靜電複印感光體及含該感光體的成像總成和複印裝置的製作方法

2023-05-28 03:34:26 1

專利名稱：靜電複印感光體及含該感光體的成像總成和複印裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及靜電複印感光體(下文有時稱作感光體)，具體地說涉及一種有一個含特定芳胺化合物的感光層的靜電複印感光體。
本發明也涉及含該靜電複印感光體的成像總成(Process Cartriage)和靜電複印裝置。
目前有許多層型結構的感光體，其中感光層包括含產生電荷物質(CTM)的電荷傳輸(CTL)(即所謂的功能分離型感光體)。這樣的功能分離型感光體對常規的有諸如低感光性和短壽命缺陷的感光體有相當大的改進。
功能分離型感光體能在很寬範圍內選擇CGM和CTM。因此，有可能很容易地製備有所希望特性的感光體。
作為CTM的例子，各種已知材料包括如公開在日本專利公開(JP-B)4188/1977中的吡唑啉化合物;公開在JP-B42380/1980或日本公開專利申請(JP-A)52063/1980中的腙化合物;公開在JP-B32372/1983或JP-A132955/1986中的三苯基胺化合物;公開在JP-A151955/1979或JP-A198043/1083中的芪化合物;和公開在JP-A78756/1991中的芳胺化合物。
CTM應具備的特性可包括(ⅰ)對光和/或熱的穩定性，(ⅱ)對電暈放電產生的臭氧、NOX和硝酸的穩定性，(ⅲ)高的電荷(負載)傳輸能力，(ⅳ)與有機溶劑和/或粘接劑樹脂的良好互溶性，(ⅴ)製備容易，價廉。
近幾年，感光體遇到了一個「暫停存貯現象」的新問題，它是由電暈產品引起的不利影響之一。更具體地說，暫停存貯現象是當感光體的旋轉在反覆複印後暫停時，在面對電暈充電設備的感光體部分充電能力下降，因此增加了常規顯像系統該部分的影像密度或降低了反轉顯像系統該部分的影像密度。這類現象在長期重複使用後很容易發生。
此外，感光體有許多待彌補的缺陷，包括龜裂的發生，在某些情況下，當感光體在複印機或雷射印表機中長期使用時，電荷傳輸層產生的龜裂引起的影像缺陷。
為在影像質量和壽命方面實現進一步改進，實用的感光體需在更高水平上滿足上述特性。
本發明的一個目的是提供一種靜電複印感光體，該感光體有較高的感光性，在重複使用時仍能維持優異的靜電複印性能的穩定性。
本發明的另一個目的是提供一種帶有感光層的靜電複印感光體，該感光層含有易合成和價廉的傳輸電荷物質。
本發明的再一個目的是提供一個具有低暫停存貯的靜電複印感光體。
本發明再一個目的是提供一個靜電複印感光體，它不會在電荷傳輸層引起龜裂，即使在感光層上有保護層或該光體用在或放置在諸如複印機或雷射印表機的裝置內。
本發明還有一個目的是提供一個分別使用靜電複印感光體的成像總成和靜電複印裝置。
本發明的靜電複印感光體包括一種導電載體和沉積在該載體上的感光層，其中感光層含有下式(Ⅰ)所示的芳胺化合物 其中Ar表示取代或未取代的芳基或取代或未取代的雜環基;R1和R2獨立地表示取代或未取代的烷基，取代或未取代的芳烷基，或取代或未取代的芳基，R1和R2能連接起來形成環;和R3和R4獨立地表示氫原子，滷原子，取代或未取代的烷基，取代或未取代的烷氧基，或取代或未取代的芳基。
本發明也提供一個含有上述靜電複印感光體的成像總成和靜電複印裝置。
本發明的上述和其它目的、特徵和優點在結合附圖閱讀了本發明的優選實施方案後將更清楚。


圖1是用於本發明的芳胺化合物(實例化合物12)的紅外吸收譜圖。
圖2是含本發明靜電複印感光體的靜電複印裝置的實施方案的結構示意圖。
圖3是含本發明靜電複印感光體作為印表機的傳真機方塊圖。
本發明的靜電複印感光體的特徵在於含有下式(Ⅰ)所示的芳胺化合物的感光層 其中Ar表示取代或未取代的芳基或取代或未取代的雜環基;R1和R2獨立地表示取代或未取代的烷基，取代或未取代的芳烷基，或取代或未取代的芳基，R1和R2能連接起來形成環;和R3和R4獨立地表示氫原子，滷原子，取代或未取代的烷基，取代或未取代的烷氧基，或取代或未取代的芳基。
在上式(Ⅰ)中，Ar的具體例子包括芳基如苯基，二苯基，萘基或芴基;和雜環基如吡啶基，噻吩基，呋喃基或喹啉基。R1和R2具體例子可包括烷基如甲基，乙基，丙基或丁基;芳烷基如苄基，苯乙基;芳基如苯基，二苯基或萘基;和R1和R2相連形成的環包括環戊基和環己基。R3和R4的具體例子包括滷素原子如氟，氯，溴或碘;烷基如甲基，乙基，丙基或丁基;烷氧基如甲氧基，乙氧基，丙氧基或丁氧基;和芳基如苯基，二苯基或萘基。
此外，在上式(Ⅰ)中Ar和R1到R4可分別有如上所述的諸如滷原子，烷基或烷氧基的取代基。
具體的優選的由式(Ⅰ)所示的上述芳胺化合物包括下列所示的化合物





在上述的芳胺化合物(實例化合物(1)到(30))中，優選實例化合物(1)，(2)，(3)，(4)，(5)，(6)，(16)和(29)，特別優選實例化合物(2)和(4)。
式(Ⅰ)的芳胺化合物可例如按下面方式合成。
合成實施例1芳胺化合物(實例化合物(2)的製備將12.0g(48.37mM)9，9-二甲基-2-碘代芴酮，1.73g(16.12mM)對甲苯胺，5.5g無水碳酸鉀和3.5g銅粉和7ml鄰-二氯苯混合併攪拌，在氮氛攪拌下熱回流20小時。在室溫下，冷卻後，將反應混合物用吸濾法過濾，隨後在減壓下從濾液中蒸出鄰-二氯苯得晶體。將該晶體用矽膠柱色譜法純化得1.40g目標芳胺化合物(實例化合物(2))(產率27.5%)。
這樣獲得的芳胺化合物，熔點為186.8-187.2(℃)並進行元素分析，得下列結果實例化合物(2)C33H33NC(%) H(%) N(%)計算值 90.39 6.77 2.85測量值 90.40 6.69 2.93此外，按照KBr壓片法(測量儀器1600 Series FTIR，由PerkinElmer Co.製造)，對芳胺化合物(實例化合物(2))進行紅外(IR)吸收譜測量，所得IR吸收譜示於圖1。
本發明的靜電複印感光體的感光層例如可包括下列層結構(1)含有產生電荷物的下層和含有傳輸電荷物的上層;
(2)含有傳輸電荷物質的下層和含有產生電荷物質的上層;
(3)含產生電荷物質和傳輸電荷物質的單層;和式(Ⅰ)的芳胺化合物有著較高的通道傳輸(hole-transporting)能力，因此可用作含於有上述層狀結構(1)，(2)或(3)的感光層中的傳輸電荷物質。
在本發明感光體充電步驟中，初始充電電勢對層結構(Ⅰ)可優選為負，對層結構(2)為正和層結構(3)正或負。
如果需要，用於本發明中的感光層可有與上述結構(1)-(3)不同的另外層結構。
本發明的感光體優選含有上述層結構(1)的感光層。
下面借優選的實施方案解釋含有這類感光層的感光體。
本發明感光體包括一種導電載體，一種含產生電荷物質(CGM)的產生電荷層，一種含傳輸電荷物質(CTM)的傳輸電荷層(CTL)(以上面次序)和非強制性地包括底塗層和/或保護層。CGL和CTL作為整體形成感光層。
用於本發明的導電載體可包括(ⅰ)金屬或合金如鋁，鋁合金，不鏽鋼或銅;
(ⅱ)層狀或蒸汽沉積載體，它包括一種不導電物質如玻璃，樹脂或紙，或上述載體(ⅰ)，在每個載體上都有一層諸如鋁、鋁合金、鈀、銠、金或鉑的金屬或合金層。
(ⅲ)塗敷的或蒸汽沉積的載體，它包括不導電物質如玻璃、樹脂或紙或上述載體(ⅰ)，每種載體上都有一層諸如導電聚合物、錫氧化物或銦氧化物，導電物。
導電載體可設計成各種形狀如鼓(或圓筒)，板形和帶形，優選設計成適合所用裝置的形狀。
CGL中的CGM可包括(ⅰ)單偶氮型、雙偶氮型、三偶氮型等偶氮顏料。
(ⅱ)酞菁顏料如金屬酞菁和非金屬酞菁;
(ⅲ)靛藍顏料如靛藍和硫代靛藍;
(ⅳ)苝顏料如苝酐和苝醯亞胺;
(ⅴ)多環醌如蒽醌和芘-1，8-醌;
(ⅵ)Squalium色料;
(ⅶ)Pyrilium鹽和thiopyrilium鹽;
(ⅷ)三苯基甲烷型色料;和(ⅸ)無機物如硒和無定形矽。
上述CGM可單獨使用或以2個或多個混合使用。
在本發明中，CGL可通過幹法如蒸汽沉積法，濺射噴鍍或化學蒸汽沉積(CVD)法在導電載體上形成，或通過CGM分散在含粘合劑樹脂的適當的溶液中、並用已知的塗敷方法如浸塗、噴塗、旋轉塗、輥塗、細棒塗或刮刀塗將終成的塗料液塗到載體上，然後乾燥塗層。用於此處的樹脂的例子可選自各種已知樹脂如聚碳酸酯樹脂，聚酯樹脂，聚芳基化物樹脂，聚乙烯基丁醛樹脂，聚苯乙烯樹脂，聚乙烯基乙縮醛樹脂，鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂，丙烯酸樹脂，甲基丙烯酸樹脂，乙酸乙烯酯樹脂，酚醛樹脂，矽氧烷樹脂，聚碸樹脂，苯乙烯-丁二烯共聚物，醇酸樹脂，環氧樹脂，尿素樹脂，氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。這些粘合劑樹脂可以單獨使用或兩個或多個混合使用。CGL優選含至多80wt.%，特別是至多40wt.%的粘合劑樹脂。CGL優選至多5μm厚，特別是0.01至2μm厚。
如果需要，CGL可含一種或多種已知的敏化劑。
本發明的CTL優選通過將上述式(Ⅰ)芳胺化合物與粘接劑樹脂一起溶解在適當的溶劑中，將所得的塗料液如溶液用上述塗敷法塗到預定的表面(如導電載體、產生電荷層等的表面)，然後乾燥所得塗層來形成。
用來形成CTL的粘接劑樹脂的例子包括上述的用於CGL的樹脂，和有機光導聚合物如聚-N-乙烯基咔唑和聚乙烯基蒽。
相對於100份(wt)的粘接劑樹脂，CTM(即式(Ⅰ)芳胺化合物)優選以10-500份(wt)，特別是50-200份(wt)與粘接劑樹脂混合。
CTL和CGL是電性互連的。因此，CTL中的CTM具有接收CGL中產生電荷並在電場作用下將電荷從CGL或CTL中傳輸到感光層表面。
CTL優選有5-40μm，特別是10-30μm的厚度。如果需要，CTL可含有添加劑如抗氧化劑、紫外線吸收劑、增塑劑和已知的CTM。
當感光層有單層結構(即上述結構(3))時，感光層可按與製備CGL或CTL相同的方式製備，且優選有5到40μm，特別是10到30μm的厚度。
在本發明中，有可能沉積一個在導電載體和感光層間有隔離功能和粘接功能的底塗層。用作底塗層的材料可包括酷蛋白，聚乙烯基醇，硝基纖維素，聚醯胺(如，尼龍6，尼龍6.6，尼龍6.10，共聚物尼龍，烷氧基甲基化尼龍)，聚亞胺酯和鋁氧化物。底塗層優選有至多5μm，特別是0.1-3μm的厚度。
另外，為了保護感光層不受機械的或化學的不利影響，可以在感光層上沉積保護層。該保護層可為樹脂層或含有導電微粒或CTM的樹脂層。
本發明的感光體不僅可用於普通的靜電複印機，而且也可用於傳真機，雷射束印表機，發光二極體(LED)印表機，陰極射線管(CRT)印表機，和其它使用靜電複印的領域，包括如雷射排版。
圖2示出了使用本發明感光體靜電複印裝置的結構示意圖。參照圖2，感光鼓(即感光體)1作為載影像元件沿軸1a以預定的周向速度沿感光鼓1內箭頭所示方向旋轉。感光鼓的表面用充電器(充電設備)2均勻充電以有預定的正或負電勢。在曝光部分3，感光鼓1借影借曝光設備(未示出)暴露到光一影像L(通過狹縫曝光或雷射束掃描曝光)，藉此與曝光影像相應的靜電潛影依次在感光鼓1的表面上形成。靜電潛影用顯影設備4顯影以形成調色劑影像。藉助轉印充電器5，調色劑影像連續轉印到記錄材料P上，該材料從供應部(未示出)供到感光鼓1和感光鼓1協調的速度的轉印充電器(轉印設備)5之間的位置。將帶有調色影像的記錄材料P從感光鼓1上分離並輸送到固影設備8，隨後固影影像以列印出記錄材料P作為靜電複印裝置外的複印件。轉印後，借清潔器(清潔設備)6除去在感光鼓表面上殘留的調節劑顆粒以提供清潔表面，在感光鼓1表面上殘留的電荷通過預曝光設備消除以為下一個循環作準備。作為用於對感光鼓1均勻充電的充電器2，通常廣泛使用電暈充電器。作為轉印充電器5，通常也廣泛使用電暈充電器。
按照本發明，在靜電複印裝置中，可以安裝一成像總成，它包括多個設備，包括或選自感光體1(感光鼓)，充電器2，顯影設備4，清潔器6等以便根據需要安裝或拆卸，該成像總成可例如由感光體和至少一種充電設備，顯影設備和清潔器一體化組裝以形成單個單元，它能用導軌設備如機身內導軌裝到靜電複印裝置機身上或從中拆下。
當靜電複印裝置用作複印機或雷射印表機時，曝光一影像L可從原件的反射光或發射光讀信息，或在元件上借讀出器讀信息，將信息轉化成信號，然後進行雷射束掃描，LED驅動器或液晶板驅動器的布置應將感光體曝露到光一影像L中。
當本發明的靜電複印裝置用作傳真機的印表機時，曝光一影像L可通過對列印接收的信息曝光給出。圖3示出了用於解釋這種情況的優選實施方案的方塊圖。參照圖3，控制器11控制讀影像部分10和印表機19，整體控制器11由CPU(中央處理單元)17控制。從讀影像部分來的讀出信息經傳輸迴路13傳輸到合夥站(Partnerstation)，從合夥站接收的信息給接收回路12送到印表機19。影像存貯16存貯給定的影像信息。列印控制器18控制印表機和數14表示表示電話聽筒。
借接收回路12將經線路15接收到的影像(經線路從相連的遠端送來的影像)解調並在影像信息儲存信號處理後依次儲存在影像存貯16中。當至少1頁影像被存貯在影像存貯16中時，進行記錄該頁的影像。CPU17從影像存貯16中讀出影像信息並將進行存貯信號處理的1頁影像送到印表機控制器18中。印表機控制器18從CPU17中接收1頁影像信息並控制印表機19，以記錄影像信息。此外CPU17也在用印表機19記錄期間接收後續頁的信息。如上所述，進行接收和記錄影像。
下面結合實施對本發明進行更具體的描述。
實施例1
用於電荷產生層(CGL)的塗料液是通過將4.6g下式表示的雙偶氮顏料 加到2g丁醛樹脂(丁醛度72mol%;重均分子量(Mw)＝35000)在100ml環己酮的溶液中，並用砂磨機分散36小時製備的。
將用於CGL的塗料液用細棒塗法塗到鋁板上並乾燥得0.2微米厚的CGL。
然後，將8g式(Ⅰ)芳胺化合物(實例化合物(2))和10g聚碳酸酯樹脂(重均分子量Mw＝25000)溶解在70g-氯苯中以製備塗料液。
用細棒塗法將塗料液塗到上述製成的CGL上，隨後乾燥形成厚度為20微米的傳輸電荷電(CTL)，這樣便製得本發明的靜電複印感光體。
這樣製得的感光體藉助靜電複印紙測試儀(ModelSP-428，由Kawaguchi Denki K.K製造的)按靜電法使用電暈(-5KV)充負電並在暗處保持1秒鐘。隨後，將感光體暴露到20勒照明度的滷光中以評價充電特徵。更具體地說，通過測量初始狀態(即充電後立即測)的表面電勢V0，測量在暗處衰減1秒鐘後的表面電勢(V1)和將V1降低到其1/5所需的曝光量(E1/5勒·秒)(即靈敏度)來評價充電特徵。
為評價反覆使用中的電勢特性，將按與上述相同方法(除了鋁板換成鋁筒(80mmφ×360mm)和使用浸塗法)製得的感光體安裝到普通紙複印機(「NP-3825」由Canon K.K.製造)上並在暗部電勢(VD)和亮部電勢VL)在初始狀態分別為-700V和-200V的條件下進行5000張的複印試驗(或壽命試驗)。
分別測量包括VD，VL和預曝光後的表面電勢(即殘餘電勢(VR)在內的初始狀態和複印5000張後的電勢以評價電勢特性。
在上述複印試驗後，將該感光體在複印機內放置3天。然後測量緊靠電暈充電器下方位置的暗部電勢和另一個位置(即與緊靠電暈充電器下方位置不同的位置)的電勢以獲得二者的電勢差(△VD)，以評價「暫停存貯特性(現象)」。
感光體也按如下方式進行了感光層加速龜裂試驗。
用手指接觸或按壓感光體表面以在該表面上留下手指的油脂組分，隨後在常溫常壓下靜置8小時。在規定的時間完畢後，用顯微鏡(VERSAMET6390，由Union corp製造;放大倍數＝50)觀察感光體接觸部分是否產生龜裂。
對感光層中龜裂的評價標準如下O未觀察到龜裂×觀察到可見的龜裂。
結果綜述在後附的表1中。
實施例2-10按與實施例1相同的方式製備和評價感光體，不同之處在分別使用下式雙偶氮顏料(作為產生電荷物)和表1所示的芳胺化合物(實例化合物(作為傳輸電荷物)。結果列於表1中。


對比例1-6按與實施例2相同的方式製備和評價感光體，不同之處在於分別使用下列對比化合物(1)-(6)作為傳輸電荷物，結果給出在表2對比化合物


實施例11用細棒塗法將4g N-甲氧基甲基化6-尼龍樹脂(Mw＝32000)和10g醇可溶的共聚物尼龍樹脂(Mw＝29000)在100甲醇中的溶液塗在鋁板上，隨後乾燥形成1微米厚的底塗層。
另外，將10g氧鈦化物酞菁加到由5g丁醛樹脂(丁醛度68mol%;Mw＝35000)和90g二噁烷組成的溶液中，所得混合物於球磨機中分散24小時。用刮刀塗法將液體分散液塗在底塗層上，乾燥形成0.3微米厚的CGL。
然後，將7g芳胺化合物(實例化合物(5)和10g聚甲基丙烯酸甲酯樹脂(Mw＝45000)溶在70g一氯苯中。將該溶液用刮刀塗法塗在CGL上並乾燥以形成25微米厚的CTL，從而製得靜電複印感光體。
這樣製得的感光體使用電暈(-5KV)充電，使其有一個初始表面電勢(V0)，在暗處保持1秒鐘。隨後，測量其表面電勢(V1)。為評價感光性，測量在暗處衰減後電勢V1降至其1/5所需曝光量(E1/5μJ/cm2)。用於該實施例中的光源是由含鎵/鋁/砷的三元半導體發出的雷射(輸出能量5mW，發射波長780nm)。
將按與上述相同的方式(不同之處在於鋁板換成鋁筒(80mmφ×360mm和使用浸塗法)製備的感光體安裝在使用反轉顯影系統裝有上述三元半導體雷射器的雷射印表機上，(商品名LBP-SX，Canon K.K.製造)，進行成顯像並按實施例1中的方式評價。
所用成像條件如下在初始充電後的表面電勢(VD)-700V在影像曝光後的表面電勢(VL)-150V(曝光量1.0μJ/cm2)轉印電勢+700V轉印極性負過程速度50mm/sec顯影條件(顯影偏壓)-450V影像曝光後掃描系統影像掃描初始充電前的曝光量40勒·秒(使用紅光使整個表面曝光)結果示出在後附的表3中實施例12將醇可溶尼龍樹脂(尼龍6-66-610-12四元共聚物;Mw＝30000)的6%的甲醇溶液塗在鋁板上並乾燥形成0.5μm厚的底塗層。
然後將6g下式顏料
加到100ml四氫呋喃中，隨後在砂磨機中攪拌48小時以製備分散液。
將由5g芳胺化合物(實例化合物(11))和10g雙酚A聚碳酸酯樹脂(Mw＝20000)和40g一氯苯/二氯甲烷(重量比3/1)的混合溶劑組成的溶劑組成的溶液加到上述分散液中，隨後在砂磨機中攪拌3小時。用細棒塗法將這樣製得的分散液塗到上述製成的底塗層上，隨後乾燥形成20μm厚的感光層，從而製得本發明的靜電複印感光體。
按實施例1的方式評價這樣製得的感光體，結果給出在下列3中。

權利要求
1.一種靜電複印感光體，包括一種導電載體和一種沉積在該導電載體上的感光層，其中所述感光層含有下式(Ⅰ)所示的芳胺化合物 其中Ar表示取代或未取代的芳基或取代或未取代的雜環基；R1和R2獨立地表示取代或未取代的烷基，取代或未取代的芳烷基，或未取代或取代的芳基，R1和R2能連接起來形成環；和R3和R4獨立地表示氫原子，滷原子，取代或未取代的烷基，取代或未取代的烷氧基，或取代或未取代的芳基。
2.按照權利要求1的感光體，其中所述的式(Ⅰ)所示的芳胺化合物選自下列結構式所示的化合物
3.按照權利要求2的感光體，其中所述的式(Ⅰ)所示的芳胺化合物是
4.按照權利要求1的感光體，其中所述的感光層包括產生電荷層和傳輸電荷層。
5.按照權利要求4的感光體，其中所述的傳輸電荷層沉積在所述的產生電荷層上。
6.一種成像總成，包括一種按權利要求1的靜電複印感光體和至少一個選自充電設備、顯影設備和清潔設備的設備;其中所述感光體和所述的至少一種選自電設備、顯影設備和清潔設備的設備被一體化集成以形成單個總成，它可按需要安裝到裝置主體上或從其上拆下。
7.一種靜電複印裝置，包括一種按權利要求1的靜電複印感光體，充電設備，影像曝光設備，顯影設備和轉印設備。
全文摘要
一種靜電複印感光體，它通過在導電載體上沉積感光層形成。感光層含有帶2個芴基的芳胺化合物。該感光體適合安裝在靜電複印裝置上，顯示出優異的靜電複印特性如高感光性，在重複使用時良好的電勢穩定性，低暫停存貯和感光層不龜裂。
文檔編號G03G5/06GK1100209SQ94108239
公開日1995年3月15日 申請日期1994年7月8日 優先權日1993年7月9日
發明者中田浩一, 菊地憲裕, 妹尾章弘, 金丸哲郎 申請人:佳能株式會社