CN1100209A - 静电复印感光体及含该感光体的成像总成和复印装置 - Google Patents

Abstract

一种静电复印感光体，它通过在导电载体上沉积 感光层形成。感光层含有带2个芴基的芳胺化合 物。该感光体适合安装在静电复印装置上，显示出优 异的静电复印特性如高感光性，在重复使用时良好的 电势稳定性，低暂停存贮和感光层不龟裂。

Description

本发明涉及静电复印感光体（下文有时称作感光体），具体地说涉及一种有一个含特定芳胺化合物的感光层的静电复印感光体。

本发明也涉及含该静电复印感光体的成像总成（Process Cartriage）和静电复印装置。

目前有许多层型结构的感光体，其中感光层包括含产生电荷物质（CTM）的电荷传输（CTL）（即所谓的功能分离型感光体）。这样的功能分离型感光体对常规的有诸如低感光性和短寿命缺陷的感光体有相当大的改进。

功能分离型感光体能在很宽范围内选择CGM和CTM。因此，有可能很容易地制备有所希望特性的感光体。

作为CTM的例子，各种已知材料包括：如公开在日本专利公开（JP-B）4188/1977中的吡唑啉化合物;公开在JP-B42380/1980或日本公开专利申请（JP-A）52063/1980中的腙化合物;公开在JP-B32372/1983或JP-A132955/1986中的三苯基胺化合物;公开在JP-A151955/1979或JP-A198043/1083中的芪化合物;和公开在JP-A78756/1991中的芳胺化合物。

CTM应具备的特性可包括：

（ⅰ）对光和/或热的稳定性，

（ⅱ）对电晕放电产生的臭氧、NO_X和硝酸的稳定性，

（ⅲ）高的电荷（负载）传输能力，

（ⅳ）与有机溶剂和/或粘接剂树脂的良好互溶性，

（ⅴ）制备容易，价廉。

近几年，感光体遇到了一个“暂停存贮现象”的新问题，它是由电晕产品引起的不利影响之一。更具体地说，暂停存贮现象是当感光体的旋转在反复复印后暂停时，在面对电晕充电设备的感光体部分充电能力下降，因此增加了常规显像系统该部分的影像密度或降低了反转显像系统该部分的影像密度。这类现象在长期重复使用后很容易发生。

此外，感光体有许多待弥补的缺陷，包括龟裂的发生，在某些情况下，当感光体在复印机或激光打印机中长期使用时，电荷传输层产生的龟裂引起的影像缺陷。

为在影像质量和寿命方面实现进一步改进，实用的感光体需在更高水平上满足上述特性。

本发明的一个目的是提供一种静电复印感光体，该感光体有较高的感光性，在重复使用时仍能维持优异的静电复印性能的稳定性。

本发明的另一个目的是提供一种带有感光层的静电复印感光体，该感光层含有易合成和价廉的传输电荷物质。

本发明的再一个目的是提供一个具有低暂停存贮的静电复印感光体。

本发明再一个目的是提供一个静电复印感光体，它不会在电荷传输层引起龟裂，即使在感光层上有保护层或该光体用在或放置在诸如复印机或激光打印机的装置内。

本发明还有一个目的是提供一个分别使用静电复印感光体的成像总成和静电复印装置。

本发明的静电复印感光体包括：一种导电载体和沉积在该载体上的感光层，其中

感光层含有下式（Ⅰ）所示的芳胺化合物

其中Ar表示取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂环基;R₁和R₂独立地表示取代或未取代的烷基，取代或未取代的芳烷基，或取代或未取代的芳基，R₁和R₂能连接起来形成环;和R₃和R₄独立地表示氢原子，卤原子，取代或未取代的烷基，取代或未取代的烷氧基，或取代或未取代的芳基。

本发明也提供一个含有上述静电复印感光体的成像总成和静电复印装置。

本发明的上述和其它目的、特征和优点在结合附图阅读了本发明的优选实施方案后将更清楚。

图1是用于本发明的芳胺化合物（实例化合物12）的红外吸收谱图。

图2是含本发明静电复印感光体的静电复印装置的实施方案的结构示意图。

图3是含本发明静电复印感光体作为打印机的传真机方块图。

本发明的静电复印感光体的特征在于含有下式（Ⅰ）所示的芳胺化合物的感光层

其中Ar表示取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂环基;R₁和R₂独立地表示取代或未取代的烷基，取代或未取代的芳烷基，或取代或未取代的芳基，R₁和R₂能连接起来形成环;和R₃和R₄独立地表示氢原子，卤原子，取代或未取代的烷基，取代或未取代的烷氧基，或取代或未取代的芳基。

在上式（Ⅰ）中，Ar的具体例子包括：芳基如苯基，二苯基，萘基或芴基;和杂环基如吡啶基，噻吩基，呋喃基或喹啉基。R₁和R₂具体例子可包括：烷基如甲基，乙基，丙基或丁基;芳烷基如苄基，苯乙基;芳基如苯基，二苯基或萘基;和R₁和R₂相连形成的环包括环戊基和环己基。R₃和R₄的具体例子包括：卤素原子如氟，氯，溴或碘;烷基如甲基，乙基，丙基或丁基;烷氧基如甲氧基，乙氧基，丙氧基或丁氧基;和芳基如苯基，二苯基或萘基。

此外，在上式（Ⅰ）中Ar和R₁到R₄可分别有如上所述的诸如卤原子，烷基或烷氧基的取代基。

具体的优选的由式（Ⅰ）所示的上述芳胺化合物包括下列所示的化合物

在上述的芳胺化合物（实例化合物（1）到（30））中，优选实例化合物（1），（2），（3），（4），（5），（6），（16）和（29），特别优选实例化合物（2）和（4）。

式（Ⅰ）的芳胺化合物可例如按下面方式合成。

合成实施例1

芳胺化合物（实例化合物（2）的制备

将12.0g（48.37mM）9，9-二甲基-2-碘代芴酮，1.73g（16.12mM）对甲苯胺，5.5g无水碳酸钾和3.5g铜粉和7ml邻-二氯苯混合并搅拌，在氮氛搅拌下热回流20小时。在室温下，冷却后，将反应混合物用吸滤法过滤，随后在减压下从滤液中蒸出邻-二氯苯得晶体。将该晶体用硅胶柱色谱法纯化得1.40g目标芳胺化合物（实例化合物（2））（产率27.5%）。

这样获得的芳胺化合物，熔点为186.8-187.2（℃）并进行元素分析，得下列结果

实例化合物（2）：C₃₃H₃₃N

C(%)  H(%)  N(%)

计算值  90.39  6.77  2.85

测量值  90.40  6.69  2.93

此外，按照KBr压片法（测量仪器：1600  Series FTIR，由PerkinElmer Co.制造），对芳胺化合物（实例化合物（2））进行红外（IR）吸收谱测量，所得IR吸收谱示于图1。

本发明的静电复印感光体的感光层例如可包括下列层结构：

（1）含有产生电荷物的下层和含有传输电荷物的上层;

（2）含有传输电荷物质的下层和含有产生电荷物质的上层;

（3）含产生电荷物质和传输电荷物质的单层;和

式（Ⅰ）的芳胺化合物有着较高的通道传输（hole-transporting）能力，因此可用作含于有上述层状结构（1），（2）或（3）的感光层中的传输电荷物质。

在本发明感光体充电步骤中，初始充电电势对层结构（Ⅰ）可优选为负，对层结构（2）为正和层结构（3）正或负。

如果需要，用于本发明中的感光层可有与上述结构（1）-（3）不同的另外层结构。

本发明的感光体优选含有上述层结构（1）的感光层。

下面借优选的实施方案解释含有这类感光层的感光体。

本发明感光体包括一种导电载体，一种含产生电荷物质（CGM）的产生电荷层，一种含传输电荷物质（CTM）的传输电荷层（CTL）（以上面次序）和非强制性地包括底涂层和/或保护层。CGL和CTL作为整体形成感光层。

用于本发明的导电载体可包括：

（ⅰ）金属或合金如铝，铝合金，不锈钢或铜;

（ⅱ）层状或蒸汽沉积载体，它包括一种不导电物质如玻璃，树脂或纸，或上述载体（ⅰ），

在每个载体上都有一层诸如铝、铝合金、钯、铑、金或铂的金属或合金层。

（ⅲ）涂敷的或蒸汽沉积的载体，它包括不导电物质如玻璃、树脂或纸或上述载体（ⅰ），每种载体上都有一层诸如导电聚合物、锡氧化物或铟氧化物，导电物。

导电载体可设计成各种形状如鼓（或圆筒），板形和带形，优选设计成适合所用装置的形状。

CGL中的CGM可包括：

（ⅰ）单偶氮型、双偶氮型、三偶氮型等偶氮颜料。

（ⅱ）酞菁颜料如金属酞菁和非金属酞菁;

（ⅲ）靛蓝颜料如靛蓝和硫代靛蓝;

（ⅳ）苝颜料如苝酐和苝酰亚胺;

（ⅴ）多环醌如蒽醌和芘-1，8-醌;

（ⅵ）Squalium色料;

（ⅶ）Pyrilium盐和thiopyrilium盐;

（ⅷ）三苯基甲烷型色料;和

（ⅸ）无机物如硒和无定形硅。

上述CGM可单独使用或以2个或多个混合使用。

在本发明中，CGL可通过干法如蒸汽沉积法，溅射喷镀或化学蒸汽沉积（CVD）法在导电载体上形成，或通过CGM分散在含粘合剂树脂的适当的溶液中、并用已知的涂敷方法如浸涂、喷涂、旋转涂、辊涂、细棒涂或刮刀涂将终成的涂料液涂到载体上，然后干燥涂层。用于此处的树脂的例子可选自各种已知树脂如聚碳酸酯树脂，聚酯树脂，聚芳基化物树脂，聚乙烯基丁醛树脂，聚苯乙烯树脂，聚乙烯基乙缩醛树脂，邻苯二甲酸二烯丙酯树脂，丙烯酸树脂，甲基丙烯酸树脂，乙酸乙烯酯树脂，酚醛树脂，硅氧烷树脂，聚砜树脂，苯乙烯-丁二烯共聚物，醇酸树脂，环氧树脂，尿素树脂，氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。这些粘合剂树脂可以单独使用或两个或多个混合使用。CGL优选含至多80wt.%，特别是至多40wt.%的粘合剂树脂。CGL优选至多5μm厚，特别是0.01至2μm厚。

如果需要，CGL可含一种或多种已知的敏化剂。

本发明的CTL优选通过将上述式（Ⅰ）芳胺化合物与粘接剂树脂一起溶解在适当的溶剂中，将所得的涂料液如溶液用上述涂敷法涂到预定的表面（如导电载体、产生电荷层等的表面），然后干燥所得涂层来形成。

用来形成CTL的粘接剂树脂的例子包括：上述的用于CGL的树脂，和有机光导聚合物如聚-N-乙烯基咔唑和聚乙烯基蒽。

相对于100份（wt）的粘接剂树脂，CTM（即式（Ⅰ）芳胺化合物）优选以10-500份（wt），特别是50-200份（wt）与粘接剂树脂混合。

CTL和CGL是电性互连的。因此，CTL中的CTM具有接收CGL中产生电荷并在电场作用下将电荷从CGL或CTL中传输到感光层表面。

CTL优选有5-40μm，特别是10-30μm的厚度。如果需要，CTL可含有添加剂如抗氧化剂、紫外线吸收剂、增塑剂和已知的CTM。

当感光层有单层结构（即上述结构（3））时，感光层可按与制备CGL或CTL相同的方式制备，且优选有5到40μm，特别是10到30μm的厚度。

在本发明中，有可能沉积一个在导电载体和感光层间有隔离功能和粘接功能的底涂层。用作底涂层的材料可包括：酷蛋白，聚乙烯基醇，硝基纤维素，聚酰胺（如，尼龙6，尼龙6.6，尼龙6.10，共聚物尼龙，烷氧基甲基化尼龙），聚亚胺酯和铝氧化物。底涂层优选有至多5μm，特别是0.1-3μm的厚度。

另外，为了保护感光层不受机械的或化学的不利影响，可以在感光层上沉积保护层。该保护层可为树脂层或含有导电微粒或CTM的树脂层。

本发明的感光体不仅可用于普通的静电复印机，而且也可用于传真机，激光束打印机，发光二极管（LED）打印机，阴极射线管（CRT）打印机，和其它使用静电复印的领域，包括如激光排版。

图2示出了使用本发明感光体静电复印装置的结构示意图。参照图2，感光鼓（即感光体）1作为载影像元件沿轴1a以预定的周向速度沿感光鼓1内箭头所示方向旋转。感光鼓的表面用充电器（充电设备）2均匀充电以有预定的正或负电势。在曝光部分3，感光鼓1借影借曝光设备（未示出）暴露到光一影像L（通过狭缝曝光或激光束扫描曝光），借此与曝光影像相应的静电潜影依次在感光鼓1的表面上形成。静电潜影用显影设备4显影以形成调色剂影像。借助转印充电器5，调色剂影像连续转印到记录材料P上，该材料从供应部（未示出）供到感光鼓1和感光鼓1协调的速度的转印充电器（转印设备）5之间的位置。将带有调色影像的记录材料P从感光鼓1上分离并输送到固影设备8，随后固影影像以打印出记录材料P作为静电复印装置外的复印件。转印后，借清洁器（清洁设备）6除去在感光鼓表面上残留的调节剂颗粒以提供清洁表面，在感光鼓1表面上残留的电荷通过预曝光设备消除以为下一个循环作准备。作为用于对感光鼓1均匀充电的充电器2，通常广泛使用电晕充电器。作为转印充电器5，通常也广泛使用电晕充电器。

按照本发明，在静电复印装置中，可以安装一成像总成，它包括多个设备，包括或选自感光体1（感光鼓），充电器2，显影设备4，清洁器6等以便根据需要安装或拆卸，该成像总成可例如由感光体和至少一种充电设备，显影设备和清洁器一体化组装以形成单个单元，它能用导轨设备如机身内导轨装到静电复印装置机身上或从中拆下。

当静电复印装置用作复印机或激光打印机时，曝光一影像L可从原件的反射光或发射光读信息，或在元件上借读出器读信息，将信息转化成信号，然后进行激光束扫描，LED驱动器或液晶板驱动器的布置应将感光体曝露到光一影像L中。

当本发明的静电复印装置用作传真机的打印机时，曝光一影像L可通过对打印接收的信息曝光给出。图3示出了用于解释这种情况的优选实施方案的方块图。参照图3，控制器11控制读影像部分10和打印机19，整体控制器11由CPU（中央处理单元）17控制。从读影像部分来的读出信息经传输回路13传输到合伙站（Partnerstation），从合伙站接收的信息给接收回路12送到打印机19。影像存贮16存贮给定的影像信息。打印控制器18控制打印机和数14表示表示电话听筒。

借接收回路12将经线路15接收到的影像（经线路从相连的远端送来的影像）解调并在影像信息储存信号处理后依次储存在影像存贮16中。当至少1页影像被存贮在影像存贮16中时，进行记录该页的影像。CPU17从影像存贮16中读出影像信息并将进行存贮信号处理的1页影像送到打印机控制器18中。打印机控制器18从CPU17中接收1页影像信息并控制打印机19，以记录影像信息。此外CPU17也在用打印机19记录期间接收后续页的信息。如上所述，进行接收和记录影像。

下面结合实施对本发明进行更具体的描述。

实施例1

用于电荷产生层（CGL）的涂料液是通过将4.6g下式表示的双偶氮颜料

加到2g丁醛树脂（丁醛度72mol%;重均分子量（Mw）＝35000）在100ml环己酮的溶液中，并用砂磨机分散36小时制备的。

将用于CGL的涂料液用细棒涂法涂到铝板上并干燥得0.2微米厚的CGL。

然后，将8g式（Ⅰ）芳胺化合物（实例化合物（2））和10g聚碳酸酯树脂（重均分子量Mw＝25000）溶解在70g-氯苯中以制备涂料液。

用细棒涂法将涂料液涂到上述制成的CGL上，随后干燥形成厚度为20微米的传输电荷电（CTL），这样便制得本发明的静电复印感光体。

这样制得的感光体借助静电复印纸测试仪（Model：SP-428，由Kawaguchi Denki K.K制造的）按静电法使用电晕（-5KV）充负电并在暗处保持1秒钟。随后，将感光体暴露到20勒照明度的卤光中以评价充电特征。更具体地说，通过测量初始状态（即充电后立即测）的表面电势V₀，测量在暗处衰减1秒钟后的表面电势（V1）和将V1降低到其1/5所需的曝光量（E1/5：勒·秒）（即灵敏度）来评价充电特征。

为评价反复使用中的电势特性，将按与上述相同方法（除了铝板换成铝筒（80mmφ×360mm）和使用浸涂法）制得的感光体安装到普通纸复印机（“NP-3825”由Canon K.K.制造）上并在暗部电势（V_D）和亮部电势V_L）在初始状态分别为-700V和-200V的条件下进行5000张的复印试验（或寿命试验）。

分别测量包括V_D，V_L和预曝光后的表面电势（即残余电势（V_R）在内的初始状态和复印5000张后的电势以评价电势特性。

在上述复印试验后，将该感光体在复印机内放置3天。然后测量紧靠电晕充电器下方位置的暗部电势和另一个位置（即与紧靠电晕充电器下方位置不同的位置）的电势以获得二者的电势差（△V_D），以评价“暂停存贮特性（现象）”。

感光体也按如下方式进行了感光层加速龟裂试验。

用手指接触或按压感光体表面以在该表面上留下手指的油脂组分，随后在常温常压下静置8小时。在规定的时间完毕后，用显微镜（VERSAMET6390，由Union corp制造;放大倍数＝50）观察感光体接触部分是否产生龟裂。

对感光层中龟裂的评价标准如下：

O：未观察到龟裂

×：观察到可见的龟裂。

结果综述在后附的表1中。

实施例2-10

按与实施例1相同的方式制备和评价感光体，不同之处在分别使用下式双偶氮颜料（作为产生电荷物）和表1所示的芳胺化合物（实例化合物（作为传输电荷物）。结果列于表1中。

对比例1-6

按与实施例2相同的方式制备和评价感光体，不同之处在于分别使用下列对比化合物（1）-（6）作为传输电荷物，结果给出在表2对比化合物：

实施例11

用细棒涂法将4g  N-甲氧基甲基化6-尼龙树脂（Mw＝32000）和10g醇可溶的共聚物尼龙树脂（Mw＝29000）在100甲醇中的溶液涂在铝板上，随后干燥形成1微米厚的底涂层。

另外，将10g氧钛化物酞菁加到由5g丁醛树脂（丁醛度68mol%;Mw＝35000）和90g二噁烷组成的溶液中，所得混合物于球磨机中分散24小时。用刮刀涂法将液体分散液涂在底涂层上，干燥形成0.3微米厚的CGL。

然后，将7g芳胺化合物（实例化合物（5）和10g聚甲基丙烯酸甲酯树脂（Mw＝45000）溶在70g一氯苯中。将该溶液用刮刀涂法涂在CGL上并干燥以形成25微米厚的CTL，从而制得静电复印感光体。

这样制得的感光体使用电晕（-5KV）充电，使其有一个初始表面电势（V₀），在暗处保持1秒钟。随后，测量其表面电势（V₁）。为评价感光性，测量在暗处衰减后电势V₁降至其1/5所需曝光量（E_1/5μJ/cm²）。用于该实施例中的光源是由含镓/铝/砷的三元半导体发出的激光（输出能量：5mW，发射波长：780nm）。

将按与上述相同的方式（不同之处在于铝板换成铝筒（80mmφ×360mm和使用浸涂法）制备的感光体安装在使用反转显影系统装有上述三元半导体激光器的激光打印机上，（商品名：LBP-SX，Canon K.K.制造），进行成显像并按实施例1中的方式评价。

所用成像条件如下：

在初始充电后的表面电势（V_D）：-700V

在影像曝光后的表面电势（V_L）：-150V

（曝光量：1.0μJ/cm²）

转印电势：+700V

转印极性：负

过程速度：50mm/sec

显影条件（显影偏压）：-450V

影像曝光后扫描系统：影像扫描

初始充电前的曝光量：40勒·秒

（使用红光使整个表面曝光）

结果示出在后附的表3中

实施例12

将醇可溶尼龙树脂（尼龙6-66-610-12四元共聚物;Mw＝30000）的6%的甲醇溶液涂在铝板上并干燥形成0.5μm厚的底涂层。

然后将6g下式颜料

加到100ml四氢呋喃中，随后在砂磨机中搅拌48小时以制备分散液。

将由5g芳胺化合物（实例化合物（11））和10g双酚A聚碳酸酯树脂（Mw＝20000）和40g一氯苯/二氯甲烷（重量比3/1）的混合溶剂组成的溶剂组成的溶液加到上述分散液中，随后在砂磨机中搅拌3小时。用细棒涂法将这样制得的分散液涂到上述制成的底涂层上，随后干燥形成20μm厚的感光层，从而制得本发明的静电复印感光体。

按实施例1的方式评价这样制得的感光体，结果给出在下列3中。

Claims (7)

1、一种静电复印感光体，包括：一种导电载体和一种沉积在该导电载体上的感光层，其中所述感光层含有下式(Ⅰ)所示的芳胺化合物

其中Ar表示取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂环基；R₁和R₂独立地表示取代或未取代的烷基，取代或未取代的芳烷基，或未取代或取代的芳基，R₁和R₂能连接起来形成环；和R₃和R₄独立地表示氢原子，卤原子，取代或未取代的烷基，取代或未取代的烷氧基，或取代或未取代的芳基。

2、按照权利要求1的感光体，其中所述的式（Ⅰ）所示的芳胺化合物选自下列结构式所示的化合物

3、按照权利要求2的感光体，其中所述的式（Ⅰ）所示的芳胺化合物是：

4、按照权利要求1的感光体，其中所述的感光层包括产生电荷层和传输电荷层。

5、按照权利要求4的感光体，其中所述的传输电荷层沉积在所述的产生电荷层上。

6、一种成像总成，包括：一种按权利要求1的静电复印感光体和至少一个选自充电设备、显影设备和清洁设备的设备;

其中所述感光体和所述的至少一种选自电设备、显影设备和清洁设备的设备被一体化集成以形成单个总成，它可按需要安装到装置主体上或从其上拆下。

7、一种静电复印装置，包括一种按权利要求1的静电复印感光体，充电设备，影像曝光设备，显影设备和转印设备。

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