JPH11174695A - 電子写真感光体及び電子写真装置 - Google Patents

電子写真感光体及び電子写真装置

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JPH11174695A
JPH11174695A JP34538897A JP34538897A JPH11174695A JP H11174695 A JPH11174695 A JP H11174695A JP 34538897 A JP34538897 A JP 34538897A JP 34538897 A JP34538897 A JP 34538897A JP H11174695 A JPH11174695 A JP H11174695A
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charge transport
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transport layer
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JP34538897A
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Taketoshi Hoshizaki
武敏 星崎
Yasuhiro Yamaguchi
康浩 山口
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Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 少なくとも導電性基体、電荷発生層、及び電
荷輸送層を含む電子写真用感光体において、電子写真特
性に優れた高性能なS字型感光体を提供し、また高性能
のS字型感光体を利用したデジタル式電子写真装置を提
供すること。 【解決手段】 導電性基体上に少なくとも電荷発生層と
電荷輸送層とを設けた電子写真感光体において、該電荷
輸送層中に、電荷輸送性の相と電気的不活性の相を含
み、且つ該両相がラメラ構造に相分離している状態にあ
る高分子材料を含む不均一電荷輸送層を備える電子写真
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、導電性基体、電荷
発生層、及び電荷輸送層を含む電子写真用感光体に関
し、特にデジタル電子写真法に好適な電子写真用感光体
に関する。本発明はまた、これら電子写真感光体を用い
たデジタル式電子写真装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子写真技術は、高速、高印字品
質が得られる等の利点を有するために、複写機、プリン
ター、ファクシミリ等の分野において、中心的役割を果
たしている。電子写真技術において用いられる電子写真
感光体としては、従来からセレン、セレン−テルル合
金、セレン−ヒ素合金等の無機光導電性材料を用いたも
のが広く知られている。一方、これらの無機系感光体に
比べ、コスト、製造性、廃棄性等の点で優れた利点を有
する有機光導電性材料を用いた電子写真感光体の研究も
活発化し、現在では無機系感光体を凌駕するに至ってい
る。特に、光電導の素過程である光電荷発生と電荷輸送
をそれぞれ別々の層に担わせる機能分離型積層構成のも
のが開発されたことにより、材料選択の自由度が増し、
著しい性能の向上を遂げ、現在ではこの機能分離積層型
の有機感光体が電子写真感光体の主流となっている。機
能分離積層型有機感光体用の電荷発生層としては、キノ
ン系顔料、ぺリレン系顔料、アゾ系顔料、フタロシアニ
ン系顔料、セレン等の電荷発生能を有する顔料を蒸着等
により直接成膜したもの、あるいは高濃度で結着樹脂中
に分散したものが実用されている。一方、電荷輸送層と
しては、ヒドラゾン系化合物、ベンジジン系化合物、ア
ミン系化合物、スチルベン系化合物等の電荷輸送能を有
する低分子化合物を絶縁性樹脂中に分子分散したものが
用いられている。
【0003】ところで、従来、光学的に原稿を感光体上
に結像させて露光するアナログ方式の電子写真式複写機
に用いる感光体としては、濃度階調による中間調の再現
性を良好にするために、図1に示すような光誘起電位減
衰特性を持つ感光体、すなわち、露光量に対し比例的に
電位減衰を起こす感光体(以下、「J字型感光体」とい
う。)が要求される。上記の無機系感光体、機能分離型
の積層型有機感光体は全てこの範疇に入る光誘起電位減
衰特性を示す。しかしながら、近年の高画質化、高付加
価値化、ネットワーク化等の要請に伴い盛んに研究開発
が行われているデジタル方式の電子写真装置では、一般
にドット等の面積率で階調を出す面積階調方式を採用す
るため、むしろ図2に示すような、ある露光量に達する
までは電位減衰せず、その露光量を越えると急峻な電位
減衰が起こる、いわゆるS字型の光誘起電位減衰特性を
有する感光体(以下、「S字型感光体」という。)を使
用することが、画素の鮮鋭度が高められる等の点から望
ましい。
【0004】S字型光誘起電位減衰特性は、ZnO等の
無機顔料あるいはフタロシアニン等の有機顔料を樹脂中
に粒子分散した単層型感光体において公知の現象である
[例えば、R.M.Schaffert:「Electrophotography」,Foc
al Press,p.344(1975)、J.W.Weigl, J.Mammino,G.L.W
hittaker,R.W.Radler,J.F.Byrne:「Current Problems
in Electrophotography 」,Walter de Gruyter,p.2
87(1972)]。特に、現在多用されている半導体レーザー
の発信波長である近赤外域に光感度を有するフタロシア
ニン系顔料を樹脂中に分散したレーザ露光用単層感光体
が多数提案されている[例えば、グエン・チャン・ケ
ー,相沢;日本化学会誌,p.393(1986)、特開平1-169454
号公報、同2-207258、同3-31847 、同5-313387]。しか
しながら、これらの単層型感光体では単一材料で電荷発
生と電荷輸送の両機能を担う必要があるものの、両機能
共に優れた性能を有する材料は稀有であり、実用に耐え
得るものは未だ得られていない。特に顔料粒子は、一般
的に多くのトラップレベルを有するため、電荷輸送能が
低かったり、電荷が残留する等の欠点があり、電荷輸送
を担わせるには不適当である。唯一の例外的な実用例は
ZnO樹脂分散単層感光体であり、ZnOの親水性を活
かし、疎水性トナー付着の有無による面積階調方式で版
を形成するオフセット印刷用マスター版として、活用さ
れている[例えば、河村「電子写真技術の基礎と応
用」,電子写真学会編,コロナ社,p.424(1988)]。しか
しながら、これも高速性、耐刷性に対する要求の低いマ
スター版として用いた故の成功例であり、本発明の利用
分野である複写機、プリンター等に用いる感光体として
は実用に耐えるレベルにはない。これらの観点から、S
字型感光体においても、材料選択の自由度を上げるた
め、ひいては総合的な感光体特性を向上させるために、
機能分離型の層構成の導入が望まれる。
【0005】この問題に対し、D.M.Pai 等は、電荷発生
層と電荷輸送層からなる積層型感光体において、電荷輸
送層として少なくとも2つの電荷輸送領域および1つの
電気的不活性領域を含み、該電荷輸送領域が互いに接触
して回旋状電荷輸送路を形成してなる不均一電荷輸送層
を用いることにより、任意の電荷発生層との組合せでS
字型光誘起電位減衰特性が実現できることを報告してい
る[特開平6-83077 号公報(米国特許第5306586 号明細
書)]。この報告の中で、電荷輸送領域が互いに接触して
回旋状電荷輸送路を形成してなる不均一電荷輸送層の製
造方法として、電荷輸送が可能な無機または有機粒子ま
たは微結晶が絶縁性重合体中に浸漬された不均一な電荷
輸送層を製造する方法、または、重合体バインダー中の
電荷輸送分子の固溶体から電荷輸送層を製造し且つ例え
ば、相の一方を結晶化させることによって製造する方
法、及び、電荷輸送ブロックが、不輸送ブロックによっ
て包囲されているブロック共重合体より製造する方法が
提案されている。
【0006】しかしながら、電荷輸送が可能な無機また
は有機粒子または微結晶は一般的に多くのトラップレベ
ルを有するため、電荷輸送が可能な無機または有機粒子
または微結晶が絶縁性重合体中に浸漬された不均一な電
荷輸送層を製造する方法では電荷輸送能が低かったり、
電荷が残留する等の欠点がある。また、重合体バインダ
ー中の電荷輸送分子の固溶体から電荷輸送層を製造し且
つ例えば、相の一方を結晶化させることによって製造す
る方法では、上記条件を満たす化合物が稀であるため、
実用に耐えうる感光体を設計する上で大きな障害となっ
ている。さらに、電荷輸送ブロックが、不輸送ブロック
によって包囲されているブロック共重合体より製造する
方法は上記のような問題はないものの、電荷輸送路の確
保による電荷輸送速度の向上、残留電位の低下、繰り返
し安定性等の特性と、S字性の確保の両立が困難であ
り、電荷輸送ブロックを増やし電荷輸送路の確保を行う
とS字性が悪化し、電荷輸送ブロックを減らしS字性を
良くしようとすると電荷輸送路が分断されるため、電荷
輸送速度の低下、残留電位の上昇、繰り返し安定性の悪
化などが起こり、上記特性の両立した良好な感光体を得
ることは困難であった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
における上記のような事情に鑑みなされたものであっ
て、上記のような問題点を克服し得る新規なS字型感光
体構成を提供することを目的とするものである。すなわ
ち、本発明の目的は、少なくとも導電性基体、電荷発生
層、及び電荷輸送層を含む電子写真用感光体において、
電子写真特性に優れた高性能なS字型感光体を提供する
ことにある。また、本発明の他の目的は、高性能のS字
型感光体を利用したデジタル式電子写真装置を提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題は導電性基体上
に少なくとも電荷発生層と電荷輸送層とを設けた電子写
真感光体において、該電荷輸送層中に、電荷輸送性の相
と電気的不活性の相を含み、且つ該両相が後で詳述する
ラメラ構造に相分離している状態にある高分子材料含む
不均一電荷輸送層を備える電子写真感光体を提供するこ
とにより解決される。さらに、電荷輸送性の相と電気的
不活性の相を含み、且つ該両相がラメラ構造に相分離し
ている状態にある高分子材料を含む不均一電荷輸送層
と、電荷輸送性マトリックスを含む均一電荷輸送相を有
することにより、電荷輸送を円滑にし、電荷輸送速度を
速くできるとともに、残留電位の低減等が達せられる。
さらに、導電性基体上に、電荷発生層と、前記不均一電
荷輸送層と、前記均一電荷輸送層とがこの順序で積層さ
れていることにより、電荷輸送性マトリックスよりなる
均一電荷輸送層が最表層となるため、耐摩耗性、耐オゾ
ン性、耐NOX性などに優れた電子写真感光体を提供す
ることができる。さらに、電荷輸送性の相と電気的不活
性の相を含み、且つ該両相がラメラ構造に相分離してい
る状態にある高分子材料を含む不均一電荷輸送層と、電
荷輸送性の相と電気的不活性の相を含み、且つ該両相が
海島構造または変調構造に相分離している状態にある高
分子材料を含む第二の不均一電荷輸送層を有することに
より、より良いS字性が与えられる。さらに、電荷発生
層と、前記第二の不均一電荷輸送層とが隣接しているこ
とによりさらに良いS字性が与えられる。さらに、上記
電子写真感光体を用いることにより、画質の良好で安定
な、デジタル処理された画像信号にもとづき露光を行う
露光手段を有する電子写真装置を提供することができ
る。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の電子写真感光体を
構成する各層についてさらに詳しく説明する。なお、以
下、電荷輸送性の相と電気的不活性の相を含み、且つ該
両相がラメラ構造に相分離している状態にある高分子材
料を含む不均一電荷輸送層を「不均一電荷輸送層」と略
記し、また電荷輸送性マトリックスよりなる電荷輸送層
を「均一電荷輸送層」と略記する。さらにまた、電荷輸
送性の相と電気的不活性の相を含み、且つ該両相が海島
構造または変調構造に相分離している状態にある高分子
材料を含む第二の不均一電荷輸送層を「第二の不均一電
荷輸送層」と略記する。まず、本発明における「ラメラ
構造」について説明する。本発明におけるラメラ構造
は、電荷輸送性の相と電気的不活性の相が薄層状に重な
った状態の構造をいい、各層がどこまでも平行に積み重
なった理想的な状態でも良く、各層が折れ曲がったり、
交わったり、分岐したりして乱れを生じている状態でも
良い。図1にラメラ構造の層に対して垂直に切断した断
面の模式図を示す。本発明のラメラ構造において、例え
ば、その任意の切断面において相の厚さの10倍を越え
て電荷輸送性の相と絶縁性の相共に相の一部が連続相を
形成しており、且つ、隣り合う相同士の一部が相の厚さ
の5倍を越えてほぼ平行である状態にある構造を有する
ものは、他の構造例えば海島構造(マトリックス中に、
島状に他の相が存在しているもの)と区別することがで
きる。相の厚さaは、 a=((電荷輸送性の相の厚さ)+(電気的不活性の相
の厚さ))/2 の平均的な値で代表するものとする(図1中、例えば、
幅aで示す)。
【0010】電荷輸送部分が島、電気的不活性部分が海
となる海島構造では、電荷輸送部分が独立し電荷の輸送
が阻害され、残留電位の増加、光感度の低下、電荷輸送
速度の低下などを引き起こしやすく、制御が難しくな
る。また、電気的不活性部分が島、電荷輸送部分が海と
なる海島構造では電荷輸送路は確保されるものの、電荷
を一時停止させる空間的トラップの形成が困難となり、
S字性が悪化または消失する。空間的トラップとは電荷
輸送部分が電荷の輸送されるべき方向に対して凸となっ
ている部分(例えば図1中、電荷輸送性の相が折れ曲が
っている部分)であり、電場が印加されているときのみ
トラップとして作用する。この空間的トラップが多数存
在することがS字型PIDCを生み出す鍵となる。電荷
輸送部分と電気的不活性部分よりなるラメラ構造の場合
は、電荷輸送部分が孤立することなく連続相となってい
るため、電荷輸送路が分断されることなく電荷の輸送を
行うことができ、かつ、乱れを生じたラメラ構造では電
荷輸送部分と電気的不活性部分が複雑に折れ曲がってい
るため、空間的トラップとして作用しうる電荷の輸送さ
れるべき方向に対して凸となっている電荷輸送部分が多
数存在する。このように、電荷輸送部分と電気的不活性
部分よりなるラメラ構造の場合は、電荷輸送路の確保と
空間的トラップの確保が両立しているため、残留電位の
増加、光感度の低下、電荷輸送速度の低下などの電荷輸
送路が分断されることに起因する障害がなく、良好なS
字性を有する電子写真感光体となる。尚、ここで云う電
気的不活性とは その輸送エネルギーレベルが、主たる
輸送電荷の輸送エネルギーレベルから大きくかけ離れて
おり、通常の電界強度では、実質的に輸送電荷が注入さ
れることがなく、主たる電荷にとって事実上の電気的絶
縁状態にあることを意味する。
【0011】ここで、本発明における感光体のS字性に
ついて説明する。図2及び図3には2つのタイプの感光
体が示す表面電位と露光量の関係が表わされており、感
光体におけるS字性は、図2に示されるような光誘起電
位減衰特性をもって説明される。なお、図3はJ字型感
光体に関するものである。光誘起電位減衰曲線のS字型
の尺度には、例えば、帯電電位を50%減衰させるのに
要する露光量E50% と10%減衰させるのに要する露光
量E10% との比E 50% /E10% を用いることができる。
理想的なJ字型感光体で電位減衰が露光量に比例してい
る場合、E50% /E10% 値は5となる。一般的なJ字型
感光体では、電界強度の低下に伴い、電荷発生効率およ
び/または電荷輸送能が低下し、E 50% /E10% 値は5
を越える値を示す。一方、S字型の究極である、ある露
光量までは全く電位減衰せず、その露光量で一気に残留
電位レベルまで電位減衰する階段状の光誘起電位減衰曲
線では、E50% /E10% 値は1となる。したがって、S
字型とはE50% /E10% 値が1〜5の範囲内にあるもの
として規定される。本発明においては、S字型感光体の
50% /E10% 値は5以下の値である。好ましいデジタ
ル特性を発揮するには、E50% /E10% 値が3未満の値
であることが好ましい。より好ましくは2未満の値であ
る。
【0012】次に、本発明の電子写真感光体を図4から
図17により説明する。図4及び図5は、本発明の電子
写真用感光体の断面を示す模式図である。図4において
は、導電性基体3上に光電荷発生を担う電荷発生層1が
設けられ、その上に不均一電荷輸送層5が設けられてい
る。図5においては、導電性基体3上に光電荷発生を担
う電荷発生層1が設けられ、その上にS字化のための不
均一電荷輸送層5が設けられ、さらにその上にスムーズ
な電荷輸送を担う均一電荷輸送層6が設けられ、これら
によって電荷輸送層2が形成されている。図6、図7に
おいては、さらに、導電性基体3と電荷発生層1の間に
下引き層4が設けられている。図8から図11は、本発
明の他の形態の電子写真用感光体の断面を示す模式図で
ある。図8においては、導電性基体3上に不均一電荷輸
送層5が設けられ、その上に電荷発生層1が設けられて
いる。図9においては、導電性基体3上に均一電荷輸送
層6が設けられ、その上に不均一電荷輸送層5が設けら
れ、さらにその上に電荷発生層1が設けられている。図
10、図11においては、さらに、導電性基体3と均一
電荷輸送層6の間に下引き層4が設けられている。図1
2は、本発明の他の形態の電子写真用感光体の断面を示
す模式図である。図12においては、導電性基体3上に
電荷発生層1が設けられ、その上にスムーズな電荷の注
入と電荷輸送を担う均一電荷輸送層6が設けられ、さら
にその上に、S字化のための不均一電荷輸送層5が設け
られ、これらによって電荷輸送層2が形成されている。
図13においては、さらに、導電性基体3と電荷発生層
1の間に下引き層4が設けられている。図14は、本発
明の他の形態の電子写真用感光体の断面を示す模式図で
ある。図14においては、導電性基体3上に電荷発生層
1が設けられ、その上に第二の不均一電荷輸送層7が設
けられ、さらにその上に、不均一電荷輸送層5が設けら
れ、これらによって電荷輸送層2が形成されている。図
15においては、さらに、導電性基体3と電荷発生層1
の間に下引き層4が設けられている。図16は、本発明
の他の形態の電子写真用感光体の断面を示す模式図であ
る。図16においては、導電性基体3上に電荷発生層1
が設けられ、その上に不均一電荷輸送層5が設けられ、
さらにその上に、第二の不均一電荷輸送層7が設けら
れ、これらによって電荷輸送層2が形成されている。図
17においては、さらに、導電性基体3と電荷発生層1の
間に下引き層4が設けられている。また、図8から図1
6においては導電性基体3と下引き層4以外の各層の積
層順序を逆転させることもできる。これらの電子写真感
光体は、さらに所望により保護層および/または乱反射
層等を含むことができる。
【0013】前記のように、電荷発生層で発生した電荷
が不均一電荷輸送層で一時停止するまでの間の移動距離
が感光層の全膜厚に対して充分小さければ、その間の電
位減衰は無視できるものとなり、より理想的なS字型感
光体となる。つまり、電荷発生層とS字化のための不均
一電荷輸送層は近接している方がより良いS字性を与え
る。ただし、電荷の注入や電荷の発生を助ける等の目的
のために電荷発生層と不均一電荷輸送層、または、電荷
発生層と第二の不均一輸送層との間に中間層を設けるこ
ともできる。また、所望とする不完全なS字性を得るた
め、または、電荷の注入を改善するために、電荷発生層
と不均一電荷輸送層の間にさらに均一電荷輸送層を挿入
することも可能である。
【0014】表面層は、光電的な機能以外にも帯電時の
電荷保持、帯電部材等から発生するオゾン、NOX など
の放電生成物に対する耐性、および、紙、クリーニング
部材などによる磨耗に対する耐性などが同時に要求され
る。図4のような電荷発生層と不均一構造の電荷輸送層
のみの積層型では、不均一電荷輸送層に、これ等の機能
と電荷輸送およびS字化の機能が要求される。これらの
機能を全て同時に満たすことはより困難である。図5な
いし図6のような構造の電子写真感光体の場合には、均
一電荷輸送層が表面側にあるために、S字化は感光層内
側の不均一電荷輸送層に担わせるため、表面層に要求さ
れる上記の機能を、電荷発生およびS字化と分離して設
計することが可能となり、より設計の自由度が増すので
ある。また、海島構造または変調構造は、ラメラ構造に
比べて電荷輸送性は低下するものの、良好なS字性を与
えることがあるため、第二の不均一電荷輸送層を薄層化
して、ラメラ構造の不均一電荷輸送層と組み合わせるこ
とにより、S字性と電荷輸送性を両立することが容易と
なる。
【0015】導電性基体としては、不透明または実質的
に透明であることができ、アルミニウム、ニッケル、ク
ロム、ステンレス鋼等の金属類、及び、アルミニウム、
チタン、ニッケル、クロム、ステンレス、金、バナジウ
ム、酸化錫、酸化インジウム、ITO等の薄膜を設けた
プラスチックフィルム、ガラス等、あるいは導電性付与
剤を塗布または含浸させた紙、プラスチックフィルムお
よびガラス等があげられる。これらの導電性基体は、ド
ラム状、シート状、プレート状等、適宜の形状のものと
して使用されるが、これらに限定されるものではない。
さらに必要に応じて導電性基体の表面には、画質に影響
のない範囲で各種の処理を行うことができる。例えば、
表面の酸化処理や薬品処理、および、着色処理等、また
は、砂目立てなどの乱反射処理等を行うことができる。
【0016】また、導電性基体と光導電層の間に、一層
または複数層の下引き層を設けてもよい。この下引き層
は、感光層の帯電時において導電性基体から感光層への
電荷の注入を阻止すると共に、感光層を導電性基体に対
して一体的に接着保持せしめる接着層としての作用、あ
るいは場合によっては導電性基体からの光の反射防止作
用等を示す。上記下引き層としては、公知のものを用い
ることができ、例えば、ポリエチレン樹脂、アクリル樹
脂、メタクリル樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹
脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、塩化ビニ
リデン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、塩化ビニル−
酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール樹脂、水溶
性ポリエステル樹脂、アルコール可溶性ナイロン樹脂、
ニトロセルロース、カゼイン、ゼラチン、ポリグルタミ
ン酸、澱粉、スターチアセテート、アミノー粉、ポリア
クリル酸、ポリアクリルアミド等の樹脂およびこれらの
共重合体、または、ジルコニウムアルコキシド化合物、
チタンアルコキシド化合物、シランカップリング剤等の
硬化性金属有機化合物を、単独または2種以上を混合し
て用いることができる。また、帯電極性と同極性の電荷
のみを輸送し得る材料も使用可能である。また、下引き
層の膜厚は、0.01〜10μmが適当であり、好まし
くは0.05〜5μmの範囲である。塗布方法として
は、ブレードコーティング法、ワ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、エアーナイフコーティング法、
カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることが
できる。
【0017】本発明の電子写真用感光体での電荷発生層
における電荷発生材料としては、従来のJ字型積層感光
体に電荷発生層として用いられている公知のものを使用
することができる。例えば、非晶質セレン、セレン−テ
ルル合金、セレン−ヒ素合金、その他セレン化合物およ
びセレン合金、酸化亜鉛、酸化チタン、a−Si、a−
SiC等の無機系光導電性材料、フタロシアニン系、ス
クアリウム系、アントアントロン系、ペリレン系、アゾ
系、アントラキノン系、ピレン系、ピリリウム塩、チア
ピリリウム塩等の有機顔料および染料が使用できるが、
これらに限定されるものではない。また、これらの有機
顔料および染料は、単独あるいは2種以上混合して用い
ることができる。
【0018】フタロシアニン系化合物は、デジタル式の
電子写真装置に光源として現在好まれて使用されている
LEDおよびレーザーダイオードの発信波長である60
0〜850nmに優れた光感度を有するため、本発明の
電荷発生材料として特に好ましい。詳しくは、無金属フ
タロシアニン、金属フタロシアニン、および、それらの
ダイマーであり、金属フタロシアニンの中心金属として
は、Cu、Ni、Zn、Co、Fe、V、Si、Al、
Sn、Ge、Ti、In、Ga、Mg、Pb等があげら
れ、またこれら中心金属の酸化物、水酸化物、ハロゲン
化物、アルキル化物、アルコキシ化物等も使用できる。
具体的には、無金属フタロシアニン、チタニルフタロシ
アニン、クロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガ
リウムフタロシアニン、1,2−ジ(オキソガリウムフ
タロシアニニル)エタン、バナジルフタロシアニン、ク
ロロインジウムフタロシアニン、ジクロロ錫フタロシア
ニン、銅フタロシアニンなどをあげることができる。ま
た、これらのフタロシアニン環に任意の置換基を含むも
のも使用することができる。さらにまた、これらのフタ
ロシアニン環中の任意の炭素原子が窒素原子で置換され
たものも有効である。これらフタロシアニン系化合物の
形態としては、アモルファスまたは公知の全ての結晶多
形のものが使用可能である。これらフタロシアニン系化
合物は、単独でも2種以上の混合としても使用すること
も可能である。
【0019】これ等フタロシアニン系化合物の中でも、
チタニルフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニ
ン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、1,2−ジ
(オキソガリウムフタロシアニニル)エタン、無金属フ
タロシアニン、バナジルフタロシアニン、およびジクロ
ロ錫フタロシアニンは、特に優れた光感度を有してお
り、電荷発生材料として特に好ましい。これ等のうち特
に好ましい結晶系は、無金属フタロシアニンにおいては
X型が、バナジルフタロシアニンにおいてはα型であ
る。チタニルフタロシアニン結晶においては、CuKα
を線源とするX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ
±0.2°)が、少なくとも9.2°、13.1°、2
0.7°、26.2°、および27.1°に強い回折ピ
ークを有するもの、少なくとも7.6°、12.3°、
16.3°、25.3°および28.7°に強い回折ピ
ークを有するもの、および、少なくとも9.5°、1
1.7°、15.0°、23.5°、27.3°に強い
回折ピークを有する水和物のものをあげることができ
る。クロロガリウムフタロシアニン結晶においては、C
uKαを線源とするX線回折スペクトルのブラッグ角度
(2θ±0.2°)が、少なくとも13.4°、および
27.0°に強い回折ピークを有するもの、および、少
なくとも7.4°、16.6°、25.5°および2
8.3°に強い回折ピークを有するものをあげることが
できる。ヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶におい
ては、CuKαを線源とするX線回折スペクトルのブラ
ッグ角度(2θ±0.2°)が、少なくとも7.5°、
9.9°、12.5°、16.3°、18.6°、2
5.1°および28.3°に強い回折ピークを有するも
のをあげることができる。1,2−ジ(オキソガリウム
フタロシアニニル)エタン結晶においては、CuKαを
線源とするX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±
0.2°)が、少なくとも6.9°、13.0°、1
5.9°、25.6°および26.1°に強い回折ピー
クを有するものをあげることができる。ジクロロ錫フタ
ロシアニン結晶においては、CuKαを線源とするX線
回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が、
少なくとも8.3°、13.7°および28.3°に強
い回折ピークを有するもの、少なくとも8.5°、1
1.2°、14.5°および27.2°に強い回折ピー
クを有するもの、および、少なくとも9.2°、12.
2°、13.4°、14.6°、17.0°および2
5.3°に強い回折ピークを有するものをあげることが
できる。
【0020】また、殆どのフタロシアニン系化合物が正
孔を主たる輸送電荷とするp型半導体の性質を有してい
るのに対し、ジクロロ錫フタロシアニンは電子を主たる
輸送電荷とするn型半導体である性質を有している。そ
のため、電荷発生材料としてジクロロ錫フタロシアニン
を含み、導電性基体上に電荷発生層と電荷輸送層を順次
積層してなるS字型感光体は、それを負帯電で使用した
場合、高感度で且つ導電性基材からの正電荷の注入が抑
えられ、暗減衰が小さく帯電性が高い良好な電子写真特
性を示す。
【0021】また電荷発生層は、前記電荷発生材料を真
空蒸着法により、または、前記電荷発生材料を結着樹脂
中に分散または溶解したものを下記の塗布方法を用い被
覆することにより形成される。電荷発生層に用いる結着
樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニル
ホルマール樹脂、部分変性ポリビニルアセタール樹脂、
ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹
脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニ
ルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、
シリコン樹脂、フェノール樹脂、ポリ−N−ビニルカル
バゾール樹脂等があげられるがこれらに限定されるもの
ではない。これらの結着樹脂はブロック、ランダムまた
は交互共重合体であることができる。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。
【0022】電荷発生材料と結着樹脂との配合比(重量
比)は、10:1〜1:10の範囲が好ましい。より好
ましくは、3:1〜1:1の範囲に設定される。電荷発
生材料の結着樹脂に対する配合比が前記範囲より多い
と、暗減衰を増大し機械的特性を悪化させる。また、前
記範囲より少ないと光感度の低下、残留電位の増大等の
障害が起きる。また、本発明で用いる電荷発生層の膜厚
は一般的には、0.05〜5μmが適当であり、好まし
くは0.1〜2.0μmの範囲に設定される。塗布方法
としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコー
ティング法、スプレーコティング法、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等の通常の方法を用いるこ
とができる。
【0023】不均一電荷輸送層は、電荷輸送性の相と電
気的不活性の相を含み、且つ該両相がラメラ構造に相分
離している状態にある高分子材料を含む不均一構造を特
徴とする電荷輸送路を形成する層であって、絶縁性ブロ
ックと電荷輸送性ブロックを含むブロック共重合体また
はグラフト共重合体を溶解した液を塗布することにより
得ることができる。また、絶縁性高分子化合物と電荷輸
送性高分子化合物の溶解した液を塗布することによって
も得ることができる。一般的に、AとBのブロックより
なる共重合体でラメラ構造の相分離構造を得るために
は、エネルギー的に完全に安定な状態であれば、Aの相
とBの相の体積比をほぼ同じにすれば良い。しかし、A
の相とBの相の体積比をほぼ同じにしなくても、成膜時
の溶剤の選択や、熱的履歴などにより準安定状態をとる
ことで、ラメラ構造とすることができる。また、A及び
Bブロックの重量比率と比重より予想したAの相とBの
相の体積比(計算値)と実際の体積比が必ずしも一致す
るとは限らず、A及びBブロックの一部が他方の相に相
溶することで、実際の体積比が計算値と異なることもあ
る。そのため、ラメラ構造とするには、共重合体を形成
するA及びBブロックの分子量、分子量分布、Aの相と
Bの相との界面張力、AとBの混合自由エネルギー、混
合エントロピーなどの様々な要因を考慮する必要があ
る。本発明におけるラメラ構造は各層がどこまでも平行
に積み重なった状態でもよく、また各層が折れ曲がった
り、交わったりして乱れを生じている状態でもよい。よ
り良いS字性を示すには乱れを生じている方が良い。
【0024】不均一電荷輸送層を絶縁性ブロックと電荷
輸送性ブロックを含むブロック共重合体またはグラフト
共重合体より形成する場合、電荷輸送性の相は電荷輸送
性ブロックにより形成され、電気的不活性の相は絶縁性
ブロックにより形成される。電荷輸送性ブロックと絶縁
性ブロックよりなるブロック共重合体またはグラフト共
重合体としては、公知の電荷輸送性ブロックと絶縁性ブ
ロックよりなるブロック共重合体またはグラフト共重合
体を使用することができる。使用可能なブロックまたは
グラフト共重合体としては、例えば、米国特許第3,994,
994 号に記載されているビニルカルバゾールとドデシル
メタクリレートの共重合により製造されたマルチブロッ
ク共重合体があげられる。その他、米国特許第4,618,55
1 号、第4,806,443 号、第4,818,650 号、第4,935,487
号、及び第4,956,440 号に記載されているもの、低分子
量のポリシロキサン、脂肪族及び芳香族ポリエステル、
ポリウレタン単位を含み縮合により製造されるブロック
共重合体も使用できる。また、電荷輸送性ブロックとし
てポリシランを含むものでも良い。しかし、ポリシラン
は機械的特性や紫外線に対する耐性などに問題があるの
で、電荷輸送性ブロックが炭素、酸素、窒素などを主と
した骨格より形成される高分子の方が良い。また、これ
ら共重合体は架橋により分子構造が3次元化されていて
もよい。さらに電荷輸送性ブロックが、トリアリールア
ミン構造を繰り返し単位として含有する共重合体の場合
は、高い電荷輸送能を有しているので好ましく、さら
に、前記トリアリールアミン構造が下記一般式(1)ま
たは(2)で表される構造の少なくとも1種以上を繰り
返し単位として含有する場合は特に好ましい。
【0025】一般式(1)
【化4】 (式中、Ar1 及びAr2 はそれぞれ独立に置換もしく
は未置換のアリール基を示し、X1 は芳香族環構造を有
する2価の炭化水素基またはヘテロ原子含有炭化水素基
を示し、X2 及びX3 はそれぞれ独立に置換もしくは未
置換のアリーレン基を示し、L1 は枝分れもしくは環構
造を含んでもよい2価の炭化水素基またはヘテロ原子含
有炭化水素基を示し、m及びnは、それぞれ0または1
から選ばれる整数を意味する。)
【0026】一般式(2)
【化5】 (式中、Ar3 及びAr4 はそれぞれ独立に置換もしく
は未置換のアリール基を示し、L2 は芳香族環構造を有
する3価の炭化水素基またはヘテロ原子含有炭化水素基
を示す。) 前記一般式(1)中、Ar1 及びAr2 はそれぞれ独立
に置換もしくは未置換のアリール基から選ばれ、該アリ
ール基の具体例としては、フェニル基、ビフェニル基、
ナフチル基、ピレニル基等が挙げられる。また、置換基
としては、メチル基、エチル基、メトキシ基、ハロゲン
原子等が挙げられる。
【0027】X1 は芳香族環構造を有する2価の炭化水
素基またはヘテロ原子含有炭化水素基から選ばれる。具
体例としては、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフ
ェニレン基、ナフチレン基、メチレンジフェニル基、シ
クロヘキシリデンジフェニル基、オキシジフェニル基、
チオジフェニル基等、およびこれらのメチル置換体、エ
チル置換体、メトキシ置換体、またはハロゲン置換体等
が挙げられ、この中でも特に置換もしくは未置換のビフ
ェニレン基が電荷輸送性の点で、特に好ましい。X2
びX3 はそれぞれ独立に置換もしくは未置換のアリーレ
ン基から選ばれ、具体的には、フェニレン基、ビフェニ
レン基、ターフェニレン基、ナフチレン基等、およびこ
れらのメチル置換体、エチル置換体、メトキシ置換体、
またはハロゲン置換体等が挙げられる。L1 は枝分れも
しくは環構造を含んでもよい2価の炭化水素基またはヘ
テロ原子含有炭化水素基から選ばれ、上記の好ましい特
性の少なくとも1つを発揮するかぎり任意であるが、エ
ーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、シロキ
サン結合等から選ばれる結合基を含み、且つ炭素数が2
0以下であるものが好ましい。その具体例としては、以
下のものが挙げられる。
【0028】
【化6】 上記一般式(2)中、Ar3 及びAr4 はそれぞれ独立
に置換もしくは未置換のアリール基から選ばれ、該アリ
ール基の具体例としては、フェニル基、ビフェニル基、
ナフチル基、ピレニル基等が挙げられる。また、置換基
としては、炭素数1〜12個のアルキル基またはアルコ
キシ基、ジアリールアミノ基、ハロゲン原子等が挙げら
れる。
【0029】L2 は芳香族環構造を有する3価の炭化水
素基またはヘテロ原子含有炭化水素基から選ばれ、上記
の好ましい特性の少なくとも1つを発揮するかぎり任意
であるが、炭素数が20以下のものが好ましい。その具
体例としては、以下のものが挙げられる。
【0030】
【化7】
【0031】本発明の共重合体を形成する絶縁性ブロッ
クとしては如何なるものでも構わない。絶縁性ブロック
の具体例としては、ポリビニルアセタール、ポリアルキ
ルメタクリレート、ポリアルキルアクリレート、ポリ塩
化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリアルキ
ルビニルエーテル、ポリカーボネート、ポリエステル、
ポリシロキサン等、およびこれらのブロック、グラフ
ト、ランダムまたは交互共重合体等が挙げられる。しか
し、機械的強度、可撓性、可視光および赤外光透過性、
化学的安定性、絶縁性等の点で、ビニル系モノマーの重
合物からなるものが好ましく、特に下記一般式(3)で
示されるビニルモノマーの少なくとも1種を重合し得ら
れるものが好ましい。
【0032】一般式(3)
【化8】
【0033】上記一般式(3)中、R1 〜R3 はそれぞ
れ独立に水素原子、ハロゲン原子、または置換もしくは
未置換のアルキル基またはアリール基から選ばれる。置
換もしくは未置換のアルキル基またはアリール基の具体
的としては、メチル基、エチル基、メトキシ基、クロロ
メチル基、フェニル基、トリル基等が挙げられる。R4
は置換もしくは未置換のアルキル基、アリール基、アル
コキシ基、アシル基、アシルオキシ基、またはアルコキ
シカルボニル基から選ばれる。アルキル基、アルコキシ
基、アシル基、アシルオキシ基、およびアルコキシカル
ボニル基の炭素数は1〜18個が好ましく、またアリー
ル基としてはフェニル基、ナフチル基、ピレニル等が挙
げられる。置換基としては、ハロゲン原子、フェニル
基、ヒドロキシ基、アミノ基、イソシアネート基、エポ
キシ基、アルコキシシリル基等が挙げられる。
【0034】本発明の共重合体において、電荷輸送性ブ
ロック中の繰り返し単位として含有する、上記一般式
(1)で表される構造式の具体例を下記表1〜4に示
し、上記一般式(2)で表される構造式の具体例を下記
表5に示し、また、絶縁性ブロック中の繰り返し単位と
して含有する、上記一般式(3)で表される構造式の具
体例を下記表6〜7に示すが、本発明はこれらに限られ
るものではない。
【0035】表1
【表1】
【0036】表2
【表2】
【0037】表3
【表3】
【0038】表4
【表4】
【0039】表5
【表5】
【0040】表6
【表6】
【0041】表7
【表7】
【0042】また本発明においては、電荷輸送性の相と
電気的不活性の相を含み、且つ該両相がラメラ構造に相
分離している状態にある高分子材料、或いは電荷輸送性
の相と電気的不活性の相を含み、且つ該両相が海島構造
または変調構造に相分離している状態にある高分子材料
として、架橋性官能基を有する高分子材料を使用し架橋
剤を使用しあるいは使用せずに3次元化して、その高分
子材料を用いる層の機械的強度、耐摩耗性を改善するこ
とができる。例えば上記高分子材料が電荷輸送性ブロッ
クと絶縁性ブロックを含む共重合体の場合、特に、絶縁
性ブロックに架橋性官能基を含ませることが好ましい。
その一例を示すと、上記一般式(3)で示されるモノマ
ーの重合体において、さらにクロルスルホン基、カルボ
キシル基、ヒドロキシ基、メルカプト基、ニトリル基、
イソシアナート基、アミノ基、エポキシ基もしくはアル
コキシシリル基で置換された置換アルキル基、置換アリ
ール基、置換アルコキシ基、置換アシル基、置換アシル
オキシ基、または置換アルコキシカルボニル基を有する
ビニルモノマーを共重合させることが挙げられる。
【0043】これらの共重合体を架橋する場合、架橋剤
を添加することもできる。架橋剤としては、例えば硫黄
系化合物、有機過酸化物、多価のフェノール樹脂、多価
のアミノ樹脂、多価のハロゲン化合物、多価のアミン化
合物、多価のアゾ化合物、多価のイソシアネート化合
物、多価のシリルイソシアネート化合物多価のエポキシ
化合物、シラン化合物、チタネート化合物、多価のカル
ボン酸化合物、酸無水物などである。これら架橋剤を上
記共重合体と予め混合したものを塗布し架橋させたり、
上記共重合体を予め塗布した上にこれらをスプレイや浸
積、蒸気への暴露にて接触させて架橋させる。
【0044】本発明の共重合体中の絶縁性ブロックの抵
抗値としては、1013Ωcm以上が好ましく、特に、1
14Ωcm以上が好ましい。上記体積抵抗率がこの範囲
より低い絶縁性ブロックを用いた場合、そのブロックに
よって形成される電気的不活性の相の電気的絶縁性が損
なわれS字性が失われる傾向にある。尚、共重合体中の
電気抵抗率を、直接測定することは困難であり、絶縁性
ブロックと同一構造の高分子の電気抵抗率で代用するこ
とができる。本発明の共重合体はブロック共重合体また
はグラフト共重合体であれば、その構成ブロックの連結
形式は如何なるものでも構わない。すなわち、電荷輸送
性ブロックをA、絶縁性ブロックをBと表した時、AB
型、ABA型、BAB型、(AB)n 型、(AB)n
型、およびB(AB)n 型のブロック共重合体、電荷輸
送性ブロックを主鎖、絶縁性ブロックを側鎖とするグラ
フト共重合体、絶縁性ブロックを主鎖、電荷輸送性ブロ
ックを側鎖とするグラフト共重合体、もしくはABA型
等のブロック共重合体の側鎖にAおよび/またはBをグ
ラフト化したブロック−グラフト共重合体等が挙げられ
る。
【0045】電荷輸送性ブロック、絶縁性ブロックとも
に、2種類以上の構造単位を含むことも可能である。ま
た、共重合体と電荷輸送性高分子化合物、または、且
つ、絶縁性高分子化合物を共に用いることができる。こ
の場合、共重合体の構造単位を含む高分子化合物が好ま
しい。電荷輸送性ブロックと絶縁性ブロックとの重量比
は9/1〜1/9の範囲で任意に設定されるが、8/2
〜2/8の範囲が好ましい。より好ましくは、7/3〜
3/7の範囲である。電荷輸送性ブロックの重量比率が
上記範囲より多くても、少なくてもラメラ構造をとるこ
とが困難となる。ただし、各々の材料構成、溶剤、成膜
条件などによりラメラ構造を作りやすい重量比は決定さ
れる。
【0046】本発明の不均一電荷輸送層を構成するラメ
ラ構造を有する高分子材料は、電荷輸送性高分子化合物
と絶縁性高分子化合物の混合物から作製することもでき
る。電荷輸送性高分子化合物としては、公知の電荷輸送
性高分子化合物を使用することができる。例えば、ポリ
ビニカルバゾール等の電荷輸送能を有する基を側鎖に含
む高分子化合物、特開平5-232727号公報等に開示されて
いるような電荷輸送能を有する基を主鎖に含む高分子化
合物、およびポリシラン等をあげることができる。電荷
輸送性高分子化合物として、前記一般式(1)または
(2)で表される構造の少なくとも1種以上を繰り返し
単位として含有する電荷輸送性樹脂の場合は、高い電荷
輸送能を有し、機械的特性にも優れているので特に好ま
しい。絶縁性高分子化合物としては、公知の絶縁性高分
子化合物を使用することができる。例えば、ポリビニル
ブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、部分変性
ポリビニルアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポ
リエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、
ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビ
ニル−酢酸ビニル共重合体、シリコン樹脂、フェノール
樹脂等があげられるが、これらに限定されるものではな
い。これらの結着樹脂はブロック、ランダムまたは交互
共重合体であることができる。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。また、これらの絶縁性高分子化合物となる結着樹脂
の体積抵抗率は、1013Ω・cm以上が好ましく、より
好ましくは1014Ω・cm以上である。体積抵抗率がこ
の値より低いと、絶縁性高分子化合物の電気的絶縁性が
損なわれ、S字性が失われる傾向にある。
【0047】ポリカーボネート樹脂は電荷輸送性高分子
材料と適度な相分離構造を形成するため特に好ましい。
このポリカーボネート樹脂としてはたとえば、ビスフェ
ノールA型ポリカーボネート、ビスフェノールC型ポリ
カーボネート、ビスフェノールZ型ポリカーボネートな
どの公知の変性ポリカーボネート樹脂、及び、それらの
共重合体、及び他の樹脂との共重合体などが挙げられ
る。電荷輸送性高分子化合物と絶縁性高分子化合物との
重量比は9/1〜1/9の範囲で任意に設定されるが、
8/2〜2/8の範囲が好ましい。より好ましくは、7
/3〜3/7の範囲である。電荷輸送性高分子化合物の
重量比率が上記範囲より多くても、少なくてもラメラ構
造をとることが困難となる。ただし、各々の材料構成、
溶剤、成膜条件などによりラメラ構造を作りやすい重量
比が決定される。
【0048】電荷輸送性部分の相の厚さ(図1中、例え
ば、幅aで示す)は0.01〜1μmが好ましく、より
好ましくは0.02〜0.5μm、特に好ましくは0.
05〜0.2μmの範囲である。電荷輸送性の相の厚さ
が上記範囲より大きいと、好ましい膜厚の範囲内でのS
字化に必要な空間的トラップの形成が確率的に低くな
り、S字性が失われることになる。他方、電荷輸送性の
相の厚さが上記範囲より小さい場合には、空間的トラッ
プが浅くなりすぎ、S字性が失われる傾向にある。電荷
輸送性ブロックと絶縁性ブロックを含む共重合体の場合
には、各ブロックの分子量によっても相の厚さを制御す
ることができる。ブロックの分子量が大きくなれば、相
の厚さも大きくなり、ブロックの分子量が小さくなれば
相の厚さも小さくなる。各ブロックの分子量は2000
から1000000の範囲が適当である。各ブロックの
分子量が2000未満では相の厚さが小さくなりすぎ、
1000000以上では相の厚さが大きくなりすぎる。
なおここで言う分子量とは体積平均分子量である。ま
た、溶剤の選択、混合溶剤の利用、溶剤の蒸発速度の調
整、冷却速度などによっても相の厚さの調整は可能であ
る。各ブロックと同構成の電荷輸送性高分子化合物と絶
縁性高分子化合物の溶解度パラメーターは相分離を行わ
せるために共通溶剤のある範囲で離れている方が好まし
い。
【0049】一般的に、ポリマーアロイ系の相の厚さは
1μm以上となることが普通であり、相の厚さを小さく
する努力が必要である。ポリマーアロイ系の場合、電荷
輸送性高分子化合物と絶縁性高分子化合物の溶解度パラ
メーターは近い値が好ましい。溶解度パラメーターが離
れると、共通の溶剤が少なくなるとともに、相の厚さを
小さくすることが困難となる。電荷輸送性高分子化合物
と絶縁性高分子化合物の溶解度パラメーターの差は2以
下が好ましく、より好ましくは1以下、さらに好ましく
は0.5以下である。塗布に用いる溶剤の溶解度パラメ
ーターは電荷輸送性高分子化合物と絶縁性高分子化合物
の溶解度パラメーターと近いことが望ましい。また、相
の厚さを小さくするために、電荷輸送性高分子化合物と
絶縁性高分子化合物の溶解度パラメーターの中間の値で
あることが好ましい。相の厚さを小さくするために、相
容化剤を添加することができる。相容化剤として、電荷
輸送性高分子化合物と絶縁性高分子化合物の両方に親和
性のある適当なブロック共重合樹脂またはグラフト共重
合樹脂などの共重合樹脂、または、電荷輸送性高分子化
合物と絶縁性高分子化合物の片方に親和性があり、他方
と反応性のある高分子化合物などが挙げられる。親和性
のある樹脂部分としては、電荷輸送性高分子化合物、ま
たは、および、絶縁性高分子化合物と同じであることが
より好ましい。また、電荷輸送性高分子化合物と絶縁性
高分子化合物の中間的な溶解度パラメーターを有する高
分子化合物を添加することによっても相の厚さを小さく
することができる。
【0050】本発明で用いる不均一電荷輸送層の膜厚
は、均一電荷輸送層と組み合わせず、電荷輸送層を不均
一電荷輸送層のみで形成する場合5〜100μmが適当
であり、好ましくは10〜50μmの範囲に設定され
る。また、本発明で用いる不均一電荷輸送層の膜厚は均
一電荷輸送層と組み合せる場合、0.1〜50μmが適
当であり、好ましくは0.2〜20μm、さらに好まし
くは0.5〜10μmの範囲に設定される。上記範囲よ
り薄いとS字性が失わる傾向にある。膜厚の上限に関し
ては、用いるS字型電荷輸送層の電荷輸送能により制限
され、応答速度、残留電位等が許容される範囲内で設定
される。電荷輸送性の相の電荷移動度は、電子写真感光
体の応答速度を支配する一因子であり、移動度が高いほ
どのものほど、高速の電子写真装置に好適に用いられ
る。本発明の電子写真装置においては、少なくとも現像
に用いる電界強度域において、10-6cm2 /Vs以上
であることが好ましい。より好ましくは5×10-6cm
2 /Vs以上である。尚、電荷輸送性の相の電荷移動度
を、直接測定することは困難であり、電荷輸送性の相を
形成する電荷輸送性高分子単独または電荷輸送性ブロッ
クと同一構造の電荷輸送性高分子の電荷移動度で代用す
ることができる。移動度の測定は、当業界における常法
である、Time-of-Flight法により行うことができ、電界
強度5V/μmでの値で代表される。
【0051】また、不均一電荷輸送層中に、主たる輸送
電荷と逆極性の電荷のみを輸送し得る化合物を添加する
ことにより、残留電位の低下、繰り返し安定性の向上等
の効果を得ることもでき、絶縁性高分子化合物よりなる
相中に含まれていることが好ましい。塗布方法として
は、ブレードコーティング法、ワ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、エアーナイフコーティング法、
カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることが
できる。
【0052】第二の不均一電荷輸送層、すなわち電荷輸
送性の相と電気的不活性の相を含み、且つ該両相が海島
構造または変調構造に相分離している状態にある高分子
材料を含む層は、絶縁性ブロックと電荷輸送性ブロック
を含むブロック共重合体またはグラフト共重合体を溶解
した液を塗布することにより得られる。また、絶縁性高
分子化合物と電荷輸送性高分子化合物の溶解した液を塗
布することによっても得ることができる。第二の不均一
電荷輸送層を形成する、絶縁性ブロックと電荷輸送性ブ
ロックを含むブロック共重合体またはグラフト共重合
体、または、絶縁性高分子化合物と電荷輸送性高分子化
合物は、ラメラ構造を有する不均一電荷輸送層と同様の
化合物を用いることができる。電荷輸送性部分の相の厚
さ(図1中、例えば、幅aで示す)は0.01〜1μm
が好ましく、より好ましくは0.02〜0.5μm、特
に好ましくは0.05〜0.2μmの範囲である。電荷
輸送性の相の厚さが上記範囲より大きいと、好ましい膜
厚の範囲内でのS字化に必要な空間的トラップの形成が
確率的に低くなり、S字性が失われることになる。他
方、電荷輸送性の相の厚さが上記範囲より小さい場合に
は、空間的トラップが浅くなりすぎ、S字性が失われる
傾向にある。
【0053】本発明で用いる第二の不均一電荷輸送層の
膜厚は、0.1〜50μmが適当であり、好ましくは
0.2〜20μm、さらに好ましくは0.5〜10μm
の範囲に設定される。上記範囲より薄いとS字性が失わ
る傾向にある。膜厚の上限に関しては、用いるS字型電
荷輸送層の電荷輸送能により制限され、応答速度、残留
電位等が許容される範囲内で設定される。また、第二の
不均一電荷輸送層中に、主たる輸送電荷と逆極性の電荷
のみを輸送し得る化合物を添加することにより、残留電
位の低下、繰り返し安定性の向上等の効果を得ることも
でき、絶縁性高分子化合物よりなる相中に含まれている
ことが好ましい。塗布方法としては、ブレードコーティ
ング法、ワ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、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティン
グ法等の通常の方法を用いることができる。
【0054】均一電荷輸送層、すなわち電荷輸送性マト
リックスよりなる層としては、従来のJ字型積層感光体
に電荷輸送層として用いられている公知のものを使用す
ることができる。例えば、ベンジジン系化合物、アミン
系化合物、ヒドラゾン系化合物、スチルベン系化合物、
カルバゾール系化合物等のホール輸送性低分子化合物ま
たはフルオレノン系化合物、マロノニトリル系化合物、
ジフェノキノン系化合物等の電子輸送性低分子化合物
を、単独でまたは2種以上を混合して、ポリカーボネー
ト、ポリアリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポ
リメチルメタクリレート等の絶縁性樹脂中に均一分子分
散した固溶膜、あるいは、それ自身電荷輸送能を有する
高分子化合物等を用いることができる。また、セレン、
アモルファスシリコン、アモルファスシリコンカーバイ
ト等の電荷輸送能を有する無機物質を用いることもでき
る。電荷輸送性高分子化合物としては、ポリビニカルバ
ゾール等の電荷輸送能を有する基を側鎖に含む高分子化
合物、特開平5-232727号公報等に開示されているような
電荷輸送能を有する基を主鎖に含む高分子化合物、およ
びポリシラン等をあげることができる。
【0055】本発明における均一電荷輸送層としては、
特に製造上、電荷輸送性高分子化合物を用いることが好
ましい。すなわち、不均一電荷輸送層と均一電荷輸送層
を積層製膜する場合、均一電荷輸送層に電荷輸送性低分
子化合物を用いると、電荷輸送性低分子化合物が不均一
電荷輸送層に混入してしまい、不均一電荷輸送層の電気
的不活性相の主たる電荷に対する絶縁性が低下すること
によりS字性が損なわれたり、あるいは混入分子が電荷
トラップとなり残留電位の増大、輸送能の低下及び光感
度の低下等の障害が発生する。この問題は特に、湿式塗
布法により、各層を成膜する場合に顕著になる。もちろ
ん、これらの問題は、上層の塗布溶剤として下層を溶解
および膨潤し難いものを選択するか、または、絶縁性ブ
ロックとして電荷輸送性低分子化合物と相溶性の無いも
のを選択する等により、回避することが可能である。と
ころが、高分子同士は相溶することは稀であり相分離を
起こすことが一般的であることが知られており、均一電
荷輸送層として、電荷輸送性高分子化合物を用いた場
合、不均一電荷輸送層の電気的不活性相と相溶すること
なく相分離するため、上記のような混入の問題は殆ど発
生せず、材料および製造法の選択に当たっての制約が解
消されるという利点を有する。また、上記理由により、
電荷輸送性高分子よりなる均一電荷輸送層の場合には、
層中に分子量1000以下の電荷輸送性化合物が5%以上
含まれないことが望ましい。
【0056】さらに均一電荷輸送層の電荷輸送性高分子
化合物として、前記一般式(1)または(2)で表され
る構造の少なくとも1種以上を繰り返し単位として含有
する電荷輸送性樹脂の場合は、高い電荷輸送能を有し、
機械的特性にも優れているので特に好ましい。
【0057】この均一電荷輸送層中に電荷輸送性マトリ
ックスに囲まれるような電気的不活性な領域が存在して
もよい。例えば表面摩擦の低減、磨耗の低減、または表
面付着物の低減等を目的に絶縁性粒子等を含有させるこ
とができる。また、均一電荷輸送層は輸送能の向上など
のため、電荷輸送性微粒子等を含むことができる。塗布
方法としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバー
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、エアーナイフコーテ
ィング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用
いることができる。また、気相成膜可能なものは、真空
蒸着法等により直接成膜することもできる。本発明で用
いる均一電荷輸送層の膜厚は1〜100μm、好ましく
は5〜50μmに設定される。本発明において、電荷輸
送層全体の合計厚みは一般的には、5〜100μmが適
当であり、好ましくは10〜50μmの範囲に設定され
る。
【0058】電荷輸送層が電荷発生層と露光光源の間に
存在する場合、実効の光感度の低下を防ぐ上で、電荷輸
送層は露光波長の光に対し事実上透明であることが望ま
しい。好ましくは、電荷輸送層における露光に用いる光
の透過率は50%以上である。より好ましくは70%以
上であり、さらに好ましくは90%以上である。しかし
ながら、低感度での使用が望まれる場合には、露光波長
の光に対し事実上吸収のある電荷輸送層を用い、実効的
な光感度を調整することもできる。電荷発生層と電荷輸
送層よりなる光導電層の上には、さらに必要に応じて保
護層を設けてもよい。この保護層は、帯電部材から発生
するオゾンや酸化性ガス等、および紫外光等の化学的ス
トレス、あるいは、現像剤、紙、クリーニング部材等と
の接触に起因する機械的ストレスから光導電層を保護
し、光導電層の実質の寿命を改善するために有効であ
る。特に、薄層の電荷発生層を上層に用いる層構成にお
いて、効果が顕著である。保護層は、導電性材料を適当
な結着樹脂中に含有させて形成される。導電性材料とし
ては、ジメチルフェロセン等のメタロセン化合物、酸化
アンチモン、酸化スズ、酸化チタン、酸化インジウム、
ITO等の金属酸化物等の材料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。結着樹脂として
は、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカ
ーボネート、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、シリ
コーン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ
樹脂等の公知の樹脂を用いることができる。また、アモ
ルファスカーボン等の導電性無機膜も保護層として用い
ることができる。保護層の電気抵抗は109 〜1014Ω
・cmの範囲が好ましい。電気抵抗がこの範囲以上にな
ると残留電位が増加し、他方、この範囲以下になると沿
面方向での電荷漏洩が無視できなくなり、解像力の低下
が生じてしまう。保護層の膜厚は0.5〜20μmが適
当であり、好ましくは1〜10μmの範囲に設定され
る。また、保護層を設けた場合、必要に応じて、感光層
と保護層との間に、保護層から感光層への電荷の漏洩を
阻止するブロッキング層を設けることができる。このブ
ロッキング層としては、保護層の場合と同様に公知のも
のを用いることができる。
【0059】本発明の電子写真感光体においては、電子
写真装置中で発生するオゾンや酸化性ガス、あるいは、
光、熱による感光体の劣化を防止する目的で、各層また
は最上層中に酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤等を添加
することができる。酸化防止剤としては、公知のものを
用いることができ、例えば、ヒンダードフェノール、ヒ
ンダードアミン、パラフェニレンジアミン、ハイドロキ
ノン、スピロクロマン、スピロインダノンおよびそれら
の誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物等があげられ
る。光安定剤としては、公知のものを用いることがで
き、例えば、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、ジ
チオカルバメート、テトラメチルピペリジン等の誘導
体、および、光励起状態をエネルギー移動あるいは電荷
移動により失活し得る電子吸引性化合物または電子供与
性化合物等があげられる。さらに、表面磨耗の低減、転
写性の向上、クリーニング性の向上等を目的として、最
表面層にフッ素樹脂等の絶縁性粒子を分散させてもよ
い。
【0060】本発明はまた上で説明した電子写真感光体
を搭載する電子写真装置を提供するが、この電子写真装
置としては、電子写真法を用いるものであれば如何なる
ものでも構わない。中でも、特にデジタル処理された画
像信号に基づき露光を行う電子写真装置が好ましい。デ
ジタル処理された画像信号に基づき露光を行う電子写真
装置とは、レーザーまたはLED等の光源を用い、2値
化またはパルス幅変調や強度変調を行い多値化された光
により露光する電子写真装置であり、例としてLEDプ
リンター、レーザープリンター、レーザー露光式デジタ
ル複写機などを挙げることができる。また、電子写真感
光体とともにクリーニング手段、帯電手段、現像手段な
どの1つ以上と組み合せて装置ユニットとしても良い。
本発明において、デジタル処理された画像信号に基づき
露光を行う電子写真装置の一例の概略図を図19に示
す。図19中、感光体ドラム11は帯電用スコロトロン
13、及び、クリーニングブレード17などとともに装
置ユニットとしてレーザープリンターに装着されてい
る。感光体ドラム11の周りには前露光用光源(赤色L
ED)12、帯電用スコロトロン13、露光用レーザー
光学系14、現像器15、転写用コロトロン16および
クリーニングブレード17がプロセスの順序に順次配置
されている。露光用レーザー光学系14は、例えば発信
波長780nmの露光用レーザーダイオードを備えてお
り、デジタル処理された画像信号に基づき発光する。発
光したレーザー光14aはポリゴンミラーと複数のレン
ズ、ミラーによりスキャンされながら感光体上を露光す
るように構成されている。なお、18は用紙を示す。
【0061】
【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。しかしながら、本発明は以下の実施例に限定され
るものではなく、当業者は電子写真技術の公知の知見か
ら、以下の実施例に変更を加えることが可能である。 <合成例1 反応性重合開始剤 4,4’−アゾビス
(4−シアノ吉草酸クロリド)の合成>塩化チオニル1
40mlを氷冷し、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉
草酸)48gを徐々に加えた。30℃で6時間加熱し、
過剰の塩化チオニルを減圧下で留去した。残留物をクロ
ロホルムより再結晶して22gの4,4’−アゾビス
(4−シアノ吉草酸クロリド)結晶を得た。
【0062】<合成例2 両末端にアゾ型重合開始剤を
有する電荷輸送性重合体の合成>3,3’−ジメチル−
N,N’−ビス(p,m−ジメチルフェニル)−N,
N’−ビス[4−(2−メトキシカルボニルエチル)フ
ェニル]−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジア
ミン100g、エチレングリコール200gおよびテト
ラブトキシチタン5gを、窒素気流下で3時間加熱還流
した。3,3’−ジメチル−N,N’−ビス(p,m−
ジメチルフェニル)−N,N’−ビス[4−(2−メト
キシカルボニルエチル)フェニル]−[1,1’−ビフ
ェニル]−4,4’−ジアミンが消費されたことを確認
したのち、0.5mmHgに減圧しエチレングリコール
を留去しながら230℃に加熱し、さらに6時間反応を
続けた。その後、室温まで冷却し、塩化メチレンを加え
不溶分を溶解させ、アセトンから再沈殿することによ
り、下記の構造式(1)で表される両末端にヒドロキシ
基を有する電荷輸送性重合体90gを得た。得られた重
合体の重量平均分子量は5.8×104 であった。
【0063】構造式(1)
【化9】
【0064】この両末端にヒドロキシ基を有する電荷輸
送性重合体43gとトリエチルアミン0.5gをジクロ
ロメタン120mlに溶解し、0℃に冷却した。ここ
に、上記合成例1で得られた4,4’−アゾビス(4−
シアノ吉草酸クロリド)5.6gをジクロロメタン20
mlに溶解した溶液を滴下した。室温で1時間反応させ
た後に30℃に加温し、さらに4時間反応させた。ここ
から溶媒を留去し、テトラヒドロフランを加えて溶解さ
せ、メタノールに滴下し、1時間撹拌した後に濾別し
た。この再沈殿操作をさらに2回繰り返した。残さを乾
燥して両末端にアゾ型重合開始剤を有する電荷輸送性重
合体41gを得た。
【0065】<合成例3 下記構造式(2)で表される
ブロック共重合体の合成>合成例2で得られた両末端に
アゾ型重合開始基を有する電荷輸送性高分子20gとメ
チルメタクリレート28gをトルエン400mlに溶解
し、窒素置換した後に65℃で100時間加熱した。こ
れをヘキサンに滴下し、1時間撹拌した後に濾別した。
ここから溶媒を除去し、テトラヒドロフランを加え、こ
の溶液をメタノールに滴下し、1時間撹拌した後に濾別
した。さらにトルエン/アセトニトリルによる再沈殿操
作を2回繰り返した。残査を減圧乾燥して、下記構造式
(2)で示されるブロック共重合体30gを得た。得ら
れた共重合体の1H−NMRスペクトルの各ブロックに
帰属されるプロトンの積分強度比から、電荷輸送性ブロ
ックと絶縁性ブロックの重量組成比はおよそ56/44
と計算された。尚、本実施例のブロック共重合体の絶縁
性ブロックと同一構造を持つポリ(メチルメタクリレー
ト)の体積抵抗率は1014Ω・cm以上であった。
【0066】構造式(2)
【化10】
【0067】<合成例4 下記構造式(3)で表される
ブロック共重合体の合成>上記合成例2で得られた両末
端にヒドロキシ基を有する電荷輸送性重合体72gとト
リエチルアミン1.8gをトルエン140mlに溶解
し、0℃に冷却した。ここに、上記合成例1で得られた
4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸クロリド)9.
5gをトルエン25mlに懸濁した液を滴下した。室温
で1時間反応させた後に30℃に加温し、さらに6時間
反応させた。この反応液をメタノールに滴下し、1時間
撹拌した後に濾別した。この再沈殿操作をさらに2回繰
り返した。残さを乾燥して両末端にアゾ型重合開始剤を
有する電荷輸送性重合体68gを得た。この末端にアゾ
型重合開始剤を有する電荷輸送性重合体1.0g、p−
メチルスチレンモノマー0.8gをトルエン3mlに溶
解し、窒素置換した後に65℃で95時間加熱した。こ
の溶液をメタノールに滴下し、1時間撹拌した後に濾別
した。得られた固体ををシクロヘキサンで十分に洗浄
し、目的とする下記構造式(3)で表されるブロック共
重合体1.1gを得た。得られた共重合体の1H−NM
Rスペクトルの各ブロックに帰属されるから、電荷輸送
性ブロックと絶縁性ブロックの重量組成比はおよそ6
3:37と計算される。
【0068】構造式(3)
【化11】
【0069】<合成例5 下記構造式(4)で表されるブ
ロック共重合体の合成>N,N’−ビス(p,m−ジメ
チルフェニル)−N,N’−ビス[p−(2−メトキシ
カルボニルエチル)フェニル]−[3,3’−ジメチル
−1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミンをN,
N’−ビス(p,m−ジメチルフェニル)−N−[p−
(m,m’−ビスメトキシカルボニルエチル)フェニ
ル]アミンに変えた以外は合成例2と同様にして、両末
端にアゾ型重合開始剤を有する電荷輸送性重合体を合成
した。さらに、この両末端にアゾ型重合開始剤を有する
電荷輸送性重合体を用いたこと以外は合成例3と同様に
して、下記構造式(4)で示されるブロック共重合体を
合成した。ブロック共重合体の重量平均分子量は9.3
×104 であり、両ブロックの組成比はおよそ67:3
3と計算される。
【0070】構造式(4)
【化12】
【0071】実施例1 アルミニウム基板上に、ジルコニウムアルコキシド化合
物(商品名:オルガチックスZC540、マツモト製薬
社製)10重量部およびシラン化合物(商品名:A11
10、日本ユニカー社製)1重量部とイソプロパノール
40重量部およびブタノール20重量部からなる溶液を
浸漬コーティング法で塗布し、150℃において10分
間加熱乾燥し、膜厚0.1μmの下引き層を形成した。
次にCuKαを線源とするX線回折スペクトルのブラッ
グ角度(2θ±0.2°)が、少なくとも7.4°、1
6.6°、25.5°、および28.3°に強い回折ピ
ークを有するクロロガリウムフタロシアニン微結晶4重
量部を、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体(商品名:U
CARソリューションビニル樹脂VMCH、ユニオンカ
ーバイド社製)2重量部、キシレン67重量部、および
酢酸ブチル33重量部と混合し、ガラスビーズとともに
ペイントシェーク法で2時間処理して分散した後、得ら
れた塗布液を浸漬コーティング法で上記下引き層上に塗
布し、100℃において10分間加熱乾燥し、膜厚0.
5μmの電荷発生層を形成した。
【0072】次に、合成例3で製造された電荷輸送ブロ
ックと絶縁性ブロックを有するブロック共重合体(構造
式2)20重量部をモノクロルベンゼン80重量部に溶
解した塗布液を、上記電荷発生層上に浸漬コーティング
法で塗布し、115℃において30分間加熱乾燥させ
て、膜厚20μmの不均一電荷輸送層を形成し、図6に
示す層構成の電子写真用感光体を作製した。このように
して得られた電子写真用感光体に対し、一部改造を加え
た静電複写紙試験装置(エレクトロスタティックアナラ
イザーEPA−8100、川口電機製作所社製)を用い
て、常温常湿(20℃、40%RH)の環境下、電子写
真特性の評価を行った。コロナ放電電圧を調整し、感光
体表面を−750Vに帯電させた後、干渉フィルターを
通し750nmに単色化したハロゲンランプ光を感光体
表面上で1mW/m2 の光強度になるように調整し、7
秒間照射したところ、図18に示すS字型の光誘起電位
減衰を示した。また、光照射後の電位を残量電位とし
た。この光誘起電位減衰曲線からE50% 値が3.0mJ
/m2 、E50% /E10% 値は1.9と算出された。ま
た、残留電位は−25Vであった。この感光体の断面を
ルテニューム酸で染色し、透過型電子顕微鏡により観察
したところ、濃い部分と薄い部分とからなるラメラ構造
が見られた。これは、電荷輸送性の相と、電気的不活性
の相が相分離しており、片方の相がルテニューム酸で染
色されたものと推定される。相の厚さはおおよそ0.0
6μmであった。
【0073】比較例1〜3 合成例3のメチルメタクリレートの添加量を変えて、ブ
ロック共重合体中の絶縁性ブロックであるポリ(メチル
メタクリレート)の含有比率を表8のようにした共重合
体を使用した以外は、実施例1と同様に電子写真用感光
体を作製した。このようにして得られた電子写真用感光
体の電子写真特性と不均一電荷輸送層断面を実施例1と
同様に評価した結果を表8に示す。
【0074】表8
【表8】
【0075】実施例2 実施例1と同様に電荷発生層まで形成した。合成例3の
メチルメタクリレートの添加量を変えて、ブロック共重
合体中の絶縁性ブロックであるポリ(メチルメタクリレ
ート)の含有比率を比較例2と同様の60%としたブロ
ック共重合体15重量部をモノクロルベンゼン85重量
部に溶解した塗布液を、上記電荷発生層上に浸漬コーテ
ィング法で塗布し、115℃において30分間加熱乾燥
させて、膜厚3μmの第二の不均一電荷輸送層を形成し
た。次に、合成例3で合成された電荷輸送ぶろっくたお
絶縁性ブロックを有するブロック共重合体20重量部を
モノクロクベンゼン80重量部に溶解した塗布液を、上
記第二の不均一電荷輸送層上にアプリケータで塗布し、
115℃において30分間加熱乾燥させて、膜厚20μ
mの不均一電荷輸送層を形成し、図15に示す層構成の
電子写真感光体を作製した。このようにして得られた電
子写真感光体を、実施例1と同様にして評価したとこ
ろ、その光誘起電位減衰特性はE50% 値が4.2mJ/
2 、E50% /E10%値が1.6のS字型であった。ま
た、残留電位は−50Vであった。この感光体の断面を
実施例1と同様に観察したところ、不均一電荷輸送層は
濃い部分と薄い部分とからなるラメラ構造が見られ、第
二の不均一電荷輸送層は濃い部分と薄い部分とからなる
海島構造が見られた。ラメラ構造の相の厚さはおおよそ
0.06μmであった。
【0076】実施例3 不均一電荷輸送層の膜厚を5μmとした以外は実施例1
と同様に作製した感光体上に、さらに、高分子電荷輸送
材料である分子量5万の構造式(5)で示される繰り返
し単位よりなる化合物20重量部をトルエン80重量部
に溶解した塗布液をアプリケータにて塗布し、115℃
において1時間加熱乾燥させて、膜厚15μmの均一電
荷輸送層を形成し、図7に示す層構成の電子写真用感光
体を作製した。このようにして得られた電子写真用感光
体を、実施例1と同様にして評価したところ、その光誘
起電位減衰特性はE50% 値が3.3mJ/m2 、E50%
/E10 % 値が1.7のS字型であった。また、残留電位
は−20Vであった。この感光体の断面を実施例1と同
様に観察したところ、不均一電荷輸送層は濃い部分と薄
い部分とからなるラメラ構造が見られた。相の厚さはお
およそ0.06μmであった。
【0077】構造式(5)
【化13】
【0078】実施例4 合成例3の共重合体の代わりに合成例4の共重合体を用
いた以外は実施例1と同様に電子写真感光体を作製し
た。このようにして得られた電子写真用感光体を、実施
例1と同様にして評価したところ、その光誘起電位減衰
特性はE50% 値が3.2mJ/m2 、E50% /E10 %
が2.5のS字型であった。また、残留電位は−40V
であった。この感光体の断面を実施例1と同様に観察し
たところ、濃い部分と薄い部分とからなるラメラ構造が
見られた。相の厚さはおおよそ0.06μmであった。
【0079】比較例4〜6 合成例4のp−メチルスチレンの添加量を変えて、ブロ
ック共重合体中の絶縁性ブロックであるポリp−メチル
スチレンの含有比率を表9のようにした共重合体を使用
した以外は、実施例3と同様に電子写真用感光体を作製
した。このようにして得られた電子写真用感光体の電子
写真特性と不均一電荷輸送層断面を実施例1と同様に評
価した結果を表9に示す。
【0080】表9
【表9】
【0081】実施例5 実施例1と同様に電荷発生層まで形成した上に、高分子
電荷輸送材料である分子量5万の構造式(5)で示され
る繰り返し単位よりなる化合物10重量部をトルエン9
0重量部に溶解した塗布液を浸漬コーティング法で塗布
し、115℃において10分間加熱乾燥させて、膜厚1
μmの均一電荷輸送層を形成した。その上に、合成例4
で示した電荷輸送ブロックと絶縁性ブロックを有するブ
ロック共重合体20重量部をモノクロルベンゼン80重
量部に溶解した塗布液を、アプリケータにて塗布し、1
15℃において30分間加熱乾燥させて、膜厚20μm
の不均一電荷輸送層を形成し、図13に示す層構成の電
子写真用感光体を作製した。このようにして得られた電
子写真用感光体を、実施例1と同様にして評価したとこ
ろ、その光誘起電位減衰特性はE50% 値が3.0mJ/
2 、E50% /E10 % 値が3.0のS字型であった。ま
た、残留電位は−25Vであった。この感光体の断面を
実施例1と同様に観察したところ、濃い部分と薄い部分
とからなるラメラ構造が見られた。相の厚さはおおよそ
0.06μmであった。
【0082】実施例6 合成例1の共重合体の代わりに合成例5の共重合体を用
いた以外は実施例3と同様に電子写真感光体を作製し
た。このようにして得られた電子写真用感光体を、実施
例1と同様にして評価したところ、その光誘起電位減衰
特性はE50% 値が4.2mJ/m2 、E50% /E10 %
が3.2のS字型であった。また、残留電位は−40V
であった。この感光体の断面を実施例1と同様に観察し
たところ、濃い部分と薄い部分とからなるラメラ構造が
見られた。相の厚さはおおよそ0.07μmであった。
【0083】実施例7 アルミニウム基板の代わりに表面を粗面化したアルミニ
ウムドラムを使用した以外は、実施例2と同様に電子写
真用感光体を作製し、図19に示すようなレーザープリ
ンター(Laser Press 4105、富士ゼロ
ックス社製)に搭載し、印字試験を行った。露光用レー
ザーダイオードとしては、発信波長780nmのものを
使用した。この際、最適な露光量を得るため、レーザー
光の光路にNDフィルターを入れた。
【0084】比較例7 アルミニウム基板の代わりにアルミニムドラムを使用し
た以外は、比較例3と同様に電子写真用感光体を作製
し、実施例5と同様に印字試験を行った。実施例5と比
較例7で得られた印字の品質を比べたところ、実施例5
の方が細線の再現性等の点で、印字品質が優れていた。
【0085】
【発明の効果】本発明の電子写真感光体は、S字型光誘
起電位減衰特性を示す感光体であって、電荷輸送層中
に、電荷輸送性の相と電気的不活性の相よりなる相分離
状態にあり、且つ該相分離状態がラメラ構造である高分
子化合物を含む不均一電荷輸送層を備えることによっ
て、残留電位の増加、光感度の低下、電荷輸送速度の低
下などの電荷輸送路が分断されることに起因する障害が
なく、良好なS字性を有する電子写真感光体を提供でき
るという卓越した効果を奏する。また、本発明のS字型
電子写真用感光体を使用した電子写真装置は、デジタル
処理された画像信号に基づき露光を行うことにより、印
字品質、および画質の優れた印字画像を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の不均一電荷輸送層に含まれるラメラ
構造を有する高分子材料を示す模式図である。
【図2】 S字型電子写真感光体における露光量と表面
電位の関係を示すグラフである。
【図3】 J字型電子写真感光体における露光量と表面
電位の関係を示すグラフである。
【図4】 本発明の電子写真用感光体の一例を示す模式
的断面図である。
【図5】 本発明の電子写真用感光体の他の一例を示す
模式的断面図である。
【図6】 本発明の電子写真用感光体の他の一例を示す
模式的断面図である。
【図7】 本発明の電子写真用感光体の他の一例を示す
模式的断面図である。
【図8】 本発明の電子写真用感光体の他の一例を示す
模式的断面図である。
【図9】 本発明の電子写真用感光体の他の一例を示す
模式的断面図である。
【図10】 本発明の電子写真用感光体の他の一例を示
す模式的断面図である。
【図11】 本発明の電子写真用感光体の他の一例を示
す模式的断面図である。
【図12】 本発明の電子写真用感光体の他の一例を示
す模式的断面図である。
【図13】 本発明の電子写真用感光体の他の一例を示
す模式的断面図である。
【図14】 本発明の電子写真用感光体の他の一例を示
す模式的断面図である。
【図15】 本発明の電子写真用感光体の他の一例を示
す模式的断面図である。
【図16】 本発明の電子写真用感光体の他の一例を示
す模式的断面図である。
【図17】 本発明の電子写真用感光体の他の一例を示
す模式的断面図である。
【図18】 実施例1の電子写真感光体が有する光誘起
電位減衰特性を示すグラフである。
【図19】 デジタル処理された画像信号に基づき露光
を行う、電子写真装置の概略の構成図である。
【符号の説明】
1・・・電荷発生層、 2・・・電荷輸送層、 3・・・導電性基体、 4・・・下引き層、 5・・・不均一電荷輸送層、 6・・・均一電荷輸送層、 7・・・第二の不均一電荷輸送層、 11・・・感光体ドラム、 12・・・前露光用光源、 13・・・帯電用スコロトロン、 14・・・露光用レーザー光学系、 15・・・現像器、 16・・・転写用コロトロン、 17・・・クリーニングブレード、 18・・・用紙

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電性基体上に少なくとも電荷発生層と
    電荷輸送層とを設けた電子写真感光体において、該電荷
    輸送層中に、電荷輸送性の相と電気的不活性の相を含
    み、且つ該両相がラメラ構造に相分離している状態にあ
    る高分子材料を含む不均一電荷輸送層を備えることを特
    徴とする電子写真感光体。
  2. 【請求項2】 電荷輸送層が前記不均一電荷輸送層と、
    電荷輸送性マトリックスを含む均一電荷輸送層を有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。
  3. 【請求項3】 導電性基体上に、電荷発生層と、不均一
    電荷輸送層と、均一電荷輸送層とを順次積層してなるこ
    とを特徴とする請求項2に記載の電子写真感光体。
  4. 【請求項4】 電荷輸送層が前記不均一電荷輸送層と、
    電荷輸送性の相と電気的不活性の相を含み、且つ該両相
    が海島構造または変調構造に相分離している状態にある
    高分子材料を含む第二の不均一電荷輸送層を有すること
    を特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。
  5. 【請求項5】 電荷発生層と、第二の不均一電荷輸送層
    とが隣接していることを特徴とする請求項4に記載の電
    子写真感光体。
  6. 【請求項6】 電荷輸送性の相と電気的不活性の相を含
    み、且つ該両相がラメラ構造に相分離している状態にあ
    る高分子材料が、電荷輸送性ブロックと絶縁性ブロック
    を含むブロック共重合体またはグラフト共重合体を含む
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。
  7. 【請求項7】 電荷輸送性ブロックと絶縁性ブロックを
    含むブロック共重合体またはグラフト共重合体中の電荷
    輸送性ブロックが、トリアリールアミン構造を繰り返し
    単位として含有することを特徴とする請求項6に記載の
    電子写真感光体。
  8. 【請求項8】 電荷輸送性ブロックと絶縁性ブロックを
    含むブロック共重合体またはグラフト共重合体中の電荷
    輸送性ブロックが、下記一般式(1)または(2)で示
    される構造の少なくとも1種を繰り返し単位として含有
    することを特徴とする請求項7に記載の電子写真感光
    体。 一般式(1) 【化1】 (式中、Ar1 及びAr2 はそれぞれ独立に置換もしく
    は未置換のアリール基を示し、X1 は芳香族環構造を有
    する2価の炭化水素基またはヘテロ原子含有炭化水素基
    を示し、X2 及びX3 はそれぞれ独立に置換もしくは未
    置換のアリーレン基を示し、L1 は枝分れもしくは環構
    造を含んでもよい2価の炭化水素基またはヘテロ原子含
    有炭化水素基を示し、m及びnは、それぞれ0または1
    から選ばれる整数を意味する。) 一般式(2) 【化2】 (式中、Ar3 及びAr4 はそれぞれ独立に置換もしく
    は未置換のアリール基を示し、L2 は芳香族環構造を有
    する3価の炭化水素基またはヘテロ原子含有炭化水素基
    を示す。)
  9. 【請求項9】 絶縁性ブロックが、ビニル系モノマーの
    重合物からなることを特徴とする請求項6及至8のいず
    れか1に記載の電子写真感光体。
  10. 【請求項10】 ビニル系モノマーが下記一般式(3)
    で示される化合物の少なくとも1種を含有することを特
    徴とする請求項9に記載の電子写真感光体。 一般式(3) 【化3】 (式中、R1 〜R3 はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲ
    ン原子、置換もしくは未置換のアルキル基またはアリー
    ル基を示し、R4 はハロゲン原子、置換もしくは未置換
    のアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アシル基、
    アシルオキシ基、またはアルコキシカルボニル基を示
    す。)
  11. 【請求項11】 電荷輸送性の相と電気的不活性の相を
    含み、且つ該両相がラメラ構造に相分離している状態に
    ある高分子材料が、絶縁性高分子化合物と電荷輸送性高
    分子化合物の混合物を含むことを特徴とする請求項1に
    記載の電子写真感光体。
  12. 【請求項12】 電荷輸送性高分子化合物が、前記一般
    式(1)または一般式(2)で示される構造の少なくと
    も1種を繰り返し単位として含有することを特徴とする
    請求項11に記載の電子写真感光体。
  13. 【請求項13】 電荷輸送性マトリックスよりなる層が
    電荷輸送性高分子化合物を含むことを特徴とする請求項
    2に記載の電子写真感光体。
  14. 【請求項14】 電荷輸送性マトリックスよりなる層の
    電荷輸送性高分子化合物が、前記一般式(1)または
    (2)で示される構造の少なくとも1種を繰り返し単位
    として含有することを特徴とする請求項13に記載の電
    子写真感光体。
  15. 【請求項15】 電荷発生層が電荷発生材料としてフタ
    ロシアニン系化合物を含むことを特徴とする請求項1に
    記載の電子写真感光体。
  16. 【請求項16】 50%電位減衰に要する露光量が10
    %電位減衰に要する露光量の5倍以下であることを特徴
    とする請求項1及至15のいずれか1に記載の電子写真
    感光体。
  17. 【請求項17】 請求項1ないし請求項16のいずれか
    に記載の電子写真感光体と、デジタル処理された画像信
    号にもとづき露光を行う露光手段を有することを特徴と
    する電子写真装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101852996A (zh) * 2009-03-31 2010-10-06 京瓷美达株式会社 单层型电子照相感光体和图像形成装置
CN101762994B (zh) 2008-12-24 2012-09-26 京瓷办公信息系统株式会社 单层型电子照相感光体和图像形成装置

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