CN100520601C - 电子照相感光体、处理盒和成像设备 - Google Patents

电子照相感光体、处理盒和成像设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电子照相感光体,所述电子照相感光体包含:导电性支持体和该导电性支持体上的感光层,其中感光层的动态硬度为20×109N/m2~150×109N/m2,弹性形变率为15%~80%。

Description

电子照相感光体、处理盒和成像设备
技术领域
本发明涉及电子照相感光体、处理盒和成像设备。
背景技术
作为使用电子照相方式的成像设备,这样的设备是传统上已知的,该设备通过使用电子照相感光体(下文有时简称为“感光体”)依次进行包括充电、曝光、显影、转印和清洁的步骤。近年来,在成像设备领域中,对于提高图像品质和设备的使用寿命的要求日益增长,为了满足这些要求,一直在对部件和系统的改善进行研究。
例如,用于写入图像的感光体在充电和清洁过程中容易受到压力,并且感光体的表面上出现的裂纹和磨损会导致图像缺陷。与感光体接触的部件(例如充电辊和清洁刮刀)也会受到压力,必需防止这些零部件损坏。
因此,已经提出了这样的方法:通过将感光层最外层的动态硬度限定在13.0×109N/m2~100.0×109N/m2之间,防止感光体表面损坏,并防止与感光体相接触的部件损坏(例如,参见JP-A-2002-318459)。
近年来,由于图像向纸转印的自由度的提高,因此通过使用中间转印材料而转印图像的系统频繁得到使用。然而,在配备有中间转印材料的成像设备中,在某些情况下在设备中生成的或进入到设备中的杂质会插入到中间转印材料和感光体之间,从而损坏感光体,或杂质刺入感光体而达到导电性支持体。特别是当中间转印材料与电子照相感光体相比具有相对较高的硬度时,容易出现该问题。该问题会导致感光体漏电(这是过量电流在感光体中局部流过的现象),这会带来图像品质上的缺陷,例如所形成图像上的色斑。
此外,近年来,作为电子照相设备的充电装置,一直在使用接触充电方式的充电装置(例如充电辊)来代替非接触型充电装置(例如电晕放电装置)。接触型充电装置具有臭氧产生少和电力消耗低的优点,但是,使用接触型充电装置比使用非接触型充电装置对感光体施加的电压高,从而在存在前述问题的感光体中容易出现漏电。
与长期使用成像设备相关,设备中所生成的杂质(例如,由劣化的显影剂和中间转印介质生成的杂质)或进入至设备中的杂质的量会有所增加,因此,防止出现漏电对于获得更高水准的较长的设备使用寿命和高图像品质是很重要的。
JP-A-2002-318459中所披露的方法的一个目标就是防止形成感光体裂纹,但是作为发明人的研究结果已经证明JP-A-2002-318459的方法不足以防止漏电的发生,而JP-A-2002-318459中所披露的感光体在防止漏电方面仍然存在着改进的空间。
发明内容
在上述背景下开发出了本发明,并且本发明提供了一种能够充分防止因漏电导致的图像缺陷的产生,从而提供延长的使用寿命和高图像品质的电子照相感光体,还提供了具有该电子照相感光体以获得延长的使用寿命和高图像品质的处理盒和成像设备。
本发明的电子照相感光体包含导电性支持体和设置在所述导电性支持体上的感光层,感光层的动态硬度为20×109N/m2~150×109N/m2,弹性形变率为15%~80%。
这里所说的“动态硬度”定义如下。将Bercovici压头(三角锥形、顶角为115°、前端曲率半径小于或等于0.1μm的金刚石压头)以0.3mN的压力垂直地压在电子照相感光体的感光层的表面上,以测量压头的压入深度。本发明中的动态硬度是通过使用以下方程(1)由压入深度计算得到的值:
DH=3.8584×(P/D2)                  (1)
其中DH表示动态硬度(N/m2),P表示压入载荷(N),D表示压入深度(m)。金刚石压头是安装在微硬度测量设备(DUH-201,岛津制作所社生产)上的压头。压入深度由压头的位移读取,压入载荷由安装在压头上的测压仪读取。
这里所说的“弹性形变率”定义如下。将Bercovici压头(三角锥形、顶角为115°、前端曲率半径小于或等于0.1μm的金刚石压头)以0.3mN的压力垂直地压在电子照相感光体的感光层的表面上,然后将施加至压头的压力释放至0mN,以测量对压头施加0.3mN的压力的压入深度,以及释放压力后压头的位移。本发明中的弹性形变率通过使用以下方程(2)由压入深度和压头位移来进行计算:
ED=(D-M)/D×100                 (2)
其中ED表示弹性形变率(%),M表示释放压力后压头的位移(m),D表示压入深度(m)。金刚石压头是安装在微硬度测量设备(DUH-201,岛津制作所社生产)上的压头。压入深度由压头的位移读取,压入载荷由安装在压头上的测压仪读取。
弹性形变率将参照附图做进一步的说明。图11显示了在前述测试中压头的压入载荷与压头的位移之间的关系图。在本发明中,图11中的P1为0.3mN。随着施加至压入感光层的压头上的压力从0增加到P1,压入感光层中的压头的位移增加至D1(曲线A-B)。然后,随着施加至压头上的压力从P1减小到0,压头以这样的程度被推回,即感光层发生弹性形变从而使压头位移从D1改变为M1(曲线A-B)。M1值表示感光层的塑性形变量,通过从总形变量D1中减去塑性形变量M1(D1-M1)所得到的值表示感光层的弹性形变量。因此,感光层的弹性形变率(%)可以通过计算(D1-M1)/D1×100而获得。
根据本发明的电子照相感光体,可以充分防止因漏电导致的图像缺陷的产生,从而以高水准提供延长的使用寿命和高图像品质。
本发明人推测本发明能够获得上述优点的原因如下:当在如JP-A-2002-318459所披露的方法中仅将感光层的表面硬化时,据认为当调色剂载体的碎片或进入至设备中的硬物刺入感光层中时,感光层在刺入位置容易出现裂缝或碎片,或者难以除掉所刺入的杂质。因此,据认为当设备中所产生的杂质的量与长期使用有关时,无法充分防止漏电的发生。另一方面,在本发明的感光体中,感光体的硬度和弹性在上述范围内是平衡的,因此,据认为可以抑制杂质刺入感光层,同时,即使当杂质刺入感光层中时,在到达导电性支持体或其附近之前,也很容易将杂质除去,因此,利用适当的弹性,可以防止裂纹和碎片的出现。即,据认为根据本发明的感光体,即使当成像设备长期使用时,也可以充分减少导致漏电的因素,从而能够充分防止由漏电导致的图像品质缺陷的发生,以高水准地获得较长的使用寿命和高图像品质。此外,据认为能够以高水准获得较长的使用寿命和高图像品质的原因还包括感光层的硬度和弹性在上述范围内获得了良好的平衡,从而可以防止感光层上缺陷的形成,并且可以充分防止在感光体和与所述感光体接触的部件之间发生粘滞滑动现象。
当动态硬度小于20×109N/m2时,导电性杂质容易刺入到感光层中,并且所刺入的导电性杂质容易达到导电性支持体,因此长期使用时无法防止由于针孔漏电而导致的图像品质缺陷的出现。在动态硬度超过150×109N/m2的情况中,当杂质刺入到感光层中时,感光层容易从刺入位置出现裂纹或碎片,因此长期使用时无法充分防止缺陷位置处因漏电导致的图像品质缺陷。
当弹性形变率小于15%时,感光层容易因调色剂载体的碎片或进入至设备中的硬物而产生裂纹或碎片,并且当导电性杂质刺入到感光层中时,刺入位置处的裂纹和碎片会导致漏电,因此长期使用时无法充分防止因缺陷位置处的漏电而导致的图像品质缺陷的出现。当弹性变形率大于或等于80%时,在感光体和与感光体接触的部件(例如清洁刮刀和中间转印材料)之间容易发生粘滞滑动现象,从而出现图像品质缺陷(例如条纹),从而无法获得足够高的图像品质。
由于以下因素,应用于彩色成像设备的本发明的电子照相感光体与传统技术相比可以高水准地获得长使用寿命和高图像品质。当在记录介质上形成彩色图像时,优选使用中间转印材料,当导电性杂质刺入感光体中导致漏电时,有时在记录介质上会形成包含不同颜色的斑点的珠状色斑缺陷。另一方面,根据本发明的电子照相感光体,即使是使用中间转印材料,仍可充分防止杂质刺入感光体和感光体上缺陷的形成,因此,在彩色成像设备中可以充分防止漏电的发生,并且可以充分防止感光体上珠状色斑缺陷的形成。
本发明的处理盒包含本发明的电子照相感光体和选自以下单元的至少一个单元:对电子照相感光体充电的充电单元、用调色剂使形成在电子照相感光体上的静电潜像显影以形成调色剂图像的显影单元、以及用于除掉残留在电子照相感光体表面上的调色剂的清洁单元。
本发明的成像设备包含本发明的电子照相感光体、对电子照相感光体充电的充电单元、在经充电的电子照相感光体上形成静电潜像的曝光单元、用调色剂使静电潜像显影以形成调色剂图像的显影单元、以及将调色剂图像从电子照相感光体转印到转印材料的转印单元。
本发明的处理盒和成像设备通过包含在其中的电子照相感光体可以长期提供具有高品质的图像。
附图说明
本发明的优选实施方案将基于以下附图进行详细说明,其中:
图1是显示本发明的电子照相感光体的一个优选实施方案的横截面示意图;
图2是显示本发明的电子照相感光体的另一优选实施方案的横截面示意图;
图3是显示本发明的电子照相感光体的又一优选实施方案的横截面示意图;
图4是显示本发明的电子照相感光体的再一优选实施方案的横截面示意图;
图5是显示本发明的电子照相感光体的又再一优选实施方案的横截面示意图;
图6是显示本发明的成像设备的一个优选实施方案的示意图;
图7是显示本发明的成像设备的另一优选实施方案的示意图;
图8是显示本发明的成像设备的又一优选实施方案的示意图;
图9是显示本发明的成像设备的再一优选实施方案的示意图;
图10是显示本发明处理盒的一个优选实施方案的示意图;和
图11是显示用于测量感光层弹性形变率的方法的说明图。
具体实施方式
如前所述,本发明的电子照相感光体包含导电性支持体和设置在所述导电性支持体上的感光层,并且必需满足感光层的动态硬度为20×109N/m2~150×109N/m2,弹性形变率为15%~80%。根据此构成,可以充分防止因漏电导致的图像缺陷的产生,从而高水准地获得长使用寿命和高图像品质。
在本发明中,感光层的动态硬度优选为25×109N/m2~75×109N/m2,更优选为25×109N/m2~45×109N/m2
感光层的弹性形变率优选为20%~80%,更优选为20%~45%。
在本发明的电子照相感光体中,优选感光层在感光层的导电性支持体侧具有底涂层,并且所述底涂层包含受体化合物和金属氧化物微粒。可选地,优选底涂层包含金属氧化物微粒和具有能够通过与金属氧化物微粒反应而键接到金属氧化物微粒上的基团的受体化合物。
通过使用底涂层,即使当将感光层的弹性形变率设定在上述范围内时,也可以通过增加底涂层的厚度而充分防止因重复使用导致的残余电势的升高,从而可以确保防止导电性杂质达到导电性支持体,同时可以充分抑制图像品质的恶化。根据此构成,能够以更高的水准获得高图像品质。
为了确保获得前述优点,底涂层的厚度优选为15μm~50μm,更优选为17μm~30μm。
在本发明的电子照相感光体中,优选感光层在感光层上距导电性支持体最远侧具有包含酚树脂的层,该包含酚树脂的层包含具有交联结构和电荷传输特性的酚树脂。设置包含酚树脂的层改善了感光层表面的耐磨性,在长期使用时可以抑制其厚度的降低,从而能够确保防止导电性杂质达到导电性支持体。此外,感光层的机械强度和电性能均获得了提高,因此可以获得更高水准的高图像品质和长使用寿命。
包含酚树脂的层优选包含由具有羟甲基基团的苯酚衍生物和具有活性官能团的电荷传输材料形成的酚树脂。根据此构成,可以获得更高水准的高图像品质和长使用寿命。据认为这些优点是通过以下因素获得的。当包含酚树脂的层是通过使用苯酚衍生物和电荷传输材料形成时,电荷传输材料化学地结合到酚树脂的交联结构中,从而进一步改善了由此形成的包含酚树脂的层的机械强度和电学特性。
电荷传输材料优选具有选自羟基、羧基、烷氧基甲硅烷基、环氧基、碳酸酯基、硫醇基和氨基的至少一种官能团。
电荷传输材料优选为由以下通式(I)、(II)、(III)、(IV)和(V)表示的化合物:
F1[-(X1)n-R1-Z1H]m     (I)
其中F1表示由具有空穴传输能力的化合物衍生的有机基团,X1表示氧原子或硫原子,R1表示亚烷基,Z1表示氧原子、硫原子、NH或COO,n表示0或1,m表示1~4的整数,
F2[-(X2)n1-(R2)n2-(Z2)n3G]n4    (II)
其中F2表示由具有空穴传输能力的化合物衍生的有机基团,X2表示氧原子或硫原子,R2表示亚烷基,Z2表示氧原子、硫原子、NH或COO,G表示环氧基,n1、n2和n3各自独立地表示0或1,n4表示1~4的整数,
F3[-D-Si(R3)(3-a)Qa]b           (III)
其中F3表示由具有空穴传输能力的化合物衍生的有机基团,D表示具有柔性的二价基团,R3表示氢原子、具有取代基的或不具有取代基的烷基或者具有取代基的或不具有取代基的芳基,Q表示水解性基团,a表示1~3的整数,b表示1~4的整数,
Figure C200610066423D00131
其中F4表示具有空穴传输能力的n5价有机基团,T表示二价基团,Y表示氧原子或硫原子,R4、R5和R6各自独立地表示氢原子或一价有机基团,R7表示一价有机基团,m1表示0或1,n5表示1~4的整数,条件是R6和R7能够键合以形成含有Y作为杂原子的杂环。
Figure C200610066423D00132
其中F5表示具有空穴传输能力的n6价有机基团,T表示二价基团,R8表示一价有机基团,m2表示0或1,n6表示1~4的整数。
当包含酚树脂的层包含选自由通式(I)~(V)表示的化合物中的至少一种化合物时,可以进一步改善包含酚树脂的层的机械强度和电学特性,因此可以获得更高水准的高图像品质和长使用寿命。
例如,通过适当地选择构成感光层的层的组成和厚度,能够以满足前述要求的方式获得本发明的电子照相感光体,这将在后面的电子照相感光体的实施方案中进行说明。
在本发明中,从可靠地并容易地获得长使用寿命和高图像品质的角度来看,感光层具有保护层和底涂层,特别优选控制这些层的组成和厚度,以提供满足前述要求的感光层。
下面将参照附图对本发明的优选实施方案进行详细描述。在对附图的说明中,相同部件或相应部件均对应于相同的符号,并省略重复的说明。
(电子照相感光体)
图1是显示本发明的电子照相感光体的一个优选实施方案的横截面示意图。图1所示的电子照相感光体由导电性支持体2和感光层3构成。感光层3具有包含依次层叠在导电性支持层2上的底涂层4、电荷产生层5、电荷传输层6和保护层7的结构。
图2~图5是显示本发明的电子照相感光体的其他优选实施方案的横截面示意图。图2和图3所示的电子照相感光体具有感光层3,该感光层3功能性地划分为电荷产生层5和电荷传输层6,这与图1所示的电子照相感光体类似。在图4和图5所示的电子照相感光体中,电荷产生材料和电荷传输材料包含在同一层(单层型感光层8)中。
图2中所示的电子照相感光体1具有在导电性支持体2上依次层叠电荷产生层5、电荷传输层6以及保护层7的结构。图3中所示的电子照相感光体1具有在导电性支持体2上依次层叠底涂层4、电荷传输层6、电荷产生层5以及保护层7的结构。
图4中所示的电子照相感光体1具有在导电性支持体2上依次层叠底涂层4、单层型感光层8以及保护层7的结构。图5中所示的电子照相感光体1具有在导电性支持体2上依次层叠单层型感光层8和保护层7的结构。
如前所述,本发明的电子照相感光体中所包含的感光层可以是在同一层中包含电荷产生材料和电荷传输材料的单层型感光层,也可以是具有分开提供的包含电荷产生材料的层(电荷产生层)和包含电荷传输材料的层(电荷传输层)的功能分离型感光层。在功能分离型感光层的情况中,电荷产生层和电荷传输层的层叠顺序不受限制。因为功能的分离(即各层可以分别仅满足自身的功能),因此功能分离型感光层能够实现更高的功能。
下面将对作为代表性实例的图1所示的电子照相感光体1的构成要素进行描述。
导电性支持体2的实例包括金属板、金属鼓和金属带,它们由诸如金属(例如铝、铜、锌、不锈钢、铬、镍、钼、钒、铟、金和铂)和合金等材料构成。作为导电性支持体2,也可以使用其上涂布、气相沉积或层压有导电性聚合物、导电性化合物(例如氧化铟)和金属或合金(例如铝、钯和金)的纸和塑料膜或带等材料。
优选将导电性支持体2的表面粗糙化至中心线平均粗糙度Ra为0.04μm~0.05μm,以防止在激光照射时出现干涉条纹。当导电性支持体2的表面粗糙度Ra小于0.04μm时,该表面接近于镜面,存在不能充分防止出现干涉条纹的趋势。当表面粗糙度Ra超过0.5μm时,尽管会在其上形成层,但存在所得图像品质不足的趋势。当使用非相干光作为光源时,则不必对表面进行粗糙化以防止出现干涉条纹,并且导电性支持体2可以防止因导电性支持体2上的凸凹而形成的缺陷,从而提供长使用寿命。
表面粗糙化的方法优选向支持体上喷洒悬浮在水中的研磨剂的湿式珩磨法、通过将旋转的磨石压在支持体上对支持体进行连续研磨的无心研磨法和阳极氧化法。
表面粗糙化的方法的其他优选实例包括这样的方法:不直接对导电性支持体2进行粗糙化,但将分散在树脂中的导电性粉末或半导电性粉末涂布在导电性支持体以在支持体表面上形成层,从而利用分散在层中的粉末使支持体的表面粗糙化。
阳极氧化法是通过在电解液中对作为阳极的铝进行阳极氧化,从而在铝表面上形成氧化膜的方法。电解液的实例包括硫酸溶液和草酸溶液。但是,所得的多孔阳极氧化膜本身是化学活性的并易于被污染,所以电阻会根据环境而波动。因此要进行密封处理,在该处理中,通过在加压蒸汽或沸水(其中可以加入金属盐,例如镍盐)中的水合作用所引起的体积膨胀将阳极氧化膜的微孔封闭,从而形成了稳定的水合氧化物。
阳极氧化膜的厚度优选为0.3μm~15μm。当厚度小于0.3μm时,存在防止注入的阻隔性不佳从而所提供的效果不足的趋势。另一方面,当厚度超过15μm时,存在当反复使用时残余电势升高的趋势。
可以使用酸性水溶液或勃姆石处理来处理导电性支持体2。使用包含磷酸、铬酸和氢氟酸的酸性处理液的处理以如下方式进行。首先制备酸性处理液。酸性处理液中的磷酸、铬酸和氢氟酸的混合比例优选为10重量%~11重量%磷酸、3重量%~5重量%铬酸和0.5重量%~2重量%氢氟酸,酸的总浓度优选为13.5重量~18重量%。处理温度优选为42℃~48℃,并且通过保持高处理温度可以迅速获得较厚的涂层。膜的厚度优选为0.3μm~15μm。当厚度小于0.3μm时,存在防止注入的阻隔性不佳从而所提供的效果不足的趋势。另一方面,当厚度超过15μm时,存在当反复使用时残余电势升高的趋势。
勃姆石处理可以通过在90℃~100℃的温度下浸入纯水中5分钟~60分钟来进行,或者在90℃~120℃的温度下与热蒸汽接触5分钟~60分钟来进行。膜的厚度优选为0.1μm~5μm。可以通过使用对膜具有低溶解性的电解液对膜进一步进行阳极氧化处理,对膜具有低溶解性的电解液包括己二酸、硼酸、硼酸盐、磷酸盐、邻苯二甲酸盐、马来酸盐、苯甲酸盐、酒石酸盐和柠檬酸盐。
底涂层4形成在导电性支持体2上。在对具有层叠结构的感光层3充电时,底涂层4具有防止电荷从导电性支持体2注入感光层3的功能,并且底涂层4还具有将感光层3和导电性支持体2粘结并保持为一体的粘结层的功能。在某些情况下,对于导电性支持体2,底涂层4可以具有对光的防反射性能。特别是,当使用已经进行了酸性溶液处理或勃姆石处理的支持体时,支持体趋向于具有较差的缺陷遮盖力,因此优选提供底涂层。
从保持具有高图像品质的图像的角度来看,本发明的电子照相感光体优选配有底涂层,并且优选提供以下底涂层,这是因为感光层的弹性形变率容易控制,并且通过抑制重复使用时残余电势的升高,可以进一步改善防漏电性。
底涂层4优选由包含受体化合物和金属氧化物微粒的复合物以及粘合剂树脂构成。
作为复合物中所包含的受体化合物,可以使用能够提供预期特性的任何化合物,并特别优选使用具有醌基的化合物。优选使用具有蒽醌结构的受体化合物。除蒽醌以外,具有蒽醌结构的化合物的实例还包括羟基蒽醌化合物、氨基蒽醌化合物和氨基羟基蒽醌化合物,可以优选使用这些化合物。其更具体的实例包括蒽醌、茜素、醌茜、蒽绛酚和红紫素,可以特别优选使用这些化合物。
复合物中所包含的金属氧化物微粒优选具有约102Ω·cm~1011Ω·cm的粉末电阻(体积电阻率)。根据该构成,底涂层4可以具有适于获得防漏电性的电阻。当金属氧化物微粒的电阻小于前述范围的下限时,存在无法获得足够的防漏电性的趋势,当金属氧化物微粒的电阻高于前述范围的上限时,存在残余电势升高的趋势。
在此实施方案中,优选使用具有前述电阻的金属氧化物微粒,例如氧化锡、氧化钛、氧化锌和氧化锆。特别是,优选使用氧化锌。金属氧化物微粒可以是两种或两种以上金属氧化物微粒,例如已经进行了不同的表面处理的金属氧化物微粒和具有不同粒径的金属氧化物微粒的混合物。
金属氧化物微粒优选具有大于或等于10m2/g的比表面积。比表面积小于10m2/g的金属氧化物微粒容易导致充电特性的降低,从而存在不能获得理想的电子照相特性的趋势。
获得受体化合物和金属氧化物微粒的复合物的方法的实例包括以下方法:将溶解在有机溶剂中的受体化合物逐滴加入至用具有大剪切力的搅拌器搅拌的金属氧化物微粒中,然后将该混合物与干燥的空气或氮气一起喷雾,以将受体化合物均匀地施加在金属氧化物微粒上。受体化合物的加入和喷雾操作优选在低于溶剂沸点的温度下进行。在超过溶剂沸点的温度进行喷雾操作是不优选的,这是因为溶剂在均匀搅拌前即蒸发,受体化合物会局部地聚集,从而无法进行均匀处理。在加入或喷雾之后,可以在超过溶剂沸点的温度下干燥该混合物。所述方法的另一个实例包括以下方法:将金属氧化物微粒在溶剂中搅拌,并使用超声波、砂磨机、磨碎机或球磨机进行分散,向其中加入溶解在有机溶剂中的受体化合物溶液,在回流状态下或在低于溶剂沸点的温度下对该混合物进行搅拌或分散,然后除去溶剂,从而将受体化合物均匀地施加到微粒上。溶剂的除去可以通过过滤、蒸馏和加热干燥进行。
受体化合物的施加量可以在能够提供预期特性的范围内任意确定,并且受体化合物优选以0.01重量%~20重量%的量施加到金属氧化物微粒上,更优选以0.05重量%~10重量%的量施加到金属氧化物微粒上。当受体化合物的施加量小于0.01重量%时,无法提供足以有助于改善底涂层4中的电荷累积的受体特性,因此,难以获得充分抑制重复使用时残余电势升高的效果。当受体化合物的施加量超过20重量%时,容易发生金属氧化物的聚集,这会使在形成底涂层4时利用底涂层4中的金属氧化物形成理想的电路变得复杂,因此不仅维护特性恶化(例如重复使用时残余电势的升高),而且容易出现图像品质缺陷(例如黑点)。
在施加受体化合物之前,可以对金属氧化物微粒进行表面处理。只要能够获得所需特性,表面处理剂可以任意选择,并且可以选自已知材料。其实例包括硅烷偶合剂、钛酸酯偶合剂、铝偶合剂和表面活性剂。特别地,由于硅烷偶合剂能够提供理想的电子照相特性,因此优选使用硅烷偶合剂。还优选使用具有氨基的硅烷偶合剂,因为它可以为底涂层4提供理想的防粘性。
只要能够获得所需的电子照相特性,可以任意选择具有氨基的硅烷偶合剂。其具体实例包括γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基甲氧基硅烷和N,N-二(β-羟乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷,但是本发明并不局限于此。
硅烷偶合剂可以作为它们两种或两种以上的混合物使用。可以与具有氨基的硅烷偶合剂组合使用的硅烷偶合剂的实例包括乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基甲氧基硅烷、N,N-二(β-羟乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-氯丙基三甲氧基硅烷,但是本发明并不局限于此。
可以任意选择表面处理的方法,可以采用干法或湿法。
使用干法进行表面处理时,在使用具有大剪切力的搅拌器进行搅拌下,将硅烷偶合剂直接或溶解于有机溶剂之后滴加到金属氧化物微粒中,然后将混合物与干燥的空气或氮气一起喷雾,以均匀地进行处理。添加和喷雾操作优选在低于溶剂沸点的温度下进行。在超过溶剂沸点的温度进行喷雾操作是不优选的,这是因为溶剂在均匀搅拌前即蒸发,硅烷偶合剂会局部聚集,从而无法进行均匀处理。添加或喷雾后,可以在大于或等于100℃对混合物进行焙烧操作。只要能获得所需的电子照相特性,焙烧操作可以在任意温度下进行任意长的时间。
使用湿法进行表面处理时,将金属氧化物微粒在溶剂中搅拌,并用超声波、砂磨机、磨碎机或球磨机使其分散,并向其中加入溶解在有机溶剂中的硅烷偶合剂,然后除去溶剂,以进行均匀处理。溶剂的除去可以通过过滤、蒸馏和加热干燥进行。除去溶剂后,可以在大于或等于100℃下对混合物进行焙烧操作。只要能获得所需的电子照相特性,焙烧操作可以在任意温度下进行任意长的时间。在湿法中,可以在添加表面处理剂之前除掉金属氧化物微粒中含有的水分,该方法的实例包括在用于表面处理的溶剂中搅拌加热来除掉水分的方法,以及通过与溶剂共沸除掉水分的方法。
只要能够获得所需的电子照相特性,底涂层4中硅烷偶合剂相对于金属氧化物微粒的量可以任意确定。
底涂层4中所包含的粘合剂树脂可以任意选自已知的材料,只要能够形成理想的膜并且能够获得理想的特性即可,该粘合剂树脂的实例包括已知的聚合物树脂,例如缩醛树脂(例如聚乙烯醇缩醛)、聚乙烯醇树脂、酪蛋白、聚酰胺树脂、纤维素树脂、明胶、聚氨酯树脂、聚酯树脂、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚氯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐树脂、硅酮树脂、硅酮-醇酸树脂、酚树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、氨基甲酸酯树脂、具有电荷传输基团的电荷传输性树脂和例如聚苯胺的导电性树脂。其中优选使用不溶于用于涂层上层所使用的溶剂的树脂,特别是优选使用丁醛树脂、酚树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、氨基甲酸酯树脂和环氧树脂。
底涂层4优选通过包含金属氧化物微粒、具有能够通过与金属氧化物微粒反应而键接到金属氧化物微粒上的基团的受体化合物(下文有时简称为具有活性官能团的受体化合物)和粘合剂树脂而构成。
具有活性官能团的受体化合物可以选自具有能够与金属氧化物微粒反应从而获得理想的特性的基团的任何化合物,特别是,优选使用具有羟基的化合物。优选使用具有包含羟基的蒽醌结构的受体化合物。具有包含羟基的蒽醌结构的化合物的实例包括羟基蒽醌化合物和氨基羟基蒽醌化合物,此二者均优选使用。其具体实例包括茜素、醌茜、蒽绛酚、红紫素、1-羟基蒽醌、2-氨基-3-羟基蒽醌和1-氨基-4-羟基蒽醌,这些可以特别优选地使用。
作为金属氧化物微粒,可以使用类似前述复合物中所使用的那些金属氧化物微粒。可以对金属氧化物微粒进行表面处理,表面处理剂和表面处理方法可以与前述复合物中所使用的相类似。
优选将具有活性官能团的受体化合物以相对于金属氧化物微粒为0.01重量%~20重量%的量,更优选为0.05重量~10重量%的量混合在底涂层4中。
底涂层4可以通过使用用于形成底涂层的涂布组合物形成,该涂布组合物通过将构成底涂层的成分分散到溶剂中而获得。在能够获得电子照相感光体的所需特性的范围内,在用于形成底涂层的涂布组合物中,复合物和粘合剂树脂的混合比、以及金属氧化物微粒、具有活性官能团的受体化合物和粘合剂树脂的混合比可以任意确定。
可以向用于形成底涂层的涂布组合物中添加各种添加剂,以提高环境稳定性和图像品质。添加剂的实例包括诸如以下已知物质:醌类化合物,例如氯醌和溴醌;四氰基醌基二甲烷化合物;芴酮化合物,例如2,4,7-三硝基芴酮和2,4,5,7-四硝基-9-芴酮;噁二唑化合物,例如2-(4-联苯)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑、2,5-二(4-萘基)-1,3,4-噁二唑和2,5-二(4-二乙基氨基苯基)-1,3,4-噁二唑;氧杂蒽酮化合物;噻吩化合物;联苯醌(diphenoquinone)化合物,例如3,3′,5,5′-四叔丁基联苯醌;电子传输性颜料,例如多环缩合化合物和偶氮化合物;锆螯合物;钛螯合物;铝螯合物;烷氧钛化合物;有机钛化合物和硅烷偶合剂。
硅烷偶合剂用于金属氧化物微粒的表面处理,还可以用作涂布组合物的添加剂。这里使用的硅烷偶合剂的具体实例包括乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基甲氧基硅烷、N,N-二(β-羟基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-氯丙基三甲氧基硅烷。
锆螯合物的实例包括丁氧锆、乙基乙酰乙酸锆、三乙醇胺锆、乙酰丙酮化丁氧锆、乙基乙酰乙酸丁氧锆、乙酸锆、草酸锆、乳酸锆、磷酸锆、辛酸锆、环烷酸锆(zirconium naphthenoate)、月桂酸锆、硬脂酸锆、异硬脂酸锆、甲基丙烯酸丁氧锆、硬脂酸丁氧锆和异硬脂酸丁氧锆。
钛螯合物的实例包括钛酸四异丙酯、钛酸四正丁酯、钛酸丁酯二聚物、四(2-乙基己基)钛酸酯、乙酰丙酮化钛、聚乙酰丙酮化钛、亚辛基乙醇酸钛、乳酸钛铵盐、乳酸钛、钛乳酸乙酯、三乙醇胺化钛和聚羟基硬脂酸钛。
铝螯合物的实例包括异丙醇铝、二异丙醇单丁氧基铝、丁酸铝、二乙基乙酰乙酸二异丙醇铝和三(乙基乙酰乙酸)铝。
这些化合物可以单独使用或者作为多种化合物的混合物或缩聚物使用。
用于制备用于形成底涂层的涂布组合物的溶剂可以任意选自己知的有机溶剂,例如醇类溶剂、芳香溶剂、卤代烃溶剂、酮溶剂、酮醇溶剂、醚溶剂和酯溶剂。其具体实例包括常用有机溶剂,例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、苯甲醇、甲基纤维素、乙基纤维素、丙酮、甲基乙基酮、环己酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、二噁烷、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、氯苯和甲苯。这些溶剂可以作为多种溶剂的混合物使用。当这些溶剂作为多种溶剂的混合物使用时,可以使用能够溶解粘合剂树脂的任意组合。
使成分分散的方法可以是任何已知方法,例如辊磨机、球磨机、振动球磨机、磨碎机、砂磨机、胶体磨和油漆混合器。
对涂布组合物进行涂布以形成底涂层的方法可以是任何常用方法,例如刮涂法、绕线棒涂布法、喷涂法、浸涂法、珠涂法、气刀涂布法和幕涂法。
底涂层通过涂覆涂布组合物,然后干燥所涂覆的组合物而形成,干燥操作可以在能够蒸发溶剂以形成膜的任意温度下进行。
优选底涂层4的动态硬度为大于或等于15×109N/m2,弹性形变率大于或等于25%。
只要能够获得所需特性,底涂层4的厚度可以任意确定,优选为大于或等于15μm,更优选为15μm~50μm。当底涂层的厚度小于15μm时,存在无法获得足够的防漏电性的趋势,当厚度超过50μm时,存在长期使用而保留残余电势,从而导致图像浓度不正常的趋势。
优选将底涂层4的表面粗糙度控制在曝光用激光波长λ的1/4n(其中n表示上层的折射率)至1/2λ的范围内。为了将表面粗糙度控制在该范围内,例如可以将树脂颗粒添加到底涂层中。树脂颗粒的实例包括硅酮树脂颗粒和交联的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂颗粒。
可以对底涂层进行抛光以控制表面粗糙度。抛光方法的实例包括抛光轮抛光法、喷砂处理、湿式珩磨法和研磨处理。
电荷产生层5包含电荷产生材料或者包含电荷产生材料和粘合剂树脂。
电荷产生材料的实例包括诸如双偶氮颜料和三偶氮颜料的偶氮颜料、二萘嵌苯颜料、吡咯并吡咯颜料、酞菁颜料、氧化锌和三角硒(trigonal
selenium)。其中,对于近红外区的激光曝光,优选金属或非金属酞菁颜料,特别优选使用JP-A-5-263007和JP-A-5-279591中所披露的羟基镓酞菁、JP-A-5-98181中所披露的氯化镓酞菁、JP-A-5-140472和JP-A-5-140473中所披露的二氯化锡酞菁、JP-A-4-189873和JP-A-5-43823中所披露的钛氧基酞菁。对于近紫外区的激光曝光,更优选稠环芳香染料,例如二溴蒽(dibormoanthanthracene)、硫靛颜料、porphiradine化合物、氧化锌和三角硒。
粘合剂树脂可以选自范围很广的绝缘树脂,也可以选自有机导电性聚合物,例如聚-N-乙烯基咔唑、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基芘和聚硅烷。粘合剂树脂的优选实例包括聚乙烯基缩丁醛树脂、聚芳酯树脂(例如双酚化合物和芳族二羧酸的缩聚物)、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、苯氧基树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、聚丙烯酰胺树脂;聚乙烯基吡啶树脂、纤维素树脂、氨基甲酸酯树脂、环氧树脂、酪蛋白、聚乙烯醇树脂和聚乙烯基吡咯烷酮树脂。这些粘合剂树脂可以单独使用或者作为多种树脂的混合物使用。电荷产生材料和粘合剂树脂的混合比的优选为10/1至1/10(重量比)。
电荷产生层5可以通过使用具有分散在前述溶剂中的电荷产生材料和粘合剂树脂的涂布组合物形成。溶剂的实例包括甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、苯甲醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙酮、甲基乙基酮、环己酮、乙酸甲酯、乙酸正丁酯、二噁烷、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、氯苯和甲苯,它们可以单独使用或者作为多种溶剂的混合物使用。
在溶剂中分散电荷产生材料和粘合剂树脂的方法的实例包括常用分散方法,例如球磨机分散法、磨碎机分散法和砂磨机分散法。使用这些分散方法可以避免电荷产生层材料的晶形发生改变。电荷产生材料的平均粒径小于或等于0.5μm,优选小于或等于0.3μm,更优选小于或等于0.15μm时对电荷产生材料的分散是有效的。
可以使用常用涂布方法形成电荷产生层5,例如刮涂法、迈耶棒涂布法、喷涂法、浸涂法、珠涂法、气刀涂布法和幕涂法。
由此获得的电荷产生层5的厚度优选为0.1μm~0.5μm,更优选为0.2μm~2.0μm。
电荷传输层6包含电荷传输材料和粘合剂树脂,或者包含聚合物电荷传输材料。
电荷传输材料的实例包括电子传输性化合物和空穴传输性化合物,其中电子传输性化合物的实例包括醌类化合物,例如对苯醌、氯醌、溴醌和蒽醌;四氰基醌基二甲烷化合物;芴酮化合物,例如2,4,7-三硝基芴酮;氧杂蒽酮化合物;二苯甲酮化合物;氰基乙烯基化合物(cyanovinylcompound)和乙烯化合物;空穴传输性化合物的实例包括三芳基胺化合物、联苯胺化合物、芳基烷烃化合物、具有芳基取代基的乙烯化合物、芪化合物、蒽化合物和腙化合物。电荷传输材料可以单独使用或者作为多种材料的混合物使用。
也可以将聚合物电荷传输材料用作电荷传输材料。聚合物电荷传输材料的实例包括具有电荷传输特性的已知化合物,例如聚-N-乙烯基咔唑和聚硅烷。特别是,JP-A-8-176293和JP-A-8-208820中所披露的聚酯聚合物电荷传输材料由于其具有高电荷传输特性因而是特别优选的。聚合物电荷传输材料可以单独形成膜,也可以通过与下述粘合剂树脂混合而形成膜。
从迁移率的角度考虑,优选将由以下通式(a-1)、(a-2)或(a-3)代表的化合物作为电荷传输材料。
Figure C200610066423D00241
其中R34表示氢原子或甲基,k10表示1或2,Ar6和Ar7各自表示具有取代基的或不具有取代基的芳基:-C6H4-C(R38)=C(R39)(R40)或-C6H4-CH=CH-CH=(Ar)2。取代基的实例包括卤素原子、具有1~5个碳原子的烷基、具有1~5个碳原子的烷氧基和由取代有具有1~3个碳原子的烷基的氨基。R38、R39和R40各自表示氢原子、具有取代基的或不具有取代基的烷基或具有取代基的或不具有取代基的芳基,Ar表示具有取代基的或不具有取代基的芳基。
Figure C200610066423D00242
其中R35和R35′各自独立地表示氢原子、卤素原子、具有1~5个碳原子的烷基或具有1~5个碳原子的烷氧基,R36、R36′、R37和R37′各自独立地表示卤素原子、具有1~5个碳原子的烷基、具有1~5个碳原子的烷氧基、取代有具有1个或2个碳原子的烷基的氨基、具有取代基的或不具有取代基的芳基、-C(R38)=C(R39)(R40)或-CH=CH-CH=C(Ar)2,R38、R39和R40各自独立地表示氢原子、具有取代基的或不具有取代基的烷基或具有取代基的或不具有取代基的芳基,Ar表示具有取代基的或不具有取代基的芳基,m4和m5各自独立地表示0~2的整数。
Figure C200610066423D00251
其中R41表示氢原子、具有1~5个碳原子的烷基、具有1~5个碳原子的烷氧基、具有取代基的或不具有取代基的芳基或-CH=CH-CH=C(Ar)2,Ar表示具有取代基的或不具有取代基的芳基,R42、R42′、R43和R43′各自独立地表示氢原子、卤素原子、具有1~5个碳原子的烷基、具有1~5个碳原子的烷氧基、取代有具有1个或2个碳原子的烷基的氨基或具有取代基的或不具有取代基的芳基。
电荷传输层6中所使用的粘合剂树脂的实例包括聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚芳酯树脂、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物、硅酮树脂、硅酮-醇酸树脂、酚醛树脂、苯乙烯-醇酸树脂、聚-N-乙烯基咔唑树脂和聚硅烷。如前所述,也可以使用聚合物电荷传输材料,例如JP-A-8-176293和JP-A-8-208820中所披露的聚酯聚合物电荷传输材料。这些粘合剂树脂可以单独使用或者作为多种粘合剂树脂的混合物使用。电荷传输材料和粘合剂树脂的混合比优选为10/1至1/5(重量比)。
电荷传输层6可以通过使用将电荷传输材料和粘合剂树脂分散在前述溶剂中而获得的涂布组合物形成。溶剂的实例包括常用有机溶剂,例如芳香溶剂(例如苯、甲苯、二甲苯和氯苯)、酮溶剂(例如丙酮和2-丁酮)、卤代脂肪烃溶剂(例如二氯甲烷、氯仿和氯乙烯)和环状的醚或直链的醚溶剂(例如四氢呋喃和乙醚),它们可以单独使用或作为多种溶剂的混合物使用。
涂布方法的实例包括常用涂布方法,例如刮涂法、迈耶棒涂布法、喷涂法、浸涂法、珠涂法、气刀涂布法和幕涂法。
电荷传输层6的厚度优选为5μm~50μm,更优选为10μm~30μm。
保护层7优选为包含酚树脂的层,该包含酚树脂的层包含具有电荷传输特性和交联结构的酚树脂。这种酚树脂优选包含具有羟甲基的苯酚衍生物和具有活性官能团的电荷传输材料。具有活性官能团的电荷传输材料优选作为酚树脂的构成成分结合在交联结构中。
具有羟甲基的苯酚衍生物的实例包括单体,例如单羟甲基苯酚化合物、二羟甲基苯酚化合物和三羟甲基苯酚化合物及其混合物,还包括这些单体的低聚物和所述单体和低聚物的混合物。具有羟甲基的苯酚衍生物如下获得:将具有苯酚结构的化合物(例如间苯二酚和双酚)、具有取代基的含一个羟基的苯酚化合物(例如苯酚、甲酚、二甲苯酚、对烷基苯酚和对苯基苯酚)、具有取代基的含两个羟基的苯酚(例如邻苯二酚、间苯二酚和对苯二酚)、双酚化合物(例如双酚A和双酚Z等双酚化合物)与甲醛、多聚甲醛等化合物在酸性催化剂或碱性催化剂存在的条件下反应,并且通常可以使用商购获得的酚树脂化合物。此处术语“低聚物”是指具有约2~20个相对较大数量重复单元的分子,并且在此将分子量小于低聚物的分子称为“单体”。
酸性催化剂的实例包括硫酸、对甲苯磺酸和磷酸。碱性催化剂的实例包括碱金属或碱土金属的氢氧化物,例如NaOH、KOH、Ca(OH)2和Ba(OH)2及胺类催化剂。
胺类催化剂的实例包括氨水、六甲撑四胺、三甲胺、三乙胺和三乙醇胺,但本发明并不局限于此。当使用碱性催化剂时,存在载体被残余催化剂大量捕获,因此使电子照相特性变差的趋势。因此,优选通过用酸进行中和、或者通过与吸收剂(例如硅胶)或离子交换树脂接触来使碱催化剂减活并除去。
具有活性官能团的电荷传输材料的实例包括具有选自羟基、羧基、烷氧基、环氧基、碳酸酯基、硫醇基和氨基中的至少一种基团的电荷传输材料。
具有活性官能团的电荷传输材料的优选实例包括由以下通式(I)、(II)、(III)、(IV)或(V)表示的化合物,这是因为它们具有优异的成膜性、机械强度和稳定性:
F1[-(X1)n-R1-Z1H]m    (I)
其中F1表示由具有空穴传输能力的化合物衍生的有机基团,X1表示氧原子或硫原子,R1表示亚烷基,Z1表示氧原子、硫原子、NH或COO,n表示0或1,m表示1~4的整数,
F2[-(X2)n1-(R2)n2-(Z2)n3G]n4    (II)
其中F2表示由具有空穴传输能力的化合物衍生的有机基团,X2表示氧原子或硫原子,R2表示亚烷基,Z2表示氧原子、硫原子、NH或COO,G表示环氧基,n1、n2和n3各自独立地表示0或1,n4表示1~4的整数,
F3[-D′-Si(R3)(3-a)Qa]b    (III)
其中F3表示由具有空穴传输能力的化合物衍生的有机基团,D′表示具有柔性的二价基团,R3表示氢原子、具有取代基的或不具有取代基的烷基(优选具有1~15个碳原子,更优选具有1~10个碳原子)或者具有取代基的或不具有取代基的芳基(优选具有6~20个碳原子,更优选具有6~15个碳原子),Q表示水解性基团,a表示1~3的整数,b表示1~4的整数,
Figure C200610066423D00281
其中F4表示具有空穴传输能力的n5价有机基团,T表示二价基团,Y表示氧原子或硫原子,R4、R5和R6各自独立地表示氢原子或一价有机基团,R7表示一价有机基团,m1表示0或1,n5表示1~4的整数,条件是R6和R7能够键合以形成含有Y作为杂原子的杂环,
Figure C200610066423D00282
其中F5表示具有空穴传输能力的n6价有机基团,T表示二价基团,R8表示一价有机基团,m2表示0或1,n6表示1~4的整数。
在由通式(I)~(V)表示的电荷传输材料中,更优选具有由以下通式(VI)表示的结构的化合物:
Figure C200610066423D00283
其中Ar1~Ar4可以相同或不同,各自表示具有取代基的或不具有取代基的芳基,Ar5表示具有取代基的或不具有取代基的芳基或亚芳基,c各自独立地表示0或1,k表示0或1,D表示由以下通式(VII)、(VIII)、(IX)、(X)或(XI)表示的一价有机基团,条件是c的总数为1~4:
-(X1)n-R1-Z1H    (VII)
其中X1表示氧原子或硫原子,R1表示亚烷基,Z1表示氧原子、硫原子、NH或COO,n表示0或1,
-(X2)n1-(R2)n2-(Z2)n3G    (VIII)
其中X2表示氧原子或硫原子,R2表示亚烷基,Z2表示氧原子、硫原子、NH或COO,G表示环氧基,n1、n2和n3各自独立地表示0或1,
-D′-Si(R3)(3-a)Qa     (IX)
其中D′表示具有柔性的二价基团,R3表示氢原子、具有取代基的或不具有取代基的烷基或具有取代基的或不具有取代基的芳基,Q表示水解性基团,a表示1~3的整数,
Figure C200610066423D00291
其中T表示二价基团,Y表示氧原子或硫原子,R4、R5和R6各自独立地表示氢原子或一价有机基团,R7表示一价有机基团,m1表示0或1,条件是R6和R7可以键合以形成含有Y作为杂原子的杂环,
Figure C200610066423D00292
其中T表示二价基团,R8表示一价有机基团,m2表示0或1。
作为通式(VI)中由Ar1~Ar4表示的具有取代基的或不具有取代基的芳基,优选为由以下通式(1)~(7)表示的芳基。
Figure C200610066423D00301
在通式(1)至(7)中,R9表示氢原子、具有1~4个碳原子的烷基、具有1~4个碳原子的烷氧基、具有这些基团作为取代基的苯基、不具有取代基的苯基或具有7~10个碳原子的芳烷基,R10~R12各自表示氢原子、具有1~4个碳原子的烷基、具有1~4个碳原子的烷氧基、具有1~4个碳原子的烷氧基、具有这些基团作为取代基的苯基、不具有取代基的苯基、具有7~10个碳原子的芳烷基或卤素原子,Ar表示具有取代基的或不具有取代基的亚芳基,D表示由通式(VII)~(XI)表示的一种结构,Z′表示二价基团,c和s各自表示0或1,t表示1~3的整数。
作为由通式(7)表示的芳基中由Ar表示的基团,优选为由以下通式(8)和(9)表示的亚芳基:
在通式(8)和(9)中,R13和R14各自表示氢原子、具有1~4个碳原子的烷基、具有1~4个碳原子的烷氧基、含有具有1~4个碳原子的烷氧基作为取代基的苯基、不具有取代基的苯基、具有7~10个碳原子的芳烷基或卤素原子,t各自表示1~3的整数。
作为由通式(7)表示的芳基中由Z′表示的基团,优选为由以下通式(10)~(17)表示的二价基团:
Figure C200610066423D00321
在通式(10)~(17)中,R15和R16各自表示氢原子、具有1~4个碳原子的烷基、具有1~4个碳原子的烷氧基、含有具有1~4个碳原子的烷氧基作为取代基的苯基、不具有取代基的苯基、具有7~10个碳原子的亚芳基或卤素原子,W表示二价基团,q和r各自表示1~10的整数,t各自表示1~3的整数。
在通式(16)和(17)中,W表示由以下通式(18)~(26)中的一个通式表示的二价基团,其中通式(25)中的u表示0~3的整数:
Figure C200610066423D00331
通式(VI)中Ar5的结构的具体实例包括当k=0时c=1的前述Ar1~Ar4的具体结构,和当k=1时c=0的前述Ar1~Ar4的具体结构。
由通式(I)表示的化合物的具体实例包括以下化合物(I-1)~(I-37)。在以下表示化合物的结构式中,未显示有取代基的化学键表示甲基。
Figure C200610066423D00341
Figure C200610066423D00351
Figure C200610066423D00361
Figure C200610066423D00371
Figure C200610066423D00381
Figure C200610066423D00401
Figure C200610066423D00411
Figure C200610066423D00421
由通式(II)表示的化合物的具体实例包括以下化合物(II-1)~(II-47)。在以下表示化合物的结构式中,Me和未显示有取代基的化学键均表示甲基,Et表示乙基。
Figure C200610066423D00431
Figure C200610066423D00451
Figure C200610066423D00461
Figure C200610066423D00471
Figure C200610066423D00481
Figure C200610066423D00491
Figure C200610066423D00501
Figure C200610066423D00521
Figure C200610066423D00541
Figure C200610066423D00561
由通式(III)表示的化合物的具体实例包括下表中所示的化合物(III-1)~(III-61)。以下化合物(III-1)~(III-61)是这样的化合物:由通式(VI)表示的化合物中的Ar1~Ar5和k为如下表所定义的组合,并且由S表示的烷氧基甲硅烷基如下表中所定义。以下“No.”表示编号。
Figure C200610066423D00571
Figure C200610066423D00581
Figure C200610066423D00591
Figure C200610066423D00601
Figure C200610066423D00611
Figure C200610066423D00621
Figure C200610066423D00631
Figure C200610066423D00641
由通式(IV)表示的化合物的具体实例包括以下化合物(IV-1)~(IV-40)。在以下表示化合物的结构式中,Me和未显示有取代基的化学键均表示甲基,Et表示乙基。
Figure C200610066423D00681
Figure C200610066423D00691
Figure C200610066423D00701
Figure C200610066423D00711
Figure C200610066423D00721
Figure C200610066423D00731
由通式(V)表示的化合物的具体实例包括以下化合物(V-1)~(V-55)。在以下表示化合物的结构式中,Me和未显示有取代基的化学键均表示甲基。
Figure C200610066423D00751
Figure C200610066423D00761
Figure C200610066423D00771
Figure C200610066423D00781
Figure C200610066423D00791
Figure C200610066423D00801
Figure C200610066423D00811
Figure C200610066423D00821
Figure C200610066423D00831
可以将由以下通式(XII)表示的化合物添加到保护层7中,以控制保护层7的例如强度和膜电阻等各种特性。
Si(R50)(4-c)Qc     (XII)
其中R50表示氢原子、烷基或具有取代基的或不具有取代基的芳基,Q表示水解性基团,c表示1~4的整数。
由通式(XII)表示的化合物的具体实例包括以下硅烷偶合剂。硅烷偶合剂的实例包括四官能性烷氧基硅烷(c=4),例如四甲氧基硅烷和四乙氧基硅烷;还包括三官能性烷氧基硅烷(c=3),例如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基甲氧基二乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、(十三氟-1,1,2,2-四氢辛基)三乙氧基硅烷、(3,3,3-三氟丙基)三甲氧基硅烷、3-(七氟异丙氧基)丙基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟烷基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷和1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷;还包括二官能性烷氧基硅烷(c=2),例如二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷和甲基苯基二甲氧基硅烷;还包括一官能性烷氧基硅烷(c=1),例如三甲基甲氧基硅烷。为提高膜的强度,三官能性和四官能性烷氧基硅烷是优选的,为提高柔性和成膜性,一官能性和二官能性烷氧基硅烷是优选的。
硅烷偶合剂可以以任意量使用,当使用含氟化合物时,含氟化合物的量优选小于或等于不含氟化合物的0.25倍(重量)。当该量超过前述范围时,有时交联膜的成膜性会出现问题。
也可以使用用偶合剂制备的硅酮硬涂层剂。商业上可获得的硬涂层剂的实例包括KP-85、X-40-9740和X-40-2239(Shin-Etsu Silicone Co.,Ltd.生产)和AY42-440、AY42-441和AY49-208(Toray Dow Coming Co.,Ltd.生产)。
优选将由以下通式(XIII)表示的具有两个或两个以上硅原子的化合物添加到保护层7中以提高其强度:
B-(Si(R51)(3-d)Qd)2    (XIII)
其中B表示二价有机基团,R51表示氢原子、烷基或具有取代基的或不具有取代基的芳基,Q表示水解性基团,d表示1~3的整数。更具体地,由通式(XIII)表示的化合物的优选实例包括以下化合物(XIII-1)~(XIII-16)。
Figure C200610066423D00851
可以向保护层7中添加树脂以达到各种目的,例如耐放电气体、机械强度、抗缺陷性、颗粒分散性、粘度控制、减小扭矩、磨损量控制以及适用期的延长。在该实施方案中,优选还加入可溶于醇的树脂。可溶于醇的树脂的实例包括聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚乙烯醇缩乙醛树脂(例如部分缩醛化的聚乙烯醇缩乙醛树脂,其中使用甲醛、乙酰乙醛(acetoacetal)等(例如S-LEC B和K,积水化学社生产)对部分丁缩醛进行了改性)、聚酰胺树脂、纤维素树脂和聚乙烯基苯酚树脂。从提高电学特性的角度考虑,优选使用聚乙烯醇缩乙醛树脂和聚乙烯基苯酚树脂。
树脂的分子量优选为2000~100,000,更优选为5,000~50,000。当分子量小于2,000时,存在无法获得所需效果的趋势,当分子量超过100,000时,存在以下趋势:由于其溶解性降低,导致添加量受到限制,因此在涂布时会出现成膜不良。树脂的添加量优选为1重量%~40重量%,更优选为1重量%~30重量%,最优选为5重量%~20重量%。当添加量小于1重量%时,难以获得所需效果,当添加量超过40重量%时,在高温度和高湿度的环境中可能会出现图像模糊。这些树脂可以单独使用或者作为多种树脂的混合物使用。
优选向保护层7中添加具有由以下通式(XIV)表示的重复单元的环状化合物或该化合物的衍生物,以提高适用期和控制膜的特性:
Figure C200610066423D00861
其中A1和A2各自独立地表示一价有机基团。
具有由通式(XIV)表示的重复单元的环状化合物的实例包括可商业获得的环状硅氧烷化合物。环状硅氧烷化合物的具体实例包括环状二甲基环硅氧烷化合物,例如六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷和十二甲基环六硅氧烷;环状甲基苯基环硅氧烷化合物,例如1,3,5-三甲基-1,3,5-三苯基环三硅氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四苯基环四硅氧烷和1,3,5,7,9-五甲基-1,3,5,7,9-五苯基环五硅氧烷;环状苯基环硅氧烷化合物,例如六苯基环三硅氧烷;包含氟原子的环状硅氧烷化合物,例如3-(3,3,3-三氟丙基)甲基环三硅氧烷;包含氢化甲硅烷基的环状硅氧烷化合物,例如甲基氢化硅氧烷混合物、五甲基环五硅氧烷和苯基氢化环硅氧烷;包含乙烯基的环状硅氧烷化合物,例如五乙烯基五甲基环五硅氧烷。这些环状硅氧烷化合物可以单独使用或者作为多种环状硅氧烷化合物的混合物使用。
可以向保护层7中添加各种微粒,以控制电子照相感光体表面的耐污染物附着性、润滑性和硬度等。这些微粒可以单独添加或者作为多种微粒的混合物添加。
微粒的实例包括包含硅原子的微粒和包含氟原子的树脂微粒。包含硅原子的微粒是包含硅作为构成元素的微粒,其具体实例包括硅胶和硅酮微粒。用作包含硅原子的微粒的硅胶优选体积平均粒径为1nm~100nm,更优选为10nm~30nm。硅胶优选为选自分散在有机溶剂,例如醇、酮或酯中的那些硅胶,并且可以选自商业上可获得的产品。保护层7中硅胶的固体含量不受特别限制,从成膜性、电学特性和强度方面考虑,相对于保护层7中的总固体含量,硅胶的固体含量优选为0.1重量%~50重量%,更优选为0.1重量%~30重量%。
用作包含硅原子的微粒的硅酮微粒优选为球形,并且体积平均粒径为1nm~500nm,更优选为10nm~100nm。优选硅酮微粒选自硅酮树脂颗粒、硅酮橡胶颗粒和经硅酮表面处理的二氧化硅微粒,并且可以选自商业上可获得的产品。
硅酮微粒是化学惰性的,是在树脂中具有优异分散性的小粒径颗粒,并且为得到足够的特性所需要的添加量很低,因此,它们可以提高电子照相感光体的表面特性,而不会削弱交联反应。换句话说,均匀地加入到牢固的交联结构中的硅酮微粒可以提高电子照相感光体表面的润滑性和防水性,还能使电子照相感光体表面在长期使用时仍可以保持良好的耐磨性和抗污染物附着性。相对于保护层7中的总固体含量,保护层7中硅酮微粒的含量优选为0.1重量~30重量%,更优选为0.5重量%~10重量%。
包含氟原子的树脂颗粒的实例包括氟微粒(例如通过聚合四氟乙烯、三氟乙烯、六氟丙烯、氟乙烯和偏二氟乙烯获得的微粒)和如Preprints ofthe8th Polymer Material Forum,第89页所述的通过将氟树脂和具有羟基的单体共聚所得到的树脂的微粒。
其他微粒的实例包括半导电性金属氧化物微粒,例如ZnO-Al2O3、SnO2-Sb2O3、In2O3-SnO2、ZnO-TiO2、MgO-Al2O3、FeO-TiO2、TiO2、SnO2、In2O3、ZnO和MgO。
可以向保护层7中添加油类(例如硅油),以实现类似目的。硅油的实例包括诸如二甲基聚硅氧烷、二苯基聚硅氧烷和苯基甲基聚硅氧烷等硅油,以及活性硅油,例如氨基改性的聚硅氧烷、环氧改性的聚硅氧烷、羧基改性的聚硅氧烷、甲醇改性的聚硅氧烷、甲基丙烯酸改性的聚硅氧烷、巯基改性的聚硅氧烷和苯酚改性的聚硅氧烷。油类可以预先添加到用于形成保护层的涂布组合物中,或者在制成感光体后在减压或增压的条件下浸入保护层。
保护层7可以包含诸如增塑剂、表面改进剂、抗氧化剂和光劣化防止剂等添加剂。增塑剂的实例包括联苯、氯代联苯、三联苯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙二醇酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三苯酯、甲基萘、二苯甲酮、氯化石蜡、聚丙烯、聚苯乙烯和各种氟代烃。
特别优选向保护层7中添加抗氧化剂,以防止因充电装置中所产生的氧化性气体(例如臭氧)所导致的劣化。当感光体由于其表面机械强度提高而获得了延长的使用寿命时,感光体会长期与氧化性气体接触,因此与传统产品相比需要具有更高的抗氧化性。抗氧化剂的优选实例包括受阻酚类抗氧化剂和受阻胺类抗氧化剂,也可以使用例如以下这些已知的抗氧化剂:有机硫抗氧化剂、亚磷酸酯抗氧化剂、二硫代氨基甲酸酯抗氧化剂、硫脲抗氧化剂和苯并咪唑抗氧化剂。保护层7中抗氧化剂的添加量优选为小于或等于20重量%,更优选为小于或等于10重量%。
受阻酚类抗氧化剂的实例包括2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,5-二叔丁基对苯二酚、N,N′-六亚甲基二(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酰胺、3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸二乙基酯、2,4-二((辛硫基)甲基)-邻甲酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2,2′-亚甲基二(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2′-亚甲基二(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4′-亚丁基二(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,5-二叔戊基对苯二酚、2-叔丁基-6-(3-丁基-2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯和4,4′-亚丁基二(3-甲基-6-叔丁基苯酚)。
商业上可获得的受阻酚类抗氧化剂的实例包括Sumilizer BHT-R、Sumilizer MDP-S、Sumilizer BBM-S、Sumilizer WX-R、Sumilizer NW、Sumilizer BP-76、Sumilizer BP-101、Sumilizer GA-80、Sumilizer GM和Sumilizer GS,均由住友化学社生产;IRGANOX 1010、IRGANOX 1035、IRGANOX 1076、IRGANOX 1098、IRGANOX 1135、IRGANOX 1141、IRGANOX 1222、IRGANOX 1330、IRGANOX 1425WL、IRGANOX1520L、IRGANOX 245、IRGANOX 259、IRGANOX 3114、IRGANOX3790、IRGANOX 5057和IRGANOX 565,均由Ciba Specialty Chemicals,Inc.生产;和ADEKA STUB AO-20、ADEKA STUB AO-30、ADEKA STUBAO-40、ADEKA STUB AO-50、ADEKA STUB AO-60、ADEKA STUBAO-70、ADEKA STUB AO-80和ADEKA STUB AO-330,均由旭电化社生产。商业上可获得的受阻胺类抗氧化剂的实例包括Sanol LS2626、SanolLS756、Sanol LS770和Sanol LS744,均由Sankyo Lifetech Co.,Ltd.生产;TINUVIN 144和TINUVIN 622LD,均由Ciba Specialty Chemicals,Inc.生产;MARK LA57、MARK LA67、MARK LA62、MARK LA68和MARKLA63,均由旭电化社生产;和Sumilizer TPS,由住友化学社生产。商业上可获得的硫醚抗氧化剂的实例包括Sumilizer TP-D,由住友化学社生产。商业上可获得的亚磷酸酯抗氧化剂的实例包括MARK 2112、MARKPEP-8、MARK PEP-24G、MARK PEP-36、MARK 329K和MARK HP-10,均由旭电化社生产。这些抗氧化剂可以用诸如能够与形成交联膜的材料发生交联反应的烷氧基甲硅烷基等取代基进行改性。
保护层7可以包含绝缘树脂,例如聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚芳酯树脂(双酚A与邻苯二甲酸的缩聚物)、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、苯氧基树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、聚丙烯酰胺树脂、聚乙烯基吡啶树脂、纤维素树脂、氨基甲酸酯树脂、环氧树脂、酪蛋白、聚乙烯醇树脂和聚乙烯基吡咯烷酮树脂。在此情况下,可以包含所需比例的绝缘树脂,以改善与电荷传输层6的粘附性,并且可以抑制由于热收缩和排斥性导致的涂布膜中所出现的缺陷。
为了降低残余电势,可以向保护层7中添加导电性颗粒。导电性颗粒的实例包括金属、金属氧化物和炭黑,并且优选金属和金属氧化物。金属的实例包括铝、锌、铜、铬、镍、银和不锈钢,还包括气相沉积有这些金属的塑料颗粒。金属氧化物的实例包括氧化锌、氧化钛、氧化锡、氧化锑、氧化铟、氧化铋、掺杂有锡的氧化铟、掺杂有锑或钽的氧化锡以及掺杂有锑的氧化锆。它们可以单独使用或者多种混合使用。当其多种以上组合使用时,可以将其简单混合,或者使其形成为固溶体或熔合的复合物。从保护层的透明性的角度考虑,导电性颗粒的平均粒径优选小于或等于0.3μm,特别优选小于或等于0.1μm。
保护层7可以通过使用包含前述构成材料的用于形成保护层的涂布组合物来形成。
保护层7通过使用具有活性官能团的电荷传输材料形成,因此,优选向用于形成保护层的涂布组合物中添加催化剂,或者在生产用于形成保护层的涂布组合物时使用催化剂。所用催化剂的实例包括无机酸(例如盐酸、乙酸、磷酸和硫酸)、有机酸(例如甲酸、丙酸、草酸、对甲苯磺酸、苯甲酸、邻苯二甲酸和马来酸)、碱性催化剂(例如氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙、氨水和三乙胺)和不溶于体系的固体催化剂。
为了在生产时从具有羟甲基的苯酚衍生物中除去催化剂,优选将该苯酚衍生物溶解于适当溶剂(例如甲醇、乙醇、甲苯和乙酸乙酯)中,然后用水洗涤,并用不良溶剂进行再沉淀,或者使用离子交换树脂或无机固体进行处理。
离子交换树脂的实例包括阳离子交换树脂,例如Amberlite 15、Amberlite 200C和Amberlist 15E,均由Rohm & Haas Company生产;Dowex MWC-1-H、Dowex 88和Dowex HCR-W2,均由Dow ChemicalCompany生产;Lewatit SPC-108和Lewatit SPC-118,由Bayer AG生产;Diaion RCP-150H,由三菱化成社生产,Sumikaion KC-470、Duolite C26-C、Duolite C-433和Duolite 464,均由住友化学社生产,还包括阴离子交换树脂,例如Amberlite IRA-400和Amberlite IRA-45,均由Rohm & HaasCompany生产。
无机固体的实例包括具有与其表面键接的包含质子酸的基团的无机固体(例如Zr(O3PCH2CH2SO3H)2和Th(O3PCH2CH2COOH)2)、包含质子酸的聚有机硅氧烷(例如具有磺酸基的聚有机硅氧烷)、杂多酸(例如钨酸钴和磷钼酸盐)、同多酸(例如铌酸、钽酸和钼酸)、单元素金属氧化物(例如硅胶、氧化铝、氧化铬、氧化锆、CaO和MgO)、复合金属氧化物(例如二氧化硅-氧化铝、二氧化硅-氧化镁、二氧化硅-氧化锆和沸石)、粘土矿物(例如酸性粘土、活性粘土、蒙脱石和高岭石)、金属硫酸盐(例如Li2SO4和MgSO4)、金属磷酸盐(例如磷酸锆和磷酸镧)、金属硝酸盐(例如LiNO3和Mn(NO3)2)、具有与其表面键接的包含氨基的基团的无机固体(例如通过将氨基丙基三乙氧基硅烷在硅胶上进行反应获得的固体)以及包含氨基的聚有机硅氧烷(例如氨基改性的硅酮树脂)。
在用于形成保护层的涂布组合物中,可以根据需要使用各种溶剂,例如醇(例如甲醇、乙醇、丙醇和丁醇)、酮(例如丙酮和甲基乙基酮)四氢呋喃和醚(例如乙醚和二噁烷),以及其他各种溶剂。在使用浸涂法(该方法常用于生产电子照相感光体)时,优选使用醇溶剂、酮溶剂或其混合溶剂。优选使用的溶剂的沸点为50℃~150℃,可以作为以上溶剂的混合物使用。
由于优选使用醇溶剂、酮溶剂及其混合溶剂作为溶剂,因此保护层中所使用的电荷传输材料优选溶于这些溶剂。
溶剂的量可以任意确定,并且相对于用于形成保护层的涂布组合物中的每一重量份的固体含量,溶剂的量优选为0.5重量份~30重量份,更优选为1重量份~20重量份,这是因为当溶剂量过少时,涂布组合物的构成材料容易发生沉淀。
通过使用用于形成保护层的涂布组合物来形成保护层的涂布方法的实例包括常用方法,例如刮涂法、绕线棒涂布法、喷涂法、浸涂法、珠涂法、气刀涂布法和幕涂法。当通过一次涂布操作无法获得所需的厚度时,可以通过重复进行涂布操作来获得所需的厚度。当重复进行涂布操作时,对每次涂布操作均可进行加热操作,或者可以在进行多次涂布操作后进行加热操作。
通过使用用于形成保护层的涂布组合物而形成的保护层7具有优异的机械强度,并且还具有足够的光电特性,因此其自身还可以用作层叠型感光体的电荷传输层。
当生产如图4和图5所示的感光体中的单层型感光层8时,该单层型感光层8包含电荷产生材料、电荷传输材料和粘合剂树脂。作为这些成分,可以使用前述的用于电荷产生层5和电荷传输层6的那些材料。相对于单层型感光层中的总固体含量,单层型感光层8中电荷产生材料的含量优选为10重量~85重量%,更优选为20重量%~50重量%。相对于单层型感光层中的总固体含量,单层型感光层8中电荷传输材料的含量优选为5重量~50重量%。用于涂布的溶剂和涂布法可以与前述其他层相同。单层型感光层的厚度优选为5μm~50μm,更优选为10μm~40μm。
在本发明中,只要感光层满足本发明所限定的动态硬度和弹性形变率,就不必一定具有保护层。例如,当如图1所示的电子照相感光体中的电荷传输层6中包含前述酚树脂时,可以省略保护层7。具体地,感光层可以具有依次包含底涂层、电荷产生层和电荷传输层的构成。
感光层3可以包含至少一种受电子性物质,以用于改善感光度、降低残余电势和降低重复使用时的疲劳等目的。
受电子性物质的实例包括琥珀酸酐、马来酸酐、二溴马来酸酐、邻苯二甲酸酐、四溴邻苯二甲酸酐、四氰乙烯、四氰基醌基二甲烷、邻二硝基苯、间二硝基苯、氯醌、二硝基蒽醌、三硝基芴酮、苦味酸、邻硝基苯甲酸、对硝基苯甲酸和邻苯二甲酸。其中,特别优选芴酮化合物、醌化合物和具有诸如Cl、CN和NO2等吸电子取代基的苯衍生物。
感光层3可以包含诸如抗氧化剂、光稳定剂和热稳定剂等添加剂,以防止感光体由于受到成像设备中所产生的臭氧和氧化性气体、光和热的影响而劣化。
抗氧化剂的实例包括受阻酚、受阻胺、对苯二胺、芳基烷烃、对苯二酚、螺色满(spirochroman)、螺茚满酮(spiroindanone)以及它们的衍生物、有机硫化合物和有机磷化合物。光稳定剂的实例包括二苯甲酮、苯并三唑、二硫代氨基甲酸酯和四甲基哌啶的衍生物。
优选使用包含氟树脂的水性分散液处理作为电子照相感光体1最外层的保护层7,从而减少旋转电子照相感光体所需的扭矩,并提高转印效率。
(成像设备和处理盒)
图6是显示基于本发明的成像方法形成图像的成像设备的一个优选实施方案的示意图。在图中未显示的成像设备主体中,图6中所示的成像设备100具有配备有电子照相感光体1的处理盒20、曝光装置30、转印装置40和中间转印材料50。在成像设备100中,曝光装置30布置在通过处理盒20上的开口可以对电子照相感光体1进行曝光的位置,转印装置40隔着中间转印材料50面对电子照相感光体1布置,中间转印材料50以其一部分可以与电子照相感光体1相接触的方式布置。
处理盒20在框架中具有充电单元21、显影单元25和清洁单元27,它们通过用轨道结合而与电子照相感光体1一起集成。框架具有用于曝光的开口。
充电单元21的实例包括使用导电或半导电的充电辊、充电刷、充电膜、充电橡胶刮刀和充电管等的接触式充电装置。也可以使用其他已知的充电装置,例如在感光体1附近使用充电辊的非接触辊式充电装置,以及利用电晕放电的scorotron充电装置和电晕管充电装置。
显影单元25可以是能够通过接触或不接触磁性或非磁性的单成分显影剂或双成分显影剂来使静电潜像显影的常用显影装置。显影装置不受特别限制,只要具备前述功能即可,并且可以根据目的适当选择。例如,可以使用具有通过利用刷或辊将单成分显影剂或双成分显影剂附着到感光体1上的功能的已知显影设备。
曝光装置30的实例包括能够利用半导体激光、LED光或液晶光闸光(shutter light)如所期望的图像那样曝光感光体1表面的光学装置。光源的波长可以在感光体的光谱感光区域内。半导体激光的主流波长为约780nm的近红外区,但是本发明并不局限于此,也可以使用振动波长为600nm左右的激光和振动波长范围约为400nm~450nm的蓝光激光。为了形成彩色图像,可以有效地使用能够进行多束光输出的面发光型激光源。
转印装置40的实例包括已知的转印充电装置,例如使用带、辊、膜、橡胶刮刀等的接触式转印充电装置和利用电晕放电的scorotron转印充电装置和电晕管转印充电装置。
中间转印材料50的实例包括由聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、聚芳酯、聚酯或橡胶等形成的具有半导电性的带状材料(中间转印带)。中间转印材料50的形状除了带状外,可以为鼓状。
除了上述装置之外,成像设备100还可以配有对感光体1进行光除电的光除电装置。
图7是显示本发明的成像设备的另一实施方案的示意图;图7中所示的成像设备110具有安装在成像设备的主体上的电子照相感光体1和充电装置22、显影装置25和清洁装置27,所述充电装置22、显影装置25和清洁装置27分别独立地形成盒从而构成了充电处理盒、显影处理盒和清洁处理盒。充电装置22具有通过电晕放电方式进行充电的充电单元。
在成像设备110中,电子照相感光体1与其他装置是分开的,并且充电装置22、显影装置25和清洁装置27分别可以通过拉、压等拆下地安装在成像设备的主体上,而不是通过螺丝、锁缝、粘合或焊接固定。
在本发明的成像设备中,电子照相感光体1包含具有交联结构的保护层,通过该保护层可以充分防止感光体表面的磨损。电子照相感光体1对设备中所生成的杂质或进入到设备中的杂质具有优异的抵抗性,因此可以提供较长的使用寿命。按照此构成,在某些时候电子照相感光体可以不形成为盒。因此,通过使用这种构成:充电装置22、显影装置25和清洁装置27分别可以通过拉、压等拆下地安装在成像设备的主体上,而不是通过螺丝、锁缝、粘合或焊接固定,可以降低每份印刷材料所消耗的构件成本。在这些装置中,可以将两个或两个以上装置一体化以形成盒,其能够可拆下地安装,从而进一步降低每份印刷材料所消耗的构件成本。
除了充电装置22、显影装置25和清洁装置27分别为盒之外,成像设备110与成像设备100具有相同的构成。
图8是显示本发明的成像设备的又一实施方案的示意图;成像设备120是配有四个处理盒20的串联型全色成像设备。在成像设备120中,四个处理盒20在中间转印材料50上平行排列,每种颜色可以使用一个电子照相感光体。除了串联方式之外,成像设备120与成像设备100具有相同的构成。
在串联型成像设备120中,使用本发明的电子照相感光体作为用于形成各色调色剂图像的感光体。因此,即使长期使用时也可以充分抑制因导电性杂质导致的针孔漏电的发生,从而充分防止珠状色点缺陷的形成,从而在长期使用中仍能形成高品质的图像。
图9是显示本发明的成像设备的再一实施方案的示意图;图9中所示的成像设备130是所谓的四循环成像设备,其中使用一个电子照相感光体形成多种颜色的调色剂图像。成像设备130具有利用驱动装置(图中未显示)而沿图中箭头A所示方向以预定转速旋转的感光体鼓1,和设置在感光体鼓1上方的用于对感光体鼓1的外表面充电的充电设备22。感光体鼓1具有与前述电子照相感光体1相同的构成。
将具有面发光激光阵列作为曝光光源的曝光装置30设置在充电装置22的上方。曝光装置30调制从光源发射的对应要形成的图像的多个激光束,并且偏离主扫描方向使其以平行于感光体鼓1的轴的方向扫描感光体鼓1的外表面。由于此操作,在感光体鼓1的外表面上形成静电潜像。
显影装置25布置在感光体鼓1侧。显影装置25具有可旋转地布置的辊状收容体。收容体中形成有四个收容部,显影单元25Y、25M、25C和25K分别设置在四个收容部中。显影单元25Y、25M、25C和25K均具有显影辊26,并分别包含Y(黄色)、M(品红)、C(青色)和K(黑色)的调色剂。
在成像设备130中通过感光体鼓1的四次旋转形成全色图像。在感光体鼓1的四次旋转期间,重复进行以下操作:充电装置22对感光体鼓1的外表面进行充电,曝光装置20使用根据Y、M、C、K中的一种颜色的图像数据调制的激光束,通过在感光体鼓1完成一次旋转后切换用于调制激光束的图像数据来扫描感光体鼓1的外表面。显影装置25开动显影单元25Y、25M、25C和25K中的一个显影单元,使它们的显影辊26与感光体鼓1的外表面接触,从而将感光体1外表面上所形成的静电潜像显影为特定颜色,并且在感光体鼓1完成一次旋转后通过旋转收容体以切换用于显影静电潜像的显影单元来重复该操作。按照这种程序,颜色Y(黄色)、M(品红)、C(青色)和K(黑色)的调色剂图像就随感光体鼓1的每次旋转而依次形成在其外表面上。
环状中间转印带50位于感光体鼓1的略下方。中间转印带50卷挂在辊51、53和55之间,并进行布置使其外表面与感光体鼓1的外表面相接触。辊51、53和55通过传送电动机(图中未显示)的驱动力而旋转,从而以图1中所示的箭头B的方向驱动中间转印带50。
在中间转印带50与感光体鼓1相反的一侧布置有转印装置(转印单元)40,用转印装置40将形成在感光体鼓1外表面上的调色剂图像转印到中间转印带50的成像表面上。中间转印带50随感光体鼓1的旋转而旋转,这样,在感光体鼓1完成四次旋转后,全色调色剂图像就形成在中间转印带50上。
在感光体鼓1与显影装置25相反的一侧将润滑剂供应装置31和清洁装置27布置在感光体鼓1的外表面上。当将形成在感光体鼓1外表面上的调色剂图像转印到中间转印带50上之后,润滑剂供应装置31将润滑剂供应到感光体鼓1的外表面上,并用清洁装置27清洁外表面上保留有已转印的调色剂图像的区域。
托盘60布置在中间转印带50的下方,大量作为记录材料的记录纸P堆放在托盘60中。拾取辊61布置在托盘60的左斜上方,一对辊63和辊65依次布置在采用拾取辊61的纸P的拾取方向的下游侧。通过旋转拾取辊61可以从托盘60中拾取所堆积的记录纸中的最上面一张并通过一对辊63和辊65传送。
转印装置42布置在中间转印带50与辊55相反的一侧。由一对辊63和辊65传送的纸P在中间转印带50和传送装置42之间传递,用转印装置42将形成在中间转印带50的表面上的调色剂图像转印到纸P上。将装有一对定影辊的定影装置44布置在相对转印装置42的纸的传送方向的下游侧。用定影装置44使转印到纸P上的调色剂图像熔融并定影在纸P上,并将其上定影有调色剂图像的纸传送到成像设备130的外面,并放置在纸传递托盘(图中未显示)上。
定影装置44的实例包括通常用作定影装置的装置,例如热辊定影装置和烘箱定影装置。用定影装置44将转印到转印介质上的调色剂图像定影在转印介质上。
(处理盒)
下面将描述本发明的处理盒。图10是显示本发明的处理盒的一个优选实施方案的示意图。
处理盒300在框架300内部具有充电单元21、曝光装置30、显影单元25、清洁单元27和安装轨道313,它们与电子照相感光体1一起集成。处理盒300可拆下地安装在包含转印装置40和定影装置44的成像设备的主体(图中未显示)上,并与成像设备的主体一起构成了成像设备。
[实施例]
本发明将参照实施例进行详细描述,但是不应认为本发明仅限于这些实施例。
(电子照相感光体的制备)
(实施例A-1)
制备圆筒状铝支持体(直径:30mm,长度:404mm,厚度:1mm)。
单独将100重量份氧化锌(MZ-300,Tayca Co.,Ltd.生产,平均粒径:70nm,比表面积:15m2/g)和500重量份四氢呋喃通过搅拌混合在一起,并向其中加入1.25重量份硅烷偶合剂(KBM603,信越化学社生产),然后搅拌2小时。之后,通过减压蒸馏蒸除四氢呋喃,并在150℃焙烧2小时以获得用硅烷偶合剂进行过表面处理的氧化锌。
将100重量份用硅烷偶合剂进行过表面处理的氧化锌和500重量份四氢呋喃搅拌混合,向其中加入通过将1重量份茜素溶解在50重量份四氢呋喃中所获得的溶液,然后在50℃搅拌5小时。接下来,通过减压过滤来过滤附着有茜素的氧化锌,然后在60℃减压干燥以获得附着有茜素的氧化锌颜料(包含茜素和氧化锌的复合物)。
将100重量份附着有茜素的氧化锌颜料、作为硬化剂的13.5重量份封端的异氰酸酯(Sumidule 3175,Sumitomo Bayer Urethane Co.,Ltd.生产)、15重量份丁醛树脂(S-LEC BM-1,积水化学社生产)和85重量份甲基乙基酮混合,并将38重量份所得溶液和25重量份甲基乙基酮混合,然后使用直径为1mm的玻璃珠用砂磨机将其分散2小时,以获得分散液。将0.005重量份作为催化剂的二辛基锡二月桂酸酯和40重量份硅酮树脂颗粒(Tospearl 145,GE Toshiba Silicones Co.,Ltd.生产)添加到所得分散液中,以获得用于形成底涂层的涂布组合物。通过浸涂法将该涂布组合物涂布在前述铝支持体上,并在170℃干燥固化40分钟,以获得厚度为18μm的底涂层。
将15重量份在使用CuKa X射线的X射线衍射光谱上在布拉格角(Bragg angle)(2θ±0.2°)至少为7.3°、16.0°、24.9°和28.0°处具有主衍射峰的羟基镓酞菁与10重量份氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂(VMCH,Nippon Unicar Co.,Ltd.生产)和200重量份乙酸正丁酯混合,使用砂磨机将该混合物与外径为1mm的玻璃珠一起分散4小时。向所得分散液中加入175重量份乙酸正丁酯和180重量份甲基乙基酮,以制备用于形成电荷产生层的涂布组合物。通过浸涂法将所得涂布组合物涂布在涂布有底涂层的导电性支持体上,并常温干燥以形成厚度为0.2μm的电荷产生层。
将4重量份N,N′-二苯基-N,N′-二(3-甲基苯基)-[1,1′]联苯基-4,4′-二胺和6重量份双酚Z聚碳酸酯树脂(粘均分子量:40,000)充分溶解在80重量份氯苯中,以制备用于形成电荷传输层的涂布组合物。将所得涂布组合物涂布在电荷产生层上,然后加热到130℃45分钟,以形成厚度为20μm的电荷传输层。
将3重量份由式(I-2)表示的化合物、3重量份甲阶酚醛树脂型酚树脂(RESITOP PL-2211,群荣化学社生产)、0.3重量份硅胶、0.5重量份聚乙烯基酚树脂(Sigma Aldrich,Inc.生产)和0.4重量份3,5-二叔丁基-4-羟基甲苯(BHT)加入到5重量份异丙醇和5重量份甲基异丁基酮的混合溶剂中,以制备用于形成保护层的涂布组合物。通过环型浸涂法将该涂布组合物涂布在电荷传输层上,然后在室温下风干30分钟,并通过加热到150℃固化1小时,以形成厚度为3.5μm的保护层。从而获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为PR-A-1。
(实施例A-2)
除了使用由式(I-20)表示的化合物代替由式(I-2)表示的化合物以外,使用与实施例A-1相同的方式获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为PR-A-2。
(实施例A-3)
除了使用由式(II-3)表示的化合物代替由式(I-2)表示的化合物以外,使用与实施例A-1相同的方式获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为PR-A-3。
(实施例A-4)
除了使用由式(II-15)表示的化合物代替由式(I-2)表示的化合物以外,使用与实施例A-1相同的方式获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为PR-A-4。
(实施例A-5)
除了使用由式(IV-2)表示的化合物代替由式(I-2)表示的化合物外,使用与实施例A-1相同的方式获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为PR-A-5。
(实施例A-6)
除了使用由式(IV-25)表示的化合物代替由式(I-2)表示的化合物以外,使用与实施例A-1相同的方式获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为PR-A-6。
(实施例A-7)
除了使用由式(V-4)表示的化合物代替由式(I-2)表示的化合物以外,使用与实施例A-1相同的方式获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为PR-A-7。
(实施例A-8)
除了使用由式(V-19)表示的化合物代替由式(I-2)表示的化合物以外,使用与实施例A-1相同的方式获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为PR-A-8。
(实施例A-9)
制备圆筒状铝支持体(直径:30mm,长度:404mm,厚度:1mm)。
单独将100重量份氧化锌(MZ-300,Tayca Co.,Ltd.生产,平均粒径:70nm)和500重量份四氢呋喃通过搅拌混合在一起,并向其中加入1.25重量份硅烷偶合剂(KBM603,信越化学社生产),然后搅拌2小时。接下来,通过减压蒸馏蒸除四氢呋喃,并在120℃焙烧3小时以获得用硅烷偶合剂进行过表面处理的氧化锌。
将60重量份用硅烷偶合剂进行过表面处理的氧化锌、0.6重量份茜素、13.5重量份作为硬化剂的封端的异氰酸酯(Sumidule 3175,SumitomoBayer Urethane Co.,Ltd.生产)、15重量份丁醛树脂(S-LEC BM-1,积水化学社生产)和85重量份甲基乙基酮混合,并将38重量份所得溶液和25重量份甲基乙基酮混合,然后用直径为1mm的玻璃珠用砂磨机将其分散2小时,以获得分散液。将0.005重量份作为催化剂的二辛基锡二月桂酸酯和40重量份硅酮树脂颗粒(Tospearl 145,GE Toshiba Silicones Co.,Ltd.生产)添加到所得分散液中,以获得用于形成底涂层的涂布组合物。通过浸涂法将该涂布组合物涂布在前述铝支持体上,并在170℃干燥固化40分钟,以获得厚度为25μm的底涂层。
将15重量份在使用CuKa X射线的X射线衍射光谱上在布拉格角(Bragg angle)(2θ±0.2°)至少为7.3°、16.0°、24.9°和28.0°处具有主衍射峰的羟基镓酞菁与10重量份氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂(VMCH,Nippon Unicar Co.,Ltd.生产)和200重量份乙酸正丁酯混合,使用砂磨机将该混合物与外径为1mm的玻璃珠一起分散4小时。向所得分散液中加入175重量份乙酸正丁酯和180重量份甲基乙基酮,以制备用于形成电荷产生层的涂布组合物。通过浸涂法将所得涂布组合物涂布在涂布有底涂层的导电性支持体上,并常温干燥以形成厚度为0.2μm的电荷产生层。
将4重量份N,N′-二苯基-N,N′-二(3-甲基苯基)-[1,1′]联苯基-4,4′-二胺和6重量份双酚Z聚碳酸酯树脂(粘均分子量:40,000)充分溶解在80重量份氯苯中,以制备用于形成电荷传输层的涂布组合物。将所得涂布组合物涂布在电荷产生层上,然后加热到130℃保持45分钟,以形成厚度为20μm的电荷传输层。
将3重量份由式(I-2)表示的化合物和3重量份甲阶酚醛树脂型酚树脂(RESITOP PL-2211,群荣化学社生产)、0.3重量份硅胶、0.5重量份聚乙烯基酚树脂(Sigma Aldrich,Inc.生产)和0.4重量份3,5-二叔丁基-4-羟基甲苯(BHT)加入到5重量份异丙醇和5重量份甲基异丁基酮的混合溶剂中,以制备用于形成保护层的涂布组合物。通过环型浸涂法将该涂布组合物涂布在电荷传输层上,然后在室温下风干30分钟,并通过加热到150℃固化1小时,以形成厚度为3.5μm的保护层。从而获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为PR-A-9。
(实施例A-10)
除了使用由式(I-20)表示的化合物代替由式(I-2)表示的化合物以外,使用与实施例A-9相同的方式获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为PR-A-10。
(实施例A-11)
除了使用由式(II-3)表示的化合物代替由式(I-2)表示的化合物以外,使用与实施例A-9相同的方式获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为PR-A-11。
(实施例A-12)
除了使用由式(II-15)表示的化合物代替由式(I-2)表示的化合物以外,使用与实施例A-9相同的方式获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为PR-A-12。
(实施例A-13)
除了使用由式(IV-2)表示的化合物代替由式(I-2)表示的化合物以外,使用与实施例A-9相同的方式获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为PR-A-13。
(实施例A-14)
除了使用由式(IV-25)表示的化合物代替由式(I-2)表示的化合物以外,使用与实施例A-9相同的方式获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为PR-A-14。
(实施例A-15)
除了使用由式(V-4)表示的化合物代替由式(I-2)表示的化合物以外,使用与实施例A-9相同的方式获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为PR-A-15。
(实施例A-16)
除了使用由式(V-19)表示的化合物代替由式(I-2)表示的化合物以外,使用与实施例A-9相同的方式获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为PR-A-16。
(实施例A-17)
重复与实施例A-1中相同的步骤,直至制备电荷传输层。然后,通过环型浸涂法将用与实施例A-1相同的方式获得的用于形成保护层的涂布组合物涂布在电荷传输层上,接下来通过在190℃加热固化1小时,以形成厚度为2.8μm的保护层。从而获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为PR-A-17。
(比较例A-1)
重复与实施例A-1中相同的步骤,直至制备电荷传输层。然后,将2重量份由下式(CT-1)表示的化合物和2重量份由下式(CP-1)表示的化合物添加到包含5重量份异丙醇、3重量份四氢呋喃和0.3重量份蒸馏水的混合溶液中并混合,向所得混合物中加入0.05重量份离子交换树脂(Amberlyst 15E,Rohm & Haas Company生产),然后在室温下搅拌,水解24小时。在式(CT-1)中,i-Pr表示异丙基。
Figure C200610066423D01041
将0.04重量份三乙酰丙酮化铝(Al(aqaq)3)加入到2重量份通过过滤水解产物以分离离子交换树脂所获得的溶液中,从而获得用于保护层的涂布组合物。通过环形浸涂法将该涂布组合物涂布在电荷传输层上,然后在室温下风干10分钟,通过在140℃加热固化40分钟,以形成厚度为3μm的保护层。从而获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为RPR-A-1。
(比较例A-2)
重复与实施例A-1中相同的步骤,直至制备电荷传输层。然后,将10重量份包含80摩尔%甲基硅氧烷单元和20摩尔%甲基苯基硅氧烷单元的聚硅氧烷树脂(包含1重量%硅醇基)溶解在8重量份甲苯中,再向其中加入13.0重量份甲基三硅氧烷和0.2重量份二丁锡二乙酸酯,以获得溶液。将20重量份甲苯和4重量份4-(N,N-二(3,4-二甲基苯基)氨基)-(2-(三乙氧基甲硅烷基)乙基)苯加入到10重量份所得溶液中,以得到用于形成保护层的涂布组合物。通过喷涂法将该涂布组合物涂布在电荷传输层上,然后在120℃风干10分钟,并通过在170℃加热固化2小时,以形成厚度为3μm的保护层。从而获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为RPR-A-2。
(比较例A-3)
重复与实施例A-9中相同的步骤,直至制备电荷传输层。然后,通过环型浸涂法将用与比较例A-1相同的方式获得的用于形成保护层的涂布组合物涂布在电荷传输层上,接下来在室温下风干10分钟,并通过在140℃加热固化40分钟,以形成厚度为3μm的保护层。从而获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为RPR-A-3。
(比较例A-4)
重复与实施例A-9中相同的步骤,直至制备电荷传输层。然后,通过喷涂法将用与比较例A-2相同的方式获得的用于形成保护层的涂布组合物涂布在电荷传输层上,随后在120℃下风干10分钟,并通过在170℃加热固化2小时,以形成厚度为3μm的保护层。从而获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为RPR-A-4。
(比较例A-5)
制备圆筒状铝支持体(直径:30mm,长度:404mm,厚度:1mm)。
将30重量份有机锆化合物(乙酰丙酮丁酸锆)、3重量份有机硅烷化合物(γ-氨基丙基三甲氧基硅烷)、4重量份聚乙烯醇缩丁醛树脂(S-LECBM-S,积水化学社生产)和170重量份正丁醇混合并搅拌,以形成用于形成底层的涂布组合物,通过浸涂法将其涂布在前述铝支持体上,并在150℃固化1小时,以获得厚度为1.2μm的底涂层。
以与实施例A-1相同的方式,在底涂层上形成电荷产生层,再在电荷产生层上形成电荷传输层。
通过环型浸涂法将用与实施例A-1相同方式获得的用于形成保护层的涂布组合物涂布在电荷传输层上,随后通过在190℃加热固化1小时,以形成厚度为2.8μm的保护层。从而获得包含其上设有感光层的导电性支持体的电子照相感光体,该感光层包含依次设置在导电性支持体上的底涂层、电荷产生层、电荷传输层和保护层。将所得电子照相感光体称为RPR-A-5。
(动态硬度和弹性形变率的测量)
根据以下方式,对实施例A-1~A-17中所获得电子照相感光体PR-A-1~PR-A-17和比较例A-1~A-5中所获得的电子照相感光体RPR-A-1~RPR-A-5的感光层的动态硬度和弹性形变率进行测量。所获结果如下表1所示。
(动态硬度)
将切割成10平方毫米的感光体放置到装有Bercovici压头(三角锥形、顶角为115°、前端曲率半径为0.07μm的金刚石压头)的超微硬度测试仪(DUH-201,岛津制作所生产)中,以压头加压测量模式(加压速率:0.045mN/sec)测量感光层的硬度。在测量中,压头从保护层侧以0.3mN的加压载荷压在感光层上,将0.3mN的压力保持1秒钟后,将施加到压头上的压力释放至0mN(释放速率:0.045mN/sec)。通过使用以下方程(1),由以0.3mN的加压载荷对压头加压时所获得的压入深度计算硬度,将计算值指定为感光层的动态硬度。压入深度由压头的位移读取,压入载荷由安装在压头上的测压仪读取:
DH=3.8584×(P/D2)    (1)
其中DH表示动态硬度,P表示压入载荷(N),D表示压入深度(m)。
(弹性形变率)
通过使用以下方程(2)由以0.3mN的加压载荷对压头加压时所获得的压入深度和释放载荷后压头的位移来计算弹性形变率:
ED=(D-M)/D×100        (2)
其中ED表示弹性形变率(%),M表示释放压力后压头的位移(m),D表示压入深度(m)。
(实施例(B-1)~(B-17)和比较例(B-1)~(B-5))
将实施例A-1~A-17中所获得的电子照相感光体PR-A-1~PR-A-17和比较例A-1~A-5中所获得的电子照相感光体RPR-A-1~RPR-A-5各自安装到全色打印机(DocuPrint C2220,富士施乐株式会社生产)上,以制造成像设备,对它们进行以下成像测试1和2。
(成像测试1)
在30℃和85%RH的环境下使用成像设备连续进行30,000张的成像。然后,在同样环境下成像(A3尺寸),根据以下级别对其图像品质进行目视评价。所获结果如下表1所示。
A:很好
B:发现可忽略的色点缺陷
C:发现明显的色点或色线缺陷
对所出现的色点缺陷数进行了计数,所获结果如表1中所示。
(成像测试2)
假定在当长期使用成像设备时劣化的显影装置和劣化的中间转印材料所释放的导电物质刺入感光体中的场合中,将圆筒状的碳纤维(直径:5μm~10μm,长度:3μm~300μm)有意地加入到成像设备的调色剂盒中。所添加的碳纤维量应使调色剂/碳纤维为1000/1。在30℃和85%RH环境下使用成像设备连续进行10张的成像,根据以下级别对第十张图像(A3尺寸)进行目视评价。所获结果如下表1所示。
A:很好
B:发现可忽略的色点缺陷
C:发现明显的色点或色线缺陷
对色点超过0.2mm的色点缺陷数和色点小于或等于0.2mm的色点缺陷数进行计数,所获结果如表1中所示。
如表1中所示,证实了实施例(B-1)至(B-17)的成像设备在成像测试1和2中形成了理想的图像,这些设备装有包含感光层的感光体,其中感光层的动态硬度为20×109N/m2~150×109N/m2,弹性形变率为15%~80%。因此,根据本发明,可以充分防止由于漏电导致的图像缺陷的发生,从而能够长期形成具有高图像品质的图像。
经证实比较例(B-1)和(B-3)的成像设备在成像测试1和2中无法形成理想的图像,这些设备装有包含感光层的感光体,其中感光层的动态硬度小于20×109N/m2。经证实比较例(B-2)和(B-4)的成像设备会出现大量超过0.2mm的色点(其原因可能在于感光层出现缺陷或裂纹),这些设备装有包含感光层的感光体,其中感光层的动态硬度超过150×109N/m2。经证实比较例(B-5)的成像设备在成像测试1和2中无法形成理想的图像并出现了大量超过0.2mm的色点(其原因可能在于感光层出现缺陷或裂纹),该设备装有包含感光层的感光体,其中感光层的弹性形变率小于15%。
根据本发明提供了一种电子照相感光体,它能够充分防止因漏电导致的图像缺陷的产生,从而提供延长的使用寿命和高图像品质,还提供了具有这种电子照相感光体以获得延长的使用寿命和高图像品质的处理盒和成像设备。
2005年9月21日提交的申请号为2005-274621的日本专利申请的全部内容,包括说明书、权利要求书、附图和摘要在此以参考的方式全部引入。

Claims (13)

1.一种电子照相感光体,所述电子照相感光体包含:
导电性支持体;和
所述导电性支持体上的感光层,
其中所述感光层的动态硬度为20×109N/m2~150×109N/m2,弹性形变率为15%~80%,所述感光层在所述感光层的距所述导电性支持体的最远侧具有包含酚树脂的层,所述包含酚树脂的层包含具有交联结构和电荷传输特性的酚树脂,所述酚树脂形成自:具有羟甲基的苯酚衍生物;和具有活性官能团的电荷传输材料。
2.如权利要求1所述的电子照相感光体,
其中所述感光层包含位于所述导电性支持体侧的底涂层,并且
所述底涂层包含受体化合物和金属氧化物微粒的复合物。
3.如权利要求1所述的电子照相感光体,
其中所述感光层包含位于导电性支持体侧的底涂层,并且
所述底涂层包含:金属氧化物微粒;和具有能够通过与所述金属氧化物微粒反应而键接到所述金属氧化物微粒上的基团的受体化合物。
4.如权利要求1所述的电子照相感光体,
其中所述具有活性官能团的电荷传输材料是具有选自羟基、羧基、烷氧基、环氧基、碳酸酯基、硫醇基和氨基中的至少一种活性官能团的电荷传输材料。
5.如权利要求1所述的电子照相感光体,
其中所述电荷传输材料由式(I)、(II)、(III)、(IV)或(V)表示:
F1[-(X1)n-R1-Z1H]m            (I)
其中F1表示由具有空穴传输能力的化合物衍生的有机基团,X1表示氧原子或硫原子,R1表示亚烷基,Z1表示氧原子、硫原子、NH或COO,n表示0或1,m表示1~4的整数;
F2[-(X2)n1-(R2)n2-(Z2)n3G]n4            (II)
其中F2表示由具有空穴传输能力的化合物衍生的有机基团,X2表示氧原子或硫原子,R2表示亚烷基,Z2表示氧原子、硫原子、NH或COO,G表示环氧基,n1、n2和n3各自独立地表示0或1,n4表示1~4的整数;
F3[-D-Si(R3)(3-a)Qa]b                (III)
其中F3表示由具有空穴传输能力的化合物衍生的有机基团,D表示具有柔性的二价基团,R3表示氢原子、具有取代基的或不具有取代基的烷基或者具有取代基的或不具有取代基的芳基,Q表示水解性基团,a表示1~3的整数,b表示1~4的整数;
Figure C200610066423C00031
其中F4表示具有空穴传输能力的n5价有机基团,T表示二价基团,Y表示氧原子或硫原子,R4、R5和R6各自独立地表示氢原子或一价有机基团,R7表示一价有机基团,m1表示0或1,n5表示1~4的整数,条件是R6和R7能够键合以形成含有Y作为杂原子的杂环;
其中F5表示具有空穴传输能力的n6价有机基团,T表示二价基团,R8表示一价有机基团,m2表示0或1,n6表示1~4的整数。
6.一种处理盒,所述处理盒包含:
电子照相感光体,所述电子照相感光体包含导电性支持体和所述导电性支持体上的感光层,其中所述感光层的动态硬度为20×109N/m2~150×109N/m2,弹性形变率为15%~80%,所述感光层在所述感光层的距所述导电性支持体的最远侧具有包含酚树脂的层,所述包含酚树脂的层包含具有交联结构和电荷传输特性的酚树脂,所述酚树脂形成自:具有羟甲基的苯酚衍生物;和具有活性官能团的电荷传输材料;和
选自以下单元的至少一个单元:用于对所述电子照相感光体进行充电的充电单元、用调色剂使形成在所述电子照相感光体上的静电潜像显影以形成调色剂图像的显影单元和用于除去残留在所述电子照相感光体表面上的调色剂的清洁单元。
7.如权利要求6所述的处理盒,
其中所述感光层包含位于所述导电性支持体侧的底涂层,并且
所述底涂层包含受体化合物和金属氧化物微粒的复合物。
8.如权利要求6所述的处理盒,
其中所述感光层包含位于导电性支持体侧的底涂层,并且
所述底涂层包含:金属氧化物微粒;和具有能够通过与所述金属氧化物微粒反应而键接到所述金属氧化物微粒上的基团的受体化合物。
9.如权利要求6所述的处理盒,
其中所述具有活性官能团的电荷传输材料是具有选自羟基、羧基、烷氧基、环氧基、碳酸酯基、硫醇基和氨基中的至少一种活性官能团的电荷传输材料。
10.一种成像设备,所述成像设备包含:
电子照相感光体,所述电子照相感光体包含导电性支持体和所述导电性支持体上的感光层,其中所述感光层的动态硬度为20×109N/m2~150×109N/m2,弹性形变率为15%~80%,所述感光层在所述感光层的距所述导电性支持体的最远侧具有包含酚树脂的层,所述包含酚树脂的层包含具有交联结构和电荷传输特性的酚树脂,所述酚树脂形成自:具有羟甲基的苯酚衍生物;和具有活性官能团的电荷传输材料;
用于对所述电子照相感光体进行充电的充电单元;
用于在经充电的电子照相感光体上形成静电潜像的曝光单元;
用调色剂使所述静电潜像显影以形成调色剂图像的显影单元;和
用于将所述调色剂图像从所述电子照相感光体转印到转印材料的转印单元。
11.如权利要求10所述的成像设备,
其中所述感光层包含位于所述导电性支持体侧的底涂层,并且
所述底涂层包含受体化合物和金属氧化物微粒的复合物。
12.如权利要求10所述的成像设备,
其中所述感光层包含位于导电性支持体侧的底涂层,并且
所述底涂层包含:金属氧化物微粒;和具有能够通过与所述金属氧化物微粒反应而键接到所述金属氧化物微粒上的基团的受体化合物。
13.如权利要求10所述的成像设备,
其中所述具有活性官能团的电荷传输材料是具有选自羟基、羧基、烷氧基、环氧基、碳酸酯基、硫醇基和氨基中的至少一种活性官能团的电荷传输材料。
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