CN101414133B - 含三胺化合物的电子照相感光体和具有该感光体的图像形成装置以及三胺化合物及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种新的可用于提供具有优异耐臭氧性并且对其它特性方面不造成不利影响的电子照相感光体的三胺化合物,及其制造方法,以及提供使用该三胺化合物的电子照相感光体,和具有该电子照相感光体的图像形成装置,提供的电子照相感光体由顺序层压在由导电材料制成的导电支持体上的单层型感光层或层压型感光层而形成,该单层型感光层包含电荷产生材料和电荷输送材料,该层压型感光层具有含电荷产生材料的电荷产生层以及含电荷输送材料的电荷输送层,该单层型感光层或层压型感光层的电荷输送层包含特定的三胺化合物。

Description

含三胺化合物的电子照相感光体和具有该感光体的图像形成装置以及三胺化合物及其制造方法
技术领域
本发明涉及含三胺化合物的电子照相感光体和具有该感光体的图像形成装置,以及三胺化合物及其制造方法。
背景技术
使用电子照相技术形成图像的电子照相系统的图像形成装置(以下还称为“电子照相装置”)多作为复印机、印刷机、传真机等使用。
在电子照相装置中,通过以下描述的电子照相过程形成图像。
首先,使装置中设置的电子照相感光体(以下也称作“感光体”)的感光层带电,然后通过曝光形成静电潜像。
将形成的静电潜像显影从而形成调色剂图象,然后,将形成的调色剂图像转印并定影到转印材料如记录纸上,从而在转印材料上形成所需的图像。
近年来,电子照相技术不仅应用于复印机领域,而且应用于以往使用卤化银照相技术的印刷版材、幻灯片、显微胶片等领域,并且该技术还应用于使用激光器、LED(发光二极管)、CRT(阴极射线管)等作为光源的高速印刷机。随着电子照相技术应用范围的扩展,对感光体的要求变得更高和更广泛。
作为传统的感光体,广泛使用具有基于无机型光电导材料如硒、氧化锌、硫化镉的感光层的无机感光体。
虽然无机感光体某种程度上具有感光体的基础特性,然而,它具有难以形成感光层的膜、缺乏可塑性、制造成本高等缺点。另外,无机光电导材料一般毒性高,因此在制造和处理上存在大的限制。
如上所述,因为这些无机光电导材料和使用这些无机光电导材料的无机感光体存在许多缺点,所以进行了有机光电导材料的研究与开发。
近年来,广泛地研究和开发了有机光电导材料,有机光电导材料不仅应用于静电记录元件如感光体,而且开始应用于传感器元件、有机EL(电致发光)元件等。
使用有机光电导材料的有机感光体有利地具有优异的感光层成膜性,优异的柔韧性和使感光体容易设计,以及具有轻重量和优异的透明度并通过适当的增感方法显示出对宽波长范围的优异的感光度,因此有机感光体正逐渐作为主流感光体被开发。
尽管早期的有机感光体在感光度和耐久性方面存在缺点,但是通过电荷产生功能和电荷输送功能分配给不同材料的功能分离型感光体的开发,这些缺点已经得到了显著改善。这些功能分离型感光体除了上述有机感光体具有的优点之外,还具有感光层的构成材料可以宽范围选择和可以相对容易地制造具有合适特性感光体的优点。
作为这种有机感光体的结构,已经提出了各种各样的结构,包括单层结构,其中电荷产生材料和电荷输送材料(还称作“电荷转移材料”)都分散在支持体上的粘合剂树脂中,和层压结构或相反双层型结构,其中通过将电荷产生材料分散在粘合剂中获得的电荷产生层和通过将电荷输送材料分散在粘合剂树脂中获得的电荷输送层以顺序或反序形成于支持体上。
这些结构之中,将电荷输送层层压在电荷产生层上作为感光层的功能分离型感光体具有优良的电子照相特性和耐久性,并且由于高的材料选择自由度,该感光体特性可以采用多种设计,因而广泛用于实际应用中。
作为功能分离型感光体的电荷产生材料,研究了多种材料,包括酞菁颜料、方酸内鎓(squalilium)染料、偶氮颜料、茈颜料、多环醌颜料、花青颜料、方形酸染料和吡喃鎓盐类染料,以及提出了耐光性强和电荷产生能力高的各种材料。
另外,作为电荷输送材料,已知各种化合物,包括如吡唑啉化合物、腙化合物、三苯胺化合物、芪化合物和烯胺化合物。
对具有所提出或研究的结构的感光体,要求其具有各种性能如高速运转性、耐久性和感光稳定性。特别地,对于感光体的特性,对应于反转显影体系电子照相装置如最近的数字复印机和激光印刷机而言,需要同时具备针对高速运转的高感光性和通过改善耐磨性改善的耐久性(或长使用寿命)和感光稳定性。此外,对于例如在激光印刷机中使用的感光体来说,需要具有在反复使用中的较高图像可靠性和稳定性。
然而,这些感光体的耐久性通常比无机型感光体更差,这被认为是这些感光体的一大缺点。耐久性大致分为电子照相物理性能方面的耐久性如感光性、残留电位、带电能力和图像灰雾,和机械耐久性如由摩擦所引起的感光体表面的磨损和刮涂。已知电子照相物理性能方面的耐久性降低主要是由于在感光体表层中所含电荷输送材料的劣化,该劣化由电晕放电产生臭氧、NOx(氧化氮)等和光照射引起。尽管许多提出的具有各种骨架的电荷输送材料在耐久性方面具有显著改善,但在当前技术状态下这些改善还不够。
此外,感光体在系统中反复使用,因此需要恒定稳定的电子照相特性。目前,任何结构都没有充分获得这种稳定性和耐久性。
换言之,重复使用时发生的电位下降、残留电位升高、感光性变化等,和复印质量降低,从而使感光体不能再使用。尽管并非所有的这些劣化其原因都是清楚的,但某些能预期的原因如下。
例如,已经证明电晕放电/带电装置释放的氧化气体如臭氧和氧化氮对感光层造成显著的损害。这些氧化气体导致感光层中的材料发生化学变化,从而造成各种特性改变。
例如,这些氧化气体造成例如电荷电位减少、残留电位升高和由表面电阻减少引起的分辨率减少,结果在输出图象上产生图像灰雾如针孔和黑带,从而显著损坏了图像质量,并缩短了感光体的寿命。
对于这种现象,提出了将电晕带电装置周围的气体有效排除并替换以避免气体对感光体的直接影响作用,和向感光层添加抗氧化剂和稳定剂以防止感光体劣化作用。
例如,日本专利申请公开号62-105151公开了向感光层中添加分子内具有三嗪环和受阻酚骨架的抗氧化剂,日本专利申请公开号63-18355公开了向感光层中添加特定位阻胺。另外,日本专利申请公开号63-4238、日本专利申请公开号63-216055和日本专利申请公开号3-172852公开了向感光层中添加三烷基胺或芳族胺,另外日本专利申请公开号5-158258公开了向感光层中加入胺二聚物。然而,所有这些仍不够。
即通过这些常规技术不能充分达到耐臭氧性效果,并且在当前技术状态下的实际使用中仍具有如下不利影响,即通过添加抗氧化剂等损害了电子照相特性如感光度和残留电位。因此,希望提出一种能够改善耐臭氧性并在电子照相特性方面没有不利影响的新材料。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种新的三胺化合物,其能用于使感光体具有优异的耐臭氧性效果并对其它特性方面没有不利影响,和提供一种制造该三胺化合物的方法,以及使用该三胺化合物的感光体和具有该感光体的图像形成装置。
本发明的发明人经过辛勤工作并出人意料地发现了特定三胺化合物具有优异的耐臭氧性,并且在电子照相方面没有不利影响,而且非常适用于感光体和具有该感光体的图像形成装置,从而最终实现本发明。
根据本发明,提供了一种电子照相感光体,其是包括层压在由导电材料制成的导电支持体上的单层型感光层和任选的表面保护层的电子照相感光体,所述单层型感光层包含电荷产生材料和电荷输送材料;或者其是包括层压在由导电材料制成的导电支持体上的层压型感光层和任选的表面保护层的电子照相感光体,所述层压型感光层具有顺序层压的含电荷产生材料的电荷产生层和含电荷输送材料的电荷输送层,其中
i)当单层型感光层或层压型感光层的表面未形成表面保护层时,单层型感光层或层压型感光层的电荷输送层包含由下述通式(1)表示的三胺化合物:
ii)当单层型感光层或层压型感光层的各自表面形成有表面保护层时,单层型感光层和表面保护层、或者层压型感光层的电荷输送层和表面保护层包含由下述通式(1)表示的三胺化合物;或
单层型感光层或层压型感光层的表面保护层包含由下述通式(1)表示的三胺化合物:
Figure G2008101703282D00061
其中,Ar1、Ar2和Ar3彼此相同或不同,表示任选取代的芳基、任选取代的环烷基、任选取代的含杂原子的环烷基或任选取代的一价杂环残基;
Y1、Y2和Y3彼此相同或不同,表示任选取代的链状亚烷基;和
R1、R2和R3相同或不同,表示任选取代的烷基、任选取代的芳烷基、或氢原子。
另外,根据本发明,提供了一种图像形成装置,所述装置包括电子照相感光体;使电子照相感光体带电的带电手段(means,或称带电工具);使带电的电子照相感光体曝光的曝光手段(或称曝光工具)和使经曝光形成的静电潜像显影的显影手段(或称显影工具)。
此外,根据本发明,提供了一种图像形成装置,其中带电手段是接触式带电。
此外,根据本发明,提供了一种由式(4)表示的三胺化合物:
Figure G2008101703282D00062
此外,根据本发明,提供了一种由式(5)表示的三胺化合物:
Figure G2008101703282D00071
此外,根据本发明,提供了一种制造三胺化合物的方法,其中通过使由式(6)表示的胺化合物
Figure G2008101703282D00072
其中R1、R2和R3表示甲基或苯甲基,与由式(7)表示的氯代化合物:
Figure G2008101703282D00073
在有机胺碱的存在下反应而得到由上述式(4)或(5)表示的化合物。
本发明的三胺化合物通过包含在每个含有机光电导材料的感光层中而具有优异的耐臭氧性效果并且对电子照相特性方面没有不利影响,这样优选化合物与有机光电导材料一起使用。
因此,通过例如在感光体的感光层中含有根据本发明的化合物,可以提供一种具有改善的耐臭氧性效果并且同时具有优异耐久性和环境稳定性的感光体。
此外,即使本发明的感光体用于高速照相过程中,它也能够通过其优异的耐臭氧性效果而提供高质量的图象。
因此,通过使用根据本发明的感光体,即使在长期重复使用后,也可以形成具有优异耐臭氧性的高质量图象。
此外,因为根据本发明的感光体在感光层中包含根据本发明的三胺化合物,它具有优异的耐臭氧性效果,并且伴随感光体长寿化的感光体休止记忆现象方面很优越。
因此,在根据本发明的图像形成装置中,可以在各种环境下长时间稳定地形成没有图像缺陷的高质量图像。
此外,因为根据本发明的感光体即使在高速电子照相过程中也可以提供高质量的图像,所以在根据本发明的图像形成装置中可以增加图像形成速度。
此外,根据本发明三胺化合物的制造方法,通过在有机胺碱的独特存在下,使相应卤代化合物和胺化合物在加热反应下的非水溶剂中反应而方便地获得结晶形式的三胺化合物。
因此,根据该制造方法得到的化合物完全没有对电子照相特性方面具有不利影响的金属化合物的污染,并且不需要萃取操作如液体分离工艺,由此可以通过简单操作而获得具有高纯度的化合物。
附图说明
图1是表示根据本发明的单层型感光体的要部结构的示意剖面图;
图2是表示根据本发明的单层型感光体的要部结构的示意剖面图;
图3是表示根据本发明的单层型感光体的要部结构的示意剖面图;
图4是表示根据本发明的单层型感光体的要部结构的示意剖面图;
图5是表示根据本发明的层压型感光体的要部结构的示意剖面图;
图6是表示根据本发明的层压型感光体的要部结构的示意剖面图;
图7是表示根据本发明的层压型感光体的要部结构的示意剖面图;
图8是表示根据本发明的层压型感光体的要部结构的示意剖面图;和
图9是表示根据本发明的图像形成装置结构的示意侧视图。
具体实施方式
本发明的感光体是包括含电荷产生材料和电荷输送材料的单层型感光层、和任选的层压在由导电材料制成的导电支持体上的表面保护层的电子照相感光体,或者是包括具有顺序层压的含电荷产生材料的电荷产生层和含电荷输送材料的电荷输送层的层压型感光层、和任选的层压在由导电材料制成的导电支持体上的表面保护层的电子照相感光体,
其中
i)当单层型感光层或层压型感光层的表面未形成表面保护层时,单层型感光层或层压型感光层的电荷输送层包含由通式(1)表示的三胺化合物:
ii)当单层型感光层或层压型感光层的各自表面上形成有表面保护层时,单层型感光层和表面保护层、或者层压型感光层的电荷输送层和表面保护层都包含由通式(1)表示的三胺化合物;或者
单层型感光层或层压型感光层的表面保护层包含由通式(1)表示的三胺化合物。
在由通式(1)表示的三胺化合物之中,从作为化学物质的化学稳定性如分解或变质、原料可用性的容易程度、制造的容易程度、收率高低、制造成本等观点看,其中优选通式(1)的Y1、Y2和Y3为链状亚烷基的三胺化合物,即由通式(2)表示的三胺化合物:
Figure G2008101703282D00101
其中Ar1、Ar2、Ar3、R1、R2和R3与通式(1)的定义相同;n、m和1相同或不同,表示1-3的整数,特别优选其中通式(1)中的Y1、Y2和Y3为亚甲基的三胺化合物,即由通式(3)表示的三胺化合物:
Figure G2008101703282D00102
其中Ar1、Ar2、Ar3、R1、R2和R3具有与通式(1)相同的定义。
现在,将描述通式(1)、(2)和式(3)中的取代基。
作为任选取代的芳基Ar1、Ar2和Ar3,例如可以包括具有1-4个碳原子的烷基,具有1-4个碳原子的烷氧基,具有2-6个碳原子的二烷氨基,和可以被卤素原子取代的芳基。
特定实例包括如苯基、甲苯基、二甲苯基、甲氧基苯基、甲基甲氧基苯基、叔丁基苯基、4-二乙氨基苯基、4-氯苯基、4-氟苯基、萘基和甲氧基萘基,它们之中特别优选苯基、甲苯基、甲氧基苯基和萘基。
作为任选取代的环烷基Ar1、Ar2和Ar3,例如可以包括可被具有1-4个碳原子的烷基取代的环烷基。
特定实例包括如环己基、环戊基和4,4-二甲基环己基,并且它们之中,特别优选环己基。
作为任选取代的含杂原子的环烷基Ar1、Ar2和Ar3,例如可以包括四氢呋喃基、四甲基四氢呋喃基等。
作为任选取代的一价杂环残基Ar1、Ar2和Ar3,例如可以包括可被具有1-4个碳原子的烷基取代的单价杂环残基。
特定实例包括如呋喃基、4-甲基呋喃基、苯并呋喃基和苯并噻吩基,并且它们之中,特别优选呋喃基和苯并呋喃基。
作为任选取代的链状亚烷基Y1、Y2和Y3,例如可以包括可被具有1-4个碳原子的烷基取代的亚烷基。
特定实例包括如亚甲基、亚乙基、亚丙基和2,2-二甲基亚丙基,并且它们之中,特别优选亚甲基和亚乙基。
作为任选取代的烷基R1、R2和R3,例如可以包括具有1-4个碳原子的烷基,具有1-4个碳原子的烷氧基,和可被卤素原子取代的烷基。
特别地,特别优选甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、三氟甲基、2-氟乙基、2,2,2-三氟乙基和1-甲氧基乙基。
作为任选取代的芳烷基R1、R2和R3,例如可以包括具有1-4个碳原子的烷基,具有1-4个碳原子的烷氧基,和可被卤素原子取代的芳烷基。
特别地,特别优选苄基、4-甲基苄基、4-甲氧基苄基、3-乙基苄基和1-萘基甲基。
根据本发明的三胺化合物的特定实例将显示如下。
Figure G2008101703282D00121
[表1]
Figure G2008101703282D00131
Figure G2008101703282D00141
在表中,-Me是指甲基,-Et是指乙基,iBu是指异丁基和-TFM是指三氟甲基。另外,-M-是指亚甲基,-E-是指亚乙基,-P-是指亚丙基,和-DMP-是指2,2-二甲基三亚甲基。
本发明的三胺化合物(1)可以通过在如下所述反应流程中显示的方法来制造。
即,可以通过在有机胺碱的存在下,加热由通式(6)表示的胺化合物和通式(8)所示的卤素化合物来制造目标产物。
Figure G2008101703282D00151
其中,Ar1、Ar2、Ar3、Y1、Y2、Y3、R1、R2和R3具有与通式(1)
相同的定义,X1、X2和X3表示卤原子。
作为上述化学反应式中的卤原子X1、X2和X3,可以包括氯原子、溴原子和碘原子,并且它们之中,特别优选氯原子和溴原子。
例如,上述反应可以下列方式进行。
将胺化合物(6)和卤素化合物(8)溶解或分散在溶剂中,并添加有机胺碱,然后在加热下搅拌。反应完成后,通过过滤分离出沉淀,并使其在单一或混合溶剂体系如乙醇、甲醇和乙酸乙酯中再结晶。这样,可以方便地得到具有高产率和高纯度的目标产物。
作用上述反应中使用的溶剂,可以使用在上述反应中呈惰性并能够溶解或分散反应基质和有机胺碱的任何溶剂,没有任何特别的限制。特定实例包括芳族烃如甲苯和二甲苯;醚如二乙醚、四氢呋喃、乙二醇二甲基醚和1,4-二噁烷;酰胺如N,N-二甲基甲酰胺;和亚砜如二甲基亚砜,并且这些物质可以单独或作为混合溶剂使用。
在此,溶剂的用量没有特别限制,可以适当地调整成使反应平稳进行的量,这取决于反应条件如反应基质的用量、反应温度和反应时间。
作为有机胺碱,例如可以包括N,N-二异丙基乙胺、N,N-二甲氨基吡啶和1,4-二氮杂双环十一碳烯。
使用的胺化合物(6)和卤素化合物(8)的比例没有特别限制,然而考虑到反应效率,优选相对于1.0当量的仲胺化合物(6),使用的全部卤素化合物(8)为大约3.0-3.6当量。
另外,卤素化合物(8)和有机胺碱的比例没有特别限制,然而考虑到反应效率,优选相对于1.0当量的卤素化合物(8),使用的有机胺碱为1.05-2.0当量。
此外,加热温度和反应时间没有特别限制,然而考虑到反应效率,优选使反应在60-120℃下持续2-8小时,这取决于使用的溶剂。
根据本发明的三胺化合物具有优异耐臭氧性的特性。
因此,在感光层(特别是电荷输送层)中包含本发明三胺化合物的感光体具有优异的电子照相特性,并且难以受到系统中产生的臭氧、和氧化氮的影响,这样即使在重复使用后也保持了稳定特性和图像质量,并且可以达到非常高的耐久性。
特别地,由式(4)表示的三胺化合物(4)
Figure G2008101703282D00171
和由式(5)表示的三胺化合物(5)
Figure G2008101703282D00172
是新的化合物。
上述三胺化合物(4)和(5)可以通过使由式(6)表示的胺化合物
Figure G2008101703282D00173
其中R1、R2和R3表示甲基或苯甲基,
和由式(7)表示的苄基氯(氯代化合物)
Figure G2008101703282D00174
在有机胺碱的存在下反应而制造。
接下来,将具体描述根据本发明的感光体的结构。
图1-8是表示本发明感光体要部结构的示意剖面图。
图1-4是表示单层型感光体要部结构的示意剖面图,其中感光层是由单层组成的单层型感光层。
另外,图5-8是表示层压型感光体(以下,还被称作“功能分离型感光体”)要部结构的示意剖面图,其中感光层是由电荷产生层和电荷输送层组成的层压型感光层。本发明的感光体可以是其中电荷产生层和电荷输送层以逆序形成的逆转双电层型层压结构,然而优选上述层压型。
在图1的感光体11中,单层型感光层2形成在导电支持体1的表面上。
在图2的感光体12中,单层型感光层2和表面保护层5顺序形成于导电支持体1的表面上。
在图3的感光体13中,中间层6和单层型感光层2顺序形成在导电支持体1的表面上。
在图4的感光体14中,中间层6,单层型感光层2和表面保护层5顺序形成在导电支持体1的表面上。
在图5的感光体15中,其中电荷产生层3和电荷输送层4顺序层压的层压型感光层7形成在导电支持体1的表面上。
在图6的感光体16中,其中电荷产生层3和电荷输送层4顺序层压的层压型感光层7,和表面保护层5顺序形成在导电支持体1的表面上。
在图7的感光体17中,中间层6、和其中电荷产生层3与电荷输送层4顺序层压的层压型感光层7顺序形成在导电支持体1的表面上。
在图8的感光体18中,中间层6、和其中电荷产生层3与电荷输送层4顺序层压的层压型感光层7、以及表面保护层5顺序形成在导电支持体1的表面上。
[导电支持体1(感光体的素管(base pipe))]
形成导电支持体的材料没有特别限制,只要是本领域中使用的即可。
该材料的特定实例包括金属材料如铝、铝合金、铜、锌、不锈钢和钛;聚合物材料如聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰胺、聚酯、聚甲醛和聚苯乙烯;在基础材料如硬质纸或玻璃等的表面上层压金属箔而获得的材料,或者通过气相沉积金属材料而获得的材料,或者气相沉积或施涂导电化合物如导电聚合物、氧化锡或氧化铟的层而获得的材料。
导电支持体的形状不局限于如图1-8所示的片状,并且可以是如筒状、圆柱状或无缝带状。
根据需要,可以对导电支持体1的表面进行阳极氧化膜处理、使用化学物或热水等的表面处理、着色处理或漫反射处理如表面粗糙化处理,只要这些处理不影响图像质量。
当根据本发明的感光体用于使用激光器作为曝光光源的电子照相过程中时,漫反射处理特别有效。即,在使用激光作为曝光光源的电子照相过程中,因为激光束的波长一致,感光体表面反射的激光束与感光体内部反射的激光束相互干涉,导致图像上出现干涉条纹,从而造成图像缺陷的发生。因此,通过对导电支持体的表面进行漫反射处理,可以防止具有均匀波长的激光束之间干涉造成的图像缺陷。
[单层型感光层2]
单层型感光层2包含电荷产生材料、电荷输送材料、本发明的三胺化合物和粘合剂树脂。
电荷产生材料能够通过吸收光而产生电荷。
作为电荷产生材料,可以使用本领域中使用的任意化合物。
特定实例包括有机颜料或染料如偶氮系颜料(例如单偶氮系颜料、双偶氮系颜料和三偶氮系颜料等)、靛蓝系颜料(例如靛蓝和硫靛蓝等)、茈系颜料(例如茈酰亚胺和茈酸酐等)、多环醌系颜料(例如蒽醌和芘醌等)、酞菁系颜料(例如金属酞菁和X型非金属酞菁等)、方酸内鎓(squalilium)染料、吡喃鎓盐和硫代吡喃鎓盐、三苯基甲烷系染料和无机材料如硒和非晶硅。这些电荷产生材料可以单独使用或者以两种以上的组合形式使用。
这些电荷产生材料中,优选酞菁系颜料如金属酞菁和X型非金属酞菁,和特别优选氧钛酞菁。
因为酞菁系颜料具有高电荷产生效率和电荷注入效率,它们吸收光生成大量电荷,并且可以将生成的电荷有效地注入到单层型感光层中所含的电荷输送材料中并平稳地输送,而不累积在它们分子中。因此,可以获得具有高感光度和高分辨率的感光体。该效果还适用于将随后描述的层压型感光体。
另外,电荷产生材料可以与增感染料组合使用。
作为这种增感染料,可以例举以甲基紫、结晶紫、夜光蓝(NightBlue)和维多利亚蓝(Victoria Blue)为代表的三苯甲烷型染料;以红霉素、若丹明B、若丹明3R、吖啶橙和Flapeosine为代表的吖啶染料;以亚甲蓝和亚甲绿为代表的噻嗪染料;以卡普里蓝(Capri Blue)和麦尔多拉蓝(Meldola′s Blue)为代表的噁嗪染料;花青染料,苯乙烯基染料,吡喃鎓盐染料或硫代吡喃鎓盐染料。
电荷输送材料能够容纳和输送在电荷产生材料中生成的电荷,并且包括空穴输送材料和电子输送材料。
作为空穴输送材料,可以使用本领域中使用的任意化合物。
具体的实例包括咔唑衍生物、芘衍生物、噁唑衍生物、噁二唑、噻唑衍生物、噻二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、咪唑啉酮衍生物、咪唑烷衍生物、双咪唑烷衍生物、苯乙烯基化合物、腙化合物、多环芳香族化合物、吲哚衍生物、吡唑啉衍生物、噁唑酮衍生物、苯并咪唑衍生物、喹唑啉衍生物、苯并呋喃衍生物、吖啶衍生物、吩嗪衍生物、氨芪衍生物、三芳基胺衍生物、三芳基甲烷衍生物、苯二胺衍生物、芪衍生物、烯胺衍生物和联苯胺衍生物、主链或侧链具有由这些化合物衍生的基团的聚合物(例如,聚N-乙烯基咔唑和聚1-乙烯基芘、乙基咔唑甲醛树脂、三苯基甲烷聚合物和聚9-乙烯基蒽)和聚硅烷。
作为电子输送材料,可以使用本领域中使用的任意化合物。
具体的实例包括苯醌衍生物、四氰乙烯衍生物、四氰对苯醌二甲烷衍生物、芴酮衍生物、呫吨酮衍生物、菲醌衍生物、邻苯二甲酸酐衍生物和联苯醌衍生物等有机化合物,和无机材料如非晶硅、非晶硒、碲、硒-碲合金、硫化镉、硫化锑、氧化锌和硫化锌。这些电荷输送材料可以单独使用或者以两种以上的组合形式使用。
作为粘合剂树脂,可以使用例如为了提高单层型感光层的机械强度、耐久性等并具有粘合性能的本领域所用树脂,并且优选与本发明的三胺化合物具有优异相容性的粘合剂树脂。
具体的实例包括热塑性树脂如聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯类乙烯基类树脂、聚碳酸酯、聚酯、聚酯碳酸酯、聚砜、聚芳酯、聚酰胺、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚醚、聚丙烯酰胺和聚苯醚;热固性树脂如苯氧基树脂、环氧树脂、硅树脂、聚氨酯、酚醛树脂、醇酸树脂、三聚氰胺树脂、苯氧基树脂、聚乙烯醇缩丁醛和聚乙烯醇缩甲醛,这些树脂的部分交联产物,包含这些树脂中所含的两种以上结构单元的共聚物树脂(绝缘树脂如氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物树脂和丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂等)。这些粘合剂树脂可以单独使用或者以两种以上的组合形式使用。
这些树脂之中,优选聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚芳酯和聚苯醚,因为它们与本发明的三胺化合物具有特别优异的相容性,体积电阻值为1013欧姆以上时具有优异电绝缘性,并具有优异的成膜能力和电位特性等,并且特别优选使用聚碳酸酯。
对于电荷输送材料和本发明使用的三胺化合物的比例,尽管对其没有特别限制,但优选当电荷输送材料的重量为“A”和三胺化合物的重量为“B”时,A/B的比例为100/0.1以上至100/20以下。
当本发明的三胺化合物的用量相对于100重量份的电荷输送材料小于0.1重量份时,效果可能很小。
另一方面,当本发明的三胺化合物的用量相对于100重量份的电荷输送材料超过20重量份时,相对于电荷输送材料的相对量变高,这样可产生感光度等降低的现象。
此外,单层型感光层可包含添加剂如本领域中使用的抗氧化剂。这些添加剂是合乎需要的,因为它提高感光层形成用涂布液的稳定性,延长液体寿命,并且同时还减少了通过涂布液制造的感光体中的氧化杂质,从而改善耐久性。
作为抗氧化剂,例如可以包括受阻酚衍生物、受阻胺衍生物等。
电荷输送材料和抗氧化剂的使用比例没有特别限制,然而优选相对于100重量份的电荷输送材料,使用0.1-10重量份的抗氧化剂。当抗氧化剂的用量小于0.1重量份时,下文将描述的感光层形成用涂布液的稳定性、和感光体耐久性提高的效果可能不够,而当抗氧化剂的量超过10重量份时,则对感光体的电特性造成不利影响。
本发明的三胺化合物、电荷产生材料、电荷输送材料和根据需要添加的添加剂与粘合剂的比例没有特别限制,然而优选粘合剂树脂占总重量的大约40-60%。
当粘合剂树脂的比例小于40重量%时,可损坏单层型感光层的膜强度,而当粘合剂树脂的比例超过60重量%时,则可损坏单层型感光层的功能。
单层型感光层2可以通过制备感光层形成用涂布液而形成,其通过将本发明的三胺化合物、电荷产生材料、电荷输送材料和粘合剂树脂以及根据需要的添加剂如抗氧化剂溶解或分散在适当的有机溶剂中,将该涂布液施涂到导电支持体1的表面上或形成于导电支持体1上的中间层6的表面上,然后干燥以除去有机溶剂。
更特别地,例如将构成材料溶解或分散到通过将粘合剂树脂溶解到有机溶剂中制备的树脂溶液中,从而制备单层型感光层形成用涂布液。
作为有机溶剂,例如可以包括芳族烃如苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、四氢萘、二苯基甲烷、二甲氧基苯和二氯苯;卤代烃类如二氯甲烷、二氯乙烷和四氯丙烷;醚如四氢呋喃(THF)、二噁烷、二苄醚、二甲氧基甲基醚和1,2-二甲氧基乙烷;酮如甲基乙基酮、环己酮、苯乙酮和异佛尔酮;酯如苯甲酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸丁酯;含硫溶剂如二苯硫;氟类溶剂如六氟异丙醇;和非质子极性溶剂如N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺等。这些溶剂可以单独使用或者作为混合溶剂使用。可以使用通过向上述溶剂中添加醇、乙腈或甲乙酮而制备的混合溶剂。
在将构成材料溶解或分散在树脂溶液中之前,可以将电荷产生材料及其它添加剂进行预粉碎。
预粉碎可以使用常用的粉碎机如球磨机、砂磨机、磨碎机、振动式研磨机或超声分散机进行。
构成材料可以溶解或分散在树脂溶液中,例如通过常用的分散机如油漆振摇机(paint shaker)、球磨机或砂磨机。此时,优选采取适当的分散条件以防止出现由构成容器和分散机的构件磨损生成杂质,从而混入涂布液。
作为单层型感光层形成用涂布液的施涂方法,可以包括辊涂、喷涂、刮涂、环涂和浸涂等。
单层型感光层的膜厚度没有特别限制,然而优选为5-100μm,并且特别优选10-50μm。当单层型感光层的膜厚度小于5μm时,则感光体表面的电荷保持能力降低,而当单层型感光层的膜厚度大于100μm时,则可降低感光体的产率。
[层压型感光层7]
层压型感光层7由电荷产生层3和电荷输送层4组成。
[电荷产生层3]
电荷产生层3包含电荷产生材料和粘合剂树脂,并且可任选地包含本发明的三胺化合物。
作为电荷产生材料,可以使用一种或两种以上与单层型感光层内所含相同的电荷产生材料。
作为粘合剂树脂,可以使用一种或两种以上与单层型感光层内所含相同的粘合剂树脂。
电荷产生材料和粘合剂树脂的使用比例没有特别限制,然而优选电荷产生材料和粘合剂树脂的总量中,电荷产生材料占10-99重量%,剩余的为粘合剂树脂。
当电荷产生材料的比例小于10重量%时,则感光度可降低,而当电荷产生材料的比例超过99重量%时,不仅电荷产生层的膜强度降低而且电荷产生材料的分散性也降低,并且粗大粒子增多,在通过曝光应该消去的部分之外的区域上表面电荷减少,这样通常可出现图像缺陷,特别是被称为黑斑的图像灰雾,其中由于在白底上附着调色剂而形成细小黑斑。
根据需要,除上述两种必须组分外,电荷产生层可以适量包含选自空穴输送材料、电子输送材料、抗氧化剂、分散稳定剂和增感剂中的一种或两种以上。这提高了电位特性,并且同时增加了将随后描述的电荷产生层形成用涂布液的稳定性,这样可以减轻感光体在重复使用后的疲劳和劣化,并从而提高耐久性。
电荷产生层3可以通过制备电荷产生层形成用涂布液而形成,其通过将电荷产生材料、粘合剂树脂和根据需要的其它添加剂溶解或分散在适当的有机溶剂中,并将该涂布液施涂到导电支持体1的表面上或形成于导电支持体1上的中间层6的表面上,然后干燥以除去有机溶剂。更特别地,例如通过将电荷产生材料和其它根据需要的添加剂溶解或分散在通过将粘合剂树脂溶解在有机溶剂中制备的树脂溶液中,从而制备电荷产生层形成用涂布液。
其它步骤及其它条件与单层型感光层的形成一致。
作为有机溶剂,可以使用一种或两种以上与单层型感光层形成用涂布液中所用相同的溶剂。
电荷产生层3的膜厚度没有特别限制,然而优选为0.05-5μm,并且特别优选0.1-1μm。。当电荷产生层的膜厚度小于0.05μm时,光吸收率降低并且感光度可降低,而当电荷产生层膜厚度超过5μm时,电荷产生层内部的电荷输送成为感光体表面电荷消去过程的速率决定步骤,感光度可能降低。
[电荷输送层4]
电荷输送层4包含电荷输送材料、根据本发明的三胺化合物和粘合剂树脂。
作为本发明的三胺化合物,可以使用一种或两种以上与单层型感光层中所含相同的三胺化合物。
作为电荷输送材料,可以使用一种或两种以上与单层型感光层中所含相同的电荷输送材料。
作为粘合剂树脂,可以使用一种或两种以上与单层型感光层中所含相同的粘合剂树脂。
电荷输送材料与本发明三胺化合物的比例与单层型感光层相同。
电荷产生材料与粘合剂树脂的比例与单层型感光层相同。
根据需要,除上述三种必须组分之外,电荷输送层可以包含与单层型感光层中所含相同的添加剂如抗氧化剂。
电荷输送层4可以通过制备电荷输送层形成用涂布液而形成,其通过将电荷输送材料、本发明的三胺化合物、粘合剂树脂和根据需要的其它添加剂溶解或分散在适当的有机溶剂中,并将该涂布液施涂到电荷产生层3的表面上,然后干燥以除去有机溶剂来实现。更特别地,通过将电荷输送材料、本发明的三胺化合物和根据需要的其它添加剂溶解或分散在通过粘合剂树脂溶解于有机溶剂中制备的树脂溶液中,从而制备电荷输送层形成用涂布液。
其它步骤及其它条件与单层型感光层的形成一致。
对于电荷输送层4的膜厚度没有特别限制,然而优选5-50μm,特别优选10-40μm。当电荷输送层的膜厚度小于5μm时,感光体表面的电荷保持力可能降低,而当电荷输送层的膜厚度超过50μm时,感光体的分辨率可能降低。
[表面保护层5]
表面保护层5具有提高感光体耐久性的功能,包含电荷输送材料和粘合剂树脂,并且可任选包含根据本发明的三胺化合物,以及可任选设置在单层型感光层或层压型感光层的表面上。
作为电荷输送材料,可以使用一种或两种以上与单层型感光层中所含相同的电荷输送材料。
作为粘合剂树脂,可以使用一种或两种以上与单层型感光层中所含相同的粘合剂树脂。
表面保护层5例如可以通过制备表面保护层形成用涂布液而制备,其通过将电荷输送材料、粘合剂树脂等溶解或分散于适当的有机溶剂中,并将该表面保护层形成用涂布液涂布到单层型感光层2或层压型感光层7的表面上,然后干燥以除去有机溶剂来实现。
作为在此使用的有机溶剂,可以使用一种或两种以上与在感光层2形成中所用相同的溶剂。
其它步骤及其它条件与单层型感光层的形成一致。
对于表面保护层5的膜厚度没有特别限制,然而优选0.5-10μm,特别优选1-5μm。当表面保护层5的膜厚度小于0.5μm时,感光体表面的耐刮性变差并且耐久性可能不够,而当膜厚度超过10μm时,感光体的分辨率降低。
[中间层6]
优选地,本发明的感光体在导电支持体和单层型感光层或层压型感光层之间具有中间层。
中间层具有防止电荷从导电支持体注入单层型感光层或层压型感光层的功能。即,抑制了单层型感光层或层压型感光层带电性的下降,并抑制了通过曝光消去部分之外的区域中表面电荷的减少,以及防止出现图像缺陷如灰雾。特别地,在通过反转显影处理形成图像的情况下,防止出现被称为黑点的图像灰雾,其中微小的调色剂黑点形成在白底上。
另外,覆盖导电支持体表面的中间层能够降低导电支持体表面的粗糙度(其是导电支持体的表面缺陷)从而使表面均一化,从而提高单层型感光层或层压型感光层的成膜性,并提高导电支持体和单层型感光层或层压型感光层之间的粘附性。
中间层例如可以通过制备中间层形成用涂布液而制备,其通过将树脂材料溶解在适当的溶剂中,并将该涂布液施涂在导电支持体的表面上,接着干燥以除去有机溶剂来实现。
作为树脂材料,除与单层型感光层中所含相同的粘合剂树脂之外,可以包括天然聚合物材料如酪蛋白、明胶、聚乙烯醇和乙基纤维素,并且可以使用它们的一种或两种以上。
作为溶解或分散树脂材料的溶剂,例如可以包括水,醇如甲醇、乙醇和丁醇,甘醇醚(grimes)如甲基卡必醇和丁基卡必醇,以及将这些溶剂的两种以上混合获得的混合溶剂。
其它步骤及其它条件与单层型感光层的形成一致。
中间层形成用涂布液还可以包含金属氧化物粒子。
金属氧化物粒子能够确保容易地调节中间层的体积电阻并另外防止电荷注入至单层型感光层或层压型感光层中,同时还可以保持感光体在各种情形下的电特性。
作为金属氧化物粒子的实例,例如可以包括氧化钛、氧化铝、氢氧化铝、氧化锌等。
当中间层形成用涂布液中树脂材料和金属氧化物粒子的总量设为C而溶剂的量设为D时,(C/D)的容量比优选为1/99-40/60(重量比=0.01-0.67),且特别优选为2/98-30/70(重量比=0.02-0.43)。
另外,树脂材料的含量(E)与金属氧化物粒子的含量(F)的容量比(E/F)优选为1/99-90/10(重量比=0.01-9.0),且更优选为5/95-70/30(重量比=0.05-2.33)。
中间层的膜厚度没有特别限制,然而优选为0.01-20μm,且特别优选为0.1-10μm。中间层的膜厚度小于0.01μm时,中间层基本上不起作用并且不能获得由覆盖缺陷形成的导电支持体的均匀表面,而当中间层的膜厚度大于20μm时,难以形成均匀的中间层,并且降低感光体的感光度。
当导电支持体的构成材料为铝时,可以形成含有防蚀铝的层(防蚀铝层)作为中间层。
本发明的图像形成装置包括本发明的感光体、使感光体带电的带电手段、使感光体曝光的曝光手段和使通过曝光形成的静电潜像显影的显影手段。
本发明的图像形成装置将参照附图进行描述,然而,图像形成装置将不局限于下列描述的内容。
图9是表示本发明的图像形成装置结构的侧示示意图。
图9的图像形成装置20由本发明的感光体21(例如图1-8中的感光体11-18的任意一种)、带电手段(带电器)24、曝光手段28、显影手段(显影器)25、转印器26、清洁器27和定影器31组成。附图标号30表示转印纸。
感光体21通过图像形成装置20的主体(未显示)以旋转方式支持,并通过驱动手段(或称驱动工具,未显示)绕旋转轴22沿箭头23方向旋转。驱动手段例如由包括电动机、减速齿轮的结构组成,并且将其驱动力传递给构成感光体21的芯体的导电支持体,驱动感光体21以规定的圆周速度旋转。带电器24、曝光手段28、显影器25、转印器26和清洁器27按此顺序沿感光体21的外周面从感光体21的旋转方向上游侧向下游侧设置,如箭头23所示。
带电器24是使感光体21的外周面带电到预定电位的带电手段。在本发明的实施方式中,带电器24是通过接触式带电辊24a和对该带电辊24a施加电压的偏压电源24b构成的结构来实现的。
作为带电手段,可以使用带电线(charger wire),然而在需要感光体表面具有高耐磨性的带电辊中,形成有根据本发明的表面保护层的感光体对提高耐久性具有更大的效果。
因此,在本发明的图像形成装置中,带电手段优选为接触式带电。
曝光手段28具有例如作为光源的半导体激光器,并且光28a如从光源射出的激光束照射在感光体21的带电器24和显影器25之间,从而将带电感光体21的外周面根据图像信息进行曝光。感光体21通过光28a沿感光体21的旋转轴22的延伸方向、或称主扫描方向反复扫描,与该扫描操作同时在感光体21的表面逐步地形成静电潜像。
显影器25是通过显影剂通过曝光使形成于感光体21表面上的静电潜像显影的显影手段,并且与感光体21相对设置,并包括向感光体21的外周面供给调色剂的显影辊25a和壳体25b,所述壳体25b以可以绕与感光体21的旋转轴22平行的旋转轴旋转的方式支持显影辊25a,同时在其内部空间中储存含有调色剂的显影剂。
转印器26是将通过显影形成于感光体21的外周面的作为可视图像的调色剂图像,转印到利用运送手段(或称运送工具,未显示)沿箭头29的方向供给至感光体21和转印器26之间并作为记录介质的转印纸30上的转印手段(或称转印工具)。转印器26例如为非接触式转印手段,其具有带电手段并且向转印纸30提供与调色剂反极性的电荷而将调色剂图像转印到转印纸30上。
清洁器27作为清洁手段,其清除和回收使用转印器26进行转印操作后残留在感光体21外周面上的调色剂,并且包括清洁刮板27a和回收用壳体27b,所述清洁刮板27a剥离残留在感光体21外周面上的调色剂,回收用壳体27b储存由清洁刮板27a剥离的调色剂。另外,清洁器27与除电灯(未显示)一起设置。
此外,图像形成装置20设置有定影器31,其为将转印的图像定着的定影手段,设置在运送通过感光体21和转印器26之间的转印纸30的下游侧。定影器31包括配有加热手段(或称加热工具,未显示)的加热辊31a和与加热辊31a相对设置并由加热辊31a挤压以形成接触部的压力辊31b。
图像形成装置20的图像形成操作以如下所述方式进行。首先,当感光体21由驱动手段驱动而沿箭头23的方向旋转时,感光体21的表面通过带电器24均匀地带正或负电到预定的电位,所述带电器24沿感光体21的旋转方向设置在曝光手段28的光28a的像点的上游侧。
然后,使用曝光手段28发出的、对应于图像信息的光28a对感光体21的表面进行辐照。在感光体21中,通过曝光将光28a辐照部分的表面电荷除去,这导致在光28a辐照部分的表面电位与光28a未辐照部分的表面电位之间产生电位差,并由此形成静电潜像。
从沿感光体21的旋转方向设置在曝光装置28的光28a像点的下游侧的显影器25,向形成有静电潜像的感光体21表面供给调色剂,并将静电潜像显影和形成调色剂图像。
供给到感光体21和转印器26之间的转印纸30与感光体21的曝光同步。由转印器26向供给的转印纸30提供与调色剂反极性的电荷,从而将形成于感光体21表面的调色剂图像转印到转印纸30上。
转印了调色剂图像的转印纸30通过运送手段运送到定影器31,并通过加热辊31a和压力辊31b之间的接触部时被加热和加压,从而将调色剂图像定影在转印纸30上,从而形成牢固图像。由此形成了图像的转印纸30通过运送手段排出到图像形成装置20的外部。
另一方面,在调色剂图像通过转印器26转印后残留在感光体21表面上的调色剂,则通过清洁器27从感光体21的表面上剥离并回收。以此方式除去了调色剂的感光体21表面上的电荷通过除电灯发出的光而除去,从而感光体21表面上的静电潜像消失。其后,进一步驱动感光体21旋转,并且重复从带电开始的一系列操作而连续地形成图像。
因为根据本发明的图像形成装置20设置有感光体21,感光体21具有其中均匀分散本发明三胺化合物的感光层,可以形成没有图像缺陷如黑点的高质量图像。
[实施例]
接下来,将通过制造例(包括比较制造例)、实施例和比较例更加具体地描述本发明,然而,本发明不局限于这些制造例(除了比较例)和实施例。在此,通过如下所述装置和条件检测在制造例中得到的每种化合物的化学结构、分子量和元素分析。
(化学结构)
核磁共振装置:NMR(型号:DPX-200,由Bruker Biospin制造)
样品调整:大约4mg样品/0.4m(CDCl3)
测量模式:1H(通常),13C(通常,DPET-135)
(分子量)
分子量测量装置:LC-MS(Finegan LCQ Deca质谱仪系统,由Thermo Fisher Scientific K.K.制造)
LC柱:GL-Sciences Inertsil ODS-32.1x100mm
柱温:40℃
洗脱液:甲醇:水=90:10
样品注入量:5μL
检测器:UV254nm和MS ESI
(元素分析)
元素分析装置:Elemental Analysis2400,由Perkin Elmer Japan Co.,Ltd制造。
样品量:精确称取大约2毫克
气体流速(mL/min):He=1.5,O2=1.1,N2=4.3
燃烧管设定温度:925℃
还原管设定温度:640℃
在此,元素分析通过根据差示热导率法对碳(C)、氢(H)和氮(N)同时定量分析进行。
制造例1
例举化合物No.1根据如下所述化学反应式制造:
Figure G2008101703282D00341
向80mL无水1,4-二噁烷中添加19.4g(3.05当量)的苄基氯和6.5g(1.0当量)的三甲基三嗪,并在冰浴中冰冻冷却。向该溶液中逐步添加20.2g(3.1当量)的N,N-二异丙基乙胺。然后,在搅拌下通过逐渐加热将反应温度升到100-110℃,并在此温度下搅拌4小时。在反应完成后,使反应液冷却,通过过滤回收产生的沉淀,用水充分洗涤,并使其在乙醇和乙酸乙酯的混合溶剂(乙醇:乙酸乙酯=8:2-7:3中再结晶,从而得到17.1g白色粉末化合物。
通过对得到的白色粉末化合物进行化学分析,核磁共振装置:NMR1H NMR光谱(通常)显示δ(ppm)=2.2(d.9H),3.1(q.3H),7.1-7.8(m.15H)。
另外,13C-NMR光谱(通常,DEPT-135)显示了δc(ppm)=40.8(CH3,信号强度3),77.4(CH,信号强度3),58.1(CH2,信号强度3),127.0(CH,信号强度3),128.5(CH,信号强度6),128.9(CH,信号强度6),139.4(C,信号强度3)。
此外,在分子量测量装置:LC-MS中,在400.5观察到对应于其中在例示化合物No.1(分子量计算值:399.3)中添加质子的分子离子[M+H]+的峰。
另外,白色粉末化合物的元素分析值如下:
<例示化合物No.1的元素分析值>
理论值C:81.16%,H:8.32%,N:10.52%
实际值C:80.84%,H:7.98%,N:10.24%
NMR、LC-MS、元素分析等分析结果证明得到的白色粉末化合物为例示化合物No.1的三胺化合物(产率:85.0%)。此外,在LC-MS测量中的HPLC分析结果证明,得到的例示化合物No.1的纯度为98.8%。
制造例2-8
在制造例1中,例示化合物No.3、7、9、23、28、34和37通过使用下述表所示的各种原料化合物作为通式(6)表示的胺化合物和作为通式(8)表示的卤素化合物,进行完全相同的操作。在此,在下述表中,也显示了例示化合物No.1的原料化合物。
[表2]
Figure G2008101703282D00361
在上述制造例1-8中得到的各种例示化合物的元素分析值以及分子量的计算值和通过LC-MS测定的实际值[M+H]也显示在下述表中。
[表3]
Figure G2008101703282D00371
制造例9
通过合成比较用的二胺化合物和在含水体系中使用无机碱的反应处理的制造例。
根据在日本专利申请公开No.5-158258中描述的合成例,得到了6.2g由下述化学结构式(9)表示的二胺化合物,该化合物为描述的例示化合物(No.10)(以下称为“比较制造例合成的二胺化合物”)。
Figure G2008101703282D00381
“比较制造例合成的二胺化合物”(9)
通过比较制造例合成得到的二胺化合物的元素分析值如下。
<通过比较制造例合成的二胺化合物的元素分析值>
理论值C:85.67%,H:7.67%,N:6.66%
实际值C:84.21%,H:6.38%,N:5.87%
在此,通过LC-MS对通过比较制造例合成得到的二胺化合物进行分析,在421.5观察到对应于分子离子[M+H]+的峰,其中质子添加在由上述化学结构式(分子量计算值:420.26)表示的目标化合物中。
元素分析和LC-MS的分析结果证明,得到的化合物为日本专利申请公开No.5-158258中描述的例示化合物(No.10)的二胺化合物。此外,在LC-MS测量中的HPLC分析结果表明,得到的二胺化合物的纯度为96.3%。
根据这些结果证实,得到了具有目标结构的化合物,因为通过LC-MS观察到目标物质的分子离子峰。然而,根据元素分析值和HPLC的分析结果,显示出得到的化合物包含杂质。然而,这一点系由不同于本发明合成法的物质所引起。
实施例1
如下所述,制造在电荷输送层中包含例示化合物No.1的感光体,该例示化合物No.1是在制造例1中制造的根据本发明的三胺化合物。作为导电支持体,使用直径为30mm,总长为340mm和厚度为1mm的铝管。
将7重量份氧化钛(商品名:TIPAQUE TT055A,由ISHIHARASANGYO KAISYA LTD.制造)和13重量份尼龙树脂共聚物(商品名:Amilan CM8000,由TORAY INDUSTRIES,INC.制造)添加到159重量份甲醇和106重量份1,3-二氧戊环的混合溶剂中,并通过油漆振摇机分散8小时,从而制备10kg中间层形成用涂布液。通过浸涂法将该中间层形成用涂布液施涂在作为导电支持体的铝管的铝表面上,并自然干燥,从而形成膜厚度为1μm的中间层。
然后,将1重量份X型非金属酞菁(FastogenBlue8120,由DICcorporation制造)和1重量份丁缩醛树脂(商品名:#_6000-C,由DENKIKAGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISYA制造)与98重量份甲乙酮混合,并通过油漆振摇机分散,从而制备5kg电荷产生层形成用涂布液。通过与中间层情形相同的方法,将该电荷产生层形成用涂布液施涂到此前形成的中间层表面上,并使其自然干燥,从而形成膜厚度为0.4μm的电荷产生层。
然后将2.5重量份在制造例1中制造的例示化合物No.1的三胺化合物、100重量份由下述结构式(10)表示的电荷输送材料和180重量份聚碳酸酯树脂(商品名:Iupilon Z400,由Mitsubishi Gas ChemicalCompany Inc.制造)混合,并制备在甲苯溶剂中固体含量为10%的10kg电荷输送层形成用涂布液。通过与中间层情形相同的方法将该电荷输送层形成用涂布液施涂到此前形成的电荷产生层表面上,这样形成两种具有不同膜厚度(15μm和28μm)的电荷输送层,并使其在130℃下干燥一小时,从而制造本发明的层压型感光体,该感光体具有包括顺序层压在导电支持体上的中间层、电荷产生层和电荷输送层的层压结构,与图17所示的感光体相同。
Figure G2008101703282D00401
电荷输送材料(10)
实施例2-4
除了分别使用例示化合物No.3、9和37代替作为本发明的三胺化合物的例示化合物No.1以外,以与实施例1相同的方法制造本发明的层压型感光体,其具有包括顺序层压在导电支持体上的中间层、电荷产生层和电荷输送层的层压结构。
实施例5
除了将下述结构式(11)表示的化合物用作电荷输送材料外,以与实施例1相同的方法制造本发明的层压型感光体,其具有包括顺序层压在导电支持体上的中间层、电荷产生层和电荷输送层的层压结构。
电荷输送材料(11)
实施例6
除了将下述结构式(12)表示的化合物用作电荷输送材料外,以与实施例1相同的方法制造本发明的层压型感光体,其具有包括顺序层压在导电支持体上的中间层、电荷产生层和电荷输送层的层压结构。
电荷输送材料(12)
实施例7
除了使用0.1重量份的例示化合物No.1的三胺化合物外,以与实施例1相同的方法制造本发明的层压型感光体,其具有包括顺序层压在导电支持体上的中间层、电荷产生层和电荷输送层的层压结构。
实施例8
除了使用20重量份的例示化合物No.1的三胺化合物外,以与实施例1相同的方法制造本发明的层压型感光体,其具有包括顺序层压在导电支持体上的中间层、电荷产生层和电荷输送层的层压结构。
实施例9
制造在单层型感光层中包含三胺化合物的单层型感光体
通过球磨机将1重量份X型非金属酞菁、12重量份聚碳酸酯树脂(商品名:Iupilon Z400,由Mitsubishi Gas Chemical Company Inc.制造)、0.25重量份例示化合物No.1的三胺化合物、10重量份由结构式(10)表示的电荷输送材料、5重量份3,5-二甲基-3′,5′-二-叔丁基二苯酚合苯醌、0.5重量份2,6-二-叔丁基-4-甲酚和65重量份THF分散12小时,从而制备5kg单层型感光层形成用涂布液。
然后将该涂布液施涂在与实施例相同方法设置的中间层上,在130℃下干燥1小时,从而形成两种分别具有不同感光层膜厚度(15μm和28μm)的感光层。以此方式,制造具有如图3所示结构的单层型感光体。
实施例10
制造在单层型感光层和在感光层上设置的表面保护层中包含三胺化合物的单层型感光体
将1.8重量份聚碳酸酯树脂(商品名:Iupilon Z400,由MitsubishiGas Chemical Company Inc.制造)和1.8重量份二氧化硅(TS-610:由Cabot Specialty Chemicals Inc.制造)与32.4重量份的四氢呋喃混合。通过使用ZrO2珠(φ=3mm)作为介质的球磨机将得到的混合物分散5小时,从而制备5kg第一分散的表面保护层用涂布液。然后将2.5重量份例示化合物No.1的三胺化合物、100重量份由结构式(10)表示的电荷输送材料、139.8重量份聚碳酸酯树脂(商品名:Iupilon Z400,由Mitsubishi Gas Chemical Company Inc.制造)和5重量份抗氧化剂(SUMILIZER BHT:由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造)与984重量份四氢呋喃混合,并溶解。向该溶液中混入3.6重量份第一分散的表面保护层用涂布液,并搅拌15小时,从而制备10Kg第二分散的表面保护层用涂布液。
通过喷雾法将该表面保护层用涂布液施涂到此前设置的感光层上,从而在干燥后形成膜厚度为1μm的表面保护层。
以此方式,制造具有如图4所示结构的单层型感光体。
实施例11
制造仅仅在形成于单层型感光层上的表面保护层中包含三胺化合物的单层型感光体
除了在实施例10的感光层中不使用例示化合物No.1的三胺化合物以外,以与实施例10相同的方法制造具有如图4所示结构的单层型感光体。
实施例12
制造在层压型感光层的电荷输送层和形成于感光层上的表面保护层中都包含三胺化合物的层压型感光体
将1.8重量份聚碳酸酯树脂(商品名:Iupilon Z400,由Mitsubishi GasChemical Company Inc.制造)和1.8重量份二氧化硅(TS-610:由CabotSpecialty Chemicals Inc.制造)与32.4重量份四氢呋喃混合。通过使用ZrO2珠(φ=3mm)作为介质的球磨机将得到的混合物分散5小时,从而制备5kg第一分散的表面保护层用涂布液。然后,将2.5重量份例示化合物No.1的三胺化合物、100重量份由结构式(10)表示的电荷输送材料、139.8重量份聚碳酸酯树脂(商品名:Iupilon Z400,由Mitsubishi GasChemical Company Inc.制造)和5重量份抗氧化剂(SUMILIZER BHT:由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造)与984重量份四氢呋喃混合并溶解。将该溶液与3.6重量份第一分散的表面保护层用涂布液混合,并搅拌15小时,从而制备10kg第二分散的表面保护层用涂布液。
通过喷雾法将该表面保护层形成用涂布液施涂到在实施例1中制造的感光体的表面上,以使干燥后的膜厚度为1μm,从而形成表面保护层。
以此方式,制造具有如图8所示结构的层压型感光体。
实施例13
制造仅仅在层压型感光层上设置的表面保护层中包含三胺化合物的层压型感光体
在实施例12中,除了在电荷输送层中不使用例示化合物No.1的三胺化合物以外,以与实施例12相同的方法制造具有如图8所示结构的层压型感光体。
比较例1
除了不使用根据本发明的三胺化合物,以与实施例1相同的方法制造层压型感光体。
比较例2
除了不使用根据本发明的三胺化合物,以与实施例5相同的方法制造层压型感光体。
比较例3:
除了不使用根据本发明的三胺化合物,以与实施例6相同的方法制造层压型感光体。
比较例4
除了使用羟乙基二苄基胺(日本专利申请公开No.3-172852中描述的化合物)代替本发明的三胺化合物外,以与实施例1相同的方法制造层压型感光体。
比较例5
除了使用在比较制造例(制造例9)中合成的三胺化合物(日本专利申请公开No.5-158258中描述的化合物)代替本发明的三胺化合物外,以与实施例1相同的方法制造层压型感光体。
对于上述方法制造的实施例1-8和比较例1-5的各感光体,以下述方法评价(a)耐臭氧气体性和(b)电特性稳定性,并进一步对(c)感光体的性能做出总评。
(a)耐臭氧气体性
[由评价装置评价]
将实施例1-8和比较例1-5的用于通过评价装置评价的各感光体(电荷输送层厚度:15μm)安装在试验用复印机上,从而在温度为25℃和相对湿度为50%的N/N(常温/常湿)环境下测量感光体立即带电后的表面电位V1(V)和其带电3秒后感光体的表面电位V2(V)。作为试验用复印机,使用具有电晕放电/带电器作为感光体带电手段的市售复印机AR-F330(商品名,由Sharp Kabushiki Kaisha制造),其具有表面电位计(商品名:CATE751,由Gen-Tech,Inc.制造),这样可以在图像形成过程中测量感光体的表面电位。将感光体立即带电后的表面电位V1(V)和在它带电3秒后感光体的表面电位V2(V)代入下述通式(1)中,并计算电荷保持率DD(%),将其定义为初期电荷保持率DD0
电荷保持率DD(%)=V2(V)/V1(V)×100        (1)
然后,使用臭氧生成和控制装置(商品名:OES-10A,由Dylec Inc.制造),使各感光体在臭氧浓度调节为大约7.5ppm(由Dylec Inc.制造的臭氧浓度计MODEL1200(商品名)检测)的密闭容器中暴露于臭氧20小时。在暴露于臭氧后,将各感光体在温度为25℃和相对湿度为50%的常温/常湿(N/N)环境下静置2小时,然后采用与感光体暴露于臭氧前相同的方法计算电荷保持率DD(%),其定义为暴露于臭氧以后的电荷保持率DD02
将暴露于臭氧之前的电荷保持率或初期电荷保持率DD0减去暴露于臭氧之后的电荷保持率DD02得到的值确定为电荷保持率的变化量ΔDD(=DD0-DD02),其被认为是评价耐臭氧气体性的指标。
在此,在实施例9-13中,改造复印机的带电器以便通过带正电进行测量。
[由实际机器的评价]
将实施例1-8和比较例1-5的用于在实际机器评价的各感光体(电荷输送层的厚度:28μm)安装在具有电晕放电/带电器作为感光体带电手段的市售复印机AR-F330(商品名,由SHARP Corporation制造)上,在温度为25℃和相对湿度为50%的N/N(常温/常湿)环境下在50000张记录纸上实际印刷具有给定图案的测试图像。从50000张纸的实际印刷完成的时点起,将复印机停止操作1小时后,在记录纸上复印半色调图像,将其作为第一评价图像。然后,在温度为25℃和相对湿度为50%的N/N(常温/常湿)环境下在50,000张记录纸上再次实际印刷具有给定图案的测试图像,从50000张纸的实际印刷完成的时点起,将复印机暂停操作1小时后,然后在记录纸上复印半色调图像作为第二评价图像。
在此,在实施例9-13中进行测量时,同时将复印机的带电器、显影器、转印器、除电器中的每一个改变为带正电荷,并将调色剂转变成可带正电荷的调色剂。
分别对形成的第一评价图像和第二评价图像进行目测观察,并根据图像缺陷如白点和黑带的产生程度,评价其中复印机暂停时,调色剂图像从设置在靠近电晕放电/带电器的感光体部分转印时,与该记录纸部分相对应部分的图像质量,将其作为评价耐臭氧气体性的指标。图像质量的评价标准如下。
Figure G2008101703282D0046100649QIETU
:优(在第一和第二评价图像上没有产生图像缺陷)
○:良(在第一和第二评价图像之一或两者上产生微小但可忽略的图像缺陷)
△:合格(在第一和第二评价图像之一或两者上产生微小但实际使用上没有问题的图像缺陷)
×:不合格(在第一和第二评价图像之一或两者上产生显著的图像缺陷,以至实际中不可使用)
结合上述电荷保持率变化量ΔDD的值和图像质量的评价结果,对感光体的耐臭氧性进行评价。耐臭氧气体性的评价标准如下。
:优(ΔDD小于3.0%,并且图像质量为“优(
Figure G2008101703282D00472
)”)。
○:良(ΔDD为3.0%以上并小于7.0%,并且图像质量为“优(
Figure G2008101703282D00473
)”,或者ΔDD小于7.0%,并且图像质量为“良(○)”)
△:实际使用中没有问题(ΔDD小于7.0%,并且图像质量为“合格(△)”)
×:差(ΔDD为7.0%以上,并且图像质量为“不合格(×)”)
(b)电特性稳定性
将实施例1-8和比较例1-5的用于实际机器评价的各感光体(电荷输送层的厚度:28μm)安装在试验用复印机上,并在温度为5℃和相对湿度为20%的L/L(低温/低湿)环境下和温度为35℃和相对湿度为85%的H/H(高温/高湿)环境下按照以下方式测量感光体的电特性稳定性。作为试验用复印机,使用具有电晕放电/带电器作为感光体带电手段的市售复印机AR-F330(商品名,由Sharp Corporation制造),其具有表面电位计(商品名:CATE751,由Gen-Tech,Inc.制造),以便在图像形成过程中测量感光体的表面电位。复印机AR-F330是感光体表面带负电以进行电子照相过程的带负电型图像形成装置。
使用设置有实施例1-8和比较例1-5的各感光体的试验用复印机,测量立即在带电器的带电操作后的感光体的表面电位为V0(V),其定义为初期带电电位V01(V)。另外,测量立即在使用激光曝光操作后的感光体的表面电位作为残留电位Vr(V),其定义为初期残留电位Vr1
然后,在将具有给定图案的测试图像连续印刷到300000张记录纸上以后,采用与初期测量相同的方法测量带电电位V0和残留电位Vr,将其定义为重复使用后的带电电位V02和重复使用后的残留电位Vr2。计算初期带电电位V01与重复使用后带电电位V02之间的绝对值差,将其作为带电电位的变化量ΔV0(=|V01-V02|)。另外,计算初期残留电位Vr1和重复使用后残留电位Vr2之间的绝对值差,将其作为残留电位的变化量ΔVr(=|Vr1-Vr2|)。根据带电电位变化量ΔV0和残留电位变化量ΔVr作为评价指标,评价电特性稳定性。
在L/L环境下电特性稳定性的评价标准如下:
Figure 2008101703282100002G2008101703282D0046100649QIETU
:优(ΔV0为35V以下,且ΔVr为55V以下)
○:良(ΔV0为35V以下,且△Vr为高于55V且为80V以下;或者ΔV0为高于35V且为75V以下,且ΔVr为55V以下)
△:在实际使用中没问题(ΔV0为高于35V且为75V以下,且ΔVr为高于55V且为80V以下)
×:差(ΔV0为高于75V,或ΔVr为高于80V)
在H/H环境下电特性稳定性的评价标准如下:
Figure G2008101703282D00481
:优(ΔV0为15V以下,且ΔVr为105V以下)
○:良(ΔV0为15V以下,且ΔVr为高于105V且为125V以下;或者ΔV0为高于15V以上且为30V以下,且ΔVr为105V以下)
△:在实际使用中没问题(ΔV0为高于15V且为30V以下,且ΔVr为高于105V且为125V以下)
×:差(ΔV0为高于30V,或ΔVr为高于125V)
结合在L/L环境下的评价结果和在H/H环境下的评价结果对电特性稳定性进行综合评价。电特性稳定性的综合评价标准如下。
Figure G2008101703282D00482
:优(在L/L环境下和在H/H环境下都为“优(
Figure G2008101703282D00483
)”)
○:良(在L/L环境和H/H环境下的任意一种为“良(○)”,并且另一种为“优(
Figure G2008101703282D00484
)”或“良(○)”)
△:在实际使用中没有问题(在L/L环境和H/H环境下的任意一种为“在实际使用中没有问题(△)”,并且另一种不为“差(×)”)
×:差(在L/L环境和H/H环境下的任意一种或两种都为“差(×)”)。
c)感光体性能的综合判定
结合耐臭氧气体性的评价结果和电特性稳定性的综合评价结果对感光体性能做综合判定。综合判定的标准如下。
:优(耐臭氧气体性和电特性稳定性两者都为“优()”)
○:良(耐臭氧气体性和电特性稳定性中的任意一种为“良(○)”,并且另一种为“优(
Figure 2008101703282100002G2008101703282D0046100649QIETU
)”或“良(○)”)
△:在实际使用中没有问题(耐臭氧气体性和电特性稳定性中的任意一种为“在实际使用中没有问题(△)”,并且另一种不为“差(×)”)
×:差(耐臭氧气体性和电特性稳定性中的任意一种或两者都为“差(×)”)。
这些评价结果显示在表4中
[表4]
Figure G2008101703282D00501
根据实施例1-6和比较例1-3之间的比较可以看出,包含本发明三胺化合物的实施例1-6的感光体比比较例1-3的感光体在耐臭氧气体性和电特性稳定性方面更优越,并且即使在重复使用后也呈现优异的电特性。
还可以看出,对于具有不同骨架的电荷输送材料,呈现出均一的性能,因此对于不同的电荷输送材料具有广泛的应用范围。
根据实施例7和8可以看出,相对于100重量份的电荷输送材料,当本发明三胺化合物的添加量为0.1-20重量份时呈现优异的效果。
根据实施例1与比较例4和5之间的比较可以看出,对于与本发明相同目的提出的已知胺基或二胺基材料,当考虑图像质量进行评价时,清楚地呈现出效果差异,可以看出使用本发明三胺基化合物的实施例1的感光体更为优越。
此外,就图像质量而言,尽管二胺基材料与本发明的三胺基化合物相比在可接受的范围内,然而,由于制造方法导致的无机金属杂质的影响,它们具有在重复使用后电特性显著下降的问题。
实施例1和比较例5之间的比较表明,相似的胺化合物之间的特性差在重复使用后的电特性方面明显地出现。
如上所述,通过在感光体中包含由通式(1)表示的本发明三胺化合物,可以提供一种感光体,其具有优异电特性如带电性和应答性以及优异耐臭氧气体性、和优异特性稳定性,以致即使在重复使用后该优异的电特性也不会降低。
工业实用性
本发明的三胺化合物通过包含在含有机光电导材料的感光层中而提供优异的耐臭氧性并且对电子照相特性没有不利影响,由此优选作为与有机光电导材料一起使用的化合物。

Claims (11)

1.一种电子照相感光体,其是包括层压在由导电材料制成的导电支持体上的单层型感光层和任选的表面保护层的电子照相感光体,所述单层型感光层包含电荷产生材料和电荷输送材料;或者其是包括层压在由导电材料制成的导电支持体上的层压型感光层和任选的表面保护层的电子照相感光体,所述层压型感光层具有顺序层压的含电荷产生材料的电荷产生层和含电荷输送材料的电荷输送层,其中
i)当在单层型感光层或层压型感光层表面未形成表面保护层时,单层型感光层或层压型感光层的电荷输送层包含由下述通式(1)表示的三胺化合物;
ii)当在单层型感光层或层压型感光层的各自表面形成有表面保护层时,单层型感光层和表面保护层、或者层压型感光层的电荷输送层和表面保护层包含由下述通式(1)表示的三胺化合物;或
单层型感光层或层压型感光层的表面保护层包含由下述通式(1)表示的三胺化合物:
Figure FSB00000649593000011
其中,Ar1、Ar2和Ar3彼此相同或不同,表示苯基、甲苯基、二甲苯基、甲氧基苯基、甲基甲氧基苯基、叔丁基苯基、4-二乙氨基苯基、4-氯苯基、4-氟苯基、萘基、甲氧基萘基、任选取代的环烷基、任选取代的含杂原子的环烷基、或任选取代的一价杂环残基;
Y1、Y2和Y3彼此相同或不同,表示任选取代的链状亚烷基;和
R1、R2和R3相同或不同,表示任选取代的烷基、任选取代的芳烷基、或氢原子,
其中电荷输送材料的重量A与三胺化合物的重量B之间的比值A/B为100/0.1以上至100/20以下。
2.根据权利要求1的电子照相感光体,其中三胺化合物由通式(2)表示:
其中Ar1、Ar2、Ar3、R1、R2和R3与通式(1)中的定义相同;n、m和1彼此相同或不同,表示1-3的整数。
3.根据权利要求1的电子照相感光体,其中三胺化合物由通式(3)表示:
Figure FSB00000649593000022
其中Ar1、Ar2、Ar3、R1、R2和R3与通式(1)的定义相同。
4.根据权利要求1的电子照相感光体,其在导电支持体和单层型感光体或层压型感光体之间还包括中间层。
5.一种图像形成装置,其包括:
根据权利要求1-4任一项的电子照相感光体;
使电子照相感光体带电的带电手段;
使带电的电子照相感光体曝光的曝光手段;和
使由曝光形成的静电潜像显影的显影手段。
6.根据权利要求5的图像形成装置,其中带电手段包括接触式带电。
7.一种用于电子照相感光体的由通式(1)表示的三胺化合物:
Figure FSB00000649593000031
其中,Ar1、Ar2和Ar3彼此相同或不同,表示苯基、甲苯基、二甲苯基、甲氧基苯基、甲基甲氧基苯基、叔丁基苯基、4-二乙氨基苯基、4-氯苯基、4-氟苯基、萘基、甲氧基萘基、任选取代的环烷基、任选取代的含杂原子的环烷基、或任选取代的一价杂环残基;
Y1、Y2和Y3彼此相同或不同,表示任选取代的链状亚烷基;和
R1、R2和R3相同或不同,表示任选取代的烷基、任选取代的芳烷基、或氢原子。
8.根据权利要求7的三胺化合物,其中
Ar1、Ar2和Ar3彼此相同或不同,表示选自苯基、对甲氧基苯基、对甲基苯基、2-萘基和环己基的基团,
Y1、Y2和Y3彼此相同或不同,表示选自亚甲基、亚乙基、亚丙基和2,2-二甲基三亚甲基的基团,和
R1、R2和R3彼此相同或不同,表示选自氢原子、甲基、乙基、三氟甲基、苯甲基和对甲氧基苯甲基的基团。
9.根据权利要求7的三胺化合物,其由式(4)表示:
Figure FSB00000649593000041
10.根据权利要求7的三胺化合物,其由式(5)表示:
Figure FSB00000649593000042
11.一种制造权利要求9中通式(4)或权利要求10中通式(5)的三胺化合物的方法,其中通过使由式(6)表示的胺化合物
Figure FSB00000649593000043
其中R1、R2和R3表示甲基或苯甲基,
与由式(7)表示的氯代化合物:
Figure FSB00000649593000051
在有机胺碱的存在下反应而得到式(4)或式(5)的化合物。
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