CN106468862A - 电子照相感光元件、处理盒和图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电子照相感光元件、处理盒和图像形成装置。所述电子照相感光元件包括导电性基体和在导电性基体上的单层型感光层。感光层含有粘合剂树脂、电荷生成材料、空穴输送材料、含氟原子的电子输送材料以及含氟原子的树脂颗粒。感光层中的电荷生成材料的量为0.5重量%以上且小于2.0重量%。电荷生成材料在感光层的厚度方向上的分布满足式(1):30≤a/b,其中,a和b如在说明书中所限定,并且b可以是0。含氟原子的电子输送材料在感光层的厚度方向上的分布满足式(2):30≤c/d,其中,c和d如在说明书所限定,并且d可以是0。
Description
技术领域
本发明涉及电子照相感光元件、处理盒和图像形成装置。
背景技术
根据常见的电子照相图像形成装置,已通过处理(包括充电、静电潜像形成和显影)而形成在电子照相感光元件表面上的色调剂图像被转印到记录介质上。
例如,已知这样的单层电子照相感光元件,其含有具有特定结构的材料组合并且呈现高灵敏度和优异的图像质量(参见日本未审查专利申请2013-231867号、2012-247614号、No.2012-247498号和2012-247497号公报)。
日本未审查专利申请2002-139851号公报公开了一种分散型的电子照相用可带正电有机感光元件,其特征在于包括至少两个具有不同光敏度的感光层。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可带正电的有机电子照相感光元件,该可带正电的有机电子照相感光器具有单层型感光层,其中,电荷生成材料在感光层的厚度方向上的分布满足式a/b≥30。与表示含氟原子的电子输送材料的分布的c/d在感光层的厚度方向上小于30的情况相比,该电子照相感光元件具有低残留电位性。
根据本发明的第一方面,提供一种电子照相感光元件,该电子照相感光元件包括导电性基体和在导电性基体上的单层型感光层。感光层包含粘合剂树脂、电荷生成材料、空穴输送材料、含氟原子的电子输送材料和含氟原子的树脂颗粒。感光层中的电荷生成材料的量按重量为0.5重量%以上且小于2.0重量%。电荷生成材料在感光层的厚度方向上的分布满足式(1):30≤a/b,其中,a表示在从感光层的表面侧延伸1/3感光层厚度的区域中电荷生成材料的浓度,而b表示在从感光层的导电性基体侧延伸2/3感光层厚度的区域中电荷生成材料的浓度并且可以是0。含氟原子的电子输送材料在感光层的厚度方向上的分布满足式(2):30≤c/d,其中,c表示在从感光层的表面侧延伸1/3感光层厚度的区域中含氟原子的电子输送材料的浓度,而d表示在从感光层的导电性基体侧延伸2/3感光层厚度的区域中含氟原子的电子输送材料的浓度并且可以是0。
根据本发明的第二方面,在根据第一方面的电子照相感光元件中,含氟原子的树脂颗粒在感光层的厚度方向上的分布满足式(3):
式(3):30≤e/f
其中,e表示在从感光层的表面侧延伸1/3感光层厚度的区域中每单位截面积的含氟原子的树脂颗粒的数量,并且f表示在从感光层的导电性基体侧延伸2/3感光层厚度的区域中每单位截面积的含氟原子的树脂颗粒的数量并且可以是0。
根据本发明的第三方面,在第一方面所述的电子照相感光元件中,b是0。
根据本发明的第四方面,在第一方面所述的电子照相感光元件中,d是0。
根据本发明的第五方面,在第一方面所述的电子照相感光元件中,含氟原子的电子输送材料是具有氟原子的芴酮化合物。
根据本发明的第六方面,在第五方面所述的电子照相感光元件中,具有氟原子的芴酮化合物是具有氟烷基的芴酮化合物。
根据本发明的第七方面,在第六方面所述的电子照相感光元件中,具有氟烷基的芴酮化合物是具有氟烷基酯基的芴酮化合物。
根据本发明的第八方面,提供一种以可拆卸方式附接在图像形成装置上的处理盒,所述处理盒包括第一至第七方面中任一方面所述的电子照相感光元件。
根据本发明的第九方面,提供一种图像形成装置,该图像形成装置包括:根据第一至第七方面中任一方面所述的电子照相感光元件;充电单元,其对电子照相感光元件的表面充电;静电潜像形成单元,其在处于充电状态下的电子照相感光元件的表面上形成静电潜像;显影单元,其通过使用包含色调剂的显影剂使电子照相感光元件的表面上的静电潜像显影从而形成色调剂像;以及转印单元,所述转印单元将色调剂像转印到记录介质的表面上。
根据本发明第一方面和第三至第七方面中的任一方面,提供一种可带正电的有机电子照相感光元件,该可带正电的有机电子照相感光元件具有单层型感光层,其中,电荷生成材料在感光层的厚度方向上的分布满足式a/b≥30。与表示含氟原子的电子输送材料在感光层的厚度方向上的分布的c/d小于30的情况相比,该电子照相感光元件具有低残留电位性。
根据本发明的第二方面,提供一种电子照相感光元件,与表示含氟原子的树脂颗粒在感光层的厚度方向上的分布的e/f小于30的情况相比,该电子照相感光元件具有低残留电位性。
根据本发明的第八或者第九方面,提供一种处理盒或者图像形成装置,其包括具有单层型感光层的可带正电的有机电子照相感光元件,其中,电荷生成材料在感光层的厚度方向上的分布满足式a/b≥30,与表示含氟原子的电子输送材料在感光层的厚度方向上的分布的c/d小于30的情况相比,电子照相感光元件具有低残留电位性。
附图说明
将基于以下附图详细地描述本发明的示例性实施方式,其中:
图1是示出示例性实施方式的电子照相感光元件的一部分的示意性截面图;
图2A是示出通过喷墨涂布方法从液滴排出单元喷出的液滴的重叠的示意图,并且图2B是示出液滴排出单元相对于导电性基体倾斜的示意图;
图3是示出用于通过喷墨涂布方法形成单层型感光层的方法实例的示意图;
图4是示例性实施方式的图像形成装置的示意图;以及
图5是另一示例性实施方式的图像形成装置的示意图。
具体实施方式
现在将详细地描述本发明的示例性实施方式。
电子照相感光元件
示例性实施方式的电子照相感光元件(下文可简称为“感光元件”)包括导电性基体和设置在导电性基体上并且包括单层型感光层的可带正电的有机感光元件(下文可简称为“单层感光元件”)。
单层型感光层(下文可简称为“感光层”)包含粘合剂树脂、电荷生成材料、空穴输送材料、含氟原子的电子输送材料(下文可简称为“含氟的电子输送材料”)、以及含氟原子的树脂颗粒(下文可简称为“氟树脂颗粒”)。感光层中的电荷生成材料的量为0.5重量%以上且小于2.0重量%。电荷生成材料在感光层的厚度方向上的分布满足式(1):
式(1):30≤a/b
其中,a表示在从感光层的表面侧延伸1/3感光层厚度的区域中电荷生成材料的浓度,而b表示在从感光层的导电性基体侧延伸2/3感光层厚度的区域中电荷生成材料的浓度并且可以是0。含氟原子的电子输送材料在感光层的厚度方向上的分布满足式(2):
式(2):30≤c/d
其中,c表示在从感光层的表面侧延伸1/3感光层厚度的区域中含氟原子的电子输送材料的浓度,而d表示在从感光层的导电性基体侧延伸2/3感光层厚度的区域中含氟原子的电子输送材料的浓度并且可以是0。
单层型感光层是具有空穴输送性和电子输送性以及电荷生成能力的感光层。
对于该示例性实施方式的电子照相感光元件,“感光层中的电荷生成材料的量”是指电荷生成材料相对于整个感光层的量。
“从表面侧延伸1/3感光层厚度的区域”是从感光层的最外表面侧向导电性基体延伸长度等于1/3感光层厚度的区域。
“从导电性基体侧延伸2/3感光层厚度的区域”是从感光层的导电性基体侧向感光层的最外表面延伸长度等于2/3感光层厚度的区域,换言之,从感光层的最外表面侧延伸1/3厚度的区域外侧的区域。
“每单位截面积的含氟原子的树脂颗粒的数量”是指在感光层的厚度方向上截取的截面处发现的氟树脂颗粒的数量,并且是每平方微米(μm2)的数量。
从生产成本等角度出发,单层型感光元件已被用作电子照相感光元件。
单层型感光元件具有单层型感光层,该单层型感光层包含电荷生成材料、空穴输送材料、以及电子输送材料。其是具有光敏度和充电性的相同层。相反,具有多层型感光层的有机感光元件(该感光元件此后称为多层感光元件)具有根据功能而归属于单个专用层的光敏度和充电性。在这方面,原则上,单层型感光元件在充电性和光敏度方面很难实现与多层感光元件相当的性能。
然而,由于上述结构(即,电荷生成材料在单层型感光层的厚度方向上的受控分布),使得该示例性实施方式的电子照相感光元件呈现高充电性和高灵敏度。对于这点的准确原因尚不清楚,但是可以推测进行如下。
对于单层感光元件,在暗条件下,要尽可能地抑制感光层中的过多电荷(热激发载流子)的出现。通过减少电荷生成材料的量来抑制感光层中的热激发载流子的出现。
为了获得高光敏度,期望呈现足够的生成电荷量、空穴输送能力以及电子输送能力。例如,增加电荷生成材料的量(例如,按重量2.0%或更多)会改进光敏度。然而,过多地增加电荷生成材料的量会降低充电性,并且因此就此而言,需要减少电荷生成材料的量。然而,过多减少电荷生成材料的量会降低光敏度。例如,当感光层中的电荷生成材料的量是0.5重量%以上且小于2.0重量%时,很难获得同时实现高充电性和高灵敏度的感光元件。
通常已知具有最高电子输送能力的电子输送材料的输送能力为空穴输送材料的空穴输送能力的约百分之几。在感光层中,电子输送能力低于空穴输送能力。从而,为了进一步改进单层型感光元件的光敏度,需要缩短电子输送距离。
当用光照射单层型感光元件的感光层时,电荷生成材料吸收光并且生成电荷;因此,更容易在感光层的表面侧区域中生成电荷。当容易生成电荷时,变得更容易缩短电子输送距离。缩短电子输送距离推测改善电子输送能力和光敏度。
因此,根据该示例性实施方式的电子照相感光元件,电荷生成材料位于单层型感光层的表面侧区域中,从而使得电荷生成材料更有效地呈现高光敏度。换言之,因为包含在单层型感光层中的电荷生成材料的方式分布是包含在从感光层的表面侧延伸1/3厚度的的区域中的量增加,不管整个感光层中的电荷生成材料的量为0.5重量%以上且小于2.0重量%的事实如何,都可以获得具有高充电性和高灵敏度的电子照相感光元件。
还发现,在一些情况下,在利用光照射感光层之后留在单层型感光元件中的剩余电势可增加(换言之,在一些情况下,电势不平稳地降低)。
关于该问题,根据上述示例性实施方式的电子照相感光元件,在单层型感光层的厚度方向上控制含氟的电子输送材料的分布;因此,可以获得具有低残留电势性的电子照相感光元件。对于这点的原因尚不清楚,但是据推测如下。
在单层型感光元件中,照射感光层的光使得电荷生成材料生成电荷,并且电子通过电子输送材料向感光层的表面侧迁移。减小电子输送距离可改善电子输送能力,并且帮助减小留在感光元件中的残留电势。
然而,为了形成单层型感光元件,在溶剂中溶解电子输送材料以制备感光层形成用涂布溶液,并因此具有在形成感光层的过程中在感光层的所有部分中分散的趋势。因此,电子输送材料倾向于分布在感光层的所有部分中。例如,电子输送材料可以以高浓度分布在感光层的基体侧区域中。在这样的情况下,电子输送距离较长,感光层的电子输送能力容易变差,并且感光层的残留电势容易较高。
在示例性实施方式的电子照相感光元件中,抑制了电子输送材料在单层型感光元件的所有部分中的分散,并且抑制了电子输送材料以高浓度分布在感光层的基体侧区域中,从而使电子输送材料位于感光层的表面侧区域。结果,电子输送距离减小,容易改善电子输送能力。
在该示例性实施方式中,为了使电子输送材料位于单层型感光层的表面侧区域中,将含氟的电子输送材料用作电子输送材料,并且将氟树脂颗粒随同含氟的电子输送材料添加到感光层中。含氟的电子输送材料在分子结构中包含氟原子。从而,例如,由于含氟原子的官能团(例如,氟烷基)和氟树脂颗粒(例如,聚四氟乙烯树脂)之间的亲和力,导致含氟的电子输送材料具有与氟树脂颗粒聚集的趋势。由于氟树脂颗粒的聚集体体积大,聚集体在形成感光层期间不容易分散到感光层的所有部分中,并且不容易分布在感光层的导电性基体侧中。从而,基本防止了形成氟树脂颗粒聚集体的含氟的电子输送材料以高浓度分布在感光层的导电性基体侧区域中。结果,含氟的电子输送材料倾向于位于感光层的表面侧区域中。由于包含在从感光层的表面侧延伸1/3感光层厚度的区域中的含氟的电子输送材料的量增加,抑制了感光层的电子输送能力的变差。所得到的感光元件可具有低残留电势性。
从以上描述可以确定,当含氟的电子输送材料位于感光层的表面侧区域中(换言之,当比率c/d是30或更大时(当满足式(2)时),其中,c表示从感光层的表面侧延伸1/3感光层厚度的区域中含氟的电子输送材料的浓度,并且d表示在从感光层的导电性基体侧延伸2/3感光层厚度的区域中含氟的电子输送材料的浓度)时,获得具有低残留电势性的电子照相感光元件。
如上所述,根据示例性实施方式的电子照相感光元件,含氟的电子输送材料以及电荷生成材料位于感光层的表面侧区域中。结果,示例性实施方式的电子照相感光元件具有低残留电势性、高充电性、以及高灵敏度。从而,在长期使用中抑制了电性的改变。
现在将参考附图详细地描述根据示例性实施方式的电子照相感光元件。
图1是示例性实施方式的电子照相感光元件7的一部分的示意性截面图。
电子照相感光元件7包括例如导电性基体3以及依次层叠在导电性基体3上的底涂层1和单层型感光层2。
底涂层1是可选的。换言之,单层型感光层2可以直接设置在导电性基体3上或者导电性基体3上的底涂层1上。
如果需要,可以提供附加层。特别是,例如,如果需要,可以在单层型感光层2上设置保护层。
现将详细描述示例性实施方式的电子照相感光元件的各层。在描述中省略附图标记。
导电性基体
导电性基体的实例包括含有金属(铝、铜、锌、铬、镍、钼、钒、铟、金、铂等)或合金(不锈钢等)的金属板、金属鼓和金属带。导电性基体的其它实例包括通过用导电性化合物(例如导电性聚合物和氧化铟)、金属(例如铝、钯和金)或合金进行涂布、气相沉积或层压而制备的纸、树脂膜和带。术语“导电性”是指体积电阻率小于1013Ωcm。
当在激光打印机中使用电子照相感光元件时,可以使导电性基体的表面粗糙化,使得中心线平均粗糙度Ra是0.04μm~0.5μm。这是为了减少在利用激光束照射期间发生的干涉条纹。当将非相干光被用作光源时,用于防止干涉条纹的表面粗糙化是可选的。然而,表面粗糙化减少了由导电基体表面上的不规则导致的缺陷的发生,并且使使用寿命延长。
表面粗糙化技术的实例包括涉及将水中的研磨料的悬浮液喷射到导电性基体上的湿珩磨、涉及将导电性基体按压在旋转磨石上以连续地进行研磨的无心研磨、以及阳极化。
表面粗糙化技术的另一个实例不涉及直接粗糙化导电性基体的表面;相反,该技术涉及通过使用含有在树脂中分散的导电性或半导电性粉末的分散体在导电性基体的表面上形成层,使得通过分散在该层中的颗粒产生粗糙表面。
通过阳极化进行的表面粗糙化涉及在电解质溶液中使用作阳极的金属(例如,铝)导电性基体阳极化,以便在导电性基体的表面上形成氧化物膜。电解质溶液的实例包括硫酸溶液和草酸溶液。然而,通过阳极化形成的多孔阳极氧化膜具有化学上的活性,容易被污染,并且电阻根据环境发生很大变化。因此,可对多孔阳极氧化膜进行孔密封处理,其中,通过由加压水蒸气或者沸水中(可以添加诸如镍盐等金属盐)的水合反应导致的体积膨胀将氧化物膜的细孔关闭,使得氧化物转变为更稳定的水合氧化物。
阳极氧化物膜的厚度可以是例如0.3μm~15μm。当厚度在此范围内时,会呈现针对注入的屏蔽性,并会抑制因由重复使用而造成的残留电势的增加。
导电性基体可以用酸性处理溶液处理或者进行勃姆石处理。
利用酸性处理溶液进行的处理可以例如如下进行。首先,制备含磷酸、铬酸和氢氟酸的酸性处理溶液。酸性处理溶液中的磷酸、铬酸和氢氟酸的掺合比为例如:10重量%~11重量%的磷酸,3重量%~5重量%的铬酸,0.5重量%~2重量%的氢氟酸。所有酸的总浓度可以为13.5重量%~18重量%。处理温度可以是例如42℃~48℃。膜的厚度可以是0.3μm~15μm。
勃姆石处理通过将基体浸入90℃~100℃的纯水中5分钟~60分钟或者使基体与90℃~120℃的热水蒸气接触5分钟~60分钟来进行。膜的厚度可以是0.1μm~5μm。对经处理的基体可以使用具有低膜溶解性的电解质溶液进行进一步的阳极化处理。电解质的实例在此包括己二酸、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
底涂层例如是含有无机颗粒和粘合剂树脂的层。
无机颗粒的实例包括那些粉末电阻(体积电阻率)为102Ωcm~1011Ωcm的无机颗粒。具有此电阻率的无机颗粒的实例包括金属氧化物颗粒,比如氧化锡颗粒、氧化钛颗粒、氧化锌颗粒和氧化锆颗粒。特别是,可使用氧化锌颗粒。
测量的无机颗粒的BET比表面积可以为例如10m2/g以上。无机颗粒的体均粒径可以为例如50nm~2000nm(或可以为60nm~1000nm)。
无机颗粒相对于粘合剂树脂的量为例如10重量%~80%重量%,并且可以为40重量%~80%重量%。
可以对无机颗粒进行表面处理。可以混合使用经历过不同的表面处理或具有不同粒径的两种以上的无机颗粒。
表面处理剂的实例包括硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝类偶联剂和表面活性剂。硅烷偶联剂是优选的,并且含氨基的硅烷偶联剂是更优选的。
含氨基的硅烷偶联剂的实例包括但不限于3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷和N,N-双(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
可将两种以上硅烷偶联剂用作混合物。例如,含氨基的硅烷偶联剂可以与另一种硅烷偶联剂组合使用。此另一种的硅烷偶联剂的实例包括但不限于乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-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、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N,N-双(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷和3-氯丙基三甲氧基硅烷。
用表面处理剂进行的表面处理可以是任何已知方法,并且可以是干法或湿法。
相对于无机颗粒,处理中所用表面处理剂的量可以为0.5重量%~10重量%。
就增强电性质的长期稳定性和载流子阻挡性而言,底涂层可含有无机颗粒和电子接受化合物(受体化合物)。
电子接受化合物的实例包括电子输送物质。其实例包括醌类化合物(例如氯醌和溴醌);四氰基对醌二甲烷类化合物;芴酮类化合物(例如2,4,7-三硝基芴酮和2,4,5,7-四硝基-9-芴酮);噁二唑类化合物[例如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-噁二唑和2,5-双(4-二乙基氨基苯基)-1,3,4-噁二唑];呫吨酮类化合物;噻吩类化合物;和联苯醌类化合物(例如3,3’,5,5’-四叔丁基联苯醌)。
可使用具有蒽醌结构的化合物作为电子接受化合物。具有蒽醌结构的化合物的实例包括羟基蒽醌化合物、氨基蒽醌化合物和氨基羟基蒽醌化合物。其具体实例包括蒽醌、茜素、醌茜、蒽绛酚和红紫素。
电子接受化合物可通过与无机颗粒共分散或粘附于无机颗粒的表面而被包含在底涂层中。
将电子接受化合物附着到无机颗粒表面上的方法的实例包括湿法或干法。
根据干法,例如,在用具有大剪切力的混合器搅拌无机颗粒的同时,向其中滴加或与干燥的空气或氮气一起喷射处于或溶解在有机溶剂中的电子接受化合物,使得电子接受化合物附着至无机颗粒的表面。可以不高于溶剂沸点的温度下进行电子接受化合物的滴加或喷射。在滴加或喷射电子接受化合物之后,可以在100℃以上进行烘烤。只要获得电子照相性质,烘烤可以在任意温度下进行任何时长。
根据湿法,例如,在通过搅拌或利用超声波、砂磨机、磨碎机或球磨机等将无机颗粒分散在溶剂中的同时,向其中添加电子接受化合物,并且在搅拌或分散之后,去除溶剂以使电子接受化合物附着至无机颗粒表面。去除溶剂的方法的实例包括过滤和蒸馏。在去除溶剂后,可在100℃以上进行烘烤。只要获得电子照相性质,烘烤可以在任意温度下进行任何时长。在湿法中,无机颗粒中所含的水可以在添加电子接受化合物之前去除。例如,无机颗粒可以在溶剂中被搅拌和加热以去除水,或者水可以与溶剂共沸去除。
可以在使用表面处理剂对无机颗粒进行表面处理之前或之后使电子接受化合物附着,或者电子接受化合物的附着和使用表面处理剂对无机颗粒进行的表面处理可同时进行。
电子接受化合物相对于无机颗粒的量可以为例如0.01重量%~20重量%,并且可以为0.01重量%~10重量%。
底涂层中使用的粘合剂树脂的实例包括已知的聚合物材料,比如缩醛树脂(例如,聚乙烯醇缩丁醛)、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、酪蛋白树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、明胶、聚氨酯树脂、聚酯树脂、不饱和聚酯树脂、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、硅氧烷-醇酸树脂、脲树脂、酚树脂、苯酚-甲醛树脂、三聚氰胺树脂、氨基甲酸酯树脂、醇酸树脂和环氧树脂;以及其它已知材料,比如锆螯合物、钛螯合物、铝螯合物、钛醇盐化合物、有机钛化合物和硅烷偶联剂。底涂层中使用的粘合剂树脂的其他实例包括具有电子输送基团的电子输送树脂和导电性树脂(例如聚苯胺)。
其中,可将在上层中所含的涂布溶剂中不溶的树脂用作底涂层中所含的粘合剂树脂。其实例包括热固性树脂,例如脲树脂、酚树脂、苯酚-甲醛树脂、三聚氰胺树脂、氨基甲酸酯树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂和环氧树脂;以及通过固化剂与选自聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚醚树脂、甲基丙烯酸类树脂、丙烯酸类树脂、聚乙烯醇树脂和聚乙烯醇缩醛树脂中的至少一种树脂之间的反应而获得的树脂。当这些粘合剂树脂中的两种以上组合使用时,可按需要设定混合比。
底涂层可含有改善电性质、环境稳定性和图像品质的各种添加剂。添加剂的实例包括已知材料,诸如基于稠合多环偶氮材料的电子输送颜料、锆螯合物、钛螯合物、铝螯合物、钛醇盐化合物、有机钛化合物和硅烷偶联剂等。虽然硅烷偶联剂用于如上所述的无机颗粒表面处理中,但其还可以作为添加剂添加至底涂层中。
作为添加剂使用的硅烷偶联剂的实例包括乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-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、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基甲氧基硅烷、N,N-双(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷和3-氯丙基三甲氧基硅烷。
锆螯合物的实例包括丁醇锆、乙酰乙酸乙酯锆、三乙醇胺锆、乙酰丙酮丁醇锆、乙酰乙酸乙酯丁醇锆、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、甲基丙烯酸丁醇锆、硬脂酸丁醇锆和异硬脂酸丁醇锆。
钛螯合物的实例包括钛酸四异丙酯、钛酸四正丁酯、钛酸丁酯二聚体、钛酸四(2-乙基己基)酯、乙酰丙酮钛、聚乙酰丙酮钛、亚辛基乙醇酸钛(titanium octyleneglycolate)、乳酸钛铵盐、乳酸钛、乳酸乙酯钛、三乙醇胺钛和多羟基硬脂酸钛。
铝螯合物的实例包括异丙醇铝、二异丙醇单丁氧基铝、丁醇铝、乙酰乙酸二乙酯铝二异丙醇盐和三(乙酰乙酸乙酯)铝。
这些添加剂可单独使用、作为两种以上化合物的混合物使用或作为两种以上化合物的缩聚产物使用。
底涂层可以具有35以上的维氏硬度。为了抑制波纹图像,可以将底涂层的表面粗糙度(十个点的平均粗糙度)调整至1/(4n)λ~(1/2)λ,其中λ表示曝光用激光的波长,而n表示上层的折射率。
可将树脂颗粒等添加至底涂层以调节表面粗糙度。树脂颗粒的实例包括硅树脂颗粒和交联聚甲基丙烯酸甲酯树脂颗粒。可以抛光底涂层表面以调节表面粗糙度。抛光技术的实例包括软皮抛光(buffing polishing)、喷砂、湿珩磨和研磨。
底涂层可以通过任何已知方法形成。例如,通过将上述组分添加到溶剂中来制备底涂层形成用涂布液,并施加其以形成涂布膜,可将涂布膜干燥并在需要时进行加热。
可用已知有机溶剂作为用于制备底涂层形成用涂布液的溶剂。已知有机溶剂的实例包括醇类溶剂、芳香烃溶剂、卤代烃溶剂、酮类溶剂、酮-醇类溶剂、醚类溶剂和酯类溶剂。
这些溶剂的具体实例包括甲醇、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。
在底涂层形成用涂布液的制备中用于分散无机颗粒的技术实例包括利用辊磨机、球磨机、振动球磨机、磨碎机、砂磨机、胶体磨机或涂料摇动器的已知技术。
用于将底涂层形成用涂布液施加到导电性基体上的技术实例包括诸如刮板涂布技术、线棒涂布技术、喷涂技术、浸涂技术、珠涂技术、气刀涂布技术和幕帘涂布技术等已知技术。
底涂层的厚度为例如15μm以上,并且可以为20μm~50μm。
中间层
可以在底涂层与感光层之间进一步提供中间层,不过其未在附图中示出。中间层是例如含有树脂的层。中间层中所用的树脂的实例包括聚合物化合物,例如缩醛树脂(例如聚乙烯醇缩丁醛)、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、酪蛋白树脂、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、聚硅氧烷-醇酸树脂、苯酚-甲醛树脂和三聚氰胺树脂。
中间层可以是含有有机金属化合物的层。中间层中所用的有机金属化合物的实例包括含有例如锆、钛、铝、锰或硅原子等金属原子的那些有机金属化合物。中间层中所用的化合物可单独使用、作为两种以上化合物的混合物使用或作为两种以上化合物的缩聚产物使用。
特别是,中间层可以是含有含锆原子或硅原子的有机金属化合物的层。
中间层可以通过任何已知方法形成。例如,通过将上述组分添加到溶剂中来制备中间层形成用涂布液,并施加其以形成涂布膜,可将涂布膜干燥并在需要时进行加热。用于将中间层形成用涂布液施加到导电性基体上的技术实例包括诸如浸涂技术、抬升涂布技术、线棒涂布技术、喷涂技术、刮板涂布技术、刮刀涂布技术和幕帘涂布技术等已知技术。
中间层厚度可被设定在0.1μm~3μm。中间层还可以充当底涂层。
单层型感光层
如上所述,示例性实施方式的单层型感光层中所含的电荷生成材料和含氟电子输送材料位于感光层在厚度方向上的表面侧区域。使电荷生成材料和含氟电子输送材料以满足式30≤a/b和式30≤c/d的方式分布,其中式30≤a/b表示电荷生成材料在感光层厚度方向上的分布,而式30≤c/d表示含氟电子输送材料在感光层厚度方向上的分布。
单层型感光层中所含的氟树脂颗粒位于感光层厚度方向上的表面侧区域。可使氟树脂颗粒分布以满足式30≤e/f,其表示氟树脂颗粒在感光层厚度方向上的分布。
在示例性实施方式的单层型感光层中,就低残留电势性而言,在电荷生成材料和含氟电子输送材料充裕的表面侧区域与电荷生成材料和含氟电子输送材料较不充裕的导电性基体侧区域之间的边界处没有形成清楚的界面。当b为0且d为0时,可出现存在电荷生成材料和含氟电子输送材料的表面侧区域与不存在电荷生成材料和含氟电子输送材料的导电性基体侧区域。在此情况中,两个区域的边界处也未约束有清楚的界面。
本领域中已知的典型多层型感光层包括含有电荷生成材料的电荷生成层和不含电荷生成材料但含有电荷输送材料(如电子输送材料)的电荷输送层,并且在两层之间形成清楚的界面。此外,电荷生成层中所用的粘合剂树脂通常与电荷输送层中所用的粘合剂树脂不同,并且两层可明显区分。
相比之下,即使在b为0且d为0时,此示例性实施方式的单层型感光层在存在电荷生成材料和含氟电子输送材料的表面侧区域与不存在电荷生成材料和含氟电子输送材料的导电性基体侧区域之间也具有模糊的边界。因此,此示例性实施方式的单层型感光层与典型的多层型感光层明显不同。
单层型感光层可以以任何形式实施,只要满足式30≤a/b和式30≤c/d即可,其中式30≤a/b表示电荷生成材料在感光层厚度方向上的分布,而式30≤c/d表示含氟电子输送材料在感光层厚度方向上的分布。例如,能想到以下改型:
当b为0且d为0时,电荷生成材料和含氟电子输送材料仅在从感光层的表面侧延伸1/4厚度的区域中存在,而在从感光层的导电性基体侧延伸3/4厚度的区域中不存在;或者电荷生成材料和含氟电子输送材料仅在从感光层的表面侧延伸1/3厚度的区域中存在,而在从感光层的导电性基体侧延伸2/3厚度的区域中不存在。
当b大于0且d大于0时(换言之,当电荷生成材料和含氟电子输送材料在感光层的所有部分中都存在时),电荷生成材料和含氟电子输送材料在从感光层的表面侧延伸1/2厚度的区域中充裕,而在从感光层的导电性基体侧延伸1/2厚度的区域中可能不如在从表面侧延伸1/2厚度的区域中充裕;或者电荷生成材料和含氟电子输送材料在从感光层的表面侧延伸1/3厚度的区域中充裕,而在从感光层的导电性基体侧延伸2/3厚度的区域中可能不如在从表面侧延伸1/3厚度的区域中充裕;或者电荷生成材料和含氟电子输送材料在从感光层的表面侧延伸1/3厚度的区域中充裕,但电荷生成材料的量在感光层厚度方向上朝导电性基体侧降低。
在这些改变中,就低残留电势性而言,优选b表示0且d表示0的那些改型。
当满足表示含氟电子输送材料在感光层厚度方向上的分布的式30≤e/f时,其改型可与满足上述式30≤a/b和30≤c/d的那些改型相同。换言之,当f为0时,一个改型会是氟树脂颗粒仅存在于电荷生成材料和含氟电子输送材料存在的感光层区域。
相比之下,当f大于0时,例如,氟树脂颗粒可大量存在于电荷生成材料和含氟电子输送材料也大量存在的感光层区域。在这些改型中,就低残留电势性而言,优选f表示0的改型。当氟树脂颗粒的分布满足上述范围时,感光层的耐磨性也得到改善。
计算a/b的方法
表示电荷生成材料在感光层厚度方向上的分布的a/b值通过以下方式计算:通过由总反射红外光谱法取得的光谱测量电荷生成材料的峰(在此示例性实施方式中,峰在890cm-1的波数附近)的强度,并用该结果计算a/b。
具体而言,从待测量的感光元件中移出感光层并进行包埋处理,在相对于导电性基体和感光层之间的界面倾斜的方向(相对于从导电性基体的外周表面朝向感光层表面的垂直方向倾斜的方向)上用超薄切片机切割包埋层,使得在感光层厚度方向上取得的截面充当测量表面,从而获得具有放大的测量表面的测量样品。用总反射红外光谱仪(由Perkin Elmer Inc.制造的FT-IR Spotlight300;内反射元件(棱镜):锗(Ge),入射角:45°)分析测量样品,以便测定在从感光层表面侧延伸1/3厚度的区域中波数890cm-1附近红外光谱峰的积分强度a,以及在从感光层导电性基体侧延伸2/3厚度的区域中波数890cm-1附近红外光谱峰的积分强度b,由此计算a/b比。在a和b的测定中,在测量样品的三个位置上进行分析(a和b分别作为在三个位置取得的结果的平均值计算)。
计算c/d的方法
表示含氟电子输送材料在感光层厚度方向上的分布的c/d值通过以下方式计算:通过由总反射红外光谱法取得的光谱测量含氟电子输送材料的峰(在此示例性实施方式中,峰在1720cm-1的波数附近)的强度,并用结果计算c/d。
具体程序与上述计算a/b的方法相同,不同之处在于,计算从感光层表面侧延伸1/3感光层厚度的区域中波数1720cm-1附近红外光谱峰的积分强度c,以及在从感光层导电性基体侧延伸2/3感光层厚度的区域中波数1720cm-1附近红外光谱峰的积分强度d,并由结果测定c/d。与计算a/b的方法一样,在c和d的测定中,在测量样品的三个位置上进行分析(c和d分别作为在三个位置取得的结果的平均值计算)。
测量e/f的方法
表示氟树脂颗粒在感光层厚度方向上的分布的e/f值通过以下方式测定:对用扫描电子显微镜(SEM)获得的图像进行图像处理以测定e和f,并由测量结果计算e/f。
具体而言,从待测量的感光元件中移出感光层,从感光层中切出小试样并将其包埋和固定在环氧树脂中,并且用超薄切片机制备截面,从而制备用于测定e和f的测量样品。用SEM JSM-6700F/JED-2300F(由JEOL Ltd.制造)观察测量样品的三个位置,以便测定e和f(e和f分别作为在三个位置取得的结果的平均值计算)。
选择SEM图像的观察范围,以便感光层在与导电性基体外周表面平行的方向上的长度为40μm。
单层型感光层的厚度优选地设定为5μm~60μm,并且更优选地设定为10μm~50μm。
粘合剂树脂
粘合剂树脂可以是任何粘合剂树脂。其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、聚硅氧烷-醇酸树脂、苯酚-甲醛树脂、苯乙烯-醇酸树脂、聚(N-乙烯基咔唑)和聚硅烷。这些粘合剂树脂可以单独或两种以上组合使用。
在这些粘合剂树脂中,例如,就感光层的感光层形成性质而言,可使用粘均分子量为30,000~80,000的聚碳酸酯树脂。
相对于感光层中的总固体含量,粘合剂树脂含量可以为35重量%~60重量%,或者可以为20重量%~35重量%。
电荷生成材料
电荷生成材料可以是任何电荷生成材料。其实例包括羟基镓酞菁颜料、氯化镓酞菁颜料、钛氧基酞菁颜料和无金属酞菁颜料。这些电荷生成材料可单独或两种以上组合使用。其中,就提高感光元件的灵敏度而言,可使用羟基镓酞菁颜料。V型羟基镓酞菁颜料是更优选的。
例如,可使用在波长为600nm~900nm的吸收光谱中最大峰值波长在810nm~839nm范围内的羟基镓酞菁颜料,因为这些颜料具有优异的分散性。相对于V型羟基镓酞菁颜料而言,吸收光谱的最大峰值波长朝短波长侧的移位提供了细微的羟基镓酞菁颜料,这种细微的羟基镓酞菁颜料具有适当控制的颜料颗粒中晶体取向。当使用这种颜料作为电子照相感光元件的材料时,容易地获得优异的分散性、充分的敏感性、充电性和暗衰减性。
最大峰值波长在810nm~839nm范围内的羟基镓酞菁颜料可具有特定范围内的平均粒径和特定范围内的BET比表面积。具体而言,平均粒径优选为0.20μm以下,更优选为0.01μm~0.15μm。BET比表面积优选为45m2/g,更优选为50m2/g以上,且特别优选为55m2/g~120m2/g。平均粒径是使用激光衍射/散射型粒径分布分析仪(LA-700,由Horiba Ltd.制造)测得的体均粒径(d50平均粒径)。BET比表面积通过氮替代法使用BET比表面积分析仪(FlowSorb II 2300,由Shimadzu Corporation制造)测量的。
当平均粒径大于0.20μm或者比表面积小于45m2/g时,颜料颗粒会变粗或有形成聚集物的趋势。此外,诸如分散性、敏感性、充电性和暗衰减性等性质容易变差,并且可能出现图像缺陷。
羟基镓酞菁颜料的最大粒径(最大一次粒径)优选为1.2μm以下,更优选为1.0μm以下,且最优选为0.3μm以下。当最大粒径超出上述范围时,则很可能出现黑点。
就抑制因感光元件暴露于荧光灯等而造成的浓度不均匀而言,羟基镓酞菁颜料可具有0.2μm以下的平均粒径、1.2μm以下的最大粒径和45m2/g以上的比表面积。
羟基镓酞菁颜料可以是V型羟基镓酞菁颜料,其在使用CuKα特征X射线的X射线衍射谱中于7.5°、9.9°、12.5°、16.3°、18.6°、25.1°和28.3°的布拉格角(2θ±0.2°)处具有衍射峰。
氯化镓酞菁颜料可以是任何氯化镓酞菁颜料,但可在7.4°、16.6°、25.5°和28.3°的布拉格角(2θ±0.2°)处具有衍射峰,因为电子照相感光元件材料展现了优异的敏感性。
氯化镓酞菁颜料的推荐的吸收光谱最大峰值波长、平均粒径、最大粒径和比表面积与羟基镓酞菁颜料的那些相同。
相对于整个感光层,感光层中电荷生成材料的量为0.5重量%以上且小于2重量%。当电荷生层材料的量在此范围内时,获得具有高充电性和高灵敏度的感光元件。相对于整个感光层,感光层中电荷生成材料的量优选为0.7重量%~1.7重量%,更优选为0.9重量%~1.5重量%。
相对于粘合剂树脂,电荷生成材料的量为,例如,优选0.05重量%~30重量%,更优选1重量%~15重量%,还更优选2重量%~10重量%。
空穴输送材料
空穴输送材料可以是任何空穴输送材料。其实例包括噁二唑衍生物,如2,5-二(对二乙氨基苯基)-1,3,4-噁二唑;吡唑啉衍生物,如1,3,5-三苯基-吡唑啉和1-[吡啶基-(2)]-3-(对二乙氨基苯乙烯基)-5-(对二乙氨基苯乙烯基)吡唑啉;芳族叔胺化合物,如三苯胺、N,N'-二(3,4-二甲基苯基)联苯-4-胺、三(对甲基苯基)胺基-4-胺和二苄苯胺;芳族叔二胺化合物,如N,N'-二(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基联苯胺;1,2,4-三嗪衍生物,如3-(4'-二甲氨基苯基)-5,6-二-(4'-甲氧基苯基)-1,2,4-三嗪;腙衍生物,如4-二乙氨基苯甲醛-1,1-二苯基腙;喹唑啉衍生物,如2-苯基-4-苯乙烯基-喹唑啉;苯并呋喃衍生物,如6-羟基-2,3-二(对甲氧基苯基)苯并呋喃;α-茋衍生物,如对(2,2-二苯基乙烯基)-N,N-二苯基苯胺;烯胺衍生物;咔唑衍生物,如N-乙基咔唑;聚-N-乙烯基咔唑及其衍生物;以及在主链或侧链中具有含上述化合物中任一项的基团的聚合物。这些空穴输送材料可单独或组合使用。
其中,就电荷迁移性而言,可使用由以下结构式(a-1)表示的三芳基胺衍生物与由以下结构式(a-2)表示的联苯胺衍生物:
在结构式(a-1)中,ArT1、ArT2和ArT3各自独立地表示具有取代基或不具有取代基的芳基、-C6H4-C(RT4)=C(RT5)(RT6)或-C6H4-CH=CH-CH=C(RT7)(RT8)。RT4、RT5、RT6、RT7和RT8各自独立地表示氢原子、具有取代基或不具有取代基的烷基、或具有取代基或不具有取代基的芳基。
各基团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个碳原子的烷氧基和取代有具有1~3个碳原子的烷基的具有取代基的氨基。
在结构式(a-2),RT91和RT92各自独立地表示氢原子、卤原子、具有1~5个碳原子的烷基、或者具有1~5个碳原子的烷氧基;RT101、RT102、RT111和RT112各自独立地表示卤原子、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(RT12)=C(RT13)(RT14)或-CH=CH-CH=C(RT15)(RT16);并且RT12、RT13、RT14、RT15和RT16各自独立地表示氢原子、具有取代基或不具有取代基的烷基、或者具有取代基或不具有取代基的芳基。Tm1、Tm2、Tn1和Tn2各自独立地表示0~2的整数。
各基团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个碳原子的烷氧基和取代有具有1~3个碳原子的烷基的具有取代基的氨基。
在由结构式(a-1)表示的三芳基胺衍生物与由结构式(a-2)表示的联苯胺衍生物中,就电荷迁移性而言,可使用具有“-C6H4-CH=CH-CH=C(RT7)(RT8)”的三芳基胺衍生物和具有“-CH=CH-CH=C(RT15)(RT16)”的联苯胺衍生物。
由结构式(a-1)表示的化合物和由结构式(a-2)表示的化合物的具体实例包括以下化合物:
空穴输送材料相对于粘合剂树脂的量为,例如,10重量%~98重量%,优选60重量%~95重量%,更优选70重量%~90重量%。
含氟原子的电子输送材料
含氟原子的电子输送材料(含氟电子输送材料)没有特别限制。其实例包括醌化合物,比如四氟-1,4-苯醌;四氰醌二甲烷化合物,比如2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰醌二甲烷;芴酮化合物,比如2-氟-9-芴酮、2,7-二(三氟甲基)-9-芴酮和9-二氰亚甲基-9-芴酮-4-羧酸全氟辛基;噁二唑化合物,比如2,5-二(三氟甲基)-1,3,4-噁二唑、2,5-二(五氟苯基)-1,3,4-噁二唑、2,5-二(4-三氟甲基苯基)-1,3,4-噁二唑、2-(4-联苯)-5-(4-三氟甲基苯基)-1,3,4-噁二唑和2,5-二(6-三氟甲基萘基)-1,3,4-噁二唑;呫吨酮化合物,比如1-氟呫吨酮和2-(三氟甲基)呫吨酮;噻吩化合物,比如2,3,5-三氟噻吩;二萘醌化合物,比如3,3'-二(三氟甲基)-二萘醌;和联苯醌化合物,比如3,3',5,5'-四氟联苯醌和3,3',5,5'-四(三氟甲基)-4,4'-联苯醌。其它实例包括具有苯醌骨架的化合物、具有芴酮骨架的化合物、具有噁二唑骨架的化合物、具有呫吨酮骨架的化合物、具有噻吩骨架的化合物、具有二萘醌骨架的化合物以及通过将具有基团的聚合物部分或全部取代而获得的材料,包括在主链或侧链中具有联苯醌骨架的化合物。这些含氟电子输送材料可单独或组合使用。
其中,就低残留电势性而言,优选具有氟原子的芴酮化合物,更优选具有包含氟烷基的取代基的芴酮化合物,还更优选具有氟烷基酯基的芴酮化合物,并且特别优选由以下结构式(b-1)表示的芴酮化合物。
在结构式(b-1)中,RE11和RE12各自独立地表示卤原子、烷基、烷氧基、芳基或芳烷基。RE13表示氟烷基,并且n1和n2各自独立地表示0~4的整数。
由结构式(b-1)中RE11和RE12表示的卤原子的实例包括氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。
由结构式(b-1)中RE11和RE12表示的烷基的实例包括具有1~4个碳原子(优选1~3个碳原子)的直链或支化烷基。其具体实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基。
由结构式(b-1)中RE11和RE12表示的烷氧基的实例包括具有1~4个碳原子(优选1~3个碳原子)的烷氧基,如甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基。
由结构式(b-1)中RE11和RE12表示的芳基的实例包括苯基和甲苯基。
由结构式(b-1)中RE11和RE12表示的芳烷基的实例包括苯甲基、苯乙基和苯丙基。其中,优选苯基。
在结构式(b-1)中,由RE11和RE12表示的各取代基可进一步包括取代基。此取代基的实例包括上面作为实例给出的原子和基团(例如,卤原子、烷基、烷氧基和芳基)。
在结构式(b-1)中,由RE13表示的氟烷基是由-LE14-RE15表示的基团,其中LE14表示单键或亚烷基,而RE15表示全氟烷基。当LE14表示单键时,-C(=O)O-中的氧原子(O)直接结合至结构式(b-1)中的-RE15。
由LE14表示的亚烷基的实例包括具有1~3个碳原子(优选1~2个碳原子)的直链或支化亚烷基。由LE14表示的具有1~3个碳原子的直链或支化亚烷基的实例包括亚甲基、亚乙基、亚正丙基和亚异丙基。
由RE15表示的全氟烷基的实例包括具有2~10个碳原子(碳原子数优选为3~10的整数,更优选为5~8的整数)的直链或支化全氟烷基。
由RE15表示的直链全氟烷基的实例包括五氟乙基、正七氟丙基、正九氟丁基、正十一氟戊基、正十三氟己基、正十五氟庚基、正十七氟辛基、正十九氟壬基和正二十一氟癸基。
由RE15表示的支化全氟烷基的实例包括七氟异丙基、九氟异丁基、九氟仲丁基、九氟叔丁基、十一氟异戊基、十一氟新戊基、十一氟叔戊基、十三氟异己基、十三氟仲己基、十三氟叔己基、十五氟异庚基、十五氟仲庚基、十五氟叔庚基、十七氟异辛基、十七氟仲辛基、十七氟叔辛基、十九氟异壬基、十九氟仲壬基、十九氟叔壬基、二十一氟异癸基、二十一氟仲癸基和二十一氟叔癸基。
就低残留电势性而言,由结构式(b-1)表示的电子输送材料可以是如下材料,其中由RE13表示的氟烷基是具有5~8个碳原子的直链全氟烷基,n1和n2各自独立地表示0,并且-C(=O)O-RE13取代2位或4位。具体而言,特别优选被称为示例性化合物“b-1-1”(9-二氰亚甲基-9-芴酮-4-羧酸全氟辛基)的化合物。
由结构式(b-1)表示的电子输送材料的示例性化合物在下面描述,但这些实例不具有限制性。下面列举的示例性化合物在下文中被各自称为“示例性化合物(b-1-数字)”。其实例为“示例性化合物(b-1-1)”。
上面列举的示例性化合物中所用的缩写如下:
“数字-”表示取代该数字的芴酮环位点的取代基。例如,4-C(=O)O-RE13表示取代芴酮环的4位的-C(=O)O-RE13,而2-C(=O)O-RE13表示取代芴酮环的2位的-C(=O)O-RE13。
“1~3-”表示在1位、2位和3位中都存在取代基,“5~8-”表示在5位~8位中都存在取代基。例如,“1~3-CF3”表示1位~3位的每个都取代有CF3基团(三氟甲基)。
含氟电子输送材料相对于粘合剂树脂的量为,例如,4重量%~70重量%,更优选8重量%~50重量%,还更优选10重量%~30重量%。
空穴输送材料与含氟电子输送材料的重量比
空穴输送材料与含氟电子输送材料基于重量的比例,即,空穴输送材料/电子输送材料重量比,优选为50/50~90/10,更优选为60/40~80/20。
含氟树脂颗粒
含氟树脂颗粒(氟树脂颗粒)没有特别限制。其实例包括由聚四氟乙烯(PTFE)树脂、聚氯三氟乙烯树脂、聚六氟丙烯树脂、聚氟乙烯树脂、聚偏二氟乙烯树脂、聚二氯二氟乙烯树脂及其共聚物(例如,四氟乙烯/六氟丙烯/全氟烷基乙烯醚共聚物(FEP)和四氟乙烯/全氟烷基乙烯醚共聚物(PFA))组成的颗粒。可使用一种氟树脂颗粒或两类以上氟树脂颗粒的组合。其中,就与含氟电子输送材料的亲和力而言,优选聚四氟乙烯树脂和聚偏二氟乙烯树脂,更优选聚四氟乙烯树脂。
氟树脂颗粒的平均一次粒径优选为0.05μm~1μm,更优选为0.1μm~0.5μm。
通过以下方式测定一次粒径:由单层型感光层制备样品试样,以诸如5000以上放大率用扫描电子显微镜(SEM)观察样品试样,测量一次颗粒状态的各氟树脂颗粒的最大直径,并且计算50个颗粒的平均值。使用JEOL Ltd.制造的SEM JSM-6700F作为SEM,并且观察5kV加速电压下的二级电子图像。
市售氟树脂颗粒的实例包括Lubron(注册商标)系列(由Daikin Industries,Ltd.制造)、Teflon(注册商标)系列(由Du Pont制造)和Dyneon(注册商标)系列(由Sumitomo3M Ltd.制造)。
就低残留电势性而言,相对于感光层的总固体含量,氟树脂颗粒的量优选为1重量%~30重量%,更优选为3重量%~20重量%,还更优选为5重量%~15重量%。
其它添加剂
含氟分散剂
就氟树脂颗粒的分散性而言,单层型感光层可含有含氟分散剂。
含氟分散剂的实例是通过使反应性单体聚合获得的如下树脂(下文中将这些树脂称作“特定树脂”):具有全氟烷基的丙烯酸酯和无氟单体的无规或嵌段共聚物;甲基丙烯酸酯均聚物、具有全氟烷基的丙烯酸酯和无氟单体的无规或嵌段共聚物;以及甲基丙烯酸酯和无氟单体的无规或嵌段共聚物。具有全氟烷基的丙烯酸酯的实例包括甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯和甲基丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯。
无氟单体的实例包括丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸甲氧基三甘醇酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸苄酯、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-羟丙酯、丙烯酸4-羟丁酯、丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、甲基丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、丙烯酸苯氧基聚乙二醇酯、甲基丙烯酸苯氧基聚乙二醇酯、丙烯酸羟乙基邻苯基酚酯、丙烯酸邻苯基酚缩水甘油醚酯、美国5637142号专利和日本4251662号专利中公开的嵌段或支化聚合物。含氟分散剂的实例包括氟表面活性剂,比如由AGC SEIMI CHEMICALCO.,LTD.制造的Surflo(注册商标)S-611和Surflon(注册商标)S-385;由NEOSCompany Limited制造的Ftergent 730FL和Ftergent 750FL;由Kitamura Chemicals Co.,Ltd.制造的PF-636和PF-6520;由DIC Corporation制造的Megaface(注册商标)EXP.TF-1507和Megaface(注册商标)EXP.TF-1535;以及由3M制造的FC-4430和FC-4432。
特定树脂的重均分子量可以为100~50,000。
含氟分散剂的重均分子量是通过凝胶渗透色谱(GPC)测量的值。GPC分子量测量使用例如由Tosoh Corporation制造的GPC·HLC-8120作为测量仪器进行,其中采用了Tosoh Corporation制造的TSKgel GMHHR-M+TSKgel GMHHR-M(7.8mmI.D.×30cm)作为柱和氯仿溶剂。通过使用由单分散聚苯乙烯标准样品制备的分子量校准曲线,由测量结果计算重均分子量。
相对于感光层的总固体含量,含氟分散剂的量优选为0.1重量%~1重量%,更优选为0.2重量%~0.5重量%。可使用一种含氟分散剂,也可使用两种以上含氟分散剂的组合。
除含氟分散剂之外的添加剂。
单层型感光层可进一步含有其它已知添加剂,比如,抗氧化剂、光稳定剂和热稳定剂。当单层型感光层构成表面层时,单层型感光层可以含有硅油等。
单层型感光层的形成
现将描述根据示例性实施方式形成单层型感光层的方法。在下面的描述中,将使电荷生成材料、含氟电子输送材料和氟树脂颗粒位于感光层的表面侧区域内的方法用作实例。
形成单层型感光层的方法没有具体限制。例如,单层型感光层可形成在导电性基体上,或者在设置有底涂层时,单层型感光层可形成在导电性基体上的底涂层上。此种方法的实例包括:制备感光层形成用涂布液的步骤,该涂布液含有粘合剂树脂、电荷生成材料、空穴输送材料、含氟电子输送材料和氟树脂颗粒;通过将感光层形成用涂布液施加到导电性基体上而形成涂布膜的步骤;以及通过加热并干燥涂布膜而形成单层型感光层的步骤。
制备感光层形成用涂布液的步骤包括以下步骤:制备感光层形成用第一涂布液的步骤,该第一涂布液含有粘合剂树脂、电荷生成材料、空穴输送材料、含氟电子输送材料和氟树脂颗粒;以及制备感光层形成用第二涂布液的步骤,该第二涂布液含有粘合剂树脂和空穴输送材料以及与第一涂布液相比更少的电荷生成材料、更少的含氟电子输送材料和更少的氟树脂颗粒(“少”包括各材料的量为零的情况)。
形成涂布膜的步骤包括通过在导电性基体上施加感光层形成用第二涂布液和感光层形成用第一涂布液形成第二涂布膜和第一涂布膜的步骤。具体而言,制备感光层形成用涂布液的步骤包括:通过将感光层形成用第二涂布液施加到导电性基体上而形成第二涂布膜的第二涂布膜形成步骤;和通过将感光层形成用第一涂布液施加到第二涂布膜上而形成第一涂布膜的第一涂布膜形成步骤。
现将描述形成单层型感光层的具体方法。
制备感光层形成用涂布液的步骤
首先,制备感光层形成用涂布液。例如,通过将粘合剂树脂、电荷生成材料、空穴输送材料、含氟电子输送材料、氟树脂颗粒等添加至溶剂中而制备感光层形成用第一涂布液。制备感光层形成用第二涂布液,其含有粘合剂树脂和空穴输送材料以及与第一涂布液相比更少的电荷生成材料、更少的含氟电子输送材料和更少的氟树脂颗粒。在将在感光层的导电性基体侧上形成不含电荷生成材料、含氟电子输送材料和氟树脂颗粒的区域的情况中,制备不含电荷生成材料、含氟电子输送材料或氟树脂颗粒的涂布液作为感光层形成用第二涂布液。在电荷生成材料含量、含氟电子输送材料含量和氟树脂颗粒含量将逐渐降低以便在感光层厚度方向上形成梯度的情况中,可制备感光层形成用第三涂布液,其电荷生成材料含量、含氟电子输送材料含量和氟树脂颗粒含量小于第一涂布液的那些含量,但大于第二涂布液的那些含量。
在感光层形成用第二涂布液不含有电荷生成材料、含氟电子输送材料或氟树脂颗粒的情况中,可制备含有粘合剂树脂和空穴输送材料的感光层形成用第二涂布液(即,不含电荷生成材料、含氟电子输送材料和氟树脂颗粒的涂布液)。感光层形成用第二涂布液可含有氟树脂颗粒。例如,可制备含有粘合剂树脂、空穴输送材料和氟树脂颗粒的感光层形成用第二涂布液(即,不含电荷生成材料或含氟电子输送材料的涂布液)。
感光层形成用各涂布液通过将所述组分添加至溶剂中制备。
涂布液中所用溶剂的实例是有机溶剂。有机溶剂的实例包括芳族烃,例如苯、甲苯、二甲苯和氯苯;酮,例如丙酮、2-丁酮和甲基乙基酮;卤代脂族烃,例如二氯甲烷、氯仿和二氯乙烷;环醚或直链醚,例如四氢呋喃和乙醚;以及脂族烃,比如2-甲基戊烷、环戊烷和环戊酮。这些溶剂可单独或作为两种以上的混合物使用。
用于将颗粒(例如,电荷生成材料、含氟电子输送材料和氟树脂颗粒)分散和溶解在感光层形成用涂布液中的仪器的实例包括介质分散器,例如球磨机、振动球磨机、磨碎机、砂磨机和卧式磨机;以及无介质分散器,例如搅拌器、超声分散器、辊磨机和高压均化器。高压均化器可以是例如碰撞型高压均化器,其中分散体通过液-液碰撞或液-壁碰撞在高压下分散;或者渗透型高压均化器,其中使材料在高压下经狭窄通道渗透。
涂布膜形成步骤
接下来,通过将感光层形成用涂布液施加到导电性基体上形成涂布膜。例如,通过将感光层形成用第二涂布液施加到导电性基体上形成第二涂布膜,然后通过将感光层形成用第一涂布液施加到第二涂布膜上形成第一涂布膜。
在要通过使用感光层形成用第三涂布液形成第三涂布膜的情况中,在形成第一涂布膜之前,进行通过将感光层形成用第三涂布液施加到第二涂布膜上进行形成第三涂布膜的第三涂层形成步骤。在此情况中,可形成涂布膜,其中电荷生成材料含量、含氟电子输送材料含量和氟树脂颗粒含量在感光层厚度方向上从第一涂布膜朝第二涂布膜逐渐降低。
施加感光层形成用第二涂布液的方法和施加感光层形成用第一涂布液的方法没有具体限制。方法的实例包括喷墨涂布方法、浸涂方法、刮板涂布方法、线棒涂布方法、喷涂方法、环涂方法、珠涂方法、气刀涂布方法和幕帘涂布方法。考虑到形成感光层的效率,施加感光层形成用第二涂布液的方法和施加感光层形成用第一涂布液的方法优选相同。
然而,例如,根据通过浸涂方法的膜形成,当将感光层形成用第一涂布液施加到第二涂布膜上时,感光层形成用第一涂布液可与第二涂布膜的所有组分混合。由此,有时难以形成电荷生成材料、含氟电子输送材料和氟树脂颗粒位于感光层表面侧的感光层。
为了形成电荷生成材料位于感光层表面侧的感光层,可采用不使感光层形成用第一涂布液与第二涂布膜的所有组分混合的方法。例如,可采用喷墨涂布方法或喷涂方法等。可采用喷墨涂布方法以便有效地形成感光层。
根据这些方法,形成单层型感光层,其在与感光层的导电性基体侧区域(其中电荷生成材料、含氟电子输送材料和氟树脂颗粒较不充裕)的边界处没有清楚的界面。
接下来,描述喷墨涂布方法,其是用于形成单层型感光层的涂布方法的实例。
图2A、2B和3是示出通过喷墨涂布方法形成涂布膜的方法的示意图。如图2B所示,液体排出单元200相对于导电性基体206的轴倾斜。从液体排出单元200的喷嘴200排出的感光层形成用涂布液落在导电性基体206的表面上,并且相邻液滴204彼此接触从而覆盖基体。换言之,如图2A所示,虽然每个液滴的尺寸在刚排出时与喷嘴直径大约相同(如虚线所示),但已落在导电性基体206的表面上的液滴展开并与相邻的液滴接触(如实线所示),从而形成涂布膜。
具体而言,如图3所示,导电性基体206被装载到使导电性基体206的轴在箭头E所示方向上旋转的装置上。以使感光层形成用涂布液可被喷射到导电性基体206上的方式设置第一液滴排出单元200A、第二液滴排出单元200B和第三液滴排出单元200C,并且将感光层形成用液装入液滴排出单元200A~200C中。在这些条件下,旋转导电性基体206并从安装在液滴排出单元200A~200C上的喷嘴202中喷射感光层形成用溶液。使第一液滴排出单元200A、第二液滴排出单元200B和第三液滴排出单元200C在图3中箭头D所示的方向上从导电性基体206的一端移动至另一端,从而形成涂布膜。
例如,将含有电荷生成材料、含氟电子输送材料、氟树脂颗粒等的感光层形成用第一涂布液装入第一液滴排出单元200A中,并将所含电荷生成材料、含氟电子输送材料和氟树脂颗粒比感光层形成用第一涂布液少(或不含电荷生成材料、含氟电子输送材料和氟树脂颗粒)的感光层形成用第二涂布液装入第二液滴排出单元200B中(在此示例中,未使用第三液滴排出单元200C)。
作为另选,将含有电荷生成材料、含氟电子输送材料、氟树脂颗粒等的感光层形成用第一涂布液装入第一液滴排出单元200A中,并将所含电荷生成材料、含氟电子输送材料和氟树脂颗粒比感光层形成用第一涂布液少(或不含电荷生成材料、含氟电子输送材料和氟树脂颗粒)的感光层形成用第二涂布液装入第二液滴排出单元200B和第三液滴排出单元200C中。
然后通过上述方法形成涂布膜,从而形成单层型感光层,其具有电荷生成材料含量、含氟电子输送材料含量和氟树脂颗粒含量低的导电性基体侧区域以及电荷生成材料含量、含氟电子输送材料含量和氟树脂颗粒含量高的表面侧区域。
在使用前述感光层形成用第三涂布液的情况中,可将感光层形成用第二涂布液装入第三液滴排出单元200C中,可将感光层形成用第三涂布液装入第二液滴排出单元200B中,并且可将含有电荷生成材料、含氟电子输送材料、氟树脂颗粒等的感光层形成用第一涂布液装入第一液滴排出单元200A中。然后可形成涂布膜。
在要形成保护层的情况中,可将感光层形成用第二涂布液装入第三液滴排出单元200C中,可将感光层形成用第一涂布液装入第二液滴排出单元200B中,并将保护层形成用涂布液装入第一液滴排出单元200A中。然后可形成感光层,并且随后可形成保护层。
在上面的描述中,主要描述了用于将感光层形成用涂布液装入液滴排出单元200A~200C的实例,但此实例并没有限制性。此外,在图3中示出了形成三个液滴排出单元200A~200C的实例;然而,此实例没有限制性。液滴排出单元的数量可以是适合于感光层厚度、喷射的液滴量等的任意值,只要电荷生成材料、含氟电子输送材料和氟树脂颗粒位于感光层中即可。
上面描述了使电荷生成材料、含氟电子输送材料和氟树脂颗粒位于感光层的表面侧区域中的方法的实例;然而,使氟树脂颗粒位于感光层的表面侧区域中是可选的,只要感光层的表面侧区域中含有氟树脂颗粒即可。
换言之,可形成感光层,其具有含有粘合剂树脂、电荷生成材料、空穴输送材料、含氟电子输送材料和氟树脂颗粒的表面侧区域(从感光层的表面侧延伸1/3感光层厚度的区域),和含有粘合剂树脂和空穴输送材料(换言之,不含电荷生成材料或含氟电子输送材料,但可含有氟树脂颗粒)的导电性基体侧区域(从感光层的导电性基体侧延伸2/3感光层厚度的区域)。
通过上述喷墨涂布方法从液体排出单元200的喷嘴202喷射的感光层形成用涂布液液滴的量可以是任意量,并且可以为例如1pl~50pl。
喷墨涂布方法中采用的液滴喷射方法的实例包括连续式方法和间歇式方法(利用压电元件的压电方法、热法或静电方法),但液滴喷射方法没有具体限制。就生产率和排放稳定性而言,优选连续式喷射方法和压电型间歇式方法,并且更优选连续式喷射方法。
感光层形成步骤
通过热气干燥方法等将涂布膜形成步骤中形成的涂布膜加热和干燥,以便形成示例性实施方式的单层型感光层。涂布膜干燥条件可以是能够干燥和固化涂布膜的任何条件。例如,根据所用溶剂类型设定条件。具体而言,干燥温度可以为100℃~170℃,并且干燥时间可以为10分钟~120分钟。
保护层
若需要,可在感光层上形成保护层。形成保护层以便在充电期间防止感光层中的化学变化,并且进一步提高感光层的机械强度。因此,保护层可以是由固化膜(交联膜)构成的层。此种固化膜的实例包括下面1)和2)中所述的层:
1)由含有含反应基的电荷输送材料的组合物的固化膜构成的层,所述含反应基的电荷输送材料含有在同一分子中的反应基和电荷输送骨架(换言之,含有含反应基的电荷输送材料的聚合物或交联产物的层)。
2)由含有非反应性电荷输送材料和含非反应性基团的非电荷输送材料的组合物的固化膜构成的层,所述含非反应性基团的非电荷输送材料具有反应基但没有电荷输送骨架(换言之,该层含有非反应性电荷输送材料和含反应基的非电荷输送材料的聚合物或交联产物)。
含反应基的电荷输送材料的反应基的实例包括链聚合性基团、环氧基团、-OH、-OR[其中R表示烷基]、-NH2、-SH、-COOH、-SiRQ1 3-Qn(ORQ2)Qn[其中RQ1表示氢原子、烷基、具有取代基或不具有取代基的芳基,RQ2表示氢原子、烷基、三烷基甲硅烷基,并且Qn表示1~3的整数]以及其它已知的反应基。
链聚合性基团可以是任何自由基聚合性官能团。其实例为具有含至少一个碳双键的基团的官能团。其具体实例是含有选自乙烯基、乙烯醚基、乙烯基硫醚基、苯乙烯基(乙烯基苯基)、丙烯酰基、甲基丙烯酰基及其衍生物中至少一个的基团。具体而言,优选含有选自乙烯基、苯乙烯基(乙烯基苯基)、丙烯酰基、甲基丙烯酰基及其衍生物中至少一个的基团,因为其具有优异的反应性。
含反应基的电荷输送材料的电荷输送骨架可以是本领域已知的任何结构的电子照相感光元件。其实例包括源自于含氮空穴输送化合物(如三芳基胺化合物、联苯胺化合物和腙化合物)且与氮原子共轭的骨架。其中,优选三芳基胺骨架。
具有反应基和电荷输送骨架的含反应基电荷输送材料、非反应性电荷输送材料和含反应性基团的非电荷输送材料可选自本领域已知的材料。
保护层还可含有已知添加剂。
保护层可通过任何已知方法形成。例如,保护层可通过以下方式形成:施加通过将上述组分添加到溶剂中而制备的保护层形成用涂布液,以便形成涂布膜,干燥涂布膜,并且在需要时将干燥的涂布膜加热以进行固化。
用于制备保护层形成用涂布液的溶剂的实例包括:芳族溶剂,例如甲苯和二甲苯;酮溶剂,例如甲基乙基酮、甲基异丁基酮和环己酮;酯溶剂,例如乙酸乙酯和乙酸丁酯;醚溶剂,例如四氢呋喃和二噁烷;溶纤剂溶剂,例如乙二醇一甲醚;和醇溶剂,例如异丙醇和丁醇。这些溶剂可单独或作为两种以上的混合物使用。
保护层形成用涂布液可以是无溶剂涂布液。
用于将保护层形成用涂布液施加到感光层(例如,电荷输送层)上的方法的实例包括诸如浸涂方法、抬升涂布方法、线棒涂布方法、喷涂方法、刮板涂布方法、刮刀涂布方法和幕帘涂布方法等常见方法。
保护层的厚度被例如设定为1μm~20μm,优选为2μm~10μm。
图像形成装置(和处理盒)
示例性实施方式的图像形成装置包括:电子照相感光元件;充电单元,其对所述电子照相感光元件的表面进行充电;静电潜像形成单元,其在处于充电状态下的所述电子照相感光元件的表面上形成静电潜像;显影单元,其通过使用包含色调剂的显影剂使静电潜像在所述电子照相感光元件的表面上显影以便形成色调剂图像;以及转印单元,其将所述色调剂图像转印到记录介质的表面上。将前述示例性实施方式的电子照相感光元件用作电子照相感光元件。
此示例性实施方式的图像形成装置适用于如下的常用图像形成装置:装配有使转印至记录介质表面的色调剂图像定影的定影单元的装置;将形成在电子照相感光元件表面上的色调剂图像直接转印至记录介质的直接转印型装置;中间转印型装置,其将形成在电子照相感光元件表面上的色调剂图像转印至中间转印体的表面上(一次转印),随后将中间转印体表面上的色调剂图像转印至记录介质表面上(二次转印);装配有清洁单元的装置,所述清洁单元在色调剂图像转印之后和充电之前对电子照相感光元件的表面进行清洁;装配有电荷清除单元的装置,所述电荷清除单元在色调剂图像转印之后和充电之前将电荷清除光施加到电子照相感光元件的表面上;以及装配有加热电子照相感光元件的装置,所述加热电子照相感光元件的元件使得电子照相感光元件的温度升高并且相对温度降低。
根据中间转印型装置,转印单元包括:中间转印体,其表面上转印有色调剂图像;第一转印单元,其将电子照相感光元件表面上的色调剂图像转印至中间转印体的表面上;以及第二转印单元,其将中间转印体表面上的色调剂图像转印至记录介质的表面上。
此示例性实施方式的图像形成装置可以是干显影型图像形成装置或湿显影型图像形成装置(使用液体显影剂进行显影)。
在此示例性实施方式的图像形成装置中,例如,装配有电子照相感光元件的部分可以具有以可拆卸方式附接在图像形成装置上的盒结构(处理盒)。处理盒的实例是包含示例性实施方式的电子照相感光元件的处理盒。除电子照相感光体之外,处理盒可以包含选自充电单元、静电潜像形成单元、显影单元和转印单元中的至少一种。
下面将描述示例性实施方式的图像形成装置的非限制性实例。描述附图中所示组分,而附图中未示出的其它部分的描述被省略。
图4是示出示例性实施方式的图像形成装置的实例的示意图。参照图4,示例性实施方式的图像形成装置100包括包含电子照相感光元件7的处理盒300、曝光装置9(静电潜像形成单元的实例)、转印装置40(一次转印装置)和中间转印体50。在图像形成装置100中,曝光装置9置于在使曝光装置9将光经处理盒300中的开口施加至电子照相感光元件7的位置。转印装置40置于使转印单元40与电子照相感光元件7相对且二者之间具有中间转印体50的位置。中间转印体50置于使一部分中间转印元件50与电子照相感光元件7接触的位置。虽然图中未示出,但还提供了二次转印装置,其将中间转印体50上的色调剂图像转印到记录介质(例如,纸张)上。中间转印体50、转印装置40(一次转印装置)和二次转印装置(图中未示出)对应于转印单元的实例。
图4所示的处理盒300在其外壳中一体化地支承了电子照相感光元件7、充电装置8(充电单元的实例)、显影装置11(显影单元的实例)和清洁装置13(清洁器的实例)。清洁单元13具有清洁刮板(清洁部件的实例)131,并且清洁刮板131被设置成与电子照相感光元件7的表面接触。清洁元件可以为代替清洁刮板131的导电性或绝缘纤维元件。所述导电性或绝缘纤维元件可单独或与清洁刮板131组合使用。
图4示出了图像形成装置的实例,其包括将润滑剂14供应至电子照相感光元件7的表面上的纤维元件132(辊形),和协助清洁的纤维元件133(平刷形)。这些部件按需要进行设置。
现将描述示例性实施方式的图像形成装置的各组件。
充电装置
充电装置8的实例包括使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的接触型充电器;和本领域已知的非接触型充电器,如非接触型辊充电器以及利用电晕放电的格栅电晕管充电器和电晕管充电器。
曝光装置
曝光装置9的实例是光学装置,所述光学装置通过来自半导体激光器、LED或液晶闸的光照射电子照相感光元件7的表面从而在该表面上形成预期的光图像。光源的波长要在电子照相感光元件的光谱灵敏的区域内。主流半导体激光器是具有约780nm的振荡波长的红外激光器。波长并不限于此,并且还可以使用振荡波长近似600nm的激光器或振荡波长为400nm~450nm的蓝色激光器。能够输出多光束的表面发射型激光源对于形成彩色图像是有效的。
显影装置
显影装置11的实例是使用显影剂以接触或非接触方式进行显影的典型显影装置。显影装置11可以是具有此功能的任何装置,并且根据目的进行选择。其实例是具有下述功能的已知显影装置,其通过使用刷或辊等使单组份或双组分显影剂附着至电子照相感光元件7。具体而言,显影装置可使用显影辊,显影辊使显影剂保持在其表面上。
显影装置11中使用的显影剂可以是只由色调剂形成的单组份显影剂,也可以是由色调剂和载体形成的双组分显影剂。显影剂可以是磁性或非磁性的。可以使用已知显影剂作为所述显影剂。
清洁装置
将装配有清洁刮板131的清洁刮板型装置用作清洁装置13。代替清洁刮板或除清洁刮板以外,可采用毛刷清洁技术或同时进行显影和清洁的技术。
转印单元
转印单元40的实例包括利用带、辊、膜、橡胶刮板等的接触型转印充电器,以及本领域已知的利用电晕放电的格栅电晕管转印充电器和电晕管转印充电器。
中间转印体
中间转印体50可以是带形元件(中间转印带),其含有具有半导电性的聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、聚芳酯、聚酯或橡胶等。中间转印体可具有鼓形代替带形。
图5是示出示例性实施方式的图像形成装置的另一实例的示意图。图5所示的图像形成装置120是装配四个处理盒300的串联型多色图像形成装置。在图像形成装置120中,四个处理盒300并列地设置在中间转印体50上。一个电子照相感光元件用于一种颜色。图像形成装置120具有与图像形成装置100同样的结构,不同之处在于图像形成装置120是串联型的图像形成装置。
示例性实施方式的图像形成装置100的结构不限于上述结构。例如,可以在电子照相感光元件7周围、在电子照相感光元件7转动方向上转印单元40的下游侧和在电子照相感光元件转动方向上清洁装置13的上游侧提供第一电荷擦除装置,所述第一电荷擦除装置使残留的色调剂的极性均匀,从而可以轻易除去残留的色调剂。作为另选,可在电子照相感光元件转动方向上清洁装置13的下游侧和电子照相感光元件转动方向上充电装置8的上游侧提供第二电荷擦除装置,其从电子照相感光元件7的表面上清除电荷。
图像形成装置100的结构不限于上述结构,并且可以是,例如,将电子照相感光元件7上的色调剂图像直接转印到记录介质上的任何已知直接转印型图像形成装置。
实施例
现将通过实施例的方式具体描述示例性实施方式,所述实施例并不限制示例性实施方式的范围。在以下实施例中,“份”是指重量份,除非另外注明。
电子照相感光元件的制备
实施例1
通过以下方式制备感光层形成用涂布液A:将充当粘合剂树脂的50重量份双酚Z聚碳酸酯树脂(粘均分子量:50,000)和40重量份表1所示的空穴输送材料溶解在250重量份四氢呋喃和250重量份甲苯中。
将含有充当电荷生成材料的1.5重量份V型羟基镓酞菁颜料(其至少在使用CuKα特征X射线的X射线衍射谱中于7.3°、16.0°、24.9°和28.0°的布拉格角(2θ±0.2°)处具有衍射峰)、充当粘合剂树脂的50重量份双酚Z聚碳酸酯树脂(粘均分子量:50,000)、10重量份表1所示的电子输送材料、37重量份表1所示的空穴输送材料、充当氟树脂颗粒的5重量份聚四氟乙烯树脂颗粒(体均粒径:200nm)以及充当溶剂的250重量份四氢呋喃和250重量份甲苯的混合物在利用直径1mm的玻璃珠的DYNO MILL中分散4小时。结果是,获得感光层形成用涂布液B1。
将导电性基体(由铝制成)装载到具有图3所示结构的喷墨膜形成装置上。将感光层形成用涂布液A装到第二液滴排出单元200B中,并将感光层形成用涂布液B1装到第一液滴排出单元200A中(未使用图3中的第三液滴排出单元200C)。在下述条件下从喷嘴202中朝向导电性基体喷射装入第二液滴排出单元200B和200A的感光层形成用涂布液A和B1。随后将溶液在140℃干燥30分钟以形成厚度为30μm的单层型感光层。所得产物被视为实施例1的感光元件1。
根据上述喷墨膜形成装置,用泵供应涂布液,通过振动设置在液滴排出单元中的压电元件而形成液滴,并将其连续喷射。装置构型和应用条件如下。各液滴排出单元的装置构造相同。此外,从第二液滴排出单元200B和第一液滴排出单元200A的喷嘴喷射涂布液的喷射条件在所有实施例中都相同。
喷墨喷嘴内径:12.5μm
喷嘴布置/喷嘴数量:直列/7
喷嘴至喷嘴距离:0.5mm
喷嘴至鼓距离:1mm
倾斜角:80°
压电元件的频率:75kHz
柱塞泵的频率:5.58Hz
鼓旋转速度:715rpm
实施例2~11和比较例3~6
与实施例1一样地制备实施例2~11的感光元件2~11和比较例3~6的感光元件C3~C6,不同之处在于感光层通过使用感光层形成用涂布液B和C形成,所述涂布液B和C通过改变表1和2中所示的电荷生成材料的量、电子输送材料的类型和量、空穴输送材料的类型、以及氟树脂颗粒的类型和量而制备。
比较例1
将含有充当电荷生成材料的1.5重量份V型羟基镓酞菁颜料(其至少在使用CuKα特征X射线的X射线衍射谱中于7.3°、16.0°、24.9°和28.0°的布拉格角(2θ±0.2°)处具有衍射峰)、充当粘合剂树脂的50重量份双酚Z聚碳酸酯树脂(粘均分子量:50,000)、0重量份表2所示的1电子输送材料、37重量份表2所示的空穴输送材料、充当氟树脂颗粒的5重量份聚四氟乙烯树脂颗粒(体均粒径:200nm)以及充当溶剂的250重量份四氢呋喃和50重量份甲苯的混合物在利用直径1mm的玻璃珠的DYNO MILL中分散4小时。结果是,获得感光层形成用涂布液C1。
通过浸涂方法将感光层形成用涂布液C1施加到导电性基体(铝基体)上,并在140℃干燥30分钟以进行固化并获得厚度为30μm的单层型感光层。由此,获得比较例1的感光元件C1。
比较例2
与比较例1一样地制备比较例2的感光元件C2,不同之处在于感光层使用感光层形成用涂布液C2形成,该涂布液C2通过改变氟树脂颗粒的量制备。
评价
评价各实施例中获得的电子照相感光元件。结果在表中示出。
电荷生成材料、含氟电子输送材料和氟树脂颗粒的分布
对于在实施例中获得的各感光层,通过前述方法获得由表示电荷生成材料、含氟电子输送材料和氟树脂颗粒在感光层厚度方向上的分布的式(表明电荷生成材料分布的式:a/b,表明电子输送材料分布的式:c/d,以及表明氟树脂颗粒分布的式:e/f)得到的值。结果在表3和4中示出。
感光元件的灵敏度的评价
通过初始充电+800V的半衰减曝光而评价感光元件的灵敏度。具体而言,在用经典复写纸测试仪(由Kawaguchi Electric Works制造的经典分析仪EPA-8100)在20℃、40%RH环境中将感光元件充电至+800V之后,将利用单色仪从钨灯光中获得的800nm单色光施加至感光元件,使得感光元件表面处的光强度为1μW/cm2。
测量感光元件的表面电势通过照射达到1/2×V0(V)时的半衰减曝光E1/2(μJ/cm2),其中V0表示刚充完电后的感光元件表面的表面电势(V)。
当获得0.2μJ/cm2以下的半衰减曝光时,感光元件被评价为具有高灵敏度。结果在表5和6中示出。
评价标准:
A:0.2μJ/cm2以下
B:超过0.2μJ/cm2
感光元件的充电性的评价
通过在黑暗条件下利用DC I-V测量而测定到的电导率σ[1/Ω·cm]评价感光元件的充电性。
通过将金(Au)(三电极面积:0.93cm2)溅射沉积在光敏元件的表面上而制备充电性评价用的测量样品。逐步施加电压,其中金侧设定为正,并且测量电压施加期间的电流值以测定27V/μm时的电导率。
当σ为1.0×10-13[1/Ω·cm]以下时,感光元件被评价为具有高充电性。结果在表5和6中示出。
评价标准:
A:1.0×10-13[1/Ω·cm]以下
B:超过1.0×10-13[1/Ω·cm]
感光元件的残留电势的评价
通过曝光(光源:半导体激光器,波长:780nm,输出:5mW)扫描已用格栅电晕管充电器充点至+600V的感光元件的表面。然后用表面电位计(由Trek Japan Co.,Ltd.制造的Model 344)测量感光元件的电势,并调查感光元件的电势状态(残留电势)。结果在表5和6中示出。
评价标准:
A:60[V]以下
B:超过60[V]但不超过120[V]
C:超过120[V]
上述结果显示,就感光元件的残留电势而言,相比于比较例,从实施例获得的结果更好。
用于表1和2的缩写如下:
IJ:喷墨涂布方法
CGM-1:V型羟基镓酞菁颜料(其至少在使用CuKα特征X射线的X射线衍射谱中于7.3°、16.0°、24.9°和28.0°的布拉格角(2θ±0.2°)处具有衍射峰)
ETM-1:由结构式(b-1)表示的电子输送材料的示例性化合物“b-1-1”(9-二氰亚甲基-9-芴酮-4-羧酸全氟辛基)
ETM-2:3,3'-二叔戊基-二萘醌
HTM-1:N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-二苯基-4,4'-二胺
HTM-2:4-(2,2-二苯基乙烯基)-N,N'-二(4-甲基苯基)苯胺
PTFE:聚四氟乙烯树脂颗粒
THF:四氢呋喃
Tol:甲苯
Claims (9)
1.一种电子照相感光元件,所述电子照相感光元件包括:
导电性基体;以及
在所述导电性基体上的单层型感光层,所述感光层包含:
粘合剂树脂,
电荷生成材料,
空穴输送材料,
含氟原子的电子输送材料,和
含氟原子的树脂颗粒,
其中:
所述感光层中的所述电荷生成材料的量为0.5重量%以上且小于2.0重量%,
所述电荷生成材料在所述感光层的厚度方向上的分布满足式(1):
式(1):30≤a/b
其中,a表示在从所述感光层的表面侧延伸1/3所述感光层厚度的区域中所述电荷生成材料的浓度,而b表示在从所述感光层的导电性基体侧延伸2/3所述感光层厚度的区域中所述电荷生成材料的浓度,并且可以是0;并且
所述含氟原子的电子输送材料在所述感光层的厚度方向上的分布满足式(2):
式(2):30≤c/d
其中,c表示在从所述感光层的表面侧延伸1/3所述感光层厚度的区域中所述含氟原子的电子输送材料的浓度,而d表示在从所述感光层的导电性基体侧延伸2/3所述感光层厚度的区域中所述含氟原子的电子输送材料的浓度,并且可以是0。
2.如权利要求1所述的电子照相感光元件,其中,所述含氟原子的树脂颗粒在所述感光层的厚度方向上的分布满足式(3):
式(3):30≤e/f
其中,e表示在从所述感光层的所述表面侧延伸1/3所述感光层厚度的区域中每单位截面积的所述含氟原子的树脂颗粒的数量,并且f表示在从所述感光层的所述导电性基体侧延伸2/3所述感光层厚度的区域中每单位截面积的所述含氟原子的树脂颗粒的数量,并且可以是0。
3.如权利要求1所述的电子照相感光元件,其中,b是0。
4.如权利要求1所述的电子照相感光元件,其中,d是0。
5.如权利要求1所述的电子照相感光元件,其中,所述含氟原子的电子输送材料是具有氟原子的芴酮化合物。
6.如权利要求5所述的电子照相感光元件,其中,所述具有氟原子的芴酮化合物是具有氟烷基的芴酮化合物。
7.如权利要求6所述的电子照相感光元件,其中,所述具有氟烷基的芴酮化合物是具有氟烷基酯基的芴酮化合物。
8.一种以可拆卸方式附接在图像形成装置上的处理盒,所述处理盒包括:
权利要求1至7中任一项所述的电子照相感光元件。
9.一种图像形成装置,所述图像形成装置包括:
权利要求1至7中任一项所述的电子照相感光元件;
充电单元,所述充电单元对所述电子照相感光元件的表面充电;
静电潜像形成单元,所述静电潜像形成单元在处于充电状态下的所述电子照相感光元件的表面上形成静电潜像;
显影单元,所述显影单元使用包含色调剂的显影剂,使所述电子照相感光元件的表面上的所述静电潜像显影从而形成色调剂像;以及
转印单元,所述转印单元将所述色调剂像转印到记录介质的表面上。
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