JP2010107594A - Electrophotographic photoreceptor, and image forming method, image forming apparatus and process cartridge for image forming apparatus using the electrophotographic photoreceptor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面硬度、撥水性、耐クラック性に優れ、耐傷性、耐摩耗性に優れ、且つ電気的特性が良好な感光層を用いることにより、高耐久性を有し、かつ長期間にわたり高画質化を実現した電子写真感光体に関する。また、長寿命、高性能の電子写真感光体を使用した画像形成方法、画像形成装置及び画像形成装置用プロセスカートリッジに関する。 The present invention has a high durability by using a photosensitive layer having excellent surface hardness, water repellency, crack resistance, scratch resistance, wear resistance, and good electrical characteristics, and has a long period of time. The present invention relates to an electrophotographic photoreceptor that achieves high image quality. The present invention also relates to an image forming method, an image forming apparatus, and a process cartridge for an image forming apparatus using a long-life, high-performance electrophotographic photosensitive member.
最近、プラスチック系複合材料において、無機成分をナノスケールで有機高分子マトリックス中に分散させた有機−無機ハイブリッド材料が注目され、盛んに研究が行われている。このような有機−無機ハイブリッド材料においては、無機成分の優れた特長を引き出したり、相乗効果的な特性を発現させるべく検討が行われている。そして、電子写真感光体の分野においても、無機材料の特徴を生かした機能化有機−無機ハイブリッド材料が同様に注目されている。 Recently, an organic-inorganic hybrid material in which an inorganic component is dispersed in an organic polymer matrix on a nanoscale in a plastic composite material has attracted attention and has been actively studied. In such an organic-inorganic hybrid material, studies have been made to draw out the excellent features of the inorganic component and to develop synergistic effects. Also in the field of electrophotographic photoreceptors, functionalized organic-inorganic hybrid materials that take advantage of the characteristics of inorganic materials are also attracting attention.
また近年、無機感光体に代って有機感光体(OPC)が、良好な性能や様々な利点を有することから、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。このようにOPCが多用される理由としては、例えば、(1)光吸収波長域の広さ及び吸収量の大きさ等の光学特性、(2)高感度、安定な帯電特性等の電気的特性、(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、等の性能や利点が挙げられる。
このような情勢の中で、画像形成装置の小型化に伴って感光体の小径化が進み、機械の高速化やメンテナンスフリーの要請も加わり、感光体の高耐久化が切望されるようになっている。
In recent years, organic photoconductors (OPCs) instead of inorganic photoconductors are often used in copiers, facsimiles, laser printers, and their multifunction devices because they have good performance and various advantages. The reasons why OPC is frequently used in this way are, for example, (1) optical characteristics such as the light absorption wavelength range and the amount of absorption, and (2) electrical characteristics such as high sensitivity and stable charging characteristics. (3) Wide range of material selection, (4) Ease of manufacturing, (5) Low cost, (6) Non-toxicity and other advantages and advantages.
Under such circumstances, as the size of the image forming apparatus is reduced, the diameter of the photoconductor is reduced, and the demand for high-speed and maintenance-free machines is added, so that the photoconductor is highly durable. ing.
しかしながら、前記有機感光体は、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構成されているため、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場合、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り摩耗が発生しやすいという問題を有している。
また、高画質化を達成するため、トナー粒子を小粒径化するのに伴って、クリーニング性を向上させる必要が生じている。その対策として、クリーニングブレードのゴム硬度を高めて当接圧力を上昇させることが避けられず、これが要因となり感光体の摩耗が促進されるという問題がある。
このような感光体の摩耗は、感度の劣化、帯電性の低下などの電気的特性を劣化させて、画像濃度の低下、地肌汚れ等の異常画像の原因となるという問題がある。
更に、摩耗により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という問題がある。
そして、感光体の寿命は、この摩耗や傷を律速要素とし、十分な使用期間が得られないまま感光体の交換に至っているという問題がある。
However, since the surface layer of the organic photoreceptor is composed mainly of a low molecular charge transport material and an inert polymer, it is generally soft, and when used repeatedly in an electrophotographic process, it depends on a developing system and a cleaning system. There is a problem that wear is likely to occur due to a mechanical load.
Further, in order to achieve high image quality, it is necessary to improve the cleaning property as the toner particles are made smaller. As a countermeasure, it is inevitable to increase the rubber hardness of the cleaning blade to increase the contact pressure, which causes a problem that the wear of the photosensitive member is promoted.
Such wear of the photoconductor causes a problem of deteriorating electrical characteristics such as deterioration of sensitivity and chargeability, thereby causing a decrease in image density and abnormal images such as background stains.
Furthermore, there is a problem that scratches locally generated due to wear result in streak-like stain images due to poor cleaning.
The life of the photoconductor has a problem that the wear and scratches are the rate-determining factors and the photoconductor is replaced without a sufficient period of use.
前記のように、電子写真方式の画像形成方法においては、その主要部材である有機感光体の耐久性向上、即ち長寿命化の努力が続けられている。これまで有機感光体の寿命は、繰り返し使用による静電的な要因による劣化、感光体面に接触する紙、クリーニングブレード、分離爪などによって引き起こされる表面の傷、感光層の機械的強度に依存した摩耗により左右されてきた。近年、感光体材料の改良により静電的な耐久性は改善されてきているが、機械的強度については表面層のバインダーとして用いられているポリカーボネートを凌ぐ素材が見いだされておらず、未だ有効な技術手段はほとんど提案されていないのが現状である。 As described above, in the electrophotographic image forming method, efforts are being made to improve the durability of the organic photoreceptor, which is the main member, that is, to extend the life. Until now, the lifetime of organic photoreceptors has been deteriorated due to electrostatic factors due to repeated use, scratches on the surface caused by paper, cleaning blades, separation nails, etc. coming into contact with the photoreceptor surface, and wear depending on the mechanical strength of the photosensitive layer. It has been influenced by. In recent years, electrostatic durability has been improved by improving the photosensitive material, but regarding mechanical strength, a material that surpasses polycarbonate used as a binder for the surface layer has not been found, and it is still effective. At present, few technical means have been proposed.
そこで、感光層の耐摩耗性を改良する技術としては、例えば、(a)表面層に硬化性バインダーを用いる方法(特許文献1参照)、(b)高分子型電荷輸送物質を用いる方法(特許文献2参照)、(c)表面層に無機フィラーを分散させる方法(特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7、特許文献8、及び特許文献9参照)などが提案されている。 Therefore, as a technique for improving the abrasion resistance of the photosensitive layer, for example, (a) a method using a curable binder for the surface layer (see Patent Document 1), (b) a method using a polymer type charge transport material (patent) (See Reference 2), (c) a method of dispersing an inorganic filler in the surface layer (see Patent Literature 3, Patent Literature 4, Patent Literature 5, Patent Literature 6, Patent Literature 7, Patent Literature 8, and Patent Literature 9). Proposed.
しかし、前記(a)の硬化性バインダーを用いたものは、電荷輸送物質との相溶性が悪いこと、あるいは重合開始剤、未反応残基などの不純物によって残留電位が上昇し、画像濃度低下が発生し易い傾向がある。また、前記(b)の高分子型電荷輸送物質を用いたもの、及び前記(c)の無機フィラーを分散させたものは、ある程度の耐摩耗性向上が可能であるものの、有機感光体に求められる耐久性を十二分に満足させるまでには至っていない。また、前記(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の間に直接的な結合を有していないので、無機フィラー表面に存在するトラップにより残留電位が上昇し、画像濃度低下が発生し易い傾向にあり、更に無機フィラーの光散乱が避けられないので、高画質の実現も困難である。
したがって、前記(a)、(b)、及び(c)の技術は、有機感光体に求められる電気的な耐久性、機械的な耐久性をも含めた総合的な耐久性について十分に満足できるものではないという問題がある。
However, those using the curable binder (a) have poor compatibility with the charge transport material, or the residual potential increases due to impurities such as polymerization initiators and unreacted residues, resulting in a decrease in image density. It tends to occur. In addition, those using the polymer type charge transport material (b) and those containing the inorganic filler (c) can be improved to some extent, but are required for organic photoreceptors. The durability has not been fully satisfied. In addition, in the case where the inorganic filler (c) is dispersed, since there is no direct bond between 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 It tends to occur easily, and light scattering of the inorganic filler is unavoidable, so it is difficult to realize high image quality.
Therefore, the techniques (a), (b), and (c) are sufficiently satisfactory for the overall durability including the electrical durability and mechanical durability required for the organic photoreceptor. There is a problem that it is not a thing.
また、有機感光体の耐久性を向上させるためのアプローチとして感光体の表面層にシリカ粒子を含有せしめて機械的強度を向上させる方法が提案されている(特許文献10、特許文献11、及び特許文献12参照)。また、前記シリカ粒子をシランカップリング剤等で処理してなる疎水性シリカ粒子を感光体の最表面層に含有せしめ、感光体の機械的強度を大きくすると共に、潤滑性を付与することによって高耐久性の感光体を得る方法が提案されている(特許文献13、特許文献14、及び特許文献15参照)。
しかしながら、これらの方法では、シリカ粒子とバインダーとの接着性を持たせるためにシリカ粒子の粒径を一定の大きさ以上に保つ必要があるため、必然的に粒径が大きくなる。粒径が大きくなると表面の粗さが増大し、例えば、クリーニングブレードのエッジ部の損傷によるクリーニング不良が発生し、十分な耐久性が得られなくなるという問題がある。
Further, as an approach for improving the durability of the organic photoreceptor, methods for improving the mechanical strength by adding silica particles to the surface layer of the photoreceptor have been proposed (Patent Document 10, Patent Document 11, and Patent). Reference 12). In addition, hydrophobic silica particles obtained by treating the silica particles with a silane coupling agent or the like are included in the outermost surface layer of the photoconductor to increase the mechanical strength of the photoconductor and increase lubricity. A method for obtaining a durable photoconductor has been proposed (see Patent Document 13, Patent Document 14, and Patent Document 15).
However, in these methods, since it is necessary to keep the particle size of the silica particles at a certain size or more in order to provide the adhesion between the silica particles and the binder, the particle size is inevitably increased. When the particle size increases, the roughness of the surface increases. For example, there is a problem that cleaning failure occurs due to damage to the edge portion of the cleaning blade, and sufficient durability cannot be obtained.
また、耐摩耗性及び耐傷性を改良するため、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乃至重縮合を行う方法が提案されている(特許文献16参照)。
更に、末端シリル変性ポリカーボネートにより有機−無機ハイブリッド高分子材料を得る方法が提案されている(特許文献17参照)。また、主骨格としてポリカーボネート及び/又はポリアリレート部分を有し、官能基として金属アルコキシド基を有する重合体を、加水分解乃至重縮合することによって、有機−無機ハイブリッド材料を得る方法が提案されている(特許文献18参照)。
近年、プラスチック系複合材料において、無機成分をナノスケールで有機高分子マトリックス中に分散させた有機−無機ハイブリッド材料の研究が盛んになっており、無機成分の優れた特徴をよく引き出したり、相乗効果的な特性を発見させるべく検討が行われている。また一方では、傾斜構造材料の研究が行なわれている。傾斜構造材料とは、材料を構成する成分の組成や分布を連続的に変化させることによって得られる優れた機能を有する材料である。この傾斜構造材料は新素材の中でも新しい分野であり、今後航空、宇宙分野、エレクトロニクス分野、医療分野等幅広い分野への応用が期待される。
また、有機感光体などの電子デバイス分野でも、無機材料の特徴を生かし、傾斜構造を有する機能化有機−無機ハイブリッド材料が同様に有用である。
しかし、これらの有機−無機ハイブリッド高分子材料を電子写真感光体に使用する場合には、更に低分子電荷輸送材料を添加する必要があり、このため、透明且つ均一な有機−無機ハイブリッド材料の形成が困難であり、有機−無機ハイブリッド材料としての相乗的な特性の発現が乏しいという問題がある。
In order to improve wear resistance and scratch resistance, a method of hydrolyzing or polycondensing alkoxysilane or the like in the presence of a polycarbonate resin has been proposed (see Patent Document 16).
Furthermore, a method for obtaining an organic-inorganic hybrid polymer material from a terminal silyl-modified polycarbonate has been proposed (see Patent Document 17). Also proposed is a method for obtaining an organic-inorganic hybrid material by hydrolyzing or polycondensing a polymer having a polycarbonate and / or polyarylate moiety as a main skeleton and a metal alkoxide group as a functional group. (See Patent Document 18).
In recent years, research on organic-inorganic hybrid materials in which inorganic components are dispersed in an organic polymer matrix on a nanoscale in plastic composite materials has been actively conducted, and the excellent characteristics of inorganic components are often extracted and synergistic effects are obtained. Consideration is being made to discover specific characteristics. On the other hand, research on gradient structural materials is being conducted. The gradient structure material is a material having an excellent function obtained by continuously changing the composition and distribution of components constituting the material. This graded structure material is a new field among new materials, and is expected to be applied to a wide range of fields such as aviation, space, electronics and medical fields.
Also in the field of electronic devices such as organic photoreceptors, functionalized organic-inorganic hybrid materials having an inclined structure utilizing the characteristics of inorganic materials are also useful.
However, when these organic-inorganic hybrid polymer materials are used in an electrophotographic photoreceptor, it is necessary to add a low-molecular charge transport material, and therefore, formation of a transparent and uniform organic-inorganic hybrid material. However, there is a problem that synergistic properties as an organic-inorganic hybrid material are poorly expressed.
また、支持体上に少なくとも感光層を有してなり、該感光層の最上層が高分子電荷輸送材料、無機フィラー及びアクリル変性ポリオルガノシロキサン微粒子を含有する電子写真感光体が提案されている(特許文献19、及び特許文献20参照)。これらの提案には、高分子電荷輸送材料として電荷輸送能を有するジオールから合成される芳香族ポリカーボネート樹脂を用いることが記載されている。 In addition, an electrophotographic photosensitive member is proposed which has at least a photosensitive layer on a support, and the uppermost layer of the photosensitive layer contains a polymer charge transport material, an inorganic filler, and acryl-modified polyorganosiloxane fine particles ( (See Patent Document 19 and Patent Document 20). These proposals describe the use of an aromatic polycarbonate resin synthesized from a diol having charge transport ability as a polymer charge transport material.
このように無機フィラーを分散させたものは、一定の耐摩耗性向上効果はあるが、無機フィラーとバインダーの間に直接的な繋がりを有していないので、上述したような理由により、画像品質の面において十分満足できる性能を有するものではないのが実情である。
更に、アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体有機成分からなるハイブリッド材料を提案されている(特許文献21、22参照)。これらの提案によると、均一な電荷輸送性有機−無機ハイブリッドが形成できるが、電荷輸送性重合体有機成分の分子量及び無機成分の添加量に限界があるので、感光体の表面層に応用するため、更なる改善が必要であるという問題がある。
The dispersion of the inorganic filler in this manner has a certain effect of improving the wear resistance, but does not have a direct connection between the inorganic filler and the binder. In fact, it does not have satisfactory performance in terms of the above.
Furthermore, a hybrid material composed of a charge transporting polymer organic component having an alkoxide group has been proposed (see Patent Documents 21 and 22). According to these proposals, a uniform charge transporting organic-inorganic hybrid can be formed, but the molecular weight of the charge transporting polymer organic component and the amount of the inorganic component added are limited, so that it can be applied to the surface layer of the photoreceptor. There is a problem that further improvement is necessary.
本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、表面硬度、撥水性、耐クラック性、耐傷性、耐摩耗性に優れ、高耐久化を阻害する要因である機械的耐久性のレベルを、大幅に改善し、且つ電気的特性が良好であり、長期間にわたり高画質化を実現する電子写真感光体と、それを用いた画像形成方法、画像形成装置及び画像形成装置用プロセスカートリッジを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the conventional problems and achieve the following objects. That is, the present invention is excellent in surface hardness, water repellency, crack resistance, scratch resistance, and abrasion resistance, greatly improves the level of mechanical durability, which is a factor inhibiting high durability, and is electrically An object of the present invention is to provide an electrophotographic photosensitive member having good characteristics and achieving high image quality over a long period of time, an image forming method using the same, an image forming apparatus, and a process cartridge for the image forming apparatus.
前記課題を解決するため本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、有機成分と無機成分とを含み、有機成分と無機成分とにおける無機成分の濃度が、感光層側から該感光層側と反対側の表面側に向かうにつれて、連続的に大きくなる(傾斜構造を有する)電荷輸送性有機−無機ハイブリッド材料を用いて感光体の保護層を形成することにより、前記目的が達成できることを知見した。 As a result of intensive studies by the present inventors in order to solve the above problems, the organic component and the inorganic component are contained, and the concentration of the inorganic component in the organic component and the inorganic component is opposite from the photosensitive layer side to the photosensitive layer side. It has been found that the above object can be achieved by forming a protective layer of a photoreceptor using a charge transporting organic-inorganic hybrid material that continuously increases (has an inclined structure) toward the surface side.
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては以下の通りである。即ち、
<1> 導電性支持体と感光層と保護層とをこの順で有する電子写真用感光体において、前記保護層が有機成分と無機成分とを含む電荷輸送性有機−無機ハイブリッド材料を含有し、前記保護層中の前記無機成分の濃度が、感光層側から該感光層側の反対側の表面側に向かうにつれて、連続的に大きくなることを特徴とする電子写真用感光体である。
従来技術として記載した電荷輸送性有機−無機ハイブリッド材料は、感光体表面層(保護層)の組成が均一であるため、電気特性と機械強度を同時に達成するには、無機成分の添加量が制限され、有機成分と無機成分のメリットを存分に発揮することができない。
一方、本発明における電荷輸送性有機−無機ハイブリッド材料は、無機成分の濃度が、前記保護層の感光層側から該感光層側と反対側の表面側に向かうにつれて、連続的に大きくなる(傾斜構造を有する)ので、保護層において感光層側に電化輸送性有機成分が多く存在し、最表面層側に機械強度の強い無機成分が多く存在することから、優れた電気特性と耐久性とを両立させた電子写真用感光体を得ることができる。
<2> 電荷輸送性有機−無機ハイブリッド材料が、金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体と金属アルコキシド化合物とが共有結合により結合して形成された材料である前記<1>に記載の電子写真用感光体である。
従来技術に記載したように電荷輸送性官能基を持たない有機−無機ハイブリッド材料を有機感光体に応用するには、更に低分子電荷輸送材料の添加が必要となる。通常、低分子電荷輸送材料は、反応性を有しないので、有機−無機ハイブリッド材料を形成する際、架橋反応を阻害し、強固的な材料になりにくい。場合によっては、電荷輸送材料が析出し、得られる感光体の透明性が失われる。前記電荷輸送性有機−無機ハイブリッド材料が、金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体と金属アルコキシド化合物とが共有結合により結合して形成された材料であるため、有機成分と無機成分の特性を存分に発揮させることができる。
<3> 保護層が、金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体と、金属アルコキシド化合物との組成比を変化させた溶液を複数回塗布することにより形成される前記<1>から<2>のいずれかに記載の電子写真用感光体である。
組成比を変化させた金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体と金属アルコキシド化合物とを含有する溶液を感光層に順次塗布すれば、組成比が連続変化する電荷輸送性有機−無機ハイブリッド材料が形成できる。
<4> 金属アルコキシド基と金属アルコキシド化合物とに含まれる金属元素がSiである前記<2>から<3>のいずれかに記載の電子写真用感光体である。
一般に、Si元素は、材料の低表面エネルギーに寄与すると考えられる。Si元素を含む有機−無機ハイブリッド材料を表面層(保護層)に用いる電子写真用感光体は、優れた低表面エネルギーを有する。
<5> 前記<1>から<4>のいずれかに記載の電子写真感光体を用いた画像形成方法であって、前記電子写真感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程とを少なくとも含むことを特徴とする画像形成方法である。
<6> 前記<1>から<4>のいずれかに記載の電子写真感光体を有することを特徴とする画像形成装置である。
<7> 前記<1>から<4>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、クリーニング手段および除電手段よりなる群から選ばれた少なくとも1つの手段とを有し、画像形成装置本体に着脱可能としたことを特徴とする画像形成装置用プロセスカートリッジである。
The present invention is based on the above findings by the present inventors, and means for solving the above problems are as follows. That is,
<1> In the electrophotographic photoreceptor having the conductive support, the photosensitive layer, and the protective layer in this order, the protective layer contains a charge transporting organic-inorganic hybrid material containing an organic component and an inorganic component, The electrophotographic photoreceptor, wherein the concentration of the inorganic component in the protective layer continuously increases from the photosensitive layer side toward the surface side opposite to the photosensitive layer side.
The charge transporting organic-inorganic hybrid material described as the prior art has a uniform composition of the photoreceptor surface layer (protective layer), so the amount of inorganic component added is limited to achieve electrical characteristics and mechanical strength at the same time. Therefore, the merit of the organic component and the inorganic component cannot be fully exhibited.
On the other hand, in the charge transporting organic-inorganic hybrid material in the present invention, the concentration of the inorganic component continuously increases from the photosensitive layer side of the protective layer toward the surface side opposite to the photosensitive layer side (inclination). In the protective layer, there are many electrotransport organic components on the photosensitive layer side and many inorganic components with high mechanical strength on the outermost surface layer side. Therefore, excellent electrical characteristics and durability are achieved. A compatible electrophotographic photoreceptor can be obtained.
<2> The electrophotography according to <1>, wherein the charge transporting organic-inorganic hybrid material is a material formed by covalently bonding a charge transporting polymer having a metal alkoxide group and a metal alkoxide compound. Photoconductor.
In order to apply an organic-inorganic hybrid material having no charge transporting functional group as described in the prior art to an organic photoreceptor, it is necessary to add a low molecular charge transport material. Usually, since the low molecular charge transport material does not have reactivity, when forming the organic-inorganic hybrid material, the cross-linking reaction is inhibited and it is difficult to become a strong material. In some cases, the charge transport material is deposited, and the transparency of the resulting photoreceptor is lost. Since the charge transporting organic-inorganic hybrid material is a material formed by covalently bonding a charge transporting polymer having a metal alkoxide group and a metal alkoxide compound, the characteristics of the organic component and the inorganic component exist. Can be demonstrated in minutes.
<3> The above <1> to <2>, wherein the protective layer is formed by applying a solution in which the composition ratio of the charge transporting polymer having a metal alkoxide group and the metal alkoxide compound is changed a plurality of times. The electrophotographic photoreceptor according to any one of the above.
If a solution containing a charge transporting polymer having a metal alkoxide group with a changed composition ratio and a metal alkoxide compound is sequentially applied to the photosensitive layer, a charge transporting organic-inorganic hybrid material with a continuously changing composition ratio is formed. it can.
<4> The electrophotographic photoreceptor according to any one of <2> to <3>, wherein the metal element contained in the metal alkoxide group and the metal alkoxide compound is Si.
In general, the Si element is considered to contribute to the low surface energy of the material. An electrophotographic photoreceptor using an organic-inorganic hybrid material containing Si element as a surface layer (protective layer) has an excellent low surface energy.
<5> An image forming method using the electrophotographic photosensitive member according to any one of <1> to <4>, wherein an electrostatic latent image is formed on the electrophotographic photosensitive member. A step of developing the latent electrostatic image with toner to form a visible image, a transfer step of transferring the visible image to a recording medium, and fixing the transferred image transferred to the recording medium An image forming method comprising at least a fixing step.
<6> An image forming apparatus comprising the electrophotographic photosensitive member according to any one of <1> to <4>.
<7> The electrophotographic photosensitive member according to any one of <1> to <4>, and at least one unit selected from the group consisting of a charging unit, a developing unit, a transfer unit, a cleaning unit, and a charge eliminating unit. And a process cartridge for an image forming apparatus, wherein the process cartridge is detachable from the main body of the image forming apparatus.
本発明によれば、前記従来における諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、表面硬度、撥水性、耐クラック性、耐傷性、耐摩耗性に優れ、高耐久化を阻害する要因である機械的耐久性のレベルを、大幅に改善し、且つ電気的特性が良好であり、長期間にわたり高画質化を実現する電子写真感光体と、それを用いた画像形成方法、画像形成装置及び画像形成装置用プロセスカートリッジを提供することができる。 According to the present invention, the conventional problems can be solved and the object can be achieved, the surface hardness, the water repellency, the crack resistance, the scratch resistance, the wear resistance, and the factors impeding the high durability. The electrophotographic photosensitive member that significantly improves the mechanical durability level, has good electrical characteristics, and realizes high image quality over a long period of time, and an image forming method and an image forming apparatus using the same In addition, a process cartridge for an image forming apparatus can be provided.
以下、本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(電子写真感光体)
本発明の電子写真感光体は、導電性支持体と、感光層と、保護層と、をこの順で有してなり、さらに必要に応じてその他の層を有してなる。
(Electrophotographic photoreceptor)
The electrophotographic photoreceptor of the present invention comprises a conductive support, a photosensitive layer, and a protective layer in this order, and further comprises other layers as necessary.
−保護層−
前記保護層は、有機成分と無機成分を含む電荷輸送性有機−無機ハイブリッド材料を含有し、前記保護層中の前記無機成分の濃度が、感光層側から該感光層側と反対側の表面側に向かうにつれて、連続的に大きくなる。
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したタイプに大別される。両者を比較すると、有機成分と無機成分とを共有結合により結合させた方が界面強度が上がり、よりミクロに分散させることも可能となることから、材料の特性を最大限に発見させるために、本発明では、後者の方法で造られた有機−無機ハイブリッド材料を有機感光体の表面層(保護層)に用いる。
なお、本明細書において、保護層中の前記無機成分の濃度が、感光層側から該感光層側と反対側の表面側に向かうにつれて、連続的に大きくなるとは、感光層側から該感光層側と反対側の表面側に向かうにつれて、無機成分の濃度が、漸増していることのみを示すものではなく、局所的に濃度が同じである部分を含んでいてもよい。
-Protective layer-
The protective layer contains a charge transporting organic-inorganic hybrid material containing an organic component and an inorganic component, and the concentration of the inorganic component in the protective layer is a surface side opposite to the photosensitive layer side from the photosensitive layer side. As it goes to, it grows continuously.
In general, organic-inorganic hybrid materials are roughly classified into types in which constituent components are bonded by a mild interaction such as hydrogen bonding and types in which they are covalently bonded. Comparing the two, the organic compound and inorganic component bonded by covalent bond increases the interfacial strength and can be dispersed more microscopically, in order to discover the characteristics of the material to the maximum, In the present invention, the organic-inorganic hybrid material produced by the latter method is used for the surface layer (protective layer) of the organic photoreceptor.
In this specification, the concentration of the inorganic component in the protective layer continuously increases from the photosensitive layer side toward the surface side opposite to the photosensitive layer side. It does not only indicate that the concentration of the inorganic component gradually increases toward the surface side opposite to the side, but may include a portion where the concentration is locally the same.
−−有機−無機ハイブリッド材料−−
先ず、傾斜構造を有する有機−無機ハイブリッド材料の形成方法について説明する。
前記有機−無機ハイブリッド材料の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、次の方法により形成するのが好ましい。
即ち、少なくとも1個の官能基を分子内に有し、電荷輸送性構成単位を有する重合体(ハイブリッド材料用重合体)と、前記官能基と反応して結合を形成する官能基を有する金属アルコキシドとを反応させることにより、金属アルコキシド基を導入した電荷輸送性重合体を得るようにし、次いで、得られた金属アルコキシド基を導入した電荷輸送性重合体と金属アルコキシド化合物をゾル−ゲル法によって加水分解及び重縮合させて、3次元構造に架橋した有機−無機ハイブリッド材料を形成する方法である。
また、金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体と金属アルコキシド化合物との組成比を変化させた溶液を複数回塗布することによって、傾斜構造を有する有機−無機ハイブリッド材料を含有する保護層を形成することができる。
このように形成される前記有機−無機ハイブリッド材料は、有機成分と無機成分とを含む。前記有機成分としては、電荷輸送性重合体及び金属アルコキシド化合物に含まれる有機成分であり、前記無機成分としては、電荷輸送性重合体及び金属アルコキシド化合物に含まれる無機成分である。なお、無機成分の濃度は、金属元素成分の濃度により測定される。
--Organic-inorganic hybrid material--
First, a method for forming an organic-inorganic hybrid material having an inclined structure will be described.
There is no restriction | limiting in particular as a formation method of the said organic-inorganic hybrid material, Although it can select suitably according to the objective, For example, forming by the following method is preferable.
That is, a polymer having at least one functional group in the molecule and having a charge transporting structural unit (polymer for hybrid material), and a metal alkoxide having a functional group that reacts with the functional group to form a bond. To obtain a charge transporting polymer introduced with a metal alkoxide group, and then the obtained charge transporting polymer introduced with a metal alkoxide group and the metal alkoxide compound are hydrolyzed by a sol-gel method. It is a method of forming an organic-inorganic hybrid material crosslinked to a three-dimensional structure by decomposition and polycondensation.
Further, a protective layer containing an organic-inorganic hybrid material having a gradient structure is formed by applying a solution in which the composition ratio of the charge transporting polymer having a metal alkoxide group and the metal alkoxide compound is changed a plurality of times. be able to.
The organic-inorganic hybrid material thus formed includes an organic component and an inorganic component. The organic component is an organic component contained in the charge transporting polymer and the metal alkoxide compound, and the inorganic component is an inorganic component contained in the charge transporting polymer and the metal alkoxide compound. The concentration of the inorganic component is measured by the concentration of the metal element component.
次に、前記有機−無機ハイブリッド材料の構成材料について説明する。 Next, the constituent material of the organic-inorganic hybrid material will be described.
−−−電荷輸送性重合体−−−
前記のように、金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体としては、少なくとも1個の官能基を分子内に有し、電荷輸送性構成単位を有する重合体(ハイブリッド材料用重合体)と、前記官能基と反応して結合を形成する官能基を有する金属アルコキシドとを反応させることにより得ることができる。
--- Charge transporting polymer ---
As described above, the charge transporting polymer having a metal alkoxide group includes a polymer having at least one functional group in the molecule and having a charge transporting structural unit (polymer for hybrid materials), and It can be obtained by reacting with a metal alkoxide having a functional group that reacts with a functional group to form a bond.
前記ハイブリッド材料用重合体としては、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含む重合体有機成分と、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有する金属アルコキシド化合物(以下、金属アルコキシドと略称する。)を反応させて結合させることによって得られる。すなわち、前記ハイブリッド材料用重合体としては、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ことが好ましい。
このような官能基としては、金属アルコキシドの官能基と反応し得るものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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挙げられる。中でも、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が好ましく、水酸基が特に好ましい。
Examples of the polymer for hybrid materials include a polymer organic component including a polycarbonate structure having at least a charge transport function, and a metal alkoxide compound (hereinafter referred to as a metal) having a functional group reactive with the functional group in the polymer organic component. It is obtained by reacting and bonding. That is, the polymer for hybrid materials preferably has at least one, preferably two or more functional groups in the molecule.
Such a functional group is not particularly limited as long as it can react with the functional group of the metal alkoxide, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, a thiol group Alkenyl group, alkynyl group, acid halogen group, acid ester group, formyl group, halogen group, epoxy group, and isocyanate group. Among them, a functional group having active hydrogen such as a hydroxyl group, an amino group, or a carboxyl group is preferable, and a hydroxyl group is particularly preferable.
前記重合体有機成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、下記一般式(I)〜(III)で表される構成単位からなる重合成有機成分が挙げられる。
(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。)
There is no restriction | limiting in particular as said polymer organic component, According to the objective, it can select suitably, For example, the polysynthetic organic component which consists of a structural unit represented by the following general formula (I)-(III) is mentioned. It is done.
(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.)
(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.)
また、前記重合体有機成分として、前記一般式(I)、(II)、(III)のいずれかで表される構成単位のほかに、下記一般式(IV)で表される構成単位を含んでいてもよい。 In addition to the structural unit represented by any one of the general formulas (I), (II), and (III), the polymer organic component includes a structural unit represented by the following general formula (IV) You may go out.
前記重合体有機成分の製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、公知のビスフェノール類と炭酸誘導体との反応法により得ることができる。
前記ビスフェノール類と炭酸誘導体との反応法としては、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が挙げられる。以下、具体的に説明する。
There is no restriction | limiting in particular as a manufacturing method of the said polymer organic component, According to the objective, it can select suitably, For example, it can obtain by the reaction method of well-known bisphenol and a carbonic acid derivative.
Examples of the reaction method of the bisphenols and the carbonic acid derivative include transesterification of diol and bisaryl carbonate, solution or interfacial polymerization with carbonyl compounds such as phosgene, or bischloro derived from diol. Examples thereof include a method using chloroformate such as formate. 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).
前記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。 In the case of producing a polymer organic component containing a polycarbonate structure having a charge transport function (abbreviated as “polycarbonate resin”) by the above method, charges represented by the following general formulas (V), (VI), (VII) A diol represented by the following general formula (VIII) can be used in combination with one or more diols having a transport ability to form a copolymer with improved mechanical properties and the like.
(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.)
(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.)
(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.)
(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、これらを連結してできる2価基、及び下記式(1)もしくは(2)のいずれかを表す。) (Wherein X represents an aliphatic divalent group, a cycloaliphatic divalent group, an aromatic divalent group, a divalent group formed by linking these, and the following formula (1) or (2) Represents either one.)
(式(1)、(2)中、R2、R3、R4、R5は、独立してアルキル基、アリール基及びハロゲン原子のいずれかであり、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−、及び下記式(3)〜(11)のいずれか、 (In the formulas (1) and (2), R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are each independently an alkyl group, an aryl group or a halogen atom, and a and b are each independently An integer of 0 to 4, c and d are each independently an integer of 0 to 3, Y is a single bond, a linear alkylene group having 2 to 12 carbon atoms, -O-,- S -, - SO -, - SO 2 -, - CO-, and any one of the following formulas (3) to (11),
から選ばれ、式(3)〜(11)中、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0〜2,000の整数を表す。)を表す。) In formulas (3) to (11), 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 represents each independently a hydrogen atom, 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 6 carbon atoms. may form a 12 carbocyclic or heterocyclic ring, also, R 6, R 7 may form a carbocyclic or heterocyclic ring in cooperation with R 2, R 3, R 13 , R 14 is a single Represents a bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, R 15 and R 16 each independently represents an alkyl group or aryl group having 1 to 5 carbon atoms, e is an integer of 0 to 4 and f is 0 to 20 And g represents an integer of 0 to 2,000. ). )
前記一般式(V)、(VI)、(VII)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)、(II)、(III)のいずれかで表される構成単位(重合体有機成分)の組成比をkとし、前記一般式(IV)で表される構成単位(重合体有機成分)の組成比をjとしたとき、全組成比(k+j)に対するkの割合が、次式、0<k/(k+j)≦1を満たすことが好ましい。
前記式を満たすと、得られた重合体は電気特性と機械強度のバランスがよく取れ、総合的な性能が優れる。
The ratio of the diol having the charge transport function represented by the general formulas (V), (VI), and (VII) and the diol represented by (VIII) can be selected from a wide range depending on desired characteristics.
When the organic-inorganic hybrid material described below is used, the composition ratio of the structural unit (polymer organic component) represented by any one of the general formulas (I), (II), and (III) is k. When the composition ratio of the structural unit (polymer organic component) represented by the general formula (IV) is j, the ratio of k to the total composition ratio (k + j) is represented by the following formula: 0 <k / (k + j) It is preferable to satisfy ≦ 1.
When the above formula is satisfied, the obtained polymer has a good balance between electrical properties and mechanical strength and is excellent in overall performance.
また、前記重合体有機成分の数平均分子量(Mn)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、400〜40,000が好ましく、1,000〜10,000がより好ましい。
数平均分子量が400未満であると、得られたハイブリッド材料は重合体の特性が欠如し、40,000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少なくなり、得られたハイブリッド材料は無機材料の特性を十分に引き出すことができない。
The number average molecular weight (Mn) of the polymer organic component is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 400 to 40,000, and 1,000 to 10,000. More preferred.
When the number average molecular weight is less than 400, the obtained hybrid material lacks polymer characteristics, and when it exceeds 40,000, the number of metal alkoxide groups bonded to the polymer organic component is reduced, and the resulting hybrid material is obtained. Cannot fully extract the properties of inorganic materials.
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)、(VI)、(VII)で表される電荷輸送能を有するジオールと一般式(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、一般式前記(I)、(II)、及び(III)のいずれか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 having the charge transporting ability represented by the general formulas (V), (VI), and (VII) and the diol represented by the general formula (VIII) are uniformly mixed from the beginning to perform a condensation reaction with phosgene. A random copolymer comprising the structural unit represented by any one of the general formulas (I), (II), and (III) and the structural unit represented by the general formula (IV). can get.
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)、(VI)、(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)、(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。 Alternatively, a random block copolymer can be obtained by adding several kinds of diols during the reaction. Further, condensation of bischloroformate derived from the diol represented by the general formula (VIII) and the diol having a charge transporting ability represented by the general formulas (V), (VI), and (VII) By carrying out the reaction, an alternating copolymer composed of repeating units represented by the following general formulas (IX), (X) and (XI) can be obtained.
(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、2〜5,000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 5,000.)
(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、2〜5,000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 5,000.)
(式中、R17、R18、Xは、前記定義と同一であり、nは、重合度を表し、2〜5,000の整数を示す。) (Wherein, R 17 , R 18 and X are the same as defined above, n represents the degree of polymerization and represents an integer of 2 to 5,000.)
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前記一般式(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, the bischloroformate derived from the diol having the charge transporting ability represented by the general formulas (V), (VI) and (VII) and the diol represented by the general formula (VIII) Similarly, an alternating copolymer composed of repeating units represented by the general formulas (IX), (X), and (XI) can also be obtained by the condensation reaction.
In the condensation reaction of 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.
前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挙げられる。これらの塩基は一種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムが好ましい。また、使用される水としては蒸留水、イオン交換水が好ましい。
As the base used in the alkaline aqueous solution, hydroxide or carbonate of alkali metal or alkaline earth metal is used. For example, hydroxide such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate And carbonates such as calcium carbonate and sodium hydrogen carbonate. These bases may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Among these, sodium hydroxide or potassium hydroxide is preferable. 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としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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、これら有機溶媒にトルエン、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。
これらの中でも、脂肪族ハロゲン化炭化水素、芳香族ハロゲン化炭化水素が好ましく、ジクロロメタン、クロロベンゼンがより好ましい。
The organic solvent used as the solution for dissolving the polycarbonate resin is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,2-dichloroethylene, trichloroethane, Examples thereof include aliphatic halogenated hydrocarbons such as tetrachloroethane and dichloropropane, or a mixture thereof. 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 organic solvents may be used.
Among these, aliphatic halogenated hydrocarbons and aromatic halogenated hydrocarbons are preferable, and dichloromethane and chlorobenzene are more preferable.
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、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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挙げられる。
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。
There is no restriction | limiting in particular as a polycarbonate production | generation catalyst used at the time of manufacture of a polycarbonate resin, According to the objective, it can select suitably, For example, a tertiary amine, a quaternary ammonium salt, a tertiary phosphine, a quaternary phosphonium salt, Examples thereof include nitrogen-containing heterocyclic compounds and salts thereof, imino ethers and salts thereof, and compounds having an amide group.
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.
前記ポリカーボネート生成触媒としては、3級アミンが好ましく、総炭素数3〜30の3級アミンがより好ましく、トリエチルアミンが特に好ましい。これらのポリカーボネート生成触媒は一種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのポリカーボネート生成触媒は、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、乃至、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 individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
These polycarbonate formation catalysts can be added before 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としては、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 maintained 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挙げられる。
また、反応に使用される溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、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。
このときの反応温度としては0〜40℃であり、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.
Examples of the deoxidizer in this case include tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, and tripropylamine, and pyridine.
The solvent used for the reaction is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, dichloroethane, trichloroethane, tetrachloroethane, trichloroethylene, chloroform, and tetrahydrofuran. Cyclic ether solvents such as dioxane and pyridine are preferred.
The reaction temperature at this time is 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、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。
前記ビスアリルカーボネートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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 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 about 1 to 4 hours.
Moreover, you may add antioxidant as needed.
The bisallyl carbonate is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include diphenyl carbonate, di-p-tolyl carbonate, phenyl-p-tolyl carbonate, di-p-chlorophenyl carbonate, and di- A naphthyl carbonate etc. are mentioned.
前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、重合体有機成分中の官能基と反応性を有する官能基を備えた金属アルコキシドを反応させ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材料用重合体が得られる。以下に、官能基を備えた金属アルコキシドを具体的に示す。 A polymer organic component comprising a polycarbonate resin having at least one, preferably two or more functional groups in a molecule obtained by the various methods, and a functional group having reactivity with the functional groups in the polymer organic component. By reacting and bonding the metal alkoxide, a polymer for a hybrid material having a metal alkoxide group bonded to the polymer organic component can be obtained. Below, the metal alkoxide provided with the functional group is shown concretely.
前記金属アルコキシドとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、下記一般式(a)で示す化合物が好ましい。
RlAmM(R’X)n (a)
(式(a)中、Rlは、炭素数1〜12、好ましくは1〜5のアルキル基を表し、Aは、炭素数1〜8、好ましくは1〜4のアルコキシ基を表し、Mは、Si、Ti、Zr、Fe、Cu、Sn、B、Al、Ge、Ce、及びTaからなる群のいずれか、好ましくはSi、Ti、及びZrからなる群のいずれかから選択される金属元素を表し、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を表し、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のいずれかから選択される官能基を表し、lは、0〜3の整数を示し、m及びnは、独立して1〜3の整数を示す。)
There is no restriction | limiting in particular as said metal alkoxide, Although it can select suitably according to the objective, For example, the compound shown by the following general formula (a) is preferable.
R 1 A m M (R′X) n (a)
(In formula (a), R 1 represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms, A represents an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, and M represents , Si, Ti, Zr, Fe, Cu, Sn, B, Al, Ge, Ce, and Ta, preferably a metal element selected from any of the group consisting of Si, Ti, and Zr R ′ represents an alkylene group or alkylidene group having 1 to 4 carbon atoms, preferably 2 to 4 carbon atoms, and X consists of an isocyanate group, an epoxy group, a carboxyl group, an acid halogen group, and an acid anhydride group. Represents a functional group selected from any one of the groups, l represents an integer of 0 to 3, and m and n independently represent an integer of 1 to 3).
前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としては、Si、Ti及びZrからなる群のいずれかから選択される少なくとも一種であることが好ましい。
中でも、Siであることがより好ましい。Siであるとハイブリッド材料用重合体の合成が容易であり、得られるハイブリッド材料用重合体が化学的安定性を有する。また、得られるハイブリッド材料用重合体が、適当な反応性(温度、時間等)を有し、例えば、容易に重合体を加水分解、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、硬化した重合体の電気的、機械的、物理的等の特性を有機電子デバイス、特に電子写真用感光体に有用なものとすることができる。
また、前記金属アルコキシドの原料としては、特に制限はなく、例えば、下記例のように広く選択することができ、目的に応じて使い分けすることもできる。
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.
Among these, Si is more preferable. When it is Si, it is easy to synthesize a polymer for a hybrid material, and the resulting polymer for a hybrid material has chemical stability. In addition, the obtained polymer for hybrid material has appropriate reactivity (temperature, time, etc.). For example, the polymer can be easily hydrolyzed and polycondensed (sol-gel reaction) to form an organic-inorganic hybrid. A material is obtained, and the cured polymer can have electrical, mechanical, physical and other properties useful for organic electronic devices, particularly electrophotographic photoreceptors.
Moreover, there is no restriction | limiting in particular as a raw material of the said metal alkoxide, For example, it can select widely like the following example and can also use it properly according to the objective.
前記式(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 formula (a) include monoisocyanate trialkoxymetals, monoisocyanate dialkoxymetals, monoisocyanate monoalkoxymetals, diisocyanate alkoxymetals, triisocyanate alkoxymetals, and functionalized epoxy groups. Examples thereof include metal alkoxides having a 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は、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. Is mentioned.
さらに、前記金属アルコキシドとして下記一般式(b)で示される化合物を挙げることができる。
AoM (b)
(式(b)中、Aoは、炭素数1〜8、好ましくは1〜4のアルコキシ基を表し、Mは、Si、Ti、Zr、Fe、Cu、Sn、B、Al、Ge、Ce、及びTaからなる群のいずれか、好ましくはSi、Ti、及びZrからなる群のいずれかから選択される金属元素を表す。)
Furthermore, examples of the metal alkoxide include compounds represented by the following general formula (b).
AoM (b)
(In the formula (b), Ao represents an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, and M represents Si, Ti, Zr, Fe, Cu, Sn, B, Al, Ge, Ce, And represents a metal element selected from any of the group consisting of Si, Ti, and Zr.
前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からなる群のいずれか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であることがより好ましい。この理由は、前記一般式(a)についてSiが好ましいとした理由と同様である。 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 more preferably Si. The reason is the same as the reason why Si is preferable for the general formula (a).
前記一般式(b)で示される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。 Specific examples of the compound represented by the general formula (b) include tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, and tetrabutoxysilane; tetrapropoxytitanium, tetraisopropoxytitanium, tetraisopropoxyzirconium, tetrapropoxy Examples thereof include metal alkoxides such as zirconium, tetrabutoxytin, tetraisopropoxytin, and triisopropoxyaluminum.
前記金属アルコキシドとしては、1種単独で用いてもよく、2種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。 As said metal alkoxide, it may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. 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.
前記のように電荷輸送機能を有する構成単位を含むハイブリッド材料用重合体としては、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ポリカーボネート樹脂からなる重合体有機成分と、重合体有機成分中の官能基と反応性を有する官能基を備えた金属アルコキシドを反応させて得られる。
なお、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との反応の具体例を以下に説明する。
As a polymer for a hybrid material containing a structural unit having a charge transport function as described above, a polymer organic component composed of a polycarbonate resin having at least one, preferably two or more functional groups in the molecule, and a polymer It is obtained by reacting a metal alkoxide having a functional group having reactivity with a functional group in the organic component.
In the reaction, a catalyst can also be used. Specific examples of the reaction between the polymer organic component and the metal alkoxide will be described below.
前記重合体有機成分と金属アルコキシドとの反応の具体例としては、例えば、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備えたポリカーボネート樹脂からなる重合体有機成分と、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備えた金属アルコキシドとを溶剤中で、不活性ガス雰囲気下で反応させることが好ましい。
用いる溶剤としては、特に制限はなく、前記重合体と金属アルコキシドを共によく溶解させるものであればよい。
Specific examples of the reaction between the polymer organic component and the metal alkoxide include, for example, a polymer organic component composed of a polycarbonate resin having a functional group having an active hydrogen such as a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, and a thiol group; It is preferable to react a metal alkoxide having a functional group such as an isocyanate group, an epoxy group, a carboxyl group, an acid halide group, or an acid anhydride group in a solvent in an inert gas atmosphere.
There is no restriction | limiting in particular as a solvent to be used, What is necessary is just to dissolve both the said polymer and metal alkoxide well.
一般には、重合体溶液中へ金属アルコキシド溶液あるいは金属アルコキシド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。
前記重合体有機成分中の官能基に対する金属アルコキシド中の官能基量としては、1/10〜10/1当量比とすることが好ましい。
反応終了後は、反応液をそのまま用いて、以降に示す次ステップのゾル−ゲル反応へ移ってもよいし、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、これを用いてゾル−ゲル反応を行ってもよい。
In general, a metal alkoxide solution or a metal alkoxide is gradually added to a polymer solution as it is, and then reacted at room temperature or while gently warming.
The functional group amount in the metal alkoxide with respect to the functional group in the polymer organic component is preferably 1/10 to 10/1 equivalent ratio.
After completion of the reaction, the reaction solution may be used as it is, and may be transferred to the next step sol-gel reaction shown below, or the reaction solution may be concentrated or poured into a large amount of poor solvent to precipitate the reaction product. After performing treatments such as washing, purification, and drying, a sol-gel reaction may be performed using this.
−−−金属アルコキシド化合物−−−
前記金属アルコキシド化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、中でも、下記式(c)で表される化合物が好ましい。
ApM (c)
(式(c)中、Aは、炭素数1〜8、好ましくは1〜4のアルコキシ基を表し、Mは、Si、Ti、Zr、Fe、Cu、Sn、B、Al、Ge、Ce、TaおよびW等からなる群のいずれか、好ましくはSi、Ti、Zrからなる群のいずれかから選択される金属元素を表し、pは2〜6の整数を示す。)
--- Metal alkoxide compound ---
There is no restriction | limiting in particular as said metal alkoxide compound, Although it can select suitably according to the objective, Especially, the compound represented by a following formula (c) is preferable.
A p M (c)
(In the formula (c), A represents an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, and M represents Si, Ti, Zr, Fe, Cu, Sn, B, Al, Ge, Ce, A metal element selected from any one of the group consisting of Ta, W, etc., preferably any one of the group consisting of Si, Ti, Zr, and p represents an integer of 2-6.)
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、およびジメトキシ銅、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。 Specifically, tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, and tetrabutoxysilane, tetraalkoxy titaniums such as tetra n-propoxy titanium, tetraisopropoxy titanium, tetrabutoxy titanium, tetra Tetraalkoxyzirconium such as n-propoxyzirconium, tetraisopropoxyzirconium, tetrabutoxyzirconium, and dimethoxycopper, diethoxybarium, trimethoxyboron, triethoxygallium, tributoxyaluminum, tetraethoxygermanium, tetrabutoxylead, pentan -Metal alkoxides, such as propoxy tantalum and hexaethoxy tungsten.
中でも、金属アルコキシド化合物としては、前記式(c)において、MがSiのものが好ましい。Siアルコキシドは最も汎用であり、応用展開しやすいためである。 Among these, as the metal alkoxide compound, in the formula (c), M is preferably Si. This is because Si alkoxide is the most general-purpose and easy to apply.
前記金属アルコキシド化合物の他の例としては、下記式(d)で表される化合物が好ましい。
RkAlM(R''mX)n (d)
(式(d)中、Rは、水素及び炭素数1〜12、好ましくは1〜5のアルキル基またはフェニル基のいずれかを表し、Aは、炭素数1〜8、好ましくは1〜4のアルコキシ基を表し、Mは、Si、Ti、Zr、Fe、Cu、Sn、B、Al、Ge、Ce、TaおよびW等からなる群のいずれか、好ましくはSi、Ti、Zrからなる群のいずれかから選択される金属元素を表し、R''は、炭素数1〜4、好ましくは2〜4のアルキレン基またはアルキリデン基、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、ハロゲン基等の官能基を表し、kは、0〜5の整数を示し、lは、1〜5の整数を示し、mは、0〜1の整数を示し、nは、0〜5の整数を示す。)
Another example of the metal alkoxide compound is preferably a compound represented by the following formula (d).
R k A l M (R ″ m X) n (d)
(In the formula (d), R represents hydrogen and an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 to 5 alkyl groups or a phenyl group, and A represents 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms. Represents an alkoxy group, and M is one of the group consisting of Si, Ti, Zr, Fe, Cu, Sn, B, Al, Ge, Ce, Ta and W, preferably the group consisting of Si, Ti, Zr Represents a metal element selected from any of the above, R ″ represents an alkylene group or alkylidene group having 1 to 4 carbon atoms, preferably 2 to 4 carbon atoms, and X represents an isocyanate group, an epoxy group, a carboxyl group, or an acid halide group. , An acid anhydride group, an amino group, a thiol group, a vinyl group, a methacryl group, a halogen group and the like, k represents an integer of 0 to 5, l represents an integer of 1 to 5, m Represents an integer of 0 to 1, and n is an integer of 0 to 5 Show.)
前記式(d)で表される化合物を、Siを例に取り、具体的に例示すれば、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; The compound represented by the formula (d) is exemplified by Si, specifically, trimethoxysilane, triethoxysilane, tri-n-propoxysilane, dimethoxysilane, diethoxysilane, diisopropoxysilane. , Monomethoxysilane, monoethoxysilane, monobutoxysilane, methyldimethoxysilane, ethyldiethoxysilane, dimethylmethoxysilane, diisopropylisopropoxysilane, methyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrin-propoxysilane, Butyltributoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diisopropyldiisopropoxysilane, dibutyldibutoxysilane, trimethylmethoxysilane, triethylethoxylane, tri-n-propyl n-propyl Pokishishiran, tributyl-butoxy silane, phenyl trimethoxysilane, 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コキシシラン; 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コキシシラン; 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−メタクリロキシピ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基を有する(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 group such as triethoxyfluorosilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-bromopropyltriethoxysilane, 2-chloroethylmethyldimethoxysilane, and the like.
前記式(d)で表される化合物としては、前記例示に係るSiだけではなく、Ti、Zr、Fe、Cu、Sn、B、Al、Ge、Ce、TaやW等の他の金属においても、同様の構造からなる化合物を例示することができる。 As the compound represented by the formula (d), not only Si according to the above example but also other metals such as Ti, Zr, Fe, Cu, Sn, B, Al, Ge, Ce, Ta, and W may be used. A compound having a similar structure can be exemplified.
これらの金属アルコキシド化合物としては1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、Mg[Al(iso−OC3H7)4]2、Ba[Zr2(OC2H5)9]2、(C3H7O)2Zr[Al(OC3H7)4]2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や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。 These metal alkoxide compounds may be used alone or in combination of two or more. In addition, Mg [Al (iso-OC 3 H 7 ) 4 ] 2 , Ba [Zr 2 (OC 2 H 5 ) 9 ] 2 , (C 3 H 7 O) 2 Zr [Al (OC 3 H 7 ) 4 ] oligomer type having two or more repeating units per molecule, such as a metal alkoxide compound and tetramethoxysilane oligomer and tetraethoxysilane oligomer appears to contain two or more metal elements in one molecule of 2, etc. Metal alkoxide compounds may be used. Further, the alkoxy group may be an acetoxy group.
傾斜構造の電荷輸送性有機−無機ハイブリッド材料は金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体と金属アルコキシド化合物とをゾル−ゲル反応により加水分解、重縮合させることにより得られる。
この際、金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体と金属アルコキシド化合物との組成比としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体と金属アルコキシド化合物との質量比として1:99〜99:1であり、10:90〜90:10が好ましい。
前記金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体と金属アルコキシド化合物との質量比が、10:90〜90:10であると、電荷輸送重合体が持つ有機材料の強靭性、電気特性と、金属アルコキシド化合物が持つ無機材料の機械強度とのバランスがよく取れ、優れた電気特性と耐久性とを両立させた電子写真用感光体の保護層を得ることができる。
The charge transporting organic-inorganic hybrid material having a tilted structure can be obtained by hydrolyzing and polycondensing a charge transporting polymer having a metal alkoxide group and a metal alkoxide compound by a sol-gel reaction.
At this time, the composition ratio between the charge transporting polymer having a metal alkoxide group and the metal alkoxide compound is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the charge transporting property having a metal alkoxide group The mass ratio of the polymer to the metal alkoxide compound is 1:99 to 99: 1, preferably 10:90 to 90:10.
When the mass ratio of the charge transporting polymer having a metal alkoxide group to the metal alkoxide compound is 10:90 to 90:10, the toughness of the organic material possessed by the charge transporting polymer, the electrical characteristics, and the metal alkoxide It is possible to obtain a protective layer of an electrophotographic photosensitive member that is well balanced with the mechanical strength of the inorganic material possessed by the compound and has both excellent electrical characteristics and durability.
前記ゾル−ゲル法による加水分解、重縮合とは、分子内に金属アルコキシド基を有する重合体を水と反応させることで、アルコキシ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としては、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なってもよい。
反応条件としては、室温〜100℃の温度条件下で0.5〜24時間程度が好ましい。
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塗工液としても使用できる。
以上本発明の電子写真用感光体に使用される傾斜構造の電荷輸送性有機−無機ハイブリッド材料について説明してきたが、このものを保護層(表面層)中に応用させる実施形態について以下に説明する。
Hydrolysis and polycondensation by the sol-gel method means that a polymer having a metal alkoxide group in the molecule is reacted with water to convert the alkoxy group to a hydroxyl group, and then this hydroxyl group is simultaneously polycondensed. As a result, a polymer having a hydroxy metal group (for example, —Si (OH) 3 ) and a hydroxy metal compound undergo a dehydration reaction or a dealcoholization reaction with an adjacent molecule, and three-dimensionally through an inorganic covalent bond. Refers to the reaction of cross-linking.
As water used for the hydrolysis reaction, an amount necessary for converting all alkoxy groups to hydroxyl groups may be added, or moisture in the reaction system may be used or moisture in the atmosphere may be absorbed. You may do it.
The reaction conditions are preferably about 0.5 to 24 hours under a temperature condition of room temperature to 100 ° C.
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 a photoreceptor.
As described above, the charge transporting organic-inorganic hybrid material having an inclined structure used in the electrophotographic photoreceptor of the present invention has been described. An embodiment in which this is applied to a protective layer (surface layer) will be described below. .
前記保護層(表面層)は、前記金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体と金属アルコキシド化合物の組成比を変えたを有する溶液を塗工液として、複数回塗布し、硬化することにより形成される。
前記塗工液としては、必要に応じて溶媒により希釈して塗布される。
このとき用いられる溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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。
これらの溶媒は一種単独で用いてもよいし、2種以上を併用いてもよい。
また、これらの溶媒による前記塗工液の希釈率としては、特に制限はなく、塗工液組成物の溶解性、塗工法、目的とする膜厚に応じて選択することができ、任意である。
塗布の方法としては、特に制限はなく、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が挙げられる。
The protective layer (surface layer) is formed by applying a solution having a different composition ratio between the charge transporting polymer having a metal alkoxide group and a metal alkoxide compound as a coating solution, and curing the coating. The
As said coating liquid, it dilutes with a solvent as needed, and is apply | coated.
The solvent used at this time is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, and ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone. Systems, ester systems such as ethyl acetate and butyl acetate, ether systems such as tetrahydrofuran, dioxane and propyl ether, halogen systems such as dichloromethane, dichloroethane, trichloroethane and chlorobenzene, aromatic systems such as benzene, toluene and xylene, methyl cellosolve and ethyl Cellosolve such as cellosolve and cellosolve acetate can be used.
These solvent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Further, the dilution rate of the coating solution with these solvents is not particularly limited, and can be selected according to the solubility of the coating solution composition, the coating method, and the desired film thickness. .
The application method is not particularly limited, and examples thereof include a dip coating method, spray coating, bead coating, and ring coating.
中でも、スプレー工法は有効な手段であり、最適な方法としては次の方法が挙げられる。
1つは複数の金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体と金属アルコキシド化合物の比率の異なる保護層用塗工液を、下層が乾かないうちに順次スプレー法で積層していく方法である。この場合、塗工液の数だけスプレーヘッドを用意し、塗工を連続的に行うことが望ましい。
別の1つは複数の金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体と金属アルコキシド化合物の比率の異なる保護層用塗工液を、下層の指触乾燥が終了したら順次スプレー法で積層していく方法である。この場合、塗工液の数だけスプレーヘッドを用意し、塗工を連続的に行うことが望ましい。
Among them, the spray method is an effective means, and the following method can be mentioned as the optimum method.
One is a method in which protective layer coating liquids having different ratios of a charge transporting polymer having a plurality of metal alkoxide groups and a metal alkoxide compound are sequentially laminated by a spray method before the lower layer is dried. In this case, it is desirable to prepare as many spray heads as the number of coating liquids and perform coating continuously.
Another one is a method in which a coating solution for a protective layer having a different ratio between a charge transporting polymer having a plurality of metal alkoxide groups and a metal alkoxide compound is sequentially laminated by spraying after the lower layer is dried by touch It is. In this case, it is desirable to prepare as many spray heads as the number of coating liquids and perform coating continuously.
前記金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体と金属アルコキシド化合物とを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℃の温度条件下で0.5〜24時間程度の加水分解反応をさせることが好ましい。このような反応条件とすると前記金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体と金属アルコキシド化合物とが架橋しやすい。 Before applying the coating liquid having the charge transporting polymer having a metal alkoxide group and the metal alkoxide compound, a small amount of an acidic catalyst is added, and the temperature is about 0.5 to 24 hours at room temperature to 100 ° C. It is preferable to carry out the hydrolysis reaction. Under such reaction conditions, the charge transporting polymer having the metal alkoxide group and the metal alkoxide compound are easily crosslinked.
前記塗工液を塗布後、ゾル−ゲル架橋反応をさせて、電荷輸送性有機−無機ハイブリッド材料による保護層を形成する際に加熱処理を行う。
前記加熱処理の条件としては、50〜250℃の温度条件下で5分〜24時間程度が好ましい。
50℃未満では反応速度が遅く、完全に反応が終了しない。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。
保護層の膜厚としては、該保護層を有する感光体の層構造によって異なるため、層構造とともに以降に記載する。
After applying the coating liquid, a sol-gel crosslinking reaction is performed, and a heat treatment is performed when a protective layer made of a charge transporting organic-inorganic hybrid material is formed.
The conditions for the heat treatment are preferably about 5 minutes to 24 hours under a temperature condition of 50 to 250 ° C.
If it is less than 50 degreeC, reaction rate is slow and reaction does not complete | finish completely. 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.
Since the thickness of the protective layer varies depending on the layer structure of the photoreceptor having the protective layer, it will be described later together with the layer structure.
架橋硬化し、作製された保護層は、有機溶媒に対して、不溶であることが好ましい。硬化が充分でない膜は、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 protective layer prepared by crosslinking and curing is preferably insoluble in an organic solvent. A film that is not sufficiently cured is soluble in an organic solvent and has a low crosslink density, so that the mechanical durability is also low.
−導電性支持体−
導電性支持体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、体積抵抗1010Ω・cm以下の導電性を示すものが好ましい。このような導電性支持体としては、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-
There is no restriction | limiting in particular as an electroconductive support body, Although it can select suitably according to the objective, What shows electroconductivity with a volume resistance of 10 < 10 > ohm * cm or less is preferable. As such a conductive support, for example, a metal such as aluminum, nickel, chromium, nichrome, copper, gold, silver, platinum, or a metal oxide such as tin oxide or indium oxide is deposited or sputtered to form a film or Cylindrical plastic, paper coated, or aluminum, aluminum alloy, nickel, stainless steel, etc., and extruding them into a tube by a method such as drawing, then applying surface treatments such as cutting, superfinishing, 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、前記導電体支持体としては、導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工されていてもよい。 In addition, the conductor support may be coated by dispersing conductive powder in an appropriate binder resin.
この導電性粉体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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としては、前記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。
There is no restriction | limiting in particular as this electroconductive powder, According to the objective, it can select suitably, For example, metals, such as carbon black, acetylene black, and aluminum, nickel, iron, nichrome, copper, zinc, silver, etc. Examples thereof include powder, or metal oxide powder such as conductive tin oxide and ITO.
The binder resin used simultaneously 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, Examples thereof include thermoplastic, thermosetting resins, and photocurable resins such as melamine resin, urethane resin, phenol resin, and alkyd resin.
Such a conductive layer can be provided by dispersing and applying the conductive powder and the binder resin in a suitable solvent such as tetrahydrofuran, dichloromethane, methyl ethyl ketone, toluene and the like.
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、前記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.
−感光層−
次に、感光層について説明する。
前記感光層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、積層構造であっても単層構造であってもよい。
-Photosensitive layer-
Next, the photosensitive layer will be described.
There is no restriction | limiting in particular as said photosensitive layer, According to the objective, it can select suitably, A laminated structure or a single layer structure may be sufficient.
積層構造の場合には、感光層は電荷発生機能を有する電荷発生層と電荷輸送機能を有する電荷輸送層とから構成される。また、単層構造の場合には、感光層は電荷発生機能と電荷輸送機能を同時に有する層で構成される。 In the case of a laminated structure, the photosensitive layer is composed of a charge generation layer having a charge generation function and a charge transport layer having a charge transport function. In the case of a single layer structure, the photosensitive layer is composed of a layer having both a charge generation function and a charge transport function.
以下、積層構造の感光層及び単層構造の感光層のそれぞれについて述べる。 Hereinafter, each of the photosensitive layer having a laminated structure and the photosensitive layer having a single layer structure will be described.
<感光層が積層構造のもの>
<<電荷発生層>>
前記電荷発生層としては、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あれば特に制限はなく、必要に応じてバインダー樹脂を含むこととしてもよい。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 with a laminated structure>
<< Charge generation layer >>
The charge generation layer is not particularly limited as long as it is a layer mainly composed of a charge generation material having a charge generation function, and may contain a binder resin as necessary. As the charge generation material, inorganic materials and organic materials can be used.
前記無機系材料としては、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。
前記アモルファス・シリコンとしては、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。
Examples of the inorganic material include crystalline selenium, amorphous selenium, selenium-tellurium, selenium-tellurium-halogen, selenium-arsenic compounds, and amorphous silicon.
As the amorphous silicon, those in which dangling bonds are terminated with hydrogen atoms or halogen atoms, or those in which boron atoms or phosphorus atoms are doped are preferably used.
一方、前記有機系材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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, there is no restriction | limiting in particular as said organic type material, According to the objective, it can select suitably, A well-known material can be used. For example, phthalocyanine pigments such as metal phthalocyanine and metal-free phthalocyanine, azulenium salt pigments, squaric acid methine pigments, azo pigments having a carbazole skeleton, azo pigments having a triphenylamine skeleton, azo pigments having a 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.
前記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、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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、1種単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
また、前記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。
The binder resin used as necessary for the charge generation layer is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. Polyamide, polyurethane, epoxy resin, polyketone, polycarbonate, silicone resin, acrylic resin, polyvinyl Examples include butyral, polyvinyl formal, polyvinyl ketone, polystyrene, poly-N-vinyl carbazole, and polyacrylamide.
These binder resins may be used alone or in combination of two or more.
In addition to the binder resin, a polymer charge transport material having a charge transport function, for example, polycarbonate, polyester, polyurethane, polysiloxane having arylamine skeleton, benzidine skeleton, hydrazone skeleton, carbazole skeleton, stilbene skeleton, pyrazoline skeleton, etc. Polymer materials such as ether, 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。 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, Japanese Unexamined Patent Publication Nos. 04-011627, 04-175337, 04-183719, 04-2225014, 04-230767, 04-320420, 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.
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 latter include polysilylene polymers described in, for example, JP-A-63-285552, JP-A-05-19497, JP-A-05-70595, and JP-A-10-73944. Is exemplified.
また、前記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。 The charge generation layer may contain a low molecular charge transport material.
前記電荷発生層に併用できる低分子電荷輸送物質としては、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。 Examples of the low molecular charge transport material that can be used in the charge generation layer include a hole transport material and an electron transport material.
前記電子輸送物質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The electron transport material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, chloroanil, bromilyl, 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-trinitrodibenzothiophene-5,5-dioxide, and diphenoquinone derivatives. These electron transport materials may be used alone or in combination of two or more.
前記正孔輸送物質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、電子供与性物質が好ましい。このような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、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The hole transport material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose, but an electron donating material is preferable. Such hole transport materials include oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, monoarylamine derivatives, diarylamine derivatives, triarylamine derivatives, stilbene derivatives, α-phenylstilbene derivatives, benzidine derivatives, diarylmethane derivatives. , Triarylmethane derivatives, 9-styrylanthracene derivatives, pyrazoline derivatives, divinylbenzene derivatives, hydrazone derivatives, indene derivatives, butadiene derivatives, pyrene derivatives, and the like, and other known materials such as bisstilbene derivatives and enamine derivatives. These hole transport materials may be used alone or in combination of two or more.
前記電荷発生層を形成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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大きく挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as a method of forming the said charge generation layer, According to the objective, it can select suitably, For example, the vacuum thin film preparation method and the casting method from a solution dispersion system are mentioned largely.
前者の方法としては、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法等が挙げられ、前記無機系材料、有機系材料が良好に形成できる。 Examples of the former method include a vacuum deposition method, a glow discharge decomposition method, an ion plating method, a sputtering method, a reactive sputtering method, a CVD method, and the like, and the inorganic material and the organic material can be favorably formed.
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、前記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ともに、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。
塗布の方法としては、特に制限はなく、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が挙げられる。
In order to provide a charge generation layer by a casting method described later, the inorganic or organic charge generation material, together with a binder resin if necessary, tetrahydrofuran, dioxane, dioxolane, toluene, dichloromethane, monochlorobenzene, dichloroethane, cyclohexanone, Formed by dispersing with a ball mill, attritor, sand mill, bead mill, etc. using a solvent such as cyclopentanone, anisole, xylene, methyl ethyl ketone, acetone, ethyl acetate, butyl acetate, etc. it can.
Moreover, leveling agents, such as a dimethyl silicone oil and a methylphenyl silicone oil, can be added as needed.
The application method is not particularly limited, and examples thereof include a dip coating method, spray coating, bead coating, and ring coating.
以上のようにして設けられる電荷発生層の膜厚としては、0.01〜5μmが好ましく、0.05〜2μmがより好ましい。
前記膜厚が0.01μm未満であると、感光体の感度低下のおそれがあり、5μmを超えると、繰り返し使用による感光体の帯電低下のおそれがある。
The thickness of the charge generation layer provided as described above is preferably 0.01 to 5 μm, and more preferably 0.05 to 2 μm.
If the film thickness is less than 0.01 μm, the sensitivity of the photoreceptor may be lowered, and if it exceeds 5 μm, the charge of the photoreceptor may be reduced by repeated use.
<<電荷輸送層>>
前記電荷輸送層は電荷輸送機能を有する層である。傾斜構造の電荷輸送性有機-無機ハイブリッド材料保護層が電荷輸送層の上に形成され、電荷輸送層が電荷輸送機能を有する電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成し、この上に前記本発明の組成比を変化させた金属アルコキシド基を持つ電荷輸送性重合体と金属アルコキシド化合物を含有する塗工液を複数回塗布し、加熱によりゾル−ゲル架橋硬化させる。
<< Charge transport layer >>
The charge transport layer is a layer having a charge transport function. A protective layer of charge transporting organic-inorganic hybrid material having a gradient structure is formed on the charge transport layer, and the charge transport layer dissolves or disperses a charge transport material having a charge transport function and a binder resin in an appropriate solvent. A plurality of coating liquids containing a metal-alkoxide compound and a charge-transporting polymer having a metal alkoxide group in which the composition ratio of the present invention is changed. Apply twice and heat and cure by sol-gel crosslinking.
前記電荷輸送物質としては、前記電荷発生層で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、保護層塗工時の下層の溶解性を低減でき、とりわけ有用である。 As the charge transport material, 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 layer when the protective layer is applied, and is particularly useful.
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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。 The binder resin is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.For example, 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- Examples thereof include thermoplastic or thermosetting resins such as N-vinylcarbazole, acrylic resin, silicone resin, epoxy resin, melamine resin, urethane resin, phenol resin, alkyd resin.
前記電荷輸送物質の含有量としては、結着樹脂100質量部に対し、20〜300質量部であり、40〜150質量部が好ましい。但し、高分子電荷輸送物質を用いる場合は、高分子電荷輸送物質単独で用いてもよく、結着樹脂と併用してもよい。 As content of the said charge transport material, it is 20-300 mass parts with respect to 100 mass parts of binder resin, and 40-150 mass parts is preferable. However, when a polymer charge transport material is used, the polymer charge transport material may be used alone or in combination with a binder resin.
前記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好ましい。これらの溶媒は1種単独で使用しても2種以上を併用してもよい。また、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 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 preferable. These solvents may be used alone or in combination of two or more. The charge transport layer can be formed by the same coating method as that for the charge generation layer.
また、必要により可塑剤、レベリング剤を添加することもできる。 If necessary, a plasticizer and a leveling agent can be added.
前記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質量部に対して0〜30質量部程度が好ましい。 As the plasticizer that can be used in combination with the 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 mass of the binder resin. About 30 mass parts is preferable.
前記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質量部に対して0〜1質量部程度が好ましい。 As the leveling agent that can be used in combination with the charge transport layer, silicone oils such as dimethyl silicone oil and methylphenyl silicone oil, and polymers or oligomers having a perfluoroalkyl group in the side chain are used. About 0-1 mass part is preferable with respect to 100 mass parts of resin.
前記電荷輸送層の膜厚としては、5〜40μm程度であり、10〜30μmが好ましい。 As a film thickness of the said charge transport layer, it is about 5-40 micrometers, and 10-30 micrometers is preferable.
前記保護層の膜厚としては、1〜20μmであり、2〜10μmが好ましい。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から画像の再現性が低下する。 As a film thickness of the said protective layer, it is 1-20 micrometers, and 2-10 micrometers is preferable. When the thickness is less than 1 μm, the durability varies due to uneven film thickness, and when the thickness is more than 20 μm, the entire thickness of the charge transport layer is increased and the reproducibility of the image is deteriorated due to the diffusion of charges.
<感光層が単層構造のもの>
単層構造の感光層は、電荷発生機能と電荷輸送機能を同時に有する層である。
前記保護層は、単層構造の感光層上に感光体の表面層として形成される。この場合、感光層は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と結着樹脂を適当な溶媒に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することによって形成できる。
また、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。電荷発生物質の分散方法、それぞれ電荷発生物質、電荷輸送物質、可塑剤、レベリング剤は前記電荷発生層、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。
前記結着樹脂としては、前記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、表面層への下層感光層組成物の混入を低減できる点で有用である。前記感光層の下層部分の膜厚としては、5〜30μm程度であり、10〜25μmが好ましい。
<Photosensitive layer having a single layer structure>
The photosensitive layer having a single layer structure is a layer having a charge generation function and a charge transport function at the same time.
The protective layer is formed as a surface layer of a photoreceptor on a photosensitive layer having a single layer structure. In this case, the photosensitive layer can be formed by dissolving or dispersing a charge generation material having a charge generation function, a charge transport material having a charge transport function, and a binder resin in an appropriate solvent, and applying and drying the solution.
Moreover, a plasticizer, a leveling agent, etc. can also be added as needed. As the charge generation material dispersion method, the charge generation material, the charge transport material, the plasticizer, and the leveling agent may be the same as those already described in the charge generation layer and the charge transport layer.
As the binder resin, in addition to the binder resin mentioned in the section of the charge transport layer, a binder resin mentioned in the charge generation layer may be mixed and used.
In addition, the above-described polymer charge transport materials can also be used, which is useful in that contamination of the lower photosensitive layer composition into the surface layer can be reduced. The film thickness of the lower layer portion of the photosensitive layer is about 5 to 30 μm, and preferably 10 to 25 μm.
前記感光層の上に、金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体と金属アルコキシド化合物を含有する塗工液を前記金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体と前記金属アルコキシド化合物との組成比を変化させて複数回塗布し、必要に応じて乾燥後、加熱により硬化し、金属アルコキシド基を有する電荷輸送性重合体と金属アルコキシド化合物とが架橋された化合物(有機−無機ハイブリッド材料)を含む架橋保護層を形成する。
このとき、架橋保護層の膜厚としては、1〜20μmであり、2〜10μmが好ましい。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。20μmより厚いと明部電位上昇のおそれがある。
The composition ratio of the charge transporting polymer having the metal alkoxide group and the metal alkoxide compound is changed on the photosensitive layer by applying a coating solution containing the charge transporting polymer having the metal alkoxide group and the metal alkoxide compound. Cross-linking protection including a compound (organic-inorganic hybrid material) in which a charge-transporting polymer having a metal alkoxide group and a metal alkoxide compound are cross-linked Form a layer.
At this time, as a film thickness of a crosslinked protective layer, it is 1-20 micrometers, and 2-10 micrometers is preferable. When the thickness is less than 1 μm, the durability varies due to the film thickness unevenness. If it is thicker than 20 μm, the bright part potential may be increased.
前記単層構造の感光層中に含まれる電荷発生物質の含有量としては、感光層全量に対し1〜30質量%が好ましく、感光層の下層部分に含まれる結着樹脂の含有量としては、感光層全量の20〜80質量%が好ましく、電荷輸送物質の含有量としては、感光層全量に対し10〜70質量部が好ましい。 The content of the charge generation material contained in the photosensitive layer having the single layer structure is preferably 1 to 30% by mass with respect to the total amount of the photosensitive layer, and the content of the binder resin contained in the lower layer portion of the photosensitive layer is as follows: 20 to 80% by mass of the total amount of the photosensitive layer is preferable, and the content of the charge transport material is preferably 10 to 70 parts by mass with respect to the total amount of the photosensitive layer.
−その他の層−
前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、下引き層などが挙げられる。
-Other layers-
There is no restriction | limiting in particular as said other layer, According to the objective, it can select suitably, For example, an undercoat layer etc. are mentioned.
−−下引き層−−
前記感光体においては、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好ましい。
このような樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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。
--Undercoat layer--
In the photoreceptor, 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. preferable.
Such a resin is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. Water-soluble resins such as polyvinyl alcohol, casein and sodium polyacrylate, alcohol-soluble such as copolymer nylon and methoxymethylated nylon Examples thereof include curable resins that form a three-dimensional network structure such as resins, polyurethanes, melamine resins, phenol resins, alkyd-melamine resins, and epoxy resins. 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、前記感光層について述べたのと同様の溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。
更に、前記下引き層として、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、下引き層には、Al2O3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。前記下引き層の膜厚としては0〜5μmである。
These undercoat layers can be formed using the same solvent and coating method as described for the 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.
In addition, the undercoat layer is formed by anodizing Al 2 O 3 , organic materials such as polyparaxylylene (parylene), and inorganic materials such as SiO 2 , SnO 2 , TiO 2 , ITO, and CeO 2. Can also be used favorably. In addition, known ones can be used. The thickness of the undercoat layer is 0 to 5 μm.
<各層への酸化防止剤の添加>
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、架橋表面層、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。
<Addition of antioxidant to each layer>
In order to improve environmental resistance, an antioxidant is added to each layer such as the cross-linked surface layer, charge generation layer, charge transport layer, subbing layer, and intermediate layer, especially for the purpose of preventing sensitivity drop and increase in residual potential. can do.
前記酸化防止剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、下記のものが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as said antioxidant, According to the objective, it can select suitably, For example, the following are mentioned.
<<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)ブチリックアシッド]クリコ−ルエステル、トコフェロール類などが挙げられる。
<< Phenolic compound >>
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] Examples include cholesteric esters and tocopherols.
<<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が挙げられる。
<< Paraphenylenediamines >>
N-phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, N-phenyl-N-sec-butyl-p-phenylenediamine, N, N'- Examples include di-isopropyl-p-phenylenediamine and N, N′-dimethyl-N, N′-di-t-butyl-p-phenylenediamine.
<<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が挙げられる。
<< 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が挙げられる。
<< Organic sulfur compounds >>
Examples include dilauryl-3,3′-thiodipropionate, distearyl-3,3′-thiodipropionate, and ditetradecyl-3,3′-thiodipropionate.
<<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)ホスフィンなどが挙げられる。
<< Organic phosphorus compounds >>
Examples include triphenylphosphine, tri (nonylphenyl) phosphine, tri (dinonylphenyl) phosphine, tricresylphosphine, and tri (2,4-dibutylphenoxy) phosphine.
これら化合物は、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、市販品を容易に入手できる。 These compounds are known as antioxidants such as rubbers, plastics and fats and oils, and commercially available products can be easily obtained.
前記酸化防止剤の添加量としては、添加する層の総質量に対して0.01〜10質量%である。 As addition amount of the said antioxidant, it is 0.01-10 mass% with respect to the total mass of the layer to add.
以下、前記電子写真感光体を、その層構造とともに説明する。 Hereinafter, the electrophotographic photoreceptor will be described together with its layer structure.
<電子写真感光体の層構造>
前記電子写真感光体の層構造を図面に基づいて説明する。
<Layer structure of electrophotographic photoreceptor>
The layer structure of the electrophotographic photoreceptor will be described with reference to the drawings.
図1は、前記電子写真感光体を表わす断面図であり、導電性支持体23上に、電荷発生機能と電荷輸送機能を同時に有する単層構造の感光層22を有する単層構造の感光体が示されている。また、感光層22上には、傾斜構造の有機−無機ハイブリッド材料を含有する保護層21が配され、保護層21は感光体の表面層を形成している。
なお、図中26は、保護層の感光層側を示し、27は該感光層側と反対側の表面側を示す。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the electrophotographic photosensitive member. A single-layer photosensitive member having a single-layered photosensitive layer 22 having a charge generating function and a charge transporting function on a conductive support 23 is shown. It is shown. Further, a protective layer 21 containing an organic-inorganic hybrid material having an inclined structure is disposed on the photosensitive layer 22, and the protective layer 21 forms a surface layer of the photoreceptor.
In the figure, 26 indicates the photosensitive layer side of the protective layer, and 27 indicates the surface side opposite to the photosensitive layer side.
図2は、導電性支持体33上に、電荷発生機能を有する電荷発生層34と、電荷輸送物機能を有する電荷輸送層35とが積層された積層構造の感光層32を有する感光体が示されている。また、電荷輸送層35上には、傾斜構造の有機−無機ハイブリッド材料を含有する保護層31が配され、保護層31は感光体の表面層を形成している。
なお、図中36は、保護層の感光層側を示し、37は該感光層側と反対側の表面側を示す。
FIG. 2 shows a photosensitive member having a photosensitive layer 32 having a laminated structure in which a charge generation layer 34 having a charge generation function and a charge transport layer 35 having a charge transport material function are stacked on a conductive support 33. Has been. On the charge transport layer 35, a protective layer 31 containing an organic-inorganic hybrid material having an inclined structure is disposed, and the protective layer 31 forms a surface layer of the photoreceptor.
In the figure, 36 indicates the photosensitive layer side of the protective layer, and 37 indicates the surface side opposite to the photosensitive layer side.
(画像形成方法、画像形成装置及び画像形成用プロセスカートリッジ)
次に、本発明の画像形成方法と画像形成装置を詳しく説明する。
(Image forming method, image forming apparatus, and image forming process cartridge)
Next, the image forming method and the image forming apparatus of the present invention will be described in detail.
−画像形成方法−
前記画像形成方法としては、静電潜像形成工程と、前現像工程と、転写工程と、定着工程とを含んでなり、さらに必要に応じてその他の工程を含む。また、静電潜像形成工程と、前現像工程と、転写工程と、定着工程とは、繰り返して行われる。
-Image forming method-
The image forming method includes an electrostatic latent image forming step, a pre-development step, a transfer step, and a fixing step, and further includes other steps as necessary. In addition, the electrostatic latent image forming process, the pre-development process, the transfer process, and the fixing process are repeatedly performed.
画像形成方法としては、平滑な電荷輸送性架橋表面層を有する感光体を用い、例えば少なくとも感光体に静電潜像形成工程(帯電、露光)、現像工程の過程を経た後、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というプロセスよりなる。 As an image forming method, a photoreceptor having a smooth charge transporting cross-linked surface layer is used. For example, after at least a process of forming an electrostatic latent image (charging, exposure) and development on the photoreceptor, an image holding member ( The toner image is transferred onto a transfer sheet), fixed, and the surface of the photoreceptor is cleaned.
場合により、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、感光体に配した前記プロセスを必ずしも有するものではない。 In some cases, 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.
−−静電潜像形成工程及び静電潜像形成手段−−
前記静電潜像形成工程は、電子写真感光体上に静電潜像を形成する工程である。
前記電子写真感光体(感光体)としては、その材質、形状、構造、大きさ、等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、その形状としてはドラム状が好適に挙げられ、その材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体、などが挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点でアモルファスシリコン等が好ましい。
前記静電潜像の形成は、例えば、前記電子写真感光体の表面を一様に帯電させた後、像様に露光することにより行うことができ、前記静電潜像形成手段により行うことができる。前記静電潜像形成手段は、例えば、前記電子写真感光体の表面を一様に帯電させる帯電器と、前記電子写真感光体の表面を像様に露光する露光器とを少なくとも備える。
前記帯電は、例えば、前記帯電器を用いて前記電子写真感光体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
前記帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、などが挙げられる。
前記露光は、例えば、前記露光器を用いて前記電子写真感光体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記電子写真感光体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、などの各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記電子写真感光体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
--Electrostatic latent image forming step and electrostatic latent image forming means--
The electrostatic latent image forming step is a step of forming an electrostatic latent image on the electrophotographic photosensitive member.
The material, shape, structure, size, etc. of the electrophotographic photosensitive member (photosensitive member) are not particularly limited, and can be appropriately selected from known ones. The shape is preferably a drum shape. Examples of the material include inorganic photoreceptors such as amorphous silicon and selenium, and organic photoreceptors such as polysilane and phthalopolymethine. Among these, amorphous silicon or the like is preferable in terms of long life.
The formation of the electrostatic latent image can be performed, for example, by uniformly charging the surface of the electrophotographic photosensitive member and then performing imagewise exposure, and can be performed by the electrostatic latent image forming unit. it can. The electrostatic latent image forming means includes at least a charger that uniformly charges the surface of the electrophotographic photosensitive member and an exposure device that exposes the surface of the electrophotographic photosensitive member imagewise.
The charging can be performed, for example, by applying a voltage to the surface of the electrophotographic photosensitive member using the charger.
The charger is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, a known contact charging device including a conductive or semiconductive roll, brush, film, rubber blade, etc. And non-contact chargers using corona discharge such as corotrons and corotrons.
The exposure can be performed, for example, by exposing the surface of the electrophotographic photosensitive member imagewise using the exposure device.
The exposure device is not particularly limited as long as the surface of the electrophotographic photosensitive member charged by the charger can be exposed like an image to be formed, and can be appropriately selected according to the purpose. However, various exposure devices such as a copying optical system, a rod lens array system, a laser optical system, and a liquid crystal shutter optical system can be used.
In the present invention, an optical backside system that performs imagewise exposure from the backside of the electrophotographic photosensitive member may be employed.
−−現像工程及び現像手段−−
前記現像工程は、前記静電潜像を、前記現像剤を用いて現像して可視像を形成する工程である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を本発明の前記現像剤を用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、前記現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、前記現像剤を収容し、前記静電潜像に該現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられ、前記現像剤入り容器を備えた現像器などがより好ましい。
前記現像器は、乾式現像方式のものであってもよいし、湿式現像方式のものであってもよく、また、単色用現像器であってもよいし、多色用現像器であってもよく、例えば、前記現像剤を摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラとを有してなるもの、などが好適に挙げられる。
前記現像器内では、例えば、前記トナーと前記キャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦により該トナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。該マグネットローラは、前記電子写真感光体(感光体)近傍に配置されているため、該マグネットローラの表面に形成された前記磁気ブラシを構成する前記トナーの一部は、電気的な吸引力によって該電子写真感光体(感光体)の表面に移動する。その結果、前記静電潜像が該トナーにより現像されて該電子写真感光体(感光体)の表面に該トナーによる可視像が形成される。
--Development process and development means--
The developing step is a step of developing the electrostatic latent image using the developer to form a visible image.
The visible image can be formed, for example, by developing the electrostatic latent image using the developer of the present invention, and can be performed by the developing unit.
The developing unit is not particularly limited as long as it can be developed using, for example, the developer, and can be appropriately selected from known ones. For example, the developer is accommodated and the electrostatic latent is stored. Suitable examples include those having at least a developer capable of applying the developer to the image in a contact or non-contact manner, and more preferably a developer equipped with the developer-containing container.
The developing unit may be a dry developing type, a wet developing type, a single color developing unit, or a multi-color developing unit. Well, for example, a developer having a stirrer for charging the developer by frictional stirring and a rotatable magnet roller is preferable.
In the developing device, for example, the toner and the carrier are mixed and agitated, and the toner is charged by friction at that time, and held on the surface of the rotating magnet roller in a raised state to form a magnetic brush. . Since the magnet roller is disposed in the vicinity of the electrophotographic photosensitive member (photosensitive member), a part of the toner constituting the magnetic brush formed on the surface of the magnet roller is caused by an electric attractive force. It moves to the surface of the electrophotographic photosensitive member (photosensitive member). As a result, the electrostatic latent image is developed with the toner, and a visible image is formed with the toner on the surface of the electrophotographic photosensitive member (photosensitive member).
−−転写工程及び転写手段−−
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記電子写真感光体(感光体)を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
前記転写手段(前記第一次転写手段、前記第二次転写手段)は、前記電子写真感光体(感光体)上に形成された前記可視像を前記記録媒体側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有するのが好ましい。前記転写手段は、1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。
前記転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器、などが挙げられる。
なお、記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、OHP用のPETベース等も用いることができる。
--- Transfer process and transfer means--
The transfer step is a step of transferring the visible image onto a recording medium. After the primary transfer of the visible image onto the intermediate transfer member using an intermediate transfer member, the visible image is transferred onto the recording medium. A primary transfer step of forming a composite transfer image by transferring a visible image onto an intermediate transfer body using two or more colors, preferably full color toner as the toner, and a composite transfer image; A mode including a secondary transfer step of transferring the transfer image onto the recording medium is more preferable.
The transfer can be performed, for example, by charging the electrophotographic photosensitive member (photosensitive member) with respect to the visible image using a transfer charger, and can be performed by the transfer unit. The transfer means includes a primary transfer means for transferring a visible image onto an intermediate transfer member to form a composite transfer image, and a secondary transfer means for transferring the composite transfer image onto a recording medium. Embodiments are preferred.
The intermediate transfer member is not particularly limited and may be appropriately selected from known transfer members according to the purpose. For example, a transfer belt and the like are preferable.
The transfer means (the primary transfer means and the secondary transfer means) includes a transfer device that peels and charges the visible image formed on the electrophotographic photosensitive member (photosensitive member) to the recording medium side. It is preferable to have at least. There may be one transfer means or two or more transfer means.
Examples of the transfer device include a corona transfer device using corona discharge, a transfer belt, a transfer roller, a pressure transfer roller, and an adhesive transfer device.
The recording medium is typically plain paper, but is not particularly limited as long as it can transfer an unfixed image after development, and can be appropriately selected according to the purpose. PET for OHP A base or the like can also be used.
前記定着工程は、記録媒体に転写された可視像を定着装置を用いて定着させる工程であり、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記定着装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の加熱加圧手段が好適である。前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組み合わせ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組み合わせ、などが挙げられる。
前記加熱加圧手段における加熱は、通常、80〜200℃が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着工程及び定着手段と共にあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
The fixing step is a step of fixing the visible image transferred to the recording medium using a fixing device, and may be performed each time the toner of each color is transferred to the recording medium, or for the toner of each color. You may perform this simultaneously in the state which laminated | stacked this.
There is no restriction | limiting in particular as said fixing device, Although it can select suitably according to the objective, A well-known heating-pressing means is suitable. Examples of the heating and pressing means include a combination of a heating roller and a pressure roller, a combination of a heating roller, a pressure roller, and an endless belt.
The heating in the heating and pressing means is usually preferably 80 to 200 ° C.
In the present invention, for example, a known optical fixing device may be used together with or in place of the fixing step and the fixing unit depending on the purpose.
前記除電工程は、前記電子写真感光体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、除電手段により好適に行うことができる。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記電子写真感光体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
The neutralization step is a step of performing neutralization by applying a neutralization bias to the electrophotographic photosensitive member, and can be suitably performed by a neutralization unit.
The neutralization means is not particularly limited, and may be appropriately selected from known neutralizers as long as it can apply a neutralization bias to the electrophotographic photosensitive member. For example, a neutralization lamp is preferably used. Can be mentioned.
前記クリーニング工程は、前記電子写真感光体上に残留する前記トナーを除去する工程であり、クリーニング手段により好適に行うことができる。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記電子写真感光体上に残留する前記電子写真トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
The cleaning step is a step of removing the toner remaining on the electrophotographic photosensitive member, and can be suitably performed by a cleaning unit.
The cleaning means is not particularly limited, and may be selected from known cleaners as long as the electrophotographic toner remaining on the electrophotographic photosensitive member can be removed. For example, a magnetic brush cleaner Suitable examples include electrostatic brush cleaners, magnetic roller cleaners, blade cleaners, brush cleaners, web cleaners, and the like.
前記リサイクル工程は、前記クリーニング工程により除去した前記現像剤を前記現像手段にリサイクルさせる工程であり、リサイクル手段により好適に行うことができる。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
The recycling process is a process of recycling the developer removed by the cleaning process to the developing unit, and can be suitably performed by the recycling unit.
There is no restriction | limiting in particular as said recycling means, A well-known conveyance means etc. are mentioned.
−画像形成装置−
前記画像形成装置としては、前記電子写真感光体を有することを特徴とする。
-Image forming device-
The image forming apparatus includes the electrophotographic photosensitive member.
図3は、画像形成装置の一例を示す概略図である。感光体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。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of an image forming apparatus. A charging charger (3) is used as a means for charging the photoconductor on average.
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.
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。
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.
次に、感光体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 photoconductor 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.
次に、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。 Next, 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.
次に、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。 Next, a neutralizing unit is used for the purpose of removing the latent image on the photoreceptor as required. 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.
その他、感光体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。 In addition, known processes can be used for reading, feeding, fixing, paper discharge and the like that are not close to the photoconductor.
画像形成手段としては、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。 The image forming means may be fixedly incorporated in a copying apparatus, facsimile, or printer, but may be incorporated in these apparatuses in the form of a process cartridge and detachable.
−プロセスカートリッジ−
本発明の画像形成用プロセスカートリッジは、傾斜構造の電荷輸送性有機−無機ハイブリッド材料からなる保護層を有した感光体と、帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、除電手段よりなる群から選ばれた少なくとも1つの手段を有するものであって、画像形成装置本体に着脱可能である。この画像形成用プロセスカートリッジの一例を図4に示す。
-Process cartridge-
The process cartridge for image formation of the present invention comprises a photoreceptor having a protective layer made of a charge transporting organic-inorganic hybrid material having an inclined structure, and a group consisting of a charging means, a developing means, a transfer means, a cleaning means, and a static elimination means. It has at least one selected means and is detachable from the image forming apparatus main body. An example of this image forming process cartridge is shown in FIG.
画像形成装置用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 process cartridge for the image forming apparatus includes a photoconductor (101), and in addition, a charging unit (102), a developing unit (104), a transfer unit (106), a cleaning unit (107), and a discharging unit (not shown). ), And an apparatus (part) that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body.
図4に例示される装置による画像形成プロセスについて示すと、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ものである。 Referring to the image forming process by the apparatus illustrated in FIG. 4, the surface of the photoreceptor (101) is exposed by charging by the charging means (102) and exposure by the exposure means (103) while rotating in the direction of the arrow. An electrostatic latent image corresponding to the image is formed, and the electrostatic latent image is developed with toner by the developing means (104). The toner development is transferred to the transfer body (105) by the transfer means (106), and printed. Be out. Next, the surface of the photoconductor after the image transfer is cleaned by a cleaning unit (107), and further neutralized by a neutralizing unit (not shown), and the above operation is repeated again.
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するのみならず、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 is not only used 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.
次に、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例中において使用する「部」は、すべて質量部を表わす。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to a following example. Note that “parts” used in the examples all represent parts by mass.
<水酸基を有する電荷輸送性重合体の合成 製造例1〜4>
−製造例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(製造例1)。
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2,200であった。
なお、赤外吸収スペクトルを図5に示す。重合体の構成単位と元素分析の結果を表1に示す。
<Synthesis of Charge Transporting Polymer Having Hydroxyl Production Examples 1-4>
-Production Example 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. (Production Example 1).
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 2,200 in terms of number average molecular weight.
An infrared absorption spectrum is shown in FIG. Table 1 shows the structural units of the polymer and the results of elemental analysis.
−製造例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(製造例2)。
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3,400であった。
なお、重合体の構成単位と元素分析の結果を表1に示す。
-Production Example 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. (Production Example 2).
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 3,400 in terms of number average molecular weight.
The structural units of the polymer and the results of elemental analysis are shown in Table 1.
−製造例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(製造例3)。
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2,500であった。
なお、重合体の構成単位と元素分析の結果を表1に示す。
-Production Example 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. (Production Example 3).
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 2,500 in terms of number average molecular weight.
The structural units of the polymer and the results of elemental analysis are shown in Table 1.
−製造例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(製造例4)。
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4,500であった。
なお、重合体の構成単位と元素分析の結果を表1に示す。
-Production Example 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. (Production Example 4).
The obtained polymer no. When the molecular weight of No. 4 was measured by gel permeation chromatography (GPC), the molecular weight in terms of polystyrene was 4,500 in terms of number average molecular weight.
The structural units of the polymer and the results of elemental analysis are shown in Table 1.
<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 製造例5〜8>
−製造例5−
前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た(ハイブリッド材料用重合体No.1)。
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(製造例5)。
得られた生成物の1H−NMRによる測定結果を図6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2,700であった。
<Alkoxysilylation of charge transporting polymer having hydroxyl group Production Examples 5 to 8>
-Production Example 5-
Alkoxysilylation of the synthesized charge transporting polymer having a hydroxyl group was carried out as follows. An alkoxysilyl group was introduced into No. 1 (polymer No. 1 for hybrid materials).
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 (Production Example 5).
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−
前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た(ハイブリッド材料用重合体No.2)。
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(製造例6)。
生成物は1H−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4,000であった。
-Production Example 6
Alkoxysilylation of the synthesized charge transporting polymer having a hydroxyl group was carried out as follows. An alkoxysilyl group was introduced into No. 2 (polymer No. 2 for hybrid material).
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 (Production Example 6).
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 4,000.
−製造例7−
前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た(ハイブリッド材料用重合体No.3)。
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(製造例7)。
生成物は1H−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3,000であった。
-Production Example 7-
Alkoxysilylation of the synthesized charge transporting polymer having a hydroxyl group was carried out as follows. An alkoxysilyl group was introduced into 3 (polymer No. 3 for hybrid material).
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 (Production Example 7).
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 3,000.
−製造例8−
前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た(ハイブリッド材料用重合体No.4)。
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(製造例8)。
生成物は1H−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5,100であった。
-Production Example 8-
Alkoxysilylation of the synthesized charge transporting polymer having a hydroxyl group was carried out as follows. An alkoxysilyl group was introduced into 4 (polymer No. 4 for hybrid material).
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 (Production Example 8).
The product was confirmed by 1H-NMR to have alkoxysilyl groups introduced at both ends. As a result of measurement by GPC, the product had a number average molecular weight of 5,100.
(実施例1)
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で塗工し、下引き層を形成した。
・下引き層用塗工液
アルキッド樹脂 6部
(ベッコゾール1307−60−EL、大日本インキ化学工業製)
メラミン樹脂 4部
(スーパーベッカミン G−821−60、大日本インキ化学工業製)
酸化チタン 40部
(CR−EL:石原産業)
メチルエチルケトン 50部
Example 1
An undercoat layer was formed on an Al support (outer diameter 30 mmφ) by dipping so that the film thickness after drying was 3.5 μm.
・ Coating liquid for undercoat layer 6 parts alkyd resin (Beckosol 1307-60-EL, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)
Melamine resin 4 parts (Super Becamine G-821-60, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.)
40 parts of titanium oxide
(CR-EL: Ishihara Sangyo)
50 parts of methyl ethyl ketone
この下引き層上に下記構造のビスアゾ顔料を含む電荷発生層塗工液に浸漬塗工し、加熱乾燥させ、膜厚0.2μmの電荷発生層を形成した。
・電荷発生層用塗工液
下記構造式のビスアゾ顔料 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
On this undercoat layer, it was dip-coated in a charge generation layer coating solution containing a bisazo pigment having the following structure and dried by heating to form a charge generation layer having a thickness of 0.2 μm.
-Coating solution for charge generation layer 2.5 parts of bisazo pigment with the following structural formula
Polyvinyl butyral (XYHL, manufactured by UCC) 0.5 part Cyclohexanone 200 parts Methyl ethyl ketone 80 parts
この電荷発生層上に下記構造の電荷輸送層用塗工液を用いて、浸積塗工し、加熱乾燥させ、膜厚22μmの電荷輸送層とした。
・電荷輸送用塗工液
ビスフェノールZ型ポリカーボネート 10部
下記構造の低分子電荷輸送物質 10部
1%シリコーンオイルのテトラヒドロフラン溶液 0.2部
(KF50−100CS、信越化学工業製)
On this charge generation layer, a charge transport layer coating solution having the following structure was dip-coated and heat-dried to obtain a charge transport layer having a thickness of 22 μm.
・ Coating liquid for charge transport 10 parts of bisphenol Z-type polycarbonate 10 parts of low molecular charge transport material with the following structure
電荷輸送層上に下記表2に示す組成からなる有機−無機ハイブリッド材料を含有する保護層塗工液(No.1〜3)を用いて、三つのスプレーヘッドでNo.1〜3の順に連続的にスプレー塗工した。ここで連続的とは、下層を塗工後、指触乾燥しないうちに次の塗工液をスプレー塗工することを指す。尚、No.1、2の保護層塗工液は2μm相当ずつ塗工し、No.3の保護層塗工液は1μm相当塗工し、130℃で30分加熱処理し、合計5μmの有機−無機ハイブリッド保護層を形成し、実施例1の電子写真感光体を作製した。
表2中の重合体としては、製造例5で得られたアルコキシシリル化電荷輸送性重合体を使用し、TMOSとしては、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を使用した。
Using a protective layer coating solution (No. 1 to 3) containing an organic-inorganic hybrid material having the composition shown in Table 2 on the charge transport layer, three spray heads were used. Spray coating was continuously performed in the order of 1 to 3. Here, the term “continuous” means that after the lower layer is applied, the next coating liquid is spray-coated before the touch is dried. No. The protective layer coating solutions Nos. 1 and 2 were applied in an amount corresponding to 2 μm. The protective layer coating solution No. 3 was applied in an amount equivalent to 1 μm, and heat-treated at 130 ° C. for 30 minutes to form an organic-inorganic hybrid protective layer having a total thickness of 5 μm. Thus, an electrophotographic photoreceptor of Example 1 was produced.
As the polymer in Table 2, the alkoxysilylated charge transporting polymer obtained in Production Example 5 was used, and as the TMOS, tetramethoxysilane oligomer MKC silicate MS-56 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was used.
(実施例2)
実施例1において、製造例5で得られたアルコキシシリル化電荷輸送性重合体に代えて製造例6で得られたアルコキシシリル化電荷輸送性重合体を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例2の電子写真感光体を作製した。保護層の膜厚は5.0μmとした。
(Example 2)
In Example 1, it replaced with the alkoxysilylation charge transportable polymer obtained in Production Example 5, and the same procedure as in Example 1 was used except that the alkoxysilylated charge transportable polymer obtained in Production Example 6 was used. Thus, an electrophotographic photosensitive member of Example 2 was produced. The thickness of the protective layer was 5.0 μm.
(実施例3)
実施例1において、製造例5で得られたアルコキシシリル化電荷輸送性重合体に代えて製造例7で得られたアルコキシシリル化電荷輸送性重合体を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例3の電子写真感光体を作製した。保護層の膜厚は5.0μmとした。
(Example 3)
In Example 1, it replaced with the alkoxysilylation charge transportable polymer obtained in Production Example 5, and the same procedure as in Example 1 was used except that the alkoxysilylation charge transportable polymer obtained in Production Example 7 was used. Thus, an electrophotographic photosensitive member of Example 3 was produced. The thickness of the protective layer was 5.0 μm.
(実施例4)
実施例1において、製造例5で得られたアルコキシシリル化電荷輸送性重合体に代えて製造例8で得られたアルコキシシリル化電荷輸送性重合体を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例4の電子写真感光体を作製した。保護層の膜厚は5.0μmとした。
Example 4
In Example 1, the same procedure as in Example 1 was used except that the alkoxysilylated charge transporting polymer obtained in Production Example 8 was used instead of the alkoxysilylated charge transporting polymer obtained in Production Example 5. Thus, an electrophotographic photosensitive member of Example 4 was produced. The thickness of the protective layer was 5.0 μm.
(比較例1)
実施例1において、有機−無機ハイブリッド材料を含有する保護層塗工液を塗工しないこと以外は全て実施例1と同様にして、比較例1の電子写真感光体を作製した。
(Comparative Example 1)
In Example 1, an electrophotographic photoreceptor of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the protective layer coating solution containing the organic-inorganic hybrid material was not applied.
(比較例2)
実施例1において、No.1の有機−無機ハイブリッド材料を含有する保護層塗工液を用いて、一回スプレー塗工で5μmの有機−無機ハイブリッド保護層を形成したこと以外は実施例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)
Example 1 is the same as Example 1 except that a protective layer coating solution containing the No. 1 organic-inorganic hybrid material was used to form a 5 μm organic-inorganic hybrid protective layer by a single spray coating. Similarly, an electrophotographic photosensitive member of Comparative Example 2 was produced.
(比較例3)
実施例1において、No.2の有機−無機ハイブリッド材料を含有する保護層塗工液を用いて、一回スプレー塗工で5μmの有機−無機ハイブリッド保護層を形成したこと以外は実施例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)
Example 1 is the same as Example 1 except that the protective layer coating solution containing the organic-inorganic hybrid material of No. 2 was used to form a 5 μm organic-inorganic hybrid protective layer by a single spray coating. Similarly, an electrophotographic photoreceptor of Comparative Example 3 was produced.
(比較例4)
実施例1において、No.3の有機−無機ハイブリッド材料を含有する保護層塗工液を用いて、一回スプレー塗工で5μmの有機−無機ハイブリッド保護層を形成したこと以外は実施例1と同様にして、比較例4の電子写真感光体を作製した。
(Comparative Example 4)
Example 1 is the same as Example 1 except that the protective layer coating solution containing the organic-inorganic hybrid material of No. 3 was used to form a 5 μm organic-inorganic hybrid protective layer by a single spray coating. Similarly, an electrophotographic photosensitive member of Comparative Example 4 was produced.
<測定方法及び評価>
(表面純水接触角の測定)
前記感光体の表面純水接触角はAUTOMATIC CONTACT ANGLE METER(KYOWA INTERFACE SCIENCE Co. LTD)にて測定した。その結果を表3に示す。
<Measurement method and evaluation>
(Measurement of surface pure water contact angle)
The surface pure water contact angle of the photoconductor was measured by AUTOMATIC CONTACT ANGLE METER (KYOWA INTERFACE SCIENCE Co. LTD). The results are shown in Table 3.
(表面硬度)
前記感光体の表面硬度は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)にて測定した。その結果を表3に示す。
(surface hardness)
The surface hardness of the photoconductor was measured with a microhardness test system, Fischerscope H-100 (Fischer Instruments Co., Ltd.). The results are shown in Table 3.
(Si元素濃度分布)
走査型電子顕微鏡(SEM)を用いてSi元素濃度分布を測定した。該測定は、前記感光体の断面をとり、保護層の最表面側から感光層側に向けて、Si元素濃度が徐々に減少することの有無(即ち傾斜構造の有無)を測定することで行った。測定結果を表3に示す。
The Si element concentration distribution was measured using a scanning electron microscope (SEM). The measurement is performed by taking a cross section of the photoconductor and measuring whether or not the Si element concentration gradually decreases (that is, whether or not there is an inclined structure) from the outermost surface side of the protective layer toward the photosensitive layer side. It was. Table 3 shows the measurement results.
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
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
HM: Universal hardness measurement condition calculated considering the edge of the tip of the Vickers indenter Test method: Load unloading repetition (1 time) test Number of tests: 5 times for each photoreceptor Indenter: Vickers indenter Maximum load: 9.8 mN
Load (unloading) time: 30 seconds Holding time: 5 seconds
(実機通紙試験)
実施例1〜4及び比較例1〜4で得られた電子写真感光体を、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)にセットして、5万枚の実機通紙試験(A4、NBSリコー製MyPaper、スタート時帯電電位−700V)を実施し、感光体の摩耗特性、耐クラック性、実機機内電位及び画像評価を行った。
(Real machine paper test)
The electrophotographic photoreceptors obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were set in a modified Rigoh imagio MF2200 machine (655 nm semiconductor laser as an image exposure light source), and 50,000 sheets were passed through an actual machine. (A4, MyPaper made by NBS Ricoh Co., Ltd., charging potential at start-700 V) was carried out, and the wear characteristics, crack resistance, actual machine potential and image evaluation of the photoreceptor were performed.
<摩耗特性>
摩耗量の測定は、実機通紙試験を終えた感光体上の20点の膜厚を渦電流式膜厚計(FisherscopeMMS)で測定し、初期からの膜厚減少量(平均値)を求めた。
<Abrasion characteristics>
The abrasion amount was measured by measuring the film thickness at 20 points on the photoreceptor after the actual paper passing test with an eddy current film thickness meter (Fisherscope MMS), and calculating the film thickness reduction amount (average value) from the initial stage. .
<耐クラック性>
耐クラック性の評価は、実機通紙試験を終えた感光体を30℃、85%Rh環境下で2週間保管し、感光体表面のクラックの有無を目視で判断することにより行った。結果を表4に示す。
<Crack resistance>
The evaluation of crack resistance was performed by storing the photoreceptor after the actual paper passing test at 30 ° C. and 85% Rh for 2 weeks and visually judging the presence or absence of cracks on the surface of the photoreceptor. The results are shown in Table 4.
<画像濃度>
画像濃度の評価は、画像濃度が5%となるグラフィックパターンの画像を連続5枚づつ印刷する条件で通算5万枚をコピー用紙に出力して、その出力した5万枚目のコピー用紙のグラフィックパターン画像が1枚目のコピー用紙のグラフィックパターン画像に比べ、画像濃度変化を目視で判断することにより行った。
<Image density>
Evaluation of image density is based on the condition that a graphic pattern image with an image density of 5% is printed on every 5 consecutive sheets, and a total of 50,000 sheets are output to a copy sheet, and the graphic of the output 50,000th copy sheet is output. The pattern image was compared with the graphic pattern image on the first copy sheet by visually determining the change in image density.
<スジ画像>
スジ画像の評価は、実機通紙試験を終え、A4用紙に白画像を5枚出力し、その画像を目視にてスジ状の画像有無の評価を行った。
<Streak image>
For the evaluation of the streak image, the paper passing test for the actual machine was completed, five white images were output on A4 paper, and the presence or absence of the streak-like image was visually evaluated.
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
<実機機内電位>
前記実機機内の電位の測定は、表面電位計(Trek MODEL344)を実機内に組み込み、測定を行った。
<In-machine potential>
The potential in the actual machine was measured by incorporating a surface potentiometer (Tlek MODEL 344) in the actual machine.
比較例2は電荷輸送機能を有する有機-無機ハイブリッド材料を保護膜に含有するが、無機成分の含有量が少ないので、表面硬度が低くて耐摩耗性は劣っている。また、表面撥水性が不十分で、クリーニング不良によるスジ画像が発生しやすい。
比較例3、4は有機-無機ハイブリッド材料の保護膜中に電荷輸送機能の有機成分が少ないので、硬度、耐摩耗性等の機械強度が高くても、電荷輸送不良による画像濃度低下が発生しやすい。
一方、本発明における傾斜構造を有する有機-無機ハイブリッド材料を保護層とした感光体は何れも良好な耐摩耗性と安定な画質を有する。本発明における有機-無機ハイブリッド材料を有する保護層は、最表層に近付くほど無機成分含有量が多く存在し、無機成分が有する表面硬度、機械的強度及びSi系無機成分が有する撥水性等の特性が存分に発揮でき、感光層に近付くほど電荷輸送性機能の有機成分が多く存在し、電荷が感光層から保護層にスムーズに輸送できるので、得られた感光体は耐摩耗性と電気特性とも優れる。
したがって、本発明における該感光層の保護層に傾斜構造を有する電荷輸送性有機-無機ハイブリッド材料による架橋樹脂層とすることにより、良好な画像を長期間維持できる長寿命で且つ高性能な電子写真用感光体を提供できることが判明した。また併せて、本発明の感光体を用いた画像形成方法、画像形成装置及び画像形成装置用プロセスカートリッジが高性能、高信頼性を有していることが判明した。
Comparative Example 2 contains an organic-inorganic hybrid material having a charge transport function in the protective film. However, since the content of the inorganic component is small, the surface hardness is low and the wear resistance is inferior. Further, the surface water repellency is insufficient, and a streak image due to poor cleaning tends to occur.
In Comparative Examples 3 and 4, since the organic-inorganic hybrid material protective film has few organic components having a charge transport function, even if the mechanical strength such as hardness and abrasion resistance is high, the image density is lowered due to poor charge transport. Cheap.
On the other hand, all the photoreceptors using the organic-inorganic hybrid material having an inclined structure in the present invention as a protective layer have good abrasion resistance and stable image quality. The protective layer having an organic-inorganic hybrid material in the present invention has a larger amount of inorganic component as it gets closer to the outermost layer, and the surface hardness, mechanical strength of the inorganic component, and the water repellency of the Si-based inorganic component, etc. The closer the photosensitive layer is to the photosensitive layer, the more organic components with the charge transport function exist, and the electric charge can be smoothly transported from the photosensitive layer to the protective layer. Both are excellent.
Therefore, a long-life and high-performance electrophotographic image capable of maintaining a good image for a long period of time by using a cross-linked resin layer of a charge transporting organic-inorganic hybrid material having an inclined structure in the protective layer of the photosensitive layer in the present invention. It has been found that a photoconductor can be provided. In addition, it has been found that the image forming method, the image forming apparatus, and the process cartridge for the image forming apparatus using the photoconductor of the present invention have high performance and high reliability.
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 転写紙(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
21、31 保護層
22、32 感光層
23、33 導電性支持体
26、36 感光層側
27、37 表面側
34 電荷発生層
35 電荷輸送層
101 感光ドラム(感光体)
102 帯電装置(帯電手段)
103 露光手段
104 現像装置(現像手段)
105 転写体
106 転写装置(転写手段)
107 クリーニングブレード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoconductor 2 Static elimination lamp 3 Charger charger 4 Eraser 5 Image exposure part 6 Development unit 7 Charger before transfer 8 Registration roller 9 Transfer paper (transfer body)
10 Transfer Charger 11 Separation Charger 12 Separation Claw 13 Charger Before Cleaning 14 Fur Brush 15 Cleaning Blades 21, 31 Protective Layers 22, 32 Photosensitive Layers 23, 33 Conductive Supports 26, 36 Photosensitive Layer Sides 27, 37 Surface Side 34 Charge Generation Layer 35 Charge transport layer 101 Photosensitive drum (photoconductor)
102 Charging device (charging means)
103 Exposure Unit 104 Development Device (Development Unit)
105 Transfer body 106 Transfer device (transfer means)
107 Cleaning blade
Claims (7)
前記保護層が有機成分と無機成分とを含む電荷輸送性有機−無機ハイブリッド材料を含有し、
前記保護層中の前記無機成分の濃度が、感光層側から該感光層側の反対側の表面側に向かうにつれて、連続的に大きくなることを特徴とする電子写真用感光体。 In the electrophotographic photoreceptor having the conductive support, the photosensitive layer, and the protective layer in this order,
The protective layer contains a charge transporting organic-inorganic hybrid material containing an organic component and an inorganic component,
An electrophotographic photoreceptor, wherein the concentration of the inorganic component in the protective layer continuously increases from the photosensitive layer side toward the surface side opposite to the photosensitive layer side.
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