JP5449923B2 - 電子写真感光体 - Google Patents
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<電子輸送剤>
本発明の電子写真感光体においては、電子輸送剤として上記一般式(1)で表されるトリイミド誘導体が用いられる。このトリイミド誘導体について説明する。
一般式(1)で表されるトリイミド誘導体の合成方法を、下記化学反応式(1)〜(3)に基づいて説明する。
一般式(1)で表されるトリイミド誘導体のうち、一般式(2)で表されるトリイミド誘導体は下記反応式(1)によって合成することができる。すなわち、下記反応式(1)に示すように、1モル量の式(A−1)で表される化合物中のベンゼン環に結合した6つのカルボキシル基を、3モル量の式(A−2)で表されるアミンによってイミド化して3つのイミド環を形成させることで、1モル量の一般式(2)で表されるトリイミド誘導体を合成することができる。
一般式(2)で表されるトリイミド誘導体の具体例としては、例えば、下記の化学式(1−1)、(1−2)及び(1−3)で表される化合物が挙げられる。化学式(1−1)、(1−2)及び(1−3)において、“n-Bu”はn−ブチル基を表し、“Me”はメチル基を表し、“Et”はエチル基を表し、“Ph”はフェニル基を表す。
一般式(1)で表されるトリイミド誘導体のうち、一般式(3)で表されるトリイミド誘導体は下記反応式(2)によって合成することができる。すなわち、下記反応式(2)に示すように、1モル量の式(B−1)で表される化合物の各末端部に位置するモノブロモメチル基中の臭素原子と、3モル量の式(B−2)で表される不飽和イミド化合物の2つの炭素原子に結合した水素原子とで脱臭化水素反応を行い、モノブロモメチル基中の炭素原子と不飽和イミド化合物中の炭素原子との間で二重結合を生じさせることにより、3つのイミド環を形成させる。これにより、1モル量の一般式(3)で表されるトリイミド誘導体を合成することができる。
一般式(3)で表されるトリイミド誘導体の具体例としては、例えば、下記の化学式(1−4)及び(1−5)で表される化合物が挙げられる。化学式(1−4)及び(1−5)において、“C8H17”はn−オクチル基を表し、“CH2CH(C2H5)C4H9”は2−エチルヘキシル基を表す。
一般式(1)で表されるトリイミド誘導体のうち、一般式(4)で表されるトリイミド誘導体は下記反応式(3)によって合成することができる。すなわち、下記反応式(3)に示すように、1モル量の式(C−1)で表される化合物の各末端部に位置するジブロモメチル基中の2つ臭素原子と、3モル量の式(C−2)で表される不飽和イミド化合物の2つの炭素原子に結合した水素原子とで脱臭化水素反応を行い、ジブロモメチル基中の炭素原子と不飽和イミド化合物中の炭素原子との間で二重結合を生じさせることにより、3つのイミド環を形成させる。これにより、1モル量の一般式(4)で表されるトリイミド誘導体を合成することができる。
一般式(3)で表されるトリイミド誘導体の具体例としては、例えば、下記の化学式(1−6)で表される化合物が挙げられる。化学式(1−6)において、“CH2CH(C2H5)C4H9”は2−エチルヘキシル基を表す。
<電荷発生剤>
前記電荷発生剤としては、例えば下記化学式(x−H2Pc)で表される無金属フタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、α−チタニルフタロシアニン、下記化学式(Y−TiOPc)で表されるY−チタニルフタロシアニン、V−ヒドロキシガリウムフタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料、ビスアゾ顔料、ジオケトピロロピロール顔料、無金属ナフタロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン顔料、スクアライン顔料、トリスアゾ顔料、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料、ピリリウム顔料、アンサンスロン顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料、キナクリドン系顔料といった有機光導電体、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミニウム、アモルファスシリコンといった無機光導電材料などが挙げられる。中でも無金属フタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、α−チタニルフタロシアニン、Y−チタニルフタロシアニン、V−ヒドロキシガリウムフタロシアニンが好ましい。これらの電荷発生剤は単独でまたは2種以上をブレンドして用いてもよい。これにより、所望の領域に吸収波長を有する電荷発生剤を得ることができる。
感光層中の各成分を分散させるためのバインダ樹脂としては、従来から感光層に使用されている種々の樹脂を使用することができる。前記バインダ樹脂としては、例えばスチレン系重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、アクリル系重合体、スチレン−アクリル系共重合体、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂等の熱可塑性樹脂や、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、アルキッド樹脂、ポリウレタン、その他架橋性の熱硬化性樹脂、さらにエポキシ−アクリレート、ウレタン−アクリレート等の光硬化性樹脂等が挙げられる。これらはそれぞれ単独で使用できるほか、2種以上をブレンドすることもできる。これらのうち、好適なバインダ樹脂は、スチレン系重合体、アクリル系重合体、スチレン−アクリル系共重合体、ポリエステル、アルキド樹脂、ポリカーボネート、ポリアリレート等である。
さらに、本発明の電子写真感光体では正孔輸送剤を感光層に含有させてもよい。特に単層型感光体では、感光層中に正孔輸送剤および電子輸送剤が含有される。前記正孔輸送剤としては、高い正孔輸送能を有する種々の化合物、例えばN,N,N’,N’−テトラフェニルベンジジン誘導体、N,N,N’,N’−テトラフェニルフェニレンジアミン誘導体、N,N,N’,N’−テトラフェニルナフチレンジアミン誘導体、N,N,N’,N’−テトラフェニルフェナントリレンジアミン誘導体、2,5−ジ(4−メチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾールなどのオキサジアゾール系化合物、9−(4−ジエチルアミノスチリル)アントラセンなどのスチリル系化合物、ポリビニルカルバゾールなどのカルバゾール系化合物、有機ポリシラン化合物、1−フェニル−3−(p−ジメチルアミノフェニル)ピラゾリンなどのピラゾリン系化合物、ヒドラゾン系化合物、インドール系化合物、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、チアジゾール系化合物、イミダゾール系化合物、ピラゾール系化合物、トリアゾール系化合物等の含窒素環式化合物や、縮合多環式化合物が挙げられる。これらのうち、ベンジジン誘導体としては、下記化学式(H−1)で表される化合物が好ましい。化学式(H−1)において、“Me”はメチル基を表す。
本発明の電子写真感光体において、一般式(1)で表されるトリイミド誘導体を含有する感光層は、導電性基体上に設けられている。感光層の構成は、単層型感光体と積層型感光体とで異なるが、何れの感光体の感光層も、電荷発生剤、電荷輸送剤等の各成分をバインダ樹脂等とともに溶媒中に溶解・分散させ、こうして得られた塗布液を導電基体上に(直接にまたは下引き層を介して)塗布、乾燥することによって形成されるものである。
本発明における単層型感光層は、上記した電子輸送剤、電荷発生剤、バインダ樹脂を同一層に含有した単一の感光層で構成されるものである。例えば図1(a)に示すように、導電性基体12の表面に感光層14を形成した単層型電子写真感光体10がある。この単層型感光層は、層構成が簡単で生産性に優れており、層を形成する際の被膜欠陥を抑制でき、層間の界面が少なく光学的特性を向上できるという利点がある。なお、電荷輸送剤には電子輸送剤と正孔輸送剤とがあり、上記したように、特に単層型感光体においては、電子輸送剤と正孔輸送剤とを併用するのが好ましい。1つの電子写真感光体を正帯電型及び負帯電型の両方に使用できるからである。
一方、積層型感光層は、導電性基体上に電荷輸送剤を含有する電荷輸送層と、電荷発生剤を含有する電荷発生層とを積層することで構成される。例えば、図2(a)に示すように、導電性基体12上に電荷発生層24及び電荷輸送層22をこの順に設けた積層型電子写真感光体20や、図2(b)に示すように、導電性基体12上に電荷輸送層22及び電荷発生層24をこの順に設けた積層型電子写真感光体20がある。また、電荷発生剤と共に電荷輸送剤を含有させた光導電層を、電荷輸送層、電荷発生層と組み合わせてもよい。積層型感光層は、上記電荷発生層、電荷輸送層などの形成順序と、両層に含有させる電荷輸送剤の種類(電子輸送剤・正孔輸送剤)によって種々の組み合わせが考えられるが、本発明においては、電荷輸送層および光導電層の少なくとも1つに、電子輸送剤として一般式(1)で表されるトリイミド誘導体を含有させる必要がある。電荷発生層から電荷輸送層への電子の授受をより円滑に行わせるために、電荷発生層にも一般式(1)で表されるトリイミド誘導体を含有させるのが好ましい。なお、積層型感光体は、電荷発生や電荷輸送といった機能を各層に分離しているので、構成材料の無駄が少なく、感度を向上させ易いという利点を有する。本発明の積層型電子写真感光体は、従来の積層型電子写真感光体に比べて残留電位が大きく低下しており、感度が向上している。
導電性基体としては、導電性を有する各種の材料が使用可能であり、例えば鉄、アルミニウム、銅、スズ、白金、銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドミウム、チタン、ニッケル、パラジウム、インジウム、ステンレス鋼、真鍮などの金属単体、上記金属が蒸着もしくはラミネートされたプラスチック材料、カーボンブラック等の導電性微粒子が分散されたプラスチック材料、さらにヨウ化アルミニウム、酸化スズ、酸化インジウムなどで被覆されたガラスなどが挙げられる。
次に、電子写真感光体の製造方法について説明する。
実施例で使用した電子輸送剤は、以下の化学式(1−1)〜(1−6)で表される6種類である。
化学式(1−1)で表されるトリイミド誘導体の合成方法を、下記化学反応式(1−1)に基づいて説明する。
化学式(1−2)で表されるトリイミド誘導体の合成を、下記反応式(1−2)に沿って次のように行った。
化学式(1−3)で表されるトリイミド誘導体の合成を、下記反応式(1−3)に沿って次のように行った。
化学式(1−4)で表されるトリイミド誘導体の合成方法を、下記化学反応式(1−4)に基づいて説明する。
化学式(1−5)で表されるトリイミド誘導体の合成を、下記反応式(1−5)に沿って次のように行った。
化学式(1−6)で表されるトリイミド誘導体の合成を、下記反応式(1−6)に沿って次のように行った。
比較例で使用した電子輸送剤、実施例および比較例で使用した電荷発生剤、バインダ樹脂および正孔輸送剤は以下の通りである。
<比較例で使用した電子輸送剤>
化学式(E−1)で表されるナフタレンテトラカルボン酸ジイミド誘導体を比較例1〜4の電子輸送剤として用いた。
<電荷発生剤>
化学式(x−H2Pc)で表されるX型無金属フタロシアニンを実施例1、3、5、7、9、11および比較例1、3の電荷発生剤として用いた。一方、化学式(Y−TiOPc)で表されるY型オキソチタニルフタロシアニンを実施例2、4、6、8、10、12および比較例2、4の電荷発生剤として用いた。
<バインダ樹脂>
下記化学式(Resin−1)で表される粘度平均分子量50,000のビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂を各実施例および各比較例のバインダ樹脂として用いた。
化学式(H−1)で表されるベンジジン誘導体を各実施例および各比較例の正孔輸送剤として用いた。
上記の電子輸送剤、電荷発生剤、バインダ樹脂および正孔輸送剤を表1に示す組み合わせで用いた。すなわち、実施例1〜10および比較例1、2においては、溶媒であるテトラヒドロフラン800重量部に対して、バインダ樹脂(Resin−1:粘度平均分子量50,000のビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂)100重量部、正孔輸送剤(H−1)50重量部、表1に示す電荷発生剤(X−H2PcまたはY−TiOPc)3重量部、および表1に示す電子輸送剤(1−1、1−2、1−3、1−4、1−5またはET−1)45重量部を添加した。この混合物を超音波分散機で1時間混合分散して、単層型感光層用の分散液を作製した。一方、実施例11、12および比較例3、4においては、溶媒であるテトラヒドロフラン800重量部に対して、バインダ樹脂(Resin−1)100重量部、正孔輸送剤(H−1)50重量部、表1に示す電荷発生剤(X−H2PcまたはY−TiOPc)3重量部、および表1に示す電子輸送剤(1−6またはET−1)35重量部を添加し、この混合物を超音波分散機で1時間混合分散して、単層型感光層用の分散液を作製した。ついで、得られた分散液を導電性基材(アルミニウム素管)上にディップコート法にて塗布し、100℃で30分間熱風乾燥して、膜厚30μmの単層型感光層を有する実施例1〜12および比較例1〜4の電子写真感光体を得た。
次に、上記で得られた電子写真感光体の感度特性(光感度)を以下のようにして評価した。すなわち、実施例1〜12および比較例1〜4の電子写真感光体について、ドラム感度試験機(GENTEC社製)を用いて、700Vになるように帯電させ、ついでハロゲンランプの光からバンドパスフィルターを用いて取り出した波長780nmの単色光(半値幅:20nm、光量:1.5μJ/cm2)を露光[照射時間:0.08秒(80msec)]した。そして、露光開始から0.33秒(330msec)経過した時点での表面電位(残留電位)を測定し、それを感度とした。結果を表1に示す。
12 導電性基体
14 感光層
16 バリア層
18 保護層
20 積層型電子写真感光体
22 電荷輸送層
24 電荷発生層
Claims (6)
- 導電性基体と感光層とを備えた電子写真感光体であって、
前記感光層が、電子輸送剤としての、下記一般式(1)で表されるトリイミド誘導体と、電荷発生剤としての、無金属フタロシアニン及びチタニルフタロシニンの少なくとも一方と、バインダ樹脂とを含有する電子写真感光体。
(一般式(1)中、nは0〜2の整数を表し、R1は水素原子、1つ若しくは2つ以上の置換基を有することのある炭素数1〜12のアルキル基、1つ若しくは2つ以上の置換基を有することのある炭素数6〜22のアリール基、または1つ若しくは2つ以上の置換基を有することのある炭素数3〜22のシクロアルキル基を表し、前記置換基は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基、カルボキシル基、カルボキシレート基、アシル基、アミノ基、アルキルアミノ基、ニトロ基、メルカプト基およびアリール基の少なくとも1つを表す。) - 前記一般式(1)で表されるトリイミド誘導体が下記一般式(2)で表される化合物である請求項1に記載の電子写真感光体。
(一般式(2)中、R2は1つ若しくは2つ以上の置換基を有することのある炭素数1〜8のアルキル基、1つ若しくは2つ以上の置換基を有することのある炭素数6〜20のアリール基、または1つ若しくは2つ以上の置換基を有することのある炭素数3〜10のシクロアルキル基を表し、前記置換基は、アルキル基、カルボキシレート基、アリール基およびアルコキシ基の少なくとも1つを表す。) - 前記一般式(1)で表されるトリイミド誘導体が下記一般式(3)で表される化合物である請求項1に記載の電子写真感光体。
(一般式(3)中、R3は1つ若しくは2つ以上の置換基を有することのある炭素数3〜10のアルキル基、1つ若しくは2つ以上の置換基を有することのある炭素数9〜20のアリール基、または1つ若しくは2つ以上の置換基を有することのある炭素数9〜20のシクロアルキル基を表し、前記置換基は、アルキル基、カルボキシレート基、アリール基およびアルコキシ基の少なくとも1つを表す。) - 前記一般式(1)で表されるトリイミド誘導体が下記一般式(4)で表される化合物である請求項1に記載の電子写真感光体。
(一般式(3)中、R4は1つ若しくは2つ以上の置換基を有することのある炭素数4〜12のアルキル基、1つ若しくは2つ以上の置換基を有することのある炭素数10〜22のアリール基、または1つ若しくは2つ以上の置換基を有することのある炭素数10〜22のシクロアルキル基を表し、前記置換基は、アルキル基、カルボキシレート基、アリール基およびアルコキシ基の少なくとも1つを表す。) - 前記感光層が単層型である請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子写真感光体。
- 前記バインダ樹脂が、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂である請求項1〜5のいずれか一項に記載の電子写真感光体。
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