改進的成像元件的製作方法

2023-06-01 13:07:26

專利名稱：改進的成像元件的製作方法
技術領域：
0001目前公開的實施方案一般性涉及可用於成像設備元件和組
件的層，所述成像設備元件和組件用於靜電攝影，包括數字設備。更具
體地，實施方案涉及具有特殊感光體材料包(package)的改進的靜電攝影 成像元件，所述特殊感光體材料包包括厚導電底塗層、電荷產生層、長 壽命電荷傳輸層和任選的外塗層。在實施方案中，本發明成像元件可以 具有鼓基材。在實施方案中，本成像元件可用於提供使用高轉印電流的 靜電複印應用中的低重影設備。
背景技術：
因此，在此公開如下實施方案。
雖然在此公開的塗層可應用於柔性帶構型或剛性鼓形式的 電子照相成像元件，但是為了簡明的原因，以下討論關注於鼓形式的電 子照相成像元件。鼓式感光體的長期耐久性極大地超過帶式感光體的長 期耐久性。 一些鼓感光體塗有一個或多個塗層。塗層可以由公知的技術， 例如浸塗或噴塗來施塗。鼓的浸塗通常包括浸沒圓柱形鼓，同時在整個 塗布和後續的乾燥操作過程中鼓的軸保持在豎直定位。[0041

圖1為具有鼓構型的多層電子照相成像元件的示例性實施 方案。如可以看到的，示例性成像元件包括剛性載體基材IO、底塗層14、 電荷產生層18和電荷傳輸層20。剛性基材可以由選自金屬、金屬合金、 鋁、鋯、鈮、鉭、釩、鉿、鈦、鎳、不鏽鋼、鉻、鴒、鉬及其混合物的述的圖像層。:附圖中所示的i代方案中，電荷產生層也可以設置在電 荷傳輸層之上。應理解這些層的功能組分可以另外結合成單層。0042外塗層[0043成像元件的其它層可以包括例如任選的外塗層32。如果需 要，任選的外塗層32可以設置在電荷傳輸層20之上，用來提供成像元件 表面保護和改進耐磨性。在實施方案中，外塗層32可以具有約0.1微米至 約1 O微米或約1微米至約1 O微米，或在特殊實施方案中約3微米的厚度。 這些外塗層可以包括電學上絕緣的或略微半導電的熱塑性有機聚合物 或無機聚合物。例如，外塗層可以由包括在樹脂中的顆粒添加劑的分散 體製造。用於外塗層的合適顆粒添加劑包括金屬氧化物，包括氧化鋁， 非金屬氧化物，包括二氧化矽，或低表面能聚四氟乙烯(PTFE),及其組 合。合適的樹脂包括適用於光產生層和/或電荷傳輸層的上述那些，例如聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇縮丁醛、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、羥基改性氯乙烯/乙酸乙烯酯 共聚物、羧基和羥基改性氯乙烯/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、聚碸、聚芳醚、聚芳碸、聚 醚碸、聚乙烯、聚丙烯、聚曱基戊烯、聚苯硫醚、聚矽氧烷、聚丙烯酸 酯、聚乙烯醇縮醛、聚醯胺、聚醯亞胺、氨基樹脂、苯醚樹脂、對苯二 曱酸樹脂、苯氧基樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、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、醇酸樹脂、纖維素成膜劑、 聚(醯胺醯亞胺)、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-醇酸樹脂、聚乙烯口卡唑及其組合。
外塗層可以是連續的，並且具有約0.5微米至約10微米，在實施方案中約 2微米至約6微米的厚度。 [0044基材
0045感光體載體基材10可以是不透明的或基本透明的，並且可 以包括具有所需機械性能的任何合適的有機或無機材料。整個基材可以 包括與導電性表面中的材料相同的材料，或導電性表面可以僅是基材上 的一個塗層。可以使用任何合適的導電性材料，例如金屬或金屬合金。 典型的導電性材料包括銅、黃銅、鎳、鋅、鉻、不鏽鋼、導電塑料和橡 膠、鋁、半透明鋁、鋼、鎘、銀、金、鋯、鈮、鉭、釩、鉿、鈦、鎳、 鈮、不鏽鋼、鉻、鴒、鉬、由包含在其中的合適材料賦予導電性或通過 在潮溼空氣中調理以確保存在足夠的水含量以賦予材料導電性的紙、 銦、錫、金屬氧化物，包括氧化錫和氧化銦錫等。其可以是單一金屬化 合物或不同金屬和/或氧化物的雙層。
00461 基材10也可以完全由導電性材料配製，或者其可以為包括 無機或有機聚合物材料的絕緣材料，例如MYLAR，可購自DuPont的雙 向取向聚對苯二曱酸乙二醇酯，或可以KALEDEX 2000得到的聚萘二甲 酸乙二醇酯，接地層12包括導電性鈦或鈦/鋯塗層，或者具有半導電錶面 層的有機或無機材料層，例如氧化銦錫、鋁、鈦等，或僅由諸如鋁、鉻、 鎳、黃銅、其它金屬等的導電性材料組成。載體基材的厚度取決於許多 因素，包括機械性能和經濟考慮。0047基材10可以具有許多不同的構型，例如板、圓柱體、鼓、 蝸形管、環狀柔性帶等。在基材為帶狀的情況下，該帶可以是有縫或無 縫的。在實施方案中，在此的感光體為鼓構型。
任何合適的非活性樹脂材料可以用作電荷產生層18中的基 料。典型的有機樹脂基料包括熱塑性和熱固性樹脂，例如聚碳酸酯、聚 酯、聚醯胺、聚氨酯、聚苯乙烯、聚芳醚、聚芳碸、聚丁二烯、聚碸、 聚醚碸、聚乙烯、聚丙烯、聚醯亞胺、聚甲基戊烯、聚苯硫醚、聚乙烯 醇縮丁醛、聚乙酸乙烯酯、聚矽氧烷、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇縮醛、聚
13醯胺、聚醯亞胺、氨基樹脂、苯醚樹脂、對苯二曱酸樹脂、環氧樹脂、 酚醛樹脂、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、醇酸樹脂、纖維素成膜劑、聚(醯胺醯亞胺)、 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-醇酸樹脂等的一種或多種。另一種成膜聚合物基料為
PCZ-400 (聚(4,4'-二羥基-二苯基-l,l-環己烷)，其具有40,000的粘度-分子 量，併購自Mitsubishi Gas Chemical Corporation (東京，日本)。
0065電荷產生材料可以以各種量存在於樹脂基料組合物中。通 常，約5體積％至約90體積％的電荷產生材料分散在約95體積％至約10體 積％的樹脂基料中，和更特別地約20體積％至約60體積％的電荷產生材 料分散在約80體積％至約40體積％的樹脂基料組合物中。 在特殊的實施方案中，電荷產生層18可以具有約0.1 pm至 約2pm,或約0.2 pm至約l ixm的厚度。這些實施方案可以包括氯鎵酞菁 或羥基鎵酞菁或其混合物。特殊的實施方案具有比率為約10/90至約 90/10的顏料/基料共混物。 一個特殊實施方案中的基料為乙烯基樹脂， 例如聚(氯乙烯/乙酸乙烯酯)樹脂(例如VMCH,購自Union Carbide)。這 些實施方案包括具有不同敏感性的氯鎵酞菁顏料共混物的電荷產生層。 雖然在每個層中包括大約相同量的顏料，但是這些電荷產生層具有由顏 料熱處理調節的敏感性不同的顏料。用於可調節成像元件的電荷產生層 公開在2007年2月6日提交的Lanhui Zhang等人的名為"Tunable Electrophotographic Imaging Member and Method of Making the Same，,(代 理人檔案號20060296-US-NP)中，在此將其全部引入作為參考。通過具 有經歷不同熱處理的相同顏料的組合，確定顏料/顏料重量比來調節敏感 性。進行熱處理使顏料敏感性適中，並以一定比率組合所得顏料，使得 可以基於重量/重量比調節最終的顏料敏感性。當乾燥時，含有電荷產生 材料和樹脂基料材料的電荷產生層18的厚度通常為約0.1 )Lim至約5 例如約0.2pm至約3iLim。電荷產生層厚度通常與基料含量有關。更高基 料含量組合物通常使用更厚的層用於電荷產生。-苯基曱烷(DHTPM)等。至少 一 個電荷傳輸層中的抗氧劑的 wt。/o為約0 wt。/。至約20 wt%,約l wtQ/。至約10 wt%,或約3 wt。/o至約8 wt%。 [0074電荷傳輸層應為絕緣體，其程度為空穴傳輸層上設置的靜 電荷在沒有照明的情況下不被傳導，速率足以防止其上靜電潛像形成和 保持。電荷傳輸層基本不吸收預定用途區域內的可見光或輻射，但是是 電學"活潑的，，，也即其允許來自光電導層，也即電荷產生層的光生空穴 注入，並且允許這些空穴經由自身傳輸，在活潑層的表面上有選擇地釋 方文表面電荷。
0075可以使用任何其它合適的和常規的技術來形成並然後將電 荷傳輸層混合物施加至載體基材層。電荷傳輸層可以在單一塗布步驟或 多個塗布步驟中形成。可以使用浸塗、環塗、噴塗、凹印或任何其它鼓 式塗布方法。
[0076乾燥沉積的塗層可以由任何合適的常規技術，例如烘乾、 紅外線輻射乾燥、空氣乾燥等完成。為了最佳的光電和機械結果，乾燥 之後電荷傳輸層的厚度為約10pm至約40iLim，或約12 pm至約36 |xm。在 另一個實施方案中，厚度為約14nm至約36^im。
[0077對於電記錄的成像元件，導電層之上的柔性介電層可以代 替活性光電導層。任何合適的、普通的、柔性的、電學絕緣的、熱塑性 介電聚合物基質材料可以用於電記錄的成像元件的介電層中。如果需 要，在此公開的柔性帶狀物可以用於其中周期耐久性重要的其它目的。
[0078製備的成像鼓其後可以用於任何合適的和常規的電子照相 成像方法，其在成像暴露於活化電磁輻射之前使用均勻的電荷。當電子 照相元件的成像表面均勻帶有靜電荷並且成像暴露於活化電磁輻射時， 可以使用常規的正像或反像顯影技術以在電子照相成像元件的成像表面上形成標記材料圖像。由此，通過施加合適的電偏壓和選擇具有合適 電荷極性的調色劑，在電子照相元件的成像表面上的帶電區域或放電區 域中形成調色劑圖像。例如，對於正像顯影，帶電的調色劑顆粒被吸引 到成像表面的帶相反電荷的靜電區域，而對於反像顯影，帶電的調色劑 顆粒被吸引到成像表面的放電區域。
[0079
電子照相設備可以通過在標記機器中印刷來評價，在該標 記機器中已經安裝根據示例性實施方案形成的感光體帶狀物。也可以由 普通的電學鼓式掃描儀研究固有電性能。
[0080圖2顯示成像設備50的實施方案的示意性位置。成像設備50 裝有成像元件52，例如圓柱形成像或感光體鼓，具有接收在其上的靜電 潛像的電荷保持表面。圍繞成像元件52可以以下述順序設置用於消除成 像元件52上殘餘的靜電荷的靜電消除光源54,用於去除成像元件52上殘 留的調色劑的任選的清潔刮刀56 ，用於使成像元件52帶電的帶電組件 58,例如帶電輥，用於根據圖像信號曝光成像元件52的曝光雷射光學系 統60,將顯影劑材料施加至電荷保持表面以在成像元件52中形成顯影圖 像的顯影組件62,以及將調色劑圖像從成像元件52轉印到複製基材66, 例如紙上的轉印組件64,例如轉印輥。同樣，成像設備50裝有熔凝組件 68，例如熔凝器/定影輥，以將由轉印組件64轉印的調色劑圖像熔凝到復 制基材66上。
[0081曝光雷射光學系統60裝有用於根據經過數字處理的圖像信 號輻射雷射光線的雷射二極體(例如振蕩波長780 nm),偏振該輻射雷射 光線的多面體鏡子，和以勻速和一定尺寸移動雷射光線的透鏡系統。
[0082在此包括的各種示例性實施方案包括成像方法，該方法包 括在成像元件上產生靜電潛像，顯影潛像，和將顯影的靜電圖像轉印至 合適的基材上。
[0083製備並在感光體鼓的基材之上直接形成包括g-氨基丙基三 乙氧基矽烷、三丁氧基乙醯丙酮酸鋯和聚乙烯醇縮丁醛的三組分底塗 層。所得乾燥的底塗層具有約0.5 pm至約3 iLim的厚度。包括氯鎵和聚(氯 乙烯/乙酸乙烯酉旨)樹脂(例如購自Union Carbide的VMCH)的電荷產生層 在底塗層之上形成。電荷產生層由顏料/基料比為約50:50至約65:35,分 散在乙烯基樹脂基料中的具有不同敏感性的氯鎵酞菁共混物組成。在感 光體鼓的電荷產生層之上形成厚度為約12 pm至約36 pm的PTFE-摻雜的電荷傳輸層。該電荷傳輸層具有約35至約45 wt。/。的mTBD,約55至約65 wt。/o的PCZ基料，例如PCZ-400 (Mw-40,000),約lwto/。的抗氧劑，約2至 約15%的PTFE顆粒(包括分散PTFE的表面活性劑)的特定組成。
[0084上述示例性實施方案證明了優異的耐磨性、周期穩定性和 放電特性。這種成像元件也已經證明在成像系統中在升高的加工速率下 產生高質量黑色和彩色印刷品的能力，以及在升高的正遷移電流下，例 如約2 0至約5 5 iLi A的正遷移電流下在印刷品中觀察到重影減少。
權利要求
1.成像元件，包括剛性組分形式的基材，其中該基材具有約500微米至約3,000微米的厚度；設置在基材上的底塗層；設置在底塗層上的電荷產生層，其中電荷產生層包括經由熱處理得到的具有不同敏感性的酞菁顏料的共混物，最終的顏料敏感性經由酞菁顏料的重量比來調節；和設置在電荷產生層上的電荷傳輸層，其中電荷傳輸層包括粘度分子量為約20,000至約150,000的聚碳酸酯基料。
2. 權利要求l的成像元件，其中底塗層為包括g-氨基丙基三乙氧基 矽烷、乙醯丙酮酸三丁氧基鋯和聚乙烯醇縮丁醛的三組分層。
3. 權利要求l的成像元件，其中酞菁顏料的共混物包括氯鎵酞菁。
4. 權利要求3的成像元件，其中氯鎵酞菁以約10/90至約90/10的顏料 /樹脂比分散在乙烯基樹脂中。
5. 成像元件，包括剛性組分形式的基材，其中該基材具有約500微米至約3,000微米的 厚度；設置在基材上的底塗層，其中底塗層具有約0.5微米至約3微米的厚 度，並且為包括g-氨基丙基三乙氧基矽烷、乙醯丙酮酸三丁氧基鋯和聚 乙烯醇縮丁醛的三組分層；設置在底塗層上的電荷產生層，其中電荷產生層包括經由熱處理得 到的具有不同敏感性的氯鎵酞菁顏料的共混物，最終的顏料敏感性經由 氯鎵酞菁顏料的重量比來調節，並且其中氯鎵酞菁以約10/90至約90/10 的顏料/樹脂比分散在乙烯基樹脂中；設置在電荷產生層上的電荷傳輸層，其中電荷傳輸層具有約12微米 至約36微米的厚度，並且包括粘度分子量為約20,000至約150,000的聚碳 酸酯基料和選自N,N'-二苯基-N,N-二(3-曱基苯基)-l,l'-聯苯-4,4'-二胺、三 苯基胺、N,N,N',N'-四-對曱苯基-1,1 '-聯苯-4,4'-二胺及其混合物的芳基胺； 和設置在電荷傳輸層之上的任選的外塗層。
6. 用於在記錄介質上形成圖像的成像設備，包括a) 具有用於接收在其上的靜電潛像的電荷保持表面的成像元件，其 中該成像元件包括剛性組分形式的基材，其中該基材具有約500微米至約3,000微 米的厚度，設置在基材上的底塗層，設置在底塗層上的電荷產生層，其中電荷產生層包括經由熱處 理得到的具有不同敏感性的酞菁顏料的共混物，最終的顏料敏感性 經由酞菁顏料的重量比來調節，和設置在電荷產生層上的電荷傳輸層，其中電荷傳輸層包括粘度 分子量為約20,000至約150,000的聚碳酸酯基料；b) 用於向電荷保持表面施加顯影劑材料以顯影靜電潛像而在電荷 保持表面上形成顯影圖像的顯影組件；c) 用於將顯影圖像從電荷保持表面轉印至複製基材的轉印組件；和d) 用於將顯影圖像熔凝至複製基材的熔凝組件。
全文摘要
本發明公開了改進的成像元件。在此公開的實施方案涉及可用於靜電複印法的電荷傳輸層。更具體地，實施方案涉及具有特殊感光體材料包的改進的靜電攝影成像元件，所述特殊感光體材料包包括底塗層、具有特殊顏料共混物的電荷產生層、長壽命電荷傳輸層和任選的外塗層。
文檔編號G03G5/04GK101661231SQ200810146379
公開日2010年3月3日 申請日期2008年8月27日 優先權日2007年8月28日
發明者J·L·沃森, K·A·懷萊士, L·張, N·L·貝爾克納普 申請人:施樂公司