CN1885174B - 成像元件 - Google Patents
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Abstract
本发明成像元件包括生电层和输电层。输电层包括与生电层接触的第一表面和第二表面。输电层包括成膜聚合物基料和分散于其中的输电组分。输电组分在输电层中的浓度在输电层的第一和第二表面中间的输电区域中处于峰值。
Description
技术领域
在此公开用于电子照相的带有具有多个输电组分浓度的输电层的成像元件。
背景技术
典型的电子照相成像元件由如下方式成像:在电子照相成像元件的成像表面上均匀地沉积静电荷和然后将成像元件暴露于活化电磁辐射,如光的图案,它选择性耗散成像元件受照区域中的电荷,同时在未受照区域中留下静电潜像。然后可以通过在成像元件表面上沉积细分的验电器标记调色剂粒子而显影此静电潜像以形成可见图像。然后可以将获得的可见调色剂图像转印到合适的接收元件如纸上。
许多目前的电子照相成像元件是多层感光体,该感光体在带负电系统中包括衬底载体、导电层、任选的阻电层、任选的粘合层、生电层、输电层和任选的保护或外涂层。尺寸由约5至约200微米变化的局部微缺陷部位有时可以在这种成像元件的制造中出现,这在最终的成像复印件中作为印刷缺陷(微缺陷)出现,如作为白点或暗点。这些微缺陷显示非常大的暗衰减,称为电荷缺陷点(CDS)。由于微缺陷部位被固定在感光体中,所以点被从带回转的一个循环转移到下一个。
发明内容
在例示实施方案的一方面提供成像元件,该成像元件包括生电层(CGL)和输电层(CTL)。CTL包括与CGL接触的第一表面和第二表面。CTL包括成膜聚合物基料和分散于其中的输电组分(CTC)。CTC在CTL中的浓度在CTL的第一和第二表面中间的输电区域中处于峰值。
CTC在邻近第一表面的CTL的第一区域中的浓度可以为CTC峰值浓度的约5%-约95%,如为峰值浓度的约10%-约80%。CTC在CTL中的浓度可以在邻近CTL第二表面的CTL的第二区域中低于CTC的峰值浓度。CTL的第二区域可以与第一区域由电荷组分的峰值浓度所处的区域分隔。CTC在第二区域中的浓度可以为峰值CTC浓度的约5%-约95%。CTC在第二区域中的浓度可以为CTC峰值浓度的约10%-约80%。CTL可进一步包括稳定受阻酚。受阻酚的浓度可与朝向离生电层最远的CTL表面的CTC浓度成反比增加。CTC可逐渐从第一表面增加浓度和从峰值降低到CTL的第二表面。CTL可包括第一层和第二层,第一层中CTC的浓度基于第一层的总重量为约5-约35wt%,第二层中CTC的浓度基于第二层的总重量为约35-约90wt%。
CTL可包括第一层和第二层,第一层的厚度低于第二层的。第二层可包括峰值浓度的输电组分。第一层的厚度可以为约5微米-约15微米和第二层的厚度可以为约10微米-约35微米。
输电组分可以在分子水平分散于成膜聚合物中以形成固体溶液。CTC可包括选自二苯基二胺、三苯基胺、三联苯二胺及其组合的芳基胺。CTC可包括(N,N′-二苯基-N,N′-双[3-甲基苯基]-[1,1′-联苯]-4,4′-二胺)。CTC可以在整个CTL中相同。CGL可包括光生材料并可以基本没有光生材料。
静电复印印刷系统可包括在此所述的成像元件。
在另一方面,方法包括在生电层(CGL)上形成输电层(CTL),包括在CGL上沉积第一层。第一层包括成膜聚合物基料和任选的分散于其中的CTC。方法进一步包括直接或间接地在第一层上沉积至少一个第二层使得至少一个第二层与CGL由第一层分隔,该至少一个第二层包括成膜聚合物基料和分散于其中的CTC,CTC在至少一个第二层中的浓度在干燥时高于CTC在第一层中的浓度。将第三层任选地沉积在至少一个第二层上,第三层包括成膜聚合物基料和任选的分散于其中的CTC,CTC在第三层中的浓度在干燥时低于CTC在相邻第二层中的浓度。将外涂层任选地沉积在CTL上。
第一层可进一步包括溶剂。方法可进一步包括在第一层完全干燥之前沉积至少一个第二层。当沉积时,第一层可以基本没有CTC,传输组分在第一层完全干燥之前从第二层扩散入第一层。
附图说明
图1是根据第一实施方案的例示成像元件的横截面示意图;
图2是根据第二实施方案的例示成像元件的上层的横截面示意图;
图3显示输电组分通过图2的层20的浓度;
图4是在形成例示成像元件的输电层的亚层的过程中沟槽染料的示意性说明;和
图5是说明在多层感光体中输电组分浓度对CDS影响的柱形图。
具体实施方式
在此公开的电子照相成像元件可以为柔性带构型或刚性转鼓形式的。
在此处公开的例示实施方案的各方面提供成像元件,该成像元件包括光生(生电电)层与在其上沉积的输电层(CTL)。CTL具有与CGL邻近接触的下表面和上表面。另外,CTL包括成膜基料和在分子水平上分散或溶解于其中的输电组分(CTC)如空穴传输分子以形成固体溶液。最接近CGL的CTL的第一层具有比与CTL分隔的第二层低的CTC浓度。CTC在CTL中的浓度可逐步或逐渐增加,例如从下表面到上表面增加浓度梯度。CTC的浓度可逐渐从最接近光生层的区域增加和然后可向CTL的上部区域降低。尽管特别提及的是包括两个或多个不同CTC浓度的CTL,但应认识到,这些层不必是离散层但可包括具有不同CTC浓度的通常平行的CTL区域。
在实施方案中,本公开内容也提供上述成像元件,其中输电组分在邻近第一表面的输电层的第一区域中的浓度是输电组分峰值浓度的约5%-约95%。
在实施方案中,本公开内容也提供上述成像元件,其中输电组分在第一区域中的浓度是输电组分峰值浓度的约10%-约80%。
在实施方案中,本公开内容也提供上述成像元件,其中输电组分在第二区域中的浓度是峰值输电组分浓度的约5%-约95%。
在实施方案中,本公开内容也提供上述成像元件,其中输电组分在第二区域中的浓度是输电组分峰值浓度的约10%-约80%。
在实施方案中,本公开内容也提供上述成像元件,其中输电层包括第一层和第二层,在第一层中输电组分的浓度基于第一层的总重量是约5-约35t%,在第二层中输电组分的浓度基于第二层的总重量是约35-约90t%。
在实施方案中,本公开内容也提供上述成像元件,其中第一层的厚度是约5微米-约15微米和第二层的厚度是约10微米-约35微米。
在实施方案中,本公开内容也提供上述成像元件,其中输电组分在分子水平上分散在成膜聚合物中以形成固体溶液。
在实施方案中,本公开内容也提供上述成像元件,其中输电组分包括选自二苯基二胺、三苯基胺、三联苯二胺及其组合的芳基胺。
在实施方案中,本公开内容也提供上述成像元件,其中输电组分包括N,N′-二苯基-N,N′-双[3-甲基苯基]-[1,1′-联苯]-4,4′-二胺。
在实施方案中,本公开内容也提供上述成像元件,其中输电组分在整个输电层中相同。
在实施方案中,本公开内容也提供上述成像元件,其中生电层包括光生材料并且输电层基本没有光生材料。
固体溶液CTL可具有多个不同CTC浓度的区域。CTL可包括不同浓度CTC、成膜聚合物基料/树脂和其它化合物的固体溶液以形成两个或多个区域。
CTL可包括成膜聚合物基料的固体溶液的不同区域或层,该区域或层包含不同浓度的CTC,其中最大CTC浓度的层与CTL的底表面分隔而CTC的最低浓度在CTL的顶和底表面。
CTL可包括多个由第一或底CTL、第二固体溶液CTL或层和任选的一个或多个另外的固体溶液CTL组成的输电层,所述第一层包括成膜聚合物基料和CTC的固体溶液,所述第二层在第一层上并与之接触且由第一层与光生层分隔,第二层的CTC浓度高于第一层的。第二层和随后的另外CTL每个可由相同或不同的成膜聚合物基料和与第一CTL相同或不同的CTC组成。然而,在另外的层中,使CTC的含量以逐步或逐渐的浓度梯度从第二层向顶部层或最上层降低。另外的CTL可包括1-约15个层,和更具体地1-约5个层。
已经发现从诸如光生层来源进入CTL的电荷注入受附近的输电分子的数目(浓度)影响。通过提供抑制从CGL进入CTL的电荷迁移速率的层,可以显著降低由成像元件产生的图像中的CDS点。两种类型的CDS点-放电显影点(在白背景上显现为微黑点)和电荷显影点(在暗背景上显现为微白点)可以降低,可以通过降低邻近生电层的层中的CTC浓度而抑制。由于CTC的更低浓度也抑制了注入电荷的迁移率。因此,提供与生电层分隔的,例如通过引入更高浓度的CTC提供更高电荷迁移率的第二层促进总体电荷通过CTL的移动。电荷迁移率可以以电荷通过每单位场成像元件的单位面积的平均速度表示。另外的优点可包括避免抑制CTL断裂的较早开始。
成像元件可用于成像,特别是静电复印成像和印刷工艺,包括数字印刷工艺,特别是高速彩色复印和印刷工艺,并且该元件在例如约500-约900纳米,如约650-约850纳米的波长范围中是敏感的,因此二极管激光器可以选择作为光源。
在另一方面,成像元件包括任选的衬底、电荷来源和从来源接收电荷的CTL。CTL包括成膜聚合物基料和分散于其中的CTC。CTL包括第一区域和第二区域。第二区域与电荷来源由第一区域分隔。第一区域的电荷迁移率低于第二区域的,由此与没有第一区域所形成的成像元件相比降低了电荷缺陷点。
在实施方案中,本公开内容也提供上述成像元件,进一步包括与第一区域由第二区域分隔的第三区域,第三区域的电荷迁移率低于第二区域的。
在实施方案中,本公开内容也提供上述成像元件,其中第一区域包括的输电组分的浓度低于第二区域的。
柔性带构型的多层电子照相成像元件的例示实施方案举例说明于图1。例示成像元件包括具有任选的导电表面层12的任选载体衬底10,任选的空穴阻挡层14,任选的粘合层16,生电层18,具有两个或多个层或亚层、任选地由至少第一输电层22、第二输电层24和第三传输层26组成的输电层20,和任选的一个或多个外涂层和/或保护层28。成像元件的其它层可包括例如任选的接地条层30,该层30施加到成像元件的一个边缘以促进与导电层12通过空穴阻挡层14的电连续性。防卷曲背涂层32可以在柔性载体衬底的背侧上形成。层14、16、18、22、24、26和28可以作为包括溶剂的溶液单独和按顺序沉积到衬底10上,将每个层在下一层沉积之前进行干燥。或者或另外,在先前层干燥之前施加一个或多个层24、26、28使得可以发生在相邻层边界的部分混合和/或一种或多种组分从一个层进入相邻层的浸提扩散。
在举例说明的实施方案中,层20具有与CGL18的上表面直接接触的下表面32和上表面34,如果不采用外涂层28,则该上表面层34可以是成像元件的暴露表面,或在使用外涂层28或层的情况下,上表面34与外涂层28直接接触。
感光体载体衬底10可以是不透明或基本透明的,并可包括具有必须机械性能的任何合适的有机或无机材料。整个衬底可包括与导电表面中相同的材料,或导电表面可以仅是衬底上的涂层。可以采用任何合适的导电材料。典型的导电材料包括铜、黄铜、镍、锌、铬、不锈钢等。
导电层12在存在的情况下可以是例如约20埃-约750埃的钛和/或锆导电层。在整个衬底是导电金属的情况下,其外表面可起导电层的功能并且可以省略单独的导电层。
然后可以将正电荷(空穴)阻挡层14任选地施加到衬底10或施加到如果存在的层12上。通常,用于带正电荷感光体的电子阻挡层允许在感光体表面的CGL18中的光生空穴在电子照相成像工艺期间向下面的输电(空穴)层迁移和达到底部导电层。可以采用能够形成对从相邻导电层12进入光电导或光生层的空穴注入有效阻挡的任何合适空穴阻挡层,如聚乙烯醇缩丁醛、含氮硅氧烷或硅烷、或含氮钛或锆化合物,如钛酸盐和锆酸盐。空穴阻挡层的厚度在约50埃(0.005微米)-约10微米,例如约0.005微米-约2微米的宽泛范围。
可以将任选的粘合层16以包括溶剂如四氢呋喃的涂料溶液的形式施加到空穴阻挡层14。可以采用任何合适的粘合层。粘合层可包括四种二元酸和乙二醇的线性饱和共聚酯反应产物并可进一步包括共聚酯树脂。将粘合层直接施加到空穴阻挡层。因此,粘合层在实施方案中与下面的空穴阻挡层和上面的CGL直接邻近接触以增强粘合而提供连接。在实施方案中,粘合层是连续的。在干燥之后粘合层16的厚度可以为约0.01-900微米。
其后可以将光生(生电)层18施加到阻挡层14或粘合层16,如果采用其中一个。为产生功能CTL,由于聚合物材料自身固有地不能支持光生空穴的注入和不能允许这些空穴通过它传输,所以可以将输电分子加入聚合物基体以使它为电活性的。可以采用包括光生/光电导材料的任何合适生由基料层18,它可以为粒子形式的和分散在成膜基料中,如非活性树脂中。光生材料的例子包括分散在成膜聚合物基料中的无机光电导材料如无定形硒、三角形硒和硒合金及有机光电导材料如酞菁颜料、苯并咪唑苝、取代2,4-二氨基-三嗪、多核芳族醌等。硒、硒合金、苯并咪唑苝等及其混合物可以形成为连续的均匀光生层。选择的光生材料应当在电子照相成像工艺中成像辐射曝光步骤期间对波长为约600-450和约700-850nm的活化辐射敏感以形成静电潜像。
任何合适的非活性树脂材料可用于光生层18,如有机树脂基料,例如热塑性和热固性树脂如一种或多种聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺等。
光生材料可以在树脂基料组合物中以约5-约90体积%(如约20-30vol%)分散在约10-约95体积%的树脂基料(如约70-80vol%)中。当干燥时光生层18的厚度可以为约0.1微米-约5微米,例如约0.3-3微米。
CTL 20其后被施加在CGL 18上并可包括任何合适的透明有机聚合物或非聚合物材料,该材料能够支持光生空穴或电子从CGL 18注入和能够允许这些空穴通过CTL传输以选择性在成像元件表面上将表面电荷放电。CTL 20可以是基本非光电导材料,但支持光生空穴从生电层18的注入。CTL可以没有或基本没有光生材料(如层22、24和26每个在CGL18中包含浓度小于1%的光生材料和在一个实施方案中小于其0.01%)。当曝光通过其进行以保证大多数入射辐射被下面的CGL18利用时,总体CTL 20的层或亚层22、24、26正常地在待使用电子照相成像元件的波长区域中是透明的。当对用于静电复印的波长,例如4000-9000埃曝光时,每个CTL应当显示优异的光学透明度和如果存在的话可忽略的光吸收且既没有生电也没有放电。在当使用透明衬底10以及透明导电层12制备感光体时的情况下,成像曝光或删除可以通过衬底10使所有光通过衬底背侧而完成。在此情况下,如果CGL18夹在衬底和CTL 20之间,则层或亚层22、24和26的材料在使用波长范围内不需要透射光。与CGL18结合的CTL 20是绝缘体,达到在照明不存在下不传导在输电层上放置的静电荷的程度。第一或底部CTL 22及中间和顶部CTL 24、26应当捕集最小的电荷,如可以通过它的情况。
CTL 20可包括用作在分子水平上分散于非电活性聚合物材料中以形成固体溶液并由此使此材料成为电活性的任何合适的输电组分或活化化合物。可以将CTC加入成膜聚合物材料,否则该材料不能够支持光生空穴从产生材料注入和不能够允许这些空穴通过其间传输。这将非电活性聚合物材料转化成能够支持光生空穴从生电层18注入和能够允许这些空穴通过CTL 20传输的材料,以在CTL上放出表面电荷。CTL典型地包括有机化合物的小分子,这些小分子合作以在分子之间传输电荷和最终传输到CTL的表面。
尽管使用的成膜聚合物基料对于不同的CTL 22、24、26在一个实施方案中可不同,但相同的聚合物基料在整个CTL 20中使用,它倾向于提供在亚层22、24、26之间改进的界面粘合。
溶于二氯甲烷、氯苯或其它合适溶剂的任何合适非活性树脂基料可用于CTL 20。例示基料包括聚酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇缩甲醛及其组合。用于CTL的聚合物基料可以例如选自聚碳酸酯、聚酯、聚芳基化物、聚丙烯酸酯、聚醚、聚砜其组合等。例示输电荷组分包括芳族二胺,如芳基二胺。适于单独或组合用作电荷组分的例示二苯基二胺由以下分子式I表示:
通式1
其中每个X独立地选自烷基、羟基和卤素。典型地,卤素是氯。在X是烷基的情况下,X可包括1-约10个碳原子,例如1-5个碳原子,如甲基、乙基、丙基、丁基等。此类型的例示芳族二胺包括N,N′-二苯基-N,N′-双(烷基苯基)-1,1′-联苯-4,4-二胺,如mTBD,它具有通式N,N′-二苯基-N,N′-双[3-甲基苯基]-[1,1’-联苯]-4,4′-二胺;N,N′-二苯基-N,N’-双(氯苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺;和N,N′-双-(4-甲基苯基)-N,N′-双(4-乙基苯基)-1,1′-3,3′-二甲基联苯)-4,4′-二胺(Ae-16)及其组合。
如需要,也可以采用其它层如常规接地条层30和外涂层26。
在一个实施方案中,CTL 20包括二元固体溶液的多个浓度区域,该固体溶液包括成膜聚合物基料和CTC,该CTC包括一种或多种根据通式I的芳族胺传输空穴化合物或在此公开类型的任何其它合适芳族胺。最接近CGL 18的第一层22的CTC浓度低于层24的并可包括例如至少约5wt%和可包括至多约40wt%的CTC,如约10-约35wt%。所有CTC浓度按干燥层的重量表示,除非另外说明。与生电层由第一层分隔的第二层24的CTC浓度高于第一层的,使得第二层中电荷的迁移率高于第一层中的。第二层24可包括例如至少约30wt%和可包括至多约90wt%的CTC,如约35-约50wt%。CTC在第一层中的浓度可以为CTC在第二层中浓度的约1%-约95%,按重量表示。在一个实施方案中,第一层中的CTC浓度是第二层中CTC浓度的至少约5%,在另一个实施方案中至少约20%,在又一个实施方案中至少30%。第一层中的CTC浓度可以比第二层的CTC浓度少约90%,如少约80%,或约60%或更少。
第二层24中电荷迁移率与第一层22中电荷迁移率的比例可以是例如约5∶1-约100∶1。
第一层22的厚度可以是约2-约15微米而第二层总厚度可以是约10微米-约35微米。
第一层22的厚度可以小于第二层24的厚度。第二层24的厚度与第一层22的厚度的比例可以是例如至少约1.2∶1,如至少1.5∶1或至少约1.8∶1。该比例可以是至多约10∶1,或更高。
层26与CGL 18由层22和24分隔。层24因此夹在层22和26之间,层26提供CTL 20的上表面34。层26可以与层24邻近接触,或在采用几个层24的情况下,与最上层24邻近接触。
层26可以类似于层22和24形成,它包含CTC,例如用于层22和24的CTC,或不同的CTC,它可以是用作添加剂的任何合适CTC,该添加剂在分子水平上分散在非电活性聚合物材料中以形成固体溶液并由此使此材料成为电活性的。第三层26的CTC浓度低于层24的。层26中的电荷迁移率可因此低于层24的。浓度可以相同或一定程度上高于或低于层24中的CTC浓度。在第三层中的CTC浓度可以是在第二层中的CTC浓度的约1%-约95%(或层24中最高浓度的约1%-约95%,其中浓度在层24中变化)。在一个实施方案中第三层中的CTC浓度是第二层24的CTC浓度的至少约5%,在另一个实施方案中至少约20%,在又一个实施方案中至少30%。在一个实施方案中第三层26中的CTC浓度比第二层的CTC浓度少约90%,在另一个实施方案中少约80%,在又一个实施方案中比第二层的CTC浓度少约60%或更小。第三层中的CTC浓度可以与第一层的CTC浓度大约相同或一定程度上更高或更低,例如是第一层浓度的约50%-约300%。CTC在CTL 20中的浓度在此实施方案中因此随与生电层18的距离增加并然后再次朝向生电层的上表面降低。
第三层26的厚度可以小于第二层的厚度并可以是约2微米-约10微米。
第三层26可包括例如至少约5wt%和可包括至多约50wt%的CTC,如约5-约45wt%。
在一个例示的实施方案中,CTL包括包含10-35wt%mTBD的层22,包含40-60%mTBD的层24和包含5-50%mTBD作为CTC的任选层26。在此实施方案中,层22的厚度可以是约10微米,层24的厚度是约20微米和层26的厚度是约10微米。然而应理解,层22、24、26的厚度可以变化并且层22和24甚至可以厚度相等。根据图1形成的例示CTL可具有包含约30%mTBD作为CTC的第一层22和厚度大于第一层22且包含约50%mTBD作为CTC的第二层24,及包含小于50%mTBD,如约40%或更少的第三层。
在另一个例示的实施方案中,层22包括5-10wt%mTBD和层24包括20-60%mTBD。在此实施方案中,层22的厚度可以是约8微米和层24的厚度是约22微米。
根据图1形成的另一个例示CTL可具有包含约20%mTBD作为CTC的第一层22,厚度大于第一层22且包含约55%mTBD作为CTC的第二层24,和厚度小于第二层且包含约30%mTBD作为CTC的第三层26。
在图2中举例说明的成像元件的另一个实施方案中,它可相似于图1的实施方案构造,区别在于关于CTL 20,CTC的浓度随着远离生电层18增加并且在CTL 20的上表面和下表面中间达到峰值浓度值。在此实施方案中,层22、24、26的形式为逐渐变化浓度的邻近区域。浓度变化可以是连续增加和然后降低,如在图2的浓度对邻近CTL深度的图中所说明,或更逐步地增加和降低。在或邻近表面32浓度可以为例如约2-8%(或无论什么水平足以允许至少一些电荷从表面32进入CTL的迁移),至多约40-90%,如在峰值42为约50%,并在或邻近表面34下降到约2-8%(或无论什么水平足以允许至少一些电荷迁移到表面34)。
图2的CTL 20可以由在生电层18上顺序沉积多个亚层形成。例如,可以存在3-约15个亚层,如三个、五个、六个、八个或多个亚层。在一个实施方案中,亚层在随后施加亚层之前不干燥或仅部分干燥。结果是,在亚层之间的边界发生部分混合和/或CTC跨越亚层之间的边界的扩散,并且使得CTC浓度的更逐渐变化,而不是逐步变化。例如,当成像元件相对于模头60在箭头D的方向上移动时,将不同浓度的溶液通过在槽型挤塑模头60中的狭槽50、52、54、56、58等沉积,如图4所示以分别在生电层18上形成亚层62、64、66、68、70。狭槽50、52和54采用随后的方式布置使得狭槽50带有低(或零)浓度CTC的溶液,将该溶液直接挤出在干燥的生电层18上,同时狭槽52和54每个挤出增加CTC浓度的溶液,当成像元件网原料在箭头D的方向移动时它将每个随后湿涂覆亚层分配在顶部的各自在先湿涂料亚层上。狭槽56和58挤出降低CTC浓度的溶液。施加每个随后的亚层同时在先的亚层处于部分干燥状态(它可以定义为包含不小于5wt%的溶剂)。此布置和工艺促进界面CTC扩散和导致这些层变成合并CTL 20的最终会聚,该合并CTL 20在图3所示的获得的干燥CTL 20中包含上升和然后下降的CTC浓度梯度曲线。最高的浓度在底部和顶部亚层62、70中间,如在一个或多个亚层64、66和68中,它限定中间区域24。或者,CTL涂料涂覆可以通过利用得到相似结果的多个涂料模头完成。
应认识到,尽管在图4中举例说明的是五个亚层,但可以采用少于或多于五个亚层。狭槽50、52、54、56、58、60可以被间隔以允许在随后层施加之前,通过溶剂蒸发进行部分干燥。或者,可以邻近亚层布置一个或多个加热器以协助干燥。在最低亚层62相对薄的情况下,如当干燥时约2微米-约20微米,如约10-约15微米,施加的溶液中CTC浓度可以为零或接近零。一旦干燥,从随后施加的第二亚层64进入此薄层62的输电组分迁移提供足够的CTC以允许电荷通过层62迁移。应认识到,在使用中,亚层62包含至少足以通过亚层进行电荷(空穴)移动的最小浓度的CTC。采用相似的方式,当它通过狭槽58挤出时在施加以形成顶部亚层70的溶液中CTC的浓度可以为零或接近零。一旦干燥,从部分干燥的先前施加的亚层68进入薄层70的输电组分迁移在亚层70中提供足够的CTC以允许通过亚层70的电荷迁移。相似的方法可用于图1和2的实施方案,其中如果将最下层22施加为足够薄层,则它可包含较少或不包含CTC,这是由于一旦干燥,CTC从层24进入部分干燥层22的迁移提供足够的CTC以允许通过层22的迁移。
第一或底部输电亚层62的厚度当干燥时可以为约0.5-约10微米,如约3-7微米。依赖于采用的亚层数目,随后的亚层可具有相似的厚度或更大或更小的厚度。CTL 20的总体厚度可以为约5微米-约200微米并通常为约10-约40微米和更具体地为20-35微米。
如需要,以上实施方案中所述每个感光体中顶部CTL 26的组成也可包括加入例如抗氧剂、流平剂、表面活性剂、耐磨填料如聚四氟乙烯(PTFE)粒子和二氧化硅粒子的分散体、耐光震动或光震动降低剂等,以赋予另外的光电、机械和复印输出质量增强结果,特别是如果不使用外涂层28的话。
CDS由层22抑制,而靠近暴露表面的顶部层26中更低的CTC浓度降低来自电晕流出物和周围气氛中溶剂的问题,如断裂和侧电荷迁移(LCM)。输电组分,如mTBD倾向于被这些流出物氧化。因此,上部层40中的更低浓度减轻这些效果。
CTL 20可包括变化数量的抗氧剂,如受阻酚。CTL的上部层或外涂层28可包括纳米粒子作为分散体,如二氧化硅、金属氧化物、蜡状聚乙烯粒子、PTFE等。
CTL 20是绝缘体,达到在照明不存在下在足以防止在其上形成和保留静电潜像的速率下不传导在CTL上放置的静电荷的程度。通常,CTL 20的厚度与生电层18的比例保持在约2∶1-约200∶1和在一些情况下大至约400∶1。
在一个具体的实施方案中,CTL 20是包括在分子水平上溶解于聚碳酸酯基料中的CTC,如mTBD的固体溶液,该基料是聚(4,4′-亚异丙基二苯基碳酸酯)或聚(4,4′-二苯基-1,1′-环己烷碳酸酯)。
在采用外涂层28的情况下,它可包括用于CTL的相似树脂或不同树脂并且厚度是约1-约2微米。
可以将防卷曲背涂层32施加到衬底载体10的背侧(它是与带有电活性涂料层的一侧相对的一侧)以提供例如由热塑性聚合物,如用于CTL 20的基料聚合物形成的平直度并可以是光学透明的。
可以将具有根据在上所述的实施方案制造的CTL的多层柔性电子照相成像元件网原料切割成矩形片。然后将每个切割片在其末端重叠并由任何合适的方法,如超声焊接、胶接、带接、钉接或压力和热熔凝结合以形成连续成像元件缝合带、套筒或圆筒体。
制备的柔性成像带可随后用于任何合适和常规的电子照相成像工艺,它在对活化电磁辐射曝光之前采用均匀充电。当电子照相元件的成像表面由静电荷均匀充电并对活化电磁辐射成像曝光时,常规正或反显影技术可用于在电子照相成像元件的成像表面上形成标记材料图像。因此,通过施加合适的电偏压和选择具有适当电荷极性的调色剂,在电子照相成像元件的成像表面上的带电区域或放电区域中形成调色剂图像。例如,对于正显影,充电的调色剂粒子被吸引到成像表面的带相反电荷的静电区域,而对于反显影,充电的调色剂粒子被吸引到成像表面的放电区域。
实施例
在如下实施例中,通过采用邻近生电层的更低浓度输电分子的层,制备具有两个输电层的成像元件以展示CDS的降低。应认识到,这些成像元件可以采用三个传输层或采用梯度层制备以提供接触生电层的峰值浓度中间表面和输电层的上表面。
实施例1
成像元件由如下方式制备:提供在厚度为3.5密耳(0.09毫米)的双向取向聚萘二甲酸乙二醇酯衬底(KALEDEXTM 2000)上涂覆的0.02微米厚钛层。采用凹版印刷施料器在其上施加的是包含50克3-氨基-丙基三乙氧基硅烷、41.2克水、15克乙酸、684.3克的200防变性酒精和200克庚烷的溶液。然后将此层在120℃下在涂布器的强制空气干燥器中干燥约2分钟。获得的阻挡层的干燥厚度为500埃。
然后在阻挡层上,使用凹版印刷施料器施加湿涂料制备粘合层,该涂料包含基于溶液总重量0.2wt%在60∶30∶10体积比的四氢呋喃/单氯苯/二氯甲烷混合物中的聚芳基化物粘合剂(Ardel D100,购自Toyota Hsutsu Inc.)。然后将粘合层在120℃下在涂覆器的强制空气干燥器中干燥约2分钟。获得的粘合层的干燥厚度为200埃。
光生层分散体由如下方式制备:将0.45克购自Mitsubishi GasChemical Corp的Iupilon200TM(PC-Z 200)和50ml四氢呋喃引入100gm玻璃瓶。向此溶液中加入2.4克羟基镓酞菁和300克1/8英寸(3.2毫米)直径不锈钢弹。然后将此混合物放置在球磨机上8小时。随后,将2.25克PC-Z 200溶于46.1gm四氢呋喃中,并加入到此OHGaPc浆料中。然后将此浆料放置在震动器上10分钟。其后将获得的浆料采用佰德式施料器施加到粘合剂界面以形成湿厚度为0.25密耳(约6微米)的生电层。然而,将沿带有阻挡层和粘合层的衬底网原料一个边缘约10mm宽的条故意留下不涂覆而没有任何生电层材料,以促进由以后将施加的接地条层的适当电接触。将生电层在120℃下在强制空气烘箱中干燥1分钟以形成厚度为0.4微米的干燥生电层。
此光生层由第一输电层外涂覆。第一输电层由如下方式制备:向琥珀色玻璃瓶中引入按重量比20∶80的N,N′-二苯基-N,N′-双(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺和Makrolon 5705(分子量为约50,000-100,000的聚碳酸酯树脂,购自Farbenfabriken Bayer A.G)。将获得的混合物溶于二氯甲烷以形成包含15wt%固体的溶液。将此溶液使用佰德式施料器施加在光生层上以形成在干燥时厚度为14.5微米的涂层。在此涂覆工艺期间湿度等于或小于15%。
此第一输电层由第二输电层外涂覆。第二输电层由如下方式制备:向琥珀色玻璃瓶中引入按重量比50∶50的N,N′-二苯基-N,N′-双(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺和Makrolon 5705。将获得的混合物溶于二氯甲烷以形成包含15wt%固体的溶液。将此溶液使用佰德式施料器施加在光生层上以形成在干燥时厚度为14.5微米的涂层。在此涂覆工艺期间湿度等于或小于15%。
实施例2
感光体如在实施例1中制备,区别在于第一输电层采用N,N’-二苯基-N,N′-双(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺和Makrolon 5705以重量比30∶70制备和第二输电层采用N,N′-二苯基-N,N′-双(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺和Makrolon 5705以重量比50∶50制备。两个层的厚度相同(14.5微米)。
实施例3
感光体如在实施例1中制备,区别在于第一输电层采用N,N’-二苯基-N,N′-双(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺和Makrolon 5705以重量比40∶60制备和第二输电层采用N,N′-二苯基-N,N′-双(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺和Makrolon 5705以重量比50∶50制备。两个层的厚度相同(4.5微米)。
实施例4
感光体如在实施例1中制备,区别在于第一输电层采用N,N′-二苯基-N,N′-双(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺和Makrolon 5705以重量比50∶50制备和第二输电层采用重量比40∶60制备。两个层的厚度相同(14.5微米)。
实施例5
感光体如在实施例1中制备,区别在于第一输电层采用N,N′-二苯基-N,N′-双(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺和Makrolon 5705以重量比50∶50制备和第二输电层采用重量比30∶70的N,N′-二苯基-N,N′-双(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺和Makrolon 5705制备。两个层的厚度相同(14.5微米)。
实施例6
感光体如在实施例1中制备,区别在于第一输电层采用N,N′-二苯基-N,N′-双(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺和Makrolon 5705以重量比35∶65制备和第二输电层要用重量比43∶57的N,N′-二苯基-N N′-双(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺和Makrolon 5705制备。两个层的厚度相同(14.5微米)。
实施例7电扫描器
在扫描器中测试如实施例1-6中所述制备的柔性感光体片的静电复印敏感性和循环稳定性。在扫描器中,将要评价的每个感光体片安装在圆筒形铝转鼓衬底上,它在轴上旋转。由沿转鼓周边安装的电晕管使器件带电。由在轴周围不同位置安装的电容耦合电压探针测量作为时间函数的表面电势。通过向转鼓衬底施加已知的电势校准探针。将转鼓上的每个感光体片暴露于从电晕管下游靠近转鼓位置的光源。当转鼓旋转时,初始(曝光前)带电电势(Vddp)由第一电压探针测量。进一步的旋转导致曝光站,其中感光体器件暴露于3.5尔格/cm2已知强度的单色辐射以获得Vbg。由位于带电上游位置的光源消除器件以获得Vr。下表1中说明的测量包括每个感光体器件在恒定电流或电压模压中的带电。使器件带电到负极性电晕。在曝光之后的表面电势(Vbg)由第二电压探针测量。在设计中,曝光可以在某些循环中关闭。在第二探针测量的电压则是Vddp。电压通常在充电站较高。在充电站的充电电压和Vddp之间的差异是暗衰减。最终将器件暴露于适当强度的消除灯并且任何残余电势(Vr)由第三电压探针测量。在10,000次充电-消除循环之后,再测量Vbg和计算在第一循环的Vbg和第10,000次循环的Vbg之间的差异(ΔVbg10K)。表1显示在干燥6个例示片构型之后mTBD在每个输电层中的浓度以及上述的测量电特性。第一过程是第一层22,第二过程是第二层24。
表1
实施例 | 第一过程中的mTBD浓度 | 第二过程中的mTBD浓度 | 暗显影(3.5尔格Vbg Vddp=500) | 背景AVbg 10K | 残余300尔格Vr cy30 |
1 | 20 | 50 | 117 | +46 | 110 |
2 | 30 | 50 | 80 | +56 | 52 |
3 | 40 | 50 | 65 | +53 | 31 |
4 | 50 | 40 | 65 | +52 | 27 |
5 | 50 | 30 | 58 | +45 | 27 |
6 | 35 | 43 | 76 | +54 | 45 |
将这样形成的片采用浮动探针扫描器(FPS扫描器)测试CDS。将所有样品的23cm宽和28cm长的片切割和每次在FPS扫描器的转鼓上安装一个。将转鼓连续旋转和经历在电晕管下带电到700伏的程序。然后进行微缺陷的测量。这些由空气动力浮动探针的进行50-100微米分辨率的高分辨率电压测量组成,该探针电容耦合到感光体带电表面。在样品表面的整个扫描期间将探针保持在50微米的恒定距离下。在此之后,在下一个循环开始之前将感光体由消除灯放电。在每个循环中使转鼓以25-50微米的小步幅平移移动。然后浮动探针扫描器在约100-150cm2的区域内计数CDS并提供平均值/cm2。图5显示采用浮动探针扫描器获得的结果。表1显示电性能。
如从图5可见,就CDS/cm2而言,在实施例1和2可见六个实施例的最好结果,其中第一层(最接近生电层)的mTBD浓度显著低于第二层的。通常2-3CDS/cm2或更低的计数限定对场释放的带。因此,即使采用由于其典型的CDS高发生率而选择的生电层,也得到适于实际文件使用的片。
从表1显然可见,mTBD加载量的降低引起背景电压(Vbg)上升。实施例1和2(和通过推论在两者之间的mTBD浓度值)因此提供具有低CDS和仍然提供良好电性能的成像元件。也希望通过降低第一层的厚度提供就电性能而言的进一步益处。
Claims (9)
1.一种成像元件,包括:
导电的载体衬底或导电层;
生电层;和
输电层,其包括:
与生电层接触的第一表面
和
第二表面,
该输电层包括成膜聚合物基料和分散于其中的输电组分,其中输电组分在输电层中的浓度在输电层的第一和第二表面中间的输电区域中处于峰值,所述成膜聚合物基料在整个所述输电层中是相同的,以及其中所述输电层包括第一层和第二层,所述第一层的厚度低于所述第二层;
其中在生电层上形成输电层,且在生电层上沉积第一层。
2.权利要求1的成像元件,其中与输电组分的峰值浓度相比,输电组分在输电层中的浓度在邻近输电层第二表面的输电层的第二区域中更低。
3.权利要求1的成像元件,其中输电层的第二区域与第一区域由输电组分的峰值浓度所处的区域分隔。
4.权利要求1的成像元件,其中输电层进一步包括稳定受阻酚,并且其中受阻酚的浓度与朝向离生电层最远的输电层表面的输电组分的浓度成反比增加。
5.权利要求1的成像元件,其中输电组分的浓度逐渐从第一表面增加和从峰值降低到输电层的第二表面。
6.权利要求1的成像元件,其中第二层包括输电组分的峰值浓度。
7.一种静电复印印刷系统,包括权利要求1的成像元件。
8.一种成像元件,包括:
导电的载体衬底或导电层;
生电层;和
输电层,其包括:
与生电层接触的第一表面
和
第二表面,
该输电层包括成膜聚合物基料和分散于其中的输电组分,其中输电组分在输电层中的浓度在输电层的第一和第二表面中间的输电区域中处于峰值;输电层进一步包括稳定受阻酚,并且其中受阻酚的浓度与朝向离生电层最远的输电层表面的输电组分的浓度成反比增加。
9.一种在生电层上形成输电层方法,
包括:
在生电层上沉积第一层,第一层包括溶剂和成膜聚合物基料;
在所述第一层完全干燥之前,直接或间接在第一层上沉积至少一个第二层使得所述至少一个第二层与生电层由第一层分隔,所述至少一个第二层包括成膜聚合物基料和分散于其中的输电组分,输电组分在该至少一个第二层中的浓度在干燥时高于第一层中输电组分的浓度;当沉积时,所述第一层基本没有输电组分,以及其中所述输电组分在第一层完全干燥之前从第二层扩散入第一层;
任选地在所述至少一个第二层上沉积第三层,第三层包括成膜聚合物基料和任选的分散于其中的输电组分,输电组分在第三层中的浓度在干燥时低于相邻第二层中输电组分的浓度;和
任选地在输电层上沉积外涂层。
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