CN102952027B - 化合物、电荷输送膜、光电转换装置、电子照相感光体及制造方法、处理盒和图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了化合物、电荷输送膜、光电转换装置及使用该化合物的电子照相感光体、电子照相感光体的制造方法、处理盒和图像形成装置,所述化合物由下式(I)表示:其中,在式(I)中,F表示电荷输送骨架,L表示包含-(CH2)n-O-基团的二价连接基团,m表示1~8的整数,并且n表示3~6的整数。
Description
技术领域
本发明涉及一种反应性新型化合物、电荷输送膜、光电转换装置和使用该化合物的电子照相感光体、电子照相感光体的制造方法、处理盒和图像形成装置。
背景技术
电子照相图像形成装置通常具有以下构造和工序。
即,通过充电器对将电子照相感光体的表面充电从而使其具有预定的极性和电势,通过图像曝光对经充电的电子照相感光体的表面进行有选择的擦除从而形成静电潜像,接下来通过使用显影单元将色调剂附着于静电潜像从而将潜像显影为色调剂图像,之后排出通过使用转印单元将色调剂图像转印至转印介质而形成的图像。
作为电子照相感光体,相关技术中已知的有使用诸如硒、硒-碲合金、硒-砷合金和硫化镉等无机光电导性材料的电子照相感光体(无机感光体)。然而,近年来,利用有机光电导性材料的有机感光体由于在低成本、可制造性和处置性质方面具有较大优点,已经被主要使用,并且提出通过在电子照相感光体表面上提供保护层来改善电子照相感光体的强度。
作为形成保护层的材料,已经提出了以下材料。
例如,日本专利第3287678号(专利文献1)公开了一种通过将导电性粉末分散在酚醛树脂中而获得的材料,日本特开2000-019749(专利文献2)公开了一种有机-无机杂化材料,以及JP-A-2002-82469(专利文献3)公开了一种由醇溶性电荷输送材料和酚醛树脂形成的材料。
另外,日本特开昭62-251757(专利文献4)公开了一种烷基醚化苯代三聚氰胺甲醛树脂和电子接受性羧酸或电子接受性多元羧酸酐的固化膜,日本特开平7-146564(专利文献5)公开了一种通过将苯代三聚氰胺掺杂有碘和有机磺酸化合物或氯化铁而获得的固化膜,以及日本特开2006-84711(专利文献6)公开了一种由特定添加剂和酚醛树脂、三聚氰胺树脂、苯代三聚氰胺树脂、硅氧烷树脂或氨基甲酸乙酯树脂形成的固化膜作为保护层。
近年来,由丙烯酸类材料形成的保护层也已引起关注。例如,日本特开平5-40360(专利文献7)公开了一种通过固化含有光固化性丙烯酸类单体的液体获得的膜。日本特开平5-216249(专利文献8)公开了一种通过使用热或光能使包含碳碳双键的单体、包含碳碳双键的电荷输送材料和粘合剂树脂的混合物通过单体和电荷输送材料的碳碳双键反应而形成的膜。日本特开平5-323630(专利文献9)和日本特开平11-52603(专利文献10)公开了一种固化粘合剂树脂的技术,并且日本特开2000-206715(专利文献11)和日本特开2001-166509(专利文献12)公开了一种由化合物形成的膜作为保护层,所述化合物通过聚合在同一个分子中包含两个以上链聚合性官能团的空穴输送化合物而获得。日本专利第2852464号(专利文献13)公开了一种使用由化合物形成的膜的电子照相感光体,所述化合物通过聚合苯乙烯基改性的空穴输送化合物而获得。
具有这些链聚合性官能团的空穴输送化合物受到固化条件和固化气氛等的强烈影响。关于这一点,例如,日本特开2004-12986(专利文献14)公开了一种通过在真空或惰性气体中辐射照射之后加热而形成的膜,以及日本特开平7-72640(专利文献15)公开了一种在惰性气体中加热和固化的膜。
此外,例如日本特开平5-216249(专利文献8)和日本特开2004-302450(专利文献16)公开了一种通过使用丙烯醛基改性电荷输送材料自身以使该材料能够交联并添加不具有电荷输送性的反应性单体而提高膜强度的方法。
另外,作为由固化膜形成的保护层,已经提出了以下保护层。
例如,日本特开2000-206717(专利文献17)公开了一种含有化合物的保护层,所述化合物通过将电荷输送材料自身改性至三官能以上的材料并聚合该材料而获得。日本特开2001-175016(专利文献18)和日本特开2001-166510(专利文献19)公开了一种将具有链聚合性官能团的电荷输送物质的聚合的物质用于保护层的技术,和一种将含氟化合物作为润滑剂添加至保护层以改善摩擦特性的技术。此外,日本特开2007-86522(专利文献20)公开了一种通过从最外表面向内提高具有链聚合性官能团的电荷输送物质的浓度而使机械特性与电特性相容的方法。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种新型化合物,所述化合物可制造具有高机械强度和优异的电特性的固化膜。
根据本发明的第一方面,提供一种由下式(I)表示的化合物:
其中,在式(I)中,F表示电荷输送骨架,L表示包含-(CH2)n-O-基团的二价连接基团,m表示1~8的整数,并且n表示3~6的整数。
根据本发明的第二方面,在根据第一方面的化合物中,由式(I)表示的化合物可以由下式(II)表示:
其中,在式(II)中,Ar1~Ar4中每一个独立表示具有取代基或不具有取代基的芳基,Ar5表示具有取代基或不具有取代基的芳基或者具有取代基或不具有取代基的亚芳基,c1~c5中每一个表示0~2的整数并且c1~c5之和为1~8的整数,k表示0或1,并且D是由下式(III)表示的基团:
其中,在式(III)中,L表示二价连接基团,所述二价连接基团包含直接与Ar1~Ar4的芳基和Ar5的芳基或亚芳基连接的-(CH2)n-O-基团,并且n表示3~6的整数。
根据本发明的第三方面,在根据第一方面的化合物中,式(I)中的m可以是3~8的整数。
根据本发明的第四方面,在根据第二方面的化合物中,式(II)中的c1~c5之和可以是3~8的整数。
根据本发明的第五方面,提供一种电荷输送膜,所述电荷输送膜包含根据第一方面的化合物或源于根据第一方面的化合物的结构体。
根据本发明的第六方面,提供一种包含电荷输送膜,所述电荷输送膜包含通过固化含有根据第一方面的化合物的组合物而获得的固化材料。
根据本发明的第七方面,提供一种光电转换装置,所述光电转换装置包含根据第五方面的电荷输送膜。
根据本发明的第八方面,提供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和设置在该导电性基体上的感光层,其中其最外表面层含有根据第一方面的化合物或源于根据第一方面的化合物的结构体。
根据本发明的第九方面,在根据第八方面的电子照相感光体中,所述最外表面层可以是含有根据第一方面的化合物的组合物的固化膜。
根据本发明的第十方面,在根据第九方面的电子照相感光体中,所述组合物可以含有与根据第一方面的化合物反应的第二化合物。
根据本发明的第十一方面,在根据第九方面的电子照相感光体中,所述组合物可以含有不与根据第一方面的化合物反应的聚合物。
根据本发明的第十二方面,在根据第十方面的电子照相感光体中,与根据第一方面的化合物反应的第二化合物可以是不具有电荷输送性的单体或低聚物。
根据本发明的第十三方面,在根据第十方面的电子照相感光体中,与根据第一方面的化合物反应的第二化合物可以是具有电荷输送性的电荷输送化合物。
根据本发明的第十四方面,在根据第九方面的电子照相感光体中,固化膜可以通过利用热、光或电子束固化组合物而获得。
根据本发明的第十五方面,在根据第八方面的电子照相感光体中,最外表面层可以含有颗粒。
根据本发明的第十六方面,在根据第八方面的电子照相感光体中,最外表面层可以是保护层。
根据本发明的第十七方面,根据第八方面的电子照相感光体可以还包含在导电性基体与最外表面层之间的与最外表面层相邻的相邻层,其中所述相邻层可以含有粘均分子量为50000以上的树脂。
根据本发明的第十八方面,提供一种电子照相感光体的制造方法,所述方法包括在需要涂布的表面上涂布含有组合物的涂布液从而形成涂布膜,然后通过在100℃~170℃的条件下加热而使该涂布膜固化,其中所述组合物含有根据第一方面的化合物。
根据本发明的第十九方面,提供一种处理盒,所述处理盒可从图像形成装置上拆卸,并包含根据第八方面的电子照相感光体。
根据本发明的第二十方面,根据第十九方面的处理盒可以还包含显影单元,所述显影单元通过使用含有色调剂的液体显影剂使形成于电子照相感光体上的静电潜像显影。
根据本发明的第二十一方面,提供一种图像形成装置,所述设备包含:根据第八方面的电子照相感光体;充电单元,所述充电单元对该电子照相感光体充电;静电潜像形成单元,所述静电潜像形成单元在经充电的电子照相感光体上形成静电潜像;显影单元,所述显影单元通过使用含有色调剂的显影剂使形成于电子照相感光体上的静电潜像显影以形成色调剂图像;和转印单元,所述转印单元将色调剂图像转印至转印介质。
根据本发明的第二十二方面,在根据第二十一方面的图像形成装置中,显影剂可以是液体显影剂。
根据本发明的第二十三方面,提供一种图像形成装置,所述设备包含:根据第八方面的电子照相感光体;充电单元,所述充电单元对该电子照相感光体充电;静电潜像形成单元,所述静电潜像形成单元在经充电的电子照相感光体上形成静电潜像;显影单元,所述显影单元通过使用成层状的显影剂使形成于电子照相感光体上的静电潜像显影,从而形成通过液体显影剂显影的图像;中间转印部件,形成于电子照相感光体上的通过液体显影剂显影的图像被转印至所述中间转印部件上;一次转印单元,所述一次转印单元将形成于电子照相感光体上的通过液体显影剂显影的图像转印至中间转印部件;成膜单元,所述成膜单元将形成于电子照相感光体上的通过液体显影剂显影的图像形成为膜;和二次转印单元,所述二次转印单元将已经成为膜的通过液体显影剂显影的图像由中间转印部件转印至转印介质。
根据本发明的第一方面,提供一种化合物,与不使用由式(I)表示的化合物的情形相比,所述化合物可制造具有更高机械强度和优异电特性的固化膜。
根据本发明的第二方面,提供一种化合物,与不使用由式(II)表示的化合物的情形相比,所述化合物可制造具有优异电特性的固化膜。
根据本发明的第三方面,提供一种化合物,与式(I)中的m不在上述范围的情形相比,所述化合物可制造显示优异溶解性的更均一的膜和具有优异电特性的固化膜。
根据本发明的第四方面,提供一种化合物,与式(II)中的c1~c5之和不在上述范围内的情形相比,所述化合物可制造具有更高机械强度的固化膜。
根据本发明的第五和第六方面,提供一种电荷输送膜,与不使用由式(I)表示的化合物的情形相比,所述电荷输送膜具有更高的机械强度和优异的电特性。
根据本发明的第七方面,提供一种光电转换装置,与不使用由式(I)表示的化合物的情形相比,所述光电转换装置包含具有更高机械强度和优异电特性的电荷输送膜。
根据本发明的第八和第九方面,提供一种电子照相感光体,与不使用由式(I)表示的化合物的情形相比,进一步抑制了所述电子照相感光体中最外表面层的摩擦和图像浓度变化的发生。
根据本发明的第十方面,提供一种电子照相感光体,与组合物不含有与由式(I)表示的化合物反应的第二化合物的情形相比,所述电子照相感光体包含具有更高机械强度和优异表面性质的最外表面层。
根据本发明的第十一方面,提供一种电子照相感光体,与组合物不含有不与由式(I)表示的化合物反应的聚合物的情形相比,所述电子照相感光体具有优异的阻气性(gas-barrierproperty)和更高的图像稳定性。
根据本发明的第十二方面,提供一种电子照相感光体,与第二化合物不是不具有电荷输送性的单体或低聚物的情形相比,所述电子照相感光体中最外表面层的机械强度得到进一步调整。
根据本发明的第十三方面,提供一种电子照相感光体,与第二化合物不是具有电荷输送性的电荷输送化合物的情形相比,所述电子照相感光体具有优异的表面性质。
根据本发明的第十四方面,提供一种电子照相感光体,与固化膜不是通过利用热、光或电子束固化组合物而获得的情形相比,所述电子照相感光体具有优异的电特性、机械强度和稳定性。
根据本发明的第十五方面,提供一种电子照相感光体,与最外表面层不含有颗粒的情形相比,所述电子照相感光体可以进一步降低耐磨性。
根据本发明的第十六方面,提供一种电子照相感光体,与最外表面层不是保护层的情形相比,所述电子照相感光体具有优异的电特性。
根据本发明的第十七方面,提供一种电子照相感光体,与电子照相感光体包含位于导电性基体与最外表面层之间的与最外表面层相邻的相邻层且所述相邻层不含有粘均分子量为50000以上的树脂的情形相比,所述电子照相感光体显示了下层与最外表面层之间的优异的粘合性。
根据本发明的第十八方面,提供一种电子照相感光体的制造方法,与方法不包括通过在需要涂布的表面上涂布含有组合物(所述组合物含有根据第一方面的化合物)的涂布液而形成涂布膜以及然后通过在100℃~170℃的条件下加热而固化该涂布膜的情形相比,在所述制造方法中即使电子照相感光体被长期反复使用,电特性和图像特性也可以得到更稳定地保持。
根据本发明的第十九方面,提供一种处理盒,与处理盒不包含具有利用由式(I)表示的化合物形成的最外表面层的电子照相感光体的情形相比,进一步抑制了所述处理盒中电子照相感光体的最外表面层的磨损和图像的浓度变化的发生。
根据本发明的第二十方面,提供一种处理盒,即使使用液体显影剂,所述处理盒也可以产生长期稳定的图像。
根据本发明的第二十一方面,提供一种图像形成装置,与图像形成装置不包含具有使用由式(I)表示的化合物形成的最外表面层的电子照相感光体的情形相比,所述图像形成装置可以产生其中浓度变化的发生得到进一步抑制的图像。
根据本发明的第二十二方面,提供一种图像形成装置,即使使用液体显影剂,所述图像形成装置也可以产生长期稳定的图像。
根据本发明的第二十三方面,提供一种图像形成装置,与图像形成装置不包含具有利用由式(I)表示的化合物形成的最外表面层的电子照相感光体的情形相比,即使采用使用成层状的液体显影剂的中间转印法,所述图像形成装置也可以产生在更长时间内稳定的图像。
附图说明
将基于以下附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述,其中:
图1是显示根据示例性实施方式的电子照相感光体的局部示意性截面图;
图2是显示根据示例性实施方式的电子照相感光体的局部示意性截面图;
图3是显示根据示例性实施方式的电子照相感光体的局部示意性截面图;
图4是显示根据示例性实施方式的图像形成装置的构造示意图;
图5是显示根据另一示例性实施方式的图像形成装置的构造示意图;
图6A~6C是显示用于图像评价的图像图案的图;
图7是化合物(I)-44的IR光谱;
图8是化合物(I)-52的IR光谱;
图9是比较化合物E的IR光谱;
图10是显示根据另一示例性实施方式的图像形成装置的构造示意图;
图11是显示图10所示的图像形成装置中的显影装置的构造示意图;
图12是显示根据另一示例性实施方式的图像形成装置的构造示意图;
图13是显示在图12所示的图像形成装置中显影装置的打印电极周围形成的液体显影剂的弯液面和该液体如何移向图像部分的示意图;
图14是显示图10和13所示的图像形成装置中的另一显影装置的构造示意图;
图15是化合物(I)-28的IR光谱;
图16是化合物(I)-61的IR光谱;
图17是化合物(I)-62的IR光谱;
图18是化合物(I)-63的IR光谱;和
图19是化合物(I)-64的IR光谱。
具体实施方式
下面,将适当地参照附图描述本发明的示例性实施方式。
[反应性化合物]
示例性实施方式的新型化合物为由下式(I)表示的化合物。
在式(I)中,F表示具有芳香族环的电荷输送骨架,L表示包含直接与F的芳香族环连接的-(CH2)n-O-基团的二价连接基团,m表示1~8的整数,并且n表示3~6的整数。该化合物不受限制,只要其满足该结构条件即可,但具体而言,其中m为3以上的化合物在强度和电特性方面十分优异。
下面,由式(I)或稍后描述的式(II)表示的化合物可适当地被视为进行描述的特定电荷输送材料(a)。
如果使用具有由式(I)表示的结构的化合物,则获得具有优异电特性和高强度的膜。虽然原因尚不必然清楚,但据认为如下。
即,如果大体积的电荷输送骨架和聚合部分(苯乙烯基)在结构上的彼此相近,即都为刚性,则聚合部分难以移动,并且容易保留由固化反应所导致的残余应力。因此,负责载流子输送的HOMO(最高占据分子轨道)的能级因电荷输送骨架的应力而改变,由此能量分布容易变宽(能量无序度:σ很大)。另一方面,如果通过亚甲基和醚基团而确立,则分子结构获得柔性,并且容易获得具有小σ的结构。此外,亚甲基和醚基团的偶极矩比酯基团和酰胺基团等的偶极矩小,这也有助于σ的减小,因此认为电特性变得优异。另外,对分子结构增加柔性可以使反应位点更自由地移动,并且反应速度也得到提高。因此,认为可获得具有高强度的膜。
基于这些原因,其中富有柔性的连接链介于电荷输送骨架与聚合部分之间的结构是所理想的。
在此类所理想的实施方式的特定电荷输送材料(a)中,分子自身的分子量因固化反应而提高,重心不容易移动,因而苯乙烯基团的自由度很高。因此,例如,作为电子照相感光体的最外表面层,使用特定电荷输送材料(a)获得的最外表面层在电特性方面变得十分优异并且具有非常高的强度。
在该示例性实施方式中,理想的是,特定电荷输送材料(a)是由下式(II)表示的化合物,因为该化合物的电荷输送性十分优异。
在式(II)中,Ar1~Ar4中每一个独立表示具有取代基或不具有取代基的芳基,Ar5表示具有取代基或不具有取代基的芳基或者具有取代基或不具有取代基的亚芳基,c1~c5中每一个独立地表示0~2的整数,并且c1~c5之和为1~8的整数。k表示0或1。D是由下式(III)表示的基团。在式(III)中,L表示包含直接与Ar1~Ar4的芳基和Ar5的芳基或亚芳基连接的-(CH2)n-O-基团的二价连接基团,并且n表示3~6的整数。理想的是,c1~c5之和为3~8的整数。
理想的是,Ar1~Ar4是下式(1)~(7)中的任一种。下式(1)~(7)显示了“-(D)C”,其统一表示可与Ar1~Ar4中的每一个连接的“-(D)C1”~“-(D)C4”。
在式(1)~(7)中,R1表示选自由氢原子、具有1~4个碳原子的烷基、取代有具有1~4个碳原子的烷基或者取代有具有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个碳原子的芳烷基组成的组中的一种;R2~R4中每一个独立地表示选自由氢原子、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组成的组中的一种;Ar表示具有取代基或不具有取代基的亚芳基;并且D表示由下式(III)表示的基团。在式(III)中,L表示包含直接与Ar1~Ar4的芳基和Ar5的芳基或亚芳基连接的-(CH2)n-O-基团的二价连接基团,并且n表示3~6的整数。
在式(3)中,t表示1~3的整数。
此处,理想的是,式(7)中的Ar由以下结构式(8)或(9)表示。
在式(8)和(9)中,R5和R6每一个独立地表示选自由氢原子、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组成的组中的一种;并且每一个t’表示0~3的整数。
在式(7)中,Z’表示二价有机连接基团,不过理想的是Z’由下式(10)~(17)中的任一式表示。每一个s表示0或1。
在式(10)~(17)中,R7和R8中每一个独立表示选自由氢原子、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、不具取代基的苯基、具有7~10个碳原子的芳烷基和卤原子组成的组中的一种;W表示二价基团;q和r中每一个独立表示1~10的整数;并且每一个t”表示0~3的整数。
理想的是,式(16)和(17)中的W为由以下(18)~(26)表示的二价基团中的任一个。此处,在式(25)中,u表示0~3的整数。
在式(II)中,当k为0时,Ar5为具有取代基或不具有取代基的芳基,并且芳基的实例包括与对Ar1~Ar4的描述中所示例芳基的相同的芳基。此外,当k为1时,Ar5为具有取代基或不具有取代基的亚芳基,并且该亚芳基的实例包括通过从对Ar1~Ar4的描述中所示例的芳基上除去处于预定位置的一个氢原子而获得的亚芳基。
下面,将显示电荷输送骨架F的具体实例、由式(III)表示的结构的具体实例和由式(I)表示的化合物的具体实例。以下实例意味着式(III)的实例结构的*部分连接于以下所示例的电荷输送骨架中所描述的*部分。例如,当电荷输送骨架的结构:(1)-1和式(III)结构:(III)-1被显示为化合物(I)-1时,显示的是以下结构。
由式(I)表示的化合物不限于以下实例。
下面将显示电荷输送骨架F的具体实例。作为单官能骨架,示例的是以下骨架。
作为双官能骨架,示例的是以下骨架。
作为三官能骨架,示例的是以下骨架。
作为四官能骨架,示例的是以下骨架。
式(III)的具体实例显示如下。
下面,由式(I)表示的化合物的具体实例显示在下表1和2中,但是所述化合物并不限于这些实例。
表1
化合物 | 电荷输送骨架的结构 | 式(III)的结构 |
(I)-1 | (1)-1 | (III)-1 |
(I)-2 | (1)-1 | (III)-2 |
(I)-3 | (1)-1 | (III)-4 |
(I)-4 | (1)-2 | (III)-5 |
(I)-5 | (1)-2 | (III)-7 |
(I)-6 | (1)-4 | (III)-3 |
(I)-7 | (1)-4 | (III)-5 |
(I)-8 | (1)-5 | (III)-6 |
(I)-9 | (1)-8 | (III)-4 |
(I)-10 | (1)-16 | (III)-5 |
(I)-11 | (1)-20 | (III)-1 |
(I)-12 | (1)-22 | (III)-1 |
(I)-13 | (2)-2 | (III)-1 |
(I)-14 | (2)-2 | (III)-3 |
(I)-15 | (2)-2 | (III)-4 |
(I)-16 | (2)-6 | (III)-4 |
(I)-17 | (2)-6 | (III)-5 |
(I)-18 | (2)-6 | (III)-6 |
(I)-19 | (2)-10 | (III)-4 |
(I)-20 | (2)-10 | (III)-5 |
(I)-21 | (2)-13 | (III)-1 |
(I)-22 | (2)-13 | (III)-3 |
(I)-23 | (2)-13 | (III)-4 |
(I)-24 | (2)-13 | (III)-5 |
(I)-25 | (2)-13 | (III)-6 |
(I)-26 | (2)-16 | (III)-4 |
(I)-27 | (2)-21 | (III)-5 |
(I)-28 | (2)-25 | (III)-4 |
(I)-29 | (2)-25 | (III)-5 |
(I)-30 | (2)-25 | (III)-7 |
表2
化合物 | 电荷输送骨架的结构 | 式(III)的结构 |
(I)-31 | (3)-1 | (III)-2 |
(I)-32 | (3)-1 | (III)-7 |
(I)-33 | (3)-5 | (III)-2 |
(I)-34 | (3)-7 | (III)-4 |
(I)-35 | (3)-7 | (III)-2 |
(I)-36 | (3)-19 | (III)-4 |
(I)-37 | (3)-26 | (III)-1 |
(I)-38 | (3)-26 | (III)-3 |
(I)-39 | (4)-3 | (III)-3 |
(I)-40 | (4)-3 | (III)-4 |
(I)-41 | (4)-8 | (III)-5 |
(I)-42 | (4)-8 | (III)-6 |
(I)-43 | (4)-12 | (III)-7 |
(I)-44 | (4)-12 | (III)-4 |
(I)-45 | (4)-12 | (III)-2 |
(I)-46 | (4)-12 | (III)-11 |
(I)-47 | (4)-16 | (III)-3 |
(I)-48 | (4)-16 | (III)-4 |
(I)-49 | (4)-20 | (III)-1 |
(I)-50 | (4)-20 | (III)-4 |
(I)-51 | (4)-20 | (III)-7 |
(I)-52 | (4)-24 | (III)-4 |
(I)-53 | (4)-24 | (III)-7 |
(I)-54 | (4)-24 | (III)-3 |
(I)-55 | (4)-24 | (III)-4 |
(I)-56 | (4)-25 | (III)-1 |
(I)-57 | (4)-26 | (III)-3 |
(I)-58 | (4)-28 | (III)-4 |
(I)-59 | (4)-28 | (III)-5 |
(I)-60 | (4)-28 | (III)-6 |
(I)-61 | (1)-2 | (III)-4 |
(I)-62 | (1)-4 | (III)-4 |
(I)-63 | (2)-3 | (III)-4 |
(I)-64 | (2)-25 | (II)-2+(III)-4 |
示例性实施方式的化合物的应用的实例包括包含由式(I)表示的化合物或源于该化合物的结构体的电荷输送膜。例如,通过固化含有示例性实施方式的化合物的组合物,获得具有电特性和高强度的电荷输送膜。
在该示例性实施方式中,提供一种光电转换装置,其包含使用由式(I)表示的化合物获得的电荷输送膜。该化合物可以用作构造电子照相感光体的电荷输送层或保护层,所述电子照相感光体包含使用示例性实施方式的化合物获得的电荷输送膜,或者用作有机电致发光元件的电荷输送层。
[电子照相感光体]
根据示例性实施方式的电子照相感光体包含导电性基体和设置在该导电性基体上的感光层。电子照相感光体的最外表面层包含特定电荷输送材料(a)或源于该电荷输送材料(a)的结构体,并且形成为含有特定电荷输送材料(a)的组合物的固化膜。
在示例性实施方式的电子照相感光体中,由于上述构造,最外表面层的机械强度很高,并且即使电子照相感光体被长期反复使用,电特性和图像特性也可以保持稳定。
特定电荷输送材料(a)在其分子中具有苯乙烯基。因此,如果使用特定电荷输送材料(a),则获得具有高交联密度的固化膜,并且可以形成具有足够机械强度的最外表面层。
由特定电荷输送材料(a)的结构获得高粘性的组合物。因此,当获得使用该组合物的固化膜时,不容易出现体积收缩,并且可以获得表面性质优异的最外表面层。
另外,通过使用特定电荷输送材料(a),如上所述可以形成具有高交联密度和足够机械强度的最外表面层。因此,并非必须添加不具有电荷输送性的多官能单体,并且最外表面层的厚度增加,而不会产生因添加多官能单体而造成的电特性的劣化。结果,包含此类最外表面层的电子照相感光体的寿命得到延长,并且电子照相感光体可以耐受长期的使用。
特别是,当电子照相感光体被长期使用时,电子照相感光体的表面由于称作放电产物(其由电晕放电产生)的物质的附着或者色调剂和外部添加剂等的附着而被污染,在许多情况下会出现图像缺陷。为避免此类现象,有效的是使用该电子照相感光体,同时非常轻地刮除表面的污染层。然而,如果对表面刮除超过的必须的限度,则电子照相感光体的寿命将被缩短。因此,理想的是,根据使用条件控制感光体的表面层的强度。为此,添加非反应性电荷输送材料、官能团数量和类型不同的反应性电荷输送材料、反应性/非反应性树脂、不具有电荷输送性且官能团数量和类型不同的反应性单体或低聚物等,由此调整强度。
具体而言,示例的是以下实施方式的固化膜。
(1)与特定电荷输送材料(a)反应并且还含有不具有电荷输送性的单体或低聚物的实施方式;
(2)还含有不与特定电荷输送材料(a)反应的聚合物的实施方式;
(3)还含有与特定电荷输送材料(a)反应的聚合物的实施方式;
(4)与特定电荷输送材料(a)反应并且还含有具有电荷输送性的电荷输送化合物的实施方式。
示例性实施方式的电子照相感光体具有最外表面层,所述最外表面层包含含有至少一种特定电荷输送材料(a)的组合物或者该组合物的固化膜。然而,最外表面层可以形成电子照相感光体自身的最外表面,且设置为充当保护层或充当电荷输送层的层。
当最外表面层是充当保护层的层时,在保护层下面的层中,设置包含电荷输送层和电荷生成层的感光层或者单层型感光层(电荷生成/电荷输送层)。
当最外表面层充当保护层时,示例的是下述实施方式,其中感光层和作为最外表面层的保护层设置在导电性基体上,并且保护层构造有含有至少一种特定电荷输送材料(a)的组合物或者该组合物的固化膜。
另一方面,当最外表面层充当电荷输送层时,示例的是下述实施方式,其中电荷生成层和作为最外表面层的电荷输送层设置在导电性基体上,并且电荷输送层构造有含有至少一种特定电荷输送材料(a)的组合物或者该组合物的固化膜而。
下面,将参照附图,详细描述当最外表面层充当保护层时的示例性实施方式的电子照相感光体。附图中,相同或相应部分标有相同的附图标记,以免去重复描述。
图1是显示示例性实施方式的电子照相感光体的一个适当的示例性实施方式的示意性截面图。图2和3分别是显示另一示例性实施方式的电子照相感光体的示意性截面图。
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(或分层型感光体),并具有下述结构,其中在导电性基体4上设置底涂层1,并在底涂层1上顺序形成电荷生成层2、电荷输送层3和保护层5。在电子照相感光体7A中,感光层构造有电荷生成层2和电荷输送层3。
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,功能被分为电荷生成层2和电荷输送层3。图3中所示的电子照相感光体7C在同一层中含有电荷生成材料和电荷输送材料(单层型感光层6(电荷生成/电荷输送层))。
图2中所示的电子照相感光体7B具有下述结构,其中,底涂层1设置在导电性基体4上,并且在底涂层1上顺序形成电荷输送层3、电荷生成层2和保护层5。在电子照相感光体7B中,感光层构造有电荷输送层3和电荷生成层2。
另外,图3中所示的电子照相感光体7C具有下述结构,其中,底涂层1设置在导电性基体4上,并且在底涂层1上顺序形成单层型感光层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成为设置得距导电性基体4最远的最外表面层,并且该最外表面层构造有特定电荷输送材料(a)或源于该电荷输送材料(a)的结构体。此处,“源于特定电荷输送材料(a)的结构体”是指特定电荷输送材料(a)的聚合物,或者特定电荷输送材料(a)与具有或不具有电荷输送性的其他化合物的共聚物。
在图1~3中所示的电子照相感光体中,可以设置底涂层1,也可以不设置底涂层1。
下面将以图1中所示的电子照相感光体7A作为代表性实例来描述各部件。
<保护层>
首先,将描述作为电子照相感光体7A的最外表面层的保护层5。
保护层5是电子照相感光体7A的最外表面层,并包含含有至少一种特定电荷输送材料(a)的组合物或者该组合物的固化膜。特定电荷输送材料(a)如上文中所述。
由式(I)表示的化合物以下述方式合成。
即,由式(I)表示的化合物通过使用作为前体的醇和相应的氯甲基苯乙烯进行的酯化反应等而合成。
示例性实施方式的化合物(I)-44的合成路径作为实例显示如下。
相对于用于形成保护层(最外表面层)5的组合物(总固体成分的量),理想的是,特定电荷输送材料(a)的总含量为30质量%~100质量%,更理想为35质量%~100质量%,进而更理想为40质量%~100质量%。
在此范围内,固化膜(最外表面层)的电特性变得优异,并且固化膜的厚度增加。
(其他电荷输送材料)
除上述特定电荷输送材料(a)之外,构造保护层(最外表面层)5的固化膜可以可选地使用不具有反应性基团的已知电荷输送材料和反应性基团的数量和类型不同的多种电荷输送材料。此处,反应性基团是指自由基聚合性官能团,如乙烯基、烯丙基、苯乙烯基、丙烯酰基或甲基丙烯酰基。
不具有反应性基团的已知电荷输送材料不具有不进行电荷输送的反应性基团。因此,例如,如果同时使用该已知的电荷输送材料,电荷输送组分的浓度充分升高,由此固化膜(最外表面层)的电特性会得到进一步改善。另外,不具有反应性基团的已知电荷输送材料会有助于调整固化膜(最外表面层)的强度。此外,由于具有电荷输送骨架,特定电荷输送材料(a)与不具有反应性基团的已知电荷输送材料高度相容。因此,掺杂不具有反应性基团的相关技术中的电荷输送材料,以确保电特性得到进一步改善。
另一方面,当同时使用反应性基团的数量和类型不同的多种电荷输送材料时,交联密度得到调整,而不会降低电荷输送骨架的量。因此,固化膜(最外表面层)的强度得到调整,同时保持了电特性。
下面,将描述可与特定电荷输送材料(a)同时使用的电荷输送材料。
作为不具有反应性基团的已知电荷输送材料,例如使用的是稍后将作为构造电荷输送层3的电荷输送材料而示例的材料。在这些材料中,鉴于移动性和相容性等,理想的是使用含有三苯胺骨架的材料。
反应性基团的数量和类型不同的电荷输送材料的示例包括已知的通过向电荷输送材料中引入诸如乙烯基、烯丙基、苯乙烯基、丙烯酰基或甲基丙烯酰基等自由基聚合性官能团而获得的已知材料。其中,鉴于移动性和相容性等,在同一分子中具有三苯胺骨架和苯乙烯基、丙烯酰基或甲基丙烯酰基的化合物是理想的。
相对于特定电荷输送材料(a),至此所描述的其他电荷输送材料理想地以0质量%~70质量%、更理想以0质量%~65质量%、进而更理想以0质量%~60质量%的量使用。
(催化剂)
上述含有特定电荷输送材料(a)的组合物通过利用光、电子束或热进行聚合而得到固化。对于聚合和固化反应,可以不使用固化催化剂(聚合引发剂),但如果使用以下所示例的固化催化剂,则反应会高效地进行。
光固化催化剂的实例包括分子内切割型或夺氢型光固化催化剂。
分子内切割型固化催化剂的实例包括基于苄基缩酮、烷基苯基酮、氨基烷基苯基酮、氧化膦、二茂钛和肟的固化催化剂。
具体而言,苄基缩酮类固化催化剂的实例包括2,2-二甲氧基-1,2-二苯乙烷-1-酮。
烷基苯基酮类光固化催化剂的实例包括1-羟基-环己基-苯基-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰)-苄基]苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮、苯乙酮和2-苯基-2-(对甲苯磺酰氧基)苯乙酮。
氨基烷基苯基酮类固化催化剂的实例包括对二甲基氨基苯乙酮、对二甲基氨基苯丙酮、2-甲基-1-(4-甲基苯硫基)-2-吗啉代丙烷-1-酮和2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1,2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮等。
氧化膦类固化催化剂的实例包括2,4,6-三甲基苯甲酰-二苯基-氧化膦和双(2,4,6-三甲基苯甲酰)-苯基氧化膦等。
二茂钛类固化催化剂的实例包括双(η5-2,4-环茂二烯-1-基)-双[2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)-苯基]钛等。
肟类固化催化剂的实例包括1,2-辛二酮、1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲酰肟)、乙酮(ethanone)和1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰肟)等。
夺氢型固化催化剂的实例包括基于二苯甲酮、噻吨酮、苄基和米氏酮(Michlerketone)等的固化催化剂。
基于二苯甲酮的夺氢型固化催化剂的具体实例包括2-苯甲酰苯甲酸、2-氯二苯甲酮、4,4′-二氯二苯甲酮、4-苯甲酰4′-甲基二苯硫和p,p′-双(二乙基氨基)二苯甲酮等。
基于噻吨酮的夺氢型固化催化剂的实例包括2,4-二乙基噻吨-9-酮、2-氯噻吨酮和2-异丙基噻吨酮等。
基于苯甲基的夺氢型固化催化剂的实例包括苯甲基、(±)-樟脑醌和对茴香基等。
作为用于热固化的固化催化剂,可以使用已知的热聚合引发剂,具体而言,理想使用的是以下所示的市售固化催化剂(热聚合引发剂)。
即,热聚合引发剂的市售产品的实例包括:偶氮类引发剂,如V-30、V-40、V-59、V-601、V-65、V-70、VF-096、Vam-110和Vam-111(皆由WakoPureChemicalIndustries,Ltd.制造);OTAZo-15、OTAZo-30、AIBN、AMBN、ADVN和ACVA(皆由OtsukaChemicalCo.,Ltd.制造);等等。
另外,实例还包括:PertetraA、PerhexaHC、PerhexaC、PerhexaV、Perhexa22、PerhexaMC、PerbutylH、PercumylH、PercumylP、PermentaH、PeroctaH、PerbutylC、PerbutylD、PerhexylD、PeroylIB、Peroyl355、PeroylL、PeroylSA、NyperBW、NyperBMT-K40/M、PeroylIPP、PeroylNPP、PeroylTCP、PeroylOPP、PeroylSBP、PercumylND、PeroctaND、PerhexylND、PerbutylND、PerbutylNHP、PerhexylPV、PerbutylPV、Perhexa250、PeroctaO、PerhexylO、PerbutylO、PerbutylL、Perbutyl355、PerhexylI、PerbutylI、PerbutylE、Perhexa25Z、PerbutylA、PerhexylZ、PerbutylZT和PerbutylZ(由NOFCORPORATION制造);
KayaketalAM-C55、Trigonox36-C75、Laurox、PerkadoxL-W75、PerkadoxCH-50L、TrigonoxTMBH、KayacumeneH、KayabutylH-70、PerkadoxBC-FF、KayahexaAD、Perkadox14、KayabutylC、KayabutylD、KayahexaYD-E85、Perkadox12-XL25、Perkadox12-EB20、Trigonox22-N70、Trigonox22-70E、TrigonoxD-T50、Trigonox423-C70、KayaesterCND-C70、KayaesterCND-W50、Trigonox23-C70、Trigonox23-W50N、Trigonox257-C70、KayaesterP-70、KayaesterTMPO-70、Trigonox121、KayaesterO、KayaesterHTP-65W、KayaesterAN、Trigonox42、TrigonoxF-C50、KayabutylB、KayacarbonEH-C70、KayacarbonEH-W60、KayacarbonI-20、KayacarbonBIC-75、Trigonox117和Kayalene6-70(由KAYAKUAKZOCO.,LTD.制造);
Luperox610、Luperox188、Luperox844、Luperox259、Luperox10、Luperox701、Luperox11、Luperox26、Luperox80Luperox7、Luperox270、LuperoxP、Luperox546、Luperox554、Luperox575、LuperoxTANPO、Luperox555、Luperox570、LuperoxTAP、LuperoxTBIC、LuperoxTBEC、LuperoxJW、LuperoxTAIC、LuperoxTAEC、LuperoxDC、Luperox101、LuperoxF、LuperoxD1、Luperox130、Luperox220、Luperox230、Luperox233和Luperox531(由ARKEMAYOSHITOMI,LTD.制造);等等。
相对于含有特定电荷输送材料(a)的组合物中的总固体含量,这些固化催化剂的添加量理想为0.2质量%~10质量%,更优选0.5质量%~8质量%,进而更理想0.7质量%~5质量%。
示例性实施方式的含有特定电荷输送材料(a)的组合物可以含有不具有电荷输送性的反应性化合物(b)。通过使用特定电荷输送材料(a),可获得确保足够的电特性和机械强度的保护层5(最外表面层)。因此,通过同时使用不具有电荷输送性的反应性化合物(b),可以调整保护层5(最外表面层)的机械强度。
此处,词语“不具有电荷输送性”是指通过电荷渡越时间法(TimeofFlightmethod)未观察到载流子输送。
反应性化合物的实例包括单官能或多官能聚合性单体、低聚物和聚合物,如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的单体、低聚物和聚合物。
单官能单体的具体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、2-羟基丙烯酸酯、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、丙烯酸羟基乙基邻苯基苯酚酯和丙烯酸邻苯基苯酚缩水甘油醚酯等。
双官能单体、低聚物和聚合物的实例包括二(甲基)丙烯酸二乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸聚丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯和二(甲基)丙烯酸1,6-己二醇酯等。
三官能单体、低聚物和聚合物的实例包括三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯和脂肪族三(甲基)丙烯酸酯等。
四官能单体、低聚物和聚合物的实例包括四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸二-三羟甲基丙烷酯和脂肪族四(甲基)丙烯酸酯等。
五官能或更高官能的单体、低聚物和聚合物的实例除五(甲基)丙烯酸二-季戊四醇酯和六(甲基)丙烯酸二-季戊四醇酯之外还包括具有聚酯骨架、氨基甲酸乙酯骨架或膦腈骨架的(甲基)丙烯酸酯等。
上述单体、低聚物和聚合物可以单独使用,或者作为其两种以上的混合物使用。
另外,在含有特定电荷输送材料的组合物中,相对于具有电荷输送性的化合物(特定电荷输送材料和其他电荷输送材料)的总量,上述单体、低聚物和聚合物的使用量为50质量%以下,理想为40质量%以下,更理想为30质量%以下。
为调整颗粒分散性和控制粘度,或者为调整固化膜(最外表面层)的耐废气性、机械强度和耐损伤性、降低扭矩、控制磨损和延长储存寿命,可以将含有特定电荷输送材料(a)的组合物和不与特定电荷输送材料(a)反应的聚合物(c)混合,或者和与特定电荷输送材料(a)反应的聚合物(d)混合。
在包含含有特定电荷输送材料(a)的组合物的固化膜的保护层5(最外表面层)中,充分确保了电特性和机械强度。因此,可以将各种聚合物用作粘合剂树脂。通过使用聚合物,组合物的粘度得到改善,并且形成具有优异的表面性质的保护层5(最外表面层)。此外,防止气体混入最外表面层的阻气性得到改善,并且保护层5与底涂层之间的粘合性也得到改善。
作为不与特定电荷输送材料(a)反应的聚合物(c),可以使用不含有自由基聚合性不饱和键的聚合物,此类聚合物的实例包括已知的聚合物,如聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏二氯乙烯树脂和聚苯乙烯树脂。
在含有特定电荷输送材料(a)的组合物中,相对于具有电荷输送性的化合物(特定电荷输送材料(a)和其他电荷输送材料)的总量,这些聚合物的使用量为50质量%以下,理想为40质量%以下,进而更理想为30质量%以下。
作为与特定电荷输送材料(a)反应的聚合物(d),可以使用具有自由基聚合性不饱和键作为反应性基团的聚合物,此类聚合物的实例除上述丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的聚合物之外还包括日本特开平5-216249的[0026]~[0059]段公开的聚合物、日本特开平5-323630的[0027]~[0029]段公开的聚合物、日本特开平11-52603的[0089]~[0100]段公开的聚合物和日本特开2000-264961的[0107]~[0128]段公开的聚合物等。
为调整成膜性、柔性、润滑性和粘合性等,还可以向含有特定电荷输送材料(a)的组合物中添加偶联剂、硬质涂布剂和含氟化合物。具体而言,作为这些添加剂,使用的是各种硅烷偶联剂和市售聚硅氧烷类硬质涂布剂。
作为硅烷偶联剂,使用的是乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷等。
作为市售硬质涂布剂,使用的是KP-85、X-40-9740和X-8239(由ShinEtsuSilicones制造);AY42-440、AY42-441和AY49-208(由DowCorningToray制造);等等。
另外,为赋予拒水性等,还可以添加含氟化合物,如(十三氟-1,1,2,2-四氢辛基)三乙氧基硅烷、(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和1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷。此外,可以混入日本特开2001-166510中所公开的反应性含氟化合物等。
硅烷偶联剂以任意量使用,但是理想的是含氟化合物的量为不含氟的化合物的量的0.25倍以下(基于质量)。如果用量超过该量,则交联膜的成膜性在有些情形中会成问题。
为调整保护层的耐废气性、机械强度和耐损伤性、降低扭矩、控制磨损量和延长储存寿命,或者为调整颗粒分散性和控制粘度,可以向保护层(最外表面层)5中添加树脂。
为防止例如由放电器产生的臭氧等氧化性气体造成保护层劣化,理想的是向保护层(最外表面层)5中添加抗氧化剂。如果感光体表面的机械强度增加,则感光体的寿命延长,并且感光体可以长时间接触氧化性气体。因此,需要比现有技术强的耐氧化性。
作为抗氧化剂,理想的是基于具有位阻的酚或具有位阻的胺的抗氧化剂,并且也可以使用已知的抗氧化剂,如有机离子类抗氧化剂、亚磷酸盐类抗氧化剂、氨荒酸盐类抗氧化剂(dithiocarbamicacidsalt-basedantioxidant)、硫脲类抗氧化剂和苯并咪唑类抗氧化剂。相对于保护层形成用涂布液(组合物)中的总固体含量,所添加的抗氧化剂的量理想为20质量%以下,更理想为10质量%以下。
具有位阻的酚类抗氧化剂的实例包括“Irganox1076”、“Irganox1010”、“Irganox1098”、“Irganox245”、“Irganox1330”、“Irganox3114”和“3,5-二-叔丁基-4-羟基联苯”等。
具有位阻的胺类抗氧化剂的实例包括“SanolLS2626”、“SanolLS765”、“SanolLS770”、“SanolLS744”、“Tinuvin144”、“Tinuvin622LD”、“MarkLA57”、“MarkLA67”、“MarkLA62”、“MarkLA68”和“MarkLA63”,硫醚类抗氧化剂的实例包括“SumilizerTPS”和“SumilizerTP-D”,并且亚磷酸盐类抗氧化剂的实例包括“Mark2112”、“MarkPEP-8”、“MarkPEP-24G”、“MarkPEP-36”、“Mark329K”和“MarkHP-10”等。
为降低保护层的残余电势或者提高强度,还可以向保护层(最外表面层)5中添加各种颗粒。
颗粒的实例包括含硅颗粒。含硅颗粒为含有硅作为构成元素的颗粒,其具体实例包括胶体二氧化硅和聚硅氧烷颗粒。用作含硅颗粒的胶体二氧化硅选自通过将平均粒径为1nm~100nm且理想为10nm~30nm的二氧化硅分散在有机溶剂中所获得那些胶体二氧化硅,所述有机溶剂例如为酸性或碱性水分散液、醇、酮或酯,并且也可以使用市售的通用胶体二氧化硅。
胶体二氧化硅在保护层5中的固体含量不受特别限制。不过,鉴于成膜性、电特性和强度,相对于保护层5的总固体含量,胶体二氧化硅的使用量为0.1质量%~50质量%,且理想为0.1质量%~30质量%。
用作含硅颗粒的聚硅氧烷颗粒选自硅树脂颗粒、聚硅氧烷橡胶颗粒和表面经聚硅氧烷处理的二氧化硅颗粒,并可以使用市售通用聚硅氧烷颗粒作为上述聚硅氧烷颗粒。这些聚硅氧烷颗粒为球形,其平均粒径理想为1nm~500nm,更理想为10nm~100nm。聚硅氧烷颗粒是化学惰性并具有与树脂的优异分散性的小尺寸颗粒。由于获得足够特性所需的聚硅氧烷颗粒的含量很小,因此电子照相感光体的表面性质得到改善,同时不妨碍交联反应。即,随着这些颗粒无改变地被并入强交联结构中,电子照相感光体表面的润滑性和拒水性得到改善,并且长时间保持优异的耐磨性和拒污性。
相对于保护层5的总固体含量,保护层5中的聚硅氧烷颗粒的含量理想为0.1质量%~30质量%,且更理想为0.5质量%~10质量%。
其他颗粒的实例包括:氟类颗粒,如四氟乙烯、三氟乙烯、六氟丙烯、氟乙烯、偏二氟乙烯;如“第八届高分子材料论坛讲演予稿集(Proceedingsofthe8thPolymerMaterialForum),第89页”中所述的包含通过将氟树脂与具有羟基的单体共聚而获得的树脂的颗粒;和半导电性金属氧化物,如ZnO-Al2O3、SnO2-Sb2O3、In2O3-SnO2、ZnO2-TiO2、ZnO-TiO2、MgO-Al2O3、FeO-TiO2、TiO2、SnO2、In2O3、ZnO和MgO。
相对于保护层5的总固体含量,所添加的其他颗粒的量理想为0.1质量%~30质量%,且更理想为0.5质量%~20质量%。
为了与上述相同的目的,可以向保护层(最外表面层)5添加如硅油等油。硅油的实例包括:如二甲基聚硅氧烷、二苯基聚硅氧烷或苯基甲基硅氧烷等硅油;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、甲醇改性聚硅氧烷、甲基丙烯酸类改性聚硅氧烷、巯基改性聚硅氧烷或苯酚改性聚硅氧烷等反应性硅油;如六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷和十二甲基环六硅氧烷等环状的二甲基环硅氧烷;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和1,3,5,7,9-五甲基-1,3,5,7,9-五苯基环五硅氧烷等环状的甲基苯基环硅氧烷;如六苯基环三硅氧烷等环状的苯基环硅氧烷;如(3,3,3-三氟丙基)甲基环三硅氧烷等含氟环硅氧烷;如甲基氢硅氧烷混合物、五甲基环五硅氧烷和苯基氢环硅氧烷等含氢硅烷基的环硅氧烷;如五乙烯基五甲基环五硅氧烷等含乙烯基的环硅氧烷;等等。
还可以向保护层(最外表面层)5添加金属、金属氧化物和炭黑等。金属的实例包括铝、锌、铜、铬、镍、银和不锈钢,或者通过将这些金属气相沉积至塑料颗粒的表面上而获得的那些物质。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、掺杂锑或钽的氧化锡和掺杂锑的氧化锆等。这些金属氧化物可以单独使用,也可以两种以上组合使用。当将其两种以上组合使用时,金属氧化物可以简单混合,或者以固溶体的形式使用,或可以被熔融。考虑到保护层的透明性,导电性颗粒的平均粒径为0.3μm以下,并且特别理想为0.1μm以下。
理想的是,用于形成保护层5的含有特定电荷输送材料(a)的组合物被制备为保护层形成用涂布液。
保护层形成用涂布液可以不含溶剂。如果需要,可以使用下述类别的溶剂的单一溶剂或混合溶剂制备涂布液,所述类别为:芳香族化合物,如甲苯或二甲苯;酮类,如甲基乙基酮、甲基异丁基铜或环己酮;酯类,如乙酸乙酯或乙酸丁酯;醚类,如四氢呋喃或二氧六环;溶纤剂,如乙二醇单甲醚;和醇类,如异丙醇或丁醇;等等。
当通过将上述组分反应而获得涂布液时,可以将各组分简单混合或溶解。不过,组分可以理想在室温~100℃且更理想在30℃~80℃的条件下加热,加热理想持续10分钟~100小时且更理想为1小时~50小时。此时,还理想的是使用超声波照射这些组分。
以此方式,部分反应可以在涂布液中进行,并且涂布液的均一性得到改善,由此容易获得不展示涂布膜缺陷的均一的膜。
通过常用方法,如刮板涂布法、线棒涂布法、喷涂法、浸涂法、珠涂法、气刀涂布法和幕涂法等,将包含含有特定电荷输送材料(a)的组合物的保护层形成用涂布液涂布在形成需要涂布的表面的电荷输送层3上。
之后,将获得的涂布膜利用光、电子束和热等聚合和固化。
此处,当涂布膜利用光来聚合和固化时,使用的是如汞灯或金属卤化物等已知光源。
另外,当涂布膜利用热来聚合和固化时,理想的是加热条件在50℃以上。如果温度等于或低于该温度,则固化膜的寿命容易缩短。特别是,就反应速度、所制备的感光体的强度和电特性而言,加热温度理想为100℃~170℃。
当涂布膜利用电子束聚合和固化时,使用电子束发射装置。此外,为加速反应,可以同时进行加热。
在上述聚合和固化反应过程中,为进行链反应而不使通过光、电子束和热产生的自由基失活,反应在真空或者在氧浓度理想为10%以下、更理想为5%以下、进而更理想为2%以下并且最理想为500ppm以下的惰性气体气氛中进行。
在示例性实施方式中,如上所述,通过加热、照射光和电子束等引起自由基聚合的方法被用作涂布膜的固化方法。然而,如果反应进行得太快,则涂布膜的结构因交联而不容易松弛,并且容易引起膜的变化和褶皱。因此,理想的是利用其中自由基较缓慢地产生的热固化。特别是,特定电荷输送材料(a)具有苯乙烯基亚甲基,并且如果将苯乙烯基亚甲基与热固化组合,则促进涂布膜的结构松弛,并且获得具有优异的表面性质和高均一性的保护层5(最外表面层)。
另一方面,当利用光或电子束固化涂布膜时,反应速度很高。因此,分子运动容易在短时间内冻结,并且官能团容易得到保留。另外,由于交联反应在结构松弛出现之前进行,因此获得具有较大残余应力的膜,并且膜容易具有不充分的表面涂布膜均一性和内部组成均一性。
至此,已经参照图1所示的电子照相感光体7A描述了功能分离型感光层的实例。但是,在图3中所示的电子照相感光体7C的单层型感光层6(电荷生成/电荷输送层)的情形中,理想的是以下实施方式。
也即,单层型感光层6中电荷生成材料的含量为10质量%~85质量%,且理想为20质量%~50质量%。另外,理想的是,电荷输送材料的含量为5质量%~50质量%。形成单层型感光层6(电荷生成/电荷输送层)的方法与形成电荷生成层2或电荷输送层3的方法相同。理想的是单层型感光层(电荷生成/电荷输送层)6的膜厚为5μm~50μm,且更理想为10μm~40μm。
在上述示例性实施方式中,描述了一种实施方式,其中包含含有特定电荷输送材料(a)的组合物的固化膜的最外表面层是保护层5。然而,如果层被构造成不具有保护层5,则在层构造中位于最外表面的电荷输送层成为最外表面层。
当最外表面层是电荷输送层时,该层的层厚理想为7μm~60μm,且更理想为8μm~55μm。
(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、金和铂等金属或其合金构造的金属板、金属鼓和金属带。导电性基体4的实例还包括其上涂布、气相沉积或层压了导电性化合物(如导电性聚合物或氧化铟)、金属(如铝、钯或金)或其合金的纸、塑料膜和带等。
此处,词语“导电性”是指体积电阻率小于1013Ωcm。
当将电子照相感光体7A用于激光打印机时,为防止激光束发射时引起的干涉条纹,理想的是,将导电性基体4的表面制成中心线平均粗糙度Ra为0.04μm~0.5μm的粗糙表面。如果Ra低于0.04μm,则由于表面几乎成为镜面而防干涉效果倾向于不充分,而如果Ra超过0.5μm,则即使形成了涂层,图像品质也倾向于下降。另外,当使用非干涉光作为光源时,不特别需要使表面粗糙化以防止干涉条纹,并且可以预防因导电性基体4表面上的不均匀性而导致的缺陷。因此,非干涉光的使用适于进一步延长感光体的寿命。
作为使表面粗糙化的方法,理想的是其中研磨剂被悬浮在水中并喷至载体上的湿珩磨法、其中在将载体压至旋转的砂轮上的同时连续进行研磨的无心研磨法或阳极化法等。
作为使表面粗糙化的另一种方法,也理想使用下述方法,其中导电性或半导电性粉末被分散在树脂中以在载体的表面上形成层,并利用分散在层中的颗粒使表面粗糙化,而不使导电性基体4的表面粗糙化。
此处,在通过阳极化法进行的表面粗糙化中,阳极化在利用铝为阳极的电解质溶液中进行,由此在铝的表面上形成氧化物膜。电介质溶液的实例包括硫酸溶液和草酸溶液等。但是,由于通过阳极化形成的多孔的阳极化的氧化物膜本身是化学活性的,因此该膜溶液被污染,并根据环境显示出电阻的巨大波动。因此,理想的是进行密封,其中阳极化的氧化物膜的细孔通过在压力下的水蒸汽中或在沸水(可以添加如镍等金属的盐)中的水合反应所引起的体积膨胀而阻塞,由此将该膜改变为更稳定的水合氧化物。
理想的是,阳极化的氧化物膜的膜厚为0.3μm~15μm。如果膜厚小于0.3μm,则对注入的阻挡性倾向于不足,该作用倾向于不充分。另一方面,当膜厚超过15μm时,倾向于造成因反复使用引起的残余电势的增加。
也可以使用酸性水溶液或勃姆石(boehmite)来处理导电性基体4。使用含有磷酸、铬酸、氢氟酸的酸性处理液的处理以以下方式进行。首先,制备酸性处理液。作为酸性处理液中磷酸、铬酸和氢氟酸之间的混合比,磷酸为10质量%~11质量%,铬酸为3质量%~5质量%,氢氟酸为0.5质量%~2质量%。理想的是,所有这些酸的浓度为13.5质量%~18质量%。理想的是,处理温度为42℃~48℃,但如果处理分度保持很高,则与处理温度低于上述范围的情形相比,可以更迅速地形成较厚的涂层。理想的是,涂层的膜厚为0.3μm~15μm。如果膜厚小于0.3μm,则对注入的阻挡性倾向于不足,该作用倾向于不充分。另一方面,当膜厚超过15μm时,倾向于造成因反复使用引起的残余电势的增加。
在勃姆石处理中,导电性基体4被浸入90℃~100℃的超纯水中5分钟~60分钟,或者与90℃~120℃的被加热的水蒸汽进行接触5分钟~60分钟。理想的是,涂层的膜厚为0.1μm~5μm。可以使用与其他电解质相比具有低的涂层溶解性的电解质溶液来阳极化所获得的所得物,所述电解质溶液例如为己二酸、硼酸、硼酸盐、磷酸盐、邻苯二甲酸盐、马来酸盐、苯甲酸盐、酒石酸盐和柠檬酸盐。
<底涂层>
底涂层1例如通过将无机颗粒包含在粘合剂树脂中构造而成。
作为无机颗粒,理想的是使用体积电阻(体积电阻率)为102Ω·cm~1011Ω·cm的颗粒。这是因为底涂层1需要获得适于具有抗漏性和载流子阻挡性的电阻。如果无机颗粒的电阻值低于上述范围的下限,则存在将无法获得足够的漏电阻的问题,而如果电阻值高于该范围的上限,则存在残余电势将升高的问题。
在无机颗粒中,作为具有上述电阻值的无机颗粒,理想使用的是氧化锡、氧化钛、氧化锌和氧化锆等的无机颗粒(导电性金属氧化物),特别是理想使用氧化锌。
无机颗粒也可以被表面处理,并且可以将两种以上颗粒,例如表面处理的类型不同的颗粒或者粒径不同的颗粒,作为混合物使用。
理想的是,无机颗粒的体均粒径为50nm~2000nm(理想为60nm~1000nm)。
另外,作为无机颗粒,理想的是使用通过BET法测得比表面积为10m2/g以上的颗粒。具有比表面积小于10m2/g的颗粒容易导致充电性劣化,并且倾向于不容易获得优异的电子照相特性。
如果底涂层还同时含有受体化合物和无机颗粒,则获得电特性和载流子阻挡性的长期稳定性优异的底涂层。
作为受体化合物,可以使用任何化合物,只要能由该化合物获得所需要的特性即可,不过理想的是:电子输送物质,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;呫吨类化合物;噻吩化合物;和联苯醌化合物,如3,3’,5,5’-四叔丁基联苯醌。特别是,理想的是具有蒽醌结构的化合物。另外,理想的是使用具有蒽醌结构结构的受体化合物,如羟基蒽醌类化合物、氨基蒽醌类化合物和氨基羟基蒽醌类化合物,其具体实例包括蒽醌、茜素、醌茜、蒽绛酚、红紫素及其衍生物。
这些受体化合物的含量可以任意设定,只要其含量在能够获得所需要的特性的范围内即可,不过理想的是,相对于无机颗粒,含有的受体化合物的量为0.01质量%~20质量%。另外,鉴于防止无机颗粒的电荷累积和聚集,理想的是,相对于无机颗粒,含有的受体化合物的量为0.05质量%~10质量%。无机颗粒的聚集具有下述倾向:不仅导致传导通路的形成的变化和维持性的劣化(如反复使用中残余电势的升高),还导致图像缺陷(如黑点)。
受体化合物可以被简单地添加至底涂层形成用涂布液中,也可以被预先附着在无机颗粒表面上。
将受体化合物附着在无机颗粒的表面上的方法的实例包括干法或湿法。
当通过干法进行表面处理时,在使用具有强剪切力的混合器等搅拌无机颗粒的同时,向其中逐滴添加受体化合物本身或者其溶解于有机溶剂后的溶液,并将所得物与干燥的空气或氮气一起喷射,由此在处理表面的同时抑制变化。理想的是,添加或喷射在等于或低于溶剂沸点的温度进行。如果喷射在等于或高于溶剂沸点的温度进行,则存在溶剂在被搅拌以防止出现变化之前蒸发的缺陷,受体化合物局部凝固。因此,难以进行处理而不产生变化,其因此而不合需要。添加或喷射之后,在100℃或更高温度进行烘焙。烘焙在任意温度和时间范围内进行,只要在该范围内可获得所理想的电子照相特性即可。
作为湿法,通过搅拌、超声波、砂磨机、磨碎机或球磨机等将无机颗粒分散在溶剂中,并向其中添加受体化合物。之后,搅拌或分散所得物,然后除去溶剂,由此处理表面而不产生变化。作为除去溶剂的方法,溶剂通过过滤或蒸馏而除去。除去溶剂后,在100℃或更高温度进行烘焙。烘焙在任意温度和时间范围内进行,只要在该范围内可获得所需要的电子照相特性即可。在湿法中,在添加表面处理剂之前除去无机颗粒含有的水分,例如,可以使用在搅拌和加热表面处理用溶剂中的水分的同时除去水分的方法,或者通过引起溶剂和水分共沸而除去水分的方法。
可以在施加受体化合物之前对无机颗粒进行表面处理。作为表面处理剂,可以使用任何试剂,只要通过该试剂可以获得所需要的特性即可,并且此类试剂选自已知材料。表面处理剂的实例包括硅烷偶联剂、钛酸酯(盐)类偶联剂、铝类偶联剂和表面活性剂等。特别是,理想的是使用硅烷偶联剂,因为通过该试剂可以获得优异的电特性。此外,理想的是使用具有氨基的硅烷偶联剂,因为该试剂可以对底涂层1提供优异的阻挡性。
作为具有氨基的硅烷偶联剂,可以使用任何试剂,只要通过该试剂可以获得所需要的电特性即可。其具体实例包括γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷和N,N-双(β-羟基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷等,但该试剂并不限于这些实例。
硅烷偶联剂可以作为其两种以上的混合物来使用。可与具有氨基的硅烷偶联剂同时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-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N,N-双(β-羟基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-氯丙基三甲氧基硅烷等,但硅烷偶联剂不限于这些实例。
任何方法都可以用作使用这些表面处理剂的表面处理方法,只要该方法是已知方法即可,不过理想的是使用干法或湿法。此外,赋予受体化合物和使用如硅烷偶联剂等表面处理剂进行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,只要以该量能够获得所理想的电子照相特性即可。不过,鉴于分散性的改善,理想的是,相对于无机颗粒,该量为0.5质量%~10质量%。
底涂层1可以还包含粘合剂树脂。
作为包含在底涂层1中的粘合剂树脂,可以使用任何已知树脂,只要通过该粘合剂树脂可以形成优异的膜并获得所理想的特性即可。例如,使用已知的聚合树脂化合物,例如:缩醛树脂,包括聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇树脂、酪蛋白、聚酰胺树脂、纤维素树脂、明胶、聚氨酯树脂、聚酯树脂、甲基丙烯酸类树脂、丙烯酸类树脂、聚氯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐树脂、硅树脂、硅酮-醇酸树脂、酚醛树脂、苯酚-甲醛树脂、三聚氰胺树脂和氨基甲酸乙酯树脂;具有电荷输送基团的电荷输送树脂;和例如聚苯胺等导电性树脂等。其中,理想的是使用不溶于上层的涂布溶剂中的树脂,特别是理想使用酚醛树脂、三聚氰胺树脂,乙基氨基甲酸乙酯树脂和环氧树脂等。当将这些树脂以其两种以上组合使用时,混合比可以根据需要来确定。
其中已对颗粒表面赋予受体化合物的无机颗粒(已对其赋予受体性质的金属氧化物)与粘合剂树脂之间的比例,或者无机颗粒与底涂层形成用涂布液中的粘合剂树脂之间的比例可以任意设定在可获得电子照相感光体的所理想的特性的范围内。
可以向底涂层1中添加各种添加剂以改善电特性、环境稳定性或图像品质。
作为添加剂,使用的是公知物质,如多环稠合型或偶氮类电子输送颜料、锆螯合物化合物、钛螯合物化合物、铝螯合物化合物、钛醇盐化合物、有机钛化合物、硅烷偶联剂。虽然如上所述用于无机颗粒的表面处理,但是硅烷偶联剂也可以还作为添加剂添加至底涂层形成用涂布液。
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-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N,N-双(β-羟基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-氯丙基三甲氧基硅烷等。
锆螯合物的实例包括丁氧锆、乙酰乙酸乙酯锆、三乙醇胺锆、乙酰丙酮丁氧锆、乙酰乙酸乙酯丁氧锆、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、甲基丙烯酸丁氧锆、硬脂酸丁氧锆和异硬脂酸丁氧锆等。
钛螯合物化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、辛二醇酸钛、钛乳酸铵盐、乳酸钛、乳酸乙酯钛、乙醇胺钛和多羟基钛硬脂酸盐等。
铝螯合物化合物的实例包括异丙醇铝、二异丙醇单丁氧基铝、丁酸铝、二异丙醇乙酰乙酸乙酯铝和三(乙酰乙酸乙酯)铝等。
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任选自下述种类的已知有机溶剂,例如:醇类、芳香族化合物、卤代烃类、酮类、酮醇类、醚类至酯类等。
具体而言,作为溶剂,例如使用的是普通有机溶剂,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、氯苯和甲苯。
这些溶剂可以单独使用,也可以作为其两种以上的混合物使用。当溶剂被混合时,可以使用任何溶剂,只要该溶剂作为混合溶剂能够溶解粘合剂树脂即可。
作为在制备底涂层形成用涂布液中分散无机颗粒的方法,使用的是如利用辊磨机、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方法的已知方法。
作为用于设置底涂层1的涂布方法,使用的是如刮板涂布法、线棒涂布法、喷涂法、浸涂法、珠涂法、气刀涂布法或幕涂法等普通方法。
通过使用以此方式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。
理想的是,底涂层1具有35以上的维氏硬度。
底涂层1的厚度可以任意设定,只要以该厚度能够获得所需要的特性即可,不过理想的是该厚度为15μm以上,且更理想为15μm~50μm。
当底涂层1的厚度小于15μm时,在一些情形中无法获得足够的抗漏性。如果厚度等于或大于50μm,则在长期使用的情形中残余电势容易保留,因此容易导致图像浓度异常。
为防止波纹图像,将底涂层1的表面粗糙度(十点平均粗糙度)调整至用于曝光的激光的波长λ的1/4n(n是上层的折射率)~1/2λ。
为调整表面粗糙度,可以向底涂层添加树脂等的颗粒。作为树脂颗粒,使用的是硅树脂颗粒和交联的聚甲基丙烯酸甲酯树脂颗粒等。
此外,可以对底涂层的表面抛光以调整表面粗糙度。
作为抛光方法,使用的是毡磨(buffing)、喷砂、湿珩磨和研磨等。
通过干燥已涂布至导电性基体4上的上述底涂层形成用涂布液,获得底涂层1。干燥通常在通过蒸发溶剂可形成膜的温度进行。
<电荷生成层>
电荷生成层2含有电荷生成材料和粘合剂树脂。
电荷生成材料的实例包括:偶氮颜料,如双偶氮或三偶氮;稠环芳香族颜料,如二溴蒽嵌蒽醌;苝颜料;吡咯并吡咯颜料;酞菁颜料;氧化锌;和三方硒;等等。其中,为响应近红外区的激光曝光,理想的是将金属和非金属酞菁颜料用作电荷生成材料。特别是,更理想的是日本特开平5-263007和日本特开平5-279591中公开的羟基镓酞菁、日本特开平5-98181中公开的氯化镓酞菁、日本特开平5-140472和日本特开平5-140473中公开的二氯化锡酞菁和日本特开平4-189873中公开的钛氧基酞菁。另外,为响应近紫外区的激光曝光,更理想的是,将日本特开2004-78147和日本特开2005-181992中公开的稠环芳香族颜料(如二溴蒽嵌蒽醌)、硫靛类颜料、紫菜嗪化合物、氧化锌、三方硒和双偶氮颜料等用作电荷生成材料。
用于电荷生成层2的粘合剂树脂选自种类范围很宽的绝缘性树脂。此外,粘合剂树脂可以选自有机光电导性聚合物,如聚-N-乙烯基咔唑、聚乙烯基蒽、聚乙烯基芘和聚硅烷。理想的粘合剂树脂的实例包括:聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚芳酯树脂(双酚和芳香族二元羧酸等的缩聚物)、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、苯氧基树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚酰胺树脂、丙烯酸类树脂、聚丙烯酰胺树脂、聚乙烯基吡啶树脂、纤维素树脂、氨基甲酸乙酯树脂、环氧树脂、酪蛋白、聚乙烯醇树脂和聚乙烯基吡咯烷酮树脂等。这些粘合剂树脂可以单独使用,也可以作为其两种以上的混合物使用。理想的是,电荷生成材料与粘合树脂之间的混合比例如为10∶1~1∶10(以质量比计)。此处的术语“绝缘性”是指该树脂的体积电阻率为1013Ωcm以上。
使用通过将电荷生成材料和粘合剂树脂分散在溶剂中获得的电荷生成层形成用涂布液来形成电荷生成层2。
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、氯苯和甲苯等。这些溶剂可以单独使用,也可以作为其两种以上的混合物使用。
作为将电荷生成材料和粘合剂树脂分散在溶剂中的方法,使用的是如球磨机分散、粉碎机分散和砂磨机分散等普通方法。通过这些分散方法,防止了因分散而造成的电荷生成材料改变为结晶型。
在分散过程中,有效地使将电荷生成材料的平均粒径调整为0.5μm以下,理想为0.3μm以下,且更理想为0.15μm以下。
在形成电荷生成层2中,使用的是如刮板涂布法、线棒涂布法、喷涂法、浸涂法、珠涂法、气刀涂布法和幕涂法等普通方法。
理想的是,以此方式获得的电荷生成层2的膜厚为0.1μm~5.0μm,且更理想为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,或者通过包含聚合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,包括醌类化合物(如对苯醌、氯醌、溴醌和蒽醌)、四氰基苯醌二甲烷类化合物、芴酮化合物(如2,4,7-三硝基芴酮)、呫吨化合物、二苯甲酮类化合物、氰基乙烯基类化合物和乙烯类化合物;和空穴输送化合物,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或者作为其两种以上的混合物使用,并且不限于这些材料。
作为电荷输送材料,鉴于电荷迁移性,理想的是由以下结构式(a-1)表示的三芳基胺衍生物和由以下结构式(a-2)表示的联苯胺衍生物。
在结构式(a-1)中,Ar6、Ar7和Ar8中每一个独立地表示具有取代基的或不具有取代基的芳基、-C6H4-C(R10)=C(R11)(R12)或-C6H4-CH=CH-CH=C(R13)(R14);且R10~R14中每一个独立地表示氢原子、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。
此处,上述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个碳原子的烷基的具有取代基的氨基。
在结构式(a-2)中,R15和R15中每一个独立地表示氢原子、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。R16、R16’、R17和R17’中每一个独立地表示氢原子、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或2个碳原子的烷基的氨基、具有取代基或不具有取代基的芳基、-C(R18)=C(R19)(R20)或-CH=CH-CH=C(R21)(R22);并且R18~R22中每一个独立地表示氢原子、具有取代基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。m和n中每一个独立地表示0~2的整数。
此处,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,特别理想的是具有“-C6H4-CH=CH-CH=C(R13)(R14)”的三芳基胺衍生物和具有“-CH=CH-CH=C(R21)(R22)”的联苯胺衍生物,因为这些衍生物在电荷迁移性、与保护层的粘合性和因之前留下的图像的历史而产生的重影图像(下文在一些情形中称为“重影”)等方面十分优异。
用于电荷输送层3的粘合剂树脂的实例包括聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚芳酯树脂、甲基丙烯酸类树脂、丙烯酸类树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏二氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物、硅树脂、硅酮-醇酸树脂、苯酚-甲醛树脂、苯乙烯-醇酸树脂和聚-N-乙烯基咔唑和聚硅烷等。其中,理想的是聚碳酸酯树脂和聚芳酯树脂,因为这些树脂在电荷输送性和与电荷输送材料的相容性方面十分优异。
这些树脂可以单独使用,也可以作为其两种以上的混合物使用。理想的是,电荷输送材料与粘合树脂之间的混合比例如为10∶1~1∶5(以质量比计)。
特别是,在电荷输送层3上设置包含含有特定电荷输送材料(a)的组合物的固化膜的保护层(最外表面层)。因此,用于电荷输送层3的粘合剂树脂的粘均分子量理想为40000以上,更理想为50000以上,且进而更理想为55000以上。如果具有所述分子量的粘合剂树脂被用于与保护层相邻的电荷输送层,则在形成保护层(最外表面层)中粘合性和抗裂性等变得优异,因而这是所理想的。
鉴于涂布膜的均一性(液体滴落),理想的是,用于电荷输送层3的粘合剂树脂的粘均分子量的上限为100000。
此处,该示例性实施方式中粘合剂树脂的粘均分子量是通过使用毛细管粘度计测得的值。
另外,基于与上述相同的原因,当最外表面层是电荷输送层时,理想的是,包含在电荷输送层之下的层中的粘合剂树脂的粘均分子量在上述范围内。
可以使用聚合电荷输送材料作为电荷输送材料。作为聚合电荷输送材料,使用的是如聚-N-乙烯基咔唑和聚硅烷等具有电荷输送性的已知材料。具体而言,特别理想的是日本特开平8-176293和日本特开平8-208820中公开的聚酯类聚合电荷输送材料,因为该材料具有比其他材料高的电荷输送性。聚合电荷输送材料可以自身成为膜,但也可以与粘合剂树脂混合以形成膜。
使用含有上述组成材料的电荷输送层形成用涂布液来形成电荷输送层3。
作为用于电荷输送层形成用涂布液的溶剂,可以将将以下普通有机溶剂单独使用或者以其中两种以上的混合物形式使用,所述溶剂包括:芳香烃,如苯、甲苯、二甲苯和氯苯;酮类,如丙酮和2-丁酮;卤代脂肪烃,如二氯甲烷、氯仿和二氯乙烷;和环醚或直链醚,如四氢呋喃和乙醚。作为分散各组成材料的方法,使用的是已知方法。
作为将电荷输送层形成用涂布液涂布在电荷生成层2上的方法,使用如刮板涂布法、线棒涂布法、喷涂法、浸涂法、珠涂法、气刀涂布法和幕涂法等常用方法。
理想的是,电荷输送层3的膜厚为5μm~50μm,且更理想为10μm~30μm。
[图像形成装置/处理盒]
图4是显示根据第一示例性实施方式的图像形成装置100的构造示意图。
图4中所示的图像形成装置100包括:提供有电子照相感光体7的处理盒300、曝光装置(静电潜像形成单元)9、转印装置(转印单元)40和中间转部件50。在图像形成装置100中,曝光装置9设置在用于通过处理盒300的开口使电子照相感光体7曝光的位置,转印装置40设置在使转印装置40通过中间转印部件50与电子照相中间体7相对的位置,并且设置中间转印部件50使其一部分与电子照相感光体7相接触。
图4中的处理盒300将电子照相感光体7、充电器(充电单元)8、显影装置(显影单元)11和清洁装置13一体化地承载在壳体内。清洁装置13包含清洁刮板131(清洁部件),并且清洁刮板131被设置为接触电子照相感光体7的表面。清洁部件不限于清洁刮板131的实施方式。清洁部件可以是导电性或绝缘性纤维状部件,或者该纤维状部件可以单独使用或与刮板同时使用。
图4显示的是包含对感光体7表面供给润滑剂14的纤维部件132(辊状)作为清洁装置13并且使用辅助清洁的纤维部件133(平刷状)的实例,但这些部件是可选地使用的。
作为充电器8,例如使用的是利用导电性或半导电性充电辊、充电刷、充电膜、充电橡胶刮板或充电管等的接触型充电器。另外,也可以使用如非接触型辊充电器、利用电晕放电的栅网式电晕管充电器和电晕管充电器等已知充电器。
尽管图中未示出,但可以在电子照相感光体7的周围设置感光体加热部件,用于提高电子照相感光体7的温度和降低相对温度,以提高图像稳定性。
曝光装置9的实例包括光学系统仪器等,其利用如半导体激光束、LED光或液晶光阀光等光在电子照相感光体7的表面上曝光所需要的图像。作为光源的波长,使用的是感光体的分光光度区域中的波长。作为半导体激光的波长,在大多数情形中使用的是振荡波长在780nm附近的近红外波长。但是,该波长并不限于此,也可以使用如振荡波长为约600nm的激光和振荡波长在400nm~450nm附近的蓝色激光等激光。另外,为形成彩色图像,实现多光束输出的表面发射型激光束源也是有效的。
作为显影装置11,例如可以使用常用显影装置,所述常用显影装置通过使或不使磁性或非磁性单组分或双组分显影剂等与感光体接触来进行显影。显影装置不受限制,只要其具有上述功能并根据目的选择即可。例如,使用具有通过利用刷或辊等将单组分或双组分显影剂附着至感光体7的功能的已知显影装置等。其中,理想的是利用保持显影剂在其表面上的显影辊的显影装置。
下面将描述用于显影装置11的色调剂。
色调剂的平均形状因子(ML2/A×π/4×100,此处ML表示色调剂颗粒的最大长度,并且A表示色调剂颗粒的投影面积)理想为100~150,且更理想为100~140。色调剂的体均粒径理想为2μm~12μm,更理想为3μm~12μm,且进而更理想为3μm~9μm。如果使用满足上述平均形状因子和体均粒径的色调剂,则与使用其他色调剂相比,可以获得具有较高显影性质、转印性质和图像品质的图像。
色调剂在制造方法方面不受特别限制,只要色调剂处于满足上述平均形状因子和体均粒径的范围内即可。例如,使用通过以下方法制造的色调剂:捏合粉碎法,其捏合、粉碎粘合剂树脂、着色剂、防粘剂和可选的电荷控制剂的混合物并对其分级;通过使用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;乳液聚合聚集法,其中乳液聚合粘合剂树脂的聚合性单体以形成分散液,将该分散液与着色剂、防粘剂和可选的电荷控制剂等的分散液混合,然后聚集并热熔融,由此获得色调剂颗粒;悬浮聚合法,其中将用于获得粘合剂树脂的聚合性单体和着色剂、防粘剂和可选的电荷控制剂等的溶液悬浮在水性溶剂中,随后聚合;或者溶解悬浮法,其中将粘合剂树脂、着色剂、防粘剂和可选的电荷控制剂悬浮在水性溶剂中以产生颗粒;等等。
另外,还可以使用如形成核壳结构的方法等已知方法,在该方法中,核壳结构通过使聚集的颗粒进一步附着于由上述方法获得的作为核的色调剂并进行热熔融而形成。作为色调剂的制造方法,理想的是通过使用水性溶剂产生色调剂的悬浮聚合法、乳液聚合聚集法和溶解悬浮法,特别是,鉴于控制形状和粒径分布,理想的是乳液聚合聚集法。
色调剂母粒含有粘合剂树脂、着色剂和防粘剂,并且必要时还含有氧化硅或电荷控制剂。
用于调色剂母粒的粘合剂树脂的实例包括:以下单体的均聚物或共聚物,所述单体例如为苯乙烯类,如苯乙烯和氯苯乙烯;单烯烃类,如乙烯、丙烯、丁烯和异丙烯;乙烯基酯类,如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯和丁酸乙烯酯;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、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸十二烷基酯;乙烯基醚类,如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚和乙烯基丁基醚;乙烯基酮类,如乙烯基甲基酮、乙烯基己基酮和乙烯基异丙烯基酮;和通过将二羧酸与二醇共聚而获得的聚酯树脂;等等。
特别地,典型的粘合剂树脂的实例包括聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚乙烯、聚丙烯和聚酯树脂等。实例还包括聚氨酯、环氧树脂、硅树脂、聚酰胺、改性松香和石蜡等。
典型的着色剂的实例包括:磁铁矿和铁氧体等的磁性粉末、炭黑、苯胺蓝、卡曲蓝(calcoilblue)、铬黄、群青、杜邦油红、喹啉黄、氯化亚甲基蓝、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等。
典型的防粘剂的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、米糠蜡和小烛树蜡等。
作为电荷控制剂,使用的是已知试剂,并且可以使用偶氮类金属络合物、水杨酸的金属络合物和含有极性基团的树脂型电荷控制剂。当色调剂通过湿制造方法而制造时,理想的是使用不容易溶解于水中的材料,以控制电离强度和降低废水污染。另外,色调剂可以是含有磁性材料的磁性色调剂或者不含磁性材料的非磁性色调剂。
用于显影装置11的色调剂通过利用亨舍尔混合机或V型混合器将色调剂母粒与上述外部添加剂混合而制造。当色调剂母粒通过湿法制造时,可以通过湿法外部添加该颗粒。
可以向用于显影装置11的色调剂中添加润滑性颗粒。作为润滑性颗粒,使用的是:固体润滑剂,如石墨、二硫化钼、滑石、脂肪酸和脂肪酸金属盐;低分子量聚烯烃,如聚丙烯、聚乙烯和聚丁烯;加热时具有软化点的聚硅氧烷;脂肪族酰胺,如油酸酰胺、芥子酸酰胺、蓖麻油酸酰胺和硬脂酸酰胺;植物蜡,如巴西棕榈蜡、米糠蜡、小烛树蜡、日本蜡(酸败蜡)和霍霍巴油;动物蜡,如蜂蜡;矿物蜡和石油蜡,如褐煤蜡、地蜡、纯地蜡、石蜡、微晶蜡和费托合成蜡;及其改性产品。它们可以单独使用,也可以以其两种以上组合使用。此处,其体均粒径理想为0.1μm~10μm,并且通过粉碎具有上述化学结构的颗粒可以获得均一的粒径。添加至色调剂的润滑性颗粒的量理想为0.05质量%~2.0质量%,且更理想为0.1质量%~1.5质量%。
例如,可以将无机颗粒、有机颗粒和通过将无机颗粒附着于有机颗粒而获得的复合颗粒等添加至用于显影装置11的色调剂,以除去电子照相感光体表面上的无关物质或劣化的物质。
作为无机颗粒,适合使用的是各种无机氧化物、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、氮化钛和氮化硼。
无机颗粒可以使用以下试剂处理:钛偶联剂,如钛酸四丁酯、钛酸四辛酯、异丙基三异硬脂酰基钛酸酯、异丙基十三烷基苯磺酰基钛酸酯和双(二辛基焦磷酸酯)氧乙酸酯钛酸酯等;和硅烷偶联剂,如γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基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-氨基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和对甲基苯基三甲氧基硅烷。另外,也理想使用的是通过使用高级脂肪酸金属盐如硅油、硬脂酸铝、硬脂酸锌和硬脂酸钙处理为疏水性的无机颗粒。
作为有机颗粒,使用的是其中氟连接于石墨的氟碳化合物、聚四氟乙烯树脂(PTFE)、氟代全氟烷氧基树脂(PFA)、四氟乙烯-五氟丙烯共聚物(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、偏二氟乙烯(PVDF)和氟化乙烯(PVF)等的颗粒。
就体均粒径而言,所使用的颗粒的粒径理想为5nm~1000nm,更理想为5nm~800nm,且进而更理想为5nm~700nm。如果体均粒径小于上述下限,则抛光能力倾向于劣化。另一方面,如果体均粒径超过上述上限,则电子照相感光体的表面倾向于易于损坏。上述颗粒和润滑性颗粒的添加量的总和理想为0.6质量%以上。
作为添加至色调剂的其他无机氧化物,鉴于粉末流动性和电荷控制等,使用的是一次粒径为40nm以下的小粒径无机氧化物。理想的是还添加比上述氧化物大的无机氧化物,以降低粘合力或控制电荷。已知的氧化物可以用于无机氧化物颗粒,但为获得精确的电荷控制,理想的是同时使用氧化硅和氧化钛。如果小粒径无机颗粒经过表面处理,则分散性得到改善,并且改善粉末流动性的效果得到增强。另外,还理想的是添加碳酸盐(如碳酸钙或碳酸镁)或无机矿物(如水滑石)以除去放电产物。
用于电子照相的彩色色调剂通过与载体的混合而使用,作为载体,使用的是铁粉、玻璃珠、铁氧体粉末、镍粉末或通过将树脂涂布在载体的表面上而获得的物质。彩色色调剂与载体之间的混合比可以任意设定。
转印装置40的实例包括已知的转印充电器,如使用带、辊、膜或橡胶刮板等的接触型转印充电器、利用电晕放电的栅网式电晕管转印充电器和电晕管转印充电器等。
作为中间转印部件50,使用的是赋予半导电性的聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、多芳基化合物、聚酯或橡胶,其被塑造为带状(中间转印带)。另外,作为中间转印部件50的实施方式,除带状部件为还可以使用鼓状部件。
图像形成装置100可以包括例如在感光体7上进行光学擦除的光学擦除装置。
图5是显示根据另一示例性实施方式的图像形成装置120的示意性截面图。
图5中所示的图像形成装置120是其上安装有四个处理盒300的串联型彩色图像形成装置。
图像形成装置120具有下述构造,其中四个处理盒300平行地排列在中间转印部件50上,并将一个电子照相感光体用于一种颜色。除图像形成装置120利用串联法外,图像形成装置120具有与图像形成装置100相同的结构。
当本发明的该示例性实施方式的电子照相感光体被用于串联型图像形成装置时,四个感光体的电特性是稳定的,并可长期获得色平衡优异的图像。
在示例性实施方式的图像形成装置(处理盒)中,理想的是显影装置(显影单元)具有显影辊,显影辊是沿与电子照相感光体运动方向(旋转方向)相反的方向运动(旋转)的显影剂保持器。此处,显影辊包括表面上保持有显影剂的圆筒形显影套筒。显影装置的实例包括具有包含调整部件的构造的那些显影装置,所述调整部件调整供应至显影套筒的显影剂的量。当显影装置的显影辊以与电子照相感光体旋转方向相反的方向移动(旋转)时,电子照相感光体的表面被存留在显影辊与电子照相感光体之间的色调剂摩擦。此外,当清洁电子照相感光体上的残余色调剂时,例如,可提高刮板等的推压以改善大致为球形的色调剂的清洁性,因此,电子照相感光体的表面受到强烈摩擦。
由于该摩擦,相关技术中已知的电子照相感光体受到严重损坏,并且容易发生色调剂的磨损、损坏或膜化等,这些使图像劣化。然而,通过形成下述电子照相感光体的表面,该表面具有较高浓度的本发明的示例性实施方式的特定电荷输送材料(特别是,含有高水平或较高数量的反应性官能团且可以产生具有高交联密度的固化膜的材料)的交联物质并被制成厚膜以获得优异的电特性,可以长期保持高图像品质。据认为,可在非常长的时期内抑制放电产物的沉积。
从为了更长时间抑制放电产物的沉积的观点来看,在该示例性实施方式的图像形成装置中,显影套筒和感光体之间的间隔理想被设定为200μm~600mm,且更理想为300μm~500mm。从同样的观点来看,显影套筒与作为上述调整显影剂的量的调整部件的调整刮板之间的间隔理想被设定为300μm~1000μm,且更理想为400μm~750μm。
另外,为了更长时间抑制放电产物的沉积,显影辊表面的移动速度的绝对值理想被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,更理想为1.7倍~2.0倍。
此外,在示例性实施方式的图像形成装置(处理盒)中,理想的是,显影装置(显影单元)包含具有磁性材料的显影剂保持体,并使用含有磁性载体和色调剂的双组分显影剂使静电潜像显影。在该构造中,与单组份显影剂、特别是非磁性单组份显影剂的情形相比,彩色图像获得了更优异的图像品质,实现了更高水平的高图像品质,并且设备的寿命得到进一步延长。
在示例性实施方式的图像形成装置(处理盒)中,描述的是使用干显影剂的图像形成装置。但是,图像形成装置(处理盒)还可以使用液体显影剂。特别是,在使用液体显影剂的图像形成装置(处理盒)中,由于液体显影剂中的液体组分,电子照相感光体的最外表面层例如是膨胀的,优异最外表面层容易开裂或者受到清洁所带来的清洁损坏。然而,通过使用示例性实施方式的电子照相感光体可以改善此类问题,因此可以获得长期稳定的图像。
图10是显示另一实施方式的图像形成装置的构造示意图,并且图11是显示图10所显示的图像形成装置中的图像形成单元的构造示意图。
图10中显示的图像形成装置130主要由带状中间转印部件401、用于各种颜色的图像形成单元481、482、483和484、加热部分450(层形成单元的一个实例)和转印和定影部分460构成。
如图11所示,图像形成单元481被构造为具有电子照相感光体410、对电子照相感光体410充电的充电器411、进行图像曝光以根据图像信息在经充电的电子照相感光体410的表面上形成静电潜像的LED阵列头412(静电潜像形成单元的一个实例)、通过使用液体显影剂显影形成于电子照相感光体410上的静电潜像的显影装置414、清洁感光体表面的清洁器415、擦除器416和转印辊417(一次转印单元的一个实例),所述转印辊417通过带状中间转印部件401而面向电子照相感光体410并施加有转印偏压以将已形成于电子照相感光体410上且通过液体显影剂显影的经显影的图像转印至带状中间转印部件401。
如图11所示,在显影装置414中,设置显影辊4141、排液辊(liquiddrainingroll)4142、显影剂清洁辊4143、显影剂清洁刮板4144、显影剂清洁刷4145、循环泵(未示出)、液体显影剂供应通道4146和显影剂盒4147。
作为此处所使用的液体显影剂,使用的是其中具有如聚酯或聚苯乙烯等热熔融和定影型的树脂作为主要组分的颗粒被分散的液体显影剂,或者通过除去多余的分散介质(载体液体)并提高固体成分在液体显影剂中的比例而成为层的液体显影剂(下文中,其也将被称作“成为膜”)。成为膜的具体材料详细描述于USP5,650,253(第10栏第8行~第13栏第14行)和USP5,698,616中。
成为膜的显影剂是指其中具有低于室温的玻璃化转变点(温度)的微物质(如微色调剂)被分散在载体溶液中的液体显影剂。通常,所述物质不彼此接触并且不聚集。但是,当除去载体液体时,仅剩下这些物质,如果这些复制附着成膜的形状,则它们在室温彼此连接,由此成膜。该物质通过混合乙醇与甲基丙烯酸甲酯而获得,并且玻璃化转变温度通过其混合比例来设定。
其他图像形成单元482、483和484也具有相同的构造。在各图像形成单元的显影单元中,容纳有不同颜色(黄色、品红色、青色和黑色)的液体显影剂。另外,在各图像形成单元481、482、483和484中,将电子照相感光体和显影装置等形成为盒。
在上述构造中,带状中间转印部件401的材料的实例包括涂布有硅橡胶或氟树脂的PET膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)和聚酰亚胺膜等。
电子照相感光体410通过其上表面接触带状中间转印部件401并以与带状中间转印部件401相同的速度移动。
作为充电器411,例如使用电晕充电器。图像形成单元481、482、483和484中的电子照相感光体410具有相同的周长。另外,所排列的各转印辊417之间的间隔被构造为与电子照相410的周长相等或者为该周长的整数倍。
加热部分450由加热辊451(其被设置得在接触带状中间转印部件401的内表面的同时旋转)、存储腔室452(其被设置得面向加热辊451且围绕带状中间转印部件401的外表面)和载体液体回收部分453(其由存储腔室452回收载体液体的蒸气和载体液体)构造而成。在载体液体回收部分453的上面,安装有抽吸存储腔室452中的载体液体的蒸气的抽吸桨叶454、液化载体液体的蒸气的冷凝部分455和回收来自冷凝部分455的载体液体的回收盒456。
转印和定影部分460(二次转印单元的一个实例)由旋转支撑带状中间转印部件401的转印支撑辊461和在将通过转印和定影单元460的记录介质压至带状中间转印部件401侧的同时旋转的转印和定影辊462构造而成,并且还在其内部包含加热元件。
另外,设置在彩色图像形成于带状中间转印部件401上之前清洁带状中间转印部件401的顶部的清洁辊470和清洁网471、支撑由带状中间转印部件401驱动的旋转的支撑辊441~444,和支撑块445~447。
带状中间转印部件401与用于各颜色的图像形成单元的转印辊417、加热辊451、转印支撑辊461、支撑辊441~444、支撑块445~447、清洁辊470和清洁网471构造了中间转印单元402。带状中间转印部件401的构造使得支撑辊441的附近一体化地相对于作为支撑点的加热辊451的附近向上和下移动。
下面将描述图10中所示的使用液体显影剂的图像形成装置的运转。
首先,在图像形成单元481中,根据黄色图像信息,LED阵列头412进行表面已经通过充电器411充电的电子照相感光体410上的图像曝光,由此形成静电潜像。通过显影装置414使用黄色液体显影剂使静电潜像显影。
此处,显影通过以下步骤进行。利用循环泵使黄色液体显影剂由显影剂盒4147通过液体显影剂供应通道4146,并供应至显影辊4141和电子照相感光体410相靠近的位置附近。由于在电子照相感光体410上的静电潜像与显影辊4141之间形成的显影区域,在所供应的液体显影剂中带有电荷的着色固体成分移向静电潜像侧以在电子照相感光体410上成为图像。
随后,排液辊4142除去来自电子照相感光体410的顶部的载体液体,以获得接下来的转印所需的一定比例的载体液体。在以此方式通过显影装置414的电子照相感光体410的表面上,形成由黄色液体显影剂显影的黄色图像。
在显影装置414中,显影剂清洁辊4143除去显影操作后残留在显影辊4141上的液体显影剂和因挤压操作而附着于挤压辊的液体显影剂,并且显影剂清洁刮板4144和显影剂清洁刷4145清洁显影剂清洁辊4143。以此方式,显影操作可以在所有时间稳定进行。显影装置的构造和运转详细描述于日本特开平11-249444中。
对于显影辊4141,由显影装置414和显影剂盒4147中的至少一种来自动控制液体显影剂中的固体成分比例的水平,从而供应含有恒定比例的固体成分的液体显影剂。
通过电子照相感光体410的旋转,形成于电子照相感光体410上的经显影的黄色图像通过其上表面接触带状中间转印部件401。然后图像由转印辊417通过接触静电转印而被转印至带状中间转印部件401,所述转印辊417在越过带状中间转印部件401面向电子照相感光体410的同时被压在电子照相感光体410上并被施加有转印偏压。
通过清洁器415由已经完成了接触静电转印的电子照相感光体410上除去转印后残留的液体显影剂,并且通过擦除器416消除电子照相感光体410所带的电,以将电子照相感光体410用于接下来的图像形成。
在图像形成单元482、483和484中进行相同的操作。用于各图像形成单元的电子照相感光体410的周长相同。另外,通过以与感光体的周长相等或者为该周长的整数倍的长度的间隔设置的转印辊,形成于各感光体上的各颜色的经显影的图像被依次静电转印至带状中间转印部件401上。因此,根据带状中间转印部件410上的重叠位置形成于各电子照相感光体410上的黄色、品红色、青色和黑色的中每一个已经显影的图像通过具有高电流的接触静电转印而被依次转印至带状中间转印部件401上,同时,即使电子照相感光体410出现偏心,其也会彼此重叠而不发生对不准。以此方式,在已经通过图像形成单元484的带状中间转印部件401上,形成由各颜色的液体显影剂显影的图像。
加热部分450中,通过加热辊451由带状中间转印部件401的背表面加热形成于带状中间转印部件401上的经显影的图像。结果,作为分散介质的载体液体几乎完全蒸发,并形成膜的图像。这是因为,如果液体显影剂是其中具有热熔融和定影型树脂的颗粒作为主要组分被分散的显影剂,则分散的颗粒通过熔融而成为膜,所述熔融通过除去多余的分散介质和由加热辊451加热来实现。作为另外一种选择,这是因为液体显影剂是通过提高液体显影剂中固体成分比例而成为膜的显影剂,所述提高固体成分比例通过除去多余的分散介质(载体介质)而实现。
在加热部分450中,通过加热辊451加热和蒸发而产生的存储腔室452中的载体液体的蒸气由抽吸桨叶454引入载体液体回收部分453的冷凝部分455并被液化。再液化的载体液体被导入回收盒456并被回收。
在转印和定影部分460中,通过转印和支撑辊461及转印和定影辊462,已经经过加热部分450且具有形成于其顶部的膜状(层状)图像的带状中间转印部件401通过热和压力而被转印至由设备下部的纸张存储部分490及时传送的转印介质(例如,普通纸)。以此方式,图像形成于转印介质上并通过排出辊491和492而排出到设备外部。在此转印中,形成于带状中间转印部件401上的膜的图像对于带状中间转印部件401的粘合力弱于膜的图像对于转印介质的粘合力。由于图像是通过这种粘合力的不同而转印至转印介质,因此在转印过程中不施加静电力。此外,作为膜的膜的图像的粘合力强于对于转印介质的粘合力。
通过其内部具有热源的清洁辊470和清洁网471,可以从已经经过转印和定影部分460的带状中间转印部件401上回收并除去转印后保留的固体成分和包含在固体成分中且妨碍带状中间转印部件401的功能的物质。之后,带状中间转印部件401被用于接下来的图像形成中。
在以上述方式形成图像之后,在中间转印单元402中,相对于作为支撑点的加热辊451附近,支撑辊441附近整体地向上移动。以此方式,带状中间转印部件401与各图像形成单元的电子照相感光体410分开。转印和定影辊462也以同样方式与带状中间转印部件401分开。
当需要再次形成图像时,中间转印单元402运转,使得带状中间转印部件401接触各图像形成单元的电子照相感光体410,类似地,转印和定影辊462也运转以接触带状中间转印部件401。转印和定影辊462的运转可以在图像被转印至记录介质这一时机进行。
使用液体显影剂的图像形成装置不限于图10中所示的图像形成装置130。例如,图像形成装置可以是图12中所示的图像形成装置。
图12是显示根据另一示例性实施方式的图像形成装置的构造示意图。
类似于图10中所示的图像形成装置130的构造,图12中显示的图像形成装置140主要由带状中间转印部件401、对应于各种颜色的图像形成单元485、486、487和488、加热部分450和转印和定影部分460构造而成。
图12中所示的图像形成装置140不同于图10中所示的图像形成装置130之处在于,带状中间转印部件401以近似三角形的形状运行,和对应于各颜色的图像形成单元485、486、487和488中显影装置420的构造。加热部分450与转印和定影部分460与图10中所示的图像形成装置130中的相同。另外,该附图中省略了清洁辊470和清洁网471。
在旋转和运行中,带状中间转印部件410进行弯曲的运转。由于该弯曲的运转影响带状中间转印部件401的稳定运行和寿命,因此带状中间转印部件401可以以近似三角形的形状运行,以尽可能减少弯曲的运转。
在显影装置420中,记录头421代替显影辊和排液辊等的是以多列设置,记录头421有选择地释放液体显影剂并使其附着于形成于电子照相感光体410上的静电潜像。
在记录头421的各列中,大量的记录电极422均匀地沿电子照相感光体410的纵向设置,并在形成于电子照相感光体410上的静电潜像的电势与施加于记录电极422的放电偏压电势之间形成放电电场。另外,供应至记录电极422的液体显影剂中的带有电荷的着色固体成分移至静电潜像侧,从而在电子照相感光体410上成为图像部分并使该图像显影。
在记录电极422周围,形成液体显影剂的弯液面(由于液体的表面张力的粘性和接触部件的表面的表面能而在接触液体的部件上或者这些部件之间形成的液体保持形式)424。图13是显示弯液面的状态的图。在液体显影剂的液体颗粒423所飞向的电子照相感光体410A上,形成将成为图像部分的静电潜像。此时,已对图像部分410B施加了50V~100V的静电潜像电势,并且已对非图像部分410C施加了500V~600V的电势。此时,当通过偏压电势供应部分425对记录电极422施加约1000V的放电偏压电势时,由于电场浓度,与所供应的液体显影剂相比具有较高固体成分比例的液体显影剂,即高浓度液体显影剂,被供给至记录电极422的顶端。此外,由于电子照相感光体410A上的图像部分410C的静电潜像电势与记录电极422的放电偏压电势之间的电势差(放电所需的700V~800V的电势差的阈值),来自高浓度液体显影剂的液体颗粒423放电,并且附着于电子照相感光体410A的静电潜像部分(图像部分)。另外,在显影装置420中,显影装置自身起到了显影剂盒的作用。
除带状中间转印部件401的运行方式和显影装置420的运行之外,图12中所示的图像形成装置140的运行与图10中所示的图像形成装置130的运行相似。因此,省略对其的描述。
此处,在使用液体显影剂的图像形成装置中,显影装置不限于上述构造,并且显影装置可以是例如图14中所示的显影装置。
图14是显示图10或12所示的图像形成装置中的另一显影装置的构造示意图。
当使用图10或12中所示的图像相处设备130或140中的显影辊4151显影形成于电子照相感光体410上的静电潜像时,图14中所示的显影装置4150在显影辊4151上形成与由显影剂盒4155供应的液体显影剂相比包含较高固体成分比例的液体显影剂层,并通过使用浓度已经提高的该液体显影剂层来显影图像。
为在显影辊4151上形成具有较高固体成分比例的液体显影剂层,通过在供应辊4152和显影辊4151之间创建电势差形成一个电场,由此在显影辊4151上形成与来自显影剂盒4155的液体显影剂中的固体成分比例相比具有较高固体成分比例的液体显影剂层。对于显影辊4151和供应辊4152,设置清洁刷4153和4154来清洁这两个辊中每一个的表面。
在到此所述的示例性实施方式中,已经描述了将根据示例性实施方式的新型反应性化合物用于电子照相感光体的最外表面层,但示例性实施方式不限于此。使用根据示例性实施方式的化合物固化的固化膜可应用于例如光电转换装置,如有机电致发光元件、有机天阳能电池、记忆装置和波长转换元件。
[实施例]
下面将基于以下实施例更加详细地描述本发明的示例性实施方式,但是本发明的示例性实施方式并不限于这些实施例。
(合成例1:化合物(I)-44的合成)
向500ml的烧瓶中添加10g上述化合物(1)、7.2g叔丁氧基钾、200ml四氢呋喃和0.2g硝基苯。在氮气流下搅拌该混合物的同时,向其中缓慢地逐滴添加通过将10g4-氯甲基苯乙烯溶解在100ml四氢呋喃中获得的溶液。在完成逐滴添加之后,将所得物加热并回流4小时,随后冷却,注入水中,并使用甲苯萃取。用水充分洗涤甲苯层,随后浓缩,之后将所获得的油状物质通过硅胶柱色谱纯化,由此获得12g油状物(I)-44。所获得的化合物(I)-44的IR光谱显示在图7中。
(合成例2:化合物(I)-52的合成)
向500ml的烧瓶中添加22g上述化合物(2)、33g叔丁氧基钾、300ml四氢呋喃和0.2g硝基苯。在氮气流下搅拌该混合物的同时,向其中缓慢地逐滴添加通过将25g4-氯甲基苯乙烯溶解在150ml四氢呋喃中获得的溶液。在完成逐滴添加之后,将所得物加热并回流4小时,随后冷却,注入水中,并使用甲苯萃取。用水充分洗涤甲苯层,随后浓缩,之后将所获得的油状物质通过硅胶柱色谱纯化,由此获得29g油状物(I)-52。所获得的化合物(I)-52的IR光谱显示在图8中。
(合成例3:化合物(I)-28的合成)
向500ml的烧瓶中添加50g上述化合物(3)、30g叔丁氧基钾、250ml四氢呋喃和0.2g硝基苯。在氮气流下搅拌该混合物的同时,向其中缓慢地逐滴添加通过将62g4-碘甲基苯乙烯溶解在100ml四氢呋喃中获得的溶液。在完成逐滴添加之后,将所得物加热并回流4小时,随后冷却,注入水中,并使用甲苯萃取。用水充分洗涤甲苯层,随后浓缩,之后将所获得的油状物质通过硅胶柱色谱纯化,由此获得55g油状物(I)-28。所获得的化合物(I)-28的IR光谱显示在图15中。
(合成例4:化合物(I)-61的合成)
向500ml的烧瓶中添加70g上述化合物(4)、26g叔丁氧基钾、300ml四氢呋喃和0.2g硝基苯。在氮气流下搅拌该混合物的同时,向其中缓慢地逐滴添加通过将50g4-氯甲基苯乙烯溶解在100ml四氢呋喃中获得的溶液。在完成逐滴添加之后,将所得物加热并回流4小时,随后冷却,注入水中,并使用甲苯萃取。用水充分洗涤甲苯层,随后浓缩,之后将所获得的油状物质通过硅胶柱色谱纯化,然后将该物质由己烷重结晶,由此获得51g无色晶体(I)-61。所获得的化合物(I)-61的IR光谱显示在图16中。
(合成例5:化合物(I)-62的合成)
向500ml的烧瓶中添加50g上述化合物(5)、19g叔丁氧基钾、300ml四氢呋喃和0.2g硝基苯。在氮气流下搅拌该混合物的同时,向其中缓慢地逐滴添加通过将33g4-氯甲基苯乙烯溶解在100ml四氢呋喃中获得的溶液。在完成逐滴添加之后,将所得物加热并回流4小时,随后冷却,注入水中,并使用甲苯萃取。用水充分洗涤甲苯层,随后浓缩,之后将所获得的油状物质通过硅胶柱色谱纯化,然后将该物质由己烷重结晶,由此获得40g无色晶体(I)-62。所获得的化合物(I)-62的IR光谱显示在图17中。
(合成例6:化合物(I)-63的合成)
向1000ml的烧瓶中添加120g上述化合物(6)、48g叔丁氧基钾、500ml四氢呋喃和0.2g硝基苯。在氮气流下搅拌该混合物的同时,向其中缓慢地逐滴添加通过将100g4-氯甲基苯乙烯溶解在150ml四氢呋喃中获得的溶液。在完成逐滴添加之后,将所得物加热并回流4小时,随后冷却,注入水中,并使用甲苯萃取。用水充分洗涤甲苯层,随后浓缩,之后将所获得的油状物质通过硅胶柱色谱纯化,然后使用乙酸乙酯重结晶该物质,由此获得45g无色晶体(I)-63。所获得的化合物(I)-63的IR光谱显示在图18中。
(合成例7:化合物(I)-64的合成)
向500ml的烧瓶中添加50g上述化合物(2)、20g叔丁氧基钾、300ml四氢呋喃和0.2g硝基苯。在氮气流下搅拌该混合物的同时,向其中缓慢地逐滴添加通过将45g由3-氯甲基苯乙烯和4-氯甲基苯乙烯以约1∶1的比例混合的混合物(由ABCSEIMICHEMICALCo.,LTD.制造:CMS-P)溶解在100ml四氢呋喃中而获得的溶液。在完成逐滴添加之后,将所得物加热并回流4小时,随后冷却,注入水中,并使用甲苯萃取。用水充分洗涤甲苯层,随后浓缩,之后将所获得的油状物质通过硅胶柱色谱纯化,由此获得43g油状物(I)-64。所获得的化合物(I)-64的IR光谱显示在图19中。
通过使用间位异构体或间位/对位异构体的混合物,可减少结晶,由此容易获得表现出优异的在溶剂中的溶解性和均一性的膜。
(比较合成例1:日本专利第2546739中公开的化合物:化合物E的合成)
向500ml的烧瓶中添加14g上述化合物(3)、150mlN,N-二甲基甲酰胺、6.9g氢化钠(约60%)和0.2g硝基苯。在氮气流下搅拌该混合物的同时,向其中缓慢地逐滴添加通过将18.5g4-氯甲基苯乙烯溶解在100mlN,N-二甲基甲酰胺中获得的溶液。在完成逐滴添加之后,将所得物在室温回流3小时,注入水中,并使用甲苯萃取。用水充分洗涤甲苯层,随后浓缩,将获得的油性物质通过硅胶柱色谱纯化。另外,该纯化的所得物由甲苯和己烷的混合溶剂重结晶,由此获得22g无色结晶化合物E。所获得的化合物E的IR光谱显示在图9中。
用于实施例和比较例的材料如下所示。
<颗粒>
·胶体二氧化硅(产品名:PL-1,由FUSOCHEMICALCO.,LTD.制造)
·氧化钛(tItoneR-1T,由SAKAICHEMICALINDUSTRYCO.,LTD制造)
·PTFE(产品名:LubronL-2,由DAIKININDUSTRIES,LTD.制造)
<聚合物(c)和(d)>
·双酚(Z)聚碳酸酯((PC(Z),分子量40000,由MITSUBISHIGASCHEMICALCOMPANY2INC.制造):不与特定电荷输送材料(a)反应的聚合物(c))
·聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,分子量20000):不与特定电荷输送材料(a)反应的聚合物(c)
·日本特开平5-323630中公开的具有碳碳双键的聚碳酸酯(R-resin,分子量20000):与特定电荷输送材料(a)反应的聚合物(d)
<固化催化剂>
·偶氮异丁腈(AIBN,由OtsukaChemicalCo.,Ltd.制造)
·PerbutylC(PBC,由NOFCORPORATION制造)
·OTAZo-15(OTA,由OtsukaChemicalCo.,Ltd.制造)
<与特定电荷输送材料(a)反应且不具有电荷输送性的单体:固化剂>
·丙烯酸异丁酯(IBA,由WakoPureChemicalIndustries,Ltd.制造)
·乙氧基化双酚二丙烯酸酯(ABE-300,由Shin-NakamuraChemicalCo.,Ltd.制造)
·三丙烯酸三羟甲基丙烷酯(THE330,由NIPPONKAYAKUCo.,Ltd.制造)
实施例1
(底涂层的形成)
在搅拌下将100质量份氧化锌(平均粒径为70nm:由TAYCA制造:比表面积为15m2/g)与500质量份四氢呋喃混合,并向其中添加1.3质量份硅烷偶联剂(KBM503:由Shin-EtsuChemicalCo.,Ltd.制造),随后搅拌2小时。之后,通过在减压下蒸馏蒸除甲苯,并将所得物在102℃烘焙3小时,由此获得经硅烷偶联剂表面处理的氧化锌。
在搅拌下将110质量份经表面处理的氧化锌与500质量份四氢呋喃混合,并向其中添加通过将1.0质量份红紫素衍生物溶解在50质量份四氢呋喃中所获得的溶液,随后在50℃搅拌5小时。之后,通过在减压下过滤该添附有红紫素衍生物的氧化锌,随后在60℃于减压下干燥,由此获得添附有红紫素衍生物的氧化锌。
通过将60质量份添附有红紫素衍生物的氧化锌、13.5质量份固化剂(封端异氰酸酯Sumidur3175,由SumikaBayerUrethaneCo.,Ltd.制造)和15质量份缩丁缩醛树脂(S-LEKBM-1,由SEKISUICHEMICALCO.,LTD.制造)与85质量份甲基乙基酮混合获得溶液,将38质量份该溶液与25质量份甲基乙基酮混合,并利用直径为1mmφ的玻璃珠通过砂磨机分散所得物2小时,由此获得分散液。
向所获得的分散液中添加作为催化剂的0.005质量份二月桂酸二辛基锡和40质量份硅树脂颗粒(Tospearl145,由GEToshibaSilicones,Co.,Ltd.制造),由此获得底涂层形成用涂布液。通过浸涂法法将该涂布液涂布在直径为30mm、长度为340mm并且厚度为1mm的铝基体上,随后在170℃干燥和固化40分钟,由此获得厚度为18μm的底涂层。
(电荷生成层的形成)
通过使用直径为1mmφ的玻璃珠的砂磨机将下述混合物分散4小时,所示混合物包含15质量份作为电荷生成材料的羟基镓酞菁(其中利用具有Cukα特性的X射线的X射线衍射谱的布拉格角(2±0.2°)至少在7.3°、16.0°、24.9°和28.0°处的位置具有衍射峰)、10质量份作为粘合剂树脂的氯乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物树脂(VMCH,由NipponUnicarCo.,Ltd.制造)和200质量份乙酸正丁酯。向所获得的分散液中添加175质量份乙酸正丁酯和180质量份甲基乙基酮,随后进行搅拌,由此获得电荷生成层形成用涂布液。通过浸涂法将该电荷生成层形成用涂布液涂布在底涂层上,随后在室温(25℃)干燥,由此形成膜厚为0.2μm的电荷生成层。
(电荷输送层的形成)
向800质量份氯苯中添加45质量份N,N′-二苯基-N,N′-二(3-甲基苯基)-[1,1′]联苯-4,4′-二胺和55质量份双酚Z聚碳酸酯树脂(粘均分子量:50000),随后进行溶解,由此获得电荷输送层形成用涂布液。将该涂布液涂布在电荷生成层上,随后在130℃干燥45分钟,由此形成膜厚为15μm的电荷输送层(电荷输送层1)。
(保护层的形成)
将30质量份电荷输送材料((I)-48)、0.2质量份胶体二氧化硅(产品名:PL-1,由FUSOCHEMICALCO.,LTD.制造)、15质量份环戊醇、15质量份环戊基甲基醚、0.1质量份3,5-二-叔丁基-4-羟基甲苯(BHT)和0.2质量份偶氮异丁腈(AIBN)混合,由此制备保护层形成用涂布液。通过喷涂法将该涂布液涂布在电荷输送层上,随后在室温空气干燥30分钟。之后,将所得物在氧浓度为200ppm以下的氮气流下由室温加热至150℃持续30分钟,然后通过再次于150℃加热30分钟进行固化,由此形成膜厚为5μm的保护层。在保护层的涂布、干燥和固化过程中,电荷输送层不被溶解,形成保护层的材料不分离,并且获得均一的保护层。
以上述方式,获得电子照相感光体。将该感光体命名为感光体1。
在实施例和比较例中制备的感光体的表面层的构造在表3中显示。
[评价]
-图像品质评价-
将以上述方式制备的电子照相感光体安装在由富士施乐株式会社制造的DocuCentreColor400CP上,并在低温和低湿(8℃,20%RH)以及高温和高湿(28℃,85%RH)连续进行以下评价。
即,首先,在低温和低湿(8℃,20%RH)环境中产生3000张图像形成测试品,并就以下图像品质均一性、雾浊、条纹和图像缺失方面,评价第3000张的图像的品质,和在产生3000张图像形成测试品后在将图像设成设备保持在低温和低湿(8℃,20%RH)环境中24小时后首先获得的图像的品质。
评价结果显示在表4中。
然后,在低温低湿环境中进行图像形成测试和图像品质评价之后,在高温和高湿(28℃,85%RH)环境中产生3000张图像形成测试品。此外,就以下图像品质均一性、雾浊、条纹和图像缺失方面,评价第3000张的图像的品质,和在产生3000张图像形成测试品后将图像形成装置保持在高温和高湿(28℃,85%RH)环境中24小时后首先获得的图像的品质。
评价结果显示在表5中。
对于图像形成测试,使用的是由富士施乐株式会社制造的P纸(A4大小,由横向进给),对于3000张图像形成测试品,使用的是在横向上通过将A4纸分为青色、品红色、黄色和黑色而产生的图像。
<图像品质均一性的评价>
对于图像品质均一性的评价,打印图6A中所示的包含字符和黑色区域(图像浓度为30%)的图案的表,并目视观察与评价浓度为30%的黑色区域部分的浓度变化。
A:浓度变化优异或极小。
B:浓度变化略微明显。
C:浓度变化可被清楚观察到。
<雾浊的评价>
为判断雾浊,使用与上述图像品质均一性评价所使用的样品相同的样品,并目视观察色调剂附着于纸的白色部分的程度。
A:优异
B:观察到轻微的雾浊
C:观察到引起图像品质问题的雾浊
<条纹的评价>
通过使用与上述图像品质均一性评价所使用的样品相同的样品来目视观察和判断条纹。
A:优异
B:部分地观察到条纹
C:观察到引起图像品质问题的条纹
<图像缺失的评价>
使用与上述图像品质均一性评价所使用的样品相同的样品,通过目视观察浓度为30%的黑色区域中直线的模糊来判断图像缺失。
A:优异
B:虽然在连续打印测试品的过程中没有问题,但是在将图像形成装置放置1天(24小时)后出现模糊。
C:即使在连续打印测试品的过程中也出现模糊。
<重影的评价>
通过打印图6A中所示的包含字符(G)和黑色区域(图像浓度为50%)的图案的图来评价重影,并目视观察字符(G)在黑色区域的50%的部分中如何显现。
A:如图6A中所示,重影优异或极小。
B:如图6B中所示,重影略微明显。
C:如图6C中所示,重影可被清楚地观察到。
-保护层(最外表面层)的评价-
以下述方式评价保护层(最外表面层)的粘合性和磨损。
<保护层的粘合性的评价>
为评价保护层的粘合性,利用切刀在已在低温和低湿以及高温和高湿下进行了总共约6000张图像形成测试的感光体中切下5×5个2mm见方的切片,并将由3M制造的隐形胶带(mendingtape)贴附于其上。剥离该胶带,并基于剥离后残留的切片的数量评价保护层的粘合性。
可以理解,残留的切片的数量越大,则对于保护层下方的电荷输送层的粘合性越优异。
A:残留21个以上切片。
B:残留11~20个切片。
C:残留10个以下切片。
评价结果显示在表4中。
<最外表面层的磨损的测量>
为测量最外表面层的磨损,测量已在低温和低湿以及在高温和高湿下进行了总共约6000张图像形成测试的感光体的磨损。
可以理解,磨损越小,则最外表面层的机械强度越高。
评价结果显示在表4中。
实施例2~16
以与实施例1相似的方式制备感光体2~16,不同之处在于,根据表3改变特定电荷输送材料(a)、其他电荷输送材料和各种添加剂(颗粒、聚合物、固化剂、抗氧化剂和固化催化剂)的种类和混合量,并评价所制备的感光体。将保护层的膜厚调整为在DocuCentreColor400CP中可获得适当电势的膜厚。
评价结果显示在表4和表5中。
实施例17~25
分别以与实施例1~9相似的方式制备感光体17~25,不同之处在于,将用于形成电荷输送层的粘合剂树脂改变为双酚Z聚碳酸酯树脂(粘均分子量:55000)(电荷输送层2),并对所制备的感光体以与实施例1中相似的方式评价。将保护层的膜厚调整为在DocuCentreColor400CP中可获得适当电势的膜厚。
评价结果显示在表4和表5中。
实施例26
以与实施例1相似的方式制备感光体26,不同之处在于,如下改变电荷输送层的形成方法,并评价感光体26。评价结果显示在表4和表5中。
(电荷输送层的形成)
向800质量份氯苯中添加45质量份具有以下结构的化合物(a)和55质量份双酚Z聚碳酸酯树脂(粘均分子量:40000),随后进行溶解,由此获得电荷输送层形成用涂布液。将该涂布液涂布在电荷生成层上,随后在130℃干燥45分钟,由此形成膜厚为17μm的电荷输送层(电荷输送层3)。
化合物(a)
实施例27
以与实施例1相似的方式制备感光体27,不同之处在于,如下改变电荷输送层的形成方法,并评价感光体27。评价结果显示在表4中。
(电荷输送层的形成)
向800质量份氯苯中添加50质量份具有以下结构的化合物(b)和50质量份双酚Z聚碳酸酯树脂(粘均分子量:50000),随后进行溶解,由此获得电荷输送层形成用涂布液。将该涂布液涂布在电荷生成层上,随后在130℃干燥45分钟,由此形成膜厚为15μm的电荷输送层(电荷输送层4)。
化合物(b)
实施例28
以与实施例1相似的方式制备感光体28,不同之处在于,如下改变电荷输送层的形成方法,并评价感光体28。评价结果显示在表4和表5中。
(电荷输送层的形成)
向800质量份氯苯中添加50质量份具有以下结构的化合物(c)和50质量份双酚Z聚碳酸酯树脂(粘均分子量:80000),随后进行溶解,由此获得电荷输送层形成用涂布液。将该涂布液涂布在电荷生成层上,随后在130℃干燥45分钟,由此形成膜厚为15μm的电荷输送层(电荷输送层5)。
化合物(c)
实施例29
按照与实施例1相似的方式实施,直至形成电荷生成层。之后,作为最外表面层,电荷输送层按照以下方式形成从而制备感光体29,并以与实施例1中相似的方式评价感光体29。评价结果显示在表4和表5中。
(电荷输送层的形成)
将30质量份电荷输送材料((I)-52)、10质量份化合物(b)、30质量份甲苯、0.1质量份3,5-二-叔丁基-4-羟基甲苯(BHT)和0.2质量份OTA混合,由此制备电荷输送层形成用涂布液。通过浸涂法将该涂布液涂布在电荷生成层上,随后在室温空气干燥30分钟,由室温加热至150℃并保持30分钟。将所得物在150℃再加热30分钟进行固化,形成膜厚为20μm的电荷输送层,由此制备实施例29的感光体。
关于其中电荷输送层成为最外表面层的感光体,表3中的电荷输送层的构造未在电荷输送层的列中公开,而是在表面层的列中公开。
实施例30
按照与实施例1相似的方式实施,直至形成电荷生成层。之后,作为最外表面层,电荷输送层按照以下方式形成从而制备感光体30,并以与实施例1中相似的方式评价感光体30。评价结果显示在表4和表5中。
(电荷输送层的形成)
将30质量份电荷输送材料((I)-52)、10质量份化合物(c)、5质量份PC(Z)、30质量份甲苯、0.1质量份3,5-二-叔丁基-4-羟基甲苯(BHT)和0.2质量份偶氮异丁腈混合,由此制备电荷输送层形成用涂布液。通过浸涂法将该涂布液涂布在电荷生成层上,随后在室温空气干燥30分钟,并在氧浓度为200ppm以下的氮气氛中由室温加热至150℃并保持30分钟。将所得物在150℃再加热30分钟进行固化,以形成膜厚为20μm的电荷输送层,由此制备实施例30的感光体。
实施例31
按照与实施例1相似的方式实施,直至形成电荷输送层。之后,以以下方式形成保护层以制备感光体31,并以与实施例1中相似的方式评价感光体31。评价结果显示在表4和表5中。
(保护层的形成)
将30质量份电荷输送材料((I)-52)、0.2质量份胶体二氧化硅(产品名:PL-1,由FUSOCHEMICALCO.,LTD.制造)、30质量份甲苯、0.1质量份3,5-二-叔丁基-4-羟基甲苯(BHT)和0.2质量份Irgacure184(光固化催化剂)混合,由此制备保护层形成用涂布液。通过喷涂法将该涂布液涂布在电荷输送层上,随后在室温空气干燥30分钟。之后,在氧浓度为100ppm以下的氮气氛中在照射强度为500mW/cm2且照射时间为300秒的条件下利用金属卤化物灯的光对所得物进行照射,从而进行光聚合固化。以此方式,形成膜厚为4μm的保护层,以制备实施例31的感光体。
实施例32
按照与实施例1相似的方式实施,直至形成电荷输送层。之后,以以下方式形成保护层以制备感光体32,并以与实施例1中相似的方式评价感光体32。评价结果显示在表4和表5中。
(保护层的形成)
将30质量份电荷输送材料((I)-52)、0.2质量份胶体二氧化硅(产品名:PL-1,由FUSOCHEMICALCO.,LTD.制造)、30质量份甲苯、0.1质量份3,5-二-叔丁基-4-羟基甲苯(BHT)混合,由此制备保护层形成用涂布液。通过喷涂法将该涂布液涂布在电荷输送层上,随后在室温空气干燥30分钟。之后,在氧浓度为20ppm以下的氮气氛中使用电子束发射装置将所得物通过电子束固化。以此方式,形成膜厚为4μm的保护层,以制备实施例32的感光体。
实施例33~36
按照与实施例1相似的方式实施,直至形成电荷输送层。之后,以以下方式形成保护层以制备感光体33~36,并以与实施例1中相似的方式评价感光体33~36。评价结果显示在表4和表5中。
[感光体37~40]
按照与实施例1相似的方式实施,直至形成电荷输送层。之后,利用表7中所示的组合物形成保护层,由此制备感光体37~40。
实施例37~40
以与实施例1中相似的方式评价感光体37~40。评价结果显示在表4和表5中。
(保护层的形成)
以与实施例32中相似的方式利用电子束发射装置进行电子束固化,不同之处在于,根据如表3所示改变保护层形成用涂布液的组成。以此方式,形成膜厚为4μm的保护层,以制备实施例33~36的感光体。
比较例1
以与实施例1中相似的方式制备比较感光体1,不同之处在于使用30质量份比较合成例1的化合物(E)代替用于保护层的电荷输送材料((I)-48),并使用30质量份四氢呋喃代替15质量份环戊醇和15质量份环戊基甲基醚。然而,由于化合物(E)结晶,因此无法获得均一的保护层。此外,化合物(E)无法溶解在15质量份环戊醇和15质量份环戊基甲基醚中。
比较例2和3
以与比较例1中相似的方式形成保护层以制备比较感光体2和3,不同之处在于,分别使用30质量份以下化合物(F)或30质量份化合物(G)代替化合物(E)作为用于保护层的电荷输送材料。在该感光体2和3中,电荷输送层的一部分显示被溶解。但是,其表面是均一的,并且未观察到严重的不均匀性。对所获得的感光体以与实施例1中相似的方式进行评价。另外,对于15质量份环戊醇和15质量份环戊基甲基醚,化合物(F)和(G)显示了不充分的溶解性,并引起在干燥和固化过程中的分离。因此,使用四氢呋喃作为溶剂。
评价结果显示在表4和表5中。
化合物(F)
化合物(G)
比较例4~6
以与实施例29中相似的方式获得比较例7~9的比较感光体4~6,不同之处在于,使用化合物(E)、(F)和(G)代替电荷输送材料((I)-52),并将溶剂改变为四氢呋喃。对所获得的比较感光体4~6以与实施例1中相似的方式进行评价。评价结果显示在表4和表5中。
比较例7
获得其中形成底涂层、电荷生成层和电荷输送层的实施例1的感光体,将其作为比较例7的比较感光体7。对所获得的比较感光体7以与实施例1中相似的方式进行评价。评价结果显示在表4和表5中。
比较例8~9
以与比较例1中相似的方式形成保护层以制备比较感光体8和9,不同之处在于,分别使用30质量份以下化合物(H)或30质量份化合物(I)作为用于保护层的电荷输送材料((I)-48)。在比较感光体8和9中,电荷输送层的一部分显示被溶解。但是,其表面是均一的,并且未观察到严重的不均匀性。对所获得的感光体以与实施例1中相似的方式进行评价。另外,对于15质量份环戊醇和15质量份环戊基甲基醚,化合物(F)和(G)显示了不充分的溶解性,因此使用15质量份环戊醇和15质量份四氢呋喃作为混合溶剂。
评价结果如表4~5中所示。
化合物(H)
化合物(I)
如表4和表5中所示,在实施例中,耐磨损性高于比较例中的耐磨损性,并且图像品质均一性、雾浊、条纹和图像缺失中的任一项都十分优异。
另外,当使用比较例的电子照相感光体时,在高温和高湿进行的图像形成测试的评价结果劣于在低温和低湿进行的图像形成测试的的评价结果。推断的是,这是因为感光体的表面吸收空气中的湿气,并且静电潜像在横向缺失且混乱。还推断的是,这是因为电子照相感光体如何受这种现象变化的影响取决于感光体的构成材料。
实施例1A~10A,比较例1A~5A
根据表3,将以上实施例和比较例中制备的感光体和比较感光体安装在构造与图10相同且使用液体显影剂的图像形成装置(富士施乐株式会社的试验型号)上,并进行以下评价。结果显示在表6中。
<图像形成装置>
使用具有图10和11中所示的构造的图像形成装置。
<液体显影剂>
将20质量份含有90质量%磷脂酰丝氨酸的卵磷脂与80份IsoparM混合,由此获得电荷控制剂。使用砂磨机,将1质量份炭黑、20质量份乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物和75质量份IsoparM分散10小时,并将所得物用IsoparM稀释以获得3质量份的固体成分比例,由此获得液体色调剂。将100质量份液体色调剂与1质量份该电荷控制剂混合,由此获得液体显影剂。
通过使用酞菁颜料(青色色调剂)、黄色偶氮颜料(黄色色调剂)和喹吖酮颜料(品红色色调剂)代替炭黑,获得液体青色、黄色和品红色显影剂。
比较例6A
使用其中形成底涂层、电荷生成层和电荷输送层的实施例1中的感光体作为比较感光体7,并将该感光体安装在构造与图10相同的且使用液体显影剂的图像形成装置(富士施乐株式会社的试验型号)上,并进行以下评价。结果显示在表6中。
<感光体表面上的裂纹的评价>
以以下方式进行该评价。目视观察已经进行1000次打印的感光体上裂纹的存在。评价标准如下。
A:感光体表面上无裂纹。
B:感光体表面上显示细小的裂纹,但图像品质不存在缺陷。
C:感光体表面上的裂纹显示为图像。
D:感光体表面显著劣化,并且在印刷测试中测试无法连续进行。
<感光体表面上的清洁损坏的评价>
通过在打印测试之后目视观察感光体表面来进行该评价。评价标准如下。
A:感光体表面上无损坏。
B:感光体表面上显示微小的损坏,但图像品质不存在缺陷。
C:观察到感光体表面上的损坏,并且损坏显示为图像。
D:感光体表面显著劣化,并且在印刷测试中测试无法连续进行。
<感光体的电特性的评价>
以以下方式进行该评价。通过使用与实施例1中相同的图,横向进给A4纸张(P纸,由富士施乐株式会社制造),并进行打印1000次。通过使用由SakataInxEngineeringCo.,Ltd.制造的SpectroEyeLT,将具有40%浓度的黑色图像的打印浓度的变化评价为电特性的指数。评价标准如下。
A:|打印前后图像浓度差|<1
B:1≤|打印前后图像浓度差|<1.5
C:1.5≤|打印前后图像浓度差|<2
D:2≤|打印前后图像浓度差|
表6
由以上结果可以理解,即使在使用液体显影剂的图像形成装置中,这些实施例中感光体表面上的裂纹、清洁损坏和电特性中任一项的结果也都比比较例更加优异。
提供对本发明的实施方式的前述描述是为了说明和描述的目的。并非试图穷尽本发明,也并非试图将本发明限制于所披露的精确形式。显然,许多改进和变化对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述所述实施方式是为了能够最好地解释本发明的原理及其实际用途,由此使得本领域的其他技术人员能够理解适用于预计的特定用途的本发明的各种实施方式和各种改进方案。本发明的范围由所附权利要求及其等同方式所限定。
Claims (21)
1.一种化合物,所述化合物由下式(II)表示:
其中,在式(II)中,Ar1~Ar4中每一个独立表示具有取代基或不具有取代基的芳基,Ar5表示具有取代基或不具有取代基的芳基或者具有取代基或不具有取代基的亚芳基,c1~c5中每一个表示0~2的整数并且c1~c5之和为1~8的整数,k表示0或1,并且D是由下式(III)表示的基团:
其中,在式(III)中,L表示二价连接基团,所述二价连接基团包含直接与Ar1~Ar4的芳基和Ar5的芳基或亚芳基连接的-(CH2)n-O-基团,并且n表示3~6的整数。
2.如权利要求1所述的化合物,
其中,式(II)中c1~c5之和为3~8的整数。
3.一种电荷输送膜,所述电荷输送膜包含权利要求1所述的化合物或源于权利要求1所述化合物的结构体。
4.一种电荷输送膜,所述电荷输送膜包含:
通过固化含有权利要求1所述化合物的组合物而获得的固化材料。
5.一种光电转换装置,所述光电转换装置包含权利要求3所述的电荷输送膜。
6.一种电子照相感光体,所述电子照相感光体包含:
导电性基体;和
设置在所述导电性基体上的感光层,
其中,其最外表面层含有权利要求1所述的化合物或源于权利要求1所述化合物的结构体。
7.如权利要求6所述的电子照相感光体,
其中,所述最外表面层是含有权利要求1所述化合物的组合物的固化膜。
8.如权利要求7所述的电子照相感光体,
其中,所述组合物含有与权利要求1所述的化合物反应的第二化合物。
9.如权利要求7所述的电子照相感光体,
其中,所述组合物含有不与权利要求1所述的化合物反应的聚合物。
10.如权利要求8所述的电子照相感光体,
其中,所述与权利要求1所述的化合物反应的第二化合物是不具有电荷输送性的单体或低聚物。
11.如权利要求8所述的电子照相感光体,
其中,所述与权利要求1所述的化合物反应的第二化合物是具有电荷输送性的电荷输送化合物。
12.如权利要求7所述的电子照相感光体,
其中,通过利用热、光或电子束固化所述组合物而获得所述固化膜。
13.如权利要求6所述的电子照相感光体,
其中,所述最外表面层含有颗粒。
14.如权利要求6所述的电子照相感光体,
其中,所述最外表面层是保护层。
15.如权利要求6所述的电子照相感光体,所述电子照相感光体还包含在所述导电性基体与所述最外表面层之间的与所述最外表面层相邻的相邻层,
其中,所述相邻层含有粘均分子量为50000以上的树脂。
16.一种电子照相感光体的制造方法,所述方法包括:
在需要涂布的表面上涂布含有组合物的涂布液从而形成涂布膜,所述组合物含有权利要求1所述的化合物;然后
通过在100℃~170℃的条件下加热而使所述涂布膜固化。
17.一种可从图像形成装置上拆卸的处理盒,所述处理盒包含权利要求6所述的电子照相感光体。
18.如权利要求17所述的处理盒,所述处理盒还包含显影单元,所述显影单元通过使用含有色调剂的液体显影剂使形成于所述电子照相感光体上的静电潜像显影。
19.一种图像形成装置,所述图像形成装置包含:
权利要求6所述的电子照相感光体;
充电单元,所述充电单元对所述电子照相感光体充电;
静电潜像形成单元,所述静电潜像形成单元在经充电的电子照相感光体上形成静电潜像;
显影单元,所述显影单元通过使用含有色调剂的显影剂使形成于所述电子照相感光体上的所述静电潜像显影以形成色调剂图像;和
转印单元,所述转印单元将所述色调剂图像转印至转印介质。
20.如权利要求19所述的图像形成装置,
其中,所述显影剂是液体显影剂。
21.一种图像形成装置,所述图像形成装置包含:
权利要求6所述的电子照相感光体;
充电单元,所述充电单元对所述电子照相感光体充电;
静电潜像形成单元,所述静电潜像形成单元在经充电的电子照相感光体上形成静电潜像;
显影单元,所述显影单元通过使用成层状的所述显影剂使形成于所述电子照相感光体上的所述静电潜像显影,从而形成通过液体显影剂显影的图像;
中间转印部件,形成于所述电子照相感光体上的通过所述液体显影剂显影的所述图像被转印至所述中间转印部件上;
一次转印单元,所述一次转印单元将形成于所述电子照相感光体上的通过所述液体显影剂显影的所述图像转印至所述中间转印部件;
成膜单元,所述成膜单元将形成于所述电子照相感光体上的通过所述液体显影剂显影的所述图像形成为膜;和
二次转印单元,所述二次转印单元将已经成为膜的通过所述液体显影剂显影的所述图像从所述中间转印部件转印至转印介质。
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