专利名称：改进的成像元件的制作方法
技术领域：
0001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：
因此，在此公开如下实施方案。
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。[0041
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IO、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、鴒、钼及其混合物的述的图像层。:附图中所示的i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。0042外涂层[0043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1 O微米或约1微米至约1 O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、聚曱基戊烯、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 曱酸树脂、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、聚乙烯口卡唑及其组合。
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。 [0044基材
0045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、鴒、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。
00461 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 向取向聚对苯二曱酸乙二醇酯，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。0047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。
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
13酰胺、聚酰亚胺、氨基树脂、苯醚树脂、对苯二曱酸树脂、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-l,l-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)。
0065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0.1 pm至 约2pm,或约0.2 pm至约l ixm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"Tunable Electrophotographic 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0.1 )Lim至约5 例如约0.2pm至约3iLim。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。-苯基曱烷(DHTPM)等。至少 一 个电荷传输层中的抗氧剂的 wt。/o为约0 wt。/。至约20 wt%,约l wtQ/。至约10 wt%,或约3 wt。/o至约8 wt%。 [0074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 方文表面电荷。
0075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。
[0076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10pm至约40iLim，或约12 pm至约36 |xm。在 另一个实施方案中，厚度为约14nm至约36^im。
[0077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。
[0078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。
[0079
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。
[0080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。
[0081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780 nm),偏振该辐射激光 光线的多面体镜子，和以勻速和一定尺寸移动激光光线的透镜系统。
[0082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。
[0083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0.5 pm至约3 iLim的厚度。包括氯镓和聚(氯 乙烯/乙酸乙烯酉旨)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12 pm至约36 pm的PTFE-掺杂的电荷传输层。该电荷传输层具有约35至约45 wt。/。的mTBD,约55至约65 wt。/o的PCZ基料，例如PCZ-400 (Mw-40,000),约lwto/。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。
[0084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2 0至约5 5 iLi A的正迁移电流下在印刷品中观察到重影减少。
权利要求
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。
2. 权利要求l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。
3. 权利要求l的成像元件，其中酞菁颜料的共混物包括氯镓酞菁。
4. 权利要求3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。
5. 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-曱基苯基)-l,l'-联苯-4,4'-二胺、三 苯基胺、N,N,N',N'-四-对曱苯基-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。
6. 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。
全文摘要
本发明公开了改进的成像元件。在此公开的实施方案涉及可用于静电复印法的电荷传输层。更具体地，实施方案涉及具有特殊感光体材料包的改进的静电摄影成像元件，所述特殊感光体材料包包括底涂层、具有特殊颜料共混物的电荷产生层、长寿命电荷传输层和任选的外涂层。
文档编号G03G5/04GK101661231SQ200810146379
公开日2010年3月3日 申请日期2008年8月27日 优先权日2007年8月28日
发明者J·L·沃森, K·A·怀莱士, L·张, N·L·贝尔克纳普 申请人:施乐公司