CN101533237B - 图像形成装置和印刷墨盒 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及图像形成装置和印刷墨盒。图像形成装置,其包括图像承载元件、充电器、照射器和显影设备,其中关系T1≤T2和T2=W/V被满足,其中T1(msec)表示真实传输时间,定义为在显示X和Y的关系的图中在第一拐点的X轴的值,当照射所述图像承载元件和测量其被照射部分的表面势之间的时间(X)被缩短时,在该拐点处所述图像承载元件的表面势(Y)首次上升;T2(msec)表示充电时间;W(mm)表示所述充电器的充电宽度;以及V(mm/msec)表示所述图像承载元件的线速度。
Description
技术领域
本发明涉及用于电子照相术的图像形成装置和印刷墨盒(processcartridge)。
背景技术
采用电子照相术的图像形成装置,例如激光打印机和数字复印机,近来已经得以改进以便稳定产生高质量图像,并被广泛使用。图像形成装置通常包括具有承载静电潜像功能的图像承载元件,该静电潜像通过充电和照射图像承载元件的表面而形成,以被显影而形成可见图像。图像承载元件包括电子照相感光体(下文称为“感光体(photoreceptor)”)。
从成本、可生产性、材料选择的灵活性以及对全球环境的影响的角度,主要包括有机材料的有机感光体被广泛采用。有机感光体包括包含光电导材料的光敏层。有机感光体被广义分类为单层感光体和功能上分离的多层感光体,所述单层感光体包括具有产生和输运电荷功能的单层,所述多层感光体包括具有产生电荷功能的电荷产生层和具有输运电荷功能的电荷输运层。
静电潜像在功能上分离的多层感光体中如下形成:
(1)用光束照射均匀带电的感光体表面;
(2)光束通过电荷输运层并由包括在电荷产生层内的电荷产生材料吸收,使得产生一对相反电荷(counter charge);
(3)相反电荷之一从电荷产生层和电荷输运层之间的界面被注入电荷输运层;
(4)由于电场的力,该注入的电荷通过电荷输运层转移到感光体的表面;和
(5)感光体的带电表面被转移的电荷中和,使得静电潜像形成。
这类多层有机感光体主要用作电子照相术中的感光体,原因在于具有良好的静电稳定性和耐久性。
近来,不仅感光体而且显影器和图像形成装置都被改进。因此,最近采用有机感光体的图像形成装置能够产生极高质量的图像,并且其可用于各种目的。除了对高质量图像的需求外,对彩色印刷和高速印刷的需求也已增加。而且,要求图像形成装置尺寸更小并缩短进行印刷的时间(下文称为“印刷时间”)。
为了增加印刷速度,感光体需要具有更高的灵敏度和更高的线速度。为了降低图像形成装置的尺寸,感光体需要具有更小的直径。为了产生彩色图像,图像形成装置需要具有更高的印刷速度和更小的尺寸,因为至少四种墨粉图像互相叠加。具体而言,含有四个显影单元和相应的四个感光体的串联式彩色图像形成装置——其已经实现彩色图像的高速印刷,要求具有小得多的尺寸。为了缩短印刷时间,其目前具有低水平的用户满意度,预热时间需要被缩短,感光体需要甚至在其第一次旋转时产生高质量图像,以便印刷图像被立即放电,而不会使感光体在印刷操作完成后空闲一段时间。
然而,目前尚没有同时实现上述内容的技术被提出。例如,如果感光体的线速度增加或者其直径降低,则其可充电性和可转印性降低。另外例如,如果感光体的直径减小,则感光体周围的布局在很大程度上受到限制。在这种情况下,难以在感光体周围提供初步充电和/或转印装置,且难以保持进行充电、照射和显影过程的时间令人满意。因此,要求感光体当充电或照射时具有更高的响应性(responsiveness)。
进一步,由于反复使用,感光体的静电性能退化。当感光体被重复使用时,残留电势增加且灵敏度和可充电性降低,导致当充电或照射时感光体的响应性退化。此外,从充电器产生的臭氧和NOx气体也使感光体的静电性能退化,导致所得到的图像质量如分辨率下降。具体而言,当重复使用和静电疲劳的(electrostatically-fatigued)感光体被充电时,在第一次旋转时感光体的电荷水平小于第二次旋转。(该现象在下文中被称为“第一次旋转电荷下降(the first rotationcharge decline)”)。这些年来,第一次旋转电荷下降发生非常严重。
当电子照相图像形成装置更广泛用于各个领域时,对彩色印刷的需求被极大增加。因此,更多地要求图像形成装置不但稳定产生高质量图像,而且具有更高的印刷速度和更小的尺寸。为了延长感光体和使用感光体的图像形成装置的寿命,要求感光体提高耐磨性并具有稳定的静电性能。急切需要改进即使当感光体重复使用时感光体的静电性能和稳定性的技术,以及防止第一次旋转电荷下降发生的技术,所述第一次旋转电荷下降的发生成为实现高速印刷和降低图像形成装置尺寸的障碍。
当具有高印刷速度和小直径的感光体由于重复使用而静电疲劳时,第一次旋转电荷下降发生。第一次旋转和第二次旋转之间的电荷量的差异往往随着感光体被重复使用的时间增加而增加,即随着静电疲劳(electrostatic fatigue)水平的增加而增加。尽管在第二次旋转中感光体的电荷量恢复,但是当感光体放置一定时间时第一次旋转电荷下降再现。第一次旋转电荷下降不是临时现象,而是重复发生。当放置时间增加时,第一次旋转和第二次旋转之间的电荷量的差异往往增加。此外,当感光体的线速度增加,第一次旋转和第二次旋转之间的电荷量的差异往往增加,因为感光体的可充电性退化。
当第一次旋转电荷下降发生时,背景污迹——其中图像的背景部分被墨粉颗粒污染——在印刷的第一张中产生,导致产生差的图像质量。此外,墨粉颗粒污染中间转印元件,导致纸张污染的升级。为解决上述问题,感光体需要在每次印刷操作后空闲。可选地,初步充电元件需要被提供,以改进感光体的可充电性。第一次旋转电荷下降不仅劣化所得到的图像质量,而且阻止图像形成装置能够进行高速和彩色印刷并具有小尺寸。而且,印刷时间不能被缩短。然而,任何常规技术不能解决上述问题。
为防止第一次旋转电荷下降的发生,已经进行了下列尝试。
公开的未审查日本专利申请(下文称为JP-A)10-63015提出了解释第一次旋转电荷下降的机理的模型,其中在电荷产生层中产生的载流子由于在充电过程之前的弱光照射和热激发被俘获在电荷输运层中。根据该模型,下面的电子照相感光体被公开:感光体,其中电荷产生层和电荷输运层之间的电离电位差更小,使得空穴迁移率增加,且内涂层(undercoat layer)具有更高的电阻率,使得再约束电荷(rebinding charge)的比例增加。然而,在那里描述了内涂层的较高电阻率产生了增加残余电势的副作用,导致更容易的电荷俘获。尽管空穴迁移率的测量方法被提及,但是其清楚的定义根本未被提及。此外,对空穴俘获率随着空穴迁移率的增加而降低的原因并未提及。
JP-A 2002-162763公开了用于电子照射方法的具有100mm/秒或以上的处理速度的电子照相感光体,其中电荷输运层的电离电位大于电荷产生层的电离电位,电荷输运材料和粘结剂用树脂以特定的比例被包括在内,并且电荷输运层在具有预定强度的电场中具有特定的输运能力。由于电荷输运层的电离电位大于电荷产生层的电离电位,残余电势增加,导致静电性能稳定性的下降。尽管输运能力的测量方法被提及,但是其清楚的定义根本未被提及。此外,输运能力并不对应于本发明的真实传输时间(real transit time)(后面加以解释)。
JP-A2000-194145公开了一种电子照射感光体,其中去极化电荷产生层所需的活化能不大于0.32eV。在那里,认为第一次旋转电荷下降发生是因为光敏层中的无序分子需要长时间来被电场进行分子定向,即在第一次旋转中分子处于无序状态。尽管电子照射感光体包括作为电荷输运材料的联苯乙烯苯衍生物,但是感光体的充电时间和出现第一次旋转电荷下降之间的关系未被论及。
日本专利(下文称为JP)3604914公开了包括中间层和电荷产生层的电子照相感光体,其中中间层包括聚酰胺树脂、特定的羧酸酯和二氧化钛,电荷产生层包括X型或τ-型无金属酞菁。在其中认为,第一次旋转电荷下降是由于从留下的酞菁化合物产生暗电荷造成的。在其中公开,感光体甚至在第一次旋转时被充分充电,因为包括含有二氧化钛和羧酸酯的中间层。然而,甚至在重复使用后第一次旋转电荷下降是否发生并不清楚,因为在实施例中仅对未使用过的感光体进行评价。
JP-A2000-321805公开了一种电子照相感光体,其包括具有特定电子输运能力的内涂层,具体而言包括电荷输运材料。在其中描述了:在这类电子照相感光体中残余电势的增加和灵敏度的下降被防止。尽管该电子照相感光体包括作为电荷输运材料的联苯乙烯苯衍生物,但是感光体的充电时间和发生第一次旋转电荷下降之间的关系未被论及。
JP-A10-186703公开了一种电子照相感光体,其包括内涂层和光敏层,所述内涂层包括带隙为2.2eV或以上的半导体材料和粘结剂用树脂,所述光敏层包括作为电荷产生材料的酞菁化合物。在其中认为,第一次旋转电荷下降是由于从留下的酞菁化合物产生的暗电荷或者来自基底或内涂层的电荷注入造成的。然而,在实施例中公开的感光体对第一次旋转电荷下降的防止无太多效果。
JP-A2001-350329公开了静电印刷装置,其中感光体的充电时间为50至1,000msec。在其中公开了,如果充电时间在50msec以下,则感光体具有不稳定的充电电势。然而,未提及传输时间(将在后面解释)。
JP-A08-36301公开了电子照相复印方法,其中在第一次旋转中图像形成而无需进行光放电(optical diselectrification),而在第二次或以后的旋转中图像在具有光放电的情况下形成。在其中认为,第一次旋转电荷下降是包含酞菁化合物的感光体的特定现象。提出了这样的模型:其中过量的在光放电中产生的载流子被暂时俘获在电荷产生层的电子陷阱中,随后一部分俘获的电荷在下一次放电过程被放电。根据该模型,在其中公开了,放电在第一次旋转时是不需要的。然而,所关心的是在所得到的图像中导致背景污迹和重影,特别是在线速度大时。
JP-A2002-268335公开了图像形成方法,包括照射过程,其中包括含有N-型半导体颗粒的中间层和含有酞菁颜料的电荷产生层的感光体用具有图像信息的光照射;和初步充电过程,一种光放电过程;以及充电过程,其在照射过程之前。初步充电过程对增加感光体的可充电性有效果。然而,初步充电过程要求大量的元件提供在感光体周围,从而感光体的直径减小受到限制。而且,氧化气体的产生量增加,导致感光体的静电性能的下降被加快。
如上所述,已经从感光体的电荷产生层、电荷输运层和内涂层等角度作出各种尝试来防止第一次旋转电荷下降。各种假设模型也已经被提出来解释第一次旋转电荷下降的机制,但真相仍未清楚。防止第一次旋转电荷下降的常规技术仍不令人满意。例如,一种技术导致副作用,使得残余电势增加,图像质量下降。另一种技术仅可用于低速机器,不能用于高速机器。又一种技术不允许感光体降低其直径以及图像形成装置减小尺寸,因为感光体周围的布局复杂化。
发明内容
因此,本发明的一个目标是提供小型图像形成装置和印刷墨盒,其能够高速产生高质量图像。具体而言,第一次旋转电荷下降的发生被防止而无需降低所使用的感光体的静电性能和所得到的图像的质量。
在考虑了本发明的优选实施方式的下列描述连同附图后,本发明的这些和其它目标、特征和优势将变得明显。
附图说明
图1是具有矩形波形状的图,用于解释如何确定电荷输运层的传输时间;
图2是具有弥散波(dispersive wave)形状的另一个图,用于解释如何确定电荷输运层的传输时间;
图3是解释如何确定电荷输运层的传输时间的又一个图;
图4是说明测量真实传输时间的装置的实施方式的示意图;
图5是通过测量真实传输时间的装置获得的光衰减曲线;
图6是解释如何确定真实传输时间的图;
图7是解释如何确定栅格电极充电器(scorotron charger)的充电宽度的示意图;
图8是解释如何确定接触辊式充电器的充电宽度的示意图;
图9是阐述近间隔辊式充电器的实施方式的示意图;
图10是阐述本发明的图像形成装置的实施方式的示意图;
图11是阐述本发明的串联图像形成装置的实施方式的示意图;
图12是阐述本发明的印刷墨盒的实施方式的示意图;
图13至18是阐明用于本发明的图像承载元件实施方式的示意性截面图;和
图19是在实施例中使用的电荷产生材料的X射线衍射光谱。
具体实施方式
本发明将被详细解释。
本发明人假设第一次旋转电荷下降是由在电荷产生层中俘获的空穴所致,原因在于感光体的静电疲劳。这些在电荷产生层中俘获的空穴当留下时被热松弛,并变得容易释放。当感光体被充电时,经热松弛且容易释放的空穴从电荷产生层被注入到电荷输运层,原因在于电场力,并通过电荷输运层转移到感光体的表面,使得表面电荷被中和。因此,电荷下降产生。
根据上面描述的假设,认为,如果几乎所有俘获并释放的空穴在第一次充电的初始阶段内到达感光体的表面,则第一次旋转电荷下降可以被防止。本发明人发现,当充电时间比其中从电荷产生层注入电荷输运层的几乎所有空穴到达电荷输运层的表面的时间长时,第一次旋转电荷下降可以被防止。
为了延长充电时间,感光体的线速度可变慢。本发明人发现,当线速度降低时,第一次旋转电荷下降的发生降低。明显的是,线速度的降低对于防止第一次旋转电荷下降是有效的。具体而言,当感光体的旋转速度不小于80rpm时,第一次旋转电荷下降显著地发生。然而,线速度的降低是实现高速打印的一个障碍。因此,线速度的降低对于其中感光体具有不小于80rpm的旋转速度的图像形成装置是不合适的方法。
由于线速度(mm/min)主要根据感光体的外径(mm)而不同,通过线速度(mm/min)除以外径(mm)得到的旋转速度(rpm)优选用于本发明中。
为延长其中感光体具有不小于80rpm的旋转速度的图像形成装置的充电时间,充电器的尺寸可上调或者多个充电器可被提供。例如,如果充电器具有大的宽度或者初步充电器被提供,则充电时间可被延长。尽管通过上述方法第一次旋转电荷下降可被防止,但图像形成装置的尺寸上调不可避免。具体而言,具有小直径的感光体不能被使用,因为在这类感光体的周围没有空间来提供大尺寸的充电器和多个充电器。该事实尤其对于串联彩色图像形成装置是一个大问题。延长充电时间的常规方法不适于防止第一次旋转电荷下降,原因在于牺牲了高速印刷和图像形成装置的尺寸减小。
在本发明中,通过使用包括电荷输运层的感光体实现在不牺牲高速印刷和减小图像形成装置尺寸的情况下防止第一次旋转电荷下降,所述电荷输运层包括具有较不依赖于电场强度的高可传输性(输运能力,transportability)的电荷输运材料。因此,真实传输时间(后面加以解释)总是比充电时间短,从而即使图像形成装置具有高印刷速度,感光体具有小直径,大尺寸的充电器或多个充电器未被提供,和/或感光体在第一次旋转后不空闲,第一次旋转电荷下降也可被防止。
本发明涉及提供图像形成装置,包括:图像承载元件,其包括导电基底和光敏层,所述光敏层包含电荷产生材料和电荷输运材料,位于所述导电基底之上;充电器,其被构造以对所述图像承载元件充电;照射器,其被构造以照射所述图像承载元件,以便在其上形成静电潜像;和显影装置,其被构造以对在所述图像承载元件上形成的静电潜像进行显影,其中下列关系(1)和(2)被满足:
T1≤T2 (1)
T2=W/V (2)
其中T1(msec)表示真实传输时间,定义为在显示X和Y的关系图中、在第一拐点的X轴的值,当照射图像承载元件和测量其被照射部分的表面势之间的时间(X)被缩短时,在该拐点处图像承载元件的表面势(Y)首次上升;T2(msec)表示充电时间;W(mm)表示充电器的充电宽度;以及V(mm/msec)表示所述图像承载元件的线速度。
当关系(1)被满足时,在光敏层中存在的几乎所有空穴——其导致第一次旋转电荷下降,能够在预定时间内到达图像承载元件的表面。因此,在本发明的图像形成装置中第一次旋转电荷下降可在不降低印刷速度的情况下被防止。
当光敏层具有其中电荷产生层和电荷输运层互相覆盖的多层结构时,可更有效得多地防止第一次旋转电荷下降。该多层结构还改进图像承载元件的静电性能和稳定性,导致其寿命延长。
电荷输运材料优选包括具有下面式(3)的化合物:
其中R1至R4的每一个独立地表示氢原子、具有1至4个碳原子的烷基基团、具有1至4个碳原子的烷氧基基团、或可具有取代基基团——如含1至4个碳原子的烷基基团和含1至4个碳原子的烷氧基基团——的苯基基团;
A表示取代或未取代的亚芳基基团或下面的官能团:
其中R5至R7的每一个独立地表示氢原子、具有1至4个碳原子的烷基基团、具有1至4个碳原子的烷氧基基团、或可具有取代基基团——如含1至4个碳原子的烷基基团和含1至4个碳原子的烷氧基基团——的苯基基团;和
B表示取代或未取代的芳基基团或下面的官能团:
其中Ar1表示亚芳基基团,其可具有取代基,例如含1至4个碳原子的烷基基团和含1至4个碳原子的烷氧基基团;以及Ar2和Ar3的每一个独立地表示芳基基团,其可具有取代基,例如含1至4个碳原子的烷基基团和含1至4个碳原子的烷氧基基团。
具有式(3)的电荷输运材料的使用有助于缩短真实传输时间(后面加以解释),导致第一次旋转电荷下降的有效防止。短的真实传输时间提供了大的充电时间余量,导致高速印刷。此外,图像承载元件的直径可被降低,导致图像形成装置的尺寸降低。
具有式(3)的化合物具有极高的电荷可传输性。此外,该电荷可传输性较不依赖于电场强度。换言之,即使采用低电场强度,电荷都足以移动到图像承载元件的表面。同样重要的是,电荷迁移率在电荷之间变化不大。第一次旋转电荷下降的发生主要取决于电荷移动到图像承载元件表面得以完成的时间,而不取决于电荷移动开始或进行中的时间。先前已知的是,当用飞行时间(time-of-flight(TOF))法测量时,具有式(3)的化合物具有高的电荷可传输性。另一方面,在考虑对电场强度以及电荷移动到图像承载元件表面得以完成的时间的依赖性时,电荷可传输性从未被评价。在本发明中,具有式(3)的电荷输运材料允许在提供具有弱强度的电场进行充电的初始阶段内,使几乎所有导致第一次旋转电荷下降的空穴到达图像承载元件的表面。
在具有式(3)的电荷输运材料中,具有下面式(4)和(5)的化合物可有效防止第一次旋转电荷下降:
其中R8至R33的每一个独立地表示氢原子、具有1至4个碳原子的烷基基团、具有1至4个碳原子的烷氧基基团、或取代或未取代的苯基基团;
其中R34至R57的每一个独立地表示氢原子、具有1至4个碳原子的烷基基团、具有1至4个碳原子的烷氧基基团、或取代或未取代的苯基基团。
具有下面式(4)和(5)的化合物可有效防止第一次旋转电荷下降的原因被考虑为:π-共轭体系在整个分子上展开,原因在于该分子具有大尺寸和线性结构并包括三苯胺结构和许多苯乙烯基结构。因此,在电荷输运层中分子内电荷转移比起分子间电荷转移更可能发生,导致非常高的电荷可传输性。结果是,即使在充电初始阶段提供的具有弱强度的电场中,几乎所有导致第一次旋转电荷下降的空穴也可到达图像承载元件的表面。
当下面的关系(6)被满足时,在电荷产生层和电荷输运层之间的界面中俘获空穴被阻止,导致防止了残余电势增加:
IpCGM-IpCTM≥-0.1 (6)
其中IpCGM(eV)表示电荷产生材料的电离电位,而IpCTM(eV)表示电荷输运材料的电离电位。
如果空穴被俘获在电荷产生层和电荷输运层之间的界面中,则到达图像承载元件表面的空穴绝对量下降,且残余电势往往增加,而第一次旋转电荷下降的发生稍微下降。残余电势的增加导致图像密度和等级的劣化。在本发明中,残余电势的增加和第一次旋转电荷下降可被同时防止。因此,本发明可以提供能够在具有高印刷速度和小尺寸情况下产生高质量图像的图像形成装置。
在本发明中,当光敏层或电荷输运层包括聚碳酸酯和多芳基化合物(聚芳酯(polyarylate))的至少一种作为粘结剂用树脂时,真实传输时间可被缩短。粘结剂用树脂优选不抑制电荷输运材料的功能。此外,粘结剂用树脂优选具有高的静电性能和耐磨性。
在本发明中,光敏层或电荷输运层可包括作为粘结剂用树脂的电荷输运聚合物。在该情况下,粘结剂用树脂也具有电荷传输的功能。因此,真实传输时间可更大地被缩短,从而防止第一次旋转电荷下降。
在本发明中,当光敏层或电荷输运层包括电荷输运材料和电荷输运聚合物——其中它们之间的电离电位的差异不大于0.1eV——时,真实传输时间可更大地被缩短,从而防止第一次旋转电荷下降。此外,残余电势的增加也可被防止,导致静电性能和图像质量的稳定化。因此,本发明可以提供能够产生高质量图像、具有高印刷速度和小尺寸的图像形成装置。
在本发明中,光敏层或电荷输运层可进一步包括至少一种具有下面式(7)或(8)的化合物:
其中Ar4表示取代或未取代的亚芳基基团;Ar5和Ar6各自独立表示取代或未取代的芳基基团、取代或未取代的烷基基团、或取代或未取代的芳烷基基团;R58和R59各自独立表示取代或未取代的烷基基团或取代或未取代的芳烷基基团;Ar5和R58任选地共享键连通,以形成含有氮原子的取代或未取代的杂环;以及Ar6和R59任选地共享键连通,以形成含有氮原子的取代或未取代的杂环;
其中Ar7表示取代或未取代的亚芳基基团;R60至R63各自独立表示取代或未取代的烷基基团或取代或未取代的芳烷基基团;且n表示整数1或2。
具有式(7)或(8)的化合物可在不影响真实传输时间的情况下防止由于氧化气体导致的图像缺失和图像分辨率下降,从而产生高质量图像。具有式(3)的化合物对于氧化气体具有低稳定性,原因在于具有联苯乙烯基结构。因此,当氧化气体的浓度非常高时,图像缺失和图像分辨率的下降可能发生。当电荷输运材料具有低的电离电位时,该现象显著发生。具有式(7)或(8)的化合物和具有式(3)的化合物的结合不仅可防止由于氧化气体导致的图像缺失和图像分辨率下降,而且可防止残留电势的增加和第一次旋转电荷下降。结果是,高质量图像被稳定地产生。在具有式(3)的化合物可能在感光体上产生裂缝的情况下,具有式(7)或(8)的化合物可用作裂缝抑制剂。
在本发明中,光敏层或电荷输运层可进一步包括至少两种抗氧化剂,每一种具有下面的式(9)至(12)之一:
其中n表示12至18的整数;和
其中Ar8表示取代或未取代的芳基基团;且R64表示氢原子、取代或未取代的烷基基团、取代或未取代的芳烷基基团、或取代或未取代的芳基基团。
具有式(9)至(12)之一的两种抗氧化剂的组合可防止氧化气体所导致的图像分辨率下降。此外,感光体的静电疲劳被防止,从而防止第一次旋转电荷下降。单个抗氧化剂也是有效的,然而,在本发明中两种抗氧化剂的组合是优选的。
在本发明中,电荷产生材料优选包括钛氧基酞菁颜料,原因在于具有高灵敏度。JP-A 08-36301、10-186703和2005-134674描述了第一次旋转电荷下降是使用酞菁颜料的特定问题,然而,已确认,当使用偶氮颜料时,也发生第一次旋转电荷下降。
电荷产生材料优选包括具有下面的式(13)的不对称双偶氮颜料:
其中R201和R202各自独立表示氢原子、卤素原子、烷基基团、烷氧基基团或氰基基团;并且Cp1和Cp2的每一个——彼此不同,独立表示偶合剂的残基,具有下列的式子(14):
其中R203表示氢原子、烷基基团如甲基和乙基、或芳基基团如苯基;R204至R208各自独立表示氢原子、硝基、氰基、卤素原子如氟、氯、溴和碘、三氟甲基、烷基基团如甲基和乙基、烷氧基基团如甲氧基和乙氧基、二烷基氨基基团、或羟基基团;以及Z表示组成取代或未取代的芳族碳环或取代或未取代的芳族杂环所需的原子团。
在这种情况下,图像形成装置具有高灵敏度、高可充电性且产生背景污迹的可能性较小。因此,高速印刷和产生高质量图像被同时实现。此外,第一次旋转电荷下降可被有效防止。由于本发明的该目标是提供即使当印刷速度高且图像承载元件直径小的时候仍能够稳定产生高质量图像的图像形成装置,所以上述的高灵敏电荷产生材料是必需的。
由于具有式(13)的不对称双偶氮颜料具有大的电离电势,所以残余电势几乎不增加。而且,残余电势对电场强度的依赖性较低,从而具有式(13)的不对称双偶氮颜料被优选用于彩色图像形成装置。
在本发明中,内涂层和/或树脂层可被提供在导电基底和光敏层或电荷产生层之间。因此,背景污迹和龟纹(moiré)的发生可被显著地阻止。内涂层用多种二氧化钛颜料紧密填充,每一种二氧化钛颜料具有不同的数均初级粒径,从而,第一次旋转电荷下降、残余电势增加或龟纹的发生被有效防止。另一方面,树脂层有效防止了背景污迹的发生。当包括具有式(3)、(4)或(5)的电荷输运材料的电荷输运层涂布液被涂布在电荷产生层上时,电荷输运材料可渗透到内涂层。在这种情况下,背景污迹可能显著发生,因为空穴从基底被过度注入,原因在于电荷输运材料的高电荷注入能力和可传输性。空穴注入可通过提供树脂层被有效防止。
在本发明的图像形成装置中,利用栅格电极充电器(scorotron charger),图像承载元件可被均匀充电。由于栅格电极充电器不与图像承载元件接触,所以从增加图像承载元件的线速度的角度看,栅格电极充电器被优选使用。此外,即使当图像承载元件的线速度增加时,第一次旋转电荷下降被有效防止,因为充电时间由于栅格电极充电器的结构而容易被延长。由于通过将几乎所有空穴传输至图像承载元件表面而防止了第一次旋转电荷下降,因此能延长充电时间的栅格电极充电器的使用对于本发明是有效的。
在本发明中,包括许多电线的栅格电极充电器的使用可更加延长充电时间,导致图像承载元件的可充电性的改进。由于当印刷速度增加时第一次旋转电荷下降显著发生,因此包括许多电线的栅格电极充电器的使用对于防止在高速图像形成装置中的第一次旋转电荷下降是有效的。
由于串联图像形成装置包括相应于四个显影部件的至少四个图像承载元件,图像承载元件的直径需要被减小。因此,初级充电器的提供在串联图像形成装置中受到限制。另一方面,串联图像形成装置能够高速产生彩色图像。通过提供串联方式的本发明图像形成装置,可在降低图像承载元件的直径和增加印刷速度的情况下产生高质量图像。
本发明的印刷墨盒被可分离地连接于本发明的图像形成装置。因此,图像形成装置具有高的可维护性。利用所述印刷墨盒,图像承载元件和提供在图像承载元件周围的组件即使在这些组件由于高速印刷而损坏时都可容易进行更换。
如上所述,近来的图像形成装置要求以更高的速度印刷彩色图像、尺寸更小、印刷时间缩短等等,但是第一次旋转电荷下降正成为所有上述要求的障碍。
图像承载元件的线速度的增加和直径的减小劣化了其可充电性并导致第一次旋转电荷下降。传统上,为避免第一次旋转电荷下降的影响,图像承载元件在第一次旋转时空转,导致印刷时间的延长。为避免印刷时间的延长,提供初级充电器的技术被提出。然而,该技术对于降低图像承载元件的直径和降低图像形成装置的尺寸方面是不合适的,因为在图像承载元件周围提供的组件的数目增加。此外,为了产生彩色图像,图像形成装置更加要求以更高的速度印刷图像以及尺寸上更小,因为至少四种墨粉图像被叠加。特别地,串联图像形成装置——其实现了高速彩色印刷——中的图像承载元件直径的减小是必需的,因为该图像形成装置包括相应于四个显影部件的四个图像承载元件。如果第一次旋转电荷下降被防止,则上述问题也被解决。
除了防止第一次旋转电荷下降,静电性能的劣化(例如,残余电势的增加、灵敏度和可充电性的下降)也应当被防止。这是因为静电性能的劣化导致各种图像缺陷,例如低图像密度、不良的颜色可重复性和背景污迹。由于另一个原因:第一次旋转电荷下降的发生随图像承载元件的静电疲劳水平增加而增加,静电性能应当被稳定。本发明人发现,防止第一次旋转电荷下降并同时稳定图像承载元件的静电性能的最有效方式是在充电过程的初始阶段内传输导致第一次旋转电荷下降的几乎所有空穴至图像承载元件表面。
如上所述,认为:第一次旋转电荷下降是由俘获在光敏层或电荷产生层中的空穴所致,原因在于图像承载元件的静电疲劳,这些空穴当留下时被热松弛,并变得容易释放。为了在充电过程的初始阶段内将几乎所有空穴传输至图像承载元件的表面,电荷输运层的可传输性被增加或者充电时间被延长。即使第一次旋转电荷下降被防止,充电时间的延长对于实现高速印刷也是不合适的。尽管图像承载元件直径的降低对于缩短充电时间是有效的,但图像形成装置的尺寸下降受到限制。因此,由于静电疲劳在光敏层中累积的空穴——其导致第一次旋转电荷下降——必须具有尽可能高的迁移率以便在充电时间内到达图像承载元件表面,即便充电时间短时也是如此。
增加电荷输运层的可传输性的技术已经提出以防止第一次旋转电荷下降。几乎所有在常规技术中讨论的可传输性都是通过由飞行时间(TOF)法确定的传输时间来计算,飞行时间(TOF)法是一种设计图像承载元件的典型且有效的方法。传输时间被定义为在图像承载元件中产生的大多数光载流子沿着外部电场传输通过图像承载元件所需的时间。如图1所描述,通过在显示光电流的时间依赖性的图中发现拐点,估计传输时间。传输时间取决于图像承载元件的光敏层的厚度。因此,由下列方程(15)定义的漂移可传输性(drift transportability)被典型地使用:
μ=d2/(TrV) (15)
其中μ(cm2/V·s)表示漂移可传输性,d(cm)表示光敏层的厚度,Tr(sec)表示传输时间,而V(V)表示电压(V)。
图1中描述的图具有矩形波的形状,表明电荷的起始和完成传输之间的时间相对短。另一方面,在图2中描述的图具有弥散波的形状,表明可传输性在电荷之间变化程度大。难以认为,从拐点确定的传输时间代表在图像承载元件中产生的大多数光载流子在其中移动所需的移动时间。特别在图2中,在由拐点确定的传输时间和其中大多数电荷移动至图像承载元件表面的真实时间之间存在大的差异。为了防止第一次旋转电荷下降,根据本发明,几乎所有在光敏层中存在的空穴需要在短的充电时间内迅速移动到图像承载元件表面。因此,当电荷传输需要大量的时间时,第一次旋转电荷下降不能被阻止,即使在由拐点确定的传输时间短或者电荷可传输性大的情况下也是如此。
作为估计传输时间的另一种方法,已经提出了利用光电流是上述由拐点确定的传输时间处光电流的1/2或1/10时的时间的方法以及利用如在图3中所阐述的拐点的方法(公开于JP-A2003-195536中)。这些方法可提供接近真实的时间,其中几乎所有电荷完成移动。然而,大的噪音阻止了传输时间的准确估计。
TOF法具有这样的缺点——尽管在真实的图像形成装置中电场强度由于图像承载元件的照射每一时刻都在变化,但传输时间在固定的电场强度下进行估计。TOF法具有另一缺点——在其中应用的光源不同于图像形成装置中应用的通常照射器。所关注的是电荷输运材料受TOF法中应用的光源影响以致形成新的俘获位置。而且,在TOF法中,由于通过将电荷输运层夹入两个电极之间进行测量,发生在电荷产生层和电荷输运层之间的界面处的电荷注入的影响在多层图像承载元件中被忽略。由于上述原因,TOF法适于比较电荷输运材料本身的可传输性,但不适于精确估计图像承载元件的传输时间,特别是在真实图像形成装置中使用的多层图像承载元件。
具有高传输性的电荷输运层对于防止第一次旋转电荷下降通常是有效的,因为几乎所有在光敏层中存在的空穴都在短的充电时间内到达图像承载元件表面。然而,由TOF法确定的传输时间未准确表示在真实图像形成装置中使用的图像承载元件中的电荷行为。因此,由TOF法确定的传输时间是否与第一次旋转电荷下降的发生存在关系尚未清楚。
JP-A 2000-275872公开了确定几乎所有在图像承载元件中存在的空穴——其导致第一次旋转电荷下降——到达图像承载元件表面的传输时间的装置。如图4中所阐述,图像承载元件1用充电器2充电,用第一表面静电计5测量非照射部分的表面势。随后,图像承载元件1用照射器3进行照射,且照射部分的表面势用位于显影部件中的第二表面静电计6测量。图像承载元件1最终用放电设备4进行放电。通过改变照射光的量,获得在图5中说明的光衰减曲线。
由于在照射器3和位于显影部件中的第二表面静电计6之间的角度可变,用预定量的照射光照射图像承载元件1和测量照射部分的表面势之间的时间(该时间在下文中可称为“显影时间(development time)”)也是可变的。当通过改变显影时间而重复测量照射部分的表面势时,显影时间和照射部分的表面势之间的关系被获得,如在图6中所阐述。照射光的预定量通过在图5中说明的光衰减曲线的拐点加以确定。参考图6,随着显影时间变短,照射部分的表面势线性增加,并观察到第一拐点和第二拐点。
在2000-275872中,在第一拐点处的显影时间被认为是传输时间,在此时几乎所有在图像承载元件中存在的空穴——其导致第一次旋转电荷下降——都到达图像承载元件表面。通过使用上述装置,真实图像承载元件的传输时间可在与真实图像形成装置的极为相同的条件下容易且准确地加以测量。
在本发明中,通过上述装置或类似装置——其能够在与真实图像形成装置的极为相同的条件下测量真实图像承载元件的传输时间——确定的传输时间被定义为“真实传输时间”。
图像承载元件的真实传输时间越短,使用所述图像承载元件的图像形成装置具有的印刷速度越高,尺寸越小。然而,当充电时间比真实传输时间短或者充电不均匀时,第一次旋转电荷下降不能被阻止,即便真实传输时间小的情况下也是如此。因此,能够提供比图像承载元件的真实传输时间更长的充电时间并对图像承载元件进行均匀充电的充电器是需要的。
能够提供比图像承载元件的真实传输时间更长的充电时间的任何充电器可被用于本发明中。用于本发明的合适的充电器包括但不限于电晕放电充电器,例如电晕管充电器和栅格电极充电器,其中高电压被应用于电线;固体放电充电器,其中高频高电压被应用于夹在绝缘板之间的片状电极;接触辊式充电器,其中被施加高电压的辊状元件与图像承载元件接触;近间隔辊式充电器,其中辊状元件在图像形成部分中的图像承载元件之间形成不大于100μm的间隙;以及接触式充电器,其中毛刷、薄膜、刮刀等与图像承载元件接触。
在这些充电器中,电晕放电充电器被最优选用于本发明中。在电晕放电充电器中,高压被应用于具有50至100μm直径的电线,以便电线周围的空气被电离且离子被移动到图像承载元件,导致图像承载元件充电。电晕放电充电器被广义地分类成电晕管充电器和栅格电极充电器。栅格电极具有使得帘栅电极(即,栅格)703被提供在电晕管中的构造,如图7所示。帘栅电极703具有1至3mm的间距,并被提供与图像承载元件702形成1至2mm的间隙。由此,即使充电时间长,图像承载元件702的表面电势也可被饱和,因为充电电势通过施加到栅格703的电压加以控制。充电电势通过栅格电压被控制,导致图像承载元件的均匀充电。栅格电极——其能够对图像承载元件均匀充电,被更优选地用于本发明,因为第一次旋转电荷下降被有效降低,实现高速印刷和下调装置尺寸的余地增加,且高质量图像可被产生。
为对高速印刷的需求作出回应,其中两根导线伸展的双导线充电器的使用是有效的。特别地,其中两根导线被隔开的双导线充电器也是有效的。为了阻止在两根导线之间或在导线和外壳之间的放电发生,需要形成每1kV不小于1.5mm的间隙。双导线栅格电极充电器具有大的充电宽度,因而充电时间可被缩短。结果是,第一次旋转电荷下降被有效防止。
电晕管的充电宽度等于外壳的开口宽度。在电晕管中,充电电流可根据位置而变。另一方面,栅格电极能够对图像承载元件702进行均匀充电,原因在于包括栅格703,从而有效防止第一次旋转电荷下降。如图7所示,栅格电极的充电宽度701取决于栅格703的宽度。外壳705的形状可以是箱子样的、圆柱形的等等,且不受特别限制。充电宽度绝对取决于开口宽度或栅格宽度。
充电时间通过下面的等式(2)定义:
T2=W/V (2)
其中T2(msec)表示充电时间,W(mm)表示充电器的充电宽度,而V(mm/msec)表示图像承载元件的线速度。
当充电器是栅格电极或电晕管时,充电时间分别通过电晕管外壳的开口宽度或栅格电极的栅格宽度除以图像承载元件的线速度加以确定。
在接触辊式充电器中,被施以电压的导电辊(即,充电辊)805与图像承载元件802接触,以将电荷给予图像承载元件802,如图8所示。接触辊式充电器相对于电晕放电充电器具有优势:所施加的电压更小,装置尺寸更小,以及更少量的臭氧被产生。然而,当接触辊式充电器被用在高速装置中时,辊可能被污染,且其寿命可能被缩短,导致充电能力下降。因此,接触辊式充电器适于用于采用具有小直径的图像承载元件的小型图像形成装置而不是高速图像形成装置中。
尽管在充电辊805和图像承载元件802之间的实际接触区很小,但是充电宽度801取决于其中在充电辊805和图像承载元件802之间形成的间隙806具有不大于300μm的距离的区域的宽度,如图8所示。这是因为图像承载元件由于在该间隙中的放电产生的电荷转移而被实际充电。当DC(直流电)与AC(交流电)叠加时,图像承载元件被更加均匀地充电,从而有效防止第一次旋转电荷下降。
其中充电辊不与图像形成部分中的图像承载元件接触的近间隙辊式充电器也被应用。在近间隙辊式充电器中,即使在重复使用之后,充电辊甚至也不被显影剂或纸粉污染,并防止被磨损。结果,充电能力不下降,异常图像不产生。为紧密地提供图像承载元件至图像形成部分中的充电辊,在非图像形成部分中形成高度间隙(height gap)的方法被提出。例如,如在图9中所示,具有均匀厚度的间隙形成元件51(例如带子)可被提供在充电辊55的非图像形成部分54上。参考数字52表示金属轴,而参考数字53表示图像形成部分。在图像承载元件56和充电辊55之间形成的间隙优选不大于100μm,更优选不大于50μm。当充电辊不与图像承载元件接触时,放电可能是不均匀的,导致图像承载元件的不稳定充电。为防止图像承载元件的不稳定充电,DC可以与AC叠加。当仅DC被应用于充电辊时,在其中旋转图像承载元件进入和离开充电区的区域之间存在放电水平的差异。当与AC叠加的DC被应用于充电辊时,放电在充电区中均匀进行。因此,第一次旋转电荷下降被更有效地防止。
上述近间隙辊式充电器的充电时间通过其中在充电辊和图像承载元件之间形成的间隙具有不大于300μm的距离的充电区的宽度除以图像承载元件的线速度加以确定。近间隙辊式充电器的充电宽度——其等于其中在充电辊和图像承载元件之间形成的间隙具有不大于300μm的距离的充电区的宽度,可以被计算出或直接测量。由于预定的间隙在充电辊和图像承载元件之间形成,近间隙辊式充电器的充电宽度相比于接触辊式充电器更短。然而,更短的充电宽度的影响可通过叠加AC和DC加以克服。
提供多个上述充电器也是可能的。在这种情况下,总充电时间(即,每一充电器的充电时间的和)大大增加。因此,印刷速度可被增加。然而,从装置最小化和图像承载元件直径减小的角度看,提供多个充电器并非优选的。优选的是在考虑所使用的图像形成装置的目的的情况下选择合适的方法,以满足关系式(1)。
真实传输时间对电场强度具有依赖性。电场具有的强度越高,图像承载元件在该电场中具有的真实传输时间越短。换言之,图像承载元件具有的光敏层越薄,图像承载元件具有的真实传输时间越短;图像承载元件的非照射部分具有的表面势越高,图像承载元件具有的真实传输时间越短。在对图像承载元件充电预定的充电时间时的电场强度也影响第一次旋转电荷下降的发生。因此,图像承载元件的真实传输时间优先在具有与其中所述图像承载元件被使用的真实图像形成装置相同强度的电场中进行测量。
如上所述,真实传输时间T1(msec)不大于充电时间T2(msec)(即,关系(1):T1≤T2被满足)。当真实传输时间T1超过充电时间T2时,在光敏层中积累的空穴不能在预定的充电时间内到达图像承载元件表面,且保留在光敏层中的空穴使图像承载元件的可充电性下降。因此,真实传输时间T1不大于充电时间T2是重要的。
仅为了防止第一次旋转电荷下降的目的,常规方法例如增加充电器尺寸、提供多个充电器、降低线速度等已经提出。然而,这些方法无助于图像形成装置的尺寸减小、印刷速度的增加以及图像承载元件直径的降低。满足关系(1)的本发明图像形成装置能够在不牺牲印刷速度和图像形成装置的大小的情况下防止第一次旋转电荷下降。当旋转速度小于80rpm时,第一次旋转电荷下降的影响被降低,但印刷速度不能增加。相比之下,在本发明中,即使旋转速度增加,第一次旋转电荷下降也被防止。
(图像形成装置)
本发明的图像形成装置包括上述的图像承载元件、充电器、照射器、和显影设备,并且,如果需要,任选包括转印设备、定影设备、清洁设备、放电设备等等。
图10是举例说明本发明的图像形成装置的实施方式的示意图。
在图10中举例说明的图像形成装置包括图像承载元件21、放电灯22、充电器23、照射器24、显影设备25、预转印充电器26、一对定位辊(registrationroller)27、转印充电器29、分离充电器30、分离镐(separation pick)31、预清洁充电器32、毛刷33和刮刀34。
图像承载元件21具有鼓样形状,但图像承载元件的形状不受特别限制。例如,片状和环带样图像承载元件也可被使用。
通过本发明的图像形成装置进行的图像形成方法包括充电过程、照射过程和显影过程,且如果需要,任选地包括转印过程、定影过程、清洁过程、放电过程等等。
作为照射器,发射可被图像承载元件中的电荷产生材料吸收的光束的任何已知的照射器都可被使用。当充电的图像承载元件用光束照射时,光束被电荷产生材料吸收,使得一对电荷产生。随后,该对电荷之一移动到图像承载元件的表面,以便表面电荷被中和。因此,静电潜像在图像承载元件上形成。用作照射器的合适的光源包括但不限于发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、电致发光灯(electroluminescent lamp(EL))、钨灯、卤灯、汞灯、荧光灯和钠灯。在这些光源中,在增加印刷速度和下调图像形成装置尺寸方面,发光二极管(LED)和激光二极管(LD)优先用于本发明中。此外,为了获得具有期望波长范围的光,可使用滤光器,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等。
在显影过程中,通过照射器形成的静电潜像用墨粉进行显影,以在图像承载元件上形成墨粉图像。当墨粉具有与图像承载元件相同的电荷极性时,得到负像(即,反转显影)。当墨粉具有与图像承载元件不同的极性时,得到正像。显影方法被广义分类为使用包括墨粉而无载体的显影剂的单组分显影法以及使用包括墨粉和载体的显影剂的双组分显影法。两种显影方法都可用于本发明中。由于彩色图像通过叠加多种在图像承载元件上的墨粉图像而进行显影,所以先前显影的墨粉图像可能在接触式显影法中被干扰。为解决这个问题,非接触式显影法,例如跳跃式显影法(jumping developing method)也可被使用。
在转印过程中,在图像承载元件上形成的墨粉图像被转印到转印介质(如纸)上。作为转印设备,转印充电器(例如图10所示的转印充电器29)以及转印充电器和分离充电器(例如图10所示的分离充电器30)的组合被优先使用。转印法包括其中用转印设备将墨粉图像直接从图像承载元件转印到转印介质上的直接转印方法,以及中间转印方法——其中墨粉图像首先从图像承载元件转印到中间转印元件,其次从中间转印元件转印到转印介质上。两种转印方法都可用于本发明中。中间转印方法适于产生高质量彩色图像。
此外,转印过程通过恒电压法或恒电流法进行。两种方法都可用于本发明中。恒电流法是更优先的,因为电荷的转移量可保持恒定。当转印电流变得更大时,可转印性增加。由于当线速度变得更大时,可转印性下降,所以对于防止高速机器的可转印性的劣化,更大的转印电流是有效的。而且,更大的转印电流对于降低静电疲劳的水平是有效的,因为随着转印电流变得更大,在放电的时刻流入图像承载元件的电荷量降低。然而,如果转印电流过大,则图像承载元件的表面带正电。该带正电的图像承载元件表面不能令人满意地被放电,以致在下一充电过程中图像承载元件的充电量可能降低。为了防止第一次旋转电荷下降,如此设定转印电流以不使图像承载元件在转印过程后带正电是重要的。
在定影过程中,转印到转印介质例如纸上的墨粉图像通过应用热和/或压力在其上被定影。任何能够将墨粉图像定影在转印介质上的定影方法可被使用。例如,应用热和/或压力的方法,例如使用热辊和压辊的组合以及任选的环带的方法可被使用。加热温度优选为80至200℃。
在清洁过程中,在墨粉图像从图像承载元件转印到转印介质上之后,保持在图像承载元件上的残余墨粉颗粒被除去。任何能够从图像承载元件除去残余墨粉颗粒的清洁方法可被使用。例如,使用毛刷、刮刀、磁刷、静电刷、磁辊等以及它们的组合的方法可以被使用。
在清洁过程中,除了残余墨粉颗粒之外,粘附在图像承载元件上的外来物质例如显影剂成分、纸粉、放电产物等——其在很大程度上影响图像质量,也从图像承载元件被除去。然而,如果过量的外来物质由于重复使用被粘附于图像承载元件上,则所粘附的外来物质很难被除去,导致异常图像的产生。为解决这个问题,润滑剂可以被粘附/施用到图像承载元件的表面,以使外来物质几乎不粘附到其上。
在放电过程中,在残余墨粉颗粒在清洁过程中从图像承载元件除去后,保留在图像承载元件上的静电潜像反差被除去,以不使残像或重影显现。能够发射可被电荷产生材料吸收的光束的任何放电设备可被使用。用作放电设备的合适光源包括但不限于发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、电致发光灯(EL)、钨灯、卤灯、汞灯、荧光灯和钠灯。此外,上述用于照射器的滤光器也可被使用。除了光照射方法,在防止静电疲劳方面,应用反向偏压的方法也可被优选使用。
由于光照射到图像承载元件加速了静电疲劳,且放电设备的提供阻止了图像形成装置的尺寸下调,放电过程可被去除。然而,在静电潜像反差保持在图像承载元件上或图像承载元件表面的一部分带正电的情况下,提供放电装置是优选的,以使残像或重影不被产生,且第一次旋转电荷下降被防止。
本发明的图像形成装置被优选应用于要求具有更高的印刷速度和更小的尺寸的彩色串联图像形成装置。串联图像形成装置包括每一个含有不同颜色墨粉的多个显影设备和对应于每一个显影设备所提供的相同数目的图像承载元件。每一个显影设备独立且同时地用每种不同颜色的墨粉对静电潜像进行显影,并且不同颜色的墨粉图像被相互叠加,形成彩色图像。具体而言,串联图像形成装置包括至少四个显影设备和图像承载元件,以形成黄色(Y)、洋红色(M)、青色(C)和黑色(K)图像。相比于使用其中显影过程被重复四次的单鼓法(single drum method)的传统彩色图像形成装置,在串联图像形成装置中印刷时间被极大地缩短。
图11是说明本发明的彩色串联图像形成装置的实施方式的示意图。作为图像承载元件1C、1M、1Y和1K,上述的图像承载元件被使用。图像承载元件1C、1M、1Y和1K按箭头A所示的方向旋转,以及充电器2C、2M、2Y和2K,显影设备4C、4M、4Y和4K,以及清洁设备5C、5M、5Y和5K以该顺序相对于图像承载元件1C、1M、1Y和1K的旋转方向被分别提供在图像承载元件1C、1M、1Y和1K的周围。
通过照射器(未示出)发射的激光束3C、3M、3Y和3K分别照射图像承载元件1C、1M、1Y和1K的表面在充电器2C、2M、2Y和2K被提供和显影设备4C、4M、4Y和4K被提供之间的部分,以便静电潜像分别在图像承载元件1C、1M、1Y和1K上形成。分别包括上述组件例如图像承载元件1C、1M、1Y和1K的图像形成单元6C、6M、6Y和6K沿着作为转印传送装置的转印传送带10排列。转印传送带10分别与图像承载元件1C、1M、1Y和1K在显影设备4C、4M、4Y和4K被提供和清洁设备5C、5M、5Y和5K被提供之间的表面的部分接触。施加转印偏压的转印刷11C、11M、11Y和11K被提供以与转印传送带10在面向图像承载元件1C、1M、1Y和1K的部分的背面分别接触。图像形成单元6C、6M、6Y和6K的每一个具有相同的结构,除了含有不同颜色的墨粉之外。
在图11中举例说明的彩色串联图像形成装置的图像形成操作将被解释。在图像形成单元6C、6M、6Y和6K中,图像承载元件1C、1M、1Y和1K用以箭头B所示方向旋转的充电器2C、2M、2Y和2K分别进行充电,随后通过在图像承载元件之外提供的照射器(未示出)发射的激光束3C、3M、3Y和3K分别照射,以便对应于每一颜色信息的静电潜像在其上形成。显影设备4C、4M、4Y和4K用青色、洋红色、黄色、黑色墨粉对静电潜像进行显影,以分别形成青色、洋红色、黄色、黑色墨粉图像。在图像承载元件1C、1M、1Y和1K上分别形成的墨粉图像在转印纸7上被叠加。转印纸7通过进纸辊8从盘送入,并通过一对定位辊9停止一次。随后,转印纸7被送入转印传送带10上,同步对在图像承载元件上形成静电潜像进行计时。转印纸7通过转印传送带10进行传送,以便青色、洋红色、黄色、黑色墨粉图像从图像承载元件1C、1M、1Y和1K分别被转印到转印纸7上。
四颜色墨粉图像的每一个通过由于施加到转印刷11C、11M、11Y和11K的转印偏压和图像承载元件1C、1M、1Y和1K的电势之间的电势差而形成的电场分别转印到转印纸7上。在其上四颜色墨粉图像被叠加的转印纸7被传输到定影设备12,以便叠加的墨粉图像在其上被定影。其上具有固定了的墨粉图像的转印纸7被卸载至卸料部件(未示出)。未被转印并保持在图像承载元件1C、1M、1Y和1K上的残余墨粉颗粒通过清洁设备5C、5M、5Y和5K分别收集。
在图11中,青色、洋红色、黄色、黑色图像形成单元以该顺序相对于转印纸的传输方向从上游到下游排列。然而,排列顺序不限于此。提供停止图像形成单元6C、6M和6Y(除了黑色图像形成单元6K)的操作的机械装置是优选的,以产生单色图像。在图11中,充电器与图像承载元件接触。可选地,充电器可被提供,其在图像承载元件之间形成间隙(大约10至200μm),如图9所示。在后者的情况下,墨粉膜几乎不在充电器上形成。
(印刷墨盒)
上述的图像形成单元可被安装在图像形成装置例如复印机、传真机和打印机中。可选地,上述的图像形成单元可以以印刷墨盒的形式被整体地支撑,以安装在图像形成装置中。印刷墨盒包括图像承载元件和至少一个选自充电器、照射器、显影设备、转印设备、清洁设备和放电设备的元件。本发明的印刷墨盒的构造不被特别限制。图12是说明本发明的印刷墨盒的实施方式的示意图。图12中说明的印刷墨盒包括图像承载元件101、接触式充电器102、显影设备104、接触式转印设备106、和清洁设备107。参考数字103表示含有图像信息的光束,参考数字105表示转印介质。作为图像承载元件101,上述的图像承载元件被使用。
(图像承载元件的层结构)
用于本发明的图像承载元件的层结构将被解释。用于本发明的图像承载元件可具有单层结构或多层结构,且不受特别限制。图13至18是说明用于本发明的图像承载元件的实施方式的截面示意图。
在本发明的上下文中,如果第一层被描述为“覆盖(overlaid)”在第二层上或“覆盖(overlying)”第二层,则第一层可以与第二层的一部分或全部直接接触,或者在第一层和第二层之间可以存在一个或多个插入层,其中第二层比第一层更接近基底。
图13中说明的图像承载元件包括导电基底1001以及覆盖在导电基底1001上的光敏层1002。如在图15中所示,内涂层1053可被提供在导电基底1051和光敏层1052之间。如图17所示,内涂层1073和树脂层1074均可被提供在导电基底1071和光敏层1072之间。在导电基底和光敏层之间可仅提供树脂层,未示出。
图14所示的图像承载元件包括导电基底1041,以及电荷产生层1045和电荷输运层1046,其以该顺序覆盖在导电基底1041上。如图16所示,内涂层1063可被提供在导电基底1061和电荷产生层1065之间。(参考数字1066表示电荷输运层。)如图18所示,内涂层1083和树脂层1084均可被提供在导电基底1081和电荷产生层1085之间。(参考数字1086表示电荷输运层。)在导电基底和光敏层之间可仅提供树脂层,未示出。
为了防止第一次旋转电荷下降的目的,用于本发明的图像承载元件优选包括内涂层。特别地,为了提高所得到的图像质量,用于本发明的图像承载元件更优选包括树脂层和内涂层二者。就耐用性而言,用于本发明的图像承载元件优选具有多层结构。用于本发明的图像承载元件的结构不限于上述结构。
(导电基底)
用作导电基底的合适材料包括体积电阻系数不大于1010Ω·cm的材料。这类材料的具体例子包括但不限于塑料薄膜、塑料圆筒或纸张,在它们的表面上金属如铝、镍、铬、镍铬合金、铜、金、银、铂等或者金属氧化物如氧化锡、氧化铟等通过沉积或溅射而形成。此外,金属圆筒也可用作导电基底,其通过如下步骤制备:通过诸如冲击压扁(impact ironing)或直接压扁(direct ironing)的方法使诸如铝、铝合金、镍和不锈钢的金属形成管,然后通过切割、超精加工(super finishing)、抛光和类似处理对该管进行表面处理。此外,也可以使用由公布的已审查专利申请(下文称为JP-B)第52-36016号公开的环形镍带、和环形不锈钢带作为基底。
此外,基底——其中导电层通过向上述的导电基底施用包括粘结剂用树脂和导电粉末的涂布液而形成于上述导电基底上——可用作导电基底。这类导电粉末的具体例子包括但不限于炭黑,乙炔黑,金属如铝、镍、铁、镍铬合金(nichrome)、铜、锌和银的粉末,以及金属氧化物如导电氧化锡和ITO。粘结剂用树脂的具体例子包括:已知的热塑性、热固性和光致交联树脂,例如聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚酯类、聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚偏1,1-二氯乙烯、多芳基化合物、苯氧树脂、聚碳酸酯、乙酸纤维素树脂、乙基纤维素树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯基甲苯、聚-N-乙烯咔唑、丙烯酸类树脂、有机硅树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂和醇酸树脂。这样的导电层可以通过如下形成:涂布由溶解或分散导电粉末和粘结剂用树脂于适当的溶剂中而制备的涂布溶液,所述适当的溶剂例如四氢呋喃、二氯甲烷、甲基·乙基酮、甲苯和类似溶剂,然后干燥经涂布的液体。
此外,这样的基底也可用作导电基底:其中使用热收缩管在圆柱形基底的表面上形成导电层,所述热收缩管是由树脂例如聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚苯乙烯、聚偏1,1-二氯乙烯、聚乙烯、氯化橡胶和聚四氟乙烯含氟树脂与导电粉末的组合制成的。
而且,由铝制成的圆柱形基底——其可容易地进行阳极氧化处理——被优选用作导电基底。铝包括纯铝和铝合金。具体而言,在JIS(即,日本工业标准(the Japanese Industrial Standards))1000、3000和6000中的铝和铝合金被优选使用。在阳极氧化处理中,金属或合金在电解液中被阳极处理,使得阳极氧化膜在其上形成。具体而言,当铝或铝合金在电解液中被阳极处理时,称为耐酸铝的阳极氧化膜在其上形成。耐酸铝有助于防止残余电势增加和在反转显影中发生的背景污迹。
阳极氧化处理通常在酸浴中进行,例如铬酸、硫酸、草酸、磷酸、硼酸和氨基磺酸。在这些酸中,硫酸被最优选用于进行阳极氧化处理的酸浴中。例如,阳极氧化处理在这样的条件下进行:使得硫酸浓度为10至20%,浴温为5至25℃,电流密度为1至4A/dm3,电解电压为5至30V,和处理时间为5至60分钟。然而,处理条件不限于此。由于阳极氧化膜典型是多孔的且高度绝缘,所以其表面非常不稳定。因此,阳极氧化膜的物理性质往往随时间而变化。为防止该时间变化性,阳极氧化膜优选进行封闭处理。合适的封闭处理方法包括其中阳极氧化膜被浸入包括氟化镍或乙酸镍的水溶液的方法;其中阳极氧化膜被浸入沸水的方法;和其中阳极氧化膜在压力下暴露于蒸汽的方法。在这些方法中,其中阳极氧化膜被浸入包括氟化镍的水溶液的方法被最优选使用。封闭处理的阳极氧化膜随后进行洗涤处理,以除去不需要的物质,例如在封闭处理期间粘附于阳极氧化膜的金属盐。如果过多的不需要的物质保留在阳极氧化膜的表面上,在其上形成的膜的质量可能受到不利影响,所得到的图像承载元件可能导致背景污迹,因为低电阻系数物质可能保留在上面。洗涤处理可包括应用纯水的一次洗涤过程,或者多次洗涤过程。在多次洗涤过程中,最后的洗涤用水优选尽可能纯,即最后的洗涤用水优选是去离子的。多次洗涤过程优选包括物理擦洗过程,其中接触元件擦洗所述膜。如此制备的阳极氧化膜优选具有5至15μm的厚度。当阳极氧化膜太薄时,阳极氧化膜不足以发挥屏障作用。当阳极氧化膜太厚时,其作为电极的时间常数太大,导致所得到的图像承载元件残余电势增加和响应性下降。
(光敏层)
光敏层将被解释。光敏层可以是单层光敏层或包括互相覆盖的电荷产生层和电荷输运层的多层光敏层。
(电荷产生层)
电荷产生层包括电荷产生材料作为主成分。电荷产生材料的具体例子包括但不限于单偶氮颜料、双偶氮颜料、不对称双偶氮颜料、三偶氮颜料、具有咔唑骨架的偶氮颜料(公开于JP-A53-95033)、具有联苯乙烯苯骨架的偶氮颜料(公开于JP-A53-133445)、具有三苯胺骨架的偶氮颜料(公开于JP-A53-132347)、具有二苯胺骨架的偶氮颜料、具有二苯并噻吩骨架的偶氮颜料(公开于JP-A54-21728)、具有芴酮骨架的偶氮颜料(公开于JP-A54-22834)、具有_二唑骨架的偶氮颜料(公开于JP-A54-12742)、具有二芪骨架的偶氮颜料(公开于JP-A54-17733)、具有联苯乙烯_二唑骨架的偶氮颜料(公开于JP-A54-2129)、具有联苯乙烯咔唑骨架的偶氮颜料(公开于JP-A54-14967)、奠_盐(azulenium salt)颜料、方形酸甲碱颜料、苝颜料、蒽醌或多环醌颜料、醌亚胺颜料、二苯甲烷或三苯甲烷颜料、苯醌或萘醌颜料、花青或偶氮甲碱颜料、靛青颜料、二苯并咪唑颜料和具有下式(16)的酞菁颜料(例如金属酞菁和无金属酞菁):
其中M(中心金属)表示金属原子(例如Li、Be、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Ba、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Th、Pa、U、Np、Am)或它们的氧化物、氯化物、氟化物、氢氧化物或溴化物;或氢原子。
由M表示的中心金属不限于上述原子。
除了具有至少一个具有式(16)的基本酞菁骨架的单元的酞菁颜料之外,具有多聚体结构例如二聚体和三聚体或高度聚合结构的酞菁颜料在本发明中也可被用作电荷产生材料。基本酞菁骨架可具有取代基。从光电导性能的角度看,在各种酞菁颜料中,包括TiO作为中心金属的钛氧基酞菁、无金属酞菁、氯代酞菁镓(chlorogallium phthalocyanine)和羟基镓酞菁(hydroxygallium phthalocyanine)被优选使用。已知酞菁具有多种晶系。例如,钛氧基酞菁具有α、β、γ、m和Y晶系,酞菁铜具有α、β和γ晶系。已知不同的晶系具有不同的性质,即便中心金属相同也是如此。还已知,使用具有不同晶系的酞菁颜料的感光体具有不同的性质。感光体的性质很大程度上取决于所使用的酞菁的晶系。
在各种酞菁颜料中,具有这样的X射线衍射光谱的钛氧基酞菁晶体被优选用于本发明中,因为这样的钛氧基酞菁晶体具有高灵敏性,其中最大衍射峰在27.2°的布拉格角(2θ±0.2°)处观察到,所述X射线衍射光谱使用对波长1.542_的CuKα特异的特征X射线获得。具体而言,具有这样的X射线衍射光谱的钛氧基酞菁晶体被更优选地用于本发明中,因为这样的钛氧基酞菁晶体具有大的电荷产生效率和良好的静电性能,其中,在各布拉格角(2θ±0.2°)中,最大衍射峰在27.2°处观察到,主衍射峰在9.4°、9.6°和24.0°处观察到,具有最小角的衍射峰在7.3°处观察到,以及在大于7.3°且小于9.4°的范围内或在26.3°处未观察到衍射峰,所述X射线衍射光谱使用对波长1.542_的CuKα特异的特征X射线获得。
上述的电荷产生材料可被单独使用或结合使用。
电荷产生材料具有的尺寸越小,电荷产生材料具有的电荷产生效率越好。具体而言,酞菁颜料优选具有不大于0.25μm的体积平均粒径,更优选不大于0.2μm。为了控制电荷产生材料的体积平均粒径,提出了这样的方法,其包括制备电荷产生材料的分散体和从分散体除去粒径大于0.25μm的电荷产生材料粗粒。体积平均粒径可使用离心自动颗粒分析仪CAPA-700(由Horiba,Ltd.制造)测量为中数直径,其表示当颗粒的累积分布为50%时的直径。然而,少量的粗颗粒可能未被上述分析仪检测。因此,电荷产生材料的大小更优选通过用电子显微镜直接观察电荷产生材料的粉末或分散体而进行测量。
其中电荷产生材料粗颗粒从其分散体除去的上述方法将被详细解释。首先,电荷产生材料被分散于分散介质中,使得电荷产生材料的颗粒尽可能细。接着,用适当的滤器过滤分散体。通过典型的方法制备分散体,使用球磨机、超微磨碎机、砂磨机、珠磨机、或超声波分散仪或类似物将电荷产生材料,任选与粘结剂用树脂一起分散在溶剂中。粘结剂用树脂可从所得到的感光体的期望性能的角度进行选择,溶剂可从颜料(即,电荷产生材料)的润湿性和可分散性的角度进行选择。
具体而言,用有效开孔直径不大于5μm且优选不大于3μm的滤器过滤分散体,使得分散体仅包括电荷产生材料的小颗粒,具有不大于0.25μm的粒径,优选不大于0.2μm。因此,所得到的感光体具有良好且稳定的静电性能。
如果分散体包括粒径过大的颗粒或者分散的颗粒具有过大的粒径分布,则过滤效率下降和/或滤器被阻塞。由于这个原因,分散体优选在过滤之前被充分分散,使得分散的颗粒具有不大于0.3μm的平均粒径,其中标准偏差不大于0.2μm。当平均粒径大于0.3μm时,过滤效率大量下降。当标准偏差大于0.2μm时,过滤时间被延长。
上述的电荷产生材料具有非常强的分子间氢键力,其是高度灵敏的电荷产生材料的特征。因此,在电荷产生材料的分散颗粒之间的相互作用也非常强。结果,当分散体稀释时,电荷产生材料的分散颗粒可能再聚集。然而,聚集体可用具有特定开孔直径的滤器过滤除去。由于分散体处于触变态(thixotropic state),所以粒径比滤器的有效开孔直径小的颗粒也被除去。当分散体具有结构粘度(structural viscosity)时,在过滤后分散体可处于牛顿态(Newtonian state)。通过除去电荷产生材料的粗粒,所得到的感光体具有更好的性能。
在偶氮颜料中,具有下式(13)的非对称偶氮颜料被优选使用:
其中R201和R202各自独立表示氢原子、卤素原子、烷基基团、烷氧基基团、或氰基基团;Cp1和Cp2——彼此不同,各自独立表示偶合剂的残基,具有下式(14):
其中R203表示氢原子、烷基基团如甲基和乙基、或芳基基团如苯基;R204至R208各自独立表示氢原子,硝基基团,氰基基团,卤素原子如氟、氯、溴和碘,三氟甲基,烷基基团如甲基和乙基,烷氧基基团如甲氧基和乙氧基,二烷基氨基基团或羟基基团;且Z表示组成取代或未取代的芳族碳环或取代或未取代的芳族杂环所需的原子团。
具体而言,其中Cp1和Cp2彼此不同的不对称偶氮颜料优选用于本发明中,因为其具有大的电荷产生效率,这有助于高速印刷。
这些电荷产生材料可单独或结合使用。
任选用于电荷产生层的粘结剂用树脂的具体例子包括但不限于聚酰胺、聚氨酯、环氧树脂、聚酮、聚碳酸酯、有机硅树脂、丙烯酸类树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯酮、聚苯乙烯、聚-N-乙烯咔唑、聚丙烯酰胺、聚乙烯亚苄基(polyvinyl benzal)、聚酯、苯氧树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚苯醚、聚乙烯吡啶、纤维素树脂、酪蛋白、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮。在这些粘结剂用树脂中,聚乙烯醇缩丁醛被优选使用。这些粘结剂用树脂可被单独或结合使用。
用于分散电荷产生材料的溶剂的具体例子包括但不限于有机溶剂例如异丙醇、丙酮、甲基·乙基酮、环己酮、四氢呋喃、二_烷、乙基溶纤剂、乙酸乙酯、乙酸甲酯、二氯甲烷、二氯乙烷、一氯苯、环己烷、甲苯、二甲苯和溶剂轻油。在这些溶剂中,酮溶剂、酯溶剂和醚溶剂被优选使用。这些溶剂可被单独或结合使用。
例如,电荷产生层可如下制备。首先,使用典型的分散装置如球磨机、超微磨碎机、砂磨机或超声波分散仪将电荷产生材料任选与粘结剂用树脂一起分散在溶剂中,以制备电荷产生层涂布液。粘结剂用树脂可在电荷产生材料被分散于其中之前或之后添加到涂布液中。电荷产生层涂布液包括电荷产生材料、溶剂和粘结剂用树脂作为主要成分,并任选包括添加剂例如强化剂、分散剂、表面活性剂和硅油。电荷产生层任选包括将在下面描述的电荷输运材料。粘结剂用树脂在电荷产生层中的含量优选为每100重量份包括在电荷产生层中的电荷产生材料0至500重量份,更优选10至300重量份。
通过将电荷产生层涂布液涂布在导电基底或内涂层上,随后干燥,形成电荷产生层。合适的涂布方法包括但不限于浸涂法、喷涂法、颗粒涂布法、喷嘴涂布法、旋转涂布法和环涂法(ring coating method)。电荷产生层优选具有0.01至5μm的厚度,更优选具有0.1至2μm的厚度。使用烘箱和类似物,通过施加热进行电荷产生层的干燥。干燥温度优选在50至160℃,更优选在80至140℃。
(电荷输运层)
电荷输运层包括电荷输运材料和粘结剂用树脂作为主要成分。电荷输运材料被分类为空穴输运材料和电子输运材料。电荷输运材料具有将电荷传输至图像承载元件表面的功能。因此,电荷输运材料在本发明中具有重要的作用,以缩短真实传输时间,使得图像形成装置的印刷速度增加。
电子输运材料的具体例子包括但不限于电子接受材料诸如氯醌、溴醌、四氰乙烯、四氰基醌二甲烷、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、2,4,8-三硝基噻吨酮、2,6,8-三硝基-4H-茚并[1,2-b]噻吩-4-酮、1,3,7-三硝基二苯并噻吩-5,5-二氧化物和苯醌衍生物。
空穴输运材料的具体例子包括但不限于聚(N-乙烯咔唑)及其衍生物、聚(γ-咔唑乙基谷氨酸酯)及其衍生物、芘-甲醛缩合产物及其衍生物、聚乙烯芘、聚乙烯菲、聚硅烷、_唑衍生物、_二唑衍生物、咪唑衍生物、单芳基胺衍生物、二芳基胺衍生物、三芳基胺衍生物、芪衍生物、α-苯芪衍生物、氨基联苯基衍生物、联苯胺(benzidine)衍生物、二芳基甲烷衍生物、三芳基甲烷衍生物、9-苯乙烯基蒽衍生物、吡唑啉衍生物、二乙烯基苯衍生物、腙衍生物、茚衍生物、丁二烯衍生物、芘衍生物、联苯乙烯基苯衍生物和烯胺衍生物。
这些电荷输运材料可被单独或结合使用。
在这些电荷输运材料中,具有联苯乙烯基结构的化合物被优选使用。特别地,具有下式(3)的化合物被更优选使用:
其中R1至R4各自表示氢原子、具有1至4个碳原子的烷基基团、具有1至4个碳原子的烷氧基基团、或可具有取代基例如含1至4个碳原子的烷基基团和含1至4个碳原子的烷氧基基团的苯基;
A表示取代或未取代的亚芳基基团或具有下式(3a)的官能团:
其中R5至R7的每一个独立地表示氢原子、具有1至4个碳原子的烷基基团、具有1至4个碳原子的烷氧基基团、或可具有取代基——例如含1至4个碳原子的烷基基团和含1至4个碳原子的烷氧基基团——的苯基基团;和
B和B’的每一个独立表示取代或未取代的芳基基团或具有下式(3b)的官能团:
其中Ar1表示亚芳基基团,其可具有取代基,例如含1至4个碳原子的烷基基团和含1至4个碳原子的烷氧基基团;以及Ar2和Ar3的每一个独立地表示芳基基团,其可具有取代基,例如含1至4个碳原子的烷基基团和含1至4个碳原子的烷氧基基团。
在具有式(3)的化合物中,具有下面的式(4)或(5)的化合物被更加优选使用:
其中R8至R33的每一个独立地表示氢原子、具有1至4个碳原子的烷基基团、具有1至4个碳原子的烷氧基基团、或取代或未取代的苯基基团;
其中R34至R57的每一个独立地表示氢原子、具有1至4个碳原子的烷基基团、具有1至4个碳原子的烷氧基基团、或取代或未取代的苯基基团。
上述的化合物具有高的电荷可传输性。此外,当使用上述化合物时,传输所有电荷用短的时间。换言之,当使用上述化合物时,每一电荷在移动速度上具有小的差异。即,具有式(3)的化合物,尤其是式(4)和(5),有助于缩短几乎所有在图像承载元件存在的空穴——其导致第一次旋转电荷下降——到达图像承载元件表面的时间。这是因为具有式(3)至(5)的化合物的分子具有大的尺寸和线性结构,且π-共轭体系遍布于整个分子上。因此,在电荷输运层中,分子内电荷转移比分子间电荷转移更可能发生,导致非常高的电荷可传输性,其较不依赖于电场强度。
用于本发明的电荷输运材料的具体例子包括但不限于下列No.1至No.58的化合物。
包括在电荷产生层的电荷产生材料和包括在电荷输运层中的电荷输运材料的电离电位优选满足下列关系(6):
IpCGM-IpCTM≥-0.1 (6)
其中IpCGM(eV)表示电荷产生材料的电离电位,而IpCTM(eV)表示电荷输运材料的电离电位。
当关系(6)被满足时,残余电势被降低,且由于静电疲劳导致的残余电势增加被防止。在本发明中,电离电位表示从材料的基态拿走一个电子所需的能量。
电荷产生材料和电荷输运材料的电离电位(IPCGM和IpCTM)可使用仪器例如PHOTOELECTRON SPECTROMETER SURFACE ANALYZER MODELAC-1、AC-2或AC-3(由Riken Keiki Co.,Ltd.生产),通过直接测量所述材料或测量包括所述材料的电荷产生层和电荷输运层加以确定。
用于电荷输运层的粘结剂用树脂的具体例子包括但不限于热塑性和热固性树脂,例如聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚酯类、聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚偏1,1-二氯乙烯、聚芳酯(polyarylate)、苯氧树脂、聚碳酸酯、乙酸纤维素树脂、乙基纤维素树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯基甲苯、聚-N-乙烯咔唑、丙烯酸树脂、有机硅树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂和醇酸树脂。
为缩短本发明的真实传输时间,不但选择合适的电荷输运材料是重要的,而且选择用于电荷输运层的适当粘结剂用树脂也是重要的,使得该粘结剂用树脂不削弱电荷输运材料的高传输性。在本发明中,具有低介电常数的粘结剂用树脂例如聚碳酸酯、聚芳酯被优选使用。
电荷输运聚合物——其具有粘结剂用树脂和电荷输运材料的功能,可被优选用于电荷输运层,因为所得到的电荷输运层具有良好的耐磨性。此外,第一次旋转电荷下降可被有效防止。任何已知的电荷输运聚合物可被使用。特别地,在其主链和/或侧链上具有三芳基胺基团的聚碳酸酯被优选使用。在这些中,具有下面的式(I)至(X)的电荷输运聚合物被优选使用:
其中R1、R2和R3各自表示取代或未取代的烷基基团或卤素原子;R4表示氢原子或取代或未取代的烷基基团;R5和R6各自独立表示取代或未取代的芳基基团;o、p和q各自独立表示0至4的整数;k表示0.1至1的数,以及j表示0至0.9的数;n表示5至5000的整数;以及X表示二价脂族基团、二价脂环族基团或具有下式(I-a)的二价基团:
其中R101和R102各自独立表示取代或未取代的烷基基团、取代或未取代的芳基基团、或卤素原子;1和m各自独立表示0至4的整数;和Y表示单键、具有1至12个碳原子的直链、支链或环状亚烷基基团、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-CO-、-CO-O-Z-O-CO-(Z表示二价脂族基团)、或具有下式(I-b)的基团:
其中a表示1至20的整数;b表示1至2000的整数;以及R103和R104各自独立表示取代或未取代的的烷基基团或取代或未取代的芳基基团,其中R101、R102、R103和R104可以与其它相同或不同;
其中R7和R8各自独立表示取代或未取代的芳基基团;Ar1、Ar2和Ar3各自独立表示亚芳基基团;而X、k、j和n如式(I)中所定义;
其中R9和R10各自独立表示取代或未取代的芳基;Ar4、Ar5和Ar6各自独立表示亚芳基;且X、k、j和n如式(I)中所定义;
其中R11和R12各自独立表示取代或未取代的芳基;Ar7、Ar8和Ar9各自独立表示亚芳基基团;p表示1至5的整数;且X、k、j和n如式(I)所定义;
其中R13和R14各自独立表示取代或未取代的芳基;Ar10、Ar11和Ar12各自独立表示亚芳基基团;X1和X2各自独立表示取代或未取代的亚乙基或者取代或未取代的亚乙烯基;且X、k、j和n如式(I)所定义;
其中R15、R16、R17和R18各自独立表示取代或未取代的芳基基团;Ar13、Ar14、Ar15和Ar16各自独立表示亚芳基基团;Y1、Y2和Y3各自独立表示单键、取代或未取代的亚烷基基团、取代或未取代的亚环烷基基团、取代或未取代的亚烃醚基团、氧原子、硫原子或亚乙烯基基团;且X、k、j和n如式(I)所定义;
其中R19和R20各自表示氢原子或取代或未取代的芳基基团,且R19和R20任选地共有键连通,以形成环;Ar17、Ar18和Ar19各自独立表示亚芳基基团;且X、k、j和n如式(I)所定义;
其中R21表示取代或未取代的芳基基团;Ar20、Ar21、Ar22和Ar23各自独立表示亚芳基基团;且X、k、j和n如式(I)所定义;
其中R22、R23、R24和R25各自独立表示取代或未取代的芳基基团;Ar24、Ar25、Ar26、Ar27和Ar28各自独立表示亚芳基基团;且X、k、j和n如式(I)所定义;和
其中R26和R27各自独立表示取代或未取代的芳基基团;Ar29、Ar30和Ar31各自独立表示亚芳基基团;且X、k、j和n如式(I)所定义。
尽管式(I)至(X)以交替共聚物的形式被描述,但这些电荷输运聚合物可以是无规共聚物的形式。
电荷输运聚合物和电荷输运材料的组合有助于缩短真实传输时间,从而有效防止第一次旋转电荷下降。然而,如果电荷输运聚合物和电荷输运材料之间的电离电位差异大于0.1eV,则第一次旋转电荷下降不被令人满意地防止,且残余电势增加。当电荷输运聚合物和电荷输运材料之间的电离电位差异不大于0.1eV,优选不大于0.05eV时,第一次旋转电荷下降被令人满意地防止,且残余电势可以增加不多。
电荷输运材料在电荷输运层中的含量通常为每100重量份包括在电荷输运层中的粘结剂用树脂,20至300重量份,优选40至150重量份。两种或更多种电荷输运材料可被结合使用。两种或更多种粘结剂用树脂可被结合使用。第一次旋转电荷下降的防止效果取决于电荷输运材料和粘结剂用树脂的结合。
用于电荷输运层涂布液的合适溶剂包括但不限于四氢呋喃、二_烷、二氧茂烷、甲苯、环己酮、甲基·乙基酮、二甲苯、丙酮和乙醚。在这些溶剂中,环醚例如四氢呋喃和二_烷以及芳香烃例如二甲苯被优选使用。这些溶剂可被单独或结合使用。尽管卤素溶剂例如二氯甲烷、二氯乙烷和一氯苯不负面影响图像承载元件的性能,但是这些溶剂为了降低环境负担的目的不被优选使用。
电荷输运层涂布液可任选包括增塑剂、均化剂、抗氧化剂、润滑剂等等。存在这样的问题:包括具有大分子结构的电荷输运材料的电荷输运层——其对于缩短真实传输时间是有效的——容易剥离且在上面容易产生裂缝。具体而言,具有式(3)至(5)的电荷输运材料具有高熔点,由于具有其中分布有π-共轭体系的大分子结构而具有高结晶度,以及具有低溶解度。因此,在一些情况下,由于皮脂粘附或施加应力,裂缝可在包括具有式(3)至(5)的电荷输运材料的电荷输运层上产生。当增塑剂被添加到涂布液时,这类电荷输运层的剥离和裂缝在其上的产生可被防止。增塑剂的具体例子包括但不限于邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸辛酯。基于粘结剂用树脂,增塑剂的含量优选为按重量计0至30%,更优选按重量计1%至10%。
上述具有式(7)或(8)的化合物有效防止了裂缝的产生。此外,即使在高浓度的氧化气体气氛下,具有式(7)或(8)的化合物也防止了图像缺失的发生。尽管具有式(3)至(5)的电荷输运材料由于具有联苯乙烯基结构而对氧化气体具有低稳定性,但是具有式(3)至(5)的电荷输运材料和具有式(7)或(8)的化合物的结合即使在氧化气体气氛下也可有效防止图像缺失的发生和图像分辨率的下降。具有式(3)至(5)的电荷输运材料和具有式(7)或(8)的化合物的结合也可防止由于静电疲劳导致的可充电性下降。结果,高质量图像可被稳定产生。此外,具有式(7)或(8)的化合物具有电荷传输结构,因此即使使用大量具有式(7)或(8)的化合物,残余电势也不增加。
具有式(7)或(8)的化合物的具体例子包括但不限于下列化合物No.101至130。
基于包括在电荷输运层中的电荷输运材料,具有式(7)或(8)的化合物的含量为按重量计0至30%,更优选为按重量计1.0%至15%。当含量太大时,残余电势可能增加。当含量太小时,在高浓度氧化气体气氛下图像分辨率可能下降,裂缝可能由于皮脂粘附而产生。
在本发明中,抗氧化剂被优选使用。抗氧化剂的具体例子包括但不限于酚化合物、对苯二胺、氢醌、有机硫化合物、有机磷化合物和受阻胺。这些化合物即使当所得到的图像承载元件被反复使用时也可有效稳定静电性能。具体而言,上述具有式(9)至(12)的化合物具有高抗氧化能力。尽管具有式(3)至(5)的电荷输运材料在氧化气体气氛下具有相对低的稳定性,但具有式(3)至(5)的电荷输运材料和上述抗氧化剂的结合可防止可充电性的下降和图像缺失的发生。两种抗氧化剂的混合物的使用更加有效。而且,两种抗氧化剂的混合物和具有式(7)或(8)的化合物的使用更加有效得多。存在产生各种效应的各种材料。例如,具有抗充电器产生的臭氧的高抗氧化性能的材料;具有抗NOx气体的高抗氧化性能的材料;有效防止由于在静电疲劳的光敏层中累积的电荷的释放而发生的可充电性下降的材料;以及有效防止图像缺失发生、图像分辨率下降和重影产生的材料可被提及。这些材料的混合物可同时产生多种效应,导致高质量图像的产生。
基于电荷输运材料,抗氧化剂的含量优选为按重量计0至20%,更优选为按重量计0.1%至10%。当含量太大时,残余电势可能迅速增加。当含量太小时,在氧化气体气氛下图像分辨率可能下降,并且可充电性由于静电疲劳而劣化。
均化剂的具体例子包括但不限于硅油例如二甲基硅油和甲基苯基硅油、以及在其侧链中具有全氟烷基基团的聚合物和低聚物。基于粘结剂用树脂,均化剂的含量优选为按重量计0至1%,更优选为按重量计0.01%至0.5%。均化剂的使用防止了光敏层或电荷输运层的涂布缺陷,从而提供了平滑的层。
对于增加所得到的图像承载元件表面的滑爽性能和防止外来物质粘附到所得到的图像承载元件表面,润滑剂是有效的。润滑剂的具体例子包括但不限于硅油、硅氧烷细粒、氟碳树脂细粒和蜡。基于粘结剂用树脂,润滑剂的含量优选为按重量计0至30%,更优选为按重量计1%至20%。
电荷输运层的合适涂布方法包括但不限于浸涂法、喷涂法、颗粒涂布法、喷嘴涂布法、旋转涂布法和环涂法。涂布层被干燥至触干,随后使用烘箱等通过施加热进行干燥。干燥温度优选在80至150℃,更优选在100至140℃,但干燥温度取决于涂布液中所使用的溶剂。电荷输运层通常具有10至50μm的厚度。从耐用性的角度看,用于本发明的图像承载元件优选具有尽可能厚的电荷输运层。相反,从防止第一次旋转电荷下降的角度看,用于本发明的图像承载元件优选具有尽可能薄的电荷输运层,因为,真实传输时间取决于电荷输运层的厚度。考虑了上述事项,电荷输运层优选具有15至40μm的厚度,更优选20至35μm。
(单层光敏层)
在本发明中,光敏层可以是单层光敏层。在这种情况下,光敏层通常通过将涂布液涂布在导电基底或内涂层、接着进行干燥来形成,所述涂布液通过在溶剂中分散或溶解电荷产生材料、电荷输运材料、粘结剂用树脂而制备。用作电荷产生材料和电荷输运材料的合适材料分别包括用作电荷产生层中的电荷产生材料和电荷输运层中的电荷输运材料的上述材料。用作粘结剂用树脂的合适材料包括用作电荷产生层和电荷输运层中的粘结剂用树脂的上述材料。此外,优选地,上述的电荷输运聚合物也可以用于单层光敏层。每100重量份的包括在该层中的粘结剂用树脂,电荷产生材料的含量优选为5至40重量份,更优选为10至30重量份,而电荷输运材料的含量优选为0至190重量份,更优选为50至150重量份。
通常,通过涂布涂布液来制备单层光敏层,所述涂布液通过将电荷产生材料、粘结剂用树脂和任选与电荷输运材料一起溶解或分散在溶剂诸如四氢呋喃、二_烷、二氯乙烷、环己酮、甲苯、甲基·乙基酮和丙酮中加以制备。合适的涂布方法包括浸涂法、喷涂法、颗粒涂布法、环涂法和类似方法。如果需要,添加剂例如增塑剂、均化剂、抗氧化剂和润滑剂可被添加到涂布液中。光敏层优选具有5至25μm的厚度。电荷行进的到图像承载元件表面的距离在单层光敏层中比在多层光敏层中更短。然而,每一电荷在移动速度上有差异,因为电荷产生材料存在于层中。在本发明中,为了防止第一次旋转电荷下降的目的,多层光敏层被更优选使用。
(内涂层)
用于本发明的图像承载元件可包括在导电基底和光敏层之间的内涂层。内涂层通常包括树脂作为主要成分。由于光敏层通常通过湿涂法形成在内涂层上,所以内涂层优选对包括在光敏层的涂布液中的溶剂具有良好的抗性。用在内涂层中的合适树脂包括但不限于水溶性树脂如聚乙烯醇、酪蛋白和聚丙烯酸钠;醇溶性树脂例如共聚物聚酰胺(共聚物尼龙)和甲氧基甲基化聚酰胺(尼龙);和形成三维网络结构的固化树脂,如聚氨酯、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、醇酸-三聚氰胺树脂、异氰酸酯、和环氧树脂。
此外,为防止龟纹的发生以及为了降低残余电势,内涂层可包括金属氧化物。龟纹是具有干涉条纹的图像缺陷,其由相干写入光束例如激光束在光敏层中的光学干涉所致。由于当激光束被内涂层散射时龟纹的发生可被防止,因此内涂层优选包括具有大折射率的材料。其中无机颜料被分散在粘结剂用树脂中的内涂层是防止发生龟纹的最优选结构。用于内涂层的合适无机颜料包括但不限于白色金属氧化物,例如二氧化钛、氧化锌、氧化钙、氧化硅、氧化镁、氧化铝、氧化锡、氧化锆和氧化铟;以及氟化钙。
为降低残余电势,内涂层优选具有将具有与图像承载元件表面的电荷相同极性的电荷从光敏层传输至导电基底这一功能。上述的无机颜料具有这样的功能。当图像承载元件表面带负电时,内涂层优选具有电子传导性,以降低残余电势。当内涂层包括具有低电阻系数的无机颜料或者在内涂层中无机颜料与粘结剂用树脂的比例增加时,残余电势被大大降低,然而,背景污迹往往在所得到的图像中发生。通过控制内涂层的层结构或厚度或者无机颜料的含量来同时防止背景污迹的发生和降低残余电势是重要的。在上述金属氧化物中,在考虑防止龟纹和背景污迹的发生、残余电势增加和第一次旋转电荷下降时,二氧化钛被最优选使用。
在本发明中,用于内涂层的金属氧化物优选具有从0.01至0.8μm的数均初级粒径,更优选从0.05至0.5μm。当数均初级粒径不大于1μm的金属氧化物被使用时,背景污迹的发生可被防止,但龟纹的发生可能未被有效防止。另一方面,当数均初级粒径大于0.4μm的金属氧化物被使用时,龟纹的发生可被防止,但背景污迹的发生可能未被有效防止。由于上述原因,各自具有不同的数均初级粒径的金属氧化物的混合物被优选用于同时防止背景污迹和龟纹的发生。各自具有不同数均初级粒径的金属氧化物的混合物对于降低残余电势和防止第一次旋转电荷下降也是有效的。这是因为俘获在内涂层中的电荷的量由于下述原因可降低:由于内涂层用各自具有不同数均初级粒径的金属氧化物颗粒紧密填充,所以每一金属氧化物颗粒之间的接触面积变大。
内涂层包括粘结剂用树脂和无机颜料(金属氧化物)作为主要成分。内涂层涂布液通过将粘结剂用树脂和无机颜料溶解或分散在溶剂中加以制备。用于涂布液的合适溶剂包括但不限于丙酮、甲基·乙基酮、甲醇、乙醇、丁醇、环己酮、二_烷和类似溶剂以及它们的混合物。通过典型的分散设备例如球磨机、砂磨机和超微磨碎机将无机颜料与粘结剂用树脂一起分散在溶剂中,以制备涂布液。粘结剂用树脂可在无机颜料被分散在其中之前或之后被添加到内涂层涂布液中。如果需要,内涂层涂布液任选包括固化(交联)所需的制剂、添加剂、固化促进剂、无机颜料的分散剂等等。通过典型的涂布方法例如浸涂法、喷涂法、环涂法、颗粒涂布法和喷嘴涂布法将内涂层涂布液涂布在导电基底或类似物上。随后,涂布的液体被干燥、加热和/或任选用光束照射以固化,形成内涂层。内涂层优选具有0至20μm的厚度,更优选2至10μm,但它取决于所使用的无机颜料。
此外,树脂层可被提供在导电基底和内涂层之间,或者内涂层和光敏层或电荷产生层之间。为了防止从导电基底注入空穴的目的,树脂层被提供,从而防止背景污迹的发生。树脂层通常包括粘结剂用树脂作为主要成分。用在树脂层中的合适树脂包括但不限于聚酰胺、醇溶性聚酰胺(可溶性尼龙)、共聚物聚酰胺(共聚物尼龙)、甲氧基甲基化聚酰胺(尼龙)、水溶性聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩丁醛和聚乙烯醇。树脂层的提供对于防止背景污迹的发生和可充电性的下降是有效的。当具有式(3)至(5)的电荷输运材料——其具有高电荷注入能力和电荷传输能力,或者比所述电荷输运材料具有更低电离电位的材料被使用时,背景污迹的发生水平在一些情况下可以下降。这是因为电荷输运材料在电荷输运层涂布液被涂布之后,渗透到导电基底,导致导电基底的空穴注入能力增加。该现象可在具有内涂层的图像承载元件中发生。当树脂层被提供在导电基底和光敏层或电荷产生层之间时,导电基底的空穴注入可被防止。结果,背景污迹的发生和可充电性的下降可被防止。在上述树脂中,聚酰胺树脂,更特别地,N-甲氧基甲基化聚酰胺(尼龙)被优选用于本发明中,因为这样的树脂可在任何温度和湿度环境下有效防止电荷注入而不影响残余电势。
树脂层优选具有0.05至2μm的厚度,更优选0.5至1.0μm。当厚度太大,在第一次旋转中电荷下降的量和残余电势可能增加。当厚度太小,电荷注入不能被有效防止,从而可充电性降低。树脂层可通过任何已知的典型涂布法例如浸涂法、喷涂法、环涂法、颗粒涂布法和喷嘴涂布法加以制备。
树脂层和内涂层的结合有助于防止背景污迹和龟纹的发生以及降低残余电势,从而产生高质量图像。
为了提高环境稳定性,尤其是防止灵敏性和可充电性的下降和残余电势的增加,电荷产生层、电荷输运层、单层光敏层、内涂层和树脂层的至少一个优选包括抗氧化剂、增塑剂、润滑剂、紫外线吸收剂和/或均化剂。
合适的抗氧化剂的具体例子包括下列化合物,但不限于此。
(a)酚化合物
2,6-二叔丁基-对-甲酚、丁基化羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、正十八烷基-3-(4’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基-双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基-双-(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-硫代双-(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-亚丁基双-(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、1,1,3-三-(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、四-[亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯]甲烷、双[3,3’-双(4’-羟基-3’-叔丁基苯基)丁酸]乙二醇酯、生育酚等等。
(b)对苯二胺
N-苯基-N’-异丙基-对苯二胺、N,N’-二仲丁基-对苯二胺、N-苯基-N-仲丁基-对苯二胺、N,N’-二-异丙基-对苯二胺、N,N’-二甲基-N,N’-二叔丁基-对苯二胺等。
(c)氢醌
2,5-二叔辛基氢醌、2,6-二-十二烷基氢醌、2-十二烷基氢醌、2-十二烷基-5-氯氢醌、2-叔辛基-5-甲基氢醌、2-(2-十八烷基)-5-甲基氢醌等。
(d)有机硫化合物
二月桂基-3,3’-硫代二丙酸酯、二硬脂基-3,3’-硫代二丙酸酯、二-十四烷基-3,3’-硫代二丙酸酯等。
(e)有机磷化合物
三苯膦、三(壬基苯基)膦、三(二壬基苯基)膦、三甲酚膦、三(2,4-二丁基苯氧基)膦等。
合适的增塑剂的例子包括下列化合物,但不限于此。
(a)磷酸酯增塑剂
磷酸三苯酯、磷酸三甲酚酯、磷酸三辛酯、磷酸辛基二苯酯、三氯乙基磷酸酯、磷酸甲酚二苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三苯酯等。
(b)邻苯二甲酸酯增塑剂
邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二庚酯、邻苯二甲酸二-2-乙基己酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二(十一烷)酯、邻苯二甲酸二(十三烷)酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸丁基苄酯、邻苯二甲酸丁基月桂酯、邻苯二甲酸甲基油基酯、邻苯二甲酸辛基癸酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等。
(c)芳族羧酸酯增塑剂
偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三正辛酯、羟苯甲酸辛酯等。
(d)脂肪系的二价酸酯
己二酸二丁酯、己二酸二正己酯、己二酸二-2-乙基己酯、己二酸正辛酸酯、己二酸正辛基-正癸酯、己二酸二异癸酯、己二酸二辛酯、壬二酸二-2-乙基己酯、癸二酸二甲酯、癸二酸二乙酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二正辛酯、癸二酸二-2-乙基己酯、癸二酸二仲乙氧基己酯、琥珀酸二辛酯、琥珀酸二异癸酯、四氢邻苯二甲酸二辛酯、四氢邻苯二甲酸二正辛酯等。
(e)脂肪酸酯衍生物
油酸丁酯、单油酸甘油酯、乙酰蓖麻酸甲酯、季戊四醇酯、二季戊四醇六酯、甘油三乙酸酯、甘油三丁酸酯等。
(f)羟基酸酯增塑剂
乙酰蓖麻酸甲酯、乙酰蓖麻酸丁酯、丁基邻苯二甲酰基甘醇酸丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯等。
(g)环氧增塑剂
环氧化豆油、环氧化亚麻仁油、环氧硬脂酸丁酯、环氧硬脂酸癸酯、环氧硬脂酸辛酯、环氧硬脂酸苄酯、环氧六氢邻苯二甲酸二辛酯、环氧六氢邻苯二甲酸二癸酯等。
(h)二价醇酯增塑剂
二甘醇二苯甲酸酯、三甘醇二-2-乙基丁酸酯等。
(i)含氯增塑剂
氯化石蜡、氯化联苯、氯化脂肪酸的甲酯、甲氧基氯化脂肪酸的甲酯等。
(j)聚酯增塑剂
聚己二酸丙二醇酯、聚癸二酸丙二醇酯、聚酯、乙酰化聚酯等。
(k)磺酸衍生物
对甲苯磺酰胺、邻甲苯磺酰胺、对甲苯磺酰乙胺、邻甲苯磺酰乙胺、甲苯磺酰-N-乙酰胺、对甲苯磺酰-N-环己酰胺等。
(l)柠檬酸衍生物
柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三-2-乙基己酯、乙酰柠檬酸正辛基癸酯等。
(m)其它
三联苯、部分水合三联苯、樟脑、2-硝基联苯、二壬基萘、枞酸酯等。
合适的润滑剂的具体例子包括下列化合物,但不限于此。
(a)烃类化合物
液体石蜡、石蜡、微晶蜡、低聚合度聚乙烯等。
(b)脂肪酸化合物
月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸等。
(c)脂肪酸酰胺化合物
硬脂酰胺、棕榈酸酰胺、油酸酰胺、亚甲基双硬脂酰胺等。
(d)酯类化合物
脂肪酸的低级醇酯、脂肪酸的多元醇酯、脂肪酸的聚乙二醇酯等。
(e)醇类化合物
十六烷醇、十八烷醇、乙二醇、聚乙二醇、聚甘油等。
(f)金属皂
硬脂酸铅、硬脂酸镉、硬脂酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁等。
(g)天然蜡
巴西棕榈蜡、小烛树蜡、蜂蜡、鲸蜡、虫蜡、褐煤蜡等。
(h)其它
硅氧烷化合物、氟化合物等。
合适的紫外线吸收剂的具体例子包括下列化合物,但不限于此。
(a)二苯甲酮
2-羟基二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2,2’,4-三羟基二苯甲酮、2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮等。
(b)水杨酸酯
水杨酸苯酯、2,4-二叔丁基苯基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯等。
(c)苯并三唑类
(2’-羟苯基)苯并三唑、(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑、(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)5-氯苯并三唑等。
(d)氰基丙酸酸酯
乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯、甲基-2-甲酯基-3(对甲氧基)丙烯酸酯等。
(e)猝灭剂(金属配合物)
(2,2’-硫撑-双(4-叔辛基)苯酚)镍正丁胺、二丁基二硫代氨基甲酸镍、二环己基二硫代磷酸钴等。
(f)HALS(受阻胺)
双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、1-[2-{3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰氧基}乙基]-4-{3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰氧基}-2,2,6,6-四甲基吡啶、8-苄基-7,7,9,9-四甲基-3-辛基-1,3,8-三氮杂螺[4,5]十一烷-2,4-二酮、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶等。
在一般性描述了本发明之后,参考仅为了阐述而不意图限制的在本文中提供的某些具体实施例,可获得进一步的理解。在下面实施例的描述中,数字表示按份重量比,除非另外说明。
实施例
钛氧基酞菁颜料的合成实施例
参考JP-A 2004-83859,如下制备钛氧基酞菁颜料。
首先,混合292份的1,3-二亚氨基异二氢吲哚和1,800份的环丁砜,然后在氮气流下向其加入204份四丁醇钛。将混合物逐渐加热至180℃并在170℃至180℃的反应温度下反应5小时,同时进行搅拌。反应完成之后,将混合物放置冷却并过滤。用氯仿洗涤沉淀粉末,直到粉末变为蓝色,然后,用甲醇洗几次,进一步用80℃的热水洗几次,之后干燥。由此制得粗钛氧基酞菁。
将该粗钛氧基酞菁溶解在二十倍量的浓硫酸中。如此制备的硫酸溶液在搅拌下被滴入一百倍量的冰水中。过滤沉淀的晶体,然后用pH为7且比电导为1.0μS/cm的离子交换水反复洗涤。在洗涤该沉淀的晶体后,离子交换水的pH为6.8,比电导为2.6μS/cm。由此,钛氧基酞菁颜料的湿饼(含水膏状物)(i)得以制备。
接着,将40份湿饼(含水膏状物)(i)倒入200份四氢呋喃中,并使用HOMOMIXER MARK II f型(来自Kenis,Ltd.)以200rpm的转速在室温下剧烈搅拌该混合物,直到膏状物的颜色从深蓝色变为浅蓝色。(在搅拌开始后进行20分钟。)在搅拌停止后立刻在减压下过滤该混合物。过滤后的晶体用四氢呋喃洗涤,从而制备湿饼(ii)。湿饼(ii)在5mmHg的减压下于70℃干燥2天。因此,8.5份钛氧基酞菁颜料(1)得以制备。
湿饼(ii)包括含量为按重量计15%的固体成分。基于湿饼(ii),三十三倍量的晶体转变溶剂(即,四氢呋喃)被使用。用在本合成实施例的所有原材料不包括含卤素的化合物。
钛氧基酞菁颜料(1)具有这样的X射线衍射光谱,其使用波长1.542_的CuKα特异的特征X射线获得,其中,在每一个布拉格角(2θ±0.2°)中,在27.2°处观察到最大衍射峰,在9.4°、9.6°和24.0°处观察到主衍射峰,在7.3°处观察到具有最小角的衍射峰,且在7.3°以上9.4°以下的范围内或在26.3°处没有观察到衍射峰。钛氧基酞菁颜料(1)的X射线衍射光谱示于图17中。X射线衍射光谱的测量条件如下。
-X-射线灯:Cu
-电压:50kV
-电流:30mA
-扫描速度:2°/分钟
-扫描范围:3°至40°
-时间常数:2秒
接下来,使用具有直径0.5mm的PSZ球的商业可得的珠磨机,以1200rpm的转速,将钛氧基酞菁颜料(1)在其中溶解有聚乙烯醇缩丁醛的2-丁酮溶液中分散30分钟,以制备钛氧基酞菁颜料(1)的分散体。
偶氮颜料的合成实施例
参考JP 3026645制备偶氮颜料。
使用具有直径10mm的PSZ球的珠磨机,以85rpm的转速,将上述制备的偶氮颜料在其中溶解有聚乙烯醇缩丁醛的环己酮溶液中分散7天。由此,制备偶氮颜料的分散体。
图像承载元件的制造实施例1
树脂层涂布液、内涂层涂布液、电荷产生层涂布液以及电荷输运层涂布液——各自具有下列组成,被以该顺序相继涂布在外径为30mm的铝圆柱筒上并在烘箱中干燥。树脂层在130℃下干燥10分钟,内涂层在130℃下干燥20分钟,电荷产生层在90℃下干燥20分钟,以及电荷输运层在135℃下干燥20分钟。因此,具有厚度为约0.7μm的树脂层、厚度为约3.5μm的内涂层、厚度为约0.2μm的电荷产生层、和厚度为约27μm的电荷输运层的图像承载元件(1)得以制备。
(树脂层涂布液的组成)
N-甲氧基甲基化尼龙 5份
(FR101,来自Namariichi Co.,Ltd.)
甲醇 70份
正丁醇 30份
(内涂层涂布液的组成)
二氧化钛(1) 50份
(CR-EL,来自Ishihara Sangyo Kaisha Ltd.,平均初级粒径为约0.25μm)
二氧化钛(2) 20份
(PT-401M,来自Ishihara Sangyo Kaisha Ltd.,平均初级粒径为约0.07μm)
醇酸树脂 14份
(BECKOLITE_M6401-50,来自Dainippon Ink and Chemicals,Incorporated,包括含量为50%的固体成分)
三聚氰胺树脂 8份
(L-145-60,来自Dainippon Ink and Chemicals,Incorporated,包括含量为60%的固体成分)
2-丁酮 70份
(电荷产生层涂布液的组成)
钛氧基酞菁颜料(1) 8份
(具有5.27eV的电离电位,X射线衍射光谱示于图17中)
聚乙烯醇缩丁醛 5份
(BX-1,来自Sekisui Chemical Co.,Ltd.)
2-丁酮 400份
(电荷输运层涂布液的组成)
聚碳酸酯 10份
(Z-型聚碳酸酯树脂,来自Teijin Chemicals Ltd.)
电荷输运材料No.14 7份
(具有5.24eV的电离电位)
硅油 0.002份
(1cm2/s(100cSt),来自Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.)
四氢呋喃 100份
具有烷基氨基基团的化合物,具有下列化学式 1份
具有下列式子的抗氧化剂 0.03份
图像承载元件的制造实施例2
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是电荷输运材料No.14用电荷输运材料No.12(具有5.28eV的电离电位)代替。由此,图像承载元件(2)得以制备。
图像承载元件的制造实施例3
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是电荷输运材料No.14用电荷输运材料No.7(具有5.20eV的电离电位)代替。由此,图像承载元件(3)得以制备。
图像承载元件的制造实施例4
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是电荷输运材料
No.14用电荷输运材料No.4(具有5.31eV的电离电位)代替。由此,图像承载元件(4)得以制备。
图像承载元件的制造实施例5
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是电荷输运材料No.14用电荷输运材料No.13(具有5.24eV的电离电位)代替。由此,图像承载元件(5)得以制备。
图像承载元件的制造实施例6
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是电荷输运材料No.14用电荷输运材料No.17(具有5.39eV的电离电位)代替。由此,图像承载元件(6)得以制备。
图像承载元件的制造实施例7
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是电荷输运材料No.14用电荷输运材料No.41(具有5.27eV的电离电位)代替。由此,图像承载元件(7)得以制备。
图像承载元件的制造实施例8
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是电荷输运材料No.14用电荷输运材料No.51(具有5.36eV的电离电位)代替。由此,图像承载元件(8)得以制备。
图像承载元件的制造实施例9
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是电荷输运材料No.14用具有下式的α-苯基芪衍生物(具有5.39eV的电离电位)代替:
由此,图像承载元件(9)得以制备。
图像承载元件的制造实施例10
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是电荷输运材料No.14用具有下式的α-苯基芪衍生物(具有5.26eV的电离电位)代替:
由此,图像承载元件(10)得以制备。
图像承载元件的制造实施例11
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是电荷输运材料No.14用具有下式的α-苯基芪衍生物(具有5.50eV的电离电位)代替:
由此,图像承载元件(11)得以制备。
图像承载元件的制造实施例12
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是电荷输运材料No.14用具有下式的氨基二苯基衍生物(具有5.38eV的电离电位)代替:
由此,图像承载元件(12)得以制备。
图像承载元件的制造实施例13
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是电荷输运材料No.14用具有下式的芪衍生物(具有5.37eV的电离电位)代替:
由此,图像承载元件(13)得以制备。
图像承载元件的制造实施例14
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是电荷输运材料No.14用具有下式的联苯胺衍生物(具有5.37eV的电离电位)代替:
由此,图像承载元件(14)得以制备。
图像承载元件的制造实施例15
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是电荷聚碳酸酯——其是电荷输运层的粘结剂用树脂——用多芳基化合物(U-POLYMER 100,来自Unitika Ltd.)代替。由此,图像承载元件(15)得以制备。
图像承载元件的制造实施例16
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是电荷输运层涂布液用具有下列组成的涂布液代替。
(电荷输运层涂布液的组成)
具有下式的电荷输运聚合物 17份
(具有175,000的重均分子量和5.41eV的电离电位)
硅油 0.002份
(1cm2/s(100cSt),来自Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.)
四氢呋喃 100份
由此,图像承载元件(16)得以制备。
图像承载元件的制造实施例17
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是电荷输运层涂布液用具有下列组成的涂布液代替。
(电荷输运层涂布液的组成)
具有下式的电荷输运聚合物 12份
(具有175,000的重均分子量和5.41eV的电离电位)
具有下式的α-苯基芪衍生物 5份
(具有5.39eV的电离电位)
硅油 0.002份
(1cm2/s(100cSt),来自Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.)
四氢呋喃 100份
由此,图像承载元件(17)得以制备。
图像承载元件的制造实施例18
重复制造实施例17中制备图像承载元件(17)的步骤,只是α-苯基芪衍生物用具有下式的α-苯基芪衍生物(具有5.26eV的电离电位)代替:
由此,图像承载元件(18)得以制备。
图像承载元件的制造实施例19
重复制造实施例17中制备图像承载元件(17)的步骤,只是α-苯基芪衍生物用联苯乙烯基苯衍生物No.17(具有5.39eV的电离电位)代替。由此,图像承载元件(19)得以制备。
图像承载元件的制造实施例20
重复制造实施例4中制备图像承载元件(4)的步骤,只是电荷输运材料的量从7份变为4份。由此,图像承载元件(20)得以制备。
图像承载元件的制造实施例21
重复制造实施例4中制备图像承载元件(4)的步骤,只是电荷输运材料的量从7份变为2份。由此,图像承载元件(21)得以制备。
图像承载元件的制造实施例22
重复制造实施例9中制备图像承载元件(9)的步骤,只是电荷产生层涂布液和电荷输运层涂布液分布用具有下列组成的涂布液代替。
(电荷产生层涂布液的组成)
具有下式的偶氮颜料 5份
(具有5.82eV的电离电位)
聚乙烯醇缩丁醛 1.5份
(BM-S,来自Sekisui Chemical Co.,Ltd.)
环己酮 250份
2-丁酮 100份
(电荷输运层涂布液的组成)
聚碳酸酯 10份
(Z-型聚碳酸酯树脂,来自Teijin Chemicals Ltd.)
具有下式的α-苯基芪衍生物 7份
硅油 0.002份
(1cm2/s(100cSt),Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.)
四氢呋喃 100份
具有下式的抗氧化剂 0.03份
由此,图像承载元件(22)得以制备。
图像承载元件的制造实施例23
重复制造实施例22中制备图像承载元件(22)的步骤,只是电荷输运材料(即,α-苯基芪衍生物)用化合物No.17(具有5.39eV的电离电位)代替,且0.07份具有下式的抗氧化剂被加入。
由此,图像承载元件(23)得以制备。
图像承载元件的制造实施例24
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是具有烷基氨基基团的化合物用具有下式的化合物代替:
由此,图像承载元件(24)得以制备。
图像承载元件的制造实施例25
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是0.3份具有下式的抗氧化剂被加入:
由此,图像承载元件(25)得以制备。
图像承载元件的制造实施例26
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是0.3份具有下式的抗氧化剂被加入:
由此,图像承载元件(26)得以制备。
图像承载元件的制造实施例27
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是0.3份具有下式的抗氧化剂被加入:
由此,图像承载元件(27)得以制备。
图像承载元件的制造实施例28
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是不加入具有烷基氨基基团的化合物。由此,图像承载元件(28)得以制备。
图像承载元件的制造实施例29
重复制造实施例28中制备图像承载元件(28)的步骤,只是1份具有下式的具有烷基氨基基团的化合物被加入:
由此,图像承载元件(29)得以制备。
图像承载元件的制造实施例30
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是树脂层不被形成。由此,图像承载元件(30)得以制备。
图像承载元件的制造实施例31
重复制造实施例1中制备图像承载元件(1)的步骤,只是内涂层不被形成。由此,图像承载元件(31)得以制备。
真实传输时间的测量
上面制备的图像承载元件的每一个被放置于图4所示的装置,以测量真实传输时间。
图像承载元件1的线速度被设定为262msec。照射器3和第二表面静电计6之间的角度被设定为155°,使得用预定量的照射光照射图像承载元件1和测量照射部分的表面势之间的时间(即显影时间)为155msec。充电器2对图像承载元件1进行充电,使得第一表面静电计5显示-800V的非照射部分的电势。接着,照射器3以预定量的照射光照射图像承载元件1,第二表面静电计6测量照射部分的电势。最后,放电装置4对图像承载元件1进行放电。照射像素为400dpi,而照射光具有655nm的波长。用波长为780nm的照射光确认真实传输时间不依赖于照射光的波长。
上述对图像承载元件进行充电、照射和放电的步骤被重复,同时改变照射光的强度,以便获得如图5所示的光衰减曲线。照射部分的表面势通过在图5中观察到的拐点来确定。
接着,照射器3和第二表面静电计6之间的角度被改变为120°、100°、90°、80°、70°、60°、55°、50°、45°、40°、35°、30°、25°和20°,使得用预定量的照射光照射图像承载元件1和测量照射部分的表面势之间的时间(即,显影时间)分别为120msec、100msec、90msec、80msec、70msec、60msec、55msec、50msec、45msec、40msec、35msec、30msec、25msec和20msec。对于每一个角度,上述对图像承载元件进行充电、照射和放电的步骤被重复,同时改变照射光的强度,以便获得如图5所示的光衰减曲线。在20至155msec的显影时间范围内获得照射部分的表面势值。
在表示显影时间和照射部分的表面势之间的关系的图上对所述值进行绘图,如图6所示。通过发现第一拐点,确定真实传输时间,在该第一拐点处,当显影时间被缩短时表面势首次上升。
由此测量的图像承载元件1至31的真实传输时间示于表1中。
实施例1至21和比较实施例1至10
上述制备的图像承载元件的每一个被放置在印刷墨盒中。印刷墨盒被连接于改进的数字复印机(来自Ricoh Co.,Ltd.),包括采用栅格宽度为10mm的栅格电极的充电器、采用波长为780nm的激光二极管的照射器、采用连接于表面静电计的探针的显影单元、以及作为放电装置的波长为660nm的LED被安装,其中转印单元和清洁单元被除去。所述图像承载元件具有127mm/sec的线速度(即,旋转速度为80.9rpm,充电时间为78.7msec)。控制所施加的电压,使得图像承载元件的非照射部分具有-800V的表面势。
首先,产生5张白色实心图像。测量第一和第三张之间的非照射部分的表面势(VD)的差异(ΔVD)。ΔVD被定义为第一次旋转的电荷下降的量。接着,产生5张黑色实心图像。测量第五张的照射部分的表面势(VL)。
接着,含有显影剂的显影单元、清洁单元和转印单元被安装在该改进的数字复印机中,以便产生图像。所产生的图像(即,初始图像)具有良好的质量。
接着,进行其中30,000张图像被连续产生的运行测试。在运行测试后,图像承载元件被放置在暗空间10分钟,同时使用连接于表面静电计的探针的显影单元被重新安装在改进的数字复印机中,且转印单元和清洁单元被再次从改进的数字复印机除去。随后,产生5张白色实心图像,并测量第一和第三张之间的非照射部分的表面势(VD)的差异(ΔVD)。此外,产生5张黑色实心图像,并测量第五张的照射部分的表面势(VL)。
再次,将图像承载元件放置在暗空间10分钟,同时含有显影剂的显影单元、清洁单元和转印单元被重新安装在改进的数字复印机中。白色实心图像在图像承载元件的第一次旋转时被产生,接着,黑色实心图像和半色调图像被产生。
就背景污迹的发生,评价白色实心图像,并如下评级:
A级:未观察到背景污迹。
B级:观察到轻微的背景污迹,但在实践应用中没有问题。
C级:观察到背景污迹,并在实践应用中产生问题。
D级:观察到严重的背景污迹,并在实践应用中产生严重的问题。
就图像密度、图像分辨率和龟纹的发生方面,评价半色调图像,并如下分级:
(图像密度)
A级:非常良好。
B级:图像密度稍微下降,但在实践应用中不产生问题。
C级:图像密度下降,并在实践应用中产生问题。
D级:图像密度下降严重,并在实践应用中产生严重的问题。
(图像分辨率)
A级:非常良好。
B级:图像分辨率稍微下降,但在实践应用中不产生问题。
C级:图像分辨率下降,并在实践应用中产生问题。
D级:图像分辨率下降严重,并在实践应用中产生严重的问题。
(龟纹的发生)
A级:未观察到龟纹。
B级:观察到轻微的龟纹,但在实践应用中没有问题。
C级:观察到龟纹,并在实践应用中产生问题。
D级:观察到严重的龟纹,并在实践应用中产生严重的问题。
评价结果示于表1中。
表1
*)图像密度
**)图像分辨率
***)龟纹
比较实施例11至13
上述制备的各图像承载元件3、17和20被放置在另一个改进的数字复印机(来自Ricoh Co.,Ltd.)中,其中图像承载元件具有150mm/sec的线速度,充电时间为66.7msec。进行上述评价。评价结果示于表2中。
表2
通过上述结果,清楚的是,当真实传输时间超过充电时间时,第一次旋转电荷下降在进行运行测试之后显著发生。相比之下,当真实传输时间短于充电时间时,第一次旋转电荷下降的发生被显著防止。具体而言,当电荷输运层包括具有式(3)至(5)的电荷输运材料时,真实传输时间被大大缩短,从而第一次旋转电荷下降得以防止。
通过上述结果,还清楚的是,当电荷输运材料和电荷产生材料的电离电位满足上述关系(6)时,在运行测试后照射部分的表面势被显著降低。结果,高质量图像被稳定生成。
通过上述结果,还清楚的是,当电荷输运聚合物和电荷输运材料被结合使用时,真实传输时间更被缩短很多。结果,第一次旋转电荷下降被更有效防止。具有式(3)的电荷输运材料在该情况下也可发挥其高的效应。然而,当电荷输运聚合物和电荷输运材料之间的电离电位的差异在0.1eV以上时,照射部分的表面势显著增加。
通过上述结果,还清楚的是,当电荷输运层不包括具有式(7)或(8)的含氨基化合物时,图像分辨率在运行测试后稍微下降。尽管具有小的电离电位的电荷输运材料往往降低图像分辨率,但是与具有式(7)或(8)的含氨基化合物的结合使用可防止图像分辨率的下降。另一方面,不具有式(7)或(8)的含氨基化合物不能防止图像分辨率的下降。
通过上述结果,还清楚的是,当电荷输运层包括用于本发明的合适的优选抗氧化剂时,高质量图像被产生。相比之下,当电荷输运层包括其它抗氧化剂时,照射部分的表面势显著增加。
通过上述结果,还清楚的是,钛氧基酞菁和不对称偶氮颜料都被优选用作电荷产生材料。由此,所得到的图像承载元件具有高灵敏性,残余电势下降,以及第一次旋转电荷下降可被防止。
根据上面的教导,本发明的其它改变和变化是可能的。由此应当理解,除了在本文中具体描述之外,本发明还可以在所附权利要求的范围内进行实践。
本申请要求日本专利申请2007-069136的优先权并包含与其相关的主题,该申请提交于2007年3月16日,其全部内容通过引用并入本文。
Claims (20)
1.图像形成装置,包括:
图像承载元件,包括:
导电基底;和
光敏层,其包含电荷产生材料和电荷输运材料,位于所述导电基底之上;
充电器,其被配置以对所述图像承载元件充电;
照射器,其被配置以照射所述图像承载元件,以便在其上形成静电潜像;和
显影设备,其被配置以对在所述图像承载元件上形成的所述静电潜像进行显影,
其中下列关系(1)和(2)被满足:
T1≤T2 (1)
T2=W/V (2)
其中T1表示真实传输时间,其单位是msec,定义为在显示X和Y之间的关系的图中,在第一拐点的X轴上的值,当照射所述图像承载元件和测量其被照射部分的表面势之间的时间X被缩短时,在该拐点处所述图像承载元件的表面势Y首次上升;T2表示充电时间,其单位是msec;W表示所述充电器的充电宽度,其单位是mm;以及V表示所述图像承载元件的线速度,其单位是mm/msec。
2.权利要求1所述的图像形成装置,其中所述光敏层包括:
电荷产生层,其包括电荷产生材料;和
电荷输运层,其包括电荷输运材料,覆盖所述电荷产生层而布置。
6.权利要求3所述的图像形成装置,其中下列关系(6)被满足:
IpCGM-IpCTM≥-0.1 (6)
其中IpCGM表示所述电荷产生材料的电离电位,其单位是eV,而IpCTM表示所述电荷输运材料的电离电位,其单位是eV。
7.权利要求3所述的图像形成装置,其中所述光敏层包括包含聚碳酸酯和多芳基化合物的至少一种的粘结剂用树脂。
8.权利要求3所述的图像形成装置,其中所述光敏层包括包含电荷输运聚合物的粘结剂用树脂。
9.权利要求8所述的图像形成装置,其中在所述电荷输运材料和所述电荷输运聚合物之间的电离电位差异不大于0.1eV。
10.权利要求3所述的图像形成装置,其中所述光敏层包括具有烷基氨基基团的化合物,其具有下式(7)或(8):
其中Ar4表示取代或未取代的亚芳基基团;Ar5和Ar6各自独立表示取代或未取代的芳基基团、取代或未取代的烷基基团、或取代或未取代的芳烷基基团;R58和R59各自独立表示取代或未取代的烷基基团或取代或未取代的芳烷基基团;Ar5和R58任选地共享键连通,以形成含有氮原子的取代或未取代的杂环;以及Ar6和R59任选地共享键连通,以形成含有氮原子的取代或未取代的杂环;
其中Ar7表示取代或未取代的亚芳基基团;R60至R63各自独立表示取代或未取代的烷基基团或取代或未取代的芳烷基基团;且n表示整数1或2。
12.权利要求1所述的图像形成装置,其中所述电荷产生材料包括钛氧基酞菁颜料。
15.权利要求1所述的图像形成装置,其中所述图像承载元件还包括位于所述导电基底和所述光敏层之间的内涂层,所述内涂层包括两种二氧化钛颜料,每一种具有不同的数均初级粒径。
16.权利要求15所述的图像形成装置,其中所述图像承载元件进一步包括位于所述导电基底和所述光敏层之间的树脂层,所述树脂层包含聚酰胺树脂并具有不大于2μm的厚度。
17.权利要求1所述的图像形成装置,其中所述充电器是栅格电极充电器。
18.权利要求17所述的图像形成装置,其中所述栅格电极充电器包括许多电线。
19.权利要求1所述的图像形成装置,进一步包括一个或多个图像形成单元,其以串联方式提供,每一个包括所述图像承载元件和至少一个选自所述充电器、所述照射器、所述显影设备、转印设备、清洁设备和放电设备的元件。
20.印刷墨盒,包括:
图像承载元件,包括:
导电基底;和
光敏层,其包含电荷产生材料和电荷输运材料,位于所述导电基底之上;
充电器,其被配置以对所述图像承载元件充电;
其中下列关系(1)和(2)被满足:
T1≤T2 (1)
T2=W/V (2)
其中T1表示真实传输时间,其单位msec,定义为在显示X和Y的关系的图中,在第一拐点的X轴上的值,当照射所述图像承载元件和测量其被照射部分的表面势之间的时间X被缩短时,在该拐点处所述图像承载元件的表面势Y首次上升;T2表示充电时间,其单位是msec;W表示所述充电器的充电宽度,其单位是mm;以及V表示所述图像承载元件的线速度,其单位是mm/msec。
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