JP2008239527A - ジフェニルアミン誘導体およびそれを用いた電子写真感光体 - Google Patents
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Abstract
【課題】有機溶剤に対する溶解性や感光層の形成に用いるバインダ樹脂との相溶性に優れた電荷輸送剤を用いて、感度特性に優れた電子写真感光体を提供することにある。
【解決手段】少なくとも電荷発生剤および電荷輸送剤を含有する感光層を備えた電子写真感光体であって、前記電荷輸送剤は下記一般式(1)で表される新規なジフェニルアミン誘導体からなる。
[式中、R1は炭素数8〜20のアルキルを示し、R2〜R9は、同一または異なる基であって、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、フェノキシ基、炭素数6〜20のアラルキル基、または炭素数6〜20のアリール基を示し、アルキル基、アラルキル基、またはアリール基は置換基を有していてもよい。mおよび nは同一または異なって、1〜4の整数を示す。]
【選択図】なし
【解決手段】少なくとも電荷発生剤および電荷輸送剤を含有する感光層を備えた電子写真感光体であって、前記電荷輸送剤は下記一般式(1)で表される新規なジフェニルアミン誘導体からなる。
[式中、R1は炭素数8〜20のアルキルを示し、R2〜R9は、同一または異なる基であって、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、フェノキシ基、炭素数6〜20のアラルキル基、または炭素数6〜20のアリール基を示し、アルキル基、アラルキル基、またはアリール基は置換基を有していてもよい。mおよび nは同一または異なって、1〜4の整数を示す。]
【選択図】なし
Description
本発明は、有機溶剤に対する溶解性や感光層の形成に用いるバインダ樹脂との相溶性に優れた電荷輸送剤を含有した電子写真感光体に関する。
レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置には、当該装置に用いられる光源の波長領域に適合した感度を有する有機感光体が使用されている。この有機感光体は、従来の無機感光体に比べて製造が容易であり、電荷輸送剤、電荷発生剤、結着樹脂等の感光体の構成材料の選択肢が多様なため、設計の自由度が高いという利点があることから広く用いられている。
この有機感光体には、電荷発生剤が電荷輸送剤を含有する感光層中に分散した単層型感光体と、電荷発生剤を含有する電荷発生層と電荷輸送剤を含有する電荷輸送層とが分離して積層した積層型感光体とがある。前記いずれの感光体においても、その感度特性を向上させるためには、電荷輸送性の高い電荷輸送剤を用いることが要求される。そこで、従来、種々の電荷輸送剤が提案されており、例えば、下記式(HT−1)で表される化合物(特許文献1)や下記式(HT−2)が知られている。
しかしながら、上記公報に開示されているトリフェニルアミン誘導体は、一般に電荷輸送性に優れているものの、有機溶剤に対する溶解性や感光層の形成に用いるバインダ樹脂との相溶性が低いことから、感光層中に均一に分散されず、電荷移動が生じにくい。そのため、前記トリフェニルアミン誘導体自体は高い電荷移動度を有しているが、これを電荷輸送剤として感光体に使用した際には、その特性が十分に発揮できず、長期の使用においては感光体の残留電位が高くなり、光感度が不十分になるという問題がある。
特公平5−42661号公報
本発明の課題は、有機溶剤に対する溶解性や感光層の形成に用いるバインダ樹脂との相溶性に優れた電荷輸送剤を用いて、感度特性に優れた電子写真感光体を提供することにある。
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、下記一般式(1)で表わされる新規なジフェニルアミン誘導体によれば、有機溶剤に対する溶解性やバインダ樹脂との相溶性を著しく向上させることができ、感光層中での結晶の析出を防止して高感度の電子写真感光体を得ることができるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明に係るジフェニルアミン誘導体およびそれを用いた電子写真感光体は、以下の特徴を有する。
(1) 下記一般式(1)で表されるジフェニルアミン誘導体。
(式中、R1は炭素数8〜20のアルキルを示し、R2〜R9は、同一または異なる基であって、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、フェノキシ基、炭素数6〜20のアラルキル基、または炭素数6〜20のアリール基を示し、アルキル基、アラルキル基、またはアリール基は置換基を有していてもよい。mおよび nは同一または異なって、1〜4の整数を示す。)
(2)少なくとも電荷発生剤および電荷輸送剤を含有する感光層を備えた電子写真感光体であって、前記電荷輸送剤は(1)に記載の一般式(1)で表されるジフェニルアミン誘導体からなることを特徴とする電子写真感光体。
(2)少なくとも電荷発生剤および電荷輸送剤を含有する感光層を備えた電子写真感光体であって、前記電荷輸送剤は(1)に記載の一般式(1)で表されるジフェニルアミン誘導体からなることを特徴とする電子写真感光体。
本発明の前記一般式(1)で表わされるトリフェニルアミン誘導体からなる電荷輸送剤によれば、有機溶剤に対する溶解性やバインダ樹脂との相溶性が著しく向上し、感光層中での結晶の析出が防止されて、高感度な電子写真感光体を得ることができる
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明に係るジフェニルアミン誘導体は、前述のように、上記一般式(1)で表されるものである。本発明に係るジフェニルアミン誘導体(1)の置換基R1は炭素数8以上のアルキルを示し、R2〜R9は、同一または異なる基であって、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、フェノキシ基、炭素数6〜20のアラルキル基、または炭素数6〜20のアリール基を示す。mおよびnは1〜4の整数を示す。
R1におけるアルキルとしては、オクチル、デシル、ドデシルが挙げられる。R2〜R9におけるアルキル基としては、例えばメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシルなどの炭素数1〜6のアルキル基が挙げられる。また、アルコキシ基としては、例えばメトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、s−ブトキシ、t−ブトキシ、ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、ヘキシルオキシ等が挙げられる。
R2〜R9におけるアルコキシ基としては、例えばメトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、s−ブトキシ、t−ブトキシ、ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、ヘキシルオキシ等が挙げられる。
R2〜R9におけるアラルキル基としては、例えばベンジル、α−メチルベンジル、フェネチル、スチリル、シンナミル、3−フェニルプロピル、4−フェニルブチル、5−フェニルペンチル、6−フェニルヘキシル基などが挙げられる。
また、R2〜R9におけるアリール基としては、例えばフェニル、ナフチル、トリル、キシリル、アントリル、フェナントリル等など炭素数6〜20のアリール基が挙げられる。前記アリール基は1〜3個の置換基を有していてもよく、置換基として、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基などが挙げられる。
本発明にかかる上記式(1)で表わされるジフェニルアミン誘導体としては、例えば、次に示す1−1〜2が挙げられる。ただし、本発明において、電荷輸送剤として用いることができる式(1)のジフェニルアミン誘導体はこれらに限定されるものではない。
(合成方法)化合物(1)は、例えば、以下のようにして製造する。反応式中、X1 、X2 は、それぞれハロゲン原子であり、 R1〜R9 、m 、nは、式(1)の説明と同じである。
(a)工程:
化合物(2)と亜リン酸トリエチルとを反応させて化合物(3)とし、未反応の亜リン酸トリエチルを減圧留去する。
(a)工程:
化合物(2)と亜リン酸トリエチルとを反応させて化合物(3)とし、未反応の亜リン酸トリエチルを減圧留去する。
化合物(2)と亜リン酸トリエチルとの反応割合は、1:1〜1:2.5が好ましい。亜リン酸トリエチルが少なすぎると、化合物(3)の収率が悪くなる。亜リン酸トリエチルが多すぎると、未反応の亜リン酸トリエチルが多くなり、化合物(3)の精製が困難となるおそれがある。
反応温度は、160〜200℃が好ましく、反応時間は、2〜6時間が好ましい。該範囲とすることにより、比較的簡易な製造設備で、所望の反応を効率的に実施できる。
(b)工程:
塩基の存在下、溶剤中にて化合物(3)と化合物(4)とを反応させて化合物(5)とし(Wittig反応)、化合物(5)を抽出、精製する。
(b)工程:
塩基の存在下、溶剤中にて化合物(3)と化合物(4)とを反応させて化合物(5)とし(Wittig反応)、化合物(5)を抽出、精製する。
化合物(4)と化合物(3)との反応割合は、1:1〜1:2.5が好ましい。化合物(4)が少なすぎると、化合物(5)の収率が悪くなる。化合物(3)が多すぎると、未反応の化合物(3)が多くなり、化合物(5)の精製が困難となるおそれがある。
反応温度は、−20〜30℃が好ましく、反応時間は、5〜30時間が好ましい。該範囲とすることにより、比較的簡易な製造設備で、所望の反応を効率的に実施できる。
塩基としては、例えば、ナトリウムメトキシド、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、水素化カリウム等の金属水素化物;n−ブチルリチウム等の金属塩等が挙げられる。塩基は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
塩基の添加量は、化合物(4)1モルに対して、1〜2.5モルが好ましい。塩基の添加量が1モル未満では、化合物(3)と化合物(4)との反応性が著しく低下するおそれがある。塩基の添加量が5モルを超えると、化合物(3)と化合物(4)との反応を制御することが困難になるおそれがある。
溶剤としては、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挙げられる。
(c)工程:
上述の(a)工程と同様にして、化合物(6)と亜リン酸トリエチルとを反応させて化合物(7)とし、未反応の亜リン酸トリエチルを減圧留去する。
上述の(a)工程と同様にして、化合物(6)と亜リン酸トリエチルとを反応させて化合物(7)とし、未反応の亜リン酸トリエチルを減圧留去する。
(d)工程:
上述の(b)工程と同様にして、塩基の存在下、溶剤中にて化合物(7)と化合物(8)とを反応させて化合物(9)とし、化合物(9)を抽出、精製する。なお、化合物(9)は、前記(a)工程、(b)工程を経て製造してもよい。
上述の(b)工程と同様にして、塩基の存在下、溶剤中にて化合物(7)と化合物(8)とを反応させて化合物(9)とし、化合物(9)を抽出、精製する。なお、化合物(9)は、前記(a)工程、(b)工程を経て製造してもよい。
(e)工程:
触媒等の存在下、溶剤中にて化合物(9)と化合物(10)とを反応させて化合物(11)とし、化合物(11)を抽出、精製する。
触媒等の存在下、溶剤中にて化合物(9)と化合物(10)とを反応させて化合物(11)とし、化合物(11)を抽出、精製する。
化合物(9)と化合物(10)との反応割合(モル比)は、1:1〜1:2が好ましい。化合物(9)が少なすぎると、化合物(11)の精製が困難となり収量が低くなる。化合物(9)が多すぎると、コストアップとなる。
反応温度は、80〜140℃が好ましく、反応時間は、2〜10時間が好ましい。該範囲とすることにより、比較的簡易な製造設備で、所望の反応を効率的に実施できる。
触媒としては、例えば、パラジウム系触媒等が挙げられる。パラジウム系触媒としては、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)等が挙げられる。触媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
溶剤としては、例えば、キシレン等が挙げられる。
(f)工程:
触媒等の存在下、溶剤中にて化合物(11)と化合物(5)とを反応させて化合物(1)とし、化合物(1)を抽出、精製する。
触媒等の存在下、溶剤中にて化合物(11)と化合物(5)とを反応させて化合物(1)とし、化合物(1)を抽出、精製する。
化合物(11)と化合物(5)との反応割合は、1:1〜1:2が好ましい。化合物(11)が少なすぎると、化合物(1)の収量が低くなる。化合物(11)が多すぎると、未反応の化合物(11)が多くなり、化合物(1)の精製が困難となるおそれがある。
反応温度は、80〜140℃が好ましく、反応時間は、2〜10時間が好ましい。該範囲とすることにより、比較的簡易な製造設備で、所望の反応を効率的に実施できる。
触媒、溶剤としては、(e)工程と同様なものが挙げられる。
なお、(e)工程、(f)工程においては、化合物(5)と化合物(9)とを入れ替えてもよい。
以上説明した化合物(1)は、ジフェニルアミン部分の窒素原子に炭素数8以上のアルキル基が結合しているため、化合物(HT−1)、(HT−2)に比べ、溶剤への溶解性および結着樹脂との相溶性に優れる。
本発明の電子写真感光体は、前述のように、感光層に上記式(1)に含まれるトリフェニルアミン誘導体からなる電荷輸送剤を含有するものである。
上記感光層の構成は、同一の層中に電荷発生剤と電荷輸送剤とを混在させる、いわゆる単層型感光体の場合と、電荷発生剤を含有する層と電荷輸送剤を含有する層とを分離してなる、いわゆる積層型感光体の場合とで異なるが、いずれの感光層も、電荷発生剤、電荷輸送剤等の各成分をバインダ樹脂等とともに溶媒中に溶解・分散させ、こうして得られた塗布液を導電基体上に塗布、乾燥することによって形成されるものである。
本発明の電子写真感光体は、前述のように、溶剤への溶解性がよく、電荷輸送性の高い前記式(1)に含まれる化合物を含有することから、従来の電子写真感光体に比べて高感度である。しかも、本発明の電子写真感光体によれば、前記式(1)に含まれる化合物とバインダ樹脂との相溶性が良好であることから、感光層の長期的な安定性が向上する。
(電荷発生剤)
次に、本発明にかかる電荷発生剤としては、例えば無金属フタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、α−チタニルフタロシアニン、Y−チタニルフタロシアニン、V−ヒドロキシガリウムフタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料、ビスアゾ顔料、ジ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、ピリリウム顔料、アンサンスロン顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料、キナクリドン系顔料といった有機光導電体、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミニウム、アモルファスシリコンといった無機光導電材料などが挙げられる。これらの電荷発生剤は単独でまたは2種以上をブレンドして用いてもよい。
(電荷発生剤)
次に、本発明にかかる電荷発生剤としては、例えば無金属フタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、α−チタニルフタロシアニン、Y−チタニルフタロシアニン、V−ヒドロキシガリウムフタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料、ビスアゾ顔料、ジ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、ピリリウム顔料、アンサンスロン顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料、キナクリドン系顔料といった有機光導電体、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミニウム、アモルファスシリコンといった無機光導電材料などが挙げられる。これらの電荷発生剤は単独でまたは2種以上をブレンドして用いてもよい。
本発明では、特にフタロシアニン系顔料、とりわけ無金属フタロシアニン(例えばX型無金属フタロシアニン)、チタニルフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニンおよびクロロガリウムフタロシアニンから選ばれる少なくとも1種を電荷発生剤として用いるのが、LEDやレーザー等、650nm以上の赤色もしくは赤外光を露光光源としたときの、感光体の電気特性のうえで好ましい。
(正孔輸送剤)
本発明の電子写真感光体に用いられる電荷輸送剤は、正孔輸送剤であり、前記式(1)に含まれる化合物からなる。
(正孔輸送剤)
本発明の電子写真感光体に用いられる電荷輸送剤は、正孔輸送剤であり、前記式(1)に含まれる化合物からなる。
本発明の電子写真感光体においては、上記化合物(1)と併せて、従来公知の種々の正孔輸送剤を感光層中に含有させてもよい。かかる他の正孔輸送剤としては、例えばビススチルベンジアミン誘導体、ビストリフェニルアミン誘導体、トリフェニルアミノスチリル誘導体およびスチルベンアミン−ヒドラゾン誘導体等が挙げられる。
(電子輸送剤)
電子輸送剤としては、例えばジフェノキノン誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、マロノニトリル誘導体、チオピラン誘導体、チオキサントン誘導体(2,4,8−トリニトロチオキサントン等)、フルオレノン誘導体(3,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン誘導体等)、アントラセン誘導体、アクリジン誘導体、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、無水コハク酸誘導体、無水マレイン酸誘導体、ジブロモ無水マレイン酸誘導体などの、電子受容性を有する化合物が挙げられる。
(電子輸送剤)
電子輸送剤としては、例えばジフェノキノン誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、マロノニトリル誘導体、チオピラン誘導体、チオキサントン誘導体(2,4,8−トリニトロチオキサントン等)、フルオレノン誘導体(3,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン誘導体等)、アントラセン誘導体、アクリジン誘導体、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、無水コハク酸誘導体、無水マレイン酸誘導体、ジブロモ無水マレイン酸誘導体などの、電子受容性を有する化合物が挙げられる。
電子輸送剤としては、化合物(13−1)〜(13−3)が特に好ましい。
(バインダ樹脂)
本発明の電子写真感光体において、電荷発生剤、電荷輸送剤等の各成分を含有する層を形成するためのバインダ樹脂には、従来公知の種々の樹脂を採用することができる。なかでも、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアリレート、ポリスチレンおよびポリメタクリル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂をバインダ樹脂として使用するのが、本発明にかかる上記式(1)で表わされる化合物との相溶性や、感光層の強度や耐磨耗性等の特性をより一層良好なものにするという観点から好ましい。また、上記例示のバインダ樹脂は、電荷発生剤や電荷輸送剤との相溶性に優れており、しかも電荷輸送剤の電荷輸送性を妨害するような部位をその分子内に有しないものである。従って、かかるバインダ樹脂を用いることによって、より一層高感度な電子写真感光体を得ることができる。
(分散媒)
上記例示の電荷発生剤、正孔輸送剤、電子輸送剤、バインダ樹脂等を分散・溶解させて感光層形成用の塗布液を調製するのに用いる分散媒としては、感光層形成用塗布液に従来用いられている種々の有機溶剤が使用可能である。具体的には、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、ジオキサン、ジオキソラン、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挙げられる。
本発明の電子写真感光体において、電荷発生剤、電荷輸送剤等の各成分を含有する層を形成するためのバインダ樹脂には、従来公知の種々の樹脂を採用することができる。なかでも、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアリレート、ポリスチレンおよびポリメタクリル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂をバインダ樹脂として使用するのが、本発明にかかる上記式(1)で表わされる化合物との相溶性や、感光層の強度や耐磨耗性等の特性をより一層良好なものにするという観点から好ましい。また、上記例示のバインダ樹脂は、電荷発生剤や電荷輸送剤との相溶性に優れており、しかも電荷輸送剤の電荷輸送性を妨害するような部位をその分子内に有しないものである。従って、かかるバインダ樹脂を用いることによって、より一層高感度な電子写真感光体を得ることができる。
(分散媒)
上記例示の電荷発生剤、正孔輸送剤、電子輸送剤、バインダ樹脂等を分散・溶解させて感光層形成用の塗布液を調製するのに用いる分散媒としては、感光層形成用塗布液に従来用いられている種々の有機溶剤が使用可能である。具体的には、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、ジオキサン、ジオキソラン、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挙げられる。
なお、これに限定されるものではないが、電荷発生剤、電荷輸送剤、バインダ樹脂等の各成分を安定して分散させる上で、各種の有機溶剤の中でも特に、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、シクロヘキサノン、トルエン、キシレン、ジクロロメタン、ジクロロエタンおよびクロロベンゼンからなる群より選ばれる少なくとも1種の有機溶剤を用いるのが好ましい。
(添加剤)
感光層形成用の塗布液には、電子写真特性に悪影響を与えない範囲であれば、上記各成分のほかにも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。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。
(導電性基体)
導電性基体としては、導電性を有する各種の材料が使用可能であり、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、真鍮などの金属単体、上記金属が蒸着もしくはラミネートされたプラスチック材料、さらにヨウ化アルミニウム、酸化スズ、酸化インジウムなどで被覆されたガラスなどが挙げられる。導電性基体は、使用する画像形成装置の構造に合わせてドラム状、シート状などの形態で使用される。この導電性基体は充分な機械的強度を有しているのが好ましい。
(添加剤)
感光層形成用の塗布液には、電子写真特性に悪影響を与えない範囲であれば、上記各成分のほかにも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。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。
(導電性基体)
導電性基体としては、導電性を有する各種の材料が使用可能であり、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、真鍮などの金属単体、上記金属が蒸着もしくはラミネートされたプラスチック材料、さらにヨウ化アルミニウム、酸化スズ、酸化インジウムなどで被覆されたガラスなどが挙げられる。導電性基体は、使用する画像形成装置の構造に合わせてドラム状、シート状などの形態で使用される。この導電性基体は充分な機械的強度を有しているのが好ましい。
本発明に用いられる導電性基体は、これに限定されるものではないが、その表面に酸化被膜処理または樹脂被膜処理を施したものであってもよい。
(単層型電子写真感光体の製造)
単層型の電子写真感光体は、電荷発生剤と、本発明の化合物(1)(正孔輸送剤)と、バインダ樹脂と、さらに必要に応じて電子輸送剤や上記添加剤とを、適当な分散媒に分散または溶解させて、こうして得られた感光層形成用塗布液を導電性基体上に塗布し、乾燥させて感光層を形成することによって得られる。
(単層型電子写真感光体の製造)
単層型の電子写真感光体は、電荷発生剤と、本発明の化合物(1)(正孔輸送剤)と、バインダ樹脂と、さらに必要に応じて電子輸送剤や上記添加剤とを、適当な分散媒に分散または溶解させて、こうして得られた感光層形成用塗布液を導電性基体上に塗布し、乾燥させて感光層を形成することによって得られる。
上記感光層形成用塗布液において、電荷発生剤は、バインダ樹脂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。正孔輸送剤は、バインダ樹脂100重量部に対して5〜200重量部、好ましくは50〜150重量部の割合で配合すればよい。電子輸送剤は、バインダ樹脂100重量部に対して5〜200重量部、好ましくは10〜100重量部の割合で配合すればよい。電子輸送剤と正孔輸送剤とを併用する場合において、電子輸送剤と正孔輸送剤との総量は、バインダ樹脂100重量部に対して20〜500重量部、好ましくは30〜200重量部とするのが適当である。
感光層形成用塗布液の塗布によって得られる感光層の厚さは5〜100μm、特に10〜50μmとなるように設定するのが好ましい。
感光層形成用塗布液を調製する際には、前記例示の電荷発生剤、電荷輸送剤、不溶性アゾ顔料、バインダ樹脂等を、適当な溶剤とともに、ロールミル、ボールミル、アトライタ、ペイントシェーカー、超音波分散機等の公知の手段を用いて分散混合すればよい。
(積層型電子写真感光体の製造)
積層型感光体とする場合は、電荷発生剤および正孔輸送剤をそれぞれ適当なバインダ樹脂および溶剤と共に、ロールミル、ボールミル、アトライタ、ペイントシェーカー、超音波分散機などを用いて混合して分散液を調製し、この分散液を導電性基体上にこれを公知の手段により塗布して乾燥させればよい。乾燥後の各層の厚さは、電荷発生層で0.01〜5μm、好ましくは0.1〜3μmであり、電荷輸送層で2〜100μm、好ましくは5〜50μmであるのがよい。
(積層型電子写真感光体の製造)
積層型感光体とする場合は、電荷発生剤および正孔輸送剤をそれぞれ適当なバインダ樹脂および溶剤と共に、ロールミル、ボールミル、アトライタ、ペイントシェーカー、超音波分散機などを用いて混合して分散液を調製し、この分散液を導電性基体上にこれを公知の手段により塗布して乾燥させればよい。乾燥後の各層の厚さは、電荷発生層で0.01〜5μm、好ましくは0.1〜3μmであり、電荷輸送層で2〜100μm、好ましくは5〜50μmであるのがよい。
積層型感光体のうち電荷発生層においては、バインダ樹脂100重量部に対して電荷発生剤を5〜1000重量部、特に30〜500重量部の割合で含有させるのがよい。また、電荷輸送層においては、バインダ樹脂100重量部に対して正孔輸送剤を10〜100重量部、特に30〜80重量部の割合で含有させるのがよい。また、正孔輸送剤と電子輸送剤を併用する場合は、その総量がバインダ樹脂100重量部に対して10〜500重量部、特に30〜200重量部の割合で含有させるのがよい。
単層型感光層または積層型感光層と、導電性基体との間や、積層型感光層を構成する電荷発生層と電荷輸送層との間には、感光体の特性を阻害しない範囲で中間層、バリア層などを形成してもよい。また、感光層の表面には保護層が形成されていてもよい。
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明の電子写真感光体をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
〔実施例1〕(化合物(1−1)の製造)(a)工程:
200mLフラスコに、化合物(2−1)20g(0.10mol)および亜リン酸トリエチル25g(0.15mol)を入れ、170℃で加熱しながら8時間撹拌した。室温まで冷却した後、過剰な亜リン酸トリエチルエステルを減圧留去して、白色オイル状の化合物(3−1)27gを得た(収率90%)。
〔実施例1〕(化合物(1−1)の製造)(a)工程:
200mLフラスコに、化合物(2−1)20g(0.10mol)および亜リン酸トリエチル25g(0.15mol)を入れ、170℃で加熱しながら8時間撹拌した。室温まで冷却した後、過剰な亜リン酸トリエチルエステルを減圧留去して、白色オイル状の化合物(3−1)27gを得た(収率90%)。
(b)工程:
500mLの2口フラスコに、化合物(3−1)25g(0.08mol)を入れ、アルゴンガス置換を行い、乾燥させたテトラヒドロフラン(THF)100mLおよび28%ナトリウムメトキシド15g(0.08mol)を加え、0℃で30分間攪拌した。ついで、この反応液に、化合物(4−1)9g(0.08mol)を乾燥THF300mLに溶解させて投入し、室温で12時間攪拌した。その後、反応液(有機層)をイオン交換水に注ぎ、トルエンにて抽出し、有機層をイオン交換水で5回洗浄した。ついで、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶剤を留去した。その後、残渣をトルエン20mL/メタノール100mL混合溶剤で再結晶により精製して、化合物(5−1)20gを得た(収率90%)。
500mLの2口フラスコに、化合物(3−1)25g(0.08mol)を入れ、アルゴンガス置換を行い、乾燥させたテトラヒドロフラン(THF)100mLおよび28%ナトリウムメトキシド15g(0.08mol)を加え、0℃で30分間攪拌した。ついで、この反応液に、化合物(4−1)9g(0.08mol)を乾燥THF300mLに溶解させて投入し、室温で12時間攪拌した。その後、反応液(有機層)をイオン交換水に注ぎ、トルエンにて抽出し、有機層をイオン交換水で5回洗浄した。ついで、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶剤を留去した。その後、残渣をトルエン20mL/メタノール100mL混合溶剤で再結晶により精製して、化合物(5−1)20gを得た(収率90%)。
(c)工程:
200mLフラスコに、化合物(6−1)15g(0.10mol)および亜リン酸トリエチル20g(0.12mol)を入れ、180℃で加熱しながら8時間撹拌した。室温まで冷却した後、過剰な亜リン酸トリエチルエステルを減圧留去して、無色液状の化合物(7−1)24gを得た(収率90%)。
200mLフラスコに、化合物(6−1)15g(0.10mol)および亜リン酸トリエチル20g(0.12mol)を入れ、180℃で加熱しながら8時間撹拌した。室温まで冷却した後、過剰な亜リン酸トリエチルエステルを減圧留去して、無色液状の化合物(7−1)24gを得た(収率90%)。
(d)工程:
500mLの2口フラスコに、化合物(7−1)13g(0.05mol)を入れ、アルゴンガス置換を行い、乾燥させたテトラヒドロフラン(THF)100mLおよび28%ナトリウムメトキシド9.6g(0.05mol)を加え、0℃で30分間攪拌した。ついで、この反応液に、化合物(8−1)5g(0.05mol)を乾燥THF300mLに溶解させて投入し、室温で12時間攪拌した。その後、反応液(有機層)をイオン交換水に注ぎ、トルエンにて抽出し、有機層をイオン交換水で5回洗浄した。ついで、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶剤を留去した。その後、残渣をトルエン20mL/メタノール100mL混合溶剤で再結晶により精製して、白色固体状の化合物(9−1)11.4gを得た(収率80%)。
500mLの2口フラスコに、化合物(7−1)13g(0.05mol)を入れ、アルゴンガス置換を行い、乾燥させたテトラヒドロフラン(THF)100mLおよび28%ナトリウムメトキシド9.6g(0.05mol)を加え、0℃で30分間攪拌した。ついで、この反応液に、化合物(8−1)5g(0.05mol)を乾燥THF300mLに溶解させて投入し、室温で12時間攪拌した。その後、反応液(有機層)をイオン交換水に注ぎ、トルエンにて抽出し、有機層をイオン交換水で5回洗浄した。ついで、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶剤を留去した。その後、残渣をトルエン20mL/メタノール100mL混合溶剤で再結晶により精製して、白色固体状の化合物(9−1)11.4gを得た(収率80%)。
(e)工程:
2Lの2口フラスコに、化合物(9−1)28g(0.10mol)、(2−ビフェニル)ジシクロヘキシルホスフィン0.18g(0.0005mol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)0.23g(0.00025mol)、ナトリウムt−ブトキシド11g(0.11mol)、および化合物(10−1)13g(0.10mol)を入れ、蒸留したo−キシレン500mLを加え、アルゴンガス置換を行い、120℃で加熱しながら5時間攪拌した。室温まで冷却した後、反応液(有機層)をイオン交換水で3回洗浄した。ついで、有機層を無水硫酸ナトリウムおよび活性白土を用いて乾燥および吸着処理し、キシレンを減圧留去した。その後、残渣をカラムクロマトグラフィ(展開溶媒:クロロホルム/ヘキサン)にて精製して、固体状の化合物(11−1)23gを得た(収率70%)。
2Lの2口フラスコに、化合物(9−1)28g(0.10mol)、(2−ビフェニル)ジシクロヘキシルホスフィン0.18g(0.0005mol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)0.23g(0.00025mol)、ナトリウムt−ブトキシド11g(0.11mol)、および化合物(10−1)13g(0.10mol)を入れ、蒸留したo−キシレン500mLを加え、アルゴンガス置換を行い、120℃で加熱しながら5時間攪拌した。室温まで冷却した後、反応液(有機層)をイオン交換水で3回洗浄した。ついで、有機層を無水硫酸ナトリウムおよび活性白土を用いて乾燥および吸着処理し、キシレンを減圧留去した。その後、残渣をカラムクロマトグラフィ(展開溶媒:クロロホルム/ヘキサン)にて精製して、固体状の化合物(11−1)23gを得た(収率70%)。
(f)工程:
300mLの2口フラスコに、化合物(5−1)15g(0.06mol)、(2−ビフェニル)ジシクロヘキシルホスフィン0.10g(0.0003mol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)0.13g(0.00014mol)、ナトリウムt−ブトキシド6.7g(0.07mol)、および化合物(11−1)20g(0.06mol)を入れ、蒸留したo−キシレン250mLを加え、アルゴンガス置換を行い、120℃で加熱しながら5時間攪拌した。室温まで冷却した後、反応液(有機層)をイオン交換水で3回洗浄した。ついで、有機層を無水硫酸ナトリウムおよび活性白土を用いて乾燥および吸着処理し、キシレンを減圧留去した。その後、残渣をカラムクロマトグラフィ(展開溶媒:クロロホルム/ヘキサン)にて精製して、黄色結晶状の化合物(1−1)20gを得た(収率65%)。
300mLの2口フラスコに、化合物(5−1)15g(0.06mol)、(2−ビフェニル)ジシクロヘキシルホスフィン0.10g(0.0003mol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)0.13g(0.00014mol)、ナトリウムt−ブトキシド6.7g(0.07mol)、および化合物(11−1)20g(0.06mol)を入れ、蒸留したo−キシレン250mLを加え、アルゴンガス置換を行い、120℃で加熱しながら5時間攪拌した。室温まで冷却した後、反応液(有機層)をイオン交換水で3回洗浄した。ついで、有機層を無水硫酸ナトリウムおよび活性白土を用いて乾燥および吸着処理し、キシレンを減圧留去した。その後、残渣をカラムクロマトグラフィ(展開溶媒:クロロホルム/ヘキサン)にて精製して、黄色結晶状の化合物(1−1)20gを得た(収率65%)。
(電子写真感光体の製造)
電荷発生剤であるX型無金属フタロシアニン5質量部、正孔輸送剤である化合物(1−1)80質量部、および結着樹脂であるポリカーボネート樹脂100質量部を、溶剤であるTHF800質量部に、ボールミルにて50時間混合分散させて、単層型感光層用の塗布液を調製した。ついで、塗布液をアルミニウム素管からなる導電性基体上にディップコート法によって塗布し、100℃で30分間熱風乾燥することにより、膜厚25μmの感光体層を形成し、単層型電子写真感光体を得た。該単層型電子写真感光体について電気特性試験を行った。結果を表2に示す。
電荷発生剤であるX型無金属フタロシアニン5質量部、正孔輸送剤である化合物(1−1)80質量部、および結着樹脂であるポリカーボネート樹脂100質量部を、溶剤であるTHF800質量部に、ボールミルにて50時間混合分散させて、単層型感光層用の塗布液を調製した。ついで、塗布液をアルミニウム素管からなる導電性基体上にディップコート法によって塗布し、100℃で30分間熱風乾燥することにより、膜厚25μmの感光体層を形成し、単層型電子写真感光体を得た。該単層型電子写真感光体について電気特性試験を行った。結果を表2に示す。
〔実施例2〕
電子輸送剤である化合物(13−1)50質量部を塗布液に追加した以外は、実施例1と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
電子輸送剤である化合物(13−1)50質量部を塗布液に追加した以外は、実施例1と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
〔実施例3〕
電子輸送剤として、化合物(13−1)の代わりに化合物(13−2)を用いた以外は、実施例2と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
電子輸送剤として、化合物(13−1)の代わりに化合物(13−2)を用いた以外は、実施例2と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
〔実施例4〕
電子輸送剤として、化合物(13−1)の代わりに化合物(13−3)を用いた以外は、実施例2と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
電子輸送剤として、化合物(13−1)の代わりに化合物(13−3)を用いた以外は、実施例2と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
〔実施例5〕(化合物(1−2)の製造)
化合物(2−1)の代わりに、化合物(2−2)9.5g(0.10mol)を用いた以外は、実施例1と同様にして化合物(1−2)を製造した。
化合物(2−1)の代わりに、化合物(2−2)9.5g(0.10mol)を用いた以外は、実施例1と同様にして化合物(1−2)を製造した。
(電子写真感光体の製造)
正孔輸送剤として、化合物(1−1)の代わりに化合物(1−2)を用いた以外は、実施例1と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
正孔輸送剤として、化合物(1−1)の代わりに化合物(1−2)を用いた以外は、実施例1と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
〔実施例6〕
電子輸送剤である化合物(13−1)50質量部を塗布液に追加した以外は、実施例5と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
電子輸送剤である化合物(13−1)50質量部を塗布液に追加した以外は、実施例5と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
〔実施例7〕
電子輸送剤として、化合物(13−1)の代わりに化合物(13−2)を用いた以外は、実施例6と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
電子輸送剤として、化合物(13−1)の代わりに化合物(13−2)を用いた以外は、実施例6と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
〔実施例8〕
電子輸送剤として、化合物(13−1)の代わりに化合物(13−3)を用いた以外は、実施例6と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
電子輸送剤として、化合物(13−1)の代わりに化合物(13−3)を用いた以外は、実施例6と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
〔比較例1〕
正孔輸送剤として、化合物(1−1)の代わりに化合物(HT−1)を用いた以外は、実施例1と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
正孔輸送剤として、化合物(1−1)の代わりに化合物(HT−1)を用いた以外は、実施例1と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
〔比較例2〕
電子輸送剤である化合物(13−1)50質量部を塗布液に追加した以外は、比較例1と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
電子輸送剤である化合物(13−1)50質量部を塗布液に追加した以外は、比較例1と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
〔比較例3〕
電子輸送剤である化合物(13−2)50質量部を塗布液に追加した以外は、比較例1と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
電子輸送剤である化合物(13−2)50質量部を塗布液に追加した以外は、比較例1と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
〔比較例4〕
電子輸送剤である化合物(13−3)50質量部を塗布液に追加した以外は、比較例1と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
電子輸送剤である化合物(13−3)50質量部を塗布液に追加した以外は、比較例1と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
〔比較例5〕
正孔輸送剤として、化合物(1−1)の代わりに化合物(HT−2)を用いた以外は、実施例1と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
正孔輸送剤として、化合物(1−1)の代わりに化合物(HT−2)を用いた以外は、実施例1と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
〔比較例6〕
電子輸送剤である化合物(13−1)50質量部を塗布液に追加した以外は、比較例5と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
電子輸送剤である化合物(13−1)50質量部を塗布液に追加した以外は、比較例5と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
〔比較例7〕
電子輸送剤である化合物(13−2)50質量部を塗布液に追加した以外は、比較例5と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
電子輸送剤である化合物(13−2)50質量部を塗布液に追加した以外は、比較例5と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
〔比較例8〕
電子輸送剤である化合物(13−3)50質量部を塗布液に追加した以外は、比較例5と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
(評価試験および評価方法)
GENTEC社製ドラム感度試験機に、前記作製した実施例1〜8および比較例1〜8の電子写真感光体のいずれかを設置して、電気特性試験およびドラム表面の結晶化有無について評価を行った。電気特性試験では、まず、初期表面電位V0が+700Vとなるように帯電させた。次いで、ハロゲンランプの白色光からバンドパスフィルタを用いて取り出した波長780nm(半値幅20nm)の単色光(光強度1.5μJ/m2)を感光体の表面に1.5秒間照射し、露光開始から0.5秒経過した時点での表面電位を測定して、これを残留電位Vr(V)とした。残留電位Vr(V)は130V以下を合格とする。また、半減露光量の測定を行った。半減露光量とは露光後電位が初期表面電位の1/2にとなる露光量(半減露光量E1/2 )である。半減露光量が小さいほど、単層型電子写真感光体は高感度である。
電子輸送剤である化合物(13−3)50質量部を塗布液に追加した以外は、比較例5と同様にして単層型電子写真感光体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
(評価試験および評価方法)
GENTEC社製ドラム感度試験機に、前記作製した実施例1〜8および比較例1〜8の電子写真感光体のいずれかを設置して、電気特性試験およびドラム表面の結晶化有無について評価を行った。電気特性試験では、まず、初期表面電位V0が+700Vとなるように帯電させた。次いで、ハロゲンランプの白色光からバンドパスフィルタを用いて取り出した波長780nm(半値幅20nm)の単色光(光強度1.5μJ/m2)を感光体の表面に1.5秒間照射し、露光開始から0.5秒経過した時点での表面電位を測定して、これを残留電位Vr(V)とした。残留電位Vr(V)は130V以下を合格とする。また、半減露光量の測定を行った。半減露光量とは露光後電位が初期表面電位の1/2にとなる露光量(半減露光量E1/2 )である。半減露光量が小さいほど、単層型電子写真感光体は高感度である。
以上の結果を表1に示す。
表1より明らかなように、HT−1を用いた比較例1〜4の電子写真感光体では、いずれも感光層中に結晶が析出したため、実用に供することができなかった。また、HT−2を用いた比較例5〜8の電子写真感光体では、いずれも残留電位Vrが高くなり、感度が十分得られなかった。
これに対し、本発明の1−1〜2を用いた実施例1〜8の電子写真感光体では、いずれも残留電位Vrは低く、感光層中での結晶の析出を防止して高感度の電子写真感光体を得ることができた。
Claims (2)
- 下記一般式(1)で表されるジフェニルアミン誘導体。
(式中、R1は炭素数8〜20のアルキルを示し、R2〜R9は、同一または異なる基であって、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、フェノキシ基、炭素数6〜20のアラルキル基、または炭素数6〜20のアリール基を示し、アルキル基、アラルキル基、またはアリール基は置換基を有していてもよい。mおよび nは同一または異なって、1〜4の整数を示す。) - 少なくとも電荷発生剤および電荷輸送剤を含有する感光層を備えた電子写真感光体であって、前記電荷輸送剤は請求項1に記載の一般式(1)で表されるジフェニルアミン誘導体からなることを特徴とする電子写真感光体。
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