JP4214113B2 - 電子写真感光体及びそれを用いた電子写真装置 - Google Patents
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Description
前記式(1)において、R1及びR2の少なくとも一方はアリール基(フェニル基など)であってもよく、mは4〜10(例えば、4〜8、特に5)程度であってもよい。
前記式において、R1a及びR2aはC6-10アリール基であってもよい。また、R1b及びR2bは、例えば、(1)C1-4アルキル基とC1-4アルキル基との組合せ、(2)C1-4アルキル基とC6-10アリール基との組合せ、(3)C1-4アルキル基とC5-8シクロアルキル基との組合せ、又は(4)C6-10アリール基とC5-8シクロアルキル基との組合せであってもよい。なお、m1は1〜10(例えば、1〜8)程度、m2は0〜10(例えば、0〜8)程度、m1+m2は4〜12(4〜10)程度であってもよい。
本発明の電子写真感光体は、少なくとも導電性支持体と感光層とで構成されており、前記電子写真感光体の少なくとも最表面層は環状ポリシランを含有している。
導電性支持体は、電子写真感光体において慣用の導電性支持体を使用でき、例えば、基材(プラスチック、紙など)上に、蒸着やスパッタリングなどにより、導電性被膜を形成した支持体;導電性微粒子をバインダー(プラスチック、紙など)とともに基材(プラスチック、紙など)上に塗布した支持体;金属製支持体(アルミニウム板など)などが挙げられる。
本発明の電子写真感光体では、必要に応じて、導電性支持体と感光層との間(又は導電性支持体上)に下引き層(電荷注入阻止層)を形成することができる。下引き層を形成することにより、感光層からの電荷注入を阻止するとともに、導電性支持体に対する感光層の密着性を向上させることができる。下引き層は、導電性支持体に対する密着性の高いバインダー、例えば、ポリビニルアルコール類、ポリビニルブチラールなどのポリビニルアセタール類、複素環含有樹脂(ポリビニルピリジン、ポリビニルピロリドン、ポリ−N−ビニルイミダゾールなど)、ポリエチレンオキシド、セルロースエーテル類やセルロースエステル類(メチルセルロース、エチルセルロース、セルロースアセテートなど)、エチレン−アクリル酸共重合体、アイオノマー樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂(例えば、線状ポリアミド系樹脂、共重合ポリアミドなど)、天然高分子又はその誘導体(にかわ、ゼラチン、カゼインなど)、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シランカップリング剤などのバインダーで構成できる。
感光層は、通常、電荷発生剤及び電荷輸送剤で構成できる。前記導電性支持体上(又は下引き層上)に形成又は積層される感光層の形態は、電荷発生機能を有する層(電荷発生層)と電荷輸送機能を有する層(電荷輸送層)とで構成されたいわゆる積層型感光層、電荷発生機能及び電荷輸送機能を兼ね備えたいわゆる単層型感光層に大別できる。これらの機能層(単層型感光層、電荷輸送層、電荷発生層)は、単層であってもよく、複数(例えば、2〜5)の層で構成されていてもよい。
積層型感光層において、電荷発生層と電荷輸送層との積層順序は、特に限定されないが、電荷輸送層上に電荷発生層が積層されていてもよく、電荷発生層上に電荷輸送層が積層されていてもよい。通常、電荷発生層上に電荷輸送層が形成又は積層されていてもよい。このような積層順序では、電荷発生層よりも電荷輸送層の厚みが通常大きいため、電荷輸送層によりポリシランを含有する最表面層を形成でき、摩耗しても長期間に亘り高い耐久性が使用するのに適している。
[トリスアゾ化合物]
なお、低級アルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、t−ブチル基などの直鎖状又は分岐鎖状C1-6アルキル基(特にC1-4アルキル基)が例示できる。ハロゲン原子には、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子が含まれる。
ビス(ヒドロキシアリール)C1-6アルカン類、例えば、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン(ビスフェノールF)、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン(ビスフェノールAD)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)など;
アレーン環に、C1-6アルキル基、C2-6アルケニル基、C5-8シクロアルキル基、ハロゲン原子などから選択された少なくとも1つの置換基が置換したビス(ヒドロキシアリール)C1-6アルカン類、例えば、ビス(2−ヒドロキシ−3−t−ブチル−5−メチルフェニル)メタン、ビス(2−ヒドロキシ−3−t−ブチル−5−エチルフェニル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン(ビスフェノールC)、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−t−ブチルフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−t−ブチル−6−メチルフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−アリルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−ブロモフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−クロロフェニル)プロパンなど;
ビス(ヒドロキシアリール)アルカンのアルカンに置換基が置換していてもよいビスフェノール類、例えば、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン(ビスフェノールAP)、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンなど;
環集合式ビスフェノール類、例えば、1,4−ビス(1−メチル−1−(4−ヒドロキシフェニル)エチル)ベンゼン、1,3−ビス(1−メチル−1−(4−ヒドロキシフェニル)エチル)ベンゼンなど;
縮合多環式炭化水素環を有するビスフェノール類、例えば、6,6’−ジヒドロキシ−3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロビインダン、1,1,3−トリメチル−3−(4−ヒドロキシフェニル)−インダン−5−オール、6,6’−ジヒドロキシ−4,4,4’,4’,7,7’−ヘキサメチル−2,2’−スピロビクロマンなど;
ケイ素含有ビスフェノール類、例えば、α,ω−ビス[3−(o−ヒドロキシフェニル)プロピル]ポリジメチルシロキサン、α,ω−ビス[3−(o−ヒドロキシフェニル)プロピル]ポリジメチルジフェニルシロキサン、α,ω−ビス[3−(4−ヒドロキシ−3−アルコキシフェニル)プロピル]ポリジメチルシロキサン、α,ω−ビス[2−メチル−2−(4−ヒドロキシフェニル)エチル]ポリジメチルシロキサン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジメチルシラン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ポリジメチルシラン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ポリジフェニルシランなど;
置換基を有していてもよいビス(ヒドロキシアリール)C4-10シクロアルカン類、例えば、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、3,3,5−トリメチル−1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンなど;
ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホンなどのビス(ヒドロキシアリール)スルホン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルファイド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトン、ビス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)スルファイド;
複素環を有するビスフェノール類、例えば、2,2’−メチレンビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール]、4,4’−ヘキサメチレンジエトキシカルボニルビス[2−t−ブチル−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール]、2,2’−メチレンビス[4−メチル−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール];
トリエチレングリコールビス[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート]、3,9−ビス[2−{3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニオキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、4−メチル−2,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−ヘプテン、フルオレン骨格を有するビスフェノール類などが例示できる。
積層型感光層において、電荷輸送層は、電荷輸送剤単独で構成していてもよいが、通常、電荷輸送剤とバインダー樹脂とで構成されている。
なお、ハロゲン原子には、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子が含まれる。低級アルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、t−ブチル基などの直鎖状又は分岐鎖状C1-6アルキル基(特にC1-4アルキル基)が例示できる。低級アルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、t−ブトキシ基などの直鎖状又は分岐鎖状C1-6アルコキシ基(特にC1-4アルコキシ基)が例示できる。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基(α−ナフチル基、β−ナフチル基)などのC6-12アリール基、ビフェニル基(p−ビフェニル基など)が例示できる。R8およびR9で表されるアリール基はフェニル基である場合が多く、Ar1、Ar2、Ar3およびAr4で表されるアリール基は、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などであってもよい。アリール基の置換基としては、前記ハロゲン原子、前記低級アルキル基、前記低級アルコキシ基などが例示できる。
低級アルキル基、低級アルコキシ基、アリール基としては、前記と同様の基が例示できる。アラルキル基としては、ベンジル基などのC6-10アリールC1-4アルキル基などが例示できる。アリールオキシ基としては、フェノキシ基などのC6-10アリールオキシ基などが例示できる。複素環基(又は複素環)としては、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子から選択された少なくとも1つのヘテロ原子を環の構成原子として含む5又は6員複素環基(又は複素環)、この5又は6員複素環とアレーン環(ベンゼン環など)とが縮合した縮合複素環基(又は縮合複素環)が例示できる。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、C1-4アルキル基、ヒドロキシル基、C1-4アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アシル基などが例示できる。R10とR11との結合、R12とR13との結合、R14とR10又はR11との結合により形成される環は、3〜10員環であってもよい。
単層型感光層は、電荷発生剤と電荷輸送剤とバインダー樹脂を同一層に含有している。なお、これらの構成成分としては、それぞれ、前記例示の電荷発生剤、電荷輸送剤及びバインダー樹脂を使用できる。
本発明の電子写真感光体では、単層型、積層型に拘わらず、感光層(積層型感光層においては、電荷発生層又は電荷輸送層)上に、表面を保護するための表面保護層を有していてもよい。表面保護層は、単層であってもよく、複数(例えば、2〜5)の層で構成されていてもよい。なお、表面保護層全体が最表面層を形成してもよく、表面保護層が複数の層で構成されている場合、この最表面側の層が最表面層であってもよい。
ポリシランは、Si−Si結合を有する環状、直鎖状、分岐鎖状又は網目状の化合物であってもよいが、通常、式(1)で表される環状ポリシランを使用できる。
R1a、R2a、R1b及びR2bで表されるアリール基としては、前記R1及びR2と同様のC6-20アリール基(例えば、C6-15アリール基、好ましくはC6-12アリール基、特にC6-10アリール基)が挙げられる。前記アリール基の置換基としては、アルキル基(メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、t−ブチル基などの直鎖状又は分岐鎖状C1-10アルキル基)、ヒドロキシル基、アルコキシ基(メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、t−ブトキシ基などの直鎖状又は分岐鎖状C1-10アルコキシ基)、カルボキシ基、直鎖状又は分岐鎖状C1-6アルコキシ−カルボニル基、直鎖状又は分岐鎖状C1-6アルキル−カルボニル基などが例示できる。好ましいアリール基の置換基は、直鎖状又は分岐鎖アルキル基(好ましくはC1-6アルキル基、特にC1-4アルキル基)又は直鎖状又は分岐鎖アルコキシ基(好ましくはC1-6アルコキシ基、特にC1-4アルコキシ基)である。アリール基に対して置換基の数は特に制限されないが、通常、1〜3程度の範囲から選択できる。好ましいアリール基は、C6-10アリール基[フェニル基、C1-4アルキルフェニル基(トリル基、キシリル基など)など]であり、通常、フェニル基である。
前記ポリシランは、種々の公知な方法を用いて調製できる。これらのポリシランを製造するには、例えば、特定の構造単位を有するケイ素含有モノマーを原料として、マグネシウムを還元剤としてハロシラン類を脱ハロゲン縮重合させる方法(「マグネシウム還元法」、WO98/29476号公報など)、アルカリ金属の存在下でハロシラン類を脱ハロゲン縮重合させる方法(「キッピング法」、J.Am.Chem.Soc.,110,124(1988)、Macromolecules,23,3423(1990)など)、電極還元によりハロシラン類を脱ハロゲン縮重合させる方法(J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,1161(1990)、J.Chem.Soc.,Chem.Commun.897(1992)など)、金属触媒の存在下にヒドラジン類を脱水素縮重合させる方法(特開平4−334551号公報など)、ビフェニルなどで架橋されたジシレンのアニオン重合による方法(Macromolecules,23,4494(1990)など)、環状シラン類の開環重合による方法などの方法が挙げられる。
ポリシランは、電子写真感光体の少なくとも最表面層が含有していればよい。本発明では、ポリシランの含有量が少量であっても、高い潤滑性やクリーニング性が得られる。
本発明の電子写真感光体は、電子写真装置の構成ユニットとして用いることができる。電子写真装置は、前記電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、定着手段などの構成ユニットで構成されている。
(電荷発生層塗工液の調製)
Y型TiOPc(オキソチタニルフタロシアニン、山陽色素(株)製)1部、ポリビニルブチラール樹脂(商品名:エスレックBM−S、積水化学工業(株)製)0.8部およびシクロヘキサノン50部を混合し、ジルコニアビーズを用いてボールミル分散を24時間行うことにより電荷発生層塗工液を得た。
バインダーとしてビスフェノールZ型ポリカーボネート(商品名ユーピロンZ200、三菱ガス化学(株)製)10部および電荷輸送剤としてN,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(m−トリル)−p−ベンジジン(TPD)10部、デカフェニルシクロシラン(5員環、以下、単に「PDPS」という)0.2部、溶媒としてモノクロロベンゼン42部およびジクロロメタン18部を混合し、24時間ロールミルで分散することにより電荷輸送層塗工液を得た。
厚さ50μmのアルミニウムシートを基板とし、この基板上に、ワイヤーバー(No.50)を用いてバーコート法により電荷輸送層塗工液を塗布し、120℃で60分間乾燥させることにより、膜厚15μmの電荷輸送層薄膜を得た。得られた薄膜について水の接触角を測定した。
外径30mmのアルミニウム管(導電性支持体)を、ナイロン樹脂(商品名:アミランCM8000、東レ(株)製)を5重量%の割合で混合したメチルアルコール溶液にディッピングし、80℃で20分間乾燥させることにより、膜厚0.8μmの下引き層を形成した。次いで、この下引き層の上に、電荷発生層塗工液をディッピングし80℃で10分乾燥させることにより、膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。さらに、この電荷発生層の上に、電荷輸送層塗工液をディッピングし120℃で60分間乾燥させることにより、膜厚22μmの電荷輸送層を形成し、ドラム状の電子写真感光体を作製した。
実施例1における電荷輸送層塗工液中のPDPS 0.2部を0.5部とした以外は、実施例1と同様にして感光体を作製し、評価を行った。
実施例1においてPDPSを添加することなく電荷輸送層塗工液を調製する以外、実施例1と同様にして感光体を作製し、評価を行った。
実施例1における電荷輸送層塗工液中のPDPS 0.2部をメチルフェニルシリコーン(信越シリコーン(株)製 KF56)0.1部とした以外は、実施例1と同様にして感光体を作製し、評価を行った。
実施例1における電荷輸送層塗工液中のPDPS 0.2部をメチルフェニルシリコーン(信越シリコーン(株)製 KF56)0.2部とした以外は、実施例1と同様にして感光体を作製し、評価を行った。
実施例1における電荷輸送層塗工液中のPDPS 0.2部に代えて、直鎖状ポリ(メチルフェニルシラン)PMPS(数平均分子量12000,重量平均分子量23000)2.5部を用いる以外、実施例1と同様にして感光体を作製し、評価を行った。
○:膜断面全体に均一に分散する
△:海島状に偏在する
×:最表面層に偏在する。
○ :良好
△〜×:画像ボケ、地かぶりが発生する。
実施例1における電荷輸送層塗工液中のPDPS 0.2部を0.1部とした以外は、実施例1と同様にして感光体を作製し、評価を行った。
実施例1における電荷輸送層塗工液中のPDPS 0.2部を0.15部とした以外は、実施例1と同様にして感光体を作製し、評価を行った。
実施例1における電荷輸送層塗工液中のPDPS 0.2部を0.15部、電荷輸送剤のTPD 10部を7部とした以外は、実施例1と同様にして感光体を作製し、評価を行った。
実施例1における電荷輸送層塗工液中のPDPS 0.2部を、環状のジフェニルシラン−メチルフェニルシラン共重合体PDPMPS 0.2部とした以外は、実施例1と同様にして感光体を作製し、評価を行った。
ビスフェノールZ型ポリカーボネートに代えてビスフェノールA型ポリカーボネート(商品名:ユーピロンE−2000、三菱ガス化学(株)製)を使用し、溶媒のモノクロルベンゼンに代えてジクロロメタンを用いる以外は実施例1と同様に行なった。
ビスフェノールZ型ポリカーボネートに代えて、ビフェノールとビスフェノールAの共重合ポリカーボネート(商品名:タフZ、出光興産(株)製)を用いた以外は実施例1と同様に行なった。
ビスフェノールZ型ポリカーボネートに代えて、特開平8−134198号公報の実施例1に準じて調製した9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレンとビスフェノールAの共重合ポリカーボネートを用いた以外は、実施例1と同様に行なった。
実施例1における電荷輸送層塗工液中のPDPS 0.2部を、直鎖状のポリ(ジフェニルシラン)PDPS(数平均分子量2200、重量平均分子量3400)0.2部とした以外は、実施例1と同様にして感光体を作製し、評価を行った。
Claims (16)
- 少なくとも最表面層にポリシランを含む電子写真感光体であって、ポリシランが下記式(1)
で表される環状ポリシランで構成されている電子写真感光体。 - 式(1)において、R1及びR2がフェニル基である請求項1記載の電子写真感光体。
- 環状ポリシランが下記式(1a)で表される請求項1記載の電子写真感光体。
- R1a及びR2aがC6−10アリール基を示し、R1b及びR2bが、C 1−4アルキル基とC6−10アリール基との組合せである請求項3記載の電子写真感光体。
- ポリシランが、環状ポリシランを含むポリシラン混合物である請求項1記載の電子写真感光体。
- 電子写真感光体が、少なくとも導電性支持体と感光層とで構成されており、前記感光層が、少なくとも電荷発生剤と電荷輸送剤とバインダー樹脂とで構成されている請求項1記載の電子写真感光体。
- 感光層が、電荷発生層と、この電荷発生層上に形成された電荷輸送層とで構成されている請求項6記載の電子写真感光体。
- 感光層の上に、ポリシランを含む表面保護層が形成されている請求項6記載の電子写真感光体。
- 環状ポリシランの含有割合が、最表面層の構成成分全体に対して0.01〜10重量%である請求項1記載の電子写真感光体。
- 環状ポリシランの含有量が、最表面層の構成成分全体に対して0.01〜5重量%である請求項1記載の電子写真感光体。
- 少なくとも感光層を導電性支持体上に形成して請求項1記載の電子写真感光体を製造する方法であって、前記電子写真感光体の少なくとも最表面層に環状ポリシランを含有させる電子写真感光体の製造方法。
- 感光層を構成する最表面層又は感光層の表面保護層の構成成分と、請求項1記載の環状ポリシランとを含む電子写真感光体組成物。
- 電荷発生剤及び電荷輸送剤から選択された少なくとも一種と、バインダーと、請求項1記載の環状ポリシランとを含む請求項12記載の組成物。
- バインダーがポリカーボネート系樹脂である請求項13記載の組成物。
- 請求項1記載の電子写真感光体を備えた電子写真用カートリッジ。
- 請求項1記載の電子写真感光体を備えた電子写真装置。
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