JP6604429B2 - キノン誘導体及び電子写真感光体 - Google Patents
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Description
[1.キノン誘導体]
本発明の第一実施形態はキノン誘導体に関する。第一実施形態に係るキノン誘導体は、一般式(1)で表される。以下、一般式(1)で表されるキノン誘導体をキノン誘導体(1)と記載することがある。
キノン誘導体(1)は、例えば、反応式(R−1)で表す反応式(以下、反応(R−1)と記載することがある)、及び反応式(R−2)で表す反応式(以下、反応(R−2)と記載することがある)に従って又はこれに準ずる方法によって製造される。キノン誘導体(1)の製造方法は、例えば、反応(R−1)と、反応(R−2)とを含む。
本発明の第二実施形態は、電子写真感光体(以下、感光体と記載することがある)に関する。感光体は、導電性基体と、感光層とを備える。感光体としては、例えば、積層型電子写真感光体(以下、積層型感光体と記載することがある)、又は単層型電子写真感光体(以下、単層型感光体と記載することがある)が挙げられる。
積層型感光体では、感光層は、電荷発生層と、電荷輸送層とを備える。以下、図1A〜図1Cを参照して、積層型感光体の構造について説明する。図1A〜図1Cは、第二実施形態に係る感光体1の一例である積層型感光体の構造を示す。
以下、図2A〜図2Cを参照して、単層型感光体の構造について説明する。図2A〜図2Cは、第二実施形態に係る感光体1の別の例である単層型感光体の構造を示す。
導電性基体は、感光体の導電性基体として用いることができる限り、特に限定されない。導電性基体は、少なくとも表面部が導電性を有する材料で形成されていればよい。導電性基体の一例としては、導電性を有する材料で形成される導電性基体が挙げられる。導電性基体の別の例としては、導電性を有する材料で被覆される導電性基体が挙げられる。導電性を有する材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、錫、白金、銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドミウム、チタン、ニッケル、パラジウム、又はインジウムが挙げられる。これらの導電性を有する材料を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。2種以上の組合せとしては、例えば、合金(より具体的には、アルミニウム合金、ステンレス鋼、又は真鍮等)が挙げられる。これらの導電性を有する材料の中でも、感光層から導電性基体への電荷の移動が良好であることから、アルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。
既に上述したように、積層型感光体では、電荷輸送層は、電子アクセプター化合物としてキノン誘導体(1)を含有する。単層型感光体では、単層型感光層は、電子輸送剤としてキノン誘導体(1)を含有する。感光層がキノン誘導体(1)を含有することにより、第二実施形態に係る感光体は白点現象の発生を抑制することができる。
感光体が積層型感光体である場合、電荷輸送層は、正孔輸送剤を含有してもよい。感光体が単層型感光体である場合、単層型感光層は、正孔輸送剤を含有してもよい。正孔輸送剤としては、例えば、ジアミン誘導体(より具体的には、ベンジジン誘導体、N,N,N’,N’−テトラフェニルフェニレンジアミン誘導体、N,N,N’,N’−テトラフェニルナフチレンジアミン誘導体、又はN,N,N’,N’−テトラフェニルフェナントリレンジアミン誘導体等)、オキサジアゾール系化合物(より具体的には、2,5−ジ(4−メチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール)、スチリル化合物(より具体的には、9−(4−ジエチルアミノスチリル)アントラセン)、カルバゾール化合物(より具体的には、ポリビニルカルバゾール)、有機ポリシラン化合物、ピラゾリン系化合物(より具体的には、1−フェニル−3−(p−ジメチルアミノフェニル)ピラゾリン)、ヒドラゾン系化合物、インドール系化合物、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、イミダゾール系化合物、ピラゾール系化合物又はトリアゾール系化合物が挙げられる。これらの正孔輸送剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの正孔輸送剤のうち、一般式(2)で表される化合物(ベンジジン誘導体)が好ましい。
感光体が積層型感光体である場合、電荷発生層は、電荷発生剤を含有してもよい。感光体が単層型感光体である場合、単層型感光層は、電荷発生剤を含有してもよい。
CuKα特性X線回折スペクトルの測定方法の一例について説明する。試料(チタニルフタロシアニン)をX線回折装置(例えば、株式会社リガク製「RINT(登録商標)1100」)のサンプルホルダーに充填して、X線管球Cu、管電圧40kV、管電流30mA、かつCuKα特性X線の波長1.542Åの条件で、X線回折スペクトルを測定する。測定範囲(2θ)は、例えば3°以上40°以下(スタート角3°、ストップ角40°)であり、走査速度は、例えば10°/分である。
バインダー樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、スチレン−アクリロニトリル樹脂、スチレン−マレイン酸樹脂、アクリル酸系樹脂、スチレン−アクリル酸樹脂、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂又はポリエーテル樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂又はメラミン樹脂が挙げられる。光硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ−アクリル酸系樹脂(より具体的には、エポキシ化合物のアクリル酸誘導体付加物等)又はウレタン−アクリル酸系樹脂(ウレタン化合物のアクリル酸誘導体付加物)が挙げられる。これらのバインダー樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
感光体が積層型感光体である場合、電荷発生層は、ベース樹脂を含有する。ベース樹脂は、感光体に適用できるベース樹脂である限り、特に制限されない。ベース樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン−ブタジエン樹脂、スチレン−アクリロニトリル樹脂、スチレン−マレイン酸樹脂、スチレン−アクリル酸樹脂、アクリル酸系樹脂、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂又はポリエステル樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂又はその他架橋性の熱硬化性樹脂が挙げられる。光硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ−アクリル酸系樹脂(より具体的には、エポキシ化合物のアクリル酸誘導体付加物等)又はウレタン−アクリル酸系樹脂(より具体的には、ウレタン化合物のアクリル酸誘導体付加物等)が挙げられる。ベース樹脂は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
感光体の感光層(電荷発生層、電荷輸送層又は単層型感光層)は、必要に応じて、各種の添加剤を含有してもよい。添加剤としては、例えば、劣化防止剤(より具体的には、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、消光剤又は紫外線吸収剤等)、軟化剤、表面改質剤、増量剤、増粘剤、分散安定剤、ワックス、ドナー、界面活性剤、可塑剤、増感剤又はレベリング剤が挙げられる。
中間層(下引き層)は、例えば、無機粒子及び樹脂(中間層用樹脂)を含有する。中間層が存在することにより、リーク発生を抑制し得る程度の絶縁状態を維持しつつ、感光体を露光した時に発生する電流の流れを円滑にして、抵抗の上昇が抑えられると考えられる。
感光体が積層型感光体である場合、積層型感光体は、例えば、以下のように製造される。まず、電荷発生層用塗布液及び電荷輸送層用塗布液を調製する。電荷発生層用塗布液を導電性基体上に塗布し、乾燥することによって、電荷発生層を形成する。続いて、電荷輸送層用塗布液を電荷発生層上に塗布し、乾燥することによって、電荷輸送層を形成する。これにより、積層型感光体が製造される。
単層型感光体の単層型感光層を形成するための材料として、以下の電子輸送剤、正孔輸送剤、電荷発生剤、及びバインダー樹脂を準備した。
電子輸送剤として、キノン誘導体(1−1)〜(1−7)を準備した。キノン誘導体(1−1)〜(1−7)は、それぞれ以下の方法で製造した。
反応式(r−1)及び反応式(r−2)で表される反応(以下、それぞれ反応(r−1)及び(r−2)と記載することがある)に従ってキノン誘導体(1−1)を製造した。
以下の点を変更した以外は、キノン誘導体(1−1)の製造と同様の方法で、キノン誘導体(1−2)〜(1−7)をそれぞれ製造した。なお、キノン誘導体(1−2)〜(1−7)の製造において各原料は、キノン誘導体(1−1)の製造において対応する原料のモル数と同じモル数で添加した。
キノン誘導体(1−1):1H−NMR(300MHz,CDCl3) δ=8.30(d, 2H), 7.18−7.74(m, 16H), 4.57(q, 2H), 1.50(d, 6H).
電子輸送剤として、化学式(E−1)〜(E−2)で表される化合物(以下、それぞれ化合物(E−1)〜(E−2)と記載することがある)を準備した。
正孔輸送剤として、第二実施形態で説明した化合物(H−1)を準備した。
電荷発生剤として、第二実施形態で説明した化合物(C−1)及び(C−2)を準備した。化合物(C−1)は、化学式(C−1)で表される無金属フタロシアニン(X型無金属フタロシアニン)であった。また、化合物(C−1)の結晶構造はX型であった。
バインダー樹脂としてZ型ポリカーボネート樹脂(Resin−1)(帝人株式会社製「パンライト(登録商標)TS−2050」、粘度平均分子量50,000)を準備した。
感光層を形成するための材料を用いて、単層型感光体(A−1)〜(A−14)及び単層型感光体(B−1)〜(B−4)を製造した。
容器内に、電荷発生剤としての化合物(C−1)2質量部、正孔輸送剤としての化合物(H−1)50質量部、電子輸送剤としてのキノン誘導体(1−1)30質量部、バインダー樹脂としてのZ型ポリカーボネート樹脂(Resin−1)100質量部及び溶剤としてのテトラヒドロフラン600質量部を投入した。容器の内容物を、ボールミルを用いて12時間混合して、溶剤に材料を分散させた。これにより、単層型感光層用塗布液を得た。単層型感光層用塗布液を、導電性基体としてのアルミニウム製のドラム状支持体上に、ディップコート法を用いて塗布した。塗布した単層型感光層用塗布液を、120℃で80分間熱風乾燥させた。これにより、導電性基体上に、単層型感光層(膜厚30μm)を形成した。その結果、単層型感光体(A−1)が得られた。
以下の点を変更した以外は、単層型感光体(A−1)の製造と同様の方法で、単層型感光体(A−2)〜(A−14)及び単層型感光体(B−1)〜(B−4)をそれぞれ製造した。単層型感光体(A−1)の製造に用いた電荷発生剤としての化合物(C−1)を、表2に示す種類の電荷発生剤に変更した。単層型感光体(A−1)の製造に用いた電子輸送剤としてのキノン誘導体(1−1)を、表2に示す種類の電子輸送剤に変更した。なお、表2に感光体(A−1)〜(A−14)及び感光体(B−1)〜(B−4)の構成を示す。表2中、CGM、HTM、及びETMは、それぞれ電荷発生剤、正孔輸送剤、及び電子輸送剤を示す。表2中、CGM欄のx−H2Pc及びY−TiOPcは、それぞれX型無金属フタロシアニン及びY型チタニルフタロシアニンを示す。HTM欄のH−1は化合物(H−1)を示す。ETM欄の1−1〜1−7、及びE−1〜E−2は、それぞれキノン誘導体(1−1)〜(1−7)及び化合物(E−1)〜(E−2)を示す。
[3−1.単層型感光体の電気特性(感度特性)の評価]
製造した単層型感光体(A−1)〜(A−14)及び単層型感光体(B−1)〜(B−4)のそれぞれに対して、電気特性(感度特性)を評価した。電気特性の評価は、温度23℃及び湿度50%RH(相対湿度)の環境下で行った。
感光層と炭酸カルシウムとを摩擦させたときの炭酸カルシウムの帯電量(摩擦帯電量)を測定した。炭酸カルシウムは、紙粉の主成分である。以下、図4を参照して、感光層3cと炭酸カルシウムとを摩擦させたときの炭酸カルシウムの摩擦帯電量を測定する方法を説明する。図4は、摩擦帯電量の測定装置の概要を示す。炭酸カルシウムの摩擦帯電量は、下記の第一ステップ、第二ステップ、第三ステップ及び第四ステップを行うことにより測定した。炭酸カルシウムの摩擦帯電量の測定には、治具10を使用した。
第一ステップでは、感光層3を2個準備した。以下、感光層3cの一方を第一感光層30と、感光層3の他方を第二感光層32と記載する。上述の単層型感光体(A−1)〜(A−14)及び単層型感光体(B−1)〜(B−4)の何れかの作製する際に調製した感光層用塗布液を、アルミパイプ(直径:78mm)に巻きつけたオーバーヘッドプロジェクタシート(以下、OHPシートと記載することがある)に塗布した。塗布した塗布液を、120℃で80分間乾燥した。これにより、膜厚30μmの感光層3が形成された摩擦帯電性評価用のシートを作製した。その結果、第一感光層30(膜厚L1:30μm)と第一OHPシート20とを備える第一シート、及び第二感光層32(膜厚L2:30μm)と第二OHPシート22とを備える第二シートとを得た。第一OHPシート20及び第二OHPシート22の大きさは、それぞれ、縦5cm及び横5cmであった。
第二ステップでは、炭酸カルシウム0.007gを第一感光層30上に乗せた。そして、炭酸カルシウムの層24上に第二感光層32を載せた。具体的な手順は以下の通りであった。
第三ステップでは、温度23℃及び湿度50%RHの環境下で、第二感光層32を固定したまま、回転速度60rpmで60秒間第一感光層30を回転させた。具体的には、回転シャフト14、第一台12、第一OHPシート20、及び第一感光層30を、回転速度60rpmで60秒間、回転軸Sを中心に回転させるように回転駆動部16を駆動させた。これにより、炭酸カルシウムが第一感光層30との間及び第二感光層32との間で摩擦され、炭酸カルシウムが帯電した。
第四ステップでは、第三ステップで帯電させた炭酸カルシウムを治具10から取出し、帯電量測定装置(吸引式小型帯電量測定装置、トレック社製「MODEL 212HS」)を用いて吸引した。吸引された炭酸カルシウムの総電気量Q(単位μC)と質量M(単位g)とを、帯電量測定装置を用いて測定した。式「摩擦帯電量=Q/M」から、炭酸カルシウムの摩擦帯電量(単位μC/g)を算出した。
単層型感光体(A−1)〜(A−14)及び単層型感光体(B−1)〜(B−4)のそれぞれに対して、画像特性を評価した。画像特性の評価は、温度32.5℃及び湿度80%RHの環境下で行った。評価機として、画像形成装置(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「モノクロプリンターFS−1300D」)を用いた。この画像形成装置は、非接触現像方式、直接転写方式及びブレードクリーニング方式を採用する。この画像形成装置では、帯電部としてスコロトロン帯電器が備えられている。記録媒体として、京セラドキュメントソリューションズ株式会社販売「京セラドキュメントソリューションズブランド紙VM−A4」(A4サイズ)を使用した。評価機による評価には、一成分現像剤(試作品)を使用した。
Claims (6)
- 導電性基体と、感光層とを備える電子写真感光体であって、
前記感光層は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、バインダー樹脂と、請求項1に記載のキノン誘導体とを含有する、電子写真感光体。 - 前記電荷発生剤は、X型無金属フタロシアニン、又はY型チタニルフタロシアニンを含む、請求項2に記載の電子写真感光体。
- 前記感光層は、単層型感光層である、請求項2に記載の電子写真感光体。
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