JP5716962B2 - 電子写真感光体、及びそれを用いた画像形成方法、画像形成装置、画像形成装置用プロセスカートリッジ - Google Patents

電子写真感光体、及びそれを用いた画像形成方法、画像形成装置、画像形成装置用プロセスカートリッジ Download PDF

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Description

本発明は、繰返し使用時の耐摩耗性が極めて高く、かつ画像欠陥の少ない高画質を長期にわたって維持することができる高耐久な電子写真感光体(以下、「感光体」、「静電潜像担持体」、「像担持体」と称することもある)、並びに該電子写真感光体を用いた画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジに関する。
近年、有機感光体(OPC:Organic Photo Conductor)は良好な性能を有し、様々な利点から、無機感光体に代わって複写機、ファクシミリ、レーザープリンター及びこれらの複合機に多く用いられている。その理由としては、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、等が挙げられる。
また最近、画像形成装置の小型化を図るため、感光体の小径化が進み、更に、機械の高速化やメンテナンスフリーの動きも加わって、感光体の高耐久化が切望されるようになってきている。この観点からみると、有機感光体は、電荷輸送層が低分子電荷輸送物質と不活性高分子を主成分としているため、一般に柔らかく、電子写真プロセスにおいて繰り返し使用された場合、現像システムやクリーニングシステムによる機械的負荷により、摩耗が発生しやすいという欠点がある。
加えて、高画質化の要求から、トナー粒子の小粒径化が進められ、これに伴ってクリーニング性の向上を図るため、クリーニングブレードのゴム硬度の上昇と当接圧力の上昇とが余儀なくされる。このことも、感光体の摩耗を促進する要因の一つとなっている。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、画像濃度低下、地肌汚れ等の異常画像の原因となる。また、摩耗が局所的に発生した傷は、クリーニング不良によるスジ状汚れ画像をもたらす。
そこで、有機感光体の耐摩耗性の改良を図ることを目的として、種々の改良が行われてきた。例えば、電荷輸送層に硬化性バインダーを用いたもの(特許文献1参照)、高分子型電荷輸送物質を用いたもの(特許文献2参照)、電荷輸送層に無機フィラーを分散させたもの(特許文献3参照)、多官能のアクリレートモノマー硬化物を含有させたもの(特許文献4参照)、炭素−炭素二重結合を有するモノマーと、炭素−炭素二重結合を有する電荷輸送材及びバインダー樹脂からなる塗工液を用いて形成した電荷輸送層を設けたもの(特許文献5参照)、同一分子内に二つ以上の連鎖重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を硬化した化合物を含有させたもの(特許文献6参照)、コロイダルシリカ含有硬化性シリコーン樹脂を用いたもの(特許文献7参照)、有機珪素変性正孔輸送性化合物を硬化性有機珪素系高分子中に結合させた樹脂層を設けたもの(特許文献8、9参照)、電荷輸送性付与基を有する硬化性シロキサン樹脂を三次元網目構造状に硬化させたもの(特許文献10参照)、水酸基を少なくとも1つ有する電荷輸送性物質と三次元に架橋された樹脂及び導電性微粒子を含有させたもの(特許文献11参照)、反応性電荷輸送性物質を少なくとも2つ以上の水酸基を有するポリオールと芳香族系イソシアネート化合物との架橋結合により形成された架橋性樹脂を含有させたもの(特許文献12参照)、水酸基を少なくとも1つ有する電荷輸送性物質と三次元に架橋されたメラミンホルムアルデヒド樹脂を含有させたもの(特許文献13参照)、水酸基を有する電荷輸送性物質と三次元に架橋されたレゾール型フェノール樹脂を含有させたもの(特許文献14参照)などが挙げられる。
更に、硬化膜を形成し得る光機能性有機化合物と、スルホン酸及び/又はその誘導体と、沸点250℃以下のアミンとを含有させたもの(特許文献15参照)、グアナミン化合物及びメラミン化合物から選択される少なくとも1種と−OH、−OCH、−NH、−SH、及び−COOHから選択される置換基の少なくとも1つを持つ電荷輸送性材料の少なくとも1種とを含む塗布液を用いた架橋物を含んで構成され、グアナミン化合物及びメラミン化合物から選択される少なくとも1種の前記塗布液における固形分濃度が0.1質量%以上5質量%以下であり、且つ電荷輸送性材料の少なくとも1種の前記塗布液における固形分濃度が90質量%以上のもの(特許文献16参照)などが挙げられる。
これら従来技術の中で3次元架橋された表面層を形成したものが、機械的耐久性に最も優れており、感光体の長寿命化に有利である。例えば、特許文献6に記載のものは紫外線又は電子線によりラジカル重合させた3次元架橋膜を形成することができ優れた耐摩耗性を示す。しかしながら、紫外線照射や電子線照射が必要なことから大掛かりな装置が必要になり生産性の点で問題が生じたり、それらの照射により電荷輸送性化合物が劣化し、感光体の電位特性を悪くするといった問題がある。一方、熱硬化により3次元架橋膜を形成できる特許文献12〜16記載のものは、生産性の点で有利であり、耐摩耗性にも優れた感光体の提供が可能になる。しかしながら、特許文献12記載のものではウレタン結合による硬化物となり、電荷輸送性が悪く、電気的特性の点で使用が困難である。特許文献13〜16記載のものでは、水酸基等の極性基を有する電荷輸送性化合物とメラミン等の反応性活性種との間で3次元架橋させた表面層を有し、電気特性でも比較的優れている。特に特許文献16記載のものは、電荷輸送性化合物を90%以上という高濃度で用いることができるために電荷輸送性に優れており、良好な感度特性を示す。しかしながら、電荷輸送性化合物の有するOH基等の極性基が3次元架橋膜中にどうしても残留するために帯電低下しやすかったり、高温高湿環境下での画像濃度が低下しやすかったり、帯電器で生じるNOxガス等の暴露により画像濃度が低下しやすくなったりという欠点を有している。
一方、電荷輸送性化合物のOH基等をブロックした化合物を用いてメラミンのような反応活性種と硬化させて使用する提案もある(特許文献17)。この場合は、極性基の残留を防ぐことができるが、ブロックされたOH基と反応活性種との反応がしにくくなるために機械的特性に優れた3次元架橋膜の形成が困難であった。
以上のように3次元架橋膜を表面に形成した電子写真感光体は鋭意検討されてきており、耐摩耗性向上に大きな効果を見せてきている。一方で、3次元架橋膜の欠点として、電荷輸送性化合物が硬化マトリクスに固定されることで電荷輸送性が損なわれるという事が挙げられる。特許文献16記載のもののように、単純にOH基等の高極性基を有する電荷輸送性化合物を90%以上用いると、未反応のOH基を有する電荷輸送性化合物の残留量が多くなりやすく、使用環境負荷による電位変動を抑制することが困難となる。その為、良好な電荷輸送性と高安定性(環境依存性、耐ガス性等)を両立することはできていなかった。
また、3次元架橋膜中に電荷輸送性化合物が分子分散した3次元架橋膜を用いると、新たな問題が生じてくる。耐摩耗性の改良された感光体は、一度表面に強固な異物付着や傷が発生すると、いつまでもその状態が残り、画像欠陥を出しつづけてしまう。特に近年、高画質化及び省エネルギー化の要望から、トナーの粒径が小さくかつ軟化温度が低くなり、その流動性を確保するためにシリカ等の無機微粒子をトナー中に添加することが良く行われている。このようなシリカ粒子が、現像過程において有機感光体表面に刺さり、その周囲にトナーのワックス成分等が堆積して現像できなくなり、白斑点状の画像欠陥が発生してしまうという問題がある。架橋反応しない電荷輸送性化合物が分子分散された3次元架橋膜は、架橋反応時に相分離しやすいことが挙げられる。そのため、白斑点状の画像欠陥が発生しやすくなり、良好な電荷輸送性と3次元架橋膜本来の耐摩耗性を両立することはできていなかった。
従って、3次元架橋膜本来の耐摩耗性を維持しながら、繰返し使用時の白斑点状等の画像欠陥が生じにくく、電荷輸送性優れ、使用環境負荷による電位変動をも抑制した真に高耐久で高安定な感光体の提供及びそれを用いた画像形成方法、画像形成装置、画像形成装置用プロセスカートリッジの提供ができていなかった。
良好な画像をいかなる環境においても安定して出力できる電子写真感光体としては、膜厚変動による電位変動を抑制するための優れた機械的特性(耐摩耗性、耐傷性等)と、優れた電荷輸送性と、使用環境下での電位変動を抑制するための優れた安定性を兼ね備える必要がある。
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、感光体表面の優れた機械的耐久性と電荷輸送性と安定性を兼ね備えた電子写真感光体、特に高湿度且つ高濃度な酸化性ガス暴露条件下においても安定して高画質な画像出力が可能で高寿命な電子写真感光体、並びに該電子写真感光体を用いた画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
本発明者等は、電荷輸送性化合物としては従来から知られている特定の構造を有する電荷輸送性化合物(A)が、特定の電荷輸送性化合物(B)と重合反応して良好な機械的特性、電気特性を発揮し、したがって良好な画像形成特性を示す電子写真感光体を与えるものであることを見出した。そのため、これらの異なる特定の電荷輸送性化合物(A)と(B)を用い重合反応させて得られる感光体表面の3次元架橋膜により、前記課題を解決できることを見出した。
すなわち本発明は以下の構成よりなる。
(1)導電性支持体上に少なくとも感光層を有する電子写真感光体において、該感光層の最表面層が、芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する電荷輸送性化合物(以下、「電荷輸送性化合物(B)」又は単に「化合物(B)」と称することがある)と下記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物((以下、「電荷輸送性化合物(A)」又は単に「化合物(A)」と称することがある)が、該[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の一部が切れて脱離する反応により、重合した3次元架橋生成物を含むものであることを特徴とする電子写真感光体。
Figure 0005716962
(式中、Arは炭素数1から4のアルキル基を置換基として有して良い炭素数6から20の芳香族炭化水素基を表す。)。
(2)前記一般式(1)で表わされる電荷輸送性化合物(A)が、下記式(2)乃至(8)で表される群から選択された1種以上のものであることを特徴とする前記(1)項に記載の電子写真感光体。
Figure 0005716962
(式中、Rはメチル基を表し、aは0から5の整数を表す)
Figure 0005716962
Figure 0005716962
(式中、Rは水素、メチル基、エチル基、ターシャルブチル基を表す)
Figure 0005716962
Figure 0005716962
Figure 0005716962
Figure 0005716962
(3)導電性支持体上の感光層が少なくとも電荷発生層、電荷輸送層、及び架橋型電荷輸送層をこの順に有してなり、該架橋型電荷輸送層が、前記3次元架橋生成物を含むものであることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の電子写真感光体。
(4)前記3次元架橋生成物が、芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する電荷輸送性化合物(B)と前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物(A)に酸触媒を添加し加熱することで、[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の一部を脱離させる反応により得られたものであることを特徴とする前記(1)乃至(3)のいずれかに記載の電子写真感光体。
(5)芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する電荷輸送性化合物(B)と前記一般式(1)で表される化合物(A)の混合において前記一般式(1)で表される化合物(A)の混合比率が20〜60質量%であることを特徴とする前記(1)乃至(4)のいずれかに記載の電子写真感光体。
(6)前記芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する電荷輸送性化合物(B)が下記一般式(9)乃至(14)で表される群から選択された1種以上のものであることを特徴とする前記(1)乃至(5)のいずれかに記載の電子写真感光体。
Figure 0005716962
(式中、Ar,Ar,Arは、アルキル基を置換基として有しても良い炭素数が6から18の芳香族炭化水素の2価基を表す)
Figure 0005716962
(式中、Xは炭素数が1から4のアルキレン基、炭素数が2から6のアルキリデン基、フェニレン基を介して炭素数が2から6のアルキリデン基が2個結合した2価基、酸素原子を表す。Ar,Ar,Ar,Ar,Ar,Ar10は、アルキル基を置換基として有しても良い炭素数が6から18の芳香族炭化水素の2価基を表す。)
Figure 0005716962
(式中、Yは、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、スチルベン、ジスチリルベンゼン、縮合多環芳香族炭化水素の2価基を表す。Ar11,Ar12,Ar13,Ar14は、アルキル基を置換基として有しても良い炭素数が6から18の芳香族炭化水素の2価基を表す。)
Figure 0005716962
(式中、R,R,Rは、同一でも異なっていてもよく、水素原子、メチル基、エチル基を表わし、b、c、dは1〜4の整数を表わす。)
Figure 0005716962
(式中、Xは−CH−、−CHCH−、−C(CH−Ph−C(CH−、−C(CH−、−O−を表わす。R,R,R,R,R10,R11は、同一でも異なっていてもよく、水素原子、メチル基、エチル基を表わし、e、f、g、h、i、jは1〜4の整数を表わす。)
Figure 0005716962
(式中、Yはベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、スチルベン、ナフタレンの2価基を表す。R12,R13,R14,R15は、同一でも異なっていてもよく、水素原子、メチル基、エチル基を表わし、k、l、m、nは1〜4の整数を表わす。)。
(7)電子写真感光体表面を帯電させる帯電工程と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、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、前記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有する画像形成方法であって、前記電子写真感光体が、前記(1)乃至(6)のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成方法。
(8)電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、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手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、前記電子写真感光体が、前記(1)乃至(6)のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置。
(9)電子写真感光体と、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段及び除電手段よりなる群から選択される少なくとも1つの手段を有し、画像形成装置本体に着脱可能であるプロセスカートリッジにおいて、前記電子写真感光体が、前記(1)乃至(6)のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
本発明の異なる特定の電荷輸送性化合物(A)と(B)との組合せにおいては、それぞれの相溶性が良く均一で良好且つ強固な3次元架橋膜が形成される。非常に低極性であり優れた安定性を有する従来から知られている特定の電荷輸送性化合物が3次元架橋膜の構成材料として用いることで、優れた安定性を得ることが可能になる。また、3次元架橋膜の構成材料が電荷輸送性化合物のみにより、優れた電荷輸送性を得ることが可能になる。
この3次元架橋膜を感光体表面に用いた電子写真感光体を用いることで、高湿度高濃度な酸化性ガス暴露条件下においても安定した高画質な画像出力が長期に渡って可能な画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供できる。
本発明の電子写真感光体の層構成の一例を示す概略図である。 本発明の電位写真感光体の層構成の別の一例を示す概略図である。 本発明の電子写真感光体の層構成の更に別の一例を示す概略図である。 本発明の電子写真感光体の層構成の更に別の一例を示す概略図である。 本発明の電子写真感光体の層構成の更に別の一例を示す概略図である。 本発明の画像形成装置及び電子写真プロセスを説明する概略図である。 本発明のタンデム方式のフルカラー画像形成装置を説明する概略図である。 本発明のプロセスカートリッジの一例を説明する概略図である。 合成例1において得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)であり、横軸は波数(cm−1)を示し、縦軸は透過度(%)を示す。 合成例2において得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)であり、横軸は波数(cm−1)を示し、縦軸は透過度(%)を示す。 合成例3において得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)であり、横軸は波数(cm−1)を示し、縦軸は透過度(%)を示す。 合成例4において得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)であり、横軸は波数(cm−1)を示し、縦軸は透過度(%)を示す。 合成例5において得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)であり、横軸は波数(cm−1)を示し、縦軸は透過度(%)を示す。 合成例6において得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)であり、横軸は波数(cm−1)を示し、縦軸は透過度(%)を示す。 合成例7において得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)であり、横軸は波数(cm−1)を示し、縦軸は透過度(%)を示す。 合成例8において得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)であり、横軸は波数(cm−1)を示し、縦軸は透過度(%)を示す。 合成例9において得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)であり、横軸は波数(cm−1)を示し、縦軸は透過度(%)を示す。 合成例10において得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)であり、横軸は波数(cm−1)を示し、縦軸は透過度(%)を示す。 合成例11において得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)であり、横軸は波数(cm−1)を示し、縦軸は透過度(%)を示す。 合成例12において得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)であり、横軸は波数(cm−1)を示し、縦軸は透過度(%)を示す。 合成例13において得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)であり、横軸は波数(cm−1)を示し、縦軸は透過度(%)を示す。 実施例1、比較例2の架橋型電荷輸層の可視・紫外分光透過吸収スペクトルを示すチャートである。 比較例1、比較例2の架橋型電荷輸層の可視・紫外分光透過吸収スペクトルを示すチャートである。
本発明に係わる電子写真感光体は、その特徴である3次元架橋膜を形成する必須材料として(i)一般式(1)で表される電荷輸送性化合物(以下、「電荷輸送性化合物(A)」又は単に「化合物(A)」と称することもある)と、(ii)芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する電荷輸送性化合物(以下、「電荷輸送性化合物(B)」又は単に「化合物(B)」と称することもある)があり、化合物(B)の[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の一部が切れて脱離する反応により、化合物(B)と化合物(B)の重合と、化合物(B)と化合物(A)の重合とが共存して形成された3次元架橋生成物を含む最表面層を設けた電子写真感光体である。これらの材料、重合反応、構成について順に説明する。
最初に材料について説明する。
下記の重合反応でも詳細に記載するが、トリアリールアミン化合物の中でも窒素原子と結合する置換基を有さないフェニル基は、前記[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の一部が切れて脱離する反応における良好な重合性官能基として機能する。従って、電荷輸送性化合物として従来から知られているが、前記一般式(1)で表され置換基を有さないフェニル基を2つ以上有するトリアリールアミン化合物である特定の電荷輸送性化合物(化合物(A))は、芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する電荷輸送性化合物(化合物(B))と重合反応することができる材料である。
[電荷輸送性化合物(A)]
一般式(1)で表される電荷輸送性化合物(化合物(A))について説明する。
Figure 0005716962
Arとしては、炭素数が1から4のアルキルアルキル基を置換として有しても良い炭素数6から20の芳香族炭化水素基を表す。炭素数6から20の芳香族炭化水素基の中で、高い架橋密度を形成できる点でベンゼンが好ましく、高い電荷輸送性を得られる点でビフェニル、ターフェニル、フルオレン、スチリルベンゼン、αフェニルスチリルベンゼンが好ましく、つぎの式(2)〜(8)のものは、より好ましく用いられる。
Figure 0005716962
(式中、Rはメチル基を表し、aは0から5の整数を表す)
Figure 0005716962
Figure 0005716962
(式中、Rは水素、メチル基、エチル基、ターシャルブチル基を表す)
Figure 0005716962
Figure 0005716962
Figure 0005716962
Figure 0005716962
以下に、これらを含む具体例を挙げて説明するが、本発明はこれらの例示化合物に限定されるものではない。一般式(1)で表される化合物(A)の具体例は次のとおりである。
Figure 0005716962
Figure 0005716962
上記化合物(A)(一般式(1)で表される電荷輸送性化合物)は従来から知られている化合物であり、ジフェニルアミン化合物とハロゲン化合物との一般的な合成方法で得ることができる。ハロゲンがヨード体の場合は、ウルマン反応によりカップリングすることができる。また、クロロ体、ブロモ体の場合はパラジウム触媒を用いた鈴木−宮浦反応等によりカップリングすることができる。
[電荷輸送性化合物(B)]
次に化合物(B)(香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する電荷輸送性化合物)について説明する。
電荷輸送性化合物としては従来から多くの材料が知られている。これら材料のほとんどには芳香環が存在している。例えばトリアリールアミン構造やアミノビフェニル構造やベンジジン構造やアミノスチルベン構造やナフタレンテトラカルボン酸ジイミド構造やベンズヒドラジン構造等においてはいずれも芳香環が存在している。これらのうち、上記化合物(B)(芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する電荷輸送性化合物)であればいずれも使用することができるが、特に、つぎの一般式(9)〜(14)で表されるものを好ましく用いることができる。
Figure 0005716962
Figure 0005716962
Figure 0005716962
Figure 0005716962
Figure 0005716962
Figure 0005716962
前記一般式(9)において、式中のAr,Ar,Arは、アルキル基を置換基として有しても良い炭素数6〜12の芳香族炭化水素の2価基を表す。ここで炭素数6〜12の芳香族炭化水素としては、ベンゼン、ナフタレン、フルオレン、フェナントレン、アントラセン、ピレン、ビフェニル等を挙げることができる。また、これらに置換しても良いアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等の直鎖状又は分岐状脂肪族アルキル基等を挙げることができる。
前記一般式(10)において、式中のAr,Ar,Ar,Ar,Ar,Ar10は、前記一般式(9)におけるAr,Ar,Arと同じものを使用できる。Xは、炭素数が1から4のアルキレン基、炭素数が2から6のアルキリデン基、フェニレン基を介かいして炭素数が2から6のアルキリデン基が2個結合した2価基、酸素原子を表す。
ここで、炭素数が1から4のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等の直鎖状及び分岐状アルキレン基を挙げることができ、炭素数が2から6のアルキリデン基としては、1,1−エチリデン基、1,1−プロピリデン基、2,2−プロピリデン基、1,1−ブチリデン基、2,2−ブチリデン基、3,3−ペンタニリデン、3,3−ヘキサニリデン等を挙げることができる。フェニレン基を介して炭素数が2から6のアルキリデン基が2個結合した2価基としては、以下の構造のものが挙げられる。
Figure 0005716962
前記一般式(11)において、式中のAr11,Ar12,Ar13,Ar14,は、一般式(9)におけるAr,Ar,Arと同じものを使用できる。Yは、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、スチルベン、ジスチリルベンゼン、縮合多環芳香族炭化水素の2価基を表す。ここで、縮合多環芳香族炭化水素としては、ナフタレン、フェナントレン、アントラセン、ピレン等を挙げることができる。
前記一般式(12)において、式中のR,R,Rは、同一でも異なっていてもよく、水素原子、メチル基、エチル基を表わし、b、c、dは1〜4の整数を表わす。
また、前記一般式(13)において、式中のXは−CH−、−CHCH−、−C(CH−Ph−C(CH−、−C(CH−、−O−を表わす。R,R,R,R,R10,R11は、同一でも異なっていてもよく、水素原子、メチル基、エチル基を表わし、e、f、g、h、i、jは1〜4の整数を表わす。
また、前記一般式(14)において、式のYはベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、スチルベン、ナフタレンの2価基を表す。R12,R13,R14,R15は、同一でも異なっていてもよく、水素原子、メチル基、エチル基を表わし、k、l、m、nは1〜4の整数を表わす。
以下に具体例を挙げて説明するが、本発明はこれらの例示化合物(B)に限定されるものではない。前記一般式(9)で表される化合物の具体例は次のとおりである。
Figure 0005716962
Figure 0005716962
前記一般式(9)で表される化合物の具体例中、No.B17からB23は、前記一般式(12)の具体例でもある。
前記一般式(10)で表される化合物の具体例は次のとおりである。
Figure 0005716962
Figure 0005716962
Figure 0005716962
Figure 0005716962
前記一般式(10)で表される化合物の具体例中、No.B24からNo.B48は、前記一般式(13)の具体例でもある。
前記一般式(11)で表される化合物の具体例は次のとおりである。
Figure 0005716962
Figure 0005716962
Figure 0005716962
前記一般式(11)で表される化合物の具体例中、No.B51からNo.B65は、前記一般式(14)の具体例でもある。
芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する電荷輸送性化合物(すなわち化合物(B))であれば、重合反応により3次元架橋膜を形成させることが可能であるが、前記一般式(9)で表される化合物(B)は、分子量当たりの[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の割合が多く、したがって架橋密度の高い3次元架橋膜の形成が可能になることから硬度の高い耐傷性の高い感光体の提供が可能になる。
前記一般式(10)で表される化合物は芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4個有しており、且つ、非共役連結基のXを有することで適度な分子運動性をも有しており、重合反応による一部の[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を残した3次元架橋膜を形成しやすく、出来上がった3次元架橋膜の硬度特性や弾性特性のバランスが良く、強靱で耐傷性、耐摩耗性の両方に優れた表面保護層の形成が可能になる。さらに、Xの構造性から分子の酸化電位が比較的大きく、酸化しにくい特性を有しており、オゾンガスやNOxガスのような酸化性ガスの暴露時にも比較的安定であり、耐ガス性にも強い感光体の提供が可能になる。
前記一般式(11)で表される化合物は芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4個有しており、重合反応による一部の[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を残した3次元架橋膜を形成しやすい。且つ、Yで表される特定の芳香族炭化水素構造を介したジアミン構造となっており、分子内電荷移動が可能であり、ホール移動度の速い架橋保護層の形成が可能になる。従って、高速印刷や小径ドラムによる印刷のように感光体への光書き込みから現像までの時間が短くなる様な場合でも、高画質な画像を安定して印刷できるようになる。
また、一般式(12)で表される化合物は、前記一般式(9)で表される化合物(B)の中で特に優れるもので、お互いの重合反応性が特によい。[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基同士の重合反応については不明な部分も残っているが、[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の存在する芳香環が3級アミノ基を有するベンゼン環の場合に最も進行が速く、より架橋密度が高い架橋保護層の形成が可能になる。
また、一般式(13)で表される化合物は、前記一般式(10)で表される化合物(B)の中で特に優れるもので、お互いの重合反応性に優れ、且つ、一般式(9)のものと同様の特徴を有しており、架橋密度の高い前記3次元架橋膜(架橋保護層)の形成が可能になる。
また、一般式(14)で表される化合物は、一般式(11)で表される化合物(B)の中で特に優れるもので、お互いの重合反応性に優れ、且つ、一般式(9)の化合物と同様の特徴を有しており、架橋密度の高い前記3次元架橋膜(架橋保護層)の形成が可能になる。
上記、芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する電荷輸送性化合物(すなわち化合物(B))は新規化合物であり、例えば下記の方法によって製造することができる。
第一の方法は、芳香環を3箇所以上をホルミル化し、次いでホルミル基を還元してメチロール化し、次いで3,4−ジヒドロ−2H−ピランをメチロール基と反応させて[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を電荷輸送性化合物に付ける方法である。
例えば、以下の手順でアルデヒド化合物を合成し、得られたアルデヒド化合物と水素化ホウ素ナトリウム等の還元剤により反応させてメチロール化合物を合成し、得られたメチロール化合物とジヒドロ−2H−ピランとを反応させて、芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を有する電荷輸送性化合物を得ることができる。具体的には以下の製造方法により容易に合成することができる。
[電荷輸送性化合物のアルデヒド化合物の合成]
下記反応式に示すように電荷輸送性化合物を原料とし、これを従来知られている方法(例えばビルスマイヤー反応)を用いてホルミル化し、アルデヒド化合物を合成することができる。特許第3943522号記載のホルミル化等が挙げられる。
Figure 0005716962
(式中、Arは芳香族基を表し、n及びmは整数である。)
すなわち、上記の具体的なホルミル化の方法としては、塩化亜鉛/オキシ塩化リン/ジメチルホルムアルデヒドを用いた方法が有効であるが、本発明の中間体であるアルデヒド化合物を得るための合成方法は、これらに限定されるものではない。具体的な合成例については後述の合成例に示す。
[電荷輸送性化合物のメチロール化合物の合成]
下記反応式に示すようにアルデヒド化合物を製造中間体とし、これを従来知られている還元方法を用いてメチロール化合物を合成することができる。
Figure 0005716962
(式中、Ar、n及びmは上記意味を表する。)
すなわち、上記の具体的な還元方法としては、水素化ホウ素ナトリムを用いた方法が有効であるが、本発明のメチロール化合物を得るための合成方法は、これらに限定されるものではない。具体的な合成例については後述の実施例に示す。
<芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を有する電荷輸送性化合物(化合物(B))の合成[1]>
下記反応式に示すようにメチロール化合物を製造中間体とし、これに3,4−ジヒドロ−2H−ピランを触媒下で付加反応させることにより、電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を有する化合物を合成することができる。
Figure 0005716962
(式中、Ar、n及びmは上記意味を表する。)
すなわち、上記の具体的な合成方法としては、ジヒドロ−2H−ピランを用いた方法が有効であるが、本発明の電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を有する化合物を得るための合成方法は、これらに限定されるものではない。具体的な合成例については後述の実施例に示す。
第二の方法は、芳香環にハロゲンとメチロール基を有する化合物を原料とし、そのメチロール基を3,4−ジヒドロ−2H−ピランと酸触媒下で反応させてハロゲンと[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を有する芳香族化合物を合成し、これを用いてアミン化合物とカップリング反応させて電荷輸送性化合物を合成する方法である。
アミンの級数や個数によって、[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を一度に多数導入することが可能である。ハロゲンがヨード体の場合は、アミン化合物と[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を有するハロゲン化合物をウルマン反応によりカップリングすることができる。また、クロロ体、ブロモ体の場合はパラジウム触媒を用いた鈴木−宮浦反応等によりカップリングすることができる。
<[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を有する中間体化合物の合成>
Figure 0005716962
(式中、Xはハロゲンを示す。)
<電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を有する化合物の合成[2]>
下記反応式に示すようにアミン化合物とテトラヒドロピラニル基を有するハロゲン化合物を製造中間体とし、これを従来知られている合成方法を用いて電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を有する化合物を合成することができる。
Figure 0005716962
すなわち、上記の具体的な合成方法としては、ウルマン反応等を用いた方法が有効であるが、芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を有する電荷輸送性化合物を得るための合成方法は、これらに限定されるものではない。具体的な合成例については後述の合成例に示す。
[化合物(B)の合成例]
[合成例1]
(ハロゲン中間体の4−[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチルブロモベンゼンの合成)
Figure 0005716962
4−ブロモベンジルアルコール:50.43g、3,4−ジヒドロ−2H−ピラン:45.35g、テトラヒドロフラン:150mlを四つ口フラスコに入れる。
5℃にて撹拌し、パラトルエンスルホン酸:0.512gを投下。室温下にて、2時間撹拌継続。酢酸エチルにて抽出し、硫酸マグネシウムにて脱水し、活性白土&シリカゲルにて吸着処理を行なった。濾過、洗浄、濃縮により、目的物を得た。(収量72.50g、無色オイル状物)
図9に、合成例1で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
[合成例2]
(メチロール中間体の4,4’−ビス[ジ(4−ヒドロキシメチルフェニル)アミノ]ジフェニルメタンの合成)
Figure 0005716962
中間体アルデヒド化合物:12.30g、エタノール:150mlを四つ口フラスコに入れる。室温下にて撹拌し、水素化ホウ素ナトリウム:3.63gを投下。そのまま4時間撹拌継続。酢酸エチルにて抽出し、硫酸マグネシウムにて脱水し、活性白土&シリカゲルにて吸着処理を行った。濾過、洗浄、濃縮により、アモルファス状物質が得られた。n−ヘキサンにて分散し、濾過、洗浄、乾燥にて取り出し、目的物を得た。(収量12.0g、薄黄白色アモルファス)
図10に、合成例2で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
[合成例3]
([(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基含有電荷輸送性化合物(B)の具体例No.20の合成)
Figure 0005716962
中間体メチロール化合物:3.4g、3,4−ジヒドロ−2H−ピラン:4.65g、テトラヒドロフラン:100mlを四つ口フラスコに入れる。
5℃にて撹拌し、パラトルエンスルホン酸:58mgを投下。室温下にて、5時間撹拌継続。
酢酸エチルにて抽出し、硫酸マグネシウムにて脱水し、活性白土&シリカゲルにて吸着処理を行なった。濾過、洗浄、濃縮により、黄色オイル状物質が得られた。
シリカゲルカラム精製(トルエン/酢酸エチル=10/1)を行ない、単離し、目的物を得た。(収量2.7g、無色オイル状物)
図11に、合成例3で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
[合成例4]
([(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基含有電荷輸送性化合物の具体例No.24の合成)
Figure 0005716962
4,4’−ジアミノジフェニルメタン:2.99g、合成例6化合物:17.896g、酢酸パラジウム:0.336g、ターシャルブトキシナトリウム:13.83g、o−キシレン:100mlを四つ口フラスコに入れる。アルゴンガス雰囲気下、室温にて撹拌。
トリターシャルブチルホスフィン:1.214gを滴下。80℃にて1時間、還流にて1時間撹拌継続。トルエンにて希釈し、硫酸マグネシウム、活性白土、シリカゲルを入れ、撹拌。濾過、洗浄、濃縮を行ない、黄色オイル状物が得られた。シリカゲルカラム精製(トルエン/酢酸エチル=20/1)を行ない、単離し、目的物を得た。(収量5.7g、薄黄色アモルファス状物)
図12に、合成例4で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
[合成例5]
([(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基含有電荷輸送性化合物の具体例No.33の合成)
Figure 0005716962
4,4’−ジアミノジフェニルエーテル:3.0g、合成例6化合物:17.896g、酢酸パラジウム:0.336g、ターシャルブトキシナトリウム:13.83g、o−キシレン:100mlを四つ口フラスコに入れる。アルゴンガス雰囲気下、室温にて撹拌。
トリターシャルブチルホスフィン:1.214gを滴下。80℃にて1時間、還流にて1時間撹拌継続。トルエンにて希釈し、硫酸マグネシウム、活性白土、シリカゲルを入れ、撹拌。濾過、洗浄、濃縮を行ない、黄色オイル状物が得られた。シリカゲルカラム精製(トルエン/酢酸エチル=10/1)を行ない、単離し、目的物を得た。(収量5.7g、薄黄色オイル状物)
図13に、合成例5で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
[合成例6]
([(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基含有電荷輸送性化合物の具体例No.37の合成)
Figure 0005716962
4,4’−エチレンジアニリン:3.18g、合成例6化合物:17.896g、酢酸パラジウム:0.336g、ターシャルブトキシナトリウム:13.83g、o−キシレン:100mlを四つ口フラスコに入れる。アルゴンガス雰囲気下、室温にて撹拌。トリターシャルブチルホスフィン:1.214gを滴下。80℃にて1時間、還流にて1時間撹拌継続。トルエンにて希釈し、硫酸マグネシウム、活性白土、シリカゲルを入れ、撹拌。
濾過、洗浄、濃縮を行ない、黄色オイル状物が得られた。シリカゲルカラム精製(トルエン/酢酸エチル=20/1)を行ない、単離し、目的物を得た。(収量5.7g、薄黄色オイル状物)
図14に、合成例6で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
[合成例7]
([(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基含有電荷輸送性化合物の具体例No.41の合成)
Figure 0005716962
α,α’−ビス(4−アミノフェニル)−1,4−ジイソプロピルベンゼン:10.335g、合成例6化合物:39.05g、酢酸パラジウム:0.673g、ターシャルブトキシナトリウム:27.677g、o−キシレン:200mlを四つ口フラスコに入れる。アルゴンガス雰囲気下、室温にて撹拌。トリターシャルブチルホスフィン:2.43gを滴下。80℃にて1時間、還流にて2時間撹拌継続。トルエンにて希釈し、硫酸マグネシウム、活性白土、シリカゲルを入れ、撹拌。濾過、洗浄、濃縮を行ない、黄色オイル状物が得られた。シリカゲルカラム精製(トルエン/酢酸エチル=10/1)を行ない、単離し、目的物を得た。(収量23.5g、薄黄色アモルファス状物)
図15に、合成例7で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
[合成例8]
([(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基含有電荷輸送性化合物の具体例No.44の合成)
Figure 0005716962
1,1−ビス(4−アミノフェニル)シクロヘキセン:9.323g、合成例6化合物:45.55g、酢酸パラジウム:0.785g、ターシャルブトキシナトリウム:32.289g、o−キシレン:300mlを四つ口フラスコに入れる。アルゴンガス雰囲気下、室温にて撹拌。トリターシャルブチルホスフィン:2.43gを滴下。80℃にて1時間、還流にて2時間撹拌継続。トルエンにて希釈し、硫酸マグネシウム、活性白土、シリカゲルを入れ、撹拌。濾過、洗浄、濃縮を行ない、黄色オイル状物が得られた。シリカゲルカラム精製(トルエン/酢酸エチル=10/1)を行ない、単離し、目的物を得た。(収量11.42g、黄色アモルファス状物)
図16に、合成例8で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
[合成例9]
([(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基含有電荷輸送性化合物の具体例No.51の合成)
Figure 0005716962
中間体メチロール化合物:1.274g、3,4−ジヒドロ−2H−ピラン:1.346g、テトラヒドロフラン:20mlを四つ口フラスコに入れる。5℃にて撹拌し、パラトルエンスルホン酸:14mgを投下。室温下にて、4時間撹拌継続。酢酸エチルにて抽出し、硫酸マグネシウムにて脱水し、活性白土&シリカゲルにて吸着処理を行なった。濾過、洗浄、濃縮により、黄色オイル状物質が得られた。シリカゲルカラム精製(トルエン/酢酸エチル=20/1)を行ない、単離し、目的物を得た(収量1.48g、黄色オイル状物)。
図17に、合成例9で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
[合成例10]
([(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基含有電荷輸送性化合物の具体例No.58の合成)
Figure 0005716962
4,4’−ジアミノスチルベン・ジヒドロクロリド:1.42g、合成例6化合物:6.51g、ターシャルブトキシナトリウム:9.61g、ビス(トリ−t−ブトキシホスフィン)パラジウム:52mg、o−キシレン:50mlを四つ口フラスコに入れる。アルゴンガス雰囲気下、室温にて撹拌。還流にて1時間撹拌継続。トルエンにて希釈し、硫酸マグネシウム、活性白土、シリカゲルを入れ、撹拌。濾過、洗浄、濃縮を行ない、黄色オイル状物が得られた。シリカゲルカラム精製(トルエン/酢酸エチル=10/1)を行ない、単離し、目的物を得た(収量1.6g、薄黄色アモルファス状物)
図18に、合成例10で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
[合成例11]
([(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基含有電荷輸送性化合物の具体例No.61の合成)
Figure 0005716962
4,4’−ジアミノ−p−ターフェニル:1.30g、合成例6化合物:6.508g、ターシャルブトキシナトリウム:3.844g、ビス(トリ−t−ブトキシホスフィン)パラジウム:52mg、o−キシレン:50mlを四つ口フラスコに入れる。アルゴンガス雰囲気下、室温にて撹拌。還流にて1時間撹拌継続。トルエンにて希釈し、硫酸マグネシウム、活性白土、シリカゲルを入れ、撹拌。濾過、洗浄、濃縮を行ない、黄色オイル状物が得られた。シリカゲルカラム精製(トルエン/酢酸エチル=20/1)を行ない、単離し、目的物を得た(収量1.95g、薄黄色アモルファス状物)。
図19に、合成例11により得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
[合成例12]
([(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基含有電荷輸送性化合物の具体例No.64の合成)
Figure 0005716962
1,3−フェニレンジアミン:0.541g、合成例6化合物:6.508g、ターシャルブトキシナトリウム:3.844g、ビス(トリ−t−ブトキシホスフィン)パラジウム:52mg、o−キシレン:20mlを四つ口フラスコに入れる。アルゴンガス雰囲気下、室温にて撹拌。還流にて1時間撹拌継続。トルエンにて希釈し、硫酸マグネシウム、活性白土、シリカゲルを入れ、撹拌。濾過、洗浄、濃縮を行ない、黄色オイル状物が得られた。シリカゲルカラム精製(トルエン/酢酸エチル=10/1)を行ない、単離し、目的物を得た。(収量3.02g、薄黄色アモルファス状物)
図20に、合成例12で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
[合成例13]
([(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基含有電荷輸送性化合物の具体例No.65の合成)
Figure 0005716962
1,5−ジアミノナフタレン:0.791g、合成例6化合物:6.508g、ターシャルブトキシナトリウム:3.844g、ビス(トリ−t−ブトキシホスフィン)パラジウム:52mg、o−キシレン:20mlを四つ口フラスコに入れる。アルゴンガス雰囲気下、室温にて撹拌。還流にて1時間撹拌継続。トルエンにて希釈し、硫酸マグネシウム、活性白土、シリカゲルを入れ、撹拌。濾過、洗浄、濃縮を行ない、黄色オイル状物が得られた。シリカゲルカラム精製(トルエン/酢酸エチル=9/1)を行ない、単離し、目的物を得た(収量2.56g、薄黄色アモルファス状物)。
図21に、合成例13で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
以上のように、電荷輸送性化合物を直接ホルミル化して導く方法と、[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル化したハロゲン化芳香族中間体とアミン化合物とのカップリング反応を選択または組み合わせることで種々の[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する化合物(B)を合成することができる。
次に重合反応について説明する。
本発明に使用される芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する電荷輸送性化合物(化合物(B))は、硬化触媒に酸を添加し加熱することで、[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の一部が切れて脱離する反応により、以下の化合物間で重合し、3次元の網目状に巨大分子を形成する。
1つは、[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する化合物(B)同士による重合反応である。もう1つは、[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する化合物(B)と前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物(すなわち化合物(A))との重合反応である。
発明者らが鋭意検討した結果、トリアリールアミン化合物の中で、窒素原子と結合する置換基を有さないフェニル基は、前記[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の一部が切れて脱離する反応における良好な重合性官能基として機能することがわかった。置換基を有するフェニル基やその他の芳香族炭化水素基は、重合性官能基として機能しなかった。この時、一部の[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基は未反応のまま残留している。
この[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の一部が切れて脱離する反応については完全には解明できていないが、単一の反応ではなく、以下に示すような複数の反応が競争的に生じて連結する反応である。
以下に反応様式を示す。
[反応様式(1)]
Figure 0005716962
ここで、Arは本発明で使用される[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を有する電荷輸送性化合物の任意の芳香環を示す。
この反応は、片方の[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基のテトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル基部分が切れて脱離し、もう片方の[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ基部分が切れて脱離しながら、ジメチレンエーテル結合を形成する反応である。
[反応様式(2)]
Figure 0005716962
ここで、Arは本発明で使用される[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を有する電荷輸送性化合物の任意の芳香環を示す。
この反応は、両方の[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ基部分が切れて脱離しながら、エチレン結合を形成する反応である。
[反応様式(3)]
Figure 0005716962
ここで、Arは本発明で使用される[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を有する電荷輸送性化合物の任意の芳香環を示す。
この反応は、片方の[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ基部分が切れて脱離しながら、もう片方の芳香環に結合してメチレン結合を形成する反応である。
[反応様式(4)]
Figure 0005716962
ここで、Arは本発明で使用される[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を有する電荷輸送性化合物の任意の芳香環を示す。
この反応は、片方の[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ基部分が切れて脱離しながら、前記一般式(1)で表される化合物における窒素原子に結合された置換基を有さないフェニル基に結合してメチレン基を形成する反応である。
本発明において、化合物(B)の他に化合物(A)が存在すると、少なくともこれらの反応が組み合わされて複雑な結合様式を取りながら、3次元の網目状に重合し巨大分子化する。
これらの反応は、いずれも化合物(B)の(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ基の一部が切れて脱離する反応であり、重量減少を伴う。従って、これらの組成物を酸触媒と共にTG−DTA熱分析装置により加熱すると重量減少が観察される。
また、加熱反応時に発生するガス成分を質量分析ガスクロマトグラフ(GC−MS)により分析すると、3,4−ジヒドロ−2H−ピランや5−ヒドロキシペンタナール等の(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ基の一部が切れたことを示す脱離生成物が検出される。
次に、3次元架橋生成物を含む例えば架橋膜の形成方法について説明する。
前記3次元架橋膜は、芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する電荷輸送性化合物(化合物(B))と前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物(化合物(A))と硬化触媒を含有する塗工液を必要に応じて溶媒等で希釈調整し、該塗工液を感光体表面に塗工した後、加熱乾燥を行い、重合させることで形成することができる。また、芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する化合物(化合物(B))を2種以上混合して同様に形成させることもできる。同様に、前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物(化合物(A))も2種以上混合して形成することもできる。
ここで、一般式(1)で表される電荷輸送性化合物の混合割合は任意に選択することができるが、あまり多すぎると架橋反応部が減少し、膜の機械的特性が弱くなったり、結晶化し易くなって感光体表面が白濁化する等の不具合が発生する。また、少なすぎると環境依存や耐ガス性等における高安定性が発現しなくなってしまう。通常は、5から60重量%になるように混合して3次元架橋膜を形成されるが、高安定性を重視する場合は20から50重量%になるように混合して3次元架橋膜を形成するのが更に好ましい。
加熱温度としては80℃〜180℃の範囲が好ましく、さらに100℃〜160℃の範囲がより好ましい。触媒の種類や添加量によっても反応速度が変わるために処方条件によって任意に選択すれば良いが、通常は125℃〜150℃で20minから30minの加熱乾燥で3次元架橋膜が形成できる。加熱温度が高いほど反応は速くなるが、架橋密度が上がりすぎると電荷輸送性の低下を引き起こして感光体の明部電位が上昇したり、感度低下したりという問題が生じてくる。また、感光体の他の層構成材料への加熱の影響が大きくなり、そこでも感光体特性を劣化させやすくなる。加熱温度が低すぎると反応速度が遅くなると共に長時間かけても十分な架橋密度まで到達できなくなる問題が生じる。
前記硬化触媒としては、酸性化合物が好ましく、更に好ましくは有機スルホン酸や有機スルホン酸誘導体である。例えば、ビニルスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸等が挙げられる。また、有機スルホン酸塩等も挙げられ、更に、一定以上の温度をかけることで酸性度が発現する所謂熱潜在性化合物も挙げられる。例えば、キングインダストリー社製のNACURE2500、NACURE5225、NACURE5543、NACURE5925等のアミンによりブロックさせた熱潜在性プロトン酸触媒や、三進化学社製のSI−60、旭電化社製のアデカオプトマーCP−66やCP−77等が挙げられる。
これらの触媒は、塗工液の固形分濃度として0.02〜5重量%程度添加される。パラトルエンスルホン酸等の酸単独の場合は0.02〜0.4重量%程度で十分であり、多すぎる場合は塗工液の酸性度が上がり、塗工設備等の腐蝕を引き起こしたりするので好ましくない。逆に上記熱潜在性化合物の場合は、塗工液段階での腐蝕の問題は発生せず、添加量を上げることが可能であるが、ブロック剤としてのアミン化合物が残留すると残留電位等の感光体特性に悪影響するためあまり多量に添加するのは好ましくない。酸単独に比べると酸の含有量が少ないため触媒添加量としては0.2〜2重量%が適量である。
前記溶媒としては、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、メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、プロピルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコール1−モノメチルエーテル2−アセテートなどのエーテル系、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(登録商標)、エチルセロソルブ(登録商標)、セロソルブアセテート(登録商標)などのセロソルブ系などが挙げられる。これらの溶媒は単独又は2種以上を混合して用いてもよい。溶媒による希釈率は組成物の溶解性、塗工法、目的とする厚みにより変わり、任意である。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート、リングコート法などを用いて行うことができる。
更に、前記塗工液には、必要に応じてレベリング剤や酸化防止剤などの添加剤が含有できる。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、オリゴマー等が使用され、その使用量は全固形量に対して1重量%以下が好ましい。また、酸化防止剤も有効に使用することができる。例えば、フェノール系化合物、パラフェニレンジアミン類、ハイドロキノン類、有機硫黄化合物類、有機燐化合物類、ヒンダードアミン類等の従来公知の材料が使用でき、繰り返し使用に対する静電特性の安定化に有効である。
添加量としては、全固形量に対して1重量%以下が好ましい。
更に、前記塗工液には、更なる耐摩耗性を向上させる目的で、フィラーを添加することができる。上記フィラーには、有機性フィラー材料と無機性フィラー材料がある。有機性フィラー材料としては、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、シリコーン樹脂粉末、a−カーボン粉末等が挙げられ、無機性フィラー材料としては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化カルシウム、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等の金属酸化物、フッ化錫、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウム等の金属フッ化物、チタン酸カリウム、窒化硼素などの無機材料が挙げられる。これらのフィラーの中で、フィラーの硬度の点から無機材料を用いることが耐摩耗性の向上に対し有利である。また、これらのフィラーの中でも高い絶縁性を有し、熱安定性が高い上に、耐摩耗性が高い六方細密構造であるα型アルミナは、耐摩耗性の向上の点から特に有用である。
さらに、これらのフィラーは少なくとも一種の表面処理剤で表面処理することが可能であり、そうすることがフィラーの分散性が向上するので好ましい。フィラーの分散性の低下は残留電位の上昇だけでなく、塗膜の透明性の低下や塗膜欠陥の発生、さらには耐摩耗性の低下をも引き起こすため、高耐久化あるいは高画質化を妨げる大きな問題に発展する可能性がある。表面処理剤としては、従来用いられている表面処理剤すべてを使用することができるが、フィラーの絶縁性を維持できる表面処理剤が好ましい。例えば、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコアルミネート系カップリング剤、高級脂肪酸等、あるいはこれらとシランカップリング剤との混合処理や、Al、TiO、ZrO、シリコーン、ステアリン酸アルミニウム等、あるいはそれらの混合処理がフィラーの分散性及び画像ボケの点からより好ましい。シランカップリング剤による処理は、画像ボケの影響が強くなるが、上記の表面処理剤とシランカップリング剤との混合処理を施すことによりその影響を抑制できる場合がある。
表面処理剤の量については、用いるフィラーの平均一次粒径によって異なるが、3〜30wt%が好ましく、5〜20重量%がより好ましい。表面処理剤の量がこれよりも少ないとフィラーの分散効果が得られず、また多すぎると残留電位の著しい上昇を引き起こす。
また、フィラーの平均一次粒径は、0.01〜0.5μmであることが光透過率や耐摩耗性の点から好ましい。フィラーの平均一次粒径が0.01μm以下の場合は、耐摩耗性の低下、分散性の低下等を引き起こし、0.5μm以上の場合には、フィラーの沈降性が促進されたり、トナーのフィルミングが発生したりする可能性がある。また、フィラーの含有量としては、5〜50重量%が好ましく、より好ましくは10〜40重量%である。
5重量%以下であると耐摩耗性はあるものの十分ではなく、50重量%を越えると、透明性が損なわれる。
次に、本発明の電子写真感光体の層構成について、図1〜図5に基づいて説明する。尚、図1〜図5は、電子写真感光体の断面図である。
図1は、最も基本的な積層感光体の構成例であり、導電性支持体(1)上に電荷発生層(2)、電荷輸送層(3)を順次積層したものである。負帯電で使用する場合は電荷輸送層にホール輸送性電荷輸送物質が使用され、正帯電で使用される場合は電荷輸送層に電子輸送性電荷輸送物質が使用される。
これらの場合、最表面層は電荷輸送層(3)であり、従って、本発明の芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する化合物(化合物(B))と前記化合物(A)(一般式(1)で表される電荷輸送性化合物)が重合反応により形成された3次元架橋膜は、この電荷輸送層に適用される。
図2は、基本構成の積層感光体に下引き層(4)を形成した構成であり、最も実用化されている構成である。この場合も、最表面層は電荷輸送層(3)であり、従って、本発明の芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する化合物(化合物(B))と前記化合物(A)(一般式(1)で表される電荷輸送性化合物)が重合反応により形成された3次元架橋膜は、この電荷輸送層に適用される。
図3は、さらに保護層として架橋型電荷輸送層(5)を最表面に設けた構成であり、従って、本発明の化合物(B)(芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する化合物)と前記化合物(A)(一般式(1)で表される電荷輸送性化合物)が重合反応により形成された3次元架橋膜は、この架橋型電荷輸送層に適用される。
ここで下引き層は必須ではないが、電荷リークの防止等に重要な機能を果たしており、通常は使用される。
この感光体構成の場合、電荷発生層から感光体表面までの電荷移動を電荷輸送層(3)と架橋型電荷輸送層(5)の二層で分担しており、主機能を分離することができる。例えば、電荷輸送性に優れる電荷輸送層と機械的強度に優れる架橋型電荷輸送層を組み合わせることで電荷輸送性にも優れ機械的強度にも優れた感光体の提供が可能になる。
本発明の芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する電荷輸送性化合物と前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物が重合反応により形成された3次元架橋物質を含む膜は、架橋膜の中では電荷輸送性に優れた膜であり、電荷輸送層(3)としての適用性も高いが、従来の分子分散型電荷輸送層に比べると電荷輸送性は劣る。従って、比較的薄膜で使用することが好ましく、この様な構成で使用するときが最も特性に優れた感光体を提供できる。
図4は、導電性支持体(1)上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする感光層(6)が設けられている。感光層(6)に本発明の芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する電荷輸送性化合物と前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物が重合反応により形成された3次元架橋物質を含む膜を使用することができる。この場合には、架橋膜中に電荷発生物質を含有させることが必要であり、前記塗工液中に電荷発生物質を混合分散した塗工液を作製して、塗工後、加熱乾燥により縮合反応させて3次元架橋物質を含む膜を作製する。
図5は、単層感光層(6)上に保護層(7)を設けた構成であり、この保護層(7)に本発明の芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する電荷輸送性化合物と前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物が重合反応により形成された3次元架橋物質を含む膜が使用される。
これら各層の構成要素は、本発明の3次元架橋物質を含む膜を適用しない箇所において、全て従来公知のものを使用することができる。以下、その他の構成要素について詳細に説明する。
<導電性支持体>
前記導電性支持体としては、体積抵抗1010Ω・cm以下の導電性を示すもの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、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金等の金属;酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を蒸着又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及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支持体として用いることができる。
その他、前記支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものについても、本発明の支持体として用いることができる。
前記導電性粉体としては、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には、ポリスチレン樹脂、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、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、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樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルトルエン樹脂、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、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂が挙げられる。
前記導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。
更に、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン(登録商標)などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、本発明の支持体として良好に用いることができる。
本発明の電子写真感光体においては、電荷輸送層と架橋型電荷輸送層の間に、架橋型電荷輸送層への電荷輸送層成分の混入を抑える又は両層間の接着性を改善する目的で中間層を設けることが可能である。
このため、前記中間層としては、架橋型電荷輸送層塗工液に対し不溶性又は難溶性であるものが適しており、一般にバインダー樹脂を主成分として用いる。これら樹脂としては、ポリアミド、アルコール可溶性ナイロン、水溶性ポリビニルブチラール、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。中間層の形成方法としては、前記塗工法が採用される。なお、前記中間層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、0.05〜2μmが好適である。
<下引き層>
本発明の電子写真感光体においては、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。該下引き層は一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。該樹脂としては、例えば、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、前記下引き層には、モアレ防止、残留電位の低減等を図るため、例えば、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物の微粉末顔料を添加することができる。
前記下引き層には、Al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SiO、SnO、TiO、ITO、CeO等の無機物を真空薄膜作製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。
前記下引き層は、前述の感光層の如く適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。更に本発明の下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することもできる。
前記下引き層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、0〜5μmが好ましい。
<電荷発生層>
前記電荷発生層は、少なくとも電荷発生物質を含んでおり、バインダー樹脂更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。
前記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。
無機系材料としては、例えば、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、アモルファス−シリコン等が挙げられる。アモルファス−シリコンにおいては、ダングリングボンドを水素原子、ハロゲン原子でターミネートしたものや、ホウ素原子、リン原子等をドープしたものが良好に用いられる。
前記有機系材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、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、アントラキノン系又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。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記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、例えば、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルケトン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール樹脂、ポリアクリルアミド樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、電荷発生層のバインダー樹脂としては、上述のバインダー樹脂の他に、電荷輸送機能を有する高分子電荷輸送物質、例えば、(1)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、アクリル樹脂などの高分子材料、(2)ポリシラン骨格を有する高分子材料などを用いることができる。
前記(1)の具体的な例としては、特開平01−001728号公報、特開平01−009964号公報、特開平01−013061号公報、特開平01−019049号公報、特開平01−241559号公報、特開平04−011627号公報、特開平04−175337号公報、特開平04−183719号公報、特開平04−225014号公報、特開平04−230767号公報、特開平04−320420号公報、特開平05−232727号公報、特開平05−310904号公報、特開平06−234836号公報、特開平06−234837号公報、特開平06−234838号公報、特開平06−234839号公報、特開平06−234840号公報、特開平06−234841号公報、特開平06−239049号公報、特開平06−236050号公報、特開平06−236051号公報、特開平06−295077号公報、特開平07−056374号公報、特開平08−176293号公報、特開平08−208820号公報、特開平08−211640号公報、特開平08−253568号公報、特開平08−269183号公報、特開平09−062019号公報、特開平09−043883号公報、特開平09−71642号公報、特開平09−87376号公報、特開平09−104746号公報、特開平09−110974号公報、特開平09−110976号公報、特開平09−157378号公報、特開平09−221544号公報、特開平09−227669号公報、特開平09−235367号公報、特開平09−241369号公報、特開平09−268226号公報、特開平09−272735号公報、特開平09−302084号公報、特開平09−302085号公報、特開平09−328539号公報等に記載の電荷輸送性高分子材料が挙げられる。
また、前記(2)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。
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。
前記低分子電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。
前記電子輸送物質としては、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が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記正孔輸送物質としては、例えば、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。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記電荷発生層を形成する方法としては、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。
前記真空薄膜作製法としては、例えば、真空蒸着法、グロー放電分解法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、CVD法等が用いられる。
前記キャスティング法としては、前記無機系もしくは有機系電荷発生物質、必要に応じてバインダー樹脂を、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、トルエン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、アニソール、キシレン、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、酢酸ブチル等の溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミル、ビーズミル等により分散し、分散液を適度に希釈して塗布することにより、形成できる。また、必要に応じて、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のレベリング剤を添加することができる。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート、リングコート法などを用いて行うことができる。
前記電荷発生層の厚みは、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、0.01〜5μmが好ましく、0.05〜2μmがより好ましい。
<電荷輸送層>
前記電荷輸送層は、帯電電荷を保持させ、かつ、露光により電荷発生層で発生分離した電荷を移動させて保持していた帯電電荷と結合させることを目的とする層である。帯電電荷を保持させる目的を達成するためには、電気抵抗が高いことが要求される。また、保持していた帯電電荷で高い表面電位を得る目的を達成するためには、誘電率が小さく、かつ、電荷移動性がよいことが要求される。
前記電荷輸送層は、少なくとも電荷輸送物質を含んでなり、バインダー樹脂、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記電荷輸送物質としては、正孔輸送物質、電子輸送物質、高分子電荷輸送物質、などが挙げられる。
前記電子輸送物質(電子受容性物質)としては、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、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記正孔輸送物質(電子供与性物質)としては、例えば、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、トリフェニルアミン誘導体、9−(p−ジエチルアミノスチリルアントラセン)、1,1−ビス−(4−ジベンジルアミノフェニル)プパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記高分子電荷輸送物質としては、以下のような構造を有するものが挙げられる。
(a)カルバゾール環を有する重合体としては、例えば、ポリ−N−ビニルカルバゾール、特開昭50−82056号公報、特開昭54−9632号公報、特開昭54−11737号公報、特開平4−175337号公報、特開平4−183719号公報、特開平6−234841号公報に記載の化合物等が例示される。
(b)ヒドラゾン構造を有する重合体としては、例えば、特開昭57−78402号公報、特開昭61−20953号公報、特開昭61−296358号公報、特開平1−134456号公報、特開平1−179164号公報、特開平3−180851号公報、特開平3−180852号公報、特開平3−50555号公報、特開平5−310904号公報、特開平6−234840号公報に記載の化合物等が例示される。
(c)ポリシリレン重合体としては、例えば、特開昭63−285552号公報、特開平1−88461号公報、特開平4−264130号公報、特開平4−264131号公報、特開平4−264132号公報、特開平4−264133号公報、特開平4−289867号公報に記載の化合物等が例示される。
(d)トリアリールアミン構造を有する重合体としては、例えば、N,N−ビス(4−メチルフェニル)−4−アミノポリスチレン、特開平1−134457号公報、特開平2−282264号公報、特開平2−304456号公報、特開平4−133065号公報、特開平4−133066号公報、特開平5−40350号公報、特開平5−202135号公報に記載の化合物等が例示される。
(e)その他の重合体としては、例えば、ニトロピレンのホルムアルデヒド縮重合体、特開昭51−73888号公報、特開昭56−150749号公報、特開平6−234836号公報、特開平6−234837号公報に記載の化合物等が例示される。
また、前記高分子電荷輸送物質としては、上記以外にも、例えば、トリアリールアミン構造を有するポリカーボネート樹脂、トリアリールアミン構造を有するポリウレタン樹脂、トリアリールアミン構造を有するポリエステル樹脂、トリアリールアミン構造を有するポリエーテル樹脂、などが挙げられる。前記高分子電荷輸送物質としては、例えば、特開昭64−1728号公報、特開昭64−13061号公報、特開昭64−19049号公報、特開平4−11627号公報、特開平4−225014号公報、特開平4−230767号公報、特開平4−320420号公報、特開平5−232727号公報、特開平7−56374号公報、特開平9−127713号公報、特開平9−222740号公報、特開平9−265197号公報、特開平9−211877号公報、特開平9−304956号公報、などに記載の化合物が挙げられる。
また、電子供与性基を有する重合体としては、上記重合体だけでなく、公知の単量体との共重合体、ブロック重合体、グラフト重合体、スターポリマー、更には、例えば、特開平3−109406号公報に開示されているような電子供与性基を有する架橋重合体などを用いることもできる。
前記バインダー樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、フェノキシ樹脂などが用いられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、前記電荷輸送層は、架橋性のバインダー樹脂と架橋性の電荷輸送物質との共重合体を含むこともできる。
前記電荷輸送層は、これらの電荷輸送物質及びバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。前記電荷輸送層には、更に必要に応じて、前記電荷輸送物質及びバインダー樹脂以外に、可塑剤、酸化防止剤、レベリング剤等などの添加剤を適量添加することもできる。
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適している。これらの溶剤は単独で使用しても2種以上混合して使用してもよい。また、電荷輸送層の形成は同様な塗工法が可能である。
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。
前記可塑剤としては、例えば、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等の一般樹脂の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、前記結着樹脂100質量部に対して0〜30質量部程度が適当である。
前記レベリング剤としては、例えば、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質量部程度が適当である。
前記電荷輸送層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、5〜40μmが好ましく、10〜30μmがより好ましい。
本発明の電子写真感光体においては、電荷輸送層と架橋型電荷輸送層の間に、架橋型電荷輸送層への電荷輸送層成分の混入を抑える又は両層間の接着性を改善する目的で中間層を設けることが可能である。
このため、前記中間層としては、架橋型電荷輸送層塗工液に対し不溶性又は難溶性であるものが適しており、一般にバインダー樹脂を主成分として用いる。これら樹脂としては、ポリアミド、アルコール可溶性ナイロン、水溶性ポリビニルブチラール、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。中間層の形成方法としては、前記塗工法が採用される。なお、前記中間層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、0.05〜2μmが好適である。
<各層への酸化防止剤の添加について>
本発明の電子写真感光体においては、耐環境性の改善のため、とりわけ、感度低下、残留電位の上昇を防止する目的で、前記架橋型電荷輸送層、前記電荷輸送層、前記電荷発生層、前記下引き層、前記中間層等の各層に酸化防止剤を添加することができる。
前記酸化防止剤としては、例えば、フェノール系化合物、パラフェニレンジアミン類、ハイドロキノン類、有機硫黄化合物類、有機燐化合物類、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記フェノール系化合物としては、例えば、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3,3’−ビス(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアッシド]クリコ−ルエステル、トコフェロール類、などが挙げられる。
前記パラフェニレンジアミン類としては、例えば、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。
前記ハイドロキノン類としては、例えば、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。
前記有機硫黄化合物類としては、例えば、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。
前記有機燐化合物類としては、例えば、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。
なお、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。
前記酸化防止剤の添加量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、添加する層の総質量に対し0.01〜10質量%が好ましい。
<画像形成装置>
次に、図面を用いて本発明の電子写真方法、並びに、画像形成装置を詳しく説明する。
図6は、本発明の電子写真プロセス、及び画像形成装置を説明するための概略図であり、下記のような例も本発明の範疇に属するものである。
感光体(10)は図中の矢印の方向に回転し、感光体(10)の周りには、帯電部材(11)、画像露光部材(12)、現像部材(13)、転写部材(16)、クリーニング部材(17)、除電部材(18)等が配置される。クリーニング部材(17)や除電部
材(18)が省略されることもある。
画像形成装置の動作は基本的に以下のようになる。帯電部材(11)により、感光体(10)表面に対してほぼ均一に帯電が施される。続いて、画像露光部材(12)により、入力信号に対応した画像光書き込みが行われ、静電潜像が形成される。次に、現像部材(13)により、この静電潜像に現像が行われ、感光体表面にトナー像が形成される。形成されたトナー像は、搬送ローラ(14)により転写部位に送られた転写紙(15)に、転写部材により、トナー像が転写される。このトナー像は、図示しない定着装置により転写紙上に定着される。転写紙に転写されなかった一部のトナーは、クリーニング部材(17)によりクリーニングされる。ついで、感光体上に残存する電荷は、除電部材(18)により除電が行われ、次のサイクルに移行する。
図6に示すように、感光体(10)はドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであってもよい。帯電部材(11)、転写部材(16)には、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器(ソリッド・ステート・チャージャ)のほか、ローラ状の帯電部材あるいはブラシ状の帯電部材等が用いられ、公知の手段がすべて使用可能である。
一方、画像露光部材(12)、除電部材(18)等の光源には、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。
これらの中でも半導体レーザー(LD)や発光ダイオード(LED)が主に用いられる。
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。
光源等は、光照射を併用した転写工程、除電工程、クリーニング工程、あるいは前露光などの工程を設けることにより、感光体(10)に光が照射される。但し、除電工程における感光体(10)への露光は、感光体(10)に与える疲労の影響が大きく、特に帯電低下や残留電位の上昇を引き起こす場合がある。
したがって、露光による除電ではなく、帯電工程やクリーニング工程において逆バイアスを印加することによっても除電することが可能な場合もあり、感光体の高耐久化の面から有効な場合がある。
電子写真感光体(10)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。かかる現像手段には、公知の方法が適用されるし、また、除電手段にも公知の方法が用いられる。
感光体表面に付着する汚染物質の中でも帯電によって生成する放電物質やトナー中に含まれる外添剤等は、湿度の影響を拾いやすく異常画像の原因となっているが、このような異常画像の原因物質には、紙粉もその一つであり、それらが感光体に付着することによって、異常画像が発生しやすくなるだけでなく、耐摩耗性を低下させたり、偏摩耗を引き起こしたりする傾向が見られる。したがって、上記の理由により感光体と紙とが直接接触しない構成であることが高画質化の点からより好ましい。
現像部材(13)により、感光体(10)上に現像されたトナーは、転写紙(15)に転写されるが、すべてが転写されるわけではなく、感光体(10)上に残存するトナーも生ずる。このようなトナーは、クリーニング部材(17)により、感光体(10)から除去される。
このクリーニング部材は、クリーニングブレードあるいはクリーニングブラシ等公知のものが用いられる。また、両者が併用されることもある。
本発明による感光体は、高光感度ならびに高安定化を実現したことから小径感光体に適用できる。したがって、上記の感光体がより有効に用いられる画像形成装置あるいはその方式としては、複数色のトナーに対応した各々の現像部に対して、対応した複数の感光体を具備し、それによって並列処理を行なう、いわゆるタンデム方式の画像形成装置に極めて有効に使用される。上記タンデム方式の画像形成装置は、フルカラー印刷に必要とされるイエロー(C)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の少なくとも4色のトナー及びそれらを保持する現像部を配置し、更にそれらに対応した少なくとも4本の感光体を具備することによって、従来のフルカラー印刷が可能な画像形成装置に比べ極めて高速なフルカラー印刷を可能としている。
図7は、本発明のタンデム方式のフルカラー電子写真装置を説明するための概略図であり、下記するような変形例も本発明の範疇に属するものである。
図7において、感光体(10C(シアン)),(10M(マゼンタ)),(10Y(イエロー)),(10K(ブラック))は、ドラム状の感光体(10)であり、これらの感光体(10C,10M,10Y,10K)は、図中の矢印方向に回転し、その周りに少なくとも回転順に帯電部材(11C,11M,11Y,11K)、現像部材(13C,13M,13Y,13K)、クリーニング部材(17C,17M,17Y,17K)が配置されている。
この帯電部材(11C,11M,11Y,11K)と、現像部材(13C,13M,13Y,13K)との間の感光体(10)の外側より、図示しない露光部材からのレーザー光(12C,12M,12Y,12K)が照射され、感光体(10C,10M,10Y,10K)に静電潜像が形成されるようになっている。
そして、このような感光体(10C,10M,10Y,10K)を中心とした4つの画像形成要素(20C、20M、20Y、20K)が、転写材搬送手段である転写搬送ベルト(19)に沿って並置されている。
転写搬送ベルト(19)は、各画像形成ユニット(20C、20M、20Y、20K)の現像部材(13C,13M,13Y,13K)と、クリーニング部材(17C,17M,17Y,17K)との間で感光体(10C,10M,10Y,10K)に当接しており、転写搬送ベルト(19)の感光体(10)側の裏側に当たる面(裏面)には転写バイアスを印加するための転写部材(16C,16M,16Y,16K)が配置されている。各画像形成要素(20C、20M、20Y、20K)は現像装置内部のトナーの色が異なることであり、その他は全て同様の構成となっている。
図7に示す構成のカラー電子写真装置において、画像形成動作は次のようにして行なわれる。まず、各画像形成要素(20C、20M、20Y、20K)において、感光体(10C,10M,10Y,10K)が、感光体10と連れ周り方向に回転する帯電部材(11C,11M,11Y,11K)により帯電され、次に、感光体(10)の外側に配置された露光部(図示せず)でレーザー光(12C,12M,12Y,12K)により、作成する各色の画像に対応した静電潜像が形成される。
次に現像部材(13C,13M,13Y,13K)により潜像を現像してトナー像が形成される。現像部材(13C,13M,13Y,13K)は、それぞれC(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー),K(ブラック)のトナーで現像を行なう現像部材で、4つの感光体(10C,10M,10Y,10K)上で作られた各色のトナー像は転写ベルト(19)上で重ねられる。
転写紙(15)は給紙コロ(21)によりトレイから送り出され、一対のレジストローラ(22)で一旦停止し、上記感光体上への画像形成とタイミングを合わせて転写部材(23)に送られる。転写ベルト(19)上に保持されたトナー像は転写部材(23)に印加された転写バイアスと転写ベルト(19)との電位差から形成される電界により、転写紙(15)上に転写される。転写紙上に転写されたトナー像は、搬送されて、定着部材(24)により転写紙上にトナーが定着されて、図示しない排紙部に排紙される。また、転写部で転写されずに各感光体(10C,10M,10Y,10K)上に残った残留トナーは、それぞれのユニットに設けられたクリーニング部材(17C,17M,17Y,17K)で回収される。
図7に示したような、中間転写方式は、フルカラー印刷が可能な画像形成装置に特に有効であり、複数のトナー像を一度中間転写体上に形成した後に紙に一度に転写することによって、色ズレの防止の制御もしやすく高画質化に対しても有効である。
中間転写体には、ドラム状やベルト状など種々の材質あるいは形状のものがあるが、本発明においては従来公知である中間転写体のいずれも使用することが可能であり、感光体の高耐久化あるいは高画質化に対し有効かつ有用である。
なお、図7の例では画像形成要素は転写紙搬送方向上流側から下流側に向けて、Y(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン),K(ブラック)の色の順で並んでいるが、この順番に限るものでは無く、色順は任意に設定されるものである。また、黒色のみの原稿を作成する際には、黒色以外の画像形成要素(20C,20M,20Y)が停止するような機構を設けることは本発明に特に有効に利用できる。
以上に示すような画像形成手段は、複写装置、ファクシミリ、プリンタ内に固定して組み込まれていてもよいが、プロセスカートリッジの形でそれら装置内に組み込まれてもよい。
前記プロセスカートリッジとは、図8に示すように、感光体(10)を内蔵し、他に帯電部材(11)、画像露光部材(12)、現像部材(13)、転写部材(16)、クリーニング部材(17)、及び除電部材を含んだ1つの装置(部品)である。
上記のタンデム方式による画像形成装置は、複数のトナー像を一度に転写できるため高速フルカラー印刷が実現される。
しかし、感光体が少なくとも4本を必要とすることから、装置の大型化が避けられず、また使用されるトナー量によっては、各々の感光体の摩耗量に差が生じ、それによって色の再現性が低下したり、異常画像が発生したりするなど多くの課題を有していた。
それに対し、本発明による感光体は、高光感度ならびに高安定化が実現されたことにより小径感光体でも適用可能であり、かつ残留電位上昇や感度劣化等の影響が低減されたことから、4本の感光体の使用量が異なっていても、残留電位や感度の繰り返し使用経時における差が小さく、長期繰り返し使用しても色再現性に優れたフルカラー画像を得ることが可能となる。
以下、実施例及び比較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、すべて質量部を表す。
[実施例1]
石英ガラス(10×40×1mm)上に、下記組成の架橋型電荷輸層塗工液をディップ塗工し、135℃で30min乾燥を行い、膜厚約0.5μmの架橋型電荷輸送層を形成した。
得られたサンプルを可視・紫外分光光度計(島津製作所社製)にて透過吸収スペクトル測定を実施した。その後、液体クロマトグラフィー用テトラヒドロフランに約2日間浸漬させ、その後サンプルを引き揚げ、30℃真空乾燥にて残留テトラヒドロフランを除去し、再度吸収スペクトル測定を実施した。得られた吸収スペクトルを図22に表す。
〔架橋型電荷輸送層塗工液の組成〕
・化合物(B)(オキシメチル基を4つ有するもの):具体例化合物No.B26
・・・7部
・下記構造の化合物(A):具体例化合物No.A15 ・・・3部
Figure 0005716962
・酸触媒:パラトルエンスルホン酸一水和物(東京化成社製) ・・・0.02部
・溶媒:テトラヒドロフラン ・・・40部
[比較例1]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を以下のように変えて実施したほかは同様にして作製した。得られた吸収スペクトルを図23に表す。
〔架橋型電荷輸送層塗工液の組成〕
・電荷輸送性化合物(B):具体例化合物No.B26 ・・・7部
・下記構造式で表される低分子電荷輸送物質:具体的化合物;下記構造式(40)の具体的化合物No.A’1 ・・・3部
Figure 0005716962
・酸触媒:パラトルエンスルホン酸一水和物(東京化成社製) ・・・0.02部
・溶媒:テトラヒドロフラン ・・・40部
[比較例2]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を以下のように変えて実施したほかは同様にして作製した。得られた吸収スペクトルを図22及び23に表す。但し、これら図中、1のグラフは実施例1のものを、2のグラフは比較例1のものを、3のグラフは比較例2のものを、それぞれ示す。
〔架橋型電荷輸送層塗工液の組成〕
・化合物(B):具体例化合物No.B26 ・・・10部
・酸触媒:パラトルエンスルホン酸一水和物(東京化成社製) ・・・0.02部
・溶媒:テトラヒドロフラン ・・・40部
図22の結果より、前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物(A)の具体例No.A15と電荷輸送性化合物の芳香環に(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ基を4つ有する電荷輸送性化合物(B)の具体例化合物No.B26は重合反応しており、具体例化合物No.B26単独重合膜と比べると、膜中に固定化された具体例No.A15の存在が明らかになった。
また、図23の結果より、前記化合物No.A’1と芳香環に結合した(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ基を4つ有する電荷輸送性化合物(B)の具体例化合物No.B26とは重合反応しておらず、具体例化合物No.B26単独重合膜と同じ吸収スペクトルであった。
前記一般式(1)で表わされる電荷輸送性化合物(A)の吸収スペクトルと芳香環に結合した(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ基を3つ以上有する化合物(B)の吸収スペクトルと重ならない場合には、上記結果のように3次元架橋膜中に前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物(A)が固定化されていることが顕著に観察することができる。
また、加熱乾燥していないサンプルを溶解した液と、加熱乾燥したサンプルを抽出した液を比較することで、同様な重合反応性を顕著に観察することができる。更に、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により詳細な重合反応率を算出することもできる。即ち、加熱乾燥していないサンプルで検出される前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物(A)由来のピーク面積と加熱乾燥したサンプルを同様にテトラヒドロフラン溶媒にて抽出された前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物(A)由来のピーク面積を比較することで、3次元架橋膜に固定化された前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物(A)量を解析することができる。
例えば、加熱乾燥していないサンプルにおける前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物(A)由来のピーク面積を100とし、加熱乾燥したサンプルから抽出されたピーク面積が100であった場合は、この電荷輸送性化合物(A)は重合反応していないことがわかる。この場合の重合反応率を0%とする。
一方、加熱乾燥したサンプルから抽出されたピーク面積が10であった場合は、この電荷輸送性化合物(A)の殆どが重合反応し、3次元架橋膜に固定化されていることがわかる。この場合の重合反応率を90%とする。
尚、化合物(B)(芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する電荷輸送性化合物)は、加熱乾燥後の抽出液には全く検出されない。
[実施例2]
厚み100μmのPETフィルムを直径30mmのアルミニウムシリンダー上に巻き付け、下記組成の架橋型電荷輸送層塗工液をスプレー塗工し、150℃で30分間乾燥を行い、厚み5.0μmの架橋型電荷輸送層を設けた。
10mlサンプル瓶に、直径20mm円状に切り抜いて得られたPETフィルムと2mlの液体クロマトグラフィー用テトラヒドロフランを入れ、約2日間浸漬放置した。その後、濾液をHPLC(島津製作所社製:HPLC2010AHT)装置を以下の条件にて、ピーク分離を行った。同様に、加熱乾燥していないサンプルにおける溶解液を作製し、加熱乾燥したサンプルから得られた抽出液とのピーク面積比較における重合反応率を表3に記載する。
〔架橋型電荷輸送層塗工液の組成〕
・化合物(B):具体例化合物No.B20 ・・・5部
・化合物(A):具体例化合物No.A1 ・・・5部
・酸触媒:パラトルエンスルホン酸一水和物(東京化成社製) ・・・0.02部
・溶媒:テトラヒドロフラン ・・・90部
<HPLC分析条件>
カラム:Inertsil ODS−3
移動相:テトラヒドロフラン/水=7/3
流速:1.0ml/min
[実施例3]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表3のように変えた他は同様にして作製し、評価を実施した。
[実施例4]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表3のように変えた他は同様にして作製し、評価を実施した。
[実施例5]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表3のように変えた他は同様にして作製し、評価を実施した。
[実施例6]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表3のように変えた他は同様にして作製し、評価を実施した。
[実施例7]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表3のように変えた他は同様にして作製し、評価を実施した。
[実施例8]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表3のように変えた他は同様にして作製し、評価を実施した。
[実施例9]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表3のように変えた他は同様にして作製し、評価を実施した。
[実施例10]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表3のように変えた他は同様にして作製し、評価を実施した。
[実施例11]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表3のように変えた他は同様にして作製し、評価を実施した。
[実施例12]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表3のように変えた他は同様にして作製し、評価を実施した。
[実施例13]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表3のように変えた他は同様にして作製し、評価を実施した。
[実施例14]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表3のように変えた他は同様にして作製し、評価を実施した。
[実施例15]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表3のように変えた他は同様にして作製し、評価を実施した。
[実施例16]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表3のように変えた他は同様にして作製し、評価を実施した。
[実施例17]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表3のように変えた他は同様にして作製し、評価を実施した。
[実施例18]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表3のように変えた他は同様にして作製し、評価を実施した。
Figure 0005716962
化合物(B)(芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する化合物)の化学構造式に大きく係わらず、化合物(A)(前記一般式(1)で表される化合物)の化学構造によって、重合反応性率が大きく異なる。トリフェニルアミン構造を有する具体例No.A1、A2、A5は高い重合反応性を示し、トリアリールアミン構造の分子量が大きい程、重合反応率が低下する傾向があることがわかる。即ち、分子サイズが大きくなることで、芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する化合物(B)との立体的な障害が大きくなり、重合反応確率が低下していると推定される。尚、芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する化合物(B)は、加熱乾燥後の抽出液には全く検出されない。
以上のようにして、化合物(B)(芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する化合物)と化合物(A)(上記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物)が、該[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の一部が切れて脱離する反応により、重合した3次元架橋膜の重合反応性を検証した。
[実施例19]
直径30mmのアルミニウムシリンダー上に、下記組成の下引き層塗工液、下記組成の電荷発生層塗工液、及び下記組成の電荷輸送層塗工液を順次、塗布し、乾燥することにより、厚み3.5μmの下引き層、厚み0.2μmの電荷発生層、及び厚み25μmの電荷輸送層を形成した。
得られた電荷輸送層上に、下記組成の架橋型電荷輸送層塗工液をスプレー塗工し、135℃で30分間乾燥を行い、厚み5.0μmの架橋型電荷輸送層を設けた。以上により、実施例21の電子写真感光体を作製した。
〔下引き層塗工液の組成〕
・アルキッド樹脂(ベッコゾール1307−60−EL、大日本インキ化学工業株式会社製) ・・・6部
・メラミン樹脂(スーパーベッカミンG−821−60、大日本インキ化学工業株式会社製) ・・・4部
・酸化チタン(CREL、石原産業株式会社製) ・・・40部
・メチルエチルケトン ・・・50部
〔電荷発生層塗工液の組成〕
・ポリビニルブチラール(XYHL、UCC社製) ・・・0.5部
・シクロヘキサノン ・・・200部
・メチルエチルケトン ・・・80部
・下記構造式で表されるビスアゾ顔料 ・・・2.4部
Figure 0005716962
〔電荷輸送層塗工液の組成〕
・ビスフェノールZポリカーボネート(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製) ・・・10部
・テトラヒドロフラン ・・・100部
・1質量%シリコーンオイルのテトラヒドロフラン溶液(KF50−100CS、信越化学工業株式会社製) ・・・0.2部
・下記構造式で表される低分子電荷輸送物質(化合物No.A’1) ・・・5部
Figure 0005716962
〔架橋型電荷輸送層塗工液の組成〕
・化合物(B)(オキシメチル基を4つ有するもの):具体例化合物No.B20
・・・6.5部
・化合物(A):具体例化合物No.A1 ・・・3.5部
・酸触媒:パラトルエンスルホン酸一水和物(東京化成社製) ・・・0.02部
・溶媒:テトラヒドロフラン ・・・90部
[実施例20]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例21]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例22]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例23]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例24]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例25]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例26]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例27]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例28]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例29]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例30]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例31]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例32]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例33]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例34]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例35]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例36]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例37]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例38]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例39]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例40]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を表4のように変えた他は同様にして電子写真感光体を作製し、評価を実施した。
[実施例41]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を以下のように変えて実施したほかは同様にして電子写真感光体を作製した。
〔架橋型電荷輸送層塗工液の組成〕
・化合物(B):具体例化合物No.B26 ・・・6.5部
・化合物(A):具体例化合物No.A1 ・・・3.5部
・酸触媒:パラトルエンスルホン酸一水和物(東京化成社製) ・・・0.04部
・溶媒:テトラヒドロフラン ・・・90部
[実施例42]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を以下のように変えて実施したほかは同様にして電子写真感光体を作製した。
〔架橋型電荷輸送層塗工液の組成〕
・化合物(B):具体例化合物No.B26 ・・・6.5部
・化合物(A):具体例化合物No.A1 ・・・3.5部
・酸触媒:Nacure2500(楠本化成) ・・・0.1部
・溶媒:テトラヒドロフラン ・・・90部
Figure 0005716962
[比較例3]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を以下に変えて実施した他は同様にして電子写真感光体を作製した。
〔架橋型電荷輸送層塗工液の組成〕
・化合物(B):具体例化合物No.B26 ・・・10部
・酸触媒:パラトルエンスルホン酸一水和物(東京化成社製) ・・・0.02部
・溶媒:テトラヒドロフラン ・・・90部
[比較例4]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を以下に変えて実施した他は同様にして電子写真感光体を作製した。
〔架橋型電荷輸送層塗工液の組成〕
・化合物(B):具体例化合物No.B26 ・・・6.5部
・下記構造式で表される低分子電荷輸送物質(化合物No.A’1) ・・・3.5部
Figure 0005716962
・酸触媒:パラトルエンスルホン酸一水和物(東京化成社製) ・・・0.02部
・溶媒:テトラヒドロフラン ・・・90部
[比較例5]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を以下に変えて実施した他は同様にして電子写真感光体を作製した。
〔架橋型電荷輸送層塗工液の組成〕
・合成例2で得たメチロール化合物 ・・・6.5部
・下記構造式で表される低分子電荷輸送物質(化合物No.A’1) ・・・3.5部
Figure 0005716962
・酸触媒:パラトルエンスルホン酸一水和物(東京化成社製) ・・・0.02部
・溶媒:テトラヒドロフラン ・・・90部
[比較例6]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を以下に変えて実施した他は同様にして電子写真感光体を作製した。
〔架橋型電荷輸送層塗工液の組成〕
・化合物B:具体例化合物No.B26 ・・・6.5部
・下記構造式で表される低分子電荷輸送物質(化合物No.A’2) ・・・3.5部
Figure 0005716962
・酸触媒:パラトルエンスルホン酸一水和物(東京化成社製) ・・・0.02部
・溶媒:テトラヒドロフラン ・・・90部
[比較例7]
実施例1において架橋型保護層を設けない他は同様にして電子写真感光体を作製した。
[比較例8]
実施例1において化合物(B)の具体的化合物No.B26の代わりに、下記構造の電荷輸送性化合物B’1を用いる他は同様にして電子写真感光体を作製した。
しかしながら、得られた電子写真感光体表面が液状であり、且つ具体例化合物No.A1の結晶化が見られ、感光体としての評価はできなかった。
Figure 0005716962
[比較例9]
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液の組成を以下に変えて実施した他は同様にして電子写真感光体を作製した。
〔架橋型電荷輸送層塗工液の組成〕
化合物(B)の具体的化合物No.B26代わりに、下記構造の電荷輸送性化合物B’2 ・・・3.0部
Figure 0005716962
・レゾール型フェノール樹:PL−2211(群栄化学社製) ・・・3.5部
・前記一般式(1)で表される化合物:具体例化合物No.A1 ・・・3.5部
・酸触媒:Nacure2500(楠本化成社製) ・・・0.2部
・溶媒(1):イソプロパノール ・・・15部
・溶媒(2):メチルエチルケトン ・・・5部
しかしながら、得られた電子写真感光体表面が液状であり、且つ具体例化合物No.A1の結晶化が見られ、感光体としての評価はできなかった。
<架橋型電荷輸送層の溶解性試験&表面平滑性評価>
架橋型電荷輸送層の架橋反応性を溶解性試験にて行った。溶解性試験は、アルミ支持体上に架橋型電荷輸送層塗工液を実施例19〜42及び比較例3〜5と同様に直接塗工し、熱乾燥した膜を、綿棒にテトラヒドロフランを浸し、硬化物表面を擦り、その表面を観察した。
また、架橋型電荷輸送層の表面平滑性を表面粗さ形状測定機(東京精密社製サーフコム1400D)にて、JIS−’82規格による十点平均粗さ(Rz)値を求め、1μm以下を「良好」、1μmを超える場合を「不良」と判定した。
[溶解性試験結果]
実施例19〜42及び比較例3〜5おいては、不溶であった。比較例6は、溶解した。
[表面平滑性試験結果]
実施例19〜42及び比較例3〜6のおいては、「良好」であった
<電子写真感光体評価>
実施例19〜42、比較例3〜7で作製した各電子写真感光体をリコー製デジタルフルカラー複合機imagioNeo455のプロセスカートリッジに着装し、暗部電位750(−V)に設定した後に、600dpi×600dpiの解像度でリコーマイリサイクルペーパーGPのA4用紙を用いて、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各中間調帯模様であるテストパターンを連続500枚の画像出力を繰り返し、トータル10万枚の印刷を行った。この時の、機械特性、電気特性、画像特性(1)を評価した。
また、前記各電子写真感光体をプロセスカートリッジに装着し、画像露光光源として655nmの半導体レーザーを用いた画像形成装置(株式会社リコー製、imagioNeo270)の改造機にて初期暗部電位を−700Vに設定した後に、斜め格子内部パターン(1to5)にて、5万枚印刷を行った。この時の画像特性(2)を評価した。
[機械特性]
初期及び10万枚印刷後の膜厚差より摩耗量を実測した。結果を表5に示す。
[電気特性]
初期及び10万枚印刷後の画像露光光源光量が約0.4μJ/cmにおける明部電位を実測した。その明部電位差の絶対値を変化量とし、明部電位変化量を以下の基準で評価した。結果を表5に示す。評価基準は以下の通りである。
◎:明部電位変化量10V未満
○:明部電位変化量10V以上15V未満
△:明部電位変化量15V以上20V未満
×:明部電位変化量20V以上30V未満
××:明部電位変化量30V以上
[画像特性(1)]
作製した電子写真感光体をNOx暴露試験装置(ダイレック社製)を用いて、一酸化窒素濃度:40ppm/二酸化窒素濃度:10ppmの濃度にて、30℃ 85RH%下で48時間暴露し、画像品質を評価した。600dpi 2×2の画像チャートを出力し、画像濃度計(X−Rite939:SDG社製)により測定した。結果を表5に示す。評価基準は以下の通りである。
◎:濃度0.35以上
○:濃度0.30以上0.35未満
△:濃度0.25以上0.30未満
×:濃度0.20以上0.25未満
××:濃度0.20以下
[画像特性(2)]
5万枚複写後の画像を観察し、べた画像部から白斑点の単位面積当りの個数を数えた。
結果を表4に示す。評価基準は以下の通りである。
◎:0から5個/100cm
○:5から10個/100cm
△:10から25個/100cm
×:25から50個/100cm
××:50個/100cm以上
Figure 0005716962
以上のように、前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物を用いない比較例3の電子写真感光体は、機械特性である耐摩耗性や白斑点が発生しにくい良好な強度を有するが、電位安定性や画像安定性が良くないことがわかる。
重合反応性を有さない電荷輸送性化合物(構造式(40)で示される化合物No.A’1)を用いた比較例4の電子写真感光体は、耐摩耗性が大きく劣ることはないが、白斑点が多数発生し、またNOx暴露による濃度低下も認められた。電荷輸送性化合物が多く分子分散された3次元架橋では安定性と強固性の両立が困難であるとことがわかる。
電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4つ有する化合物と構造が類似しているメチロール化合物と前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物を用いた比較例5の電子写真感光体は、お互いの相溶性が悪く、耐摩耗性は良好であったが、電位変動や画像濃度低下及び異常画像が認められた。
窒素原子に結合した置換基を有さないフェニル基を1つ有する前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物に類似した化合物を用いた比較例6の電子写真感光体は、良好な3次元架橋膜を形成することができなかった。高湿NOx暴露による濃度低下は認められなかったが、耐摩耗性が非常に悪く、10万枚の印刷中に保護層は消失した。
3次元架橋膜を表面層に用いない通常の比較例6の電子写真感光体では、電気特性及び画像特性が良好であるが、耐摩耗性が極めて大きい。本発明の電子写真感光体が通常の感光体に比べて極めて耐久性に優れていることを示し、本発明の電子写真感光体が耐摩耗性と耐ガス安定性を両立させていることを示している。
電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を2個しか有しない化合物やその類似化合物を用いた比較例8、比較例9では相溶性不良による硬化不十分となり、所望の感光体が形成できない。
また、実施例19から36及び、41、42の電荷輸送性化合物の芳香環に(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ基を3つ以上有する化合物の仕込み含有量が65重量%で、前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物の仕込み含有量が35重量%である3次元架橋型電荷輸送層を有する電子写真感光体は、優れた耐摩耗性を維持した上で、安定な電気特性と画像特性を得ることができ、更に異常画像もないことがわかった。
実施例37の電荷輸送性化合物の芳香環に(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ基を3つ以上有する化合物の仕込み含有量が35重量%で、前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物の仕込み含有量が65重量%である3次元架橋型電荷輸送層を有する電子写真感光体は、耐摩耗性が若干劣るが、実使用上問題ない。しかしながら、架橋反応点が少なくなったことから、白斑点が多く検出された。
実施例38の電荷輸送性化合物の芳香環に(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ基を3つ以上有する化合物の仕込み含有量が50重量%で、前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物の仕込み含有量が50重量%である3次元架橋型電荷輸送層を有する電子写真感光体は、実施例1から16と同等の特性を得ることがわかった。
実施例39の電荷輸送性化合物の芳香環に(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ基を3つ以上有する化合物の仕込み含有量が80重量%で、前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物の仕込み含有量が20重量%である3次元架橋型電荷輸送層を有する電子写真感光体は、耐摩耗性は優れるが、高湿NOx暴露による濃度低下が若干認められた。前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物が少ないことで、安定性が低下した。
実施例40の電荷輸送性化合物の芳香環に(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ基を3つ以上有する化合物の仕込み含有量が90重量%で、前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物の仕込み含有量が10重量%である3次元架橋型電荷輸送層を有する電子写真感光体は、実施例39よりも前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物が少ないことで、更に電位変動と高湿NOx暴露による濃度低下が認められた。
以上のように本発明によれば、3次元架橋膜本来の耐摩耗性を維持しながら、繰返し使用時の白斑点状等の画像欠陥が生じにくく、電荷輸送性優れ、使用環境負荷による電位変動をも抑制した真に高耐久で高安定な感光体の提供及びそれを用いた画像形成方法、画像形成装置、画像形成装置用プロセスカートリッジの提供が可能になる。
1 導電性支持体
2 電荷発生層
3 電荷輸送層
4 下引き層
5 架橋型電荷輸送層
6 電荷発生物質と電荷輸送物質を両方含有する単層感光層
7 単層感光層用保護層
10、10Y、10M、10C、10K 感光体
11、11Y、11M、11C、11K 帯電部材
12、12Y、12M、12C、13K 画像露光部材
13、13Y、13M、13C、13K 現像部材
14 搬送ローラ
15 転写紙
16、16Y、16M、16C、16K 転写部材
17、17Y、17M、17C、17K クリーニング部材
18 除電部材
20Y、20M、20C、20K 画像形成要素
21 給紙コロ
22 レジストローラ
23 転写部材(二次転写部材)
24 定着部材
特開昭56−048637号公報 特開昭64−001728号公報 特開平04−281461号公報 特許第3262488号公報 特許第3194392号公報 特開2000−66425号公報 特開平06−118681号公報 特開平09−124943号公報 特開平09−190004号公報 特開2000−171990号公報 特開2003−186223号公報 特開2007−293197号公報 特開2008−299327号公報 特第4262061号公報 特開2006−251771号公報 特開2009−229549号公報 特開2006−84711号公報

Claims (9)

  1. 導電性支持体上に少なくとも感光層を有する電子写真感光体において、該感光層の最表面層が、芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する電荷輸送性化合物(B)と下記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物(A)が、該[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の一部が切れて脱離する反応により、重合した3次元架橋生成物を含むものであることを特徴とする電子写真感光体。
    Figure 0005716962
    (式中、Arは炭素数1から4のアルキル基を置換基として有して良い炭素数6から20の芳香族炭化水素基を表す)
  2. 前記一般式(1)で表わされる電荷輸送性化合物(A)が、下記式(2)乃至(8)で表される群から選択された1種以上のものであることを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。
    Figure 0005716962
    (式中、Rはメチル基を表し、aは0から5の整数を表す)
    Figure 0005716962
    Figure 0005716962
    (式中、Rは水素、メチル基、エチル基、ターシャルブチル基を表す)
    Figure 0005716962
    Figure 0005716962
    Figure 0005716962
    Figure 0005716962
  3. 導電性支持体上の感光層が少なくとも電荷発生層、電荷輸送層、及び架橋型電荷輸送層をこの順に有してなり、該架橋型電荷輸送層が、前記3次元架橋生成物を含むものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子写真感光体。
  4. 前記3次元架橋生成物が、芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する電荷輸送性化合物(B)と前記一般式(1)で表される電荷輸送性化合物(A)に酸触媒を添加し加熱することで、[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の一部を脱離させる反応により得られたものであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電子写真感光体。
  5. 芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する電荷輸送性化合物(B)と前記一般式(1)で表される化合物(A)の混合において前記一般式(1)で表される化合物(A)の混合比率が20〜60質量%であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電子写真感光体。
  6. 前記芳香環に結合した[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ以上有する電荷輸送性化合物(B)が下記一般式(9)乃至(14)で表される群から選択された1種以上のものであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電子写真感光体。
    Figure 0005716962
    (式中、Ar,Ar,Arは、アルキル基を置換基として有しても良い炭素数が6から18の芳香族炭化水素の2価基を表す)
    Figure 0005716962
    (式中、Xは炭素数が1から4のアルキレン基、炭素数が2から6のアルキリデン基、フェニレン基を介して炭素数が2から6のアルキリデン基が2個結合した2価基、酸素原子を表す。Ar,Ar,Ar,Ar,Ar,Ar10は、アルキル基を置換基として有しても良い炭素数が6から18の芳香族炭化水素の2価基を表す。)
    Figure 0005716962
    (式中、Yは、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、スチルベン、ジスチリルベンゼン、縮合多環芳香族炭化水素の2価基を表す。Ar11,Ar12,Ar13,Ar14は、アルキル基を置換基として有しても良い炭素数が6から18の芳香族炭化水素の2価基を表す。)
    Figure 0005716962
    (式中、R,R,Rは、同一でも異なっていてもよく、水素原子、メチル基、エチル基を表わし、b、c、dは1〜4の整数を表わす。)
    Figure 0005716962
    (式中、Xは−CH−、−CHCH−、−C(CH−Ph−C(CH−、−C(CH−、−O−を表わす。R,R,R,R,R10,R11は、同一でも異なっていてもよく、水素原子、メチル基、エチル基を表わし、e、f、g、h、i、jは1〜4の整数を表わす。)
    Figure 0005716962
    (式中、Yはベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、スチルベン、ナフタレンの2価基を表す。R12,R13,R14,R15は、同一でも異なっていてもよく、水素原子、メチル基、エチル基を表わし、k、l、m、nは1〜4の整数を表わす。)
  7. 電子写真感光体表面を帯電させる帯電工程と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、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、前記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有する画像形成方法であって、前記電子写真感光体が、請求項1乃至6のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成方法。
  8. 電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、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手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、前記電子写真感光体が、請求項1乃至6のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置。
  9. 電子写真感光体と、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段及び除電手段よりなる群から選択される少なくとも1つの手段を有し、画像形成装置本体に着脱可能であるプロセスカートリッジにおいて、前記電子写真感光体が、請求項1乃至6のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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