CN102033440A - 电子照相光电导体和包含所述电子照相光电导体的图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子照相光电导体和包含所述电子照相光电导体的图像形成装置。所述电子照相光电导体可用于波长为405±20nm的曝光光源中并包含感光层,所述感光层包含在导电衬底上依次堆叠的电荷产生层和电荷输送层,所述电荷输送层包含由下式(I)表示的苯二胺化合物作为电荷输送材料:其中Ar为可具有取代基的芳基,R1、R2和R3独立地为氢原子、卤素原子、或烷基或烷氧基,R3为氢原子、卤素原子、或者可具有取代基的烷基或可具有取代基的烷氧基,k为1~5的整数,且l和m为1~4的整数,所述电荷产生层包含酞菁氧钛作为电荷产生材料,所述酞菁氧钛具有在X射线衍射光谱中在7.5°、12.3°、16.3°、25.3°、和28.7°的布拉格(Bragg)角(2θ±0.2°)处显示衍射峰的晶形。
Description
技术领域
本发明涉及电子照相光电导体和包含所述电子照相光电导体的图像形成装置,所述图像形成装置被用于电子照相系统的高清晰度图像的形成。
更具体地说,本发明涉及一种电子照相光电导体和包含所述光电导体的图像形成装置,所述电子照相光电导体使用特定的苯二胺作为电荷输送材料并使用具有特定晶形的酞菁氧钛作为电荷产生材料。
背景技术
使用有机光电导材料的有机光电导体(有机光电导体,缩写为OPC)在对环境的感光度、耐久性和稳定性方面存在一些问题。然而,与无机光电导体相比,它们在毒性、制造成本和材料设计的自由度方面具有许多优势。
而且,有机光电导体的优势在于,通过以浸涂法为代表的简单且廉价的方法能够形成它们的感光层。
有机光电导体因为在制造方面具有上述的许多优势而已经逐渐成为电子照相光电导体的主流。
另外,由于近期的研究和开发已经提高了有机光电导体的感光度和耐久性,所以近来,除了在特殊情况下之外,已经将有机光电导体用作电子照相光电导体。
特别地,通过开发功能分离型光电导体,已经大大提高了有机光电导体的性能,在所述功能分离型光电导体中,将电荷产生功能和电荷输送功能分别指定给单独的材料。
即,除了有机光电导体的优势之外,所述功能分离型光电导体的优势还在于,对于形成它们的感光层的材料的选择范围宽,且能够相对容易地制造具有任选特性的光电导体。
作为这种有机光电导体的结构,已经提出了多种结构如层状结构和相反的双层结构,其中通过在粘合剂树脂中分散电荷产生材料而得到电荷产生层并通过在粘合剂树脂中分散电荷输送材料而得到电荷输送层,在导电衬底上以这个顺序或以与之相反的顺序形成所述电荷产生层和所述电荷输送层。
在这些光电导体中,实际上已经广泛使用具有电荷产生层和在所述电荷产生层上堆叠的电荷输送层作为感光层的功能分离型光电导体,因为它们的电子照相特性和耐久性优异且因为具有更高的材料选择自由度而为光电导体的特性带来了设计变化。
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,数字化已经取得了进步,并且在复印机中将激光束用作曝光光源也已经变得常见。关于主要用作曝光光源的激光束,低成本、低能耗、轻质且小型的半导体激光器已经付诸实际使用,并且由于在振荡波长和输出中的寿命和稳定性缘故,它们通常具有在近红外区域内的约800nm的振荡波长。
这是因为,在更短波长处振荡的激光束由于某些技术问题而尚未完全付诸实际使用。鉴于此,已经开发了一种多层光电导体,其中电荷产生层含有在长波长区域内吸收光并具有感光度的有机化合物,特别地,含有酞菁颜料作为在使用激光束作为曝光光源的电子照相装置中使用的电荷产生材料(日本审查专利公开HEI 6(1994)-29975);且电荷输送层含有三苯胺化合物(日本特公昭58(1983)-32372号公报,日本特开平2(1990)-190862号公报)、均二苯代乙烯化合物(日本特开昭54(1979)-151955号公报,日本特开昭58(1983)-198043号公报)、腙化合物(日本特开昭54(1979)-150128号公报,日本特公昭55(1980)-42380号公报,日本特开昭55(1980)-52063号公报)、苯二胺化合物(日本特开平3(1991)-1155号公报,日本特开平4(1992)-291266号公报)或烯胺化合物(日本特开平7(1995)-134430号公报)。
在1990年发明了一种制造蓝色发光二极管的方法(日本特许第2628404号公报),并且从那时起,已积极促进了对蓝色半导体激光器相关技术的开发并使得称作蓝光磁盘的下一代磁盘迅速普及开来。
同时,近年来,已考虑要获得更高分辨率的图像质量,目的是提高从电子照相装置中输出的图像的质量。获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将激光束的光斑直径变窄以提高写入密度的光学法。因此,必须缩短所用透镜的焦距。然而,设计这种光学系统较为困难,另外,即使通过光学系统的操作将激光束的直径变窄,利用具有在近红外区域内的约800nm振荡波长的激光束仍难以获得清晰的光斑轮廓。原因在于激光束的衍射极限,这是不可避免的现象。
通常,激光束的光斑直径D在光电导体的表面上会聚且激光束的波长和透镜的数值孔径NA存在由下式所表示的关系:
D=1.22λ/NA
其中λ为激光束的波长,NA为透镜的数值孔径。
该式表明,光斑直径D与激光束的振荡波长成比例,并且必须使用具有更短振荡波长的激光束以将光斑直径D变窄。
即,表明了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可获得更高的分辨率。
然而,尽管这种蓝色激光束对提高光学磁盘的记录密度做了很大贡献,但是很难期待将其用作电子照相装置中的曝光光源。这是因为常规的电子照相光电导体在上述波长区域内不具有感光度。
作为常规的多层电子照相光电导体,通常使用包含在导电衬底上依次堆叠的电荷产生层和电荷输送层的那些光电导体。理论上,使用在425nm以下波长处也具有吸收的电荷产生材料应该导致获得在通过425nm以下短波长的激光束进行曝光时通常显示感光度的光电导体。
然而,实际上,多层电子照相光电导体对这种波长区域不显示感光度,因为在电荷产生层上堆叠的电荷输送层,特别地,电荷输送材料在425nm波长处具有吸收,因此用作曝光光源的短波长激光束在感光层表面被吸收,从而阻止了所述激光束到达电荷产生层。
另外,存在另一个问题:由于使用统一波长成分的高强度光进行曝光,所以电荷输送材料和电荷产生材料可能在品质上发生变化,从而降低了光电导体的感光度并难以保持长期使用时的高图像质量。
已经开发了解决这些问题的电子照相光电导体(日本特许第3937602号公报),但是没有一种光电导体在膜的透光度和高感光度之间获得良好的平衡。另外,存在另一个问题:在425nm以下波长处不具有吸收的电荷输送材料阻止了电荷从电荷产生材料中的平稳注入,从而制造出在重复使用时感光度发生严重劣化的光电导体。
而且,存在另一个问题:在利用405±20nm的光进行曝光的情况下,可能发生图像缺陷如雾化,其中在低湿度环境下带电水平明显下降。
本发明的目的是提供一种用于高清晰打印的电子照相光电导体,所述光电导体即使在重复使用时也在405±20nm的波长区域内具有高感光度,并具有优异的环境稳定性和稳定的特性。
而且,本发明的另一个目的是通过使用该光电导体和具有405±20nm范围内振荡波长的半导体激光器来提供一种具有高稳定性、高感光度和高分辨率的电子照相装置。
发明内容
本发明的发明人已进行了深入的研究和努力,结果发现,可提供一种电子照相光电导体,所述光电导体能够在具有405±20nm波长的曝光光源下使用且通过将特定的苯二胺化合物用作电荷输送材料并将具有特定晶体结构的酞菁氧钛用作电荷产生材料而具有高稳定性、高感光度和高分辨率,从而完成了本发明。
因此,根据本发明的一方面,提供了一种适用于具有405±20nm波长的曝光光源中的电子照相光电导体,所述电子照相光电导体包含感光层,所述感光层包含在导电衬底上依次堆叠的电荷产生层和电荷输送层,
所述电荷输送层包含由下式(I)表示的苯二胺化合物作为电荷输送材料:
其中Ar为可以具有取代基的芳基,R1、R2和R3独立地为氢原子、卤素原子、或烷基或烷氧基,R3为氢原子、卤素原子、或者可具有取代基的烷基或可具有取代基的烷氧基,k为1~5的整数,且l和m为1~4的整数,
所述电荷产生层包含酞菁氧钛作为电荷产生材料,所述酞菁氧钛具有在X射线衍射光谱中在7.5°、12.3°、16.3°、25.3°、和28.7°的布拉格(Bragg)角(2θ±0.2°)处显示衍射峰的晶形。
根据本发明的另一方面,提供了一种图像形成装置,所述装置包含:利用波长为405±20nm的曝光光源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(means);利用具有405±20nm波长的光源对带电的电子照相光电导体进行曝光的曝光单元;以及对通过曝光而形成的静电潜像进行显影的显影单元,所述电子照相光电导体至少包含在导电衬底上依次堆叠的电荷产生层和电荷输送层,所述电荷输送层包含由下式(I)表示的苯二胺化合物作为电荷输送材料:
其中Ar为可具有取代基的芳基,R1、R2和R3独立地为氢原子、卤素原子、或烷基或烷氧基,R3为氢原子、卤素原子、或者可具有取代基的烷基或可具有取代基的烷氧基,k为1~5的整数,且l和m为1~4的整数,所述电荷产生层包含酞菁氧钛作为电荷产生材料,所述酞菁氧钛具有在X射线衍射光谱中在7.5°、12.3°、16.3°、25.3°、和28.7°的布拉格角(2θ±0.2°)处显示衍射峰的晶形。
通过在利用波长405±20nm的曝光光源的电子照相光电导体中包含由通式(I)表示的苯二胺化合物作为电荷输送材料并包含酞菁氧钛作为电荷产生材料,所述酞菁氧钛具有在X射线衍射光谱中在7.5°、12.3°、16.3°、25.3°、和28.7°的布拉格角(2θ±0.2°)处显示衍射峰的晶形,能够提供即使在低湿度环境下仍具有高稳定性、具有高感光度和高分辨率的电子照相光电导体和电子照相装置。
根据本发明的还另一个方面,提供了一种电子照相装置,所述装置包含: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对带电的电子照相光电导体进行曝光的曝光单元;以及对通过曝光而形成的静电潜像进行显影的显影单元。
附图说明
图1为说明本发明多层光电导体结构的示意性截面图;
图2为能够用于本发明的酞菁氧钛的X射线衍射光谱;
图3为使用能够用于本发明的酞菁氧钛的电荷产生层的透射和吸收光谱;
图4为说明本发明多层光电导体另一种结构的示意性截面图;和
图5为说明本发明图像形成装置的结构的示意性侧视图。
具体实施方式
在本发明中,在通式(I)中,由Ar表示的芳基优选为苯基、萘基或联苯基;所述芳基可具有的取代基为C1-4烷基或C1-4烷氧基;由R1、R2和R3表示的卤素原子为氟、氯、溴或碘原子;且由R1、R2和R3表示的烷基或烷氧基为C1-4烷基或C1-4烷氧基。
具体来说,在本发明中,在通式(I)中的Ar优选为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为氢原子或者2’-、3’-、4’-、5’-或6’-甲基或乙基,R2为氢原子或者2-、3-、5-或6-甲基或乙基,且R3为氢原子或者2-、4-、5-或6-甲基或乙基。
更具体地说,在本发明中,通式(I)的化合物含有氢原子作为R2和R3,且所述化合物为由通式(II)表示的苯二胺化合物:
其中Ar、R1和k如在通式(I)中所定义。
进一步具体地说,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,含有氢原子或2’-甲基作为R1,以及含有氢原子作为R2和R3,且所述化合物为由下式所表示的苯二胺化合物:
通常的电荷输送材料通过在它们的结构中尽可能多地扩展它们的电子云来实现电荷的高迁移率。
然而,电子云的扩展易于使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的扩展保持在相对小的程度,但是其具有一定程度的电荷迁移率,这对于实际应用是足够的。
即,本发明的苯二胺化合物具有这样的结构,所述结构在对于405±20nm波长范围内的曝光光源的吸光度和迁移率之间获得绝对优异的平衡。因此,在电荷输送层中包含本发明的苯二胺化合物导致对于在405±20nm波长范围内的曝光光源具有良好的透射率并导致良好的电特性。
因此,根据本发明的一方面,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,并包含酞菁氧钛作为电荷产生材料,所述酞菁氧钛具有在X射线衍射光谱中在7.5°、12.3°、16.3°、25.3°、和28.7°的布拉格角(2θ±0.2°)处显示衍射峰的晶形,从而提供了一种电子照相光电导体和包含所述光电导体的图像形成装置,所述电子照相光电导体即使在低湿度环境下重复使用时仍具有高稳定性,并具有高感光度和高分辨率。
认为这是因为当使用405±20nm的激光束进行曝光时,用于本发明中作为电荷产生材料的酞菁氧钛能够有效地产生电荷,并且能够将产生的电荷平稳注入到作为本发明电荷输送材料的苯二胺化合物中,从而使所述化合物有效地输送电荷。
即,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,根据本发明的一方面,提供了一种其中曝光单元为蓝紫色半导体激光器的图像形成装置。
下面将对通常用于电子照相光电导体的材料进行说明。然而,不能将本发明的光电导体材料限制为下述物质。
图1为简单化地说明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的结构的示意性横截面图。
所述电子照相光电导体1为多层光电导体,其具有在由导电材料形成的片状导电载体11上设置的中间层18;以及在其上呈层状结构的感光层14,其中从所述导电载体11向外依次堆叠含有电荷产生材料12的电荷产生层15以及含有电荷输送材料13和粘合剂用树脂17的电荷输送层16,所述粘合剂用树脂17用于粘合所述电荷输送材料13。
导电载体
形成所述导电载体11的导电材料的例子包括:金属材料如铝、铝合金、铜、锌、不锈钢和钛;和通过在聚合物材料如聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙和聚苯乙烯等的表面上层压金属箔,气相沉积金属材料,或者气相沉积或涂布导电化合物如导电聚合物、氧化锡和氧化铟的层而得到的材料;或者硬纸、玻璃。特别地,优选使用JIS 3003、JIS 5000和JIS 6000的铝合金。
所述导电载体11的形状可以为片状、鼓状、环带状等。
根据需要,通过阳极氧化涂布处理、使用化学品或热水进行的表面处理、着色处理或不规则反射处理如表面粗糙化至不对图像品质产生不利影响的程度,可以对所述导电载体11的表面进行处理。在使用激光束作为曝光光源的电子照相方法中,激光束的波长是统一的,从而使得在入射激光束和在电子照相光电导体中反射的光之间发生干涉,且因干涉而形成的干涉条纹可能呈现在图像上而造成图像缺陷。
通过按上述对导电载体11的表面进行加工,能够防止由激光束具有统一波长而产生的干涉所造成的这种图像缺陷。
中间层
本发明的多层光电导体优选具有在导电载体11和感光层14之间的中间层18。
所述中间层具有防止电荷从导电载体注入到多层感光层中的功能。即,抑制了感光层在带电性方面的劣化并限制了要通过曝光消除的部分之外的部分中表面电荷的减少,从而阻止了产生图像缺陷如雾化。特别地,可以防止称作黑点的图像雾化,所述黑点即通过反向显影方法在图像形成中在白色背景上形成的调色剂的微小黑点。
另外,覆盖导电载体表面的中间层能够降低作为导电载体表面缺陷的凹凸度,使所述表面变得平坦,从而提高了多层感光层的涂布性能,由此提高了导电载体和感光层之间的粘附力。
例如,通过将树脂材料溶于合适的有机溶剂中以制备中间层形成用涂布溶液,并将所述涂布溶液涂布到导电载体的表面上,然后对其进行干燥以除去有机溶剂,能够形成中间层18。
所述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,以及与包含在所述多层感光层中相同的粘合剂树脂,可以使用一种或其两种以上。在这些树脂中,优选聚酰胺树脂,特别优选醇类可溶的尼龙树脂。所述醇类可溶的尼龙树脂的例子包括将6-尼龙、6,6-尼龙、6,10-尼龙、11-尼龙、2-尼龙、12-尼龙等进行共聚而得到的所谓共聚酰胺;以及通过将尼龙进行化学改性而得到的树脂如N-烷氧基甲基改性尼龙和N-烷氧基乙基改性尼龙。
溶解或分散所述树脂材料的溶剂的例子包括水;醇类如甲醇、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;以及通过将这些溶剂的两种以上进行混合而得到的混合溶剂。在这些溶剂中,考虑到全球环境问题,优选使用无卤有机溶剂。
用于中间层18的涂布方法的例子包括喷雾法、棒涂法、辊涂法、刮涂法、环法、浸涂法等。可考虑涂布溶液的物理性能和生产率,从上述涂布方法中合适选择最佳方法。特别地,浸涂法相对简单且在生产率和成本方面具有优势,因此经常将其用于制造电子照相光电导体。在浸涂法中,将导电载体11浸入装有涂布溶液的涂布容器中,然后在恒定速率或在连续变化的速率下将所述导电载体提起,从而在导电载体11上形成层。
另外,中间层形成用涂布溶液可含有金属氧化物粒子。
所述金属氧化物粒子能够容易地调节所述中间层的体积电阻率,从而进一步阻止电荷注入到多层感光层中并保持光电导体在各种环境下的电特性。
所述金属氧化物粒子的例子包括氧化钛、氧化铝、氢氧化铝和氧化锡粒子。
当所述粘合剂树脂和所述金属氧化物粒子在中间层形成用涂布溶液中的总重量为C且溶剂的重量为D时,它们之比(C/D)优选为1/99~40/60,并特别优选为2/98~30/70。
另外,当所述粘合剂树脂的重量为E且所述金属氧化物粒子的重量为F时,它们之比(E/F)优选为90/10~1/99,并特别优选为70/30~5/95。
尽管不受特殊限制,但是所述中间层的膜厚度优选为0.01μm~20μm,并特别优选为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并难以在中间层上形成均匀的单层感光层,从而降低了光电导体的感光度。在另一方面,所述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并且不能通过覆盖导电载体的缺陷来提供均匀表面。即,不能防止电荷从导电载体注入到多层感光层中,从而导致带电性下降。
当所述导电载体形成用材料为铝时,可形成含耐酸铝的层(耐酸铝层)来作为中间层。
电荷产生层
电荷产生层15含有酞菁氧钛作为电荷产生材料12。优选用于本发明的酞菁氧钛的具体例子包括具有在X射线衍射光谱中在7.5°、12.3°、16.3°、25.3°、和28.7°的布拉格角(2θ±0.2°)处显示衍射峰(参见图2,纵轴表示吸收强度且横轴表示衍射角)的晶体结构的酞菁氧钛。
即使使用在405±20nm波长范围中具有振荡波长的曝光光源,含有所述酞菁氧钛的光电导体仍能够提供高感光度和高品质的图像。另外,所述光电导体对湿度的依赖性小且环境稳定性优异。
图3显示了具有在X射线衍射光谱中在7.5°、12.3°、16.3°、25.3°、和28.7°的布拉格角(2θ±0.2°)处显示衍射峰的晶体结构的酞菁氧钛的透射和吸收光谱(纵轴表示吸收效率且横轴表示波长)。
光电导体中的感光度主要归因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。即,图3表明,上述酞菁氧钛在透射和吸收光谱中在405±20nm的波长处具有约0.75的吸光度,且其几乎与用作常规曝光光源的近红外区域(约780nm)中的吸光度相同。
而且,上述电荷产生材料在约405nm处具有最大吸收并确保在420nm±20nm的波长区域内具有约0.7以上的吸光度,从而显示了与因激光器热漂移而引起的振荡波长的位移相对应的充分的感光度追从性,并获得了稳定的光电导体性能。
因此,本发明的光电导体在包含利用具有405±20nm曝光波长的光的曝光单元的图像形成装置中实现了高感光度和高稳定性。
另外,已知本发明中要求的酞菁氧钛颜料不具有结晶水,因此含有所述酞菁氧钛作为电荷产生材料的光电导体对湿度的依赖性小且环境稳定性优异。
例如,日本特开昭61(1986)-239248号公报公开了一种适用于本发明的酞菁氧钛,其在X射线衍射光谱中在7.5°、12.3°、16.3°、25.3°、和28.7°的布拉格角(2θ±0.2°)处显示衍射峰。
可以将所述电荷产生材料12与敏化染料组合使用。所述敏化染料的例子包括三苯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、罗丹明B、罗丹明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;花青染料;苯乙烯基染料;吡喃盐染料;以及硫代吡喃盐染料。
用于形成电荷产生层15的方法的例子包括在导电载体11上真空沉积电荷产生材料12的方法和通过将电荷产生材料12分散于溶剂中来制备电荷产生层形成用涂布溶液并将其涂布到导电载体11上的方法。这些方法中,优选的是以下的方法:通过常规已知的方法将电荷产生材料12分散于粘合剂树脂溶液中以获得涂布溶液并将得到的涂布溶液涂布到导电载体11上,所述粘合剂树脂溶液通过将作为粘合剂的粘合剂树脂混合在溶剂中来制备。
在下文中,将对该方法进行说明。
所述粘合剂树脂的例子包括聚酯树脂、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、有机硅树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸酯树脂、聚碳酸酯树脂、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、以及包括形成上述树脂的两种以上重复单元的共聚物树脂。这些树脂可以单独使用或以其两种以上组合使用。共聚物树脂的具体例子包括绝缘树脂如氯乙烯/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以及丙烯腈/苯乙烯共聚物树脂。所述粘合剂树脂并不限于上述树脂,可将通常使用的任意树脂用作所述粘合剂树脂。
所述溶剂的例子包括卤代烃如二氯甲烷和二氯乙烷;酮类如丙酮、甲基乙基酮和环己酮;酯类如乙酸乙酯和乙酸丁酯;醚类如四氢呋喃(THF)和二噁烷;乙二醇的烷基醚如1,2-二甲氧基乙烷;芳族烃如苯、甲苯和二甲苯;以及非质子极性溶剂如N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺。这些溶剂可以单独使用或作为通过将其两种以上混合而得到的混合溶剂使用。从全球环境方面考虑,优选使用无卤溶剂。
优选地,对电荷产生材料12和粘合剂树脂之间的共混比进行设定,从而使得电荷产生材料12的百分比为10重量%~99重量%。电荷产生材料12的百分比小于10重量%导致感光度下降。电荷产生材料12的百分比大于99重量%不仅导致电荷产生层15的膜强度下降,还导致电荷产生材料的分散性下降而增加了粗粒子,从而增加了图像缺陷,特别是称作黑点的图像雾化,所述黑点是在除了要通过曝光消除的部分之外的部分中的表面电荷下降,从而使得调色剂粘附到白色背景上而形成微小黑点的现象。
因此,电荷产生材料12的百分比优选为10重量%~99重量%。
在分散于粘合剂树脂溶液中之前,可通过使用研磨装置预先对电荷产生材料12进行研磨。所述研磨装置的例子包括球磨机、砂磨机、磨碎机、振荡研磨机和超声分散机等。
用于将电荷产生材料12分散于粘合剂树脂溶液中的分散装置的例子包括油漆搅拌器、球磨机和砂磨机等。在这种情况下,合适地对分散条件进行设置,从而防止由所用容器和分散装置的形成材料的磨损等产生的杂质对溶液进行污染。
将电荷产生材料12分散于粘合剂树脂溶液中得到的电荷产生层形成用涂布溶液的涂布方法的例子包括喷雾法、棒涂法、辊涂法、刮涂法、环法和浸涂法等。可考虑涂布溶液的物理性能和生产率,从上述涂布方法选择最佳方法。特别地,浸涂法相对简单且在生产率和成本方面具有优势,因此经常将其用于制造电子照相光电导体。在浸涂法中,将导电载体11浸入装有涂布溶液的涂布容器中,然后在恒定速率下或在连续变化的速率下将其提起,从而在所述导电载体11上形成层。用于浸涂法的装置可设置有以超声发生器为代表的涂布溶液分散器,从而稳定涂布溶液的分散性。
电荷产生层15的膜厚度优选为0.05μm~5μm,更优选为0.1μm~1μm。电荷产生层15的膜厚度小于0.05μm导致光吸收效率下降,从而降低感光度。电荷产生层15的膜厚度超过5μm时,导致在对光电导体表面的电荷的消除过程中,电荷在电荷产生层中的迁移成为速率决定步骤,从而降低了感光度。
电荷输送层
通过在粘合剂树脂17中含有能够接收并输送由电荷产生材料12产生的电荷的电荷输送材料13来得到电荷输送层16。作为电荷输送材料13,使用由本发明通式(I)表示的苯二胺化合物:
其中Ar为可具有取代基的芳基,R1、R2和R3独立地为氢原子、卤素原子、或烷基或烷氧基,R3为氢原子、卤素原子、或者可具有取代基的烷基或可具有取代基的烷氧基,k为1~5的整数,且l和m为1~4的整数。
例如,可按如下制造由上式(I)表示的苯二胺化合物。
即,在由通式(IV)表示的卤代联苯化合物,
其中R1、R2、k和l如通式(I)中所定义;选自铜化合物如铜粉、氧化铜和卤化铜的铜催化剂;以及选自碱金属的碳酸盐或氢氧化物如碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾和氢氧化钠的碱性化合物
的存在下,在不含溶剂或者在选自硝基苯、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,将由通式(III)表示的苯二胺衍生物:
其中Ar、R3和m如在通式(I)中所定义,
在150℃~260℃下加热并搅拌5小时~50小时。
在反应完成之后,对反应混合物进行冷却,将所得产物溶于有机溶剂如二氯甲烷和甲苯中,将不溶物分离,蒸馏除去溶剂,然后在氧化铝柱或硅胶柱上对剩余物进行提纯并在甲苯、乙醇或乙酸乙酯等中进行重结晶,从而制造苯二胺化合物。
另外,通常可以以根据常规方法的化学计量的量来使用苯二胺衍生物、卤代联苯化合物、铜催化剂和碱性化合物,优选地,相对于1mol苯二胺衍生物,可以以2mol~10mol的量来使用所述卤代联苯化合物,可以以0.1mol~2mol的量来使用所述铜催化剂,且可以以1mol~3mol的量来使用所述碱性化合物。在本发明中由通式(I)表示的苯二胺化合物的例子包括下列化合物:
表1
另外,可以将各种其它通常已知的电荷输送材料与本发明的苯二胺化合物进行混合,只要其重量占电荷输送层中电荷输送材料的总重量的20重量%以下即可。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、二咪唑烷衍生物、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、氨基二苯乙烯衍生物、三芳基胺衍生物、三芳基甲烷衍生物、苯二胺衍生物、均二苯代乙烯衍生物和联苯胺衍生物。例子还包括在主链或侧链上具有源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。
作为用于电荷输送层16的粘合剂树脂17,选择与电荷输送材料13具有优异相容性的树脂。其具体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及其共聚物树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚酯碳酸酯树脂、聚砜树脂、苯氧基树脂、环氧树脂、有机硅树脂、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,可以使用通过对上述树脂进行部分交联而得到的热固性树脂。这些树脂可以单独使用或以其两种以上组合使用。在上述树脂中,特别优选将聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚芳酯树脂和聚苯醚用于粘合剂树脂17,因为它们具有优异的涂布性能、电位特性等,并具有优异的电绝缘性,其具有1013Ω以上的体积电阻率。
以A/B为10/12~10/30的比例来使用电荷输送材料13(A)和粘合剂树脂17(B)。当所述比例A/B小于10/30即粘合剂树脂17的比例较高时且当通过浸涂法来形成电荷输送层16时,涂布溶液的粘度增加而导致涂布速度下降,从而大大降低了生产率。当增加涂布溶液中溶剂的量以限制涂布溶液粘度的增加时,发生毛刷现象且所形成的电荷输送层16变模糊。在另一方面,当比例A/B超过10/12即粘合剂树脂17的比例较低时,与粘合剂树脂17的比例更高的情况下相比,印刷耐久性较低,从而导致感光层的磨损增大。
根据需要,所述电荷输送层16可含有添加剂如增塑剂和匀涂剂以提高涂布性能、柔韧性和表面平滑度。所述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。所述匀涂剂的例子包括有机硅型匀涂剂等。
另外,电荷输送层16可含有无机化合物或有机化合物的微细粒子以提高机械强度和电特性。
与在形成上述电荷产生层15的情况中相同,例如通过将电荷输送材料13和粘合剂树脂17以及根据需要的上述添加剂溶解或分散于合适溶剂中以制备电荷输送层形成用涂布溶液,并通过喷雾法、棒涂法、辊涂法、刮涂法、环法或浸涂法等将所述涂布溶液涂布到电荷产生层15上来形成电荷输送层16。在这些涂布方法中,特别地,也经常使用浸涂法来形成所述电荷输送层16,因为其具有上述的多种优异性能。
用于涂布溶液的溶剂选自:芳族烃如苯、甲苯、二甲苯和一氯代苯;卤代烃如二氯甲烷和二氯乙烷;醚类如THF、二噁烷和二甲氧基甲基醚;非质子极性溶剂如N,N-二甲基甲酰胺等。这些溶剂可单独使用或以其两种以上组合使用。根据需要,还可向所述溶剂中添加诸如乙醇、乙腈和甲基乙基酮的溶剂。另外,从全球环境考虑,优选使用无卤有机溶剂。
所述电荷输送层16的厚度优选为5μm~50μm,更优选为10μm~40μm。所述电荷输送层16的膜厚度小于5μm导致光电导体表面上的带电保持能力降低。所述电荷输送层16的膜厚度超过50μm导致光电导体的分辨率下降。
为了提高感光度并防止因重复使用而造成的剩余电位和疲劳的增加,还可以向感光层14中添加一种以上电子受体物质和染料。
所述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;氰基化合物如四氰乙烯和对苯二甲腈(terephthalmalondinitrile);醛类如4-硝基苯甲醛;蒽醌类如蒽醌和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;吸电子物质如二苯酚合苯醌化合物;以及通过将这些吸电子物质进行聚合而得到的化合物等。
所述染料的例子包括呫吨型染料、噻嗪染料、三苯基甲烷染料、喹啉型颜料和有机光电化合物如铜酞菁。这些有机光电化合物可用作光学敏化剂。
图4为简单化地说明作为本发明电子照相光电导体另一个实例的电子照相光电导体2结构的示意性横截面图。所述电子照相光电导体2与图1中所示的电子照相光电导体1类似,且对应部分用相同的标号表示并省略其说明。
应注意,电子照相光电导体2具有在所述电子照相光电导体1的最外层上设置的表面保护层150。
可有效用于所述表面保护层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、聚丙烯和聚氯乙烯等。考虑到耐磨性和电特性,优选聚碳酸酯和聚芳酯。这些粘合剂可单独使用或以其两种以上组合使用。
而且,为了提高耐磨性,可以向所述光电导体的表面保护层150中添加填充材料。所述填充材料的例子包括有机填充材料和无机填充材料。有机填充材料的例子包括氟树脂粉末如聚四氟乙烯、有机硅树脂粉末和a-碳粉末等。所述无机填充材料的例子包括下列物质的粉末:金属如铜、锡、铝和铟;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、掺杂锑的氧化锡和掺杂锡的氧化铟;钛酸钾等。
在上述材料中,特别地,从填料的硬度考虑,使用无机材料是有利的。从表面保护层的透光度和耐磨性考虑,所述填料的平均初始粒径优选为0.01μm~0.5μm。可以利用无机材料或有机材料对所述填料进行表面处理以提高其分散性。通常已知的表面处理的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;和利用无机材料进行的处理,其中利用氧化铝、氧化锆、氧化锡或二氧化硅对填料的表面进行处理。
优选地,在表面保护层中填充材料的浓度越高,耐磨性越高。然而,浓度太高会造成剩余电位升高和保护层的写入光透射率下降,从而带来不利影响。因此,相对于表面保护层的全部固体,所述填充材料的浓度为约50重量%以下,优选为约30重量%以下。另外,所述表面保护层可含有电荷输送材料13。
合适地,所述表面保护层150的厚度为约0.1μm~10μm。优选地,其为0.1μm~8.0μm。要长期重复使用的光电导体应具有高机械耐久性和高耐磨性。然而,在实际机械中,从带电元件中产生臭氧、NOx气体等并附着到光电导体的表面上,从而造成图像流动。为了防止图像流动,必须在超过特定水平的速率下对光电导体进行磨损。因此,考虑到长期重复使用,所述表面保护层的膜厚度优选为至少1.0μm。在另一方面,所述表面保护层的膜厚度超过8.0μm可能导致剩余电位升高且微细点(fine dots)的再现性变差。
本发明的电子照相装置包含:本发明的多层光电导体;用于对所述多层光电导体进行带电的带电单元;利用蓝色激光二极管对带电的多层光电导体进行曝光的曝光单元;以及对通过曝光而形成的静电潜像进行显影的显影单元。
在下文中,将参考附图对本发明的图像形成装置及其操作进行说明;然而,不能将其限制为下列说明。
图5中的图像形成装置(激光打印机)100包含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)32、显影单元(显影设备)33、转印单元(转印带电器)34、传送带(未示出)、定影单元(定影设备)35和清洁单元(清洁器)36。标号51代表转印纸。
通过图像形成装置100未示出的主体以可自由旋转的方式来支撑多层光电导体1并通过未示出的驱动单元在箭头41的方向上绕旋转轴44对所述多层光电导体1进行旋转驱动。例如,所述驱动单元包含电动机和减速齿轮,并将其驱动力传递给形成多层光电导体1的核心体的导电载体,由此在预定圆周速度下旋转驱动所述多层光电导体1。
在多层光电导体1用箭头41所示的旋转方向上,沿多层光电导体1的圆周表面从上游侧到下游侧依次设置带电器32、曝光单元31、显影设备33、转印带电器34和清洁器36。
所述带电器32为对所述多层光电导体1的圆周表面进行均匀带电至预定电位的带电单元。
所述曝光单元31包含作为光源的蓝色半导体激光束,并通过将从所述光源输出的激光束应用至带电器32和显影设备33之间的多层光电导体1表面上,来根据图像信息对带电的多层光电导体1的圆周表面进行曝光。在主扫描方向即多层光电导体1的旋转轴44延伸的方向上对光进行反复扫描,使其成像,从而在所述多层光电导体1的表面上连续形成静电潜像。具体来说,在通过带电器32均匀带电的多层光电导体1中,通过施加激光束处的电荷量与未施加激光束处的电荷量之差来形成所述静电潜像。
所述显影设备33为利用显影剂(调色剂)对在多层光电导体1的表面上通过曝光形成的静电潜像进行显影的显影单元,将所述显影设备33设置成面对所述多层光电导体1。所述显影设备33包括向所述多层光电导体1的圆周表面供应调色剂的显影辊33a和绕旋转轴旋转支撑所述显影辊33a的容器33b,所述旋转轴与所述多层光电导体1的旋转轴44平行且所述容器33b包含在其内部空间内的显影剂,所述显影剂包括调色剂。
转印带电器34为用于将因显影而在多层光电导体1的圆周表面上形成的可见图像即调色剂图像转印至转印纸51上的转印单元,所述转印纸51为通过未示出的传送单元在箭头42的方向上在多层光电导体1与转印带电器34之间供应的记录介质。例如,所述转印带电器34为非接触型转印单元,其包括带电单元并通过为转印纸51提供与调色剂电荷极性相反的电荷而将调色剂图像转印在转印纸51上。
所述清洁器36为在通过转印带电器34进行转印操作之后,将残留在多层光电导体1圆周表面上的调色剂除去并收集的清洁单元,所述清洁器36包含将残留在多层光电导体1圆周表面上的调色剂剥离的清洁刮刀36a和用于容纳通过清洁刮刀36a剥离的调色剂的收集容器36b。另外,所述清洁器36还设置有未示出的除电灯。
所述图像形成装置100还设置有定影单元35,所述定影单元位于通过多层光电导体1与转印带电器34之间的所述转印纸51被传送的方向的下游侧。所述定影单元35为用于对转印图像进行定影的定影单元。所述定影单元35包含具有未示出的加热单元的热辊35a和在所述热辊35a相反面上设置的压辊35b,从而通过热辊35a对其进行压制以形成接合部分。
此外,标号37表示用于将转印纸与光电导体分离的分离单元,标号38表示用于对图像形成方法的各单元进行容纳的外壳(容器)。
如下进行通过图像形成装置100形成图像的操作。首先,在箭头41的方向上通过驱动单元来旋转驱动多层光电导体1,然后,通过带电器32将多层光电导体1的表面均匀带电至预定正电位,其中相对于通过曝光单元31所施加光的图像形成点,在所述多层光电导体1旋转方向的上游侧设置所述带电器32。
随后,根据图像信息,所述曝光单元31利用光对所述多层光电导体1的表面进行照射。在所述多层光电导体1中,通过这种曝光来将被照射部分的表面电荷消除,从而使得在被照射部分的表面电位与未被照射部分的表面电位之间存在电位差,由此形成静电潜像。
相对于源自曝光单元31的光的图像形成点,在多层光电导体1旋转方向下游侧设置的显影设备33向已形成了静电潜像的所述多层光电导体1的表面上提供调色剂以将静电潜像显影,由此形成调色剂图像。
与所述多层光电导体1的曝光同步,在所述多层光电导体1与所述转印带电器34之间供应转印纸51。所述转印带电器34为所供应的转印纸51提供与所述调色剂电荷极性相反的电荷,并将在所述多层光电导体1表面上形成的调色剂图像转印至所述转印纸51上。
通过传送单元将已转印了调色剂图像的转印纸51传送至定影单元35,并在通过定影单元35的热辊35a与压力辊35b之间的接合部分时进行加热并加压。结果,将调色剂图像在转印纸51上进行定影以成为坚牢的图像。通过传送单元,将在其上已由此形成了图像的转印纸51排出至图像形成装置100的外部。
同时,将即使在通过转印带电器34转印调色剂图像之后仍残留在多层光电导体1表面上的调色剂通过清洁器36从所述多层光电导体1的表面上剥离并进行收集。通过由除电灯所施加的光的作用,将已经由此除去了调色剂的所述多层光电导体1表面上的电荷消除,从而消除所述多层光电导体1表面上的静电潜像。其后,进一步旋转驱动所述多层光电导体1,并再次重复从带电开始的一系列操作,从而连续形成图像。
在下文中,将通过实施例和比较例对本发明进行详细说明;然而,不能将本发明限制为这些实例。
通过利用1H-NMR测定装置并在下述测定条件下进行的NMR光谱测定来对下列制造例中制备的苯二胺化合物进行评价。
测定装置:Mercury-300光谱仪(300MHz,由瓦里安(Varian)制造)
测定溶剂:CDCl3
试样浓度:约4mg试样/0.4m(CDCl3)
制造例1
制备化合物2
在100ml邻二氯苯中,对由下式表示的5.0g(1.0当量)的化合物(B):
由下式表示的11.7g(2.1当量)的化合物(C):
2.2g(2.0当量)的铜粉以及19.1g(8.0当量)的无水碳酸钾进行混合,并将反应温度升至180℃。在加热以保持该温度的条件下,对混合物进行搅拌并回流18小时进行反应。在反应完成后,通过硅藻土来进行热过滤,对滤液进行浓缩,并通过硅胶柱色谱法(展开溶剂:甲苯/乙酸乙酯=1/1)对残渣进行提纯,从而得到6.0g白色粉末状化合物。
对得到的白色粉末状化合物进行1H-NMR光谱测定,并分析其化学结构。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),从而确认,化合物2为具有由下式表示的结构的苯二胺化合物:
制造例2
制造化合物13
除了将制造例1中的化合物(C)改为由下式表示的化合物(E)之外,以与制造例1中相同的方式得到了6.2g目标化合物:
也利用与制造例1中相同的方式对化学结构进行了分析。
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),从而确认,化合物13为由下式表示的苯二胺化合物:
制造例3
制备化合物21
除了将制造例1中的化合物(B)改为由下式表示的化合物(F)之外,以与制造例2中相同的方式得到了产物:
也利用与制造例1中相同的方式对化学结构进行了分析。
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,1H),7.15-7.26(m,33H),从而确认,化合物21为由下式表示的苯二胺化合物:
实施例1
向25重量份的甲醇中添加3重量份的二氧化钛(商品名称:TIPAQUE TTO-D-1,由石原产业株式会社制造)和2重量份可商购的聚酰胺树脂(商品名称:Amilan CM8000,由东丽株式会社制造),并使用油漆搅拌器分散8小时,从而制备3kg中间层形成用涂布溶液。将作为导电载体的直径为30mm且长度为357mm的鼓状铝载体浸入装有所得中间层形成用涂布溶液的涂布容器中,然后将其提起以形成膜厚度为1μm的中间层。
随后,通过下列方法来制造电荷产生材料。
在2升可拆式烧瓶中,放入100g(0.780mol)邻苯二甲腈和1L喹啉并在氮气气氛下进行搅拌,并向其中添加84.98g(0.448mol)四氯化钛。其后,将温度升至180℃,并在加热下在所述温度下将混合物搅拌6小时。当在反应完成之后将体系温度降至150℃时,进行热过滤并利用1L热DMF(110℃)进行洗涤。
将得到的湿滤饼添加至640mL的DMF中,在130℃下分散2小时,在该温度下进行过滤并利用1L的DMF进行洗涤。将该过程重复四次,然后通过喷洒1L甲醇进行洗涤。在真空下,在40℃下对所得湿滤饼进行干燥以获得蓝色固体。收率:86.3g,76.8%。
然后,在冰甲醇浴中将900g的浓硫酸冷却至3℃以下,并在保持为5℃以下的温度下向其中加入30g(52mmol)上述得到的蓝色固体。在5℃以下搅拌1小时之后,在保持温度使其不超过5℃时,将反应混合物滴加至9000mL的水和1000mL的冰中,然后在室温下分散2小时,将其静置并过滤。将得到的滤饼添加至6000mL的水中,在室温下分散1小时,然后将其静置并过滤。将上述过程重复三次。将得到的滤饼添加至5000mL水中,在室温下分散1小时,然后将其静置并过滤。
而且,将上述过程重复两次,然后,利用2000mL离子交换水对湿滤饼进行洗涤,并在满足pH>6.0且电导率<20μS的条件时收集所述湿滤饼。对所述湿滤饼进行干燥并研磨以得到26.0g蓝色固体。
对得到的蓝色固体进行X射线衍射光谱测定以确认其为在CuKα射线的X射线衍射光谱中在7.5°、12.3°、16.3°、25.3°、和28.7°布拉格角(2θ±0.2°)处具有峰的晶形的酞菁氧钛(酞菁氧钛A)。
然后,使用油漆搅拌器对此处得到的1.8重量份的酞菁氧钛、1.2重量份的丁缩醛树脂(S-LEC BX-1,由积水化学株式会社制造)、87.3重量份的二甲氧基乙烷和9.7重量份的环己酮进行混合(混合比90/10)并分散,从而制备3kg电荷产生层形成用涂布溶液。以与中间层的情况中相同的浸涂法将该涂布溶液涂布到上述中间层上,并进行空气干燥以形成膜厚度为0.3μm的电荷产生层。
随后,对2100重量份作为电荷输送材料的表1中所示的各种化合物、160重量份聚碳酸酯树脂(TS2050,由帝人化成株式会社制造)和0.02重量份的硅油(SH200,由道康宁东丽株式会社制造)进行混合,并将其添加至作为溶剂的四氢呋喃中,从而制备3kg固体含量为21重量%的电荷输送层形成用涂布溶液。通过利用涂布器的涂布方法并通过浸涂法将电荷输送层形成用涂布溶液涂布到预先制备的电荷产生层的表面上,并在120℃下干燥1小时,从而形成膜厚度为28μm的电荷输送层。由此,制造了图1中所示的多层光电导体。
实施例2
除了使用上述化合物13代替实施例1中的化合物2之外,以与实施例1中相同的方式制造了多层光电导体。
实施例3
除了使用上述化合物21代替实施例1中的化合物2之外,以与实施例1中相同的方式制造了多层光电导体。
比较例1
除了使用由下式表示的三苯胺化合物(TPD)(商品名称:D2448,由东京化成工业株式会社制造)代替实施例1中的化合物2之外,以与实施例1中相同的方式制造了如图1中所示的多层光电导体。
比较例2
除了使用由下式表示的烯胺化合物(通过在日本特许第3881651号公报中公开的方法合成)代替实施例1中的化合物2之外,以与实施例1中相同的方式制造了如图1中所示的多层光电导体。
比较例3
除了使用由下式表示的三苯胺化合物(商品名称:D2558,由东京化成工业株式会社制造)代替实施例1中的化合物2之外,以与实施例1中相同的方式制造了如图1中所示的多层光电导体。
比较例4
除了使用如下酞菁氧钛(酞菁氧钛B)作为电荷产生材料之外,以与实施例1中相同的方式制造了光电导体,所述酞菁氧钛为根据日本特开2000-105479号公报中公开的制造例获得且具有在X射线衍射光谱中在27.2°的布拉格角(2θ±0.2°)处显示强峰的晶体。
比较例5
除了使用特定的酞菁氧钛(酞菁氧钛C)作为电荷产生材料之外,以与实施例1中相同的方式制造了光电导体,所述特定的酞菁氧钛为根据日本特开平11(1999)-80161号公报中公开的制造例而获得的。
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负带电系统的数字复印机进行改造而得到的试验复印机中,所述数字复印机具有1200dpi的分辨率(商品名称:MX-2600,由夏普株式会社制造),使得其曝光单元(LSU)适合与蓝色半导体激光器(405nm)一起使用,并利用用以测定光电导体在图像形成过程中的表面电位的TReK(型号344,由TREK JAPAN株式会社制造)对所述光电导体的电特性和环境稳定性进行评价。
首先,作为带电电位V0(V),在25℃的温度和50%相对湿度的N/N(正常温度/正常湿度)环境下通过带电器进行带电操作之后,立即测定各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,立即测定各种光电导体的表面电位。另外,对原始图像进行图像评价。具体来说,在单色模式的自打印模式中,对1线图像、水平和垂直的2线图像、黑色实地的1线缺失图像以及1点接1点(隔1点打印1点)图像进行评价。
其次,以与N/N环境下相同的方式,在25℃的温度和5%相对湿度的N/L(正常温度/低湿度)环境下也测定带电电位V0(V)和剩余电位VL(V)并对原始图像进行图像评价。
而且,在以与原始图像相同的方式,在25℃的温度和5%相对湿度的N/L环境下将具有预定图案(ISO 19752中提供的文字试验图)的试验图像连续复印到100000张记录纸上之后,在带电操作之后立即测定各光电导体的表面电位以作为带电电位V0(V)并在曝光之后测定表面电位以作为剩余电位VL(V)。另外,在将图像复印到100000张记录纸上之后,对图像进行评价。
2.利用涂布器将在实施例和比较例中使用的电荷输送层形成用的各种涂布溶液涂布到厚度为100μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(缩写为PET)膜上并利用120℃的热空气干燥60分钟,从而制造膜厚度为20μm的电荷输送层。利用型号为U-4000的分光光度计(由日立株式会社制造)来测定这种膜在405nm波长处的光透射率,单位为%。
下表示出了评价结果。
实施例1~3和比较例1~3已显示,在电荷输送层中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具有更高的感光度和更高的透射率。还表明,通过使用本发明的苯二胺化合物,即使在企图获得更高分辨率的情况下,仍可获得这样一种图像形成装置,所述图像形成装置由于曝光光源的短波长化而能够充分地发掘出光学系统的优势。
此外表明,比较例1的三苯胺(TPD)化合物和比较例2的烯胺化合物具有低透射率从而阻止了足够的光到达电荷产生层,从而导致感光度变差。另外,利用这些化合物,在电荷输送材料中吸收光而导致在电荷输送层中发光,并且图像评价为不清楚。尽管比较例3的三苯胺化合物具有优异的透射率,但是其由于电荷输送功能存在问题因而显示非常低的感光度,并因此提供了在不可评价水平的图像密度。
而且,比较例1~5表明,使用与本发明不同的电荷产生材料和电荷输送材料的组合导致由于在低湿度环境下重复使用而造成了初始带电明显变差,从而在图像评价中观察到雾化。
特别地,当使用比较例4和5的特定的电荷产生材料时,所述趋势明显。推测其原因在于,在晶体结构上存在不同并由于晶体结构不同而造成形成电荷陷阱(charge trapping)的过程不同。在另一方面,在实施例1~3中,抑制了由在低湿度环境下重复使用造成的初始带电的劣化,从而在图像评价中保持了优异的状态。因此表明,本发明的苯二胺和本发明具有特定晶形的酞菁氧钛不能单独提供效果,但是在其进行组合时可有效提高环境稳定性。
通过在利用波长405±20nm的曝光光源的电子照相光电导体中包含由通式(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酞菁氧钛作为电荷产生材料,能够提供即使在低湿度环境下仍具有高稳定性;具有高感光度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,其可用于波长为405±20nm的曝光光源中,所述电子照相光电导体包含感光层,所述感光层包含在导电衬底上依次堆叠的电荷产生层和电荷输送层,
所述电荷输送层包含由下式(I)表示的苯二胺化合物作为电荷输送材料:
其中Ar为可具有取代基的芳基,R1、R2和R3独立地为氢原子、卤素原子、或烷基或烷氧基,R3为氢原子、卤素原子、或者可具有取代基的烷基或可具有取代基的烷氧基,k为1~5的整数,且l和m为1~4的整数,
所述电荷产生层包含酞菁氧钛作为电荷产生材料,所述酞菁氧钛具有在X射线衍射光谱中在7.5°、12.3°、16.3°、25.3°、和28.7°的布拉格角(2θ±0.2°)处显示衍射峰的晶形。
2.如权利要求1所述的电子照相光电导体,其中在通式(I)中,由Ar表示的芳基为苯基、萘基或联苯基;所述芳基可具有的取代基为C1-4烷基或C1-4烷氧基;由R1、R2和R3表示的卤素原子为氟、氯、溴或碘原子;且由R1、R2和R3表示的烷基或烷氧基为C1-4烷基或C1-4烷氧基。
3.如权利要求1或2所述的电子照相光电导体,其中所述通式(I)的化合物含有氢原子作为R2和R3,且所述化合物为由下式(II)表示的苯二胺化合物:
其中Ar、R1和k如在通式(I)中所定义。
5.如权利要求1~4中任一项所述的电子照相光电导体,其中所述导电衬底和所述感光层之间具有中间层。
6.一种图像形成装置,所述装置包含:
权利要求1~5中任一项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;
波长为405±20nm的光源,其作为对带电的电子照相光电导体进行曝光的曝光单元;以及
对通过曝光形成的静电潜像进行显影的显影单元。
7.如权利要求6所述的图像形成装置,其中所述曝光单元为蓝紫色半导体激光器。
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