CN1186262A - 电子照相光电导体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供用于改进光电导体生产率的光电导膜的稳定的涂布液,并提供高耐久度的光电导体,光电导体的光电导膜中包含下面化学式(1)的聚碳酸酯粘合剂树脂,其中1和m表示聚合的程度;光电导体可防止光电导体上产生缺陷和刮痕,并提供了可有助于除去增色剂的经济的光电导体。
Description
本发明涉及一种使用电子照相技术的打印机,复印机和传真机中所用的电子照相光电导体(后简称为光电导体)的光电导膜。更具体的是,本发明涉及用于光电导膜的树脂粘合剂。
最近,已开发出许多有机光电导体,且其中一些已投放市场,这是由于有机光电导体无污染,生产成本低,由于选择有机组成材料的自由度增加而可以设计成各种方式。
有机光电导体的光电导膜内含有分散在树脂粘合剂层中的有机光电导化合物。已经提出许多结构用于光电导膜,其中包括一种分层类型的光电导膜,它有一个内含分散在树脂层中的电荷产生剂的电荷产生层,和内含分散在另一树脂层中的电荷传递剂的电荷传递层,还包括一种含有分散在一个树脂层中的电荷产生试剂和电荷传递试剂的单层型光电导膜。
双酚A型聚碳酸酯是广泛用于光电导膜的粘合剂树脂。光电导膜通常是通过将涂布液体涂布在圆柱型导电基底上,其中涂布液体是一种有机光电导材料和粘合剂树脂溶解或分散在其中的有机溶剂。
用于粘合剂树脂的双酚A型聚碳酸酯有下列问题。
当四氢呋喃被用作涂布液体的有机溶剂时,含有双酚A型聚碳酸酯的涂布液体在几天内会胶凝。若采用胶凝的涂布液体,就不可能获得均匀的好的光电导膜。
在含有双酚A型聚碳酸酯树脂的光电导膜中易产生溶剂裂纹和由于内应力而引起的裂纹。大的裂纹将直接引起图像缺陷。小裂纹易导致从充电装置到光电导体的导电层的漏电流,特别是在使用接触型充电装置的电子照相装置内。漏电流也引起图像缺陷。
由于双酚A型聚碳酸酯树脂的润滑性较差,因此光电导体的重复使用将使含有双酚A型聚碳酸酯树脂的光电导膜产生刮痕。增色剂将沉入刮痕中。因此,由于沉入刮痕的增色剂将产生如未处理干净的成膜现象和在实心黑色图像中有白色斑点缺陷。由于光电导体通过反复使用被磨损,因此包括含双酚A型聚碳酸酯树脂的光电导膜的光电导体的寿命比无机光电导体要短。
用二氯甲烷作为有机溶剂可将发生胶凝的时间延长,尽管这不是避免胶凝问题的一个较佳的方法。日本未审查公开专利申请No.S59-71057和No.S60-172044公开了用双酚Z型聚碳酸酯树脂来避免胶凝问题的方法。然而,该方法在防止裂纹产生方面并不有效。
日本未审查公开专利申请No.S61-62040公开了一种双酚A型聚碳酸酯树脂和双酚Z型聚碳酸酯树脂的混合物,日本未审查公开专利申请No.S61-105550公开了一种双酚A型聚碳酸酯树脂和双酚Z型聚碳酸酯树脂的共聚物来避免胶凝和裂纹产生的问题。然而,上述的混合物和共聚物并没有提供令人满意的解决裂纹产生问题的方法。
对于刮痕问题,日本未审查公开专利申请No.S57-212458公开了加入硅氧烷油来改进润滑性,而日本未审查公开专利申请No.S63-65444公开包括三氟甲基基团的改性聚碳酸酯的使用。
通常,光电导体用于采用电子照相技术的复印机,打印机和传真机,电子照相过程包括(I)为光电导体表面提供均匀的电荷(充电),(II)将光图像辐照在充电的表面(曝光),(III)用着色粉末,即增色剂使通过充电和曝光形成的静电潜影可见,(显影),(IV)将增色剂图像传递至最终记录介质如纸上(复印)和(V)熔化复印在记录介质上的增色剂图像(定影)。
在充电步骤(I)中,通常采用电晕放电的非接触充电技术如电晕法(corotron和scorotron法)。最近,研究出了用一种滚轴或刷子来接触充电,其优点例如不需任何高电压,且臭氧产生较少。然而,接触充电易引起前述的漏电流,且用于接触充电的刷子易损坏光电导体的表面从而减短光电导体的寿命。
在显影步骤(III)中,有用包括绝缘溶剂和分散在绝缘溶剂中的小颗粒增色剂的液体显影剂的液体显影方法和用干增色剂的干显影方法。干显影方法还可进一步分为用含增色剂和载体的显影剂的二组分显影法和用只含增色剂的显影剂的单组分显影法。二组分和单组分显影法用于接触方式时,增色剂层和光电导体相互接触,用于非接触方式时增色剂层和光电导体不相互接触。主要采用的是二组分显影法(其中使用了磁刷,磁增色剂和绝缘载体)和单组分显影法(其中使用了磁刷和单组分磁增色剂)。最近更广泛采用的是用非磁性增色剂单组分显影法和所谓的跳动显影法,该方法采用了单组分磁性增色剂并施加了交流偏压。最近,无除垢器的打印机已投入市场,它在显影同时进行除垢,且没有如除垢刮刀之类的除垢装置。在无除垢器的打印机中采用聚合的小颗粒直径的增色剂。通常期望小直径增色剂如用于液体显影的增色剂以及聚合的增色剂可实现高分辨率。然而,小直径增色剂更牢固地粘合在光电导体上,并易产生成膜问题,因为小直径增色剂有很大的相对表面积。此外,小直径增色剂在复印步骤(IV)中并不完全传递至记录装置如纸上。而且,小直径增色剂有时会在除垢过程后滞留在光电导体上从而产生图像缺陷。因此希望有一种可便于除去其上的增色剂的光电导体,因为低的复印效率将增加增色剂消耗,且消耗的增色剂的增加将进一步引起环境污染。
鉴于以上情况,本发明的目的是提供一种改进的粘合剂树脂,它可稳定光电导膜的涂布液体并提高光电导体的生产率。本发明的另一个目的是提供一种用改进的粘合剂树脂的光电导体,它可防止光电导膜上缺陷和刮痕的产生。本发明还有一个目的是提供一种光电导体,它表现出好的图像质量和高的耐久度。本发明的另一个目的是提供一种经济的可便于除去增色剂的光电导体。
图1是分层型光电导体的横截面示意图,其包括分层的负电荷型光电导膜6,光电导膜6由一层电荷产生层3和层压在电荷产生层3上的电荷传递层4组成,它还包括导电基底1和底涂层2。
图2是其它光电导体的横截面示意图,光电导体包括一个分层的负电荷型光电导膜6和光电导膜6上的表面保护层5,光电导膜6是由一层电荷产生层3和层压在电荷产生层3上的电荷传递层4组成,它还包括导电基底1和底涂层2。
图3是一种光电导体的横截面示意图,光电导体包括一个分层的正电荷型光电导膜6,光电导膜6是由一层电荷产生层3和层压在电荷产生层3上的电荷传递层4组成,它还包括导电基底1和底涂层2。
图4是光电导体的横截面示意图,光电导体包括一个主要为正电荷型的单层光电导膜6,以及导电基底1和底涂层2。
图5是其它光电导体的横截面示意图,光电导体包括一个主要为正电荷型的单层光电导膜6和光电导膜6上的表面保护层5,以及导电基底1和底涂层2。
图6是用于本发明实施例的钛氧基酞菁用CuKα射线测定的X射线衍射光谱。
根据本发明的另一方面,它提供了一个电子照相光电导体,它包括一个导电基底和导电基底上的光电导膜,光电导膜含有一种聚碳酸酯粘合剂树脂,其化学式(1)如下:其中所述1和m均是10至1000之间的一个整数,它们表示聚合的程度,并满足关系式0.3<1/(1+m)<0.8。
有利的是,光电导膜还含有一种粘合剂树脂,其选自化学式(2)表示的双酚A型聚碳酸酯、化学式(3)表示的双酚Z型聚碳酸酯,和化学式(5)表示的聚碳酸酯。其中n表示聚合的程度。其中o是10至1000间的一个整数,表示聚合的程度。其中r和s均为10至1000间的一个整数,表示聚合的程度,并满足关系式0.1<r/(r+s)<0.8。
有利的是,光电导膜包括一个电荷产生层和一个电荷传递层。
本发明的聚碳酸酯粘合剂树脂是有羰酰二氧基-O-CO-O-的聚合物。该聚碳酸酯粘合剂树脂用于光电导体的光电导膜内或表面保护层内。当光电导体包括一种分层型光电导膜时,聚碳酸酯粘合剂树脂用作电荷产生层或电荷传递层中的粘合剂树脂。本发明的聚碳酸酯粘合剂树脂包括化学式(1)表示的聚碳酸酯,及化学式(1)表示的聚碳酸酯和化学式(2)表示的聚碳酸酯的混合物,化学式(1)表示的聚碳酸酯和化学式(3)表示的聚碳酸酯的混合物,以及化学式(1)表示的聚碳酸酯和化学式(5)表示的聚碳酸酯的混合物。
聚碳酸酯树脂(1),(2),(3)和(5)可以与结构不同于这些聚碳酸酯树脂(1),(2),(3)和(5)的其它聚合物以共聚物形式使用。化学式(1),(2),(3)和(5)的末端基团是该领域技术人员已知的的典型末端基团。末端基团可包括各种基团如羟基和叔丁基。
图1是分层型光电导体的横截面示意图,包括分层的负电荷型光电导膜,光电导膜是由电荷产生层和在电荷产生层上的电荷传递层组成。图2是其它光电导体的横截面示意图,光电导体包括分层负电荷型光电导膜和光电导膜上的表面保护层,光电导膜是由电荷产生层和在电荷产生层上的电荷传递层组成。
图3是包含分层正电荷型光电导膜的光电导体的横截面示意图,光电导膜由电荷产生层和层压在电荷产生层上的电荷传递层组成。图4是包含单层的,主要为正电荷型光电导膜的光电导体的横截面示意图。图5是其它光电导体的横截面示意图,它包括单层的,主要为正电荷型的光电导膜和光电导膜上的表面保护层。
导电基底1的作用是作为光电导体的电极和光电导体的其它组成膜层的支撑物。导电基底1可制成圆筒,板和薄膜的任一种形状。导电基底1是由铝、不锈钢、金属如镍、或表面处理过可导电的玻璃或树脂制成。
底涂层2是一种含有树脂作为主要组分的薄膜或一种经阳极极化的氧化铝之类氧化物的薄膜。底涂层2是在需要时设置来防止不必要的电荷从导电基底注入光电导膜,及覆盖基底表面缺陷,提高光电导膜和基底间的粘合性。用于底涂层2的树脂粘合剂包括聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯,丙烯酸类树脂,聚氯乙烯树脂,乙烯乙酸酯树脂,聚氨酯树脂,环氧树脂,聚酯树脂,三聚氰胺树脂,硅氧烷树脂,聚丁醛树脂,聚酰胺树脂,这些树脂的共聚物和上述树脂与共聚物的组合。这些树脂粘合剂中可分散有小的金属氧化物颗粒。小颗粒金属氧化物是如SiO2,TiO2,In2O3和ZrO2之类的氧化物。
尽管底涂层2的厚度与底涂层2的组分有关,但是它可设定在一个合适的范围内,只要不产生有害效应如由于重复使用而引起残余电势升高即可。
电荷产生层3用有机光电导材料真空沉积制成或通过涂布分散有有机光电导材料颗粒的树脂粘合剂来制成。电荷产生层3响应接收到的光而产生电荷。电荷产生层3具有高的电荷产生效率和高的将产生的电荷注入电荷传递层的效率是很重要的。希望电荷产生层3的高的电荷注入效率与电场强度无关,甚至在低电场下也是这样。
电荷产生层3的厚度是根据电荷产生剂的光吸收系数来决定的,通常其厚度为5μm或更薄,最好厚度为1μm或更薄,因为这已经足以使电荷产生层3产生电荷。电荷产生层3主要包括一种电荷产生剂。电荷产生层可含有一种电荷传递剂作为附加的组分。电荷产生剂包括酞菁颜料,偶氮颜料,二苯并芘-5,10-二酮颜料,苝颜料,perynon颜料,角鲨烷颜料,噻喃鎓颜料,喹吖啶(quinacridone)颜料及其组合。特别佳的是酞菁颜料如无金属酞菁,铜酞菁,钛氧基酞菁,X型无金属酞菁,τ型无金属酞菁,ε型铜酞菁,β型钛氧基酞菁,Y型钛氧基酞菁以及在日本公开专利申请No.H06-289363中公开的酞菁(用CuKα射线测定的X射线衍射光谱中其最高峰在Bragg角2θ为9.6度处)。
用于电荷产生层3的树脂粘合剂包括本发明的聚碳酸酯树脂,以及本发明的树脂与其它树脂适当组合的树脂,所述其它树脂包括:另外的聚碳酸酯树脂,聚酯树脂,聚酰胺树脂,聚氨酯树脂,环氧树脂,聚丁醛树脂,氯乙烯共聚物,苯氧基树脂,硅氧烷树脂,甲基丙烯酸酯树脂,它们的共聚物以及这些树脂和共聚物的适当的组合。
电荷传递层4是一层包括树脂粘合剂的涂布层,树脂粘合剂中分散有电荷传递剂。电荷传递层4在暗处时可滞留光电导体的电荷,并且是绝缘体,在响应接收光时可传递电荷产生层注入的电荷。
电荷传递剂包括腙类化合物,吡唑啉类化合物,吡唑啉酮类化合物,噁二唑类化合物,噁唑类化合物,芳基胺类化合物,联苯胺类化合物,茋类化合物,苯乙烯基类化合物以及电荷传递聚合物如聚乙烯基咔唑。结构式(11)至(21)所表示的化合物是特别佳的。
用于电荷传递层4的粘合剂树脂包括本发明的聚碳酸酯树脂,以及本发明的树脂与其它树脂适当组合的树脂,所述其它树脂包括另外的聚碳酸酯树脂,聚酯树脂,聚酰胺树脂,聚氨酯树脂,聚苯乙烯树脂,环氧树脂,聚丁醛树脂,氯乙烯共聚物,苯氧基树脂,硅氧烷树脂,甲基丙烯酸酯树脂,这些树脂的共聚物和这些树脂和共聚物的合适的组合。
电荷传递层4的厚度最好为3至50μm,以维持有效表面电势,更佳的是10至40μm。
单层型光电导膜是一种包括粘合剂树脂的涂布层,粘合剂树脂中分散有电荷产生剂和电荷传递剂。上述的用于电荷产生层3和电荷传递层4的材料可用于单层型光电导膜。较佳的是,单层型光电导膜的厚度为3至50μm以维持实际有效的表面电势,更佳的为10至40μm。
如果需要在光电导膜6中可含有电子受体来提高光电导体的灵敏度并减少光电导体重复使用时的残余电势和性质改变。有高的电子亲和性的化合物可用作电子受体,如琥珀酐、马来酐、二溴琥珀酐、邻苯二甲酸酐、3-硝基邻苯二甲酸酐、4-硝基邻苯二甲酸酐、1,2,4,5-苯四酸酐、1,2,4,5-苯四酸、1,2,4-苯三酸、1,2,4-苯三酸酐、邻苯二甲酰亚胺、4-硝基邻苯二甲酰亚胺、四氰乙烯、四氰对醌二甲烷、氯醌、四溴代苯醌和邻硝基苯甲酸。
光电导膜6中可含有劣化抑制剂如抗氧化剂和光稳定剂来提高其对有害环境和辐射的稳定性。劣化抑制剂包括苯并二氢吡喃衍生物如生育酚、醚化的化合物、酯化的化合物、多芳基烷烃化合物、氢醌衍生物、二醚化的化合物、二苯酮衍生物、苯并三唑衍生物、硫醚化合物、苯二胺衍生物、膦酯、膦酸酯、酚类化合物、受阻酚类化合物、线性胺类化合物、环形胺类化合物和受阻胺类化合物。
光电导体6中可含有一种匀涂剂如硅氧烷油和氟化油以提高这样制成的光电导膜的平整性和润滑性。
如果需要,表面保护层5可如图2,3和5那样放置。表面保护层5用化学稳定的有好的润滑性和抗机械应力的材料制成。表面保护层5必须可以在暗处滞留由电晕放电产生的电荷,传递电荷产生层3敏感的光,将曝光的光传递给电荷产生层3并接收产生的电荷来中和消除表面电荷。如上所述,表面保护层5的材料在电荷产生试剂的最大吸收波长应是尽可能透明的。
本发明的聚碳酸酯树脂,改性的硅氧烷树脂,丙烯酸改性的硅氧烷树脂,环氧改性的硅氧烷树脂,醇酸改性的硅氧烷树脂,聚酯改性的硅氧烷树脂,氨酯改性的硅氧烷树脂和硅氧烷树脂可作为硬化涂布试剂单独用于表面保护层5。为进一步提高耐久度,较佳的是这些树脂的任一种和可形成含有SiO2、TiO2、In2O3或ZrO2作为其主要组分的醇盐缩合产物的混合物。表面保护层5中可含有润滑剂如硅氧烷油和氟化油来提高其平整性并进一步提高其润滑性。
表面保护层5的厚度可在任定的范围内,只要不产生有害影响如由于重复使用而引起的残余电势升高即可。
下面描述本发明的光电导体的实施例。
实施例1(E1)
制造一个光电导体转鼓(30mmφ)来评价其电性质。将有下列组分的底涂层用的分散液体浸渍涂布在铝管上并在100℃干燥分散液体30分钟,制成厚度为3μm的底涂层。可溶于醇的尼龙(CM8000,由TORAYINDUSTRIES,INC.提供) 5份重量用氨基硅烷处理过的氧化钛小颗粒 5份重量甲醇和二氯甲烷(6∶4)的混合溶剂 90份重量
然后,在底涂层上浸渍涂布有下列组分的电荷产生层分散液体并在100℃下干燥分散液体30分钟来制成厚度0.3μm的电荷产生层。钛氧基酞菁 1份重量氯乙烯共聚物树脂(MR-110,由Nippon Zeon Co.,Ltd.提供) 1份重量二氯甲烷 98份重量
用CuKα射线测定的钛氧基酞菁的X射线衍射光谱如图6所示。
然后,在电荷产生层上浸渍涂布有下列组分的电荷传递层分散液体并在100℃下干燥分散液体30分钟来制成厚度为20μm的电荷传递层。化学式(14)描述的腙化合物(CTC191,由Anan Corporation提供) 9份重量化学式(11)描述的丁二烯化合物(T405,由Anan Corporation提供) 1份重量化学式(1)描述的聚碳酸酯树脂 10份重量二氯甲烷 90份重量
因此,就制成了实施例1的光电导体
实施例2(E2)
实施例2的光电导体按实施例1制备光电导体的相同方法制备,只是实施例2中采用5份重量的聚碳酸酯树脂(1)和5份重量的双酚A型聚碳酸酯(PanliteK1300,由TEIJIN CHEMICALS,LTD.提供)来代替实施例1中10份重量的聚碳酸酯树脂(1)。
实施例3(E3)
实施例3的光电导体按实施例1制备光电导体的相同方法制备,只是实施例3中采用5份重量的聚碳酸酯树脂(1)和5份重量的双酚Z型聚碳酸酯(PanliteTS2050,由TEIJIN CHEMICALS,LTD.提供)来代替实施例1中10份重量的聚碳酸酯树脂(1)。
实施例4(E4)
实施例4的光电导体按实施例1制备光电导体的相同方法制备,只是实施例4中采用5份重量的聚碳酸酯树脂(1)和5份重量的共聚的聚碳酸酯(TOUGHZETBPPC-3,由IDEMITSU KOSAN CO.LTD.提供)来代替实施例1中10份重量的聚碳酸酯树脂(1)。
实施例5(E5)
实施例5的光电导体按实施例1制备光电导体的相同方法制备,只是实施例5中采用5份重量的聚碳酸酯树脂(1)和5份重量的聚碳酸酯(APEC KU1-9371,由Bayer Japan Ltd.提供)来代替实施例1中10份重量的聚碳酸酯树脂(1)。
对比实施例1(C1)
对比实施例1的光电导体按实施例1制备光电导体的相同方法制备,只是对比实施例1中采用10份重量的双酚A型聚碳酸酯树脂(Panlite K1300,由TEIJINCHEMICALS,LTD.提供)来代替实施例1中10份重量的聚碳酸酯树脂(1)。
对比实施例2(C2)
对比实施例2的光电导体按实施例1制备光电导体的相同方法制备,只是对比实施例2中采用10份重量的双酚Z型聚碳酸酯树脂(Panlite TS2050,由TEIJINCHEMICALS,LTD.提供)来代替实施例1中10份重量的聚碳酸酯树脂(1)。
对比实施例3(C3)
对比实施例3的光电导体按实施例1制备光电导体的相同方法制备,只是对比实施例3中采用10份重量的共聚的聚碳酸酯树脂(TOUGHZET BPPC-3,由IDEMITSU KOSAN CO.LTD.提供)来代替实施例1中10份重量的聚碳酸酯树脂(1)。
对比实施例4(C4)
对比实施例4的光电导体按实施例1制备光电导体的相同方法制备,只是对比实施例4中采用7份重量的双酚A型聚碳酸酯树脂(Panlite K1300,由TEIJINCHEMICALS,LTD.提供)和3份重量的双酚Z型聚碳酸酯树脂(Panlite TS2050,由TEIJIN CHEMICALS,LTD.提供)来代替实施例1中10份重量的聚碳酸酯树脂(1)。
用以形成上述光电导体的电荷传递层的涂布液体在暗处、20℃及50%相对湿度下放置一个月,并检查是否有发生胶凝。
如上所述获得的光电导体的耐久度如下进行评价。
光电导体固定在激光打印机上(Laser Jet 4 plus型,由Hewlett-Packard Co.提供),使其在纸上印刷10000张印刷密度约5%的图像,并使其每1000张印刷一张安心黑色图像和安心白色图像。评价的项目如下:
通过肉眼检查评价光电导体表面
通过肉眼检查评价印刷图像
评价印刷10000次图像后薄层上的磨损(指薄层厚度由于刮削而减少的量)
表1列出了评价的结果。
表1
最初图像 | 光电导体上的成膜 | 成膜导致的模上图像缺陷 | 印刷10000张后层上的磨损(μm) | 1个月后涂布液的胶凝 | |
E1 | 好 | 没有 | 没有 | 3.2 | 没有 |
E2 | 好 | 没有 | 没有 | 3.6 | 没有 |
E3 | 好 | 没有 | 没有 | 3.1 | 没有 |
E4 | 好 | 没有 | 没有 | 3.5 | 没有 |
E5 | 好 | 没有 | 没有 | 3.1 | 没有 |
C1 | 好 | 印刷2000次后产生 | 印刷4000次后产生 | 5.1 | 产生 |
C2 | 好 | 印刷6000次后产生 | 印刷8000次后产生 | 4.5 | 没有 |
C3 | 好 | 印刷4000次后产生 | 印刷6000次后产生 | 3.2 | 没有 |
C4 | 好 | 印刷3000次后产生 | 印刷5000次后产生 | 4.3 | 没有 |
实施例1至5的用于制成光电导体的电荷传递层的涂布液在放置一个月后没有胶凝。在实施例的光电导体中,没有出现成膜现象和图像缺陷。在印刷10000次后,与对比实施例的光电导体相比,实施例的光电导体上产生的磨损较少。
根据本发明,通过用聚碳酸酯树脂(1)或使聚碳酸酯树脂(1)和双酚A型聚碳酸酯(2)、双酚Z型聚碳酸酯(3)、聚碳酸酯树脂(4)或聚碳酸酯树脂(5)混合可获得用于制成电子照相光电导体的光电导膜的稳定的涂布液。这种稳定的涂布液提高了光电导体的生产率。本发明的光电导体(它包括光电导膜,光电导膜含有聚碳酸酯树脂(1)或其它任一种上述的聚碳酸酯的混合物)可防止光电导膜上产生缺陷和刮痕。本发明的光电导体是非常经济的,因为含有聚碳酸酯(1)或其它任一种上述的聚碳酸酯的混合物的光电导膜可有助于除去增色剂。
Claims (3)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP345295/96 | 1996-12-25 | ||
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