專利名稱:電子照相感光體和包括其的圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種用于形成電子照相圖像的電子照相感光體和包括其的圖像形成裝置。
背景技術(shù):
在用作復(fù)印機、印刷機或傳真機的電子照相圖像形成裝置(在下文中,也稱為電子照相裝置)中,通過下列電子照相方法形成圖像。
首先,使用充電器,使包括在所述裝置中的電子照相感光體的感光層均勻充電以達(dá)到規(guī)定電位。
然后,通過光例如激光照射,根據(jù)來自曝光單元的圖像信息,曝光所述感光體,以形成靜電潛像。
由顯影單元提供顯影劑,以形成靜電潛像,并通過將作為所述顯影劑的成分的被稱為調(diào)色劑的著色細(xì)顆粒沉積到所述感光體表面上而使所述靜電潛像顯影,以形成清晰圖像作為調(diào)色劑圖像。
通過轉(zhuǎn)印設(shè)備,將形成的調(diào)色劑圖像從所述感光體表面轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料例如記錄紙上,并通過定影單元進(jìn)行定影。
然而,在通過轉(zhuǎn)印設(shè)備的轉(zhuǎn)印操作中沒有將在所述感光體表面上的全部調(diào)色劑轉(zhuǎn)移到待被轉(zhuǎn)移的記錄紙上,并且部分調(diào)色劑保留在所述感光體表面上。此外,轉(zhuǎn)印期間,接觸所述感光體的記錄紙的紙張粉末可能保留在所述感光體表面上,而沒有被除去。因為這些外來物質(zhì),例如在所述感光體表面上殘留的調(diào)色劑和沉積的紙張粉末,對待形成的圖像質(zhì)量具有不利影響,因此需要用清潔裝置除去它們。
近年來,發(fā)展了無刮板(cleaner-less)技術(shù),還有一種方法,其中所謂的顯影附帶清潔系統(tǒng)除去上述外來物質(zhì),該系統(tǒng)回收所述殘留調(diào)色劑,其中清潔功能被附加到顯影單元上而沒有單獨的清潔單元。在該方法中,在清潔所述感光體表面后,用去電荷裝置(diselectrifyingdevice)使所述感光層的表面去電荷,以消除所述靜電潛像。
用于這樣的電子照相方法的電子照相感光體具有如下結(jié)構(gòu),其中將包含光電導(dǎo)材料的感光層層壓在由導(dǎo)電材料制成的導(dǎo)電基材上。
作為電子照相感光體,至今已經(jīng)使用了利用無機光電導(dǎo)材料(在下文中稱為無機感光體)的電子照相感光體。
所述無機感光體的典型實例包括利用由無定形硒(a-Se)、無定形砷-硒(a-AsSe)等制成的層作為感光層的硒感光體,氧化鋅感光體或硫化鎘感光體,其使用作為感光層的樹脂,其中分散了氧化鋅(ZnO)或硫化鎘(CdS)與敏化劑例如染料,和無定形硅感光體(在下文中稱為a-Si感光體),其使用由無定形硅(a-Si)制成的層作為感光層。
然而,所述無機感光體具有下列缺點。
即所述硒感光體和所述硫化鎘感光體具有耐熱性和儲存穩(wěn)定性的問題。此外,因為硒和鎘對人體和環(huán)境具有毒性,因此使用了它們的感光體在使用后必須被回收,并且必須被適當(dāng)?shù)靥幚怼?br>
另一方面,所述氧化鋅感光體具有感光度低并且耐用性也低的缺點,現(xiàn)在很少使用。
此外,所述a-Si感光體作為無污染的無機感光體引起注意,它具有高感光度和高耐用性的優(yōu)點,但是該感光體具有難以形成均勻感光層和易于出現(xiàn)有缺陷圖像的缺點,因為其是通過使用等離子體化學(xué)氣相淀積方法生產(chǎn)的。此外,所述a-硅感光體還具有生產(chǎn)性低并且生產(chǎn)成本高的缺點。
因為所述無機感光體具有許多如上所述缺點,因此進(jìn)行了用于所述電子照相感光體的光電導(dǎo)材料的開發(fā),所述有機光電導(dǎo)材料,即有機光電導(dǎo)體(縮寫OPC)越來越多地用于代替至今使用的無機光電導(dǎo)材料。
使用有機光電導(dǎo)材料的電子照相感光體(在下文中稱為有機感光體)具有感光度、耐用性和抗環(huán)境穩(wěn)定性很低的問題。然而,與無機感光體相比,它具有在毒性、生產(chǎn)成本和材料設(shè)計靈活性方面的許多優(yōu)點。
所述有機感光體還具有所述感光層可以通過容易和低價的方法例如浸涂法形成的優(yōu)點。
因為它具有許多如上所述優(yōu)點,所以所述有機感光體日益變?yōu)橹髁鞯碾娮诱障喔泄怏w。
此外,隨著近年來研究與開發(fā),改善了有機感光體的感光度和耐用性,并且除了特定情況,所述有機感光體目前被用作電子照相感光體。
特別地,通過開發(fā)層疊式感光體,其中單獨的物質(zhì)分別起電荷產(chǎn)生作用和電荷傳輸作用,顯著改善了所述有機感光體的性能。
即,所述層疊式感光體還具有構(gòu)成所述感光層的材料的選擇范圍較寬的優(yōu)點,并且除了有機感光體具有的優(yōu)點外,可以相對容易生產(chǎn)具有任何特征的感光體。
所述層疊式感光體包括多層類型和單層類型兩種類型。
在上述多層類型的層疊式感光體中,提供多層型感光層,其通過層疊包含起電荷產(chǎn)生作用的電荷產(chǎn)生物質(zhì)的電荷產(chǎn)生層和包含起電荷傳輸作用的電荷傳輸物質(zhì)的電荷傳輸層構(gòu)成。
通常以分別分散在作為粘合劑的粘合樹脂中的形式形成電荷產(chǎn)生層和電荷傳輸層。
另一方面,在所述單層型的功能分布感光體中,提供單層型感光層,其中電荷產(chǎn)生物質(zhì)和電荷傳輸物質(zhì)一起被分散在所述粘合樹脂中。
此外,在所述電子照相裝置中,在多種環(huán)境下,重復(fù)使用感光體進(jìn)行充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、清潔和去電荷的操作。因此,除了高感光度和高光學(xué)響應(yīng)外,要求所述感光體在環(huán)境穩(wěn)定性、電穩(wěn)定性和抗機械外力耐用性(印刷耐用性)方面優(yōu)異。
即,需要高印刷耐用性,由此所述感光體表面層幾乎不被清潔元件的摩擦磨損。
關(guān)于改善所述印刷耐用性的努力,已知在所述感光體的最外表面層上放置保護(hù)層的方法(例如,日本未審專利公開No.57-30846),賦予所述保護(hù)層潤滑性能的方法(例如日本未審專利公開No.1-23259)、固化所述保護(hù)層的方法(例如日本未審專利公開No.61-72256),和在所述保護(hù)層中包含填料顆粒的方法(例如日本未審專利公開No.1-172970)。
此外,有人提出通過將在熱固性樹脂(熱固性聚氨酯)中分散包括氧化錫或氧化錫和氧化銻或包含兩者的金屬氧化物而形成的層構(gòu)建在所述最外表面層中作為所述感光度(sensitivity)的表面層(例如日本未審專利公開No.8-234469)。此外,還有人提出將通過分散所述導(dǎo)電細(xì)顆粒,例如氧化鋅、二氧化鈦、氧化錫、氧化銻、氧化銦、氧化鉍和錫摻雜的氧化銦而形成的層構(gòu)建在所述最外表面層中(例如,日本未審專利公開No.6-35220)。
從不損害所述感光層的基本性能的觀點出發(fā),主要期望這些保護(hù)層盡可能薄。
然而,由于提供這種保護(hù)層,產(chǎn)生下列多種不利影響。
例如,在其中在所述感光體和所述表面保護(hù)層之間形成的界面和在所述感光體和所述表面保護(hù)層之間的部分是不同的情況下,長時間使用可能使所述保護(hù)層剝離。此外,由于長時間重復(fù)使用,曝光部分的電位可能增加。
相反地,當(dāng)所述表面保護(hù)層和所述感光層形成連續(xù)層時,即當(dāng)所述感光層溶解在用于形成表面保護(hù)層的表面保護(hù)層涂布溶液中時,取決于溶解狀態(tài),可能損害圖像特征。
特別地,所述填料顆粒的加入系統(tǒng)將增加對控制所述顆粒的分散性的特征有影響的新的因素。即,所述特征不會僅僅被所述填料顆粒加入量確定。有人公開了加入填料顆粒直至相對于所述表面保護(hù)層總固體含量的約0.1%至10%的水平可有效改善印刷耐用性(例如,日本未審專利公開No.1-205171)。然而,在這種情況下,現(xiàn)在沒有明確的是分散條件方面的差異是否對感光體鼓的圖像特征/電特性/印刷耐用性有影響。所述表面保護(hù)層介電常數(shù)的不規(guī)則性可能導(dǎo)致邊緣區(qū)域的圖像增加和輸出黑色實心圖像中調(diào)色劑分散,或在所述表面層內(nèi)分散條件可能具有大的影響。
關(guān)于對改善所述印刷耐用性的不利影響,在高溫和高濕度環(huán)境中尤其出現(xiàn)由于粘附至鼓表面的充電產(chǎn)物的影響導(dǎo)致的圖像模糊和圖像缺失。為了預(yù)防這些不利影響,有人公開了如下單元其中將所述感光體設(shè)計成能夠被摩擦至一定程度,或者通過設(shè)計清潔單元提供均勻和非活性的鼓表面(例如,日本專利未審公開No.2004-61560)。
在所述功能分布感光體中,如果可以將印刷耐用性的效果賦予給所述最外表面,則生產(chǎn)過程中多余步驟變?yōu)椴槐匾?,并且因此與提供保護(hù)層情況相比,存在大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)點。此外,還可以避免上述由于層壓所述感光層和所述保護(hù)層而產(chǎn)生的不利影響。
然而,另一方面,必須考慮系統(tǒng)的新問題。例如,在加入填料顆粒改善印刷耐用性中,相互不同的填料顆粒相和周圍樹脂基相之間的界面可能起電子俘獲的作用。當(dāng)將所述填料顆粒加入到整個電荷傳輸層(通常薄膜厚度是10至50微米)中時,如果在該層中顆粒濃度是恒定的,那么與其中僅將填料顆粒加入到所述最外層(通常約幾微米或更小)以在不同相之間形成上述界面的情況相比,由上述俘獲導(dǎo)致的剩余電位增加明顯。
在所述層疊式感光體的情況下,因為在電荷產(chǎn)生層和電荷傳輸層之間界面附近,可能由于所述填料顆粒和所述電荷產(chǎn)生層之間的相互作用,產(chǎn)生了層的不均勻性,所以可能出現(xiàn)缺陷。
此外,作為另一種傳統(tǒng)方法,存在通過減小所述感光體表面層摩擦系數(shù),改善印刷耐用性的方法。作為減小摩擦系數(shù)的方法,有人提出了如下方法,其中用刷子或輥,將潤滑劑施加至圖像載體(例如日本專利未審公開No.8-202226,日本專利未審公開No.9-251263)。
所述潤滑劑的實例包括硬脂酸鋅,或硅酮基或氟基潤滑劑。
然而,如果為了滿足所述印刷耐用性,以被認(rèn)為足夠的量,將潤滑劑提供給所述感光體的全部區(qū)域,或如果將所述感光體表面的摩擦系數(shù)減小超過需要,這具有不利影響,損害所述感光體表面的顯影性能,即存在圖像密度降低,或出現(xiàn)圖像缺失。
因此,圖像形成裝置,其包括感光體,并長時間保持圖像質(zhì)量,而沒有薄膜和圖像缺失,其中所述感光體滿足印刷耐用性并具有電性質(zhì)例如足夠用于高耐用性的感光度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高度耐用的電子照相感光體,其機械和電耐用性優(yōu)異,并且長時間重復(fù)使用沒有產(chǎn)生異常圖像,并提供包含其的圖像形成裝置。
本發(fā)明人經(jīng)過仔細(xì)研究,成功地開發(fā)出高度耐用的電子照相感光體,相對于為具有現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)造而制備的層疊式電子照相感光體,其通過在構(gòu)成所述感光體的感光層最外表面層中包含填料顆粒而使機械和電耐用性優(yōu)異并且長時間重復(fù)使用沒有產(chǎn)生異常圖像,從而完成本發(fā)明。
因此,根據(jù)本發(fā)明,提供了一種電子照相感光體,其至少包括在導(dǎo)電基材上以如下順序的電荷產(chǎn)生層和電荷傳輸層,其中所述電子照相感光體的最外表面層包含填料顆粒,和在所述層中的填料顆粒滿足下列公式(I) 1.0×10-3≤(df×b3)/(dm×a3)≤2.5×10-2(I), 其中“a”是指平均填料粒子間距離(nm),“b”是指填料顆粒的平均直徑(nm),“df”是指所述填料顆粒的密度(g/cm3),和“dm”是指在所述最外表面層中的固體的平均密度(g/cm3)。
通過采用本發(fā)明結(jié)構(gòu),可以提供穩(wěn)定的電子照相感光體,其印刷耐用性優(yōu)異并保持電穩(wěn)定性,并且長時間重復(fù)使用沒有導(dǎo)致圖像劣化,并提供包括這種電子照相感光體的圖像形成裝置。
即,根據(jù)本發(fā)明,因為所述感光體的電荷傳輸層可以顯著增加印刷耐用性,擴(kuò)大了例如電荷傳輸物質(zhì)、粘合樹脂的比例,以及除印刷耐用性以外包括感光性用于適當(dāng)硬化性能的其它添加劑的選擇范圍。因此,通過適當(dāng)選擇電荷傳輸物質(zhì)、粘合樹脂的比例和其它添加劑,可以產(chǎn)生更優(yōu)異的感光體,其可以減小磨損速度,并可以獲得高質(zhì)量圖像,而在長時間使用中感光性沒有降低。
此外,包括這樣的感光體的圖像形成裝置可以長時間保持高質(zhì)量圖像,因為該感光體具有足夠印刷耐用性和耐用性,并且長時間穩(wěn)定工作。因此,圖像形成裝置可以實現(xiàn)成本降低并且不需維修。
圖1是部分剖視圖,示意地示出了本發(fā)明第一實施方式電子照相感光體1的結(jié)構(gòu), 圖2示出了取決于本發(fā)明實施方式的填料顆粒的分散條件的聚集體的直徑差異, 圖3是部分剖視圖,示意地示出了本發(fā)明第二實施方式電子照相感光體2的結(jié)構(gòu), 圖4是設(shè)計側(cè)視圖,示意地示出了本發(fā)明第三實施方式的圖像形成裝置30的結(jié)構(gòu),和 圖5是設(shè)計側(cè)視圖,示意地示出了本發(fā)明第四實施方式的圖像形成裝置的結(jié)構(gòu)。
發(fā)明詳述 在下文中,將詳細(xì)描述本發(fā)明。
第一實施方式 圖1是部分剖視圖,示意地示出了本發(fā)明第一實施方式電子照相感光體1的結(jié)構(gòu)。該第一實施方式的電子照相感光體1(在下文中,縮寫成感光體)包括由導(dǎo)電材料制成的圓柱形導(dǎo)電基材11、作為層壓在導(dǎo)電基材11外表面上的層并包含電荷產(chǎn)生物質(zhì)的電荷產(chǎn)生層12、和進(jìn)一步層壓在電荷產(chǎn)生層12上并包含電荷傳輸物質(zhì)的電荷傳輸層13。電荷產(chǎn)生層12和電荷傳輸層13構(gòu)成感光層14。即感光體1是層疊式感光體。
(導(dǎo)電基材) 導(dǎo)電基材11用作感光體1的電極,此外用作其它層12和13的支承元件。
第一實施方式中導(dǎo)電基材11的形狀是圓柱形,但是它不局限于此,并且可以是圓柱體、片狀或環(huán)形帶形狀。
作為構(gòu)成導(dǎo)電基材11的導(dǎo)電材料,例如可以使用導(dǎo)電金屬或合金材料例如鋁、銅、黃銅、鋅、鎳、不銹鋼、鉻、鉬、釩、銦、鈦、金或鉑;或?qū)щ娊饘?,合金或金屬氧化物例如鋁、鋁合金、氧化錫、金或氧化銦。
此外,不限于這些金屬材料,還可以使用通過在聚合物材料例如聚對苯二甲酸乙二醇酯、尼龍、聚酯、聚甲醛或聚苯乙烯、硬化紙、玻璃等表面上層壓上述金屬的薄片,通過汽相沉積法沉積上述金屬材料,或通過汽相沉積或施加導(dǎo)電化合物例如導(dǎo)電聚合物,氧化錫或氧化銦層而形成的物質(zhì)。
將這些導(dǎo)電材料加工成為指定形狀,并使用。
在不影響圖像質(zhì)量范圍內(nèi),根據(jù)需要可以對導(dǎo)電基材11的表面施加陽極氧化膜處理、用化學(xué)試劑、熱水等進(jìn)行表面處理,染色處理或使表面粗糙的漫反射處理。
在其中將激光器用作曝光源的電子照相方法中,因為激光的波長相同,可能存在從所述感光體表面反射回來的激光與從所述感光體內(nèi)部反射的激光發(fā)生干涉的情況,以及由于之中干涉導(dǎo)致的干涉條紋在圖像上出現(xiàn),產(chǎn)生圖像缺陷。
然而,通過對導(dǎo)電基材11的表面施加上述處理,可以防止由于具有相同波長的激光干涉導(dǎo)致的圖像缺陷。
(電荷產(chǎn)生層) 電荷產(chǎn)生層12包含通過光吸收產(chǎn)生電荷的電荷產(chǎn)生物質(zhì)作為主要成分。
有效用作上述電荷產(chǎn)生物質(zhì)的物質(zhì)實例包括有機光電導(dǎo)材料和無機光電導(dǎo)材料,其中有機光電導(dǎo)材料包括有機顏料,無機光電導(dǎo)材料包括無機顏料。
上述包括有機顏料的有機光電導(dǎo)材料的實例包括偶氮型顏料例如單偶氮型顏料、雙偶氮型顏料和三偶氮型顏料等,靛青型顏料例如靛青和硫靛藍(lán),苝型顏料例如苝酰亞胺和苝酸酐,多環(huán)醌型顏料例如蒽醌和芘醌,酞菁型顏料例如金屬酞菁和非金屬酞菁,squarylium染料,吡喃鎓鹽和硫代吡喃鎓鹽和三苯甲烷型染料。
此外,上述包括無機顏料的無機光電導(dǎo)材料的實例包括硒和其合金,砷-硒、硫化鎘、氧化鋅、無定形硅和其它無機光電導(dǎo)體。
上述電荷產(chǎn)生物質(zhì)可以單獨使用,或可以使用兩種或更多種物質(zhì)的組合。
在上述電荷產(chǎn)生物質(zhì)中,優(yōu)選使用由下列結(jié)構(gòu)式(A)表示的氧代鈦?;蓟衔?oxotitanium phthalocyanine compound)
其中X1,X2,X3和X4各自代表鹵素原子、烷基或烷氧基,和r,s,y和z各自為整數(shù)0至4。
上述結(jié)構(gòu)式(A)中X1,X2,X3和X4代表的鹵素原子實例包括氟、氯、溴和碘原子。
此外,上述X1,X2,X3和X4代表的烷基實例包括C1-C4烷基,例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基和叔丁基。
此外,X1,X2,X3和X4代表的烷氧基的實例包括C1-C4烷氧基,例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基和叔丁氧基。
因為由結(jié)構(gòu)式(A)表示的氧代鈦?;蓟衔锸蔷哂懈唠姾僧a(chǎn)生效率和高電荷注入效率的電荷產(chǎn)生物質(zhì),通過光吸收通過使用該化合物用于電荷產(chǎn)生層12而產(chǎn)生大量電荷,并且所產(chǎn)生的電荷可以有效地被注入到電荷傳輸層13中包含的電荷傳輸物質(zhì)中,而在所述電荷產(chǎn)生層內(nèi)沒有聚積,并平穩(wěn)地傳輸至感光層14的表面。
可以通過公開的已知生產(chǎn)方法生產(chǎn)由結(jié)構(gòu)式(A)表示的氧代鈦?;蓟衔?,所述生產(chǎn)方法例如是描述于Moser,F(xiàn)rank H,ArthurL.Thomas,″Phthalocyanine Compounds(酞菁化合物)″,ReinholdPublishing Corp.(Reinhold出版公司),New York(紐約),1963中的方法。
例如,由結(jié)構(gòu)式(A)表示的氧代鈦?;蓟衔镏?,可以通過如下方法得到其中r,s,y和z為0的未取代的氧代鈦酰基酞菁通過熱熔化苯二甲腈和四氯化鈦合成二氯化鈦酞菁,或通過在合適的溶劑例如α-氯代萘中加熱反應(yīng)它們,并然后用堿或水水解二氯化鈦酞菁。
還可以通過在合適的溶劑例如N-甲基吡咯烷酮中加熱反應(yīng)異二氫吲哚和鈦四醇鹽例如四丁氧基鈦生產(chǎn)所述氧代鈦酰基酞菁。
所述電荷產(chǎn)生物質(zhì)可以與光敏染料組合使用,所述光敏染料例如是三苯甲烷型染料例如甲基紫、結(jié)晶紫、夜藍(lán)和維多利亞藍(lán)、吖啶染料例如Erythrocin,若丹明B、若丹明3R、吖啶橙和Frapeosine,噻嗪染料例如亞甲基藍(lán)和亞甲基綠,嗪染料例如卡布里藍(lán)(capri blue)和麥爾多拉藍(lán)(meldola blue),花青染料,苯乙烯基染料,吡喃鎓鹽染料或硫代吡喃鎓鹽染料。
作為形成電荷產(chǎn)生層12的方法,使用如下方法,所述方法為通過真空沉積將上述電荷產(chǎn)生物質(zhì)沉積在導(dǎo)電基材11的表面上沉積的方法,或通過將在合適的溶劑中分散電荷產(chǎn)生物質(zhì)得到的電荷產(chǎn)生層的涂布溶液施加至導(dǎo)電基材11表面上的方法。
在這些方法中,適合使用如下方法,其中通過公開的已知方法在通過在溶劑中混合作為粘合劑的粘合樹脂得到的粘合樹脂溶液中分散電荷產(chǎn)生物質(zhì),以制備用于電荷產(chǎn)生層的涂布溶液,并將得到的涂布溶液施加到導(dǎo)電基材11的表面上。在下文中,描述了該方法。
用于電荷產(chǎn)生層12的粘合樹脂的實例包括如下樹脂,例如聚酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚氨酯樹脂、酚醛樹脂、醇酸樹脂、三聚氰胺樹脂、環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂、丙烯酸類樹脂、甲基丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯樹脂、polyallylate樹脂、苯氧基樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚氯乙烯樹脂和聚乙烯醇縮甲醛樹脂,以及包含兩種或更多種含有這些樹脂的重復(fù)單元的共聚物樹脂。
所述共聚物樹脂的具體實例包括絕緣樹脂例如氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯-馬來酸酐共聚物樹脂,和丙烯腈-苯乙烯共聚物樹脂。
所述粘合樹脂不局限于這些樹脂,并且可以將通常使用的樹脂用作粘合樹脂。這些樹脂可以單獨使用,或可以作為兩種或更多種物質(zhì)的混合物使用。
對于電荷產(chǎn)生層涂布溶液的溶劑,使用鹵代烴例如二氯甲烷或二氯乙烷,醇例如甲醇或乙醇,酮例如丙酮、甲基乙基酮和環(huán)己酮,酯例如乙酸乙酯和乙酸丁酯,醚例如四氫呋喃或二烷,乙二醇的烷基醚例如1,2-二甲氧基乙烷、芳香烴例如苯、甲苯或二甲苯,或非質(zhì)子性極性溶劑例如N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺。
在上述溶劑中,考慮地球環(huán)境,適合使用非鹵素有機溶劑。上述溶劑可以單獨使用,或可以作為兩種或更多種物質(zhì)的混合溶劑使用。
在具有包括電荷產(chǎn)生物質(zhì)和粘合樹脂的結(jié)構(gòu)的電荷產(chǎn)生層12中,電荷產(chǎn)生物質(zhì)重量W1與粘合樹脂重量W2的比例W1/W2優(yōu)選為10/100或更大至400/100或更小。
當(dāng)比例W1/W2小于10/100時,感光體1的感光性降低。
相反地,當(dāng)比例W1/W2大于400/100時,因為不僅電荷產(chǎn)生層12的膜強度變差,并且電荷產(chǎn)生物質(zhì)的分散性變差,以致粗顆粒數(shù)增加,降低了除了待通過曝光而被消除的區(qū)域中的表面電荷以外的表面電荷,并且因此增加了圖像缺陷,特別是被稱為黑點的圖像霧化,其中調(diào)色劑粘附于白色背景形成微小的黑點。
因此,作為比例W1/W2的有利范圍,選擇10/100或更大至400/100或更小的范圍。
在將電荷產(chǎn)生物質(zhì)在所述粘合樹脂溶液中分散之前,可以用磨機預(yù)先研磨所述電荷產(chǎn)生物質(zhì)。
用于研磨處理的磨機實例包括球磨、砂磨機、碾磨機、振動球磨機和超聲波分散機。
待用于在所述粘合樹脂溶液中分散電荷產(chǎn)生物質(zhì)的分散機實例包括涂料搖擺器、球磨和砂磨機。作為此時的分散條件,選擇合適的條件,其中不會混入由于構(gòu)成容器的元件和待使用的分散機磨損導(dǎo)致的雜質(zhì)。
施加用于電荷產(chǎn)生層的涂布溶液的方法的實例包括噴涂方法、棒涂方法、輥涂方法、刮涂方法、環(huán)涂方法和浸涂方法。
考慮到所述涂布溶液的物理性能和生產(chǎn)性能,最佳方法可以選自這些涂布方法。
在這些施加方法中,特別地,浸涂方法是通過如下方式在基材的表面上形成層的方法,通過在填充有涂布溶液的涂布浴中沉浸基材,并以等速或隨后變速拉起所述基材,并且它是相對簡單的,并且生產(chǎn)性能和費用方面優(yōu)異,并且因此該方法通常用于生產(chǎn)電子照相感光體。此外,由超聲波產(chǎn)生單元為代表的分散涂布溶液用裝置可以配備有待用于浸涂方法的裝置,以穩(wěn)定所述涂布溶液的分散性。
電荷產(chǎn)生層12的薄膜厚度優(yōu)選為0.05微米或更大至5微米或更小,并更優(yōu)選0.1微米或更大至1微米或更小。
當(dāng)電荷產(chǎn)生層12的薄膜厚度小于0.05微米時,光吸收的效率降低,并且感光體1的感光性降低。
相反地,當(dāng)電荷產(chǎn)生層12的薄膜厚度大于5微米時,電荷產(chǎn)生層12內(nèi)的電荷遷移變?yōu)橄泄鈱?4的表面電荷過程的速度決定步驟,并且感光體1的感光性降低。
因此,作為電荷產(chǎn)生層12的薄膜厚度的有利范圍,選擇0.05微米或更大至5微米或更小的范圍。
[電荷傳輸層] 在電荷產(chǎn)生層12上提供電荷傳輸層13。電荷傳輸層13可以具有如下結(jié)構(gòu),其包括具有接受電荷并傳輸這些電荷能力的電荷傳輸物質(zhì),其中所述電荷由電荷產(chǎn)生層12中包含的電荷產(chǎn)生物質(zhì)產(chǎn)生,并且所述結(jié)構(gòu)包括粘合所述電荷傳輸物質(zhì)的粘合樹脂,并進(jìn)一步包括改善所述感光體的耐用性的填料顆粒。
上述電荷傳輸物質(zhì)的實例包括烯胺衍生物、咔唑衍生物、唑衍生物、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、二咪唑烷衍生物、苯乙烯基化合物、腙化合物、多環(huán)芳香烴化合物、吲哚衍生物、二氫吡唑衍生物、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、氨茋衍生物、三芳基胺衍生物、三芳基甲烷衍生物、苯二胺衍生物、茋衍生物和聯(lián)苯胺衍生物。
此外,還舉例說明的是在主鏈或側(cè)鏈上具有從這些化合物產(chǎn)生的基團(tuán)的聚合物,例如聚(N-乙烯基咔唑)、聚(1-乙烯基芘)、聚-γ-咔唑基乙基谷氨酸酯、聚乙烯基芘、聚乙烯基菲和聚(9-乙烯基蒽)。
此外,本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過使用具有丁二烯基的芳香胺化合物作為電荷傳輸物質(zhì),可以形成穩(wěn)定感光體,其在重復(fù)使用后不導(dǎo)致圖像劣化,其中所述芳香胺化合物具有對在電子照相方法中產(chǎn)生的氣體例如O3和NOx的抗性。
即按照本發(fā)明,提供了一種電子照相感光體,其中電荷傳輸層包含作為電荷傳輸物質(zhì)的由下列結(jié)構(gòu)式(1)代表的胺化合物
其中R1和R2可以彼此相同或不同,并代表具有1至4個碳原子的烷基,或R1和R2可以相互組合形成含氮原子的雜環(huán)基,n代表整數(shù)1至4,和Ar代表具有取代丁二烯基的芳香環(huán)基。
更具體地說,提供了一種電子照相感光體,其包含具有芳族化合物取代的丁二烯基的芳香胺化合物作為電荷傳輸物質(zhì)。
對于構(gòu)成電荷傳輸層13的粘合樹脂,可適當(dāng)選擇本領(lǐng)域中公知的具有聚碳酸酯的樹脂作為主要成分,因為其具有優(yōu)異的透明性和印刷耐用性。
除此之外,這種粘合樹脂的第二成分的實例包括乙烯基聚合物樹脂例如聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚苯乙烯樹脂和聚氯乙烯樹脂,以及包含兩種或更多種構(gòu)成這些樹脂的重復(fù)單元的共聚物樹脂,以及聚酯樹脂、聚酯碳酸酯樹脂、聚砜樹脂、苯氧基樹脂、環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂、polyallylate樹脂、聚酰胺樹脂、聚醚樹脂、聚氨酯樹脂、聚丙烯酰胺樹脂和酚醛樹脂。此外,還舉例說明了通過部分交聯(lián)這些樹脂形成的熱固性樹脂。這些樹脂可以單獨使用,或可以作為兩種或更多種物質(zhì)的混合物使用。
此外,上述主要成分是指聚碳酸酯樹酯的重量百分?jǐn)?shù)占構(gòu)成電荷傳輸層全部粘合樹脂的最大百分?jǐn)?shù),和更優(yōu)選是指聚碳酸酯樹酯的重量百分比占50至90重量%。
此外,作為上述第二成分的樹脂的用量為上述全部粘合樹脂的10至50重量%。
此外,在所述電荷傳輸層中電荷傳輸物質(zhì)和粘合樹脂之間的比例優(yōu)選為10/10至10/18(重量)。
構(gòu)成電荷傳輸層13的填料顆粒廣義地分為有機填料顆粒和集中于金屬氧化物的無機填料顆粒。
通常,集中于氟基體材料的有機填料顆粒用于控制感光體表面的潤濕性能并抑制外來物質(zhì)的粘附。另一方面,無機填料顆粒主要用于改善印刷耐用性的應(yīng)用目的。
在本發(fā)明中,通過利用后者即無機填料顆粒形成所述感光體。
至于所述無機填料顆粒的特征,作為材料具有高硬度并且容易分散在所述粘合樹脂中的填料顆粒是有利的,所述無機填料顆粒的實例包括氧化物例如二氧化硅(silicon oxide)(硅石)、二氧化鈦(titaniumoxide)、氧化鋅、氧化鈣和氧化鋁(礬土)的顆粒,以及氮化物例如氮化硅和氮化鋁的顆粒。
此外,當(dāng)將上述填料顆粒加入到所述感光體中時,不只是由所述填料顆粒的加入量,而且由下列公式(I)表明的范圍,所述感光體表現(xiàn)出良好的印刷耐用性 1.0×10-3≤(df×b3)/(dm×a3)≤2.5×10-2(I), 其中“a”指平均填料顆粒間距離(nm),“b”指填料顆粒的平均直徑(nm),“df”指所述填料顆粒的密度(g/cm3),和“dm”指在最外表面層中固體的平均密度(g/cm3),其基于填料顆粒的粒徑和分散狀態(tài)。
上述公式(I)中,假設(shè)所述填料顆粒是真實球體,并且均勻分布在均勻固體介質(zhì)中,并且該顆粒在上述介質(zhì)中密堆積。
此外,在上述感光體的最外表面層中的固體介質(zhì)是指構(gòu)成所述電荷傳輸層的粘合樹脂和電荷傳輸物質(zhì),并且均勻分布的物質(zhì)是所述填料顆粒。
順便提及,可以根據(jù)JIS 7112測量在所述感光體的最外表面層中的填料顆粒的密度“df”。
此外,可以通過基于成分固體物質(zhì)的混合比例和密度的計算,確定在所述最外表面層中的固體物質(zhì)的平均密度“dm”。
即,如果確定了所述填料顆粒的加入量、粒徑和密度,以及所述介質(zhì)的密度(實際上,包括所述填料顆粒的整個固體物質(zhì)密度),“a”確定平均填料顆粒間距離,并且可以通過將這些值代入公式(I)進(jìn)行判斷。
換言之,因為所述關(guān)系式基于所述填料顆粒是均勻″填充″的前題,所以如果在涂布溶液/涂層中的分散是均勻的,并且所述填料顆粒的加入量符合公式(I)限定,才能滿足本發(fā)明的權(quán)利要求的內(nèi)容。
此外,還可以基于例如微觀觀察(例如TEM和/或SEM和/或原子力觀測)所述電荷傳輸層的表面和/或橫截面,測定所述平均填料顆粒間距離。
對于所述無機填料顆粒的物質(zhì),考慮到體系中的光散射,明確的是具有與介質(zhì)較小折射指數(shù)不同的二氧化硅(硅石)是合適的,并且優(yōu)選具有小粒徑的填料顆粒,以最小化所述光散射和對體系中電載體的不利影響。
具體地,作為所述填料顆粒,具有100nm或更小粒徑的二氧化硅是合適的,并優(yōu)選具有70至0.1nm平均粒徑的二氧化硅,進(jìn)一步優(yōu)選40至1nm,和更優(yōu)選30至5nm。
在加入所述填料顆粒的過程中,可以使用本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的多種分散單元,例如球磨、砂磨機、碾磨機、振動球磨機、超聲波分散機和涂料搖擺器,以形成均勻顆粒分散體狀態(tài)。
此外,基本內(nèi)容是掌握在用于在電子照相感光體最外表面上形成涂層的分散體中的填料的分散狀態(tài),或在形成涂層后填料的分散狀態(tài),以說明所述電子照相感光體的優(yōu)異性能。
(分散方法) 通過相同的涂布溶液配方進(jìn)行兩種分散,并將進(jìn)行一種分散處理的涂布溶液中的粒徑分布與進(jìn)行另一種分散處理的涂層溶液進(jìn)行比較。比較結(jié)果在圖2中示出。在55.9g四氫呋喃中混合1.55g聚碳酸酯樹酯GH-503((商品名),由Idemitsu Kosan Co.,Ltd.生產(chǎn)),1.55g聚碳酸酯樹酯TS 2040((商品名),由Teijin Chemicals Ltd.生產(chǎn))和3.1g二氧化硅(TS-610(商品名),平均粒徑17nm,由Cabot Specialty Chemicals Inc.生產(chǎn)),并用球磨分散得到的混合物5小時,以制備基本上分散的用于電荷傳輸層的涂布溶液,并測量(使用UPA-150(由NIKKISO Co.,Ltd.生產(chǎn)))得到的涂布溶液的粒徑分布。在圖2(1)中示出測量粒徑分布的測量結(jié)果。
從這些結(jié)果明顯看出,在上述方法中,在所述涂布溶液中的填料顆粒穩(wěn)定分散至初級粒徑。
另一方面,圖2(2)示出了用涂料搖擺器分散相同溶液5小時的結(jié)果??擅黠@看出的是,在該方法中,使用的平均粒徑17nm的二氧化硅形成具有微米級粒徑的聚集體。
這些聚集狀態(tài)的改變直接相應(yīng)于最終涂層的電性能和表面均勻性。
因此,在所述分散溶液中形成均勻分散的物質(zhì),其粒徑接近初級粒徑,這由在涂層中分配的物質(zhì)導(dǎo)致,并因此形成具有優(yōu)異印刷耐用性的最外表面層。
在這里,“分散物質(zhì),其粒徑接近初級粒徑”是指如下的分散物質(zhì),其中具有最高出現(xiàn)率的聚集體的直徑(峰值聚集體直徑)在單個顆粒平均粒徑的十倍(初級粒徑)之內(nèi)。
根據(jù)需要可以將多種添加劑加入電荷傳輸層13。即可以將增塑劑或均化劑加入電荷傳輸層13,以改善成膜性能、柔性或表面平滑度。
上述增塑劑的實例包括二元酸酯例如苯二甲酸酯、脂族酸酯、磷酸酯、氯化石蠟和環(huán)氧型增塑劑。
此外,上述均化劑的實例包括硅酮基均化劑。
例如,如有必要,在合適的溶劑中溶解或分散電荷傳輸物質(zhì)、粘合樹脂、填料顆粒和添加劑,以制備用于電荷傳輸層的涂布溶液,并通過將得到的涂布溶液施加到電荷產(chǎn)生層12上形成電荷傳輸層13,如通過施加所述涂布溶液形成電荷產(chǎn)生層12的情況那樣。
用于電荷傳輸層的涂布溶液的溶劑的實例包括芳香烴例如苯、甲苯、二甲苯和一氯苯、鹵代烴例如二氯甲烷和二氯乙烷,醚例如四氫呋喃、二烷和二甲氧基甲基醚,和非質(zhì)子極性溶劑例如N,N-二甲基甲酰胺。這些溶劑可以單獨使用,或可以作為兩種或更多種物質(zhì)的混合物使用。
根據(jù)需要,還可以進(jìn)一步將溶劑例如醇、乙腈或甲基乙基酮加入上述溶劑中,并使用混合溶劑。在這些溶劑中,考慮地球環(huán)境,適合使用非鹵素有機溶劑。
施加用于電荷傳輸層的涂布溶液的方法的實例包括噴涂方法、棒涂方法、輥涂方法、刮涂方法、環(huán)涂方法和浸涂方法。在這些施加方法中,特別地,因為它在如上所述多個方面優(yōu)異,通常使用浸涂方法形成電荷傳輸層13。
電荷傳輸層13的薄膜厚度優(yōu)選為5微米或更大至40微米或更小,和更優(yōu)選10微米或更大至30微米或更小。
當(dāng)電荷傳輸層13的薄膜厚度小于5微米時,電荷保持能力降低。此外,當(dāng)電荷傳輸層13的薄膜厚度大于40微米時,感光體1的分辯率降低。
因此,作為電荷傳輸層13薄膜厚度的有利范圍,選擇5微米或更大至40微米或更小的范圍。
可以將一種或多種敏化劑例如電子接受物質(zhì)和染料加入感光層14的每個層,以改善感光性,并抑制由于重復(fù)使用導(dǎo)致的殘留電位增加和疲勞。
作為上述電子接受物質(zhì),可以使用酸酐例如丁二酸酐、馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐和4-氯萘二甲酸酐、氰基化合物例如四氰乙烯和terephthalmalono腈,醛例如4-硝基苯甲醛,蒽醌類例如蒽醌和1-硝基蒽醌,多環(huán)或雜環(huán)硝基化合物例如2,4,7-三硝基芴和2,4,5,7-四硝基芴酮,或電子吸引材料例如聯(lián)苯醌化合物。此外,還可以使用通過聚合這些吸電子材料形成的化合物。
作為上述染料,可以使用有機光電導(dǎo)化合物例如呫噸染料、噻嗪染料、三苯甲烷染料、喹啉顏料或銅酞菁。這些有機光電導(dǎo)化合物起光學(xué)敏化劑作用。
可以向感光層14的每個層12和13中加入抗氧化劑或紫外線吸收劑。優(yōu)選特別將抗氧化劑或紫外線吸收劑加入電荷傳輸層13中,從而通過施加涂布溶液,可以提高在形成每個層的過程中涂布溶液的穩(wěn)定性。此外,特別優(yōu)選將所述抗氧化劑加入電荷傳輸層13中。通過將所述抗氧化劑加入電荷傳輸層中,由于氣體例如臭氧和氧化氮,可以降低感光層的劣化。
因此,根據(jù)本發(fā)明,提供了一種電子照相感光體,其中所述電子照相感光體進(jìn)一步包含抗氧化劑。
上述抗氧化劑的實例包括酚類化合物、氫醌化合物、生育酚化合物和胺化合物。這些化合物中,適合使用位阻酚衍生物或位阻胺衍生物,或其混合物。
這些待使用的抗氧化劑總量優(yōu)選為每100重量份的電荷傳輸物質(zhì)的0.1重量份或更多至50重量份或更少。當(dāng)待使用的這些抗氧化劑總量相對于100重量份電荷傳輸物質(zhì)為小于0.1重量份時,不能獲得足夠的改善所述涂布溶液穩(wěn)定性和改善所述感光體耐用性的效果,并且當(dāng)這些抗氧化劑的總量大于50重量份時,這對感光體性能具有不利影響。
因此,作為使用抗氧化劑的有利范圍,選擇相對于100重量份電荷傳輸物質(zhì)的0.1重量份或更多至50重量份或更少的范圍。
第二實施方式 圖3是部分剖視圖,示意性示出了本發(fā)明第二實施方式的電子照相感光體2的結(jié)構(gòu)。本實施方式的電子照相感光體2類似于第一實施方式的電子照相感光體1,并且相同附圖標(biāo)記代表相同或相應(yīng)部分,并且省略其說明。
在電子照相感光體2中的要點是在導(dǎo)電基材11和感光層14之間提供中間層15。
當(dāng)不在導(dǎo)電基材11和感光層14之間提供中間層15時,電荷從導(dǎo)電基材11被注入到感光層14中,并且感光層14的充電性能變差,并且減少了除待被曝光消除的區(qū)域中的表面電荷以外的表面電荷,并因此在圖像中可能出現(xiàn)缺陷例如霧化。特別地,當(dāng)通過利用反轉(zhuǎn)顯影方法形成圖像時,因為調(diào)色劑粘附到其中通過曝光減少表面電荷以形成調(diào)色劑圖像的區(qū)域,可能出現(xiàn)被稱為黑點的圖像霧化,其中調(diào)色劑粘附到白色背景上形成微小的黑點,并且如果因為除了曝光以外的因素減少了表面電荷,可能出現(xiàn)圖像質(zhì)量顯著劣化。
(中間層) 即當(dāng)在導(dǎo)電基材11和感光層14之間不提供中間層15時,由于導(dǎo)電基材11或感光層14的缺陷,在微小區(qū)域中充電性能變差,并且可能出現(xiàn)圖像霧化例如黑點,并且可能出現(xiàn)明顯圖像缺陷。
在本實施方式的電子照相感光體2中,因為如上所述在導(dǎo)電基材11和感光層14之間提供中間層15,可以防止電荷從導(dǎo)電基材11注入到感光層14中。因此,可以防止感光層14的充電性能劣化,可以抑制除了待被曝光消除的區(qū)域的表面電荷以外的表面電荷的減少,并可以防止圖像中出現(xiàn)缺陷例如霧化。
此外,通過提供中間層15,可以覆蓋導(dǎo)電基材11表面的突出部和斜坡(dip),以獲得均勻表面,并因此可以提高感光層14的成膜性能。此外,可以抑制感光層14從導(dǎo)電基材11上的剝離,并改善導(dǎo)電基材11和感光層14之間的粘合性。
用于該中間層15,使用由多種樹脂材料或陽極化鋁層制成的樹脂層。
構(gòu)成上述樹脂層的樹脂材料實例包括樹脂例如聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、丙烯酸類樹脂、氯乙烯樹脂、醋酸乙烯酯樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、三聚氰胺樹脂、有機硅樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚乙烯吡咯烷酮樹脂、聚丙烯酰胺樹脂和聚酰胺樹脂,以及包含兩種或更多種構(gòu)成這些樹脂的重復(fù)單元的共聚物樹脂。此外,還舉例說明的是酪蛋白、明膠、聚乙烯醇、纖維素、硝化纖維素和乙基纖維素。
這些樹脂中,優(yōu)選使用聚酰胺樹脂,特別優(yōu)選使用醇溶性尼龍樹脂。
優(yōu)選的醇溶性尼龍樹脂的實例包括通過共聚合6-尼龍、6,6-尼龍、6,10-尼龍、11-尼龍、2-尼龍和12-尼龍形成的所謂的共聚合尼龍,和通過化學(xué)改性的尼龍例如N-烷氧基甲基改性的尼龍和N-烷氧基乙基改性的尼龍形成的樹脂。
此外,中間層15可以包含顆粒例如金屬氧化物顆粒。通過在中間層15中包含金屬氧化物顆粒,可以控制中間層15的體積電阻率,以提高防止電荷從導(dǎo)電基材11注入到感光層14中的效果,并可以在多種環(huán)境下保持所述感光體的電性能。
上述金屬氧化物顆粒的實例包括金屬例如二氧化鈦、氧化鋁、氫氧化鋁和氧化錫的顆粒。
此外,例如,在合適的溶劑中溶解或分散上述樹脂,以制備用于中間層的涂布溶液,并通過將該涂布溶液施加到導(dǎo)電基材11的表面上,形成中間層15。當(dāng)中間層15中包括上述顆粒例如金屬氧化物顆粒時,將這些金屬氧化物顆粒分散在樹脂溶液中,其中所述樹脂溶液例如通過在合適的溶劑中溶解所述樹脂獲得,以制備用于中間層的涂布溶液,并可以通過將該涂布溶液施加到導(dǎo)電基材11的表面上形成中間層15。
對于用于中間層的涂布溶液的溶劑,使用水或多種有機溶劑,或其混合溶劑。例如,使用水,甲醇、乙醇或丁醇的單一溶劑,或水和醇的混合溶劑,兩種或更多種醇、丙酮或二氧戊環(huán)和醇的物質(zhì),以及鹵代有機溶劑例如二氯乙烷、氯仿或三氯乙烷和醇。在這些溶劑中,考慮地球環(huán)境,適合使用非鹵素有機溶劑。
作為在所述樹脂溶液中分散所述顆粒的方法,可以使用普通方法,在該方法中使用球磨、砂磨機、碾磨機、振動球磨機、超聲波分散機或涂料搖擺器。
在用于中間層的涂布溶液中,用于中間層的涂布溶液中使用的樹脂和金屬氧化物的總重量C與溶劑的重量D之間的比例C/D優(yōu)選為1/99至40/60,和更優(yōu)選2/98至30/70。此外,所述樹脂的重量E與所述金屬氧化物的重量F之間的比例E/F優(yōu)選為90/10至1/99,和更優(yōu)選為70/30至5/95。
施加用于中間層的涂布溶液的方法的實例包括噴涂方法、棒涂方法、輥涂方法、刮涂方法、環(huán)涂方法和浸涂方法。在這些施加方法中,特別地,通常使用浸涂方法形成中間層15,因為它是相對簡單的,并且如上所述在生產(chǎn)性能和費用方面優(yōu)異。
中間層15的薄膜厚度優(yōu)選為0.01微米或更大至20微米或更小,并更優(yōu)選0.05微米或更大至10微米或更小。
當(dāng)中間層15的薄膜厚度小于0.01微米時,中間層15基本上不起中間層的作用,并且它不能覆蓋導(dǎo)電基材11的突出部和斜坡(dip)來獲得均勻表面結(jié)構(gòu)、并且不能防止電荷從導(dǎo)電基材11注入到感光層14中,導(dǎo)致感光層14的充電性能出現(xiàn)劣化。
此外,不優(yōu)選使用薄膜厚度超過20微米的中間層15,因為在用浸涂方法形成中間層15的情況下,變得難以形成中間層15,并且不能在中間層15上均勻形成感光層14,并且因此感光體1的感光性降低。
因此,作為中間層15的薄膜厚度的有利范圍,選擇0.01微米或更大至20微米或更小的范圍。
生產(chǎn)本發(fā)明感光體的方法優(yōu)選包括干燥各個層例如電荷產(chǎn)生層12、電荷傳輸層13、中間層15等的步驟。
作為所述感光體的干燥溫度,約50℃至約140℃是合適的。特別地,優(yōu)選約80℃至約130℃。當(dāng)所述感光體的干燥溫度低于約50℃時,干燥時間延長,并且當(dāng)所述干燥溫度大于約140℃時,在重復(fù)使用中損害電性質(zhì),并且此外還損害通過使用所述感光體得到的圖像。
第三實施方式 圖4是設(shè)計側(cè)視圖,示意地示出了本發(fā)明第三實施方式的圖像形成裝置30的結(jié)構(gòu)。圖4中示出的圖像形成裝置30是具有本發(fā)明第一實施方式的感光體1的激光印刷機。在下文中,將參考圖4描述激光印刷機30的結(jié)構(gòu)和圖像形成操作。
圖4中圖解的激光印刷機30是本發(fā)明的范例,并且本發(fā)明圖像形成裝置不局限于下列說明。
作為圖像形成裝置的激光印刷機30具有如下結(jié)構(gòu),其包括感光體1、半導(dǎo)體激光器31、旋轉(zhuǎn)多面鏡32、成像透鏡34、反射鏡35、作為充電設(shè)備的電暈充電器36、作為顯影單元的顯影裝置37、轉(zhuǎn)印紙盒38、送紙輥39、抵抗輥40、作為轉(zhuǎn)印設(shè)備的轉(zhuǎn)印充電器41、單獨的充電器42、轉(zhuǎn)印帶43、定影裝置(fusing device)44、出紙盒45和作為清潔單元的清潔器46。
此外,半導(dǎo)體激光器31、旋轉(zhuǎn)多面鏡32、成像透鏡34和反射鏡35構(gòu)成曝光單元49。
在激光印刷機30上安裝感光體1,以用沒有示出的驅(qū)動單元以箭頭47方向旋轉(zhuǎn)。通過旋轉(zhuǎn)多面鏡32,從半導(dǎo)體激光器31輸出的激光束33以相對于感光體1表面的長度方向(主掃描方向)重復(fù)掃描。成像透鏡34具有f-θ特征,并且由反射鏡35反射激光束33,并在所述感光體表面上形成圖像,并曝光所述圖像。通過在旋轉(zhuǎn)感光體1同時如上所述地掃描激光束33,以形成圖像,在感光體1表面上形成對應(yīng)于圖像信息的靜電潛像。
從感光體1的箭頭47示出的旋轉(zhuǎn)方向的上游朝向下游,依次提供電暈充電器36、顯影裝置37、轉(zhuǎn)印充電器41、單獨的充電器42和清潔器46。
此外,在激光束33圖像形成位置的上游,以感光體1的旋轉(zhuǎn)方向提供電暈充電器36,以均勻充電感光體1的表面。因此,因為激光束33曝光均勻充電的感光體1表面,被激光束33曝光的位置的充電量和沒有曝光的位置的充電量之間出現(xiàn)差異,以形成靜電潛像。
在激光束33的圖像形成位置下游以感光體1旋轉(zhuǎn)方向提供顯影裝置37,并將調(diào)色劑提供到在感光體1的表面上形成的靜電潛像,以顯影所述靜電潛像成為調(diào)色劑圖像。通過送紙輥39逐張取出轉(zhuǎn)印紙盒38中的轉(zhuǎn)印紙48,并送至轉(zhuǎn)印充電器41,同步通過抵抗輥40曝光于感光體1。通過轉(zhuǎn)印充電器41將調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至轉(zhuǎn)印紙48上。位于轉(zhuǎn)印充電器41附近的單獨充電器42去除轉(zhuǎn)印所述調(diào)色劑圖像的轉(zhuǎn)印紙的電荷,以從感光體1分離轉(zhuǎn)印紙。
通過傳送帶43將從感光體1分離的轉(zhuǎn)印紙48轉(zhuǎn)移至定影裝置44,并用定影裝置44定影所述調(diào)色劑圖像。朝向出紙盒45排出其中如此形成圖像的轉(zhuǎn)印紙48。此外,通過單獨的充電器42分離轉(zhuǎn)印紙48后,通過清潔器46清除繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的感光體1中保持在感光體1表面上的外來物質(zhì),例如調(diào)色劑和紙張粉末。通過沒有示出的和清潔器46一起提供的去電荷燈將用清潔器46清潔表面的感光體1去電荷,其后其進(jìn)一步旋轉(zhuǎn),以重復(fù)開始為充電感光體1的連續(xù)圖像形成操作。
因此根據(jù)本發(fā)明,提供了一種圖像形成裝置,其特征為具有電子照相感光體、充電設(shè)備、曝光單元、顯影單元和轉(zhuǎn)印設(shè)備。
第四實施方式 圖5是示出了本發(fā)明第四實施方式的圖像形成裝置的示意結(jié)構(gòu)。
示出的圖像形成裝置包括電子照相感光體1、充電器36、曝光單元49、顯影裝置37、轉(zhuǎn)印裝置52、定影裝置44、清潔器46、潤滑劑施加裝置51和去電荷裝置50。從感光體1箭頭所示旋轉(zhuǎn)方向的上游朝向感光體周圍下游,依次提供充電器36、曝光單元49、顯影裝置37、轉(zhuǎn)印裝置52、清潔器46、潤滑劑施加裝置51和去電荷裝置50。
在下文中,將詳細(xì)描述本發(fā)明的第四實施方式。
[充電器] 充電器36是正性或負(fù)性充電感光體1的外表面至指定電位的充電設(shè)備,并且它可以是非接觸式充電設(shè)備(例如scorotron充電器)例如電暈放電器,或可以是接觸式充電設(shè)備例如充電輥。在后者充電輥的情況下,所述感光體表面需要較高印刷耐用性,但是因為改善的在本發(fā)明圖像形成裝置中的感光體的耐用性,可以使用所述感光體,沒有問題。
[曝光單元] 曝光單元49是可以根據(jù)圖像信息輻照光線至感光體1外表面,例如通過以其轉(zhuǎn)動軸方向掃描感光體1的曝光單元。所述曝光單元包括例如作為光源的半導(dǎo)體激光器。
[顯影裝置] 顯影裝置37是用顯影劑(例如調(diào)色劑)顯影在感光體1表面上形成的靜電潛像,以形成為可見圖像的調(diào)色劑圖像,并相對于感光體1提供的顯影單元。顯影裝置37包括例如提供調(diào)色劑至感光體1外表面的顯影輥,和支撐所述顯影輥圍繞平行于感光體1的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)并保持包含調(diào)色劑的顯影劑在其內(nèi)部空間的殼體。
[轉(zhuǎn)印裝置] 轉(zhuǎn)印裝置52是轉(zhuǎn)印設(shè)備,通過沒有示出的轉(zhuǎn)印設(shè)備,將在感光體1外表面上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到作為在感光體1和轉(zhuǎn)印裝置52之間提供的記錄介質(zhì)的轉(zhuǎn)印紙上。轉(zhuǎn)印裝置52包括例如充電設(shè)備例如電暈放電器,并且是非接觸轉(zhuǎn)印設(shè)備,其通過提供具有與調(diào)色劑相反電荷的轉(zhuǎn)印紙,將調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印紙上。
[定影裝置(fusing device)] 定影裝置44是定影所述轉(zhuǎn)印圖像的定影單元。定影裝置44包括例如具有沒有示出的加熱單元的加熱輥,和與加熱輥相對提供并用加熱輥壓迫形成鄰接部分的壓迫輥。
[清潔器] 清潔器46是在轉(zhuǎn)印調(diào)色劑圖像后,除去并回收在感光體1外表面上保留的殘留調(diào)色劑的清潔單元。清潔器46包括例如壓在感光體1外表面上導(dǎo)致在所述外表面上保留的調(diào)色劑剝離的清潔鏟,和接受由所述清潔鏟剝離的調(diào)色劑的回收殼體。
[潤滑劑施加裝置] 潤滑劑施加裝置51是通過施加潤滑劑到感光體1外表面上,提供具有潤滑劑的感光體表面的單元。優(yōu)選放置該潤滑劑施加裝置51,以致在清潔器46后能夠直接緊靠感光體1。存在多種形式例如海綿形式、由柔性材料制成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)和用于所述潤滑劑施加裝置的接觸部分的纖維束,并將潤滑劑捏和進(jìn)入這些待被形成的元件中。
所述潤滑劑材料的實例包括堿性金屬皂例如脂肪酸鹽和氟樹脂例如聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚偏氟乙烯,但是特別優(yōu)選硬脂酸鋅和聚對苯二甲酸乙二醇酯,以較好地降低摩擦系數(shù)。
所述潤滑劑的粒徑優(yōu)選為10至300nm。
待被施加的潤滑劑薄膜厚度適當(dāng)?shù)貫?0至300nm。原因是當(dāng)薄膜厚度在所述范圍內(nèi)時,可以獲得所需潤滑效果,并且對圖像影響(例如圖像密度劣化或圖像缺失)較小。
[去電荷裝置] 去電荷裝置50是消除感光體1外表面上剩余電荷的單元。去電荷裝置50是例如去電荷燈。
可以如下所述通過上述圖像形成裝置進(jìn)行圖像形成操作。
當(dāng)用沒有示出的驅(qū)動單元旋轉(zhuǎn)驅(qū)動感光體1時,首先感光體1的表面被充電器36均勻正性或負(fù)性充電至指定電位。然后,根據(jù)圖像信息來自曝光單元的光線從曝光單元49輻照到感光體1的表面。通過這種曝光除去表面電荷,并且在感光體1的表面上以根據(jù)圖像信息的圖案形成靜電潛像。
隨后,從顯影裝置37提供調(diào)色劑至感光體1的表面,并顯影在感光體1的表面上的靜電潛像,以形成調(diào)色劑圖像。
通過轉(zhuǎn)印裝置52將調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到所提供的紙上。用定影裝置44,通過熱定影,使轉(zhuǎn)印到紙上的圖像變?yōu)橛不瘓D像。
因此,通過沒有示出的轉(zhuǎn)移單元從圖像形成裝置排放出完成印刷過程并形成圖像的記錄紙。
另一方面,在通過轉(zhuǎn)印裝置52轉(zhuǎn)印調(diào)色劑圖像后,從感光體1剝離感光體1上保留的剩余調(diào)色劑,并通過清潔器46回收。然后,通過潤滑劑施加裝置51將所述潤滑劑施加到感光體1的表面上。其后,通過去電荷裝置50消除在感光體1上剩余的電荷。
其后,進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)驅(qū)動感光體1,以重復(fù)開始為充電感光體1的順序操作。因此,依次形成圖像。
這些連續(xù)圖像形成操作中,通過沒有示出的控制部分控制操作時間。
因為本發(fā)明圖像形成裝置包括印刷耐用性和耐用性方面優(yōu)異、沒有降低感光性的感光體,可以形成高質(zhì)量圖像而沒有圖像缺失和長時間成膜。
因此,根據(jù)本發(fā)明,提供了一種圖像形成裝置,其特征為具有電子照相感光體、充電設(shè)備、曝光單元、顯影單元、轉(zhuǎn)印設(shè)備和去電荷單元和另外的潤滑劑施加裝置。
本發(fā)明圖像形成裝置不局限于圖4和5中示出的圖像形成裝置結(jié)構(gòu),并且它可以是利用電子照相方法的印刷機、復(fù)印機、傳真裝置和復(fù)合機械,不考慮是否單色或彩色,只要它是其中可以應(yīng)用上述感光體的裝置。
此外,本發(fā)明的圖像形成裝置不局限于上面描述的實施方式,在不脫離本發(fā)明精神的情況下可以作出多種變化和改變,根據(jù)本說明書和附圖的說明將容易明白其它實施方式。
實施例 在下文中,本發(fā)明將通過實施例進(jìn)行更加詳細(xì)地說明,但是本發(fā)明并不限于以下說明。
用于本實施例的各個組分具體如下。
[二氧化鈦(titanium oxide)] 商品名TTO-MI-1,由ISHIHARA SANGYO KAISHA,Ltd.生產(chǎn) 經(jīng)Al2O3和ZrO2表面處理的樹枝狀金紅石二氧化鈦(鈦組分為85%) [醇溶性尼龍樹脂] 商品名CM-8000,由Toray Industries,Inc.生產(chǎn) [丁醛樹脂] 商品名S-LEC BX-1,由Sekisui Chemica Co.,Ltd.生產(chǎn) [聚碳酸酯樹脂] 商品名GH-503,由Idemitsu Kosan Co.,Ltd.生產(chǎn) 商品名TS 2040,由Teijin Chemicals Ltd.生產(chǎn) [抗氧化劑] 商品名SUMILIZER BHT,由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.生產(chǎn) 商品名Irganox 1010,由Ciba Specialty Chemicals K.K.生產(chǎn) [二氧化硅] 商品名TS-610,由Cabot Specialty Chemicals Inc.生產(chǎn) 平均粒徑17nm 商品名SO-E1,由Admatechs Corporation Limited生產(chǎn) 平均粒徑0.25μm 商品名SO-E5,由Admatechs Corporation Limited生產(chǎn) 平均粒徑1.5μm [氧化鋁] 商品名NanoTek Al2O3,由C.I.KASEI Co.,Ltd.,生產(chǎn) 平均粒徑31nm 商品名SUMICORUNDUM AA-04,由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.生產(chǎn) 平均粒徑0.4μm [硬脂酸鋅] 商品名SZ2000 [聚四氟乙烯] 商品名LUBLON L-2,由DAIKIN INDUSTRIES,Ltd.生產(chǎn) 在下文中,將通過其商品名描述這些組分。
首先,描述由實施例和對比例生產(chǎn)的感光體,其中所述感光體在多種條件下,在直徑為30mm和長度為340mm的鋁導(dǎo)電基材上形成感光層。
實施例1 使用涂料搖擺器,將3g二氧化鈦(TTO-MI-1),3g醇溶性尼龍樹脂(CM-8000),60g甲醇和40g 1,3-二氧戊環(huán)分散10小時以制備用于中間層的涂布溶液。使用所制備的用于中間層的涂布溶液,通過浸涂法,在直徑為30mm和長度為340mm的鋁圓柱體載體上形成薄膜使得其薄膜厚度為0.9μm,并自然干燥所述涂布溶液。
接著,使用球磨機,將10g丁醛樹脂(S-LEC BM-1),1400g 1,3-二氧戊環(huán)和15g由下列結(jié)構(gòu)式(B)表示的鈦?;?B)分散72小時以制備用于電荷產(chǎn)生層的涂布溶液。
通過使用該涂布溶液,通過浸涂法,在提供有中間層的鋁圓柱體載體上形成電荷產(chǎn)生層以使得其薄膜厚度為0.2μm,并自然干燥所述涂布溶液。
然后,將1.8g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和1.8g二氧化硅(TS-610,平均粒徑17nm)混合于32.4g四氫呋喃中,并采用使用了ZrO2珠(直徑為3mm)作為介質(zhì)的球磨機,將得到的混合物分散5小時以制備用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液。此外,在該階段中證實填料顆粒均勻分散,并使用粒徑分布測量裝置UPA-150(由NIKKISO Co.,Ltd.生產(chǎn))保持與二氧化硅的初始粒徑相對應(yīng)的分散狀態(tài)。
然后,作為電荷傳輸物質(zhì),將100g由下列結(jié)構(gòu)式(2)表示的丁二烯化合物,
138.2g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和5g抗氧化劑(SUMILIZER BHT)進(jìn)行混合,并溶于984g四氫呋喃中以形成溶液。將3.6g用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液在該溶液中進(jìn)行混合,并將得到的混合物攪拌15小時以制備用于電荷傳輸層的次級分散涂布溶液。通過浸涂法,將該涂布溶液施加于電荷產(chǎn)生層,并在130℃下干燥1小時以形成層厚為28μm的電荷傳輸層以生產(chǎn)實施例1的感光體。
實施例2 作為用于電荷傳輸層的涂布溶液,將1.25g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和1.25g二氧化硅(TS-610,平均粒徑17nm)混合于22.5g四氫呋喃中,并如實施例1那樣,使用球磨機,將得到的混合物分散5小時以制備用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液。然后,作為電荷傳輸物質(zhì),將100g由上述結(jié)構(gòu)式(2)表示的丁二烯化合物,138.75g聚碳酸酯樹脂(TS2040)和5g抗氧化劑(SUMILIZER BHT)進(jìn)行混合,并溶于984g四氫呋喃中。除了上述操作之外,使用與實施例1相同的方法生產(chǎn)實施例2的感光體。
實施例3 作為用于電荷傳輸層的涂布溶液,將3.1g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和3.1g二氧化硅(TS-610,平均粒徑17nm)混合于55.8g四氫呋喃中,并如實施例1那樣,使用球磨機,將得到的混合物分散5小時以制備用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液。然后,作為電荷傳輸物質(zhì),將100g由上述結(jié)構(gòu)式(2)表示的丁二烯化合物,136.9g聚碳酸酯樹脂(TS2040)和5g抗氧化劑(SUMILIZER BHT)進(jìn)行混合,并溶于992g四氫呋喃中。除了上述操作之外,使用與實施例1相同的方法生產(chǎn)實施例3的感光體。
實施例4 作為用于電荷傳輸層的涂布溶液,將4.65g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和4.65g二氧化硅(TS-610,平均粒徑17nm)混合于83.7g四氫呋喃中,并如實施例1那樣,使用球磨機,將得到的混合物分散5小時以制備用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液。然后,作為電荷傳輸物質(zhì),將100g由上述結(jié)構(gòu)式(2)表示的丁二烯化合物,135.35g聚碳酸酯樹脂(TS2040)和5g抗氧化劑(SUMILIZER BHT)進(jìn)行混合,并溶于998g四氫呋喃中。除了上述操作之外,使用與實施例1相同的方法生產(chǎn)實施例4的感光體。
實施例5 使用與實施例3相同的方法生產(chǎn)實施例5感光體,除了在制備用于電荷傳輸層的涂布溶液的過程中將所述填料顆粒改為氧化鋁(SUMICORUNDUM AA-04,平均粒徑400nm)。
實施例6 使用與實施例3相同的方法生產(chǎn)實施例6的感光體,除了在制備用于電荷傳輸層的涂布溶液的過程中將所述填料顆粒改為二氧化硅(X-24-9163A,平均粒徑100nm)。
實施例7 使用與實施例3相同的方法生產(chǎn)實施例7的感光體,除了在制備用于電荷傳輸層的涂布溶液的過程中將所述填料顆粒改為二氧化硅(SO-E5,平均粒徑1.5μm)。
實施例8 使用與實施例3相同的方法生產(chǎn)實施例8的感光體,除了在制備用于電荷傳輸層的涂布溶液的過程中將所述電荷傳輸物質(zhì)改為90g由下列結(jié)構(gòu)式(3)表示的三芳基胺化合物和10g由下列結(jié)構(gòu)式(4)表示的丁二烯化合物。
實施例9 使用與實施例3相同的方法生產(chǎn)實施例9的感光體,除了在制備用于電荷傳輸層的涂布溶液的過程中使用100g由上述結(jié)構(gòu)式(3)表示的三芳基胺化合物作為電荷傳輸物質(zhì)。
實施例10 使用與實施例3相同的方法生產(chǎn)實施例10的感光體,除了在制備用于電荷傳輸層的涂布溶液的過程中使用100g由如下結(jié)構(gòu)式(5)表示的苯乙烯基化合物作為電荷傳輸物質(zhì)。
實施例11 使用與實施例3相同的方法生產(chǎn)實施例11的感光體,除了不向作為用于電荷傳輸層的涂布溶液中加入抗氧化劑(SUMILIZER BHT)。
對比例1 作為用于電荷傳輸層的涂布溶液,將3.1g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和3.1g二氧化硅(TS-610,平均粒徑17nm)混合于55.8g四氫呋喃中,并用涂料搖擺器,將得到的混合物分散5小時以制備用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液。然后,使用與實施例1相同的方法測量粒徑分布,從而證實可以清楚地形成極大于初始粒徑的粗聚集體。除了上述操作之外,使用與實施例3相同的方法生產(chǎn)對比例1的感光體。
對比例2 作為用于電荷傳輸層的涂布溶液,將1.2g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和1.2g二氧化硅(TS-610,平均粒徑17nm)混合于21.6g四氫呋喃中,并如實施例1那樣,使用球磨機,將得到的混合物分散5小時以制備用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液。然后,將作為電荷傳輸物質(zhì)的100g由上述結(jié)構(gòu)式(2)表示的丁二烯化合物,139.8g聚碳酸酯樹脂(TS2040)和5g抗氧化劑(SUMILIZER BHT)進(jìn)行混合,并溶解于980g四氫呋喃中,并且然后,將2.4g初級分散涂布溶液加入到得到的溶液中,并將得到的混合物進(jìn)行混合,并攪拌15小時以制備用于電荷傳輸層的次級分散涂布溶液。除了上述操作之外,使用與實施例1相同的方法生產(chǎn)對比例2的感光體。
對比例3 作為用于電荷傳輸層的涂布溶液,將5.0g聚碳酸酯樹脂(TS2040)和5.0g二氧化硅(TS-610)混合于90g四氫呋喃中,并用球磨機,將得到的混合物分散5小時以制備用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液。然后,作為電荷傳輸物質(zhì),將100g由上述結(jié)構(gòu)式(2)表示的丁二烯化合物,135.0g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和5g抗氧化劑(SUMILIZER BHT)進(jìn)行混合,并溶于1005.6g四氫呋喃中。除了上述操作之外,使用與實施例1相同的方法生產(chǎn)對比例3的感光體。
對比例4 作為電荷傳輸物質(zhì),將100g由上述結(jié)構(gòu)式(2)表示的丁二烯化合物,140g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和5g抗氧化劑(SUMILIZER BHT)進(jìn)行混合,并溶于980g四氫呋喃中。除去上述操作之外,使用與實施例1相同的方法生產(chǎn)對比例4的感光體。
表1感光體電荷傳輸層的組成 在該表中,Rf指由(df×b3)/(dm×a3)定義的,對于平均填料粒子間距離的相對填料粒子直徑(此處,“a”指平均填料粒子間距離(nm);“b”指填料顆粒的平均粒徑(nm);“df”指所述填料顆粒的密度(g/cm3);和“dm”是指在最外表面層中的固體的平均密度(g/cm3))。
將實施例1至11和對比例1至4的各個感光體裝載到用于測試而改良的數(shù)字復(fù)印機AR-450(由Sharp Corporation生產(chǎn))上,并使用覆蓋度為6%的A4-尺寸的性狀鑒定圖表,通過形成100000張圖像進(jìn)行靈敏度、印刷耐用性和圖像劣化程度的評價。
以下描述評價性能的方法。
[電性能的評價] 從上述用于測試的復(fù)印機上除去顯影器件,然后將表面靜電計(Model 344,由TREK JAPAN Co.,Ltd.生產(chǎn))置于顯影的位置作為替代。使用該復(fù)印機,在正常溫度為25℃和相對濕度為50%的正常濕度環(huán)境下(N和N正常溫度和正常濕度),在不通過激光進(jìn)行曝光的情況下,將所述感光體的表面電勢調(diào)節(jié)到-650V,并將在此狀態(tài)下使用激光進(jìn)行曝光(0.4μJ/cm2)過程中的感光體的表面電勢定義為曝光電勢VL(V)。
較小的曝光電勢VL的絕對值被評價為高靈敏度。
<評價標(biāo)準(zhǔn)> ○|VL|<90(V) Δ90(V)≤|VL|<150(V) ×150(V)≤|VL| [印刷耐久性] 包括在上述改良復(fù)印機AR-450中的清潔裝置的清潔鏟緊靠著感光體的壓力,所謂清潔鏟的壓力,根據(jù)初始線性壓力被調(diào)節(jié)到21gf/cm(2.06×10-1N/cm)。
在N和N的環(huán)境下,在100000張用于進(jìn)行印刷耐久性試驗的各個感光體的記錄紙上形成覆蓋率為6%的A4尺寸的特征測試圖表的圖像。
在所述印刷耐久性試驗開始和在100000張記錄紙上形成圖像后,使用薄膜厚度測量裝置(商品名F20-EXR,由Filmetrics Japan,Inc.生產(chǎn))測量薄膜厚度,即感光層的層厚度,并且由在所述印刷耐久性試驗開始的薄膜厚度和在100000張記錄紙上形成圖像后的薄膜厚度之間的差值確定感光體鼓旋轉(zhuǎn)100K次旋轉(zhuǎn)的磨蝕速度(薄膜降低速度)。較大的磨蝕速度被評價為差的印刷耐用性。
<評價標(biāo)準(zhǔn)> ○磨蝕速度d<0.8μm/100K轉(zhuǎn) Δ0.8μm/100K轉(zhuǎn)≤磨蝕速度d<1.0μm/100K轉(zhuǎn) ×1.0μm/100K轉(zhuǎn)≤磨蝕速度d [圖像劣化的評價] 為了研究在所述印刷耐久性試驗后所述感光體圖像質(zhì)量劣化的程度,評價在半色調(diào)圖像下的密度方面的不規(guī)則性。以密度評價不規(guī)則性的標(biāo)準(zhǔn)如下。
○在半色調(diào)圖像中目測觀察不到密度方面的不規(guī)則性。優(yōu)良圖像。
Δ在半色調(diào)圖像中目測觀察到密度方面的是不規(guī)則性。優(yōu)良圖像。實際上沒有問題的水平。
×在半色調(diào)圖像中目測觀察到密度方面的不規(guī)則性。優(yōu)良圖像。實際上存在問題的水平。
[綜合評價] 根據(jù)下列基于上述三項評定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn),評定綜合評價。
⊙所有的三項為○。
○三項為○或△。
×至少一項為×。
[評價結(jié)果] 評價結(jié)果列于表2。
表2感光體的評價結(jié)果 在其中用于實施例1至11的填料顆粒滿足權(quán)利要求所公開的公式(I)的電子照相感光體中,在實際印刷100000張中平均鼓膜厚度的降低速度為1μm/100K轉(zhuǎn)或更低,并顯示出優(yōu)良的印刷耐久性。
此外,從實施例3、6和7的對比中發(fā)現(xiàn)粒徑越小,電性能越穩(wěn)定。
此外,從這些和實施例5的對比中證實二氧化硅的電穩(wěn)定性略優(yōu)于氧化鋁。
此外,在包含具體氮化合物的感光體中,即在實施例3和8中顯示的,由化學(xué)式(2)或(4)表示的丁二烯電荷傳輸物質(zhì)中,證實即使在實際打印100000張圖像后在圖像密度方面也沒有出現(xiàn)不規(guī)則性,并且與實施例9和10的感光體相比,提供了更加穩(wěn)定的圖像。
推測其原因是在實際印刷時這些丁二烯電荷傳輸物質(zhì)對充電器附近產(chǎn)生的氣體例如O3和NOx提供了抗性。
此外,從實施例3和實施例11之間的對比還可以明顯看出通過加入抗氧化劑也可以改善上述對氣體的抗性。
在其中使用超出添加本發(fā)明填料顆粒的方法的范圍的感光體的對比例中,很明顯顯示出電穩(wěn)定性顯著劣化(對比例1)、印刷耐久性顯著劣化(對比例2和4)或在實際印刷后曝光電勢顯著增加,并顯示了本發(fā)明的效果。
實施例12 將3g二氧化鈦(TTO-MI-1)和3g醇溶性尼龍樹脂(CM-8000)加入到由60g甲醇和40g 1,3-二氧戊環(huán)組成的混合溶劑中,并用涂料搖擺器,將得到的混合物分散10小時以制備用于中間層的涂布溶液。將該涂布溶液裝入涂布槽中,并將鋁導(dǎo)電基材浸入該涂布溶液,提起,并自然干燥以形成層厚為0.9μm的中間層。
使用球磨機,將10g丁醛樹脂(S-LEC BX-1),15g由結(jié)構(gòu)式(B)表示的鈦酰基酞菁(titanyl phthalocyanine)和1400g 1,3-二氧戊環(huán)分散72小時以制備用于電荷產(chǎn)生層的涂布溶液。通過如中間層的相同的施加方法,將該涂布溶液施加到所述中間層上,并自然干燥形成層厚為0.4μm的電荷產(chǎn)生層。
然后,將0.7g聚碳酸酯樹脂(GH-503),0.6g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和1.2g二氧化硅(TS-610)混合在22g四氫呋喃中,并用球磨機將得到的混合物分散5小時以制備用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液。
隨后,作為電荷傳輸物質(zhì),將100g由結(jié)構(gòu)式(2)表示的丁二烯化合物,76.3g聚碳酸酯樹脂(GH-503),62.4g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和5g抗氧化劑(SUMILIZER BHT)進(jìn)行混合,并溶于963g四氫呋喃中以形成溶液。
將該溶液與用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液進(jìn)行混合,并用球磨機將得到的混合物進(jìn)一步分散1小時以制備用于電荷傳輸層的次級分散涂布溶液。通過浸涂法,將該涂布溶液施加到電荷產(chǎn)生層上,并在130℃下干燥1小時以形成層厚度為28μm的電荷傳輸層以生產(chǎn)實施例12的感光體。在公式(I)中,如果(df×b3)/(dm×a3)=Rf(定義為對于平均填料粒子間距離的相對填料顆粒直徑),在這種感光體中,Rf=6.72×10-3(df2.0,b≈17,dm=1.3,a≈104)。
將生產(chǎn)的感光體裝入AR-450M改良機中,其中將具有非接觸式充電過程的單色復(fù)合機AR-450M(由Sharp Corporation生產(chǎn))以如下方式進(jìn)行改進(jìn)以進(jìn)行評價測試,所述方式為提供潤滑劑的功能可以在刮刀清潔后被提供給所述感光體,和將硬脂酸鋅(SZ 2000)用作潤滑劑。
實施例13 作為用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液,將2.2g聚碳酸酯樹脂(GH-503),1.7g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和3.7g二氧化硅(T8-610)混合在66g四氫呋喃中,并用球磨機將得到的混合物分散5小時以制備用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液。然后,作為電荷傳輸物質(zhì),將100g由結(jié)構(gòu)式(2)表示的丁二烯化合物,75.0g聚碳酸酯樹脂(GH-503),61.3g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和5g抗氧化劑(SUMILIZER BHT)進(jìn)行混合,并溶于929g四氫呋喃中以形成溶液。將該溶液與用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液進(jìn)行混合,并用球磨機將得到的混合物進(jìn)一步分散1小時以制備用于電荷傳輸層的次級分散涂布溶液。除了上述操作外,采用與實施例12相同的方法生產(chǎn)感光體,并對所述感光體進(jìn)行評價。在該感光體中,Rf=2.03×10-2(df2.0,b≈17,dm=13,a≈72)。
實施例14 除了在裝入評價機中使用聚四氟乙烯(LUBLON L-2)作為潤滑劑外,采用與實施例12相同的方法生產(chǎn)感光體,并對該感光體進(jìn)行評價。
實施例15 作為用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液,將0.8g聚碳酸酯樹脂(GH-503),0.7g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和1.5g二氧化硅(TS-610)混合在27g四氫呋喃中,并用球磨機將得到的混合物分散5小時以制備用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液。然后,作為電荷傳輸物質(zhì),將100g由結(jié)構(gòu)式(2)表示的丁二烯化合物,109.2g聚碳酸酯樹脂(GH-503),89.3g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和5g抗氧化劑(SUMILIZER BHT)進(jìn)行混合,并溶于1199g四氫呋喃中以形成溶液。將該溶液與用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液進(jìn)行混合,并用球磨機將得到的混合物進(jìn)一步分散1小時以制備用于電荷傳輸層的次級分散涂布溶液。除了上述操作外,采用與實施例12相同的方法生產(chǎn)感光體,并對該感光體進(jìn)行評價。在該感光體中,Rf=6.72×10-3(df2.0,b≈17,dm=1.3,a≈104)。
實施例16 除了使用由如下結(jié)構(gòu)式(6)表示的烯胺化合物
作為用于電荷傳輸層的涂布溶液的電荷傳輸物質(zhì)之外,采用與實施例12相同的方法生產(chǎn)感光體,并對得到的感光體進(jìn)行評價。在該感光體中,Rf=6.72×10-3(df2.0,b≈17,dm=1.3,a≈104)。
實施例17 除了在22g四氫呋喃中混合0.7g聚碳酸酯樹脂(GH-503),0.6g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和1.2g氧化鋁(NanoTek Al2O3)作為用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液,和用球磨機將得到的混合物分散5小時以制備用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液之外,采用與實施例12相同的方法生產(chǎn)感光體,并對得到的感光體進(jìn)行評價。在該感光體中,Rf=6.80×10-3(df3.9,b≈31,dm=1.3,a≈236)。
實施例18 采用與實施例12相同的方法,生產(chǎn)中間層和電荷產(chǎn)生層。然后,作為電荷傳輸物質(zhì),將100g由結(jié)構(gòu)式(2)表示的丁二烯化合物,77g聚碳酸酯樹脂(GH-503),63g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和5g抗氧化劑(SUMILIZER BHT)進(jìn)行混合,并溶于980g四氫呋喃中以制備用于第一電荷傳輸層的涂布溶液。通過浸涂法,將該涂布溶液施加到所述電荷產(chǎn)生層上,并在130℃干燥30分鐘以形成層厚度為22μm的第一電荷傳輸層。然后,采用與實施例12相同的方法形成用于電荷傳輸層的次級分散涂布溶液,和通過浸涂法,將該涂布溶液施加到所述第一電荷傳輸層上,并在130℃干燥1小時以形成層厚度為6μm的第二電荷傳輸層以生產(chǎn)實施例18的感光體,并且在所述感光體上進(jìn)行與實施例12相同的評價。
實施例19 除了使用AR-450改良機作為評價機外,采用與實施例12相同的方法生產(chǎn)感光體,并對該感光體進(jìn)行評價,其中所述改良機去除了提供潤滑劑的功能。
對比例5 作為用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液,將0.007g聚碳酸酯樹脂(GH-503),0.006g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和0.012g二氧化硅(TS-610)混合在0.22g四氫呋喃中,并用球磨機將得到的混合物分散5小時以制備用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液。然后,作為電荷傳輸物質(zhì),將100g由結(jié)構(gòu)式(2)表示的丁二烯化合物,77.0g聚碳酸酯樹脂(GH-503),63.0g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和5g抗氧化劑(SUMILIZERBHT)進(jìn)行混合,并溶于980g四氫呋喃中以形成溶液。將該溶液與用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液進(jìn)行混合,并用球磨機將得到的混合物進(jìn)一步分散1小時以制備用于電荷傳輸層的次級分散涂布溶液。除了上述操作外,采用與實施例12相同的方法生產(chǎn)感光體,并對該感光體進(jìn)行評價。在該感光體中,Rf=6.75×10-5(df2.0,b≈17,dm=1.3,a≈482)。
對比例6 作為用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液,將4.0g聚碳酸酯樹脂(GH-503),3.3g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和7.4g二氧化硅(TS-610)混合在132g四氫呋喃中,并用球磨機將得到的混合物分散5小時以制備用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液。然后,作為電荷傳輸物質(zhì),將100g由結(jié)構(gòu)式(2)表示的丁二烯化合物,73.0g聚碳酸酯樹脂(GH-503),59.7g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和5g抗氧化劑(SUMILIZER BHT)進(jìn)行混合,并溶于877g四氫呋喃中以形成溶液。將該溶液與用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液進(jìn)行混合,并用球磨機將得到的混合物進(jìn)一步分散1小時以制備用于電荷傳輸層的次級分散涂布溶液。除了上述操作外,采用與實施例12相同的方法生產(chǎn)感光體,并對該感光體進(jìn)行評價。在該感光體中,Rf=4.08×10-2(df2.0,b≈17,dm=1.3,a≈57)。
對比例7 作為用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液,將6.7g聚碳酸酯樹脂(GH-503),5.5g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和12.3g二氧化硅(TS-610)混合在221g四氫呋喃中,并用球磨機將得到的混合物分散5小時以制備用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液。然后,作為電荷傳輸物質(zhì),將100g由結(jié)構(gòu)式(2)表示的丁二烯化合物,70.3g聚碳酸酯樹脂(GH-503),57.5g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和5g抗氧化劑(SUMILIZER BHT)進(jìn)行混合,并溶于809g四氫呋喃中以形成溶液。將該溶液與用于電荷傳輸層的初級分散涂布溶液進(jìn)行混合,并用球磨機將得到的混合物進(jìn)一步分散1小時以制備用于電荷傳輸層的次級分散涂布溶液。除了上述操作外,采用與實施例12相同的方法生產(chǎn)感光體,并對該感光體進(jìn)行評價。在該感光體中,Rf=6.83×10-2(df2.0,b≈17,dm=1 .3,a≈48)。
對比例8 除了使用對比例6的分散涂布溶液作為用于第二電荷傳輸層的涂布溶液之外,采用與實施例18相同的方法生產(chǎn)感光體,并對該感光體進(jìn)行評價。
對比例9 除了使用對比例6的分散涂布溶液作為用于電荷傳輸層的分散涂布溶液之外,采用與實施例19相同的方法生產(chǎn)感光體,并對該感光體進(jìn)行評價。
對比例10 采用與實施例12相同的方法,生產(chǎn)中間層和電荷產(chǎn)生層。然后,作為電荷傳輸物質(zhì),將100g由結(jié)構(gòu)式(2)表示的丁二烯化合物,77g聚碳酸酯樹脂(GH-503),63g聚碳酸酯樹脂(TS 2040)和5g抗氧化劑(SUMILIZER BHT)進(jìn)行混合,并溶于980g四氫呋喃中以制備用于電荷傳輸層的涂布溶液。通過浸涂法,將該涂布溶液施加到電荷產(chǎn)生層,并在130℃干燥1小時以形成層厚度為28μm的電荷傳輸層以生產(chǎn)對比例10的感光體,和在該感光體上進(jìn)行與實施例12相同的評價。
對比例11 除了使用AR-450改良機作為評價機外,采用與對比例10相同的方法生產(chǎn)感光體,并對該感光體進(jìn)行評價,其中所述改良機去除了提供潤滑劑的功能。
關(guān)于評價,進(jìn)行基于測量表面電勢的靈敏度的評價,和通過實際形成圖像的印刷耐久性和圖像質(zhì)量的評價。所述評價方法描述如下。
[靈敏度] 在正常溫度為25℃和相對濕度為50%的正常濕度的環(huán)境中,將感光體裝載入AR-450M的改良機上,采用波長為780nm的激光以0.4μJ/cm2進(jìn)行照射,并由曝光后的表面電勢評價靈敏度。
<評價標(biāo)準(zhǔn)> ⊙VL≤60 ○60<VL≤90 △90<VL≤150 ×VL>150 [印刷耐久性] 同樣在正常溫度為25℃和相對濕度為50%的正常濕度的環(huán)境中,在100000張用于進(jìn)行印刷耐久性試驗的各個感光體的記錄紙上形成覆蓋率為6%的A4尺寸的特征測試圖表的圖像。
在印刷耐久性試驗開始和在100000張記錄紙上形成圖像(即在感光體鼓100K次旋轉(zhuǎn)后)后,使用層厚度測量裝置(商品名F20-EXR,由Filmetrics Japan,Inc.生產(chǎn))測量光敏層的層厚,和由在印刷耐久性試驗開始的層厚度和在100000張記錄紙上形成圖像后的層厚度之間的差值確定感光體鼓的薄膜降低速度。更大的薄膜厚度降低速度被評價為差的印刷耐用性。
<評定標(biāo)準(zhǔn)> ⊙△d≤0.2μm/100K轉(zhuǎn) 00.2μm/100K轉(zhuǎn)<△d≤0.8μm/100K轉(zhuǎn) △0.8μm/100K轉(zhuǎn)≤△d<1.0μm/100K轉(zhuǎn) ×△d>1.0μm/100K轉(zhuǎn) 在正常溫度為25℃和相對濕度為50%的正常濕度的環(huán)境中,在通過形成100000張圖像,完成耐磨性試驗后,將試驗機移入35℃的高溫和相對濕度為85%的高濕度的環(huán)境中,在5000張記錄紙上形成覆蓋度為6%的A4-尺寸的性狀鑒定圖表,并將在所述記錄紙上的圖像放置過夜,其后,再次形成圖像,并檢查圖像質(zhì)量。將特別是出現(xiàn)圖像模糊或圖像缺失的圖像評價為圖像缺陷。此處,由“○”表示不產(chǎn)生圖像缺陷的圖像,由“×”表示在實際上有問題的水平中產(chǎn)生圖像模糊和圖像缺失的圖像,和由“△”表示在實際上沒有問題的水平中產(chǎn)生圖像模糊和圖像缺失的圖像。
[綜合評價] 根據(jù)下列基于上述三項評價結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn),評價綜合評價。
⊙所有的三項為○。
○三項為○或△。
×至少一項為×。
評價結(jié)果同時列于表3中。
表3 在本發(fā)明實施例的圖像形成裝置中,其中所述裝置包括感光體,所述感光體具有最外表面層,滿足公式(I)和包含平均粒徑為100nm或更小的填料顆粒,通過給所述感光體的表面提供潤滑劑,可以在確保感光度的同時降低所述感光體的磨蝕速度,并進(jìn)一步顯示其優(yōu)異的印刷耐久性。此外,圖像在高溫和高濕度的環(huán)境中非常優(yōu)異。
另一方面,在包含感光體的對比例6和7的圖像形成裝置中,其中對于所述填料顆粒的Rf,對平均填料粒子間距離的相對填料顆粒直徑,Rf>2.5×10-2,在所述電荷傳輸層中,隨著Rf增大感光度降低,和盡管印刷耐久性優(yōu)良,但是可能產(chǎn)生圖像缺陷(圖像缺失)。
在包括所述感光體的圖像形成裝置中,其中所述電荷傳輸層由兩層構(gòu)成,其頂層為含二氧化硅層,在產(chǎn)生圖像缺陷方面,包括具有最外表面層的Rf>2.5×10-2的感光體的圖像形成裝置(對比例8)比包含具有滿足公式(I)的最外表面層的感光體的圖像形成裝置(實施例1)差。
在其中沒有給所述感光體表面提供潤滑劑的圖像形成裝置中,在實施例19中,其中在所述電荷傳輸層中的Rf滿足1.0×10-3≤(df×b3)/(dm×a3)<2.5×10-2(I)的情況下,由表2可以證實其印刷耐久性幾乎可以與對比例9相比較,另一方面,感光度優(yōu)良,和與對比例9相比,可以抑制出現(xiàn)圖像缺陷,其中Rf值具有的關(guān)系是Rf>2.5×10-2 在實施例17中,使用鋁代替二氧化硅作為包含在所述電荷傳輸層中的填料顆粒,當(dāng)使用平均粒徑較小的顆粒時,雖然感光度低,但是印刷耐久性卻優(yōu)良。
在實施例15中,其中在所述電荷傳輸層中的電荷傳輸物質(zhì)和粘合樹脂之間的比例為10/20,因為該電荷傳輸物質(zhì)的比例降低,所以感光度降低了一些。
對比例10和11兩者的圖像形成裝置,其包括在所述電荷傳輸層中不包含顆粒的感光體,在圖像形成裝置間沒有顯示出不同的感光度的情況下,所述圖像形成裝置具有優(yōu)良的感光度,但是根據(jù)是否存在潤滑劑,這些圖像形成裝置的印刷耐久性顯著地彼此不同,并且沒有滿足實施例。
權(quán)利要求
1.一種電子照相感光體,其至少包括以此順序在導(dǎo)電基材上的電荷產(chǎn)生層和電荷傳輸層,其中所述電子照相感光體的最外表面層包含填料顆粒,并且在該層中的填料顆粒滿足下式(I)
1.0×10-3≤(df×b3)/(dm×a3)≤2.5×10-2 (I)
其中“a”是指平均填料粒子間距離(nm),“b”是指填料顆粒的平均直徑(nm),“df”是指所述填料顆粒的密度(g/cm3),和“dm”是指在所述最外表面層中的固體的平均密度(g/cm3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子照相感光體,其中所述填料顆粒由二氧化硅(silicon oxide)制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子照相感光體,其中所述填料顆粒具有的平均直徑為100nm或更小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子照相感光體,其中所述的電荷傳輸層包含作為電荷傳輸物質(zhì)的由如下結(jié)構(gòu)式(1)表示的胺化合物,
其中R1和R2可以彼此相同或不同,并表示具有1至4個碳原子的烷基,或R1和R2可以彼此組合形成包含氮原子的雜環(huán)基,n表示1至4的整數(shù),和Ar表示具有取代的丁二烯基的芳族環(huán)基。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子照相感光體,其中所述的電子照相感光體進(jìn)一步包含抗氧化劑。
6.一種圖像形成裝置,包含根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子照相感光體、充電設(shè)備、曝光單元、顯影單元和轉(zhuǎn)印設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像形成裝置,其中所述電子照相感光體的表面被提供有潤滑劑。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種高度耐用的電子照相感光體,和包含其的圖像形成裝置,其中所述感光體具有優(yōu)異的機械和電耐久性,并且不會引起由于長期重復(fù)使用而出現(xiàn)的異常圖像。提供一種電子照相感光體,其至少包含依此順序在導(dǎo)電基材上的電荷產(chǎn)生層和電荷傳輸層,其中所述電子照相感光體的最外表面層包含填料顆粒,并且在該層中的填料顆粒滿足下列公式(I)1.0×10-3≤(df×b3)/(dm×a3)≤2.5×10-2(I),其中“a”是指平均填料粒子間距離(nm),“b”是指填料顆粒的平均直徑(nm),“df”是指所述填料顆粒的密度(g/cm3),和“dm”是指在所述最外表面層中的固體的平均密度(g/cm3)。
文檔編號G03G5/04GK101196696SQ200710193349
公開日2008年6月11日 申請日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月6日
發(fā)明者福島功太郎, 金澤朋子, 中村知己 申請人:夏普株式會社