JPH11212283A - 電子写真感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ｎ型電荷輸送物質を感光層中に含有させるこ
とにより白色光を照射して表面電位を６００（ボルト）
から１００（ボルト）に落とすに必要な露光量Ｅ１／６
（ルックス．秒）が少なく、感度及び残留電位特性が優
れた電子写真感光体の提供。 【解決手段】 導電性支持体上に感光層を設けた電子写
真感光体において、該感光層に分子量的には小さくとも
立体的に蒿高な置換基が導入されたベンゼンテトラカル
ボン酸ジイミドからなる化合物を含有することを特徴と
する電子写真感光体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は静電潜像を形成させ
るための電子写真感光体に関し、更に詳しくは電子輸送
能を有する化合物を含有する層を有する電子写真感光体
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真感光体としてはセレン、
酸化亜鉛、シリコンなどの無機光導電性物質を主成分と
する無機感光層を有する無機感光体が広く用いられてき
た。しかし、これらの無機感光体は感度、熱安定性、耐
湿性、耐久性において必ずしも満足し得るものではな
く、また一部の無機感光体では人体に有害な物質を含む
ため廃棄に際して問題がある。これら無機感光体の持つ
欠点を克服する目的で様々な有機光導電性化合物を主成
分とする感光層を有する有機感光体の研究開発が近年盛
んに行われている。

【０００３】これらの実用化されている有機感光体（以
後感光体ともいう）の殆どは、光を照射すると電子と正
孔を発生する、例えばアゾ顔料、フタロシアニン顔料、
縮合多環顔料等のキャリヤ発生物質（ＣＧＭ）及び、発
生した電荷を輸送するキャリヤ輸送物質（ＣＴＭ）から
なっている。該ＣＴＭとしてはピラゾリン、ヒドラゾ
ン、トリフェニルアミン系化合物及びそれらのスチリル
誘導体等のＣＴＭが良く知られている。しかしながら、
これら既知のものは何れも正孔輸送能を有する物質（ｐ
型ＣＴＭ）であり、通常ＣＧＭを含有する層（ＣＧＬ）
を下層とし、ｐ型ＣＴＭを含有する層（ＣＴＬ）を上層
とした機能分離型感光体とすることが多く、その場合感
光体表面を負に帯電させ、これを正の現像剤で現像する
必要が生ずる。現在はこの種の感光体が主流とされてい
るため従来無機感光体に用いられた負の現像剤の利用が
できないとか、又は感光体をコロナ放電により帯電させ
るときに生じるオゾンの発生量が無機感光体で行われた
正帯電に比べて多いなどの欠点があった。上記の欠点を
改良するためｐ型ＣＴＭを含有するＣＴＬを下層とし、
ＣＧＬを上層とした逆層構成の感光体、又は、ＣＧＭと
ｐ型ＣＴＭを同一層に含有する単層構成の感光体が再び
脚光を浴びている。上記感光体は正帯電用として用いる
こともできるが、その場合は耐久性、感度の点で十分な
性能が得られないのが実情である。

【０００４】そこでＣＴＭとして電子輸送能を有するｎ
型ＣＴＭの開発が要請され、このようなｎ型ＣＴＭとし
ては例えば２，４，６−トリニトロフルオレノンが知ら
れている。しかしながら、２，４，６−トリニトロフル
オレノンは溶剤への溶解性、バインダーに用いられるポ
リマーとの相溶性が良好でなく、実用性のある感光体と
しての十分な特性を有しておらず、さらには発癌性を有
することから、その使用は中止されている。

【０００５】その他、近年電子受容性構造に溶解性基を
導入した幾つかの電子輸送性物質が報告されている。例
えば特開平２−１３５３６２号、特開平２−２１４８６
６号、特開平３−２９０６６６号などの各号公報を挙げ
ることができる。特に特開平５−２７９５８２号公報及
び“Ｊａｐａｎ Ｈａｒｄ Ｃｏｐｙ’９２”論文集ｐ
１７３等に記載されているフルオレノン系化合物は残留
電位が低く感度の優れた化合物であるが、繰り返し時に
残留電位が上昇してくるといった欠陥がある。また特開
平１−２０６３４９号公報等に記載のキノン系化合物は
発癌性を誘因するといわれる複数のニトロ基を必要とし
ておらず優れた電子輸送能を有している物質ではある
が、赤に着色している（シアンに吸収がある）ため感光
体の感度低下を招くなどの問題を残している。

【０００６】そこで、例えば特開平５−１１７２７４号
公報、特開平５−１２７４０４号公報等には長鎖脂肪族
カルボン酸イミドやベンジルカルボン酸イミド等の脂肪
族系カルボン酸イミドを電子写真へ応用する技術が提案
され、これが有望なｎ型ＣＴＭとして期待されたが、実
用性に乏しいものであった。その後、上記脂肪族系カル
ボン酸イミドに代えて共鳴構造の可能性があり、かつ無
色の芳香族系カルボン酸イミドが優れた負の電荷輸送能
を有するとの期待のもとに検討された。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記芳
香族系カルボン酸イミドは同時に構造上、平面性を有す
るため結晶性があり、殆んどのポリマーや溶媒との相溶
性が悪く、感光体用の感光性組成物の製造が難しく、結
果的に実用性のある感光体が得られないという問題を生
じた。

【０００８】本発明者等は鋭意検討の結果、立体的に蒿
高な置換基を芳香族系カルボン酸イミドに導入すること
により負の電荷輸送能に優れたｎ型ＣＴＭを得ることが
でき、該ｎ型ＣＴＭを用いて感光体を製造することによ
り、感度及び残留電位特性に優れた感光体、特には正帯
電性感光体が得られることに気付き本発明を完成したの
である。

【０００９】本発明は上記実情に鑑みて提案されたもの
であり、その目的とするところは、電子輸送能に優れた
ｎ型ＣＴＭを用いて高感度でかつ残留電位が小さい感光
体、特には正帯電性感光体を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の問題は下記構成に
より達成される。

【００１１】１．導電性支持体上に感光層を設けた電子
写真感光体において、該感光層に下記一般式（１）又は
（２）で表される化合物を含有することを特徴とする電
子写真感光体。

【００１２】

【化３】

【００１３】式中、Ｒ₁はフェニル基のオルト位に位置
する２級又は３級のＣ₆以下のアルキル基を表わし、Ｒ₂
はアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アシル基、
アロイル基、カルボン酸アルキルエステル基、シアノ基
又はハロゲン原子を表し、ｎは０〜２の整数を表す。

【００１４】

【化４】

【００１５】式中、Ｒ₃は２級又は３級のＣ₈以下のアル
キル基を表す。

【００１６】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１７】まず、上記一般式（１）又は（２）で表さ
れる化合物について、さらに具体的に説明する。

【００１８】上記一般式（１）において、Ｒ₁はフェニ
ル基のオルト位に位置する２級又は３級の例えばプロピ
ル基、ブチル基、ヘプチル基、ヘキシル基等のＣ₆以下
のアルキル基であり、Ｒ₂は例えばメチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、フェニル
基、ナフチル基等のアリール基、メトオキシ基、エトキ
シ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、ア
セチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基等
のアシル基、ベンゾイル基、ナフトイル基等のアロイル
基、カルボン酸メチルエステル基、カルボン酸エチルエ
ステル基、カルボン酸プロピルエステル基、カルボン酸
ブチルエステル基等のカルボン酸アルキルエステル基、
シアノ基又はハロゲン原子であり、該一般式（１）に含
まれる好ましい化合物例としては下記のものを挙げるこ
とができる。

【００１９】

【化５】

【００２０】

【化６】

【００２１】次に上記一般式（２）において、Ｒ₃は２
級又は３級の例えばプロピル基、ブチル基、ヘプチル
基、ヘキシル基、ペンチル基又はオクチル基等のＣ₈以
下のアルキル基であり、該一般式（２）に含まれる好ま
しい化合物例としては下記のものを挙げることができ
る。

【００２２】

【化７】

【００２３】即ち、本発明は、分子量的には小さくとも
立体的に蒿高な置換基が導入されたベンゼンテトラカル
ボン酸ジイミドからなる上記一般式（１）又は一般式
（２）の化合物をｎ型ＣＴＭとして感光層中に含有せし
めることにより高感度でかつ残留電位が小さく電子写真
特性に優れた感光体を得るようにした点に特徴がある。

【００２４】本発明の上記一般式（１）又は一般式
（２）の化合物は、ピロメリット酸無水物と、例えばイ
ソプロピルアニリン、イソブチルアニリン、ｔ−ブチル
アニリン、イソアミルアニリン、ｔ−アミルアニリン、
イソプロピルアミン、イソブチルアミン、ｔ−ブチルア
ミン、イソアミルアミン、又はｔ−アミルアミン等の塩
基とを反応させて得られ、その代表的合成法（化合物１
の合成例）を以下に説明する。

【００２５】（化合物１の合成）３００ｍｌの三口フラ
スコにピロメリット酸無水物２１．８ｇ（０．１ｍｏ
ｌ）と２，６−ジイソプロピルアニリン５２．８ｇ
（０．３ｍｏｌ）を酢酸５０ｍｌ、オルトジクロルベン
ゼン２５０ｍｌに分散し、加熱した。１時間還流後、エ
ステル管をつけて加熱し、かつオルトジクロルベンゼン
を補充しつつ酢酸を加熱溜去した。液温度が１６５℃を
越えたら、加熱を止め、放冷後、ヘキサンを加えて濾過
し、得られた白色結晶をトルエンに熱時溶解し、シリカ
ゲル「ワコーゲルＢ０」（和光製薬（株）社製）２０ｇ
を通して熱時濾過し、濾液を濃縮し、生じた結晶を濾過
し、かつアルコールより再結晶して目的とする化合物１
の４３ｇ（収率８０％）を得た。

【００２６】本発明の上記一般式（１）又は一般式
（２）の化合物は優れた電子輸送能を有しており、これ
をバインダー樹脂中に相溶、或いは分散して感光体に使
用することができる。

【００２７】本発明の感光体はバインダー樹脂と共にＣ
ＧＭ、上記一般式（１）又は一般式（２）の化合物から
なるｎ型ＣＴＭ及び従来のｐ型ＣＴＭを相溶、或いは分
散して含有する感光性組成物を導電支持体上に塗布して
得られる。

【００２８】〈感光体の層構成〉図１は本発明の各種正
帯電性感光体の層構成を説明する断面構成図である。例
えば図１の（ａ）は、導電性支持体１、中間層２、ＣＧ
Ｍを含有するＣＧＬ４、ｎ型ＣＴＭを含有するＣＴＬ５
（ＣＧＬ４とＣＴＬ５を含めて感光層３ともいう）をこ
の順に積層した積層構成の正帯電性感光体であり、図１
の（ｂ）は図１の（ａ）に保護層６を設けたものであ
る。

【００２９】また、図１の（ｃ）は、導電性支持体１、
中間層２、ｐ型ＣＴＭを含有するＣＴＬ５、ＣＧＭと共
にｎ型ＣＴＭを含有するＣＧＬ４（該ＣＴＬ５とＣＧＬ
４とを含めて感光層３′ともいう）をこの順に積層した
積層構成の正帯電性感光体であり、図１の（ｄ）は図１
の（ｃ）に保護層６を設けたものである。

【００３０】また、図１の（ｅ）は、導電性支持体１、
中間層２、ＣＧＭと共にｎ型ＣＴＭ及びｐ型ＣＴＭを含
有する感光層３″をこの順に設けた単層構成の正帯電性
感光体であり、図１の（ｆ）は図１の（ｅ）に保護層６
を設けたものである。

【００３１】上記図１の（ａ）、図１の（ｂ）の場合と
異なり、図１の（ｃ）、図１の（ｄ）、図１の（ｅ）、
図１の（ｆ）は後述する電荷移動メカニズムで説明する
ように、露光により発生した正及び負の電荷が感光体の
表面近傍で発生するため、感光体表面の帯電電荷（正電
荷）を、発生した負の電荷により速やかに消去すること
ができ、より高い感度特性が発揮されるので好ましく、
なかでも図１の（ｅ）、図１の（ｆ）の単層構成の正帯
電性感光体の場合は、露光により発生した正及び負の電
荷が共に速やかに移動して、帯電電荷（正電荷）の消去
及びアースへの電荷の放出が行われるので特に好まし
い。

【００３２】又、本発明のｎ型ＣＴＭを含有する感光体
は負帯電性感光体であってもよく、その場合該ｎ型ＣＴ
Ｍは、その他の添加剤の項で後述するように、積層構成
の負帯電性感光体のＣＧＬ及び／又は中間層等に含有さ
れる。

【００３３】〈電荷移動のメカニズム〉図２は本発明の
ｎ型ＣＴＭを含有する感光体の電荷移動のメカニズムを
説明する図であり、図１の（ａ）の積層構成の正帯電性
感光体の場合は、図２の（ｇ）に示すように露光８がＣ
ＴＬ５を介して下層のＣＧＬ４に達し、そこで正、負の
電荷を発生し、発生した負の電荷はＣＴＬ５を横切って
表面の帯電電荷を打ち消し、正の電荷はアース７へと放
出される。他方図１の（ｅ）の単層構成の正帯電性感光
体の場合は、図２の（ｈ）に示すように露光８による電
荷発生が感光体の感光層３″の表面近傍で行われるた
め、負の電荷は速やかに表面の帯電電荷を打ち消し、正
の電荷も又、速やかにアース７へと放出され、高感度特
性が発揮される。

【００３４】次に、本発明の感光体の感光層に含有され
るｐ型ＣＴＭ、バインダー樹脂、ＣＧＭ、酸化防止剤そ
の他の添加剤等について説明する。

【００３５】〈ｐ型ＣＴＭ〉本発明の感光体に用いられ
るｐ型ＣＴＭには通常の負帯電性感光体用として公知の
ものをすべて使用することができる。該ｐ型ＣＴＭとし
ては例えばトリフェニルアミン誘導体、ヒドラゾン化合
物、ピラゾリン化合物、スチリルトリフェニルアミン化
合物、ブタジエン誘導体などを挙げることができ、上記
本発明の正帯性電感光体に保護層を設ける場合、そこに
添加することもできる。図１の（ｃ）及び図１の（ｄ）
のようにＣＧＬ４がＣＴＬ５の上にある、所謂る逆層構
成型の正帯電性感光体においては本発明のｎ型ＣＴＭは
ＣＧＬ４や保護層６に添加することができる。

【００３６】〈バインダー樹脂〉本発明の感光体の感光
層に含有するバインダー樹脂としては例えばポリカーボ
ネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタア
クリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノ
ール樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル
樹脂、エポキシ樹脂及びこれらの共重合体などを挙げる
事ができる。

【００３７】本発明のｎ型ＣＴＭを積層構成正帯電性感
光体（図１の（ａ）〜図１の（ｄ））のＣＴＬ５に用い
る場合、その量はバインダー樹脂１００重量部あたり２
０〜２００重量部が好ましい。また、上記ＣＴＬ５の厚
さは好ましくは５〜３０μｍである。また単層構成正帯
電性感光体（図１の（ｅ）、図１の（ｆ））の感光層
３″の場合のバインダー：ｎ型ＣＴＭ：ＣＧＭの割合は
１００：１〜２００：１〜２００が好ましく、形成され
る感光層３″の膜厚は５〜４０μｍが好ましい。

【００３８】〈ＣＧＭ〉また本発明の感光体にはＣＧＭ
として公知のものをすべて使用できる、例えばセレン系
の無機半導体、各種のフタロシアニン化合物、アゾ化合
物、ピリリウム化合物、ペリレン化合物、イミダゾール
ペリレン化合物、スクアリウム化合物、多環キノン化合
物を挙げることができる。

【００３９】〈酸化防止剤〉また、本発明の感光層にお
いてはオゾン劣化防止の目的で様々な酸化防止剤を添加
することができる。たとえばヒンダードフェノール類、
ヒンダードアミン類、ハイドロキノン類、有機燐化合物
などを挙げる事ができる。

【００４０】〈その他の添加剤〉また、図１の（ａ）及
び図１の（ｂ）の積層型正帯電性感光体におけるｎ型Ｃ
ＴＭの代わりｐ型ＣＴＭを含有する従来の積層型負帯電
性感光体のＣＧＬ及び／又は中間層に本発明の前記一般
式（１）又は一般式（２）のｎ型ＣＴＭを添加すること
により、該負帯電性感光体の電子写真性能の向上を計る
ことができる。即ち負帯電感光体において中間層は接着
性ばかりでなく負電荷を速やかに導電性支持体１にリー
クするｎ型半導体としての役割が期待されており、本発
明の化合物の添加により画像欠陥の防止、繰り返し使用
時の残留電位の増大防止などが期待できる。

【００４１】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが本発明の実施の態様がこれにより限定されるもので
はない。

【００４２】〈試料感光体１の調製〉下記のジブロムア
ンスアンスロン（ＣＧＭ−１）２．０ｇとポリカーボネ
ート樹脂「ユーピロンＺ２００」（三菱瓦斯化学（株）
社製）５．０ｇをジクロルエタン溶媒中でボールミルで
分散した。ついで組成が顔料６％、ポリカーボネート樹
脂５０％、下記のｐ型ＣＴＭ（ＰＣＴＭ−１）３０％、
本発明の化合物（１）（ｎ型ＣＴＭ）１４％になるよう
に塗布液を調製し、アルミニウムを蒸着したポリエステ
ルフィルム上に乾燥膜厚２５μになるように塗布して単
層構成の感光体を得、これを試料感光体１とした。

【００４３】

【化８】

【００４４】〈試料感光体２〜５の調製〉本発明の化合
物（１）に代えて本発明の化合物（４）、（５）、
（８）及び（１１）を用いて、試料感光体１の場合と同
様にして４種類の単層構成の感光体を得、これらを試料
感光体２〜５とした。

【００４５】〈比較試料感光体１の調製〉試料感光体１
における本発明の化合物（１）を除いた他は同様にして
比較用の単層構成の感光体を得、これを比較試料感光体
１とした。

【００４６】〈比較試料感光体２〜５の調製〉本発明の
化合物（１）に代えて下記比較用の化合物（１）〜
（４）を用いて、試料感光体１の場合と同様にして４種
類の比較用の単層構成の感光体を得、これらを比較試料
感光体２〜５とした。

【００４７】

【化９】

【００４８】〈評価〉試料感光体１〜５及び比較試料感
光体１〜５について静電紙試験装置「ＥＰＡ−８１０
０」（川口電気（株）社製）を用いて評価した。＋６ｋ
ｖのコロナ帯電を５秒間行った後の帯電電位Ｖａ（ボル
ト）を測定し、さらにこれを５秒間暗所に放置して、暗
減衰後の表面電位Ｖｉ（ボルト）を測定し、次いで８ｌ
ｕｘの白色光を照射して表面電位Ｖｉ（ボルト）を６０
０（ボルト）から１００（ボルト）に落とすに必要な露
光量Ｅ１／６（ルックス．秒）を求め感度とし、得られ
たＶａ（ボルト）、Ｖｉ（ボルト）及びＥ１／６（ルッ
クス．秒）を表１に示した。

【００４９】

【表１】

【００５０】表１より本発明のｎ型ＣＴＭを用いた試料
感光体１〜５は、該ｎ型ＣＴＭを用いなかった比較試料
感光体１及び、比較ｎ型ＣＴＭを用いた比較試料感光体
２〜５に比してＥ１／６（ルックス．秒）感度が優れて
いて、特に試料感光体１〜４の芳香族系カルボン酸イミ
ドのものが優れていることがわかる。また、比較試料感
光体２、３はＥ１／６（ルックス．秒）感度はｎ型ＣＴ
Ｍを用いなかった比較試料感光体１と同様にＥ１／６
（ルックス．秒）感度低下が大であった。また、比較試
料感光体２〜５では何れも感光層を形成するための塗布
液の溶剤への溶解性、ポリマーへの相溶性が悪く、これ
は上記比較ｎ型ＣＴＭが感光層中に結晶状態でしか存在
しないためと考えられる。

【００５１】また、比較試料感光体４、５はｎ型ＣＴＭ
を用いなかった比較試料感光体１より幾分ましである
が、試料感光体１〜５の何れよりも劣る。これは巨大な
分子量をもった溶解性基によって同じ重量で比べれば効
果が薄くなるためと思われる。

【００５２】即ち、表１より電子輸送性に優れた本発明
のｎ型ＣＴＭを用いた試料感光体１〜５は、ｎ型ＣＴＭ
を用いなかった比較試料感光体１及び比較ｎ型ＣＴＭを
用いた比較試料感光体２〜５に比して８ｌｕｘの白色光
を照射して表面電位Ｖｉ（ボルト）を６００（ボルト）
から１００（ボルト）に落とすに必要な露光量Ｅ１／６
（ルックス．秒）が小さく、感度及び残留電位特性が優
れていることが解る。

【００５３】

【発明の効果】実施例により実証されたように、本発明
のｎ型ＣＴＭを感光層中に含有する感光体は、白色光を
照射して表面電位を６００（ボルト）から１００（ボル
ト）に落とすに必要な露光量Ｅ１／６（ルックス．秒）
が小さく、感度及び残留電位特性が優れている等の効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各種正帯電性感光体の層構成を説明す
る断面構成図である。

【図２】本発明の感光体の電荷移動のメカニズムを説明
する図である。

【符号の説明】

１ 導電性支持体 ２ 中間層 ３ 感光層 ４ 電荷発生層（ＣＧＬ） ５ 電荷輸送層（ＣＴＬ） ６ 保護層 ７ アース ８ 露光

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性支持体上に感光層を設けた電子写
   真感光体において、該感光層に下記一般式（１）又は
   （２）で表される化合物を含有することを特徴とする電
   子写真感光体。 【化１】 式中、Ｒ₁はフェニル基のオルト位に位置する２級又は
   ３級のＣ₆以下のアルキル基を表わし、Ｒ₂はアルキル
   基、アリール基、アルコキシ基、アシル基、アロイル
   基、カルボン酸アルキルエステル基、シアノ基又はハロ
   ゲン原子を表し、ｎは０〜２の整数を表す。 【化２】 式中、Ｒ₃は２級又は３級のＣ₈以下のアルキル基を表
   す。