JP6341157B2 - トリフェニルアミン誘導体、及び電子写真感光体 - Google Patents

トリフェニルアミン誘導体、及び電子写真感光体 Download PDF

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Description

本発明は、トリフェニルアミン誘導体、及び電子写真感光体に関する。
電子写真感光体は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる。電子写真感光体は、感光層を備える。電子写真感光体としては、例えば、積層型電子写真感光体、又は単層型電子写真感光体が用いられる。積層型電子写真感光体は、感光層として、電荷発生の機能を有する電荷発生層と、電荷輸送の機能を有する電荷輸送層とを備える。単層型電子写真感光体は、感光層として、電荷発生の機能と電荷輸送の機能とを有する単層型感光層を備える。
特許文献1に記載の電子写真感光体は、電荷輸送剤を含有する。電荷輸送剤は、例えば、化学式(HT−A)又は(HT−B)で表されるトリス(4−スチリルフェニル)アミン誘導体である。
Figure 0006341157
Figure 0006341157
特開2013−056905号公報
しかしながら、特許文献1に記載の電子写真感光体では電気特性が不十分である。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子写真感光体の電気特性を向上させるトリフェニルアミン誘導体を提供することである。また、本発明の目的は、このようなトリフェニルアミン誘導体を含有することで、電気特性に優れる電子写真感光体を提供することである。
本発明のトリフェニルアミン誘導体は、下記一般式(1)で表される。
Figure 0006341157
前記一般式(1)中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、及びR10は、各々独立して、水素原子、置換基を有してもよい炭素原子数1以上6以下のアルキル基、置換基を有してもよい炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、置換基を有してもよい炭素原子数2以上6以下のアルケニル基、又は置換基を有してもよい炭素原子数6以上14以下のアリール基を表す。mは、1以上3以下の整数を表す。nは、0以上2以下の整数を表す。
本発明の電子写真感光体は、感光層を備える。前記感光層は、正孔輸送剤として、上述のトリフェニルアミン誘導体を含有する。
本発明のトリフェニルアミン誘導体によれば、電子写真感光体の電気特性を向上させることができる。また、本発明の電子写真感光体によれば、このようなトリフェニルアミン誘導体を含有することで、電気特性を向上させることができる。
本発明の第一実施形態に係る化学式(HT−1)で表されるトリフェニルアミン誘導体の1H−NMRスペクトルである。 本発明の第一実施形態に係る化学式(HT−2)で表されるトリフェニルアミン誘導体の1H−NMRスペクトルである。 本発明の第一実施形態に係る化学式(HT−10)で表されるトリフェニルアミン誘導体の1H−NMRスペクトルである。 (a)、(b)、及び(c)は、それぞれ、本発明の第二実施形態に係る電子写真感光体の一例を示す概略断面図である。 (a)、(b)、及び(c)は、それぞれ、本発明の第二実施形態に係る電子写真感光体の別の例を示す概略断面図である。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。しかし、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されない。本発明は、本発明の目的の範囲内で、適宜変更を加えて実施できる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の要旨は限定されない。
以下、化合物名の後に「系」を付けて、化合物及びその誘導体を包括的に総称する場合がある。また、化合物名の後に「系」を付けて重合体名を表す場合には、重合体の繰返し単位が化合物又はその誘導体に由来することを意味する。また、一般式又は化学式(2)〜(13)、(2a)、(3a)、(4a)〜(4c)、(5a)〜(5c)、(7a)、(8a)〜(8b)、(9a)、(11a)〜(11b)、(12b)〜(12c)、及び(13b)〜(13c)で表される化合物を、各々、化合物2〜13、2a、3a、4a〜4c、5a〜5c、7a、8a〜8b、9a、11a〜11b、12b〜12c、及び13b〜13cと記載することがある。反応式(R−1)〜(R−22)で表される反応を、各々、反応R−1〜R−22と記載することがある。
以下、ハロゲン原子、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、炭素原子数2以上6以下のアルケニル基、及び炭素原子数6以上14以下のアリール基は、何ら規定していなければ、各々、次の意味である。
ハロゲン原子は、例えば、フッ素(フルオロ基)、塩素(クロロ基)又は臭素(ブロモ基)である。
炭素原子数1以上6以下のアルキル基は、直鎖状又は分枝鎖状で非置換の炭素原子数1以上6以下のアルキル基である。炭素原子数1以上6以下のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、又はヘキシル基が挙げられる。
炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基は、直鎖状又は分枝鎖状で非置換の炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基である。炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基の例としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、又はヘキシルオキシ基が挙げられる。
炭素原子数2以上6以下のアルケニル基は、直鎖状又は分枝鎖状で非置換の炭素原子数2以上6以下のアルケニル基である。炭素原子数2以上6以下のアルケニル基は、1個以上3個以下の二重結合を有する。炭素原子数2以上6以下のアルケニル基の例としては、ビニル基、プロぺニル基、ブテニル基、ブタジエニル基、ペンテニル基、ペンタジエニル基、ヘキセニル基、ヘキサジエニル基、又はヘキサトリエニル基が挙げられる。
炭素原子数6以上14以下のアリール基は、例えば、炭素原子数6以上14以下の非置換の芳香族単環炭化水素基、炭素原子数6以上14以下の非置換の芳香族縮合二環炭化水素基、又は素原子数6以上14以下の非置換の芳香族縮合三環炭化水素基である。炭素原子数6以上14以下のアリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、又はフェナントリル基が挙げられる。
<第一実施形態:トリフェニルアミン誘導体>
本発明の第一実施形態は、トリフェニルアミン誘導体である。本実施形態のトリフェニルアミン誘導体は、下記一般式(1)で表される。
Figure 0006341157
一般式(1)中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、及びR10は、各々独立して、水素原子、置換基を有してもよい炭素原子数1以上6以下のアルキル基、置換基を有してもよい炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、置換基を有してもよい炭素原子数2以上6以下のアルケニル基、又は置換基を有してもよい炭素原子数6以上14以下のアリール基を表す。mは、1以上3以下の整数を表す。nは、0以上2以下の整数を表す。
一般式(1)で表されるトリフェニルアミン誘導体(以下、トリフェニルアミン誘導体1と記載することがある)は、電子写真感光体の電気特性を向上させることができる。その理由は以下のように推測される。
トリフェニルアミン誘導体1は窒素原子を有する。窒素原子には、R1〜R5を有するフェニル基を含む基(共役基)が1個以上3個以下結合している。このような共役基を有することにより、トリフェニルアミン誘導体1の分子構造が適度に大きくなる。これにより、感光層中に存在する一方のトリフェニルアミン誘導体1のπ電子雲と他方のトリフェニルアミン誘導体1のπ電子雲との距離(ホッピング距離)が小さくなる傾向がある。その結果、トリフェニルアミン誘導体1の間での正孔の移動性が向上し、電子写真感光体の電気特性が向上すると考えられる。
一般式(1)のR1〜R10で表される炭素原子数1以上6以下のアルキル基としては、炭素原子数1以上3以下のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。一般式(1)のR1〜R10で表される炭素原子数1以上6以下のアルキル基は、置換基を有してもよい。炭素原子数1以上6以下のアルキル基が有する置換基としては、ハロゲン原子、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、又は炭素原子数6以上14以下のアリール基が挙げられる。置換基の数は、特に限定されないが、3個以下であることが好ましい。
一般式(1)のR1〜R10で表される炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基としては、炭素原子数1以上3以下のアルコキシ基が好ましい。一般式(1)のR1〜R10で表される炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基は、置換基を有してもよい。炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基が有する置換基としては、ハロゲン原子、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、又は炭素原子数6以上14以下のアリール基が挙げられる。置換基の数は、特に限定されないが、3個以下であることが好ましい。
一般式(1)のR1〜R10で表される炭素原子数2以上6以下のアルケニル基としては、炭素原子数2以上4以下のアルケニル基が好ましく、ビニル基、又はブタジエニル基がより好ましい。一般式(1)のR1〜R10で表される炭素原子数2以上6以下のアルケニル基は、置換基を有してもよい。炭素原子数2以上6以下のアルケニル基が有する置換基としては、ハロゲン原子、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、又は置換基を更に有してもよい炭素原子数6以上14以下のアリール基が挙げられる。炭素原子数2以上6以下のアルケニル基が有する置換基としては、置換基を更に有してもよい炭素原子数6以上14以下のアリール基が好ましい。置換基を更に有してもよい炭素原子数6以上14以下のアリール基を有する炭素原子数2以上6以下のアルケニル基としては、例えば、下記一般式で表される基が挙げられる。
Figure 0006341157
上述の一般式中、R16、R17、R18、R19、R20は、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、又は炭素原子数6以上14以下のアリール基を表す。qは、0以上2以下の整数を表す。*は、結合部位を表す。
一般式(1)のR1〜R10で表される炭素原子数6以上14以下のアリール基としては、炭素原子数6以上14以下の芳香族単環炭化水素基が好ましく、フェニル基がより好ましい。一般式(1)のR1〜R10で表される炭素原子数6以上14以下のアリール基は、置換基を有してもよい。炭素原子数6以上14以下のアリール基が有する置換基としては、ハロゲン原子、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、又は炭素原子数6以上14以下のアリール基が挙げられる。置換基の数は、特に限定されないが、3個以下であることが好ましく、1個であることがより好ましい。
一般式(1)で表されるトリフェニルアミン誘導体としては、例えば、一般式(1−1)又は(1−2)で表されるトリフェニルアミン誘導体が挙げられる。以下、一般式(1−1)及び(1−2)で表されるトリフェニルアミン誘導体を、各々トリフェニルアミン誘導体1−1及び1−2と記載することがある。
Figure 0006341157
Figure 0006341157
一般式(1−1)及び(1−2)中、R1、R2、R3、R4、R5、m、及びnは、各々、一般式(1)中のR1、R2、R3、R4、R5、m、及びnと同義である。R11、R12、R13、R14、R15は、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、又は炭素原子数6以上14以下のアリール基を表す。R16、R17、R18、R19、R20は、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、又は炭素原子数6以上14以下のアリール基を表す。qは、0以上2以下の整数を表す。
一般式(1−1)及び(1−2)中、R1、R2、R3、R4、及びR5は、各々、水素原子を表すことが好ましい。
一般式(1−1)中、R11、R12、R13、R14、及びR15は、各々独立して、水素原子又は炭素原子数1以上6以下のアルキル基を表すことが好ましく、水素原子又は炭素原子数1以上3以下のアルキル基を表すことがより好ましく、水素原子又はメチル基を表すことが一層好ましい。R11は、水素原子又は炭素原子数1以上6以下のアルキル基を表すことが好ましく、水素原子又は炭素原子数1以上3以下のアルキル基を表すことがより好ましく、水素原子又はメチル基を表すことが一層好ましい。R13は、炭素原子数1以上6以下のアルキル基を表すことが好ましく、炭素原子数1以上3以下のアルキル基を表すことがより好ましく、メチル基を表すことが一層好ましい。R12、R14、及びR15は、各々、水素原子であることが特に好ましい。
一般式(1−2)中、R16、R17、R18、R19、及びR20は、各々独立して、水素原子又は炭素原子数1以上6以下のアルキル基を表すことが好ましく、水素原子又は炭素原子数1以上3以下のアルキル基を表すことがより好ましく、水素原子又はメチル基を表すことが一層好ましい。R16、R17、R19、及びR20は、各々、水素原子を表すことが特に好ましい。R18は、各々独立して、水素原子又は炭素原子数1以上6以下のアルキル基を表すことが好ましく、水素原子又は炭素原子数1以上3以下のアルキル基を表すことがより好ましく、水素原子又はメチル基を表すことが一層好ましい。
mは、1以上3以下の整数を表す。nは、0以上2以下の整数を表す。電子写真感光体の電気特性を向上させるためには、nは、0又は1を表すことが好ましい。qは、0以上2以下の整数を表す。電子写真感光体の電気特性を向上させるためには、qは、0又は1を表すことが好ましい。
電子写真感光体の電気特性を向上させるためには、一般式(1−2)中、mは1又は2を表し、qは1を表すことがより好ましい。電子写真感光体の電気特性の向上に加え、感光層の結晶化を抑制するためには、mは2を表し、qは1を表すことが一層好ましい。
電子写真感光体の電気特性を向上させるための別の好適な例としては、一般式(1−2)中のmが3を表し、nが1を表すトリフェニルアミン誘導体が挙げられる。
電子写真感光体の電気特性を向上させるためには、トリフェニルアミン誘導体1のうち、一般式(1−2)で表されるトリフェニルアミン誘導体がより好ましい。
トリフェニルアミン誘導体1の具体例としては、下記化学式(HT−1)〜(HT−10)で表されるトリフェニルアミン誘導体が挙げられる。以下、化学式(HT−1)〜(HT−10)で表されるトリフェニルアミン誘導体を、各々、トリフェニルアミン誘導体HT−1〜HT−10と記載することがある。
Figure 0006341157
Figure 0006341157
Figure 0006341157
Figure 0006341157
Figure 0006341157
Figure 0006341157
Figure 0006341157
Figure 0006341157
Figure 0006341157
Figure 0006341157
トリフェニルアミン誘導体1は、例えば、以下の方法に従って、又はこれに準ずる方法によって製造される。以下の製造方法には、必要に応じて適宜な工程が追加されてもよい。製造されるトリフェニルアミン誘導体1の特性に応じて不要な工程は省略されてもよい。
トリフェニルアミン誘導体1のうち、下記一般式(1−3)〜(1−7)で表されるトリフェニルアミン誘導体を例に挙げて製造方法を説明する。以下、一般式(1−3)〜(1−7)で表されるトリフェニルアミン誘導体を、各々、トリフェニルアミン誘導体1−3〜1−7と記載することがある。
Figure 0006341157
Figure 0006341157
Figure 0006341157
Figure 0006341157
Figure 0006341157
一般式(1−3)〜(1−7)中のR1、R2、R3、R4、R5、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、n、及びqは、一般式(1−1)及び(1−2)中のR1、R2、R3、R4、R5、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、n、及びqと同義である。
(化合物5の合成)
まず、トリフェニルアミン誘導体1−3〜1−7の合成に使用する原料として、化合物5を合成する。化合物5は、例えば、反応R−1及びR−2に従って合成される。
Figure 0006341157
Figure 0006341157
反応式(R−1)及び(R−2)中、R16、R17、R18、R19、R20、及びqは、一般式(1−2)中のR16、R17、R18、R19、R20、及びqと同義である。Xは、ハロゲン原子を表す。
(反応R−1)
反応R−1では、化合物2(1当量)と亜リン酸トリエチル(1当量)とを反応させて、化合物3(1当量)を得る。
反応R−1では、1モルの化合物2に対して、亜リン酸トリエチルを1モル以上2.5モル以下添加することが好ましい。化合物2のモル数に対して亜リン酸トリエチルのモル数が少な過ぎると、化合物3の収率が低下することがある。一方、化合物2のモル数に対して亜リン酸トリエチルのモル数が多過ぎると、反応後に未反応の亜リン酸トリエチルが残留し、化合物3の精製が困難となることがある。
反応R−1の反応温度は160℃以上200℃以下であることが好ましく、反応時間は2時間以上10時間以下であることが好ましい。
(反応R−2)
反応R−2では、化合物3(1当量)と化合物4(1当量)とを反応させて、化合物5(1当量)を得る。反応R−2は、ウィッティヒ(Wittig)反応である。
反応R−2では、1モルの化合物3に対して、化合物4を1モル以上2.5モル以下添加することが好ましい。化合物3のモル数に対して化合物4のモル数が少な過ぎると、化合物5の収率が低下することがある。化合物3のモル数に対して化合物4のモル数が多過ぎると、未反応の化合物4が残留し、化合物5の精製が困難となることがある。
反応R−2は、塩基の存在下で行われてもよい。塩基としては、例えば、ナトリウムアルコキシド(具体的には、ナトリウムメトキシド、又はナトリウムエトキシド)、金属水素化物(具体的には、水素化ナトリウム、又は水素化カリウム)、又は金属塩(具体的には、n−ブチルリチウム)が挙げられる。これらの塩基は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、1モルの化合物3に対して、1モル以上2モル以下であることが好ましい。塩基の添加量が過少であると、反応性が低下することがある。一方、塩基の添加量が過多であると、反応の制御が困難になることがある。
反応R−2は、溶媒中で行われてもよい。溶媒としては、例えば、エーテル類(具体的には、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、又はジオキサン)、ハロゲン化炭化水素(具体的には、塩化メチレン、クロロホルム、又はジクロロエタン)、又は芳香族炭化水素(具体的には、ベンゼン、又はトルエン)が挙げられる。
反応R−2の反応温度は0℃以上50℃以下であることが好ましく、反応時間は2時間以上24時間以下であることが好ましい。
(化合物8の合成)
次に、トリフェニルアミン誘導体1−3〜1−7の合成に使用する原料として、化合物8を合成する。化合物8は、例えば、反応R−3〜R−5に従って合成される。
Figure 0006341157
Figure 0006341157
Figure 0006341157
反応式(R−3)〜(R−5)中、R1、R2、R3、R4、R5、及びnは、一般式(1−1)中のR1、R2、R3、R4、R5、及びnと同義である。Xは、ハロゲン原子を表す。
(反応R−3)
反応R−3では、化合物3(1当量)と化合物6(1当量)とを反応させて、化合物7(1当量)を得る。反応R−3は、ウィッティヒ(Wittig)反応である。なお、化合物3は、反応R−1で得られる。
反応R−3では、1モルの化合物3に対して、化合物6を1モル以上10モル以下添加することが好ましい。化合物3のモル数に対して化合物6のモル数が少な過ぎると、化合物7の収率が低下することがある。化合物3のモル数に対して化合物6のモル数が多過ぎると、未反応の化合物6が残留し、化合物7の精製が困難となることがある。
反応R−3は、塩基の存在下で行われてもよい。塩基は、例えば、反応R−2で使用される塩基と同様である。これらの塩基は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、1モルの化合物3に対して、1モル以上2モル以下であることが好ましい。塩基の添加量が過少であると、反応性が低下することがある。一方、塩基の添加量が過多であると、反応の制御が困難になることがある。
反応R−3は、溶媒中で行われてもよい。溶媒は、例えば、反応R−2で使用される溶媒と同様である。反応R−3の反応温度は0℃以上50℃以下であることが好ましく、反応時間は2時間以上24時間以下であることが好ましい。
(反応R−4)
反応R−4では、化合物12(1当量)と亜リン酸トリエチル(1当量)とを反応させて、化合物13(1当量)を得る。
反応R−4では、1モルの化合物12に対して、亜リン酸トリエチルを1モル以上2.5モル以下添加することが好ましい。化合物12のモル数に対して亜リン酸トリエチルのモル数が少な過ぎると、化合物13の収率が低下することがある。一方、化合物12のモル数に対して亜リン酸トリエチルのモル数が多過ぎると、反応後に未反応の亜リン酸トリエチルが残留し、化合物13の精製が困難となることがある。
反応R−4の反応温度は160℃以上200℃以下であることが好ましく、反応時間は2時間以上10時間以下であることが好ましい。
(反応R−5)
反応R−5では、化合物13(1当量)と化合物7(1当量)とを反応させて、化合物8(1当量)を得る。反応R−5は、ウィッティヒ(Wittig)反応である。
反応R−5では、1モルの化合物13に対して、化合物7を1モル以上2.5モル以下添加することが好ましい。化合物13のモル数に対して化合物7のモル数が少な過ぎると、化合物8の収率が低下することがある。化合物13のモル数に対して化合物7のモル数が多過ぎると、未反応の化合物5が残留し、化合物8の精製が困難となることがある。
反応R−5は、塩基の存在下で行われてもよい。塩基は、例えば、反応R−2で使用される塩基と同様である。これらの塩基は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、1モルの化合物13に対して、1モル以上2モル以下であることが好ましい。塩基の添加量が過少であると、反応性が低下することがある。一方、塩基の添加量が過多であると、反応の制御が困難になることがある。
反応R−5は、溶媒中で行われてもよい。溶媒は、例えば、反応R−2で使用される溶媒と同様である。反応R−5の反応温度は0℃以上50℃以下であることが好ましく、反応時間は2時間以上24時間以下であることが好ましい。
(トリフェニルアミン誘導体1−3の合成)
トリフェニルアミン誘導体1−3は、例えば、反応R−6に従って合成される。
Figure 0006341157
反応式(R−6)中、R1、R2、R3、R4、R5、R11、R12、R13、R14、R15、及びnは、一般式(1−1)中のR1、R2、R3、R4、R5、R11、R12、R13、R14、R15、及びnと同義である。Xはハロゲン原子を表す。
反応R−6では、化合物9(1当量)と化合物8(1当量)とを反応させて、トリフェニルアミン誘導体1−3(1当量)を得る。反応R−6は、カップリング反応である。
反応R−6では、1モルの化合物9に対して、化合物8を1モル以上5モル以下添加することが好ましい。化合物9のモル数に対して化合物8のモル数が少な過ぎると、トリフェニルアミン誘導体1−3の収率が低下することがある。一方、化合物9のモル数に対して化合物8のモル数が多過ぎると、反応後に未反応の化合物8が残留し、トリフェニルアミン誘導体1−3の精製が困難となることがある。
反応R−6の反応温度は80℃以上140℃以下であることが好ましく、反応時間は2時間以上10時間以下であることが好ましい。
反応R−6では、触媒としてパラジウム化合物を用いることが好ましい。パラジウム化合物を用いることにより、反応R−6における活性化エネルギーが低下する傾向がある。その結果、トリフェニルアミン誘導体1−3の収率を向上できると考えられる。パラジウム化合物としては、例えば、四価パラジウム化合物、二価パラジウム化合物、又はその他のパラジウム化合物が挙げられる。四価パラジウム化合物としては、例えば、ヘキサクロルパラジウム(IV)酸ナトリウム四水和物、又はヘキサクロルパラジウム(IV)酸カリウム四水和物が挙げられる。二価パラジウム化合物としては、例えば、塩化パラジウム(II)、臭化パラジウム(II)、酢酸パラジウム(II)、パラジウムアセチルアセテート(II)、ジクロロビス(ベンゾニトリル)パラジウム(II)、ジクロルビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)、ジクロロテトラミンパラジウム(II)、又はジクロロ(シクロオクタ−1,5−ジエン)パラジウム(II)が挙げられる。その他のパラジウム化合物としては、例えば、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0)、又はテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)が挙げられる。パラジウム化合物は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。パラジウム化合物の添加量は、1モルの化合物9に対して、0.0005モル以上20モル以下であることが好ましく、0.001モル以上1モル以下であることがより好ましい。
パラジウム化合物は、配位子を含む構造であってもよい。これにより、反応R−6の反応性を向上させ易い。配位子としては、例えば、トリシクロヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、トリフリルホスフィン、トリ(o−トリル)ホスフィン、ジシクロヘキシルフェニルホスフィン、トリ(t−ブチル)ホスフィン、2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル、又は2,2’−ビス[(ジフェニルホスフィノ)ジフェニル]エーテルが挙げられる。配位子は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。配位子の添加量は、1モルの化合物9に対して、0.0005モル以上20モル以下であることが好ましく、0.001モル以上1モル以下であることがより好ましい。
反応R−6は、塩基の存在下で行われることが好ましい。これにより、反応系中で発生するハロゲン化水素(例えば、塩化水素)をすみやかに中和し、触媒活性を向上できると考えられる。その結果、トリフェニルアミン誘導体1−3の収率を向上できると考えられる。塩基は、無機塩基であってもよいし、有機塩基であってもよい。有機塩基としては、例えば、アルカリ金属アルコシド(具体的には、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、リチウムtert−ブトキシド、ナトリウムtert−ブトキシド、又はカリウムtert−ブトキシド)が好ましく、ナトリウムtert−ブトキシドがより好ましい。無機塩基としては、例えば、リン酸三カリウム、又はフッ化セシウムが挙げられる。1モルの化合物9に対して、パラジウム化合物を0.0005モル以上20モル以下添加する場合、塩基の添加量は、1モル以上50モル以下であることが好ましく、1モル以上30モル以下であることがより好ましい。
反応R−6は、溶媒中で行われてもよい。溶媒としては、例えば、キシレン(具体的には、o−キシレン)、トルエン、テトラヒドロフラン、又はジメチルホルムアミドが挙げられる。
(トリフェニルアミン誘導体1−4の合成)
トリフェニルアミン誘導体1−4は、例えば、反応R−7に従って合成される。
Figure 0006341157
反応式(R−7)中、R1、R2、R3、R4、R5、R16、R17、R18、R19、R20、n、及びqは、一般式(1−2)中のR1、R2、R3、R4、R5、R16、R17、R18、R19、R20、n、及びqと同義である。Xは、ハロゲン原子を表す。
反応R−7では、化合物10(1当量)、化合物5(2当量)、及び化合物8(1当量)を反応させて、トリフェニルアミン誘導体1−3(1当量)を得る。反応R−7は、カップリング反応である。
反応R−7では、1モルの化合物10に対して、化合物5を2モル以上10モル以下、及び化合物8を1モル以上5モル以下添加することが好ましい。化合物10のモル数に対して化合物5及び化合物8のモル数が少な過ぎると、トリフェニルアミン誘導体1−4の収率が低下することがある。一方、化合物10のモル数に対して化合物5及び化合物8のモル数が多過ぎると、反応後に未反応の化合物5及び化合物8が残留し、トリフェニルアミン誘導体1−4の精製が困難となることがある。
反応R−7の反応温度は、反応R−6の反応温度と同様である。反応R−7では、触媒としてパラジウム化合物を用いることが好ましい。パラジウム化合物は、反応R−6で使用されるパラジウム化合物と同様である。パラジウム化合物は、配位子を含む構造であってもよい。配位子は、反応R−6で使用される配位子と同様である。反応R−7は、塩基の存在下で行われることが好ましい。塩基は、反応R−6で使用される塩基と同様である。反応R−7は、溶媒中で行われてもよい。溶媒は、反応R−6で使用される溶媒と同様である。
反応R−7を行った後、得られた反応生成物を精製してトリフェニルアミン誘導体1−4を分離することができる。精製は、例えば、シリカゲルクロマトグラフィーにより行われる。展開溶媒としては、例えば、クロロホルムとヘキサンとの混合溶媒(体積比1:1)が使用される。
(トリフェニルアミン誘導体1−5の合成)
トリフェニルアミン誘導体1−5は、例えば、反応R−8に従って合成される。
Figure 0006341157
反応式(R−8)中、R1、R2、R3、R4、R5、R11、R12、R13、R14、R15、及びnは、一般式(1−1)中のR1、R2、R3、R4、R5、R11、R12、R13、R14、R15、及びnと同義である。Xはハロゲン原子を表す。
反応R−8では、化合物11(1当量)と、化合物8(2当量)とを反応させて、トリフェニルアミン誘導体1−5(1当量)を得る。反応R−8は、カップリング反応である。
反応R−8では、1モルの化合物11に対して、化合物8を2モル以上10モル以下添加することが好ましい。化合物11のモル数に対して化合物8のモル数が少な過ぎると、トリフェニルアミン誘導体1−5の収率が低下することがある。一方、化合物11のモル数に対して化合物8のモル数が多過ぎると、反応後に未反応の化合物8が残留し、トリフェニルアミン誘導体1−5の精製が困難となることがある。
反応R−8の反応温度は、反応R−6の反応温度と同様である。反応R−8では、触媒としてパラジウム化合物を用いることが好ましい。パラジウム化合物は、反応R−6で使用されるパラジウム化合物と同様である。パラジウム化合物は、配位子を含む構造であってもよい。配位子は、反応R−6で使用される配位子と同様である。反応R−8は、塩基の存在下で行われることが好ましい。塩基は、反応R−6で使用される塩基と同様である。反応R−8は、溶媒中で行われてもよい。溶媒は、反応R−6で使用される溶媒と同様である。
(トリフェニルアミン誘導体1−6の合成)
トリフェニルアミン誘導体1−6は、例えば、反応R−9に従って合成される。
Figure 0006341157
反応式(R−9)中、R1、R2、R3、R4、R5、R16、R17、R18、R19、R20、n、及びqは、一般式(1−2)中のR1、R2、R3、R4、R5、R16、R17、R18、R19、R20、n、及びqと同義である。Xは、ハロゲン原子を表す。
反応R−9では、化合物10(1当量)、化合物5(1当量)、及び化合物8(2当量)を反応させて、トリフェニルアミン誘導体1−6(1当量)を得る。反応R−9は、カップリング反応である。
反応R−9では、1モルの化合物10に対して、化合物5を1モル以上5モル以下、及び化合物8を2モル以上10モル以下添加することが好ましい。化合物10のモル数に対して化合物5及び化合物8のモル数が少な過ぎると、トリフェニルアミン誘導体1−6の収率が低下することがある。一方、化合物10のモル数に対して化合物5及び化合物8のモル数が多過ぎると、反応後に未反応の化合物5及び化合物8が残留し、トリフェニルアミン誘導体1−6の精製が困難となることがある。
反応R−9の反応温度は、反応R−6の反応温度と同様である。反応R−9では、触媒としてパラジウム化合物を用いることが好ましい。パラジウム化合物は、反応R−6で使用されるパラジウム化合物と同様である。パラジウム化合物は、配位子を含む構造であってもよい。配位子は、反応R−6で使用される配位子と同様である。反応R−9は、塩基の存在下で行われることが好ましい。塩基は、反応R−6で使用される塩基と同様である。反応R−9は、溶媒中で行われてもよい。溶媒は、反応R−6で使用される溶媒と同様である。
反応R−9を行った後、得られた反応生成物を精製してトリフェニルアミン誘導体1−6を分離することができる。精製は、例えば、シリカゲルクロマトグラフィーにより行われる。展開溶媒としては、例えば、クロロホルムとヘキサンとの混合溶媒(体積比1:1)が使用される。
(トリフェニルアミン誘導体1−7の合成)
トリフェニルアミン誘導体1−7は、例えば、反応R−10に従って合成される。
Figure 0006341157
反応式(R−10)中、R1、R2、R3、R4、R5、及びnは、一般式(1−1)及び(1−2)中のR1、R2、R3、R4、R5、及びnと同義である。Xは、ハロゲン原子を表す。
反応R−10では、化合物10(1当量)と、化合物8(3当量)とを反応させて、トリフェニルアミン誘導体1−7(1当量)を得る。反応R−10は、カップリング反応である。
反応R−10は、1モルの化合物10に対して、化合物8を3モル以上15モル以下添加することが好ましい。化合物10のモル数に対して化合物8のモル数が少な過ぎると、トリフェニルアミン誘導体1−7の収率が低下することがある。一方、化合物10のモル数に対して化合物8のモル数が多過ぎると、反応後に未反応の化合物8が残留し、トリフェニルアミン誘導体1−7の精製が困難となることがある。
反応R−10の反応温度は、反応R−6の反応温度と同様である。反応R−10では、触媒としてパラジウム化合物を用いることが好ましい。パラジウム化合物は、反応R−6で使用されるパラジウム化合物と同様である。パラジウム化合物は、配位子を含む構造であってもよい。配位子は、反応R−6で使用される配位子と同様である。反応R−10は、塩基の存在下で行われることが好ましい。塩基は、反応R−6で使用される塩基と同様である。反応R−10は、溶媒中で行われてもよい。溶媒は、反応R−6で使用される溶媒と同様である。
以上、本実施形態に係るトリフェニルアミン誘導体を説明した。本実施形態に係るトリフェニルアミン誘導体によれば、電子写真感光体の電気特性を向上させることができる。
<第二実施形態:電子写真感光体>
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、積層型感光体であってもよく、単層型感光体であってもよい。感光体は、感光層を備える。感光層は、正孔輸送剤として、第一実施形態に係るトリフェニルアミン誘導体1を少なくとも含有する。
<1.積層型感光体>
以下、図4を参照して、感光体100が積層型感光体である場合について説明する。図4は、本実施形態に係る感光体100の一例である積層型感光体を示す概略断面図である。
図4(a)に示すように、感光体100としての積層型感光体は、導電性基体20と、感光層30とを備える。積層型感光体には、感光層30として、電荷発生層30aと電荷輸送層30bとが備えられる。なお、導電性基体20については後述する。
図4(b)に示すように、感光体100としての積層型感光体では、導電性基体20上に電荷輸送層30bが設けられ、電荷輸送層30b上に電荷発生層30aが設けられてもよい。ただし、一般に電荷輸送層30bの膜厚は、電荷発生層30aの膜厚に比べ厚いため、電荷輸送層30bは、電荷発生層30aに比べ破損し難い。このため、積層型感光体の耐摩耗性を向上させるためには、図4(a)に示すように、電荷発生層30a上に電荷輸送層30bが設けられることが好ましい。
図4(c)に示すように、感光体100としての積層型感光体は、導電性基体20と感光層30と中間層(下引き層)40とを備えていてもよい。中間層40は、導電性基体20と感光層30との間に備えられる。また、感光層30上には、保護層(不図示)が設けられていてもよい。
電荷発生層30a及び電荷輸送層30bの厚さは、それぞれの層としての機能を十分に発現できる限り、特に限定されない。電荷発生層30aの厚さは、0.01μm以上5μm以下であることが好ましく、0.1μm以上3μm以下であることがより好ましい。電荷輸送層30bの厚さは、2μm以上100μm以下であることが好ましく、5μm以上50μm以下であることがより好ましい。
感光層30のうちの電荷発生層30aは、電荷発生剤を含有する。電荷発生層30aは、必要に応じて、電荷発生層用バインダー樹脂(以下、ベース樹脂と記載することがある)、及び各種添加剤を含有してもよい。電荷発生剤、ベース樹脂、及び添加剤については後述する。
感光層30のうちの電荷輸送層30bは、正孔輸送剤を含有する。電荷輸送層30bは、必要に応じて、バインダー樹脂、電子アクセプター化合物、及び各種添加剤を含有してもよい。正孔輸送剤、バインダー樹脂、電子アクセプター化合物、及び添加剤については後述する。以上、図4を参照して、感光体100が積層型感光体である場合について説明した。
<2.単層型感光体>
以下、図5を参照して、感光体100が単層型感光体である場合について説明する。図5は、本実施形態に係る感光体100の別の例である単層型感光体を示す概略断面図である。
図5(a)に示すように、感光体100としての単層型感光体は、導電性基体20と、感光層30とを備える。感光体100としての単層型感光体には、感光層30として、単層型感光層30cが備えられる。なお、導電性基体20については後述する。
図5(b)に示すように、感光体100としての単層型感光体は、導電性基体20と、単層型感光層30cと、中間層(下引き層)40とを備えてもよい。中間層40は、導電性基体20と単層型感光層30cとの間に設けられる。また、図5(c)に示すように、単層型感光層30c上に保護層50が設けられてもよい。
単層型感光層30cの厚さは、単層型感光層としての機能を十分に発現できる限り、特に限定されない。単層型感光層30cの厚さは、5μm以上100μm以下であることが好ましく、10μm以上50μm以下であることがより好ましい。
感光層30としての単層型感光層30cは、正孔輸送剤を含有する。単層型感光層30cは、必要に応じて、電荷発生剤、電子輸送剤、バインダー樹脂、及び各種添加剤を含有してもよい。正孔輸送剤、電荷発生剤、電子輸送剤、バインダー樹脂、及び添加剤については後述する。以上、図5を参照して、感光体100が単層型感光体である場合について説明した。
次に、感光体である積層型感光体及び単層型感光体に共通する要素について説明する。
<3.導電性基体>
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、インジウム、ステンレス鋼、又は真鍮が挙げられる。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(例えば、合金として)用いてもよい。これらの導電性を有する材料のなかでも、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。
導電性基体の形状は、画像形成装置の構造に合わせて適宜選択される。導電性基体の形状としては、例えば、シート状、又はドラム状が挙げられる。また、導電性基体の厚さは、導電性基体の形状に応じて適宜選択される。
<4.正孔輸送剤>
感光層は、正孔輸送剤として、第一実施形態に係るトリフェニルアミン誘導体1を含有する。感光体が積層型感光体である場合、電荷輸送層は、正孔輸送剤としてトリフェニルアミン誘導体1を含有する。感光体が単層型感光体である場合、単層型感光層は、正孔輸送剤としてトリフェニルアミン誘導体1を含有する。感光層にトリフェニルアミン誘導体1が含有されることにより、第一実施形態で述べたように、感光体の電気特性を向上させることができる。
<5.電荷発生剤>
感光体が積層型感光体である場合、電荷発生層は、電荷発生剤を含有する。感光体が単層型感光体である場合、単層型感光層は、電荷発生剤を含有する。
電荷発生剤は、感光体用の電荷発生剤である限り、特に限定されない。電荷発生剤としては、例えば、フタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料、ビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、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、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料、無機光導電材料(例えば、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミウム、又はアモルファスシリコン)の粉末、ピリリウム顔料、アンサンスロン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン系顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料、又はキナクリドン系顔料が挙げられる。
フタロシアニン系顔料としては、例えば、化学式(CG−1)で表される無金属フタロシアニン、又は金属フタロシアニンが挙げられる。金属フタロシアニンとしては、例えば、化学式(CG−2)で表される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、又はクロロガリウムフタロシアニンが挙げられる。フタロシアニン系顔料は、結晶であってもよく、非結晶であってもよい。フタロシアニン系顔料の結晶形状(例えば、α型、β型、Y型、V型、又はII型)については特に限定されず、種々の結晶形状を有するフタロシアニン系顔料が使用される。
Figure 0006341157
Figure 0006341157
無金属フタロシアニンの結晶としては、例えば、無金属フタロシアニンのX型結晶(以下、X型無金属フタロシアニンと記載することがある)が挙げられる。チタニルフタロシアニンの結晶としては、例えば、チタニルフタロシアニンのα型、β型、又はY型結晶(以下、α型、β型、又はY型チタニルフタロシアニンと記載することがある)が挙げられる。ヒドロキシガリウムフタロシアニンの結晶としては、ヒドロキシガリウムフタロシアニンのV型結晶が挙げられる。クロロガリウムフタロシアニンの結晶としては、クロロガリウムフタロシアニンのII型結晶が挙げられる。波長領域700nm以上で高い量子収率を有することから、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が好ましい。感光層に正孔輸送剤としてトリフェニルアミン誘導体1が含有される場合に電気特性を特に向上させるためには、Y型チタニルフタロシアニンがより好ましい。
Y型チタニルフタロシアニンは、CuKα特性X線回折スペクトルにおいて、例えば、ブラッグ角(2θ±0.2°)の27.2°に主ピークを有する。CuKα特性X線回折スペクトルにおける主ピークとは、ブラッグ角(2θ±0.2°)が3°以上40°以下である範囲において、1番目又は2番目に大きな強度を有するピークである。
(CuKα特性X線回折スペクトルの測定方法)
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。
所望の領域に吸収波長を有する電荷発生剤を単独で用いてもよいし、2種以上の電荷発生剤を組み合わせて用いてもよい。更に、例えば、デジタル光学式の画像形成装置(例えば、半導体レーザーのような光源を使用したレーザービームプリンター、又はファクシミリ)には、700nm以上の波長領域に感度を有する感光体を用いることが好ましい。そのため、例えば、フタロシアニン系顔料が好ましく、無金属フタロシアニン又はチタニルフタロシアニンがより好ましく、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が特に好ましい。電荷発生剤は、1種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。
短波長レーザー光源(例えば、350nm以上550nm以下程度の波長を有するレーザー光源)を用いた画像形成装置に適用される感光体には、電荷発生剤として、アンサンスロン系顔料が好適に用いられる。
感光体が積層型感光体である場合、電荷発生剤の含有量は、電荷発生層に含有されるベース樹脂100質量部に対して、5質量部以上1000質量部以下であることが好ましく、30質量部以上500質量部以下であることがより好ましい。
感光体が単層型感光体である場合、電荷発生剤の含有量は、単層型感光層に含有されるバインダー樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上50質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以上30質量部以下であることがより好ましい。
<6.電子輸送剤及び電子アクセプター化合物>
感光体が積層型感光体である場合、電荷輸送層は、必要に応じて、電子アクセプター化合物を含有してもよい。これにより、正孔輸送剤の正孔輸送能が向上する傾向がある。一方、感光体が単層型感光体である場合、単層型感光層は、必要に応じて、電子輸送剤を含有してもよい。これにより、単層型感光層は電子を輸送することができ、単層型感光層にバイポーラー(両極性)の特性を付与し易くなる。
電子輸送剤又は電子アクセプター化合物の例としては、キノン系化合物、ジイミド系化合物、ヒドラゾン系化合物、マロノニトリル系化合物、チオピラン系化合物、トリニトロチオキサントン系化合物、3,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン系化合物、ジニトロアントラセン系化合物、ジニトロアクリジン系化合物、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、ジニトロアクリジン、無水コハク酸、無水マレイン酸、又はジブロモ無水マレイン酸が挙げられる。キノン系化合物としては、例えば、ジフェノキノン系化合物、アゾキノン系化合物、アントラキノン系化合物、ナフトキノン系化合物、ニトロアントラキノン系化合物、又はジニトロアントラキノン系化合物が挙げられる。電子輸送剤は、1種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。電子アクセプター化合物も、1種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。
電子輸送剤又は電子アクセプターとしては、例えば、一般式(14)〜(16)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0006341157
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一般式(14)〜(16)中、R21〜R29は、各々独立して、水素原子、シアノ基、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ルケニル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいアリール基、又は置換基を有してもよい複素環基を表す。
一般式(14)〜(16)中のR21〜R29で表されるアルキル基は、例えば、炭素原子数1以上6以下のアルキル基である。炭素原子数1以上6以下のアルキル基としては、炭素原子数1以上5以下のアルキル基が好ましく、メチル基、1,1−ジメチルプロピル基、又はtert−ブチル基がより好ましい。アルキル基は置換基を有してもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、置換基を更に有してもよい炭素原子数6以上14以下のアリール基、又はシアノ基が挙げられる。置換基の数は、特に限定されないが、3個以下であることが好ましい。置換基としての炭素原子数6以上14以下のアリール基が更に有する置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、炭素原子数2以上7以下のアルカノイル基(カルボニル基に炭素原子数1以上6以下のアルキル基が結合した基)、ベンゾイル基、フェノキシ基、炭素原子数2以上7以下のアルコキシカルボニル基(カルボニル基に炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基が結合した基)、又はフェノキシカルボニル基が挙げられる。
一般式(14)〜(16)中のR21〜R29で表されるアルケニル基は、例えば、炭素原子数2以上6以下のアルケニル基である。アルケニル基は置換基を有してもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、炭素原子数6以上14以下のアリール基、又はシアノ基が挙げられる。置換基の数は、特に限定されないが、3個以下であることが好ましい。
一般式(14)〜(16)中のR21〜R29で表されるアルコキシ基は、例えば、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基である。炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基としては、炭素原子数1以上3以下のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基がより好ましい。アルコキシ基は置換基を有してもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、炭素原子数6以上14以下のアリール基、又はシアノ基が挙げられる。置換基として好ましくは、フェニル基である。置換基の数は、特に限定されないが、3個以下であることが好ましく、1個であることがより好ましい。
一般式(14)〜(16)中のR21〜R29で表されるアルコキシカルボニル基は、例えば、炭素原子数2以上7以下のアルコキシカルボニル基である。炭素原子数2以上7以下のアルコキシカルボニル基は、カルボニル基に直鎖状又は分枝鎖状で非置換の炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基が結合した基である。アルコキシカルボニル基は置換基を有してもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、炭素原子数6以上14以下のアリール基、又はシアノ基が挙げられる。置換基の数は、特に限定されないが、3個以下であることが好ましい。
一般式(14)〜(16)中のR21〜R29で表されるアリール基は、例えば、炭素原子数6以上14以下のアリール基である。炭素原子数6以上14以下のアリール基としては、フェニル基が好ましい。アリール基は置換基を有してもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、炭素原子数2以上7以下のアルカノイル基(カルボニル基に炭素原子数1以上6以下のアルキル基が結合した基)、ベンゾイル基、フェノキシ基、炭素原子数2以上7以下のアルコキシカルボニル基(カルボニル基に炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基が結合した基)、フェノキシカルボニル基、炭素原子数6以上14以下のアリール基、又はビフェニル基が挙げられる。置換基の数は、特に限定されないが、3個以下であることが好ましい。
一般式(14)〜(16)中のR21〜R29で表される複素環基は、例えば、N、S、及びOからなる群より選択される1以上のヘテロ原子を含む5員又は6員の単環の複素環基;このような単環同士が縮合した複素環基;又は、このような単環と、5員又は6員の炭化水素環とが縮合した複素環基である。複素環基が縮合環である場合、縮合環に含まれる環の数は3以下であることが好ましい。複素環基が有してもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、炭素原子数2以上7以下のアルカノイル基(カルボニル基に炭素原子数1以上6以下のアルキル基が結合した基)、ベンゾイル基、フェノキシ基、炭素原子数2以上7以下のアルコキシカルボニル基(カルボニル基に炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基が結合した基)、又はフェノキシカルボニル基が挙げられる。置換基の数は、特に限定されないが、3個以下であることが好ましい。
感光層が単層型感光層であり、単層型感光層に正孔輸送剤としてトリフェニルアミン誘導体1が含有される場合に、感光体の電気特性を向上させるためには、単層型感光層には電子輸送剤として一般式(16)で表される化合物が含有されることが好ましい。
一般式(14)〜(16)で表される化合物の具体例としては、化学式(ET−1)及び(ET−4)で表される化合物が挙げられる。以下、(ET−1)及び(ET−4)で表される化合物を、各々、化合物ET−1及びET−4と記載することがある。
Figure 0006341157
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感光体が積層型感光体である場合、電子アクセプター化合物の含有量は、電荷輸送層に含有されるバインダー樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上20質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以上10質量部以下であることがより好ましい。
感光体が単層型感光体である場合、電子輸送剤の含有量は、単層型感光層に含有されるバインダー樹脂100質量部に対して、5質量部以上100質量部以下であることが好ましく、10質量部以上80質量部以下であることがより好ましい。
<7.バインダー樹脂>
感光体が積層型感光体である場合、電荷輸送層は、バインダー樹脂を含有する。感光体が単層型感光体である場合、単層型感光層は、バインダー樹脂を含有する。
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、アクリル酸重合体、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、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、エポキシアクリレート(エポキシ化合物のアクリル酸付加物)、又はウレタン−アクリレート(ウレタン化合物のアクリル酸付加物)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。
これらの樹脂の中では、加工性、機械的特性、光学的特性、及び耐摩耗性のバランスに優れた単層型感光層及び電荷輸送層が得られることから、ポリカーボネート樹脂が好ましい。ポリカーボネート樹脂の例としては、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂、ビスフェノールZC型ポリカーボネート樹脂、ビスフェノールC型ポリカーボネート樹脂、又はビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂が挙げられる。
バインダー樹脂の粘度平均分子量は、40,000以上であることが好ましく、40,000以上52,500以下であることがより好ましい。バインダー樹脂の粘度平均分子量が40,000以上であると、感光体の耐摩耗性を向上させ易い。バインダー樹脂の粘度平均分子量が52,500以下であると、感光層の形成時にバインダー樹脂が溶剤に溶解し易くなり、電荷輸送層用塗布液又は単層型感光層用塗布液の粘度が高くなり過ぎない。その結果、電荷輸送層又は単層型感光層を形成し易くなる。
<8.ベース樹脂>
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、スチレン−アクリル酸共重合体、アクリル酸重合体、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、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、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、エポキシアクリレート(エポキシ化合物のアクリル酸付加物)、又はウレタン−アクリレート(ウレタン化合物のアクリル酸付加物)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。
電荷発生層に含有されるベース樹脂は、電荷輸送層に含有されるバインダー樹脂とは異なることが好ましい。積層型感光体の製造では、例えば、導電性基体上に電荷発生層が形成され、電荷発生層上に電荷輸送層が形成される。その際に、電荷発生層上に、電荷輸送層用塗布液が塗布される。そのため、電荷発生層は、電荷輸送層用塗布液の溶剤に溶解しないことが好ましいからである。
<9.添加剤>
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(例えば、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、1重項消光剤、又は紫外線吸収剤)、軟化剤、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、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。酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール(例えば、ジ(tert−ブチル)p−クレゾール)、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノン若しくはこれらの誘導体、有機硫黄化合物、又は有機燐化合物が挙げられる。
<10.中間層>
中間層(下引き層)は、例えば、無機粒子、及び中間層に用いられる樹脂(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。
無機粒子としては、例えば、金属(例えば、アルミニウム、鉄、又は銅)、金属酸化物(例えば、酸化チタン、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、又は酸化亜鉛)の粒子、又は非金属酸化物(例えば、シリカ)の粒子が挙げられる。これらの無機粒子は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
中間層用樹脂としては、中間層を形成する樹脂として用いることができる限り、特に限定されない。中間層は、各種の添加剤を含有してもよい。添加剤は、感光層の添加剤と同様である。
<11.感光体の製造方法>
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。
電荷発生層用塗布液は、電荷発生剤、及び必要に応じて添加される成分(例えば、ベース樹脂、及び各種の添加剤)を、溶剤に溶解又は分散させることにより調製される。電荷輸送層用塗布液は、正孔輸送剤、及び必要に応じて添加される成分(例えば、バインダー樹脂、電子アクセプター化合物、及び各種添加剤)を、溶剤に溶解又は分散させることにより調製される。
次に、感光体が単層型感光体である場合、単層型感光体は、例えば、以下のように製造される。単層型感光体は、単層型感光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製造される。単層型感光層用塗布液は、正孔輸送剤、及び必要に応じて添加される成分(例えば、電荷発生剤、電子輸送剤、バインダー樹脂、及び各種添加剤)を、溶剤に溶解又は分散させることにより製造される。
塗布液(電荷発生層用塗布液、電荷輸送層用塗布液、又は単層型感光層用塗布液)に含有される溶剤は、塗布液に含まれる各成分を溶解又は分散できる限り、特に限定されない。溶剤の例としては、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、又はブタノール)、脂肪族炭化水素(例えば、n−ヘキサン、オクタン、又はシクロヘキサン)、芳香族炭化水素(例えば、ベンゼン、トルエン、又はキシレン)、ハロゲン化炭化水素(例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、四塩化炭素、又はクロロベンゼン)、エーテル類(例えば、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、又はプロピレングリコールモノメチルエーテル)、ケトン類(例えば、アセトン、メチルエチルケトン、又はシクロヘキサノン)、エステル類(例えば、酢酸エチル、又は酢酸メチル)、ジメチルホルムアルデヒド、ジメチルホルムアミド、又はジメチルスルホキシドが挙げられる。これらの溶剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。感光体の製造時の作業性を向上させるためには、溶剤として非ハロゲン溶剤(ハロゲン化炭化水素以外の溶剤)を用いることが好ましい。
塗布液は、各成分を混合し、溶剤に分散することにより調製される。混合又は分散には、例えば、ビーズミル、ロールミル、ボールミル、アトライター、ペイントシェーカー、又は超音波分散機を用いることができる。
塗布液(電荷発生層用塗布液、電荷輸送層用塗布液、又は単層型感光層用塗布液)は、各成分の分散性を向上させるために、例えば、界面活性剤を含有してもよい。
塗布液(電荷発生層用塗布液、電荷輸送層用塗布液、又は単層型感光層用塗布液)を塗布する方法としては、塗布液を導電性基体上に均一に塗布できる方法である限り、特に限定されない。塗布方法としては、例えば、ディップコート法、スプレーコート法、スピンコート法、又はバーコート法が挙げられる。
塗布液(電荷発生層用塗布液、電荷輸送層用塗布液、又は単層型感光層用塗布液)を乾燥する方法としては、塗布液中の溶剤を蒸発させ得る限り、特に限定されない。例えば、高温乾燥機、又は減圧乾燥機を用いて、熱処理(熱風乾燥)する方法が挙げられる。熱処理条件は、例えば、40℃以上150℃以下の温度、かつ3分間以上120分間以下の時間である。
なお、感光体の製造方法は、必要に応じて、中間層を形成する工程、及び/又は保護層を形成する工程を更に含んでもよい。中間層を形成する工程、及び保護層を形成する工程では、公知の方法が適宜選択される。
以上、本実施形態に係る感光体について説明した。本実施形態の感光体によれば、感光体の電気特性を向上させることができる。
以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に説明する。しかし、本発明は実施例の範囲に何ら限定されない。
<1.感光体の材料>
積層型感光体の電荷発生層、及び電荷輸送層を形成するための材料として、以下の正孔輸送剤、及び電荷発生剤を準備した。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、以下の正孔輸送剤、電荷発生剤、及び電子輸送剤を準備した。
<1−1.正孔輸送剤>
正孔輸送剤として、実施形態で述べたトリフェニルアミン誘導体HT−1〜HT−10を準備した。トリフェニルアミン誘導体HT−1〜HT−10は、各々以下の方法で合成した。
<1−1−1.化合物5a、5b、及び5cの合成>
まず、後述するトリフェニルアミン誘導体HT−1〜HT−10の合成で使用する原料として、化合物5a、5b、及び5cを合成した。化合物5aは、下記の反応R−11及びR−12に従って合成した。化合物5bは、下記の反応R−11及びR−13に従って合成した。化合物5cは、下記の反応R−11及びR−14に従って合成した。
Figure 0006341157
Figure 0006341157
Figure 0006341157
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反応R−11では、化合物2aと亜リン酸トリエチルとを反応させて、化合物3aを得た。詳しくは、容量200mLのフラスコに、化合物2a(16.1g、0.10モル)と、亜リン酸トリエチル(25.0g、0.15モル)とを投入した。フラスコ内容物を、180℃で8時間攪拌した後、室温まで冷却した。続いて、フラスコ内容物に含まれる未反応の亜リン酸トリエチルを減圧留去した。これにより、白色液体である化合物3aを得た(収量24.1g、収率92mol%)。
反応R−12では、化合物3aと化合物4aとを反応させて、化合物5aを得た。反応R−12は、ウィッティヒ(Wittig)反応である。詳しくは、反応R−11で得られた化合物3a(13.0g、0.05モル)を、容量500mLの二口フラスコに0℃で加えた。フラスコ内の空気を、アルゴンガスで置換した。続いて、フラスコ内に、乾燥テトラヒドロフラン(100mL)、及び28%ナトリウムメトキシド(9.3g、0.05モル)を添加した。フラスコ内容物を30分間攪拌した。続いて、フラスコ内に、化合物4a(7.0g、0.05モル)の乾燥テトラヒドロフラン(300mL)溶液を添加した。フラスコ内容物を、室温で12時間攪拌した。フラスコ内容物を、イオン交換水に注ぎ、トルエンで抽出した。得られた有機層を、イオン交換水で5回洗浄し、無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥させた。続いて、有機層に含有される溶媒を留去し、残渣を得た。得られた残渣を、トルエン/メタノール(20mL/100mL)を用いて精製した。これにより、白色結晶である化合物5aを得た(収量9.8g、収率80mol%)。
反応R−13では、化合物3aと化合物4bとを反応させて、化合物5bを得た。反応R−13は、ウィッティヒ(Wittig)反応である。反応R−13は、以下の点を変更した以外は、反応R−12と同様の方法で行った。反応R−12における化合物4a(7.0g、0.05モル)を、化合物4b(5.3g、0.05モル)に変更した。その結果、化合物5bが得られた(収量8.8g、収率85mol%)。
反応R−14では、化合物3aと化合物4cとを反応させて、化合物5cを得た。反応R−14は、ウィッティヒ(Wittig)反応である。反応R−14は、以下の点を変更した以外は、反応R−12と同様の方法で行った。反応R−12における化合物4a(7.0g、0.05モル)を、化合物4c(6.0g、0.05モル)に変更した。その結果、化合物5cが得られた(収量9.6g、収率88mol%)。
<1−1−2.化合物8a、及び8bの合成>
次に、後述するトリフェニルアミン誘導体HT−1〜HT−7の合成で使用する原料として、化合物8a、及び8bを合成した。
まず、化合物8aを、下記の反応R−15、R−16及びR−17に従って合成した。
Figure 0006341157
Figure 0006341157
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反応R−15では、化合物3aと化合物6とを反応させて、化合物7aを得た。反応R−15は、ウィッティヒ(Wittig)反応である。詳しくは、反応R−11で得られた化合物3a(13.0g、0.05モル)を、容量500mLの二口フラスコに0℃で加えた。フラスコ内の空気を、アルゴンガスで置換した。続いて、フラスコ内に、乾燥テトラヒドロフラン(100mL)、及び化合物6(35.0g、0.27モル)の乾燥テトラヒドロフラン(300mL)溶液を添加した。フラスコ内容物を30分間攪拌した。続いて、フラスコ内に、28%ナトリウムメトキシド(9.3g、0.05モル)を添加した。フラスコ内容物を、室温で12時間攪拌した。フラスコ内容物を、イオン交換水に注ぎ、トルエンで抽出した。得られた有機層を、イオン交換水で5回洗浄し、無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥させた。続いて、有機層に含有される溶媒を留去し、残渣を得た。得られた残渣を、トルエン/メタノール(20mL/100mL)を用いて精製した。これにより、白色結晶である化合物7aを得た(収量3.6g、収率30mol%)。
反応R−16では、化合物12cと亜リン酸トリエチルとを反応させて、化合物13cを得た。詳しくは、容量200mLのフラスコに、化合物12c(12.7g、0.10モル)と、亜リン酸トリエチル(25.0g、0.15モル)とを投入した。フラスコ内容物を、180℃で8時間攪拌した後、室温まで冷却した。続いて、フラスコ内容物に含まれる未反応の亜リン酸トリエチルを減圧留去した。これにより、白色液体である化合物13cを得た(収量21.3g、収率93mol%)。
反応R−17では、化合物13cと化合物7aとを反応させて、化合物8aを得た。反応R−17は、ウィッティヒ(Wittig)反応である。詳しくは、反応R−16で得られた化合物13c(11.4g、0.05モル)を、容量500mLの二口フラスコに0℃で加えた。フラスコ内の空気を、アルゴンガスで置換した。続いて、フラスコ内に、乾燥テトラヒドロフラン(100mL)、及び28%ナトリウムメトキシド(9.3g、0.05モル)を添加した。フラスコ内容物を30分間攪拌した。続いて、フラスコ内に、反応R−15で得られた化合物7a(12.2g、0.05モル)の乾燥テトラヒドロフラン(300mL)溶液を添加した。フラスコ内容物を、室温で12時間攪拌した。フラスコ内容物を、イオン交換水に注ぎ、トルエンで抽出した。得られた有機層を、イオン交換水で5回洗浄し、無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥させた。続いて、有機層に含有される溶媒を留去し、残渣を得た。得られた残渣を、トルエン/メタノール(20mL/100mL)を用いて精製した。これにより、白色結晶である化合物8aを得た(収量14.0g、収率88mol%)。
次に、化合物8bを、下記の反応R−18及びR−19に従って合成した。
Figure 0006341157
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反応R−18では、化合物12bと亜リン酸トリエチルとを反応させて、化合物13bを得た。詳しくは、容量200mLのフラスコに、化合物12b(15.2g、0.10モル)と、亜リン酸トリエチル(25.0g、0.15モル)とを投入した。フラスコ内容物を、180℃で8時間攪拌した後、室温まで冷却した。続いて、フラスコ内容物に含まれる未反応の亜リン酸トリエチルを減圧留去した。これにより、白色液体である化合物13bを得た(収量23.5g、収率92mol%)。
反応R−19では、化合物13bと化合物7aとを反応させて、化合物8bを得た。反応R−19は、ウィッティヒ(Wittig)反応である。反応R−19は、以下の点を変更した以外は、反応R−17と同様の方法で行った。反応R−17における13c(11.4g、0.050モル)を、化合物13b(12.8g、0.050モル)に変更した。その結果、化合物8bが得られた(収量15.3g、収率89mol%)。
<1−1−3.トリフェニルアミン誘導体HT−1の合成>
次に、下記の反応R−20に従って、トリフェニルアミン誘導体HT−1を合成した。
Figure 0006341157
反応R−20では、化合物10、化合物5a、及び化合物8aを反応させて、トリフェニルアミン誘導体HT−1を得た。反応R−20は、カップリング反応である。詳しくは、三口フラスコに、化合物8a(6.3g、0.020モル、表1に示す第二原料)、化合物5a(2.5g、0.010モル、表1に示す第一原料)、トリシクロヘキシルホスフィン(0.105g、0.000300モル)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.137g、0.000150モル)、ナトリウムtert−ブトキシド(4.0g、0.042モル)、化合物10(リチウムアミド、0.24g、0.010モル)、及び蒸留したо−キシレン(300mL)を投入した。フラスコ内の空気を、アルゴンガスで置換した。続いて、フラスコ内容物を、120℃で5時間攪拌した後、室温まで冷却した。フラスコ内容物を、イオン交換水で3回洗浄し、有機層を得た。有機層に、無水硫酸ナトリウムと活性白土とを加え、乾燥処理及び吸着処理を行った。続いて、乾燥処理及び吸着処理後の有機層を減圧留去し、о−キシレンを除去した。これにより、残渣を得た。得られた残渣を、展開溶媒としてクロロホルム/ヘキサン(体積比1:1)を用いてシリカゲルクロマトグラフィーにより精製した。これにより、トリフェニルアミン誘導体HT−1を得た(収量5.6g、収率69mol%)。
<1−1−4.トリフェニルアミン誘導体HT−2〜HT−4、HT−9、及びHT−10の合成>
以下の点を変更した以外は、トリフェニルアミン誘導体HT−1の合成と同様の方法で、トリフェニルアミン誘導体HT−2〜HT−4、HT−9、及びHT−10を各々合成した。
反応R−20で使用する第一原料を、トリフェニルアミン誘導体HT−1の合成における化合物5a(2.5g、0.010モル)から、表1に示す第一原料(化合物5a、5b、又は5c)及び添加量に変更した。反応R−20で使用する第二原料を、トリフェニルアミン誘導体HT−1の合成における化合物8a(6.3g、0.020モル)から、表1に示す第二原料(化合物8a、又は8b)及び添加量に変更した。その結果、反応R−20では、トリフェニルアミン誘導体HT−1の代わりに、表1に示す反応生成物(トリフェニルアミン誘導体HT−2〜HT−4、HT−9、又はHT−10)が得られた。反応R−20で得られた各反応生成物の収量及び収率を、表1に示す。
表1中、化合物5a〜5c、及び8a〜8bは、下記化学式(5a)〜(5c)、及び(8a)〜(8b)で表される。なお、化合物5a〜5c、及び8a〜8bは、各々、上述の反応R−12〜R−14、R−17、及びR−19で得られた。
Figure 0006341157
Figure 0006341157
Figure 0006341157
<1−1−5.トリフェニルアミン誘導体HT−5及びHT−6の合成>
次に、トリフェニルアミン誘導体HT−5を、下記の反応R−21に従って合成した。
Figure 0006341157
反応R−21では、化合物11aと化合物8aとを反応させて、トリフェニルアミン誘導体HT−5を得た。反応R−21は、カップリング反応である。詳しくは、三口フラスコに、化合物8a(9.5g、0.030モル)、トリシクロヘキシルホスフィン(0.105g、0.000300モル)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.137g、0.000150モル)、ナトリウムtert−ブトキシド(4.0g、0.042モル)、化合物11a(1.8g、0.015モル)、及び蒸留したо−キシレン(300mL)を投入した。なお、化合物8aは、反応R−17で得られた。フラスコ内の空気を、アルゴンガスで置換した。続いて、フラスコ内容物を、120℃で5時間攪拌した後、室温まで冷却した。フラスコ内容物を、イオン交換水で3回洗浄し、有機層を得た。有機層に、無水硫酸ナトリウムと活性白土とを加え、乾燥処理及び吸着処理を行った。続いて、乾燥処理及び吸着処理後の有機層を減圧留去し、о−キシレンを除去した。これにより、残渣を得た。得られた残渣を、展開溶媒としてクロロホルム/ヘキサン(体積比1:1)を用いてシリカゲルクロマトグラフィーにより精製した。これにより、トリフェニルアミン誘導体HT−5を得た(収量7.5g、収率75mol%)。
次に、トリフェニルアミン誘導体HT−6を、以下の点を変更した以外はトリフェニルアミン誘導体HT−5の合成と同様の方法で合成した。反応R−21で使用する原料を、トリフェニルアミン誘導体HT−5の合成における化合物11a(1.8g、0.015モル)から、下記の化合物11b(1.6g、0.015モル)に変更した。また、反応R−21で使用する原料を、トリフェニルアミン誘導体HT−5の合成における化合物8a(9.5g、0.030モル)から、化合物8b(10.3g、0.030モル)に変更した。なお、化合物8bは、反応R−19で得られた。その結果、反応R−21では、トリフェニルアミン誘導体HT−5の代わりに、トリフェニルアミン誘導体HT−6が得られた(収量7.8g、収率71%)。
Figure 0006341157
<1−1−6.トリフェニルアミン誘導体HT−7及びHT−8の合成>
次に、トリフェニルアミン誘導体HT−7を、下記の反応R−22に従って合成した。
Figure 0006341157
反応R−22では、化合物9aと化合物8aとを反応させて、トリフェニルアミン誘導体HT−7を得た。反応R−22は、カップリング反応である。詳しくは、三口フラスコに、化合物8a(4.8g、0.015モル)、トリシクロヘキシルホスフィン(0.105g、0.000300モル)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.137g、0.000150モル)、ナトリウムtert−ブトキシド(4.0g、0.042モル)、化合物9a(3.0g、0.015モル)、及び蒸留したо−キシレン(300mL)を投入した。なお、化合物8aは、反応R−17で得られた。フラスコ内の空気を、アルゴンガスで置換した。続いて、フラスコ内容物を、120℃で5時間攪拌した後、室温まで冷却した。フラスコ内容物を、イオン交換水で3回洗浄し、有機層を得た。有機層に、無水硫酸ナトリウムと活性白土とを加え、乾燥処理及び吸着処理を行った。続いて、乾燥処理及び吸着処理後の有機層を減圧留去し、о−キシレンを除去した。これにより、残渣を得た。得られた残渣を、展開溶媒としてクロロホルム/ヘキサン(体積比1:1)を用いてシリカゲルクロマトグラフィーにより精製した。これにより、トリフェニルアミン誘導体HT−7を得た(収量5.6g、収率78mol%)。
次に、トリフェニルアミン誘導体HT−8を、以下の点を変更した以外はトリフェニルアミン誘導体HT−7の合成と同様の方法で合成した。反応R−22で使用する原料を、トリフェニルアミン誘導体HT−7の合成における化合物8a(4.8g、0.015モル)から、化合物8b(5.1g、0.015モル)に変更した。なお、化合物8bは、反応R−19で得られた。その結果、反応R−22では、トリフェニルアミン誘導体HT−7の代わりに、トリフェニルアミン誘導体HT−8が得られた(収量6.1g、収率81%)。
次に、合成したトリフェニルアミン誘導体HT−1、HT−2、及びHT−10を、各々、1H−NMR(プロトン核磁気共鳴分光計)を用いて分析した。磁場強度は300MHzに設定した。溶媒として、重水素化クロロホルム(CDCl3)を使用した。内部標準物質としてテトラメチルシラン(TMS)を使用した。測定されたトリフェニルアミン誘導体HT−1の1H−NMRスペクトルを図1に、化学シフト値を以下に示す。測定されたトリフェニルアミン誘導体HT−2の1H−NMRスペクトルを図2に、化学シフト値を以下に示す。測定されたトリフェニルアミン誘導体HT−10の1H−NMRスペクトルを図3に、化学シフト値を以下に示す。1H−NMRスペクトルと化学シフト値とから、トリフェニルアミン誘導体HT−1、HT−2、及びHT−10が、各々、化学式(HT−1)、(HT−2)、及び(HT−10)で表される構造を有することが確認された。
トリフェニルアミン誘導体HT−1:1H−NMR(300MHz,CDCl3)δ 6.6−6.7(m,8H),6.8−7.1(m,16H),7.2−7.5(m,23H)
トリフェニルアミン誘導体HT−2:1H−NMR(300MHz,CDCl3)δ 6.6−6.7(m,8H),6.8−7.1(m,16H),7.2−7.5(m,27H)
トリフェニルアミン誘導体HT−10:1H−NMR(300MHz,CDCl3)δ 6.6−6.7(m,6H),6.8−7.1(m,14H),7.2−7.5(m,25H)
<1−1−7.トリフェニルアミン誘導体HT−A〜HT−Cの準備>
下記化学式(HT−A)〜(HT−C)で表されるトリフェニルアミン誘導体も準備した。以下、化学式(HT−A)〜(HT−C)で表されるトリフェニルアミン誘導体を、各々、トリフェニルアミン誘導体HT−A〜HT−Cと記載することがある。
Figure 0006341157
Figure 0006341157
Figure 0006341157
<1−2.電荷発生剤>
電荷発生剤として、化合物CG−1X及びCG−2Yを準備した。化合物CG−1Xは、実施形態で述べた化学式(CG−1)で表される無金属フタロシアニンであった。また、化合物CG−1Xの結晶構造はX型であった。
化合物CG−2Yは、実施形態で述べた化学式(CG−2)で表されるチタニルフタロシアニンであった。また、化合物CG−2Yの結晶構造はY型であった。
<1−3.電子輸送剤>
単層型感光体の単層型感光層に含有させる電子輸送剤として、実施形態で述べた化合物ET−1及びET−4を準備した。
<2.積層型感光体の製造>
上述した感光層を形成するための材料を用いて、積層型感光体A−1〜A−10及びB−1〜B−3を製造した。
<2−1.積層型感光体A−1の製造>
始めに、表面処理された酸化チタン(テイカ株式会社製「試作品SMT−02」、数平均一次粒子径10nm)を準備した。この表面処理された酸化チタンは、以下のように調製した。酸化チタンをアルミナとシリカとを用いて表面処理した。アルミナとシリカとで表面処理された酸化チタンを、湿式分散しながらメチルハイドロジェンポリシロキサンを用いて更に表面処理した。
次に、下引き層用塗布液を調製した。具体的には、容器内に、表面処理された酸化チタン(2.8質量部)、共重合ポリアミド樹脂(ダイセル・エボニック株式会社製「ダイアミドX4685」、1質量部)、溶剤としてのエタノール(10質量部)、及び溶剤としてのブタノール(2質量部)を投入した。容器の内容物を、ビーズミルを用いて5時間混合し、溶剤中に材料を分散させた。これにより、下引き層用塗布液を得た。
次に、下引き層を形成した。具体的には、得られた下引き層用塗布液を5μmのフィルターを用いてろ過した。その後、下引き層用塗布液を、導電性基体としてのアルミニウム製のドラム状支持体(直径30mm、全長238.5mm)の表面に、ディップコート法を用いて塗布した。続いて、塗布した下引き層用塗布液を、130℃で30分間加熱した。これにより、導電性基体上に下引き層(膜厚1.5μm)を形成した。
次に、電荷発生層用塗布液を調製した。具体的には、容器内に、電荷発生剤としての化合物CG−2Y(1質量部)、バインダー樹脂としてのポリビニルブチラール樹脂(電気化学工業株式会社製「デンカブチラール ♯6000EP」、1質量部)、分散媒としてのプロピレングリコールモノメチルエーテル(40質量部)、及び分散媒としてのテトラヒドロフラン(40質量部)を投入した。容器の内容物を、ビーズミルを用いて2時間混合し、分散媒に材料を分散させた。これにより、電荷発生層用塗布液を得た。次に、得られた電荷発生層用塗布液を3μmのフィルターを用いてろ過した。その後、電荷発生層用塗布液を、下引き層を形成した導電性基体上に、ディップコート法を用いて塗布した。続いて、塗布した電荷発生層用塗布液を、50℃で5分間乾燥させた。これにより、下引き層上に、電荷発生層(膜厚0.3μm)が形成された。
次に、電荷輸送層用塗布液を調製した。具体的には、正孔輸送剤としてのトリフェニルアミン誘導体HT−1(70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(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、100質量部)、添加剤としてのBHT(ジ(tert−ブチル)p−クレゾール、5質量部)、溶剤としてのテトラヒドロフラン(430質量部)、及び溶剤としてのトルエン(430質量部)を、容器内に投入した。容器の内容物を混合し、溶剤に材料を溶解させた。これにより、電荷輸送層用塗布液を得た。次に、得られた電荷輸送層用塗布液を、電荷発生層用塗布液と同様の方法で、下引き層及び電荷発生層を形成した導電性基体上に塗布した。続いて、塗布した電荷輸送層用塗布液を、130℃で30分間乾燥させた。これにより、電荷発生層上に、電荷輸送層(膜厚20μm)が形成された。その結果、積層型感光体A−1が得られた。
<2−2.積層型感光体A−2〜A−10及びB−1〜B−3の製造>
以下の点を変更した以外は、積層型感光体A−1の製造と同様の方法で、積層型感光体A−2〜A−10及びB−1〜B−3を各々製造した。積層型感光体A−1の製造に用いた正孔輸送剤としてのトリフェニルアミン誘導体HT−1を、表2に示す種類の正孔輸送剤に変更した。
<3.単層型感光体の製造>
感光層を形成するための材料を用いて、単層型感光体C−1〜C−18及びD−1〜D−9を製造した。
<3−1.単層型感光体C−1の製造>
容器内に、電荷発生剤としての化合物CG−1X(5質量部)、正孔輸送剤としてのトリフェニルアミン誘導体HT−1(80質量部)、電子輸送剤としての化合物ET−1(50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(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、100質量部)、及び溶剤としてのテトラヒドロフラン(800質量部)を投入した。容器の内容物を、ボールミルを用いて50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(直径30mm、全長238.5mm)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、100℃で30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25μm)を形成した。その結果、単層型感光体C−1が得られた。
<3−2.単層型感光体C−2〜C−18及びD−1〜D−9の製造>
以下の点を変更した以外は、単層型感光体C−1の製造と同様の方法で、単層型感光体C−2〜C−18及びD−1〜D−9を各々製造した。単層型感光体C−1の製造に用いた電荷発生剤としての化合物CG−1Xを、表3に示す種類の電荷発生剤に変更した。単層型感光体C−1の製造に用いた正孔輸送剤としてのトリフェニルアミン誘導体HT−1を、表3に示す種類の正孔輸送剤に変更した。単層型感光体C−1の製造に用いた電子輸送剤としての化合物ET−1を、表3に示す種類の電子輸送剤に変更した。
<4.積層型感光体の電気特性の評価>
製造した積層型感光体A−1〜A−10及びB−1〜B−3の各々に対して、電気特性を評価した。電気特性の評価は、温度23℃及び湿度60%RHの環境下で行った。まず、ドラム感度試験機(ジェンテック株式会社製)を用いて、積層型感光体の表面を負極性に帯電させた。帯電条件を、積層型感光体の回転数31rpm、及び積層型感光体への流れ込み電流−8μAに設定した。帯電直後の積層型感光体の表面電位を測定した。測定された積層型感光体の表面電位を、初期電位(V0、単位V)とした。次いで、ハロゲンランプの白色光から単色光(波長780nm、半値幅20nm、光エネルギー0.4μJ/cm2)をバンドパスフィルターを用いて取り出した。取り出された単色光を、積層型感光体の表面に照射した。照射が終了してから0.5秒経過した時の積層型感光体の表面電位を測定した。測定された表面電位を、残留電位(VL、単位V)とした。測定された積層型感光体の初期電位(V0)及び残留電位(VL)を、表2に示す。なお、残留電位(VL)の絶対値が小さいほど、電気特性が優れていることを示す。
<5.単層型感光体の電気特性の評価>
製造した単層型感光体C−1〜C−18及びD−1〜D−9の各々に対して、電気特性を評価した。電気特性の評価は、温度23℃及び湿度60%RHの環境下で行った。まず、ドラム感度試験機(ジェンテック株式会社製)を用いて、単層型感光体の表面を正極性に帯電させた。帯電条件を、単層層型感光体の回転数31rpm、及び単層型感光体への流れ込み電流+8μAに設定した。帯電直後の単層型感光体の表面電位を測定した。測定された単層型感光体の表面電位を、初期電位(V0、単位V)とした。次いで、ハロゲンランプの白色光から単色光(波長780nm、半値幅20nm、光エネルギー1.5μJ/cm2)をバンドパスフィルターを用いて取り出した。取り出された単色光を、単層型感光体の表面に照射した。照射が終了してから0.5秒経過した時の単層型感光体の表面電位を測定した。測定された表面電位を、残留電位(VL、単位V)とした。測定された単層型感光体の初期電位(V0)及び残留電位(VL)を、表3に示す。なお、残留電位(VL)の絶対値が小さいほど、電気特性が優れていることを示す。
<6.耐結晶化性の評価>
積層型感光体A−1〜A−10及びB−1〜B−3、並びに単層型感光体C−1〜C−18及びD−1〜D−9の各々の表面(感光層)全域を、肉眼で観察した。これにより、感光層における結晶化した部分の有無を確認した。確認結果に基づき、以下の評価基準で積層型感光体及び単層型感光体の感光層の耐結晶化特性を評価した。感光層の耐結晶化特性の評価結果を、表2及び表3に示す。
(耐結晶化性の評価基準)
◎(良好):結晶化した部分が観察されない。
○(普通):結晶化した部分が若干観察される。
×(不良):結晶化した部分が観察される。
積層型感光体の電気特性及び耐結晶化性の結果を表2に示す。単層型感光体の電気特性及び耐結晶化性の結果を表3に示す。表2及び表3中、CGM、HTM、ETM、V0、VLは、各々、電荷発生剤、正孔輸送剤、電子輸送剤、初期電位、及び残留電位を示す。
Figure 0006341157
Figure 0006341157
積層型感光体A−1〜A−10、及び単層型感光体C−1〜C−18の感光層は、正孔輸送剤として、トリフェニルアミン誘導体1(具体的には、トリフェニルアミン誘導体HT−1〜HT−10の何れか)を含有していた。そのため、表2及び表3から明らかなように、これらの感光体では、残留電位(VL)の絶対値が小さく、電気特性が優れていた。
積層型感光体A−1〜A−2、及び単層型感光体C−1〜C−6の感光層は、正孔輸送剤として、一般式(1−2)中のmが2を表しqが1を表すトリフェニルアミン誘導体1(具体的には、トリフェニルアミン誘導体HT−1及びHT−2)を含有していた。そのため、表2及び表3から明らかなように、これらの感光体では、電気特性が特に優れ、更に感光層の結晶化も抑制されていた。
一方、積層型感光体B−1〜B−3、及び単層型感光体D−1〜D−9の感光層は、正孔輸送剤として、トリフェニルアミン誘導体1を含有していなかった。そのため、表2及び表3から明らかなように、これらの感光体では、残留電位(VL)の絶対値が大きく、電気特性が劣っていた。
以上のことから、トリフェニルアミン誘導体1は、感光層に含有された場合に、感光体の電気特性を向上させることが示された。また、トリフェニルアミン誘導体1を含有する感光層を備える感光体は、電気特性に優れることが示された。
本発明に係るトリフェニルアミン誘導体は、電子写真感光体に利用することができる。本発明に係る電子写真感光体は、画像形成装置に利用することがきる。
100 電子写真感光体
30 感光層
30a 電荷発生層
30b 電荷輸送層
30c 単層型感光層

Claims (5)

  1. 下記一般式(1)で表されるトリフェニルアミン誘導体。
    Figure 0006341157
    (前記一般式(1)中、
    1、R2、R3、R4、R5、R6、R7 、R 9 、及びR10は、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、炭素原子数以上12以下のアリールアルケニル基、又は炭素原子数6以上14以下のアリール基を表し、
    8 は、ブタジエニルベンゼン基を表し、
    mは、の整数を表し、
    nは、0又は1の整数を表す。)
  2. 前記一般式(1)で表されるトリフェニルアミン誘導体は、下記化学式(HT−1)又は(HT−2)で表されるトリフェニルアミン誘導体である、請求項1に記載のトリフェニルアミン誘導体。
    Figure 0006341157
    Figure 0006341157
  3. 感光層を備える電子写真感光体であって、
    前記感光層は、正孔輸送剤として、請求項1又は2に記載のトリフェニルアミン誘導体を含有する、電子写真感光体。
  4. 前記感光層は、電荷発生剤を更に含有し、
    前記感光層として、前記電荷発生剤を含有する電荷発生層と、前記正孔輸送剤を含有する電荷輸送層とを備えるか、又は前記感光層として、前記電荷発生剤と前記正孔輸送剤とを含有する単層型感光層を備え、
    前記電荷発生剤は、チタニルフタロシアニンのY型結晶である、請求項に記載の電子写真感光体。
  5. 前記感光層は、単層型感光層であり、
    前記単層型感光層は、前記正孔輸送剤と電子輸送剤とを含有し、
    前記電子輸送剤は、下記一般式(16)で表される化合物である、請求項又はに記載の電子写真感光体。
    Figure 0006341157
    (前記一般式(16)中、R28及びR29は、各々独立して、水素原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アリール基、又は複素環基を表す。)
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