CN101907836B - 电子照相光电导体和包含所述光电导体的成像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子照相光电导体和包含所述光电导体的成像装置。所述电子照相光电导体由具有405±20nm波长的曝光光源曝光,并且包含:导电性衬底;和在所述导电性衬底上依次层叠的至少电荷产生层和电荷输送层,所述电荷输送层含有由如下通式(I)表示的苯二胺化合物作为电荷输送材料,其中,Ar是可以具有取代基的芳基,R1、R2和R3独立地是氢原子、卤素原子、烷基或烷氧基,k是1~5的整数,且l和m是1~4的整数,所述电荷产生层含有镓酞菁二聚体作为电荷产生材料。
Figure DSA00000142605200011

Description

电子照相光电导体和包含所述光电导体的成像装置
技术领域
本发明涉及用于电子照相系统高清晰度成像的电子照相光电导体和包含所述电子照相光电导体的成像装置。
背景技术
使用有机光电导材料的有机光电导体(Organic Photoconductor,简称OPC)在感光性、耐久性和环境稳定性方面有一些问题。然而,它们与无机光电导体相比较,在毒性、制造成本和材料设计的自由度方面具有许多优点。
此外,有机光电导体具有如下有利之处,即其感光层可以通过以浸渍涂布法为代表的容易且廉价的方法形成。
因为如上所述在制造方面具有许多优点,所以有机光电导体已经逐渐成为电子照相光电导体的主流。
此外,由于最近的研究与开发已经改善了有机光电导体的感光性和耐久性,所以除特殊情况之外,有机光电导体近来已经被用作电子照相光电导体。
特别是,作为开发了功能分离型光电导体的结果,有机光电导体的性能得以显著改善,在所述功能分离型光电导体中单独地把电荷产生功能和电荷输送功能赋予不同的物质。
也就是说,除了有机光电导体的上述优点之外,功能分离型光电导体具有的优点还在于,它们具有用于形成感光层用材料的宽选择范围,因此能够相对容易地制造具有任意特性的光电导体。
作为这样的有机光电导体的结构,已提出过各种各样的结构,例如层叠结构和反式二层型层叠结构,其中通过将电荷产生材料分散在粘合剂树脂中而得到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而得到的电荷输送层以该次序或与其相反的次序形成在导电性衬底上。
这些光电导体中,具有电荷输送层层叠在电荷产生层上的感光层的功能分离型光电导体,在很大程度上已经实际应用,因为这样的光电导体具有优异的电子照相性能和耐久性,并且由于所述光电导体在材料选择方面的高自由度,所以它们的特性能够以多种方式来设计。
同时,激光打印机是使用激光束作为曝光光源的电子照相装置的代表性例子。然而,近年来,数字化在复印机中也得到了发展,并且已经普遍使用激光束作为曝光光源。对于主要用作曝光光源的激光束而言,低成本、低能耗、重量轻和小型的半导体激光器已经实际应用,并且为了寿命和在振荡波长与输出方面的稳定性起见,它们的振荡波长通常在800nm附近的近红外区。
这是因为在较短波长下振荡的激光束,由于一些技术问题,尚未达到实用化。作为对此的应对,已经开发出如下的多层光电导体,其中电荷产生层含有在较长波长区域中吸收光并具有感光性的有机化合物,特别是在使用激光束作为曝光光源的电子照相装置中所用的电荷产生材料用酞菁颜料,而电荷输送层含有三苯胺化合物(特公昭58(1983)-32372号公报,特开平2(1990)-190862号公报),芪化合物(特开昭54(1979)-151955号公报,特开昭58(1983)-198043号公报),腙化合物(特开昭54(1979)-150128号公报,特公昭55(1980)-42380号公报,特开昭55(1980)-52063号公报),苯二胺化合物(特开平4(1992)-291266号公报)或烯胺化合物(特开平7(1995)-134430号公报)。
制造蓝色发光二极管的方法是1990年发明的(特许2628404号公报),并且从那以后,已经积极推动了与蓝色半导体激光器相关技术的发展,被称为蓝光光盘的下一代光盘已经迅速传播。
同时,近年来,已经考虑取得图像质量的更高分辨率,以旨在改进从电子照相装置输出的图像质量。取得具有更高记录密度的高分辨率图像质量的措施的例子包括其中使激光束的光斑(spot)直径变窄以增加写入密度的光学方法。于是,有必要缩短所用的透镜的焦距。然而,这样的光学系统的设计是困难的,此外,即使通过光学系统操作使激光束的直径变窄,也难以利用振荡波长在800nm附近的近红外区的激光束得到清晰的光斑轮廓。原因在于激光束的衍射极限,这是不可避免的现象。
通常,会聚在光电导体的表面上的激光束光斑直径D、激光束波长和透镜的数值孔径NA处于由下式表示的关系:
D=1.22λ/NA
其中,λ是激光束的波长,且NA是透镜的数值孔径。
该式显示,光斑直径D与激光束的振荡波长成比例,并且为了使光斑直径D变窄,有必要使用振荡波长较短的激光束。
也就是说,这显示使用蓝色半导体激光器代替当前主流的近红外半导体激光器能够取得更高的分辨率。
然而,虽然这样的蓝色激光束对改善光盘记录密度的目的做出了重大贡献,但是预期它不会起到电子照相装置中的曝光光源的作用。这是因为常规的电子照相光电导体在上述波长区域中不具有感光性。
作为常规的多层电子照相光电导体,通常使用包括依次层叠在导电性衬底上的电荷产生层和电荷输送层的光电导体。理论上,使用在425nm以下的波长下也具有吸收的电荷产生材料,应该会得到通常对425nm以下的短波长激光束曝光显示出感光性的光电导体。
然而,事实上,多层电子照相光电导体对该波长区域不显示感光性,因为层叠在电荷产生层上的电荷输送层,特别是电荷输送材料,在425nm波长下具有吸收,因此用作曝光光源的短波长激光束在感光层表面中就被吸收从而不能到达电荷产生层。
另外,有另一个问题:由于使用波长成分统一的高强度光曝光使得电荷输送材料和电荷产生材料容易变质,从而在长期使用时光电导体的感光性降低和无法保持高图像质量。
应对这些问题的电子照相光电导体已经被开发出来(特许3937602号公报),但是尚没有光电导体在膜透过性和高感光性之间达到良好平衡。另外,有另一个问题:在425nm以下的波长下没有吸收的电荷输送材料阻止电荷从电荷产生材料平稳注入,从而制造出的光电导体其感光性将在重复使用时在很大程度上劣化。
此外,有另一个问题:在利用405±20nm光曝光的情况下,可能出现图像缺陷如雾化,其中带电水平在低湿度环境下显著降低。
本发明的一个目的是提供用于高清晰度印刷的电子照相光电导体,其在405±20nm的波长区域中具有高感光性、具有优异环境稳定性和即使重复使用也稳定的特性。
此外,本发明的另一个目的是通过使用所述光电导体和振荡波长在405±20nm范围内的半导体激光器,提供具有高稳定性、高感光性和高分辨率的电子照相装置。
发明内容
本发明的发明人进行了深入的研究和努力,结果发现,通过使用特定的苯二胺化合物作为电荷输送材料并使用具有特定晶体结构的镓酞菁二聚体作为电荷产生材料,可以提供利用405±20nm波长的曝光光源而使用并具有高稳定性、高感光性和高分辨率的电子照相光电导体。
因此,根据本发明的一个方面,提供了由405±20nm波长的曝光光源曝光的电子照相光电导体,所述电子照相光电导体包含:
导电性衬底;和
在所述导电性衬底上依次层叠的至少电荷产生层和电荷输送层,
所述电荷输送层含有由如下通式(I)表示的苯二胺化合物作为电荷输送材料:
其中,Ar是可以具有取代基的芳基,R1、R2和R3独立地是氢原子、卤素原子、烷基或烷氧基,k是1~5的整数,且l和m是1~4的整数,
所述电荷产生层含有镓酞菁二聚体作为电荷产生材料。
根据本发明的另一个方面,提供了上述电子照相光电导体,其中所述电荷产生材料是如下镓酞菁二聚体,其具有在X-射线衍射光谱中布拉格角(2θ±0.2°)为7.5°、10.0°、15.0°、18.8°、22.3°和28.4°处显示出衍射峰的晶形。
根据本发明的又一个方面,提供了成像装置,其包含:上述电子照相光电导体;使所述电子照相光电导体带电的带电单元(means);利用具有405±20nm波长的光的光源使所述带电的电子照相光电导体曝光的曝光单元;和使通过曝光形成的静电潜像显影的显影单元。
在利用具有405±20nm波长的曝光光源使用的电子照相光电导体中,通过包含由通式(I)表示的苯二胺化合物作为电荷输送材料并包含具有特定晶体结构的镓酞菁二聚体作为电荷产生材料,可以提供具有即便在低湿度环境下也高的稳定性、高感光性和高分辨率的电子照相光电导体和电子照相装置。
根据本发明的又一个方面,提供了电子照相装置,其包含:上述电子照相光电导体;使所述电子照相光电导体带电的带电单元;利用蓝色半导体激光器使所述带电的电子照相光电导体曝光的曝光单元;和使通过曝光形成的静电潜像显影的显影单元。
附图说明
图1是图示本发明的多层光电导体结构的示意性剖视图;
图2是可以用于本发明的镓酞菁二聚体的X-射线衍射光谱;
图3是使用本发明的镓酞菁二聚体的电荷产生层的透射和吸收光谱;
图4是图示本发明的多层光电导体的另一种结构的示意性剖视图;和
图5是图示本发明的成像装置的结构的示意性侧视图。
具体实施方式
本发明中,通式(I)中由Ar表示的芳基是苯基、萘基或联苯基;芳基可以具有的取代基是C1-4烷基或C1-4烷氧基;由R1、R2和R3表示的卤素原子是氟原子、氯原子、溴原子或碘原子;和由R1、R2和R3表示的烷基或烷氧基是C1-4烷基或C1-4烷氧基。
具体地,在本发明中,通式(I)中的Ar是3-甲基苯基、4-甲基苯基、3,4-二甲基苯基、3,5-二甲基苯基、3-乙基苯基、4-乙基苯基、3,4-二乙基苯基、3,5-二乙基苯基、3-甲氧基苯基、4-甲氧基苯基、3,4-二甲氧基苯基、3,5-二甲氧基苯基、3-乙氧基苯基、4-乙氧基苯基、3,4-二乙氧基苯基、3,5-二乙氧基苯基、1-萘基、2-萘基、2′-甲基-4-联苯基、4′-甲基-4-联苯基、2′,4′-二甲基-4-联苯基、2′-甲基-4-联苯基、4′-乙基-4-联苯基或2′,4′-二乙基-4-联苯基;R1是氢原子或2′-、3′-、4′-、5′-或6′-甲基或乙基,R2是氢原子或2-、3-、5-或6-甲基或乙基,且R3是氢原子或2-、4-、5-或6-甲基或乙基。
更具体地,在本发明中,通式(I)的化合物含有氢原子作为R2和R3,并且是由如下通式(II)表示的苯二胺化合物,
Figure BSA00000142605500071
其中,Ar、R1和k如通式(I)中所定义。
更具体地,在本发明中,通式(I)的化合物含有4-甲基苯基或2′-甲基-4-联苯基作为Ar、氢原子或2′-甲基作为R1和氢原子作为R2和R3,并且是由下式表示的苯二胺化合物:
Figure BSA00000142605500081
常规的电荷输送材料通过尽可能地扩展它们的电子云来达到高迁移率,但是当它们的电子云扩展时,倾向于使得电荷输送材料的吸收波长更长。
尽管本发明的苯二胺化合物将其电子云扩展保持至相对小的程度,但它具有对于实际应用而言足够的一定程度的迁移率。
也就是说,本发明的苯二胺化合物具有在对405±20nm波长范围内的曝光光源的吸光度和迁移率之间达到了绝对优异平衡的结构。因此,在电荷输送层中包含本发明的苯二胺化合物导致对405±20nm波长范围内的曝光光源的良好的透过性和良好的电气特性。
因此,根据本发明的一个方面,通过在电荷输送层中包含本发明的苯二胺化合物作为电荷输送材料并包含镓酞菁二聚体作为电荷产生材料,所述镓酞菁二聚体具有在X-射线衍射光谱中布拉格角(2θ±0.2°)为7.5°、10.0°、15.0°、18.8°、22.3°和28.4°处显示出衍射峰的晶形,从而提供了具有即使在低湿度环境下重复使用时也高的稳定性、高感光性和高分辨率的电子照相光电导体,和包含所述光电导体的成像装置。
考虑这是因为作为电荷产生材料用于本发明的镓酞菁二聚体在用405±20nm的激光束曝光时可以有效产生电荷,并将产生的电荷平稳注入本发明作为电荷输送材料的苯二胺化合物中,以使得所述化合物有效输送电荷。也就是说,本发明在电荷产生材料和电荷输送材料之间具有特别良好的匹配关系。
另外,根据本发明的另一个方面,提供了曝光单元是蓝紫色半导体激光器的成像装置。
接下来,将描述常用于电子照相光电导体的材料。然而,本发明的光电导体材料不局限于下述的材料。
图1是简略地图示作为本发明电子照相光电导体例子的电子照相光电导体1的结构的示意性剖视图。
电子照相光电导体1是具有层叠结构的感光层14的多层光电导体,其中中间层18设置在由导电性材料形成的片状导电性支持体11上,并在其上以该顺序从导电性支持体11向外层叠含有电荷产生材料12的电荷产生层15及含有电荷输送材料13和用于粘合电荷输送材料13的粘合剂树脂17的电荷输送层16。
导电性支持体
形成导电性支持体11的导电性材料的例子包括金属材料如铝、铝合金、铜、锌、不锈钢和钛;和通过在聚合材料如聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙和聚苯乙烯或硬纸、玻璃等的表面上层压金属箔、气相淀积金属材料或者气相淀积或涂布导电性化合物如导电性聚合物、氧化锡和氧化铟的层而得到的材料。特别地,优选使用JIS3003、JIS5000和JIS6000的铝合金。
导电性支持体11的形状可以是片状、圆筒状、环形带状等。
根据需要,可以通过阳极氧化涂布处理、使用化学品或热水进行表面处理、着色处理或不规则反射处理如表面粗糙化至不会不利地影响图像质量的程度,对导电性支持体11的表面进行加工。在使用激光束作为曝光光源的电子照相过程中,激光束的波长是统一的,从而造成入射激光束和在电子照相光电导体中反射的光之间的干涉,并且干涉所致的干涉条纹可能会出现在图像上,从而导致图像缺陷。由统一波长的激光束引起的干涉导致的这种图像缺陷,可以通过如上所述对导电性支持体11的表面进行加工来防止。
中间层
本发明的多层光电导体优选在导电性支持体11和感光层14之间具有中间层18。
中间层具有防止电荷从导电性支持体注入到多层感光层的功能。也就是说,抑制了感光层带电性的劣化并限制了表面电荷在通过曝光消除的部分以外的部分中的降低,从而防止图像缺陷如雾化的产生。特别是,可以防止被称为黑点的图像雾化,所述黑点是在通过反转显影过程进行成像中,在白底上形成的调色剂的细小黑点。
另外,覆盖导电性支持体表面的中间层可以降低凹凸度并且平整表面以改善多层感光层的涂布性能,从而改善导电性支持体和感光层之间的粘附性,所述凹凸是导电性支持体表面的缺陷。
例如,通过在适当的有机溶剂中溶解树脂材料以制备用于中间层形成的涂布液和将所述涂布液涂布到导电性支持体的表面上,然后将其干燥以除去有机溶剂,就可以形成中间层18。
树脂材料的例子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以及与多层感光层中所包含的相同的粘合剂树脂,并且可以使用其一种或者两种以上。在这些树脂中,优选聚酰胺树脂,特别优选醇溶性尼龙树脂。醇溶性尼龙树脂的例子包括通过6-尼龙、6,6-尼龙、6,10-尼龙、11-尼龙、2-尼龙、12-尼龙等共聚而得到的所谓共聚酰胺;和通过化学改性尼龙而得到的树脂如N-烷氧基甲基改性的尼龙和N-烷氧基乙基改性的尼龙。
溶解或分散树脂材料的溶剂的例子包括水;醇如甲醇、乙醇和丁醇;甘醇二甲醚如甲基卡必醇和丁基卡必醇;氯基溶剂如二氯乙烷、氯仿和三氯乙烷;丙酮;二氧戊环;和通过混合这些溶剂的两种以上而得到的混合溶剂。在这些溶剂中,就地球环境考虑而言,优选使用无卤素有机溶剂。
中间层18的涂布方法的例子包括喷射法、棒涂法、辊涂法、刮涂法、环涂法、浸涂法等。在这些方法中,可以考虑涂布液的物理性质和产率来选择最佳方法。特别是,浸涂法就产率和成本而言是相对简单有利的,因此常常被用来制造电子照相光电导体。浸涂法中,将导电性支持体11浸于装有涂布液的容器中,然后以恒定速度或以逐次变化的速度升起,从而在导电性支持体11上形成层。
另外,中间层形成用涂布液可以含有金属氧化物粒子。
金属氧化物粒子可以容易地调节中间层的体积电阻率,从而进一步防止电荷注入到多层感光层和保持光电导体在各种环境下的电特性。
金属氧化物粒子的例子包括二氧化钛、氧化铝、氢氧化铝和氧化锡粒子。
当中间层形成用涂布液中粘合剂树脂和金属氧化物粒子的总重量是C,而溶剂的重量是D时,其之间的比值(C/D)优选是1/99~40/60,特别优选是2/98~30/70。
另外,当粘合剂树脂的重量是E,而金属氧化物粒子的重量是F时,其之间的比值(E/F)优选是90/10~1/99,特别优选是70/30~5/95。
虽然没有特别限制,但中间层的膜厚度优选是0.01μm~20μm,特别优选是0.05μm~10μm。
中间层的膜厚度超过20μm可能使得难以形成均匀的中间层和在所述中间层上形成均匀的单层感光层,从而降低了光电导体感光性。另一方面,中间层的膜厚度小于0.01μm可能导致所述层基本上不能充当中间层和不能通过覆盖导电性支持体的缺陷来提供均匀的表面。也就是说,不能防止电荷从导电性支持体注入到多层感光层,从而导致带电性劣化。
当用于形成导电性支持体的材料是铝时,可以形成含有防蚀铝的层(防蚀铝层)作为中间层。
电荷产生层
电荷产生层15含有镓酞菁二聚体作为电荷产生材料12。优选用于本发明的镓酞菁二聚体的具体例子包括具有如下晶体结构的镓酞菁二聚体,所述晶体结构在X-射线衍射光谱中布拉格角(2θ±0.2°)为7.5°、10.0°、15.0°、18.8°、22.3°和28.4°处显示出衍射峰(参见图2,纵轴表示吸收强度,横轴表示衍射角)。
含有镓酞菁二聚体的光电导体即使用振荡波长在405±20nm波长范围内的曝光光,也能够提供高感光性和高质量的图像。另外,所述光电导体对湿度依赖性较低且环境稳定性优异。
图3显示具有如下晶体结构的镓酞菁二聚体的透射和吸收光谱,所述晶体结构在X-射线衍射光谱中布拉格角(2θ±0.2°)为7.5°、10.0°、15.0°、18.8°、22.3°和28.4°处显示出衍射峰(纵轴表示吸收效率,横轴表示波长)。
光电导体中的感光性主要归结于显示上述透射和吸收光谱的电荷产生材料的光吸收效率。也就是说,图3显示上述镓酞菁二聚体在透射和吸收光谱中在405±20nm波长中具有约7.7的吸光度,这是用作常规曝光光源的近红外区(约780nm)中约5.0的吸光度的1.5倍高。
本发明的光电导体因此能够在包含利用405±20nm曝光波长的光的曝光单元的成像装置中显示高感光性。
另外,已知镓酞菁颜料不具有结晶水,因此含有所述镓酞菁作为电荷产生材料的光电导体对湿度依赖性较低且环境稳定性优异。
例如,特开平10(1998)-88023号公报公开了各种晶型的镓酞菁二聚体。特别在本发明中,优选使用在X-射线衍射光谱中布拉格角(2θ±0.2°)为7.5°、10.0°、15.0°、18.8°、22.3°和28.4°处显示出衍射峰的镓酞菁二聚体。
电荷产生材料12可以与敏化染料组合使用。敏化染料的例子包括三苯基甲烷型染料如甲基紫、结晶紫、夜蓝和维多利亚蓝;吖啶染料如红霉素(Erythrocin)、若丹明B、若丹明3R、吖啶橙和Flapeocine;噻嗪染料如亚甲基蓝和亚甲基绿;噁嗪染料如卡普里蓝和麦尔多拉蓝(Meldola′s Blue);花青染料;苯乙烯基染料;吡喃鎓盐染料;和硫代吡喃鎓盐染料。
形成电荷产生层15的方法的例子包括将电荷产生材料12真空淀积在导电性支持体11上的方法,和通过在溶剂中分散电荷产生材料12而制备电荷产生层形成用涂布液并将其涂布到导电性支持体11上的方法。在这些方法中,优选如下方法,所述方法通过常规已知方法,将电荷产生材料12分散在粘合剂树脂溶液中以得到涂布液,并将得到的涂布液涂布到导电性支持体11上,所述粘合剂树脂溶液是通过将粘合剂树脂作为粘合剂混合在溶剂中而制备的。
在下文中,将描述该方法。
粘合剂树脂的具体例子包括聚酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、硅树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸酯树脂、聚碳酸酯树酯、聚芳酯树脂、苯氧基树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂和包括两种以上形成上述树脂的重复单元的共聚物树脂。这些树脂可以单独地或以其两种以上的组合使用。共聚物树脂的具体例子包括绝缘树脂(isolating resins)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。粘合剂树脂不局限于上述树脂,任何常用的树脂均可以用作粘合剂树脂。
溶剂的例子包括:卤代烃如二氯甲烷和二氯乙烷;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)和二噁烷;乙二醇的烷基醚如1,2-二甲氧基乙烷;芳烃如苯、甲苯和二甲苯;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。另外,可以使用通过混合上述溶剂的两种以上而得到的混合溶剂。就地球环境考虑,优选使用无卤素溶剂。
优选设置电荷产生材料12和粘合剂树脂之间的共混比,使得电荷产生材料12的百分比在10重量%~99重量%的范围内。电荷产生材料12的百分比小于10重量%导致感光性降低。电荷产生材料12的百分比超过99重量%不仅导致电荷产生层15的膜强度下降,而且导致电荷产生材料12的分散性劣化而增加粗粒子,从而导致图像缺陷、特别是被称为黑点的图像雾化增加,黑点是要通过曝光消除的部分以外的部分中的表面电荷减少而使得调色剂粘附在白底上形成细小黑点的现象。
因而,优选10重量%~99重量%的范围。
电荷产生材料12在分散到粘合剂树脂溶液中之前,可以预先使用粉碎机粉碎。粉碎机的例子包括球磨机、砂磨机、磨碎机、振荡磨机、超声波分散机等。
用于将电荷产生材料12分散到粘合剂树脂溶液中的分散机的例子包括油漆摇动器、球磨机、砂磨机等。在这种情况下,适当设置分散条件,从而防止由于所用容器和分散器的形成材料的磨损等所产生的杂质污染所述溶液。
通过将电荷产生材料12分散在粘合剂树脂溶液中而得到的电荷产生层形成用涂布液的涂布方法的例子包括喷射法、棒涂法、辊涂法、刮涂法、环涂法、浸涂法等。最佳方法可以考虑涂布液的物理性质和产率,适当选自上述涂布方法。特别是,浸涂法就产率和成本而言是相对简单有利的,因此常常被用来制造电子照相光电导体。在浸涂法中,将导电性支持体11浸于装有涂布液的涂布容器中,然后以恒定速度或逐次变化的速度提起,从而在导电性支持体11上形成层。用于浸涂法的设备可以装备有以超声发生器为代表的涂布液分散器,从而稳定涂布液的分散性。
电荷产生层15的膜厚度优选在0.05μm~5μm范围内,更优选在0.1μm~1μm范围内。电荷产生层15的膜厚度小于0.05μm导致吸光效率降低,从而降低感光性。电荷产生层15的膜厚度超过5μm,导致在消除光电导体表面上电荷的过程中,电荷在电荷产生层中的输送成为速度决定步骤,从而降低感光性。
电荷输送层
通过使得粘合剂树脂17含有能够接受和输送由电荷产生材料12产生的电荷的电荷输送材料13,从而得到电荷输送层16。作为电荷输送材料13,使用本发明的由通式(I)表示的苯二胺化合物:
其中,Ar是可以具有取代基的芳基,R1、R2和R3独立地是氢原子、卤素原子、烷基或烷氧基,k是1~5的整数,且l和m是1~4的整数。
例如,由上述通式(I)表示的苯二胺化合物可以如下制造。
即,在不存在溶剂的情况下或在选自硝基苯、二氯苯、喹啉、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等的有机溶剂中,在以下物质存在下:由通式(IV)表示的卤代联苯化合物:
Figure BSA00000142605500171
其中R1、R2、k和l如通式(I)中所定义,X是碘或溴;铜催化剂,其选自铜化合物如铜粉、氧化铜和卤化铜;和碱性化合物,其选自碱金属的碳酸盐或氢氧化物如碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钠和氢氧化钾,
将由通式(III)表示的苯二胺衍生物:
Figure BSA00000142605500172
其中Ar、R3和m如通式(I)中所定义,
在150℃~260℃下加热和搅拌5小时~50小时。
反应完成之后,冷却反应混合物,将所得的产物溶解在有机溶剂如二氯甲烷和甲苯中,分离不溶物,蒸馏掉溶剂,然后在氧化铝柱或硅胶柱上纯化残余物,并从甲苯、乙醇、乙酸乙酯等中重结晶,从而制造所述苯二胺化合物。
另外,按照常规方法,所述苯二胺衍生物、卤代联苯化合物、铜催化剂和碱性化合物通常可以以化学计量的量使用,优选地,相对于1摩尔苯二胺衍生物,卤代联苯化合物的用量范围可以是2摩尔~10摩尔,铜催化剂的用量范围可以是0.1摩尔~2摩尔,碱性化合物的用量范围可以是1摩尔~3摩尔。本发明中由通式(I)表示的苯二胺化合物的例子包括以下化合物:
Figure BSA00000142605500181
表1
Figure BSA00000142605500182
Figure BSA00000142605500191
Figure BSA00000142605500201
Figure BSA00000142605500211
另外,各种其它通常已知的电荷输送材料可以与本发明的苯二胺化合物混合,只要在电荷输送层中电荷输送材料总重量中其重量是20重量%以下。其例子包括咔唑衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、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、氨基芪衍生物、三芳基胺衍生物、三芳基甲烷衍生物、苯二胺衍生物、芪衍生物和联苯胺衍生物。例子进一步包括在主链或侧链上具有衍生自这些化合物的基团的聚合物如聚-N-乙烯基咔唑、聚-1-乙烯基芘和聚-9-乙烯基蒽。
选择具有优异的与电荷输送材料13相容性的树脂,作为用于电荷输送层16的粘合剂树脂17。其具体的例子包括聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚苯乙烯树脂、乙烯基聚合物树脂如聚氯乙烯树脂和它们的共聚物树脂、聚碳酸酯树酯、聚酯树脂、聚酯碳酸酯树脂、聚砜树脂、苯氧基树脂、环氧树脂、硅树脂、聚芳酯树脂、聚酰胺树脂、聚醚树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酰胺树脂和酚醛树脂。另外,可以使用通过部分交联上述树脂而得到的热固化性树脂。这些树脂可以单独地或以其两种以上的组合使用。在上述树脂中,聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯树酯、聚芳酯树脂和聚苯醚特别优选用于粘合剂树脂17,因为它们涂布性、电位特性等以及电绝缘性优异,具有1013Ω以上的体积电阻。
所述电荷输送材料13(A)和粘合剂树脂17(B)的使用比率A/B为10/12~10/30。当比率A/B小于10/30,即粘合剂树脂17的比例较高时,和当电荷输送层16由浸涂法形成时,涂布液的粘度增加,从而引起涂布速度降低,导致显著低的产率。当提高涂布液中溶剂的量以便限制涂布液的粘度增加时,出现涂刷现象(brushing phenomenon),且所形成的电荷输送层16变得混浊。另一方面,当A/B比率超过10/12,即粘合剂树脂17的比例较低时,印刷耐久性低于粘合剂树脂17的比例较高的情况,从而导致感光层的磨损增加。
根据需要,电荷输送层16可以含有添加剂如增塑剂和矫平剂,以便改善涂布性、挠性和表面平滑性。增塑剂的例子包括二元酸酯、脂肪酸酯、磷酸酯、邻苯二甲酸酯、氯化石蜡和环氧型增塑剂。矫平剂的例子包括有机硅型矫平剂等。
另外,电荷输送层16可以含有无机化合物或有机化合物细粒子,以便改善机械强度和电气特性。
与形成上述电荷产生层15的情况一样,举例来说,通过在适当的溶剂中溶解或分散电荷输送材料13和粘合剂树脂17以及根据需要的上述添加剂,以制备电荷输送层形成用涂布液,并通过喷射法、棒涂法、辊涂法、刮涂法、环涂法、浸涂法等,将所述涂布液涂布到电荷产生层15上,从而形成电荷输送层16。
在这些涂布方法中,特别是浸涂法常常被用来形成电荷输送层16,因为它在如上所述各种要点方面优异。
用于涂布液的溶剂选自:芳烃如苯、甲苯、二甲苯和一氯苯;卤代烃如二氯甲烷和二氯乙烷;醚如THF、二噁烷和二甲氧基甲醚;非质子极性溶剂如N,N-二甲基甲酰胺;等等。这些溶剂单独地或以其两种以上的组合使用。根据需要,可以向溶剂中进一步添加诸如醇、乙腈和甲基乙基酮的溶剂。另外,就地球环境考虑而言,优选使用无卤素有机溶剂。
电荷输送层16的厚度范围优选是5μm~50μm,更优选是10μm~40μm。电荷输送层16的膜厚度小于5μm导致光电导体表面上电荷保持能力劣化。电荷输送层16的膜厚度超过50μm导致光电导体的分辨率降低。
为了改善感光性以及防止由于重复使用引起的剩余电位增加和疲劳,可以进一步向感光层14中添加一种以上电子受体物质和染料。
电子受体物质的例子包括酸酐如琥珀酸酐、马来酸酐、邻苯二甲酸酐和4-氯萘二甲酸酐;氰基化合物如四氰基乙烯和对苯丙二腈(terephthalmalondinitrile);醛如4-硝基苯甲醛;蒽醌如蒽醌和1-硝基蒽醌;多环或杂环硝基化合物如2,4,7-三硝基芴酮和2,4,5,7-四硝基芴酮;吸电子材料如二苯醌化合物;通过聚合这些吸电子材料而得到的化合物;等等。
染料的例子包括呫吨型染料、噻嗪染料、三苯甲烷染料、喹啉型颜料和有机光电导化合物如铜酞菁。这些有机光电导化合物充当光学敏化剂。
图4是简略地图示作为本发明电子照相光电导体另一个例子的电子照相光电导体2的结构的示意性剖视图。电子照相光电导体2类似于图1中示出的电子照相光电导体1,相应的部分由相同附图标记表示,并省略其描述。
应该注意,电子照相光电导体2具有设置在电子照相光电导体1的最外层上的表面保护层。
有效用于表面保护层150的粘合剂树脂的例子包括聚苯乙烯、聚缩醛、聚乙烯、聚碳酸酯、聚芳酯、聚砜、聚丙烯、聚氯乙烯等。考虑到耐磨性和电气特性,优选聚碳酸酯和聚芳酯。这些粘合剂可以单独地或以其两种以上的组合使用。
此外,为了改善耐磨性,可以向光电导体的表面保护层150中添加填料材料。填料材料的例子包括有机填料材料和无机填料材料。有机填料材料的例子包括氟树脂粉末如聚四氟乙烯、硅树脂粉末、a-碳粉等。无机填料材料的例子包括金属如铜、锡、铝和铟的粉末;金属氧化物如二氧化硅、氧化锡、氧化锌、二氧化钛、氧化铟、氧化锑、氧化铋、掺有锑的氧化锡和掺有锡的氧化铟;钛酸钾;等等。
上述材料中,就填料的硬度而言,使用无机材料是特别有利的。就表面保护层的透光率和耐磨性而言,填料的平均初级粒径优选是0.01μm~0.5μm。填料可以用无机材料或有机材料进行表面处理,以便改善分散性。表面处理的公知例子包括使用硅烷偶联剂、氟型硅烷偶联剂或高级脂肪酸进行的防水处理;和用其中填料表面用氧化铝、氧化锆、氧化锡或二氧化硅处理过的无机材料进行的处理。
表面保护层中填料材料的浓度越高,优选耐磨性越高。然而,浓度过高可能导致剩余电位增加和保护层的写入光透射率降低,从而带来不良效应。因此,相对于表面保护层的总固体量,填料材料的浓度是50重量%以下,优选是约30重量%以下。另外,表面保护层可以含有电荷输送材料13。
适当地,表面保护层150的厚度是约0.1μm~10μm。优选地,它是在1.0μm~8.0μm范围内。要长期重复使用的光电导体应该具有高机械耐久性和高耐磨性。然而,在实际的机器中,臭氧、NOx气体等从带电的元件产生并附着至光电导体的表面,从而引起图像流动。为了防止图像流动,必须以超过一定水平的速度磨损所述光电导体。因此,考虑到长期重复使用,表面保护层的膜厚度优选是至少1.0μm。另外,表面保护层的膜厚度超过8.0μm可能引起剩余电位增加和细小点的再现性劣化。
本发明的电子照相装置包含:本发明的多层光电导体;使所述多层光电导体带电的带电单元;用蓝色激光二极管使带电的多层光电导体曝光的曝光单元;和使通过曝光形成的静电潜像显影的显影单元。
在下文中,将参考图来描述本发明的成像装置和操作;然而,它们不局限于以下描述。
图5中的成像装置(激光打印机)100包括本发明的多层光电导体1(参见图1),曝光单元(半导体激光器)31,带电单元(电晕带电器(可以称为带电器))32,显影单元(显影装置)33;转印单元(转印带电器)34;传送带(未示出),定影单元(定影装置)35和清洁单元(清洁器)36。附图标记51表示转印纸。
多层光电导体1由未示出的成像装置100的主体以可自由旋转的方式支撑,并通过未示出的驱动单元以箭头41的方向绕旋转轴44被旋转驱动。举例来说,驱动单元包括电动机和减速齿轮,将其驱动力传送到形成多层光电导体1的芯体的导电性支持体,从而以预定圆周速度旋转驱动多层光电导体1。
带电器32、曝光单元31、显影装置33、转印带电器34和清洁器36,沿着多层光电导体1的外周面,以多层光电导体1的箭头41表示的旋转方向,从上游侧向下游侧按该顺序设置。
带电器32是用于使多层光电导体1的外周面均匀带电至预定电位的带电单元。
曝光单元31包括蓝色半导体激光器束作为光源,并通过将从光源输出的激光束施加至多层光电导体1在带电器32和显影装置33之间的表面上,根据图像信息将带电的多层光电导体1的外周面曝光。光沿着要成像的主扫描方向、即多层光电导体1的旋转轴延伸方向重复扫描,从而在多层光电导体1的表面上顺序形成静电潜像。具体地,在通过带电器32均匀带电的多层光电导体1中,所述静电潜像由施加激光束的电荷量与未施加激光束的电荷量之间的差形成。
显影装置33是用于用显影剂(调色剂)将在多层光电导体1的表面上通过曝光形成的静电潜像显影的显影单元,且其设置成面向多层光电导体1。所述显影装置33包括用于将调色剂供应至多层光电导体1的外周面的显影辊33a,和盒33b,所述盒33b绕着与多层光电导体1的旋转轴44平行的旋转轴旋转支撑显影辊33a,并且在其内部空间容纳包括调色剂的显影剂。
转印带电器34是用于转印调色剂图像的转印单元,调色剂图像是由于显影到转印纸51上而在多层光电导体1的外周面上形成的可见图像,转印纸51是在多层光电导体1和带电器34之间由未示出的传送单元以箭头42的方向供应的记录介质。举例来说,转印带电器34是非接触型转印单元,其包括带电单元并通过赋予转印纸51极性与调色剂相反的电荷,将调色剂图像转印到转印纸51上。
清洁器36是在转印带电器34的转印操作之后除去和收集多层光电导体1的外周面上残余调色剂的清洁单元,且它包括用于剥离多层光电导体1外周面上残余调色剂的清洁刮刀36a,和用于容纳被清洁刮刀36a剥离的调色剂的收集盒36b。另外,清洁器36与未示出的除电灯设置在一起。
成像装置100在转印纸51穿过多层光电导体1和转印带电器34之间后进行传送的方向的下游侧进一步设置有定影装置35。该定影装置35是用于将转印的图像定影的定影单元。定影装置35包括具有未示出的加热单元的加热辊35a,和与加热辊35a相对设置以被加热辊35a压迫而形成接合点的压力辊35b。
此外,附图标记37表示用于将转印纸与光电导体分离的分离单元,附图标记38表示容纳用于成像过程的装置的外壳(罩)。
如下进行由成像装置100完成的成像操作。首先,通过驱动单元以箭头41的方向旋转驱动多层光电导体1,然后通过带电器32使多层光电导体1的表面均匀带电至预定的正电位,所述带电器32设置在多层光电导体1的旋转方向相对于由曝光单元31所施加的光的成像点的上游侧。
随后,曝光单元31根据图像信息以光照射多层光电导体1的表面。在多层光电导体1中,该曝光消除了照射部分的表面电荷,从而形成在照射部分的表面电位和未照射部分的表面电位之间的差异,从而形成静电潜像。
设置在多层光电导体1的旋转方向相对于来自曝光单元31的光的成像点的下游侧的显影装置33,将调色剂供应至已经形成静电潜像的多层光电导体1的表面上以使静电潜像显影,从而形成调色剂图像。
与多层光电导体1的曝光同步,将转印纸51送入多层光电导体1和转印带电器34之间。转印带电器34赋予送入的转印纸51极性与调色剂相反的电荷,并将在多层光电导体1表面上形成的调色剂图像转印到转印纸51上。
转印了调色剂图像的转印纸51通过传送单元传送至定影装置35,并在通过定影装置35的加热辊35a和压力辊35b之间的接合点时被加热和加压。结果,将调色剂图像定影到转印纸51上而成为实体图像。由此形成图像的转印纸51被传送单元排出至成像装置100的外部。
同时,即使在转印带电器34转印调色剂图像之后仍残留在多层光电导体1的表面上的调色剂,被清洁器36从多层光电导体1的表面剥离并收集起来。由此除去调色剂的多层光电导体1的表面上的电荷通过除电灯施加的光的作用被消除,从而消除了多层光电导体1表面上的静电潜像。其后,进一步旋转驱动多层光电导体1,并再次重复以带电开始的一系列操作,以连续成像。
本发明将通过实施例和比较例进行详述;然而,本发明不局限于这些实施例。
在以下制造例中制备的苯二胺化合物通过用1H-NMR测量设备和在下面提到的测量条件下测量NMR光谱,来进行评价。
测量设备:Mercury-300分光计(300MHz,由瓦里安株式会社(Varian制造)
测量溶剂:CDCl3
样品浓度:约4mg样品/0.4m(CDCl3)
制造例1
化合物2的制造
在100ml邻-二氯苯中,将5.0g(1.0当量)由下式表示的化合物(B):
Figure BSA00000142605500291
11.7g(2.1当量)由下式表示的化合物(C):
Figure BSA00000142605500292
2.2g(2.0当量)的铜粉和19.1g(8.0当量)的无水碳酸钾混合,并将反应温度升至180℃。在加热保持该温度的条件下,将所述混合物搅拌和回流18小时进行反应。反应完成之后,进行通过硅藻土进行热过滤,浓缩滤液,通过硅胶柱色谱法(展开溶剂:甲苯/乙酸乙酯=1/1)纯化残余物,从而得到白色粉末状化合物。
对得到的白色粉末状化合物测量1H-NMR光谱并分析化学结构。结果,1H-NMR光谱显示δ2.31(s,6H),6.68(dd,J=8.1Hz,J=2.4,2H),6.88(t,J=2.1Hz,1H),7.00~7.13(m,13H),7.27~7.32(m,2H),7.34~7.44(m,8H),7.47~7.54(m,4H),从而证实了化合物2是具有由下式表示的结构的苯二胺化合物:
Figure BSA00000142605500293
制造例2
化合物13的制造
按照与制造例1相同的方式得到目标化合物,不同之处在于制造例1中的化合物(C)变为由下式表示的化合物(E):
Figure BSA00000142605500301
也按照与制造例1相同的方式进行化学结构的分析。
1H-NMR光谱显示δ2.23(s,6H),2.30(s,6H),6.68(dd,J=8.1Hz,J=2.1Hz,2H),6.92(t,J=2.4Hz,1H),7.03~7.30(m,25H),从而证实了化合物13是由下式表示的苯二胺化合物:
制造例3
化合物21的制造
按照与制造例2相同的方式得到产物,不同之处在于制造例1中的化合物(B)变为由下式表示的化合物(F):
也按照与制造例1相同的方式进行化学结构的分析。
1H-NMR光谱显示δ2.27(s,12H),6.82(dd,J=7.8Hz,J=2.1Hz,2H),7.07(t,J=2.1Hz,IH),7.15~7.26(m,33H),从而证实化合物21是由下式表示的苯二胺化合物:
Figure BSA00000142605500312
实施例1
将3重量份二氧化钛(TIPAQUETM TTO-D-1,由石原产业株式会社(ISHIHARA SANGYO KAISHA,LTD.)制造)和2重量份商购的聚酰胺树脂(AmilanTM CM8000,由东丽株式会社(Toray Industries,Inc.)制造)添加至25重量份甲醇中,利用油漆摇动器分散8小时,从而制备3kg中间层形成用涂布液。将作为导电性支持体的直径30mm和长度357mm的圆筒状铝支持体浸入装有所得到的中间层形成用涂布液的涂布容器中,然后向上提起,从而形成膜厚度为1μm的中间层。
随后,通过如下方法制造电荷产生材料。
在配备有必要的仪器如搅拌器和氯化钙管的1000毫升四颈玻璃烧瓶中,放入177.2g酞腈、820ml1-氯萘和50.0g氯化镓,并在回流下搅拌10小时。然后,终止回流,使混合物冷却至约200℃,趁热过滤并通过喷洒3500ml热的二甲基甲酰胺(DMF)和3000ml DMF进行洗涤。得到的湿滤饼再次分散在800ml DMF中,搅拌并回流5小时,趁热过滤,通过喷洒2500ml热的DMF和2000ml DMF进行洗涤,进行甲醇置换,然后干燥,从而得到125.0g蓝色固体氯镓酞菁(收率73.5%)。
将10.0g得到的氯镓酞菁逐渐溶解在300g浓硫酸中,同时保持温度在0℃~5℃,并在相同温度下搅拌1小时。所得物在搅拌下注入到1500ml冰水中,同时保持温度不超过5℃,完成注入之后,进一步搅拌2小时。过滤所得物,用水洗涤,再次分散在1500ml离子交换水中,然后再次过滤。用水洗涤,然后将湿滤饼再次分散在600ml 4%氨水中,并在回流下搅拌6小时。进行过滤,然后用离子交换水仔细洗涤滤饼,在50℃下减压干燥并粉碎,从而得到8.72g蓝色固体(收率89.8%)。
随后,7.7g所得到的蓝色固体加到130ml邻-二氯苯中,并170℃~180℃下搅拌。
将通过预先连上的李比希冷凝器(Liebig condenser)产生的水通过沸腾从反应体系除去。当产生的水下降时,用空气冷凝器替换李比希冷凝器,并在回流下搅拌3小时。进行热过滤,通过喷洒DMF洗涤滤饼,然后利用甲醇置换滤饼中的DMF。进行干燥和粉碎,从而得到7.1g镓酞菁二聚体(收率93.6%)。
此外,将7.0g得到的镓酞菁二聚体和80g直径5mm的玻璃珠注入广口瓶中,以使用试验分散器(所谓油漆摇动器)进行干粉碎2或3天。对所得物取样,并当结晶改性终止时,使用筛子分离玻璃珠,从而得到6.8g无定形镓酞菁二聚体,其为蓝色固体。
向1.0g得到的无定形镓酞菁二聚体中添加30ml戊醇,并在回流下搅拌10小时进行分散。使其冷却之后,过滤酞菁二聚体,进行甲醇置换,然后在减压下干燥,从而得到0.91g镓酞菁二聚体,其为蓝色固体。
图2显示得到的结晶的X-射线衍射光谱。得到的结晶是镓酞菁二聚体,其具有在X-射线衍射光谱中布拉格角(2θ±0.2°)为7.5°、10.0°、15.0°、18.8°、22.3°和28.4°处显示出衍射峰的晶形。
然后,将1.8重量份这里得到的镓酞菁二聚体、1.2重量份丁缩醛树脂(S-LEC BX-1,由积水化学株式会社(SEKISUI CHEMICAL CO.,LTD)制造)、87.3重量份二甲氧基乙烷和9.7重量份的环己酮混合(混合比=90/10),使用油漆摇动器分散,从而制备3kg电荷产生层形成用涂布液。按照与在中间层的情况下相同的浸涂法将该涂布液涂布到上述中间层上,并风干,从而形成膜厚度0.3μm的电荷产生层。
随后,将2100重量份表1显示的各种化合物作为电荷输送材料、150重量份聚碳酸酯树酯(TS2050,由帝人化成株式会社(TEIJINCHEMICALS LTD.)制造)和0.02重量份硅油(SH200,由道康宁东丽株式会社(Dow Corning Toray)制造)混合,并添加至作为溶剂的四氢呋喃中,从而制备3kg电荷输送层形成用涂布液,其固体含量为25重量%。将电荷输送层形成用涂布液通过用涂布器的涂布方法和浸涂法,涂布到预先制备的电荷产生层表面上,并在120℃干燥1小时,从而形成膜厚度25μm的电荷输送层。由此,制造了图1示出的多层光电导体。
实施例2
按照与实施例1相同的方式制造多层光电导体,不同之处在于使用如上所述的化合物13代替实施例1的化合物2。
实施例3
按照与实施例1相同的方式制造多层光电导体,不同之处在于使用如上所述的化合物21代替实施例1的化合物2。
比较例1
按照与实施例1相同的方式制造图1示出的多层光电导体,不同之处在于使用由下式表示的三苯胺化合物(TPD)(D2448TM,由东京化成工业株式会社(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.)制造)代替实施例1的化合物2。
Figure BSA00000142605500341
比较例2
按照与实施例1相同的方式制造图1示出的多层光电导体,不同之处在于使用由下式表示的烯胺化合物(通过特许3881651号公报)中公开的方法合成)代替实施例1的化合物2。
比较例3
按照与实施例1相同的方式制造图1示出的多层光电导体,不同之处在于使用由下式表示的三苯胺化合物(TPD)(D2558TM,由东京化成工业株式会社制造)代替实施例1的化合物2。
Figure BSA00000142605500351
比较例4
按照与实施例1相同的方式制造光电导体,不同之处在于将按照特开2000-105479号公报中公开的制造例得到、并具有在X-射线衍射光谱中布拉格角(2θ±0.2°)为27.2°处显示出强峰的结晶的氧钛酞菁,用作电荷产生材料。
比较例5
按照与实施例1相同的方式制造光电导体,不同之处在于将按照特开平5(1993)-279591号公报中公开的制造例得到的羟基镓酞菁,用作电荷产生材料。
评价
1.将实施例1~3和比较例1~5中得到的各种光电导体安装在通过对分辨率为1200dpi的负电荷系统数字复印机(MX-2600TM,由夏普株式会社(Sharp Corporation)制造)改装而得到的试验复印机中,使得其曝光单位(LSU)适应利用蓝色半导体激光器(405nm)而使用,并利用提供用于测量光电导体在成像过程中的表面电位的TReK(344型,由TREKJAPAN制造),评价光电导体的电特性和环境稳定性。
首先,作为带电电位V0(V),在温度22℃和相对湿度65%的N/N(常温/常湿)环境下,在带电器的带电操作之后,立即测量每种光电导体的表面电位。作为剩余电位VL(V),在N/N环境下利用激光束(波长:405nm)曝光之后,立即测量每种光电导体的表面电位。另外,对初始图像进行图像评价。具体地,以单色的样式,按照自身印刷模式,对1-线图像(1-line image)、纵横2-线图像(horizontal and vertical 2-line image)、黑色实体1-线-缺失图像(black solid 1-line missing image)和1点接1点(每1点印1点)图像((1dot printed every 1dot)image)进行评价。
接下来,按照与N/N环境下相同的方式,在25℃温度和5%相对湿度的N/L(常温/低湿)环境下,测量带电电位V0(V)和剩余电位VL(V),并对初始图像进行图像评价。
此外,在温度25℃和相对湿度5%的N/L环境之下,将具有预定图案的试验图像(ISO 19752中规定的文字试验图)连续复制到100000页记录纸上之后,按照与初始图像相同的方式,测量每种光电导体直接在带电操作之后的表面电位作为带电电位V0(V)和曝光之后的表面电位作为剩余电位VL(V)。另外,在复制到100000页记录纸上之后,对图像进行图像评价。
2.利用涂布器,将实施例和比较例中使用的每种电荷输送层形成用涂布液涂布到厚度100μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(缩写为PET)膜上,用120℃热空气干燥60分钟,从而制造膜厚度20μm的电荷输送层。用U-4000型分光光度计(由日立制作所株式会社(Hitachi,Ltd.)制造),测定该膜在405nm波长下的透光率,单位为%。
下表显示评价结果。
Figure BSA00000142605500371
实施例1~3和比较例1~3揭示,使用本发明的苯二胺化合物作为电荷输送材料的电子照相光电导体在电荷输送层中具有更高的感光性和更高的透过性。还揭示,通过使用本发明的苯二胺化合物,即便是试图得到更高分辨率,也能将较短波长用于曝光光源,因而可以得到能够完全开发出光学系统优点的成像装置。
已经进一步揭示出,比较例1~3的三苯基胺(TPD)化合物和烯胺化合物具有低透过性,从而不能有足够的光抵达电荷产生层,从而导致差的感光性。
另外,就比较例1~3的三苯基胺(TPD)化合物和烯胺化合物而言,光在电荷输送材料中被吸收,从而导致在电荷输送层中的发光,并且评价图像不清晰。比较例3的三苯基胺化合物虽然具有优异的透光性,但由于电荷输送功能的问题而显示极低的感光性,因此使得图象密度在不能评价的水平。
此外,比较例1~5揭示,不同于本发明的电荷产生材料和电荷输送材料的组合使用,由于在低湿度环境下重复使用,导致初始带电显著劣化,在图像评价中观察到雾化。另一方面,在实施例1~3中,抑制了由于在低湿度环境下重复使用所致的初始带电的劣化,从而在图像评价中保持了优异的状态。因此,已经揭示,本发明的苯二胺和镓酞菁二聚体不能独立产生效果,但是在组合时有效改进环境稳定性。
工业实用性
在利用具有405±20nm波长的曝光光源而使用的电子照相光电导体中,通过包含由通式(I)表示的苯二胺化合物作为电荷输送材料并包含具有特定晶体结构的镓酞菁二聚体作为电荷产生材料,可以提供具有即便在低湿度环境下也高的稳定性、高感光性和高分辨率的电子照相光电导体和电子照相装置。

Claims (7)

1.一种电子照相光电导体,其由具有405±20nm波长的曝光光源曝光,所述电子照相光电导体包含:
导电性衬底;和
在所述导电性衬底上依次层叠的至少电荷产生层和电荷输送层,
所述电荷输送层含有由如下通式(I)表示的苯二胺化合物作为电荷输送材料:
Figure FSB00000732002100011
其中,Ar是可以具有取代基的芳基,R1、R2和R3独立地是氢原子、卤素原子、烷基或烷氧基,k是1~5的整数,且1和m是1~4的整数,
所述电荷产生层含有镓酞菁二聚体作为电荷产生材料,其中所述电荷产生材料是如下的镓酞菁二聚体,其具有在X-射线衍射光谱中布拉格角(2θ±0.2°)为7.5°、10.0°、15.0°、18.8°、22.3°和28.4°处显示出衍射峰的晶形。
2.如权利要求1所述的电子照相光电导体,其中所述通式(I)中由Ar表示的芳基是苯基、萘基或联苯基;所述芳基可以具有的取代基是C1-4烷基或C1-4烷氧基;由R1、R2和R3表示的卤素原子是氟原子、氯原子、溴原子或碘原子;且由R1、R2和R3表示的烷基或烷氧基是C1-4烷基或C1-4烷氧基。
3.如权利要求1所述的电子照相光电导体,其中所述苯二胺化合物含有氢原子作为通式(I)中的R2和R3,并且由通式(II)表示:
Figure FSB00000732002100021
其中,Ar、R1和k如通式(I)中所定义。
4.如权利要求1所述的电子照相光电导体,其中所述苯二胺化合物在通式(I)中含有4-甲基苯基或2′-甲基-4-联苯基作为Ar,含有氢原子或2′-甲基作为R1,以及含有氢原子作为R2和R3,并且由下式表示:
Figure FSB00000732002100022
5.如权利要求1所述的电子照相光电导体,其中所述导电性衬底和所述电荷产生层之间具有中间层。
6.一种成像装置,其包含:
如权利要求1所述的电子照相光电导体;
使所述电子照相光电导体带电的带电单元;
具有405±20nm波长的曝光光源,其用于使带电的电子照相光电导体曝光以形成静电潜像;和
使通过曝光形成的所述静电潜像显影的显影单元。
7.如权利要求6所述的成像装置,其中所述曝光光源是蓝紫色半导体激光器。
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