JP2005206507A - New amine-bisdiene and amine-bistriene-based compound, electrophotographic photoreceptor using them and image formation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光導電性材料として非対称構造を有する新規なアミン−ビスジエン及びアミン−ビストリエン系化合物並びにそれをを用いた電子写真感光体及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a novel amine-bisdiene and amine-bistriene compound having an asymmetric structure as a photoconductive material, and an electrophotographic photoreceptor and an image forming apparatus using the same.
近年、有機光導電性材料は幅広く研究開発され、電子写真感光体(以下、単に「感光体」とも称す)に利用されるだけでなく、静電記録素子、センサ材料或は有機エレクトロルミネセント(Electro Luminescent;略称:EL)素子などに応用され始めている。また、有機光導電性材料を用いた電子写真感光体は、複写機の分野に限らず、従来では写真技術が使われていた印刷版材、スライドフィルムあるいはマイクロフィルムなどの分野においても利用されており、レーザ、発光ダイオード(Light Emitting Diode;略称:LED)あるいは陰極線管(Cathode Ray Tube;略称:CRT)などを光源とする高速プリンタにも応用されている。したがって、有機光導電性材料及びそれを用いた電子写真感光体に対する要求は、高度で幅広いものになりつつある。 In recent years, organic photoconductive materials have been extensively researched and developed and used not only for electrophotographic photoreceptors (hereinafter also simply referred to as “photoreceptors”), but also for electrostatic recording elements, sensor materials or organic electroluminescent ( Electro Luminescent (abbreviation: EL) elements have begun to be applied. In addition, electrophotographic photoreceptors using organic photoconductive materials are used not only in the field of copying machines but also in fields such as printing plate materials, slide films, and microfilms in which photographic technology has been used. It is also applied to a high-speed printer using a laser, a light emitting diode (abbreviation: LED), or a cathode ray tube (abbreviation: CRT) as a light source. Therefore, the demand for organic photoconductive materials and electrophotographic photoreceptors using the same is becoming high and wide.
従来から、電子写真感光体としては、セレン、酸化亜鉛あるいはカドミウムなどの無機光導電性材料を主成分とする感光層を備える無機感光体が広く用いられている。無機感光体は感光体としての基礎特性をある程度は備えているけれども、感光層の成膜が困難で可塑性が悪く製造原価が高いなどの問題がある。また無機光導電性材料は一般に毒性が強く製造上あるいは取り扱い上、大きな制約がある。 Conventionally, as an electrophotographic photoreceptor, an inorganic photoreceptor having a photosensitive layer mainly composed of an inorganic photoconductive material such as selenium, zinc oxide or cadmium has been widely used. Although the inorganic photoreceptor has some basic characteristics as a photoreceptor, there are problems such as difficulty in forming a photosensitive layer, poor plasticity, and high manufacturing cost. Inorganic photoconductive materials are generally highly toxic and have significant limitations in manufacturing and handling.
これに対し、有機光導電性材料を用いた有機感光体は、感光層の成膜性がよく、可撓性も優れている上に、軽量で、透明性がよく、適当な増感方法によって広範囲の波長域に対して良好な感度を示す感光体を容易に設計できるなどの利点を有しているので、次第に電子写真感光体の主力として開発されてきている。初期の有機感光体は感度あるいは耐久性に欠点を有していたけれども、これらの欠点は電荷発生機能と電荷輸送機能とをそれぞれ別々の物質に分担させた機能分離型電子写真感光体の開発によって改善されている。機能分離型感光体は、電荷発生機能を担う電荷発生物質及び電荷輸送機能を担う電荷輸送物質それぞれの材料選択範囲が広く、任意の特性を有する電子写真感光体を比較的容易に作製できるという利点も有している。
このような機能分離型感光体に使用される電荷発生物質としては、フタロシアニン顔料、スクアリリウム色素、アゾ顔料、ペリレン顔料、多環キノン顔料、シアニン色素、スクアリン酸染料及びピリリウム塩系色素などの多種の物質が検討され、耐光性が強く電荷発生能力の高い種々の材料が提案されている。
On the other hand, an organic photoreceptor using an organic photoconductive material has good film-forming properties and excellent flexibility, and is lightweight and transparent. Since it has the advantage that a photoconductor showing good sensitivity in a wide wavelength range can be easily designed, it has been gradually developed as a mainstay of electrophotographic photoconductors. Early organic photoreceptors had drawbacks in sensitivity or durability, but these drawbacks were due to the development of a function-separated electrophotographic photoreceptor in which the charge generation function and the charge transport function were assigned to separate substances. It has been improved. The function-separated type photoconductor has advantages that the material selection range of the charge generation material responsible for the charge generation function and the charge transport material responsible for the charge transport function is wide, and an electrophotographic photoconductor having arbitrary characteristics can be produced relatively easily. Also have.
Examples of the charge generating material used in such a function-separated type photoreceptor include various types such as phthalocyanine pigments, squarylium dyes, azo pigments, perylene pigments, polycyclic quinone pigments, cyanine dyes, squaric acid dyes and pyrylium salt dyes. Substances have been studied, and various materials having high light resistance and high charge generation ability have been proposed.
一方、電荷輸送物質としては、例えば、ピラゾリン化合物(例えば、特許文献1参照)、ヒドラゾン化合物(例えば、特許文献2、特許文献3及び特許文献4参照)、トリフェニルアミン化合物(例えば、特許文献5及び特許文献6参照)、スチルベン化合物(例えば、特許文献7及び特許文献8参照)などの種々の化合物が知られている。電荷輸送物質には下記(1)〜(5)の特性が要求されているが、前述の電荷輸送物質は、これらの特性の一部を満足するけれども、すべてを高いレベルで満足するまでに至っていない。
(1)光及び熱に対して安定であること、
(2)感光体の表面を帯電させる際のコロナ放電によって発生するオゾン、窒素酸化物(NOX)及び硝酸などに対して安定であること、
(3)高い電荷輸送能力を有すること、
(4)有機溶剤や結着剤との相溶性が高いこと、
(5)製造が容易で安価であること。
On the other hand, examples of the charge transport material include pyrazoline compounds (see, for example, Patent Document 1), hydrazone compounds (see, for example, Patent Document 2,
(1) being stable to light and heat;
(2) being stable against ozone, nitrogen oxides (NO x ), nitric acid, etc. generated by corona discharge when charging the surface of the photoreceptor;
(3) having a high charge transport capability;
(4) High compatibility with organic solvents and binders,
(5) Easy to manufacture and inexpensive.
また、前述の特性の中でも、特に、高い電荷輸送能力を有することが求められる。例えば、電荷輸送物質がバインダ樹脂とともに分散されて形成された電荷輸送層が感光体の表面層となる場合、充分な光応答性を確保するために、電荷輸送物質には高い電荷輸送能力が求められる。感光体が複写機又はレーザビームプリンタなどに搭載されて使用される際、感光体の表面層は、クリーニングブレードや帯電ローラなどの接触部材によってその一部が削り取られることを余儀なくされる。複写機やレーザビームプリンタの高耐久化のためには、それらの接触部材に対して強い表面層、すなわち接触部材によって削り取られることの少ない耐刷性の高い表面層が求められる。 In addition, among the above-described characteristics, it is particularly required to have a high charge transport capability. For example, when a charge transport layer formed by dispersing a charge transport material together with a binder resin is the surface layer of the photoreceptor, the charge transport material is required to have a high charge transport capability in order to ensure sufficient photoresponsiveness. It is done. When the photoconductor is mounted and used in a copying machine or a laser beam printer, a part of the surface layer of the photoconductor is forced to be scraped off by a contact member such as a cleaning blade or a charging roller. In order to increase the durability of copying machines and laser beam printers, a surface layer that is strong against the contact members, that is, a surface layer with high printing durability that is hardly scraped off by the contact members is required.
そこで、表面層を強くして耐久性を向上させるために、表面層である電荷輸送層中のバインダ樹脂の含有率を高くすると、光応答性が低下する。これは、電荷輸送物質の電荷輸送能力が低いため、バインダ樹脂の含有率の増加に伴って電荷輸送層中の電荷輸送物質が希釈され、電荷輸送層の電荷輸送能力が一層低下して光応答性が悪くなるものである。光応答性が悪いと、残留電位が上昇し、感光体の表面電位が充分に減衰していない状態で繰返し使用されることになるので、露光によって消去されるべき部分の表面電荷が充分に消去されず、早期に画像品質が低下するなどの弊害が生じる。したがって、充分な光応答性を確保するためには、電荷輸送物質に高い電荷輸送能力が求められる。 Therefore, if the content of the binder resin in the charge transport layer, which is the surface layer, is increased in order to strengthen the surface layer and improve the durability, the photoresponsiveness decreases. This is because the charge transporting ability of the charge transporting material is low, so the charge transporting material in the charge transporting layer is diluted with an increase in the binder resin content, and the charge transporting ability of the charge transporting layer is further reduced, resulting in photoresponse. It will be worse. If the photoresponsiveness is poor, the residual potential increases and the surface potential of the photoreceptor is repeatedly attenuated, so that the surface charge of the portion that should be erased by exposure is sufficiently erased. This will cause problems such as image quality deterioration at an early stage. Therefore, in order to ensure sufficient photoresponsiveness, the charge transport material is required to have a high charge transport capability.
また最近ではデジタル複写機及びプリンタなどの電子写真装置の小型化及び高速化が進み、感光体特性として高速化に対応した高感度化が要求されており、感光体の特性としては、低温環境下で用いた場合にも感度が低下せず、種々の環境下において特性の変化が小さく信頼性が高いことが求められる。電荷輸送物質としてはますます高い電荷輸送能力が求められている。また高速プロセスでは露光から現像までの時間が短いので、光応答性のよい感光体が求められる。前述のように、光応答性は電荷輸送物質の電荷輸送能力に依存するのでこのような点からもより高い電荷輸送能力を有する電荷輸送物質が求められる。
このような要求を満たす電荷輸送物質として、共役系が大きく広がったトリアリールアミン−ビスブタジエン化合物(例えば、特許文献9及び特許文献10参照)などが前述の電荷輸送物質よりも優れた性能を有する化合物として提案されている。しかし、これらの化合物は、対称性の化合物であるために溶性が悪く、かつ、製膜時あるいは感光体DRとしてからの長期保存時に部分的な結晶化が発生する等の新たな弊害がある。
In recent years, electrophotographic apparatuses such as digital copiers and printers have been miniaturized and speeded up, and there has been a demand for higher sensitivity corresponding to higher speeds as photoreceptor characteristics. The sensitivity is not lowered even when used in the above, and the change in characteristics is small and the reliability is high under various environments. As a charge transport material, a higher charge transport capability is required. Further, since the time from exposure to development is short in a high-speed process, a photoconductor with good photoresponsiveness is required. As described above, since the photoresponsiveness depends on the charge transporting ability of the charge transporting substance, a charge transporting substance having a higher charge transporting ability is required from this point.
As a charge transport material satisfying such requirements, a triarylamine-bisbutadiene compound having a widely conjugated system (see, for example, Patent Document 9 and Patent Document 10) has performance superior to that of the aforementioned charge transport material. It has been proposed as a compound. However, since these compounds are symmetrical compounds, they have poor solubility, and there are new problems such as partial crystallization during film formation or long-term storage as the photoreceptor DR.
本発明の目的は、製膜時あるいは感光体DRとしてからの長期保存時に部分的な結晶化弊害を起こすことが無く、帯電電位が高く、高感度で、充分な光応答性を示し、また、高いホール輸送能力を有し、耐久性が高く、かつ低温環境下又は高速プロセスで用いた場合にもこれらの特性が低下しない、信頼性の高い電子写真感光体及び画像形成装置を開発することにある。 The object of the present invention is to cause no partial crystallization adverse effects during film formation or long-term storage as the photoreceptor DR, and has a high charging potential, high sensitivity, and sufficient photoresponsiveness. To develop a highly reliable electrophotographic photosensitive member and image forming apparatus that have high hole transport capability, high durability, and these characteristics do not deteriorate even when used in a low temperature environment or a high-speed process. is there.
本発明者らは、上記課題を解決する為鋭意研究を進めた結果、有機光導電性材料として優れた特性を有する新規な非対称構造からなるアミン−ビスジエンあるいはアミン−ビストリエン系化合物を見出し、かかる化合物からなる有機光導電性材料を電荷輸送物質として含有させることにより、上記特性を備えた電子写真感光体及び画像形成装置を得ることに成功した。
すなわち、本発明は、下記一般式(1)で示される新規な非対称構造からなるアミンービスジエンあるいはアミンービストリエン系化合物を提供するものであり、また、導電性材料からなる導電性支持体と、前記導電性支持体上に設けられた電荷発生物質と電荷輸送物質を含有する感光層とを備えた電子写真感光体において、前記電荷輸送物質として下記一般式(1)で示される非対称構造を有するアミンービスジエン及び/あるいはアミンービストリエン系化合物からなる有機光導電性材料を含有する電子写真感光体並びにかかる電子写真感光体を搭載した画像形成装置を提供するものである。
As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventors have found an amine-bisdiene or amine-bistriene compound having a novel asymmetric structure having excellent characteristics as an organic photoconductive material. An electrophotographic photosensitive member and an image forming apparatus having the above characteristics have been successfully obtained by including an organic photoconductive material comprising:
That is, the present invention provides an amine-bisdiene or amine-bistriene compound having a novel asymmetric structure represented by the following general formula (1), and a conductive support comprising a conductive material. And a photosensitive layer containing a charge generating material and a charge transport material provided on the conductive support, wherein the asymmetric structure represented by the following general formula (1) is used as the charge transport material: The present invention provides an electrophotographic photosensitive member containing an organic photoconductive material comprising an amine-bisdiene and / or an amine-bistriene-based compound, and an image forming apparatus equipped with such an electrophotographic photosensitive member.
本発明に従えば、感光層に電荷輸送物質として、前記一般式(1)で示される非対称構造からなる新規なアミン−ビスジエンあるいは−ビストリエン系化合物を電荷輸送物質として含有させることにより、製膜時あるいは感光体DRとしてからの長期保存時に部分的な結晶化の弊害を起こすことが無く、帯電電位が高く、高感度で、充分な光応答性を示し、また、高いホール輸送能力を有するため応答性によるバインダー樹脂の含有量を増やすことができるので、耐久性が高く、かつ低温環境下あるいは高速プロセスで用いた場合においてもこれらの特性が低下しない信頼性の高い電子写真感光体が得られる。 According to the present invention, a novel amine-bisdiene or -bistriene compound having an asymmetric structure represented by the general formula (1) is contained as a charge transport material in the photosensitive layer as a charge transport material. Alternatively, there is no adverse effect of partial crystallization during long-term storage as the photoreceptor DR, the charging potential is high, the sensitivity is high, the photoresponsiveness is sufficient, and the high hole transport capability is a response. Since the content of the binder resin due to the property can be increased, a highly reliable electrophotographic photosensitive member that has high durability and does not deteriorate these characteristics even when used in a low-temperature environment or in a high-speed process can be obtained.
以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。図1〜図3は、本発明の実施形態の例である電子写真感光体の概略断面図である。図4は、本発明に係る電子写真感光体を備えた画像形成装置の概略図である。尚、本発明の電子写真感光体及び画像形成装置は、図に示した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
本発明の電子写真感光体は、下記一般式(1)で示される非対称構造からなるアミン−ビスジエンあるいは−ビストリエン構造に起因する高いホール輸送能力を有する有機光導電性材料を電荷輸送物質として用いることによって、前記の如き特性を備えた極めて信頼性の高い電子写真感光体を実現することができる。また、下記有機光導電性材料をセンサ材料、EL素子又は静電記録素子(これらを広く電子写真感光体として含む。)などに使用すれば、応答性の優れたデバイスを提供することができる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 3 are schematic cross-sectional views of an electrophotographic photosensitive member that is an example of an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic view of an image forming apparatus provided with the electrophotographic photosensitive member according to the present invention. The electrophotographic photosensitive member and the image forming apparatus of the present invention are not limited to the forms shown in the drawings, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
In the electrophotographic photoreceptor of the present invention, an organic photoconductive material having a high hole transport ability resulting from an amine-bisdiene or -bistriene structure having an asymmetric structure represented by the following general formula (1) is used as a charge transport material. Thus, an extremely reliable electrophotographic photosensitive member having the above-described characteristics can be realized. Further, if the following organic photoconductive material is used for a sensor material, an EL element or an electrostatic recording element (including these widely as an electrophotographic photosensitive member), a device having excellent responsiveness can be provided.
また上記一般式(1)において、Ar2及びAr3は、互いに異なって、置換基を有してもよいアリレン基又は置換基を有してもよい2価の複素環基を示す。そのAr3の具体例としては、p−フェニレン、1,4−ナフチレン、ピレニレン及び4,4’−ビフェニレンなどのアリレン基、2,5−フリレン、2,5−チエニレン及び2,5−チアゾリレンなどの2価の複素環基を挙げることができる。
また上記一般式(1)において、Ar5は、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい複素環基、置換基を有してもよいアラルキル基及び水素原子を示す。
Ar5の水素原子以外の具体例としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル及びn−ブチルなどのアルキル基、フェニル、トリル、メトキシフェニル、ナフチル及びビフェニルなどのアリール基、フリル、チエニル、チアゾリル、ベンゾフリル及びベンゾチエニルなどの複素環基ならびにベンジル、p−メチルベンジル及びp−メトキシベンジルなどのアラルキル基を挙げることができる。
In the general formula (1), Ar 2 and Ar 3 are different from each other and each represent an arylene group which may have a substituent or a divalent heterocyclic group which may have a substituent. Specific examples of Ar 3 include p-phenylene, 1,4-naphthylene, pyrenylene, and arylene groups such as 4,4′-biphenylene, 2,5-furylene, 2,5-thienylene, and 2,5-thiazolylene. The bivalent heterocyclic group of these can be mentioned.
In the general formula (1), Ar 5 represents an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, a heterocyclic group which may have a substituent, or a substituent. An aralkyl group and a hydrogen atom that may be present are shown.
Specific examples other than the hydrogen atom of Ar 5 include alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl and n-butyl, aryl groups such as phenyl, tolyl, methoxyphenyl, naphthyl and biphenyl, furyl, thienyl and thiazolyl. And heterocyclic groups such as benzofuryl and benzothienyl and aralkyl groups such as benzyl, p-methylbenzyl and p-methoxybenzyl.
また上記一般式(1)において、R1、R2及びR3は、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい複素環基及び置換基を有してもよいアラルキル基又は水素原子を示す。R1、R2及びR3の水素原子以外の具体例としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル及びn−ブチルなどのアルキル基、フェニル、トリル、メトキシフェニル及びナフチルなどのアリール基、フリル、チエニル及びチアゾリルなどの複素環基、ならびにベンジル及びp−メトキシベンジルなどのアラルキル基を挙げることができる。また、一般式(1)において、nは1〜2の整数を示す。 In the general formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a heterocycle which may have a substituent. An aralkyl group or a hydrogen atom which may have a ring group and a substituent is shown. Specific examples of hydrogen atoms other than R 1 , R 2 and R 3 include alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl and n-butyl, aryl groups such as phenyl, tolyl, methoxyphenyl and naphthyl, furyl And heterocyclic groups such as thienyl and thiazolyl, and aralkyl groups such as benzyl and p-methoxybenzyl. Moreover, in General formula (1), n shows the integer of 1-2.
上記一般式(1)で示される有機光導電性材料が、特定の環状飽和構造が導入され、かつ、非対称構造からなるアミン−ビスジエン構造からなる、高いホール輸送能力を有する下記一般式(2)で示されるより具体的な化合物を電荷輸送物質として用いることによって、比較的製造コストが安価で、製膜時あるいは感光体DRとしてからの長期保存時に部分的な結晶化の弊害を心配すことが無く、帯電電位が高く、高感度で、充分な光応答性を示し、また、高いホール輸送能力を有するため応答性によるバインダー樹脂の含有量を増やすことができるので耐久性が高く、かつ低温環境下または高速プロセスで用いた場合にもこれらの特性が低下しない、信頼性の高い電子写真感光体を得ることができる。 The organic photoconductive material represented by the above general formula (1) has a high hole transport ability and has the following general formula (2) having a specific cyclic saturated structure and an amine-bisdiene structure having an asymmetric structure. By using a more specific compound represented by the formula (1) as a charge transport material, the production cost is relatively low, and there is a concern about the adverse effects of partial crystallization during film formation or during long-term storage as a photoreceptor DR. No charge, high charging potential, high sensitivity, sufficient photoresponsiveness, and high hole transport capability, so the binder resin content can be increased due to responsiveness, resulting in high durability and low temperature environment A highly reliable electrophotographic photosensitive member in which these characteristics do not deteriorate even when used in a lower or high-speed process can be obtained.
また上記一般式(2)において、a及びbは、それぞれ炭素数1〜3のアルキル基、炭素数が1〜5のフルオロアルキル基、炭素数が1〜5のパーフルオロアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基、炭素数1〜8のジアルキルアミノ基、ハロゲン原子あるいは水素原子を示す。a、bの水素原子以外の具体例としては、メチル、エチル、n−プロピル及びiso−プロピルなどのアルキル基、モノフルオロメチル、1,1−ビスフロオロエチル及び1,1,1−トリスフルオロブチルなどのフルオロアルキル基、トリフルオロメチル、ヘキサフルオロエチル及びヘプタフルオロポロピルなどのパーフルオロアルキル基、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ及びiso−プロポキシなどのアルコキシ基、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ及びジ−iso−プロピルアミノなどのジアルキルアミノ基、フッ素及び塩素などのハロゲン原子を挙げることができる。また、上記一般式(2)において、mは1〜3の整数、lは1〜6の整数を示し、また、上記一般式(2)中に、2個以上のa、bが示される場合は、それぞれ同一基でも或いは互いに異なった基であってもよい。また、Ar2、Ar4及びAr5は前記一般式(1)において定義したものと同義である。 In the general formula (2), a and b are each an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or 1 carbon atom. -3 alkoxy group, a C1-C8 dialkylamino group, a halogen atom or a hydrogen atom. Specific examples of a and b other than hydrogen atoms include alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl and iso-propyl, monofluoromethyl, 1,1-bisfluoroethyl and 1,1,1-trisfluoro. Fluoroalkyl groups such as butyl, perfluoroalkyl groups such as trifluoromethyl, hexafluoroethyl and heptafluoropropyl, alkoxy groups such as methoxy, ethoxy, n-propoxy and iso-propoxy, dimethylamino, diethylamino and di-iso There may be mentioned dialkylamino groups such as -propylamino, and halogen atoms such as fluorine and chlorine. In the general formula (2), m represents an integer of 1 to 3, l represents an integer of 1 to 6, and two or more a and b are represented in the general formula (2). May be the same groups or different groups. Ar 2 , Ar 4 and Ar 5 have the same meaning as defined in the general formula (1).
前記一般式(1)又は(2)で示される有機光導電性材料が合成的に最も導入が簡単で、かつ反応の選択性が高い環状飽和5員環が導入された非対称構造からなるアミン−ビスジエン構造を有する下記一般式(3)で示されるより具体的な化合物を電荷輸送物質として用いることによって、製造コストがさらに安価で、製膜時あるいは感光体DRとしてからの長期保存時に部分的な結晶化の弊害を心配すことが無く、帯電電位が高く、高感度で、充分な光応答性を示し、また、高いホール輸送能力を有するため応答性によるバインダー樹脂の含有量を増やすことができるので耐久性が高く、かつ低温環境下または高速プロセスで用いた場合にもこれらの特性が低下しない、信頼性の高い電子写真感光体を安価に実現することができる。 The organic photoconductive material represented by the general formula (1) or (2) is an amine having an asymmetric structure in which a cyclic saturated 5-membered ring is introduced that is the simplest to introduce synthetically and has high reaction selectivity. By using a more specific compound represented by the following general formula (3) having a bisdiene structure as a charge transport material, the production cost is further reduced, and it is partially used at the time of film formation or long-term storage as a photoreceptor DR. Without worrying about the harmful effects of crystallization, the charging potential is high, the sensitivity is high, the photoresponsiveness is sufficient, and the high hole transport capability allows the binder resin content to be increased due to the responsiveness. Therefore, a highly reliable electrophotographic photosensitive member that has high durability and does not deteriorate these characteristics even when used in a low-temperature environment or in a high-speed process can be realized at low cost.
また前記一般式(1)で示される有機光導電性材料のうち、特性、原価及び生産性などの観点から特に優れた化合物としては、Ar1が上記表1に示したz含む飽和の4〜8員環が結合したベンゼン環構造のうち、下記表2に示す構造のものが好適であり、その具体例として、Ar2がp−フェニレン基、メチル−p−フェニレン基、メトキシ−p−フェニレン基又は4,4’−ビフェニレン 基であり、Ar3が1,4−ナフチレン基であり、Ar4がフェニル、p−トリル、p−メトキシフェニル基であり、Ar5が水素原子、メチル、フェニル、p−トリル基であり、R1、R2、R3、a及びbが共に水素原子であり、nが1であるものを挙げることができる。 Further, among the organic photoconductive materials represented by the general formula (1), as a particularly excellent compound from the viewpoint of characteristics, cost, and productivity, Ar 1 is saturated 4-containing z as shown in Table 1 above. Of the benzene ring structures to which 8-membered rings are bonded, those having the structures shown in Table 2 below are preferred, and specific examples thereof include Ar 2 as a p-phenylene group, a methyl-p-phenylene group, and a methoxy-p-phenylene group. Group, or 4,4′-biphenylene group, Ar 3 is 1,4-naphthylene group, Ar 4 is phenyl, p-tolyl, p-methoxyphenyl group, Ar 5 is hydrogen atom, methyl, phenyl , P-tolyl group, R 1 , R 2 , R 3 , a and b are all hydrogen atoms, and n is 1.
前記一般式(1)で示される本発明の有機光導電性材料の具体例としては、例えば以下の表3−1〜5に示す基を有する化合物を挙げることができるけれども、これによって本発明の有機光導電性材料が限定されるものではない。なお、同表に示す各基は、前記一般式(1)の各基に対応する。
例えば、表3−1に示す例示化合物No.1は、下記構造式(1−1)で示される化合物である。
For example, the exemplified compound No. 1 shown in Table 3-1. 1 is a compound represented by the following structural formula (1-1).
本発明において、感光層に含有させる前記一般式(1)で示される非対称構造からなるアミン−ビスジエンあるいは−ビストリエン化合物は、新規化合物であり、例えば以下のようにして製造することができる。
まず、2級アミンと置換基を有してもよいハロゲン化アリール化合物あるいは、炭素原子、水素原子、あるいは酸素原子、窒素原子、硫黄原子等のヘテロ原子含む飽和の4〜8員環が結合したハロゲン化ベンゼン誘導体とを縮合反応させる事によって得られる下記一般式(4)で示されるアミン化合物に対して、ビルスマイヤー反応によるビスフォルミル化またはフリーデル−クラフト反応によるビスアシル化を行うことにより、下記一般式(5)で示されるアミン−ビスカルボニル中間体を製造する。このとき、ビルスマイヤー反応によるビスフォルミル化を行うと、下記一般式(5)で示されるアミン−ビスカルボニル中間体のうち、R1が水素原子であるアミン−ビスアルデヒド中間体を製造することができ、フリーデル−クラフト反応によるビスアシル化を行うと、下記一般式(5)で示されるアミン−ビスカルボニル中間体のうち、R1が水素原子以外の基であるアミン−ビスケト中間体を製造することができる。
In the present invention, the amine-bisdiene or -bistriene compound having an asymmetric structure represented by the general formula (1) contained in the photosensitive layer is a novel compound and can be produced, for example, as follows.
First, a secondary amine and a halogenated aryl compound which may have a substituent, or a saturated 4- to 8-membered ring containing a carbon atom, a hydrogen atom, or a heteroatom such as an oxygen atom, a nitrogen atom or a sulfur atom is bonded. By subjecting the amine compound represented by the following general formula (4) obtained by condensation reaction with a halogenated benzene derivative to bisformylation by Vilsmeier reaction or bisacylation by Friedel-Craft reaction, An amine-biscarbonyl intermediate of formula (5) is prepared. At this time, by performing bisformylation by Vilsmeier reaction, among the amine-biscarbonyl intermediates represented by the following general formula (5), an amine-bisaldehyde intermediate in which R 1 is a hydrogen atom can be produced. When bisacylation is carried out by Friedel-Craft reaction, among the amine-biscarbonyl intermediate represented by the following general formula (5), an amine-bisketo intermediate in which R 1 is a group other than a hydrogen atom is produced. Can do.
ビルスマイヤー反応は、例えば次のように行う。N,N−ジメチルホルムアミド(略称:DMF)、トルエン又は1,2−ジクロロエタンなどの溶剤中に、オキシ塩化リンとN,N−ジメチルホルムアミド、オキシ塩化リンとN−メチル−N−フェニルホルムアミド又はオキシ塩化リンとN,N−ジフェニルホルムアミドとを加え、ビルスマイヤー試薬を調製する。調製したビルスマイヤー試薬2.0当量〜2.2当量に、前記一般式(4)で示されるアミン中間体1.0当量を加え、80〜100℃の加熱下で、2〜8時間撹拌する。その後、1〜8規定の水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液などのアルカリ水溶液で加水分解を行う。これによって、前記一般式(5)で示されるアミン−ビスカルボニル中間体のうち、R1が水素原子であるアミン−ビスアルデヒド中間体を高収率で製造することができる。 For example, the Vilsmeier reaction is performed as follows. In a solvent such as N, N-dimethylformamide (abbreviation: DMF), toluene or 1,2-dichloroethane, phosphorus oxychloride and N, N-dimethylformamide, phosphorus oxychloride and N-methyl-N-phenylformamide or oxy Phosphorus chloride and N, N-diphenylformamide are added to prepare Vilsmeier reagent. Add 1.0 equivalent of the amine intermediate represented by the general formula (4) to 2.0 to 2.2 equivalents of the prepared Vilsmeier reagent, and stir for 2 to 8 hours under heating at 80 to 100 ° C. . Then, it hydrolyzes with alkaline aqueous solution, such as 1-8N sodium hydroxide aqueous solution or potassium hydroxide aqueous solution. Thereby, among the amine-biscarbonyl intermediate represented by the general formula (5), an amine-bisaldehyde intermediate in which R 1 is a hydrogen atom can be produced in a high yield.
また、フリーデル−クラフト反応は、例えば次のように行う。クロロフォルム、1,2−ジクロロエタン、ニトロベンゼンなどの溶剤中に、塩化アルミニウムと酸塩化物あるいは酸無水物とによって調製した試薬2.0当量〜2.2当量と、前記一般式(4)で示されるアミン中間体1.0当量とを加え、−40〜30℃で、2〜8時間撹拌する。このとき、場合によっては加熱する。その後、1〜8規定の水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液などのアルカリ水溶液で加水分解を行う。これによって、前記一般式(5)で示されるアミン−ビスカルボニル中間体のうち、R1が水素原子以外の基であるアミン−ビスケト中間体を高収率で製造することができる。 Moreover, Friedel-Craft reaction is performed as follows, for example. Reagents prepared by aluminum chloride and acid chloride or acid anhydride in a solvent such as chloroform, 1,2-dichloroethane, nitrobenzene, and the like are represented by the above general formula (4). Add 1.0 equivalent of the amine intermediate and stir at −40-30 ° C. for 2-8 hours. At this time, heating is performed depending on circumstances. Then, it hydrolyzes with alkaline aqueous solution, such as 1-8N sodium hydroxide aqueous solution or potassium hydroxide aqueous solution. Thereby, among the amine-biscarbonyl intermediate represented by the general formula (5), an amine-bisketo intermediate in which R 1 is a group other than a hydrogen atom can be produced in high yield.
次に、前記一般式(5)で示されるアミン−ビスカルボニル中間体と下記一般式(6)で示されるウィッティッヒ試薬(Wittig試薬)とを塩基性条件下で反応させるウィッティッヒ−ホルナー(Wittig−Horner)反応を行うことによって、本発明の有機光導電性材料である前記一般式(1)で示される特定のアリール基あるいは環状飽和構造が導入され、かつ、非対称構造からなるトリアリールアミン−ジエンあるいは−トリエン化合物を製造することができる。 Next, the Wittig-Horner (Wittig-Horner) is prepared by reacting the amine-biscarbonyl intermediate represented by the general formula (5) with the Wittig reagent (Wittig reagent) represented by the following general formula (6) under basic conditions. ) A triarylamine-diene having an asymmetric structure in which the specific aryl group or cyclic saturated structure represented by the general formula (1), which is the organic photoconductive material of the present invention, is introduced by the reaction. -Triene compounds can be produced.
このウィッティッヒ−ホルナー反応は、例えば以下のように行う。トルエン、キシレン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(略称:THF)、エチレングリコールジメチルエーテル、N,N−ジメチルホルムアミド又はジメチルスルホキシドなどの溶剤中に、前記一般式(5)で示されるアミン−ビスカルボニル中間体1.0当量と、前記一般式(6)で示されるウィッティッヒ試薬2.1〜2.2当量と、カリウム−t−ブトキサイド、ナトリウムエトキサイド又はナトリウムメトキサイドなどの金属アルコキシド塩基2.2〜2.4当量とを加え、室温〜60℃の加熱下で、2〜8時間撹拌する。これによって、前記一般式(1)で示される特定のアリール基あるいは環状飽和構造が導入され、かつ、非対称構造からなるトリアリールアミンジエンあるいは−トリエン化合物を高収率で製造することができる。 This Wittig-Horner reaction is performed, for example, as follows. 1. An amine-biscarbonyl intermediate represented by the general formula (5) in a solvent such as toluene, xylene, diethyl ether, tetrahydrofuran (abbreviation: THF), ethylene glycol dimethyl ether, N, N-dimethylformamide or dimethyl sulfoxide. 0 equivalent, 2.1 to 2.2 equivalent of the Wittig reagent represented by the general formula (6), and a metal alkoxide base such as potassium tert-butoxide, sodium ethoxide or sodium methoxide 2.2 to 2.4. And the mixture is stirred for 2 to 8 hours under heating at room temperature to 60 ° C. Thereby, the specific aryl group or cyclic saturated structure represented by the general formula (1) is introduced, and a triarylamine diene or -triene compound having an asymmetric structure can be produced in high yield.
本発明による電子写真感光体(以下、単に「感光体」とも称する)は、以上に述べた前記一般式(1)、例えば、(2)及び(3)で示される本発明の有機光導電性材料を電荷輸送物質として1種又は2種以上用いるものであり、種々の実施形態がある。図1は、本発明による電子写真感光体の一例を簡略化して示した概略断面図であるが、電子写真感光体1は、導電性材料からなるシート状の導電性支持体11上に、電荷発生物質12を含有する電荷発生層15と、電荷輸送物質13及び電荷輸送物質13を結着させるバインダ樹脂17を含有する電荷輸送層16とが、導電性支持体11から外方に向かってこの順序で積層されてなる積層構造からなる感光層14を有する積層型感光体である(図においては電荷発生物質12および電荷輸送物質13を示すために強調描写してあるが、実際は各層を構成、或いはバインダ樹脂等の成分に均一に分散しているものである。)。
The electrophotographic photoreceptor according to the present invention (hereinafter also simply referred to as “photoreceptor”) is an organic photoconductive material of the present invention represented by the above general formula (1), for example, (2) and (3). There are various embodiments in which one or more materials are used as the charge transport material. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing an example of an electrophotographic photosensitive member according to the present invention. The electrophotographic
電荷輸送層16には、電荷輸送物質13として、本発明の有機光導電性材料である前記一般式(1)、(2)又は(3)で示される非対称構造からなるアミン−ビスジエンあるいは−ビストリエン化合物が含有される。したがって、製膜時あるいは感光体DRとしてからの長期保存時に部分的な結晶化弊害を起こすことが無く、帯電電位が高く、高感度で、充分な光応答性を示し、また、高いホール輸送能力を有するため応答性によるバインダー樹脂の含有量を増やすことができるので耐久性が高く、かつ低温環境下または高速プロセスで用いた場合にもこれらの特性が低下しない、信頼性の高い電子写真感光体を得ることができる。更に前述のように、感光層14は、電荷発生物質12を含有する電荷発生層15と電荷輸送物質13を含有する電荷輸送層16との積層構造からなる。このように、電荷発生機能と電荷輸送機能とを別々の層に担わせることによって、電荷発生機能および電荷輸送機能それぞれに最適な材料を選択することが可能となるので、より高感度で、さらに繰り返し使用時の安定性も増した高耐久性を有する電子写真感光体を得ることができる。
The charge transport layer 16 has, as the
導電性支持体11を構成する導電性材料としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、亜鉛、ステンレス鋼あるいはチタンなどの金属材料を用いることができる。またこれらの金属材料に限定されることなく、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン及びポリスチレンなどの高分子材料、硬質紙又はガラスなどの表面に、金属箔をラミネートしたもの、金属材料を蒸着したもの又は導電性高分子、酸化スズ、酸化インジウムなどの導電性化合物の層を蒸着もしくは塗布したものなどを用いることもできる。導電性支持体11の形状は、電子写真感光体1ではシート状であるけれども、これに限定されることなく、円筒状、円柱状または無端ベルト状などであってもよい。
As the conductive material constituting the
導電性支持体11の表面には、必要に応じて、画質に影響のない範囲内で、陽極酸化皮膜処理、薬品もしくは熱水などによる表面処理、着色処理又は表面を粗面化するなどの乱反射処理を施してもよい。レーザを露光光源として用いる電子写真プロセスでは、レーザ光の波長が揃っているため、入射するレーザ光と電子写真感光体内で反射された光とが干渉を起こし、この干渉による干渉縞が画像上に現れて画像欠陥を起こすことがある。導電性支持体11の表面に前述のような処理を施すことによって、この波長の揃ったレーザ光の干渉による画像欠陥を防止することができる。
If necessary, the surface of the
電荷発生層15は、光を吸収することによって電荷を発生させる電荷発生物質12を主成分として含有する。電荷発生物質12として有効な物質としては、モノアゾ系顔料、ビスアゾ系顔料及びトリスアゾ系顔料などのアゾ系顔料、インジゴ及びチオインジゴなどのインジゴ系顔料、ペリレンイミド及びペリレン酸無水物などのペリレン系顔料、アントラキノン及びピレンキノンなどの多環キノン系顔料、金属フタロシアニン及び無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、スクアリリウム色素、ピリリウム塩類及びチオピリリウム塩類、トリフェニルメタン系色素、ならびにセレンおよび非晶質シリコンなどの無機材料などを挙げることができる。これらの電荷発生物質は、1種が単独で又は2種以上が組合わされて使用される。
The
これらの電荷発生物質の中でも、オキソチタニウムフタロシアニンを用いることが好ましい。オキソチタニウムフタロシアニンは、高い電荷発生効率と電荷注入効率とを有する電荷発生物質であるので、光を吸収することによって多量の電荷を発生させるとともに、発生した電荷をその内部に蓄積することなく電荷輸送物質13に効率よく注入する。また、前述のように電荷輸送物質13には、前記一般式(1)、(2)又は(3)で示される電荷移動度の高い有機光導電性材料が使用される。したがって、光吸収によって電荷発生物質12で発生する電荷は、電荷輸送物質13に効率的に注入されて円滑に輸送されるので、高感度かつ高解像度の電子写真感光体を得ることができる。
Of these charge generation materials, oxotitanium phthalocyanine is preferably used. Since oxotitanium phthalocyanine is a charge generation material with high charge generation efficiency and charge injection efficiency, it generates a large amount of charge by absorbing light and transports the charge without accumulating the generated charge inside it. Efficient injection into the
電荷発生物質12は、メチルバイオレット、クリスタルバイオレット、ナイトブルー及びビクトリアブルーなどに代表されるトリフェニルメタン系染料、エリスロシン、ローダミンB、ローダミン3R、アクリジンオレンジ及びフラペオシンなどに代表されるアクリジン染料、メチレンブルー及びメチレングリーンなどに代表されるチアジン染料、カプリブルー及びメルドラブルーなどに代表されるオキサジン染料、シアニン染料、スチリル染料、ピリリウム塩染料又はチオピリリウム塩染料などの増感染料と組合わされて使用されてもよい。
電荷発生層15の形成方法としては、電荷発生物質12を導電性支持体11上に真空蒸着する方法、または溶剤中に電荷発生物質12を分散して得られる電荷発生層用塗布液を導電性支持体11上に塗布する方法などがある。これらの中でも、結着剤であるバインダ樹脂を溶剤中に溶解して得られるバインダ樹脂溶液中に、電荷発生物質12を従来公知の方法によって分散し、得られた塗布液を導電性支持体11上に塗布する方法が好ましい。以下、この方法について説明する。
The
As a method for forming the
バインダ樹脂には、例えばポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂及びポリビニルホルマール樹脂などの樹脂、ならびにこれらの樹脂を構成する繰返し単位のうちの2つ以上を含む共重合体樹脂などからなる群から選ばれる1種が単独で又は2種以上が混合されて使用される。共重合体樹脂の具体例としては、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及びアクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂などの絶縁性樹脂などを挙げることができる。バインダ樹脂はこれらに限定されるものではなく、一般に用いられる樹脂をバインダ樹脂として使用することができる。 Examples of the binder resin include polyester resin, polystyrene resin, polyurethane resin, phenol resin, alkyd resin, melamine resin, epoxy resin, silicone resin, acrylic resin, methacrylic resin, polycarbonate resin, polyarylate resin, phenoxy resin, polyvinyl butyral resin, and the like. One type selected from the group consisting of resins such as polyvinyl formal resins and copolymer resins containing two or more of the repeating units constituting these resins is used alone or in combination of two or more types. The Specific examples of the copolymer resin include insulating resins such as vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride copolymer resin, and acrylonitrile-styrene copolymer resin. be able to. The binder resin is not limited to these, and a commonly used resin can be used as the binder resin.
溶剤には、例えばジクロロメタン及びジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン及びシクロヘキサノンなどのケトン類、酢酸エチル及び酢酸ブチルなどのエステル類、テトラヒドロフラン(THF)及びジオキサンなどのエーテル類、1,2−ジメトキシエタンなどのエチレングリコールのアルキルエーテル類、ベンゼン、トルエン及びキシレンなどの芳香族炭化水素類又はN,N−ジメチルホルムアミド及びN,N−ジメチルアセトアミドなどの非プロトン性極性溶剤などが用いられる。また、これらの溶剤を2種以上混合した混合溶剤を用いることもできる。 Examples of the solvent include halogenated hydrocarbons such as dichloromethane and dichloroethane, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone, esters such as ethyl acetate and butyl acetate, ethers such as tetrahydrofuran (THF) and dioxane, 1,2- Examples include alkyl ethers of ethylene glycol such as dimethoxyethane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, or aprotic polar solvents such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide. Moreover, the mixed solvent which mixed 2 or more types of these solvents can also be used.
電荷発生物質12とバインダ樹脂との配合比率は、電荷発生物質12の割合が10質量%〜99質量%の範囲にあることが好ましい。電荷発生物質12の割合が10質量%未満であると、感度が低下する。電荷発生物質12の割合が99質量%を越えると、電荷発生層15の膜強度が低下するだけでなく、電荷発生物質12の分散性が低下して粗大粒子が増大し、露光によって消去されるべき以外の表面電荷が減少するので、画像欠陥、特に白地にトナーが付着し微小な黒点が形成される黒ポチと呼ばれる画像のかぶりが多くなる。したがって、10質量%〜99質量%とした。
The blending ratio of the
バインダ樹脂溶液中に電荷発生物質12を分散させる前に、予め電荷発生物質12を粉砕機によって粉砕処理してもよい。粉砕処理に用いられる粉砕機としては、ボールミル、サンドミル、アトライタ、振動ミル及び超音波分散機などを挙げることができる。
電荷発生物質12をバインダ樹脂溶液中に分散させる際に用いられる分散機としては、ペイントシェーカ、ボールミル又はサンドミルなどを挙げることができる。このときの分散条件としては、用いる容器及び分散機を構成する部材の摩耗などによる不純物の混入が起こらないように適当な条件を選択する。
Prior to dispersing the
Examples of the disperser used when dispersing the
電荷発生物質12をバインダ樹脂溶液中に分散して得られる電荷発生層用塗布液の塗布方法としては、スプレイ法、バーコート法、ロールコート法、ブレード法、リング法及び浸漬塗布法などを挙げることができる。これらの塗布方法のうちから、塗布の物性および生産性などを考慮に入れて最適な方法を選択することができる。特に浸漬塗布法は、塗布液を満たした塗工槽に導電性支持体11を浸漬した後、一定速度又は逐次変化する速度で引上げることによって導電性支持体11上に層を形成する方法であり、比較的簡単で、生産性及び原価の点で優れているので、電子写真感光体を製造する場合に多く利用されている。なお、浸漬塗布法に用いる装置には、塗布液の分散性を安定させるために超音波発生装置に代表される塗布液分散装置を設けてもよい。
Examples of the coating method for the coating solution for the charge generation layer obtained by dispersing the
電荷発生層15の膜厚は、0.05μm以上5μm以下であることが好ましく、より好ましくは0.1μm以上1μm以下である。電荷発生層15の膜厚が0.05μm未満であると、光吸収の効率が低下し、感度が低下する。電荷発生層15の膜厚が5μmを超えると、電荷発生層内部での電荷移動が感光体表面の電荷を消去する過程の律速段階となり、感度が低下する。したがって、0.05μm以上5μm以下とした。
電荷輸送層16は、前記一般式(1)、(2)又は(3)で示される本発明の有機光導電性材料を、電荷発生物質12で発生した電荷を輸送する能力を有する電荷輸送物質13として、バインダ樹脂17中に含有させることによって得られる。前記一般式(1)、(2)又は(3)で示される有機光導電性材料は、前述の表3に示す例示化合物などからなる群から選ばれる1種が単独でまたは2種以上が混合されて使用される。なお、有機光導電性材料は、他の電荷輸送物質と混合されて使用されてもよい。
The film thickness of the
The charge transport layer 16 is a charge transport material having the ability to transport the charge generated by the
他の電荷輸送物質としては、エナミン誘導体、カルバゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、イミダゾロン誘導体、イミダゾリジン誘導体、ビスイミダゾリジン誘導体、ヒドラゾン誘導体、多環芳香族化合物、インドール誘導体、ピラゾリン誘導体、オキサゾロン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、キナゾリン誘導体、ベンゾフラン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、アミノスチルベン誘導体、トリアリールアミン誘導体、トリアリールメタン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体及びベンジジン誘導体などを挙げることができる。また、これらの化合物から生じる基を主鎖又は側鎖に有するポリマー、例えばポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリ−1−ビニルピレン及びポリ−9−ビニルアントラセンなども挙げられる。しかし、特に高い電荷輸送能力を実現するためには、電荷輸送物質13の全量が、前記一般式(1)、(2)又は(3)で示される本発明の有機光導電性材料であることが好ましい。
Other charge transport materials include enamine derivatives, carbazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, thiazole derivatives, thiadiazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, imidazolone derivatives, imidazolidine derivatives, bisimidazolidine derivatives, hydrazone derivatives, many Ring aromatic compounds, indole derivatives, pyrazoline derivatives, oxazolone derivatives, benzimidazole derivatives, quinazoline derivatives, benzofuran derivatives, acridine derivatives, phenazine derivatives, aminostilbene derivatives, triarylamine derivatives, triarylmethane derivatives, phenylenediamine derivatives, stilbene derivatives And benzidine derivatives. Also included are polymers having groups originating from these compounds in the main chain or side chain, such as poly-N-vinylcarbazole, poly-1-vinylpyrene and poly-9-vinylanthracene. However, in order to achieve a particularly high charge transport capability, the total amount of the
電荷輸送層16に使用するバインダ樹脂17には、電荷輸送物質13との相溶性に優れるものが選ばれる。具体例としては、例えばポリメチルメタクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などのビニル重合体樹脂及びそれらの共重合体樹脂、ならびにポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、フェノール樹脂などの樹脂を挙げることができる。また、これらの樹脂を部分的に架橋した熱硬化性樹脂を使用してもよい。これらの樹脂は、単独で使用されてもよく、また2種以上混合されて使用されてもよい。前述した樹脂の中でも、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂又はポリフェニレンオキサイドは、体積抵抗値が1013Ω以上であって電気絶縁性に優れており、また皮膜性及び電位特性などにも優れているので、これらをバインダ樹脂17に用いることが特に好ましい。
As the
電荷輸送物質13(A)とバインダ樹脂17(B)との比率A/Bは、一般的には質量比で10/12程度であるけれども、本発明による電子写真感光体1では、質量比で10/12〜10/30である。
前述のように、電荷輸送物質13は前記一般式(1)、(2)及び(3)で示される電荷移動度の高い本発明の有機光導電性材料を含むので、前記比率A/Bを10/12〜10/30とし、従来公知の電荷輸送物質を用いる場合よりも高い比率でバインダ樹脂を加えても、光応答性を維持することができる。したがって、光応答性を低下させることなく、電荷輸送層16の耐刷性を向上させ、電子写真感光体の耐久性を向上させることができる。
The ratio A / B between the charge transport material 13 (A) and the binder resin 17 (B) is generally about 10/12 in terms of mass ratio. However, in the
As described above, since the
なお、前記比率A/Bが10/30未満でありバインダ樹脂17の比率が高くなると、浸漬塗布法によって電荷輸送層16を形成する場合、塗布液の粘度が増大するので、塗布速度低下を招き生産性が著しく悪くなる。また塗布液の粘度の増大を抑えるために塗布液中の溶剤の量を多くすると、ブラッシング現象が発生し、形成された電荷輸送層16に白濁が発生する。また前記比率A/Bが10/12を超えバインダ樹脂17の比率が低くなると、バインダ樹脂17の比率が高いときに比べて耐刷性が低くなり、感光層の摩耗量が増加する。したがって、10/12以上10/30以下とした。
When the ratio A / B is less than 10/30 and the ratio of the
電荷輸送層16には、成膜性、可撓性及び表面平滑性を向上させるために、必要に応じて、可塑剤又はレベリング剤などの添加剤を添加してもよい。可塑剤としては、例えば二塩基酸エステル、脂肪酸エステル、リン酸エステル、フタル酸エステル、塩素化パラフィン及びエポキシ型可塑剤などを挙げることができる。レベリング剤としては、シリコーン系レベリング剤を挙げることができる。また電荷輸送層16には、機械的強度の増強や電気的特性の向上を図るために、無機化合物又は有機化合物の微粒子を添加してもよい。さらに電荷輸送層16には、必要に応じて酸化防止剤及び増感剤などの各種添加剤を添加してもよい。これによって、電位特性が向上するとともに、塗布液としての安定性が高まり、また感光体を繰返し使用した際の疲労劣化を軽減し、耐久性を向上させることができる。 In order to improve the film formability, flexibility, and surface smoothness, an additive such as a plasticizer or a leveling agent may be added to the charge transport layer 16 as necessary. Examples of the plasticizer include dibasic acid esters, fatty acid esters, phosphate esters, phthalate esters, chlorinated paraffins, and epoxy type plasticizers. As a leveling agent, a silicone type leveling agent can be mentioned. The charge transport layer 16 may contain fine particles of an inorganic compound or an organic compound in order to increase mechanical strength and improve electrical characteristics. Furthermore, you may add various additives, such as antioxidant and a sensitizer, to the electric charge transport layer 16 as needed. As a result, the potential characteristics are improved, the stability as a coating solution is increased, fatigue deterioration when the photoreceptor is repeatedly used can be reduced, and durability can be improved.
酸化防止剤には、ヒンダードフェノール誘導体ま又はヒンダードアミン誘導体が好適に用いられる。ヒンダードフェノール誘導体は電荷輸送物質13に対して0.1質量%以上50質量%以下の範囲で使用されることが好ましい。ヒンダードアミン誘導体は電荷輸送物質13に対して0.1質量%以上50質量%以下の範囲で使用されることが好ましい。ヒンダードフェノール誘導体とヒンダードアミン誘導体とは、混合されて使用されてもよい。この場合、ヒンダードフェノール誘導体及びヒンダードアミン誘導体の合計使用量は、電荷輸送物質13に対して0.1質量%以上50質量%以下の範囲にあることが好ましい。ヒンダードフェノール誘導体の使用量、ヒンダードアミン誘導体の使用量又はヒンダードフェノール誘導体及びヒンダードアミン誘導体の合計使用量が0.1質量%未満であると、塗布液の安定性の向上及び感光体の耐久性の向上に充分な効果を得ることができない。また50質量%を超えると、感光体特性に悪影響を及ぼす。したがって、0.1質量%以上50質量%以下とした。
As the antioxidant, a hindered phenol derivative or a hindered amine derivative is preferably used. The hindered phenol derivative is preferably used in the range of 0.1 mass% or more and 50 mass% or less with respect to the
電荷輸送層16は、例えば前述の電荷発生層15を形成する場合と同様に、適当な溶剤中に電荷輸送物質13及びバインダ樹脂17、ならびに必要な場合には前述の添加剤を溶解又は分散させて電荷輸送層用塗布液を調製し、この塗布液をスプレイ法、バーコート法、ロールコート法、ブレード法、リング法又は浸漬塗布法などによって、電荷発生層15上に塗布することによって形成される。これらの塗布方法の中でも、特に浸漬塗布法は、前述したように種々の点で優れているので、電荷輸送層16を形成する場合にも多く利用されている。
The charge transport layer 16 is formed by, for example, dissolving or dispersing the
塗布液に用いられる溶剤には、ベンゼン、トルエン、キシレン及びモノクロルベンゼンなどの芳香族炭化水素、ジクロロメタン及びジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素、THF、ジオキサン及びジメトキシメチルエーテルなどのエーテル類、ならびにN,N−ジメチルホルムアミドなどの非プロトン性極性溶剤などからなる群から選ばれる1種が単独で又は2種以上が混合されて使用される。また前述した溶剤に、必要に応じてアルコール類、アセトニトリル又はメチルエチルケトンなどの溶剤をさらに加えて使用することもできる。
電荷輸送層16の膜厚は、5μm以上50μm以下であることが好ましく、より好ましくは10μm以上40μm以下である。電荷輸送層16の膜厚が5μm未満であると、感光体表面の帯電保持能が低下する。電荷輸送層16の膜厚が50μmを超えると、感光体の解像度が低下する。したがって、5μm以上50μm以下とした。
Solvents used in the coating solution include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and monochlorobenzene, halogenated hydrocarbons such as dichloromethane and dichloroethane, ethers such as THF, dioxane and dimethoxymethyl ether, and N, N -1 type chosen from the group which consists of aprotic polar solvents, such as a dimethylformamide, is used individually or in mixture of 2 or more types. In addition, a solvent such as alcohols, acetonitrile, or methyl ethyl ketone can be further added to the above-described solvent as necessary.
The film thickness of the charge transport layer 16 is preferably 5 μm or more and 50 μm or less, and more preferably 10 μm or more and 40 μm or less. When the film thickness of the charge transport layer 16 is less than 5 μm, the charge holding ability on the surface of the photoreceptor is lowered. When the film thickness of the charge transport layer 16 exceeds 50 μm, the resolution of the photoreceptor decreases. Accordingly, the thickness is set to 5 μm or more and 50 μm or less.
感光層14には、感度の向上を図り、繰返し使用時の残留電位の上昇及び疲労などを抑えるために、さらに1種以上の電子受容物質や色素を添加してもよい。
電子受容物質には、例えば無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸及び4−クロルナフタル酸無水物などの酸無水物、テトラシアノエチレン及びテレフタルマロンジニトリルなどのシアノ化合物、4−ニトロベンズアルデヒドなどのアルデヒド類、アントラキノン及び1−ニトロアントラキノンなどのアントラキノン類、2,4,7−トリニトロフルオレノン及び2,4,5,7−テトラニトロフルオレノンなどの多環もしくは複素環ニトロ化合物、ならびにジフェノキノン化合物などの電子吸引性材料、またはこれらの電子吸引性材料を高分子化したものなどを用いることができる。
また色素としては、例えばキサンテン系色素、チアジン色素、トリフェニルメタン色素、キノリン系顔料又は銅フタロシアニンなどの有機光導電性化合物を用いることができる。これらの有機光導電性化合物は光学増感剤として機能する。
The
Examples of the electron acceptor include acid anhydrides such as succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride and 4-chloronaphthalic anhydride, cyano compounds such as tetracyanoethylene and terephthalmalondinitrile, and 4-nitrobenzaldehyde. Aldehydes, anthraquinones such as anthraquinone and 1-nitroanthraquinone, polycyclic or heterocyclic nitro compounds such as 2,4,7-trinitrofluorenone and 2,4,5,7-tetranitrofluorenone, and diphenoquinone compounds An electron-withdrawing material or a material obtained by polymerizing these electron-withdrawing materials can be used.
As the dye, for example, an organic photoconductive compound such as xanthene dye, thiazine dye, triphenylmethane dye, quinoline pigment or copper phthalocyanine can be used. These organic photoconductive compounds function as optical sensitizers.
感光層14の表面には、保護層を設けてもよい。保護層を設けることによって、感光層14の耐刷性を向上させることができるとともに、感光体表面を帯電させる際のコロナ放電によって発生するオゾンや窒素酸化物などの感光層14への化学的悪影響を防止することができる。保護層には、例えば樹脂、無機フィラー含有樹脂又は無機酸化物などからなる層が用いられる。
図2は、本発明による電子写真感光体の他の実施形態例である電子写真感光体2の構成を簡略化して示す概略断面図である。電子写真感光体2は、図1に示す電子写真感光体1に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。注目すべきは導電性支持体11と感光層14との間に中間層18が設けられることである。
A protective layer may be provided on the surface of the
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a simplified configuration of an electrophotographic photosensitive member 2 which is another embodiment of the electrophotographic photosensitive member according to the present invention. The electrophotographic photosensitive member 2 is similar to the electrophotographic
導電性支持体11と感光層14との間に中間層18がない場合、導電性支持体11から感光層14に電荷が注入され、感光層14の帯電性が低下し、露光によって消去されるべき部分以外の表面電荷が減少し画像にかぶりなどの欠陥が発生することがある。特に、反転現像プロセスを用いて画像を形成する場合には、露光によって表面電荷が減少した部分にトナー画像が形成されるので、露光以外の要因で表面電荷が減少すると、白地にトナーが付着し微小な黒点が形成される黒ポチと呼ばれる画像のかぶりが発生し、画質の著しい劣化が生じる。
すなわち、導電性支持体11または感光層14の欠陥に起因して微小な領域での帯電性の低下が生じ、黒ポチなどの画像のかぶりが発生し、著しい画像欠陥となる。前述の中間層18を設けることによって、導電性支持体11から感光層14への電荷の注入を防止することができるので、感光層14の帯電性の低下を防ぐことができ、露光によって消去されるべき以外の表面電荷の減少を抑え、画像にかぶりなどの欠陥が発生することを防止することができる。また中間層18を設けることによって、導電性支持体11表面の欠陥を被覆して均一な表面を得ることができるので、感光層14の成膜性を高めることができる。また感光層14の導電性支持体11からの剥離を抑え、導電性支持体11と感光層14との接着性を向上させる。
When there is no
That is, due to defects in the
中間層18には、各種樹脂材料からなる樹脂層又はアルマイト層などが用いられる。樹脂層を形成する樹脂材料としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂及びポリアミド樹脂などの樹脂、これらの樹脂を構成する繰返し単位のうちの2つ以上を含む共重合体樹脂、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、ならびにエチルセルロースなどを挙げることができる。これらの中でも、ポリアミド樹脂が好ましく、特にアルコール可溶性ナイロン樹脂を用いることが好ましい。好ましいアルコール可溶性ナイロン樹脂としては、例えば6−ナイロン、6,6−ナイロン、6,10−ナイロン、11−ナイロン及び2−ナイロンなどを共重合させた、いわゆる共重合ナイロン、ならびにN−アルコキシメチル変性ナイロン及びN−アルコキシエチル変性ナイロンのように、ナイロンを化学的に変性させた樹脂などを挙げることができる。
For the
中間層18は、金属酸化物などの粒子を含有してもよい。これらの粒子を含有させることによって、中間層18の体積抵抗値を調節し、導電性支持体11から感光層14への電荷の注入をさらに防止することができるとともに、各種環境下において感光体の電気特性を維持することができる。
金属酸化物粒子としては、例えば酸化チタン、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウムおよび酸化スズなどの粒子を挙げることができる。
中間層18に金属酸化物などの粒子を含有させる場合、例えば、前述の樹脂が溶解した樹脂溶液中に、これらの粒子を分散させて中間層用塗布液を調製し、この塗布液を導電性支持体11上に塗布することによって中間層18を形成することができる。
The
Examples of metal oxide particles include particles of titanium oxide, aluminum oxide, aluminum hydroxide, tin oxide, and the like.
When particles such as metal oxide are included in the
樹脂溶液の溶剤には、水又は各種有機溶剤が用いられる。特に、水、メタノール、エタノールもしくはブタノールなどの単独溶剤又は水とアルコール類、2種類以上のアルコール類、アセトンもしくはジオキソランなどとアルコール類、ジクロロエタン、クロロホルム及びトリクロロエタンなどの塩素系溶剤とアルコール類などの混合溶剤が好適に用いられる。
前述の粒子を樹脂溶液中に分散させる方法としてはボールミル、サンドミル、アトライタ、振動ミル又は超音波分散機等を用いる一般的な方法を使用することができる。
Water or various organic solvents are used as the solvent of the resin solution. In particular, a single solvent such as water, methanol, ethanol or butanol or a mixture of water and alcohols, two or more alcohols, acetone or dioxolane and alcohols, chlorinated solvents such as dichloroethane, chloroform and trichloroethane, and alcohols. A solvent is preferably used.
As a method of dispersing the above-mentioned particles in the resin solution, a general method using a ball mill, a sand mill, an attritor, a vibration mill, an ultrasonic disperser, or the like can be used.
中間層用塗布液中の樹脂及び金属酸化物の合計含有量Cは、中間層用塗布液に使用されている溶剤の含有量Dに対し、C/Dが質量比で1/99〜40/60であることが好ましく、より好ましくは2/98〜30/70である。また樹脂と金属酸化物との比率(樹脂/金属酸化物)は、質量比で90/10〜1/99であることが好ましく、より好ましくは70/30〜5/95である。
中間層用塗布液の塗布方法としては、スプレイ法、バーコート法、ロールコート法、ブレード法、リング法及び浸漬塗布法などを挙げることができる。特に浸漬塗布法は、前述したように、比較的簡単で、生産性及び原価の点で優れているので、中間層18を形成する場合にも多く利用されている。
The total content C of the resin and metal oxide in the intermediate layer coating solution is such that C / D is 1/99 to 40 / in mass ratio with respect to the content D of the solvent used in the intermediate layer coating solution. 60 is preferable, and 2/98 to 30/70 is more preferable. Further, the ratio of resin to metal oxide (resin / metal oxide) is preferably 90/10 to 1/99 by mass ratio, more preferably 70/30 to 5/95.
Examples of the coating method of the intermediate layer coating solution include a spray method, a bar coating method, a roll coating method, a blade method, a ring method, and a dip coating method. In particular, as described above, the dip coating method is relatively simple and excellent in terms of productivity and cost. Therefore, the dip coating method is often used for forming the
中間層18の膜厚は、0.01μm以上20μm以下であることが好ましく、より好ましくは0.05μm以上10μm以下である。中間層18の膜厚が0.01μmより薄いと、実質的に中間層18として機能しなくなり、導電性支持体11の欠陥を被覆して均一な表面性を得ることができず、導電性支持体11から感光層14への電荷の注入を防止することができなくなり、感光層14の帯電性の低下が生じる。中間層18の膜厚を20μmよりも厚くすることは、中間層18を浸漬塗布法によって形成する場合に、中間層18の形成が困難になるとともに、中間層18上に感光層14を均一に形成することができず、感光体の感度が低下するので好ましくない。
The thickness of the
図3は、本発明の更に他の実施形態である電子写真感光体3の構成を簡略化して示す概略断面図である。電子写真感光体3は、図2に示す電子写真感光体2に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
注目すべきは、電子写真感光体3が、電荷発生物質12と電荷輸送物質13との両者をバインダ樹脂17中に含有させてなる単層構造からなる感光層14を有する単層型感光体であることである。
感光層14は、前述の電荷輸送層13を形成する場合と同様の方法で形成される。例えば、前述の電荷発生物質12と前記一般式(1)、(2)又は(3)で示される本発明の有機光導電性材料を含む電荷輸送物質13とバインダ樹脂17とを、前述の適当な溶剤に溶解または分散させて感光層用塗布液を調製し、この感光層用塗布液を浸漬塗布法などによって中間層18上に塗布することによって形成される。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a simplified configuration of an
It should be noted that the electrophotographic
The
感光層14中の電荷輸送物質13とバインダ樹脂17との比率は、前述の電荷輸送層16中の電荷輸送物質13とバインダ樹脂17との比率A/Bと同様に、質量比で10/12〜10/30である。
感光層14の膜厚は、5μm以上100μm以下であることが好ましく、より好ましくは10μm以上50μm以下である。感光層140の膜厚が5μm未満であると、感光体表面の帯電保持能が低下する。感光層140の膜厚が100μmを超えると、生産性が低下する。したがって、5μm以上100μm以下とした。
本発明による電子写真感光体は、以上に述べた図1〜図3に示す構成に限定されることなく、種々の層構成を採ることができる。
The ratio of the
The film thickness of the
The electrophotographic photosensitive member according to the present invention is not limited to the configuration shown in FIGS. 1 to 3 described above, and can adopt various layer configurations.
また感光体の各層には、必要に応じて酸化防止剤、増感剤および紫外線吸収剤などの各種添加剤を添加してもよい。これによって、電位特性を向上させることができる。また塗布によって層を形成する際の塗布液の安定性が高まる。また感光体を繰返し使用した際の疲労劣化を軽減し耐久性を向上させることができる。
特に酸化防止剤としては、フェノール系化合物、ハイドロキノン系化合物、トコフェロール系化合物およびアミン系化合物などを挙げることができる。これらの酸化防止剤は、電荷輸送物質13に対して0.1質量%以上50質量%以下の範囲で使用されることが好ましい。酸化防止剤の使用量が0.1質量%未満であると、塗布液の安定性の向上および感光体の耐久性の向上に充分な効果を得ることができない。酸化防止剤の使用量が50質量%を超えると、感光体特性に悪影響を及ぼす。したがって、0.1質量%以上50質量%以下とした。
Moreover, you may add various additives, such as antioxidant, a sensitizer, and a ultraviolet absorber, to each layer of a photoreceptor as needed. As a result, the potential characteristics can be improved. Further, the stability of the coating solution when forming a layer by coating is increased. Further, it is possible to reduce fatigue deterioration and improve durability when the photoreceptor is used repeatedly.
In particular, examples of the antioxidant include phenolic compounds, hydroquinone compounds, tocopherol compounds, and amine compounds. These antioxidants are preferably used in the range of 0.1 mass% to 50 mass% with respect to the
次に、本発明による電子写真感光体を備える画像形成装置について説明する。なお、本発明による画像形成装置は以下の記載内容に限定されるものではない。
図4は、本発明による電子写真感光体を備える画像形成装置の構成を簡略化して示す構成図である。
図に示す如く画像形成装置5は、本発明による電子写真感光体10(以下、単に「感光体10」とも称する。)を備える。感光体10は、円筒状であって、図示しない駆動手段によって参照符41の方向に所定の周速度で回転駆動される。感光体10の周囲には、感光体10の回転方向に沿って、帯電器32、図示しない半導体レーザ、現像器33、転写帯電器34、クリーナ36がこの順序で設けられる。また転写紙51の進行方向には定着器35が設けられる。
Next, an image forming apparatus including the electrophotographic photosensitive member according to the present invention will be described. The image forming apparatus according to the present invention is not limited to the following description.
FIG. 4 is a configuration diagram showing a simplified configuration of an image forming apparatus including the electrophotographic photosensitive member according to the present invention.
As shown in the figure, the
この画像形成装置5による画像形成過程について説明する。まず感光体10は、接触式または非接触式の帯電器32によって、帯電器32を臨む表面43に正または負の所定電位の均一帯電を受ける。次いで、図示しない半導体レーザからレーザビーム31が照射され、感光体10の表面43に露光が施される。レーザビーム31は、主走査方向である感光体10の長手方向に繰返し走査され、これに伴って感光体10の表面43に静電潜像が順次形成される。静電潜像は、レーザビーム31の結像点よりも回転方向下流側に設けられた現像器33によって、トナー画像として現像される。
An image forming process by the
また、感光体10への露光と同期して、転写紙51が参照符42の方向から現像器33の回転方向下流側に設けられた転写帯電器34に与えられる。
現像器33において感光体10の表面43に形成されたトナー画像は、転写帯電器34によって転写紙51の表面上に転写される。トナー画像が転写された転写紙51は図示しない搬送ベルトによって定着器35に搬送され、定着器35によってトナー画像が転写紙51に定着され、画像の一部が形成される。
感光体10の表面43上に残留するトナーは、転写帯電器34のさらに回転方向下流側であって帯電器32の回転方向上流側に、図示しない除電ランプと共に設けられるクリーナ36によって除去される。感光体10をさらに回転させることによって以上の過程が繰返され、転写紙51上に画像が形成される。このようにして画像が形成された転写紙51は、画像形成装置5の外部に排紙される。
In synchronism with the exposure of the
The toner image formed on the surface 43 of the
The toner remaining on the surface 43 of the
画像形成装置5に備えられる電子写真感光体10は、前述のように、前記一般式(1)、例えば、(2)、(3)で示される本発明の有機光導電性材料を電荷輸送物質として含有するので、帯電電位が高く、高感度で、充分な光応答性を示し、また耐久性に優れ、またそれらの特性は、低温環境下または高速プロセスで用いた場合にも低下しない。
したがって、各種の環境下において高品質の画像を提供することのできる信頼性の高い画像形成装置を得ることができる。また、電子写真感光体10は光暴露によって性能低下をすることがないので、メンテナンス時などに感光体が光に曝されることによる画質の低下を防ぎ、画像形成装置の信頼性を向上させることができる。
As described above, the
Therefore, it is possible to obtain a highly reliable image forming apparatus capable of providing high quality images under various environments. In addition, since the electrophotographic
次に実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するけれども、本発明はこれに限定されるものではない。
(製造例1)例示化合物No.1(表3−1)の製造
(製造例1−1)アミン−ビスアルデヒド中間体の製造
無水N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)100ml中に、氷冷下、オキシ塩化リン18.4g(2.4当量)を徐々に加え、約30分間攪拌し、ビルスマイヤー試薬を調製した。この溶液中に、氷冷下、下記構造式(7)で示されるトリアリールアミン中間体16.9g(1.0当量)を徐々に加えた。その後、徐々に加熱して反応温度を110℃まで上げ、110℃を保つように加熱しながら3時間攪拌した。反応終了後、この反応溶液を放冷し、冷やした4規定(4N)水酸化ナトリウム水溶液800ml中に徐々に加え、沈殿を生じさせた。生じた沈殿を濾別し、充分に水洗した後、エタノールと酢酸エチルとの混合溶剤で再結晶を行うことによって、黄色粉末状化合物17.4gを得た。
得られた化合物をLC−MSで分析した結果、下記構造式(8)で示されるトリアリールアミン−ビスアルデヒド中間体(分子量の計算値:395.12)にプロトンが付加した分子イオン[M+H]+に相当するピークが396.4に観測されたことから、得られた化合物は下記構造式(8)で示されるトリアリールアミン−ビスアルデヒド中間体であることが判った(収率:88%)。また、LC−MSの分析結果から、得られたトリアリールアミン−ビスアルデヒド中間体の純度は99.0%であることが判った。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
Production Example 1 Exemplified Compound No. 1 (Table 3-1) (Production Example 1-1) Production of amine-bisaldehyde intermediate In 100 ml of anhydrous N, N-dimethylformamide (DMF), 18.4 g (2 .4 equivalents) was gradually added and stirred for about 30 minutes to prepare Vilsmeier reagent. To this solution, 16.9 g (1.0 equivalent) of a triarylamine intermediate represented by the following structural formula (7) was gradually added under ice cooling. Then, it heated gradually, raised reaction temperature to 110 degreeC, and stirred for 3 hours, heating so that 110 degreeC might be maintained. After completion of the reaction, the reaction solution was allowed to cool and gradually added to 800 ml of a cooled 4N (4N) sodium hydroxide aqueous solution to cause precipitation. The resulting precipitate was filtered off, washed thoroughly with water, and then recrystallized with a mixed solvent of ethanol and ethyl acetate to obtain 17.4 g of a yellow powdery compound.
As a result of analyzing the obtained compound by LC-MS, a molecular ion [M + H] in which a proton was added to a triarylamine-bisaldehyde intermediate (calculated molecular weight: 395.12) represented by the following structural formula (8): Since a peak corresponding to + was observed at 396.4, it was found that the obtained compound was a triarylamine-bisaldehyde intermediate represented by the following structural formula (8) (yield: 88% ). Moreover, the analysis result of LC-MS showed that the purity of the obtained triarylamine-bisaldehyde intermediate was 99.0%.
(製造例1−2)
製造例1−1で得られた前記構造式(8)で示されるトリアリールアミン−ビスアルデヒド中間体7.90g(1.0当量)と、下記構造式(9)で示されるジエチルシンナミルホスホネート12.2g(2.4当量)とを、無水DMF80mlに溶解させ、その溶液中にカリウム−t−ブトキシド5.6g(3.5当量)を0℃で徐々に加えた、その後室温で1時間放置し、さらに50℃まで加熱し、50℃を保つように加熱しながら5時間撹拌した。反応混合物を放冷した後、過剰のメタノール中に注いだ。析出物を回収し、トルエンに溶解させてトルエン溶液とした。このトルエン溶液を分液ロートに移し、水洗した後、有機層を取出し、取出した有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥後、固形物を取除いた有機層を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーを行うことによって、黄色結晶10.9gを得た。
(Production Example 1-2)
7.90 g (1.0 equivalent) of the triarylamine-bisaldehyde intermediate represented by the structural formula (8) obtained in Production Example 1-1 and diethylcinnamyl phosphonate represented by the following structural formula (9) 12.2 g (2.4 equivalents) was dissolved in 80 ml of anhydrous DMF, and 5.6 g (3.5 equivalents) of potassium tert-butoxide was gradually added to the solution at 0 ° C., and then at room temperature for 1 hour. The mixture was allowed to stand, further heated to 50 ° C., and stirred for 5 hours while heating to maintain 50 ° C. The reaction mixture was allowed to cool and then poured into excess methanol. The precipitate was collected and dissolved in toluene to obtain a toluene solution. The toluene solution was transferred to a separatory funnel and washed with water. Then, the organic layer was taken out, and the taken out organic layer was dried over magnesium sulfate. After drying, the organic layer from which the solid was removed was concentrated and subjected to silica gel column chromatography to obtain 10.9 g of yellow crystals.
得られた結晶をLC−MSで分析した結果、目的とするNo.1の例示化合物(分子量の計算値:595.25)にプロトンが付加した分子イオン[M+H]+に相当するピークが596.7に観測された。
LC−MSの分析結果から、得られた結晶は、例示化合物No.1であることが判った(収率:92%)。また、LC−MSの分析結果から、その純度は99.3%であることが判った。
以上のように、前記構造式(8)で示されるトリアリールアミン−ビスアルデヒド中間体と、Wittig試薬である前記構造式(9)で示されるジエチルシンナミルホスホネートとのWittig−Horner反応を行うことによって、表3−1に示す例示化合物No.1を得ることができた。
The obtained crystals were analyzed by LC-MS. A peak corresponding to the molecular ion [M + H] + in which a proton was added to one exemplary compound (calculated molecular weight: 595.25) was observed at 596.7.
From the analysis results of LC-MS, the obtained crystals were obtained from Exemplified Compound No. 1 (yield: 92%). LC-MS analysis results showed that the purity was 99.3%.
As described above, the Wittig-Horner reaction between the triarylamine-bisaldehyde intermediate represented by the structural formula (8) and the diethylcinnamylphosphonate represented by the structural formula (9) which is a Wittig reagent is performed. By way of example compound No. shown in Table 3-1. 1 could be obtained.
(製造例2)例示化合物No.46(表3−3)の製造
製造例1−1で得られた前記構造式(8)で示されるトリアリールアミン−ビスアルデヒド中間体1.80g(1.0当量)と、下記構造式(10)で示されるWittig試薬3.06g(2.4当量)とを、無水DMF15mlに溶解させ、その溶液中にカリウムt−ブトキシド1.42g(2.5当量)を0℃で徐々に加えた、その後室温で1時間放置し、さらに50℃まで加熱し、50℃を保つように加熱しながら5時間撹拌した。反応混合物を放冷した後、過剰のメタノール中に注いだ。析出物を回収し、トルエンに溶解させてトルエン溶液とした。このトルエン溶液を分液ロートに移し、水洗した後、有機層を取出し、取出した有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥後、固形物を取除いた有機層を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーを行うことによって、黄色結晶2.38gを得た。
(Production Example 2) Exemplified Compound No. 46 (Table 3-3) 1.80 g (1.0 equivalent) of the triarylamine-bisaldehyde intermediate represented by the structural formula (8) obtained in Production Example 1-1 and the following structural formula ( 10) Wittig reagent 3.06 g (2.4 equivalents) was dissolved in
得られた結晶をLC−MSで分析した結果、目的とする表3−3に示す例示化合物No.46の化合物(分子量の計算値:647.28)にプロトンが付加した分子イオン[M+H]+に相当するピークが648.5に観測されたことから、得られた結晶は、例示化合物No.46であることが判った(収率:81%)。また、LC−MSの分析結果から、得られた例示化合物No.46の純度は、99.7%であることが判った。
以上のように、前記構造式(8)で示されるトリアリールアミン−ビスアルデヒド中間体と前記構造式(10)で示されるウィッティッヒ試薬とのウィッティッヒ−ホルナー反応を行うことによって、表3−3に示す例示化合物No.46を得ることができた。
As a result of analyzing the obtained crystals by LC-MS, the target compound Nos. Shown in Table 3-3 were obtained. Since a peak corresponding to a molecular ion [M + H] + in which a proton was added to 46 compound (calculated molecular weight: 647.28) was observed at 648.5, the obtained crystal was exemplified by Compound No. 1. 46 (yield: 81%). In addition, from the results of LC-MS analysis, the obtained Exemplified Compound Nos. The purity of 46 was found to be 99.7%.
As described above, by performing the Wittig-Horner reaction between the triarylamine-bisaldehyde intermediate represented by the structural formula (8) and the Wittig reagent represented by the structural formula (10), Table 3-3 Illustrative compound No. shown 46 could be obtained.
[実施例1]
電荷発生物質12である下記構造式(11)で示されるアゾ化合物1質量部を、THF99質量部にフェノキシ樹脂(ユニオンカーバイド社製:PKHH)1質量部を溶解させて得た樹脂溶液に加えた後、ペイントシェーカで2時間分散させ、電荷発生層用塗布液を調製した。この電荷発生層用塗布液を、導電性支持体11である、表面にアルミニウムが蒸着された膜厚80μmのポリエステルフィルムのアルミニウム上にベーカアプリケータにて塗布した後、乾燥させ、膜厚0.3μmの電荷発生層15を形成した。
[Example 1]
1 part by mass of an azo compound represented by the following structural formula (11) as the
次に、電荷輸送物質13である表3−1に示す例示化合物No.1の特定のアリール基あるいは環状飽和構造が導入されかつ、非対称構造からなるトリアリールアミン−ジエン化合物8質量部と、バインダ樹脂17であるポリカーボネート樹脂(帝人化成(株)製:C−1400)10質量部とをTHF80質量部に溶解させ、電荷輸送層用塗布液を調製した。この電荷輸送層用塗布液を、先に形成した電荷発生層15上にベーカアプリケータにて塗布した後、乾燥させ、膜厚10μmの電荷輸送層16を形成した。
以上のようにして、図1に示す構成の積層型の電子写真感光体を作製した。
Next, exemplary compound No. 1 shown in Table 3-1 which is the
As described above, a laminated electrophotographic photosensitive member having the structure shown in FIG. 1 was produced.
[実施例2〜4]
電荷輸送物質13に、例示化合物No.1に代えて、例示化合物No.15(表3−1)、30(表3−2)又は69(表3−4)の非対称構造からなるアミン−ビスジエンあるいは−ビストリエン化合物を用いる以外は、実施例1と同様にして、3種類の電子写真感光体を作製した。
[Examples 2 to 4]
For the
[比較例1]
電荷輸送物質13に、例示化合物No.1に代えて、下記構造式(12)で示される比較化合物Aを用いる以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
[Comparative Example 1]
For the
[比較例2]
電荷輸送物質13に、例示化合物No.1に代えて、下記構造式(13)で示される比較化合物Bを用いる以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
For the
[比較例3]
電荷輸送物質13に、例示化合物No.1に代えて、下記構造式(14)で示される比較化合物Bを用いる以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。しかしながら本サンプルは製膜/乾燥後、シート表面上に比較化合物Cの相溶性の悪さに起因する微小結晶が無数に生じ現れ、移動度を測定することができなかった。
[Comparative Example 3]
For the
[比較例4]
電荷輸送物質13に、例示化合物No.1に代えて、下記構造式(15)で示される比較化合物Bを用いる以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
[Comparative Example 4]
For the
[評価1]
以上の実施例1〜4及び比較例1〜4で作製した各電子写真感光体について、各電子写真感光体の感光層の表面に金を蒸着し、室温、減圧下で、飛行時間(Time−of−Flight)法によって電荷輸送物質13の電荷移動度を測定した。表4に測定結果を示す。なお、表4に示す電荷移動度の値は、電界強度が2.5×105V/cmのときの値である。
[Evaluation 1]
For each of the electrophotographic photoreceptors prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, gold was deposited on the surface of the photosensitive layer of each electrophotographic photoreceptor, and the flight time (Time- The charge mobility of the
実施例1〜4と比較例1〜4との比較から、前記一般式(1)で示される本発明の有機光導電性材料は、従来公知の電荷輸送物質である比較化合物Aなどのトリフェニルアミンダイマー(略称:TPD)や、特定の環状飽和構造が導入されたトリフェニルアミン−スチルベン比較化合物Bや、トリアリールアミン−ビススチルベンなどに比べ、2桁以上高い電荷移動度を有することが判った。 From comparison between Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, the organic photoconductive material of the present invention represented by the general formula (1) is triphenyl such as comparative compound A which is a conventionally known charge transport material. Compared to amine dimer (abbreviation: TPD), triphenylamine-stilbene comparative compound B having a specific cyclic saturated structure introduced, triarylamine-bisstilbene, etc. It was.
[実施例5]
酸化アルミニウム(Al2O3)及び二酸化ジルコニウム(ZrO2)で表面処理を行った樹脂状の酸化チタン(石原産業(株)製:TTO−D−1)9質量部と共重合ナイロン樹脂(東レ(株)製:CM8000)9質量部とを、1,3−ジオキソラン41質量部とメタノール41質量部との混合溶剤に加え、ペイントシェーカを用いて12時間分散させ、中間層用塗布液を調製した。調製した中間層用塗布液を、導電性支持体11である厚み0.2mmのアルミニウム基板上にベーカアプリケータにて塗布した後、乾燥させ、膜厚1μmの中間層18を形成した。
次いで、電荷発生物質12である下記構造式(16)で示されるアゾ化合物2質量部を、THF97質量部にポリビニルブチラール樹脂(積水化学工業(株)製:BX−1)1質量部を溶解させて得た樹脂溶液に加えた後、ペイントシェーカで10時間分散させ、電荷発生層用塗布液を調製した。この電荷発生層用塗布液を、先に形成した中間層18の上に、ベーカアプリケータにて塗布した後、乾燥させ、膜厚0.3μmの電荷発生層15を形成した。
[Example 5]
9 parts by mass of resinous titanium oxide (Ishihara Sangyo Co., Ltd .: TTO-D-1) surface-treated with aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and zirconium dioxide (ZrO 2 ) and copolymer nylon resin (Toray Industries, Inc.) 9 parts by mass of CM8000 manufactured by Co., Ltd. is added to a mixed solvent of 41 parts by mass of 1,3-dioxolane and 41 parts by mass of methanol, and dispersed for 12 hours using a paint shaker to prepare an intermediate layer coating solution. did. The prepared coating solution for intermediate layer was applied on a 0.2 mm-thick aluminum substrate as the
Next, 2 parts by mass of the azo compound represented by the following structural formula (16), which is the
次いで、電荷輸送物質13である例示化合物No.1の特定の環状飽和構造が導入された特定のアリール基あるいは環状飽和構造が導入されかつ、非対称構造からなるトリアリールアミン−ジエン化合物10質量部と、バインダ樹脂17であるポリカーボネート樹脂(三菱瓦斯化学(株)製:Z200)14質量部と、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.2質量部とを、THF80質量部に溶解させ、電荷輸送層用塗布液を調製した。この電荷輸送層用塗布液を、先に形成した電荷発生層15上に、ベーカアプリケータにて塗布した後、乾燥させ、膜厚18μmの電荷輸送層16を形成した。
以上のようにして、図2に示す構成の積層型の電子写真感光体を作製した。
Subsequently, Exemplified Compound No. 1 which is the
As described above, a multilayer electrophotographic photosensitive member having the configuration shown in FIG. 2 was produced.
[実施例6〜8]
電荷輸送物質13に、例示化合物No.1に代えて、例示化合物No.23、36又は69の非対称構造からなるアミン−ビスジエンあるいは−ビストリエン化合物を用いる以外は実施例5と同様にして、3種類の電子写真感光体を作製した。
[Examples 6 to 8]
For the
[比較例5〜7]
電荷輸送物質13に、例示化合物No.1に代えて、前記構造式(12)で示される比較化合物A又は前記構造式(13)で示される比較化合物B又は前記構造式(15)で示される比較化合物Dを用いる以外は、実施例5と同様にして、3種類の電子写真感光体を作製した。
[Comparative Examples 5 to 7]
For the
[実施例9]
実施例5と同様にして、中間層用塗布液を調製し、これを導電性支持体11である厚み0.2mmのアルミニウム基板上に塗布した後、乾燥させ、膜厚1μmの中間層18を形成した。
次に、電荷発生物質12である前記構造式(16)で示されるアゾ化合物1質量部、バインダ樹脂17であるポリカーボネート樹脂(三菱瓦斯化学(株)製:Z−400)12質量部、電荷輸送物質13である例示化合物No.1の特定の環状飽和構造が導入されたトリフェニルアミン−ブタジエン化合物10質量部、3,5−ジメチル−3′,5′−ジ−t−ブチルジフェノキノン5質量部、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.5質量部及びTHF65質量部をボールミルで12時間分散し、感光層用塗布液を調製した。調製した感光層用塗布液を、先に形成した中間層18上に、ベーカアプリケータによって塗布した後、110℃で1時間、熱風乾燥し、図3に示す膜厚20μmの感光層14を形成した。
以上のようにして、図3に示す構成の単層型の電子写真感光体を作製した。
[Example 9]
In the same manner as in Example 5, a coating solution for an intermediate layer was prepared, and this was applied onto an aluminum substrate having a thickness of 0.2 mm, which is the
Next, 1 part by mass of the azo compound represented by the structural formula (16) as the
As described above, a single-layer electrophotographic photosensitive member having the configuration shown in FIG. 3 was produced.
[実施例10]
電荷発生物質12に、前記構造式(16)で示されるアゾ化合物に代えて、X型無金属フタロシアニンを用いる以外は、実施例5と同様にして電子写真感光体を作製した。
[Example 10]
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 5 except that X-type metal-free phthalocyanine was used as the
[実施例11〜13]
電荷発生物質12に、前記構造式(16)で示されるアゾ化合物に代えて、X型無金属フタロシアニンを用い、電荷輸送物質13に、例示化合物No.1に代えて、例示化合物No.2、30又は46の非対称構造からなるアミン−ビスジエンあるいは−ビストリエン化合物を用いる以外は、実施例5と同様にして、3種類の電子写真感光体を作製した。
[Examples 11 to 13]
Instead of the azo compound represented by the structural formula (16), an X-type metal-free phthalocyanine is used as the
[比較例8〜10]
電荷発生物質12に、前記構造式(16)で示されるアゾ化合物に代えて、X型無金属フタロシアニンを用い、電荷輸送物質13に、例示化合物No.1に代えて、前記構造式(12)で示される比較化合物A又は前記構造式(13)で示される比較化合物B又は前記構造式(15)で示される比較化合物Dを用いる以外は、実施例5と同様にして、3種類の電子写真感光体を作製した。
[Comparative Examples 8 to 10]
Instead of the azo compound represented by the structural formula (16), an X-type metal-free phthalocyanine is used as the
[評価2]
以上の実施例5〜13及び比較例5〜10で作製した各電子写真感光体について、静電複写紙試験装置((株)川口電機製作所製:EPA−8200)を用いて初期特性及び繰返し特性を評価した。なお、初期特性及び繰返し特性の評価は、温度22℃、相対湿度(Relative Humidity)65%(22℃/65%RH)の常温/常湿環境下(以下、N/N環境下と称する)と、温度5℃、相対湿度20%(5℃/20%RH)の低温/低湿環境下(以下、L/L環境下と称する)とにおいて行った。
初期特性の評価は以下のように行った。感光体にマイナス(−)5kVの電圧を印加することによって感光体表面を帯電させ、このときの感光体の表面電位を帯電電位V0(V)として測定した。ただし、実施例9の単層型感光体の場合には、プラス(+)5kVの電圧を印加した。次に、帯電された感光体表面に対して露光を施した。このとき、感光体の表面電位を帯電電位V0から半減させるために要したエネルギーを半減露光量E1/2(μJ/cm2)として測定し、感度の評価指標とした。また露光開始から10秒間経過した時点の感光体の表面電位を残留電位Vr(V)として測定し、光応答性の評価指標とした。なお、露光には、電荷発生物質12に、前記構造式(13)で示されるアゾ化合物を用いた実施例5〜9および比較例5、6、7の感光体の場合には露光エネルギー1μW/cm2の白色光を用い、X型無金属フタロシアニンを用いた実施例10〜13および比較例8、9、10の感光体の場合にはモノクロメータにて分光して得られた波長780nm、露光エネルギー1μW/cm2の光を用いた。
繰返し特性の評価は、以下のように行った。前述の帯電および露光の操作を1サイクルとして5000回繰返した後、初期特性の評価と同様にして、半減露光量E1/2、帯電電位V0及び残留電位Vrを測定した。
以上の測定結果を表5に示す。
[Evaluation 2]
About each electrophotographic photoreceptor produced in the above Examples 5 to 13 and Comparative Examples 5 to 10, initial characteristics and repetitive characteristics using an electrostatic copying paper test apparatus (manufactured by Kawaguchi Electric Manufacturing Co., Ltd .: EPA-8200). Evaluated. The evaluation of the initial characteristics and the repetitive characteristics is as follows: room temperature / normal humidity environment (hereinafter referred to as N / N environment) at a temperature of 22 ° C. and a relative humidity of 65% (22 ° C./65% RH). The temperature was 5 ° C. and the relative humidity was 20% (5 ° C./20% RH) in a low temperature / low humidity environment (hereinafter referred to as an L / L environment).
The initial characteristics were evaluated as follows. The surface of the photoconductor was charged by applying a negative (−) 5 kV voltage to the photoconductor, and the surface potential of the photoconductor at this time was measured as a charging potential V 0 (V). However, in the case of the single layer type photoreceptor of Example 9, a voltage of plus (+) 5 kV was applied. Next, the charged photoreceptor surface was exposed. At this time, the energy required to halve the surface potential of the photosensitive member from the charging potential V 0 was measured as a half exposure amount E 1/2 (μJ / cm 2 ) and used as an evaluation index for sensitivity. Further, the surface potential of the photosensitive member at the time when 10 seconds had elapsed from the start of exposure was measured as a residual potential V r (V), which was used as an evaluation index of photoresponsiveness. In the exposure, in the case of the photoreceptors of Examples 5 to 9 and Comparative Examples 5, 6, and 7 in which the azo compound represented by the structural formula (13) is used as the
Evaluation of repetitive characteristics was performed as follows. After the above-described charging and exposure operations were repeated 5000 times as one cycle, the half-exposure amount E 1/2 , the charging potential V 0 and the residual potential V r were measured in the same manner as the evaluation of the initial characteristics.
The above measurement results are shown in Table 5.
実施例5〜8と比較例5、6、7との比較及び実施例10〜13と比較例8、9、10との比較から、電荷輸送物質13に前記一般式(1)で示される本発明の有機光導電性材料を用いた実施例5〜8,10〜13の感光体の方が、電荷輸送物質13に比較化合物A又はB又はDを用いた比較例5〜10の感光体よりも、半減露光量E1/2が小さく高感度で、また残留電位Vrが負の方向に低いすなわち残留電位Vrと基準電位との電位差が小さく、光応答性に優れることが判った。またこの特性は、繰返し使用した場合であっても維持され、また低温/低湿(L/L)環境下においても維持されることが判った。
From the comparison between Examples 5 to 8 and Comparative Examples 5, 6, and 7 and the comparison between Examples 10 to 13 and Comparative Examples 8, 9, and 10, the
[実施例14]
酸化アルミニウム(Al2O3)及び二酸化ジルコニウム(ZrO2)で表面処理を行った樹枝状の酸化チタン(石原産業(株)製:TTO−D−1)9質量部及び共重合ナイロン樹脂(東レ(株)製:CM8000)9質量部を、1,3−ジオキソラン41質量部とメタノール41質量部との混合溶剤に加えた後、ペイントシェーカにて8時間分散処理し、中間層用塗布液を調製した。この中間層塗布液を塗工槽に満たし、直径40mm、全長340mmのアルミニウム製の円筒状導電性支持体11を塗工槽に浸漬した後引上げることによって、膜厚1.0μmの中間層18を導電性支持体11上に形成した。
次いで、電荷発生物質12であるオキソチタニウムフタロシアニンとしてCu−Kα特性X線(波長:1〜54Å)によるX線回折スペクトルにおいて少なくともブラッグ角(2θ±0.2°)27.2°に回折ピークを示す結晶構造を有するオキソチタニウムフタロシアニンの2質量部と、ポリビニルブチラール樹脂(積水化学工業(株)製:エスレックBM−S)1質量部と、メチルエチルケトン97質量部とを混合し、ペイントシェーカにて分散処理して電荷発生層用塗布液を調製した。この電荷発生層用塗布液を、先に形成した中間層18と同様の方法、すなわち浸漬塗布法にて、先に形成した中間層18上に塗布することによって、膜厚0.4μmの電荷発生層15を中間層18上に形成した。
次いで、電荷輸送物質13である例示化合物No.1の特定のアリール基あるいは環状飽和構造が導入されかつ、非対称構造からなるトリアリールアミン−ジエン化合物10質量部と、バインダ樹脂17であるポリカーボネート樹脂(三菱E.P.(株)製:ユーピロンZ200)20質量部と、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール1質量部と、ジメチルポリシロキサン(信越化学工業(株)製:KF−96)0.004質量部とを、テトラヒドロフラン110質量部に溶解させ、電荷輸送層用塗布液を調製した。この電荷輸送層用塗布液を、先に形成した中間層18と同様の浸漬塗布法にて、先に形成した電荷発生層15上に塗布した後、110℃にて1時間乾燥させ、膜厚23μmの電荷輸送層16を形成した。
以上のようにして、電子写真感光体を作製した。
[Example 14]
9 parts by mass of dendritic titanium oxide (Itohara Sangyo Co., Ltd .: TTO-D-1) surface-treated with aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and zirconium dioxide (ZrO 2 ) and copolymer nylon resin (Toray Industries, Inc.) After adding 9 parts by mass of CM8000, a mixed solvent of 41 parts by mass of 1,3-dioxolane and 41 parts by mass of methanol, dispersion treatment was performed with a paint shaker for 8 hours, Prepared. This intermediate layer coating solution is filled in the coating tank, and the cylindrical
Next, as an oxotitanium phthalocyanine which is the
Subsequently, Exemplified Compound No. 1 which is the
An electrophotographic photosensitive member was produced as described above.
[実施例15〜16]
電荷輸送物質13に、例示化合物No.1に代えて、例示化合物No.2又は69の特定のアリール基あるいは環状飽和構造が導入されかつ、非対称構造からなるトリアリールアミン−ジエンあるいは−トリエン化合物を用いる以外は、実施例14と同様にして、2種類の電子写真感光体を作製した。
[Examples 15 to 16]
For the
[比較例11]
電荷輸送物質13に、例示化合物No.1に代えて、前記構造式(12)で示される比較化合物Aを用いる以外は、実施例14と同様にして、電子写真感光体を作製した。
[Comparative Example 11]
For the
[実施例17]
電荷輸送層16のバインダ樹脂17であるポリカーボネート樹脂の量を25質量部とする以外は、実施例14と同様にして電子写真感光体を作製した。
[Example 17]
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 14 except that the amount of the polycarbonate resin as the
[実施例18、19]
電荷輸送層16のバインダ樹脂17であるポリカーボネート樹脂の量を25質量部とし、電荷輸送物質13に、例示化合物No.1に代えて、表3に示す例示化合物No.15又は30の非対称構造からなるアミン−ビスジエンあるいは−ビストリエン化合物を用いる以外は、実施例14と同様にして、2種類の電子写真感光体を作製した。
[Examples 18 and 19]
The amount of the polycarbonate resin that is the
[参考例1]
電荷輸送層16のバインダ樹脂17であるポリカーボネート樹脂の量を10質量部とする以外は、実施例14と同様にして電子写真感光体を作製した。
[Reference Example 1]
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 14 except that the amount of the polycarbonate resin as the
[参考例2]
電荷輸送層16のバインダ樹脂17であるポリカーボネート樹脂の量を31質量部とする以外は、実施例14と同様にして電子写真感光体を作製した。
ただし、電荷輸送層16の形成の際、実施例14と同量のテトラヒドロフランではポリカーボネート樹脂が完全に溶解した電荷輸送層用塗布液を調製することができなかったので、テトラヒドロフランを追加し、ポリカーボネート樹脂が完全に溶解した電荷輸送層用塗布液を調製し、これを用いて電荷輸送層16を形成した。
しかしながら、電荷輸送層用塗布液中の溶剤の量が過剰であるために、円筒状の感光体の長手方向端部にブラッシング現象による白濁が生じ、特性評価を行うことができなかった。
[Reference Example 2]
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 14 except that the amount of the polycarbonate resin as the
However, when the charge transport layer 16 was formed, it was not possible to prepare a charge transport layer coating solution in which the polycarbonate resin was completely dissolved with the same amount of tetrahydrofuran as in Example 14. Therefore, tetrahydrofuran was added to the polycarbonate resin. Was prepared, and a charge transport layer 16 was formed using the charge transport layer coating solution.
However, since the amount of the solvent in the coating solution for the charge transport layer is excessive, white turbidity occurs due to the brushing phenomenon at the end in the longitudinal direction of the cylindrical photoconductor, and the characteristics cannot be evaluated.
[評価3]
以上の実施例14〜19、参考例1〜2及び比較例11で作製した各電子写真感光体について、耐刷性及び電気特性の安定性の評価を以下のように行った。
作製した各電子写真感光体を、プロセススピードを117mm/secとしたデジタル複写機(シャープ(株)製:AR−C150)にそれぞれ搭載した。画像形成を40,000枚行った後、感光層の膜厚d1を測定し、この値と作製時の感光層の膜厚d0との差を膜減り量Δd(=d0−d1)として求め、耐刷性の評価指標とした。
また複写機内部に、画像形成過程における感光体の表面電位を測定できるように表面電位計(ジェンテック社製:CATE751)を設け、22℃/65%RHのN/N環境下において、帯電直後の表面電位である帯電電位V0(V)およびレーザ光によって露光を施した直後の表面電位VL(V)を測定した。また5℃/20%RHのL/L環境下においても同様にして、レーザ光によって露光を施した直後の表面電位VLを測定した。N/N環境下で測定した表面電位VLをVL(1)とし、L/L環境下で測定した表面電位VLをVL(2)としたとき、VL(1)とVL(2)との差を電位変動ΔVL(=VL(2)−VL(1))として求め、電気特性の安定性の評価指標とした。なお、感光体表面の帯電は、負帯電プロセスで行った。
これらの評価結果を表6に示す。
[Evaluation 3]
The electrophotographic photoreceptors produced in Examples 14 to 19, Reference Examples 1 and 2 and Comparative Example 11 were evaluated for printing durability and electrical property stability as follows.
Each of the produced electrophotographic photosensitive members was mounted on a digital copying machine (manufactured by Sharp Corporation: AR-C150) with a process speed of 117 mm / sec. After 40,000 sheets of images were formed, the film thickness d1 of the photosensitive layer was measured, and the difference between this value and the film thickness d0 of the photosensitive layer at the time of production was obtained as a film reduction amount Δd (= d0−d1). An evaluation index for printing durability was used.
In addition, a surface potential meter (Gentec Corporation: CATE751) is provided inside the copying machine so that the surface potential of the photoreceptor in the image forming process can be measured, and immediately after charging in an N / N environment of 22 ° C./65% RH. The charging potential V 0 (V), which is the surface potential of the surface, and the surface potential V L (V) immediately after the exposure with the laser beam were measured. Similarly, the surface potential VL immediately after the exposure with the laser beam was measured in an L / L environment of 5 ° C./20% RH. When the surface potential V L measured in the N / N environment is V L (1) and the surface potential V L measured in the L / L environment is V L (2), V L (1) and V L The difference from (2) was determined as potential fluctuation ΔV L (= V L (2) −V L (1)), and used as an evaluation index for the stability of the electrical characteristics. The photosensitive member surface was charged by a negative charging process.
These evaluation results are shown in Table 6.
実施例14〜19と比較例11との比較から、電荷輸送物質13に本発明の有機光導電性材料を用いた実施例14〜19の感光体は、比較化合物Aを用いた比較例11の感光体に比べ、高い比率でバインダ樹脂を加えた場合であっても、N/N環境下の表面電位VLが小さく光応答性に優れることが判った。また電位変動ΔVLも小さく、L/L環境下においても充分な光応答性を示すことが判った。
実施例14〜19と参考例1、2との比較から、電荷輸送物質(A)とバインダ樹脂(B)との比率A/Bが10/12〜10/30の範囲にある実施例17〜19の感光体の方が、前記比率A/Bが10/10であり10/12を超え、バインダ樹脂の比率が低い参考例1の感光体よりも、膜減り量Δdが小さく、耐刷性が高いことが判った。
以上のように、本発明の有機光導電性材料を含有させて電荷輸送層を形成することによって、バインダ樹脂の比率を高くしても光応答性を低下させることなく、電荷輸送層の耐刷性を向上させることができた。
From the comparison between Examples 14 to 19 and Comparative Example 11, the photoreceptors of Examples 14 to 19 using the organic photoconductive material of the present invention as the
From comparison between Examples 14 to 19 and Reference Examples 1 and 2, the ratio A / B of the charge transport material (A) to the binder resin (B) is in the range of 10/12 to 10/30. The photoconductor No. 19 has a smaller film loss amount Δd and printing durability than the photoconductor of Reference Example 1 in which the ratio A / B is 10/10 and exceeds 10/12, and the binder resin ratio is low. Was found to be expensive.
As described above, by forming the charge transport layer by including the organic photoconductive material of the present invention, even if the ratio of the binder resin is increased, the printing durability of the charge transport layer is reduced without decreasing the photoresponsiveness. It was possible to improve the performance.
本発明の電子写真感光体は、非対称構造からなるアミン−ビスジエンあるいは−ビストリエン系の有機光導電性材料を電荷輸送物質として含有させることにより、製膜時あるいは感光体DRとしてからの長期保存時に部分的な結晶化弊害を起こすことが無く、帯電電位が高く、高感度で、充分な光応答性を示し、また、高いホール輸送能力を有するため応答性によるバインダー樹脂の含有量を増やすことができるので耐久性が高く、かつ低温環境下又は高速プロセスで用いた場合にもこれらの特性が低下しない産業上の利用可能性が高いものである。 The electrophotographic photosensitive member of the present invention contains an amine-bisdiene or -bistriene-based organic photoconductive material having an asymmetric structure as a charge transport material, so that it can be partially formed during film formation or long-term storage after the photosensitive member DR. Without causing harmful crystallization, high charging potential, high sensitivity, sufficient photoresponsiveness, and high hole transport capability, which can increase binder resin content due to responsiveness Therefore, it is highly durable and has high industrial applicability in which these characteristics do not deteriorate even when used in a low temperature environment or in a high-speed process.
1,2,3,10 電子写真感光体
5 画像形成装置
11 導電性支持体
12 電荷発生物質
13 電荷輸送物質
14 感光層
15 電荷発生層
16 電荷輸送層
17 バインダ樹脂
18 中間層
31 レーザビーム
32 帯電器
33 現像器
34 転写帯電器
35 定着器
36 クリーナ
51 転写紙
1, 2, 3, 10
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