【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規シアノ化合物に関し、詳しくは、電子写真用感光体(以下、単に「感光体」とも称する)等の電子輸送物質として有用な新規シアノ化合物に関する。また、本発明は電子写真用感光体および電子写真装置に関し、詳しくは、導電性基体上に有機材料を含む感光層を設けた、電子写真方式のプリンター、複写機などに用いられる電子写真用感光体および電子写真装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来は、電子写真用感光体の感光層として、セレンまたはセレン合金などの無機光導電性物質、酸化亜鉛あるいは硫化カドミウムなどの無機光導電性物質を樹脂結着剤中に分散させたものが用いられてきた。近年では、有機光導電性物質を用いた電子写真用感光体の研究が進み、感度や耐久性などが改善されて実用化されているものもある。
【0003】
また、感光体には、暗所で表面電荷を保持する機能と、光を受容して電荷を発生する機能と、同じく光を受容して電荷を輸送する機能とが必要であるが、一つの層でこれらの機能を併せ持った、いわゆる単層型感光体と、主として電荷発生に寄与する層と暗所での表面電荷の保持および光受容時の電荷輸送に寄与する層とに機能分離した層を積層した、いわゆる積層型感光体とがある。
【0004】
これらの感光体を用いた電子写真法による画像形成には、例えば、カールソン方式が適用される。この方式での画像形成は、暗所での感光体へのコロナ放電による帯電と、帯電された感光体表面上への原稿の文字や絵などの静電潜像の形成と、形成された静電潜像のトナーによる現像と、現像されたトナー像の紙などの支持体への定着とにより行われ、トナー像転写後の感光体は、除電、残留トナーの除去、光除電などを行った後、再使用に供される。
【0005】
実用化されている有機感光体は、無機感光体に比べ、可とう性、膜形成性、低コスト、安全性などの利点があり、材料の多様性から、さらに感度、耐久性などの改善が進められている。
【0006】
有機感光体のほとんどは、電荷発生層と電荷輸送層とに機能を分離した積層型の有機感光体である。一般に、積層型有機感光体は、導電性基体上に、顔料や染料などの電荷発生物質を含む電荷発生層と、ヒドラゾンやトリフェニルアミンなどの電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを順に形成したものであり、電子供与性である電荷輸送物質の性質上、正孔移動型となり、感光体表面を負帯電したときに感度を有する。ところが負帯電型では、正帯電型に比べて帯電時に用いるコロナ放電が不安定であり、また、オゾンや窒素酸化物などを発生させるために、これらが感光体表面に吸着して、物理的、化学的劣化を引き起こしやすく、さらに、環境を悪化するという問題がある。このような点から、感光体としては負帯電型感光体よりも使用条件の自由度の大きい正帯電型感光体の方が、その適用範囲が広く有利である。
【0007】
そこで、正帯電型で使用するために、電荷発生物質と電荷輸送物質とを同時に樹脂バインダに分散させて単層の感光層として使用する方法が提案されており、一部実用化されている。しかし、単層型感光体は高速機に適用するには感度が十分ではなく、また、繰り返し特性などの点からもさらに改良が必要である。
【0008】
また、高感度化を目的として機能分離型の積層構造とするため、電荷輸送層上に電荷発生層を積層して感光体を形成し、正帯電型で使用する方法も考えられるが、この方式では、電荷発生層が表面に形成されるため、コロナ放電、光照射、機械的摩耗などにより、繰り返し使用時における安定性などに問題が生ずる。この場合、電荷発生層の上にさらに保護層を設けることも提案されているが、機械的摩耗は改善されるものの、感度などの電気特性の低下を招くなどの問題は解消されていない。
【0009】
さらに、電荷発生層上に電子輸送性の電荷輸送層を積層して感光体を形成する方法も提案されている。
【0010】
電子輸送性の電荷輸送材料としては、例えば、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノンなどが知られているが、この物質は発ガン性があることから、安全上問題がある。また、その他、特許文献1〜特許文献4などではシアノ化合物やキノン系化合物などが提案されているが、実用化に十分な電子輸送能を有するものは得られていなかった。
【0011】
さらには、例えば、特許文献5〜特許文献15、非特許文献1〜非特許文献4等において、数多くの電子輸送物質やこれを用いた電子写真用感光体が提案、記載され、注目を浴びるようになってきている。また、単層型感光層中に、例えば、特許文献16〜特許文献20等に記載されているような正孔輸送物質および電子輸送物質を組み合わせて用いた感光体が高感度であるとして着目され、一部実用化されている。
【0012】
これに対し、本発明者らはこれまでに、優れた電子輸送性を有する物質を含有する感光体を種々提案している(例えば、特許文献21〜特許文献24などに記載)。
【0013】
【特許文献1】
特開平1−206349号公報
【特許文献2】
特開平6−59483号公報
【特許文献3】
特開平9−190002号公報
【特許文献4】
特開平9−190003号公報
【特許文献5】
特開平4−360148号公報
【特許文献6】
特開平3−290666号公報
【特許文献7】
特開平5−92936号公報
【特許文献8】
特開平9−151157号公報
【特許文献9】
特開平5−279582号公報
【特許文献10】
特開平7−179775号公報
【特許文献11】
特開平10−73937号公報
【特許文献12】
特開平4−338760号公報
【特許文献13】
特開平1−230054号公報
【特許文献14】
特開平8−278643号公報
【特許文献15】
特開2001−222122号公報
【特許文献16】
特開平5−150481号公報
【特許文献17】
特開平6−130688号公報
【特許文献18】
特開平9−281728号公報
【特許文献19】
特開平9−281729号公報
【特許文献20】
特開平10−239874号公報
【特許文献21】
特開2000−75520号公報
【特許文献22】
特開2000−199979号公報
【特許文献23】
特開2000−143607号公報
【特許文献24】
特開2001−142239号公報
【非特許文献1】
電子写真学会誌Vol.30,p266〜273(1991)
【非特許文献2】
Pan−Pacific Imaging Conference/Japan Hardcopy’98 July 15〜17,1998 JAHALL,Tokyo,Japan 予稿集p207〜210
【非特許文献3】
Japan Hardcopy’97 論文集1997年7月9日、10日、11日 JAホール(東京・大手町)p21〜24
【非特許文献4】
Japan Hardcopy’92 論文集1992年7月6日、7日、8日JAホール(東京・大手町)p173〜176
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の高感度感光体に対する要請から、より優れた電子輸送性を有する新たな電荷輸送物質を用いることにより、高性能の感光体を実現することが求められていた。
【0015】
そこで本発明の目的は、電子写真用感光体用途に有用な電子輸送能に優れた化合物を提供することにあり、また、かかる新規な有機材料を感光層中に電荷輸送物質として用いることにより、高感度な複写機用およびプリンター用の正帯電型電子写真用感光体およびそれを用いた電子写真装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するために各種有機材料について鋭意検討した結果、以下に示す一般式(I)で示される特定の電子輸送性を有する化合物を電荷輸送物質として使用することにより、正帯電で使用可能な高感度感光体を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0017】
即ち、上記課題を解決するために、本発明は、下記一般式(I)、
(式(I)中、RlおよびR2は、同一または異なって、置換基を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数1〜6のアルコキシ基、置換基を有してもよいアリール基、炭素数1〜6のアルキルアミノ基若しくはハロゲン原子を表し、または、隣り合う2つのRl同士またはR2同士で結合して環を形成していてもよく、mおよびnはそれぞれ0〜5の整数を表す)で示される構造を有することを特徴とする新規シアノ化合物である。
【0018】
また、上記課題を解決するために、本発明は、導電性基体上に電荷発生物質および電荷輸送物質を含有する感光層を設けた電子写真用感光体において、該感光層が、下記一般式(I)、
(式(I)中、RlおよびR2は、同一または異なって、置換基を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数1〜6のアルコキシ基、置換基を有してもよいアリール基、炭素数1〜6のアルキルアミノ基若しくはハロゲン原子を表し、または、隣り合う2つのRl同士またはR2同士で結合して環を形成していてもよく、mおよびnはそれぞれ0〜5の整数を表す)で示される化合物の少なくとも一種を含有することを特徴とする電子写真用感光体である。
【0019】
さらに、上記課題を解決するために、本発明は、上記本発明の電子写真用感光体を備え、かつ、正帯電プロセスにて帯電プロセスを行うことを特徴とする電子写真装置である。
【0020】
【発明の実施の形態】
前記一般式(I)で示される化合物の具体例を、下記の構造式(I−1)〜(I−12)にて示すが、本発明においては、これらの化合物に限定されるものではない。
【0021】
【0022】
本発明の化合物は、例えば、下記反応式(1)に従い合成することができる。
即ち、構造式(I)で示される化合物は、下記反応式(1)に示すように、構造式(A)で示される化合物と構造式(B)で示される化合物とを適当な有機溶媒中で脱水縮合することにより合成することができる。
【0023】
反応式(1)
【0024】
以下、本発明の電子写真用感光体の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1および図2は、感光体の各種構成例を示す模式的断面図である。
図1は、いわゆる単層型感光体の一構成例を示しており、導電性基体1上に電荷発生物質と電荷輸送物質とを樹脂バインダ(結着剤)中に分散した単層の感光層2が設けられ、さらに、必要に応じて被覆層(保護層)6が積層されている。
この単層型感光体は、電荷発生物質を電荷輸送物質および樹脂バインダを溶解した溶液中に分散せしめ、この分散液を導電性基体上に塗布して感光層を形成することにより作製することができる。さらに、必要な場合には被覆層6を塗布形成することができる。
【0025】
図2は、いわゆる積層型感光体の一構成例を示しており、導電性基体1上に、電荷発生物質を主体とする電荷発生層3と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層4とが順次積層された感光層5が設けられている。この積層型感光体は、導電性基体上に電荷発生物質を真空蒸着するか、または、電荷発生物質の粒子を溶剤または樹脂バインダ中に分散して得た分散液を塗布、乾燥して電荷発生層を形成し、次いで、その上に電荷輸送物質および樹脂バインダを溶解した溶液を塗布、乾燥して電荷輸送層を形成することにより作製することができる。
【0026】
また、図示はしていないが、いずれのタイプの感光体においても、導電性基体と感光層との間に下引き層を設けることができる。下引き層は、導電性基体から感光層への不要な電荷の注入防止や、基体表面上の欠陥被覆、感光層の接着性向上等の目的で必要に応じて設けることができ、樹脂を主成分とする層やアルマイト等の酸化皮膜等からなる。
【0027】
なお、本発明のいずれのタイプの感光体も、感光層中に、電荷輸送物質として、前記一般式(I)で示される本発明に係る電子輸送性を有する化合物の少なくとも一種を含有する。
【0028】
以下、本発明の感光体の好適な実施の形態を図2に示す積層型感光体について説明するが、本発明は以下の具体例に限定されるものではない。
【0029】
導電性基体1は、感光体の電極としての役目と同時に他の各層の支持体ともなっており、円筒状、板状、フィルム状のいずれでもよく、材質的にはアルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルなどの金属や、ガラス、樹脂などの上に導電処理を施したものなどを用いることができる。
【0030】
電荷発生層3は、前述したように電荷発生物質の粒子を樹脂バインダ中に分散させた材料を塗布するか、あるいは、真空蒸着するなどの方法により形成され、光を受容して電荷を発生する。また、その電荷発生効率が高いことと同時に発生した電荷の電荷輸送層4への注入性が重要であり、電場依存性が少なく、低電場でも注入の良いことが望ましい。
【0031】
電荷発生物質としては、無金属フタロシアニン、チタニルフタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、各種アゾ、キノン、インジゴ、シアニン、スクアリリウム、アズレニウム、ピリリウム化合物などの顔料あるいは染料や、セレンまたはセレン化合物などが用いられ、画像形成に使用される露光光源の光波長領域に応じて好適な物質を選ぶことができる。電荷発生層は電荷発生機能を有すればよいので、その膜厚は電荷発生物質の光吸収係数より決まり、一般的には5μm以下であり、好適には2μm以下である。さらに、電荷発生層は、電荷発生物質を主体としてこれに電荷輸送物質などを添加して使用することも可能である。
【0032】
電荷発生層3用の樹脂バインダとしては、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、塩化ビニル、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ジアリルフタレート樹脂、メタクリル酸エステルの重合体および共重合体などを適宜組み合わせて使用することが可能である。
【0033】
電荷輸送層4は、樹脂バインダ中に電荷輸送物質を分散させた塗膜であり、暗所では絶縁体層として感光体の電荷を保持し、光受容時には電荷発生層から注入される電荷を輸送する機能を発揮する。前述したように、本発明においては、かかる電荷輸送物質として、本発明に係る前記一般式(I)で示される電子輸送性を有する化合物の少なくとも一種を含有させることが必要であるが、他の電荷輸送物質を含有させてもよい。本発明に係る化合物の好適添加量は、電荷輸送層4中に含まれる材料全体に対して、好適には10〜60重量%であり、より好適には15〜50重量%である。
【0034】
電荷輸送層4用の樹脂バインダとしては、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスチレン、メタクリル酸エステルの重合体および共重合体などを用いることができる。
【0035】
また、感光体を使用する際に使用上障害となるオゾン劣化などを防止する目的で、電荷輸送層4にアミン系、フェノール系、硫黄系、亜リン酸エステル系、リン系などの酸化防止剤を含有させることも可能である。
【0036】
図1に示す被覆層6は、暗所ではコロナ放電の電荷を受容して保持する機能を有しており、かつ、感光層が感応する光を透過する性能を有し、露光時に光を透過して感光層に到達させ、発生した電荷の注入を受けて表面電荷を中和消滅させることが必要である。被覆層の材料としては、有機系の材料として、ポリエステル、ポリアミドなどの有機絶縁性皮膜形成材料を適用することができる。また、これら有機材料と、ガラス、SiO2などの無機材料、さらには金属、金属酸化物などの電気抵抗を低減せしめる材料とを混合して用いることができる。無機系の材料としては、非晶質のケイ素−炭素(SiC)複合膜被覆層等の気相成長法によって成膜された層などを適用することができる。被覆層は、上述の通り電荷発生物質の光の吸収極大の波長領域においてできるだけ透明であることが望ましい。
【0037】
被覆層自体の膜厚は、被覆層の配合組成にも依存するが、繰り返し連続使用したとき残留電位が増大するなどの悪影響が出ない範囲で任意に設定することができる。
【0038】
尚、図1に示す単層型感光体の場合においても、前記一般式(I)で示される本発明に係る電子輸送性を有する化合物の少なくとも一種を感光層2中に含有させることが必要であるが、その他の材料等は、上述の積層型感光体と同様のものを用いることができ、特に制限されるものではない。好適には、電荷輸送物質として前記一般式(I)で示される化合物と共に、正孔輸送物質を含有させる。正孔輸送物質としては、ベンジジン誘導体やトリフェニルアミン誘導体などが好ましい。この場合、これらの好適添加量としては、感光層形成塗膜中に含まれる材料全体に対して、本発明に係る化合物については好適には10〜60重量%であり、より好適には15〜50重量%であり、正孔輸送物質については好適には10〜60重量%であり、より好適には20〜50重量%である。
【0039】
また、感光体の表面層(被覆層を設けた場合には被覆層、被覆層を設けない場合には最外層にあたる感光層)には、レベリング材として、シリコーンオイルを添加したり、潤滑性を付与する等の目的で、シリコーンオイル、四フッ化エチレン等のフッ素樹脂微粒子、シリコーン樹脂微粒子、フッ素系クシ型グラフトポリマー等のシリコンやフッ素を含有するポリマーを含有させることが可能である。
【0040】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
合成実施例1:前記具体例(I−2)の化合物の合成
下記反応式(1−1)に従い、前記具体例(I−2)で示される化合物を合成した。
【0041】
アルデヒド化合物(上記構造式(A−1))12mmol(3.3g)およびシアノ化合物(上記構造式(B))12mmolに塩化チオニル250mmol(2.9g)、無水酢酸50mLを加え、加熱還流した。その後、氷水中に投入して得られた固形分をアセトニトリルから再結晶することにより、前記構造式(I−2)で表される化合物4.7gを得た。この具体例(I−2)の化合物の1H−NMRスペクトルを図3に、13C−NMRスペクトルを図4に、夫々示す。
【0042】
感光体実施例1
アルミニウム板およびアルミニウム素管上に、夫々、可溶性ナイロン(アミランCM8000:東レ(株)製)3重量部、メタノール/塩化メチレン混合溶剤(5/5)97重量部の組成の下引き層溶液を浸漬塗工し、100℃で60分乾燥して、膜厚0.3μmの下引き層を形成した。
【0043】
次に、この下引き層上に、以下の組成の単層型感光層分散液を浸漬塗工し、100℃で60分乾燥して、膜厚25μmの単層型感光層を形成した。
電荷発生物質:X型無金属フタロシアニン 0.3重量部
(特開2001−228637号公報中の図2参照)
正孔輸送物質:下記構造式(HT1−101)、
で示されるトリフェニルアミン化合物 7重量部
(特開2000−314969号公報中の(HT1−101))
電子輸送物質:前記構造式(I−2)で示される化合物 3重量部
酸化防止剤:3,5−ジ−t e r t−4−ヒドロキシトルエン(BHT)
(東京化成工業(株)製) 1重量部
シリコーンオイル:KF−50(信越化学工業(株)製) 0.01重量部
バインダー樹脂:ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂
(パンライトTS2020:帝人化成(株)製) 10重量部
(特開2000−314969号公報中の(BD1−1))
塩化メチレン 100重量部
以上のようにして電子写真用感光体を作製した。
【0044】
感光体実施例2
感光体実施例1で使用した感光層分散液の組成のうち、電子輸送物質としての前記構造式(I−2)で示される化合物3重量部を、前記構造式(I−5)で示される化合物3重量部に代えた以外は感光体実施例1と同様にして、単層型感光体を作製した。
【0045】
感光体実施例3
感光体実施例1で使用した感光層分散液の組成のうち、電子輸送物質としての前記構造式(I−2)で示される化合物3重量部を、前記構造式(I−6)で示される化合物3重量部に代えた以外は感光体実施例1と同様にして、単層型感光体を作製した。
【0046】
感光体実施例4
感光体実施例1で使用した感光層分散液の組成のうち、電子輸送物質としての前記構造式(I−2)で示される化合物3重量部を、前記構造式(I−7)で示される化合物3重量部に代えた以外は感光体実施例1と同様にして、単層型感光体を作製した。
【0047】
感光体実施例5
感光体実施例1で使用した感光層分散液の組成のうち、正孔輸送物質としての前記構造式(HT1−101)で示されるトリフェニルアミン化合物7重量部を、下記構造式(HT2−2)、
で示されるスチリル化合物(特開2000−314969号公報中の(HT2−2))7重量部に代えた以外は感光体実施例1と同様にして、単層型感光体を作製した。
【0048】
感光体実施例6
感光体実施例1で使用した感光層分散液の組成のうち、正孔輸送物質としての前記構造式(HT1−101)で示されるトリフェニルアミン化合物7重量部を、下記構造式(HT−11)、
で示されるベンジジン誘導体(特開2000−314969号公報中の(HT−11))7重量部に代えた以外は感光体実施例1と同様にして、単層型感光体を作製した。
【0049】
感光体実施例7
感光体実施例1で使用した感光層分散液の組成のうち、電荷発生物質としてのX型無金属フタロシアニン0.3重量部を、Y型チタニルフタロシアニン(特開2001−228637号公報中の図4参照)0.2重量部に代えた以外は感光体実施例1と同様にして、単層型感光体を作製した。
【0050】
感光体実施例8
感光体実施例1で使用した感光層分散液の組成のうち、電荷発生物質としてのX型無金属フタロシアニン0.3重量部を、下記式(CG1−1)、
で示されるビスアゾ顔料に代えた以外は感光体実施例1と同様にして、単層型感光体を作製した。
【0051】
感光体比較例1
感光体実施例1で使用した感光層分散液の組成のうち、電子輸送物質としての前記構造式(I−2)で示される化合物3重量部を、電子輸送物質としての下記構造式(ET4−1)、
で示される化合物(特開2000−314969号公報中の(ET4−1))3重量部に代えた以外は感光体実施例1と同様にして、単層型感光体を作製した。
【0052】
感光体実施例1〜8および感光体比較例1の評価
電気特性評価用として板状感光体を用いて、(株)川口電機製作所製 静電複写紙試験装置EPA−8100にて評価を行った。
まず、温度23℃、湿度45%の環境下で、暗所にて表面電位を約+600Vになるように帯電させ、その後露光までの5秒間の表面電位の保持率を次式より求めた。
保持率Vk5(%)=(V5/V0)×100
V0:帯電直後の表面電位
V5:5秒後(露光開始時)の表面電位
【0053】
次に、同様に表面電位を+600Vにして、ハロゲンランプの光をフィルターにて780nmに分光した1.0μW/cm2の単色光を5秒間露光して、表面電位が半分(+300V)になるまでに要する露光量を感度E1/2(μJ/cm2)として求め、露光後5秒後の表面電位を残留電位Vr(V)として求めた。
この評価結果を下記の表1中に示す。
【0054】
【表1】
※)実施例8のみは露光光550nmを用いた。
【0055】
また、実際の印字による耐久性の評価として、ドラム状感光体(30mmφ)を用いた。各ドラム状感光体をブラザー工業(株)製 レーザープリンターHL−1240に装着し、温度22℃、湿度44%の環境下で、黒ベタ画像、白ベタ画像、ハーフトーン画像を印刷した。続いて、印字率約5%の画像を5千枚印刷し、その後再び、黒ベタ画像、白ベタ画像、ハーフトーン画像を印刷して、5千枚印字後の画像評価を行った。
【0056】
結果として、感光体実施例1〜8の感光体は、初期画像および5千枚後の画像の双方において、良好な画像が得られた。
【0057】
なお、感光体実施例8については、使用したレーザープリンターのレーザー波長域(780nm付近)に十分な感度を有しておらず、このレーザープリンターには不向きであることが判った。
【0058】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、電子輸送性に優れた化合物を得ることができ、この化合物を、電子写真用感光体等の有機化合物を用いた電子デバイスに適用することにより、電気特性等を向上することが可能となる。また、本発明によれば、導電性基体上に設けた感光層中に電荷輸送物質としてこの化合物を用いたことにより、正帯電において高感度で電気特性に優れた感光体を得ることが可能となった。また、電荷発生物質は露光光源の種類に対応して好適な物質を選ぶことができ、フタロシアニン化合物、スクアリリウム化合物、ビスアゾ化合物などを用いることにより、半導体レーザープリンターや複写機に使用可能な感光体を得ることができる。さらに、必要に応じて表面に被覆層を設置して耐久性を向上することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】単層型電子写真用感光体を示す概念的断面図である。
【図2】積層型電子写真用感光体を示す概念的断面図である。
【図3】構造式(I−2)で示される化合物の1H−NMRスペクトルである。
【図4】構造式(I−2)で示される化合物の13C−NMRスペクトルである。
【符号の説明】
1 導電性基体
2 感光層
3 電荷発生層
4 電荷輸送層
5 感光層(積層)
6 被覆層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel cyano compound, and more particularly to a novel cyano compound useful as an electron transport material such as an electrophotographic photoreceptor (hereinafter also simply referred to as “photoreceptor”). The present invention also relates to an electrophotographic photoreceptor and an electrophotographic apparatus. More specifically, the present invention relates to an electrophotographic photosensitive member used in an electrophotographic printer, a copying machine, or the like, in which a photosensitive layer containing an organic material is provided on a conductive substrate. The present invention relates to a body and an electrophotographic apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a photosensitive layer of an electrophotographic photosensitive member in which an inorganic photoconductive substance such as selenium or a selenium alloy or an inorganic photoconductive substance such as zinc oxide or cadmium sulfide is dispersed in a resin binder is used. Has been. In recent years, research on electrophotographic photoreceptors using organic photoconductive materials has progressed, and some have been put into practical use with improved sensitivity and durability.
[0003]
In addition, the photoreceptor must have a function of retaining surface charges in the dark, a function of receiving light to generate charges, and a function of receiving light and transporting charges. Functionally separated into a so-called single-layer type photoconductor that combines these functions with a layer, and a layer that mainly contributes to charge generation and a layer that contributes to the maintenance of surface charge in the dark and charge transport during photoreception. There is a so-called multi-layer photoreceptor in which the above are laminated.
[0004]
For example, the Carlson method is applied to image formation by electrophotography using these photoreceptors. In this method, the image is formed by charging the photoconductor in the dark by corona discharge, forming an electrostatic latent image such as text or a picture of an original on the charged photoconductor surface, and forming a static image. The electrostatic latent image was developed by toner and the developed toner image was fixed on a support such as paper. The photoconductor after the toner image was transferred was subjected to charge removal, residual toner removal, and light charge removal. Later, it is used again.
[0005]
Organic photoreceptors in practical use have advantages such as flexibility, film formation, low cost, and safety compared to inorganic photoreceptors, and further improvements in sensitivity and durability are possible due to the variety of materials. It is being advanced.
[0006]
Most of the organic photoreceptors are stacked organic photoreceptors in which functions are separated into a charge generation layer and a charge transport layer. In general, in a multilayer organic photoreceptor, a charge generation layer containing a charge generation material such as a pigment or a dye and a charge transport layer containing a charge transport material such as hydrazone or triphenylamine are sequentially formed on a conductive substrate. In view of the nature of the electron-donating charge transport material, it is a hole transfer type and has sensitivity when the surface of the photoreceptor is negatively charged. However, in the negatively charged type, corona discharge used for charging is unstable compared to the positively charged type, and in order to generate ozone, nitrogen oxides, etc., these are adsorbed on the surface of the photoconductor, There is a problem that it is easy to cause chemical deterioration and further deteriorates the environment. From this point of view, the positively charged type photoconductor having a greater degree of freedom of use conditions is more advantageous as the photoconductor than the negatively charged type photoconductor.
[0007]
Thus, for use in the positively charged type, a method has been proposed in which a charge generation material and a charge transport material are simultaneously dispersed in a resin binder and used as a single photosensitive layer, and some have been put into practical use. However, the single-layer type photoreceptor is not sufficiently sensitive to be applied to a high-speed machine, and further improvement is required from the viewpoint of repeatability.
[0008]
In addition, in order to achieve a function separation type laminated structure for the purpose of increasing sensitivity, a method of forming a photoconductor by laminating a charge generation layer on a charge transport layer and using it in a positively charged type is also considered. However, since the charge generation layer is formed on the surface, problems such as corona discharge, light irradiation, mechanical wear, and the like occur in stability during repeated use. In this case, it has been proposed to further provide a protective layer on the charge generation layer. However, although mechanical wear is improved, problems such as a decrease in electrical characteristics such as sensitivity have not been solved.
[0009]
Furthermore, a method of forming a photoconductor by laminating an electron transporting charge transport layer on a charge generation layer has also been proposed.
[0010]
As an electron transporting charge transporting material, for example, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone is known. However, since this substance has carcinogenicity, there is a safety problem. In addition, in Patent Documents 1 to 4 and the like, cyano compounds and quinone compounds have been proposed, but those having an electron transport ability sufficient for practical use have not been obtained.
[0011]
Furthermore, for example, in Patent Document 5 to Patent Document 15, Non-Patent Document 1 to Non-Patent Document 4, etc., many electron transport materials and electrophotographic photoreceptors using the same have been proposed, described, and attract attention. It is becoming. In addition, in a single-layer type photosensitive layer, for example, a photoreceptor using a combination of a hole transporting material and an electron transporting material as described in Patent Document 16 to Patent Document 20 is noted as having high sensitivity. Some have been put to practical use.
[0012]
In contrast, the present inventors have proposed various photoreceptors containing substances having excellent electron transport properties (for example, described in Patent Documents 21 to 24).
[0013]
[Patent Document 1]
JP-A-1-206349 [Patent Document 2]
JP-A-6-59483 [Patent Document 3]
JP-A-9-190002 [Patent Document 4]
JP-A-9-190003 [Patent Document 5]
JP-A-4-360148 [Patent Document 6]
JP-A-3-290666 [Patent Document 7]
JP-A-5-92936 [Patent Document 8]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-151157 [Patent Document 9]
JP-A-5-279582 [Patent Document 10]
JP-A-7-179775 [Patent Document 11]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-73937 [Patent Document 12]
JP-A-4-338760 [Patent Document 13]
JP-A-1-230054 [Patent Document 14]
JP-A-8-278743 [Patent Document 15]
JP 2001-222122 A [Patent Document 16]
JP 5-150481 A [Patent Document 17]
JP-A-6-130688 [Patent Document 18]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-281728 [Patent Document 19]
JP-A-9-281729 [Patent Document 20]
JP-A-10-239874 [Patent Document 21]
JP 2000-75520 A [Patent Document 22]
JP 2000-199979 A [Patent Document 23]
JP 2000-143607 A [Patent Document 24]
JP 2001-142239 A [Non-Patent Document 1]
The Journal of Electrophotographic Society Vol. 30, p266-273 (1991)
[Non-Patent Document 2]
Pan-Pacific Imaging Conference / Japan Hardcopy '98 July 15-17, 1998 JAHALL, Tokyo, Japan Proceedings p207-210
[Non-Patent Document 3]
Japan Hardcopy '97 Proceedings July 9, 10 and 11, 1997 JA Hall (Otemachi, Tokyo) p21-24
[Non-Patent Document 4]
Japan Hardcopy '92 Proceedings July 6, 7, and 1992 JA Hall (Otemachi, Tokyo) p173-176
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, due to the recent demand for a high-sensitivity photoconductor, it has been required to realize a high-performance photoconductor by using a new charge transport material having better electron transport properties.
[0015]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a compound having excellent electron transport ability useful for electrophotographic photoreceptor applications, and by using such a novel organic material as a charge transport material in a photosensitive layer, It is an object of the present invention to provide a positively charged electrophotographic photoreceptor for high-sensitivity copying machines and printers and an electrophotographic apparatus using the same.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies on various organic materials to achieve the above object, the present inventors have used a compound having a specific electron transport property represented by the following general formula (I) as a charge transport material. The inventors have found that a high-sensitivity photoreceptor that can be used with positive charging can be obtained, and have completed the present invention.
[0017]
That is, in order to solve the above problems, the present invention provides the following general formula (I),
(In Formula (I), R <1> and R < 2 > are the same or different, and the C1-C6 alkyl group which may have a substituent, and the C1-C6 which may have a substituent. Represents an alkoxy group, an aryl group which may have a substituent, an alkylamino group having 1 to 6 carbon atoms, or a halogen atom; or a bond formed by two adjacent R 1 or R 2 to form a ring. And m and n each represent an integer of 0 to 5).
[0018]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an electrophotographic photoreceptor in which a photosensitive layer containing a charge generating substance and a charge transporting substance is provided on a conductive substrate, and the photosensitive layer has the following general formula ( I),
(In Formula (I), R <1> and R < 2 > are the same or different, and the C1-C6 alkyl group which may have a substituent, and the C1-C6 which may have a substituent. Represents an alkoxy group, an aryl group which may have a substituent, an alkylamino group having 1 to 6 carbon atoms, or a halogen atom; or a bond formed by two adjacent R 1 or R 2 to form a ring. And m and n each represents an integer of 0 to 5).
[0019]
Furthermore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention is an electrophotographic apparatus comprising the electrophotographic photoreceptor of the present invention and performing a charging process by a positive charging process.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Specific examples of the compound represented by the general formula (I) are shown by the following structural formulas (I-1) to (I-12). However, the present invention is not limited to these compounds. .
[0021]
[0022]
The compound of the present invention can be synthesized, for example, according to the following reaction formula (1).
That is, as shown in the following reaction formula (1), the compound represented by the structural formula (I) is obtained by combining the compound represented by the structural formula (A) and the compound represented by the structural formula (B) in an appropriate organic solvent. And can be synthesized by dehydration condensation.
[0023]
Reaction formula (1)
[0024]
Hereinafter, embodiments of the electrophotographic photoreceptor of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 and 2 are schematic cross-sectional views showing various configuration examples of the photoreceptor.
FIG. 1 shows an example of the structure of a so-called single-layer type photoreceptor, in which a single-layer photosensitive layer in which a charge generation material and a charge transport material are dispersed in a resin binder (binder) on a conductive substrate 1. 2 is further provided, and a coating layer (protective layer) 6 is laminated as necessary.
This single-layer type photoreceptor can be prepared by dispersing a charge generating substance in a solution in which a charge transporting substance and a resin binder are dissolved, and coating the dispersion on a conductive substrate to form a photosensitive layer. it can. Further, the coating layer 6 can be applied and formed if necessary.
[0025]
FIG. 2 shows an example of the structure of a so-called multilayer photoreceptor, in which a charge generation layer 3 mainly composed of a charge generation material and a charge transport layer 4 containing a charge transport material are formed on a conductive substrate 1. A photosensitive layer 5 that is sequentially laminated is provided. This layered type photoreceptor generates charge by vacuum-depositing a charge generation material on a conductive substrate, or by applying and drying a dispersion obtained by dispersing charge generation material particles in a solvent or resin binder. A layer can be formed, and then a solution in which a charge transport material and a resin binder are dissolved is applied thereon and dried to form a charge transport layer.
[0026]
Although not shown, an undercoat layer can be provided between the conductive substrate and the photosensitive layer in any type of photoreceptor. The undercoat layer can be provided as necessary for the purpose of preventing injection of unnecessary charges from the conductive substrate to the photosensitive layer, covering defects on the substrate surface, and improving the adhesion of the photosensitive layer. It consists of a layer as an ingredient and an oxide film such as alumite.
[0027]
In addition, any type of the photoreceptor of the present invention contains at least one of the compounds having an electron transport property according to the present invention represented by the general formula (I) as a charge transport material in the photosensitive layer.
[0028]
Hereinafter, a preferred embodiment of the photoreceptor of the present invention will be described with reference to the multilayer photoreceptor shown in FIG. 2, but the present invention is not limited to the following specific examples.
[0029]
The conductive substrate 1 serves as a support for each of the other layers as well as serving as an electrode of the photoreceptor, and may be any of a cylindrical shape, a plate shape, and a film shape, and materials such as aluminum, stainless steel, nickel, etc. A metal, glass, resin, or the like subjected to a conductive treatment can be used.
[0030]
The charge generation layer 3 is formed by applying a material in which particles of a charge generation material are dispersed in a resin binder as described above, or by vacuum deposition, and generates charge by receiving light. . In addition, the injection efficiency of the generated charges into the charge transport layer 4 is important at the same time as the charge generation efficiency is high, and there is little electric field dependency, and it is desirable that the injection is good even at a low electric field.
[0031]
As the charge generation material, phthalocyanine compounds such as metal-free phthalocyanine and titanyl phthalocyanine, pigments or dyes such as various azo, quinone, indigo, cyanine, squarylium, azurenium and pyrylium compounds, selenium or selenium compounds, etc. are used for image formation. A suitable substance can be selected according to the light wavelength region of the exposure light source used for the above. Since the charge generation layer only needs to have a charge generation function, the thickness thereof is determined by the light absorption coefficient of the charge generation material, and is generally 5 μm or less, and preferably 2 μm or less. Further, the charge generation layer can be used mainly with a charge generation material added with a charge transport material.
[0032]
As the resin binder for the charge generation layer 3, a polycarbonate, polyester, polyamide, polyurethane, vinyl chloride, phenoxy resin, polyvinyl butyral, diallyl phthalate resin, a polymer and a copolymer of methacrylic acid ester, and the like may be used in appropriate combination. Is possible.
[0033]
The charge transport layer 4 is a coating film in which a charge transport material is dispersed in a resin binder. The charge transport layer 4 retains the charge of the photoreceptor as an insulator layer in the dark, and transports the charge injected from the charge generation layer when receiving light. Demonstrate the ability to As described above, in the present invention, as the charge transport material, it is necessary to contain at least one kind of the compound having an electron transport property represented by the general formula (I) according to the present invention. A charge transport material may be included. The preferred addition amount of the compound according to the present invention is preferably 10 to 60% by weight, more preferably 15 to 50% by weight, based on the entire material contained in the charge transport layer 4.
[0034]
As the resin binder for the charge transport layer 4, a polymer, a copolymer, or the like of polycarbonate, polyester, polystyrene, and methacrylic acid ester can be used.
[0035]
Further, for the purpose of preventing ozone deterioration, which is an obstacle to use when using a photoreceptor, an antioxidant such as amine, phenol, sulfur, phosphite, or phosphorus is added to the charge transport layer 4. It is also possible to contain.
[0036]
The coating layer 6 shown in FIG. 1 has a function of receiving and holding the electric charge of corona discharge in a dark place, and has a capability of transmitting light sensitive to the photosensitive layer, and transmits light during exposure. Thus, it is necessary to reach the photosensitive layer and neutralize and extinguish the surface charge upon receiving the generated charge injection. As a material for the coating layer, an organic insulating film forming material such as polyester or polyamide can be applied as an organic material. Moreover, with these organic materials, glass, inorganic material such as SiO 2, more can be used by mixing metal and material capable of reducing the electric resistance, such as metal oxides. As the inorganic material, a layer formed by a vapor deposition method such as an amorphous silicon-carbon (SiC) composite film coating layer or the like can be used. As described above, it is desirable that the coating layer be as transparent as possible in the wavelength region of the light absorption maximum of the charge generation material.
[0037]
The film thickness of the coating layer itself depends on the blend composition of the coating layer, but can be arbitrarily set within a range where no adverse effect such as an increase in residual potential occurs when it is repeatedly used continuously.
[0038]
Even in the case of the single layer type photoreceptor shown in FIG. 1, it is necessary that the photosensitive layer 2 contains at least one kind of the compound having the electron transporting property represented by the general formula (I) according to the present invention. However, the other materials and the like can be the same as those of the above-described laminated photoreceptor, and are not particularly limited. Preferably, a hole transport material is contained together with the compound represented by the general formula (I) as a charge transport material. As the hole transport material, a benzidine derivative, a triphenylamine derivative, or the like is preferable. In this case, these preferred addition amounts are preferably 10 to 60% by weight, more preferably 15 to the compound according to the present invention with respect to the entire material contained in the photosensitive layer forming coating film. It is 50% by weight, and the hole transport material is preferably 10 to 60% by weight, and more preferably 20 to 50% by weight.
[0039]
In addition, silicone oil can be added as a leveling material to the surface layer of the photoreceptor (a coating layer when a coating layer is provided, or a photosensitive layer that is the outermost layer when a coating layer is not provided), or lubricity can be increased. For the purpose of imparting, it is possible to contain silicon or fluorine-containing polymers such as silicone oil, fluororesin fine particles such as tetrafluoroethylene, silicone resin fine particles, and fluorine-based comb type graft polymer.
[0040]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
Synthesis example 1: Synthesis of compound of specific example (I-2) According to the following reaction formula (1-1), a compound represented by the specific example (I-2) was synthesized.
[0041]
To 12 mmol (3.3 g) of the aldehyde compound (the above structural formula (A-1)) and 12 mmol of the cyano compound (the above structural formula (B)) were added 250 mmol (2.9 g) of thionyl chloride and 50 mL of acetic anhydride, and the mixture was heated to reflux. Then, 4.7 g of the compound represented by the structural formula (I-2) was obtained by recrystallizing the solid content obtained by throwing it into ice water from acetonitrile. The 1 H-NMR spectrum of the compound of this specific example (I-2) is shown in FIG. 3, and the 13 C-NMR spectrum is shown in FIG.
[0042]
Photoconductor Example 1
An undercoat layer solution of 3 parts by weight of soluble nylon (Amilan CM8000: manufactured by Toray Industries, Inc.) and 97 parts by weight of a methanol / methylene chloride mixed solvent (5/5) is immersed on the aluminum plate and the aluminum base tube, respectively. It was coated and dried at 100 ° C. for 60 minutes to form an undercoat layer having a thickness of 0.3 μm.
[0043]
Next, a single layer type photosensitive layer dispersion having the following composition was dip coated on this undercoat layer and dried at 100 ° C. for 60 minutes to form a single layer type photosensitive layer having a thickness of 25 μm.
Charge generation material: X-type metal-free phthalocyanine 0.3 part by weight (see FIG. 2 in JP-A-2001-228637)
Hole transport material: Structural formula below (HT1-101),
7 parts by weight of a triphenylamine compound ((HT1-101) in JP-A No. 2000-314969)
Electron transport material: Compound represented by the structural formula (I-2) 3 parts by weight Antioxidant: 3,5-di-tert-hydroxy-4-toluene (BHT)
(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 1 part silicone oil: KF-50 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 0.01 part binder resin: bisphenol Z type polycarbonate resin (Panlite TS2020: Teijin Chemicals Ltd.) Manufactured by) 10 parts by weight ((BD1-1) in JP 2000-314969 A)
An electrophotographic photoreceptor was prepared in the amount of 100 parts by weight or more of methylene chloride.
[0044]
Photoconductor Example 2
Of the composition of the photosensitive layer dispersion used in Photoreceptor Example 1, 3 parts by weight of the compound represented by the structural formula (I-2) as an electron transporting material is represented by the structural formula (I-5). A single layer type photoreceptor was produced in the same manner as in photoreceptor example 1 except that the amount was changed to 3 parts by weight of the compound.
[0045]
Photoconductor Example 3
Of the composition of the photosensitive layer dispersion used in Photoreceptor Example 1, 3 parts by weight of the compound represented by the structural formula (I-2) as an electron transporting material is represented by the structural formula (I-6). A single layer type photoreceptor was produced in the same manner as in photoreceptor example 1 except that the amount was changed to 3 parts by weight of the compound.
[0046]
Photoconductor Example 4
Of the composition of the photosensitive layer dispersion used in Photoreceptor Example 1, 3 parts by weight of the compound represented by the structural formula (I-2) as an electron transporting material is represented by the structural formula (I-7). A single layer type photoreceptor was produced in the same manner as in photoreceptor example 1 except that the amount was changed to 3 parts by weight of the compound.
[0047]
Photoconductor Example 5
Of the composition of the photosensitive layer dispersion used in Photoreceptor Example 1, 7 parts by weight of the triphenylamine compound represented by the structural formula (HT1-101) as a hole transporting substance was replaced by the following structural formula (HT2-2). ),
A single layer type photoconductor was prepared in the same manner as in Photoconductor Example 1 except that 7 parts by weight of the styryl compound represented by formula ((HT2-2) in JP-A No. 2000-314969) was used.
[0048]
Photoconductor Example 6
Of the composition of the photosensitive layer dispersion used in Photoreceptor Example 1, 7 parts by weight of the triphenylamine compound represented by the structural formula (HT1-101) as a hole transporting substance was replaced by the following structural formula (HT-11). ),
A single-layer type photoreceptor was produced in the same manner as in photoreceptor example 1 except that 7 parts by weight of the benzidine derivative ((HT-11) in JP-A No. 2000-314969) shown in FIG.
[0049]
Photoconductor Example 7
Of the composition of the photosensitive layer dispersion used in Photoreceptor Example 1, 0.3 part by weight of X-type metal-free phthalocyanine as a charge generating material was added to Y-type titanyl phthalocyanine (FIG. 4 in JP-A No. 2001-228637). Reference) A single-layer photoreceptor was produced in the same manner as in photoreceptor Example 1 except that the content was changed to 0.2 parts by weight.
[0050]
Photoconductor Example 8
Of the composition of the photosensitive layer dispersion used in Photoreceptor Example 1, 0.3 part by weight of X-type metal-free phthalocyanine as a charge generating material is represented by the following formula (CG1-1),
A single-layer type photoreceptor was produced in the same manner as in photoreceptor example 1 except that the bisazo pigment represented by
[0051]
Photoconductor Comparative Example 1
Of the composition of the photosensitive layer dispersion used in Photoreceptor Example 1, 3 parts by weight of the compound represented by the structural formula (I-2) as an electron transporting substance was substituted with the following structural formula (ET4- 1),
A single layer type photoreceptor was produced in the same manner as in photoreceptor example 1 except that 3 parts by weight of the compound represented by formula ((ET4-1) in JP-A No. 2000-314969) was used.
[0052]
Evaluation of Photoconductor Examples 1 to 8 and Photoconductor Comparative Example 1 Using a plate-like photoconductor for evaluation of electrical characteristics, an electrostatic copying paper test apparatus EPA-8100 manufactured by Kawaguchi Electric Co., Ltd. Evaluation was performed.
First, in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 45%, the surface potential was charged to be about +600 V in a dark place, and the retention rate of the surface potential for 5 seconds until the exposure was obtained from the following formula.
Retention rate V k5 (%) = (V 5 / V 0 ) × 100
V 0 : Surface potential immediately after charging V 5 : Surface potential after 5 seconds (at the start of exposure)
Next, similarly, the surface potential is set to +600 V, and 1.0 μW / cm 2 of monochromatic light obtained by separating the light from the halogen lamp at 780 nm with a filter is exposed for 5 seconds until the surface potential becomes half (+300 V). Was obtained as sensitivity E 1/2 (μJ / cm 2 ), and the surface potential 5 seconds after exposure was obtained as residual potential V r (V).
The evaluation results are shown in Table 1 below.
[0054]
[Table 1]
*) Only Example 8 used exposure light of 550 nm.
[0055]
A drum-shaped photoconductor (30 mmφ) was used as an evaluation of durability by actual printing. Each drum-shaped photoconductor was mounted on a laser printer HL-1240 manufactured by Brother Industries, Ltd., and a black solid image, a white solid image, and a halftone image were printed in an environment of a temperature of 22 ° C. and a humidity of 44%. Subsequently, 5,000 images with a printing rate of about 5% were printed, and then a black solid image, a white solid image, and a halftone image were printed again, and image evaluation after printing 5,000 sheets was performed.
[0056]
As a result, in the photoreceptors of Examples 1 to 8, good images were obtained in both the initial image and the image after 5,000 sheets.
[0057]
In addition, it was found that the photoconductor Example 8 does not have sufficient sensitivity in the laser wavelength region (around 780 nm) of the used laser printer and is not suitable for this laser printer.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a compound excellent in electron transportability can be obtained, and by applying this compound to an electronic device using an organic compound such as an electrophotographic photoreceptor, It becomes possible to improve electrical characteristics and the like. Further, according to the present invention, by using this compound as a charge transport material in a photosensitive layer provided on a conductive substrate, it is possible to obtain a photoreceptor having high sensitivity and excellent electrical characteristics in positive charging. became. As the charge generation material, a suitable material can be selected according to the type of exposure light source. By using a phthalocyanine compound, a squarylium compound, a bisazo compound, etc., a photoconductor that can be used in a semiconductor laser printer or a copying machine can be obtained. Obtainable. Furthermore, it is possible to improve durability by installing a coating layer on the surface as necessary.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual cross-sectional view showing a single-layer electrophotographic photoreceptor.
FIG. 2 is a conceptual cross-sectional view showing a laminated electrophotographic photoreceptor.
FIG. 3 is a 1 H-NMR spectrum of a compound represented by a structural formula (I-2).
FIG. 4 is a 13 C-NMR spectrum of a compound represented by a structural formula (I-2).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conductive substrate 2 Photosensitive layer 3 Charge generation layer 4 Charge transport layer 5 Photosensitive layer (lamination)
6 Coating layer