CN101846896A - 电子照相感光体、处理盒和图像形成设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子照相感光体、处理盒和图像形成设备。本发明旨在提供一种电子照相感光体,该电子照相感光体的最外表面层具有高机械强度,并能够长时期抑制浓度不均匀和重影的发生,该电子照相感光体包含:导电性基体;形成在该导电性基体上的感光层;和最外表面层,该最外表面层是由下述组合物的固化物制成的层,所述组合物包含至少一种由下式(I)表示的化合物和至少一种具有电荷输送性和偶氮基的化合物,其中,在式(I)中,F表示具有空穴输送性的n价有机基团,R表示氢原子或烷基,L表示二价有机基团,n表示大于或等于1的整数,并且j表示0或1。
Description
技术领域
本发明涉及电子照相感光体、处理盒和图像形成设备。
背景技术
通常,电子照相图像形成设备具有以下结构和步骤。具体地说,图像形成物如下获得:通过充电单元对电子照相感光体的表面进行充电而赋予该表面以所需的极性和电位;通过以形成图像的方式将该电子照相感光体的带电的表面暴露于光线下以有选择地使表面除电,从而在该表面上形成静电潜像;通过显影单元使调色剂附着于该潜像,从而将该潜像显影以形成调色剂图像;通过转印单元将该调色剂图像转印到图像接受介质上。
近年来,电子照相感光体因为具有可提供高速和高品质印刷的优势,所以在复印机、激光印刷机等领域得到了更经常的应用。
作为用于这些图像形成设备的电子照相感光体,已知有使用诸如硒、硒碲合金、硒砷合金和硫化镉等常规的无机光导电材料的电子照相感光体(无机感光体)。近年来,使用有机光导电材料的电子照相感光体(有机感光体)由于在低成本制造性和废弃性方面具有良好的优势,因此已经成为主流。
以往将使用电晕充电装置的电晕充电法用作充电方法。然而,近年来,接触充电法由于具有诸如抑制臭氧生成量和耗电量等优势,因此已投入实际应用,并被积极使用。在接触充电法中,通过将起到充电部件作用的导电性部件与电子照相感光体的表面接触,或者通过将该导电性部件靠近电子照相感光体的表面,然后向该充电部件施加电压,从而使电子照相感光体的表面带电。作为向充电部件施加电压的方法,存在直流法和交流叠加法,直流法中,仅施加直流电压,而在交流叠加法中,在施加直流电压的同时,在直流电压上叠加交流电压。接触充电法具有诸如使设备小型化和抑制诸如臭氧等有害气体的产生等优点。
作为转印方法,经由中间转印介质将调色剂图像转印到记录纸上的方法适用于各种各样的记录纸,所以已取代以往常用的将调色剂图像直接转印到记录纸上的方法而得到广泛的应用。
在上述相关技术中,已存在的问题有,由于使用接触充电法而导致的感光体的劣化和磨损以及由于使用接触充电法和中间转印介质而导致的感光体的刮伤和异物的戳刺。为了防止这些问题,已提出在电子照相感光体的表面上形成保护层以提高其强度。
作为用于形成保护层的材料,已经提出以下方案。
即,例如,日本特许3287678号提出一种在酚醛树脂中分散有导电性粉末的材料。日本特开2000-019749号公报提出一种有机-无机杂化材料。日本特开2005-234546号公报提出一种链式聚合性材料。日本特开2000-66424号公报提出一种丙烯酸类材料。
此外,日本特开2004-240079号公报提出一种由放射线交联剂和电荷输送性物质构成的由放射线交联的材料。
本发明旨在提供一种电子照相感光体,该电子照相感光体的最外表面层具有高机械强度,并能够长时期抑制浓度不均匀和重影的发生。
此外,本发明的另一目的是提供处理盒和图像形成设备,二者都备有所述电子照相感光体。
发明内容
(1)一种电子照相感光体,所述电子照相感光体包含:
导电性基体;
形成在所述导电性基体上的感光层;和
最外表面层,其为由以下组合物的固化物制成的层,所述组合物包含至少一种由下式(I)表示的化合物和至少一种具有电荷输送性和偶氮基的化合物:
其中,在式(I)中,F表示具有空穴输送性的n价有机基团,R表示氢原子或烷基,L表示二价有机基团,n表示大于或等于1的整数,并且j表示0或1。
(2)如(1)所述的电子照相感光体,其中,所述具有电荷输送性和偶氮基的化合物是由下式(A)表示的化合物:
其中,在式(A)中,Ar11和Ar12各自独立地表示具有取代基的或不具有取代基的芳基;X1表示具有芳环结构的二价烃基或者具有芳环结构的二价含杂原子的烃基;X2和X3各自独立地表示具有取代基的或不具有取代基的亚芳基;L1和L2各自独立地表示可以包含支化或环结构的二价烃基,或可以包含支化或环结构的二价含杂原子的烃基;m1和m3各自独立地表示0或1;m2表示大于或等于1的数;并且R’表示一价烃基或一价含杂原子的烃基。
(3)如(1)所述的电子照相感光体,其中,式(I)中的R是甲基。
(4)如(1)所述的电子照相感光体,其中,式(I)中的n是大于或等于2的整数。
(5)如(1)所述的电子照相感光体,其中,式(I)由下式(II)表示:
其中,在式(II)中,Ar1~Ar4各自独立地表示具有取代基的或不具有取代基的芳基;Ar5表示具有取代基的或不具有取代基的芳基,或具有取代基的或不具有取代基的亚芳基;D表示-(L)j-O-CO-C(R)=CH2;L表示二价有机基团;j表示0或1;五个c各自独立地表示0或1;k表示0或1;D的总数大于或等于1;并且R表示氢原子或具有1~5个碳原子的直链或支化的烷基。
(6)如(5)所述的电子照相感光体,其中,式(II)中的D的总数大于或等于4。
(7)如(5)所述的电子照相感光体,其中,式(II)中的R是甲基。
(8)如(1)所述的电子照相感光体,其中,相对于构成最外表面层的组合物,由式(I)表示的化合物的总含量为大约30重量%以上。
(9)如(2)所述的电子照相感光体,其中,式(A)中的Ar11和Ar12各自独立地是具有6~16个碳原子的具有取代基的或不具有取代基的芳基。
(10)如(2)所述的电子照相感光体,其中,式(A)中的L1表示酯键与亚烷基和/或亚苯基的组合。
(11)如(2)所述的电子照相感光体,其中,式(A)中的L2包含亚烷基或氰基并具有1~20个碳原子。
(12)如(2)所述的电子照相感光体,其中,式(A)中的R’包括亚烷基、酯基、氰基或羧基。
(13)如(2)所述的电子照相感光体,其中,相对于所述组合物中的反应性化合物,由式(A)表示的化合物的含量为大约2重量%~大约200重量%。
(14)一种处理盒,所述处理盒包含:
(1)~(13)中任一项所述的电子照相感光体;和
选自由下述单元组成的组中的至少一种单元:对电子照相感光体进行充电的充电单元、使用调色剂将形成在电子照相感光体上的静电潜像显影的显影单元和将残留在电子照相感光体的表面上的调色剂除去的调色剂除去单元。
(15)一种图像形成设备,所述图像形成设备包含:
(1)~(13)中任一项所述的电子照相感光体;
对电子照相感光体进行充电的充电单元;
在被充电的电子照相感光体上形成静电潜像的静电潜像形成单元;
使用调色剂将形成在电子照相感光体上的静电潜像显影以形成调色剂图像的显影单元;和
将调色剂图像转印至转印体的转印单元。
根据本发明涉及(1)的方面,可提供一种电子照相感光体,与不使用具有电荷输送性和偶氮基的化合物的情况相比,所述电子照相感光体的最外表面层具有更高的机械强度,并且能够更长时期抑制浓度不均匀和重影的发生。
根据本发明涉及(2)的方面,可提供一种电子照相感光体,与不具有由式(A)表示的结构的情况相比,所述电子照相感光体的最外表面层具有更高的机械强度,并且能够更长时期更有效地抑制浓度不均匀和重影的发生。
根据本发明涉及(3)的方面,可提供一种电子照相感光体,与不具有式(I)中R是甲基的结构的情况相比,所述电子照相感光体的最外表面层具有更高的机械强度,并且能够更长时期更有效地抑制浓度不均匀和重影的发生。
根据本发明涉及(4)的方面,可提供一种电子照相感光体,与式(I)中n是1的情况相比,所述电子照相感光体的最外表面层具有更高的机械强度,并且能够更长时期更有效地抑制浓度不均匀和重影的发生。
根据本发明涉及(5)的方面,可提供一种电子照相感光体,与式(I)不具有式(II)的结构的情况相比,所述电子照相感光体的最外表面层具有更高的机械强度,并且能够更长时期更有效地抑制浓度不均匀和重影的发生。
根据本发明涉及(6)的方面,可提供一种电子照相感光体,与式(I)表示式(II)中D的总数小于或等于3时的情况相比,所述电子照相感光体的最外表面层具有更高的机械强度,并且能够更长时期更有效地抑制浓度不均匀和重影的发生。
根据本发明涉及(7)的方面,可提供一种电子照相感光体,与式(I)不具有式(II)中R是甲基的结构的情况相比,所述电子照相感光体的最外表面层具有更高的机械强度,并且能够更长时期更有效地抑制浓度不均匀和重影的发生。
根据本发明涉及(8)的方面,可提供一种电子照相感光体,与相对于形成最外表面层的组合物,由式(I)表示的化合物的总含量为30重量%(或者大约30重量%)以下的情况相比,所述电子照相感光体的最外表面层具有更高的机械强度,并且能够更长时期更有效地抑制浓度不均匀和重影的发生。
根据本发明涉及(9)的方面,可提供一种电子照相感光体,与不具有式(A)中Ar11和Ar12各自代表具有6~16个碳原子的具有取代基的或不具有取代基的芳基并且R表示甲基的结构的情况相比,所述电子照相感光体的最外表面层具有更高的机械强度,并且能够更长时期更有效地抑制浓度不均匀和重影的发生。
根据本发明涉及(10)的方面,可提供一种电子照相感光体,与式(A)中L1不表示酯键与亚烷基和/或亚苯基的组合的情况相比,所述电子照相感光体的最外表面层具有更高的机械强度,并且能够更长时期更有效地抑制浓度不均匀和重影的发生。
根据本发明涉及(11)的方面,可提供一种电子照相感光体,与不具有式(A)中L2包含亚烷基或氰基并且具有1~20个碳原子的结构的情况相比,所述电子照相感光体的最外表面层具有更高的机械强度,并且能够更长时期更有效地抑制浓度不均匀和重影的发生。
根据本发明涉及(12)的方面,可提供一种电子照相感光体,与式(A)中R’不包含亚烷基、酯基、氰基和羧基的情况相比,所述电子照相感光体的最外表面层具有更高的机械强度,并且能够更长时期更有效地抑制浓度不均匀和重影的发生。
根据本发明涉及(13)的方面,可提供一种电子照相感光体,与相对于组合物中的反应性化合物,由式(A)表示的化合物的含量不是2重量%~200重量%的情况相比,所述电子照相感光体的最外表面层具有更高的机械强度,并且能够更长时期更有效地抑制浓度不均匀和重影的发生。
根据本发明涉及(14)的方面,可提供一种处理盒,与不具有所述构造的情况相比,所述处理盒能够长时期获得稳定的图像。
根据本发明涉及(15)的方面,可提供一种图像形成设备,与不具有所述构造的情况相比,所述图像形成设备能够长时期获得稳定的图像。
附图说明
基于以下附图,将对本发明的示例性实施方式进行详细的描述,其中:
图1是显示本发明的一个示例性实施方式的电子照相感光体的部分横截面示意图;
图2是显示本发明的一个示例性实施方式的电子照相感光体的部分横截面示意图;
图3是显示本发明的一个示例性实施方式的电子照相感光体的部分横截面示意图;
图4是显示本发明的一个示例性实施方式的图像形成设备的示意图;
图5是显示本发明的另一个示例性实施方式的图像形成设备的示意图;和
图6A至图6C是显示用于评估重影的标准的说明图。
具体实施方式
[电子照相感光体]
本发明的该示例性实施方式的电子照相感光体是下述电子照相感光体,其至少包含导电性基体和形成在该导电性基体上的感光层,其中,最外表面层由以下组合物的固化物制成,所述组合物包含至少一种由式(I)表示的化合物和至少一种具有电荷输送性和偶氮基的化合物。
在该示例性实施方式的电子照相感光体中,当如上所述构成时,会使最外表面层的机械强度提高,并使浓度不均匀和重影的发生得到长时期抑制;因此,可以长时期获得稳定的图像。
其原因并不清楚,但据推测如下。
即,当感光体的最外表面层由下述固化物形成,而所述固化物是通过固化具有(甲基)丙烯酰氧基的电荷输送材料而获得时,从减少对感光层的损坏的角度考虑,电荷输送材料优选通过较低能量,例如热来固化。然而,即使在以如此低的能量固化的固化物中,也有电荷陷阱形成,在某些情况下可能会由此导致称作浓度不均匀和重影的图像缺陷。
在该示例性实施方式中,使用了下述组合物,所述组合物包括由式(I)表示的化合物和起到聚合引发剂的作用并具有电荷输送性和偶氮基的化合物的组合,其中所述由式(I)表示的化合物是具有(甲基)丙烯酰氧基的电荷输送材料。因而,所述两种化合物都具有电荷输送性,并因具有相似的性能而相容性极佳;因此,可认为,在固化物中较难形成电荷输送性局部劣化的区域。因此可进一步认为,电荷陷阱在固化材料中的形成受到抑制;结果,当最外表面层由这样一种固化物形成时,就获得了能够长时期抑制浓度不均匀和重影发生的感光体。
如上所述,该示例性实施方式的电子照相感光体具有由下述组合物的固化物制成的最外表面层,所述组合物包含由式(I)表示的化合物和具有电荷输送性和偶氮基的化合物。优选的是,该最外表面层构成电子照相感光体本身的最上表面,特别优选的是,其被形成为起到保护层作用的层或者起到电荷输送层作用的层。
当最外表面层起到保护层的作用时,例如可以举出下述形式:在导电性基体上形成感光层和作为最外表面层的保护层,并且该保护层由含有由式(I)表示的化合物和具有电荷输送性和偶氮基的化合物的组合物的固化物构成。
另一方面,当最外表面层是起到电荷输送层作用的层时,例如可以举出下述形式:在导电性基体上形成电荷生成层和作为最外表面层的电荷输送层,并且该电荷输送层由包含由式(I)表示的化合物和具有电荷输送性和偶氮基的化合物的组合物的固化物构成。
下面将参照附图详细描述当最外表面层为起到保护层作用的层时的该示例性实施方式的电子照相感光体。在附图中,相同或相应部分被设置为相同的附图标记,本文省略了对其进行重复性描述。
图1是显示示例性实施方式的电子照相感光体的一个优选示例性实施方式的横截面示意图。图2和图3各自为显示其它示例性实施方式的电子照相感光体的横截面示意图。
图1中所示的电子照相感光体7A是所谓的功能分离型感光体(或积层型感光体),具有下述结构:在导电性基体4上形成有底涂层1,然后在底涂层1上依次形成有电荷生成层2、电荷输送层3和保护层5。在电子照相感光体7A中,感光层由电荷生成层2和电荷输送层3构成。
图2中所示的电子照相感光体7B是一种功能分离型感光体,其中,与图1中所示的电子照相感光体7A类似,功能分离至电荷产生层2和电荷输送层3。图3中所示的电子照相感光体7C在同一层(单层型感光层6(电荷生成/电荷输送层))中含有电荷生成材料和电荷输送材料。
图2中所示的电子照相感光体7B具有下述结构:在导电性基体4上形成有底涂层1,然后在底涂层1上依次形成有电荷输送层3、电荷生成层2和保护层5。在电子照相感光体7B中,感光层由电荷输送层3和电荷生成层2形成。
此外,图3中所示的电子照相感光体7C具有下述结构:在导电性基体4上形成有底涂层1,然后在底涂层1上依次形成有单层型感光层6和保护层5。
在图1~3中所示的电子照相感光体7A~7C中,保护层5是在离导电性基体4最远侧形成的最外表面层,该最外表面层具有前述预定的构造。
在图1~3中所示的电子照相感光体中,可以形成有底涂层1,也可以不形成底涂层1。
下文中,将基于作为代表性实例的图1中所示的电子照相感光体7A,描述各构成要素。
<导电性基体>
导电性基体4的实例包括:使用诸如铝、铜、锌、不锈钢、铬、镍、钼、钒、铟、金或铂等金属或其合金构成的金属板、金属鼓和金属带。导电性基体4的实例还包括:其上涂布、淀积或层压有导电性聚合物、诸如氧化铟等导电性化合物或者诸如铝、钯或金等金属或其合金的纸张、塑料膜和带。
此处的术语“导电性”是指体积电阻率小于1013Ωcm。
当电子照相感光体7A用于激光印刷机时,从抑制在用激光束照射时产生的干涉条纹的角度考虑,优选对导电性基体4的表面进行粗糙化,以使其中心线平均粗糙度Ra是0.04μm至0.5μm。当Ra小于0.04μm时,该电子照相感光体具有接近镜面的表面,因而其干涉抑制效果倾向于不足。另一方面,当Ra大于0.5μm时,即使形成膜,图像品质也倾向于变得粗糙。当将非干涉光用作光源时,不是特别需要粗糙化以抑制干涉条纹的出现。因此,可以防止出现由于导电性基体4的表面不平整而导致的缺陷,从而获得良好的耐久性。
作为表面粗糙化的方法,优选:湿式珩磨法,其中将通过在水中悬浮研磨剂而获得的悬浮液喷洒在基体上;无心研磨法,其中将基体压在旋转的磨石上以进行连续研磨;或者阳极氧化处理。
作为表面粗糙化的另一种方法,也优选采用下述方法,其中,无需粗糙化导电性基体4的表面,在基体的表面上涂布通过在树脂中分散导电性或半导电性粉末而获得的分散液,从而在基体的表面上形成层,层中所分散的颗粒使表面变粗糙。
在通过阳极氧化的表面粗糙化处理中,使用铝作为阳极,在电解液中进行阳极氧化,从而在该铝的表面上形成氧化膜。作为电解液,例如可以举出硫酸溶液或者草酸溶液。不过,通过阳极氧化形成的多孔性阳极氧化膜本身是化学活泼的,易于被污染,其电阻随环境变化较大。因此,优选进行封孔处理,其中,通过在加压水蒸汽或沸水(可以加入例如镍等的金属盐)中的水合作用所致的体积膨胀,将阳极氧化膜的微孔封闭,从而将阳极氧化膜转化为更稳定的水合氧化物。
阳极氧化膜的膜厚优选是0.3μm~15μm。当膜厚小于0.3μm时,抵抗注入的阻隔性能较低,倾向于所述优势不足。另一方面,当膜厚大于15μm时,可能因反复使用而导致残留电位上升。
可以使用酸性水溶液处理或勃姆石处理导电性基体4。使用含有磷酸、铬酸和氢氟酸的酸性处理液的处理如下进行。首先,制备酸性处理液。该酸性处理液中磷酸、铬酸和氢氟酸各自的混合比是:10重量%~11重量%的磷酸,3重量%~5重量%的铬酸,以及0.5重量%~2重量%的氢氟酸。酸的总浓度优选是13.5重量%~18重量%。处理温度优选是42℃~48℃。然而,在保持较高的处理温度时,与将处理温度保持为低于以上处理温度范围的情况相比,可以以更高的速度形成更厚的被覆膜。被覆膜的膜厚优选是0.3μm~15μm。当膜厚小于0.3μm时,抵抗注入的阻隔性能较低,倾向于所述优势不足。另一方面,当膜厚大于15μm时,可能因反复使用而导致残留电位上升。
勃姆石处理可通过将基体在加热为90℃~100℃的纯水中浸渍5分钟至60分钟,或将基体与加热为90℃~120℃的水蒸汽接触5分钟至60分钟来进行。被覆膜的膜厚优选是0.1μm~5μm。还可以进一步使用与其它物种相比对被覆膜的溶解性较低的诸如己二酸、硼酸、硼酸盐、磷酸盐、邻苯二甲酸盐、马来酸盐、苯甲酸盐、酒石酸盐或柠檬酸盐等酸或盐的电解液,对该被覆膜进行阳极氧化处理。
<底涂层>
底涂层1包括例如粘合剂树脂中的无机颗粒。
作为无机颗粒,优选使用具有102Ω·cm~1011Ω·cm的粉末电阻(体积电阻率)的无机颗粒。这是因为,底涂层1需要具备适当的电阻,以获得耐漏电性和载流子阻隔性。当无机颗粒的电阻值低于上述范围的下限时,将无法获得足够的耐漏电性,而当该电阻值高于上述范围的上限值时,可能导致残留电位的上升。
其中,具有上述电阻值的无机颗粒的优选实例包括氧化锡、氧化钛、氧化锌或氧化锆的无机颗粒(导电性金属氧化物)。特别优选氧化锌。
此外,可以对无机颗粒进行表面处理,或者可以将至少两种经不同表面处理的颗粒或具有不同粒径的颗粒混合使用。
无机颗粒的体积平均粒径优选是50nm~2000nm(更优选是60nm~1000nm)。
无机颗粒优选具有10m2/g以上的比表面积(以BET法测得)。当比表面积值低于10m2/时,往往发生带电性劣化,导致难以获得优异的电子照相特性。
当受体化合物与无机颗粒一起包含在底涂层中时,可以获得具有优异的电特性的长期稳定性和载流子阻隔性的底涂层。
作为受体化合物,可以使用任何化合物,只要其能够提供所需特性即可。受体化合物的优选实例包括:电子输送材料,包括醌类化合物,如氯醌或溴醌;四氰基苯醌二甲烷类化合物;芴酮类化合物,如2,4,7-三硝基芴酮或2,4,5,7-四硝基-9-芴酮;噁二唑类化合物,如2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑、2,5-双(4-萘基)-1,3,4-噁二唑或2,5-二(4-二乙基氨基苯基)-1,3,4-噁二唑;呫吨化合物;噻吩化合物;和联苯醌化合物,如3,3’,5,5’-四叔丁基联苯醌。特别优选具有蒽醌结构的化合物。此外,还优选使用具有蒽醌结构的受体化合物,例如羟基蒽醌化合物、氨基蒽醌化合物或氨基羟基蒽醌化合物。其具体实例包括蒽醌、茜素、醌茜、蒽绛酚和红紫素。
受体化合物的含量可以任意设定,只要其在能够获得所需特性的范围内即可。然而,相对于无机颗粒,其含量优选设定在0.01重量%~20重量%范围内。从抑制电荷蓄积和无机颗粒絮凝的角度考虑,相对于无机颗粒,其含量更优选设定在0.05重量%~10重量%范围内。当无机颗粒絮凝时,导电通路的形成容易产生波动;因此,在反复使用过程中,不仅残留电位上升从而使维持性劣化,而且倾向于产生诸如黑点等图像缺陷。
受体化合物可只添加在底涂层形成用涂布液中,也可以预先附着于无机颗粒的表面。
作为向无机颗粒的表面赋予受体化合物的方法,可以举出于法和湿法。
当采用干法进行表面处理时,在使用具有高剪切力的混合机搅拌无机颗粒的情况下,将受体化合物直接或通过溶解在有机溶剂中来滴加,或者与干燥空气或氮气一起喷雾,以便能够无波动地进行处理。当加入或喷雾受体化合物时,优选在低于或等于溶剂沸点的温度进行。在高于或等于溶剂沸点的温度喷雾受体化合物时,不利之处在于,在无波动地搅拌之前溶剂会蒸发,由此受体化合物将局部絮凝,因而难以无波动地进行喷雾。受体化合物在添加或喷雾之后,还可以进一步在100℃以上的温度进行焙烤。可以在任何温度和时间范围内进行焙烤,只要温度和时间能够赋予所需的电子照相特性即可。
作为湿法,将无机颗粒在溶剂中搅拌后,通过使用超声波、砂磨机、磨碎机或球磨机等进行分散,随后加入受体化合物,继之以搅拌和分散,然后除去溶剂,湿法会无波动地进行。作为除去溶剂的方法,采用的是过滤或蒸馏法。除去溶剂后,还可以在100℃以上的温度进行焙烤。可以在任何温度和时间范围内进行焙烤,只要温度和时间能够赋予所需的电子照相特性即可。在湿法中,在加入表面处理剂之前,可以先除去无机颗粒中所含的水分。作为其实例,可以采用在用于表面处理的溶剂中在搅拌和加热下除去水分的方法,或者使用与溶剂进行共沸去除的方法。
此外,在加入受体化合物之前,无机颗粒可以进行表面处理。表面处理剂可以选自公知的物质,只要能够获得所需特性即可。其实例包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝偶联剂和表面活性剂。特别优选硅烷偶联剂,因为它能够赋予优异的电子照相特性。此外,优选使用具有氨基的硅烷偶联剂,因为它能为底涂层1赋予优异的阻隔性。
作为具有氨基的硅烷偶联剂,可以使用任何一种具有氨基的硅烷偶联剂,只要能够获得所需的电子照相感光体特性即可。其具体实例包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和N,N-双(β-羟乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷,但并不限于此。
硅烷偶联剂可以以其两种以上的混合物使用。可以与具有氨基的硅烷偶联剂一起使用的硅烷偶联剂的实例包括乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N,N-双(β-羟乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-氯丙基三甲氧基硅烷,但并不限于此。
作为使用表面处理剂的表面处理方法,可以使用任何一种公知的方法。然而,优选使用干法或湿法。此外,受体化合物的添加与使用诸如偶联剂等表面处理剂的表面处理可以同时进行。
相对于底涂层1中的无机颗粒,硅烷偶联剂的量可以任意设定,只要能够获得所需的电子照相特性即可。然而,从改善分散性的角度考虑,相对于无机颗粒,硅烷偶联剂的量优选为5重量%~10重量%。
底涂层1可以包含粘合剂树脂。
作为底涂层1中包含的粘合剂树脂,可以使用任何一种公知的粘合剂树脂,只要其可以形成优异的膜并可以赋予所需特性即可。其实例包括:公知的高分子树脂化合物,例如缩醛树脂类,如聚乙烯醇缩丁醛树脂类、聚乙烯醇树脂类、酪蛋白、聚酰胺树脂类、纤维素树脂类、明胶、聚氨酯树脂类、聚酯树脂类、甲基丙烯酸类树脂、丙烯酸类树脂、聚氯乙烯树脂类、聚乙酸乙烯酯树脂类、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐树脂类、有机硅树脂类、硅酮-醇酸树脂类、酚醛树脂类、苯酚-甲醛树脂类、三聚氰胺树脂类或氨基甲酸酯树脂类;具有电荷输送性基团的电荷输送性树脂类;和例如聚苯胺树脂类等导电性树脂类。其中,优选使用在用于上层的涂布溶剂中不溶的树脂。其特别优选的实例包括酚醛树脂类、苯酚-甲醛树脂类、三聚氰胺树脂类、氨基甲酸酯树脂类和环氧树脂类。当这些树脂以其两种以上的组合使用时,可根据需要设定混合比。
在底涂层形成用涂布液中,可以任意设定其表面被赋予了受体化合物的无机颗粒(被赋予了受体性质的金属氧化物)的量相对于粘合剂树脂的量的比率,或者无机颗粒的量相对于粘合剂树脂的量的比率,使其位于能够赋予所需的电子照相感光体特性的范围内。
在底涂层1中,可以加入各种添加剂,以改善电特性、环境稳定性和图像品质。
作为添加剂,可使用公知的物质,例如多环稠合或偶氮类电子输送性颜料、锆螯合物、钛螯合物、铝螯合物、钛醇盐化合物、有机钛化合物或硅烷偶联剂。硅烷偶联剂除了如上所述在无机颗粒的表面处理中使用以外,还可以被加入底涂层形成用涂布液中。
作为添加剂的硅烷偶联剂的具体实例包括乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N,N-双(β-羟乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-氯丙基三甲氧基硅烷。
此外,锆螯合物的实例包括锆丁醇盐、乙酰乙酸乙酯锆、三乙醇胺锆、乙酰丙酮锆丁醇盐、乙酰乙酸乙酯锆丁醇盐、乙酸锆、草酸锆、乳酸锆、膦酸锆、辛酸锆、环烷酸锆、月桂酸锆、硬脂酸锆、异硬脂酸锆、甲基丙烯酸锆丁醇盐、硬脂酸锆丁醇盐和异硬脂酸锆丁醇盐。
钛螯合物的实例包括钛酸四异丙酯、钛酸四正丁酯、钛酸丁酯二聚体、钛酸四(2-乙基己基)酯、乙酰丙酮钛、聚乙酰丙酮钛、亚辛基乙醇酸钛(titanium octylene glycolate)、乳酸钛铵盐、乳酸钛、乳酸乙酯钛、三乙醇胺合钛和多羟基硬脂酸钛。
铝螯合物的实例包括铝异丙醇盐、单丁氧基铝二异丙醇盐、铝丁醇盐、乙酰乙酸乙酯铝二异丙醇盐和三(乙酰乙酸乙酯)铝。
这些化合物可以单独使用,或者作为多种化合物的混合物或缩聚物使用。
用于制备底涂层形成用涂布液的溶剂可以任意选自公知的有机溶剂,例如醇溶剂、芳香族溶剂、卤代烃溶剂、酮溶剂、酮-醇溶剂、醚溶剂和酯溶剂。
溶剂的具体实例包括普通有机溶剂,例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、苯甲醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙酮、甲基乙基酮、环己酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、二噁烷、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、氯苯或甲苯。
这些溶剂可以单独使用或者以其两种以上的混合物使用。当溶剂被混合时,使用的溶剂可以是任何一种溶剂,只要混合溶剂能够溶解粘合剂树脂即可。
当制备底涂层形成用涂布液时,作为分散无机颗粒的方法,可以使用利用如辊磨机、球磨机、振动球磨机、磨碎机、砂磨机、胶体磨或涂料混合机等的公知的方法。
作为用于设置底涂层1的涂布方法,可使用诸如刮刀涂布法、绕线棒涂布法、喷涂法、浸渍涂布法、刮槽涂布法(bead coating method)、气刀涂布法或幕涂法等常规方法。
通过使用由此获得的底涂层形成用涂布液,在导电性基体上形成底涂层1。
底涂层1的维氏硬度优选为35以上。
此外,底涂层1的厚度可以任意设定,只要能够获得所需特性即可。然而,底涂层1的厚度优选设定为15μm以上,更优选为15μm~50μm。
当底涂层1的厚度小于15μm时,可能无法获得充分的耐漏电性。另一方面,当其厚度大于50μm时,在长期使用后容易留下残留电位,从而容易造成图像浓度异常。
从抑制出现波纹图像的角度考虑,相对于曝光用激光波长λ,可以将底涂层1的表面粗糙度(10点平均表面粗糙度)调节为1/4×n×λ(n:上层的折射率)~1/2×n×λ。
可以向底涂层1中加入树脂颗粒,以控制表面粗糙度。作为树脂颗粒,可以使用有机硅树脂颗粒或者经交联的聚甲基丙烯酸甲酯树脂颗粒。
底涂层1优选包含粘合剂树脂和作为无机颗粒的导电性金属氧化物,并且在厚度为20μm时,相对于波长为950nm的光,具有40%以下(优选为10%~35%,更优选为15%~30%)的光透射率。
底涂层1的光透射率如下测量。将底涂层形成用涂布液涂布在玻璃板上,以使其干燥厚度可为20μm,然后进行干燥,继之以使用分光光度计测量获得的膜对波长为950nm的光的光透射率。使用光度计测量光透射率时,使用SPECTROPHOTOMETER(U-2000)(商品名,由日立株式会社制造)作为分光光度计。
在通过用于制备底涂层形成用涂布液的辊磨机、球磨机、振动球磨机、磨碎机、砂磨机、胶体磨或涂料混合机分散无机颗粒时,可以通过调节分散时间来控制底涂层的光透射率。分散时间不受特别限制,可设定为任意时间,优选为5分钟~1000小时,更优选为30分钟~10小时。分散时间被设定得越长,光透射率越倾向于降低。
可以对底涂层的表面进行研磨,以调整表面粗糙度。
研磨方法的实例包括软皮(buff)研磨法、喷砂法、湿式珩磨法和磨削法等。
通过将涂布在导电性基体4上的底涂层形成用涂布液干燥,可以获得底涂层1。底涂层形成用涂布液通常在能够蒸发溶剂且能够形成膜的温度干燥。
<电荷生成层>
电荷生成层2是含有电荷生成材料和粘合剂树脂的层。
电荷生成材料的实例包括:偶氮颜料,例如双偶氮颜料或三偶氮颜料;稠环芳香族颜料,例如二溴蒽嵌蒽醌(dibromoantanthrone);苝颜料;吡咯并吡咯颜料;酞菁颜料;氧化锌;和三方硒。其中,为响应近红外激光曝光,优选使用金属酞菁颜料和无金属酞菁颜料作为电荷生成材料。特别是,优选日本特开平05-263007号公报和特开平05-279591号公报所披露的羟基镓酞菁、日本特开平05-98181号公报所披露的氯镓酞菁、日本特开平05-140472号公报和特开平05-140473号公报所披露的二氯锡酞菁以及日本特开平04-189873号公报所披露的钛氧基酞菁。此外,为响应近紫外激光曝光,优选使用诸如二溴蒽嵌蒽醌等稠环芳香族颜料、硫靛颜料、紫菜嗪化合物、氧化锌或三方硒作为电荷生成材料。
作为电荷生成材料,在使用曝光波长为380nm~500nm的光源的情况下,无机颜料是优选的;在使用曝光波长为700nm~800nm的光源的情况下,金属酞菁颜料和无金属酞菁颜料是优选的。
作为电荷生成材料,优选使用在600nm~900nm波长范围的分光吸收光谱中在810nm~839nm的范围内具有最大峰波长的羟基镓酞菁颜料。该羟基镓酞菁颜料不同于以往的V型羟基镓酞菁颜料,并因具有更优异的分散性而优选。这样,与以往的V型羟基镓酞菁颜料相比,分光吸收光谱的最大峰波长向短波长侧偏移,此时获得了其颜料颗粒的晶体排列得到适当控制的微细羟基镓酞菁颜料。将该羟基镓酞菁颜料用作电子照相感光体材料时,可以获得优异的分散性、足够的感光度、带电性和暗衰减特性。
在810nm~839nm范围内具有最大峰波长的羟基镓酞菁颜料优选具有特定范围的平均粒径和特定范围的BET比表面积。具体地说,平均粒径优选是0.20μn以下,更优选是0.01μm~0.15μm。BET比表面积优选为45m2/以上,更优选为50m2/g以上,特别优选为55m2/g~120m2/g。所述平均粒径是体积平均粒径(d50平均粒径),其值通过激光衍射散射型粒径分布分析仪(LA-700:商品名,由堀场制作所制造)测量。BET比表面积是使用BET比表面积分析仪(商品名:FLOWSORB II2300,由岛津制作所制造)通过氮置换法测量的值。
当平均粒径大于0.20μm或比表面积小于45m2/g时,颜料颗粒会变粗大,或者形成颜料颗粒聚集体。将其用作电子照相感光体材料时,诸如分散性、感光度、带电性和暗衰减特性等特性容易劣化,导致图像缺陷的形成。
所述羟基镓酞菁颜料的最大粒径(一次粒径的最大值)优选为1.2μm以下,更优选为1.0μm以下,进而更优选为0.3μm以下。当最大粒径大于上述范围时,容易产生小黑点。
从更可靠地抑制因为电子照相感光体暴露于荧光灯等而导致的浓度不均匀性的发生的角度考虑,所述羟基镓酞菁颜料优选平均粒径为0.2μm以下,最大粒径为1.2μm以下,比表面积为45m2/g以上。
该羟基镓酞菁颜料优选在使用CuKα特性X射线获得的X射线衍射谱中在布拉格角(2θ±0.2°)7.5°、9.9°、12.5°、16.3°、18.6°、25.1°和28.3°处具有衍射峰。
当从25℃加热至400℃时,该羟基镓酞菁颜料优选的热重量减少率为2.0%~4.0%,更优选为2.5%~3.8%。该热重量减少率由热天平等测得。当热重量减少率超过4.0%时,羟基镓酞菁颜料中所含的杂质会对电子照相感光体产生不利影响,可能导致感光度特性、反复使用时的电位稳定性和图像品质劣化。另一方面,当热重量减少率小于2.0%时,感光度容易降低。据认为,其原因在于,羟基镓酞菁颜料与晶体中所含少量溶剂分子相互作用,从而表现出增感作用。
当使用该羟基镓酞菁颜料作为电子照相感光体的电荷生成材料时,特别有利的是,感光体可以获得最佳的感光度和优异的光电特性,而且该羟基镓酞菁在感光层所含的粘合剂树脂中的分散性极佳,因而可获得优异的图像品质特性。
目前已知的是,在对该羟基镓酞菁颜料的平均粒径和BET比表面积做出限定后,可以抑制初期的雾化或黑点的产生。但仍然存在下述问题,即,更长期的使用会引起雾化或黑点。如果将上述羟基镓酞菁颜料与下述预定的最外表面层(最外表面层由组合物的固化物构成,所述组合物包含由式(I)表示的化合物和具有电荷输送性和偶氮基的化合物)组合,则可以抑制因长时期使用所导致的雾化或黑点,而这正是以往的保护层和电荷生成层组合中所存在的问题。据认为,通过使用最外表面层,可以抑制因长时期使用而导致的膜磨损和带电性劣化的发生。此外,在减少电荷输送层的厚度以改善电特性(降低残留电位)时,也可以抑制以往的感光体中会产生的雾化或黑点。
电荷生成层2中所使用的粘合剂树脂选自广泛的绝缘性树脂,并可以选自有机光导电性聚合物,例如聚-N-乙烯基咔唑树脂类、聚乙烯基蒽树脂类、聚乙烯基芘树脂类或聚硅烷。优选的粘合剂树脂的优选实例包括聚乙烯醇缩丁醛树脂类、聚芳酯树脂类(双酚和芳香族二元羧酸的缩聚物)、聚碳酸酯树脂类、聚酯树脂类、苯氧基树脂类、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂类、聚酰胺树脂类、丙烯酸类树脂、聚丙烯酰胺树脂类、聚乙烯基吡啶树脂类、纤维素树脂类、氨基甲酸酯树脂类、环氧树脂类、酪蛋白、聚乙烯醇树脂类和聚乙烯基吡咯烷酮树脂类。这些粘合剂树脂可以单独使用或者以其两种以上的混合物使用。电荷生成材料与粘合剂树脂的混合比率按重量比计优选为10/1~1/10。此处的术语“绝缘性”是指体积电阻率为1013Ωcm以上。
电荷生成层2可通过使用电荷生成层形成用涂布液来形成,在所述涂布液中,电荷生成材料与粘合剂树脂溶解在预定溶剂中。
用于分散的溶剂的实例包括甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、苯甲醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙酮、甲基乙基酮、环己酮、乙酸甲酯、乙酸正丁酯、二噁烷、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、氯苯和甲苯。这些溶剂可以单独使用或者以其两种以上的混合物使用。
作为在溶剂中分散电荷生成材料和粘合剂树脂的方法,可以使用标准分散法,例如球磨机分散法、磨碎机分散法或者砂磨机分散法。通过使用所述分散方法,可抑制电荷生成材料的晶体结构因分散而引起变化。
分散时,有效的是将电荷生成材料的平均粒径设定为0.5μm以下,优选为0.3μm以下,更优选为0.15μm以下。
形成电荷生成层2时,可以使用标准的涂布方法,例如刮刀涂布法、Meyer棒涂布法、喷涂法、浸渍涂布法、刮槽涂布法、气刀涂布法或幕涂法。
由此获得的电荷生成层2的膜厚优选是0.1μm~5.0μm,更优选是0.2μm~2.0μm。
<电荷输送层>
电荷输送层3通过包含电荷输送材料和粘合剂树脂,或者通过包含高分子电荷输送材料而形成。
电荷输送材料的实例包括:电子输送性化合物,例如醌类化合物,如对苯醌、氯醌、溴醌或蒽醌、四氰基苯醌二甲烷化合物,芴酮类化合物,如2,4,7-三硝基芴酮,呫吨类化合物,二苯甲酮类化合物,氰基乙烯基化合物和乙烯类化合物;和空穴输送性化合物,例如三芳基胺类化合物、联苯胺类化合物、芳基烷烃类化合物、芳基取代的乙烯类化合物、茋类化合物、蒽类化合物和腙类化合物。这些电荷输送材料可以单独使用,或者以其两种以上的混合物使用,但并不限于此。
作为电荷输送材料,从电荷迁移率的角度考虑,优选由下示结构式(a-1)表示的三芳基胺衍生物和由下示结构式(a-2)表示的联苯胺衍生物。
在结构式(a-1)中,R1表示氢原子或甲基。a1表示1或2。Ar01和Ar02各自独立地表示具有取代基的或不具有取代基的芳基、-C6H4-C(R2)=C(R3)(R4)或-C6H4-CH=CH-CH=C(R5)(R6),R2~R6各自独立地表示氢原子、具有取代基的或不具有取代基的烷基或者具有取代基的或不具有取代基的芳基。
其中,各基团的取代基的实例包括卤原子、具有1~5个碳原子的烷基、具有1~5个碳原子的烷氧基或取代有具有1~3个碳原子的烷基的取代氨基。
在结构式(a-2)中,R7和R7’各自独立地表示氢原子、卤原子、具有1~5个碳原子的烷基或具有1~5个碳原子的烷氧基。R8、R8’、R9和R9各自独立地表示氢原子、卤原子、具有1~5个碳原子的烷基、具有1~5个碳原子的烷氧基、取代有具有1个或2个碳原子的烷基的氨基、具有取代基的或不具有取代基的芳基、-C(R10)=C(R11)(R12)或-CH=CH-CH=C(R13)(R14),R10~R14各自独立地表示氢原子、具有取代基的或不具有取代基的烷基或者具有取代基的或不具有取代基的芳基。a2和a3各自独立地表示0~2的整数。
其中,在由结构式(a-1)表示的三芳基胺衍生物和由结构式(a-2)表示的联苯胺衍生物中,特别是,从电荷迁移率、对保护层的粘附性和在前图像滞后时所产生的残像(下文有时也称为“重影”)的角度考虑,具有“-C6H4-CH=CH-CH=C(R5)(R6)”的三芳基胺衍生物和具有“-CH=CH-CH=C(R13)(R14)”的联苯胺衍生物是优异的,并且优选。
电荷输送层3中所用的粘合剂树脂的实例包括聚碳酸酯树脂类、聚酯树脂类、聚芳脂树脂类、甲基丙烯酸类树脂、丙烯酸类树脂、聚氯乙烯树脂类、聚偏二氯乙烯树脂类、聚苯乙烯树脂类、聚乙酸乙烯酯树脂类、苯乙烯-丁二烯共聚物树脂类、偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物树脂类、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂类、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物树脂类、有机硅树脂类、硅酮-醇酸树脂类、苯酚-甲醛树脂类、苯乙烯-醇酸树脂类、聚-N-乙烯基咔唑树脂类和聚硅烷。这些粘合剂树脂可以单独使用或者以其两种以上的混合物使用。电荷输送材料与粘合剂树脂的混合比率按重量比计优选是10/1~1/5。
粘合剂树脂不受特别限制。不过,优选粘度平均分子量为50000~80000的聚碳酸酯树脂和粘度平均分子量为50000~80000的聚芳酯树脂中的至少一种树脂,因为容易获得优异的膜。
可以使用高分子电荷输送材料作为电荷输送材料。作为高分子电荷输送材料,可以使用具有电荷输送性的公知的电荷输送材料,例如聚-N-乙烯基咔唑或聚硅烷。特别是,特别优选日本特开平08-176293号公报和日本特开平08-208820号公报中披露的聚酯电荷输送材料,因为它们与其它物种相比具有较高的电荷输送性。高分子电荷输送材料可以自身形成膜,也可以通过与上述粘合剂树脂混合形成膜。
使用含有上述组成材料的电荷输送层形成用涂布液形成电荷输送层3。
用于电荷输送层形成用涂布液的溶剂的实例包括普通有机溶剂,例如,如苯、甲苯、二甲苯或氯苯等芳香烃,如丙酮或2-丁酮等酮类,如二氯甲烷、氯仿或氯化乙烯等卤代脂肪烃,以及如四氢呋喃或乙醚等环式或直链的醚类。这些溶剂可以单独使用或者以其两种以上的混合物使用。作为分散上述各组成材料的方法,可以使用公知的方法。
作为在将电荷输送层形成用涂布液涂布在电荷生成层2上时的涂布方法,可使用诸如刮刀涂布法、Meyer棒涂布法、喷涂法、浸渍涂布法、刮槽涂布法、气刀涂布法或幕涂法等普通方法。
电荷输送层3的膜厚优选是5μm~50μm,更优选是10μm~30μm。
<保护层>
保护层5是用作电子照相感光体7A的最外表面层的层,形成保护层5可以为最外表面赋予对磨损或刮伤的耐受性,并可提高调色剂的转印效率。
由于保护层5是最外表面层,因此其为由下述组合物的固化物制成的层,所述组合物包含至少一种由如下所示的式(I)表示的化合物和至少一种具有电荷输送性和偶氮基的化合物。
在式(I)中,F表示具有空穴输送性的n价有机基团,R表示氢原子或烷基,L表示二价有机基团,n表示大于或等于1的整数,并且j表示0或1。
(由式(I)表示的化合物)
首先描述由式(I)表示的化合物。
式(I)中的F表示具有n价的有机基团和具有空穴输送性的n价有机基团。作为有机基团,可举出衍生自芳基胺衍生物的有机基团,即,通过从芳基胺衍生物中脱去n个氢原子而获得的有机基团。在芳基胺衍生物中,优选衍生自诸如三苯基胺衍生物或四苯基联苯胺衍生物等芳基胺衍生物的n价有机基团。
接下来,式(I)中的n表示大于或等于1的整数。然而,从提高交联密度和由此获得更高强度的交联膜(固化物)的角度考虑,n优选大于或等于2,更优选大于或等于4。从涂布液的稳定性和电特性的角度考虑,n的上限值优选为20,更优选为10。
将n设定在上述优选范围内后,特别是,当使用刮刀清洁器时可减少电子照相感光体的旋转扭矩;因此,可以抑制发生对刮刀的损伤和电子照相感光体的磨损。其原因的具体情况尚不清楚。然而,据推测,当反应性官能团的数目增加时,可以获得具有高交联密度的固化膜,由此会抑制电子照相感光体的极表面的分子运动,从而减弱与刮刀部件的表面上的分子之间的相互作用。
此外,式(I)中的R表示氢原子或烷基。作为烷基,优选具有1~5个碳原子的直链或支化的烷基。
其中,R优选为甲基。即,在由式(I)表示的化合物中,括号中的取代基的端基优选是甲基丙烯酰氧基。虽然其原因尚不清楚,但是本发明人推测如下。
通常,会将高反应性的丙烯酰基用于固化反应。然而,据认为,当使用高反应性的丙烯酰基作为如式(I)表示的化合物这样的大体积电荷输送材料的取代基时,容易发生不均一的固化反应,结果形成微观(或宏观)的海岛结构。在电子领域以外的其它领域,这样的海岛结构不会成为特别的问题。但是,当将海岛结构用于电子照相感光体时则会产生问题,例如其最外表面层不均匀或褶皱或者浓度不均匀。因此,R优选是甲基。
据认为,当多个官能团连接在一个电荷输送结构(式(I)中的F)上时,海岛结构的形成特别显著。
此外,式(I)中的L表示二价有机基团。作为二价有机基团,优选包含具有2个以上碳原子的亚烷基的有机基团。此外,从电特性和机械强度的角度考虑,j优选是1。优选这种结构的原因尚不清楚。然而,本发明人推测如下。
即,据认为,在类似于由式(I)表示的化合物使自由基聚合性取代基发生聚合时,若聚合中产生的自由基具有容易移动至电荷输送结构中的F(式(I)中的F)的结构,则产生的自由基会使电荷输送功能劣化,从而导致电特性劣化。此外,关于机械强度,据认为,当大体积电荷输送结构与聚合性部位彼此位置靠近并且呈刚性时,聚合性部位将难以相互移动,从而导致反应几率显著下降。根据这些原因,认为优选的是L包含具有两个以上碳原子的亚烷基并且j是1。
此处,当L是包含具有2个以上碳原子的亚烷基的有机基团时,该有机基团可以仅由具有2个以上碳原子的亚烷基构成,也可以由具有2个以上碳原子的亚烷基与诸如亚烯基、亚炔基、醚、硫醚、酯或亚芳基(例如亚苯基)等二价基团的组合构成。从机械强度的角度考虑,所述亚烷基的碳原子数的上限值优选是20,更优选是10。
由式(I)表示的化合物优选是由如下所示的式(II)表示的化合物。
由式(II)表示的化合物特别是在对电荷迁移率和氧化的稳定性方面非常优异。
其中,在式(II)中,Ar1~Ar4各自独立地表示具有取代基的或不具有取代基的芳基,Ar5表示具有取代基的或不具有取代基的芳基,或具有取代基的或不具有取代基的亚芳基,D表示-(L)j-O-CO-C(R)=CH2,L表示二价有机基团,j表示0或1,五个c各自独立地表示0或1,k表示0或1,并且D的总数大于或等于1。此外,R表示氢原子或具有1~5个碳原子的直链或支化的烷基。
式(II)中D的总数对应于式(I)中的n,从如上所述的提高交联密度和能够获得机械强度更高的交联膜(固化物)的角度考虑,D的总数优选大于或等于2,更优选大于或等于4。
如上所述,R优选是甲基。
在式(II)中,Ar1~Ar4各自独立地表示具有取代基的或不具有取代基的芳基。Ar1~Ar4可以彼此相同或彼此不同。
此处,除了D:-(L)j-O-CO-C(R)=CH2之外,作为具有取代基的芳基中的取代基,可以举出具有1~4个碳原子的烷基、具有1~4个碳原子的烷氧基、取代有具有1~4个碳原子的烷氧基的苯基、不具有取代基的苯基、具有7~10个碳原子的芳烷基和卤原子。
Ar1~Ar4各自优选下示结构式(1)~(7)中的任一种。下示结构式(1)~(7)是与可以和各Ar1~Ar4相连的“-(D)C”一起显示的。此处,“-(D)C”具有与式(II)中的“-(D)C”相同的含义,并且优选实例也与式(II)的优选实例相似。
在结构式(1)中,R01表示选自由以下基团组成的组中的一种基团:氢原子、具有1~4个碳原子的烷基、取代有具有1~4个碳原子的烷基的苯基或取代有具有1~4个碳原子的烷氧基的苯基、不具有取代基的苯基和具有7~10个碳原子的芳烷基。
在结构式(2)和(3)中,R02~R04各自独立地表示选自由以下基团组成的组中的一种基团:氢原子、具有1~4个碳原子的烷基、具有1~4个碳原子的烷氧基、取代有具有1~4个碳原子的烷氧基的苯基、不具有取代基的苯基、具有7~10个碳原子的芳烷基和卤原子。此外,m表示1~3的整数。
在结构式(7)中,Ar表示具有取代基的或不具有取代基的亚芳基。
此处,式(7)中的Ar优选由下示结构式(8)或(9)表示。
在结构式(8)和(9)中,R05和R06各自独立地表示选自由以下基团组成的组中的一种基团:氢原子、具有1~4个碳原子的烷基、具有1~4个碳原子的烷氧基、取代有具有1~4个碳原子的烷氧基的苯基、不具有取代基的苯基、具有7~10个碳原子的芳烷基和卤原子。此外,q各自表示1~3的整数。
在结构式(7)中,Z’表示二价有机连接基团,并且优选是由下示结构式(10)~(17)中任一结构式所表示的基团。此外,p表示0或1。
在结构式(10)~(17)中,R07和R08各自独立地表示选自由以下基团组成的组中的一种基团:氢原子、具有1~4个碳原子的烷基、具有1~4个碳原子的烷氧基、取代有具有1~4个碳原子的烷氧基的苯基、不具有取代基的苯基、具有7~10个碳原子的芳烷基和卤原子;W表示二价基团,r和s各自独立地表示1~10的整数,t各自表示1~3的整数。
此外,结构式(16)~(17)中的W优选是由(18)~(26)表示的二价基团中的任一种。然而,在式(25)中,u表示0~3的整数。
在式(II)中,当k为0时,Ar5是具有取代基的或不具有取代基的芳基,并且,作为该芳基,可以举出与在Ar1~Ar4的描述中所列举的芳基相似的芳基。当k为1时,Ar5是具有取代基的或不具有取代基的亚芳基,并且,作为该亚芳基,可以举出通过将从Ar1~Ar4的描述中所列举的芳基中脱去预定位置上的一个氢原子而获得的亚芳基。
下面将显示由式(I)表示的化合物的具体实例。由式(I)表示的化合物并非完全限于这些实例。
首先显示的是当式(I)中的n是1时的具体实例(化合物i-1~i-13),其不限于这些实例。
接下来,显示的是当式(I)中的n是2时的具体实例(化合物ii-1~ii-23),其不限于这些实例。
接着,显示的是当式(I)中的n是3时的具体实例(化合物iii-1~iii-11),其不限于这些实例。
然后,显示的是当式(I)中的n是4时的具体实例(化合物iv-1~iv-18)、当式(I)中的n是5时的具体实例(化合物v-1)和当式(I)中的n是6时的具体实例(化合物vi-1~vi-2)。
在化合物i-1~vi-2中,Me表示甲基,Pr表示正丙基,Bu表示正丁基。当描述了单键的结合部位而未描述端部的取代基时,该取代基是甲基。此外,当描述了双键的结合部位而未描述端部的取代基时,该取代基是=CH2基。
可以以与下述的化合物iv-4的合成路线和化合物iv-17的合成路线基本相似的方式,合成当式(I)中的n大于或等于4时的化合物。
下面将显示化合物iv-4的合成路线和化合物iv-17的合成路线,将其作为当式(I)中的n大于或等于4时的化合物的合成的实例。
在下示合成路线中,Me表示甲基。当描述了单键的结合部位而未描述端部的取代基时,端部的取代基是甲基。此外,当描述了双键的结合部位而未描述端部的取代基时,取代基是=CH2基。
在本发明的示例性实施方式中,如上所述,作为由式(I)表示的化合物,优选使用n大于或等于2的化合物,更优选使用n大于或等于4的化合物。
作为由式(I)表示的化合物,可以将n大于或等于4的化合物和n是1~3的化合物一起使用。当将其一起使用时,固化物的机械强度可以得到控制,同时不会使电荷输送性劣化。
当将n大于或等于4的化合物和n是1~3的化合物一起用作由式(I)表示的化合物时,相对于由式(I)表示的化合物的总含量,n大于或等于4的化合物的含量优选为5重量%以上,更优选为20重量%以上。
相对于形成保护层5时所用的组合物,由式(I)表示的化合物的总含量优选为10重量%以上,更优选为20重量%以上,进而更优选为30重量%(大约30重量%)以上。
在将总含量设定在此范围内时,可以获得电特性优异的厚固化物。
在示例性实施方式中,可以将由式(I)表示的化合物和不具有反应性基团的公知的电荷输送材料一起使用。不具有反应性基团的公知的电荷输送材料不具有承担电荷输送的反应性基团,因此,所以可实质上提高电荷输送材料的成分浓度,由此进一步有效地改善电特性。
所述公知的电荷输送材料的实例包括如上所述的构成电荷输送层3的电荷输送材料。
(具有电荷输送性和偶氮基的化合物)
下面将描述在本发明的示例性实施方式中使用的具有电荷输送性和偶氮基的化合物。
在具有电荷输送性和偶氮基的化合物中,“具有电荷输送性的化合物”是指根据飞行时间法于其中观察到载流子输送的化合物。具体而言,电荷输送材料的优选实例包括:电子输送性化合物,例如醌类化合物,如对苯醌、氯醌、溴醌或蒽醌,四氰基苯醌二甲烷类化合物,芴酮类化合物,如2,4,7-三硝基芴酮,呫吨类化合物,二苯甲酮类化合物、氰基乙烯基化合物和乙烯类化合物;和具有三芳基胺类化合物、联苯胺类化合物、芳基烷烃类化合物、芳基取代的乙烯类化合物、茋类化合物、蒽类化合物或腙类化合物的结构的化合物。从电特性的稳定性、耐久性和与基体的匹配性的角度考虑,特别优选具有三芳基胺结构的化合物。
至于具有电荷输送性和偶氮基的化合物的偶氮基,其分子中可以包含至少一个偶氮基。然而,从与式(I)表示的化合物的初始效率和与该化合物的相容性的角度考虑,优选包含1个或2个偶氮基。
在本示例性实施方式中,具有电荷输送性和偶氮基的化合物优选是由下示式(A)表示的化合物。
在式(A)中,Ar11和Ar12各自独立地表示具有取代基的或不具有取代基的芳基,并且X1表示具有芳环结构的二价烃基或者具有芳环结构的二价含杂原子的烃基。X2和X3各自独立地表示具有取代基的或不具有取代基的亚芳基。L1和L2各自独立地表示可以包含支化或环结构的二价烃基,或者可以包含支化或环结构的二价含杂原子的烃基。m1和m3各自独立地表示0或1,m2表示大于或等于1的数。R’表示一价烃基或一价含杂原子的烃基。
Ar11和Ar12各自独立地表示具有取代基的或不具有取代基的芳基。然而,优选具有6~16个碳原子的具有取代基的或不具有取代基的芳基。该芳基的具体实例包括苯基、联苯基、萘基和芘基。此外,被引入到芳基中的取代基的实例包括甲基、乙基、甲氧基和卤原子。
X1表示具有芳环结构的二价烃基或者具有芳环结构的二价含杂原子的烃基。所述烃基和含杂原子的烃基都优选具有6~20个碳原子。含杂原子的烃基中的杂原子的实例包括氧原子和硫原子。X1的具体实例包括亚苯基、亚联苯基、亚三联苯基、亚萘基、亚甲基二苯基、亚环己基二苯基、氧代二苯基和硫代二苯基。由X1表示的烃基和含杂原子的烃基各自可以具有取代基,取代基的实例包括甲基、乙基、甲氧基和卤原子。
特别是,从电荷输送性和化学稳定性角度考虑,X1优选是具有取代基的或者不具有取代基的亚联苯基,更优选是3,3’-取代的亚联苯基。
X2和X3各自独立地表示具有取代基的或不具有取代基的亚芳基。然而,优选具有6~18个碳原子的具有取代基的或不具有取代基的亚芳基。亚芳基的具体实例包括亚苯基、亚联苯基、亚三联苯基和亚萘基。此外,被引入到亚芳基中的取代基的实例包括甲基、乙基、甲氧基和卤原子。
L1表示二价烃基或二价含杂原子的烃基。所述烃基和含杂原子的烃基各自可以包含支化或环结构,并各自优选具有1~20个碳原子。含杂原子的烃基中的杂原子的实例包括氧原子、硫原子和氮原子。特别是,从机械特性的角度考虑,L1优选包含酯键并具有20个以下的碳原子,更优选是酯键与亚烷基和/或亚苯基的组合。
L1的具体实例包括如下。
此外,L2各自独立地表示二价烃基或二价含杂原子的烃基。所述二价烃基和二价含杂原子的烃基各自可以包含支化或环结构,并各自优选具有1~20个碳原子。含杂原子的烃基中的杂原子的实例包括氧原子、硫原子和氮原子。特别是,从电特性和聚合引发能力的角度考虑,L2优选包含亚烷基或氰基并具有1~20个碳原子。
L2的具体实例包括如下。
R’表示一价烃基或含杂原子的烃基。所述烃基和含杂原子的烃基都优选具有1~20个碳原子。特别是,从电特性和聚合引发能力的角度考虑,R’优选在其结构中包含亚烷基、酯基、氰基或羧基。
R’的具体实例包括如下。
m1和m3各自独立地表示0或1,并且m2表示大于或等于1的数。
从电特性和机械强度的角度考虑,m2优选为1~1000,更优选为5~500。这样,当m2大于或等于2且由式(A)表示的化合物为聚合物时,会产生混合物,并且m2表示的是平均值。
下面将显示由式(A)表示的化合物的具体实例(化合物A-1~A-13),但是由式(A)表示的化合物不限于这些实例。
可以以与下示化合物A-6的合成路线相似的方式合成由式(A)表示的化合物。
下面将显示化合物A-6的合成路线,将其作为由式(A)表示的化合物的合成的实例。
在下示合成路线中,化合物A-6中的m2是5~100的数。
化合物A-6
由式(A)表示的化合物和由式(I)表示的化合物的适当组合如下所示。
优选具有相似结构的化合物的组合。特别是,优选三芳基胺类化合物、联苯胺类化合物、芳基烷烃类化合物、芳基取代的乙烯类化合物、茋类化合物、蒽类化合物或腙类化合物的各种组合。
由式(A)表示的化合物可以单独使用,也可以以多种化合物的混合物使用。
由式(A)表示的化合物可以与例如如下所示的热聚合引发剂一起使用。
可以一起使用的热聚合引发剂不受特别限制。然而,为抑制在形成保护层5时感光层中的感光材料损坏,10小时半衰期温度优选为40℃~110℃。
可以一起使用的市售热聚合引发剂的实例包括:偶氮类引发剂,例如V-30(10小时半衰期温度:104℃)、V-40(10小时半衰期温度:88℃)、V-59(10小时半衰期温度:67℃)、V-601(10小时半衰期温度:66℃)、V-65(10小时半衰期温度:51℃)、V-70(10小时半衰期温度:30℃)、VF-096(10小时半衰期温度:96℃)、Vam-110(10小时半衰期温度:111℃)或Vam-111(10小时半衰期温度:111℃)(商品名,均由和光纯药工业社制造),或者OTAZO-15(10小时半衰期温度:61℃)、OTAZO-30、AIBM(10小时半衰期温度:65℃)、AMBN(10小时半衰期温度:67℃)、ADVN(10小时半衰期温度:52℃)或ACVA(10小时半衰期温度:68℃)(商品名,均由大塚化学社制造);PERTETRA A、PERHEXA HC、PERHEXA C、PERHEXA V、PERHEXA 22、PERHEXA MC、PERBUTYLH、PERCUMYL H、PERCUMYL P、PERMENTA H、HPEROCTA H、PERBUTYL C、PERBUTYL D、PERHEXYLD、PERLOYL IB、PERLOYL355、PERLOYL L、PERLOYL SA、NIPER BW、NIPER BMT-K40/M、PERLOYL IPP、PERLOYL NPP、PERLOYL TCP、PERLOYL OPP、PERLOYL SBP、PERCUMYL ND、PEROCTA ND、PERHEXYL ND、PERBUTYL ND、PERBUTYL NHP、PERHEXYL PV、PERBUTYL PV、PERHEXA 250、PEROCTA O、PERHEXYL O、PERBUTYL O、PERBUTYLL、PERBUTYL 355、PERHEXYL I、PERBUTYL I、PERBUTYL E、PERHEXA 25Z、PERBUTYL A、PERGEXYL Z、PERBUTYL ZT和PERBUTYL Z(商品名,均由日油化学社制造);KAYAKETAL AM-C55、TRIGONOX 36-C75、LAUROX、PERKADOX L-W75、PERKADOXCH-50L、TRIGONOX TMBH、KAYACUMEN H、KAYABUTYL H-70、PERKADOX BC-FF、KAYAHEXA AD、PERKADOX 14、KAYABUTYL C、KAYABUTYL D、KAYAHEXA YD-E85、PERKADOX 12-XL25、PERKADOX 12-EB20、TRIGONOX 22-N70、TRIGONOX 22-70E、TRIGONOX D-T50、TRIGONOX 423-C70、KAYAESTER CND-C70、KAYAESTER CND-W50、TRIGONOX 23-C70、TRIGONOX 23-W50N、TRIGONOX 257-C70、KAYAESTER P-70、KAYASTER TMPO-70、TRIGONOX 121、KAYAESTER O、KAYAESTER HTP-65W、KAYAESTERAN、TRIGONOX 42、TRIGONOX F-C50、KAYABUTYL B、KAYACARBON EH-C70、KAYACARBON EH-W60、KAYACARBONI-20、KAYACARBON BIC-75、TRIGINOX 117或KAYAREN 6-70(商品名,均由Kayaku Akzo Corporation.制造);和LUPEROX LP(10小时半衰期温度:64℃)、LUPEROX 610(10小时半衰期温度:37℃)、LUPEROX188(10小时半衰期温度:38℃)、LUPEROX 844(10小时半衰期温度:44℃)、LUPEROX 259(10小时半衰期温度:46℃)、LUPEROX 10(10小时半衰期温度:48℃)、LUPEROX 701(10小时半衰期温度:53℃)、LUPEROX 11(10小时半衰期温度:58℃)、LUPEROX 26(10小时半衰期温度:77℃)、LUPEROX 80(10小时半衰期温度:82℃)、LUPEROX7(10小时半衰期温度:102℃)、LUPEROX 270(10小时半衰期温度:102℃)、LUPEROX P(10小时半衰期温度:104℃)、LUPEROX 546(10小时半衰期温度:46℃)、LUPEROX 554(10小时半衰期温度:55℃)、LUPEROX 575(10小时半衰期温度:75℃)、LUPEROX TANPO(10小时半衰期温度:96℃)、LUPEROX 555(10小时半衰期温度:100℃)、LUPEROX 570(10小时半衰期温度:96℃)、LUPEROX TAP(10小时半衰期温度:100℃)、LUPEROX TBIC(10小时半衰期温度:99℃)、LUPEROX TBEC(10小时半衰期温度:100℃)、LUPEROX JW(10小时半衰期温度:100℃)、LUPEROX TAIC(10小时半衰期温度:96℃)、LUPEROX TAEC(10小时半衰期温度:99℃)、LUPEROX DC(10小时半衰期温度:117℃)、LUPEROX 101(10小时半衰期温度:120℃)、LUPEROX F(10小时半衰期温度:116℃)、LUPEROX DI(10小时半衰期温度:129℃)、LUPEROX 130(10小时半衰期温度:131℃)、LUPEROX220(10小时半衰期温度:107℃)、LUPEROX 230(10小时半衰期温度:109℃)、LUPEROX 233(10小时半衰期温度:114℃)和LUPEROX 531(10小时半衰期温度:93℃)(商品名,均由ArkemaYoshitomi Ltd.制造)。
相对于组合物中的反应性化合物(由式(I)表示的化合物和其它单体和低聚物),由式(A)表示的化合物的含量优选为0.01重量%~1000重量%,更优选为1重量%~500重量%,进而更优选为2重量%(或大约2重量%)~200重量%(或大约200重量%)。
当由式(A)表示的化合物和例如如上所述的热聚合引发剂一起使用时,相对于组合物中的反应性化合物(由式(I)表示的化合物和其它单体或低聚物),其总量优选为0.01重量%~10重量%,更优选为0.05重量%~5重量%,进而更优选为0.1重量%~2重量%。
下面将描述构成用于形成保护层5的组合物的其它组分。
为了控制组合物的粘度、膜的机械强度、柔性、平滑性和清洁性,除了由式(I)表示的化合物和具有电荷输送性和偶氮基的化合物之外,还可以向该组合物中加入不具有电荷输送性的自由基聚合性单体或低聚物。
单宫能的自由基聚合性单体的实例包括丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸-2-甲氧基乙酯、丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、丙烯酸-2-乙氧基乙酯、丙烯酸四氢糠基酯、丙烯酸苯甲酯、丙烯酸乙基卡必醇酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、丙烯酸-4-羟基丁酯、丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、甲基丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、丙烯酸苯氧基聚乙二醇酯、甲基丙烯酸苯氧基聚乙二醇酯、丙烯酸羟乙基邻苯基苯酚酯和丙烯酸邻苯基苯酚缩水甘油醚酯。
双官能的自由基聚合性单体的实例包括1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、2-正丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、二氧己环二醇二丙烯酸酯、聚四亚甲基二醇二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、三环癸烷甲醇二丙烯酸酯和三环癸烷甲醇二甲基丙烯酸酯。
三官能或更多官能的自由基聚合性单体的实例包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙烯酸季戊四醇酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯EO加合物、丙三醇三丙烯酸酯PO加合物、磷酸三丙烯酰氧基乙基酯、季戊四醇四丙烯酸酯和乙氧基化异氰脲酸三丙烯酸酯。
自由基聚合性低聚物的实例包括环氧-丙烯酸酯低聚物、氨基甲酸酯-丙烯酸酯低聚物和聚酯-丙烯酸酯低聚物。
相对于组合物的总固体含量,不具有电荷输送性的自由基聚合性单体或低聚物的含量优选是0~50重量%,更优选是0~40重量%,进而更优选是0~30重量%。
可以向用于形成保护层5的组合物中加入表面活性剂,以改善成膜性。
作为表面活性剂,可以举出包含至少一种下述结构的表面活性剂:通过聚合具有氟原子的丙烯酸类单体获得的结构、具有碳-碳双键和氟原子的结构、氧化亚烷基结构和分子中具有碳-碳三键和羟基的结构。
相对于组合物的固体含量,表面活性剂的含量优选为0.001重量%~10重量%,更优选为0.01重量%~5重量%。
为了抑制对放电产生的气体的过量吸收,从而有效抑制因产生的气体而导致的氧化的发生,在用于形成保护层5的组合物中,可以加入另一种热固性树脂,例如酚醛树脂类、三聚氰胺树脂类或苯胍胺树脂类。
此外,出于调节膜的成膜性、柔性、润滑性或粘附性等的目的,还可以进一步向用于形成保护层5的组合物中添加偶联剂、硬涂布剂或含氟化合物。添加剂的具体实例包括各种硅烷偶联剂和市售的硅酮硬涂布剂。
硅烷偶联剂的实例包括乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷。
市售硬涂布剂的实例包括KP-85、X-40-9740和X-8239(商品名,均由Shin-Etsu Silicone Co.,Ltd.制造)和AY42-440、AY42-441和AY49-208(商品名,均由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)。
此外,为了赋予斥水性,可以添加含氟化合物,例如(十三氟-1,1,2,2-四氢辛基)三甲氧基硅烷、(3,3,3-三氟丙基)三甲氧基硅烷、3-(七氟异丙氧基)丙基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟烷基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷或1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷。
硅烷偶联剂可以以任意量使用。然而,含氟化合物的量优选设定为不含氟的化合物的0.25倍以下。当用量大于上述范围时,交联膜的成膜性可能会产生问题。
此外,可以向用于形成保护层5的组合物中添加热塑性树脂,以改善保护层对放电气体的耐受性、机械强度和耐刮擦性,减少扭矩,控制磨损量,延长贮存寿命和控制颗粒的分散性和粘度。
该热塑性树脂的实例包括:诸如聚乙烯醇缩丁醛树脂类、聚乙烯醇缩甲醛树脂类或部分乙酰化的聚乙烯醇缩醛树脂类(其中丁缩醛被甲缩醛或乙酰乙缩醛部分改性)等聚乙烯醇缩醛树脂类(例如S-LEC B,K等(商品名,由积水化学社制造))、聚酰胺树脂类、纤维素树脂类和聚乙烯基苯酚树脂类。考虑到电特性,优选聚乙烯醇缩醛树脂类和聚乙烯基苯酚树脂类。该树脂的重均分子量优选是2,000~100,000,更优选是5,000~50,000。当该树脂的分子量小于2,000时,树脂添加效果倾向于不足。另一方面,当该树脂的分子量超过100,000时,溶解度下降,倾向于导致添加量受限,并会在涂布过程中引起成膜缺陷。该树脂的添加量优选是1重量%~40重量%,更优选是1重量%~30重量%,进而更优选是5重量%~20重量%。当该树脂的添加量小于1重量%时,树脂添加效果倾向于不足。另一方面,当其添加量超过40重量%时,在高温高湿环境(例如,28℃和85%RH(相对湿度))下容易出现图像模糊。
在用于形成保护层5的组合物中,优选添加抗氧化剂,以抑制保护层被充电单元所产生的诸如臭氧等氧化性气体劣化。当感光体表面的机械强度得到提高,由此使感光体寿命延长时,感光体将更长时期地与氧化性气体接触;因此,耐氧化性需要比以往更强。
抗氧化剂优选受阻酚抗氧化剂或受阻胺抗氧化剂,并可以使用诸如有机硫抗氧化剂、亚磷酸盐(酯)抗氧化剂、二硫代氨基甲酸盐抗氧化剂、硫脲抗氧化剂或苯并咪唑抗氧化剂等公知的抗氧化剂。抗氧化剂的添加量优选为20重量%以下,更优选为10重量%以下。
受阻酚抗氧化剂的实例包括2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,5-二叔丁基氢醌、N,N’-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基)氢化肉桂酰胺、3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲基膦酸二乙酯、2,4-双[(辛基硫代)甲基]-邻甲酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、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’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,5-二叔戊基氢醌、丙烯酸2-叔丁基-6-(3-丁基-2-羟基-5-甲基苯甲基)-4-甲基苯基酯和4,4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)。
此外,在用于形成保护层5的组合物中,可以加入各种颗粒,以降低残留电位或改善保护层的机械强度。
作为所述颗粒的实例,可以举出含硅颗粒。所述含硅颗粒是构成元素中包含硅的颗粒,具体而言,可以举出胶态二氧化硅和硅酮颗粒。用作含硅颗粒的胶态二氧化硅选自包含平均粒径为1nm~100nm、优选为10nm~30nm的胶态二氧化硅的酸性或碱性水分散液和有机溶剂(例如醇、酮或酯)分散液。也可以使用市售的胶态二氧化硅。胶态二氧化硅在保护层5中的固体含量不受特别限制。然而,从成膜性、电特性和机械强度的角度考虑,相对于保护层5中的总固体含量,所使用的胶态二氧化硅的固体含量为0.1重量%~50重量%,优选为0.1重量%~30重量%。
用作含硅颗粒的硅酮颗粒选自硅酮树脂颗粒、硅橡胶颗粒和经硅酮表面处理的二氧化硅颗粒,一般使用的是市售的硅酮颗粒。这些硅酮颗粒被形成为球形,其平均粒径优选为1nm~500nm,更优选为10nm~100nm。这些硅酮颗粒是具有下述性质的微粒,其呈化学惰性、在树脂中的分散性优异并且获得足够的特性所需的含量很低;因此,可以改善电子照相感光体的表面性质,而不会干扰交联反应。即,所述硅酮颗粒在包含于强交联结构中而不产生波动的状态下,可以改善电子照相感光体表面的润滑性和斥水性,由此可以长时期保持优异的耐磨损性和耐污染物附着性。
相对于保护层5中的总固体含量,保护层5中的硅酮颗粒的含量优选为0.1重量%~30重量%,更优选为0.5重量%~10重量%。
其它颗粒的实例包括:四氟乙烯、三氟乙烯、六氟丙烯、氟乙烯或偏二氟乙烯的氟类颗粒;由通过将氟树脂与具有羟基的单体共聚而获得的树脂制成的颗粒,例如“第八届高分子材料论坛讲演预稿集”第89页中所述的颗粒;和诸如ZnO-Al2O3、SnO2-Sb2O3、In2O3-SnO2、ZnO2-TiO2、ZnO-TiO2、MgO-Al2O3、FeO-TiO2、TiO2、SnO2、In2O3、ZnO或MgO等半导电性金属氧化物。此外,出于相似的目的,也可以添加诸如硅油等油类。硅油的实例包括:硅油,例如二甲基聚硅氧烷、二苯基聚硅氧烷或苯基甲基硅氧烷;反应性硅油,例如氨基改性聚硅氧烷、环氧改性聚硅氧烷、羧基改性聚硅氧烷、卡必醇改性聚硅氧烷、甲基丙烯酰基改性聚硅氧烷、巯基改性聚硅氧烷或苯酚改性聚硅氧烷;环式二甲基环硅氧烷,例如六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷或十二甲基环六硅氧烷;环式甲基苯基环硅氧烷,例如1,3,5-三甲基-1,3,5-三苯基环三硅氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四苯基环四硅氧烷或1,3,5,7,9-五甲基-1,3,5,7,9-五苯基环五硅氧烷;环式苯基环硅氧烷,例如六苯基环三硅氧烷;含氟的环硅氧烷,例如(3,3,3-三氟丙基)甲基环三硅氧烷;含氢甲硅烷基的环硅氧烷,例如甲基氢硅氧烷混合物、五甲基环五硅氧烷或苯基氢环硅氧烷;和含乙烯基的环硅氧烷,例如五乙烯基五甲基环五硅氧烷。
在用于形成保护层5的组合物中,可以添加金属、金属氧化物或炭黑。作为金属,可以举出铝、锌、铜、铬、镍、银和不锈钢,也可以举出其表面上沉积有上述金属的塑料颗粒。金属氧化物的实例包括氧化锌、氧化钛、氧化锡、氧化锑、氧化铟、氧化铋、掺杂锡的氧化铟、掺杂锑或掺杂钽的氧化锡和掺杂锑的氧化锆。这些金属、金属氧化物或炭黑可以单独使用,或者以其两种以上的组合使用。当它们中的两种以上组合使用时,可以使用简单的混合物、其固溶体和熔融形式中的任一种。考虑到保护层的透明性,所述导电性颗粒的平均粒径优选是0.3μm以下,特别优选是0.1μm以下。
用于形成保护层5的组合物优选被制为保护层形成用涂布液。保护层形成用涂布液可不含溶剂,也可以在需要时包含溶剂,例如醇类,如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、环戊醇或环己醇;酮类,如丙酮或甲基乙基酮;或者醚类,如四氢呋喃、乙醚或二噁烷。
这些溶剂可以单独使用,也可以以其两种以上的混合物使用,并且优选具有100℃以下的沸点。作为溶剂,优选使用至少一种具有羟基的溶剂(例如醇类)。
通过使用诸如刮刀涂布法、绕线棒涂布法、喷涂法、浸渍涂布法、刮槽涂布法、气刀涂布法或幕涂法等常规方法,将包含用于形成保护层5的组合物的保护层形成用涂布液涂布在电荷输送层3上,根据需要,随后可以在100℃~170℃的温度加热以进行固化,由此获得固化物。结果,获得了由固化物制成的保护层(最外表面层)5。
在保护层形成用涂布液固化期间的氧气浓度优选为1%以下,更优选为1000ppm以下,进而更优选为500ppm以下。
除了用于感光体之外,保护层形成用涂布液还可用于例如荧光发色涂料或者玻璃表面或塑料表面上的抗静电膜。使用所述涂布液时,会形成对下层具有优异的粘附性的膜,由此可以抑制因长时期反复使用而导致的性能劣化。
作为电子照相感光体,功能分离型的实例已经得到了描述。单层型感光层6(电荷生成/输送层)中的电荷生成材料的含量基本上为10重量%~85重量%,优选为20重量%~50重量%。电荷输送材料的含量优选为5重量%~50重量%。以基本上类似于形成电荷生成层2或电荷输送层3的方法的方式,实施形成单层型感光层6(电荷生成/电荷输送层)的方法。单层型感光层(电荷生成/电荷输送层)6的膜厚优选设定为基本上为5μm~50μm,更优选为10μm~40μm。
在上述的示例性实施方式中,已经描述了保护层5是最外表面层的形式,其中所述最外表面层由包含由式(I)表示的化合物和具有电荷输送性和偶氮基的化合物的组合物的固化物制成。然而,在未形成保护层5的层结构的情况下,在该层结构中位于最外表面的电荷输送层是最外表面层。
[图像形成设备/处理盒]
图4是显示本发明的示例性实施方式的图像形成设备100的示意性构成图。
图4中所示的图像形成设备100包括:设置有电子照相感光体7的处理盒300;曝光设备(静电潜像形成单元)9;转印设备(转印单元)40;和中间转印介质50。在图像形成设备100中,曝光设备9配置在能够由处理盒300的开口对电子照相感光体7进行曝光的位置,转印设备40配置在隔着中间转印介质50而面向电子照相感光体7的位置,中间转印介质50配置为部分地与电子照相感光体7接触。
图4中的处理盒300在其壳体中以一体化方式承载了电子照相感光体7、充电设备(充电单元)8、显影设备(显影单元)11和清洁设备13。清洁设备13包括清洁刮刀(清洁部件),清洁刮刀131配置为与电子照相感光体7的表面相接触。
图4中显示了下述实例,其中,作为清洁设备13,提供了将润滑剂14供给到感光体7的表面上的纤维状部件132(辊),并使用了协助清洁的纤维状部件133(平面刷)。然而,它们可以根据需要进行使用。
作为充电设备8,可以使用采用例如导电性或半导电性充电辊、充电刷、充电膜、充电橡胶刮刀或充电管等的接触充电装置。也可以使用众所周知的充电装置,例如非接触式辊充电装置、利用电晕放电的格栅电晕管(Scorotron)电晕充电器或电晕管电晕充电器。
尽管图中没有显示,但可以在电子照相感光体7的周围配置感光体加热部件,用于提高电子照相感光体7的温度,以降低相对温度,由此提高图像的稳定性。
作为曝光设备9,可以举出在电子照相感光体7的表面上使用半导体激光束、LED光或液晶光闸光进行所希望的成像曝光的光学装置。使用处于感光体的分光感光度范围内的光源波长。关于半导体激光的波长,主要使用的是具有约780nm的振动波长的近红外光。然而,半导体激光的波长并不限于该波长,也可以使用具有约600nm的振动波长的激光或作为蓝色激光的具有400nm~450nm左右的振动波长的激光。此外,当形成彩色图像时,能够输出多光束的面发射激光光源也是有效的。
作为显影设备11,可以使用一般显影设备,其中,例如以接触或不接触的方式使用磁性或非磁性的单组分显影剂或双组分显影剂以进行显影。显影设备根据目的进行选择,只要具有上述功能即可。例如,可以是通过使用刷或辊将单组分或双组分显影剂附着于感光体7的公知的显影装置。其中,优选使用其表面上保持有显影剂的显影辊。
下面将描述用于显影设备11中的调色剂。
作为这种调色剂,其平均形状系数(形状系数=ML2/A×π/4×100的个数平均,其中,ML表示调色剂颗粒的最大长度,A表示该调色剂颗粒的投影面积)优选为100~150,更优选是100~140。此外,作为该调色剂,其体积平均粒径优选是2μm~12μm,更优选是3μm~12μm,进而更优选是3μm~9μm。当使用满足上述平均形状系数和体积平均粒径的调色剂时,可以获得具有较高显影性、转印性和图像品质的图像。
调色剂的制造方法不受特别限制,只要调色剂处于满足所述平均形状系数和体积平均粒径的范围内即可。可以使用根据例如下述方法制造的调色剂:捏合粉碎法,其中,加入粘合剂树脂、着色剂、防粘剂和可根据需要加入的电荷控制剂,然后捏合、粉碎和分级;通过机械冲击或热能来改变由捏合粉碎法获得的颗粒的形状的方法;乳液聚合絮凝法,其中,将粘合剂树脂的聚合性单体进行乳液聚合,将获得的分散液、调色剂、防粘剂和可根据需要加入的电荷控制剂的分散液混合,然后进行絮凝、加热和融合以获得调色剂;悬浮聚合法,其中,将用于获得粘合剂树脂的聚合性单体、着色剂和防粘剂以及可根据需要加入的电荷控制剂的溶液分散在水性溶剂中以聚合;或者溶解悬浮法,其中,将粘合剂树脂、着色剂和防粘剂以及可根据需要加入的电荷控制剂的溶液悬浮在水性溶剂中以形成颗粒。
此外,还可以使用公知的制造方法,例如下述方法,其中,使用通过上述的方法获得的调色剂作为核,使絮凝颗粒进一步附着于其上,然后加热和融合,以赋予核-壳结构。作为制造调色剂的方法,从形状控制和粒径分布控制的角度考虑,优选其中使用水性溶剂进行制造的悬浮聚合法、乳液聚合絮凝法和溶解悬浮法,特别优选乳液聚合絮凝法。
调色剂母颗粒通过包含粘合剂材料、着色剂和防粘剂以及可根据需要加入的二氧化硅和电荷控制剂而构成。
用于调色剂母颗粒中的粘合剂树脂的实例包括:以下单体的均聚物和共聚物;和通过将二羧酸与二醇共聚而获得的聚酯树脂,所述单体例如为:苯乙烯类,如苯乙烯或氯苯乙烯,单烯烃类,如乙烯、丙烯或丁烯,二烯类,如异戊二烯,乙烯基酯类,如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯或丁酸乙烯酯,α-亚甲基脂肪族单羧酸酯类,如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸十二烷基酯,乙烯基醚类,如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚或乙烯基丁基醚,或者乙烯基酮类,如乙烯基甲基酮、乙烯基己基酮或乙烯基异丙烯基酮。
特别典型的粘合剂材料的实例包括聚苯乙烯树脂类、苯乙烯-丙烯酸烷基酯共聚物树脂类、苯乙烯-甲基丙烯酸烷基酯共聚物树脂类、苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂类、苯乙烯-丁二烯共聚物树脂类、苯乙烯-马来酸酐共聚物树脂类、聚乙烯树脂类、聚丙烯树脂类和聚酯树脂类。此外,也可以举出聚氨酯树脂类、环氧树脂类、有机硅树脂类、聚酰胺树脂类、改性松香和石蜡。
着色剂的典型实例包括:如磁铁矿和铁氧体等磁性粉末、炭黑、苯胺蓝、深灰蓝、铬黄、群青蓝、杜邦油红、喹啉黄、亚甲基蓝氯化物、酞菁蓝、孔雀石绿草酸盐、灯黑、玫瑰红、C.I.颜料红48:1、C.I.颜料红122、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料黄97、C.I.颜料黄17、C.I.颜料蓝15:1和C.I.颜料蓝15:3。
防粘剂的典型实例包括低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、费托合成蜡、褐煤蜡、巴西棕榈蜡、米糠蜡和小烛树蜡。
作为电荷控制剂,可以使用公知的电荷控制剂,这些电荷控制剂包括偶氮金属络合物、水杨酸金属络合物和含有极性基团的树脂型电荷控制剂。当通过湿法制造调色剂颗粒时,从控制离子强度和减少废液污染的角度考虑,优选使用难溶于水的材料。此外,该调色剂可以是含有磁性材料的磁性调色剂或不含磁性材料的非磁性调色剂中的任一种。
可以通过使用亨舍尔混合机或V型搅拌机混合上述调色剂母颗粒和外部添加剂,来制造用于显影设备11的调色剂。此外,当调色剂母颗粒通过湿法制造时,添加剂也可以通过湿法进行外部添加。
在用于显影设备11的调色剂中,可以加入润滑性颗粒。润滑性颗粒的实例包括:固体润滑剂,例如石墨、二硫化钼、滑石、脂肪酸或脂肪酸金属盐;低分子量聚烯烃,例如聚丙烯、聚乙烯或聚丁烯;通过加热可软化的硅酮;脂肪酸酰胺,例如油酸酰胺、芥子酸酰胺、蓖麻油酸酰胺或硬脂酸酰胺;植物蜡,例如巴西棕榈蜡、米糠蜡、小烛树蜡、日本蜡或霍霍巴油;动物蜡,例如蜂蜡;矿物蜡和石油蜡,例如褐煤蜡、地蜡、纯白地蜡、石蜡、微晶蜡或费托合成蜡;和它们的改性产物。这些润滑性颗粒可以单独使用,或者以其两种以上的组合使用。润滑性颗粒的体积平均粒径优选是0.1μm~10μm。通过粉碎具有上述化学结构的产品,可以使粒径均等。润滑性颗粒向调色剂中的添加量优选是0.05重量%~2.0重量%,更优选是0.1重量%~1.5重量%。
在用于显影设备11的调色剂中,可以加入无机颗粒、有机颗粒或者通过将无机颗粒附着于有机颗粒而获得的复合颗粒,以除去电子照相感光体的表面上的附着物和劣化物。
无机颗粒的优选实例包括各种无机氧化物、氮化物和硼化物,例如二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、钛酸钡、钛酸铝、钛酸锶、钛酸镁、氧化锌、氧化铬、氧化铈、氧化锑、氧化钨、氧化锡、氧化碲、氧化锰、氧化硼、碳化硅、碳化硼、碳化钛、氮化硅、氮化钛或氮化硼。
此外,可以使用下述物质对上述无机颗粒进行疏水化:钛偶联剂,例如钛酸四丁基酯、钛酸四辛基酯、钛酸异丙基三异硬脂酰基酯、异丙基十三烷基苯磺酰基钛酸酯或双(二辛基焦磷酸酯)氧乙酸酯钛酸酯;或者硅烷偶联剂,例如γ-(2-氨乙基)氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(2-氨乙基)氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(N-乙烯基苯甲基氨基乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷盐酸盐、六甲基二硅氮烷、甲基三甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、邻甲基苯基三甲氧基硅烷或对甲基苯基三甲氧基硅烷。此外,也优选使用利用硅油或诸如硬脂酸铝、硬脂酸锌或硬脂酸钙等高级脂肪酸的金属盐疏水化的无机颗粒。
有机颗粒的实例包括苯乙烯树脂颗粒、苯乙烯丙烯酸类树脂颗粒、聚酯树脂颗粒和氨基甲酸酯树脂颗粒。
关于粒径,上述颗粒的体积平均粒径优选是5nm~1000nm,更优选是5nm~800nm,进而更优选是5nm~700nm。当体积平均粒径小于上述下限值时,磨损能力倾向于不足。另一方面,当其大于所述上限值时,电子照相感光体的表面容易受到刮伤。此外,上述的颗粒和润滑性颗粒的添加量的总和优选是0.6重量%以上。
作为添加到调色剂中的其它无机氧化物,可以使用一次粒径为40nm以下的小粒径无机氧化物,以控制粉末流动性或实现电荷控制,优选进而向其中添加粒径大于上述粒径的无机氧化物以降低附着性和控制充电。关于这些无机颗粒,可以使用公知的颗粒。然而,优选将二氧化硅与氧化钛一起使用,以精确地控制充电。此外,对小粒径无机颗粒进行表面处理后,分散性将得到提高,并且改善粉末流动性的作用也得到加强。此外,也可以添加诸如碳酸钙或碳酸镁等碳酸盐或者诸如水滑石等无机矿物,以除去放电产物。
电子照相用彩色调色剂可通过与载体混合进行使用。此处所使用的载体的实例包括铁粉、玻璃珠、铁氧体粉末和镍粉,以及在它们的表面上具有树脂涂层的载体。所述彩色调色剂与载体的混合比率可以适当设定。
作为转印设备40,也可以使用众所周知的充电装置,例如使用带、辊、膜或橡胶刮刀等的接触转印充电装置,或者利用电晕放电的格栅电晕管电晕充电器或电晕管电晕充电器。
作为中间转印介质50,可以使用由半导电性聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、聚芳酯、聚酯或橡胶制成的带(中间转印带)。作为中间转印介质50的形式,除了带之外,也可以使用鼓。
除了上述各种设备,图像形成设备100可以具有例如使用光对感光体7除电的光除电器。
图5是显示本发明的另一个示例性实施方式的图像形成设备120的示意性横截面图。
图5所示的图像形成设备120是具有四个处理盒300的串联型全色图像形成设备。
图像形成设备120具有四个彼此并排配置在中间转印介质50上的处理盒300,并且具有每种颜色使用一个电子照相感光体的构成。图像形成设备120具有与图像形成设备100相似的构成,不同之处在于,图像形成设备120形成了一个串联型系统。
在将本发明的电子照相感光体用于串联型图像形成设备时,四个感光体的电特性得到稳定化;因此,可以获得长时期色平衡优异的图像品质。
此外,在本发明的该示例性实施方式的图像形成设备(处理盒)中,显影设备(显影单元)优选具有显影辊,所述显影辊是沿与电子照相感光体的移动方向(旋转方向)相反的方向移动的显影剂保持体。此处,该显影辊的表面上具有保持显影剂的管状显影套筒,可以举出具有设有限制性部件以限制供给至显影套筒的显影剂的量的构成的显影设备。当显影设备的显影辊沿着与电子照相感光体的旋转方向相反的方向移动(旋转)时,停留在显影辊与电子照相感光体之间的调色剂将摩擦该电子照相感光体的表面。此外,在对残留于电子照相感光体上的调色剂进行清洁的情况中,例如,当为了增强对具有近似球形的调色剂的清洁能力而增加刮刀的挤压力时,电子照相感光体的表面会受到强烈摩擦。
以往所知的电子照相感光体会因摩擦而受到严重的损伤;因此,容易产生磨损、刮伤或调色剂成膜,由此导致图像劣化。而使用本发明的电子照相感光体时,其表面的机械强度因本发明的特定电荷输送材料(特别是,能够通过提高反应性官能团的数量而以高浓度含有,从而获得高交联密度的材料)的交联物而提高,并且因电特性优异而形成厚膜,所以能够长时期保持高图像品质。据认为,可以非常长时期地抑制所述放电产物的堆积。
在本发明的示例性实施方式的图像形成设备中,从更长时期地抑制放电产物的堆积的角度考虑,显影套筒与感光体之间的间距优选设定为200μm~600μm,更优选为300μm~500μm。此外,出于相似考虑,显影套筒与限制性刮刀(即用于限制显影剂的量的限制性部件)之间的间距优选设定为300μm~1000μm,更优选为400μm~750μm。
此外,从长时期抑制放电产物堆积的角度考虑,显影辊表面的移动速度的绝对值优选设定为感光体表面的移动速度的绝对值(处理速度)的1.5倍~2.5倍,更优选为1.7倍~2.0倍。
在本发明的示例性实施方式的图像形成设备(处理盒)中,优选的是,显影设备(显影单元)包含具有磁性体的显影剂保持体,并使用包含磁性载体和调色剂的双组分显影剂使静电潜像显影。以此构成,与使用单组分显影剂特别是非磁性单组分显影剂的情况相比,可以获得图像品质更加漂亮的彩色图像,由此可以以更高的水平实现高图像品质和高耐久性。
实施例
下面将参照实施例更加详细地描述本发明。然而,本发明并不限于这些实施例。根据高分子合成化学和电子照相技术的公知的知识,本领域技术人员可以对下示实施例增加修改。
[合成例1:4,4′-偶氮双(4-氰戊酸氯化物)的合成]
首先,用冰冷却140ml亚硫酰氯,并逐渐地向其中加入48g的4,4′-偶氮双(4-氰戊酸)。将获得的混合物在30℃加热6小时,并在减压下蒸馏掉过量的亚硫酰氯。使用氯仿重结晶残留物,由此获得22g的4,4′-偶氮双(4-氰戊酸氯化物)晶体。
[合成例2:具有电荷输送性和偶氮基的化合物(化合物A-6)的合成]
首先,在氮气流下,将100g的N,N′-双(对,间-二甲基苯基)-N,N′-双[对(2-甲氧基羰基乙基)苯基]-[对三联苯]-4,4′-二胺、200g乙二醇和2g四丁氧基钛加热并回流4小时。接下来,在将反应容器内的压力逐渐降低至1mm Hg的同时将该溶液加热至225℃,由此蒸馏掉过量的乙二醇,随后按原样继续反应4小时。然后,冷却至室温,并向反应液中加入二氯甲烷以溶解不溶物,继之以在甲醇中再沉淀,由此获得90g的两个末端均具有羟基的预聚物。所获预聚物的重均分子量为25,000。
接下来,将40g该预聚物和0.5g三乙胺溶解在120ml二氯乙烷中,然后冷却至0℃以下。向其中逐滴加入通过将12g由合成例1中获得的4,4′-偶氮双(4-氰戊酸氯化物)溶解在40ml二氯甲烷中获得的溶液。使所得混合物在室温反应1小时,随后使其在30℃反应5小时。然后,蒸馏掉溶剂,通过加入四氢呋喃溶解该反应产物而获得溶液,向甲醇中逐滴加入该溶液,随后搅拌1小时,之后过滤出沉淀的固体。将该再沉淀操作再重复两遍。干燥残留物,由此获得34g具有电荷输送性和偶氮基的化合物(化合物A-6)。
[合成例3:具有电荷输送性和偶氮基的化合物(化合物A-10)的合成]
首先,在氮气流下,将100g的N,N′-双(对,间-二甲基苯基)-N,N′-双[对(2-甲氧基羰基乙基)苯基]-[3,3’-二甲基-1,1’-联苯基]-4,4″-二胺、200g乙二醇和5g四丁氧基钛加热并回流3小时。接下来,将该溶液加热至225℃,同时将反应容器内的压力逐渐降低至1mm Hg,并蒸馏掉过量的乙二醇,随后按原样继续反应4小时。然后,在冷却至室温后,向反应液中加入二氯甲烷以溶解不溶物,继之以在甲醇中再沉淀,由此获得92g的两个末端均具有羟基的预聚物。所获预聚物的重均分子量为30000。
接下来,将40g该预聚物和0.5g三乙胺溶解在120ml二氯乙烷中,然后冷却至0℃以下。向其中逐滴加入通过将10g由合成例1中获得的4,4′-偶氮双(4-氰戊酸氯化物)溶解在40ml二氯甲烷中获得的溶液。使所得混合物在室温反应1小时,随后使其在30℃反应5小时。然后,蒸馏掉溶剂,通过加入四氢呋喃溶解该反应产物而获得溶液,向甲醇中逐滴加入该溶液,随后搅拌1小时,之后过滤出沉淀的固体。将该再沉淀操作再重复两遍。干燥残留物,由此获得35g具有电荷输送性和偶氮基的化合物(化合物A-10)。
[实施例1]
(底涂层的制备)
首先,将100重量份的氧化锌(平均粒径:70nm,比表面积:15m2/g,由TEIKA Co.,Ltd.制造)和500重量份的四氢呋喃混合并搅拌,向其中加入1.3重量份的硅烷偶联剂(商品名:KBM503,由信越化学社制造),然后搅拌2小时。之后,在减压下蒸馏掉四氢呋喃,然后在120℃焙烤3小时,由此获得使用硅烷偶联剂表面处理过的氧化锌。
接下来,将110重量份经表面处理的该氧化锌和500重量份的四氢呋喃混合并搅拌,向其中加入在50重量份的四氢呋喃中溶解有0.6重量份茜素而获得的溶液,然后在50℃搅拌5小时。之后,在减压下过滤添加有茜素的氧化锌,然后在60℃在减压下干燥,由此获得添加有茜素的氧化锌。
接下来,通过将60重量份的添加有茜素的氧化锌、13.5重量份的硬化剂(封端异氰酸酯,商品名:SUMIDULE 3175,由Sumitomo-BayerUrethane Co.,Ltd.制造)和15重量份的缩丁醛树脂(商品名:S-LEC BM-1,由积水化学社制造)在85重量份的甲基乙基酮中混合获得溶液,将38重量份的该溶液与25重量份的甲基乙基酮混合,然后使用带有直径为1mmφ的玻璃珠的砂磨机分散2小时,由此获得分散液。
向所得分散液中加入0.005重量份的二月桂酸二辛基锡和40重量份的有机硅树脂颗粒(商品名:TOSPEARL 145,由GE-Toshiba Silicone Co.,Ltd.制造),由此获得底涂层形成用涂布液。通过浸渍将该涂布液涂布在直径为30mm、长度为340mm、厚度为1mm的铝基体上,然后在170℃干燥和固化40分钟,由此获得19μm厚的底涂层。
(电荷生成层的制备)
首先,使用带有直径为1mmφ的玻璃珠的砂磨机将下述混合物分散4小时,所述混合物包含15重量份的作为电荷生成材料的羟基镓酞菁(在使用CuKα特性X射线获得的X射线衍射谱中至少在布拉格角(2θ±0.2°)7.3°、16.0°、24.9°和28.0°处具有衍射峰)、10重量份的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂(商品名:VMCH,由Nippon Unicar Co.,Ltd.制造)和200重量份的乙酸正丁酯。向所得分散液中加入175重量份的乙酸正丁酯和180重量份的甲基乙基酮,然后进行搅拌,由此获得电荷生成层形成用涂布液。通过浸渍在底涂层上涂布该电荷生成层形成用涂布液,然后在室温(25℃)干燥,由此形成膜厚为0.2μm的电荷生成层。
(电荷输送层的制备)
首先,将55重量份的由式(I)表示的化合物(化合物i-1)和45重量份的具有电荷输送性和偶氮基的化合物(由式(A)表示的化合物;化合物A-6)溶解在600重量份的四氢呋喃(THF)中,然后再将1重量份的氟碳表面活性剂(商品名:KL-600,由共荣社化学社制造)于其中溶解,由此获得电荷输送层形成用涂布液。在电荷生成层上涂布该涂布液,然后在氧气浓度基本上为100ppm的氛围下在150℃加热45分钟,由此形成20μm厚的电荷输送层(最外表面层)。
根据所述方法,获得了电子照相感光体。该感光体被称作感光体1。
[评估]
-图像品质的评估-
将如上所述制得的电子照相感光体安装在“DocuCentre-II C7500”(彩色/单色复合设备)(商品名,由富士施乐株式会社制造)中,然后在10℃和15%RH的环境下进行图像评估测试(1)。
之后,在同一环境下,连续印刷10000张5%半色调图像。印刷10000张后,在同一环境下进行图像评估测试(2)。
随后,将该图像形成设备在27℃和80%RH的环境下放置24小时,然后在同一环境下进行图像评估测试(3)。
在图像评估测试(1)、(2)和(3)中,对浓度不均匀性、条纹、图像劣化和重影进行评估。
在图像形成测试中,使用的是P SHEET(商品名,由Fuji Xerox OfficeSupply Co.,Ltd.制造,A4尺寸,横送)。
评估结果如表3中所示。
(浓度不均匀性的评估)
使用5%半色调样品目视评估浓度不均匀性。
A:优异。
B:观察到部分不均匀。
C:观察到导致图像品质问题的浓度不均匀。
(条纹的评估)
使用5%半色调样品目视评估条纹。
A:优异。
B:部分条纹。
C:观察到导致图像品质问题的条纹。
(图像劣化的评估)
与以上测试一起,图像劣化也进行了如下评估。
使用5%半色调样品目视评估图像劣化。
A:优异。
B:在连续印刷测试过程中未发现图像劣化的问题,但是在放置24小时后发现了问题。
C:甚至在连续印刷测试过程中也发现了问题。
(重影的评估)
通过在除电光被强行关闭的状态(不进行感光体的除电的状态)下印刷如图6A中所示的具有“G”和黑色区域的图表及随后目视观察字母“G”出现在黑色区域的程度来评估重影。
A:如图6A中所示,优异或非常轻微。
B:如图6B中所示,略微明显。
C:如图6C中所示,可清晰地确认。
(表面观察)
在图像品质测试(1)、(2)和(3)中进行了各观察之后,观察电子照相感光体的表面,并进行如下评估。
A:优异,即,即使在20倍的放大率下也既未发现刮伤又未发现附着。
B:在20倍的放大率下发现少量刮伤或附着。
C:肉眼观察到刮伤或附着。
[实施例2~13,比较例1]
以与实施例1基本上相似的方式制作感光体2~13和C1,不同之处在于,根据如下所示的表3和表4,改变构成电荷输送层形成用涂布液的各种材料和它们的混合量。结果如表5和表6中所示。
在表3中,同时显示了实施例1中的各种材料和它们的混合量。
[表3]
[表4]
下面将描述表3和表4中的“CTM-1”、“DA-1”、“PC(Z)”和“AIBN”。
·CTM-1:N,N′-二苯基-N,N′-双(3-甲基苯基)-[1,1′-联苯基]-4,4′-二胺
·DA-1:乙氧基化双酚A二丙烯酸酯
·PC(Z):双酚(Z)聚碳酸酯(粘度平均分子量:40000,由三菱瓦斯化学工业社制造)
·AIBN:偶氮二异丁腈(热聚合引发剂,由大塚化学社制造)
[实施例14]
以与实施例1基本上相似的方式,在铝基体上配置底涂层和电荷生成层。
然后,向800重量份的氯苯中加入45重量份的N,N′-二苯基-N,N′-双(3-甲基苯基)-[1,1′-联苯基]-4,4′-二胺和55重量份的双酚Z聚碳酸酯树脂(粘度平均分子量:50000)并使它们于其中溶解,由此获得电荷输送层形成用涂布液。在电荷生成层上涂布该涂布液,然后在130℃干燥45分钟,由此形成膜厚为15μm的电荷输送层。
接下来,通过喷涂在上述电荷输送层上涂布实施例1中所使用的电荷输送层形成用涂布液,然后在氧气浓度基本上为100ppm的氛围下在150℃加热45分钟,由此形成5μm厚的保护层(最外表面层)。
根据上述这种方法,获得了电子照相感光体。该感光体被称作感光体14。
以与实施例1基本上相似的方式评估感光体14,其结果如表6中所示。
[比较例2]
以与实施例1基本上相似的方式,在铝基体上配置底涂层和电荷生成层。然后,将45重量份的N,N′-二苯基-N,N′-双(3-甲基苯基)-[1,1′-联苯基]-4,4′-二胺(CTM-1)和60重量份的双酚Z聚碳酸酯(PC(Z),粘度平均分子量:40000,由三菱瓦斯化学工业社制造)溶解在800重量份的THF中,由此获得电荷输送层形成用涂布液。在电荷生成层上涂布该涂布液,然后在130℃干燥45分钟,由此形成膜厚为20μm的电荷输送层。
将根据该方法获得的电子照相感光体称作感光体C2。
以与实施例1基本上相似的方式评估感光体C2,其结果如表6中所示。
由表5和表6发现了下述内容。
即,在设有各实施例中获得的感光体的图像形成设备中,发现从印刷初始阶段时的图像品质评估测试(1)到反复印刷后的图像品质评估测试(2),关于浓度不均匀性、条纹、图像劣化和重影的性质都是优异的。还发现,各实施例的感光体的表面状态在所有图像品质评估测试(1)和图像品质评估测试(2)中都是优异的。此外,当在高温高湿下保存后进行图像品质评估测试(3)时,未发现浓度不均匀性、条纹、图像劣化、重影和表面状态的实际问题。
另一方面,发现在比较例1中,在印刷初始阶段时的图像评估测试(1)、反复印刷后的图像品质测试(2)和在高温高湿下保存后的图像品质评估测试(3)中都产生了导致实际问题的重影。
此外,比较例2在图像品质评估测试(1)和图像品质评估测试(2)中的表面状态很差,并且感光体的最外表面层的机械强度很低,也就是说,发现了存在实际问题。
Claims (15)
2.如权利要求1所述的电子照相感光体,其中,所述具有电荷输送性和偶氮基的化合物是由下式(A)表示的化合物:
其中,在式(A)中,Ar11和Ar12各自独立地表示具有取代基的或不具有取代基的芳基;X1表示具有芳环结构的二价烃基或具有芳环结构的二价含杂原子的烃基;X2和X3各自独立地表示具有取代基的或不具有取代基的亚芳基;L1和L2各自独立地表示包含支化或环结构的或者不包含支化或环结构的二价烃基,或者包含支化或环结构的或者不包含支化或环结构的二价含杂原子的烃基;m1和m3各自独立地表示0或1;m2表示大于或等于1的数;并且R’表示一价烃基或一价含杂原子的烃基。
3.如权利要求1所述的电子照相感光体,其中,式(I)中的R是甲基。
4.如权利要求1所述的电子照相感光体,其中,式(I)中的n是大于或等于2的整数。
6.如权利要求5所述的电子照相感光体,其中,式(II)中的D的总数大于或等于4。
7.如权利要求5所述的电子照相感光体,其中,式(II)中的R是甲基。
8.如权利要求1所述的电子照相感光体,其中,相对于构成所述最外表面层的所述组合物,由式(I)表示的化合物的总含量为30重量%以上。
9.如权利要求2所述的电子照相感光体,其中,式(A)中的Ar11和Ar12各自独立地是具有6~16个碳原子的具有取代基的或不具有取代基的芳基。
10.如权利要求2所述的电子照相感光体,其中,式(A)中的L1表示酯键与亚烷基和/或亚苯基的组合。
11.如权利要求2所述的电子照相感光体,其中,式(A)中的L2包含亚烷基或氰基并具有1~20个碳原子。
12.如权利要求2所述的电子照相感光体,其中,式(A)中的R’包括亚烷基、酯基、氰基或羧基。
13.如权利要求2所述的电子照相感光体,其中,相对于所述组合物中的反应性化合物,由式(A)表示的化合物的含量为2重量%~200重量%。
14.一种处理盒,所述处理盒包括:
权利要求1~13中任一项所述的电子照相感光体;和
至少一种单元,所述至少一种单元选自由下述单元组成的组:对所述电子照相感光体进行充电的充电单元;使用调色剂将形成在所述电子照相感光体上的静电潜像显影的显影单元;和将残留在所述电子照相感光体的表面上的调色剂除去的调色剂除去单元。
15.一种图像形成设备,所述图像形成设备包括:
权利要求1~13中任一项所述的电子照相感光体;
对所述电子照相感光体进行充电的充电单元;
在被充电的所述电子照相感光体上形成静电潜像的静电潜像形成单元;
使用调色剂将形成在所述电子照相感光体上的所述静电潜像显影以形成调色剂图像的显影单元;和
将所述调色剂图像转印至转印体的转印单元。
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