图像形成装置的制作方法

文档序号:2778492阅读:221来源:国知局
专利名称:图像形成装置的制作方法
技术领域
本发明涉及例如复印机等的电子照相方式的图像形成装置。
背景技术
采用电子照相技术形成图像的电子照相方式的图像形成装置(下面称作电子照相装置)多数作为复印机、打印机或传真机装置等使用。在电子照相装置中,通过以下的电子照相工艺(プロセス),形成图像。首先,通过带电辊等带电装置使装置中设置的电子照相感光体(下面,也简称“感光体”)的感光层均匀地带电成规定的电位,利用曝光装置进行符合图像信息的曝光,形成静电潜像。对于形成的静电潜像供给显影剂,通过使作为显影剂的成分的调色剂附着在感光体的表面,使静电潜像显影,显影为调色剂图像。利用转印装置将形成的调色剂图像从感光体的表面转印至记录用纸等的记录介质上,利用定影装置使其定影。另外,对于调色剂图像转印过后的感光体,利用具有清洁刮板等的清洁装置进行清洁,除去转印操作时未转印在记录介质上、残留在感光体表面上的调色剂等。之后,利用除电器等对感光层表面除电,使静电潜像消失。
近年来,电子照相技术不限于在复印机等图像形成装置领域应用,以前就使用照相技术的印刷版材、幻灯胶片或者缩微胶片等领域也有应用。还应用在以激光、发光二极管(Light Emitting Diode;简称LED)或者阴极射线管(Cathode Ray Tube;简称CRT)等为光源的高速打印机上。随着电子照相技术的应用范围扩大,对电子照相感光体的要求不断提高且多样化。
电子照相技术感光体是通过在由导电性材料构成的导电性支持体上层叠含有光电导性材料的感光层而构成的。电子照相感光体以前一直广泛使用无机感光体,所述的无机感光体具有以硒、氧化锌或者镉等无机光电导性材料为主要成分的感光层。无机感光体在一定程度上具有作为感光体的基础特性,但是,存在的问题是感光层的成膜困难,可塑性差,制造成本高,等。另外,无机光电导性材料一般毒性强,在制造和使用方面受很大的限制。
如上所述,由于无机光电导性材料和使用该材料的无机感光体有很多缺点,因此正在研究开发有机光电导性材料。有机光电导性材料近年来进行了广泛地研究开发,不仅将其应用在电子照相感光体上,而且正在开始在静电记录元件、传感器材料或者有机电致发光(ElectroLuminescent;简称EL)元件等方面的应用。使用有机光电导性材料的有机感光体的优点是不仅感光层的成膜性好、可挠性好,而且重量轻、透明性好,能够容易地设计通过适当的增感方法对宽范围的波长域显示良好的灵敏度的感光体,因此,逐渐作为电子照相感光体的主流被开发。
尽管有机感光体初期在灵敏度和耐久性方面具有缺点,但是,通过开发将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电子照相感光体,上述缺点得到了明显地改善。另外,功能分离型感光体不仅具有有机感光体所具有的前述优点,而且,构成感光层的材料的选择范围宽,可以比较容易地制造具有任意特性的电子照相感光体。功能分离型感光体中有层叠型和单层型,层叠型的功能分离型感光体中设有层叠型的感光层,该感光层由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进行层叠而形成。电荷产生层和电荷输送层通常以将电荷产生物质和电荷输送物质分别分散在作为粘合剂的粘合剂树脂中的形式形成。另外,在单层型的功能分离型感光体中,设有单层型感光层,该单层型感光层是通过使电荷产生物质和电荷输送物质一起分散在粘合剂树脂中而形成的。
作为在功能分离型感光体中使用的电荷产生物质,研究了如下多种酞菁颜料、斯夸琳(スクアリリウム)色素、偶氮颜料、二萘嵌苯颜料、多环醌颜料、花青色素、方形酸染料以及吡喃盐(ピリリウム塩)系色素等,提出了耐光性强、电荷产生能力高的各种材料。
另外,作为电荷输送物质,提出了如下各种化合物例如吡唑啉化合物(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、特开昭55-52063号公报)、三苯胺化合物(例如参照特公昭58-32372号公报、特开平2-190862号公报)以及芪(スチルベン)化合物(例如参照特开昭54-151955号公报、特开昭58-198043号公报)等。最近,也开发了以缩合多环式烃为中心母核的芘衍生物、萘衍生物和三联苯衍生物(例如参照特开平7-48324号公报)等。
对于电荷输送物质有如下要求(1)对光和热稳定(2)对使感光体带电时的电晕放电产生的臭氧、氮氧化物(简称NOx)以及硝酸等活性物质稳定(3)具有高的电荷输送能力(4)与有机溶剂和粘合剂树脂的相容性高(5)制造容易、廉价。
但是,在前述的特公昭52-4188号公报、特开昭54-150128号公报、特公昭55-42380号公报、特开昭55-52063号公报、特公昭58-32372号公报、特开平2-190862号公报、特开昭54-151955号公报、特开昭58-198043号公报、以及特开平7-48324号公报等中公开的电荷输送物质,尽管满足上述要求中的一部分,但是,都没有高水平地满足。
另外,对复印机和打印机等电子照相装置要求具有小型化和图形形成速度高速化的特性。为了使电子照相装置的图像形成速度实现高速化,需要使电子照相过程的各工序实现高速化。为此,要求感光体带电性好、可以均匀快速地带电、灵敏度和光响应性强、感光层的表面电位通过曝光快速地衰减等。
另外,为了实现电子照相装置的小型化,要求感光体具有高的灵敏度和光响应性。在复印机和打印机等的电子照相装置中,一般使用圆筒状或圆柱状的感光体,为了实现电子照相装置的小型化,必须使感光体的直径变小。在直径小的感光体中,由于从曝光位置至显影位置的距离短,故从曝光至显影的时间短。为了使图像形成速度高速化,在高速地进行电子照相工艺时,从曝光至显影的时间则进一步缩短。当感光体的灵敏度和光响应性(光応答性)差时,曝光引起的感光层的表面电位的衰减速度变慢,因而,在曝光至显影的时间短的情况下,在感光层的表面电位未充分衰减的状态下进行显影。为此,在正规显影时,出现称作底污(地汚れ)的现象,即,在应形成图像白底的部分附着了调色剂;在反转显影时,图像浓度降低。因此,为了兼顾电子照相装置的小型化和图像形成速度的高速化,灵敏度和光响应性高的感光体是必要的。
在功能分离型感光体中,通过光吸收由电荷产生物质产生的电荷,利用电荷输送物质输送至感光层表面,由此,使照射了光的部分的感光层的表面电荷消除,故电荷输送物质的电荷输送能力对灵敏度和光响应性有很大的影响。因此,为了实现灵敏度和光响应性高的感光体,要求具有高的电荷输送能力的电荷输送物质。
另外,电子照相装置也要求具有高耐久性,为了实现电子照相装置的高耐久性,要求感光体相对电外力和机械外力的耐久性好,可以长时间稳定地运转。在感光体负载在电子照相装置中使用时,不得不利用清洁刮板(クリ一ニングブレ一ド)或带电辊等接触部件将感光体的表面层部分刮掉。感光体的表面层的膜减量多时,感光体的带电保持能力(带電保持能)降低,不能提供高质量的图像,因此,为了实现电子照相装置的高耐久性,要求机械耐久性高的感光体,即具有对前述的接触部件具有耐性的表面层,也就是膜减量少、耐印刷性(耐刷性)高的表面层。
为了提高表面层的耐印刷性,使感光体的机械耐久性提高,一般需要提高作为感光体表面层的电荷输送层中粘合剂树脂的比率。但是,当提高粘合剂树脂的比率时,因为电荷输送层中的电荷输送物质的比率相对地降低,故产生电荷输送层的电荷输送能力降低,灵敏度和光响应性降低的问题。因此,为了在不使灵敏度和光响应性降低的同时提高粘合剂树脂的比率,从而提高感光体的机械耐久性,要求具有特别高的电荷输送能力的电荷输送物质。
作为满足上述要求的电荷输送物质,提出了电荷输送能力比前述特公昭52-4188号公报、特开昭54-150128号公报、特公昭55-42380号公报、特开昭55-52063号公报、特公昭58-32372号公报、特开平2-190862号公报、特开昭54-151955号公报、特开昭58-198043号公报、以及特开平7-48324号公报等中公开的电荷输送物质的高电荷输送能力高的烯胺化合物(例如参照特开平2-51162号公报、特开平6-43674号公报、特开平10-69107号公报)。另外,在其它的现有技术中,为了提高感光体的空穴输送能力(正孔輸送能),提出了使感光层中含有聚硅烷和具有特定结构的烯胺化合物(参照特开平7-134430号公报)。
另外,近年来,为了实现容易地进行图像信息的存储或编辑,图像信息的数字化迅速地发展,多采用通过数字化的图像信息形成图像数字式电子照相装置。数字式电子照相装置不仅作作单色图像的输出装置,也用作彩色图像的输出装置,并且对于图像的高质量和高分辨率的要求更高。实现图像的高质量和高分辨率的代表性手段,是使静电潜像的显影中应用的显影剂的成分即调色剂的粒径变小。在使用小粒径调色剂时,需要在数字式电子照相装置中减小主要用于曝光即光书写中使用的激光光束光的光束直径。
作为使用小粒径调色剂形成图像的在先技术之一,提出了电子照相显影方法(参照特许第2787305号公报),该方法通过使数字书写的最小光束直径和调色剂的粒径存在特定的相关性,进行显影。在特许第2787305号公报中揭示了,通过使静电潜像上的最小光点直径和调色剂的平均体积粒径满足特定的关系,得到具有良好的渐变再现性(階調再現性)、没有点增益(ドツトゲイン)产生的渐变性(階調性)劣化、另外分辨率、清晰度良好的高画质的图像。这里所述的点增益,是指与感光体上形成的静电潜像的各点相比,利用显影得到的调色剂图像的各点变大。
但是,特许第2787305号公报中公开的技术中,因为对感光体的性能没有考虑,故依靠感光体有时不能得到高品质和高分辨率的图像。这是减小激光光束光的的光束直径引起的。当不改变激光光束的光的扫描速度而减小激光光束光(レ一ザビ一ム光)的光束直径时,每单位时间的曝光面积变小,曝光所需要的时间变长,因而,当减小激光光束光的光束直径时,需要加快激光光束光的扫描速度。另外,当加快激光光束光的扫描速度时,因为激光光束光的每单位面积的照射时间缩短,故照射在感光体的每1点的激光光量变少。为此,在感光体的灵敏度和光响应性差的情况下,从曝光至形成静电潜像所用的时间变长,因而,在感光层的表面电位未充分衰减的状态下显影,形成的图像的浓度和分辨率降低。最近,因为要求1200dpi(dot per inch)以上的分辨率,需要进一步减小激光光束光的光束直径,故画质劣化明显。
因此,为了形成高品质和高分辨率的图像,需要在使调色剂粒径变小的同时,使用灵敏度和光响应性高的感光体,该感光体即使照射在每1点的激光光量少也可以快速形成静电潜像。特别是,在如上所述为了使电子照相装置的图像形成速度高速化而高速地进行电子照相工艺时,因为从曝光至显影的时间缩短,故要求灵敏度和光响应性特别高的感光体。
感光体的灵敏度和光响应性如前所述与电荷输送物质的电荷输送能力有关,所以如果使用特开平2-51162号公报、特开平6-43674号公报、或者特开平10-69107号公报中公开的电荷输送能力高的电荷输送物质,认为可以得到具有用于实现高品质和高分辨率的充分的灵敏度和光响应性的感光体。但是,前述特开平2-51162号公报、特开平6-43674号公报、或者特开平10-69107号公报中公开的烯胺化合物的电荷输送能力不充分,即使使用这样的烯胺化合物也不能实现具有充分的灵敏度和光响应性的感光体。另外,尽管也认为如特开平7-134430号公报中公开的感光体那样,使感光层含有聚硅烷和具有特定结构的烯胺化合物,但是,使用聚硅烷的感光体对曝光敏感,因此带来由于维护时等暴露在外部光中而使作为感光体的各项特性降低。
另外,因为电子照相装置在各种环境下暴露,故要求感光体由温度或湿度等环境变化引起的特性变化小,环境稳定性好,但是,一直没能得到具有上述特性的感光体。

发明内容
本发明的目的在于提供一种图像形成装置,该装置具有优良的电子照相感光体的带电性、灵敏度和光响应性,能够在各种环境下高速地形成高品质和高分辨率的图像。
本发明涉及一种图像形成装置,该图像形成装置包括电子照相感光体,其具有导电性支持体和设置在导电性支持体上、并且含有电荷产生物质和电荷输送物质的感光层;带电装置,使电子照相感光体带电;曝光装置,通过对应图像信息使带电的电子照相感光体曝光,形成静电潜像;显影装置,用于容纳调色剂,及通过将调色剂供给至电子照相感光体的表面而使静电潜像显影,从而形成调色剂图像;转印装置,将调色剂图像从电子照相感光体的表面转印至记录介质上,其特征在于,前述电子照相感光体的感光层中含有的电荷输送物质,含有下述通式(1)表示的烯胺化合物,并且容纳在前述显影装置中的调色剂的体积平均粒径为4μm以上、7μm以下。
(式中,Ar1和Ar2分别表示可以具有取代基的芳基、或可以具有取代基的杂环基;Ar3表示可以具有取代基的芳基、可以具有取代基的杂环基、可以具有取代基的芳烷基、或可以具有取代基的烷基;Ar4和Ar5分别表示氢原子、可以具有取代基的芳基、可以具有取代基的杂环基、可以具有取代基的芳烷基、或可以具有取代基的烷基;但是Ar4和Ar5不同时为氢原子;Ar4和Ar5也可以通过原子或原子团而互相结合,形成环结构;a表示可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的烷氧基、可以具有取代基的二烷基氨基、可以具有取代基的芳基、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可以相同或不同,并且可以互相结合形成环结构;R1表示氢原子、卤原子、或可以具有取代基的烷基;R2、R3和R4分别表示氢原子、可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的芳基、可以具有取代基的杂环基、或可以具有取代基的芳烷基;n表示0~3的整数,当n为2或3时,多个R2可以相同或不同,多个R3可以相同或不同;但是当n为0时,Ar3表示可以具有取代基的杂环基。)
另外,本发明的特征在于,通式(1)表示的烯胺化合物是通式(2)表示的烯胺化合物。
(式中,b、c和d表示分别可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的烷氧基、可以具有取代基的二烷基氨基、可以具有取代基的芳基、卤原子或氢原子,i、k和j分别表示1~5的整数。i为2以上时,多个b可以相同也可以不同,可以互相结合形成环结构。另外,k为2以上时,多个c可以相同也可以不同,可以互相结合形成环结构。另外,j为2以上时,多个d可以相同也可以不同,可以互相结合形成环结构。Ar4、Ar5、a和m和通式(1)中定义的相同。)另外,本发明的特征在于,在前述电子照相感光体的感光层中含有的电荷产生物质含有酞菁化合物。
另外,本发明的特征在于,前述酞菁化合物为氧钛酞菁(オキソチタニウムフタロシアニン)化合物。
另外,本发明的特征在于,前述电子照相感光体的感光层是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层叠而构成的,所述的电荷输送物质含有通式(1)表示的烯胺化合物。
另外,本发明的特征在于,前述电荷输送层还含有粘合剂树脂,并且,前述电荷输送层中的通式(1)表示的烯胺化合物的重量A和前述粘合剂树脂的重量B的比率(A/B)为10/30以上、10/12以下。
另外,本发明的特征在于,前述电子照相感光体在前述导电性支持体和前述感光层之间还具有中间层。
根据本发明,在图像形成装置上设置的电子照相感光体的感光层中,含有通式(1)表示的烯胺化合物、优选通式(2)表示的烯胺化合物作为电荷输送物质。另外,在显影装置中容纳体积平均粒径为4μm以上、7μm以下的调色剂,在静电潜像的显影中应用。
在电子照相感光体的感光层中含有的通式(1)表示的烯胺化合物具有高的电荷输送能力。另外,通式(2)表示的烯胺化合物在通式(1)表示的烯胺化合中具有特别高的电荷输送能力。因此,通过使感光层中含有通式(1)表示的烯胺化合物、优选通式(2)表示的烯胺化合物,实现带电性、灵敏度和光响应性好的电子照相感光体。也就是,本发明的图像形成装置中使用的电子照相感光体因为带电性好,故可以均匀快速地带电。另外,本发明的图像形成装置中使用的电子照相感光体因为灵敏度和光响应性好,曝光时感光层的表面电位的衰减速度快,因而,如前所述,调色剂的体积平均粒径设定成适合图像的高品质和高分辨率的4μm以上、7μm以下,即使曝光时的每1点照射的光量少,也可以快速地形成静电潜像。因此,可以高速地进行电子照相工艺,故可以实现能够高速形成高品质和高分辨率图像的图像形成装置。另外,即使是电子照相感光体小型化的情况下,因为可以高速地进行电子照相工艺,故可以实现小型而且高速的图像形成装置。
另外,即使温度和湿度等周围环境发生变化、反复使用,电子照相感光体的前述良好的电特性也不降低,故本发明的图像形成装置可以在低温低湿环境等的各种环境下,长期稳定地形成高品质和高分辨率的图像。另外,电子照相感光体的前述良好的电特性因为在不使感光层中含有聚硅烷的条件下实现,故即使暴露在外部光下也不降低。因此,可以在维护等情况下,抑制电子照相感光体由于暴露暴露在外部光下引起的画质降低。
另外,根据本发明,使电子照相感光体的感光层中含有酞菁化合物、优选氧钛酞菁化合物作为电荷产生物质。酞菁化合物,特别是氧钛酞菁化合物因为具有高的电荷产生效率和高的电荷注入效率,因此通过吸收光而产生大量的电荷,同时发生的电荷不蓄积在其内部,而是有效地注入电荷输送物质中。因为在感光层中含有电荷输送能力高的通式(1)表示的烯胺化合物作为电荷输送物质,故通过光吸收由酞菁化合物产生的电荷有效地注入通式(1)表示的烯胺化合物中,顺利地输送至感光层表面。因此,本发明的图像形成装置中设置的电子照相感光体因为具有特别高的灵敏度和光响应性,故实现了能够形成分辨率进一步提高的图像的图像形成装置。
另外,根据本发明,电子照相感光体的感光层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层叠而构成,其中,电荷输送物质包含通式(1)表示的烯胺化合物。如上所述,通过使各个层分担电荷产生功能和电荷输送功能,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作为构成各层的材料,因此,实现了灵敏度和光响应性特别高、另外反复使用时的稳定性也增加、电耐久性高的电子照相感光体。因此,可以形成品质和分辨率更高的图像。提高图像形成装置的耐久性。
另外,本发明中,电子照相感光体的电荷输送层中的通式(1)表示的烯胺化合物的重量A,和粘合剂树脂的重量B的比率(A/B)为30分之10(10/30)以上、12分之10(10/12)以下。这样可以提高电荷输送层的耐印刷性,故电子照相感光体的机械耐久性提高。另外,通式(1)表示的烯胺化合物具有高的电荷输送能力,因此,如上所述即使提高电荷输送层中粘合剂树脂的比率,将前述比率A/B设定为10/12以下,电子照相感光体也充分地显示高的灵敏度和光响应性。也就是,在不使灵敏度和光响应性降低的条件下可以将前述比率A/B设定为10/30以上、10/12以下,故可以实现使灵敏度和光响应性高、而且机械耐久性好的电子照相感光体。因此,可以不使图像的品质和分辨率降低,进一步提高图像形成装置的耐久性。
另外,根据本发明,在电子照相感光体的导电性支持体和感光层之间设置中间层。由此,可以防止电荷从导电性支持体向感光层注入,故可以防止感光层的带电性降低,可以抑制在曝光部分以外的表面电荷减少,防止图像出现灰雾(かぶり)等缺陷。另外,因为可以通过覆盖导电性支持体表面的缺陷得到均匀的表面,故可以提高感光层的成膜性。另外,中间层具有导电性支持体和感光层的粘接剂的作用,故可以抑制感光层从导电性支持体上剥离。因此可以提供更加稳定的高品质和高分辨率的图像,可以提高图像形成装置的可靠性。


通过下述的详细的说明和附图使本发明的目的、特点以及优点更加明确。
图1是显示本发明的第一实施方式的图像形成装置1的结构的示意性配置侧视图。
图2是显示设置在图1所示的图像形成装置1中的电子照相工艺部27的结构的放大图。
图3是显示设置在图2所示的电子照相工艺部27中的电子照相感光体2的结构的示意性部分剖面图。
图4是显示本发明的第二实施方式的图像形成装置中设置的电子照相感光体61的结构的示意性部分剖面图。
图5是显示本发明的第三实施方式的图像形成装置中设置的电子照相感光体63的结构的示意性部分剖面图。
图6是制造例1-3的生成物的1H-NMR光谱图。
图7是显示将图6所示的谱图的6ppm~9ppm放大的图。
图8是制造例1-3的生成物的常规测定的13C-NMR光谱图。
图9是显示将图8所示的谱图的110ppm~160ppm放大的图。
图10是制造例1-3的生成物的由DEPT135测定得到的13C-NMR光谱图。
图11是显示将图10所示的谱图的110ppm~160ppm放大的图。
图12是制造例2的生成物的1H-NMR光谱图。
图13是显示将图12所示谱图的6ppm~9ppm放大的图。
图14是制造例2的生成物的常规测定的13C-NMR光谱图。
图15是显示将图14所示的谱图的110ppm~160ppm放大的图。
图16是制造例2的生成物的由DEPT135测定得到的13C-NMR光谱图。
图17是显示将图16所示的谱图的110ppm~160ppm放大的图。
具体实施例方式
以下参考附图更加详细地说明本发明的优选实施例。
图1是显示本发明的第一实施方式的图像形成装置1的结构的示意性配置侧视图;图2是显示设置在图1所示的图像形成装置1中的电子照相工艺部27的结构的放大图;图3是显示设置在图2所示电子照相工艺部27中的电子照相感光体2的结构的示意性部分剖面图。
首先,对本发明的图像形成装置1的主要构成部件电子照相感光体2(以下简称感光体)进行说明。感光体2包括由导电性材料构成的圆筒状的导电性支持体3;电荷产生层4,是层叠在导电性支持体3的外周面上的层,含有电荷产生物质;电荷输送层5,是在电荷产生层4上进一步层叠的层,含有电荷输送物质。电荷产生层4和电荷输送层5构成感光层6。也就是,感光体2是层叠型感光体。
导电性支持体3作为感光体2的电极起作用,同时还作为其它各层4、5的支持部件起作用。另外导电性支持体3的形状在本实施方式中为圆筒状,但是不限于此,也可以是圆柱状、片状或环形带状等。
构成导电性支持体3的导电性材料可以使用例如铝、铜、锌、钛等金属单质、铝合金、不锈钢等合金。另外,不限于这些金属材料,也可以使用在聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙或聚苯乙烯等高分子材料、硬质纸或者玻璃等表面上层叠金属铂得到的材料、或者在这些材料的表面上蒸镀金属材料得到的材料、或在这些材料的表面上蒸镀或涂布导电性高分子、氧化锡、氧化铟等导电性化合物的层而得到的材料等。这些导电性材料可以加工成特定的形状使用。
在导电性支持体3的表面上,根据需要可以在不影响画质的范围内进行阳极氧化膜处理、用化学药品或热水等进行表面处理、着色处理、或使表面粗糙化等的散射处理。在以激光作为曝光光源使用的电子照相工艺中,因为激光光束的波长相同,故在感光体表面反射的激光光束光和在感光体内部反射的激光光束光发生干涉,由于该干涉的干涉条纹显示在图像上形成图像缺陷。通过在导电性支持体3的表面上进行前述的处理,可以防止与该波长相同的激光光束光的干涉产生的图像缺陷。
电荷产生层4含有通过吸收光产生电荷的电荷产生物质为主要成分。作为电荷产生物质有效的物质例如举出单偶氮系颜料、双偶氮系颜料和三偶氮系颜料等偶氮系颜料;靛蓝和硫靛蓝等靛蓝系颜料;二萘嵌苯酰亚胺和二萘嵌苯酸酐等的二萘嵌苯系颜料;蒽醌和芘醌等多环醌系颜料;金属酞菁和无金属酞菁的酞菁化合物;斯夸琳色素、吡喃盐(ピリリウム塩)系和硫代吡喃盐(チオピリリウム塩)系、三苯基甲烷系色素等有机光电导性材料;以及硒和非晶硅等无机光电导性材料等。这些电荷产生物质可以单独使用一种,也可以混合两种以上使用。
另外,在本说明书中,所述的酞菁化合物是指金属酞菁和无金属酞菁、以及它们的衍生物,包括酞菁基中含有的苯环的氢原子由氯原子或氟原子等卤原子、硝基、氰基或磺酸基等取代基取代的物质。另外,金属酞菁化合物也可以是配位体配位在中心金属上的物质。
前述电荷产生物质中优选使用酞菁化合物,更优选使用下述通式(A)表示的氧钛酞菁化合物。
在通式(A)中,X1、X2、X3和X4分别表示氢原子、卤原子、烷基或烷氧基,r、s、y和z分别表示0~4的整数。
酞菁化合物,特别是通式(A)表示的氧钛酞菁化合物,因为具有高的电荷产生效率和高的电荷注入效率,故在通过吸收光产生大量电荷的同时,产生的电荷不蓄积在其内部而是有效地注入电荷输送层5含有的电荷输送物质中。另外,本实施方式中,电荷输送层5含有的电荷输送物质一般使用后述的通式(1)表示的电荷输送能力高的烯胺化合物,因此通过光吸收由酞菁化合物产生的电荷有效地注入通式(1)表示的烯胺化合物中,顺利地输送至感光层6表面。因此,通过使用酞菁化合物、优选通式(A)表示的氧钛酞菁化合物作为电荷产生物质,使用后述的通式(1)表示的烯胺化合物作为电荷输送物质,可以实现具有特别高灵敏度和光响应性的感光体2。
酞菁化合物优选含有特定结晶结构。无金属酞菁化合物中优选的是例如X型、α型、β型、γ型、τ型、π型、τ’型、η型、η’型的化合物,其中,适合使用X型的无金属酞菁化合物。另外,通式(A)表示的氧钛酞菁化合物中优选的例如举出具有在对于Cu-Kα特性X射线(波长1.54)的X线衍射光谱中至少在布喇格角2θ(误差2θ±0.2°)27.2°处显示明确衍射峰的结晶结构的物质。另外,本说明书中所述的布喇格角2θ是指入射X线和衍射X线之间形成的角度,表示所述的衍射角。
通式(A)表示的氧钛酞菁化合物等的酞菁化合物可以利用例如モ一ザ(Moser)和ト一マス(Thomas)的“酞菁化合物(PhthalocyanineCompounds)”中记载的方法等现有公知的制造方法制造。例如通式(A)表示的氧钛酞菁化合物等的酞菁化合物中,X1、X2、X3和X4为氢原子的氧钛酞菁通过将邻苯二甲腈和四氯化钛加热熔融,或在α-氯萘等适当的溶剂中使其加热反应,合成二氯钛酞菁(ジクロロチタニウムフタロシアニン)之后,利用碱或水将其水解而得到。另外,也可以通过使异二氢吲哚和四丁氧基钛等的钛四烷氧化物在N-甲基吡咯烷酮等适当的溶剂中进行加热反应,制造氧钛酞菁。
电荷产生物质也可以与增感染料组合使用,所述的增感染料如以甲基紫、结晶紫、深蓝(ナイトブル一)、以及维多利亚蓝等为代表的三苯基甲烷系染料;以赤藓红、若丹明B、若丹明3R、吖啶橙以及浅黄(フラペオシン)等为代表的吖啶染料;以亚甲基蓝和亚甲基绿等为代表的噻嗪染料;以卡普里蓝(カプリブル一)和梅尔朵拉蓝(メルドラブル一)等为代表的噁嗪染料;花青染料;苯乙烯基染料;吡喃盐(ピリリウム塩)盐系染料或硫代吡喃盐(チオピリリウム塩)系染料等。
作为电荷产生层4的形成方法,使用将前述的电荷产生物质真空镀镀在导电性支持体3的表面的方法;或将通过把前述的电荷产生物质分散在适当的溶剂中得到的电荷产生层用涂布液涂布在导电性支持体3的表面的方法等。其中,适合使用如下方法将粘合剂即粘合剂树脂混合在溶剂中得到粘合剂树脂溶液,利用现有公知的方法使电荷产生物质分散在所得到的粘合剂树脂溶液中,制备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3的表面。以下,对该方法加以说明。
在电荷产生层4中使用的粘合剂树脂例如举出聚酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、蜜胺树脂、环氧树脂、硅树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、多芳基化合物(ポリアリレ一ト)树脂、苯氧基树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂(ポリビニルブチラ一ル)以及聚乙烯醇缩甲醛(ポリビニルホルマ一ル )树脂、以及含有构成这些树脂的重复单元中的两个以上的共聚物树脂等。共聚物树脂的具体物质例如举出氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物树脂以及丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂等绝缘性树脂等。粘合剂树脂不限于这些,可以使用一般作为粘合剂树脂使用的树脂。这些树脂可以单独使用一种,也可以混合两种以上使用。
电荷产生层用涂布液的溶剂例如举出二氯甲烷和二氯乙烷等卤化烃;丙酮、甲基乙基酮和环己酮等酮类;乙酸乙酯和乙酸丁酯等酯类;四氢呋喃(简称THF)和二氧杂环己烷等醚类;1,2-二甲氧基乙烷等乙二醇的烷基醚类;苯、甲苯和二甲苯等芳香族烃类;以及N,N-二甲基甲酰胺(N,N-Dimethylformamide;简称DMF)以及N,N-二甲基乙酰胺等的非质子性极性溶剂等。这些溶剂可以单独使用一种,也可以混合两种以上使用。
在含有电荷产生物质和粘合剂树脂构成的电荷产生层4中,电荷产生物质的重量W1和粘合剂树脂的重量W2的比率W1/W2优选100分之10(10/100)以上、100分之99(99/100)以下。当前述比率W1/W2小于10/100时,感光体2的灵敏度降低。当前述比率W1/W2超过99/100时,不仅电荷产生层4的膜强度降低,而且电荷产生物质的分散性降低,粗大离子增多,因而应该消除的部分以外的表面电荷由于曝光而减少,图像缺陷,特别是白底上附着调色剂,形成微小黑点的称作“黑点”的图像的灰雾变多。因此将前述比率W1/W2的适当的范围设定为10/100以上、99/100以下。
电荷产生物质在分散在粘合剂树脂溶液中之前,可以预先利用粉碎机进行粉碎处理。粉碎处理使用的粉碎机可以使用球磨机、砂磨机、碾磨机(アトライタ)、振动磨机和超声波分散机等。
使电荷产生物质分散在粘合剂树脂溶液中时使用的分散机例如举出油漆振动机(ペイントシエ一カ)、球磨机和砂磨机等。这时的分散条件选择适当的条件,以使不因采用的容器和构成分散机的部件的磨耗等而混入杂质。
作为电荷产生层用涂布液的涂布方法,例如可以使用喷涂法、刮条涂布法、辊涂法、刮板涂布法、挤涂(リング)法和浸渍涂布法等。可以考虑涂布液的物性和生产率,从这些涂布方法中选择最适合的方法。这些涂布方法中,尤其是浸渍涂布法,是在将基体浸渍在装满涂布液的涂布槽中之后,以恒定速度或依次变化的速度将起拉起,由此在基体的表面上形成层的方法,该方法比较简单,生产率和成本方面优良,因此优选应用。另外,对于应用在浸渍涂布法中的装置,为了使涂布液的分散性稳定,也可以设置超声波发生装置为代表的涂布液分散装置。
电荷产生层4的膜厚优选0.05μm以上、5μm以下,更优选0.1μm以上、1μm以下。当电荷产生层4的膜厚小于0.05μm时,光吸收的效率降低,感光体2的灵敏度降低。当电荷产生层4的膜厚超过5μm时,电荷在电荷产生层4内部的转移变成消除感光层6表面的电荷的过程的速率控制步骤,感光体2的灵敏度降低。因此,将电荷产生层4的膜厚的适当的范围设定为0.05μm以上、5μm以下。
在电荷产生层4上设有电荷输送层5。电荷输送层5可以由电荷输送物质和使电荷输送物质粘接的粘合剂树脂构成,所述电荷输送物质具有接受电荷产生层4中含有的电荷产生物质产生的电荷,并将其输送的能力。电荷输送物质使用下述通式(1)表示的烯胺化合物。
通式(1)中,Ar1和Ar2分别表示可以具有取代基的芳基、或可以具有取代基的杂环基;Ar3表示可以具有取代基的芳基、可以具有取代基的杂环基、可以具有取代基的芳烷基、或可以具有取代基的烷基;Ar4和Ar5分别表示氢原子、可以具有取代基的芳基、可以具有取代基的杂环基、可以具有取代基的芳烷基、或可以具有取代基的烷基;但是Ar4和Ar5不同时为氢原子;Ar4和Ar5也可以通过原子或原子团而互相结合,形成环结构;a表示可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的烷氧基、可以具有取代基的二烷基氨基、可以具有取代基的芳基、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可以相同或不同,并且可以互相结合形成环结构;R1表示氢原子、卤原子、或可以具有取代基的烷基;R2、R3和R4分别表示氢原子、可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的芳基、可以具有取代基的杂环基、或可以具有取代基的芳烷基;n表示0~3的整数,当n为2或3时,多个R2可以相同或不同,多个R3可以相同或不同;但是当n为0时,Ar3表示可以具有取代基的杂环基。
对于电荷输送物质,在通式(1)表示的烯胺化合物中,适合使用下述通式(2)表示的烯胺化合物。
在通式(2)中,b、c和d分别表示可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的烷氧基、可以具有取代基的二烷基氨基、可以具有取代基的芳基、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可以相同也可以不同,可以互相结合形成环结构。另外,当k为2以上时,多个c可以相同也可以不同,可以互相结合形成环结构。另外,当j为2以上时,多个d可以相同也可以不同,可以互相结合形成环结构。Ar4、Ar5、a和m的定义同通式(1)中的定义。
通式(1)表示的烯胺化合物具有高的电荷输送能力。另外,在通式(1)表示的烯胺化合物中,通式(2)表示的烯胺化合物具有特别高的电荷输送能力。因此,通过使电荷输送层5中含有通式(1)表示的烯胺化合物、优选通式(2)表示的烯胺化合物作为电荷输送物质,可以实现带电性、灵敏度和光响应性优良的感光体2。特别是通过使用前述的酞菁化合物作为电荷产生层4中含有的电荷产生物质,可以实现灵敏度和光响应性特别好的感光体2。该感光体2的良好的电特性在感光体2的周围环境、例如温度或湿度变化时也可以维持,或者即使反复使用,其性能也不降低,可以维持。
另外,通过使用通式(1)表示的烯胺化合物、优选通式(2)表示的烯胺化合物作为电荷输送物质,在电荷输送层5中不含有聚硅烷就可以实现具有前述良好电特性的感光体2。因此即使感光体2暴露在外部光下,前述良好的电特性也不降低。
另外,在通式(1)表示的烯胺化合物中,通式(2)表示的烯胺化合物合成比较容易,而且收率高,因此可以廉价地制造。因此,通过使用通式(2)表示的烯胺化合物作为电荷输送物质,可以低制造成本地制造具有如前所述的良好电特性的感光体2,因此可以降低图像形成装置1的制造成本。
另外,本说明书中,作为芳基例如可以举出苯基、萘基、联苯基、三联苯基、芘基和蒽基等。作为芳基上可以具有的取代基例如可以举出甲基、乙基、和丙基等的烷基;三氟甲基等的卤化烷基;2-丙烯基和苯乙烯基等的烯基;甲氧基、乙氧基和丙氧基等的烷氧基;二甲基氨基、二乙基氨基和二异丙基氨基等的二烷基氨基;氟原子、氯原子和溴原子等的卤原子;苯氧基等的芳氧基;以及苯硫基(フエニルチオ)等的芳硫基(アリ一ルチオ)等。作为具有取代基的芳基,例如可以举出甲苯基、甲氧基苯基、苯氧基苯基、对-(苯硫基)苯基和对苯乙烯基苯基等。
杂环基例如可以举出呋喃基、噻吩基、噻唑基、苯并呋喃基、苯并噻吩基(ベンゾチオフエニル)、苯并噻唑基、苯并噁唑啉及苯并吡喃基等的含有氧原子、氮原子、硫原子、硒或碲原子等、优选氧原子、氮原子或硫原子作为杂原子的5元、6元或缩合环,优选5元杂环基。作为杂环基可以具有的取代基,例如可以举出与前述的芳基可以具有的取代基同样的取代基。作为具有取代基的杂环基,例如可以举出N-甲基吲哚基和N-乙基咔唑基等。
作为芳烷基,例如可以举出苄基和1-萘基甲基等。作为芳烷基可以具有的取代基,例如可以举出与前述的芳基可以具有的取代基同样的取代基。作为具有取代基的芳烷基,例如可以举出对-甲氧基苄基等。
作为烷基,优选碳数1~6的烷基,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。作为烷基可以具有的取代基,例如可以举出与前述的芳基可以具有的取代基同样的取代基。作为具有取代基的烷基,例如可以举出三氟甲基、氟甲基和2,2,2-三氟乙基等卤化烷基;1-甲氧基乙基和甲氧基甲基等烷氧基烷基、以及2-噻吩基甲基等杂环基取代的烷基等。
作为烷氧基,优选碳数1~4的烷氧基,例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基及异丙氧基等。作为烷氧基可以具有的取代基,例如可以举出与前述的芳基可以具有的取代基同样的取代基。
二烷基氨基是指两个氢原子被烷基取代的氨基,具有取代基的二烷基氨基是指由具有取代基的烷基取代的氨基。作为二烷基氨基,优选由碳数1~4的烷基取代的那些,例如二甲基氨基、二乙基氨基和二异丙基氨基等。
作为卤原子,例如可以举出氟原子和氯原子。
在通式(1)中,结合Ar4和Ar5的原子例如可以举出氧原子、硫原子和氮原子等。氮原子例如作为N-烷基亚氨基或N-芳基亚氨基等的2价基团将Ar4和Ar5结合。将Ar4和Ar5结合的原子团例如可以举出亚甲基、亚乙基和甲基亚甲基等亚烷基;亚乙烯基和亚丙烯基等的亚烯基、氧亚甲基(化学式-O-CH2-)等的和杂原子结合的亚烷基以及硫代亚乙烯基(-S-CH=CH-)等的和杂原子结合的亚烯基等的2价基团。
通式(1)表示的烯胺化合物中,考虑特性、成本和生产率特别优选的化合物可以举出Ar1和Ar2是苯基、Ar3是苯基、甲苯基、对甲氧基苯基、联苯基、萘基或噻吩基;Ar4和Ar5是中的至少一个是苯基、对甲苯基、对甲氧基苯基、萘基、噻吩基、或噻唑基;R1,R2,R3,R4是氢原子、n是1的化合物。
通式(1)表示的烯胺化合物的具体例子可以举出在以下表1~表32中所例示的化合物No.1~No.220,但是,通式(1)表示的烯胺化合物不限于此。另外,表1~表32中,将各例示化合物用与通式(1)的各基对应的基团表示。例如表1所示的例示化合物No.1是下述结构式(1-1)表示的烯胺化合物。但是,在表1~表32中,在例示Ar4和Ar5互相结合的化合物的情况下,从Ar4一栏至Ar5一栏,一起显示Ar4和Ar5结合的碳-碳双键、以及该碳-碳双键键合的碳原子与Ar4和Ar5一起形成的环结构。

表1

表2

表3

表4

表5

表6

表7

表8

表9

表10

表11

表12

表13

表14

表15

表16

表17

表18

表19

表20

表21

表22

表23

表24

表25

表26

表27

表28

表29

表30

表31

表32

通式(1)表示的烯胺化合物例如可以按如下进行制造。首先使下述通式(3)表示的醛化合物或酮化合物和下述通式(4)表示的仲胺化合物发生脱水缩合反应,由此制造下述通式(5)表示的烯胺中间体。
(式中,Ar1、Ar2和R1同通式(1)中的定义。) (式中,Ar3、a和m同通式(1)中的定义。) (式中,Ar1,Ar2,Ar3,R1,a和m同通式(1)中的定义。)该脱水缩合反应按如下进行。在适当的溶剂中每次添加几乎等摩尔量的通式(3)表示的醛化合物或酮化合物,和通式(4)所示的仲胺化合物,使之溶解,制成溶液。使用的溶剂例如可以举出甲苯、二甲苯、氯苯等芳香族烃类、丁醇等醇类和二乙二醇二甲基醚等醚类等。在配制的溶液中添加催化剂例如对甲苯磺酸、樟脑磺酸或吡啶盐-对-甲苯磺酸等酸催化剂,在加热下使其反应。催化剂的添加量相对于通式(3)表示的醛化合物或酮化合物,优选10分之1(1/10)~1000分之1(1/1000)摩尔当量,更优选25分之1(1/25)~500分之1(1/500)摩尔当量,进一步优选50分之1(1/50)~200分之1(1/200)摩尔当量。反应中,因为水作为副产物生成,影响反应,故使生成的水和溶剂共沸排出系统外。如上所述,可以高收率地制造通式(5)表示的烯胺中间体。
然后,对于通式(5)表示的烯胺中间体,利用ビルスマイヤ一反应将其甲酰化或利用弗里德尔-克拉夫茨(フリ一デル一クラフト)反应将其酰化,由此制造下述通式(6)表示的烯胺-羰基中间体。这时,当利用ビルスマイヤ一反应将其甲酰化时,在通式(6)表示的烯胺-羰基中间体中,可以制造R5为氢原子的烯胺-醛中间体;当利用弗里德尔-克拉夫茨反应将其酰化时,在通式(6)表示的烯胺-羰基中间体中,可以制造R5为氢原子以外的基团的烯胺-酮中间体。
式中,R5当通式(1)中n表示0时表示R4,n为1,2或3时表示R2。Ar1,Ar2,Ar3,R1,R2,R4,a,m和n同通式(1)中的定义。
ビルスマイヤ一反应按照如下进行。在适当的溶剂中添加磷酰氯和N,N二甲基甲酰胺、N-甲基-N-苯基甲酰胺或N,N-二苯基甲酰胺,配制ビルスマイヤ一反应试剂。使用的溶剂例如举出N,N-二甲基甲酰胺等非质子性极性溶剂、1,2-二氯乙烷等卤化烃等。在ビルスマイヤ一试剂1.0~1.3摩尔当量配制的溶液中,添加通式(5)表示的烯胺中间体1.0摩尔当量,在60~110℃加热下,搅拌2~8小时。反应结束后,利用1~8N的碱性水溶液进行水解。水解使用的碱性水溶液例如举出氢氧化钠水溶液和氢氧化钾水溶液等。如上所述,可以高收率地制造通式(6)表示的烯胺-羰基中间体中R5为氢原子的烯胺-醛中间体。
另外,弗里德尔-克拉夫茨反应按照如下进行。在适当的溶剂中添加路易斯酸1.0~1.2摩尔当量和下述通式(B)表示的酰基卤1.0摩尔当量,搅拌约0.5~1小时,配制弗里德尔-克拉夫茨试剂。使用的溶剂例如举出1,2-二氯乙烷、二氯甲烷等卤化烃类、硝基苯等芳香族烃类。路易斯酸例如举出氯化铝、氯化锡和氯化锌等。
(式中,X表示卤原子,R5和通式(1)中的定义相同。)在配制了弗里德尔-克拉夫茨酰化试剂1.0~1.3摩尔当量的溶液中,添加通式(5)表示的烯胺中间体1.0摩尔当量,在-40~80℃下搅拌2~8小时。反应结束后,利用1~8N的碱性水溶液进行水解。水解使用的碱性水溶液例如举出氢氧化钠水溶液和氢氧化钾水溶液等。如上所述,可以高收率地制造通式(6)表示的烯胺-羰基中间体中R5为氢原子以外的基团的烯胺-酮中间体。
然后使通式(6)表示的烯胺-羰基中间体和下述通式(7-1)表示的Wittig试剂或下述通式(7-2)表示的Wittig试剂在碱性条件下反应,进行Wittig-Horner反应,由此制造通式(1)表示的烯胺化合物。这时,当使用通式(7-1)表示的Wittig试剂时,可以得到通式(1)表示的烯胺化合物中n为0的物质,当使用通式(7-2)表示的Wittig试剂时,可以得到通式(1)表示的烯胺化合物中n为1,2或3的物质。

(式中,R6表示可以具有取代基的烷基或可以具有取代基的芳基。Ar4和Ar5和通式(1)中的定义相同。) (式中,R6表示可以具有取代基的烷基或可以具有取代基的芳基。n表示1~3的整数。Ar4,Ar5,R2,R3和R4和通式(1)中的定义相同。)该Wittig-Horner反应按照如下进行,在适当的溶剂中添加通式(6)表示的烯胺-羰基中间体1.0摩尔当量和通式通式(7-1)表示的Wittig试剂或通式(7-2)表示的Wittig试剂1.0~1.20摩尔当量、金属醇盐碱1.0~1.5摩尔当量,在室温或30~60℃的加热下,搅拌2~8小时。使用的溶剂例如举出甲苯、二甲苯等芳香族烃类、二乙基醚、四氢呋喃(THF)、乙二醇二甲基醚等醚类、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等非质子性极性溶剂等。金属醇盐碱例如举出叔丁醇钾、乙醇钠、甲醇钠等。如上所述,可以高收率地制造通式(1)表示的烯胺化合物。另外,通式(1)表示的烯胺化合物可以利用通常的分离手段例如溶剂萃取法、重结晶法或色谱法等从反应混合物中分离精制,可以得到高纯度的物质。
通式(1)表示的烯胺化合物例如可以单独使用例如前述的表1~表32所示的例示化合物中的一种、或两种以上混合使用,用于电荷输送物质。
另外,在电荷输送物质中,在不影响本发明的优选效果的范围内,除通式(1)表示的烯胺化合物以外,也可以含有其它的电荷输送物质。和通式(1)表示的烯胺化合物混合使用的其它的电荷输送物质例如举出咔唑衍生物、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、咪唑酮衍生物、咪唑烷衍生物、双咪唑烷衍生物、苯乙烯基化合物、腙化合物、多环芳香族化合物、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、氨基二苯乙烯衍生物、三芳基胺衍生物、三芳基甲烷衍生物、苯二胺衍生物、二苯乙烯衍生物以及联苯胺衍生物等。另外,例如还有在主链或侧链上具有这些化合物产生的基团的聚合物,例如聚(N-乙烯基咔唑)、聚(1-乙烯基芘)以及聚(9-乙烯基蒽)等。
对于构成电荷输送层5的粘合剂树脂,选择和电荷输送物质相容性好的那些。具体例子可以举出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;以及含有构成这些树脂的重复单元中的两个以上的共聚物树脂;以及聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚酯碳酸酯树脂、聚砜树脂、苯氧基树脂、环氧树脂、硅树脂、聚芳酯(ポリアリレ一ト)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。另外还有将上述树脂部分地进行交联的热固性树脂。这些树脂可以单独使用一种也可以混合使用两种以上。在前述树脂中,聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚芳酯树脂或聚苯醚的体积电阻率为1013Ω·cm以上,其电绝缘性好,另外成膜性和电位特性等好,因此适合应用。
在电荷输送层5中,作为电荷输送物质含有的通式(1)表示的烯胺化合物的重量A和粘合剂树脂的重量B的比率(A/B)优选为30分之10(10/30)以上、12分之10(10/12)以下。通过使前述比率A/B设定为10/30以上、10/12以下,使粘合剂树脂以高比率含在电荷输送层5中,可以使电荷输送层5的耐印刷性提高、感光体2的机械耐久性提高。
如上所述,当前述比率A/B设定为10/12以下,使粘合剂树脂的比率提高时,结果是使作为电荷输送物质含有的通式(1)表示的烯胺化合物的比率降低。在使用现有公知的电荷输送物质时,当将电荷输送层5中的电荷输送物质的重量和粘合剂树脂的重量的比率(电荷输送物质/粘合剂树脂)同样设置为10/12以下时,有时其灵敏度和光响应性不足,产生图像缺陷。但是,通式(1)表示的烯胺化合物因为具有高的电荷输送能力,故即使将前述比率A/B设定为10/12以下,提高电荷输送层5中的粘合剂树脂的比率,感光体2也充分地显示高的灵敏度和光响应性。也就是,不使灵敏度和光响应性降低,可以将前述比率A/B设定为10/30以上、10/12以下,因此可以实现灵敏度和光响应性高、而且机械耐久性好的感光体2。因此可以不使图像的品质和分辨率降低,提高图像形成装置1的耐久性。
另外,当前述比率A/B超过10/12,粘合剂树脂的比率降低时,电荷输送层5的耐印刷性降低,感光层6的膜减量增加,感光体2的带电性降低。当前述比率A/B小于10/30,粘合剂树脂的比率高时,感光体2的灵敏度降低。另外,利用浸渍涂布法形成电荷输送层5时,涂布液的粘度增大,涂布速度降低,因此生产率明显变差。为了抑制涂布液粘度的增大而增大涂布液中溶剂的量时,则产生渗化(ブラツシング)现象,形成的电荷输送层5上产生模糊(白濁)。因此使前述比率A/B的适当的范围设定为10/30以上、10/12以下。
在电荷输送层5中根据需要可以添加根据需要可以添加各种添加剂。例如,为了提高成膜性、可挠性或表面平滑性,也可以在电荷输送层5中添加增塑剂或均化剂(レベリング剤)等。增塑剂例如举出苯二甲酸酯等的二元酸酯、脂肪酸酯、磷酸酯、氯化石蜡和环氧型增塑剂等。均化剂例如举出硅氧烷系均化剂等。
另外,为了增强机械强度和提高电特性,也可以在电荷输送层5中添加无机化合物或有机化合物的微粒子。
电荷输送层5和利用涂布形成前述的电荷产生层4的情况相同,例如在适当的溶剂中,使含有通式(1)表示的烯胺化合物的电荷输送物质和粘合剂树脂以及根据需要添加的前述添加剂溶解或分散,配制电荷输送层用涂布液,将得到的涂布液涂布在电荷产生层4上,形成电荷输送层5。
电荷输送层用涂布液的溶剂例如举出苯、甲苯、二甲苯和一氯代苯等芳香族烃;二氯甲烷和二氯乙烷等卤代烃;四氢呋喃、二氧杂环己烷以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性极性溶剂等。这些溶剂可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。另外,在前述溶剂中也可以根据需要再添加醇类、乙腈或者甲基乙基酮等溶剂后使用。
电荷输送层用涂布液的涂布方法例如举出喷涂法、刮条涂布法、辊涂法、刮板涂布法、挤涂(リング)法和浸渍涂布法等。这些涂布方法中特别是浸渍涂布法如前所述具有各种优点,因此特别适合应用在形成电荷输送层5的情况中。
电荷输送层5的膜厚优选5μm以上、50μm以下,更优选10μm以上、40μm以下。当电荷输送层5的膜厚小于5μm时,感光体2表面的带电保持能力降低。当电荷输送层5的膜厚超过50μm时,感光体2的分辨率降低。因此将电荷输送层5的膜厚的适当的范围设定为5μm以上、50μm以下。
将如上所述形成的电荷产生层4和电荷输送层5进行层叠,形成感光层6。这样通过使各个层分担电荷产生功能和电荷输送功能,作为构成各层的材料可以选择分别对电荷产生功能和电荷输送功能最适合的材料,因此可以实现灵敏度和光响应性特别高、即使反复使用时稳定性也增加的电耐久性高的感光体。因此,图像形成装置1可以形成品质和分辨率特别好的图像,同时具有高的耐久性。
另外,在本实施方式中,在导电性支持体3上按照电荷产生层4和电荷输送层5的顺序将其层叠而形成感光层6,但是,不限于此,也可以按照电荷输送层5和电荷产生层4的顺序层叠在导电性支持体3上构成感光层6。
为了提高灵敏度,抑制反复使用导致的残留电位的上升和疲劳等,也可以在感光层6的各层也就是电荷产生层4和电荷输送层5中添加一种、或两种以上的电子接受物质和色素等增感剂。
作为电子接受物质,可以使用例如琥珀酸酐、马来酸酐、苯二甲酸酐、4-氯萘酸酐等酸酐;四氰基乙烯、对苯二甲丙二腈(テレフタルマロンジニトリル)等氰基化合物;4-硝基苯甲醛等醛类;蒽醌、1-硝基蒽醌等蒽醌类;2,4,7-三硝基芴酮、2,4,5,7-四硝基芴酮等多环或杂环硝基化合物;或者二苯酚合苯醌(ジフエノキノン)化合物等吸电子材料等。也可以使用将这些吸电子材料聚合得到的物质。
色素可以使用例如呫吨(キサンテン)系色素、噻嗪色素、三苯基甲烷色素、喹啉系颜料或酮酞菁等有机光电导性化合物。这些有机光电导性化合物作为光学增感剂起作用。
另外,在感光层6的各层4,5中也可以添加抗氧剂或紫外线吸收剂。特别是优选在电荷输送层5中添加抗氧剂或紫外线吸收剂。由此可以提高电位特性。另外可以提高通过涂布形成各层时的涂布液的稳定性。另外,可以减轻感光体2反复使用导致的疲劳,提高电耐久性。
抗氧剂可以使用酚系化合物、氢醌系化合物、生育酚系化合物或胺系化合物等。其中适合使用受阻酚衍生物或受阻胺衍生物、或者这些的混合物。抗氧剂相对电荷输送物质100重量份,优选使用0.1重量份以上、50重量份以下的范围。每电荷输送物质每100重量份抗氧剂的使用量小于0.1重量份时,不能对涂布液的稳定性提高和感光体的电耐久性的提高显示充分的效果,另外,当超过50重量份时,对感光体特性产生不良影响。因此将抗氧剂的使用量的适当的范围设定为相对电荷输送物质100重量份为0.1重量份以上、50重量份以下。
下面返回图1和图2,对具有前述感光体2的图像形成装置1的结构进行说明。作为本实施方式例示的图像形成装置1是数字复印机1。
数字复印机1的结构包括扫描部11;图中未显示的图像处理部;激光记录部12;控制扫描部11、图像处理部和激光记录部12等装置内的各部的操作的图中未显示的控制部。扫描部11包括原稿装载台(原稿載置台)13,由具有透光性的材例如透明玻璃构成;两面对应自动原稿输送装置(Reversing Automatic Document Feeder;简称RADF)14,其用于自动地将原稿向原稿装载台13搬送;扫描单元15,通过对装载在原稿装载台13上的原稿图像扫描光,从原稿图像读取图像信息。利用该扫描部11读取的原稿图像的图像信息被送到图像处理部,进行预定的图像处理。RADF14是一种将多页原稿一次放置在RADF14上设置的图中未显示的原稿托盘上,将放置好的原稿一页一页自动地向原稿装载台13上供给的装置。另外,为了根据操作人员的选择,使原稿的单面或双面读取在扫描单元15上,RADF14的构成包括单面原稿用的搬送路径、两面原稿用的搬送路径、搬送路径切换装置、识别(把握)和控制通过各部的原稿的状态的传感器组等。
扫描单元15的构成包括用于将原稿面上曝光的灯反射器组件(ランプリフレクタ一アセンブリ)16;安装有第一反射镜17的第一扫描单元18,所述第一反射镜用于反射来自原稿的反射光以将来自原稿的反射光像导入光电变换元件(Charge Coupled Device;简称CCD)23;安装有第二反射镜19和第三反射镜20 第二扫描单元21,所述第二反射镜19和第三反射镜20用于将来自第一反射镜17的反射光像导入CCD23;光学透镜22,用于通过前述各反射镜17,19,20使来自原稿的反射光像在CCD23上成像(結像);CCD23,用于将利用光学透镜22成像的来自原稿的反射光像变换成电图像信号。
扫描部11的构成如下通过与RADF14和扫描单元15相关的操作,使应读取的原稿依次传送和装载在原稿装载台13上,同时使扫描单元15沿着原稿装载台13的下表面移动,以读取原稿图像。第一扫描单元18沿着原稿装载台13,以恒定的速度在原稿图像的读取方向(图1中面向纸从左向右)上扫描。另外,第二扫描单元21相对于第一扫描单元18以其扫描速度V的2分之1(V/2)的速度在相同的方向上平行扫描。通过该第一扫描单元18和第二扫描单元21的操作,可以使来自装载在原稿装载台13上的原稿图像的反射光像每1行依次向CCD23上成像,并可以读取图像。
利用扫描单元15读取原稿图像所得到的图像信息被送至图像处理部,进行各种图像处理后,一次存储在图像处理部的存储部。图像处理部根据控制部发出的输出指示,读取存储器内的图像信息,传送至激光记录部12。
激光记录部12具有作为记录介质的记录用纸51用的搬送系统24;激光书写单元26;用于形成图像的电子照相工艺部27。激光书写单元26是一种曝光装置,该装置通过对带电的感光体2的表面52进行与图像信息相应的曝光,形成静电潜像,其包括半导体激光光源,该光源根据利用前述的扫描单元15读取、并且存储在存储器、然后从存储器读出的图像信息发射激光光束光31;多面镜,使激光光束光31进行等角速度偏向;和f-θ透镜,其进行补偿,使得以等角速度偏向的激光光束光31在设置在电子照相工艺部27上的感光体2上以等角速度偏向;等。
下面对具有前述感光体2的电子照相工艺部27的结构进行说明。电子照相工艺部27具有自由旋转地支承在装置主体上的前述感光体2,和图中未显示的驱动装置,该驱动装置将感光体2围绕旋转轴线38沿箭头37的方向旋转驱动。驱动装置具有,例如电动机作为动力源,通过图中未显示的齿轮将来自电动机的动力传送至构成感光体2的芯体的支持体,由此将感光体2以旋转圆周速度Vp旋转驱动。
在感光体2的周围,从箭头37表示的感光体2的旋转方向的上游侧向下游侧以作为带电装置的带电器32、作为显影装置的显影器33、作为转印装置的转印器34、作为清洁装置的清洁器36的顺序设置这些装置。清洁器36和未图示的除电灯(除電ランプ)一起设置。
带电器32与从激光书写单元26发射的激光光束光31的成像点相比设置在感光体2的旋转方向的上游侧,使感光体2的表面52均匀地带电成负或正的预定电位。本实施方式中,带电器32是带电辊等的接触式的带电装置。
显影器33与激光书写单元26发射的激光光束光31的成像点相比设置在感光体2的旋转方向的下游侧,通过将显影剂50中含有的调色剂供给至感光体2的表面52,使形成于前述表面52的静电潜像显影,形成作为可视影像的调色剂图像。显影器33具有显影辊33a,其与感光体2相对设置,将显影剂50中含有的调色剂供给至感光体2的表面52;套管(ケ一シング)33b,围绕与感光体2的旋转轴线38平行的旋转轴线可旋转地支承显影辊33a,同时容纳在其内部空间中含有调色剂的显影剂50。
显影剂50使用磁性或非磁性的1成分系显影剂或2成分系显影剂。在显影剂50中含有的调色剂可以使用接触式和非接触式任何一种方法供给感光体2。本实施方式中,显影剂50是1成分系,由调色剂构成。下面,对作为显影剂50的调色剂进行说明。
以通过图像形成装置1形成的图像的高品质化和高画质化为目的,调色剂的体积平均粒径设定成4μm以上、7μm以下。当调色剂的体积平均粒径小于4μm时,因为难以使其带电,故容易引起调色剂的飞散,飞散的调色剂容易使图像产生灰雾。另外,也容易产生清洁不良。当调色剂的体积平均粒径超过7μm时,由于调色剂粒子粗,而使图像的品质和分辨率降低。因此,将调色剂的体积平均粒径设定为4μm以上、7μm以下。另外,调色剂的体积平均粒径更优选4μm以上、6μm以下。
调色剂含有粘合剂树脂和着色剂。调色剂中使用的粘合剂树脂例如举出聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸系共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯酸系-马来酸酐共聚物、聚氯乙烯、聚烯烃树脂、环氧树脂、硅树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、氨基甲酸酯改性的聚酯树脂、丙烯酸系树脂等。这些树脂如同含有低分子量成分和高分子量成分的树脂组合物一样,分子量分布可以是一峰分布或2峰分布等。对于粘合剂树脂不限于此,只要是一般在调色剂中使用的热塑性树脂就可以任意使用。粘合剂树脂可以单独使用一种前述的树脂,也可以混合两种以上使用混合物。也可以将前述的树脂做成嵌段聚合物或接枝聚合物使用。
另外,作为粘合剂树脂的热特性,优选玻璃化转变温度Tg为40℃以上、70℃以下。对于玻璃化转变温度Tg小于40℃的粘合剂树脂,当图像形成装置1内的温度上升时,其发生熔融,调色剂之间发生凝集的可能性高。对于玻璃化转变温度Tg为70℃以上的粘合剂树脂,对于记录介质的固定性能差,不耐实际使用。
作为着色剂可以使用碳黑、铁黑、合金偶氮染料、或其它的各种油溶性染料或颜料等,这些着色剂优选以相对于粘合剂树脂100重量份在1~10重量份的范围内使用。
在调色剂中,除粘合剂树脂和着色剂以外,根据需要可以含有蜡、、带电控制剂或无机微粒子等的添加剂。作为蜡,优选以相对于粘合剂树脂100重量份为1~10重量份的量含有聚乙烯、聚丙烯或乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃系蜡中的至少一种。
带电控制剂包括正带电控制用和负带电控制用两种,例如可以使用偶氮系染料、羧酸金属络合物、季铵化合物、苯胺黑系染料等。这些带电控制剂相对于粘合剂树脂100重量份优选在0.1~5重量份的范围内使用。
无机微粒子可以分散在粘合剂树脂中,也可以添加从而在含有粘合剂树脂和着色剂的调色剂粒子的表面附着、或者其一部分包埋在调色剂粒子中。无机微粒子例如举出二氧化硅、氧化钛、氧化铝、磁铁矿石(マグネタイト)、铁素体等的金属氧化物微粒子、氮化硅、氮化硼等的氮化物微粒子等微粉末。也可以使用在这些微粉末表面上用二甲基二氯硅烷、氨基硅烷等的硅烷偶联剂或硅油处理而得到的微粉末、或者在这些微粉末表面上具有含氟成分的微粉末等。这些无机微粒子中适合应用磁铁矿石、铁素体等的导电性无机微粒子,特别适合应用磁铁矿石。这些无机微粒子可以单独使用一种,也可以多种混合使用。
调色剂例如可以按如下制造。首先,利用享舍尔(ヘンシエル)混合机或高速混合机(ス一パ一ミキサ)等的混合机将前述粘合剂树脂和着色剂充分地混合。在添加前述的带电控制剂等添加剂时,这些添加剂也与粘合剂树脂和着色剂一起混合。得到的混合物用双轴捏和机等熔融捏和,制成捏和物。将得到的捏和物用喷射式粉碎机等粉碎机粉碎后,根据需要进行分级,由此可以得到体积平均粒径调整为4μm以上、7μm以下的调色剂粒子。在调色剂粒子中添加前述无机微粒子时,在粉碎后或分级后的调色剂粒子中添加无机微粒子,利用亨舍尔混合机或高速混合机等混合机将其均匀混合。
另外,在显影剂50为2成分系时,显影剂50含有载体和前述的调色剂。作为载体,使用铁粉、铁素体、磁铁矿石等磁性粒子或非磁性无机微粒子等。这种情况下,通过在如前所述制造的调色剂中添加前述的载体,利用亨舍尔混合机、高速混合机等混合机将其均匀混合,制造显影剂50。
转印器34是将在感光体2的表面52上形成的调色剂图像从感光体2的表面52转印到作为记录介质的记录用纸51上的转印装置。在本实施方式中,转印器34例如是非接触式转印装置,该装置具有电晕放电器等的带电装置,通过在记录用纸51提供与调色剂极性相反的电荷,将调色剂图像转印到记录用纸51上。
清洁器36是清洁装置,用于清扫调色剂图像转印到记录用纸51上后的感光体2的表面,其具有清洁刮板36a,其被压到感光体表面52,在利用转印器34进行转印操作后,从前述表面52上剥离感光体2的表面52上残留的调色剂;和回收用套管36b,回收用套管36b容纳通过清洁刮板36a剥离的调色剂。
记录用纸51的搬送系统24包括搬送部25,用于将记录用纸51向进行图像形成的电子照相工艺部27的特别是设置了转印器34的转印位置搬送;用于把记录用纸51送到搬送部25的第1~第3盒式给纸装置46,47,48;用于适当供给所需尺寸的记录用纸51的手动给纸装置49;使从感光体2转印的调色剂图像固定到记录用纸51上的固定器35;再供给路径40,该路径用于再次供给记录用纸51,以在调色剂图像固定后的记录用纸51的背面,也就是形成调色剂图像的面的相反面上进一步形成图像。在该搬送系统24的搬送路径上,设有多个搬送辊41,记录用纸51通过搬送辊41搬送至搬送系统24内的预定位置。固定器35具有加热辊35a,其具有未图示的加热装置;和加压辊35b,其与加热辊35a相对设置,被压到加热辊35a上,形成抵接部(当接部)。
对图像形成装置1的图像形成操作加以说明。首先根据控制部来的指示,在激光记录部12的电子照相工艺部27中,感光体2通过驱动装置而在箭头37方向上旋转驱动,通过带电器32使其表面52带电为正或负的预定电位。另一方面,在扫描部11中,通过第一扫描单元18和第二扫描单元21的操作,读取原稿图像的图像信息。读取的原稿图像的图像信息通过CCD23变换为电图像信号,输出至图像处理部。输入至图像处理部的图像信息在进行各种图像处理之后,暂时存储在图像处理部的存储器中。
然后,根据控制部发出的输出指示,读出存储在图像处理部的存储器内的图像信息,输出到激光记录部12。当图像信息输入至激光记录部12时,根据输入的图像信息,从激光书写单元26对带电的感光体2的表面52照射激光光束光31。激光书写单元26根据原稿图像的图像信息,将激光光束光31在主扫描方向即感光体2的纵方向上反复扫描。通过将感光体2旋转驱动,并基于图像信息反复扫描激光光束光31,可以对感光体2的表面52进行与图像信息对应的曝光。通过该曝光,照射了激光光束光31的部分的表面电荷减少,照射了激光光束光31的部分的表面电位和没有照射激光光束光31的部分的表面电位产生差异,在感光体2的表面52上形成静电潜像。另外,与向感光体2曝光同步,记录用纸51由搬送系统24供给至配置了转印器34的转印位置。
然后,将调色剂从显影器33的显影辊33a供给至形成了静电潜像的感光体2的表面52。由此,使静电潜像显影,在感光体2的表面52上形成作为可视影像的调色剂图像。然后利用转印器34向被供给至转印位置的记录用纸51施加极性与调色剂相反的电荷,由此将感光体2的表面52形成的调色剂图像转印在记录用纸51上。
转印了调色剂图像的记录用纸51通过搬送系统24搬送至固定器35,在通过固定器35的加热辊35a和加压辊35b之间的抵接部时,被加热或加压。由此,记录用纸51上的调色剂图像固定在记录用纸51上,形成牢固的图像。利用固定器35固定了调色剂图像的记录用纸51送至用于在背面形成图像的再供给路径40,或者利用排纸辊(排紙ロ一ラ)42供给后处理装置43。对于送至再供给路径40的记录用纸51,通过反复执行前述操作,在背面形成图像。送至后处理装置43的记录用纸51在进行后处理后,被排出到作为根据后处理工序确定的排纸目的地的第一排纸盒44或第二排纸盒45中的任何一个。
另一方面,调色剂图像转印至记录用纸51后,在箭头37方向上旋转的感光体2其表面52被设置在清洁器36上的清洁刮板36a擦过。这样在通过转印器34进行转印操作之后,残留在感光体2的表面52上的调色剂从前述表面52剥离,回收在回收用套管36b内。这样除去调色剂后的感光体2的表面52的电荷利用除电器消除,由此使感光体2的表面52上的静电潜像消失。如上所述,数字复印机1中的一系列的图像形成操作结束。另外,在连续地形成图像时,进一步旋转驱动感光体2,并且再次重复进行从感光体2的带电开始的一系列的操作。
本实施方式中,如前所述考虑图像的高品质化和高分辨率化,使调色剂的体积平均粒径较小地设定为4~7μm,与此相伴,从激光书写单元26发射的激光光束光31的光束直径较小地设定为例如40~80μm。由此可以形成高分辨率的图像。例如通过将激光光束光31的光束直径设定为60~80μm,可以实现1200dpi的分辨率,通过将激光光束光31的光束直径设定为40~60μm,可以实现2400dpi的分辨率。
另外,考虑图像形成速度的高速化,较大地设定感光体2的旋转圆周速度Vp。例如当感光体的直径为30mm,长度为340mm时,通过将感光体的旋转圆周速度Vp设定为每秒100~140mm,可以高速地进行电子照相工艺,能够以JIS P0138规定的A4纸25页/分的速度形成图像。
另外,如前所述,当将激光光束光31的光束直径较小地设置为40~80μm时,每单位时间的曝光面积变小,故激光光束光31的扫描速度设定得高以可以应对感光体的旋转圆周速度Vp。如上所述,当将激光光束光31的扫描速度设定得高时,激光光束光31的每单位面积的照射时间变短,因而,照射在感光体2的表面52的每1点的激光光量变少。但是感光体2如前所述具有优良的灵敏度和光响应性,通过曝光感光层6的表面电位的衰减速度快,故即使照射在每1点上的激光光量变少,也可以快速地形成静电潜像。另外,因为感光体2的带电性好,可以均匀、快速地带电。因此,如前所述即使将感光体2的旋转圆周速度Vp设定得大,并将激光光束光31的扫描速度设定得快,也可以形成高品质和高分辨率的图像。也就是,在图像形成装置1中,可以高速地形成高品质和高分辨率的图像。
这样,感光体2因为通过曝光感光层66的表面电位的衰减速度快,故即使从曝光到显影的时间短,也可以在感光层6的表面电位充分地衰减的状态下显影。也就是,即使将感光体2的直径设定为例如20~40mm这样的将感光体2的直径变小的情况下,也不需要减小感光体2的旋转圆周速度Vp。因此,通过如前所述将感光体2的直径变小,可以实现小型而且高速的图像形成装置1。
另外,感光体2的前述良好的电特性即使温度和湿度等周围的环境变化、或者即使反复使用也不降低,因而,图像形成装置1可以在低温、低湿环境下等各种环境下,长时间地形成稳定的高品质和高分辨率的图像。另外感光体2的前述良好的电特性即使暴露在外部光下也不降低,故能够抑制维护时等由于感光体2暴露在外部光下而产生的画质降低。
如上所述,本实施方式中,带电器32是带电辊等接触式的带电装置,但是不限于此,也可以是电晕带电器等非接触式的带电装置。另外转印器34是不使用挤压力进行转印的非接触式转印装置,但是不限于此,也可以是利用挤压力进行转印的接触式转印装置。作为接触式的转印装置,可以使用例如设有转印辊的转印装置,其中从与感光体2的表面52抵接的记录用纸51的抵接面的反对面一侧将转印辊挤压在感光体2上,在使感光体2与记录用纸51抵接的状态下对转印辊施加电压,由此将调色剂图像转印到记录用纸51上。
图4是显示本发明的第二实施方式的图像形成装置中设置的电子照相感光体61的结构的示意性部分剖面图。本实施方式的图像形成装置中设置的感光体61与第一实施方式的图像形成装置1中设置的感光体2类似,对应的部分使用相同的符号,省略说明。在感光体61中应该关注的是在导电性支持体3和感光层6之间,设置了中间层62。
在导电性支持体3和感光层6之间没有中间层62的情况下,电荷从导电性支持体3注入感光层6,感光层6的带电性降低,曝光的部分以外的表面电荷减少,有时图像上产生灰雾等缺陷。特别是在使用反转显影工艺形成图像的情况下,因为调色剂附着在通过曝光表面电荷减少的部分而形成调色剂图像,故当因曝光以外的因素使表面电荷减少时,有时在白底上附着调色剂形成微小的黑点,产生称作黑点的图像灰雾,使画质明显地劣化。也就是,在导电性支持体3和感光层6之间没有中间层62的情况下,由于导电性支持体3或感光层6的缺陷,使微小的区域上的带电性降低,产生黑点等图像灰雾,形成明显的图像缺陷。
与此相反,在本实施方式的感光体61中,如前所述,在导电性支持体3和感光层6之间设置了中间层62。这样通过设置中间层62,可以防止电荷从导电性支持体3注入感光层6,因此可以防止感光层6的带电性降低,抑制在曝光部分以外的部分上表面电荷减少,防止在图像上产生灰雾等缺陷。另外,因为可以覆盖导电性支持体3表面的缺陷而形成均匀的表面,故可以提高感光层6的成膜性。另外,因为中间层62作为导电性支持体3和感光层6的粘接剂起作用,故可以抑制感光层6从导电性支持体3上剥离。因此可以实现可靠性高的图像形成装置,其可以稳定地提供高品质和高分辨率的图像。
在中间层62中使用各种树脂材料构成的树脂层或防蚀铝(アルマイト)层等。作为构成树脂层的树脂材料,例如可以举出聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸系树脂、氯乙烯树脂、乙酸乙烯酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂、蜜胺树脂、硅树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂和聚酰胺树脂、以及含有构成这些树脂的重复单元中的两个以上的共聚物树脂等。另外,还有酪蛋白、明胶、聚乙烯醇和乙基纤维素等。这些树脂中优选使用聚酰胺树脂,特别适合应用醇溶性的尼龙树脂。作为优选的醇溶性尼龙树脂,例如可以举出使6-尼龙、6,6-尼龙、6,10尼龙、11-尼龙和2-尼龙等共聚制备的所谓的共聚尼龙,以及象N-烷氧基甲基改性的尼龙以及N-烷氧基乙基改性的尼龙那样的将尼龙进行化学改性得到的树脂等。
优选使中间层62含有金属氧化物等的粒子。通过使中间层62含有这些粒子,可以调节中间层62的体积电阻值,提高防止电荷从导电性支持体3注入感光层6的效果,并且可以在各种环境下维持感光体61的电特性。作为金属氧化物粒子,例如可以举出氧化钛、氧化铝、氢氧化铝和氧化锡等的粒子。
例如通过使前述的树脂溶解或分散在适当的溶剂中,配制中间层用涂布液,在导电性支持体3的表面涂布该涂布液,形成中间层62。在中间层62中含有前述的金属氧化物等的粒子时,例如通过使前述的树脂溶解在适当的溶剂中得到树脂溶液,使这些粒子分散在得到的树脂溶液中,配制中间层用涂布液,将该涂布液涂布在导电性支持体3的表面,由此可以形成中间层62。
中间层用涂布液的溶剂可以使用水或各种有机溶剂、或其混合溶剂。优选使用水、甲醇、乙醇或丁醇等单独的溶剂;或者水和醇类的混合溶剂;两种以上的醇类的混合溶剂;丙酮或二氧杂戊环等和醇类的混合溶剂;二氯乙烷、氯仿或三氯乙烷等氯系溶剂和醇类的混合溶剂等的混合溶剂。
在中间层用涂布液中,树脂和金属氧化物的总重量C和中间层用涂布液中使用的溶剂的重量D的比率(C/D)优选1/99~40/60,更优选2/98~30/70。另外,树脂的重量E和金属氧化物的重量F的比率(E/F)优选90/10~1/99,更优选70/30~5/95。
作为使前述粒子分散在树脂溶液中的方法,可以使用利用球磨机、砂磨机、碾磨机(アトライタ)、振动磨机和超声波分散机或者油漆振动机(ペイントシエ一カ)等。作为中间层用涂布液的涂布方法,例如可以举出喷涂法、刮条涂布法、辊涂法、刮板涂布法、挤涂法(リング)和浸渍涂布法等。这些涂布方法中,如前所述,特别是浸渍涂布法比较简单,生产率好、成本低,适合在形成中间层62的情况下使用。
中间层62的膜厚优选0.01μm以上、20μm以下,更优选0.05μm以上、10μm以下。当中间层62的膜厚比0.01μm薄时,实际上起不到作为中间层62的作用,不能覆盖导电性支持体3的缺陷而得到均匀的表面性质,不能防止电荷从导电性支持体3注入感光层6,使感光层6的带电性降低。当中间层62的膜厚比20μm厚时,利用浸渍涂布法形成中间层62时,中间层62形成困难,同时不能在中间层62上形成均匀的感光层6,感光体61的灵敏度降低,故不优选。因此,将中间层62的膜厚的适当的范围设定为0.01μm以上、20μm以下。
另外,在本实施方式中,和第一实施方式的感光体2同样,也可以在电荷输送层5中添加增塑剂、均化剂、或者无机化合物或有机化合物的微粒子等各种添加剂。另外,在感光层6的各层4,5中,也可以添加电子接受物质或色素等的增感剂、抗氧剂、或紫外线吸收剂等添加剂。
图5是显示本发明的第三实施方式的图像形成装置中设置的电子照相感光体63的结构的示意性部分剖面图。在本实施方式的图像形成装置中设置的感光体63与第二实施方式的图像形成装置中设置的感光体61类似,对应部分使用相同的参照符号,省略说明。感光体63中应该关注的是感光层64由包含电荷产生物质和电荷输送物质的单一层构成。也就是,感光体63是单层型感光体。
本实施方式的单层型感光体63适合作为臭氧的产生少的正带电型图像形成装置用的感光体,另外,因为要涂布的感光层64只有一层,故与第一实施方式和第二实施方式的层叠型感光体2,61相比,本实施方式的制造成本和成品率好。
感光层64通过使用和第一实施方式的感光体2中使用的相同的电荷产生物质、电荷输送物质、粘合剂树脂等而形成。另外,在感光层64中和第一实施方式的感光层6同样,也可以添加增塑剂、均化剂、无机化合物或有机化合物的微粒子、电子接受物质或色素等增感剂、抗氧剂、或紫外线吸收剂等各种添加剂。
感光层64通过利用和第一实施方式的感光体2上设置的电荷输送层5相同的方法形成。例如通过使前述电荷产生物质、包含通式(1)表示的烯胺化合物、优选通式(2)表示的烯胺化合物的电荷输送物质、粘合剂树脂、和根据情况添加的前述添加剂溶解或分散在和前述电荷输送层用涂布液相同的适当溶剂中,配制感光层用涂布液,利用浸渍涂布法等将该感光层用涂布液涂布在中间层62上,由此可以形成感光层64。
基于与第一实施方式的电荷输送层5中的通式(1)表示的烯胺化合物的重量A和粘合剂树脂的重量B的比率(A/B)相同的理由,感光层64中的通式(1)表示的烯胺化合物的重量A’与粘合剂树脂的重量B’的比率(A’/B’)优选为10/30以上、10/12以下。
感光层64的膜厚优选5μm以上、100μm以下,更优选10μm以上、50μm以下。当感光层64的膜厚小于5μm时,感光体表面的带电保持能力降低。当感光层64的膜厚超过100μm时,生产率降低。因此将感光层64的膜厚的适当范围设定为5μm以上、100μm以下。
本发明的图像形成装置中设置的电子照相感光体不限于上述的图3~图5所示的第一实施方式~第三实施方式的图像形成装置中设置的感光体2,61,63的结构,只要是感光层中含有通式(1)表示的烯胺化合物,就可以是其它的不同结构。
例如,也可以是在感光层6或64的表面上设置保护层的结构。通过在感光层6或64的表面上设置保护层,可以使感光体2,61,63的机械耐久性提高。另外,这可以防止通过使感光体表面带电时的电晕放电产生的臭氧和氮氧化物(NOx)等活性气体对感光层6,64产生不利的化学影响,可以提高感光体2,61,63的电耐久性。对于保护层,可以使用由树脂、含有无机填料的树脂或无机氧化物等构成的层。
实施例下面,使用实施例对本发明进行更加详细地说明,但是,本发明不限于以下所述的内容。
制造例(制造例1)例示化合物No.1的制造(制造例1-1)烯胺中间体的制造在甲苯100mL中添加下述结构式(8)所示的N-(对甲苯基)-α-萘胺23.3g(1.0摩尔当量)、下述结构式(9)所示的二苯基乙醛20.6g(1.05摩尔当量)、DL-10-樟脑磺酸0.23g(0.01摩尔当量),加热,在使生成的副产物水与甲苯共沸向系统外排出的同时进行6小时的反应。反应结束后,将反应溶液浓缩成约10分之1(1/10),慢慢地滴入剧烈搅拌着的己烷100mL中,使其形成结晶。过滤生成的结晶,用冷乙醇洗涤,得到淡黄色粉末状化合物36.2g。

利用液相色谱-质谱分析法(Liquid Chromatography-MassSpectrometry;简称LC-MS)分析得到的化合物,结果在412.5观察到峰,其与下述结构式(10)表示的烯胺中间体(分子量的计算值411.20)中添加质子后得到的分子离子[M+H]+相当,因此确认化合物是下述结构式(10)表示的烯胺中间体(收率88%)。另外,从LC-MS的分析结果判断得到的烯胺中间体的纯度为99.5%。
如上所述,通过使仲胺化合物即结构式(8)表示的N-(对-甲苯基)-α-萘胺、与醛化合物即结构式(9)表示的二苯基乙醛进行脱水缩合反应,可以得到结构式(10)表示的烯胺中间体。
(制造例1-2)烯胺-醛中间体的制造在无水N,N-二甲基甲酰胺(DMF)100mL中,在冰冷下慢慢地添加磷酰氯9.2g(1.2摩尔当量),搅拌约30分钟,配制ビルスマイヤ一(vilsmeier)试剂。在该溶液中,在冰冷条件下慢慢地添加制造例1-1得到的结构式(10)表示的烯胺中间体20.6g(1.0摩尔当量)。之后,慢慢地加热使反应温度升至80℃,在保持80℃加热的同时搅拌3小时。反应结束后,使该反应溶液放置冷却,慢慢地加入至冷的4N的氢氧化钠水溶液800mL中,使其沉淀。过滤生成的沉淀,充分地水洗之后,用乙醇和乙酸乙酯的混合溶剂进行重结晶,由此得到黄色粉末状化合物20.4g。
将得到的化合物用LC-MS分析,结果在440.5观察到峰,其与下述结构式(11)表示的烯胺-醛中间体(分子量的计算值439.19)中添加质子后得到的分子离子[M+H]+相当,因此确认化合物是下述结构式(11)表示的烯胺-醛中间体(收率93%)。另外,从LC-MS的分析结果判断,得到的烯胺中间体的纯度为99.7%。
如上所述,利用ビルスマイヤ一反应对结构式(10)表示的烯胺中间体进行甲酰化,由此可以得到结构式(11)表示的烯胺-醛中间体。
(制造例1-3)例示化合物No.1的制造由制造例1-2得到的结构式(11)表示的烯胺-醛中间体8.8g(1.0摩尔当量)、下述结构式(12)表示的肉桂酰基膦酸二乙酯(ジエチルシンナミルホスホネ一ト)6.1g(1.2摩尔当量)溶解在无水DMF80mL中,在室温下向该溶液中慢慢地加入叔丁醇钾2.8g(1.25摩尔当量)之后,加热至50℃,在保持50℃加热的同时搅拌5小时。放置冷却反应混合物之后,注入过量的甲醇中。回收析出物,使其溶解在甲苯中,做成甲苯溶液。将该甲苯溶液转移至分液漏斗中,水洗之后,取出有机层,使取出的有机层用硫酸镁干燥。干燥后,将除去固体物质得到的有机层浓缩,通过硅胶柱色谱,得到黄色结晶10.1g。
将得到的结晶利用LC-MS分析,结果在540.5观察到峰,其与表1所示的目标例示化合物No.1的烯胺化合物(分子量的计算值539.26)中添加质子后得到的分子离子[M+H]+相当。
另外,对得到的结晶在氘代氯仿(化学式CDCl3)中的核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance;简称NMR)光谱进行了测定,得到了支持例示化合物No.1的烯胺化合物结构的光谱。图6是制造例1-3的生成物的1H-NMR光谱图,图7是显示将图6所示的谱图的6ppm~9ppm放大的图。图8是制造例1-3的生成物的常规测定的13C-NMR光谱图,图9是显示将图8所示的谱图的110ppm~160ppm放大的图。图10是制造例1-3的生成物的由DEPT135测定得到的13C-NMR光谱图,图11是显示将图10所示的谱图的110ppm~160ppm放大的图。另外,在图6~图11中,横轴表示化学位移值δ(ppm)。另外,在图6和图7中,在信号和横轴之间记载的值是将图6的参照符号500表示的信号积分值设定为3时各信号的相对积分值。
从LS-MS的分析结果和NMR光谱的测定结果可知,得到的结晶是例示化合物No.1的烯胺化合物(收率94%)。另外,从LC-MS的分析结果可知,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,通过使结构式(11)表示的烯胺-醛中间体、和作为Wittig试剂的结构式(12)所示的肉桂酰膦酸二乙酯发生Wittig-Horner反应,可以得到表1所示的例示化合物No.1的烯胺化合物。
(制造例2)例示化合物No.61的制造除使用N-(对-甲氧基苯基)-α-萘胺4.9g(1.0摩尔当量)代替结构式(8)所示的N-(对-甲苯基)-α-萘胺23.3g(1.0摩尔当量)之外,和制造例1同样,通过脱水缩合反应制造烯胺中间体(收率94%),和通过ビルスマイヤ一反应制造烯胺-醛中间体(收率85%),再通过Wittig-Horner反应,得到黄色粉末状化合物7.9g。另外,在各反应中使用的试剂和基质的当量关系和制造例1使用的试剂和基质的当量关系相同。
将得到的化合物利用LC-MS分析,结果在556.7观察到峰,其与表9所示的目标例示化合物No.61的烯胺化合物(分子量的计算值555.26)中添加质子后得到的分子离子[M+H]+相当。
另外,对得到的化合物在氘代氯仿(化学式CDCl3)中的NMR光谱进行了测定,得到了支持例示化合物No.61的烯胺化合物结构的谱图。图12是制造例2的生成物的1H-NMR光谱图,图13是显示将图12所示谱图的6ppm~9ppm放大的图。图14是制造例2的生成物的常规测定的13C-NMR光谱图,图15是显示将图14所示的谱图的110ppm~160ppm放大的图。图16是制造例2的生成物的由DEPT135测定得到的13C-NMR光谱图,图17是显示将图16所示的谱图的110ppm~160ppm放大的图。另外,在图12~图17中,横轴表示化学位移值δ(ppm)。另外,在图12和图13中,在信号和横轴之间记载的值是将图12的参照符号501表示的信号积分值设定为3时各信号的相对积分值。
从LS-MS的分析结果和NMR光谱的测定结果可知,得到的化合物是例示化合物No.61的烯胺化合物(收率92%)。另外,从LC-MS的分析结果可知,得到的例示化合物No.61的烯胺化合物的纯度为99.0%。
如上所述,通过进行脱水缩合反应、ビルスマイヤ一反应和WittigHorner反应三步反应,三步收率73.5%,可以得到表9所示的例示化合物No.61的烯胺化合物。
(制造例3)例示化合物No.46的制造将由制造例1-2得到的结构式(11)表示的烯胺-醛中间体2.0g(1.0摩尔当量)、和下述结构式(13)表示的Wittig试剂1.53g(1.2摩尔当量)溶解在无水DMF 15mL中,在室温下向该溶液中慢慢地加入叔丁醇钾0.71g(1.25摩尔当量)之后,加热至50℃,在保持50℃加热的同时搅拌5小时。放置冷却反应混合物之后,注入过量的甲醇中。回收析出物,使其溶解在甲苯中,做成甲苯溶液。将该甲苯溶液转移至分液漏斗中,水洗之后,取出有机层,使取出的有机层用硫酸镁干燥。干燥后,将除去了固体物质的有机层浓缩,通过硅胶柱色谱,得到黄色结晶2.37g。
将得到的结晶利用LC-MS分析,结果在566.4观察到峰,其与表7所示的例示化合物No.46的烯胺化合物(分子量的计算值565.28)中添加质子后得到的分子离子[M+H]+相当,由此确认得到的结晶是例示化合物No.46的烯胺化合物(收率92%)。另外,从LC-MS的分析结果可知,得到的例示化合物No.46的烯胺化合物的纯度为99.8%。
如上所述,通过使结构式(11)表示的烯胺-醛中间体、和结构式(13)表示的Wittig试剂发生Wittig-Horner反应,可以得到表7所示的例示化合物No.46的烯胺化合物。
(比较制造例1)下述结构式(14)表示的化合物的制造将由制造例1-2得到的结构式(11)表示的烯胺-醛中间体2.0g(1.0摩尔当量溶解在无水DMF 15mL中,在0℃下向该溶液中慢慢地加入由烯丙基溴和金属镁配制的作为格利雅(グリニヤ一ル)试剂的溴化烯丙基镁的THF溶液(摩尔浓度1.0mol/L)5.23ML(1.15摩尔当量)。在0℃搅拌0.5小时之后,利用薄层色谱确定反应进行的状况,结果不能确定明确的反应生成物,确定有多个生成物。利用通常的方法进行后处理、萃取、浓缩后,通过硅胶柱色谱,分离反应混合物,进行精制。
但是不能得到下述结构式(14)表示的目标化合物。
实施例(感光体)下面在不同的条件下制造感光体,作为实施例试样和比较例试样,评价感光体的特性。
实施例试样1使聚乙烯醇缩丁醛树脂(积水化学工业株式会社制BX-1)1重量份溶解在THF97重量份中得到树脂溶液中,在得到的树脂溶液中添加X型无金属酞菁2重量份作为电荷产生物质,之后用油漆振动机使其分散10分钟,配制成电荷产生层用涂布液。将该电荷产生层用涂布液用贝克敷涂器(ベ一カアプリケ一タ)涂布在通过在膜厚80μm的聚酯膜的表面蒸镀铝而形成的导电性支持体的铝上,之后使其干燥,形成膜厚0.3μm的电荷产生层。
然后,作为使电荷输送物质的表1所示的例示化合物No.1的烯胺化合物8重量份、和作为粘合剂树脂的聚碳酸酯树脂(帝人化成株式会社制C-1400)10重量份溶解在THF80重量份中,配制电荷输送层用涂布液。将该电荷输送层用涂布液用贝克敷涂器涂布在先前形成的电荷产生层上之后,使其干燥,形成膜厚10μm的电荷输送层。
如上所述,制造了图3所示的层结构的层叠型感光体。
(实施例试样2~6)除使用表1所示的例示化合物No.3、表9所示的例示化合物No.61、表16所示的例示化合物No.106、表21所示的例示化合物No.146或者表26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作为电荷输送物质之外,和实施例试样1同样制造了5种感光体。
比较例试样1除使用下述结构式(15)表示的比较化合物A代替例示化合物No.1作为电荷输送物质之外,和实施例试样1同样制造了感光体。
(比较例试样2)除使用下述结构式(16)表示的比较化合物B代替例示化合物No.1作为电荷输送物质之外,和实施例试样1同样制造了感光体。
(比较例试样3)除使用下述结构式(17)表示的比较化合物C代替例示化合物No.1作为电荷输送物质之外,和实施例试样1同样制造了感光体。
(比较例试样4)除使用下述结构式(18)表示的比较化合物D代替例示化合物No.1作为电荷输送物质之外,和实施例试样1同样制造了感光体。
<评价1>
对于如上所述制造的实施例试样1~6和比较例试样1~4的各感光体,使用表面分析装置(理研仪器株式会社制AC-1)测定电离电势(eV)。另外,在各感光体的电荷输送层的表面蒸镀金,在室温、减压下利用飞行时间(Time-of-Flight)法测定电荷输送物质的电荷迁移率(cm2/V·sec)。将测定结果示于表33。另外,表33所示的电荷迁移率的值是电场强度为2.5×105V/cm时的值。
表33

比较实施例试样1~6和比较例试样4可知,通式(1)表示的烯胺化合物与现有公知的作为电荷输送物质的比较化合物D等的三苯基胺二聚物(Triphenylamine dimmer;简称TPD)相比,具有高2位以上的电荷迁移率。
比较实施例试样1~6和比较例试样1,3可知,通式(1)表示的烯胺化合物与相当于通式(1)中与构成烯胺骨架的氮原子(N)键合的亚萘基被其它的亚芳基取代的化合物的比较化合物A和C相比,具有高1位以上的电荷迁移率。
比较实施例试样1~6和比较例试样2可知,通式(1)表示的烯胺化合物与相当于通式(1)中n为0而且Ar3是杂环基以外的基团的化合物的比较化合物B相比,具有高1位以上的电荷迁移率。
比较实施例试样1~5和实施例试样6可知,通式(2)表示的烯胺化合物等的通式(1)中Ar3是芳基的化合物与Ar3是芳基以外的基团的化合物相比具有高的电荷迁移率。另外,比较实施例试样1~3和实施例试样5可知,通式(1)中Ar3是萘基的化合物与Ar3是萘基以外的基团的化合物相比具有高的电荷迁移率。
(实施例试样7)将由氧化铝(化学式Al2O3)和二氧化锆(化学式ZrO2)进行了表面处理的树枝状氧化钛(石原产业株式会社制TTO-D-1)9重量份、和共聚尼龙树脂(束レ株式会社制CM8000)9重量份添加到1,3-二氧戊环41重量份和甲醇41重量份的混合溶剂中,使用油漆振动机使其分散12小时,配制中间层用涂布液。将配制的中间层用涂布液用贝克敷涂器涂布在厚度0.2mm的铝制板状导电性支持体上之后,使其干燥,形成膜厚1.0μm的中间层。
然后,和实施例试样1同样地配制了电荷产生层用涂布液。配制的电荷产生层用涂布液利用贝克敷涂器涂布在先前形成的中间层上之后,使其干燥,形成膜厚0.3μm的电荷产生层。
然后,使作为电荷输送物质的表1所示的例示化合物No.1的烯胺化合物10重量份、作为粘合剂树脂的聚碳酸酯树脂(三菱瓦斯化学株式会社制Z200)14重量份、和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.2重量份溶解THF80重量份中,配制了电荷输送层用涂布液。将该电荷输送层用涂布液利用贝克敷涂器涂布在先前形成的电荷产生层上之后,使其干燥,形成膜厚18μm的电荷输送层。
如上所述制造图4所示的层结构的层叠型感光体。
(实施例试样8~12)除使用表1所示的例示化合物No.3、表9所示的例示化合物No.61、表16所示的例示化合物No.106、表21所示的例示化合物No.146或者表26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作为电荷输送物质之外,和实施例试样7同样地制造5种感光体。
(实施例试样13)和实施例试样7同样,在膜厚0.2mm的铝制板状导电性支持体上形成膜厚1.0μm的中间层。
然后,将作为电荷产生物质的X型无金属酞菁2重量份、作为电荷输送物质的表1所示的例示化合物No.1的烯胺化合物10重量份、作为粘合剂树脂的聚碳酸酯树脂(三菱瓦斯化学株式会社制Z400)12重量份、3,5-二甲基-3’,5’-二叔丁基二苯酚合苯醌5重量份、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.5重量份、THF65重量份用球磨机分散12小时,配制了感光层用涂布液。将配制的感光层用涂布液利用贝克敷涂器涂布在先前形成的中间层上之后,使其在温度110℃下热风干燥1小时,形成膜厚20μm的感光层。
如上所述,制成了图5所示的层结构的单层型感光体。
(比较例试样5~7)使用前述结构式(15)表示的比较化合物A、结构式(16)表示的比较化合物B或结构式(18)表示的比较化合物D代替例示化合物No.1作为电荷输送物质以外,其它和实施例试样7同样地制造了3种感光体。
<评价2>
对于如上所述制成的实施例试样7~13和比较例试样5~7的各感光体,使用静电复印纸试验装置(株式会社川口电机制作所制EPA-8200),评价初期特性和重复特性。评价在如下各种条件下进行温度22℃,相对湿度65%的常温/常湿(N/NNormal Temperature/NormalHumidity)和温度5℃、相对湿度20%的低温/低湿(L/LLowTeperature/Low Humidity)环境下。
初期特性按如下进行评价。通过在感光体上施加负(-)5kV的电压,使感光体表面带电,这时的感光体的表面电位测定为带电电位V0(V0),作为带电性的评价指标。但是,在实施例试样13的单层型感光体的情况下,通过施加正(+)5kV的电压,使感光体表面带电。
然后,对带电的感光体表面进行曝光。这时,测定使感光体的表面电位从带电电位减半所需要的曝光能量作为半衰减曝光量E1/2(μJ/cm2)测定,作为灵敏度的评价指标。另外,测定从曝光开始经过10秒时的感光体的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分光得到的波长780nm、曝光能量1μW/cm2的单色光。
重复特性按如下进行评价。以前述的带电和曝光操作作为1个周期重复5000次之后,和初期特性评价相同,测定带电电位V0、半衰减曝光量E1/2和残留电位Vr,评价带电性、灵敏度和光响应性。
将以上测定结果表示在表34中。
表34

从初期特性评价结果可知,使用通式(1)表示的烯胺化合物作为电荷输送物质的实施例试样7~12的感光体,与使用比较化合物A,B,D作为电荷输送物质的比较例试样5~7的感光体相比,在N/N环境下和L/L环境下的任意一种条件下,其半衰减曝光量E1/2小,灵敏度高,另外,残留电位Vr的绝对值较小,光响应性好。另外,使用通式(1)表示的烯胺化合物作为电荷输送物质的实施例试样13的感光体,尽管是单层型,但是与比较例试样5~7的层叠型感光体相比,残留电位Vr的绝对值小,光响应性好。
另外,可以看出实施例试样7~13的感光体在N/N环境下的测定结果和L/L环境下的测定结果的差小,环境稳定性好,在L/L环境下也有足够的灵敏度和光响应性。相反,比较例试样5~7的感光体在N/N环境下的测定结果和L/L环境下的测定结果的差大,在L/L环境下不能得到的足够的灵敏度和光响应性。
比较实施例试样7~12和实验例试样13可知,实验例试验7~12的层叠型感光体与实验例试样13的单层型感光体相比,半衰减曝光量E1/2小,灵敏度高,另外,残留电位Vr的绝对值小,光响应性好。
比较初期特性和重复特性可知,实施例试样7~13的感光体在N/N环境下和L/L环境下的任何一种条件下其初期特性和重复特性的差都小,电耐久性好。相反,比较例6和7的感光体在N/N环境下和L/L环境下的任何一种条件下,其初期特性和重复特性的差都大,电耐久性低。
(实施例试样14)和实施例试样7同样,配制了中间层用涂布液。将配制的中间层涂布液装到涂布槽中,将直径30mm、长度340mm的铝制圆筒状导电性支持体浸渍在该涂布槽中后拉起,使其干燥,在导电性支持体上形成膜厚1.0μm的中间层。
然后,将作为电荷产生物质的具有在相对Cu-Kα特性X射线(波长1.54)的X线衍射光谱中至少布喇格角2θ(误差2θ±0.2°)27.2°处显示明确的衍射峰的结晶结构的氧钛酞菁(在通式(A)中,X1,X2,X3和X4为氢原子的氧钛酞菁)2重量份、聚乙烯醇缩丁醛树脂(积水化学工业株式会社制エスレツクBM-S)1重量份、和甲基乙基酮97重量份混合,用油漆振动机将其分散处理,配制了电荷产生层用涂布液。将该电荷产生层用涂布液利用和先前形成的中间层相同的浸渍涂布方法涂布在中间层上,使其干燥,形成膜厚0.4μm的电荷产生层。
然后,将作为电荷输送物质的表1所示的例示化合物No.1的烯胺化合物10重量份、作为粘合剂树脂的聚碳酸酯树脂(三菱工程塑料株式会社制ユ一ピロンZ200)20重量份、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚1重量份、二甲基聚硅氧烷(信越化学工业株式会社公司制KF-96)0.004重量份溶解在THF110重量份中,配制了电荷输送层用涂布液。将该电荷输送层用涂布液利用和先前形成的中间层同样的浸渍涂布法,涂布在先前形成的电荷产生层上之后,在温度110℃下使其干燥1小时,形成膜厚23μm的电荷输送层。
如上所述,制成图4所示的层结构的层叠型感光体。
(实施例试样15,16)使用表9所示的例示化合物NO.61或表21所示的例示化合物No.146的烯胺化合物代替例示化合物No.1作为除电荷输送物质以外,和实施例试样14同样地制造了2种感光体。
(比较试样8,9)除使用前述结构式(15)所示的比较化合物A或结构式(16)所示的比较化合物B代替例示化合物No.1作为电荷输送物质之外,和实施例试样14同样地制造了2种感光体。
(实验例试样17)除在形成电荷输送层时,将作为粘合剂树脂的聚碳酸酯树脂的量设定为25重量份以外,和实施例试样14同样地制作了感光体。
(实验例试样18,19)除在形成电荷输送层时,将作为粘合剂树脂的聚碳酸酯树脂的量设定为25重量份,使用表9所示的例示化合物No.61或表21所示的例示化合物No.146的烯胺化合物代替例示化合物No.1作为电荷输送物质以外,和实施例试样14同样地制作了2种感光体。
(实验例试样20)除在形成电荷输送层时,将作为粘合剂树脂的聚碳酸酯树脂的量设定为10重量份以外,和实施例试样14同样地制作了感光体。
(参考试样)除在形成电荷输送层时,将作为粘合剂树脂的聚碳酸酯树脂的量设定为31重量份以外,和实施例试样14同样地制作了感光体。但是,不能利用和实施例试样14同量的THF完全地溶解聚碳酸酯树脂,电荷输送层用涂布液的粘度升高,故追加THF使聚碳酸酯树脂完全地溶解,配制了电荷输送层用涂布液,使用该涂布液形成电荷输送层。
但是,在圆筒状的感光体的纵方向端部,出现由于渗化现象产生的模糊,不能进行特性评价。该渗化现象认为是由电荷输送层用涂布液中的溶剂的量过剩引起的。
<评价3>
在将市售的数字复印机AR-C150(夏普株式会社制)加以改造使感光体的旋转圆周速度为每秒117mm而得到的试验用复印机上,分别安装如上制作的实施例试样14~20和比较例试验8~11的各感光体,按如下评价各感光体的耐印刷性和电特性。另外,前述的数字复印机AR-C150是一种通过负带电工艺使感光体表面带电的负带电型图像形成装置。
(a)耐印刷性使用试验用复印机,在4万张记录用纸上形成预定图案的测试图像之后,取出安装的感光体,测定感光层的膜厚d1,求出该值(d1)和制作时的感光层的膜厚d0的差作为膜减量Δd(=d0-d1),作为耐印刷性评价指标。另外,通过利用光干涉法的瞬间多测光系统(瞬間マルチ測光システム)MCPD-1100(大塚电子株式会社制)进行膜厚的测定。
(b)电特性从试验用复印机中取出显影器,取而代之在显影部位设置表面电位计(ジエンテツク公司制CATE751)。使用该复印机,在温度22℃,相对湿度65%的常温/常湿(N/N)环境下,测定没有通过激光光束光进行曝光时的感光体的表面电位作为带电电位V0(V)。另外,测定通过激光光束光进行了曝光的感光体的表面电位作为曝光电位VL(V),将其设定为(N/N)环境下的曝光电位VLN。评价是带电电位V0的绝对值越大,带电性越好,另外,曝光电位VLN的绝对值越小,光响应性越好。
在温度5℃,相对湿度20%的低温/低湿(L/L)环境下,和(N/N)环境下相同,测定曝光电位VL(V),将其设定为L/L环境下曝光电位VLL。将N/N环境下的曝光电位VLN和L/L环境下曝光电位VLL的差的绝对值作为电位变动ΔVL(=|VL1-VLN|)。评价是电位变动ΔVL越小,环境稳定性越好。
将这些评价结果表示在表35中。
表35

从实施例试样14~19和比较例试样8,9的比较可知,使用通式(1)表示的烯胺化合物作为电荷输送物质的实施例试样14~19的感光体,与使用比较化合物A或B作为电荷输送物质的比较例试样8和9的感光体相比,N/N环境下的曝光电位VLN的绝对值小,即使将电荷输送物质的重量和粘合剂树脂的重量的比率(电荷输送物质/粘合剂树脂)设定为10/12以下,以高比率添加粘合剂树脂时,光响应性也好。另外,实施例试样14~19的感光体与比较例试样8和9的感光体相比,电位变动ΔVL小,环境稳定性好,在L/L环境下也显示充分的光响应性。
另外,从实施例试样14~19和实施例试样20的比较可知,通式(1)表示的烯胺化合物的重量A和粘合剂树脂的重量B的比率(A/B)处于10/30~10/12的范围的实施例试样14~19的感光体,与前述比率A/B超过10/12、粘合剂比率低的试样20的感光体相比,实施例试样14~19的膜减量Δd小,耐印刷性强。
如上所述,可以看出通式(1)表示的烯胺化合物具有高的电荷输送能量。另外,通过使感光层中含有通式(1)所示的烯胺化合物作为电荷输送物质,可以得到带电性、灵敏度和光响应性好、并且环境稳定性和电耐久性好的电子照相感光体。另外,通过使用通式(1)表示的烯胺化合物作为电荷输送物质,可以不降低光响应性,将电荷输送层中的电荷输送物质的重量和粘合剂树脂的重量的比率(电荷输送物质/粘合剂树脂)设定为10/30以上、10/12以下,提高粘合剂树脂的比率,提高电荷输送层的耐印刷性。
图像形成装置下面,在对市售的数字复印机AR-450(夏普株式会社制)进行改造使感光体的旋转圆周速度为每秒140mm得到的试验用复印机上,分别安装不同条件下制造的感光体和调色剂,进行分辨率评价试验。首先,对作为实施例试样和比较例试样准备的感光体进行说明。
(实施例试样的P1~P7感光体)(P1~P4感光体)和实施例试样的14~17同样,分别制造了P1~P4感光体。
(P5感光体)除使用X型无金属酞菁代替氧钛酞菁作为电荷产生物质以外,和实施例试样14同样,制造了P5感光体。
(P6感光体)除使用X型无金属酞菁代替氧钛酞菁作为电荷产生物质,在形成电荷输送层时将作为粘合剂树脂的聚碳酸酯树脂的量设定为25重量份以外,和实施例试样14同样,制造了P6感光体。
(P7感光体)
和实施例试样14同样,在直径30mm、长度340mm的铝制圆筒状导电性支持体上形成了膜厚1.0μm的中间层。
然后,将作为电荷输送物质的X型无金属酞菁2重量份、作为电荷输送物质的表1所示的例示化合物No.1的烯胺化合物10重量份、作为粘合剂树脂的聚碳酸酯树脂(三菱工程塑料株式会社制ユ一ピロンZ200)20重量份、2,,6-二叔丁基-4-甲基苯酚1重量份、二甲基聚硅氧烷(信越化学工业株式会社公司制KF-96)0.004重量份、和THF110重量份用球磨机分散12小时,配制了感光层用涂布液。将配制的感光层用涂布液通过和先前形成的中间层同样的浸渍涂布法涂布在中间层上,之后在温度110℃下热风干燥1小时,形成膜厚23μm的感光层。
如上所述,制成图5所示的层结构的单层型感光体。
(比较例试样的Q1~Q3感光体)(Q1感光体)和比较例试样8同样,制造了Q1感光体。
(Q2感光体)和比较例试样9同样,制造了Q2感光体。
(Q3感光体)除使用X型无金属酞菁代替氧钛酞菁作为电荷产生物质,使用前述结构式(18)表示的比较化合物D代替例示化合物No.1作为电荷输送物质之外,和实施例试样14同样,制造了Q3感光体。
下面,对作为实施例试样和比较例试样准备的调色剂进行说明。
(实施例试样的T1,T2调色剂)
(T1调色剂)相对于苯乙烯-丙烯酸系树脂100重量份,添加作为蜡的聚乙烯(クラリアントジヤパン公司制PE130)1.0重量份和聚丙烯(三井化学公司制NP-505)1.5重量份、带电控制剂(保土ケ谷化学工业公司制S-34)1.0重量份、磁铁矿石(关东电化公司制KBC-100)1.5重量份、作为着色剂的碳黑(キヤボツト公司制330R)5.0重量份,利用高速混合机(川田公司制V-20)充分地混合,将得到的混合物利用双轴捏和机(池贝铁工公司制PCM-30)进行熔融捏和。将得到的捏和物用喷射式粉碎机(日本ニユ一マチツク工业公司制IDS-2)粉碎后分级,得到体积平均粒径为7.0μm的调色剂粉末。然后,在得到的调色剂粉末中添加二氧化硅微粒子(日本アエロジル公司制R972)0.3重量份,磁铁矿石(粒径0.13μm;チタン工业公司制)0.3重量份,制作了T1调色剂。
(T2调色剂)除调整捏和物的利用喷射式粉碎机的粉碎水平,将分级后的体积平均粒径设定为4.0μm之外,和T1调色剂相同,制作了T2调色剂。
(比较例试样的V1,V2调色剂)(V1调色剂)除调整捏和物的利用喷射式粉碎机的粉碎水平,将分级后的体积平均粒径设定为8.0μm之外,和T1调色剂相同,制作了V1调色剂。
(V2调色剂)除调整捏和物的利用喷射式粉碎机的粉碎水平,将分级后的体积平均粒径设定为3.4μm之外,和T1调色剂相同,制作了V2调色剂。
将如上所述制作的P1~P7感光体和Q1~Q3感光体,以及T1,T2调色剂和V1,V2调色剂按表36所示进行组合,安装在试验用复印机上,如下所述进行分辨率的评价。另外,在以下评价中,将T1,T2调色剂和V1,V2调色剂分别和载体混合,作为2成分系显影剂使用。
<分辨率>
在1张记录用纸(夏普株式会社制SF-4AM3)上,形成了在距离1mm中以等间距引8条、10条、12条和14条直线的图像,也就是在距离1mm中形成的直线间隔不同的4水平的直线图像。目测观察形成的图像,对于每1mm形成的直线条数不同的4水平的直线图像,判断是否可以识别形成的各直线,评价分辨率。分辨率的评价标准如下。
◎非常良好。14条/mm可以识别。
○良好。12条/mm可以识别。
△实用上没有问题。10条/mm可以识别。
×不好。8条/mm以下可以识别(10条/mm不能识别)。
分辨率的评价结果示于表36。
表36

从表36可知,在感光体使用了通式(1)表示的烯胺化合物作为电荷输送物质、并且调色剂的体积平均粒径为7μm以下的实施例1~8的情况下,即使将感光体的旋转圆周速度设定为每秒140mm,高速地进行电子照相工艺,也可以得到高分辨率的图像。
相反,感光体使用了通式(1)表示的烯胺化合物以外的化合物作为电荷输送物质的比较例1~3的情况下,尽管调色剂的体积平均粒径在适合图像的高画质化和高分辨率化的4~7μm的范围内,也不能得到充分的分辨率。认为其原因是正如前述感光体的特性评价所表明的,使用比较化合物A、B或D作为电荷输送物质的感光体与使用通式(1)表示的烯胺化合物作为电荷输送物质的感光体相比,其灵敏度和光响应性差。
在比较例4的情况下,尽管感光体使用了通式(1)表示的烯胺化合物作为电荷输送物质,但是不能得到充分的分辨率。认为其原因是调色剂的体积平均粒径超过7μm。
在比较例5的情况下,分辨率的评价结果非常良好(◎),但是,由于调色剂飞散产生图像灰雾和清洁不良,不值得实际使用上的评价。认为其原因是调色剂的体积平均粒径小于4μm。
如上所述,对于感光体而言使用通式(1)表示的烯胺化合物作为电荷输送物质,以及使用体积平均粒径在4μm以上、7μm以下范围内的调色剂,由此可以高速地形成高品质和高分辨率的图像。
在不背离本发明的精神或主要的特征的情况下,可以以其它的各种方式实施本发明。因此,前述的实施方式在所有方面只不过是单纯的例示并非限制,本发明的范围如权利要求的范围所示,不受说明书内容的任何限制。而且,属于权利要求范围的变形或变更完全在本发明的范围内。
权利要求
1.一种图像形成装置(1),该图像形成装置包括电子照相感光体(2,61,63),具有导电性支持体(3)和设置在该导电性支持体(3)上、并含有电荷产生物质和电荷输送物质的感光层(6,64);带电装置(32),用于使电子照相感光体(2,61,63)带电;曝光装置(26),用于通过对带电的电子照相感光体(2,61,63)进行与图像信息对应的曝光,形成静电潜像;显影装置(33),用于容纳调色剂,并且通过将调色剂供给至电子照相感光体(2,61,63)的表面,使静电潜像显影,形成调色剂图像;转印装置(34),用于将调色剂图像从电子照相感光体(2,61,63)的表面转印至记录介质上,其特征在于,所述电子照相感光体(2,61,63)的感光层(6,64)中含有的电荷输送物质含有下述通式(1)表示的烯胺化合物,并且,在所述显影装置(33)中容纳的调色剂的体积平均粒径为4μm以上、7μm以下, 式中,Ar1和Ar2分别表示可以具有取代基的芳基、或可以具有取代基的杂环基;Ar3表示可以具有取代基的芳基、可以具有取代基的杂环基、可以具有取代基的芳烷基、或可以具有取代基的烷基;Ar4和Ar5分别表示氢原子、可以具有取代基的芳基、可以具有取代基的杂环基、可以具有取代基的芳烷基、或可以具有取代基的烷基;但是Ar4和Ar5不同时为氢原子;Ar4和Ar5也可以通过原子或原子团而互相结合,形成环结构;a表示可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的烷氧基、可以具有取代基的二烷基氨基、可以具有取代基的芳基、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可以相同或不同,并且可以互相结合形成环结构;R1表示氢原子、卤原子、或可以具有取代基的烷基;R2、R3和R4分别表示氢原子、可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的芳基、可以具有取代基的杂环基、或可以具有取代基的芳烷基;n表示0~3的整数,当n为2或3时,多个R2可以相同或不同,多个R3可以相同或不同;但是当n为0时,Ar3表示可以具有取代基的杂环基。
2.如权利要求1所述的图像形成装置(1),其特征在于,通式(1)表示的烯胺化合物是通式(2)表示的烯胺化合物, 式中,b、c和d分别表示可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的烷氧基、可以具有取代基的二烷基氨基、可以具有取代基的芳基、卤原子或氢原子;i、k和j分别表示1~5的整数;i为2以上时,多个b可以相同也可以不同,并且可以互相结合形成环结构;另外,k为2以上时,多个c可以相同也可以不同,并且可以互相结合形成环结构;另外,j为2以上时,多个d可以相同也可以不同,并且可以互相结合形成环结构;Ar4、Ar5、a和m同通式(1)中的定义。
3.如权利要求1所述的图像形成装置(1),其特征在于,在所述电子照相感光体(2,61,63)的感光层(6,64)中含有的电荷产生物质含有酞菁化合物。
4.如权利要求3所述的图像形成装置(1),其特征在于,所述酞菁化合物为氧钛酞菁化合物。
5.如权利要求1所述的图像形成装置(1),其特征在于,所述电子照相感光体(2,61,63)的感光层(6,64)是通过将含有电荷产生物质的电荷产生层(4)、和含有包含通式(1)表示的烯胺化合物的电荷输送物质的电荷输送层(5)层叠而构成的。
6.如权利要求5所述的图像形成装置(1),其特征在于,所述电荷输送层(5)进一步含有粘合剂树脂,所述电荷输送层(5)中的通式(1)表示的烯胺化合物的重量A和所述粘合剂树脂的重量B的比率(A/B)为10/30以上、10/12以下。
7.如权利要求1所述的图像形成装置(1),其特征在于,所述电子照相感光体(2,61,63)在所述导电性支持体(3)和所述感光层(6,64)之间还具有中间层(62)。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种图像形成装置,该图像形成装置的电子照相感光体的带电性、灵敏度和光响应性好,可以在各种环境下高速地形成高品质和高分辨率的图像。图像形成装置1中安装了具有感光层的电子照相感光体,该感光层含有下述通式(1)的烯胺化合物、例如下述结构式(1-1)表示的烯胺化合物作为电荷输送物质;并且将显影器33中容纳的显影剂50中包含的调色剂的体积平均粒径设定为4~7μm。
文档编号G03G5/06GK1648782SQ20051000613
公开日2005年8月3日 申请日期2005年1月28日 优先权日2004年1月29日
发明者藤井一郎, 小幡孝嗣, 角井干男 申请人:夏普株式会社
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