - 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） 本発明は、基板、電荷発生層、電荷輸送層から構成され
る電子写真感光体に関し、特に改良された電荷発生暦本
電荷輸送層を有する電子写真感光体に関する。

（従来の技術） 従来、光導電性物質を感光材料として使用する電子写真
感光体においては光導電性物質としてセレン、酸化亜鉛
などの無機光導電性物質や種々の有機光導電性物質を用
いたものが知られている。

その中でも感光層を電荷発生層と電荷輸送層とに分離し
た機能分離型電子写真感光体は、従来の有機光導電性物
質を用いた感光体の大きな欠点であった感度を大幅に向
上させることができるな　−め、近年急速な進歩を遂げ
つつある。

感光体の感度を向上させる方法としては、負帯電型感光
体の場合には電荷発生層のイオン化ポテンシャルＩＰｇ
ｌが電荷輸送層のイオン化ポテンシャルＩＰｔ１よりも
大きな場合に電荷輸送層のイオン化ポテンシャルＩＰＩ
が小さいものほど感度が良いことが報告されており（Ｆ
化学と工業」、３４号、７巻、４８９〜４９２頁（１９
８１）参照）、また特開昭６０−２０７１４２号公報に
はフタロシアニン粉末とイオン化ポテンシャルが６．１
〜６．７の電荷輸送物質を用いて感光体を高感度化させ
ることが記載されており、さらに特開平１−２１９７５
２号公報には電荷輸送層のオン化ポテンシャルＩＰｔ１
と電荷発生層のイオン１ポテンシヤルＩＰｇｌ（７）差
（ＩＰｔｌ−ＩＰｇｌ）が＋０．１４〜０．２６ｅ’す
なわち、電荷輸送層のイオン化ポテンシャル；電荷発生
層のイオン化ポテンシャルよりも特定両回で大きいもの
を用いて感光体を高感度化させ≧ことが記載されている
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前述した「化学と工業」に抗開された方
法にあっては、電荷発生材料のイオンイ。

ポテンシャルが電荷輸送材料のイオン化ボテ；シャルよ
りも大きく設定されているため、感光有の残留電位が小
さくなって感度は向上するも（の、同時に初期帯電後、
光照射するまでの感光脅の表面電位の低下率、すなわち
暗減衰率も大きくなってしまい、光照射後のコントラス
ト電位が寸分にとれないという欠点を有していた。

また、特開昭６０−２０７１４２号公報、特開平１−２
１９７５Ｓ号公報の方法ではある程度良好な感度を示す
ものの、こんどは残留電位が大きくなりゃはり光照射イ
　　　後のコントラスト電位が十分にとれないという欠
ヒ　　　点を有していた。

ｌ、　　　本発明は上記の点に鑑みてなされたものであ
っ計　　　て、光照射時の電荷発生層から電荷輸送層へ
の電［在　　荷の注入が迅速で高感度であり、かつ初期
帯電後５　　　の暗減衰率並びに残留電位が小さく光照
射後のコントラスト電位が高い電子写真感光体を提供す
ることを目的とする。

８　　（課題を解決するための手段及び作用）本発明者
らは検討の結果、電荷発生材料自体と、電荷輸送材料自
体のイオン化ポテンシャルの【　　　関係並びに電荷発
生層と電荷輸送層のイオン化ポ）　　　テンシャルが特
定関係を有する電子写真感光体により上記の目的が達成
されることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明の電子写真感光体は導電性基板上に電荷
発生層と電荷輸送層とを積層してなり、°　　前記電荷
発生層は電荷発生材料を含み、前記電荷輸送層は電荷輸
送材料を含み、前記電荷発生材料のイオン化ポテンシャ
ルＩＰｇが前記電荷輸送材料のイオン化ポテンシャルＩ
Ｐｔよりも小さく、その差が０．３５ｅＶ以内にあり、
かつ前記電荷発生層のイオン化ポテンシャルＩＰｇｌと
前記電荷輸送層のイオン化ポテンシャルＩＰｔ１との差
が−０，１乃至＋０．１ｅＶの範囲にあることを特徴と
する。

以下本発明を詳述する。

本件発明の電子写真感光体は、導電性支持体、電荷発生
層、電荷輸送層からなる。導電性の支持体としてはアル
ミニウム、銅、鉄、ニッケル等の金属のドラム、及びシ
ート、紙、プラスチック又はガラス上にアルミニウム、
銅、金、銀、白金、パラジウム、チタン、ニッケルーク
ロム、ステンレス鋼、銅−インジウム等の金属を蒸着す
るが、金属箔をラミネートするが、またはカーボンブラ
ック、酸化インジウム、酸化スズ−酸化アンチモン粉、
金属粉等を結着樹脂中に分散し、塗布することによって
導電処理したドラム状、シート状、プレート状のものな
ど公知の材料を用いることができる。更に必要に応じて
導電性支持体の表面は酸化処理、着色処理を施したり、
干渉縞の防止のため光吸収層や、光散乱層を設けても良
い。さらに、導電性支持体と、光導電性層との間にアク
リル樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル重
合体、ポリビニルアルコールなどの有機高分子化合物や
、ジルコニウムキレートの乾燥硬化物などの無機高分子
化合物や、有機高分子化合物からなる下引き層を設けて
も良い。

本発明において、導電性支持体上に設けられる層は、電
荷発生層、電荷輸送層のいずれであってもよい。導電性
支持体上に電荷発生層が設けられ、電荷発生層の上に設
けられる電荷輸送層が正孔輸送性の場合には、感光体は
通常負帯電型で用いられる。電荷発生層は、電荷発生顔
料などの電荷発生材料を公知の電気的に活性もしくは不
活性な高分子マトリックス中に分散して形成される。

電荷発生材料としては、セレン、セレン−テルル、ピリ
リウム、チオピリリウム系染料、アントアントロン系多
環キノン顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、モノ
アゾ、ジスアゾ、トリスアゾ顔料、スクェアリリウム系
顔料、各種結晶型フタロシアニン系顔料が挙げられるが
、これらのなかでも特に正孔輸送性の電荷発生顔料であ
ってイオン化ポテンシャルの絶対値が４．９ｅＶ〜５．
４ｅＶのものが本件発明のイオン化ポテンシャルの関係
を満足させやすいため好適である。ここで電荷発生材料
が正孔輸送性であるか否かを判定するには、その顔料を
蒸着もしくは高濃度で樹脂に分散して基板に塗布し、そ
れを負または正に帯電さ、せて光減衰を測定する判定法
を用いればよく、正孔輸送性の電荷発生顔料とは、上記
の判定法において、負帯電時の光減衰に比べて、正帯電
時の光減衰が大きいものをいう。スクェアリリウム系顔
料、フタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料は４．９ｅ
Ｖ〜５．４ｅＶのイオン化ポテンシャルを有する正孔輸
送性の電荷発生顔料であり、これら化合物の例示を以下
に示す。スクェアリリウム系顔料としては下記一般式（
Ｉ）で示されるものを挙げることができる。

以下余白 （式中、Ａ及びＢは、それぞれ下記式 ［式中、ち及び狗は、それぞれ水素原子、水酸基、フッ
素原子、アルキル基、−ＮＲ１５Ｒ１６（ここでＲ工３
及びＲ１４は、それぞれ水素原子、アルキル基、アリー
ル基、アラルキル基、アルキルカルボニル基またはアリ
ールカルボニル基を示す）、アルコキシ基又はアリール
オキシ基を示し、Ｒ７は、−ＮＲ１５Ｒ１６（ここでＲ
１５及びＲ１６は、それぞれアルキル基、アリール基又
はアラルキル基を示す）を示し、Ｒ８乃至Ｒ１１は、そ
れぞれ水素原子、アルキル基、アリール基、−ＣＯＮＨ
Ｒ１７（ここでＲ１７はアルキル基、アリール基又はア
ラルキル基を示す）、ハロゲン原子、アルコキシ基又は
アリールオキシ基を示し、Ｒ１２はアルキル基、アリー
ル基又はアラルキル基を示し、２は＞ＣＲＩＢＲｌｇ　
、−８−、−ＣＲｌｓ　＝　ＣＲ１９−（ここで、Ｒ１
８及びＲ１９は、それぞれ水素原子、アルキル基、アリ
ール基又はアラルキル基を示す）を示す］から選ばれた
置換基を示す）具体的には、例えば、次のものを例示す
ることができる。

以下余白 Ｃ２Ｈ５Ｃ２Ｈ５ フタロシアニン系顔料としては、下記一般式（ＩＩ）で
示されるものを挙げることができる。

（式中、Ｒ２０は水素原子、アルキル基、アリール基、
アルアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、またはニト
ロ基を示し、Ｍは、２個の水素原子、又はＣｕ、　Ｎｉ
、　Ｃｏ、　Ｆｅ、　Ｍｎ、　Ｃｒ、　Ｔｉ、　Ｒｕ、
Ｐｄ。

Ｉｎ、　Ｓｎ、　Ｓｂ、　Ｚｎ、　Ｍｇ、　Ｇａ、　Ｇ
ｅ、　Ａｓ、　Ｓｉ、　Ｈｇ。

Ｔｉ、　Ｖ、　Ｕ及びＰｄから選ばれた金属原子を示し
、Ｃ及びＤはそれぞれハロゲン原子または酸素原子を示
し、Ｘ及びｙは、それぞれ０または１を示す。ただし、
Ｍが２価の金属原子の場合には、Ｘ及びｙは共にＯを示
し、Ｍが３価の金属原子の場合は、Ｘは１、ｙは０を示
し、Ｍが４価の金属原子の場合は、Ｘ及びｙは共に１を
示し、ＭがＶの場合は、Ｃは酸素原子で、Ｘは１、ｙは
０を示し、ＭがＵの場合は、Ｃ及びＤは酸素原子で、Ｘ
及びｙは共に１を示す）具体的には、例えば無金属フタ
ロシアニン、銅フタロシアニン、バナジルフタロシアニ
ン、チタニルフタロシアニン、アルミニウムフタロシア
ニン、ガリウムフタロシアニン、インジウムフタロシア
ニン、タリウムフタロシアニン、ケイ素フタロシアニン
、ゲルマニウムフタロシアニン、錫フタロシアニン、鉛
フタロシアニン、及び上記フタロシアニンのハロゲン化
物等を挙げることができる。

又、ペリレン系顔料としては、例えば、下記−般式（Ｉ
ＩＩ）で示される化合物を挙げることができる。

以下余白 （式中、Ｒ２１は、置換されていてもよいアルキル基、
アリール基又はアラルキル基を示す）具体的には、例え
ば次のものを例示することができる 以下余白。

上記電荷発生顔料を分散するための高分子マトリックス
としては、ポリビニルカルバゾールなどの活性高分子物
質の他に、ポリビニルブチラール樹脂、ボリアリレート
樹脂、ポリスチレン樹脂、シリコーン樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエス
テル樹脂、セルロース類、アルキッド樹脂など従来公知
の不活性マトリックス物質があげられる。

又、電荷発生顔料は結着樹脂１重量部に対して０．１〜
１０重量部の範囲で配合するのが好ましい。この分散の
際、電荷発生顔料の粒子を平均粒径３μｍ以下、好まし
くは０．５ｐｍ以下の粒子サイズにすることが有効であ
る。電荷発生層の膜厚は、一般に０．０５〜５μｍ、好
ましくは０．１〜２μｍの範囲に設定される。

電荷発生層を設ける際に用いる塗布方法としては、ブレ
ードコーティング法、マイヤーバーツーティジグ法、ス
プレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコ
ーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテン
コーティング法などの方法を用いることができる。また
電荷発生層を作成する溶剤としては、メタノール、エタ
ノール、ｎ−プロパツール、ｎ−ブタノール、ベンジル
アルコール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ア
セトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸
メチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンク
ロライド、クロロホルム等の溶剤を単独または２種以上
混合して用いることができる。

本発明の電子写真感光体における電荷輸送層は、電荷輸
送材料を適当な高分子マトリックス中に含有させて形成
されるが、用いる電荷輸送材料としては電荷発生材料の
イオン化ポテンシャルＩＰｇよりも大きなイオン化ポテ
ンシャルＩＰｔを有する電荷輸送材料でなくてはならず
、かつその差が０．３５ｅＶの間になくてはならない。

また、その電荷輸送層としてのイオン化ポテンシャルＩ
Ｐｔ１と電荷発生層のイオン化ポテンシャルＩＰｇｌと
の差は−０，１乃至＋０．１ｅＶの間になくてはならな
い。これら電荷輸送材料並びに電荷発生材料は、感光体
とするために必要に応じてマトリックス物質中に溶解も
しくは分散して設けられる場合があり、材料単独の場合
と、層を形成した状態でのイオン化ポテンシャルが若干
具なる場合もあるが、このような場合にもその電荷輸送
層としてのＩＰｔ１が電荷発生層のイオン化ポテンシャ
ルＩＰｇｌとの差が−０，１乃至＋０．１ｅＶの間にな
くてはならない。電荷発生材料並びに電荷発生層と、電
荷輸送材料並びに電荷輸送層がこの関係を満たさない場
合には、感光体の残留電位が高くなり、感光体の感度が
低下あるいは感光体の暗減衰率が増大し、高コントラス
トの画像が得られなくなってしまう。従って層形成に際
しては、そのイオン化ポテンシャルの値の変動に注意し
て材料を選択する必要がある。

ここでイオン化ポテンシャルとは試料を準備し、試料に
紫外線ランプから放出された光をモノクロメータ−によ
り分光し、試料表面に励起エネルギーの低い方から高い
方に走査していくと、ある波長の光で光電効果による電
子放出が始まり、この電子放出が始まる波長のエネルギ
ー換算した値をイオン化ポテンシャルと呼び、本件発明
ではこの値をイオン化ポテンシャルとした。このような
測定は、例えば表面分析装置（例えば商品名ＡＣ−１型
、理研計器（株））を用いて容易に実施することができ
、各イオン化ポテンシャルの測定に際しては試料形態を
選ぶことによって対応可能である。

本発明に用いられる電荷輸送材料は種々のものが用いら
れる。例えば２，５−ビス（ｐ−ジエチルアミノフェニ
ル）−１，３，４，−オキサジアゾール等のオキサジア
ゾール誘導体、１，３．５−　トリフェニル−ピラゾリ
ン等のピラゾリン誘導体、トリフェニルアミン、ジベン
ジルアニリン等の芳香族第３級アミノ化合物、Ｎ、Ｎ−
ジフェニル−Ｎ、Ｎ’−ジ（ｐ−エチルフェニル１、１
−ジフェニル４，４′ジアミン等の芳香族第３級ジアミ
ノ化合物、３−（４’−ジメチルアミノフェニル）−５
．６ージー（４′−メトキシフェニル）−１．２．４−
　）リアジン等の１、２．４−　）リアジン誘導体、本
ジエチルアミノベンズアルデヒド−１，１−ジフェニル
ヒドラゾン等のヒドラゾン誘導体、２−フェニル−４−
スチリルキナゾリン等のキナゾリン誘導体、６−ヒドロ
キシ−２，３−ジ（メトキシフェニル）ベンゾフラン等
のベンゾフラン誘導体、ｐ−（２．２−ジフェニルビニ
ル ニリン等のα−スチルベン誘導体、エナミン誘導体等を
用いることができるが、特に４Ｘ１０−６ｃｍ２／Ｖ−
ｓｅｃ以上の電荷移動度を有し、イオン化ポテンシャル
の絶対値が５．ＯｅＶ〜５．５ｅＶ以上の電荷輸送材料
を用いると、更に高感度化が可能となり、イオン化ポテ
ンシャルの関係を前記範囲に設定しやすいため好ましい
。

ここで電荷移動度は、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ　ＯｆＦｌｉｇ
ｈｔ）法によって測定された電荷輸送材料濃度５０ｗｔ
／％、電界強度３０Ｖ１μｍの条件下で測定された値を
意味し、電荷輸送層中での単位電場当りの電荷キャリア
の移動速度で定義される。測定に際しては、ＮＥＳＡガ
ラス上に通常の電荷輸送層を形成する方法と同様に電荷
輸送層を形成し、更にＡｕ電極を設けて電場を形成し、
モノクロメータ−からの３８０ｎｍの紫外線光を照射し
た場合の移動電荷量をコンデンサーに蓄積して計測した
結果を演算することによって得られる。（詳細には特開
平２−１９５０４１号公報参照。） 電荷輸送層の高分子マトリックス物質としては、ポリカ
ーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ボリアリレート樹
脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、
塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルア
セタール樹脂、スチレン−ブタジェン共重合体、塩化ビ
ニリデン、アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢
酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレ
イン酸共重合体、シリコン樹脂、シリコーン−アルキッ
ド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン
−アルキッド樹脂などの公知の樹脂を用いることができ
るがこれらに限定されるものではない。またこれらの結
着樹脂は単独あるいは２種以上混合して用いることがで
きる。

電荷輸送材料と結着樹脂との混合比は、１０：１〜１：
５（重量比が好ましい。本発明で用いる電荷輸送層の膜
厚は、一般には５〜６０μｍ，好ましくは１０〜４０μ
ｍの範囲に設定される。

電荷輸送層を形成するための塗布法としては、ブレード
コーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレ
ーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーテ
ィング法、カーテンコーティング法などの方法を用いる
ことができ、更に、電荷輸送層を設ける際に用いる溶剤
としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロルベン
ゼン等の芳香族系炭化水素類、アセトン、２−ブタノン
等のケトン類、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチ
レン等のハロゲン化脂肪族系炭化水素類、テトラヒドロ
フラン、エチルエーテル等の環状又は直鎖状のエーテル
類などの有機溶剤を単独あるいは２種以上混合して用い
てもよい。

本発明の電子写真感光体においては、感光層の機械的強
度や化学的変質を防止するために更に表面保護層を設け
ることも可能である。これら保護層としては絶縁性のも
のや低抵抗の保護層が使用可能である。

実施例 以下、本発明の電子写真感光体を実施例によって説明す
る。

実施例１ アルミニウムシート上に電荷発生層を形成するために下
記の組成の混合液を調製した。

ポリビニルブチラール樹脂 （商品名：ＢＬＸ　　積木化学（株）製）　　１重量部
シクロへキサノン　　　　　　　　　　４０重量部例示
化合物Ｉ−６の化合物（ＩＰｇ＝５．０５ｅＶ）　　１
０重量部上記混合物をペイントシェイカーにてよく分散
し、これをアプリケーターにより塗布乾燥し、乾燥後の
膜厚が０．５□ｍの電荷発生層を形成した。次いでこの
電荷発生層のイオン化ポテンシャル（ＩＰｇｌ）を表面
分析装置（ＡＣ−１埋伏計器（株）製）を用いて測定し
たところＩＰｇｌ　＝　５．１２ｅＶであった。次いで
下記成分の電荷輸送層塗布用混合液を調製した。

ポリカーボネート樹脂 （商品名ニレキサン１４５　　ＧＥ社製）１重量部ジク
ロロメタン　　　　　　　　　　　１５重量部下記化合
物　ａ） 部 この均一混合物を上記電荷発生層の上にアプリケータに
より塗布乾燥して電荷輸送層を形成した。同時に、上記
電荷輸送層塗布用混合液をガラス板上に同様に塗布乾燥
して得られた塗膜のイオン化ポテンシャルを前述の表面
分析装置を用いて測定したところＩＰｔ１＝５．１５ｅ
Ｖであった。

このようにして作成された電子写真感光体を静電複写紙
試験装置（ＳＰ−４２８：川口電機製作新製）を用い、
−６ＫＶのコロナ放電を施して均一に負帯電させて帯電
電位ｖｏ、暗中にて１秒放置後の表面電位Ｖｄを測定し
た。次いでタングステンランプを用いて表面照度が５１
ｕｘになるように感光体表面に光を照射し、初期感度（
ｄＶ／ｄＴ（Ｖ／５ｅｅ））、光照射１秒後のコントラ
スト電位（Ｖｃ）、光照射１０秒後の残留電位η律を測
定した。また暗減衰率ＤＤＲをＤＤＲ＝１００Ｘ（ＶＯ
−Ｖｄ）／ＶＱＯ式にもとづいて計算により求めた。

その結果を第１表に示す。

実施例２〜６ 電荷発生材料並びに電荷輸送材料を下記の化合物に変え
た以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を作成し
、同様に評価した。その結果を第１表に示す。

以下余白 比較例１〜６ 電荷発生材料並びに電荷輸送材料を下記の化合物に変え
た以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を作成し
、同様に評価した。その結果を第１表に示す。

ＣＨ３ＣＨ３ ＣＨ３ＣＨ３ 発明の効果 本発明の電子写真感光体は、上記のように電荷発生材料
と、電荷輸送材料のイオン化ポテンシャルの関係と電荷
発生層と、電荷輸送層のイオン化ポテンシャルの関係と
を各々定めたから光照射時の電荷発生層から電荷輸送層
への電荷の注入が迅速で高感度であり、かつ初期帯電後
の暗減衰率並びに残留電位が小さく光照射後のコントラ
スト電位が高いという優れた効果を奏する。尚、電荷輸
送材料のイオン化ポテンシャルが電荷発生材料のイオン
化ポテンシャルの値よりも大きくなりすぎると、電荷発
生層と電荷輸送層のイオン化ポテンシャルの関係を前記
範囲内に設定することが困難となり、感光体の残留電位
が高くなり、十分な静電コントラストを得ることはでき
ず、感度も不十分となる。また電荷発生材料のイオン化
ポテンシャルが電荷輸送材料のイオン化ポテンシャルよ
りも大きい場合には、電荷発生層と、電荷輸送層のイオ
ン化ポテンシャルの関係を前記範囲内に設定することが
困難となり、感光体の暗減衰率が大きくなって十分な静
電コントラストを得ることはできない。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、導電性基板上に電荷発生層と電荷輸送層とを積層し
   てなり、前記電荷発生層は電荷発生材料を含み、前記電
   荷輸送層は電荷輸送材料を含み、前記電荷発生材料のイ
   オン化ポテンシャルＩＰｇが前記電荷輸送材料のイオン
   化ポテンシャルＩＰｔよりも小さく、その差が０．３５
   ｅＶ以内にあり、かつ前記電荷発生層のイオン化ポテン
   シャルＩＰｇ１と前記電荷輸送層のイオン化ポテンシャ
   ルＩＰｔ１との差が−０．１乃至＋０．１ｅＶの範囲に
   あることを特徴とする電子写真感光体。