JP2005126411A - スチルベン誘導体、その製造方法、および電子写真感光体 - Google Patents

スチルベン誘導体、その製造方法、および電子写真感光体 Download PDF

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Abstract

【課題】 分子内の所定位置に所定の置換基を有することにより、結着樹脂との相溶性に優れるとともに、所定の感度特性を有するスチルベン誘導体、その製造方法、およびスチルベン誘導体を含有した電子写真感光体を提供する。
【解決手段】 一般式(1)で表されるスチルベン誘導体、その製造方法、およびスチルベン誘導体を含有した電子写真感光体であって、ホルミル化トリフェニルアミン誘導体とジリン酸エステル誘導体を触媒の存在下に反応させる。

【選択図】なし

Description

本発明は、分子末端のフェニルアミノ基におけるフェニル構造に特定の置換基を有することにより、結着樹脂との相溶性に優れるとともに、長時間にわたって所定感度を有するスチルベン誘導体、その製造方法、およびスチルベン誘導体を含有した電子写真感光体に関する。
従来、画像形成装置等の電子写真感光体として、電荷輸送剤、電荷発生剤、および結着樹脂(バインダー樹脂)等の有機感光体材料からなる有機感光体が使用されている。かかる有機感光体は、従来の無機感光体に比べて、製造が容易であるとともに、感光体材料の選択肢が多様であることから、構造設計の自由度が高いという利点がある。
このような有機感光体材料のうち、高い電荷移動度を有する電荷輸送剤として、下記一般式(79)で表されるスチルベン誘導体が知られている(例えば、特許文献1参照)。
(上記一般式(79)中、B、C、D、E、F、およびGは、置換基を有してもよいベンゼン環を表わし、これらのうち少なくとも一つはアルキル基を有し、またこれらは互いに結合して複素環を形成してもよく、Yは、置換基を有してもよい2価の芳香族炭化水素残基または置換基を有してもよい、2価の複素環化合物残基を表し、R11、R12、R13およびR14は、それぞれ、水素原子、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基または置換基を有してもよい複素環基を表し、これらは互いに同一でも異なってもよく、n1およびn2は、それぞれ、1ないし4の整数を表し、これらは互いに同一でも異なっていてもよく、X1およびX2は、それぞれ、下記一般式(80)および一般式(81)で示される基を表し、これらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。)
(上記一般式(80)および(81)中、R15、R16、R17、R18、R19、およびR20は、それぞれ、水素原子、シアノ基、ニトロ基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基または置換基を有してもよい複素環基を表し、これらは互いに同一でも異なっていてもよく、R16とR17からなる対およびR19とR20からなる対は、縮合して炭素環基または複素環基を形成してもよく、また、これらの対のRのどちらか一方が水素原子のときは、もう一方は、アリール基または複素環基である。)
特開2000−66419号(特許請求の範囲)
ここで、特許文献1に記載されたスチルベン誘導体は、一般式(79)においてベンゼン環B〜Gに少なくとも一つのアルキル基を有すると定義されている。しかしながら、具体例に記載されているスチルベン誘導体は、スチルベン誘導体の中心構造がパラ位に結合手を有する2価のフェニル基、相互にパラ位に結合手を有する2価のジフェニル基、または2価のチオフェン基であり、ベンゼン環Cにおける置換基はメタ位またはパラ位に位置しているものである。このため、特許文献1に開示されたスチルベン誘導体の具体例は、結着樹脂との相溶性が乏しく、感光層中に均一に分散されにくく、長時間使用した場合に、結晶化しやすいという問題が見られた。すなわち、開示されたスチルベン誘導体は、初期的には高い電荷移動度を有するにもかかわらず、電荷輸送剤として感光体に長時間使用した場合、その特性が十分に発揮されないという問題が見られた。
また、特許文献1に記載されているスチルベン誘導体の製造方法は、生産効率が低く、目的とするスチルベン誘導体が安定して得られないという問題が見られた。
そこで、本発明者らは、スチルベン誘導体において、中心構造にパラ位に結合手を有する2価のフェニル基またはジフェニル基を有し、分子末端のフェニルアミン構造の2つのフェニル基にそれぞれ特定のエテニル基を有し、さらに他の2つのフェニル基のオルト位に、それぞれ水素原子以外の置換基を有することにより、結着樹脂との相溶性が優れるという特徴を見出した。そして、このようなスチルベン誘導体を電子写真感光体の電荷輸送剤(正孔輸送剤)として使用することにより、長時間にわたって電荷移動度が大きく、かつ電荷発生剤からの電荷の注入性に優れるとともに、結晶化を効果的に防ぐという事実を見出した。さらに、特定の製造方法を用いて合成することにより、効率よく所定のスチルベン誘導体を得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の目的は、上述した技術的な問題を解決し、電子写真感光体等の電荷輸送剤として好適に用いることのできる特定のスチルベン誘導体、その製造方法、および、所定感度を有する電子写真感光体を提供することにある。
本発明によれば、下記一般式(1)で表されるスチルベン誘導体が提供され、上述した問題点を解決することができる。
(一般式(1)中のAは、パラ位に結合手を有する2価のフェニル基、または相互にパラ位に結合手を有する2価のジフェニル基であり、複数のR1〜R7は、それぞれ独立した置換基であり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の置換または非置換のアルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数6〜30の置換または非置換のアリール基、置換または非置換のアミノ基、あるいは、複数のR1〜R7のうちいずれか二つは、それぞれが結合または縮合して形成した炭素環構造であり、複数のAr1およびAr2は、それぞれ独立しており、炭素数6〜30の置換または非置換のアリール基であり、繰り返し数aおよびbは、それぞれ0〜4の整数であり、cは1〜3の整数である。ただし、複数のR1およびR5のうち少なくとも一つは水素原子以外の前記置換基である。)
本発明のスチルベン誘導体を構成するにあたり、一般式(1)中の複数のAr1およびAr2が、炭素数6〜14の置換または非置換のアリール基であることが好ましい。
本発明のスチルベン誘導体を構成するにあたり、一般式(1)中の複数のR1およびR5の少なくとも一つが、炭素数1〜10の置換または非置換のアルキル基、あるいは炭素数1〜10の置換または非置換のアルコキシ基であることが好ましい。
本発明のスチルベン誘導体を構成するにあたり、一般式(1)中の複数のR1〜R5のうちいずれ二つが、それぞれ結合した炭素数3〜6のシクロアルキル環であることが好ましい。
本発明によれば、一般式(1)で表されるスチルベン誘導体が、下記一般式(2)で表されるスチルベン誘導体であることが好ましい。
(一般式(3)中の、複数のR8〜R10は、それぞれ独立した置換基であり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の置換または非置換のアルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数6〜20の置換または非置換のアリール基、あるいは置換または非置換のアミノ基である。ただし、複数のR8、R9、およびR10のうち少なくとも一つは、ベンゼン環のオルト位に位置する水素原子以外の置換基である。)
本発明のスチルベン誘導体を構成するにあたり、一般式(2)中の複数のR8、R9、およびR10のうち少なくとも一つが、炭素数1〜6の置換または非置換のアルキル基、あるいは炭素数1〜6の置換または非置換のアルコキシ基であることが好ましい。
また、本発明の別の態様は、下記反応式(1)で示されるように、一般式(1)で表されるスチルベン誘導体の製造方法であって、一般式(3)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、一般式(4)で表されるジリン酸エステル誘導体とを、触媒の存在下に反応させることを特徴とするスチルベン誘導体の製造方法である。
(反応式(1)中のAは、パラ位に結合手を有する2価のフェニル基、または相互にパラ位に結合手を有する2価のジフェニル基であり、複数のR1〜R7は、それぞれ独立した置換基であり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の置換または非置換のアルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数6〜30の置換または非置換のアリール基、置換または非置換のアミノ基、あるいは、複数のR1〜R7のうちいずれか二つは、それぞれが結合または縮合して形成した炭素環構造であり、複数のAr1およびAr2は、それぞれ独立しており、炭素数6〜30の置換または非置換のアリール基であり、繰り返し数aおよびbは、それぞれ0〜4の整数であり、cは1〜3の整数である。ただし、複数のR1およびR5のうち少なくとも一つは水素原子以外の前記置換基である。)
また、本発明の一般式(1)で表されるスチルベン誘導体の製造方法を実施するにあたり、一般式(3)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体として、一般式(5)で表されるアニリン誘導体を原料とした、二段階のフィルスマイヤ−(Vilsmeier)法およびウィッティヒ(Wittig)法により得られたホルミル化トリフェニルアミン誘導体を使用することが好ましい。
(一般式(5)中のR1〜R5は、それぞれ独立しており、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の置換または非置換のアルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数6〜30の置換または非置換のアリール基、置換または非置換のアミノ基、あるいは、複数のR1〜R5のうちいずれか二つは、それぞれが結合または縮合して形成した炭素環構造である。ただし、複数のR1およびR5のうち少なくとも一つは水素原子以外の前記置換基である。)
また、本発明の反応式(1)で表されるスチルベン誘導体の製造方法が、下記反応式(2)で示される一般式(2)で表されるスチルベン誘導体の製造方法であり、一般式(6)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、一般式(7)で表されるジリン酸エステル誘導体とを、触媒の存在下に反応させることを特徴とする製造方法である。
(反応式(2)中の、複数のR8〜R10は、それぞれ独立した置換基であり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の置換または非置換のアルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数6〜20の置換または非置換のアリール基、あるいは置換または非置換のアミノ基である。ただし、複数のR8、R9、およびR10のうち少なくとも一つは、ベンゼン環のオルト位に位置する水素原子以外の置換基である。)
また、本発明の一般式(2)で表されるスチルベン誘導体の製造方法を実施するにあたり、下記反応式(3)で示されるように、一般式(6)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体として、一般式(8)で表されるアニリン誘導体と、ヨードベンゼンと、を反応させて、一般式(10)で表されるトリフェニルアミン誘導体を得た後、フィルスマイヤー(Vilsmeier)法によりホルミル化して得られた一般式(11)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体をウィッティヒ(Wittig)反応によって、一般式(13)で表されるトリフェニルアミン誘導体とし、さらにフィルスマイヤー(Vilsmeier)法によりホルミル化して得られたホルミル化トリフェニルアミン誘導体を使用することが好ましい。
(反応式(3)中、複数のR8〜R10は、それぞれ独立した置換基であり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の置換または非置換のアルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数6〜20の置換または非置換のアリール基、あるいは置換または非置換のアミノ基である。ただし、複数のR8、R9、およびR10のうち少なくとも一つは、ベンゼン環のオルト位に位置する水素原子以外の置換基である。)
また、本発明の一般式(2)で表されるスチルベン誘導体の製造方法を実施するにあたり、ウィッティヒ(Wittig)反応を実施する際に、式(12)で表されるリンイリドを、触媒の存在下に反応させることが好ましい。
また、本発明のさらに別の態様は、導電性基体上に感光層を設けた電子写真感光体であって、感光層が、下記一般式(1)で表されるスチルベン誘導体を含有することを特徴とする電子写真感光体であることが好ましい。
(一般式(1)中のAは、パラ位に結合手を有する2価のフェニル基、または相互にパラ位に結合手を有する2価のジフェニル基であり、複数のR1〜R7は、それぞれ独立した置換基であり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の置換または非置換のアルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数6〜30の置換または非置換のアリール基、置換または非置換のアミノ基、あるいは、複数のR1〜R7のうちいずれか二つは、それぞれが結合または縮合して形成した炭素環構造であり、複数のAr1およびAr2は、それぞれ独立しており、炭素数6〜30の置換または非置換のアリール基であり、繰り返し数aおよびbは、それぞれ0〜4の整数であり、cは1〜3の整数である。ただし、複数のR1およびR5のうち少なくとも一つは水素原子以外の前記置換基である。)
また、本発明の電子写真感光体を構成するにあたり、感光層に用いられる一般式(1)で表されるスチルベン誘導体が、下記一般式(2)で表されるスチルベン誘導体であることを特徴とする電子写真感光体であることが好ましい。
(一般式(3)中の、複数のR8〜R10は、それぞれ独立した置換基であり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の置換または非置換のアルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数6〜20の置換または非置換のアリール基、あるいは置換または非置換のアミノ基である。ただし、複数のR8、R9、およびR10のうち少なくとも一つは、ベンゼン環のオルト位に位置する水素原子以外の置換基である。)
また、本発明の電子写真感光体を構成するにあたり、感光層が、電荷発生剤および電子輸送剤をさらに含有した単層型であることが好ましい。
本発明によれば、一般式(1)で表されるスチルベン誘導体を含むことにより、所定感度を有する電子写真感光体を提供することができる。
すなわち、一般式(1)で表されるスチルベン誘導体は、中心構造に特定の芳香族環構造およびオレフィン基を有し、分子末端のフェニルアミノ基に所定の置換基を有することにより、結着樹脂との相溶性に優れ、長時間にわたって高い電荷移動度を示すとともに、結晶化を効果的に防ぐことができる。
したがって、このようなスチルベン誘導体を、電子写真感光体における電荷輸送剤(正孔輸送剤)として使用することにより、長時間にわたって感度特性に優れ、結晶化が生じにくいという効果を有する電子写真感光体を提供することができる。
また、本発明のスチルベン誘導体によれば、一般式(1)中の複数のAr1およびAr2が、所定のアリール基であることにより、分子内共役が広がり、電荷移動度が優れるという特徴を有する。
したがって、このようなスチルベン誘導体を、電子写真感光体における電荷輸送剤(正孔輸送剤)として使用することにより、優れた感度特性を有した電子写真感光体を提供することができる。また、このような構造であれば、比較的導入が容易であるため、所定のスチルベン誘導体を、比較的高い収率で生産することができる。
また、本発明のスチルベン誘導体によれば、一般式(1)中の複数のR1およびR5の少なくとも一つが、所定のアルキル基、あるいは所定のアルコキシ基であることにより、結着樹脂との相溶性にさらに優れているという特徴を有する。
すなわち、このようなスチルベン誘導体を、電子写真感光体における電荷輸送剤(正孔輸送剤)として使用することにより、感光層中に均一に分散されるため、結晶化をより効果的に防ぐことができ、長時間にわたって感度特性に優れた電子写真感光体を提供することができる。また、このような置換基であれば、比較的導入が容易であるため、所定のスチルベン誘導体を、比較的高い収率で生産することができる。
また、本発明のスチルベン誘導体によれば、一般式(1)中の複数のR1〜R5のうちいずれか二つが、それぞれ結合した所定のシクロアルキル環であることにより、分子内共役が広がり、電荷移動度が優れるという特徴を有する。
すなわち、このようなスチルベン誘導体を、電子写真感光体における電荷輸送剤(正孔輸送剤)として使用することにより、優れた感度特性を有した電子写真感光体を提供することができる。また、このような構造であれば、比較的導入が容易であるため、所定のスチルベン誘導体を、比較的高い収率で生産することができる。
また、本発明によれば、一般式(1)で表されるスチルベン誘導体が、一般式(2)で表されるスチルベン誘導体であることにより、さらに優れた感度特性を有する電子写真感光体を提供することができる。
すなわち、一般式(2)で表されるスチルベン誘導体は、分子末端のフェニルアミン構造の2つのフェニル基に、ジフェニルエナミン構造を有し、さらに他の2つのフェニル基のオルト位に水素原子以外の置換基を有することにより、立体障害が生じるため、結着樹脂との溶解性がさらに優れ、長時間にわたって電荷移動度が大きく、結晶化を防ぐという特徴を有する。また中心構造がパラ位に結合手を有するフェニル基であることにより、分子量が比較的小さく、結着樹脂との相溶性がさらに優れるため、感光層中に均一に分散され、耐久性に優れるという特徴を有する。
したがって、このようなスチルベン誘導体を、電子写真感光体における電荷輸送剤(正孔輸送剤)として使用することにより、感光層中に均一に分散されるため、長時間にわたって優れた感度特性を有し、耐久性にも優れた電子写真感光体を効率よく提供することができる。
また、本発明のスチルベン誘導体の製造方法によれば、一般式(2)中の複数のR8、R9およびR10のうち少なくとも一つが、所定のアルキル基、あるいは所定のアルコキシ基であることにより、結着樹脂との相溶性、および溶剤への溶解性にさらに優れており、比較的大きな分子であっても樹脂中へ均一に相溶するとともに、長時間にわたって電荷移動度が大きく、かつ電荷発生剤からの電荷の注入性に優れているスチルベン誘導体を提供することができる。
したがって、このようなスチルベン誘導体を、電子写真感光体における電荷輸送剤(正孔輸送剤)として使用することにより、感光層中に均一に分散されるため、長時間にわたってさらに優れた感度特性を有し、耐久性にも優れた電子写真感光体を効率よく提供することができる。また、このような置換基であれば、比較的導入が容易であって所定のスチルベン誘導体を、比較的高い収率で生産することができる。
また、本発明のスチルベン誘導体の製造方法によれば、一般式(3)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、一般式(4)で表されるジリン酸エステル誘導体とを、触媒の存在下に反応させ、一般式(1)で表されるスチルベン誘導体を製造することにより、結着樹脂との相溶性に優れ、高い電荷移動度を示すとともに、結晶化を効果的に防ぐことができる所定のスチルベン誘導体を高い収率で得ることができる。
また、本発明のスチルベン誘導体の製造方法によれば、一般式(3)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体として、一般式(5)で表されるアニリン誘導体を原料とするとともに、二段階のフィルスマイヤー(Vilsmeier)法およびウィッティヒ(Wittig)反応により得られた化合物を使用することにより、所定構造のホルミル化トリフェニルアミン誘導体が効率的に得られ、結果として、一般式(1)で表されるスチルベン誘導体をさらに効率的に得ることができる。
また、本発明のスチルベン誘導体の製造方法によれば、一般式(6)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、一般式(7)で表されるジリン酸エステル誘導体とを、触媒の存在下に反応させ、一般式(2)で表されるスチルベン誘導体を製造することにより、結着樹脂との相溶性が優れており、電荷移動度が大きく、かつ電荷発生剤からの電荷の注入性優れているに所定のスチルベン誘導体を高い収率で得ることができる。
また、本発明のスチルベン誘導体の製造方法によれば、一般式(10)で表されるトリフェニルアミン誘導体を得た後、フィルスマイヤー(Vilsmeier)法によりホルミル化して、得られた一般式(11)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体をウィッチヒ(Wittig)反応によって、一般式(13)で表されるトリフェニルアミン誘導体とし、さらにフィルスマイヤー(Vilsmeier)法によりホルミル化して、得られた一般式(6)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体を使用することができる。
すなわち、このように実施することにより、フェニル基に特定の置換基を有するトリフェニルアミン誘導体を、フィルスマイヤー(Vilsmeier)法によってホルミル化すれば、特定のホルミル化トリフェニルアミン誘導体を製造することができ、さらにウィッチヒ(Wittig)反応によりオレフィン基を介したジフェニル構造を置換することで、特定のトリフェニルアミン誘導体を製造でき、その後、フィルスマイヤー(Vilsmeier)法によって目的のホルミル化トリフェニルアミン誘導体を効率よく製造することができる。結果として、一般式(2)で表されるスチルベン誘導体をさらに効率的に得ることができる。
また、ウィッチヒ(Wittig)反応の際に、所定のリンイリドを、触媒の存在下に反応させることにより、ホルミル化されたフェニル基に対して、オレフィン基を介してジフェニル構造を効率よく導入することができ、特定のトリフェニルアミン誘導体を効率よく製造することができる。
また、導電性基体上に感光層を設けた電子写真感光体であって、感光層が一般式(1)で表されるスチルベン誘導体を含有することにより、結着樹脂との相溶性に優れ、長時間にわたって電荷移動度が高いスチルベン誘導体を提供することができる。すなわち、高い電荷移動度を有し、長時間にわたって、感度特性に優れた電子写真感光体を得ることができる。
また、導電性基体上に感光層を設けた電子写真感光体であって、感光層に用いられる一般式(1)で表されるスチルベン誘導体が、一般式(2)で表されるスチルベン誘導体であることにより、結着樹脂との相溶性にさらに優れ、電荷移動度が高く、長時間にわたって所定感度を維持できるスチルベン誘導体を提供することができる。すなわち、高い電荷移動度を有し、長時間にわたって感度特性に優れた電子写真感光体を得ることができる。
また、感光層が、電荷発生剤および電子輸送剤をさらに含有した単層型であることにより、構成や製造が容易であるにもかかわらず、所定感度を有する単層型の電子写真感光体を得ることができる。
以下、本発明のスチルベン誘導体、その製造方法、および、電子写真感光体に関する実施の形態を、適宜図面を参照しながら、具体的に説明する。
[第1の実施形態]
第1の実施形態は、下記一般式(1)で表されるスチルベン誘導体である。
(一般式(1)中のAは、パラ位に結合手を有する2価のフェニル基、または相互にパラ位に結合手を有する2価のジフェニル基であり、複数のR1〜R7は、それぞれ独立した置換基であり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の置換または非置換のアルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数6〜30の置換または非置換のアリール基、置換または非置換のアミノ基、あるいは、複数のR1〜R7のうちいずれか二つは、それぞれが結合または縮合して形成した炭素環構造であり、複数のAr1およびAr2は、それぞれ独立しており、炭素数6〜30の置換または非置換のアリール基であり、繰り返し数aおよびbは、それぞれ0〜4の整数であり、cは1〜3の整数である。ただし、複数のR1およびR5のうち少なくとも一つは水素原子以外の前記置換基である。)
また、本発明のスチルベン誘導体を構成するにあたり、一般式(1)中のAが、下記一般式(14)で表される構造であることが好ましい。
また、本発明のスチルベン誘導体を構成するにあたり、一般式(1)中のR1およびR5のうち少なくとも一つが、炭素数1〜10の置換または非置換のアルキル基あるいは炭素数1〜10の置換または非置換のアルコキシ基であることが好ましく、炭素数2〜6の置換または非置換のアルキル基、あるいは炭素数2〜6のアルコキシ基であることがより好ましい。
この理由は、一般式(1)中のR1およびR5のうち少なくとも一つあるいは両方が、所定のアルキル基またはアルコキシ基であることにより、立体障害により正孔輸送剤の平面性が低下し、より効果的に結晶化を防ぐためである。また、結着樹脂との相溶性がさらに優れ、感光層中で均一に分散されるため、長時間にわたって感度特性に優れるという効果を提供することができるためである。
また、一般式(1)中の複数のR1〜R5の置換基を有するフェニル基の具体例として、下記式(15)で表されるフェニル基が挙げられる。なお、結合状態を明確にするため窒素原子をあわせて示した。
また、本発明のスチルベン誘導体を構成するにあたり、一般式(1)で表されるスチルベン誘導体が、下記一般式(2)で表されるスチルベン誘導体であることが好ましい。
(一般式(3)中の、複数のR8〜R10は、それぞれ独立しており、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の置換または非置換のアルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数6〜20の置換または非置換のアリール基、あるいは置換または非置換のアミノ基である。ただし、複数のR8、R9、およびR10のうち少なくとも一つは、ベンゼン環のオルト位に位置する水素原子以外の置換基である。)
また、本発明のスチルベン誘導体を構成するにあたり、一般式(2)中の複数のR8、R9およびR10のうち少なくとも一つが、炭素数1〜6の置換または非置換のアルキル基、あるいは炭素数1〜6の置換または非置換のアルコキシ基であることが好ましく、炭素数2〜4の置換または非置換のアルキル基、あるいは炭素数2〜4の置換または非置換のアルコキシ基であることがより好ましい。
この理由は、一般式(2)中の複数のR8、R9およびR10のうち少なくとも一つあるいは2つが、所定のアルキル基またはアルコキシ基であることにより、結着樹脂との相溶性、および溶剤への溶解性がさらに優れ、感光層中で均一に分散されるため、結晶化をより効果的に防ぐことができ、感度特性および耐久性により優れるという効果を提供することができるためである。
ここで、一般式(1)および(2)で表されるスチルベン誘導体の一例として、下記式(16)〜(22)で表されるスチルベン誘導体(HTM−A〜G)を示す。また、式(15)で表されるスチルベン誘導体の赤外分光(IR)チャートを図1にプロトン−NMRチャート(全体図および二つの拡大図)を図2、図3および図4にそれぞれ示す。
[第2の実施形態]
第2の実施形態は、第1の実施形態で説明した一般式(1)で表されるスチルベン誘導体の製造方法であって、下記反応式(1)に示すように、一般式(3)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、式(4)で表されるジリン酸エステル誘導体を、触媒の存在下に反応させることを特徴とするスチルベン誘導体の製造方法である。
なお、反応式(1)中のA、R1〜R7、Ar1、Ar2およびa〜cは、特に断りがない限り、既に説明した内容である。
1.一般式(3)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体の合成
まず、反応式(1)を実施するうえで、原料となる一般式(3)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体の合成方法について詳しく説明する。
(1)反応式
一般式(3)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体は、下記反応式(4)に示すように、第1工程および第3工程としての二段階のフィルスマイヤー(Vilsmeier)法と、第2工程としてのウィッティヒ(Wittig)反応とを用いて、合成することが好ましい。
なお、反応式(4)中のR1〜R7、Ar1、Ar2およびa〜bは、特に断りがない限り、一般式(1)中のR1〜R7、Ar1、Ar2およびa〜bの内容と同様である。
(2)第1工程
まず、一般式(5)で表されるアニリン誘導体を原料として、それに一般式(23)および(24)で表される2種類のヨードベンゼン誘導体と、を反応させて、一般式(25)で表されるトリフェニルアミン誘導体を得た後、第一段階のフィルスマイヤー(Vilsmeier)法によりホルミル化して、一般式(26)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体を合成する。
なお、一般式(25)で表されるトリフェニルアミン誘導体の合成する際、一般式(5)で表されるアニリン誘導体を構成するアミノ基の一つの水素を予めアセチル基で置換することが好ましい。すなわち、アセチル基でアニリン誘導体の一部を保護した後、一種類のヨードベンゼン誘導体と反応させる。次いで、得られたアセチル化ジフェニールアミン誘導体のアセチル基をはずすと同時に水素を付与し、さらに、もう一種類のヨードベンゼン誘導体と反応させることが好ましい。
ここで、一般式(25)で表されるトリフェニルアミン誘導体を合成するにあたり、一般式(5)で表されるアニリン誘導体と、一般式(23)および(24)で表される2種類のヨードベンゼン誘導体(合計量)との添加割合を、モル比で1:1〜1:6の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるアニリン誘導体と、2種類のヨードベンゼン誘導体との添加割合が、1:1未満の値になると、目的物であるトリフェニルアミン誘導体の生成量が低下する場合があるためである。一方、かかるアニリン誘導体と、2種類のヨードベンゼン誘導体との添加割合が、1:6を超えると、未反応のヨードベンゼン誘導体が多く残留するため、目的物であるトリフェニルアミン誘導体の精製が困難になる場合があるためである。
なお、一般式(23)および(24)で表されるヨードベンゼン誘導体の添加割合をモル比で約1:1の値にすることが好ましい。
また、一般式(5)で表されるアニリン誘導体と、一般式(23)および(24)で表される2種類のヨードベンゼンとを反応させるにあたり、反応温度を、通常160〜250℃の範囲内の値とするとともに、反応時間を1〜30時間の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、このような反応条件であれば、比較的簡易な製造設備を用いて、所望の反応を効率的に実施できるためである。
さらに、フィルスマイヤー法に使用するフィルスマイヤー試薬(Vilsmeier試薬)としては、以下の化合物(i)および(ii)の組合せであることが好ましい。
(i)オキシ塩化リン、ホスゲン、塩化オキサリル、塩化チオニル、トリフェニルホスフィン−臭素、ヘキサクロロトリホスファザトリエン等のハロゲン化剤
(ii)N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルホルムアニリド(MFA)、N−ホルミルモルホリン、N,N−ジイソプロピルホルムアミド
特に、本発明では、フィルスマイヤー試薬として、オキシ塩化リンと、溶媒としても使用できるDMFとの組み合わせが好適に用いられる。
さらに、触媒量の塩化亜鉛等を添加することにより、フィルスマイヤー法を促進させることができる。
また、フィルスマイヤー試薬の調製において、化合物(i)と(ii)との使用割合は、通常モル比で、1:1〜1:20の範囲内の値とすることが好ましく、1:1〜1:5の範囲内の値とすることがより好ましい。
また、フィルスマイヤー試薬の使用量に関して、一般式(25)で表されるトリフェニルアミン誘導体1モルに対して、1〜5倍モル量の範囲内の値とすることが好ましく、1〜3倍モル量の範囲内の値とすることがより好ましい。
さらに、フィルスマイヤー法における、トリフェニルアミン誘導体のホルミル化の反応条件に関して、通常130℃以下の温度で行い、反応時間を5〜240分間の範囲内の値とすることが好ましい。
なお、第二段階のフィルスマイヤー法の実施にあたっても、第一段階のフィルスマイヤー法の条件に準じて実施することができる。
(3)第2工程
次いで、ウィッティヒ(Wittig)反応により、一般式(28)で表されるトリフェニルアミン誘導体を合成する。すなわち、一般式(26)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、式(27)で表されるリンイリド誘導体と、触媒としてのn−ブチルリチウム等の存在化に反応させるものである。
ここで、一般式(26)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、式(27)で表されるリンイリド誘導体との添加割合を、モル比で1:1〜1:3の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、リンイリド誘導体との添加割合が、1:1未満の値になると、一般式(28)で表されるトリフェニルアミン誘導体の生成量が低下する場合があるためである。一方、かかるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、ジフェニルエテニル基を有するリンイリドとの添加割合が、1:3を超えると、未反応のリンイリド誘導体が多く残留するため、一般式(28)で表されるトリフェニルアミン誘導体の精製が困難になる場合があるためである。
したがって、一般式(26)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、式(27)で表されるリンイリド誘導体との添加割合を、モル比で1:1.2〜1:2の範囲内の値とすることがより好ましい。
また、一般式(26)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、式(27)で表されるリンイリド誘導体とを反応させるにあたり、反応温度を、通常−30〜20℃の範囲内の値とするとともに、反応温度を5〜120分間の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、このような反応条件であれば、比較的簡易な製造設備を用いて、所望の反応を効率的に実施できるためである。
なお、ウィッティヒ法で使用する試薬としては、例えば、n−ブチルリチウム、ナトリウムメトキシドやナトリウムエトキシド等のナトリウムアルコキシド;水素化ナトリウムや水素化カリウム等の金属水素化物等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。
(4)第3工程
次いで、一般式(28)で表されるトリフェニルアミン誘導体を、第二段階のフィルスマイヤー(Vilsmeier)法によりホルミル化して、一般式(3)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体を得る。
なお、第3工程における第二段階のフィルスマイヤー法の反応条件等については、第1工程における第一段階のフィルスマイヤー法に準じて行うことが好ましい。
2.ジリン酸エステル誘導体
次いで、反応式(1)を実施するうえで、原料となる一般式(4)で表されるジリン酸エステル誘導体の合成方法について詳しく説明する。
一般式(4)で表されるジリン酸エステル誘導体は、下記反応式(5)に示すように、合成することができる。なお、反応式(5)中のAは、一般式(1)中のAと同様の内容であり、Xはハロゲン原子、例えば塩素原子または臭素原子である。
かかるジリン酸エステル誘導体の合成反応を実施するにあたり、例えば、ハロゲン化メチル誘導体に対して、亜リン酸トリエチルを無溶媒または適当な溶媒中に添加して、反応させることが好ましい。この理由は、このように反応させることにより、反応式(1)に使用する一般式(4)で表されるジリン酸エステル誘導体を高い収率で得ることができるためである。
ここで、合成反応を生じさせるに際して、ハロゲン化メチル誘導体1モルに対して、亜リン酸トリエチルの使用割合を、少なくとも2モルとすることが好ましく、2〜10モルの範囲内の値とすることがより好ましい。
また、かかる反応温度を、通常80〜150℃の範囲内の値とし、反応時間を2〜10時間の範囲内の値とすることが好ましい。
また、ジリン酸エステル誘導体を合成する際に用いる溶媒としては、かかる反応に影響を及ぼさないものであれば良いが、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素、ジメチルホルムアミド等が、好適例として挙げられる。
また、ジリン酸エステル誘導体を合成する際に、所定量の第三級アミンを添加することも好ましい。この理由は、第三級アミンによって、反応系からハロゲン化アルキルが除去されるため、ジリン酸エステル誘導体の合成反応を促進できるためである。好適な第三級アミンとしては、例えばトリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、4−(ジメチルアミノ)ピリジン等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。
3.反応条件
次いで、反応式(1)を実施する際の反応条件について詳細に説明する。
すなわち、一般式(1)で表されるスチルベン誘導体は、上述した反応式(1)に従って、後述する反応条件に基づいて合成することができる。
(1) 反応温度と反応時間
一般式(3)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、一般式(4)で表されるジリン酸エステル誘導体との反応は、通常−10〜30℃で行うことが好ましく、その反応時間を1〜12時間の範囲内の値とすることが好ましい。
(2) 溶媒
一般式(3)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、一般式(4)で表されるジリン酸エステル誘導体との反応に使用する好適な溶媒としては、当該反応に影響を及ぼさないものであればよいが、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素が挙げられる。
(3) 触媒
また、かかる反応に使用する触媒としては、ナトリウムメトキシドやナトリウムエトキシド等のナトリウムアルコキシド、水素化ナトリウムや水素化カリウム等の金属水素化物、あるいは、n−ブチルリチウム等の金属塩が好適なものとして挙げられる。
ここで、かかる触媒の添加量を、ホルミル化トリフェニルアミン誘導体1モルに対して、1.0〜1.5モルの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる触媒の添加量が1.0モル未満の値となると、一般式(3)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、一般式(4)で表されるジリン酸エステル誘導体と、の間の反応性が著しく低下する場合があるためである。
一方、かかる触媒の添加量が1.5モルを超えると、一般式(3)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、一般式(4)で表されるジリン酸エステル誘導体と、の間の反応を制御することが著しく困難になる場合があるためである。
(4) 添加割合
一般式(4)で表されるジリン酸エステル誘導体と、一般式(3)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、の間の反応を実施するにあたり、添加割合を、モル比で1:2〜1:3の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、ジリン酸エステル誘導体との添加割合が、1:2未満の値になると、ホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、ジリン酸エステル誘導体とが1:1で対応して反応しやすくなるためである。また、かかる添加割合が、1:3を超えると、未反応のホルミル化トリフェニルアミン誘導体が精製を困難にする場合があるためである。
したがって、一般式(4)で表されるジリン酸エステル誘導体と、一般式(3)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体との添加割合を、モル比で1:2.2〜1:2.5の範囲内の値とすることがより好ましい。
[第3の実施形態]
第3の実施形態は、第1の実施形態で説明した一般式(2)で表されるスチルベン誘導体の製造方法であって、下記反応式(2)に示すように、下記一般式(6)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、式(7)で表されるジリン酸エステル誘導体を、触媒の存在下に反応させることを特徴とするスチルベン誘導体の製造方法である。
なお、反応式(2)で示されるスチルベン誘導体の製造方法は、第2の実施形態で説明した、反応式(1)で示されるスチルベン誘導体の製造方法の実施態様の一つである。(反応式(2)中のR8、R9、およびR10は、既に上述した内容である。)
1.一般式(6)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体の合成
まず、反応式(2)を実施するうえで、原料となる一般式(6)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体の合成方法について詳しく説明する。
(1)反応式
一般式(6)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体は、下記反応式(3)に示すように、第1工程および第3工程としての二段階のフィルスマイヤー(Vilsmeier)法と、第2工程としてのウィッティヒ(Wittig)反応とを用いて、合成することが好ましい。
なお、反応式(3)中のR8、R9およびR10は、反応式(1)中のR8、R9およびR10の内容と同様である。

(2)第1工程
まず、一般式(8)で表されるアニリン誘導体と、式(9)で表されるヨードベンゼンと、を反応させて、一般式(10)で表されるトリフェニルアミン誘導体を得た後、第一段階のフィルスマイヤー(Vilsmeier)法によりホルミル化して、一般式(11)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体を合成する。
ここで、一般式(10)で表されるトリフェニルアミン誘導体を合成するにあたり、一般式(8)で表されるアニリン誘導体と、式(9)で表されるヨードベンゼンとの添加割合を、モル比で1:2〜1:4の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるアニリン誘導体と、ヨードベンゼンとの添加割合が、1:2未満の値になると、目的物であるトリフェニルアミン誘導体の生成量が低下する場合があるためである。一方、かかるアニリン誘導体と、ヨードベンゼンとの添加割合が、1:4を超えると、未反応のヨードベンゼンが多く残留するため、目的物であるトリフェニルアミン誘導体の精製が困難になる場合があるためである。
また、一般式(8)で表されるアニリン誘導体と、式(9)で表されるヨードベンゼンとを反応させるにあたり、反応条件は、第2の実施の形態において詳述したフィルスマイヤー(Vilsmeier)法と同様の条件に準じて実施することができる。
(3)第2工程
次いで、ウィッティヒ(Wittig)反応により、一般式(13)で表されるトリフェニルアミン誘導体を合成する。すなわち、一般式(11)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、式(12)で表されるリンイリド誘導体と、触媒の存在化に反応させるものである。
ここで、一般式(11)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、式(12)で表されるリンイリド誘導体との添加割合を、モル比で1:1〜1:3の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、リンイリド誘導体との添加割合が、1:1未満の値になると、一般式(13)で表されるトリフェニルアミン誘導体の生成量が低下する場合があるためである。一方、かかるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、ジフェニルエテニル基を有するリンイリドとの添加割合が、1:3を超えると、未反応のリンイリド誘導体が多く残留するため、一般式(13)で表されるトリフェニルアミン誘導体の精製が困難になる場合があるためである。
したがって、一般式(11)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、式(12)で表されるリンイリド誘導体との添加割合を、モル比で1:1.2〜1:2の範囲内の値とすることがより好ましい。
また、一般式(11)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、式(12)で表されるリンイリド誘導体とを反応させるにあたり、反応条件は、第2の実施の形態において詳述したウィッティヒ(Wittig)法と同様の条件に準じて実施することができる。
(4)第3工程
次いで、一般式(13)で表されるトリフェニルアミン誘導体を、第二段階のフィルスマイヤー(Vilsmeier)法によりホルミル化して、一般式(6)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体を得る。
なお、第3工程における第二段階のフィルスマイヤー法の反応条件等については、第1工程における第一段階のフィルスマイヤー法に準じて行うことが好ましい。
2.ジリン酸エステル誘導体の合成
次いで、反応式(1)を実施するうえで、原料となる一般式(7)で表されるジリン酸エステル誘導体の合成方法について詳しく説明する。
式(7)で表されるジリン酸エステル誘導体は、下記反応式(6)に示すように、合成することができる。
かかるジリン酸エステル誘導体の合成反応を実施するにあたり、例えば、1,4−ビス(クロロメチル)ベンゼンに対して、亜リン酸トリエチルを無溶媒または適当な溶媒中に添加して、反応させることが好ましい。この理由は、このように反応させることにより、反応式(2)に使用するジリン酸エステル誘導体(7)を高い収率で得ることができるためである。
ここで、合成反応を生じさせるに際して、1,4−ビス(クロロメチル)ベンゼン1モルに対して、亜リン酸トリエチルの使用割合を、少なくとも2倍モル当量とすることが好ましく、2〜4倍モル量の範囲内の値とすることがより好ましい。
また、かかる反応温度を、通常80〜150℃の範囲内の値とし、反応時間を2〜10時間の範囲内の値とすることが好ましい。
また、ジリン酸エステル誘導体を作成する際に用いる溶媒としては、かかる反応に影響を及ぼさないものであれば良いが、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素、ジメチルホルムアミド等が、好適例として挙げられる。
また、ジリン酸エステル誘導体を作成する際に、所定量の第三級アミンを添加することも好ましい。この理由は、第三級アミンによって、反応系からハロゲン化アルキルが除去されるため、ジリン酸エステル誘導体の合成反応を促進できるためである。好適な第三級アミンとしては、例えばトリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、4−(ジメチルアミノ)ピリジン等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。
3.反応条件
次いで、反応式(2)を実施する際の反応条件について詳細に説明する。
すなわち、一般式(2)で表されるスチルベン誘導体は、上述した反応式(2)に従って、後述する反応条件に基づいて合成することができる。
(1) 反応温度と反応時間
また、一般式(6)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、式(7)で表されるジリン酸エステル誘導体との反応は、通常−10〜30℃で行うことが好ましく、その反応時間を1〜12時間の範囲内の値とすることが好ましい。
(2) 溶媒
一般式(6)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、式(7)で表されるジリン酸エステル誘導体との反応に使用する好適な溶媒としては、当該反応に影響を及ぼさないものであればよいが、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素が挙げられる。
(3) 触媒
また、かかる反応に使用する触媒としては、ナトリウムメトキシドやナトリウムエトキシド等のナトリウムアルコキシド、水素化ナトリウムや水素化カリウム等の金属水素化物が好適なものとして挙げられる。
ここで、かかる触媒の添加量を、ホルミル化トリフェニルアミン誘導体1モルに対して、1.1〜1.2モルの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる触媒の添加量が1.1モル未満の値となると、一般式(6)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、式(7)で表されるジリン酸エステル誘導体と、の間の反応性が著しく低下する場合があるためである。
一方、かかる触媒の添加量が1.2モルを超えると、一般式(6)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、式(7)で表されるジリン酸エステル誘導体と、の間の反応を制御することが著しく困難になる場合があるためである。
(4) 添加割合
式(7)で表されるジリン酸エステル誘導体と、一般式(6)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、の間の反応を実施するにあたり、添加割合を、モル比で1:2.0〜1:2.4の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、ジリン酸エステル誘導体との添加割合が、1:2.0未満の値になると、ホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、ジリン酸エステル誘導体とが1:1で対応して反応しやすくなるためである。また、かかる添加割合が、1:2.4を超えると、未反応のホルミル化トリフェニルアミン誘導体が精製を困難にする場合があるためである。
したがって、式(7)で表されるジリン酸エステル誘導体と、一般式(6)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体との添加割合を、モル比で1:1.8〜1:2.2の範囲内の値とすることがより好ましい。
[第4の実施形態]
第4の実施形態は、導電性基体上に感光層を設けた電子写真感光体であって、感光層に、一般式(1)または(2)で表されるスチルベン誘導体を含有することを特徴とする電子写真感光体である。
なお、電子感光体には、単層型と積層型とがあるが、本発明のスチルベン誘導体は、いずれにも適用可能である。
ただし、特に正負いずれの帯電型にも使用できること、構造が簡単で製造が容易であること、層を形成する際の被膜欠陥を抑制できること、層間の界面が少なく、光学的特性を向上できること等の観点から、単層型に適用することが好ましい。
1.単層型感光体
(1) 基本的構成
図5(a)に示すように、単層型感光体10は、導電性基体12上に単一の感光層14を設けたものである。
この感光層は、例えば、一般式(1)または(2)で表されるスチルベン誘導体(正孔輸送剤)と、電荷発生剤と、結着樹脂と、さらに必要に応じて電子輸送剤を適当な溶媒に溶解または分散させ、得られた塗布液を導電性基体上に塗布し、乾燥させることで形成することができる。かかる単層型感光体は、単独の構成で正負いずれの帯電型にも適用可能であるとともに、層構成が簡単であって、生産性に優れているという特徴がある。
また、得られた単層型感光体は、一般式(1)または(2)で表されるスチルベン誘導体を含んでいることから、残留電位が低下しているとともに、所定感度を有しているという特徴がある。
さらに、単層型感光体の感光層に、電子輸送剤を含有させる場合には、電荷発生剤と正孔輸送剤との電子の授受が効率よく行われるようになり、感度等がより安定する傾向が見られる。
(2) 電荷発生剤
本発明に用いられる電荷発生剤としては、例えば、無金属フタロシアニン、オキソチタニルフタロシアニン、ペリレン顔料、ビスアゾ顔料、ジチオケトピロロピロール顔料、無金属ナフタロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン顔料、スクアライン顔料、トリスアゾ顔料、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。
特に、半導体レーザー等の光源を使用したレーザービームプリンタやファクシミリ等のデジタル光学系の画像形成装置には、700nm以上の波長領域に感度を有する感光体が必要となるため、例えば、無金属フタロシアニンやオキソチタニルフタロシアニン等のフタロシアニン系顔料が好適に用いられる。
一方、ハロゲンランプ等の白色の光源を使用した静電式複写機等のアナログ光学系の画像形成装置には、可視領域に感度を有する感光体が必要となるため、例えば、ペリレン顔料やビスアゾ顔料等が好適に用いられる。
(3) 正孔輸送剤
本発明の電子写真感光体においては、正孔輸送剤である本発明のスチルベン誘導体とともに、従来公知の他の正孔輸送剤を感光層に含有させることも好ましい。
このような正孔輸送剤としては、高い正孔輸送能を有する種々の化合物、例えば下記式(31)〜(43)で表される化合物 (HTM−1〜HTM−13)があげられる。
(式中、Rh1、Rh2、Rh3、Rh4、Rh5およびRh6は互いに独立しており、ハロゲン原子、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基を示す。aおよびbは、同一または異なっていても良い0〜4の整数を示し、c、d、eおよびfは同一または異なっていても良い0〜5の整数を示す。ただし、a、b、c、d、eまたはfが2以上のとき、各Rh1、Rh2、Rh3、Rh4、Rh5およびRh6は異なっていても良い。)
(式中、Rh7、Rh8、Rh9、Rh10 およびRh11は互いに独立しており、ハロゲン原子、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基を示す。g、h、iおよびjは、同一または異なっていても良い0〜5の整数を示し、kは0〜4の整数を示す。ただし、g、h、i、jまたはkが2以上のとき、各Rh7、Rh8、Rh9、Rh10およびRh11は異なっていても良い。)
(式中、Rh12、Rh13、Rh14およびRh15は互いに独立しており、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基を示し、Rh16はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基、または置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基を示す。m、n、oおよびpは、同一または異なっていても良い0〜5の整数を示し、qは、0〜6の整数を示す。ただし、m、n、o、pまたはqが2以上のとき、各Rh12、Rh13、Rh14、Rh15およびRh16は異なっていても良い。)
(式中、Rh17、Rh18、Rh19およびRh20は互いに独立しており、ハロゲン原子、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基を示。r、s、tおよびuは、同一または異なっていても良い、0〜5の整数を示す。ただし、r、s、tまたはuが2以上のとき、各Rh17、Rh18、Rh19およびRh20は異なっていても良い。)
(式中、Rh21およびRh22は互いに独立しており、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基を示す。Rh23、Rh24、Rh25およびRh26は互いに独立しており、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基または炭素数6〜40のアリール基を示す。)
(式中、Rh27、Rh28およびRh29は互いに独立しており、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基を示す。)
(式中、Rh30、Rh31、Rh32およびRh33は互いに独立しており、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基を示す。)
(式中、Rh34、Rh35、Rh36、Rh37およびRh38は互いに独立しており、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基を示す。)
(式中、Rh39は水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を示し、Rh40、Rh41およびRh42は互いに独立しており、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基を示す。)
(式中、Rh43、Rh44およびRh45は互いに独立しており、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基を示す。)
(式中、Rh46およびRh47は互いに独立しており、水素原子、ハロゲン原子、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基、あるいは、置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基を示す。)
(式中、Rh50、Rh51、Rh52、Rh53、Rh54およびRh55は互いに独立しており、水素原子、ハロゲン原子、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基、あるいは、置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基を示す。また、αは1〜10の整数を示し、v、w、x、y、zおよびβは同一または異なっていても良い0〜2の整数を示す。ただし、v、w、x、y、zまたはβが2のとき、各Rh50、Rh51、Rh52、Rh53、Rh54およびRh55は異なっていても良い。)
(式中、Rh56、Rh57、Rh58およびRh59は互いに独立しており、水素原子、ハロゲン原子、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基を示し、Φは下式(44)のいずれかで表される基である。)
また、本発明においては、上記例示の正孔輸送剤HTM−1〜HTM−13等とともに、従来公知の正孔輸送物質、2,5−ジ(4−メチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール等のオキサジアゾール系化合物、9−(4−ジエチルアミノスチリル)アントラセン等のスチリル系化合物、ポリビニルカルバゾール等のカルバゾール系化合物、有機ポリシラン化合物、1−フェニル−3−(p−ジメチルアミノフェニル)ピラゾリン等のピラゾリン系化合物、ヒドラゾン系化合物、トリフェニルアミン系化合物、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、トリアゾール系化合物等の含窒素環式化合物、縮合多環式化合物等の1種単独または2種以上の組み合わせが挙げられる。
(4) 電子輸送剤
本発明に用いられる電子輸送剤としては、高い電子輸送能を有する種々の化合物、例えば下記一般式(45)〜(61)で表される化合物 (ETM−1〜ETM−17)等があげられる。
(式中、Re1、Re2、Re3、Re4およびRe5は互いに独立しており、水素原子、ハロゲン原子、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基またはアラルキル基、置換または非置換のフェノキシ基を示す。)
(式中、Re6は置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基、Re7は置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基またはアラルキル基、ハロゲン原子、またはハロゲン化アルキル基を示す。γは0〜5の整数を示す。ただし、γが2以上のとき、各Re7は互いに異なっていてもよ良い。)
(式中、Re8およびRe9は互いに独立しており、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基を示す。δは1〜4の整数を示し、εは0〜4の整数を示す。ただし、δおよびεが2以上のとき、各Re8およびRe9は異なっていても良い。)
(式中、Re10は置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基またはアラルキル基、ハロゲン化アルキル基、またはハロゲン原子を示す。ζは0〜4、ηは0〜5の整数を示す。ただし、ηが2以上のとき、各Re10は異なっていても良い。)
(式中、Re11は置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基を示し、σは1〜4の整数を示す。ただし、σが2以上のとき、各Re11は異なっていても良い。)
(式中、Re12およびRe13は互いに独立しており、水素原子、ハロゲン原子、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基、アラルキルオキシカルボニル基、水酸基、ニトロ基、またはシアノ基を示す。Xは酸素原子、=N−CN基または=C(CN)2 基を示す。)
(式中、Re14は水素原子、ハロゲン原子、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基を示し、Re15はハロゲン原子、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基、アルコキシカルボニル基、N−アルキルカルバモイル基、シアノ基、またはニトロ基を示す。λは0〜3の整数を示す。ただし、λが2以上のとき、各Re15は互いに異なっていても良い。)
(式中、θは1〜2の整数を示す。)
(式中、Re16およびRe17は互いに独立しており、ハロゲン原子、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシカルボニル基を示す。νおよびξは0〜3の整数を示す。ただし、νまたはξが2以上のとき、各Re16およびRe17は互いに異なっていても良い。)
(式中、Re18およびRe19は互いに独立しており、置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基、縮合多環式基または複素環式基を示し、これらの基は置換基を有していても良い。)
(式中、Re20はアミノ基、ジアルキルアミノ基、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基またはアルコシキ基、または置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基を示し、πは1〜2の整数を示す。ただし、πが2のとき、各Re20は互いに異なっていても良い。)
(式中、Re21は水素原子、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基またはアラルキル基を示す。)
(式中、Re22は、ハロゲン原子、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基またはアラルキル基、アルコキシカルボニル基、N−アルキルカルバモイル基、シアノ基、またはニトロ基を示す。μは0〜3の整数を示す。ただし、μが2以上のとき、各Re22は互いに異なっていても良い。)
(式中、Re23は、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基または置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基を示し、Re24は、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基または置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基、または−O−Re24で表される基を示す。上記基中のRe24は、上述した置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基または置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基を示す。)
(式中、Re25、Re26、Re27、Re28、Re29、Re30およびRe31は互いに独立しており、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基またはアラルキル基、ハロゲン原子、またはハロゲン化アルキル基を示す。χおよびφは同一または異なっていても良い0〜4の整数を示す。)
(式中、Re32およびRe33は互いに独立しており、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基、ハロゲン原子、またはハロゲン化アルキル基を示す。τおよびΨは同一または異なっていても良い0〜4の整数を示す。)
(式中、Re34、Re35、Re36およびRe37は互いに独立しており、水素原子、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜40のアリール基またはアラルキル基、シクロアルキル基またはアミノ基を示す。ただし、Re34 、Re35 、Re36 およびRe37 のうち少なくとも2つは、水素原子でない同一の基である。)
また、本発明においては、上記例示のほかに従来公知の電子輸送物質、すなわち例えばベンゾキノン系化合物、マロノニトリル、チオピラン系化合物、テトラシアノエチレン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、ジニトロベンゼン、ジニトロアントラセン、ジニトロアクリジン、ニトロアントラキノン、ジニトロアントラキノン、無水コハク酸、無水マレイン酸、ジブロモ無水マレイン酸等の1種単独または2種以上の組み合わせが挙げられる。
(5) 結着樹脂
各成分を分散させるための結着樹脂は、従来より感光層に使用されている種々の樹脂を使用することができる。例えばスチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、アクリル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、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−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、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、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂;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、その他架橋性の熱硬化性樹脂;エポキシアクリレート、ウレタン−アクリレート等の光硬化型樹脂等の樹脂が使用可能である。
特に、ポリカーボネート樹脂は、透明性や耐熱性に優れているばかりか、機械的特性や正孔輸送剤との相溶性にも優れていることから好ましい結着樹脂である。
(6) 添加剤
また、感光層には、上記各成分のほかに、電子写真特性に悪影響を与えない範囲で、従来公知の種々の添加剤、例えば酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、一重項クエンチャー、紫外線吸収剤等の劣化防止剤、軟化剤、可塑剤、表面改質剤、増量剤、増粘剤、分散安定剤、ワックス、アクセプター、ドナー等を配合することができる。また、感光層の感度を向上させるために、例えばテルフェニル、ハロナフトキノン類、アセナフチレン等の公知の増感剤を電荷発生剤と併用してもよい。
(7) 配合割合および厚さ
本発明の電子写真感光体が単層型の感光体である場合、電荷発生剤は、結着樹脂100重量部に対して0.1〜50重量部、好ましくは0.5〜30重量部の割合で配合すればよい。本発明のスチルベン誘導体(正孔輸送剤)は、結着樹脂100重量部に対して20〜500重量部、好ましくは30〜200重量部の割合で配合すればよい。電子輸送剤を含有させる場合、電子輸送剤の割合を結着樹脂100重量部に対して5〜100重量部、好ましくは10〜80重量部とするのが適当である。
また、本発明の電子写真感光体が積層型の感光体である場合、電荷発生層を構成する電荷発生剤と結着樹脂とは、種々の割合で使用することができるが、結着樹脂100重量部に対して電荷発生剤を5〜1000重量部、好ましくは30〜500重量部の割合で配合するのが適当である。電荷発生層に正孔輸送剤を含有させる場合は、正孔輸送剤の割合を結着樹脂100重量部に対して10〜500重量部、好ましくは50〜200重量部とするのが適当である。
電荷輸送層を構成する正孔輸送剤と、結着樹脂とは、電荷の輸送を阻害しない範囲および結晶化しない範囲で種々の割合で使用することができるが、光照射により電荷発生層で生じた電荷が容易に輸送できるように、結着樹脂100重量部に対して、本発明のスチルベン誘導体 (正孔輸送剤)を10〜500重量部、好ましくは25〜200樹脂の割合で配合するのが適当である。電荷輸送層に電子輸送剤を含有させる場合は、電子輸送剤の割合を結着樹脂100重量部に対して5〜200重量部、好ましくは10〜100重量部とするのが適当である。
(8) 構造
また、単層型感光体における感光層の厚さは5〜100μm、好ましくは10〜50μmである。
そして、このような感光層が形成される導電性基体としては、導電性を有する種々の材料を使用することができ、例えば鉄、アルミニウム、銅、スズ、白金、銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドミウム、チタン、ニッケル、パラジウム、インジウム、ステンレス鋼、真鍮等の金属や、上記金属が蒸着またはラミネートされたプラスチック材料、ヨウ化アルミニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で被覆されたガラス等があげられる。
また、導電性基体の形状は、使用する画像形成装置の構造に合わせて、シート状、ドラム状等のいずれであってもよく、基体自体が導電性を有するか、あるいは基体の表面が導電性を有していればよい。また、導電性基体は、使用に際して十分な機械的強度を有するものが好ましい。前記感光層を塗布の方法により形成する場合には、前記例示の電荷発生剤、電荷輸送剤、結着樹脂等を適当な溶剤とともに、公知の方法、例えばロールミル、ボールミル、アトライタ、ペイントシェーカー、超音波分散機等を用いて分散混合して分散液を調整し、これを公知の手段により塗布して乾燥させればよい。
また、単層型の構成に関して、図5(b)に示すように、導電性基体12と感光層14との間に、感光体の特性を阻害しない範囲でバリア層16が形成されている感光体10´でもよい。また、図5(c)に示すように、感光層14の表面には、保護層18が形成されている感光体10´´でもよい。
(9) 製造方法
本発明の電子写真感光体の製造方法は特に制限されるものではないが、まず、塗布液を作成することが好ましい。そして、得られた塗布液を、公知の製造方法に準じて、例えば、導電性基材(アルミニウム素管)上に、ディップコート法にて塗布し、100℃、30分間の条件で熱風乾燥して、所定膜厚の感光層を有する電子写真感光体を得ることができる。
なお、かかる塗布液を作るための溶剤としては、種々の有機溶剤が使用可能であり、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール類;n−ヘキサン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族系炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素;ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル類;ジメチルホルムアルデヒド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等があげられる。これらの溶剤は単独でまたは2種以上を混合して用いられる。
さらに、電荷輸送剤や電荷発生剤の分散性、感光層表面の平滑性を良くするために界面活性剤、レベリング剤等を使用してもよい。
2.積層型感光体
図6(a)に示すように、積層型感光体20は、導電性基体12上に、蒸着または塗布等の手段によって、電荷発生剤を含有する電荷発生層24を形成し、次いでこの電荷発生層24上に、一般式(1)で表されるスチルベン誘導体(正孔輸送剤)の少なくとも1種と結着樹脂とを含む塗布液を塗布し、乾燥させて電荷輸送層22を形成することによって作製される。
また、上記構造とは逆に、図6(b)に示すように、導電性基体12上に電荷輸送層22を形成し、その上に電荷発生層24を形成している感光体20´でもよい。
ただし、電荷発生層24は、電荷輸送層22に比べて膜厚がごく薄いため、その保護のためには、図6(a)に示すように、電荷発生層24の上に電荷輸送層22を形成することがより好ましい。
なお、電荷発生剤、正孔輸送剤、電子輸送剤、結着剤等については、単層型感光体と同様の内容とすることができる。
また、積層型感光体は、上記電荷発生層および電荷輸送層の形成順序と、電荷輸送層に使用する電荷輸送剤の種類によって、正負いずれの帯電型となるかが選択される。例えば、上記のように、導電性基体上に電荷発生層を形成し、その上に電荷輸送層を形成した場合において、電荷輸送層における電荷輸送剤として、本発明のスチルベン誘導体のような正孔輸送剤を使用した場合には、感光体は負帯電型となる。この場合、電荷発生層には電子輸送剤を含有させてもよい。
そして、本発明の積層型電子写真感光体は、感光体の残留電位が低下するとともに、所定感度を有しているという特徴がある。
なお、積層型感光体における感光層の厚さは、電荷発生層が0.01〜5μm程度、好ましくは0.1〜3μm程度であり、電荷輸送層が2〜100μm、好ましくは5〜50μm程度である。
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を詳細に説明する。
[実施例1]
(1)スチルベン誘導体の合成
(1)−1 トリフェニルアミン誘導体の合成
下記式(63)で表されるトリフェニルアミン誘導体の合成を、下記の反応式(7)に沿って実施した。
すなわち、容量500mlの2つ口フラスコ内に、無水炭酸カリウム152.0g(1.10mol)、および粉末銅9.5g(0.15mol)を加え、2時間加熱して、均一になるまで攪拌した。次いで、室温まで冷却した後、下記式(62)で表されるアニリン化合物67.6g(0.5mol)と、ヨードベンゼン305.9g(1.5mol)とを添加した後、220℃に再加熱し、2.5時間反応させた。その後、室温まで冷却した後、100mlのトルエンを添加し、ろ過処理をした。得られた残渣をトルエンで溶解し、活性白土を用いて乾燥させた。その後、残渣をトルエンで溶解し、さらにメタノールを添加して晶析させた。その後、もう一度、残渣をトルエンで溶解し、さらにメタノールを添加して晶析させ、得られた結晶をろ別して、乾燥した。その後、得られた結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム/へキサン溶媒)を用いて精製し、式(63)で表されるトリフェニルアミン誘導体79.3gを得た(収率55.2%)。
(1)−2 ホルミル化トリフェニルアミン誘導体の合成
次いで、式(64)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体の合成を、下記の反応式(8)に沿って実施した。
すなわち、500mlのフラスコ内に、式(63)で表されるトリフェニルアミン誘導体60g(0.21mol)と、ジメチルホルムアミド(DMF)450mlと、オキシ塩化リン酸41.8g(0.27mol)と、を収容し、85℃以上で、3時間撹拌した。反応後、反応液をイオン交換水600ml中に滴下し、析出した固体をろ別した。得られた固体はイオン交換水にて撹拌洗浄した。その後、固体をトルエンに溶解させ、有機層をイオン交換水にて5回洗浄を行った。その後、得られた有機層を無水硫酸ナトリウムおよび活性白土を加え、乾燥および吸着処理を行った。その後、トルエンを減圧留去し、残渣を200mlのトルエンに溶解させ、メタノールより晶析させ、式(64)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体51.4gを得た(収率77.6%)。
(1)−3 リンイリドの合成
次いで、式(13)で表されるリンイリドの合成を、下記の反応式(9)に沿って実施した。
すなわち、α―ブロモジフェニルメタン150g(0.61mol)と、トリエタノールリン酸121g(0.72mol)とを添加して、210℃で加熱し、1時間撹拌した。 その後、室温まで冷却した後、真空蒸留にて精製を実施した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:酢酸エチル溶媒)を用いて精製し、式(13)で表されるリンイリド168.4gを得た(収率90.7%)。
(1)−4 トリフェニルアミン誘導体の合成
次いで、下記式(65)で表されるトリフェニルアミン誘導体の合成を、下記の反応式(10)に沿って実施した。
すなわち、1000mlの四つ口フラスコ内に、式(13)で表されるリンイリド25g(0.082mol)を加えた後、アルゴンガス置換をおこない、さらにTHF100mlを収容して、5℃以下で反応させた。その後、n−BuLi(ヘキサン溶液中で1.6M)51.2mlを滴下して、7℃以下で30分間撹拌した。さらに、式(64)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体18g(0.057mol)をTHF45mlに溶解したものを滴下し、6℃以下で30分間撹拌した。この反応液をイオン交換水500mlに加え、トルエン抽出を行った。さらにその有機層をイオン交換水を用いて、5回洗浄をしたあと、有機層を無水硫酸マグネシウムおよび活性白土を用いて、乾燥および吸着処理をおこなった。その後、有機溶媒を留去して、常温で2日間放置し、析出した固体を石油エーテルを用いてろ別し、得たれた固体を減圧乾燥した。得られた固体は、カラムクロマトグラフィ(展開溶媒:クロロホルム/へキサン溶媒)にて精製をして、式(65)で表されるトリフェニルアミン誘導体21.4gを得た(収率80.6%)。
(1)―5 ホルミル化トリフェニルアミン誘導体の合成
次いで、下記式(66)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体を、下記の反応式(11)に沿って実施した。
すなわち、500mlのフラスコ内に、式(65)で表されるトリフェニルアミン誘導体20g(0.043mol)と、ジメチルホルムアミド(DMF)300mlと、オキシ塩化リン酸8.6g(0.06mol)と、を収容して、95℃で、3時間攪拌させた。その後、反応液をイオン交換水500mlに注ぎ、析出した結晶をろ別した。得られた固体をイオン交換水にて2回撹拌洗浄した。さらに、得られた結晶をトルエンに溶解させて、有機層をイオン交換水を用いて5回洗浄した。さらに、有機層を無水硫酸マグネシウム、および活性白土を加え、乾燥および吸着処理をした後、溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィ(展開溶媒:クロロホルム溶媒)にて精製し、式(66)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体17.8gを得た(収率84.0%)。
(1)−6 ジリン酸エステル誘導体の合成
式(8)で表されるジリン酸エステル誘導体の合成を、下記の反応式(6)に沿って合成した。すなわち、500mlのフラスコ内に、1,4−ビス(クロロメチル)ベンゼン52.5g(0.3mol)と、亜リン酸トリエチル130g(0.78mol)と、を収容して、8時間以上還流した。その後、冷却して、析出結晶をろ別した。さらに、結晶をn−へキサンを用いて洗浄をおこなって、クロロホルムーn−ヘキサンを用いて再結晶させ、式(8)で表されるジリン酸エステル誘導体98.1gを得た(収率86.4%)。
(1)−7 スチルベン誘導体の合成
次いで、式(15)で表されるスチルベン誘導体の合成を、下記の反応式(12)に沿って実施した。
すなわち、500mlの2つ口フラスコ内に、(1)−6で得られた式(8)で表されるジリン酸エステル6.8g(0.018mol)を添加し、アルゴン置換した後、THF50mlと、NaOMe8.3g(0.043mol)/THF30mlと、を収容し、30分攪拌した。次いで、この容器内に、上述した式(66)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体18g(0.036mol)を溶解させた後、室温で約12時間撹拌した。次いで、反応液をイオン交換水500mlに注ぎ、希塩酸を用いて、水層を中性から弱酸性にした。さらに、トルエン抽出をおこなって、有機層をイオン交換水にて5回洗浄した。その後、有機層を無水硫酸マグネシウムにて乾燥して、溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルクロマトグラフィ(展開溶媒:クロロホルム/ヘキサン)で精製して、式(15)で表されるスチルベン誘導体14.6gを得た(収率76.5%)。
得られたスチルベン誘導体の赤外吸収スペクトルを図1に示し、プロトン−NMRチャート(全体図および二つの拡大図)を図2、図3、および図4に示す。
(2)評価
(2)−1 初期表面電位、半減露光量および残留電位の測定
得られたスチルベン誘導体を正孔輸送剤として、単層型の電子写真感光体を作成して、初期表面電位、半減露光量および残留電位を測定した。すなわち、正孔輸送剤として、得られたスチルベン誘導体(HTM−A)を60重量部と、電荷発生剤として、下記式(67)で表されるX型無金属フタロシアニン(CGM−A)を5重量部と、結着樹脂として、下記式(68)で表されるポリカーボネート樹脂(Resin―A)を100重量部と、を溶媒としてのテトラヒドロフラン800重量部に対して添加した。次いで、ボールミルを用いて50時間混合分散して、単層型感光層用の塗布液を作成した。得られた塗布液を、導電性基材(アルミニウム素管)上に、ディップコート法にて塗布し、100℃、30分間の条件で熱風乾燥して、膜厚25μmの単層型感光層を有する電子写真感光体を得た。
次いで、得られた電子写真感光体における初期電気特性、すなわち、初期帯電電位(V)、半減露光量(E1/2)および残留電位(V)を測定した。まず、ドラム感度試験機(GENTEC社製)を用いて、表面電位が710Vになるように帯電させた。なお、半減露光量(E1/2)については、表面電位が710Vになるように帯電させた後、ハロゲンランプの光からバンドパスフィルターを用いて取り出した波長780nmの単色光(半値幅:20nm、光強度:1.5μJ/cm2)を露光して、表面電位が1/2になるまでに要した時間を測定した。さらに、残留電位(V)については、露光開始から330msec経過した時点での表面電位を測定し、それを残留電位(V)とした。
それぞれ得られた結果を、表1に示す。結果から明らかなように、得られた電子写真感光体は、残留電位の値が低く、所定感度を有することを確認した。なお、表1中、電荷発生剤としてのX型無金属フタロシアニンをCGM−Aと表記し、スチルベン誘導体をHTM−Aと表記する(以下、同様である。)。
(2)−2 結晶性評価
また、感光層を塗布後、熱風乾燥前に1時間自然乾燥した電子写真感光体の外観を目視にて観察し、下記基準に準じて結晶性評価を実施した。得られた結果を表1に示す。
◎:結晶化が全く見られない。
○:結晶化はほとんど見られない。
△:わずかな結晶化が見られる。
×:顕著な結晶化が見られる。
(2)−3 繰り返し帯電特性評価
また、(2)−1で作成した電子写真感光体を静電式プリンタ〔京セラ(株)製FS-1000+改造機〕に搭載して、表面電位を約450Vに設定した。その後、5000枚の連続印刷を行った後、表面電位を再度測定し、印刷後表面電位とした。得られた印刷後表面電位と、初期測定値450Vとの差を帯電変化量とした。得られた結果を表1に示す。
[実施例2]
実施例1の塗布液中に、電子輸送材料として、下記式(69)で表されるキノン誘導体(ETM−A)をさらに30重量部添加したほかは、実施例1と同様に単層型感光層を作成して、評価した。
なお、表1中、式(69)で表されるキノン誘導体をETM−Aと表記する。
[実施例3]
実施例1における塗布液中に、電子輸送材料として、下記式(70)で表される別のキノン誘導体(ETM−B)をさらに30重量部添加したほかは、実施例1と同様に単層型感光層を作成して、評価した。なお、表1中、式(70)で表されるキノン誘導体をETM−Bと表記する。
[実施例4]
実施例1における塗布液中に、電子輸送材料として、下記式(71)で表される別のキノン誘導体(ETM−C)をさらに30重量部添加したほかは、実施例1と同様に単層型感光層を作成して、評価した。
なお、表1中、式(71)で表されるキノン誘導体をETM−Cと表記する。
[実施例5]
実施例2におけるスチルベン誘導体(HTM−A)のかわりに、正孔輸送剤として、式(17)で表されるスチルベン誘導体(HTM−B)を用いたほかは、実施例1と同様に単層型感光体を作成して、評価した。
[実施例6]
実施例2におけるスチルベン誘導体(HTM−A)のかわりに、正孔輸送剤として、式(18)で表されるスチルベン誘導体(HTM−C)を用いたほかは、実施例1と同様に単層型感光体を作成して、評価した。
[実施例7]
実施例2におけるスチルベン誘導体(HTM−A)のかわりに、正孔輸送剤として、式(19)で表されるスチルベン誘導体(HTM−D)を用いたほかは、実施例1と同様に単層型感光体を作成して、評価した。
[実施例8]
実施例2におけるスチルベン誘導体(HTM−A)のかわりに、正孔輸送剤として、式(20)で表されるスチルベン誘導体(HTM−E)を用いたほかは、実施例1と同様に単層型感光体を作成して、評価した。
[実施例9〜12]
実施例1〜4におけるスチルベン誘導体(HTM−A)のかわりに、正孔輸送剤として、式(21)で表されるスチルベン誘導体(HTM−F)を用いたほかは、実施例1〜4と同様に単層型感光体を作成して、評価した。
[実施例13〜16]
実施例1〜4におけるスチルベン誘導体(HTM−A)のかわりに、正孔輸送材料として、下記式(22)で表されるスチルベン誘導体(HTM−G)を用いたほかは、実施例1〜4と同様に単層型感光層を作成して、評価した。
[実施例17]
実施例2におけるスチルベン誘導体(HTM−A)のかわりに、正孔輸送剤として、下式(72)で表されるスチルベン誘導体(HTM−H)を用いたほかは、実施例1と同様に単層型感光体を作成して、評価した。
[実施例23]
実施例1におけるスチルベン誘導体(HTM−A)のかわりに、正孔輸送剤として、式(73)で表されるスチルベン誘導体(HTM−I)を用いたほかは、実施例1と同様に単層型感光体を作成して、評価した。
[比較例1〜4]
実施例1〜4におけるスチルベン誘導体(HTM−A)のかわりに、正孔輸送材料として、式(74)で表されるスチルベン誘導体(HTM−J)を用いたほかは、実施例1〜4と同様に単層型感光層を作成して、評価した。
[比較例5〜8]
実施例1〜4におけるスチルベン誘導体(HTM−A)のかわりに、正孔輸送材料として、下記式(75)で表されるスチルベン誘導体(HTM−K)を用いたほかは、実施例1〜4と同様に単層型感光層を作成して、評価した。
[比較例9〜12]
実施例1〜4におけるスチルベン誘導体(HTM−A)のかわりに、正孔輸送剤として、式(76)で表されるスチルベン誘導体(HTM−L)を用いたほかは、実施例1〜4と同様に単層型感光体を作成して、評価した。
[比較例13]
実施例2におけるスチルベン誘導体(HTM−A)のかわりに、正孔輸送剤として、式(77)で表されるスチルベン誘導体(HTM−M)を用いたほかは、実施例2と同様に単層型感光体を作成して、評価した。
[比較例14]
実施例2におけるスチルベン誘導体(HTM−A)のかわりに、正孔輸送剤として、式(78)で表されるスチルベン誘導体(HTM−O)を用いたほかは、実施例2と同様に単層型感光体を作成して、評価した。
以上詳述したように、本発明のスチルベン誘導体は、分子末端のフェニルアミノ基におけるフェニル構造に特定の置換基を有していることから、結着樹脂との相溶性が高く、かつ高い電荷輸送能(正孔輸送能)を有している。また、本発明の電子写真感光体は、一般式(1)または(2)で表されるスチルベン誘導体を正孔輸送剤として用いることから、長時間にわたって所定の感度や耐久性を有している。したがって、本発明の電子写真感光体は、複写機やプリンタ等の各種画像形成装置の高速化、高性能化等に寄与することが期待される。
また、一般式(1)または(2)で表されるスチルベン誘導体は、高い正孔輸送能を有することから、電子写真感光体における正孔輸送剤として好適に使用されるほか、太陽電池、エレクトロルミネッセンス素子等の種々の分野での利用が可能である。
式(16)で表されるスチルベン誘導体の赤外分光(IR)チャートを説明するために供する図である。 式(16)で表されるスチルベン誘導体のプロトン−NMRチャートを説明するために供する図である。 式(16)で表されるスチルベン誘導体のプロトン−NMRチャートを拡大して説明するために供する図である(その1)。 式(16)で表されるスチルベン誘導体のプロトン−NMRチャートを拡大して説明するために供する図である(その2)。 (a)〜(c)は、単層型感光体の基本構造および変形構造を説明するために供する図である。 (a)〜(b)は、積層型感光体の基本構造および変形構造を説明するために供する図である。
符号の説明
10:単層型感光体
10´:単層型感光体
10´´:単層型感光体
12:導電性基体
14:感光層
16:バリア層
18:保護層
20:積層型感光体
20´:積層型感光体
22:電荷輸送層
24:電荷発生層

Claims (14)

  1. 下記一般式(1)で表されるスチルベン誘導体。

    (一般式(1)中のAは、パラ位に結合手を有する2価のフェニル基、または相互にパラ位に結合手を有する2価のジフェニル基であり、複数のR1〜R7は、それぞれ独立した置換基であり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の置換または非置換のアルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数6〜30の置換または非置換のアリール基、置換または非置換のアミノ基、あるいは、複数のR1〜R7のうちいずれか二つは、それぞれが結合または縮合して形成した炭素環構造であり、複数のAr1およびAr2は、それぞれ独立しており、炭素数6〜30の置換または非置換のアリール基であり、繰り返し数aおよびbは、それぞれ0〜4の整数であり、cは1〜3の整数である。ただし、複数のR1およびR5のうち少なくとも一つは水素原子以外の前記置換基である。)
  2. 前記一般式(1)中の複数のAr1およびAr2が、炭素数6〜14の置換または非置換のアリール基であることを特徴とする請求項1に記載のスチルベン誘導体。
  3. 前記一般式(1)中の複数のR1およびR5のうち少なくとも一つが、炭素数1〜10の置換または非置換のアルキル基、あるいは炭素数1〜10の置換または非置換のアルコキシ基であることを特徴とする請求項1または2に記載のスチルベン誘導体。
  4. 前記一般式(1)中の複数のR1〜R5のうちいずれか二つが、それぞれ結合した炭素数3〜6の炭素環構造であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のスチルベン誘導体。
  5. 前記一般式(1)で表されるスチルベン誘導体が、下記一般式(2)で表されるスチルベン誘導体であることを特徴とする請求項1に記載のスチルベン誘導体。

    (一般式(3)中の、複数のR8〜R10は、それぞれ独立した置換基であり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の置換または非置換のアルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数6〜20の置換または非置換のアリール基、あるいは置換または非置換のアミノ基である。ただし、複数のR8、R9、およびR10のうち少なくとも一つは、ベンゼン環のオルト位に位置する水素原子以外の置換基である。)
  6. 前記一般式(2)中の複数のR8、R9、およびR10のうち少なくとも一つが、炭素数1〜6の置換または非置換のアルキル基、あるいは炭素数1〜6の置換または非置換のアルコキシ基であることを特徴とする請求項5に記載のスチルベン誘導体。
  7. 下記反応式(1)で示される一般式(1)で表されるスチルベン誘導体の製造方法であって、一般式(3)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、一般式(4)で表されるジリン酸エステル誘導体とを、触媒の存在下に反応させることを特徴とするスチルベン誘導体の製造方法。

    (反応式(1)中のAは、パラ位に結合手を有する2価のフェニル基、または相互にパラ位に結合手を有する2価のジフェニル基であり、複数のR1〜R7は、それぞれ独立した置換基であり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の置換または非置換のアルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数6〜30の置換または非置換のアリール基、置換または非置換のアミノ基、あるいは、複数のR1〜R7のうちいずれか二つは、それぞれが結合または縮合して形成した炭素環構造であり、複数のAr1およびAr2は、それぞれ独立しており、炭素数6〜30の置換または非置換のアリール基であり、繰り返し数aおよびbは、それぞれ0〜4の整数であり、cは1〜3の整数である。ただし、複数のR1およびR5のうち少なくとも一つは水素原子以外の前記置換基である。)
  8. 前記一般式(3)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体として、下記一般式(5)で表されるアニリン誘導体を原料とした、二段階のフィルスマイヤー(Vilsmeier)法およびウィッティヒ(Wittig)反応により得られたホルミル化トリフェニルアミン誘導体を使用することを特徴とする請求項7に記載のスチルベン誘導体の製造方法。

    (一般式(5)中のR1〜R5は、それぞれ独立しており、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の置換または非置換のアルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数6〜30の置換または非置換のアリール基、置換または非置換のアミノ基、あるいは、複数のR1〜R5のうちいずれか二つは、それぞれが結合または縮合して形成した炭素環構造である。ただし、複数のR1およびR5のうち少なくとも一つは水素原子以外の前記置換基である。)
  9. 前記反応式(1)で表されるスチルベン誘導体の製造方法が、下記反応式(2)で示される一般式(2)で表されるスチルベン誘導体の製造方法であって、一般式(6)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体と、一般式(7)で表されるジリン酸エステル誘導体とを、触媒の存在下に反応させることを特徴とするスチルベン誘導体の製造方法。

    (反応式(2)中の、複数のR8〜R10は、それぞれ独立した置換基であり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の置換または非置換のアルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数6〜20の置換または非置換のアリール基、あるいは置換または非置換のアミノ基である。ただし、複数のR8、R9、およびR10のうち少なくとも一つは、ベンゼン環のオルト位に位置する水素原子以外の置換基である。)
  10. 下記反応式(3)で示されるように、前記一般式(6)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体として、一般式(8)で表されるアニリン誘導体と、ヨードベンゼンと、を反応させて、一般式(10)で表されるトリフェニルアミン誘導体を得た後、フィルスマイヤー(Vilsmeier)法によりホルミル化して得られた一般式(11)で表されるホルミル化トリフェニルアミン誘導体をウィッチヒ(Wittig)反応によって、一般式(13)で表されるトリフェニルアミン誘導体とし、さらにフィルスマイヤー(Vilsmeier)法によりホルミル化して得られたホルミル化トリフェニルアミン誘導体を使用することを特徴とする請求項9に記載のスチルベン誘導体の製造方法。

    (反応式(3)中、複数のR8〜R10は、それぞれ独立した置換基であり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の置換または非置換のアルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数6〜20の置換または非置換のアリール基、あるいは置換または非置換のアミノ基である。ただし、複数のR8、R9、およびR10のうち少なくとも一つは、ベンゼン環のオルト位に位置する水素原子以外の置換基である。)
  11. 前記ウィッチヒ(Wittig)反応の際に、式(12)で表されるリンイリドを、触媒の存在下に反応させることを特徴とする請求項10に記載のスチルベン誘導体の製造方法。
  12. 導電性基体上に感光層を設けた電子写真感光体であって、前記感光層が、下記一般式(1)で表されるスチルベン誘導体を含有することを特徴とする電子写真感光体。

    (一般式(1)中のAは、パラ位に結合手を有する2価のフェニル基、または相互にパラ位に結合手を有する2価のジフェニル基であり、複数のR1〜R7は、それぞれ独立した置換基であり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の置換または非置換のアルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数6〜30の置換または非置換のアリール基、置換または非置換のアミノ基、あるいは、複数のR1〜R7のうちいずれか二つは、それぞれが結合または縮合して形成した炭素環構造であり、複数のAr1およびAr2は、それぞれ独立しており、炭素数6〜30の置換または非置換のアリール基であり、繰り返し数aおよびbは、それぞれ0〜4の整数であり、cは1〜3の整数である。ただし、複数のR1およびR5のうち少なくとも一つは水素原子以外の前記置換基である。)
  13. 前記電子写真感光体で用いられた一般式(1)で表されるスチルベン誘導体が、下記一般式(2)で表されるスチルベン誘導体であることを特徴とする請求項12に記載の電子写真感光体。

    (一般式(3)中の、複数のR8〜R10は、それぞれ独立した置換基であり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の置換または非置換のアルキル基、炭素数1〜20の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数6〜20の置換または非置換のアリール基、あるいは置換または非置換のアミノ基である。ただし、複数のR8、R9、およびR10のうち少なくとも一つは、ベンゼン環のオルト位に位置する水素原子以外の置換基である。)
  14. 前記感光層が、電荷発生剤および電子輸送剤をさらに含有した単層型であることを特徴とする請求項12または13に記載の電子写真感光体。
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