電子照相感光構件、處理盒和電子照相設備的製作方法

2023-08-02 11:19:06

專利名稱：電子照相感光構件、處理盒和電子照相設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子照相感光構件、處理盒和電子照相設備。
背景技術：
使用有機光導電性物質的電子照相感光構件(有機電子照相感光構件)相對於使用無機光導電性物質的電子照相感光構件(無機電子照相感光構件)具有易於生產的優點，並且由於有機電子照相感光構件用材料能夠從眾多種材料中選擇因而在功能設計上具有更高的自由度的優點。近年來隨著雷射束印表機的迅速普及，這樣的有機電子照相感光構件已在市場中得到廣泛地使用。典型的電子照相感光構件具有支承體和形成於支承體上的感光層。另外，通常將層壓的感光層用作感光層，該層壓的感光層通過從支承體側依次疊加包含電荷產生物質的電荷產生層和包含空穴輸送物質的空穴輸送層而形成。另外，出於例如遮蓋支承體表面上的缺陷、改善支承體和感光層之間的粘合性、抑制幹涉條紋、防止感光層的電擊穿和抑制空穴由支承體注入感光層的目的，通常在支承體和感光層之間設置中間層。雖然該中間層具有上述優點，但其仍具有電荷趨於在中間層中累積的缺點。當長期反覆進行圖像形成時，電荷在中間層中的累積可增加電位波動，這能夠在輸出圖象中引起問題。日本專利申請特開2005-221923和2007-148357公開了通過將具有小粒徑的經表面處理的氧化鈦顆粒引入中間層來減輕電位波動或抑制幹涉條紋的技術。然而，當長期反覆進行圖像形成時，在電位波動方面仍然存在改善空間。另外，日本專利申請特開S59-84257、H09-90661和2000-66432公開了通過使用具有中間層的電子照相感光構件來減少當長期反覆進行圖像形成時的電位波動例如殘餘電位的增加或初期電位的減小。在現存情況下，可能發生初期感光度的劣化和帶電性的劣化， 並因此仍存在尚未充分解決的問題。近年來，隨著電子照相設備的高速化、圖像高質化和趨於全色化，已提出當反覆進行圖像形成時，將電位波動(暗區電位(帶電電位)或亮區電位的波動)抑制到更大程度的課題。電位波動的具體實例包括以下。(1)相對長期(從電子照相感光構件開始使用時直至電子照相感光構件到達其壽命結束的時期)內的電位波動。(2)相對短期(例如，連續圖像形成中從第一張直至約1，000張的時期)內的電位波動。存在將這樣的電位波動抑制至更大程度的需要。關於上述項(1)，通常，電子照相感光構件的使用時期越長，電子照相感光構件的電位特性劣化越大。即使當將已經長期使用的電子照相感光構件靜置時，電位特性返回開始使用電子照相感光構件時的狀態的可能性也低。因此，可以說上述項(1)中所述的長期電位波動的恢復性是不足的。關於上述項O)，例如，雖然為了在A4大小的紙張上形成圖像，電子照相感光構件旋轉幾次，但是電子照相感光構件的電位特性在紙張上波動，因此輸出圖像的色調或濃度可能變化。另外，當在多張紙上輸出相同圖像時，在第一張和第η張(其中η > 1)之間的圖像濃度可能不同。當在低溼環境下進行圖像形成時，該短期電位波動變得顯著。使用電子照相感光構件後通過使電子照相感光構件靜置，該短期電位波動恢復至一定程度。認為恢復性不足的上述項(1)中所述的長期電位波動是由於如上述項⑵中所述電子照相感光構件從反覆使用中未恢復的波動的逐漸累積引起的。電子照相感光構件應當在抑制上述項(1)中所述的長期電位波動和上述項(2)中所述的短期電位波動兩者的同時能夠始終穩定地進行圖像形成。

發明內容
本發明的目的是提供抑制長期電位波動和短期電位波動兩者的電子照相感光構件，以及各自具有電子照相感光構件的處理盒和電子照相設備。具體地，本發明是包括以下的電子照相感光構件支承體，形成於所述支承體上的中間層，形成於所述中間層上、包含電荷產生物質的電荷產生層，和形成於所述電荷產生層上、包含空穴輸送物質的空穴輸送層，其中中間層是包含有機樹脂和金紅石型氧化鈦晶體顆粒的層，所述金紅石型氧化鈦晶體顆粒含有錫且平均一次粒徑為3nm以上至9nm以下。另外，本發明涉及處理盒，其一體化地支持上述電子照相感光構件和選自由下述單元組成的組中的至少一個單元充電單元，其用於使電子照相感光構件表面充電；顯影單元，其用於使用調色劑將形成於電子照相感光構件表面上的靜電潛像顯影以在電子照相感光構件的表面上形成調色劑圖像；和清潔單元，其用於除去將調色劑圖像轉印至轉印材料上後殘留於電子照相感光構件表面上的調色劑，所述處理盒可拆卸地安裝到電子照相設備的主體上。另外，本發明涉及電子照相設備，其包括上述電子照相感光構件；充電單元，其用於使電子照相感光構件表面充電；曝光單元，其用於使用曝光光照射電子照相感光構件的充電錶面以在電子照相感光構件表面上形成靜電潛像；顯影單元，其用於使用調色劑將形成於電子照相感光構件表面上的靜電潛像顯影以在電子照相感光構件的表面上形成調色劑圖像；和轉印單元，其用於將形成於電子照相感光構件表面上的調色劑圖像轉印到轉印材料上。根據本發明，可提供抑制長期電位波動和短期電位波動兩者的電子照相感光構件，還提供各自具有電子照相感光構件的處理盒和電子照相設備。參考附圖從以下示例性實施方案的描述中本發明的進一步特徵將變得明顯。


圖1示出包括具有根據本發明的電子照相感光構件的處理盒的電子照相設備的基本構造的實例。
具體實施例方式本發明的電子照相感光構件包括支承體；形成於支承體上的中間層；形成於中間層上、包含電荷產生物質的電荷產生層；和形成於電荷產生層上、包含空穴輸送物質的空穴輸送層。另外，本發明的電子照相感光構件的特徵在於上述中間層是包含有機樹脂和金紅石型氧化鈦晶體顆粒的層，所述金紅石型氧化鈦晶體顆粒含有錫且平均一次粒徑為3nm以上至9nm以下。含有錫的金紅石型氧化鈦晶體顆粒如下獲得。首先，水解水溶性鈦鹽，例如氯氧化鈦(titanium oxychloride)、四氯化鈦和硫酸鈦，然後用鹼中和以產生含水氧化鈦。向所得含水氧化鈦中添加氧化錫，之後添加酸以進行膠溶作用，從而得到酸性二氧化鈦溶膠。乾燥該酸性二氧化鈦溶膠以產生含錫的金紅石型氧化鈦晶體顆粒。此外，也可通過以下來得到酸性二氧化鈦溶膠水解錫鹽如氯化錫和硫酸錫(tin sulfate)與水溶性鈦鹽的混合水溶液，然後用鹼中和所得產物以產生含水氧化鈦，並添加酸以進行膠溶作用。本發明中，含錫的金紅石型氧化鈦晶體顆粒是指氧化鈦中的部分鈦原子被錫取代的金紅石型氧化鈦晶體顆粒。下述氧化鋯與該錫的情況相同。本發明中使用的含有錫且平均一次粒徑為3nm以上至9nm以下的金紅石型氧化鈦晶體顆粒也稱為「根據本發明的金紅石型氧化鈦晶體顆粒」。此外，晶體顆粒的平均一次粒徑也稱作「平均微晶直徑」。雖然具體不清楚為什麼根據本發明的金紅石型氧化鈦晶體顆粒具有顯著抑制電位波動的效果，但是本發明人認為一個原因是比表面積非常大。從有效抑制長期電位波動和短期電位波動的觀點，根據本發明的金紅石型氧化鈦晶體顆粒中錫與鈦的摩爾比(Sn/Ti)優選為0. 02以上至0. 12以下。此外，從在中間層中的分散均勻性的觀點，優選根據本發明的金紅石型氧化鈦晶體顆粒進一步包括氧化鋯。在這種情況下，從達到高水平抑制電位波動和改善帶電性的觀點，氧化鋯與鈦的摩爾比(Zr/Ti)優選為0. 01以上至0. 05以下。另外，從改善帶電性以及抑制斑點和霧化的觀點，根據本發明的金紅石型氧化鈦晶體顆粒優選表面塗布有二氧化矽。另外，從達到高水平地抑制電位波動和改善帶電性的觀點，根據本發明的金紅石型氧化鈦晶體顆粒優選用有機酸例如檸檬酸和草酸或者烷基胺處理。將根據本發明的金紅石型氧化鈦晶體顆粒的商購產品的優選實例描述如下。然而，本發明不局限於這些實例。商品名TS_019(由Tayca Corporation製造，包含18質量％金紅石型氧化鈦晶體顆粒(其含有氧化鋯和錫，並且平均一次粒徑為8nm)的中性甲醇溶膠)。商品名TS_024(由Tayca Corporation製造，包含18質量％金紅石型氧化鈦晶體顆粒(其含有氧化鋯和錫，並且平均一次粒徑為8nm)的弱鹼性甲醇溶膠)。商品名TS_020(由Tayca Corporation製造，包含15質量％金紅石型氧化鈦晶體顆粒(其含有氧化鋯和錫，並且平均一次粒徑為8nm)的弱酸性水溶性溶膠)。根據本發明的金紅石型氧化鈦晶體顆粒的平均一次粒徑(平均微晶直徑)可通過以下方法測量和計算。
用X-射線衍射設備測定氧化鈦最強幹涉線(interference line)的峰的半值寬度β (弧度)和峰位置2 θ (弧度)。平均一次粒徑由下述謝樂公式(Scherrer' s equation)計算。金紅石型氧化鈦晶體顆粒的平均一次粒徑(平均微晶直徑)[nm] =Κ· λ/
(β cos θ )(在上述謝樂公式中，K表示常數，λ(nm)表示測量X射線(CuKa -射線0. 154nm) 的波長，β表示半值寬度，和θ表示X射線的入射角。)由於本發明的電子照相感光構件具有包含有機樹脂和根據本發明的金紅石型氧化鈦晶體顆粒的中間層，因而所述電子照相感光構件可抑制上述短期電位波動。因此，可抑制一張紙內圖像的色調變化。此外，當在多張上輸出相同的圖像時，可抑制在第一張和第η 張(其中η> 1)之間的圖像濃度的不同。另外，還可抑制上述長期電位波動，這是因為可以抑制當長期使用電子照相感光構件時電子照相感光構件的電位特性的劣化。如上所述，本發明的電子照相感光構件包括支承體；形成於支承體上的中間層； 形成於中間層上、包含電荷產生物質的電荷產生層；和形成於電荷產生層上、包含空穴輸送物質的空穴輸送層。支承體只需具有導電性(導電性支承體)即可。支承體的實例包括由金屬如鋁、不鏽鋼或鎳製成的支承體，和由表面上形成導電塗層的金屬、塑料或紙製成的支承體。另外， 支承體的形狀為例如圓筒形或膜形。其中，根據機械強度、電子照相特性和成本，優選由鋁製成的圓筒形支承體。雖然可以不加處理使用這些支承體，但可以在進行物理處理如切割或珩磨，或者化學處理如陽極氧化處理或酸處理後使用它們。出於例如遮蓋支承體表面上的缺陷或抑制幹涉條紋目的的導電層(也稱作「幹涉條紋防止層」)可在支承體和中間層之間形成。該導電層可通過將無機顆粒與可固化樹脂的單體或低聚物一起分散於溶劑中以製備導電層用塗布液，將所述液體施塗於支承體上，並乾燥施塗的塗布液而形成。無機顆粒的實例包括氧化錫、氧化銦、氧化鈦和硫酸鋇的顆粒。可固化樹脂的實例包括酚醛樹脂。導電層優選具有5μπι以上至30μπι以下的厚度。中間層形成於支承體或導電層上。中間層可通過將包含有機樹脂和根據本發明的金紅石型氧化鈦晶體顆粒的中間層用塗布液施塗於支承體或導電層上，並乾燥施塗的塗布液而形成。用於中間層的有機樹脂(粘結劑樹脂)的實例包括酚醛樹脂、環氧樹脂、聚氨酯、 聚碳酸酯、多芳基化合物、聚酯、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醯胺酸、聚乙烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸類共聚物、丙烯酸類樹脂、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮乙醛、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯醇縮苯甲醛(polyvinyl benzal)、聚乙烯醇縮甲醛、聚丙烯腈、聚丙烯醯胺、丙烯腈-丁二烯共聚物、聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、纖維素、三聚氰胺樹脂、直鏈澱粉、支鏈澱粉、聚碸、聚醚碸、聚醯胺(例如尼龍6、尼龍66、尼龍610、共聚物尼龍和烷氧基甲基化尼龍)和矽酮樹脂。這些樹脂可各自單獨或以其兩種以上的混合物使用。 這些樹脂中，從將電荷產生層用塗布液施塗於中間層上時的塗布性的觀點，優選聚醯胺。此外，聚醯胺中，從抑制電位波動的觀點，優選烷氧基甲基化尼龍，其中更優選N-甲氧基甲基化尼龍6。此外，出於調節體積電阻率和介電常數的目的，中間層中可包含金屬或金屬氧化物。具體實例包括金屬如鋁和銅的顆粒以及金屬氧化物如氧化鋁、氧化錫、氧化銦、氧化鈦、 氧化鋯、氧化鋅、二氧化矽、氧化鉭、氧化鉬和氧化鎢的顆粒。此外，中間層還可包含有機金屬化合物如四正丁氧基鋯、四正丁氧基鈦、異丙氧基鋁和甲基甲氧基矽烷，和炭黑。這些可作為混合物使用。另外，可將偶氮顏料摻入中間層以抑制短期電位波動。偶氮顏料的實例包括單偶氮顏料、雙偶氮顏料、三偶氮顏料和四偶氮顏料。雖然待引入中間層的偶氮顏料可以是能夠被用作電荷產生物質的顏料，但是如果如本發明那樣將偶氮顏料引入中間層中，則偶氮顏料不必具有實質上的感光度。偶氮顏料中，優選包含由以下通式(1)表示的偶合劑結構的偶氮顏料，這是因為此類偶氮顏料在中間層用塗布液(其包含有機樹脂和根據本發明的金紅石型氧化鈦晶體顆粒)中顯示良好的分散穩定性，並因為此類偶氮顏料改善對初期電位波動的抑制和帶電性。
權利要求
1.一種電子照相感光構件，其包括支承體；形成於所述支承體上的中間層；形成於所述中間層上、包含電荷產生物質的電荷產生層；和形成於所述電荷產生層上、包含空穴輸送物質的空穴輸送層，其中所述中間層為包含有機樹脂和金紅石型氧化鈦晶體顆粒的層，所述金紅石型氧化鈦晶體顆粒含有錫且具有3nm以上至9nm以下的平均一次粒徑。
2.根據權利要求1所述的電子照相感光構件，其中所述金紅石型氧化鈦晶體顆粒進一步含有氧化鋯。
3.根據權利要求1或2所述的電子照相感光構件，其中所述金紅石型氧化鈦晶體顆粒表面塗布有二氧化矽。
4.根據權利要求1至3中任意一項所述的電子照相感光構件，其中所述有機樹脂為聚醯胺。
5.根據權利要求1至4中任意一項所述的電子照相感光構件，其中所述金紅石型氧化鈦晶體顆粒在所述中間層中的含量為35質量％以上至65質量％以下，基於所述中間層的總質量。
6.一種處理盒，其一體化地支持根據權利要求1至5中任意一項所述的電子照相感光構件；和選自由以下單元組成的組中的至少一個單元充電單元，其用於使所述電子照相感光構件表面充電；顯影單元，其用於使用調色劑將形成於所述電子照相感光構件表面上的靜電潛像顯影以在所述電子照相感光構件的表面上形成調色劑圖像；和清潔單元，其用於除去將調色劑圖像轉印至轉印材料上後殘留於所述電子照相感光構件表面上的調色劑，所述處理盒可拆卸地安裝到電子照相設備的主體上。
7.一種電子照相設備，其包括根據權利要求1至5中任意一項所述的電子照相感光構件；充電單元，其用於使所述電子照相感光構件的表面充電；曝光單元，其用於使用曝光光照射所述電子照相感光構件的充電錶面以在所述電子照相感光構件的表面上形成靜電潛像；顯影單元，其用於使用調色劑將形成於所述電子照相感光構件表面上的所述靜電潛像顯影以在所述電子照相感光構件的表面上形成調色劑圖像；和轉印單元，其用於將形成於所述電子照相感光構件表面上的所述調色劑圖像轉印到轉印材料上。
全文摘要
提供抑制長期電位波動和短期電位波動兩者的電子照相感光構件，還提供各自具有所述電子照相感光構件的處理盒和電子照相設備。所述電子照相感光構件的中間層包含有機樹脂和含有錫且具有3nm以上至9nm以下平均一次粒徑的金紅石型氧化鈦晶體顆粒。
文檔編號G03G5/14GK102356354SQ201080012188
公開日2012年2月15日 申請日期2010年4月20日 優先權日2009年4月23日
發明者田中正人, 石塚由香 申請人:佳能株式會社