CN101201560A - 静电潜像承载元件以及使用该静电潜像承载元件的图像形成装置、图像形成方法和印刷墨盒 - Google Patents

静电潜像承载元件以及使用该静电潜像承载元件的图像形成装置、图像形成方法和印刷墨盒 Download PDF

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Abstract

提供静电潜像承载元件以及使用该静电潜像承载元件的图像形成装置、图像形成方法和印刷墨盒,该静电潜像承载元件包括:含有下列通式(1)表示的化合物和异氰酸酯化合物与具有至少两个羟基的活性电荷输运物质之间交联形成的交联树脂的最外表面层,其中R1和R2可以相同或者不同,每一个代表取代的或未取代的烷基;R3代表具有至少一个羟基的烷基和芳基中一种。

Description

静电潜像承载元件以及使用该静电潜像承载元件的图像形成装置、图像形成方法和印刷墨盒
技术领域
[0001]本发明涉及使用电子照相术的图像形成过程中使用的静电潜像承载元件,图像形成过程例如复印机、静电打印、打印机、传真机和静电记录,并且本发明涉及使用该静电潜像承载元件的图像形成装置、图像形成方法和印刷墨盒(process cartridge)。
背景技术
[0002]在使用电子照相术的图像形成装置例如复印机、打印机或传真机中,均匀充电的静电潜像承载元件(下文中有时称为“光电导体”、“电子照相光电导体”或“图像承载元件”)被用图像数据调节的写入光束(write beam)照射,以在其上形成静电潜像,并且将墨粉通过显影元件提供到图像。然后,将在光电导体上显影的图像(墨粉图像)转印到记录介质(记录纸)上,并且加热和印刷到记录介质上,这通过定影元件进行,以便定影在记录介质上。同时,残留在光电导体表面上的墨粉颗粒通过清洁刮片被刮掉,以回收。
[0003]在使用电子照相术的这类图像形成装置中,含有有机光学光电导材料的有机光电导体被广泛使用。有机光电导体在诸多方面优于其它的导电光电导体,如处于从可见到红外光束范围波长的各种曝光光源的材料容易被显影、可以选择几乎没有环境影响的材料和制造成本更低。然而,这些有机光电导体的问题是它们具有低的机械强度,因此在长期使用期间,其有机光电导体层逐渐磨损,并因此当光电导体层磨损到一定程度时,导致光电导体电特性的变化,并且导致不能进行正常的图像形成过程。光电导体层在与其它图像形成元件如图像形成过程中的显影元件和转印元件接触的任何位置磨损。
[0004]为了克服这个问题,进行了许多研究,以通过减少磨损提高光电导体的寿命,并且为了达到该目的而提出了各种建议。例如,日本专利申请特许公开(JP-A)第06-118681号建议,使用含有胶态二氧化硅的可固化有机硅树脂作为光电导体的表面保护层。
[0005]JP-A第09-124943号和第09-190004号都提出一种在表面上具有树脂层的光电导体,在该树脂层中,有机硅修饰的空穴输运化合物(hole transportingcompound)被被结合到可固化有机硅基的聚合物分子上。
[0006]JP-A第2000-171990号提出一种固化可固化的具有电荷输运性赋予基团(charge transportability-imparting group)的硅氧烷树脂的方法,使得固化的树脂具有三维网络。
[0007]JP-A第2003-186223号提出一种具有保护层的光电导体,在其中含有电荷输运物质,所述电荷输运物质具有至少一个羟基、三维交联树脂和导电颗粒。
[0008]尽管公开在JP-A第06-118681号的发明成功地提高了由含有胶态二氧化硅的可固化有机硅树脂制成的表面层的耐磨性,但是在重复使用后光电导体的电特性变差,灰化(fogging)和/或图像模糊更可能发生,并且其耐久性比近年来需求的持续更长的光电导体更低。
[0009]对于JP-A第09-124943号和第09-190004号描述的发明,光电导体的树脂层倾向于引起图像模糊并且因此在实际使用之前,需要鼓式加热器(drumheater)或类似物来防止这种模糊,这导致装置体积和成本增加。而且,不能充分降低曝光区域的残留电势可导致在低电势显影过程中图像密度降低,在该过程中图像形成是用降低的充电电势实现的。
[0010]对于JP-A第2000-171990号公开的发明,其可导致在涂层上产生裂纹,这被认为是由涂层体积收缩引起的。这个问题尤其发生在结合使用便宜的、容易操作的商业可得的涂层剂时。另外,曝光区域的残留电势水平取决于涂层厚度,在低电势显影过程中降低的图像密度可能成为一个问题。而且增加电荷输运性赋予基团的量导致涂层强度降低,因此可能不能提供足够的耐久性。增加电荷输运性赋予基团的量可进一步引起图像模糊。因此,容易并且经济地获得能在长时间内输出优异的图像的电子照相光电导体是困难的。
[0011]对于在JP-A第2003-186223号公开的发明的构造,其可以成功获得增加的抗磨性并将残留电势减少到一定程度;然而,在保护层中简单加入导电颗粒降低了保护层的体积电阻。因为这个原因,由于在高温、高湿条件下的静电潜像位移,图像模糊容易发生。另外,因为电荷输运物质也构成保护层三维交联网络的结构元件,所以在保护层中电荷输运物质的比例越大,其分子结构特别是羟基的数量和/或结合位置对抗磨性的影响越大。因此,在一些情况下,可能导致不能得到足够的抗磨性。
[0012]作为本发明人进行大量研究的结果,越来越确定其表面层是电荷输运氨基甲酸乙酯树脂层的电子照相光电导体提供了明显增加的抗磨性,同时获得了减小的残留电势,所述电荷输运氨基甲酸乙酯树脂层是通过聚合异氰酸酯化合物和具有特定结构的电荷输运活性物质制备的。然而,也确定具有这样结构的电子照相光电导体,由于当它们的表面层暴露于氧化气体例如臭氧或NOX时静电潜像位移而引起图像模糊。在数字图像形成装置中,这类图像模糊减小了由细点(finedot)形成的半色调图像的图像密度,导致异常图像。因此,在本领域仍需要得到进一步的改进。
发明内容
[0013]本发明的目标是提供静电潜像承载元件,其具有高抗磨性和优异的电子显影成像特性,并且其能在长时间内形成稳定图像;并提供使用该静电潜像承载元件的图像形成装置、图像形成方法和印刷墨盒。
[0014]解决前述问题的方法如下。
[0015]<1>静电潜像承载元件,包括:含有下列通式(1)描述的化合物和异氰酸酯化合物与具有至少两个羟基的电荷输运活性物质交联形成的交联树脂的最外表面层。
Figure S2007101961631D00031
其中R1和R2可以相同或者不同,每一个代表取代的或未取代的烷基;
R3代表具有至少一个羟基的烷基和芳基的一种。
[0016]<2>根据<1>的静电潜像承载元件,包括基底、基底上的光敏层和光敏层上的保护层,其中保护层构成最外表面层。
[0017]<3>根据<1>的静电潜像承载元件,其中最外表面层包括由具有化学式MxSbyOz(其中M表示金属元素;x、y和z的每一个表示其相应元素的摩尔比)的化合物构成的导电细粒。
[0018]<4>根据<3>的静电潜像承载元件,其中导电细粒由锑酸锌(ZnSb2O6)构成。
[0019]<5>根据<1>的静电潜像承载元件,其中最外表面层包含由选自二氧化硅、氧化铝、氧化钛和氧化锡的至少一种化合物构成的细粒。
[0020]<6>根据<1>的静电潜像承载元件,其中异氰酸酯化合物包括芳环和两个或多个异氰酸酯基团。
[0021]<7>根据<6>的静电潜像承载元件,其中异氰酸酯化合物是二异氰酸酯化合物和多元醇的加成物。
[0022]<8>根据<1>的静电潜像承载元件,其中在异氰酸酯化合物中的异氰酸酯基团(-NCO)的含量按质量计为3%到50%。
[0023]<9>根据<1>的静电潜像承载元件,其中电荷输运活性物质的含量按质量计为5%到45%。
[0024]<10>根据<1>的静电潜像承载元件,其中电荷输运物质是下列通式(2)表示的化合物。
Figure S2007101961631D00041
其中n表示连接于取代基X的取代基Y的数量,并且其为1到4的整数;Y表示,当n=1时具有至少两个羟基和1到6个碳原子的有机基团,当n=2到4时具有羟基和1到50个碳原子的亚烷基基团,任选地,所述亚烷基基团具有除羟基以外的取代基(一个或多个);以及X表示电荷输运化合物基团。
[0025]<11>根据<10>的静电潜像承载元件,其中取代基X包括二芳氨基基团-NAr1Ar2,这里Ar1和Ar2独立地表示取代的或未取代的芳基。
[0026]<12>根据<10>的静电潜像承载元件,其中取代基X包括下列通式(3)描述的结构,在其中,连接于芳基的氢原子被除去。
Figure S2007101961631D00042
其中,Ar1和Ar2独立地表示取代的或未取代的芳基;Ar表示亚芳基。
[0027]<13>根据<10>的静电潜像承载元件,其中取代基X包括下列通式(4)表示的结构,在其中,连接于芳基的氢原子被除去。
Figure S2007101961631D00043
其中,Ar1、Ar2和Ar3独立地表示取代的或未取代的芳基;Ar表示亚芳基;R表示氢原子或芳基。
[0028]<14>根据<10>的静电潜像承载元件,其中取代基X包括下列通式(5)表示的结构,在其中,连接于芳基的氢原子被除去。
Figure S2007101961631D00044
其中,Ar1和Ar2独立地表示取代的或未取代的芳基;Ar5和Ar6独立地表示烷基或芳基;Ar表示亚芳基。
[0029]<15>根据<1>的静电潜像承载元件,其中电荷输运活性物质包括其中的羟基连接于两个相邻碳原子中每一个的结构。
[0030]<16>根据<10>的静电潜像承载元件,其中取代基Y包括下列通式(6)表示的结构。
Figure S2007101961631D00051
其中,n表示连接于取代基X的取代基的数量,并且其为1到4的整数;R表示含有1到50个碳原子的二价取代基。
[0031]<17>根据<10>的静电潜像承载元件,其中取代基Y包括下列通式(7)表示的结构。
Figure S2007101961631D00052
其中,n表示连接于取代基X的取代基的数量,并且其为2到4的整数;Z表示含有1到50个碳原子的二价取代基或者表示单键。
[0032]<18>根据<1>的静电潜像承载元件,其中最外表面层包括使用异氰酸酯化合物和至少一种多元醇化合物形成的交联树脂,所述多元醇化合物不被用作电荷输运活性物质。
[0033]<19>根据<18>的静电潜像承载元件,其中至少一种多元醇化合物具有150或以下的分子量与羟基数量的比例(分子量/羟基数量)。
[0034]<20>图像形成装置,其包括:静电潜像承载元件;被配置用于在静电潜像承载元件上形成静电潜像的静电潜像形成元件;被配置用于通过使用墨粉显影静电潜像以形成可见图像的显影元件;被配置用于将可见图像转印到记录介质的转印元件;以及被配置用于定影可见图像到记录介质的定影元件,其中静电潜像承载元件包括:含有下列通式(1)描述的化合物和异氰酸酯化合物与具有至少两个羟基的电荷输运活性物质交联形成的交联树脂的最外表面层。
Figure S2007101961631D00053
其中R1和R2可以相同或者不同,每一个代表取代的或未取代的烷基;R3代表具有至少一个羟基的烷基和芳基的一种。
[0035]<21>根据<20>的图像形成装置,其进一步包括被配置用于通过与表面接触从静电潜像承载元件的表面去除残留墨粉颗粒的清洁单元。
[0036]<22>根据<20>的图像形成装置,其进一步包括充电装置和曝光元件,其中充电装置靠近静电潜像承载元件,但并不与其接触,并且该充电装置通过施加直流和交流电压并且将施加的电压施用到表面而对静电潜像承载元件的表面充电。
[0037]<23>根据<20>的图像形成装置,其中充电装置是充电辊(charge roller),其通过在该辊的两端提供缝隙形成元件,而靠近静电潜像承载元件,但并不与其接触,并且该充电辊通过施加直流和交流电压并且将施加的电压施用到表面而对静电潜像承载元件的表面充电。
[0038]<24>根据<20>的图像形成装置,其进一步包括润滑剂应用机构,通过该机构,润滑赋予剂被运用到静电潜像承载元件的表面上。
[0039]<25>根据<24>的图像形成装置,其中润滑赋予剂是选自硬脂酸锌、硬脂酸铝和硬脂酸钙的至少一种。
[0040]<26>根据<20>的图像形成装置,其中墨粉包括粘合剂树脂、着色剂和防粘剂。
[0041]<27>根据<20>的图像形成装置,其中墨粉如此制备:将墨粉材料溶解或分散在有机溶剂中以制备墨粉溶液,所述墨粉材料包括至少一种含活性氢基团的化合物和能与该化合物反应的聚合物;将所述墨粉溶液乳化或分散在水介质中以制备分散液,在其中所述化合物和所述聚合物反应形成水介质中的颗粒状粘性基质材料;以及从分散液中除去有机溶剂。
[0042]<28>根据<20>的图像形成装置,其中墨粉具有0-93到1.00的平均圆形度。
[0043]<29>根据<20>的图像形成装置,其中墨粉具有用于形成彩色图像的不同颜色。
[0044]<30>根据<20>的图像形成装置,其中每一个具有静电潜像承载元件、静电潜像形成元件、显影元件和转印元件的多个图像形成部件被排列成一行。
[0045]<31>根据<20>的图像形成装置,其包括将在各个静电潜像承载元件上形成的墨粉图像初级转印的中间转印元件;以及将墨粉图像二级转印到记录介质的转印元件,其中具有不同颜色的墨粉图像被顺序叠加,以形成彩色图像,且所述彩色图像被转印到所述记录介质。
[0046]<32>图像形成方法,其包括:在静电潜像承载元件上形成静电潜像;通过使用墨粉将所述静电潜像显影,以形成可见图像;将所述可见图像转印到记录介质;以及将所述可见图像定影到所述记录介质,其中所述静电潜像承载元件是根据<1>到<19>的任一项所述的静电潜像承载元件。
[0047]<33>印刷墨盒,其包括:选自充电装置、曝光元件、转印元件和清洁元件的至少一个元件;和根据<1>到<19>的任一项所述的静电潜像承载元件。
[0048]在本发明的静电潜像承载元件中,最外表面层包括:(1)由具有至少两个羟基的电荷输运活性物质与异氰酸酯化合物交联形成的交联树脂,以及(2)下列通式(1)表示的化合物。
Figure S2007101961631D00071
其中R1和R2可以相同或者不同,每一个代表取代的或未取代的烷基;
R3代表具有至少一个羟基的烷基和芳基的一种。
[0049]如上所述,静电潜像承载元件在其最外表面层具有由含有至少两个羟基的电荷输运活性物质与异氰酸酯化合物通过聚合形成的交联树脂,当暴露于氧化气体例如臭氧或NOx时,易于降低图像密度。比较而言,本发明的静电潜像承载元件具有含有特定结构的叔胺,因而这类气体的影响可被明显降低。因此,本发明可提供高度持久的静电潜像承载元件,其具有高抗磨性和优异的耐气性,并且能在长时期内形成稳定图像。
[0050]本发明的图像形成装置包括:静电潜像承载元件;被配置用于在静电潜像承载元件上形成静电潜像的静电潜像形成元件;被配置用于通过使用墨粉显影静电潜像以形成可见图像的显影元件;被配置用于将可见图像转印到记录介质的转印元件;以及被配置用于将可见图像定影到记录介质的定影元件,其中静电潜像承载元件是本发明的静电潜像承载元件。因此,本发明的图像形成装置能在长时期内稳定形成优异的图像。
[0051]本发明的图像形成方法包括:在静电潜像承载元件上形成静电潜像;通过使用墨粉将所述静电潜像显影以形成可见图像;将所述可见图像转印到记录介质;以及将所述可见图像定影到所述记录介质,其中所述静电潜像承载元件是本发明的静电潜像承载元件。因此,本发明的图像形成方法能在长时期内稳定形成优异的图像。
[0052]本发明的印刷墨盒包括:选自充电装置、曝光元件、转印元件和清洁元件的至少一个元件;和本发明的静电潜像承载元件。因此,本发明的印刷墨盒具有极好的便利性,并且能在长时期内稳定形成优异的图像。
附图说明
[0053]图1是示出本发明静电潜像承载元件的层结构的实例的示意性剖视图。
[0054]图2是示出本发明静电潜像承载元件的层结构的另一实例的示意性剖视图。
[0055]图3是示出本发明静电潜像承载元件的层结构的仍然另一实例的示意性剖视图。
[0056]图4是示出本发明静电潜像承载元件的层结构的还是另一实例的示意性剖视图。
[0057]图5是示出本发明图像形成装置的实例的示意图。
[0058]图6是示出用于本发明图像形成装置的润滑剂应用机构的实例的示意图。
[0059]图7是示出本发明图像形成装置的另一实例的示意图。
[0060]图8是示出本发明图像形成装置的又一实例的示意图。
[0061]图9是示出通过使用本发明的图像形成装置(串联式彩色图像形成装置),实施本发明的图像形成方法的实例的示意性说明图。
[0062]图10是图9的图像形成装置的局部放大说明图。
[0063]图11是示出本发明印刷墨盒的实例的示意图。
[0064]图12是1,2-二羟基-3-[4′-(二-对甲苯基氨基)茋-4-基氧]丙烷(1,2-dihydroxy-3-[4′-(di-p-tolyamino)stilbene-4-iloxy]propane,CTP-2)的IR(红外)谱图。
具体实施方式
(静电潜像承载元件)
[0065]本发明的静电潜像承载元件包括至少最外表面层,并且包括基底,以及进一步包括在适当位置的另外的层(一层或多层)。
—层结构—
[0066]作为具体层结构的第一个实施方式,静电潜像承载元件包括基底和在基底上的单层光敏层,并进一步包括保护层、中介层和如果合适,另外的层(一层或多层)。
[0067]作为第二个实施方式,静电潜像承载元件包括层压光敏层,其按顺序由电荷产生层和电荷输运层在基底上形成,并且也进一步包括保护层、中间层和如果需要,另外的层(一层或多层)。注意,在第二个实施方式中,电荷产生层和电荷输运层可以以相反的顺序放置。
[0068]在上述的单层光敏层之中,光敏层或形成在光敏层上的保护层作为最外表面层。
[0069]在上述的层压光敏层之中,电荷产生层或者电荷输运层作为最外表面层。特别地,优选这样的实施方式,其中保护层为最外表面层。
[0070]图1是示出本发明静电潜像承载元件的层结构的实例的示意性剖视图,在该实例中,单层光敏层202被置于基底201之上,并作为最外表面层。尽管在该图中未示出,也可能在光敏层202上放置保护层;在这种情况下,保护层作为最外表面层。
[0071]图2到4每一个示出本发明静电潜像承载元件的层结构的另一实例。图2示出功能分离型(function-separated type)光敏层,其由电荷产生层(CGL)203和电荷输运层(CTL)204组成,电荷输运层204作为最外表面层。图3示出这样的结构,其中在基底201和功能分离型光敏层之间提供了内涂层205,所述光敏层由电荷产生层(CGL)203和电荷输运层(CTL)204组成,电荷输运层204作为最外表面层。而且,也可在内涂层205和电荷产生层203之间提供中间层(未示出)。图4示出这样的结构,其中在图3的电荷输运层204之上进一步提供保护层206,保护层206作为最外表面层。注意,仅需要本发明的静电潜像承载元件在基底201上至少包括光敏层,并且因此可以使用前述另外层的任意组合和前述光敏层类型的任意组合。
<最外表面层>
[0072]最外表面层至少包括交联树脂——其由异氰酸酯化合物与具有两个或多个羟基的电荷输运活性物质聚合而得到——和下列通式(1)表示的化合物,包括导电细粒,并且进一步包括需要位置的另外的成分(一种或多种)。
Figure S2007101961631D00091
其中R1和R2可以相同或者不同,每一个代表取代的或未取代的烷基;
R3代表具有至少一个羟基的烷基和芳基的一种。
[0073]含有通式(1)表示的任意化合物导致氧化气体对最外表面层的影响明显减少,显著增加了其耐气性。尽管产生这种影响的机理不完全清楚,但是下述被认为包括在内:依赖于使用条件,氧化气体例如臭氧或NOx可能吸附于电荷输运活性物质。在一些情况下,这引起光敏层表面电阻的下降,可能因静电潜像位移导致图像模糊。为了避免氧化气体引起的电阻减小,加入通式(1)表示的化合物被发现是有效的。可能是,通式(1)表示的化合物的分子结构中包含的叔胺结构有效地防止了从氧化气体产生自由基。而且,优选地,连接氨基基团的三个取代基之一是芳基,因为加入该化合物引起的电性恶化,例如残留电势增加较小。尽管该现象的机制目前仍不清楚,但可能是芳基本身一点也不具有电荷输运能力,因而捕获电荷载流子的副作用较小。而且,优选地,通式(1)表示的化合物的羟基是醇羟基,因为这样,氧化气体的影响下降更大程度。
—导电细粒—
[0074]导电细粒的实例包括金属、金属氧化物和炭黑的细粒;然而,一般而言,特别优选考虑MxSbyOz(其中M表示金属元素例如Zn、In、Sn、Ti或Zr,其中Zn和In特别优选;x、y和z各自表示其相应元素的摩尔比)表示的化合物。当导电细粒由ZnxSbyOz构成时,x∶y∶z优选为1∶1.6-2.4∶5-7。在InxSbyOz的情况下,x∶y∶z优选1∶0.02-1.25∶1.55-4.63。
[0075]通式MxSbyOz(其中M表示金属元素;x、y和z的每一个表示其相应元素的摩尔比)的导电细粒的实例包括在日本专利(JP-B)第3221132号公开的锑酸锌(ZnSb2O6)的细粒,和在JP-B第3 198494号公开的锑酸铟(InSbO4)的细粒。
[0076]锑酸锌是商业上可获得的,例如以导电溶胶的形式(Nissan ChemicalIndustries,Ltd.制造的CELNAX系列),容易以溶剂中分散的胶体锑酸锌形式获得。同时,可将现有的分散方法用作分散粉末形式获得的导电细粒的方法;实例是使用高剪切流体分散方法的那些设备,例如MICROFLUIDIZER(MFI制造)或ULTIMAIZER(SUGINO MACHINE Ltd.制造)。
[0077]金属的实例是铝、锌、铜、铬、镍、银和不锈钢,也可使用在其表面沉积了任何这些金属的的树脂颗粒。对于金属氧化物,氧化锌、氧化钛、氧化锡、氧化锑、氧化铟、掺杂锡的氧化铟、掺杂锑的氧化锡和氧化锆的超细粒也可使用。
[0078]可单独或组合使用这些类型的导电细粒。如果需要,可利用任何已知的的方法,使用已知的材料对导电细粒进行表面处理。
[0079]加入导电细粒不但可以简单调整最外表面层的电阻,而且有助于电荷输运活性物质输运电荷。所以,期望的导电细粒的类型和含量与电荷输运活性物质的类型和含量紧密相关,因此仅仅基于保护层的体积电阻难以确定导电细粒的类型和含量。优选地,活性电荷输运物质的允许气体暴露水平、暴露于气体后残留电势的增加、和抑制残留电势增加的导电细粒含量被适当设定为最佳水平。合适导电细粒的加入可明显降低残留电势的增加。
[0080]一般而言,在静电潜像承载元件的最外表面层加入导电细粒降低了最外表面层的体电阻,并且因此对表面上静电荷的保持性能起作用。结果,更担心图像模糊是由于存在氧化气体引起的。因为这个原因,导电细粒的允许含量被限制,以避免当降低残留电势时图像模糊。然而,已确定,含有化学式MxSbyOz(其中M表示金属元素;x、y和z的每一个表示其相应元素的摩尔比)的任何化合物的导电细粒是非常适用的材料,因为它们表现出降低暴露区域残留电势并且防止图像模糊的效果,因而对于残留电势的降低,其可允许的加入量范围极大加宽。
[0081]化学式MxSbyOz(其中M表示金属元素;x、y和z的每一个表示其相应元素的摩尔比)的导电细粒减少残留电势和防止图像模糊的机制还没有被清楚地确立。但是,因为电荷围绕电荷细粒运动通过电子传导而不是离子传导,所以它们对氧化气体的影响具有抵抗性,该机制可能涉及这种特性。而且,因为它们每单位量提供了高的残留电势减少效果,所以即使加入痕量也导致暴露区域的较大电势降低效果。因此,例如,暴露区域电势可达到预期水平而没有过分降低最外表面层体电阻的事实,可有效地用于增强降低残留电势的影响。
[0082]优选地,导电细粒具有0.01微米到1微米的体积平均粒径,更优选地为0.01微米到0.5微米。低于0.01微米的体积平均粒径将导致包含在最外表面层的相邻导电细粒间更小的空间,该空间可能对表面上静电荷的保持性能起作用。另外,在这种情况下,其将导致颗粒在涂层溶液中聚集,促进了非等体积次级颗粒的形成,导致更大的颗粒位于光敏层。因为这个原因,这些更大的颗粒可导致异常图像,即在曝光区域显影形式(阴图晒阳图显影形式(positive-positivedevelopment format))的情况下,出现颗粒状背景污点,以及在非曝光区域显影形式(阳图晒阳图显影形式(positive-positive development format))的情况下,出现空白污点。当导电细粒具有1微米以上的体积平均粒径时,对于涂层厚度来说,它太大,而且其可导致差的表面均涂,因而增加光电导体的表面粗糙度。因为这个原因,例如,当使用清洁刮片除去残留墨粉时,刮片保持与光电导体表面接触的能力下降,这可导致清洁失败,这是由于墨粉颗粒漏过该清洁刮片和光电导体表面之间的间隙的缘故。当清洁用刮片清洁较难除去的球形墨粉颗粒时,这特别不利。而且,由于较大颗粒位于保护层中,有可能将产生异常图像。
[0083]包含在最外表面层的导电细粒优选的数量为按质量计0.5%到65%,更优选地按质量计5%到45%。按质量计低于0.5%的含量可导致差的残留电势减少效果或者不能增加抗磨性。然而,按质量计高于65%的含量可导致太小的最外表面层的体电阻。这可能导致图像模糊的发生或者使涂层易碎,因而降低其抗磨性。
[0084]静电潜像承载元件的最外表面层也可能包括另外的细粒。这种另外的细粒的实例包括有机树脂例如氟树脂(如聚四氟乙烯)、有机硅树脂和胍胺甲醛树脂的细粒;金属例如铜、锡、铝和铟的粉末;金属氧化物例如二氧化硅、氧化锡、氧化锌、氧化钛、氧化铝、氧化铟、氧化锑、氧化铋、掺杂锑的氧化锡和掺杂锡的氧化铟的粉末;金属氟化物例如氟化锡、氟化钙和氟化铝;以及无机细粒例如钛酸钾和氮化硼。它们之中,二氧化硅、氧化铝、氧化钛和氧化锡被特别优选,因为它们对于光电导体的电特性影响小,并且它们可显著提高光电导体的抗磨性。
[0085]当这些另外的细粒被组合使用时,在最外表面层中的MxSbyOz化合物的含量按质量计优选为基于细粒总量的10%到100%。当使用按质量计低于10%的MxSbyOz化合物时,其可导致差的残留电势减少效果,并且化合物MxSbyOz的差的图像模糊阻止效果。
[0086]在本发明的静电潜像承载元件包含的交联树脂中,可聚合单体异氰酸酯化合物优选地具有芳环和两个或更多个,更优选地三个或更多个异氰酸酯基团。异氰酸酯化合物与含有两个或多个羟基的活性电荷输运物质聚合制备的交联树脂是一种聚氨酯树脂,其形成氨基甲酸乙酯键。因为聚氨酯树脂通过多官能异氰酸酯化合物和多元醇化合物交联形成三维网络,因此它们适合用作高抗磨性粘合剂树脂。
[0087]当使用活性电荷输运物质作为多元醇化合物时,至少需要等量的相应异氰酸酯化合物。因此,异氰酸酯化合物的特性极大影响静电潜像承载元件的电子照相特性。含有芳环的异氰酸酯化合物(或芳族异氰酸酯化合物)的使用消除了低速或短期电子照相方法中电子照相特性,甚至高速和长期电子照相方法(充电、曝光、显影、转印和电荷除去的重复循环)中电子照相特性的任何实际问题,没有出现由于曝光区域电势增加和随后图像密度降低引起的异常图像。可使用静电潜像承载元件测试仪,通过连续的静电疲劳负载(electrostatic fatigue loading)评估,对图像密度降低进行分析。芳族异氰酸酯化合物能明显降低静电疲劳负载后立刻实现的曝光区域残留电势的增加。
[0088]同时,当使用如1,6-己二异氰酸酯(HDI)代表的不含芳环的异氰酸酯化合物(或脂肪族异氰酸酯化合物)时,已知,所形成的静电潜像承载元件表现了在给定条件下静电疲劳负载120分钟之后曝光区域的残留电势立刻明显增加。因此,这样的静电潜像承载元件未经改良不适于安装到高速图像形成设备上。
[0089]该显著的残留电势增加的原因不完全了解,但是认为下列机制被涉及。理论上,如果羟基的数目与异氰酸酯基团的数目同样多,那么羟基和异氰酸酯基团经过充分聚合,形成具有三维交联结构的聚氨酯树脂,而不留下未反应物。因为这个原因,如果使用含有羟基的活性电荷输运物质,那么必须至少使用含有异氰酸酯基团的异氰酸酯化合物,其异氰酸酯基团的数量与活性电荷输运物质的羟基数量相同。这里,假定被包含的活性电荷输运物质按质量计为全部树脂的25%,则至少需要相近量的异氰酸酯化合物,尽管这取决于活性电荷输运物质的OH当量(其分子量除以分子中羟基的数量而得到的值)以及异氰酸酯化合物中的NCO含量和NCO%。换句话说,被包含的异氰酸酯化合物的量按质量计也为25%。在这点上,当使用脂肪族的异氰酸酯化合物时,包含在保护层的异氰酸酯化合物也几乎不含π电子,并且因此被认为几乎不会有助于电荷输运;因此,体电荷输运能力被认为是低的。因此,通过重复电子照相过程的连续静电疲劳负载由于低电荷输运能力而抑制了电荷输运,导致残留电势积累。相对而言,芳族异氰酸酯化合物是具有芳环的异氰酸酯化合物,因而具有大量π电子。事实上可理解,电荷输运化合物由于具有扩展的结构表现出电荷输运能力,π电子在电荷输运能力中起重要作用。在本发明的最外表面层中包括芳族异氰酸酯化合物,π电子被认为是高密度分布的,并且认为这导致了高的电荷输运能力并且阻止了残留电荷的累积。
[0090]当异氰酸酯化合物仅有一个异氰酸酯基团时,该异氰酸酯化合物通过以侧链形式结合到多元醇而构成端位。为了异氰酸酯化合物形成聚氨酯树脂三维网络,需要加入另外的多官能聚异氰酸酯化合物。如果这样的多官能聚异氰酸酯化合物是芳族异氰酸酯,其导致树脂膜中π电子密度的增加以及电荷输运能力的提高。因此,用于本发明的芳族异氰酸酯化合物优选地在分子中具有芳基和两个或多个异氰酸酯基团。而且,更优选使用具有三个或多个异氰酸酯基团的芳族异氰酸酯化合物,因为它们形成三维网络来构成高抗磨性粘合剂树脂。
[0091]在本发明优选的实施方式中,含芳环的异氰酸酯化合物的异氰酸酯基团经过烷基被结合到芳环。由于存在共轭双键,该芳环具有基本平面的结构,并且分子的构象自由度很小。因为这个原因,在三维网络形成的期间,异氰酸酯基团的运动被认为是受限制的,这使其靠近进行交联反应的羟基。与此相反,当含芳环的异氰酸酯化合物的异氰酸酯基团经过烷基被结合到芳环时,该烷基可绕σ键自由地旋转。因此分子的构象自由度是高的,因此运动限制程度低。结果,羟基和异氰酸酯基团留下没有被消耗用于交联的未反应物的可能性更小,因而降低了抗磨性减少和差的光电导体静电特性的可能性,这是由于源自非反应官能团的交联密度和静电不利效应的降低。因此容易形成极好的交联结构。
[0092]而且,在本发明优选的实施方式中,含芳环的异氰酸酯化合物是二异氰酸酯化合物和多元醇间的加成物。也在此情况下,多元醇部分的构象自由度是高的,如前所述,因而交联结构可容易形成,这允许形成提供优异抗磨性和静电特性的光敏层。
[0093]通常而言,术语“芳族异氰酸酯化合物”通常被用作其中异氰酸酯基团直接结合到芳环的任意化合物的总称。然而,在本发明的内容中,该术语被用于更宽的意义,因此其包括在分子中含有芳环的任意化合物,其包括前述的化合物,其中烷基位于芳环和异氰酸酯基团之间。
[0094]芳族异氰酸酯化合物的实例包括甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚合MDI(MDI的聚合物)、二甲苯二异氰酸酯(XDI)和TDI、MDI或XDI与多元醇例如三羟甲基丙烷的加成物。
[0095]对于这些芳族异氰酸酯化合物,可使用商业上可获得的产品。实例为COSMONATET系列、COSMONATEM系列、COSMONATE ND、TAKENATE 500和TAKENATE D-110N——TAKENATE 500的加成物(Mitsui ChemicalsPolyurethanes,Ltd.制造);BARNOCK D750,甲苯二异氰酸酯的加成物(DainipponInk and Chemicals,Incorporated制造);以及CORONATE L(Nippon PolyurethaneIndustry Co.,Ltd.制造)。在它们之中,二甲苯二异氰酸酯和其加成物被优选使用,因为它们具有下述结构——其中芳环和异氰酸酯基团通过亚甲基结合在一起,并且因为上述原因容易形成交联结构。
[0096]而且,在本发明优选的实施方式中,含有芳环的异氰酸酯化合物具有按质量计3%到50%的NCO含量,更优选为按质量计10%到40%。NCO%的值越大,形成的交联位的数量越多(即更大的交联密度),因而可提高抗磨性。如果NCO的含量按质量计低于3%,对于羟基/异氰酸酯基团的值为当量而言,异氰酸酯化合物相对于多元醇的量增加,因而交联密度下降。因此,其可能导致差的抗磨性。如果NCO的含量按质量计高于50%,异氰酸酯化合物变得如此活泼,以至在异氰酸酯化合物的涂布溶液被涂布到基底之前,在异氰酸酯化合物的涂布溶液中进行反应,从而降低了涂布溶液的寿命。因为这个原因,担心涂布溶液的操作性在制造过程期间降低和/或有机废水数量的增加,这对环境产生额外的负担。
[0097]对于制备交联树脂,也可能将脂肪族聚异氰酸酯化合物和芳族异氰酸酯化合物一起使用。脂肪族聚异氰酸酯化合物的实例包括线型异氰酸酯,例如四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、2,6-二异氰酸酯己酸甲酯;脂环族聚异氰酸酯,例如异佛尔酮二异氰酸酯和环己基甲烷二异氰酸酯;异氰脲酸酯;用酚衍生物、肟或己内酰胺封端的(blocked)前述异氰酸酯;以及由异氰酸酯化合物构成的三聚物(例如,六亚甲基二异氰酸酯三聚物)。
[0098]另外,三羟甲基丙烷与脂肪族聚异氰酸酯(例如六亚甲基二异氰酸酯)或脂环族聚异氰酸酯(例如异佛尔酮二异氰酸酯)的加成物也适于使用。在三羟甲基丙烷和六亚甲基二异氰酸酯之间形成的加成物的实例由下面结构式(II)表示。
Figure S2007101961631D00141
[0099]作为与芳族聚异氰酸酯一起使用的脂肪族聚异氰酸酯,可以使用商业上可获得产品。其实例包括Sumidur HT(在三羟甲基丙烷和六亚甲基二异氰酸酯之间形成的加成物,Sumika Bayer Urethane Co.,Ltd.制造)。作为聚异氰酸酯,具有电荷产生分子结构的聚异氰酸酯或具有电荷输运分子结构的聚异氰酸酯也被使用。
[0100]下文中,将描述适用于本发明的含有羟基的活性电荷输运物质。本发明的静电潜像承载元件的最外表面层包括含芳环的异氰酸酯化合物和具有至少两个羟基的活性电荷输运物质之间通过交联形成的交联树脂,其中活性电荷输运物质优选地包含下列通式(2)表示的化合物。
Figure S2007101961631D00142
其中n表示连接于取代基X的取代基Y的数量,并且其为0到4的整数;Y表示,当n=1时具有至少两个羟基和1到6个碳原子的有机基团,当n=2到4时表示具有羟基和1到50个碳原子的亚烷基,任选地,所述亚烷基具有除羟基以外的取代基(一个或多个);以及X表示电荷输运化合物基团。
[0101]本发明的静电潜像承载元件的优选的实施方式是,在前述通式(2)表示的化合物中,电荷输运化合物基团X包括二芳氨基-NAr1Ar2(这里Ar1和Ar2独立地表示取代的或未取代的芳基)或下列通式(3)表示的部分。
Figure S2007101961631D00151
其中,Ar1和Ar2独立地表示取代的或未取代的芳基;Ar表示亚芳基。
[0102]通式(2)表示的化合物优选具有如此结构,其中连接到下列通式(4)表示的化合物的芳基的每一氢原子被取代基Y取代。
Figure S2007101961631D00152
其中,Ar1、Ar2和Ar3独立地表示取代的或未取代的芳基;Ar表示亚芳基;R表示氢原子或芳基。
[0103]而且,通式(2)表示的化合物优选具有如此结构,其中连接到下列通式(5)表示的化合物的芳基的每一氢原子被取代基Y取代。
Figure S2007101961631D00153
其中,Ar1和Ar2独立地表示取代的或未取代的芳基;Ar5和Ar6独立地表示烷基或芳基;Ar表示亚芳基。在活性电荷输运物质中,优选地两个相邻的碳原子每一个都具有羟基。
[0104]通式(2)表示的化合物中的取代基Y优选地具有下列通式(6)表示的部分。
Figure S2007101961631D00161
其中,n表示连接于取代基X的取代基的数量,并且其为1到4的整数;R表示含有1到50个碳原子的二价取代基。
[0105]而且,通式(2)表示的化合物的取代基Y优选地具有下列通式(7)
Figure S2007101961631D00162
表示的部分。
其中,n表示连接于取代基X的取代基的数量,并且其为2到4的整数;Z或者表示含有1到50个碳原子的二价取代基或者表示单键。
[0106]而且,本发明的静电潜像承载元件优选地在最外表面层具有异氰酸酯化合物和至少一种多元醇化合物形成的交联树脂,所述多元醇化合物不被用作电荷输运化合物基团。
[0107]异氰酸酯化合物和含有至少两个羟基的活性电荷输运物质之间通过交联形成的交联树脂是其中形成了氨基甲酸乙酯键(urethane bond)的聚氨脂树脂。因为聚氨脂树脂通过多官能异氰酸酯化合物和多元醇化合物之间的交联反应形成三维网络,所以其适合用作高抗磨性粘合剂树脂。活性电荷输运物质的使用,如这样的多元醇化合物的使用,可能导致形成三维结构的不利条件,这取决于它们的结构。例如,当使用结构不同于本发明中所使用的电荷输运物质结构的电荷输运物质时,导致形成侧悬形(pendant-shaped)结构,在其中,电荷输运化合物基团悬挂在树脂结构末端。在电荷输运化合物基团或类似物缺少多元醇成分的情况下,该结构变为末端分子,导致不能形成聚合物结构,因而不可能形成树脂层。因此,这样的侧悬形结构不能形成三维网络,并且因此抑制聚氨脂中这类三维网络的形成,这明显地损害了抗磨性。如果为了防止这个问题而减少活性电荷输运物质的含量并且增加聚氨脂树脂的含量,那么最外表面层表现出小的电荷输运能力,因此极有可能发生这类问题:如光敏性降低和/或残留电势增加。更特别地,其导致最外表面层的抗磨性和电特性之间的平衡(trade-off)。
[0108]下文中,将描述具有至少两个羟基的电荷输运物质——本发明优选使用的活性电荷输运物质。本发明使用的电荷输运物质优选地为前述通式(2):[Y]n-X表示的化合物。在这些化合物中,取代基Y或者是电荷输运化合物——其中至少两个相邻碳原子的每一个都具有羟基,或者是直接连接到X基团的电荷输运化合物或者通过具有1到50个碳原子的有机基团连接到X基团的电荷输运化合物。在取代基Y在相邻碳原子上具有至少两个羟基的情况下使用的更优选的电荷输运物质的例子是通式(6)表示的化合物。另外,直接或者通过具有1到50个碳原子的有机基团连接到通式(2)表示的化合物的取代基X的更优选的电荷输运物质的实例是通式(7)表示的部分。特别优选地,通式(6)和(7)表示的部分中的取代基X是通式(3)到(5)表示的化合物,在其中氢原子被脱去。
[0109]在本发明中,含有取代基X的这类电荷输运物质具有至少两个羟基,优选地为下列两种类型之一。
[0110]第一种类型的电荷输运物质的实例是在两个相邻的碳原子上具有羟基的电荷输运物质,特别是通式(2)表示的那些化合物,其中取代基Y连接到通式(6)表示的化合物的基团X-上。
[0111]第二种类型的电荷输运物质的实例是通式(2)表示的那些化合物,其中取代基Y连接到通式(7)表示的化合物的基团X-上。
[0112]在式(3)到(5)的化合物中,Ar1到Ar4独立地表示取代的或未取代的芳基;然而,注意,当Ar1到Ar4的任意一个结合到Y基团时,该芳基的实例是二价芳基。
[0113]未取代的芳基的实例包括苯基、苯氧基苯基(邻-、间-或对-苯氧基苯基)、二苯基、苯基亚烃基苯基(这里亚烃基为例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基(环亚戊基)或亚己基(环亚己基))例如苯基乙基苯基(-Φ(CH2)2-Φ-:这里Φ指C6H4)和苯基亚环己基苯基、苯基亚烷氧基苯基(phenylalkoxylenephenyl)(这里亚烷氧基例如为亚甲氧基(-CH2O-)、亚乙氧基(-(CH2)2O-)、亚丙氧基(-CH2CH(CH3)O-)或亚丁氧基)如苯基亚乙氧基苯基(phenylethoxyphenyl)和三联苯、萘和芘基团。
[0114]取代的芳基的实例包括苯基、苯氧基苯基和联苯基,其中每一个被选自烷基(C1-C10烷基,例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和/或己基)、烷氧基(C1-C10烷氧基,例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基和/或己氧基)、烷氧基烷基、卤素(氟、氯、溴和/或碘原子)、氰基、硝基和烷氧基羰基的1-4个取代基所取代。
[0115]通式(4)表示的化合物中的取代基R指上述取代基Ar1到Ar4或羟基的任一个。在取代基R是羟基的情况下,当然没有可连接到取代基Y的键。
[0116]通式(4)和(5)表示的化合物中的Ar指与前述结合到取代基Y的Ar1到Ar4相同的取代基:二价的取代或未取代芳基。
[0117]通式(3)到(5)表示的化合物中的取代基X具有通式(2)表示的n个取代基Y。
[0118]这些取代基Y或者是在两个相邻的碳原子上具有羟基的基团,或者是通式(7)表示的取代基。在两个相邻的碳原子上具有羟基的基团是通式(6)表示的取代基。
[0119]在通式(6)中,R指具有1到50个碳原子的二价有机基团,并且n是1到4的整数。这些二价有机基团的更具体的实例包括具有1到50个碳原子的亚烷基,例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基和亚己基;具有1到50个碳原子的二价亚烷氧基,例如亚甲氧基、亚乙氧基、亚丙氧基、亚丁氧基、亚戊氧基和/或亚己氧基;和具有1到50个碳原子的二价亚烷基羰基氧基(alkylenecarbonyloxy)。在这种情形下,可以存在仅一个R(例如,亚甲氧基(methyleneoxy)存在)、可以存在两个或多个相同的R(例如,亚甲氧基亚丙氧基)、或者可以存在两个或多个不同的R(例如二价烷氧基亚烷基如甲氧基亚乙基,和烷氧基亚烷基羰基氧基如甲氧基亚戊基羰基氧基)。
[0120]下列表1到36列出了通式(2)表示的电荷输运物质的更具体的实例,其中每一个由选自通式(3)到(5)的取代基X和选自通式(6)和(7)的取代基Y构成。
[0121]下列表1到7列出了具有通式(2)结构的化合物的实例,其中,取代基X具有通式(3)表示的部分,取代基Y具有通式(7)表示的部分。
表1
Figure S2007101961631D00191
表2
Figure S2007101961631D00201
表3
Figure S2007101961631D00211
表4
Figure S2007101961631D00221
表5
表6
Figure S2007101961631D00241
表7
Figure S2007101961631D00251
[0122]下列表8到22列出了具有通式(2)结构的化合物的实例,其中,取代基X具有通式(3)表示的部分,取代基Y具有通式(6)表示的部分。
表8
Figure S2007101961631D00261
表9
Figure S2007101961631D00271
表10
Figure S2007101961631D00281
表11
表12
Figure S2007101961631D00301
表13
Figure S2007101961631D00311
表14
表15
Figure S2007101961631D00331
表16
Figure S2007101961631D00341
表17
Figure S2007101961631D00351
表18
Figure S2007101961631D00361
表19
Figure S2007101961631D00371
表20
Figure S2007101961631D00381
表21
Figure S2007101961631D00391
表22
Figure S2007101961631D00401
[0123]下列表23到30列出了具有通式(2)结构的化合物的实例,其中,取代基X具有通式(4)表示的部分,取代基Y具有通式(7)表示的部分。
表23
Figure S2007101961631D00411
表24
表25
Figure S2007101961631D00431
表26
Figure S2007101961631D00441
表27
表28
Figure S2007101961631D00461
表29
表30
Figure S2007101961631D00481
[0124]下列表31和32列出了具有通式(2)结构的化合物的实例,其中,取代基X具有通式(4)表示的部分,取代基Y具有通式(6)表示的部分。
表31
表32
Figure S2007101961631D00501
[0125]下列表33和34列出了具有通式(2)结构的化合物的实例,其中,取代基X具有通式(5)表示的部分,取代基Y具有通式(7)表示的部分。
表33
Figure S2007101961631D00511
表34
Figure S2007101961631D00521
[0126]下列表35和36列出了具有通式(2)结构的化合物的实例,其中,取代基X具有通式(5)表示的部分,取代基Y具有通式(6)表示的部分。
表35
Figure S2007101961631D00531
表36
Figure S2007101961631D00541
[0126]上面列出的所有化合物通过分配给它们唯一的识别号码“化合物编号”可被编入下列表37到42。首先,将描述在本发明中使用的活性电荷输运物质即具有两个或多个羟基的电荷输运物质。对于这些化合物,首先可考虑含有两个或多个连接到电荷输运化合物基团不同末端的羟基的化合物。在它们中,羟基直接或通过亚甲基链结合到电荷输运化合物基团的电荷输运物质的实例在下面列出。
表37
Figure S2007101961631D00551
表38
Figure S2007101961631D00561
表39
表40
Figure S2007101961631D00581
表41
表42
Figure S2007101961631D00601
[0127]与像侧悬形聚合物结构的仅有一个羟基的活性电荷输运物质相比,前面列举的化合物代表的这些活性电荷输运物质构成如此结构——在其中分子中的电荷输运化合物基团被多个聚氨基甲酸乙酯键所环绕。更具体而言,因为这些化合物与多官能异氰酸酯化合物反应形成网络结构,所以所形成的树脂膜提供了比使用仅具有一个羟基的活性电荷输运物质所形成的聚氨酯树脂膜更高的抗磨性。然而,当使用这些活性电荷输运物质时,电荷输运化合物基团被引入作为聚氨酯树脂的主链。而且,在电荷输运化合物基团和聚氨基甲酸乙酯键之间的构象自由度变得非常小,这增加了空间张力发生的可能性,这是由于当树脂层形成时所形成的聚氨酯链的二级结构造成。这种空间张力导致了电荷输运化合物基团中的弱的π电子共轭体系,导致电离电位的增加以及电荷输运能力的降低。这可能导致问题,例如,在某些情况下敏感性降低和残留电势增加。
[0128]在本发明中使用的更优选的活性电荷输运物质在下列表中列出。
表43
Figure S2007101961631D00621
表44
Figure S2007101961631D00631
表45
Figure S2007101961631D00641
表46
Figure S2007101961631D00651
表47
Figure S2007101961631D00661
表48
Figure S2007101961631D00671
表49
表50
Figure S2007101961631D00691
表51
Figure S2007101961631D00701
表52
Figure S2007101961631D00711
表53
Figure S2007101961631D00721
[0129]已经确定,使用这些活性电荷输运物质不会引起前面描述的问题并且产生高的抗磨性。其可能的机制将被描述。通式(2)表示的化合物即前述活性电荷输运物质,具有如此结构——其中具有至少两个羟基的烷基或烷氧基被结合到电荷输运化合物基团,以在聚氨酯链上形成具有两个或多个交联位的侧悬型结构。因为这个原因,该化合物结构被聚氨酯链的二级结构所影响的可能性更小,因此空间张力很难出现在电荷输运化合物基团上,这导致了如此结论:这阻止了电荷输运能力和敏感性的降低,以及残留电势的升高,以便获得高抗磨性。其它更优选的活性电荷输运物质的实例在下面列出。
表54
Figure S2007101961631D00741
表55
Figure S2007101961631D00751
表56
表57
Figure S2007101961631D00771
表58
表59
Figure S2007101961631D00791
表60
Figure S2007101961631D00801
[0130]也已经确定,使用这些活性电荷输运物质不会引起前面描述的问题并且产生高的抗磨性。其可能的机制将被描述。具有通式(6)的化合物即在本发明中使用的活性电荷输运物质,具有如此结构,其中每一个具有至少一个羟基的两个或多个2到6个碳原子的烷基或烷氧基被结合到电荷输运化合物基团,该结构被引入主链,同时在聚氨酯链上形成两个或多个交联位。因为羟基通过具有2到6个碳原子的烷基或烷氧基结合到电荷输运化合物基团,所以其导致烷基或烷氧基存在于电荷输运化合物基团和氨基甲酸乙酯键之间的结构的形成。在该具有2到6个碳原子的烷基或烷氧基中,因为碳链具有非常高的构象自由度,其被聚氨酯链的二级结构影响的可能性更小,尽管其被引入主链。因此空间张力很难出现在电荷输运化合物基团上,这导致了如此结果:阻止了电荷输运能力和敏感性的降低,以及残留电势的升高,以便获得高抗磨性。
[0131]将通式(3)或(4)表示的部分用于是活性电荷输运物质的在通式(2)表示的化合物中的电荷输运化合物基团X,可能进一步阻止残留电势的增加,以及用于通式(6)表示的化合物中也是这样。其可能的机制将被描述。因为空间张力不大可能在本发明的氨基甲酸乙酯键形成时出现,所以获得源自电荷输运化合物结构的运输能力成为可能。通式(3)化合物的茋基化合物基团以及通式(4)化合物的α-苯基茋基化合物基团,作为不含羟基的非活性电荷输运物质,都提供极好的电荷输运能力。因为这个原因,甚至当它们采取其中引入了含有两个羟基的烷基或烷氧基的活性电荷输运物质结构时,仍能提供极好的电荷输运能力。
[0132]也已确定,使用在两个相邻的碳原子上具有羟基的活性电荷输运物质可得到更加提高的抗磨性。其可能的机制将被描述。因为两个羟基被结合到相邻的碳原子,在羟基和异氰酸酯基团之间的交联形成其中两个聚氨酯键由碳-碳键相连的结构,其中电荷输运化合物基团悬垂形成侧悬型结构。因此,可以说,在该活性电荷输运物质中几乎没有空间张力。另外,因为该结构具有最小数量的碳原子包含在聚氨酯主链中,所以更密集的网络得以形成并因而增加抗磨性。因此考虑,提高的抗磨性可以在没有减小电荷输运能力同时确保优异的电子照相特性时获得。
[0133]而且,适合用于本发明的下列通式(6)表示的电荷输运物质,提供了更优异的抗磨性。
其中,n表示连接于取代基X的取代基数量,并且其为1到4的整数;R表示含有1到50个碳原子的二价取代基。
[0134]这些电荷输运化合物提供更好抗磨性的可能机制将被描述。在通式(6)表示的电荷输运物质中,每一个具有羟基的两个相邻碳原子位于分子的末端,这允许所述两个羟基采取具有最小空间位阻的构象——一种两个羟基都具有高度活性的状态。因此,在交联反应后保持未反应的羟基的数量被认为非常少。因此,具有高交联密度的涂层的形成变得容易,而且残留的官能团对电子照相特性的不利影响变得非常小,因而,提供具有高抗磨性和极好的电子照相特性的静电潜像承载元件成为可能。
[0135]如果需要,本发明的静电潜像承载元件的最外表面层可能含有多元醇化合物。这类多元醇化合物仅需要具有两个或多个官能团,并且使用二醇和具有3个或更多官能团的多元醇。下列提供本发明使用的多元醇的非排他性罗列。
[0136]二醇的实例包括烷撑二醇例如1,2-亚乙基二醇、1,2-亚丙基二醇、1,3-亚丙基二醇、1,4-丁二醇(1,4-butandiol)和1,6-己二醇;亚烃醚二醇(alkylene etherglycol),例如二甘醇、三甘醇、双丙甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚四亚甲基醚乙二醇;脂环二醇,例如1,4-环己烷二甲醇和氢化的双酚A;双酚,例如双酚A、双酚F和双酚S;以及前述脂环二醇的烯化氧(例如环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷)加成物;前述双酚的烯化氧(例如环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷)加成物。
[0137]具有3个或多个官能团的多元醇的实例包括脂族多元醇,例如丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇和山梨醇;具有三个或多个官能团的酚类,例如线型酚醛树脂和甲酚酚醛树脂;以及这些酚类的烯化氧加成物。
[0138]优选的实例为三羟甲基丙烷和下列通式(I)表示的多元醇(其中例如,l=28、m=42、n=30,具有1,000或更高的数均分子量,大约31,000的重均分子量),该多元醇是引入羟乙基的苯乙烯-丙烯酸共聚物。这类多元醇的一个实例是LZR-170,一种FUJIKURAKASEI Co.,Ltd生产的苯乙烯-丙烯酸共聚物。
Figure S2007101961631D00821
这里l=28、m=42以及n=30。
[0139]可用的多元醇的实例包括具有聚醚结构、聚酯结构、丙烯酰基结构、环氧结构、聚碳酸酯结构、电荷产生分子结构或电荷输运分子结构的多元醇。
[0140]可能组合使用上述多元醇。在此情况下,多个多元醇中至少一个优选具有150以下的分子量与羟基数量的比率(这里分子量/羟基数量=OH当量),更优选为30或以上并且150以下,最优选为40或以上并且120以下。通过结合具有30或以上并且150以下的OH当量的多元醇,可能形成具有高抗磨性的最外表面层。更具体而言,具有小OH当量的多元醇含量的增加导致交联密度的增加,由此形成更好的三维网络,因此增加抗磨性。
[0141]OH当量落在上述特定范围内的多元醇含量,按质量计优选为多种多元醇总量的10%到90%。当按质量计使用10%以下时,抗磨性增加效果将不会充分获得。如果按质量计使用90%以上,那么导致交联密度增加,因而最外表面层的抗磨性增加,但是官能团的数量也增加,多元醇的活性也增加。因为这个原因,当多元醇被制成涂层溶液时,它的储存稳定性下降,缩短了涂层溶液的寿命。这增加了在生产过程中出现问题的可能性,增加了产生大量有机废水的可能性。而且在一些情形下,交联位数量的增加使体积收缩量更大,导致形成的涂层上的缺陷,例如裂纹和/或凹痕。
[0142]也优选多个多元醇的至少一个为具有150或以上并且1500以下OH当量的多元醇。这样,导致极好的涂层形成能力,并且所形成的最外表面层提供高抗磨性,而且用于最外表面层的涂层溶液具有高的存储稳定性。
[0143]其可能的机制将被描述。因为具有上述OH当量的多元醇具有相对大的分子量,所以赋予它们的涂层溶液中等粘度,因而在本发明使用的具有小OH当量的多元醇、聚异氰酸酯和活性电荷输运物质被均匀混合的状态被保持,这增加了湿涂层的均涂能力和均一性。
[0144]最外表面层中的活性电荷输运物质的含量按质量计优选为5%到45%,更优选为10%到35%。如果含量按质量计在5%以下,那么甚至在本发明包含导电细粒的实施方式中也导致差的电荷输运能力并且增加残留电势。如果其按质量计超过45%,将最外表面层暴露于氧化气体明显降低了图像密度,并且在一些情形下,引起问题。例如,如果按质量计在45%以上的量被用于这样的环境,如装配有电晕充电器或栅格电极(scorotron)充电器的图像形成装置,或置于具有蓝色速暖机(blue heater)的室中的图像形成装置——在这类装置中氧化气体含量往往升高,存在着在这类环境中不能形成正常图像的担心。
[0145]另外,如果需要,可将各种添加剂加入到最外表面层,以提高其光滑性和化学稳定性。
[0146]通过任何通常的涂布方法例如浸涂、喷涂、刮涂或刮刀涂布(bladecoating or knife coating),最外表面层可在光敏层上形成。考虑到大量生产和涂布质量,在这些方法中优选浸涂和喷涂。
[0147]最外表面层的厚度不被特别限定,并且根据目的可被设定为适当的水平;给出的优选为0.5μm到50μm,更优选为1μm到40μm,进一步优选为2μm到20μm。如果最外表面层的厚度在0.5μm以下,所述层对摩擦和刮擦的耐受性通常太小而不能确保足够的耐久性。如果其超过50μm,可能发生问题,例如残留电势增加。因为这些原因,优选设定表面厚度到适当的水平,该水平可确保对摩擦和刮擦的耐受性并最小化残留电势的产生。
[光敏层]
[0148]下文中,将描述层压光敏层和单层光敏层,其中每一个构成本发明的静电潜像承载元件。
<层压光敏层>
[0149]层压光敏层通常包括基底和基底上按顺序的电荷产生层(CGL)和电荷输运层(CTL)。
(电荷产生层)
[0150]电荷产生层至少包括电荷产生物质,其进一步包括粘合剂树脂和根据需要的其它成分。
[0151]电荷产生物质不被特别限制,并且其可根据目的适当选择;其可以是无机材料或有机材料。
[0152]无机材料不被特别限定,并且可根据应用适当选择。其实例包括晶体硒、无定形硒、硒-碲、硒-碲-卤素和硒-砷化合物。
[0153]有机材料不被特别限定,并且可根据应用,从迄今已知的材料中恰当选择。其实例包括酞菁颜料如金属酞菁和无金属酞菁、薁盐颜料、方形酸次甲基颜料、具有咔唑部分的偶氮颜料、具有三苯胺部分的偶氮颜料、具有二苯胺部分的偶氮颜料、具有硫芴部分的偶氮颜料、具有芴酮部分的偶氮颜料、具有二唑部分的偶氮颜料、具有联茋部分的偶氮颜料、具有联苯乙烯二唑部分的偶氮颜料、具有联苯乙烯咔唑部分的偶氮颜料、苝颜料、蒽醌或多环醌类颜料(polycyclicquinone pigments)、醌亚胺(quinone imine)颜料、二苯甲烷或三苯甲烷颜料、苯醌或萘醌颜料、花青颜料、偶氮甲碱(azomethine)颜料、靛青(indigoid)颜料和二苯并咪唑颜料(bisbenzimidazole pigment)。这些可以单独或联合使用。
[0154]用于电荷产生层的粘合剂树脂不被特别限制,并且其可根据应用恰当选择。其实例包括聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酮树脂、聚碳酸酯树脂、有机硅树脂、丙烯酸类树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚乙烯醇缩酮树脂、聚苯乙烯树脂、聚-N-乙烯基咔唑树脂和聚丙烯酰胺树脂。这些可以单独或联合使用。
[0155]当需要,可加入任何电荷输运物质。除了上述粘合剂树脂,聚合的电荷输运物质也可作为粘合剂树脂加入到电荷产生层。
[0156]用于形成电荷产生层的方法可被分为两类:真空薄膜沉积方法和使用分散体系的浇铸法。
[0157]真空薄膜沉积方法的实例是辉光放电聚合、真空沉积、CVD(化学气相沉积)、喷镀、反应喷镀法、离子电镀法和离子加速喷射法。来自上述无机材料或有机材料的良好的膜沉积可以使用任意这些方法得以实现。
[0158]使用分散体系的浇铸法形成电荷产生层,可通过使用普通的涂布方法例如浸涂、喷涂或珠涂(bead coating),对电荷输运层施用涂层溶液而得到。
[0159]用于电荷产生层涂层溶液的有机溶剂的实例包括丙酮、甲基·乙基酮、甲基·异丙基酮、环己酮、苯、甲苯、二甲苯、氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、二氯丙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烷、四氢呋喃、二氧戊环、二烷、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲基亚砜、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂和丙基溶纤剂。它们可以单独或联合使用。
[0160]在这些中,四氢呋喃、甲基·乙基酮、二氯甲烷、甲醇和乙醇具有40℃到80℃的沸点,特别被优选,因为其在涂布后易干燥。
[0161]通过将电荷产生物质和粘合剂树脂分散或溶解于有机溶剂,制备电荷产生层的涂层溶液。用于将有机颜料分散到有机溶剂的方法包括使用分散工具——例如球磨机、珠磨机、砂磨机和振动磨——的分散方法和高速液体撞击分散方法。
[0162]电子照相特性,特别是光敏性,根据电荷产生层的厚度而变化,一般而言,光敏性随着厚度的增加而增加。因此,优选地,电荷产生层的厚度根据图像形成装置需要的规格,设定在有利的范围内。对于如设计用于电子照相术的静电潜像承载元件所需要的敏感性,电荷产生层的厚度优选为0.01μm到5μm,更优选为0.05μm到2μm。
(电荷输运层)
[0163]当电荷输运层用作最外表面层时,如上所述,其包括(1)异氰酸酯化合物和具有至少两个羟基的活性电荷输运物质聚合制备的交联树脂,以及(2)下列通式(1)表示的化合物:
Figure S2007101961631D00851
其中R1和R2可以相同或者不同,每一个代表取代的或未取代的烷基;R3代表具有至少一个羟基的烷基和芳基的一种。
[0164]如果最外表面层是提供在电荷输运层上的保护层,那么如果电荷输运层提供低的抗磨性,就不存在问题。
[0165]电荷输运层涉及保持电荷并且移动电荷,所述电荷当电荷产生层暴露于光时从电荷产生层产生和分离,以便移动通过该层的电荷与保留的电荷耦合。为了电荷输运层保留电荷,需要电荷输运层具有高电阻。而且,也需要电荷输运层具有低的渗透性和极好的电荷输运能力,以便利用保留的电荷得到更高的表面电势。通过将电荷输运物质和粘合剂树脂分散或溶解在适当的溶剂中,在电荷产生层上使用所得到的溶液,并且干燥溶剂,制得电荷输运层。需要时,也可以加入添加剂如增塑剂、均涂剂和/或抗氧化剂。电荷输运物质有两种类型:空穴输运物质和电子输运物质。
[0166]空穴输运物质的实例包括电子供体物质,包括唑衍生物、二唑衍生物、咪唑衍生物、三苯基胺衍生物、9-(对-二乙氨基苯乙烯基蒽)、1,1-二-(4-二苄基氨基苯基)丙烷、苯乙烯蒽、苯乙烯吡唑啉、苯腙环、α-苯芪衍生物、噻唑衍生物、三唑衍生物、吩嗪衍生物、吖啶衍生物、苯并呋喃衍生物、苯并咪唑衍生物和噻吩衍生物。它们可以单独或联合使用。
[0167]电子输运物质的实例即受电子物质,包括四氯苯醌(chloranil)、四溴苯醌(bromanil)、四氰乙烯(tetracyanoethylene)、四氰喹啉二甲烷(tetracyanoquinodimethane)、2,4,7-三硝基-9-芴酮、2,4,5,7-四硝基-9-芴酮、2,4,5,7-四硝基呫吨酮(2,4,5,7-tetranitroxanthone)、2,4,8-三硝基噻吨酮、2,6,8-三硝基-4H-茚并[1,2-b]噻吩-4-酮和1,3,7-三硝基二苯并噻吩-5,5-二氧化物。它们可以单独或联合使用。
[0168]在电荷输运层,聚合的电荷输运物质也可被适当用作具有电荷输运物质功能和粘合剂树脂功能的电荷输运物质。由这类聚合的电荷输运物质制成的电荷输运层提供了极好的抗磨性。
[0169]聚合的电荷输运物质的实例包括具有下列结构的聚合物。
[0170](a)具有咔唑环的聚合物
[0171]其实例包括聚-N-乙烯基咔唑和在JP-A第50-82056、54-9632、54-11737、04-175337、04-183719和06-234841号公开的化合物。
[0172](b)具有腙部分的聚合物
[0173]其实例包括在JP-A第57-78402、61-20953、61-296358、01-134456、01-179164、03-180851、03-180852、03-50555、05-310904和06-234840号公开的化合物。
[0174](c)聚亚甲硅烷聚合物
[0175]其实例包括在JP-A第63-285552、01-88461、04-264130、04-264131、04-264132、04-264133和04-289867号公开的化合物。
[0176](d)具有三芳基胺部分的聚合物
[0177]其实例包括N,N-二(4-甲基苯基)-4-氨基聚苯乙烯和在JP-A第01-134457、02-282264、02-304456、04-133065、04-133066、05-40350和05-202135号公开的化合物。
[0178](e)其它聚合物
[0179]其实例包括硝基芘的甲醛缩聚物和在JP-A第51-73888、56-150749、06-234836和06-234837号公开的化合物。
[0180]聚合的电荷输运物质的其它实例包括具有三芳基胺部分的聚碳酸酯树脂、具有三芳基胺部分的聚氨酯树脂、具有三芳基胺部分的聚酯树脂和具有三芳基胺部分的聚醚树脂。
[0181]实例进一步包括公开在JP-A第64-1728、64-13061、64-19049、04-11627、04-225014、04-230767、04-320420、05-232727、07-56374、09-127713、09-222740、09-265197、09-211877和09-304956号的化合物。
[0182]作为具有电子供体基团的聚合物,具有迄今已知的单体的共聚物、嵌段聚合物、接枝聚合物、星状聚合物以及在JP-A第03-109406号公开的具有电子供体基团的交联聚合物也可被使用,而不仅仅是上面列出的聚合物。
[0183]用于电荷输运层的粘合剂树脂的实例包括聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚苯乙烯树脂、酚树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚偏1,1-二氯乙烯树脂、醇酸树脂、有机硅树脂、聚乙烯咔唑树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚丙烯酸树脂、聚丙烯酰胺树脂和苯氧基树脂。它们可以单独或联合使用。
[0184]通过将电荷输运物质和粘合剂树脂分散或溶解于适当的溶剂,将所形成的溶液施用到电荷产生层上并且干燥溶剂,来制备电荷输运层。当必要时,也可加入添加剂,例如增塑剂、均涂剂和/或抗氧化剂。
[0185]电荷输运层的厚度优选5μm到100μm。近来对高图像质量的要求已经导致尝试实现更薄的电荷输运层,为了得到高图像质量(分辨率=1,200dpi或更高),优选的厚度为5μm到30μm。
<单层光敏层>
[0186]当单层电荷输运层用作最外表面层时,其包括(1)异氰酸酯化合物和具有至少两个羟基的活性电荷输运物质聚合制备的交联树脂,以及(2)下列通式(1)表示的化合物,如上文所描述:
其中R1和R2可以相同或者不同,每一个代表取代的或未取代的烷基;R3代表具有至少一个羟基的烷基和芳基的一种。
[0187]当形成于光敏层上的保护层构成最外表面层时,单层光敏层含有电荷产生物质、电荷输运物质和粘合剂树脂,当需要时,可进一步含有额外的成分(一种或多种)。
[0189]当使用浇铸法制造单层光电导层时,通常可将至少电荷产生物质、热固性粘合剂树脂和具有交联官能团的电荷输运物质溶解或分散于适当的溶剂,并涂布和干燥溶液,而形成单层光电导层。根据需要,也可将增塑剂加入到单层光电导层。单层光电导层的厚度优选为5μm到100μm,更优选为5μm到50μm。5μm以下的厚度可降低充电能力,厚度超过100μm可导致敏感性降低。
<基底>
[0189]用于本发明的基底没有特别限定,只要其具有电导性,并且可根据应用恰当选择。电导体或经过导电处理的绝缘体被优选,其实例包括:金属例如Al、Ni、Fe、Cu和Au及其合金;具有形成于绝缘基底例如聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺和玻璃上的金属例如Al、Ag和Au或导电材料例如In2O3和SnO2的薄膜的基底;树脂基底,其中金属粉末或导电玻璃粉末例如炭黑、石墨、Al、Cu和Ni被均匀分散在树脂中以给树脂提供导电性;以及经过导电处理的纸。
[0190]没有对基底的形状和大小进行特别的限定,层状、筒状或带状的基底可以被使用。例如,带状基底增加了装置的复杂性和大小,因为需要驱动辊和从动辊,但是另一方面,其提供了例如层柔软性增加的优点。然而,当保护层形成时,表面破裂有可能发生,这是由于保护层不足的柔软性引起。这可能导致背景污染的发生。因此,具有高刚性的筒状基底优选作为基底。
<内涂层>
[0192]根据需要可在支撑体和光电导电层之间提供内涂层(undercoat layer)。该内涂层提供的目的是提高粘合、阻止波纹产生、提高上层的涂布性能并且降低残留电势。
[0193]内涂层通常包括树脂作为主要成分,并且考虑到用溶剂将光电导电层涂布在这些树脂上,这些树脂优选地对于普通的有机溶剂具有低的溶解性。
[0194]这些树脂的实例包括水溶性树脂例如聚乙烯醇、酪蛋白、聚丙烯酸钠;醇溶性树脂,如共聚尼龙和甲氧基甲基化尼龙;以及形成三维网络的可固化树脂,如聚氨酯树脂、蜜胺树脂、醇酸-蜜胺树脂和环氧树脂。
[0195]也可用金属氧化物二氧化钛、二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化锡和氧化铟、金属硫化物或金属氮化物的细粉末加入到内涂层。其内涂层也可用适当的溶剂,通过普通的涂布方法来形成。同样,作为内涂层,也可使用:利用硅烷偶联剂、钛偶联剂和铬偶联剂,通过溶胶-凝胶方法形成的金属氧化物层;利用Al2O3的阳极氧化形成的层;或利用有机材料例如聚对亚二甲基苯(聚对二甲苯)和无机材料例如SiO2、SnO2、ITO和CeO2,通过真空薄膜制备方法形成的层。
[0196]内涂层的厚度没有被特别限定,可根据应用进行选择。优选0.1μm到10μm,更优选为1μm到5μm。
<中间层>
[0197]在静电潜像承载元件即光电导体中,根据需要可在支撑体上提供中间层,以提高粘合性能和电荷阻挡性能。一般而言,中间层包括树脂作为主要成分,并且这些树脂优选地对于普通的有机溶剂具有低的溶解性,这是考虑到在这些树脂上,光电导电层被涂布以溶剂。
[0198]该树脂的实例包括水溶性树脂例如聚乙烯醇、酪蛋白和聚丙烯酸钠;醇溶性树脂,如共聚尼龙和甲氧基甲基化尼龙;形成三维网络的可固化树脂,如聚氨酯树脂、蜜胺树脂、酚醛树脂、醇酸-蜜胺树脂和环氧树脂。
[0199]在本发明的光电导体中,可能将抗氧化剂加入到单层光敏层、保护层、电荷输运层、电荷产生层和中间层的每一层,以提高耐环境性并阻止敏感性的降低和残留电势的增加。
[0200]这种抗氧化剂的实例包括酚化合物、对苯二胺、氢醌、有机硫化合物和有机磷化合物。这些化合物可被单独或组合使用。
(图像形成装置和图像形成方法)
[0201]本发明的图像形成装置至少包括本发明的静电潜像承载元件、被配置用于在图像承载元件上形成静电潜像的静电潜像形成元件、被配置用于通过使用墨粉显影静电潜像以形成可见图像的显影元件、被配置用于将可见图像转印到记录介质的转印元件、以及被配置用于将所述图像定影到记录介质的定影元件,并且根据需要,其进一步包括适当选择的其它元件,例如电荷消除元件、清洁元件、再循环元件和控制元件。清洁元件优选如此配置,以便其与静电潜像承载元件的表面接触,以除去残留在静电潜像承载元件上的墨粉颗粒。
[0202]本发明的图像形成方法可通过本发明的图像形成装置适当地完成,其中可以通过静电潜像形成元件进行静电图像形成步骤,可以通过显影元件进行显影步骤,可以通过转印元件进行转印步骤,以及可以通过定影元件进行定影步骤。如果需要,图像形成方法可进一步包括适当选择的另外步骤,例如电荷消除步骤(一步或多步)、清洁步骤、再循环步骤和/或控制步骤。
<静电潜像形成步骤和元件>
[0203]静电潜像形成步骤是通过曝光在充电的静电潜像承载元件上形成静电潜像的步骤,其中使用本发明的静电潜像承载元件。静电潜像形成元件包括充电元件和曝光元件。例如,通过使用充电元件将电压施加于静电潜像承载元件表面,完成充电。可用的充电元件的类型不被特别限定,可根据意图应用选择一个适当的。其实例包括已知的接触充电单元,其具有导体或半导体辊、刷子、膜或橡胶叶片;非接触充电单元,其利用电晕放电,如电晕充电装置(corotron)或栅格电极充电装置(scorotron);和在两端具有间隙形成元件(例如间隙带)的充电元件(辊),以便通过间隙带使充电元件靠近但不与静电潜像承载元件相接触。
[0204]除了上述的辊型,充电装置或元件可以是任意形式,包括磁刷和毛刷,也可以根据电子照相装置的规格和构造进行选择。磁刷用各种类型的铁氧体粒构成,例如用作充电元件的Zn-Cu铁氧体;用于支撑充电元件的非磁性导电衬套;和包括在衬套中的磁辊。关于毛刷,为了导电,用碳、硫酸铜、金属或金属氧化物导电处理的毛皮被用作毛刷的材料,并且通过在金属杆或导电处理的杆上包裹或涂上所述毛皮形成充电元件。
[0205]优选使用接触充电元件或具有间隙带的充电元件,以便靠近放置,这是因为可能提供从充电单元产生低水平臭氧的图像形成装置。特别优选将充电元件置于与静电潜像承载元件接触或不接触,以便直流和交流电压被叠加和运用以对静电潜像承载元件的表面充电。
[0206]优选地,充电元件是电荷辊,其位于静电潜像承载元件附近,但通过间隙带而不与静电潜像承载元件相接触,以便直流和交流电压被叠加和运用以对静电潜像承载元件的表面充电。这种结构被特别优选,因为其提供了许多优点:由于在静电潜像承载元件表面上不均匀电荷的减少和对电荷辊上的污迹引起的充电失败发生的耐受性增加,使得无维护应用成为可能。
[0207]例如,通过使用曝光元件,使静电潜像承载元件表面的图像方式曝光(image-wise exposure),完成曝光。曝光元件不被特定限制,只要其可在充电元件充电的静电潜像承载元件表面进行所需的图像方式曝光;根据应用,可适当地选择曝光元件的类型。曝光元件的实例包括复印光学系统、棒状透镜阵列系统、激光光学系统和液晶快门光学系统。在本发明中,可以使用后曝光方法(back-exposure method),其中曝光是从静电潜像承载元件的后表面以图像方式进行的。
<显影步骤和元件>
[0208]显影步骤是通过使用墨粉,将在曝光步骤形成的静电潜像显影的步骤,来产生可视的图像。如本文使用,术语“墨粉”包括墨粉和后面描述的显影剂。更具体而言,通过显影元件完成可视图像的形成,所述显影元件通过使用墨粉或显影剂将静电潜像显影。显影元件不被特别限定,只要其能使用墨粉或显影剂进行显影,并且可从本领域已知的那些显影元件中进行适当地选择。其优选的实例包括至少具有一个显影仪器的显影元件,所述显影仪器可使墨粉或显影剂与静电潜像接触或不接触。显影仪器可采用干显影方法或湿显影方法。其也可以是单色显影仪器或多色彩显影仪器。例如,优选具有可旋转磁辊和搅拌器的显影仪器,所述搅拌器摩擦并且搅拌墨粉或显影剂以充电。
[0209]在显影仪器中,例如混合并搅拌墨粉和后面将描述的载体,因而通过摩擦使墨粉充电,并且墨粉颗粒以许多颗粒串的形式保留在旋转磁辊的表面,形成磁刷。该磁辊被布置在静电潜像承载元件即光电导体附近;因此,构成在磁辊表面上形成的磁刷的墨粉由于电吸引部分转移到静电潜像承载元件即光电导体的表面。结果,通过墨粉,静电潜像被显影,并且在静电潜像承载元件即光电导体的表面上形成可视图像。注意,包含在显影仪器中的显影剂可以是单组分显影剂或双组分显影剂。
<转印步骤和元件>
[0300]转印步骤是将可视图像转印到记录介质上的步骤。转印步骤优选的方式是这样的:首先进行初步转印,其中将可视图像转印到中间记录介质上,然后进行第二步转印,其中将可视图像转印到记录介质上。转印步骤更优选的方式包括初步转印——其中不同颜色的可视图像被转印到中间转印介质以在其上形成合成图像(composite image),所述不同颜色的可视图像是通过使用至少两种不同颜色的墨粉,更优选通过使用全颜色的墨粉所产生;和第二步转印,其中将合成图像转印到记录介质。
[0301]例如,通过使用转印充电器给静电潜像承载元件即光电导体充电,实现可视图像的转印,也可通过转印元件进行。优选的转印方式包括配置用于将可视图像转印到中间转印介质以形成合成图像的初级转印元件和配置用于将该合成图像转印到记录介质的第二转印元件。
[0302]更具体而言,优选设计这样的转印步骤,以使不同颜色的墨粉图像使用各自的显影单元形成于各自的静电潜像承载元件上,将彩色墨粉图像顺序沉积在中间转移介质上以形成合成图像,并且每次将合成图像转印到记录介质上。中间转印介质不被特别限定,可从本领域已知的那些中间转印介质中适当选择;优选的实例是转印带。
[0303]中间转印元件的静摩擦系数优选为0.1到0.6,更优选为0.3到0.5。中间转印元件的体积电阻优选在数Ωcm以上并且在103Ωcm以下。通过保持体积电阻在数Ωcm至103Ωcm的范围,在中间转印元件上的电荷本身可被阻止,并且通过充电元件给予的电荷不可能保留在中间转印元件上。因此,在第二步转印时刻的转印不均匀性可被阻止,并且在第二步转印时刻施加转印偏压变得相对容易。
[0304]构造中间转印元件的材料不被特别限定,因此可从已知的材料进行选择。实例如下文所述。
[0305](1)具有高杨氏模量(张力弹性)的材料,用作单层带,例如聚碳酸酯(PC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚对苯二酸亚烷酯(PAT)、PC/PAT的掺合材料、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)/PC和ETFE/PAT、炭黑分散体的热固性聚酰亚胺和类似物。这些具有高杨氏模量的单层带在图像形成过程中对压力的形变很小,并且特别具有在彩色图像形成过程中套印故障(registration error)最不可能发生的优势。
[0306](2)使用上述具有高杨氏模量的带作为底层的双层或三层带,在底层的周边,添加了表面层和任选的中间层。该双层或三层带具有阻止由于单层带的硬度引起的衬里(lined)图像脱落的能力。
[0307](3)具有相对低杨氏模量的带,其掺入橡胶或高弹体。该带的优势在于,由于其柔软性,在衬里图像上几乎没有不清楚中心部分的印刷缺陷。另外,通过使带的宽度比驱动辊(drive roller)或拉张辊(tension roller)更宽,从而利用在辊上延展的边缘部分的弹性,可避免带弯曲。因为不需要用于阻止弯曲的棱或元件,所以成本上也有效。
[0308]传统上,中间转印带一直采用氟树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂和类似树脂;然而,近来,其弹性元件被用于所有层或者其一部分上的弹性带被用作中间转印带。对于彩色图像通过树脂带的转印,存在一些问题,如下面描述。
[0309]典型地,彩色图像通过四种颜色的彩色墨粉形成。在单色图像中,形成层1到层4的墨粉层。当墨粉层通过初步转印(其中,墨粉被从光电导体转印到中间转印带)和第二步转印(其中,墨粉被从中间转印带转印到单张纸(sheet))时,墨粉层被施压,并且墨粉颗粒中的内粘力增加。当内粘力增加时,如密排图像(solid image)的字脱落或边缘脱落这类现象可能发生。因为树脂带太硬而不能相应于墨粉层变形,所以其倾向于压缩墨粉层,因而字脱落可能发生。
[0310]近来,在各种类型的纸例如日本纸或具有粗糙表面的纸上打印彩色图像的需要正在增加。然而,在转印时,具有粗糙表面的纸可能在墨粉和单张纸之间具有隙缝,因而导致转印故障。当为了增加粘合性而增加第二步转印部分的转印压力时,墨粉层的内粘力变高,这导致如上所述的字脱落。
[0311]使用弹性带用于下列目的。弹性带相应于转印部分中墨粉层的表面粗糙度和具有低光滑度的单张纸的表面粗糙度而变形。换句话说,因为弹性带根据局部的粗糙度而变形,可获得适当的粘合度,而没有过度增加对墨粉层的转印压力,甚至在纸层具有差的平坦度的情况下,可能获得具有极好均一性的转印图像,而没有字脱落。
[0312]用于弹性带的树脂不被特别限定,可进行相应的选择。其实例包括聚碳酸酯;氟树脂(ETFE、PVDF);苯乙烯树脂(包括苯乙烯或取代苯乙烯的均聚物和共聚物),例如聚苯乙烯、聚氯苯乙烯、聚α甲基苯乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-氯乙烯共聚物、苯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物和苯乙烯-丙烯酸苯酯共聚物)、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸苯酯共聚物和类似物)、苯乙烯-丙烯酸α-氯甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈丙烯酸酯共聚物和类似物;甲基丙烯酸甲酯树脂;甲基丙烯酸丁酯树脂;丙烯酸乙酯树脂;丙烯酸丁酯树脂;改性的丙烯酸树脂(有机硅改性的丙烯酸树脂、氯乙烯树脂改性的丙烯酸树脂、丙烯酸氨基甲酸乙酯树脂和类似树脂);氯乙烯树脂;苯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物;氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物;松香改性马来酸树脂;酚树脂;环氧树脂;聚酯树脂;聚酯聚氨酯树脂;聚乙烯;聚丙烯;聚丁二烯;聚偏1,1-二氯乙烯、离子键树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、酮树脂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、二甲苯树脂和聚乙烯醇缩丁醛(polyvinylbutylal)树脂、聚酰胺树脂、改性聚苯醚树脂和类似物。这些可单独或组合使用。
[0313]弹性材料的橡胶和高弹体不被限制,可相应选择。其实例包括丁基橡胶、氟橡胶、丙烯酸橡胶、乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)、丙烯腈-丁苯天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁苯橡胶、丁二烯橡胶、乙丙橡胶、乙烯-丙烯三元共聚物、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、聚氨酯橡胶、间同1,2-聚丁二烯、表氯醇橡胶、有机硅橡胶、氟橡胶、聚硫化橡胶、聚降冰片烯橡胶、氢化腈橡胶、热塑性高弹体(聚苯乙烯高弹体、聚烯烃高弹体、聚氯乙烯高弹体、聚氨酯高弹体、聚酰胺高弹体、聚脲高弹体、聚酯高弹体和氟树脂高弹体)和类似物。这些可单独或组合使用。
[0314]用于调节中间转印介质体积电阻的导电性试剂不被限制,可相应选择。其实例包括炭黑、石墨、金属粉末如铝、镍和类似金属和导电金属氧化物如氧化锡、氧化钛、氧化锑、氧化铟、钛酸钾、氧化锑锡(ATO)、氧化铟锡(ITO)和类似物。导电金属氧化物可用绝缘颗粒例如硫酸钡、硅酸镁、碳酸钙和类似物涂覆。导电试剂不限于上面提到的那些试剂。
[0315]要求带表面层的材料防止光电导体被弹性材料污染,以及要求降低转印带的表面摩擦,以便减少墨粉粘合度,同时提高清洁能力和第二步转印性能。通过单独或结合使用聚氨酯、聚酯、环氧树脂和类似物而降低表面能并增强润滑的材料可被分散以进行使用。这类材料的实例包括单独的不同粒径的粉末或颗粒例如氟树脂、氟化合物、氟化碳、二氧化钛、碳化硅和类似物,或两种或多种的组合。另外,可能使用材料例如氟橡胶,其被加热处理以便富含氟的层形成于表面,并且降低表面能。
[0316]带的制造方法的例子包括但不限于离心形成法——其中将材料倒入旋转圆筒状模中来形成带、喷射应用法——其中喷射液体油漆以形成膜、浸渍方法——其中将圆筒状模浸渍到材料溶液中并然后将其拔出、注射模方法——其中将材料注射入内层和外层模之间、将化合物施用到圆筒状模并且使该化合物硫化并研磨的方法。一般而言,将两种或三种方法结合以制造带。
[0317]预防弹性带拉长的方法包括使用很难被拉长的树脂芯层——橡胶层在其上形成、将防止拉长的材料掺杂入芯层中和类似方法,但是这些方法不被特别限定于制造方法。构成防止拉长的芯层的材料的实例包括,天然纤维例如棉、丝和类似物;合成纤维例如聚酯纤维、尼龙纤维、丙烯酸纤维、聚烯烃纤维、聚乙烯醇纤维、聚氯乙烯纤维、聚偏1,1-二氯乙烯纤维、聚氨酯纤维、聚乙缩醛纤维、聚氟乙烯纤维、酚纤维和类似合成纤维;无机纤维例如碳纤维、玻璃纤维、硼纤维和类似无机纤维;金属纤维例如铁纤维、铜纤维和类似金属纤维;以及织物或线形式的材料,单独或组合使用。应当注意,材料不限于上面描述的那些材料。
[0318]线可以是一根或多根缠绕在一起的细丝,可以接受任何缠绕和绞合的形式,例如单缠绕、多缠绕、合股捻纱和类似形式。进一步,选自上述组的不同材料的纤维也可被纺在一起。可以在使用前用使其导电的方法处理线。另一方面,织物可以是任何形式,包括普通的编织物和类似物。也可能使用混纺织物,使其导电。
[0319]芯层的制造方法不被特别限定。实例包括:将被编织成圆筒形的织物放置于模或类似物上,并在其上形成涂层的方法;将圆筒形织物浸渍在液体橡胶或类似物中以使涂层(一层或多层)在芯层的一侧或两侧形成的方法;和以任意螺距将线螺旋纺织到模或类似物,然后在其上形成涂层的方法。
[0320]如果弹性层太厚,根据弹性层的硬度,表面的拉长和收缩变大,并可能在表面层上引起裂纹。而且,随着伸长和收缩量的增加,图像的大小也明显伸长和收缩。因此,太厚,大约1mm或以上,不被优选。
[0321]第一和第二转印的转印元件,优选包括通过充电将光电导体上形成的可视图像释放到记录介质一面的图像转印元件。可以有一个、两个或多个转印元件。例如,转印元件可以是基于电晕放电的电晕转印元件、转印带、转印辊、压力转印辊或粘合转印元件。
[0322]记录介质不被限制,只要其在显影后能够转印未定影的图像,并可相应选择。典型地,记录介质是普通的纸,也可利用其它材料,例如用于高架式投影仪(OHP)的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)投影片。
<定影步骤和元件>
[0323]定影是使用定影元件将转印的可视图像定影到记录介质的步骤。当每一颜色被转印到记录介质时,定影可针对每一颜色进行,或者当所有颜色被叠加时,可同时进行。
[0324]定影元件不被限制,可相应选择,然而优选已知的热应用和加压元件。这种元件的实例包括加热辊和加压辊的组合,以及加热辊、加压辊和环形带以及类似物的组合。热应用和加压元件中的加热温度优选为80℃至200℃。进一步,根据应用,可以使用已知的光学定影元件,用以结合或者代替定影和定影元件。
[0325]任选的电荷消除是将放电偏压运用到光电导体以对其放电的步骤,并且可通过电荷消除元件进行。电荷消除元件不受特别限定,只要其能将放电偏压运用到光电导体例如放电灯,并且可以从已知的电荷消除元件中进行相应选择。
[0326]任选的清洁步骤是将静电潜像承载元件上残留的电子照相墨粉除去的步骤,典型地,通过清洁元件进行。能将静电潜像承载元件上残留的电子照相墨粉除去的任何已知清洁元件可被使用,其实例包括磁刷清洁器、静电刷清洁器、磁辊清洁器、叶片清洁器、毛刷清洁器和网状清洁器(web cleaner)。
[0327]本发明的图像形成装置优选地包括润滑剂应用元件,其将赋予润滑性的试剂或润滑剂应用到静电潜像承载元件的表面。例如,所述赋予润滑性的试剂优选地为金属皂。金属皂的实例包括硬脂酸锌、硬脂酸铝和硬脂酸钙。
[0328]任选的再循环步骤是将在清洁步骤除去的墨粉颗粒转移回显影元件的步骤,该步骤可适合通过再循环元件进行。再循环元件不被特别限定,可使用迄今已知的输运元件。
[0329]控制元件是控制上述每一步骤的步骤,该步骤优选可通过控制元件进行。控制元件不受特别限定,只要其能够控制每一元件的实施。其实例包括如定序器(sequencer)和计算机的仪器。
[0330]下文,本发明的图像形成装置将参考附图进行进一步的描述。
[0331]图5是示出本发明的图像形成装置的实例的示意图。在该图中的图像形成装置是装备了本发明静电潜像承载元件(光电导体)的图像形成装置,并且其由鼓形光电导体10、电荷消除灯2、充电器3、擦除器4、图像曝光元件5、显影元件6、预转印充电器7、阻力辊(resist roller)8、转印充电器110、分离充电器111、分离爪(seperation claw)112、预清洁充电器113、清洁刷114、清洁刮片115和类似物组成。
[0332]光电导体10的形状并不特别限于图5所示的鼓形,例如可以是片型或环形带型。另外,前述充电器可选自任何已知的充电器,例如电晕充电器、栅格电极充电器、固态充电器、与静电潜像承载元件相接触的充电辊、和通过提供间隙的装置例如在其两端提供的间隙带或阶而靠近但不接触静电潜像承载元件的充电辊。
[0333]靠近但不接触光电导体的充电辊明显优于与光电导体相接触的充电辊,这是因为其提供了改进的电荷均一性,并且对在电荷辊上的污迹引起的充电失败的发生具有更大的耐受性,使其可以在没有任何维护的情况下使用。然而,它们具有的缺点是施用的电压的水平应当提高。结果,在光电导体表面的压力或负荷明显增加,并且在传统的聚合粘合剂树脂被用于最外表面层(电荷输运层或保护层)的情况下,其对光电导体表面产生严重的磨损,导致光电导体更短的寿命,因而增加了成本和维护频率。
[0334]本发明的静电潜像承载元件(光电导体),甚至用靠近但不与光电导体相接触的充电元件,也能够进行稳定的充电,而不会引起磨损。而且,该光电导体满足这样的需要,例如降低了曝光区域的残留电势并且防止了图像模糊,因此能够稳定地输出极好的图像,即使经过长时间的重复使用。对于转印元件,通常可以使用上述充电器;然而,像图5中示出的转印元件是有效的,其组合使用了转印充电器110和分离充电器111。仅使用直流电压时,靠近光电导体的电荷辊表现了不稳定的放电,这导致不均匀的图像密度分布。因为这个原因,优选在使用之前,将直流电压和交流电压叠加。
[0335]用于图像曝光元件5和电荷消除灯的光源通常可以是发光材料例如荧光发光材料、钨灯、卤灯、汞灯、钠灯、发光二极管(light-emitting diodes,LED)、激光二极管(laser diodes,LD)和电致发光管(electroluminescences,EL)。可使用各种滤光器例如锐截止波长滤光器、带通滤光器、近红外截止波长滤光器、二向色滤光器、干涉滤光器和色温转化滤光器,以用期望波长的光进行照射。
[0336]除了图5示出的元件,可通过提供另外的步骤如将转印步骤与光照射、电荷消除步骤、清洁步骤或预曝光步骤相结合,使用光照射光电导体。
[0337]不是所有通过显影元件6释放在光电导体10上的墨粉颗粒都被转印到记录介质9;它们中的一些仍残留在光电导体10上。当没有清洁这些残留的墨粉颗粒而进行后来的复印过程时,在通过曝光形成静电潜像时,导致充电失败或问题。因为这个原因,通常优选通过清洁工具除去残留墨粉颗粒。对这样的清洁工具,可单独或组合使用清洁刷114和清洁刮片,并且使用任何已知的清洁刷,包括毛刷和磁毛刷。
[0338]用于清洁刮片115的材料为具有小摩擦系数的弹性体;实例包括聚氨酯树脂、有机硅树脂、氟化树脂、聚氨酯高弹体、有机硅高弹体和氟化高弹体,由热固性聚氨酯树脂所制成的聚氨酯高弹体被特别优选,因为其高抗磨性、耐臭氧性和耐污性。注意,高弹体包括橡胶。清洁刮片115优选具有大约65-85度的硬度(根据JIS-A所测量),优选的厚度为0.8mm到3.0mm,优选的突出量(protrusionamount)大约3mm到15mm。其它条件例如接触压力、接触角、粘着量(bite amount)和类似条件可根据期望的目的设定为适当的水平。
[0339]通过与静电潜像承载元件(光电导体)接触而去除墨粉颗粒的清洁工具具有高墨粉除去能力,但是当然,其可以给光电导体机械压力,磨损最外表面层。然而,在本发明的光电导体中,保护层具有高抗磨性。因此,甚至当其被安置在装备了接触光电导体表面以清洁墨粉的清洁工具的图像形成装置上,其能够稳定输出极好的图像。
[0340]本发明的图像形成装置可由这样的机构提供——通过该机构,赋予润滑性的试剂被运用到光电导体的表面上,尽管该机构没有在图5示出。近年,球形墨粉被认为有利于得到高分辨率的电子照相图像,而被实际应用。然而,已知球形墨粉比传统研磨成粉末的墨粉更难通过刮片清洁方法而除去。例如,通过增加清洁刮片的接触压力和/或使用硬的聚氨酯橡胶刮片,这个问题得以解决。
[0341]这些方法策略倾向于增加对清洁刮片接触的光电导体表面的机械压力,并且特别有效,因为在球形墨粉的情形下,光电导体表面的磨损量实际上增加。本发明的静电潜像承载元件(光电导体)提供了十分高的抗磨性,甚至当使用于上面描述的高机械压力的条件下,保护层也几乎不磨损。
[0342]有可能发生刮片刺耳声音(screaming)和/或刮片边缘磨损,其被认为是由于清洁刮片的高摩擦系数引起。通过给光电导体提供使用赋予润滑性的试剂的工具,以使光电导体表面与清洁刮片的摩擦系数被长时间保持很低,这些问题得以克服。
[0343]在图6中,润滑剂116被制成棒状的固体材料被压在清洁刷114上。随其旋转,该清洁刷114刮擦润滑剂,粘于刷上的润滑剂被运用到光电导体的表面。润滑剂不必是固体,作为液体、粉末或半沸腾状态,其可以被运用到静电潜像承载元件的表面。其不被特别限定,只要其满足电子照相特性,并可根据应用进行适当选择。
[0344]赋予润滑性的试剂或润滑剂的实例包括金属皂例如硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸铝和硬脂酸钙;蜡例如巴西棕榈蜡、羊毛脂(lanoline)和漆脂;和润滑油例如有机硅油。在这些中,硬脂酸锌、硬脂酸铝和硬脂酸钙被特别优选,因为它们容易被处理成棒状,并且因为它们的高润滑效果。
[0345]在图6示出并且提供在清洁元件117中的润滑剂应用元件有助于在鼓周围的布置设计,并且简化了装置,但是偶尔在清洁的墨粉中的大量润滑剂的污染使再回收墨粉困难或者降低了刷的清洁效率。尽管没有在该图示出,通过提供包括与清洁元件独立和分离的润滑剂应用元件的应用元件,可以解决上述困难。而且,通过提供多种应用元件和并联或串联操作它们,使用润滑剂的效率可被加强和/或消耗量可被控制。
[0346]图7是示出本发明的图像形成装置的另一实例的示意图。在图像形成装置中,光电导体122是本发明的静电潜像承载元件并且其被驱动辊123驱动而旋转。由通过充电器220的充电、通过图像方式曝光光源121的图像方式曝光、显影(未示出)、通过转印充电器125的转印、通过清洁刷126的清洁和通过电荷消除光源127的电荷消除组成的过程被重复进行。
[0347]图8是示出运用本发明的光电导体的彩色图像形成装置的示意图。在图8中,光电导体156,其为本发明的静电潜像承载元件,在图8中被驱动朝逆时针方向旋转,通过装备了电晕充电器或栅格电极充电器的充电器153对其表面均匀充电,然后通过源自激光设备(未示出)的扫描激光L扫描,在光电导体156上产生静电潜像。通过基于彩色图像的黄、洋红、青色和黑色的单色信息进行扫描,因此黄、洋红、青色和黑色的单色静电潜像形成于光电导体156上。
[0348]如在图8所示,旋转显影元件250被置于光电导体156的左侧。显影元件250包括旋转鼓形室中的黄色显影设备、洋红色显影设备、青色显影设备和黑色显影设备,通过旋转发动机,各个显影剂顺序移动到光电导体156相对的显影位置。黄色显影设备、洋红色显影设备、青色显影设备和黑色显影设备各自引起黄色墨粉、洋红色墨粉、青色墨粉和黑色墨粉的粘合,从而显影静电潜像。黄色、洋红色、青色和黑色图像的静电潜像被顺序形成,并且被旋转显影元件250的各个旋转显影剂按顺序显影,因而黄色、洋红色、青色和黑色墨粉图像得以形成。
[0349]中间转印元件被置于光电导体156旋转方向的显影位置的下游。通过带驱动辊159c的旋转力,在顺时针方向不停地旋转中间转印带158——其被拉紧在拉张辊159a上、作为转印元件的中间转印偏压辊157、第二转印后备辊159b和带驱动辊159c,来激活中间转印元件。在光电导体鼓156上显影的黄色墨粉图像、洋红色墨粉图像、青色墨粉图像和黑色墨粉图像进入中间夹部(nip),这里光电导体鼓156和中间转印带相接触。然后,在中间转印偏压辊157的偏压的影响下,通过将各自的墨粉图像叠加在中间转印带158上,产生叠加了四种颜色的彩色图像。
[0350]使用所谓的中间转印带的中间转印系统,能相对容易和精确地定位于光电导体和中间转印介质上,并且能降低颜色位移的可能性,其中墨粉图像叠加在所述所谓的中间转印带上,该系统由初步转印和第二步转印构成,在初步转印中,通过显影元件形成于各自的静电潜像承载元件上的不同单色的墨粉图像,通过转印元件被顺序叠加在中间转印介质上,在第二转印中,所形成的墨粉图像被同时转印到记录介质上。因为这个原因,该系统使其自身具有有效地得到高质量彩色图像的方法。
[0351]由于旋转穿过夹部的光电导体鼓156的表面,通过鼓清洁元件55进行残留墨粉颗粒的清洁。鼓清洁元件55,其通过施加清洁偏压的清洁辊清洁残留转印墨粉,可装备清洁刷例如毛刷或磁毛刷,或者清洁刮片。
[0352]其上残留墨粉已被清洁的光电导体鼓156表面,通过电荷清除灯154进行电荷清除。电荷清除灯154可以是荧光灯、钨灯、卤灯、汞灯、钠灯、发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和电致发光(EL)灯。为了实现用预期波长的光单独照射,可使用各种滤光器,例如锐截止波长滤光器、带通滤光器、近红外截止波长滤光器、二向色滤光器、干涉滤光器和色温转化滤光器。
[0353]在示出中间转印元件的图8下部,提供了由转印带和多个辊(例如转印偏压辊和驱动辊)构成的转印元件。在该图的左下部,运输带(carrying belt)164和定影元件165被图解。转印元件可以被配置为使环形运输带通过未示出的运动装置,在该图中垂直地运动。当至少单色墨粉图像(例如黄色墨粉)或由具有2或3种不同颜色的墨粉图像叠加构成的合成墨粉图像通过面向转印偏压辊163的位置时,转印元件运动到从没接触中间转印带158的位置。在中间转印带156上的合成墨粉图像——该图像由4种不同颜色的墨粉图像叠加而构成——的前端运动到面向转印偏压辊163的位置之前,转印元件移动到接触中间转印带158以形成第二转印夹部的位置。
[0354]同时,一对具有从辊间进纸盒(未示出)发出的记录介质160的阻力辊161,将该记录介质160朝第二转印夹部发送,以便在中间转印带158上的复合墨粉图像(或合成墨粉图像)可被转印到记录介质160上。该复合墨粉图像——该图像由4种不同颜色的墨粉叠加而构成并且形成于中间转印带158上,通过转印偏压辊163的第二转印偏压被整个转印到第二转印夹部的记录介质160上。作为该第二转印的结果,彩色图像被形成在记录介质160上。
[0355]然后,含有彩色图像的记录介质160,通过转印带162被转印到传送带(conveying belt)164上。传送带164将从转印元件接收的记录介质160发送到定影仪器165,在这里记录介质160在通过热辊和后备辊之间的接触形成的定影夹部之间被转移。记录介质160上的彩色图像,通过热辊上的热量和定影夹部中的压力被定影在记录介质160上。
[0356]尽管没有在该图上示出,偏压电压已被运用到转印带162和传送带164上,以便记录介质P保持与之附着。也提供了用于从记录介质160上除去电荷的电荷消除充电器,以及用于从中间带158、转印带162和传送带164上除去电荷的三个电荷消除充电器。中间转印元件包括与在鼓清洁元件155中使用的结构相似的带清洁元件,从而中间转印带158上的残留墨粉颗粒被清除。
[0357]本发明的图像形成装置可以是具有多个图像形成元件的串联结构,每一个图像形成元件由静电潜像承载元件、静电潜像形成装置、显影元件和转印元件构成。图9示出串联图像形成装置的一个实例的示意图。在该图中,复印机主体150在其中心装备了环形带型中间转印介质50。该中间转印介质50在支撑辊14、15和16之间延伸,以至可以图9中所示的顺时针方向旋转。中间转印元件的清洁元件17被置于靠近支撑辊15的位置,以便除去中间转印元件50上的残留墨粉。串联式显影设备——在其中4个图像形成元件18:黄、青、洋红和黑被置于沿中间转印元件50的输运方向的一条直线上,其延伸入支持辊14和15之间。曝光元件21被置于靠近串联式显影元件的位置。第二转印元件22被置于相反的一侧,在这里串联式显影元件被置于中间转印元件50中。第二转印带24,一个环形带,延伸入一对辊23之间,在第二转印带24上输运的转印纸和中间转印元件50在第二转印元件22中彼此可以相接。定影元件25被置于靠近第二转印元件22的位置。
[0358]纸张倒转元件28(sheet inversion unit)被置于靠近串联式图像形成装置中的第二转印元件22和定影元件25的位置,以便将转印纸倒转以在转印纸的两面上都形成图像。
[0359]使用串联式显影设备120形成彩色图像(彩色复印)将被解释。首先,将文件置于自动文件进纸器(ADF)400的文件盘130上或者打开自动文件进纸器400,并将文件置于扫描仪300的接触玻璃32上,并关闭自动文件进纸器400。
[0360]当文件被置于自动文件进纸器400,通过按开始开关(未示出),在文件被输送并被移到接触玻璃32上之后,扫描仪300开始工作,或者当文件被置于接触玻璃32之上时,扫描仪300立刻开始工作,并且第一承载器(carrier)33和第二承载器34将开始运行。光源的光从承载器33照射,同时从文件表面反射的光被第二承载器34的镜面所反射。然后扫描仪传感器36接收经成像镜头35的光,彩色拷贝(彩色图像)被扫描以提供黑色、黄色、洋红和青色的信息。
[0361]每一图像的黑色、黄色、洋红和青色的信息被传输到每一图像形成元件18,即串联式显影设备120的黑色图像形成元件、黄色图像形成元件、洋红图像形成元件和青色图像形成元件,并且每一黑色、黄色、洋红和青色的墨粉图像被形成于每一图像形成元件。图像形成元件18:图10中所示的串联式显影设备120的黑色图像形成元件、黄色图像形成元件、洋红图像形成元件和青色图像形成元件,被装备了光电导体10:黑色光电导体10k、黄色光电导体10Y、洋红光电导体10M和青色光电导体10C;充电器60:其对光电导体均匀充电;曝光元件:光电导体通过它基于每一颜色图像信息,相应于每一颜色图像图像方式地曝光,如在图10中L所示,以相应于光电导体上每一颜色图像形成静电潜像;显影元件61:通过它,使用每一颜色墨粉——黑色墨粉、黄色墨粉、洋红墨粉和青色墨粉,显影静电潜像,以形成墨粉图像;电荷-转印元件62:墨粉图像通过它被转印到中间转印元件50上;光电导体清洁元件63;和电荷消除元件64。基于每一颜色图像信息,图像形成元件18能形成每一单色图像:黑色图像、黄色图像、洋红图像和青色图像。
[0362]这些形成的图像:形成于黑色光电导体10k的黑色图像、形成于黄色光电导体10Y的黄色图像、形成于洋红色光电导体10M的洋红色图像、形成于青色光电导体10C的青色图像,被顺序转印到中间转印元件50上,该中间转印元件50通过支撑辊14、15和16可旋转输送(初步转印)。并且黑色、黄色、洋红和青色的图像被叠加以形成复合彩色图像——被转印的彩色图像。
[0363]用于显影静电潜像的每一颜色墨粉与载体混合,并置于显影元件中,并且通过搅拌螺杆68搅拌,因而墨粉颗粒被充电。充电的墨粉和载体颗粒被以串的形式保留在磁辊72上,形成磁刷65。一些磁刷65的墨粉颗粒通过电吸引力被转印到静电潜像承载元件10的表面上。这样墨粉可视图像被形成于静电潜像承载元件10的表面上。
[0364]在转印元件的下游,提供了用于清洁残留墨粉颗粒的清洁元件63。在图10中,提供了刷清洁器76和清洁刮片75,清洁刮片75被如此放置:其指向与静电潜像承载元件表面旋转相反的方向。这样,在静电潜像承载元件表面上残留的墨粉颗粒被回收。回收的墨粉颗粒通过回收元件可被引导回显影设备。在图10中,通过对清洁元件回收的墨粉颗粒进行引导,实现墨粉循环,其通过传送螺杆89经回收途径80被引导回显影设备61。
[0365]在进纸盘(feeding table)200中,送纸辊142的一个被选择性地旋转,纸张(记录纸)从进纸盒之一被递出——该进纸盒在存纸盒(paper bank)143中装备了多层,并且被送入进纸途径(feeding path)146,这之前要通过分页辊(separation roller)145分成一张接一张。然后,通过输送辊147将纸张输送到复印机主体150的进纸途径148,并且通过阻力辊49使其停止下来。可选地,在手动纸盘54上的纸(记录纸)通过旋转进纸辊142被递出,在通过分页辊52分成一张接一张之后,被插入到手动进纸途径53,并通过阻力辊49使其停止下来。一般而言,阻力辊49接地使用;然而当加偏压以除去纸张粉末时,其也是可用的。
[0366]阻力辊49在中间转印元件50上的复合彩色图像(彩色转印图像)上转动以及在形成于中间转印元件25上的复合彩色图像上旋转,并且纸(记录纸)在中间转印元件50和第二转印元件22之间送出。然后,通过第二转印元件22将复合彩色图像(彩色转印图像)转印(第二转印),彩色图像形成于纸(记录纸)上。在图像转印后,通过中间转印元件清洁元件17,清洁在中间转印元件50上的残留墨粉。
[0367]彩色图像被转印和形成的纸(记录纸)被通过第二转印元件22取出,并且发送到定影元件25,以便通过热量和压力将复合彩色图像(彩色转印图像)定影到纸(记录纸)上。通过将压力辊27压到定影带26,定影元件25被配置。
[0368]通过开关爪(switch claw)55的触发,通过弹射辊56,纸张(记录纸)被弹射出并且堆叠在输出盘57上。可选地,通过开关55的引发,纸被纸张倒转元件28所倒转,并且被再次导向转印位置。在将图像记录在反面之后,然后通过弹射辊56弹射出纸张,并且堆叠在输出盘57上。
[0369]用该串联式构造,并行地进行不同颜色的静电潜像的形成和显影是可能的,从而使图像形成比用旋转式构造的形成装置更快。在图9示出的印刷机采用了中间转印系统,并用本发明的光电导体进行装备,其能在很长时期内高速稳定地输出很少具有颜色位移的高质彩色图像。
<印刷墨盒>
[0370]本发明的印刷墨盒包括本发明的静电潜像承载元件和选自充电元件、曝光元件、显影元件、转印元件和清洁元件中的至少一个元件,并且也可进一步包括按需要适当选择的其它元件(一种或多种)。
[0371]显影元件至少包括在其中装有墨粉或显影剂的显影剂容器,和在其上承载和转印墨粉或显影剂的显影剂承载元件,并且显影元件也可进一步包括,例如用于调节显影剂承载元件上墨粉层厚度的厚度调节元件。
[0372]例如,如图11所示,印刷墨盒包括其中的光电导体101,包括充电器102、来自曝光设备的曝光光线103、显影元件104和清洁元件107,并且需要时进一步包括附加的元件(一个或多个)。在该图中,参考数字105指记录介质,108指转印辊。对于光电导体101,使用本发明的静电潜像承载元件。对于曝光设备,使用能够进行高分辨率写入的光源。对于充电器102,可使用任意充电元件。
[0373]在本发明的图像形成装置中,元件如静电潜像承载元件、显影设备和清洁元件可被整合成一个元件,其被可拆卸地安装到图像形成装置的主体。可选地,通过整体地提供静电潜像承载元件和充电器、图像方式曝光设备、显影设备、转移或分离设备和清洁设备的至少一个,可构造印刷墨盒,以形成单一元件,该元件通过导向装置如导轨被可拆卸地安装到主体,这样印刷墨盒被提供给主体。
[0374]通过采用该印刷墨盒构造,静电潜像承载元件和其它印刷元件(process memeber)可容易在短时间内被替换,从而缩短维护时间,以降低成本。另外,因为静电潜像承载元件和印刷元件被整体地提供,它们的相对物理关系(relative physical relationship)的精确性得以增加。
<墨粉>
[0375]用于通过本发明的图像形成装置的显影元件,可视化静电潜像的墨粉将被描述。在本发明图像形成装置中使用的墨粉不被特别限定于墨粉材料、制造方法和类似方面,其可根据目的从本领域已知的那些墨粉中进行适当地选择。制造墨粉的方法的实例是粉碎/分级(pulverization/classification)方法、悬浮聚合(suspension polymerization)方法、乳液聚合(emulsion polumerization)方法和聚合物乳液方法,其中后三种方法涉及水溶剂中油相的乳化作用、悬浮或聚集,以形成墨粉基体颗粒(base particle)。
[0376]粉碎方法是通过熔化和揉捏墨粉材料(例如粘合剂树脂、色料(或着色剂)和防粘剂以及类似物),并且将它们粉碎和分级,获得墨粉基体颗粒的方法。而且,在该粉碎方法中,为了调节墨粉平均圆形度为0.97到1.0,可对墨粉基体颗粒施加机械冲力,以形成球形。在这种情况下,可使用设备例如混合器(hybridizer)或机械融合(mechano-fusion)设备,对墨粉基体颗粒施加机械冲力。
[0377]在悬浮聚合方法中,色料、防粘剂以及类似物被分散入油溶性聚合引发剂和可聚合的单体,并且通过下面描述的乳化方法在包含表面活性剂和其它固体分散剂的含水介质中进行乳化和分散。然后,进行聚合,形成墨粉颗粒,然后可以进行湿处理,其中无机细粒被附着到墨粉颗粒的表面。在该过程中,优选对剩余表面活性剂和类似物通过洗涤已被除去的墨粉颗粒进行处理。
[0378]通过将下述一些化合物作为可聚合单体使用,可能将官能团引入墨粉颗粒表面,这些化合物选自酸,例如丙烯酸、甲基丙烯酸、α-氰基丙烯酸酯、α-氰基甲基丙烯酸酯、衣康酸、巴豆酸、富马酸、马来酸和马来酐;丙烯酰胺;甲基丙烯酰胺;双丙酮丙烯酰胺或其羟甲基化合物;乙烯基吡啶;乙烯基吡咯烷酮;乙烯基咪唑;哌嗪;和具有氨基的(甲基)丙烯酸酯,例如甲基丙烯酸二甲氨基乙酯。而且,通过选择含有酸基或碱基的化合物作为分散剂而使用,使分散剂吸附并保留在颗粒表面,因此能引入官能团。
[0379]在乳液聚合方法中,水溶性聚合引发剂和可聚合单体在水中用表面活性剂乳化,并且通过通常的乳化和聚合方法合成乳胶。另外的分散体——其中色料和防粘剂以及类似物被分散入含水介质中,在通过加热而混合和熔化并沉积之后,被制备并且以墨粉大小聚集,获得墨粉。然后,可通过湿法(wet method)进行下面描述的用于沉积无机细粒的处理。使用相似于在悬浮和聚合方法中可用作乳胶的单体,使得将官能团引到墨粉颗粒表面。
[0380]在本发明中,在含水介质中乳化或分散含有被溶解或分散的墨粉材料(原始材料)的溶液或分散体液的制造方法被优选。这是因为这些方法提供高树脂选择性和极好的墨粉颗粒特性,实现对粒径、粒径分布和墨粉形状的容易控制,并且能产生具有极好低温定影性能的墨粉。注意,通过将墨粉材料溶解于溶剂而获得溶液,并且通过将墨粉材料分散到溶剂而获得分散体液。
[0381]通过将墨粉材料在含水介质中乳化或分散而制备的墨粉,至少含有通过含有活性氢基的化合物、可与含有活性氢基的化合物反应的聚合物、防粘剂和色料一起反应产生的粘性基体材料和类似物,并且可进一步含有从本领域已知的那些粘合剂树脂适当选择的粘合剂树脂。当需要时,墨粉可进一步含有附加的成分,例如树脂细粒和电荷控制剂。注意,在本发明中使用的墨粉至少包含粘合剂树脂,除了既不包含含有活性氢基的化合物,也不包含可与该化合物反应的聚合物的情况。
[0382]如将在下面描述的,优选这样的墨粉:其通过在水相中乳化或分散油相而制得,油相是通过将至少包含含有活性氢基的化合物(AC)和能与该化合物(AC)反应的聚合物(PC)的墨粉材料溶于有机溶剂而制备的。为了简化目的,含有活性氢基的化合物和可与含有活性氢基的化合物反应的聚合物可被分别简写为AC和PC。
-粘性基体材料-
[0383]粘性基体材料表现了与记录介质例如纸的粘合度,其至少包括通过含有活性氢基的化合物和可与该含有活性氢基的化合物反应的聚合物在含水介质中反应得到的粘合聚合物,并且其可进一步包括从已知的粘合剂树脂中适当选择的粘合剂树脂。
[0384]粘性基体材料的重均分子量,可适当地根据目的进行选择,而没有特别的限定。重均分子量为,例如优选1,000或以上,更优选2,000到10,000,000,进一步更优选3,000到1,000,000。当重均分子量在1,000以下时,可导致低的耐热偏移性(hot offset resistance)。
[0385]粘性基体材料的存储弹性模量可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定。例如,在20Hz的测量频率下,10,000达因/cm2的温度(T′G)通常为100℃或更高,优选110℃到200℃。当该T′G在100℃以下时,耐热偏移性可能更差。
[0386]粘性基体材料的粘度可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定。例如,在20Hz的测量频率下,1,000泊的温度(Tη)通常为180℃或更高,优选90℃到160℃。当该Tη在180℃以上时,低温定影性能可能更差。
[0387]因此,关于同时实现耐热偏移性和低温定影性能,TG′优选高于Tη。就是说,在TG′和Tη之间的差(TG′-Tη)优选为0℃或更高,更优选为10℃或更高,进一步更优选为20℃或更高。该差值越大越好。
[0388]另外,从同时实现低温定影性能和耐热性保持性的角度看,TG′-Tη优选为0℃到100℃,更优选为10℃到90℃,进一步更优选20℃到80℃。
[0389]粘性基体材料的具体实例可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,并且优选包括聚酯树脂和类似物。该聚酯树脂可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,并且具体而言,优选包括脲改性聚酯树脂和类似物。
[0390]通过在作为含有活性氢基的化合物的胺(B)的含水介质中与作为可与该含有活性氢基的化合物反应的聚合物的含异氰酸酯基团的聚酯预聚物(A)反应,得到脲改性聚酯树脂。
[0391]脲改性聚酯树脂可包括氨基甲酸乙酯键,而不是脲键。在这种情况下,含有该脲键和该氨基甲酸乙酯键的摩尔比(脲键/氨基甲酸乙酯键)可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,并且其优选为100/0到10/90,更优选为80/20到20/80,特别优选为60/40到30/70。当脲键在10以下时,耐热偏移性可被减少。
[0392]脲改性聚酯树脂的具体的实例优选包括下述(1)到(10):
[0393](1)通过双酚A环氧乙烷(2mol)加成物和间苯二酸的缩聚物,与异佛尔酮二异氰酸酯反应得到的聚酯预聚物的含异佛尔酮二胺的脲产物,和双酚A环氧乙烷(2mol)加成物和间苯二酸的缩聚物的混合物。
[0394](2)通过双酚A环氧乙烷(2mol)加成物和间苯二酸的缩聚物,与异佛尔酮二异氰酸酯反应得到的聚酯预聚物的含异佛尔酮二胺的脲产物,和双酚A环氧乙烷(2mol)加成物和对苯二酸的缩聚物的混合物。
[0395](3)通过双酚A环氧乙烷(2mol)加成物/双酚A环氧丙烷(2mol)加成物和对苯二酸的缩聚物,与异佛尔酮二异氰酸酯反应得到的聚酯预聚物的含异佛尔酮二胺的脲产物,和双酚A环氧乙烷(2mol)加成物/双酚A环氧丙烷(2mol)加成物和对苯二酸的缩聚物的混合物。
[0396](4)通过双酚A环氧乙烷(2mol)加成物/双酚A环氧丙烷(2mol)加成物和对苯二酸的缩聚物,与异佛尔酮二异氰酸酯反应得到的聚酯预聚物的含异佛尔酮二胺的脲产物,和双酚A环氧丙烷(2mol)加成物和对苯二酸的缩聚物的混合物。
[0397](5)通过双酚A环氧乙烷(2mol)加成物和对苯二酸的缩聚物,与异佛尔酮二异氰酸酯反应得到的聚酯预聚物的含六亚甲基二胺的脲产物,和双酚A环氧乙烷(2mol)加成物和对苯二酸的缩聚物的混合物。
[0398](6)通过双酚A环氧乙烷(2mol)加成物和对苯二酸的缩聚物,与异佛尔酮二异氰酸酯反应得到的聚酯预聚物的含六亚甲基二胺的脲产物,和双酚A环氧乙烷(2mol)加成物/双酚A环氧丙烷(2mol)加成物和对苯二酸的缩聚物的混合物。
[0399](7)通过双酚A环氧乙烷(2mol)加成物和对苯二酸的缩聚物,与异佛尔酮二异氰酸酯反应得到的聚酯预聚物的含乙二胺的脲产物,和双酚A环氧乙烷(2mol)加成物和对苯二酸的缩聚物的混合物。
[0400](8)通过双酚A环氧乙烷(2mol)加成物和间苯二酸的缩聚物,与二苯甲烷二异氰酸酯反应得到的聚酯预聚物的含六亚甲基二胺的脲产物,和双酚A环氧乙烷(2mol)加成物和间苯二酸的缩聚物的混合物。
[0401](9)通过双酚A环氧乙烷(2mol)加成物/双酚A环氧丙烷(2mol)加成物和对苯二酸/十二碳烯丁二酸酐的缩聚物,与二苯甲烷二异氰酸酯反应得到的聚酯预聚物的含六亚甲基二胺的脲产物,和双酚A环氧乙烷(2mol)加成物/双酚A环氧丙烷(2mol)加成物和对苯二酸的缩聚物的混合物。
[0402](10)通过双酚A环氧乙烷(2mol)加成物和间苯二酸的缩聚物,与甲苯二异氰酸酯反应得到的聚酯预聚物的含六亚甲基二胺的脲产物,和双酚A环氧乙烷(2mol)加成物和间苯二酸的缩聚物的混合物。
(含有活性氢基的化合物)
[0403]当能与含有活性氢基的化合物反应的聚合物在含水介质中进行拉长和交联时,含有该活性氢基的化合物作为增量剂和交联剂起作用。
[0404]含有活性氢基的化合物可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,只要含有活性氢基。例如,在可与含有活性氢基的化合物反应的聚合物是含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(A)的情况下,关于通过反应例如与该含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(A)的延伸反应或交联反应而能够具有更高分子量的方面,优选胺(B)。
[0405]活性氢基可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,并包括例如,羟基(醇式羟基或酚式羟基)、氨基、羧基和巯基。它们可被单独使用,或者它们中的两个或多个可被组合使用。在它们中,特别优选醇式羟基。
[0406]胺(B)可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,例如其包括二胺(B1)、具有3个或以上氨基的聚胺(B2)、氨基醇(B3)、氨基硫醇(B4)、氨基酸(B5)和B1到B5的封端氨基(B6)。它们可被单独或组合使用。在它们中,特别优选二元胺(B1),以及二元胺(B1)与少量具有3个或多个氨基的聚胺(B2)的混合物。
[0407]例如,二元胺(B1)包括例如芳族二胺、脂环族二胺和脂肪族二胺。这些芳族二胺包括,例如苯二胺和二乙基甲苯二胺、4,4′-二胺苯甲烷。这些脂环族二胺包括,例如4,4′-二胺-3,3′-二甲基二环己基甲烷、二胺环己烷和异佛尔酮二胺。这些脂肪族二胺包括,例如乙二胺、四亚甲基二胺和六亚甲基二胺。
[0408]例如,具有3个或以上氨基的聚胺(B2)包括二亚乙基三胺和三亚乙基四胺。例如,氨基醇(B3)包括氨基乙醇和羟乙基苯胺。例如,氨基硫醇(B4)包括氨乙基硫醇和氨丙基硫醇。例如,氨基酸(B5)包括氨基丙酸和氨基己酸。例如,B1到B5的封端氨基(B6)包括酮亚胺化合物和唑烷化合物,其用(B1)到(B5)的任何胺和任何酮(丙酮、甲基·乙基酮、甲基·异丁基酮和类似酮)所得。
[0409]而且,为了停止延伸反应(extension reaction)和含有活性氢基的化合物和可与该含有活性氢基的化合物反应的聚合物之间的交联反应,可使用反应终止剂。该反应终止剂的使用优选考虑能够用于控制例如粘性基体材料的分子量在预期范围内。这些反应终止剂包括,例如一元胺(二乙基胺、二丁基胺、丁胺、月桂胺和类似胺)或者对这些一元胺进行封端所得到的胺。
(酮亚胺化合物)
[0410]对于胺(B)和含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(A)之间的混合比例,在含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(A)中的异氰酸酯基团[NCO]和胺(B)中的氨基基团[NHx]之间的混合比例([NCO]/[NHX]),以当量计,优选1/3到3/1,更优选1/2到2/1,进一步更优选1/1.5到1.5/1。当混合比例([NCO]/[NHX])在1/3以下时,低温定影性能可能更差。当超过3/1时,脲改性聚酯树脂的分子量下降。耐热偏移性可能更差。
(能与含有活性氢基的化合物反应的聚合物)
[0411]可与含有活性氢基的化合物反应的聚合物(下文可被称为“预聚物(prepolyrner)”)可根据目的从已知的树脂进行适当地选择,而没有特别的限定,只要至少具有可与含有活性氢基的化合物反应的位点,例如其包括多元醇树脂、聚丙烯酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂和衍生树脂。它们可被单独或组合使用。在这些树脂中,特别优选聚酯树脂,这是考虑到在融化状态下高的流动性和透明度。
[0412]在预聚物中,可与含有活性氢基的化合物反应的位点根据目的,可适当地选自已知的取代基基团,而没有特别的限定,例如其包括异氰酸酯基团、环氧基团、羧酸和酰基氯基团。它们可被单独或组合使用。在这些取代基基团中,特别优选异氰酸酯基团。
[0413]考虑到下述事实:高分子组分的分子量易于调整;干法制造的墨粉具有少油低温定影性能;以及特别是即使在没有防粘油应用机构来定影加热介质的情况下,极好的防粘性能和定影性能得以可靠地实现,在预聚物中,特别优选含有脲键产生基团的聚酯树脂(RMPE)。
[0414]脲键产生基团基团包括,例如异氰酸酯基团。在含有脲键产生基团的聚酯树脂(RMPE)中的脲键产生基团是该异氰酸酯基团的情况下,该聚酯树脂(RMPE)特别优选地包括含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(A)。
[0415]含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(A)可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,例如其包括多元醇(PO)和聚羧酸(PC)的缩聚物,以及通过含有活性氢基的聚酯树脂与聚异氰酸酯(PIC)反应所得到的预聚物。
[0416]多元醇(PO)可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,例如其包括二醇(DIO)、具有3个或更多羟基的多元醇(TO)和二醇(DIO)与具有3价(valnece)或多价的多元醇(TO)的混合物。它们可被单独使用,或者它们中的两个或更多可被组合使用。在它们中,特别优选单独的二醇(DIO),以及二醇(DIO)与少量具有更多羟基的多元醇(RO)的混合物。
[0417]二醇(DIO)的实例包括烷撑二醇、亚烃醚二醇、脂环二醇、脂环二醇的烯化氧加成物、双酚和双酚的烯化氧加成物。
[0418]烷撑二醇优选具有2到12个碳原子。烷撑二醇的实例包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和1,6-己二醇。亚烃醚二醇的实例包括二甘醇、三甘醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚四亚甲基醚二醇。脂环二醇的实例包括1,4环己烷二甲醇和氢化双酚A。脂环二醇的烯化氧加成物的实例包括关于脂环二醇的烯化氧例如环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的加成物。双酚的实例包括双酚A、双酚F和双酚S。双酚的烯化氧加成物的实例包括关于双酚的烯化氧例如环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的加成物。
[0419]在其中,优选具有2到12个碳原子的烷撑二醇和双酚的烯化氧加成物,并且特别优选双酚的烯化氧加成物和双酚的烯化氧加成物与具有2到12个碳原子的烷撑二醇的混合物。
[0420]对于具有3个或更多羟基的多元醇(TO),优选具有3到8个羟基或更多羟基的那些多元醇。实例包括具有3个或更多羟基的多元脂肪醇、具有3个或更多羟基的多酚和具有3个或更多羟基的多酚的烯化氧加成物。
[0421]具有3个或更多羟基的多元脂肪醇的实例包括甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇和山梨醇。具有3个或更多羟基的多酚的实例包括三酚PA、线型酚醛树脂和甲酚酚醛树脂。具有3个或更多羟基的多酚的烯化氧加成物的实例包括关于具有3个或更多羟基的多酚的烯化氧例如环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的加成物。
[0422]二醇(DIO)和具有3个或更多羟基的多元醇的混合物中的二醇(DIO)和具有3个或更多羟基的多元醇(TO)之间的混合比例(DIO∶TO),以质量计,优选为100∶0.01到100∶10,更优选为100∶0.01到100∶1。
[0423]聚羧酸(PC)可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,例如其包括二羧酸(DIC)、具有3个或更多羧基的聚羧酸(TC)以及二羧酸(DIC)和具有3个或更多羧基的聚羧酸(TC)的混合物。
[0424]它们可被单独或组合使用。在它们中,特别优选单独的二羧酸(DIC)或者二羧酸(DIC)与少量具有3个或更多羧基的聚羧酸(TC)的混合物。
[0425]二羧酸的实例包括亚烷基二羧酸、亚链烯基二羧酸(alkenylenedicarboxylic acid)和芳族二羧酸。
[0426]亚烷基二羧酸的实例包括琥珀酸、己二酸和癸二酸。亚链烯基二羧酸优选具有4到20个碳原子,例如其实例包括马来酸和富马酸。芳族二羧酸优选具有8-20碳原子,例如其实例包括邻苯二酸、间苯二酸、对苯二酸和萘二羧酸。这些中,优选具有4到20个碳原子的亚烷基二羧酸和具有8到20个碳原子的芳族二羧酸。
[0427]对于具有3个或更多羧基的聚羧酸(TC),优选具有3到8个或更多羧基的那些聚羧酸,例如其实例包括芳族聚羧酸。芳族聚羧酸优选具有9到20个碳原子,其实例包括例如1,2,4-苯三酸和1,2,4,5-苯四酸。
[0428]对于聚羧酸(PC),也可能使用酸酐或低级烷基酯产物,其选自二羧酸(DIC)、具有3个或更多羧基的聚羧酸(TC),以及二羧酸(DIC)和具有3个或更多羧基的聚羧酸的混合物。低级烷基酯的实例包括甲酯、乙酯和异丙酯。
[0429]二羧酸(DIC)和具有3个或更多羧基的的聚羧酸(TC)的混合物中的二羧酸(DIC)和具有3个或更多羧基的聚羧酸(TC)之间的混合比例(DIC∶TC),以质量计,可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,并且优选为100∶0.01到100∶10,更优选为100∶0.01到100∶1。
[0430]在多元醇(PO)和聚羧酸(PC)之间缩聚反应之后,它们之间的混合比例以质量计可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定。例如,多元醇(PO)中的羟基[OH]和聚羧酸(PC)中的羧基[COOH]之间的混合比例([OH]/[COOH]),以当量计优选为2/1到1/1,更优选为1.5/1到1/1,进一步优选为1.3/1到1.02/1。
[0431]含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(A)中的多元醇(PO)的含量可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,例如,其按质量计优选为0.5%到40%,按质量计更优选为1%到30%,按质量计进一步优选为2%到20%。当该含量按质量计在0.5%以下时,耐热偏移性可能更差,并且耐热保持性和低温定影性能可能难于实现。当按质量计超过40%时,低温定影性能可能更差。
[0432]聚异氰酸酯(PIC)可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,例如其包括脂肪族聚异氰酸酯、脂环族聚异氰酸酯、芳族二异氰酸酯、芳脂族(araliphatic)二异氰酸酯、异氰脲酸酯和用酚衍生物、肟或己内酰胺封端的异氰酸酯。
[0433]脂肪族聚异氰酸酯的实例包括二异氰酸四亚甲酯、二异氰酸六亚甲酯、2,6-二异氰酸甲基己酸酯、二异氰酸八亚甲酯、二异氰酸十亚甲酯、二异氰酸十二亚甲酯、二异氰酸十四亚甲酯、三甲基己烷二异氰酸酯和四甲基己烷二异氰酸酯。脂环族聚异氰酸酯的实例包括异佛尔酮二异氰酸酯和环己基甲烷二异氰酸酯。芳族二异氰酸酯的实例包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-亚萘基二异氰酸酯、二亚苯基-4,4′-二异氰酸酯、4,4′-二异氰酸酯-3,3′-二甲基二苯基、3-甲基二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯、二苯醚-4,4′-二异氰酸酯。芳脂族二异氰酸酯的实例包括α,α,α′,α′-四甲代苯二甲撑二异氰酸酯。异氰脲酸酯的实例包括三异氰酸烷酯基-异氰脲酸酯和三异氰酸环烷酯基-异氰脲酸酯。它们可被单独使用,也可以其中的两种或三种组合使用。
[0434]当聚异氰酸酯(PIC)和含有活性羟基的聚酯树脂(例如,含羟基的聚酯树脂)反应时,对于混合比例,通常地,在聚异氰酸酯(PIC)中的异氰酸酯基团[NCO]和含羟基的聚酯树脂中的羟基[OH]之间的混合当量比例([NCO]/[OH]),优选为5/1到1/1,更优选为4/1到1.2/1,进一步优选为3/1到1.5/1。当该异氰酸酯基团[NCO]超过5时,低温定影性能可能更差。当其在1以下时,耐偏移性可能更差。
[0435]含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(A)的聚异氰酸酯(PIC)的含量可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,例如其按质量计优选为0.5%到40%,按质量计更优选为1%到30%,按质量计进一步优选为2%到20%。当该含量按质量计在0.5%以下时,耐热偏移性可能更差,并且耐热性保持性和低温定影性能可能难于实现。当按质量计超过40%时,低温定影性能可能更差。
[0436]含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(A)的一个分子中含有的异氰酸酯基团的平均数量优选为1或更多,更优选为1.2到5,进一步更优选为1.5到4。当异氰酸酯基团的平均数量在1以下时,用脲键产生基团改性的聚酯树脂(RMPE)的分子量变低,因此耐热偏移性可能更差。
[0437]可与含活性氢基团的化合物反应的聚合物的重均分子量(Mw),就四氢呋喃(THF)可溶部分的GPC(凝胶渗透色谱)得到的分子量分布而言,优选为1,000到30,000,更优选为1,500到15,000。当该重均分子量(Mw)在1,000以下时,耐热偏移性可能更差。当其超过30,000时,低温定影性能可能更差。
[0438]例如,可通过凝胶渗透色谱(GPC)按照下述进行分子量分布的测量。换句话说,在40℃下的加热室中,使柱平衡。在该温度下,使四氢呋喃(THF)作为柱溶剂以1ml/分钟的流速流动。然后将50μ1到200μl的树脂的四氢呋喃样品溶液注入,树脂样品浓度按质量计已被调整为0.05%到0.6%,之后测量。在样品分子量的测量中,从用数种单一分散聚苯乙烯标准样品制备的校正曲线的对数值和计数数值之间的关系,计算样品包括的分子量分布。作为优选使用的用于校正曲线制作的标准聚苯乙烯样品是Pressure Chemical Co.或Toyo Soda IndustryCo.,Ltd制造的分子量为6×102、2.1×102、4×102、1.75×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106和4.48×106的样品。至少大约10种标准聚苯乙烯样品被优选使用。进一步,作为检测器,使用RI(折射)检测器。
(粘合剂树脂)
[0439]粘合剂树脂可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,例如其包括聚酯树脂。特别地,优选未改性聚酯树脂(聚酯树脂没有改性)。如果墨粉含有未改性的聚酯树脂,其可能改善低温定影性能和光泽度。
[0440]未改性的聚酯树脂的实例包括与含有脲键产生基团的聚酯树脂相同的聚酯树脂,其为多元醇(PO)和聚羧酸(PC)的缩聚物。这种未改性的聚酯树脂优选在其一部分上与含有脲键产生基团的聚酯树脂(RMPE)相容,换句话说,它们在低温定影性能和耐热偏移性方面,是彼此相容的相似结构。
[0441]未改性的聚酯树脂的重均分子量(Mw),在四氢呋喃(THF)可溶部分的GPC(凝胶渗透色谱)得到的分子量分布中,优选为1,000到30,000,更优选为1,500到15,000。当该重均分子量(Mw)在1,000以下时,热稳定性可能降低。因此重均分子量(Mw)在1000以下的成分的含量按质量计需要为8%到28%,如上所述。另一方面,当重均分子量(Mw)超过30,000时,低温定影性能可能更差。
[0442]未改性的聚酯树脂的玻璃化转变温度通常为30℃到70℃,更优选为35℃到70℃,进一步更优选为35℃到50℃,特别优选为35℃到45℃。当玻璃化转变温度在30℃以下时,墨粉的耐热性保持性可能较差。当超过70℃时,低温定影性能可能较差。
[0443]未改性的聚酯树脂的羟基值优选为5mgKOH/g或以上,更优选为10mgKOH/g到120mgKOH/g,进一步更优选为20mgKOH/g到80mgKOH/g。当羟基值在5mgKOH/g以下时,耐热性保持性和低温定影性能都可能难于达到。
[0444]未改性的聚酯树脂的酸值优选为1.0mgKOH/g到50.0mgKOH/g,更优选为1.0mgKOH/g到45.0mgKOH/g,进一步更优选为15.0mgKOH/g到45.0mgKOH/g。一般而言,通过使墨粉具有酸值,墨粉更可能具有负电性。
[0445]在墨粉材料含有未改性的聚酯树脂的情况下,在可与含有活性氢基的化合物反应的聚合物(例如含有脲键产生基团的聚酯树脂)和该未改性的聚酯树脂之间的混合比例(聚合物/未改性的聚酯树脂),以质量计优选为5/95到80/20,更优选为10/90到25/75。当未改性的聚酯树脂(PE)的混合质量比超过95时,耐热偏移性可能较差,并且耐热性保持性和低温定影性能可能难以达到。当其在20以下时,光泽度可能较差。
[0446]粘合剂树脂中的未改性的聚酯树脂的含量,按质量计,例如优选为50%到100%,按质量计更优选为70%到95%,按质量计进一步优选为80%到90%。当该含量按质量计在50%以下时,图像的低温定影性能或光泽度可能较差。
(色料)
[0447]色料可根据目的从已知的染料和颜料进行适当地选择,而没有特别的限定,其包括例如炭黑、尼格染料、黑铁(black iron)、萘酚黄S、汉撒黄(10G、5G和G)、镉黄、黄色氧化铁、黄土、铬黄、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉撒黄(GR、A、RN和R)、颜料黄L、联苯胺黄(G和GR)、永久黄(NCG)、硫化坚牢黄(5G和R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽醌黄(Anthrazane yellow)BGL、异吲哚啉黄、红色氧化铁、红铅粉、橙铅粉、镉红、镉汞红、锑橙、永久红4R、对位红、颜料火红、对-氯-邻-硝基苯胺红、立索坚牢猩红G、亮坚牢猩红、亮胭脂红BS、永久红(F2R、F4R、FRL、FRLL和F4RH)、坚牢猩红VD、硫化坚牢红宝石B、亮猩红G、立索红宝石GX、永久红F5R、亮胭脂红6B、颜料猩红3B、枣红5B、甲苯胺紫红、永久枣红F2K、日光枣红BL、枣红10B、BON浅紫红(Maroon Light)、BON中紫红(Maroon Medium)、曙红色淀、若丹明色淀B、若丹明色淀Y、茜素色淀、硫靛红B、硫靛紫红、油红、喹吖啶酮红、吡唑啉酮红、多偶氮红、铬朱红、联苯胺橙、苝醌橙(perynone orange)、油橙、钴蓝、青天蓝、碱性蓝色淀、孔雀蓝淀、维多利亚蓝淀、无金属酞青蓝、酞青蓝、坚牢天蓝、阴丹士林蓝(RS和BC)、靛蓝、群青、普鲁士蓝、蒽醌蓝、坚牢紫B;甲基紫淀、钴紫、锰紫、二烷紫、蒽醌紫、铬绿、锌绿、氧化铬、铬绿(viridian)、翡翠绿(emeraldegreen)、颜料绿B、萘酚绿B、绿金、酸性绿(Acidegreen)淀、孔雀绿淀、酞青绿、蒽醌绿、氧化钛、氧化锌和锌钡白。这些色料可被单独或组合使用。
[0448]墨粉中色料的含量可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,其按质量计优选为1%到15%,按质量计更优选为3%到10%。当该含量按质量计在1%以下时,墨粉的着色能力表现出下降。当按质量计在15%以上时,墨粉中出现颜料的分散缺陷,并且可能引起着色能力的降低和墨粉电性能的降低。
[0449]色料可被用作与树脂结合的母料。该树脂可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定。该树脂的实例包括苯乙烯或其取代的聚合物、苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、环氧树脂、环氧多元醇树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚丙烯酸树脂、松香、改性松香、萜树脂、脂肪族或脂环族烃树脂、芳族石油树脂、氯化石蜡和石蜡。这些树脂可被单独或组合使用。
[0450]苯乙烯或其取代的聚合物的实例包括聚酯树脂、聚苯乙烯、聚-对-氯苯乙烯和聚甲基苯乙烯。苯乙烯共聚物的实例包括苯乙烯-对-氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-甲基苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基奈共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-α氯代甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮聚合物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物和苯乙烯-马来酸酯共聚物。
[0451]在大剪切力下,可通过混合和捏合母料树脂和色料制造母料。在该过程中,为了增强色料和树脂间的相互作用,优选加入有机溶剂。而且,优选所谓的冲洗方法(flushing method),因为色料的湿块(wet cake)可按其本来使用,而不需要干燥。在该冲洗方法中,含有色料的含水糊状物与树脂和有机溶剂混合并捏合,并且将色料转移到树脂一侧以除去水和有机溶剂成分。在该混合和捏合中,高剪切分散仪器,例如三辊磨(three-roll mill)被优选使用。
(另外的组分)
[0452]另外的组分可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,其包括例如,防粘剂、无机细粒、流动性改进剂、清洁改进剂、磁材料和金属皂。
[0453]防粘剂可根据目的从已知防粘剂进行适当地选择,而没有特别的限定;优选的实例包括蜡。
[0454]所述蜡包括,例如含羰基的蜡、聚烯烃蜡和长链碳氢化合物。它们可被单独使用,也可将它们中的两个或多个组合使用。在其中,优选含羰基的蜡。含羰基的蜡的实例包括聚链烷酸酯、聚链烷醇酯、聚链烷酸酰胺、聚烷基酰胺和二烷基酮。
[0455]聚链烷酸酯的实例包括巴西棕榈蜡、褐煤蜡、三羟甲基丙烷三山嵛酸酯、季戊四醇四山嵛酸酯、季戊四醇二乙酸二山嵛酸酯、三山嵛酸甘油酯和1,18-十八烷二醇二硬脂酸酯。聚链烷醇酯的实例包括苯三酸三硬脂酰和马来酸二硬脂酯。聚链烷酸酰胺的实例包括二山嵛酸酰胺。聚烷基酰胺的实例包括苯三酸三硬脂酰胺。二烷基酮的实例包括二硬脂基酮。在这些含羰基的蜡中,特别优选聚链烷酸酯。
[0456]聚烯烃蜡的实例包括聚乙烯蜡和聚丙烯蜡。长链碳氢化合物的实例包括石蜡和甲唑蜡(xazole wax)。
[0457]防粘剂的熔点可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,优选为40℃到160℃,更优选为50℃到120℃,进一步更优选为60℃到90℃。当熔点在40℃以下时,蜡可能对耐热性保持性产生不利影响。当其超过160℃时,在低温定影的时候,冷偏移(cold offset)可能发生。
[0458]在高于这些蜡的熔点20℃的温度下,测量的防粘剂的熔化粘度值,优选为5cps到1,000cps,更优选为10cps到100cps。当熔化粘度在5cps以下时,可能降低防粘性能。当其超过1,000cps时,对耐热偏移性和低温定影性能的效果的提高可能不能达到。
[0459]墨粉中防粘剂的含量可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,其按质量计优选为0%到40%,按质量计更优选为3%到30%。当按质量计含量超过40%时,墨粉的流动性可能降低。
[0460]电荷控制剂没有被特别限制,可从本领域已知的电荷控制剂适当选择,然而,当着色材料被用作电荷控制剂时,墨粉的色调可被改变,因此,无色材料或接近白色的材料被优选使用。其实例包括三苯甲烷染料、钼酸螯合物颜料、若丹明染料、烷氧基胺、季铵盐例如氟改性季铵盐;烷基胺、含磷单体或其化合物、钨单体或其化合物、氟活化剂、水杨酸金属盐和水杨酸衍生物金属盐。这些电荷控制剂的每一个可被单独或组合使用。
[0461]对于电荷控制剂,可以使用商业可得的产品,商业可得的电荷控制剂的实例包括季铵盐Bontron P-51、含有金属的偶氮染料Bontron S-34、α萘芬酸金属络合物Bontron E-82、水杨酸金属络合物Bontron E-84和酚浓缩物Bontron E-89(Orient Chemical Industries,Ltd.制造);季铵盐钼金属络合物TP-302和TP-415(Hodogaya Chemical Co.制造);季铵盐Copy Charge PSYVP2038、三苯甲烷衍生物Copy Blue PR以及季铵盐Copy Charge NEG VP2036和季铵盐Copy Charge NXVP434(Hoechst Ltd.制造);硼金属络合物LRA-901和LR-147(Japan Carlit Co.,Ltd.制造);喹吖啶酮、偶氮染料和具有官能团例如磺酸基团、羧基和季铵盐的其它高分子量化合物。
[0462]在溶解和揉捏母料之后,可溶解和分散电荷控制剂,或者在将每一墨粉成分溶解和分散到有机溶剂的时候,可将电荷控制剂直接加入到有机溶剂。
[0463]墨粉中电荷控制剂的含量可根据粘合剂树脂的类型、根据需要使用的添加物的有无、以及分散方法进行确定,然而,其含量同样不受限制,例如,相对于100份质量的粘合剂树脂,使用电荷控制剂的范围是按质量计0.1份到10份,更优选的范围是按质量计0.2份到5份。当电荷控制剂的使用量按质量计在0.1份以下时,不能获得墨粉的充电能力。当电荷控制剂的使用量按质量计在10份以上时,墨粉的充电能力过大,这减少了起初使用的电荷控制剂的效果,并且相对于显影辊的静电吸引力增加,导致显影剂的流动性减少以及图像密度的降低。
[0464]树脂细粒可根据目的从已知的的树脂中进行适当地选择,只要它们是能在含水介质中形成水分散体的树脂。树脂细粒可以是热塑性或热固性树脂,其实例包括,例如乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂、酚树脂、三聚氰铵树脂、脲树脂、苯胺树脂、离子键树脂和聚碳酸酯树脂。
[0465]它们可被单独或组合使用。在其中,基于细球形的细粒树脂的水分散体容易得到这一事实,优选树脂细粒由至少一种选自乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂和聚酯树脂的树脂制成。
[0466]而且,乙烯基树脂是通过乙烯基单体的单聚合或共聚合得到的聚合物,其实例包括,例如苯乙烯-(甲基)丙烯酰基酯树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、(甲基)丙烯酸-丙烯酰基酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物和苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物。
[0467]进一步,作为树脂细粒,也可使用包含具有至少两个未饱和基团的单体的共聚物。
[0468]具有至少两个未饱和基团的单体可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,其包括例如甲基丙烯酸环氧乙烷加成物的硫酸酯钠盐(EleminolRS-30,Sanyo Chemical Industries Ltd.制造)、二乙烯苯和1,6-己二醇丙烯酸酯。
[0469]可通过根据目的适当选择的已知方法聚合得到这些树脂细粒,其优选地作为这些树脂细粒的水分散体而得到。这些树脂细粒的水分散体的制备方法优选地包括,例如,方法(1),在乙烯基树脂的情况下,通过选自悬浮聚合方法、乳液聚合方法、种子聚合方法和分散聚合方法的任何聚合方法,用乙烯基单体原始材料,直接制造树脂细粒的水分散体;方法(2),在聚加成反应树脂或缩合树脂例如聚酯树脂、聚氨酯树脂和环氧树脂中,在存在适当的分散剂的情况下,前体(单体、低聚物和类似物)或其溶解溶液被分散到含水介质中,并其后加热或加入固化剂,以固化、制造树脂细粒的水分散体;方法(3),在聚加成反应树脂或缩合树脂例如聚酯树脂、聚氨酯树脂和环氧树脂中,适当的乳化剂被溶解于前体(单体、低聚物和类似物)或其溶解溶液(优选液体。可通过加热液化),其后加入水以倒相和乳化;方法(4),已通过聚合反应(可以是任意聚合反应方法:加成聚合、开环聚合、聚加成反应、加成缩合和缩聚)初步制备的树脂,被使用机械旋转型或喷射型粉碎磨(pulverizing mill)磨碎,然后被分级以得到树脂细粒,其后在存在适当分散剂的情况下,将其分散于水中;方法(5),将已通过聚合反应(可以是任意聚合反应方法:加成聚合、开环聚合、聚加成反应、加成缩合和缩聚)预先制备的树脂溶于溶剂形成的树脂溶液,以雾化状态进行喷射,得到树脂细粒,其后在存在适当分散剂的情况下,将这些树脂细粒分散于水中;方法(6),通过向树脂溶液中加入贫溶剂,沉淀树脂细粒,其中所述树脂溶液是将通过聚合反应(可以是任意聚合反应方法:加成聚合、开环聚合、聚加成反应、加成缩合和缩聚)预先制备的树脂溶于溶剂形成的,或者冷却已被初步加热和溶解的树脂溶液,然后除去溶剂以获得树酯细粒,其后在存在适当分散剂的情况下,将这些树脂细粒分散于水中;方法(7),将已通过聚合反应(可以是任意聚合反应方法:加成聚合、开环聚合、聚加成反应、加成缩合和缩聚)预先制备的树脂溶于溶剂形成的树脂溶液,在存在适当分散剂的情况下,将其分散于水介质中,其后通过例如加热或减压除去溶剂;方法(8),将适当乳化剂溶于树脂溶液中,其中所述树脂溶液是将通过聚合反应(可以是任意聚合反应方法:加成聚合、开环聚合、聚加成反应、加成缩合和缩聚)预先制备的树脂溶于溶剂形成的,然后加入水以倒相和乳化。
[0470]用于本发明的墨粉的实例包括通过已知的方法例如悬浮聚合方法、乳化凝结方法和乳化分散方法制造的那些墨粉。优选的实例是通过如此步骤得到的墨粉:将墨粉材料溶解在有机溶剂中——所述墨粉材料包括含有活性氢基团的化合物和能与该含有活性氢基团的化合物反应的聚合物,以制备墨粉溶液;其后将该墨粉溶液分散在含水介质中,以制备分散体,这引起含有活性氢基团的化合物和能与该含有活性氢基团的化合物反应的聚合物反应,产生颗粒状粘性基体材料;以及除去有机溶剂。
[0471]通过将墨粉材料溶解于有机溶剂而制备墨粉溶液。可用的有机溶剂不被特别限定,只要墨粉材料可溶解或分散于其中,可根据期望目的,选择适当的有机溶剂。
[0472]有机溶剂可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,只要它们是可溶解或分散墨粉材料的溶剂,并且优选挥发性的且沸点在150℃以下的有机溶剂,因为这类溶剂容易除去。有机溶剂的实例包括甲苯、二甲苯、苯、四氯化碳、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、三氯乙烯、氯仿、一氯苯、二氯亚乙烯(dichloroethylidene)、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲基·乙基酮和甲基·异丙基酮。这些溶剂可被单独使用,或者它们中的两个或更多可被组合使用。在这些溶剂中,甲苯、二甲苯、苯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、四氯化碳和类似物被优选。乙酸乙酯被特别优选。
[0473]使用的有机溶剂的数量可根据目的进行确定,而没有特别的限定,例如,按每100份墨粉材料的质量计,有机溶剂的量按质量计优选为40份到300份,更优选60份到140份,进一步优选为80份到120份。
[0474]通过将墨粉溶液分散到含水介质中,制备分散体液体。当墨粉溶液被分散到含水介质中时,墨粉溶液形成的分散体(油滴)形成在含水介质中。
[0475]含水介质可根据目的从已知的含水介质进行适当地选择,而没有特别的限定,实例包括例如水、可与水混合的溶剂和其混合物。这其中,特别优选水。
[0476]可与水混合的溶剂没有被特别限定,只要它们可与水混合,其包括例如醇、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、溶纤剂和低碳酮。醇包括例如甲醇、异丙醇和乙二醇。低碳酮包括例如丙酮和甲基·乙基酮。它们可被单独使用,或可将它们中的两个或多个组合使用。
[0477]优选地,将墨粉溶液在搅拌下分散入含水介质。分散的方法可根据目的进行适当地选择,使用已知的分散混合器,而没有特别的限定。这些分散混合器的实例包括低速剪切分散混合器、高速剪切分散混合器、摩擦分散混合器、高压喷射分散混合器和超声分散混合器。在其中,因为可将分散体(油滴)的粒径控制为2μm到20μm,所以优选高速剪切分散混合器。
[0478]在使用高速剪切分散混合器的情况下,条件——例如转数、分散时间和分散温度——可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定。例如转数优选为1,000rpm到30,000rpm,更优选为5,000rpm到20,000rpm。在分批方法的情况下,分散时间优选为0.1分钟到5分钟。在压力下,分散温度优选0℃到150℃,更优选为40℃到98℃。另外,分散温度越高,通常越容易分散。
<墨粉制造方法>
[0479]墨粉制造方法的实例将被描述,在该方法中粘性基体材料被制成颗粒形状。
[0480]在将粘性基体材料制成颗粒状以使墨粉成颗粒的方法中,例如,进行制备含水介质相、制备墨粉溶液、制备分散体液体、加入含水介质和其它(合成能与含有活性氢基团的化合物反应的聚合物(预聚物)、合成含有活性氢基团的化合物,等)。制备含水介质相可通过例如将树脂细粒分散入含水介质而进行。在该含水介质中加入的这些树脂细粒的量可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,优选按质量计为0.5%到10%。
[0481]制备墨粉溶液可通过将墨粉材料——例如含有活性氢基团的化合物、能与含有活性氢基团的化合物反应的聚合物、色料、防粘剂、电荷控制剂和未改性聚酯树脂——溶解或分散于有机溶剂而进行。而且,为了在墨粉表面1μm内形成含无机氧化物颗粒的层,加入无机氧化物颗粒例如二氧化硅、二氧化钛和氧化铝。而且,在含水介质相制备中,在墨粉材料中,当树脂细粒被分散入含水介质时可以加入除能与含有活性氢基团的化合物反应的聚合物(预聚物)以外的成分,并进行混合,或者当墨粉溶液被加入到含水介质相时,可将这些成分与该墨粉溶液一起加入到含水介质相中。
[0482]可通过将预先制备的墨粉溶液乳化和分散在预先制备的含水介质相中,制备分散体液体。进一步,在这些乳化和分散中,含有活性氢基团的化合物和能与含有活性氢基团的化合物反应的聚合物被引入延伸反应或交联反应,因此产生粘性基体材料。
[0483]粘性基体材料(例如脲改性聚酯树脂)可通过下列方法产生。这些方法是:方法(1),含有能与含活性氢基团的化合物反应的聚合物(例如含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(A))的墨粉溶液与含有活性氢基团的化合物(例如胺(B))一起,被乳化或分散于含水介质相,形成分散体,二者都进入在该含水介质相中的延伸反应或交联反应;方法(2),将墨粉溶液乳化或分散到预先加入含有活性氢基团的化合物的含水介质中,形成分散体,二者都引入在该含水介质相中的延伸反应或交联反应;和方法(3),将墨粉溶液加入并与含水介质混合,然后加入含有活性氢基团的化合物,形成分散体,二者都引入在该含水介质相中颗粒界面处的延伸反应和交联反应。而且,在(3)的情况下,优先在将被制备的墨粉的表面产生改性聚酯树脂,并且也可在该墨粉颗粒中提供浓度梯度。
[0484]对于通过乳化和分散来产生粘性基体材料的反应条件没有被特别限定,而可根据能与含活性氢基团的化合物反应的聚合物和含有活性氢基团的化合物的结合进行适当选择。反应时间优选10分钟到40小时,更优选2小时到24小时。反应温度优选0℃到150℃,更优选40℃到98℃。
[0485]稳定形成含有能与含活性氢基团的化合物反应的聚合物(例如含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(A))的分散体的方法,包括例如这样的方法:将通过使墨粉材料例如能与含活性氢基团的化合物反应的聚合物(例如含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(A))、色料、防粘剂、电荷控制剂和未改性聚酯树脂溶解或分散于有机溶剂而制成的墨粉溶液,通过剪切力加入并分散。另外,分散方法的细节如上所述。
[0486]在制备分散体液体后,如果需要,从使分散体(形成于墨粉溶液的油滴)稳定和使粒径分布尖锐同时获得期望形状的观点看,优选使用分散剂。
[0487]分散剂可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,包括例如表面活性剂、具有差的水溶性的无机化合物分散剂和高分子保护胶体。它们可被单独或组合使用。在其中,优选表面活性剂。
[0488]表面活性剂包括例如阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂。
[0489]阴离子表面活性剂的实例包括烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐和磷酸盐,优选具有氟烷基基团的表面活性剂。具有该氟烷基基团的阴离子表面活性剂的实例,包括具有2到10个碳原子的氟烷基羧酸或其金属盐、全氟辛烷磺酰谷氨酸二钠、3-{Ω-氟烷基(C6-C11)氧基}-1-烷基(C3-C4)磺酸钠、3-{Ω-氟烷酰基(C6-C8)-N-乙氨基}-1-丙烷磺酸钠、氟烷基(C11-C20)羧酸和其金属盐、全氟烷基羧酸和其金属盐、全氟烷基(C4-C12)磺酸盐和其金属盐、全氟辛烷磺酸二乙醇酰胺、N-丙基-N-(2-羟乙基)全氟辛烷砜酰胺、全氟烷基(C6-C10)砜酰胺丙基三甲基铵盐、全氟烷基(C6-C10)-N-乙基磺酰基甘氨酸盐和一全氟烷基(C6-C16)乙基磷酸盐。商业可得的含有该氟烷基基团的产品的实例包括Asahi Glass Co.,Ltd.制造的SURFLONS-111、S-112和S-113;Sumitomo 3M Ltd.制造的FRORARD FC-93、FC-95、FC-98和FC-129;Daikin Industries,Ltd.制造的UNIDYNE DS-101和DS-102;DainipponInk and Chemicals,Inc.制造的MEGAFACE F-110、F-120、F-113、F-191、F-812和F-833;Tohchem Products Co.,Ltd.制造的ECTOP EF-102、103、104、105、112、123A、306A、501、201和204;和Neos.制造的FUTARGENT F-100和F150。
[0490]阳离子表面活性剂的实例包括胺盐型(amine salt-type)表面活性剂和季铵盐型阳离子表面活性剂。胺盐型表面活性剂的实例包括烷基胺盐(alkyl aminesalt)、氨基醇脂肪酸衍生物、聚胺脂肪酸衍生物和咪唑啉。季铵盐型阳离子表面活性剂的实例包括烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基铵盐、吡啶盐、烷基异喹啉盐和苄索氯铵。这些阳离子表面活性剂包括具有氟烷基基团的伯、仲和叔脂肪族氨基酸;脂肪族季铵盐,例如全氟烷基(C6-C10)砜酰胺丙基三甲基铵盐、苄烷铵盐、苄索氯铵、吡啶盐和咪唑啉盐。商业可得的这些阳离子表面活性剂产品的实例包括SURFLON S-121(Asahi Glass Co.,Ltd.);FRORARD FC-135(Sumitomo 3M Ltd.);UNIDYNE DS-202(Daikin Industries,Ltd.);MEGAFACE F-150和F-824(Dainippon Ink and Chemicals,Inc.);ECTOP EF-132(Tohchem Products Co.,Ltd.);和FUTARGENT F-300(Neos)。
[0491]非离子表面活性剂的实例包括脂肪酸酰胺衍生物和多元醇衍生物。
[0492]两性表面活性剂的实例包括丙氨酸、十二烷基二(氨乙基)甘氨酸、二(辛基氨乙基)甘氨酸和N-烷基-N,N-二甲基铵甜菜碱。
[0493]具有差的水溶性的无机化合物分散剂的实例包括磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、二氧化硅胶体和羟基磷灰石。
[0494]高分子保护胶体的实例包括酸、含有酸羟基基团的(甲基)丙烯酸单体、乙烯醇或乙烯醇的醚、乙烯醇与含有羧基的化合物的酯、酰胺化合物或其羟甲基化合物、氯化物、均聚物或共聚物例如含有氮原子或其杂环的那些均聚物或共聚物、聚氧乙烯和纤维素。
[0495]酸的实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、α-氰基丙烯酸、α-氰基甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、马来酸和马来酸酐。
[0496]含有羟基基团的(甲基)丙烯酸单体的实例包括丙烯酸-β-羟乙基酯、甲基丙烯酸-β-羟乙基酯、丙烯酸-β-羟丙基酯、甲基丙烯酸-β-羟丙基酯、丙烯酸-γ-羟丙基酯、甲基丙烯酸-γ-羟丙基酯、丙烯酸3-氯-2-羟丙基酯、甲基丙烯酸3-氯-2-羟丙基酯、二甘醇单丙烯酸酯、二甘醇单甲基丙烯酸酯、甘油单丙烯酸酯、甘油单甲基丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺和N-羟甲基甲基丙烯酰胺。
[0497]乙烯醇和乙烯醇的醚的实例包括乙烯基·甲基醚、乙烯基·乙基醚和乙烯基·丙基醚。
[0498]乙烯醇与含有羧基的化合物的酯的实例包括乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯。
[0499]酰胺化合物或其羟甲基化合物的实例包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和二丙酮丙烯酰胺或其羟甲基化合物。
[0500]氯化物的实例包括氯丙烯酸和甲基丙烯酰氯。
[0501]具有氮原子或其杂环的均聚物或共聚物的实例包括乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑和吖丙啶。
[0502]聚氧乙烯类的实例包括聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧丙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺、聚氧丙烯烷基酰胺、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯十二烷基苯基醚、聚氧乙烯硬脂基苯基酯和聚氧乙烯壬基苯基酯。
[0503]纤维素的实例包括甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素。
[0504]在分散体液体的制备中,当需要时可使用分散体稳定剂。
[0505]分散体稳定剂的实例包括,例如可溶于酸和碱的那些,如磷酸钙。在使用分散体稳定剂的情况下,磷酸钙可通过下述方法被除去,在该方法中将磷酸钙溶于酸例如盐酸并且用水洗涤,或者通过使用酶分解的方法。在分散体的制备中,可使用在延伸反应或交联反应中的催化剂。这些催化剂包括,例如月桂酸二丁基锡、月桂酸二辛基锡。
[0506]从得到的分散体(乳化浆)中除去有机溶剂。该有机溶剂通过下述方法被除去:方法(1),将整个反应系统加温到完全蒸发并除去在油滴中的有机溶剂的温度,和方法(2),在干燥气氛中,将乳化的分散体雾化,并且将油滴中不溶性有机溶剂完全除去以形成墨粉细粒,以及将含水分散剂蒸发并除去。
[0507]当除去有机溶剂时,形成墨粉颗粒。对这些墨粉颗粒,进行洗涤和干燥,其后如果需要进一步进行分级。在液体中通过使用旋风分离器、滗析器和离心分离器除去细粒部分,进行该分级。分级操作可在干燥后得到粉末之后进行。
[0508]然后,将这种方式得到的墨粉颗粒与色料、防粘剂和电荷控制剂的颗粒混合,对它们施加机械冲击,因而阻止颗粒离开墨粉颗粒的表面。
[0509]应用机械冲击的方法的实例包括,例如,依靠叶轮高速旋转将冲击应用到混合物的方法,和将混合物放入高速气流中,以便颗粒被加速并且彼此撞击或者使聚集的颗粒撞击适当的撞击板的方法。用于这些方法的设备包括,例如Angmill(Hosokawa Micron Corporation制造)、改进的I型磨(Nippon Pneumatic MFG.,Co.,Ltd.制造)——其在降低粉碎气压方面被重新构建、混合系统(Nara MachineCorporation制造)、Kryptron系统(Kawasaki Heavy Industries,Ltd.制造)和自动化研钵。
[0510]优选地,墨粉具有下列体积平均粒径(Dv)、体积平均粒径(Dv)/数均粒径(Dn)、平均圆形度以及形状因子SF-1和SF-2。
[0511]墨粉的体积平均粒径优选为3μm到8μm,更优选为4μm到7μm,进一步优选为5μm到6μm。本文中,体积平均粒径被定义为Dv=[(∑(nD3)/∑n)1/3(其中n为颗粒数量,D是粒径)。
[0512]当体积平均粒径在3μm以下时,在两组分显影剂中,墨粉在显影元件中在搅拌长时间下被融合到载体表面上,因此载体的充电性可能降低;而在单组分显影剂中,因为使墨粉在显影辊上形成膜,或者墨粉被制成较薄层,所以墨粉融合到元件例如刮刀上可能发生。当超过8μm时,高分辨率和高图像质量的图像难以得到。进一步,在显影剂中进行墨粉平衡的情况下,墨粉粒径的变化可能更大。
[0513]体积平均粒径(Dv)与数均粒径(Dn)的比例(Dv/Dn),例如,优选为1.25或更小,更优选为1.00到1.25,进一步更优选为1.10到1.20。当比率(Dv/Dn)为1.20或更小时,墨粉的粒径分布比较尖锐,定影性能被提高。然而,当其在1.00以下时,在两组分显影剂中,墨粉在显影元件中长时间搅拌下,融合到载体表面上,因此载体的充电能力可能降低,或者清洁性能可能更差;而在单组分显影剂中,因为墨粉在显影辊上形成膜,或者墨粉被制成较薄层,所以墨粉融合到元件例如刮刀上可能发生。当超过1.40时,高分辨率和高图像质量的图像难于得到。进一步,在显影剂中进行墨粉平衡的情况下,墨粉粒径的变化可能更大。
[0514]体积平均粒径与数均粒径的比例(Dv/Dn)可使用粒径分析仪(″Multi-Sizer″,Beckman Coulter Electronics,Inc.制造)进行测量。
[0515]平均圆形度是将与墨粉的投影形状面积相同的圆的周长除以实际颗粒的周长得到的值,例如,优选地,平均圆形度为0.930到1.000,更优选为0.940到0.99。当平均圆形度在0.930以下时,墨粉的形状变得不规则,并且偏离了球形,并且因此不可能得到具有充分转印性能并且无尘的高质量图像。如果其超过0.98,在采用刮刀清洁的图像形成系统中,在光电导体、转印带和类似物上的清洁缺陷产生,因此将产生在图像上的下列污染。例如,在形成高图像面积比的图像例如照相图像的情况下,图像的背景污染可能发生,这是因为形成非转印图像的墨粉由于例如进纸障碍而在光电导体上聚集为残留转印墨粉。进一步,该墨粉污染了与之接触以对光电导体充电的充电辊,因此不可能表现出原有的静电充电性。
[0516]平均圆形度可通过例如光探测带的方法进行测量,其中含有墨粉的悬液通过平板上的图像检测带,并且使用CCD照相机任选地检测颗粒图像并进行分析。使用流动型颗粒图像分析仪FPIA-2100(Sysmex Corporation制造)进行测量。
[0517]墨粉颗粒的球形度(圆形度)通过形状因子SF-1表示,所述形状因子SF-1由下列方程(1)表示。SF-1是通过将整个墨粉颗粒二维投影的最大长度(MXLNG)的平方除以投影面积(AREA)并乘以100π/4得到的值。
SF-1=[(MXLNG)2/AREA]×(100π/4)………………方程(1)
[0518]这里MXLNG表示整个墨粉颗粒二维投影的最大长度,AREA表示投影面积。
[0519]形状因子SF-1是100到180,更优选为105到140。如果形状因子SF-1是100,那么墨粉形状是完美的球形;形状因子SF-1越大,墨粉形状越不规则。如果形状因子在180以上,墨粉的可除去能力被提高,但是电荷密度分布变宽,因而导致背景雾化增加并且使图像质量降低,这是因为墨粉形状大大偏离了球形。另外,由于空气阻碍转印,使得图像的显影和转印不严格按照磁力线进行,因此墨粉在细线之间显影,导致降低的图像均一性和差的图像质量。
[0520]墨粉颗粒的表面不规则度通过形状因子SF-2表示,所述形状因子SF-2由下列方程(2)表示。SF-2是通过将墨粉颗粒的二维投影的周长(PERI)的平方除以投影面积(AREA)并乘以100/4π得到的值。
SF-2=[(PERI)2/AREA]×(100/4π)………………  方程(2)
[0521]这里PERI表示墨粉颗粒的二维投影的周长,AREA表示投影的面积。
[0522]形状因子SF-2是100到180,更优选为105到140。如果形状因子SF-2是100,那么表示在墨粉颗粒的表面上不存在不规则性;形状因子SF-2越大,不规则形越显著。
[0523]通过例如使用扫描电镜(S-800,Hitachi Ltd.制造)拍摄墨粉颗粒图片,并使用前述方程(1)和(2),通过图像分析仪(LUSEX3,NIRECO Corp.制造)进行分析,可确定形状因子SF-1和SF-2。
[0524]可根据下列形状定义表示墨粉。假定球形墨粉颗粒的长轴、短轴和厚度分别为r1、r2和r3(这里r1≥r2≥r3),短轴与长轴的比例(r2/r1)优选为0.5到1.0,厚度与短轴的比例(r3/r2)优选为0.7到1.0。如果r2/r1在0.5以下,墨粉形状偏离球形,这导致差的点重复性和墨粉转印效率,其又可能导致不能得到高质量图像。如果r3/r2在0.7以下,墨粉形状接近扁平,相比于球形墨粉颗粒,该扁平的墨粉颗粒可能不会被有效地转印。在特定情况,如果r3/r2为1.0,墨粉颗粒绕其长轴自转,因而可提高墨粉的流动性。
[0525]墨粉的颜色可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,至少一种墨粉可选自黑色墨粉、青色墨粉、洋红墨粉和黄色墨粉。尽管每一颜色的墨粉可通过适当地选择适合的色料而得到,但是优选彩色墨粉。
(显影剂)
[0526]用于本发明的显影剂至少包含墨粉,并且根据显影方法和规格,包含适当选择的另外的成分,例如载体。
[0527]该显影剂可以是单组分显影剂或双组分显影剂。当用于满足近来对更高信息处理速度需要的高速打印机时,因为长的寿命,双组分显影剂被优选。
[0528]在含有墨粉的单组分显影剂的情况下,即使墨粉已被用尽或补充,墨粉粒径的变化是小的,显影辊上没有发生成膜,并且没有墨粉融合在元件例如刮刀上而形成更薄层的墨粉,因而可得到极好并且稳定的显影性和图像,即使显影元件使用(在搅拌下)了长时间。而且,在使用墨粉的双组分显影剂的情况下,即使进行了长时间的墨粉的平衡,显影剂中墨粉粒径的变化是小的,可得到极好并且稳定的显影性能和图像,即使显影元件在搅拌下使用了长时间。
[0529]载体可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,优选地包括芯组分和覆盖该芯组分的树脂层。
[0530]芯组分的材料可根据目的从已知的进行适当地选择,而没有特别的限定,优选例如50emu/g到90emu/g的锰-锶(Mn-Sr)材料和锰-镁(Mn-Mg)材料。进一步,就高度可靠的图像密度而言,芯组分的材料优选高磁性材料例如铁粉(100emu/g或更高)和磁铁矿(75emu/g到120emu/g)。而且,就对光电导体具有更小的碰撞——其中墨粉处于随意状态(napping state)并且在高图像质量方面具有优势而言,芯组分的材料优选低磁材料例如铜-锌(Cu-Zn)材料(30emu/g到80emu/g)。它们可被单独使用,或可将它们中的两个或多个组合使用。
[0531]就平均粒径(体积平均粒径(D50))而言,芯组分的粒径优选10μm到200μm,更优选为40μm到100μm。当平均粒径(体积平均粒径(D50))在10μm以下时,许多细粉末出现在载体颗粒的分布中,每个颗粒的磁化强度变得较低,因此可能发生墨粉的飞溅。当其超过200μm时,比表面积降低,因此可能发生墨粉的飞溅。在具有大量密排的彩色情况,特别地,密排的重复性可能较差。
[0532]树脂层材料可根据目的从已知的树脂进行适当地选择,而没有特别的限定,其包括例如氨基树脂、聚乙烯基树脂、聚苯乙烯树脂、卤化烯烃树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯树脂、聚氟乙烯树脂、聚偏1,1-二氟乙烯树脂、聚三氟乙烯树脂、聚六氟乙烯树脂、偏1,1-二氟乙烯和丙烯酸单体的共聚物、偏1,1-二氟乙烯和氟乙烯的共聚物、氟三元共聚物——例如四氟乙烯、偏1,1-二氟乙烯和非氟单体的三元共聚物、和有机硅树脂。它们可被单独或组合使用。
[0533]氨基树脂的实例包括脲-甲醛树脂、蜜胺树脂、苯胍胺树脂、脲树脂、聚酰胺树脂和环氧树脂。聚乙烯基树脂的实例包括丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚丙烯腈树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂。聚苯乙烯树脂的实例包括聚苯乙烯树脂和苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂。卤化烯烃树脂的实例包括聚氯乙烯树脂。聚酯树脂的实例包括聚对苯二酸乙二酯树脂和聚对苯二酸丁二酯树脂。
[0534]当需要时,树脂层可含有导电粉末。这些导电粉末包括,例如金属粉末、炭黑、氧化钛、氧化锡和氧化锌。这些导电粉末在平均粒径上优选1μm或更小。当平均粒径超过1μm时,电阻可能难以控制。
[0535]可通过将有机硅树脂和类似物溶解在溶剂中制备涂层溶液、通过已知的涂布方法将该涂层溶液均匀涂布到芯组分的表面上、干燥该涂层溶液并进行烘烤,形成树脂层。涂布方法的实例包括例如浸涂、喷涂和刷涂。
[0536]溶剂可根据目的进行适当地选择,而没有特别的限定,其包括例如甲苯、二甲苯、甲基·乙基酮、甲基·异丁基酮、溶纤乙酸丁酯(celsolbutyl acetate)。
[0537]烘烤没有被特别地限定,可以是外部加热或内部加热。烘烤的实例包括使用固定型电炉的方法、移动型电炉的方法、旋转型电炉的方法、或燃烧炉的方法和使用微波的方法。
[0538]载体中树脂层在量上优选按质量计为0.01%到5.0%。当按质量计量为0.01%以下时,树脂层可能不能在芯组分的表面上均匀形成。当按质量计超过5.0%时,树脂层太厚,然后载体之间发生成粒,因此可能得不到均匀载体颗粒。
[0539]在显影剂为双组分显影剂的情况下,在该双组分显影剂中载体的含量可根据目的适当地选择,而没有特别的限定,例如,其按质量计优选为90%到98%,更优选为93%到97%。
[0540]通常,在双组分显影剂中墨粉和载体之间的混合比例,对于按质量计100份载体,优选为按质量计1份到10.0份的墨粉。
[0541]根据本发明,可能提供具有高抗磨性和极好电子照相性能并能在长时间内稳定图像形成的静电潜像承载元件;和使用该静电潜像承载元件的图像形成装置、图像形成方法和印刷墨盒。
实施例
[0542]下文,本发明将参考实施例和比较实施例进行描述,然而这不应理解为对本发明的限定。注意,“份”指“质量份”,除非另有说明。
[0543]首先,以下面描述的方式,制备用于下面描述的实施例和比较实施例的静电潜像承载元件评价的墨粉。
[制备实施例1]
[0544]将装备了冷凝管、搅拌器和氮进气管的反应容器装入724份双酚A环氧乙烷(2mol)加成物、276份间苯二酸和2份氧化二丁锡,使反应在常压、230℃下进行8小时,然后在10-15mmHg的减压下进行5小时,并将容器冷却至160℃。然后将反应容器装入32份邻苯二酸酐,进一步反应2小时。将该容器冷却至80℃,所形成的产物与188份异佛尔酮二异氰酸酯在乙酸乙酯中反应2小时,得到含异氰酸酯的预聚物(1),然后将267份的该预聚物与14份异佛尔酮二胺在50℃下反应2小时,得到重均分子量为64,000的脲改性聚酯树脂(1)。相似的方式,724份双酚A环氧乙烷(2mol)加成物与276份对苯二酸在常压、230℃下浓缩8小时,然后在10-15mmHg的减压下进行5小时,得到最大分子量为5,000的未改性聚酯树脂(a)。
[0545]在乙酸乙酯和MEK的2,000份1∶1混合溶剂中,溶解200份脲改性聚酯树脂(1)和800份未改性聚酯树脂(a),得到乙酸乙酯/MEK溶液中的墨粉粘合剂树脂(1)。在减压下,干燥该溶液的一部分,以分离墨粉粘合剂树脂(1),其显示具有62℃的玻璃化转变温度(Tg)和10mgKOH/g的酸值。
[0546]接下来,将一烧杯装入240份乙酸乙酯/MEK溶液中的墨粉粘合剂树脂(1)、20份季戊四醇四山嵛酸酯(熔点=81℃、熔融粘度=25cps)和10份炭黑,并且用TK Homomixer在60℃、12,000rpm下均匀混合这些成分,得到墨粉材料溶液。
[0547]同时,将一烧杯装入706份离子交换水、294份10%的羟基磷灰石的悬液(Supertite 10,Nippon Chemical Industrial,Co.,Ltd.生产)和0.2份十二烷基苯磺酸钠,均匀混合这些成分以制备水相。将混合物加热到60℃,伴随着TKHomomixer的12,000rpm的搅拌,加入上述制备的墨粉材料溶液,将混合物进一步搅拌10分钟。将所形成的混合物置于另一具有搅拌器和温度计的烧瓶中,并且加热到98℃以除去部分溶剂。在冷却到室温后,用TK Homomixer在2,000rpm下搅拌该混合物,以变形墨粉颗粒,并且完全除去溶剂,然后过滤、洗涤、干燥和空气分级(wind classification),得到墨粉基体颗粒。将疏水二氧化硅(0.5份)加入到100份墨粉基体颗粒中,并且用HENSCHEL MIXER混合,产生制备实施例1的墨粉。如根据下面描述的过程测量,该墨粉的平均圆形度是0.948。
<测量平均圆形度的方法>
[0548]使用一级氯化钠,制备按质量计1%NaCl的水溶液,作为电解质水溶液。作为分散剂,0.1-5ml表面活性剂(烷基苯磺酸盐)和2-20mg分析物被加入到100-150ml电解质水溶液中,用超声分散混合器进行分散处理大约1-3分钟,产生分散于溶液中的样品颗粒。在另一烧瓶中,加入100-200ml的电解质水溶液,并将该样品颗粒溶液加入到烧瓶中达到给定样品颗粒浓度,产生悬液。通过光学检测带(optical detection band)的方法测量平均圆形度,在该方法中,将悬液通过平板上的图像检测带,任选地,用CCD照相机检测颗粒图像,并进行分析。使用移动型颗粒图像分析仪FPIA-1000(Sysmex Corporation制造)进行测量。
[制备实施例2]
[0549]在乙酸乙酯和MEK的2,000份1∶1混合溶剂中,溶解850份脲改性聚酯树脂(1)和150份未改性聚酯树脂(a),都在制备实施例1中制备,得到乙酸乙酯/MEK溶液中的墨粉粘合剂树脂(2)。在减压下,干燥该溶液的一部分,分离出墨粉粘合剂树脂(2)。用与制备实施例1相同的方式制备制备实施例2的墨粉,只是使用墨粉粘合剂树脂(2)代替墨粉粘合剂树脂(1)。按照制备实施例1测量该墨粉的平均圆形度,其为0.987。
[制备实施例3]
[0550]将装备了冷凝管、搅拌器和氮进气管的反应容器装入343份双酚A环氧乙烷(2mol)加成物、166份间苯二酸和2份氧化二丁锡,使反应在常压、230℃下进行8小时,然后在10-15mmHg的减压下进行5小时,并将容器冷却至80℃。然后将所形成的产物与14份甲苯二异氰酸酯在甲苯中110℃下反应5小时。反应完成后,进行溶剂除去,得到具有重均分子量98,000的氨基甲酸乙酯改性聚酯树脂。
[0551]如在制备实施例1中,363份双酚A环氧乙烷(2mol)加成物与166份对苯二酸在230℃下浓缩,得到未改性聚酯树脂。
[0552]将350份氨基甲酸乙酯改性的聚酯树脂和650份未改性聚酯树脂在甲苯中溶解和混合,除去甲苯以制备墨粉粘合剂树脂(3)。在用HENSCHEL MIXER将1 00份墨粉粘合剂树脂和8份炭黑预混合后,用连续型捏合机捏合该混合物。用喷射粉磨机磨碎所得到的产物,并且用气流粒度分级器分级以得到墨粉颗粒。将疏水二氧化硅(1.0份)和0.5份疏水氧化钛加入到100份墨粉颗粒,并用HENSCHEL MIXER混合,以产生制备实施例3的墨粉。按照制备实施例1测量该墨粉的平均圆形度,其为0.934。
<活性电荷输运物质的制备实施例>
[0553]用于根据本发明制造的静电潜像承载元件上保护层形成的电荷输运多元醇(活性电荷输运物质)是,例如,已知的电荷输运多元醇,如在日本专利公开(JP-B)第3540056号上公开的方法制备的那些多元醇。
[电荷输运多元醇(CTP-2)的制备]
<二乙基-4-甲氧基苄基膦酸酯的制备>
[0554]4-甲氧基苄基氯化物和亚磷酸三乙酯在150℃下,反应5小时,然后通过真空蒸馏,除去过量的亚磷酸三乙酯和副产物,得到二乙基-4-甲氧基苄基膦酸酯。
<4-甲氧基-4′-(二-对-甲苯基氨基)茋的制备>
[0555]将等摩尔浓度量的二乙基-4-甲氧基苄基膦酸酯和4′-(二-对-甲苯基氨基)苯甲醛溶于N,N-二甲基甲酰胺,在水冷却下搅拌,渐渐加入叔丁氧基钾。在室温下,搅拌5个小时之后,加入水,使溶液呈酸性以便沉淀粗目的产物。通过在硅胶上的柱层析法,纯化粗目的产物,得到4-甲氧基-4′-(二-对-甲苯基氨基)茋。
<4-羟基-4′-(二-对-甲苯基氨基)茋(CTP-1)的制备)>
[0556]将得到的4-甲氧基-4′-(二-对-甲苯基氨基)茋和二当量的乙硫醇钠(sodium ethanethiolate)溶于N,N-二甲基甲酰胺,使反应在130℃下进行5小时。冷却该溶液,加入水中,并用盐酸进行中和,用乙酸乙酯提取目的产物。用水洗涤该提取液,并进行干燥,除去溶剂以得到粗产物,然后通过在硅胶上的柱层析法纯化粗产物,得到目的产物4-羟基-4′-(二-对-甲苯基氨基)茋(CTP-1)。
Figure S2007101961631D01251
[1,2-二羟基-3-[4′-(二-对-甲苯基氨基)茋-4-基氧基]丙烷的制备]
[0557]将装备了搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗的反应容器装入11.75g4-羟基-4′-(二-对-甲苯基氨基)茋、4.35g甲基丙烯酸缩水甘油酯和8ml甲苯,在加热到90℃之后,加入0.16g三乙胺。其后,将该混合物在95℃下加热8小时并伴随搅拌,将16ml甲苯和20ml 10%的氢氧化钠水溶液加入,并在95℃下加热另外8小时并伴随搅拌。
[0558]反应后,用乙酸乙酯稀释所形成的产物,并相继用酸和水洗涤。其后除去溶剂以产生粗产物(19g),然后通过硅胶上柱层析法纯化粗产物(溶剂=乙酸乙酯),得到具有232.80 OH当量的目的化合物1,2-二羟基-3-[4′-(二-对-甲苯基氨基)茋-4-基氧基]丙烷(CTP-2),其具有下列结构式(产量=9.85g、黄色晶体、熔点=127-128.7
Figure S2007101961631D01252
CTP-2的IR测量数据(IR数据No.1)在图12中示出。
[0559]具有1,2-二羟基丙氧基基团的其它电荷输运多元醇可如此制备:首先按上面描述制备含甲氧基的三苯基胺衍生物,并且通过与上面描述的相似的反应途径进行反应。
[0560]在反应途径中,在将含羟基的电荷输运物质和甲基丙烯酸缩水甘油酯反应后,反应产物经过加碱水解,通过该加碱水解可将1,2-二羟基丙氧基引入。因此,任选地,可确定羟基的数量,同时考虑到电荷输运能力和抗磨性的平衡。注意,通过适当设计其分子结构,可在含羟基的电荷输运物质中提供任意期望的羟基数量——理论上无限数量。在本发明中,1,2-二羟基丙氧基基团的数目优选1到4。
[电荷输运多元醇(CTP-4)的制备]
[0561]使用对于得到目的化合物的结构所必要的衍生物,并且通过与上面描述的制备实施例相似的反应途径,制备羟基-σ-苯基茋衍生物([4-[2,2-二-(4-羟苯基)-乙烯基]-苯基]-二-对-甲苯基胺)(CTP-3)。
Figure S2007101961631D01261
[0562]在装备搅拌器的反应容器中,放置33.9g的[4-[2,2-二-(4-羟基苯基)-乙烯基]-苯基]-二-对-甲苯基胺(CTP-3)和35g碳酸钾,将120ml DMAC和3ml硝基苯倒入反应容器,以溶解这些成分。相继地,逐滴加入70.5g 2-溴乙醇,并且在100℃下,反应18小时,将反应容器冷却到室温,除去不溶物,并用甲苯稀释反应产物。用盐水和水洗涤所得到的甲苯溶液,加入硫酸镁以脱水。过滤甲苯溶液除去甲苯,产生粗目的产物(39.6g),然后使用二氯甲烷/乙酸乙酯(20/1-3/1)的混合溶剂,通过在硅胶上的柱层析法纯化该粗目的产物,并且使用甲苯/环己烷(2/1)的混合溶剂通过重结晶纯化两次,从而得到具有285.86 OH当量的2-(4-[2-[4-(二-对-甲苯基氨基)苯基-]-1-[4-(2-羟基-乙氧基)-苯基]-乙烯基]-苯氧基)-乙醇(CTP-4),其具有下列结构式(产量=22.3g、黄色晶体、熔点=178.5-179.0℃)。
Figure S2007101961631D01262
[0563]如上所述,通过将含羟基的电荷输运物质和2-溴乙醇反应,可引入2-羟基乙氧基。通过控制前述反应中溴乙醇中碳原子的数量,可引入具有任意期望数量碳原子的羟基烷氧基基团,因而羟基的数量可任意决定,同时满足电荷输运能力和抗磨性之间的平衡。
[对-二乙基氨基乙氧苯基醇的制备]
[0564]在氩气气氛下将四颈烧瓶装入9.6g(70mmol)对氨基乙氧苯基醇、38.7g(280mmol)的碳酸钾和100ml一氯苯,在120℃下加热并伴随搅拌。在5小时内,将32.8g(210mmol)碘乙烷逐滴加入到该烧瓶中,加入以后,伴随搅拌加热5小时。将反应溶液冷却至室温,用二氯甲烷稀释,并用水洗涤三遍。用无水硫酸镁干燥该二氯甲烷溶液,然后除去溶剂,使用甲苯/乙酸乙酯(2/1)的混合溶剂,通过在硅胶上柱层析法纯化,得到12.1g对-二乙基氨基乙氧苯基醇(按质量计,收率=89%)。
[0565]通过将含羟基的伯胺或仲胺和烷基卤化物反应,如前所述,容易得到期望的叔胺。
(实施例1)
<静电潜像承载元件1的制造>
[0566]根据下列过程制造静电潜像承载元件1。
[内涂层的形成]
[0567]将15份醇酸树脂(BECKOLITE M6401-50,Dainippon Ink andChemicals Incorporated制造)和10份蜜胺树脂(SUPER BEKKAMIN G-821-60,Dainippon Ink and Chemicals Incorporated制造)溶于150份甲基·乙基酮,并且加入90份氧化钛粉末(TIPAQUE CR-EL,Ishihara Sangyo Co.,Ltd.制造)。用球磨将所形成的混合物研磨12小时,产生用于内涂层的涂层溶液。通过浸涂将该涂层溶液运用到30mm直径的圆筒状铝基底上,并且在130℃下干燥20分钟,形成3.5μm厚的内涂层。
[电荷产生层的形成]
[0568]将四份聚乙烯醇缩丁醛树脂(XYHL,UCC制造)溶于150份环己酮,加入具有下列结构式(A)的10份双偶氮颜料,并且用球磨研磨48小时。其后,加入210份环己酮,并研磨3小时。将所形成的溶液置于容器中,并且用环己酮稀释到按质量计固体含量占1.5%,产生用于电荷产生层的涂层溶液。
[0569]将用于电荷产生层的涂层溶液应用于内涂层之上,并且在130℃下干燥20分钟,形成0.2μm厚的电荷产生层。
Figure S2007101961631D01281
[电荷输运层的形成]
[0570]将10份双酚Z聚碳酸酯树脂、0.002份有机硅油(KF-50,Shin-EtsuChemical Co.,Ltd.制造)和7份下列结构式(B)表示的电荷输运物质溶于100份四氢呋喃,制备用于电荷输运层的涂层溶液。
[0571]通过浸涂将该涂层溶液应用于电荷产生层之上,并且在110℃下干燥20分钟,形成22μm厚的电荷输运层。
Figure S2007101961631D01282
[保护层的形成]
[0572]将20份多元醇(由苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯制成的苯乙烯-丙烯酸共聚物;LZR-170,OH当量=大约367,按质量计固体含量=41%,FUJIKURAKASEI Co.,Ltd.制造)、20份2-(4-[2-[4-(二-对-甲苯基氨基)苯基-]-1-[4-(2-羟基-乙氧基)-苯基]-乙烯基]-苯氧基)-乙醇(CTP-4)和5份对-二乙基氨基乙氧苯基醇溶于50份环己酮和200份四氢呋喃中。随后,将38份甲苯二异氰酸酯的多元醇加成物(CORONATE L,NCO%=13%,固体含量=75%,NipponPolyurethane Industry Co.,Ltd.制造)溶于其中,制备用于保护层的涂层溶液。通过喷涂将该涂层溶液应用于电荷输运层之上,并且在150℃下干燥30分钟,形成8μm厚的保护层。
[0573]用这种方式,制造按顺序由铝基底、内涂层、电荷产生层、电荷输运层和保护层构成的静电潜像承载元件1。
(实施例2)
<静电潜像承载元件2的制造>
[0574]按照实施例1,在铝基底上形成内涂层、电荷产生层和电荷输运层。随后,通过喷涂将以下列方式制备的用于保护层的涂层溶液应用于电荷输运层之上,并且在150℃下干燥30分钟,形成8μm厚的保护层。用这种方式,制造按顺序由铝基底、内涂层、电荷产生层、电荷输运层和保护层构成的静电潜像承载元件2。
[用于保护层的涂层溶液的制备]
[0575]将16份锑酸锌溶胶(产品名称=CELNAX CX-Z210,Nissan ChemicalIndustries,Ltd.制造,按质量计固体含量=20%,体积平均粒径=0.04μm)加入到100份四氢呋喃中,并且超声处理10分钟,进行分散。用这种方式制备分散体液体I。
[0576]接下来,将21份多元醇(由苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯制成的苯乙烯-丙烯酸共聚物;LZR-170,OH当量=大约367,按质量计固体含量=41%,FUJIKURAKASEI Co.,Ltd.制造)、20份2-(4-[2-[4-(二-对-甲苯基-氨基)苯基-]-1-[4-(2-羟基-乙氧基)-苯基]-乙烯基]-苯氧基)-乙醇(CTP-4)和5.3份对-二乙基氨基乙氧苯基醇溶于51份环己酮和80份四氢呋喃中,并且将39份六亚甲基二异氰酸酯的多元醇加成物(Sumijule HT,NCO%=13%,固体含量=75%,Sumika BayerUrethane Co.,Ltd.制造)溶于其中。将所形成的溶液加入到上述分散体液体I,制备用于保护层的涂层溶液。
(实施例3)
<静电潜像承载元件3的制造>
[0577]按照实施例1,在铝基底上形成内涂层、电荷产生层和电荷输运层。随后,通过喷涂将以下列方式制备的用于保护层的涂层溶液应用于电荷输运层之上,并且在150℃下干燥30分钟,形成8μm厚的保护层。用这种方式,制造按顺序由铝基底、内涂层、电荷产生层、电荷输运层和保护层构成的静电潜像承载元件3。
[用于保护层的涂层溶液的制备]
[0578]将17份锑酸锌溶胶(产品名称=CELNAX CX-Z210,Nissan ChemicalIndustries,Ltd.制造,按质量计固体含量=20%,体积平均粒径=0.04μm)加入到100份四氢呋喃中,并且超声处理10分钟,进行分散。用这种方式制备分散体液体II。
[0579]接下来,将27.5份多元醇(由苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙基酯制成的苯乙烯-丙烯酸共聚物;LZR-170,OH当量=大约367,按质量计固体含量=41%,FUJIKURAKASEI Co.,Ltd.制造)、20份2-(4-[2-[4-(二-对-甲苯基-氨基)苯基-]-1-[4-(2-羟基-乙氧基)-苯基]-乙烯基]-苯氧基)-乙醇(CTP-4)和5.7份对-二乙基氨基乙氧苯基醇溶于55份环己酮和90份四氢呋喃中,并且将42份甲苯二异氰酸酯的多元醇加成物(CORONATE L,NCO%=13%,固体含量=75%,NipponPolyurethane Industry Co.,Ltd.制造)溶于其中。将所形成的溶液加入到上述分散体液体II以制备用于保护层的涂层溶液。
(实施例4)
<静电潜像承载元件4的制造>
[0580]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件4,只是使用苄基甲基乙醇胺(Sigma Aldrich Corp.制造)代替对-二乙基氨基乙氧苯基醇,并且将多元醇(LZR-170)、2-(4-[2-[4-(二-对-甲苯基-氨基)苯基-]-1-[4-(2-羟基-乙氧基)-苯基]-乙烯基]-苯氧基)-乙醇(CTP-4)和异氰酸酯(CORONATE L)的加入量分别改为16份、23.6份和43份。
(实施例5)
<静电潜像承载元件5的制造>
[0581]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件5,只是使用4-二乙氨基苯酚(Sigma Aldrich Corp.制造)代替对-二乙基氨基乙氧苯基醇,并且将多元醇(LZR-170)、2-(4-[2-[4-(二-对-氨基)苯基-]-1-[4-(2-羟基-乙氧基)-苯基]-乙烯基]-苯氧基)-乙醇(CTP-4)和异氰酸酯(CORONATE L)的加入量分别改为16份、23.6份和43份。
(实施例6)
<静电潜像承载元件6的制造>
[0582]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件6,只是使用对-二苄基氨基乙氧苯基醇代替对-二乙基氨基乙氧苯基醇,并且将加入的多元醇(LZR-170)、2-(4-[2-[4-(二-对-氨基)苯基-]-1-[4-(2-羟基-乙氧基)-苯基]-乙烯基]-苯氧基)-乙醇(CTP-4)和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为22份、23.6份和40份。
(实施例7)
<静电潜像承载元件7的制造>
[0583]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件7,只是使用20份([4-[2,2-二-(4-羟苯基)-乙烯基]-苯基]-二-对-甲苯基胺)(CTP-3)代替CTP-4,并且将加入的多元醇(LZR-170)和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为23份和44份。
(实施例8)
<静电潜像承载元件8的制造>
[0584]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件8,只是使用20份下列结构式描述的电荷输运化合物(CTP-5)代替CTP-4,并且将加入的多元醇(LZR-170)和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为32份和40份。
Figure S2007101961631D01311
(实施例9)
<静电潜像承载元件9的制造>
[0585]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件9,只是使用20份下列结构式描述的电荷输运化合物(CTP-6)代替CTP-4,并且将加入的多元醇(LZR-170)和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为7.5份和53份。
Figure S2007101961631D01312
(实施例10)
<静电潜像承载元件10的制造>
[0586]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件10,只是使用20份下列结构式描述的电荷输运化合物(CTP-2)代替CTP-4,并且将加入的多元醇(LZR-170)和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为22份和45份。
(实施例11)
<静电潜像承载元件11的制造>
[0587]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件11,只是使用20份下列结构式描述的电荷输运化合物(CTP-7)代替CTP-4,并且将加入的多元醇(LZR-170)和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为20份和46份。
Figure S2007101961631D01322
(实施例12)
<静电潜像承载元件12的制造>
[0588]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件12,只是使用20份下列结构式描述的电荷输运化合物(CTP-8)代替CTP-4,并且将加入的多元醇(LZR-170)和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为27份和42份。
Figure S2007101961631D01323
(实施例13)
<静电潜像承载元件13的制造>
[0589]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件13,只是使用20份下列结构式描述的电荷输运化合物(CTP-9)代替CTP-4,并且将加入的多元醇(LZR-170)和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为29份和41份。
Figure S2007101961631D01331
(实施例14)
<静电潜像承载元件14的制造>
[0590]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件14,只是使用20份下列结构式描述的电荷输运化合物(CTP-10)代替CTP-4,并且将加入的多元醇(LZR-170)和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为12份和50份。
Figure S2007101961631D01332
(实施例15)
<静电潜像承载元件15的制造>
[0591]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件15,只是将加入的多元醇(LZR-170)、CTP-4和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为66份、6份和39份。
(实施例16)
<静电潜像承载元件16的制造>
[0592]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件16,只是将加入的多元醇(LZR-170)、CTP-4和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为74份、2.5份和39份。
(实施例17)
<静电潜像承载元件17的制造>
[0593]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件17,只是将加入的多元醇(LZR-170)、CTP-4和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为12份、26份和42份。
(实施例18)
<静电潜像承载元件18的制造>
[0594]用与实施例13相同的方式制备静电潜像承载元件18,只是将加入的多元醇(LZR-170)、CTP-9和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为0.1份、33份和44份,并且没有加入锑酸锌。
(实施例19)
<静电潜像承载元件19的制造>
[0595]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件19,只是使用22份二甲苯异氰酸酯(TAKENATE 500,NCO%=45%,Mitsui Chemicals Polyurethanes,Inc.制造)作为异氰酸酯,并且将加入的多元醇(LZR-170)和对-二乙基氨基乙氧苯基醇的量分别改为59份和7.2份。
(实施例20)
<静电潜像承载元件20的制造>
[0596]用与实施例19相同的方式制备静电潜像承载元件20,只是将加入的多元醇(LZR-170)的量改为62份,并且使用21份甲苯二异氰酸酯(COSMONATET-80,NCO%=48%,Mitsui Chemicals Polyurethanes,Inc.制造)作为异氰酸酯。
(实施例21)
<静电潜像承载元件21的制造>
[0597]用与实施例19相同的方式制备静电潜像承载元件21,只是将加入的多元醇(LZR-170)的量改为56份,并且使用7.2份萘二异氰酸酯(COSMONATE ND,NCO%=40%,Mitsui Chemicals Polyurethanes,Inc.制造)作为异氰酸酯。
(实施例22)
<静电潜像承载元件22的制造>
[0598]用与实施例19相同的方式制备静电潜像承载元件22,只是将加入的多元醇(LZR-170)的量改为47份,并且使用29份聚合MDI(COSMONATE M-100,NCO%=30%,Mitsui Chemicals Polyurethanes,Inc.制造)作为异氰酸酯。
(实施例23)
<静电潜像承载元件23的制造>
[0599]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件23,只是使用7份三羟甲基丙烷(OH当量=45)代替多元醇(LZR-170),并且将加入的异氰酸酯(CORONATE L)的量改为53份。
(实施例24)
<静电潜像承载元件24的制造>
[0600]用与实施例23相同的方式制备静电潜像承载元件24,只是将加入的三羟甲基丙烷和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为6份和49份,并且使用24份氧化锡胶体(SUN COLLOID HIT301M1,Nissan Chemical Industries,Ltd.制造,按质量计固体含量=30%,体积平均粒径=0.01μm)代替锑酸锌。
(实施例25)
<静电潜像承载元件25的制造>
[0601]用与实施例23相同的方式制备静电潜像承载元件25,只是将加入的三羟甲基丙烷和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为7份和53份,并且使用3.5份导电氧化钛细粒(ET-500W,Ishihara Sangyo Co.,Ltd.制造,平均体积粒径=0.25μm)代替锑酸锌。
(实施例26)
<静电潜像承载元件26的制造>
[0602]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件26,只是在分散体液体II中加入7份二氧化硅颗粒(KMPX-100,Shin-Etsu Silicone Co.,Ltd.制造)并进行超声处理,以及将加入的多元醇(LZR-170)和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为17份和38份。
(实施例27)
<静电潜像承载元件27的制造>
[0603]用与实施例26相同的方式制备静电潜像承载元件27,只是使用7份氧化铝细粒(SUMIKORANDOM AA-03,Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造)代替二氧化硅细粒。
(实施例28)
<静电潜像承载元件28的制造>
[0604]用与实施例26相同的方式制备静电潜像承载元件28,只是使用7份氧化钛细粒(TIPAQUE,Ishihara Sangyo Co.,Ltd.制造)代替二氧化硅细粒。
(实施例29)
<静电潜像承载元件29的制造>
[0605]用与实施例26相同的方式制备静电潜像承载元件29,只是使用7份氧化锡细粒(Mitsubishi Materials Corporation制造)代替二氧化硅细粒。
(实施例30)
<静电潜像承载元件30的制造>
[0606]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件30,只是使用JP-A第07-144917号的实施例2公开的方式制备的甲醇溶胶中的锑酸铟(按质量计固体含量=18%、体积平均粒径=0.026μm),加入其20份的量代替锑酸锌溶胶。
(实施例31)
<静电潜像承载元件31的制造>
[0607]按照实施例1,在铝基底上形成内涂层、电荷产生层和电荷输运层。
[电荷输运层的形成]
[0608]将17份锑酸锌溶胶(CELNAX CX-Z210,Nissan Chemical Industries,Ltd.制造,按质量计固体含量=20%,体积平均粒径=0.04μm)加入到70份四氢呋喃中,并且超声处理10分钟,进行分散。用这种方式制备分散体液体II。
[0609]接下来,将27.5份多元醇(由苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙基酯制成的苯乙烯-丙烯酸共聚物;LZR-170,OH当量=大约367,按质量计固体含量=41%,FUJIKURAKASEI Co.,Ltd.制造)、20份CTP-4和5.7份对-二乙基氨基乙氧苯基醇溶于23份环己酮。然后,将42份甲苯二异氰酸酯的多元醇加成物(CORONATE L,NCO%=1 3%,固体含量=75%,Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.制造)溶于其中,并且将所形成的溶液加入到上述分散体液体II以制备用于电荷输运层的涂层溶液。通过喷涂将该涂层溶液应用在电荷产生层之上,并且在150℃下干燥40分钟,以形成18μm厚的电荷输运层。用这种方式,制造按顺序由铝基底、内涂层、电荷产生层和电荷输运层构成的静电潜像承载元件31。
(比较实施例1)
<静电潜像承载元件32的制造>
[0610]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件32,只是不加入对-二乙基氨基乙氧苯基醇,并且将加入的多元醇(LZR-170)和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为46份和39份。
(比较实施例2)
<静电潜像承载元件33的制造>
[0611]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件33,只是使用苄基醇胺(Sigma Aldrich Corp.制造)代替对-二乙基氨基乙氧苯基醇,并且将加入的多元醇(LZR-170)和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为11份和50份。
(比较实施例3)
<静电潜像承载元件34的制造>
[0612]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件34,只是使用二苄胺(Sigma Aldrich Corp.制造)代替对-二乙基氨基乙氧苯基醇,并且将加入的多元醇(LZR-170)和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为28份和42份。
(比较实施例4)
<静电潜像承载元件35的制造>
[0613]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件35,只是使用N-苄基-N-乙基苯胺(Sigma Aldrich Corp.制造)代替对-二乙基氨基乙氧苯基醇,并且将加入的多元醇(LZR-170)和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为38份和36份。
(比较实施例5)
<静电潜像承载元件36的制造>
[0614]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件36,只是使用20份下列结构式表示的电荷输运化合物(CPT-11)代替CTP-4,并且将加入的多元醇(LZR-170)和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为34份和38份。
Figure S2007101961631D01371
(比较实施例6)
<静电潜像承载元件37的制造>
[0615]用与实施例3相同的方式制备静电潜像承载元件37,只是使用20份下列结构式表示的电荷输运化合物(CPT-1)代替CTP-4,并且将加入的多元醇(LZR-170)和异氰酸酯(CORONATE L)的量分别改为34份和38份。
Figure S2007101961631D01372
<抗磨性评价>
[0616]将每一个静电潜像承载元件和在制备实施例1中制备的墨粉装在改进的彩色打印机(IPSio CX8200,Ricoh Company,Ltd.制造)上,其中清洁刮刀的接触压力增加3倍,以对光电导体表面施加负荷。
[0617]调整改进的打印机中的充电器的电压,以便非曝光区域电压(VD)为-700V。使用660nm波长的激光束进行曝光,在6%的图像覆盖率下,通过打印(复印)50,000张测试纸进行印刷检测,所述每一纸具有A4尺寸的600dpi图像。在检测之前和之后用涡流测厚仪(eddy current thickness meter)(FISCHERSCOPEMMS,Fischer制造)测量光电导体层厚度的变化,从而确定磨损量。结果在表A示出。
<磨损加速检测和磨损加速检测之后曝光区域电压的评价>
[0618]使用JP-A第2002-139958公开的光电导体的磨损加速检测仪,对每一静电潜像承载元件进行4小时的磨损加速检测,其表面电压设定为-800V,鼓通过电流(drum passing current)设定为-35μA。将每一个静电潜像承载元件装在改进的装配有显影元件的打印机上,该显影元件被改进以致表面电压计(Trek Inc.,344型)的探针被置于显影套筒(development sleeve)上,调整充电器的电压以便非曝光区域电压(VD)为-600V,并进行1,200dpi密实图像(solid image)打印。在这点上,测量显影套筒的表面电压,以评价在曝光区域的残留电势。结果在表A示出。
<耐气体性评价>
[0619]将每一静电潜像承载元件放置于含有50ppm的氧化氮气体的干燥器中四天。在27℃、80%的相对湿度下,通过测量储存在干燥器之前和之后的图像分辨率的变化,评价耐气体性。结果在表A示出。
表A
光电导体编号   磨损加速检测之后曝光区域电压(-V) 磨损量(mm) 气体暴露之前(分辨率:线的数量/mm) 气体暴露之后(分辨率:线的数量/mm)
实施例1   1     270   3.5     7.1     5.6
实施例2   2     330   2.8     7.1     5.6
实施例3   3     170   2.5     7.1     6.3
实施例4   4     180   2.6     7.1     6.3
实施例5   5     160   2.7     7.1     5.6
实施例6   6     180   2.6     7.1     5.6
实施例7   7     160   3.5     7.1     6.3
实施例8   8     170   2.7     7.1     6.3
实施例9   9     190   1.7     7.1     6.3
实施例10   10     160   2.6     7.1     6.3
实施例11   11     170   2.7     7.1     6.3
实施例12   12     200   3.4     7.1     6.3
实施例13   13     190   2.8     7.1     6.3
实施例14   14     170   2.1     7.1     6.3
实施例15   15     240   2.3     7.1     6.3
实施例16   16     270   2.2     7.1     6.3
实施例17   17     130   2.8     7.1     5.6
实施例18   18     120   3.1     7.1     5.6
实施例19   19     180   2.2     7.1     6.3
实施例20   20     170   2.3     7.1     6.3
实施例21   21     180   3.9     7.1     6.3
实施例22   22     180   3.7     7.1     6.3
实施例23   23     180   1.8     7.1     6.3
实施例24   24     220   1.7     6.3     5.6
实施例25   25     200   1.8     6.3     5.6
实施例26   26     190   2.1     7.1     6.3
实施例27   27     200   1.9     7.1     6.3
实施例28   28     190   1.8     7.1     6.3
实施例29   29     190   2.1     7.1     6.3
实施例30   30     160   2.7     7.1     6.3
实施例31   31     320   3.5     7.1     5.6
比较实施例1   32     150   2.3     7.1     3.2
比较实施例2   33     180   2.9     7.1     3.2
比较实施例3   34     170   2.7     7.1     3.6
比较实施例4   35     180   2.9     7.1     3.2
比较实施例5   36     170   N/A     7.1     6.3
比较实施例6   37     180   N/A     7.1     6.3
注:在打印40,000张后,比较实施例5和6中的保护层完全磨损。
[0620]结果表明,具有本发明构造的实施例1到31的静电潜像承载元件提供了极好的抗磨性和降低了磨损加速检测之后曝光区域残留电势的升高,这满足了实际的需要。该结果也表明,实施例1到31的静电潜像承载元件暴露于气体后,在高温、高湿条件下提供了相对高的图像分辨率和更低程度的图像模糊。相反,不具有本发明构造的比较实施例1到4的静电潜像承载元件表现了明显降低的图像分辨率,这可能是由于氧化气体的存在引起。在比较实施例5和6中,通过印刷检测,最外表面层被极大地磨损;作为保护层,抗磨性差。
(其它实施例和评价结果)
[0621]尽管制备实施例1的墨粉被用于前述实施例,但是使用制备实施例2和3的墨粉,对与实施例1到31相似的方式构造的静电潜像承载元件,对它们的磨损量、磨损加速检测之后的光电导体表面电势(VL)和图像质量进行评价,其评价结果与实施例1到31的那些结果相当。
[0622]以下述方式,使用本发明的图像形成装置进行其它的操作测试。制备印刷墨盒,提供该印刷墨粉这样的机构,通过该机构,具有固化的硬脂酸锌的棒通过弹簧被压到清洁刷上,以便通过该清洁刷将硬脂酸锌应用到光电导体表面上。然后将实施例1到31的静电潜像承载元件装到各自的印刷墨盒上,进行操作测试。在操作测试后,几乎所有的光电导体表现了显著降低的磨损量。而且,使用具有硬脂酸铝或硬脂酸钙的棒的操作测试和使用具有固化巴西棕榈蜡的蜡棒的操作测试,都产生了极好的性能。
[0623]换句话说,本发明的静电潜像承载元件在抗磨性和电子照相性能方面是优异的。因此,使用该静电潜像承载元件的每一图像形成装置、印刷墨盒和图像形成方法能够在长时期内形成稳定图像。

Claims (20)

1.静电潜像承载元件,包括:
最外表面层,其含有下列通式(1)表示的化合物和异氰酸酯化合物与具有至少两个羟基的活性电荷输运物质之间交联形成的交联树脂,
Figure S2007101961631C00011
其中R1和R2可以相同或者不同,每一个代表取代的或未取代的烷基;R3代表具有至少一个羟基的烷基和芳基中一种。
2.根据权利要求1所述的静电潜像承载元件,包括:
基底、所述基底上的光敏层和所述光敏层上的保护层,
其中所述保护层构成所述最外表面层。
3.根据权利要求1所述的静电潜像承载元件,其中所述最外表面层包括由具有化学式MxSbyOz的化合物构成的导电细粒,其中M表示金属元素;x、y和z的每一个表示其相应元素的摩尔比。
4.根据权利要求3所述的静电潜像承载元件,其中所述导电细粒由锑酸锌(ZnSb2O6)构成。
5.根据权利要求1所述的静电潜像承载元件,其中所述最外表面层包含由选自二氧化硅、氧化铝、氧化钛和氧化锡的至少一种化合物构成的细粒。
6.根据权利要求1所述的静电潜像承载元件,其中所述异氰酸酯化合物包括芳环和两个或多个异氰酸酯基团。
7.根据权利要求6所述的静电潜像承载元件,其中所述异氰酸酯化合物是二异氰酸酯化合物和多元醇的加成物。
8.根据权利要求1所述的静电潜像承载元件,其中在所述异氰酸酯化合物中的异氰酸酯基团(-NCO)的含量按质量计为3%到50%。
9.根据权利要求1所述的静电潜像承载元件,其中所述活性电荷输运物质的含量按质量计为5%到45%。
10.根据权利要求1所述的静电潜像承载元件,其中所述电荷输运物质是下列通式(2)表示的化合物,
Figure S2007101961631C00021
其中n表示连接于取代基X的取代基Y的数量,并且其为1到4的整数;Y表示当n=1时具有至少两个羟基和1到6个碳原子的有机基团,当n=2到4时表示具有羟基和1到50个碳原子的亚烷基基团,所述亚烷基基团任选地具有除羟基以外的一个或多个取代基;以及X表示电荷输运化合物基团。
11.根据权利要求10所述的静电潜像承载元件,其中取代基X包括二芳氨基基团-NAr1Ar2,其中Ar1和Ar2独立地表示取代的或未取代的芳基。
12.根据权利要求10所述的静电潜像承载元件,其中取代基X包括下列通式(3)表示的结构,其中连接于芳基的氢原子被除去,
Figure S2007101961631C00022
其中,Ar1和Ar2独立地表示取代的或未取代的芳基;Ar表示亚芳基。
13.根据权利要求10所述的静电潜像承载元件,其中取代基X包括下列通式(4)表示的结构,其中连接于芳基的氢原子被除去,
其中Ar1、Ar2和Ar3独立地表示取代的或未取代的芳基;Ar表示亚芳基;R表示氢原子或芳基。
14.根据权利要求10所述的静电潜像承载元件,其中取代基X包括下列通式(5)表示的结构,其中连接于芳基的氢原子被除去,
Figure S2007101961631C00031
其中Ar1和Ar2独立地表示取代的或未取代的芳基;Ar5和Ar6独立地表示烷基或芳基;Ar表示亚芳基。
15.根据权利要求1所述的静电潜像承载元件,其中所述活性电荷输运物质包括其中羟基被连接于两个相邻碳原子中每一个的结构。
16.根据权利要求10所述的静电潜像承载元件,其中取代基Y包括下列通式(6)表示的结构,
Figure S2007101961631C00032
其中,n表示连接于取代基X的取代基的数量,并且其为1到4的整数;R表示含有1到50个碳原子的二价取代基。
17.根据权利要求10所述的静电潜像承载元件,其中取代基Y包括下列通式(7)表示的结构,
其中,n表示连接于取代基X的取代基的数量,并且其为2到4的整数;Z表示含有1到50个碳原子的二价取代基或者表示单键。
18.根据权利要求1所述的静电潜像承载元件,其中所述最外表面层包括使用异氰酸酯化合物和至少一种多元醇化合物形成的交联树脂,所述多元醇化合物不被用作所述活性电荷输运物质。
19.图像形成装置,其包括:
静电潜像承载元件;
静电潜像形成元件,其被配置用于在所述静电潜像承载元件上形成静电潜像;
显影元件,其被配置用于通过使用墨粉显影所述静电潜像,以形成可视图像;
转印元件,其被配置用于将所述可视图像转印到记录介质;和
定影元件,其被配置用于将所述可视图像定影到记录介质,
其中所述静电潜像承载元件包括:含有下列通式(1)表示的化合物和异氰酸酯化合物与具有至少两个羟基的活性电荷输运物质之间交联形成的交联树脂的最外表面层,
Figure S2007101961631C00041
其中R1和R2可以相同或者不同,每一个代表取代的或未取代的烷基;R3代表具有至少一个羟基的烷基和芳基中一种。
20.印刷墨盒,其包括:
选自充电装置、曝光元件、转印元件和清洁元件的至少一个元件;和
静电潜像承载元件,
其中所述静电潜像承载元件包括:含有下列通式(1)表示的化合物和异氰酸酯化合物与具有至少两个羟基的活性电荷输运物质之间交联形成的交联树脂的最外表面层,
Figure S2007101961631C00042
其中R1和R2可以相同或者不同,每一个代表取代的或未取代的烷基;R3代表具有至少一个羟基的烷基和芳基中一种。
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