JPH0746230B2 - 電子写真用有機感光体 - Google Patents

電子写真用有機感光体

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JPH0746230B2
JPH0746230B2 JP1281884A JP28188489A JPH0746230B2 JP H0746230 B2 JPH0746230 B2 JP H0746230B2 JP 1281884 A JP1281884 A JP 1281884A JP 28188489 A JP28188489 A JP 28188489A JP H0746230 B2 JPH0746230 B2 JP H0746230B2
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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、複写機、レーザープリンター等に使用される
電子写真用有機感光体に関するもので、より詳細には繰
り返し使用時の安定性が向上した電子写真用有機感光体
に関する。
(従来の技術) 電子写真感光体の分野では、電荷発生層(CGL)と電荷
輸送層(CTL)とを積層した所謂機能分離型の有機感光
体が次第に使用されるに至っている。この積層型の感光
体と共に、電荷輸送物質の媒体中に電荷発生物質を分散
させた単層分散型の有機感光体も既に知られている。
この種の感光体の電荷輸送物質としては、キャリヤ移動
度の高いものが要求されており、初期のポリビニルカル
バゾール(PVK)のような高分子材料から、樹脂分散系
で用いる低分子化合物材料へと移行してきている。しか
しながら、成形加工性の点から言えば、電荷輸送物質
は、単一で使用可能な造膜性物質が望ましい。前述した
PVKは造膜可能であるが、隣接カルバゾール環が形成す
るダイマーサイトが構造的なホールキャリヤトラップと
して働き、感光体の電子写真特性の低下を引き起こすと
いう問題がある。
最近に至って、特開昭61-170747号公報には、有機ポリ
シランを正孔輸送材料として含む感光体が提案されてい
る。この有機ポリシランは溶液からの成膜が可能であ
り、非晶質高分子材料の中では高いホールドリフト移動
度(〜10-4cm2/V・sec)を示すことも知られている。
(発明が解決しようとする問題点) 複写機等に搭載する感光体としては、初期特性のみなら
ず、繰り返し使用したときの安定性が要求されるが、有
機ポリシランを用いた感光体については未だこの安定性
についての検討は十分に行われていないようである。
本発明者等は、有機ポリシランを商業的な電子写真感光
体に応用すべく検討を加えたところ、この感光体に帯電
−露光を反復した場合、感光体の表面電位、残留電位が
上昇し、これに伴って複写画像の濃度変化やカブリを発
生することを見出した。
従って、本発明の目的は、有機ポリシランを電荷輸送物
質(正孔輸送物質)として使用した感光体における帯電
−露光反復時の表面電位や残留電位の上昇を抑制し、長
期にわたって安定な電子写真特性が得られるようにした
電子写真用感光体を提供するにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明によれば、電荷発生物質及び電荷輸送物質を積層
型でまたは単層分散型で含有する電子写真用有機感光体
において、電荷輸送物質が低分子ホール輸送剤を含有す
る有機ポリシランから成り、該有機ポリシランは、下記
式(1): 式中、R1及びR2の各々は、炭素数4以下のアルキル基ま
たは炭素数6以上のアリール基もしくはアラルキル基で
ある、 で表される反復単位から成るものであり、前記低分子ホ
ール輸送剤は有機ポリシラン100重量部当り1乃至30重
量部の量で含有されていることを特徴とする電子写真用
有機感光体が提供される。
(作用) 本発明は、有機ポリシラン中に低分子ホール輸送剤を配
合すると、帯電−露光操作を反復したときの感光体の安
定性が向上し、表面電位や残留電位の上昇を顕著に抑制
し得るという知見に基づくものである。
既に述べた通り、有機ポリシランを電荷輸送物質として
用いた感光体に帯電−露光操作を反復すると、表面電
位、残留電位ともかなり上昇する。この表面電位や残留
電位の上昇は有機ポリシラン層の表面の劣化によるもの
で、表面部分のキャリヤ輸送能力が低下し、表面電位、
残留電位が上昇する。この劣化の機構は、未だ十分に解
明されていないが、帯電時に発生する紫外光やオゾン或
いは励起−重項酸素等により、Si-Si主鎖が切断等され
表面に絶縁膜が形成され表面電位が上昇し、帯電−露光
の繰り返しにより、この絶縁膜に電荷が蓄積されること
により残留電位が上昇すると考えられる。
本発明において、低分子のホール(正孔)輸送剤を配合
することにより、上述した帯電−露光プロセス反復時の
安定性が向上するのは、有機ポリシランの励起状態を低
分子輸送剤が先活させるため、感光層表面の劣化やラジ
カル種の生成を抑制していると考えられる。この考え
は、有機ポリシランの蛍光が、低分子ホール輸送剤添加
により消光するという事実ともよく符合している。ま
た、低分子ホール輸送剤を添加することで、電荷発生層
からのホールの注入効率が向上し、この作用によっても
残留電位を低下させることができる。
(好適態様) 本発明に用いる有機ポリシランは、前記式(1)で表さ
れる反復単位から成るものであるが、特に好適なもの
は、メチルフェニルポリシラン、メチルプロピルポリシ
ラン、メチルt−ブチルポリシラン、ジフェニルポリシ
ラン、メチルトリルポリシラン或いはこれらのコポリマ
ー等である。
用いる有機ポリシランは、所謂フィルムを形成するに足
る分子量を有するべきであり、一般に5000乃至50000、
特に5000乃至20000の重量平均分子量(w)を有するこ
とが好ましい。
有機ポリシランの末端は、シラノール基、アルコキシ基
等であってもよい。
低分子ホール輸送剤としては、それ自体公知の任意のも
の、例えば、2,5−ジ(4−メ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系化
合物、9−(4−ジエチルアミノスチリル)アントラセ
ン等のスチリル化合物、1−フェニル−3−(p−ジメ
チルアミノフェニル)ピラゾリン等のピラゾリン化合
物、ヒドラゾン化合物、トリフェニルアミン系化合物、
インドール系化合物、オキサゾール系化合物、イソオキ
サゾール系化合物、チアゾール系化合物、チアジアゾー
ル系化合物、イミダゾール系化合物、ピラゾール系化合
物、トリアゾール系化合物等の含窒素環式化合物、縮合
多環式化合物が例示される。低分子ホール輸送剤として
は、下記式 式中、Rは水素原子、アルキル基、アルコキシ基または
ハロゲン原子である。
で表わされるN,N,N′,N′−テトラフェニルm−フェニ
レンジアミン系化合物が好ましい。
この低分子ホール輸送剤は、有機ポリシラン100重量部
当り1乃至30重量部、特に5乃至15重量部の量で使用す
るのがよく、上記範囲よりも少ない場合には、帯電−露
光反復時における表面電位や残留電位の上昇抑制作用が
上記範囲内にある場合に比して劣る傾向があり、一方上
記範囲よりも多い場合には、上記範囲内にある場合に比
して感度が低下する傾向がある。
本発明は、積層型の電子写真用感光体や単層分散型の電
子写真感光体に適用することができる。例えば、第1図
に示すように、導電性基板1上に電荷発生層(CGL)2
を形成し、この電荷発生層上に、前記有機ポリシラン組
成物からなる電荷輸送層(CTL)3を設けることができ
る。或いは逆に、第2図に示すように、導電性基板1上
に、前記有機ポリシラン組成物から成る電荷輸送層3を
設け、この電荷輸送層上に電荷発生層2を設けることも
できる。更に、第3図に示す通り、導電性基板1上に、
有機ポリシラン組成物から成る電荷輸送媒質3′中に電
荷発生物質2′を分散させたものを感光層4として単層
に設けることもできる。
上記電荷発生材料としては、例えば、セレン、セレン−
テルル、アモルファスシリコン、ピリリウム塩、アゾ系
顔料、ジスアゾ系顔料、アンサンスロン系顔料、フタロ
シアニン系顔料、インジゴ系顔料、スレン系顔料、トル
イジン系顔料、ピラゾリン系顔料、ペリレン系顔料、キ
ナクリドン系顔料等が例示され、所望の領域に吸収波長
域を有するよう、一種または二種以上混合して用いられ
る。
この電荷発生材料は、蒸着等の手段で層の形に施すこと
もできるし、また結着樹脂に分散させた形で層として施
すこともできる。このような結着樹脂としては、種々の
樹脂が使用でき、例えば、スチレン系重合体、アクリル
系重合体、スチレン−アクリル系共重合体、エチレン−
酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、アイオノマー等
のオレフィン系重合体、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−
酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、アルキッド樹脂、
ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリカーボ
ネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ジアリルフタ
レート樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、ポリビニル
ブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂、フェノール樹脂
や、エポキシアクリレート等の光硬化型樹脂等各種の重
合体が例示できる。これらの結着樹脂は、一種または二
種以上混合して用いることもできる。
また、塗布液を形成するのに使用する溶剤としては、種
々の有機溶剤が使用でき、メタノール、エタノール、イ
ソプロパノール、ブタノール等のアルコール類、n−ヘ
キサン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族系炭化水
素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水
素、ジクロロメタン、ジクロロエタン、四塩化炭素、ク
ロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素、ジメチルエーテ
ル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレン
グリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジ
メチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチ
ルケトン、シクロヘキサン等のケトン類、酢酸エチル、
酢酸メチル等のエステル類、ジメチルホルムアミド、ジ
メチルスルホキシド等、種々の溶剤が例示され、一種ま
たは二種以上混合して用いられる。
導電性基板としては、導電性を有する種々の材料が使用
でき、例えば、アルミニウム、銅、錫、白金、金、銀、
バナジウム、モリブデン、クロム、カドミウム、チタ
ン、ニッケル、インジウム、ステンレス鋼、真鍮の金属
単体や、上記金属が蒸着またはラミネートされたプラス
チック材料、ヨウ化アルミニウム、酸化錫、酸化インジ
ウム等で被覆されたガラス等が例示される。
尚、塗布液を形成するには、電荷発生材料等と結着樹脂
等を、従来公知の方法、例えば、ロールミル、ボールミ
ル、アトライタ、ペイントシェイカーあるいは超音波分
散器を用いて調整し、従来公知の塗布手段により塗布、
乾燥すればよい。
第1図の基板/CGL/CTL感光体の場合、CGLは、蒸着の場
合の0.01乃至0.05μmから塗布の場合の0.1乃至0.5μm
迄変化するが、CTLは5乃至40μm、特に10乃至25μm
の範囲にあるのがよい。第2図の基板/CTL/CGL感光体の
場合、CTLは5乃至40μm、特に10乃至25μmの厚みを
有し、一方CGLは0.1乃至0.5μmの厚みを有するのがよ
い。また、第3図のCTL及びCGL分散型感光体では、電荷
発生材料は感光層中に有機ポリシラン100重量部に対し
て1乃至15重量部、特に5乃至10重量部の量で存在する
のがよく、感光層は10乃至40μm、特に15乃至30μmの
厚みを有するのが好ましい。
(発明の効果) 本発明によれば、正孔輸送材料としての有機ポリシラン
中に低分子ホール輸送剤を配合したことにより、帯電−
露光反復時の表面電位や残留電位の上昇を抑制し、長期
にわたって安定な電子写真特性を得ることが可能となっ
た。また、電荷発生剤からの注入効率が向上し、感光体
の感度を向上させ、残留電位を低い値に抑制することが
できる。また、有機ポリシランが本来有する高いホール
ドリフト移動度もそのまま保持することから、高感度で
安定した電子写真特性の複写機用或いはレーザープリン
ター用感光体が提供される。
〈実施例〉 以下に、実施例に基づき、本発明をより詳細に説明す
る。
(実施例1) [フェニルメチルポリシランの合成] メチルフェニルジクロロシラン100g、金属ナトリウム26
gを乾燥トルエン400mlに加え130℃に加熱し、11時間撹
拌した後冷却する。得られた反応液(濃紫色の沈澱を含
む溶液)にエタノールを加え未反応のナトリウムをエト
キシドにした後、沈澱を濾別し乾燥後、トルエンに溶か
してエタノール中に滴下再沈澱させて白色のフェニルメ
チルポリシランを得た(収量22.0g:収率34%)。
[電子写真感光体の調整] 電荷発生材料としてのα型オキソチタニルフタロシアニ
ン100重量部、溶媒としてのテトラヒドロフラン4000重
量部をボールミルに仕込、24時間撹拌した後、結着材と
してポリビニルブチラール(積水化学社製、商品名エス
レックBM−3)100重量部を加え更に1時間撹拌混合し
て電荷発生層用塗布液を調整し、この調整液をアルミニ
ウム箔上にワイヤーバー(No.5)にて塗布した後、100
℃で30分間熱風乾燥して硬化させることにより5μmの
電荷発生層を形成した。
次に、電荷輸送材料としてのフェニルメチルポリシラン
100重量部、低分子ホール輸送剤としてのN,N,N′,N′−
テトラキス(3−トリル)−1,3−フェニレンジアミン1
0重量部、及び溶媒としてのテトラヒドロフラン1000重
量部をホモミキサーで撹拌混合して電荷輸送層用塗布液
を調整した。この塗布液を上記電荷発生層上にワイヤー
バー(No.60)にて塗布した後、100℃で30分間熱風乾燥
することにより膜厚約5μmの電荷輸送層を形成し、電
子写真用感光体を作成した。
(実施例2) 電荷輸送層用塗布液の調整において、低分子ホール輸送
剤としてのN,N,N′,N′−テトラキス(3−トリル)−
1,3−フェニレンジアミンに代えて、N−エチル−3−
カルバゾリルアルデヒドN,N−ジフェニルヒドラゾンを
用いたこと以外は、実施例1と同様にして電子写真感光
体を作成した。
(実施例3) 電荷輸送材料としてのフェニルメチルポリシラン100重
量部、電荷発生材料としてのα型オキソチタニルフタロ
シアニン4重量部、低分子ホール輸送剤としてのN,N,
N′,N′−テトラキス(3−トリル)−1,3−フェニレン
ジアミン10重量部、及び溶媒としてのテトラヒドロフラ
ン1000重量部をボールミルで24時間撹拌混合して単層型
感光層用塗布液を調整した。この塗布液をアルミニウム
箔上にワイヤーバー(No.60)にて塗布した後、100℃で
30分間熱風乾燥することにより膜厚約10μmの単層型感
光層を形成し、電子写真用感光体を作成した。
(比較例1) 電荷輸送層用塗布液の調整において、低分子ホール輸送
剤としてのN,N,N′,N′−テトラキス(3−トリル)−
1,3−フェニレンジアミンを添加しないこと以外は、実
施例1と同様にして電子写真感光体を作成した。
(比較例2) 電荷輸送層用塗布液の調整において、低分子ホール輸送
剤としてのN,N,N′,N′−テトラキス(3−トリル)−
1,3−フェニレンジアミンを添加しないこと以外は、実
施例3と同様にして電子写真感光体を作成した。
〔電子写真感光体の評価〕
静電複写試験装置(川口電気社製、Model-8100)を用い
て印加電圧±6.0KVで正あるいは負に帯電させ、下記の
条件で電子写真特性を測定し、その結果を表1および表
2に示した。
露光時間 :10秒 照射光 :波長780nm 露光強度 :10μW/cm2 帯電後の暗減衰:2秒 なお、表中V1(V)は上記条件で電圧を印加して、感光
体を帯電させた時の感光体の初期表面電位V1(V)を示
し、またE11/2(μJ/cm2)は表面電位が当初の表面電位
V1(V)の1/2になるのに要した露光時間より算出した
半減露光量を示す。また、表中のV1rp(V)は露光開始
後5秒経過後の表面電位を残留電位として測定したもの
であり、減衰率%は下記式で算出したものである。
さらに、上記条件のうち露光時間を3秒、帯電後の暗減
衰を1秒に代えて帯電−露光の繰り返しを100回行い、
その時の感光体の表面電位V2s(V)、半減露光量E21/2
(μJ/cm2)、残留電位V2rp(V)及び減衰率%を測定
した。
上記表の結果より、低分子ホール輸送剤を添加しなかっ
た比較例1,2の電子写真感光体は、何れも、帯電−露光
の繰り返しによって表面電位および残留電位が大きく上
昇した。これに対して、低分子ホール輸送剤を添加した
実施例1,2,3の電子写真感光体は、帯電−露光を繰り返
しても表面電位および残留電位の変化量が小さく、良好
な繰り返し特性を有することが判明した。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の負帯電型積層感光体の断面図であ
る。 第2図は、本発明の正帯電型積層感光体の断面図であ
る。 第3図は、本発明の正帯電型単層感光体の断面図であ
る。 1……基体、2……電荷発生層、3……電荷輸送層、4
……単層型感光層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電荷発生物質及び電荷輸送物質を積層型で
    または単層分散型で含有する電子写真用有機感光体にお
    いて、電荷輸送物質が低分子ホール輸送剤を含有する有
    機ポリシランから成り、該有機ポリシランは、下記式
    (1): 式中、R1及びR2の各々は、炭素数4以下のアルキル基ま
    たは炭素数6以上のアリール基もしくはアラルキル基で
    ある、 で表される反復単位から成るものであり、前記低分子ホ
    ール輸送剤は有機ポリシラン100重量部当り1乃至30重
    量部の量で含有されていることを特徴とする電子写真用
    有機感光体。
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