专利名称：电子照相感光构件、处理盒和电子照相设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子照相感光构件、处理盒和电子照相设备。
背景技术：
使用有机光导电性物质的电子照相感光构件(有机电子照相感光构件)相对于使用无机光导电性物质的电子照相感光构件(无机电子照相感光构件)具有易于生产的优点，并且由于有机电子照相感光构件用材料能够从众多种材料中选择因而在功能设计上具有更高的自由度的优点。近年来随着激光束打印机的迅速普及，这样的有机电子照相感光构件已在市场中得到广泛地使用。典型的电子照相感光构件具有支承体和形成于支承体上的感光层。另外，通常将层压的感光层用作感光层，该层压的感光层通过从支承体侧依次叠加包含电荷产生物质的电荷产生层和包含空穴输送物质的空穴输送层而形成。另外，出于例如遮盖支承体表面上的缺陷、改善支承体和感光层之间的粘合性、抑制干涉条纹、防止感光层的电击穿和抑制空穴由支承体注入感光层的目的，通常在支承体和感光层之间设置中间层。虽然该中间层具有上述优点，但其仍具有电荷趋于在中间层中累积的缺点。当长期反复进行图像形成时，电荷在中间层中的累积可增加电位波动，这能够在输出图象中引起问题。日本专利申请特开2005-221923和2007-148357公开了通过将具有小粒径的经表面处理的氧化钛颗粒引入中间层来减轻电位波动或抑制干涉条纹的技术。然而，当长期反复进行图像形成时，在电位波动方面仍然存在改善空间。另外，日本专利申请特开S59-84257、H09-90661和2000-66432公开了通过使用具有中间层的电子照相感光构件来减少当长期反复进行图像形成时的电位波动例如残余电位的增加或初期电位的减小。在现存情况下，可能发生初期感光度的劣化和带电性的劣化， 并因此仍存在尚未充分解决的问题。近年来，随着电子照相设备的高速化、图像高质化和趋于全色化，已提出当反复进行图像形成时，将电位波动(暗区电位(带电电位)或亮区电位的波动)抑制到更大程度的课题。电位波动的具体实例包括以下。(1)相对长期(从电子照相感光构件开始使用时直至电子照相感光构件到达其寿命结束的时期)内的电位波动。(2)相对短期(例如，连续图像形成中从第一张直至约1，000张的时期)内的电位波动。存在将这样的电位波动抑制至更大程度的需要。关于上述项(1)，通常，电子照相感光构件的使用时期越长，电子照相感光构件的电位特性劣化越大。即使当将已经长期使用的电子照相感光构件静置时，电位特性返回开始使用电子照相感光构件时的状态的可能性也低。因此，可以说上述项(1)中所述的长期电位波动的恢复性是不足的。关于上述项O)，例如，虽然为了在A4大小的纸张上形成图像，电子照相感光构件旋转几次，但是电子照相感光构件的电位特性在纸张上波动，因此输出图像的色调或浓度可能变化。另外，当在多张纸上输出相同图像时，在第一张和第η张(其中η > 1)之间的图像浓度可能不同。当在低湿环境下进行图像形成时，该短期电位波动变得显著。使用电子照相感光构件后通过使电子照相感光构件静置，该短期电位波动恢复至一定程度。认为恢复性不足的上述项(1)中所述的长期电位波动是由于如上述项⑵中所述电子照相感光构件从反复使用中未恢复的波动的逐渐累积引起的。电子照相感光构件应当在抑制上述项(1)中所述的长期电位波动和上述项(2)中所述的短期电位波动两者的同时能够始终稳定地进行图像形成。
发明内容
本发明的目的是提供抑制长期电位波动和短期电位波动两者的电子照相感光构件，以及各自具有电子照相感光构件的处理盒和电子照相设备。具体地，本发明是包括以下的电子照相感光构件支承体，形成于所述支承体上的中间层，形成于所述中间层上、包含电荷产生物质的电荷产生层，和形成于所述电荷产生层上、包含空穴输送物质的空穴输送层，其中中间层是包含有机树脂和金红石型氧化钛晶体颗粒的层，所述金红石型氧化钛晶体颗粒含有锡且平均一次粒径为3nm以上至9nm以下。另外，本发明涉及处理盒，其一体化地支持上述电子照相感光构件和选自由下述单元组成的组中的至少一个单元充电单元，其用于使电子照相感光构件表面充电；显影单元，其用于使用调色剂将形成于电子照相感光构件表面上的静电潜像显影以在电子照相感光构件的表面上形成调色剂图像；和清洁单元，其用于除去将调色剂图像转印至转印材料上后残留于电子照相感光构件表面上的调色剂，所述处理盒可拆卸地安装到电子照相设备的主体上。另外，本发明涉及电子照相设备，其包括上述电子照相感光构件；充电单元，其用于使电子照相感光构件表面充电；曝光单元，其用于使用曝光光照射电子照相感光构件的充电表面以在电子照相感光构件表面上形成静电潜像；显影单元，其用于使用调色剂将形成于电子照相感光构件表面上的静电潜像显影以在电子照相感光构件的表面上形成调色剂图像；和转印单元，其用于将形成于电子照相感光构件表面上的调色剂图像转印到转印材料上。根据本发明，可提供抑制长期电位波动和短期电位波动两者的电子照相感光构件，还提供各自具有电子照相感光构件的处理盒和电子照相设备。参考附图从以下示例性实施方案的描述中本发明的进一步特征将变得明显。
图1示出包括具有根据本发明的电子照相感光构件的处理盒的电子照相设备的基本构造的实例。
具体实施例方式本发明的电子照相感光构件包括支承体；形成于支承体上的中间层；形成于中间层上、包含电荷产生物质的电荷产生层；和形成于电荷产生层上、包含空穴输送物质的空穴输送层。另外，本发明的电子照相感光构件的特征在于上述中间层是包含有机树脂和金红石型氧化钛晶体颗粒的层，所述金红石型氧化钛晶体颗粒含有锡且平均一次粒径为3nm以上至9nm以下。含有锡的金红石型氧化钛晶体颗粒如下获得。首先，水解水溶性钛盐，例如氯氧化钛(titanium oxychloride)、四氯化钛和硫酸钛，然后用碱中和以产生含水氧化钛。向所得含水氧化钛中添加氧化锡，之后添加酸以进行胶溶作用，从而得到酸性二氧化钛溶胶。干燥该酸性二氧化钛溶胶以产生含锡的金红石型氧化钛晶体颗粒。此外，也可通过以下来得到酸性二氧化钛溶胶水解锡盐如氯化锡和硫酸锡(tin sulfate)与水溶性钛盐的混合水溶液，然后用碱中和所得产物以产生含水氧化钛，并添加酸以进行胶溶作用。本发明中，含锡的金红石型氧化钛晶体颗粒是指氧化钛中的部分钛原子被锡取代的金红石型氧化钛晶体颗粒。下述氧化锆与该锡的情况相同。本发明中使用的含有锡且平均一次粒径为3nm以上至9nm以下的金红石型氧化钛晶体颗粒也称为“根据本发明的金红石型氧化钛晶体颗粒”。此外，晶体颗粒的平均一次粒径也称作“平均微晶直径”。虽然具体不清楚为什么根据本发明的金红石型氧化钛晶体颗粒具有显著抑制电位波动的效果，但是本发明人认为一个原因是比表面积非常大。从有效抑制长期电位波动和短期电位波动的观点，根据本发明的金红石型氧化钛晶体颗粒中锡与钛的摩尔比(Sn/Ti)优选为0. 02以上至0. 12以下。此外，从在中间层中的分散均勻性的观点，优选根据本发明的金红石型氧化钛晶体颗粒进一步包括氧化锆。在这种情况下，从达到高水平抑制电位波动和改善带电性的观点，氧化锆与钛的摩尔比(Zr/Ti)优选为0. 01以上至0. 05以下。另外，从改善带电性以及抑制斑点和雾化的观点，根据本发明的金红石型氧化钛晶体颗粒优选表面涂布有二氧化硅。另外，从达到高水平地抑制电位波动和改善带电性的观点，根据本发明的金红石型氧化钛晶体颗粒优选用有机酸例如柠檬酸和草酸或者烷基胺处理。将根据本发明的金红石型氧化钛晶体颗粒的商购产品的优选实例描述如下。然而，本发明不局限于这些实例。商品名TS_019(由Tayca Corporation制造，包含18质量％金红石型氧化钛晶体颗粒(其含有氧化锆和锡，并且平均一次粒径为8nm)的中性甲醇溶胶)。商品名TS_024(由Tayca Corporation制造，包含18质量％金红石型氧化钛晶体颗粒(其含有氧化锆和锡，并且平均一次粒径为8nm)的弱碱性甲醇溶胶)。商品名TS_020(由Tayca Corporation制造，包含15质量％金红石型氧化钛晶体颗粒(其含有氧化锆和锡，并且平均一次粒径为8nm)的弱酸性水溶性溶胶)。根据本发明的金红石型氧化钛晶体颗粒的平均一次粒径(平均微晶直径)可通过以下方法测量和计算。
用X-射线衍射设备测定氧化钛最强干涉线(interference line)的峰的半值宽度β (弧度)和峰位置2 θ (弧度)。平均一次粒径由下述谢乐公式(Scherrer' s equation)计算。金红石型氧化钛晶体颗粒的平均一次粒径(平均微晶直径)[nm] =Κ· λ/
(β cos θ )(在上述谢乐公式中，K表示常数，λ(nm)表示测量X射线(CuKa -射线0. 154nm) 的波长，β表示半值宽度，和θ表示X射线的入射角。)由于本发明的电子照相感光构件具有包含有机树脂和根据本发明的金红石型氧化钛晶体颗粒的中间层，因而所述电子照相感光构件可抑制上述短期电位波动。因此，可抑制一张纸内图像的色调变化。此外，当在多张上输出相同的图像时，可抑制在第一张和第η 张(其中η> 1)之间的图像浓度的不同。另外，还可抑制上述长期电位波动，这是因为可以抑制当长期使用电子照相感光构件时电子照相感光构件的电位特性的劣化。如上所述，本发明的电子照相感光构件包括支承体；形成于支承体上的中间层； 形成于中间层上、包含电荷产生物质的电荷产生层；和形成于电荷产生层上、包含空穴输送物质的空穴输送层。支承体只需具有导电性(导电性支承体)即可。支承体的实例包括由金属如铝、不锈钢或镍制成的支承体，和由表面上形成导电涂层的金属、塑料或纸制成的支承体。另外， 支承体的形状为例如圆筒形或膜形。其中，根据机械强度、电子照相特性和成本，优选由铝制成的圆筒形支承体。虽然可以不加处理使用这些支承体，但可以在进行物理处理如切割或珩磨，或者化学处理如阳极氧化处理或酸处理后使用它们。出于例如遮盖支承体表面上的缺陷或抑制干涉条纹目的的导电层(也称作“干涉条纹防止层”)可在支承体和中间层之间形成。该导电层可通过将无机颗粒与可固化树脂的单体或低聚物一起分散于溶剂中以制备导电层用涂布液，将所述液体施涂于支承体上，并干燥施涂的涂布液而形成。无机颗粒的实例包括氧化锡、氧化铟、氧化钛和硫酸钡的颗粒。可固化树脂的实例包括酚醛树脂。导电层优选具有5μπι以上至30μπι以下的厚度。中间层形成于支承体或导电层上。中间层可通过将包含有机树脂和根据本发明的金红石型氧化钛晶体颗粒的中间层用涂布液施涂于支承体或导电层上，并干燥施涂的涂布液而形成。用于中间层的有机树脂(粘结剂树脂)的实例包括酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯、 聚碳酸酯、多芳基化合物、聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰胺酸、聚乙烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸类共聚物、丙烯酸类树脂、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩苯甲醛(polyvinyl benzal)、聚乙烯醇缩甲醛、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺、丙烯腈-丁二烯共聚物、聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、纤维素、三聚氰胺树脂、直链淀粉、支链淀粉、聚砜、聚醚砜、聚酰胺(例如尼龙6、尼龙66、尼龙610、共聚物尼龙和烷氧基甲基化尼龙)和硅酮树脂。这些树脂可各自单独或以其两种以上的混合物使用。 这些树脂中，从将电荷产生层用涂布液施涂于中间层上时的涂布性的观点，优选聚酰胺。此外，聚酰胺中，从抑制电位波动的观点，优选烷氧基甲基化尼龙，其中更优选N-甲氧基甲基化尼龙6。此外，出于调节体积电阻率和介电常数的目的，中间层中可包含金属或金属氧化物。具体实例包括金属如铝和铜的颗粒以及金属氧化物如氧化铝、氧化锡、氧化铟、氧化钛、 氧化锆、氧化锌、二氧化硅、氧化钽、氧化钼和氧化钨的颗粒。此外，中间层还可包含有机金属化合物如四正丁氧基锆、四正丁氧基钛、异丙氧基铝和甲基甲氧基硅烷，和炭黑。这些可作为混合物使用。另外，可将偶氮颜料掺入中间层以抑制短期电位波动。偶氮颜料的实例包括单偶氮颜料、双偶氮颜料、三偶氮颜料和四偶氮颜料。虽然待引入中间层的偶氮颜料可以是能够被用作电荷产生物质的颜料，但是如果如本发明那样将偶氮颜料引入中间层中，则偶氮颜料不必具有实质上的感光度。偶氮颜料中，优选包含由以下通式(1)表示的偶合剂结构的偶氮颜料，这是因为此类偶氮颜料在中间层用涂布液(其包含有机树脂和根据本发明的金红石型氧化钛晶体颗粒)中显示良好的分散稳定性，并因为此类偶氮颜料改善对初期电位波动的抑制和带电性。
权利要求
1.一种电子照相感光构件，其包括支承体；形成于所述支承体上的中间层；形成于所述中间层上、包含电荷产生物质的电荷产生层；和形成于所述电荷产生层上、包含空穴输送物质的空穴输送层，其中所述中间层为包含有机树脂和金红石型氧化钛晶体颗粒的层，所述金红石型氧化钛晶体颗粒含有锡且具有3nm以上至9nm以下的平均一次粒径。
2.根据权利要求1所述的电子照相感光构件，其中所述金红石型氧化钛晶体颗粒进一步含有氧化锆。
3.根据权利要求1或2所述的电子照相感光构件，其中所述金红石型氧化钛晶体颗粒表面涂布有二氧化硅。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的电子照相感光构件，其中所述有机树脂为聚酰胺。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的电子照相感光构件，其中所述金红石型氧化钛晶体颗粒在所述中间层中的含量为35质量％以上至65质量％以下，基于所述中间层的总质量。
6.一种处理盒，其一体化地支持根据权利要求1至5中任意一项所述的电子照相感光构件；和选自由以下单元组成的组中的至少一个单元充电单元，其用于使所述电子照相感光构件表面充电；显影单元，其用于使用调色剂将形成于所述电子照相感光构件表面上的静电潜像显影以在所述电子照相感光构件的表面上形成调色剂图像；和清洁单元，其用于除去将调色剂图像转印至转印材料上后残留于所述电子照相感光构件表面上的调色剂，所述处理盒可拆卸地安装到电子照相设备的主体上。
7.一种电子照相设备，其包括根据权利要求1至5中任意一项所述的电子照相感光构件；充电单元，其用于使所述电子照相感光构件的表面充电；曝光单元，其用于使用曝光光照射所述电子照相感光构件的充电表面以在所述电子照相感光构件的表面上形成静电潜像；显影单元，其用于使用调色剂将形成于所述电子照相感光构件表面上的所述静电潜像显影以在所述电子照相感光构件的表面上形成调色剂图像；和转印单元，其用于将形成于所述电子照相感光构件表面上的所述调色剂图像转印到转印材料上。
全文摘要
提供抑制长期电位波动和短期电位波动两者的电子照相感光构件，还提供各自具有所述电子照相感光构件的处理盒和电子照相设备。所述电子照相感光构件的中间层包含有机树脂和含有锡且具有3nm以上至9nm以下平均一次粒径的金红石型氧化钛晶体颗粒。
文档编号G03G5/14GK102356354SQ201080012188
公开日2012年2月15日 申请日期2010年4月20日 优先权日2009年4月23日
发明者田中正人, 石塚由香 申请人:佳能株式会社