具体实施方式
以下,对本发明的具体实施方式进行详细说明。需要指出的是,本发明并不限定于下述实施方式,在本发明的要点范围内可以作出各种变形后实施。
[电子照相感光体]
作为本发明的第1方面的电子照相感光体,在其导电性支撑体上至少具有感光层,该感光层中含有具有下述通式[1]表示的重复结构的聚芳酯树脂,还含有通式[6]表示的烯胺化合物。感光层中所含的聚芳酯树脂被用作粘合剂树脂,烯胺化合物被用作电荷传输材料。
[化学式9]
式[1]中,Ar1~Ar4彼此独立地表示任选具有取代基的亚芳基,k为0~5的整数。其中,当k=0时,Ar3和Ar4中的任一个为具有取代基的亚芳基。
式[1]中,X表示单键、氧原子、硫原子、或具有下述式[2]或下述式[3]表示的结构的2价有机残基。
[化学式10]
(式[2]中的R1和R2彼此独立地表示氢原子、烷基、或芳基、或由R1和R2相键合而形成的环亚烷基(cycloalkylidenegroup)。)
[化学式11]
-O-R3-O-[3]
(式[3]中的R3表示亚烷基、亚芳基、或下述式[4]表示的基团。)
[化学式12]
-R4-Ar5-R5-[4]
(式[4]中的R4及R5彼此独立地表示亚烷基,Ar5表示亚芳基。)
式[1]中,Y表示单键、氧原子、硫原子、或具有下述式[5]表示的结构的2价有机残基。
[化学式13]
(式[5]中,R6和R7彼此独立地表示氢原子、烷基、烷氧基、芳基、或由R6和R7相键合而形成的亚环烷基。)
[化学式14]
式[6]中,Ar6~Ar9可以相同也可以不同,分别表示任选具有取代基的芳基。
另外,上述烯胺化合物尤其优选下述式[7]表示的化合物。
[化学式15]
(式[7]中,Ar10~Ar15可以相同也可以不同,分别表示任选具有取代基的芳基,n表示2以上的整数。Z表示一价有机残基,m表示0~4的整数。)
另外,作为本发明的第2方面的电子照相感光体,在其导电性支撑体上具有感光层,该感光层中至少含有聚芳酯树脂和电荷传输物质,根据利用密度泛函计算B3LYP/6-31G(d,p)对该电荷传输物质进行结构最优化计算的结果,所得到的HOMO能级E_homo满足下式:
E_homo>-4.67(eV);
并且,在利用上述B3LYP/6-31G(d,p)进行结构最优化计算后得到的稳定结构中,通过限制Hartree-Fock法计算(基函数为6-31G(d,p),以下将该计算记作HF/6-31G(d,p))得到的极化率α的计算值αcal满足下式:
在本发明的第2方面中,优选聚芳酯树脂为具有上述式[1]表示的重复结构的聚芳酯树脂。
作为本发明的第3方面的电子照相感光体,该电子照相感光体在其导电性支撑体上具有感光层,该感光层中至少含有一种下述式[7’]表示的化合物。
[化学式16]
(在通式[7’]中,Ar10’~Ar11’、Ar12~Ar15可以相同也可以不同,分别表示任选具有取代基的芳基。n表示2以上的整数。Z表示一价有机残基,m表示0~4的整数。另外,Ar10’~Ar11’中的至少一个为具有取代基的芳基。)
在本发明的第3方面中,优选m为0。
作为感光层的具体结构的典型实例,可列举下述叠层型感光层及分散型(单层型)感光层,所述叠层型感光层是将以电荷发生材料为主成分的电荷发生层和以电荷传输材料及粘合剂树脂为主成分的电荷传输层叠层在导电性支撑体上而形成的叠层型感光层;所述分散型(单层型)感光层是在导电性支撑体上使电荷发生材料分散在含有电荷传输材料及粘合剂树脂的层中而形成的分散型(单层型)感光层。在本发明中,上述通式[1]表示的聚芳酯树脂和通式[6]、[7]或[7’]表示的烯胺化合物通常被用于构成感光层的同一层中,优选包含在构成叠层型感光层的电荷传输层中。
(聚芳酯树脂)
首先针对聚芳酯树脂进行说明。感光层中所含的聚芳酯树脂是含有上述通式[1]表示的重复结构的树脂,可利用公知的方法、例如由二价羟基芳基成分和二羧酸成分来制备。
在通式[1]中,Ar1~Ar4可以彼此相同、也可以互不相同,它们分别独立地表示任选具有取代基的亚芳基。作为所述亚芳基,并无特殊限制,优选碳原子数6~20的亚芳基,例如可列举亚苯基、亚萘基、亚蒽基、亚菲基、亚芘基。其中,从制造成本方面考虑,尤其优选亚苯基和亚萘基。而当不仅考虑制造成本、还考虑合成的容易程度的情况下,对比亚苯基和亚萘基时,更优选亚苯基。其中,当式[1]中的k=0时、Ar3和Ar4同时为未取代的亚芳基时,感光层的粘接性差,因而Ar3和Ar4中的任一个为具有取代基的亚芳基。
对于上述亚芳基上分别独立地任选具有的取代基并无特殊限制,可优选列举例如氢原子、烷基、烷氧基、芳基、稠合多环基、卤代基。从感光层用粘合剂树脂的机械特性和对用于形成感光层的涂布液的溶解性方面考虑,作为芳基,优选苯基、萘基;作为卤代基,优选氟原子、氯原子、溴原子、碘原子;作为烷氧基,优选甲氧基、乙氧基、丁氧基;作为烷基,优选碳原子数1~10的烷基,更优选碳原子数1~8的烷基,尤其优选碳原子数1~2的烷基,具体而言,最优选甲基。对于Ar1~Ar4各自的取代基数目并无特殊限制,优选3个以下,更优选2个以下,尤其优选1个以下。
另外,在通式[1]中,Ar1和Ar2优选为具有相同取代基的同样的亚芳基,尤其优选未取代的亚苯基。此外,Ar3和Ar4也优选为同样的亚芳基,尤其优选具有甲基的亚苯基。
在通式[1]中,X表示单键、氧原子、硫原子、具有式[2]表示的结构或式[3]表示的结构的2价有机残基。式[2]中的R1和R2彼此独立地表示氢原子、烷基、或芳基、或由R1和R2相键合而形成的环亚烷基。作为式[2]中的R1和R2所表示的烷基,可列举甲基、乙基、丙基、丁基等;作为芳基,可列举苯基、萘基等。另外,作为式[2]中由R1和R2键合而成的环亚烷基,可列举环亚戊基、环亚己基、环亚庚基等。此外,式[3]中的R3表示亚烷基、亚芳基、或式[4]表示的基团。作为式[3]中的R3所表示的亚烷基,可列举亚甲基、亚乙基、亚丙基等;作为式[3]中的R3所表示的亚芳基,可列举亚苯基、亚三联苯基等;作为式[4]表示的基团,可列举下述式[8]表示的基团等。上述基团中,从耐磨损性的角度出发,优选X为氧原子。
[化学式17]
在通式[1]中,k为0~5的整数,优选为0~1的整数,从耐磨损性的角度出发,最优选为1。
在通式[1]中,Y表示单键、硫原子、氧原子、或具有式[5]表示的结构的2价有机残基。式[5]中的R6和R7彼此独立地表示氢原子、烷基、烷氧基、芳基、或由R6和R7键合而形成的环亚烷基。从感光层用粘合剂树脂的机械特性和对用于形成感光层的涂布液的溶解性方面考虑,作为芳基,优选苯基、萘基;作为烷氧基,优选甲氧基、乙氧基、丁氧基。此外,作为烷基,优选碳原子数1~10的烷基,更优选碳原子数1~8的烷基,尤其优选碳原子数1~2的烷基。从制造聚芳酯树脂时所使用的二价羟基芳基成分的制造简便性方面考虑,作为Y,优选为单键、-O-、-S-、-CH2-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-、环亚己基,更优选为-CH2-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-、环亚己基,尤其优选-CH2-、-CH(CH3)-。
在本发明中,作为上述聚芳酯树脂,优选含有下述通式[9]表示的重复结构的聚芳酯树脂。在下述通式[9]中,Ar16~Ar19彼此独立地表示任选具有取代基的亚芳基,R8表示氢原子或烷基。
[化学式18]
在上述通式[9]中,Ar16~Ar19为分别对应于上述Ar1~Ar4的基团,尤其优选分别为任选具有取代基的亚苯基。此外,优选的取代基为氢原子或烷基,特别优选为甲基。另外,在通式[9]中,尤其优选Ar18和Ar19为具有甲基的相同的亚苯基、Ar16和Ar17为不具有取代基的亚苯基。另外,R8表示氢原子或烷基,该烷基优选为碳原子数1~10的烷基,更优选为碳原子数1~8的烷基,尤其优选为甲基。
在上述聚芳酯树脂中作为二价羟基芳基残基的二价羟基芳基成分是下述通式[10]表示的成分,更优选为下述通式[11]表示的成分。
[化学式19]
-O-Ar3-Y-Ar4-O-
[10]
通式[10]中的Ar3、Ar4及Y均与前述意义相同。
[化学式20]
通式[11]中的Ar18和Ar19彼此独立地表示任选具有取代基的亚苯基,R8表示氢原子或甲基。
具体而言,当通式[11]中的R8为氢原子时,所述二价羟基芳基成分可列举如下:双(2-羟基苯基)甲烷、(2-羟基苯基)(3-羟基苯基)甲烷、(2-羟基苯基)(4-羟基苯基)甲烷、双(3-羟基苯基)甲烷、(3-羟基苯基)(4-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基苯基)甲烷、双(2-羟基-3-甲基苯基)甲烷、双(2-羟基-3-乙基苯基)甲烷、(2-羟基-3-甲基苯基)(3-羟基-4-甲基苯基)甲烷、(2-羟基-3-乙基苯基)(3-羟基-4-乙基苯基)甲烷、(2-羟基-3-甲基苯基)(4-羟基-3-甲基苯基)甲烷、(2-羟基-3-乙基苯基)(4-羟基-3-乙基苯基)甲烷、双(3-羟基-4-甲基苯基)甲烷、双(3-羟基-4-乙基苯基)甲烷、(3-羟基-4-甲基苯基)(4-羟基-3-甲基苯基)甲烷、(3-羟基-4-乙基苯基)(4-羟基-3-乙基苯基)甲烷、双(4-羟基-3-甲基苯基)甲烷、双(4-羟基-3-乙基苯基)甲烷。另外,当R8为甲基时,所述二价羟基芳基成分可列举如下:1,1-双(2-羟基苯基)乙烷、1-(2-羟基苯基)-1-(3-羟基苯基)乙烷、1-(2-羟基苯基)-1-(4-羟基苯基)乙烷、1,1-双(3-羟基苯基)乙烷、1-(3-羟基苯基)-1-(4-羟基苯基)乙烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、1,1-双(2-羟基-3-甲基苯基)乙烷、1,1-双(2-羟基-3-乙基苯基)乙烷、1-(2-羟基-3-甲基苯基)-1-(3-羟基-4-甲基苯基)乙烷、1-(2-羟基-3-乙基苯基)-1-(3-羟基-4-乙基苯基)乙烷、1-(2-羟基-3-甲基苯基)-1-(4-羟基-3-甲基苯基)乙烷、1-(2-羟基-3-乙基苯基)-1-(4-羟基-3-乙基苯基)乙烷、1,1-双(3-羟基-4-甲基苯基)乙烷、1,1-双(3-羟基-4-乙基苯基)乙烷、1-(3-羟基-4-甲基苯基)-1-(4-羟基-3-甲基苯基)乙烷、1-(3-羟基-4-乙基苯基)-1-(4-羟基-3-乙基苯基)乙烷、1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)乙烷、1,1-双(4-羟基-3-乙基苯基)乙烷。
其中,当通式[11]中的R8为氢原子时,从二价羟基芳基成分的制造简便性方面考虑,尤其优选双(4-羟基苯基)甲烷、(2-羟基苯基)(4-羟基苯基)甲烷、双(2-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基-3-甲基苯基)甲烷、双(4-羟基-3-乙基苯基)甲烷,还可以将多个这些二价羟基芳基成分组合使用。
此外,当通式[11]中的R8为甲基时,尤其优选1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、1-(2-羟基苯基)-1-(4-羟基苯基)乙烷、1,1-双(2-羟基苯基)乙烷、1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)乙烷、1,1-双(4-羟基-3-乙基苯基)乙烷,还可以将多个这些二价羟基芳基成分组合使用。
通式[10]中包含通式[11],以下,针对除了上述列举的通式[11]的例示以外的通式[10]表示的化合物进行说明。
作为通式[10]表示的二价羟基芳基成分的具体实例,可列举3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二羟基联苯、2,4,3’,5’-四甲基-3,4’-二羟基联苯、2,2’,4,4’-四甲基-3,3’-二羟基联苯、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)醚、(4-羟基-3,5-二甲基苯基)(3-羟基-2,4-二甲基苯基)醚、双(3-羟基-2,4-二甲基苯基)醚、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)甲烷、(4-羟基-3,5-二甲基苯基)(3-羟基-2,4-二甲基苯基)甲烷、双(3-羟基-2,4-二甲基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)乙烷、1-(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-1-(3-羟基-2,4-二甲基苯基)乙烷、1,1-双(3-羟基-2,4-二甲基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2-(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-2-(3-羟基-2,4-二甲基苯基)丙烷、2,2-双(3-羟基-2,4-二甲基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)环己烷、1-(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-1-(3-羟基-2,4-二甲基苯基)环己烷、1,1-双(3-羟基-2,4-二甲基苯基)环己烷,优选3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二羟基联苯、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)醚、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)环己烷。
或者,可列举双(2-羟基苯基)醚、(2-羟基苯基)(3-羟基苯基)醚、(2-羟基苯基)(4-羟基苯基)醚、双(3-羟基苯基)醚、(3-羟基苯基)(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)醚、双(2-羟基-3-甲基苯基)醚、双(2-羟基-3-乙基苯基)醚、(2-羟基-3-甲基苯基)(3-羟基-4-甲基苯基)醚、(2-羟基-3-乙基苯基)(3-羟基-4-乙基苯基)醚、(2-羟基-3-甲基苯基)(4-羟基-3-甲基苯基)醚、(2-羟基-3-乙基苯基)(4-羟基-3-乙基苯基)醚、双(3-羟基-4-甲基苯基)醚、双(3-羟基-4-乙基苯基)醚、(3-羟基-4-甲基苯基)(4-羟基-3-甲基苯基)醚、(3-羟基-4-乙基苯基)(4-羟基-3-乙基苯基)醚、双(4-羟基-3-甲基苯基)醚、双(4-羟基-3-乙基苯基)醚、以及双(4-羟基苯基)甲烷、(2-羟基苯基)(4-羟基苯基)甲烷、双(2-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、双(4-羟基苯基)酮、双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基-3-甲基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷、双(4-羟基-3-甲基苯基)醚、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)环己烷、双(4-羟基-2,3,5-三甲基苯基)苯基甲烷、1,1-双(4-羟基-2,3,5-三甲基苯基)苯基乙烷、双(4-羟基苯基)-1-苯基甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷、1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基丙烷、双(4-羟基苯基)二苯基甲烷、双(4-羟基苯基)二苯基甲烷、双(4-羟基苯基)甲氧基甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)-1-甲氧基乙烷、1,1-双(4-羟基苯基)-1-甲氧基丙烷、双(4-羟基苯基)二甲氧基甲烷等。
其中,从二价羟基芳基成分的制造简便性方面考虑,尤其优选双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)甲烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)环己烷,或者双(4-羟基苯基)醚、(2-羟基苯基)(4-羟基苯基)醚、双(2-羟基苯基)醚、双(4-羟基-3-甲基苯基)醚、双(4-羟基-3-乙基苯基)醚,还可以将多个这些二价羟基芳基成分组合使用。
上述聚芳酯树脂中作为二羧酸残基的二羧酸成分用下述通式[12]表示。
[化学式21]
通式[12]中的Ar1、Ar2、X及k均与前述意义相同,作为式[12]中所包含的二羧酸残基,可列举下述通式[I]~[VI]表示的结构,优选下述通式[13]表示的结构。
[化学式22]
[化学式23]
[化学式24]
[化学式25]
[化学式26]
[化学式27]
[化学式28]
通式[13]中的Ar16及Ar17也与前述意义相同,优选为任选具有取代基的亚苯基。
作为优选的二羧酸残基的具体实例,可列举二苯醚-2,2’-二羧酸残基、二苯醚-2,3’-二羧酸残基、二苯醚-2,4’-二羧酸残基、二苯醚-3,3’-二羧酸残基、二苯醚-3,4’-二羧酸残基、二苯醚-4,4’-二羧酸残基等。其中,从二羧酸成分的制造简便性方面考虑,更优选二苯醚-2,2’-二羧酸残基、二苯醚-2,4’-二羧酸残基、二苯醚-4,4’-二羧酸残基,尤其优选二苯醚-4,4’-二羧酸残基。
上述聚芳酯树脂还可以是包含其它的二羧酸成分、且在其部分结构中包含通式[1]的树脂。作为其它的二羧酸残基的具体实例,可列举己二酸残基、辛二酸残基、癸二酸残基、邻苯二甲酸残基、间苯二甲酸残基、对苯二甲酸残基、甲苯-2,5-二羧酸残基、对二甲苯-2,5-二羧酸残基、吡啶-2,3-二羧酸残基、吡啶-2,4-二羧酸残基、吡啶-2,5-二羧酸残基、吡啶-2,6-二羧酸残基、吡啶-3,4-二羧酸残基、吡啶-3,5-二羧酸残基、萘-1,4-二羧酸残基、萘-2,3-二羧酸残基、萘-2,6-二羧酸残基、联苯-2,2’-二羧酸残基、联苯-4,4’-二羧酸残基,优选己二酸残基、癸二酸残基、邻苯二甲酸残基、间苯二甲酸残基、对苯二甲酸残基、萘-1,4-二羧酸残基、萘-2,6-二羧酸残基、联苯-2,2’-二羧酸残基、联苯-4,4’-二羧酸残基,尤其优选间苯二甲酸残基、对苯二甲酸残基,还可以将多个这些二羧酸残基组合使用。
需要说明的是,在具有通式[12]的二羧酸残基和上述其它二羧酸残基的情况下,通式[12]的二羧酸残基以重复单元的个数计优选为70%以上,更优选为80%以上,尤其优选为90%以上。最优选的是仅具有通式[12]的二羧酸残基的情况,即,通式[12]的二羧酸残基以重复单元的个数计为100%的情况。
此外,构成本发明的聚芳酯树脂也可以与其它树脂混合后用于电子照相感光体。其中,作为与其组合使用的其它树脂,可列举聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等乙烯基聚合物及其共聚物,聚碳酸酯、聚芳酯、聚芳酯聚碳酸酯、聚砜、苯氧基树脂、环氧树脂、硅树脂等热塑性树脂以及各种热固性树脂等。这些树脂中,优选聚碳酸酯树脂。
对于组合使用的树脂的混合比例并无特殊限制,为了充分地获得本发明的效果,优选在不超过本发明的聚芳酯树脂的比例的范围内组合使用,尤其优选不与其它树脂组合使用。
为了适于涂布形成感光层,包含通式[1]或[9]表示的重复结构的各聚芳酯树脂的粘均分子量通常为10,000以上、优选为15,000以上、更优选为20,000以上,且通常为300,000以下、优选为200,000以下、更优选为100,000以下。当粘均分子量低于10,000时,树脂的机械强度降低,无法付诸实用;而当粘均分子量超过300,000时,难以涂布形成适当膜厚的感光层。
上述聚芳酯树脂可用于电子照相感光体,可以在感光体中作为设置在导电性支撑体上的感光层中的粘合剂树脂使用。
(烯胺化合物)
接着,针对烯胺化合物进行说明。在本发明中,包含在电子照相感光体的感光层中的烯胺化合物是下述式[6]表示的电荷传输材料。
[化学式29]
(式[6]中,Ar6~Ar9可以相同也可以不同,分别表示任选具有取代基的芳基。)
通式[6]中,作为Ar6~Ar9,优选具有6~20个碳原子的芳基,且任选彼此相同或互不相同。例如,可列举苯基、萘基、芴基、蒽基、菲基、芘基。从制造成本方面考虑,尤其优选苯基、萘基这样的具有6~10个碳原子的芳基。此外,对于具有取代基的情况,作为该取代基,优选Hammett方程中的取代基常数σp在0.20以下的取代基。
这里,Hammett方程是用来说明芳香族化合物中取代基对芳香环的电子状态所赋予的效果的经验方程,取代苯的取代基常数σp可以说是对取代基的给电子/吸电子程度进行定量的值。当σp值为正值时,取代苯甲酸的酸性比未取代苯甲酸的酸性强,即,为吸电子性取代基。相反地,当σp值为负值时,为给电子性取代基。表1中示出了典型取代基的σp值(日本化学会编,「化学便覧基礎編II改訂4版」(《化学便览基础篇Ⅱ修订版第4版》),日本丸善株式会社,平成5年9月30日发行,364页~365页)。
[表1]
Hammett方程中的取代基常数σ
取代基 |
σP |
取代基 |
σP |
-NMe2 |
-0.83 |
-CH=CH2 |
-0.08 |
-OMe |
-0.268 |
-F |
0.06 |
-tBu |
-0.197 |
-Cl |
0.227 |
-iPr |
-0.156 |
-Br |
0.232 |
-Et |
-0.151 |
-COMe |
0.491 |
-Me |
-0.170 |
-CF3 |
0.505 |
-H(基准) |
0.00 |
-CN |
0.670 |
-Ph |
0.01 |
-NO2 |
0.78 |
-β-Naphthyl |
0.062 |
-CO2Et |
0.453 |
另外,上述电荷传输性材料优选下述式[7]表示的化合物。
[化学式30]
(式[7]中,Ar10~Ar15可以相同也可以不同,且分别表示任选具有取代基的芳基,n表示2以上的整数。Z表示一价有机残基,m表示0~4的整数。)
通式[7]中,作为Ar10~Ar15,优选具有6~20个碳原子的芳基,且任选彼此相同或互不相同。例如,可列举苯基、萘基、芴基、蒽基、菲基、芘基。从制造成本方面考虑,尤其优选苯基、萘基这样的具有6~10个碳原子的芳基。此外,对于具有取代基的情况,作为该取代基,优选具有1~10个碳原子、且在Hammett方程中的取代基常数σp在0.20以下的取代基。Z表示一价有机残基,且优选在Hammett方程中的取代基常数σp在0.20以下的取代基。
作为如上所述的取代基或一价有机残基Z,可列举例如碳原子数1~4的烷基、碳原子数1~4的烷氧基、碳原子数2~4的烷基氨基、碳原子数6~10的芳基等,具体可列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、N,N-二甲基氨基、N,N-二乙基氨基、苯基、4-甲苯基、4-乙基苯基、4-丙基苯基、4-丁基苯基、萘基等。其中,从电特性方面考虑,尤其优选碳原子数1~4的烃基。
作为上述通式[7]中的n,优选为2以上的整数。综合考虑相容性及制造成本等方面时,尤其优选n=2的情况。作为m,优选0~1的整数,但从制造成本方面考虑,尤其优选m=0的情况。
此外,作为烯胺化合物,尤其优选下述式[7’]表示的电荷传输材料。
[化学式31]
在通式[7’]中,Ar10’~Ar11’、Ar12~Ar15可以相同也可以不同,分别表示任选具有取代基的芳基。n表示2以上的整数。Z表示一价有机残基,m表示0~4的整数。此外,Ar10’~Ar11’中的至少一个为具有取代基的芳基。
在上述通式[7’]中,Ar10’~Ar11’、Ar12~Ar15的优选范围与通式[7]中的Ar10~Ar15相同,Z、m的优选范围也与通式[7]相同。
另外,在通式[7’]中,也同样,当m=0时电特性良好,因此尤为优选。
作为通式[6]、[7]、[7’]表示的烯胺系化合物的典型实例,可列举下述列举的化合物CT-1~CT-22。但本发明所涉及的烯胺系化合物并不限于这些化合物。
[化学式32]
[化学式33]
[化学式34]
[化学式35]
[化学式36]
[化学式37]
[化学式38]
[化学式39]
[化学式40]
[化学式41]
[化学式42]
[化学式43]
[化学式44]
[化学式45]
[化学式46]
[化学式47]
[化学式48]
[化学式49]
[化学式50]
[化学式51]
这些烯胺衍生物可利用公知的方法容易地合成。例如,本发明的例示化合物CT-9可按照下述反应式制备。
[化学式52]
通过使二芳基胺衍生物A在对甲苯磺酸等酸催化剂的存在下与二芳基乙醛B进行回流脱水以使其缩合而获得作为目标物的电荷传输材料CT-9。
如上所述,在本发明中,使用烯胺化合物作为电荷传输材料,烯胺化合物可单独使用,也可以与其它电荷传输性材料组合使用。作为组合使用的电荷传输性材料,只要是公知的材料则没有特殊限制,可列举例如:2,4,7-三硝基芴酮等芳香族硝基化合物,四氰基苯醌二甲烷等氰基化合物,联对苯醌等醌化合物等吸电子性材料;咔唑衍生物、吲哚衍生物、咪唑衍生物、唑衍生物、吡唑衍生物、噻二唑衍生物、苯并呋喃衍生物等杂环化合物,苯胺衍生物、腙衍生物、芳香胺衍生物、茋衍生物、丁二烯衍生物、以及由上述化合物中的多个不同种类键合而成的化合物、或是主链或侧链具有由上述化合物形成的基团的聚合物等给电子性材料等。上述化合物中,优选芳香胺衍生物、茋衍生物、腙衍生物、以及由上述化合物中的多个不同种类键合而成的化合物。
(电荷传输材料的优选参数范围)
采用B3LYP/6-31G(d,p)对电荷传输物质进行结构最优化计算而得到的HOMO能级E_homo优选为E_homo>-4.67(eV),更优选为E_homo>-4.65(eV),尤其优选为E_homo>-4.63(eV)。这是由于,HOMO能级越高,曝光后的电位越低,可以获得优异的电子照相感光体。另一方面,如果E_homo过高,则会导致耐气体性降低,产生重影等不良情况,因而HOMO能级E_homo优选E_homo<-4.30(eV),更优选E_homo<-4.50(eV),尤其优选E_homo<-4.56(eV)。
此外,采用B3LYP/6-31G(d,p)进行结构最优化计算后所得到的稳定结构中,由HF/6-31G(d,p)计算得到的极化率α的计算值αcal优选更优选尤其优选这归因于:包含αcal值较大的电荷传输物质的电荷传输膜显示出高电荷迁移率,通过使用该电荷传输膜,可获得具有优异的带电性、灵敏度等的电子照相感光体。另一方面,如果αcal过大,则电荷传输物质的溶解性降低,因而通常为优选更优选尤其优选
在本发明中,作为HOMO能级E_homo,采用密度泛函法之一的B3LYP(参见A.D.Becke,J.Chem.Phys.98,5648(1993),C.Lee,W.Yang,andR.G.Parr,Phys.Rev.B37,785(1988)及B.Miehlich,A.Savin,H.Stoll,andH.Preuss,Chem.Phys.Lett.157,200(1989)),经过结构最优化计算而求出了稳定结构。此时,作为基函数系,采用了在6-31G中导入了极化函数的6-31G(d,p)(参见R.Ditchfield,W.J.Hehre,andJ.A.Pople,J.Chem.Phys.54,724(1971),W.J.Hehre,R.Ditchfield,andJ.A.Pople,J.Chem.Phys.56,2257(1972),P.C.HariharanandJ.A.Pople,Mol.Phys.27,209(1974),M.S.Gordon,Chem.Phys.Lett.76,163(1980),P.C.HariharanandJ.A.Pople,Theo.Chim.Acta28,213(1973),J.-P.Blaudeau,M.P.McGrath,L.A.Curtiss,andL.Radom,J.Chem.Phys.107,5016(1997),M.M.Francl,W.J.Pietro,W.J.Hehre,J.S.Binkley,D.J.DeFrees,J.A.Pople,andM.S.Gordon,J.Chem.Phys.77,3654(1982),R.C.BinningJr.andL.A.Curtiss,J.Comp.Chem.11,1206(1990),V.A.Rassolov,J.A.Pople,M.A.Ratner,andT.L.Windus,J.Chem.Phys.109,1223(1998),以及V.A.Rassolov,M.A.Ratner,J.A.Pople,P.C.Redfern,andL.A.Curtiss,J.Comp.Chem.22,976(2001))。在本发明中,将使用了6-31G(d,p)的B3LYP计算记作B3LYP/6-31G(d,p)。
此外,极化率αcal是在由上述B3LYP/6-31G(d,p)的结构最优化计算所得到的稳定结构中,利用限制Hartree-Fock法计算(参见“ModernQuantumChemistry”,A.SzaboandN.S.Ostlund,McGraw-Hillpublishingcompany,NewYork,1989)而求出的。此时,基函数使用的是6-31G(d,p)。在本发明中,将使用了6-31G(d,p)的Hartree-Fock计算记作HF/6-31G(d,p)。
在本发明中,同时利用了B3LYP/6-31G(d,p)计算和HF/6-31G(d,p)计算的程序为Gaussian03,RevisionD.01(M.J.Frisch,G.W.Trucks,H.B.Schlegel,G.E.Scuseria,M.A.Robb,J.R.Cheeseman,J.A.Montgomery,Jr.,T.Vreven,K.N.Kudin,J.C.Burant,J.M.Millam,S.S.Iyengar,J.Tomasi,V.Barone,B.Mennucci,M.Cossi,G.Scalmani,N.Rega,G.A.Petersson,H.Nakatsuji,M.Hada,M.Ehara,K.Toyota,R.Fukuda,J.Hasegawa,M.Ishida,T.Nakajima,Y.Honda,O.Kitao,H.Nakai,M.Klene,X.Li,J.E.Knox,H.P.Hratchian,J.B.Cross,V.Bakken,C.Adamo,J.Jaramillo,R.Gomperts,R.E.Stratmann,O.Yazyev,A.J.Austin,R.Cammi,C.Pomelli,J.W.Ochterski,P.Y.Ayala,K.Morokuma,G.A.Voth,P.Salvador,J.J.Dannenberg,V.G.Zakrzewski,S.Dapprich,A.D.Daniels,M.C.Strain,O.Farkas,D.K.Malick,A.D.Rabuck,K.Raghavachari,J.B.Foresman,J.V.Ortiz,Q.Cui,A.G.Baboul,S.Clifford,J.Cioslowski,B.B.Stefanov,G.Liu,A.Liashenko,P.Piskorz,I.Komaromi,R.L.Martin,D.J.Fox,T.Keith,M.A.Al-Laham,C.Y.Peng,A.Nanayakkara,M.Challacombe,P.M.W.Gill,B.Johnson,W.Chen,M.W.Wong,C.Gonzalez,andJ.A.Pople,Gaussian,Inc.,WallingfordCT,2004.)。
对于满足本发明的参数的电荷传输材料的结构并无限制,可列举烯胺衍生物、咔唑衍生物、苯胺衍生物、腙衍生物、芳香胺衍生物、茋衍生物、丁二烯衍生物、以及由上述化合物中的多个不同种类键合而成的化合物、或是主链或侧链具有由上述化合物形成的基团的聚合物等给电子性材料等。上述化合物中,优选烯胺衍生物、茋衍生物、腙衍生物、以及由上述化合物中的多个不同种类键合而成的化合物,其中,更优选烯胺衍生物。另一方面,对于将聚芳酯树脂用作粘合剂的情况,正如日本特开2007-213052中所公开的,当使用丁二烯衍生物作为电荷传输材料时,容易加速涂布液的劣化,因此,作为本发明的电荷传输材料,优选不含有丁二烯骨架的化合物。
此外,具有本发明的参数的电荷传输材料也可以与在本发明的参数范围之外的电荷传输材料组合使用,但为了使上述的本发明的效果得以充分发挥,具有本发明的参数的电荷传输材料在整个电荷传输材料中通常为30质量%以上,优选为50质量%以上,更优选为80质量%以上,尤其优选为100质量%。
另外,为了使上述的本发明的效果得以充分发挥,相对于100质量份粘合剂树脂,具有本发明的参数的电荷传输材料通常为30质量份以上,优选为40质量份以上,更优选为50质量份以上。另一方面,由于具有本发明的参数的电荷传输材料具有即使以较少用量也可以发挥其效果的优势,因而,如果考虑到耐磨损性,则优选在90质量份级别以下,更优选在70质量份以下,尤其优选在55质量份以下。
此外,作为具有本发明的参数的电荷传输材料,使用具有式[1]表示的重复结构的聚芳酯树脂时,尤为有效。与使用聚碳酸酯树脂的情况相比,使用聚芳酯树脂时的电特性不良,但如果使用具有本发明的参数的电荷传输材料,则可以使其兼具优异的耐磨损性和电特性。作为具有式[1]表示的重复结构的聚芳酯树脂的优选结构,与上述对聚芳酯树脂的说明相同。
以下列举具有本发明的参数的电荷传输材料的实例。
[化学式53]
(导电性支撑体)
作为导电性支撑体,主要使用的是例如:铝、铝合金、不锈钢、铜、镍等金属材料,添加金属、碳、氧化锡等导电性粉体而赋予了导电性的树脂材料,表面蒸镀或涂布了铝、镍、ITO(铟-锡氧化物)等导电性材料的树脂、玻璃、纸等。作为其形态,可采用圆筒状、片状、带状等。为了控制导电性、表面性等,并为了包覆缺陷,可以在金属材料的导电性支撑体上涂布具有适当电阻值的导电性材料。
当使用铝合金等金属材料作为导电性支撑体时,可以在使用之前实施阳极氧化处理、形成被膜的处理(化成皮膜処理)等。实施阳极氧化处理时,优选利用公知的方法进行封孔处理。
导电性支撑体的表面可以是平滑的,也可以是通过实施特殊的切削方法或研磨处理方法而经过了粗糙化的表面。另外,还可以是通过在构成导电性支撑体的材料中混合具有适当粒径的粒子而实施了粗糙化的表面。
(底涂层)
为了改善粘接性/粘连性等,可以在导电性支撑体和感光层之间设置底涂层。
作为底涂层,可使用树脂或在树脂中分散有金属氧化物等粒子的材料等。作为用于底涂层的金属氧化物粒子的实例,可列举氧化钛、氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化锌、氧化铁等包含1种金属元素的金属氧化物粒子,钛酸钙、钛酸锶、钛酸钡等包含多种金属元素的金属氧化物粒子。作为这些金属氧化物粒子,可以单独使用1种粒子,也可以混合多种粒子使用。在这些金属氧化物粒子中,优选氧化钛及氧化铝,尤其优选氧化钛。可利用氧化锡、氧化铝、氧化锑、氧化锆、氧化硅等无机物、或硬脂酸、多元醇、聚硅氧烷等有机物对氧化钛粒子的表面实施处理。作为氧化钛粒子的晶型,可使用金红石、锐钛矿、板钛矿、无定形中的任一种。还可以包含多种结晶形态。
此外,作为金属氧化物粒子的粒径,可使用各种粒径,其中,从其特性及液体稳定性方面考虑,优选平均初级粒径为10nm以上且100nm以下,尤其优选在10nm以上且50nm以下。
理想的底涂层是以金属氧化物粒子分散于粘合剂树脂中的形式形成的。作为用于底涂层的粘合剂树脂,可使用苯氧基树脂、环氧树脂、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、酪蛋白、聚丙烯酸、纤维素类、明胶、淀粉、聚氨酯、聚酰亚胺、聚酰胺等,这些树脂可以单独使用、或以与固化剂共同经过固化的形式使用,其中,醇可溶性的共聚聚酰胺、改性聚酰胺等因显示出良好的分散性、涂布性,因此优选。
无机粒子相对于粘合剂树脂的添加比可以任意选择,但考虑到分散液的稳定性、涂布性,优选在10质量%以上且500质量%以下的范围内使用。
底涂层的膜厚可任意选择,但从感光体特性及涂布性方面考虑,优选在0.1μm以上且25μm以下。另外,还可以向底涂层中添加公知的抗氧剂等。
(感光层)
接着,对形成在导电性支撑体上(当设置上述底涂层时,为底涂层上)的感光层进行说明。感光层是含有包含上述通式[1]或[9]表示的重复结构的聚芳酯树脂和上述烯胺化合物的层。作为感光层的形式,可列举下述单层型和下述叠层型,可使用其中的任意一种。其中,所述单层型是电荷发生材料和电荷传输材料(包括烯胺化合物)分散或溶解在粘合剂树脂即聚芳酯树脂中、并存在于同一层中的形式;所述叠层型由电荷发生层和电荷传输层这两层构成,所述电荷发生层由电荷发生材料分散或溶解在粘合剂树脂中而形成,所述电荷传输层由电荷传输材料(包括烯胺化合物)分散或溶解在粘合剂树脂即聚芳酯树脂中而形成。已知,无论是单层型还是叠层型,电荷传输材料通常均显示出同等水平的电荷迁移功能。
另外,叠层型感光层包括:通过从导电性支撑体一侧依次叠层有电荷发生层、电荷传输层而形成的顺叠层型感光层,以及与之相反地、通过从导电性支撑体一侧依次叠层有电荷传输层、电荷发生层而形成的逆叠层型感光层,可采用其中的任意一种。最为优选的是可发挥均衡的光导电性的顺叠层型感光层。需要指出的是,以下,在没有特殊说明的情况下,是以叠层型感光体的情况为例进行说明。
(电荷发生层)
对于感光层为叠层型的情况,作为用于该电荷发生层的电荷发生材料,可使用例如硒及其合金、硫化镉、其它无机类光电导材料;或酞菁颜料、偶氮颜料、喹吖酮颜料、靛蓝颜料、二萘嵌苯颜料、多环醌颜料、蒽酮垛蒽酮颜料、苯并咪唑颜料等有机颜料等各种光电导材料。其中,优选有机颜料,尤其优选酞菁颜料、偶氮颜料。这些电荷发生材料可以以经下述各种粘合剂树脂粘结的形式使用,所述粘合剂树脂包括例如:聚芳酯树脂、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚芳酯、聚碳酸酯、聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯醇缩丙醛、聚乙烯醇缩丁醛、苯氧基树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、纤维素酯、纤维素醚等。此时,相对于100质量份粘合剂树脂,电荷发生材料的使用比例在30质量份以上且500质量份以下的范围,其膜厚通常在0.1μm以上且1μm以下,优选在0.15μm以上且0.6μm以下。
在使用酞菁化合物作为电荷发生材料时,具体可使用无金属酞菁;配位了铜、铟、镓、锡、钛、锌、钒、硅、锗等金属、或其氧化物、卤化物等的酞菁化合物。作为配位在3价以上金属原子上的配位基的实例,除了氧原子、氯原子以外,还可以列举羟基、烷氧基等。尤其优选灵敏度高的X型、τ型无金属酞菁、A型、B型、D型等形态的钛氧基酞菁、钒氧基酞菁、氯铟酞菁、氯镓酞菁、羟基镓酞菁等。其中,在上述列举的钛氧基酞菁的晶型中,针对A型、B型,W.Heller等已分别示出了它们的I相、II相(Zeit.Kristallogr.159(1982)173),且已知A型为稳定型。而D型是在使用CuKα射线的粉末X射线衍射中于衍射角2θ±0.2゜为27.3゜处显示明确的峰的晶型。酞菁化合物可以仅使用单一的化合物,也可以是几种酞菁化合物以混合状态使用。当以混合状态使用酞菁化合物时,可以之后再将各个构成要素混合使用,也可以在合成、颜料化、结晶化等酞菁化合物的制造/处理工序中形成混合状态。作为所述的处理,已知有酸浆料处理、粉碎处理、溶剂处理等。
(电荷传输层)
对于感光层为叠层型的情况,作为用于其电荷传输层的电荷传输材料,可以使用上述的烯胺化合物。如上所述,烯胺化合物可以单独使用,也可以与其它电荷传输材料组合使用,上述电荷传输材料以粘结在包含具有上述通式[1]或[9]表示的重复结构的聚芳酯树脂的粘合剂树脂上的形式形成电荷传输层。电荷传输层可以由单独一层构成,也可以是由构成成分或组成比不同的多个层叠合而成的层。
粘合剂树脂和电荷传输材料的比例为:相对于100质量份的粘合剂树脂,通常使用30质量份~200质量份、优选使用40质量份~150质量份范围的电荷传输材料。另外,对于将上述烯胺化合物与其它电荷传输材料组合使用的情况,烯胺化合物与其它电荷传输材料的比例可以为任意比例,但烯胺化合物通常占50质量%以上,优选占90质量%以上。尤其优选仅使用烯胺化合物作为电荷传输材料。另外,膜厚通常为5μm~50μm,优选为10μm~45μm。
另外,为了提高成膜性、柔软性、涂布性、耐污染性、耐气体性、耐光性等,电荷传输层中还可以含有公知的增塑剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、吸电子性化合物、染料、颜料、流平剂等添加物。作为抗氧剂的实例,可列举受阻酚化合物、受阻胺化合物等。另外,作为染料、颜料的实例,可列举各种色素化合物、偶氮化合物等。
下面,针对分散型(单层型)感光层进行说明。对于感光层为分散型的情况,在具有上述混合比的电荷传输介质中分散有上述电荷发生材料。此时,使用的电荷发生材料的粒径必须足够小,优选在1μm以下,更优选在0.5μm以下。分散在感光层中的电荷发生材料的量如果过少,则无法获得充分的灵敏度;过多,会导致带电性降低、灵敏度降低等问题,因此,优选在例如0.5质量%~50质量%范围内、更优选在1质量%~20质量%范围内使用。
分散型感光层的膜厚通常为5μm~50μm,更优选10μm~45μm。并且,此时也可以添加下述添加剂:用于改善成膜性、柔软性、机械强度等的公知的增塑剂、用于抑制残留电势的添加剂、用于提高分散稳定性的分散助剂、用于改善涂布性的流平剂、表面活性剂(例如硅油、含氟油)及其它添加剂。
另外,为了防止感光层的损耗、防止/减轻因带电器等产生的放电产物等而导致的感光层的劣化,也可以在上述分散型感光层或叠层型感光层上设置保护层。此外,为了降低感光体表面的摩擦电阻和磨损,其表面的层中还可以含有氟树脂、硅树脂等。另外,还可以含有由这些树脂构成的粒子或无机化合物的粒子。
(各层的形成方法)
构成电子照相感光体的上述各层可利用浸涂法、喷涂法(splaycoating)、喷嘴涂布法(nozzlecoating)、棒涂法、辊涂法、刮涂法等公知的方法将涂布液依次涂布在导电性支撑体上而形成,所述涂布液是将各层所含的材料溶解或分散在溶剂中而得到的。在上述各涂布法中,浸涂法的生产性高,因此优选。
对于用于制备涂布液的溶剂、即溶剂或分散介质,并无特殊限制,作为具体实例,可列举甲醇、乙醇、丙醇、2-甲氧基乙醇等醇类,四氢呋喃、1,4-二烷、二甲氧基乙烷等醚类,甲酸甲酯、乙酸乙酯等酯类,丙酮、甲乙酮、环己酮、4-甲氧基-4-甲基-2-戊酮等酮类,苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类,二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、四氯乙烷、1,2-二氯丙烷、三氯乙烯等氯代烃类,正丁胺、异丙醇胺、二乙胺、三乙醇胺、乙二胺、三亚乙基二胺等含氮化合物类,乙腈、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜等非质子性极性溶剂类等。另外,这些溶剂可以单独使用1种,也可以以任意组合及比例组合使用2种以上。
另外,对于溶剂的用量并无特殊限制,但考虑到各层的目的及所选溶剂的性质,优选对涂布液的固体成分浓度、粘度等物性进行适当调节,以使其达到理想范围。
作为本发明中使用的粘合剂树脂的上述聚芳酯树脂对在涂布工序中使用的溶剂具有优异的溶解性,同时其溶解后的涂布溶液具有优异的稳定性,因此优选。
[图像形成装置]
以下,利用图1针对使用了本发明的电子照相感光体的图像形成装置(本发明的图像形成装置)的实施方式进行说明,其中,图1示出了装置的主要部位的结构。但是,所述实施方式并不限于下述说明,在不偏离本发明的要点的范围内可以作任意变形。
如图1所示,图像形成装置具有电子照相感光体1、带电装置(带电部)2、曝光装置(曝光部)3及显影装置(显影部)4而构成,此外,根据需要,还可设置转印装置5、清洁装置6及定影装置7。
电子照相感光体1只要是如上所述的本发明的电子照相感光体则没有特殊限制,在图1中,作为电子照相感光体1的一个实例,示出了在圆筒状导电性支撑体的表面形成有上述感光层的圆筒状电子照相感光体。沿着该电子照相感光体1的外圆周表面分别设置有带电装置2、曝光装置3、显影装置4、转印装置5及清洁装置6。
带电装置2是使电子照相感光体1带电的装置,使电子照相感光体1的表面以指定电位均匀带电。作为带电装置2的一个实例,图1中示出了辊型带电装置(带电辊),除此之外,电晕管或电晕竟电(scorotron)等电晕带电装置、带电刷、带电膜等接触型带电装置等也是常用的带电装置。
需要说明的是,电子照相感光体1及带电装置2大多情况下以具有两者的盒(cartridge)(本发明的电子照相感光体盒,以下,将其适当称为“感光体盒”)形式被设计成可以从图像形成装置的主体卸下的结构。但带电装置2与感光体盒并不成一体,可以将带电装置2设置在例如图像形成装置的主体上。这样一来,当例如电子照相感光体1或带电装置2发生劣化时,则可以将该感光体盒从图像形成装置主体上卸下并将另一新的感光体盒安装在图像形成装置主体上。此外,关于后述的调色剂,在多数情况下也将其设计成蓄积在调色剂盒中、可从图像形成装置主体卸下的形式,当使用的调色剂盒中的调色剂用尽时,则可以将该调色剂盒从图像形成装置主体卸下并安装另一新的调色剂盒。此外,有时还使用具有电子照相感光体1、带电装置2、调色剂的盒(cartridge)。
曝光装置3只要能够对电子照相感光体1进行曝光、在电子照相感光体1的感光面上形成静电潜像即可,对其种类并无特殊限制。作为具体实例,可列举卤素灯、荧光灯、半导体激光或He-Ne激光等激光,LED等。此外,还可以通过感光体内部曝光方式进行曝光。进行曝光时可采用任意光,但通常优选为单色光,例如,可以利用波长780nm的单色光、波长600nm~700nm的稍稍靠近短波长的单色光、波长380nm~500nm的短波长的单色光等进行曝光。
显影装置4只要可使经过曝光的电子照相感光体1上的静电潜像显影成肉眼可观察到的图像即可,对其种类没有特殊限制。作为具体实例,可列举级联显影、单组分导电调色剂显影、双组分磁刷显影等干式显影方式;湿式显影方式等。在图1中,显影装置4的结构如下:包含显影槽41、搅拌装置42、供给辊43、显影辊44、及控制部件45,并在显影槽41的内部贮存调色剂T。另外,根据需要,还可以使显影装置4附带用来补给调色剂T的补给装置(图中未示出)。该补给装置的结构可实现从瓶、盒等容器补给调色剂T。
供给辊43可由导电性海绵等形成。显影辊44由铁、不锈钢、铝、镍等的金属辊、或在这类金属辊上包覆硅树脂、聚氨酯树脂、氟树脂等而形成的树脂辊等构成。根据需要,还可以对该显影辊44的表面施加平滑加工或粗糙化加工。
显影辊44被设置于电子照相感光体1和供给辊43之间,并分别与电子照相感光体1及供给辊43相接。其中,显影辊44与电子照相感光体1之间也可以不相接、而只是相互靠近。供给辊43及显影辊44在旋转驱动机构(图中未示出)的作用下发生旋转。供给辊43负载贮存的调色剂T,并将该调色剂T供给显影辊44。显影辊44负载由供给辊43供给的调色剂T,并使该调色剂T与电子照相感光体1的表面接触。
控制部件45由下述材料形成:硅树脂或聚氨酯树脂等的树脂刮板;不锈钢、铝、铜、黄铜、磷青铜等的金属刮板;或在上述金属刮板上包覆树脂而形成的刮板等。该控制部件45通常与显影辊44相接触,并通过弹簧等以指定的力对显影辊44侧施加挤压(常规的刮板线压为0.049~4.9N/cm)。根据需要,还可以使该控制部件45具备下述功能:通过与调色剂T之间发生摩擦起电而使调色剂T带电的功能。
搅拌装置42视需要而设置,可分别在旋转驱动机构的作用下发生旋转,从而在对调色剂T进行搅拌,同时将调色剂T送往供给辊43侧。还可以设置叶片形状、大小等不同的多个搅拌装置42。
调色剂T可采用任意种类,除了粉碎调色剂以外,可使用利用悬浮聚合法或乳液聚合法等得到的聚合调色剂等。特别是,对于使用聚合调色剂的情况,可使用粒径在4μm~8μm左右的小粒径的调色剂,此外,就调色剂的粒子形状而言,可使用从与球形相近的形状到马铃薯状的偏离球形的形状的各种调色剂。聚合调色剂具有优异的带电均匀性、转印性,因而适用于实现高画质化。
对于转印装置5的种类并无特殊限制,可采用以电晕转印、辊转印、带式转印等静电转印法、压力转印法、粘结转印法等任意方式进行转印的装置。其中,转印装置5由与电子照相感光体1相对设置的转印充电器、转印辊、转印带等构成。该转印装置5通过施加与调色剂T的带电电位极性相反的指定电压值(转印电压),从而将形成于电子照相感光体1上的调色剂图像转印到记录纸(纸张、介质)P上。
对清洁装置6并无特殊限制,可以使用刷式清洁器、磁刷清洁器、静电刷清洁器、磁辊清洁器、刮板式清洁器等任意的清洁装置。清洁装置6是用清洁部件刮掉附着在电子照相感光体1上的残留调色剂来回收残留调色剂的装置。需要指出的是,对于残留调色剂少或基本不存在残留调色剂的情况,也可以不设置清洁装置6。
定影装置7由上部定影部件(加压辊)71及下部定影部件(定影辊)72构成,定影部件71或72的内部具有加热装置73。需要说明的是,图1中示出的是在上部定影部件71内部具有加热装置73的实例。作为上部及下部的各定影部件71、72,可以使用在不锈钢、铝等金属管上包覆了硅橡胶的定影辊、以及由特氟隆(注册商标)树脂包覆的定影辊、定影片等公知的热定影部件。另外,各定影部件71、72可以制成为提高脱模性而供给硅油等脱模剂的结构,也可以制成利用弹簧等相互强制性地施加压力的结构。
当转印到记录纸P上的调色剂在被加热到指定温度的上部定影部件71和下部定影部件72之间通过时,调色剂会被加热到熔融状态,通过之后再经过冷却,从而使调色剂定影到记录纸P上。
需要指出的是,对于定影装置的种类并无特殊限制,可以设置以上述所采用的定影装置为代表的、采用热辊定影、闪光(フラッシュ)定影、烘箱定影、压力定影等任意方式的定影装置。
在具有上述结构的图像形成装置中,按照下述方式进行图像的记录。即,首先,利用带电装置2使电子照相感光体1的表面(感光面)带电至指定电位(例如-600V)。此时,可以利用直流电压使其带电,也可以通过在直流电压上叠加交流电压来使其带电。
然后,利用曝光装置3对应要记录的图像对带电的电子照相感光体1的感光面进行曝光,从而在感光面上形成静电潜像。接着,利用显影装置4对在上述电子照相感光体1的感光面上形成的静电潜像进行显影。
显影装置4利用控制部件(显影刮板)45对由供给辊43供给的调色剂T进行薄层化,同时使其摩擦起电至指定的极性(这里是指与电子照相感光体1的带电电位相同的极性,即负极性),将其负载在显影辊44上并同时将其传送至与电子照相感光体1的表面相接触。
当负载在显影辊44上的带电调色剂T与电子照相感光体1的表面接触时,会在电子照相感光体1的感光面上形成与静电潜像相对应的调色剂图像。这样一来,该调色剂图像经转印装置5而转印到记录纸P上。然后,利用清洁装置6将未发生转印而残留在电子照相感光体1的感光面上的调色剂除去。
调色剂图像转印到记录纸P上之后,通过使其在定影装置7中通过而将调色剂图像热定影在记录纸P上,从而可获得最终的图像。
另外,除了上述的结构以外,图像形成装置还可以是例如能够进行除电工序的结构。除电工序是通过对电子照相感光体进行曝光来进行电子照相感光体的除电的工序,作为除电装置,可以使用荧光灯、LED等。此外,作为在除电工序中使用的光,就其强度而言,多数情况下使用的是具有相当于曝光的光的3倍以上的曝光能量的光。
此外,图像形成装置的结构还可以经过进一步的变形,例如,可以是能够进行前曝光工序、辅助带电工序等工序的结构,或是进行胶版印刷的结构,另外还可以是使用了多种调色剂的全色串联方式的结构。
另外,在本实施方式中,列举具有电子照相感光体1及带电装置2的感光体盒对本发明的电子照相感光体盒进行了说明,但本发明的电子照相感光体盒只要具有电子照相感光体1、带电装置(带电部)2、曝光装置(曝光部)3及显影装置(显影部)4、转印装置(转印部)5、清洁装置(清洁部)6、定影装置(定影部)7中的至少任一个即可。具体而言,例如,本发明的电子照相感光体盒可以是具备下述所有各装置的感光体盒:电子照相感光体1、带电装置(带电部)2、曝光装置(曝光部)3、显影装置(显影部)4及清洁装置(清洁部)6。
实施例
以下,基于实施例对本实施方式进行更具体的说明。需要说明的是,列举下述实施例是为了对本发明进行详细说明,只要在不脱离本发明的要点的范围内,本发明并不受限于下述列举的实施例。另外,在没有特殊说明的情况下,下述实施例、比较例及参考例中记载的“份”表示的是“质量份”。
[烯胺化合物的制备]
以CT-9作为代表对烯胺化合物的制备进行说明。
(制造例1:例示化合物CT-9的制备)
在氮气气氛中,将回流管、迪安-斯脱克(Dean-stark)分水器依次安装在反应器上,并将7.29g(20mmol)N,N’-二(对甲苯基)联苯胺、8.63g(44mmol)二苯基乙醛、0.20g对甲苯磺酸一水合物分别添加到反应器中,进行搅拌的同时,将其溶解在50ml二甲苯中。然后,将温度保持在140℃,同时进行2小时回流脱水,然后冷却至室温。将反应液和甲苯/脱盐水(v/v=1:1)进行混合搅拌,并进行分液。用1N的NaOH水溶液对得到的有机层进行清洗、分液,然后用脱盐水对有机层进行2~3次清洗、分液。进行减压蒸馏以除去得到的有机层中的溶剂,使其通过快速柱色谱(硅胶400g,展开溶剂:甲苯/己烷=1/2)中,再利用甲醇进行再沉淀,从而对其进行纯化。进行真空干燥之后,得到上述例示化合物CT-9的黄色粉末(收量10.81g、收率75%、纯度99.5%)。需要说明的是,纯度由高效液相色谱中谱图的单纯面积比求出。该化合物的IR谱图(JASCOFT/IR-350分光光度计)如图3所示。
(实施例1:电子照相感光体A1)
使用在双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂膜(厚75μm)的表面形成了铝蒸镀层(厚70nm)的导电性支撑体,利用棒涂法将下述底涂层用分散液涂布在该导电性支撑体的铝蒸镀层上并进行干燥,使其干燥后的膜厚为1.25μm,形成了底涂层。
采用下述方法进行底涂层用分散液的制备。即,将平均初级粒径为40nm的金红石型氧化钛(石原产业公司制造的“TTO55N”)和相对于该氧化钛为3质量%的甲基二甲氧基硅烷(ToshibaSilicone公司制造的“TSL8117”)加入到高速流动式混合混炼机(Kawata公司制造的“SMG300”)中,以34.5m/秒的旋转线速度高速混合,并利用甲醇/1-丙醇的球磨机使得到的表面处理氧化钛得以分散,由此获得了疏水处理氧化钛的分散浆料。对该分散浆料、甲醇/1-丙醇/甲苯的混合溶剂、以及由ε-己内酰胺[下述式(A)表示的化合物]/双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷[下述式(B)表示的化合物]/1,6-己二胺[下述式(C)表示的化合物]/1,10-癸二酸[下述式(D)表示的化合物]/1,18-十八烷二酸[下述式(E)表示的化合物](摩尔组成比为60%/15%/5%/15%/5%)构成的共聚聚酰胺的颗粒加热,同时进行搅拌、混合以使聚酰胺颗粒溶解,然后进行超声波分散处理,从而获得固体成分浓度为18.0%的底涂层分散液,所述固体成分浓度为18.0%的底涂层分散液中所含的甲醇/1-丙醇/甲苯的质量比为7/1/2,疏水处理氧化钛/共聚聚酰胺的质量比为3/1。
[化学式54]
利用绕线式刮漆棒(wirebar)将由此获得的底涂层形成用涂布液涂布在表面经过铝蒸镀的聚对苯二甲酸乙二醇酯片上并进行干燥,使干燥后的膜厚为1.25μm,从而设置了底涂层。
然后,将10质量份进行X射线衍射(使用CuKα射线)时在布拉格角(2θ±0.2)为27.3°处显示出强衍射峰、并具有图2所示的粉末X射线衍射谱图的钛氧酞菁添加到150质量份1,2-二甲氧基乙烷中,并利用砂磨机(sandgrindmill)进行粉碎分散处理,制备颜料分散液。再将160质量份由此获得的颜料分散液、100质量份5%的聚乙烯醇缩丁醛(电气化学工业制造,商品名为#6000C)的1,2-二甲氧基乙烷溶液、以及适量的1,2-二甲氧基乙烷混合,最终制备了固体成分浓度为4.0%的分散液。
利用绕线式刮漆棒(wirebar)将该分散液涂布在上述底涂层上并进行干燥,使其干燥后的膜厚为0.4μm,从而形成了电荷发生层。
接着,在640质量份四氢呋喃和甲苯的混合溶剂(四氢呋喃80质量%、甲苯20质量%)中混合50质量份烯胺化合物CT-3的电荷传输材料、100质量份具有下述结构的聚芳酯树脂X、以及0.05质量份作为流平剂的硅油,配制成电荷传输层形成用涂布液。利用涂布器将该涂布液涂布在上述的电荷发生层上,并在125℃下干燥20分钟,使干燥后的膜厚为25μm,形成电荷传输层,从而制成了感光体片A1。需要说明的是,聚芳酯树脂X的粘均分子量为51400。
所使用的聚芳酯树脂的粘均分子量的测定方法如下所述。将聚酯树脂溶解在二氯甲烷中,配制成浓度C为6.00g/L的溶液。使用溶剂(二氯甲烷)的流下时间t0为136.16秒的乌伯娄德型毛细管粘度计,在设定为20.0℃的恒温水槽中测定样品溶液的流下时间t。并根据下式求出了粘均分子量Mv。
a=0.438×ηsp+1ηsp=t/t0-1
b=100×ηsp/CC=6.00(g/L)
η=b/a
Mv=3207×η1.205
[化学式55]
(实施例2:电子照相感光体A2)
除了使用具有下述结构的聚芳酯树脂Y和电荷传输物质CT-3来代替聚芳酯树脂X以外,按照与实施例1相同的方法获得作为实施例的电子照相感光体A2。需要说明的是,聚芳酯树脂Y的粘均分子量为51700。
[化学式56]
(实施例3:电子照相感光体A3)
除了使用具有下述结构的聚芳酯树脂Z和电荷传输物质CT-3来代替聚芳酯树脂X以外,按照与实施例1相同的方法获得作为实施例的电子照相感光体A3。需要说明的是,聚芳酯树脂Z的粘均分子量为47100。
[化学式57]
(实施例4~15:电子照相感光体A4~A15)
使用的聚芳酯树脂和电荷传输物质如表2所示,除此之外,按照与实施例1相同的方法获得作为实施例的电子照相感光体A4~A15。
(实施例16:电子照相感光体A16)
除了使用具有下述结构的聚芳酯树脂W和电荷传输物质CT-11来代替聚芳酯树脂X以外,按照与实施例1相同的方法获得作为实施例的电子照相感光体A16。需要说明的是,聚芳酯树脂W的粘均分子量为50300。
[化学式58]
(比较例1:电子照相感光体P1)
除了使用具有下述结构的电荷传输物质CT-23来代替电荷传输物质CT-3、并使用聚芳酯树脂X以外,按照与实施例1相同的方法获得作为比较例的电子照相感光体P1。
[化学式59]
(比较例2~3:电子照相感光体P2~P3)
除了使用电荷传输物质CT-23、并使用表2所示的聚芳酯树脂以外,按照与实施例1相同的方法获得作为比较例的电子照相感光体P2~P3。
(比较例4:电子照相感光体P4)
除了使用具有下述结构的电荷传输物质CT-24来代替电荷传输物质CT-3、并使用聚芳酯树脂Y以外,按照与实施例1相同的方法获得作为比较例的电子照相感光体P4。
[化学式60]
(比较例5:电子照相感光体P5)
除了使用具有下述结构的电荷传输物质CT-25来代替电荷传输物质CT-3、并使用聚芳酯树脂Y以外,按照与实施例1相同的方法获得作为比较例的电子照相感光体P5。
[化学式61]
(比较例6:电子照相感光体P6)
除了使用具有下述结构的电荷传输物质CT-26来代替电荷传输物质CT-3、并使用聚芳酯树脂Y以外,按照与实施例1相同的方法获得作为比较例的电子照相感光体P6。
[化学式62]
[特性评价]
对制造的电子照相感光体A1~A16、P1~P6进行下述的电特性试验和磨损试验。并将这些结果归纳在表2中。
(电特性试验)
使用根据电子照相学会测定标准制造的电子照相特性评价装置(记载于《続電子写真技術の基礎と応用(电子照相技术的基础与应用(续))》电子照相学会编,Corona公司,404~405页),将上述感光体片贴合在外径80mm的铝制辊筒上,使其成为圆筒状,在铝制辊筒与感光体片的铝基体之间实现导通的情况下,使辊筒以60rpm的恒定转速旋转,经过带电、曝光、电位测定、除电的循环,进行电特性评价试验。此时,使感光体带电至其初期表面电位为-(负,下同)700V,利用干涉滤波器由卤素灯的光获得780nm的单色光,测定在1.0μJ/cm2的该单色光下曝光100毫秒后的曝光后表面电位(以下也称作VL)。在进行VL测定时,将自曝光开始到进行电位测定所需要的时间设为100ms,将此作为高速响应的条件。另外,求出了感光体表面电位从-700V达到-350V所需要的半衰曝光能量E1/2(μJ/cm2)。作为测定环境,在温度25℃、相对湿度50%(以下也称NN环境)及温度5℃、相对湿度10%(以下也称LL环境)的环境下进行测定。得到的结果如表2所示。
(磨损试验)
将上述感光体片切割成直径为10cm的圆形,采用TABER磨损试验机(Taber公司制造)进行磨损评价。作为试验条件,在23℃、50%RH的气氛中、使用砂轮(磨耗輪)CS-10F、无负载(砂轮的自重)的条件下,通过对进行1000次旋转后的试验前后的质量进行比较而测定了磨损量。其结果如表2所示。
[表2]
由该结果可知:含有包含二苯醚-二羧酸残基或二苯硫醚-二羧酸残基的聚芳酯树脂的本发明的感光体,如实施例1~16的感光体A1~A16及比较例1~6的感光体P1~P6,根据其TABER试验的结果所示,显示出了优异的耐磨损性。其中,通过比较A10~12、A16可知,含有具有通式[9]表示的二苯醚-二羧酸残基的聚芳酯树脂的感光体的E1/2及VL优异,并且具有优异的电特性。
可是,正如比较例1~6所示,含有包含二苯醚-二羧酸残基或二苯硫醚-二羧酸残基的聚芳酯树脂的本发明的感光体并非通常均具有优异的电特性。但与使用了本发明范围之外的电荷传输材料CT-23~CT-26的比较例的感光体P1~P6相比,使用了以通式[6]、[7]或[7’]表示的本发明的电荷传输物质(烯胺化合物)的感光体A1~A16显示出理想的电特性。即,以通式[6]、[7]或[7’]表示的本发明的电荷传输物质(烯胺化合物)使得耐磨损性优异而电特性不良的含有包含二苯醚-二羧酸残基或二苯硫醚-二羧酸残基的聚芳酯树脂的感光体在电特性方面得到了意想不到的改善。其中,含有以通式[7]或[7’]表示的烯胺化合物的感光体A10~A16显示出尤其理想的数值。
<响应性的评价>
针对实施例8、10~15、比较例1~3、6中得到的感光体,利用TOF法对电荷传输层在电场强度E=2.0+5E(V/cm)、温度21℃下的空穴漂移迁移率(holedriftmobility)进行了测定。各电子照相感光体A8、A10~A15、P1~P3、P6的空穴漂移迁移率如表3所示。
[表3]
感光体 |
迁移率(cm2/Vs) |
A8 |
2.27-5E |
A10 |
5.31-6E |
A11 |
5.43-6E |
A12 |
5.42-6E |
A13 |
1.01-5E |
A14 |
1.15-5E |
A15 |
9.98-6E |
P1 |
3.67-6E |
P2 |
3.89-6E |
P3 |
3.54-6E |
P6 |
6.63-6E |
如表3所示,与电子照相感光体P1~P3相比,电子照相感光体A8、A10~A15的空穴漂移迁移率更快。另外可知,含有传统的空穴漂移迁移率较快的电荷传输物质CT-26的电子照相感光体P6、和含有与电子照相感光体P6相同的聚芳酯树脂的电子照相感光体A11、14相比,二者的空穴漂移迁移率处于同等水平。因此,与使用了本发明范围之外的电荷传输材料CT-23或CT-26的比较例的感光体P1~P3、P6相比,使用了以通式[6]、[7]或[7’]表示的本发明的电荷传输物质的感光体A8、A10~A15在响应性方面更适合于电子照相设备。
用于实施例的电荷传输材料的HOMO能级(E_homo)、极化率(αcal)如表4所示。E_homo越高则VL越低,并且,αcal越大则迁移率越快,由此,本发明的CT-6、CT-11显示出了良好的电特性。另一方面,αcal大但E_homo低的CT-23、以及E_homo高但αcal小的CT-24未获得良好的电特性。E_homo和αcal处于特定范围内的本发明的电荷传输材料、在高速打印机、高速复印机用途中尤其占据优势。
[表4]
*对于CT-23,示出了在日本特开2002-80432号公报中的实施例1所示的几何异构体(存在比例)的结果。
(实施例17:电子照相感光体B1)
除了按照下述方法制作电荷传输层以外,利用与实施例1相同的方法制作电子照相感光体。
在640份四氢呋喃和甲苯的混合溶剂(四氢呋喃80质量%、甲苯20质量%)中混合50份在制造例1中合成的电荷传输性材料(CT-9)、100份具有下述结构的聚芳酯树脂M、以及0.05份作为流平剂的硅油,配制成电荷传输层形成用涂布液。利用涂布器将该涂布液涂布在上述的电荷发生层上,并在125℃下干燥20分钟,使干燥后的膜厚为25μm,形成电荷传输层,从而制成感光体片B1。需要说明的是,聚芳酯树脂M的粘均分子量为32400。
[化学式63]
(实施例18:电子照相感光体B2)
除了使用具有下述结构的聚芳酯树脂N和电荷传输性材料CT-9来代替聚芳酯树脂M以外,按照与实施例17相同的方法获得了电子照相感光体B2。聚芳酯树脂N可利用公知的方法制备。聚芳酯树脂N的粘均分子量为34700。
[化学式64]
(实施例19:电子照相感光体B3)
除了使用具有下述结构的聚芳酯树脂P和电荷传输性材料CT-9来代替聚芳酯树脂M以外,按照与实施例17相同的方法获得了电子照相感光体B3。需要说明的是,聚芳酯树脂P的粘均分子量为31000。
[化学式65]
(实施例20:电子照相感光体B4)
除了使用具有下述结构的聚芳酯树脂Q和电荷传输性材料CT-9来代替聚芳酯树脂M以外,按照与实施例17相同的方法获得了电子照相感光体B4。需要说明的是,聚芳酯树脂Q的粘均分子量为33500。
[化学式66]
(实施例21~28:电子照相感光体B5~B12)
使用的聚芳酯树脂和电荷传输性材料如表5所示,除此之外,按照与实施例17相同的方法获得了电子照相感光体B5~B12。
(比较例7:电子照相感光体Q1)
除了使用具有下述结构的聚芳酯树脂R和电荷传输性材料CT-9来代替聚芳酯树脂M以外,按照与实施例17相同的方法制作了电子照相感光体Q1。需要说明的是,聚芳酯树脂R的粘均分子量为37200。
[化学式67]
(比较例8:电子照相感光体Q2)
除了使用具有下述结构的聚碳酸酯树脂S和电荷传输性材料CT-9来代替聚芳酯树脂M以外,按照与实施例17相同的方法获得了电子照相感光体Q2。需要说明的是,聚碳酸酯树脂S的粘均分子量为40000。
[化学式68]
(比较例9:电子照相感光体Q3)
除了使用聚芳酯树脂N代替聚芳酯树脂M、并使用具有下述结构的电荷传输性材料CT-27(25份)和CT-28(25份)的混合物来代替电荷传输性材料CT-9以外,按照与实施例17相同的方法获得了电子照相感光体Q3。
[化学式69]
[化学式70]
(比较例10:电子照相感光体Q4)
除了使用聚芳酯树脂N代替聚芳酯树脂M、并使用具有下述结构的电荷传输性材料CT-29代替电荷传输性材料CT-9以外,按照与实施例17相同的方法获得了电子照相感光体Q4。
[化学式71]
(比较例11:电子照相感光体Q5)
除了使用聚芳酯树脂N代替聚芳酯树脂M、并使用具有下述结构的电荷传输性材料CT-30代替电荷传输性材料CT-9以外,按照与实施例17相同的方法获得了电子照相感光体Q5。
[化学式72]
(比较例12:电子照相感光体Q6)
除了使用聚芳酯树脂P代替聚芳酯树脂M、并使用CT-29代替电荷传输性材料CT-9以外,按照与实施例1相同的方法获得了电子照相感光体Q6。
(比较例13:电子照相感光体Q7)
除了使用聚芳酯树脂P代替聚芳酯树脂M、并使用CT-30代替电荷传输性材料CT-9以外,按照与实施例1相同的方法获得了电子照相感光体Q7。
[特性评价]
对制造的电子照相感光体B1~B12、Q1~Q7进行了下述的电特性试验和磨损试验。并将这些结果归纳在表5中。
(电特性试验)
使用根据电子照相学会测定标准制造的电子照相特性评价装置(记载于《続電子写真技術の基礎と応用(电子照相技术的基础与应用(续))》电子照相学会编,Corona公司,404~405页),将上述感光体片贴合在外径80mm的铝制辊筒上,使其成为圆筒状,在铝制辊筒与感光体片的铝基体之间实现导通的情况下,使辊筒以60rpm的恒定转速旋转,经过带电、曝光、电位测定、除电的循环,进行电特性评价试验。此时,使感光体带电至其初期表面电位为-(负,下同)700V,利用干涉滤波器由卤素灯的光获得780nm的单色光,测定在1.0μJ/cm2的该单色光下曝光100毫秒后的曝光后表面电位(以下也称作VL)。在进行VL测定时,将从曝光开始到进行电位测定所需要的时间设为100ms,将此作为高速响应的条件。另外,求出了感光体表面电位从-700V达到-350V所需要的半衰曝光能量E1/2(μJ/cm2)。作为测定环境,在温度25℃、相对湿度50%(以下也称NN环境)及温度5℃、相对湿度10%(以下也称LL环境)的环境下进行了测定。得到的结果如表5所示。
(磨损试验)
将上述感光体片切成直径为10cm的圆形,采用TABER磨损试验机(Taber公司制造)进行磨损评价。作为试验条件,在23℃、50%RH的气氛中、使用砂轮CS-10F、无负载(砂轮的自重)的条件下,通过对进行1000次旋转后的试验前后的质量进行比较而测定磨损量。其结果如表5所示。
[表5]
由该结果可知:与公知的聚碳酸酯树脂S及聚芳酯树脂R相比,使用由通式[1]表示的本发明的聚芳酯树脂和由通式[7]或[7’]表示的本发明的电荷传输性材料的感光体在电特性和耐磨损性上取得了尤为良好的平衡,显示出了理想的特性。
同样可知:与使用本发明范围之外的电荷传输性材料CT-27~CT-30的比较例的感光体Q3~Q7相比,使用以通式[7]或[7’]表示的本发明的电荷传输性材料的感光体B1~B12显示出了理想的电特性。
<实施例29>
将10份A型钛氧酞菁、2.5份聚乙烯醇缩丁醛(电气化学工业公司制造,商品名:DenkaButhyral#6000C)、2.5份苯氧基树脂(UnionCarbide公司制造,商品名:PKHH)、450份1,2-二甲氧基乙烷、50份以及4-甲氧基-4-甲基-2-戊酮混合,并利用砂磨机进行粉碎,进行分散处理,所述A型钛氧酞菁通过CuKα特性X射线进行的X射线衍射谱图中在布拉格角(2θ±0.2°)为9.3°、13.2°、26.2°及27.1°处显示出主衍射峰。将由此得到的分散液涂布在直径30mm、长357mm、且表面经过了耐酸铝(Alumite)处理的铝制管表面上,使其膜厚为0.4μm,从而设置了电荷发生层。
然后,使60份作为电荷传输物质的烯胺化合物CT-9、100份作为粘合剂树脂的聚芳酯M溶解在500份四氢呋喃和甲苯的混合溶剂(质量比8:2)中,将得到的溶液涂布在上述电荷发生层上,使干燥后的膜厚为33μm,从而设置了电荷传输层,制成了感光体。将由此获得的感光体安装在Canon公司制造的数字复印机GP405的电子照相感光体盒中,形成图像,并对形成图像的第1张(初期图像)和第30000张(耐印后图像)的画质进行了评价。同样地,安装表面电位计来代替复印机的显影机,对第1张在形成黑满(黒ベタ)图像时感光体的表面电位(初期电位)和第30000张在形成黑满图像时感光体的表面电位(耐印后电位)进行了测量。另外,由此时感光层的厚度变化测定了感光体中感光层的膜减少量(膜減少量),其结果如表6所示。
(实施例30~40:电子照相感光体B14~B24)
使用的聚芳酯树脂和电荷传输物质如表6所示,除此之外,按照与实施例29相同的方法获得作为实施例的电子照相感光体B14~B24。
(比较例14~20:电子照相感光体Q8~Q14)
使用的粘合剂树脂和电荷传输物质如表6所示,除此之外,按照与实施例29相同的方法获得作为比较例的电子照相感光体Q8~Q14。
(粘接性试验)
根据用切刀将得到的电子照相感光体的感光层制作成10×10的棋盘格(100个边长为1mm的正方形格子)时感光层的剥离程度来对粘接性进行评价。
○:未发生剥离
△:1~30%发生剥离
×:30%以上发生剥离
在粘接性试验中越不易剥离的感光体,对来自于打印机的接触部件的负载的抵抗能力越强,越为优选。例如,对于该试验中评价为×的感光体,当用打印机打印多张图像时,在带电辊的端部与感光体相接触的部位,会发生感光层剥离的问题,而与此相对,在评价为○的感光体中不会发生这类问题。
[表6]
由上述结果可知:只要是采用本发明的结构,在反复使用感光层时由磨损引起的膜减少量得到抑制,且可形成良好的初期图像,另外,即使在反复形成图像的耐印后,仍可获得良好的图像。以下进行更具体的分析。
由上述的实施例及比较例的结果可知:使用了通式[1]表示的本发明的聚芳酯树脂的实施例29~40及比较例16~20的感光层与未使用本发明的粘合剂树脂的比较例14~15的感光层相比,显示出优异的耐磨损性。
其中,当Ar3、Ar4具有取代基时,粘接性良好,因此尤其优选。
另外,根据使用本发明的聚芳酯树脂的情况(实施例29~40及比较例16~20)的结果可知:对于使用本发明范围之外的电荷传输材料CT-27~CT-30的情况,其初期图像的浓度以及耐印后的图像浓度基本未能得到良好的结果。由此可知,只有同时使用通式[1]表示的本发明的聚芳酯树脂和通式[7]或[7’]表示的本发明的电荷传输物质的感光体,经过耐印后才可以获得适合的浓度。
此外,由比较例14的结果可知:当使用以往的聚芳酯树脂R作为粘合剂树脂时,感光体的膜减少得到改善,但由于粘合剂树脂R与本发明的电荷传输物质在相容性上存在问题,直接使用则无法获得适合的浓度,且会产生影像模糊(かぶり)缺陷。
另外,由比较例15的结果可知:当组合使用以往的聚碳酸酯树脂S和本发明的电荷传输物质时,虽然不会对图像浓度的品质造成严重影响,但容易发生由膜减少引起的影像模糊缺陷。
由上述分析可以确定,诸如实施例17~40那样,当组合含有通式[1]表示的本发明的聚芳酯树脂和通式[7]或[7’]表示的本发明的电荷传输物质时,获得了意想不到的良好结果。
(实施例41)
对表面经过镜面精加工的外径30mm、长246mm、壁厚0.75mm的铝制圆筒表面进行阳极氧化处理,然后利用以乙酸镍为主成分的封孔剂进行封孔处理,由此形成了约6μm的阳极氧化包覆膜(耐酸铝包覆膜)。采用浸涂法,对该圆筒依次涂布如下所示的电荷发生层形成用涂布液和电荷传输层形成用涂布液,使其干燥后的膜厚分别为0.4μm、18μm,由此形成电荷发生层和电荷传输层,得到了感光体鼓。
电荷发生层形成用涂布液按照下述方法制备。将20份由图2的X射线衍射谱图表示的钛氧酞菁作为电荷发生物质,与280份1,2-二甲氧基乙烷混合,并利用砂磨机进行2小时粉碎,进行微粒化分散处理。然后,向该微细化处理液中混合下述粘合剂液及230份的1,2-二甲氧基乙烷,由此制备电荷发生层形成用涂布液,其中,所述粘合剂液通过将10份聚乙烯醇缩丁醛(电气化学工业公司制造,商品名为DenkaButhyral#6000C)溶解在255份1,2-二甲氧基乙烷和85份4-甲氧基-4-甲基-2-戊酮的混合液中而获得。
电荷传输层形成用涂布液按照下述方法制备。使100份聚芳酯树脂Y’(粘均分子量40000)、50份电荷传输材料CT-11、8份由下式表示的作为抗氧剂的化合物(AOX1)、1份三苄基胺、以及0.05份作为流平剂的硅油溶解在640质量份四氢呋喃/甲苯(8/2)的混合溶剂中,制备电荷传输层形成用涂布液。
[化学式73]
[化学式74]
<图像特性试验>
将制备的感光体鼓安装在OkiData公司制造的彩色打印机C5900dn的黑色鼓盒中。
C5900dn的规格
4级串联
彩色26ppm、单色32ppm
接触辊带电(施加直流电压)
非磁性单组分接触显影
LED曝光
判断在初期以及经过20000张图像形成后是否发生了重像、影像模糊、浓度降低等图像劣化。并对经过20000张图像形成所引起的磨耗量进行了考察。此外,还进行了下述说明的<电特性试验>、<扭矩试验>,结果如表7所示。
<电特性试验>
使用根据电子照相学会测定标准制造的电子照相特性评价装置(记载于《続電子写真技術の基礎と応用(电子照相技术的基础与应用(续))》电子照相学会编,Corona公司,404~405页),使感光体鼓以恒定转速旋转,经过带电、曝光、电位测定、除电的循环,进行电特性评价试验。在-700V的初期表面电位下,采用780nm的光进行曝光、并使用660nm的单色光作为除电光,测定了在照射1.0μJ/cm2的光进行曝光时的表面电位(VL)。在进行VL测定时,将从曝光开始到进行电位测定所需要的时间设为100ms。作为测定环境,在温度25℃、相对湿度50%(NN环境)下进行了测定。VL值的绝对值越小,则响应性越好(单位:-V)。
<扭矩试验>
使力矩电动机以50rpm旋转,测定在不对感光体施加负载的状态下的扭矩。将该扭矩值作为T0。接着,使用长230mm、宽14mm(内自由长(うち自由長)为8mm)、厚2mm的聚氨酯橡胶制刮板以24.5g/cm的线压施加挤压,使该刮板的前端与感光体的长方向平行、并与感光体表面的切线成20°角。此时,利用毛笔使一定量的调色剂附着在刮板前端。
通过力矩电动机使感光体以50rpm旋转,测定由力矩电动机输出的扭矩,将自测定开始后120秒到130秒之间测得的扭矩取平均值,并将该平均值作为Tm。从Tm中减去上述求出的在无负载条件下的扭矩(T0),将该差值作为在用刮板对感光体施压时产生的扭矩值。以该扭矩值作为表征感光体的滑动性的指标。扭矩值小,则表示感光体的滑动性良好。
(实施例42、比较例21~22)
除了在实施例41中使用了表7所示的电荷传输材料和粘合剂树脂以外,按照与实施例41相同的方法制作电子照相感光体,并进行了评价。
[表7]