JP2005162641A - アミン化合物およびその製造方法、ならびに該アミン化合物を用いた電子写真感光体およびそれを備える画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
Luminescent;略称:EL)素子などに応用され始めている。
(1)光および熱に対して安定であること、
(2)感光体を帯電させる際のコロナ放電によって発生するオゾン、窒素酸化物(化学式:NOx)および硝酸などの活性物質に対して安定であること、
(3)高い電荷輸送能力を有すること、
(4)有機溶剤およびバインダ樹脂との相溶性が高いこと、
(5)製造が容易で安価であること
などが要求される。しかしながら、前述の特許文献1〜14などに開示の電荷輸送物質は、これらの要求の一部を満足するけれども、すべてを高いレベルで満足するには至っていない。
前記電荷輸送物質は、前記アミン化合物を含むことを特徴とする電子写真感光体である。
前記電荷輸送層における一般式(1)で示されるアミン化合物の重量Aと前記バインダ樹脂の重量Bとの比率A/Bは、10/30以上10/12以下であることを特徴とする。
前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、
帯電された前記電子写真感光体に対して露光を施す露光手段と、
露光によって形成される静電潜像を現像する現像手段とを備えることを特徴とする画像形成装置である。
下記一般式(3)
得られた一般式(5)で示されるアミン−カルボニル中間体に、下記一般式(6−1)
Tetrahydrofuran;略称:THF)、エチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル類などが挙げられる。これらの溶媒は、金属ナトリウムなどで脱水して用いることが好ましい。このようにしてグリニヤール試薬が調製された溶液中に、冷却下、一般式(5)で示されるアミン−カルボニル中間体を加え、室温下または30℃〜60℃の加熱下で、2〜8時間撹拌する。グリニヤール試薬の原料である一般式(6−1)または一般式(6−2)で示されるアリルハライドは、一般式(5)で示されるアミン−カルボニル中間体に対して、1.1〜1.2モル当量用いられることが好ましい。以上のようにして、一般式(1)で示されるアミン化合物を高収率で製造することができる。
Compounds)」に記載されている方法などの従来公知の製造方法によって製造することができる。たとえば、一般式(A)で示されるオキソチタニウムフタロシアニン化合物のうち、R7,R8,R9およびR10が水素原子であるオキソチタニウムフタロシアニンは、フタロニトリルと四塩化チタンとを、加熱融解するかまたはα−クロロナフタレンなどの適当な溶剤中で加熱反応させることによってジクロロチタニウムフタロシアニンを合成した後、塩基または水で加水分解することによって得られる。またイソインドリンとテトラブトキシチタンなどのチタニウムテトラアルコキシドとを、N−メチルピロリドンなどの適当な溶剤中で加熱反応させることによっても、オキソチタニウムフタロシアニンを製造することができる。
中間層15には、各種樹脂材料から成る樹脂層またはアルマイト層などが用いられる。
(製造例1)例示化合物No.1の製造
(製造例1−1)アミン−カルボニル中間体の製造
塩化アルミニウム8.0g(1.2モル当量)を懸濁させた無水ジクロロメタン100mL中に、氷冷下、塩化アセチル4.70g(1.2モル当量)を徐々に加え、約30分間攪拌し、フリーデル−クラフトアセチル化試薬を調製した。この溶液中に、氷冷下、下記構造式(7)で示されるアミン化合物16.17g(1.0モル当量)を徐々に加えた。その後、徐々に加熱して反応温度を30℃まで上げ、30℃を保つように加熱しながら3時間攪拌した。反応溶液を放冷した後、氷冷下、4規定(N)の水酸化ナトリウム水溶液400mL中に徐々に加え、沈殿を生じさせた。生じた沈殿を濾別し、充分に水洗した後、エタノールと酢酸エチルとの混合溶媒で再結晶することによって、黄色粉末状化合物19.7gを得た。
Mass Spectrometry;略称:LC−MS)で分析した結果、下記構造式(8)で示されるアミン−カルボニル中間体(分子量の計算値:365.18)にプロトンが付加した分子イオン[M+H]+に相当するピークが366.2に観測されたことから、得られた化合物が構造式(8)で示されるアミン−カルボニル中間体であることが確認された(収率:92%)。また、LC−MSの分析結果から、得られたアミン−カルボニル中間体の純度は98.1%であることが判った。
無水THF20mL中に、下記構造式(9)で示されるシンナミルブロマイド1.94g(1.2モル当量)と金属マグネシウムパウダー240mg(1.2モル当量)とを加え、グリニヤール試薬を調製した。この溶液中に、0℃下、製造例1−1で得られた構造式(8)で示されるアミン−カルボニル中間体3.0g(1.0モル当量)を徐々に加えた。次いで、室温で1時間放置した後、40℃まで加熱し、40℃を保つように加熱しながら5時間撹拌した。反応溶液を放冷した後、過剰のメタノール中に注いだ。析出物を回収し、トルエンに溶解させてトルエン溶液とした。このトルエン溶液を分液ロートに移し、水洗した後、有機層を取出し、取出した有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥後、固形物を取除いた有機層を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーを行うことによって、黄色結晶3.46gを得た。
構造式(9)で示されるシンナミルブロマイド(1.2モル当量)に代えて、下記構造式(10)で示される1−フェニル−1,3−ペンタジエニルブロマイド2.2g(1.2モル当量)を用いる以外は、製造例1と同様にして、フリーデル−クラフトアシル化反応およびグリニヤール反応を行い、黄色粉末状化合物3.46gを得た。
以下、本発明の実施例について説明する。
電荷発生物質として下記構造式(11)で示されるアゾ化合物1重量部を、THF99重量部にフェノキシ樹脂(ユニオンカーバイド社製:PKHH)1重量部を溶解させて得た樹脂溶液に加えた後、ペイントシェーカで2時間分散させ、電荷発生層用塗布液を調製した。この電荷発生層用塗布液を、膜厚80μmのポリエステルフィルムの表面にアルミニウムを蒸着して成る導電性支持体のアルミニウム上に、ベーカアプリケータにて塗布した後、乾燥させ、膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。
以上のようにして、図1に示す層構成の積層型の電子写真感光体を作製した。
電荷輸送物質として、例示化合物No.1のアミン−ブタジエン化合物に代えて、表1に示す例示化合物No.9または表2に示すNo.14のアミン−ブタジエン化合物を用いる以外は、実施例1と同様にして、2種類の電子写真感光体を作製した。
電荷輸送物質として、例示化合物No.1のアミン−ブタジエン化合物に代えて、表3に示す例示化合物No.30のアミン−ヘキサトリエン化合物を用いる以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
電荷輸送物質として、例示化合物No.1のアミン−ブタジエン化合物に代えて、下記構造式(12)で示される比較化合物Aを用いる以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
電荷輸送物質として、例示化合物No.1のアミン−ブタジエン化合物に代えて、下記構造式(13)で示される比較化合物Bを用いる以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
以上の実施例1〜4および比較例1,2で作製した各電子写真感光体について、表面分析装置(理研計器株式会社製:AC−1)を用いてイオン化ポテンシャルを測定した。また、各電子写真感光体の電荷輸送層の表面に金を蒸着し、室温、減圧下で、飛行時間(
Time−of−Flight)法によって電荷輸送物質の電荷移動度を測定した。測定結果を表5に示す。なお、表5に示す電荷移動度の値は、電界強度が2.5×105V/cmのときの値である。
Triphenylamine dimer;略称:TPD)に比べ、2桁以上高い電荷移動度を有することが判った。
酸化アルミニウム(化学式:Al2O3)と二酸化ジルコニウム(化学式:ZrO2)とで表面処理された樹枝状の酸化チタン(石原産業株式会社製:TTO−D−1)9重量部と、共重合ナイロン樹脂(東レ株式会社製:CM8000)9重量部とを、1,3−ジオキソラン41重量部とメタノール41重量部との混合溶剤に加え、ペイントシェーカを用いて12時間分散させ、中間層用塗布液を調製した。調製した中間層用塗布液を、厚み0.2mmのアルミニウム製板状導電性支持体上に、ベーカアプリケータにて塗布した後、乾燥させ、膜厚1μmの中間層を形成した。
以上のようにして、図2に示す層構成の積層型の電子写真感光体を作製した。
電荷輸送物質として、例示化合物No.1のアミン−ブタジエン化合物に代えて、表1に示す例示化合物No.9または表2に示すNo.19のアミン−ブタジエン化合物を用いる以外は、実施例5と同様にして、2種類の電子写真感光体を作製した。
電荷輸送物質として、例示化合物No.1のアミン−ブタジエン化合物に代えて、表3に示す例示化合物No.33のアミン−ヘキサトリエン化合物を用いる以外は、実施例5と同様にして、電子写真感光体を作製した。
電荷輸送物質として、例示化合物No.1のアミン−ブタジエン化合物に代えて、構造式(12)で示される比較化合物Aまたは構造式(13)で示される比較化合物Bを用いる以外は、実施例5と同様にして、2種類の電子写真感光体を作製した。
実施例5と同様にして、厚み0.2mmのアルミニウム製板状導電性支持体上に、膜厚1μmの中間層を形成した。
以上のようにして、図3に示す層構成の単層型の電子写真感光体を作製した。
電荷発生物質として、構造式(14)で示されるアゾ化合物に代えて、X型無金属フタロシアニンを用いる以外は、実施例5と同様にして、電子写真感光体を作製した。
電荷発生物質として、構造式(14)で示されるアゾ化合物に代えて、X型無金属フタロシアニンを用い、電荷輸送物質として、例示化合物No.1のアミン−ブタジエン化合物に代えて、表2に示す例示化合物No.13またはNo.24のアミン−ブタジエン化合物を用いる以外は、実施例5と同様にして、2種類の電子写真感光体を作製した。
電荷発生物質として、構造式(14)で示されるアゾ化合物に代えて、X型無金属フタロシアニンを用い、電荷輸送物質として、例示化合物No.1のアミン−ブタジエン化合物に代えて、表3に示す例示化合物No.36のアミン−ヘキサトリエン化合物を用いる以外は、実施例5と同様にして、電子写真感光体を作製した。
電荷発生物質として、構造式(14)で示されるアゾ化合物に代えて、X型無金属フタロシアニンを用い、電荷輸送物質として、例示化合物No.1のアミン−ブタジエン化合物に代えて、構造式(12)で示される比較化合物Aまたは構造式(13)で示される比較化合物Bを用いる以外は、実施例5と同様にして、2種類の電子写真感光体を作製した。
以上の実施例5〜13および比較例3〜6で作製した各電子写真感光体について、静電複写紙試験装置(株式会社川口電機製作所製:EPA−8200)を用いて、初期および繰返し使用後の特性を評価した。評価は、温度22℃、相対湿度65%の常温/常湿(N/N:Normal Temperature/Normal Humidity)環境下および温度5℃、相対湿度20%の低温/低湿(L/L:Low Temperature/Low Humidity)環境下のそれぞれの環境下において、以下のようにして行なった。
これらの測定結果を初期の測定結果とした。
以上の初期および繰返し使用後の測定結果を表6に示す。
酸化アルミニウム(Al2O3)と二酸化ジルコニウム(ZrO2)とで表面処理された樹枝状の酸化チタン(石原産業株式会社製:TTO−D−1)9重量部と、共重合ナイロン樹脂(東レ株式会社製:CM8000)9重量部とを、1,3−ジオキソラン41重量部とメタノール41重量部との混合溶剤に加えた後、ペイントシェーカにて8時間分散処理し、中間層用塗布液を調製した。この中間層塗布液を塗工槽に満たし、直径40mm、長さ340mmのアルミニウム製円筒状導電性支持体を浸漬した後引上げ、乾燥させ、膜厚1.0μmの中間層を導電性支持体上に形成した。
以上のようにして、図2に示す層構成の積層型の電子写真感光体を作製した。
電荷輸送物質として、例示化合物No.1のアミン−ブタジエン化合物に代えて、表2に示す例示化合物No.19のアミン−ブタジエン化合物または表3に示す例示化合物No.30のアミン−ヘキサトリエン化合物を用いる以外は、実施例14と同様にして、2種類の電子写真感光体を作製した。
電荷輸送物質として、例示化合物No.1のアミン−ブタジエン化合物に代えて、構造式(13)で示される比較化合物Bを用いる以外は、実施例14と同様にして、電子写真感光体を作製した。
電荷輸送物質として、例示化合物No.1のアミン−ブタジエン化合物に代えて、下記構造式(15)で示される比較化合物Cを用いる以外は、実施例14と同様にして、電子写真感光体を作製した。
電荷輸送層の形成に際し、バインダ樹脂であるポリカーボネート樹脂の量を25重量部とする以外は、実施例14と同様にして、電子写真感光体を作製した。
電荷輸送層の形成に際し、バインダ樹脂であるポリカーボネート樹脂の量を25重量部とし、電荷輸送物質として、例示化合物No.1のアミン−ブタジエン化合物に代えて、表2に示す例示化合物No.22のアミン−ブタジエン化合物または表3に示す例示化合物No.35のアミン−ヘキサトリエン化合物を用いる以外は、実施例14と同様にして、2種類の電子写真感光体を作製した。
電荷輸送層の形成に際し、バインダ樹脂であるポリカーボネート樹脂の量を25重量部とし、電荷輸送物質として、例示化合物No.1のアミン−ブタジエン化合物に代えて、構造式(13)で示される比較化合物Bを用いる以外は、実施例14と同様にして、電子写真感光体を作製した。
電荷輸送層の形成に際し、バインダ樹脂であるポリカーボネート樹脂の量を25重量部とし、電荷輸送物質として、例示化合物No.1のアミン−ブタジエン化合物に代えて、構造式(15)で示される比較化合物Cを用いる以外は、実施例14と同様にして、電子写真感光体を作製した。
電荷輸送層の形成に際し、バインダ樹脂であるポリカーボネート樹脂の量を10重量部とする以外は、実施例14と同様にして、電子写真感光体を作製した。
電荷輸送層の形成に際し、バインダ樹脂であるポリカーボネート樹脂の量を10重量部とし、電荷輸送物質として、例示化合物No.1のアミン−ブタジエン化合物に代えて、構造式(15)で示される比較化合物Cを用いる以外は、実施例14と同様にして、電子写真感光体を作製した。
電荷輸送層の形成に際し、バインダ樹脂であるポリカーボネート樹脂の量を31重量部とする以外は、実施例14と同様にして、電子写真感光体を作製した。
市販のデジタル複写機(シャープ株式会社製:AR−C150)を印刷速度が毎秒117mmになるように改造した試験用複写機に、以上の実施例14〜20および比較例7〜11で作製した各感光体をそれぞれ搭載し、各感光体の耐刷性および環境安定性を以下のようにして評価した。なお、前述のデジタル複写機AR−C150は、感光体表面の帯電を負帯電プロセスで行う負帯電型の画像形成装置である。
試験用複写機を用い、所定のパターンのテスト画像を記録紙4万枚に形成した後、搭載した感光体を取出して感光層の膜厚d1を測定し、この値(d1)と作製時の感光層の膜厚d0との差を膜減り量Δd(=d0−d1)として求め、耐刷性の評価指標とした。なお、膜厚の測定は、光干渉法による瞬間マルチ測光システムMCPD−1100(大塚電子株式会社製)で行なった。
試験用複写機から現像器を取外し、代わりに現像部位に表面電位計(ジェンテック社製:CATE751)を設けた。この複写機を用い、温度22℃、相対湿度65%の常温/常湿(N/N)環境下において、レーザ光による露光を施さなかった場合の感光体の表面電位を帯電電位V0(V)として測定した。また、レーザ光によって露光を施した場合の感光体の表面電位を露光電位VL(V)として測定し、これをN/N環境下における露光電位VLNとした。帯電電位V0の絶対値が大きい程、帯電性に優れると評価し、露光電位VLNの絶対値が小さい程、光応答性に優れると評価した。
これらの評価結果を表7に示す。
11 導電性支持体
12 電荷発生層
13 電荷輸送層
14,140 感光層
15 中間層
30 露光手段
31 露光手段からの光
32 帯電器
33 現像器
33a 現像ローラ
33b ケーシング
34 転写器
35 定着器
35a 加熱ローラ
35b 加圧ローラ
36 クリーナ
36a クリーニングブレード
36b 回収用ケーシング
51 記録紙
100 画像形成装置
Claims (10)
- 下記一般式(1)で示されるアミン化合物。
- 導電性材料から成る導電性支持体と、前記導電性支持体上に設けられ電荷発生物質および電荷輸送物質を含有する感光層とを有する電子写真感光体において、
前記電荷輸送物質は、請求項1または2記載のアミン化合物を含むことを特徴とする電子写真感光体。 - 前記電荷発生物質は、オキソチタニウムフタロシアニン化合物を含むことを特徴とする請求項3記載の電子写真感光体。
- 前記オキソチタニウムフタロシアニン化合物は、Cu−Kα特性X線(波長:1.54Å)に対するX線回折スペクトルにおいて少なくともブラッグ角2θ(誤差:2θ±0.2°)27.2°に明確な回折ピークを示す結晶構造を有するオキソチタニウムフタロシアニン化合物であることを特徴とする請求項4記載の電子写真感光体。
- 前記感光層は、前記電荷発生物質を含有する電荷発生層と、前記電荷輸送物質を含有する電荷輸送層とが積層されて構成されることを特徴とする請求項3〜5のうちのいずれか1つに記載の電子写真感光体。
- 前記電荷輸送層は、さらにバインダ樹脂を含有し、
前記電荷輸送層における一般式(1)で示されるアミン化合物の重量Aと前記バインダ樹脂の重量Bとの比率A/Bは、10/30以上10/12以下であることを特徴とする請求項6記載の電子写真感光体。 - 前記導電性支持体と前記感光層との間に、さらに中間層を有することを特徴とする請求項3〜7のうちのいずれか1つに記載の電子写真感光体。
- 請求項3〜8のいずれかに記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、
帯電された前記電子写真感光体に対して露光を施す露光手段と、
露光によって形成される静電潜像を現像する現像手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1または2記載のアミン化合物の製造方法であって、
下記一般式(3)
得られた一般式(5)で示されるアミン−カルボニル中間体に、下記一般式(6−1)
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