JP2799716B2 - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は電子写真感光体に関し、さらに具体的には、
特異な相構造を持ち、かつ構成特定成分が特定の相に存
在する有機半導体を構成層とする電子写真感光体であっ
て、特にキャリヤ発生剤に起因する表面の帯電特性の悪
化が防止され、かつキャリヤ発生剤とキャリヤ輸送剤の
界面でのキャリヤの移動(注入)がスムースに行われる
ことにより良好な感光特性を示す電子写真感光体に関す
るものである。
(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、硫
化カドミウム等の無機光半導電性化合物を主成分とする
感光層を有する無機感光体が広く用いられてきた。しか
し個人向けの複写機、ファクシミリ、レーザープリンタ
ー等の普及に伴い、廃棄の際の公害問題や生産性の観点
から種々の有機半導電性化合物を主成分とする感光層を
有する有機電子写真感光体の開発、研究が盛んに行われ
ている。
実用的な有機電子写真感光体は二種類ある。これらは
成分としてはキャリヤ発生剤、キャリヤ輸送剤及び膜形
成能を持つ重合体などより成るが、導電支持体上に形成
する層構造により二つに分類される。一つは機能分離型
と呼ばれるもので、導体上にキャリヤ発生層とキャリヤ
輸送層を持つもので、各層にキャリヤ発生機能とキャリ
ヤ輸送機能を持たせて高性能の感光体を得るものであ
る。しかし、キャリヤ発生層からキャリヤ輸送層へのキ
ャリヤの移動(注入)は層間の界面で行われ、キャリヤ
移動(注入)の効率を上げるためには界面を広げること
が望ましいが、このような層構造を取る限りこれ以上界
面を広げることは困難であるという欠点を持つ。またも
う一つは分散型と呼ばれるもので、各構成成分を均一に
分散させて一層として導電支持体上に形成させるもので
ある。しかし、やや導電性を持つキャリヤ発生剤が均一
に分散していることから、電子写真に必要な表面での帯
電特性が悪化し、電子写真特性を低下させる欠点を有す
る。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、このような従来の有機電子写真感光体が持
つ構造上の問題点、即ち界面の拡張と表面の帯電特性の
悪化防止を一挙に解決することを目的とするものであ
る。
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、このような課題に対し、マトリックス
相を形成する重合体と分散相を形成する重合体からなる
多相分散構造を設定し、キャリヤの移動(注入)をマト
リックス相と分散相の界面で行うようにして、界面の大
幅な拡張を図り、かつキャリヤ発生剤を分散相に含有さ
せることにより、キャリヤ発生剤が表面に直接露出しな
いようにして、表面の帯電特性の悪化を防止したもので
ある。
即ち、本発明は、マトリックス相を形成する重合体、
分散相を形成する重合体、キャリヤ発生剤及びキャリヤ
輸送剤からなる有機半導体が導電支持体上に層形成され
てなる電子写真感光体において、マトリックス相を形成
する重合体、分散相を形成する重合体、キャリヤ発生剤
及びキャリヤ輸送剤を溶媒に溶解あるいは分散させ、導
電性支持体上に塗布することにより得られ、かつ、該キ
ャリヤ発生剤が分散相を形成する重合体のみに実質的に
含有されていることを特徴とする電子写真感光体を提供
するものである。
このようにして、本発明の電子写真感光体において
は、キャリヤの移動する界面が大幅に拡張され、かつ表
面の帯電特性の悪化が防止され、実用的にきわめて有用
である。
以下に本発明を詳述する。
構成成分 本発明により得られる電子写真感光体は、マトリック
スを形成する重合体と分散相を形成する重合体、キャリ
ヤ発生剤、キャリヤ輸送剤、及び導電支持体とから基本
的に構成されるものである。
マトリックスを形成する重合体 マトリックスを構成する重合体は、電子写真のプロセ
スにおいて重要な要素である帯電性保持のため、体積固
有抵抗が107Ω-cm以上のものである。熱硬化性あるいは
熱可塑性重合体が用いられるが、感光性の観点から光透
過性(一般的には透明性)の良いもの、また塗布あるい
は成形による薄膜作成上の便利さから溶剤可溶性のもの
あるいは熱可塑性のものが好ましい。具体的にはポリカ
ーボネート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル重
合体、ポリスチレンや無水マレイン酸−スチレン共重合
体等のスチレン重合体、ポリアリレート、ポリ−4−メ
チルペンテン−1、アクリロニトリル−スチレン共重合
体、ポリアミド、ポリエステルなどが挙げられる。
分散相を形成する重合体 分散相を形成する重合体は、望ましくはマトリックス
と同種のものがよい。マトリックスと異なる場合は、光
透過の観点から屈折率が同等か、あるいはその差が0.1
より小さい方がよい。さらに望ましくは屈折率の差が0.
05以下がよい。また同様の観点から形成される分散相の
大きさは、平均粒径5μm以下、好ましくは1μm以下
がよい。ここでいう粒径は、試料断面を顕微鏡で観察し
て測定される平均一次粒子径(Martinの径)である。こ
のような分散粒径を構成するために、必要有れば分散助
剤、例えばブロック共重合体、グラフト共重合体、金属
石けんなどを使用してもよい。分散相を形成する重合体
を具体的に挙げると、前述のマトリックスを形成する重
合体の項で例示したものと同じである。
キャリヤ発生剤 キャリヤ発生剤としては、一般的には有機顔料及び有
機染料が用いられる。通常の電子写真プロセスに対応し
て黄から緑の吸収スペクトル(400nm〜900nm)を持ちキ
ャリヤ発生効率の良いものが使用される。具体的には銅
フタロシアニン、亜鉛フタロシアニン、マグネシウワフ
タロシアニン、チタニルフタロシアニン、無金属フタロ
シアニン、銅ナフタロシアニン等のフタロシアニン系、
クロロダンアンブルー等のアゾ系、ペリレン系、ペリノ
ン系、多環キノン系、インジゴ系、チオインジゴ系、ア
ゾレーキ系、アントラキノン系、スクアリリウム系、
(チア)ピリリウム系、キナクドリン系、シアニン系、
ローダミンB等のローダミン系等が使用される。これら
は場合によって二種以上併用してもよい。また増感剤と
して、例えばキャリヤ発生剤と電荷移動錯体を形成する
ルイス酸や色素等を併用してもよい。
キャリヤ輸送剤 キャリヤ輸送剤としては、発生したキャリヤの注入効
率が大きく、またキャリヤの移動度の大きいものが使用
される。またキャリヤ発生剤の吸収スペクトルと重複し
ないもの、通常可視光に吸収波長の無いものを使用す
る。具体的には、例えばポリビニルカルバゾール、N−
イソプロピルカルバゾール誘導体、N−フェニルカルバ
ゾールのようなカルバゾール誘導体、2,5−ビス(4−
ジエチルアミノフェニル)−オキサジアゾール−1,3,4
のようなオキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導
体、トリフェニルアミン、トリアリールアミン、ジベン
ジルアニリン等のアミン及びこれらの誘導体、スチリル
アントラセン誘導体、p−ジエチルアミノベンズアルデ
ヒドジフェニルヒドラゾン等のヒドラゾン誘導体、ピラ
ゾリン誘導体、スチルベン誘導体等が使用される。
マトリックス相と分散相の形成 本発明においては、マトリックス相と分散相を形成す
ることが必要であるが、これはキャリヤ発生剤及びキャ
リヤ輸送剤が存在したときにそのような多相構造を形成
すればよい。通常マトリックスと分散相には異種の重合
体が選ばれるが、必ずしも異種である必要はない。
一般的にはマトリックスと分散相が同種の場合は多相
構造を形成することは難しいが、例えば特願昭62−9154
5や特願昭63−145351のように親和力の異なる二種以上
の重合体と着色剤(キャリヤ発生剤も着色剤の範ちゅう
に含まれる)の相互作用を利用することにより形成する
ことができ、本発明には好ましいものである。
導電支持体 本発明で用いられる導電支持体としては、アルミニウ
ム等金属、ポリアセチレンなどの導電性ポリマー、金属
粉やカーボンブラックのような導電性フィラーとポリマ
ーを複合した導電性複合体、酸化インジウム等の導電性
酸化物等の板、ドラム等である。あるいはアルミニウ
ム、パラジウム、金等の金属、金属酸化物などの導電性
物質を塗布、蒸着、ラミネート等の手段で紙、プラスチ
ックなどのシート、フィルム、ドラム等の基材上に設け
たものでもよい。
有機半導体の層形成 マトリックスを形成する重合体と分散相を形成する重
合体、キャリヤ発生剤及びキャリヤ輸送剤からなる有機
半導体は、導電支持体上に薄層化して用いられる。薄層
化の方法は任意の手法でよいが、通常は各構成成分を適
当な溶剤に溶解あるいは分散させて導電性支持体に塗布
することにより得られる。有機半導体と導電性支持体と
の接着あるいは電気的な親和性を向上させるために界面
にさらにポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール
などによる薄層を用いてもよい。また有機半導体層の成
膜性、可とう性、機械的強度向上のために可塑剤などの
第三成分を加えてもよい。有機半導体層の膜厚は1μm
から100μm、好ましくは5μmから70μmである。
有機半導体の組成 キャリヤ発生剤とキャリヤ輸送剤の割合は、前者が1w
t%〜99wt%、好ましくは10wt%〜90wt%、後者が99wt
%〜1wt%、好ましくは90wt%〜10wt%である。またキ
ャリヤ発生剤及びキャリヤ輸送剤と重合体との割合は、
前者が1wt%〜99wt%、好ましくは10wt%〜90wt%、後
者が99wt%〜1wt%、好ましくは90wt%〜10wt%であ
る。
(実施例) 次に実施例及び比較例によって本発明をさらに具体的
に説明する。
実施例1 アクリル重合体(A)(三菱レイヨン製「ダイヤナー
ルBR−77」:酸価18.5mgKOH/g、ガラス転移温度80℃、
分子量約6.5×104)23重量部と2重量部のステアリン酸
亜鉛(分散助剤)及び銅フタロシアニン微粒子50重量部
をベント付二軸押出機にて180℃で溶融混練した。この
溶融混合物(75重量部)とアクリル重合体(B)(三菱
レイヨン製「ダイヤナールBR−80」:酸価0mgKOH/g、ガ
ラス転移温度105℃、分子量約9.5×104)25重量部をベ
ント付二軸押出機にて200℃で溶融混練して組成物
(1)を得た。
組成物(1)100重量部とp−ジエチルアミノベンズ
アルデヒドジフェニルヒドラゾン50重量部とをテトラヒ
ドロフランに溶解分散させ、10%分散液(1)を得た。
このものをアルミニウム基板上に塗布し、乾燥時の膜厚
30μmの有機半導体を持つ電子写真感光体(1)を作成
した。
またキャリヤ発生剤の分散状態を観察するため分散液
(1)をカバーガラスに塗布し、乾燥させて薄膜化し、
この薄膜を透過型光学顕微鏡により観察したところ、分
散相の生成が観察され、その粒径は約0.8μmでマトリ
ックス中に均一で微細に分散されていた。またキャリヤ
発生剤は分散相に含有されていた。
比較例1(機能分離型) 実施例1で使用した銅フタロシアニン50重量部とアク
リル重合体(B)50重量部をテトラヒドロフランに分散
させ、5%の分散液を作成し、アルミニウム基板上に乾
燥時の膜厚が1μmとなるようにしてキャリア発生層を
作成した。さらにその層上にp−ジエチルアミノベンズ
アルデヒドジフェニルヒドラゾン50重量部とアクリル重
合体(B)50重量部をテトラヒドロフランに分散させ、
10%の分散液を作成し、乾燥時の膜厚が30μmとなるよ
うにしてキャリヤ輸送層を作成することにより機能分離
型電子写真感光体(2)を得た。
比較例2 実施例1で使用した銅フタロシアニン50重量部とアク
リル重合体(B)50重量部及びp−ジエチルアミノベン
ズアルデヒドジフェニルヒドラゾン50重量部をテトラヒ
ドロフランに分散させ、10%の分散液を作成し、アルミ
ニウム基板上に乾燥時の膜厚が30μmとなるようにして
分散型電子写真感光体(3)を得た。このものを実施例
1と同様にキャリヤ発生剤の分散を観察したところ、分
散相の形成はなく、またキャリヤ発生剤は均一に分散し
ていた。
実施例2 実施例1及び比較例1,2により得られた電子写真感光
体(1),(2),(3)について、表面の帯電特性は
スタティック方式で−6KV印加コロナ帯電による立ち上
がり帯電量と5秒後の暗減衰による帯電量として、キャ
リヤの注入効率は、タングステンランプを光源として試
料面照度が20luxとなるように白色光を露光し、露光初
期表面電位が1/2に減衰するまでの時間を測定し、得ら
れる感度E 1/2(lux・sec)により比較した。結果を第
1表に示す。
(発明の効果) 以上に述べたように、本発明の電子写真感光体は、キ
ャリヤの移動する界面が大幅に拡張され、かつ表面の帯
電特性の悪化が防止された、実用的にきわめて有用なも
のである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−207145(JP,A) 特開 昭63−256643(JP,A) 特開 昭60−256149(JP,A) 特開 昭63−48555(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 5/05 101 G03G 5/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マトリックス相を形成する重合体、分散相
    を形成する重合体、キャリヤ発生剤及びキャリヤ輸送剤
    からなる有機半導体が導電支持体上に層形成されてなる
    電子写真感光体において、マトリックス相を形成する重
    合体、分散相を形成する重合体、キャリヤ発生剤及びキ
    ャリヤ輸送剤を、溶媒に溶解あるいは分散させ、導電性
    支持体上に塗布することにより得られ、かつ、該キャリ
    ヤ発生剤が分散相を形成する重合体のみに実質的に含有
    されていることを特徴とする電子写真感光体。
  2. 【請求項2】キャリヤ発生剤を含有する分散相とマトリ
    ックス相とが単一の層となっており、キャリヤ発生層と
    キャリヤ輸送層とが分離していないことを特徴とする請
    求項1に記載の電子写真感光体。
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