CN101034264B - 图像承载部件和使用其的成像方法以及成像装置和处理盒 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种图像承载部件,包括:光电导体和加热该光电导体的加热单元,其中该光电导体依次包括:载体、在该载体上的电荷产生层、电荷输送层和交联的电荷输送层,其中该交联的电荷输送层包括没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的化合物和具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物的反应产物。
Description
技术领域
本发明涉及:一种耐磨性和抗刮性高并且难以发生破裂或膜剥离的图像承载部件,并且该图像承载部件包括具有良好的电学性能的光电导层;和一种用于彩色复印机、彩色打印机等的成像装置、处理盒和成像方法。
背景技术
近年来,为了记录数字信号数据,用于形成电子照相图像的方法被越来越多地使用,其中静电潜像通过点光(dot light)曝光在有机光电导体上形成并且通过反显影(reversal developing)方法显影以形成图像。
要求用于这种方法中的有机光电导体在长期使用过程中稳定,并且也必须适用于高分辨率记录;然而有机光电导体的强度低,并且可能发生由于光电导层上的磨损和擦伤导致的问题。因此,寻求对耐用性的改善。
关于提高光电导层耐磨性的技术,例如提出了:(1)在交联的电荷输送层中使用硬化粘合剂的光电导体(参见日本专利申请公开(JP-A)No.56-48637),(2)使用聚合物电荷输送材料的光电导体(参见JP-ANo.64-1728),和(3)在交联的电荷输送层中分散有无机填料的光电导体(参见JP-A No.4-281461)。
在这些技术中,在使用硬化粘合剂的光电导体(1)的情况中,与电荷输送材料的差的相容性和如聚合引发剂和未反应的残基的杂质提高剩余电位,引起图像密度降低。在使用聚合物电荷输送材料的光电导体(2)的情况中,在一定程度上改善了耐磨性,然而该光电导体(2)不具有所寻求的有机光电导体的令人满意的耐用性。另外,聚合物电荷输送材料的电学性能难以稳定,因为聚合物电荷输送材料的聚合和其提纯困难,因此难以获得具有高纯度的电荷输送聚合物材料。进一步,在制造过程中存在问题,如涂覆溶液的高粘度。在交联的电荷输送层中分散有无机填料的光电导体(3)具有比在惰性聚合物中分散有低分子量电荷输送材料的普通光电导体更高的耐磨性;然而在无机填料表面上的电荷阱提高了剩余电位,引起图像密度的降低。另外,当无机填料和粘合剂树脂在光电导体的表面上形成大的凹陷和凸出时,可能发生清洁故障,导致调色剂成膜以及图像缺失。(1)、(2)和(3)的技术也没有满足有机光电导体所需要的整体耐用性,包括电学耐用性和机械耐用性。
进一步,为了改善光电导体(1)的耐磨性和抗刮性,日本专利(JP-B)No.3262488提出一种光电导体,其中包括多官能团丙烯酸酯单体的固化材料。在该专利文献中,描述了多官能团丙烯酸酯单体的固化材料被包含于光电导层的保护层中;然而,该文献仅仅描述了电荷输送材料可以被包含于保护层中,并且没有具体说明。另外,当向交联的电荷输送层简单添加低分子量的电荷输送材料时,会出现与固化材料的相容性问题。结果,低分子量的电荷输送材料分离出,并且出现白色混浊。在曝光区域电位的增加不仅仅引起图像密度的降低,而且在某些情况下也引起机械强度的降低。而且,所提出的光电导体,具体来说是通过使包含于反应混合物中的单体与聚合物粘合剂一起反应而生产的;因此没有充分形成三维网络结构,并且交联密度变低。因此,该光电导体没有令人满意地发挥显著的耐磨性。
作为代替这些技术的改善光电导层耐磨性的技术,JP-B No.3194392提出:提供一种使用包括具有碳-碳双键的单体、具有碳-碳双键的电荷输送材料和粘合剂树脂的涂覆溶液形成的电荷输送层。粘合剂树脂被认为改善了电荷产生层和固化的电荷输送层的粘附力,并且还具有当厚膜固化时减轻膜的内应力的作用。粘合剂树脂被大致分为:具有碳-碳双键并且与电荷输送材料具有反应性的粘合剂,和另外一种没有双键且不与电荷输送材料反应的粘合剂。所提出的光电导体既具有耐磨性也具有良好的电学性能,这引起人们的注意。然而,当使用与电荷输送材料不具有反应性的粘合剂树脂时,该非反应性的树脂与从该单体和电荷输送材料之间的反应产生的固化材料的相容性不好,并且在交联的电荷输送层中容易发生相分离,这可导致擦伤,外部添加剂在调色剂中固定以及纸屑。进一步,如上所述,没有充分形成三维网络结构,并且交联密度变低。因此,光电导体没有令人满意地发挥显著的耐磨性。另外,具体描述的用于这种光电导体的单体是双官能团的。由于这些原因,光电导体在耐磨性方面不今人满意。而且,即使当使用具有反应性的粘合剂树脂,尽管固化材料的分子质量增加,在分子之间交联的数量也是小的。难以同时获得适当的电荷输送材料的粘结量和适当的交联密度,并且因此电学性能和耐磨性不令人满意。
进一步,JP-A No.2000-66425公开一种光电导体,包括含空穴输送化合物的固化化合物的光电导层,该空穴输送化合物在同一分子中具有两种或多种能进行链式聚合的官能团。这种光电导层由于增加了交联密度而具有高硬度。然而,由于庞大的空穴输送化合物具有两种或多种能进行链式聚合的官能团,因此在固化材料中会发生变形,并且内应力提高,并且在长期使用的过程中,有时候在交联的表面层中容易发生破裂或剥离。
进一步,为了改善耐磨性,具有包括高耐用性的有机硅粘合剂树脂的光电导层或表面保护层的光电导体已经用于实际应用。然而,有机硅粘合剂树脂容易吸湿,导致如降低图像质量的问题,具体地说由于成膜导致的图像模糊和缺失。进一步,在有机硅的交联膜中,未反应的可水解的基团和硅烷醇基容易残留在膜表面上,因此有机硅的交联层具有缺点:在高湿度环境中容易受水分子的吸附影响。许多未反应的基团在高湿度环境下容易导致水分子的吸附并且使所产生的产物在充电时放电。结果,表面阻抗降低,导致如图像缺失的问题。
作为一种量测这种由吸湿所引起的图像缺失的方法,已知的是:向光电导体提供加热设备,并且用其加热(参见JP-A No.2000-241998)。
当形成图像时,通过提供加热设备加热光电导体,可以防止图像缺失。然而,在这种情况中,容易发生调色剂成膜。例如,存在缺点:在由于成膜物质吸湿导致成像装置停止之后的第二天发生图像缺失。该光电导体具有的耐用性及耐磨性越高,则表面层的磨耗损失越小,导致在充电过程中发生的该表面变差,或使得难以除去带电物质。因此,发生图像缺失或点可重复性变差。尤其是,在停止光电导体鼓过程中,在紧密接近充电电极的位置会明显观察到这些现象。例如,难以通过气流或接近光电导体鼓布置的加热设备充分抑制充电电极下方发生的图像缺失现象。这可能是因为:即使在停止操作成像装置之后,有害的材料如在操作过程中产生的活性氧残留在各个充电电极附近,并且在停止旋转之后作用于光电导体表面上的涂覆的光电导层。另外,不可能通过常规方法如吹气流和紧密接近光电导体布置作为独立主体的加热设备均匀地加热光电导体的表面,因此这样的常规方法不足以防止例如,在高湿度环境下水分子的吸附。
还没有提供一种这样的图像承载部件,以致于该图像承载部件具有良好的充电性能和高灵敏度和高耐磨性,即使在高湿度环境下也不降低表面阻抗,并且不导致问题如图像缺失,并且使得即使在离开所形成的图像之后,也不导致图像缺失,并且图像质量明显稳定。因此,在目前的状况中,已经高度需要尽快开发这种图像承载部件。
发明内容
本发明的目的是提供一种图像承载部件,该图像承载部件具有良好的充电性能并具有高灵敏度和高耐磨性,即使在高湿度环境下表面阻抗也不降低,并且不导致如图像缺失的问题,并且即使在离开所形成的图像之后,也不导致图像缺失,并且图像质量明显稳定,和提供使用该图像承载部件的成像方法;和成像装置和处理盒。
本发明的图像承载部件包括:光电导体;和加热光电导体的加热装置,其中该光电导体依次包括:载体、在载体上的电荷产生层、电荷输送层和交联的电荷输送层,其中该交联的电荷输送层包括没有电荷输送结构的、具有三个或更多个官能团的、可自由基聚合的化合物和具有电荷输送结构的、具有一个官能团的、可自由基聚合的化合物的反应产物。
通过采用上述组合物,本发明的图像承载部件具有良好的充电性能,并具有高的灵敏度和高的耐磨性,即使在高湿度环境下表面阻抗也不降低,并且不导致如图像缺失的问题。另外,即使在离开所形成的图像之后,也不导致图像缺失,并且可以长时间获得具有高耐用性和高质量的图像。
本发明的图像承载部件在以下环境中使用,其中重复一系列步骤如充电单元、显影单元、转印单元、定影单元、清洁单元和放电单元,并且在这样的步骤中,发生光电导体的磨损或光电导体被刮擦,这引起图像变差,导致光电导体操作寿命结束。造成这种磨损或刮擦的因素是:例如,(1)由于在充电或放电过程中的放电导致光电导体的表面组合物分解,和由于氧化气体导致的化学退化,(2)在显影过程中的载体粘附,(3)在转印过程中与纸摩擦,和(4)在清洁过程中,与清洁刷、清洁刮板和残留色调剂或粘附的载体摩擦。为了设计抵抗这些危害的光电导体,重要的是使表面层具有增强的硬度和弹性,并且使表面层均匀,并且从膜结构的观点看,其中形成致密且均质的三维网络结构的方法是有效的。
在表面上,本发明交联的电荷输送层具有交联结构,其中固化具有三个或更多个官能团的可以自由基聚合的单体。因此,形成三维网络结构,可以获得硬度和弹性增强、交联密度非常高的表面层,并且可以实现高的耐磨性和抗刮性。因此,重要的是提高光电导体表面上的交联密度,即每单位体积中的交联数目,但是产生由体积收缩导致的内应力,因为在固化反应中瞬间形成许多连接。这种内应力随着交联层厚度的增加而增加。因此,当整个电荷输送层固化时,容易发生破裂或膜剥离。即使这种现象在开始时不出现,当通过电子照相制版法中的重复使用在充电、显影、转印和清洁过程中遭受热波动的危害和影响时,这种现象可以容易地随着时间发生。将解决这种问题的方法专注于软化固化树脂层的溶液,例如,(1)向交联层和交联结构中引入高分子量组分,(2)使用大量的具有一个或两个官能团的可自由基聚合的单体,(3)使用具有柔性基的多官能的单体。然而,这些中的任何一种使交联层的交联密度低,并且不能获得显著的耐磨性。
相反,本发明的图像承载部件具有高交联密度的交联的电荷输送层,其中在电荷输送层上形成三维网络结构,使交联的电荷输送层具有优选为1μm到10μm,并且更优选为2μm到8μm的厚度。这防止发生上述破裂和膜剥离,并且允许获得非常高的耐磨性。本发明的光电导体可抑制破裂和膜剥离的原因是:例如,内应力没有变大,因为交联的电荷输送层可以形成薄膜所以内应力不变大,并且由于光电导体在交联的电荷输送层下面包括电荷输送层所以可以减轻交联的电荷输送层在表面上的内应力。因此,对于交联的电荷输送层,不必包括大量的聚合物材料。当向交联的电荷输送层添加大量聚合物材料时,导致擦伤和/或调色剂成膜,这是由聚合物材料和由可以自由基聚合的组合物(可自由基聚合的单体和具有电荷输送结构的可自由基聚合的化合物)的反应产生的固化材料之间的不相容性导致的;然而,在本发明的图像承载部件的情况中,几乎不发生由于这种不相容性导致的擦伤和调色剂成膜。进一步,当电荷输送层是厚膜,并且整个这种层通过用光能进行辐射固化时,由于被电荷输送结构吸收,限制光透射到电荷输送层内部,并且有时发生固化反应进行不足的现象。关于本发明的交联的电荷输送层,当形成10μm或以下的薄膜时,固化反应向内部均匀地进行,并且即使在内部,也能保持与表面一样高的耐磨性。
另外,本发明的图像承载部件的最上层不仅包括上述具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的单体,而且包括具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物。在最上层的形成过程中,当上述具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的单体固化时,具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物被并入交联中。相反,当交联的表面层包括没有官能团的低分子量的电荷输送材料时,该低分子量的电荷输送材料分离出,并且由于它们之间差的相容性导致出现白色混浊,还导致交联的表面层的机械强度降低。另一方面,当具有两个或多个官能团的电荷输送化合物被用作主要组分时,通过多个连接使具有两个或多个官能团的电荷输送化合物固定在交联结构中,提高交联密度。然而,由于电荷输送结构非常庞大,固化树脂结构的变形极大,导致交联的电荷输送层的内应力提高。
进一步,本发明的图像承载部件具有良好的电学性能。因此,可以长期获得高的图像质量。这归因于使用具有电荷输送结构具有一个官能团的可自由基聚合的化合物作为交联的电荷输送层的组成材料,并且归因于具有一个官能团的可自由基聚合的化合物以悬垂形式固定在交联键之间。如上所述,没有官能团的电荷输送材料分离出,并且出现白色混浊,导致重复使用之后电学性能明显变差,如灵敏度降低和剩余电位的升高。当具有两个或多个官能团的电荷输送化合物被用作主要组分时,通过多个连接使该化合物固定在交联结构中。因此,不能稳定地维持在电荷输送过程中的中间结构(阳离子自由基),并且容易导致敏感性降低和由于电荷阱引起的剩余电位升高。电学性能变差造成如具有降低图像密度的图像和具有淡的字母的图像的图像。进一步,在本发明的图像承载部件中,在常规光电导体中具有较少电荷阱和在常规光电导体中具有高的电荷迁移率的电荷输送层的设计可以应用于交联的电荷输送层之下的电荷输送层,以便可以将交联的电荷输送层的电学副作用可被抑制到最小。
通过固化没有电荷输送结构且具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的单体和具有电荷输送结构具有一个官能团的可自由基聚合的化合物形成该交联的电荷输送层,并且在整个层中形成三维网络结构。因此,交联的电荷输送层为以高的交联密度。根据除了上述组分以外的其它组分(例如,添加剂如单或双官能单体、聚合物粘合剂、抗氧化剂、均化剂和增塑剂,和从底层侵入的溶解组分)和固化条件,有时交联密度局部变低,或交联的电荷输送层形成具有高密度交联的微小固化材料的聚集物。这样交联的电荷输送层的固化材料之间的结合力弱,并且交联的电荷输送层展现出对有机溶剂的溶解性。而且,通过在电子照相过程中重复使用,容易发生微小的固化的材料单元的局部磨损或脱离。如在本发明中,通过使交联的电荷输送层不溶于有机溶剂,形成所期望的三维网络结构,导致高度的交联。另外,链反应在宽的范围内进行,并且所生成的固化材料具有高的分子量。因此,可以获得明显的耐磨性。
本发明的成像方法包括:在图像承载部件上形成静电潜像;用调色剂使静电潜像显影形成可见图像;将可见图像转印到记录介质上;将转印到记录介质上的转印图像定影;并且清洁图像承载部件,其中图像承载部件是本发明的图像承载部件,并且在加热图像承载部件时形成图像。因此,图像承载部件具有高的抗刮性和高的耐磨性,并且在高温和高湿度的环境下,该表面阻抗也不降低。另外,即使在例如高速过程中出现的高温环境下,也可以长期形成具有高耐用性和高质量的图像。
本发明的成像装置包括:图像承载部件;静电潜像形成单元;显影单元;转印单元;定影单元;和清洁单元。在本发明的成像装置中,静电潜像形成单元在图像承载部件上形成静电潜像。显影单元通过用调色剂使在图像承载部件上形成的静电潜像显影形成可见图像。转印单元将可见图像转印到记录介质上。定影单元将转印到记录介质上的转印图像定影。在本发明的成像装置中,使用本发明的图像承载部件作为图像承载部件。因此,该图像承载部件具有高的抗刮性和高的耐磨性,并且在高温和高湿度的环境下,该表面阻抗也不降低。另外,即使在例如高速过程中出现的高温环境下,也可以长期获得具有高耐用性和高质量的图像。
本发明的处理盒包括选自以下的至少任何一种单元:图像承载部件、在图像承载部件上形成静电潜像的静电潜像形成单元、通过用调色剂使静电潜像显影形成可见图像的显影单元、将可见图像转印到记录介质上的转印单元和除去图像承载部件上的残留调色剂的清洁单元,其中使用本发明的图像承载部件作为该图像承载部件。因此,该图像承载部件具有高的抗刮性和高的耐磨性,并且在高湿度的环境下,其表面阻抗也不降低。另外,即使在例如高速过程中出现的高温和高湿度环境下,也可以长期获得具有高耐用性和高质量的图像。即使进行刮板清洁等,图像承载部件的磨损也被抑制到明显小的程度,并且清洁能力也是良好的。
附图说明
图1是表示本发明的图像承载部件的实例的横截面示意图。
图2是表示本发明的光电导体的层组成的实例的横截面示意图。
图3是表示用于本发明的清洁单元的实例的示意图。
图4是表示本发明的成像装置的实例的示意图。
图5是表示通过本发明的成像装置执行本发明的成像方法的操作的一个实例的示意图。
图6是表示通过本发明的成像装置执行本发明的成像方法的操作的另一个实例的示意图。
图7是表示通过本发明的成像装置(串联的彩色成像装置)执行本发明的成像方法的操作的实例的示意图。
图8是图7所示的成像装置的局部放大示意图。
图9是表示本发明的处理盒的实例的示意图。
具体实施方式
(图像承载部件)
本发明的图像承载部件包括:光电导体;和加热光电导体的加热单元,其中该光电导体包括载体;和在该载体上依次包括电荷产生层、电荷输送层和交联的电荷输送层的光电导层,并且图像承载部件根据需要进一步包括其它层。
在本发明中,术语 “图像承载部件”是指除了载体和光电导层以外的包括加热单元的概念。“图像承载部件”有时候可以称为“光电导体”、“电子照相光电导体”和“静电潜像承载部件”;然而在本发明中,“图像承载部件”和“光电导体”是明确区分的。虽然,“图像承载部件”包括除了“光电导体”以外的加热单元作为组件,但是“光电导体”不包括作为组件的加热单元。
加热单元没有具体限制,并且可以根据应用适当选择。例如通过在光电导体的表面上或在光电导体鼓内吹热空气的方法(1)或通过容纳在图像承载部件本身内的加热单元的直接加热方法(2)加热光电导体。在这些方法中,优选通过容纳在图像承载部件本身内的加热装置的直接加热方法(2)。
直接加热方法(2)包括一种方法,其中从光电导体鼓内直接加热光电导体,其中夹有加热单元的片状加热元件或陶瓷加热元件被整合在光电导体内部。加热元件的实例包括层压的薄金属片和其中如镍铬线被的加热元件,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂作为载体夹在中间的那些。这能均匀加热光电导体,即使光电导体鼓的任何位置停止在充电电极之下。另外,图像承载部件的加热使图像承载部件表面的相对湿度降低;因此即使在高湿度环境中,也可以在整个图像过程中获得良好的图像。因此,通过容纳在图像承载部件本身内的加热单元的直接加热是最有效的。另外,结合使用图像承载部件上的外加热器可以进一步增强加热效果。
在一个优选的方面中,加热装置容纳在光电导体中,并且从其内部加热光电导体。例如,图1是表示本发明的图像承载部件的实例的横截面示意图。这个图像承载部件包括载体201、在其上的光电导层205和在与其接触或部分接触的载体201内的加热装置207。光电导层205至少由电荷产生层、电荷输送层和交联的电荷输送层组成,并且该加热装置207包括缠绕的片状加热器。
一般,图像承载部件(表面)的温度在50%RH或以上的环境下优选为30℃到65℃,而在70%RH或以上的环境下优选为40℃到50℃。为了解决图像缺失,有效的是在从电源启动到图像形成过程中旋转图像承载部件,同时使光电导体的温度维持在上述温度范围内。
<光电导体>
光电导体包括:载体,在该载体上的光电导层,所述光电导层至少依次包括电荷产生层、电荷输送层和交联的电荷输送层,并且根据需要它进一步包括其它层。
图2是表示本发明的光电导体的横截面示意图。这个光电导体具有多层结构,并且依次包括导电的载体1、在该载体上具有产生电荷功能的电荷产生层2、具有输送电荷功能的电荷输送层3和交联的电荷输送层4。
-载体-
该载体没有特别限制,只要它具有以体积电阻计为1010Ω·cm或以下的电导率,并且可以根据应用适当选择。例如,可以使用通过沉积或溅射涂覆有金属如铝、镍、铬、镍铬合金、铜、金、银和铂,或金属氧化物如氧化锡和氧化铟的膜状或圆柱形塑料或纸片;例如铝、铝合金、镍和不锈钢的板;或通过如挤出和拉伸的技术形成圆柱形母管,并接下来进行如切割、超精加工(super finishing)和抛光的表面处理制备的管。在JP-ANo.52-36016公开的环状镍带和环状不锈钢带也可以用作载体。
此外,通过在载体上涂覆包含分散于适当粘合剂树脂中的导电粉末的液体制备的那些载体也可以用作本发明的载体。
导电粉末的实例包括:碳黑、乙炔黑、金属的粉末如铝、镍、铁、镍铬合金、铜、锌和银,或金属氧化物粉末如导电的氧化锡和ITO。与导电粉末一起使用的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-醋酸乙烯酯共聚物、聚醋酸乙烯酯树脂、聚偏二氯乙烯树脂、聚芳酯树脂、苯氧基树脂、聚碳酸酯、醋酸纤维素树脂、乙基纤维素树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚乙烯基甲苯树脂、聚-N-乙烯基咔唑、丙烯酸类树脂、硅树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂和醇酸树脂。
可以通过涂布涂覆液体形成这样的导电层,在该涂覆液体中,导电粉末和粘合剂树脂分散于适当的溶剂中,所述溶剂如四氢呋喃、二氯甲烷、甲乙酮和甲苯。
进一步,包含使用由如聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚苯乙烯、聚偏氯乙烯、聚乙烯、氯化橡胶和Teflon(商标)的材料制成的可热收缩管在适当的圆柱形载体上形成的导电层的那些载体也有利地用作本发明的载体;并且导电粉末包含于其中。
-光电导层-
光电导层依次包括具有产生电荷功能的电荷产生层、具有输送电荷功能的电荷输送层和交联的电荷输送层,并且根据需要它进一步包括其它层。
--电荷产生层--
电荷产生层包括:作为主要组分的具有产生电荷功能的电荷产生物质,并且根据需要它还包括粘合剂树脂和其它组分。
无机材料和有机材料均适合用作电荷产生物质。
无机材料的实例包括:结晶硒、无定形硒、硒-碲、硒-碲-卤素、硒-砷化合物和无定形硅。对于无定形硅,由氢原子或卤素原子封端悬空键的那些无定形硅,和用硼原子、磷原子等掺杂的那些无定形硅是优选的。
对于有机材料,可以使用在此以前已知的有机材料。有机材料的实例包括:酞菁颜料如金属酞菁和不含金属的酞菁;氮鎓(azlenium)盐颜料,方形酸次甲基颜料,具有咔唑骨架的偶氮颜料;具有三苯胺骨架的偶氮颜料;具有二苯胺骨架的偶氮颜料;具有硫芴骨架的偶氮颜料;具有芴酮骨架的偶氮颜料;具有噁二唑骨架的偶氮颜料;具有双芪骨架的偶氮颜料;具有联苯乙烯噁二唑骨架的偶氮颜料;具有联苯乙烯咔唑骨架的偶氮颜料;二萘嵌苯颜料;蒽醌或多环奎宁颜料;醌亚胺颜料;二苯甲烷和三苯甲烷颜料;苯醌和萘醌颜料;菁和甲亚胺颜料;靛蓝类颜料;和二苯并咪唑颜料。这些电荷产生物质可以单独使用或作为其两种或多种的混合物使用。
在这些中,由下列通式(1)表示的氧钛酞菁是一种优选的材料。
通式(1)
在通式(1)中,X1、X2、X3和X4表示Cl或Br。h、i、j和k表示0到4的整数。
氧钛酞菁的晶形没有具体限制,并且可以根据应用适当选择,但是从灵敏度方面来说,在9.0°、14.2°、23.9°和27.1°的布拉格角2θ±0.2°处在CuKα特征X-射线衍射中具有强峰的氧钛酞菁,或具有9.6°和27.3°的强峰的氧钛酞菁是更优选的。
粘合剂树脂的实例包括:聚酰胺、聚氨酯、环氧树脂、聚酮、聚碳酸酯、硅树脂、丙烯酸类树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯基酮、聚苯乙烯、聚-N-乙烯基咔唑和聚丙烯酰胺。这些树脂可以单独使用,或作为其两种或多种的混合物使用。
该粘合剂树脂的具体实例包括在JP-A No.01-001728、01-009964、01-013061、01-019049、01-241559、04-011627、04-175337、04-183719、04-225014、04-230767、04-320420、05-232727、05-310904、06-234836、06-234837、06-234838、06-234839、06-234840、06-234841、06-239049、06-236050、06-236051、06-295077、07-056374、08-176293、08-208820、08-211640、08-253568、08-269183、09-062019、09-043883、09-71642、09-87376、09-104746、09-110974、09-110976、09-157378、09-221544、09-227669、09-235367、09-241369、09-268226、09-272735、09-302084、09-302085和09328539中公开的电荷输送聚合物材料。
除了粘合剂树脂之外,也可以使用具有输送电荷功能的聚合物电荷输送材料,包括:例如聚合物材料,如聚碳酸酯、聚酯、聚氨酯、聚醚、聚硅氧烷和具有芳基胺骨架、联苯胺骨架、腙骨架、咔唑骨架、芪骨架、吡唑啉骨架等的丙烯酸类树脂;和具有聚硅烷骨架的聚合物材料。
其具体实例包括在JP-ANo.63-285552、05-19497、05-70595和10-73944中公开的聚亚甲硅基聚合物。
电荷产生层可以包括低分子量的电荷输送材料。对于低分子量的电荷输送材料,空穴输送材料和电子输送材料均是合适的。
对于电子输送材料,接受电子的物质是合适的。其实例包括四氯代苯对醌、四溴代对苯醌、四氰乙烯、四氰醌二甲烷、2,4,7-三硝基-9-芴酮、2,4,5,7-四硝基-9-芴酮、2,4,5,7-四硝基氧杂蒽酮、2,4,8-三硝基噻吨酮、2,6,8-三硝基-4H-茚并[1,2-b]噻吩-4-酮、1,3,7-三硝基二苯并噻吩-5,5-二氧化物和二苯酚合苯醌衍生物。这些物质可以单独使用或以两种或多种的结合使用。
对于空穴输送材料,如下所示的给电子物质是合适的。其实例包括噁唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、单芳基胺衍生物、二芳基胺衍生物、三芳基胺衍生物、芪衍生物、α-苯基芪衍生物、联苯胺衍生物、二芳基甲烷衍生物、三芳基甲烷衍生物、9-苯乙烯基蒽衍生物、吡唑啉衍生物、二乙烯基苯衍生物、腙衍生物、茚衍生物、丁二烯衍生物、嵌二萘衍生物、双芪衍生物和烯胺衍生物。这些物质可以单独使用或以两种或多种的结合使用。
形成电荷产生层的方法没有具体的限制,并且可以根据应用适当选择,包括真空薄膜制备方法和用溶液分散的流延方法。
真空薄膜制备方法的合适实例包括真空沉积法、辉光放电分解法、离子镀法、溅射法、反应溅射法和CVD法。用这些真空薄膜制备方法可以形成上述无机材料和有机材料的良好薄膜。
电荷产生层可以通过例如如下的流延方法形成。具体地说,使用溶剂以球磨机、磨碎机、砂磨机、珠磨机等使无机或有机电荷产生物质分散,任选地使所述有机或无机电荷产生物质与粘合剂树脂分散,将分散液体适当地稀释并且涂覆,以便形成电荷产生层。溶剂的实例包括四氢呋喃、二噁烷、二氧戊环、甲苯、二氯甲烷、一氯苯、二氯乙烷、环己酮、环戊酮、苯甲醚、二甲苯、甲基乙基酮、丙酮、乙酸乙酯和醋酸丁酯。如果需要,可以向分散液体中添加均化剂,如二甲基硅酮油和甲基苯基硅酮油。可以通过浸涂法、喷涂法、珠涂法、环涂法等涂布分散体液体。
电荷产生层的厚度没有特别限制,并且可以根据应用适当选择。优选为0.01μm到5μm,并且更优选为0.05μm到2μm。
--电荷输送层--
电荷输送层是具有输送电荷功能的层,并且是通过使具有输送电荷功能的电荷输送材料和粘合剂树脂溶解或分散于适当的溶剂中,将该溶液或分散体涂布在电荷产生层上,并且干燥而形成的。
对于电荷输送材料,可以使用在电荷产生层中描述的电子输送材料、空穴输送材料和聚合物电荷输送材料。如上所述,使用聚合物电荷输送材料尤其有效,因为当在底层上形成电荷输送层时,可以降低对于底层的溶解性。
该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-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚偏二氯乙烯、聚芳酯树脂、苯氧基树脂、聚碳酸酯树酯、醋酸纤维素树脂、乙基纤维素树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯基甲醛树脂、聚乙烯基甲苯树脂、聚-N-乙烯基咔唑树脂、丙烯酸类树脂、有机硅树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂和醇酸树脂。这些粘合剂树脂可以单独使用或两种或多种结合使用。
基于100质量份粘合剂树脂,要添加的电荷输送材料的量相优选为20质量份到300质量份,更优选从40质量份到150质量份。然而,当使用聚合物电荷输送材料时,它能单独使用,或与粘合剂树脂结合使用。
用于形成电荷产生层的溶剂也可以用作形成电荷输送层时使用的溶剂,并且能很好地溶解电荷输送材料和粘合剂树脂的那些溶剂是合适的。这些溶剂可以单独使用,或通过混合两种或多种使用。电荷输送层的底层可以用与形成电荷产生层相同的涂覆法形成。
进一步,如果需要,则可以向电荷输送层添加增塑剂或均化剂。
增塑剂可以是用于一般树脂的增塑剂,如酞酸二丁酯和酞酸二辛酯。要使用的增塑剂的合适的量相对于100质量份粘合剂树脂为约0质量份到约30质量份。
对于均化剂,例如,使用硅酮油如二甲基硅酮油和甲基苯基硅酮油、和在侧链中具有全氟化烷基的聚合物或低聚物。要使用的均化剂的优选的量相对于100质量份粘合剂树脂为约0质量份到约1质量份。
电荷输送层的厚度没有特别限制,并且可以根据应用适当选择。优选为5μm到40μm,更优选10μm到30μm。
--交联的电荷输送层--
将下文描述的交联的电荷输送层的涂覆溶液涂布到电荷输送层上,根据要求干燥,然后,通过外部能量如热和光辐射进行固化反应,导致形成交联的电荷输送层。
交联的电荷输送层是具有输送电荷功能和具有交联结构的层。通过至少将没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的单体和具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物溶解或分散于适当的溶剂中,将这种溶液涂布在该电荷输送层上,并且干燥而形成交联的电荷输送层。
没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的单体表示既没有空穴输送结构如三芳基胺、腙、吡唑啉和咔唑也没有电子输送结构如缩合多环醌、二苯酚合苯醌和具有氰基或硝基的吸电子芳环的单体,并且它具有三个或更多个可自由基聚合的官能团。可自由基聚合的官能团可以是任何官能团,只要它具有碳-碳双键,并且能自由基聚合。可自由基聚合的官能团的实例包括以下:1-取代乙烯官能团和1,1-取代-乙烯官能团。
1-取代乙烯官能团的合适的实例包括由以下通式(2)表示的官能团:
CH2=CH-X1- 通式(2)
其中X1表示可以具有取代基的亚芳基如亚苯基和亚萘基、可以具有取代基的亚烯基、-CO-基、-COO-基和-CON(R10)-基(其中R10表示氢原子、烷基如甲基和乙基、芳烷基如苯甲基、萘甲基和苯乙基、芳基如苯基和萘基)或S-基。
取代基的具体实例包括乙烯基、苯乙烯基、2-甲基-1,3-丁间二烯基、乙烯基羰基、丙烯酰氧基、丙烯酰氨基和乙烯基硫醚基。
1,1-取代乙烯官能团的合适的实例包括由以下通式(3)表示的官能团:
CH2=C(Y)-X2- 道式(3)
其中Y表示可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的芳烷基、可以具有取代基的芳基如苯基和萘基、卤素原子、氰基、硝基、烷氧基如甲氧基或乙氧基和-COOR11基(其中R11表示氢原子、可以具有取代基的烷基如甲基和乙基、可以具有取代基的芳烷基如苯甲基或苯乙基、可以具有取代基的芳基如苯基和萘基)、或CONR12R13(其中R12和R13表示氢原子、可以具有取代基的烷基如甲基或乙基、可以具有取代基的芳烷基如苯甲基、萘甲基或苯乙基或可以具有取代基的芳基如苯基和萘基,并且R12和R13可以彼此相同或不同);X2表示与通式(2)中的X1相同的取代基,并且是单键或亚烷基;并且Y和X2中的至少一个是氧羰基(oxycarbonyl)、氰基、亚烯基和芳环中的任何一种。
取代基的实例包括:α-丙烯酰氧氯基、甲基丙烯酰氧基、α-丙烯腈基、α-氰基丙烯酰氧基、α-氰基亚苯基和甲基丙烯酰氨基。
用于取代基X1、X2和Y的取代基的实例包括卤素原子、硝基、氰基、烷基如甲基和乙基、烷氧基如甲氧基和乙氧基、芳氧基如苯氧基、芳基如苯基、萘基、芳烷基如苯甲基和苯乙基。
在这些可自由基聚合的官能团中,丙烯酰氧基和甲基丙烯酰氧基是尤其有效的。具有三个或更多个丙烯酰氧基的化合物可以例如通过使用在其分子中具有三个或更多个羟基的化合物和丙烯酸或丙烯酸酯、丙烯酰基卤或丙烯酸酯进行酯反应或酯交换反应来制备。具有三个或更多个甲基丙烯酰氧基的化合物也可以用同样的方法制备。在具有三个或更多个可自由基聚合的官能团的单体中的可自由基聚合的官能团可以相同或不同。
没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的单体的实例包括以下化合物,但不限于这些化合物。
可自由基聚合的单体的实例包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷亚烷基改性三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙烯氧基改性(以下称为“EO改性”)三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙烯氧基改性(以下称为“PO改性”)三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷己内酯改性三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷亚烷基改性三甲基丙烯酸酯、三丙烯酸季戊四醇酯、四丙烯酸季戊四醇酯(PETTA)、三丙烯酸甘油酯、甘油表氯醇改性(以下称为“ECH改性”)三丙烯酸酯、甘油EO改性三丙烯酸酯、甘油PO改性三丙烯酸酯、三(丙烯酰氧乙基)异氰脲酸酯、六丙烯酸二季戊四醇酯(DPHA)、二季戊四醇己内酯改性六丙烯酸酯、羟基五丙烯酸二季戊四醇酯、烷基化的二季戊四醇五丙烯酸酯、烷基化的二季戊四醇四丙烯酸酯、烷基化的二季戊四醇三丙烯酸酯、二羟甲基丙烷四丙烯酸酯(DTMPTA)、季戊四醇乙氧基四丙烯酸酯、磷酸EO改性三丙烯酸酯和2,2,5,5-四羟基甲基环戊酮四丙烯酸酯。这些化合物可以单独或结合使用。
进一步,在本发明中,在具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的化合物中,优选使用由以下通式(A)表示的化合物;
通式(A)
其中R71、R72、R73、R74、R75和R76各自表示氢原子或由以下结构式表示的基团。R71到R76中的四个或更多个不同时为氢原子。
R77表示单键、亚烷基、亚烷基醚基、聚氧化烯基、羟基取代的亚烷基醚基、用(甲基)丙烯酰氧基取代的亚烷基醚基、氧化烯羰基和聚(氧化烯羰基)中的任何一种。R76表示氢原子或甲基。
为了实现本发明的目的,在上述通式(A)中的R77优选单键或用羟基取代的烷基醚基。
进一步,为了实现本发明的目的,由上述通式(A)表示的化合物优选包括至少一种具有五个或更多个可自由基聚合的(甲基)丙烯酰氧基的官能团的化合物。
与使用仅仅具有三个或四个官能团的化合物的情况比较,进一步形成三维网络,并且可以获得具有增强硬度的交联的表面层,其中交联程度非常高,并且获得了高的耐磨性。另外,与在本发明所述的具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物的相容性是令人满意的。这些化合物在短时间内同时硬化,并且硬化速度的改善使得可以实现形成光滑的表面层,对由清洁导致的危害赋予了更强的抵抗力。另外,光滑表面提高了去除性能,能进一步改善本发明的效果。
进一步,可以通过使由通式(A)表示的并且没有电荷输送结构的可自由基聚合的单体和具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物硬化在交联层中形成具有较少变形的均匀交联的膜,该单体具有许多反应性官能团并且具有快的硬化速度。因此,在交联的表面层中电荷输送材料未反应的部分减少,极大地改善了交联膜内的均匀性。这能稳定电学性能以及改善耐磨性。
在本文中,将描述通式(A)的化合物。
具有五个或更多个丙烯酰氧基的化合物可以例如通过使用在其分子中具有五个或更多个羟基的化合物和丙烯酸或丙烯酸酯、丙烯酸酰基卤或丙烯酸酯进行酯反应或酯交换反应来制备。具有五个或更多个甲基丙烯酰氧基的化合物也可以用同样的方法制备。在具有五个或更多个可自由基聚合的官能团的单体中的可自由基聚合的官能团可以相同或不同。
由通式(A)表示的且没有电荷输送结构的可自由基聚合的单体的实例包括:对于R71到R76而言具有三个丙烯酰氧基和三个氢原子的化合物、具有四个丙烯酰氧基和两个氢原子的化合物、具有五个丙烯酰氧基和一个氢原子的化合物、具有六个丙烯酰氧基的化合物、具有三个甲基丙烯酰氧基和三个氢原子的化合物、具有四个甲基丙烯酰氧基和两个氢原子的化合物、具有五个甲基丙烯酰氧基和一个氢原子的化合物、和具有六个甲基丙烯酰氧基的化合物。进一步,具体的实例包括以下化合物,但不局限于这些化合物。
这些化合物可以单独或结合使用。
这些单体可以例如通过多元醇的酯化作用产生,因为优异的产率、低的生产成本和高的生产率。当在两种或多种这些单体,更具体地说两种、三种或四种不同单体结合使用的情况中,使用具有六个可自由基聚合的官能团的单体时,可以优选使用通过酯化获得的具有六个可自由基聚合的官能团的单体和其中氢原子保持没有酯化的具有五个或以下的可自由基聚合的官能团的单体的混合物,因为优异的产率。关于混合比例,具有六个可自由基聚合的官能团的单体的含量优选20质量%到99质量%,更优选30质量%到97质量%,最优选40质量%到95质量%,也是因为优异的产率。类似地,当使用具有五个可自由基聚合的官能团的单体时,其含量优选20质量%到99质量%,更优选30质量%到97质量%,最优选40质量%到95质量%,类似地,当使用具有四个可自由基聚合的官能团的单体时,其含量优选0.01质量%到30质量%,更优选0.1质量%到20质量%,最优选3质量%到5质量%,并且类似地,当使用具有三个可自由基聚合的官能团的单体时,其含量优选0.01质量%到30质量%,更优选0.1质量%到20质量%,最优选3质量%到5质量%。
更具体地说,由于相同的理由,实例包括:一种混合物,其包含:量为30质量%到70质量%并且优选为40质量%到60质量%的具有五个丙烯酰氧基和一个氢原子的化合物,和量为70质量%到30质量%并且优选为60质量%到40质量%的具有六个丙烯酰氧基的化合物;一种混合物,其包含:量为30质量%到65质量%并且优选为40质量%到55质量%的具有五个丙烯酰氧基和一个氢原子的化合物、量为65质量%到30质量%并且优选为55质量%到40质量%的具有六个丙烯酰氧基的化合物和量为0.01质量%到5质量%并且优选为1质量%到3质量%的选自下列化合物中的一种、两种、三种或四种不同化合物:
·具有一个丙烯酰氧基和五个氢原子的化合物
·具有两个丙烯酰氧基和四个氢原子的化合物
·具有三个丙烯酰氧基和三个氢原子的化合物
·具有四个丙烯酰氧基和两个氢原子的化合物;
一种混合物,其包含:量为30质量%到70质量%并且优选为40质量%到60质量%的具有五个甲基丙烯酰氧基和一个氢原子的化合物,和量为70质量%到30质量%并且优选为60质量%到40质量%的具有六个甲基丙烯酰氧基的化合物;一种混合物,其包含:量为30质量%到65质量%并且优选为40质量%到55质量%的具有五个甲基丙烯酰氧基和一个氢原子的化合物、量为65质量%到30质量%并且优选为55质量%到40质量%的具有六个甲基丙烯酰氧基的化合物和量为0.01质量%到5质量%并且优选为1质量%到3质量%的选自下列化合物中的一种、两种、三种或四种不同化合物:
·具有一个甲基丙烯酰氧基和五个氢原子的化合物
·具有两个甲基丙烯酰氧基和四个氢原子的化合物
·具有三个甲基丙烯酰氧基和三个氢原子的化合物
·具有四个甲基丙烯酰氧基和两个氢原子的化合物。
没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的单体优选在单体中具有不大于250的分子量对官能团数目的比率(分子量/官能团数目)。当在单体中分子量对官能团数目的比率大于250时,交联的电荷输送层变软,导致稍微降低的耐磨性。因此,对于上述单体中具有的改性基如EO、PO和己内酯的单体,单独使用具有极长的改性基的单体并不是优选的。另外,要用于交联的电荷输送层中的没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的单体的含量,相对于交联的电荷输送层的总质量,优选为20质量%到80质量%,更优选为30质量%到70质量%。当单体的含量小于20质量%时,与使用常规热塑性粘合剂树脂的情况比较,在交联的电荷输送层中三维交联的密度低,并且可能不能获得明显改善的耐磨性。当单体的含量大于80质量%时,电荷输送化合物的含量降低,导致电学性能的降低。从兼顾电学性能和耐磨性的角度来看,含量最优选为30质量%到70质量%,尽管根据使用方法所要求的电学性能和耐磨性不同,并且根据不同的电学性能和耐磨性,光电导体的交联的电荷输送层的厚度也不同。
在本发明的交联的电荷输送层中使用的具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物表示具有空穴输送结构的化合物,如三芳基胺、腙、吡唑啉和咔唑,以及具有电子输送结构的化合物,如缩合多环醌、二苯酚合苯醌和具有氰基或硝基的吸电子芳环,并且该化合物具有一个可自由基聚合的官能团。这种可自由基聚合的官能团包括在上述可自由基聚合单体中描述的那些官能团,并且尤其是,丙烯酰氧基和甲基丙烯酰氧基是有效的。三芳基胺结构的电荷输送结构显示高的效果,尤其是,当使用由以下通式(4)或(5)表示的化合物时,有利地维持电学性能如灵敏度和剩余电位。
通式(4)
通式(5)
其中R1表示氢原子、卤素原子、可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的芳烷基、可以具有取代基的芳基、氰基、硝基、烷氧基、-COOR7(其中R7表示氢原子、可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的芳烷基或可以具有取代基的芳基)、卤代羰基或CONR8R9(其中R8和R9表示氢原子、卤素原子、可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的芳烷基或可以具有取代基的芳基,并且可以彼此相同或不同);Ar1和Ar2表示取代或未被取代的亚芳基,并且可以相同或不同;Ar3和Ar4表示取代或未被取代的芳基,并且可以相同或不同;X表示单键、取代或未被取代的亚烷基、取代或未被取代的亚环烷基、取代或未被取代的亚烷基醚基、氧原子、硫原子或亚乙烯基;Z表示取代或未被取代的亚烷基、取代或未被取代的二价亚烷基醚基或二价的亚烷氧基羰基;并且m和n表示0到3的整数。
关于在通式(4)或(5)中的取代基R1,烷基的实例包括甲基、乙基、丙基和丁基;芳基的实例包括苯基和萘基;芳烷基的实例包括苯甲基、苯乙基和萘甲基;而烷氧基的实例包括甲氧基、乙氧基和丙氧基。这些基团可以被以下基团取代:烷基如卤素原子、硝基、氰基、甲基和乙基;烷氧基如甲氧基和乙氧基;芳氧基如苯氧基;芳基如苯基和萘基;芳烷基如苯甲基和苯乙基。
在取代基R1中,氢原子和甲基是最优选的。
Ar3和Ar4是取代或未被取代的芳基;芳基的实例包括缩合的多环烃基、非缩合环烃基和杂环基。
缩合的多环烃基优选具有18或以下的碳数并形成环的基团。其实例包括:戊基、茚基、萘基、甘菊环基、庚基、联苯基(biphenylenyl)、as indacenyl、s-indacenvl、芴基、苊烯基、七曜烯(pleiadenyl)、苊基、phenalenyl、菲基、蒽基、荧蒽基、醋亚菲基、醋亚蒽基、苯并[9,10]菲基、嵌二萘基、基和并四苯基。
非缩合环烃基的实例包括单环烃化合物如苯、二苯醚、聚乙烯二苯醚、二苯硫醚和二苯砜的单价基,非缩合多环烃化合物如联苯、聚苯、二苯烷烃、二苯烯烃、二苯炔烃、三苯甲烷、二苯乙烯基苯、1,1-二苯环烷烃、聚苯烷烃和聚苯烯烃的单价基,和集合(assembly)环烃化合物如9,9-二苯基芴的单价基。
杂环基的实例包括咔唑、氧芴、硫芴、噁二唑和噻重氮的单价基。
由Ar3和Ar4表示的芳基可以具有取代基,例如,如以下(1)到(8)所示。
(1)卤素原子、氰基、硝基等
(2)烷基;具有碳数优选为1到12,更优选为1到8,并且最优选为1到4的直链或支链烷基,该烷基可以进一步包括氟原子、羟基、氰基、具有碳数为1到4的烷氧基、苯基、卤素原子、具有碳数为1到4的烷基或被具有碳数为1到4的烷氧基取代的苯基。其具体实例包括甲基、乙基、正丁基、异丙基、叔丁基、仲丁基、正丙基、三氟甲基、2-羟乙基、2-乙氧乙基、2-氰乙基、2-甲氧基乙基、苯甲基、4-氯苯甲基、4-甲基苯甲基和4-苯基苯甲基。
(3)烷氧基(-OR2),其中R2是在(2)中定义的烷基;其具体实例包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、叔丁氧基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、2-羟基乙氧基、苄氧基和三氟甲氧基。
(4)芳氧基;芳基的实例包括苯基和萘基。这可以包括具有碳数为1到4的烷氧基、具有碳数为1到4的烷基或卤素原子作为取代基。具体的实例包括苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基、4-甲氧基苯氧基和4-甲基苯氧基。
(5)烷基巯基或芳基巯基;其具体实例包括甲硫基、乙硫基、苯硫基和对甲基苯硫基。
(6)由以下通式(6)表示的基团:
通式(6)
其中R3和R4各自独立地表示氢原子、在(2)中定义的烷基、或芳基。芳基的实例包括苯基、联苯基和萘基,它们可以被具有碳数为1到4的烷氧基、具有碳数为1到4的烷基或卤素原子取代。R3和R4可以彼此一起形成环。
其具体实例包括氨基、二乙基氨基、N-甲基-N-苯基氨基、N,N-二苯基氨基、N,N-二(甲苯基)氨基、二苄基氨基、哌啶基、吗啉基和吡咯烷基(pyrrolidjno)。
(7)亚烃基二氧基和亚烃基二硫基,如亚甲基二氧基和亚甲基二硫基。
(8)取代或未被取代的苯乙烯基、取代或未被取代的β-苯基苯乙烯基、二苯基氨基苯基、二甲苯基氨基苯基等。
由AR1或AR2表示的亚芳基是由于AR3或AR4表示的芳基衍生出来的二价基团。
X表示单键、取代或未被取代的亚烷基、取代或未被取代的亚环烷基、取代或未被取代的亚烷基醚基、氧原子、硫原子或亚乙烯基。
取代或未被取代的亚烷基是具有碳数优选为1到12,更优选为1到8,并且最优选为1到4的直链或支链亚烷基,该亚烷基可以进一步包括氟原子、羟基、氰基、具有碳数为1到4的烷氧基、苯基、卤素原子、具有碳数为1到4的烷基或被具有碳数为1到4的烷氧基取代的苯基。亚烷基的具体实例包括亚甲基、亚乙基、正亚丁基、异亚丙基、叔亚丁基、仲亚丁基、正亚丙基、三氟亚甲基、2-羟基亚乙基、2-乙氧基亚乙基、2-氰基亚乙基、2-甲氧基亚乙基、苯亚基、苯亚乙基、4-氯苯亚乙基、4-甲基苯亚乙基和4-联苯基亚乙基。
取代或未被取代的亚环烷基是具有碳数为5到7的亚环烷基,并且这些亚环烷基可以包括氟原子、羟基、氰基、具有碳数为1到4的烷基和具有碳数为1到4的烷氧基。其具体实例包括环己叉、亚环己基和3,3-二甲基亚环己基。
取代或未被取代的亚烷基醚基的实例包括亚烃基氧基如亚乙基氧基和亚丙基氧基、从乙二醇、丙二醇等衍生出来的亚烷基二氧基,和从二乙二醇、四乙二醇、三丙二醇等衍生出来的二或聚(氧化烯)氧基。亚烷基醚基的亚烷基可以包括取代基如羟基、甲基和乙基。
亚乙烯基优选由下式表示的基团:
或
其中R5表示氢原子、与在(2)中定义相同的烷基或与由Ar3或Ar4表示的芳基相同的芳基;“a”表示1或2,且“b”表示1到3。
Z表示取代或未被取代的亚烷基、取代或未被取代的二价亚烷基醚基或二价亚烃基氧基羰基。
取代或未被取代的亚烷基包括如X的亚烷基。
取代或未被取代的二价的亚烷基醚基包括X的二价亚烷基醚基。
二价亚烃基氧基羰基包括二价己内酯改性的基团。
更优选地,具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物是例如由以下通式(7)表示的化合物:
通式(7)
其中,o、p和q各自表示0或1;Ra表示氢原子或甲基;Rb和Rc表示除了氢原予以外的具有碳数为1到6的烷基的取代基,并且当它们是两个或者多个时,可以是不同的;“s”和“t”表示0到3的整数;并且Za表示单键、亚甲基、亚乙基或由以下结构式表示的基团:
由通式(7)表示的化合物优选为其中作为取代基的Rb和Rc各自是甲基或乙基的化合物。
由通式(4)、(5)和(7),尤其是通式(7)中表示的具有电荷输送结构的单官能的可自由基聚合的化合物,因为聚合反应是通过将两侧的碳碳双键都打开来完成的,所以不连接到交联结构的端位,而是并入连续的聚合物链中。在与具有三个或更多个官能团的可自由基聚合单体的聚合反应中所形成的交联聚合物中,单官能的可自由基聚合化合物位于聚合物的主链上或位于主链之间的交联链上(交联链包括在聚合物之间的分子间交联链和连接聚合物中折叠主链的某一位置和主链中属于远离该某一位置的连接单体一部分的另一个位置的分子内交联链)。在位于主链和交联链的两种情况中,连接在链中的三芳基胺结构具有至少三个从氮原子放射排列的芳基,并且体积大。由于三芳基胺结构没有直接而是通过羰基键合到链上,并且以空间柔性状态固定,该三芳基胺结构在聚合物中可以以这样的方式空间排列,使它们彼此适当邻接,以导致在分子中更少的结构变形。当三芳基胺结构并入电子照相光电导体的表面层时,假定该三芳基结构可以采用相对没有损失电荷输送通道的结构。
本发明具有一个官能团和电荷输送结构的可自由基聚合的化合物的具体实例是下列具有这些结构的化合物,但不局限于此。
具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合单体对于赋予交联的电荷输送层电荷输送性能是必须的。另外,要添加的具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的单体的量,相对于交联的电荷输送层的总质量,优选为20质量%到80质量%,更优选为30质量%到70质量%。当该量小于20质量%时,可能不足以维持交联的电荷输送层的电荷输送性能,因此在重复使用中导致电学性能的退化,如灵敏度降低和剩余电位提高。当该量大于80质量%时,没有电荷输送结构的具有三个或更多个的官能团的单体的含量降低,引起交联密度的降低,并且可能不能获得高的耐磨性。考虑到电学性能和耐磨性的平衡,含量最优选为30质量%到70质量%,尽管根据使用方法所要求的电学性能和耐磨性不同,并且根据不同的电学性能和耐磨性,光电导体的交联的电荷输送层的厚度也不同。
本发明的表面层优选为交联的表面层,其中由通式(A)表示的并且没有电荷输送结构的可自由基聚合的单体和具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物被固化。在这种情况中,为了在涂覆表面层的过程中的调整粘度、交联的表面层的应力松弛和提供如低表面自由能和降低的摩擦系数的特征,可以结合使用具有一个到四个官能团的可自由基聚合的单体和低聚物。这种结合使用使没有电荷输送结构的可自由基聚合的单体或表面层涂覆溶液具有低粘度,这使所涂覆的膜更光滑,使交联的表面层平滑并且降低变形。当在实际使用时,这导致清洁能力的提高,并且抑制破裂。由于这个原因,优选结合使用具有三个官能团的可自由基聚合的单体。可以使用迄今已知的可自由基聚合的单体和低聚物作为这种可自由基聚合的单体和低聚物。这种可自由基聚合的单体和低聚物的比率,相对于交联的表面层的总量,优选为1质量%到80质量%,更优选5质量%到60质量%,最优选10质量%到40质量%。进一步,这种可自由基聚合的单体的粘度优选为,例如,1,000mPa·s或以下(25℃),更优选800mPa·s或以下(25℃)。
交联的电荷输送层是一种其中使没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的单体和具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的单体固化的层。除了这些以外,为了在表面层的涂覆过程中调整粘度、交联的表面层的应力松弛和提供如低表面能和降低的摩擦系数的特征,可以结合使用具有一个或两个官能团的可自由基聚合的单体和低聚物。可以使用迄今已知的可自由基聚合的单体和低聚物作为这种可自由基聚合的单体和低聚物。
具有一个官能团的可自由基聚合的单体的实例包括丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸四氢化糠酯、丙烯酸2-乙基己基卡必醇酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯、丙烯酸苯甲酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸甲氧基三甘醇酯、丙烯酸苯氧基四甘醇酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸异十八烷基酯、丙烯酸十八酯和苯乙烯单体。
具有两个官能团的可自由基聚合的单体的实例包括二丙烯酸-1,3-丁二醇酯、二丙烯酸-1,4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸-1,4-丁二醇酯、二丙烯酸-1,6-己二醇酯、二甲基丙烯酸-1,6-己二醇酯、二丙烯酸二甘醇酯、二丙烯酸新戊二醇酯、双酚A-EO改性二丙烯酸酯、双酚F-EO改性二丙烯酸酯和二丙烯酸新戊二醇酯。
官能团单体的实例包括丙烯酸八氟戊酯、丙烯酸2-全氟辛基乙酯、甲基丙烯酸-2-全氟辛基乙酯、丙烯酸2-全氟异壬基乙酯等,其中氟原子被取代;乙烯基单体、具有聚硅氧烷基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯,如丙烯酰聚二甲基硅氧烷乙基、甲基丙烯酰聚二甲基硅氧烷乙基、丙烯酰聚二甲基硅氧烷丙基、丙烯酰聚二甲基硅氧烷丁基和二丙烯酰聚二甲基硅氧烷二乙基,其中具有20到70个硅氧烷重复单元,如在日本专利申请公开(JP-B)No.5-60503和6-45770中所公开的。
可自由基聚合的低聚物的实例包括环氧丙烯酸酯低聚物、尿烷丙烯酸酯低聚物和聚酯丙烯酸酯低聚物。
具有一个官能团的可自由基聚合的单体或低聚物和具有两个官能团的可自由基聚合的单体或低聚物的含量,相对于100质量份的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的单体,优选50质量份或以下,更优选30质量份或以下。
当含量大于50质量份时,在交联的电荷输送层中三维交联的密度显著降低,导致耐磨性下降。
交联的电荷输送层是一种其中使没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的单体和具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的单体固化的层。如果需要,为了使这种固化反应有效地进行,交联的电荷输送层涂覆溶液可以包括聚合引发剂。聚合引发剂的实例包括热聚合引发剂和光聚合引发剂。这些聚合引发剂可以单独或结合使用。
热聚合引发剂的实例包括:过氧化物引发剂如2,5-二甲基己烷-2,5-二氢过氧化物、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化叔丁基异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(过氧苯甲酰基)己炔-3、二叔丁基过氧化物、叔丁基过氧化氢、异丙基苯过氧化氢、月桂酰过氧化物和2,2-双(4,4-二叔丁基过氧环己基)丙烷;和偶氮引发剂如偶氮二异丁腈、偶氮二环己腈、异丁酸偶氮二甲酯、偶氮二异丁脒氢氯化物和4,4’-偶氮二-4-氰戊酸。
光聚合引发剂的实例包括乙酰苯或酮缩醇光聚合引发剂,如二乙氧基乙酰苯、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、1-羟基-环己基-苯基酮、4-(2-羟基乙氧基)苯基-(2-羟基-2-丙基)酮、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁酮-1,2-羟基-2-甲基-1-苯丙烷-1-酮、2-甲基-2-吗啉代(4-甲基苯硫基)丙烷-1-酮和1-苯基-1,2-丙二酮-2-(邻乙氧基羰基)肟;安息香醚光聚合引发剂如安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香异丁基醚和安息香异丙醚;二苯甲酮光聚合引发剂,如二苯甲酮、4-羟基二苯甲酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、2-苯甲酰萘、4-苯甲酰联苯基、4-苯甲酰苯基醚、丙烯酸酯(acrylated)二苯甲酮和1,4-苯甲酰苯;噻吨酮光聚合引发剂如2-异丙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮和2,4-二氯噻吨酮;和其它光聚合引发剂如乙基蒽醌、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯膦氧化物、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基乙氧基膦氧化物、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基膦氧化物、双(2,4-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基膦氧化物、甲基苯基乙醛酯(glyoxyester)、9,10-菲、吖啶化合物、三嗪化合物和咪唑化合物。
进一步,具有光聚合催化作用的化合物可以单独使用或与上述光聚合引发剂结合使用。该化合物的实例包括:三乙醇胺、甲基二乙醇胺、4-二甲基氨基乙基苯甲酸酯、4-二甲基氨基异戊基苯甲酸酯、(2-二甲基氨基)乙基苯甲酸酯和4,4’-二甲基氨基二苯甲酮。
聚合引发剂的含量,相对于100质量份的可自由基聚合的总成份,优选为0.5质量份到40质量份,更优选为1质量份到20质量份。
交联的电荷输送层涂覆溶液可以任选地包括添加剂如增塑剂、均化剂和低分子量的没有自由基活性的电荷输送材料,以便松驰应力并改善粘合力。
关于增塑剂,例如,可以使用在一般树脂中使用的那些增塑剂,如酞酸二丁酯和酞酸二辛酯。
要使用的增塑剂的量,相对于交联的电荷输送层涂覆溶液的固体组分的总量,优选为20质量%或以下,更优选10质量%或以下。
关于均化剂,例如可以使用硅酮油如二甲基硅酮油和甲基苯基硅酮油;和在它们侧链中具有全氟烷基的聚合物或低聚物。
要使用的均化剂的量,相对于交联的电荷输送层涂覆溶液的固体组分的总量,优选为3质量%或以下。
本发明的交联的电荷输送层是通过在下文所述的电荷输送层上涂布至少包括上述没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的单体和具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物的涂覆溶液,并且使所涂布的层固化而形成。当可自由基聚合的单体是液体时,涂覆溶液可以通过将其它组分溶解在可自由基聚合的单体中而制备,并且涂布,但是可以根据需要在用溶剂稀释之后涂布。
溶剂没有具体限制,并且可以根据应用适当选择。其实例包括醇如甲醇、乙醇、丙醇和丁醇;酮如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮和环己酮;酯如乙酸乙酯和醋酸丁酯;醚如四氢呋喃、二噁烷和丙醚;卤素如二氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷和氯苯;芳族化合物如苯、甲苯和二甲苯;和溶纤剂如甲基溶纤剂、乙基溶纤剂和乙酸溶纤剂。这些溶剂可以单独或结合使用。
用溶剂稀释的比率根据组分的溶解性、涂覆方法和预定的层厚度任选地决定。涂覆可以例如通过浸涂法、喷涂法、珠涂法和环涂法进行。
在本发明中,在涂布交联的电荷输送层涂覆溶液之后,通过提供外部能量进行固化,形成交联的电荷输送层。所使用的外部能量包括热、光和辐射。通过使用气体如空气和氮气、蒸汽、各种加热介质、红外辐射或电磁波从涂覆层侧面或从载体侧面加热而施加热能。
加热温度优选为100℃到170℃。当加热温度小于100℃时,反应速率慢,并且固化反应可能没有彻底完成,而当温度大于170℃时,太高的温度导致固化反应进行不均匀,这可能在交联的电荷输送层中导致大的变形,或者在反应停止处产生大量未反应的官能团和终端。为了允许固化反应均匀进行,在相对低的100℃或以下的温度下加热之后,进一步将该涂覆的层加热到100℃或以上,以便完成反应,这个方法也有效。
关于光能,可以使用UV辐射体如具有UV光的发射波长的高压水银灯和金属卤化物灯,但是,如果所使用的可自由基聚合的化合物和/或光聚合引发剂在可见区具有吸收,则还可以使用可见光源。辐射光的量优选为50mW/cm2到1000mW/cm2。当辐射光的量小于50mW/cm2,对于固化反应是费时的。当辐射光的量大于1000mW/cm2时,反应进行得不均匀,导致在所生成的交联的电荷输送层的一部分表面上形成皱纹,或导致在反应停止处产生许多未反应的官能团和终端。另外,由于快速交联导致内应力变大,会引起破裂或膜剥离。
辐射能量包括使用电子束的那些辐射能量。
在这些能量中,光和热能是有效的,因为可以容易地控制反应速率,并且装置简单。
交联的电荷输送层的厚度更优选2μm到8μm。如上所述,优选1μm到10μm,但是当厚度大于8μm时,容易发生破裂或膜剥离。自由基聚合反应容易经受氧抑制,即在暴露于空气中的表面上,由于氧的自由基阱的影响,交联不易进行,或容易变得不均匀。这些影响明显地见于不大于1μm的表面上,并且具有厚度不大于1μm的交联的电荷输送层容易具有降低的耐磨性或不均匀的磨损。另外,在交联的电荷输送层的涂覆过程中,混合底层的电荷输送层的组分。当所涂布的交联的电荷输送层的厚度薄时,底层的混合的组分扩展到整个层,导致抑制固化反应,并且降低交联密度。因此,交联的电荷输送层的厚度更优选2μm或以上。
基于上述原因,具有2μm或以上厚度的本发明的交联的电荷输送层具有优异的耐磨性和抗刮性。当由于重复使用,局部部分被削到底层的电荷输送层时,这部分的磨损增加。由于充电性能和灵敏度变化,中间图像的密度容易变得不均匀。因此,同样根据这个方面,为了获得延长的寿命和高的图像质量,优选的是:交联的电荷输送层具有2μm或以上的厚度。
另外,关于意想不到的效果,发现:当提供具有2μm到8μm的厚度的交联的电荷输送层时,在对于长期成像的耐久性试验中,尤其在高温下和高湿度下的耐久性试验中,在光电导体表面上不容易产生气孔。还没有发现其原因和机理,但是人们认为:本发明的交联的电荷输送层具有高的强度以及合适的弹性,并且具有合适的厚度。假定,在成像过程中在常规的光电导体上产生的气孔与由于添加到调色剂中的细粉末如二氧化硅在光电导体的表面上产生的微观刮痕以及温度和湿度有关。仅仅坚固的表面层的优点在于没有被削,另一方面,当表面层被擦伤时,预计刮痕生长;因此假定在长期的耐久性试验中容易在常规的光电导体上形成气孔。
除了没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的化合物,和具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物以外,交联的电荷输送层涂覆溶液可以包括作为其它组分的添加剂如粘合剂树脂、抗氧化剂和增塑剂。
当向涂覆溶液添加大量上述添加剂时,交联密度下降,由反应产生的固化材料和上述添加的材料发生相分离。这可能导致交联的电荷输送层对有机溶剂可溶解。具体地说,重要的是,相对于涂覆溶液的固体组分总量,将添加剂的总含量设定为20质量%或以下。另外,为了不降低交联密度,各个具有一个或两个官能团的可自由基聚合的单体、反应性的低聚物和反应的聚合物总含量优选为20质量%或以下。此外,当向涂覆溶液添加大量具有电荷输送结构的具有两个或更多个官能团的可自由基聚合的化合物时,通过多键使庞大结构固定在交联结构中,因此容易发生变形,容易形成微小的固化材料的聚集体。这可导致交联的电荷输送层对有机溶剂可溶解。具有电荷输送结构的具有两个或更多个官能团的可自由基聚合的化合物的含量,相对于具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物,优选10质量%或以下,但是根据化合物的结构它是不同的。进一步,在依次层压电荷产生层、电荷输送层、交联的电荷输送层的组合物中,优选最上面的交联的电荷输送层不溶于有机溶剂中,以便获得高的耐磨性和高的抗刮性。
在本发明中,以下(i)到(v)对于使交联的电荷输送层不溶于有机溶剂是重要的,并且控制一个因素不总是达到目的:(i)交联的电荷输送层涂覆溶液的组成,和其含量的调整,(ii)稀释溶剂和该交联的电荷输送层涂覆溶液的固体组分浓度的调整,(iii)交联的电荷输送层的涂覆方法的选择,(iv)交联的电荷输送层的固化条件的控制和(v)底层电荷输送层的低的溶解度。
当具有慢的蒸发速率的溶剂用作交联的电荷输送层涂覆溶液的稀释溶剂时,残余溶剂可抑制固化或增加底层组分的侵入量,导致不均匀的固化并且降低固化密度。因此,交联的电荷输送层易溶于有机溶剂。具体地说,四氢呋喃、四氢呋喃和甲醇的混合溶剂、乙酸乙酯、甲基乙基酮、乙基溶纤剂等是有效的,但是稀释溶剂与涂覆方法一起选择。当固体组分的浓度太低时,由于类似的原因,交联的电荷输送层易溶于有机溶剂。相反,从涂覆溶液的厚度和粘度的限制,浓度的上限在一些情况中受到限制。具体地说,优选为10质量%到50质量%。
当形成涂覆膜时,优选通过减少溶剂含量和与溶剂的接触时间的方法涂覆交联的电荷输送层。具体地说,限制涂覆溶液的量的喷涂法和环涂法是最优选的。进一步,对于抑制底层组分的侵入量,有效的是使用聚合物电荷输送材料作为电荷输送层,并且设置不溶于交联的电荷输送层的涂覆溶剂中的中间层。
对于交联的电荷输送层的固化条件,低能量的加热或光辐射导致不完全的固化,这提高对有机溶剂的溶解度。相反,当使用非常高的能量进行固化时,固化反应变得不均匀,并且可能增加未交联的部分和自由基引发聚合已经停止的部分,或能形成微小固化材料的聚集体。因此,交联的电荷输送层在有些情况中变得可溶解于有机溶剂。
为了使交联的电荷输送层不溶解于有机溶剂中,热固化条件优选在100℃到170℃下并且进行10分钟到3小时。由UV光辐射的固化条件优选50mW/cm2到1,000mW/cm2,和5秒到5分钟,并且优选通过控制温度升高到100℃或更低,抑制不均匀的固化反应。
使交联的电荷输送层不溶于有机溶剂的方法的实例如下。当具有三个丙烯酰氧基团的丙烯酸酯单体和具有一个丙烯酰氧基的三芳基胺化合物用作涂覆溶液时,比率优选为7∶3到3∶7。另外,优选通过相对于丙烯酸酯化合物的总量添加3质量%到20质量%的聚合引发剂,并且进一步添加溶剂,制备涂覆溶液。例如,当在作为交联的电荷输送层的底层的电荷输送层中,三芳基胺供体用作电荷输送材料,并且聚碳酸酯用作粘合剂树脂,并且通过喷涂形成表面层时,上述涂覆溶液的溶剂优选四氢呋喃、2-丁烷、乙酸乙酯等。要使用的溶剂的量为基于丙烯酸酯化合物的总量的3倍到10倍。
然后,例如,在光电导体上通过喷射来涂布上述制备的涂覆溶液,在该光电导体中,底涂覆层、电荷产生层、上述电荷输送层依次层压在如铝圆柱的载体上。此后,该涂层进行自然干燥或在相对低的温度下短时间干燥(25℃到80℃下1分钟到10分钟),并且通过UV辐射或加热固化。
在紫外线(UV)辐射的情况中,使用金属卤化物灯等,并且强度优选为50mW/cm2到1000mW/cm2。例如,当使用200mW/cm2的UV光时,可以在固化过程中从多个灯沿着圆周方向在鼓上均匀地进行辐射约30秒。控制鼓的温度使其不超过100℃。
在热固化的情况中,加热温度优选为100℃到170℃。例如,当空气型炉用作加热器,并且加热温度设置为150℃时,加热时间为20分钟到3小时。
在完成固化之后,进一步在100℃到150℃下将其加热10分钟到30分钟,用于减少残余的溶剂,以便获得本发明的电子照相光电导体。
<中间层>
本发明的图像承载部件可以包含在电荷输送层和交联的电荷输送层之间的中间层,以便抑制电荷输送层的组分侵入到交联的电荷输送层,或改善两层之间的粘合力。因此,中间层适于对交联的电荷输送层涂覆溶液具有不溶性或差的溶解性。通常,粘合剂树脂用作主要组分。这些树脂的实例为聚酰胺、醇溶性尼龙、水溶性聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇等。可以采用上述涂覆方法作为形成中间层的方法。
中间层的厚度没有具体限制,并且可以根据应用适当选择。0.05μm到2μm是合适的。
<底涂层>
在本发明的图像承载部件中,在导电的载体和光电导层之间可以设置底涂层。底涂层通常包括作为主要组分的树脂,并且,考虑到用溶剂在这些树脂上涂覆光电导层,这些树脂优选相对于普通有机溶剂具有低的溶解度。该树脂的实例包括水溶性树脂如聚乙烯醇、酪蛋白、聚丙烯酸钠;醇溶性树脂如共聚物尼龙和甲氧基甲基化尼龙;形成三维网络的固化树脂如聚氨酯、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、醇酸树脂-三聚氰胺树脂和环氧树脂。另外,可以向底涂层添加金属氧化物如二氧化钛、二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化锡和氧化铟的细粉末颜料,以便防止水汽并降低剩余电位。
而且,作为底涂层可以优选使用由Al2O3的阳极氧化形成的层或用有机材料如聚对亚二甲苯基(聚对二甲苯)和无机材料如SiO2、SnO2、TiO2、ITO和CeO2通过真空薄膜制备方法形成的层。可以使用由已知物质形成的其它层。
可以使用适当的溶剂并且通过如形成光电导层的涂覆方法形成底涂层。进一步,硅烷偶联剂,钛偶联剂和铬偶联剂等可以用于底涂层。
底涂层的厚度没有特别限制,并且可以根据应用适当选择,优选0μm到5μm。
在本发明中,可以向交联的电荷输送层、电荷输送层、电荷产生层、底涂层和中间层中各个层中添加抗氧化剂,以便改善耐环境性能,尤其防止灵敏度的降低和剩余电位的升高。
抗氧化剂的实例包括酚类化合物、对亚苯基二胺、对苯二酚、有机硫化合物和有机磷化合物。这些可以单独或结合使用。
酚类化合物的实例包括:2,6-二叔丁基-对甲酚、丁基化的羟基茴香醚、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-羟基苯甲基)苯、四[亚甲基3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟苯基)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。
对亚苯基二胺的实例包括N-苯基-N’-异丙基对亚苯基二胺、N,N’-二仲丁基对亚苯基二胺、N-苯基-N-仲丁基对亚苯基二胺、N,N’-二异丙基对亚苯基二胺和N,N’-二甲基-N,N’-二叔丁基对亚苯基二胺。
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-氯对苯二酚、2-叔辛基-5-甲基对苯二酚和2-(2-十八烯基)-5-甲基对苯二酚。
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。
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、三甲苯基膦和三(2,4-二丁基苯氧基)膦。
这些化合物被称为橡胶、塑料、脂肪等的抗氧化剂,并且市售产品容易得到。
要添加的抗氧化剂的量没有特别限制并且可以根据应用适当选择,优选相对于添加抗氧化剂的层的总质量为0.01质量%到10质量%。
-具有电荷输送结构的具有一个官能团的化合物的合成的实施例-
例如可以通过JP-B No.3164426中公开的方法合成本发明的具有电荷输送结构的具有一个官能团的化合物。一个实施例显示如下。
(1)羟基取代的三芳基胺化合物(以下结构式(9))的合成
向240毫升环丁砜中添加113.85克(0.3摩尔)甲氧基取代的三芳基胺化合物(以下结构式(8))和138克(0.92摩尔)碘化钠,并且在氮气流中加热到60℃。在1小时内向其中滴加99克(0.91摩尔)三甲基氯硅烷,且在约60℃下搅拌4.5小时,并且完成反应。向反应产物添加约1.5升甲苯,冷却到室温,并且用水和碳酸钠水溶液反复洗涤。然后,从甲苯溶液中除去溶剂,并且通过柱色谱法(吸附介质:硅胶,展开溶剂:甲苯∶乙酸乙酯=20∶1)纯化。通过添加环己烷使由此制备的淡黄色油结晶。在这种方法中,获得88.1克由以下结构式(9)表示的白色晶体(产率=80.4%)。其熔点是64.0℃到66.0℃。
表1
C | H | N | |
测量值 | 85.06% | 6.41% | 3.73% |
计算值 | 85.44% | 6.34% | 3.83% |
通式(8)
通式(9)
(2)三芳基氨基取代的丙烯酸酯化合物(化合物No.54)
将82.9克(0.227摩尔)以上(1)中获得的羟基-取代的三芳基胺化合物(结构式(9))溶于400毫升四氢呋喃,并且在氮气流中向其滴加氢氧化钠水溶液(NaOH:12.4克和水:100毫升)。将得到的溶液冷却到5℃,并且在40分钟内向其滴加25.2克(0.272摩尔)丙烯酰氯。然后,在5℃下将混合物搅拌3小时,并且完成反应。将反应产物倾入水中,并用甲苯萃取。萃取物用碳酸氢钠水溶液和水反复洗涤。然后,从甲苯溶液中除去溶剂,并且通过柱色谱法(吸附介质:硅胶,展开溶剂:甲苯)纯化。通过添加正己烷使所生成的无色油结晶。在这种方法中,获得80.73克化合物No.54的白色晶体(产率=84.8%)。熔点是117.5℃到119.0℃。
表2
C | H | N | |
测量值 | 83.13% | 6.01% | 3.16% |
计算值 | 83.02% | 6.00% | 3.33% |
<具有电荷输送结构的具有两个官能团的化合物的合成的实施例>
可以用以下方式合成本发明的具有电荷输送结构的具有两个官能团的化合物,二羟基甲基三苯胺。
首先,在装有温度计、冷却管和搅拌器和滴液漏斗的烧瓶中,放置49克示于以下反应流程所示的化合物(1)和184克三氯氧化磷,并且通过加热溶解。通过滴液漏斗逐渐滴加117克二甲基甲酰胺,并且然后搅拌约15小时,同时反应液体维持在85℃到95℃。将反应液体逐渐倾入过量的温水之后,缓慢慢冷却同时搅拌。然后,在将沉积的结晶过滤并干燥之后,通过例如硅胶进行杂质吸收和通过乙腈重结晶进行纯化,获得化合物(2)。产量是30克。
将30克所得到的化合物(2)和100毫升乙醇放置在烧瓶中,并且搅拌。在逐渐添加1.9克硼氢化钠之后,将混合物搅拌两个小时,同时使液体温度维持在40℃到60℃。接下来,将反应液体逐渐倾入约300毫升的水中,并且搅拌,以便沉积晶体。过滤之后,通过充分洗涤和干燥获得化合物(3)。产量是30克。
(成像方法和成像装置)
本发明的成像装置包含:图像承载部件、静电潜像形成单元、显影单元、转印单元和定影单元、并且进一步包含根据需要适当选择的其它单元,如放电单元、循环单元和控制单元。
本发明的成像方法包括:静电潜像成形过程、显影过程、转印过程、定影过程和清洁过程,并且进一步包含根据需要适当选择的其它过程如放电过程、回收过程和控制过程。
可以通过本发明的成像装置有利地执行本发明的成像方法。可以通过静电潜像形成单元执行静电潜像成形过程,可以通过显影单元执行显影过程,通过转印单元执行转印过程,可以通过定影单元执行定影过程,并且可以通过其它单元执行其它过程。
在本发明的成像装置和成像方法中,本发明的图像承载部件用作图像承载部件,并且通过加热状态中的图像承载部件形成图像,该加热状态使图像承载部件加热,并且使图像承载部件的表面的相对湿度降低。因此,即使在高湿度环境中的在整个图像上,也能获得良好的图像。在这种情况中,一般,在成像过程过程中图像承载部件(表面)的温度在50%RH或以上的环境下优选为30℃到65℃,并且在70%RH的环境下优选为40℃到50℃。
-静电潜像成形过程和静电潜像形成单元-
静电潜像成形过程是一种在图像承载部件上形成静电潜像的过程。
图像承载部件的材料、形状、结构、尺寸等没有特别限制,并且可以从现有技术中已知的那些中适当选择。形状的合适实例包括鼓式图像承载部件。
本发明的图像承载部件可以用于电子照相设备,如复印机、激光打印机、LED打印机和液晶开关打印机,并且进一步可以广泛应用于使用电子照相技术的装置,如显示或记录、近打印(near print)、雕刻和传真。
例如可以通过使图像承载部件的表面均匀充电,接着继之以成像曝光,形成静电潜像,其中成像曝光可以通过静电潜像形成装置执行。
静电潜像形成单元至少容纳使图像承载部件的表面均匀充电的充电部分和使图像承载部件的表面成像曝光的曝光部分。
例如可以通过用充电部分对图像承载部件施加电位进行充电。
充电部分没有特别限制,并且可以根据应用适当选择。其实例包括:其本身迄今已知的具有导电或半导电的辊、刷、膜或橡胶刮板的接触充电单元;和利用电晕放电的非接触充电单元如电晕器和scorotron。
例如可以通过用曝光部分对图像承载部件的成像曝光,进行曝光。
曝光单元没有特别限制,只要它能用于在由充电部分充电的图像承载部件的表面上进行成像曝光,并且它可以根据应用适当选择。曝光单元的实例包括复制光学系统、棒透镜阵系统、激光光学系统和液晶开关光学系统。
在本发明中,可以采用背面曝光方法,在该方法中从图像承载部件的背侧进行成像曝光。
当成像装置用作复印机或打印机时,用来自于原稿的反射光或透射光照射光电导体进行图像曝光,或通过传感器读出原稿,并且转换成信号,并且根据该信号,通过激光束扫描、驱动LED阵列或驱动晶体开关阵列,以便用光照射光电导体等。
-显影过程和显影单元-
显影过程是一种使用调色剂或显影剂使静电潜像显影形成可见图像的过程。
可见图像的形成可以通过使用调色剂或显影剂使静电潜像显影来进行,并且它可以通过显影单元进行。
显影单元没有特别限制,只要它能使用调色剂或显影剂进行显影,并且可以从迄今已知的显影单元中适当选择。例如,优选的显影单元包含调色剂或显影剂,并且包括能以接触或非接触的方式对静电潜像提供调色剂或显影剂的显影部分。
显影部分一般使用干式显影。它可以是单色显影部分或多色显影部分。例如,优选具有摩擦并搅动调色剂或显影剂使其带电的搅拌器和可旋转磁性辊的显影器。
在显影部分中,例如混合并且搅拌调色剂和载体,这导致摩擦使调色剂带电,并且使带电的调色剂以一连串磁性颗粒的状态维持在旋转的磁性辊上,并且形成磁性刷。接近图像承载部件布置磁性辊;因此由于电吸引,构成在磁性辊表面上、形成磁性刷的调色剂部分转印到图像承载部件的表面上。结果,通过调色剂使静电潜像显影,并且在图像承载部件的表面上形成调色剂的可见图像。
包含于显影部分的显影剂是一种包含调色剂的显影剂,并且该显影剂可以是单组分显影剂或二组分显影剂。通常使用的调色剂可以用作调色剂。
-转印过程和转印单元-
转印过程是一种将可见图像转印到记录介质上的过程。转印过程优选具有以下方面:用中间记录介质,执行第一转印,以便将可见图像转印到中间记录介质上,继之以第二转印,以便将可见图像转印到记录介质上。更优选以下方面,该方面包括将可见图像转印到中间记录介质上形成复合转印图像的第一转印过程,和使用具有两种或多种颜色的调色剂或更优选全色调色剂将复合转印图像转印到记录介质上的第二转印过程。
可以通过使用转印充电部分使图像承载部件充电进行可见图像的转印,并且它可以通过转印单元进行。转印单元优选具有以下方面:该方面包括将可见图像转印到中间记录介质以便形成复合转印图像的第一转印单元,和将复合转印图像转印到记录介质上的第二转印单元。
中间记录介质没有特别限制,并且可以根据应用从迄今已知的记录介质中适当选择。有利的实例包括转印带。
转印单元,即第一转印单元和第二转印单元的,优选至少包含使在图像承载部件上形成的可见图像剥离并且负载(charges)到记录介质的侧面上的转印部分。可以有一个转印单元,或可以有两个或更多个。
转印部分的实例包括由电晕放电的电晕转印单元、转印带、转印辊、压力转印辊和粘合转印部分。
而且,一般的记录介质是空白的纸,但是它没有特别限制,只要可以转印显影之后的未定影的图像。它可以根据应用适当选择,并且可以使用用于OHP的PET基。
-定影过程和定影单元-
定影过程是一种通过定影装置将转印到记录介质上的可见图像定影的过程。可以在每次使每一种颜色的调色剂转印到记录介质上时进行,或可以当所有颜色的调色剂层叠时立即进行。
定影单元没有特别限制,并且可以根据应用适当选择。迄今已知的热压单元是合适的。热压单元的实例包括加热辊和压力辊的结合,和加热辊、压力辊和环形带的结合。
通常,在热压单元中的加热优选在80℃到200℃。
在本发明中,例如可以根据应用使用迄今已知的光学定影部分,该光学定影部分与定影过程和定影单元一起使用或代替定影过程和定影单元。
-清洁过程和清洁单元-
清洁过程是一种通过清洁单元清洁图像承载部件的过程。
清洁单元的实例包括清洁刮板、磁性刷式清洁器、静态刷式清洁器、磁性辊清洁器、刮板清洁器、刷式清洁器和网清洁器。
将描述清洁单元。图3是在本发明中使用的清洁系统的横截面示意图。在本发明中,可以使用已知的清洁条件和刮板材料。在这样的情况中,优选通过相对于光电导体的旋转方向相反接触的方式使用刮板。
在图3中,接触负荷P是当清洁刮板71接触到光电导体10时压力接触力的正交方向的矢量值。接触角θ是变形之前光电导体10的接触点的切线和刮板之间的角度。清洁刮板的净长度是在变形之前从支承构件72的末端到刮板的顶端的长度。
清洁刮板71对光电导体10的接触负荷P和接触角θ优选P=5gf/cm到50gf/cm和θ=5°到35°。清洁刮板的净长度L优选3毫米到15毫米。清洁刮板的厚度优选0.5毫米到10毫米。
用于刮板清洁系统中的橡胶刮板材料的实例包括:聚氨酯橡胶、硅酮橡胶、氟橡胶、氯芘和丁二烯橡胶。在这些材料中,聚氨酯橡胶是最优选的。
可以通过同时控制刮板橡胶的硬度和排斥弹性有效防止刮板的反转。在25±5℃下橡胶刮板的JIS-A硬度优选为65到80。当刮板的JIS-A硬度小于65时,容易发生刮板的反转,并且当JIS-A硬度大于80时,清洁性能会变差。橡胶刮板的排斥弹性优选为20%到75%。当排斥弹性大于75%时,容易发生刮板的反转,并且当小于20%时,可降低清洁性能。
JIS-A硬度和排斥弹性均基于JIS K6301的硫化橡胶的物理测试方法进行测量。
放电过程是一种通过施加放电偏压使图像承载部件放电的过程,并且可以通过放电单元顺利地进行。
放电单元没有特别限制,只要对图像承载部件施加放电偏压。它可以从迄今已知的放电部分中适当选择,并且有利的实例包括放电灯。
回收过程是一种将清洁过程中除去的电子照相调色剂回收到显影单元中的过程,并且可以通过回收单元有利地进行。
回收单元没有特别限制,并且可以使用迄今已知的传送单元。
控制过程是一种控制每一个上述过程的过程,并且它可以通过控制单元有利地执行。
控制装置没有特别限制,只要它可以控制各个单元的行为。它可以根据应用适当选择。其实例包括如序列发生器和电子计算机的设备。
参考图4描述本发明的成像装置的一个方面。
图4是表示本发明的成像装置的实例的示意图,并且如下所述的修改的实例属于本发明的类别。
作为图像承载部件的光电导体201包括载体上的光电导层,该光电导层依次包括电荷产生层、电荷输送层和交联的电荷输送层。该图显示具有鼓状的光电导体201,但是它可以是片状或环形带状。
导线型充电部件和辊状充电部件可以用作充电部件203。
为了高速充电,优选可以使用scorotron型充电部件。通过这种充电部件使光电导体充电,并且施加到光电导体上的电场强度越高,点的可重复性变得越好。
能确保高强度并且能高分辨率(600dpi或以上的分辨率)记录的光源如发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和电致发光(EL)用于图像曝光部分205。
迄今已知的充电部分可以用于转印单元,并且如图4所示,转印充电器210和分离充电器211的结合是有效的。另外,也可以使用转印带和转印辊,并且优选使用产生较少臭氧的接触式充电部分如转印带和转印辊。在转印过程中,可以通过恒电压系统和恒电流系统中的任何一种施加电压/电流,但是优选恒电流系统,因为可以使转印的电荷维持在恒定水平,并且该系统具有优异的稳定性。
显影部件206具有一个显影筒,并且使在光电导体201上显影的调色剂转印到转印纸209上。
使在光电导体上形成的调色剂图像转印到转印纸上,从而在转印纸上形成图像。有两种转印方法:一种是图4所示的方法,其中使在光电导体的表面上显影的调色剂图像直接转印到转印纸上;而另一种方法是将调色剂图像首先转印到中间记录介质上,并且然后转印到转印纸上的方法。在本发明中,两种方法均可使用。
可以使用迄今已知的转印部件,如果它在构造方面满足本发明的组成。
当用充正(负)电的光电导体进行成像曝光时,在光电导体的表面上形成正(负)静电潜像。可以通过用负(正)调色剂,即探测颗粒,使其显影形成正像,并且可以通过用正(负)调色剂使其显影获得负像。
能在电荷除去灯202中使用的光源可以是发光材料,通常如荧光灯、钨丝灯、卤素灯、水银灯、钠灯、发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和电致发光(EL)。各种滤波器如尖峰消除(sharp cut)滤波器、带通滤波器、近红外线滤波器、分色滤光器、干涉滤波器和颜色-温度转换滤波器可以用于仅仅具有所需波长的光的辐射。
通过提供除了图4所示过程以外的转印过程、放电过程、清洁过程或诸如其中结合使用光辐射的预曝光的过程,用这种光源等的光照射光电导体。
当在上述充电系统中使用叠加的AC组件时,或当光电导体的剩余电位小时,可以省略这种放电系统。不仅可以使用光学放电而且也可以使用静电放电系统(例如对其使用反向偏压或接地的放电刷)。在图4中,208和212分别表示阻挡辊和独立的倒齿。
通过显影单元206在光电导体201上显影的调色剂被转印到转印纸209上;某些情况下,一些调色剂残留在光电导体201上。通过毛刷214和刮板215从光电导体上除去这种调色剂。可以只用清洁刷进行清洁,并且可以使用迄今已知的包括毛刷和磁毛刷的刷用于清洁刷。
将参考图5描述通过成像装置执行的本发明的成像方法的一个方面。如图5所示的成像装置100装备有作为图像承载部件的光电导体鼓10(光电导体10)、作为充电单元的充电辊20、作为曝光单元的曝光单元30、作为显影单元的显影单元40、中间转印部件50、作为清洁单元的具有清洁刮板的清洁单元60和作为放电单元的放电灯70。
中间转印部件50是由三个布置在带内的辊51延伸并且设计成沿箭头方向移动的环形带。三个辊51的部分作为转印偏压辊,它可以将特定的转印偏压、第一转印偏压压印到中间转印部件50上。用于中间转印部件的清洁刮板90接近中间转印部件50放置,并且作为能压印转印偏压用于将可见图像、调色剂图像(第二转印)转印到记录介质95上的转印单元的转印辊80与中间转印部件50面对面布置。在中间转印部件50的周围区域中,用于对中间转印部件50上的可见图像充电的电晕充电器58布置在光电导体10和中间转印部件50的接触区域和中间转印部件50和沿着中间转印部件50的旋转方向的记录介质95的接触区域之间。
用作为显影剂承载部件的显影带41、并列在显影带41周围区域中的黑色显影单元45K、黄色显影单元45Y、品红显影单元45M和青色显影单元45C来构造显影单元40。黑色显影单元45K装备有显影剂容器42K、显影剂供料辊43K和显影辊44K,而黄色显影单元45Y装备有显影剂容器42Y、显影剂供料辊43Y和显影辊44Y。品红显影单元45M装备有显影剂容器42M、显影剂供料辊43M和显影辊44M,而青色显影单元45C装备有显影剂容器42C、显影剂供料辊43C和显影辊44C。显影带41是环形带,并且在许多可旋转的皮带辊之间延伸,并且一部分显影带41与光电导体10接触。
例如,充电辊20对如图5所示的成像装置100中的光电导体鼓10均匀充电。曝光设备30在光电导体鼓10上曝光成像,并且形成静电潜像。然后用从显影单元40供应的调色剂使在光电导体鼓10上形成的静电潜像显影形成可见图像(调色剂图像)。然后通过从辊51施加的电压将可见图像(调色剂图像)转印到中间转印部件50上,作为第一转印,并且进一步转印到转印纸95上,作为第二转印。结果,在转印纸95上形成转印图像。通过清洁单元60除去残留在光电导体10上的调色剂,并且通过放电灯70暂时除去在光电导体10上累积的电荷。
参考图6描述通过成像装置操作本发明的成像方法的另一个方面。除了没有装备有显影带41,并且黑色显影单元45K、黄色显影单元45Y、品红显影单元45M和青色显影单元45C直接面对光电导体10布置以外,如图6所示的成像装置100具有与图5所示的成像装置100相同的阵容和效果。在图6中使用的标记对应于图5中使用的标记。
参考图7描述通过成像装置操作本发明的成像方法的另一个方面。如图7所示的串联成像装置是一种串联的彩色成像装置。串联的成像装置装备有复印机主体150、进纸台200、扫描器300和自动文件供应机(ADF)400。
以环形带形式的中间转印部件50放置在复印机主体150的中心部分。中间转印部件50在以如图7所示的顺时针方向旋转的支承辊14、15和16之间延伸。中间转印部件清洁单元17接近支承辊15布置,以便除去残留在中间转印部件50上的调色剂。在中间转印部件50上布置串联的显影部分120。在串联的显影单元中,四个成像装置18、黄色、青色、品红和黑色,在中间转印部件50中沿着转印方向成直线排列,该中间转印部件在支承辊14和15之间延伸。曝光设备21接近串联的显影部分120布置。在中间转印部件50中布置串联显影部分120的对侧布置第二转印设备22。第二转印带24,环形带,在一对辊23和在第二转印带24上的转印纸之间延伸,并且中间转印部件50在第二转印单元22中彼此接近。定影设备25接近第二转印设备22布置。定影单元25装备有定影带26、环形带和通过被压制排列的压辊27。
纸张反转装置28在串联的成像装置中接近第二转印设备22和定影设备25布置,以便使转印纸反转,在转印纸的两则形成图像。
将说明使用串联的显影部分120的彩色图像的形成、彩色复印件。开始时,文件置于自动文件供应机(ADF)400的文件台130上,或打开自动文件供应机400并且将文件置于扫描器300的接触玻璃32上,并且关闭自动文件供应机400。
通过按下启动开关(未显示),当文件被置于自动文件供应机400时,在将文件输送并且移到接触玻璃32之后,扫描器300被激活,或者在当文件被置于接触玻璃32上时立即激活扫描器300,并且第一载体33和第二载体34开始运转。从第一载体33施加来自光源的光,并且同时在文件表面反射的光通过第二载体34的镜子反射。然后扫描传感器36通过成像透镜35接受光,并且扫描彩色复印件(彩色图像),以便提供黑色、黄色、品红色和青色的图像信息。
将黑色、黄色、品红色和青色的每种图像信息送到串联的显影部分120的各个成像单元18:黑色成像单元、黄色成像单元、品红色成像单元和青色成像单元,并且在各个成像单元中形成黑色、黄色、品红色和青色的各个调色剂图像。如图8所示的串联的显影部分120的成像单元18:黑色成像单元、黄色成像单元、品红色成像单元和青色成像单元装备有光电导体10:用于黑色的光电导体10K、用于黄色的光电导体10Y、用于品红色的光电导体10M和用于青色的光电导体10C,对光电导体10均匀充电的充电器160、相应于基于如图8中L所示的每个彩色图像信息的彩色图像使光电导体成像曝光在光电导体上形成相应于每个彩色图像的静电潜像的曝光设备、使用每种彩色调色剂:黑色调色剂、黄色调色剂、品红色调色剂和青色调色剂使静电潜像显影以便形成调色剂图像的显影设备61、使调色剂图像转印到中间转印部件50上的转印充电部分62、清洁设备63和放电器64。成像单元18能根据每一种彩色图像信息形成每一种单色图像:黑色、黄色、品红色和青色图像。这些形成的图像:在用于黑色的光电导体10K上形成的黑色图像、在用于黄色的光电导体10Y上形成的黄色图像、在用于品红色的光电导体10M上形成的品红色图像和在用于青色的光电导体10C上形成的青色图像,被依次转印到中间转印部件50上,该中间转印部件50通过支承辊14、15和16旋转转印(第一转印)。并且使黑色、黄色、品红色和青色图像重叠,形成合成的彩色图像,彩色转印图像。
在进纸台200中,选择性地旋转一个进纸辊142,并且使纸张(记录纸)从纸库143的多个进纸盒144中的一个出来,并且在通过分离辊145逐一分离之后送到进纸路径146。然后通过输送辊147将纸张输送到复印机主体150的进纸路径148中,并且停止在阻挡辊49上。或者,在被分离辊145逐一分离之后,通过旋转进纸辊142使手工进纸盘54上的纸张(记录纸)出来,插入手工进纸路径53,并且同样地停止到阻挡辊49上。通常,阻挡辊49接地使用;然而当利用偏压以便除去纸张粉末时也同样有效。阻挡辊49与中间转印部件50上的合成彩色图像(彩色转印图像)同步旋转,并且在中间转印部件50和第二转印设备22之间发送纸张(记录纸)。然后通过第二转印设备22使合成的彩色图像(彩色转印图像)转印(第二转印),在纸张(记录纸)上形成彩色图像。通过中间转印部件清洁设备17洁清在图像转印之后残留在中间转印部件50上的调色剂。
转印并且形成彩色图像的纸张(记录纸)通过第二转印设备22取出并且送到定影设备25中,以便在热压力下使合成的彩色图像(彩色转印图像)定影到纸张(记录纸)上。由开关爪55的触发,由排纸辊56排出纸张(记录纸),并且堆积在排纸盘57上。或者,由开关爪55触发,通过纸张反转单元28反转纸张,并且再次送到转印位置。在背侧记录图像之后,然后通过排纸辊56排出纸张,并且堆积在排纸盘57上。
在本发明的成像装置和成像方法中,光电导层包括没有电荷输送结构具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的化合物和具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物的反应产物,并且使用包括具有较低磨耗损失的光电导层的图像承载部件,从而允许长时间形成高分辨率和高质量的图像。
(处理盒)
本发明的处理盒包括图像承载部件和选自在图像承载部件上形成静电潜像的静电潜像形成单元、使用调色剂使静电潜像显影以便形成可见图像的显影单元、将可见图像转印到记录介质上的转印单元和除去残留在图像承载部件上的调色剂的清洁单元中的至少任何一个单元,并且它进一步包括根据需要适当选择的其他单元。
图像承载部件包括载体、至少依次包括电荷产生层、电荷输送层和交联的电荷输送层的光电导层,其中交联的电荷输送层包括没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的化合物和具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物的反应产物,并且图像承载部件与上面描述的相同。
显影单元至少包括:包含调色剂或显影剂的显影剂容器和承载并且传送包含于显影剂容器中的调色剂或显影剂的显影剂承载部件,并且它可以进一步包括用于调节所负载的调色剂的层厚度的层厚度调节部件。
本发明的处理盒可拆卸地安装在各种成像装置上,并且优选可拆卸地安装在上述本发明的成像装置上。
处理盒,例如如图9所示,容纳光电导体101。它还包括充电单元102、显影单元104、转印单元108、清洁单元107,并且根据需要进一步包括其它单元。在图9中,103和105分别表示来自曝光单元的曝光和记录介质。
光电导体101包括载体和至少依次包括电荷产生层、电荷输送层和交联的电荷输送层的光电导层。
例如,迄今已知的充电部件可以用于充电单元102。
例如,能高分辨率记录的光源可以用于曝光单元103。
将说明通过图9所示的处理盒的成像过程。通过从充电单元102充电并且从曝光单元(未显示)曝光,在光电导体101的表面上形成相应于曝光图像的静电潜像,该光电导体沿着箭头的方向旋转。这种静电潜像是在显影单元104中显影的调色剂,并且通过转印单元108将调色剂的显影转印到记录介质105上,并且印出。接下来,用清洁单元107清洁在图像转印之后的图像承载部件的表面,并且进一步通过放电单元(未显示)放电。再次重复上述操作。
关于本发明的成像装置,整合部件如上述的图像承载部件、显影单元和清洁单元,以便形成处理盒,并且这种装置可拆卸地附在装置主体上。而且充电设备、图像曝光设备、显影设备、转印或分离设备和清洁设备中至少任何一种负载于光电导体上,以便形成作为可拆卸地附于装置主体的单一单元的处理盒,并且该单元可以具有导向装置如装置主体上的横杆的可拆卸结构。
下面说明本发明的实施例,但是并不应该认为这些实施例限制本发明。在以下实施例中,除非另作说明,所有份数是指质量份数。
(实施例1)
-图像承载部件1的制备-
在具有100毫米的直径的铝圆筒上,通过浸涂法应用具有以下组成的底涂层涂覆溶液并且干燥,以便形成具有3.5μm的厚度的底涂层。
<底涂层涂覆溶液的组成>
·醇酸树脂 6份
(由Dainippon Ink and Chemicals,Incorporated制造的BECKOSOL1307-60-EL)
·三聚氰胺树脂 4份
(由Dainippon Ink and Chemicals, Incorporated制造的SUPERBECKAMINE G-821-60)
·二氧化钛 40份
·甲乙酮 50份
接下来,通过浸渍对底涂层涂布具有以下组成的电荷产生层涂覆溶液,并且干燥,以形成具有0.2μm的厚度的电荷产生层。
<电荷产生层涂覆溶液的组成>
·Y形钛氧基酞菁 6份
·有机硅树脂溶液(由Shinetsu Chemical Industry,Inc.制造的KR5240,15质量%的二甲苯-丁醇液体) 70份
2-丁酮 200份
接下来,通过浸渍对电荷产生层应用具有以下组成的电荷输送层涂覆溶液,并且干燥,以形成具有22μm的厚度的电荷输送层。
<电荷输送层涂覆溶液的组成>
·电荷输送材料(以下结构式(A)) 25份
·双酚Z聚碳酸酯树酯(由Mitsubishi Gas Chemical Inc.制造的YupilonZ300) 30份
·二氯甲烷 300份
接下来,通过在电荷输送层喷射来涂布具有以下组成的交联的电荷输送层涂覆溶液,并且进行自然干燥20分钟,然后在金属卤化物灯的条件下通过光辐射固化:160W/cm2,辐射距离:120mm,辐射强度:500mW/cm2,照射时间:60秒。进一步,将固化膜在130℃下干燥20分钟,以便形成具有5.2μm的厚度的交联的电荷输送层。由此,制备了光电导体。
<交联的电荷输送层涂覆溶液的组成>
·没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的单体10份
(下式的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造的KAYARAD TMPTA,分子量:296、官能团数目:3,分子量/官能团数目=99)
·具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物(化合物No.54)10份
·作为光聚合引发剂的1-羟基-环己基-苯基酮(由Ciba SpecialtyChemicals制造的IRGACURE184) 1份
·四氢呋喃 100份
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使其可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件1。
(实施例2)
-图像承载部件2的制备-
除了将实施例1中的交联的电荷输送层的厚度改为1.3μm以外,使用与实施例1相同的方式制备光电导体。
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所生成的光电导体的载体内部,使其可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件2。
(实施例3)
-图像承载部件3的制备-
除了将实施例1中的交联的电荷输送层的厚度改为7.7μm以外,使用与实施例1相同的方式制备光电导体。
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所生成的光电导体的载体内部,使其可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件3。
(实施例4)
-图像承载部件4的制备-
除了在实施例1中用于交联的电荷输送层的涂覆溶液的组成改为以下组成,并且交联的电荷输送层的厚度改为5.4μm以外,用与实施例1中相同的方式制备光电导体。
<交联的电荷输送层涂覆溶液的组成>
·没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的单体(由Kayaku Sartomer Co.,Ltd.制造的四丙烯酸季戊四醇酯,SR-295,分子量:352,官能团数目:4,分子量/官能团数目=88) 10份
·具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物(化合物No.138) 10份
·作为光聚合引发剂的1-羟基-环己基-苯基酮(由Ciba SpecialtyChemicals制造的IRGACURE 184) 1份
四氢呋喃 100份
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件4。
(实施例5)
-图像承载部件5的制备-
除了将实施例4中的交联的电荷输送层的厚度改为1.4μm以外,使用与实施例4相同的方式制备光电导体。
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件5。
(实施例6)
-图像承载部件6的制备-
除了将实施例4中的交联的电荷输送层的厚度改为7.7μm以外,使用与实施例4相同的方式制备光电导体。
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。因此,制备图像承载部件6。
(实施例7)
-图像承载部件7的制备-
除了在实施例1中用于交联的电荷输送层的涂覆溶液的组成改为以下组成,并且交联的电荷输送层的厚度改为5.0μm以外,用与实施例1中相同的方式制备光电导体。
<交联的电荷输送层涂覆溶液的组成>
.没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的单体(下式的己内酯改性的六丙烯酸二季戊四醇酯,由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造的KAYARAD DPCA-60,分子量:1263、官能团数目:6,分子量/官能团数目=211) 10份
·具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物(化合物No.54) 10份
·作为光聚合引发剂的2,2-二甲氧基-1,2-二苯乙烷-1-酮(由CibaSpecialty Chemicals制造的IRGACURE 651) 1份
·四氢呋喃 100份
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件7。
(实施例8)
-图像承载部件8的制备-
除了将实施例7中的交联的电荷输送层的厚度改为9.6μm以外,使用与实施例7相同的方式制备光电导体。
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件8。
(实施例9)
-图像承载部件9的制备-
除了将实施例7中的交联的电荷输送层的厚度改为1.6μm以外,使用与实施例7相同的方式制备光电导体。
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。因此,制备图像承载部件9。
(实施例10)
-图像承载部件10的制备-
除了将实施例7中的交联的电荷输送层的厚度改为2.6μm以外,使用与实施例7相同的方式制备光电导体。
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件10。
(实施例11)
-图像承载部件11的制备-
除了将实施例7中的交联的电荷输送层的厚度改为7.8μm以外,使用与实施例7相同的方式制备光电导体。
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件11。
(实施例12)
-图像承载部件12的制备-
除了在实施例1中用于交联的电荷输送层的涂覆溶液的组成改为以下组成,并且交联的电荷输送层的厚度改为5.0μm以外,用与实施例1中相同的方式制备光电导体。
<交联的电荷输送层涂覆溶液的组成>
·没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的单体(下式的六丙烯酸二季戊四醇酯,1∶1(质量比)的六丙烯酸酯和五丙烯酸酯的混合物,由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造的KAYARAD,DPHA,平均分子量:536,官能团数目:5.5,分子量/官能团数目=97) 10份
(1∶1(质量比)的a=5、b=1的化合物和a=6、b=0的化合物的混合物)
·具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物(化合物No.54) 10份
·作为光聚合引发剂的2,2-二甲氧基-1,2-二苯乙烷-1-酮(由CibaSpecialty Chemicals制造的IRGACURE 651) 1份
·四氢呋喃 100份
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件12。
(实施例13)
-图像承载部件13的制备-
除了在实施例1中用于交联的电荷输送层的涂覆溶液的组成改为以下组成,并且交联的电荷输送层的厚度改为5.0μm以外,用与实施例1中相同的方式制备光电导体。
<交联的电荷输送层涂覆溶液的组成>
·没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的单体(以质量比为1∶1使用以下(1)和(2)的两种单体的混合物) 10份
(1)下式的己内酯改性的六丙烯酸二季戊四醇酯,由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造的KAYARAD DPCA-120,分子量:1947、官能团数目:6,分子量/官能团数目=325)
(2)下式的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造的TMPTA,分子量:296、官能团数目:3,分子量/官能团=99)
·具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物(化合物No.54) 10份
·作为光聚合引发剂的2,2-二甲氧基-1,2-二苯乙烷-1-酮(由CibaSpecialty Chemicals制造的IRGACURE 651) 1份
·四氢呋喃 100份
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件13。
(实施例14)
-图像承载部件14的制备-
除了在实施例1中用于交联的电荷输送层的涂覆溶液的组成改为以下组成,并且交联的电荷输送层的厚度改为5.0μm以外,用与实施例1中相同的方式制备光电导体。
<交联的电荷输送层涂覆溶液的组成>
·没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的单体(以质量比为1∶1使用以下(1)和(2)的两种单体的混合物) 10份
(1)下式的六丙烯酸二季戊四醇酯(1∶1(质量比)的六丙烯酸酯和五丙烯酸酯的混合物)由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造的KAYARAD,DPHA,平均分子量:536,官能团数目:5.5,分子量/官能团数目=97)
(1∶1(质量比)a=5,b=1自的化合物和a=6,b=0的化合物的混合物)
(2)下式的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造的TMPTA(分子量:296,官能团数目:3,分子量/官能团数目=99)
·具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物(化合物No.54) 10份
·作为光聚合引发剂的2,2-二甲氧基-1,2-二苯乙烷-1-酮(由CibaSpecialty Chemicals制造的IRGACURE 651) 1份
·四氢呋喃 100份
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件14。
(实施例15)
-图像承载部件15的制备-
除了将实施例14中的交联的电荷输送层的厚度改为9.6μm以外,使用与实施例14相同的方式制备光电导体。
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件15
(实施例16)
-图像承载部件16的制备-
除了将实施例14中的交联的电荷输送层的厚度改为1.5μm以外,使用与实施例14相同的方式制备光电导体。
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件16。
(实施例17)
-图像承载部件17的制备-
除了将实施例14中的交联的电荷输送层的厚度改为2.5μm以外,使用与实施例14相同的方式制备光电导体。
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件17。
(实施例18)
-图像承载部件18的制备-
除了将实施例14中的交联的电荷输送层的厚度改为7.8μm以外,使用与实施例14相同的方式制备光电导体。
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件18。
(对比例1)
-图像承载部件19的制备-
除了在实施例1中没有形成交联的电荷输送层,并且电荷输送层的厚度改为27μm以外,用与实施例1中相同的方式制备光电导体。
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件19。
(对比例2)
-图像承载部件20的制备-
以与实施例1中相同的方式形成直到电荷输送层的层。在这个电荷输送层上涂布具有以下组成的用于涂布粘附层的溶液,并且在100℃下进行热处理30分钟,以形成具有0.3μm的厚度的粘附层。
<粘附层涂覆溶液的组成>
·甲硅烷基丙烯酸酯(由Shinetsu Chemical Industry,Inc.制造PC-7A)
6份
·2-丁酮 200份
接下来,在粘附层上涂布具有以下组成的保护层涂覆溶液,并且在120℃下加热1小时进行固化,以形成具有1μm的干燥厚度的保护层。由此,形成了光电导体。
<保护层涂覆溶液的组成>
向由80摩尔%的甲基硅氧烷单元和20摩尔%的甲基苯基硅氧烷单元的聚硅氧烷的甲醇溶液中添加分子筛4A,并且静置15小时,接着,进行脱水处理。将10份这种溶液溶于10份甲苯,并且向混合物中添加1份甲基三甲氧基硅烷和0.2份二丁锡醋酸酯,以形成均匀的保护层涂覆溶液。
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件20。
(对比例3)
-图像承载部件21的制备-
除了向对比例2中的保护层涂覆溶液添加0.5份胶体二氧化硅以外,用与对比例2中相同的方法制备光电导体。
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件21。
(对比例4)
-图像承载部件22的制备-
用与对比例2中相同的方法形成直到粘附层的层。添加60份市售的有机硅化合物(由Shinetsu Chemical Industry,Inc.制造的KP-85)和60份2-丙醇,并且均匀溶解,以制备表面保护层涂覆溶液。在粘附层上涂布这种表面保护层涂覆溶液,以使其具有1μm的干燥厚度,并且在110℃下加热1小时进行干燥,以形成表面保护层。由此,制备了光电导体。
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件22。
(对比例5)
-图像承载部件23的制备-
用与对比例2中相同的方法形成直到粘附层的层。添加60份市售的有机硅化合物(由Shinetsu Chemical Industry,Inc.制造的X-40-2269)和60份2-丙醇,并且均匀溶解。然后在粘附层上涂布这种溶液,以便形成具有1μm的干燥厚度的保护层,并且在110℃下干燥1小时,以制备光电导体。
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件23。
(对比例6)
-图像承载部件24的制备-
以与实施例1中相同的方式形成直到电荷输送层的层。添加30份市售的有机硅化合物(由Shinetsu Chemical Industry,Inc.制造的X-40-2269)和60份2-丙醇,并且均匀溶解,并且向这种溶液混入6份二羟甲基三苯胺以制备均匀的溶液。然后在电荷输送层上涂布这种溶液,以便形成具有1μm的干燥厚度的保护层,并且在100℃下干燥1小时以制备光电导体。
片状加热元件,其中镍铬线加热元件被聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂夹层,被插入所得到的光电导体的载体内部,使得可以从其内部加热光电导体。由此,制备了图像承载部件24。
<图像评估>
在实施例1到18和对比例1到6中获得图像承载部件1到24中的每一个都被安装在成像装置(由Ricoh Company,Limited制造的imagio MF7070)上,并且适当地进行曝光。然后,初始充电电位设置为-850V,并且通过在高温和高湿度(30℃和90%RH)下同时维持每一图像承载部件的表面温度为40℃的环境下复印50000张,对所形成的图像进行评估。从初始图像和复制50000张之后的图像抽取样品,并且根据以下标准进行评估。进一步,用同样的方法评估放置12小时之后的图像。结果如表3所示。
[评估标准]
A:没有特殊情况
B:分辨力轻微降低,但是实际上可以容许
C:分辨力部分减少,并且从实际角度看并不可取。
D:产生图像缺失,并且不可能实际应用。
<耐磨性的评估>
用涡流厚度测量仪器(由Fischer Instruments K.K.制造)在复印80000张之前及之后测量每一图像承载部件的厚度,并且从上述复印之前及之后之间的厚度的差确定磨耗损失(μm)。
表3
图像承载部件号 | 磨损量(mm) | 初始图像 | 复印50000张之后的图像 | 放置12小时之后的图像 | |
实施例1 | 1 | 0.29 | A | A | A |
实施例2 | 2 | 0.83 | A | A | A |
实施例3 | 3 | 0.29 | A | A | A |
实施例4 | 4 | 0.29 | A | A | A |
实施例5 | 5 | 0.33 | A | A | A |
实施例6 | 6 | 0.29 | A | A | A |
实施例7 | 7 | 0.38 | A | A | A |
实施例8 | 8 | 0.38 | A | A | A |
实施例9 | 9 | 0.45 | A | A | B |
实施例10 | 10 | 0.39 | A | A | A |
实施例11 | 11 | 0.38 | A | A | A |
实施例12 | 12 | 0.27 | A | A | A |
实施例13 | 13 | 0.25 | A | A | A |
实施例14 | 14 | 0.23 | A | A | A |
实施例15 | 15 | 0.23 | A | A | A |
实施例16 | 16 | 0.26 | A | A | A |
实施例17 | 17 | 0.23 | A | A | A |
实施例18 | 18 | 0.23 | A | A | A |
对比例1 | 19 | 2.00 | B | C | C |
对比例2 | 20 | 0.83 | B | C | D |
对比例3 | 21 | 0.60 | B | C | D |
对比例4 | 22 | 0.60 | B | C | D |
对比例5 | 23 | 0.65 | A | B | D |
对比例6 | 24 | 0.65 | A | B | C |
表3的结果显示:通过加热图像承载部件控制实施例1到18的图像承载部件的表面温度在适当的温度范围内,改善了图像承载部件最上面的交联的电荷输送层的耐磨性。因而,在实施例1到18中,可获得高质量的图像。
相反,在对比例1到6中,使用了不包含交联的电荷输送层的图像承载部件,并且因此不能获得由加热装置得到加热效果。尤其在高温和高湿度的环境下获得的图像是差的。
使用本发明图像承载部件的成像方法、成像装置和处理盒广泛用于使用了直接或间接的电子照相多色图像显影方法的例如全彩色复印机、全彩色激光打印机和全彩色空白纸传真机。
Claims (11)
1.一种图像承载部件,包括:
光电导体;和
加热该光电导体的加热单元,
其中该光电导体依次包括:载体、在载体上的电荷产生层、电荷输送层和交联的电荷输送层,
其中交联的电荷输送层包括没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的化合物和具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物的反应产物,
其中没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的化合物包括多种具有不同结构的可自由基聚合的化合物,
其中多种可自由基聚合的化合物中的至少一种是由以下通式(A)表示的化合物:
通式(A)
其中,在通式(A)中,R71、R72、R73、R74、R75和R76各自表示氢原子和由以下结构式表示的基团中的一种;R71至R76中的四个或更多个不同时为氢原子:
其中R77表示单键、亚烷基、亚烷基醚基、聚氧化烯基、用羟基取代的亚烷基醚基、用(甲基)丙烯酰氧基取代的亚烷基醚基、氧化烯羰基和聚(氧化烯羰基)中的任何一种;并且R78表示氢原子和甲基中的一种。
2.根据权利要求1的图像承载部件,其中加热单元容纳在光电导体中,并且光电导体通过加热单元从其内部被加热。
3.根据权利要求1的图像承载部件,其中交联的电荷输送层具有1μm到10μm的厚度。
4.根据权利要求3的图像承载部件,其中交联的电荷输送层具有2μm到8μm的厚度。
6.根据权利要求1的图像承载部件,其中具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的化合物和具有一个官能团的可自由基聚合的化合物的可自由基聚合的官能团是丙烯酰氧基和甲基丙烯酰氧基中的至少一种。
7.一种成像方法,包括:
在图像承载部件上形成静电潜像;
用调色剂使该静电潜像显影以形成可见图像;
将该可见图像转印到记录介质上;
将转印到记录介质上的转印图像定影;和
清洁图像承载部件,
其中,使用包括光电导体和加热光该电导体的加热单元的图像承载部件作为图像承载部件,
其中,该光电导体依次包括:载体;载体上的电荷产生层、电荷输送层和交联的电荷输送层,
其中该交联的电荷输送层包括没有电荷输送结构具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的化合物和具有电荷输送结构具有一个官能团的可自由基聚合的化合物的反应产物,
其中当加热该图像承载部件时形成图像,
其中没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的化合物包括多种具有不同结构的可自由基聚合的化合物,
其中多种可自由基聚合的化合物中的至少一种是由以下通式(A)表示的化合物:
通式(A)
其中,在通式(A)中,R71、R72、R73、R74、R75和R76各自表示氢原子和由以下结构式表示的基团中的一种;R71至R76中的四个或更多个不同时为氢原子:
其中R77表示单键、亚烷基、亚烷基醚基、聚氧化烯基、用羟基取代的亚烷基醚基、用(甲基)丙烯酰氧基取代的亚烷基醚基、氧化烯羰基和聚(氧化烯羰基)中的任何一种;并且R78表示氢原子和甲基中的一种。
8.根据权利要求7的成像方法,其中在成像期间图像承载部件的表面温度为30℃到65℃。
9.一种成像装置,包括:
图像承载部件;
在该图像承载部件上形成静电潜像的静电潜像形成单元;
通过用调色剂使该静电潜像显影形成可见图像的显影单元;
将该可见图像转印到记录介质上的转印单元;
将该转印到记录介质上的转印图像定影的定影单元;和
清洁该图像承载部件的清洁单元,
其中该图像承载部件包括:光电导体和加热该光电导体的加热单元,
其中,该光电导体依次包括载体;载体上的电荷产生层、电荷输送层和交联的电荷输送层,
其中交联的电荷输送层包括没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的化合物和具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物的反应产物,
其中使用加热状态的该图像承载部件形成图像,
其中没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的化合物包括多种具有不同结构的可自由基聚合的化合物,
其中多种可自由基聚合的化合物中的至少一种是由以下通式(A)表示的化合物:
通式(,A)
其中,在通式(A)中,R71、R72、R73、R74、R75和R76各自表示氢原子和由以下结构式表示的基团中的一种;R71至R76中的四个或更多个不同时为氢原子:
其中R77表示单键、亚烷基、亚烷基醚基、聚氧化烯基、用羟基取代的亚烷基醚基、用(甲基)丙烯酰氧基取代的亚烷基醚基、氧化烯羰基和聚(氧化烯羰基)中的任何一种;并且R78表示氢原子和甲基中的一种。
10.根据权利要求9的成像装置,其中在成像期间图像承载部件的表面温度为30℃到65℃。
11.一种处理盒,包括:选自图像承载部件、在图像承载部件上形成静电潜像的静电潜像形成单元、通过用调色剂使静电潜像显影形成可见图像的显影单元、将可见图像转印到记录介质上的转印单元和除去图像承载部件上的残留色调剂的清洁单元中的至少任何一种单元,
其中该图像承载部件包括:光电导体和加热光电导体的加热装置,
其中该光电导体依次包括:载体;该载体上的电荷产生层、电荷输送层和交联的电荷输送层,
其中交联的电荷输送层包括没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的化合物和具有电荷输送结构的具有一个官能团的可自由基聚合的化合物的反应产物,
其中使用加热状态的该图像承载部件形成图像,
其中没有电荷输送结构的具有三个或更多个官能团的可自由基聚合的化合物包括多种具有不同结构的可自由基聚合的化合物,
其中多种可自由基聚合的化合物中的至少一种是由以下通式(A)表示的化合物:
通式(A)
其中,在通式(A)中,R71、R72、R73、R74、R75和R76各自表示氢原子和由以下结构式表示的基团中的一种;R71至R76中的四个或更多个不同时为氢原子:
其中R77表示单键、亚烷基、亚烷基醚基、聚氧化烯基、用羟基取代的亚烷基醚基、用(甲基)丙烯酰氧基取代的亚烷基醚基、氧化烯羰基和聚(氧化烯羰基)中的任何一种;并且R78表示氢原子和甲基中的一种。
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