JPH0950141A

JPH0950141A - 単層型電子写真感光体

Info

Publication number: JPH0950141A
Application number: JP20123195A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Shudo; 美和首藤; Masao Yoshikawa; 雅夫吉川; Ikuko Yamada; 郁子山田; Masayuki Shiyoji; 正幸所司; Kaoru Tadokoro; 薫田所; Emi Kawahara; 恵美河原; Hisao Kurosu; 久雄黒須
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-08-07
Filing date: 1995-08-07
Publication date: 1997-02-18

Abstract

(57)【要約】【目的】帯電性および感度に優れた電子写真感光体、
特に正帯電用として有用な単層型電子写真感光体を得
る。【構成】導電性基体上に直接または下引き層を介して
単層の有機感光層を設けた電子写真感光体において、該
感光層には少なくとも電荷発生物質、有機正孔移動物質
および有機アクセプタ性化合物が結着剤中に分散され、
かつ、電荷発生物質としてＸ型無金属フタロシアニンを
用い、有機正孔移動物質として最高被占軌道のエネルギ
ーレベルが−８．４〜−８．１ｅＶの範囲にあるものを
用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は有機電子写真感光体に関
し、さらに詳細には、電子写真複写機やプリンタなどに
正帯電で用いられる単層型（感光層が一層からなる）の
ＬＤ光書き込みに好適な電子写真感光体に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスは、静電力による潜像
の可視化を原理として用いたものであるため、そのプロ
セスに用いられる電子写真感光体には、暗所での良好な
帯電性と光照射による迅速な表面電位の減衰が必要とな
る。これらのプロセス上において必要な特性は、固体物
性値である暗抵抗の高さと良好な量子効率、高い電荷移
動度に依存している。

【０００３】これらの物性値を満足するものとして、従
来より、セレン、セレン−テルル合金、砒化セレン等の
無機化合物から構成された感光体が採用され、多くの複
写機、プリンタで用いられてきた。しかし、これらの材
料は毒性が高い等環境面で幾分問題があり、また、アモ
ルファス状態で用いられるため取り扱いが厄介であり、
さらに数十μｍの厚さに真空蒸着する必要があるためコ
ストが高い等の欠点を有し、感光体としての必要な機能
を十分満たしているとはいえないものであった。

【０００４】これらの欠点を改良するため、有機材料を
用いた電子写真感光体（ＯＰＣ）の開発が積極的になさ
れ実用に供されるようになってきた。そして実用化され
たＯＰＣのほとんどは電荷発生機能を有する層（ＣＧ
Ｌ）と、電荷輸送機能を有する層（ＣＴＬ）とからなる
積層構成であり、もっぱら負帯電プロセスに用いられて
いる。

【０００５】その理由は、第１に、使用される材料を混
合し単に単層として形成された感光体では、帯電性、感
度、静電的性質の疲労現象が実用の程度以下まで低下す
る欠点が露呈してしまう場合が多いのに対し、積層型で
はこれらの欠点が極力抑えられ、かつ、機械的強度に富
み、厚膜の設計が可能なＣＴＬを表面に配置することで
プロセスに供された状態で十分な機械的耐久性を感光体
に保持させることが可能となるからである。また、第２
に、高速複写プロセスにおいても支障のない程度の高い
電荷移動度を示す有機材料は、現在のところ、ほとんど
正孔移動の性質のみを有するドナー材料に限られている
ため、ドナー化合物で形成されたＣＴＬを表面側に配し
た感光体では、このような機能分離は負帯電になるから
である。

【０００６】しかしながら、このような機能分離構造は
新たな問題を生じさせている。第１の問題としては、感
光体への負帯電に由来するものである。電子写真プロセ
スにおける信頼性の高い帯電方式はコロナ放電によるも
のであり、ほとんどの複写機、プリンタにはこの方式が
採用されている。しかしながら、周知のごとく、正極性
と比べ負極性のコロナ放電は不安定であって、それ故
に、スコロトロンによる帯電方式が採用されコストアッ
プの一要因となっている。また、負極性のコロナ放電は
オゾンの発生をより多く伴うため、その外部は移出を防
ぐべく、負帯電方式の複写機、プリンタにはオゾンフィ
ルタが用いられていて、これも装置のコストアップの原
因になっている。正帯電方式であれば、オゾン発生量は
元々非常に少なく抑えられる。さらに、現状で広く用い
られている二成分現像剤の使用では、感光体が正帯電の
方が環境変動が少なく安定な画像が得られ、この面から
も正帯電感光体の採用が望ましい。

【０００７】第２の問題としては、感光層の積層型構造
に由来するものである。有機材料を用いた感光体では真
空蒸着法と比べ安価な溶液塗布法を用いることが可能で
あるが、このような積層型感光体を製造するためには、
少なくとも、二回の塗布が必要であり、通常において
は、下引き層を設けるために、三回の塗布が必要であ
る。これらの溶液塗布工程の回数の増加は、感光体のコ
ストアップを引き起こすものである。さらに、感度、耐
久性のバランスを保ち、また、良好な画像を得るため
に、ＣＧＬの厚さを相当の正確さをもって、サブミクロ
ンの範囲にしなければならないことは、製造コストを引
き上げる要因となっている。

【０００８】以上の問題点を考慮すると、感光体として
は、有機材料を用いた、特に正帯電プロセスに用いられ
る単層型感光体が望ましいことが理解される。さらに、
感光体がそのまま、あるいは、若干の変更で負帯電プロ
セスに用いることが可能であれば、安価で使用環境の自
由度が高い利点を有する感光体を作製できることも理解
される。従って、このような感光体を実現するために、
盛んに研究が進められている。その中で、例えば特開平
６−２０２３５８号公報、特開平６−２０２３５９号公
報、特開平６−２６６１３６号公報記載の従来例に示さ
れるような、飽和カロメル電極に対し特定の酸化電位、
還元電位を持つ有機正孔移動物質、有機アクセプタ性化
合物を用いた感光体が良好な性質を持つことが知られて
いる。また、特願平５−３４４８５７号公報記載の従来
例にあっては、さらに有機アクセプタ物質の移動度が、
ある一定の値以上であることが望ましいことも見い出さ
れている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の物性は合成前の段階で予測することは困難である。ま
た、その合成には非常に時間がかかる場合もある。従っ
て、合成前にこれらの物性をあらかじめ予測し、良好な
性質を示す感光体を作製する手法について研究が進めら
れている。その結果、有機アクセプタ性物質について
は、分子軌道（ＭＯ）法によって算出される最低空軌道
（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルと広がりがある一定の
基準を満たすものが良好な特性を示すことが見い出され
ている（特願平６−３３３５３５号公報、特願平７−３
００１７号公報）が、必ずしもこれらの方法が有力とは
限らず、より精度の高い手法が求められている。

【００１０】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、帯電性および感度に優れ、また、複写プ
ロセスの繰り返しに対し静電特性の安定性に富む正帯電
用単層型有機電子写真感光体を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、導電性
基体上に直接または下引き層を介して単層の有機感光層
を設けた電子写真感光体において、該感光層には少なく
とも電荷発生物質、有機正孔移動物質および有機アクセ
プタ性化合物が結着剤中に分散され、かつ、電荷発生物
質としてＸ型無金属フタロシアニンを用い、また、有機
正孔移動物質として最高被占軌道のエネルギーレベルが
−８．４〜−８．１ｅＶの範囲にあるものを用いること
を特徴とする単層型電子写真感光体が提供される。

【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
発明者は、正負両帯電の感度に優れ、特に正帯電で照射
光としてＬＤ光を用いた場合に好適な有機電子写真感光
体について、いろいろな角度から検討を重ねてきた結
果、感光層形成成分として、Ｘ型無金属フタロシアニン
を用い、このＸ型無金属フタロシアニンと特定の有機正
孔移動物質および有機アクセプタ性化合物を用いること
によって望ましい感光体が得られることを見いだし、本
発明を完成するに至った。

【００１３】本発明の単層型電子写真感光体の一例を図
１に示す。図面において、１は導電性基体、２１は電荷
発生物質であるＸ型無金属フタロシアニン、２２は結着
剤マトリックス中に有機正孔移動物質と有機アクセプタ
性化合物とが分子状に分散された層をそれぞれ表してい
る。

【００１４】本発明のこのような感光体は、帯電性と感
度に優れ、低速から高速の複写プロセスまで好適であ
り、特に光書き込み用にＬＤ光を使用したデジタル複写
機やページプリンタの感光体にまで適用することが可能
となる。先に記載したとおり、本発明の感光体は少なく
ともＸ型無金属フタロシアニン、有機正孔移動物質、有
機アクセプタ性化合物が結着剤中に分散されたものであ
り、特に重要なことは、有機正孔移動物質として、その
最高被占軌道のエネルギーレベルが、−８．４〜−８．
１ｅＶの範囲にあるものを用いることである。このよう
な物性値の確保により、十分な帯電性と良好な感度が実
現される。

【００１５】本発明の発明者の検討によれば、かかる帯
電性と感度の確保の機能は次のように推定される。Ｘ型
無金属フタロシアニン粒子中には、トラップされた正孔
が感光体の帯電性に影響する程度の濃度で存在する。こ
れらのトラップ正孔は、その注入に対してエネルギー障
壁とならない程度に、イオン化ポテンシャルの低い正孔
移動物質が周囲に存在すると開放され、エネルギー障壁
が存在する高いイオン化ポテンシャルの正孔移動物質で
は開放されない。

【００１６】また、電子写真の感度は、使用している電
荷発生物質が同一の場合にはその物質にかかる電界強度
で大きく変化する。すなわち、電界強度が大きいと感度
が高くなり、また、電界強度が低いと感度も低いことが
知られているが、イオン化ポテンシャルがあまり小さす
ぎる場合には、導電性基板、あるいは、Ｘ型無金属フタ
ロシアニン粒子中に存在したトラップ正孔のため、電荷
発生物質にかかる電界強度が低くなり、感度も低下する
と考えられる。

【００１７】以上の検討により、Ｘ型無金属フタロシア
ニンと組み合わせることが可能な正孔移動物質のイオン
化ポテンシャルには適当な範囲が存在するものと理解さ
れる。最低被占軌道のエネルギーレベルはイオン化ポテ
ンシャルと直接的な関係がある。本発明の発明者は既知
の分子軌道法に着目し、該正孔移動物質の適当なイオン
化ポテンシャル範囲に相当する最低被占軌道のエネルギ
ーレベルの範囲を見い出した。

【００１８】さらに、Ｘ型無金属フタロシアニン顔料
は、いわゆる、ｐ型に分類され、電子の移動性は正孔に
比べ極めて悪い。また、その電子親和力も比較的小さ
い。従って、光照射により発生した電子は顔料粒子中に
蓄積し、光感度の低下や繰り返し性の低下を来す。ここ
に、有機アクセプタ性化合物を導入し、顔料粒子からア
クセプタ性物質への電荷注入を可能にすれば、電子蓄積
の生成を抑え、高感度化と繰り返し特性の向上につなが
るのものである。Ｘ型無金属フタロシアニンでは電子移
動の効率が悪いため、もともと内在するフリーな電子の
濃度は帯電電位を顕著に低下させない程度であると考え
られる。

【００１９】本発明で用いられるＸ型無金属フタロシア
ニンの感光層に占める割合は、０．１〜４０ｗｔ％、で
あり、好ましくは０．３〜２５ｗｔ％が適当である。

【００２０】本発明における有機正孔移動物質として
は、分子中にトリフェニルアミン部位を有する化合物、
ヒドラゾン化合物、トリフェニルメタン化合物、オキサ
ジアゾール化合物、カルバゾール基を含む化合物、スチ
リル系化合物、ブタジエン系化合物等が挙げられる。感
光体中におけるこれらの占める割合は１５WT％以上であ
り、好ましくは２０〜４０WT％が適当である。

【００２１】また、本発明で用いることができる有機ア
クセプタ性化合物としては、キノン化合物、ニトリル基
を有するπ電子化合物、ニトロ基を有するπ電子化合物
等が挙げられる。感光体中におけるこれらの占める割合
は、１〜４０WT％以上であり、好ましくは５〜４０WT％
が適当である。

【００２２】最低被占軌道のエネルギーレベルを求める
ためには、既知の分子軌道法が用いられる。計算結果の
精度、計算時間の現実性等から半経験的手法が望まし
く、例えばＭＯＰＡＣパッケージのＰＭ３法等が挙げら
れる。

【００２３】感光体における結着剤の役割は、電荷発生
顔料の良好な分散と有機正孔移動物質の分子状の分散ば
かりでなく、複写プロセスで必要とされる感光体の機械
的強度も担っている。このため、感光体に占める結着剤
の割合が低い場合には、これらの諸性質が損なわれるこ
とになる。したがって、結着剤の配合比率はむやみに低
くすることはできない。

【００２４】本発明で用いることができる結着剤として
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、メ
タクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウ
レタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アル
キッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、
メラミン樹脂等の付加重合型樹脂、重付加型樹脂、重縮
合型樹脂、並びに、これらの繰り返し単位の内二つ以上
を含む共重合体樹脂、例えば塩化ビニル−酢酸ビニル共
重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸
共重合体樹脂等を挙げることができる。これらの結着剤
の感光層全体に占める量は３０〜９０WT％であり、好ま
しくは４０〜７０WT％であり、さらに好ましくは５０WT
％程度である。

【００２５】本発明の感光層の厚さは、５〜１００μM
が好ましい。これより薄いと帯電性が低下し、厚いと感
度の低下を来す。

【００２６】本発明で用いることができる導電性基体と
しては、アルミニウム、ニッケル、銅、ステンレス等の
金属板、金属ドラムまたは金属箔、アルミニウム、酸化
スズ、酸化銅の薄膜を蒸着あるいは塗布したプラスチッ
クフイルム、あるいは、ガラス等が挙げられる。

【００２７】本発明の感光体を作製するには、前記の材
料を有機溶媒中に溶解またはボールミル、超音波等で分
散して調製した感光層形成液を浸漬法やブレード塗布
法、スプレー塗布法等で基体上に塗布し感光層を形成す
ればよい。

【００２８】

【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
るが、これにより本発明の態様が限定されるものではな
い。〔実施例１〜６、比較例１〜２〕Ｘ型無金属フタロシア
ニン顔料１ｇをポリカーボネートＺ（ＰＣ−Ｚ）溶液１
０ｇ（テトラヒドロフラン中に１０ｗｔ％に溶解したも
の）、テトラヒドロフラン９ｇとともにボールミリング
した後、顔料組成２ｗｔ％、ＰＣ−Ｚ組成が５０ｗｔ
％、下記化１で示されるアクセプタ性化合物が１８ｗｔ
％、下記表１に示す正孔移動物質が３０ｗｔ％となるよ
う１５ｗｔ％のＰＣ−Ｚ溶液、アクセプタ性化合物、正
孔移動物質を加え、感光体の塗布液を作製した。この液
をアルミニウム基体上に塗布し加熱乾燥して約２０μｍ
の単層型感光体を作製した。

【００２９】この感光体を川口電機社製静電複写紙試験
装置（ＳＰ−４２８）で帯電電位Ｖ0（２０秒間帯電し
２０秒暗減衰後の表面電位値）と光照射後表面電位が１
／２に減衰するのに必要な露光量（Ｅ１／２）を測定し
た。その結果を表１に示す。

【００３０】

【化１】

【００３１】

【表１】

【００３２】なお、表１におけるＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ
４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８は、それぞれ表２に示され
る化合物を意味する。

【００３３】

【表２】

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、単層の感
光層に少なくともＸ型無金属フタロシアニン、有機正孔
移動物質、有機アクセプタ性化合物が結着剤中に分散さ
れ、特に有機正孔移動物質として、その最高被占軌道の
エネルギーレベルが、−８．４〜−８．１ｅＶの範囲に
あるものを用いることにより、十分な帯電性と良好な感
度を有する正帯電用の単層型電子写真感光体が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の単層型電子写真感光体の一例を示す概
略説明図である。

【符号の説明】

１導電性基体、２感光層、２１電荷発生物質、２
２結着剤中に有機正孔移動物質とアクセプタ性化合物
が分子状に分散されたマトリックス。

【化１】

【表１】

【表２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者所司正幸東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者田所薫東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者河原恵美東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者黒須久雄東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性基体上に直接または下引き層を介
して単層の有機感光層を設けた電子写真感光体におい
て、該感光層には少なくとも電荷発生物質、有機正孔移
動物質および有機アクセプタ性化合物が結着剤中に分散
され、かつ、電荷発生物質としてＸ型無金属フタロシア
ニンを用い、また、有機正孔移動物質として最高被占軌
道のエネルギーレベルが−８．４〜−８．１ｅＶの範囲
にあるものを用いることを特徴とする単層型電子写真感
光体。