JP3648507B2 - 有機感光体,電子写真画像形成装置,電子写真画像形成方法,及び電荷輸送化合物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真用有機感光体に係り,特に,少なくとも2つのカルバゾールカルボキサアルデヒド置換ヒドラゾン基を含む電荷輸送化合物,これを含む可撓性有機感光体,これを用いた電子写真画像形成装置,電子写真画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真法によれば,有機感光体は導電基板上に絶縁性光導電要素を形成してなり,プレート,可撓性帯,ディスク,硬質ドラム,または軟質ドラムの周りに巻かれたシート状をなしている。
【0003】
電子写真方式の画像形成方法によれば,まず光導電層の表面を静電気で均一に帯電させた後,帯電された表面を光のパターン通りに露光する。露光によって光照射領域にのみ電荷を選択的に分散させて,帯電領域パターン及び放電領域パターン(以下,「潜像」という)を形成する。
【0004】
その後,液体または固体トナーを潜像領域に提供し,トナー粒子を帯電または放電領域上に塗布して,光導電層の表面に色調画像を形成する。このように形成された色調画像は,例えば紙などの受容体の表面に転写されるか,または上記感光体の表面は,画像用の永久的な受容体の役目を行う。上述した画像形成工程は,数回反復的に実施されることもある。
【0005】
画像形成工程では,単層または多層形態の光導電要素が利用できる。光導電層要素が単層形態の場合には,電荷輸送物質及び電荷発生物質がポリマーバインダーと結合された後,導電基板上に塗布される。光導電層要素が多層である場合には,電荷輸送物質及び電荷発生物質を用いて別個層を形成し,ポリマーバインダーと選択的に結合されて導電基板上に塗布される。
【0006】
電荷輸送層と電荷発生層は,下記2つの配列状態を有する。最初の配列(”2重層”(dual layer配列)によれば,電荷発生層が導電基板上に塗布されて電荷輸送層は電荷発生層上に形成される。第2の配列(”逆2重層”(inverted dual layer配列)によれば,上述した電荷輸送層及び電荷発生層の積層順序が置き換えられる。
【0007】
単層及び多層光の導電性要素において,電荷発生物質は,露光時に電荷キャリア(すなわち,ホールまたは電子)を生成する機能を行う。電荷輸送物質は,光導電性要素の表面上に表面電荷を放出するために上記電荷キャリアを収容して,これらを電荷輸送層を通じて移動させる役割を行う。電荷輸送化合物が使われる場合,電荷輸送化合物はホールキャリアを収容し,これらを電荷輸送化合物が存在する層を通じて移動させる。そして,電子輸送化合物が使われる場合には,電子輸送化合物は電子キャリアを収容し,これらを電子輸送化合物が存在する層を通じて移動させる。
【0008】
特に,サイクルの反復後にも高品質の画像を得るためには,電荷輸送物質をポリマーバインダーと混合して均一な溶液を形成した後,これを溶液状態にそのまま保つことが望ましい。また,電荷輸送物質の収容可能な電荷量(以下,「許容電圧」または「Vacc」と称する)を最大化し,放電時の電荷保持量(以下,「残留電圧」または「Vres」と称する)を最小化することが望ましい。
【0009】
電子写真工程において利用可能な電荷輸送物質としては,多様な物質が知られている。最も一般的な電荷輸送物質としては,例えば,ピラゾリン誘導体,フルオレン誘導体,オキサジアゾル誘導体,スチルベン誘導体,ヒドラゾン誘導体,カルバゾールヒドラゾン誘導体,トリフェニルアミン誘導体,ジュロリジンヒドラゾン誘導体,ポリビニルカルバゾール,ポリビニルピレンまたはポリアセナフチレンなどがある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかし,上述した電荷輸送物質は機械的及び静電気的特性に劣っており,電子写真分野で多様な要求条件を充足させうる新たな電荷輸送物質の開発が要求されている。
【0011】
本発明が解決しようとする技術的課題は,上記問題点を解決するための新規な電荷輸送化合物と,これを用いて機械的及び静電気的特性に優れた電子写真用有機感光体を提供することにある。
【0012】
本発明が解決しようとする他の技術的課題は,上記有機感光体を採用することによって反復的なサイクル後にも高品質の画像が得られる電子写真画像形成装置,及び電子写真画像形成方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の有機感光体は,(a)化学式1で表される電荷輸送化合物と,(b)電荷発生化合物と,(c)導電基板とを含むことを特徴とする。
【0014】
【化6】
【0015】
化学式1中,nは2〜6の整数であり,R1はアリル基であり,R2はスルホラニル基,ピロリル基,テトラゾリル基,ベンゾトリアゾリル基,4−(9H−フルオレン−9−イリデン)ベンジル基,スチルベニル基,アルキルスルホニルフェニル基,アリルスルホニルフェニル基及びピラゾリル基である。
【0016】
但し,R2がアルキルスルホニルフェニル基またはアリルスルホニルフェニル基である場合,R1は水素,アルキル基またはアリル基である。
【0017】
Xは分枝状または線状であって,−(CH2)m−で表されるアルキレン連結基であり,mは0〜20の整数であり,上記アルキレン連結基において1つ以上のメチレン基は非置換であるか,または酸素原子,カルボニル基,ウレタン,ウレア,エステル基,−NR3基,CHR4基,またはCR5R6基に置換される。
【0018】
上記R3,R4,R5及びR6は,相互独立的にH,アルキル基またはアリル基である。
【0019】
Yは化学結合,炭素原子,窒素原子,酸素原子,硫黄原子,分枝状または線状−(CH2)p−基であり,pは0〜10の整数であり,アリル基,シクロアルキル基,シクロシロキシル基,複素環基,またはCR7基である。R7は水素原子,アルキル基またはアリル基である。
【0020】
本発明において,Yはその定義によって限定されて特定数または範囲の結合を示す(例えば,Yが結合を意味すればnは2であり,Yが酸素原子であればnは2であり,炭素原子であればnは最大4であり,Yが窒素原子であればnは最大3である(たとえYが4次アンモニウム塩を示したとしても,化学式1の一般的な構造は変更しない)。本明細書における説明は,いわゆる当業者に容易に理解可能で,用語と化学的表記は通常の意味として解釈される。また,明細書作成の便宜上,不可能なものと見なされるコンビネーションは本発明においていわゆる当業者に排除されるものとみなす。
【0021】
電荷輸送化合物は対称性または非対称性を有する。従って,例えば化合物の”アーム”として使われる連結基Xは,化合物の他の”アーム”における連結基と同一か,あるいは相異する。同様に,化合物の”アーム”に使われるR1及びR2基は,他のアームのR1及びR2基と同一か,または相異する。また,電荷輸送化合物の上述した化学式1は異性体も含む。
【0022】
有機感光体は,プレート,可撓性帯,ディスク,硬質ドラム,硬質,または軟質ドラムの周囲に巻かれているシート状を有する。一実施形態によれば,有機感光体は,(a)電荷輸送化合物とポリマーバインダーとを含む電荷輸送層と,(b)電荷発生化合物とポリマーバインダーとを含む電荷発生層と,(c)導電基板とを含む。上記電荷輸送層は,電荷発生層と導電基板との間に位置し,電荷発生層は電荷輸送層と導電基板との中間に位置する。
【0023】
上記他の技術的課題を達成するための本発明の電子写真画像形成装置は,(a)複数の支持ローラと,(b)支持ローラ周囲にスレッドされた可撓性帯状の有機感光体とを含み,有機感光体は,(i)化学式1で表される電荷輸送化合物と,(ii)電荷発生化合物と,(iii)導電基板とを含むことを特徴とする。
【0024】
【化7】
【0025】
化学式1中,nは2〜6の整数であり,R1はアリル基であり,R2はスルホラニル基,ピロリル基,テトラゾリル基,ベンゾトリアゾリル基,4−(9H−フルオレン−9−イリデン)ベンジル基,スチルベニル基,アルキルスルホニルフェニル基,アリルスルホニルフェニル基,またはピラゾリル基である。
【0026】
但し,R2がアルキルスルホニルフェニル基,またはアリルスルホニルフェニル基である場合,R1は水素,アルキル基,またはアリル基である。
【0027】
Xは分枝状または線状であって,−(CH2)m−で表されるアルキレン連結基であり,mは0〜20の整数である。アルキレン基において1つ以上のメチレン基は非置換であるか,または酸素原子,カルボニル基,ウレタン,ウレア,エステル基,−NR3基,CHR4基,またはCR5R6基に置換される。
【0028】
上記R3,R4,R5及びR6は,相互独立的にH,アルキル基,またはアリル基である。
【0029】
Yは化学結合,炭素原子,窒素原子,酸素原子,硫黄原子,分枝状または線状−(CH2)p−基であり,pは0〜10の整数であり,アリル基,シクロアルキル基,シクロシロキシル基,複素環基またはCR7基である。R7は水素原子,アルキル基またはアリル基である。
【0030】
また,上記本発明の他の技術的課題を達成するための本発明の電子写真画像形成方法は,(a)(i)化学式1で表される電荷輸送化合物と,(ii)電荷発生化合物と,(iii)導電基板とを含む上記いずれかの有機感光体の表面に電荷を提供する段階と,(b)有機感光体の表面に光を照射してイメージ方向に露光処理し,所定領域に電荷を分散させて有機感光体の表面に帯電領域パターン及び放電領域パターンを形成する段階と,(c)有機感光体の表面を着色剤粒子の有機液体分散液を含む液体トナーと接触させて色調画像を形成する段階と,(d)色調画像を基板に転写する段階とを含むことを特徴とする。
【0031】
また,上記本発明の他の技術的課題を達成するための本発明の電荷輸送化合物は,化学式1で表される。
【0032】
【化8】
【0033】
化学式1中,nは2〜6の整数であり,R1はアリル基であり,R2はスルホラニル基,ピロリル基,テトラゾリル基,ベンゾトリアゾリル基,4−(9H−フルオレン−9−イリデン)ベンジル基,スチルベニル基,アルキルスルホニルフェニル基,アリルスルホニルフェニル基,またはピラゾリル基である。
【0034】
但し,R2がアルキルスルホニルフェニル基,またはアリルスルホニルフェニル基である場合,R1は水素,アルキル基,またはアリル基である。
【0035】
Xは分枝状または線状であって,−(CH2)m−で表されるアルキレン連結基であり,mは0〜20の整数であり,アルキレン連結基において1つ以上のメチレン基は選択的に酸素原子,カルボニル基,ウレタン,ウレア,エステル基,−NR3基,CHR4基,またはCR5R6基に置換される。上記R3,R4,R5及びR6は,相互独立的にH,アルキル基またはアリル基である。
【0036】
Yは化学結合,炭素原子,窒素原子,酸素原子,硫黄原子,分枝状または線状−(CH2)p−基であり,pは0〜10の整数であり,アリル基,シクロアルキル基,シクロシロキシル基,複素環基,またはCR7基である。R7は水素原子,アルキル基,またはアリル基である。
【0037】
本発明の一実施形態によれば,電荷輸送化合物は,R1はフェニル基であり,R2はスルホラニル基であり,nは2であり,Xは−(CH2)m−基であり,mは0〜20の整数であり,Yは結合またはメチレン基である。
【0038】
本発明において,”基”または”核”は,化学的化合物または置換基の記述に用いられ,上記化学的物質は基本的な基または核を含み,上記基または核は一般の置換基を具備しても良い。”成分(moity)”は化学的化合物または置換基の記述に用いられ,非置換の化学的物質のみを含む。例えば,”アルキル基”はメチル基,エチル基,オクチル基,ステアリル基のようなアルキル成分だけでなく,ハロゲン,シアノ基,ヒドロキシ基,ニトロ基,アミン基,カルボキシレート基のような置換基を有する成分を含む。一方,”アルキル成分”または“アルキル”は,メチル基,エチル基,オクチル基,ステアリル基,シクロヘキシル基のみを含む。
【0039】
本発明の感光体は,液体トナーと成功的に使われて高品質の画像を形成できる。このような高品質の画像はサイクルの反復後にも保たれる。
【0040】
【発明の実施の形態】
以下,本発明の実施の形態を示し,本発明をさらに詳細に説明する。
【0041】
本発明の実施形態は,化学式1で表される電荷輸送化合物を提供する。
【0042】
【化9】
【0043】
化学式1中,nは2〜6の整数であり,R1はアリル基(例えば,フェニル基,ナフチル基,スチルベニル基,ベンジル基またはトラニル基)である。R2はスルホラニル基,ピロリル基,テトラゾリル基,ベンゾトリアゾリル基,4−(9H−フルオレン−9−イリデン)ベンジル基,スチルベニル基,アルキルスルホニルフェニル基,アリルスルホニルフェニル基,またはピラゾリル基である。
【0044】
但し,R2がアルキルスルホニルフェニル基,またはアリルスルホニルフェニル基である場合,R1は水素,アルキル基またはアリル基である。
【0045】
Xは分枝状または直鎖状であって,−(CH2)m−で表されるアルキレン連結基中から選択された連結基であり,mは0〜20の整数であり,アルキレン連結基において1つ以上のメチレン基は選択的に酸素原子,カルボニル基,ウレタン,ウレア,エステル基,−NR3基,CHR4基,またはCR5R6基に置換される。
【0046】
上記R3,R4,R5及びR6は,相互独立的にH,アルキル基またはアリル基である。メチレン基を選択的に代替するに当たって,メチル基の一部を代替したとしても,全てのメチレン基が除去されるのではなく,上記代替によってメチレン基になることを防ぐと理解しなければならない。単一のメチレン基は代替されることではなく置換えられる。置換は各置換基の連結基に残留する少なくとも2つのメチレン基,望ましくは少なくとも3つのメチレン基及びより望ましくは少なくとも4,5または6のメチレン基が存在する程度でなされることが望ましい。
【0047】
Yは化学結合,炭素原子,窒素原子,酸素原子,硫黄原子,分枝状または線状−(CH2)p−基である。pは0〜10の整数であり(アルキレン基の水素原子は除去されて結合位置を提供し,nが2より大きい値を有する),脂肪族基,アリル基,シクロアルキル基,シクロシロキシル基(例えば,シクロテトラシロキシ基など),複素環基,またはCR7基である。R7は水素原子,アルキル基またはアリル基である。
【0048】
本発明の一実施形態によれば,電荷輸送化合物は,R1はフェニル基であり,R2はスルホラニル基であり,nは2であり,Xはアルキレン基{−(CH2)m−}であり,mは0〜20の整数であり,Yは化学結合またはメチレン基である。
【0049】
電荷輸送化合物の非制限的な例は,次の化学式2〜化学式18の通りである。
【0050】
【化10】
【0051】
【化11】
【0052】
【化12】
【0053】
【化13】
【0054】
【化14】
【0055】
【化15】
【0056】
【化16】
【0057】
【化17】
【0058】
【化18】
【0059】
【化19】
【0060】
【化20】
【0061】
【化21】
【0062】
【化22】
【0063】
【化23】
【0064】
【化24】
【0065】
【化25】
【0066】
【化26】
【0067】
上記感光体は,プレート,可撓性帯,ディスク,硬質ドラム,または硬質または軟質ドラムの周囲に配されたシート状であり,可撓性帯及び硬質ドラムの方がさらに望ましい。上記感光体は導電基板と,単層の感光性要素とを含むが,単層の感光性要素は,ポリマー結合剤,電荷輸送化合物及び電荷発生化合物を含む。しかし,望ましくは,感光体は導電基板と,二層構造を有する感光性要素よりなり,二層構造の感光性要素は電荷発生層及び電荷輸送層を備える。
【0068】
上記電荷発生層は導電基板と電荷輸送層との間に位置する。または,感光性要素は導電基板と電荷発生層との間に電荷輸送層が形成された逆構造を有することもできる。
【0069】
導電基板は,例えば,可撓性ウェブまたはベルト状のように可撓性であるか,または例えば,ドラム状のように不撓性である。一般に,可撓性導電基板は絶縁基板と導電物質層とを含む。上記絶縁基板はペーパーまたはポリエチレンテレフタレート,ポリイミド,ポリスルホン,ポリエチレンナフタレート,ポリプロピレン,ナイロン,ポリエステル,ポリカーボネート,ポリビニルフルオライド,ポリスチレンなどのフィルム形成用ポリマーなどよりなる。
【0070】
支持基板の具体例は,ポリエーテルスルホン(商品名 Stabar S−100,ICI社),ポリビニルフルオライド(商品名 Tedlar,E.I.Dupont de Nemours&Company),ポリビスフェノール−Aポリカーボネート(商品名 Makrofol,Mobay Chemical Company)及び非晶質ポリエチレンテレフタレート(商品名 Melinar,ICI America,Inc.)などがある。
【0071】
上記導電基板を構成する導電物質としては,例えば,グラファイト,分散カーボンブラック,ヨウ化物,ポリピロール及び商品名カルゴンコンダクティブポリマー261(Calgon Corporation,Inc.)のような伝導性高分子と,アルミニウム,チタン,クロム,黄銅,金,銅,パラジウム,ニッケルまたはステンレススチールのような金属,合金と,TiNオキシドまたはインジウムオキシドのような金属酸化物などがある。特にアルミニウムであることが望ましい。
【0072】
導電基板は,一般に機械的安定性を有する程度の適切な厚さを有する。例えば,可撓性ウェブ基板は,一般に0.01〜1mm,ドラム基板は一般に0.5〜2mmであることが望ましい。
【0073】
本発明の実施形態の光導電要素を構成する電荷発生化合物は,染料及び顔料のように光を吸収して電荷キャリアを生成する物質である。このような電荷発生化合物の例としては,例えば,無金属フタロシアニン(例えば,商品名CGM−X01 x−form metal−free phthalocyanine,Sanyo Color Works,Ltd.など),チタンフタロシアニン,銅フタロシアニン,オキシチタンフタロシアニン,ヒドロキシガリウムフタロシアニンのような金属フタロシアニン,スクアリリウム染料及び顔料,ヒドロキシ置換スクアリリウム顔料,ペリルイミド,多核性キノン(Allied Chemical CorporatioN,商品名:Indofast Double Scarlet,Indofast Violet Lake B,Indofast Brilliant Scarlet及びIndofast Orange),キナクリドン(デュポン社,商品名:Monastral Red,Monastral Violet及びMonastral Red Y),ペリノンを含むナフタレン1,4,5,8−テトラカルボン酸誘導体顔料,テトラベンゾポルフィリン,テトラナフタロポルフィリン,インジゴ及びチオインジゴ染料,ベンゾチオキサンテン誘導体,ペリレン3,4,9,10−テトラカルボン酸誘導体顔料,ビスアゾ,トリアゾ及びテトラキスアゾ顔料を含有しているポリアゾ顔料,ポリメチン染料,キナゾリン基含有染料,3次アミン,非晶質セレニウム,セレニウム−テルル,セレニウム−テルル−砒素,セレニウム−砒素,カドミウムスルホセレナイド,カドミウムセレナイドのようなセレニウム合金,カドミウムスルフィド及びその混合物などがある。
【0074】
電荷発生化合物は,オキシチタンフタロシアニン,ヒドロキシガリウムフタロシアニンまたはその組合わせ物であることが望ましい。
【0075】
結合剤は,本発明の実施形態の電荷輸送化合物及び電荷発生化合物を分散または溶解できれば制限されない。
【0076】
上記結合剤の具体的な例として,ポリスチレン−co−ブタジエン,改質アクリルポリマー,ポリビニルアセテート,スチレン−アルキド樹脂,ソヤ−アルキル樹脂,ポリビニルクロライド,ポリビニリデンクロライド,ポリアクリロニトリル,ポリカーボネート,ポリアクリル酸,ポリアクリレート,ポリメタクリレート,スチレンポリマー,ポリビニルブチラル,アルキド樹脂,ポリアミド,ポリウレタン,ポリエステル,ポリスルホン,ポリエーテル,ポリケトン,フェノキシ樹脂,エポキシ樹脂,シリコン樹脂,ポリシロキサン,ポリ(ヒドロキシエーテル)樹脂,ポリヒドロキシスチレン樹脂,ノボラック,レゾル樹脂,ポリ(フェニルグリシジルエーテル)−co−ジシクロペンタジエン,上述したポリマーにおいて使われたモノマーのコポリマー及びこれらの組合わせ物などがある。
【0077】
上記結合剤は,特にポリカーボネートであることが望ましく,その具体例としては,ビスフェノール−Aから派生されたポリカーボネートA,シクロヘキシリデンビスフェノールから派生されたポリカーボネート−Z,メチルビスフェノルAから派生されたポリカーボネートC及びポリエステルカーボネートなどがある。
【0078】
もし,本発明の実施形態の特定電荷輸送物質が電荷輸送化合物として作用するならば,本実施形態の有機感光体は電子輸送化合物を含むことが望ましい。このような電子輸送化合物の非制限的な例としては,例えば,ブロモアニル,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−テトラニトロオキサントン,2,4,8−トリニトロチオオキサントン,2,6,8−トリニトロ−インデノ4H−インデノ[1,2−b]チオフェン−4−オン,1,3,7−トリニトロベンゾチオフェン−5,5−ジオキシド,(2,3−ジフェニル−1−インデニリデン)マロノニトリル,4−ジシアノメチレン−2,6−ジフェニル−4H−チオピラン−1,1−ジオキシド,4−ジシアノメチレン−2,6−ジ−m−トリル−4H−チオピラン−1,1−ジオキシドのような4H−チオピラン−1,1−ジオキシド及びその誘導体,4H−1,1−ジオキソ−2−(p−イソプロピルフェニル)−6−フェニル−4−(ジシアノメチリデン)チオピラン,4H−1,1−ジオキソ−2−(p−イソプロピルフェニル)−6−(2−チエニル)−4−(ジシアノメチリデン)チオピランのように非対称的に置換された2,6−ジアリル−4H−チオピラン−1,1−ジオキシド,ホスファ−2,5−シクロヘキサジエン誘導体,(4−n−ブトキシカルボニル−9−フルオレニリデン)マロノニトリル,(4−フェネトキシカルボニル−9−フルオレニリデン)マロノニトリル(4−phenethoxy carbonyl−9−fluorenylidene malononitrile),(4−カルビトキシ−9−フルオレニリデン)マロノニトリルのようなアルコキシカルボニル−9−フルオレニリデン)マロノニトリル誘導体,ジエチル(4−n−ブトキシカルボニル−2,7−ジニトロ−9−フルオレニリデン)−マロネート,11,11,12,12−テトラシアノ−2−アルキルアントラキノジメタン,11,11−ジシアノ−12,12−ビス(エトキシカルボニル)アントラキノジメタンのようなアントラキノジメタン誘導体,1−クロロ−10−[ビス(エトキシカルボニル)メチレン]アントロン,1,8−ジクロロ−10−[ビス(エトキシカルボニル)メチレン]アントロン,1,8−ジヒドロキシ−10−[ビス(エトキシカルボニル)メチレン]アントロン,1−シアノ−10−[ビス(エトキシカルボニル)メチレン]アントロンのようなアントロン誘導体,7−ニトロ−2−アザ−9−フルオレニリデン−マロノニトリル,ジフェノキノン誘導体,ベンゾキノン,ナフトキノン誘導体,キニン誘導体,テトラシアノエチレンシアノエチレン,2,4,8−トリニトロチオオキサントン,ジニトロベンゼン誘導体,ジニトロアントラセン誘導体,ジニトロアクリジン誘導体,ニトロアントラキノン誘導体,ジニトロアントラキノン誘導体,無水コハク酸,無水マレイン酸,ジブロモ無水マレイン酸,ピレン誘導体,カルバゾール誘導体,ヒドラゾン誘導体,N,N−ジアルキルアニリン誘導体,ジフェニルアミン誘導体,トリフェニルアミン誘導体,トリフェニルメタン誘導体,テトラシアノキノジメタン,2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン,2,4,7−トリニトロ−9−ジシアノメチレンフルオレノン,2,4,5,7−テトラニトロオキサントン誘導体,2,4,8−トリニトロオキサントン誘導体などを挙げられる。
【0079】
もし,本発明の実施形態の特定の電荷輸送物質が電子輸送化合物として作用するならば,本実施形態の有機感光体は電荷輸送化合物を選択的に含むことが望ましい。電荷輸送化合物の非制限的な例として,例えば,ピラゾリン誘導体,フルオレン誘導体,オキサジアゾル誘導体,スチレン誘導体,ヒドラゾン誘導体,カルバゾールヒドラゾン誘導体,トリアリルアミン,ポリビニルカルバゾール,ポリビニルピレン,ポリアセナフチレン,または少なくとも2つのヒドラゾン基と,トリフェニルアミンと,カルバゾール,ジュロリジン,フェノチアジン,フェナジン,フェノオキサジン,フェノオキサチン,チアゾール,オキサゾール,イソオキサゾール,ジベンゾ(1,4)ジオキシン,チアントレン,イミダゾール,ベンゾチアゾール,ベンゾトリアゾール,ベンゾオキサゾール,ベンゾイミダゾール,キノリン,イソキノリン,キノオキサリン,インドール,インダゾール,ピロール,プリン,ピリジン,ピリダジン,ピリミジン,ピラジン,トリアゾール,オキサジアゾール,テトラゾール,チアジアゾール,ベンズイソオキサゾール,ベンズイソチアゾール,ジベンゾフラン,ジベンゾチオフェン,チオフェン,チアナフテン,キナゾリンまたはシンノリンのような複素環よりなるグループから選択された少なくとも2つの基を含むマルチ−ヒドラゾン化合物などを挙げることができる。
【0080】
電荷輸送化合物は,例えば,MPCT−10,MPCT−38,及びMPCT−46(三菱製紙)などのようなエナミンスチルベン化合物であることが望ましい。
【0081】
多層光導電要素の場合には,電荷発生層は,電荷発生層の重量を基準として10〜90重量%,望ましくは20〜75重量%の結合剤を含む。
【0082】
電荷輸送層は,一般に電荷輸送層重量を基準として25〜60重量%,より望ましくは35〜50重量%の電荷輸送物質を含有し,その残りは結合剤と,選択的に通常の添加剤を含む。上記電荷輸送層は一般に10〜40μの厚さを有し,当該技術分野における公知の方法によって形成される。
【0083】
単層光導電要素の場合には,電荷発生化合物の含量は光導電層の重量を基準として0.5〜20重量%,望ましくは1〜10重量%である。電荷輸送化合物の含量は,光導電層の重量を基準として10〜80重量%,望ましくは40〜60重量%である。電子輸送化合物の含量は,光導電層の重量を基準として2.5〜25重量%,望ましくは4〜20重量%である。結合剤は光導電層の重量を基準として15〜80重量%,望ましくは20〜50重量%である。
【0084】
本発明の実施形態の有機感光体は,独立的に光安定剤を選択的に含有する。光安定剤の非制限的な例としては,例えば,ヒンダードトリアルキルアミン(例えば,商品名Tinuvin 292(Ciba Specialty Chemicals)),ヒンダードアルコキシジアルキルアミン(例えば,商品名Tinuvin 123,Ciba Specialty Chemicals),ベンゾトリアゾール(例えば,商品名Tinuvin 928(Ciba Specialty Chemicals)),ベンゾフェノン,ニッケル化合物(例えば,商品名 Arbestab,Robinson Brothers Ltd.),サリシレート,シアノシンナメート,ベンジリデンマロネート,ベンゾエート,オキサニリド,または重合性立体障害性アミン(例えば,商品名 Luchem,Atochem North America)などがある。
【0085】
光安定剤は化学式19または化学式20のヒンダードトリアルキルアミンのうちから選択されることが望ましい。
【0086】
【化27】
【0087】
【化28】
【0088】
化学式19,化学式20中,R1,R2,R3,R4,R6,R7,R8,R10,R11,R12,R13,R14,R15は相互独立的に水素,アルキル基,エステル,エーテル基であり,R5,R9及びR14は相互独立的にアルキル基である。Xは−O−CO−(CH2)m−CO−O−よりなるグループから選択された連結基であり,mは2〜20である。
【0089】
光導電層において,光安定剤の含量は光導電層の重量を基準として0.5〜25重量%,より望ましくは1〜10重量%である。
【0090】
便宜上,光導電層は電荷発生化合物,電荷輸送化合物,光安定剤,電子輸送化合物及びポリマーバインダーを有機溶媒に分散または溶解し,こうして得た分散液及び/または溶液をそれぞれの下部層上にコーティングし,これを乾燥して形成する。上記成分は,高せん断均質化,ボールミル,研摩機ミリング,高エネルギービード(サンド)ミリング,または粉砕に効果的であると知られたその他の粉砕工程,またはミキシング手段にて分散させて分散液を形成することが望ましい。
【0091】
また,有機感光体は,付加層をさらに含むこともある。このような付加層の例としては,障壁層,接着層,離型層及びサブ層などを挙げることができる。
【0092】
上記離型層は,光導電体要素の最上部に形成され,障壁層は離型層と光導電要素との間に挟持されている。
【0093】
上記接着層は,障壁層と離型層との間に位置し,これらの接着力を改善させる。そして,サブ層は電荷遮断層であって,導電基板と光導電要素との間に位置してこれらの接着力を向上させる。
【0094】
上記障壁層は,例えば,架橋性シロキサノル−コロイダルシリカコーティング層及びヒドロキシレイテッドシルセスキオキサン−コロイダルシリカコーティング層と,ポリビニルアルコール,メチルビニールエーテル/無水マレイン酸コポリマー,カゼイン,ポリビニルピロリドン,ポリアルリル酸,ゼラチン,澱粉,ポリウレタン,ポリイミド,ポリエステル,ポリアミド,ポリビニルアセテート,ポリビニルクロライド,ポリビニリデンクロライド,ポリカーボネート,ポリビニルブチラル,ポリビニルアセトアセタル,ポリビニルホルマル,ポリアクリロニトリル,ポリメチルメタクリレート,ポリアクリレート,ポリビニルカルバゾール,前述したポリマーで使われたモノマーのコポリマー,ビニールクロライド/ビニールアセテート/ビニールアルコールターポリマー,ビニールクロライド/ビニールアセテート/マレイン酸ターポリマー,エチレン/ビニールアセテートコポリマー,ビニールクロライド/ビニリデンクロライドコポリマー,セルローズポリマー及びその混合物のような有機結合剤を含む。上記有機結合剤はヒュームドシリカ,シリカ,チタニア,アルミナ,ジルコニアまたはその組合わせ物のような微細無機粒子などを選択的に含む。このとき,無機粒子径は0.001〜5μmであり,望ましくは0.005μmである。
【0095】
障壁層は,望ましくはメチルセルローズとメチルビニールエーテル/無水マレイン酸コポリマーとの1:1混合物と,架橋剤のグリオキサルを含有してなる。
【0096】
離型層トップコートは,当該技術分野で公知のあらゆる離型層組成物を含む。離型層は,例えば,フッ素化ポリマー,シロキサンポリマー,フルオロシリコンポリマー,シラン,ポリエチレン,ポリプロピレン,ポリアクリレート,またはその組合わせ物などよりなる。
【0097】
上記離型層は,架橋されたシリコンポリマーであることがより望ましい。通常の接着層は,例えば,ポリエステル,ポリビニルブチラル,ポリビニルピロリドン,ポリウレタン,ポリメチルメタクリレート,ポリ(ヒドロキシアミノエーテル)のようなフィルム形成用ポリマーなどを含む。望ましくは,接着層はポリ(ヒドロキシアミノエーテル)よりなる。もし,このような層が用いられる場合には乾燥厚さが0.01〜5μmであることが望ましい。
【0098】
一般的なサブ層は,例えば,ポリビニルブチラル,有機シラン,加水分解性シラン,エポキシ樹脂,ポリエステル,ポリアミド,ポリウレタン,シリコン系物質などを含む。望ましくは,サブ層は乾燥厚さが約20〜2,000Åであることが望ましい。
【0099】
電荷輸送化合物は,このような化合物を含む感光体は乾式または液体トナー現像を用いた画像形成工程に適切に使用できる。
【0100】
液体トナー現像は,一般に乾式トナーを用いた場合と比較して高解像度を有する画像が得られ,画像固定に少ないエネルギーが必要であるという利点を提供するのでより望ましい。液体トナーの適切な例は広く知られている。液体トナーは,例えば,着色剤,樹脂結合剤,電荷ディレクター及びキャリア液体などを含む。樹脂と顔料との混合比は2:1〜10:1であることが望ましく,より望ましくは4:1〜8:1である。一般に,着色剤,樹脂及び電荷ディレクターはトナー粒子を形成する。
【0101】
本発明の実施形態の電子写真画像形成装置は,複数の支持ローラと,支持ローラの周囲にスレッドされており,上述した電荷輸送物質,電荷発生化合物及び導電基板を含む有機感光体とを備える。このとき,装置は,液体トナーディスペンサーをさらに含むこともある。このような電子写真画像形成装置を用いて画像を形成する方法について説明すれば次のようである。
【0102】
上述した有機感光体の表面に電荷を提供した後,有機感光体の表面に光を照射してイメージ方向に沿って露光処理して所定領域に電荷を分散させて,有機感光体の表面に帯電領域パターン及び放電領域パターンを形成する。次いで,有機感光体の表面を有機液体と着色剤粒子の分散液を含む液体トナーと接触させて色調画像を形成し,このようにして得られた色調画像を基板に転写して所望の画像を得る。
【0103】
【実施例】
以下,本発明を下記実施例に基づいて説明するが,本発明が下記実施例に限定されるものではない。
【0104】
<実施例>
A.合成
N−フェニル−N−スルホラン−3−イルヒドラジン
N−フェニル−N−スルホラン−3−イルヒドラジンは,本明細書に参照として統合された引用文献(Great Britain Patent No.1,047,525 by Mason)に記述された方法によって製造された。ブタジエンスルホン(Aldrich)0.5モルとフェニルヒドラジン(Aldrich)0.55モルの混合物に40%水酸化カルシウム水溶液0.005モルを付加した。上記混合物を,60℃で2時間攪拌した後,反応混合物内に固体が生成された。上記反応混合物を10時間放置した後,固体をろ過して溶融点が119〜120℃(MeOH)であるN−フェニル−N−スルホラン−3−イルヒドラジン(93%)を得た。
【0105】
1,10−ビス(3−ホルミル−9−カルバゾール)デカン
カルバゾール(120g,0.72mol,Aldrich),ジブロモデカン(100g,0.33mol,Aldrich)及びベンジルトリエチルアンモニウムクロライド(12g)をテトラヒドロフラン(400mL)に溶解し,ここに水酸化ナトリウム(120g)を水(120mL)に溶解した濃い水酸化ナトリウム水溶液を付加した。
【0106】
上記混合物を機械的攪拌機を用いて4時間激しく攪拌しつつ還流させた後,これを室温で冷却して過量の水に注いだ。沈殿された固体をろ過し,テトラヒドロフラン層を硫酸マグネシウムで乾燥して濃縮した。
【0107】
集められた有機固体をテトラヒドロフラン/水を用いて再結晶化させ,これを真空オーブンで乾燥して1,10−ビス(9−カルバゾリル)デカンを白い固体状態で得た(116.5g(69%,m.p.=130℃)。
【0108】
ジメチルホルムアミド(200mL)を攪拌し,これをアイスバスを用いて冷却した状態で,上記混合物にリンオキシクロライド(70mL,115g,0.75mol,Aldrich)を滴下した。
【0109】
上記反応混合物に1,10−ビス(9−カルバゾリル)デカン(100g,0.22mol)を付加した後,この混合物をスチームバスを用いて加熱しつつ1.5時間攪拌した。
【0110】
その後,反応混合物から粘性を有する濃い青色(dark brown)の液体が生成され,これを冷却すれば黄色固体が沈殿された。上記全体混合物を水(400mL)に付加し,ポンプを用いて粗生成物をろ過し,これを水(200ml)と少量のエタノールにて洗浄した。テトラヒドロフラン/水を用いて再結晶化して1,10−ビス(3−ホルミル−9−カルバゾリル)デカンを薄茶色の結晶状態で得た(92.3g,83%,m.p.=122℃)。
【0111】
1,8−ビス(3−ホルミルカルバゾリル)オクタン
1,8−ビス(3−ホルミルカルバゾリル)オクタン(m.p.=162℃)は化合物2の合成で記述されたように1,10−ビス(3−ホルミル−9−カルバゾリル)デカンの製造方法と類似した方法によって実施して合成された(収率:76%)。
【0112】
N−ピロール−2−イル−N−フェニルヒドラジン
N−ピロール−2−イル−N−フェニルヒドラジンは,本明細書において参照として統合された引用文献(特許第5148210号,Miyamoto)に記述された方法によって製造された。
【0113】
1−フェニル−1−(1−ベンジル−1H−テトラゾール−5−イル)ヒドラジン
1−フェニル−1−(1−ベンジル−1H−テトラゾール−5−イル)ヒドラジンは本明細書に参照として統合された引用文献(Tetrahedron(1983),39(15),2599−608,Athertonet el.)に記述された方法によって合成された。
【0114】
N−(5−ベンゾトリアゾリル)−N−フェニルヒドラジン
N−(5−ベンゾトリアゾリル)−N−フェニルヒドラジンの製造方法は次の通りである。
フェニルヒドラジン(97g,0.9モル,Aldrich)及び5−クロロベンゾトリアゾール(15.4g,0.1モル,Aldrich)の混合物を沸点まで加熱し,上記混合物が赤色を帯びないまでナトリウムを滴下した。所定時間沸かした後には,上記混合物を室温で冷却した。生成物を分離及び精製してN−(5−ベンゾトリアゾリル)−N−フェニルヒドラジンを得た。
【0115】
N−4−[(9H−フルオレン−9−イリデン)ベンジル]−N−フェニルヒドラジン
N−4−[(9H−フルオレン−9−イリデン)ベンジル]−N−フェニルヒドラジンは本明細書に参照として統合された引用文献(Zh.Org.Khim.(1967),3(9),1605−3,Matevosyanet el.)に記述された方法によって製造された。
【0116】
フェニルヒドラジン(97g,0.9モル,Aldrich)及びp−9−(4−クロロベンジリデン)フルオレン(28.9g,0.1モル,Aldrich)の混合物を沸点まで加熱し,上記混合物が赤色を帯びないまでナトリウムを滴下した。
【0117】
所定時間沸かした後,上記混合物をエタノール1750mlに溶解し,これを−15℃で冷却した。沈殿された生成物を分離及び精製してN−4−[(9H−フルオレン−9−イリデン)ベンジル]−N−フェニルヒドラジンを得た。
【0118】
N−(4−スチルベニル)−N−フェニルヒドラジン
N−(4−スチルベニル)−N−フェニルヒドラジンは本明細書で参照として統合された引用文献(Zh.Org.Khim.(1967),3(9),1605−3,Matevosyan et el.)に記述された方法によって製造した。
【0119】
フェニルヒドラジン(97g,0.9モル,Aldrich)及びp−クロロスチルベン(21.4g,0.1モル,Spectrum Quality Products,Inc.)の混合物を沸点まで加熱し,上記混合物が赤色を帯びないまでナトリウムを滴下した。
【0120】
所定時間沸かした後には,上記混合物をエタノール1750mlに溶解し,これを−15℃に冷却した。沈殿された生成物を再結晶化してN−(4−スチルベニル)−N−フェニルヒドラジンを得た(収率:28%)。
【0121】
5−メチル−1−フェニル−3−(1−フェニルヒドラジノ)−ピラゾール
5−メチル−1−フェニル−3−(1−フェニルヒドラジノ)−ピラゾールは,本明細書で参照として統合された引用文献(J.Chem.Soc.C(1971),(12),2314−17,Boyd et el.)に記述された方法によって製造した。
【0122】
化学式2の化合物
機械的攪拌機と還流コンデンサーが取付けられた500mlの3口RBFに1,10−ビス(3−ホルミル−9−カルバゾリル)デカン(0.013モル,experimental sectionによって製造される)7g,N−フェニル−N−スルホラン−3−イルヒドラジン(0.026モル,experimental sectionに記述された方法によって製造される)6g,THF300mlを付加し,上記混合物を5時間還流した。
【0123】
上記反応混合物を室温まで冷却させ,これを蒸発させて体積を約50mlに濃縮した後,この溶液を室温で1時間放置した。反応混合物から生成された固体をろ過し,これをトルエンと活性化されたチャコールを用いて3回再結晶化して化学式2の化合物を得た(10g,収率:80%)。
【0124】
1H−NMR in CDCl3:δ=1.64−2.00(m,12H),1.80−1.93(m,4H),2.39−2.63(m,2H),2.62−2.90(m,2H),2.98−3.28(m,2H),3.28−3.59(t,4H),3.58−3.82(m,2H),4.04−4.62(m,4H),4.70−4.85(m,2H),7.09−7.54(m,18H),7.56−7.67(s,2H),7.70−7.85(dd,2H),7.99−8.23(m,4H)。
【0125】
化学式3の化合物
化学式3の化合物の製造方法は次の通りである。
1,8−ビス(3−ホルミル−9−カルバゾリル)デカン(32g,64mmol)及びN−フェニル−N−スルホラン−3−イルヒドラジン(29.38g,130mmol,2 equiv.)をテトラヒドロフラン600mLと混合し,これを2時間攪拌しつつ還流した。上記反応混合物から化学式3の化合物を分離及び精製した。
【0126】
化学式4の化合物
化学式4の化合物の製造方法は次の通りである。
1,10−ビス(3−ホルミル−9−カルバゾリル)デカン(34g,64mmol)及びN−ピロール−2−イル−N−フェニルヒドラジン(22.49g,130mmol,2 equiv.)をテトラヒドロフラン600mLと混合し,これを2時間攪拌しつつ加熱した。上記反応混合物から化学式4の化合物を分離及び精製した。
【0127】
化学式5の化合物
化学式5の化合物の製造方法は次の通りである。
1,8−ビス(3−ホルミル−9−カルバゾリル)デカン(32g,64mmol)及びN−ピロール−2−イル−N−フェニルヒドラジン(22.49g,130mmol,2 equiv.)をテトラヒドロフラン600mLと混合し,これを2時間攪拌しつつ加熱した。上記反応混合物から化学式5の化合物を分離及び精製した。
【0128】
化学式6の化合物
化学式6の化合物の製造方法は次の通りである。
1,10−ビス(3−ホルミル−9−カルバゾリル)デカン(34g,64mmol)及び1−フェニル−1−(1−ベンジル−1H−テトラゾール−5−イル)ヒドラジン(34.58g,130mmol,2 equiv.)をテトラヒドロフラン600mLと混合し,これを2時間攪拌しつつ加熱した。上記反応混合物から化学式6の化合物を分離及び精製した。
【0129】
化学式7の化合物
化学式7の化合物の製造方法は次の通りである。
1,8−ビス(3−ホルミル−9−カルバゾリル)デカン(32g,64mmol)及び1−フェニル−1−(1−ベンジル−1H−テトラゾール−5−イル)ヒドラジン(34.58g,130mmol,2 equiv.)をテトラヒドロフラン600mLと混合し,これを2時間攪拌しつつ加熱した。上記反応混合物から化学式7の化合物を分離及び精製した。
【0130】
化学式8の化合物
化学式8の化合物の製造方法は次の通りである。
1,10−ビス(3−ホルミル−9−カルバゾリル)デカン(34g,64mmol)及びN−(5−ベンゾトリアゾリル)−N−フェニルヒドラジン(29.25g,130mmol,2 equiv.)をテトラヒドロフラン600mLと混合し,これを2時間攪拌しつつ加熱した。上記反応混合物から化学式8の化合物を分離及び精製した。
【0131】
化学式9の化合物
化学式9の化合物の製造方法は次の通りである。
1,8−ビス(3−ホルミル−9−カルバゾリル)デカン(32g,64mmol)及びN−(5−ベンゾトリアゾリル)−N−フェニルヒドラジン(29.25g,130mmol,2 equiv.)をテトラヒドロフラン600mLと混合し,これを2時間攪拌しつつ加熱した。上記反応混合物から化学式9の化合物を分離及び精製した。
【0132】
化学式10の化合物
化学式10の化合物の製造方法は次の通りである。
1,10−ビス(3−ホルミル−9−カルバゾリル)デカン(34g,64mmol)及びN−4−[(9H−フルオレン−9−イリデン)ベンジル]−N−フェニルヒドラジン(46.8g,130mmol,2 equiv.)をテトラヒドロフラン600mLと混合し,これを2時間攪拌しつつ加熱した。上記反応混合物から化学式10の化合物を分離及び精製した。
【0133】
化学式11の化合物
化学式11の化合物の製造方法は次の通りである。
1,8−ビス(3−ホルミル−9−カルバゾリル)デカン(32g,64mmol)及びN−4−[(9H−フルオレン−9−イリデン)ベンジル]−N−フェニルヒドラジン(46.8g,130mmol,2 equiv.)をテトラヒドロフラン600mLと混合し,これを2時間攪拌しつつ加熱した。上記反応混合物から化学式11の化合物を分離及び精製した。
【0134】
化学式12の化合物
化学式12の化合物の製造方法は次の通りである。
1,10−ビス(3−ホルミル−9−カルバゾリル)デカン(34g,64mmol)及びN−(4−スチルベニル)−N−フェニルヒドラジン(37.18g,130mmol,2 equiv.)をテトラヒドロフラン600mLと混合し,これを2時間攪拌しつつ加熱した。上記反応混合物から化学式12の化合物を分離及び精製した。
【0135】
化学式13の化合物
化学式13の化合物の製造方法は次の通りである。
1,8−ビス(3−ホルミル−9−カルバゾリル)デカン(32g,64mmol)及びN−(4−スチルベニル)−N−フェニルヒドラジン(37.18g,130mmol,2 equiv.)をテトラヒドロフラン600mLと混合し,これを2時間攪拌しつつ加熱した。上記反応混合物から化学式13の化合物を分離及び精製した。
【0136】
化学式14の化合物
還流コンデンサー及び機械的攪拌機が取付けられた100ml RBFに1,10−ビス(3−ホルミル−9−カルバゾリル)デカン7.92g(0.015モル,experimental sectionによって製造される),4−メチルスルホニルフェニルヒドラジン2.5g(0.03モル,Fisher Scientific USA),トルエン100ml及び濃い硫酸を幾滴か付加し,上記混合物を6時間還流した。
【0137】
上記反応混合物をエチルアセテートとチャコールとを用いて3回再結晶化して化学式14の化合物を得た(3.9g,収率:40%)。
【0138】
1H−NMR in CDCl3:δ=0.97−1.33(m,12H),1.58−1.83(m,4H),3.07−3.17(s,6H),4.20−4.53(t,4H),7.10−7.75(m,16H),7.85−7.90(s,2H),8.10−8.23(dd,2H),8.27−8.50(m,4H)。
【0139】
化学式15の化合物
化学式15の化合物の製造方法は次の通りである。
1,8−ビス(3−ホルミル−9−カルバゾリル)デカン(32g,64mmol)及び4−メチルスルホニルフェニルヒドラジン(24.18g,130mmol,2 equiv.,Fisher Scientific USA)をテトラヒドロフラン600mLと混合し,これを16時間攪拌しつつ加熱した。上記反応混合物から化学式15の化合物を分離及び精製した。
【0140】
化学式16の化合物
化合物16の製造方法は次の通りである。
1,10−ビス(3−ホルミル−9−カルバゾリル)デカン(34g,64mmol)及び4−(メチルスルホニル)−2−ニトロフェニルヒドラジン(30.03g,130mmol,2 equiv.,Aldrich)をテトラヒドロフラン600mLと混合し,これを16時間攪拌しつつ加熱した。上記反応混合物から化学式16の化合物を分離及び精製した。
【0141】
化学式17の化合物
化学式17の化合物の製造方法は次の通りである。
1,10−ビス(3−ホルミル−9−カルバゾリル)デカン(34g,64mmol)及び5−メチル−1−フェニル−3−(1−フェニルヒドラジノ)ピラゾール(34.32g,130mmol,2 equiv.)をテトラヒドロフラン600mLと混合し,これを2時間攪拌しつつ加熱した。上記反応混合物から化学式17の化合物を分離及び精製した。
【0142】
化学式18の化合物
化学式18の化合物の製造方法は次の通りである。
1,8−ビス(3−ホルミル−9−カルバゾリル)オクタン(32g,64mmol)及び5−メチル−1−フェニル−3−(1−フェニルヒドラジノ)ピラゾール(34.32g,130mmol,2 equiv.)をテトラヒドロフラン600mLと混合し,これを2時間攪拌しつつ加熱した。上記反応混合物から化学式18の化合物を分離及び精製した。
【0143】
B.2重層有機感光体の製造方法
逆2重層の有機感光体は,化学式2〜18で表される化合物を用いて製造される。化学式2〜18で表される化合物のうち何れか1つの50wt%とポリカーボネートZ結合剤とを含む電荷輸送溶液は,上記化合物(1.25g)のテトラヒドロフラン(8.0g)の溶液と,ポリカーボネートZ(1.25g)のトルエン(2.50g)溶液を混合して製造した。次いで,上記電荷輸送溶液を0.3μポリエステル樹脂サブ層(Vitel PE−2200,Bostik社)を有する3mil(76μm)厚さのアルミニウムメッキ処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム(Melinex 442 ポリエステルフィルム,Dupont having 1ohm/square aluminum vapor coat)の上部にナイフ−コーティングした。
【0144】
分散液はオキシチタンフタロシアニン顔料(H.W.Sands Corp.)112.7g,S−Lec B Bx−5ポリビニルブチラル樹脂(積水化学)49g及びメチルエチルケトン651gよりなる懸濁液700gを再循環モードにて動作される水平サンドミル(horizontal sand mill)を使用して8時間微粉化して製造した。このようにして得られた分散液10gをメチルエチルケトンにて3倍希釈した後,これを上記電荷輸送層上にハンドナイフコーティングし,80℃で10分間乾燥して厚さ0.27μmの電荷発生層を形成した。
【0145】
C.単一層有機感光体の製造方法
単一層有機感光体は化学式2〜18の化合物を用いて製造した。
単一層有機感光体は溶液を蒸気コーティングされたアルミニウム層を有する76.2μ(3mil)厚さのポリエステル基板(CP Films社)上にハンドナイフコーティングして形成した。
【0146】
上記単層有機感光体用のコーティング溶液は,20wt%の電子輸送化合物とテトラヒドロフランを含むプリミックス溶液2.4g,電荷輸送物質25wt%とテトラヒドロフランを含むプリミックス溶液6.66g,ポリビニルブチラル樹脂(BX−1,積水化学)12%とテトラヒドロフランを含むプリミックス溶液7.67g,2.3:1混合比の19%チタニルオキシフタロシアニンとポリビニルブチラル樹脂(BX−5,積水化学)を含むCGMミルベース0.74gを混合し,ここにテトラヒドロフラン0.34gをさらに付加して固体含量が18wt%である最終的な溶液を製造した。
【0147】
上記CGMミルベースは,チタニルオキシフタロシアニン(H.W.Sands Corp.)112.7gをポリビニルブチラル樹脂(BX−5)49gとMEK 651gを水平サンドミル(model LMC12 DCMS,Netzsch Incorporated)で1μジルコニウムビーズを使用して再循環モードにて4〜8時間ミリングして得た。最終的な溶液をメカニカルシェーカ(mechanical shaker)にて約1時間混合した後,単層コーティング溶液をギャップ間隔94μのナイフコータを使用して上記基板上にコーティングした後,110℃のオーブンで約5分間乾燥した。
【0148】
(比較例A)
比較例Aでは,蒸気コーティングされたアルミニウム層を有する76.2μ(3mil)厚さのポリエステル基板(CP Films社)を有する単層有機感光体を使用する。上記単層有機感光体用のコーティング溶液は,20%(4−n−ブトキシカルボニル−9−フルオレニリデン)マロノニトリルのテトラヒドロフラン溶液2.4g,25%MPCT−10(電荷輸送物質,三菱製紙)のテトラヒドロフラン溶液6.66g,12%ポリビニルブチラル樹脂(BX−1,積水化学)のテトラヒドロフラン溶液7.65gをプリミックスして得た。
【0149】
その後,上記混合物に2.3:1混合比の19%チタニルオキシフタロシアニンとポリビニルブチラル樹脂(BX−5,積水化学)を含むCGMミルベース0.74gを付加した。上記CGMミルベースはチタニルオキシフタロシアニン(H.W.Sands Corp.)112.7gとポリビニルブチラル樹脂(BX−5)49g及びMEK651gを水平サンドミル(model LMC12DCMS,Netzsch Incorporated)に付加し,これを1マイクロンジルコニウムビードと共に再循環モードにて4時間ミリングして製造した。メカニカルシェーカで約1時間混合した後,単層コーティング溶液を上記基板上にギャップ間隔94μのナイフコータを用いてコーティングした後,これを110℃で5分間乾燥した。
【0150】
(実施例1)
実施例1では,蒸気コーティングされたアルミニウム層を有する76.2μ(3mil)厚さのポリエステル基板(CP Films社)を有する単層有機感光体を使用する。上記単層有機感光体用のコーティング溶液は20%化合物14のテトラヒドロフラン溶液2.4g,25%MPCT−10(電荷輸送物質,三菱製紙)のテトラヒドロフラン溶液6.66g,12%ポリビニルブチラル樹脂(BX−1,積水化学)のテトラヒドロフラン溶液7.65gをプリミックスして得た。
【0151】
その後,上記混合物に2.3:1混合比の19%チタニルオキシフタロシアニンとポリビニルブチラル樹脂(BX−5,積水化学)を含むCGMミルベース0.74gを付加した。上記CGMミルベースは,チタニルオキシフタロシアニン(H.W.Sands Corp.)112.7gとポリビニルブチラル樹脂(BX−5)49g及びMEK651gを水平サンドミル(model LMC12 DCMS,Netzsch Incorporated)で1μジルコニウムビードと共に再循環モードにて4時間ミリングして製造した。メカニカルシェーカにて約1時間混合した後,単層コーティング溶液を上記基板上にギャップ間隔94μのナイフコータを用いてコーティングした後,これを110℃で5分間乾燥した。
【0152】
D.静電気テスト
本発明の電荷輸送化合物のエキステンデッド静電気サイクル特性は自体的にデザイン及び開発されてドラムの周りを取囲んでいる3つの試料ストリップまでテスト可能なテストベッドを使用して評価した。上記3つのコーティングされた試料ストリップは,各々50cmの長さ,8.8cmの幅を有しており,アルミニウムドラム(円周50.3cm)の周りに相互近接にかつ完全に固定させた。ストリップのうち少なくとも1つは精密ウェブコーティングされており,内部標準ポイントとして使われた内部標準試料として使われる対照試料(例えば,米国特許第6,140,004号の化合物2)であった。このような静電気サイクル特性テスタでドラムは8.13cm/min(3.2ips)の速度で回転し,テスタで各ステーションの位置(サイクル当り距離及び経過時間)は表1に示されたようである。
【0153】
【表1】
【0154】
第1の静電気プローブ(TrekTM 344 electrostaticmeter)はレーザーストライクステーション後に0.3sに位置し,スコロトロン後には0.78sに位置する。
【0155】
また,第2のプローブ(TrekTM 344静電気メータ)は第1プローブから1.21sに位置し,スコロトロンから1.99sに位置する。あらゆる測定装置は通常の周辺温度と相対湿度で実施した。
【0156】
表2に示す静電気測定の結果は,数多くのテストを経て蓄積された。最初の3つの診断テスト(prostart,VlogE initial,dark decay initial)は新規試料の静電気サイクル試験を評価可能にデザインされ,最後の3つの同じ診断テスト(prodend,VlogE,drak decay final)は試料のサイクル試験(longrun)後に作動された。
【0157】
1) PRODTEST:電荷許容及び放電電圧ベースラインは3つのドラムが完全に回転(レーザーオフ)する間に試料をコロナ帯電させて確立し(消去バーはテスト中に作動される),4周目のサイクルでレーザー@780nm&600dpiに放電され,次の3つのサイクルの間に完全帯電され(レーザーオフ),第8サイクルで消去ランプ@720nmだけが放電され(コロナ及びレーザーオフ),残留電圧(Vres)を得て,最終的に最後の3つのサイクルの間に完全帯電された(レーザーオフ)。上記コントラスト電圧(Vcon)はVaccとVdisとの違いである。
【0158】
2) VLOGE:このテストは所定の露光時間(露光時間:50ns)と一定の初期ポテンシャルでベルトの放電電圧をレーザーパワーの関数としてモニタリングすることによって多様なレーザー強度範囲で光度全体の光誘導放電を測定する。
【0159】
3) 暗失活(Dark decay):このテストは90秒間レーザーまたは消去照射のない状態で経時的な電荷許容損失を測定し,(i)電荷発生層から電荷輸送層への残留ホールの注入,(ii)トラップ電荷の熱的遊離,(iii)表面またはアルミニウム接地面から電荷注入の指示子として使われる。
【0160】
4) サイクル試験(ロングランテスト):ベルトは各ベルト−ドラム1回転当り下記順序によって100ドラム回転する間に静電気的に回転した。ベルトはコロナ帯電され,レーザーはオン/オフ(80〜100°セクション)が繰返してベルトの一部分を放電させ,最後に消去ランプで後続サイクルのために全体ベルトを放電させた。ベルトの第1領域は露光されず,第2領域は常に露光され,第3領域は露光されず,最後の領域は常に露光されるべくレーザーを周期的に照射した。このパターンは,ドラムが総100回転される間に反復され,5サイクル毎にデータを記録した。
【0161】
5) 100回サイクル(ロングランテスト)後,PRODTEST,VLOGE,暗失活診断テストが再実施された。
【0162】
【表2】
【0163】
E.イオン化ポテンシャルプロトコル
イオン化ポテンシャル(Ip)測定用試料は,化学式2及び化学式14で表される化合物を各々テトラヒドロフランに溶解して製造した。
【0164】
各溶液は,メチルセルローズ系接着性サブ層が精度よくコーティングされたアルミニウムメッキ処理されたポリエステル基板上にハンドコーティングして電荷輸送物質(CTM)層を形成した。上記サブ層はCTM層の接着力を改善し,CTMの結晶化を遅延させてCTM層の欠陥を通過してアルミニウム層から電子光放出が生じないようにする役割を行う。6.4eV以下の量子エネルギーを有する光を照射すれば,サブ層を通過してAl層から如何なる光放出も観察されなかった。また,接着性サブ層は,測定中に電荷蓄積を避けられるほどの十分な伝導性を有していた。サブ層とCTM層との厚さは約0.4μmである。Ip測定用試料の準備時,CTM層には結合剤が使われなかった。
【0165】
イオンポテンシャルは,本明細書に参照として統合された引用文献(“大気圧光電子放出分析による有機顔料のイオン化ポテンシャル”(ionization Potential of Organic Pigment Film by Atmospheric Photoelectron Emission Analysis),Electrophotography,28,Nr.4,p.364.(1989),E.Miyamoto,Y.Yamaguchi and M.Yokoyama)に記述されたものと類似したエアー法の電子光放出によって測定された。試料に重水素ランプ供給源を有する石英モノクロメータを用いて単色光を照射した。入射光ビームのパワーは2〜5×10−8Wであった。試料基板に陰電圧−300Vが印加された。イルミネーション用4.5×15mm2スリットを有しているカウンター電極は試料表面と8mm距離だけ離れた距離に配置された。カウンター電極は,BK2−16タイプであり,開放入力体制で作動され,光電流を測定するための電位計の入力装置に連結した。光照射時10−15〜10−12amp光電流が回路に流入された。光電流Iは入射光の光子エネルギーhνによって非常に依存的であった。I0.5=f(hν)依存度がフローティングされた。一般に入射光量子エネルギーに対する光電流自乗の依存度はスレショルド値近くの線形関係でよく説明される(引用文献:▲1▼大気圧光電子放出分析による有機顔料のイオン化ポテンシャル,Electrophotography,28,No.4,p.364.(1989),E.Miyamoto,Y.Yamaguchi and M.Yokoyama,▲2▼”固体での光放出(Photoemission in solids)”,Topics in Applied Physics,26,1−103(1978),M.Cordona&L.Ley)。このような依存度が線形関係を示す領域をhν軸に外挿し,Ip値は区画点(interception point)で光子エネルギーで結晶化される。イオン化ポテンシャル測定値は±0.03eVの誤差を有する。イオン化ポテンシャルデータは表3のようである。
【0166】
I.ホール移動度
電荷移動度測定用試料は,化学式2及び化学式14で表される化合物を各々結合剤と共にテトラヒドロフランに溶解して10%の固体溶液を製造した。上記結合剤としてはポリカーボネートZ200(三菱エンジニアリングプラスチックス)を使用した。試料/結合剤の混合比率は4:6または5:5である。各溶液をアルミニウムメッキ処理されたポリエステル基板上にコーティングしてCTM層を形成した。このとき,CTM層の厚さは5〜10μmの範囲である。
【0167】
ホールドリフト移動度は,飛行時間法を用いて測定した(本発明に参照として統合された引用文献:”The discharge kinetics ofnegatively charged Se electrophotographic layers”,lithuanian Journal ofPhysics,6,p.569−576(1966),E.Montrimas,V.Gaidelis,and A Pazera)。ポジティブコロナ帯電は,CTM層内に電界を発生させた。窒素レーザーパルスを照射すれば,電荷キャリアが層の表面で生じる(パルス印加時間は2nsであり,波長337nm)。パルス印加によって層の表面のポテンシャルは照射前の初期ポテンシャルに比べて1〜5%まで減少した。ワイド周波数バンド電位計(wide frequency band electrometer)に連結されたキャパシタンスプローブを用いて表面ポテンシャルの速度dU/dtを測定する。通過時間(transit time)ttは線形または二重対数目盛(double logarithimic scale)で瞬時のdU/dtの曲線における変化(kink)を測定して決定される。ドリフト移動度は式μ=d2/U0・ttによって計算され,ここでdは層厚であり,U0はパルス照射時の表面ポテンシャルである。
【0168】
電界強度での移動度値E,6.4×105V/cmは,表3に示されている。移動度フィールド依存度は下記関数で近似させて表示される。
【0169】
【数1】
【0170】
上記式中,αは移動度フィールド依存度を決定する変数であり,変数αの値は表3に示されている。
【0171】
【表3】
【0172】
本発明の少なくとも2つのカルバゾールカルボキサアルデヒド置換ヒドラゾン基を含む新たな電荷輸送化合物によれば,機械的及び静電気的特性に優れた有機光受容体が得られる。そして,この有機光受容体を採用すれば,反復的なサイクル後にも高品質の画像が得られる電子写真画像形成装置が製造可能になる。
【0173】
以上,本発明の有機感光体,電子写真画像形成装置,電子写真画像形成方法,及び電荷輸送化合物の好適な実施形態について説明したが,本発明はこれらの例に限定されない。いわゆる当業者であれば,特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【0174】
【発明の効果】
本発明により,新規な電荷輸送化合物と,これを用いて機械的及び静電気的特性に優れた電子写真用有機感光体が提供できた。また,この有機感光体を採用することによって反復的なサイクル後にも高品質の画像が得られる電子写真画像形成装置,及び電子写真画像形成方法が提供できた。
Claims (8)
- (a)化学式1で表される電荷輸送化合物と,
(b)電荷発生化合物と,
(c)導電基板とを含むことを特徴とする,有機感光体。
R1はアリル基であり,
R2はスルホラニル基,ピロリル基,テトラゾリル基,ベンゾトリアゾリル基,4−(9H−フルオレン−9−イリデン)ベンジル基,スチルベニル基,アルキルスルホニルフェニル基,アリルスルホニルフェニル基,またはピラゾリル基であり,但し,R2がアルキルスルホニルフェニル基,またはアリルスルホニルフェニル基である場合,R1は水素,アルキル基,またはアリル基であり,
Xは分枝状または線状であって,−(CH2)m−で表されるアルキレン連結基であり,mは0〜20の整数であり,前記アルキレン連結基において1つ以上のメチレン基は非置換であるか,または酸素原子,カルボニル基,ウレタン,ウレア,エステル基,−NR3基,CHR4基,またはCR5R6基に置換され,R3,R4,R5,及びR6は,相互独立的にH,アルキル基,またはアリル基であり,
Yは化学結合,炭素原子,窒素原子,酸素原子,硫黄原子,分枝状または線状−(CH2)p−基であり,pは0〜10の整数であり,アリル基,シクロアルキル基,シクロシロキシル基,複素環基,またはCR7基であり,R7は水素原子,アルキル基,またはアリル基である。 - 前記有機感光体は,可撓性帯状であることを特徴とする,請求項1に記載の有機感光体。
- (a)電荷輸送化合物とポリマーバインダーとを含む電荷輸送層と,
(b)電荷発生化合物とポリマーバインダーとを含む電荷発生層と,
(c)導電基板とを含むことを特徴とする,請求項1または2のいずれか1項に記載の有機感光体。 - 前記R2は,スルホラニル基,ピロリル基,テトラゾリル基,ベンゾトリアゾリル基,4−(9H−フルオレン−9−イリデン)ベンジル基,スチルベニル基,アルキルスルホニルフェニル基,またはピラゾリル基であり,
Xは分枝状または線状であって,−(CH2)m−で表される連結基であり,mは0〜20の整数であることを特徴とする,請求項1,2,3,または4のうちのいずれか1項に記載の有機感光体。 - (a)複数の支持ローラと,
(b)前記支持ローラの周囲にスレッドされた可撓性帯状の有機感光体とを含み,
前記有機感光体は,
(i)化学式1で表される電荷輸送化合物と,
(ii)電荷発生化合物と,
(iii)導電基板とを含むことを特徴とする,電子写真画像形成装置。
R1はアリル基であり,
R2はスルホラニル基,ピロリル基,テトラゾリル基,ベンゾトリアゾリル基,4−(9H−フルオレン−9−イリデン)ベンジル基,スチルベニル基,アルキルスルホニルフェニル基,アリルスルホニルフェニル基,またはピラゾリル基であり,但し,R2がアルキルスルホニルフェニル基,またはアリルスルホニルフェニル基である場合,R1は水素,アルキル基,またはアリル基であり,
Xは分枝状または線状であって,−(CH2)m−で表されるアルキレン連結基であり,mは0〜20の整数であり,前記アルキレン連結基において1つ以上のメチレン基は非置換であるか,または酸素原子,カルボニル基,ウレタン,ウレア,エステル基,−NR3基,CHR4基,またはCR5R6基に置換され,R3,R4,R5,及びR6は,相互独立的にH,アルキル基,またはアリル基であり,
Yは化学結合,炭素原子,窒素原子,酸素原子,硫黄原子,分枝状または線状の−(CH2)p−基であり,pは0〜10の整数であり,アリル基,シクロアルキル基,シクロシロキシル基,複素環基,またはCR7基であり,R7は水素原子,アルキル基,またはアリル基である。 - (a)(i)化学式1で表される電荷輸送化合物と,
(ii)電荷発生化合物と,
(iii)導電基板とを含む請求項1,2,3,4,または5のうちのいずれか1項に記載の有機感光体の表面に電荷を提供する段階と,
R1はアリル基であり,
R2はスルホラニル基,ピロリル基,テトラゾリル基,ベンゾトリアゾリル基,4−(9H−フルオレン−9−イリデン)ベンジル基,スチルベニル基,アルキルスルホニルフェニル基,アリルスルホニルフェニル基,またはピラゾリル基であり,但し,R2がアルキルスルホニルフェニル基,またはアリルスルホニルフェニル基である場合,R1は水素,アルキル基,またはアリル基であり,
Xは分枝状または線状であって,−(CH2)m−で表されるアルキレン連結基であり,mは0〜20の整数であり,前記アルキレン連結基において1つ以上のメチレン基は非置換であるか,または酸素原子,カルボニル基,ウレタン,ウレア,エステル基,−NR3基,CHR4基,またはCR5R6基に置換され,R3,R4,R5,及びR6は,相互独立的にH,アルキル基またはアリル基であり,
Yは化学結合,炭素原子,窒素原子,酸素原子,硫黄原子,分枝状または線状−(CH2)p−基であり,pは0〜10の整数であり,アリル基,シクロアルキル基,シクロシロキシル基,複素環基,またはCR7基であり,R7は水素原子,アルキル基またはアリル基であり,
(b)前記有機感光体の表面に光を照射してイメージ方向に露光処理し,所定の領域に電荷を分散させて前記有機感光体の表面に帯電領域パターン及び放電領域パターンを形成する段階と,
(c)前記有機感光体の表面を着色剤粒子の有機液体分散液を含む液体トナーと接触させて色調画像を形成する段階と,
(d)前記色調画像を基板に転写する段階とを含むことを特徴とする,電子写真画像形成方法。 - 化学式1で表される電荷輸送化合物。
R1はアリル基であり,
R2はスルホラニル基,ピロリル基,テトラゾリル基,ベンゾトリアゾリル基,4−(9H−フルオレン−9−イリデン)ベンジル基,スチルベニル基,アルキルスルホニルフェニル基,アリルスルホニルフェニル基,またはピラゾリル基であり,但し,R2がアルキルスルホニルフェニル基,またはアリルスルホニルフェニル基である場合,R1は水素,アルキル基,またはアリル基であり,
Xは分枝状または線状であって,−(CH2)m−で表されるアルキレン連結基であり,mは0〜20の整数であり,前記アルキレン連結基において1つ以上のメチレン基は選択的に酸素原子,カルボニル基,ウレタン,ウレア,エステル基,−NR3基,CHR4基,またはCR5R6基に置換され,R3,R4,R5及びR6は,相互独立的にH,アルキル基,またはアリル基であり,
Yは化学結合,炭素原子,窒素原子,酸素原子,硫黄原子,分枝状または線状−(CH2)p−基であり,pは0〜10の整数であり,アリル基,シクロアルキル基,シクロシロキシル基,複素環基,またはCR7基であり,R7は水素原子,アルキル基,またはアリル基である。
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