JP2006301436A - Electrophotographic photoreceptor, image forming method, image forming apparatus, and process cartridge - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrophotographic photoreceptor having a photosensitive layer comprising a single layer structure or a multilayer structure on a conductive supporting body, the photoreceptor having high durability against wear and abrasion or scratches and excellent electric characteristics against image degradation, and stably giving a high quality image even when repeatedly used for a long period, and to provide an image forming method, an image forming apparatus and a process cartridge using the photoreceptor. <P>SOLUTION: The photoreceptor has a multilayer photosensitive layer 53 on a conductive supporting body 50, the layer 53 including a charge generating layer 51 containing a charge generating substance, a lower charge transporting layer 52a containing a charge transporting substance, and an upper charge transporting layer 53b containing an organic-inorganic hybrid material integrated by polycondensation of a hybrid polymer having a predetermined structural unit and a metal alkoxide group with a metal alkoxide. The photoreceptor is used to constitute the image forming apparatus and the process cartridge. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機−無機ハイブリッド材料により形成された表面層を有する電子写真感光体に関し、詳しくは、表面硬度、撥水性、耐傷性、耐摩耗性に優れた表面層を備えた高耐久性で、且つ長期間使用においても高品質画像形成が可能な電子写真感光体と、これを使用した画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。   The present invention relates to an electrophotographic photosensitive member having a surface layer formed of an organic-inorganic hybrid material. Specifically, the electrophotographic photosensitive member is highly durable with a surface layer having excellent surface hardness, water repellency, scratch resistance, and abrasion resistance. The present invention also relates to an electrophotographic photosensitive member capable of forming a high-quality image even when used for a long period of time, an image forming method using the same, an image forming apparatus, and a process cartridge.

近年、有機感光体(OPC)は良好な性能、様々な利点を有することから、無機感光体に代って複写機、ファクシミリ、レーザープリンタ及びこれらの複合機に多く用いられている。このようなOPCの有する良好な性能や利点としては、例えば、(1)光学特性[光吸収波長域の広さ及び吸収量の大きさ等]、(2)電気的特性[高感度、安定な帯電特性等]、(3)材料の選択範囲の広さ、(4)製造の容易さ、(5)低コスト、(6)無毒性、等が挙げられる。
一方、最近画像形成装置の小型化に伴って感光体の小径化が進むと共に、機械の高速化やメンテナンスフリーの動きも加わり、感光体の高耐久化が切望されるようになってきた。
In recent years, organic photoreceptors (OPCs) have good performance and various advantages, and are therefore frequently used in copying machines, facsimiles, laser printers, and their combined machines in place of inorganic photoreceptors. Good performance and advantages of such OPC include, for example, (1) optical characteristics [width of light absorption wavelength range and magnitude of absorption, etc.], (2) electrical characteristics [high sensitivity, stable Charging characteristics, etc.], (3) wide selection range of materials, (4) ease of production, (5) low cost, (6) non-toxicity, and the like.
On the other hand, along with the recent downsizing of the image forming apparatus, the diameter of the photoreceptor has been reduced, and the speed of the machine and the maintenance-free movement have also been added, so that the durability of the photoreceptor has been eagerly desired.

有機感光体の場合、高耐久化の観点から見ると、その最外層である表面層が低分子電荷輸送材料と不活性高分子を主成分としているため一般に柔らかく、電子写真プロセスにおいて繰り返し使用された際に現像システムやクリーニングシステムによる機械的な負荷によって摩耗が発生しやすいという欠点を有している。
加えて、高画質化と省エネルギー化の要求に対応するため、トナー粒子は小粒径化や球形化(重合球形粒子)が進み、これに伴ってクリーニング性を向上させる目的から、クリーニングブレードのゴム硬度の上昇と当接圧力の上昇を余儀なくされており、このことも感光体の摩耗を促進する要因となっている。
In the case of organic photoreceptors, from the viewpoint of high durability, the outermost surface layer is generally soft because it is mainly composed of a low molecular charge transport material and an inert polymer, and has been repeatedly used in electrophotographic processes. At the same time, there is a drawback that wear is likely to occur due to a mechanical load by the developing system and the cleaning system.
In addition, in order to meet the demands for higher image quality and energy saving, toner particles have been reduced in size and spheroidized (polymerized spherical particles), and with this purpose, the rubber of the cleaning blade has been improved for the purpose of improving cleaning properties. Increasing the hardness and the contact pressure are unavoidable, and this also promotes the wear of the photoreceptor.

感光体が摩耗すると、感度の劣化あるいは帯電性の低下など電気的特性を劣化させ、これによって画像濃度低下や、地肌汚れ等の異常画像の発生原因となる。また、摩耗が局所的に発生した傷は、クリーニング不良によるスジ状汚れ画像をもたらす。現状では感光体の寿命はこの摩耗や傷が律速となり、交換に至っている。
したがって、有機感光体の高耐久化においては前述の摩耗量を低減することが不可欠であり、これが当分野で最も解決が迫られている課題である。
When the photoconductor is worn, the electrical characteristics such as sensitivity deterioration or chargeability deterioration are deteriorated, and this causes a decrease in image density and occurrence of abnormal images such as background stains. In addition, scratches in which wear locally occurs result in streak-like stain images due to poor cleaning. Under the present circumstances, the wear and scratches are rate-determined and the life of the photoconductor has been replaced.
Therefore, it is indispensable to reduce the above-mentioned wear amount in order to increase the durability of the organic photoreceptor, and this is the most pressing issue in this field.

感光層の耐摩耗性を改良する技術としては、(a)表面層に硬化性バインダーを用いる手法(例えば、特許文献1参照。)、(b)高分子型電荷輸送物質を用いる手法(例えば、特許文献2参照。)、(c)表面層に無機フィラーを分散させる手法(例えば、特許文献3、4、5、6、7、8、9参照。)等が提案されている。   As a technique for improving the abrasion resistance of the photosensitive layer, (a) a method using a curable binder for the surface layer (for example, refer to Patent Document 1), (b) a method using a polymer type charge transport material (for example, Patent Literature 2), (c) a method of dispersing an inorganic filler in the surface layer (for example, see Patent Literatures 3, 4, 5, 6, 7, 8, and 9) has been proposed.

しかし、上記提案において(a)の硬化性バインダーを用いる手法では、硬化性バインダーと電荷輸送物質との相溶性が悪いことや、重合開始剤あるいは未反応残基などの不純物によって残留電位が上昇し、画像濃度の低下を発生し易いという傾向がある。また、(b)の高分子型電荷輸送物質を用いる手法、及び(c)の無機フィラーを分散させる手法では、ある程度の耐摩耗性向上が図れるものの、有機感光体に求められている耐久性を十分に満足させるまでには至っていない。更に、(c)の無機フィラーを分散させたものは、無機フィラーとバインダーとが直接結び付くような結合を持っていないので、無機フィラー表面に存在するトラップによって残留電位が上昇し、画像濃度低下が発生し易い傾向がある。更に、無機フィラーの光散乱が避けられないので、高画質化の実現も困難である。したがって、上記(a)、(b)、(c)の手法では、有機感光体に求められる電気的な耐久性及び機械的な耐久性を含めた総合的な耐久性を十分に満足するまでには至っていない。   However, in the above proposal (a) using the curable binder, the residual potential increases due to poor compatibility between the curable binder and the charge transport material, and impurities such as a polymerization initiator or an unreacted residue. There is a tendency that a decrease in image density tends to occur. Further, although the method (b) using the polymer charge transport material and the method (c) dispersing the inorganic filler can improve the abrasion resistance to some extent, the durability required for the organic photoreceptor is improved. It has not been fully satisfied. Furthermore, since the inorganic filler (c) dispersed does not have a bond that directly binds the inorganic filler and the binder, the residual potential increases due to traps present on the surface of the inorganic filler, and the image density decreases. It tends to occur. Furthermore, since light scattering of the inorganic filler is unavoidable, it is difficult to realize high image quality. Therefore, in the above methods (a), (b), and (c), the total durability including the electrical durability and mechanical durability required for the organic photoreceptor is sufficiently satisfied. Has not reached.

上記(c)における耐摩耗性と耐傷性を改良するために、ポリカーボネート樹脂の存在下で、アルコキシシランなどの加水分解、重縮合を行う手法が提案されている。(例えば、特許文献10参照)。
この手法では、生成物中のシリカ成分とバインダー樹脂を結合させることはできるが、材料調製方法の制約によりシリカ成分の含有率が極めて少なく、このため無機材料のメリットを十分に引き出すまでには至っていない。
In order to improve the abrasion resistance and scratch resistance in the above (c), a method of hydrolyzing and polycondensing alkoxysilane or the like in the presence of a polycarbonate resin has been proposed. (For example, refer to Patent Document 10).
In this method, the silica component in the product and the binder resin can be combined, but the content of the silica component is extremely small due to restrictions on the material preparation method, and thus the merit of the inorganic material is fully exploited. Not in.

また、末端シリル変性ポリカーボネートを用い、有機−無機ハイブリッド高分子材料を得る手法が提案されている(例えば、特許文献11参照)。
しかし、この有機−無機ハイブリッド高分子材料を有機感光体に使用する場合には、更に低分子電荷輸送材料の添加が必要であり、この添加によって有機−無機ハイブリッド材料の持つ相乗的な特性が発揮されにくくなり、ハイブリッド材料本来の性能が生かせなくなる。
In addition, a technique for obtaining an organic-inorganic hybrid polymer material using a terminal silyl-modified polycarbonate has been proposed (see, for example, Patent Document 11).
However, when this organic-inorganic hybrid polymer material is used for an organic photoreceptor, it is necessary to add a low-molecular charge transport material, and this addition demonstrates the synergistic characteristics of the organic-inorganic hybrid material. This makes it difficult to use the original performance of the hybrid material.

特開昭56−48637号公報JP 56-48637 A 特開昭64−1728号公報Japanese Patent Laid-Open No. 64-1728 特開平4−281461号公報JP-A-4-281461 特開昭61−132954号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-132594 特開平2−240655号公報JP-A-2-240655 特開平7−261440号公報JP 7-261440 A 特開平5−306335号公報JP-A-5-306335 特開平6−32884号公報JP-A-6-32884 特開平6−282094号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-282094 特開2000−105474号公報JP 2000-105474 A 特開2002−241483号公報JP 2002-241383 A

前記のように、有機感光体の高耐久化においては摩耗量を低減することが不可欠であり、本発明者らはこの問題に対処すべく検討した結果、電荷輸送機能を有する構成単位からなる有機成分に金属アルコキシド基を結合した重合体を用い、加水分解後、重縮合して得られる有機−無機ハイブリッド材料を有機感光体の最外層に用いた場合、耐摩耗性改善に非常に有効であることを見出した。しかし、この手法により得られる有機−無機ハイブリッド材料は、有機重合体としての性質がまだ強く、無機材料としての性質を発揮するには必ずしも十分とは言えない。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、導電性支持体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を含み、単層あるいは多層からなる感光層が設けられ、該感光層の最外層が表面層として構成された電子写真感光体において、
摩耗や傷の発生に対して高い耐久性を保持すると共に、画像劣化に対して優れた電気的特性を有し、長期間繰り返し使用しても異常画像等の発生のない高品位画像が安定して得られる電子写真感光体を提供することを目的とする。
また、本発明の高耐久性を有する長寿命、高性能な電子写真感光体を用いることにより、感光体の交換を極力不要とし、且つ高速印刷、感光体の小径化、トナー粒子の球形化に対応でき、更に繰り返し使用においても高品位画像が安定して得られる画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
As described above, it is indispensable to reduce the amount of wear in order to increase the durability of the organic photoreceptor, and as a result of studies by the present inventors to cope with this problem, an organic material composed of a structural unit having a charge transport function is proposed. Using an organic-inorganic hybrid material obtained by polycondensation after hydrolysis using a polymer having a metal alkoxide group as a component, it is very effective in improving abrasion resistance when used as the outermost layer of an organic photoreceptor. I found out. However, the organic-inorganic hybrid material obtained by this method is still strong as an organic polymer, and is not necessarily sufficient to exhibit the properties as an inorganic material.
The present invention has been made in view of the above, and a photosensitive layer comprising a charge generation material and a charge transport material and comprising a single layer or multiple layers is provided on a conductive support, and the outermost layer of the photosensitive layer is provided. In the electrophotographic photoreceptor configured as a surface layer,
While maintaining high durability against the occurrence of wear and scratches, it has excellent electrical characteristics against image degradation, and stable high-quality images that do not generate abnormal images even when used repeatedly for a long time. An object of the present invention is to provide an electrophotographic photoreceptor obtained in the above manner.
In addition, by using a long-life, high-performance electrophotographic photoreceptor having high durability according to the present invention, it is unnecessary to replace the photoreceptor as much as possible, and high-speed printing, reducing the diameter of the photoreceptor, and making the toner particles spherical. An object of the present invention is to provide an image forming method, an image forming apparatus, and a process cartridge that can cope with the problem and that can stably obtain a high-quality image even in repeated use.

本発明者らは鋭意検討した結果、以下の1)〜12)に記載する発明によって上記課題が解決されることを見出し本発明に至った。以下、本発明について具体的に説明する。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by the inventions described in the following 1) to 12), and have reached the present invention. Hereinafter, the present invention will be specifically described.

1) 導電性支持体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を含み、単層あるいは多層からなる感光層が設けられ、該感光層の最外層が表面層として構成された電子写真感光体において、
該表面層は、
(1)主として下記一般式(I)で表される構成単位を有し、且つ官能基として金属アルコキシド基を有するハイブリッド重合体と、
(2)金属アルコキシド化合物と、
が互いに結合されて一体化した有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有することを特徴とする電子写真用感光体。
1) In an electrophotographic photoreceptor in which a photosensitive layer including a charge generation material and a charge transport material and having a single layer or a multilayer is provided on a conductive support, and the outermost layer of the photosensitive layer is configured as a surface layer.
The surface layer is
(1) a hybrid polymer having a structural unit mainly represented by the following general formula (I) and having a metal alkoxide group as a functional group;
(2) a metal alkoxide compound;
An electrophotographic photoreceptor comprising an organic-inorganic hybrid material in which the two are combined and integrated as a constituent material.

Figure 2006301436
Figure 2006301436

(式中、R1は水素原子、アルキル基、アリール基を表す。Ar1はアリール基を表し、Ar2、Ar3はアリレン基を表す。) (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group. Ar 1 represents an aryl group, and Ar 2 and Ar 3 represent an arylene group.)

2) 前記一般式(I)で表される構成単位が、下記一般式(II)で表されることを特徴とする1)に記載の電子写真用感光体。   2) The electrophotographic photoreceptor according to 1), wherein the structural unit represented by the general formula (I) is represented by the following general formula (II).

Figure 2006301436
Figure 2006301436

(式中、Ar2、Ar3、Ar4はアリレン基を表す。R17、R18は同一又は異なるアシル基、アルキル基、アリール基を表す。) (In the formula, Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 represent an arylene group. R 17 and R 18 represent the same or different acyl group, alkyl group and aryl group.)

3) 前記一般式(II)で表される構成単位が、下記一般式(III)で表されることを特徴とする2)に記載の電子写真用感光体。   3) The electrophotographic photoreceptor according to 2), wherein the structural unit represented by the general formula (II) is represented by the following general formula (III).

Figure 2006301436
Figure 2006301436

(式中、R17、R18は同一又は異なるアシル基、アルキル基、アリール基を表す。) (In the formula, R 17 and R 18 represent the same or different acyl group, alkyl group, and aryl group.)

4) 前記ハイブリッド重合体が、上記一般式(I)で表される構成単位と共に、下記一般式(IV)で表される構成単位を含み、且つ該一般式(I)で表される構成単位の組成比をk、下記一般式(IV)で表される構成単位の組成比をjとしたとき、全組成比(k+j)に対する組成比kの割合が0<k/(k+j)≦1であることを特徴とする1)に記載の電子写真用感光体。   4) The hybrid polymer includes a structural unit represented by the following general formula (IV) together with a structural unit represented by the general formula (I), and the structural unit represented by the general formula (I) The ratio of the composition ratio k to the total composition ratio (k + j) is 0 <k / (k + j) ≦ 1, where k is the composition ratio and j is the composition ratio of the structural unit represented by the following general formula (IV). 1) The electrophotographic photosensitive member according to 1).

Figure 2006301436
Figure 2006301436

[式中、Xは脂肪族の2価基、環状脂肪族の2価基、芳香族の2価基、又はこれらを連結してできる2価基、又は下記式(1)もしくは(2)、 [Wherein, X is an aliphatic divalent group, a cycloaliphatic divalent group, an aromatic divalent group, or a divalent group formed by linking these, or the following formula (1) or (2),

Figure 2006301436
Figure 2006301436

(ここで、R2、R3、R4、R5は独立してアルキル基、アリール基またはハロゲン原子であり、a及びbは各々独立して0〜4の整数であり、c及びdは各々独立して0〜3の整数であり、Yは単結合、炭素原子数2〜12の直鎖状のアルキレン基、−O−、−S−、−SO−、SO2−、−CO−、あるいは下記式(3)〜(11)、 (Wherein R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are each independently an alkyl group, an aryl group or a halogen atom, a and b are each independently an integer of 0 to 4, and c and d are each independently integers of from 0 to 3, Y is a single bond, a straight-chain alkylene group having 2 to 12 carbon atoms, -O -, - S -, - SO-, SO 2 -, - CO- Or the following formulas (3) to (11),

Figure 2006301436
Figure 2006301436

から選ばれ、Z1 、Z2は脂肪族の2価基又はアリレン基を表し、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12は各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基、アリール基を表し、また、R6とR7は結合して炭素数6〜12の炭素環または複素環を形成してもよく、また、R6、R7はR2、R3と共同で炭素環または複素環を形成してもよく、R13、R14は単結合または炭素数1〜4のアルキレン基を表し、R15、R16は各々独立して炭素数1〜5のアルキル基、アリール基を表し、eは0〜4の整数、fは0〜20の整数、gは0〜2000の整数を表す。)を表す。] Z 1 and Z 2 each represent an aliphatic divalent group or an arylene group, and R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 and R 12 are each independently a hydrogen atom, Represents a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or an aryl group, and R 6 and R 7 are bonded to form a carbocyclic or heterocyclic ring having 6 to 12 carbon atoms. R 6 and R 7 may form a carbocyclic or heterocyclic ring together with R 2 and R 3, and R 13 and R 14 are a single bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. R 15 and R 16 each independently represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an aryl group, e is an integer of 0 to 4, f is an integer of 0 to 20, and g is an integer of 0 to 2000. Represents. ). ]

5) 前記一般式(I)で表される構成単位が、下記一般式(II)で表されることを特徴とする請求項4に記載の電子写真用感光体。   5) The electrophotographic photoreceptor according to claim 4, wherein the structural unit represented by the general formula (I) is represented by the following general formula (II).

Figure 2006301436
Figure 2006301436

(式中、Ar2、Ar3、Ar4はアリレン基を表す。R17、R18は同一又は異なるアシル基、アルキル基、アリール基を表す。) (In the formula, Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 represent an arylene group. R 17 and R 18 represent the same or different acyl group, alkyl group and aryl group.)

6) 前記一般式(II)で表される構成単位が、下記一般式(III)で表されることを特徴とする5)に記載の電子写真用感光体。   6) The electrophotographic photoreceptor according to 5), wherein the structural unit represented by the general formula (II) is represented by the following general formula (III).

Figure 2006301436
Figure 2006301436

(式中、R17、R18は同一又は異なるアシル基、アルキル基、アリール基を表す。) (In the formula, R 17 and R 18 represent the same or different acyl group, alkyl group, and aryl group.)

7) 前記有機−無機ハイブリッド材料が、ハイブリッド重合体の金属アルコキシド基と、金属アルコキシド化合物との加水分解及び重縮合により架橋して一体化したことを特徴とする1)〜6)のいずれかに記載の電子写真用感光体。   7) The organic-inorganic hybrid material is crosslinked and integrated by hydrolysis and polycondensation between the metal alkoxide group of the hybrid polymer and the metal alkoxide compound, and the organic-inorganic hybrid material is any one of 1) to 6) The electrophotographic photoreceptor as described.

8) 前記ハイブリッド重合体の金属アルコキシド基及び金属アルコキシド化合物における各金属元素が、Si、Ti及びZrから選択される少なくとも一種の元素であることを特徴とする1)〜7)のいずれかに記載の電子写真用感光体。   8) Each metal element in the metal alkoxide group and metal alkoxide compound of the hybrid polymer is at least one element selected from Si, Ti, and Zr. An electrophotographic photoreceptor.

9) 前記ハイブリッド重合体の金属アルコキシド基及び金属アルコキシド化合物における各金属元素が、Siであることを特徴とする8)に記載の電子写真用感光体。   9) The electrophotographic photoreceptor according to 8), wherein each metal element in the metal alkoxide group and the metal alkoxide compound of the hybrid polymer is Si.

10) 1)〜9)のいずれかに記載の電子写真感光体を用いて、少なくとも帯電、画像露光、現像、転写を繰り返し行なうことを特徴とする画像形成方法。   10) An image forming method, wherein at least charging, image exposure, development, and transfer are repeated using the electrophotographic photosensitive member according to any one of 1) to 9).

11) 少なくとも1)〜9)のいずれかに記載の電子写真感光体、帯電手段、画像露光手段、現像手段及び転写手段を具備することを特徴とする画像形成装置。   11) An image forming apparatus comprising at least the electrophotographic photosensitive member according to any one of 1) to 9), a charging unit, an image exposing unit, a developing unit, and a transferring unit.

12) 1)〜9)のいずれかに記載の電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段及び除電手段から選ばれる少なくとも一つの手段とを有し、画像形成装置本体に着脱自在としたことを特徴とするプロセスカートリッジ。   12) The electrophotographic photosensitive member according to any one of 1) to 9) and at least one unit selected from a charging unit, a developing unit, a transfer unit, a cleaning unit, and a charge eliminating unit, A process cartridge characterized by being detachable.

本発明における有機材料と無機材料の特徴を兼ね備えた有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有する強固な架橋膜からなる表面層を有する電子写真感光体(以下、「感光体」と呼称することがある。)によれば、表面層の表面硬度、撥水性、耐傷性、耐摩耗性が大幅に改善されて、摩耗や傷の発生に対して高い耐久性を保持すると共に、感度の劣化や帯電性の低下を抑制し、画像劣化を生じない優れた電気的特性を有し、長期間繰り返し使用しても画像濃度低下や、地肌汚れ、スジ状汚れ画像等の発生のない高品位画像を安定して提供することができる。
また、本発明の感光体は、各種構成の画像形成装置に搭載可能であり、この感光体を用いたプロセスによって、高速印刷、感光体の小径化、トナー粒子の球形化に対応することができ、繰り返し使用においても終始高濃度、高品位の画像が安定して得られる。
更に、本発明の感光体をプロセスカートリッジに組み込めば、コンパクト化やメンテナンス作業の容易化を可能とし、上記特性が発揮されて繰り返し使用においても安定した高品質の画像が得られる。
An electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive member”) having a surface layer composed of a strong crosslinked film containing an organic-inorganic hybrid material having the characteristics of an organic material and an inorganic material in the present invention as a constituent material. The surface hardness, water repellency, scratch resistance, and abrasion resistance of the surface layer are greatly improved, while maintaining high durability against the occurrence of wear and scratches, as well as deterioration of sensitivity and charging. High-quality images that have excellent electrical characteristics that prevent deterioration of image quality and do not cause image deterioration, and that do not cause image density reduction, background stains, or streak-like stains even after repeated use over a long period of time. Can be provided.
In addition, the photoreceptor of the present invention can be mounted on image forming apparatuses having various configurations, and processes using this photoreceptor can cope with high-speed printing, reduction in the diameter of the photoreceptor, and spheroidization of toner particles. Even in repeated use, a high-density and high-quality image can be stably obtained throughout.
Furthermore, if the photoconductor of the present invention is incorporated in a process cartridge, it is possible to make it compact and facilitate maintenance work, and the above characteristics are exhibited, and a stable and high-quality image can be obtained even after repeated use.

前述のように本発明における電子写真感光体は、導電性支持体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を含み、単層あるいは多層からなる感光層が設けられ、該感光層の最外層が表面層として構成され、表面層が(1)主として下前記一般式(I)で表される構成単位を有し、且つ官能基として金属アルコキシド基を有するハイブリッド重合体と、(2)金属アルコキシド化合物と、が互いに結合されて一体化した有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有することを特徴とする。以下、本発明の電子写真感光体について図面を参照しながら詳細を説明する。   As described above, the electrophotographic photoreceptor according to the present invention includes a single-layered or multilayered photosensitive layer containing a charge generating substance and a charge transporting substance on a conductive support, and the outermost layer of the photosensitive layer is a surface. A hybrid polymer having a structural unit represented by the following general formula (I) and having a metal alkoxide group as a functional group; and (2) a metal alkoxide compound. And an organic-inorganic hybrid material integrated with each other as a constituent material. Hereinafter, the electrophotographic photoreceptor of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明における、導電性支持体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を含み、単層からなる感光層が設けられた電子写真感光体の構成例を示す概略断面図である。
図1の感光体では、導電性支持体20上に、電荷発生物質と電荷輸送物質の両方を含み、本発明における有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有する単層からなる感光層21が設けられており、この感光層21は電荷発生機能と電荷輸送機能を同時に有する。この構成例では、感光層21が最外層であり表面層22を構成している。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of an electrophotographic photosensitive member in which a photosensitive layer comprising a single layer including a charge generating material and a charge transporting material is provided on a conductive support in the present invention.
In the photoreceptor of FIG. 1, a photosensitive layer 21 comprising a single layer containing both a charge generating substance and a charge transport substance and containing the organic-inorganic hybrid material in the present invention as a constituent material is provided on a conductive support 20. The photosensitive layer 21 has a charge generation function and a charge transport function at the same time. In this configuration example, the photosensitive layer 21 is the outermost layer and forms the surface layer 22.

図2は、本発明における、導電性支持体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を含み、多層からなる感光層が設けられた電子写真感光体の構成例を示す概略断面図である。
図2の感光体では、導電性支持体30上に、電荷発生物質と電荷輸送物質の両方を含む下部感光層31aと、本発明における有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有する上部感光層31bとの多層からなる感光層31が設けられており、この感光層31は電荷発生機能と電荷輸送機能を同時に有する。この構成例では、上部感光層31bが最外層であり表面層32を構成している。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of an electrophotographic photosensitive member in which a photosensitive layer including a charge generating material and a charge transporting material and having a multilayer structure is provided on a conductive support in the present invention.
In the photoreceptor of FIG. 2, a lower photosensitive layer 31a containing both a charge generating substance and a charge transporting substance on the conductive support 30, and an upper photosensitive layer 31b containing the organic-inorganic hybrid material in the present invention as constituent materials. The photosensitive layer 31 has a charge generation function and a charge transport function at the same time. In this configuration example, the upper photosensitive layer 31b is the outermost layer and forms the surface layer 32.

図3は、本発明における、導電性支持体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を含み、多層からなる感光層が設けられた電子写真感光体の別の構成例を示す概略断面図である。
図3の感光体では、導電性支持体40上に、電荷発生物質を含む電荷発生層41と、本発明における有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有する電荷輸送層42を順次形成した多層からなる感光層43が設けられている。この構成例では、電荷輸送層42が最外層であり表面層44を構成している。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another configuration example of an electrophotographic photosensitive member in which a multi-layered photosensitive layer including a charge generating material and a charge transporting material is provided on a conductive support in the present invention. .
In the photoreceptor of FIG. 3, a multilayer structure in which a charge generation layer 41 containing a charge generation material and a charge transport layer 42 containing the organic-inorganic hybrid material of the present invention as a constituent material are sequentially formed on a conductive support 40. A photosensitive layer 43 is provided. In this configuration example, the charge transport layer 42 is the outermost layer and forms the surface layer 44.

図4は、本発明における、導電性支持体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を含み、多層からなる感光層が設けられた電子写真感光体のさらに別の構成例を示す概略断面図である。
図4の感光体では、導電性支持体50上に、電荷発生物質を含む電荷発生層51と、電荷輸送物質を含む下部電荷輸送層52aと本発明における有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有する上部電荷輸送層52bを順次形成した多層からなる感光層53が設けられている。この構成例では、上部電荷輸送層52bが最外層であり表面層54を構成している。
以下、本発明の電子写真感光体における各構成層について詳しく説明する。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing still another configuration example of an electrophotographic photosensitive member in which a photosensitive layer including a charge generating material and a charge transporting material is provided on a conductive support in the present invention. is there.
In the photoreceptor shown in FIG. 4, the charge generating layer 51 containing a charge generating substance, the lower charge transporting layer 52a containing a charge transporting substance, and the organic-inorganic hybrid material of the present invention are included as constituent materials on the conductive support 50. A photosensitive layer 53 having a multilayer structure in which upper charge transport layers 52b are sequentially formed is provided. In this configuration example, the upper charge transport layer 52b is the outermost layer and constitutes the surface layer 54.
Hereinafter, each constituent layer in the electrophotographic photosensitive member of the present invention will be described in detail.

[表面層]
表面層は、前述のように、(1)主として前記一般式(I)で表される構成単位を有し、且つ官能基として金属アルコキシド基を有するハイブリッド重合体と、(2)金属アルコキシド化合物とから得られる有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有する。
上記一般式(I)で表される構成単位として、前記一般式(II)、あるいは前記一般式(III)で表される構成単位であるものが好ましい。
[Surface layer]
As described above, the surface layer has (1) a hybrid polymer mainly having a structural unit represented by the general formula (I) and having a metal alkoxide group as a functional group, and (2) a metal alkoxide compound. The organic-inorganic hybrid material obtained from is contained as a constituent material.
The structural unit represented by the general formula (I) is preferably a structural unit represented by the general formula (II) or the general formula (III).

一般に有機−無機ハイブリッド材料は、その構成成分が水素結合のような穏やかな相互作用により結合したタイプと、共有結合により結合したタイプに大別されが、両者を比較すると、有機成分と無機成分を共有結合させた方が、両成分の界面強度が上がると共に、よりミクロに分散させることも可能となる。本発明では、材料の特性を最大限に発現させるために、有機成分と無機成分を結合させた有機−無機ハイブリッド材料を有機感光体の表面層に用いる。   In general, organic-inorganic hybrid materials are roughly classified into types in which the constituent components are bonded by a gentle interaction such as hydrogen bonding, and types bonded by a covalent bond. Covalent bonding increases the interfacial strength between the two components, and enables microscopic dispersion. In the present invention, an organic-inorganic hybrid material in which an organic component and an inorganic component are combined is used for the surface layer of the organic photoreceptor in order to maximize the characteristics of the material.

従来技術において記載したように、電荷輸送性の構成単位を分子中に持たない有機−無機ハイブリッド材料を有機感光体に適用する場合、低分子電荷輸送材料を添加する必要が生じる。しかし、通常の低分子電荷輸送材料は反応性の官能基を持たないため、有機−無機ハイブリッド材料を形成する際に、その架橋反応が阻害されて強固な材料になりにくく、場合によっては、電荷輸送材料の析出が発生し、得られる感光体の透明性も損なわれる。
本発明における有機−無機ハイブリッド材料は、前記一般式(I)で表される構成単位と金属アルコキシド基を有するハイブリッド重合体が、金属アルコキシド化合物と結合して一体化するため、これを表面層の構成材料として含有した感光体は耐久性も良く、電気特性も優れる。更に、金属アルコキシド化合物が一方の反応成分として用いられるので、有機−無機ハイブリッド材料中の無機成分が大幅に増量され、無機成分が有する諸特性が十分に発揮される。
As described in the prior art, when an organic-inorganic hybrid material having no charge transporting structural unit in the molecule is applied to the organic photoreceptor, it is necessary to add a low molecular charge transport material. However, since ordinary low-molecular charge transport materials do not have a reactive functional group, when forming an organic-inorganic hybrid material, the cross-linking reaction is inhibited and it is difficult to become a strong material. The transport material is precipitated, and the transparency of the obtained photoreceptor is also impaired.
In the organic-inorganic hybrid material according to the present invention, the structural unit represented by the general formula (I) and the hybrid polymer having a metal alkoxide group are combined and integrated with the metal alkoxide compound. The photoreceptor contained as a constituent material has good durability and excellent electrical characteristics. Furthermore, since the metal alkoxide compound is used as one reaction component, the amount of the inorganic component in the organic-inorganic hybrid material is greatly increased, and various properties possessed by the inorganic component are sufficiently exhibited.

これにより、従来の電子写真感光体の高耐久化を阻害する要因となっていた機械的な耐久性のレベルが向上し、例えば、表面層の表面硬度、撥水性、耐傷性、耐摩耗性が大幅に改善されて、摩耗や傷の発生に対して高い耐久性が保持できる。このような表面層を有する感光体によれば、感度の劣化や帯電性の低下を抑制することができ、画像劣化も少なく優れた電気的特性を発揮する。また、長期間の使用においても画像濃度低下や、地肌汚れ、スジ状汚れ画像等の発生がなく、終始高濃度、高品位画像が安定して得られる   This improves the level of mechanical durability that has been a factor that hinders the high durability of conventional electrophotographic photoreceptors. For example, surface hardness, water repellency, scratch resistance, and abrasion resistance of the surface layer are improved. Greatly improved, high durability against wear and scratches can be maintained. According to the photoreceptor having such a surface layer, it is possible to suppress deterioration in sensitivity and chargeability, and exhibit excellent electrical characteristics with little image deterioration. In addition, even when used for a long period of time, there is no decrease in image density, generation of background stains, streak-like stain images, etc., and high density and high quality images can be obtained stably throughout.

〔有機−無機ハイブリッド材料〕
本発明における表面層を形成する有機−無機ハイブリッド材料は、概略以下のようにして製造することができる。
先ず、前記一般式(I)で表される電荷輸送性構成単位、すなわち少なくとも電荷輸送機能を有するポリカーボネート構造を有し、且つ少なくとも1個の官能基を分子内に有する重合体有機成分を、金属アルコキシド化合物(以下、「金属アルコキシド(a)」と略称することがある。)と反応させて、前記一般式(I)で表される構成単位を有し、且つ官能基として金属アルコキシド基を有するハイブリッド重合体を得る。ここで、上記一般式(I)で表される構成単位として、前記一般式(II)、あるいは前記一般式(III)で表されるものが好ましい。
次いで、得られた金属アルコキシド基を有するハイブリッド重合体と、この重合体と反応性を有する官能基を持った金属アルコキシド化合物(以下、「金属アルコキシド(b)」と略称することがある。)を、ゾル−ゲル法により加水分解及び重縮合させて3次元構造に架橋し、一体化することにより目的とする有機−無機ハイブリッド材料が得られる。
[Organic-inorganic hybrid material]
The organic-inorganic hybrid material for forming the surface layer in the present invention can be produced generally as follows.
First, a charge-transporting structural unit represented by the general formula (I), that is, a polymer organic component having at least a polycarbonate structure having a charge-transporting function and having at least one functional group in a molecule is a metal. It reacts with an alkoxide compound (hereinafter, sometimes abbreviated as “metal alkoxide (a)”), has a structural unit represented by the general formula (I), and has a metal alkoxide group as a functional group. A hybrid polymer is obtained. Here, as the structural unit represented by the general formula (I), those represented by the general formula (II) or the general formula (III) are preferable.
Next, the obtained hybrid polymer having a metal alkoxide group and a metal alkoxide compound having a functional group having reactivity with the polymer (hereinafter sometimes abbreviated as “metal alkoxide (b)”). The target organic-inorganic hybrid material is obtained by hydrolysis and polycondensation by a sol-gel method, crosslinking into a three-dimensional structure, and integration.

<重合体有機成分>
前記一般式(I)、(II)、(III)で表される電荷輸送性構成単位(電荷輸送機能を有するポリカーボネート構造)を有し、且つ官能基を分子内に有する重合体有機成分は、分子内に少なくとも1個、好ましくは2個以上の官能基を有する必要があり、官能基として金属アルコキシド(a)の官能基と反応し得るものであれば特に限定されない。
具体的には、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、チオール基、アルケニル基、アルキニル基、酸ハロゲン基、酸エステル基、ホルミル基、ハロゲン基、エポキシ基、及びイソシアネート基等が例示できる。好ましいものは、水酸基、アミノ基、カルボキシル基のような活性水素を有する官能基である。最も好ましいものは水酸基である。
<Polymer organic component>
A polymer organic component having a charge transporting structural unit (polycarbonate structure having a charge transport function) represented by the general formulas (I), (II), and (III) and having a functional group in the molecule, It is necessary to have at least one, preferably two or more functional groups in the molecule, and there is no particular limitation as long as it can react with the functional group of the metal alkoxide (a) as the functional group.
Specific examples include hydroxyl groups, amino groups, carboxyl groups, thiol groups, alkenyl groups, alkynyl groups, acid halogen groups, acid ester groups, formyl groups, halogen groups, epoxy groups, and isocyanate groups. Preferable are functional groups having active hydrogen such as a hydroxyl group, an amino group, and a carboxyl group. Most preferred is a hydroxyl group.

上記電荷輸送機能を有するポリカーボネート構造を有する重合体有機成分は、従来から公知のビスフェノール類と炭酸誘導体との反応により得ることができる。
例えば、ジオールとビスアリールカーボネートとのエステル交換法や、ホスゲン等のハロゲン化カルボニル化合物との溶液又は界面重合法、あるいはジオールから誘導されるビスクロロホルメート等のクロロホルメートを用いる方法等により製造される。以下、具体的に説明する。
The polymer organic component having a polycarbonate structure having the charge transport function can be obtained by a reaction of a conventionally known bisphenol and a carbonic acid derivative.
For example, produced by a transesterification method between a diol and a bisaryl carbonate, a solution or interfacial polymerization method with a halogenated carbonyl compound such as phosgene, or a method using a chloroformate such as a bischloroformate derived from a diol Is done. This will be specifically described below.

前記ハロゲン化カルボニル化合物を用いる方法の場合、ハロゲン化カルボニル化合物として、ホスゲンの代りにホスゲンの2量体であるトリクロロメチルクロロホルメートやホスゲンの3量体であるビス(トリクロロメチル)カーボネートも有用であり、塩素以外のハロゲンから誘導されるハロゲン化カルボニル化合物、例えば、臭化カルボニル、ヨウ化カルボニルも有用である。これら公知の製造方法については、例えば、ポリカーボネート樹脂ハンドブック(編者;本間信一、発行;日刊工業新聞社)等に記載されている。   In the case of the method using the halogenated carbonyl compound, trichloromethyl chloroformate which is a dimer of phosgene or bis (trichloromethyl) carbonate which is a trimer of phosgene is also useful as the carbonyl halide compound instead of phosgene. Also useful are carbonyl halide compounds derived from halogens other than chlorine, such as carbonyl bromide and carbonyl iodide. These known production methods are described in, for example, a polycarbonate resin handbook (editor: Shinichi Honma, published by Nikkan Kogyo Shimbun).

上記公知方法により電荷輸送機能を有するポリカーボネート構造を含む重合体有機成分(「ポリカーボネート樹脂」と略称する。)を製造する場合、下記一般式(V)、(VI)、(VII)で表される電荷輸送能を有するジオール1種以上と併用して下記一般式(VIII)で表されるジオールを使用し、機械的特性等の改良された共重合体とすることができる。   When a polymer organic component containing a polycarbonate structure having a charge transporting function (abbreviated as “polycarbonate resin”) is produced by the known method, it is represented by the following general formulas (V), (VI), and (VII). A diol represented by the following general formula (VIII) can be used in combination with one or more diols having charge transporting ability to obtain a copolymer having improved mechanical properties and the like.

Figure 2006301436
Figure 2006301436

(式中、R1は水素原子、アルキル基、アリール基を表す。Ar1はアリール基を表し、Ar2、Ar3はアリレン基を表す。) (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group. Ar 1 represents an aryl group, and Ar 2 and Ar 3 represent an arylene group.)

Figure 2006301436
Figure 2006301436

(式中、Ar2、Ar3、Ar4はアリレン基を表す。R17、R18は同一又は異なるアシル基、アルキル基、アリール基を表す。) (In the formula, Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 represent an arylene group. R 17 and R 18 represent the same or different acyl group, alkyl group and aryl group.)

Figure 2006301436
Figure 2006301436

(式中、R17、R18は同一又は異なるアシル基、アルキル基、アリール基を表す。) (In the formula, R 17 and R 18 represent the same or different acyl group, alkyl group, and aryl group.)

Figure 2006301436
Figure 2006301436

[式中、Xは脂肪族の2価基、環状脂肪族の2価基、芳香族の2価基、又はこれらを連結してできる2価基、又は、下記式(1)もしくは(2)、 [Wherein X is an aliphatic divalent group, a cycloaliphatic divalent group, an aromatic divalent group, or a divalent group formed by linking these, or the following formula (1) or (2) ,

Figure 2006301436
Figure 2006301436

(ここで、R2、R3、R4、R5は独立してアルキル基、アリール基又はハロゲン原子であり、a及びbは各々独立して0〜4の整数であり、c及びdは各々独立して0〜3の整数であり、Yは単結合、炭素原子数2〜12の直鎖状のアルキレン基、−O−、−S−、−SO−、−SO2−、−CO−、あるいは下記式(3)〜(11)、 (Wherein R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are each independently an alkyl group, an aryl group or a halogen atom, a and b are each independently an integer of 0 to 4, and c and d are are each independently represents an integer of 0 to 3, Y is a single bond, a straight-chain alkylene group having 2 to 12 carbon atoms, -O -, - S -, - SO -, - SO 2 -, - CO -Or the following formulas (3) to (11),

Figure 2006301436
Figure 2006301436

から選ばれ、Z1、Z2は脂肪族の2価基又はアリレン基を表し、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基、アリール基を表し、また、R6とR7は結合して炭素数6〜12の炭素環または複素環を形成してもよく、また、R6、R7はR2、R3と共同で炭素環または複素環を形成してもよく、R13、R14は単結合または炭素数1〜4のアルキレン基を表し、R15、R16は各々独立して炭素数1〜5のアルキル基、アリール基を表し、eは0〜4の整数、fは0〜20の整数、gは0〜2000の整数を表す。)を表す。] Z 1 and Z 2 represent an aliphatic divalent group or an arylene group, and R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , each independently a hydrogen atom, Represents a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or an aryl group, and R 6 and R 7 are bonded to form a carbocyclic or heterocyclic ring having 6 to 12 carbon atoms. R 6 and R 7 may form a carbocyclic or heterocyclic ring together with R 2 and R 3, and R 13 and R 14 are a single bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. R 15 and R 16 each independently represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an aryl group, e is an integer of 0 to 4, f is an integer of 0 to 20, and g is an integer of 0 to 2000. Represents. ). ]

上記一般式(V)、(VI)、(VII)のいずれかで表される電荷輸送機能を有するジオールと(VIII)で表されるジオールとの割合は所望の特性により広い範囲から選択することができる。
なお、以降に述べる有機−無機ハイブリッド材料とした場合に、前記一般式(I)で表される構成単位の組成比をkとし、前記一般式(IV)で表される構成単位の組成比をjとしたとき、全組成比(k+j)に対する組成比kの割合が、0<k/(k+j)≦1であることが好適である。一般式(I)で表される構成単位が、一般式(II)あるいは一般式(III)でも当然同じである。
The ratio of the diol having the charge transport function represented by any one of the above general formulas (V), (VI) and (VII) and the diol represented by (VIII) should be selected from a wide range depending on the desired properties. Can do.
When the organic-inorganic hybrid material described below is used, the composition ratio of the structural unit represented by the general formula (I) is k, and the composition ratio of the structural unit represented by the general formula (IV) is When j is set, the ratio of the composition ratio k to the total composition ratio (k + j) is preferably 0 <k / (k + j) ≦ 1. The structural unit represented by the general formula (I) is naturally the same in the general formula (II) or the general formula (III).

通常、前記一般式(IV)で表される構成単位からなるポリカーボネート構造は、樹脂の靭性に寄与することから、上記組成比を0<k/(k+j)≦1に調整することにより、得られる有機−無機ハイブリッド材料は、電荷輸送性を有すると共に靭性を有する。このような有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有した表面層とすることにより、更に持続的な耐久性を有する感光体の製造が実現できる。   Usually, the polycarbonate structure composed of the structural unit represented by the general formula (IV) contributes to the toughness of the resin, and therefore can be obtained by adjusting the composition ratio to 0 <k / (k + j) ≦ 1. The organic-inorganic hybrid material has charge transportability and toughness. By using a surface layer containing such an organic-inorganic hybrid material as a constituent material, it is possible to produce a photoreceptor having further durability.

また、重合体有機成分の数平均分子量は、400〜40000、好ましくは1000〜10000である。数平均分子量が400未満であると、得られた有機−無機ハイブリッド材料は、重合体有機成分としての特性が発揮されず、一方40000を超えると、重合体有機成分に結合した金属アルコキシド基が相対的に少なくなり、得られる有機−無機ハイブリッド材料は無機材料の特性を十分に発現することができない。   The number average molecular weight of the polymer organic component is 400 to 40000, preferably 1000 to 10000. When the number average molecular weight is less than 400, the obtained organic-inorganic hybrid material does not exhibit the characteristics as the polymer organic component, whereas when it exceeds 40000, the metal alkoxide group bonded to the polymer organic component is relatively Therefore, the resulting organic-inorganic hybrid material cannot fully exhibit the characteristics of the inorganic material.

また、適当な重合操作を選択することによって、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、ランダム交互共重合体、ランダムブロック共重合体等の各種共重合体を得ることができる。
例えば、前記一般式(V)、または一般式(VI)、あるいは一般式(VII)で表される電荷輸送能を有するジオールと前記一般式(VIII)で表されるジオールを初めから均一に混合して、ホスゲンと縮合反応を行えば、前記一般式(I)、または一般式(II)、あるいは一般式(III)で表される構成単位と、前記一般式(IV)で表される構成単位とからなるランダム共重合体が得られる。
Various copolymers such as a random copolymer, an alternating copolymer, a block copolymer, a random alternating copolymer, and a random block copolymer can be obtained by selecting an appropriate polymerization operation.
For example, the diol represented by the general formula (V), the general formula (VI), or the general formula (VII) and the diol represented by the general formula (VIII) is uniformly mixed from the beginning. When the condensation reaction with phosgene is performed, the structural unit represented by the general formula (I), the general formula (II), or the general formula (III) and the general formula (IV) A random copolymer consisting of units is obtained.

あるいは、反応の途中で、幾種類かのジオールを加えることにより、ランダムブロック共重合体が得られる。また、前記一般式(VIII)で表されるジオールから誘導されるビスクロロホルメートと、前記一般式(V)、または一般式(VI)、あるいは一般式(VII)で表される電荷輸送能を有するジオールとの縮合反応を行えば、下記一般式(IX)、または一般式(X)、あるいは一般式(XI)で表される繰り返し単位からなる交互共重合体が得られる。   Alternatively, a random block copolymer can be obtained by adding several kinds of diols during the reaction. Further, bischloroformate derived from the diol represented by the general formula (VIII), and the charge transport ability represented by the general formula (V), the general formula (VI), or the general formula (VII). When a condensation reaction with a diol having the following formula is performed, an alternating copolymer composed of repeating units represented by the following general formula (IX), general formula (X), or general formula (XI) can be obtained.

Figure 2006301436
Figure 2006301436

(式中、R1、Ar1、Ar2、Ar3、Xは前記定義と同一であり、nは重合度を表し2〜5000の整数を示す。) (In the formula, R 1 , Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 , and X are the same as defined above, and n represents the degree of polymerization and represents an integer of 2 to 5000.)

Figure 2006301436
Figure 2006301436

(式中、Ar2、Ar3、Ar4、R17、R18、Xは前記定義と同一であり、nは重合度を表し2〜5000の整数を示す。) (In the formula, Ar 2 , Ar 3 , Ar 4 , R 17 , R 18 and X are the same as defined above, and n represents the degree of polymerization and represents an integer of 2 to 5000.)

Figure 2006301436
Figure 2006301436

(式中、R17、R18、Xは前記定義と同一であり、nは重合度を表し2〜5000の整数を示す。) (In the formula, R 17 , R 18 and X are the same as defined above, and n represents the degree of polymerization and represents an integer of 2 to 5000.)

この場合、逆に前記一般式(V)、(VI)、(VII)で表される電荷輸送能を有するジオールから誘導されるビスクロロホルメートと前記一般式(VIII)で表されるジオールとの縮合反応によっても同様に上記一般式(IX)、(X)、(XI)で表される繰り返し単位からなる交互共重合体が得られる。
また、これらビスクロロホルメートとジオールとの縮合反応の際、ビスクロロホルメート及びジオールを複数使用することによりランダム交互共重合体が得られる。
In this case, conversely, a bischloroformate derived from a diol having a charge transporting ability represented by the general formulas (V), (VI) and (VII) and a diol represented by the general formula (VIII) In the same manner, an alternating copolymer composed of repeating units represented by the above general formulas (IX), (X), and (XI) can also be obtained by the condensation reaction.
In the condensation reaction between these bischloroformates and diols, a random alternating copolymer can be obtained by using a plurality of bischloroformates and diols.

また、ハロゲン化カルボニル化合物や、クロロホルメートを用い、界面重合法を適用する場合には、ジオールのアルカリ水溶液と、水に対して実質的に不溶性で、かつポリカーボネート樹脂を溶解する溶液との2相間で炭酸誘導体及び触媒の存在下で反応が行われる。この際、高速撹拌や乳化物質の添加によって反応触媒を乳化させて行うことによって短時間で分子量分布の狭いポリカーボネート樹脂を得ることができる。   In addition, when an interfacial polymerization method is applied using a carbonyl halide compound or chloroformate, an alkaline aqueous solution of diol and a solution that is substantially insoluble in water and dissolves the polycarbonate resin are used. The reaction is carried out in the presence of a carbonic acid derivative and a catalyst between the phases. At this time, a polycarbonate resin having a narrow molecular weight distribution can be obtained in a short time by emulsifying the reaction catalyst by high-speed stirring or addition of an emulsifying substance.

上記アルカリ水溶液に用いる塩基としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化や炭酸塩が用いられ、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸水素ナトリウム等の炭酸塩が使用できる。これらの塩基は単独で使用してもよく、また、複数併用してもよい。好ましい塩基は、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムである。また、使用される水は蒸留水、イオン交換水が好ましい。   As the base used in the alkaline aqueous solution, hydroxides or carbonates of alkali metals or alkaline earth metals are used. For example, hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate Carbonates such as calcium carbonate and sodium hydrogen carbonate can be used. These bases may be used alone or in combination. A preferred base is sodium hydroxide or potassium hydroxide. The water used is preferably distilled water or ion exchange water.

また、ポリカーボネート樹脂を溶解する溶液として用いられる有機溶媒は、例えば、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエチレン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、ジクロロプロパン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素、又は、それらの混合物が挙げられる。さらに、これら溶媒にトルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素を混合した有機溶媒でもよい。有機溶媒は、好ましくは、脂肪族ハロゲン化炭化水素、芳香族ハロゲン化炭化水素であり、より好ましくは、ジクロロメタン又はクロロベンゼンである。   The organic solvent used as the solution for dissolving the polycarbonate resin is, for example, an aliphatic halogenated hydrocarbon such as dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,2-dichloroethylene, trichloroethane, tetrachloroethane, dichloropropane, or the like. Of the mixture. Furthermore, an organic solvent in which an aromatic hydrocarbon such as toluene, xylene or ethylbenzene, or an aliphatic hydrocarbon such as hexane or cyclohexane is mixed with these solvents may be used. The organic solvent is preferably an aliphatic halogenated hydrocarbon or an aromatic halogenated hydrocarbon, more preferably dichloromethane or chlorobenzene.

ポリカーボネート樹脂の製造時に使用されるポリカーボネート生成触媒としては、例えば、3級アミン、4級アンモニウム塩、3級ホスフィン、4級ホスホニウム塩、含窒素複素環化合物及びその塩、イミノエーテル及びその塩、アミド基を有する化合物がある。
このようなポリカーボネート生成触媒の具体例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,4−テトラメチレンジアミン、4−ピロリジノピリジン、N,N’−ジメチルピペラジン、N−エチルピペリジン、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムブロマイド、フェニルトリエチルアンモニウムクロライド、トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジフェニルブチルホスフィン、テトラ(ヒドロキシメチル)ホスホニウムクロライド、ベンジルトリエチルホスホニウムクロライド、ベンジルトリフェニルホスホニウムクロライド、4−メチルピリジン、1−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、3−メチルピリダジン、4,6−ジメチルピリミジン、1−シクロヘキシル−3,5−ジメチルピラゾール、2,3,5,6−テトラメチルピラジン等が挙げられる。
Examples of the polycarbonate-forming catalyst used in the production of the polycarbonate resin include tertiary amines, quaternary ammonium salts, tertiary phosphines, quaternary phosphonium salts, nitrogen-containing heterocyclic compounds and salts thereof, imino ethers and salts thereof, and amides. There are compounds having groups.
Specific examples of such a polycarbonate production catalyst include trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-hexylamine, N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,4-tetramethylenediamine. 4-pyrrolidinopyridine, N, N′-dimethylpiperazine, N-ethylpiperidine, benzyltrimethylammonium chloride, benzyltriethylammonium chloride, tetramethylammonium chloride, tetraethylammonium bromide, phenyltriethylammonium chloride, triethylphosphine, triphenylphosphine , Diphenylbutylphosphine, tetra (hydroxymethyl) phosphonium chloride, benzyltriethylphosphonium chloride, benzyltriphenylphosphine Nium chloride, 4-methylpyridine, 1-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 3-methylpyridazine, 4,6-dimethylpyrimidine, 1-cyclohexyl-3,5-dimethylpyrazole, 2,3,5,6 -Tetramethylpyrazine etc. are mentioned.

ポリカーボネート生成触媒は、好ましくは、3級アミンであり、より好ましくは、総炭素数3〜30の3級アミンであり、特に好ましくは、トリエチルアミンである。これらのポリカーボネート生成触媒は単独で使用してもよく、また、複数併用してもよい。これらの触媒は、ホスゲンやビスクロロホルメート体等の炭酸誘導体を反応系に加える前、及び/又は、加えた後に添加することができる。   The polycarbonate-forming catalyst is preferably a tertiary amine, more preferably a tertiary amine having 3 to 30 carbon atoms, and particularly preferably triethylamine. These polycarbonate formation catalysts may be used alone or in combination. These catalysts can be added before and / or after adding a carbonic acid derivative such as phosgene or bischloroformate to the reaction system.

また、アルカリ水溶液中でのジオールの酸化を防ぐためにハイドロサルファイト等の酸化防止剤を加えてもよい。反応温度は通常0〜40℃、反応時間は数分〜5時間であり、反応中のpHは通常10以上に保つことが好ましい。   Further, an antioxidant such as hydrosulfite may be added to prevent oxidation of the diol in the alkaline aqueous solution. The reaction temperature is usually 0 to 40 ° C., the reaction time is several minutes to 5 hours, and the pH during the reaction is preferably kept at 10 or more.

一方、溶液重合法を適用する場合には、ジオールを溶媒に溶解し、脱酸剤を添加し、これにビスクロロホルメート、又はホスゲンの多量体を添加することによりポリカーボネート樹脂が得られる。
この場合の脱酸剤としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミンのような3級アミン及びピリジンが使用される。
また、反応に使用される溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素及びテトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル系の溶媒及びピリジンが好ましい。反応温度は通常0〜40℃、反応時間は数分〜5時間である。
On the other hand, when the solution polymerization method is applied, a polycarbonate resin is obtained by dissolving a diol in a solvent, adding a deoxidizing agent, and adding a bischloroformate or phosgene multimer thereto.
In this case, tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine and tripropylamine and pyridine are used as the deoxidizer.
As the solvent used in the reaction, for example, halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, dichloroethane, trichloroethane, tetrachloroethane, trichloroethylene and chloroform, and cyclic ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane, and pyridine are preferable. The reaction temperature is usually 0 to 40 ° C., and the reaction time is several minutes to 5 hours.

また、エステル交換法によってもポリカーボネート樹脂が製造できる。この場合、不活性ガスの存在下にジオールとビスアリルカーボネートを混合し、通常、減圧下120〜350℃で反応させる。段階的に減圧度を変化させ、最終的には1mmHg以下にして生成するフェノール類を系外に留去させる。反応時間は通常1〜4時間程度である。
また、必要に応じて酸化防止剤を添加してもよい。ビスアリルカーボネートとしてはジフェニルカーボネート、ジ−p−トリルカーボネート、フェニル−p−トリルカーボネート、ジ−p−クロロフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネート等が挙げられる。
A polycarbonate resin can also be produced by a transesterification method. In this case, a diol and bisallyl carbonate are mixed in the presence of an inert gas, and are usually reacted at 120 to 350 ° C. under reduced pressure. The degree of vacuum is changed step by step, and finally the phenols produced to 1 mmHg or less are distilled out of the system. The reaction time is usually about 1 to 4 hours.
Moreover, you may add antioxidant as needed. Examples of bisallyl carbonate include diphenyl carbonate, di-p-tolyl carbonate, phenyl-p-tolyl carbonate, di-p-chlorophenyl carbonate, and dinaphthyl carbonate.

上記各種方法によって得られる分子内に少なくとも1個、好ましくは2個以上の官能基を有するポリカーボネート樹脂からなる重合体有機成分と、この重合体有機成分中の官能基と反応性を有する官能基を持った金属アルコキシド(a)を反応させて結合させることによって、重合体有機成分に結合した金属アルコキシド基を有するハイブリッド重合体が得られる。以下に、金属アルコキシド(a)を具体的に示す。   A polymer organic component comprising a polycarbonate resin having at least one, preferably two or more functional groups in the molecule obtained by the above-mentioned various methods, and a functional group having reactivity with the functional group in the polymer organic component. A hybrid polymer having a metal alkoxide group bonded to the organic component of the polymer is obtained by reacting and bonding the metal alkoxide (a) that is held. The metal alkoxide (a) is specifically shown below.

<金属アルコキシド(a)>
上記重合体有機成分と反応性を有する金属アルコキシド(a)として好ましいものは、下記一般式(a)で示される化合物である。
lmM(R’X)n …(a)
(式中、Rは炭素数1〜12、好ましくは1〜5のアルキル基、Aは炭素数1〜8、好ましくは1〜4のアルコキシ基、MはSi、Ti、Zr、Fe、Cu、Sn、B、Al、Ge、Ce、及びTaからなる群、好ましくはSi、Ti、及びZrからなる群から選択される金属元素、R’は炭素数1〜4、好ましくは2〜4のアルキレン基又はアルキリデン基、Xはイソシアネート基、エポキシ基、カルボキシル基、酸ハロゲン基、及び酸無水物基からなる群から選択される官能基、そしてlは0〜3の整数であり、m及びnは独立して1〜3の整数である。)
<Metal alkoxide (a)>
Preferred as the metal alkoxide (a) having reactivity with the polymer organic component is a compound represented by the following general formula (a).
R l A m M (R′X) n (a)
Wherein R is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms, A is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, M is Si, Ti, Zr, Fe, Cu, A metal element selected from the group consisting of Sn, B, Al, Ge, Ce and Ta, preferably a group consisting of Si, Ti and Zr, R ′ is an alkylene having 1 to 4 carbon atoms, preferably 2 to 4 carbon atoms A group or an alkylidene group, X is a functional group selected from the group consisting of an isocyanate group, an epoxy group, a carboxyl group, an acid halogen group, and an acid anhydride group, and l is an integer of 0 to 3, and m and n are It is an integer of 1 to 3 independently.)

上記のように酸化金属結合を有する構成単位における金属元素がSi、Ti及びZrからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。特に、金属元素がSiであることが好適である。すなわち、このような金属を選択した場合に、前記本発明におけるハイブリッド重合体の合成が容易であり、得られる重合体の化学的な安定性もある。また、ハイブリッド重合体は、後述の金属アルコキシド化合物(金属アルコキシド(b))と加水分解、重縮合(ゾル−ゲル反応)させることによって有機−無機ハイブリッド材料が得られる。
重合体有機成分と反応性を有する金属アルコキシド(a)としては、下記例のように広く選択することができる。
As described above, the metal element in the structural unit having a metal oxide bond is preferably at least one selected from the group consisting of Si, Ti and Zr. In particular, the metal element is preferably Si. That is, when such a metal is selected, the synthesis of the hybrid polymer in the present invention is easy, and the resulting polymer has chemical stability. Moreover, an organic-inorganic hybrid material is obtained by subjecting the hybrid polymer to hydrolysis and polycondensation (sol-gel reaction) with a metal alkoxide compound (metal alkoxide (b)) described later.
The metal alkoxide (a) having reactivity with the polymer organic component can be widely selected as in the following examples.

上記一般式(a)で表される金属アルコキシドとしては、モノイソシアネートトリアルコキシメタル類、モノイソシアネートジアルコキシメタル類、モノイソシアネートモノアルコキシメタル類、ジイソシアネートアルコキシメタル類、トリイソシアネートアルコキシメタル類、エポキシ基を官能基とする金属アルコキシド類、エポキシ基を官能基とするアルキルアルコキシシラン類、酸ハロゲン化物を官能基とする金属アルコキシド、あるいはアミノ基やメルカプト基を官能基とするアルコキシシラン類等が挙げられる。以下、このような金属アルコキシドを具体的に例示する。   Examples of the metal alkoxide represented by the general formula (a) include monoisocyanate trialkoxymetals, monoisocyanate dialkoxymetals, monoisocyanate monoalkoxymetals, diisocyanate alkoxymetals, triisocyanate alkoxymetals, and epoxy groups. Examples thereof include metal alkoxides having a functional group, alkylalkoxysilanes having an epoxy group as a functional group, metal alkoxides having an acid halide as a functional group, and alkoxysilanes having an amino group or a mercapto group as a functional group. Hereinafter, such metal alkoxides are specifically exemplified.

モノイソシアネートトリアルコキシメタル類としては、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、2−イソシアネートエチルトリエトキシシラン、2−イソシアネートエチルトリプロポキシジルコニウム、2−イソシアネートエチルトリブトキシスズ等が挙げられる。   Examples of monoisocyanate trialkoxymetals include 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane, 2-isocyanateethyltriethoxysilane, 2-isocyanateethyltripropoxyzirconium, 2-isocyanateethyltributoxytin, and the like. Can be mentioned.

モノイソシアネートジアルコキシメタル類としては、3−イソシアネートプロピルエチルジエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルエチルジイソプロポキシチタン、2−イソシアネートエチルエチルジプロポキシジルコニウム、2−イソシアネートエチルメチルジブトキシスズ、イソシアネートメチルジメトキシアルミニウム等が挙げられる。   Monoisocyanate dialkoxymetals include 3-isocyanatepropylethyldiethoxysilane, 3-isocyanatepropylethyldiisopropoxytitanium, 2-isocyanateethylethyldipropoxyzirconium, 2-isocyanateethylmethyldibutoxytin, and isocyanatemethyldimethoxyaluminum. Etc.

モノイソシアネートモノアルコキシメタル類としては、3−イソシアネートプロピルジエチルエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルジメチルイソプロポキシチタン、2−イソシアネートエチルジエチルプロポキシジルコニウム、2−イソシアネートエチルジメチルブトキシスズ、イソシアネートメチルメチルメトキシアルミニウム等が挙げられる。   Examples of monoisocyanate monoalkoxymetals include 3-isocyanatepropyldiethylethoxysilane, 3-isocyanatopropyldimethylisopropoxytitanium, 2-isocyanatoethyldiethylpropoxyzirconium, 2-isocyanatoethyldimethylbutoxytin, and isocyanatomethylmethylmethoxyaluminum. It is done.

ジイソシアネートアルコキシメタル類としては、ジ(3−イソシアネートプロピル)ジエトキシシラン、ジ(3−イソシアネートプロピル)メチルイソプロポキシチタン等が挙げられる。
また、トリイソシアネートアルコキシメタル類としては、エトキシシラントリイソシアネート等が挙げられる。
Examples of the diisocyanate alkoxymetals include di (3-isocyanatopropyl) diethoxysilane, di (3-isocyanatopropyl) methylisopropoxytitanium, and the like.
Moreover, ethoxysilane triisocyanate etc. are mentioned as triisocyanate alkoxymetals.

エポキシ基を官能基とする金属アルコキシドとしては、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルジメチルエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3,4−エポキシブチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシチタン、γ−グリシドキシプロピルメチルジイソプロポキシチタン、γ−グリシドキシプロピルジメチルイソプロポキシチタン、3,4−エポキシブチルトリプロポキシジルコニウム、3,4−エポキシブチルメチルジプロポキシジルコニウム、3,4−エポキシブチルジメチルプロポキシジルコニウム、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシスズ等が挙げられる。   Examples of the metal alkoxide having an epoxy group as a functional group include γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, and γ-glycidoxypropyldimethylethoxy. Silane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3,4-epoxybutyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriisopropoxytitanium, γ -Glycidoxypropylmethyl diisopropoxy titanium, γ-glycidoxypropyl dimethyl isopropoxy titanium, 3,4-epoxybutyl tripropoxyzirconium, 3,4-epoxybutylmethyl dipropoxyzirconium, 3,4-epoxybutyl Methyl propoxy zirconium, beta-(3,4-epoxycyclohexyl) ethyl triethoxy tin, and the like.

アルコキシ基を官能基とするアルキルアルコキシシラン類としては、メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、イソプロピルトリイソプロポキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジイソプロピルジイソプロポキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、トリイソプロピルイソプロポキシシラン等が挙げられる。   Alkyl alkoxysilanes having an alkoxy group as a functional group include methyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, isopropyltriisopropoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diisopropyldiisopropoxysilane, trimethylmethoxysilane, and triethyl. Examples thereof include ethoxysilane and triisopropylisopropoxysilane.

酸無水物化物を官能基とする金属アルコキシドとしては、3−(トリエトキシシリル)−2−メチルプロピルコハク酸無水物等が挙げられる。   Examples of the metal alkoxide having an acid anhydride as a functional group include 3- (triethoxysilyl) -2-methylpropyl succinic anhydride.

酸ハロゲン化物を官能基とする金属アルコキシドとしては、2−(4−クロロスルフォニルフェニル)エチルトリエトキシシラン等が挙げられる。   Examples of the metal alkoxide having an acid halide as a functional group include 2- (4-chlorosulfonylphenyl) ethyltriethoxysilane.

その他、アミノ基やメルカプト基を官能基とするアルコキシシラン類として、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。   Other examples of alkoxysilanes having amino groups or mercapto groups as functional groups include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, and 3-mercaptopropyltriethoxysilane. Can be mentioned.

更に、本発明における重合体有機成分と反応性を有する金属アルコキシド(a)として好ましいものは、下記一般式(b)で示される化合物を挙げることができる。
OM …(b)
(式中、Aは炭素数1〜8、好ましくは1〜4のアルコキシ基、MはSi、Ti、Zr、Fe、Cu、Sn、B、Al、Ge、Ce、Ta及びWからなる群、好ましくはSi、Ti、及びZrからなる群から選択される金属元素を、oは2〜6の整数を示す。)
Furthermore, the thing preferable as a metal alkoxide (a) reactive with the polymer organic component in this invention can mention the compound shown by the following general formula (b).
A O M (b)
(In the formula, A is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, M is a group consisting of Si, Ti, Zr, Fe, Cu, Sn, B, Al, Ge, Ce, Ta and W; Preferably, a metal element selected from the group consisting of Si, Ti, and Zr, o represents an integer of 2-6.)

上記のように酸化金属結合を有する構成単位における金属元素がSi、Ti及びZrからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。特に、金属元素がSiであることが好適である。この理由は前記と同様である。   As described above, the metal element in the structural unit having a metal oxide bond is preferably at least one selected from the group consisting of Si, Ti and Zr. In particular, the metal element is preferably Si. The reason for this is the same as described above.

具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン等のテトラアルコキシシラン類;テトラプロポキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトライソプロポキシジルコニウム、テトラプロポキシジルコニウム、テトラブトキシスズ、テトライソプロポキシスズ、トリイソプロポキシアルミニウム等の金属アルコキシド類が挙げられる。   Specifically, tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, and tetrabutoxysilane; tetrapropoxy titanium, tetraisopropoxy titanium, tetraisopropoxy zirconium, tetrapropoxy zirconium, tetrabutoxy tin, tetraisopropoxy tin, Examples thereof include metal alkoxides such as triisopropoxyaluminum.

前記金属アルコキシド(a)は、1種類だけでもよく、2種類以上を併用してもよい。また、1分子内に2種類以上の金属元素が含まれているような金属アルコキシドや1分子内に2個以上の繰り返し単位を有するオリゴマータイプの金属アルコキシドを用いてもよい。   The metal alkoxide (a) may be used alone or in combination of two or more. Alternatively, a metal alkoxide in which two or more kinds of metal elements are contained in one molecule or an oligomer type metal alkoxide having two or more repeating units in one molecule may be used.

前述のように、本発明におけるハイブリッド重合体は、分子内に1個、好ましくは2個以上の官能基を有する重合体有機成分と、金属アルコキシド(a)を反応させて得られ、反応に際しては触媒を使用することもできる。重合体有機成分と金属アルコキシド(a)との反応の具体例を以下に説明する。   As described above, the hybrid polymer in the present invention is obtained by reacting a metal organic alkoxide (a) with a polymer organic component having one, preferably two or more functional groups in the molecule. A catalyst can also be used. Specific examples of the reaction between the polymer organic component and the metal alkoxide (a) will be described below.

水酸基、アミノ基、カルボキシル基、チオール基等の活性水素を有する官能基を持つポリカーボネート樹脂からなる重合体有機成分(略、重合体)と、イソシアネート基、エポキシ基、カルボキシル基、酸ハロゲン化物基、酸無水物基等の官能基を持った金属アルコキシド(a)とを溶剤中で、好ましくは不活性ガス雰囲気下で反応させる。用いる溶剤は重合体と金属アルコキシド(a)を共に良く溶解させるものであればよい。   Polymer organic component (substantially, polymer) composed of a polycarbonate resin having a functional group having active hydrogen such as hydroxyl group, amino group, carboxyl group, thiol group, isocyanate group, epoxy group, carboxyl group, acid halide group, The metal alkoxide (a) having a functional group such as an acid anhydride group is reacted in a solvent, preferably in an inert gas atmosphere. Any solvent can be used as long as it dissolves both the polymer and the metal alkoxide (a) well.

一般には、重合体の溶液中へ金属アルコキシド(a)溶液、あるいは金属アルコキシド(a)をそのまま徐々に添加した後、室温下あるいはゆるやかに加温しながら反応させる。重合体中の官能基に対する、金属アルコキシド中の官能基量は1/10〜10/1当量比とすることが望ましい。
反応終了後は、反応液をそのまま用いるか、反応液を濃縮するか、あるいは多量の貧溶媒へ投入して反応生成物を析出させ、洗浄、精製、乾燥等の処理を行った後、後述の金属アルコキシド化合物(金属アルコキシド(b))と混合し、以降に示す次ステップのゾル−ゲル反応へ移ることができる。
In general, a metal alkoxide (a) solution or a metal alkoxide (a) is gradually added to a polymer solution as it is, and then reacted at room temperature or while gently warming. The amount of the functional group in the metal alkoxide with respect to the functional group in the polymer is desirably 1/10 to 10/1 equivalent ratio.
After completion of the reaction, the reaction solution is used as it is, or the reaction solution is concentrated, or poured into a large amount of poor solvent to precipitate the reaction product, followed by treatments such as washing, purification, and drying. It can mix with a metal alkoxide compound (metal alkoxide (b)), and can move to the sol-gel reaction of the next step shown below.

<金属アルコキシド化合物>
次に、本発明においてハイブリッド重合体と反応させる金属アルコキシド化合物(金属アルコキシド(b))として好ましいものは、下記一般式(c):
pM …(c)
(式中、Aは炭素数1〜8、好ましくは1〜4のアルコキシ基、MはSi、Ti、Zr、Fe、Cu、Sn、B、Al、Ge、Ce、Ta及びW等からなる群、好ましくはSi、Ti、及びZrからなる群から選択される金属元素、pは2〜6の整数を示す。)で表される化合物を挙げることができる。
<Metal alkoxide compound>
Next, what is preferable as the metal alkoxide compound (metal alkoxide (b)) to be reacted with the hybrid polymer in the present invention is the following general formula (c):
A p M (c)
(In the formula, A is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, M is a group consisting of Si, Ti, Zr, Fe, Cu, Sn, B, Al, Ge, Ce, Ta, W, and the like. , Preferably a metal element selected from the group consisting of Si, Ti, and Zr, and p represents an integer of 2 to 6.).

このような金属アルコキシド化合物の具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等のテトラアルコキシシラン類、テトラn−プロポキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタン等のテトラアルコキシチタン類、テトラn−プロポキシジルコニウム、テトライソプロポキシジルコニウム、テトラブトキシジルコニウム等のテトラアルコキシジルコニウム類、及びジメトキシ銅、ジエトキシバリウム、トリメトキシホウ素、トリエトキシガリウム、トリブトキシアルミニウム、テトラエトキシゲルマニウム、テトラブトキシ鉛、ペンタn−プロポキシタンタル、ヘキサエトキシタングステン等の金属アルコキシド類が挙げられる。   Specific examples of such metal alkoxide compounds include tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, and tetrabutoxysilane, tetra n-propoxy titanium, tetraisopropoxy titanium, tetrabutoxy titanium, and the like. Tetraalkoxytitanium, tetra-n-propoxyzirconium, tetraisopropoxyzirconium, tetrabutoxyzirconium and other tetraalkoxyzirconium, and dimethoxycopper, diethoxybarium, trimethoxyboron, triethoxygallium, tributoxyaluminum, tetraethoxygermanium , Metal alkoxides such as tetrabutoxy lead, penta-n-propoxy tantalum, and hexaethoxy tungsten.

上記ハイブリッド重合体と反応させる金属アルコキシド(b)として好ましいものは、一般式(c)においてMがSi、Ti及びZrからなる群から選択される少なくとも一種の金属アルコキシドであり、特に好ましいものはSiの金属アルコキシドである。Siアルコキシドは最も汎用性があり、応用展開しやすいという特徴がある。   What is preferable as the metal alkoxide (b) to be reacted with the hybrid polymer is at least one metal alkoxide selected from the group consisting of Si, Ti and Zr in the general formula (c), and particularly preferable is Si. Metal alkoxide. Si alkoxide has the most versatility and is characterized by easy application development.

更に、金属アルコキシド(b)として特に好ましいものは、下記一般式(d):
klM(R’mX)n …(d)
(式中、Rは水素か炭素数1〜12、好ましくは1〜5のアルキル基又はフェニル基、Aは炭素数1〜8、好ましくは1〜4のアルコキシ基、MはSi、Ti、Zr、Fe、Cu、Sn、B、Al、Ge、Ce、Ta及びW等からなる群、好ましくはSi、Ti、Zrからなる群から選択される金属元素、R’は炭素数1〜4、好ましくは2〜4のアルキレン基又はアルキリデン基、Xはイソシアネート基、エポキシ基、カルボキシル基、酸ハロゲン化物基、酸無水物基、アミノ基、チオール基、ビニル基、メタクリル基、ハロゲン原子からなる群から選択される官能基、kは0〜5の整数、lは1〜5の整数であり、mは0又は1、nは0〜5の整数を示す。)で表される化合物を挙げることができる。
Further, particularly preferred as the metal alkoxide (b) is the following general formula (d):
R k A l M (R ' m X) n ... (d)
(In the formula, R is hydrogen or an alkyl or phenyl group having 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms, A is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, M is Si, Ti, Zr. , Fe, Cu, Sn, B, Al, Ge, Ce, Ta, W, etc., preferably a metal element selected from the group consisting of Si, Ti, Zr, R ′ has 1 to 4 carbon atoms, preferably Is an alkylene group or alkylidene group of 2 to 4, X is an isocyanate group, an epoxy group, a carboxyl group, an acid halide group, an acid anhydride group, an amino group, a thiol group, a vinyl group, a methacryl group, or a halogen atom A functional group selected, k is an integer of 0 to 5, l is an integer of 1 to 5, m is 0 or 1, and n is an integer of 0 to 5). it can.

上記MがSiの場合を例とし、具体的に金属アルコキシド化合物を例示すれば、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリn−プロポキシシラン、ジメトキシシラン、ジエトキシシラン、ジイソプロポキシシラン、モノメトキシシラン、モノエトキシシラン、モノブトキシシラン、メチルジメトキシシラン、エチルジエトキシシラン、ジメチルメトキシシラン、ジイソプロピルイソプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリn−プロポキシシラン、ブチルトリブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジイソプロピルジイソプロポキシシラン、ジブチルジブトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、トリn−プロピルn−プロポキシシラン、トリブチルブトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン等のような(アルキル)アルコキシシラン;   For example, when M is Si, and specific examples of the metal alkoxide compound include trimethoxysilane, triethoxysilane, tri-n-propoxysilane, dimethoxysilane, diethoxysilane, diisopropoxysilane, and monomethoxysilane. , Monoethoxysilane, monobutoxysilane, methyldimethoxysilane, ethyldiethoxysilane, dimethylmethoxysilane, diisopropylisopropoxysilane, methyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrin-propoxysilane, butyltributoxysilane , Dimethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diisopropyldiisopropoxysilane, dibutyldibutoxysilane, trimethylmethoxysilane, triethylethoxysilane, tri-n-propyl - propoxysilane, tributyl-butoxy silane, phenyl trimethoxy silane, diphenyl diethoxy silane, (alkyl) alkoxysilanes such as triphenyl silane;

3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、2−イソシアネートエチルトリn−プロポキシシラン、3−イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、2−イソシアネートエチルエチルジブトキシシラン、3−イソシアネートプロピルジメチルイソプロポキシシラン、2−イソシアネートエチルジエチルブトキシシラン、ジ(3−イソシアネートプロピル)ジエトキシシラン、ジ(3−イソシアネートプロピル)メチルエトキシシラン、エトキシシラントリイソシアネート等のようなイソシアネート基を有する(アルキル)アルコキシシラン;   3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 2-isocyanatoethyltri-n-propoxysilane, 3-isocyanatopropylmethyldimethoxysilane, 2-isocyanatoethylethyldibutoxysilane, 3-isocyanatopropyldimethylisopropoxysilane, 2-isocyanatoethyldiethylbutoxy (Alkyl) alkoxysilanes having an isocyanate group such as silane, di (3-isocyanatopropyl) diethoxysilane, di (3-isocyanatopropyl) methylethoxysilane, ethoxysilane triisocyanate;

3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルジメチルエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3,4−エポキシブチルトリメトキシシラン等のようなエポキシ基を有する(アルキル)アルコキシシラン;   3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyldimethylethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3,4-epoxy (Alkyl) alkoxysilanes having an epoxy group such as butyltrimethoxysilane;

カルボキシメチルトリエトキシシラン、カルボキシメチルエチルジエトキシシラン、カルボキシエチルジメチルメトキシシラン等のようなカルボキシル基を有する(アルキル)アルコキシシラン;   (Alkyl) alkoxysilanes having a carboxyl group such as carboxymethyltriethoxysilane, carboxymethylethyldiethoxysilane, carboxyethyldimethylmethoxysilane and the like;

3−(トリエトキシシリル)−2−メチルプロピルコハク酸無水物等のような酸無水物基を有する(アルキル)アルコキシシラン;   (Alkyl) alkoxysilanes having acid anhydride groups such as 3- (triethoxysilyl) -2-methylpropyl succinic anhydride;

2−(4−クロロスルフォニルフェニル)エチルトリエトキシシラン等のような酸ハロゲン化物基を有する(アルキル)アルコキシシラン;   (Alkyl) alkoxysilanes having acid halide groups such as 2- (4-chlorosulfonylphenyl) ethyltriethoxysilane;

3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン等のようなアミノ基を有する(アルキル)アルコキシシラン;   3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, (Alkyl) alkoxysilane having an amino group such as N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane;

3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等のようなチオール基を有する(アルキル)アルコキシシラン;   (Alkyl) alkoxysilanes having a thiol group such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane and the like;

ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン等のようなビニル基を有する(アルキル)アルコキシシラン;   (Alkyl) alkoxysilanes having a vinyl group such as vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldiethoxysilane;

3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメチルシラン等のようなメタクリル基を有する(アルキル)アルコキシシラン;   (Alkyl) alkoxysilanes having a methacrylic group such as 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethylsilane;

トリエトキシフルオロシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−ブロモプロピルトリエトキシシラン、2−クロロエチルメチルジメトキシシラン等のようなハロゲン原子を有する(アルキル)アルコキシシラン;等を挙げることができる。   And (alkyl) alkoxysilane having a halogen atom such as triethoxyfluorosilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-bromopropyltriethoxysilane, 2-chloroethylmethyldimethoxysilane, and the like.

勿論、Siだけでなく、Ti、Zr、Fe、Cu、Sn、B、Al、Ge、Ce、Ta及びW等、他の金属においても同様の化合物を例示することができる。
金属アルコキシド(b)として好ましいものは、一般式(d)においてMがSi、Ti及びZrからなる群から選択される少なくとも一種の金属アルコキシドであり、特に好ましいものはSiの金属アルコキシドである。前記のようにSiアルコキシドは最も汎用性があり、応用展開しやすいという特徴がある。
Of course, similar compounds can be exemplified not only for Si but also for other metals such as Ti, Zr, Fe, Cu, Sn, B, Al, Ge, Ce, Ta and W.
Preferred as the metal alkoxide (b) is at least one metal alkoxide in which M in the general formula (d) is selected from the group consisting of Si, Ti and Zr, and particularly preferred is a metal alkoxide of Si. As described above, Si alkoxide has the most versatility and is characterized by easy application development.

上記金属アルコキシド化合物は、1種類だけでもよく、2種以上を併用してもよい。また、Mg[Al(iso−OC3742、Ba[Zr2(OC2542、(C37O)2Zr[Al(OC3742等の1分子内に2種以上の金属元素が含まれているような金属アルコキシド化合物や、テトラメトキシシランオリゴマーあるいはテトラエトキシシランオリゴマー等の1分子内に2個以上の繰り返し単位を有するオリゴマータイプの金属アルコキシド化合物を用いてもよい。また、アルコキシ基がアセトキシ基であってもよい。 The said metal alkoxide compound may be only one type, and may use 2 or more types together. Mg [Al (iso-OC 3 H 7 ) 4 ] 2 , Ba [Zr 2 (OC 2 H 5 ) 4 ] 2 , (C 3 H 7 O) 2 Zr [Al (OC 3 H 7 ) 4 ] An oligomer type having two or more repeating units in one molecule, such as a metal alkoxide compound in which two or more metal elements are contained in one molecule such as 2 , tetramethoxysilane oligomer or tetraethoxysilane oligomer The metal alkoxide compound may be used. Further, the alkoxy group may be an acetoxy group.

電荷輸送性の有機−無機ハイブリッド材料は、ハイブリッド重合体と金属アルコキシド(b)とをゾル−ゲル反応、すなわちハイブリッド重合体の金属アルコキシド基と、金属アルコキシド化合物の加水分解及び重縮合により架橋して一体化することにより得られる。
この反応の際、金属アルコキシド基を有するハイブリッド重合体と金属アルコキシド(b)との組成比は自由に変えることができる。金属アルコキシド基を有するハイブリッド重合体と金属アルコキシド(b)との重量比は1:99〜99:1、好ましくは10:90〜90:10である。
A charge transporting organic-inorganic hybrid material is obtained by crosslinking a hybrid polymer and a metal alkoxide (b) by a sol-gel reaction, that is, by hydrolysis and polycondensation of a metal alkoxide group of the hybrid polymer and a metal alkoxide compound. It is obtained by integrating.
In this reaction, the composition ratio between the hybrid polymer having a metal alkoxide group and the metal alkoxide (b) can be freely changed. The weight ratio of the hybrid polymer having a metal alkoxide group to the metal alkoxide (b) is 1:99 to 99: 1, preferably 10:90 to 90:10.

上記ゾル−ゲル反応による加水分解、重縮合とは、分子内に金属アルコキシド基を有するハイブリッド重合体及び金属アルコキシド(b)を水と反応させることによりアルコキシド基を水酸基に変換し、次いでこの水酸基を同時進行的に重縮合させることによりヒドロキシ金属基(例えば、−Si(OH)3)を有する重合体とヒドロキシ金属化合物が脱水反応あるいは隣接した分子と脱アルコール反応を生じ、無機的な共有結合を介して三次元的に架橋する反応をいう。
加水分解反応に用いられる水は全てのアルコキシ基を水酸基に変換するために必要な量を添加してもよいし、反応系中の水分を利用したり、大気中の水分を吸湿させて行ってもよい。反応条件としては、室温〜100℃で0.5〜24時間程度が望ましい。またその際、塩酸、硫酸、酢酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸等の酸性触媒や水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、トリエチルアミン、ピペリジン等の塩基性触媒を用いてもよい。得られた反応液はそのまま感光体の表面層を形成する塗工液としても使用できる。
Hydrolysis and polycondensation by the above sol-gel reaction means that a hybrid polymer having a metal alkoxide group in the molecule and a metal alkoxide (b) are reacted with water to convert the alkoxide group into a hydroxyl group, Simultaneous polycondensation causes a polymer having a hydroxy metal group (for example, —Si (OH) 3 ) and a hydroxy metal compound to undergo a dehydration reaction or a dealcoholization reaction with an adjacent molecule to form an inorganic covalent bond. This is a reaction that crosslinks three-dimensionally.
The water used for the hydrolysis reaction may be added in an amount necessary to convert all alkoxy groups to hydroxyl groups, or may be used by using moisture in the reaction system or absorbing moisture in the atmosphere. Also good. The reaction conditions are preferably from room temperature to 100 ° C. for about 0.5 to 24 hours. At that time, an acidic catalyst such as hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, or a basic catalyst such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, triethylamine, or piperidine may be used. The obtained reaction solution can be used as it is as a coating solution for forming the surface layer of the photoreceptor.

以上本発明の電子写真用感光体の表面層とその構成材料として含有される電荷輸送機能を有する有機−無機ハイブリッド材料について説明してきたが、更に有機−無機ハイブリッド材料を感光層中に含有させる実施形態について以下に説明する。   The surface layer of the electrophotographic photoreceptor of the present invention and the organic-inorganic hybrid material having a charge transport function contained as a constituent material thereof have been described above, but the organic-inorganic hybrid material is further contained in the photosensitive layer. The form will be described below.

本発明における感光体の表面層は、前述のように金属アルコキシド基を有するハイブリッド重合体と金属アルコキシド化合物(金属アルコキシド(b))を含有する塗工液を、前記図1〜4に示した構成に応じて塗布し、加水分解、重縮合により三次元的に架橋(硬化)することにより形成される。かかる塗工液は、必要に応じて溶媒により希釈して塗布される。   The surface layer of the photoreceptor in the present invention has the structure shown in FIGS. 1 to 4 as described above with reference to the coating liquid containing the hybrid polymer having a metal alkoxide group and the metal alkoxide compound (metal alkoxide (b)) as described above. It is formed by coating in accordance with, and three-dimensionally crosslinking (curing) by hydrolysis and polycondensation. Such a coating solution is applied by diluting with a solvent as necessary.

この際に用いられる溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール系、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系、テトラヒドロフラン、ジオキサン、プロピルエーテルなどのエーテル系、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、クロロベンゼンなどのハロゲン系、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、セロソルブアセテートなどのセロソルブ系などが挙げられる。これらの溶媒は単独または2種以上を混合して用いてもよい。溶媒による希釈率は組成物の溶解性、塗工法、目的とする膜厚により変り、任意である。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート、リングコート法などを用いて行なうことができる。   Solvents used here include alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone, esters such as ethyl acetate and butyl acetate, tetrahydrofuran, dioxane and propyl. Examples include ethers such as ethers, halogens such as dichloromethane, dichloroethane, trichloroethane, and chlorobenzene, aromatics such as benzene, toluene, and xylene, and cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, and cellosolve acetate. These solvents may be used alone or in combination of two or more. The dilution ratio with the solvent varies depending on the solubility of the composition, the coating method, and the target film thickness, and is arbitrary. The coating can be performed using a dip coating method, spray coating, bead coating, ring coating method or the like.

上記金属アルコキシド基を有するハイブリッド重合体と金属アルコキシド(b)を含有する塗工液を塗布する前に、酸性触媒を少量加えて、室温〜100℃で0.5〜24時間程度の加水分解反応をさせておくと、より架橋反応が進行しやすい。
塗工液の塗布後、ゾル−ゲル反応により表面層を形成する条件としては、50〜250℃で5分〜24時間程度、加熱処理を行うのがよい。50℃未満では反応速度が遅く、完全には反応が終了しない。250℃より高温では反応が不均一に進行し表面層中に大きな歪みが発生する。硬化反応を均一に進めるために、100℃未満の比較的低温で加熱後、更に100℃以上に加温し反応を完結させる方法も有効である。
Before applying the coating liquid containing the hybrid polymer having a metal alkoxide group and the metal alkoxide (b), a small amount of an acidic catalyst is added, and the hydrolysis reaction is performed at room temperature to 100 ° C. for about 0.5 to 24 hours. If the reaction is allowed to proceed, the crosslinking reaction is more likely to proceed.
As a condition for forming the surface layer by sol-gel reaction after the application of the coating liquid, it is preferable to perform heat treatment at 50 to 250 ° C. for about 5 minutes to 24 hours. Below 50 ° C., the reaction rate is slow and the reaction is not completely completed. When the temperature is higher than 250 ° C., the reaction proceeds non-uniformly and a large strain is generated in the surface layer. In order to advance the curing reaction uniformly, it is also effective to complete the reaction by heating at a relatively low temperature of less than 100 ° C. and then heating to 100 ° C. or more.

表面層の膜厚は、前述のように感光層が単層であるか、もしくは多層であるかその感光体の層構造によって異なる。具体的な膜厚に関しては、層構造とともに以降に記載する。   The film thickness of the surface layer varies depending on whether the photosensitive layer is a single layer or a multilayer, as described above, or the layer structure of the photoreceptor. The specific film thickness will be described later together with the layer structure.

加水分解及び重縮合により架橋(硬化)して一体化した有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有する表面層は、有機溶媒に対して、不溶であることが好ましい。表面層を形成する膜の硬化が十分でない場合には、有機溶媒に対して可溶であり、且つ架橋密度が低いため、機械的耐久性も低くなる。   The surface layer containing, as a constituent material, an organic-inorganic hybrid material integrated by crosslinking (curing) by hydrolysis and polycondensation is preferably insoluble in an organic solvent. When the film forming the surface layer is not sufficiently cured, it is soluble in an organic solvent and has a low crosslink density, so that the mechanical durability is also lowered.

以下、感光層について説明する。
感光層は、多層(積層構造)でも単層(単層構造)でもよい。例えば、前記図1〜4に示したように、積層構造の例としては、電荷発生物質を含む電荷発生層と、有機−無機ハイブリッド材料を含有する電荷輸送層とが積層構成された感光層(図3:ケース1)、または電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む下部電荷輸送層と有機−無機ハイブリッド材料を含有する上部電荷輸送層とが積層構成された感光層(図4:ケース2)、あるいは電荷発生物質と電荷輸送物質の両方を含む下部感光層と、有機−無機ハイブリッド材料を含有する上部感光層とが積層構成された感光層(図2:ケース3)がある。なお、電荷発生物質を含む電荷発生層とは、電荷発生機能を有する電荷発生層であり、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とは、電荷輸送機能を有する電荷輸送層である。
一方、単層構造の例としては、電荷発生物質と電荷輸送物質の両方を含んで単層構成された感光層(図1:ケース4)がある。電荷発生物質と電荷輸送物質の両方を含む単層構造から構成されるとは、電荷発生機能と電荷輸送機能を同時に有することを意味する。
以下、積層構造からなる感光層及び単層構造からなる感光層のそれぞれについて述べる。
Hereinafter, the photosensitive layer will be described.
The photosensitive layer may be a multilayer (laminated structure) or a single layer (single layer structure). For example, as shown in FIGS. 1 to 4, as an example of a laminated structure, a photosensitive layer (a charge generating layer containing a charge generating substance and a charge transport layer containing an organic-inorganic hybrid material) FIG. 3: Case 1), or a photosensitive layer in which a charge generation layer containing a charge generation material, a lower charge transport layer containing a charge transport material, and an upper charge transport layer containing an organic-inorganic hybrid material are laminated (FIG. 4: Case 2), or a photosensitive layer (FIG. 2: Case 3) in which a lower photosensitive layer containing both a charge generation material and a charge transport material and an upper photosensitive layer containing an organic-inorganic hybrid material are laminated. is there. Note that a charge generation layer containing a charge generation material is a charge generation layer having a charge generation function, and a charge transport layer containing a charge transport material is a charge transport layer having a charge transport function.
On the other hand, as an example of the single layer structure, there is a photosensitive layer (FIG. 1: Case 4) having a single layer structure including both a charge generation material and a charge transport material. Having a single layer structure including both a charge generation material and a charge transport material means having both a charge generation function and a charge transport function.
Hereinafter, each of the photosensitive layer having a laminated structure and the photosensitive layer having a single layer structure will be described.

[感光層]
〔積層構造からなる感光層:ケース1、ケース2〕
(電荷発生層)
電荷発生層は、電荷発生機能を有する電荷発生物質を主成分とする層で、必要に応じて結着樹脂(以下、「バインダー樹脂」と呼称することがある。)を併用することもできる。電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を用いることができる。
[Photosensitive layer]
[Photosensitive layer having a laminated structure: Case 1 and Case 2]
(Charge generation layer)
The charge generation layer is a layer mainly composed of a charge generation material having a charge generation function, and a binder resin (hereinafter also referred to as “binder resin”) may be used in combination as necessary. As the charge generation material, inorganic materials and organic materials can be used.

無機系材料には、結晶セレン、アモルファス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物や、アモルファス・シリコン等が挙げられる。アモルファス・シリコンにおいては、ダングリングボンドを水素原子、ハロゲン原子でターミネートしたものや、ホウ素原子、リン原子等をドープしたものが良好に用いられる。   Inorganic materials include crystalline selenium, amorphous selenium, selenium-tellurium, selenium-tellurium-halogen, selenium-arsenic compounds, and amorphous silicon. In amorphous silicon, dangling bonds that are terminated with hydrogen atoms or halogen atoms, or those that are doped with boron atoms, phosphorus atoms, or the like are preferably used.

一方、有機系材料としては、公知の材料を用いることができる。例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。   On the other hand, a known material can be used as the organic material. For example, phthalocyanine pigments such as metal phthalocyanine and metal-free phthalocyanine, azulenium salt pigments, squaric acid methine pigments, azo pigments having carbazole skeleton, azo pigments having triphenylamine skeleton, azo pigments having diphenylamine skeleton, dibenzothiophene skeleton Azo pigments having fluorenone skeleton, azo pigments having oxadiazole skeleton, azo pigments having bis-stilbene skeleton, azo pigments having distyryl oxadiazole skeleton, azo pigments having distyrylcarbazole skeleton, perylene Pigments, anthraquinone or polycyclic quinone pigments, quinoneimine pigments, diphenylmethane and triphenylmethane pigments, benzoquinone and naphthoquinone pigments, cyanine and azomethine pigments, Goido based pigments, and bisbenzimidazole pigments. These charge generation materials can be used alone or as a mixture of two or more.

電荷発生層に必要に応じて用いられるバインダー樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミドなどが挙げられる。これらのバインダー樹脂は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。   As a binder resin used as necessary for the charge generation layer, polyamide, polyurethane, epoxy resin, polyketone, polycarbonate, silicone resin, acrylic resin, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl ketone, polystyrene, poly-N-vinylcarbazole, Examples include polyacrylamide. These binder resins can be used alone or as a mixture of two or more.

また、電荷発生層のバインダー樹脂として上述のバインダー樹脂の他に、電荷輸送機能を有する高分子電荷輸送物質、例えば、アリールアミン骨格やベンジジン骨格やヒドラゾン骨格やカルバゾール骨格やスチルベン骨格やピラゾリン骨格等を有するポリカーボネート、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリシロキサン、アクリル樹脂等の高分子材料やポリシラン骨格を有する高分子材料等を用いることができる。   In addition to the binder resin described above as a binder resin for the charge generation layer, a polymer charge transport material having a charge transport function, such as an arylamine skeleton, benzidine skeleton, hydrazone skeleton, carbazole skeleton, stilbene skeleton, pyrazoline skeleton, etc. Polymer materials such as polycarbonate, polyester, polyurethane, polyether, polysiloxane, and acrylic resin, polymer materials having a polysilane skeleton, and the like can be used.

前者の具体的な例としては、特開平01−001728号公報、特開平01−009964号公報、特開平01−013061号公報、特開平01−019049号公報、特開平01−241559号公報、特開平04−011627号公報、特開平04−175337号公報、特開平04−183719号公報、特開平04−225014号公報、特開平04−230767号公報、特開平04−320420号公報、特開平05−232727号公報、特開平05−310904号公報、特開平06−234836号公報、特開平06−234837号公報、特開平06−234838号公報、特開平06−234839号公報、特開平06−234840号公報、特開平06−234841号公報、特開平06−239049号公報、特開平06−236050号公報、特開平06−236051号公報、特開平06−295077号公報、特開平07−056374号公報、特開平08−176293号公報、特開平08−208820号公報、特開平08−211640号公報、特開平08−253568号公報、特開平08−269183号公報、特開平09−062019号公報、特開平09−043883号公報、特開平09−71642号公報、特開平09−87376号公報、特開平09−104746号公報、特開平09−110974号公報、特開平09−110976号公報、特開平09−157378号公報、特開平09−221544号公報、特開平09−227669号公報、特開平09−235367号公報、特開平09−241369号公報、特開平09−268226号公報、特開平09−272735号公報、特開平09−302084号公報、特開平09−302085号公報、特開平09−328539号公報等に記載の電荷輸送性高分子材料が挙げられる。
また、後者の具体例としては、例えば特開昭63−285552号公報、特開平05−19497号公報、特開平05−70595号公報、特開平10−73944号公報等に記載のポリシリレン重合体が例示される。
Specific examples of the former include JP-A-01-001728, JP-A-01-009964, JP-A-01-013061, JP-A-01-019049, JP-A-01-241559, No. 04-011627, No. 04-175337, No. 04-183719, No. 04-2225014, No. 04-230767, No. 04-320420, No. 05 -232727, JP-A 05-310904, JP-A 06-234836, JP-A 06-234837, JP-A 06-234838, JP-A 06-234839, JP-A 06-234840. No. 1, JP-A 06-234841, JP-A 06-239049, Japanese Unexamined Patent Publication Nos. 06-236050, 06-236051, 06-295077, 07-0756374, 08-176293, 08-208820, 08 No. -21640, JP 08-253568, JP 08-269183, JP 09-062019, JP 09-043883, JP 09-71642, JP 09-87376. JP-A 09-104746, JP-A 09-110974, JP-A 09-110976, JP-A 09-157378, JP-A 09-221544, JP-A 09-227669. JP 09-235367 A, JP 09-241369 A Charge transporting polymer materials described in JP 09-268226 A, JP 09-272735 A, JP 09-302084 A, JP 09-302085 A, JP 09-328539 A, etc. Can be mentioned.
Specific examples of the latter include polysilylene polymers described in, for example, JP-A No. 63-285552, JP-A No. 05-19497, JP-A No. 05-70595, JP-A No. 10-73944, and the like. Illustrated.

また、電荷発生層には低分子電荷輸送物質を含有させることができる。
電荷発生層に併用できる低分子電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。
The charge generation layer may contain a low molecular charge transport material.
Low molecular charge transport materials that can be used in the charge generation layer include hole transport materials and electron transport materials.

電子輸送物質としては、たとえばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4−オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイド、ジフェノキノン誘導体などの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。   Examples of the electron transporting material include chloroanil, bromanyl, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,4,5,7-tetranitro-9-fluorenone, 2,4 , 5,7-tetranitroxanthone, 2,4,8-trinitrothioxanthone, 2,6,8-trinitro-4H-indeno [1,2-b] thiophen-4-one, 1,3,7-tri Examples thereof include electron-accepting substances such as nitrodibenzothiophene-5,5-dioxide and diphenoquinone derivatives. These electron transport materials can be used alone or as a mixture of two or more.

正孔輸送物質としては、以下に例示される電子供与性物質が挙げられ、良好に用いられる。正孔輸送物質としては、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、9−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジェン誘導体、ピレン誘導体等、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体等、その他公知の材料が挙げられる。これらの正孔輸送物質は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。   Examples of the hole transporting material include the electron donating materials exemplified below and are used favorably. As hole transport materials, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, monoarylamine derivatives, diarylamine derivatives, triarylamine derivatives, stilbene derivatives, α-phenylstilbene derivatives, benzidine derivatives, diarylmethane derivatives, triaryls Other known materials such as methane derivatives, 9-styrylanthracene derivatives, pyrazoline derivatives, divinylbenzene derivatives, hydrazone derivatives, indene derivatives, butadiene derivatives, pyrene derivatives, bisstilbene derivatives, enamine derivatives, and the like can be given. These hole transport materials can be used alone or as a mixture of two or more.

電荷発生層を形成する方法としては、大きく分けて、真空薄膜作製法と溶液分散系からのキャスティング法とが挙げられる。
真空薄膜作製法としては、真空蒸着法、グロー放電分解法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、CVD法等が用いられ、上述した無機系材料、有機系材料が良好に形成できる。
また、後述のキャスティング法によって電荷発生層を設けるには、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を必要ならばバインダー樹脂と共にテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、トルエン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、アニソール、キシレン、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、酢酸ブチル等の溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミル、ビーズミル等により分散し、分散液を適度に希釈して塗布することにより、形成できる。また、必要に応じて、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のレベリング剤を添加することができる。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート、リングコート法などを用いて行なうことができる。
以上のようにして設けられる電荷発生層の膜厚は、0.01〜5μm程度が適当であり、好ましくは0.05〜2μmである。
The method for forming the charge generation layer can be broadly classified into a vacuum thin film preparation method and a casting method from a solution dispersion system.
As the vacuum thin film preparation method, a vacuum deposition method, a glow discharge decomposition method, an ion plating method, a sputtering method, a reactive sputtering method, a CVD method, or the like is used, and the above-described inorganic materials and organic materials can be formed satisfactorily. .
In addition, in order to provide a charge generation layer by the casting method described later, if necessary, the inorganic or organic charge generation material together with a binder resin, tetrahydrofuran, dioxane, dioxolane, toluene, dichloromethane, monochlorobenzene, dichloroethane, cyclohexanone, cyclohexane. Can be formed by dispersing with a ball mill, attritor, sand mill, bead mill, etc. using a solvent such as pentanone, anisole, xylene, methyl ethyl ketone, acetone, ethyl acetate, butyl acetate, etc. . Moreover, leveling agents, such as a dimethyl silicone oil and a methylphenyl silicone oil, can be added as needed. The coating can be performed using a dip coating method, spray coating, bead coating, ring coating method or the like.
The thickness of the charge generation layer provided as described above is suitably about 0.01 to 5 μm, preferably 0.05 to 2 μm.

(電荷輸送層)
電荷輸送層は電荷輸送機能を有する層であり、本発明の電荷輸送性構造からなる構成単位を有する有機−無機ハイブリッド材料は、図3(電荷輸送層)あるいは図4(上部電荷輸送層)に示したように、感光層の最外層として構成される表面層の構成材料として有用に用いられる。
有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有する表面層が図3のような電荷輸送層そのものである場合には、前述の記表面層作製方法に記載したように電荷発生層上に本発明における金属アルコキシド基を有するハイブリッド重合体と金属アルコキシド(b)を含有する塗工液を塗布し、必要に応じて乾燥後、加熱によりゾル−ゲル反応を促進して架橋し一体化させることによって、有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有する表面層を形成することができる。
形成される表面層の膜厚は、10〜30μm、好ましくは10〜25μmである。10μmより薄いと充分な帯電電位が維持できず、30μmより厚いと硬化時の体積収縮により下層との剥離が生じやすくなる。
(Charge transport layer)
The charge transport layer is a layer having a charge transport function, and the organic-inorganic hybrid material having the structural unit having the charge transport structure of the present invention is shown in FIG. 3 (charge transport layer) or FIG. 4 (upper charge transport layer). As shown, it is useful as a constituent material of the surface layer that is configured as the outermost layer of the photosensitive layer.
When the surface layer containing the organic-inorganic hybrid material as a constituent material is the charge transport layer itself as shown in FIG. 3, the metal in the present invention is formed on the charge generation layer as described in the above-mentioned surface layer preparation method. A coating solution containing a hybrid polymer having an alkoxide group and a metal alkoxide (b) is applied, dried if necessary, and then heated to promote a sol-gel reaction to be crosslinked and integrated to form an organic- A surface layer containing an inorganic hybrid material as a constituent material can be formed.
The thickness of the surface layer to be formed is 10 to 30 μm, preferably 10 to 25 μm. If it is thinner than 10 μm, a sufficient charging potential cannot be maintained, and if it is thicker than 30 μm, peeling from the lower layer tends to occur due to volume shrinkage during curing.

また、有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有する表面層が図4のような上部電荷輸送層である場合には、先ず、電荷輸送層を構成する下部電荷輸送層を、電荷輸送機能を有する電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散した塗工液を用いて電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成し、この下部電荷輸送層の上に本発明における金属アルコキシド基を有するハイブリッド重合体と金属アルコキシド(b)を含有する塗工液を塗布し、加熱によりゾル−ゲル反応を促進して架橋し一体化させて有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有する上部電荷輸送層、すなわち表面層を形成することができる。
具体的には、例えば、電荷発生層、下部電荷輸送層を積層形成した後、ハイブリッド重合体と金属アルコキシド(b)を含有する塗工液をスプレー等により塗布する。その後、比較的低温で短時間乾燥し(25〜80℃、1〜10分間)、更に100〜160℃、10〜60分間加熱して硬化させて表面層を形成する
When the surface layer containing the organic-inorganic hybrid material as a constituent material is the upper charge transport layer as shown in FIG. 4, first, the lower charge transport layer constituting the charge transport layer has a charge transport function. The charge transport material and the binder resin are formed by coating and drying on the charge generation layer using a coating solution obtained by dissolving or dispersing in a suitable solvent, and the metal alkoxide group in the present invention is formed on the lower charge transport layer. An upper charge containing an organic-inorganic hybrid material as a constituent material by applying a coating liquid containing a hybrid polymer having a alkoxide and a metal alkoxide (b), promoting a sol-gel reaction by heating, and cross-linking and integrating them A transport layer, ie a surface layer, can be formed.
Specifically, for example, after a charge generation layer and a lower charge transport layer are laminated, a coating solution containing a hybrid polymer and a metal alkoxide (b) is applied by spraying or the like. Then, it is dried at a relatively low temperature for a short time (25 to 80 ° C., 1 to 10 minutes), and further heated and cured at 100 to 160 ° C. for 10 to 60 minutes to form a surface layer.

表面層が上部電荷輸送層である場合、その表面層の膜厚としては、1〜20μm、好ましくは2〜10μmである。1μmより薄いと膜厚ムラによって耐久性がバラツキ、20μmより厚いと電荷輸送層全体の膜厚が厚くなり、電荷の拡散が生じて画像の再現性が低下する。   When the surface layer is an upper charge transport layer, the thickness of the surface layer is 1 to 20 μm, preferably 2 to 10 μm. If the thickness is less than 1 μm, the durability varies due to unevenness of the film thickness. If the thickness is more than 20 μm, the film thickness of the entire charge transport layer is increased, resulting in charge diffusion and lowering of image reproducibility.

上記において下部電荷輸送層の形成に用いられる電荷輸送物質としては、前記電荷発生層において記載した電子輸送物質、正孔輸送物質及び高分子電荷輸送物質を用いることができる。前述したように高分子電荷輸送物質を用いることにより、上部電荷輸送層(表面層)塗工時における下部電荷輸送層の溶解性を低減でき、とりわけ有用である。
また、下部電荷輸送層の形成に用いられる結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。
電荷輸送物質の量は結着樹脂100重量部に対し、20〜300重量部、好ましくは40〜150重量部が適当である。但し、高分子電荷輸送物質を用いる場合は、単独でも結着樹脂との併用も可能である。
In the above, as the charge transport material used for forming the lower charge transport layer, the electron transport material, hole transport material and polymer charge transport material described in the charge generation layer can be used. As described above, the use of the polymer charge transport material can reduce the solubility of the lower charge transport layer when the upper charge transport layer (surface layer) is applied, and is particularly useful.
The binder resin used to form the lower charge transport layer includes polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, polyester, polyvinyl chloride, and vinyl chloride. -Vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, polyarylate resin, phenoxy resin, polycarbonate, cellulose acetate resin, ethyl cellulose resin, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl toluene, poly-N-vinyl carbazole, acrylic resin, Examples thereof include thermoplastic or thermosetting resins such as silicone resins, epoxy resins, melamine resins, urethane resins, phenol resins, alkyd resins, and the like.
The amount of the charge transport material is appropriately 20 to 300 parts by weight, preferably 40 to 150 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin. However, when a polymer charge transport material is used, it can be used alone or in combination with a binder resin.

下部電荷輸送層の塗工に用いられる溶媒としては、前記電荷発生層と同様なものが使用できるが、電荷輸送物質及び結着樹脂を良好に溶解するものが適している。これらの溶剤は単独で使用しても2種以上混合して使用してもよい。また、下部電荷輸送層の形成には電荷発生層と同様な塗工法が可能である。   As the solvent used for coating the lower charge transport layer, the same solvent as the charge generation layer can be used, but a solvent that dissolves the charge transport material and the binder resin well is suitable. These solvents may be used alone or in combination of two or more. The lower charge transport layer can be formed by the same coating method as that for the charge generation layer.

また、下部電荷輸送層の形成に用いられる塗工液には、必要により可塑剤やレベリング剤を添加することもできる。
下部電荷輸送層に併用できる可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等の一般の樹脂可塑剤として使用されているものがそのまま使用でき、その使用量は、結着樹脂100重量部に対して0〜30重量部程度が適当である。
下部電荷輸送層に併用できるレベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマーが使用され、その使用量は、結着樹脂100重量部に対して0〜1重量部程度が適当である。
下部電荷輸送層の膜厚は、5〜40μm程度が適当であり、好ましくは10〜30μm程度が適当である。
Moreover, a plasticizer and a leveling agent can also be added to the coating liquid used for forming the lower charge transport layer, if necessary.
As a plasticizer that can be used in combination with the lower charge transport layer, those used as general resin plasticizers such as dibutyl phthalate and dioctyl phthalate can be used as they are, and the amount used is 0 with respect to 100 parts by weight of the binder resin. About 30 parts by weight is appropriate.
Leveling agents that can be used in combination with the lower charge transport layer include silicone oils such as dimethyl silicone oil and methylphenyl silicone oil, and polymers or oligomers having a perfluoroalkyl group in the side chain. About 0 to 1 part by weight is appropriate for 100 parts by weight of the resin.
The thickness of the lower charge transport layer is suitably about 5 to 40 μm, preferably about 10 to 30 μm.

〔積層構造からなる感光層(ケース3)〕
図2に示したような多層からなる感光層の場合には、先ず、感光層の下部感光層を、電荷発生機能を有する電荷発生物質と電荷輸送機能を有する電荷輸送物質、及び結着樹脂を適当な溶媒に溶解ないし分散した塗工液を用いて、導電性支持体上に塗布、乾燥することによって形成し、次に、この下部感光層上に本発明における金属アルコキシド基を有するハイブリッド重合体と金属アルコキシド(b)を含有する塗工液を塗布し、加熱によりゾル−ゲル反応を促進して架橋し一体化させた有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有する上部感光層、すなわち表面層を形成することができる。
表面層の膜厚としては、1〜20μm、好ましくは2〜10μmである。1μmより薄いと膜厚ムラによって耐久性のバラツキが生じる。
[Photosensitive layer having a laminated structure (case 3)]
In the case of a multi-layered photosensitive layer as shown in FIG. 2, first, the lower photosensitive layer of the photosensitive layer is made of a charge generating material having a charge generating function, a charge transporting material having a charge transport function, and a binder resin. A hybrid polymer having a metal alkoxide group according to the present invention formed on the lower photosensitive layer by coating and drying on a conductive support using a coating solution dissolved or dispersed in a suitable solvent. And an upper photosensitive layer, ie, a surface layer, containing an organic-inorganic hybrid material which is formed by applying a coating solution containing alkoxide and metal alkoxide (b) and promoting sol-gel reaction by heating to crosslink and integrate them. Can be formed.
The film thickness of the surface layer is 1 to 20 μm, preferably 2 to 10 μm. When the thickness is less than 1 μm, the durability varies due to the film thickness unevenness.

下部感光層用の塗工液には、必要により可塑剤やレベリング剤等を添加することもできる。また、電荷発生物質の分散方法、電荷発生物質、電荷輸送物質、可塑剤、レベリング剤等は、前記電荷発生層、電荷輸送層において既に述べたものと同様なものが使用できる。結着樹脂としては、先に電荷輸送層の項で挙げた結着樹脂のほかに、電荷発生層で挙げた結着樹脂(バインダー樹脂)を混合して用いてもよい。また、先に挙げた高分子電荷輸送物質も使用可能であり、これを使用することによって上部感光層へ、下部感光層の組成物が混入するのを低減することができる点で有用である。
かかる下部感光層の膜厚は、5〜30μm程度が適当であり、好ましくは10〜25μm程度が適当である。
If necessary, a plasticizer, a leveling agent, or the like can be added to the coating solution for the lower photosensitive layer. As the charge generation material dispersion method, the charge generation material, the charge transport material, the plasticizer, the leveling agent and the like, those similar to those already described in the charge generation layer and the charge transport layer can be used. As the binder resin, the binder resin (binder resin) mentioned in the charge generation layer may be mixed and used in addition to the binder resin mentioned above in the charge transport layer. In addition, the above-described polymer charge transport materials can also be used, which is useful in that the use of this can reduce the mixing of the composition of the lower photosensitive layer into the upper photosensitive layer.
The thickness of the lower photosensitive layer is suitably about 5 to 30 μm, preferably about 10 to 25 μm.

上記ケース3の感光層中に含有される電荷発生物質は、感光層全量に対し1〜30重量%が好ましく、感光層の下層感光層に含有される結着樹脂は、全量の20〜80重量%、電荷輸送物質は10〜70重量部が良好に用いられる。   The charge generation material contained in the photosensitive layer of the case 3 is preferably 1 to 30% by weight with respect to the total amount of the photosensitive layer, and the binder resin contained in the lower photosensitive layer of the photosensitive layer is 20 to 80% by weight of the total amount. %, And 10 to 70 parts by weight of the charge transport material is preferably used.

〔単層構造からなる感光層(ケース4)〕
図1に示したような単層からなる感光層は、電荷発生物質と、本発明における金属アルコキシド基を有するハイブリッド重合体と、金属アルコキシド(b)とを含有する塗工液を調製し、この塗工液を導電支持体上に塗布して、必要に応じて乾燥後、加熱させることによって有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有する感光層、すなわち表面層が形成される。なお、電荷発生物質は予め溶媒と共に分散した液を表面層用の塗工液に加えてもよい。
[Photosensitive layer having a single layer structure (case 4)]
A photosensitive layer comprising a single layer as shown in FIG. 1 is prepared by preparing a coating solution containing a charge generating material, a hybrid polymer having a metal alkoxide group in the present invention, and a metal alkoxide (b). A photosensitive layer containing an organic-inorganic hybrid material as a constituent material, that is, a surface layer, is formed by applying a coating solution on a conductive support, drying it if necessary, and heating it. In addition, you may add the liquid in which the charge generation material was previously disperse | distributed with the solvent to the coating liquid for surface layers.

表面層の膜厚は、10〜30μm、好ましくは10〜25μmである。10μmより薄いと充分な帯電電位が維持できず、30μmより厚いと硬化時の体積収縮により導電支持体上または下引き層との剥離が生じやすくなる。
単層構造の感光層中に含有される電荷発生物質は感光層全量に対し1〜30重量%が好ましい。
The film thickness of the surface layer is 10 to 30 μm, preferably 10 to 25 μm. If the thickness is less than 10 μm, a sufficient charging potential cannot be maintained. If the thickness is more than 30 μm, peeling from the conductive support or the undercoat layer tends to occur due to volume shrinkage during curing.
The charge generating material contained in the photosensitive layer having a single layer structure is preferably 1 to 30% by weight based on the total amount of the photosensitive layer.

[導電性支持体]
導電性支持体としては、体積抵抗1010Ω・cm以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいはアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板およびそれらを押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理を施した管などを使用することができる。また、特開昭52−36016号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体として用いることができる。
[Conductive support]
Examples of the conductive support include those having a volume resistance of 10 10 Ω · cm or less, such as metals such as aluminum, nickel, chromium, nichrome, copper, gold, silver, and platinum, tin oxide, and indium oxide. After metal oxide is deposited or sputtered, film or cylindrical plastic, paper coated, or aluminum, aluminum alloy, nickel, stainless steel, etc. Pipes that have been subjected to surface treatment such as cutting, super-finishing, and polishing can be used. Further, endless nickel belts and endless stainless steel belts disclosed in JP-A-52-36016 can also be used as the conductive support.

この他、上記支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものについても、本発明の導電性支持体として用いることができる。   In addition, those obtained by dispersing and coating conductive powder in an appropriate binder resin on the support can also be used as the conductive support of the present invention.

この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、また、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズ、ITOなどの金属酸化物粉体などが挙げられる。また、同時に用いられる結着樹脂には、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂が挙げられる。このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。   Examples of the conductive powder include carbon black, acetylene black, metal powder such as aluminum, nickel, iron, nichrome, copper, zinc and silver, or metal oxide powder such as conductive tin oxide and ITO. Can be mentioned. The binder resin used at the same time is polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, polyester, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer. , Polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, polyarylate resin, phenoxy resin, polycarbonate, cellulose acetate resin, ethyl cellulose resin, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl toluene, poly-N-vinyl carbazole, acrylic resin, silicone resin, epoxy resin, Thermoplastic, thermosetting resin or photo-curing resin such as melamine resin, urethane resin, phenol resin, alkyd resin and the like can be mentioned. Such a conductive layer can be provided by dispersing and coating these conductive powder and binder resin in a suitable solvent such as tetrahydrofuran, dichloromethane, methyl ethyl ketone, and toluene.

さらに、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン(登録商標)などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、本発明の導電性支持体として良好に用いることができる。   Furthermore, it is electrically conductive by a heat-shrinkable tube in which the conductive powder is contained in a material such as polyvinyl chloride, polypropylene, polyester, polystyrene, polyvinylidene chloride, polyethylene, chlorinated rubber, Teflon (registered trademark) on a suitable cylindrical substrate. Those provided with a conductive layer can also be used favorably as the conductive support of the present invention.

[中間層]
本発明の感光体においては、有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有する表面層が感光層の表面部分となる場合、表面層へ下層成分が混入するのを抑制したり、表面層と下層の接着性を改善する目的から、中間層を設けることができる。中間層を設けることにより、表面層中に下部感光層組成物が混入するのを阻止し、混入物による硬化反応の阻害や表面層の凹凸発生を防止することが可能である。また、下層の感光層と表面層の接着性を向上させることも可能である。
[Middle layer]
In the photoreceptor of the present invention, when the surface layer containing the organic-inorganic hybrid material as a constituent material is the surface portion of the photosensitive layer, it is possible to suppress the mixing of lower layer components into the surface layer, For the purpose of improving adhesiveness, an intermediate layer can be provided. By providing the intermediate layer, it is possible to prevent the lower photosensitive layer composition from being mixed into the surface layer, thereby preventing the curing reaction from being inhibited by the mixed material and the occurrence of irregularities in the surface layer. It is also possible to improve the adhesion between the lower photosensitive layer and the surface layer.

中間層には、一般にバインダー樹脂を主成分として用いる。これら樹脂としては、ポリアミド、アルコール可溶性ナイロン、水溶性ポリビニルブチラール、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。中間層の形成法としては、前述のごとく一般に用いられる塗工法が採用される。なお、中間層の厚さは0.05〜2μm程度が適当である。   In the intermediate layer, a binder resin is generally used as a main component. Examples of these resins include polyamide, alcohol-soluble nylon, water-soluble polyvinyl butyral, polyvinyl butyral, and polyvinyl alcohol. As a method for forming the intermediate layer, a generally used coating method is employed as described above. In addition, about 0.05-2 micrometers is suitable for the thickness of an intermediate | middle layer.

[下引き層]
本発明の感光体においては、導電性支持体と感光層との間に下引き層を設けることができる。下引き層は一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。
[Underlayer]
In the photoreceptor of the present invention, an undercoat layer can be provided between the conductive support and the photosensitive layer. In general, the undercoat layer is mainly composed of a resin. However, considering that the photosensitive layer is coated with a solvent on these resins, the resin may be a resin having high solvent resistance with respect to a general organic solvent. desirable.

このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。また、下引き層にはモアレ防止、残留電位の低減等のために酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。   Examples of such resins include water-soluble resins such as polyvinyl alcohol, casein, and sodium polyacrylate, alcohol-soluble resins such as copolymer nylon and methoxymethylated nylon, polyurethane, melamine resin, phenol resin, alkyd-melamine resin, and epoxy. Examples thereof include a curable resin that forms a three-dimensional network structure such as a resin. Further, a metal oxide fine powder pigment exemplified by titanium oxide, silica, alumina, zirconium oxide, tin oxide, indium oxide and the like may be added to the undercoat layer in order to prevent moire and reduce residual potential.

これらの下引き層は、前述の感光層の如く適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。更に本発明の下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することもできる。この他、本発明の下引き層には、Al23を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン(パリレン)等の有機物やSiO2、SnO2、TiO2、ITO、CeO2等の無機物を真空薄膜作成法にて設けたものも良好に使用できる。このほかにも公知のものを用いることができる。下引き層の膜厚は0〜5μmが適当である。 These undercoat layers can be formed using an appropriate solvent and a coating method like the above-mentioned photosensitive layer. Furthermore, a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a chromium coupling agent, or the like can be used as the undercoat layer of the present invention. In addition, in the undercoat layer of the present invention, Al 2 O 3 is provided by anodic oxidation, organic substances such as polyparaxylylene (parylene), SiO 2 , SnO 2 , TiO 2 , ITO, CeO 2 A material provided with an inorganic material such as a vacuum thin film can also be used favorably. In addition, known ones can be used. The thickness of the undercoat layer is suitably from 0 to 5 μm.

<各層への酸化防止剤の添加>
また、本発明においては、耐環境性の改善のため、とりわけ、感度低下、残留電位の上昇を防止する目的で、表面層、電荷発生層、電荷輸送層、下引き層、中間層等の各層に酸化防止剤を添加することができる。本発明に用いることができる酸化防止剤として、下記のものが挙げられる。
<Addition of antioxidant to each layer>
Further, in the present invention, in order to improve environmental resistance, each layer such as a surface layer, a charge generation layer, a charge transport layer, an undercoat layer, an intermediate layer, etc., in particular for the purpose of preventing a decrease in sensitivity and an increase in residual potential. An antioxidant can be added to the. The following are mentioned as antioxidant which can be used for this invention.

(フェノール系化合物)
2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3,3’−ビス(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアッシド]クリコ−ルエステル、トコフェロール類など。
(Phenolic compounds)
2,6-di-t-butyl-p-cresol, butylated hydroxyanisole, 2,6-di-t-butyl-4-ethylphenol, stearyl-β- (3,5-di-t-butyl-4 -Hydroxyphenyl) propionate, 2,2'-methylene-bis- (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-methylene-bis- (4-ethyl-6-tert-butylphenol), 4, 4'-thiobis- (3-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4'-butylidenebis- (3-methyl-6-tert-butylphenol), 1,1,3-tris- (2-methyl-4 -Hydroxy-5-t-butylphenyl) butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, tetrakis- [methylene- -(3 ', 5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl) propionate] methane, bis [3,3'-bis (4'-hydroxy-3'-t-butylphenyl) butyric acid ] Cryol ester, tocopherols and the like.

(パラフェニレンジアミン類)
N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジメチル−N,N’−ジ−t−ブチル−p−フェニレンジアミンなど。
(Paraphenylenediamines)
N-phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, N-phenyl-N-sec-butyl-p-phenylenediamine, N, N'- Di-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N′-dimethyl-N, N′-di-t-butyl-p-phenylenediamine and the like.

(ハイドロキノン類)
2,5−ジ−t−オクチルハイドロキノン、2,6−ジドデシルハイドロキノン、2−ドデシルハイドロキノン、2−ドデシル−5−クロロハイドロキノン、2−t−オクチル−5−メチルハイドロキノン、2−(2−オクタデセニル)−5−メチルハイドロキノンなど。
(Hydroquinones)
2,5-di-t-octylhydroquinone, 2,6-didodecylhydroquinone, 2-dodecylhydroquinone, 2-dodecyl-5-chlorohydroquinone, 2-t-octyl-5-methylhydroquinone, 2- (2-octadecenyl) ) -5-methylhydroquinone and the like.

(有機硫黄化合物類)
ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−3,3’−チオジプロピオネートなど。
(Organic sulfur compounds)
Dilauryl-3,3′-thiodipropionate, distearyl-3,3′-thiodipropionate, ditetradecyl-3,3′-thiodipropionate, and the like.

(有機燐化合物類)
トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2,4−ジブチルフェノキシ)ホスフィンなど。
(Organic phosphorus compounds)
Triphenylphosphine, tri (nonylphenyl) phosphine, tri (dinonylphenyl) phosphine, tricresylphosphine, tri (2,4-dibutylphenoxy) phosphine, and the like.

上記化合物類は、ゴム、プラスチック、油脂類などの酸化防止剤として知られており、市販品として容易に入手できる。
本発明における酸化防止剤の添加量は、添加する層の総重量に対して0.01〜10重量%程度が適当である。
The above compounds are known as antioxidants such as rubbers, plastics, oils and fats, and are easily available as commercial products.
The addition amount of the antioxidant in the present invention is suitably about 0.01 to 10% by weight based on the total weight of the layer to be added.

〔画像形成方法及び装置について〕
次に、本発明の画像形成装置ならびに画像形成方法について説明する。
本発明の画像形成装置は、少なくとも前記有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有する表面層を有する電子写真感光体、帯電手段、画像露光手段、現像手段及び転写手段を具備するものであり、画像形成方法は、この画像形成装置により、例えば、感光体の帯電、画像露光、現像によるトナー画像の形成、画像保持体(転写紙)へのトナー画像の転写、定着及び感光体表面のクリーニングを繰り返し行なう画像形成プロセスにより行われる。なお、静電潜像を直接転写体に転写し現像する画像形成方法等では、感光体に配した上記プロセスを必ずしも有するものではない。以下に、本発明の画像形成装置ならびに画像形成方法に関して図面に基づいて詳しく説明する。
[Image forming method and apparatus]
Next, the image forming apparatus and the image forming method of the present invention will be described.
An image forming apparatus of the present invention comprises an electrophotographic photosensitive member having a surface layer containing at least the organic-inorganic hybrid material as a constituent material, a charging unit, an image exposing unit, a developing unit, and a transfer unit. The image forming apparatus repeats, for example, charging of the photoconductor, image exposure, development of a toner image by development, transfer of the toner image to an image carrier (transfer paper), fixing, and cleaning of the surface of the photoconductor. The image forming process is performed. Note that an image forming method or the like in which an electrostatic latent image is directly transferred to a transfer member and developed does not necessarily have the above-described process arranged on a photosensitive member. Hereinafter, an image forming apparatus and an image forming method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図5は、本発明における画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
感光体(1)を平均的に帯電させる手段として、帯電チャージャ(3)が用いられる。この帯電手段としては、コロトロンデバイス、スコロトロンデバイス、固体放電素子、針電極デバイス、ローラー帯電デバイス、導電性ブラシデバイス等が用いられ、公知の方式が使用可能である。
次に、均一に帯電された感光体(1)上に静電潜像を形成するために画像露光部(5)が用いられる。この光源には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザー(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)などの発光物全般を用いることができる。そして、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus according to the present invention.
As a means for charging the photoconductor (1) on average, a charging charger (3) is used. As the charging means, a corotron device, a scorotron device, a solid discharge element, a needle electrode device, a roller charging device, a conductive brush device, or the like is used, and a known system can be used.
Next, the image exposure unit (5) is used to form an electrostatic latent image on the uniformly charged photoreceptor (1). As the light source, all luminescent materials such as a fluorescent lamp, a tungsten lamp, a halogen lamp, a mercury lamp, a sodium lamp, a light emitting diode (LED), a semiconductor laser (LD), and an electroluminescence (EL) can be used. Various types of filters such as a sharp cut filter, a band pass filter, a near infrared cut filter, a dichroic filter, an interference filter, and a color temperature conversion filter can be used to irradiate only light in a desired wavelength range.

次に、感光体(1)上に形成された静電潜像を可視化するために現像ユニット(6)が用いられる。現像方式としては、乾式トナーを用いた一成分現像法、二成分現像法、湿式トナーを用いた湿式現像法がある。感光体に正(負)帯電を施し、画像露光を行なうと、感光体表面上には正(負)の静電潜像が形成される。これを負(正)極性のトナー(検電微粒子)で現像すれば、ポジ画像が得られるし、また正(負)極性のトナーで現像すれば、ネガ画像が得られる。   Next, the developing unit (6) is used to visualize the electrostatic latent image formed on the photoreceptor (1). Development methods include a one-component development method using a dry toner, a two-component development method, and a wet development method using a wet toner. When the photosensitive member is positively (negatively) charged and image exposure is performed, a positive (negative) electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive member. A positive image can be obtained by developing this with negative (positive) toner (electrodetection fine particles), and a negative image can be obtained by developing with positive (negative) toner.

次いで、感光体(1)上で可視化されたトナー像を転写体(9)上に転写するために転写チャージャ(10)が用いられる。また、転写をより良好に行なうために転写前チャージャ(7)を用いてもよい。これらの転写手段としては、転写チャージャ、バイアスローラーを用いる静電転写方式、粘着転写法、圧力転写法等の機械転写方式、磁気転写方式が利用可能である。静電転写方式としては、前記帯電手段が利用可能である。   Next, a transfer charger (10) is used to transfer the toner image visualized on the photoreceptor (1) onto the transfer body (9). In addition, a pre-transfer charger (7) may be used for better transfer. As these transfer means, a transfer charger, an electrostatic transfer method using a bias roller, a mechanical transfer method such as an adhesive transfer method and a pressure transfer method, and a magnetic transfer method can be used. As the electrostatic transfer method, the charging means can be used.

転写体(9)を感光体(1)より分離する手段として分離チャージャ(11)、分離爪(12)が用いられる。その他分離手段としては、静電吸着誘導分離、側端ベルト分離、先端グリップ搬送、曲率分離等が用いられる。分離チャージャ(11)としては、前記帯電手段が利用可能である。   A separation charger (11) and a separation claw (12) are used as means for separating the transfer body (9) from the photoreceptor (1). As other separation means, electrostatic adsorption induction separation, side end belt separation, tip grip conveyance, curvature separation, and the like are used. As the separation charger (11), the charging means can be used.

次に、転写後感光体上に残されたトナーをクリーニングするためにファーブラシ(14)、クリーニングブレード(15)が用いられる。また、クリーニングをより効率的に行なうためにクリーニング前チャージャ(13)を用いてもよい。その他クリーニング手段としては、ウェブ方式、マグネットブラシ方式等があるが、それぞれ単独又は複数の方式を一緒に用いてもよい。   Next, a fur brush (14) and a cleaning blade (15) are used to clean the toner remaining on the photoreceptor after transfer. Further, a pre-cleaning charger (13) may be used in order to perform cleaning more efficiently. Other cleaning means include a web method, a magnet brush method, and the like, but each may be used alone or in combination.

次いで、必要に応じて感光体上の潜像を取り除く目的で除電手段が用いられる。除電手段としては除電ランプ(2)、除電チャージャが用いられ、それぞれ前記露光光源、帯電手段が利用できる。その他、感光体(1)に近接していない原稿読み取り、給紙、定着、排紙等のプロセスは公知のものが使用できる。
なお、図5中の符号4はイレーサを、符号8はレジストローラを示す。
Next, a neutralizing unit is used for the purpose of removing the latent image on the photoconductor as necessary. As the charge removal means, a charge removal lamp (2) and a charge removal charger are used, and the exposure light source and the charging means can be used respectively. In addition, known processes can be used for reading, feeding, fixing, and discharging the document that is not close to the photosensitive member (1).
In FIG. 5, reference numeral 4 denotes an eraser, and reference numeral 8 denotes a registration roller.

上記本発明の電子写真感光体を搭載した画像形成装置と画像形成方法によれば、高速印刷、感光体の小径化、トナー粒子の球形化に対応することができ、長期間の繰り返し使用においても終始高濃度、高品位の画像が安定して得られる。   According to the image forming apparatus and the image forming method in which the electrophotographic photosensitive member of the present invention is mounted, it is possible to cope with high speed printing, a reduction in the diameter of the photosensitive member, and a spheroidization of toner particles. A high-density, high-quality image can be obtained stably throughout.

そして、上記図5に示した画像形成手段は、複写装置、ファクシミリ、プリンタ内に固定して組み込まれていてもよいが、プロセスカートリッジの形態でそれら装置内に組み込まれ、着脱自在としたものであってもよい。プロセスカートリッジの一例を図6の概略構成図に示す。
プロセスカートリッジとは、感光体(101)を内蔵し、他に、帯電手段(102)、現像手段(104)、転写手段(106)、クリーニング手段(107)、除電手段(図示せず)の少なくとも一つを具備し、画像形成装置本体に着脱可能とした装置(部品)である。
The image forming means shown in FIG. 5 may be fixedly incorporated in a copying machine, a facsimile machine, or a printer, but is incorporated in the apparatus in the form of a process cartridge and is detachable. There may be. An example of the process cartridge is shown in the schematic configuration diagram of FIG.
The process cartridge includes a photosensitive member (101), and at least a charging unit (102), a developing unit (104), a transfer unit (106), a cleaning unit (107), and a discharging unit (not shown). This is an apparatus (part) that includes one and is detachable from the main body of the image forming apparatus.

図6に例示した装置による画像形成プロセスは次のようにして行われる。
先ず、感光体(101)は、矢印方向に回転しながら、帯電手段(102)による帯電、露光手段(103)による露光により、その表面に露光像に対応する静電潜像が形成され、この静電潜像は、現像手段(104)でトナー現像され、該トナー現像は転写手段(106)により、転写体(105)に転写され、プリントアウトされる。次いで、像転写後の感光体表面は、クリーニング手段(107)によりクリーニングされ、さらに除電手段(図示せず)により除電されて、再び以上の操作を繰り返す。
The image forming process by the apparatus illustrated in FIG. 6 is performed as follows.
First, while rotating in the direction of the arrow, the photosensitive member (101) is charged by the charging means (102) and exposed by the exposure means (103) to form an electrostatic latent image corresponding to the exposed image on the surface. The electrostatic latent image is developed with toner by the developing means (104), and the toner development is transferred to the transfer body (105) by the transfer means (106) and printed out. Next, the surface of the photoconductor after the image transfer is cleaned by a cleaning unit (107), and is further neutralized by a neutralizing unit (not shown), and the above operation is repeated again.

本発明のプロセスカートリッジによれば、有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有する表面層の特性が発揮されて繰り返し使用においても安定した高品質の画像が得られ、更に装置のコンパクト化やメンテナンス作業を容易とすることが可能となる。   According to the process cartridge of the present invention, the characteristics of the surface layer containing an organic-inorganic hybrid material as a constituent material are exhibited, and a stable and high-quality image can be obtained even after repeated use. Can be facilitated.

以上の説明から明らかなように、本発明の電子写真感光体は電子写真複写機に利用できるばかりでなく、レーザービームプリンター、CRTプリンター、LEDプリンター、液晶プリンター及びレーザー製版等の電子写真応用分野にも広く用いることができるものである。   As is apparent from the above description, the electrophotographic photosensitive member of the present invention can be used not only in electrophotographic copying machines but also in electrophotographic application fields such as laser beam printers, CRT printers, LED printers, liquid crystal printers, and laser plate making. Can also be used widely.

以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
先ず、下記製造例1〜4に示す水酸基を有する電荷輸送性重合体(実施の形態で説明した「重合体有機成分」に該当)を合成し、次に、これに金属アルコキシド(a)を用いてアルコキシシリル基を導入し、製造例5〜8に示す金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体(実施の形態で説明した「金属アルコキシド基を有するハイブリッド重合体」に該当)を合成した。得られた金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体を実施例及び比較例の感光体の作製において用いた。なお、実施例及び比較例における「部」はすべて「重量部」である。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to this.
First, a charge transporting polymer having a hydroxyl group shown in the following Production Examples 1 to 4 (corresponding to the “polymer organic component” described in the embodiment) is synthesized, and then a metal alkoxide (a) is used for this. Then, an alkoxysilyl group was introduced to synthesize a charge transporting polymer having a metal alkoxide group shown in Production Examples 5 to 8 (corresponding to the “hybrid polymer having a metal alkoxide group” described in the embodiment). The obtained charge transporting polymer having a metal alkoxide group was used in the production of the photoreceptors of Examples and Comparative Examples. In the examples and comparative examples, “parts” are all “parts by weight”.

(製造例1)
<水酸基を有する電荷輸送性重合体:重合体No.1>
かき混ぜ機、温度計、シリカゲル管、滴下ロートを取り付けた200mlの四つ口フラスコに、N−{4−[2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ビニル]フェニル}−N,N−ビス(4−トリル)アミン3.87g(0.008モル)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン2.74g(0.012モル)、脱水ピリジン2.5mlそして脱水ジクロロメタン40mlを入れ、窒素ガス気流下で攪拌して溶解させた。水浴により内温を3℃に保って、強く攪拌しながらホスゲンの3量体であるビス(トリクロロメタン)カーボネート1.48g(5.0ミリモル)を脱水ジクロロメタン20mlに溶解させた液を20分で滴下し、滴下後内温を4℃に保って3時間反応を行った。攪拌停止後、反応液を2%の塩酸水溶液で洗浄し、次いでイオン交換水で洗浄した。得られた溶液を1.5lのメタノール中に滴下して黄色の生成物を析出させ、乾燥して、下記表1に示す水酸基を有する電荷輸送性重合体(重合体No.1)を得た。
得られた重合体No.1の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したところ、ポリスチレン換算の分子量は、数平均分子量で2200であった。なお、赤外吸収スペクトルを図7に示す。重合体の構成単位と元素分析の結果を下記表1に示す。
(Production Example 1)
<Charge transporting polymer having a hydroxyl group: Polymer No. 1>
In a 200 ml four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, silica gel tube and dropping funnel, N- {4- [2,2-bis (4-hydroxyphenyl) vinyl] phenyl} -N, N-bis ( 4-Tolyl) amine 3.87 g (0.008 mol), 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane 2.74 g (0.012 mol), dehydrated pyridine 2.5 ml and dehydrated dichloromethane 40 ml were charged with nitrogen. The mixture was dissolved by stirring under a gas stream. A solution in which 1.48 g (5.0 mmol) of bis (trichloromethane) carbonate, which is a phosgene trimer, was dissolved in 20 ml of dehydrated dichloromethane in 20 minutes while maintaining the internal temperature at 3 ° C. with a water bath and stirring vigorously. The reaction was carried out for 3 hours while keeping the internal temperature at 4 ° C. After stopping the stirring, the reaction solution was washed with a 2% hydrochloric acid aqueous solution and then washed with ion-exchanged water. The obtained solution was dropped into 1.5 l of methanol to precipitate a yellow product and dried to obtain a charge transporting polymer (polymer No. 1) having a hydroxyl group shown in Table 1 below. .
The obtained polymer no. When the molecular weight of 1 was measured by gel permeation chromatography (GPC), the molecular weight in terms of polystyrene was 2200 in terms of number average molecular weight. An infrared absorption spectrum is shown in FIG. The structural units of the polymer and the results of elemental analysis are shown in Table 1 below.

(製造例2)
<水酸基を有する電荷輸送性重合体:重合体No.2>
かき混ぜ機、温度計、シリカゲル管、滴下ロートを取り付けた200mlの四つ口フラスコに、N−{4−[2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ビニル]フェニル}−N,N−ビス(4−トリル)アミン3.87g(0.008モル)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン2.74g(0.012モル)、脱水ピリジン2.5mlそして脱水ジクロロメタン40mlを入れ、窒素ガス気流下で攪拌して溶解させた。水浴により内温を3℃に保って、強く攪拌しながらホスゲンの3量体であるビス(トリクロロメタン)カーボネート1.78g(6.0ミリモル)を脱水ジクロロメタン20mlに溶解させた液を20分で滴下し、滴下後内温を4℃に保って3時間反応を行った。攪拌停止後、反応液を2%の塩酸水溶液で洗浄し、次いでイオン交換水で洗浄した。得られた溶液を1.5lのメタノール中に滴下して黄色の生成物を析出させ、乾燥して、下記表1に示す水酸基を有する電荷輸送性重合体(重合体No.2)を得た。
得られた重合体No.2の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したところ、ポリスチレン換算の分子量は、数平均分子量で3400であった。なお、重合体の構成単位と元素分析の結果を下記表1に示す。
(Production Example 2)
<Charge transporting polymer having a hydroxyl group: Polymer No. 2>
In a 200 ml four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, silica gel tube and dropping funnel, N- {4- [2,2-bis (4-hydroxyphenyl) vinyl] phenyl} -N, N-bis ( 4-Tolyl) amine 3.87 g (0.008 mol), 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane 2.74 g (0.012 mol), dehydrated pyridine 2.5 ml and dehydrated dichloromethane 40 ml were charged with nitrogen. The mixture was dissolved by stirring under a gas stream. A solution in which 1.78 g (6.0 mmol) of bis (trichloromethane) carbonate, which is a phosgene trimer, was dissolved in 20 ml of dehydrated dichloromethane in 20 minutes while maintaining the internal temperature at 3 ° C. with a water bath and stirring vigorously. The reaction was carried out for 3 hours while keeping the internal temperature at 4 ° C. After stopping the stirring, the reaction solution was washed with a 2% hydrochloric acid aqueous solution and then washed with ion-exchanged water. The obtained solution was dropped into 1.5 l of methanol to precipitate a yellow product and dried to obtain a charge transporting polymer (polymer No. 2) having a hydroxyl group shown in Table 1 below. .
The obtained polymer no. When the molecular weight of 2 was measured by gel permeation chromatography (GPC), the molecular weight in terms of polystyrene was 3400 in terms of number average molecular weight. The structural units of the polymer and the results of elemental analysis are shown in Table 1 below.

(製造例3)
<水酸基を有する電荷輸送性重合体:重合体No.3>
かき混ぜ機、温度計、シリカゲル管、滴下ロートを取り付けた200mlの四つ口フラスコに、N−{4−[2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ビニル]フェニル}−N,N−ビス(4−トリル)アミン9.96g(0.02モル)、脱水ピリジン2.5ml、そして脱水ジクロロメタン40mlを入れ、窒素ガス気流下で攪拌して溶解させた。水浴により内温を3℃に保って、強く攪拌しながらホスゲンの3量体であるビス(トリクロロメタン)カーボネート1.48g(5.0ミリモル)を脱水ジクロロメタン20mlに溶解させた液を20分で滴下し、滴下後内温を4℃に保って3時間反応を行った。攪拌停止後、反応液を2%の塩酸水溶液で洗浄し、次いでイオン交換水で洗浄した。得られた溶液を1.5lのメタノール中に滴下して黄色の生成物を析出させ、乾燥して、下記表1に示す水酸基を有する電荷輸送性重合体(重合体No.3)を得た。
得られた重合体No.3の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したところ、ポリスチレン換算の分子量は、数平均分子量で2500であった。なお、重合体の構成単位と元素分析の結果を下記表1に示す。
(Production Example 3)
<Charge transporting polymer having a hydroxyl group: Polymer No. 3>
In a 200 ml four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, silica gel tube and dropping funnel, N- {4- [2,2-bis (4-hydroxyphenyl) vinyl] phenyl} -N, N-bis ( 4-Tolyl) amine (9.96 g, 0.02 mol), dehydrated pyridine (2.5 ml), and dehydrated dichloromethane (40 ml) were added and dissolved by stirring under a nitrogen gas stream. A solution in which 1.48 g (5.0 mmol) of bis (trichloromethane) carbonate, which is a phosgene trimer, was dissolved in 20 ml of dehydrated dichloromethane in 20 minutes while maintaining the internal temperature at 3 ° C. with a water bath and stirring vigorously. The reaction was carried out for 3 hours while keeping the internal temperature at 4 ° C. After stopping the stirring, the reaction solution was washed with a 2% hydrochloric acid aqueous solution and then washed with ion-exchanged water. The obtained solution was dropped into 1.5 l of methanol to precipitate a yellow product and dried to obtain a charge transporting polymer (polymer No. 3) having a hydroxyl group shown in Table 1 below. .
The obtained polymer no. When the molecular weight of No. 3 was measured by gel permeation chromatography (GPC), the molecular weight in terms of polystyrene was 2500 in terms of number average molecular weight. The structural units of the polymer and the results of elemental analysis are shown in Table 1 below.

(製造例4)
<水酸基を有する電荷輸送性重合体:重合体No.4>
かき混ぜ機、温度計、シリカゲル管、滴下ロートを取り付けた200mlの四つ口フラスコに、N−{4−[2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ビニル]フェニル}−N,N−ビス(4−トリル)アミン9.96g(0.02モル)、脱水ピリジン2.5ml、そして脱水ジクロロメタン40mlを入れ、窒素ガス気流下で攪拌して溶解させた。水浴により内温を3℃に保って、強く攪拌しながらホスゲンの3量体であるビス(トリクロロメタン)カーボネート1.78g(6.0ミリモル)を脱水ジクロロメタン20mlに溶解させた液を20分で滴下し、滴下後内温を4℃に保って3時間反応を行った。攪拌停止後、反応液を2%の塩酸水溶液で洗浄し、次いでイオン交換水で洗浄した。得られた溶液を1.5lのメタノール中に滴下して黄色の生成物を析出させ、乾燥して、下記表1に示す水酸基を有する電荷輸送性重合体(重合体No.4)を得た。
得られた重合体No.4の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したところ、ポリスチレン換算の分子量は、数平均分子量で4500であった。なお、重合体の構成単位と元素分析の結果を下記表1に示す。
(Production Example 4)
<Charge transporting polymer having a hydroxyl group: Polymer No. 4>
In a 200 ml four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, silica gel tube and dropping funnel, N- {4- [2,2-bis (4-hydroxyphenyl) vinyl] phenyl} -N, N-bis ( 4-Tolyl) amine (9.96 g, 0.02 mol), dehydrated pyridine (2.5 ml), and dehydrated dichloromethane (40 ml) were added and dissolved by stirring under a nitrogen gas stream. A solution in which 1.78 g (6.0 mmol) of bis (trichloromethane) carbonate, which is a phosgene trimer, was dissolved in 20 ml of dehydrated dichloromethane in 20 minutes while maintaining the internal temperature at 3 ° C. with a water bath and stirring vigorously. The reaction was carried out for 3 hours while keeping the internal temperature at 4 ° C. After stopping the stirring, the reaction solution was washed with a 2% hydrochloric acid aqueous solution and then washed with ion-exchanged water. The obtained solution was dropped into 1.5 l of methanol to precipitate a yellow product and dried to obtain a charge transporting polymer (polymer No. 4) having a hydroxyl group shown in Table 1 below. .
The obtained polymer no. When the molecular weight of 4 was measured by gel permeation chromatography (GPC), the molecular weight in terms of polystyrene was 4500 in terms of number average molecular weight. The structural units of the polymer and the results of elemental analysis are shown in Table 1 below.

Figure 2006301436
Figure 2006301436

(製造例5)
<金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体:ハイブリッド重合体No.1>
上記合成した水酸基を有する電荷輸送性重合体のアルコキシシリル化を次のように行って重合体No.1にアルコキシシリル基を導入し、金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体(ハイブリッド重合体No.1)を合成した。
水酸基を有する電荷輸送性重合体No.1(3.5g)をクロロホルム25mlに溶解させた。次に、この溶液に3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(IPTES)0.6gを添加し、還流下で10時間加熱した後、室温に冷却した。この反応液をメタノール中に滴下し、反応物を析出させた。析出物を濾別し、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥した。
得られた生成物のH−NMRによる測定結果を図8に示す。測定の結果、生成物の両末端にアルコキシシリル基が導入されていることが確認された。またGPCによる測定の結果、生成物の数平均分子量は2700であった。
(Production Example 5)
<Charge transporting polymer having metal alkoxide group: Hybrid polymer No. 1>
Alkoxysilylation of the synthesized charge transporting polymer having a hydroxyl group was carried out as follows. An alkoxysilyl group was introduced into 1 to synthesize a charge transporting polymer (hybrid polymer No. 1) having a metal alkoxide group.
Charge transporting polymer No. having a hydroxyl group 1 (3.5 g) was dissolved in 25 ml of chloroform. Next, 0.6 g of 3-isocyanatopropyltriethoxysilane (IPTES) was added to this solution, heated under reflux for 10 hours, and then cooled to room temperature. This reaction solution was dropped into methanol to precipitate the reaction product. The precipitate was filtered off, washed with methanol, and dried under reduced pressure.
The measurement result by 1 H-NMR of the obtained product is shown in FIG. As a result of the measurement, it was confirmed that alkoxysilyl groups were introduced at both ends of the product. As a result of measurement by GPC, the product had a number average molecular weight of 2,700.

(製造例6)
<金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体:ハイブリッド重合体No.2>
上記合成した水酸基を有する電荷輸送性重合体のアルコキシシリル化を次のように行って重合体No.2にアルコキシシリル基を導入し、金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体(ハイブリッド重合体No.2)を合成した。
水酸基を有する電荷輸送性重合体No.2(3.5g)をクロロホルム25mlに溶解させた。次に、この溶液に3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(IPTES)0.5gを添加し、還流下で10時間加熱した後、室温に冷却した。この反応液をメタノール中に滴下し、反応物を析出させた。析出物を濾別し、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥した。
生成物はH−NMRにより両末端にアルコキシシリル基が導入されていることが確認された。またGPCによる測定の結果、生成物の数平均分子量は4000であった。
(Production Example 6)
<Charge transporting polymer having metal alkoxide group: Hybrid polymer No. 2>
Alkoxysilylation of the synthesized charge transporting polymer having a hydroxyl group was carried out as follows. An alkoxysilyl group was introduced into 2 to synthesize a charge transporting polymer (hybrid polymer No. 2) having a metal alkoxide group.
Charge transporting polymer No. having a hydroxyl group 2 (3.5 g) was dissolved in 25 ml of chloroform. Next, 0.5 g of 3-isocyanatopropyltriethoxysilane (IPTES) was added to this solution, heated under reflux for 10 hours, and then cooled to room temperature. This reaction solution was dropped into methanol to precipitate the reaction product. The precipitate was filtered off, washed with methanol, and dried under reduced pressure.
The product was confirmed by introduction of alkoxysilyl groups at both ends by 1 H-NMR. Moreover, the number average molecular weight of the product was 4000 as a result of the measurement by GPC.

(製造例7)
<金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体:ハイブリッド重合体No.3>
上記合成した水酸基を有する電荷輸送性重合体のアルコキシシリル化を次のように行って重合体No.3にアルコキシシリル基を導入し、金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体(ハイブリッド重合体No.3)を合成した。
水酸基を有する電荷輸送性重合体No.3(3.5g)をクロロホルム25mlに溶解させた。次に、この溶液に3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(IPTES)0.6gを添加し、還流下で10時間加熱した後、室温に冷却した。この反応液をメタノール中に滴下し、反応物を析出させた。析出物を濾別し、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥した。
生成物はH−NMRにより両末端にアルコキシシリル基が導入されていることが確認された。またGPCによる測定の結果、生成物の数平均分子量は3000であった。
(Production Example 7)
<Charge transporting polymer having metal alkoxide group: Hybrid polymer No. 3>
Alkoxysilylation of the synthesized charge transporting polymer having a hydroxyl group was carried out as follows. An alkoxysilyl group was introduced into 3 to synthesize a charge transporting polymer (hybrid polymer No. 3) having a metal alkoxide group.
Charge transporting polymer No. having a hydroxyl group 3 (3.5 g) was dissolved in 25 ml of chloroform. Next, 0.6 g of 3-isocyanatopropyltriethoxysilane (IPTES) was added to this solution, heated under reflux for 10 hours, and then cooled to room temperature. This reaction solution was dropped into methanol to precipitate the reaction product. The precipitate was filtered off, washed with methanol, and dried under reduced pressure.
The product was confirmed by introduction of alkoxysilyl groups at both ends by 1 H-NMR. Moreover, the number average molecular weight of the product was 3000 as a result of the measurement by GPC.

(製造例8)
<金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体:ハイブリッド重合体No.4>
上記合成した水酸基を有する電荷輸送性重合体のアルコキシシリル化を次のように行って重合体No.4にアルコキシシリル基を導入し、金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体(ハイブリッド重合体No.4)を合成した。
水酸基を有する電荷輸送性重合体No.4(3.5g)をクロロホルム25mlに溶解させた。次に、この溶液に3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(IPTES)0.5gを添加し、還流下で10時間加熱した後、室温に冷却した。この反応液をメタノール中に滴下し、反応物を析出させた。析出物を濾別し、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥した。
生成物はH−NMRにより両末端にアルコキシシリル基が導入されていることが確認された。またGPCによる測定の結果、生成物の数平均分子量は5100であった。
(Production Example 8)
<Charge transporting polymer having metal alkoxide group: Hybrid polymer No. 4>
Alkoxysilylation of the synthesized charge transporting polymer having a hydroxyl group was carried out as follows. An alkoxysilyl group was introduced into 4 to synthesize a charge transporting polymer (hybrid polymer No. 4) having a metal alkoxide group.
Charge transporting polymer No. having a hydroxyl group 4 (3.5 g) was dissolved in 25 ml of chloroform. Next, 0.5 g of 3-isocyanatopropyltriethoxysilane (IPTES) was added to this solution, heated under reflux for 10 hours, and then cooled to room temperature. This reaction solution was dropped into methanol to precipitate the reaction product. The precipitate was filtered off, washed with methanol, and dried under reduced pressure.
The product was confirmed by introduction of alkoxysilyl groups at both ends by 1 H-NMR. As a result of measurement by GPC, the product had a number average molecular weight of 5100.

(実施例1)
以下の手順でAl製支持体上に、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層、表面層を順次形成して実施例1の電子写真感光体を作製した。
先ず、Al製支持体(外径30mmφ)に、乾燥後の膜厚が3.5μmになるように浸漬法により下記処方の下引き層用塗工液を塗工し、下引き層を形成した。
Example 1
An undercoat layer, a charge generation layer, a charge transport layer, and a surface layer were formed in this order on an Al support by the following procedure to produce the electrophotographic photoreceptor of Example 1.
First, an undercoat layer coating solution was formed on an Al support (outer diameter 30 mmφ) by dipping so that the film thickness after drying was 3.5 μm by an immersion method. .

〈下引き層用塗工液〉
アルキッド樹脂(ベッコゾール1307-60-EL、大日本インキ化学工業製) : 6部
メラミン樹脂(スーパーベッカミン G-821-60、大日本インキ化学工業製): 4部
酸化チタン(CR−EL:石原産業) :40部
メチルエチルケトン :50部
<Coating liquid for undercoat layer>
Alkyd resin (Beccosol 1307-60-EL, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals): 6 parts Melamine resin (Super Becamine G-821-60, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals): 4 parts Titanium oxide (CR-EL: Ishihara) Industry): 40 parts Methyl ethyl ketone: 50 parts

上記形成した下引き層上に、下記処方の電荷発生層用塗工液を用いて浸漬塗工し、その後加熱乾燥して、膜厚0.2μmの電荷発生層を形成した。   On the formed undercoat layer, dip coating was performed using a charge generation layer coating liquid having the following formulation, followed by heating and drying to form a charge generation layer having a thickness of 0.2 μm.

〈電荷発生層用塗工液〉
下記構造式(12)で示されるビスアゾ顔料 :2.5部
ポリビニルブチラール(XYHL、UCC製) :0.5部
シクロヘキサノン :200部
メチルエチルケトン : 80部
<Coating liquid for charge generation layer>
Bisazo pigment represented by the following structural formula (12): 2.5 parts Polyvinyl butyral (XYHL, manufactured by UCC): 0.5 part Cyclohexanone: 200 parts Methyl ethyl ketone: 80 parts

Figure 2006301436
Figure 2006301436

形成された電荷発生層上に下記処方の電荷輸送層用塗工液を用いて浸漬塗工し、その後加熱乾燥して、膜厚22μmの電荷輸送層を形成した。   On the formed charge generation layer, dip coating was performed using a charge transport layer coating liquid having the following formulation, followed by drying by heating to form a charge transport layer having a thickness of 22 μm.

〈電荷輸送層用塗工液〉
ビスフェーノルZ型ポリカーボネート : 10部
下記構造式(13)で示される低分子電荷輸送物質 : 10部
テトラヒドロフラン : 80部
1%シリコーンオイルのテトラヒドロフラン溶液
(KF50−100CS、信越化学工業製) :0.2部
<Coating liquid for charge transport layer>
Bisphenol N type polycarbonate: 10 parts Low molecular charge transport material represented by the following structural formula (13): 10 parts Tetrahydrofuran: 80 parts Tetrahydrofuran solution of 1% silicone oil (KF50-100CS, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.): 0.2 parts

Figure 2006301436
Figure 2006301436

更に、電荷輸送層上に、下記調製された有機−無機ハイブリッド表面層塗工液を用いて、スプレー塗工し、130℃で30分加熱処理して厚さ4.0μmの表面層を形成し、実施例1の電子写真感光体を得た。なお、表面層はアルコキシシリル化電荷輸送性重合体のアルコキシド基とテトラメトキシシランオリゴマーMKCシリケートが加水分解及び重縮合により架橋し一体化した有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有するものである。   Further, spray coating is performed on the charge transport layer using the organic-inorganic hybrid surface layer coating solution prepared below, and a surface layer having a thickness of 4.0 μm is formed by heat treatment at 130 ° C. for 30 minutes. Thus, an electrophotographic photosensitive member of Example 1 was obtained. The surface layer contains, as a constituent material, an organic-inorganic hybrid material in which an alkoxide group of an alkoxysilylated charge transporting polymer and a tetramethoxysilane oligomer MKC silicate are crosslinked and integrated by hydrolysis and polycondensation.

〈有機−無機ハイブリッド表面層塗工液〉
製造例5で得られた金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体(ハイブリッド重合体No.1)1.8部と三菱化学社製テトラメトキシシランオリゴマーMKCシリケートMS−56(TMOS)0.2部をテトラヒドロフラン20部に溶解後、1N−塩酸水0.10部を添加した後、室温下1時間強攪拌して有機−無機ハイブリッド表面層塗工液を調製した。
<Organic-inorganic hybrid surface layer coating solution>
1.8 parts of charge transporting polymer (hybrid polymer No. 1) having a metal alkoxide group obtained in Production Example 5 and 0.2 part of tetramethoxysilane oligomer MKC silicate MS-56 (TMOS) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation After being dissolved in 20 parts of tetrahydrofuran, 0.10 parts of 1N hydrochloric acid water was added and then vigorously stirred at room temperature for 1 hour to prepare an organic-inorganic hybrid surface layer coating solution.

(実施例2)
実施例1において有機−無機ハイブリッド表面層塗工液に用いたハイブリッド重合体No.1を製造例6で得られたハイブリッド重合体No.2に変更した以外は全て実施例1と同じにして実施例2の電子写真感光体を作製した。なお、表面層の膜厚を4.0μmとした。
(Example 2)
The hybrid polymer No. used in the organic-inorganic hybrid surface layer coating solution in Example 1 was used. 1 is a hybrid polymer No. 1 obtained in Production Example 6. An electrophotographic photoreceptor of Example 2 was produced in the same manner as Example 1 except that the number was changed to 2. The film thickness of the surface layer was 4.0 μm.

(実施例3)
実施例1において有機−無機ハイブリッド表面層塗工液に用いたハイブリッド重合体No.1を製造例7で得られたハイブリッド重合体No.3に変更した以外は全て実施例1と同じにして実施例3の電子写真感光体を作製した。なお、表面層の膜厚を4.0μmとした。
(Example 3)
The hybrid polymer No. used in the organic-inorganic hybrid surface layer coating solution in Example 1 was used. 1 is a hybrid polymer No. 1 obtained in Production Example 7. An electrophotographic photoreceptor of Example 3 was produced in the same manner as Example 1 except that the number was changed to 3. The film thickness of the surface layer was 4.0 μm.

(実施例4)
実施例1において有機−無機ハイブリッド表面層塗工液に用いたハイブリッド重合体No.1を製造例8で得られたハイブリッド重合体No.4に変更した以外は全て実施例1と同じにして実施例4の電子写真感光体を作製した。なお、表面層の膜厚を4.0μmとした。
Example 4
The hybrid polymer No. used in the organic-inorganic hybrid surface layer coating solution in Example 1 was used. 1 is a hybrid polymer No. 1 obtained in Production Example 8. An electrophotographic photosensitive member of Example 4 was produced in the same manner as in Example 1 except that the number was changed to 4. The film thickness of the surface layer was 4.0 μm.

(比較例1)
実施例1において有機−無機ハイブリッドからなる表面層を形成しないこと以外は全て実施例1と同じにして比較例1の電子写真感光体を作製した。
(Comparative Example 1)
An electrophotographic photosensitive member of Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the surface layer composed of the organic-inorganic hybrid in Example 1 was not formed.

(比較例2)
実施例1において用いた有機−無機ハイブリッド表面層塗工液の代りに下記の表面層塗工液を使用する以外は全て実施例1と同様にして比較例2の電子写真感光体を作製した。
(Comparative Example 2)
An electrophotographic photoreceptor of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the following surface layer coating solution was used instead of the organic-inorganic hybrid surface layer coating solution used in Example 1.

〈表面層塗工液〉
特許第3368415号公報に記載された方法に準拠して合成した製造例1と同様の構成単位を有する数平均分子量80000の電荷輸送性重合体5部をテトラヒドロフラン100部に溶解して表面層塗工液とした。
<Surface layer coating solution>
The surface layer coating was conducted by dissolving 5 parts of a charge transporting polymer having a number average molecular weight of 80,000 having the same constitutional unit as in Production Example 1 synthesized according to the method described in Japanese Patent No. 3368415 in 100 parts of tetrahydrofuran. Liquid.

(比較例3)
実施例1において用いた有機−無機ハイブリッド表面層塗工液の代りに下記の有機−無機ハイブリッド表面層塗工液を使用する以外は全て実施例1と同様にして比較例3の電子写真感光体を作製した。
(Comparative Example 3)
The electrophotographic photoreceptor of Comparative Example 3 was the same as Example 1 except that the following organic-inorganic hybrid surface layer coating solution was used instead of the organic-inorganic hybrid surface layer coating solution used in Example 1. Was made.

〈有機−無機ハイブリッド表面層塗工液〉
製造8で得られた金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体(ハイブリッド重合体No.4)2.0部をテトラヒドロフラン20部に溶解後、1N−塩酸水0.10部を添加した後、室温下1時間強攪拌して有機−無機ハイブリッド表面層塗工液とした。
<Organic-inorganic hybrid surface layer coating solution>
After dissolving 2.0 parts of the charge transporting polymer (hybrid polymer No. 4) having a metal alkoxide group obtained in Production 8 in 20 parts of tetrahydrofuran, adding 0.10 parts of 1N hydrochloric acid water, The mixture was vigorously stirred for 1 hour to obtain an organic-inorganic hybrid surface layer coating solution.

[表面純水接触角とユニバーサル硬度の評価]
前記実施例1〜4及び比較例1〜3で得られた各電子写真感光体の表面純水接触角とユニバーサル硬度(HM)を以下の測定方法により評価した。評価結果をそれぞれ下記表2に示す。
[Evaluation of surface pure water contact angle and universal hardness]
The surface pure water contact angle and universal hardness (HM) of each electrophotographic photoreceptor obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 were evaluated by the following measuring methods. The evaluation results are shown in Table 2 below.

〈表面純水接触角の測定方法〉
AUTOMATIC CONTACT ANGLE METER(KYOWA INTERFACE SCIENCE Co. LTD)を用いて測定した。
<Measuring method of surface pure water contact angle>
It measured using AUTOMATIC CONTACT ANGLE METER (KYOWA INTERFACE SCIENCE Co. LTD).

〈HMの測定方法〉
上記の感光体の表面硬度を、微小硬さ試験システム フィッシャースコープH−100
(株式会社フィッシャー・インストルメンツ)によりHM(ビッカース圧子先端の稜線を考慮し計算されたユニバーサル硬度)を測定した。
・測定条件
試験方法:負荷除荷繰り返し(1回)試験
試験回数:各感光体5回
圧子:ビッカース圧子
最大荷重:9.8mN
負荷(除荷)時間:30秒
保持時間:5sec
<Measurement method of HM>
The surface hardness of the above photoconductor is determined by a microhardness test system, Fischerscope H-100
HM (universal hardness calculated considering the ridgeline at the tip of the Vickers indenter) was measured by (Fischer Instruments Co., Ltd.).
Measurement conditions Test method: Load unloading repetition (once) test Number of tests: 5 times for each photoconductor Indenter: Vickers indenter Maximum load: 9.8 mN
Load (unloading) time: 30 seconds Holding time: 5 seconds

Figure 2006301436
Figure 2006301436

表2から分るように、本発明の感光体は、比較例に比べて撥水性が高く、しかも表面硬度が高い。すなわち、本発明の感光体の表面層を形成する有機−無機ハイブリッド材料はSi系無機成分含有量が多く、その特性が十分に発現している。   As can be seen from Table 2, the photoreceptor of the present invention has higher water repellency and higher surface hardness than the comparative example. That is, the organic-inorganic hybrid material forming the surface layer of the photoconductor of the present invention has a large amount of Si-based inorganic component and sufficiently exhibits its characteristics.

[実機通紙試験]
実施例1〜4及び比較例1〜3で得られた各電子写真感光体を、リコー製imagio MF2200改造機(画像露光光源として655nmの半導体レーザー使用)とリコー製重合トナーを用いて、15万枚の実機通紙試験(A4、NBSリコー製MyPaper、スタート時帯電電位−700V)を実施し、所定枚数における摩耗特性、機内電位、画像特性(画像濃度、スジ画像)の評価を行った。なお、重合トナーは特開2003−131430号公報等に記載の手法により得ることができる。結果を下記表3、4、5にそれぞれ示す。
[Real machine paper test]
The electrophotographic photoreceptors obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 were converted into 150,000 using a Ricoh imagio MF2200 remodeling machine (using a 655 nm semiconductor laser as an image exposure light source) and a Ricoh polymerized toner. An actual sheet passing test (A4, MyPaper manufactured by NBS Ricoh, charge potential at start-700 V) was performed, and the wear characteristics, the in-machine potential, and the image characteristics (image density, streak image) in a predetermined number of sheets were evaluated. The polymerized toner can be obtained by a technique described in JP-A No. 2003-131430. The results are shown in Tables 3, 4 and 5 below.

Figure 2006301436
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Figure 2006301436
Figure 2006301436

Figure 2006301436
Figure 2006301436

上記表5の画像濃度、及びスジ画像の評価基準は下記による。
画像濃度: ○→良好、△→わずかに画像濃度低下、×→画像濃度低下
スジ画像: ○→良好、△→局部的に発生、×→画像全面に発生
The image density in Table 5 and the evaluation criteria for the streak image are as follows.
Image density: ○ → Good, △ → Slightly reduced image density, × → Lower image density Line image: ○ → Good, △ → Locally generated, × → Generated over the entire image

上記表3、表4、表5の評価結果から分るように、比較例1は保護層が設けられていないため、表面が柔らかく摩耗が激しく、初期段階で評価を中断した。比較例2の場合にも感光体表面に無機成分を含んでいないため、摩耗量が大きく、また、表面撥水性が悪く、初期からクリーニング不良によるスジ画像が発生した。表面層が消失したため、評価を中断した。比較例3の場合には電荷輸送機能を有する有機−無機ハイブリッド材料が表面層に使用されているが、無機成分の含有量が少ないため、表面撥水性が不十分であり、クリーニング不良によってスジ画像が全面に発生したため途中で評価を中断した。
一方、本発明の有機−無機ハイブリッド材料により構成された表面層を備えた感光体の場合には、表面層中の無機成分含有量が多く、その無機成分が有する表面硬度、機械的強度及び無機成分(Si系成分)が有する撥水性等の特性が存分に発揮され、何れも良好な摩耗特性、機内電位、画像特性(画像濃度、スジ画像)を示している。すなわち、本発明の感光体は、感光体の小径化、トナー粒子の球形化に対応することができ、高速印刷、繰り返し使用においても終始高濃度、高品位の画像が安定して得られる。
以上の結果から、本発明の電子写真感光体は、表面層の表面硬度、撥水性、耐傷性、耐摩耗性が大幅に改善され、且つ帯電性の低下が抑制されて長期間の繰り返し使用に対しても画像濃度低下や、地肌汚れ、スジ状汚れ等のない画像が安定して得られる。この感光体を画像形成装置に用いれば、高品位の画像が安定して得られる。また、プロセスカートリッジに組み込めば、画像の高品質化を実現しつつコンパクト化やメンテナンス作業の容易化を達成することができる。
As can be seen from the evaluation results in Tables 3, 4 and 5, Comparative Example 1 was not provided with a protective layer, so the surface was soft and the wear was severe, and the evaluation was interrupted in the initial stage. In the case of Comparative Example 2, since the surface of the photoreceptor does not contain an inorganic component, the wear amount is large, the surface water repellency is poor, and a streak image is generated due to poor cleaning from the beginning. The evaluation was interrupted because the surface layer disappeared. In the case of Comparative Example 3, an organic-inorganic hybrid material having a charge transport function is used for the surface layer. However, since the content of the inorganic component is small, the surface water repellency is insufficient, and the streak image is caused by poor cleaning. Was generated on the whole surface, so the evaluation was interrupted.
On the other hand, in the case of a photoreceptor provided with a surface layer composed of the organic-inorganic hybrid material of the present invention, the content of the inorganic component in the surface layer is large, and the surface hardness, mechanical strength and inorganic properties of the inorganic component are large. The components (Si-based components) such as water repellency are fully exhibited, and all exhibit good wear characteristics, in-machine potential, and image characteristics (image density, streak image). That is, the photoreceptor of the present invention can cope with the reduction of the diameter of the photoreceptor and the spheroidization of the toner particles, and a high-density and high-quality image can be stably obtained even during high-speed printing and repeated use.
From the above results, the electrophotographic photosensitive member of the present invention is greatly improved in the surface hardness, water repellency, scratch resistance, and abrasion resistance of the surface layer, and the decrease in chargeability is suppressed, so that it can be used repeatedly for a long time. In contrast, an image free from a decrease in image density, background stain, streak-like stain, or the like can be stably obtained. If this photoreceptor is used in an image forming apparatus, a high-quality image can be stably obtained. Further, if it is incorporated in a process cartridge, it is possible to achieve compactness and ease of maintenance work while realizing high image quality.

本発明における導電性支持体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を含み、単層からなる感光層が設けられた電子写真感光体の構成例を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of an electrophotographic photoreceptor in which a single-layer photosensitive layer including a charge generation material and a charge transport material is provided on a conductive support in the present invention. 本発明における導電性支持体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を含み、多層からなる感光層が設けられた電子写真感光体の構成例を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of an electrophotographic photoreceptor in which a multilayered photosensitive layer including a charge generation material and a charge transport material is provided on a conductive support in the present invention. 本発明における導電性支持体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を含み、多層からなる感光層が設けられた電子写真感光体の別の構成例を示す概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another configuration example of an electrophotographic photoreceptor in which a multilayered photosensitive layer including a charge generation material and a charge transport material is provided on a conductive support in the present invention. 本発明における導電性支持体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を含み、多層からなる感光層が設けられた電子写真感光体のさらに別の構成例を示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing still another structural example of an electrophotographic photosensitive member in which a multilayered photosensitive layer including a charge generating material and a charge transporting material is provided on a conductive support in the present invention. 本発明における画像形成装置の一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus according to the present invention. 本発明におけるプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the process cartridge in this invention. 製造例1で合成した水酸基を有する電荷輸送性重合体(重合体No.1)の赤外吸収スペクトル図である。2 is an infrared absorption spectrum diagram of a charge transporting polymer (polymer No. 1) having a hydroxyl group synthesized in Production Example 1. FIG. 製造例5で合成した金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体(ハイブリッド重合体No.1)のH−NMRスペクトル図である。6 is a 1 H-NMR spectrum diagram of a charge transporting polymer (hybrid polymer No. 1) having a metal alkoxide group synthesized in Production Example 5. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光体
2 除電ランプ
3 帯電チャージャ
4 イレーサ
5 画像露光部
6 現像ユニット
7 転写前チャージャ
8 レジストローラ
9 転写体
10 転写チャージャ
11 分離チャージャ
12 分離爪
13 クリーニング前チャージャ
14 ファーブラシ
15 クリーニングブレード
20 導電性支持体
21 感光層
22 表面層
30 導電性支持体
31 感光層
31a 下部感光層
31b 上部感光層
32 表面層
40 導電性支持体
41 電荷発生層
42 電荷輸送層
43 感光層
44 表面層
50 導電性支持体
51 電荷発生層
52a 下部電荷輸送層
52b 上部電荷輸送層
53 感光層
54 表面層
101 感光体
102 帯電手段
103 露光手段
104 現像手段
105 転写体
106 転写手段
107 クリーニング手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoconductor 2 Static elimination lamp 3 Charger 4 Eraser 5 Image exposure part 6 Developing unit 7 Pre-transfer charger 8 Registration roller 9 Transfer body 10 Transfer charger 11 Separation charger 12 Separation claw 13 Pre-cleaning charger 14 Fur brush 15 Cleaning blade 20 Conductivity Support 21 Photosensitive layer 22 Surface layer 30 Conductive support 31 Photosensitive layer 31a Lower photosensitive layer 31b Upper photosensitive layer 32 Surface layer 40 Conductive support 41 Charge generation layer 42 Charge transport layer 43 Photosensitive layer 44 Surface layer 50 Conductive support Body 51 Charge generation layer 52a Lower charge transport layer 52b Upper charge transport layer 53 Photosensitive layer 54 Surface layer 101 Photoconductor 102 Charging means 103 Exposure means 104 Development means 105 Transfer body 106 Transfer means 107 Cleaning means

Claims (12)

導電性支持体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を含み、単層あるいは多層からなる感光層が設けられ、該感光層の最外層が表面層として構成された電子写真感光体において、
該表面層は、
(1)主として下記一般式(I)で表される構成単位を有し、且つ官能基として金属アルコキシド基を有するハイブリッド重合体と、
(2)金属アルコキシド化合物と、
が互いに結合されて一体化した有機−無機ハイブリッド材料を構成材料として含有することを特徴とする電子写真用感光体。
Figure 2006301436

(式中、R1は水素原子、アルキル基、アリール基を表す。Ar1はアリール基を表し、Ar2、Ar3はアリレン基を表す。)
In an electrophotographic photosensitive member comprising a charge generating material and a charge transporting material on a conductive support, a photosensitive layer consisting of a single layer or multiple layers is provided, and the outermost layer of the photosensitive layer is configured as a surface layer.
The surface layer is
(1) a hybrid polymer having a structural unit mainly represented by the following general formula (I) and having a metal alkoxide group as a functional group;
(2) a metal alkoxide compound;
An electrophotographic photoreceptor comprising an organic-inorganic hybrid material in which the two are combined and integrated as a constituent material.
Figure 2006301436

(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group. Ar 1 represents an aryl group, and Ar 2 and Ar 3 represent an arylene group.)
前記一般式(I)で表される構成単位が、下記一般式(II)で表されることを特徴とする請求項1に記載の電子写真用感光体。
Figure 2006301436

(式中、Ar2、Ar3、Ar4はアリレン基を表す。R17、R18は同一又は異なるアシル基、アルキル基、アリール基を表す。)
The electrophotographic photoreceptor according to claim 1, wherein the structural unit represented by the general formula (I) is represented by the following general formula (II).
Figure 2006301436

(In the formula, Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 represent an arylene group. R 17 and R 18 represent the same or different acyl group, alkyl group and aryl group.)
前記一般式(II)で表される構成単位が、下記一般式(III)で表されることを特徴とする請求項2に記載の電子写真用感光体。
Figure 2006301436

(式中、R17、R18は同一又は異なるアシル基、アルキル基、アリール基を表す。)
The electrophotographic photoreceptor according to claim 2, wherein the structural unit represented by the general formula (II) is represented by the following general formula (III).
Figure 2006301436

(In the formula, R 17 and R 18 represent the same or different acyl group, alkyl group, and aryl group.)
前記ハイブリッド重合体が、上記一般式(I)で表される構成単位と共に、下記一般式(IV)で表される構成単位を含み、且つ該一般式(I)で表される構成単位の組成比をk、下記一般式(IV)で表される構成単位の組成比をjとしたとき、全組成比(k+j)に対する組成比kの割合が0<k/(k+j)≦1であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真用感光体。
Figure 2006301436

[式中、Xは脂肪族の2価基、環状脂肪族の2価基、芳香族の2価基、又はこれらを連結してできる2価基、又は下記式(1)もしくは(2)、
Figure 2006301436

(ここで、R2、R3、R4、R5は独立してアルキル基、アリール基またはハロゲン原子であり、a及びbは各々独立して0〜4の整数であり、c及びdは各々独立して0〜3の整数であり、Yは単結合、炭素原子数2〜12の直鎖状のアルキレン基、−O−、−S−、−SO−、SO2−、−CO−、あるいは下記式(3)〜(11)、
Figure 2006301436

から選ばれ、Z1 、Z2は脂肪族の2価基又はアリレン基を表し、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12は各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基、アリール基を表し、また、R6とR7は結合して炭素数6〜12の炭素環または複素環を形成してもよく、また、R6、R7はR2、R3と共同で炭素環または複素環を形成してもよく、R13、R14は単結合または炭素数1〜4のアルキレン基を表し、R15、R16は各々独立して炭素数1〜5のアルキル基、アリール基を表し、eは0〜4の整数、fは0〜20の整数、gは0〜2000の整数を表す。)を表す。]
The hybrid polymer contains the structural unit represented by the following general formula (IV) together with the structural unit represented by the general formula (I), and the composition of the structural unit represented by the general formula (I) The ratio of the composition ratio k to the total composition ratio (k + j) is 0 <k / (k + j) ≦ 1, where k is the ratio and j is the composition ratio of the structural unit represented by the following general formula (IV). The electrophotographic photoreceptor according to claim 1, wherein:
Figure 2006301436

[Wherein, X is an aliphatic divalent group, a cycloaliphatic divalent group, an aromatic divalent group, or a divalent group formed by linking these, or the following formula (1) or (2),
Figure 2006301436

(Wherein R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are each independently an alkyl group, an aryl group or a halogen atom, a and b are each independently an integer of 0 to 4, and c and d are each independently integers of from 0 to 3, Y is a single bond, a straight-chain alkylene group having 2 to 12 carbon atoms, -O -, - S -, - SO-, SO 2 -, - CO- Or the following formulas (3) to (11),
Figure 2006301436

Z 1 and Z 2 each represent an aliphatic divalent group or an arylene group, and R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 and R 12 are each independently a hydrogen atom, Represents a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or an aryl group, and R 6 and R 7 are bonded to form a carbocyclic or heterocyclic ring having 6 to 12 carbon atoms. R 6 and R 7 may form a carbocyclic or heterocyclic ring together with R 2 and R 3, and R 13 and R 14 are a single bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. R 15 and R 16 each independently represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an aryl group, e is an integer of 0 to 4, f is an integer of 0 to 20, and g is an integer of 0 to 2000. Represents. ). ]
前記一般式(I)で表される構成単位が、下記一般式(II)で表されることを特徴とする請求項4に記載の電子写真用感光体。
Figure 2006301436

(式中、 Ar2、Ar3、Ar4はアリレン基を表す。R17、R18は同一又は異なるアシル基、アルキル基、アリール基を表す。)
The electrophotographic photoreceptor according to claim 4, wherein the structural unit represented by the general formula (I) is represented by the following general formula (II).
Figure 2006301436

(In the formula, Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 represent an arylene group. R 17 and R 18 represent the same or different acyl group, alkyl group and aryl group.)
前記一般式(II)で表される構成単位が、下記一般式(III)で表されることを特徴とする請求項5に記載の電子写真用感光体。
Figure 2006301436

(式中、R17、R18は同一又は異なるアシル基、アルキル基、アリール基を表す。)
6. The electrophotographic photoreceptor according to claim 5, wherein the structural unit represented by the general formula (II) is represented by the following general formula (III).
Figure 2006301436

(In the formula, R 17 and R 18 represent the same or different acyl group, alkyl group, and aryl group.)
前記有機−無機ハイブリッド材料が、ハイブリッド重合体の金属アルコキシド基と、金属アルコキシド化合物との加水分解及び重縮合により架橋して一体化したことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電子写真用感光体。   The organic-inorganic hybrid material is integrated by crosslinking by hydrolysis and polycondensation of a metal alkoxide group of a hybrid polymer and a metal alkoxide compound. Electrophotographic photoreceptor. 前記ハイブリッド重合体の金属アルコキシド基及び金属アルコキシド化合物における各金属元素が、Si、Ti及びZrから選択される少なくとも一種の元素であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の電子写真用感光体。   The electron according to any one of claims 1 to 7, wherein each metal element in the metal alkoxide group and the metal alkoxide compound of the hybrid polymer is at least one element selected from Si, Ti, and Zr. Photoconductor for photography. 前記ハイブリッド重合体の金属アルコキシド基及び金属アルコキシド化合物における各金属元素が、Siであることを特徴とする請求項8に記載の電子写真用感光体。   9. The electrophotographic photoreceptor according to claim 8, wherein each metal element in the metal alkoxide group and the metal alkoxide compound of the hybrid polymer is Si. 請求項1〜9のいずれかに記載の電子写真感光体を用いて、少なくとも帯電、画像露光、現像、転写を繰り返し行なうことを特徴とする画像形成方法。   An image forming method, wherein at least charging, image exposure, development, and transfer are repeated using the electrophotographic photosensitive member according to claim 1. 少なくとも請求項1〜9のいずれかに記載の電子写真感光体、帯電手段、画像露光手段、現像手段及び転写手段を具備することを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising at least the electrophotographic photosensitive member according to claim 1, a charging unit, an image exposing unit, a developing unit, and a transferring unit. 請求項1〜9のいずれかに記載の電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段及び除電手段から選ばれる少なくとも一つの手段とを有し、画像形成装置本体に着脱自在としたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. An electrophotographic photosensitive member according to claim 1, and at least one means selected from a charging means, a developing means, a transfer means, a cleaning means, and a charge eliminating means, and is detachable from an image forming apparatus main body. Process cartridge characterized by that.
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