CN1748184A - 电子照相感光体及具有该感光体的图像形成装置 - Google Patents

电子照相感光体及具有该感光体的图像形成装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供机械强度优良、且可以长期稳定地提供良好电特性的高耐久性电子照相感光体。在电子照相感光体(1)的感光层(14)中,含有具有例如前述结构式(1-3)所示的结构单元的聚芳酯树脂和例如前述结构式(2-1)所示的烯胺化合物。由此,可以实现具有优良机械强度和良好电特性的电子照相感光体(1)。

Description

电子照相感光体及具有该感光体的图像形成装置
技术领域
本发明涉及电子照相感光体、具有该电子照相感光体的工艺盒(process cartridge)以及电子照相装置,更详细地,涉及具有含有特定的树脂和特定的电荷输送物质的感光层的电子照相感光体、具有电子照相感光体的工艺盒以及电子照相装置。
本发明还涉及用于复印机、打印机和传真装置等电子照相方式的图像形成装置中使用的电子照相感光体以及具有该电子照相感光体的图像形成装置,更详细地,涉及具有含有特定的树脂和特定的电荷输送物质的感光层的电子照相感光体和具有该电子照相感光体的图像形成装置。
本发明涉及通过电子照相法进行图像形成的图像形成方法和图像形成装置,更详细地,涉及使带电部件与电子照相感光体接触进行带电的图像形成方法和图像形成装置。
背景技术
近年来,电子照相技术不仅是在复印机的领域中,在以往采用照相技术的印刷版材、幻灯片和缩微胶卷等领域中也得到了应用,在以激光器、发光二极管(Llght Emitting Diode,简称:LED)或阴极射线管(Cathode Ray Tube,简称:CRT)等作为光源的高速打印机中也得到应用。在采用电子照相技术形成图像的电子照相法中,是如下形成图像的。首先,使电子照相感光体(以下简称为“感光体”)的表面带电达到预定的电位,在带电的感光体的表面上进行与图像信息相应的曝光,由此形成静电潜像。通过含有调色剂等的显影剂,对形成的静电潜像进行显影,使其作为调色剂图像而显影化。调色剂图像从感光体的表面转印到纸等记录介质上,通过使转印的像定影而形成图像。伴随着电子照相技术的应用范围的扩大,对电子照相感光体的要求也日益地提高,需求日益广泛。
电子照相感光体包括由导电性材料形成的导电性支持体和设在导电性支持体上的感光层。以往,作为电子照相感光体,广泛使用的是具有以硒、氧化锌或镉等无机交电导性材料为主要成分的感光层的无机感光体。无机感光体在某种程度上具有作为感光体的基本特性,但仍存在感光层成膜困难、可塑性差、制造成本高等问题。另外,无机交电导性材料一般毒性较强,在制造和处理方面受到很大限制。
更详细地,作为采用无机系交电导性材料的电子照相感光体(以下称为“无机系感光体”)的代表性的物质有,使用无定形硒(a-Se)或无定形硒砷(a-AsSe)等的硒系感光体、氧化锌(ZnO)和作为增感剂的色素同时分散于粘合树脂中的氧化锌系感光体、硫化镉(CdS)分散于粘合树脂中的硫化镉系感光体、使用无定形硅(a-Si)的无定形硅系感光体(以下称为“a-Si感光体”)等。然而,无机系感光体具有如下的缺点。硒系感光体和硫化镉系感光体在耐热性和保存稳定性方面存在问题。此外,由于硒和镉对人体和环境有毒性,使用它们的感光体在使用后必须回收并适当地废弃。此外氧化锌系感光体具有灵敏度低和耐久性低的缺点,现在已几乎不使用了。此外,作为无公害性的无机系感光体而受到人们瞩目的a-Si感光体在具有高灵敏度和高耐久性等优点的同时,由于其采用等离子体化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,简称:CVD)制造,所以具有感光层难以均匀地成膜、容易发生图像缺陷的缺点。此外还具有生产率低、制造成本高的缺点。
此外,近年来,用于电子照相感光体的交电导性材料的开发正在进行中,为了代替以往使用的无机系的交电导性材料,目前大量地使用有机系的交电导性材料、即有机交电导体(Organic Photoconductor,简称:OPC)。
有机交电导性材料被广泛地研究开发,不仅应用于电子照相感光体中,现在还开始应用于静电记录器件、传感器材料或有机电致发光(Electro Luminesent,简称:EL)器件等中。
具有采用有机交电导性材料的感光层的有机感光体(以下也称为“有机类感光体”)的优点在于:感光层成膜性好、挠性优良,且其轻质、透明性好、采用适当的增感方法可以很容易地设计出对大范围的波长区域显示良好灵敏度的感光体,因此,其逐渐地作为电子照相感光体的主流而被开发。有机系感光体虽然在灵敏度、耐久性和对环境的稳定性等方面具有一些问题,但是在毒性、制造成本和材料设计的自由度等方面,与无机系感光体相比,具有许多优点。另外其还具有可以通过以浸渍涂布法为代表的容易且廉价的方法形成感光层的优点。由于具有这些优点,有机系感光体逐渐占据了电子照相感光体的主流。近年来,特别是经过反复的研究,灵敏度和耐久性实现了飞跃性地提升,现在除了特殊的情况,都使用有机系感光体作为电子照相感光体。
特别是通过对电荷产生功能和电荷输送功能分别由不同物质承担的功能分离型感光体的开发,有机系感光体的性能得到了显著的改善。此外,由于功能分离型感光体具有含有承担电荷产生功能的电荷产生物质的电荷产生层和含有承担电荷输送功能的电荷输送物质的电荷输送层,故电荷产生物质和电荷输送物质各自的材料选择范围广泛,具有任意特性的电子照相感光体比较容易制作。电荷产生层和电荷输送层一般通过将电荷产生物质或电荷输送物质分散于作为粘合剂的粘合树脂中的方式形成。
作为用于功能分离型感光体中的电荷产生物质,对于包括酞菁颜料、方芳基鎓(squarylium)染料、偶氮颜料、二萘嵌苯颜料、多环醌颜料、花青染料、方形酸染料和吡喃鎓盐(pyrylium)系染料等多种物质进行了探讨,提出了耐光性强、电荷产生能力高的各种材料。
另一方面,作为用于电荷输送物质的有机交电导性材料,已知的有例如,吡唑啉化合物(例如,参照特公昭52-4188号公报)、腙化合物(例如,参照特开昭54-150128号公报、特公昭55-42380号公报以及特开昭55-52063号公报)、三苯基胺化合物(例如,参照特公昭58-32372号公报以及特开平2-190862号公报)以及芪化合物(例如,参照特开昭54-151955号公报以及特开昭58-198043号公报)等各种化合物。最近,对其中心母核具有缩合多环烃结构的芘衍生物、萘衍生物以及三联苯衍生物(例如,参照特开平7-48324号公报)等也进行了开发。
为了确保感光体的机械强度,这些电荷产生物质和电荷输送物质通常以分散或溶解于作为粘合剂的粘合树脂中的形式而使用。作为用于粘合树脂的树脂,提出了聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚碳酸酯树脂和聚酯树脂等大量的树脂。
电子照相法中要求电子照相感光体的性能有,例如带电时的表面电位高、载体保持率高、光敏性高、在任何环境下这些电特性的变动少等。此外,还要求感光层的膜强度高、重复使用时的耐磨耗性优良、在整个使用期间性质的稳定性高、即耐久性高。此外,一般的感光层是通过将前述的电荷产生物质、电荷输送物质和粘合树脂在适当的溶剂中溶解或分散,得到涂布液,在导电性支持体上涂布该涂布液而形成的,为了提高感光体的生产效率,还要求该涂布液在物理方面和化学方面稳定。
在这些要求中,实用化的有机感光体的主要课题是耐久性。实用化的有机感光体在重复使用时具有的问题在于:由于感光层的膜削减和电学变化、化学变化容易引起带电电位的降低和残留电位的上升等性质变化。其主要原因是,在不断地多次重复进行带电和通过曝光形成静电潜像、调色剂图像对记录介质的转印、用清洁刮板除去转印后残留在感光体表面的调色剂这些工序的电子照相法中,由于感光层的耐刷性不充分、电子照相法中感光体曝露在光、臭氧或氮氧化物等中,感光层中所含的电荷输送物质等有机交电导性材料发生变性和分解。因此,主要作为感光体的表面层的感光层中所含的粘合树脂和电荷输送物质的作用是非常重要的。
作为粘合树脂,在前述的树脂中,主要使用以2,2-双(4-羟基苯酚)丙烷(俗称:双酚A)或其衍生物为原料的双酚A型聚碳酸酯树脂。然而,双酚A型聚碳酸酯树脂用作粘合树脂的电子照相感光体具有下述的缺点。由于双酚A型聚碳酸酯树脂结晶性高,其溶液容易发生凝胶化,当通过涂布形成膜时,涂布液在短时间内不能使用。此外,若通过涂布形成膜,结晶化的聚碳酸酯树脂沉积在形成的膜表面上,因此当在复印机等电子照相装置中使用该制成的感光体时,调色剂附着在聚碳酸酯树脂结晶化产生的凸部上,该部分的调色剂不能通过清洁除去而残留下来,由于清洁不良而产生图像缺陷。此外,在电子照相装置中,由于显影工序和清洁工序中的摩擦,容易在感光层表面上留下划痕,感光层容易磨损。即耐久性低。
为了消除这些缺点,提出了各种树脂。例如对双酚A和其它分子的共聚物进行了探讨。但是没有得到足够的成果。此外,还提出了具有新的特定结构的聚碳酸酯树脂(参照特许第3258537号公报)。
为了弥补各种树脂的缺点,对混合使用2种以上的树脂进行了探讨。例如提出了,双酚A型聚碳酸树脂和双酚Z型聚碳酸树脂的混合(参照特公平3-49426号公报)或由对称性二醇合成的聚碳酸酯树脂和由非对称性二醇合成的聚碳酸酯树脂的混合(参照特开平6-317917号公报)等。然而,为了提高感光体的耐久性,仅通过分别独立地改良粘合树脂和电荷输送物质是不够的,必须考虑到两者的相互作用和相容性等而进行改良。
此外,对使用聚芳酯系树脂进行了探讨。聚芳酯系树脂虽然具有与聚碳酸酯树脂类似的结构,但是与使用这些树脂的感光体相比在性质上有差异。已知使用聚芳酯系的感光体在机械强度方面优良,但当聚芳酯系树脂用作电荷输送层的粘合树脂时,具有下述的缺点:根据所使用的电荷输送物质的不同结构,容易引起电位保持率的降低和残留电位的上升等性质变化。
另一方面,采用电子照相技术形成图像的电子照相装置的转印方式以往使用的是,通过赋予记录介质电荷吸引感光体表面上的调色剂产生电场,将感光体表面上的调色剂转印到记录介质上的转印带电器。然而,在用转印带电器进行转印时,由于在转印部位上记录介质只是静电附着在感光体上,而不是固定,故容易发生转印时调色剂图像不能高精确度地转印到记录介质上的所谓转印模糊现象。虽然该现象在模拟或低分辨率电子照相装置中并不明显,但是近年来,随着数字化和高分辨率化的发展,该转印模糊逐渐成为问题。
为了防止该转印模糊,大多采用转印辊代替转印带电器。在使用转印辊进行转印时,由导电性橡胶等构成的作为辊状带电部件的转印辊与感光体表面接触,从记录介质的接触面的反面一侧对感光体进行按压,由此在感光体和记录介质压接的状态下施加电荷。通过使用转印辊可以防止转印模糊。然而,若压接弱,调色剂图像的一部分没有被转印到记录介质上而残留下来,容易在图像上产生白色部分,引起拔白现象。因此必须提高按压力。若提高按压力,由于记录介质和转印辊之间的摩擦,则会产生感光层的削减量增加的新问题。因此,对于感光体,要求更高的机械强度。
根据这种要求,对前述的使用机械强度优良的聚芳酯树脂的感光体尝试进行了各种改良。例如提出了混合使用聚芳酯树脂和其它树脂的感光体(参照特开平10-20517号公报和特开2000-221722号公报),通过将聚芳酯树脂或具有与聚芳酯树脂类似结构的聚酯树脂和特定的电荷输送物质组合,以实现兼具电学耐久性和机械耐久性的感光体(参照特开平10-268535号公报和特开2001-215741号公报)等。
然而,相对于由前述的电子照相装置的数字化和高分辨率化而带来的对高机械强度的要求和由于感光体长寿命化的需要而带来的对长期稳定化的要求,还没有得到能充分满足这两方面的要求的感光体。
此外,对电荷输送物质的要求是:
(1)对光和热稳定;
(2)使感光体表面带电时,对电晕放电产生的臭氧、氮氧化物(化学式:NOx)和硝酸等稳定;
(3)具有高电荷输送能力;
(4)与有机溶剂或粘合剂的相容性高;
(5)制备容易、廉价等。然而,上述电荷输送物质仅能满足这些要求中的一部分,不能高水准的满足所有要求。
另外,通过将电荷输送物质分散于粘合树脂中而形成的电荷输送层作为感光体表面层时,要求电荷输送物质必须具有特别高的电荷输送能力。
复印机或激光打印机等的电子照相装置含有:感光体、使感光体的表面带电达到一定电位的的带电辊等带电装置、对带电的感光体表面进行曝光的曝光装置、通过磁刷等将含有调色剂的显影剂供应到感光体表面上,对通过曝光形成的静电潜像进行显影的显影装置、将通过显影得到的调色剂图像转印到记录介质上的转印装置、使转印的调色剂图像定影的定影装置,通过转印装置进行转印运作后,通过清理铲等除去残留在感光体表面上的调色剂进行清扫的清扫装置。当感光体安装在电子照相装置中使用时,由于清理铲和带电辊等接触部件的作用,感光体表面层的一部分一定会被消除。若感光体的表面层的消除量大,则感光体的带电保持能力降低,不能长期地提供良好品质的图像。因此,为了提高复印机或激光打印机等的电子照相装置的耐久性,需要相对于这些接触部件较强的表面层,即具有通过接触部件的作用消除量较少的高耐刷性表面层的高耐久性感光体。
为了增强表面层以提高感光体的耐久性,认为应提高作为表面层的电荷输送层中的粘合树脂的含量。然而,若电荷输送层中的粘合树脂的含量提高时,光响应性下降。若光响应性降低、即曝光后后的表面电位的衰减速度变慢,则残留电位上升,感光体的表面电位在未充分衰减的状态下被重复使用,故本该由曝光而被消除的部分的表面电荷不能被充分消除,所以产生早期图像质量下降等弊端。已知光响应性依赖于电荷输送物质的电荷迁移率,因此光响应性的降低是由于电荷输送物质的电荷输送能力低引起的。即,伴随着粘合树脂的含量增加,由于电荷输送层中的电荷输送物质被稀释,电荷输送层的电荷输送能力进一步降低,光响应性降低。因此,为了防止光响应性的降低,要求电荷输送物质具有特别高的电荷输送能力。
近年来,伴随着数字复印机和打印机等电子照相装置的小型化及高速化的进展,作为感光体特性,要求具有对应于高速化的高灵敏化;作为电荷输送物质,要求其具有更高的电荷输送能力。另外,在高速的电子照相工艺中,由于从曝光到显影的时间短,所以需要光响应性高的感光体。如上所述,由于光响应性依赖于电荷输送物质的电荷输送能力,从这方面出发,需要具有更高的电荷输送能力的电荷输送物质。
作为满足这种要求的电荷输送物质,提出了比上述电荷输送物质具有更高的电荷迁移率的烯胺化合物(例如,参照特开平2-51162号公报、特开平6-43674号公报以及特开平10-69107号公报)。
另外,提出了通过含有聚硅烷而具有高电荷输送能力、再通过含有具有特定结构的烯胺化合物使带电能力和膜强度得到改善的感光体(参照特开平7-134430号公报)。
另一方面,功能分离型感光体的耐久性等的性能也较大地受到粘合树脂自身的影响。
作为用于功能分离型感光体的电荷输送层中的粘合树脂,人们熟知的是,以下述结构式(A)所示的2,2-双(4-羟基苯酚)丙烷(俗名:双酚A)为原料的双酚A型聚碳酸酯树脂可以在带电性、灵敏度、残留电位和重复性能等方面发挥良好的特性。
此外,还提出了一种通过在感光层表面中添加以1,1-双(4-羟基苯酚)环己烷(俗名:双酚Z)为原料的双酚Z型聚碳酸酯树脂作为粘合树脂,可以改善耐久性的技术(例如,参照特许第2844215号公报)。
然而,特开平5-61215号公报等中记载的感光体中使用的双酚A型聚碳酸酯树脂具有由双酚A结构上的对称性而引起的下述缺点。
(1)溶解性差,仅在二氯甲烷和1,2-二氯乙烷等一部分卤素类有机溶剂中显示出良好的溶解性。由于这些卤素类有机溶剂沸点低,若使用由这些溶剂配制的涂布液制造感光体,溶剂的蒸发速度过快,由于气化热涂布膜容易产生白色浑浊。此外二氯甲烷和1,2-二氯乙烷等卤素类有机溶剂毒性大,由于破坏臭氧层等对操作者和地球环境的影响较大,制造工序的管理变得复杂。
(2)除了前述的卤素类有机溶剂以外,虽然在四氢呋喃、二噁烷、环己酮或其混合溶剂中部分可溶,但是用这些溶剂配制的涂布液在配制后的几天内会凝胶化等,保存稳定性差。特别是通过浸渍涂布这种制备方法制造感光体时,涂布槽内的涂布液凝胶化,对感光体的生产造成妨碍。
(3)由于树脂本身的分子间引力强,形成的涂布膜接合性差,在与其它层的界面上容易发生破裂。此外由于密合性差,界面附近形成的电位势垒层增大,由电荷产生物质产生的电荷不能顺利地输送到感光层表面,在连续使用感光体时,作为曝光部分的表面电位的明部电位和作为未曝光部分的表面电位的暗部电位之差缩小。因此,在正常显影时形成的图像的灰雾(ガぶり)增大,在反转显影时图像浓度降低,不能形成良好的图像。
(4)由于树脂本身的结晶性高,涂膜形成时结晶化的聚碳酸酯树脂容易在膜表面上析出而产生凸部。因此,产生涂布膜的拖尾(尾引过)而降低生产率。此外作为感光体使用时调色剂附着在凸部上,没有被清除而残留下来,由于所谓的清洁不良而容易产生图像缺陷。
(5)由于树脂本身缺乏机械强度,使用双酚A型聚碳酸酯树脂的感光层由于带电辊、磁刷或清洁铲等的摩擦,容易在其表面上产生划痕,而逐渐的磨耗。
此外,作为感光体的特性,还要求在低温环境下使用时光响应性不降低,在各种环境下性质变化小、可靠性高。然而,特许第2844215号公报中记载的使用双酚Z型聚碳酸酯树脂作为粘合树脂的感光体虽然耐刷性和耐磨耗性良好,但是光响应性低,特别是在低温环境下使用时,具有发生响应性降低,形成的图像的品质降低的问题。
为了抑制这种在低温环境下的光响应性的降低,认为应使用前述的高电荷迁移率的电荷输送物质。然而,即使使用前述的特开平2-51162号公报、特开平6-43674号公报或特开平10-69107号公报中记载的用于感光体中的高电荷迁移率烯胺化合物,在低温环境下也不能得到充分的光响应性。此外特开平7-134430号公报中记载的感光体虽然通过含有聚硅烷而具有高电荷输送能力,但是其存在的问题是:使用聚硅烷的感光体对曝光抗力弱,在保养时等由于曝露在光线中而使感光体的各种性质降低。
在通过电子照相法进行图像形成的图像形成装置中,经过如下的电子照相过程形成图像。首先,从装置中设置的带电装置向电子照相感光体(以下有时也简称为“感光体”)的表面供应预定的带电电位,使前述表面带电达到一定电位后,通过图像曝光装置对应于图像信息照射光,进行图像曝光,形成静电潜像。通过显影装置对形成的静电潜像供应含有调色剂等的显影剂,使调色剂图像显影化。通过转印装置将形成的调色剂图像从感光体的表面转印到记录介质上,通过定影装置定影。
作为带电装置,一般使用具有线状电极、由线状电极的电晕放电对感光体表面供应带电电位的电晕带电方式的带电装置。然而,电晕带电方式的带电装置由于进行非接触的带电,对感光体表面的带电效率低,必须在线状电极上施加与感光体表面的带电电位相比较大的电压。例如,若要使感光体表面带电负(-)700V,则必须对线状电极施加负(-)5kV~负(-)6kV左右的电压。因此,大型的电源装置是必需的,由此导致成本升高的问题。此外,电晕带电方式的带电装置由于电晕放电而产生大量的臭氧,还具有构成感光体的材料容易变质而使图像劣化,对人体产生不良影响等问题。
因此,近年来,对于使感光体表面与带电部件接触以直接供应带电电位的接触式带电装置的开发正不断进展。例如,提出了使用在形成辊状的金属制芯材料的表面上,贴合在绝缘性的弹性材料中分散导电性粒子等导电性材料的复合材料,并将其用作带电部件的带电装置(例如,参照特开昭58-49960号公报、特开昭63-170673号公报、特开昭63-149669号公报、特开昭64-73365号公报和特开平1-172857号公报)。形成复合材料,使其体积电阻达到106~107Ω·cm,在使复合材料部分和感光体表面接触的状态下,在金属制芯材料上施加电压,由此通过导电性粒子向感光体表面提供电位。另外,绝缘性的弹性材料可以使用例如,硅氧烷橡胶、聚氨酯橡胶、乙烯-丙烯-二烯共聚物(ethylene-propylene-diene copolymer,简称:EPDM)橡胶或腈橡胶等高分子材料。作为导电性粒子,可以使用例如碳粉、碳纤维、金属粉或石墨等。
通过接触式的带电装置的带电具体可以通过在带电部件和感光体之间的微小空隙处产生的隙放电而进行。该隙放电是通过在带电部件和感光体之间,施加某一固定值以上的电压而产生的。即,带电是通过在带电部件和感光体之间施加产生隙放电的放电阈值电压以上的电压而被引发的。因此,当感光体带电时,在带电部件上施加位于放电阈值电压以上的一定值,例如1~2kV左右的电压。
虽然该电压一般是直流电压,但是当仅对带电部件施加直流电压时,难以使感光体的表面电位得到所期望的值。其原因是:由于装置周边的温度和湿度的变化等引起带电部件的电阻值变化,经过重复使用后感光体被磨损,而使感光层的膜厚变化、带电电压变化,因此使得带电不均匀。所以,在前述的特开昭63-149669号公报、特开昭64-73365号公报和特开平1-172785号公报中,为了使带电均匀,对带电部件施加在相对于所期望的带电电压的直流成分中叠加具有放电阈值电压2倍以上的峰值电压的交流成分的振荡电压。通过施加这种振荡电压,当感光体的表面电位达到大于振荡电压的直流成分的值时,感光体表面的过量电荷可以通过放电从感光体侧逆向转移到带电部件侧,因此可以抑制由环境和感光体的磨损等外因产生的影响,收敛至施加感光体的表面电位的振荡电压的直流成分。
另一方面,作为感光体,目前广泛采用的是使用硒、硫化镉或氧化锌等无机交电导性物质的无机感光体。此外,作为使用有机交电导性物质的有机感光体,已知的是以聚(N-乙烯基咔唑)为代表的交电导性聚合物的感光体和使用如2,5-双(对二乙氨基苯基)-1,3,4-噁二唑的低分子量有机交电导性物质的感光体,以及在这些有机交电导性物质中组合各种染料和颜料的感光体。
有机感光体由于感光层的成膜性良好,可以通过涂布生产,因此具有生产率极高、廉价这些优点。此外通过适当地选择染料和颜料,还具有可以自由地控制感光波长的优点。由于具有如此多的优点,对于有机感光体进行了广泛的探讨。特别是在最近,通过对具有由含有有机交电导性的染料和颜料作为电荷产生物质的电荷产生层与含有交电导性聚合物和低分子量的有机交电导性物质作为电荷输送物质的电荷输送层层压而形成的感光层的功能分离型感光体的研发,现有的有机感光体在灵敏度和耐久性方面的缺点得到显著改善,有机感光体成为电子照相感光体的主流。
然而,有机感光体容易产生电荷输送物质和电荷产生物质凝聚部分等缺陷,若采用前述接触式带电装置对有机感光体进行带电,则产生以下的问题。即,接触式带电装置集中在感光层和带电部件的接触部份上加以高电场,若感光层中存在任何的缺陷,则来自带电部件的电荷集中在该缺陷部分,是感光层不均匀带电,产生点状和带状的图像缺陷。此外,当来自带电部分的电荷大量地集中在该缺陷部分时,在感光层上产生漏电而破坏感光层自身的绝缘性,之后就不能进行正常的图像形成。此外,由于漏电电流使得带电部件自身也受到损伤而不能使用。
作为解决由该感光层的漏电引起的问题的技术,提出了例如,当通过涂布形成电荷输送层时,将涂布液分为多次地进行涂布,可以减少电荷输送层在膜厚方向上的缺陷的堆积(参照特开平10-10761号公报),通过减少在感光层中相对于粘合树脂的电荷输送物质的量,可以抑制电荷输送物质的凝聚(参照特开2001-56595号公报)等。
此外,虽然在感光体的带电中利用如了前述的电晕放电和隙放电,但是其存在的问题是:有机感光体由于这些放电产生的臭氧和NOx等活性气体引起电荷输送物质等分解和劣化,使感光层表面容易劣化,重复使用后带电性、灵敏度和响应性等电特性降低,使画质变差。当使用接触式带电装置作为带电装置时,由于在感光体表面附近产生放电,由于带电引起的感光体表面的劣化和使用电晕带电方式的带电装置的情况相比更加严重。进而,当为了使带电均匀而在带电部件上施加振荡电压时,如前所述,当感光体表面的过量电荷从感光体侧逆向转移到带电部件侧时也产生放电,与仅施加直流电压的情况相比放电的频率增加,因此感光体表面的劣化更加显著。
此外,在使用接触式的带电装置时,由于感光体表面通过与带电部件的接触而被磨损,与使用电晕带电方式的带电装置的情况相比,重复使用后感光层的磨耗更大,带电保持能力降低,不能提供高品质的图像。此外,若如此地减少感光层的膜厚,则更容易发生前述的感光层的绝缘破坏。
为了抑制这种感光层表面的劣化和磨耗,提出了使用在同一分子内具有2个以上链聚合性官能团的空穴输送性化合物聚合而成的物质作为电荷输送层。但是该技术中,由于起到电荷输送物质的作用的部分被包含在聚合的空穴输送性化合物中而没有凝聚,因此可以抑制感光层上缺陷的产生(参照特开2001-166502号公报)。
前述特开平10-10761号公报中记载的技术由于不能自身抑制缺陷的产生,因此不能避免感光层的绝缘破坏。此外,该技术由于形成电荷输送层,因此必须重复进行涂布涂布液的工序和干燥工序,生产效率差。
此外,特开2001-56595号公报中记载的技术感光体的灵敏度和响应性不够,当高速进行电子照相法时,产生本底污染(地污れ)和图像浓度降低等图像缺陷。
此外,特开2001-166502号公报中记载的技术为了形成感光体的电荷输送层,则必须通过放射线等使空穴输送性化合物聚合,因此难以通过现有的制造装置进行制造。
发明内容
本发明的目的是通过组合机械强度优良的特定树脂和电荷输送性能优良的特定电荷输送物质,提供机械强度优良、可以承受伴随着电子照相装置的数字化和高分辨率化带来的机械应力的增大、且可以长时间稳定地提供良好电特性的高耐久性电子照相感光体,具有该电子照相感光体、长时间不需交换的工艺盒,以及可以具备适合高分辨率化的转印装置的电子照相装置。
本发明的另一目的是提供带电电位和电荷保持能力高,具有高灵敏度和充分的光响应性,而且耐久性优良,在低温环境下或高速的电子照相过程中使用时、或者当曝光时这些性质也不会降低,具有高可靠性,同时生产率良好的电子照相感光体以及采用该电子照相感光体的图像形成装置。
本发明的再一目的是提供当电子照相感光体和带电部件接触进行带电时,不会由于漏电而使感光层绝缘破坏,可以长时间稳定地提供没有由于漏电引起的图像缺陷的高品质的图像的图像形成方法以及图像形成装置。
本发明涉及电子照相感光体,其特征在于:具有由导电性材料形成的导电性支持体和,设在前述导电性支持体上、含有具有下述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂和如下述通式(2)所示的烯胺化合物的感光层。
(式中,X1表示单键或-CR5R6-。其中R5和R6分别表示氢原子、卤原子、可被取代的烷基或可被取代的芳基。此外R5和R6也可以互相结合形成环结构。R1、R2、R3、R4分别表示氢原子、卤原子、可被取代的烷基或可被取代的芳基。R7、R8、R9、R10分别表示氢原子、卤原子、可被取代的烷基或可被取代的芳基。)
Figure A20048000379900262
(式中,Ar1及Ar2分别表示可被取代的芳基或可被取代的杂环基。Ar3表示可被取代的芳基、可被取代的杂环基、可被取代的芳烷基或可被取代的烷基。Ar4和Ar5分别表示氢原子、可被取代的芳基、可被取代的杂环基、可被取代的芳烷基或可被取代的烷基。但是Ar4和Ar5不同时为氢原子。Ar4和Ar5也可通过原子或原子团互相结合形成环结构。a表示可被取代的烷基、可被取代的烷氧基、可被取代的二烷基氨基、可被取代的芳基、卤原子或氢原子。m表示1-6的整数。当m为2以上时,多个a可相同或不同,可以互相结合形成环结构。R11表示氢原子、卤原子或可被取代的烷基。R12、R13和R14分别表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的芳基、可被取代的杂环基或可被取代的芳烷基。n表示0~3的整数。当n为2或3时,多个R12可相同或不同,多个R13可相同或不同;但是,n为0时,Ar3表示可被取代的杂环基。)
按照本发明,设在电子照相感光体的导电性支持体上的感光层含有具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂和如前述通式(2)所示的烯胺化合物。具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂机械强度优良。在电子照相法中,当把对静电潜像进行显影得到的感光体表面上的调色剂图像转印到记录介质上时、或者当除去转印后残留在感光体表面上的调色剂图像时等所使用的接触部件使感光层被削减而磨耗,但是设在本发明的电子照相感光体上的感光层如前所述,由于含有机械强度优良的具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂,所以感光层的磨耗量少,耐磨耗性优良,由感光层的磨削引起的性质变化小。此外,前述通式(2)所示的烯胺化合物与具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂的相容性优良,且具有高电荷迁移率,故即使当感光层含有前述具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂时,也可以得到带电电位高、高灵敏度、显示充分的响应性、在重复使用时这些电特性也不会降低的电子照相感光体。因此,通过在感光层中含有具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂和如前述通式(2)所示的烯胺化合物的组合,可以得到机械强度优良、可以承受伴随着电子照相装置的数字化和高分辨率化带来的机械应力的增大、且可以长时间稳定地提供良好电特性的高耐久性电子照相感光体。
此外,本发明的特征在于:前述感光层含有具有在前述通式(1)中X1为-CR5R6-,R1、R2、R3、R4、R5和R6均为甲基,R7、R8、R9、R10均为氢原子的结构单元的聚芳酯树脂。
按照本发明,前述感光层含有具有在前述通式(1)中X1为-CR5R6-,R1、R2、R3、R4、R5和R6均为甲基,R7、R8、R9、R10均为氢原子的结构单元的聚芳酯树脂。前述聚芳酯树脂由于对溶剂的溶解性优良,当通过涂布形成感光层时,可以提高涂布液的稳定性。因此,可以提高电子照相感光体的生产效率。
此外,本发明的特征还在于:如前述通式(2)所示的烯胺化合物为下述通式(3)所示的烯胺化合物。
(式中,b、c、d分别表示可被取代的烷基、可被取代的烷氧基、可被取代的二烷基氨基、可被取代的芳基、卤原子或氢原子,i、k和j分别表示1~5的整数,当i为2以上时,多个b可相同或不同,可互相结合形成环结构。此外当k为2以上时,多个c可相同或不同,可互相结合形成环结构。还有当j为2以上时,多个d可相同或不同,可互相结合形成环结构。Ar4、Ar5、a和m和上述通式(2)中的定义相同。)
按照本发明,由于前述通式(2)所示的烯胺化合物为前述通式(3)所示的烯胺化合物,所以具有特别高的电荷迁移率。即由于感光层含有如前述通式(3)所示的具有特别高的电荷迁移率的烯胺化合物,可以实现带电电位高、高灵敏度、显示出充分的响应性,而且耐久性优良、当用于高速的电子照相法中时这些特性不会降低的高可靠性的电子照相感光体。
此外本发明的特征在于:从前述导电性支持体向外按照前述感光层、含有电荷产生物质的电荷产生层、含有前述通式(2)所示的烯胺化合物的电荷输送物质以及含有具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂的电荷输送层的顺序层压而成为层压结构,从而形成前述感光层。
按照本发明,前述感光层从前述导电性支持体向外按照含有电荷产生物质的电荷产生层、含有前述通式(2)所示的烯胺化合物的电荷输送物质以及含有具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂的电荷输送层的顺序层压而成为层压结构,从而形成前述感光层。由此,通过由不同的层分别承担电荷产生功能和电荷输送功能,可以分别选择最适于电荷产生功能和电荷输送功能的材料,因此可以得到更高灵敏度的、重复使用时的稳定性进一步提高的高耐久性电子照相感光体。此外,在电子照相法中,当把对静电潜像进行显影得到的感光体表面上的调色剂图像转印到记录介质上时、或者当除去转印后残留在感光体表面上的调色剂图像时等所使用的接触部件使电荷输送层被削减而磨耗,而对于这种由层压结构形成的感光层,如前所述,由于设在本发明的电子照相感光体上的电荷输送层含有机械强度优良的具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂,所以电荷输送层的磨耗量少。因此可以得到耐磨耗性优良、由感光层的磨损而引起的特性变化较小的电子照相感光体。
此外,本发明的特征还在于:在前述导电性支持体和前述感光层之间设有中间层。
按照本发明,在上述导电性支持体和感光层之间设置有中间层。由此,可以防止从导电性支持体向感光层注入电荷,因此可以防止感光层带电性下降,抑制应该通过曝光而被消除的部分以外的部分的表面电荷的减少,防止在图像上产生灰雾等缺陷。另外,由于覆盖了导电性支持体表面的缺陷,可以得到均匀的表面,所以可以提高感光层的成膜性。另外,可以抑制感光层从导电性支持体上剥离,从而提高了导电性支持体和感光层的接合性。
此外,本发明还涉及可以在电子照相装置主体上自由装卸的工艺盒,其特征在于:该工艺盒一体化地设有:
前述本发明的电子照相感光体,和
选自使前述电子照相感光体带电的带电装置、对通过对带电的前述电子照相感光体进行曝光而形成的静电潜像进行显影的显影装置、以及将显影的图像转印到记录介质上后对前述电子照相感光体进行清扫的清扫装置中的至少1种装置。
按照本发明,在可于电子照相装置主体上自由装卸的工艺盒中,一体化地设有前述本发明的电子照相感光体和选自带电装置、显影装置和清扫装置中的至少1种装置。由此,前述本发明的电子照相感光体和选自带电装置、显影装置和清扫装置中的至少1种装置不需要相对于电子照相装置主体个别地安装或拆卸,因此可以容易地相对于电子照相装置主体进行安装或拆卸。此外,在前述本发明的工艺盒中设置的前述本发明的电子照相感光体如前所述,其机械强度优良,可以承受伴随着电子照相装置的数字化和高分辨率化带来的机械应力的增大,且可以长期稳定地提供良好的电特性,因此可以实现长期不需交换的工艺盒。
此外,本发明还涉及电子照相装置,其特征在于:具有
前述本发明的电子照相感光体、
使前述电子照相感光体带电的带电装置、
对带电的前述电子照相感光体进行曝光的曝光装置、
对通过曝光形成的静电潜像进行显影的显影装置、
将显影的图像转印到记录介质上的转印装置。
按照本发明,电子照相装置具有前述电子照相装置、带电装置、曝光装置、显影装置、转印装置。前述本发明的电子照相装置如前所述,其机械强度优良,可以承受伴随着电子照相装置的数字化和高分辨率化带来的机械应力的增大,且可以长期稳定地提供良好的电特性。因此,如前所述,通过具备前述本发明的电子照相感光体,可以得到能够长期提供高品质图像的高可靠性电子照相装置。
此外,本发明的特征在于:前述转印装置通过使前述电子照相感光体和前述记录介质压接,将显影的图像转印到前述记录介质上。
按照本发明,转印装置通过使前述电子照相感光体和记录介质压接,将显影的图像转印到前述记录介质上。在采用这种转印装置时,转印装置向电子照相感光体进行按压。前述本发明的电子照相感光体的感光层如前所述,由于含有机械强度优良的具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂,感光层的磨耗量少,感光层表面上几乎没有划痕产生。因此,提高转印装置的按压力,可以提高对记录介质的转印效率,若进行转印,可以实现能够提供拔白或中空等图像缺陷较少的高品质图像的高可靠性电子照相装置。
此外,本发明的电子照相感光体的特征在于:具有
由导电性材料形成的导电性基体、
设在前述导电性基体上的感光层,该感光层含有具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂以及下述通式(2)所示的烯胺化合物。
Figure A20048000379900311
(式中,Ar1及Ar2分别表示可被取代的芳基或可被取代的杂环基。Ar3表示可被取代的芳基、可被取代的杂环基、可被取代的芳烷基或可被取代的烷基。Ar4和Ar5分别表示氢原子、可被取代的芳基、可被取代的杂环基、可被取代的芳烷基或可被取代的烷基。但是Ar4和Ar5不同时为氢原子。Ar4和Ar5也可通过原子或原子团互相结合形成环结构。a表示可被取代的烷基、可被取代的烷氧基、可被取代的二烷基氨基、可被取代的芳基、卤原子或氢原子。m表示1-6的整数。当m为2以上时,多个a可相同或不同,可以互相结合形成环结构。R11表示氢原子、卤原子或可被取代的烷基。R12、R13和R14分别表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的芳基、可被取代的杂环基或可被取代的芳烷基。n表示0~3的整数。当n为2或3时,多个R12可相同或不同,多个R13可相同或不同;但是,n为0时,Ar3表示可被取代的杂环基。)
按照本发明,设在电子照相感光体的导电性基体上感光层含有具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂以及下述通式(2)所示的烯胺化合物。由于如前述通式(2)所示的烯胺化合物具有高电荷迁移率,通过使感光层中含有如前述通式(2)所示的烯胺化合物作为电荷输送物质,可以得到带电电位和电荷保持能力高、高灵敏度、具有充分的光响应性且耐久性优良的电子照相感光体。而且在感光层中不含有聚硅烷,可以实现高电荷输送能力,因此可以得到不会由于曝光引起特性降低的高可靠性电子照相感光体。此外,感光层中所含的具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂不论溶剂为卤素系有机溶剂或非卤素系有机溶剂,都可以对溶剂显示出高溶解性,因此当通过涂布形成感光层时,即使用非卤素系有机溶剂配制涂布液,含有具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂的涂布液也不会凝胶化,成膜性良好且稳定性优良,配制经过几天后也不会凝胶化。通过使用这种涂布液,可以提高电子照相感光体的生产率。此外具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂由于机械强度优良,可以抑制在感光层表面上产生划痕,减少感光层的膜减量,可以减小由感光层的磨耗引起的性质变化。另一方面,当含有这种具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂时,有时光响应性等的性质会降低。然而,由于设在本发明的电子照相感光体中的感光层内含有如前述通式(2)所示的高电荷迁移率烯胺化合物作为电荷输送物质,即使在低温环境下或在高速电子照相法中使用时前述的性质也不会降低。因此,通过在感光层中含有前述通式(2)所示的烯胺化合物和具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂的组合,可以得到带电电位和电荷保持能力高,灵敏度高且具有充分的光响应性,而且耐久性优良,即使在低温环境下或在高速电子照相法中使用时或者曝光时其特性也不会降低,具有高可靠性的同时生产率也良好的电子照相感光体。
此外本发明的特征还在于:前述通式(2)所示的烯胺化合物为下述通式(3)所示的烯胺化合物。
Figure A20048000379900331
(式中,b、c、d分别表示可被取代的烷基、可被取代的烷氧基、可被取代的二烷基氨基、可被取代的芳基、卤原子或氢原子,i、k和j分别表示1~5的整数,当i为2以上时,多个b可相同或不同,可互相结合形成环结构。此外当k为2以上时,多个c可相同或不同,可互相结合形成环结构。还有当j为2以上时,多个d可相同或不同,可互相结合形成环结构。Ar4、Ar5、a和m和上述通式(2)中的定义相同。)
按照本发明,感光层中含有如前述通式(2)所述的烯胺化合物中具有特别高电荷迁移率的前述通式(3)所示的烯胺化合物,可以得到显示出更高光响应性的电子照相感光体。此外,在如前述通式(2)所述的烯胺化合物中,前述通式(3)所示的烯胺化合物比较易于合成且收率较高,因此可以廉价地制备。因此,可以以较低的制造成本制造具有前述优良特性的前述本发明的电子照相感光体。
此外本发明的特征还在于:前述具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂为具有含有下述通式(II)所示非对称二醇成分的结构单元的聚碳酸酯树脂。
Figure A20048000379900341
(式中,R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27和R28分别表示氢原子、卤原子、可被取代的烷基、可被取代的芳基或可被取代的烷氧基。R29和R30分别表示氢原子、卤原子、可被取代的烷基或可被取代的芳基。其中R29和R30可以互为不同的基团,或者也可互相结合形成环结构。)
按照本发明,前述具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂为具有含有前述通式(II)所示非对称二醇成分的结构单元的聚碳酸酯树脂,由于在主链上具有大体积的取代基,且树脂自身的填充密度较高,因此具有特别高的机械强度。因此,可以得到耐久性特别优良、在感光层的表面上产生划痕少、感光层的膜减量小的电子照相感光体。
此外本发明的特征还在于:前述具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂进一步具有硅氧烷的结构。
按照本发明,前述具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂由于进一步具有硅氧烷的结构,感光层的表面摩擦系数降低,润滑性提高。因此,附着在感光层表面上的调色剂容易剥离,从而改善了将感光层表面上形成的调色剂图像转印到记录介质上时的转印效率和转印后感光层表面的清扫性,可以得到良好的图像。此外,由于引起在感光层表面上产生损伤的纸粉等变得容易剥离,因此感光层表面上的损伤较少。此外,当除去转印后残留在感光层表面上的调色剂时,即使清洁铲滑动,伴随着感光层表面和清洁铲之间的物理接触所产生的摩擦和振动也较小,因此难以产生称为鸣叫声的杂声。
此外,本发明的特征还在于:前述感光层还含有氧钛酞菁。
按照本发明,感光层还含有氧钛酞菁。由于氧钛酞菁是具有高电荷产生效率和电荷注入效率的电荷产生物质,所以通过吸收光,在产生大量电荷的同时,把产生的电荷高效率地注入到电荷输送物质中而不在其内部蓄积。另外,如前所述,由于感光层含有如上述通式(2)高电荷移动率性烯胺化合物,通过光吸收而由电荷产生物质产生的电荷高效率地注入电荷输送物质中而被顺利地输送。因此,通过在感光层中含有如前述通式(2)所示的烯胺化合物和氧钛酞菁,可以得到高灵敏度且高分辨率的电子照相感光体。此外,氧钛酞菁由于在被红外线激光照射的激光波长区域中具有最大吸收峰,因此通过将其用于前述本发明的电子照相感光体中,对于红外线激光作为曝光光源的数字图像形成装置,可以提供高品质的图像。
此外,本发明的特征还在于:前述感光层至少由含有电荷产生物质的电荷产生层和含有电荷输送物质的电荷输送层的层压结构形成,
前述电荷输送物质含有如前述通式(2)所示的烯胺化合物,
前述电荷产生层和前述电荷输送层中,至少前述电荷输送层含有具有前述非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂。
根据本发明,感光层至少由含有电荷产生物质的电荷产生层和含有含前述通式(2)表示的烯胺化合物的电荷输送物质的电荷输送层的层压结构构成。这样,通过由不同的层分别承担电荷产生功能和电荷输送功能,可以分别地选择最适于电荷产生功能和电荷输送功能的材料,因此可以得到更高灵敏度的、重复使用时的稳定性进一步提高的高耐久性电子照相感光体。此外,由于在电荷产生层和前述电荷输送层中,至少电荷输送层含有具有前述非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂,因此可以提高电子照相感光体的生产率。特别是当含有具有前述非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂的电荷输送层为感光层的表面层时,可以抑制感光层表面产生损伤,可以降低感光层的膜减量,可以减小由于感光层的磨耗而引起的特性变化。
此外,本发明的特征还在于:前述感光层在从前述导电性基体向外的方向上,具有将前述电荷产生层、含有包含前述具有前述非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂的粘合树脂的前述电荷输送层按照该顺序层压而形成的层压结构,
在前述电荷输送层中,前述电荷输送物质(A)和前述粘合树脂(B)的比例A/B以重量比计为10/12~10/30。
按照本发明,感光层在从前述导电性基体向外的方向上,具有将含有电荷产生物质的电荷产生层、含有包含如前述通式(2)所示的烯胺化合物的电荷输送物质和包含具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂的粘合树脂的电荷输送层按照该顺序层压而形成的层压结构,电荷输送层中所含的电荷输送物质(A)和粘合树脂(B)的比例A/B以重量比计为10/12~10/30。如前所述,由于作为感光层的表面层的电荷输送层中所含的电荷输送物质含有前述通式(2)所示的电荷迁移率高的烯胺化合物,并使前述比例A/B为10/12~10/30,即使以和使用目前公知的电荷输送物质的情况相比更高的比例加入粘合树脂,也可以维持光响应性。即可以不降低光响应性,而在电荷输送层中高浓度地含有包含具有前述非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂的粘合树脂。因此,可以提高电荷输送层的耐印刷性,抑制由于感光层的磨耗引起的性质变化,所以可以提高电子照相感光体的耐久性。此外,如前所述,由于粘合树脂中所含的具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂不论溶剂为卤素系有机溶剂或非卤素系有机溶剂,都可以对溶剂显示出高溶解性,因此即使以这种高比例加入粘合树脂时,涂布液也不会凝胶化而保持稳定,可以长期地高效率地生产电子照相感光体。
此外,本发明的图像形成装置的特征在于:具有前述本发明的电子照相感光体、
使前述电子照相感光体带电的带电装置、
对带电的前述电子照相感光体进行曝光的曝光装置、
对通过曝光形成的静电潜像进行显影的显影装置。
按照本发明,图像形成装置具有前述本发明的电子照相感光体、带电装置、曝光装置和显影装置。前述本发明的电子照相感光体具有带电电位和电荷保持能力高、高灵敏度且具有充分的光响应性,而且耐久性优良,在低温环境下或用于高速的电子照相法时这些特性不会降低,因此可以得到能够在各种环境下长期提供高品质图像的高可靠性的图像形成装置。另外,前述本发明的电子照相感光体不会因曝光而降低其特性,所以,可以防止在维修时等由于电子照相感光体曝光而引起画质下降,提高图像形成装置的可靠性。
此外,本发明还涉及图像形成方法,其特征在于:包括制作电子照相感光体的工序,使得到的电子照相感光体和带电部件接触进行带电的接触带电工序,对带电的前述电子照相感光体进行图像曝光、形成静电潜像的图像曝光工序和对形成的静电潜像进行显影的显影工序,
其中,在前述制作电子照相感光体的工序中,准备由导电性材料形成的导电性支持体,在前述导电性支持体上,形成含有下述通式(2)所示的烯胺化合物和粘合树脂的感光层。
Figure A20048000379900381
(式中,Ar1及Ar2分别表示可被取代的芳基或可被取代的杂环基。Ar3表示可被取代的芳基、可被取代的杂环基、可被取代的芳烷基或可被取代的烷基。Ar4和Ar5分别表示氢原子、可被取代的芳基、可被取代的杂环基、可被取代的芳烷基或可被取代的烷基。但是Ar4和Ar5不同时为氢原子。Ar4和Ar5可以通过原子或原子团互相结合形成环结构。a表示可被取代的烷基、可被取代的烷氧基、可被取代的二烷基氨基、可被取代的芳基、卤原子或氢原子。m表示1-6的整数。当m为2以上时,多个a可相同或不同,可以互相结合形成环结构。R11表示氢原子、卤原子或可被取代的烷基。R12、R13和R14分别表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的芳基、可被取代的杂环基或可被取代的芳烷基。n表示0~3的整数。当n为2或3时,多个R12可相同或不同,多个R13可相同或不同;但是,n为0时,Ar3表示可被取代的杂环基。)
此外,本发明的特征还在于:前述通式(2)所示的烯胺化合物为下述通式(3)所示的烯胺化合物。
Figure A20048000379900391
(式中,b、c、d分别表示可被取代的烷基、可被取代的烷氧基、可被取代的二烷基氨基、可被取代的芳基、卤原子或氢原子,i、k和j分别表示1~5的整数,当i为2以上时,多个b可相同或不同,可互相结合形成环结构。此外当k为2以上时,多个c可相同或不同,可互相结合形成环结构。还有当j为2以上时,多个d可相同或不同,可互相结合形成环结构。Ar4、Ar5、a和m和上述通式(2)中的定义相同。)
此外,本发明的特征还在于:在前述感光层中,前述通式(2)所示的烯胺化合物的重量A和前述粘合树脂的重量B的比例A/B以重量比计为10/12~10/30。
本发明的图像形成装置具有电子照相感光体、具有带电部件、使前述电子照相感光体和前述带电部件接触进行带电的带电装置、对带电的前述电子照相感光体进行图像曝光、形成静电潜像的图像曝光装置、对形成的静电潜像进行显影的显影装置,其特征在于,
前述电子照相感光体具有由导电性材料形成的导电性支持体,以及设在前述导电性支持体上、含有如前述通式(2)所示烯胺化合物和粘合树脂的感光层。
此外,本发明的特征还在于:前述通式(2)所示的烯胺化合物为前述通式(3)所示的烯胺化合物。
此外,本发明的特征还在于:在前述感光层中,前述通式(2)所示的烯胺化合物的重量A和前述粘合树脂的重量B的比例A/B为10/12~10/30。
此外,本发明的特征还在于:前述带电部件具有辊状的形状。
此外,本发明的特征还在于:前述带电部件具有刷状的形状。
按照本发明,在前述导电性支持体上形成含有如前述通式(2)所示烯胺化合物和粘合树脂的感光层,由此制作电子照相感光体,使得到的电子照相感光体和带电部件接触进行带电后,进行图像曝光形成静电潜像,通过对形成的静电潜像进行显影形成图像。由于前述通式(2)所示的烯胺化合物是一种具有高电荷迁移率的电荷输送物质,因此可以得到带电性、灵敏度和响应性高,即使重复使用时这些电特性也不会降低的电子照相感光体。此外由于前述通式(2)所示的烯胺化合物与粘合树脂的相容性以及对溶剂的溶解性优良,其可以均匀地分散于粘合树脂中而不凝聚,而且当通过涂布形成感光层时,可以均匀地溶解于涂布液中而不凝聚。因此前述电子照相感光体具有几乎没有缺陷的均匀的感光层。即,如前所述,通过在感光层中含有如前述通式(2)所示的烯胺化合物作为电荷输送物质,可以得到带电性、灵敏度和响应性高,即使重复使用时这些电特性也不会降低、且感光层几乎没有缺陷的电子照相感光体。此外,通过涂布形成感光层时,还可以提高涂布液的稳定性,提高电子照相感光体的生产效率。
使得到的电子照相感光体和带电部件接触进行带电时,虽然在感光层和带电部件的接触部分集中地施加高电场,但如前所述,由于电子照相感光体的感光层上没有缺陷,由带电部件供应的电荷不会集中在感光层的一部分上,因此使感光层均匀地带电。即,感光层不会由于局部漏电而引起绝缘破坏。因此,本发明的图像形成方法可以长时间稳定地提供不存在因漏电引起的图像缺陷的高品质图像。
此外,按照本发明,由于在感光层中含有前述通式(2)所示的烯胺化合物,特别是具有高电荷迁移率的如前述通式(3)所示的烯胺化合物,可以得到具有更高灵敏度和响应性的电子照相感光体。因此,本发明的图像形成方法即使在高速形成图像时,也可以提供高品质的图像。
此外,按照本发明,感光层中前述通式(2)所示的烯胺化合物的重量A和前述粘合树脂的重量B的比例A/B为10/12~10/30,由于在感光层中含有高比例的粘合树脂,可以得到具有强韧的感光层、耐久性优良的电子照相感光体。使前述比例A/B为10/12~10/30,提高粘合树脂的比例,虽然其结果使得前述通式(2)所示的烯胺化合物的比例降低,但由于前述通式(2)所示的烯胺化合物具有高电荷迁移率,因此前述电子照相感光体仍具有充分的高灵敏度和响应性。即,前述电子照相感光体的灵敏度和响应性高,且耐久性优良,因此可以更长期地提供高品质的图像。
此外,按照本发明,图像形成装置具有,具有包含前述通式(2)所示的烯胺化合物和粘合树脂的感光层的电子照相感光体、使电子照相感光体和带电部件接触进行带电的接触带电装置、图像曝光装置和显影装置。通过采用接触带电装置,可以实现对人体有害的臭氧产生少、能够长期使用的图像形成装置。此外,由于电子照相装置的感光层中所含的前述通式(2)所示的烯胺化合物是一种具有高电荷迁移率的电荷输送物质,因此本发明的图像形成装置中具有的电子照相感光体带电性、灵敏度和响应性高,即使重复使用时这些电学特性也不会降低。此外由于前述通式(2)所示的烯胺化合物与粘合树脂的相容性以及对溶剂的溶解性优良,其可以均匀地分散于粘合树脂中而不凝聚,而且当通过涂布形成感光层时,可以均匀地溶解于涂布液中而不凝聚。因此,本发明的图像形成装置内的电子照相感光体具有几乎没有缺陷的均匀的感光层。即,如前所述,通过在感光层中含有前述通式(2)所示的烯胺化合物作为电荷输送物质,可以得到带电性、灵敏度和响应性高,即使重复使用时这些电特性也不会降低、且感光层几乎没有缺陷的电子照相感光体。此外,通过涂布形成感光层时,还可以提高涂布液的稳定性,提高电子照相感光体的生产效率。
通过接触带电装置使得到的电子照相感光体和带电部件接触进行带电时,虽然在感光层和带电部件的接触部分集中地施加高电场,但如前所述,由于电子照相感光体的感光层上没有缺陷,由带电部件供应的电荷不会集中在感光层的一部分上,因此使感光层均匀地带电。即,感光层不会由于局部漏电而引起绝缘破坏。因此,可以得到能够长时间稳定地提供不存在因漏电引起的图像缺陷的高品质图像的高可靠性图像形成装置。
此外,按照本发明,由于电子照相感光体在感光层中含有前述通式(2)所示的烯胺化合物,特别是具有高电荷迁移率的如前述通式(3)所示的烯胺化合物,因此具有更高灵敏度和响应性。因此,可以得到即使在高速形成图像时,也可以提供高品质的图像的高可靠性图像形成装置。此外,在如前述通式(2)所述的烯胺化合物中,前述通式(3)所示的烯胺化合物比较易于合成且收率较高,可以廉价地制备,因此,可以以较低的制造成本制造具有前述优良特性的电子照相感光体。从而可以降低图像形成装置的制造成本。
此外,按照本发明,电子照相感光体在感光层中所含的前述通式(2)所示的烯胺化合物的重量A和粘合树脂的重量B的比例A/B为10/12~10/30,由于在感光层中含有高比例的粘合树脂,因此具有强韧的感光层、耐久性优良。使前述比例A/B为10/12~10/30,提高粘合树脂的比例,虽然其结果使得前述通式(2)所示的烯胺化合物的比例降低,但由于前述通式(2)所示的烯胺化合物具有高电荷迁移率,因此前述电子照相感光体仍具有充分的高灵敏度和响应性。即,本发明的图像形成装置中的电子照相感光体的灵敏度和响应性高,且耐久性优良,且由于耐久性优良,因此可以得到能够更长期地提供高品质图像的图像形成装置。
此外,按照本发明,由于带电部件具有辊状的形状,因此带电部件和电子照相感光体之间的接触部分大。从而可以使电子照相感光体稳定地带电。
此外,按照本发明,由于带电部件具有刷状的形状,因此带电部件和电子照相感光体之间的接触部分小。从而可以减轻带电部件对电子照相感光体的感光层的机械应力,因此可以延长电子照相感光体的寿命。此外,也可以减轻残留在电子照相感光体表面上的调色剂由于带电部件按压前述表面而产生的成膜(filming)。
附图说明
通过下面的详细说明和附图,可以更加明确本发明、上述的目的和其以外的目的、及其特点和优点。
图1A是简化表示本发明的第1实施方式的电子照相感光体1的构成的透视图。图1B是简化表示电子照相感光体1的构成的部分剖面图。
图2是简化表示本发明的第2实施方式的电子照相感光体2的构成的示意剖面图。
图3是简化表示本发明的第3实施方式的电子照相感光体3的构成的示意剖面图。
图4是简化表示电子照相感光体100的构成的侧面配置图。
图5是制备例1-3的产物的1H-NMR光谱图。
图6是图5所示光谱图的6pp~9ppm的放大图。
图7是通过常规测定的制备例1-3的产物的13C-NMR光谱图。
图8是图7所示光谱图的110ppm~160ppm的放大图。
图9是通过DEPT135测定的制备例1-3的产物的13C-NMR光谱图。
图10是图9所示光谱图的110ppm~160ppm的放大图。
图11是制备例2的产物的1H-NMR光谱图。
图12是图11所示的光谱图的6ppm~9ppm的放大图。
图13是通过常规测定的制备例2的产物的13C-NMR光谱图。
图14是图13所示的光谱图的110ppm~160ppm的放大图。
图15是通过DEPT135测定制备例2的产物的13C-NMR光谱图。
图16是图15所示的光谱图的110ppm-160ppm的放大图。
图17A是简化表示本发明的第5实施方式的电子照相感光体201的构成的透视图。图17B是简化表示电子照相感光体201的构成的部分剖面图。
图18是简化表示本发明的第6实施方式的电子照相感光体202的构成的示意剖面图。
图19是简化表示图像形成装置300的构成的侧面配置图。
图20是简化表示本发明的第8实施方式的图像形成装置301的构成的侧面配置图。
图21A和图21B是简化表示图20所示的图像形成装置301中的电子照相感光体310的构成的图。
图22是简化表示图20所示的图像形成装置301中安装的感光体的其它构成的剖面图。
具体实施方式
下面参考附图,详细说明本发明的实施方式,但本发明不限定于此。
图1A是简化表示本发明的第1实施方式的电子照相感光体1的构成的透视图。图1B是简化表示电子照相感光体1的构成的部分剖面图。电子照相感光体1(以下有时简称为“感光体”)含有由导电性材料形成的圆筒状导电性支持体11、和设在导电性支持体11的外周面上的感光层14。感光层14由层压结构构成,所述层压结构是在导电性支持体11的外周面上,将含有通过吸收光产生电荷的电荷产生物质12的电荷产生层15、含有具有接受并输送由电荷产生物质12产生的电荷的能力的电荷输送物质13以及粘合电荷输送物质13的粘合树脂17的电荷输送层16按照该顺序层压而形成的。即电子照相感光体1是层压型感光体。
电荷输送层16中所含的粘合树脂17使用具有如下述通式(1)所示的结构单元的聚芳酯树脂。
Figure A20048000379900451
在前述通式(1)中,X1表示单键或-CR5R6-。其中R5和R6分别为氢原子、卤原子、可被取代的烷基或可被取代的芳基。此外R5和R6可以互相结合形成环结构。
其中,单键是指X1两侧的苯环直接结合。在前述通式(1)中,作为X1为单键的具体例子,可以列举例如后述表4中所示的结构式(1-20)所示的结构单元。
作为R5和R6的具体例子,除了氢原子以外,可以列举氟原子和氯原子等卤原子,甲基、三氟甲基、异丙基和丁基等烷基,以及苯基、甲苯基、α-萘基和β-萘基等芳基。作为R5和R6互相结合、与结合R5和R6的碳原子一起形成的环结构的具体例子,可以列举亚环己基和亚环戊基等亚环烷基、亚芴基和1,2,3,4-四氢-2-亚萘基等的通过除去单环式或多环式烃的环碳原子结合的2个氢原子形成的2价基等。
此外前述通式(1)中,R1、R2、R3和R4分别表示氢原子、卤原子、可被取代的烷基或可被取代的芳基。作为R1、R2、R3和R4的具体例子,除了氢原子以外,可以列举氟原子和氯原子等卤原子,甲基、三氟甲基、异丙基和丁基等烷基,以及苯基、甲苯基、α-萘基和β-萘基等芳基。
此外前述通式(1)中,R7、R8、R9和R10分别表示氢原子、卤原子、可被取代的烷基或可被取代的芳基。作为R7、R8、R9和R10的具体例子,除了氢原子以外,可以列举氟原子和氯原子等卤原子,甲基、三氟甲基、异丙基和丁基等烷基,以及苯基、甲苯基、α-萘基和β-萘基等芳基。
具有前述通式(1)所示的结构单元的聚芳酯树脂的机械强度优良。
如前所述,由于感光层14具有在导电性支持体11的外周面上按照电荷产生层15和电荷输送层16的顺序层压的层压结构,因此,在电子照相法中,电荷输送层16被当把对静电潜像进行显影得到的感光体表面上的调色剂图像转印到记录介质上时、或者当除去转印后残留在感光体表面上的调色剂图像时等所使用的接触部件刮削和磨耗。
然而,如前所述,本实施方式的电子照相感光体1中设置的电荷输送层16由于含有机械强度优良的具有前述通式(1)所示的结构单元的聚芳酯树脂,因此电荷输送层16的磨耗量少。从而可以得到耐磨耗性优良、由感光层14的膜刮削而引起的性质变化较小的电子照相感光体。
在具有前述通式(1)所示的结构单元的聚芳酯树脂中,作为优选的例子,可以列举具有X1为-CR5R6-,R1、R2、R3、R4、R5和R6均为甲基,R7、R8、R9和R10均为氢原子的结构单元的聚芳酯树脂。由于该聚丙烯酸树脂对溶剂的溶解性优良,当如后述通过涂布形成电荷输送层16时,可以提高涂布液的稳定性。从而可以提高电子照相感光体的生产效率。
作为前述通式(1)所示的结构单元的具体示例,可以列举例如以下表1~表5所示结构式的结构单元,但是前述通式(1)所示的结构单元并不限于此。
表1
Figure A20048000379900481
表2
Figure A20048000379900491
表3
表4
Figure A20048000379900511
表5
Figure A20048000379900521
具有前述通式(1)所示的结构单元的聚芳酯树脂可以单独地使用1种具有选自如前述表1~表5中的结构式所示的结构单元的树脂或混合其2种以上使用。
此外,具有前述通式(1)所示的结构单元的聚芳酯树脂可以仅有1种如前述通式(1)所示的结构单元,也可以有2种以上。此外,在不损害机械强度的范围内,也可以具有前述通式(1)所示的结构单元以外的结构单元。
具有前述通式(1)所示的结构单元的聚芳酯树脂可以通过目前公知的方法制造。例如可以在碱的存在下,在水和有机溶剂的混合溶剂中搅拌苯二甲酸氯化物和各种双酚,使其界面聚合而制造。
为了调整得到的聚芳酯树脂的溶解性,通常苯二甲酸氯化物以对苯二甲酸氯化物和间苯二甲酸氯化物的混合物的形式使用。因此,前述通式(1)所示的结构单元以由对苯二甲酸氯化物和间苯二甲酸氯化物的混合物制造的形式表示。
对苯二甲酸氯化物和间苯二甲酸氯化物的混合比例在考虑得到的聚芳酯树脂的溶解性的基础上决定。但是,若任何一方的氯化物为苯二甲酸氯化物总量的30摩尔%(mol%)以下,则得到的聚芳酯树脂的溶解性极端地降低,因此对苯二甲酸氯化物和间苯二甲酸氯化物的混合比例优选以摩尔比计为1比1。
具有前述通式(1)所示的结构单元的聚芳酯树脂的粘均分子量优选在10000以上和300000以下,更优选在15000以上和100000以下。若具有前述通式(1)所示的结构单元的聚芳酯树脂的粘均分子量不足10000,则涂布膜变脆,在感光层14的表面上容易产生损伤。若具有前述通式(1)所示的结构单元的聚芳酯树脂的粘均分子量超过300000,则当通过涂布形成电荷输送层16时,由于涂布液变为高粘度,不能均匀地涂布,使膜厚的偏差增大。因此,应使其在10000以上和300000以下。
具有前述通式(1)所示的结构单元的聚芳酯树脂在不损害机械强度的范围内可以和其它粘合树脂混合使用。作为其它粘合树脂,选择与具有前述通式(1)所示的结构单元的聚芳酯树脂相容性好的粘合树脂。作为具体的示例,可以列举例如,聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂等乙烯基聚合物树脂及其共聚物树脂,以及具有前述通式(1)所示结构单元以外的结构单元的聚芳酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚酯碳酸酯树脂、聚砜树脂、酚氧树脂、环氧树脂、硅氧烷树脂、聚酰胺树脂、聚醚树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酰胺树脂和酚醛树脂等树脂。此外,也可以使用这些树脂部分交联的热固性树脂。
电荷输送层16是通过使包含具有前述通式(1)所示的结构单元的聚芳酯树脂的粘合树脂17粘合电荷输送物质13而形成的。电荷输送物质13使用如下述通式(2)所述的烯胺化合物。
Figure A20048000379900541
在前述通式(2)中,Ar1及Ar2分别表示可被取代的芳基或可被取代的杂环基。Ar3表示可被取代的芳基、可被取代的杂环基、可被取代的芳烷基或可被取代的烷基。Ar4和Ar5分别表示氢原子、可被取代的芳基、可被取代的杂环基、可被取代的芳烷基或可被取代的烷基。但是Ar4和Ar5不同时为氢原子。Ar4和Ar5可通过原子或原子团互相结合形成环结构。a表示可被取代的烷基、可被取代的烷氧基、可被取代的二烷基氨基、可被取代的芳基、卤原子或氢原子。m表示1-6的整数。当m为2以上时,多个a可相同或不同,可以互相结合形成环结构。R11表示氢原子、卤原子或可被取代的烷基。R12、R13和R14分别表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的芳基、可被取代的杂环基或可被取代的芳烷基。n表示0~3的整数。当n为2或3时,多个R12可相同或不同,多个R13可相同或不同;但是,n为0时,Ar3表示可被取代的杂环基。
在前述通式(2)中,作为Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5、a、R12、R13或R14所示的芳基的具体例子,可以列举例如苯基、萘基、芘基和蒽基等。作为这些芳基可具有的取代基,可以列举例如甲基、乙基、丙基和三氟甲基等烷基,2-丙烯基和苯乙烯基等烯基,甲氧基、乙氧基和丙氧基等烷氧基,甲基氨基和二甲基氨基等氨基,氟、氯和溴等卤素基,苯基和萘基等芳基,苯氧基等芳氧基,以及硫代苯氧基等芳硫基等。作为这种具有取代基的芳基的具体例子,可以列举例如,甲苯基、甲氧基苯基、联苯基、三联苯基、苯氧基苯基、对(苯硫基)苯基和对苯乙烯基苯基等。
在前述通式(2)中,作为Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5、R12、R13或R14所示的杂环基的具体例子,可以列举例如呋喃基、噻吩基、噻唑基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并噻唑基和苯并噁唑基等。作为这些杂环基可具有的取代基,可以列举与前述的Ar1等所示的芳基可具有的取代基相同的取代基。作为这种具有取代基的杂环基的具体例子,可以列举例如,N-甲基吲哚和N-乙基咔唑基。
在前述通式(2)中,作为Ar3、Ar4、Ar5、R12、R13或R14所示的芳烷基的具体例子,可以列举例如苄基和1-萘基甲基等。作为这些芳烷基可具有的取代基,可以列举与前述的Ar1等所示的芳基可具有的取代基相同的取代基。作为这种具有取代基的芳烷基的具体例子,可以列举例如,对甲氧基苄基。
在前述通式(2)中,作为Ar3、Ar4、Ar5、a、R12、R13或R14所示的烷基的具体例子,优选碳原子数为1~6的烷基,具体可以列举例如甲基、乙基、正丙基、异丙基和叔丁基等链状烷基、以及环己基和环戊基等环烷基等。作为这些烷基可具有的取代基,可以列举与前述的Ar1等所示的芳基可具有的取代基相同的取代基。作为这种具有取代基的烷基的具体例子,可以列举例如,三氟甲基和氟甲基等卤代烷基、1-甲氧基乙基等烷氧基烷基和2-噻吩基甲基等杂环取代的烷基。
在前述通式(2)中,作为a所示的烷氧基,优选碳原子数为1~4的烷氧基,具体可以列举甲氧基、乙氧基、正丙氧基和异丙氧基等。作为这些烷氧基可以具有的取代基,可以列举与前述的Ar1等所示的芳基可具有的取代基相同的取代基。
在前述通式(2)中,作为a所示的二烷基氨基,优选被碳原子数1~4的烷基取代的二烷基氨基,具体可以列举,例如二甲氨基、二乙氨基和二异丙基氨基等。作为这些二烷基氨基可以具有的取代基,可以列举与前述的Ar1等所示的芳基可具有的取代基相同的取代基。
在前述通式(2)中,作为a或R11所示的卤原子的具体例子,可以列举氟原子和氯原子等。
在前述通式(2)中,作为结合Ar4和Ar5的原子的具体例子,可以列举例如氧原子、硫原子、氮原子等。氮原子可以作为例如亚氨基或N-烷基亚氨基等的2价基结合Ar4和Ar5。作为结合Ar4和Ar5的原子团的具体例子,可以列举例如,亚甲基、亚乙基和甲基亚甲基等亚烷基,亚乙烯基和亚丙烯基等亚烯基,氧亚甲基(化学式:-O-CH2-)等含杂原子的亚烷基以及硫亚乙烯基等含杂原子的亚烯基等2价基。
前述通式(2)所示的烯胺化合物由于和前述的具有前述通式(1)所示的结构单元的聚芳酯树脂的相容性优良,且具有高电荷迁移率,故即使当电荷移动层16含有具有前述通式(1)所示的结构单元的聚芳酯树脂时,也可以得到带电电位高、高灵敏度且显示充分的响应性,即使重复使用时这些电特性也不会降低的电子照相感光体。
因此,通过在电荷输送层16中包含具有前述通式(1)所示的结构单元的聚芳酯树脂和前述通式(2)所示的烯胺化合物的组合,可以得到机械强度优良、可以承受伴随着电子照相装置的数字化和高分辨率化带来的机械应力的增大、且可以长时间稳定地提供良好电特性的高耐久性电子照相感光体。
作为前述通式(2)所示的烯胺化合物中优选的化合物,可以列举如下述通式(3)所示的烯胺化合物。
Figure A20048000379900571
在前述通式(3)中,b、c、d分别表示可被取代的烷基、可被取代的烷氧基、可被取代的二烷基氨基、可被取代的芳基、卤原子或氢原子,i、k和j分别表示1~5的整数,当i为2以上时,多个b可相同或不同,可互相结合形成环结构。此外当k为2以上时,多个c可相同或不同,可互相结合形成环结构。还有当j为2以上时,多个d可相同或不同,可互相结合形成环结构。Ar4、Ar5、a和m和上述通式(2)中的定义相同。
在前述通式(3)中,作为b、c或d所示的烷基,优选碳原子数为1~6的烷基,具体可以列举例如甲基、乙基、正丙基和异丙基等链状烷基、以及环己基和环戊基等环烷基等。作为这些烷基可具有的取代基,可以列举与前述的Ar1等所示的芳基可具有的取代基相同的取代基。作为这种具有取代基的烷基的具体例子,可以列举例如,三氟甲基和氟甲基等卤代烷基、1-甲氧基乙基等烷氧基烷基和2-噻吩基甲基等杂环取代的烷基。
在前述通式(3)中,作为b、c或d所示的烷氧基,优选碳原子数为1~4的烷氧基,具体可以列举甲氧基、乙氧基、正丙氧基和异丙氧基等。作为这些烷氧基可以具有的取代基,可以列举与前述的Ar1等所示的芳基可具有的取代基相同的取代基。
在前述通式(3)中,作为b、c或d所示的二烷基氨基,优选被碳原子数1~4的烷基取代的二烷基氨基,具体可以列举,例如二甲氨基、二乙氨基和二异丙基氨基等。作为这些二烷基氨基可以具有的取代基,可以列举与前述的Ar1等所示的芳基可具有的取代基相同的取代基。
在前述通式(3)中,作为b、c或d所示的芳基的具体例子,可以列举例如苯基和萘基等。作为这些芳基可以具有的取代基,可以列举与前述的Ar1等所示的芳基可具有的取代基相同的取代基,作为具有取代基的芳基的具体例子,可以列举例如甲苯基和甲氧基苯基。
在前述通式(3)中,作为b、c或d所示的卤原子的具体例子,可以列举氟原子和氯原子等。
前述通式(3)所示的烯胺化合物由于具有特别高的电荷迁移率,因此通过在感光层14中含有前述通式(3)所示的烯胺化合物,可以实现带电电位高、高灵敏度、显示充分的响应性,且耐久性优良,即使在用于高速电子照相法时这些电特性也不会降低的高可靠性电子照相感光体。
此外,在前述通式(2)所示的烯胺化合物中,作为从特性、成本和生产率等角度出发特别优选的化合物,可以列举例如,Ar1和Ar2为苯基,Ar3为苯基、甲苯基、对甲氧基苯基、联苯基、萘基或噻吩基,Ar4和Ar5中的至少一方为苯基、对甲苯基、对甲氧基苯基、萘基、噻吩基或噻唑基,R11、R12、R13和R14均为氢原子,n为1的化合物。
作为前述通式(2)所示的烯胺化合物的具体例子,可以列举例如,具有下表6~37所示的基的例示化合物,但是前述通式(2)所示的烯胺化合物并不限定于此。另外,表6~表37中所示的各基和前述通式(2)的各基对应。例如,表6中所示的例示化合物No.1为下述结构式(2-1)所示的烯胺化合物。
Figure A20048000379900591
但是,当Ar4和Ar5通过原子或原子团互相结合形成环结构时,表6~表37中从Ar4的栏到Ar5的栏之间,一并显示结合Ar4和Ar5的碳碳双键,以及Ar4和Ar5与该碳碳双键的碳原子共同形成的环结构。
表6
Figure A20048000379900601
表7
Figure A20048000379900611
表8
Figure A20048000379900621
表9
Figure A20048000379900631
表10
Figure A20048000379900641
表11
Figure A20048000379900651
表12
Figure A20048000379900661
表13
Figure A20048000379900671
表14
Figure A20048000379900681
表15
Figure A20048000379900691
表16
Figure A20048000379900701
表17
表18
Figure A20048000379900721
表19
表20
Figure A20048000379900741
表21
Figure A20048000379900751
表22
Figure A20048000379900761
表23
Figure A20048000379900771
表24
表25
Figure A20048000379900791
表26
Figure A20048000379900801
表27
Figure A20048000379900811
表28
Figure A20048000379900821
表29
表30
Figure A20048000379900841
表31
表32
Figure A20048000379900861
表33
表34
Figure A20048000379900881
表35
表36
表37
Figure A20048000379900911
前述通式(2)所示的烯胺化合物可以单独地使用选自前述表6~表37所示化合物等中的1种,或者混合2种以上使用。
前述通式(2)所示的烯胺化合物例如可以如下进行制备。
首先,下述通式(4)所示的醛类化合物或酮类化合物和下述通式(5)所示的仲胺化合物进行脱水缩合反应,制备如下述通式(6)所示的烯胺化合物中间体。
Figure A20048000379900921
(式中,Ar1、Ar2及R11的定义与上前述通式(2)中的定义相同。)
(式中,Ar3、a及m的定义与前述通式(2)中的定义相同。)
Figure A20048000379900923
(式中,Ar1、Ar2、Ar3、R11、a及m的定义与前述通式(1)中的定义相同。)
该脱水缩合反应例如可以如下进行。把前述通式(4)所示的醛类化合物或酮类化合物和和大约等摩尔量的上述通式(5)所示的仲胺化合物溶解于芳香族系溶剂、醇类或醚类等溶剂中,制成溶液。作为所用溶剂的具体例子,可以列举例如甲苯、二甲苯、氯苯、丁醇及二甘醇二甲醚等。向制成的溶液中添加催化剂,例如对甲苯磺酸、樟脑磺酸或吡啶鎓对甲苯磺酸盐等酸催化剂,在加热下反应。催化剂的添加量优选相对于前述通式(4)所示的醛类化合物或酮类化合物为1/10~1/1000摩尔当量,更优选1/25~1/500摩尔当量,最优选1/50~1/200摩尔当量。反应中,由于副产物水妨碍反应,所以要使生成的水与溶剂共沸蒸发排出至体系外。由此,可以高收率地制备上述通式(6)所示的烯胺化合物中间体。
然后,对前述通式(6)所示的烯胺化合物中间体,通过威尔斯麦尔(Vilsmeier)反应进行甲酰化或者通过傅-克反应进行酰化,制备下述通式(7)所示的烯胺-羰基中间体。此时,当通过威尔斯麦尔反应进行甲酰化时,可以制备出在下述通式(7)所示的烯胺-羰基中间体中,R15为氢原子的烯胺-羰基中间体;当通过傅-克来福特反应进行酰化时,可以制备出在下述通式(7)所示的烯胺-羰基中间体中,其中R15为除氢原子以外的基的烯胺-酮中间体。
(式中,在上述通式(2)中,当n为0时,R15表示R14,但当n为1、2或3时,R15表示R12。Ar1、Ar2、Ar3、R11、R12、R14、a、m及n的定义与前述通式(2)中的定义相同。)
威尔斯麦尔反应,例如可以如下进行。首先,往N,N-二甲基甲酰胺(简称DMF)或1,2-二氯乙烷等溶剂中,添加氧氯化磷和N,N-二甲基甲酰胺、氧氯化磷和N-甲基-N-苯基甲酰胺、或者氧氯化磷和N,N-二苯基甲酰胺,制成威尔斯麦尔试剂。往1.0当量~1.3当量制成的威尔斯麦尔试剂中,添加1.0当量上述通式(6)所示的烯胺中间体,于60~110℃下加热,搅拌2-8小时。然后,用1~8N(1~8規定)的氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液等碱性水溶液进行水解。由此,可以高收率地制备在烯胺-醛类中间体中,R15为氢原子的上述通式(6)表示的烯胺-羰基中间体。
另外,傅-克反应,例如可以如下进行。往1,2-二氯乙烷等溶剂中添加1.0当量~1.3当量由氯化铝和酰基氯制成的试剂和1.0当量前述通式(6)所示的烯胺中间体,于-40~80℃下搅拌2~8小时。此时,根据情况进行加热。然后,用1~8N的氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液等碱性水溶液进行水解。由此,可以高收率地制备在前述通式(7)所示的烯胺-羰基中间体中,R15为除了氢原子以外的基的烯胺-酮中间体。
最后,使前述通式(7)所示的烯胺-羰基中间体和下述通式(8-1)或(8-2)所示的维梯希(Wittig)试剂在碱性条件下进行维梯希-霍纳(Witrig-Horner)反应,由此,可以制备前述通式(2)所示的烯胺化合物。此时,若采用下述通式(8-1)所示的维梯希试剂,可以得到n为0的前述通式(2)所示的烯胺化合物,若采用下述通式(8-2)所示的维梯希试剂,可以得到n为1、2或3的上述通式(2)所示的烯胺化合物。
Figure A20048000379900941
(式中,R16表示可被取代的烷基或可被取代的芳基。Ar4及Ar5的定义与上述通式(2)中的定义相同。)
(式中,R16表示可被取代的烷基或可被取代的芳基。n表示1~3的整数。Ar4、Ar5、R12、R13及R14的定义与上述通式(2)中的定义相同。)
该维梯希-霍纳反应,例如可以如下进行。往甲苯、二甲苯、二乙醚、四氢呋喃(简称THF)、乙二醇二甲醚、N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜等溶剂中,添加1.0当量前述通式(7)所示的烯胺-羰基中间体、1.0~1.20当量前述通式(8-1)或(8-2)所示的维梯希试剂和1.0~1.5当量叔丁醇钾、乙醇钠或甲醇钠等金属醇盐,于室温或30~60℃加热下搅拌2~8小时。由此,可以高收率地制备如前述通式(2)所示的烯胺化合物。
前述通式(2)所示的本发明的烯胺化合物也可以与其他的电荷输送物质混合后使用。作为与前述通式(2)所示的烯胺化合物混合使用的其他电荷输送物质,可以列举咔唑衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、噻唑衍生物、噻二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、咪唑啉酮衍生物、咪唑烷衍生物、联咪唑烷衍生物、苯乙烯基化合物、腙化合物、多环芳族化合物、吲哚衍生物、吡唑啉衍生物、噁唑酮衍生物、苯并咪唑衍生物、喹唑啉衍生物,苯并呋喃衍生物、吖啶衍生物、吩嗪衍生物、氨基芪衍生物、三芳基胺衍生物、三芳基甲烷衍生物、苯二胺衍生物、芪衍生物和联苯胺衍生物等。另外,还进一步包括:在主链或侧链上具有由这些化合物衍生的基团的聚合物,例如聚-N-乙烯基咔唑、聚-1-乙烯基芘和聚-9-乙烯基蒽等。
然而,为了实现特别高的电荷输送能力,电荷输送物质13优选全部是上述通式(2)所示的烯胺化合物。
电荷输送层16中的电荷输送物质13(A)和粘合树脂17(B)的比例(A/B),优选使其重量比为10/12以下,由此可以提高感光层14的耐磨耗性。
还有,当采用后述的浸渍法形成电荷输送层16时,前述比例A/B以重量比计优选在10/30以上。若前述比例A/B低于10/30,粘合树脂17的比例过高时,由于涂布液粘度增大,引起涂布速度下降,生产率显著降低。另外,为了抑制涂布液的粘度增大,就要增加涂布液中溶剂的量,产生雾浊现象,在形成的电荷输送层16中产生白色混浊。
在电荷输送层16中,根据需要,也可以添加增塑剂或均化剂等添加剂,以提高其成膜性、挠曲性以及表面平滑性。增塑剂可以列举例如,苯二酸酯等二元酸酯、脂肪酸酯、磷酸酯、氯化石蜡以及环氧型增塑剂等。作为均化剂,可以列举硅氧烷系均化剂等。
在电荷输送层16中,也可以添加无机化合物或有机化合物的微粒,以增强机械强度和提高电特性。
根据需要还可向电荷输送层16中添加抗氧化剂和敏化剂等各种添加剂。由此,可以提高电位性质。当如后述通过涂布形成电荷输送层16时,还可以提高涂布液的稳定性。还可以有效减轻重复使用时感光体的疲劳老化,提高其耐久性。
抗氧化剂优选使用受阻酚衍生物或受阻胺衍生物。受阻酚衍生物优选在相对于电荷输送物质13为0.1重量%以上且50重量%以下的范围内使用。受阻胺衍生物优选在相对于电荷输送物质13为0.1重量%以上且50重量%以下的范围内使用。受阻酚衍生物和受阻胺衍生物也可混合使用。此时,受阻酚衍生物和受阻胺衍生物的总用量优选在相对于电荷输送物质13为0.1重量%~50重量%范围内。若受阻酚衍生物的用量、受阻胺衍生物的用量、或者受阻酚衍生物和受阻胺衍生物的总用量低于0.1重量%时,则在涂布液的稳定性提高及感光体耐久性的提高方面得不到足够的效果。而若高于50重量%时,则对感光体特性产生不良影响。因此,限定在0.1重量%~50重量%范围内。
电荷输送层16例如可以如下地形成,把含有前述通式(2)所示的烯胺化合物的电荷输送物质13和含有具有前述通式(1)所示的结构单元的聚芳酯树脂的粘合树脂17,以及根据需要的前述添加剂溶解或分散在适当的溶剂中,制成电荷输送层用涂布液,将得到的涂布液涂布在电荷产生层15的外周面上形成电荷输送层16。
电荷输送层用涂布液的溶剂可以单独地使用选自苯、甲苯,二甲苯及一氯苯等芳香烃,二氯甲烷及二氯乙烷等卤代烃,THF、二噁烷及二甲氧基甲基醚等醚类,以及N,N-二甲基甲酰胺等非质子极性溶剂等中的1种,或混合2种以上使用。根据需要,还可以在前述溶剂中添加醇类、乙腈或甲乙酮等其它溶剂。
作为电荷输送层用涂布液的涂布方法,可以列举喷雾法、棒涂法、辊涂法、刮涂法、环涂法或浸渍法等。在这些涂布方法中,可以考虑涂布的物性和生产率等选择最适合的方法。在这些涂布法中,特别是浸渍法是如下的一种方法,即把基体浸渍在充满涂布液的涂布槽中后,通过以一定速度或逐渐变化的速度拉起,从而在基体的表面上形成层,由于其在生产率和成本方面优良,因此在制造电子照相感光体时大多采用该法。
电荷输送层16的膜厚优选在5μm以上和50μm以下,更优选在10μm以上和40μm以下。当电荷输送层16的膜厚小于5μm时,感光体表面的带电保持能力下降。当电荷输送层16的膜厚大于50μm时,感光体的分辨率下降。因此,将其设定在5μm以上和50μm以下。
感光层14,如前所述,电含有电荷产生物质12的电荷产生层15与含有电荷输送物质13的电荷输送层16的层压结构构成。这样,电荷产生动能和电荷输送功能由不同的层担任,由此可以选择电荷产生功能和电荷输送功能各自最适合的材料,因此可以得到敏感度更高、反复使用时的稳定性进一步提高的耐久性高的感光体。
电荷产生层15含有电荷产生物质12作为主要成分。作为电荷产生物质12的有效物质,可以列举单偶氮系颜料、双偶氮系颜料以及三偶氮系颜料等偶氮系颜料,靛蓝及硫靛蓝等的靛蓝系颜料,苝酰亚胺及苝酸酐等的苝系颜料,蒽醌及芘醌等的多环醌颜料,金属酞菁及非金属酞菁等的酞菁系颜料,方芳基鎓染料,吡喃鎓盐类以及硫代吡喃鎓盐类、三苯基甲烷系色素,以及硒和非晶硅等无机材料等。这些电荷产生物质可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
在这些电荷产生物质中,优选使用氧钛酞菁。由于氧钛酞菁是具有高电荷产生效率和电荷注入效率的电荷产生物质,所以在通过吸收光而产生大量电荷的同时,产生的电荷不在其内部积蓄而有效地注入电荷输送物质13中。另外,如前所述,电荷输送物质13使用如前述通式(2)所示的电荷移动率高的有机烯胺化合物。因此,由电荷产生物质12通过吸收光而产生的电荷有效地注入电荷输送物质13中并被顺利地输送,可以得到高灵敏度和高分辨率的电子照相感光体。
电荷产生物质12可以与下述增敏染料组合起来使用,如甲基紫、结晶紫、夜光蓝及维多利亚蓝等为代表的三苯基甲烷系染料,赤藓红、若丹明B、若丹明3R、吖啶橙及フラペオシン等为代表的吖啶染料,亚甲基蓝及亚甲基绿等为代表的噻嗪染料,卡普里蓝和麦尔多拉蓝等为代表的噁嗪染料,花青染料、苯乙烯基染料、吡喃鎓盐染料或硫代吡喃鎓盐染料。
作为电荷产生层15的形成方法,可以列举在导电性支持体11的外周面上真空蒸镀电荷产生物质12的方法,或把电荷产生物质12分散在适当的溶剂中,把得到的电荷产生层用涂布液涂布在导电性支持体11的外周面上的方法等。其中,特别优选把作为粘合剂的粘合树脂混入适当的溶剂中,在得到的粘合树脂溶液中采用公知方法使电荷产生物质12分散,配制电荷产生层用涂布液,将得到的涂布液涂布在导电性支持体11的外周面上的方法。下面,对该方法进行说明。
电荷产生层15的粘合树脂可以使用例如,聚酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氨酯树脂,酚醛树脂,醇酸树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、硅氧烷树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚芳酯树脂、酚氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂和聚乙烯醇缩甲醛树脂等树脂,以及包含2个以上构成这些树脂的重复单元的共聚物树脂等,它们可以单独使用1种或者混合至少2种使用。作为共聚物树脂的具体例子,可以列举例如,氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物树脂以及丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂等的绝缘性树脂等。粘合树脂不限于这些,一般使用的树脂均可用作粘合树脂。
电荷产生层用涂布液的溶剂可以使用例如,二氯甲烷及二氯乙烷等的卤代烃,丙酮、甲乙酮以及环己酮等的酮类,醋酸乙酯及醋酸丁酯等的酯类,四氢呋喃(THF)及二噁烷等的醚类,1,2-二甲氧基乙烷等的乙二醇的烷基醚类,苯、甲苯及二甲苯等的芳香烃类,或者N,N-二甲基甲酰胺及N,N-二甲基乙酰胺等非质子性极性溶剂等。另外,也可以使用混合了2种以上这些溶剂的混合溶剂。
电荷产生物质12与粘合树脂的混合比例优选是电荷产生物质12的含量在10重量%~99重量%的范围内。若电荷产生物质12的含量小于10重量%时,灵敏度下降。若电荷产生物质12的含量大于99重量%时,不仅电荷产生层15的膜强度下降,而且电荷产生物质12的分散性下降,产生粗大的粒子,在应该通过曝光而被消除的部分以外的其它部分表面电荷的减少,因此图像缺陷增多,特别是由调色剂粘附到白色背景区域形成微小黑点的所谓黑斑的图像缺陷增多。因此,将该比例规定在10重量%~99重量%的范围内。
在电荷产生物质12分散于粘合树脂溶液中之前,可以预先用粉碎机对电荷产生物质12进行粉碎处理。作为用于粉碎处理的粉碎机,可以采用球磨机,砂磨机、磨碎机、振荡磨机及超声波分散机等。
作为把电荷产生物质12分散在粘合树脂溶液中时所用的分散机,可以列举油漆振摇器、球磨机及砂磨机等。此时,可以选择适当的分散操作条件,使得不会由于构成所用容器及分散机的部件磨损等产生的杂质混入而引起污染。
作为电荷产生层用涂布液的涂布方法,可以列举喷雾法、棒涂法、辊涂法、刮涂法或环涂法等。这些涂布方法中,特别是浸渍涂布法由于具有前述的各种优点,在形成电荷产生层15时大多采用这种方法。另外,为了使涂布液的分散性稳定,浸渍法中所用的装置也可以设置以超声波分散器为代表的涂布液分散装置。
电荷产生层15的膜厚优选0.05μm以上和5μm以下,更优选0.1μm以上和1μm以下。若电荷产生层15的膜厚小于0.05μm时,光吸收效率下降,灵敏度降低。若电荷产生层15的膜厚大于5μm时,在电荷产生层内部的电荷移动成为消除感光体表面电荷过程的速率决定步骤,使灵敏度降低。因此,将其规定为0.05μm以上和5μm以下。
作为构成导电性支持体11的导电性材料,例如,可以采用铝、铜、锌和钛等金属材料,以及铝合金和不锈钢等合金的金属材料。另外,导电性支持体11不限于这些金属材料,还可使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙或聚苯乙烯等高分子材料,在硬纸板或玻璃等表面上层压金属箔或蒸镀金属材料,或蒸镀、涂布导电性高分子、氧化锡、氧化铟等导电性化合物层等而形成的材料。导电性支持体11的形状在本实施方式中为圆筒状,但不限于此。除此之外,还可以是圆柱状、片状或环形带等。
在导电性支持体11的表面上,根据需要,在不影响画质的范围内,还可以进行阳极氧化膜处理、用药品或热水等的表面处理、着色处理或表面粗糙化处理等漫反射处理。在用激光作为曝光光源的电子照相法中,由于激光波长整齐,所以入射的激光和在感光体内反射的光产生干涉,这种干涉产生的干涉条纹出现在图像上,而使图像产生缺陷。通过对导电性支持体11的表面施以上述处理,可以防止由于波长整齐的激光干涉造成的图像缺陷。
图2是简化表示本发明的第2实施方式的电子照相感光体2的构成的示意剖面图。本实施方式的电子照相感光体2类似于第1实施方式的电子照相感光体1,其对应的部分用相同的符号表示,省略了说明的内容。
电子照相感光体2中需要注意的是,在导电性支持体11和感光层14之间设置有中间层18。
当导电性支持体11和感光层14之间不存在中间层18时,从导电性支持体11向感光层14注入电荷,感光层14的带电性下降,应该由曝光而被消除的部分以外的部分的表面电荷减少,图像产生模糊等缺陷。特别是当采用反转显影法形成图像时,在因曝光而表面电荷减少的部分上形成调色剂图像,若由于曝光以外的原因造成表面电荷减少时,则调色剂附着在白色背景上,形成细小黑点,发生所谓黑斑的图像灰雾,使画质明显下降。即,当导电性支持体11和感光层14之间不存在中间层18时,由导电性支持体11和感光层14的缺陷引起微小区域的带电性降低,产生黑斑等图像灰雾,形成显著的图像缺陷。
然而,本实施方式的电子照相感光体2通过如前所述在导电性支持体11和感光层14设置中间层18,可以防止从导电性支持体11向感光层14注入电荷,因此,可以防止感光层14的带电性降低,抑制在应该由曝光而被消除的部分以外的部分的表面电荷减少,可以防止在图像上产生灰雾等缺陷。
另外,通过设置中间层18,覆盖了导电性支持体11表面的缺陷,可以得到均匀的表面,故可以提高感光层14的成膜性。此外,还可以抑制感光层14从导电性支持体11上剥离,提高导电性支持体11和感光层14之间的接合性。
中间层18可以采用由各种树脂材料构成的树脂层或防蚀铝层等。
作为形成树脂层的树脂材料,可以列举聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、聚氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂、三聚氰胺树脂、硅氧烷树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂以及聚酰胺树脂等树脂,以及含有2种以上构成这些树脂的重复单元的共聚物树脂,酪蛋白、明胶、聚乙烯醇或乙基纤维素等。其中,优选使用聚酰胺树脂,特别优选醇溶性尼龙树脂。作为特别优选的醇溶性尼龙树脂,可以列举例如,使6-尼龙、6,6-尼龙、6,10-尼龙、11-尼龙以及2-尼龙等共聚得到的所谓共聚尼龙,以及N-烷氧基甲基改性的尼龙和N-烷氧基乙基改性的尼龙等化学改性的尼龙树脂等。
中间层18可以含有金属氧化物等的粒子,通过含这些粒子,可以调节中间层18的体积电阻值,进一步有效防止从导电性支持体11向感光层14注入电荷,同时还可以保持在各种环境下感光体的电学特性。
作为金属氧化物粒子,可以列举例如,氧化钛、氧化铝、氢氧化铝及氧化锡等粒子。
向中间层18中加入金属氧化物等粒子时,例如可以在适当的溶剂中溶解前述树脂,在由此得到的树脂溶液中,分散这些粒子,配制中间层用涂布液,通过把该涂布液涂布在导电性支持体11的外周面上,形成中间层18。
树脂溶液的溶剂可以用水或各种有机溶剂。特别是优选使用水、甲醇、乙醇或丁醇等单一溶剂,或水和醇类、2种以上的醇类、丙酮或二氧戊环等和醇类、二氯乙烷、氯仿或三氯乙烷等含氯溶剂和醇类的组合等混合溶剂。
作为在树脂溶液中分散上述粒子的方法,可以使用采用球磨机、砂磨机、磨碎机、振动磨机或超声波分散机等一般的方法。
中间层用涂布液中的树脂及金属氧化物的总含量(C)相对于中间层用涂布液中的溶剂含量(D),C/D以重量比计优选为1/99~40/60,更优选为2/98~30/70。另外,树脂和金属氧化物的比例(树脂/金属氧化物)以重量比计优选为90/10~1/99,更优选为70/30~5/95。
作为中间层用涂布液的涂布方法,可以列举喷雾法、棒涂法、辊涂法、刮涂法、环涂法以及浸渍法等。特别是如前所述,浸渍法比较简单,且在生产率及成本方面有利,因此,在形成中间层18时多采用该方法。
中间层18的膜厚优选在0.01μm以上和20μm以下,更优选在0.05μm以上和10μm以下。若中间层18的膜厚小于0.01μm时,其实质上不能用作中间层18,无法覆盖导电性支持体11表面的缺陷,不能得到均匀的表面,不能防止从导电性支持体11向感光层14注入电荷,感光层14的带电性下降。当中间层18的膜厚大于20μm时,通过浸渍法形成中间层18时,中间层18难以形成,同时,在中间层18的外周面上不能均匀地形成感光层14,感光体的灵敏度下降,因此不优选。
图3是简化表示本发明的第3实施方式的电子照相感光体3的构成的示意剖面图。本实施方式的电子照相感光体3与第1实施方式的电子照相感光体1类似,其对应的部分用相同的符号表示,省略了说明的内容。
电子照相感光体3中需要注意的是,通过用含有具有前述通式(1)所示结构单元的聚丙烯酸树脂的粘合树脂17,粘接含有电荷产生物质12和前述通式(2)所示的烯胺化合物的和电荷输送物质13,形成单层结构的感光层140。即,电子照相感光体3是单层型感光体。
在该单层型电子照相感光体3中,感光层140与设在前述第1实施方式的电子照相感光体1上的电荷输送层16同样地,在电子照相法中,当把对静电潜像进行显影得到的感光体表面上的调色剂图像转印到记录介质上时,或者当除去转印后残留在感光体表面上的调色剂等时,被在这些情况下所用的接触部件刮削和磨损。
但是设在本实施方式的电子照相感光体3上的感光层140与设在前述第1实施方式的电子照相感光体1上的电荷输送层16同样地,由于含有具有机械强度优良的前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂,感光层140的磨耗量少,耐磨耗性优良,由于感光层140的膜磨损而引起的性质变化小。
此外,电荷输送物质13中使用的前述通式(2)所示的烯胺化合物如前所述,由于其和具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂的相容性优良,且具有高电荷迁移率,即使当感光层140含有具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂时,也可以得到带电电位高、高灵敏度、显示充分的响应性,即使重复使用这些电特性也不会降低的电子照相感光体。
因此,通过在感光层140中含有具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂和前述通式(2)所示的烯胺化合物,可以得到机械强度优良、可以承受伴随着电子照相装置的数字化和高分辨率化带来的机械应力的增大、同时可以长时间稳定地提供良好电特性的高耐久性电子照相感光体。
感光层140可以通过与设在前述第1实施方式的电子照相感光体1上的电荷输送层16同样的方法形成。例如,可以如下地形成。将前述电荷产生物质12、含有前述通式(2)所示的烯胺化合物的电荷输送物质13和含有具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂的粘合树脂17溶解或分散在前述适当的溶剂中,制备感光层用涂布液。采用浸渍涂布法等,把该感光层用涂布液涂布在导电性支持体11的外周面上。
感光层140中的电荷输送物质13(A’)和粘合树脂17(B’)的比例(A’/B’),与前述电荷输送层16中的电荷输送物质13(A)和粘合树脂17(B)的比例(A/B)同样,优选重量比计为在10/12以下。由此,可以提高感光层140的耐磨耗性。此外,当通过浸渍涂布法形成感光层140时,前述比例A’/B’以重量比计优选在10/30以上。
感光层140的膜厚优选为5μm以上和100μm以下,更优选为10μm以上和50μm以下。当感光层140的膜厚小于5μm时,感光层表面的带电保持能力下降。当感光层140的膜厚大于100μm时,生产率降低。因此,感光层140的膜厚设定在5μm以上和100μm以下。
在上述第1~第3实施方式的电子照相感光体中设置的感光层14或感光层140中,还可以添加1种以上的电子接收物质或色素,以提高灵敏度,抑制重复使用时残留电位的上升和疲劳等。
作为电子接收物质,可以使用例如,琥珀酸酐、马来酸酐、苯二甲酸酐和4-氯萘酸酐等酸酐,四氰基乙烯及对苯二丙二腈等氰基化合物,4-硝基苯甲醛等醛类,蒽醌及1-硝基蒽醌等的蒽醌类,2,4,7-三硝基芴酮及2,4,5,7-四硝基芴酮等的多环或杂环硝基化合物,以及二苯酚合苯醌化合物等的吸电子材料,或这些吸电子材料的高分子化合物等。
作为色素,可以使用例如,咕吨系色素、噻嗪色素、三苯基甲烷色素、醌系颜料或酮酞菁等其它有机交电导性化合物。这些有机交电导性化合物具有光学敏化剂的功能。
另外,根据需要,在第1~第3实施例的电子照相感光体的各层中可添加抗氧化剂、敏化剂和紫外线吸收剂等各种添加剂。由此,可以提高电位特性。此外,当通过涂布形成层时,可以提高涂布液的稳定性。另外,可以减轻感光体重复使用时的疲劳老化,可以提高耐久性。
作为特别优选的抗氧化剂,可以列举酚系化合物、氢醌系化合物、生育酚系化合物以及胺系化合物等,这些抗氧化剂的用量优选以相对于电荷输送物质13在0.1重量%以上且50重量%以下的范围内使用。若抗氧化剂的用量小于0.1重量%时,在涂布液的稳定性提高和感光体耐久性的提高方面得不到足够的效果。若抗氧化剂的用量大于50重量%时,对感光体特性有不良影响。因此,将其规定在0.1重量%以上且50重量%以下的范围内。
作为本发明的第4实施方式的电子照相装置,下面例示的是具有前述第1实施方式的电子照相感光体1(感光体1)的电子照相装置100。图4是简化表示电子照相装置100的构成的侧面配置图。
电子照相装置100具有以可以自由转动的方式被壳体38支撑的感光体1和驱动感光体1使其沿着旋转轴线44按照箭头41的方向转动的图中未示出的驱动装置。图中未示出的驱动装置具有例如电机作为动力源,来自于电机的动力通过图中未示出的齿轮传递至构成感光体1的芯体的支持体上,以预定的圆周速度旋转驱动感光体1。
在感光体1的周围,沿着箭头41所示的感光体1的旋转方向,从上游侧向下游侧依次设置带电器32、图中未示出的曝光装置、显影装置33、转印辊34、分离装置37和清洁器36。清洁器36与图中未显示的除电器共同设置。感光体1、带电器32、显影器33和清洁器36一体地被包含在壳体38内,构成工艺盒10。工艺盒10采用图中未示出的导轨等引导装置,以相对于电子照相装置主体可以自由装卸的方式构成。
带电器32是使感光体1的外周面43带电达到规定电位的带电装置。带电器32可以是例如电晕放电等非接触式的带电装置。
图中没有示出的曝光装置具有例如半导体激光等作为光源,通过在位于带电器32和显影器33之间的感光体1的外周面43上照射光源输出的激光束等的光31,对带电的感光体1的外周面43进行与图像信息对应的曝光。
显影器33是对通过曝光在感光体1的外周面43上形成的静电潜像使用显影剂进行显影的显影装置,其具有,将调色剂供应到与感光体1相对设置的感光体1的外周面43上的显影辊33a和、以沿着与感光体1的旋转轴线44平行的旋转轴线可以自由旋转的方式支撑显影辊33a同时在其内部空间容纳含有调色剂的显影剂的外壳33b。
转印辊34是如下的一种转印装置,其通过使与感光体1相对设置的、通过图中没有示出的输送装置从箭头42的方向供应到感光体1和转印辊34之间的作为记录介质的转印纸51和感光体1压接,将显影的图像转印到转印纸51上。
分离装置37是将压接的感光体1和转印纸51分离的装置。
清洁器36是在经过转印辊34的转印操作后,除去残留在感光体1的外周面43上的调色剂并回收的清洁装置,其具有,将残留在感光体1的外周面43上的调色剂从前述外周面43上剥离的清洁铲36a、容纳通过清洁铲36a剥离的调色剂的回收用外壳36b。
此外,在通过分离装置37与感光体1分离的转印纸51的输送方向上,设有使转印到转印纸51上的图像定影的定影装置即定影器35。定影器35具有,具有图中未示出的加热装置的加热辊35a、与加热辊35a相对设置的形成向加热辊35a按压的接触部的加压辊35b。
下面,对采用电子照相装置100的图像形成操作进行说明。首先,沿着箭头41方向旋转驱动感光体1,通过设在感光体1的旋转方向上位于曝光装置发出的光31的成像点更上游侧的带电器32,使感光体1的外周面43均匀带电达到预定的正或负电位。然后,通过曝光装置对感光体1的外周面43照射光31。光源发出的光31在作为主扫描方向的感光体1的纵方向上反复扫描。通过使感光体1旋转、反复扫描来自光源的光引,在感光体1的外周面43上进行和图像信息对应的曝光。通过该曝光,光31照射的部分的表面电荷被除去,光31照射的部分的表面电位和光31未照射的部分的表面电位之间产生差异,在感光体1的外周面43上形成静电潜像。然后,通过设在感光体1的旋转方向上位于光源发出的光31的成像点更下游侧的显影器33的显影辊33a,将调色剂供应到形成了静电潜像的感光体1的外周面43上,由此使静电潜像显影,在感光体的外周面43上形成调色剂图像。
此外,和感光体1的曝光同期地,通过输送装置沿着箭头42的方向将转印纸51供应到感光体1和设在旋转方向上位于显影器33下游侧的转印辊34之间。
若将转印纸51供应到感光体1和转印辊34之间,转印辊34形成按压感光体1的接触部。由此,感光体1和转印纸51压接,感光体1的外周面43上形成的调色剂图像转印到转印纸51上。
转印了调色剂图像的转印纸51通过分离装置37从感光体1的外周面43上剥离后,通过图中未示出的输送装置输送至定影器35,当通过定影器35的加热辊35a和加压辊35b的接触部时,被加热和加压。由此,转印纸51上的调色剂图像在转印纸51上定影,形成牢固的图像。这样形成图像的转印纸51通过输送装置被排出至电子照相装置100的外部。
另一方面,通过设在比分离装置37位于旋转方向更下游侧、比带电器32位于旋转方向更上游侧的清洁器36的清洁铲,从感光体1的外周面43上剥离在经过转印辊34的转印操作后残留在感光体1的外周面43上的调色剂,并回收到回收用的外壳36b内。由此除去了调色剂的感光体1的外周面43上的电荷被图中没有示出的除电器除去,感光体1的外周面43上的静电潜像消失。然后感光体进一步旋转,再次从感光体1的带电开始重复一系列的操作。如上所述,连续地形成图像。
本实施方式的电子照相装置100中的感光体1如前所述,由于具有含有机械强度优良的具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂和电荷迁移率高的前述通式(2)所示的烯胺化合物的感光体14,其机械强度优良,可以承受伴随着电子照相装置的数字化和高分辨率化带来的机械应力的增大,且可以长期稳定地提供良好的电特性。因此,可以得到能够长期提供高品质图像的高可靠性电子照相装置。
此外,虽然如前所述转印辊34按压前述感光体1,但由于感光体1中设置的感光层14含有前述机械强度优良的具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂,因此感光层14的磨耗量少,感光层14表面上几乎没有损伤产生。因此,提高转印辊34的按压力,可以提高对记录纸51的转印效率,若进行转印,可以实现能够提供拔白或中空等图像缺陷较少的高品质图像。
工艺盒10中一体地设有感光体1、带电器32、显影器33和清洁器36,以可自由装卸的方式安装在电子照相装置主体上。因此,感光体1、带电器32、显影器33和清洁器36不需要相对于电子照相装置主体个别地安装或拆卸,因此可以容易地相对于电子照相装置主体进行安装或拆卸。此外,在工艺盒10中设置的感光体1如前所述,其机械强度优良,可以承受伴随着电子照相装置的数字化和高分辨率化带来的机械应力的增大,同时可以长期稳定地提供良好的电特性,因此可以实现长期不需交换的工艺盒。
如上所述,本实施方案的电子照相装置100具有第1实施方案的电子照相感光体1,但是并不限于此,也可以具有第2实施方案的电子照相感光体2或第3实施方案的电子照相感光体3。
另外,工艺盒10设有感光体1、带电器32、显影器33和清洁器36,但是并不限于此,可以一体地设有选自感光体1、带电器32、显影器33和清洁器36中的1种或2种装置。
此外,带电器32为非接触式的带电装置,但是并不限于此,可以是辊带电方式等接触式的带电装置。如前所述,由于感光体1的耐磨耗性优良,即使在采用这种接触式的带电装置时,也可以得到能够长期提供高品质图像的高可靠性电子照相装置。
[实施例]
下面通过实施例详细地说明本发明,但本发明并不受其限制。
[制备例1]
(制备例1)例示化合物No.1的制备
(制备例1-1)烯胺中间体的制备
在100ml甲苯中,添加23.3g(1.0当量)下列结构式(9)所示的N-(对甲苯基)-α-萘胺和20.6g(1.05当量)下列结构式(10)所示的二苯基乙醛和0.23g(0.01当量)DL-10-樟脑磺酸,加热,使副产品水和甲苯共沸,排出体系外,反应进行6小时。反应结束后,把反应溶液浓缩至1/10左右,缓慢滴加至激烈搅拌的100ml己烷中,生成晶体。滤出生成的晶体,用冷乙醇进行洗涤,得到36.2g淡黄调色剂末状化合物。
用液体色谱图-质谱图分析法(简称:LC-MS)分析得到的化合物,其结果是,在412.5处观察到峰,其对应于在下列结构式(11)所示的烯胺中间体(分子量的计算值:411.20)上附加了质子的分子离子[M+H]+,由此可以判定得到的化合物为下列结构式(11)所示的烯胺化合物中间体(收率:88%)。另外,从LC-MS的分析结果可以判定,得到的烯胺化合物中间体的纯度为99.5%。
Figure A20048000379901121
如上所述,作为仲胺化合物的上述结构式(9)所示的N-(对甲苯基)-α-萘胺和作为醛化合物的上述结构式(10)所示的二苯基乙醛通过脱水缩合反应,可以得到前述结构式(11)表示的烯胺中间体。
(制备例1-2)烯胺-醛中间体的制备
在100ml无水N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,在冰冷却下,缓慢加入9.2g(1.2当量)氧氯化磷,搅拌约30分钟,制备威尔斯麦尔试剂。在冰冷却下向该溶液中缓慢加入20.6g(1.0当量)制备例1-1中制得的前述结构式(11)所示的烯胺中间体。然后缓慢加热,使反应温度上升至80℃,保持在80℃加热搅拌3小时。反应结束后,将该反应溶液放冷,缓慢加至800ml冷却的4N氢氧化钠水溶液中,生成沉淀。滤出生成的沉淀,用水充分洗涤后,用乙醇和乙酸乙酯的混合溶剂进行重结晶,得到20.4g黄调色剂末状化合物。
对得到的化合物用LC-MS进行分析,在440.5处观察到峰,其对应于在下述结构式(12)所示的烯胺-醛中间体(分子量的计算值:439.19)上附加了质子的分子离子[M+H]+,由此,可以判定得到的化合物为下述结构式(12)所示的烯胺化合物-醛中间体(收率:93%)。另外,从LC-MS的分析结果可以判定,得到的烯胺-醛中间体的纯度为99.7%。
如上所述,对上述结构式(11)所示的烯胺中间体,通过威尔斯麦尔反应进行甲酰化,可以得到前述结构式(12)所示的烯胺-醛中间体。
(制备例1-3)例示化合物No.1的制备
把8.8g(1.0当量)制备例1-2中得到的前述结构式(12)所示的烯胺-醛中间体和6.1g(1.2当量)下述结构式(13)所示的肉桂基磷酸二乙酯溶于80ml无水DMF中,向该溶液中于室温下缓慢加入2.8g(1.25当量)叔丁醇钾后,加热至50℃,保持在50℃搅拌5小时。反应混合物放冷后,倒入过量的甲醇中。回收析出物,溶解在甲苯中制成甲苯溶液。把该甲苯溶液移入分液漏斗,水洗后,取出有机层。取出的有机层用硫酸镁干燥。干燥后,将除去了固体物的有机层浓缩,采用硅胶柱色谱图法进行分离,得到10.1g黄色结晶。
用LC-MS分析得到的晶体,在540.5处观察到峰,其对应于在表6所示的例示化合物No.1的烯胺化合物(分子量的计算值:539.26)上附加了质子的分子离子[M+H]+
另外,得到的结晶氘代氯仿(化学式:CDCl3)中测定的核磁共振(简称:NMR)谱图的结果支持了例示化合物No.1的烯胺化合物结构。图5是制备例1-3的产物的1H-NMR谱图,图6是图5所示谱图的6ppm~9ppm的放大图。图7是制备例1-3的产物的常规测定的13C-NMR谱图,图8是图7所示谱图的110ppm~160ppm的放大图。图9是制备例1~3的产物的DEPT135测定的13C-NMR光谱图,图10是图9所示谱图的110ppm~160ppm的放大图。还有在图5~图10中,横轴表示化学位移6(ppm)。另外在图5及图6中,信号和横轴间记载的值是把图5的参考符号500表示的信号的积分值作为3时的每个信号的相对积分值。
从LC-MS的分析结果及NMR谱图的测定结果可以判定,得到的晶体就是例示化合物No.1的烯胺化合物(收率:94%)。另外,从LC-MS的分析结果可以判定,得到的例示化合物No.1的烯胺化合物的纯度为99.8%。
如上所述,将前述结构式(12)所示的烯胺-醛中间体和作为Wittig试剂的前述结构式(13)所示的肉桂基磷酸二乙酯进行Wittig-Horner反应,由此得到表6中所示的例示化合物No.1的烯胺化合物。
(制备例2)例示化合物No.61的制备
除了用4.9g(1.0当量)N-(对甲氧基苯基)-α-萘胺代替23.3g(1.0当量)前述结构式(9)所示的N-(对甲苯基)-α-萘胺以外,与制备例1同样地,通过脱水缩合反应制备烯胺中间体(收率:94%)以及通过威尔斯麦尔反应制备烯胺-醛中间体(收率:85%),再通过Witrig-Horner反应,得到7.9g黄调色剂末状化合物。另外,在各反应中使用的试剂与基质的当量关系与制备例1中使用的试剂与基质的当量关系相同。
经LC-MS分析得到的化合物,在556.7处观察到峰,其对应于在表14中所示的目的化合物No.61的烯胺化合物(分子量的计算值:555.26)上附加了质子的分子离子[M+H]+
另外,在得到的氘代氯仿(化学式:CDCl3)中测定得到化合物的NMR谱图支持了例示化合物No.61的烯胺化合物结构。图11是制备例2的产物的1H-NMR谱图,图12是图11所示谱图的6ppm~9ppm的放大图。图13是制备例2的产物的常规测定的13C-NMR谱图,图14是图13所示谱图的110ppm~160ppm的放大图。图15是制备例2的产物的DEPT135测定的13C-NMR谱图,图16是图15所示谱图的110ppm~160ppm的放大图。另外,在图11~图16中,横轴表示化学位移6(ppm)。在图11及图12中,信号和横轴间记载的值是把图11参考符号501表示的信号积分值作为3时的各信号的相对积分值。
从LC-MS的分析结果和NMR谱图的测定结果判定得到的化合物为例示化合物No.61的烯胺化合物(收率:92%)。此外,从LC-MS的分析结果判定,例示化合物No.61的烯胺化合物的纯度为99.0%。
如上所述,通过脱水缩合反应、威尔斯麦尔反应和Wittig-Horner反应的3阶段反应,得到入表14所示的例示化合物No.61的烯胺化合物,3阶段总收率为73.5%。
(制备例3)例示化合物No.46的制备
将2.0g(1.0当量)制备例1-2中得到的前述结构式(12)所示的烯胺-醛中间体和1.53g(1.2当量)下述结构式(14)所示的Wittig试剂溶解在15ml无水DMF中,室温下往该溶液中缓慢加入0.71g(1.25当量)叔丁醇钾后,加热至50℃,一边在50℃保温加热一边搅拌5小时。反应混合物放冷后,倒入过量的甲醇中。回收析出物,溶解在甲苯中,制成甲苯溶液。把该甲苯溶液移入分液漏斗,水洗后,取出有机层,取出的有机层用硫酸镁干燥。干燥后,对除去了固体物的有机层进行浓缩,采用硅胶柱色谱图法进行分离,得到2.37g黄色晶体。
Figure A20048000379901151
经LC-MS分析得到的化合物,在566.4处观察到峰,其对应于在表12所示的目标化合物No.46的烯胺化合物(分子量的计算值:565.28)上附加了质子的分子离子[M+H]+,由此判定得到的结晶为例示化合物No.46的烯胺化合物(收率:92%)。另外,根据LC-MS的分析结果,判定得到的化合物No.46的烯胺化合物的纯度为99.8%。
如上所述,前述结构式(12)所示的烯胺-醛中间体和前述结构式(14)所示的Wittig试剂进行Wittig-Homer反应,可以得到表12所示的例示化合物No.46的烯胺化合物。
(比较制备例1)下列结构式(15)所示的化合物的制备
将2.0g(1.0当量)在制备例1-2中得到的前述结构式(12)所示的烯胺-醛中间体溶于15ml无水THF中,于0℃下向该溶液中缓慢添加5.23ml(1.15当量)由烯丙基溴和金属镁制成的格利雅试剂烯丙基溴化镁的THF溶液(摩尔浓度:1.0mol/l)。于0℃下搅拌0.5小时后,用薄层色谱图法检查反应的进行情况,发现没有得到明确的反应产物,得到多种产物。用常规的方法进行后处理、萃取、浓缩后,再用硅胶柱色谱图法进行反应混合物的分离和精制。
然而,得不到下述结构式(15)所示的目标化合物。
Figure A20048000379901171
实施例1
将1重量份聚乙烯醇缩丁醛树脂(积水化学工业株式会社制造エスレックBX-1)溶解于98重量份THF中得到树脂溶液,在该树脂溶液中加入1重量份作为电荷产生物质12的X型非金属酞菁,用油漆振摇器分散2小时,制备电荷产生层用涂布液。将表面上蒸镀铝的膜厚为80μm的聚酯膜作为导电性支持体11,用贝克涂布器(BakerApplicator)将该电荷产生层用涂布液涂布在其铝表面上后,干燥形成膜厚为0.3μm的电荷产生层15。
然后,把8重量份作为电荷输送物质13的表6中所示的例示化合物No.1的烯胺化合物和10重量份作为粘合树脂17的具有表1中结构式(1-3)所示结构单元的聚碳酸酯树脂(粘均分子量23200)溶解在40重量份THF和40重量份甲苯的混合溶剂中,制备电荷输送层用涂布液。用贝克涂布器将该电荷输送层用涂布液涂布在之前形成的电荷产生层15上后,干燥形成膜厚为20μm的电荷输送层16。
按照上述操作,制成满足本发明要件的如图1中所示构成的层压型电子照相感光体。
(实施例1-2)
除了使电荷输送层16的形成10μm的膜厚以外,其余和实施例1-1同样地,制作电荷迁移率测定用样本。
(实施例2~6)
除了用表6中所示的例示化合物No.3、表14中所示的例示化合物No.61、表21中所示的例示化合物No.106、表26中所示的例示化合物No.146化合物或表31中所示的例示化合物No.177的烯胺化合物代替例示化合物No.1作为电荷输送物质13以外,其余与实施例1同样地,制得满足本发明要件的5种电子照相感光体和电荷迁移率测定用样本。
(实施例7)
将1重量份作为电荷产生物质12的X型非金属酞菁,12重量份作为粘合树脂17的具有表1中结构式(1-3)所示结构单元的聚碳酸酯树脂(粘均分子量23200)、10重量份作为电荷输送物质13的表6中所示的例示化合物No.1的烯胺化合物、5重量份3,5-二甲基-3’,5’-二叔丁基二苯酚合苯醌、0.5重量份2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和65重量份THF用球磨机分散12小时,配制感光层用涂布液。将表面上蒸镀铝的膜厚为80μm的聚酯膜作为导电性支持体11,用贝克涂布器将该配制成的感光层用涂布液涂布在其铝表面上后,在110℃下热风干燥1小时,形成膜厚为20μm的感光层140。
按照上述操作,制成满足本发明要件的如图3中所示构成的单层型电子照相感光体。
(实施例8)
除了在电荷输送层16的粘合树脂17中,用10重量份具有表1中结构式(1-2)所示结构单元的聚碳酸酯树脂(粘均分子量35000)代替具有结构式(1-3)所示结构单元的聚碳酸酯树脂以外,其余与实施例1同样地,制得满足本发明的要件的电子照相感光体。
(比较例1)
除了在电荷输送层16的粘合树脂17中,用10重量份双酚A型聚碳酸酯树脂(帝人化学株式会社制造:パンライトC-1400)代替具有结构式(1-3)所示结构单元的聚碳酸酯树脂以外,其余与实施例1-1同样地,制得不满足本发明的要件的电子照相感光体。另外,以下有时将该双酚A型聚碳酸酯树脂称为PCA。
(比较例2)
除了在电荷输送物质13中,用下述结构式(16)所示的比较化合物代替例示化合物No.1以外,其余与实施例1-1同样地,制得不满足本发明的要件的电子照相感光体和电荷迁移率测定用样本。另外,以下有时将下述结构式(16)所示的比较化合物称为TPD。
(比较例3)
除了在电荷输送物质13中,用下述结构式(17)所示的比较化合物代替例示化合物No.1以外,其余与实施例1-1同样地,制得不满足本发明的要件的电子照相感光体和电荷迁移率测定用样本。另外,以下有时将下述结构式(17)所示的比较化合物称为ENA。
Figure A20048000379901201
<电荷迁移率的测定>
对于以上实施例1~6和比较例2、3制作的各个电荷迁移率测定用样本,在其电荷输送层的表面上蒸镀金,于室温、减压下,用飞行时间(Time-of-Flight)法测定电荷输送物质的电荷输送层中的电荷迁移率。测定结果如表33所示。另外,表38中所示的电荷迁移率值为电场强度达到2.5×105V/cm时的值。
表38
  样本   电荷输送物质   电荷迁移率(cm2/V·sec)
  实施例1   例示化合物1   5.74×10-5
  实施例2   例示化合物3   5.90×10-5
  实施例3   例示化合物61   5.35×10-5
  实施例4   例示化合物106   8.32×10-5
  实施例5   例示化合物146   1.64×10-4
  实施例6   例示化合物177   4.20×10-5
  比较例2   TPD   2.24×10-7
  比较例3   ENA   9.68×10-7
通过实施例1~6和比较例2的比较可以看出,前述通式(2)所示的烯胺化合物与作为现有的电荷输送物质的前述结构式(16)所示的比较化合物(TPD)相比,具有2位数以上的高电荷迁移率。
通过实施例1~6和比较例3的比较可以看出,前述通式(2)所示的烯胺化合物与前述结构式(17)所示的比较化合物(ENA)、也就是相当于前述通式(2)中与烯胺官能基团所含的氮原子结合的亚萘基被其它亚芳基取代的化合物相比,也具有2位数以上的高电荷迁移率。
此外,通过从实施例1~3、6和实施例5的比较可以看出,前述通式(2)中Ar3为萘基的化合物与Ar3为萘基以外的化合物相比,具有更高的电荷迁移率。
<特性评价>
对实施例1~8和比较例1~3中制成的各电子照相感光体,如下所述评价电性质和磨耗特性。
(电特性评价)
对于实施例1~8和比较例1~3制作的各电子照相感光体,用静电复印纸试验装置(株式会杜川口电机制作所制造:EPA-8200)评价其初期特性和重复特性。
初期特性的评价如下进行。通过对感光体施加负(-)5kV的电压,使感光体表面带电,测定此时的感光体的表面电位,作为带电电位V0(V)。其中,在实施例7的单层型感光体的情况下,施加正(+)5kV的电压。然后,对带电的感光体表面进行曝光。此时,测定使感光体表面电位从带电电位V0减半所需要的能量,作为半衰减曝光量E1/2(μJ/cm2),以此作为灵敏度的评价指标。另外,测定从曝光开始后经过10秒钟时的感光体表面电位,作为残留电位Vr(V),作为光响应性的评价指标。另外,在曝光时,使用通过单色仪进行分光得到的波长780nm、曝光能量为1μW/cm2的光。
重复特性的评价如下进行。把上述带电及曝光操作作为1个循环重复进行5000次后,与初期特性的评价同样地,测定半衰减曝光量E1/2、充电电位V0以及残留电位Vr。
(磨耗特性的评价)
对实施例1~8和比较例1~3中制成的各电子照相感光体,用スガ试验机株式会社制造的磨耗试验机,评价磨耗特性。评价如下进行。使用氧化铝#1000作为研磨材料,负荷1.96N,对各个感光体进行2000次的摩擦。求出摩擦前感光体的重量和2000次摩擦后的感光体的重量之差,作为磨耗量(mg)。磨耗量的值越小,表示耐磨耗性越好。
以上的测定结果如表39所示。另外,在表39中,当在粘合树脂17中使用具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂时,示出表示该结构单元的结构式的编号。
表39
        电荷输送层              初期特性            重复特性  磨耗量(mg)
电荷输送物质   粘合树脂  E1/2(μJ/cm2)   Vo(V)   Vr(v)   E1/2(μJ/cm2)   Vo(V) Vr(v)
  实施例1 例示化合物1   (1-3)  0.10   -583   -11   0.11   -574 -14  2.50
  实施例2 例示化合物3   (1-3)  0.12   -582   -13   0.13   -575 -16  2.55
实施例3 例示化合物61 (1-3) 0.10 -585 -10 0.11 -574 -13 2.60
实施例4 例示化合物106 (1-3) 0.10 -587 -10 0.12 -575 -13 2.52
实施例5 例示化合物146 (1-3) 0.12 -584 -12 0.14 -576 -15 2.47
实施例6 例示化合物177 (1-3) 0.13 -582 -13 0.15 -576 -18 2.53
  实施例7 例示化合物1   (1-3)  0.15   +550   +21   0.17   +545 +25  3.05
  实施例8 例示化合物1   (1-2)  0.10   -581   -12   0.11   -572 -15  2.70
  比较例1 例示化合物1   PCA  0.13   -579   -13   0.14   -575 -16  7.23
  比较例2 TPD   (1-3)  0.15   -570   -35   0.30   -560 -60  2.53
  比较例3 ENA   (1-3)  0.13   -572   -30   0.25   -570 -55  2.54
通过实施例1~6、8和比较例1的比较可以看出,在电荷输送层16的粘合树脂17中使用了具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂的实施例1~6、8的感光体与在粘合树脂17中使用聚碳酸酯树脂的比较例1的感光体相比,磨耗量少,耐磨耗性优良,
此外,通过实施例1~6、8和比较例2、3的比较可以看出,在电荷输送物质13中使用前述通式(2)所示的烯胺化合物的实施例1~6、8的感光体与使用TPD的比较例2的感光体或使用具有前述结构式(17)所示烯胺结构的ENA的比较例3的感光体相比,其半值曝光量E1/2小,灵敏度高且残留电位Vr在负方向低,即残留电位Vr和基准电位的电位差小,相应性优良。另外,该特性在重复使用时可以维持。
此外,通过实施例1和实施例7的比较可以看出,具有电荷输送层和电荷产生层的层压结构的感光层的实施例1的层压型感光体与具有单层结构的实施例7的单层型感光体相比,灵敏度较高,响应性优良。
如上所述,通过在感光层中含有具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂和前述通式(2)所示的烯胺化合物的组合,可以得到机械强度优良、且能够长期稳定地提供良好电特性的高耐久性电子照相感光体。
(实施例9)
将7重量份氧化钛(石原产业株式会社制造:TTO55A)和13重量份共聚尼龙树脂(东レ株式会社制造:アミランCM8000)添加到159重量份甲醇和106重量份1,3-二氧杂戊环的混合溶剂中,用油漆振摇器分散8小时,配制中间层用涂布液。在充满得到的中间层用涂布液的涂布槽中,浸渍作为导电性支持体11的直径30mm、长322.3mm的铝制圆筒状支持体,然后拉起,自然干燥,形成膜厚为1μm的中间层18。
然后,将1重量份氧钛酞菁和1重量份聚乙烯醇缩丁醛树脂(电气化学工业株式会社制造:#6000-C)与98重量份甲乙酮混合,油漆振摇器分散处理,配制电荷产生层用涂布液。在充满得到的电荷产生层用涂布液的涂布槽中,与中间层18同样地,在之前形成的中间层18上浸渍涂布,自然干燥,形成膜厚为0.4μm的中间层18。
然后,将8重量份作为电荷产生物质13的表6所示的例示化合物No.1的烯胺化合物和10重量份作为粘合树脂17的具有表1中结构式(1-3)所示结构单元的聚碳酸酯树脂(粘均分子量23200)溶解于40重量份四氢呋喃和40重量份甲苯中,配制电荷输送层用涂布液。在充满得到的电荷输送层用涂布液的涂布槽中,与中间层18同样地,在之前形成的电荷产生层15上浸渍涂布后,干燥形成膜厚为25μm的电荷输送层16。
按照上述操作,制成满足本发明要件的如图2中所示构成的层压型电子照相感光体。
(比较例4)
除了在电荷输送物质13中,用前述结构式(16)所示的比较化合物(TPD)代替例示化合物No.1以外,其余和实施例9同样地,制作电子照相感光体。
<图像品质的评价>
对在以上实施例9和比较例4中制成的各电子照相感光体,评价使用这些感光体形成的图像的品质。评价如下进行。在市售的复印机(夏普株式会杜制造:AR-265FP)上,安装在实施例9和比较例4中制成的各电感光体,在转印纸上形成半色调图像。此处的半色调图像是指通过黑白的点有层次地表现图像浓淡的图像。目视观察得到的图像,评价图像的品质。
安装了在电荷输送物质13中使用前述通式(2)所示烯胺化合物的实施例9的感光体的复印机所形成的图像是没有缺陷的良好图像。
另一方面,安装了在电荷输送物质13中使用TPD的比较例4的感光体的复印机形成的图像上产生大量的白点。认为这是由于,TPD和电荷输送层16的粘合树脂17中使用的具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂缺少相容性所致,故在电荷输送层内引起凝聚。
根据以上结果,可以看出前述通式(2)所示的烯胺化合物与具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂的相容性优良。
图17A是简化表示本发明的第5实施方式的电子照相感光体201的构成的透视图。图17B是简化表示电子照相感光体201的构成的部分剖面图。电子照相感光体201(以下有时简称为“感光体”)包含导电性材料形成的圆筒状导电性支持体211、设在导电性支持体211的外周面上的感光层214。感光层214在导电性支持体211的外周面上,将含有通过吸收光产生电荷的电荷产生物质212的电荷产生层215、含有具有接受并输送由电荷产生物质212产生的电荷的能力的电荷输送物质213以及粘合电荷输送物质213的粘合树脂217的电荷输送层216按照该顺序层压,形成层压结构。即电子照相感光体201是一种层压型感光体。
电荷输送层216通过用粘合树脂217中粘合电荷输送物质213而形成。在电荷输送物质213中使用如下述通式(2)所示的烯胺化合物。
由于如前述通式(2)所示的烯胺化合物具有高电荷迁移率,通过使感光层214中含有如前述通式(2)所示的烯胺化合物作为电荷输送物质213,可以得到带电电位和电荷保持能力高、高灵敏度、具有充分的光响应性且耐久性优良的电子照相感光体。而且在感光层214中不含有聚硅烷,可以实现高电荷输送能力,因此可以得到不会由于曝光引起特性降低的高可靠性电子照相感光体。
在前述通式(2)所示的烯胺化合物中,作为优选的化合物,可以列举前述通式(3)所示的烯胺化合物。
Figure A20048000379901261
由于在前述通式(2)所示的烯胺化合物中,前述通式(3)所示的烯胺化合物具有特别高的电荷迁移率,因此通过在电荷输送物质213中使用前述通式(3)所示的烯胺化合物,得到显示更高的光响应性的电子照相感光体。此外,在如前述通式(2)所述的烯胺化合物中,前述通式(3)所示的烯胺化合物比较易于合成且收率较高,因此可以廉价地制备。因此,可以以较低的制造成本制造具有前述优良特性的前述本发明的电子照相感光体。
此外,在前述通式(1)所示的烯胺化合物中,作为从特性、成本和生产率等角度出发特别优选的化合物,与上述同样地,可以列举例如,Ar1和Ar2为苯基,Ar3为苯基、甲苯基、对甲氧基苯基、联苯基、萘基或噻吩基,Ar4和Ar5中的至少一方为苯基、对甲苯基、对甲氧基苯基、萘基、噻吩基或噻唑基,R11、R12、R13和R14均为氢原子,n为1的化合物。
前述通式(2)所示的烯胺化合物例如可以单独使用1种选自前述表6~37所示的例示化合物,也可以混合使用2种以上。
前述通式(2)所示的烯胺化合物可以与上述同样地进行制备。
前述通式(2)所示的本发明的烯胺化合物也可以和与上述同样的其他电荷输送物质混合后使用。另外,作为在主链或侧链上具有由这些化合物衍生的基团的聚合物,可以列举例如,聚-N-乙烯基咔唑、聚-1-乙烯基芘和聚-9-乙烯基蒽等。
然而,为了实现特别高的电荷输送能力,电荷输送物质213优选全部是上述通式(2)所示的烯胺化合物。
电荷输送层216中所含的粘合树脂217使用具有特定二醇成分的聚碳酸酯树脂。
聚碳酸酯树脂为具有下述通式(18)所示的结构单元的聚合物,由下述通式(19)所示的二醇化合物合成。其中,二醇化合物是指如下述通式(19)所示,在1分子中具有2个羟基(化学式:-OH)的化合物。
Figure A20048000379901271
HO-R20-OH                              (19)
在前述通式(18)和(19)中,R20表示有机基。
在前述通式(18)所示的结构单元中,-O-R20-O-的部分来自于前述通式(19)所示的二醇化合物,在本说明书中该部分称为二醇成分。
本实施方案使用的聚碳酸酯树脂具有前述的特定的二醇成分,特定的二醇成分是指来自于非对称二醇化合物的非对称二醇成分。
其中,非对称二醇是指,如前述通式(19)所示,以具有2个羟基(-OH)键的有机基(-R20-)作为主链,将主链在向着纸面左右延伸的水平线方向上直线设置,且使2个羟基位于主链的两端,当以上述平面结构式表示时,在纸面上,相对于包含主链的直线为不对称的二醇化合物。
具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂不论溶剂为卤素系有机溶剂或非卤素系有机溶剂,都可以对溶剂显示出高溶解性,因此当如后述通过涂布形成电荷输送层216时,即使用非卤素系有机溶剂配制涂布液,含有具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂的涂布液不会凝胶化,成膜性良好且稳定性优良,配制经过几天后也不会凝胶化。通过使用这种涂布液,可以提高电子照相感光体的生产率。此外具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂由于机械强度优良,可以抑制在感光层表面上产生损伤,减少感光层的膜减量,可以减小由感光层214的磨耗引起的性质变化。此外由于具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树的体积电阻率达到1013Ω·cm以上,绝缘性优良,且击穿电压高,可以得到良好的电特性。
另一方面,在粘合树脂217中使用具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂时,有时光响应性等的性质会降低。然而,在本实施方式中,由于在电荷输送物质213中使用前述通式(2)所示的高电荷迁移率烯胺化合物,即使在低温环境下或在高速电子照相法中使用时前述的性质也不会降低。
因此,通过在感光层214中含有前述通式(2)所示的烯胺化合物和具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂的组合,可以得到带电电位和电荷保持能力高,灵敏度高且具有充分的光响应性,而且耐久性优良,即使在低温环境下或在高速电子照相法中使用时或者曝光时其特性也不会降低,具有高可靠性的同时生产率也良好的电子照相感光体。
作为优选的具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂,可以列举具有来自于下述通式(20)所示的非对称二醇化合物的非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂,即含有下述通式(I)所示非对称二醇成分的结构单元的聚碳酸酯树脂。
Figure A20048000379901291
在前述通式(20)和(I)中,X1表示单键、-CR29R30-、可被取代的亚烷基、-S-、-O-、-SO2-、-SO-、-CO-。
其中,单键是指X1两侧的苯环直接结合。在前述通式(1)中,作为X1为单键的具体例子,可以列举例如后述表43中所示的结构式(22-17)所示的结构单元等。
另外-CR29R30-中,R29和R30分别表示氢原子、卤原子、可被取代的烷基或可被取代的芳基。作为R29和R30的具体例子,除了氢原子以外,可以列举甲基、乙基、丙基、异丙基、异丁基、环己基和环庚基等烷基,苯基和萘基等芳基,以及氟原子、氯原子和溴原子等卤素原子。烷基优选碳原子数1~7的烷基。作为烷基或芳基可以具有的取代基,可以列举甲基、乙基、丙基和异丙基等碳原子数1~7的烷基,苯基和萘基等芳基,苄基和苯乙基等芳烷基,甲氧基、乙氧基和丙氧基等碳原子数1~7的烷氧基,以及氟原子、氯原子和溴原子等卤素原子等。这些取代基可以互相结合形成环结构。
R29和R30可以互相结合形成环结构。作为R29和R30互相结合、与结合R29和R30的碳原子(C)一起形成环结构时的R29和R30具体例子,可以列举亚环己基、亚戊环基、亚芴基和亚茚基等除去2个与单环式或多环式烃的环碳原子结合的氢原子的2价基等。
此外作为X1的亚烷基的具体示例,可以列举1,2-亚乙基和1,3-亚丙基等链状亚烷基、以及1,6-亚环己基等环状亚烷基等。
此外,在前述通式(20)和(I)中,R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27和R28分别表示氢原子、卤原子、可被取代的烷基、可被取代的芳基、或可被取代的芳烷基。作为R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27和R28的具体例子,除了氢原子以外,可以列举甲基、乙基、环己基等烷基,苯基和萘基等芳基,甲氧基、乙氧基和丙氧基等烷氧基,以及氟原子、氯原子和溴原子等卤素原子等。烷基优选碳原子数1~7的烷基。烷氧基优选碳原子数1~7的烷氧基。作为烷基、芳基或烷氧基可以具有的取代基,可以列举甲基、乙基、丙基和异丙基等碳原子数1~7的烷基,苯基和萘基等芳基,苄基和苯乙基等芳烷基,甲氧基、乙氧基和丙氧基等碳原子数1~7的烷氧基,以及氟原子、氯原子和溴原子等卤素原子等。这些取代基可以互相结合形成环结构。
其中,在前述通式(20)和(I)中,当R21和R23、R22和R24、R25和R27、R26和R28分别为相同的基时,X1为-CR29R30-,R29和R30是互相不同的基,或者R29和R30互相结合形成环结构,或X1为亚烷基,具有互相不同的2个以上取代基,或者在不同的取代位置上具有2个以上的取代基。
此外,前述通式(20)和(I)中,X1为-CR29R30-,R29和R30是互相不同的基,且当它们互不结合时,或者X1为亚烷基,亚烷基具有的取代基均为同样的基、且它们存在于同样的取代位置上时,R21和R23为互相不同的基,R22和R24为互相不同的基,R25和R27为互相不同的基,或R26和R28为互相不同的基。
在具有含有前述通式(I)所示的非对称二醇成分的结构单元的聚碳酸酯树脂中,特别优选使用具有来自于下述通式(21)所示的非对称二醇化合物的非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂、即具有含有下述通式(II)所示的非对称二醇成分的结构单元的聚碳酸酯树脂。
Figure A20048000379901311
在前述通式(21)和(II)中,R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29和R30与前述通式(20)和(I)中的定义相同。
其中,在前述通式(21)和(II)中,R29和R30为互不相同的基,或者互相结合形成环结构。
具有含有下述通式(II)所示的非对称二醇成分的结构单元的聚碳酸酯树脂在主链上具有大体积的取代基,且树脂自身的填充密度较高,因此具有特别高的机械强度。因此,通过在粘合树脂217中使用具有含有前述通式(II)所示的非对称二醇成分的结构单元的聚碳酸酯树脂,可以得到耐久性特别优良、在感光层的表面上产生损伤少、感光层214的膜减量小的电子照相感光体。
作为具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂的具体示例,可以列举例如含有以下表40~表43中结构式(22-1)~(22-18)所示的非对称二醇成分的结构单元的聚碳酸酯树脂,但是含有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂并不限于此。
表40
表41
Figure A20048000379901341
表42
Figure A20048000379901351
表43
具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂可以仅有1种例如选自前述表40~43中结构式(22-1)~(22-18)所示的非对称二醇成分的结构单元,也可以含有2种以上。
此外,具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂在非对称二醇成分的基础上,优选进一步具有硅氧烷结构。此处所谓的硅氧烷是指含有硅氧键(Si-O)的结构。
通过在粘合树脂217中使用具有非对称二醇成分和硅氧烷结构的聚碳酸酯树脂,感光层214的表面摩擦系数降低,润滑性提高。因此,附着在感光层表面上的调色剂容易剥离,故改善了将感光层表面上形成的调色剂图像转印到记录介质上时的转印效率和转印后感光层表面的清扫性,可以得到良好的图像。此外,由于引起在感光层表面上产生损伤的调色剂等变得容易剥离,因此感光层表面上的划痕较少。此外,当除去转印后残留在感光层表面上的调色剂时,即使清洁铲滑动,伴随着感光层表面和清洁铲之间的物理接触所产生的摩擦和振动也较小,因此难以产生称为鸣叫声的杂声。
作为具有非对称二醇成分和硅氧烷结构的聚碳酸酯树脂,可以列举例如,具有含有前述非对称二醇成分的结构单元、含有下述通式(23)所示的硅氧烷结构的结构单元的共聚聚碳酸酯树脂。
Figure A20048000379901371
在前述通式(23)中,多个R31分别表示不含脂肪族不饱和键的一价烃基。作为R31表示的一价烃基,可以列举可被取代的烷基和可被取代的芳基等。作为R31表示的烷基的具体例子,可以列举甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基、戊基和己基等碳原子数1~6的烷基等。其中,优选甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基和叔丁基。作为R31表示的芳基的具体例子,可以列举例如,苯基、萘基和联苯基等碳原子数6~12的芳基等。其中优选苯基。
此外,在前述通式(23)中,多个R32分别表示可被取代的烷基、可被取代的烷氧基、可被取代的芳基、卤原子或氢原子,多个u分别表示1~4的整数。作为R32表示的烷基的具体例子,可以列举甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基、戊基和己基等碳原子数1~6的烷基等。其中,优选甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基和叔丁基。作为R32表示的烷氧基的具体例子,可以列举甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、异丁氧基、戊氧基和己氧基等碳原子数1~6的烷氧基等。其中,优选甲氧基、乙氧基、丙氧基和异氧丙基。作为R32表示的芳基的具体例子,可以列举例如,苯基、萘基和联苯基等碳原子数6~12的芳基等。其中优选苯基。作为R32表示的卤原子的具体例子,可以列举氟原子、氯原子、溴原子和碘原子等。其中优选氟原子、氯原子和溴原子。
此外,在前述通式(23)中,多个Y1分别表示可被取代的亚烷基或可被取代的亚烷基氧亚烷基。
此外,在前述通式(23)中,多个Y2分别表示可被取代的亚烷基、可被取代的亚烷基氧化烯基或氧原子。
作为Y1和Y2表示的亚烷基的具体例子,可以列举亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基和亚己基等碳原子数2~6的亚烷基等。其中,优选亚乙基、亚丙基和亚丁基。作为Y1和Y2表示的亚烷基氧亚烷基的具体例子,可以列举亚甲基氧亚丙基、亚甲基氧亚丁基、亚乙基氧亚乙基、亚乙基氧亚丙基、亚乙基氧亚丁基、亚丙基氧亚己基和亚丁基氧亚己基等碳原子数4~10的亚烷基氧亚烷基等。其中优选亚乙基氧亚丙基、亚乙基氧亚丁基。
此外,在前述通式(23)中,p1表示0或1,p2表示1或2,p3表示1或2。其中,p1、p2和p3之和(p1+p2+p3)为3。另外,当p3为2时,多个Y2可相同或不同。
此外,在前述通式(23)中,t1、t2、t3和t4分别表示0以上的整数。其中t1、t2、t3和t4之和(t1+t2+t3+t4)为0~450的整数。t1和t2优选分别为1~20的整数。t3和t4之和(t3+t4)优选为0~100的整数。t1、t2、t3和t4之和(t1+t2+t3+t4)优选为2~100的整数。
此外,在不损害本发明的效果的范围内,含有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂也可以含有非对称二醇成分和硅氧烷结构以外的其它结构。
含有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂的粘均分子量优选在10000以上和70000以下,更优选在30000以上和60000以下。若含有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂的粘均分子量不足10000,则机械强度显著变弱,感光层14的膜减量增大,成为容易产生损伤的感光体。若含有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂的粘均分子量超过70000,则当配制涂布液时,粘度过大,容易产生涂布不均。因此,应使其在10000以上和70000以下。
含有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂可以采用从二醇化合物制备聚碳酸酯时一般使用的方法,例如光气法或酯交换法等的方法进行制备。
在粘合树脂217中,可以单独使用1种含有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂,也可以混合2种以上含有不同非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂而使用。
此外,含有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂也可以和其它树脂混合而用于粘合树脂217中。作为混合于含有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂中使用的其它树脂,可以使用与电荷输送物质213相容性好的树脂。在前述具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂中,可以混合使用例如,选自聚芳酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺、聚酯、环氧树脂、聚氨酯、聚酮、聚乙烯基酮、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、酚醛树脂、苯氧基树脂和聚砜树脂及其共聚树脂中的1种或2种以上的树脂。在前述树脂中,聚苯乙烯、聚芳酯或聚酯等树脂与前述具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂同样地具有1013Ω·cm以上的体积电阻率,绝缘性优良,且成膜性和电位特性也优良,因此优选使用这些树脂。
当和其它树脂混用时,优选含有粘合树脂总量的5重量%以上且95重量%以下的具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂,更优选10重量%以上且90重量%以下。
在电荷输送层216中,电荷输送物质213(A)和粘合树脂217(B)的比例A/B以重量比计优选为10/12~10/30。当使用目前公知的电荷输送物质时,若将前述比例A/B设定为10/12以下,提高粘合树脂217的比例,则有时光响应性降低,因此前述比例A/B为10/12左右。然而,本实施方式的电子照相感光体1如前所述,由于电荷输送物质213含有前述通式(2)所示的电荷迁移率高的烯胺化合物,故即使使前述比例A/B为10/12~10/30,以和使用目前公知的电荷输送物质的情况相比更高的比例加入粘合树脂,也可以维持光响应性。即可以不降低光响应性,而在电荷输送层216中高浓度地含有具有前述非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂的粘合树脂217。因此,可以提高电荷输送层216的耐印刷性,抑制由于感光层214的磨耗引起的性质变化,所以可以提高电子照相感光体的耐久性。此外,如前所述,由于粘合树脂217中所含的具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂不论溶剂为卤素系有机溶剂或非卤素系有机溶剂,都可以对溶剂显示出高溶解性,因此即使以这种高比例加入粘合树脂217时,涂布液也不会凝胶化而保持稳定,可以长期地高效率地生产电子照相感光体。
另外,若前述比例A/B超过10/12,粘合树脂217的比例过低,则即使采用前述机械强度优良的具有前述非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂,与粘合树脂217的比例较高时相比,电荷输送层216的耐刷性降低,感光层214的膜减量增加。若前述比例A/B低于10/30,粘合树脂217的比例过高,当采用后述的浸渍法形成电荷输送层216时,由于涂布液粘度增大,引起涂布速度下降,生产率显著降低。另外,为了抑制涂布液的粘度增大,就要增加涂布液中溶剂的量,产生泛白现象,在形成的电荷输送层16中产生白色混浊。因此,将其设定为10/12~10/30。
在电荷输送层216中,根据需要,也可以添加增塑剂或均化剂等添加剂,以提高其成膜性、挠曲性以及表面平滑性。作为增塑剂,可以列举例如,苯二酸酯等二元酸酯、脂肪酸酯、磷酸酯、氯化石蜡以及环氧型增塑剂等。作为均化剂,可以列举硅氧烷系均化剂等。
在电荷输送层216中,也可以添加无机化合物或有机化合物的微粒子,以增强机械强度和提高电特性。
根据需要,还可向电荷输送层216中添加抗氧化剂和敏化剂等各种添加剂。由此,可以提高电特性。当如后述通过涂布形成电荷输送层216时,还可以提高涂布液的稳定性。还可以有效减轻重复使用时感光体的疲劳老化,提高其耐久性。
抗氧化剂优选使用受阻酚衍生物或受阻胺衍生物。受阻酚衍生物优选在相对于电荷输送物质213为0.1重量%以上且50重量%以下的范围内使用。受阻胺衍生物优选在相对于电荷输送物质213为0.1重量%以上且50重量%以下的范围内使用。受阻酚衍生物和受阻胺衍生物也可混合使用。此时,受阻酚衍生物和受阻胺衍生物的总用量优选在相对于电荷输送物质213为0.1重量%~50重量%范围内。若受阻酚衍生物的用量、受阻胺衍生物的用量、或者受阻酚衍生物和受阻胺衍生物的总用量低于0.1重量%时,则在涂布液的稳定性提高及感光体耐久性的提高方面得不到足够的效果。而若高于50重量%时,则对感光体特性产生不良影响。因此,设定为0.1重量%~50重量%范围内。
电荷输送层216例如可以如下地形成,把含有前述通式(18)所示的烯胺化合物的电荷输送物质213和含有具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂的粘合树脂217,以及根据需要的前述添加剂溶解或分散在适当的溶剂中,制成电荷输送层用涂布液,将得到的涂布液涂布在电荷产生层215的外周面上形成电荷输送层216。
电荷输送层用涂布液的溶剂可以单独地使用例如,选自苯、甲苯,二甲苯及一氯苯等芳香烃,二氯甲烷及二氯乙烷等卤代烃,四氢呋喃、二噁烷及二甲氧基甲基醚等醚类,以及N,N-二甲基甲酰胺等非质子极性溶剂等中的1种,或混合2种以上使用。根据需要,还可以在前述溶剂中添加醇类、乙腈或甲乙酮等其它溶剂。但是在这些溶剂中,考虑到对地球环境的影响,优选使用非卤素系有机溶剂。如前所述,具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂不论溶剂为卤素系有机溶剂或非卤素系有机溶剂,都可以对溶剂显示出高溶解性,因此,即使用非卤素系有机溶剂配制涂布液,涂布液也不会凝胶化,成膜性良好且稳定性优良,配制后经过几天也不会凝胶化。
作为电荷输送层用涂布液的涂布方法,可以列举喷雾法、棒涂法、辊涂法、刮涂法、环涂法或浸渍法等。在这些涂布方法中,可以考虑涂布的物性和生产率等选择最适合的方法。在这些涂布方法中,特别是浸渍法是如下的一种方法,即把基体浸渍在充满涂布液的涂布槽中后,通过以恒定速度或逐渐变化的速度拉起,从而在基体的表面上形成层,由于其在生产率和成本方面优良,因此在制造电子照相感光体时大多采用该法,在形成电荷输送层216时也大多采用该方法。
电荷输送层216的膜厚优选在5μm以上和50μm以下,更优选在10μm以上和40μm以下。当电荷输送层216的膜厚小于5μm时,感光体表面的带电保持能力下降。当电荷输送层216的膜厚大于50μm时,感光体的分辨率下降。因此,将其设定在5μm以上和50μm以下。
如前所述,感光层214具有含有电荷产生物质212的电荷产生层215和含有电荷输送物质213的电荷输送层216的层压结构。由此,通过使电荷产生功能和电荷输送功能分别由不同的层承担,可以分别选择最适于电荷产生功能和电荷输送功能的材料,因此可以得到更高灵敏度、重复使用时稳定性更高的高耐久性电子照相感光体。
电荷产生层215含有电荷产生物质212作为主成分。作为电荷产生物质212的有效物质,可以列举单偶氮系颜料、双偶氮系颜料以及三偶氮系颜料等偶氮系颜料,靛蓝及硫靛蓝等的靛蓝颜料,苝酰亚胺及苝酸酐等的苝系颜料,蒽醌及芘醌等的多环醌颜料,金属酞菁及非金属酞菁等的酞菁系颜料,方芳基鎓色素,吡喃鎓盐类以及硫代吡喃鎓盐类、三苯基甲烷系色素,以及硒和非晶硅等无机材料等。这些电荷产生物质可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
在这些电荷产生物质中,优选使用氧钛酞菁。由于氧钛酞菁是具有高电荷产生效率和电荷注入效率的电荷产生物质,所以在通过吸收光而产生大量电荷的同时,产生的电荷不在其内部积蓄而有效地注入电荷输送物质213中。另外,如前所述,电荷输送物质213使用如前述通式(2)所示的电荷移动率高的有机烯胺化合物。因此,由电荷产生物质212通过吸收光而产生的电荷有效地注入电荷输送物质213中并被顺利地输送。所以,通过在感光层214中含有前述通式(2)所示的有机烯胺化合物和氧钛酞菁,可以得到高灵敏度和高分辨率的电子照相感光体。此外,伴随着最近的图像形成装置的数字化,开始将红外线激光用于曝光光源,氧钛酞菁由于在从红外线激光照射的激光的波长范围内具有最大吸收峰,因此通过将其用于电子照相感光体,对于使用红外线激光作为曝光光源的数字图像形成装置中,可以提供高品质的图像。
电荷产生物质212可以与下述增敏染料组合起来使用,如甲基紫、结晶紫、夜光蓝及维多利亚蓝等为代表的三苯基甲烷系染料,赤藓红、若丹明B、若丹明3R、吖啶橙及フラペオシン等为代表的吖啶染料,亚甲基蓝及亚甲基绿等为代表的噻嗪染料,卡普里蓝和麦尔多拉蓝等为代表的噁嗪染料,花青染料、苯乙烯基染料、吡喃鎓盐染料或硫代吡喃鎓盐染料。
作为电荷产生层215的形成方法,可以列举在导电性支持体211的外周面上真空蒸镀电荷产生物质212的方法,或把电荷产生物质212分散在适当的溶剂中,把得到的电荷产生层用涂布液涂布在导电性支持体211的外周面上的方法。其中,特别优选把作为粘合剂的粘合树脂混入适当的溶剂中,在得到的粘合树脂溶液中采用公知方法使电荷产生物质212分散,配制电荷产生层用涂布液,将得到的涂布液涂布在导电性支持体211的外周面上的方法。下面,对该方法进行说明。
电荷产生层215的粘合树脂可以使用例如,聚酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氨酯树脂,酚醛树脂,醇酸树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、硅氧烷树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚芳酯树脂、苯氧基树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂和聚乙烯醇缩甲醛树脂等树脂,以及包含2个以上构成这些树脂的重复单元的共聚物树脂等,它们可以单独使用1种或者混合至少2种使用。作为共聚物树脂的具体例子,可以列举例如,氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物树脂以及丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂等的绝缘性树脂等。粘合树脂不限于这些,一般使用的树脂均可用作粘合树脂。但是,在这些树脂中,优选使用用于电荷输送层216的粘合树脂217中的具有非对称二醇成分的聚芳酯树脂。具有前述非对称二醇成分的聚芳酯树脂如前所述,不论溶剂为卤素系有机溶剂或非卤素系有机溶剂,都可以对溶剂显示出高溶解性,因此,使用其可以得到不会凝胶化、成膜性良好且稳定性优良、配制后经过几天也不会凝胶化的电荷产生层用涂布液,可以提高感光体的生产率。
电荷产生层用涂布液的溶剂可以使用例如,二氯甲烷及二氯乙烷等的卤代烃,丙酮、甲乙酮以及环己酮等的酮类,醋酸乙酯及醋酸丁酯等的酯类,四氢呋喃及二噁烷等的醚类,1,2-二甲氧基乙烷等的乙二醇的烷基醚类,苯、甲苯及二甲苯等的芳香烃类,或者N,N-二甲基甲酰胺及N,N-二甲基乙酰胺等非质子性极性溶剂等。另外,也可以使用混合了2种以上这些溶剂的混合溶剂。但是在这些溶剂中,考虑到对地球环境的影响,优选使用非卤素系有机溶剂。这时,在电荷产生层215的粘合树脂中,优选使用前述的具有非对称二醇成分的聚芳酯树脂。
电荷产生物质212与粘合树脂的混合比例优选是电荷产生物质212的比例在10重量%~99重量%的范围内。若电荷产生物质212的含量小于10重量%时,灵敏度下降。若电荷产生物质212的含量大于99重量%时,不仅电荷产生层215的膜强度下降,而且电荷产生物质212的分散性下降,产生粗大的粒子,在应该通过曝光而被消除的部分以外的其它部分表面电荷的减少,因此图像缺陷增多,特别是由调色剂粘附到白色背景区域形成微小黑点的所谓黑斑的图像灰雾增多。因此,将该比例设定在10重量%~99重量%的范围内。
在电荷产生物质212分散于粘合树脂溶液中之前,可以预先用粉碎机对电荷产生物质212进行粉碎处理。作为用于粉碎处理的粉碎机,可以采用球磨机,砂磨机、磨碎机、振荡磨机及超声波分散机等。
作为把电荷产生物质212分散在粘合树脂溶液中时所用的分散机,可以采用油漆振摇器、球磨机及砂磨机中的任何一种。此时,可以选择适当的分散操作条件,使得不会由于构成所用容器及分散机的部件磨损等产生的杂质混入而引起污染。
作为电荷产生层用涂布液的涂布方法,可以列举喷雾法、棒涂法、辊涂法、刮涂法或环涂法等。这些涂布方法中,特别是浸渍涂布法由于具有前述的各种优点,在形成电荷产生层215时大多采用这种方法。另外,为了使涂布液的分散性稳定,浸渍法中所用的装置也可以设置以超声波分散器为代表的涂布液分散装置。
电荷产生层215的膜厚优选0.05μm以上和5μm以下,更优选0.1μm以上和1μm以下。若电荷产生层215的膜厚小于0.05μm时,光吸收效率下降,灵敏度降低。若电荷产生层215的膜厚大于5μm时,在电荷产生层内部的电荷移动成为消除感光体表面电荷过程的速率决定步骤,使灵敏度降低。因此,将其规定为0.05μm以上和5μm以下。
作为构成导电性支持体211的导电性材料,例如,可以采用铝、铜、锌和钛等金属材料,以及铝合金和不锈钢等合金的金属材料。另外,导电性支持体211不限于这些金属材料,还可使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙或聚苯乙烯等高分子材料,在硬纸板或玻璃等表面上层压金属箔或蒸镀金属材料,或蒸镀、涂布导电性高分子、氧化锡、氧化铟等导电性化合物层等而形成的材料。导电性支持体211的形状在本实施方式中为圆筒状,但不限于此。除此之外,还可以是圆柱状、片状或环形带状等。
在导电性支持体211的表面上,根据需要,在不影响画质的范围内,还可以进行阳极氧化膜处理、用药品或热水等的表面处理、着色处理或表面粗糙化处理等漫反射处理。在用激光作为曝光光源的电子照相法中,由于激光波长整齐,所以入射的激光和在感光体内反射的光产生干涉,这种干涉产生的干涉条纹出现在图像上,而使图像产生缺陷。通过对导电性支持体211的表面施以上述处理,可以防止由于波长整齐的激光干涉造成的图像缺陷。
在感光层14中,还可以添加1种以上的电子接收物质或色素,以提高灵敏度,抑制重复使用时残留电位的上升和疲劳等。
作为电子接收物质,可以使用例如,琥珀酸酐、马来酸酐、苯二甲酸酐和4-氯萘酸酐等酸酐,四氰基乙烯及对苯二丙二腈等氰基化合物,4-硝基苯甲醛等醛类,蒽醌及1-硝基蒽醌等的蒽醌类,2,4,7-三硝基芴酮及2,4,5,7-四硝基芴酮等的多环或杂环硝基化合物,以及二苯酚合苯醌化合物等的吸电子材料,或这些吸电子材料的高分子化合物等。
作为色素,可以使用例如,咕吨系色素、噻嗪色素、三苯基甲烷色素、醌系颜料或酮酞菁等其它有机交电导性化合物。这些有机交电导性化合物具有光学敏化剂的功能。
在感光层214的表面上可以设置保护层。通过设置保护层,可以提高感光层214的耐印刷性,同时还可以防止在使感光体表面带电时,由电晕放电产生的臭氧和氮氧化物等对感光层214产生化学的不良影响。保护层可以使用例如由树脂、含有无机填料的树脂或无机氧化物等形成的层。
图18是简化表示本发明的第6实施方式的电子照相感光体202的构成的示意剖面图。本实施方式的电子照相装置202和实施方式4的电子照相装置201类似,其对应的部分用相同的符号表示,省略了说明的内容。
电子照相感光体202中需要注意的是,在导电性支持体211和感光层214之间设置有中间层218。
当导电性支持体211和感光层214之间不存在中间层218时,从导电性支持体211向感光层214注入电荷,感光层214的带电性下降,应该由曝光而被消除的部分以外的部分的表面电荷减少,图像产生灰雾等缺陷。特别是当采用反转显影法形成图像时,在因曝光而表面电荷减少的部分上形成调色剂图像,若由于曝光以外的原因造成表面电荷减少时,则调色剂附着在白色背景上,形成细小黑点,发生所谓黑斑的图像灰雾,使画质明显下降。即,当导电性支持体211和感光层214之间不存在中间层218时,由导电性支持体211和感光层214的缺陷引起的微小区域的带电性降低,产生黑斑等图像灰雾,形成显著的图像缺陷。
然而,本实施方式的电子照相感光体202通过如前所述在导电性支持体211和感光层214设置中间层218,可以防止从导电性支持体211向感光层214注入电荷,因此,可以防止感光层214的带电性降低,抑制在应该由曝光而被消除的部分以外的部分的表面电荷减少,可以防止在图像上产生灰雾等缺陷。
另外,通过设置中间层218,覆盖了导电性支持体211表面的缺陷,可以提高感光层214的成膜性。此外,还可以抑制感光层214从导电性支持体211上剥离,提高导电性支持体211和感光层214之间的接合性。
中间层218可以采用由各种树脂材料构成的树脂层或防蚀铝层等。
作为形成树脂层的树脂材料,可以列举聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、氯乙烯树脂、醋酸乙烯酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂、三聚氰胺树脂、硅氧烷树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂以及聚酰胺树脂等树脂,以及含有2种以上构成这些树脂的重复单元的共聚物树脂。此外,也可以使用酪蛋白、明胶、聚乙烯醇或乙基纤维素等。其中,优选使用聚酰胺树脂,特别优选醇溶性尼龙树脂。作为特别优选的醇溶性尼龙树脂,可以列举例如,使6-尼龙、6,6-尼龙、6,10-尼龙、11-尼龙以及2-尼龙等共聚得到的所谓共聚尼龙,以及N-烷氧基甲基改性的尼龙和N-烷氧基乙基改性的尼龙等化学改性的尼龙树脂等。
中间层218也可以含有金属氧化物等粒子,通过含这些粒子,可以调节中间层218的体积电阻值,进一步有效防止从导电性支持体211向感光层214注入电荷,同时还可以保持在各种环境下感光体的电学特性。
作为金属氧化物粒子,可以列举例如,氧化钛、氧化铝、氢氧化铝及氧化锡等的粒子。
使中间层218中含有金属氧化物等的粒子时,树脂与金属氧化物的比率(树脂/金属氧化物)以重量比计优选为90/10~1/99,更优选70/30~5/95。
另外此时,中间层218,例如可以在适当的溶剂中溶解前述树脂,在由此得到的树脂溶液中,分散这些粒子,配制中间层用涂布液,通过把该涂布液涂布在导电性支持体211的外周面上而形成。
树脂溶液的溶剂可以用水或各种有机溶剂或其混合溶剂。特别是优选使用水、甲醇、乙醇或丁醇等单一溶剂,或水和醇类、2种以上的醇类、丙酮或二氧戊环等和醇类、二氯乙烷、氯仿或三氯乙烷等含氯溶剂和醇类的组合等混合溶剂。
作为在树脂溶液中分散上述粒子的方法,可以采用球磨机、砂磨机、磨碎机、振动磨机或超声波分散机等一般的方法。
作为中间层用涂布液的涂布方法,可以列举喷雾法、棒涂法、辊涂法、刮涂法、环涂法以及浸渍法等。特别是如前所述,浸渍法比较简单,且在生产率及成本方面是有利的,因此,在形成中间层218时多采用此法。
中间层218的膜厚优选在0.01μm以上和20μm以下,更优选在0.05μm以上和10μm以下。若中间层218的膜厚小于0.01μm时,其实质上不能用作中间层218,无法覆盖导电性支持体211表面的缺陷,不能得到均匀的表面,不能防止从导电性支持体211向感光层214注入电荷,感光层214的带电性下降。当中间层218的膜厚大于20m时,通过浸渍法形成中间层218时,中间层218难以形成,同时,在中间层218的外周面上不能均匀地形成感光层214,感光体的灵敏度下降,因此不优选。
在上述第5实施方式和第6实施方式的电子照相感光体的各层中,根据需要可以添加抗氧化剂、敏化剂和紫外线吸收剂等各种添加剂。由此,可以提高电特性。当通过涂布形成电荷输送层时,可以提高涂布液的稳定性。还可以有效减轻重复使用时感光体的疲劳老化,提高其耐久性。
作为特别优选的抗氧化剂,可以列举酚系化合物、氢醌系化合物、生育酚系化合物和胺系化合物。这些抗氧化剂优选在相对于电荷输送物质213为0.1重量%~50重量%范围内使用。若抗氧化剂的用量低于0.1重量%时,则在涂布液的稳定性提高及感光体耐久性的提高方面得不到足够的效果。若抗氧化剂的用量高于50重量%时,则对感光体特性产生不良影响。因此,设定在0.1重量%~50重量%范围内。
此外,上述第5实施方式和第6实施方式的电子照相感光体中设置的感光层214是由含有电荷产生物质212的电荷产生层215和含有电荷输送物质213和粘合树脂217的电荷输送层216的层压结构形成的层压型感光层,但是并不限于此,也可以是由含有电荷产生物质212、含有前述通式(2)所示的烯胺化合物的电荷输送物质213以及含有具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂的粘合树脂217的单一层形成的单层型的感光层。
作为本发明的第7实施方式的电子照相装置,下面例示的是具有前述第4实施方式的电子照相感光体201(感光体201)的图像形成装置300。另外,本发明的图像形成装置不限于以下记载的内容。
图19是简化表示图像形成装置300的构成的侧面配置图。
图像形成装置300具有以可以自由转动的方式被图中没有示出的图像形成装置主体支撑的感光体201、和驱动感光体201使其沿着旋转轴线244按照箭头241的方向转动的图中未示出的驱动装置。图中未示出的驱动装置具有例如电机作为动力源,来自于电机的动力通过图中未示出的齿轮传递至构成感光体201的芯体的基体上,以预定的圆周速度旋转驱动感光体201。
在感光体201的周围,沿着箭头241所示的感光体201的旋转方向,从上游侧向下游侧依次设置带电器232、图中未示出的曝光装置、显影器233、转印带电器234和清洁器236。清洁器236与没有图示的除电器共同设置。
带电器232是使感光体201的外周面243带电达到预定电位的带电装置。带电器232可以是例如辊带电方式等接触式的带电装置。
曝光装置具有例如半导体激光等作为光源,通过光源输出的激光束等的光231,照射位于带电器232和显影器233之间的感光体201的外周面243,对带电的感光体201的外周面243进行与图像信息对应的曝光。
显影器233是对通过曝光在感光体201的外周面243上形成的静电潜像使用显影剂进行显影的显影装置,其具有,将调色剂供应到与感光体201相对设置的感光体201的外周面243上的显影辊233a和、以沿着与感光体201的旋转轴线244平行的旋转轴线可以自由旋转的方式支撑显影辊233a同时在其内部空间容纳含有调色剂的显影剂的外壳233b。
转印带电器234是如下的一种转印装置,其在通过图中没有示出的输送装置从箭头242的方向供应到感光体201和转印辊234之间的转印纸251上赋予和调色剂反极性的电荷,在感光体201的外周面243上形成的调色剂图像转印到转印纸251上。
清洁器236是在经过转印带电器234的转印操作后,除去残留在感光体201的外周面243上的调色剂并回收的清洁装置,其具有,将残留在感光体201的外周面243上的调色剂从前述外周面243上剥离的清洁铲236a、容纳通过清洁铲236a剥离的调色剂的回收用外壳236b。
此外,通过感光体201和转印带电器234之间后的转印纸51在输送方向上,设有使转印的图像定影的定影器235。定影器235具有,含有图中未示出的加热装置的加热辊235a、与加热辊235a相对设置的形成向加热辊235a按压的接触部的加压辊235b。
下面,对图像形成装置300的图像形成操作进行说明。首先,沿着箭头241方向旋转驱动感光体201时,通过设在感光体201的旋转方向上位于曝光装置发出的光231的成像点更上游侧的带电器232,使感光体201的外周面243均匀带电达到预定的正或负电位。然后,通过曝光装置对感光体201的外周面243照射光231。光源发出的光231在作为主扫描方向的感光体201的纵方向上反复扫描。使感光体201旋转,通过反复扫描光源发出的光231,在感光体201的外周面243上进行和图像信息对应的曝光。通过该曝光,光231照射的部分的表面电荷被除去,光231照射的部分的表面电位和光231未照射的部分的表面电位之间产生差异,在感光体201的外周面243上形成静电潜像。然后,通过设在感光体201的旋转方向上位于光源发出的光231的成像点更下游侧的显影器233的显影辊233a,将调色剂供应到形成的静电潜像的感光体201的外周面243上,由此使静电潜像显影,在感光体201的外周面243上形成调色剂图像。
此外,和感光体201的曝光同期地,通过输送装置沿着箭头242的方向将转印纸251供给到感光体201与设在感光体201的旋转方向上位于显影器233下游侧的转印辊234之间。
若将转印纸251供应到感光体201和转印带电器234之间,转印带电器234向转印纸251供应和调色剂反极性的电荷。由此,感光体201的外周面243上形成的调色剂图像转印到转印纸251上。
转印了调色剂图像的转印纸251通过输送装置输送至定影器235,当通过定影器235的加热辊235a和加压辊235b的接触部时,被加热和加压。由此,转印纸251上的调色剂图像在转印纸251上定影,形成牢固的图像。这样形成图像的转印纸251通过输送装置被排出至电子照相装置300的外部。
另一方面,通过设在比转印带电器234位于感光体201的旋转方向更下游侧、比带电器232位于旋转方向更上游侧的清洁器236的清洁铲236a,从感光体201的外周面243上剥离在经过转印辊234的转印操作后残留在感光体201的外周面243上的调色剂。由此除去调色剂的感光体201的外周面243上的电荷被除电器除去,感光体201的外周面243上静电潜像消失。然后感光体201进一步旋转,再次从感光体201的带电开始重复一系列的操作。如上所述,连续地形成图像。
图像形成装置300中的感光体201如前所述,由于具有含有非对称二醇的聚芳酯树脂和前述通式(2)所示的烯胺化合物的感光层214,因此其带电电位和电荷保持能力高、高灵敏度且具有充分的光响应性,而且耐久性优良,在低温环境下或用于高速的电子照相法时这些特性不会降低。从而可以得到能够在各种环境下长期提供高品质图像的高可靠性的图像形成装置。另外,由于感光体201不会因曝光而降低其特性,可以防止在维修时等由于感光体曝光而引起画质下降,提高图像形成装置的可靠性。
如上所述,本实施方式的图像形成装置300具有第5实施方式的电子照相感光体201,但是并不限于此,也可以具有第6实施方式的电子照相感光体202。
此外,带电器232为接触式的带电装置,但是并不限于此,也可以是电晕带电方式等非接触式的带电装置。
(实施例10)
把9重量份通过用氧化铝(化学式:Al2O3)和二氧化锆(化学式ZrO2)进行过表面处理的树枝状氧化钛(石原产业株式会社制造:TTO-D-1)和9重量份共聚尼龙树脂(东レ株式会社制造:アミランCM8000)添加至41重量份1,3-二氧戊环和41重量份甲醇的混合溶剂中后,用油漆振摇器分散处理8小时,制备中间层用涂布液。把该中间层用涂布液充满涂布槽,将直径65mm、全长334mm的铝制圆筒状导电性支持体211浸渍在涂布槽中后拉起,由此,在导电性支持体211的外周面上形成膜厚为1.0μm的中间层218。
然后,把2重量份作为电荷产生物质212的氧钛酞菁(该氧钛酞菁的晶体结构是:在Cu-Kα特性X射线(波长:1.54)的X射线衍射光谱图中,至少在布拉格角(2θ±0.2°)27.2°显示明确的衍射峰)和1重量份聚乙烯醇缩丁醛树脂(积水化学工业株式会杜制造:エスレックBM-S)和97重量份甲乙酮加以混合,用油漆振摇器加以分散处理,制成电荷产生层用涂布液。该电荷产生层用涂布液通过与之前形成的中间层218同样的浸渍涂布法,在中间层218上进行涂布,在中间层218的外周面上形成膜厚为0.4μm的电荷产生层215。
然后,把10重量份作为电荷输送物质213的表6所示的化合物No.1的烯胺化合物和20重量份作为粘合树脂217的具有含有表40中结构式(22-3)所示的非对称二醇成分的结构单元的聚碳酸酯树脂(粘均分子量40000)、1重量份2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和0.01重量份二甲基聚硅氧烷(信越化学工业株式会社制造:KF-96)溶解在80重量份四氢呋喃中,制成电荷输送层用涂布液。该电荷输送层用涂布液通过与之前形成中间层218同样的浸渍涂布法,在之前形成的电荷产生层215上进行涂布后,在130℃下干燥1小时,形成膜厚为30μm的电荷输送层216。
按上述方法,制作满足本发明要点的图18所示构成的电子照相感光体。
(实施例11~14)
除了将作为电荷输送层216中的粘合树脂217的具有含有结构式(22-3)所示的非对称二醇成分的结构单元的聚碳酸酯树脂的量变为12重量份、18重量份、30重量份和40重量份以外,其余和实施例10同样地,制作满足本发明要件的4种电子照相感光体。其中,调整各电荷输送层用涂布液中的四氢呋喃的量,使得电荷输送层用涂布液的固态成分浓度达到20重量%。
此外,具有含有结构式(22-3)所示的非对称二醇成分的结构单元的聚碳酸酯树脂为40重量份的实施例14中,电荷输送层用涂布液的粘度非常高。
(实施例15~19)
除了在电荷输送物质13中,用表14所示的例示化合物No.61的烯胺化合物代替例示化合物No.1,用10重量份、12重量份、18重量份、30重量份、40重量份具有含有表40中结构式(22-5)所示的非对称二醇成分的结构单元的聚碳酸酯树脂(粘均分子量40000)代替具有含有结构式(22-3)所示的非对称二醇成分的结构单元的聚碳酸酯树脂以外,其余和实施例10同样地,制作满足本发明要件的5种电子照相感光体。其中,调整各电荷输送层用涂布液中的四氢呋喃的量,使得电荷输送层用涂布液的固态成分浓度达到20重量%。
此外,具有含有结构式(22-5)所示的非对称二醇成分的结构单元的聚碳酸酯树脂为40重量份的实施例19中,电荷输送层用涂布液的粘度非常高。
(实施例20)
除了在电荷输送层216中的粘合树脂217中,用18重量份具有含有结构式(22-3)所示的非对称二醇成分的结构单元和具有含有下述结构式(22-4)所示的硅氧烷结构的结构单元的共聚碳酸酯树脂(粘均分子量40000),代替具有含有结构式(22-3)所示的非对称二醇成分的结构单元的聚碳酸酯树脂以外,其余和实施例10同样地,制作满足本发明要件的电子照相感光体。其中,调整各电荷输送层用涂布液中的四氢呋喃的量,使得电荷输送层用涂布液的固态成分浓度达到20重量%。
(比较例5~9)
除了在电荷输送层216中的粘合树脂217中,用10重量份、12重量份、18重量份、30重量份、40重量份具有含有来自于如下述结构式(A-1)所示的双酚A的二醇成分的结构单元的双酚A型聚碳酸酯树脂(粘均分子量40000),代替具有含有结构式(22-3)所示的非对称二醇成分的结构单元的聚碳酸酯树脂以外,其余和实施例10同样地,制作不满足本发明要件的5种电子照相感光体。
但是,双酚A型聚碳酸酯树脂的量为30重量份的比较例8和40重量份的比较例9中,在配制电荷输送层用涂布液时,双酚A型聚碳酸酯树脂的一部分不溶解,电荷输送层用涂布液凝胶化,不能制作感光体。
此外,双酚A型聚碳酸酯树脂的量为10重量份的比较例5、12重量份的比较例6和18重量份的比较例7中,虽然可以制作感光体,但是使用的电荷输送层用涂布液在配制几天后凝胶化。
Figure A20048000379901571
(比较例10)
除了在电荷输送物质213中,用下述结构式(25)所示的比较化合物A代替例示化合物No.1,将作为电荷输送层216中的粘合树脂217的、具有含有结构式(22-3)所示的非对称二醇成分的结构单元的聚碳酸酯树脂的量变为18重量份以外,其余和实施例10同样地,制作不满足本发明要件的电子照相感光体。其中,调整各电荷输送层用涂布液中的四氢呋喃的量,使得电荷输送层用涂布液的固态成分浓度达到20重量%。
Figure A20048000379901581
(比较例11)
除了在电荷输送物质213中,用下述结构式(26)所示的比较化合物B代替例示化合物No.1,将作为电荷输送层216中的粘合树脂217的、具有含有结构式(22-3)所示的非对称二醇成分的结构单元的聚碳酸酯树脂的量变为18重量份以外,其余和实施例10同样地,制作不满足本发明要件的电子照相感光体。其中,调整各电荷输送层用涂布液中的四氢呋喃的量,使得电荷输送层用涂布液的固态成分浓度达到20重量%。
Figure A20048000379901582
(比较例13)
除了在电荷输送物质213中,用下述结构式(27)所示的烯胺化合物(以下称为“比较化合物C”)代替例示化合物No.1,将作为电荷输送层216中的粘合树脂217的、具有含有结构式(22-3)所示的非对称二醇成分的结构单元的聚碳酸酯树脂的量变为18重量份以外,其余和实施例10同样地,制作不满足本发明要件的电子照相感光体。其中,调整各电荷输送层用涂布液中的四氢呋喃的量,使得电荷输送层用涂布液的固态成分浓度达到20重量%。
[评价1]
对以上实施例10~20和比较例5~7、10~12中制作的各电子照相感光体,评价其耐印刷性和电特性的稳定性。评价如下进行。
(耐印刷性)
将实施例10~20和比较例5~7、10~12中制作的各电子照相感光体分别安装在复印速度为每分钟50页日本工业标准(JIS)A4纸的数字复印机(夏普株式会杜:AR-S507)上,进行300000张的图像形成后,测定感光层膜厚d1,求出该值与制作时感光层膜厚d0之差,作为膜减量Δd(=d0-d1),作为耐印刷性的评价指标。当膜减量Δd在10μm以下时评价为优良(◎),当膜减量Δd超过10μm而在16μm以下时评价为良(○),当膜减量Δd超过16μm而在20μm以下时评价为可(△),当膜减量Δd在超过20μm时评价为不良(×)。另外,安装了比较例5的感光体的复印机中,感光层的膜减量过大,评价为不良(×)。
(电学特性的稳定性)
在复印机内设置可以测定图像形成过程中感光体的表面电位的表面电位计(トレック公司制造:mode1347),将实施例10~20和比较例5~7、10~12中制作的各电子照相感光体分别安装到复印机上,在温度22℃/相对湿度65%(22℃/65%RH)的常温/常湿环境下(以下称为“N/N环境下”),对感光体施加负(-)6kV的电位使其带电,测定刚带电后的感光体的表面电位,作为带电电位V0(V)。然后用激光对带电的感光体表面进行曝光。测定刚曝光后的表面电位,作为曝光后电位VL(V)。
此外,在温度5℃/相对湿度20%(5℃/20%RH)的低温/低湿环境下(以下称为“L/L环境下”),与N/N环境下同样地,测定刚通过激光曝光后的感光体的表面电位曝光后电位VL(V)。
将N/N环境下测定的曝光后电位VL记作VL(1),L/L环境下测定的曝光后电位VL记作VL(2),求出这时VL(1)的绝对值和VL(2)的绝对值之差,作为电位变化ΔVL(|VL(2)|-|VL(1)|),以此作为电特性的稳定性的评价指标。电位变化ΔVL的值越大,表示与N/N环境下的曝光后电位VL(1)和基准电位的电位差相比,L/L环境下的曝光后电位VL(2)和基准电位的电位差越大,即与N/N环境下相比,在L/L环境下显示出光响应性降低。因此,电位变化ΔVL的值低于110V时评价为良(○),电位变化ΔVL的值在110V以上且低于130V时评价为可(△),电位变化ΔVL的值在130V以上时评价为不良(×)。
[评价2]
评价在实施例10~20和比较例5~12中分别使用的电荷输送层用涂布液的状态,以此作为电荷输送层用涂布液的时效稳定性的评价指标。将电荷输送层用涂布液具有适于浸渍涂布的粘度、且配制后经过几天也不会凝胶化的情况评价为良(○),将电荷输送层用涂布液虽然具有高粘度但是不会凝胶化的情况评价为可(△),家电荷输送层用涂布液凝胶化的情况评价为不良(×)。
其评价结果如表44所示。另外,在表44中,对于在粘合树脂217中使用的聚碳酸酯树脂,示出了表示其所具有的结构式的编号。
表44
感光体 电荷输送层 电特性的稳定性   备注
电荷输送物质(A) 粘合树脂(B)   A/B   膜减量Δd(μm) 评价   N/N-电特性   L/L-电位变化ΔVL(V) 评价 涂布液的状态 评价
  Vo(V)   VL(V)
  实施例10   例示化合物1   结构式(22-3)   10/10   20   △   -628   -20   70   ○   ○
  实施例11   例示化合物1   结构式(22-3)   10/12   16   ○   -624   -23   80   ○   ○
  实施例12   例示化合物1   结构式(22-3)   10/18   14   ○   -629   -30   90   ○   ○
  实施例13   例示化合物1   结构式(22-3)   10/30   10   ◎   -618   40   100   ○   ○
  实施例14   例示化合物1   结构式(22-3)   10/40   8   ◎   -624   -50   120   △   粘度高   △
  实施例15   例示化合物61   结构式(22-5)   10/10   18   △   -624   -15   60   ○   ○
  实施例16   例示化合物61   结构式(22-5)   10/12   14   ○   -626   -17   68   ○   ○
  实施例17   例示化合物61   结构式(22-5)   10/18   12   ○   -619   -23   79   ○   ○
  实施例18   例示化合物61   结构式(22-5)   10/30   9   ◎   -624   -28   90   ○   ○
  实施例19   例示化合物61   结构式(22-5)   10/40   6   ◎   -617   -35   113   △   粘度高   △
实施例20 例示化合物1   结构式(22-3)+结构式(24) 10/18 13 -618 -25 88
  比较例5   例示化合物1   结构式(A)   10/10   -   ×   -621   -21   75   ○   几天后凝胶化   ×
  比较例6   例示化合物1   结构式(A)   10/12   20   △   -629   -25   88   ○   几天后凝胶化   ×
  比较例7   例示化合物1   结构式(A)   10/18   17   △   -625   -33   97   ○   几天后凝胶化   ×
  比较例8   例示化合物1   结构式(A)   10/30   -   -   -   -   -   -   部分不溶解凝胶化   ×   不能制作感光体
  比较例9   例示化合物1   结构式(A)   10/40   -   -   -   -   -   -   部分不溶解凝胶化   ×   不能制作感光体
  比较例10   比较化合物A   结构式(22-3)   10/18   14   ○   -620   -80   140   ×   ○
  比较例11   比较化合物B   结构式(22-3)   10/18   15   ○   -619   -100   150   ×   ○
  比较例12   比较化合物C   结构式(22-3)   10/18   14   ○   -623   -95   138   ×   ○
通过实施例10~20和比较例5~9的比较可以看出,在溶剂中使用非卤素系有机溶剂四氢呋喃时,在电荷输送层216的粘合树脂217中使用双酚A型聚碳酸酯树脂的比较例5~9中,电荷输送层用涂布液凝胶化,在使用具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂的实施例10~20中,电荷输送层用涂布液没有凝胶化,保持稳定。
此外,通过实施例11、16和比较例6的比较可以看出,以及实施例12、17和比较例7的比较,与使用双酚A型聚碳酸酯树脂的比较例6、7的感光体相比,在电荷输送层216的粘合树脂217中使用具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂的实施例11、12、16、17的感光体的感光层的膜减量Δd少,耐印刷性优良。
此外,通过实施例12、17、20和比较例10~12的比较,在电荷输送物质213中使用前述通式(2)所示的烯胺化合物的实施例12、17、20的感光体与使用比较化合物A的比较例10的感光体、使用比较化合物B的比较例11的感光体和使用比较化合物C的比较例12的感光体不同,即使使电荷输送层216中电荷输送物质213(A)和粘合树脂217(B)的比例A/B以重量比计为10/18,以高比例加入粘合树脂217时,N/N环境下的曝光后电位VL和基准电位的电位差小,光响应性优良。还可以看出,电位变化ΔVL的值小,即使在L/L环境下也具有充分的光响应性。
此外,通过实施例10和实施例11~14的比较以及实施例15和实施例16~19的比较可以看出,前述比例A/B为10/10,超过10/12的粘合树脂的比例低的实施例10、15的感光体和前述比例A/B在10/12以下的实施例11~14和实施例16~19的感光体相比,膜减量Δd大,耐印刷性较差。
此外,通过实施例10~13和实施例14的比较以及实施例15~18和实施例19的比较可以看出,前述比例A/B为10/40,低于10/30的粘合树脂的比例高的实施例14、19的感光体与前述比例A/B在10/30以上的实施例10~13和实施例15~18的感光体相比,膜减量Δd小,耐印刷性非常好,但是电位变化ΔVL的值大,在L/L环境下光响应性较差。此外,实施例14、19中,电荷输送层用涂布液的粘度非常高,因而生产率低,形成的电荷输送层216的均匀性变差,安装了这些感光体的复印机所形成的图像上产生较多由于局部膜厚不均而引起的图像缺陷。
此外,通过实施例20和实施例12的比较,在电荷输送层216的粘合树脂217中,使用具有非对称二醇成分和硅氧烷结构的聚碳酸酯树脂的实施例20的感光体与不含硅氧烷结构的聚碳酸酯树脂的实施例12的感光体相比,其膜减量Δd少,耐印刷性优良。此外,实施例20的感光体的表面在形成300000张图像后损伤少,安装了实施例20的感光体的复印机所形成的图像上没有出现由于清扫不良而引起的图像缺陷。
如上所述,通过在感光层中含有前述通式(2)所示的烯胺化合物和具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂的组合,可以得到带电电位和电荷保持能力高,灵敏度高且具有充分的光响应性,而且耐久性优良,即使在低温环境下使用时,其特性也不会降低,具有高可靠性的同时生产率也良好的电子照相感光体。此外,光响应性也不会降低,使电荷输送物质(A)和粘合树脂(B)的比例A/B以重量比计为10/12~10/30,可以提高感光层的耐印刷性。
图20是简化表示本发明的第8实施方式的图像形成装置301的构成的侧面配置图。图21是简化表示图20所示的图像形成装置301中的电子照相感光体310的构成的图。首先参照图21对作为本发明的图像形成装置301的特征性部件的电子照相感光体310(以下有时简称为“感光体”)进行说明。
图21A是简化表示感光体310的构成的透视图。图21B是简化表示感光体310的构成的部分剖面图。电子照相感光体310包含由导电性材料形成的圆筒状导电性支持体311、设在导电性支持体311的外周面上的感光层314。感光层314在导电性支持体311的外周面上,将含有通过吸收光产生电荷的电荷产生物质312的电荷产生层315、含有具有接受并输送由电荷产生物质312产生的电荷的能力的电荷输送物质313以及用于粘合电荷输送物质313的粘合树脂317的电荷输送层316按照该顺序层压,形成层压结构。即电子照相感光体310是一种层压型感光体。
感光层314含有前述通式(2)所示的烯胺化合物作为电荷输送物质313。
由于感光层314中所含的作为电荷输送物质313的前述通式(2)所示的烯胺化合物具有高电荷迁移率,因此可以得到带电性、灵敏度和响应性高,即使重复使用时这些电特性也不会降低的感光体310。
此外由于前述通式(2)所示的烯胺化合物与粘合树脂217的相容性以及对溶剂的溶解性优良,其可以均匀地分散于粘合树脂317中而不凝聚,而且当如后述通过涂布形成电荷输送层316时,可以均匀地溶解于涂布液中而不凝聚。因此感光体310具有几乎没有电荷输送物质313凝聚的部分等缺陷,具有均匀的感光层316。
即,如前所述,通过将前述通式(2)所示的烯胺化合物用作电荷输送物质313,可以得到带电性、灵敏度和响应性高,即使重复使用时这些电特性也不会降低、且电荷输送层316几乎没有缺陷的感光体310。此外,通过涂布形成电荷输送层316时,还可以提高涂布液的稳定性,提高感光体310的生产效率。
在前述通式(2)所示的烯胺化合物中,特别优选使用前述通式(3)所示的烯胺化合物,作为电荷输送物质313。
Figure A20048000379901661
由于在前述通式(2)所示的烯胺化合物中,前述通式(3)所示的烯胺化合物具有特别高的电荷迁移率,因此通过在电荷输送物质313中含有前述通式(3)所示的烯胺化合物,可以得到具有更高灵敏度和响应性的感光体310。因此,可以得到即使在高速形成图像时,也可以提供高品质图像的高可靠性图像形成装置301。
此外,在如前述通式(2)所述的烯胺化合物中,前述通式(3)所示的烯胺化合物比较易于合成且收率较高,因此可以廉价地制备,因此,可以以较低的制造成本制造具有前述优良特性的感光体310。因而可以降低图像形成装置301的制造成本。
此外,在前述通式(2)所示的烯胺化合物中,作为从特性、成本和生产率等角度出发特别优选的化合物,与上述同样地,可以列举例如,Ar1和Ar2为苯基,Ar3为苯基、甲苯基、对甲氧基苯基、联苯基、萘基或噻吩基,Ar4和Ar5中的至少一方为苯基、对甲苯基、对甲氧基苯基、萘基、噻吩基或噻唑基,R11、R12、R13和R14均为氢原子,n为1的化合物。
前述通式(2)所示的烯胺化合物可以与上述同样地进行制备。
前述通式(2)所示的本发明的烯胺化合物也可以和选自例如前述表6~表37中所示的例示化合物中的单独1种或2种以上混合后使用。
另外,前述通式(2)所示的烯胺化合物也可以与上述同样地和其他电荷输送物质混合后用于电荷输送物质313。另外,在主链或侧链上具有由这些化合物衍生的基团的聚合物,可以列举例如,聚(N-乙烯基咔唑)、聚(1-乙烯基芘)和聚(9-乙烯基蒽)等。
当如上所述混合使用前述通式(2)所示的烯胺化合物和其他电荷输送物质时,若其他电荷输送物质的比例过多,则引起电荷输送物质313的凝聚,在电荷输送物质316上产生大量的缺陷,因此优选使用含有前述通式(2)所示的烯胺化合物作为主要成分的混合物作为电荷输送物质313。
电荷输送层316通过用粘合树脂317粘合含有前述通式(2)所示的烯胺化合物的电荷输送物质313而形成。作为用作粘合树脂317的树脂的具体示例,可以列举例如,聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂等乙烯基聚合物树脂以及含有2种以上构成这些聚合物的重复单元的共聚物树脂、聚芳酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚酯碳酸酯树脂、聚砜树脂、苯氧基树脂、环氧树脂、硅氧烷树脂、聚酰胺树脂、聚醚树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酰胺树脂和酚醛树脂等。此外,也可以使用这些树脂部分交联的热固性树脂。这些树脂可以单独使用1种,也可以混合2种以上使用。
在电荷输送层316中,作为电荷输送物质313含有的前述通式(2)所示的烯胺化合物的重量A和粘合树脂317的重量B的比例A/B优选为10/12~10/30。通过使前述比例A/B为10/12~10/30,在电荷输送层316中以较高的比例含有粘合树脂317,可以实现强韧的感光层314、得到耐久性优良的感光体310。
另一方面,若前述比例A/B在10/12以下,提高粘合树脂317的比例,结果作为电荷输送物质313含有的前述通式(2)所示的烯胺化合物的比例降低。当使用目前公知的电荷输送物质作为电荷输送物质313时,若同样地使电荷输送物质313和粘合树脂317的重量比(电荷输送物质313/粘合树脂317)在10/12以下,则灵敏度和响应性不足,产生图像缺陷。但是,由于前述通式(2)所示的烯胺化合物具有高电荷迁移率,即使前述比例A/B在10/12以下,降低前述通式(2)所示的烯胺化合物的比例,感光体310也具有足够高的灵敏度和响应性,可以提供高品质的图像。
因此,通过使前述比例A/B为10/12~10/30,可以实现灵敏度和响应性高、且耐久性优良的感光体310,可以得到能够更长期提供高品质图像的图像形成装置301。
另外,若前述比例A/B超过10/12,粘合树脂317的比例过低,则感光层314的磨耗量增加,带电能力降低。因此,使前述比例A/B的上限为10/12以下。此外,若前述比例A/B低于10/30,粘合树脂317的比例过高时,则感光体310的灵敏度降低。另外,当如后述通过浸渍涂布法形成电荷输送层316时,由于涂布液粘度增大,涂布速度下降,生产率显著变差。另外,为了抑制涂布液的粘度增大,就要增加涂布液中溶剂的量,产生泛白现象,在形成的电荷输送层316中产生白色混浊。因此,将前述比例A/B的下限为10/30以上。
在电荷输送层316中,根据需要,也可以添加增塑剂或均化剂等添加剂,以提高其成膜性、挠曲性以及表面平滑性。增塑剂可以列举例如,苯二酸酯等二元酸酯、脂肪酸酯、磷酸酯、氯化石蜡以及环氧型增塑剂等。作为均化剂,可以列举硅氧烷系均化剂等。
在电荷输送层316中,也可以添加无机化合物或有机化合物的微粒子,以增强机械强度和提高电特性。
根据需要还可向电荷输送层316中添加抗氧化剂和敏化剂等各种添加剂。由此,可以提高电特性。当如后述通过涂布形成电荷输送层316时,还可以提高涂布液的稳定性。还可以有效减轻重复使用时感光体的疲劳老化,提高其耐久性。
作为抗氧化剂,优选使用受阻酚衍生物或受阻胺衍生物。受阻酚衍生物优选在相对于电荷输送物质313为0.1重量%以上且50重量%以下的范围内使用。受阻胺衍生物优选在相对于电荷输送物质313为0.1重量%以上且50重量%以下的范围内使用。受阻酚衍生物和受阻胺衍生物也可混合使用。此时,受阻酚衍生物和受阻胺衍生物的总用量优选在相对于电荷输送物质313为0.1重量%~50重量%范围内。若受阻酚衍生物的用量、受阻胺衍生物的用量、或者受阻酚衍生物和受阻胺衍生物的总用量低于0.1重量%时,则在涂布液的稳定性提高及感光体耐久性的提高方面得不到足够的效果。而若高于50重量%时,则对感光体特性产生不良影响。因此,设定在0.1重量%~50重量%范围内。
电荷输送层316例如可以如下地形成,把含有前述通式(2)所示的烯胺化合物的电荷输送物质313和粘合树脂317,以及根据需要的前述添加剂溶解或分散在适当的溶剂中,制成电荷输送层用涂布液,将得到的涂布液涂布在电荷产生层315的外周面上形成电荷输送层316。
作为电荷输送层用涂布液的溶剂,可以单独地使用选自苯、甲苯,二甲苯及一氯苯等芳香烃,二氯甲烷及二氯乙烷等卤代烃,THF、二噁烷及二甲氧基甲基醚等醚类,以及N,N-二甲基甲酰胺等非质子极性溶剂等中的1种,或混合2种以上使用。根据需要,还可以在前述溶剂中添加醇类、乙腈或甲乙酮等其它溶剂。
作为电荷输送层用涂布液的涂布方法,可以列举喷雾法、棒涂法、辊涂法、刮涂法、环涂法及浸渍法等。可以考虑涂布的物性和生产率等因素,选择最适合的方法。在这些涂布方法中,特别是浸渍法是如下的一种方法,即把基体浸渍在充满涂布液的涂布槽中后,通过以恒定速度或逐渐变化的速度拉起,从而在基体的表面上形成层,由于其比较简单,且在生产率和成本方面优良,因此在制造电子照相感光体时大多采用该法,在形成电荷输送层316时也大多采用该法。
电荷输送层316的膜厚优选在5μm以上和50μm以下,更优选在10μm以上和40μm以下。当电荷输送层316的膜厚小于5μm时,感光体表面的带电保持能力下降。当电荷输送层316的膜厚大于50μm时,感光体的分辨率下降。因此,将其设定在5μm以上和50μm以下。
电荷产生层315含有电荷产生物质312作为主成分。作为电荷产生物质312的有效物质,可以列举单偶氮系颜料、双偶氮系颜料以及三偶氮系颜料等偶氮系颜料,靛蓝及硫靛蓝等的靛蓝颜料,苝酰亚胺及苝酸酐等的苝系颜料,蒽醌及芘醌等的多环醌颜料,金属酞菁及非金属酞菁等的酞菁系颜料,方芳基鎓色素,吡喃鎓盐类以及硫代吡喃鎓盐类、三苯基甲烷系色素,以及硒和非晶硅等无机材料等。这些电荷产生物质可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
在这些电荷产生物质中,优选使用氧钛酞菁。由于氧钛酞菁是具有高电荷产生效率和电荷注入效率的电荷产生物质,所以在通过吸收光而产生大量电荷的同时,产生的电荷不在其内部积蓄而有效地注入电荷输送物质313中。另外,如前所述,电荷输送物质313使用如前述通式(2)所示的电荷移动率高的有机烯胺化合物。因此,由电荷产生物质312氧钛酞菁通过吸收光而产生的电荷有效地注入作为电荷输送物质313的前述通式(2)所示的烯胺化合物中并被顺利地输送到感光层314表面。因此,通过在电荷产生物质312中使用氧钛酞菁,可以得到高灵敏度和高分辨率的感光体310。
电荷产生物质312可以与下述增敏染料组合起来使用,如甲基紫、结晶紫、夜光蓝及维多利亚蓝等为代表的三苯基甲烷系染料,赤藓红、若丹明B、若丹明3R、吖啶橙及フラペオシン等为代表的吖啶染料,亚甲基蓝及亚甲基绿等为代表的噻嗪染料,卡普里蓝和麦尔多拉蓝等为代表的噁嗪染料,花青染料、苯乙烯基染料、吡喃鎓盐染料或硫代吡喃鎓盐染料。
作为电荷产生层315的形成方法,可以列举在导电性支持体311的外周面上真空蒸镀电荷产生物质312的方法,或把电荷产生物质312分散在适当的溶剂中,把得到的电荷产生层用涂布液涂布在导电性支持体311的外周面上的方法。其中,特别优选把作为粘合剂的粘合树脂混入适当的溶剂中,在得到的粘合树脂溶液中采用公知方法使电荷产生物质312分散,配制电荷产生层用涂布液,将得到的涂布液涂布在导电性支持体311的外周面上的方法。下面,对该方法进行说明。
作为电荷产生层315的粘合树脂,可以使用例如,聚酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氨酯树脂,酚醛树脂,醇酸树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、硅氧烷树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚芳酯树脂、苯氧基树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂和聚乙烯醇缩甲醛树脂等树脂,以及包含2个以上构成这些树脂的重复单元的共聚物树脂等,它们可以单独使用1种或者混合至少2种使用。作为共聚物树脂的具体例子,可以列举例如,氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物树脂以及丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂等的绝缘性树脂等。粘合树脂不限于这些,一般使用的树脂均可用作粘合树脂。这些树脂可以单独使用1种,也可以混合2种以上使用。
作为电荷产生层用涂布液的溶剂,可以使用例如,二氯甲烷及二氯乙烷等的卤代烃,丙酮、甲乙酮以及环己酮等的酮类,醋酸乙酯及醋酸丁酯等的酯类,四氢呋喃(THF)及二噁烷等的醚类,1,2-二甲氧基乙烷等的乙二醇的烷基醚类,苯、甲苯及二甲苯等的芳香烃类,以及N,N-二甲基甲酰胺及N,N-二甲基乙酰胺等非质子性极性溶剂等。这些溶剂可以单独使用1种,也可以使用混合了2种以上这些溶剂的混合溶剂。
电荷产生物质312与粘合树脂的混合比例优选是电荷产生物质312的比例在10重量%~99重量%的范围内。若电荷产生物质312的比例小于10重量%时,感光体310的灵敏度下降。若电荷产生物质312的比例大于99重量%时,不仅电荷产生层315的膜强度下降,而且电荷产生物质312的分散性下降,产生粗大的粒子,在应该通过曝光而被消除的部分以外的其它部分表面电荷的减少,因此图像缺陷增多,特别是由调色剂粘附到白色背景区域形成微小黑点的所谓黑斑的图像灰雾增多。因此,将该比例规定在10重量%~99重量%的范围内。
在电荷产生物质312分散于粘合树脂溶液中之前,可以预先用粉碎机对电荷产生物质312进行粉碎处理。作为用于粉碎处理的粉碎机,可以采用球磨机,砂磨机、磨碎机、振荡磨机及超声波分散机等。
作为把电荷产生物质312分散在粘合树脂溶液中时所用的分散机,可以例如油漆振摇器、球磨机及砂磨机等。此时,可以选择适当的分散操作条件,使得不会由于构成所用容器及分散机的部件磨损等产生的杂质混入而引起污染。
作为电荷产生层用涂布液的涂布方法,可以列举喷雾法、棒涂法、辊涂法、刮涂法或环涂法等。这些涂布方法中,特别是浸渍涂布法由于具有前述的各种优点,在形成电荷产生层315时大多采用这种方法。另外,为了使涂布液的分散性稳定,浸渍法中所用的装置也可以设置以超声波分散器为代表的涂布液分散装置。
电荷产生层315的膜厚优选0.05μm以上和5μm以下,更优选0.1μm以上和1μm以下。若电荷产生层315的膜厚小于0.05μm时,光吸收效率下降,感光层310的灵敏度降低。若电荷产生层315的膜厚大于5μm时,在电荷产生层内部的电荷移动成为消除感光体表面电荷过程的速率决定步骤,感光层310的灵敏度降低。因此,将其设定为0.05μm以上和5μm以下。
感光层314具有如上形成的电荷产生层315和电荷输送层316的层压结构。另外,在本实施方式中,感光层314是通过按照电荷产生层315和电荷输送层316的顺序在导电性支持体311层压而形成的,但是并不限于此,也可以按照电荷输送层316和电荷产生层315的顺序在导电性支持体311层压而形成。但是,从耐久性的角度出发,感光层314优选通过按照电荷产生层315和电荷输送层316的顺序在导电性支持体311层压而形成。
此外,作为感光层314,不限于由电荷产生层315和电荷输送层316的层压结构所形成的层压型感光层,也可以是在单独的一层中含有前述通式(2)所示的烯胺化合物的电荷输送物质313、电荷产生物质312和粘合树脂317而形成的单层型感光层。但是,优选设置由电荷产生层315和电荷输送层316的层压结构所形成的层压型感光层。由此,通过使电荷产生功能和电荷输送功能分别由不同的层承担,可以分别选择最适于电荷产生功能和电荷输送功能的材料,与设置单层型的感光层的情况相比,可以得到更高灵敏度、重复使用时稳定性更高的高耐久性感光体310。
另外,在设置作为单层型的感光层的感光层314时,感光层可以通过与电荷输送层316同样的方法形成。例如,将前述电荷产生物质312、含有前述通式(2)所示的烯胺化合物的电荷输送物质313和粘合树脂317以及根据需要的前述添加剂溶解或分散到与前述电荷输送层用涂布液同样的适当的溶剂中,制备感光层用涂布液,采用浸渍涂布法等,把该感光层用涂布液涂布在导电性支持体311的外周面上。
此外单层型感光层中前述通式(2)所示的烯胺化合物的重量A’和粘合树脂317的重量B’的比例A’/B’与前述电荷输送层316中前述通式(2)所示的烯胺化合物的重量A和粘合树脂317的重量B的比例A/B同样,优选为10/12~10/30。
在感光层314的各层中,还可以添加1种以上的电子接收物质或色素,以提高灵敏度,抑制重复使用时残留电位的上升和疲劳等。
作为电子接收物质,可以使用例如,琥珀酸酐、马来酸酐、苯二甲酸酐和4-氯萘酸酐等酸酐,四氰基乙烯及对苯二丙二腈等氰基化合物,4-硝基苯甲醛等醛类,蒽醌及1-硝基蒽醌等的蒽醌类,2,4,7-三硝基芴酮及2,4,5,7-四硝基芴酮等的多环或杂环硝基化合物,以及二苯酚合苯醌化合物等的吸电子材料。或这些吸电子材料的高分子化合物等。
作为色素,可以使用例如,咕吨系色素、噻嗪色素、三苯基甲烷色素、醌系颜料或酮酞菁等其它有机交电导性化合物。这些有机交电导性化合物具有光学敏化剂的功能。
另外,根据需要,在感光层314的层中可添加抗氧化剂、敏化剂和紫外线吸收剂等各种添加剂。由此,可以提高电位特性。此外,当通过涂布形成层时,可以提高涂布液的稳定性。另外,可以减轻感光体重复使用时的疲劳老化,可以提高耐久性。
作为特别优选的抗氧化剂,可以列举酚系化合物、氢醌系化合物、生育酚系化合物以及胺系化合物等,这些抗氧化剂的用量优选以相对于电荷输送物质313在0.1重量%以上且50重量%以下的范围内使用。若抗氧化剂的用量小于0.1重量%时,在涂布液的稳定性提高和感光体耐久性的提高方面得不到足够的效果。若抗氧化剂的用量大于50重量%时,对感光体特性有不良影响。因此,将其设定在0.1重量%以上且50重量%以下的范围内。
作为构成导电性支持体311的导电性材料,可以使用例如,铝、铜、锌和钛等金属材料,以及铝合金和不锈钢等合金的金属材料。另外,不限于这些金属材料,还可使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙或聚苯乙烯等高分子材料,在硬纸板或玻璃等表面上层压金属箔或蒸镀金属材料,或蒸镀、涂布导电性高分子、氧化锡、氧化铟等导电性化合物层等而形成的材料。这些导电性材料被加工为一定的形状而使用。另外,导电性支持体311的形状在本实施方式中为圆筒状,但不限于此。可以采用与感光体310的形状一致的各种形状。
在导电性支持体311的表面上,根据需要,在不影响画质的范围内,还可以进行阳极氧化膜处理、用药品或热水等的表面处理、着色处理或表面粗糙化处理等漫反射处理。在用激光作为曝光光源的电子照相法中,由于激光波长整齐,所以入射的激光和在感光体内反射的光产生干涉,这种干涉产生的干涉条纹出现在图像上,而使图像产生缺陷。通过对导电性支持体311的表面施以上述处理,可以防止由于波长整齐的激光干涉造成的图像缺陷。
另外,作为图20中所示的本实施方式的图像形成装置301中安装的感光体,不限于具有如图21所示的层结构的感光体310,可以采用具有各种层结构的感光体,例如可以使用具有如下图22所示层结构的感光体410。
图22是简化表示图20所示的图像形成装置301中安装的感光体的其它构成的剖面图。本实施方式的图像形成装置301中安装的感光体如图22中的感光体410所示,在导电性支持体311和感光层314之间设置有中间层318。
当导电性支持体311和感光层314之间不存在中间层318时,从导电性支持体311向感光层314注入电荷,感光层314的带电性下降,应该由曝光而被消除的部分以外的部分的表面电荷减少,图像产生灰雾等缺陷。特别是当采用反转显影法形成图像时,在因曝光而表面电荷减少的部分上形成调色剂图像,若由于曝光以外的原因造成表面电荷减少时,则调色剂附着在白色背景上,形成细小黑点,发生所谓黑斑的图像灰雾,使画质明显下降。即,当导电性支持体311和感光层314之间不存在中间层318时,由导电性支持体311和感光层314的缺陷引起的微小区域的带电性降低,产生黑斑等图像灰雾,形成显著的图像缺陷。
如图22所示的感光体410由于如前所述在导电性支持体311和感光层314设置中间层318,可以防止从导电性支持体311向感光层314注入电荷。因此,可以防止感光层314的带电性降低,抑制在应该由曝光而被消除的部分以外的部分的表面电荷减少,可以防止在图像上产生灰雾等缺陷。另外,通过设置中间层318,覆盖了导电性支持体311表面的缺陷,可以提高感光层314的成膜性。
中间层318可以采用由各种树脂材料构成的树脂层或阳极氧化膜等。若设置作为中间层318的树脂层,还可以得到抑制感光层314从导电性支持体311上剥离,提高导电性支持体311和感光层314之间的接合性的效果。
作为形成树脂层的树脂材料,可以列举聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、氯乙烯树脂、醋酸乙烯酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂、三聚氰胺树脂、硅氧烷树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂以及聚酰胺树脂等树脂,以及含有2种以上构成这些树脂的重复单元的共聚物树脂。还可以列举酪蛋白、明胶、聚乙烯醇或乙基纤维素等。其中,优选使用聚酰胺树脂,特别优选醇溶性尼龙树脂。作为特别优选的醇溶性尼龙树脂,可以列举例如,使6-尼龙、6,6-尼龙、6,10-尼龙、11-尼龙以及2-尼龙等共聚得到的所谓共聚尼龙,以及N-烷氧基甲基改性的尼龙和N-烷氧基乙基改性的尼龙等化学改性的尼龙树脂等。
当设置作为中间层318的树脂层时,中间层318也可以含有金属氧化物等的粒子,通过含这些粒子,可以调节中间层318的体积电阻值,进一步有效防止从导电性支持体311向感光层314注入电荷,同时还可以保持在各种环境下感光体的电学特性。
作为金属氧化物粒子,可以列举例如,氧化钛、氧化铝、氢氧化铝及氧化锡等的粒子。
由树脂形成的中间层318可以如下形成,例如在适当的溶剂中溶解或分散前述树脂,配制中间层用涂布液,将该涂布液涂布在导电性支持体311的外周面上而形成。当中间层318中含有金属氧化物等的粒子时,例如可以在适当的溶剂中溶解前述树脂,在由此得到的树脂溶液中,分散这些粒子,配制中间层用涂布液,通过把该涂布液涂布在导电性支持体311的外周面上,形成中间层318。
中间层用涂布液的溶剂可以用水或各种有机溶剂,或其混合溶剂。特别是优选使用水、甲醇、乙醇或丁醇等单一溶剂,或水和醇类、2种以上的醇类、丙酮或二氧戊环等和醇类、二氯乙烷、氯仿或三氯乙烷等含氯溶剂和醇类的组合等混合溶剂。
作为在树脂溶液中分散上述粒子的方法,可以采用球磨机、砂磨机、磨碎机、振动磨机或超声波分散机等一般的方法。
中间层用涂布液中的树脂及金属氧化物的总含量C相对于中间层用涂布液中的溶剂的重量D,C/D以重量比计优选为1/99~40/60,更优选为2/98~30/70。另外,树脂的重量E和金属氧化物的重量F的比例E/F优选为90/10~1/99,更优选为70/30~5/95。
作为中间层用涂布液的涂布方法,可以列举喷雾法、棒涂法、辊涂法、刮涂法、环涂法以及浸渍法等。特别是如前所述,由于浸渍法比较简单,且在生产率及成本方面有利,因此,在形成中间层318时多采用该方法。
设为中间层318的树脂层的膜厚优选在0.01μm以上和20μm以下,更优选在0.05μm以上和10μm以下。若中间层318的膜厚小于0.01μm时,其实质上不能用作中间层318,无法覆盖导电性支持体311表面的缺陷,不能得到均匀的表面,不能防止从导电性支持体311向感光层314注入电荷,感光层314的带电性下降。当中间层318的膜厚大于20μm时,通过浸渍法形成中间层318时,中间层318难以形成,同时,在中间层318的外周面上不能均匀地形成感光层314,感光体的灵敏度下降,因此不优选。
当导电性支持体311是铝制的情况下,作为中间层318,可以设置阳极氧化膜代替树脂层。当设置树脂层作为中间层318时,由于物理冲击等在中间层318上产生损伤等缺陷,从而可能产生漏电,产生图像缺陷,因此在操作时需要引起注意,而阳极氧化膜由于比较强韧,难以产生损伤,因此从耐漏电性的角度出发,优选设置阳极氧化膜作为中间层318。
阳极氧化膜可以通过对导电性支持体311进行阳极氧化处理而形成。阳极氧化处理可以在;例如铬酸、硫酸、草酸、磷酸、硼酸或氨基磺酸等酸性浴中进行。其中,在硫酸中的阳极氧化处理可以得到最理想的结果。当在硫酸中进行阳极氧化处理时,优选设定的范围如下,硫酸浓度为50~400g/L,溶解铝浓度为2~20g/L,液温为10~40℃,电解电压为5~30V,电流密度为0.5~2A/dm2
为了提高膜的稳定性,优选对如上形成的阳极氧化膜进行例如,将其浸渍在含有氟化镍为主要成分的水溶液中的低温封孔处理、或者将其浸渍在含有醋酸镍为主要成分的水溶液中的高温封孔处理、或者蒸气封孔或沸水封孔等其它封孔处理。
设为中间层318的阳极氧化膜的平均膜厚优选在0.1μm以上和20μm以下,更优选在1μm以上和10μm以下。若阳极氧化膜的平均膜厚小于0.1μm时,其实质上不能用作中间层318,无法覆盖导电性支持体311表面的缺陷,不能得到均匀的表面,不能防止从导电性支持体311向感光层314注入电荷,感光层314的带电性下降。当阳极氧化膜的平均膜厚大于20μm时,感光体的灵敏度下降,因此将其限定为0.1μm以上和20μm以下。
回到图20,对具有感光体310的图像形成装置301的构成和动作进行说明。
图像形成装置301为圆筒状,具有以可以自由转动的方式被壳体338支撑的感光体310、和驱动感光体310使其沿着旋转轴线344按照箭头341的方向转动的图中未示出的驱动装置。驱动装置具有例如电机作为动力源,来自于电机的动力通过图中未示出的齿轮传递至构成感光体310的芯体的支持体上,以预定的圆周速度旋转驱动感光体310。另外,感光体310的形状在本实施方式中为圆筒状,但不限于此,还可以是圆柱状或环形带状等。
在感光体310的周围,沿着箭头341所示的感光体310的旋转方向,从上游侧向下游侧依次设置接触带电器332、图像曝光装置330、显影器333、转印器334、分离装置337和清洁器336。清洁器236还同时设有图中没有示出的除电器。感光体310、接触带电器332、显影器333和清洁器336一体地被包含在壳体338内,构成工艺盒320。工艺盒320采用图中未示出的导轨等引导装置,以相对于电子照相装置主体可以自由装卸的方式构成。
接触带电器332是如下的一种接触带电装置,其具有带电部件332a和图中没有示出的压力负荷装置,使感光体310的外周面343与带电部件332a接触进行带电。带电部件332a通过压力负荷装置形成对感光体310的外周面343进行按压的接触部。通过采用作为接触带电装置的接触带电器332,可以实现对人体有害的臭氧产生少、能够长期使用的图像形成装置301。
带电部件332a为刷状,由导电性刷350和支撑导电性刷350的圆柱状支持体351构成,支持体351以可以自由旋转的方式被例如壳体338支撑。由于带电部件332a具有刷状的形状,因此带电部件332a和感光体310之间的接触部分小。从而可以减轻带电部件332a对感光体310的表面层感光层314的机械应力,延长感光体310的寿命。此外,也可以减轻残留在感光体310外周面上343的调色剂由于带电部件332a按压前述表面343而产生的生膜。
支撑导电性刷350的支持体351的形状在本实施方式中为圆柱状,但是并不限于此,还可以是圆筒状或平板状。当支持体351为圆柱状或圆筒状时,带电部件332a通过来自外部的旋转驱动力或与感光体310的接触摩擦力被旋转驱动的同时而使用。当支持体351为平板状时,带电部件332a被固定而使用。
构成带电部件332a的材料没有特别的限定,只要具有所需的电阻和形状的材料即可。例如可以使用金或银等金属,或导电性高分子等。此外,也可以使用分散了碳黑或金属的导电性粉末的树脂材料,或经过离子导电处理的树脂材料等。
带电部件332a和用于施加电压的外部电源339连接。使带电部件332a的导电性刷350与感光体310的外周面343接触的状态下,通过从外部电源339对支持体351施加电压,可以使感光体310的外周面343带电达到一定电位。作为对支持体351施加的电压,带电部件332a可以仅使用直流电压,为了使感光体310的外周面343均匀地带电,优选采用使直流电压和交流电压重叠的振荡电压。
带电部件332a的形状在本实施方式中为刷状,但是并不限于此,也可以是辊状,片状、带状或平板状。从带电的稳定性的角度出发,带电部件332a优选具有辊状的形状。由于带电部件332a具有辊状的形状,带电部件332a和感光体310之间的接触部分增大,因此可以使感光体310稳定地带电。
当带电部件332a为辊状时,带电部件332a包含圆柱状或圆筒状的支持体和覆盖支持体外周面的弹性层。弹性层可以由单独的层构成,也可以由覆盖支持体的外周面的支持层和覆盖支持层的外周面的阻挡层这两层构成。此外,在弹性层的外周面上,可以进一步设置保护层。形成的弹性层、支持层、阻挡层和保护层具有所需的电阻。在使弹性层、阻挡层或保护层与感光体310的外周面343接触的状态下,与刷状的带电部件332a的情况同样地,从外部电源339对支持体施加电压,使感光体310的外周面343带电达到预定电位。
作为构成辊状带电部件332a的支持体的材料,可以使用具有导电性的材料,例如可以使用金或银等金属,或导电性高分子等。此外,也可以使用分散了碳黑或金属的导电性粉末的树脂材料,或经过离子导电处理的树脂材料等。
作为构成弹性层或支持层的材料,可以使用具有导电性或半导电性的材料,优选使用在绝缘性的弹性材料中分散导电性粒子或半导电性粒子的材料。作为绝缘性的弹性材料,可以使用例如,硅氧烷橡胶、聚氨酯橡胶、乙烯-丙烯-二烯共聚物(ethylene-propylene-dienecopolymer,简称:EPDM)橡胶或腈橡胶等橡胶材料。作为导电性粒子或半导电性粒子,可以使用例如碳粉、碳纤维、金属粉或石墨等。
作为构成阻挡层或保护层的材料,可以使用具有导电性或半导电性的材料,优选使用在粘合性树脂中分散导电性粒子或半导电性粒子的材料。作为粘合性树脂,可以列举例如,丙烯酸树脂、纤维素树脂、聚酰胺树脂、甲氧基甲基化尼龙、乙氧基甲基化尼龙、聚氨酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂等聚乙烯树脂、聚芳酯树脂、聚噻吩树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂等聚酯树脂、聚烯烃树脂、含氟树脂和苯乙烯-丁二烯共聚物树脂等。作为导电性粒子或半导电性粒子,可以使用和用于弹性层和支持层中同样的粒子。
曝光装置330具有例如半导体激光等作为光源,通过光源输出的激光束等的光331,对位于接触带电器332和显影器333之间的感光体310的外周面343进行对应图像信息的照射,对带电的感光体310的外周面343进行曝光,在带电的前述外周面343上形成静电潜像。
显影器333是对通过曝光在感光体310的外周面343上形成的静电潜像使用显影剂进行显影的显影装置,其具有,与感光体310对面设置的将调色剂供应到感光体310的外周面343上的显影辊333a和、以沿着与感光体310的旋转轴线344平行的旋转轴线可以自由旋转的方式支撑显影辊333a同时在其内部空间容纳含有调色剂的显影剂的外壳333b。
转印器334是如下的一种转印装置,其在通过图中没有示出的输送装置从箭头342的方向供应到感光体310和转印器334之间的作为记录介质的转印纸345上,将在感光体310的外周面343上形成的可视调色剂图像转印到该转印纸345上,转印器334通过输送装置与感光体310对面设置。转印器334在本实施方式中,是如下的一种接触式的转印装置:其具有转印辊334a,使转印辊334a从与感光体310的外周面343接触的转印纸345的接触面的反面侧对感光体310进行按压,在感光体310和转印纸345压接的状态下施加电荷,使调色剂图像转印到转印纸345上。另外,转印器334不限于这种利用按压力进行转印的接触式的转印装置,也可以使用不采用按压力进行转印的非接触式的转印装置。作为非接触式的转印装置,可以使用例如,具有电晕放电器,通过从电晕放电器对转印纸345供应和调色剂反极性的电荷,将调色剂图像转印到转印纸345上的装置。
分离装置337是将压接的感光体310和转印纸345分离的装置。
清洁器336是在经过转印带电器334的转印操作后,除去残留在感光体310的外周面343上的调色剂并回收的清洁装置,其具有,将残留在感光体310的外周面343上的调色剂从前述外周面343上剥离的清洁铲336a、容纳通过清洁铲336a剥离的调色剂的回收用外壳336b。
此外,通过分离装置337从感光体310上分离的转印纸345在输送方向上,设有使转印到转印纸345上的调色剂图像定影的定影装置定影器335。定影器335具有,含有图中未示出的加热装置的加热辊335a、与加热辊335a对面设置的形成向加热辊335a按压的接触部的加压辊335b。
本发明第9实施方式的图像形成方法包括:制作电子照相感光体的工序,使得到的电子照相感光体和带电部件接触进行带电的接触带电工序,对带电的前述电子照相感光体进行图像曝光、形成静电潜像的图像曝光工序、和对形成的静电潜像进行显影的显影工序,其中,在制作电子照相感光体的工序中,准备由导电性材料形成的导电性支持体,在前述导电性支持体上,形成含有前述通式(2)所示的烯胺化合物和粘合树脂的感光层。即该图像形成方法是通过本实施方式的图像形成装置301实施的。
下面,对图像形成装置301的图像形成操作进行说明。首先,沿着箭头341方向旋转驱动感光体310,通过设在感光体310的旋转方向上位于图像曝光装置330发出的光331的成像点更上游侧的接触带电器332的带电部件332a,按压感光体310的外周面343,形成接触部。在该状态下,从外部电源339对带电部件332a施加预定的电压,使感光体310的外周面带电达到预定的正或负电位。
然后,根据图像信息通过图像曝光装置330对感光体310的外周面343照射光331。光源发出的光331在作为主扫描方向的感光体310的纵方向上反复扫描。使感光体310旋转,光源发出的光331通过反复扫描,在感光体310的外周面343上进行和图像信息对应的曝光。通过该曝光,光331照射的部分的表面电荷被除去,光331照射的部分的表面电位和光331未照射的部分的表面电位之间产生差异,在感光体310的外周面343上形成静电潜像。
然后,通过设在感光体310的旋转方向上位于光源发出的光331的成像点更下游侧的显影器333的显影辊333a,将调色剂供应到形成的静电潜像的感光体310的外周面343上,由此使静电潜像显影,在感光体310的外周面343上形成调色剂图像。
此外,和感光体310的曝光同期地,通过输送装置沿着箭头342的方向将转印纸345供给到感光体310与转印器334之间。若将转印纸345供应到感光体310和转印电器334之间,转印器334的转印辊334a向感光体310按压形成接触部,感光体310和转印纸345压接。在该状态下从外部电源340对转印辊334a施加电压,将感光体310的外周面343上形成的调色剂图像转印到转印纸345上。
转印了调色剂图像的转印纸345通过分离装置337从感光体310的外周面343上剥离后,通过输送装置输送至定影器335,当通过定影器335的加热辊335a和加压辊335b的接触部时,被加热和加压。由此,转印纸345上的调色剂图像在转印纸345上定影,形成牢固的图像。这样形成图像的转印纸345通过输送装置被排出至电子照相装置301的外部。
另一方面,通过清洁器336的清洁铲336a,从感光体310的外周面343上剥离在经过转印辊334的转印操作后残留在感光体310的外周面343上的调色剂,被回收至回收用壳体336b内。由此除去调色剂的感光体310的外周面343上的电荷被和清洁器336一起设置的除电器除去,感光体310的外周面343上静电潜像消失。然后感光体310进一步旋转,再次从感光体310的带电开始重复一系列的操作。如上所述,连续地形成图像。
图像形成装置301中,当通过接触带电器332使感光体310和带电部件332接触带电时,在感光体310的感光层314和带电部件332a的接触部分上集中地施加高电场,但是,由于感光层314的表面层电荷输送层316上如前所示几乎没有缺陷,故由带电部件332a供应的电荷不会集中在感电荷输送层316的一部分上,因此使感光层314均匀地带电。即,感光层314不会由于局部漏电而引起绝缘破坏。因此,可以得到能够长时间稳定地提供不存在因漏电引起的图像缺陷的高品质图像的高可靠性图像形成装置301。
如图20所示,作为本发明的第8实施方式的图像形成装置301,将市售的复印机(夏普株式会社制造:AR-265S)的带电器由スコロトロン带电器改装为具有刷状带电部件332a的接触带电器332,将其作为试验用复印机,评价特性。其中,准备分别在不同条件下制造的13种感光体。该13种感光体是如下制作的。
(实施例21)
把7重量份氧化钛(石原产业株式会社制造:TTO55A)和13重量份共聚尼龙树脂(东レ株式会社制造:アミランCM8000)添加到159重量份甲醇和106重量份1,3-二氧戊环的混合溶剂中,用油漆振摇器分散处理8小时,制备中间层用涂布液。把该中间层用涂布液充满涂布槽,将直径30mm、长322.3mm的铝制圆筒状导电性支持体311浸渍在涂布槽中后拉起,自然干燥形成膜厚为1μm的中间层318。
然后,把1重量份作为电荷产生物质312的氧钛酞菁加入在98重量份四氢呋喃(THF)中溶解了1重量份聚乙烯醇缩丁醛树脂(积水化学工业株式会杜制造:エスレックBX-1)得到的树脂溶液中,然后,用油漆振摇器分散2小时,制成电荷产生层用涂布液。将得到电荷产生层用涂布液与之前形成的中间层用涂布液同样地,在之前形成的中间层318上浸渍涂布,自然干燥形成膜厚为0.3μm的电荷产生层315。
然后,把8重量份作为电荷输送物质313的表6所示的例示化合物No.1的烯胺化合物和10重量份作为粘合树脂217的双酚Z型聚碳酸酯树脂(三菱エンヅニアリングプラスチックス株式会社制造:ユ-ピロンZ-200)溶解于40重量份四氢呋喃和40重量份甲苯的混合溶剂中,制成电荷输送层用涂布液。将得到电荷输送层与前述中间层用涂布液同样地,在之前形成的电荷产生层315上浸渍涂布后,干燥形成膜厚为20μm的电荷输送层316。
按上述方法,制作如图22所示层结构的层压型电子照相感光体。
(实施例22~26)
除了在形成电荷输送层316时,在电荷输送物质313中,将表6中所示的例示化合物No.3、表14中所示的例示化合物No.61、表21中所示的例示化合物No.106、表26中所示的例示化合物No.146、或表31中所示的例示化合物No.177的烯胺化合物代替例示化合物No.1的烯胺化合物以外,其余和实施例21同样地,制作5种电子照相感光体。
(实施例27)
除了在形成电荷输送层316时,使作为电荷输送物质313的例示化合物No.1的烯胺化合物的量变为5重量份,作为粘合树脂317的双酚Z型聚碳酸酯树脂的量变为13重量份以外,其余和实施例21同样地,制作电子照相感光体。
(实施例28)
除了在形成电荷输送层316时,使作为电荷输送物质313的例示化合物No.1的烯胺化合物的量变为4重量份,作为粘合树脂317的双酚Z型聚碳酸酯树脂的量变为13重量份以外,其余和实施例21同样地,制作电子照相感光体。
(实施例29)
除了在形成电荷输送层316时,使作为电荷输送物质313的例示化合物No.1的烯胺化合物的量变为9重量份,作为粘合树脂317的双酚Z型聚碳酸酯树脂的量变为9重量份以外,其余和实施例21同样地,制作电子照相感光体。
(实施例30)
对与实施例21同样的铝制圆筒状导电性支持体311进行阳极氧化处理,在导电性支持体311上形成膜厚6μm的阳极氧化膜后,进行封孔处理,形成中间层318。阳极氧化处理是在硫酸中,硫酸浓度为180g/L,溶解铝浓度为4.5g/L,液温为20℃,电解电压为10V,电流密度为1.5A/dm2的条件下进行的。
然后与实施例21同样地,形成电荷产生层315和电荷输送层316,制作电子照相感光体。
(比较例13)
除了在形成电荷输送层316时,在电荷输送物质313中,用下述结构式(28)所示的比较化合物代替例示化合物No.1的烯胺化合物以外,其余和实施例21同样地,制作电子照相感光体。另外,在以下的内容中,有时将下述结构式(28)所示的比较化合物称为TPD。
(比较例14)
除了在形成电荷输送层316时,在电荷输送物质313中,用5重量份前述结构式(28)所示的比较化合物(TPD)代替8重量份例示化合物No.1的烯胺化合物、使作为粘合树脂317的双酚Z型聚碳酸酯树脂的量变为13重量份以外,其余和实施例21同样地,制作电子照相感光体。
(比较例15)
除了在形成电荷输送层316时,在电荷输送物质313中,用下述结构式(29)所示的比较化合物代替例示化合物No.1的烯胺化合物以外,其余和实施例21同样地,制作电子照相感光体。另外,在以下的内容中,有时将下述结构式(29)所示的比较化合物称为ENA。
<特性评价>
特性的评价如下进行。
将实施例21~30和比较例13~15中制成的各感光体分别安装在前述的试验用复印机中,用这些复印机在转印纸上形成半色调图像。此处的半色调图像是指通过黑白的网点有层次地表现图像浓淡的图像。用麦克贝斯浓度计(Macbeth社制;RD914),对得到的半色调图像测定反射率浓度,作为图像浓度,与设定的图像浓度的允许范围比较,再通过目视观察得到的半色调图像,确认是否存在黑点和白点。根据这些结果,评价得到的半色调图像的图像品质。
图像品质的评价基准如下。
○:良好。图像浓度和作为基准的允许范围的中间值基本相等。没有黑点、白点。
△:没有实用方面的问题。图像浓度和作为基准的允许范围的中间值相比略低,在允许范围内。没有黑点、白点。
×:不能实际应用。图像浓度低于允许范围之外。或者产生黑点、白点。
然后从试验用复印机中取出显影器,在显影部位上设置表面电位计(Trek公司制造:Mode1344),测定复印全白原稿时感光体的表面电位记作V0(-V),复印半色调原稿时感光体的表面电位记作VH(-V),复印全黑原稿时感光体的表面电位记作VL(-V),评价电特性。另外,该试验用复印机采用翻转显影法。
以上的评价结果作为初期的评价结果。
然后,取出表面电位计,再次安装显影器,用日本工业标准(JIS)P1038中规定的A4复印纸复印规定图案的图像3万张后,再形成半色调图像。对得到的半色调图像与初期同样地进行评价图像的品质。评价基准与初期同样。此外,与初期同样地,测定感光体的表面电位V0、VH、VL。将以上的评价结果作为重复使用后的评价结果。
这些评价结果如表45所示。
表45
          电荷输送层   中间层                 初期                          重复使用后
电荷输送物质   电荷输送物质/粘合树脂   V0(-V)   VH(-V)   VL(-V) 图像品质   V0(-V)   VH(-V)   VL(-V) 图像品质
  实施例21   例示化合物1   10/12.5   树脂层   600   350   75   ○   590   360   85   ○
  实施例22   例示化合物3   10/12.5   树脂层   600   360   85   ○   590   375   95   ○
  实施例23   例示化合物61   10/12.5   树脂层   600   350   75   ○   590   360   85   ○
  实施例24   例示化合物106   10/12.5   树脂层   600   350   75   ○   590   360   85   ○
  实施例25   例示化合物146   10/12.5   树脂层   600   360   85   ○   590   370   95   ○
  实施例26   例示化合物177   10/12.5   树脂层   600   365   90   ○   590   375   95   ○
实施例27 例示化合物1 10/26 树脂层 600 395 100 600 395 105   △(图像浓度略低)
实施例28 例示化合物1 10/32.5 树脂层 600 400 105   △(图像浓度略低) 600 455 155   △(图像浓度低)
实施例29 例示化合物1 10/10 树脂层 600 350 75 590 390 110   △(图像浓度略低)
  实施例30   例示化合物1   10/12.5   阳极氧化膜   600   355   80   ○   590   365   90   ○
比较例13 TPD 10/12.5 树脂层 600 420 130   △(图像浓度低) 585 480 180   ×(产生黑点)
比较例14 TPD 10/26 树脂层 600 450 150   △(图像浓度低) 595 500 200   ×(图像浓度范围以外)
比较例15 ENA 10/12.5 树脂层 600 360 85 590 450 150   △(图像浓度低)
通过实施例21~26和比较例13的比较可以看出,在电荷输送物质中使用前述通式(2)所示的烯胺化合物的实施例21~26的感光体与使用TPD的比较例13的感光体相比,在初期和重复使用后的任何一种情况下,其VL的绝对值小,灵敏度和响应性优良。此外还可以看出,实施例21~26的感光体和比较例13的感光体相比,初期的V0、VH、VL的值和重复使用后的V0、VH、VL之差小,电耐久性优良。
此外,在安装了实施例21~26的感光体的复印机中,可以看出在初期和重复使用的任何一种情况下,都可以得到良好品质的图像。另一方面,安装了比较例13的感光体的复印机在重复使用后,由于漏电而所引起感光层的损伤形成黑点出现在图像上。推测认为这是由于,用于比较例13的感光体的TPD与用于实施例21~26的感光体中的前述通式(2)所示的烯胺化合物相比,其与粘合树脂的相容性和对溶剂的溶解性较差。
即,前述通式(2)所示的烯胺化合物由于与粘合树脂的相容性和对溶剂的溶解性优良,因此使用该烯胺化合物的实施例21~26的感光体中,不会产生烯胺化合物的凝聚,形成均匀的感光层。所以安装了实施例21~26的感光体的复印机即使采用在感光层和带电部件的接触部分上集中地施加高电场的接触带电器进行带电,电荷不会集中在感光层的一部分上,重复使用也可以持续地维持良好的图像品质。另一方面,用于比较例13的感光体中的TPD由于其与粘合树脂的相容性和对溶剂的溶解性差,因此比较例13的感光体的感光层虽然通过目视观察均匀,但实际上产生了TPD凝聚的部分。因此,若通过接触带电器进行带电,电荷集中在TPD凝聚的部分上,感光层绝缘破坏,在图像上出现黑点。
此外,通过比较例14可以看出,使用TPD作为电荷输送物质时,作为电荷输送物质的TPD的重量和粘合树脂的重量的比例(电荷输送物质/粘合树脂)为10/26,TPD的比例低于比较例13的感光体,提高了粘合树脂的比例,由此,由于漏电引起的黑点被消除。推测这是由于TPD的比例低,使TPD均匀地溶解于涂布液中,以均匀的涂布液形成感光层所致。然而,安装了比较例14的感光体的复印机中,感光体的灵敏度不够,图像浓度低于基准,重复使用后形成的图像实际上已不能使用。
与之相对的,实施例27的感光体中,作为电荷输送物质的前述通式(2)所示的烯胺化合物的重量A和粘合树脂的重量B的比例A/B与比较例14同样地为10/26,烯胺化合物的比例低于实施例21的感光体,虽然提高了粘合树脂的比例,但是灵敏度充分,安装了实施例27的感光体的复印机在重复使用后,也可以得到具有不影响实际应用的品质的图像。推测认为这是由于前述通式(2)所示的烯胺化合物的电荷迁移率高所致。
此外,通过实施例21和实施例28的比较,可以看出,实施例28的感光体中,粘合树脂的比例A/B不足10/30,进一步提高至高于实施例27的感光体,其和实施例21的感光体相比,其感光体的电荷输送能力降低,VL的绝对值增大,灵敏度和响应性降低。此外,还可以看出,虽然安装了实施例28的感光体的复印机初期得到的图像的图像浓度略微低于基准,但重复使用后的图像通过残留电位的积蓄,其图像浓度进一步降低。
此外,通过实施例21和实施例29的比较,可以看出,实施例29的感光体中,前述比例A/B超过10/12、烯胺化合物的比例高于实施例21的感光体、粘合树脂的比例降低,安装了该实施例29的感光体的复印机虽然在初期可以得到与安装了实施例21的感光体的复印机同样良好品质的图像,但是重复使用后,出现图像浓度略微降低的现象。认为这是由于,实施例29的感光体虽然在初期具有与实施例21的感光体同样良好的电特性,但是和实施例21的感光体相比,重复使用时感光层的磨耗量多,因此重复使用后感光层的带电能力降低所致。即,当使用接触带电器进行带电时,由于带电器和感光体接触,电荷从带电器向感光体表面移动,直到感光体的表面电位达到与带电器相同电位。若感光体的带电能力降低,随着其带电能力的降低,直到其达到与带电器相同电位时。从带电器移动到感光体表面的电荷量增加。由此实施例29的感光体的图像曝光部分上的表面电荷量增加,通过与实施例21的感光体相同的曝光量进行图像曝光时,与实施例21的感光体相比,在感光体表面上残留的电荷更多。因此,实施例29的感光体与实施例21的感光体相比,VH的绝对值和VL的绝对值增大,在显影时附着在感光体表面电荷减少的部分上的调色剂的量减少,出现如前所述的图像浓度略微降低的现象。另外,重复使用后形成的图像也不影响实际应用。
此外,通过实施例21和实施例30的比较,可以看出,设置阳极氧化膜作为中间层的实施例30的感光体与设置树脂层作为中间层的实施例21的感光体同样地,在初期和重复使用后的任何一种情况下,都具有良好的电特性。此外还可以看出,安装了实施例30的感光体的复印机和安装了实施例21的感光体的复印机同样地,可以得到良好的图像,重复使用后也不会发生由于漏电引起的图像缺陷。
此外,通过实施例21~26与比较例15的比较,可以看出,使用前述通式(2)所示的烯胺化合物作为电荷输送物质的实施例21~26的感光体与使用不包含在前述通式(2)内的前述结构式(29)所示的烯胺化合物ENA的比较例15的感光体相比,其初期的VH、VL值和重复使用后的VH、VL值之差小,电耐久性优良。
如上所述,安装了在感光层中含有前述通式(2)所示的烯胺化合物的感光体的复印机即使感光体和带电部件接触进行带电时,也可以得到没有由于漏电引起的图像缺陷的高品质图像。
本发明在不偏离其主旨或必要特征的范围内,可以通过各种形态实施。因此,前述实施方式仅为简单的示例,本发明的范围如权利要求所示,不受说明书的任何限制。另外,属于权利要求范围内的变型或变更也全部包括在本发明的范围内。
工业实用性
如上所述,按照本发明,设在电子照相感光体的导电性支持体上的感光层含有机械强度优良的具有特定结构单元的聚芳酯树脂和与前述具有特定结构单元的聚芳酯树脂相容性优良、且具有高电荷迁移率、含有特定结构的烯胺化合物,因此可以得到机械强度优良、能够承受伴随着电子照相装置的数字化和高分辨率化带来的机械应力的增大、且可以长时间稳定地提供良好电特性的高耐久性电子照相感光体。
此外,按照本发明,由于感光层含有对溶剂溶解性优良、具有特定结构单元的聚芳酯树脂,因此当通过涂布形成感光层时,可以提高涂布液的稳定性,由此可以提高电子照相感光体的生产效率。
此外,按照本发明,由于在感光层中含有具有特别高的电荷迁移率、含有特定结构的烯胺化合物,因此可以实现带电电位高、高灵敏度、显示出充分的响应性,而且耐久性优良、当用于高速的电子照相法中时这些特性也不会降低的高可靠性的电子照相感光体。
此外,按照本发明,由于感光层从前述导电性支持体向外侧,按照含有电荷产生物质的电荷产生层、含有电荷迁移率高、具有特定结构的烯胺化合物的电荷输送物质以及具有机械强度优良、含有特性结构单元的聚芳酯树脂的电荷输送层的顺序层压而成为层压结构,因此,可以得到高灵敏度、高耐久性、且耐磨耗性优良、由感光层的膜磨损而引起的特性变化较小的电子照相感光体。
此外,按照本发明,由于在导电性支持体和感光层之间设置有中间层,由此,可以防止感光层带电性下降,防止在图像上产生模糊等缺陷,同时可以提高导电性支持体和感光层之间的接合性。
此外,按照本发明,在可于电子照相装置主体上自由装卸的工艺盒中,一体化地设有机械强度优良、能够承受伴随着电子照相装置的数字化和高分辨率化带来的机械应力的增大、且可以长时间稳定地提供良好电特性的电子照相感光体、以及选自带电装置、显影装置和清扫装置中的至少1种装置,由此,电子照相感光体和选自带电装置、显影装置和清扫装置中的至少1种装置不需要相对于电子照相装置主体个别地安装或拆卸,因此可以容易地相对于电子照相装置主体进行安装或拆卸,可以提供长期不需交换的工艺盒。
此外,按照本发明,电子照相装置中安装的电子照相感光体由于其机械强度优良,可以承受伴随着电子照相装置的数字化和高分辨率化带来的机械应力的增大,且可以长期稳定地提供良好的电特性。因此,可以得到能够长期提供高品质图像的高可靠性电子照相装置。
此外,按照本发明,电子照相装置中安装的转印装置通过使前述电子照相感光体和记录介质压接,将显影的图像转印到前述记录介质上,电子照相感光体的感光层由于含有机械强度优良。具有特定结构单元的聚芳酯树脂,因此通过提高转印装置的按压力,可以提高对记录介质的转印效率,若进行转印,可以实现能够提供拔白或中空等图像缺陷较少的高品质图像的高可靠性电子照相装置。
此外,按照本发明,设在电子照相感光体的导电性基体上的感光层由于含有机械强度优良、具有不论溶剂为卤素系有机溶剂或非卤素系有机溶剂,都可以对溶剂显示出高溶解性的非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂,以及具有特定结构的高电荷迁移率烯胺化合物,因此可以得到带电电位和电荷保持能力高,灵敏度高且具有充分的光响应性,而且耐久性优良,即使在低温环境下或在高速电子照相法中使用时或者曝光时其特性也不会降低,具有高可靠性的同时生产率也良好的电子照相感光体。
此外,按照本发明,由于感光层中含有具有特别高的电荷迁移率、比较易于合成且收率较高,可以廉价地制备的具有特定结构的烯胺化合物,因此能以较低的制造成本制造显示出更高光响应性的电子照相感光体。
此外,按照本发明,由于感光层中含有具有特定的非对称二醇成分的结构单元的、机械强度特别高的聚碳酸酯树脂,因此可以得到耐久性特别优良、在感光层的表面上产生划痕少、感光层的膜减量小的电子照相感光体。
此外,按照本发明,由于感光层中含有具有非对称二醇成分和硅氧烷的结构的聚碳酸酯树脂,感光层的表面摩擦系数降低,润滑性提高,可以得到转印效率和清扫性改善的良好的图像,且感光层表面上的划痕较少,也难以产生称为鸣叫声的杂声。
此外,按照本发明,由于感光层还含有具有高电荷产生效率和电荷注入效率、且在被红外线激光照射的激光波长区域中具有最大吸收峰的氧钛酞菁,可以得到高灵敏度且高分辨率的电子照相感光体,此外,对于以红外线激光作为曝光光源的数字图像形成装置,可以提供高品质的图像。
此外,按照本发明,感光层为至少由含有电荷产生物质的电荷产生层、和含有具有特定结构的高电荷迁移率烯胺化合物电荷输送物质的电荷输送层形成的层压结构,由于在电荷产生层和电荷输送层中,至少电荷输送层含有具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂,因此可以得到更高灵敏度、重复使用时的稳定性进一步提高的高耐久性电子照相感光体,还可以提高电子照相感光体的生产率。
此外,按照本发明,由于在电荷输送层中高浓度地含有不会降低光响应性、含有具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂的粘合树脂,因此可以提高电荷输送层的耐印刷性,抑制由于感光层的磨耗引起的特性变化,提高电子照相感光体的耐久性。
此外,按照本发明,由于图像形成装置中安装的电子照相感光体带电电位和电荷保持能力高、高灵敏度且具有充分的光响应性,而且耐久性优良,在低温环境下或用于高速的电子照相法时这些特性不会降低,因此可以得到能够在各种环境下长期提供高品质图像的高可靠性的图像形成装置。同时可以防止在维修时等由于电子照相感光体曝光而引起画质下降,提高图像形成装置的可靠性。

Claims (24)

1.电子照相感光体,其特征在于:具有由导电性材料形成的导电性支持体,和
设在前述导电性支持体上、含有具有下述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂和如下述通式(2)所示的烯胺化合物的感光层,
式中,X1表示单键或-CR5R6-。其中R5和R6分别为氢原子、卤原子、可被取代的烷基或可被取代的芳基,此外R5和R6可以互相结合形成环结构,R1、R2、R3、R4分别表示氢原子、卤原子、可被取代的烷基或可被取代的芳基,R7、R8、R9、R10分别表示氢原子、卤原子、可被取代的烷基或可被取代的芳基,
Figure A2004800037990002C2
式中,Ar1及Ar2分别表示可被取代的芳基或可被取代的杂环基,Ar3表示可被取代的芳基、可被取代的杂环基、可被取代的芳烷基或可被取代的烷基,Ar4和Ar5分别表示氢原子、可被取代的芳基、可被取代的杂环基、可被取代的芳烷基或可被取代的烷基。但是Ar4和Ar5不同时为氢原子,Ar4和Ar5可通过原子或原子团互相结合形成环结构,a表示可被取代的烷基、可被取代的烷氧基、可被取代的二烷基氨基、可被取代的芳基、卤原子或氢原子。m表示1-6的整数,当m为2以上时,多个a可相同或不同,可以互相结合形成环结构,R11表示氢原子、卤原子或可被取代的烷基,R12、R13和R14分别表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的芳基、可被取代的杂环基或可被取代的芳烷基,n表示0~3的整数,当n为2或3时,多个R12可相同或不同,多个R13可相同或不同;但是,n为0时,Ar3表示可被取代的杂环基。
2.权利要求1记载的电子照相感光体,其特征在于:前述感光层含有具有在前述通式(1)中X1为-CR5R6-,R1、R2、R3、R4、R5和R6均为甲基,R7、R8、R9、R10均为氢原子的结构单元的聚芳酯树脂。
3.权利要求1或2记载的电子照相感光体,其特征在于:前述通式(2)所示的烯胺化合物为下述通式(3)所示的烯胺化合物,
Figure A2004800037990003C1
式中,b、c、d分别表示可被取代的烷基、可被取代的烷氧基、可被取代的二烷基氨基、可被取代的芳基、卤原子或氢原子,i、k和j分别表示1~5的整数,当i为2以上时,多个b可相同或不同,可以互相结合形成环结构,此外当k为2以上时,多个c可相同或不同,可以互相结合形成环结构,还有当j为2以上时,多个d可相同或不同,可以互相结合形成环结构,Ar4、Ar5、a和m和上述通式(2)中的定义相同。
4.权利要求1至3中任一项记载的电子照相感光体,其特征在于:从前述导电性支持体向外侧,按照含有电荷产生物质的电荷产生层、含有包含前述通式(2)所示的烯胺化合物的电荷输送物质以及具有前述通式(1)所示结构单元的聚芳酯树脂的电荷输送层的顺序层压而成为层压结构,形成前述感光层。
5.权利要求1至4中任一项记载的电子照相感光体,其特征在于:在前述导电性支持体和前述感光层之间设有中间层。
6.可以在电子照相装置主体上自由装卸的工艺盒,其特征在于:该工艺盒一体化地设有:
权利要求1~5中任一项记载的电子照相感光体,和
选自使前述电子照相感光体带电的带电装置、对通过对带电的前述电子照相感光体进行曝光而形成的静电潜像进行显影的显影装置、以及将显影的图像转印到记录介质上后对前述电子照相感光体进行清扫的清扫装置中的至少1种装置。
7.电子照相装置,其特征在于:具有
权利要求1~5中任一项记载的电子照相感光体、
使前述电子照相感光体带电的带电装置、
对带电的前述电子照相感光体进行曝光的曝光装置、
对通过曝光形成的静电潜像进行显影的显影装置、和
将显影的图像转印到记录介质上的转印装置。
8.权利要求7记载的电子照相装置,其特征在于:前述转印装置通过使前述电子照相感光体和前述记录介质压接,将显影的图像转印到前述记录介质上。
9.电子照相感光体,其特征在于:具有
由导电性材料形成的导电性基体、
设在前述导电性基体上的感光层,该感光层含有具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂以及下述通式(2)所示的烯胺化合物,
Figure A2004800037990005C1
式中,Ar1及Ar2分别表示可被取代的芳基或可被取代的杂环基,Ar3表示可被取代的芳基、可被取代的杂环基、可被取代的芳烷基或可被取代的烷基,Ar4和Ar5分别表示氢原子、可被取代的芳基、可被取代的杂环基、可被取代的芳烷基或可被取代的烷基,但是,Ar4和Ar5不同时为氢原子,Ar4和Ar5可通过原子或原子团互相结合形成环结构,a表示可被取代的烷基、可被取代的烷氧基、可被取代的二烷基氨基、可被取代的芳基、卤原子或氢原子,m表示1-6的整数,当m为2以上时,多个a可相同或不同,可以互相结合形成环结构。R11表示氢原子、卤原子或可被取代的烷基,R12、R13和R14分别表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的芳基、可被取代的杂环基或可被取代的芳烷基,n表示0~3的整数,当n为2或3时,多个R12可相同或不同,多个R13可相同或不同;但是,n为0时,Ar3表示可被取代的杂环基。
10.权利要求9记载的电子照相装置,其特征在于:前述通式(2)所示的烯胺化合物为下述通式(3)所示的烯胺化合物,
Figure A2004800037990006C1
式中,b、c、d分别表示可被取代的烷基、可被取代的烷氧基、可被取代的二烷基氨基、可被取代的芳基、卤原子或氢原子,i、k和j分别表示1~5的整数,当i为2以上时,多个b可相同或不同,可以互相结合形成环结构,此外当k为2以上时,多个c可相同或不同,可以互相结合形成环结构,还有当j为2以上时,多个d可相同或不同,可以互相结合形成环结构,Ar4、Ar5、a和m和上述通式(2)中的定义相同。
11.权利要求9或10记载的电子照相装置,其特征在于:前述具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂为具有含有下述通式(II)所示非对称二醇成分的结构单元的聚碳酸酯树脂,
Figure A2004800037990006C2
式中,R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27和R28分别表示氢原子、卤原子、可被取代的烷基、可被取代的芳基或可被取代的烷氧基,R29和R30分别表示氢原子、卤原子、可被取代的烷基或可被取代的芳基,其中R29和R30互为不同的基团,或者互相结合形成环结构。
12.权利要求9至11中任一项记载的电子照相装置,其特征在于:前述具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂进一步具有硅氧烷结构。
13.权利要求9至12中任一项记载的电子照相装置,其特征在于:前述感光层还含有氧钛酞菁。
14.权利要求9至13中任一项记载的电子照相装置,其特征在于:前述感光层至少由含有电荷产生物质的电荷产生层和含有电荷输送物质的电荷输送层的层压结构形成,
前述电荷输送物质含有如前述通式(2)所示的烯胺化合物,
前述电荷产生层和前述电荷输送层中,至少前述电荷输送层含有具有前述非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂。
15.权利要求14记载的电子照相装置,其特征在于:前述感光层在从前述导电性基体向外的方向上,具有将前述电荷产生层、含有包含前述具有非对称二醇成分的聚碳酸酯树脂的粘合树脂的前述电荷输送层按照该顺序层压而形成的层压结构,
在前述电荷输送层中,前述电荷输送物质(A)和前述粘合树脂(B)的比例A/B以重量比计为10/12~10/30。
16.图像形成装置,其特征在于:具有权利要求9~15中任一项记载的电子照相感光体、
使前述电子照相感光体带电的带电装置、
对带电的前述电子照相感光体进行曝光的曝光装置、和
对通过曝光形成的静电潜像进行显影的显影装置。
17.图像形成方法,包括制作电子照相感光体的工序,使得到的电子照相感光体和带电部件接触进行带电的接触带电工序,对带电的前述电子照相感光体进行图像曝光、形成静电潜像的图像曝光工序和对形成的静电潜像进行显影的显影工序,
其特征在于,在前述制作电子照相感光体的工序中,准备由导电性材料形成的导电性支持体,在前述导电性支持体上,形成含有下述通式(2)所示的烯胺化合物和粘合树脂的感光层,
Figure A2004800037990008C1
式中,Ar1及Ar2分别表示可被取代的芳基或可被取代的杂环基,Ar3表示可被取代的芳基、可被取代的杂环基、可被取代的芳烷基或可被取代的烷基,Ar4和Ar5分别表示氢原子、可被取代的芳基、可被取代的杂环基、可被取代的芳烷基或可被取代的烷基,但是,Ar4和Ar5不同时为氢原子,Ar4和Ar5可通过原子或原子团互相结合形成环结构,a表示可被取代的烷基、可被取代的烷氧基、可被取代的二烷基氨基、可被取代的芳基、卤原子或氢原子,m表示1-6的整数,当m为2以上时,多个a可相同或不同,可以互相结合形成环结构,R11表示氢原子、卤原子或可被取代的烷基,R12、R13和R14分别表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的芳基、可被取代的杂环基或可被取代的芳烷基,n表示0~3的整数,当n为2或3时,多个R12可相同或不同,多个R13可相同或不同;但是,n为0时,Ar3表示可被取代的杂环基。
18.权利要求17记载的图像形成方法,其特征在于:前述通式(2)所示的烯胺化合物为下述通式(3)所示的烯胺化合物,
Figure A2004800037990009C1
式中,b、c、d分别表示可被取代的烷基、可被取代的烷氧基、可被取代的二烷基氨基、可被取代的芳基、卤原子或氢原子,i、k和j分别表示1~5的整数,当i为2以上时,多个b可相同或不同,可以互相结合形成环结构,此外当k为2以上时,多个c可相同或不同,可以互相结合形成环结构,还有当j为2以上时,多个d可相同或不同,可以互相结合形成环结构,Ar4、Ar5、a和m和上述通式(2)中的定义相同。
19.权利要求17或18记载的图像形成方法,其特征在于:在前述感光层中,前述通式(2)所示的烯胺化合物的重量A和前述粘合树脂的重量B的比例A/B以重量比计为10/12~10/30。
20.图像形成装置,其具有电子照相感光体,包括带电部件并使前述电子照相感光体和前述带电部件接触进行带电的带电装置,对带电的前述电子照相感光体进行图像曝光、形成静电潜像的图像曝光装置,对形成的静电潜像进行显影的显影装置,其特征在于,
前述电子照相感光体具有由导电性材料形成的导电性支持体,以及设在前述导电性支持体上、含有如前述通式(2)所示的烯胺化合物和粘合树脂的感光层。
21.权利要求20记载的图像形成装置,其特征在于:前述通式(2)所示的烯胺化合物为前述通式(3)所示的烯胺化合物。
22.权利要求20或21记载的图像形成装置,其特征在于:在前述感光层中,前述通式(2)所示的烯胺化合物的重量A和前述粘合树脂的重量B的比例A/B为10/12~10/30。
23.权利要求20~22中任一项记载的图像形成装置,其特征在于:前述带电部件具有辊状的形状。
24.权利要求20~22中任一项记载的图像形成装置,其特征在于:前述带电部件具有刷状的形状。
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