CN108700837A - 电子照相感光体、处理盒和图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
电子照相感光体(1)具备导电性基体(2)和感光层(3)。感光层(3)是单层型感光层。感光层(3)至少含有电荷产生剂、空穴输送剂、电子输送剂和粘结树脂。电荷产生剂含有无金属酞菁。空穴输送剂含有下述通式(1)表示的三苯胺衍生物。电子输送剂含有下述通式(2)表示的醌衍生物。通式(1)中的R1、R2、R3、m1、m2、k、p和q分别与说明书所述的R1、R2、R3、ml、m2、k、p和q含义相同。通式(2)中的R4、R5和R6分别与说明书所述的R4、R5和R6含义相同。【化1】【化2】
Description
技术领域
本发明涉及电子照相感光体、处理盒和图像形成装置。
背景技术
电子照相感光体用在电子照相方式的图像形成装置中。电子照相感光体具备感光层。感光层例如含有电荷产生剂、电荷输送剂(例如,空穴输送剂和电子输送剂)和粘结它们的树脂(粘结树脂)。感光层可以在同一层含有电荷产生剂和电荷输送剂,在同一层具有电荷产生和电荷输送这两种功能。这样的电子照相感光体称为单层型电子照相感光体。
专利文献1所述的电子照相感光体具备电荷输送层,电荷输送层中含有芳香胺化合物(具体是二胺化合物)。还有,专利文献1中公开了化学式(HT-23)表示的化合物。
【化1】
专利文献2所述的电子照相感光体具备电荷输送层,电荷输送层中含有苯基苯并呋喃酮(phenyl benzofuranone)衍生物(具体是萘醌化合物)。还有,专利文献2中公开了化学式(ET-2)表示的化合物。
【化2】
〔专利文献〕
专利文献1:日本特开平9-244278号公报
专利文献2:日本特开2013-117572号公报
发明内容
但是,专利文献1和专利文献2所述的电子照相感光体的电气特性(带电稳定性、感光度特性和抑制转印记忆的发生)不充分。
本发明是鉴于上述课题而作出的,其目的在于提供一种电气特性优异的电子照相感光体。还有,提供处理盒和图像形成装置,通过具备上述电子照相感光体,抑制图像故障的发生。
本发明的电子照相感光体具备导电性基体和感光层。所述感光层是单层型感光层。所述感光层至少含有电荷产生剂、空穴输送剂、电子输送剂和粘结树脂。
所述电荷产生剂含有无金属酞菁。所述空穴输送剂含有下述通式(1)表示的三苯胺衍生物。所述电子输送剂含有下述通式(2)表示的醌衍生物。
【化3】
所述通式(1)中,R1、R2和R3各自独立,表示C1-C4烷基或者C1-C4烷氧基。k、p和q各自独立,表示0以上5以下的整数。m1和m2各自独立,表示1以上3以下的整数。k表示2以上整数的情况下,若干个R1彼此可以相同或不同。k表示2以上整数的情况下,若干个R1也可以相互键合形成C3-C8环烷基环。p表示2以上整数的情况下,若干个R2彼此可以相同或不同。q表示2以上整数的情况下,若干个R3彼此可以相同或不同。
【化4】
所述通式(2)中,R4和R5各自独立,表示:C1-C10烷基、具有C6-C14芳基取代基的C1-C10烷基、C3-C10环烷基、C1-C6烷氧基或者取代或未取代的C6-C14芳基。R6表示:C1-C10烷基、具有C6-C14芳基取代基的C1-C10烷基、C3-C10环烷基、C1-C6烷氧基、取代或未取代的C6-C14芳基或者取代或未取代的杂环基。
本发明的处理盒具备上述的电子照相感光体。
本发明的图像形成装置具备:像承载体、带电部、曝光部、显影部和转印部。所述像承载体是上述的电子照相感光体。所述带电部使所述像承载体的表面带电。所述带电部的带电极性是正极性。所述曝光部对带电的所述像承载体的所述表面进行曝光,在所述像承载体的所述表面上形成静电潜像。所述显影部将所述静电潜像显影为调色剂像。所述转印部将所述调色剂像从所述像承载体上转印到被转印体上。
〔发明效果〕
本发明的电子照相感光体能够提高电气特性。还有,本发明的处理盒和图像形成装置通过具备这样的电子照相感光体,能够抑制图像故障的发生。
附图说明
图1A是第一实施方式所涉及的电子照相感光体的结构的示意性剖视图。
图1B是第一实施方式所涉及的电子照相感光体的结构的示意性剖视图。
图1C是第一实施方式所涉及的电子照相感光体的结构的示意性剖视图。
图2是第二实施方式所涉及的图像形成装置的一种结构的概要图。
图3是第二实施方式所涉及的图像形成装置的另一种结构的概要图。
图4是第一实施方式所涉及的醌衍生物(2-1)的1H-NMR图谱。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行详细说明。本发明不以任何方式限定于以下的实施方式。本发明在其目的范围内可以适当变更后再进行实施。另外,存在适当地省略了重复说明之处的情况,但并不因此限定发明的要旨。
以下,有时在化合物名称之后加上“类”来统称该化合物及其衍生物。还有,在化合物名称之后加上“类”来表示聚合物名称的情况下,表示聚合物的重复单元源自该化合物或者其衍生物。
以下,没有特别规定的话,卤素原子、C1-C10烷基、C1-C6烷基、C1-C4烷基、C1-C3烷基、C1-C6烷氧基、C1-C4烷氧基、C1-C3烷氧基、C6-C14芳基、C3-C10环烷基、C3-C8环烷基环和杂环基的含义如下。
卤素原子例如有:氟原子、氯原子、溴原子或者碘原子。
C1-C10烷基是直链状或者支链状的,且是无取代的。C1-C10烷基例如有:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基或者癸基。
C1-C6烷基是直链状或者支链状的,且是无取代的。C1-C6烷基例如有:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基或者己基。
C1-C4烷基是直链状或者支链状的,且是无取代的。C1-C4烷基例如有:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或者叔丁基。
C1-C3烷基是直链状或者支链状的,且是无取代的。C1-C3烷基例如有:甲基、乙基、正丙基或者异丙基。
C1-C6烷氧基是直链状或者支链状的,且是无取代的。C1-C6烷氧基例如有:甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、异戊氧基、新戊氧基或者己氧基。
C1-C4烷氧基是直链状或者支链状的,且是无取代的。C1-C4烷氧基例如有:甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基或者叔丁氧基。
C1-C3烷氧基是直链状或者支链状的,且是无取代的。C1-C3烷氧基例如有:甲氧基、乙氧基、正丙氧基或者异丙氧基。
C6-C14芳基是无取代的。C6-C14芳基例如有:C6-C14无取代芳香族单环烃基、C6-C14无取代芳香族缩合双环烃基或者C6-C14无取代芳香族缩合三环烃基。C6-C14芳基例如有:苯基、萘基、蒽基或者菲基。
C3-C10环烷基是无取代的。C3-C10环烷基例如有:环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基或者环癸基。
C3-C8烷基环是无取代的。C3-C10烷基环例如有:环丙烷环、环丁烷环、环戊烷环、环己烷环、环庚烷环或者环辛烷环。
杂环基是无取代的。杂环基例如有:含有1个以上(优选为1个以上3个以下)杂原子并具有芳香性的5元或者6元单环杂环基;前述单环彼此缩合而成的杂环基;或者前述单环与5元或者6元烃环缩合而成的杂环基。杂原子是从氮原子、硫原子和氧原子构成的组中选择的1种以上原子。杂环基的具体例子有:苯硫基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、异噻唑基、异恶唑基、恶唑基、异恶唑基、噻唑基、异噻唑基、呋吖基、吡喃基、吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、吲哚基、1H-吲唑基、异吲哚基、苯并吡喃基、喹啉基、异喹啉基、嘌呤基、喋啶基、三唑基、四唑基、4H-喹嗪基、萘啶基、苯并呋喃基、1,3-苯并间二氧杂环戊烯基、苯并恶唑基、苯并噻唑基或者苯并咪唑基。
<第一实施方式:电子照相感光体>
第一实施方式涉及电子照相感光体(以下,有时记载为感光体)。以下,参照图1A~图1C,对第一实施方式的感光体进行说明。图1A~图1C是第一实施方式所涉及的感光体的结构的示意性剖视图。
如图1A所示,感光体1具备导电性基体2和感光层3。感光层3是单层型感光层。感光层3直接或者间接地设置在导电性基体2上。例如,如图1A所示,可以将感光层3直接设置在导电性基体2上。如图1B所示,感光体1可以进一步具备中间层,中间层4可以设置在导电性基体2与感光层3之间。还有,如图1A和图1B所示,感光层3可以作为最外层露出来。感光体1也可以进一步具备保护层。如图1C所示,可以在感光层3上具备保护层5。如上所述,参照图1A~图1C对感光体1的结构进行了说明。
感光层的厚度只要能使感光层充分发挥作用即可,不做特别的限定。感光层的厚度优选为5μm以上100μm以下,更优选为10μm以上50μm以下。
感光层至少含有电荷产生剂、空穴输送剂、电子输送剂和粘结树脂。电荷产生剂含有无金属酞菁。空穴输送剂含有通式(1)表示的三苯胺衍生物(以下,有时记载为三苯胺衍生物(1))。电子输送剂含有通式(2)表示的醌衍生物(以下,有时记载为醌衍生物(2))。第一实施方式所涉及的感光体的电气特性优异。其理由推测如下。另外,本说明书中的电气特性是指:带电时维持表面电位的性质(带电稳定性)、通过曝光高效地形成静电潜像的性质(感光度特性)以及抑制转印记忆发生的性质。
为了方便理解,首先对转印记忆进行说明。在电子照相方式的图像形成过程中,例如实施含有以下的1)~4)工序的图像形成过程。
1)带电工序,使像承载体(相当于感光体)的表面带电;
2)曝光工序,对带电后的像承载体的表面进行曝光而在像承载体的表面上形成静电潜像;
3)显影工序,将静电潜像显影为调色剂像;以及
4)转印工序,将形成的调色剂像从像承载体上转印到被转印体上。
在这样的图象形成方法中,由于使用像承载体时使像承载体进行旋转,因此转印工序中有时会产生转印记忆。具体如下。在带电工序中,像承载体的表面被均匀地带电到一定的正极性电位。接下来,经过曝光工序和显影工序,然后在转印工序中,极性与带电极性相反(负极性)的转印偏压隔着被转印体施加到像承载体上。具体来说,有时由于所施加的相反极性的转印偏压的影响,像承载体表面的非曝光区域(非图像区域)的电位大幅下降,并保持在下降后的状态。受到这样电位下降的影响,在以图像形成工序中感光体的某一圈作为基准圈的情况下,该基准圈的下一圈带电工序中,非曝光区域变得难以被带电到所需的正极性电位。另一方面,即使是在施加了转印偏压的状态下,由于调色剂附着在曝光区域而导致转印偏压难以直接施加到感光体表面上,因此曝光区域(图像区域)的电位不易下降。因此,曝光区域在基准圈的下一圈带电工序中,容易带电到所需的正极性电位。其结果,有时在曝光区域和非曝光区域上的带电电位不同,从而难以使像承载体的表面均匀地带电到一定的正极性电位。这样,感光体的基准圈(前一圈)成像工序(图像形成过程)中的转印偏压导致电位下降,受到该电位下降的影响,非曝光区域的带电性能下降,在带电电位间产生电位差,这种现象称为转印记忆。这样,感光体的基准圈成像工序(图像形成过程)中的转印偏压导致电位下降,受到该电位下降的影响,非曝光区域的带电性能下降,在带电电位间产生电位差,这种现象称为转印记忆。
三苯胺衍生物(1)具有在氮原子上结合了1个苯基和2个二苯基烯基部分的结构。由于三苯胺衍生物(1)的π共轭体系的空间范围比较大,因此三苯胺衍生物(1)的分子内的载体(空穴)移动距离往往会增大。也就是说,载体(空穴)的移动距离往往会增大。还有,感光层中,若干个三苯胺衍生物(1)彼此的π共轭体系变得容易重叠,载体(空穴)在若干个三苯胺衍生物(1)的分子间的移动距离往往会减少。也就是说,载体(空穴)的分子间移动距离往往会减少。另一方面,由于三苯胺衍生物(1)在分子内具有1个氮原子,因此,与分子内具有2个氮原子的化合物(例如,二胺化合物)相比,分子内电荷的不均匀分布往往比较少。由此,可以认为三苯胺衍生物(1)能够提高感光体的载体(空穴)接收性(注入性)和载体(空穴)传输性。
醌衍生物(2)具有由羰基部分、偶氮部分和苯醌甲基化部分形成的π共轭体系。由于醌衍生物(2)的π共轭体系的空间范围比较大,因此,醌衍生物(2)的载体(电子)接收性优异,醌衍生物(2)的分子内的载体(电子)移动距离往往会增大。也就是说,载体(电子)的分子内移动距离往往会增大。还有,感光层中,若干个醌衍生物(2)彼此的π共轭体系变得容易重叠,载体(电子)在若干个醌衍生物(2)的分子间的移动距离往往会减少。也就是说,载体(电子)的分子间移动距离往往会减少。另一方面,醌衍生物(2)由于具有甲基化部分与偶氮部分进行了结合的非对称结构,因此容易溶解在用于形成感光层的溶剂中,从而容易均匀分散在感光层中。因此,载体(电子)的分子间移动距离往往会减少。由此,可以认为醌衍生物(2)能够提高感光体的载体(电子)接收性(注入性)和载体(电子)传输性。
感光层含有作为电荷产生剂的无金属酞菁、作为空穴输送剂的三苯胺衍生物(1)和作为电子输送剂的醌衍生物(2)时,往往载体在感光层中不易被捕获,从而载体不易残留在感光层中。由此,可以认为第一实施方式所涉及的感光体抑制转印记忆的发生,其带电稳定性和感光度特性优异,即电气特性优异。
接下来,对感光体的要素进行说明。以下,对导电性基体、电荷产生剂、空穴输送剂、电子输送剂和粘结树脂进行说明。感光层也可以进一步含有添加剂。还对添加剂、中间层和感光体制造方法进行说明。
[1.导电性基体]
导电性基体只要能够用作感光体的导电性基体即可,不做特别的限定。导电性基体只要至少其表面部由导电性材料形成即可。导电性基体的一个例子是:由导电性材料形成的导电性基体。导电性基体的另一个例子是:由导电性材料包覆的导电性基体。导电性材料例如有:铝、铁、铜、锡、铂、银、钒、钼、铬、镉、钛、镍、钯或者铟。这些导电性材料可以单独使用,也可以组合两种以上来使用。两种以上的组合例如是合金(更具体地来说,铝合金、不锈钢或者黄铜等)。这些导电性材料中,由电荷从感光层到导电性基体的移动良好的方面来看,优选为铝或者铝合金。
导电性基体的形状可以根据图像形成装置的结构来适当选择。导电性基体的形状例如有:片状或者鼓状。还有,导电性基体的厚度根据导电性基体的形状来适当选择。
[2.电荷产生剂]
电荷产生剂含有无金属酞菁。无金属酞菁的结晶例如有:无金属酞菁的X型晶体(以下,有时记载为X型无金属酞菁)。无金属酞菁例如由化学式(CG-1)表示。
【化5】
电荷产生剂也可以包含无金属酞菁以外的其它电荷产生剂。这样的电荷产生剂例如有:酞菁类颜料(无金属酞菁以外的其它酞菁类颜料)、苝颜料、双偶氮颜料、二硫酮吡咯并吡咯(dithioketo-pyrrolopyrrole)颜料、无金属萘酞菁颜料、金属萘酞菁颜料、方酸颜料、三偶氮颜料、靛蓝颜料、甘菊蓝颜料、菁颜料、无机光导材料(更具体地来说,硒、硒-碲、硒-砷、硫化镉或者非晶硅等)的粉末、吡喃盐、蒽嵌蒽醌类颜料、三苯甲烷类颜料、士林类颜料、甲苯胺类颜料、吡唑啉类颜料或者喹吖啶酮类颜料。
其它酞菁类颜料例如有:金属酞菁。金属酞菁例如有:化学式(CG-2)表示的氧钛酞菁或者由二氧化钛以外的金属进行了配位的酞菁(更具体地来说,V型羟基镓酞菁等)。酞菁类颜料可以是结晶,也可以是非结晶。酞菁类颜料的晶体形状(例如,α型、β型或者Y型)没有特别限定,可以使用各种晶体形状的酞菁类颜料。
【化6】
氧钛酞菁的结晶例如有:氧钛酞菁的α型晶体、β型晶体或者Y型晶体。以下,氧钛酞菁的α型晶体、β型晶体和Y型晶体有时分别记载为α型氧钛酞菁、β型氧钛酞菁和Y型氧钛酞菁。在氧钛酞菁中,由于Y型氧钛酞菁在波长区域700nm以上具有高量子产率,因此优选为Y型氧钛酞菁。
例如,在CuKα特征X射线衍射光谱中,Y型氧钛酞菁在布拉格角(2θ±0.2°)的27.2°具有主峰。CuKα特征X射线衍射光谱中的主峰是指:在布拉格角(2θ±0.2°)为3°以上40°以下的范围中,具有第一大或者第二大强度的峰。
(CuKα特征X射线衍射光谱的测量方法)
对CuKα特征X射线衍射光谱的测量方法的一个例子进行说明。将样品(氧钛酞菁)填充到X射线衍射装置(例如,Rigaku Corporation制造“RINT(日本注册商标)1100”)的样品支架中,在X射线管Cu、管电压40kV、管电流30mA及CuKα特征X射线波长的条件下,对X射线衍射光谱进行测量。测量范围(2θ)例如是3°以上40°以下(起始角3°;停止角40°),扫描速度例如是10°/分。
这样的Y型氧钛酞菁根据差示扫描量热分析(DSC)光谱中的热特性(具体来说,下列热特性(A)~(C))不同而分为3类。
热特性(A):DSC的热特性中,除了伴随着吸附水分汽化的峰值以外,在50℃以上270℃以下的范围内具有一个峰值。
热特性(B):DSC的热特性中,除了伴随着吸附水分汽化的峰值以外,在50℃以上400℃以下的范围内没有峰值。
热特性(C):DSC的热特性中,除了伴随着吸附水分汽化的峰值以外,在50℃以上270℃以下的范围内没有峰值,在270℃以上400℃以下的范围内具有一个峰值。
(差示扫描量热分析的测量方法)
对差示扫描量热分析光谱的测量方法的一个例子进行说明。在样品皿中放上氧钛酞菁结晶粉末的评价用样品,使用差示扫描量热仪(例如,Rigaku Corporation制造“TAS-200型DSC8230D”),测量差示扫描量热分析光谱。例如,测量范围是40℃以上400℃以下,升温速度是20℃/分。
根据结晶稳定性优异、在有机溶剂中不易引起晶型转变以及在感光层中易分散来看,优选为具有热特性(B)和(C)的Y型氧钛酞菁。
可以单独使用在所需区域具有吸收波长的电荷产生剂,也可以组合2种以上的电荷产生剂来使用。还有,例如在数字光学式图像形成装置中,优选使用在700nm以上波长区域具有感光度的感光体。数字光学式的图像形成装置的例子有:使用半导体激光器之类光源的激光打印机或者传真机。因此,例如优选为酞菁类颜料,更优选为无金属酞菁或者氧钛酞菁。电荷产生剂可以单独使用一种,也可以组合两种以上来使用。
在使用短波长激光光源的图像形成装置中应用感光体的情况下,优选使用蒽嵌蒽醌类颜料或者苝类颜料作为电荷产生剂。短波长激光的波长例如是350nm以上550nm以下。
感光层中,相对于粘结树脂100质量份,电荷产生剂的含量优选为0.1质量份以上50质量份以下,更优选为0.5质量份以上30质量份以下。
[3.空穴输送剂]
空穴输送剂含有三苯胺衍生物(1)。三苯胺衍生物由通式(1)表示的。
【化7】
通式(1)中,R1、R2和R3各自独立,表示C1-C4烷基或者C1-C4烷氧基。k、p和q各自独立,表示0以上5以下的整数。m1和m2各自独立,表示1以上3以下的整数。k表示2以上整数的情况下,若干个R1彼此可以相同或不同。k表示2以上整数的情况下,若干个R1可以相互键合形成C3-C8环烷基环。p表示2以上整数的情况下,若干个R2彼此可以相同或不同。q表示2以上整数的情况下,若干个R3彼此可以相同或不同。
通式(1)中,R1所表示的C1-C4烷基优选为甲基、乙基或正丁基,或者相互键合形成环烷烃环。R1相互键合形成的环烷烃环例如有C3-C8环烷烃环,优选为环己烷环。通式(1)中,R1所表示的C1-C4烷氧基优选为C1-C3烷氧基,更优选为甲氧基。
通式(1)中,R2和R3所表示的C1-C4烷基优选为甲基。
通式(1)中,R1的取代位置例如有:苯基中相对于氮原子的邻位、间位、对位。k表示1的情况下,R1的取代位置优选为苯基中相对于氮原子的邻位或者对位。在k表示2且2个R1未相互键合形成环烷烃环的情况下,R1的取代位置优选为苯基中相对于氮原子的邻位。在k表示3且3个R1中的2个R1未相互键合形成环烷烃环的情况下,R1的取代位置优选为苯环中相对于氮原子的邻位和对位。k优选为表示1以上3以下的整数,更优选为表示1或者2。
通式(1)中,p和q优选为各自独立地表示0或者1,p和q更优选为同时表示0或者1。p表示1的情况下,R2的取代位置优选为苯基中相对于氮原子的对位。q表示1的情况下,R3的取代位置优选为苯基中相对于氮原子的对位。
通式(1)中,ml和m2优选为各自独立地表示1或者2,ml和m2优选为同时表示1或者2。
通式(1)中,优选为:R1表示C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或者相互键合形成C3-C8环烷烃环,R2和R3都表示C1-C3烷基,k表示1以上3以下的整数,p和q各自独立地表示0或者1,ml和m2各自独立地表示1或者2。
通式(1)中,更优选为:R1表示C1-C4烷基或者C1-C3烷氧基,k表示1或者2,R2和R3都表示C1-C3烷基,p和q同时表示0或者1,ml和m2同时表示0或者1。
三苯胺衍生物(1)的具体例子有:化学式(HT-1)~(HT-13)表示的三苯胺衍生物(以下,有时分别记载为三苯胺衍生物(HT-1)~(HT-13))。另外,化学式(HT-1)~(HT-13)中,符号“n-C4H9”是正丁基。
【化8】
【化9】
【化10】
【化11】
【化12】
【化13】
【化14】
【化15】
【化16】
【化17】
【化18】
【化19】
【化20】
空穴输送剂中,除了三苯胺衍生物(1),也可以组合三苯胺衍生物(1)以外的其它空穴输送剂来使用。其它空穴输送剂可以从众所周知的空穴输送剂中适当选择。
其它空穴输送剂例如有:2,5-二(4-甲基氨基苯基)-1,3,4-恶二唑之类的恶二唑类化合物;9-(4-二乙氨基苯乙烯基)蒽之类的苯乙烯类化合物;聚乙烯基咔唑之类的咔唑类化合物;有机聚硅烷化合物;1-苯基-3-(对二甲基氨基苯基)吡唑啉之类的吡唑啉类化合物;腙类化合物;三苯胺类化合物(三苯胺衍生物(1)以外的三苯胺类化合物);恶唑类化合物、异恶唑类化合物、噻唑类化合物、咪唑类化合物、吡唑类化合物或者三唑类化合物之类的含氮环状化合物;吲哚类化合物或者噻二唑化合物之类的含氮稠合多环状化合物。另外,空穴输送剂可以单独使用一种,也可以组合两种以上来使用。
感光层中,相对于粘结树脂100质量份,空穴输送剂的含量优选为10质量份以上200质量份以下,更优选为10质量份以上100质量份以下。
空穴输送剂中,相对于空穴输送剂的合计质量,三苯胺衍生物(1)的含有率优选为80质量%以上,更优选为90质量%以上,特别优选为100质量%。
[4.电子输送剂]
电子输送剂含有醌衍生物(2)。醌衍生物(2)由通式(2)表示。
【化21】
通式(2)中,R4和R5各自独立,表示:C1-C10烷基、具有C6-C14芳基取代基的C1-C10烷基、C3-C10环烷基、C1-C6烷氧基或者取代或未取代的C6-C14芳基。R6表示:C1-C10烷基、具有C6-C14芳基取代基的C1-C10烷基、C3-C10环烷基、C1-C6烷氧基、取代或未取代的C6-C14芳基或者取代或未取代的杂环基。
通式(2)中,R4和R5所表示的C1-C10烷基优选为C1-C6烷基,更优选为C1-C4烷基,进一步优选为甲基或者叔丁基。R4和R5所表示的C1-C10烷基也可以具有取代基。这样的取代基例如有卤素原子、羟基、C1-C4烷氧基、C6-C14芳基或者氰基,优选为C6-C14芳基。具有C6-C14芳基取代基的C1-C10烷基例如有:苄基、α-甲基苄基、苯乙基、苯乙烯基、肉桂基、3-苯丙基、4-苯丁基、5-苯戊基或者6-苯己基。
通式(2)中,R4和R5所表示的C6-C14芳基也可以具有取代基。这样的取代基例如有:C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、C3-C10环烷基、卤素原子或者硝基。
通式(2)中,R6所表示的C1-C10烷基优选为C1-C6烷基,更优选为C1-C4烷基,进一步优选为甲基。R6所表示的C1-C10烷基也可以具有取代基。这样的取代基例如有卤素原子、羟基、C1-C4烷氧基、C6-C14芳基或者氰基,优选为C6-C14芳基。具有C6-C14芳基取代基的C1-C10烷基例如有:苄基、α-甲基苄基、苯乙基、苯乙烯基、肉桂基、3-苯丙基、4-苯丁基、5-苯戊基或者6-苯己基。
通式(2)中,R6所表示的C6-C14芳基优选为苯基。C6-C14芳基也可以具有取代基。这样的取代基例如有C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、C3-C10环烷基、卤素原子或者硝基,优选为C1-C4烷基、卤素原子、C1-C4烷氧基或者硝基,更优选为叔丁基、氯原子、甲氧基或者硝基。在C6-C14芳基是苯基的情况下,取代基的取代位置优选为苯基中相对于羰基的邻位或者对位。
通式(2)中,优选为:R4和R5表示C1-C4烷基,R6表示C1-C3烷基、杂环基、C6-C14芳基或具有C1-C4烷基、卤素原子、C1-C4烷氧基或硝基的C6-C14芳基。
通式(2)中,R3所表示的杂环基优选为吡啶基,更优选为4-吡啶基。R3所表示的杂环基也可以具有取代基。这样的取代基例如有:卤素原子、羟基、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、硝基、氰基、C2-C4脂肪酰基、苯甲酰基、苯氧基、苯氧羰基或者含有C1-C4烷氧基的烷氧羰基。
醌衍生物(2)的具体例子有:化学式(2-1)~(2-7)表示的醌衍生物(以下,有时分别记载为醌衍生物(2-1)~(2-7))。
【化22】
电子输送剂中,除了醌衍生物(2),也可以组合醌衍生物(2)以外的其它电子输送剂来使用。其它电子输送剂可以从众所周知的电子输送剂中适当选择。
其它电子输送剂例如有:醌类化合物(醌衍生物(2)以外的醌类化合物)、二酰亚胺类化合物、腙类化合物、丙二腈类化合物、噻喃类化合物、三硝基噻吨酮类化合物、3,4,5,7-四硝基-9-芴酮类化合物、二硝基蒽类化合物、二硝基吖啶类化合物、四氰乙烯、2,4,8-三硝基噻吨酮、二硝基苯、二硝基吖啶、琥珀酸酐、马来酸酐或者二溴马来酸酐。醌衍生物(2)以外的醌类化合物例如有:联苯醌类化合物、偶氮醌类化合物、蒽醌类化合物、萘醌类化合物、硝基蒽醌类化合物或者二硝基蒽醌类化合物。这些电子输送剂可以单独使用一种,也可以组合两种以上来使用。
感光层中,相对于粘结树脂100质量份,电子输送剂的含量优选为5质量份以上100质量份以下,更优选为10质量份以上80质量份以下。
电子输送剂中,相对于电子输送剂的合计质量,醌衍生物(2)的含有率优选为80质量%以上,更优选为90质量%以上,特别优选为100质量%。
(醌衍生物(2)的合成方法)
能够通过反应方程式(1)表示的反应(以下,有时记载为反应(1))来合成醌衍生物(2)。反应(1)包含反应方程式(X)表示的反应(以下,有时记载为反应(X))和反应方程式(Y)表示的反应(以下,有时记载为反应(Y))。反应方程式(X)和(Y)中,R4、R5和R6分别与通式(2)中的R4、R5和R6含义相同。
【化23】
〔反应(X):化合物(C)的合成〕
将化合物(A)和化合物(B)溶解在有机溶剂(例如,甲苯)中,在所得溶液中加入规定量的酸(例如,对甲苯磺酸),进行规定时间的回流脱水。然后,加入水进行萃取,使有机层干燥,减压蒸发掉溶剂,得到化合物(C)。化合物(A)与化合物(B)的反应比例(摩尔比=化合物(A)∶化合物(B))优选为4∶1~1∶4,更优选为2∶1~1∶2。
〔反应(Y):醌衍生物(2)的合成〕
将化合物(C)溶解在有机溶剂(例如,三氯甲烷)中,在所得溶液中加入规定量的氧化剂(例如,高锰酸钾),在室温(例如,25℃)下搅拌规定时间来进行氧化反应。氧化反应后,从溶液中滤出未反应的氧化剂,使用柱色谱法等对残渣进行提纯,得到醌衍生物(2)。
[5.粘结树脂]
粘结树脂使电荷产生剂等分散并固定在感光层中。粘结树脂例如有:热塑性树脂、热固性树脂或者光固化树脂。热塑性树脂例如有:聚碳酸酯树脂(更具体地来说,双酚Z型、双酚ZC型、双酚C型或者双酚A型等)、聚芳酯树脂、苯乙烯-丁二烯树脂、苯乙烯-丙烯腈树脂、苯乙烯-顺丁烯二酸树脂、丙烯酸类树脂、苯乙烯-丙烯酸类树脂、聚乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯酯树脂、氯化聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚丙烯树脂、离聚物树脂、氯化乙烯-乙酸乙烯酯树脂、醇酸树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、聚砜树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、酮树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂或者聚醚树脂。热固性树脂例如有:硅酮树脂、环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂或者其它交联性热固性树脂。光固化树脂例如有:环氧-丙烯酸类树脂或者聚氨酯-丙烯酸类树脂。这些粘结树脂中,优选为聚碳酸酯树脂,更优选为双酚Z型聚碳酸酯树脂。双酚Z型聚碳酸酯树脂具有化学式(Resin-1)表示的重复单元。以下,具有化学式(Resin-1)所示重复单元的粘结树脂有时记载为双酚Z型聚碳酸酯树脂(Resin-1)。另外,粘结树脂可以单独使用一种,也可以组合两种以上来使用。
【化24】
粘结树脂的粘均分子量优选为40,000以上,更优选为40,000以上52,500以下。粘结树脂的粘均分子量为40,000以上时,能够充分提高粘结树脂的耐磨损性,感光层不易磨损。还有,粘结树脂的粘均分子量为52,500以下时,粘结树脂在形成感光层时容易溶解到溶剂中,且感光层用涂布液的粘度不会过高。其结果,容易形成感光层。
[6.添加剂]
在不对感光体的电子照相特性带来不良影响的范围内,感光层也可以含有各种添加剂。添加剂例如有:劣化抑制剂(更具体地来说,抗氧化剂、自由基捕获剂、猝灭剂或者紫外线吸收剂等)、软化剂、表面改性剂、增量剂、增稠剂、分散稳定剂、蜡、受体、供体、表面活性剂、可塑剂、增感剂或者流平剂。抗氧化剂例如有:受阻酚、受阻胺、对苯二胺、芳基烷烃、对苯二酚、螺苯并二氢吡喃(spirochroman)、螺茚酮(spiroindanone)或它们的衍生物;有机硫化合物或者有机磷化合物。
[7.中间层]
中间层例如含有无机颗粒和树脂(中间层用树脂)。通过中间层的存在,维持可抑制漏电的发生这种程度的绝缘状态,同时使曝光感光体时产生的电流流动顺利,从而容易抑制电阻的增加。
无机颗粒例如有:金属(更具体地来说,铝、铁或者铜等)的颗粒、金属氧化物(更具体地来说,二氧化钛、氧化铝、氧化锆、氧化锡或者氧化锌等)的颗粒或者非金属氧化物(更具体地来说,二氧化硅等)的颗粒。这些无机颗粒可以单独使用一种,也可以并用2种以上。
中间层用树脂只要能够用作形成中间层的树脂即可,不做特别的限定。
在不对感光体的电子照相特性带来不良影响的范围内,中间层也可以含有各种添加剂。添加剂与感光层的添加剂相同。
[8.感光体的制造方法]
接下来,参照图1,对感光体1的制造方法的一个例子进行说明。感光体1的制造方法例如具有感光层形成工序。感光层形成工序中,将感光层用涂布液涂布在导电性基体2上,去除涂布的感光层用涂布液所含的溶剂,形成感光层3。感光层用涂布液至少含有:作为电荷产生剂的无金属酞菁、作为空穴输送剂的三苯胺衍生物(1)、作为电子输送剂的醌衍生物(2)、粘结树脂和溶剂。通过将作为电荷产生剂的无金属酞菁、作为空穴输送剂的三苯胺衍生物(1)、作为电子输送剂的醌衍生物(2)和粘结树脂溶解或者分散在溶剂中,来制备感光层用涂布液。感光层用涂布液中,根据需要也可以加入电子输送剂和各种添加剂。
感光层用涂布液中含有的溶剂只要能够溶解或者分散感光层用涂布液所含的各成分即可,不做特别的限定。溶剂例如有:醇类(更具体地来说,甲醇、乙醇、异丙醇或者丁醇等)、脂肪族烃(更具体地来说,正己烷、辛烷或者环己烷等)、芳香族烃(更具体地来说,苯、甲苯或者二甲苯等)、卤化烃(更具体地来说,二氯甲烷、二氯乙烷、四氯化碳或者氯苯等)、醚(更具体地来说,二甲醚、二乙醚、四氢呋喃、乙二醇二甲醚或者二甘醇二甲醚等)、酮(更具体地来说,丙酮、甲基乙基酮或者环己酮等)、酯(更具体地来说,乙酸乙酯或者乙酸甲酯等)、二甲基甲醛、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或者二甲基亚砜。这些溶剂可以单独使用,也可以组合两种以上来使用。这些溶剂中,为了提高制造感光体1时的可操作性,优选为卤化烃以外的溶剂。
将各成分进行混合并分散到溶剂中,制备出感光层用涂布液。混合或者分散的操作中,例如使用珠磨机、辊磨机、球磨机、磨碎机、油漆振荡器或者超声波分散器。
为了提高各成分的分散性或者所形成的各层的表面平整度,感光层用涂布液中例如也可以含有表面活性剂或者流平剂。
使用感光层用涂布液进行涂布的方法例如只要是能够在导电性基体2上均匀涂布感光层用涂布液的方法即可,没有特别的限定。涂布方法例如有:浸涂法、喷涂法、旋涂法或者棒涂法。
去除感光层用涂布液所含的溶剂的方法只要是能够使感光层用涂布液中的溶剂蒸发的方法即可,不做特别的限定。去除溶剂的方法例如有:加热、减压或者加热与减压并用。更具体地来说,可以举出使用高温干燥机或者减压干燥机进行热处理(热风干燥)的方法。热处理条件例如是40℃以上150℃以下的温度及3分钟以上120分钟以下的时间。
另外,感光体1的制造方法中,根据需要也可以进一步包含形成中间层4的工序和/或者形成保护层5的工序。形成中间层4的工序和形成保护层5的工序中,适当选择众所周知的方法。
感光体1例如作为像承载体用在图像形成装置中。后面在第二实施方式中叙述的图像形成装置具备带电部,带电部接触像承载体并将直流电压施加到像承载体上。
如上所述,参照图1,对第一实施方式所涉及的感光体1进行了说明。根据第一实施方式所涉及的感光体1,能够在带电时稳定地维持表面电位。
<第二实施方式:图像形成装置>
第二实施方式涉及图像形成装置6。以下,参照图2和图3,对第二实施方式所涉及的图像形成装置6进行说明。
图像形成装置6具备作为像承载体的感光体1。如上述那样,感光体1能够在带电时稳定地维持表面电位。稳定地维持感光体1在带电时的表面电位的情况下,不易在感光体1的表面产生鼓划痕和调色剂成膜。因此,根据具备感光体1的图像形成装置6,能够抑制由鼓划痕和调色剂成膜引起的图像故障。
以下,参照图2,以图像形成装置6采用中间转印方式的情况为例进行说明。另外,图像形成装置6采用直接转印方式的情况将在后面进行叙述。图2是图像形成装置6的一种结构的概要图。
图像形成装置6具备作为像承载体的感光体1、带电部27、曝光部28、显影部29和转印部。感光体1是第一实施方式中所述的感光体1。带电部27使感光体1的表面带电。带电部27的带电极性是正极性。曝光部28对带电了的感光体1的表面进行曝光,在感光体1的表面上形成静电潜像。显影部29将静电潜像显影为调色剂像。转印部将调色剂像从感光体1上转印到被转印体上。在图像形成装置6采用中间转印方式的情况下,转印部相当于一次转印辊33和二次转印辊21。被转印体相当于中间转印带20和记录介质(例如,纸张P)。
图像形成装置6只要是电子照相方式的图像形成装置即可,不做特别的限定。图像形成装置6例如可以是单色图像形成装置,也可以是彩色图像形成装置。为了通过不同颜色的调色剂形成各颜色的调色剂像,图像形成装置6可以是串联方式的彩色图像形成装置。
以下,以串联方式的彩色图像形成装置为例,对图像形成装置6进行说明。图像形成装置6具备在规定方向上并排设置的若干个感光体1和若干个显影部29。若干个显影部29各自配置成与感光体1相对。若干个显影部29各自具备显影辊。显影部承载并输送调色剂,将调色剂供给到对应的感光体1的表面上。
如图2所示,图像形成装置6还具有箱形的机器壳体7。在机器壳体7内,设有供纸部8、图像形成部9和定影部10。供纸部8供应纸张P。图像形成部9在输送由供纸部8供应来的纸张P的同时,基于图像数据将调色剂像转印到纸张P上。未定影的调色剂像在图像形成部9转印到纸张P上之后,定影部10使未定影的调色剂像定影在纸张P上。还有,在机器壳体7的顶面上设有排纸部11。在定影部10进行了定影处理的纸张P被排纸部11排出。
在供纸部8中,具备供纸盒12、第一搓纸辊13、供纸辊14、供纸辊15和供纸辊16以及配准辊对17。供纸盒12设置成相对于机器壳体7可拆装。在供纸盒12中,存储各种大小的纸张P。第一搓纸辊13设置在供纸盒12的左上方位置。第一搓纸辊13将供纸盒12中存储的纸张P一张一张地取出。供纸辊14、15和16对第一搓纸辊13所取出的纸张P进行输送。配准辊对17使供纸辊14、15和16输送来的纸张P暂时等待后,在规定的时间将纸张P供给到图像形成部9。
还有,供纸部8也可以进一步具备手动送纸托盘(未图示)和第二搓纸辊18。手动送纸托盘安装在机器壳体7的左侧面。第二搓纸辊18将放置在手动送纸托盘上的纸张P取出。被第二搓纸辊18取出的纸张P由供纸辊14、15和16进行输送,并由配准辊对17在规定的时间供给到图像形成部9。
图像形成部9具备图像形成单元19、中间转印带20和二次转印辊21。调色剂像被一次转印到中间转印带20上,即图像形成单元19将调色剂像一次转印到中间转印带20的表面(与一次转印辊33接触的面)上。另外,一次转印的调色剂像是基于计算机之类上位装置传输来的图像数据而形成的。二次转印辊21将中间转印带20上的调色剂像二次转印到从供纸盒12送到的纸张P上。
在图像形成单元19中,以黄色调色剂供给用单元25为基准,从中间转印带20的旋转方向的上游侧(图2中的右侧)朝向下游侧,依次设置了黄色调色剂供给用单元25、品红色调色剂供给用单元24、青色调色剂供给用单元23和黑色调色剂供给用单元22。在单元22、23、24和25的各单元的中央位置,设置有感光体1。感光体1设置成可沿箭头(顺时针)方向旋转。另外,单元22、23、24和25也可以是后面叙述的处理盒,处理盒相对于图像形成装置6主体可拆装。
还有,在各感光体1的周围,带电部27、曝光部28、显影部29以带电部27为基准,从各感光体1的旋转方向的上游侧开始依次配置。
在感光体1的旋转方向上,带电部27的上游侧,也可以设置除电器(未图示)和清洗装置(未图示)。在调色剂像到中间转印带20的一次转印结束之后,除电器对感光体1的周面进行静电消除。被清洗装置和除电器进行了清扫和静电消除的感光体1被送到带电部27,其周面被重新进行带电处理。在图像形成装置6具备清洗装置和/或除电器的情况下,从各感光体1的旋转方向的上游侧开始,以带电部27为基准,依次配置带电部27、曝光部28、显影部29、一次转印辊33、清洗装置和除电器。
如上所述,带电部27使感光体1的表面带电。具体来说,带电部27使沿着箭头方向旋转的感光体1的周面均匀地带电为正极性。带电部27可以是非接触方式,也可以是接触方式。非接触方式的带电部27在不接触感光体1的情况下,对感光体1施加电压。非接触方式的带电部27例如是电晕放电式的带电装置,更具体地来说,例如有电晕管充电器或者栅极电晕管充电器。接触方式的带电部27通过接触感光体1来对感光体1施加电压。接触方式的带电部27例如是接触(接近)放电式的带电器,更具体地来说,例如带电辊或者带电刷。
带电辊例如有:在与感光体1接触的状态下从属于感光体1的旋转而进行旋转的带电辊。带电辊例如至少表面部由树脂形成。具体来说,带电辊具备:被支撑为可绕轴旋转的芯棒、在芯棒上形成的树脂层以及对芯棒施加电压的电压施加部。具备这种带电辊的带电部27通过电压施加部对芯棒施加电压,使通过树脂层接触的感光体1的表面带电。
形成带电辊的树脂层的树脂只要能够使感光体1的表面(周面)带电即可,不做特别的限定。形成树脂层的树脂的具体例子有:硅酮树脂、聚氨基甲酸酯树脂或者硅酮改性树脂。在树脂层中,也可以含有无机填充材料。
在图像形成装置6具备接触式带电部27的情况下,与具备非接触方式带电部27的图像形成装置6相比,感光体1的表面有时会暴露在间隙放电产生的高动能离子之下。因此,具备接触方式带电部27的图像形成装置6中,一般来说,往往感光体的表面电位难以稳定。但是,由于第二实施方式的图像形成装置6具备第一实施方式所涉及的感光体1,因此,即使是图像形成装置6具备接触方式带电部27的情况,也能够在带电时稳定地维持感光体1的表面电位。
还有,可以认为:由于图像形成装置6具备接触方式带电部27,因此能够抑制带电部27产生的活性气体(例如,臭氧或者氮氧化物)排放。可以认为:其结果,抑制由活性气体引起的感光层3的劣化,并能够实现办公环境的人性化设计。
带电部27施加的电压没有特别的限定。带电部27施加的电压的例子有:交流电压、直流电压或者在直流电压重叠了交流电压的重叠电压。其中,优选为带电部27只施加直流电压。只施加直流电压的带电部27与施加交流电压的带电部27或者施加在直流电压上重叠了交流电压的重叠电压的带电部27相比较,具有如下的优点。带电部27只施加直流电压时,施加到感光体1的电压值是一定的,因此容易使感光体1的表面均匀带电到一定电位。还有,带电部27只施加直流电压时,感光层3的磨损量往往会减少。其结果,能够形成很好的图像。
带电部27施加在感光体1上的电压优选为1000V以上2000V以下,更优选为1200V以上1800V以下,特别优选为1400V以上1600V以下。
曝光部28例如是曝光装置,更具体地来说,例如是激光扫描单元。曝光部28对带电了的感光体1的表面进行曝光,在感光体1的表面上形成静电潜像。具体来说,带电部27使感光体1的周面均匀带电,个人计算机之类的上位装置输入图像数据,曝光部28将基于图像数据的激光照射到感光体1的周面上。由此,基于图像数据的静电潜像形成在感光体1的周面上。
显影部29将静电潜像显影为调色剂像。具体来说,显影部29将调色剂供给到形成了静电潜像的感光体1的周面上,形成基于图像数据的调色剂像。显影部29例如是显影装置。
转印部(相当于一次转印辊33和二次转印辊21)将形成在感光体1的表面上的调色剂像转印到被转印体(相当于中间转印带20和纸张P)上。中间转印带20是环状带形旋转体。中间转印带20架设在驱动辊30、从动辊31、支撑辊32和若干个一次转印辊33上。中间转印带20配置成若干个感光体1的周面都与中间转印带20的表面(接触面)抵接。
还有,一次转印辊33配置成与各感光体1相对,中间转印带20被一次转印辊33按压在感光体1上。中间转印带20在被按压的状态下,由于驱动辊30而沿箭头(逆时针旋转)方向环形旋转。驱动辊30由步进马达等驱动源进行驱动而旋转,提供用于使中间转印带20环形旋转的驱动力。从动辊31、支撑辊32和若干个一次转印辊33设置成自由旋转。随着驱动辊30引起中间转印带20的环形旋转,从动辊31、支撑辊32和一次转印辊33从动地进行旋转。从动辊31、支撑辊32和一次转印辊33对应于驱动辊30的主动旋转通过中间转印带20从动地进行旋转,并对中间转印带20进行支承。
一次转印辊33将一次转印偏压(具体来说,极性与调色剂的带电极性相反的偏压)施加到中间转印带20上。其结果,在各感光体1与一次转印辊33之间,各感光体1上形成的调色剂像依次转印(一次转印)到绕圈旋转的中间转印带20上。另外,调色剂的带电极性是正极性。
二次转印辊21将二次转印偏压(具体来说,极性与调色剂的带电极性相反的偏压)施加到纸张P上。其结果,在二次转印辊21与支撑辊32之间,一次转印到中间转印带20上的调色剂像转印到纸张P上。由此,未定影调色剂像转印到纸张P上。
定影部10使在图像形成部9中转印到纸张P上的未定影调色剂像进行定影。定影部10具备加热辊34和加压辊35。加热辊34由通电发热体进行加热。加压辊35配置成与加热辊34相对,加压辊35的周面被加热辊34的周面按压。
纸张P通过加热辊34与加压辊35之间时,在图像形成部9中由二次转印辊21转印到纸张P上的转印图像通过加热带来的定影处理而被定影在纸张P上。然后,经过了定影处理的纸张P被排出到排纸部11。还有,在定影部10与排纸部11之间的适当位置,设置了若干个输送辊36。
通过使机器壳体7的顶部凹陷,而形成排纸部11。在凹陷的凹部的底部,设置有接收排出的纸张P的出纸托盘37。如上所述,参照图2,对第二实施方式的一种图像形成装置6进行了说明。
以下,参照图3,对第二实施方式的另一种图像形成装置6进行说明。图3是第二实施方式所涉及的图像形成装置6的另一种结构的概要图。图3的图像形成装置6采用直接转印方式。图3的图像形成装置6中,转印辊41相当于转印部。记录介质(例如,纸张P)相当于被转印体。另外,图3中,对应于图2的要素使用相同的附图标记,省略重复的说明。
如图3所示,转印带40是环状带形旋转体。转印带40架设在驱动辊30、从动辊31、支撑辊32和若干个转印辊41上。转印带40配置成各感光体1的周面都与转印带40的表面(接触面)抵接。还有,各转印辊41配置成与各感光体1相对,转印带40被各转印辊41按压在感光体1上。转印带40在被按压的状态下,由于若干个辊30、31、32和41而环形旋转。驱动辊30由步进马达等驱动源进行驱动而旋转,提供用于使转印带40环形旋转的驱动力。从动辊31、支撑辊32和转印辊41设置成自由旋转。随着驱动辊30引起转印带40的环形旋转,从动辊31、支撑辊32和若干个转印辊41从动地进行旋转。这些辊31、32、41从动地进行旋转,同时对转印带40进行支承。从配准辊对17供给来的纸张P由吸附辊42吸附到转印带40上。吸附到转印带40上的纸张P随着转印带40的旋转,从各感光体1与对应的转印辊41之间通过。
转印辊41将调色剂像从感光体1上转印到纸张P上。转印调色剂像时,感光体1与纸张P接触。具体来说,各转印辊41将转印偏压(具体来说,极性与调色剂的带电极性相反的偏压)施加到被吸附在转印带40上的纸张P。由此,形成在感光体1上的调色剂像在各感光体1与对应的转印辊41之间,被转印到纸张P上。转印带40由于驱动辊30的驱动而沿着箭头(顺时针)方向绕圈旋转。与此同时,吸附在转印带40上的纸张P依次从各感光体1与对应的转印辊41之间通过。在通过时,形成在各感光体1上的对应颜色的调色剂像以复涂状态依次转印到纸张P上。然后,各感光体1继续旋转,进入下一个过程。如上所述,参照图3,对第二实施方式的另一方式所涉及的采用直接转印方式的图像形成装置进行了说明。
如参照图2和图3进行的说明,第二实施方式所涉及的图像形成装置6具备第一实施方式所涉及的感光体1。感光体1能够在带电时稳定地维持表面电位。因此,通过具备这样的感光体1,第二实施方式所涉及的图像形成装置6能够抑制图像故障的发生。
<第三实施方式:处理盒>
第三实施方式涉及处理盒。第三实施方式所涉及的处理盒具备第一实施方式所涉及的感光体1来作为像承载体。第一实施方式所涉及的感光体1能够在带电时稳定地维持表面电位。因此,可以认为:在图像形成装置6中安装了第三实施方式所涉及的处理盒时,第三实施方式所涉及的处理盒能够抑制图像故障的发生。
处理盒例如具备单元化了的第一实施方式所涉及的感光体1。处理盒可以设计成相对于第二实施方式所涉及的图像形成装置6可拆卸。例如,在处理盒的单元化结构中,除了感光体1,还可以具备从第二实施方式中所述的带电部27、曝光部28、显影部29、转印部、清洗装置和除电器构成的组中选择的至少一个部件。
如上所述,对第三实施方式所涉及的处理盒进行了说明。第三实施方式所涉及的处理盒能够抑制图像故障的发生。而且,这样的处理盒容易处理,因此,在感光体1的感光度特性等劣化了的情况下,能够容易且迅速地更换这种包含感光体1在内的处理盒。
【实施例】
以下,使用实施例进一步对本发明进行具体说明。另外,本发明不以任何方式限定于实施例的范围。
<1.感光体的材料>
准备以下的电荷产生剂、空穴输送剂、电子输送剂和粘结树脂,作为用于形成感光体的感光层的材料。
(1-1.电荷产生剂)
准备电荷产生剂(CG-1)~(CG-2),作为电荷产生剂。电荷产生剂(CG-1)是第一实施方式中说明了的化学式(CG-1)所示无金属酞菁。还有,电荷产生剂(CG-1)的结晶结构是X型。
电荷产生剂(CG-2)是第一实施方式中说明了的化学式(CG-2)表示的氧钛酞菁。还有,电荷产生剂(CG-2)的结晶结构是Y型。而且,电荷产生剂(CG-2)在DSC图谱中具有热特性(C)。具体来说,电荷产生剂(CG-2)在DSC图谱的热特性中,除了伴随着吸附水分汽化的峰值以外,在50℃以上270℃以下的范围内没有峰值,在270℃以上400℃以下的范围内具有一个峰值。
(1-2.空穴输送剂)
准备第一实施方式中说明了的三苯胺衍生物(1)中的三苯胺衍生物(HT-3)、(HT-10)和(HT-12),作为空穴输送剂。还有,准备化学式(HT-21)表示的化合物(以下,有时记载为化合物(HT-21))。
【化25】
(1-3.电子输送剂)
合成醌衍生物(2-1)~(2-7),作为电子输送剂。
(醌衍生物(2-1)的合成)
进行下述反应(X)和反应(Y),得到醌衍生物(2-1)。
【化26】
(反应(X):化合物(1C)的合成)
在化合物(1A)1.36g(0.01mol)和化合物(1B)2.34g(0.01mol)溶解于甲苯50mL的溶液中,加入对甲苯磺酸0.1摩尔当量,使用Dean-Stark反应管进行2小时的回流脱水。反应后,加入水进行萃取,使有机层干燥,减压蒸发掉甲苯,得到固体状的化合物(1C)。化合物(1C)不进行提纯,直接用在反应(Y-1)中。化合物(1A)与化合物(1B)的反应比[化合物(1A)∶化合物(1B)]是摩尔比1∶1。
(反应(Y):醌衍生物(2-1)的合成)
在化合物(1C)溶解于三氯甲烷100mL的溶液中,加入高锰酸钾1.58g(0.01mol),在室温下搅拌12小时进行氧化反应。氧化反应后,从三氯甲烷溶液中滤出高锰酸钾,使用硅胶柱色谱法(展开剂:三氯甲烷/己烷)提纯残渣,得到醌衍生物(2-1)2.45g(收率:约70%)。
(醌衍生物(2-2)~(2-7)的合成)
除了改变以下几点之外,通过与制造醌衍生物(2-1)相同的方法,分别制造醌衍生物(2-2)~(2-7)。另外,没有特殊记载的话,醌衍生物(2-2)~(2-7)的制造中使用的各反应物质(Reactant)的物质的量与醌衍生物(2-1)的制造中对应的反应物质的物质的量相同。
表1中表示:化合物(A)和化合物(B)的种类和添加量;化合物(C)的种类;醌衍生物(2)的种类、产量和收率。反应(X)所用的化合物(1A)变更为化合物(2A)~(7A)中的每一个,化合物(1B)变更为化合物(1B)~(2B)中的一个。其结果,得到作为中间产物的化合物(2C)~(7C)的每一个,来代替化合物(1C)。还有,化合物(2A)~(7A)、化合物(2B)和化合物(2A)~(7A)的结构如下。表1中,醌衍生物(2)的收率表示来自化合物(A)的收率。
【表1】
【化27】
【化28】
【化29】
【化30】
【化31】
【化32】
【化33】
【化34】
【化35】
【化36】
【化37】
【化38】
【化39】
接下来,使用质子核磁共振波谱仪(日本分光株式会社制造,300MHz),测量制造的醌衍生物(2-1)~(2-7)的1H-NMR图谱。使用CDCl3作为溶剂。使用四甲基硅烷(TMS)作为内标物。其中,以醌衍生物(2-1)为代表例。
图4表示醌衍生物(2-1)的1H-NMR图谱。图4中,纵轴是信号强度,横轴是化学位移值(ppm)。以下是醌衍生物(2-1)的化学位移值。
醌衍生物(2-1):1H-NMR 8.22(s,1H),8.03(d,2H),7.49-7.70(m,4H),7.13(s,1H),1.35(s,9H),1.31(s,9H)。
通过1H-NMR图谱和化学位移值,确认得到了醌衍生物(2-1)。对于其它醌衍生物(2-2)~(2-7)也是一样,通过1H-NMR图谱和化学位移值,分别确认得到了醌衍生物(2-2)~(2-7)。
(化合物(ET-1)~(ET-2)的准备)
还有,准备化学式(ET-1)表示的化合物(以下,有时记载为化合物(ET-1))和(ET-2)表示的化合物(以下,有时记载为化合物(ET-2)),作为电子输送剂。
【化40】
【化41】
(1-4.粘结树脂)
准备第一实施方式中说明了的双酚Z型聚碳酸酯树脂(Resin-1),作为粘结树脂。
<2.感光体的制造>
使用准备的用于形成感光体的感光层的材料,制造感光体(A-1)~(A-21)和(B-1)~(B-22)。
(感光体(A-1)的制造)
在容器内,放入电荷产生剂(CG-1)5质量份、作为空穴输送剂的三苯胺衍生物(HT-1)50质量份、作为电子输送剂的化合物(ET-1)35质量份、粘结树脂(Resin-1a)100质量份、作为溶剂的四氢呋喃750质量份。使用球磨机,将容器的内含物混合50小时进行分散,制备出感光层用涂布液。
使用浸涂法,在导电性基体上涂布感光层用涂布液,从而在导电性基体上形成涂布膜。接下来,在100℃干燥40分钟,从涂布膜中去除四氢呋喃。由此,得到感光体(A-1),其在导电性基体上具备膜厚35μm的感光层。
(感光体(A-2)~(A-21)和(B-1)~(B-22)的制造)
除了改变以下几点之外,通过与制造感光体(A-1)同样的方法,制造感光体(A-2)~(A-21)和(B-1)~(B-22)。使用表2和表3中所示种类的电荷产生剂(CGM)、空穴输送剂(HTM)、电子输送剂(ETM)和粘结树脂,替换感光体(A-1)的制造中使用的电荷产生剂(CG-1)、作为空穴输送剂的醌衍生物(2-1)和作为电子输送剂的化学式(ET-1)所示化合物。
<3.感光体的评价>
(3-1.带电稳定性评价)
对感光体(A-1)~(A-21)和(B-1)~(B-22)的每一个,评价带电时的表面电位稳定性(带电稳定性)。
将感光体安装到图像形成装置(京瓷办公信息系统株式会社制造“FS-C5250DN”)中。该图像形成装置中,施加直流电压的接触方式带电辊作为带电部。该带电辊通过带电性套筒接触感光体来使感光体表面带电。带电性套筒由带电性橡胶形成,带电性橡胶是在环氧氯丙烷树脂中分散了导电碳的带电性橡胶。带电部的带电电压设定为+1.4kV。
使用带电部,对感光体持续施加带电电压30分钟。在对感光体施加带电电压30分钟的过程中,连续测量感光体的表面电位。在30分钟的过程中,对感光体开始施加带电电压后立刻测量的感光体表面电位是+570±30V。在对感光体施加带电电压30分钟的过程中,测量出的感光体表面电位最大值为V0(单位:V),最小值为V1(单位:V)。另外,测量环境是温度23℃且湿度50%RH。
基于测量出的感光体表面电位最大值V0与最小值V1,使用数学式“ΔV0=V1-V0”,得到表面电位差ΔV0。感光体的表面电位差ΔV0表示在表2和表3中。另外,感光体的表面电位差ΔV0的绝对值越小,表示带电时感光体表面电位越稳定。
(3-2.感光度特性和转印记忆的评价)
对感光体(A-1)~(A-21)和(B-1)~(B-22)的每一个,评价带电时的表面电位稳定性(带电稳定性)。
将感光体安装到图像形成装置(京瓷办公信息系统株式会社制造“FS-C5250DN”)中。该图像形成装置中,施加直流电压的接触方式带电辊作为带电部。该带电辊通过带电性套筒接触感光体来使感光体表面带电。带电性套筒由带电性橡胶形成,带电性橡胶是在环氧氯丙烷树脂中分散了导电碳的带电性橡胶。调整带电部的带电电压,感光体的带电电位设定为570V±10V。
然后,使用带通滤波器,从卤素灯的白色光中取出单色光(波长780nm,半宽度20nm,光能量1.5μJ/cm2)。将取出的单色光照射到感光体的表面上。在照射结束后再经过0.5秒时,测量感光体的曝光区域和非曝光区域的表面电位。测量出的曝光区域的表面电位为感光度电位VL(单位:V)。测量出的非曝光区域的表面电位为空白部电位V3(单位:V)。另外,感光度电位VL和空白部电位V3是在关闭了转印偏压的状态下测量的。然后,施加-2KV的转印偏压,测量在打开了转印偏压的状态下的非曝光区域表面电位。所得非曝光区域表面电位为空白部电位V4。基于所得的V3和V4,使用数学式“转印记忆电位ΔVtc=V4-V3”,得到转印记忆电位ΔVtc(单位:V)。另外,测量环境是温度23℃及湿度50%RH。
所得的感光度电位VL和转印记忆电位ΔVtc表示在表2和表3中。另外,感光度电位VL的值越小,表示感光体的感光度特性越优异。转印记忆电位ΔVtc的绝对值越小,表示越好地抑制了转印记忆的发生。
(3-3.图像评价)
对感光体(A-1)~(A-21)和(B-1)~(B-22)的每一个进行图像评价。
将感光体安装到图像形成装置(京瓷办公信息系统株式会社制造“FS-C5250DN”)中。该图像形成装置中,施加直流电压的接触方式带电辊作为带电部。该带电辊通过带电性套筒接触感光体来使感光体表面带电。带电性套筒由带电性橡胶形成,带电性橡胶是在环氧氯丙烷树脂中分散了导电碳的带电性橡胶。调整带电部施加到感光体的带电电压,使感光体的表面电位为570±10V。
使用图像形成装置,在5万张纸张上连续印刷图像A。图像A是印刷覆盖率5%的文字图像。将图像A印刷到5万张纸张是在常温常湿环境(温度23℃及湿度50%RH)下进行的。接下来,使用图像形成装置,在常温常湿环境(温度23℃及湿度50%RH)下将图像B印刷在1张纸张上。图像B包含半色调部和空白部。形成了图像B的纸张作为常温常湿环境下的评价用样品。接下来,使用图像形成装置,在低温低湿环境(温度10℃及湿度20%RH)下将图像B印刷在1张纸张上。形成了图像B的纸张作为低温低湿环境下的评价用样品。另外,纸张使用京瓷办公信息系统株式会社销售的“京瓷办公信息系统品牌纸VM-A4(A4尺寸)”。
分别目测观察所得的常温常湿环境下和低温低湿环境下的评价用样品。由此,确认有无鼓划痕引起的图像故障,有无调色剂成膜引起的图像故障。如此,能够使用图像来评价感光体的电气特性。具体来说,带电时感光体的表面电位越不稳定时,或者越容易发生转印记忆时,越容易在感光体的表面产生鼓划痕和调色剂成膜。这样的情况下,产生由鼓划痕和调色剂成膜引起的图像故障。在感光体的表面产生鼓划痕后,在评价用样品的空白部和半色调部容易出现黑色条纹。在感光体的表面产生调色剂成膜后,在评价用样品的半色调部容易出现黑色条纹。
接下来,从图像形成装置中取出感光体。使用立体显微镜,以倍率50倍观察取出的感光体的表面。由此,观察在感光体表面上有无产生鼓划痕和调色剂成膜。
根据常温常湿环境下和低温低湿环境下的评价用样品的观察结果以及感光体的表面的观察结果,基于下述评价基准进行图像评价。图像评价的结果表示在表2和表3中。
(图像评价的评价基准)
◎(特别好):在感光体表面上没有产生鼓划痕和调色剂成膜。而且,也没有观察到由鼓划痕和调色剂成膜引起的图像故障。
○(良好):在感光体表面上观察到了鼓划痕或者调色剂成膜。但是,没有观察到由鼓划痕和调色剂成膜引起的图像故障。
△(差):在感光体表面上观察到了鼓划痕或者调色剂成膜。低温低湿环境下的评价用样品中,观察到了由鼓划痕或者调色剂成膜引起的图像故障。常温常湿环境下的评价用样品中,没有观察到由鼓划痕或者调色剂成膜引起的图像故障。
×(特别差):在感光体表面上观察到了鼓划痕或者调色剂成膜。无论是低温低湿环境下还是常温常湿环境下的评价用样品中,都观察到了由鼓划痕或者调色剂成膜引起的图像故障。
表2和表3中,CGM、HTM和ETM分别表示电荷产生剂、空穴输送剂和电子输送剂。
【表2】
【表3】
表2如所示,感光体(A-1)~(A-21)中,感光层含有作为电荷产生剂的化合物(CG-1)。化合物(CG-1)是X型无金属酞菁。感光体(A-1)~(A-21)中,感光层含有作为空穴输送剂的三苯胺衍生物(HT-3)、(HT-12)和(HT-10)中的一个。三苯胺衍生物(HT-3)、(HT-12)和(HT-10)是通式(1)表示的三苯胺衍生物。还有,感光体(A-1)~(A-21)中,感光层含有作为电子输送剂的醌衍生物(2-1)~(2-7)中的一个。醌衍生物(2-1)~(2-7)是通式(2)表示的醌衍生物。
如表2所示,感光体(A-1)~(A-21)中,带电电位差(ΔV0)是-84V以上-43V以下。感光度电位(VL)是-+-108V以上-+-128V以下。转印记忆电位的差(ΔVtc)是-49V以上-41V以下。图像评价是◎或者○。
如表3所示,感光体(B-1)~(B-22)中,感光层含有作为电荷产生剂的化合物(CG-1)或者(CG-2),含有作为空穴输送剂的三苯胺衍生物(HT-3)、(HT-12)和(HT-10)以及化合物(HT-21)中的一个,含有作为电子输送剂的醌衍生物(2-1)~(2-7)和化合物(ET-1)~(ET-2)中的一个。具体来说,感光体(B-12)~(B-21)中,感光层含有作为电荷产生剂的化合物(CG-2)。化合物(CG-2)不是X型无金属酞菁。感光体(B-1)、感光体(B-5)~(B-12)、感光体(B-16)~(B-17)和感光体(B-22)中,感光层含有作为空穴输送剂的化合物(HT-21)。化合物(HT-21)不是通式(1)表示的三苯胺衍生物。感光体(B-1)~(B-4)、感光体(B-12)~(B-15)和感光体(B-22)中,感光层含有作为电子输送剂的化合物(ET-1)~(ET-2)中的一个。化合物(ET-1)~(ET-2)都不是通式(2)表示的醌衍生物。
如表3所示,感光体(B-1)~(B-17)中,带电电位差(ΔV0)是-195V以上-95V以下,感光度电位(VL)是+140V以上+174V以下。感光体(B-1)~(B-22)中,转印记忆电位的差(ΔVtc)是-82V以上-50V以下。图像评价是×(特别差)或者△(差)。
综上所述,感光体(A-1)~(A-21)与感光体(B-1)~(B-22)相比,显然能够提高电气特性(带电稳定性、感光度特性和抑制转印记忆发生的性质)。还有,具备感光体(A-1)~(A-21)的图像形成装置与具备感光体(B-1)~(B-22)的图像形成装置相比,显然能够抑制由电气特性引起的图像故障。
综上所述,表明了本发明所涉及的感光体不仅提高电气特性,还抑制转印记忆的发生,并表明了具备这种感光体的图像形成装置能够抑制图像故障的发生。
〔产业可利用性〕
本发明所涉及的感光体适合用作电子照相感光体。
Claims (9)
1.一种电子照相感光体,具备导电性基体和感光层,其特征在于,
所述感光层是单层型感光层,
所述感光层至少含有电荷产生剂、空穴输送剂、电子输送剂和粘结树脂,
所述电荷产生剂含有无金属酞菁,
所述空穴输送剂含有下述通式(1)表示的三苯胺衍生物,
所述电子输送剂含有下述通式(2)表示的醌衍生物,
【化1】
【化2】
所述通式(1)中,
R1、R2和R3各自独立,表示C1-C4烷基或者C1-C4烷氧基,
k、p和q各自独立,表示0以上5以下的整数,
m1和m2各自独立,表示1以上3以下的整数,
k表示2以上整数的情况下,若干个R1彼此可以相同或不同,
k表示2以上整数的情况下,若干个R1可以相互键合形成C3-C8环烷基环,
p表示2以上整数的情况下,若干个R2彼此可以相同或不同,
q表示2以上整数的情况下,若干个R3彼此可以相同或不同,
所述通式(2)中,
R4和R5各自独立,表示C1-C10烷基、具有C6-C14芳基取代基的C1-C10烷基、C3-C10环烷基、C1-C6烷氧基或者取代或未取代的C6-C14芳基,
R6表示C1-C10烷基、具有C6-C14芳基取代基的C1-C10烷基、C3-C10环烷基、C1-C6烷氧基、取代或未取代的C6-C14芳基或者取代或未取代的杂环基。
2.根据权利要求1所述的电子照相感光体,其特征在于,
所述通式(1)中,
R1表示C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或者相互键合形成C3-C8环烷烃环,
R2和R3都表示C1-C3烷基,
k表示1以上3以下的整数,
p和q各自独立,表示0或者1,
m1和m2各自独立,表示1或者2。
3.根据权利要求1所述的电子照相感光体,其特征在于,
所述通式(1)中,
R1表示C1-C4烷基或者C1-C3烷氧基,
k表示1或者2,
R2和R3都表示C1-C3烷基,
p和q同时表示0或者1,
m1和m2同时表示1或者2。
4.根据权利要求1所述的电子照相感光体,其特征在于,
所述空穴输送剂含有化学式(HT-3)、化学式(HT-10)或化学式(HT-12)表示的三苯胺衍生物,
【化3】
【化4】
【化5】
5.根据权利要求1所述的电子照相感光体,其特征在于,
所述通式(2)中,
R4和R5表示C1-C4烷基,
R6表示C1-C3烷基、杂环基、C6-C14芳基或者具有取代基的C6-C14芳基,
所述取代基是从C1-C4烷基、卤素原子、C1-C4烷氧基和硝基构成的组中选择的基。
6.根据权利要求1所述的电子照相感光体,其特征在于,
所述电子输送剂包含化学式(2-1)~(2-7)所示醌衍生物中的任何一个,
【化6】
7.一种处理盒,
具备权利要求1所述的电子照相感光体。
8.一种图像形成装置,具备:
像承载体;
带电部,使所述像承载体的表面带电;
曝光部,对带电的所述像承载体的所述表面进行曝光,在所述像承载体的所述表面上形成静电潜像;
显影部,将所述静电潜像显影为调色剂像;以及
转印部,将所述调色剂像从所述像承载体上转印到被转印体上,
所述图像形成装置的特征在于,
所述带电部的带电极性是正极性,
所述像承载体是权利要求1所述的电子照相感光体。
9.根据权利要求8所述的图像形成装置,其特征在于,
所述带电部接触所述像承载体来对所述像承载体施加直流电压。
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