CN101004561A - 电子照相感光体及使用其的成像装置、处理盒及成像方法 - Google Patents

电子照相感光体及使用其的成像装置、处理盒及成像方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种成像装置,其含有电子照相感光体、充电单元、曝光单元、显影单元、转印单元以及清洁单元,其中上述电子照相感光体含有支持体以及至少一个在该支持体上的感光层,其中上述感光层含有电荷产生材料以及下述结构式(1)所表示的化合物,其中,上述结构式(1)中,R1以及R2可以相互相同或不同并且表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,n为重复单元数并且表示0~100的整数。

Description

电子照相感光体及使用其的成像装置、处理盒及成像方法
技术领域
本发明涉及电子照相感光体,复印机、传真机、打印机等的静电复印过程通过使用该电子照相感光体来形成图像,本发明还涉及使用该电子照相感光体的成像装置、成像方法以及处理盒。
背景技术
近几年,采用电子照相法的信息处理系统的发展惊人。特别是在将信息转换为数字信号后,利用光进行信息记录的激光打印机,已在打印质量、可靠性方面有显著改善。这种数字记录技术还应用于常规复印机和打印机,并且已开发出所谓的“数字复印机”。另外,提供该数字记录技术的常规复印机由于附加了各种的信息处理功能,因此对其的需求预计会在未来进一步增长。此外,随着个人电脑的普及和升级,进行彩色图像及文件输出的彩色数字打印机的发展也得到显著促进。
上述成像装置中使用的电子照相感光体可以大致分为有机感光体以及无机感光体。由于有机感光体与常规无机感光体相比制造容易且成本低,以及由包括电荷传输材料、电荷产生材料、粘合剂树脂在内的感光体材料的各种选择带来了许多功能设计上的灵活性,因此有机感光体近来得到了广应用。
有两种类型的有机感光体:单层感光体,其中电荷传输材料(空穴传输材料或电子传输材料)与电荷产生材料分散在相同的感光层中,以及多层感光体,其中层压了含电荷产生材料的电荷产生层和含电荷传输材料的电荷传输层。
单层感光体近来引起了注意,这是因为其在单一的感光层中含有电荷产生材料以及电荷传输材料,从而可以通过简单的生产工序生产,而且,由于层界面较少,因此可以改善光学性能并且既可以充正电也可以充负电。
相反,多层感光体大多数为充负电型的,充正电型的多层感光体还没有实用化。这是因为电子传输能力优异、无毒性、与粘合剂树脂高度相容的电子传输材料还没有实用化。另一方面,虽然单层型感光体通常具有正负两极的感应性,但是由于电子传输材料的电子传输能力低,因此它们大多都用于充正电。
通常,利用电子照相法的成像装置中,通过对感光体充电(主充电步骤)、由曝光图像来形成静电潜像(曝光步骤)、用调色剂显影该静电潜像(显影步骤)、将形成的调色剂图像转印到转印介质上(转印步骤)以及定影来形成图像。另外,利用清洁刮板等将感光体上残留的调色剂去除(清洁步骤)、利用除电灯等除去感光体上的残留电荷(除电步骤)。使用与充电步骤中施加在感光体上的充电极性相同的调色剂显影的反转显影法广泛地应用于数字成像装置中。
电子照相感光体用于反转显影式数字成像装置中时,转印步骤中施加到感光体的转印电压的极性与感光体的充电极性相反。通常,转印电压在转印步骤中并不直接施加在感光体上而是通过转印介质(纸)施加,并且转印电压直到转印介质通过转印转印步骤时才施加,然而,转印电压开/关的定时控制较难,转印电压经常直接施加在转印介质的前端和后端的某些区域。换言之,在转印介质的前端到达转印单元的位置之前就开始施加转印电压了,而且,即使当由于转印介质后端的通过使部分转印装置暴露时,也持续施加转印电压,因此使得转印电压直接施加到感光体上转印介质的前端和后段的某些区域。
例如,由于在单层感光体充正电的情况下施加到转印设备的电压极性为负,因此在施加负电压的感光体部分残存有负的空间电荷。如上所述,由于单层感光体对两种极性均有感应性,因此在下一个除电步骤中除去了负的空间电荷。
但是,当带正电的单层型感光体的负极性感应性不适宜时(电子传输材料的电子传输能力差),不能充分地除去负的空间电荷,并且即使在下一个充电步骤中对感光体充正电,由于空间电荷的影响也会引起电势的下降。
作为电势下降的结果,在曝光步骤中曝光之后发生电压的下降,以及在调色剂显影后,诸如图像密度增加的图像缺陷(由于转印引起的图像质量下降)。
单层型感光体通常在经历曝光步骤、显影步骤之后,在下一个充电步骤中被均匀地充上正电,然后,在除电步骤中感光体表面的电荷被均匀地除去。但是,当充正电的单层型感光体对相反电荷的极性感应性不适宜时,图像曝光区域中相反电荷极性的空间电荷密度增长得比未曝光区域中的多,在下一个充电步骤中发生电势下降,并且容易产生图像曝光引起的图像质量下降。当单层型感光体在没有除电步骤的成像装置中使用时,由于未在感光体表面均匀地曝光,图像曝光引起的图像质量下降中曝光部分与未曝光部分的密度差会更加显著。
例如,在日本专利(JP-B)No.3532808和No.3638500、日本特开(JP-A)No.2001-255678、No.2001-312075中,公开了用于解决上述问题的技术,该技术预定了单层型感光体的构成材料种类、正负光感应度差范围。但是任何上述技术中,电子传输材料的电子传输能力不足,并且并不能充分地防止转印以及图像曝光所产生的图像缺陷。
另外,对于转印引起的图像质量下降,提出了通过设定转印单元预定的组成和条件来防止和降低图像缺陷的方案(参照例如JP-A No.11-24446、JP-A No.2000-242089、JP-A No.2001-215818、JP-A No.2002-49194、以及JP-ANo.3538389等)。但是,这需要结构复杂的转印装置,紧凑化或低成本会较难,调色剂的转印效率会降低,另外,也容易在调色剂转印时产生污点,因此该方案并不足以成为防止转印引起的图像质量下降的根本技术。
如上所述,用于防止和减少具有正负两极性光感应度的电子照相感光体由于转印和曝光所产生的图像缺陷的技术,在目前的情况下还没有得到满意的结果。
近几年,伴随着市场对更高图像质量的要求,小直径的球形调色剂引起了关注。但是该小直径的球形调色剂的性能在感光体上显著改变,容易产生清洁缺陷等问题,从而成为调色剂成膜以及熔化等所引起的图像质量下降的诱发原因,这也成为了重要问题。
为了解决该问题,例如在JP-A No.5-45920以及No.2000-19918中提出的降低感光体表面摩擦系数的方法对于解决充负电的电子照相感光体的上述问题是非常有效的,在该方法中感光体的表面层中含有作为润滑剂的氟树脂颗粒从而产生表面脱模效果。
另外,由于同样的问题在充正电的电子照相感光体中也会产生,需要对因调色剂成膜或熔化引起的图像质量下降有高度耐受性、即使将小直径的球形调色剂用于充正电的电子照相感光体时也不会引起清洁缺陷问题的感光体。
作为有机感光体的电子传输材料,已经建议使用下式(A)的新的萘羧酸衍生物以及使用该材料的高感应性电子照相感光体(参见JP-A No.2005-154409)。
Figure A20061006433300211
其中,在上述结构式(A)中,X和Z表示各自独立地选自氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的芳烷基、取代或未取代的芳基的基团,且Y代表取代或未取代的亚烷基或取代或未取代的亚环烷基。
虽然本实例中的电子照相感光体比常规感光体具有更高的感应性,但并没有涉及感应性的内容,另外仅评价了约5000件的耐久性。
已建议了一种配备有磁性刷辊的成像装置,通过该刷辊在可透过光的导电基体上设置含电荷注入层的感光层使其面对感光体以与感光体之间形成显影辊隙,并利用该显影辊隙进行充电和显影,以及从背侧对感光层进行曝光的曝光设备,其中在磁刷辊上施加叠加交流电压的直流电压以将感光体上无图像部分的调色剂引回到显影套筒上(参照JP-A No.6-202412)。
在这样的成像装置中,由于其具有充负电型的OPC感光体并且不能进行充正电的操作,为了进行电荷注入,必须叠加-200V的直流电压和频率为1800Hz、峰间电压为2kV的正弦交流电压。
另外,已提出了一种充电设备,该设备具有:配备有磁性颗粒磁刷的磁刷充电器、将电压施加到磁刷充电器的电压施加单元以及与装有充电体的电路连接的电阻元件,其中磁刷充电器与充电体接触,所述充电体在其表面上具有109Ω·cm~1014Ω·cm的电荷注入层。在该充电设备中,通过具有电阻为106Ω·cm~1O9Ω·cm的磁性颗粒,电阻元件为单独的磁刷充电器电阻的0.5倍或以上,而且充电回路的电阻在107Ω·cm以下,并且通过具有适当的环境稳定性使得在15℃、10%RH~33℃、90%RH的温湿环境变化下,电阻元件的电阻变化小于单独的磁刷充电器的电阻变化,从而防止或降低导电性磁性颗粒从磁刷分离,以防止因为导电磁性颗粒的分离造成充电性能变差(参见JP-B No.3495839)。
但是,对在表面上设置电荷注入层的OPC感光体进行的电荷注入只给出了施加-700V的直流电压的实施例,并没有对该充电设备充正电的实施例。
还提出了一种成像装置,其具有电子照相感光体、接触充电部件、曝光单元、显影单元以及转印单元,其中电子照相感光体的表面层含有由具有反应性丙烯酸基或甲基丙烯酸基的可固化丙烯酸类单体或低聚物的聚合而形成的树脂以及导电的细颗粒,而且该导电性细颗粒的表面经含反应性丙烯酸基或甲基丙烯酸基的偶联剂进行过处理,而且适当的电荷注入可以通过电荷注入来进行;并且可以获得优异的图像,而且该感光体的寿命时间被该成像装置充分地延长(参见JP-ANo.11-95474)。
但是,对于该成像装置,只给出了从充电偏压电源施加-700V的DC电压下的-680V的电荷注入的实施例,没有充正电的实施例。
还提出了一种彩色成像装置,其中电荷注入通过与感光体鼓接触的磁刷施加电压来进行,所述感光体鼓在感光层外例具有电荷注入层。在该彩色成像装置中,转印感光体鼓上的调色剂图像后残留的剩余调色剂通过对应于各色调色剂的显影装置来收集以回收调色剂(参照JP-A No.2001-125375)。
但是,在该彩色成像装置中,由于表面保护层为含氢的金刚石碳结构或非结晶的碳结构,因此在高温高湿的环境下反复使用时容易发生图像模糊,另外,由于其通过电荷注入在-500V下充电,因此容易产生臭氧。
另外,还公开了含有以下结构式(B)所表示的二苯酚合苯醌化合物的用于电子照相感光体的电荷传输剂。
Figure A20061006433300221
其中,在以上结构式(B)中,R1~R8代表选自氢原子,碳原子数1~20的烷基、环烷基、芳基、氨基以及烷氧基中的一种或两种或以上,但所有R1~R8不同时为氢原子。
当以充正电来测量多层电子照相感光体的感应性时,用于电子照相感光体的电荷传输材料具有感应性慢的问题。
通常,“电子照相方法”是指一种成像方法,其中将光导电性感光体首先在暗处利用例如电晕放电对其充电,并且进行图像曝光,通过只使曝光部分的电荷选择性散失来获得静电潜像,利用由染料、颜料等着色剂以及高分子物质等粘合剂构成的验电颗粒(调色剂)对该潜像部分进行显影处理使其可视化并形成图像。
近几年,在电子照相复印机、电子照相打印机等使用电子照相方法的成像装置中要求更高的耐久性以及更高的图像质量。
使用该电子照相方法的成像装置的寿命通常取决于感光体。
由于感光体的充电能力缓慢变差,或者曝光区域的电势由于长期循环反复进行充电、曝光而上升,因此不能得到形成静电潜像所需的足够的静电反差。
为解决该问题,需要改进作为形成感光层主要材料的电荷传输材料。即使最初的性能是适当的,如果在反复进行的电子照相过程中施加静电疲劳,则使用常规电荷传输材料的感光层不能得到足够的性能。
决定感光体耐久性的另一个主要原因包括感光体随着时间的磨耗。这是由于感光体在电子照相过程中的充电、曝光、显影、转印以及清洁的反复步骤中受到机械、化学影响而慢慢老化、磨耗所致。
随着磨耗的进行会导致充电能力的下降并引起图像质量下降。因此,在使用电子照相过程的成像装置中为了实现感光体更高的耐久性,使用具有优异耐磨性的感光体是非常重要的。
已提出了多种为了改进感光体的耐磨性而设置保护层的技术(参见JP-ANo.1-205171、JP-ANo.7-333881、JP-ANo.8-15887、JP-ANo.8-123053以及JP-A No.8-146641)。
虽然通过上述方案,改善了耐磨性,但由于长期的连续反复使用感光体而产生曝光区域的电势上升并且发生例如图像密度下降的图像质量下降。另外,虽然保护层的高机械强度改善了耐磨性,但当因为某些原因在感光体表面上附着有异物时,容易产生刮痕,引起的图像缺陷使其在电子照相过程中难以运用。
近几年,为了获得更高的图像质量,越来越多地使用小粒径调色剂。这是因为使用这些小粒径调色剂,图像质量可以得到显著地改进。相反,由于调色剂的粒径小,难以去除在感光体上的调色剂,另外,感光体上未去除的调色剂容易固定到感光体上。
另外,随着成像装置耐久性的提高,有时会在感光体上观察到用过的纸张产生的纸屑等的积聚以及如调色剂添加剂或异物的积聚物的附着。
当这些现象出现时,输出的图像变差并出现所谓的图像缺陷。如果发生这种图像缺陷,即使感光体可能具有高的耐久性,也会认为感光体的寿命终止。
因此,去除转印后残留在感光体上的调色剂或纸屑等异物的方法得到了重视,以改善感光体的清洁条件。但是,如果对清洁条件的改善超过需要,则可能在早期就出现清洁缺陷,由于感光体的异常磨耗或更粗糙的表面,会经常不利地引起图像缺陷。
例如,通过常规使用的割绒状(cutpile)刷子改善除去调色剂的能力时,必须要采用具有原丝厚度的坚硬厚实的刷子。但是如果使用粗原丝来形成割绒状刷子,其断裂截面的边缘与感光体点接触时,则会刮擦感光体表面并造成异常磨耗产生,导致图像缺陷。
另外,当对清洁条件的改进超过需要时,则例如由反复摩擦而引起的刮痕增加,出现了由刮痕引起的各种图像缺陷,例如由于转印后残留的调色剂通过清洁单元的刮痕滑移而形成的条纹缺陷、或调色剂颗粒进入被刮伤的部位并固定而产生的微小斑点状缺陷。
当为了获得更高质量的图像为目的而越来越多地采用小粒径调色剂时、特别是使用如聚合调色剂的球形调色剂时,上述图像缺陷易于增加,并且难以兼顾没有图像缺陷的高质量图像以及维持高质量图像的高耐久性。
因此为了得到具有高图像质量和高耐久性的成像装置,通过完整利用感光体的耐久性以及改变作为成像基石的感光体的主要材料,不在感光体表面产生刮痕的清洁单元是不可或缺的。但是,由于不能满足上述需要,因此尚未获得具有高图像质量和高耐久性的成像装置。
已知可以使用小粒径和小粒径分布的调色剂来获得更高质量的图像。但是常规粉碎调色剂,是通过在热塑性树脂中熔融/混合着色剂、电荷控制剂、以及抗反印剂(anti offset agent)等使其均匀分散,以及将得到的组合物粉碎、分级而制得的。该调色剂的制备方法存在以下问题:易形成宽范围的粒径分布,为了得到具有适当分辨率以及色调的复印图像必须通过分级将细微以及粗糙的粉末除去,因此产率非常低。为了解决上述问题,虽然可以例如采取JP-ANo.9-222750中公开的措施,但是不一定足以解决。
含电荷产生材料以及电荷传输材料的有机感光体(OPC),由于无污染、成本低等原因,已在实践中被广泛应用于成像装置中的图像承载部件。空穴传输材料以及电子传输材料是已知的电荷传输材料,但是在使用空穴传输材料时,充负电过程是不可或缺的,并且因臭氧的产生等而使感光体降解。当使用电子传输材料时,会出现与空穴传输材料相比载体的迁移度较低的问题。为了解决电子传输材料的问题,例如在JP-A No.1-206349以及JP-A No.5-142812中,提出了使用特定的电子传输材料,但是与粘合剂树脂的相容性方面存在问题。
在传真机、激光打印机、复印机等使用间接电子照相法进行图像形成的成像装置中,以电子照相感光体(以下也会称为“感光体”)为中心,配设充电、图像曝光、显影、转印、分离、清洁、除电等各种单元,各单元依次对感光体进行操作来形成图像。
近来对成像装置的更高质量的图像、更高的耐久性的要求越来越高。为了实现小型化、更高的耐久性,对感光体的感光层中所含的主要材料电荷传输材料的改进是不可或缺的。这是因为充电、曝光等单元的反复加载会使得感光体的充电性能逐渐下降以及在曝光期间电势上升,在形成静电潜像时不能获得足够的静电反差。
同时,为了改善成像装置整体的耐久性,不仅必须改善对反复操作的机械耐久性,还要改善感光体对静电的反复性能(repetition property)。这是因为在长期内为了旋转感光体而施加的力,感光体上可能产生轻微的扭动或歪斜。
驱动力是通过通常在感光体两端设置的部件、即所谓的法兰盘来传输到感光体的,长期进行驱动力传输后,导致在法兰盘接合部产生微小的扭曲或歪斜,使感光体旋转时的振动精度(runout accuracy)改变。在常规成像装置中已观察到该微小的扭曲或歪斜,虽然其不产生任何问题,但是,在某些情况下,在近几年需求的成像装置中,特别是采用高水平的叠色技术的全色成像装置中,该扭曲或歪斜会对输出图像产生影响。
另外,为了抑制上述法兰盘嵌合部的扭曲或歪斜,用于加强连接的法兰盘部件的尺寸可以是与作为感光体支持体的滚筒的内径相同或稍大。但是,当采用这样的方法时,由于安装法兰盘时所施加的力,会产生滚筒的圆度改变、或振动精度下降等问题。另外,通常使用的通过粘合剂固定法兰盘的方法中,由于在粘合剂固化时产生的收缩或膨胀,也会引起法兰盘连接部的精度发生改变。
除此之外,除此之外还存在充电时所产生的共振或与清洁部件接触产生的摩擦噪音问题。
以下说明对感光体的充电。利用充电单元在-300~-800伏下对感光体充电(提供电子)。有两种将电压施加到充电设备的方法:施加直流电压的方法以及施加叠加有交流电压的直流电压的方法。虽然在实践中可以只使用直流电压来成像,但是在直流电压上叠加交流电压时,图像更不容易受环境影响,可以大幅减少使用接触充电方式时被认为是充电部件和感光体的凹凸、部件的微小不均匀性导致的电势不稳。
目前通常采用的充电方法有:在密封盒内延伸的直径40μm~80μm的钨线、镍线等金属线上施加约-4000V~-6000V的高电压来对感光体充电的电晕充电法;在具有约102Ω·cm~108Ω·cm电阻的辊形或刷形的充电部件上施加-1200V~-2000V的直流电压或者叠加有1000V~2500V/500Hz~4500Hz的交流电压的-500~-900V的直流电压来对感光体充电的接触充电方法;或者使充电部件与感光体之间间隔约30μm~250μm放置并施加上述电压来对感光体充电的接近非接触充电方法。
在电晕充电方法中,由于施加高电压,会产生高浓度的臭氧,因此引起由臭氧异味产生的环境问题,或由于反复使用而产生的放电生成物造成如钨线和镍线的金属线的污染问题。因此,近来采用施加低电压来充电的接触充电方法,并且产生的臭氧被降低到0.1ppm或以下。因此,近几年许多成像装置使用产生少量臭氧的接触充电法并且在充电部件上施加叠加有交流电压的直流电压。
但是,当将叠加有交流电压的直流电压施加到充电部件上时,除了会产生引起图像质量下降的臭氧、氧化氮之外,在充电时会产生刺耳的充电噪音的噪音问题。该充电噪音不是由直流电压产生的,这是一种与振荡电流有关的特有现象,随着振幅增加、以及感光体支持体的材料传输更多的声音,充电噪音就越大。因此,需要设定条件以使噪音尽可能低,但是由于充电稳定性提高,条件就会严格,使得充电噪音变大,必须采取措施解决上述噪音问题。
作为改善上述现象的措施,已提出了一些方法,例如增厚感光体的支持体、在鼓形感光体内部添加减震材料(填充材料)、或改善充电部件侧面等。这些方法中,提出了通过将减震材料添加到鼓形感光体的内部以抑制感光体中声音的传输并使共振频率向难以传输到人耳朵的范围改变,从而改善充电时产生充电噪音(高频音)的方法如下。实例包括:(1)将缓冲材料压入感光滚鼓内的方法(参照JP-A No.63-60481)、(2)在感光体内填充粘弹性材料的方法(参照JP-ANo.3-105348)、(3)在感光体的内部插入密度2.0g/cm3或以上的刚体的方法(参照JP-ANo.5-197321)、(4)在感光体中插入由两个或以上的弹性体(O形圈)组成的部件与圆柱状部件(比重为1.5或以上的塑料(含20%或以上的玻璃纤维的聚对苯二酸丁二醇酯))构成的部件的方法(参照JP-A No.11-184308)、(5)将内嵌金属弹簧的树脂制圆柱状部件插入并通过按压力固定在感光体内壁上的方法(参照JP-A No.2000-321929)。
另外,作为增厚感光体的支持体以加强减震效果的方法,已提出使感光体的支持体具备振动抑制部件且将凹窝之外的壁厚设定在1.9mm或以上的方法(参照JP-ANo.2000-19761)。另外,还提出了使感光体的沉积密度在0.6g/cm3或以上并且在2.0g/cm3或以下从而得到减震效果的方法(参照JP-ANo.2000-155500)。另外,还提出了作为通过充电部件来获得充电噪音抑制的方法,该方法中,在中空的充电部件(辊)表面设置包覆层、在充电部件内插入弹性体而得到通过该弹性体支撑带芯体的结构,来改善充电噪音。另外,根据充电噪音是通过将震动频率向不对人耳干扰的区域移动来改善,还是抑制振动本身来改善,措施是不同的。
上述方法均具有或大或小的效果。尽管使用接触充电法可以改善充电噪音,但是充电部件设置成与感光体接近的非接触充电方式却不能得到效果。例如,只使用充电部件来抑制充电噪音的方法或仅增厚感光体的支持体的方法得不到足够的效果。在感光体的支持体内插入填充材料来抑制声音(噪音)的方法虽然可获得效果,但在插入填充材料后在支持体与插入材料之间仍存在空隙时,所期望的效果在重量较小时可能不能得到。另外,当组成部件是单一组分时其效果也会变低。而且,近几年必须考虑环境问题,对回收、再利用也提出了要求并且必须予以考虑。
另外,为减震而在支持体内部插入上述填充材料时支持体会发生轻微的变形。这是因为,当为了抑制噪音而需要将支持体和填充材料紧密连接以消除存在于支持体和填充材料之间存在的空隙时,支持体被插入的填充材料按压并且变形。
如上所述,根据充电方法,在充电时可以听到因共振、共鸣等产生的刺耳的噪音。此外,也可以听到接触感光体的部件如清洁刮板等在感光体转动时所产生的摩擦噪音或振动噪音。已使用了通过如上所述在感光体内插入填充材料并提高质量来抑制声音(噪音)的方法,但是不能避免使感光体精度稍稍下降,因此并不能满足近年来对更高的图像质量越来越多的要求。
另外,已知一般有两种类型的利用电子照相法的全色成像装置。一种被称为单一式或单鼓式,该装置配备一个电子照相感光体(以下也称为“感光体”、“电子照相感光体”、“图像承载部件”、“静电潜像承载部件”),以及对应于青、品红、黄以及黑四种颜色的4个显影部件。在单一式中,在感光体上或记录介质上形成4种颜色的调色剂像。可以使在感光体的周围布置的充电部件、曝光部件、转印部件、清洁部件、以及定影部件标准化,与后述的串联式相比,可以在低成本下实现小型化的设计。
另一类型被称为串联式或串联鼓式(参照JP-ANo.5-341617)。这种类型的装置中配备多个感光体。一般来说,对一个感光体鼓分别配置充电部件、曝光部件、显影部件、转印部件以及清洁部件以形成一个成像元件,并且多个成像元件(一般为四个)安装在该设备中。在该串联型的装置中,通过一个成像元件形成单色调色剂图像,依次在记录介质上转印调色剂图像以形成全色图像。该串联式的优点是可以进行高速成像。这是因为各种颜色的调色剂图像可以并行形成。因此与上述的单一式相比,花费的成像处理时间约为四分之一,其可对应于最高四倍的高速打印。另外,还具有可实质上提高在成像元件中的各部件例如感光体的耐久性的优点。在单一型中,通过使用一个感光体中来进行四次充电、曝光、显影的各步骤,相反,在串联型装置中只需要使用一个感光体进行一次上述操作。
但是,串联型装置的缺点在于,由于配置多个成像元件,整个装置变大,从而使其成本提高。
为了解决上述问题,通过使感光体以及感光体周边设置的各部件尺寸降低来使一个成像元件最小化。这样一来,还可以降低材料成本以及使该设备尺寸降低,并且该装置的整个成本也得到了某种程度的降低。但是随着上述装置的紧凑化、小型化,出现了新的问题,例如成像元件上的感光体必须具有高感应性、而且稳定性必须要显著提高。
另外,上述串联型装置的第一目的即为实现高速打印化而必须要高速进行成像过程。因此,由于所用感光体的感应度及充电条件,必须在曝光时达到快速光学衰减。另外,在反复使用时,光学衰减性能必须要保持稳定。特别是在配置有多个成像元件的串联型全色电子照相装置中,根据使用者所打印的颜色的百分比,通常会大量使用特定的颜色(例如黑色),并且各感光体的负荷不一致。在这种情况下,某些感光体的光学衰减性能变差,导致反复使用期间在输出各种颜色叠加的全色图像时,色调改变。
如上所述,如果感光体在反复使用时的性能不稳定,则输出的图像质量就会不合适,长期反复使用时会引起如色调改变、背景污损等质量低下的图像。
发明内容
本发明第一目的在于提供一种成像装置,其中通过将电压施加到设置为与电子照相感光体相接触来注射以对该电子照相感光体充电,其中,该电子照相感光体具有依次层压感光层和表面保护层的结构,该电子照相感光体具有高感应性以及低残留电势并且可以通过正电荷注射充电。
本发明的第二目的在于提供可以稳定获得高分辨率及色调性能的高质量图像的成像装置以及处理盒。
本发明的第三目的在于提供具有优异的静电耐久性、即使长期使用后在感光体上不产生刮痕及图像缺陷的情况下具有高质量图像及长寿命的成像装置。
本发明的第四目的在于提供一种电子照相感光体和成像装置,其即使使用小粒径的球形调色剂,也会在不产生因感光体表面的调色剂清洁缺陷或调色剂在电子照相感光体上的成膜或熔化等引起的图像质量下降的情况下长期输出高质量的图像。
本发明的第五目的在于提供一种成像装置和处理盒,其可以通过抑制由长期反复使用导致感光层构成材料的老化所引起的图像质量下降,以及对长期反复使用所造成的感光体歪斜的矫正(对感光体的支持体精度的改进),来输出高质量、高耐久性图像。
本发明的第六目的是解决具有正负两极光感应度的常规电子照相感光体的转印、曝光引起的图像问题,以及实现如下目的。本发明的目的是提供电子照相感光体、成像装置以及处理盒,其可防止由于具有正负两种极性光感应度的电子照相感光体的成像装置的转印以及曝光引起的图像质量下降的发生,并且可以即使在长期的反复成像中也可以输出高质量的图像。
本发明的第七目的在于提供可以通过均匀保持显影设备内调色剂的充电能力来长期获得稳定图像的成像装置、处理盒以及成像方法。
在第一实施方案中,本发明的电子照相感光体具有支持体和至少一个在该支持体上的感光层,其中该感光层至少含有电荷产生材料以及以下结构式(1)表示的化合物,并且该电子照相感光体具有正负两极性光感应度,各极性的光感应度的比率E1/2(正)及E1/2(负)[E1/2(负)/E1/2(正)]为0.5~3.0,其中,E1/2为电子照相感光体在±800V下充电之后,在单色光下曝光使表面电势达到1/2时所需要的曝光能量(μJ/cm2)。
Figure A20061006433300301
结构式(1)
其中,上述结构式(1)中,R1以及R2可以相互相同或不同,并且代表氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种。R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同,并且代表氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种。n为重复单元数,并且表示0~100的整数。
由于用于本发明的上述结构式(1)所表示的化合物具有突出的电子传输性能,因此,通过将上述化合物作为电子传输材料包含在感光层中时,可以使作为常规单层型感光体缺点的充负电感应度得到飞跃性改进。这样的话,可以显著降低图像转印以及曝光时所产生的极性相反的空间电荷,从而防止图像质量下降。
另外,即使使用上述结构式(1)所表示的具有优异的电子传输能力的电子传输材料,由于正负电荷感应度随感光体的材料组成比变化,因此必须选择该材料的组成比使正负光感应度(E1/2)之比在0.5~3的范围之内。这样的话,可以使转印以及图像曝光所产生的负空间电荷导致的电荷量降低变得非常小,结果可以提供在不发生图像质量下降的情况下可以长期获得高质量图像的成像装置。
在第一实施方式,本发明的成像装置至少含有电子照相感光体、构造成对感光体充电的充电单元、构造成对该充电的感光体进行曝光以形成静电潜像的曝光单元、构造成利用调色剂使该静电潜像显影的显影单元以及构造成将通过调色剂显影的可视图像转印到记录介质上的转印单元,其中该电子照相感光体为本发明第一实施方式的电子照相感光体。
本发明的处理盒至少含有电子照相感光体、构造成使用调色剂将该电子照相感光体上形成的静电潜像显影以形成可视图像的显影单元,其中该处理盒可以在成像装置本体上安装及拆卸,其中该电子照相感光体为本发明的第一实施方式的电子照相感光体。
在第二实施方式中,本发明的电子照相感光体含有支持体和至少一个在该支持体上的感光层,其中该感光层含有电荷产生材料、以下结构式(1)所表示的化合物以及氟树脂颗粒。
Figure A20061006433300311
结构式(1)
其中,在该结构式(1)中,R1以及R2可以相互相同或不同,并且代表氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基以及可被取代的芳烷基中的任何一种。R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同,并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基以及可被取代的芳烷基中的任何一种。n为重复单元数,表示0~100的整数。
在本发明中,电子照相感光体的感光层中含有氟树脂颗粒。由于氟树脂颗粒具有非常低的表面能,在最外层中含有氟树脂颗粒可以使电子照相感光体的表面具有低摩擦系数。
由于电子照相感光体表面具有低摩擦系数,在利用清洁刮板进行清除时,可以防止没有转印的残留在感光体上的小粒径球形调色剂进入到清洁刮板与感光体之间的空隙。
这样,可以防止因调色剂滑出清洁刮板而造成调色剂的清洁缺陷,并且可以有助于对调色剂的清洁。
在第二实施方式中,本发明的成像装置至少含有电子照相感光体、构造成对该感光体充电的充电单元、构造成对该充电的感光体进行曝光以形成静电潜像的曝光单元、构造成利用调色剂使该静电潜像显影的显影单元以及构造成将通过调色剂显影的可视图像转印到记录介质上的转印单元,其中该电子照相感光体为本发明第二实施方式的电子照相感光体。
在第二实施方式中,本发明的处理盒至少含有电子照相感光体以及构造成使用调色剂将该电子照相感光体上形成的静电潜像显影以得到可视图像的显影单元,其中该处理盒可在成像装置本体上安装和拆卸,并且该电子照相感光体为本发明第二实施方式的电子照相感光体。
在第三实施方式中,本发明的成像装置至少含有电子照相感光体、构造成对该感光体充电的充电单元、构造成对该充电的感光体进行曝光以形成静电潜像的曝光单元、构造成利用调色剂使该静电潜像显影的显影单元、构造成将通过调色剂显影的可视图像转印到记录介质上的转印单元以及构造成将上述感光体上残留的调色剂清除的清洁单元,其中电子照相感光体含有支持体以及至少一个在该支持体上的感光层,该感光层含有电荷产生材料以及以下结构式(1)表示的化合物。
Figure A20061006433300331
结构式(1)
其中,在上述结构式(1)中,R1以及R2可以相互相同或不同,并且代表氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基以及可被取代的芳烷基中的任何一种。R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同,并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基以及可被取代的芳烷基中的任何一种。n为重复单元数,表示0~100的整数。
在这种情况下,优选为如下的实施方式:调色剂平均圆度为0.93~0.99的实施方式;清洁单元具有环形前端的刷子的实施方案,其中该刷子接触感光体时刷子旋转并且该刷子的环形前端侧从底侧转向刷子旋转方向的上游侧;支持体是鼓形的、且成像装置含有法兰盘和转轴的实施方式,其中所述法兰盘具有配合到该支持体两端的开口以及鼓形支持体的一对辊承载孔,所述转轴固定在法兰盘中心且贯通支持体作为中心旋转轴(central rotatingaxis);设置多个成像元件的实施方式,其中该成像元件至少具有电子照相感光体、构造成在该电子照相感光体上形成静电潜像的静电潜像形成单元、构造成使用调色剂显影该静电潜像以形成可视图像的显影单元以及构造成将该可视图像转印到记录介质上的转印单元。
在第三实施方式中,本发明的处理盒至少含有电子照相感光体、构造成使用调色剂将该电子照相感光体上形成的静电潜像显影以得到可视图像的显影单元以及清洁单元,其中该处理盒可以在成像装置本体上安装和拆卸,
该电子照相感光体含支持体和至少一个在该支持体上的感光层,该感光层含有电荷产生材料以及以下结构式(1)表示的化合物。
Figure A20061006433300341
结构式(1)
其中,上述结构式(1)中,R1以及R2可以相互相同或不同,并且表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基以及可被取代的芳烷基中的任何一种。R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同,并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基以及可被取代的芳烷基中的任何一种。n为重复单元数,表示0~100的整数。
本发明的成像方法至少包含如下步骤:对电子照相感光体充电;对该充电的感光体曝光以形成静电潜像;利用调色剂使该静电潜像显影;将利用调色剂显影的可视图像转印到记录介质上;以及清除上述感光体上残留的调色剂,其中上述电子照相感光体含有以下结构式(1)所表示的化合物。
Figure A20061006433300342
结构式(1)
其中,上述结构式(1)中,R1以及R2可以相互相同或不同,并且表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基以及可被取代的芳烷基中的任何一种。R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同,并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基以及可被取代的芳烷基中的任何一种。n为重复单元数,表示0~100的整数。
在第四实施方式中,本发明成像装置含有电子照相感光体以及设置为与该电子照相感光体接触的充电单元,其中通过在该充电单元上施加电压而使电荷注入该电子照相感光体,上述电子照相感光体至少依次含有感光层以及在该支持体上的表面保护层,并且该表面保护层含有导电性金属氧化物,上述感光层以及表面保护层的任何一种中含有以下结构式(1)所表示的化合物。
结构式(1)
其中,上述结构式(1)中,R1以及R2可以相互相同或不同,并且表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基以及可被取代的芳烷基中的任何一种。R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同,并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基以及可被取代的芳烷基中的任何一种。n为重复单元数,表示0~100的整数。
附图说明
图1为本发明单层型静电潜像承载部件的一个实例的截面示意图。
图2为本发明多层型静电潜像承载部件的一个实例的截面示意图。
图3为本发明的示范成像装置的示意图。
图4为本发明的另一示范成像装置的示意图。
图5为本发明串联型成像装置一个实例的一部分的示意图。
图6为本发明串联型成像装置另一实例的一部分的示意图。
图7为进一步表示本发明串联型成像装置另一实例的整体示意图。
图8为图7的局部放大图。
图9为安装在本发明成像装置中的处理盒的一个实例的示意图。
图10为本发明的实施例1-2以及实施例7-3的颜料合成实例中合成的邻苯二甲酸氧钛的X射线衍射光谱。
图11A为对磁刷充电的方法的示意图。
图11B为对导电性刷充电的方法的示意图。
图11C为使用导电性软辊对辊充电的方法的示意图。
图11D为固定式(刮板式)充电方法的示意图。
图11E为带式充电方法的示意图。
图12为本发明单层型电子照相感光体一个实例的示意图。
图13为本发明多层型电子照相感光体一个实例的示意图。
图14为本发明多层型电子照相感光体另一实例的示意图。
图15为刷毛端部构造的放大图。
图16为旋转刷的截面示意图。
图17为清洁刷一个实例的示意图。
图18为本发明成像装置另一实例的示意图。
图19为使用Euler带来评价表面摩擦系数的方法的说明示图。
图20为评价转印引起的图像质量下降的原稿与转印引起的质量下降的图像的示意图。
图21为评价图像曝光引起的图像质量下降的原稿与图像曝光引起的质量下降的图像的示意图。
图22为观察到的图像曝光引起的质量下降的图像的示意图。
具体实施方式
(电子照相感光体)
在第一实施方式中,本发明的电子照相感光体具有支持体和至少一个在该支持体上的感光层,其中,该感光层至少含有电荷产生材料以及以下结构式(1)所表示的化合物,并且上述电子照相感光体具有正负两极性光感应度,各极性的光感应度E1/2(正)及E1/2(负)之比[E1/2(负)/E1/2(正)]为0.5~3.0,其中,E1/2为使电子照相感光体在±800V充电之后,在单色光下曝光使表面电势达到1/2时所需要的曝光能(μJ/cm2)。
Figure A20061006433300361
结构式(1)
其中,上述结构式(1)中,R1以及R2可以相互相同或不同,并且表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基以及可被取代的芳烷基中的任何一种。R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同,并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基以及可被取代的芳烷基中的任何一种。n为重复单元数,表示0~100的整数。
电子照相感光体通过含有以上结构式(1)所表示的具有正负两极性光感应度、且各极性的光感应度E1/2(正)、E1/2(负)之比[E1/2(负)/E1/2(正)]为0.5~3的感光体,可以防止转印以及图像曝光引起的图像质量下降。上述比率[E1/2(负)/E1/2(正)]优选为0.7~2.8。
上述比率[E1/2(负)/E1/2(正)]可由以下方式得到:通过将感光体安装在Kawaguchi Electric Works制造的Model EPA8100上,并在±800V下对其充电之后,利用780nm的单色光曝光并去除电荷以测定各电极性的半曝光量(halflight exposure)(E1/2)。
在第二实施方式中,本发明的电子照相感光体含有支持体和至少一个在该支持体上的感光层,其中上述感光层含有电荷产生材料、上述结构式(1)所表示的化合物以及氟树脂颗粒。
—氟树脂颗粒—
氟树脂颗粒为了发挥其功能优选包含在最外层。
本发明中可使用的氟树脂颗粒实例包括四氟乙烯树脂颗粒、全氟烷氧基树脂颗粒、三氟氯乙烯树脂颗粒、六氟乙烯丙烯树脂颗粒、氟化乙烯基树脂颗粒、偏氟乙烯树脂颗粒、氟化二氯乙烯树脂颗粒以及他们的共聚物。其中,可以适当选择其中的一种或多种,但特别优选四氟乙烯树脂颗粒和全氟烷氧基树脂颗粒。
上述氟树脂颗粒的粒径优选为0.05μm~10μm,更优选0.1μm~2.0μm。
相对于100质量份的粘合剂树脂,上述氟树脂颗粒的添加量优选为5~100质量份,更优选5~50质量份,特别优选10~20质量份,以充分产生氟树脂颗粒的添加效果。如果上述氟树脂颗粒的含量过多,则感光体的基本性能可能会下降,如果该含量过少,则含有氟树脂颗粒的效果不能充分发挥。
使用的溶剂的实例包括所有用于电荷传输层的溶剂,例如四氢呋喃、二烷、甲苯、二氯甲烷、氯苯、二氯乙烷、环己酮、甲乙酮、丙酮等。
同时,在分散时优选粘度高的溶剂,涂布时优选挥发性高的溶剂。
在没有满足这些条件的溶剂时,也可以混合使用具有不同性能的两种或以上的溶剂,其会对氟树脂颗粒的分散性具有突出的效果。
上述氟树脂颗粒可采用常规方法至少与有机溶剂一起分散,例如可以使用磨光器、砂磨机、振动研磨机、超声波。其中,从分散性方面考虑,优选不太可能从外界混入杂质的球磨机方式、或者振动研磨机的方式。
可使用所有常规使用的介质,例如氧化锆、氧化铝、玛瑙,并且由于对氟树脂颗粒所产生的优异的分散效果,特别优选使用氧化锆。在某些情况下,通过组合这些分散方法可提高分散性。
另外,为了控制氟树脂颗粒的分散性,也可以在树脂中添加分散剂。分散剂的实例包括氟表面活性剂、接枝聚合物、嵌段聚合物以及偶联剂。
上述的电子照相感光体具有支持体以及至少具有在该支持体上的感光层,并且根据需要进一步包含其他层。
在上述第一实施方式中,上述电子照相感光体是在支持体上具有单层结构的感光层(以下称为“单层型感光层”),并且根据需要进一步含有底涂层等其他层。
在上述第二实施方式中,上述电子照相感光体具有支持体、置于该支持体上的具有电荷产生层和电荷传输层层压结构的感光层(以下称为“多层感光层”),并且根据需要进一步含有底涂层等其他层。另外,上述第二实施方式中的电荷产生层以及电荷传输层也可以反向层压。
在上述电子照相感光体中感光层的感应度,可通过使其功能分为含电荷产生材料的电荷产生层以及含电荷传输材料的电荷传输层而进一步改进。另外,所使用材料的选择范围可以更广。
相反,通过使上述电子照相感光体的感光层成为包含电荷产生材料以及电荷传输材料包含在同一层中的单层结构,可以减少因磨耗造成的感应度变化并可将反复使用引起的性能变化抑制到最小。
图1为本发明电子照相感光体的图案截面图,并具有在支持体201上设置有感光层202的结构。图2中的电子照相感光体是含有电荷产生层(CGL)203与电荷传输层(CTL)204的感光层的功能分离型,并且在支持体201与电荷产生层203之间设置了底涂层205。同时,只要本发明的电子照相感光体至少具有在支持体201上的感光层202,则根据需要还可结合其他层以及感光层的类型。
上述感光层至少含有以下结构式(1)所表示的电荷传输材料以及电荷产生材料,并且根据需要进一步含有其他成分。
—电荷传输材料—
如下结构式(1)所表示的化合物用作上述电荷传输材料。
Figure A20061006433300391
结构式(1)
上述结构式(1)中,R1以及R2可以相互相同或不同,并且表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基以及可被取代的芳烷基中的任何一种。R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同,并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基以及可被取代的芳烷基中的任何一种。n为重复单元数,表示0~100的整数。
上述结构式(1)中的烷基优选具有碳原子数1~25,更优选具有碳原子数1~10。优选实例包括:直链烷基如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基;支链烷基如异丙基、仲丁基、叔丁基、甲基丙基、二甲基丙基、乙基丙基、二乙基丙基、甲基丁基、二甲基丁基、甲基戊基、二甲基戊基、甲基己基、二甲基己基;烷氧基烷基、单烷基氨基烷基、二烷基氨基烷基、卤代烷基、烷基羰基烷基、羧基烷基、酰氧基烷基、氨基烷基、由可被酯化的羧基取代的烷基以及氰基取代烷基等。另外,这些取代基的取代位置没有特别限定,上述取代或未取代烷基的一部分碳原子被杂原子(N、O、S等)取代的基团也包含在取代烷基中。
上述结构式(1)中的环烷基优选具有碳原子数3~25,更优选具有碳原子数3~10。优选实例包括从环丙烷到环癸烷的同族环;具有烷基取代基的环烷基如甲基环戊烷、二甲基环戊烷、甲基环己烷、二甲基环己烷、三甲基环己烷、四甲基环己烷、乙基环己烷、二乙基环己烷、叔丁基环己烷;烷氧基烷基、单烷基氨基烷基、二烷基氨基烷基、卤代烷基、烷氧基羰基烷基、羧基烷基、酰氧基烷基、氨基烷基、卤素原子、氨基、可被酯化的羧基取代的环烷基以及氰基等取代的环烷基。另外,对这些取代基的取代位置没有特别限定,上述取代或未取代烷基的一部分碳原子被杂原子(N、O、S等)取代的基团也包含在取代环烷基中。卤素原子的实例包括氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。
上述结构式(1)中的芳烷基的实例包括取代或未取代的被芳香族环取代的烷基,其优选具有碳原子数6~14。优选实例包括苄基、全氟苯乙基、1-苯乙基、2-苯乙基、二甲基苯乙基、二乙基苯乙基、叔丁基苯乙基、3-苯丙基、4-苯丁基、5-苯戊基、6-苯己基、二苯甲基和三苯甲基。
n为重复单元的个数,表示0~100的整数,优选为0~5的整数。n可从重均分子量(Mw)求得。更具体来说,化合物在分子量呈分布状态下存在。当n超过100时,化合物分子量增加,对各种溶剂的溶解性下降,因此其优选在100或以下。当n为1时,其为萘甲酸的三聚体,通过适当选择取代基R1以及R2,即使是低聚物也可以得到良好的电子传输性能。通过重复单元数值n,合成从低聚物到聚合物之间广范围内的萘甲酸衍生物。
在小的低聚物区域的分子量范围内,可通过分步合成获得单分散的化合物。对于分子量大的化合物,可以得到具有分子量分布的化合物。
其中,特别优选n为0时如下结构式(1-1)所表示的电荷传输材料。
结构式(1-1)
上述结构式(1-1)中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9以及R10同上述结构式(1)中的含义相同。
另外,如下结构式(1-2)所表示的电荷传输材料也是优选的。
Figure A20061006433300411
结构式(1-2)
上述结构式(1-2)中,R1以及R2同上述结构式(1)中的含义相同。
具体来说,从获得高质量的图像来说,优选如下结构式(3)~(10)所表示的电荷传输材料。另外,这些结构式中,Me表示甲基。
Figure A20061006433300412
结构式(3)
Figure A20061006433300413
结构式(4)
结构式(5)
Figure A20061006433300415
结构式(6)
结构式(7)
结构式(8)
其中上述结构式(8)中,两端的端基表示Me基(甲基)。
Figure A20061006433300423
结构式(9)
其中上述结构式(9)中,两端的端基表示Me基(甲基)。
Figure A20061006433300424
结构式(10)
其中上述结构式(10)中,两端的端基表示Me基(甲基),n为1~100的整数。
上述结构式(1)所表示的电荷传输材料通常通过如下2种方法合成。
Figure A20061006433300431
上述反应式中,R1~R14以及n与上述结构式(1)中的含义相同。
Figure A20061006433300432
其中,上述反应式中,R1~R14以及n与上述结构式(1)中的含义相同。
由上述结构式(1-1)所表示的电荷传输材料的制备方法的实例包括:(i)使萘甲酸或其酸酐与胺类反应以制备单酰亚胺的方法;以及(ii)利用缓冲液调整萘甲酸或其酸酐的pH值后与二胺反应的方法。
上述制备单酰亚胺的方法(i)在无溶剂或溶剂存在下进行。上述溶剂没有特别限定,可以根据需要选择。优选使用不与原料或产物反应、并且反应在50℃~250℃的温度下进行的溶剂,其实例包括例如苯、甲苯、二甲苯、氯化萘、乙酸、吡啶、甲基吡啶、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基乙脲以及二甲基亚砜。另外,优选使用缓冲溶液进行pH调整,该缓冲溶液使用如氢氧化锂、氢氧化钾的碱性水溶液与如磷酸的酸混合而制得。
如上述(i)以及(ii)的使羧酸与胺类或二胺类反应的羧酸衍生物脱水反应在无溶剂或溶剂存在下反应。上述溶剂并没有特别限定,可以根据需要选择。优选使用不与原料或产物反应、并且反应在50℃~250℃的温度下进行的溶剂,其实例包括苯、甲苯、二甲苯、氯化萘、溴化萘和乙酸酐。上述任何一种反应可以在无催化剂或催化剂存在下进行,并没有特别限定,例如分子筛、苯磺酸或对甲苯磺酸可作为脱水剂使用。
上述结构式(3)所表示的电荷传输材料可以通过下述方法制备。
<第一步>
首先,在200ml的四颈烧瓶中加入5.0g(18.6mmol)的1,4,5,8-萘四甲酸二酐以及50ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),并加热回流。然后将含有2.14g(18.6mmol)的2-氨基庚烷以及25ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到2.14g单酰亚胺A(产率:31.5质量%)。
<第二步>
在100ml的四颈烧瓶中加入2.0g(5.47mmol)的单酰亚胺A、0.137g(2.73mmol)的水合肼、10mg的对甲苯磺酸何50ml的甲苯,加热回流5小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。将残余物利用硅胶柱色谱法提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/乙酸乙酯进行再结晶以合成0.668g上述结构式(3)所表示的电荷传输材料(产率:33.7质量%)。
上述结构式(4)所示的电荷传输材料可以通过如下方法制备。
<第一步>
首先,在200ml的四颈烧瓶中加入10.0g(37.3mmol)的1,4,5,8-萘四甲酸二酐、0.931g(18.6mmol)的水合肼、20mg的对甲苯磺酸和100ml的甲苯,加热回流5小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。将残余物利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/乙酸乙酯进行再结晶,得到2.84g二聚物C(产率:28.7质量%)。
<第二步>
在100ml的四颈烧瓶中加入2.5g(4.67mmol)的二聚物C以及30ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有0.278g(4.67mmol)的2-氨基庚烷以及10ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯、利用硅胶柱色谱法进行提纯,得到0.556g单酰亚胺C(产率38.5质量%)。
<第三步>
在50ml的四颈烧瓶中加入0.50g(1.62mmol)的单酰亚胺C、10ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。将含有0.186g(1.62mmol)的2-氨基庚烷以及5ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶以合成得到0.243g上述结构式(4)所表示的电荷传输材料(产率:22.4质量%)。
上述结构式(5)所表示的电荷传输材料可以通过以下方法制备。
<第一步>
首先,在200ml的四颈烧瓶中加入5.0g(18.6mmol)的1,4,5,8-萘四甲酸二酐以及50ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有1.10g(18.6mmol)的2-氨基丙烷以及25ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到2.08g单酰亚胺B(产率:36.1质量%)。
<第二步>
在100ml的四颈烧瓶中,加入2.0g(6.47mmol)的单酰亚胺物质B、0.162g(3.23mmol)的水合肼、10mg的对甲苯磺酸和50ml的甲苯,加热回流5小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。将残余物利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/乙酸乙酯进行再结晶以合成0.810g上述结构式(5)所表示的电荷传输材料(产率:37.4质量%)。
另外,上述结构式(6)所表示的电荷传输材料可以通过以下方法制备。
<第一步>
在200ml的四颈烧瓶中,加入5.0g(9.39mmol)的上述二聚物C以及50ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有1.08g(9.39mmol)的2-氨基庚烷以及25ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯,得到1.66g单酰亚胺D(产率:28.1质量%)。
<第二步>
在100ml的四颈烧瓶中,加入1.5g(2.38mmol)的单酰亚胺D以及50ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有0.308g(2.38mmol)的2-氨基辛烷以及10ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶以合成0.328g上述结构式(6)所表示的电荷传输材料(产率:18.6质量%)。
上述结构式(7)所表示的电荷传输材料可以通过以下方法制备。
<第一步>
在200ml的四颈烧瓶中加入5.0g(9.39mmol)的上述二聚物C以及50ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有1.08g(9.39mmol)的2-氨基庚烷以及25ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯,得到1.66g单酰亚胺D(产率:28.1质量%)。
<第二步>
在100ml的四颈烧瓶中加入1.5g(2.38mmol)的单酰亚胺D以及50ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有0.408g(2.38mmol)的2-氨基十一烷以及10ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到其中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶以合成0.276g上述结构式(7)所表示的电荷传输材料(产率:14.8质量%)。
上述结构式(8)所表示的电荷传输材料可以通过如下方法制备。
<第一步>
首先,在200ml的四颈烧瓶中,加入5.0g(18.6mmol)的1,4,5,8-萘四甲酸二酐以及50ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有1.62g(18.6mmol)的2-氨基戊烷以及25ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到3.49g单酰亚胺E(产率:45.8质量%)。
<第二步>
在100ml的四颈烧瓶中加入3.0g(7.33mmol)的单酰亚胺E、0.983g(3.66mmol)的1,4,5,8-萘四甲酸二酐、0.368g(7.33mmol)水合肼、10mg的对甲苯磺酸和50ml的甲苯,加热回流5小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。将残余物利用硅胶柱色谱法提纯两次。将回收的产物进一步利用甲苯/乙酸乙酯进行再结晶,得到0.939g上述结构式(8)所表示的电荷传输材料(产率:13.7质量%)。
在质谱分析(FD-MS)中,观测到了位于M/z=934的峰并将其确认为目标。在元素分析中计算值为碳66.81%、氢3.67%和氮8.99%,而实测值为碳66.92%、氢3.74%和氮9.05%。
另外,除了上述结构式(1)、(1-1)以及(1-2)所表示的电荷传输材料,通过进一步加入如下结构式(2)所表示的电荷传输材料,可以在不降低电荷传输功能的情况下降低在成膜时的收缩,在使用其上有气相沉积的铝的PET片或镍片等柔性片作为支持体时,还可以减少通常称为蜷曲的弯曲。另外,通过附加的电荷传输材料使膜变得质密,因而使其较难受到酸性气体的影响,也就是说改善了耐气性。
Figure A20061006433300471
(结构式2)
上述结构式(2)中,R15以及R16可以相互相同或不同,并且代表氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基以及可被取代的芳烷基中的任何一种,R17、R18、R19以及R20可以相互相同或不同,并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基以及可被取代的芳烷基中的任何一种。
上述结构式(2)所表示的电荷传输材料的实例包括如下化合物:
Figure A20061006433300481
(结构式11)
上述结构式(11)中,两端的端基表示Me(甲基);
(结构式12)
上述结构式(12)中,两端的端基表示Me(甲基)。
上述结构式(2)所表示的电荷传输材料的添加量没有特别限定,可以根据需要选择,相对于上述电荷传输材料的总量,其优选为1~50质量%,更优选为5~30质量%。上述添加量少于1质量%时,膜性能不能显著地改善并且无明显的效果,如果超过50质量%,电荷传输功能则倾向于出现某种程度的下降。
—电荷产生材料—
上述电荷产生材料没有特别限定,可以根据需要从已知的电荷产生材料中选择,但是从与本发明上述电荷传输材料结合的角度考虑优选具有酞菁结构的化合物。
其中,由于可以具有高感应度的感光层并可进一步实现成像装置的小型化以及高速化,特别优选以钛为中心金属的如下结构式(i)所表示的邻苯二甲酸氧钛。
Figure A20061006433300491
结构式(i)
上述结构式(i)中,X1、X2、X3以及X4可以相互相同或不同,并且表示各种卤素原子。n、m、l以及k可以相互相同或不同,并且表示0~4的整数。
涉及上述邻苯二甲酸氧钛的合成方法以及电子照相性能的文献,例如可列举JP-A No.57-148745、JP-A No.59-36254、JP-A No.59-44054、JP-ANo.59-31965、JP-A No.61-239248、JP-A No.62-67049。
已知有各种结晶的邻苯二甲酸氧钛,在JP-A No.59-49544、JP-A No.59-416169、JP-ANo.59-166959、JP-ANo.61-239248、JP-ANo.62-67094、JP-A No.63-366、JP-A No.63-116158、JP-A No.63-196067、JP-A No.64-17066、JP-A No.2001-19871等中公开了各种不同晶形的邻苯二甲酸氧钛。
这些晶形中,在27.2°的布拉格角2θ处具有最大衍射峰的邻苯二甲酸氧钛由于表现出特别优异的感应度性能而优选使用。特别是,使用JP-A No.2001-19871中公开的在27.2°处具有最大衍射峰,而且在9.4°、9.6°、24.0°处具有主峰,并且作为最小角处的衍射峰在7.3°处有峰,且该7.4°处的峰与9.4°处的峰之间没有峰的邻苯二甲酸氧钛,可以得到在不降低高感应度的情况下即使反复使用也会抑制充电性变差的稳定的电子照相感光体。
而且,使用初始颗粒的体积平均粒径在0.60μm以下的邻苯二甲酸氧钛晶体,可以得到在不降低高感应度的情况下即使反复使用也会抑制充电性下降的稳定的电子照相感光体,从而显著改善底面污损性能。这是因为当初始颗粒的体积平均粒径超过0.60μm时,接触面积下降,因而降低了电荷产生效率。
<多层型感光层>
上述多层型感光层至少依次含有电荷产生层以及电荷传输层,并且可以根据需要进一步含有其他层。
-电荷产生层-
上述电荷产生层至少含有电荷产生材料,粘合剂树脂,可根据需要进一步含有其他成分。
作为上述的电荷产生材料,没有特别限定,根据需要可以适当选择,如上所述优选酞菁,并且更优选邻苯二甲酸氧钛。优选的邻苯二甲酸氧钛至少在27.2°处具有最大衍射峰作为衍射峰(±0.2°),相对于Cu-Kα射线(波长1.542)布拉格角2θ,在9.4°、9.6°、24.0°处有主峰,而且作为最低角处的衍射峰在7.3°处有峰,且7.3°处的峰与9.4°处的峰之间没有峰。
在上述电荷产生层中,上述电荷产生材料的含量优选10~100重量%,更优选20~80重量%。
上述的粘合剂树脂没有特别限定,可以根据需要适当选择。其实例包括聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酮树脂、聚碳酸酯树脂、硅酮树脂、丙烯酸类树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚乙烯酮树脂、聚苯乙烯树脂、聚-N-乙烯基咔唑树脂以及聚丙烯酰胺树脂。上述树脂可以单独或组合使用。
另外,根据需要,也可以添加除上述之外的电荷传输材料。另外,作为电荷产生层的粘合剂树脂,除了上述的粘合剂树脂之外,也可以添加高分子电荷传输材料。
形成上述电荷产生层的方法包括真空薄膜形成法,以及溶液分散体系的流延法。
真空薄膜制作法的实例包括辉光放电聚合法、真空沉积、CVD法、溅射法、反应溅射法、离子电镀法以及加速离子注入法。由该真空薄膜制作法,可以适当地形成上述无机材料或有机材料。
当利用流延法设置电荷产生层时,可以使用电荷产生层涂布液,使用浸涂法或喷涂法、珠涂法(bead coating)等常用的方法进行。
用于电荷产生层的涂布液的有机溶剂的实例包括丙酮、甲乙酮、甲基异丙酮、环己酮、苯、甲苯、二甲苯、氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、二氯丙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烷、四氢呋喃、二噁环戊烷(dioxolan)、二噁烷、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲基亚砜、甲基纤维素、乙基纤维素和丙基纤维素。上述溶剂可以单独或组合使用。
上述有机溶剂中,沸点为40~80℃的四氢呋喃、甲乙酮、二氯甲烷、甲醇、乙醇由于涂布后容易干燥,因此是特别优选的。
上述的电荷产生材料涂布液是通过将上述电荷产生材料与粘合剂树脂分散和/或溶解在上述有机溶剂中制备的。将有机颜料分散在有机溶剂中的方法实例包括使用如球磨机、珠磨机、砂磨机、振动研磨机等分散介质的方法,或者高速流体撞击分散法。
上述电荷产生层的厚度没有特别限定,可以根据需要进行调整,优选0.01μm~5μm,更优选0.1μm~2μm。
—电荷传输层—
上述电荷传输层的目的在于保持充电电荷并使其与通过曝光从电荷产生层上产生并分离的传输电荷结合。为了保持电荷,电荷传输层需要具有高的电阻。另外,为了使保持的充电电荷得到高的表面电势,电荷传输层需要具有低的介电常数以及适当的电荷传输能力。
上述电荷传输层至少含有电荷传输材料、粘合剂树脂,并且根据需要进一步含有其他组分。
如上所述,使用结构式(1)所表示的电荷传输材料作为上述电荷传输材料。
另外,根据需要同时使用公知的电荷传输材料,即电子传输材料(受体)、空穴传输材料(供体)。
上述的电荷传输材料的实例包括氯醌、溴醌、四氰基乙烯、四氰基对醌二甲烷、2,4,7-三硝基-9-芴酮、2,4,5,7-四硝基-9-芴酮、2,4,5,7-四硝基吨酮、2,4,8-三硝基噻吨酮、2,6,8-三硝基-4H-茚基[1,2~b]噻吩-4-酮以及1,3,7-三硝基二苯并噻吩-5,5-二氧化物。这些电荷传输材料可以单独或组合使用。
上述的空穴传输材料的实例包括噁唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、三苯胺衍生物、9-(对二乙基氨基苯乙烯基蒽)、1,1-双-(4-二苄基氨基苯基)丙烷、苯乙烯基蒽、苯乙烯基吡唑啉、苯腙类、α-苯芪衍生物、噻唑衍生物、三唑衍生物、吩嗪衍生物、吖啶衍生物、苯并呋喃衍生物、苯并咪唑衍生物和噻吩衍生物。这些空穴传输材料可以单独或组合使用。
上述电荷传输材料的添加量,相对于100质量份的树脂组分,优选为40~200质量份,更优选为70~150质量份。
上述粘合剂树脂的实例包括聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、甲基丙烯酸类树脂、丙烯酸类树脂、聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚苯乙烯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚偏二氯乙烯树脂、醇酸树脂、有机硅树脂、聚乙烯基咔唑树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚丙烯酸类树脂、聚丙烯酰胺树脂和苯氧基树脂。这些树脂可以单独或组合使用。
为了确保上述电荷产生层对环境变化的稳定性的目的,所使用的无电活性的高分子化合物的优选实例包括聚酯、聚碳酸酯、丙烯酸类酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氟树脂、聚丙烯腈、丙烯腈/苯乙烯/丁二烯共聚物、苯乙烯/丙烯腈共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物。无电学活性的高分子化合物被定义为不含有如三芳胺结构的显示光导电性化学结构的高分子化合物。
当这些树脂作为添加剂与粘合剂树脂结合使用时,为了限制光衰减灵敏度,其添加量优选在50质量%或以下。
上述电荷传输层通过将上述电荷传输材料以及上述粘合剂树脂溶解和/或分散在适当溶剂中,并且涂布以及干燥而形成。根据需要,除了上述电荷传输材料以及粘合剂树脂之外,也可以将适量的增塑剂、抗氧化剂、均化剂等添加剂添加到上述的电荷传输层。这些化合物可以单独或结合使用。
上述电荷传输层的厚度优选为15μm~40μm,更优选为15μm~30μm,特另优选为15μm~25μm。
<单层型感光层>
上述单层型感光层含电荷产生材料、电荷传输材料以及粘合剂树脂,可以根据需要进一步含有其他成分。
可以使用与用于上述多层感光层相同的材料作为上述电荷产生材料、电荷传输材料以及粘合剂树脂。
上述电荷产生材料的添加量,相对于100质量份的树脂组分优选为0.1~20质量份,更优选为0.5~10质量份。另外,上述电荷传输材料的添加量,相对于100质量份的树脂组分优选为40~200质量份,更优选70~150质量份。
利用流延法设置单层型感光层时,通过将电荷产生材料与低分子以及高分子电荷传输材料溶解和/或分散于适当溶剂中,并通过涂布及干燥混合物而形成。另外,在上述单层型感光层中,根据需要也可以含有增塑剂及粘合剂树脂。作为上述的粘合剂树脂,可以使用用于上述电荷传输层相同的粘合剂树脂。
上述单层型感光层的厚度,优选为10μm~45μm,更优选为15μm~32μm,特别优选为15μm~25μm。上述厚度小于10μm时充电能力可能下降,并且当其超过45μm时感应度可能降低。
<支持体>
上述支持体并没有特别限定,可以根据需要适当选择。优选体积电阻率在1010Ω·cm或以下的导电性的支持体。
上述支持体对其材料、形状、以及尺寸并没有特别限定,可以使用盘形、鼓形或者带形的支持体。其实例包括使用气相沉积或者溅射法将铝、镍、铬、镍铬合金、铜、金、银和铂等金属或氧化锡、氧化铟等金属氧化物覆盖在膜状或圆筒状的塑料、纸上,或者将板形的铝、铝合金、镍、不锈钢等通过挤出、拉伸等方法形成管之后,经过切削、精整、研磨等表面处理后得到的板形铝、铝合金、镍或不锈钢。另外,也可以使用JP-A No.52-36016中公开的环形镍带及环形不锈钢带作为支持体。
除上述之外,也可以使用将导电性细粉末分散在适当粘合剂树脂中并将其涂布在上述支持体上来形成导电层的方法。
上述的导电性细颗粒的实例包括:炭黑、乙炔黑、或者铝、镍、铁、镍铬合金、铜、锌、银等金属粉末,或者导电性氧化锡、ITO等金属氧化物粉等。粘合剂树脂的实例包括:聚苯乙烯树脂、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚酯树脂、聚氯乙烯树脂、氯乙烯基-乙酸乙烯酯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚偏氯乙烯树脂、聚丙烯酸类酯树脂、苯氧基树脂、聚碳酸酯、乙酸纤维素树脂、乙基纤维素树脂、聚乙烯缩丁醛树脂、聚乙烯缩甲醛树脂、聚乙烯基甲苯树脂、聚-N-乙烯基咔唑树脂、丙烯酸类树脂、硅树脂、环氧树脂、蜜胺酯树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、醇酸树脂等。
上述导电层可以通过将上述导电性细粉末与粘合剂树脂溶解和/或分散于溶剂中得到的涂布液涂布在支持体形成。上述溶剂的实例包括四氢呋喃、二氯甲烷、甲乙酮、甲苯等。
另外,也优选使用圆柱形基体物质,该圆柱形基体物质上通过将含有上述导电性细颗粒的聚氯乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚偏氯乙烯树脂、聚乙烯树脂、氯化橡胶、聚四氟乙烯基氟树脂等的热收缩管来设置导电性层。
现已发现,上述目的可通过其中的感光体支持体是鼓形的成像装置来实现并完成本发明,并且含有具有装配到该支持体两端的开口及鼓形支持体的一对辊承载孔的法兰盘以及固定到法兰盘中心且作为旋转中心轴贯通支持体的转轴。采用具有上述结构的成像装置可以同时获得高质量的图像以及高耐久性。
由于本发明的成像装置配备了具有装配到该支持体两端的开口及鼓形支持体的一对辊承载孔的法兰盘以及固定到法兰盘中心且作为旋转中心轴贯通支持体的转轴,因此可以减轻只落在支持体鼓一侧的驱动应力,而且即使长期反复使用时也可以抑制感光体和支持体的法兰盘连接部中的歪斜及变形,从而可以得到稳定的、高精度的旋转动作,并且从整体上获得高质量图像及高耐久性的成像装置。
作为其它的效果,还抑制了不需要的共振,这是因为使贯穿法兰盘的转轴通过法兰盘两端的开口旋转而提高了装配刚性,并且即使在使用叠加了交流电压的充电机器时也可以抑制频率谐音的共鸣。
并且因为具有上述结构的成像装置具有高耐久性及高刚性,因此电子照相感光体,特别是用于成像装置的感光层也具有需要的高耐久性、高刚性以及韧性,使得可以长期形成没有色偏的图像。但是,叠加有交流电压的直流电压施加到充电单元的方式时,对感光层来说过于苛刻,并且感光层容易老化。另外,一般来说,在成像过程中,感光层长期形成没有色偏图像并显示刚性以及韧性是困难的。
感光体呈鼓形,并且配备有在两端部的一对法兰盘(未示出)以及贯通该法兰盘的转轴(贯通轴)。
法兰盘是配合在感光鼓的一端或两端以支撑感光鼓或对其旋转驱动的部件,其实例包括塑料等树脂制成的法兰盘或部分由金属制成的法兰盘。通常该法兰盘上设有齿轮,通过该齿轮获得旋转的驱动力。转轴为了确保其刚性优选在其纵向上至少一部分的直径在3mm~20mm。这是因为,当直径小于3mm时,其强度不足。当直径超过20mm时,会产生质量增加或旋转驱动时惯性力变大的问题,并且也易于发生难以精确地控制旋转的开始以及停止的位置等问题。转轴的材料没有特别限定,并且优选以金属制成。而且,为了长期的稳定性,更优选使用不生锈的不锈钢。
-表面保护层-
图12~图14为本发明电子照相的示例感光体的截面示意图,图12表示了支持体201上设有感光层202、表面保护层210的结构。图13以及图14表示本发明其他电子照相的示例感光体的结构。图13表示的是感光层由电荷产生层(CGL)203和电荷传输层(CTL)204构成的功能分离型感光体,图14表示的是支持体与功能分离型感光体,其中底涂层205设置于电荷产生层(CGL)203和支持体201之间。另外,只要在支持体上至少有感光层以及表面保护层,上述其他的层以及感光层的类型可以随机组合。
表面保护层由导电的金属氧化物组成,所述金属氧化物例如氧化锡、氧化钛、TiO、氧化锌、氧化铟、氧化锑以及表面经导电处理的氧化钛,以及由热塑性树脂组成,所述热塑性树脂例如聚碳酸酯、聚酯、甲基丙烯酸类树脂、丙烯酸类树脂、聚乙烯、氯乙烯、乙酸乙烯酯、聚苯乙烯合聚丙烯酰胺树脂,或者由热固性树脂组成,所述热固性树脂例如酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、有机硅树脂、聚乙烯缩丁醛树脂、聚乙烯缩甲醛树脂、聚丙烯酸酯类树脂和苯氧基树脂以及由结构式(1-1)的萘羧酸衍生物构成。导电的金属氧化物的粒径优选为0.3μm~1μm。从透光性角度来说优选为0.3μm或以下,但容易产生调色剂成膜及图像错位。当粒径在1μm以上时,不能获得电荷注入的均匀性并导致粗糙的图像。表面经导电处理的氧化钛的实例包括氧化锡类导电层处理的白色导电性氧化钛(ET-500W,Ishihara Sangyo Kaisha,Ltd.制造)或用氧化锡、氧化锑进行了导电处理的氧化锡(SN-100,Ishihara Sangyo Kaisha,Ltd.制造)。
Figure A20061006433300551
结构式(1-1)
本发明的表面保护层的体积电阻率优选为109Ω·cm~1012Ω·cm。在109Ω·cm以下时,会产生图像的模糊,在1012Ω·cm以上时,由于充电电荷的注入缺陷引起的白点图像。导电性细颗粒的含量优选为10到80质量%范围内。在电荷注入层中,为了改进导电性细颗粒的分散性或改进粘着性或平滑性为目的,可以添加各种添加剂。特别是,为了改善分散性,添加偶联剂或通过均化剂来对导电性细颗粒的表面进行处理是非常有效的。类似地,为了改善分散性,可以使用可固化的树脂作为粘合剂树脂来进一步改善性能。在电荷注入层中使用可固化的树脂时,将导电性细颗粒分散在低聚物溶液的可固化单体中得到的涂布液涂布在感光层上以形成膜,利用加热或光辐照使该涂布的膜固化形成电荷注入层。表面保护层的厚度优选为0.5μm~10μm之间。
在本发明的感光体中,如图12~图14所示,为了感光层保护以及维持低的摩擦系数,可以在最外层设置保护层26。
用于保护层26的粘合剂树脂的实例包括:ABS树脂、ACS树脂、烯烃-乙烯基单体共聚物、氯化聚醚、芳基树脂、酚醛树脂、聚乙缩醛、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚丙烯酸酯类、聚烯丙基砜、聚丁烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、丙烯酸类树脂、聚甲基戊烯、聚丙烯、聚苯醚、聚砜、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯类、聚芳酯、AS树脂、丁二烯-苯乙烯共聚物、聚氨酯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯和环氧树脂。特别是,从氟树脂颗粒的分散性、残留电势、涂膜缺陷方面考虑,聚碳酸酯或聚芳酯是有效而且有用的。
为了改进感光体保护层的耐磨耗性的目的也可以添加填料。
填料包括有机填料和无机填料,无机填料因填料的硬度而对改进耐磨耗性有利。
无机填料的实例包括:如铜、锡、铝、铟的金属粉末;如氧化硅、氧化锡、氧化锌、氧化钛、氧化铝、氧化锆、氧化铟、氧化锑、氧化铋、氧化钙、掺有锑的氧化锡、掺有锡的氧化铟的金属氧化物;如氟化锡、氟化钙、氟化铝的金属氟化物;如钛酸钾、氮化硼的无机材料。
可以利用至少一种类型的表面处理剂来对这些填料进行表面处理,这从填料的分散性方面考虑是优选的。
由于填料的分散性下降不仅会引起残留电势的上升,还会造成涂膜透明性下降以及涂膜缺陷的产生,而且还会引起耐磨耗性的下降,因此,其会成为妨碍更高耐久性及更高图像质量的主要问题。
可以使用所有常规使用的表面处理剂作为表面处理剂,优选使用可以维持填料绝缘性能的表面处理剂。例如,从填料的分散性以及图像模糊方面考虑优选的有:钛酸酯类偶联剂、铝类偶联剂、锆铝酸盐偶联剂、高级脂肪酸或者它们与硅烷偶联剂的混合物;Al2O3、TiO2、ZrO2、硅酮、硬脂酸铝或者它们的混合物。
虽然利用硅烷偶联剂处理时图像模糊的影响会提高,但通过将上述表面处理剂与硅烷偶联剂混合可以抑制这样的影响。
表面处理量随所用填料的平均初始粒径改变,并且优选为3~30质量%,更优选为5~20质量%。
当表面处理量少于3质量%时,不能获得填料的分散效果,而当其大于30质量%时,会引起残留电势的显著上升。
-底涂层-
在上述支持体与上述感光层之间,可以根据需要进一步设置底涂层。上述底涂层通常含有作为主要成分的树脂。由于使用了溶剂在这些树脂上涂布了感光层,因此这些树脂优选对一般有机溶剂具有高的耐溶剂性。
上述树脂的实例包括:如聚乙烯醇、酪蛋白、聚丙烯酸钠的水溶性树脂;如共聚尼龙、甲氧基甲基化尼龙的乙醇可溶性树脂;聚氨酯树脂、蜜胺树脂、酚醛树脂、醇酸-蜜胺树脂、环氧树脂的形成三维网状结构的可固化树脂。
为防止波纹以及降低残留电势,也可以将例如氧化钛、氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化锡、氧化铟的金属氧化物的细粉末颜料加入到上述底涂层。
上述底涂层可以采用与如上所述感光层同样的溶剂以及涂覆方法形成。另外,作为本发明的底涂层,也可以使用硅烷偶联剂、钛偶联剂和铬偶联剂。对于上述底涂层,可以合适地采用阳极化的Al2O3、或者利用真空成膜法设置的如聚对亚苯基二甲基(parylene)的有机物或如SiO2、SnO2、TiO2、ITO和CeO2的无机物。除此之外,也可使用公知的其他材料。
上述底涂层的厚度没有特别限定,可以根据需要适当选择,优选为0.1μm~10μm,更优选为1μm~5μm。
另外,为改善其耐环境性,特别是防止感应度降低、残留电势上升,可以在本发明的电子照相感光体的感光层、电荷产生层、电荷传输层和底涂层各层中添加抗氧化剂。
上述的抗氧化剂的实例包括酚类化合物、对苯二胺类、有机硫化合物类和有机磷化合物类。
上述酚类化合物的实例包括2,6-二叔丁基-对甲酚、丁基化羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、硬脂基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、2,2’-亚甲基-双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基-双-(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-硫代双-(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-亚丁基双-(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、1,1,3-三-(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、四-[亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯]甲烷、双[3,3’-双(4’-羟基-3’-叔丁基苯基)丁酸]乙二醇酯和生育酚类。
上述对苯二胺类的实例包括N-苯基-N’-异丙基-对苯基二胺、N,N’-二仲丁基-对苯二胺、N-苯基-N-仲丁基-对苯二胺、N,N’-二-异丙基-对苯二胺和N,N’-二甲基-N,N’-二叔丁基-对苯二胺。
上述对苯二酚的实例包括2,5-二-叔辛基对苯二酚、2,6-双十二烷基对苯二酚、2-十二烷基对苯二酚、2-十二烷基-5-氯代对苯二酚、2-叔辛基-5-甲基对苯二酚和2-(2-十八烷基)-5-甲基对苯二酚。
上述有机硫化合物的实例包括二月桂基-3,3’-硫代二丙酸酯、二硬脂基-3,3’-硫代二丙酸酯和双十四烷基-3,3’-硫代二丙酸酯。
上述有机磷化合物的实例包括三苯基膦、三(壬基苯基)膦、三(二壬基苯基)膦、磷酸三(邻甲苯酯)和三(2,4-二丁基苯氧基)膦。
这些化合物已知可作为橡胶、塑料、脂肪及油类的抗氧化剂,并且容易得到市售品。
上述抗氧化剂的添加量优选为添加抗氧化剂的层的总量的0.01~10质量%。
(成像装置及成像方法)
在第三实施方式中,本发明的成像装置至少含有电子照相感光体、构造成对该感光体充电的充电单元、构造成对该充电的感光体进行曝光以形成静电潜像的曝光单元、构造成利用调色剂使该静电潜像显影的显影单元、构造成将通过调色剂显影的可视图像转印到记录介质上的转印单元以及构造成将上述感光体上的残留调色剂清除的清洁单元,
其中,上述电子照相感光体含有支持体并且至少含有在该支持体上的感光层,
其中,上述感光层含电荷产生材料以及以下结构式(1)所表示的化合物。
Figure A20061006433300591
结构式(1)
其中,上述结构式(1)中,R1以及R2可以相互相同或不同,并且表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基以及可被取代的芳烷基中的任何一种。R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同,并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基以及可被取代的芳烷基中的任何一种。n为重复单元数,表示0~100的整数。
在这种情况下,优选以下实施方式:调色剂平均圆度为0.93~0.99的实施方式;清洁单元具有环形前端的刷子的实施方案,其中该刷子接触感光体时刷子旋转且该刷子的环形前端侧从底侧转向刷子旋转方向的上游侧;其中的支持体是鼓形的且成像装置含有法兰盘和轴的实施方式,其中所述法兰盘具有与该支持体两端的开口以及鼓形支持体分别配合的一对辊承载孔,转轴固定在法兰盘中心且贯通支持体作为中心旋转轴;设置多个成像元件的实施方式,其中该成像元件至少具有电子照相感光体、构造成在该电子照相感光体上形成静电潜像的静电潜像形成单元、构造成使用调色剂显影该静电潜像以形成可视图像的显影单元以及构造成将该可视图像转印到记录介质上的转印单元。
本发明的成像方法至少包含:对电子照相感光体充电、使该充电的感光体曝光以形成静电潜像、采用调色剂使该静电潜像显影的显影步骤、将利用调色剂显影的可视图像转印到记录介质上以及清除上述感光体上残留调色剂,
其中,上述电子照相感光体含有具有上述结构式(1)所表示的化合物。
在第四实施方式中,本发明的成像装置含有电子照相感光体以及设置为接触该电子照相感光体的充电单元,其中通过在该充电单元上施加电压使电荷注入到该电子照相感光体,
上述电子照相感光体在支持体上至少依次含有感光层以及表面保护层,该表面保护层含有导电性金属氧化物,
上述感光层以及上述表面保护层中的任何一层含有上述结构式(1)所表示的化合物。
本发明的成像方法可以利用本发明的成像装置来有利地实施。上述静电潜像的形成可以使用上述静电潜像形成单元进行,上述显影可以利用上述显影单元进行,上述转印可以利用上述转印单元进行,并且上述的其他步骤可以分别利用其他单元进行。
—静电潜像的形成以及静电潜像形成单元—
上述静电潜像形成步骤,是在感光体上形成静电潜像的步骤。
上述静电潜像的形成例如可以通过对上述图像承载部件的表面均匀地充电并对其辐照形成图像,这可利用上述的静电潜像形成单元进行。
上述的静电潜像形成单元,例如,含有对上述图像承载部件的表面均匀充电的充电设备以及使上述感光体的表面曝光形成图像的的曝光设备。
上述充电例如可以通过使用充电设备在上述感光体的表面上施加电压而进行。
上述充电设备并没有特别限定,可以根据需要适当选择。充电设备的实例包括如配备有导电性或半导电性的辊、刷、膜或橡胶刮板的公知的接触充电设备,以及如电晕管和scorotron的使用电晕放电的非接触充电设备等。
以下将对本发明的充电方法进行说明。本发明的充电方法为无放电现象的接触充电方法。换言之,这是一种以对应于施加到接触充电设备的电压的电势对感光体充电的电荷注入充电方法。由于该方法不伴随放电,产生的臭氧以及氮氧化物少,另外,对感光体充电而施加的电压与常规使用接触充电方法的过程相比较低,因此节约了能量。
具有电荷注入层功能的表面保护层设置在所用的感光体的最外层上。电荷注入层起到电容器电极的作用。通过使导电性的接触充电部件与该电极连接并施加电压,可以注入电荷。没有上述电荷注入层时,在感光体表面上没有电极,电荷注入就不会令人满意。
通过在感光层表面设置电荷注入层,可以在电荷注入层下的感光体表面上形成均匀的电荷片层。电荷注入层需要具有如下性能,即可使接触充电设备施加的电荷快速转移到感光层外层以形成均匀的电荷片层。
为了形成均匀的电荷片层,要求电荷注入层以及接触充电设备都必须具有如均匀的接触性、间隙、接触电阻、部件体积电阻率值的性能,这些性能必须设定在优选的范围之内。
接触充电方法的实例示于图11A~图11E。
图11A为磁刷充电方法,图11B为(导电性)电刷充电方法,图11C为使用导电性软辊的辊充电方法,图11D为固定式(刮板式)充电方法,图11E为使用利用两根辊及导电带的带式充电方法。
为了对感光体均匀充电且无放电,必须通过施加适当的电压来确保与感光体之间的间隙、尽量减少感光体与充电设备之间的空隙并且尽量使感光体与充电设备之间的接触尽可能紧密。
图11A的磁刷充电方法中,约20μm~150μm左右的球形或接近球形的如铁氧体、氧化锰、γ-氧化铁的磁性细颗粒或为了改善流动性并用作保护层为目的而涂覆有聚酯树脂或氟树脂的上述磁性细颗粒以1mm~5mm的厚度被吸到磁性辊以形成一个层,该磁性辊的正极和负极交互排列,涂覆有铝或电木制成的非磁性衬套。
磁性细颗粒的电阻值通常在105Ω·cm~1010Ω·cm的范围之内,电阻越低电荷注入性能越好。特别优选在106Ω·cm~109Ω·cm的范围内。通过使用磁刷可以形成无清洁的过程。当磁性细颗粒的电阻值低于105Ω·cm时,高温高湿环境下容易产生图像错位,如果超过1010Ω·cm,则低温低湿下容易发生脱墨。
在图11B所示的导电刷充电方法中,以下部件被使用并形成刷:利用碳或硫化铜进行导电处理的如人造丝、丙烯酸、聚丙烯、聚酯、聚丙烯腈的纤维制得的部件;将捏合有如氧化锌、氧化锡、氧化钛的导电性填料的纤维纺丝制得的部件或将金属丝编入的部件。
另外,也可以使用在惰性气氛中烘焙得到碳纤维或活性碳纤维。
接触充电设备中部件的电阻值优选在102Ω·cm~1010Ω·cm的范围内。
碳纤维或活性碳纤维的体积电阻率随烘焙温度自由改变。如果当碳组分为90%或以上时,则电阻可以显著地降低到102Ω·cm。因此,在感光体上有小孔时存在放电破坏的危险性,但在低电压下使用导电刷时不会有问题。通常,电压供给源与导电刷之间串联约100kΩ~5MΩ的保护电阻。
图11C所示的(软)辊充电法优选用于获得与感光体之间适合的间隙及密合性。软辊的材料可以使用软的橡胶或泡沫(聚氨酯类海绵或泡沫)并且其外层或层整体进行导电处理。用于导电处理材料的实例有:SnO2、TiO2、ZnO2;如碳黑的导电性填料;如碳纤维及活性碳纤维的导电性纤维。
图11D所示的固定式(刮板式)充电方法通过摩擦来对感光体充电,并且如上所述的部件几乎都可以使用。
例如,通过使覆盖有碳纤维或活性碳纤维细织物(由Unitika,Ltd.及TohoTenax Co.,Ltd.制造,例如Toho Tenax Co.,Ltd.制造的FW210或FW310等)的如海绵或泡沫的弹性材料与作为充电部件的感光体接触来进行充电。
图11E所示的带式充电单元是获得与感光体之间间隙的合适单元。导电刷充电法及辊充电法中所述的部件可用于本方法。
与感光体接触时所需要的间隙优选是宽的,通常在约3mm~10mm,与感光体均匀地接触是所需要的。
如上所述的各种部件用作充电部件时,体积电阻率优选在102Ω·cm~1010Ω·cm之间,更优选在108Ω·cm或以下。随着电阻提高,电荷注入性能下降。当体积电阻率过低时,虽然电荷注入性能不受影响,但在感光体上有小孔时,会发生电源切断或图像上产生水平黑纹的危险。由于通常对感光体充电的电势为约500~900V,因此放电破坏的危险较小、即使产生臭氧也很少,从实际应用来看产生很小的影响。
例如,可以使用曝光设备对感光体表面曝光形成图像来进行曝光。
对曝光设备没有特别限定,只要其可以使用上述充电器充电的感光体表面曝光以形成图像,可以根据需要适当选择。其实例包括如复印光学系统、棒状镜片阵列、激光光学系统及液晶光栅光学的各种曝光设备。
本发明中也可以采用从背面对感光体曝光形成图像的背光系统。
—显影步骤以及显影单元—
显影步骤是使用调色剂和/或显影剂显影上述静电潜像形成可视图像的步骤。
<调色剂>
上述调色剂的制法或材料没有特别限定,可以从已知的方法及材料中选择,调色剂的制备方法的实例包括日本图像学会会志43卷、第1号(2004)中记载的粉碎分级法,在含水介质中乳化油相、悬浮或积聚以形成调色剂母体颗粒的悬浮聚合法、乳液聚合法、聚合物悬浮法等。
上述粉碎法是通过溶混、粉碎及分级调色剂材料制得上述调色剂母体颗粒的方法。在该粉碎法中,可以通过施加机械冲击来控制调色剂母体颗粒的形状以使调色剂呈球形。上述机械冲击力可以使用例如混合机或机械熔合(mechanofusion)等的装置施加到上述调色剂母体颗粒上。
在上述悬浮聚合法中,将着色剂、脱模剂等分散在油溶性聚合引发剂及可聚合单体中,并且采用后述的乳化法乳化并分散在含表面活性剂和其他固体分散剂的含水介质中。经聚合反应颗粒化之后,进行湿处理使调色剂颗粒的表面上附着无机颗粒。优选对已清洁并除去多余的表面活性剂的调色剂颗粒进行湿处理。
可聚合单体的实例包括:如丙烯酸类、甲基丙烯酸类、α-氰基丙烯酸类、α-氰基甲基丙烯酸类、衣康酸、巴豆酸、富马酸、马来酸、酸酐等的酸类;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺或其羟甲基化物等;乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑、乙烯亚胺、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯等含胺基的丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类。通过使用部分上述单体,可以将官能团引入调色剂颗粒表面。
另外,通过选用含酸性基团或碱性基团的分散剂可通过颗粒表面吸附来留存分散剂并且可以引入官能团。
在乳液聚合法中,是在水中使用表面活性剂乳化水溶性聚合引发剂及可聚合的单体,然后采用一般的乳化聚合方法合成乳液。制备其他分散体,该分散体中着色剂、脱模剂等分散在含水介质中,混合之后积聚至调色剂尺寸并接下来加热熔化而制得调色剂。然后对无机颗粒进行的下文所述的湿处理。可以使用在悬浊聚合法中使用的相同单体在调色剂表面上引入官能团。
由于树脂的选择性高、低温定影性高、造粒性优秀,对粒径、粒度分布、形状的控制容易,因此通过将调色剂材料的溶液和/或分散液进行乳化和/或分散在含水介质中而制得的调色剂是优选的。
上述调色剂材料的溶液含有溶解在溶剂中的调色剂材料,上述调色剂材料的分散液含有分散在溶剂中的调色剂材料。
上述调色剂材料至少包含:通过使含活性氢基的化合物与可与该含活性氢基化合物反应的聚合物反应来制备的粘性基体材料、粘合剂树脂、脱模剂及着色剂,并且可根据需要进一步含有如树脂细颗粒及电荷控制剂的其他成分。
上述粘性基体材料对如纸的记录介质显示出粘性,并且至少包含上述含活性氢化合物与可与该含活性氢化合物反应的聚合物在含水介质中反应而制备的粘性聚合物,也可以进一步含有从公知的粘合剂树脂中适当选出的粘合剂树脂。
对应感光体表面的正或负极性可以赋予本发明中使用的调色剂正电荷或负电荷中的任一种。
首先,将说明负极性调色剂。合适地使用由如悬浮聚合法、乳液聚合法和聚合物悬浮法的各种聚合法制备的所谓聚合调色剂。特别地,将详细说明树脂细颗粒的存在下,在含水介质中使包含含有可与含活性氢基化合物反应的部位的聚合物、聚酯、着色剂、脱模剂的调色剂组合物经交联或扩链反应所得调色剂的构成材料以及制备方法。但是,本发明所使用的调色剂包括但不限于下述构成材料以及制备方法。
聚酯由多元醇化合物与多元羧酸化合物经缩聚反应得到。
多元醇化合物(PO)包括二元醇(DIO)以及3价或以上的多元醇(TO),优选单独的二元醇(DIO)或二元醇(DIO)与少量三元醇(TO)的混合物。二元醇(DIO)的实例包括:烷撑二醇(乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和1,6-己二醇等);亚烷基醚二醇(二甘醇、三甘醇、二丙醇醚、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基醚二醇等);脂环式醇(环己烷-1,4-二甲醇和氢化双酚A等);双酚类(双酚A、双酚F和双酚S等);上述脂环式二醇的环氧化加成物(环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷等);上述双酚类的环氧化加成物(环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷等)。上述实例中,优选碳原子数2~12的烷撑二醇以及双酚类的环氧化加成物,特别优选双酚类的环氧化加成物与碳原子数2~12的烷撑二醇的并用。三价或以上的多元醇(TO)的实例包括3~8价或以上的多元脂肪醇(甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇和山梨糖醇等);三价或以上的酚类(邻苯三酚PA、苯酚酚醛清漆和甲酚酚醛清漆等);以及上述三价或以上的多元酚类的环氧化加成物。
多元羧酸(PC)包括二元羧酸(DIC)以及三价或以上的多元羧酸(TC)。优选单独的二元羧酸(DIC)以及二元羧酸(DIC)与少量三价或以上的多元羧酸(TC)的混合物。二元羧酸(DIC)的实例包括亚烷基二元羧酸(琥珀酸、己二酸、癸二酸等);亚烯基二元羧酸(马来酸、富马酸等);芳香族二羧酸(邻苯二甲酸、异酞酸、对苯二甲酸、萘二羧酸等)等。这些实例中优选碳原子数4~20的亚烯基二元羧酸以及碳原子数8~20的芳香族二元羧酸。三价或以上的多元羧酸(TC)包括碳原子数9~20的芳香族多元羧酸(苯偏三酸和均苯四酸等)等。另外,多元羧酸(PC)也可以使用上述羧酸的酸酐或其低级烷基酯(甲酯、乙酯及异丙酯等)来与多元醇(PO)反应。
多元醇(PO)与多元羧酸(PC)的比例,以羟基[OH]与羧基[COOH]的当量比计,[OH]/[COOH]通常在2/1~1/1,优选为1.5/1~1/1,更优选为1.3/1~1.02/1。
含羟基的聚酯由多元醇(PO)与多元羧酸(PC)的缩聚反应获得,其中多元醇(PC)和多元羧酸(PC)在如钛酸四丁酯及二丁基氧化锡的公知酯化催化剂的存在下加热至150~280℃,并根据需要减压蒸除生成的水。聚酯的羟基值优选为5mgKOH/g或以上,且聚酯的酸值通常为1mgKOH/g~30mgKOH/g,优选为5mgKOH/g~20mgKOH/g。具有酸值使聚酯易于充负电,而且在定影于记录纸上时,记录纸与调色剂之间的亲和性适当,从而改进了低温定影性能。但是,当酸值大于30mgKOH/g时,充电稳定性、特别是相对环境变化的稳定性易于降低。
另外,重均分子量为10000~400000,优选为20000~200000。当重均分子量小于10000时,抗反印性(offset resistance)会下降,因此这不是适当的。当其大于400000时,低温定影性能会下降,因此是不利的。
聚酯中除了上述缩聚反应得到的未改性聚酯之外,优选含有脲改性聚酯。脲改性聚酯是使上述缩聚反应所得的聚酯末端的羧基或羟基与多异氰酸酯化合物(PIC)反应得到含异氰酸酯基的聚酯预聚物(A),并与胺类反应来进行交联和/或分子链伸长而获得的。
多异氰酸酯化合物(PIC)的实例包括脂肪族多异氰酸酯(四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和2,6-二异氰酸甲基己酸酯等);脂环多异氰酸酯(异佛尔酮二异氰酸酯和环己基甲烷二异氰酸酯等);芳香族二异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯等);芳香脂肪族二异氰酸酯(α,α,α’,α’-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯等);异氰酸酯类;用苯酚衍生物、肟、己内酰胺等封端的上述多异氰酸酯;以及它们的并用。
多异氰酸酯化合物(PIC)的比例,以异氰酸酯基[NCO]与含羟基聚酯的羟基[OH]当量比[NCO]/[OH]计,通常为5/1~1/1,优选为4/1~1.2/1,更优选为2.5/1~1.5/1。当[NCO]/[OH]大于5时,低温定影性能会下降。[NCO]的摩尔比小于1时,使用脲改性聚酯时,由于该酯中脲含量下降,其抗热反印性也会下降。
含异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)中的多异氰酸酯化合物(PIC)的含量通常为0.5~40质量%,优选为1~30质量%,最优选2~20质量%。当该含量小于0.5质量%时,抗热反印性下降,并且对同时获得耐热保存性能以及低温定影性能不利。另外,当该含量大于40重量%时,低温定影性能会下降。
含异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)中每分子所含异氰酸酯基通常为1个或以上,优选为每分子1.5~3个,更优选为每分子1.8~2.5个。当每分子的异氰酸酯基的数量少于1个时,脲改性聚酯的分子量变低,使得抗热反印性下降。
与聚酯预聚物(A)反应的胺类(B)包括二胺化合物(B1)、三价或以上的多元胺化合物(B2)、氨基醇(B3)、氨基硫醇(B4)、氨基酸(B5)以及B1~B5的氨基被封端的化合物(B6)等。
二胺化合物(B1)的实例包括:芳香族二胺如苯二胺、二乙基甲苯二胺、4,4,-二氨基二苯基甲烷;脂环二胺如4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二环己基甲烷、二胺基环己烷和异佛尔酮二胺;脂肪族二胺如乙二胺、四亚甲基二胺和六亚甲基二胺。
三价或以上的多元胺化合物(B2)的实例包括二亚乙基三胺、三亚乙基四胺等。氨基醇(B3)的实例包括乙醇胺、羟乙基苯胺等。氨基硫醇(B4)的实例包括氨基乙硫醇、氨基丙硫醇等。
氨基酸(B5)的实例包括丙氨酸、己氨酸等。B1~B5的氨基被封端的化合物(B6)包括由上述B1~B5的胺类与酮类如丙酮、甲乙酮、甲基异丁酮得到的酮亚胺化合物以及噁唑烷化合物等。这些胺类(B)中优选B1以及B1与少量B2的混合物。
胺类(B)的比例,以含异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)中异氰酸酯基[NCO]与胺类(B)中氨基[NHx]的当量比[NCO]/[NHx]计,通常为1/2~2/1,优选为1.5/1~1/1.5,更优选为1.2/1~1/1.2。当[NCO]/[NHx]大于2以及小于1/2时,脲改性聚酯的分子量变低,由此其抗热反印性也下降。
另外,脲改性聚酯中,可以含有氨酯键及脲键。脲键含量与氨酯键含量的摩尔比通常为100/0~10/90,优选为80/20~20/80,更优选为60/40~30/70。当脲键的摩尔比小于10%时,其抗热反印性下降。
脲改性聚酯通过一步法制备。多元醇(PO)与多元羧酸(PC)在如钛酸四丁酯、二丁基氧化锡的公知酯化催化剂的存在下,加热至150℃~280℃,根据需要减压蒸除生成的水,得到含羟基的聚酯。接着,在40~140℃下,使其与多异氰酸酯(PIC)反应,得到含异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)。接下来,在0~140℃下使聚酯预聚物(A)与胺类(B)反应以得到脲改性聚酯。
在聚异氰酸酯(PIC)的反应或聚酯预聚物(A)与胺类(B)的反应中也可以根据需要使用溶剂。可用的溶剂的实例包括对异氰酸酯(PIC)呈惰性的溶剂:芳香族溶剂如甲苯和二甲苯等;酮类如丙酮、甲乙酮和甲基异丁酮等;酯类如乙酸乙酯;酰胺类如二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺等;以及醚类如四氢呋喃等。
在聚酯预聚物(A)与胺类(B)的交联和/或伸长反应中,可以使用反应终止剂来根据需要控制所得脲改性聚酯的分子量。反应终止剂的实例为一元胺如二乙胺、二丁胺、丁胺和月桂胺以及上述胺被封端的化合物如酮亚胺化合物等)等。
脲改性聚酯的重均分子量通常为10000或以上,优选为20000~10000000,更优选为30000~1000000。当其小于10000时,抗热反印性下降。当使用了未改性树脂时,脲改性聚酯等的数均分子量没有特别限定,可以是可得到上述重均分子量的数均分子量。在单独使用脲改性聚酯时,其数均分子量通常为2000~15000,优选为2000~10000,更优选为2000~8000。当其大于15000时,低温定影性能以及光泽度会降低。
优选同时使用未改性聚酯与脲改性聚酯,这是由于低温定影性能以及用于全色装置中时的光泽性度比单独使用脲改性聚酯时均得到改善。另外,未改性聚酯也可以含有除脲键之外的化学键改性的聚酯。
从低温定影性以及抗热反印性方面考虑,未改性聚酯与脲改性聚酯优选至少部分溶解。因此,未改性聚酯与脲改性聚酯优选具有类似组成。
另外,未改性聚酯与脲改性聚酯的质量比通常为20/80~95/5,优选为70/30~95/5,更优选为75/25~95/5,最优选为80/20~93/7。当脲改性聚酯的质量比小于5%时,其抗热反印性降低,并且对同时获得耐热保存性以及低温定影性能不利。
含未改性聚酯与脲改性聚酯的粘合剂树脂的玻璃化转变温度(Tg)通常为45~65℃,优选为45~60℃。当其小于45℃时,调色剂的耐热性会下降,当其大于65℃时,其低温定影性能不足。
另外,脲改性聚酯由于较易存在于所获得的调色剂母体颗粒的表面,因此与已知的聚酯类调色剂相比,即使其玻璃化转变温度低也显示出良好的耐热保存性。
全部已知的染料以及着色剂都可以作为着色剂使用且其实例包括炭黑、苯胺黑染料、铁黑、萘酚黄S、汉撒黄(10G、5G、G)、镉黄、氧化铁黄、黄土、黄丹、钛黄、聚偶氮黄、油溶性黄、汉撒黄(GR、A、RN、R)、颜料黄L、联苯胺黄(G、GR)、永固黄(NCG)、坚固黄青莲(Vulcan Fast Yellow)(5G、R)、酒石黄色淀、喹酞酮黄色淀、蒽黄BGL、异羟基吲哚黄、铁丹、铅丹、朱红、镉红、镉汞红、锑红、永固红4R、对位红、fiser red、对氯正硝基苯胺红、立索尔坚牢猩红G(lithol fast scarlet)、亮坚牢猩红(brilliant fastscarlet)、亮胭脂红BS、永固红(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、坚牢猩红VD、vulcan坚牢宝石红B、亮猩红G、立索尔宝石红GX、永固红F5R、亮胭脂红6B、颜料猩红3B、酒红5B、甲苯胺栗红、永固酒红F2K、太阳酒红BL(helio Bordeaux)、酒红10B、浅BON栗红、中BON栗红、曙红色淀、若丹明色淀B、若丹明色淀Y、茜素色淀、硫靛红B、硫靛栗红、油溶性红、喹吖啶酮红、吡唑啉酮红、聚偶氮红、铬朱砂(chrome vermilion)、联苯胺橙、苝酮橙、油溶性橙、钴蓝、天蓝(cerulean blue)、碱性蓝色淀、孔雀蓝色淀、维多利亚蓝色淀、无金属酞菁蓝、酞菁蓝、坚牢天蓝、阴丹士林蓝(RS、BC)、靛青、深蓝、铁蓝、蒽醌蓝、坚牢紫B、甲基紫色淀、钴紫、锰紫、二氧化紫、蒽醌紫、铬紫、锌绿、氧化铬、鲜绿、翠绿、颜料绿B、萘酚绿B、金绿、酸绿色淀、孔雀石绿色淀、酞菁绿、蒽醌绿、氧化钛、氧化锌、锌钡白以及它们的混合物。着色剂的含量通常为1~15质量%,优选为3~10质量%。
着色剂也可用作与树脂化合的母料。制备母料中所用的粘合剂树脂(或与母料一起捏合的粘合剂树脂)包括苯乙烯及其被取代的聚合物,如聚苯乙烯、聚(对氯苯乙烯)和聚乙烯基甲苯,它们与乙烯基化合物的共聚物,聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、环氧树脂、环氧多元醇树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯缩丁醛、聚丙烯酸酯类树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、脂肪烃树脂、脂环烃树脂、芳香族石油树脂、氯化石蜡、石腊等。上述粘合剂树脂可以单独或混合使用。
已知的电荷控制剂可以用作电荷控制剂,其实例包括:苯胺黑类染料、三苯基甲烷类染料、含铬金属络合物染料、钼酸鳌合物颜料、若丹明类染料、烷氧基胺类、季铵盐如氟改性季铵盐、烷基酰胺、磷单质或其化合物、钨单质或其化合物、氟化物活性剂、水杨酸金属盐以及水杨酸衍生物的金属盐等。其具体实例为苯胺黑类染料Bontron 03、季铵盐Bontron P-51、含金属偶氮染料Bontron S-34、氧化萘甲酸类金属络合物Bontron E-82、水杨酸类金属络合物Bontron E-84、苯酚类缩合物Bontron E-89(由Orient ChemicalIndustries,Ltd.制造);季铵盐的钼金属络合物TP-302、TP-415(由Hodogoya Chemical Co.制造),季铵盐Copy Charge PSYVP 2038,三苯基甲烷衍生物Copy Blue PR、季铵盐Copy Charge NEG VP2036和Copy ChargeNX VP434(由Hoechst Ltd.制造);硼络合物LRA-901和LR-147(由JapanCarlit Co.,Ltd.制造),铜酞菁、二萘嵌苯、喹吖啶酮、偶氮类颜料、其他含磺酸基、羧基、季铵盐等官能团的高分子化合物。这些化合物中,优选使用控制调色剂为负极性的物质。
电荷控制剂的用量根据如下因素确定:粘合剂的种类、有无根据需要使用的添加剂、包含分散方法的调色剂制备方法,因此不能从根本上限定,但相对于100质量份的粘合剂树脂优选为0.1~10质量份。其更优选为0.2~5质量份。当其超过10质量份时,调色剂的充电能力过大,会使电荷控制剂的效果减退以及显影辊的静电吸引力增大,并且显影剂或图像密度下降。
熔点50~120℃的低熔点蜡作为脱模剂分散在粘合剂树脂在定影辊与调色剂界面之间发挥有效作用,不在定影辊上涂布上油等的脱模剂也对高温胶印呈一定效果。这样的蜡成分如下。蜡的实例包括:如巴西棕榈蜡、棉蜡、日本蜡和米蜡等的植物蜡;如蜂蜡、羊毛脂的动物蜡;如地蜡和纯地蜡(cercine)的矿物蜡以及如石蜡、微晶蜡、凡士林油的石油蜡。并且,除上述天然蜡之外还包括:如费托蜡和聚乙烯蜡的合成烃蜡;如酯、酮和醚的合成蜡。此外,还可以使用12-羟基硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺、酞酸酐酰亚胺和氯化烃的脂肪酸酰胺,以及低分子量的结晶性高分子树脂如聚(正硬脂基甲基丙烯酸酯)和聚(正月桂基甲基丙烯酸酯)的聚丙烯酸酯的聚合物或共聚物(例如正硬脂基丙烯酸酯-甲基丙烯酸乙酯共聚物)的侧链含长烷基的结晶聚合物。
电荷控制剂和脱模剂可以与母料和粘合剂树脂熔融捏合,或者也可以在母料和粘合剂树脂溶解及分散有机溶剂时加入。
调色剂中含有的低熔点蜡的70%数量或以上优选在具有0.1μm~1μm的分散粒径。当数量少于70%且而小于0.1μm的分散粒径的颗粒数量较多时,定影时蜡要充分渗出较困难,定影时的脱模性不足会引起反印。当数量少于70个%且超过1μm的分散粒径的颗粒数量较多时,蜡大量存在于调色剂表面上,并且会产生调色剂在感光体等上成膜的缺陷。
本发明中,由于具有适当性能的细颗粒存在于调色剂表面,因此调色剂颗粒与目标体之间形成适当空隙。另外,由于细颗粒与调色剂颗粒、感光体和电荷提供部件之间接触面积非常小及均匀,从而产生巨大的附着力降低的效果,因此细颗粒对于改善显影和转印效率是有效的。而且,由于细颗粒还起到了辊子的作用,不会磨耗或损伤感光体,清洁刮板与感光体在高压(高负荷、高速等)下清洁时,难以埋没于调色剂颗粒中,或即使稍稍有埋没也可以脱离、复原,因此可以长时间得到稳定的性能。而且,细颗粒从调色剂表面适当地脱离并积聚在清洁刮板的前端部,通过所谓堤坝效果(dammingeffect),产生可以防止调色剂从清洁刮板处通过的现象的效果。由于这些性能具有减低调色剂颗粒所承受的剪切的作用,由于调色剂中所含的低流变组分,产生了高速定影(低能量定影)带来的调色剂自身减少结膜的效果。而且,当使用平均初始粒径在50μm~500μm范围内的细颗粒时,由于粒径极小,不会使调色剂的颗粒流动性下降,并且可以充分地体现优异的清洁能力。另外,虽然详情不是很清楚,当经表面处理的微粒从外部添加到调色剂中,并且如果载体未被污染,显影剂变差的程度就会很小。
所使用细颗粒的平均初始粒径(以下称为平均粒径)为50nm~500nm之间,特别优选为100nm~400nm。当其小于50nm时,微粒埋没在调色剂表面的凹部,可能导致辊子的作用下降。当其大于500nm时,当细颗粒存在于清洁刮板与感光体表面之间时,处于与调色剂自身的接触面积水平相当的数量级,使得本该清除的调色剂颗粒通过,从而产生清洁缺陷。
体积密度小于0.3mg/cm3时,虽然改善了流动性,但由于调色剂以及细颗粒的分散性以及粘附性提高,作为与调色剂间辊子的效果、以及通过积聚而防止调色剂清洁缺陷的所谓堤坝效果均下降。
上述细颗粒的实例包括:无机化合物如SiO2、TiO2、Al2O3、MgO、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO·SiO2、K2O(TiO2)n、Al2O3·2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4和SrTiO3,优选的实例包括:SiO2、TiO2和Al2O3。这些无机化合物可以利用各种偶联剂、六甲基二硅氮烷、二甲基二氯硅烷和辛基三甲氧基硅烷进行疏水化处理。
有机化合物的细颗粒可以是热塑性树脂或可热固化树脂并且其实例包括:乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂、酚醛树脂、蜜胺树脂、尿素树脂、苯胺树脂、离聚物树脂和聚碳酸酯树脂。可以组合使用上述树脂作为树脂细颗粒。由于容易获得微球状树脂颗粒的含水分散体,因此优选乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂以及它们的并用。
乙烯基树脂的具体实例包括:乙烯基单体的均聚物或共聚物,例如苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、(甲基)丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物和苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物。
从外部将上述细颗粒添加并附着在调色剂表面的方法包括:利用各种公知的混合设备将调色剂母体颗粒与细颗粒混合并粘附的方法;以及使调色剂母体颗粒和细颗粒与表面活性剂等均匀地分散在液相中,粘附处理后进行干燥的方法。
本发明的调色剂的平均圆度优选为0.93~0.99。将式(3)所得值定义为本发明中的圆度。圆度为调色剂颗粒凹凸程度的指标,调色剂完全呈球形时该值为1.00,并且表面轮廓越粗糙则圆度越小。
圆度a=L0/L……式(3)
式(3)中,L0表示具有与颗粒图像相同投影面积的圆的周长,L为颗粒投影像的周长。
当圆度在0.93~0.99时,由于调色剂颗粒的表面光滑,并且调色剂颗粒之间、调色剂颗粒与感光体之间的接触面积小,因此转印性能合适。由于调色剂颗粒没有棱角,在显影设备内显影剂的搅拌扭矩小并且稳定了搅拌的驱动力,因此不会产生异常图像。
由于在形成圆点的调色剂中没有带棱角的调色剂颗粒,转印时施加到转印介质上的压力被均匀地施加到形成圆点的整个调色剂上,因此在转印时难以产生空白并且可以得到高分辨率的图像。
由于调色剂颗粒没有棱角,调色剂颗粒本身的研磨力小,因此不会损坏、或磨耗感光体、充电部件等的表面。
以下将说明上述圆度的测定方法。
上述圆度可使用Sysmex Corporation制造的流动式颗粒图像分析装置FPIA-1000测定。
具体来说,将0.1~0.5ml作为分散剂的表面活性剂,优选烷基苯磺酸盐,添加到预先除去固体杂质的容器中的100~150ml水中,然后加入0.1~0.5g的待测样品来进行测量。利用超声波分散机对分散有样品的悬液进行约1~3分钟的分散处理直到分散浓度为3000个/μl-10000个/μl,并且利用上述装置测定调色剂的形状。
接下来将说明调色剂的制备方法。这里只说明优选制备方法,但不仅仅限于下述方法。
(1)通过将着色剂、未改性聚酯、含异氰酸酯基的聚酯预聚物和脱模剂分散于有机溶剂中来制备调色剂材料液。
由于在调色剂母体颗粒形成之后容易除去,因此优选沸点低于100℃的挥发性有机溶剂。具体实例包括:甲苯、二甲苯、苯、四氯化碳、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、三氯乙烯、氯仿、氯苯、偏二氯乙烯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲乙酮、甲基异丁酮。上述溶剂可以单独或组合使用。这些溶剂中,优选使用如甲苯、二甲苯的芳香族溶剂以及如二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、四氯化碳的卤化烃。有机溶剂的用量,相对于100质量份的聚酯预聚物,通常为0~300质量份,优选为0~100质量份,更优选为25~70质量份。
(2)在表面活性剂、树脂细颗粒的存在下,使调色剂材料液在含水介质中乳化。
含水介质可以是单独的水,也可以含有有机溶剂,如醇(甲醇、异丙醇和乙二醇等)、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、纤维素类(甲基纤维素等)和低级酮类(丙酮和甲乙酮等)。
含水介质的用量相对于100质量份的调色剂材料液,通常为50~2000质量份,优选为100~1000质量份。当其少于50质量份时,调色剂材料液的分散状态不适宜,并且不能得到预定粒径的调色剂颗粒。当其超过2000质量份时,则不经济。
为了改善含水介质中的分散性,可以适当添加如表面活性剂和树脂细颗粒的分散剂。
表面活性剂的实例包括:如烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐和磷酸酯的阴离子表面活性剂;如烷基胺盐、氨基醇脂肪酸衍生物、多胺脂肪酸衍生物和咪唑的胺盐型阳离子表面活性剂;或如烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基铵盐、吡啶鎓盐、烷基异喹啉鎓盐、苯索氯铵的季铵盐型阳离子表面活性剂;如脂肪酸酰胺衍生物和多元醇衍生物的非离子表面活性剂;如丙氨酸、十二烷基二(氨基乙基)甘氨酸、二(辛基氨基乙基)甘氨酸、N-烷基-N和N-二甲基甜菜碱的两性表面活性剂。
另外,通过使用很少量的含氟烷基的表面活性剂也可以改善效果。含氟烷基的阴离子表面活性剂包括碳原子数2~10的氟烷基羧酸或其金属盐,全氟辛基磺酰基谷氨酸二钠、3-[ω-氟烷基(碳原子数6~11)氧代]-1-烷基(碳原子数3~4)磺酸钠、3-[ω-氟烷基(碳原子数6~8)-N-乙基氨基]-1-丙磺酸钠、氟烷基(碳原子数11~20)羧酸或其金属盐、全氟烷基羧酸(碳原子数7~13)或其金属盐、全氟烷基(碳原子数4~12)磺酸或其金属盐、全氟辛基磺酸二乙醇酰胺、N-丙基-N-(2-羟乙基)全氟辛基磺酰胺、全氟烷基(碳原子数6~10)磺酰胺丙基三甲基铵盐、全氟烷基(碳原子数6~10)-N-乙基磺酰基甘氨酸盐和单全氟烷基(碳原子数6~16)乙基磷酸酯。
含氟烷基的市售表面活性剂的实例为:Asahi Glass Co.制造的Surflon S-111、S-112、S-113;Sumitomo 3M制造的Frorard FC-93、FC-95、FC-98、FC-129;Daikin Industries,Ltd.制造的Unidyne DS-101和DS-102;Dainippon Ink and Chemicals制造的Megafack F-110、F-120、F-113、F-191、F-812、F-833;Tohchem products Co.制造的ECTOP EF-102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201和204;Neos Co.制造的Futargent F-100、F150。
阳离子表面活性剂的实例包括:含氟烷基的脂肪族伯、仲或叔氨基酸;如全氟烷基(碳原子数6~10)磺酰胺丙基三甲基铵盐的脂肪族季铵盐;苯甲烷铵盐、氯化苯铵、苯索氯铵、吡啶鎓盐、咪唑鎓盐。其市售产品的具体实例包括:Asahi Glass Co.制造的Surflon S-121;Sumitomo 3M Ltd.制造的Frorard FC-135;Daikin Industries,Ltd.制造的Unidyne DS-202;DainipponInk and Chemicals,Inc.制造的Megafack F-150、F-824;Tohchem ProductsCo.制造的Ectop EF-132;Neos Co.制造的Futargent F-300。
添加树脂颗粒是为了稳定在含水介质中形成的调色剂母体颗粒。优选添加树脂颗粒使存在于调色剂母体颗粒表面的覆盖率在10~90%的范围内。实例包括1μm以及3μm的聚甲基丙烯酸甲酯颗粒、0.5μm以及2μm的聚苯乙烯颗粒、1μm的苯乙烯-丙烯腈共聚物颗粒,市售商品的实例包括:Kao Corp.,制造的PB-200H、Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd.制造的SGP、Sekisui Plastics Co.,Ltd.制造的Technopolymer SB、Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd.制造的SGP-3G和Sekisui Chemical Co.,Ltd.制造的Micropearl。
另外,也可以使用如磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、硅胶和羟基磷灰石的无机分散剂。
可与上述树脂颗粒和无机分散剂一起使用的聚合物保护胶体可用作分散剂来稳定分散液滴。其实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、α-氰基丙烯酸、α-氰基甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、马来酸或马来酸酐的酸类;或含羟基的(甲基)丙烯酸类单体,例如丙烯酸β-羟乙酯、甲基丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸β-羟丙酯、甲基丙烯酸β-羟丙酯、丙烯酸γ-羟丙酯、甲基丙烯酸γ-羟丙酯、丙烯酸3-氯-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸3-氯-2-羟基丙酯、二甘醇单丙烯酸酯、二甘醇单甲基丙烯酸酯、甘油单丙烯酸酯、甘油单甲基丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺和N-羟甲基甲基丙烯酰胺;乙烯醇或乙烯醇的醚类,例如乙烯甲醚、乙烯乙醚和乙烯丙醚;乙烯醇与含羧基化合物的酯类,例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺或它们的羟甲基化合物;如丙烯酰氯、甲基丙烯酰氯的酰氯类;如乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑、乙撑亚胺的含氮化合物或杂环化合物的均聚物或共聚物;如聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧丙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺、聚氧丙烯烷基酰胺、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯月桂基苯基醚、聚氧乙烯硬脂酰基苯酯和聚氧乙烯壬基苯酯的聚氧乙烯类;如甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素的纤维素类。
分散方法并没有特别限定,可以使用如低速剪切分散机、高速剪切分散机、摩擦分散机、高压喷射分散机和超声波分散机的公知分散机。其中,优选使用高速剪切分散机,这是因为其可将分散体粒径控制到2μm~20μm的范围内。当使用高速剪切式分散机时,转数没有特别限定,其通常为1000rpm~30000rpm,优选为5000rpm~20000rpm。分散时间也没有特别限定,在批量处理时,通常为0.1分钟~5分钟。分散温度通常为压力下0℃~150℃,优选为40℃~98℃。
(3)在制作乳化液的同时添加胺类(B),以与含异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)反应。
该反应伴随分子链的交联和/或伸长。反应时间根据聚酯预聚物(A)所含异氰酸酯基的结构与胺类(B)的反应活性来选择,通常为10分钟~40小时,优选为2小时~24小时。反应温度为0℃~150℃,优选为40℃~98℃。另外,根据需要可以使用已知的催化剂。具体实例包括月桂酸二丁基锡和月桂酸二辛基锡。
(4)反应结束之后,从乳化分散体(反应物)中除去有机溶剂,洗净、干燥得到调色剂母体颗粒。
通过在层流的状态下搅拌来慢慢将整个体系升温并且在预定温度区间下强烈搅拌后除去有机溶剂,制得纺锤形调色剂母体颗粒。另外,当使用分散稳定剂如磷酸钙盐的可溶于酸、碱中的物质时,在磷酸钙盐溶解于如盐酸的酸之后,利用如水洗的方法除去调色剂母体颗粒中的磷酸钙盐。另外,也可以通过氧分解的方法除去。
(5)将电荷控制剂添加到上述得到的调色剂母体颗粒中,并且从外部添加如二氧化硅颗粒和氧化钛颗粒的无机微粒,以得到调色剂。
添加电荷控制剂以及从外部添加无机颗粒可以使用搅拌器等的公知方法进行。
通过上述工序,可以容易地得到粒径小且粒径分布有尖峰的调色剂。而且,通过除去有机溶剂步骤时的强搅拌,可以将调色剂的形状控制为从球形到橄榄球形之间的形状,并且还可以将表面形态控制为从光滑到褶皱的表面。
以下将说明正极性的调色剂。可以采用与上述负极性调色剂相同的方法制备正极性的调色剂。使用如粘合剂树脂、着色剂、脱模剂和电荷控制剂的上述公知的可提供调色剂正极性的构成材料。另外,即使使用易充负电的公知构成材料时,也可以通过可提供调色剂正极性的电荷控制剂来控制极性。
上述调色剂的质量平均粒径优选为3μm~8μm,更优选为3μm~6μm。上述质量平均粒径小于3μm时,易产生图像缺陷、粒径在1μm或以下的细粉末调色剂的比例可能会变大,当其大于8μm时,很难适应电子照相图像的更高质量的要求。
调色剂的质量平均粒径与调色剂的数量平均粒径的比优选为1.00~1.40。
上述质量平均粒径可以使用Beckman Coulter K.K.制造的粒度测定器“Coulter计数器-TAII”进行测定。
(显影剂)
上述显影剂至少含有上述调色剂并且含有根据需要适当选择的其他组分如载体。显影剂可以为单组分显影剂或双组分显影剂,但近几年为适应信息处理速度的改进,当显影剂用于高速打印机时,从提高寿命的角度考虑优选上述双组分显影剂。
在使用上述调色剂的单组分显影剂的情况下,即使发生了调色剂的添加或减少,调色剂粒径的波动也较少,没有显影辊上调色剂的结膜并且调色剂变薄而在如刮板部件上融化,即使长期的使用(搅拌)显影设备,也可以得到适当稳定的显影性能及图像。另外,在使用上述调色剂的双组分显影剂的情况下,即使发生了调色剂的添加或减少,显影剂中的调色剂粒径波动也较少,即使在显影设备中长期搅拌,也可以得到适当的稳定的显影性。
载体没有特别限定,可以根据需要适当选择,优选含有芯材以及将树脂层施用到芯材的载体。
芯材的材料没有特别限定,可从已知的芯材中适当选择。例如,优选50~90emu/g的锰-锶(Mn-Sr)类材料和锰-镁(Mn-Mg)类材料,为了确保图像密度,优选如铁粉(100emu/g或以上)和磁铁矿(75~120emu/g)的高磁化材料。另外,从可减弱调色剂为磁性刷的图像承载部件的接触而有利于更高的图像质量来说,优选如铜-锌(Cu-Zn)类(30~80emu/g)的弱磁化材料。它们可以单独或组合使用。
芯材的体积平均粒径(D50)优选为10μm~200μm,更优选为40μm~100μm。
上述树脂层的材料没有特别限定,可以从已知树脂中根据需要适当选择。实例包括:氨基树脂、聚乙烯基树脂、聚苯乙烯树脂、卤化烯烃树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯树脂、聚氟乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、聚三氟乙烯树脂、聚六氟丙烯树脂、偏氟乙烯-丙烯酸单体的共聚物、偏氟乙烯与氟乙烯的共聚物、如四氟乙烯、偏氟乙烯与非氟化单体的三聚物和硅酮树脂。上述树脂可以单独或组合使用。
在上述树脂层中根据需要也可以含有导电粉末,该导电粉末的实例包括金属粉末、炭黑、氧化钛、氧化锡、氧化锌等。这些导电粉的平均粒径优选在1μm或以下。上述平均粒径如果大于1μm,会难以控制电阻。
在上述树脂层,例如可以通过将硅酮树脂等溶于溶剂中制成的涂布液利用已知的涂布方法将该涂布液均匀涂布在上述芯材的表面上,干燥之后进行烘焙来形成。上述涂布方法的实例包括浸渍法、喷涂法和刷涂法。
上述溶剂没有特别限定,并且可以根据需要适当选择,其实例包括甲苯、二甲苯、甲乙酮、甲基异丁酮、溶纤剂和乙酸丁酯等。
上述烘焙没有特别限定,可以采用外部加热或内部加热的方式,实例包括使用固定式电炉、流动式电炉、旋转式电炉、燃烧炉的方法和使用微波的方法。
上述树脂层中载体的含量优选为0.01~5.0质量%。
上述含量在少于0.01质量%时,不会在上述芯材的表面形成均匀的上述树脂层,并且当上述含量大于5.0质量%时,上述树脂层变得过厚并且出现载体之间结粒,不能得到均匀的载体颗粒。
如果上述显影剂为上述双组分显影剂时,上述载体在该双组分显影剂的含量没有特别限定,根据需要可适当选择,但例如优选为90~98质量%,更优选为93~97质量%。
对于双组分类显影剂的调色剂与载体的混合比例,通常相对于100质量份的载体,调色剂为1~10.0质量份。
可视图像可以以显影单元通过使用调色剂和/或显影剂显影静电潜像来形成。
显影单元没有特别限定,可以从已知方法中适当选择,只要其可以使用调色剂和/或显影剂进行显影。优选的实例包括:含有调色剂和/或显影剂、并且至少具有可通过接触或不接触来为静电潜像提供调色剂和/或显影剂的显影单元。配备有本发明的调色剂容器的显影设备是优选的。
上述显影设备可以是干式显影方式的也可以是湿式显影方式的,并且,可以是单色显影设备也可是多色显影设备,优选的实例包括:具有由摩擦搅拌对调色剂和/或显影剂充电的搅拌器和可旋转的磁辊的显影器。
在上述显影设备内,混合搅拌上述调色剂以及载体以通过摩擦对调色剂充电,并且以磁刷的状态将调色剂保持在旋转磁辊上。由于该磁辊设置在图像承载部件旁边,在该磁刷表面上的构成该磁刷的上述调色剂的一部分在电引力的作用下移动到该图像承载部件的表面。结果,静电潜像被调色剂显影,在该图像承载部件的表面上形成由这些调色剂得到的可视图像。
在上述显影器中含有的显影剂是含调色剂的显影剂,该显影剂可为单组分显影剂或双组分显影剂。
—转印步骤以及转印单元—
转印是将可视图像转印到记录介质上的步骤,优选的是使用中间转印部件,其中将可视图像第一次转印到中间转印部件,然后将该可视图像第二次转印到记录介质上的实施方式。更优选的是调色剂使用两种或以上颜色的调色剂或优选全色调色剂,并且包含将可视图像转印到中间转印部件上以形成复合转印图像的第一转印步骤,以及将该复合转印图像转印到记录介质上的第二转印步骤的实施方案。
可视图像的转印可通过使用转印充电设备对图像承载部件充电,以及上述转印单元来进行。上述转印单元的优选实施方案包含将可视图像转印到中间转印部件上形成复合转印图像的第一转印单元,以及将该复合转印图像转印到记录介质上的第二转印单元。
中间转印部件没有特别限定,可以根据需要从已知的转印部件中适当选择,并且实例包括转印带等。
上述转印单元(第一转印单元、第二转印单元)优选含有构造成进行充电以将上述图像承载部件上形成的可视图像分离并转印到记录介质的转印器。可以仅使用一个转印单元或者也可以使用两个或以上的转印单元。上述转印器的实例为利用电晕放电的电晕转印器、转印带、转印辊、压力转印辊、粘附转印器(adhesion-transfer equipment)等。
通常的记录介质为普通纸,对其没有特别限定,可根据需要适当选择,只要其可以在显影后接收转印的、未定影的图像,也可以使用OHP用的PET基材。
定影步骤是使用定影装置使转印到记录介质上的可视图像定影的步骤。转印步骤可以在各色调色剂每次转印在上述记录介质上时进行,也可以在各色调色剂已层叠后在同一次操作中进行。
定影装置没有特别限定,可以从已知的装置中根据需要适当选择。但是,适合的有例如常规加热及加压单元。上述加热及加压单元包括加热辊与加压辊的组合以及加热辊与加压辊以及环带的组合等。
通常,加热及加压单元提供的加热优选到80~200℃。
在本发明中,例如,常规光定影设备可以与上述定影步骤及定影设备共同使用或替代替代上述定影步骤及定影设备使用。
除电步骤是对上述充电的图像承载部件施加放电偏压以除去电荷的步骤。该步骤适合地利用除电单元进行。
除电单元没有特别限定,只要可对上述图像承载部件施加除电偏压以由此除去电荷即可,并且可根据目的从常规除电单元中适当选择。其中适合的实例为除电灯。
清洁步骤是将上述图像承载部件上残留的电子照相调色剂除去的步骤。该步骤合适地利用清洁单元进行,下文将予以描述。
清洁单元没有特别限定,只要可清除上述图像承载部件上残留的调色剂的设备即可,本发明的成像装置至少使用清洁刮板。
由于清洁装置具有与感光体接触的环形前端的刷子,前端与感光体接触的刷子呈点接触,并且即使使用了厚且坚固的刷子材料,也可以在不损伤感光体表面的情况下有效地除去如转印后残留的调色剂或纸屑(paper dust)的杂物。
另外,即使通过将上述刷子环状前端侧从底部转向刷子旋转方向的上游侧而使刷子坚固,刷子与感光体的接触还是柔软的,降低了旋转扭矩从而节省驱动力。
另外,由于使用呈环状的刷子提高了除杂物能力,在接触区域上即使刷子的旋转方向与感光体的旋转方向相同,刷子也表现出足够的清洁能力。并且即使在刷子中混入可损害感光体的高硬度杂物,由于该杂物与感光体的接触不多,从而可以降低在感光体上发生损害的可能性,另外,即使当刷子是坚固的时,刷子与感光体的接触也是柔软的,降低了旋转扭矩从而节省驱动力。
另外,由于上述刷子具有在感光体旋转方向下游侧与感光体接触的弹性橡胶刮板,因而可以进行更有效的清洁,并且由于其接触方向与感光体的旋转方向相反,因而可进行更适当的清洁。此外,通过将上述弹性体橡胶刮板与感光体的接触压力设定为10~30g/cm来抑制上述成像装置中感光体的异常磨耗的同时进行充分的清洁。
当接触压力在上述范围内时,在不对附着杂物的感光体产生损伤的情况下,显示出最优秀的除去转印后残留的调色剂的能力,这已从很多测试中得以确定。
当接触压力过小时,接下来的成像步骤在残留的调色剂还未完全出去前就开始了,这样可能会导致异常图像。当接触压力过大时,因反复使用而对感光体产生的磨耗会被加速。
如图15所示,本发明中所用的清洁装置具有与感光体接触的前端呈环状的刷子,其特征在于上述刷子的环状前端侧从底部转向刷子旋转方向的上游侧。图15所示的是刷子端部形状的放大图,图16为旋转的刷子的截面图,图16中的箭头表示旋转方向。
对于刷子的材料没有特别限定,可以使用一般的材料。其实例包括尼龙、聚酯、人造丝、聚碳酸酯、甲基丙烯酸类树脂和丙烯酸类树脂,并且这些树脂可以单独或组合使用。另外,可以使刷子的纤维是导电的。
使刷子的纤维导电的方法包括:通常的通过电镀、真空沉积或溅射来在纤维表面涂覆金属的方法;在纤维表面上分散如碳、金属的导电性颗粒分散聚合物而形成有机层的方法;以及将导电性颗粒分散聚合物共混或旋入多芯组合物的方法。
刷子纤维的宽度通常是5~30(旦/丝)。为了适当的清洁能力以及耐久性,环状刷子的环密度优选为每1cm2有50~100个环。
刷子的环长在2~10mm较为合适。如图17所示的清洁刷子的实例是通过将环状的刷子织入基布中制得的毛圈刷(loop pile brush)缠绕并连接到金属芯轴上而形成的。
另外,为使上述刷子与感光体在感光体旋转方向下游侧接触而设置的弹性橡胶刮板的材料可以是广泛采用的弹性体,包括通常使用的硅橡胶和聚氨酯橡胶。刮板的厚度没有特别限定,其优选为约1mm到7mm。基于先前所述的理由,与感光体之间的接触压力优选为10~30g/m。另外,上述弹性橡胶刮板与感光体的接触方向优选为与感光体的旋转方向相反。
回收步骤是将上述清洁步骤除去的上述电子照相用调色剂回收到上述显影单元中去的步骤。该步骤适合利用回收单元进行。
回收单元没有特别限定,可以从常规的传输设备中适当地选择。
控制步骤是控制上述各步骤的步骤。该步骤适合利用控制单元进行。
控制单元没有特别限定,只要可以控制上述单元或部件即可,可以根据目的适当选择。其实例为如定序器、计算机等的设备。
这里将参考附图来说明本发明所用的成像装置。静电潜像承载部件是满足本发明需要的静电潜像承载部件。
图3是用于说明本发明成像装置一个实例的示意图,后述的变化的实例也属于本发明的范畴。
图3中,静电潜像承载部件(感光体)311是满足本发明要求的静电潜像承载部件。
虽然该感光体311是鼓形的,但它也可以是片形的或环形带状的。
可以使用如电晕管、Scorotron、固体充电器、充电辊的已知充电单元作为充电单元312。
转印设备316虽然一般可使用上述的充电单元,但转印充电器与分离充电器并用是有效的。
313为曝光单元,可以使用激光二极管(LD)或发光二极管(LED)。根据情况,为了以预定波长的光来辐照,可以使用如尖峰截止(sharp cut)滤光片、通带滤光片、近红外截止滤光片、二向色性滤光片、干涉滤光片和色温转换滤光片的各种滤光片。
301为除电单元,其视需要而使用。光源的实例包括如荧光灯、钨灯、卤素灯、水银灯、钠灯、发光二极管(LED)、激光二级管(LD)和电致发光(EL)的一般发光材料。
利用显影单元314在感光体上显影的调色剂315转印到记录介质318上,但是,不是全部的调色剂都被转印,感光体上残留有调色剂。这些调色剂通过清洁单元317从感光体上除去。清洁设备可以使用橡胶制成清洁刮板的刷子以及毛刷子、磁性毛刷子。
当图像在充正(负)电的电子照相感光体上曝光时,在感光体表面上形成正(负)静电潜像。如果利用充负(正)电的调色剂(验电颗粒)显影,可以得到正性图像,或利用充正(负)电的调色剂显影,可以得到负性图像。公知的方法用于显影单元和除电单元。
图4表示本发明成像装置的另一实例。图4中,感光体311为满足本发明要求的环形带状电子照相感光体。
成像装置利用驱动单元302驱动,并且反复用充电单元312进行充电、用曝光单元313进行图像曝光、显影(未示出)、用转印设备316进行转印、用清洁前曝光单元303进行清洁前曝光、用清洁单元317进行清洁并且用除电单元301进行除电。图4中,从感光体的支持体一侧(此时支持体具有透光性)进行清洁前曝光的光辐照。
如图4所示的曝光单元313中,可以使用激光二极管(LD)或发光二极管(LED)作为光源。根据情况,为了以预定波长的光辐照,也可以使用尖峰截止滤光片、通带滤光片、近红外截止滤光片、二向色性滤光片、干涉滤光片、颜色转换滤光片的各种滤光片。
以上的成像装置为本发明实施方式中例示的成像装置,其他实施方式也是可能的。例如,在图4中从支持体一侧进行清洁前的曝光,但也可以从感光层一侧进行,另外,图像曝光和除去电荷的辐照也均可以从支持体一侧进行。光照射步骤虽然在图中标示了图像曝光、清洁前曝光和除去电荷曝光,也可以对感光体进行如转印前曝光、图像曝光的预曝光的其他已知光辐照步骤。
图18所示为本发明电子照相成像装置的又一个实例。
在该成像装置中,在感光体11的周围依次设置有充电单元12、曝光单元13、对应黑(Bk)、青(C)、品红(M)及黄(Y)的各调色剂的显影单元14Bk、14C、14M和14Y、作为中间转印部件的中间转印带1F和清洁单元17。图18中的标记Bk、C、M、Y对应于调色剂的颜色,并且视需要添加或省略标记。
感光体11为满足本发明要求的电子照相感光体。
可以独立地控制各颜色的显影单元14Bk、14C、14M和14Y,并且只驱动进行成像的颜色的显影单元。将感光体11上形成的调色剂图像通过位于中间转印带11F内的第一转印单元11D来转印到中间转印带11F上。
将第一转印单元11D设置为与感光体11接触或分离,并且中间转印带11F仅在转印时与感光体11接触。
各种颜色的图像依次形成,覆盖在中间转印带1F上的调色剂图像通过第二转印单元1E被立即转印到图像接收介质18上,然后利用定影单元19定影以形成图像。
也将第二转印单元1E设置为与中间转印带1F接触或分离,并且其仅在转印时才与中间转印带11F接触。
在转印鼓型的电子照相装置中不能在重磅纸上打印,这是由于要将静电吸附在转印鼓上的各色调色剂图像依次转印到记录介质上。相反,由于如图8所示的中间转印型的电子照相装置中,中间转印部件1F上的各种颜色的调色剂图像相互重叠,因此任何记录介质都可以使用。
另外,如上所述的成像装置可以固定并结合在复印机、传真机和打印机内,也可以以处理盒的形式结合。处理盒是一种具有内置感光体并且还包含充电单元、曝光单元、显影单元、转印单元、清洁单元和除电单元的设备(部件)。处理盒具有多种形状。这些处理盒是可拆卸的并且易于维护。
处理盒例如图9所示,具有内置感光体101,并且包含充电单元102、显影单元104、转印单元108和清洁单元107,并且可根据需要进一步包含其他单元。图9中,103表示利用曝光单元的曝光,105表示记录介质。
可以使用同上述一样的感光体作为感光体101。任何充电部件都可以用作充电单元102。
在利用图9所示处理盒的成像过程中,当感光体101沿箭头方向旋转时,利用充电单元102充电并利用曝光单元103(未示出)进行曝光,在感光体的表面上形成对应于曝光图像的静电潜像。然后,利用调色剂以显影单元104将该静电潜像显影,并且利用转印单元108将该调色剂图像转印到记录介质105上,以及经打印输出。利用清洁单元107清洁图像转印后的感光体表面,并且利用除电单元(未示出)将电源除去以再次重复上述操作。
有两种使用本发明的成像装置进行本发明的成像方法的串联型电子照相装置:直接转印型和间接转印型。在直接转印型中,将各感光体1上形成的图像通过转印单元2依次转印到由纸传送带3传送的纸张s上。如图6所示,在间接转印型中,通过第一转印单元2依次将各感光体1上的图像暂时转印到中间转印部件4上,然后通过第二转印单元5将中间转印部件4上的图像一起转印到纸张s上。转印单元5通常为转印/传送带,但也可以使用辊型的。
直接转印型与间接转印型相比具有在纸张传送方向上大型化的缺点,这是因为供纸单元6必须安放在与感光体1对齐的串联型成像装置T的上侧,并且定影单元必须放置在该装置的下侧。相反,在间接转印型中,可以对第二转印位置进行相对自由地设置并且供纸单元6以及定影单元7可以与串联型成像装置T一起放置,使得可以小型化。
为了避免在纸张传送方向上的大型化,必须使定影单元7接近串联型成像装置T放置。但是,不可能以使纸张s具有充分的弯曲空间的方式放置定影单元7,由于纸张s前端接近定影单元7时产生的冲击(在厚纸张时特别显著),或者由于在通过定影单元7时纸张的传送速度与由转印/传送带输送纸张时的纸张传送速度之差,定影装置7可能对上侧的成像产生影响。另一方面,间接转印型允许定影单元7以使纸张s具有足够的弯曲空间的形式放置,定影单元7对成像几乎没有影响。
因为如上所述的原因,最近串联型电子照相装置中的间接转印型引起了特别关注。
这种类型的彩色电子照相装置,如图6所示,在第一次转印之后,利用感光体清洁单元8除去感光体1上残留的调色剂来清洁感光体1表面,准备下一次成像。它还在第二次转印后,利用中间转印部件清洁单元9除去中间转印部件4上残留的调色剂来清洁中间转印部件4的表面,准备下一次成像。
图7所示的串联成像装置为串联型彩色成像装置。串联成像装置120具有复印机本体150、供纸台200、扫描仪300以及原稿自动传送装置(ADF)400。
复印机本体150在中央具有在环形带状的中间转印部件50。图7中,中间转印部件50架在支持辊14、15以及16上并且构造成在图7中沿顺时针方向旋转。支持辊15的旁边设置有用于中间转印部件的清洁设备17。中间转印部件清洁设备17可在转印调色剂图像后除去中间转印部件50上的残留调色剂。
由支持辊14和15支撑的中间转印部件50上,黄、青、品红、黑四种成像单元并列排布在中间转印部件50的传送方向上,从而构成串联型显影设备120。在串联型显影设备120的旁边还设置有曝光单元21。中间转印部件50中设置串联型显影设备120侧的相对侧,设置有第二转印单元22。第二转印单元22具有环绕一对辊23的环形带24。第二转印设备22构造成使传送到第二转印带24的转印纸与中间转印部件50接触。在第二转印设备22的旁边设置有定影设备25。
在串联成像装置中,在第二转印设备22以及图像定影单元25的旁边设置有纸张反转装置28。纸张反转装置28构造成为了在转印纸的两面成像而将转印纸反转。
接着,使用串联型显影设备120按如下方式形成全色图像(彩色复印)。首先,将原稿放置在原稿自动传送装置(ADF)400的原稿台130上。或者打开原稿自动传送装置400,将原稿放置在扫描仪300的接触玻璃32上,关闭原稿自动传送装置400以按压原稿。
按下启动开关(未示出),放在原稿自动传送装置400中的原稿被输送到接触玻璃32上。在原稿放置在接触玻璃32上的情况中,立即驱动扫描仪300以运行第一扫描头33以及第二扫描头34。从光源发出的光照射到原稿。反射光进一步利用第二扫描头34中的镜子反射,并通过成像透镜35进入读取传感器36,由此读取彩色原稿(彩色图像)。读取的彩色图像被解释为黑、黄、品红以及青色的图像信息。
将黑、黄、品红以及青色的各图像信息分别传送到串联型显影设备120中的各成像单元18(黑色成像单元、黄色成像单元、品红色成像单元以及青色成像单元),然后在各成像单元18中独立地形成黑、黄、品红以及青色的调色剂像。如图8所示,在串联型显影器120的各成像设备18(黑色成像单元、黄色成像单元、品红色成像单元以及青色成像单元)中设置有感光体10(黑色感光体10K、黄色感光体10Y、品红色感光体10M以及青色感光体10C)、对该感光体均匀充电的充电设备160、形成与基于各彩色图像信息的在上述感光体上的彩色图像相对应的静电潜像的曝光设备(图8中的L)、利用各种颜色的调色剂(黑色调色剂、黄色调色剂、品红色调色剂以及青色调色剂)显影该静电潜像的以形成调色剂图像的显影设备61、将该调色剂图像转印到中间转印部件50上的转印充电器62、感光体清洁设备63以及除电设备64。由此,基于对应的彩色图像信息形成了各单色的图像(黑色图像、黄色图像、品红色图像以及青色图像)。如此得到了在黑色感光体10K上形成的黑色图像、在黄色感光体10Y上形成的黄色图像、在品红色感光体上形成的品红色图像以及在青色感光体上形成的青色图像被依次转印(第一次转印)到通过支持辊14、15以及16旋转的中间转印部件50上。这些调色剂图像在中间转印部件50上重叠以形成复合彩色图像(彩色转印像)。
在供纸台200的一个供纸辊142选择性地转动,纸张(记录纸)从纸库143中的多个供纸盒144之一弹出并在分离辊145中依次分离进入供纸路径146上,利用传送辊147传送导入到复印机本体150内的供纸路径148上,并且被阻止辊(resist roller)49阻止。或者,转动供纸辊142反复输出手动托盘54上的纸张(记录纸),利用分离辊145分离出每一张后进入到手动供纸路径53中,遇到相同的阻止辊49停止。注意到阻止辊49一般是接地使用的,但为了除去纸张的纸屑也可以在施加偏压的状态下使用。
阻止辊49以与中间转印部件50上的复合彩色图像的移动同步的方式旋转,以将纸张(记录纸)送入中间转印部件50与第二转印设备22之间,并且利用该第二转印设备22的作用将该复合彩色图像(转印的彩色图像)转印(第二次转印)到该纸张(记录纸)上。转印调色剂图像后,在中间转印部件50上残留的调色剂利用中间转印部件清洁设备17清除。
转印并形成有彩色图像的纸张(记录纸)通过第二转印设备22传送到图像定影设备25中,并在图像定影设备25中施加热以及压力将上述复合彩色图像(转印的彩色图像)定影在该纸张(记录纸)上。然后,该纸张(记录纸)经切换刮板55的作用而改变其方向,由弹出辊56弹出并堆积在排纸托盘57上。或者,该纸张经切刮板55的作用而改变其方向进入纸张反转装置28,转换方向,再次传送到转印段,在其背面进行图像形成。然后,两侧都承载图像的纸张借助弹出辊56弹出,并堆积在排纸托盘57上。
因为本发明的成像方法以及成像装置使用串联成像装置,该装置配备有电子照相感光体和多个包含静电潜像形成单元、显影单元和转印单元的成像元件,并且静电潜像承载部件具有包含上述结构式(1)所表示的电荷传输材料的感光层,其可以表现出高耐久性并且即使反复使用也可以高速低成本地稳定地形成全色图像。
下面,将参考实施例来详细地说明本发明。在以下实施例中,除非另有说明,“份”表示“质量份”,“%”表示“质量%”。
(合成实施例1-1)
<合成结构式(3)的电子传输材料>
-第一步
首先,在200ml的四颈烧瓶中加入5.0g(18.6mmol)的1,4,5,8-萘四甲酸二酐以及50ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将2.14g(18.6mmol)的2-氨基庚烷和25ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物在搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到2.14g单酰亚胺A(产率:31.5%)。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入2.0g(5.47mmol)的单酰亚胺A、0.137g(2.73mmol)的水合肼、10mg的对甲苯磺酸和50ml的甲苯,加热回流5小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。将残余物利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/乙酸乙酯进行再结晶,得到0.668g下述结构式(3)所表示的化合物(产率:33.7%)。在质谱分析(FD-MS)中观察到M/z=726的峰并且将其确认为目标。在元素分析中的计算值为碳69.41%、氢5.27%和氮7.71%,而实测值为碳69.52%、氢5.09%和氮7.93%。
Figure A20061006433300871
结构式(3)
(合成例1-2)
<合成式(4)的电子传输材料>
-第一步-
在200ml的四颈烧瓶中加入10g(37.3mmol)的1,4,5,8-萘四甲酸二酐、0.931g(18.6mmol)的水合肼、20mg的对甲苯磺酸和100ml的甲苯,加热回流5小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。将残余物利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/乙酸乙酯进行再结晶,得到2.84g二聚物C(产率:28.7%)。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入2.5g(4.67mmol)的二聚物C以及30ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有0.278g(4.67mmol)的2-氨基丙烷和10ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯,得到0.556g单酰亚胺C(产率:38.5%)。
-第三步-
在50ml的四颈烧瓶中加入0.50g(1.62mmol)的单酰亚胺C和10ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。将含有0.186g(1.62mmol)的2-氨基庚烷和5ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到0.243g下述结构式(4)所表示的化合物(产率:22.4%)。在质谱分析(FD-MS)中观测到M/z=670的峰,并且将其确认为目标。元素分析中的计算值为碳68.05%、氢4.51%和氮8.35%,而实测值为碳68.29%、氢4.72%和氮8.33%。
Figure A20061006433300881
结构式(4)
(合成例1-3)
<合成式(6)的电子传输材料>
-第一步-
在200ml的四颈烧瓶中加入5.0g(18.6mmol)的1,4,5,8-萘四甲酸二酐以及50ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有1.10g(18.6mmol)的2-氨基丙烷和25ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到2.08g单酰亚胺B(产率:36.1%)。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入2.0g(5.47mmol)的单酰亚胺B、0.162g(3.23mmol)的水合肼、10mg的对甲苯磺酸和50ml的甲苯,加热回流5小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。将残余物利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/乙酸乙酯进行再结晶,得到0.810g下述结构式(5)所表示的电荷传输材料(产率37.4%)。在质谱分析(FD-MS)中观测到M/z=614的峰,并且将确认为目标。在元素分析中的计算值为碳66.45%、氢3.61%和氮9.12%,实测值为碳66.28%、氢3.45%和氮9.33%。
Figure A20061006433300891
结构式(5)
(合成例1-4)
<合成结构式(6)的电荷传输材料>
-第一步-
在200ml的四颈烧瓶中加入5.0g(9.39mmol)的上述二聚物C以及50ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有1.08g(9.39mmol)的2-氨基庚烷和25ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物在搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。得到1.66g单酰亚胺D(产率:28.1%)。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入1.5g(2.38mmol)的单酰亚胺D以及50ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有0.308g(2.38mmol)的2-氨基辛烷和10ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,将混合物加热回流6小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲笨并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到0.328g下述结构式(6)所表示的电荷传输材料(产率:18.6%)。在质谱分析(FD-MS)中观测到M/z=740的峰,并且将其确认为目标。在元素分析中的计算值为碳69.72%、氢5.44%和氮7.56%,实测值为碳69.55%、氢5.26%和氮7.33%。
Figure A20061006433300901
结构式(6)
(合成例1-5)
<合成结构式(7)的电荷传输材料>
-第一步-
在200ml的四颈烧瓶中加入5.0g(9.39mmol)的上述二聚物C以及50ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有1.08g(9.39mmol)的2-氨基庚烷以及25ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到其中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯,得到1.66g单酰亚胺D(产率:28.1%)。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入1.5g(2.38mmol)的单酰亚胺D以及50ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有0.408g(2.38mmol)的6-氨基十一烷以及10ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到0.276g下述结构式(7)所表示的电荷传输材料(产率:14.8%)。在质谱分析(FD-MS)中观测到M/z=782的峰,并且将其确认为目标。在元素分析中的计算值为碳70.57%、氢5.92%和氮7.16%,实测值为碳70.77%、氢6.11%和氮7.02%。
Figure A20061006433300911
结构式(7)
(实施例1-1)
在球磨机罐中放入如下组成的混合物,使用直径10mm的氧化铝球进行球磨120小时。
-底涂层涂布液-
·氧化钛(CR-60,Ishihara Sangyo Kaisha,Ltd.制造)……500g
·醇酸树脂(Beckolite M6401-50,Dainippon Ink and Chemicals,Inc.制造,固体含量50%)……150g
·蜜胺树脂(Super Beckamine L-121-60,Dainippon Ink and Chemicals,Inc.制造,固体含量60%)……83g
·甲乙酮(Kanto Chemical Co.,Inc.制造)……317g
将该涂布液浸渍涂布在直径30mm、长340mm的铝鼓上,并在135℃下干燥20分钟,以形成厚4.5μm的底涂层。
-电荷产生层涂布液-
·无金属酞菁颜料(Fastogen Blue 8120 B,Dainippon Ink and Chemicals,Inc.制造)……140g
·聚乙烯缩丁醛(BX-1,Sekisui Chemical Co.,Ltd.制造)……90g
·环己酮……2700g
利用珠磨分散机(使用直径0.5mm的PSZ球作为介质)将上述材料分散40分钟以制备电荷产生层涂布液。将该涂布液浸渍涂布在底涂层上,在130℃下干燥20分钟以形成厚0.15μm的电荷产生层。
接着,配制如下组成的电荷传输层涂布液,将该涂布液浸渍涂布在电荷产生层上,并在120℃下干燥20分钟,以形成厚22μm的电荷传输层。
-电荷传输层涂布液-
·上述式(6)所示的电荷传输材料(Ricoh Company,Ltd.)……90g
·聚碳酸酯树脂(Z-Polyca,Teijin Chemicals Ltd.,制造,粘均分子量=40000)……100g
·硅油(KF-50,Shin-etsu Chemical Co.,Ltd.制造)……0.02g
·四氢呋喃(Kanto Chemical Co.,Inc.制造)……1200g
-表面保护层涂布液-
响色导电性氧化钛(ET-500W,Ishihara Sangyo Kaisha,Ltd.制造)……18.2g
·上述式(6)所表示的电荷传输材料(Ricoh Company,Ltd.制造)……3g
·聚乙烯缩丁醛树脂(XYHL,UCC Inc.制造)……7.8g
·环己酮(Kanto Chemical Co.,Inc.)……122.2g
将以上组分的混合物装入球磨罐中,使用直径10mm的SUS球进行球磨48小时。取出研磨液,加入10.2g的10%的甲苯-2,4-二异氰酸酯的环己酮溶液、171.1g的环己酮(Kanto Chemical Co.,Inc.制造)和114.1g的甲乙酮(Kanto Chemical Co.,Inc.制造)进行混合搅拌,以制成表面保护层涂布液。将该涂布液喷涂在上述电荷传输层上,并在130℃下干燥15分钟,以形成2μm厚的表面保护层并最终获得电子照相感光体。
(实施例1-2)
除了使用按照下述颜料合成例1-1制得的邻苯二甲酸氧钛代替X型无金属酞菁(Fastogen Blue8120B)作为电荷产生材料之外,以类似实施例1-1的方式制得电子照相感光体。
-颜料合成例1-1-
根据JP-A No.2001-19871制备颜料。首先,混合29.2g的1,3-二亚氨基异吲哚以及200ml的环丁砜,并且在氮气流下将20.4g的四丁氧基钛滴加到该混合物。滴加结束后,将该混合物缓慢升温至180℃,并且在保持反应温度在170~180℃的范围内的同时搅拌5小时以进行反应。反应结束之后,冷却后过滤沉积物,利用氯仿洗涤直至细颗粒呈蓝色,接着用甲醇洗涤数次,进一步用80℃的热水洗涤数次后干燥,得到未加工的邻苯二甲酸氧钛。将未加工的邻苯二甲酸氧钛溶于其20倍体积的浓硫酸中,搅拌下滴入到其100倍体积的冰水中,过滤析出的晶体,接着反复水洗直至洗涤液呈中性(洗涤后离子交换水的pH值为6.8),得到邻苯二甲酸氧钛颜料的湿滤饼(水浆糊)。将40g得到的该湿滤饼放入200g四氢呋喃中,搅拌4小时之后,过滤过滤混合物并干燥,得到邻苯二甲酸氧钛粉末。该粉末定义为颜料1。
上述湿滤饼的固含量为15%。结晶交换溶剂与湿滤饼质量比为33∶0。另外,在合成例1的原材料中没有使用卤化物。
对于所得邻苯二甲酸氧钛粉末在如下条件下测定其X射线衍射光谱,并且该邻苯二甲酸氧钛粉末相对于Cu-Kα射线(波长1.542)的布拉格角2θ为27.2±0.2°处具有最大衍射峰以及在最小角7.3±0.2°处有峰,而且在7.3°处的峰与9.4°处的峰之间没有峰,在26.3°处也没有峰。结果如图10所示。
[X射线衍射光谱测定条件]
X射线管:Cu
电压:50kV
电流:30mA
扫描速度:2°/分钟
扫描范围:3°~40°
时间常数:2秒
另外,利用Horiba,Ltd制造的CAPA-700测定使用该邻苯二甲酸氧钛的电荷产生层涂布液中的平均颗粒尺寸为0.31μm。
(实施例1-3)
除了使用式(3)所表示的电荷传输材料(Ricoh Company,Ltd.)代替电荷传输层和表面保护层中使用的结构式(6)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例1-2相同的方式制备电子照相感光体。
(实施例1-4)
除了利用氧化锡(SN-100,Ishihara Sangyo Kaisha,Ltd.制造)代替实施例1-2中制备表面保护层所用的氧化钛之外,以类似实施例1-2的方式制备表面保护层涂布液。将该涂布液喷涂在上述电荷传输层上,并在130℃下干燥15分钟以形成厚3.0μm表面保护层,从而制得电子照相感光体。
(实施例1-5)
除了省略在实施例1-2中添加到表面保护层的结构式(6)所示的电荷传输材料之外,以与实施例1-2相同的方式制备电子照相感光体。
(比较例1-1)
在实施例1-2中,除了利用以下结构式(13)所示的电荷传输材料(RicohCompany,Ltd.制造)代替电荷传输层、表面保护层中使用的式(6)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例1-2相同的方式制备电子照相感光体。
Figure A20061006433300941
结构式(13)
接着,将实施例1-1中制得的电子照相感光体安装在软辊充电的反转显影方式数字复印机imagio MF250(Ricoh Company,Ltd.制造;高压电源改为充正电)上并进行20000张的复印(图像密度5%),目测评价如图像密度、图像模糊、底面污损的图像质量、感光体表面刮痕和结膜。设定高压电源的施加电压使表面电势达到+500V,并且完全在这样的充电条件下进行试验。另外,显影偏压设定为+350V,利用极性控制材材料对调色剂充正电。
进行20000张复印(图像密度5%),并且除了将充电辊变更为图11A所示的磁刷充电部件之外,以类似实施例1-1的方式进行实施例1-2至实施例1-5以及比较例1-1的电子照相感光体的电荷注入性能的评价。结果示于表1-1。
表1-1
    曝光后电势(VL) 图像质量 OPC表面
开始  复印20000张后
实施例1-1  105  145 至20000张未发生图像质量下降 至20000张未发生图像质量下降
实施例1-2  80  115 至20000张未发生图像质量下降 至20000张未发生图像质量下降
实施例1-3  83  109 至20000张未发生图像质量下降 至20000张未发生图像质量下降
实施例1-4  72  120 约17000张后产生图像模糊 约14000张后在鼓周长方向上产生细微刮痕
实施例1-5  90  135 约12000张后产生图像模糊 约15000张后出现可看到的调色剂结膜
比较例1-1  125  295 图像密度低于开始时的并且约7000张后显著降降低 至20000张未发生图像质量下降
(感光体制造例2-1)
首先,制备具有下述组成的底涂层涂布液、电荷产生层用涂布液以及电荷传输层用涂布液。
[底涂层涂布液]
·醇酸树脂……10份
(Beckozol M6401-50,Dainippon Ink and Chemicals,Inc.制造)
·蜜胺树脂……7份
(Super Beckamine L-121-60,Dainippon Ink and Chemicals,Inc.制造)
·氧化钛(CR-EL,Ishihara Sangyo Kaisha,Ltd.制造)……48份
·甲乙酮……155份
利用球磨装置(使用直径10mm的氧化铝球作为介质)将上述材料球磨5天,以制备底涂层涂布液。
[电荷产生层涂布液]
·无金属酞菁颜料……14份
(Fastogen Blue 8120B,Dainippon Ink and Chemicals,Inc.制造)
·聚乙烯缩丁醛(BX-1,Sekisui Chemical Co.,Ltd.制造)……9份
·环己酮……270份
利用球磨分散机(使用直径0.50mm的PSZ球作为介质)将上述材料球磨40分钟,以制备电荷产生层涂布液。
[电荷传输层涂布液]
·下述结构式(3)所表示的电荷传输材料……9份
·聚碳酸酯树脂(Z-Polyca,Teijin Chemicals Ltd.制造,粘均分子量=40000)……10份
·四氢呋喃……120份
·1%的硅油四氢呋喃溶液……1份
(KF50-100CS,Shin-etsu Chemoical Co.,Ltd.制造)
Figure A20061006433300961
结构式(3)
将上述材料搅拌并溶解,以制备电荷传输层涂布液。
结构式(3)所表示的电荷传输材料由下述方法制得。
-第一步-
在200ml的四颈烧瓶中加入5.0g(18.6mmol)的1,4,5,8-萘四甲酸二酐以及50ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有2.14g(18.6mmol)的2-氨基庚烷以及25ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷的混合溶剂进行再结晶,得到2.14g单酰亚胺A(产率:31.5%)。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入2.0g(5.47mmol)的单酰亚胺A、0.137g(2.73mmol)的水合肼、10mg的对甲苯磺酸和50ml的甲苯,加热回流5小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。将残余物利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/乙酸乙酯的混合溶剂进行再结晶,得到0.668g结构式(3)所表示的电荷传输材料(产率:33.7%)。在质谱分析(FD-MS)中观察到M/z=726的峰,并且将其确认为目标。在元素分析中的计算值为碳69.41%、氢5.27%和氮7.71%,实测值为碳69.52%、氢5.09%和氮7.93%。
接着,在直径30mm、长340mm的铝鼓上利用浸渍涂布法依次涂布底涂层涂布液、电荷产生层涂布液以及电荷输送层涂布液以成膜,并且分别在135℃下干燥20分钟、80℃下干燥15分钟以及120℃下干燥20分钟。另外,设定各自的升温速度,来获得厚4.5μm的底涂层、厚0.15μm的电荷产生层和厚22.1μm的电荷传输层,以制得感光体1。
(感光体制造例2-2)
将作为电荷产生材料30份无金属酞菁颜料(Fastogen Blue 8120B,Dainippon Ink and Chemicals,Inc.制造)与970份的环己酮一起利用球磨装置分散2小时,以制备电荷产生层涂布液。另外,将49份聚碳酸酯树脂(Z-Polyca,Teijin Chemicals Ltd.制造,粘均分子量=40000)、20份上述结构式(3)表示的化合物、29.5份下述结构式(14)表示的化合物以及0.1份硅油(KF50-100CS,Shin-etsu Chemical Co.,Ltd.制造)溶解于340份的四氢呋喃中,然后添加66.6份的上述电荷产生材料分散液并搅拌以制备感光层涂布液。
Figure A20061006433300971
结构式(14)
接着,将感光层涂布液浸渍涂布在直径30mm、长340mm的铝鼓上以成膜,并在120℃下干燥15分钟。另外,设定升温速度,来获得厚度22.5μm的感光层,以制得感光体2。
(感光体制造例2-3)
除了使用下述结构式(5)所表示的化合物作为电荷传输材料之外,以与感光体制造例2-1相同的方式制备感光体2-3。
Figure A20061006433300981
结构式(5)
结构式(5)所示的电子传输材料通过下述方法制备。
-第一步-
首先,在200ml的四颈烧瓶中加入5.0g(18.6mmol)的1,4,5,8-萘四甲酸二酐以及50ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有1.10g(18.6mmol)的2-氨基丙烷以及25ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷的混合溶剂进行再结晶,得到2.08g单酰亚胺B(产率:36.1%)。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入2.0g(5.47mmol)的单酰亚胺物质B、0.162g(3.23mmol)的水合肼、10mg的对甲苯磺酸和50ml的甲苯,加热回流5小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。将残余物利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/乙酸乙酯的混合溶剂进行再结晶,得到0.810g结构式(5)所表示的电荷传输材料(产率:37.4%)。在质谱分析(FD-MS)中观测到M/z=614的峰,并且将其确认为目标。在元素分析中的计算值为碳66.45%、氢3.61%和氮9.12%,而实测值为碳66.28%、氢3.45%和氮9.33%。
(感光体制造例2-4)
除了使用下述结构式(4)所表示的化合物作为电荷传输材料之外,以与感光体制造例2-1相同的方式制备感光体4。
结构式(4)
结构式(4)所表示的电荷传输材料通过下述方法制备。
-第一步-
在200ml的四颈烧瓶中加入10.0g(37.3mmol)的1,4,5,8-萘四甲酸二酐、0.931g(18.6mmol)的水合肼、20mg的对甲苯磺酸和100ml的甲苯,加热回流5小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。将残余物利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/乙酸乙酯的混合溶剂进行再结晶,得到2.84g(产率:28.7%)二聚物C。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入2.5g(4.67mmol)的二聚物C以及30ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有0.278g(4.67mmol)的2-氨基庚烷以及10ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯,得到0.556g单酰亚胺C(产率:38.5%)。
-第三步-
在50ml的四颈烧瓶中加入0.50g(1.62mmol)的单酰亚胺C以及10ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。将含有0.186g(1.62mmol)的2-氨基庚烷以及5ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷的混合溶剂进行再结晶,得到0.243g结构式(5)所表示的化合物(产率:22.4%)。在质谱分析(FD-MS)中观测到M/z=670的峰,并且将其确认为目标。在元素分析中的计算值为碳68.05%、氢4.51%和氮8.35%,而实测值为碳68.29%、氢4.72%和氮8.33%。
(感光体制造例2-5)
除了使用上述结构式(5)所表示化合物作为电荷传输材料之外,以与感光体制造例2-2相同的方式制备感光体2-5。
(感光体制造例2-6)
除了使用上述结构式(4)所表示化合物作为电荷传输材料之外,以与感光体制造例2-2相同的方式制备感光体2-6。
(比较感光体制造例2-1)
除了使用下述结构式(13)所示化合物作为电荷传输材料之外,以与感光体制造例2-1相同的方式制备比较感光体2-1。
Figure A20061006433301001
结构式(13)
(比较感光体制造例2-2)
除了使用下述结构式(15)所表示化合物作为电荷传输材料之外,以类似感光体制造例2-1的方式制备比较感光体2-2。
Figure A20061006433301002
结构式(15)
(比较感光体制造例2-3)
除了使用上述结构式(6)所表示的化合物作为电荷传输材料之外,以与感光体制造例2-2相同的方式制备比较感光体2-3。
(比较感光体制造例2-4)
除了使用上述结构式(15)所表示的化合物作为电荷传输材料之外,以与感光体制造例2-2的方式制备比较感光体2-4。
(调色剂制造例2-1)
-合成有机细颗粒乳液-
在装有搅拌器以及温度计的反应容器中加入683份水、11份甲基丙烯酸环氧乙烷加成物硫酸酯的钠盐(Eleminol RS-30,Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造)、138份的苯乙烯、138份的甲基丙烯酸以及1份过硫酸铵,在400rpm下搅拌15分钟,得到白色乳液。将该乳液加热使体系温度为75℃,并反应5小时。接下来,加入30份1%的过硫酸铵水溶液,在75℃下熟化5小时,得到乙烯基类树脂(苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸环氧乙烷加成物硫酸酯的钠盐的共聚物)的含水分散液。其被定义为[细颗粒分散液1]。
-合成低分子聚酯-
首先,在带有冷却管、搅拌器以及氮气输入管的反应容器中加入220份双酚A的2mol环氧乙烷加成物、561份双酚A的3mol环氧丙烷加成物、218份对苯二甲酸、48份己二酸以及2份二丁基氧化锡,在常压230℃下反应8小时。10~15mmHg的降低的压力下反应5小时之后,在反应容器中加入45份苯偏三酸酐,并在常压180℃下反应2小时,得到[低分子聚酯1]。
-合成预聚物-
首先,在带有冷却管、搅拌器以及氮气输入管的反应容器中加入682份双酚A的2mol环氧乙烷加成物、81份双酚A的2mol环氧丙烷加成物、283份对苯二甲酸、22份苯偏三酸酐以及2份二丁基氧化锡,在常压230℃下反应8小时。然后在10~15mmHg的降低的压力下反应5小时之后得到[中间体聚酯1]。[中间体聚酯1]的数均分子量为2100,重均分子量为9500,玻璃转化温度(Tg)为55℃,酸值为0.5mgKOH/g,羟基值为49mgKOH/g。
接着,在带有冷却管、搅拌器以及氮气输入管的反应容器中加入411份[中间体聚酯1]、89份异佛尔酮二异氰酸酯以及500份乙酸乙酯,在100℃下反应5小时,得到[预聚物1]。
-合成酮亚胺-
在装有搅拌器以及温度计的反应容器中加入170份异佛尔酮二胺以及75份甲乙酮,在50℃下反应5小时,得到[酮亚胺化合物1]。
-制备油相-
在装有搅拌器以及温度计的反应容器中加入628份[低分子聚酯1]、110份巴西棕榈蜡、22份高氯酸四烷基铵盐和947份乙酸乙酯,在搅拌下加热至80℃,在80℃下保持5小时之后冷却至30℃保持1小时。接着,在该反应容器中加入250份的C.I.Pigment Red 269和500份乙酸乙酯,混合1小时,得到溶解的产物。这被定义为[原料溶液1]。
接下来,将1324份[原料溶液1]移入反应容器中,使用珠磨机(Ultra ViscoMill,Aimex Co.,Ltd.制造),在送液速度1kg/小时、盘线速度6m/秒、填充80体积%氧化锆珠和通过3次的条件下分散C.I.Pigment Red 269以及蜡。接着,加入1324份[低分子量聚酯1]的65%乙酸乙酯溶液,在上述条件下进行一次珠磨得到[颜料及蜡分散液1]。
-油相复合液的制备-
在容器中加入648份[颜料及蜡分散液1]、154份[预聚物1]以及6.6份[酮亚胺化合物],使用TK高速混合机(Primix Corp.制造)在5000rpm下混合1分钟,得到[油相复合液1]。
-乳化以及脱溶剂-
在容器中加入900份水、80份[细颗粒分散液1]、40份48.5%的十二烷基二苯基醚二磺酸钠水溶液(Eleminol MON-7,Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造)以及90份乙酸乙酯,使用TK高速混合机(Primix Corp.制造),在3000rpm下混合1分钟。然后在容器中加入809份的[油相复合液1],并使用TK高速混合机在转速13000rpm下混合20分钟,得到[乳化浆料1]。
在装有搅拌机以及温度计的反应容器内加入[乳化浆料1],在30℃下经8小时脱溶剂后,在45℃下熟化4小时,得到[分散浆料1]。所得[分散浆料1]的体积平均粒径为4.95μm,数量平均粒径为4.45μm(用Multisizer-II测定)。
-洗涤以及干燥-
将100份[乳化浆料1]在降低的压力下过滤之后,按照如下进行洗涤及干燥。
(1)在滤饼中加入300份离子交换水,使用TK高速混合机在12000rpm下混合10分钟后进行3次过滤操作,得到[滤饼1]。
(2)使用循环空气干燥机在45℃下干燥[滤饼1]48小时并利用网眼75μm的筛子过筛。将100份得到的粉末、0.7份疏水性二氧化硅以及0.3份疏水化氧化钛混合,得到调色剂母体1。调色剂母体1的平均圆度为0.96。将所得到的100份调色剂母体1、0.7份疏水性二氧化硅以及0.3份疏水化氧化钛利用亨舍尔混合机混合,得到调色剂1。
(调色剂制造例2-2)
除了在油相的制各中使用水杨酸金属络合物(E-84,Orient ChemicalIndustries,Ltd.制造)代替高氯酸四烷基铵盐之外,以类似调色剂制造例2-1的方式得到调色剂母体2。调色剂母体2的平均圆度为0.97。将所得到的100份的调色剂母体2、0.7份疏水二氧化硅以及0.3份疏水氧化钛利用亨舍尔混合机混合,得到调色剂2。
(比较调色剂制造例2-1)
·聚酯树脂……83份
·巴西棕榈蜡……4份
·C.I.Pigment Red 269……6份
·高氯酸四烷基铵盐……1份
将上述组分用双螺杆挤出机捏合、粉碎并分级,获得比较调色剂母体1。该比较调色剂母体1的平均圆度为0.89。接着,将100份比较调色剂母体、0.5份疏水二氧化硅和0.5份疏水氧化钛利用亨舍尔混合机混合,得到比较调色剂1。
将如上所述制备的感光体以及调色剂安装在改型的全色成像装置(IPSioCX8200,Ricoh Company,Ltd.制造)的品红色单元上。将该装置中的电源组分别变更为充正电和充负电,并且将光源改为写入波长780nm的激光二极管。
使用该成像装置输出10000张图像密度5%的品红色图像作为耐久性试验。设置为与感光体接触的充电辊用作充电单元。另外,设定施加电压使试验开始时感光体初始的电势为+500V(-500V),并且保持相同的充电条件至试验结束。另外,将显影偏压设定为+350V(-350V)。试验23℃、69%RH的环境下进行。
分别评价试验开始时(初始)与10000张图像输出完成后,整个区域写入(曝光)时曝光单元中感光体的表面电压、图像质量以及细线条再现性。
<图像质量>
对诸如色调变化、底面污损、图像密度以及有无裂纹的图像质量进行评价。目视评价有无异常以及图像质量等级,按如下评价标准进行判断。
5:完全看不到图像异常且图像是适当的
4:与原图像比较仅观察到色调、图像密度、底面污损的轻微改变,但对实际应用没有问题,且图像是适当的。
3:与原图像比较仅观察到色调、图像密度、底面污损的轻微改变,但在一般的温湿度环境下使用不会产生问题。
2:可以观察到色调、图像密度、底面污损在某一程度上改变。
1:色调变化、图像密度变化和底面污损明显,产生问题。
<细线条再现性>
对细线条的再现性的评价标准如下。
A:与原图像的细线条相比,适当地再现了细线条。
B:与原图像的细线条相比,再现性不适当。
以上评价结果示于表2-1中。
【表2-1】
调色剂 感光体   曝光部分电压(V)     图像质量     细线条再现性
初始    复印10000张后   初始  复印10000张后   初始  总计1万张试验后
  实施例2-1 调色剂1 感光体1 +80    +100   5  5   A  A
  实施例2-2 调色剂1 感光体2 +70    +110   5  5   A  A
  实施例2-3 调色剂2 感光体2 -80    -100   5  5   A  A
  实施例2-4 调色剂1 感光体3 +80    +110   5  5   A  A
  实施例2-5 调色剂1 感光体4 +70    +100   5  5   A  A
  实施例2-6 调色剂1 感光体5 +70    +110   5  5   A  A
  实施例2-7 调色剂2 感光体5 -60    -90   5  5   A  A
  实施例2-8 调色剂1 感光体6 +90    +110   5  5   A  A
  实施例2-9 调色剂2 感光体6 -80    -110   5  5   A  A
  比较例2-1 调色剂1 比较感光体1 +120    +160   4  1   A  A
  比较例2-2 调色剂1 比较感光体2 +100    +150   4  2   A  A
  比较例2-3 调色剂1 比较感光体3 +100    +160   4  1   A  A
  比较例2-4 调色剂2 比较感光体3 -110    -160   4  1   A  A
  比较例2-5 调色剂1 比较感光体4 +110    +160   4  2   A  A
  比较例2-6 调色剂2 比较感光体4 -100    -150   4  2   A  A
  比较例2-7 比较调色剂1 比较感光体1 +110    +150   4  1   B  B
  比较例2-8 比较调色剂1 比较感光体2 +100    +150   4  2   B  B
  比较例2-9 比较调色剂1 比较感光体3 +100    +160   4  1   B  B
从表2-1所示的结果可以看出,满足本发明必要条件的实施例中,未观察到图像质量下降、细线条的再现性适当并且可以得到具有极高质量的图像。而在所有的没有满足本发明必要条件的比较例中均发生了色调变化、底面污损和密度下降的图像缺陷,另外,一些比较例中的细线条的再现性也不适当。
(实施例3-1至3-4)
首先,按照如下制备实施例3-1至3-4中所用的电子照相感光体。
<实施例3-1的感光体>
将下述组分混合并利用球磨机粉碎,然后利用浸渍法涂布在直径100mm且长360mm的铝鼓上,加热并干燥以形成厚3.5μm的中间层作为导电性支持体。
实施例3-1中所用的感光体按如下制备。
首先,利用球磨装置将30份作为电荷传输材料的下述颜料合成例3-1中所述的邻苯二甲酸氧钛颜料和970份环己酮一起分散2小时,得到电荷产生材料分散液。
此外,将49份聚碳酸酯树脂(Z-Polyca,粘均分子量=40000,TeijinChemicals Ltd.制造)、20份结构式(3)表示的电荷传输材料、29.5份下述结构式(B)所表示的电荷传输材料以及0.1份硅油(KF50-100CS,Shin-etsuChemical Co.,Ltd.制造)溶于340份四氢呋喃中,然后加入66.6份的上述电荷产生材料分散液,搅拌制得感光层涂布液。
Figure A20061006433301061
结构式(3)
Figure A20061006433301062
结构式(14)
接着,将上述感光层涂布液浸渍涂布在直径100mm、长360mm的铝鼓上以成膜,并在120℃下干燥15分钟。
另外,使感光体在预定的升温速度下形成以使厚度达到24.5μm,制备得到实施例3-1的感光体。
-颜料合成例3-1-
根据JP-ANo.2001-19871制备颜料。首先,混合29.2g的1,3-二亚氨基异吲哚以及200ml的环丁砜,并在氮气流下向混合物滴入20.4g的四丁氧基钛。滴加结束后,将混合物的温度缓慢升至180℃,在保持反应温度在170~180℃的范围内的同时搅拌5小时以进行反应。反应结束之后,冷却后过滤沉积物,利用氯仿洗涤细颗粒至蓝色,然后用甲醇洗涤数次,进一步用80℃的热水洗涤数次后干燥,得到未加工的邻苯二甲酸氧钛。将未加工的邻苯二甲酸氧钛溶于其20倍体积的浓硫酸中,搅拌下滴入到其100倍体积的冰水中,过滤析出的结晶,接着反复水洗直至洗涤液呈中性(洗涤后离子交换水的pH值为6.8),得到邻苯二甲酸氧钛颜料的湿滤饼(水浆糊)。将40g得到的湿滤饼(水浆糊)放入200g四氢呋喃中,搅拌4小时之后过滤混合物并干燥,得到邻苯二甲酸氧钛粉末。这被定义为颜料1。
上述湿滤饼的固体含量为15%。晶体转换溶剂与湿滤饼的质量比为33:0。另外,合成例1的原材料中没有使用卤化物。
所得邻苯二甲酸氧钛粉末利用如下条件测定其X射线衍射光谱,并且该邻苯二甲酸氧钛粉末相对于Cu-Kα射线(波长1.542)在布拉格角29为27.2±0.2°处具有最大衍射峰,而且在最小角7.3±0.2°处有峰,而且在7.3°处的峰与9.4°处的峰之间没有峰,并且在26.3°处也没有峰。
[X射线衍射光谱测定条件]
X射线管:Cu
电压:50kV
电流:30mA
扫描速度:2°/分
扫描范围:3°~40°
时间常数:2秒
另外,利用Horiba,Ltd.制造的CAPA-700测定使用该邻苯二甲酸氧钛的电荷产生层涂布液中的平均颗粒尺寸为0.31μm。
<实施例3-2的感光体>
除了使用以上述步骤合成的以下结构式(4)所表示的电荷传输材料代替用于实施例3-1的感光体的结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例3-1相同的方实制备用于实施例3-2的感光体。
Figure A20061006433301081
结构式(4)
<用于实施例3-3的感光体>
除了使用以上述步骤合成的以下结构式(5)所表示的电荷传输材料代替用于实施例3-1的感光体的结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例3-1相同的方实制备用于实施例3-3的感光体。
Figure A20061006433301082
结构式(5)
(实施例3-4的感光体)
除了使用以上述步骤合成的以下结构式(6)所表示的电荷传输材料代替用于实施例3-1的感光体的结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例3-1相同的方式制备用于实施例3-4的感光体。
Figure A20061006433301083
结构式(6)
利用以数字复印机(imagio MF7070,Ricoh Company,Ltd.)为基础改造鼓线速度、清洁单元以及电源组得到的成像装置,评价如上制得的实施例3-1至3-4的电子照相感光体。
清洁单元的刷子如图15所示具有环状的前端,使用了如图17所示将环状的刷子织入基布中制得的毛圈刷(loop pile brush)缠绕并连接到金属芯棒上形成的刷子。
如图16所示,设定截面使刷子的环状前端侧从底侧转向刷子旋转方向的上游侧。在基布上织入的毛圈的密度为每70/cm2
清洁刷的旋转方向在它与感光体接触时与感光体相同,感光体的线速度设定为180mm/sec,毛刷的线速度设定为200mm/sec(是感光体的1.11倍),并且清洁刮板与感光体的接触压力为20g/cm。
使用上述成像装置进行10000张以及200000张的复印测试,并对如下项目进行评价。
<图像质量>
对输出的图像,从包括如固体密度、黑点、白点、黑条纹、白条纹的局部缺陷以及底面污损的图像质量下降情况进行综合评价,结果分为三个等级:“良好”、“稍差”、“不良”。
<装置内电势(曝光单元的电势)>
在充电电压为-800V时评价曝光单元的电压。
<感光体的清洁缺陷>
复印测试之后评价感光体表面上有无转印后残留的调色剂。
在清洁充分并未观察到转印后残留的调色剂时记为“A”,在出现清洁缺陷并观察到转印后残留的调色剂时记为“B”。
<感光体表面刮痕>
复印测试之后用激光显微镜(Keyence Corp.制造的VK-8500)观察感光体表面产生的刮痕,未观察到显著的刮痕时记为“A”,用显微镜可以观察到刮痕但是没有出现在图像上时记为“B”,观察到会在图像上出现的大且深舌痕时记为“C”。
这些评价结果如以下表3-1所示。
表3-1
    复印10000张之后     复印200000张之后
    图像质量   曝光单元电势(-V)   感光体清洁缺陷   感光体表面刮痕     图像质量   曝光单元电势(-V)     感光体清洁缺陷   感光体表面刮痕
实施例3-1     良好   115   A   A     良好   130     A   A
实施例3-2     良好   130   A   A     良好   145     A   A
实施例3-3     良好   140   A   A     良好   155     A   A
实施例3-4 良好 120 A A 良好 135 A A
(实施例3-5)
除了使清洁刷的旋转方向在与感光体接触时与感光体的旋转方向相反并且将感光体的线速度设定为180mm/sec,将刷子的线速度设定为180mm/sec(相对线速度360mm/sec)外,以与实施例3-1相同的评价方式进行实施例3-5的评价。
(实施例3-6)
除了将清洁单元的清洁刮板与感光体的接触压力变为10g/cm外,以与实施例3-1相同的评价方式进行实施例3-6的评价。
(实施例3-7)
除了将清洁单元的清洁刮板与感光体的接触压力变为15g/cm外,以与实施例3-1相同的评价方式进行实施例3-7的评价。
(实施例3-8)
除了将清洁单元的清洁刮板与感光体的接触压力变为30g/cm外,以与实施例3-1相同的评价方式进行实施例3-8的评价。
(实施例3-9)
除了将清洁单元的清洁刮板与感光体的接触压力变为40g/cm外,以与实施例3-1相同的评价方式进行实施例3-9的评价。
(实施例3-10)
除了以使清洁刮板与感光体的旋转方向相同而不是实施例3-1中相反的方向的方式来改变清洁单元中清洁刮板的方向外,以与实施例3-1相同的评价方式进行实施例3-10的评价。
类似表3-1,实施例3-5至3-10的评价结果示于表3-2中。
表3-2
    复印10000张之后     复印200000张之后
    图像质量   曝光单元的电势(-V)   感光体清洁缺陷   感光体表面刮痕   图像质量   曝光单元电势(-V)   感光体清洁缺陷   感光体表面刮痕
实施例3-5     良好   120   A   A   良好   130   A   A
实施例3-6     良好   120   A   A   良好   135   A   A
实施例3-7     良好   120   A   A   良好   130   A   A
实施例3-8     良好   120   A   A   良好   135   A   A
实施例3-9     良好   120   A   A   良好   140   A   A
实施例3-10     良好   120   A   A   良好   135   A   A
(比较例3-1至3-3)
首先,按如下制备比较例3-1至3-3所用的电子照相感光体。
<比较例3-1的感光体>
除了使用下述结构式(13)所表示的电荷传输材料代替实施例3-1的感光体中使用的结构式(3)表示的电荷传输材料之外,以与实施例3-1相同的方式制备比较例3-1用的感光体。
Figure A20061006433301131
结构式(13)
<比较例3-2用感光体>
除了使用下述结构式(15)所表示的电荷传输材料代替实施例3-1的感光体中使用的结构式(3)表示的电荷传输材料之外,以与实施例3-1相同的方式制备比较例3-2用的感光体。
Figure A20061006433301132
结构式(15)
<比较例3-3用感光体>
除了使用下述结构式(16)所表示的电荷传输材料代替实施例3-1的感光体中使用的结构式(3)表示的电荷传输材料之外,以与实施例3-1相同的方式制备比较例3-3用的感光体。
Figure A20061006433301133
结构式(16)
如上制得的比较例3-1至3-3的电子照相感光体以与实施例3-1相同的方式进行评价。
上述评价的结果示于下表3-3中。
表3-3
    复印10000张之后     复印200000张之后
    图像质量     曝光单元电势(-V)   感光体清洁缺陷 感光体表面刮痕 图像质量 曝光单元电压(-V)   感光体清洁缺陷   感光体表面刮痕
  比较例3-1     不良     不充电   A     A     10000张后停止
  比较例3-2     不良     300   A     A     10000张后停止
  比较例3-3     不良     485   A     A     10000张后停止
(比较例3-4)
除了不在清洁单元中设置刷子之外,以与实施例3-1相同的方式进行评价。
(比较例3-5)
除了使清洁单元的刷子环状前端侧从底侧转向刷子旋转方向的下游侧外,以与实施例3-1相同的方式进行评价。
(比较例3-6)
除了使用清洁单元中从刷子基体开始具有均匀长度的直毛刷子代替实施例1-3所使用的前端呈环状的刷子外,以与实施例3-1相同的方式进行评价。
(比较例3-7)
除了使用清洁单元中从刷子基体开始具有不均匀长度的直毛刷子代替实施例3-1所使用的前端呈环状的刷子外,以与实施例3-1相同的方式进行评价。
上述评价结果示于下表3-4中。
[表3-4]
    复印10000张之后     复印200000张之后
    图像质量     曝光单元电势(-V)     感光体清洁缺陷   感光体表面刮痕     图像质量     曝光单元电势(-V)     感光体清洁缺陷   感光体表面刮痕
  比较例3-4     不良     125     C   C     10000张后停止
  比较例3-5     稍微下降     120     C   B     不良     140     C   C
  比较例3-6     良好     125     A   A     不良     150     C   A
  比较例3-7     良好     120     A   A     不良     160     C   B
从以上结果可以看出,当使用了满足本发明要求的成像装置时,所得图像具有高质量及高耐久性,而当使用了不满足本发明要求的比较例中的成像装置时,在反复使用时图像质量下降而且得不到足够的耐久性。
(实施例4-1)
首先,制备具有如下组成的底涂层、电荷产生层以及电荷输送层的涂布液。
[底涂层涂布液的制备实施例4-1]
·醇酸树脂……60份
(Beckozol M-6401-50,Dainippon Ink and Chemicals,Inc.制造)
·蜜胺树脂……40份
(Supe Beckamine L-121-60,Dainippon Ink and Chemicals,Inc.制造)
·氧化钛(CR-EL,Ishihara Sangyo Kaisha,Ltd.制造)……400份
·甲乙酮……500份
利用球磨机(使用直径10mm的氧化铝球作为介质)将上述材料进行球磨5天,制得底涂层涂布液。
[电荷产生层涂布液的制备实施例4-1]
·无金属酞菁颜料……12份
(Fastogen Blue 8120B,Dainippon Ink and Chemicals,Inc.制造)
·聚乙烯缩丁醛(S-LEC BX-1,Sekisui Chemical Co.,Ltd.制造)…5份
·2-丁酮……200份
·环己酮……400份
将上述材料在玻璃罐中使用直径0.50mm的PSZ球在转速1000rpm下分散5小时,制得电荷产生层涂布液。
[电荷传输层用涂布液制备实施例4-1]
·下述结构式(3)所表示的电荷传输材料……10份
·Z型聚碳酸酯树脂(PanliteTS-2050,Teijin Chamicals Ltd.制造)……10
·硅油(KF50,Shin-etsu Chemical Co.,Ltd.制造)……0.01份
·四氢呋喃……80份
Figure A20061006433301181
结构式(3)
将上述材料搅拌并溶解,得到电荷传输层涂布液。
[保护层涂布液的制备实施例4-1]
·全氟烷氧基树脂颗粒(PFA)(MPE-056,Dupont-Mitsui FluorochemicalsCompany,Ltd.制造)……3.3份
·分散助剂(ModiperF-210,NOF Corp.制造)……1.0份
·抗氧化剂……0.2份
·聚碳酸酯树脂(Z-Polyca,Teijin Chemicals Ltd.制造)……6.4份
·四氢呋喃……200份
·环己酮……60份
将上述材料在高速流体碰撞分散装置(Sugino Machine Ltd.制造的HJP-25005)中在100MPa压力下循环30min,然后以超声波照射10分钟来进行调节,制成保护层涂布液。
接着,将上述底涂层涂布液、电荷产生层涂布液以及电荷传输层涂布液依次浸渍涂布在直径30mm、长340mm的铝鼓上并干燥,形成厚4.5μm的底涂层、厚0.15μm的电荷产生层以及厚20μm的电荷传输层。
接着,在电荷传输层上喷涂[喷枪:PC308,Olympos制造,气压:2kgf/cm2]保护层涂布液,形成5μm的保护层,制得实施例4-1的感光体4-1。各层的干燥条件分别为135℃下20分钟、80℃下15分钟、120℃下20分钟和130℃下30分钟。
(实施例4-2)
-感光体4-2的制备-
采用如下组成和条件的分散无金属酞菁制备颜料分散液。
·元金属酞菁颜料……3份
(Fastogen Blue 8120B,Dainippon Ink and Chemicals,Inc.制造)
·环己酮……97份
将上述材料在直径9cm的玻璃罐中使用直径0.50mm的PSZ球在转速100rpm下分散5小时。
使用上述分散液制备如下组成的感光体涂布液。
·上述分散液……60份
·结构式(14)表示的空穴传输材料……30份
·结构式(3)表示的电子传输材料……20份
·Z型聚碳酸酯树脂(PanliteTS-2050,Teijin Chemicals Ltd.制造)……50份
·硅油(KF50,Shin-etsu Chemical Co.,Ltd.制造)……0.01份
·四氢呋喃……350份
Figure A20061006433301191
结构式(14)
将如上得到的感光层涂布液浸渍涂布在直径30mm、长340mm的铝鼓上并在120℃下干燥20分钟,形成厚20μm的感光层,然后在该感光层上形成与实施例4-1相同的保护层,制得实施例4-2的感光体4-2。
(实施例4-3)
除了使用下述颜料合成例4-1制得的邻苯二甲酸氧钛代替用于实施例4-1的X型无金属酞菁(Fastogen Blue 8120B)作为电荷产生材料之外,以与实施例4-1相同的方式制得实施例4-3的感光体4-3。
-颜料合成例4-1-
根据JP-A No.2-8256号(日本专利申请公开(JP-B)No.7-91486)的制备实施例中所述的方法制备颜料。
首先,搅拌混合9.8g苯二甲腈以及75ml的1-氯萘,并且在氮气流下向混合物滴入2.2ml的四氯化钛。滴加结束后,缓慢升温至200℃,在保持反应温度在200~220℃时搅拌3小时以进行反应。
反应结束之后,冷却至130℃的温度,并在热环境下过滤,接着利用1-氯萘洗涤细颗粒至蓝色,接着用甲醇洗涤数次,并且用80℃的热水洗涤数次后干燥,得到颜料。
将所得邻苯二甲酸氧钛粉末在下述条件下测定其X射线衍射光谱,发现所得邻苯二甲酸氧钛粉末与JP-A No.2-g256号(JP-B No.7-91486)中公开的相同。
[X射线衍射光谱测定条件]
X射线管:Cu
电压:50kV
电流:30mA
扫描速度:2°/分钟
扫描范围:3°~40°
时间常数:2秒
(实施例4-4)
除了使用上述颜料合成例4-1制得的邻苯二甲酸氧钛代替实施例4-2中所使用的X型无金属酞菁(Fastogen Blue 8120B)作为电荷产生材料之外,以与实施例4-1相同的方式制得实施例4-4的感光体4-4。
(实施例4-5)
除了使用下述颜料合成例4-2制得的邻苯二甲酸氧钛代替在实施例4-1中所使用的X型无金属酞菁(Fastogen Blue 8120B)作为电荷产生材料之外,以与实施例4-1相同的方实制得实施例4-5的感光体4-5。
(颜料合成例4-2)
根据JP-ANo.2001-19871制备颜料。首先,混合29.2g的1,3-二亚氨基异吲哚以及200ml的环丁砜,在氮气流下向混合物滴入20.4g的四丁氧基钛。
滴加结束后,将混合物缓慢升温至180℃,并在保持反应温度在170~180℃的范围内搅拌5小时以进行反应。
反应结束之后,冷却后过滤析出物,利用氯仿洗涤细颗粒至蓝色,接着用甲醇洗涤数次,进一步用80℃的热水洗涤数次后干燥,得到未加工的邻苯二甲酸氧钛。将未加工的邻苯二甲酸氧钛溶于其20倍体积的浓硫酸中,搅拌下滴入到其100倍体积的冰水中,过滤析出的晶体,接着用水反复洗涤直至洗涤液呈中性,得到邻苯二甲酸氧钛颜料的湿滤饼(水浆糊)。
将2g得到的湿滤饼(水浆糊)放入到20g四氢呋喃中,搅拌4小时之后将混合物过滤并干燥,得到邻苯二甲酸氧钛粉末(这被定义为颜料1)。
将所得到的邻苯二甲酸氧钛粉末利用颜料合成例1的条件测定其X射线衍射光谱,发现该邻苯二甲酸氧钛粉末至少在27.2°处具有最大衍射峰作为衍射峰(±0.2°),相对于Cu-Kα的射线(波长1.542)布拉格角2θ,并在9.4°、9.6°和24.0°处有主峰,而且作为最小角处的衍射峰在7.3°处有峰,且该7.3°处的峰与9.4°处的峰之间没有峰。
(实施例4-6)
除了使用上述颜料合成例4-2制得的邻苯二甲酸氧钛代替实施例4-2中使用的X型无金属酞菁(Fastogen Blue 8120B)作为电荷产生材料之外,以与实施例4-2相同的方式制得实施例4-6的感光体4-6。
上述结构式(3)所表示的电荷传输材料由下述方法制得。
-第一步-
首先,在200ml的四颈烧瓶中加入5.0g(18.6mmol)的1,4,5,8-萘四甲酸二酐以及50ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。
然后将含有2.14g(18.6mmol)的2-氨基庚烷以及25ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。
滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。
将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到2.14g单酰亚胺A(产率:31.5%)。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入2.0g(5.47mmol)的单酰亚胺A、0.137g(2.73mmol)的水合肼、10mg的对甲苯磺酸和50ml的甲苯,加热回流5小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。将残余物利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/乙酸乙酯进行再结晶,得到0.668g结构式(2)所表示的电荷传输材料(产率:33.7%)。
(实施例4-7)
除了使用下述结构式(4)表示的电荷传输材料代替实施例4-5中所使用的电荷传输材料之外,以与实施例4-1相同的方式制得实施例4-7的感光体4-7。
结构式(4)
(实施例4-8)
除了使用上述结构式(4)表示的电荷传输材料代替实施例4-6中所使用的电荷传输材料之外,以与实施例4-1相同的方式制得实施例4-8的感光体4-8。
上述结构式(4)所表示的电荷传输材料利用下述方法制备。
-第一步-
首先,在200ml的四颈烧瓶中加入10.0g(37.3mmol)的1,4,5,8-萘四甲酸二酐、0.931g(18.6mmol)的水合肼、20mg的对甲苯磺酸和100ml的甲苯,加热回流5小时。
反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。将残余物利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/乙酸乙酯进行再结晶,得到2.84g二聚物C(产率:28.7%)。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入2.5g(4.67mmol)的二聚物C以及30ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将0.278g(4.67mmol)的2-氨基丙烷以及10ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。
滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯,得到0.556g单酰亚胺C(产率:38.5%)。
-第三步-
在50ml的四颈烧瓶中加入0.50g(1.62mmol)的单酰亚胺C和10ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。将含有0.186g(1.62mmol)的2-氨基庚烷以及5ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。
滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到0.24g上述结构式(4)所表示的电荷传输材料(产率:22.4%)。
(实施例4-9)
除了使用下述结构式(4)的电荷传输材料代替实施例4-5中所使用的电荷传输材料之外,以与实施例4-1相同的方实制得实施例4-9的感光体4-9。
Figure A20061006433301231
实施例(5)
(实施例4-10)
除了使用上述结构式(5)表示的电荷传输材料代替实施例4-6中所使用的电荷传输材料之外,以与实施例4-1相同的方式制得实施例4-10的感光体4-10。
上述结构式(5)所表示的电荷传输材料利用下述方法制备。
-第一步-
首先,在200ml的四颈烧瓶中加入5.0g(18.6mmol)的1,4,5,8-萘四甲酸二酐以及50ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有1.10g(18.6mmol)的2-氨基丙烷以及25ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到其中。滴加结束之后,加热回流6小时。
反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。
在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到2.08g单酰亚胺B(产率:36.1%)。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入2.0g(6.47mmol)的单酰亚胺B、0.162g(3.23mmol)的水合肼、10mg的对甲苯磺酸和50ml的甲苯,加热回流5小时。
反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。将残余物利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/乙酸乙酯进行再结晶,得到0.810g结构式(5)所示的电荷传输材料(产率:37.4%)。
(实施例4-11)
除了将实施例4-5中使用的氟树脂颗粒改为全氟烷氧基树脂颗粒作为聚四氟乙烯树脂颗粒(PTFE)之外,以与实施例4-1相同的方式制得实施例4-11的感光体4-11。
(实施例4-12)
除了将实施例4-6中使用的氟树脂颗粒改为全氟烷氧基树脂颗粒作为聚四氟乙烯树脂颗粒(PTFE)之外,以与实施例4-1相同的方式制得实施例4-12的感光体4-12。
(比较例4-1)
除了使用下述结构式(16)所表示的电荷传输材料代替实施例4-5中所使用的电荷传输材料之外,以与实施例4-1相同的方式制得比较例4-1的感光体4-13。
Figure A20061006433301241
结构式(16)
(比较例4-2)
除了使用上述结构式(16)所表示的电荷传输材料代替实施例4-6中所使用的电荷传输材料之外,以与实施例4-1相同的方式制得比较例4-2的感光体4-14。
(比较例4-3)
除了使用下述结构式(17)所表示的电荷传输材料代替实施例4-5中所使用的电荷传输材料之外,以与实施例4-1相同的方式制得比较例4-3的感光体4-15。
Figure A20061006433301242
结构式(17)
(比较例4-4)
除了使用上述结构式(17)所表示的电荷传输材料代替实施例4-6中所使用的电荷传输材料之外,以与实施例4-1相同的方式制得比较例4-4的感光体4-16。
(比较例4-5)
除了在实施例4-5中的保护层中不添加全氟烷氧基树脂颗粒之外,以与实施例4-1相同的方式制得比较例4-5的感光体4-17。
(比较例4-6)
除了在实施例4-6中的保护层中不添加全氟烷氧基树脂颗粒之外,以与实施例4-1相同的方式制得比较例4-6的感光体4-18。
<评价1>
对于制得的感光体4-1~4-18,利用JP-A No.9-166919中公开的Euler带方式评价其表面摩擦系数。这里所述的带是使用中等厚度的高质量纸,如图19所示,该纸沿感光体圆周的1/4延伸使得纸纤维处于纵向方向,在带的一侧施加W=100g的负荷,另一侧设有测力计(弹簧秤),缓慢拉伸测力计时观察带的移动,读取移动开始时的负荷并利用下式计算。
对图19的说明如下:
负荷:100g砝码,
带:Type 6200,T目,A4尺寸,30mm宽(在纸纤维的方向切断),
所使用的双头夹的数量:2
下式中的μ为摩擦系数,F为拉力,W为负荷。
μ=2/π×ln(F/W)    W=100g
<评价2>
将制得的感光体4-1至4-18安装在改型的Ricoh Company,Ltd.制造的激光打印机,其中充电设备为改造成充正电的Scorotron,并使LD波长为780nm,使用按如下调色剂制备实施例1制得的调色剂,利用黑色固体部(black solid portion)5%的表格纸(chart paper)进行连续30000张的耐久性印刷测试。
测试前后评价图像及曝光区域的电势。
图像评价:打印出用于评价的图像,目视观察由于调色剂清洁缺陷引起的图像混乱、底面污损、灰雾和图像密度。
图像评价分4等级,图像极好为A,图像适当为B,图像质量轻微降低为C,图像质量非常差为D。
曝光区域的电势:一次充电之后,当表面曝光(全面曝光)并移动到显影单元中的位置时感光体的表面电势。
(调色剂制备实例4-1)
(1)单体组合物的制备
·苯乙烯单体……70份
·甲基丙烯酸正丁酯……30份
·聚苯乙烯……5份
·3,5-二叔丁基水杨酸锌盐……2份
·碳黑……6份
利用球磨机分散并混合上述可聚合单体混合物24小时,制得单体组合物。
(2)造粒、聚合
首先,在配备有搅拌器、温度计、惰性气体导管以及尺寸为10×50mm、孔径110000单位和孔体积0.42cc/g的多孔玻璃管的烧瓶中加入400ml的2%的聚乙烯醇溶液,并在氮气流下在室温下搅拌,以用氮气置换出反应容器中的氧气。
接着,在113g在(1)中得到的单体组合物中加入1.56g的偶氮二异丁腈并搅拌溶解,用泵使混合物通过多孔玻璃管加入到聚乙烯醇溶液中。添加结束之后,利用上述泵以及多孔玻璃管以约120ml/min的速率使该聚乙烯醇与单体组合物的混合物循环2小时,然后在70℃下聚合8小时。
将上述混合物冷却至室温并静置一晚,除去上清液并在加入水后搅拌1小时,然后过滤并干燥,得到调色剂。利用库尔特计数器测定该调色剂粒径,平均颗粒约为8.5μm,5μm~0μm直径范围内的颗粒占全体颗粒的95%,粒度分布明显很窄。该调色剂的圆度为0.98。
评价1以及2的结果如表4-1以及表4-2所示。
表4-1
  感光层组成 电荷传输材料   氟树脂颗粒     曝光区域的电势(V)     图像评价
    表面摩擦系数     初始    印刷30000张后   表面摩擦系数     初始  印刷30000张后
实施例4-1 感光体1   多层 结构式(3)   PFA     0.18     100    110   0.23     A  B
实施例4-2 感光体2   单层 结构式(3)   PFA     0.19     90    110   0.22     A  B
实施例4-3 感光体3   多层 结构式(3)   PFA     0.21     110    120   0.26     A  B
实施例4-4 感光体4   单层 结构式(3)   PFA     0.21     110    120   0.25     A  B
实施例4-5 感光体5   多层 结构式(3)   PFA     0.18     100    130   0.24     A  B
实施例4-6 感光体6   单层 结构式(3)   PFA     0.18     100    120   0.25     A  B
实施例4-7 感光体7   多层 结构式(4)   PFA     0.19     110    130   0.23     A  B
实施例4-8 感光体8   单层 结构式(4)   PFA     0.19     100    130   0.25     A  B
实施例4-9 感光体9   多层 结构式(5)   PFA     0.18     110    130   0.24     A  B
表4-2
  感光层组成 电荷传输材料   氟树脂颗粒 曝光区域的电势(V)     图像评价
   表面摩擦系数     初始     印刷30000张后   表面摩擦系数     初始 印刷30000张后
实施例4-10 感光体10   单层 结构式(5)   PFA     0.19     110     120   0.24     A B
实施例4-11 感光体11   多层 结构式(3)   PTFE     0.18     100     130   0.25     A B
实施例4-12 感光体12   单层 结构式(3)   PTFE     0.22     100     120   0.24     A B
比较例4-1 感光体13   多层 结构式(16)   PFA     0.20     120     200   0.23     A C
比较例4-2 感光体14   单层 结构式(16)   PFA     0.21     110     200   0.25     A C
比较例4-3 感光体15   多层 结构式(17)   PFA     0.19     140     220   0.26     B C
比较例4-4 感光体16   单层 结构式(17)   PFA     0.19     150     200   0.25     B C
比较例4-5 感光体17   多层 结构式(3)   无     0.42     100     130   0.60     A D
比较例4-6 感光体18   单层 结构式(3)   无     0.45     100     120   0.58     A D
从表4-1以及表4-2的结果可以看出,满足本发明要求的实施例4-1至4-12的感光体的性能即使反复使用也很稳定,并且可以在不产生因感光体表面调色剂的清洁缺陷和在电子照相感光体上调色剂的结膜或熔化导致图像质量下降的情况下,长期输出高质量的图像。
相反,没有满足本发明要求的比较例4-1至4-6,观察到了感光体曝光区域的电势上升以及调色剂清洁缺陷引起的图像质量下降。
[实施例5-1]
<电子照相感光体的制备>
首先,制备具有如下组成的底涂层涂布液、电荷产生层涂布液以及电荷输送层涂布液。
-底涂层涂布液-
将包括树脂的如下材料利用球磨装置(使用直径10mm的氧化铝球作为介质)进行球磨5天,制得底涂层涂布液。
·醇酸树脂……11份
(Beckozol M6401-50,Dainippon Ink and Chemicals,Inc.制造)
·蜜胺树脂……6份
(Super Beckamine G-821-60,Dainippon Ink and Chemicals,Inc.制造)
·氧化钛(CR-EL,Ishihara Sangyo Kaisha,Ltd.制造)……48份
·甲乙酮……185份
-电荷产生层涂布液-
将包括树脂的下述材料利用球磨分散机(使用直径0.5mm的PSZ球作为介质)进行球磨120分钟并混合,制得电荷产生层涂布液。
·无金属酞菁颜料……14份
(Fastogen Blue 8120B,Dainippon Ink and Chemicals,Inc.制造)
·聚乙烯缩丁醛(BX-1,Sekisui Chemical Co.,Ltd.制造)……9份
·环己酮……270份
-电荷传输层涂布液-
将包括树脂的下述材料搅拌并溶解,得到电荷传输层涂布液。
·上述结构式(3)所表示的电荷传输材料……9份
·聚碳酸酯树脂(Z-Polyca,粘均分子量=50000,Teijin Chemicals Ltd.制造)……10份
·四氢呋喃……120份
·1%的硅油四氢呋喃溶液……1份
(KF50-100CS,Shin-etsu Chemical Co.,Ltd.制造)
接着,将该上述底涂层涂布液、电荷产生层涂布液以及电荷传输层涂布液依次浸渍涂布在直径30mm、长340mm的铝鼓(预先选择圆周偏差在20μm以内的鼓)上,并且分别进行135℃下20分钟、80℃下15分钟和120℃下20分钟的干燥。设定升温速度使得形成厚3.5μm的底涂层、厚0.15μm的电荷产生层以及厚24.3μm的电荷传输层。
上述结构式(3)所表示的电荷传输材料通过以下方法制造。
-第一步-
首先,在200ml的四颈烧瓶中加入5.0g(18.6mmol)的1,4,5,8-萘四甲酸二酐以及50ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有2.14g(18.6mmol)的2-氨基庚烷以及25ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到2.14g单酰亚胺A(产率:31.5%)。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入2.0g(5.47mmol)的单酰亚胺A、0.137g(2.73mmol)的水合肼、10mg的对甲苯磺酸和50ml的甲苯,加热回流5小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。将残余物利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/乙酸乙酯进行再结晶,得到0.668g结构式(3)所示的电荷传输材料(产率:33.7%)。在质谱分析(FD-MS)中观察到M/z=726的峰,并且将其确认为目标。在元素分析中的计算值为碳69.41%、氢5.27%和氮7.71%,而实测值为碳69.52%、氢5.09%和氯7.93%。
Figure A20061006433301301
结构式(3)
如此制得的感光体支持体的两端开口上配合有法兰盘,各个法兰盘的中心部设有直径7.8mm的圆孔并且装有贯穿感光体内部以及各法兰盘的不锈钢制直径7.8mm的转轴连接,制得实施例5-1用的感光体。
将如上制得的实施例5-1的感光体安装在Ricoh Company,Ltd.制造的改型的IPSiO Color 8100上,其中将电源组改为充正电并且将激光二级管的写入波长改为780nm,在如下条件下进行连续印刷50000张图像面积率为6%的矩形斑点与文字混合的全色图像,评价为曝光区域和曝光区域的电势以及初始图像和印刷50000张之后的图像质量。
按以下方式对未曝光区域和曝光区域的电势以及图像质量进行评价。
<未曝光区域的电势>
未曝光区域的电势是感光体表面在第一次充电之后该表面移动到显影单元中的位置时的电势,并且将施加到充电设备的电压在初始时调整到+700V并保持恒定直至测试结束。
<曝光区域的电势>
曝光区域的电势是感光体表面在第一次充电之后该表面进行曝光(全面曝光)并移动到显影单元重点位置时的表面电压。
<图像质量>
图像质量是根据是否存在全色图像输出时的色彩偏移以及有无充电不均引起的底面污损来评价的。用放大镜观察打印出的图像,在色彩偏移在100μm以内时记为A,当色彩偏移大于100μm时记为B。当甚至在白色部位观察到底面污损时记为B)。
(实施例5-2)
除了使用按如下方法制备的邻苯二甲酸氧钛代替在实施例5-1中所使用的无金属酞菁颜料(Fastogen Blue8120 B)作为电荷产生材料之外,以与实施例5-1相同的方式制造并评价实施例5-2的电子照相感光体。
-实施例5-2所用的邻苯二甲酸氧钛-
根据JP-ANo.2001-19871制备颜料。首先,混合29.2g的1,3-二亚氨基异吲哚以及200ml的环丁砜,在氮气流下滴入20.4g的四丁氧基钛。滴加结束后,将混合物缓慢升温至180℃,在保持反应温度在170~180℃的范围内的同时搅拌5小时以进行反应。反应结束之后,冷却后过滤析出物,利用氯仿洗涤颗粒至蓝色,接着用甲醇洗涤数次,进一步用80℃的热水洗涤数次后干燥,得到未加工的邻苯二甲酸氧钛。将未加工的邻苯二甲酸氧钛溶于其20倍体积的浓硫酸中,搅拌下滴入到其100倍体积的冰水中,过滤析出的晶体,接着反复水洗直至洗涤液呈中性(洗涤后离子交换水的pH值为6.8),得到邻苯二甲酸氧钛颜料的湿滤饼(水浆糊)。将40g得到的湿滤饼放入到200g四氢呋喃中,搅拌4小时之后过滤混合物并干燥,得到邻苯二甲酸氧钛粉末。这被定义为颜料1。
上述湿滤饼的固体含量为15%。结晶交换溶剂与湿滤饼的质量比为33∶1。将所得邻苯二甲酸氧钛粉末利用如下条件测定其X射线衍射光谱,发现该邻苯二甲酸氧钛粉末相对于Cu-Kα的特征X射线(波长1.542)在布拉格角2θ为27.2±0.2°处具有最大峰并且在最小角7.3±0.2°处有峰,而且7.3°处的峰与9.4°处的峰之间没有峰,而且26.3°处也没有峰。
[X射线衍射光谱测定条件]
X射线管:Cu
电压:50kV
电流:30mA
扫描速度:2°/分钟
扫描范围:3°~40°
时间常数:2秒
另外,利用Horiba,Ltd.制造的CAPA-700测定使用该邻苯二甲酸氧钛的电荷产生层涂布液中的平均颗粒尺寸为0.29μm。
(实施例5-3)
按如下方式制备实施例5-3中使用的电子照相感光体。
首先,将30份无金属酞菁颜料(Fastogen Blue 8120B,Dainippon Ink andChemicals,Inc.制造)的电荷产生材料与970份的环己酮一起利用球磨装置分散2小时,制得电荷产生材料涂布液。另外,将49份聚碳酸酯树脂(Z-Polyca,Teijin Chemicals Ltd.制造,粘均分子量=400000)、20份上述结构式(3)表示的电荷传输材料、29.5份下述结构式(14)表示的电荷传输材料以及0.1份硅油(KF50-100CS,Shin-etsu Chemical Co.,Ltd.制造)溶解于340份四氢呋喃中,然后添加66.6份的上述电荷产生材料分散液,搅拌得到感光层涂布液。
Figure A20061006433301331
结构式(14)
接下来,将上述感光层涂布液浸渍涂布在直径30mm、长340mm的铝辊上(预先选择的圆周偏差在20μm以内的鼓)以成膜,并在120℃下干燥15分钟。设定升温速度使感光层厚度达到26.4μm。
对如上制得的实施例5-3的电子照相感光体以与实施例5-1相同的方式进行评价。
(实施例5-4)
除了使用实施例5-2中使用的邻苯二甲酸氧钛代替在实施例5-3中使用的无金属酞菁颜料(Fastogen Blue 8120B,Dainippon Ink and Chemicals,Inc.制造)之外,以与实施例5-3相同的方式制造并评价实施例5-4的电子照相感光体。
(实施例5-5)
除了使用上述结构式(4)所表示的电荷传输材料代替在实施例5-4中所使用的结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例5-4相同的方式制造并评价实施例5-5的电子照相感光体。
上述结构式(3)所表示的电荷传输材料通过如下方法制得。
-第一步-
首先,在200ml的四颈烧瓶中加入10.0g(37.3mmol)的1,4,5,8-萘四甲酸二酐、0.931g(18.6mmol)的水合肼、20mg的对甲苯磺酸和100ml的甲苯,加热回流5小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。将残余物利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/乙酸乙酯进行再结晶,得到2.84g二聚物C(产率:28.7%)。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入2.5g(4.67mmol)的二聚物C以及30ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有0.278g(4.67mmol)的2-氨基丙烷以及10ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯,得到0.556g单酰亚胺C(产率:38.5%)。
-第三步-
在50ml的四颈烧瓶中加入0.50g(1.62mmol)的单酰亚胺物质C和10ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。将含有0.186g(1.62mmol)的2-氨基庚烷以及5ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到0.243g下述结构式(4)所示的电荷传输材料(产率:22.4%)。在质谱分析(FD-MS)中观测到M/z=670的峰,并且将其确认为目标。在元素分析中的计算值为碳68.05%、氢4.51%和氮8.35%,而实测值为碳68.29%、氢4.72%和氮8.33%。
结构式(4)
(实施例5-6)
除了使用上述结构式(5)所表示的电荷传输材料代替在实施例5-4中所使用的上述结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例5-4相同的方式制造并评价实施例5-6的电子照相感光体。
上述结构式(5)所表示的电荷传输材料通过如下方法制得。
-第一步-
首先,在200ml的四颈烧瓶中加入5.0g(18.6mmol)的1,4,5,8-萘四甲酸二酐以及50ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有1.10g(18.6mmol)的2-氨基丙烷以及25ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到2.08g单酰亚胺B(产率:36.1%)。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入2.0g(6.47mmol)的单酰亚胺B、0.162g(3.23mmol)的水合肼、10mg的对甲苯磺酸和50ml的甲苯,加热回流5小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。将残余物利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/乙酸乙酯进行再结晶,得到0.810g结构式(5)所表示的电荷传输材料(产率:37.4%)。在质谱分析(FD-MS)中观测到M/z=614的峰,并且将其确认为目标。在元素分析中的计算值为碳66.45%、氢3.61%和氮9.12%,而实测值为碳66.28%、氢3.45%和氮9.33%。
(实施例5-7)
除了使用下述式(6)所表示的电荷传输材料代替在实施例5-4中所使用的结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例5-4相同的方式制造并评价实施例5-7的电子照相感光体。
下述结构式(6)所表示的电荷传输材料通过如下方法制得。
-第一步-
在200ml的四颈烧瓶中加入5.0g(9.39mmol)的上述二聚物C以及50ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有1.08g(9.39mmol)的2-氨基庚烷以及25ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯,得到1.66g单酰亚胺D(产率:28.1%)。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入1.5g(2.38mmol)的单酰亚胺D以及50ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有0.308g(2.38mmol)的2-氨基辛烷以及10ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到0.328g结构式(6)所表示的电荷传输材料(产率:18.6%)。在质谱分析(FD-MS)中观测到M/z=740的峰,并且将其确认为目标。在元素分析中的计算值为碳69.72%、氢5.44%和氮7.56%,而实测值为碳69.55%、氢5.26%和氮7.33%。
Figure A20061006433301361
结构式(6)
(实施例5-8)
除了使用下述结构式(7)所表示的电荷传输材料代替实施例5-4中所使用的结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例5-4相同的方式制造并评价实施例5-8的电子照相感光体。
下述结构式(6)所表示的电荷传输材料通过如下方法制得。
-第一步-
在200ml的四颈烧瓶中加入5.0g(9.39mmol)的上述二聚物C以及50ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将1.08g(9.39mmol)的2-氨基庚烷以及25ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。得到1.66g单酰亚胺D(产率:28.1%)。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入1.5g(2.38mmol)的单酰亚胺D以及50ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有0.408g(2.38mmol)的2-氨基十一烷以及10ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到0.276g下述结构式(7)所表示的电荷传输材料(产率:14.8%)。在质谱分析(FD-MS)中观测到M/z=782的峰,并且将其确认为目标。在元素分析中的计算值为碳70.57%、氢5.92%和氮7.16%,而实测值为碳70.77%、氢6.11%和氮7.02%。
Figure A20061006433301371
结构式(7)
(实施例5-9)
除了在各个法兰盘中心设置直径4.2mm的圆孔并安装贯通感光体内部与各个法兰盘的直径4.2mm的不锈钢转轴外,以与实施例5-4相同的方式制造并评价实施例5-9的电子照相感光体。
(实施例5-10)
出了在各个法兰盘中心设置直径18.0mm的圆孔并安装贯通感光体内部与各个法兰盘的直径18.0mm的不锈钢转轴外,以与实施例5-4相同的方式制造并评价实施例5-10的电子照相感光体。
(实施例5-11)
除了安装铝转轴代替不锈钢转轴外,以与实施例5-4相同的方式制造并评价实施例5-11的电子照相感光体。
(实施例5-12)
除了使用在保护盒内延伸的直径40~80μm的钨丝作为充电部件并将充电方法改为施加-6kV高压来进行充电的电晕充电外,以与实施例5-4相同的方式制造并评价实施例5-12的电子照相感光体。
(比较例5-1)
除了不在感光体中不安装转轴之外,以与实施例5-4相同的方式制造并评价比较例5-1的电子照相感光体。
(比较例5-2)
除了不在感光体中安装转轴并且在感光体内部紧密插入丁基橡胶制成的填充物(减震材料)之外,以与实施例5-4相同的方式制造并评价比较例5-2的电子照相感光体。
(比较例5-3)
除了不在感光体中安装转轴并且在感光体内部紧密插入ABS制成的填充物(减震材料)之外,以与实施例5-4相同的方式制造并评价比较例5-3的电子照相感光体。
(比较例5-4)
除了使用以下结构式(13)所表示的电荷传输材料代替感光层中使用的结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例5-1相同的方式制造并评价比较例5-4的电子照相感光体。
结构式(13)
(比较例5-5)
除了使用上述结构式(13)所表示的电荷传输材料代替实施例5-3中感光层中使用的结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例5-3相同的方式制造并评价比较例5-4的电子照相感光体。
(比较例5-6)
除了使用以下结构式(16)所表示的电荷传输材料代替实施例5-4中感光层中使用的式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例5-4相同的方式制造并评价比较例5-5的电子照相感光体。
Figure A20061006433301382
结构式(16)
实施例5-1至5-12和比较例5-1至5-6的评价结果如表5-1所示。
[表5-1]
    初始     印刷50000张之后
  未曝光区域的电势(+V)     曝光区域的电势(+V)   图像质量   未曝光区域的电势(+V)    曝光区域的电势(+V)  图像质量
实施例5-1   700     90   A   680     120  A
实施例5-2   700     140   A   670     160  A
实施例5-3   700     80   A   690     110  A
实施例5-4   700     130   A   670     160  A
实施例5-5   700     140   A   680     150  A
实施例5-6   700     130   A   700     160  A
实施例5-7   700     150   A   690     170  A
实施例5-8   700     140   A   660     170  A
实施例5-9   700     130   A   670     160  A
实施例5-10   700     130   A   670     160  A
实施例5-11   700     130   A   670     160  A
实施例5-12   700     130   A   670     160  A
比较例5-1   700     130   A   670     160  B(由颜色偏移引起)
比较例5-2   700     130   A   670     160  B(由颜色偏移引起)
比较例5-3   700     130   A   670     160  B(由颜色偏移引起)
比较例5-4   700     160   A   750     320  B(由密度下降引起)
比较例5-5   700     180   A   780     330  B(由密度下降引起)
比较例5-6   700     170   A   790     450  B(由密度下降引起)
从表5-1的结果可以看出,满足本发明要求的实施例中进行全色图像打印时可以降低充电时的噪音并且在不产生色彩偏移且不会发生由充电缺陷引起的底面污损或充电辊污损导致的图像质量下降的情况下获得了高质量的图像。
而未满足本发明要求的比较例中,观察到了如色彩偏移和由曝光区域电势上升引起的图像密度下降的图像质量下降。
(电荷传输材料合成例6-1)
-第一步-
首先,在200ml的四颈烧瓶中加入5.0g(18.6mmol)的1,4,5,8-萘四甲酸二酐以及50ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有2.14g(18.6mmol)的2-氨基庚烷以及25ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF)混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到2.14g单酰亚胺A(产率:31.5%)。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入2.0g(5.47mmol)的单酰亚胺A、0.137g(2.73mmol)的水合肼、10mg的对甲苯磺酸和50ml的甲苯,加热回流5小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。将残余物利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/乙酸乙酯进行再结晶,得到0.668g结构式(3)所表示的电荷传输材料(产率:33.7%)。这被定义为电荷传输材料6-1。
Figure A20061006433301401
结构式(3)
在质谱分析(FD-MS)中观察到M/z=726的峰,将其确认为目标。在元素分析中的计算值为碳69.41%、氢5.27%和氮7.71%,而实测值为碳69.52%、氢5.09%和氮7.93%。
(电荷传输材料合成例6-2)
-第一步-
在200ml的四颈烧瓶中加入10.0g(37.3mmol)的1,4,5,8-萘四甲酸二酐、0.931g(18.6mmol)的水合肼、20mg的对甲苯磺酸和100ml的甲苯,加热回流5小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。将残余物利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/乙酸乙酯进行再结晶,得到2.84g二聚物C(产率:28.7%)。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入2.5g(4.67mmol)的二聚物C以及30ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有0.278g(4.67mmol)的2-氨基丙烷以及10ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯,得到0.556g单酰亚胺C(产率:38.5%)。
-第三步-
在50ml的四颈烧瓶中加入0.50g(1.62mmol)的单酰亚胺C和l0ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。进一步将含有0.186g(1.62mmol)的2-氨基庚烷以及5ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到0.243g结构式(4)所表示的电荷传输材料(产率:22.4%)。这被定义为电荷传输材料6-2。
Figure A20061006433301411
结构式(4)
在质谱分析(FD-MS)中观测到M/z=670的峰,将其确认为目标。在元素分析中的计算值为碳68.05%、氢4.51%和氮8.35%,而实测值为碳68.29%、氢4.72%和氮8.33%。
(电荷传输材料合成例6-3)
-第一步-
在200ml的四颈烧瓶中加入5.0g(9.39mmol)的上述二聚物C以及50ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有1.08g(9.39mmol)的2-氨基庚烷以及25ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。得到1.66g单酰亚胺D(产率:28.1%)。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入1.5g(2.38mmol)的单酰亚胺D以及50ml的DMF,加热回流。然后将含有0.308g(2.38mmol)的2-氨基辛烷以及10ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到其中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到0.328g结构式(6)所表示的电荷传输材料(产率:18.6%)。这被定义为电荷传输材料6-3。
在质谱分析(FD-MS)中观测到M/z=740的峰,将其确认为目标。在元素分析中的计算值为碳69.72%、氢5.44%和氮7.56%,而实测值为碳69.55%、氢5.26%和氮7.33%。
Figure A20061006433301421
结构式(6)
(电荷传输材料合成例6-4)
-第一步-
在200ml的四颈烧瓶中加入5.0g(18.6mmol)的1,4,5,8-萘四甲酸二酐以及50ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有1.10g(18.6mmol)的2-氨基丙烷以及25ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到2.08g单酰亚胺B(产率:36.1%)。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入2.0g(6.47mmol)的单酰亚胺B、0.162g(3.23mmol)的水合肼、10mg的对甲苯磺酸和50ml的甲苯,加热回流5小时。反应结束后,冷却容器并在降低的压力下浓缩。将残余物利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/乙酸乙酯进行再结晶,得到0.810g结构式(5)所表示的电荷传输材料(产率:37.4%)。这被定义为电子传输材料6-4。
Figure A20061006433301431
结构式(5)
在质谱分析(FD-MS)中观测到M/z=614的峰,将其确认为目标。在元素分析中的计算值为碳66.45%、氢3.61%和氮9.12%,而实测值为碳66.28%、氢3.45%和氮9.33%。
(电荷传输材料合成例6-5)
-第一步-
在200ml的四颈烧瓶中加入5.0g(9.39mmol)的上述二聚物C以及50ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有1.08g(9.39mmol)的2-氨基庚烷以及25ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到该烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。得到1.66g单酰亚胺D(产率:28.1%)。
-第二步-
在100ml的四颈烧瓶中加入1.5g(2.38mmol)的单酰亚胺D以及50ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF),加热回流。然后将含有0.408g(2.38mmol)的6-氨基十一烷以及10ml的N,N二甲基甲酰胺(DMF)的混合物搅拌下滴入到烧瓶中。滴加结束之后,加热回流6小时。反应结束后,冷却反应容器并在降低的压力下浓缩。在残余物中加入甲苯并利用硅胶柱色谱法进行提纯。将回收的产物进一步利用甲苯/己烷进行再结晶,得到0.276g结构式(7)所表示的电荷传输材料(产率:14.8%)。
结构式(7)
在质谱分析(FD-MS)中观测到M/z=782的峰,并且将其确认为目标。在元素分析中的计算值为碳70.57%、氢5.92%和氮7.16%,而实测值为碳70.77%、氢6.11%和氮7.02%。
(颜料合成例6-1)
根据JP-A No.2-8256(JP-B 7-91486)所述的制备实施例中公开的方法制造颜料。首先,搅拌混合9.8g苯二甲腈以及75ml的1-氯萘,在氮气流下向混合物滴入2.2ml的四氯化钛。滴加结束后,缓慢加热至200℃的温度,在保持反应温度在200~220℃的同时搅拌3小时以进行反应。反应结束之后,冷却至130℃的温度并热过滤,利用1-氯萘洗涤细颗粒呈蓝色,接着用甲醇洗涤数次,进一步用80℃的热水洗涤数次后干燥,得到颜料。(这被定义为颜料1)
将所得邻苯二甲酸氧钛粉末在下述条件下测定其X射线衍射光谱,结果表明该邻苯二甲酸氧钛粉末的光谱与JP-A No.2-8256中公开的光谱相同。
[X射线衍射光谱测定条件]
X射线管:Cu
电压:50kV
电流:30mA
扫描速度:2°/分
扫描范围:3°~40°
时间常数:2秒
(颜料合成例6-2)
根据JP-A No.2001-19871制备颜料。首先,混合29.2g的1,3-二亚氨基异吲哚以及200ml的环丁砜,在氮气流下向混合物滴入20.4g的四丁氧基钛。滴加结束后,将混合物缓慢升温至180℃,并且在保持反应温度在170~180℃的范围内搅拌5小时以进行反应。反应结束之后,冷却后过滤析出物,利用氯仿洗涤细颗粒至蓝色,接着用甲醇洗涤数次,进一步用80℃的热水洗涤数次后干燥,得到未加工的邻苯二甲酸氧钛。将未加工的邻苯二甲酸氧钛溶于其20倍体积的浓硫酸中,搅拌下滴入到其100倍体积的冰水中,过滤析出的晶体,接着反复水洗直至洗涤液呈中性,得到邻苯二甲酸氧钛颜料的湿滤饼(水浆糊)。将2g得到的湿滤饼(水浆糊)放入到20g四氢呋喃中,搅拌4小时之后过滤混合物并干燥,得到邻苯二甲酸氧钛粉末(这被定义为颜料2)。
将所得邻苯二甲酸氧钛粉末利用颜料合成例6-1的条件测定其X射线衍射光谱,如JP-A No.2001-19871中所述,该邻苯二甲酸氧钛粉末至少在27.2°处具有最大衍射峰作为衍射峰(±0.2°),相对于Cu-Kα线(波长1.542)布拉格角2θ,进一步在9.4°、9.6°和24.0°处有主要峰,而且作为最小角处的衍射峰在7.3°处有峰,且7.3°处的峰与9.4°处的峰之间没有峰的邻苯二甲酸氧钛。
(感光体制造例6-1)
按如下组成和条件分散无金属酞菁制得颜料分散液。
·无金属酞菁颜料……3份
(Fastogen Blue 8120B,Dainippon Ink and Chemicals,Inc.制造)
·环己酮……97份
在直径9cm的玻璃罐中使用直径0.5mm的PSZ球在转速100rpm下分散5小时。
使用上述分散液制备如下组成的感光体涂布液。
·上述分散液……80份
·下述结构式(14)的空穴传输材料……60份
Figure A20061006433301451
结构式(14)
·合成例1的电子传输材料……40份
·Z型聚碳酸酯树脂(PanliteTS-2050,Teijin Chemicals Ltd.制造)……100份
·硅油(KF50,Shin-etsu Chemical Co.,Ltd.制造)……0.02份
·四氢呋喃……700份
将如上得到的感光层涂布液浸渍涂布在直径30mm、长340mm的铝鼓上,并在120℃下干燥20分钟,形成厚25μm的感光层,从而制得感光体鼓。另外,同时利用刮板涂布器将该感光体层涂布液涂布在铝板上,并在120℃下干燥20分钟,形成厚25μm的感光层,从而制得感光体片。(两种感光体都被定义为感光体制造例6-1的感光体)
(感光体制造例6-2至6-16)
除了如表6-1所示,改变电荷产生材料种类、相对于100份树脂的空穴传输材料的添加量、电荷传输材料种类及其相对于100份树脂的添加量之外,以与感光体制造例6-1相同的方式制造感光体鼓、感光体片,得到感光体6-2至6-16。
表6-1
    电荷产生材料种类   空穴传输材料的添加量     电荷传输材料
    种类     添加量
  感光体6-1     无金属酞菁   60     电荷传输材料合成例1     40
  感光体6-2     无金属酞菁   40     电荷传输材料合成例1     60
  感光体6-3     颜料合成例1   60     电荷传输材料合成例1     40
  感光体6-4     颜料合成例1   40     电荷传输材料合成例1     60
  感光体6-5     颜料合成例2   80     电荷传输材料合成例1     20
  感光体6-6     颜料合成例2   60     电荷传输材料合成例1     40
  感光体6-7     颜料合成例2   40     电荷传输材料合成例1     60
  感光体6-8     颜料合成例2   20     电荷传输材料合成例1     80
  感光体6-9     颜料合成例1   60     电荷传输材料合成例2     40
  感光体6-10     颜料合成例1   40     电荷传输材料合成例2     60
  感光体6-11     颜料合成例2   60     电荷传输材料合成例3     40
  感光体6-12     颜料合成例2   40     电荷传输材料合成例3     60
感光体6-13 无金属酞菁 60 结构式(16) 40
  感光体6-14     无金属酞菁   40     结构式(16)     60
感光体6-15 颜料合成例1 60 结构式(13) 40
  感光体6-16     颜料合成例1   40     结构式(13)     60
Figure A20061006433301481
结构式(16)
Figure A20061006433301482
结构式(13)
<评价感光体的光感应度E1/2>
将得到的感光体片装在Hikariken制造的Model EPA8100上,在±800V下对其充电之后利用780nm的单色光曝光、除电以测定各充电极性处的半曝光量(E1/2),从而求得其比例。结果如表6-2以及表6-3所示。
<评价转印引起的图像质量下降>
将感光体安装在成像装置上,打印如图20所示的用于评价转印引起的图像质量下降的原稿,并目视评价转印引起的图像质量下降所造成的密度变化。受转印影响的区域的密度在中间色调图像密度区域的提高。在印刷耐久性测试的前后根据以下标准评价转印引起的图像质量下降。
A:非常好  B:良好,
C:稍差    D:不好
<评价曝光引起的图像质量下降>
将感光体安装在成像装置上,打印如图21所示的用于评价曝光引起的图像质量下降的原稿,并目视评价曝光引起的图像质量下降所造成的密度变化。受转印影响的区域的密度在中间色调图像密度区域的提高。在印刷耐久性测试的前后根据以下标准评价曝光引起的图像质量下降。
A:非常好  B:良好,
C:稍差    D:不好
(实施例6-1至6-12以及比较例6-1至6-4)
将感光体6-1至6-16安装在成像装置1中,该成像装置1为写入激光波长为780nm且具有除电LED的Ricoh Company,Ltd.制造的改型imagio Neo270,其中该变了电源组并将充电和转印改造为辊充电(正极性)和辊转印(负极性),并且改为对调色剂和显影剂充正电,使用写入率为5%的记录纸在水平方向上印刷10000张A4横进行印刷耐久性测试。测试开始时将感光体的电势设定为+600V,并且保持该电势直到测试结束。将显影偏压设定为+450V。在23℃、55%RH的环境下进行测试。在印刷耐久性测试前后评价转印以及图像曝光引起的图像质量下降。结果如表6-2所示。
表6-2
感光体 E1/2(正)(uJ/cm2) E1/2(负)(uJ/cm2) E1/2(负)/E1/2(正) 印刷耐久性测试前 印刷10000张后
转印引起的图像质量下降 图像曝光引起的图像质量下降 转印引起的图像质量下降 图像曝光引起的图像质量下降
实施例6-1 感光体6-1 0.41 1.20 2.93 A A B B
实施例6-2 感光体6-2 0.38 1.01 2.66 A A A A
实施例6-3 感光体6-3 0.23 0.25 1.09 A A A A
实施例6-4 感光体6-4 0.21 0.22 1.05 A A A A
实施例6-5 感光体6-5 0.28 0.39 1.39 A A A A
实施例6-6 感光体6-6 0.22 0.24 1.09 A A A A
实施例6-7 感光体6-7 0.20 0.20 1.00 A A A A
实施例6-8 感光体6-8 0.35 0.27 0.77 A A A B
实施例6-9 感光体6-9 0.25 0.29 1.16 A A A A
实施例6-10 感光体6-10 0.23 0.26 1.13 A A A A
实施例6-11 感光体6-11 0.22 0.24 1.09 A A A A
实施例6-12 感光体6-12 0.21 0.22 1.05 A A A A
比较例6-1 感光体6-13 0.50 2.25 4.50 B A D C
比较例6-2 感光体6-14 0.44 1.85 4.20 B A D C
比较例6-3 感光体6-15 0.46 1.72 3.74 B A D C
比较例6-4 感光体6-16 0.43 1.51 3.51 B A D C
(实施例6-13至6-24以及比较例6-5至6-8)
将感光体6-1至6-16安装成像装置2中,所述成像装置2为写入激光波长为780nm并具有除电LED的Ricoh Company,Ltd.制造的改型imgaio Neo270,其中去除了除电LED、该变了电源组,并将充电和转印改为辊充电(正极性)和辊转印(负极性),并且改为对调色剂以及显影剂充正电,使用写入率为5%的记录纸在水平方向上印刷10000张A4尺寸的纸张进行印刷耐久性测试。测试开始时将感光体的电势设定为+600V,并且保持该电势直到测试结束。将显影偏压设定为+450V。在23℃和55%RH的环境下进行测试。在印刷耐久性测试前后评价转印以及图像曝光引起的图像质量下降。结果如表6-3所示。
表6-3
感光体     E1/2(正)(uJ/cm2)     E1/2(负)(uJ/cm2)    E1/2(负)/E1/2(正)     印刷耐久性测试前     印刷10000张后
  转印引起的图像质量下降   图像曝光引起的图像质量下降   转印引起的图像质量下降   图像曝光引起的图像质量下降
实施例6-13 感光体6-1     0.41     1.20    2.93   A   A   B   B
实施例6-14 感光体6-2     0.38     1.01    2.66   A   A   A   A
实施例6-15 感光体6-3     0.23     0.25    1.09   A   A   A   A
实施例6-16 感光体6-4     0.21     0.22    1.05   A   A   A   A
实施例6-17 感光体6-5     0.28     0.39    1.39   A   A   A   A
实施例6-18 感光体6-6     0.22     0.24    1.09   A   A   A   A
实施例6-19 感光体6-7     0.20     0.20    1.00   A   A   A   A
实施例6-20 感光体6-8     0.35     0.27    0.77   A   A   B   A
实施例6-21 感光体6-9     0.25     0.29    1.16   A   A   A   A
实施例6-22 感光体6-10     0.23     0.26    1.13   A   A   A   A
实施例6-23 感光体6-11     0.22     0.24    1.09   A   A   A   A
实施例6-24 感光体6-12     0.21     0.22    1.05   A   A   A   A
比较例6-5 感光体6-13     0.50     2.25    4.50   A   B   D   D
比较例6-6 感光体6-14     0.44     1.85    4.20   A   B   D   D
比较例6-7 感光体6-15     0.46     1.72    3.74   A   C   C   D
比较例6-8 感光体6-16     0.43     1.51    3.51   A   C   C   D
以上结果表明满足本发明要求的实施例,即使反复使用也可以在不产生由转印以及图像曝光引起的图像质量下降的情况下输出适当的图像。(实施例6-25至6-29以及比较例6-9至6-10)
将感光体6-2、6-4、6-7、6-10、6-12、6-14和6-16安装在成像装置3上,所述成像装置3为写入激光波长为780nm并具有除电LED的RicohCompany,Ltd.制造的改型imagio Neo 270,其中充电和转印改为辊充电(负极性)和辊转印(负/正极性),并且对调色剂以及显影剂改为充负电,使用写入率为5%的记录纸在水平方向上印刷10000张的A4尺寸的纸张进行印刷耐久性测试。开始时将感光体的电势设定为-600V,并保持该电势直到测试结束。将显影偏压设定为-450V。在23℃和55%RH的环境下进行测试。在印刷耐久性测试前后评价转印以及图像曝光引起的图像质量下降。结果如表6-4所示。
表6-4
感光体    E1/2(正)(uJ/cm2)     E1/2(负)(uJ/cm2)    E1/2(负)/E1/2(正)     印刷耐久性测试前     印刷10000张后
  转印引起的图像质量下降   图像曝光引起的图像质量下降   转印引起的图像质量下降   图像曝光引起的图像质量下降
实施例6-25 感光体6-2     0.38     1.01    2.66   A   A   A   B
实施例6-26 感光体6-4     0.21     0.22    1.05   A   A   A   A
实施例6-27 感光体6-7     0.20     0.20    1.00   A   A   A   A
实施例6-28 感光体6-10     0.23     0.26    1.13   A   A   A   A
实施例6-29 感光体6-12     0.21     0.22    1.05   A   A   A   A
比较例6-9 感光体6-14     0.44     1.85    4.20   A   D   C   D
比较例6-10 感光体6-16     0.43     1.51    3.51   A   D   C   D
另外,此时观察到的图像曝光引起质量下降的图像形成了如图22所示的负残像。这被认为是由于以下原因造成的:当比较例中的对充负电的光感应度不适宜时,负的空间电荷通过图像曝光而累积并且图像曝光单元的中间色调电势上升,从而引起密度下降。
(实施例6-30至6-34以及比较例6-11至6-12)
将感光体6-2、6-4、6-7、6-10、6-12、6-14和6-16安装在成像装置4上,所述成像装置4为写入激光波长为780nm并具有除电LED的RicohCompany,Ltd.制造的改型imagio Neo 270,其中将充电和转印改为辊充电(负极性)和辊转印(负/正极性),除去除电LED,并且对调色剂以及显影剂改为充负电,使用写入率为5%记录纸在水平方向上印刷10000张A4尺寸的纸张进行印刷耐久性测试。测试开始时将感光体的电势设定为-600V,并保持该电势直到测试结束。将显影偏压设定为-450V。在23℃和55%RH的环境下进行测试。在印刷耐久性测试前后评价转印以及图像曝光引起的图像质量下降。结果如表6-5所示。
表6-5
感光体   E1/2(正)(uJ/cm2)     E1/2(负)(uJ/cm2)    E1/2(负)/E1/2(正)     印刷耐久性测试前     印刷10000张后
  转印引起的图像质量下降   图像曝光引起的图像质量下降   转印引起的图像质量下降   图像曝光引起的图像质量下降
实施例6-30 感光体6-2    0.38     1.01    2.66   A   A   A   C
实施例6-31 感光体6-4    0.21     0.22    1.05   A   A   A   A
实施例6-32 感光体6-7    0.20     0.20    1.00   A   A   A   A
实施例6-33 感光体6-10    0.23     0.26    1.13   A   A   A   A
实施例6-34 感光体6-12    0.21     0.22    1.05   A   A   A   A
比较例6-11 感光体6-14    0.44     1.85    4.20   B   D   C   D
比较例6-12 感光体6-16    0.43     1.51    3.51   B   D   C   D
另外,此时所观察到的图像曝光引起的质量下降的图像形成如图22所示的负残像。理由如上所述。
(实施例7-1)
<电子照相感光体的制备>
首先,制备具有下述组成的底涂层涂布液、电荷产生层涂布液以及电荷传输层涂布液。
[底涂层涂布液的制备]
将如下材料利用球磨装置(使用直径10mm的氧化铝球作为介质)球磨5天,制得底涂层涂布液。
·醇酸树脂……10份
(Beckozol M-6401-50,Dainippon Ink and Chemicals,Inc.制造)
·蜜胺树脂……7份
(Super Beckamine L-121-60,Dainippon Ink and Chemicals,Inc.制造)
·氧化钛(CR-EL,Ishihara Sangyo Kaisha,Ltd.制造)……48份
·甲乙酮……155份
[电荷产生层涂布液的制备]
将如下材料利用以直径0.50mm的PSZ球作为介质的球磨分散机球磨40分钟,制得电荷产生层涂布液。
·无金属酞菁颜料……14份
(Fastogen Blue 8120B,Dainippon Ink and Chemicals,Inc.制造)
·聚乙烯缩丁醛(BX-1,Sekisui Chemical Co.,Ltd.制造)……9份
·环己酮……270份
[电荷传输层涂布液的制备]
对如下材料进行搅拌,溶解,得到电荷传输层用涂布液。
·下述结构式(3)所表示的电荷传输材料……9份
Figure A20061006433301571
结构式(3)
上述结构式(3)中,Me表示甲基。
·聚碳酸酯树脂(Z-Polyca,粘均分子量=40000,Teijin Chemicals Ltd.制造)……10份
·四氢呋喃……120份
·1%的硅油……1份
(KF50-100CS,Shin-etsu Chemical Co.,Ltd.制造)
接着,在直径30mm,长340mm的铝辊上利用浸渍涂布法依次涂布上述各底涂层涂布液、电荷产生层涂布液以及电荷输送层涂布液,并分别在135℃下干燥20分钟、80℃下干燥15分钟和120℃下干燥20分钟。设定升温速度以分别形成厚4.5μm的底涂层、0.15μm厚的电荷产生层以及22.1μm厚的电荷传输层,从而制得实施例7-1用的静电潜像承载部件。
<成像>
接着,将上述制得的静电潜像承载部件安装在设置有黑、黄、品红以及青色的成像元件的改型的串联型全色电子照相装置(IPSio CX8200,RicohCompany,Ltd.制造)上,其中电源组改为充正电用而且光源改为写入波长为780nm的激光二极管。使用体积平均粒径6μm的预制调色剂作为调色剂。
使用该成像装置印刷10000张黑、黄、品红以及青色各色的图像密度为5%的全色混合图像以进行耐久性测试。
使用设置为与感光体接触的充电辊作为该成像装置的充电单元。
<评价>
另外,测试开始时设定施加的电压使感光体的初始电势为+500V,并保持该充电条件直至测试结束。另外,将显影偏压设定为+350V。在23℃和60%RH的环境下进行测试。
在测试开始时(初始)与完成输出10000张图像时,分别评价全部区域写入(曝光)时曝光单元的感光体表面电势以及输出图像的图像质量。结果如表7-1所示。
对如输出图像的色调变化、底面污损、图像密度、有无飞白的图像质量进行评价。有无缺陷以及图像质量的等级由目视评价并按如下5个评价等级来确定。
[评价标准]
5:完全未观察到图像缺陷,且图像适当。
4:与原始图像比较观察到少量的色调、图像密度和底面部分污损的改变,但对于实际使用来说没有问题,且图像适当。
3:观察到少量的色调、图像密度和底面部分污损的改变,但在对于在一般的温湿度环境下使用来说没有问题。
2:观察到色调、图像密度、底面污损改变到某种程度。
1:色调变化、图像密度和底面污损的变化显著,产生问题。
(实施例7-2)
-电子照相感光体的制备-
首先,将30份无金属酞菁颜料(Fastogen Blue 8120B,Dainippon Ink andChemicals,Inc.制造)的电荷产生材料与970份的环己酮一起利用球磨装置分散2小时,制得电荷产生材料分散液。另外,将49份聚碳酸酯树脂(Z-Polyca,Teijin Chemicals Ltd.制造,粘均分子量=40000)、20份上述结构式(3)的电荷传输材料、29.5份下述结构式(14)的化合物以及0.1份硅油(KF50-100CS,Shin-etsu Chemical Co.,Ltd.制造)溶解在340份四氢呋喃中,然后添加66.6份的上述电荷产生材料分散液并搅拌,得到感光层涂布液。
Figure A20061006433301591
结构式(14)
接着,将上述感光层涂布液浸渍涂布在直径30mm、长340mm的铝鼓上,在120℃下干燥15分钟形成感光层。设定升温速度以形成厚度为22.5μm的感光层。
-成像及评价-
接着,在安装如上制得的电子照相感光体之后,以与实施例7-1相同的方式进行评价。结果如表7-1所示。
(实施例7-3)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了使用按下述颜料合成例7-1制得的邻苯二甲酸氧钛代替在实施例7-1中使用的无金属酞菁颜料(Fastogen Blue8120 B)之外,以与实施例7-1相同的方式制备实施例7-3的电子照相感光体,并进行进行成像和评价。结果如表7-1所示。
<颜料合成例7-1>
基于JP-ANo.2001-19871制备颜料。首先,混合29.2g的1,3-二亚氨基异吲哚以及200ml的环丁砜,在氮气流下向混合物滴入20.4g的四丁氧基钛。滴加结束后,将混合物的温度缓慢升至180℃,并保持反应温度在170~180℃的范围内的同时搅拌5小时以进行反应。反应结束之后,冷却后过滤析出物,利用氯仿洗涤细颗粒至蓝色,接着用甲醇洗涤数次,进一步用80℃的热水洗涤数次后干燥,得到未加工的邻苯二甲酸氧钛。将未加工的邻苯二甲酸氧钛溶于其20倍体积的浓硫酸中,搅拌下滴入到其100倍体积的冰水中,过滤析出的晶体,接着反复水洗直至洗涤液呈中性(洗涤后离子交换水的pH值为6.8),得到邻苯二甲酸氧钛颜料的湿滤饼(水浆糊)。将40g得到的湿滤饼放入到200g四氢呋喃中,搅拌4小时之后过滤并干燥,得到邻苯二甲酸氧钛粉末。这被定义为颜料1。
上述湿滤饼的固体含量为15%。结晶交换溶剂与湿滤饼的质量比为33∶1。另外,合成例1的原材料中没有使用卤化物。
将所得邻苯二甲酸氧钛粉末利用如下条件测定其X射线衍射光谱,该邻苯二甲酸氧钛粉末相对于Cu-Kα的特征X射线(波长1.542)在布拉格角2θ为27.2±0.2°处具有最大衍射峰,并且在最小角7.3±0.2°处有峰,而且7.3°处的峰与9.4°处的峰之间没有峰,而且26.3°处也没有峰。结果如图10所示。
[X射线衍射光谱测定条件]
X射线管:Cu
电压:50kV
电流:30mA
扫描速度:2°/分
扫描范围:3°~40°
时间常数:2秒
另外,利用Horiba,Ltd.制造的CAPA-700测定使用该邻苯二甲酸氧钛的电荷产生层涂布液中的平均粒径为0.31μm。
(实施例7-4)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了使用按上述实施例7-3的颜料合成例7-1制得的邻苯二甲酸氧钛代替在实施例7-2中使用的无金属酞菁颜料(Fastogen Blue8120 B)之外,以与实施例7-2相同的方式制造实施例7-4的电子照相感光体,并且进行成像和评价。结果如表7-1所示。
另外,利用Horiba,Ltd.制造的CAPA-700测定使用该邻苯二甲酸氧钛的电荷产生材料分散液中的平均粒径为0.62μm。
(实施例7-5)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了使用按下述颜料合成例7-2制得的邻苯二甲酸氧钛代替实施例7-1中使用的无金属酞菁颜料(Fastogen Blue8120 B)之外,以与实施例7-1相同的方式制备实施例7-5的电子照相感光体,并且进行成像和评价。结果如表7-1所示。
<颜料合成例7-2>
按照上述颜料合成例7-1合成邻苯二甲酸氧钛颜料的水浆糊,然后进行如下的结晶变换,得到初始颗粒小于颜料合成例7-1的邻苯二甲酸氧钛晶体。
首先,在60份合成例7-1所得的结晶变换前的水浆糊中加入400份四氢呋喃,在室温下利用均匀混合机(MARKII f model,Kenis Ltd.制造)在2000rpm下强烈搅拌,当浆糊的颜色由深深蓝色变为淡蓝色时(搅拌开始后20分钟)停止搅拌,并且在压低的压力下过滤。利用四氢呋喃洗涤过滤装置中得到的晶体,得到颜料的湿滤饼。将其在5mmHg的降低的压力下70℃下干燥2天,得到8.5份邻苯二甲酸氧钛晶体。如上得到的颜料定义为颜料2。颜料合成例7-2的原材料中没有使用卤化物。
上述湿滤饼的固体组分密度为15%。结晶变换溶剂与湿滤饼质量比为44∶1。
另外,利用Horiba,Ltd.制造的CAPA-700测定使用该邻苯二甲酸氧钛的电荷产生层涂布液中平均粒径为0.45μm。
(实施例7-6)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了使用按上述实施例7-5的颜料合成例7-2制得的邻苯二甲酸氧钛代替实施例7-2中使用的无金属酞菁颜料(Fastogen Blue8120 B)之外,以与实施例7-2相同的方式制备实施例7-6的电子照相感光体,并且进行成像和评价。结果如表7-1所示。
另外,利用Horiba,Ltd.制造的CAPA-700测定使用该邻苯二甲酸氧钛的电荷产生材料分散液中平均粒径为0.54μm。
(实施例7-7)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了使用按下述颜料合成例7-3制得的邻苯二甲酸氧钛代替实施例7-1中使用的无金属酞菁颜料(Fastogen Blue8120 B)之外,以与实施例7-1相同的方式制备实施例7-7的电子照相感光体,并且进行成像和评价。结果如表7-1所示。
<颜料合成例7-3>
根据JP-A No.1-299874(JP-B No.2512081)实施例1所述的方法制备颜料。干燥实施例7-3的颜料合成例7-1制备的湿滤饼,1g干燥产物加入到50g聚乙二醇中,并采用100g玻璃珠进行砂磨。结晶转化后,依次利用稀硫酸和氢氧化铵溶液洗涤得到的产物并干燥,得到颜料。这被定义为颜料3。另外,颜料合成例7-3的原材料中没有使用卤化物。
另外,利用Horiba,Ltd.制造的CAPA-700测定使用该邻苯二甲酸氧钛的电荷产生层涂布液中的平均粒径为0.43μm。
(实施例7-8)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了使用按上述实施例7-7的颜料合成例7-3制得的邻苯二甲酸氧钛代替实施例7-2中使用的无金属酞菁颜料(Fastogen Blue8120 B)之外,以与实施例7-2相同的方式制备实施例7-8的电子照相感光体,并且进行成像和评价。结果如表7-1所示。
(实施例7-9)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了使用如下结构式(5)所表示的电荷传输材料代替实施例7-2中使用的结构式(5)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例7-5相同的方式制备实施例7-9的电子照相感光体,并且进行成像和评价。结果如表7-1所示。
结构式(5)
上述结构式(5)中,Me表示甲基。
(实施例7-10)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了使用如下结构式(4)所表示的电荷传输材料在实施例7-5中,将结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例7-5相同的方式制备实施例7-10的电子照相感光体,并且进行成像和评价。结果如表7-1所示。
Figure A20061006433301632
结构式(4)
上述结构式(4)中,Me表示甲基。
(实施例7-11)
-电子照相感光体的制备、成像及评价
除了使用如下结构式(5)所表示的电荷传输材料代替实施例7-6中所使用的结构式(5)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例7-6相同的方式制备实施例7-11的电子照相感光体,并且进行成像和评价。结果如表7-1所示。
Figure A20061006433301633
结构式(5)
上述结构式(5)中,Me表示甲基。
(实施例7-12)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了使用如下结构式(4)所表示的电荷传输材料代替实施例7-6中使用的结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例7-6相同的方式制备实施例7-12的电子照相感光体,并且进行成像和评价。结果如表7-1所示。
Figure A20061006433301641
结构式(4)
上述结构式(4)中,Me表示甲基。
(实施例7-13)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了使用如下结构式(8)所表示的电荷传输材料代替实施例7-6中使用的结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例7-6相同的方式制备实施例7-13的电子照相感光体,并且进行成像和评价。结果如表7-1所示。
Figure A20061006433301642
结构式(8)
上述结构式(8)中,端基表示Me(甲基)。
(实施例7-14)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了使用如下结构式(9)所表示的电荷传输材料代替实施例7-6中使用的结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例7-6相同的方式制备实施例7-14的电子照相感光体,并且进行成像和评价。结果如表7-1所示。
Figure A20061006433301643
结构式(9)
上述结构式(9)中,端基表示甲基(Me)。
(实施例7-15)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了使用如下结构式(10)所表示的电荷传输材料代替实施例7-6中使用的结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例7-6相同的方式制备实施例7-15的电子照相感光体,并且进行成像和评价。结果如表7-1所示。
Figure A20061006433301651
结构式(10)
其中,上述结构式(10)中,端基表示Me(甲基),且n为1~100的整数以及该范围内的混合产物。
(实施例7-16)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了将实施例7-6中结构式(3)所表示的电荷传输材料的含量由20份改为15份,并且加入5份如下结构式(11)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例7-6相同的方式制备实施例7-16的电子照相感光体,并且进行成像和评价。结果如表7-1所示。
Figure A20061006433301652
结构式(11)
上述结构式(11)中,端基表示Me(甲基)。
(实施例7-17)
-成像以及评价-
将实施例7-5中制得的电子照相感光体安装在设置有黑、黄、品红、以及青色各色的成像元件的改型的串联型全色成像装置(IPSio CX400,RicohCompany,Ltd.中)上,其中电源组改为充正电,并且光源改为写入波长为780nm的激光二极管。使用体积平均粒径6μm的预制调色剂作为调色剂。
使用该成像装置,印刷10000张黑、黄、品红以及青色各色的图像密度为5%的全色混合图像进行耐久性测试。
使用设置为与电子照相感光体接触的充电辊作为成像装置的充电单元。
<评价>
另外,测试开始时设定施加电压使感光体初始的电势达到+500V,并且保持充电条件直至测试结束。另外,将显影偏压设定为+350V。在23℃和60%RH的环境下进行测试。在测试开始时(初始)与完成输出10000张图像时,分别评价全部区域写入(曝光)时曝光单元的感光体表面电势以及输出图像的图像质量。结果如表7-1所示。
对如输出图像的色调变化、底面污损、图像密度、有无飞白的图像质量进行评价。有无缺陷以及图像质量的等级由目视评价并按如下5个评价等级来确定。
[评价标准]
5:完全未观察到图像缺陷,且图像适当。
4:与原始图像比较观察到少量的色调、图像密度和底面部分污损的改变,但对于实际使用来说没有问题,且图像适当。
3:观察到少量的色调、图像密度和底面部分污损的改变,但在对于在一般的温湿度环境下使用来说没有问题。
2:观察到色调、图像密度、底面污损改变到某种程度。
1:色调变化、图像密度和底面污损的变化显著,产生问题。
(实施例7-18)
-成像以及评价-
安装使用实施例7-6所制电子照相感光体之后,以与实施例7-17相同的方式成像和评价。结果如表7-1所示。
(实施例7-19)
取出在实施例7-6中评价用的并进行了10000张纸测试的电子照相感光体,在浓度为5ppm臭氧和5ppm氮氧化物气体(NO与NO2的等量混合气体)的环境中分别放置5天进行气体曝露测试。测试后,将该电子照相感光体再次安装到与实施例7-1相同的成像装置中并印刷出图像以评价未曝光区域和曝光区域的电势以及图像质量。结果如表7-2所示。
(实施例7-20)
取出在实施例7-16中评价用的并进行了10000张纸测试的电子照相感光体,在浓度为5ppm臭氧和5ppm氮氧化物气体(NO与NO2的等量混合气体)的环境中分别放置5天进行气体曝露测试。测试后,将该电子照相感光体再次安装到与实施例7-1相同的成像装置中并印刷出图像以评价未曝光区域和曝光区域的电势以及图像质量。结果如表7-2所示。
(比较例7-1)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了使用如下结构式(13)所表示的电荷传输材料代替在实施例7-1中的结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例7-1相同的方式制备比较例7-1的电子照相感光体并进行成像和评价。结果如表7-1所示。
Figure A20061006433301671
结构式(13)
在上述结构式(13)中,Me表示甲基,t-Bu表示叔丁基。
(比较例7-2)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了使用如下结构式(15)所表示的电荷传输材料代替在实施例7-1中的结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例7-1相同的方式制备电子照相感光体并进行成像和评价。结果如表7-1所示。
Figure A20061006433301672
结构式(15)
(比较例7-3)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了使用如下结构式(13)所表示的电荷传输材料代替在实施例7-2中的结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例7-2相同的方式制备电子照相感光体并进行成像和评价。结果如表7-1所示。
Figure A20061006433301681
结构式(13)
在上述结构式(13)中,Me表示甲基,t-Bu表示叔丁基。
(比较例7-4)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了使用如下结构式(15)所表示的电荷传输材料代替在实施例7-2中的结构式(3)所示的电荷传输材料之外,以与实施例7-2相同的方式制备电子照相感光体并进行成像和评价。结果如表7-1所示。
Figure A20061006433301682
结构式(15)
(比较例7-5)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了使用如下结构式(13)所表示的电荷传输材料代替在实施例7-5中的结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例7-5相同的方式制备电子照相感光体并进行成像和评价。结果如表7-1所示。
Figure A20061006433301683
结构式(13)
在上述结构式中,Me表示甲基,t-Bu表示叔丁基。
(比较例7-6)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了使用如下结构式(15)所表示的电荷传输材料代替在实施例7-5中的结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例7-5相同的方式制备电子照相感光体并进行成像和评价。结果如表7-1所示。
结构式(15)
(比较例7-7)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了使用如下结构式(13)所表示的电荷传输材料代替在实施例7-6中的结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例7-6相同的方式制备电子照相感光体并进行成像和评价。结果如表7-1所示。
Figure A20061006433301692
结构式(13)
在上述结构式(13)中,Me表示甲基,t-Bu表示叔丁基。
(比较例7-8)
-电子照相感光体的制备、成像及评价-
除了使用如下结构式(15)所表示的电荷传输材料代替在实施例7-6中的结构式(3)所表示的电荷传输材料之外,以与实施例7-6相同的方式制备电子照相感光体并进行成像和评价。结果如表7-1所示。
Figure A20061006433301693
结构式(15)
表7-1
Figure A20061006433301701
从表7-1的结果表明实施例7-1至7-18与比较例7-1至7-8相比,可以在无如色调变化、底面污损及密度下降的图像缺陷的情况下,得到显著高质量的图像。
表7-2
Figure A20061006433301721

Claims (67)

1、一种电子照相感光体,其包含:
支持体;以及
至少一个在该支持体上的感光层,
其中上述感光层至少含有电荷产生材料以及下述结构式(1)所表示的化合物,
上述电子照相感光体具有正负两极性光感应度,各极性的光感应度E1/2(正)及E1/2(负)之比[E1/2(负)/E1/2(正)]为0.5~3.0,其中E1/2为该电子照相感光体在±800V下充电之后,在单色光下曝光使表面电势达到1/2时所需要的曝光能(μJ/cm2),
结构式(1)
其中,上述结构式(1)中,R1以及R2可以相互相同或不同并且表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,n为重复单元数并且表示0~100的整数。
2、权利要求1中所述的电子照相感光体,其中感光层含有下述结构式(1-1)所表示的化合物,
Figure A2006100643330003C1
结构式(1-1)
其中,上述结构式(1-1)中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9以及R10与上述结构式(1)中的含义相同。
3、权利要求1所述的电子照相感光体,其中感光层含有下述结构式(1-2)所表示的化合物,
Figure A2006100643330003C2
结构式(1-2)
其中,上述结构式(1-2)中,R1以及R2与上述结构式(1)中的含义相同。
4、权利要求1所述的电子照相感光体,其中感光层进一步含有下述结构式(2)所表示的化合物,
Figure A2006100643330003C3
结构式(2)
其中,上述结构式(2)中,R15以及R16可以相互相同或不同并且表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,R17、R18、R19以及R20可以相互相同或不同并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种。
5、权利要求1所述的电子照相感光体,其中所述电荷产生材料为酞菁。
6、权利要求5所述的电子照相感光体,其中所述酞菁为邻苯二甲酸氧钛。
7、权利要求6所述的电子照相感光体,其中该邻苯二甲酸氧钛至少在27.2°处具有最大衍射峰作为衍射峰(±0.2°),相对于Cu-Kα射线(波长1.542)布拉格角2θ,而且在9.4°、9.6°和24.0°处有主峰,并且作为最小角处的衍射峰在7.3°处有峰,且在7.3°处的峰与9.4°处的峰之间没有峰。
8、一种成像装置,其至少含有:
电子照相感光体;
构造成对该感光体充电的充电单元;
构造成对该充电的感光体进行曝光以形成静电潜像的曝光单元;
构造成利用调色剂使该静电潜像显影的显影单元;
构造成将通过调色剂显影的可视图像转印到记录介质上的转印单元,
其中,上述电子照相感光体包括:
支持体;以及
至少一个在该支持体上的感光层,
其中上述感光层至少含有电荷产生材料以及下述结构式(1)所表示的化合物,
上述电子照相感光体具有正负两极性光感应度,各极性的光感应度E1/2(正)及E1/2(负)之比[E1/2(负)/E1/2(正)]为0.5~3.0,其中,E1/2为电子照相感光体在±800V充电之后,在单色光下曝光使表面电势达到1/2时所需要的曝光能(μJ/cm2),
Figure A2006100643330004C1
结构式(1)
其中,上述结构式(1)中,R1以及R2可以相同或不同并且为氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,n为重复单元数并且表示0~100的整数。
9、权利要求8所述的成像装置,其中所述充电以充正电或充负电中的任何一种方式进行。
10、权利要求8所述的成像装置,其中该转印单元为辊状或带状中的任何一种。
11、权利要求8所述的成像装置,其中该成像装置具有多个电子照相感光体,并且依次重叠在各个电子照相感光体上显影的单色可视图像,以形成彩色图像。
12、权利要求8所述的成像装置,其中该成像装置具有构造成将在电子照相感光体上显影的可视图像第一次转印到中间转印部件上后将该中间转印部件上的可视图像第二次转印到记录介质上的中间转印单元,将多个可视图像依次重叠到中间转印部件上以形成彩色图像,然后将该彩色图像立即第二次转印到记录介质上。
13、一种处理盒,其至少含有
电子照相感光体;以及
构造成使用调色剂将该电子照相感光体上形成的静电潜像显影以形成可视图像的显影单元,
其中该处理盒可在成像装置本体安装和拆卸,
上述处理盒具有正负两极性光感应度,各极性的光感应度E1/2(正)及E1/2(负)之比[E1/2(负)/E1/2(正)]为0.5~3.0,其中E1/2为电子照相感光体在±800V充电之后,在单色光下曝光使表面电势达到1/2时所需要的曝光能(μJ/cm2),
Figure A2006100643330006C1
结构式(1)
其中上述结构式(1)中,R1以及R2可以相同或不同并且代表氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相同或不同并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,n为重复单元数并且表示0~100的整数。
14、一种电子照相感光体,其含有:
支持体;以及
至少一个在该支持体上的感光层,
其中上述感光层至少含有电荷产生材料、下述结构式(1)所表示的化合物和氟树脂颗粒,
Figure A2006100643330006C2
结构式(1)
其中,上述结构式(1)中,R1以及R2可以相互相同或不同并且表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,n为重复单元数并且表示0~100的整数。
15、权利要求14所述的电子照相感光体,其中氟树脂颗粒包含于感光层的最外层中。
16、权利要求14所述的电子照相感光体,其中该电子照相感光体包含在感光层上的保护层,并且该保护层含有氟树脂颗粒。
17、权利要求14所述的电子照相感光体,其中所述电荷产生材料为酞菁。
18、权利要求17所述的电子照相感光体,其中所述酞菁为邻苯二甲酸氧钛。
19、权利要求18所述的电子照相感光体,其中该邻苯二甲酸氧钛至少在27.2°处具有最大衍射峰作为衍射峰(±0.2°),相对于CuKα线(波长1.542)布拉格角2θ,在9.4°、9.6°、24.0°处有主峰,而且作为最小角处的衍射峰在7.3°处有峰,且在7.3°处的峰与9.4°处的峰之间没有峰。
20、一种成像装置,其至少含有:
电子照相感光体;
构造成对该感光体充电的充电单元;
构造成对该充电的感光体进行曝光以形成静电潜像的曝光单元;
构造成利用调色剂使该静电潜像显影的显影单元;
构造成将通过调色剂显影的可视图像转印到记录介质上的转印单元,
其中上述电子照相感光体含有:
支持体;以及
至少一个在该支持体上的感光层,
其中上述感光层至少含电荷产生材料、下述结构式(1)所表示的化合物以及氟树脂颗粒,
Figure A2006100643330007C1
结构式(1)
其中,上述结构式(1)中,R1以及R2可以相互相同或不同并且表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,n为重复单元数并且表示0~100的整数。
21、权利要求20所述的成像装置,其中所述充电以充正电的方式进行。
22、权利要求20所述的成像装置,其中该成像装置含有多个电子照相感光体,并且将各个电子照相感光体上显影的单色可视图像依次重叠以形成彩色图像。
23、权利要求20所述的成像装置,其中该成像装置含有构造成在电子照相感光体上显影的可视图像第一次转印到中间转印部件上后将该中间转印部件上的可视图像第二次转印到记录介质上的中间转印单元,并且将中间转印部件上的多个可视图像依次重叠以形成彩色图像,并且将该彩色图像立即第二次转印到记录介质上。
24、一种处理盒,其至少含有:
电子照相感光体;
以及构造成使用调色剂将电子照相感光体上形成的静电潜像显影以形成可视图像的显影单元,
其中该处理盒可在该成像装置本体上安装拆卸,
上述电子照相感光体含有:
支持体;以及
至少一个在该支持体上的感光层,
其中上述感光层至少含有电荷产生材料、下述结构式(1)所表示的化合物以及氟树脂颗粒,
Figure A2006100643330008C1
结构式(1)
其中,上述结构式(1)中,R1以及R2可以相互相同或不同并且表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,n为重复单元数并且表示0~100的整数。
25、一种成像装置,其至少含有:
电子照相感光体;
构造成对该感光体充电的充电设备;
构造成对该充电的感光体进行曝光以形成静电潜像的曝光单元;
构造成利用调色剂使该静电潜像显影的显影单元;
构造成将通过调色剂显影的可视图像转印到记录介质上的转印单元;以及
构造成将上述感光体上的残留调色剂清除的清洁单元,
其中上述电子照相感光体含有:
支持体;以及
至少含有在该支持体上的感光层,
其中,上述感光层含有电荷产生材料以及下述结构式(1)所示的化合物,
结构式(1)
其中,上述结构式(1)中,R1以及R2可以相互相同或不同并且表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,n为重复单元数并且表示0~100的整数。
26、权利要求25中所述的成像装置,其中结构式(1)所表示的化合物为下述结构式(1-1)所表示的化合物,
Figure A2006100643330010C1
结构式(1-1)
上述结构式(1-1)中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9以及R10与上述结构式(1)中的含义相同。
27、权利要求25中所述的成像装置,其中结构式(1)所表示的化合物为下述结构式(1-2)所表示的化合物,
Figure A2006100643330010C2
结构式(1-2)
上述结构式(1-2)中,R1以及R2同上述结构式(1)中的含义相同。
28、权利要求25中所述的成像装置,其中所述感光层含有进一步由下述结构式(2)所表示化合物。
Figure A2006100643330010C3
(结构式2)
其中,上述结构式(2)中,R15以及R16可以相互相同或不同并且表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,R17、R18、R19以及R20可以相互相同或不同并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代基的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种。
29、权利要求25所述的成像装置,其中所述调色剂的平均圆度为0.93~0.99。
30、权利要求25所述的成像装置,其中所述调色剂的重量平均粒径为3μm~8μm,并且所述调色剂的重量平均粒径和数量平均粒径的比为1.00~1.40。
31、权利要求25所述的成像装置,其中所述调色剂是通过在存在有树脂颗粒的含水介质中至少含有对活性氢基团具有反应性的聚合物、聚酯树脂、着色剂以及脱模剂的组合物经交联或伸长反应得到。
32、权利要求25所述的成像装置,其中该成像装置与电子照相感光体接触,并且还含有构造成向感光体供应固体润滑剂的接触部件。
33、权利要求25所述的成像装置,其中所述清洁单元包含具有环状前端且在接触感光体时旋转的刷子,该刷子的环状前端侧从底侧开始转向刷子旋转方向的上游侧。
34、权利要求33所述的成像装置,其中所述刷子的旋转方向在接触区域与所述感光体的旋转方向相同。
35、权利要求33所述的成像装置,其中该成像装置包含在所述刷子的旋转方向的下游侧与感光体接触的弹性体橡胶刮板。
36、权利要求35所述的成像装置,其中所述弹性体橡胶刮板与所述感光体的接触方向为与该感光体的旋转方向相反的方向。
37、权利要求35所述的成像装置,其中弹性体橡胶刮板与感光体的接触压力为10g/cm~30g/cm。
38、权利要求25所述的成像装置,其中所述支持体是鼓形的,并且该成像装置含有具有配合到该支持体两端的开口和鼓形支持体上的辊承载孔的法兰盘,以及固定到法兰盘中心且贯通该支持体作为旋转中心轴的转轴。
39、权利要求38所述的成像装置,其中所述转轴在其纵向上至少部分直径L满足3mm≤L≤20mm的关系。
40、权利要求38所述的成像装置,其中所述转轴由金属制成。
41、权利要求38所述的成像装置,其中所述转轴由不锈钢制成。
42、权利要求25所述的成像装置,其中配置多个成像元件,所述成像元件至少含有电子照相感光体、构造成在该电子照相感光体上形成静电潜像的静电潜像形成单元、构造成使用调色剂显影该静电潜像以形成可视图像的显影单元、以及构造成将该可视图像转印到记录介质上的转印单元。
43、权利要求25所述的成像装置,其中成像元件含有电子照相感光体以及选自充电单元、显影单元、转印单元、清洁单元以及除电单元中的至少一种单元,该成像单元可在成像装置本体上安装和拆卸的处理盒。
44、权利要求25所述的成像装置,其中所述电荷产生材料为酞菁。
45、权利要求44所述的成像装置,其中所述酞菁为邻苯二甲酸氧钛。
46、权利要求45所述的成像装置,其中该邻苯二甲酸氧钛至少在27.2°处具有最大衍射峰作为衍射峰(±0.2°),相对于Cu-Kα线(波长1.542)布拉格角2θ,在9.4°、9.6°、24.0°处有主峰,而且作为最小角处的衍射峰在7.3°处有峰,且在7.3°处的峰与9.4°处的峰之间没有峰。
47、权利要求45所述的成像装置,其中该邻苯二甲酸氧钛的初始颗粒的体积平均粒径为0.601μm或以下。
48、权利要求25所述的成像装置,其中所述感光层包含单层的结构。
49、权利要求25所述的成像装置,其中所述感光层包含含电荷产生材料的电荷产生层与含电荷传输材料的电荷传输层的层压结构。
50、权利要求25所述的成像装置,其中该成像装置含有在电子照相感光体上形成的可视图像被第一次转印到其上的中间转印部件,以及构造成将该中间转印部件上的可视图像第二次转印到记录介质上的转印单元,将多色可视图像依次重叠合在上述中间转印部件上以形成彩色图像,并且将该彩色图像立即第二次转印到记录介质上。
51、一种处理盒,至少含有:
电子照相感光体;
构造成利用调色剂显影该电子照相感光体上形成的静电潜像以形成可视图像的显影单元;和
清洁单元,
其中该处理盒可在成像装置本体上安装和拆卸,
上述电子照相感光体含有支持体以及至少一个在该支持体上的感光层,
上述感光层含有电荷产生材料以及下述结构式(1)所表示的化合物,
结构式(1)
其中,上述结构式(1)中,R1以及R2可以相互相同或不同并且表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,n为重复单元数并且表示0~100的整数。
52、一种成像方法,其至少包含如下步骤:
对电子照相感光体充电;
使该充电的感光体曝光以形成静电潜像;
通过调色剂使该静电潜像显影;
将利用该调色剂显影的可视图像转印到记录介质上;以及
清除上述感光体上的残留调色剂,
其中上述电子照相感光体含具有以下结构式(1)所表示的化合物,
Figure A2006100643330013C2
结构式(1)
其中,上述结构式(1)中,R1以及R2可以相互相同或不同并且表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,n为重复单元数并且表示0~100的整数。
53、一种成像装置,其含有:
电子照相感光体;以及
设置成与该电子照相感光体接触的充电单元;
其中通过在该充电单元上施加电压使电荷注入该电子照相感光体,
上述电子照相感光体,在支持体上至少依次含有感光层以及表面保护层,且该表面保护层含有导电性金属氧化物,
上述感光层以及表面保护层的任何一个中含有下述结构式(1)所表示的化合物,
Figure A2006100643330014C1
结构式(1)
其中,上述结构式(1)中,R1以及R2可以相互相同或不同并且表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,n为重复单元数并且表示0~100的整数。
54、权利要求53所述的成像装置,其中所述感光层以及所述表面保护层的任何一个包含下述结构式(1-1)所表示的化合物,
Figure A2006100643330014C2
结构式(1-1)
上述结构式(1-1)中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9以及R10同结构式(1)中的含义相同。
55、权利要求53所述的成像装置,其中所述感光层以及所述表面保护层的任何一个包含下述结构式(1-2)所示的化合物,
Figure A2006100643330015C1
结构式(1-2)
上述结构式(1-2)中,R1以及R2同上述结构式(1)中的含义相同。
56、权利要求53所述的成像装置,其中所述感光层进一步含有下述结构式(2)所表示的化合物,
结构式(2)
其中,上述结构式(2)中,R15以及R16可以相互相同或不同并且表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,R17、R18、R19以及R20可以相互相同或不同并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种。
57、权利要求53所述的成像装置,其中电荷仅通过正的直流电压注入所述电子照相感光体。
58、权利要求53所述的成像装置,其中所述导电性金属氧化物为基于氧化钛的金属氧化物。
59、权利要求53所述的成像装置,其中所述充电单元为含有磁性颗粒的磁刷的磁刷充电器。
60、权利要求53所述的成像装置,其中所述感光层为含电荷产生层以及电荷传输层的多层电子照相感光体。
61、权利要求53所述的成像装置,其中所述表面保护层的体积电阻为109Ω·cm~1012Ω·cm。
62、权利要求53所述的成像装置,其中所述感光层含有电荷产生材料,且该电荷产生材料为酞菁。
63、权利要求62所述的成像装置,其中所述酞菁为邻苯二甲酸氧钛。
64、权利要求63所述的成像装置,其中该邻苯二甲酸氧钛至少在27.2°处具有最大衍射峰作为衍射峰(±0.2°),相对于Cu-Kα线(波长1.542)布拉格角2θ,在9.4°、9.6°、24.0°处有主峰,而且作为最小角处的衍射峰在7.3°处有峰,且在7.3°处的峰与9.4°处的峰之间没有峰。
65、权利要求63所述的成像装置,其中所述邻苯二甲酸氧钛的平均颗粒尺寸为0.60μm或以下。
66、一种成像方法,其包含:
电子照相感光体;以及
设置成与该电子照相感光体接触的充电单元;
其中通过在该充电单元上施加电压使该电荷注入该电子照相感光体,
上述电子照相感光体在支持体上至少依次含有感光层以及表面保护层,该表面保护层含有导电性金属氧化物,
上述感光层以及上述表面保护层的任何一个含有下述结构式(1)所表示的化合物,
结构式(1)
上述结构式(1)中,R1以及R2可以相互相同或不同并且表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,R3、R4、R9、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,n为重复单元数并且表示0~100的整数。
67、一种处理盒,至少含有:
电子照相感光体;
充电单元;
显影单元;以及
清洁单元,
其中该处理盒可在成像装置本体上安装和拆卸,
上述电子照相感光体在支持体上至少依次含有感光层以及表面保护层,该表面保护层含有导电性金属氧化物,
上述感光层以及上述表面保护层的任何一个含有以下结构式(1)所表示的化合物,
Figure A2006100643330017C1
结构式(1)
其中,上述结构式(1)中,R1以及R2可以相互相同或不同并且表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以相互相同或不同并且表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羟基、可被取代的烷基、可被取代的环烷基、以及可被取代的芳烷基中的任何一种,n为重复单元数并且表示0~100的整数。
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