CN101452229B - 电子照相感光体、图像形成装置以及处理盒 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子照相感光体、图像形成装置以及处理盒。该电子照相感光体包括由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经层叠得到的层叠型感光层，所述层叠型感光层形成在由导电材料制成的导电支持体上，其中，所述电子照相感光体对波长范围为380～500nm的半导体激光束具有高的感光特性；所述层叠型感光层的电荷输送层包含由通式(1)表示的三芳胺二聚体化合物作为电荷输送材料：
Figure D2008101794934A00011
并且感光层的膜厚度为30μm以下。

Description

电子照相感光体、图像形成装置以及处理盒
技术领域
本发明涉及适用于能够实现高分辨率图像的短波长半导体激光的电子照相感光体、图像形成装置以及可与电子照相装置主体连接或者可从电子照相装置主体拆卸的处理盒(process cartridge)。
背景技术
近年来，与传统使用的无机光电导材料相比，有机光电导材料由于其开发的进步而更经常地广泛用于电子照相感光体。这是因为相对于无机光电导材料，使用有机光电导材料的电子照相感光体在毒性、成本、材料设计的灵活性等方面具有许多优点，尽管它在感光度、耐久性和环境稳定性方面存在一些问题。
作为目前已经投入实际应用中的电子照相感光体的结构，已经提出了层叠型或者分散型的功能分离型感光体，其中光电导材料的电荷(电子、空穴)产生功能以及用于通过施加在电子照相感光体上的电场来输送所产生的电荷的电荷输送功能分别分配给单独的物质。
这种功能分离型的感光体接受广泛范围的各种功能的物质，因此，通过组合最佳的物质，能够提供在电子照相特性例如带电特性、感光度、残留电位、重复特性、耐印刷性(printing resistance)等方面实现高性能的感光体。
另外，由于可以通过将感光层涂布在导电支持体上来生产感光体，所以通过选择合适的电荷产生材料，可以提供非常高生产率和低成本的感光体，并且可以自由控制感光波长区域和感光性。
而且，由于使用有机光电导材料克服了传统的问题点导致电子照相感光体性能的改善，例如，通过适当选择在电荷输送层中所包含的粘合剂树脂来设计具有优异耐磨性能的感光体的能力，所以有机光电导材料比无机光电导材料更常用。
作为使用激光束作为曝光光源的电子照相装置，可以列举激光打印机作为代表性例子，然而，最近的数字化发展使得使用激光束作为复印机的曝光光源变得普遍。
作为主要用作曝光光源的激光束，成本低、能耗小、重量轻且尺寸小的半导体激光已经投入实际应用，并且从发射波长的稳定性、输出和寿命方面考虑，典型的激光具有约800nm近红外区域的发射波长。
这是因为具有短波长区域的发射波长的激光束由于技术问题还没有投入实际应用。因此，作为在使用激光束作为曝光光源的电子照相装置中所使用的电荷产生材料，已经开发了如下的层叠型感光体，其中在电荷产生材料中包含在长波长区域具有光吸收和感光性的有机化合物，特别是酞菁颜料。
另一方面，为了改善电子照相装置的输出图像的图像质量，考虑增加图像的分辨率。为了获得高记录密度和高分辨率的图像，采取某些措施是可行的，作为光学措施，可以列举通过缩小激光束的光斑直径来增加写入密度。
为了实现该目标，可以缩短所使用透镜的焦距，然而，发现除了光学系统上的设计上的困难外，在具有约800nm近红外区域发射波长的激光中，即使通过光学系统的操作来缩小光束直径，也难以获得光斑轮廓的清晰度。这是由于激光束的衍射极限，而这是不可避免的现象。
然而，当会聚在感光体表面上的激光的光斑直径标记为D，则满足由以下式表示的关系：
D＝1.22λ/NA
(λ表示激光束的波长，NA表示透镜孔径的数量)。
由该公式可以发现：由于光斑直径D与激光束的发射波长成正比，较短发射波长的激光可以用于降低光斑直径D。同样地，日本专利申请特开平No.5-19598提出了使用短波长激光的电子照相装置。
考虑到上述因素，近来考虑使用短波长的蓝光(紫光)半导体激光作为电子照相装置的曝光光源(写入光源)，该半导体激光已在DVD中实现实用化。当具有近红外区域的传统半导体激光束的发射波长的约三分之一到一半的发射波长的蓝光(紫光)半导体激光束(380～500nm)被用作曝光光源时，则如上述公式所示的那样，可以使光斑直径非常小，而同时保持轮廓的清晰度。由此，提供了非常有效的用于实现超高图像质量的措施。
通过如上所述使用蓝光(紫光)半导体激光束作为曝光光源，可以使用约40μm以下光斑直径照射电子照相感光体，而同时保持轮廓的清晰度。
因此，在蓝光(紫光)半导体激光束被用作光源且光斑直径减小的电子照相装置中，自然需要对图像曝光装置的光照射具有一定以上感光度的电子照相感光体。
另外，为了有效地利用照射到电子照相感光体的光，要求在光源的波长区域内具有高的光谱感光度。而且，为了更有效地利用小光斑直径，通过减小电荷输送层的膜厚度来实现更高的分辨率。
然而，在光源的波长区域内具有高的光谱感光度的电子照相感光体的数量是非常小的。目前针对具有各种优点的有机感光体正进行各种研究，所述优点包括优异的环境相容性、易于生产和处理以及低的成本。
例如，针对预期用于蓝光(紫光)半导体激光的偶氮颜料，日本专利申请特开平No.10-239956公开了使用蒽醌基偶氮颜料的示例性实施方式，日本专利申请特开No.2000-105478公开了使用具有多种成色剂(couplers)的偶氮颜料的示例性实施方式。
然而，在上述任一情况中，对于蓝光(紫光)半导体激光都不能获得足够的感光度。
另外，为了通过使用蓝光(紫光)半导体激光作为光源以及减小光斑直径来改善图像质量水平，通常要求减小感光层的膜厚度。然而，要减小感光层的膜厚度而同时保持常规的寿命，则还要求改善机械耐印刷性能。为了实现该目的，采取增加粘合剂树脂含量等措施。然而，当粘合剂树脂的含量相对于电荷输送材料增加时，会产生诸如感光度和光响应性的电特性降低的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电子照相感光体，该电子照相感光体在380～500nm波长区域中具有高的感光特性，并且能够在电特性和耐机械性稳定的情形下输出具有超高图像质量的图像；以及提供具有所述电子照相感光体的图像形成装置或处理盒。
本发明的发明人经过辛勤工作，结果发现包含具有特定取代基的三芳胺二聚体(triarylamine dimer)化合物作为电荷输送材料的感光体对蓝光(紫光)半导体激光光源具有非常高的光谱感光度，并且能够输出高感光度、高带电电位和高分辨率的图像。
因此，根据本发明，进一步改进了耐机械性能，并且在没有如使用常规电荷输送材料时那样以牺牲电特性为代价而增加粘合剂树脂含量的情形下，可以减小电荷输送层的膜厚度。由此，可以更有效地使用具有小的激光光斑直径的蓝光(紫光)半导体激光光源，所以，输出高分辨率的图像成为可能。
更具体地，根据本发明，提供一种电子照相感光体(此后也称为“感光体”)，其包括由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经层叠而得到的层叠型感光层，所述层叠型感光层形成于由导电材料制成的导电支持体上，其中，所述电子照相感光体对波长范围为380～500nm的半导体激光束具有高的感光特性；所述层叠型感光层的电荷输送层包含由通式(1)表示的三芳胺二聚体化合物作为电荷输送材料：
Figure G2008101794934D00051
式中，Ar1和Ar2可以相同或不同，并且表示未取代或取代的亚芳基或者未取代或取代的杂环衍生的二价基团；Ar3和Ar4可以相同或不同，并且表示未取代或取代的芳基或者未取代或取代的杂环基团；R1和R2可以相同或不同，并且表示烷基基团；m和n表示1～4的整数；a和b可以相同或不同，并且表示氢原子、卤原子、烷基基团、氟烷基、烷氧基或者未取代或取代的氨基，当m或n为2以上并且a或b中的两个彼此相邻时，则形成亚甲二氧基、亚乙二氧基、四亚甲基或亚丁二烯基；并且感光层的膜厚度为30μm以下。
另外，根据本发明，提供一种图像形成装置，其包含上述感光体、使感光体带电的带电手段(charging means，或称带电工具)、使带电的感光体曝光的曝光手段(light-exposing means，或称曝光工具)、以及使经曝光形成的静电潜像显影的显影手段(developing means，或称显影工具)。
此外，根据本发明，提供一种图像形成装置，其包括上述电子照相感光体、带电手段、包括具有380～500nm波长范围的半导体激光束的曝光手段、显影手段和转印手段。
另外，根据本发明，提供一种处理盒，其以一体的方式支持选自以下的至少一种手段：电子照相感光体、带电手段、显影手段和清洁手段(cleaning means，或称清洁工具)，该处理盒可与电子照相装置主体连接，或者可从电子照相装置主体拆卸。
另外，根据本发明，提供一种由以下结构式(I)表示的三芳胺二聚体化合物：
Figure G2008101794934D00061
根据本发明，通过在感光层中使用具有邻甲基苯基取代基的由通式(1)表示的三芳胺二聚体化合物，由于获得了对应于蓝光(紫光)半导体激光的优异电特性、以及获得高的耐印刷性能，因此在没有如使用常规电荷输送材料时那样以牺牲电特性为代价而增加粘合剂树脂含量的情形下，就可以减小电荷输送层的膜厚度。因此，可以提供能够在长时间期间获得高分辨率输出图像的处理盒和电子照相装置。
附图说明
图1是根据本发明实施方式的层叠型电子照相感光体的一个实施例；
图2是根据本发明实施方式的层叠型电子照相感光体的另一个实施例；
图3A是根据本发明实施方式的图像形成装置的示意图；
图3B是根据本发明实施方式的处理盒的示意图；
图4是表示根据本发明实施方式的图像形成装置和处理盒的连接/拆卸示意图；
图5是根据本发明实施方式的示例性化合物No.1的1H-NMR谱图；
图6是根据本发明实施方式的示例性化合物No.1的13C-NMR谱图；
图7是根据本发明实施方式的示例性化合物No.1的DEPT 13513C-NMR谱图。
具体实施方式
在下文，将参照附图更具体地描述本发明。
图1和图2显示了本发明一个示例性实施方式的感光体。在这些附图中，标号11表示导电支持体，12表示电荷产生层，13表示电荷输送层，14表示感光层，15表示内涂层(也称为“中间层”)。
也就是说，图1和2所示的感光体是功能分离型的层叠感光体。
导电支持体
作为可以使用的导电支持体，可以列举出金属材料如铝、不锈钢、铜和镍；或者在聚酯薄膜、酚醛树脂管、纸管等绝缘物质的表面上设置铝、铜、钯、氧化锡、氧化铟等导电层。导电支持体1可以是薄片形式、圆筒形式以及无缝带形式中的任一种形式。
内涂层
在可形成于导电支持体11上的内涂层15中，使用聚乙烯醇、干酪素、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、纤维素、明胶、淀粉、聚氨酯、聚酰亚胺、聚酰胺等有机聚合物。其中，可溶于有机溶剂的聚酰胺树脂是特别优选的，因为其相对于在内涂层上形成感光体层所使用的溶剂不会发生溶解和膨胀，并且与导电支持体的粘附性优异。
作为用于分散上述聚合物的内涂层形成用分散体中所用的合适溶剂，可以列举选自以下组的醇：具有1～4个碳原子的低级醇以及它们的混合物、二氯甲烷、氯仿、1，2-二氯乙烷、1，2-二氯丙烷、甲苯、四氢呋喃(THF)、1，3-二氧戊环或者它们的混合物。
通过将上述有机聚合物溶解在选自上述溶剂和其混合物的溶剂中，并且用浸渍涂布装置等将其涂布在导电基底的表面上，获得内涂层15。特别是，从环保方面来看，优选使用非卤素基的溶剂。
在用于内涂层形成的上述分散体中，通过使用分散机械如球磨机、DYNO磨机、超声波振荡器等，可以分散和包含氧化锌、氧化钛、氧化锡、氧化铟、二氧化硅、氧化锑等无机颜料，这些分散机械对于设置内涂层的体积电阻率以及改善在低温度/低湿度环境下的重复老化特性是特别需要的。
相对于用于内涂层形成的分散体的总量，内涂层中的无机颜料的比例优选为30～95wt％，涂布的薄膜的厚度为约0.1～5μm。
电荷产生层
电荷产生层12主要由电荷产生材料和粘合剂树脂组成。
作为电荷产生材料，通过波长范围380～500nm的光而产生电荷的物质是所希望的。这种电荷产生材料的具体实例包括，但不限于：偶氮化合物如双偶氮化合物和三偶氮化合物、方酸内鎓(squarylium)化合物、azlenium化合物、茈(perylenic)化合物、靛蓝化合物、喹吖啶酮化合物、多环醌化合物、花青颜料、呫吨染料、酞菁氧钛、以及由聚N-乙烯基咔唑组成的电荷转移络合物等。当需要时，这些电荷产生材料可以两种或两种以上组合使用。
在这些材料中，使用其中在Cu-Kα特征X射线衍射中的布拉格角(2θ±0.2°)具有至少在27.2°处的衍射峰的酞菁氧钛作为电荷产生层中的电荷产生材料是特别优选的，因为获得了稳定的电子照相感光体感光度。
作为在电荷产生层12中所使用的粘合剂树脂，例如，可以例举出聚酯树脂、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚乙烯醇乙酰乙缩醛、聚乙烯醇缩丙醛、聚乙烯醇缩丁醛、苯氧基树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、纤维素酯、纤维素醚等。
作为用于分散电荷产生材料的合适溶剂，可以使用卤代烃如二氯甲烷和1，2-二氯甲烷；酮如丙酮、甲基乙基酮和环己酮；酯如乙酸乙酯和乙酸丁酯；醚如四氢呋喃(THF)、二噁烷；芳香族烃如苯、甲苯和二甲苯；非质子极性溶剂如N，N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜等。特别是，从环境保护方面来看，优选使用非卤代的溶剂。
作为形成电荷产生层12的方法，通常使用真空沉积、溅射、CVD等气相沉积；或者通过球磨机、砂磨机、油漆振摇机(paint shaker)、超声分散器等研磨电荷产生材料，将其分散在溶剂中，当需要时加入粘合剂树脂；或者当导电支持体1是薄片时，使用烘烤涂布器(bakerapplicator)、棒涂器、浇注、旋涂等方法。
此外，当导电支持体1是卷筒(drum)时，通过喷涂、垂直圆环法(vertical ring method)、浸涂等形成方法是已知的。电荷产生材料在电荷产生层中的比例优选为30～90wt％。电荷产生层的膜厚度优选为0.05～5μm，更优选为0.1～2.5μm。
电荷输送层
电荷输送层13主要由电荷输送材料和粘合剂树脂形成。
作为电荷输送材料，其实例包括由通式(1)表示的三芳胺二聚体化合物，具体如表1中所示：
Figure G2008101794934D00101
表1
Figure G2008101794934D00111
作为在电荷输送层13中所使用的粘合剂树脂，可以列举，例如乙烯基聚合物如聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和聚氯乙烯以及它们的共聚物；聚碳酸酯、聚芳酯、聚酯、聚酯碳酸酯、聚砜、聚酰亚胺、苯氧基树脂、环氧树脂、硅树脂以及双酚Z型聚碳酸酯树脂(型号TS2040：可由TEJIN CHEMICALS LTD.获得)等。可以使用上述树脂的部分交联固化产物。另外，可以单独使用或者以两种以上的混合物形式使用上述树脂。其中，从薄膜成形性和耐磨性来看，双酚Z型聚碳酸酯是优选的。
在本发明的电子照相感光层中，关于电荷输送材料与粘合剂树脂之间的优选比例，电荷输送材料的重量M与粘合剂树脂的重量B之间的比例M/B为10/8到10/30，优选为10/15到10/20。
当比例M/B小于10/30，粘合剂树脂的比例高时，在通过浸涂形成电荷输送材料中，涂布液的粘度增加，导致涂布速度降低。这可能导致生产率的显著降低。
当增加涂布液中溶剂的量以防止涂布液的粘度增加时，会发生雾浊现象(blushing phenomenon)，并且在形成的电荷输送材料中可能发生白浊(clouding)。
另一方面，当M/B超过10/8，粘合剂树脂17的比例低时，与粘合剂树脂的比例高时的情况相比，耐印刷性能降低，并且感光层的磨损量可能增加。
用于溶解(分散)电荷输送材料的合适溶剂与用于分散电荷产生材料的溶剂基本上没有不同，并且可以选择和使用上述列举的溶剂。
用于本发明形成电荷输送层的涂布液可以与作为抗氧化剂的维他命E、氢醌、受阻胺、受阻酚、对苯二胺、芳基烷烃及其衍生物、有机硫化合物、有机磷化合物等一起添加。
作为电荷输送层13的形成方法，当导电支持体1是薄片时，使用烘烤涂布器、棒涂器、浇涂、旋涂等。当导电支持体1是圆筒时，使用喷涂法、垂直圆环法、浸涂等。特别是，从生产率和成本方面来看，浸涂等通常是优选的。电荷输送层的膜厚度为10～50μm，优选为15～40μm。
图像形成装置
本发明的图像形成装置的特征在于具有本发明的感光体、使感光体带电的带电手段、使带电的感光体曝光的曝光手段和使经曝光形成的静电潜像显影的显影手段。
下文将参考附图来描述本发明的图像形成装置，但是，以下描述并不是以限制方式给出的。
图3A是显示本发明的图像形成装置的结构的侧面示意图。
图3A所示的图像形成装置21包括由本发明的感光体1或2(例如，图1或2)来形成的感光体圆筒26；带电手段(带电器)27、曝光手段23、显影手段(显影器)28、转印器(转印带电器)24、清洁器34和定影器25。标号42表示转印纸。感光体1是圆柱状的，并且通过图像形成装置主体31(未显示)以可旋转的感光体圆筒26方式被支持，通过驱动手段(未显示)沿箭头S1的方向旋转。驱动手段包括例如电动机和减速齿轮，并且通过将其驱动力传递给构成感光体圆筒26的芯体的导电支持体，从而驱动感光体圆筒26以规定的圆周速度旋转。带电器27、曝光手段23、显影器28、转印器24和清洁器34按此顺序沿感光体圆筒26的外周面从感光体圆筒26的旋转方向(如箭头S1所示)上游侧向下游侧设置。此外，定影器25设置在转印纸42的行进方向。
带电器27是使得感光体圆筒26的外周面以规定的正电位或负电位带电的带电手段。
作为带电手段，可以使用非接触型带电线(charger wire)，然而，在要求感光体表面具有高耐磨性的带电辊的使用中，形成有根据本发明的电荷输送层的感光体对提高耐久性发挥更大的效果。
因此，在本发明的图像形成装置中，作为带电手段既可以使用接触式带电也可以使用非接触式带电。
曝光手段23具有例如作为光源的半导体激光束，并且通过用从光源输出的光43例如激光束照射在感光体圆筒26的带电器27和显影器28之间，将带电感光体圆筒26的外周面根据图像信息进行曝光。光43沿感光体圆筒26的旋转轴的延伸方向(此为主扫描方向(纵向))反复扫描，与该扫描操作同时，在感光体圆筒26的表面依次地形成静电潜像。
显影器28是用显影剂使通过曝光形成于感光体圆筒26外周表面上的静电潜像显影的显影手段，并且与感光体圆筒26相对设置。显影器28包括向感光体圆筒26的外周面供给调色剂的显影辊41和壳体(显影器)28，所述壳体28以可以绕与感光体圆筒26的旋转轴平行的旋转轴旋转的方式支持显影辊41，同时在其内部空间中储存含有调色剂的显影剂。
转印器24是将通过显影形成于感光体圆筒26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(未显示)沿箭头44的方向供给(与感光体1的曝光同步)至感光体圆筒26和转印器24之间并作为记录介质的转印纸42上的转印手段。即，转印器24例如为非接触型转印手段，其具有带电手段并且向转印纸42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42上。
清洁器34作为清洁手段，其清除和回收使用转印器24进行转印操作后残留在感光体圆筒26的外周面上的调色剂，并且包括清洁刮板(未显示)和回收用壳体，所述清洁刮板剥离残留在感光体圆筒26的外周面上的调色剂，回收用壳体储存由清洁刮板剥离的调色剂。清洁器34与除电灯(未显示)一起设置。
图像形成装置21还设置有定影器25，其为将转印的图像进行定影的定影手段，设置在运送通过感光体圆筒26和转印器24之间的转印纸42的下游侧。定影器25包括具有加热手段(未显示)的加热辊33和与加热辊33相对设置并由加热辊33挤压以形成接触部的压力辊32。
图像形成装置21的图像形成操作以如下所述方式进行。首先，当感光体圆筒26被驱动沿箭头S1的方向旋转时，感光体圆筒26的表面通过带电器27以预定的正电位或负电位均匀带电，所述带电器27沿感光体圆筒26的旋转方向设置在曝光手段23的光43的成像点的上游侧。
然后，使用曝光手段23发出的、对应于图像信息的光43对感光体圆筒26的表面进行照射。被感光体圆筒26的光43照射的部分的表面电荷通过该曝光来去除，这导致在光43照射部分的表面电位与光43未照射部分的表面电位之间产生电位差，并由此形成静电潜像。
从沿感光体圆筒26的旋转方向设置在曝光装置23的光43成像点的下游侧的显影器28，向形成有静电潜像的感光体圆筒26的表面供给调色剂，将静电潜像显影和形成调色剂图像。
与感光体圆筒26的曝光同步，将转印纸42供给到感光体圆筒26和转印器24之间。由转印器24向供给的转印纸42提供与调色剂反极性的电荷，从而将形成于感光体圆筒26表面的调色剂图像转印到转印纸42上。
转印了调色剂图像的转印纸42沿箭头44的方向排纸，并且通过运送手段运送到定影器25，当它通过定影器25的加热辊33和压力辊32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42上，从而形成牢固的图像。然后，形成了图像的转印纸42通过运送手段排出到图像形成装置21的外部。
另一方面，在调色剂图像通过转印器24转印后残留在感光体圆筒26表面上的调色剂，通过清洁器34从感光体圆筒26的表面上剥离并回收。以上述方式除去了调色剂的感光体圆筒26表面上的电荷通过除电灯发出的光而除去，从而感光体圆筒26表面上的静电潜像消失。其后，进一步驱动感光体圆筒26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21具有含如下感光层的电子照相感光体，在该感光层中，由以下通式(1)表示的三芳胺二聚体化合物被均匀分散作为电荷输送材料：
Figure G2008101794934D00161
式中，Ar1和Ar2可以相同或不同，并且表示未取代或取代的亚芳基或者未取代或取代的杂环衍生的二价基团，Ar3和Ar4可以相同或不同，并且表示未取代或取代的芳基或者未取代或取代的杂环基团，R1和R2可以相同或不同，并且表示烷基基团，m和n表示1～4的整数，a和b可以相同或不同，并且表示氢原子、卤原子、烷基基团、氟烷基、烷氧基或者未取代或取代的氨基，当m或n为2以上并且a或b中的两个彼此相邻时，则形成亚甲二氧基、亚乙二氧基、四亚甲基或亚丁二烯基；
可以形成没有图像缺陷如黑点的高质量图像。
更具体地，根据本发明，提供一种具有如下感光层的电子照相感光体以及具有该电子照相感光体的图像形成装置，该感光层中均匀分散由如下亚式(2)表示的三芳胺二聚体化合物：
Figure G2008101794934D00171
式中，Ar1、Ar2、R1、R2、m、n、a和b与通式(1)所定义的相同。d和e具有与通式(1)中的a和b相同的含义，o和p为1～7的整数。
进一步地，根据本发明，提供一种具有如下感光层的电子照相感光体以及具有该电子照相感光体的图像形成装置，该感光层中均匀分散由如下亚式(3)表示的三芳胺二聚体化合物：
Figure G2008101794934D00172
式中，Ar1、R1、R2、a和b与通式(1)所定义的相同。d、e、o和p与亚式(2)中所定义的相同，f和q具有与通式(1)中的a和n相同的含义。
另外，根据本发明，提供一种具有如下感光层的电子照相感光体以及具有该电子照相感光体的图像形成装置，该感光层中均匀分散由如结构式(I)表示的三芳胺二聚体化合物。
Figure G2008101794934D00181
处理盒
在图像形成装置如复印机、传真机或打印机中所使用的一般电子照相过程的全部过程通常包括带电、曝光、显影、转印、清洁、定影和除电等步骤，如图3A和3B所示。
更具体地说，作为电子照相过程的中心部件的感光体圆筒26被设置在图像形成装置21中，使得可沿着箭头S1的方向旋转，通过作为带点器27的具有高压电源(未显示)的电晕带电器(图示的)或者接触辊带电器(未显示)以预定的电荷量进行均匀带电，并且通过曝光手段23形成预定的静电潜像电位，从而使感光体圆筒26的表面负载静电潜像。
所述感光体圆筒26包括由金属或树脂制成的导电基底11、在其上形成的任选的内涂层15和在其上形成的感光层14。该感光层14由在任选的内涂层15上形成的相对薄的电荷产生层12、以及在最外层中形成的相对薄的电荷输送层13构成。
通过曝光在电荷产生层12中产生载流子(carrier，电荷)，在感光体圆筒26上的电荷被所述载流子抵消，使得形成静电潜像电位。在感光体圆筒6上负载的静电潜像被转送到显影区，其中通过圆筒26的旋转使它与显影器28的显影剂载体41发生接触。
显影剂载体41沿箭头S3的方向旋转，箭头S3的方向与箭头S1的方向相反，并且紧压在感光体圆筒26上。然后，在显影器28内部的显影剂载体41上负载的调色剂移动并附着至感光体圆筒26上的静电潜像上，使得静电潜像可见且被显影。
将来自于被连接的电源(未显示)的预定偏压应用在显影剂载体41上。在显影之后，附着在感光体圆筒26上的调色剂被传送到预定的转印区域。在转印区域中，转印纸42如纸通过供纸手段被供给，并且同步接触感光体圆筒26上的调色剂图像。
在转印区域设置的转印器24可以是具有高压电源的带电型(未显示)或者接触辊型(未显示)，并且将调色剂转印一侧的极性(与调色剂的极性相反)的电压施加到感光体圆筒26。其结果是，调色剂移至转印材料，并且调色剂图像被显影。
由于转印纸42和感光体圆筒26通过由转印带电装置提供的电荷而相互之间静电紧密连接，因而需要从感光体圆筒26上剥离转印材料，以将它引导至定影器25。作为这种剥离装置，可以列举具有高压电源的带电型装置、通过感光体圆筒26曲率的剥离装置、以及使用剥离爪的剥离装置，尽管省略了它们的说明。
在带电型剥离装置的情况中，当通过剥离装置将AC电压施加到转印纸42上，以将转印纸42的电位减小至与感光体圆筒26的表面电位相同的电位，在转印纸42与感光体圆筒26之间不再有吸引力，使得转印纸42通过其自身的重量从感光体圆筒26上移除。
在转印纸42从感光体圆筒26上移除之后，在转印纸上的调色剂通过定影器25的压力辊32和加热辊33来定影。例如，调色剂通过热熔被定影在转印纸42上，并且纸被排出所述装置之外。感光体圆筒26的表面在转印之后通过清洁器34进行清洁，残留在表面上的电荷通过除电器30被去除。这实现了电初期化。作为除电器30，可以应用光学除电灯或者应用接触除电器。
在图像形成装置21的电子照相过程中所涉及部件的上述操作是通过设置在图像形成装置主体31中的控制部(未显示)来控制的。该控制部由例如存储微型计算机和由微型计算机执行的控制程序的ROM、为数据处理提供工作区的RAM、从设置在图像形成装置21内部的传感器或者开关输入信号的输入电路、以及用于将控制信号输出到设置在图像形成装置21内部的马达或制动器的输出电路所构成。此外，主控制部具有用于保持所连接的调色剂供应容器的身份编号的非易失性存储器。微型计算机辨认每个传感器和每个开关的状态，且输送至每个马达和每个制动器的控制信号通过输出电路来发送。
顺便提及，在上述的电子照相过程中，广泛采用将几个装置组合为单个盒子的措施以便于维修，如图3B和4所示。
在一种示例性形式中，与容纳预定显影剂的显影器28相应设置的调色剂瓶用于容纳将要供应到显影器28的调色剂，其通过一个盒子来实现以形成调色剂供应容器29，并且可与所述主体21连接或者可从所述主体21上拆卸。还有一种显影盒28c的形式，其中，调色剂供应容器29和显影器28被设计为可一体化地连接至图像形成装置主体31，或者可一体化地从图像形成装置主体31拆卸。还有一种处理盒22的形式，其中，除了显影器28和调色剂供应容器29以外，或者与显影器28和调色剂供应容器29相独立地，在感光体圆筒26上操作的至少一种过程手段如带电器27和清洁器34与感光体圆筒26一体化，并且可连接至图像形成装置主体31或者可从图像形成装置主体31上拆卸。
用于图像形成装置的调色剂供应容器如处理盒22和显影盒28c连接到图像形成装置主体31的具体方式，如图4所示。图4是一种将处理盒22和显影盒28c构成为单独盒子的形式。
当处理盒22包括显影器28和调色剂供应容器29时，其使得替换变得简便，但是，寿命不一定相同的感光体圆筒26和调色剂供应容器29须一同废弃。从此点来看，为了有效地使用调色剂供应容器29，通过单独的盒子形成包括感光体圆筒26的处理盒22和形成调色剂供应容器29或者包含调色剂供应容器的显影处理盒28c是合理的。
当处理盒22和显影处理盒28c如上所述是相互分离时，优选减小调色剂供应容器29的尺寸，以便使装置小型化。在此情况中，处理盒22具有比调色剂供应容器29或包括调色剂供应容器的显影处理盒28c更长的寿命。换句话说，在调色剂供应容器29或者包括调色剂供应容器的显影处理盒28c被替换几次以后，才替换感光体圆筒处理盒。
在合适的位置例如当包括调色剂供应容器的显影盒或者调色剂供应容器与图像形成装置连接(如图4所示)时可见部分的纵向对侧(里侧)，安装存储调色剂供应容器的使用量等信息的非易失性存储器，以在需要时能够显示调色剂的剩余量。
因此，根据本发明，提供一种处理盒，其一体化地支持选自以下的至少一种手段：包含三芳胺二聚体作为电荷输送材料的电子照相感光体、带电手段、显影手段和清洁手段，并且可与电子照相装置主体连接或者可从电子照相装置主体拆卸。
因此，根据本发明，可以提供一种可靠的图像形成装置，其能够在各种环境下形成高质量的图像。另外，由于本发明的感光体的性能并不会被曝光而损坏，所以可以防止维护时因曝光而导致的图像质量损坏，并且可以改进图像形成装置的可靠性。
实施例
接下来，将通过制造例、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和实施例。
另外，用如下所述装置在如下条件下测试在制造例中所获得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)
样品校正：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ThermoQuest制造)
LC柱：GL-Sciences Inertsil ODS-3 2.1x100mm
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 Analysis 2400，由Perkin Elmer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℃
元素分析是通过差示热导率法对碳(C)、氢(H)和氮(N)同时进行定量分析。
制造例1
三芳胺二聚体化合物(例示化合物No.1)的合成
在100mL的邻-二氯苯中，混合4.75g(2.0当量)的2，4-二甲苯基-β-萘胺、2.98g(1.0当量)的4，4’-二溴联苯、1.02g(0.2当量)的18-冠-6-醚、4.9g(4.0当量)的铜粉末和21.3g(8.0当量的无水碳酸钾)，将反应温度升高至180℃，当通过加热保持该温度时，在搅拌和回流条件下使该反应进行18小时。在反应结束之后，在反应仍处于热时进行静置过滤，并浓缩滤出液，通过硅胶柱色谱纯化该残余物，以获得4.95g的白色粉末化合物。
对所获得的白色粉末化合物进行化学结构和元素的分析：
核磁共振装置：NMR
在1H NMR(通常)中，观察到δ＝2.06(S，6H)、2.38(S，6H)、6.97～7.82(m，28H)。
在13C-NMR(通常，DEPT-135)中，观察到δ＝18.66(CH3，4C)、21.76(CH3，4C)、117.00(CH，2C)、121.96(CH，4C)、122.72(CH，2C)、124.00(CH，2C)、126.35(CH，2C)、126.87(CH，2C)、127.21(CH，4C)、127.66(CH，2C)、128.31(CH，2C)、128.78(CH，2C)、129.48(C，2C)、129.59(CH，2C)、132.60(CH，2C)、133.95(C，2C)、134.64(C，2C)、136.06(C，2C)、136.33(C，2C)、142.77(C，2C)、145.26(C，2C)、146.46(C，2C)处的谱图。
图5-7分别是1H NMR谱图、通常的13C-NMR谱图和DEPT-135的13C-NMR谱图。
在上述各NMR测量中所观察到的信号将支持例示化合物No.1的结构是目的物三芳胺二聚体化合物。
在分子量测量装置：LC-MS中，在645.5观察到对应于其中在例示化合物No.1(分子量计算值：644.32)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：89.40％，H：6.25％，N：4.34％
测量值C：89.04％，H：5.97％，N：4.01％
NMR、LC-MS、元素分析等分析结果证明所得到的白色粉末化合物为例示化合物No.1的三芳胺二聚体化合物(产率：80.1％)。此外，在LC-MS测量中的HPLC分析结果证明，所得到的例示化合物No.1的纯度为99.0％。
制造例2-5
例示化合物No.3、7、13和20的合成
在制造例1中，使用表2所示的原料化合物作为由通式(4)表示的二芳基二卤化合物衍生物和由通式(5)表示的仲胺化合物，进行完全相同的操作，以分别制造例示化合物No.3、7、13和20。在如下表2中，也一起显示了例示化合物No.1的原料化合物。
[表2]
Figure G2008101794934D00251
在上述制造例1-5中所得到的每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测定的实测值[M+H]显示在表3中。
[表3]
实施例1
以如下方式制造使用例示化合物No.1作为电荷输送层的电荷输送材料的电子照相感光体，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芳胺二聚体化合物。
作为导电支持体，使用厚度为1mm、直径为30mm和总长为340mm的铝管。将7重量份氧化钛(商品名：TI PAQUE TTO55A，由ISHIHARA SANGYO KAISYA LTD.制造)和13重量份共聚尼龙树脂(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内涂层(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(Fastogen Blue 8120，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10kg电荷产生层形成用涂布液。通过与上述中间层情形相同的浸涂方法，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。
接着，将8质量份在制造例1中制造的例示化合物No.1、10质量份聚碳酸酯树脂(商品名：C-1400，由TEIJIN CHEMICALS LTD.制造)溶解在80质量份THF中，以制备10kg电荷输送层形成用涂布液。通过类似的浸涂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上，并且在80℃的恒温槽中干燥1小时，以形成膜厚度为15μm的电荷输送层。以如上所述的方式，制造图1所示的层叠型电子照相感光体。
实施例2
除了使用上表3所示的例示化合物No.3的化合物代替例示化合物No.1作为电荷输送材料以外，以与实施例1类似的方式制造电子照相感光体。
实施例3-5
除了分别使用以上表3所示的例示化合物No.7、13和20的化合物代替例示化合物No.1作为电荷输送材料以外，以与实施例1类似的方式制造三种电子照相感光体。
实施例6-7
除了电荷输送层的膜厚度分别为10μm和30μm以外，以与实施例1类似的方式制造两种电子照相感光体。
比较例1
尝试以与实施例1类似的方式制造电子照相感光体，不同之处在于使用具有三芳胺结构的α-Np-TPD化合物(由TOKYO CHEMICALINDUSTRY CO.，LTD制造)代替例示化合物No.1作为电荷输送材料。然而，α-Np-TPD不能溶解在所使用的体系中，因而未能获得电子照相感光体。
比较例2
以与实施例1类似的方式制造电子照相感光体，不同之处在于使用具有三芳胺结构的4mM-TPD化合物(由Takasago Industry Co.，LTD制造)代替例示化合物No.1作为电荷输送材料。
比较例3
以与实施例1类似的方式制造电子照相感光体，不同之处在于使用具有三芳胺结构的4mM-TPD化合物(由Takasago Industry Co.，LTD制造)代替例示化合物No.1作为电荷输送材料，并且电荷输送材料的重量M与粘合剂树脂的重量B之间的比例M/B为10/20。
比较例4
以与实施例1类似的方式制造三种电子照相感光体，除了电荷输送层的膜厚度为35μm。
对于在实施例1-5和比较例1-3中所获得的电子照相感光体，以如下方式评价耐印刷性能和电特性。
<耐印刷性能的评价>
将每个制造的电子照相感光体安装在以225mm/sec处理速度操作的数字复印机(AR-451S，由SHARP CORPORATION获得)上，其中图像曝光光源被405nm的半导体激光(通过多棱镜写入图像)代替。在50,000张纸上形成图像之后，测量感光层d1的膜厚度，膜的减少量由所测量的值与在制造时感光层的膜厚d0之差Δd(＝d0-d1)来确定，并且用作评价耐印刷性能的指数。
<电特性的评价>
将实施例1-5和比较例1-3中所获得的每个电子照相感光体安装在如图4所示的复印机的电子照相处理上，并且通过使用405nm的半导体激光(通过多棱镜写入图像)作为图像曝光光源，通过在显影部中提供表面电位计(型号344，由Trek Japan Corporation制造)用于观测显影部的感光体的表面电位，具体地为观测带电性，从而测量感光体的表面电位(带电电位)V0和除电以后感光体的表面电位(残留电位)VL。
其结果如表4所示。
Figure G2008101794934D00301
如表4所示，发现在电荷输送层中使用本发明的三芳胺二聚体化合物的实施例1-5的感光体显示出优异的电特性，甚至当使用430nm半导体激光作为曝光光源时也如此。在耐印刷性能评价中的磨损是很小的，并且发现使用由本发明的例示化合物No.7所示的电荷输送材料的电子照相感光体显示出最优异的抗磨损性。
可以发现，比较例2的感光体在初始阶段显示出优异的电特性，但是，经长时间使用后的磨损是很大的，并且机械耐久性是不充分的。
还发现比较例3的感光体(其中粘合剂树脂相对于电荷输送材料的比例增加)显示出在机械耐印刷性方面的稍微改进，但是感光度是不充分的，因为在感光层中的电荷输送材料的量减少。
这些证明：在应用比较例2中所示的电荷输送材料4mM-TPD的感光体中，膜减少量比使用本发明的三芳胺二聚体化合物的感光体高大约1.7倍，使得必须增加电荷输送层的膜厚度以保持在实际使用中的长寿命。
接着，在将上述实施例中所制造的电子照相感光体与图像形成装置连接时，根据以下所述的评价方法来评价通过实施实际印刷所获得的印刷物质。
<图像质量的评价>
使用在225mm/sec处理速度下操作的数字复印机(AR-451S，由SHARP Corporation制造)并且调整光学系统，使得图像曝光光源为405nm，光束的光斑直径为21μm，在感光体的初始电位设定为-600V时，印刷1200dpi的半色调图像，并且设定曝光量，使得曝光的感光体的表面电位为-60V。其中所获得的单独斑点(dot)形成于感光体上，在光学显微镜下评价图像的斑点重复性。对常规使用780nm的图像曝光光源的系统进行类似的评价，调节该光学系统，使得光斑直径为42μm。
<评价标准>
A：每个斑点孤立且清晰，因此图像质量水平高
B：每个斑点的独立性不充分，并且图像质量水平稍微不充分
C：每个斑点的独立性明显不充分。
这些评价结果如表5所示。
Figure G2008101794934D00311
然而，表5中的图像评价显示出：电荷输送层的膜厚越大，使用短波长激光改进分辨率的效果越小。这是因为当电荷输送层的膜厚增加时，从电荷产生层(这是电荷产生的位置)和电荷输送层之间的界面到感光体表面的载流子(电荷)输送距离更长，所以在载流子之间发生库伦排斥，并且潜像铺展在感光体的表面上。因此，为了进一步利用使用短波长激光的减小光斑直径的优点，使电荷输送层的膜厚为30μm以下在结构上是有利的。因此可以判断：感光体耐磨性的改进对于使用短波长的激光改善图像质量水平是必要的。
由这些结果发现：当波长为380-500nm的半导体激光束被用作写入光时，通过使用由本发明的结构式(1)表示的电荷输送材料的电子照相感光体，可以长时间提供具有优异电特性和高分辨率的图像。
根据本发明，通过在感光层中使用由通式(1)表示的具有邻-甲基-苯基取代基的三芳胺二聚体化合物，由于获得了对应于蓝光(紫光)半导体激光的优异电特性、以及获得高的耐印刷性能，因此在没有如使用常规电荷输送材料时那样以牺牲电特性为代价而增加粘合剂树脂含量的情形下，就可以减小电荷输送层的膜厚度。因此，可以提供一种能够长时间获得高分辨率输出图像的处理盒和电子照相装置。

Claims (5)

1.一种电子照相感光体，其包括由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经层叠得到的层叠型感光层，所述层叠型感光层形成在由导电材料制成的导电支持体上，其中，所述电子照相感光体对波长范围为380～500nm的半导体激光束具有高的感光特性；所述层叠型感光层的电荷输送层包含由如下例示化合物No.7或13表示的三芳胺二聚体化合物作为电荷输送材料：
Figure FSB00000665269600011
；并且感光层的膜厚度为30μm以下，
其中，所述电荷输送层包含粘合剂树脂，并且电荷输送材料的重量M与粘合剂树脂的重量B之间的比例M/B为10/8到10/30。
2.根据权利要求1的电子照相感光体，其中，所述层叠型感光层的电荷产生层包含在波长
Figure FSB00000665269600012
的Cu-Kα特征X射线衍射中的布拉格角2θ±0.2°具有至少在27.2°处的衍射峰的酞菁氧钛作为电荷产生材料。
3.根据权利要求1的电子照相感光体，进一步包括在导电支持体和层叠型感光层之间的中间层。
4.一种图像形成装置，包括：根据权利要求1所述的电子照相感光体；使所述电子照相感光体带电的带电工具；用波长为380～500nm的半导体激光使所述带电的电子照相感光体曝光的曝光工具；以及使经曝光形成的静电潜像显影的显影工具。
5.一种处理盒，其以一体的方式支持根据权利要求1所述的电子照相感光体和选自以下的至少一种工具：带电工具；显影工具；和清洁工具，该处理盒可与电子照相装置主体连接，或者可从所述电子照相装置主体拆卸。
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