改进的成像元件 【技术领域】
目前公开的实施方案一般性涉及可用于成像设备元件和组件的层,所述成像设备元件和组件用于静电摄影,包括数字设备。更具体地,实施方案涉及具有特殊感光体材料包(package)的改进的静电摄影成像元件,所述特殊感光体材料包包括厚导电底涂层、电荷产生层、长寿命电荷传输层和任选的外涂层。在实施方案中,本发明成像元件可以具有鼓基材。在实施方案中,本成像元件可用于提供使用高转印电流的静电复印应用中的低重影设备。
背景技术
典型的多层感光体或成像元件具有至少两个层,并且可以包括基材、导电层、任选的电荷阻挡层、任选的粘合层、光产生层(有时称为“电荷产生层(charge generation layer)”、“产生电荷层(chargegenerating layer)”或“电荷生成层(charge generator layer)”)、电荷传输层、任选的外涂层、任选的底涂层,和在一些带状实施方案中,防卷曲背衬层。在多层构型中,感光体的活性层为电荷产生层(CGL)和电荷传输层(CTL)。通过这些层的电荷传输的增强提供更好的感光体性能。
术语“感光体”或“光电导体”通常可与术语“成像元件”互换使用。术语“静电摄影”包括“电子照相”和“静电复印”。术语“电荷传输分子”通常可与术语“空穴传输分子”互换使用。
单层包括能够光生空穴和将光生空穴注入相邻的电荷传输层(CTL)的光电导层。通常,其中两个电学有效的层负载在导电层上,光电导层夹在相邻的CTL和负载导电层之间。另外,CTL可以夹在负载电极和光电导层之间。当用均匀的负静电荷在黑暗中带电、暴露于光图像和其后用细分散的验电(electroscopic)标记颗粒显影时,如以上公开的具有至少两个电学有效层的光敏元件提供优异的静电潜像。所得调色剂图像通常转印至例如纸的合适接收元件,或转印至中间转印元件,其后将图像转印至例如纸的元件。
在其中电荷产生层(CGL)夹在CTL和电学导电层之间的情况下,CTL的外表面带负电,导电层带正电。当暴露于图像方式并仅空穴经由CTL注入时,CGL然后将能够产生电子-空穴对。在当CTL夹在CGL和导电层之间的另一种情况下,CGL层的外表面带正电,而导电层带负电,空穴由CGL注入至CTL。CTL应该能传输空穴,尽可能少地捕获电荷。在柔性网状感光体中,电荷导电层可以为金属在热塑性树脂薄层上的薄涂层。
在典型的机器设计中,鼓感光体涂有通过公知技术,例如浸涂或喷涂施涂的一个或多个涂层。鼓的浸涂通常包括浸没圆柱形鼓,同时在整个涂布和后续的干燥操作过程中鼓的轴保持在竖直定位。因为鼓轴在涂布操作过程中竖直定位,由于重力对涂层材料流动的影响,施涂的涂层倾向于在鼓的下端比鼓的上端更厚。由喷涂施涂的涂层也可能是不均匀的,例如桔皮效应。厚度不均匀的涂层在涂层的不同位置没有均匀的电学性能。在普通的机器成像工作条件下,由于机器子系统相互作用,感光体经历针对各层的物理/机械/电学/化学物质作用。这些机器子系统相互作用引起表面污染、刻划、磨耗和快速表面磨损问题。
随着电子照相术的发展,复杂的、高度复杂的复制系统还需要以超高速运转,这对感光体提出了严格的要求并且可能降低感光体性能以及寿命。因此,对改进光电导成像元件性能和增加寿命期限存在持续的需求。
【发明内容】
根据在此说明的各方面,提供成像元件,包括刚性组分形式的基材,其中该基材具有约500微米至约3,000微米的厚度,设置在基材上的底涂层,设置在底涂层上的电荷产生层,其中电荷产生层包括经由热处理得到地具有不同敏感性的酞菁颜料共混物,最终的颜料敏感性经由酞菁颜料的重量比来调节,和设置在电荷产生层上的电荷传输层,其中电荷传输层包括粘度分子量为约20,000至约150,000的聚碳酸酯基料。
因此,在此公开如下实施方案。
方案1.成像元件,包括:
刚性组分形式的基材,其中该基材具有约500微米至约3,000微米的厚度;
设置在基材上的底涂层;
设置在底涂层上的电荷产生层,其中电荷产生层包括经由热处理得到的具有不同敏感性的酞菁颜料的共混物,最终的颜料敏感性经由酞菁颜料的重量比来调节;和
设置在电荷产生层上的电荷传输层,其中电荷传输层包括粘度分子量为约20,000至约150,000的聚碳酸酯基料。
方案2.方案1的成像元件,其中底涂层为包括g-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙酰丙酮酸三丁氧基锆和聚乙烯醇缩丁醛的三组分层。
方案3.方案1的成像元件,其中底涂层具有约0.75微米至约2微米的厚度。
方案4.方案1的成像元件,其中电荷产生层具有约0.1微米至约2微米的厚度。
方案5.方案1的成像元件,其中酞菁颜料的共混物包括氯镓酞菁。
方案6.方案5的成像元件,其中氯镓酞菁以约10/90至约90/10的颜料/树脂比分散在乙烯基树脂中。
方案7.方案6的成像元件,其中氯镓酞菁以约50/50至约65/35的颜料/树脂比分散在乙烯基树脂中。
方案8.方案5的成像元件,其中乙烯基树脂为聚(氯乙烯/乙酸乙烯酯)树脂。
方案9.方案1的成像元件,其中电荷传输层具有约10微米至约40微米的厚度。
方案10.方案9的成像元件,其中电荷传输层具有约12微米至约36微米的厚度。
方案11.方案1的成像元件,其中电荷传输层进一步包括选自N,N′-二苯基-N,N-二(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺、三苯基胺、N,N,N′,N′-四-对甲苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺及其混合物的芳基胺。
方案12.方案1的成像元件,其中电荷传输层包括均匀分散在整个聚碳酸酯基料中的聚四氟乙烯颗粒。
方案13.方案1的成像元件,其中聚四氟乙烯颗粒以电荷传输层的约2wt%至约15wt%的量存在。
方案14.方案1的成像元件,其中聚碳酸酯基料为聚(4,4′-二苯基-1,1′-环己烷碳酸酯)。
方案15.方案1的成像元件,其中聚碳酸酯基料以电荷传输层的约55wt%至约65wt%的量存在。
方案16.方案1的成像元件,其中电荷传输层进一步包括以电荷传输层的约35wt%至约45wt%的量存在的高迁移率电荷传输组分。
方案17.方案1的成像元件,其中电荷传输层进一步包括抗氧剂和表面活性剂。
方案18.方案1的成像元件,进一步包括厚度为约0.1微米至约10微米的任选的外涂层。
方案19.方案1的成像元件,其中基材包括选自金属和金属合金的材料。
方案20.成像元件,包括:
刚性组分形式的基材,其中该基材具有约500微米至约3,000微米的厚度;
设置在基材上的底涂层,其中底涂层具有约0.5微米至约3微米的厚度,并且为包括g-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙酰丙酮酸三丁氧基锆和聚乙烯醇缩丁醛的三组分层;
设置在底涂层上的电荷产生层,其中电荷产生层包括经由热处理得到的具有不同敏感性的氯镓酞菁颜料的共混物,最终的颜料敏感性经由氯镓酞菁颜料的重量比来调节,并且其中氯镓酞菁以约10/90至约90/10的颜料/树脂比分散在乙烯基树脂中;
设置在电荷产生层上的电荷传输层,其中电荷传输层具有约12微米至约36微米的厚度,并且包括粘度分子量为约20,000至约150,000的聚碳酸酯基料和选自N,N′-二苯基-N,N-二(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺、三苯基胺、N,N,N′,N′-四-对甲苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺及其混合物的芳基胺;和
设置在电荷传输层之上的任选的外涂层。
方案21.用于在记录介质上形成图像的成像设备,包括:
a)具有用于接收在其上的静电潜像的电荷保持表面的成像元件,其中该成像元件包括:
刚性组分形式的基材,其中该基材具有约500微米至约3,000微米的厚度,
设置在基材上的底涂层,
设置在底涂层上的电荷产生层,其中电荷产生层包括经由热处理得到的具有不同敏感性的酞菁颜料的共混物,最终的颜料敏感性经由酞菁颜料的重量比来调节,和
设置在电荷产生层上的电荷传输层,其中电荷传输层包括粘度分子量为约20,000至约150,000的聚碳酸酯基料;
b)用于向电荷保持表面施加显影剂材料以显影静电潜像而在电荷保持表面上形成显影图像的显影组件;
c)用于将显影图像从电荷保持表面转印至复制基材的转印组件;和
d)用于将显影图像熔凝至复制基材的熔凝组件。
方案22.方案21的成像设备,其中底涂层为包括g-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙酰丙酮酸三丁氧基锆和聚乙烯醇缩丁醛的三组分层。
方案23.方案21的成像设备,其中酞菁颜料的共混物包括氯镓酞菁,并且氯镓酞菁以约10/90至约90/10的颜料/树脂比分散在乙烯基树脂中。
方案24.方案21的成像设备,其中乙烯基树脂为聚(氯乙烯/乙酸乙烯酯)树脂。
【附图说明】
为了更好的理解,可以参考附图。
图1为根据本发明的实施方案的鼓构型形式的成像元件的剖视图;和
图2为根据本发明的实施方案的显示成像设备的示意性非结构视图。
【具体实施方式】
在此公开的实施方案一般性涉及具有特殊感光体材料包的改进的静电摄影成像元件,包括底涂层、长寿命电荷传输层和电荷产生层,所述电荷产生层具有调节感光体敏感性以及平均颗粒间隙的颜料共混物。这些层提供长寿命成像元件,所述长寿命成像元件还显示在成像系统中以升高的处理速率产生高质量黑色和彩色印刷品的能力,以及显示在升高的正迁移电流下的所得印刷品中观察到重影水平降低。
在使用感光体的典型静电摄影复制或数字印刷设备中,光图像以静电潜像的形式记录在光敏元件上,并且潜像随后通过施用显影剂混合物而变得可见。使其中包含有调色剂颗粒的显影剂与静电潜像接触,以在具有电荷保持表面的静电摄影成像元件上显影图像。然后可以将显影的调色剂图像转印至复制基材,例如纸上,该基材经由转印元件接收图像。
以下参考附图描述本公开内容的示例性实施方案。专用名词为了清楚起见用于以下说明书,选择用于附图中的说明,并且并不限定或限制公开内容的范围。除非另外规定,相同的参考数字用来标识不同附图中的相同结构。附图中的结构未根据其相对比例绘制,并且附图不应解释为限制公开内容的尺寸、相对尺寸或位置。另外,虽然论述将针对带负电体系,但是本公开内容的成像元件也可以用于带正电体系。
虽然在此公开的涂层可应用于柔性带构型或刚性鼓形式的电子照相成像元件,但是为了简明的原因,以下讨论关注于鼓形式的电子照相成像元件。鼓式感光体的长期耐久性极大地超过带式感光体的长期耐久性。一些鼓感光体涂有一个或多个涂层。涂层可以由公知的技术,例如浸涂或喷涂来施涂。鼓的浸涂通常包括浸没圆柱形鼓,同时在整个涂布和后续的干燥操作过程中鼓的轴保持在竖直定位。
图1为具有鼓构型的多层电子照相成像元件的示例性实施方案。如可以看到的,示例性成像元件包括刚性载体基材10、底涂层14、电荷产生层18和电荷传输层20。刚性基材可以由选自金属、金属合金、铝、锆、铌、钽、钒、铪、钛、镍、不锈钢、铬、钨、钼及其混合物的材料组成。电荷产生层18和电荷传输层20作为两个单独的层形成在此所述的图像层。在附图中所示的替代方案中,电荷产生层也可以设置在电荷传输层之上。应理解这些层的功能组分可以另外结合成单层。
外涂层
成像元件的其它层可以包括例如任选的外涂层32。如果需要,任选的外涂层32可以设置在电荷传输层20之上,用来提供成像元件表面保护和改进耐磨性。在实施方案中,外涂层32可以具有约0.1微米至约10微米或约1微米至约10微米,或在特殊实施方案中约3微米的厚度。这些外涂层可以包括电学上绝缘的或略微半导电的热塑性有机聚合物或无机聚合物。例如,外涂层可以由包括在树脂中的颗粒添加剂的分散体制造。用于外涂层的合适颗粒添加剂包括金属氧化物,包括氧化铝,非金属氧化物,包括二氧化硅,或低表面能聚四氟乙烯(PTFE),及其组合。合适的树脂包括适用于光产生层和/或电荷传输层的上述那些,例如聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、氯乙烯和乙酸乙烯酯共聚物、羧基改性氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、羟基改性氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、羧基和羟基改性氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚酯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚砜、聚芳醚、聚芳砜、聚醚砜、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚苯硫醚、聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇缩醛、聚酰胺、聚酰亚胺、氨基树脂、苯醚树脂、对苯二甲酸树脂、苯氧基树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚苯乙烯和丙烯腈共聚物、聚-N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸酯共聚物、醇酸树脂、纤维素成膜剂、聚(酰胺酰亚胺)、苯乙烯-丁二烯共聚物、偏二氯乙烯-氯乙烯共聚物、乙酸乙烯酯-偏二氯乙烯共聚物、苯乙烯-醇酸树脂、聚乙烯咔唑及其组合。外涂层可以是连续的,并且具有约0.5微米至约10微米,在实施方案中约2微米至约6微米的厚度。
基材
感光体载体基材10可以是不透明的或基本透明的,并且可以包括具有所需机械性能的任何合适的有机或无机材料。整个基材可以包括与导电性表面中的材料相同的材料,或导电性表面可以仅是基材上的一个涂层。可以使用任何合适的导电性材料,例如金属或金属合金。典型的导电性材料包括铜、黄铜、镍、锌、铬、不锈钢、导电塑料和橡胶、铝、半透明铝、钢、镉、银、金、锆、铌、钽、钒、铪、钛、镍、铌、不锈钢、铬、钨、钼、由包含在其中的合适材料赋予导电性或通过在潮湿空气中调理以确保存在足够的水含量以赋予材料导电性的纸、铟、锡、金属氧化物,包括氧化锡和氧化铟锡等。其可以是单一金属化合物或不同金属和/或氧化物的双层。
基材10也可以完全由导电性材料配制,或者其可以为包括无机或有机聚合物材料的绝缘材料,例如MYLAR,可购自DuPont的双向取向聚对苯二甲酸乙二醇酯,或可以KALEDEX 2000得到的聚萘二甲酸乙二醇酯,接地层12包括导电性钛或钛/锆涂层,或者具有半导电表面层的有机或无机材料层,例如氧化铟锡、铝、钛等,或仅由诸如铝、铬、镍、黄铜、其它金属等的导电性材料组成。载体基材的厚度取决于许多因素,包括机械性能和经济考虑。
基材10可以具有许多不同的构型,例如板、圆柱体、鼓、蜗形管、环状柔性带等。在基材为带状的情况下,该带可以是有缝或无缝的。在实施方案中,在此的感光体为鼓构型。
基材10的厚度取决于许多因素,包括柔韧性、机械性能和经济考虑。本实施方案的载体基材10的厚度可以为约500微米至约3,000微米,或约750微米至约2500微米。
示例性基材载体10不可溶于每个涂层溶液中使用的任何溶剂,是光学透明的或半透明的,并且是热稳定的直至约150℃的高温。用于成像元件制造的典型的基材载体10具有约1×10-5每℃至约3×10-5每℃的热收缩系数,和约5×10-5psi(3.5×10-4Kg/cm2)至约7×10-5psi(4.9×10-4Kg/cm2)的杨氏模量。
底涂层
底涂层的一般实施方案可以包括金属氧化物和树脂基料。
可以和在此的实施方案一起使用的金属氧化物包括但不限于氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化铟、氧化钼及其混合物。典型的底涂层基料材料包括例如聚酯,购自MortonInternational Inc.的MOR-ESTER 49,000,购自Goodyear Tire and RubberCo.的VITEL PE-100、VITEL PE-200、VITEL PE-200D和VITEL PE-222,购自AMOCO Production Products的聚芳酯,例如ARDEL,购自AMOCOProduction Products的聚砜,聚氨酯等。合适的底涂层基料材料的其它实例包括但不限于聚酰胺,例如购自DAINIPPON Ink and ChemicalsChemicals的LUCKAMIDE 5003,具有甲基甲氧基侧基的Nylon 8,购自Toray Industries Ltd的CM 4000和CM 8000及其它N-甲氧基甲基化聚酰胺,例如根据Sorenson和Campbell的“Preparative Methods of PolymerChemistry”,第二版,76页,John Wiley and Sons Inc.(1968年)中所述方法制备的那些等及其混合物。这些聚酰胺可以是醇溶性的,例如具有极性官能团,例如甲氧基、乙氧基和羟基,从聚合物主链侧挂。底涂层基料材料的另外实例包括氨基塑料-甲醛树脂,例如购自CYTEC的CYMEL树脂,聚(乙烯醇缩丁醛),例如购自Sekisui Chemical的BM-1等及其混合物。其它基料材料包括酚醛树脂,例如购自Oxychem Company的VARCUM 29159。酚醛树脂的实例包括甲醛与苯酚、对叔丁基苯酚、甲酚的聚合物,例如VARCUM 29159和29101(Oxychem Company)及DURITE 97(Borden Chemical),甲醛与氨、甲酚和苯酚的聚合物,例如VARCUM 29112(OxyChem Company),甲醛与4,4′-(1-甲基亚乙基)双酚的聚合物,例如VARCUM 29108和29116(OxyChem Company),甲醛与甲酚和苯酚的聚合物,例如VARCUM 29457(OxyChem Company)、DURITE T SD-42°A.、SD-422A(Borden Chemical),或甲醛与苯酚和对叔丁基苯酚的聚合物,例如DURITE ESD 556C(Border Chemical)。
底涂层配制料中金属氧化物和树脂基料的重量/重量比为约50/50至约70/30,或约55/45至约65/35。在实施方案中,底涂层包括约50/50至约70/30,或约55/45至约65/35的TiO2/酚醛树脂,在其它实施方案中,分散在约30/70至约70/30醇溶液,例如Xyl:BuOH溶剂混合物等中。
在特殊实施方案中,底涂层为包括g-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙酰丙酮酸三丁氧基锆和聚乙烯醇缩丁醛的三组分层。
在各种实施方案中,底涂层进一步含有任选的光散射颗粒。在各种实施方案中,光散射颗粒具有不同于基料的折射率,并且具有大于约0.8μm的数均粒度。光散射颗粒可以为无定形二氧化硅或硅氧烷球。在各种实施方案中,光散射颗粒可以以底涂层总重量的约0wt%至约10wt%的量存在。
在本实施方案中,底涂层具有约0.75μm至约2μm,或约0.5μm至约3μm的厚度。
底涂层可以由本领域中已知的任何合适的技术,例如喷涂、浸涂、拉杆涂布、凹版涂布、丝网印制、气刀涂布、逆辊涂布、真空沉积、化学处理等施涂或涂布在基材上。可以使用另外的真空、加热、干燥等来去除施涂或涂布形成底涂层之后残留的任何溶剂。
粘合层
任选的独立的粘合界面层可以以某些构型,例如柔性网状构型提供。在图1中图示的实施方案中,界面层将位于阻挡层14和电荷产生层18之间。界面层可以包括共聚酯树脂。可以用于界面层的示例性聚酯树脂包括聚芳酯聚乙烯醇缩丁醛,例如可购自Toyota Hsutsu Inc.的ARDEL POLYARYLATE(U-100),全部购自Bostik的VITEL PE-100、VITEL PE-200、VITEL PE-200D和VITEL PE-222,购自Rohm Hass的49,000聚酯,聚乙烯醇缩丁醛等。粘合界面层可以直接施加于空穴阻挡层14。因此,在实施方案中,粘合界面层与下层空穴阻挡层14和上层电荷产生层18直接相邻接触,增强提供连接的粘合。在其它实施方案中,完全省略粘合界面层。
可以使用任何合适的溶剂或溶剂混合物形成用于粘合界面层的聚酯的涂料溶液。典型的溶剂包括四氢呋喃、甲苯、单氯苯、二氯甲烷、环己酮等及其混合物。任何其它合适的和常规的技术可以用来混合并且然后将粘合层涂料混合物施涂于空穴阻挡层。典型的施涂技术包括喷涂、浸涂、辊涂、绕线棒涂等。干燥沉积的湿涂层可以由任何合适的常规方法,例如烘干、红外线辐射干燥、空气干燥等完成。
粘合界面层在干燥之后可以具有约0.01微米至约900微米的厚度。在实施方案中,干燥的厚度为约0.03微米至约1微米。
电荷产生层
电荷产生层18可以随后施加到底涂层14上。可以使用包括电荷产生/光电导材料的任何合适的电荷产生基料,所述电荷产生/光电导材料可以为颗粒形式并分散在例如非活性树脂的成膜基料中。电荷产生材料的实例包括例如无机光电导材料,例如无定形硒、三角硒和选自硒-碲、硒-碲-砷、硒砷化物的硒合金及其混合物,和有机光电导材料,包括各种酞菁颜料,例如X型无金属酞菁,金属酞菁,例如氧钒酞菁和铜酞菁,羟基镓酞菁,氯镓酞菁,钛氧酞菁,喹吖啶酮,二溴蒽缔蒽酮颜料,苯并咪唑苝,取代的2,4-二氨基-三嗪,多核芳族醌,苯并咪唑苝(benzimidazole perylene)等,及其混合物,其分散在成膜聚合基料中。硒、硒合金、苯并咪唑苝(enzimidazole perylene)等及其混合物可以形成为连续的、均匀的电荷产生层。苯并咪唑苝(benzimidazole perylene)成分是公知的并被描述。当光电导层增强或降低电荷产生层的性能时,可以使用多种电荷产生层成分。如果需要,也可以使用本领域中已知的其它合适的电荷产生材料。选择的电荷产生材料应对电子照相成像过程中成像辐照曝光步骤期间的波长为约400至约900nm的活化辐射敏感,以形成静电潜像。例如,羟基镓酞菁吸收波长为约370至约950纳米的光线。
任何合适的非活性树脂材料可以用作电荷产生层18中的基料。典型的有机树脂基料包括热塑性和热固性树脂,例如聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚苯乙烯、聚芳醚、聚芳砜、聚丁二烯、聚砜、聚醚砜、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚甲基戊烯、聚苯硫醚、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙酸乙烯酯、聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇缩醛、聚酰胺、聚酰亚胺、氨基树脂、苯醚树脂、对苯二甲酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚苯乙烯和丙烯腈共聚物、聚氯乙烯、氯乙烯和乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚物、醇酸树脂、纤维素成膜剂、聚(酰胺酰亚胺)、苯乙烯-丁二烯共聚物、偏二氯乙烯/氯乙烯共聚物、乙酸乙烯酯/偏氯乙烯共聚物、苯乙烯-醇酸树脂等的一种或多种。另一种成膜聚合物基料为PCZ-400(聚(4,4′-二羟基-二苯基-1,1-环己烷),其具有40,000的粘度-分子量,并购自Mitsubishi Gas Chemical Corporation(东京,日本)。
电荷产生材料可以以各种量存在于树脂基料组合物中。通常,约5体积%至约90体积%的电荷产生材料分散在约95体积%至约10体积%的树脂基料中,和更特别地约20体积%至约60体积%的电荷产生材料分散在约80体积%至约40体积%的树脂基料组合物中。
在特殊的实施方案中,电荷产生层18可以具有约0.1μm至约2μm,或约0.2μm至约1μm的厚度。这些实施方案可以包括氯镓酞菁或羟基镓酞菁或其混合物。特殊的实施方案具有比率为约10/90至约90/10的颜料/基料共混物。一个特殊实施方案中的基料为乙烯基树脂,例如聚(氯乙烯/乙酸乙烯酯)树脂(例如VMCH,购自Union Carbide)。这些实施方案包括具有不同敏感性的氯镓酞菁颜料共混物的电荷产生层。虽然在每个层中包括大约相同量的颜料,但是这些电荷产生层具有由颜料热处理调节的敏感性不同的颜料。用于可调节成像元件的电荷产生层公开在2007年2月6日提交的Lanhui Zhang等人的名为“TunableElectrophotographic Imaging Member and Method of Making the Same”(代理人档案号20060296-US-NP)中,在此将其全部引入作为参考。通过具有经历不同热处理的相同颜料的组合,确定颜料/颜料重量比来调节敏感性。进行热处理使颜料敏感性适中,并以一定比率组合所得颜料,使得可以基于重量/重量比调节最终的颜料敏感性。当干燥时,含有电荷产生材料和树脂基料材料的电荷产生层18的厚度通常为约0.1μm至约5μm,例如约0.2μm至约3μm。电荷产生层厚度通常与基料含量有关。更高基料含量组合物通常使用更厚的层用于电荷产生。
电荷传输层
在鼓感光体中,电荷传输层包括相同组成的单层。因此,电荷传输层将按照单层20进行具体讨论,但是细节也将适用于具有双电荷传输层的实施方案。电荷传输层20其后施加到电荷产生层18之上,并且可以包括能够支持光生空穴或电子由电荷产生层18注入和能够允许经由电荷传输层传输这些空穴/电子的任何合适的透明有机聚合物或非聚合物材料,以在成像元件表面上有选择地释放表面电荷。在一个实施方案中,电荷传输层20不仅用来传输空穴,而且保护电荷产生层18免受磨耗或化学侵蚀,并且因此可以延长成像元件的使用期限。电荷传输层20可以基本上为非光电导材料,但是是支持光生空穴由电荷产生层18注入的一种。
当曝光受影响时,层20在其中要使用电子照相成像元件的波长范围中通常是透明的,以保证大部分入射辐射被下层电荷产生层18利用。当暴露于例如400至900纳米的用于静电印刷术的光波长时,电荷传输层应显示优异的光学透明性,以及可忽略的光吸收,并且没有电荷产生。在当利用透明基材10以及透明或部分透明导电层12制备感光体时,可以经由基材10实现图像方式曝光或清除,所有光线穿过该基材的背面。在这种情况下,如果电荷产生层18夹在基材和电荷传输层20之间,层20的材料不必在使用的波长范围中发光。与电荷产生层18结合的电荷传输层20为绝缘体,在没有光照的情况下不传导设置在电荷传输层上的静电荷。放电过程期间,当电荷穿过电荷传输层20时,电荷传输层20应捕获最少的电荷。
电荷传输层20可以包括任何合适的电荷传输组分或活化化合物,可用作溶解或以分子形式分散在电学非活性聚合物材料,例如聚碳酸酯基料中的添加剂,形成固态溶液并由此产生电学活性的这种材料。“溶解”表示例如形成溶液,其中小分子溶于聚合物中形成均匀相;和在实施方案中,以分子形式分散表示例如电荷传输分子分散在聚合物中,小分子以分子尺度分散在聚合物中。电荷传输组分可以加入到成膜聚合物材料中,否则成膜聚合物材料不能支持光生空穴由电荷产生材料的注入并且不能允许这些空穴的传输。这种添加将电学非活性聚合物材料转化为能够支持光生空穴由电荷产生层18的注入并且能够允许经由电荷传输层20传输这些空穴的材料,以便在电荷传输层上释放表面电荷。高迁移率电荷传输组分通常包括有机化合物的小分子,其与分子之间的传输电荷结合并最终与电荷传输层表面结合。例如但并不限于N,N′-二苯基-N,N-二(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺(mTBD),其它芳基胺如三苯基胺、N,N,N′,N′-四-对甲苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺(TM-TPD)等。
聚合物基料材料的具体实例包括聚碳酸酯、聚芳酯、丙烯酸酯聚合物、乙烯基聚合物、纤维素聚合物、聚酯、聚硅氧烷、聚酰胺、聚氨酯、聚(环烯烃)和环氧化物及其无规或交替共聚物。在实施方案中,电学非活性基料由具有例如约20,000至约150,000,和更特别地具有约30,000至约100,000重均分子量Mw的聚碳酸酯树脂组成。聚碳酸酯的实例为聚(4,4’-异亚丙基-二亚苯基)碳酸酯(也称为双酚-A-聚碳酸酯)、聚(4,4’-环亚己基二亚苯基)碳酸酯(也称为双酚-Z-聚碳酸酯)、聚(4,4’-异亚丙基-3,3’-二甲基-二苯基)碳酸酯(也称为双酚-C-聚碳酸酯)等。在实施方案中,电荷传输层,例如空穴传输层,可以具有约10μm至约40μm的厚度。
电荷传输层可以进一步包括具有约20,000至约150,000,或约30,000至约80,000的粘度分子量的聚合物基料。例如,在实施方案中,聚合物基料可以为聚碳酸酯Z聚合物,或聚(4,4′-二苯基-1,1′-环己烷碳酸酯)。在特殊实施方案中,聚合物基料为聚(4,4′-二羟基-二苯基-1,1-环己烷)。聚合物基料可以以电荷传输层总重量的约40wt%至约80wt%,或约50wt%至约80wt%的量存在于电荷传输层中。在实施方案中,电荷传输层中存在的电荷传输分子对聚合物基料的比率为约20∶80至约60∶40,或约25∶75至约50∶50。在其它实施方案中,电荷传输层也可以包括均匀分散在整个聚合物基料中以延长成像元件寿命的聚四氟乙烯(PTFE)颗粒。但是,实施方案确实也涵盖其中不向电荷传输层中添加颗粒添加剂的成像元件。
任选掺入到电荷传输层或至少一个电荷传输层,以便例如能够改进横向电荷迁移(LCM)电阻的组分或材料的实例包括受阻酚抗氧剂,例如四亚甲基(3,5-二-叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)甲烷(1010,购自Ciba Specialty Chemical)、丁基化羟基甲苯(BHT),和其它受阻酚抗氧剂,包括SUMILIZERTM BHT-R、MDP-S、BBM-S、WX-R、NW、BP-76、BP-101、GA-80、GM和GS(购自Sumitomo Chemical Co.,Ltd.),1035、1076、1098、1135、1141、1222、1330、1425WL、1520L、245、259、3114、3790、5057和565(购自Ciba Specialties Chemicals),和ADEKA STABTMAO-20、AO-30、AO-40、AO-50、AO-60、AO-70、AO-80和AO-330(购自Asahi Denka Co.,Ltd.);受阻胺抗氧剂,例如SANOLTMLS-2626、LS-765、LS-770和LS-744(购自SANKYO CO.,Ltd.)、144和622LD(购自Ciba Specialties Chemicals)、MARKTMLA57、LA67、LA62、LA68和LA63(购自Asahi Denka Co.,Ltd.)和TPS(购自Sumitomo Chemical Co.,Ltd.);硫醚抗氧剂,例如TP-D(购自Sumitomo Chemical Co.,Ltd);亚磷酸酯抗氧剂,例如MARKTM 2112、PEP-8、PEP-24G、PEP-36、329K和HP-10(购自Asahi Denka Co.,Ltd.);其它分子,例如二(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)苯基甲烷(BDETPM)、双-[2-甲基-4-(N-2-羟乙基-N-乙基-氨基苯基)]-苯基甲烷(DHTPM)等。至少一个电荷传输层中的抗氧剂的wt%为约0wt%至约20wt%,约1wt%至约10wt%,或约3wt%至约8wt%。
电荷传输层应为绝缘体,其程度为空穴传输层上设置的静电荷在没有照明的情况下不被传导,速率足以防止其上静电潜像形成和保持。电荷传输层基本不吸收预定用途区域内的可见光或辐射,但是是电学“活泼的”,也即其允许来自光电导层,也即电荷产生层的光生空穴注入,并且允许这些空穴经由自身传输,在活泼层的表面上有选择地释放表面电荷。
可以使用任何其它合适的和常规的技术来形成并然后将电荷传输层混合物施加至载体基材层。电荷传输层可以在单一涂布步骤或多个涂布步骤中形成。可以使用浸涂、环涂、喷涂、凹印或任何其它鼓式涂布方法。
干燥沉积的涂层可以由任何合适的常规技术,例如烘干、红外线辐射干燥、空气干燥等完成。为了最佳的光电和机械结果,干燥之后电荷传输层的厚度为约10μm至约40μm,或约12μm至约36μm。在另一个实施方案中,厚度为约14μm至约36μm。
对于电记录的成像元件,导电层之上的柔性介电层可以代替活性光电导层。任何合适的、普通的、柔性的、电学绝缘的、热塑性介电聚合物基质材料可以用于电记录的成像元件的介电层中。如果需要,在此公开的柔性带状物可以用于其中周期耐久性重要的其它目的。
制备的成像鼓其后可以用于任何合适的和常规的电子照相成像方法,其在成像暴露于活化电磁辐射之前使用均匀的电荷。当电子照相元件的成像表面均匀带有静电荷并且成像暴露于活化电磁辐射时,可以使用常规的正像或反像显影技术以在电子照相成像元件的成像表面上形成标记材料图像。由此,通过施加合适的电偏压和选择具有合适电荷极性的调色剂,在电子照相元件的成像表面上的带电区域或放电区域中形成调色剂图像。例如,对于正像显影,带电的调色剂颗粒被吸引到成像表面的带相反电荷的静电区域,而对于反像显影,带电的调色剂颗粒被吸引到成像表面的放电区域。
电子照相设备可以通过在标记机器中印刷来评价,在该标记机器中已经安装根据示例性实施方案形成的感光体带状物。也可以由普通的电学鼓式扫描仪研究固有电性能。
图2显示成像设备50的实施方案的示意性位置。成像设备50装有成像元件52,例如圆柱形成像或感光体鼓,具有接收在其上的静电潜像的电荷保持表面。围绕成像元件52可以以下述顺序设置用于消除成像元件52上残余的静电荷的静电消除光源54,用于去除成像元件52上残留的调色剂的任选的清洁刮刀56,用于使成像元件52带电的带电组件58,例如带电辊,用于根据图像信号曝光成像元件52的曝光激光光学系统60,将显影剂材料施加至电荷保持表面以在成像元件52中形成显影图像的显影组件62,以及将调色剂图像从成像元件52转印到复制基材66,例如纸上的转印组件64,例如转印辊。同样,成像设备50装有熔凝组件68,例如熔凝器/定影辊,以将由转印组件64转印的调色剂图像熔凝到复制基材66上。
曝光激光光学系统60装有用于根据经过数字处理的图像信号辐射激光光线的激光二极管(例如振荡波长780nm),偏振该辐射激光光线的多面体镜子,和以匀速和一定尺寸移动激光光线的透镜系统。
在此包括的各种示例性实施方案包括成像方法,该方法包括在成像元件上产生静电潜像,显影潜像,和将显影的静电图像转印至合适的基材上。
制备并在感光体鼓的基材之上直接形成包括g-氨基丙基三乙氧基硅烷、三丁氧基乙酰丙酮酸锆和聚乙烯醇缩丁醛的三组分底涂层。所得干燥的底涂层具有约0.5μm至约3μm的厚度。包括氯镓和聚(氯乙烯/乙酸乙烯酯)树脂(例如购自Union Carbide的VMCH)的电荷产生层在底涂层之上形成。电荷产生层由颜料/基料比为约50∶50至约65∶35,分散在乙烯基树脂基料中的具有不同敏感性的氯镓酞菁共混物组成。在感光体鼓的电荷产生层之上形成厚度为约12μm至约36μm的PTFE-掺杂的电荷传输层。该电荷传输层具有约35至约45wt%的mTBD,约55至约65wt%的PCZ基料,例如PCZ-400(Mw=40,000),约1wt%的抗氧剂,约2至约15%的PTFE颗粒(包括分散PTFE的表面活性剂)的特定组成。
上述示例性实施方案证明了优异的耐磨性、周期稳定性和放电特性。这种成像元件也已经证明在成像系统中在升高的加工速率下产生高质量黑色和彩色印刷品的能力,以及在升高的正迁移电流下,例如约20至约55μA的正迁移电流下在印刷品中观察到重影减少。