具有填充罩涂层的成像元件的制作方法

专利名称：具有填充罩涂层的成像元件的制作方法
技术领域：
本文中公开的是成像元件，也称为光敏元件、光感受器、光电导体等，可用于静电成像装置中，这些装置包括印刷机、复印机、其它复制设备和数字装置。在特定的实施方案中，本文中的成像元件具有包括至少一种类型的填料的外涂层。在实施方案中，填充的罩涂层包括金属填料如硅石、二氧化钛和它们的混合物。在实施方案中填充的罩涂层提供了成像元件，它具有较长寿命；改进的硬度，疏水性和平滑度；增大的接触角；和较低的表面能和摩擦。在实施方案中，填充的罩涂层提供了成像元件，它耐磨损和对于小颗粒乳液聚集调色剂具有改进的清洁性能。在实施方案中，填充的罩涂层对于普通的调色剂也表现良好。另外，在实施方案中，填充的罩涂层很好地粘附于底涂层并且耐划痕性高达超过100,000个循环。在实施方案中，对于A、B和C区的每一个中的18,000个复印件而言，印刷质量是稳定的。另外，在实施方案中，填充的罩涂层在偏压充电辊系统中比对照转鼓耐磨性好了5.4倍，并预计在scorotron充电系统中有超过1.7百万个循环。
背景技术：
获得更长光感受器转鼓寿命的一个方法是在成像表面形成保护罩涂层，例如光感受器的电荷传输层。该罩涂层必须满足许多要求，包括传输空穴、抵抗图像缺失、抵抗磨损、和避免在涂覆期间底层的扰动。
在现有技术中已经公开了各种使用醇溶性聚酰胺的罩涂层。最早的罩涂层之一是包括醇溶性聚酰胺，而不带有任何含有甲基甲氧基基团的N，N’-二苯基-N，N’-双(3-羟基苯基)-(1，1’-联苯基)-4，4’-二胺(ELVAMIDE)的罩涂层。该罩涂层记载于美国专利5,368,967，其全部公开内容在差引入作为参考。
使用聚酰胺罩涂层带来一些问题，包括光感受器罩涂层的磨损性降低。使用改进的小颗粒乳液聚集调色剂引起了额外的清洁问题。更具体而言，目前的罩涂层忍受着乳液聚集调色剂和清洁刀的高摩擦。结果，难以使用已知的清洁刀装置从目前的罩涂层表面除去这种乳液聚集调色剂。本文所述的感受器罩涂层负载了低表面能的无机氧化物，在实施方案中该氧化物在感受器罩涂层上产生有纹理的表面。在实施方案中，有纹理的层减少了调色剂与罩涂层表面之间的接触面积，由此使得调色剂易于被清洁刀除去。

发明内容
本发明的实施方案包括成像元件，该成像元件包括基材；有电荷传输材料分散在其中的电荷传输层；和位于电荷传输层上的罩涂层，其中罩涂层包括聚酰胺和金属材料。
实施方案进一步包括成像元件，该成像元件包括基材；有电荷传输材料分散在其中的电荷传输层；和位于电荷传输层上的罩涂层，其中罩涂层包括聚酰胺、无机氧化物、交联剂、缺失控制剂(deletioncontrol agent)和电荷传输分子。
另外，实施方案包括在记录介质上形成图像的图像形成装置，它包括a)具有电荷保持表面以在其上接收静电潜影的光感受器元件，其中光感受器元件包括基材，在其中包括电荷传输材料的电荷传输层，和位于电荷传输层上的罩涂层，其中该罩涂层包括聚酰胺和无机氧化物；b)显影组件，它将显影剂材料施加于电荷保持表面上以使静电潜影显影而在电荷保持表面上形成显影图像；c)将显影图像从电荷保持表面转移到另一个元件或复制基材上的转移组件；和d)将显影图像熔凝(fuse)到复制基材上的熔凝元件。


图1是使用光感受器元件的普通静电成像装置的示意图。
图2是显示各层的光感受器的一个实施方案的示意图。
图3是PIDC(光诱导放电特性)电压对曝光量(erg/cm2)的曲线图。
图4是显示了在A区中彩色和网点图案的密度与彩色拷贝的数量之间相互关系的曲线图。
图5是显示了在B区中彩色和网点图案的密度与彩色拷贝的数量之间相互关系的曲线图。
图6是显示了在C区中彩色和网点图案的密度与彩色拷贝的数量之间相互关系的曲线图。
图7是显示了罩涂层厚度对磨损速率和残余电压的影响的曲线图。
具体实施例方式
参见图1，在典型的静电成像复制装置中，待复制的原型的亮像以静电潜影的形式记录在光敏元件上，然后潜影通过应用通常称为调色剂的验电(electroscopic)热塑性树脂颗粒而变成可见的。具体地说，光感受器10利用充电器12(从电源11为它提供电压)在其表面上带电荷。光感受器然后以影像方式曝露于来自光学系统或图像输入装置13如激光和发光二极管的光，在其上面形成静电潜影。一般来说，通过让来自显影站14的显影剂混合物与其接触来使静电潜影显影。显影可以通过使用磁刷、粉末云雾或其它已知的显影方法进行。
在调色剂颗粒已经沉积在光电导性表面上之后，它们以图像结构通过转印设备15(它能够压力转印或静电转印)被转印到复印纸16上。在实施方案中，显影的图像能够转印到中间转印元件上和随后转印到复印纸上。
在显影图像的转印完成之后，复印纸16前进到熔凝站19，其在图1中描绘为熔凝辊和压力辊，其中通过让复印纸16在熔凝元件20和压力元件21之间通过来使显影图像熔凝到复印纸16上，从而形成永久的图像。熔凝通过其它熔凝元件如与压力辊实现压力接触的熔凝带，与压力带接触的熔凝辊或其它类似系统来进行。在转印之后，光感受器10前进到清洁站17，其中保留在光感受器10上的任何调色剂通过使用刮刀22(图1中未示出)、刷、或其它清洁装置从其上清除掉。
电子照相成像元件是本领域中众所周知的。电子照相成像元件可通过任何适用技术来制造。参见图2，典型地，柔性或刚性基材1配备导电性表面或涂层2。
基材可以是不透明的或基本上透明的，并可以包括具有所需机械性能的任何合适材料。因此，该基材可以包括非导电性或导电性材料，如无机或有机组合物的层。作为非导电性材料，可以使用已知用于此类目的的各种树脂，其中包括聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚氨酯等，它们作为薄片幅是柔韧的。导电性基材可以是任何金属，例如铝、镍、钢、铜等，或用导电性物质如碳、金属粉末等填充的如上所述的聚合物材料，或有机导电材料。电绝缘或导电性基材可以是柔性环带、片幅、刚性圆筒、片等形式的。基材层的厚度取决于很多因素，其中包括所需的强度和经济考虑。因此，对于转鼓，这一层可以是例如高达许多厘米的足够厚度或小于毫米的最小厚度。类似地，柔性带可以具有例如约250微米的足够厚度，或小于50微米的最小厚度，条件是对最终电子照相成像设备没有不利影响。
在基材层不是导电性的实施方案中，可通过导电性涂层2赋予其表面导电性。导电涂层的厚度可以在较宽范围内变化，这取决于光学透明度、所需的挠度、和经济因素。因此，对于柔性光敏性的成像装置，导电涂层的厚度可以是约20埃到约750埃，或约100埃到约200埃，以实现导电性、柔韧性和光透射率的最佳组合。柔性导电涂层可以是例如由任何合适的涂覆技术如真空沉积技术或电沉积在基材上形成的导电性金属层。典型的金属包括铝、锆、铌、钽、钒和铪、钛、镍、不锈钢、铬、钨、钼等等。
任选的空穴封闭层3可以施涂于基材1或涂层上。能够在相邻的光电导层8(或电子照相成像层8)和基材1的底下的导电性表面2之间形成对空穴的电子阻隔层的任何合适和普通的封闭层都可以使用。
任选的粘合剂层4可以施涂于空穴封闭层3上。在本领域中公知的任何合适的粘合剂层都可以使用。典型的粘合剂层材料包括例如聚酯、聚氨酯等等。在约0.05微米(500埃)和约0.3微米(3,000埃)之间的粘合剂层厚度能够获得令人满意的结果。在空穴封闭层上施涂粘合剂层涂料混合物的常规技术包括喷涂、浸涂、辊涂、绕线棒涂覆、凹槽辊涂布、伯德式施涂器涂覆等等。沉积的涂层的干燥可通过任何合适的常规技术如烘箱干燥、红外辐照干燥、空气干燥等等来进行。
在粘合剂层4、封闭层3或基材1上形成至少一层电子照相成像层8。电子照相成像层8可以是本领域中公知的同时发挥电荷产生和电荷传输功能的单层(在图2中的7)，或它可以包括多层，如电荷产生层5、电荷传输层6和罩涂层7。
电荷产生层5可以施涂于导电性表面上，或施涂于在基材1和电荷产生层5之间的其它表面上。电荷封闭层或空穴封闭层3可以任选地在施涂电荷产生层5之前施涂于导电性表面上。如果需要，粘合剂层4可以在电荷封闭或空穴封闭层3和电荷产生层5之间使用。通常，电荷产生层5施涂于封闭层3上并且电荷传输层6在电荷产生层5上形成。这一结构可以在电荷传输层6之上或之下具有电荷产生层5，和在电荷传输层6之上具有罩涂层7。
电荷产生层可以包括由真空蒸发或沉积制造的硒以及硒和砷、碲、锗等的合金，氢化无定形硅以及硅和锗、碳、氧、氮等的化合物的无定形膜。电荷产生层也可以包括分散在成膜聚合物粘结剂中和由溶剂涂覆技术制造的结晶硒及其合金的无机颜料；第II-VI族元素的化合物；和有机颜料如喹吖啶酮，多环颜料如二溴蒽嵌蒽二酮颜料，苝和紫环酮(perinone)二胺，多核芳族醌类，偶氮颜料，其中包括双-、三-和四-偶氮类等等。
酞菁已经在使用红外曝光系统的激光打印机中用作光生材料。红外线敏感度是曝露于低成本的半导体激光二极管曝光设备的光感受器所需要的。酞菁的吸收光谱和光敏性取决于该化合物的中心金属原子。许多金属酞菁已经被报导，包括氧钒酞菁、氯铝酞菁、铜酞菁、氧钛酞菁、氯镓酞菁、羟基镓酞菁、镁酞菁和不含金属的酞菁。酞菁类以许多晶体形式存在，并对光生有强烈的影响。
任何合适的聚合物成膜粘结剂材料可以在电荷产生(光生)粘结剂层中用作基质。典型的聚合物成膜材料包括例如在美国专利3,121,006中描述的那些。因此，典型的有机聚合物成膜粘结剂包括热塑性树脂和热固性树脂，如聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚苯乙烯、聚芳醚、聚芳砜、聚丁二烯、聚砜、聚醚砜、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚甲基戊烯、聚苯硫醚、聚乙酸乙烯酯、聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇缩醛、氨基树脂、亚苯基醚树脂、对苯二甲酸树脂、苯氧基树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚苯乙烯和丙烯腈共聚物、聚氯乙烯、氯乙烯和乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚物、醇酸树脂、纤维素膜形成剂、聚(酰胺-酰亚胺)、苯乙烯-丁二烯共聚物、偏二氯乙烯-氯乙烯共聚物、乙酸乙烯酯-偏二氯乙烯共聚物、苯乙烯-醇酸树脂、聚乙烯基咔唑等等。这些聚合物可以是嵌段的、无规的或交替的共聚物。
光生组合物或颜料以各种量存在于树脂粘结剂组合物中。然而，一般约5体积％到约90体积％的光生颜料分散在约10体积％到约95体积％的树脂粘结剂中，或约20体积％到约30体积％的光生颜料分散在约70体积％到约80体积％的树脂粘结剂组合物中。在一个实施方案中，约8体积％的光生颜料分散在约92体积％的树脂粘结剂组合物中。光生器层也能够由真空升华法制造，在这种情况下没有粘结剂。
任何合适的和常规的技术都可以用于混合并随后施涂该光生层涂料混合物。典型的涂敷技术包括喷涂、浸涂、辊涂、绕线棒涂覆、真空升华等等。对于一些应用，产生器层可以按照点或线条图案来制造。溶剂涂覆层的溶剂的除去可通过任何合适的常规技术如烘箱干燥、红外辐照干燥、空气干燥等等来进行。
电荷传输层6可以包括溶解或以分子水平分散在成膜电惰性聚合物如聚碳酸酯中的电荷传输小分子22。在这里使用的术语“溶解”在这里被定义为形成一种溶液，其中小分子溶于聚合物中形成均相。在这里使用的表述“以分子水平分散”被定义为电荷传输小分子分散在聚合物中，该小分子在分子水平上分散在聚合物中。任何合适的电荷传输或电活性小分子可以用于本发明的电荷传输层中。表述电荷传输“小分子”在这里被定义为使在传输层中光生的自由电荷传输穿过传输层的单体。典型的电荷传输小分子包括例如吡唑啉类如1-苯基-3-(4’-二乙基氨基苯乙烯基)-5-(4”-二乙基氨基苯基)吡唑啉，二胺类如N，N’-二苯基-N，N’-双(3-甲基苯基)-(1，1’-联苯基)-4，4’-二胺，腙类如N-苯基-N-甲基-3-(9-乙基)咔唑基腙和4-二乙基氨基苯甲醛-1，2-二苯基腙，和噁二唑类如2，5-双(4-N，N’-二乙基氨基苯基)-1，2，4-噁二唑，均二苯代乙烯等等。然而，为了避免在高产量机器中成环(cycle-up)，电荷传输层应该基本上不含(低于约2％)二或三氨基三苯基甲烷。如上所指出，合适的电活性小分子电荷传输化合物溶解或以分子水平分散在电惰性聚合物成膜材料中。使空穴以高效率从颜料注入到电荷产生层中并以非常短的转送时间输送它们穿过电荷传输层的小分子电荷传输化合物是N，N’-二苯基-N，N’-双(3-甲基苯基)-(1，1’-联苯基)-4，4’-二胺。如果需要，在电荷传输层中的电荷传输材料可以包括聚合物电荷传输材料或小分子电荷传输材料与聚合物电荷传输材料的组合。
不溶于用于施涂罩涂层的醇溶剂中的任何合适的电惰性树脂粘合剂均可用于本发明的电荷传输层中。典型的惰性树脂粘结剂包括聚碳酸酯树脂、聚酯、聚芳酯、聚丙烯酸酯、聚醚、聚砜等等。分子量可以是例如约20,000到约150,000。粘结剂的例子包括聚碳酸酯，如聚(4，4’-异亚丙基二亚苯基)碳酸酯(也称为双酚-A-聚碳酸酯)、聚(4，4’-环亚己基二亚苯基)碳酸酯(称为双酚-Z聚碳酸酯)、聚(4，4’-异亚丙基-3，3’-二甲基二苯基)碳酸酯(也称为双酚-C-聚碳酸酯)等等。任何合适的电荷传输聚合物也可用于本发明的电荷传输层中。电荷传输聚合物应该不溶于用于施涂本发明的罩涂层的醇溶剂中。这些电活性电荷传输聚合物材料应该能够支持光生空穴从电荷产生材料中的注射并能够让这些空穴输送穿过该材料。
任何合适的和常规的技术都可以用于混合并随后施涂电荷传输层涂料混合物到电荷产生层上。典型的涂敷技术包括喷涂、浸涂、辊涂、绕线棒涂覆等。沉积涂层的干燥可通过任何合适的常规技术如烘箱干燥、红外辐照干燥、空气干燥等等来进行。
一般，电荷传输层的厚度是约10至约50微米，但是超出这一范围的厚度也可以使用。空穴传输层应该在以下程度上是绝缘体位于空穴传输层上的静电荷在没有光照下不会以足以防止静电潜影在其上形成和保留的速率进行传导。一般说来，空穴传输层与电荷产生层的厚度比可以维持在约2∶1到200∶1，并且在有些情况下高达400∶1。该电荷传输层基本上不吸收在预定应用区中的可见光或辐射但却是电“活性”的，因为它允许光生空穴从光电导层即电荷产生层中的注射，并允许这些空穴被输送穿过其本身以便在活性层的表面上有选择地放出表面电荷。
在实施方案中，罩涂层7被涂覆在电荷传输层6上。在实施方案中，聚酰胺树脂用作在罩涂层中的树脂。在实施方案中，聚酰胺是醇溶性聚酰胺。在实施方案中，聚酰胺包括选自甲氧基、乙氧基和羟基侧基中的侧基。在实施方案中，侧基是亚甲基甲氧基侧基。在实施方案中，聚酰胺具有下式I
其中R1，R2和R3是具有约1到约15个碳原子，或约1到约10个碳原子，或约1到约5个碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、丁基等等，n是约50到约1,000，或约150到约500的数，或约270。适合在这里使用的典型的可商购醇溶性聚酰胺聚合物包括以商品名LUCKAMIDE5003(从Dai Nippon Ink获得)，NYLON8，CM4000和CM8000(两者都从Toray Industries，Ltd.获得)销售的那些，和其它聚酰胺，如根据在Sorenson和Campbell，“聚合物化学制备方法(Preparative Methods of Polymer Chemistry)”，第二版，第76页，John Wiley & Sons，Inc.，1968中描述的方法制备的那些等等，以及它们的混合物。在实施方案中，聚酰胺具有甲氧基、乙氧基和羟基，其中包括N-甲氧基甲基、N-乙氧基甲基和N-羟甲基侧基。在这里有用的其它聚酰胺包括在美国专利6,132,913和6,071,659中列出和公开的那些，整个公开内容特此引入供参考。
合适的聚酰胺的其它例子包括诸如从DuPont de Nemours &Company获得的ELVAMIDE之类的那些聚酰胺。这些不含有连接于在聚合物骨架中的酰胺基的氮原子上的甲氧基甲基基因。ELVAMIDE的一个例子具有下式II 其中R1，R2和R3是相同或不同的，并可以是具有约1到约15个碳原子，或约1到约10个碳原子，或约1到约5个碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、丁基等等，n是约50到约1,000，或约150到约500的数，或约270。在实施方案中，式II中的R1，R2和R3是含有少于约6个碳原子的亚烷基基团并占烷基总数的约20-约60％。ELVAMIDE可以通过与低聚甲醛和丙烯酸反应形成丙烯酰氧基-甲基改性的ELVAMIDE来进行化学改性。
该聚酰胺以总固体的约20-约90wt％，或约40-约60wt％的量存在于罩涂层中。
缺失控制剂(在图2中的9)可以存在于罩涂层中。由于提高光感受器表面的导电性的scorotron或偏压充电辊(BCR)排放物的氧化作用而可能发生缺失。本发明的缺失控制剂最大程度地减少这一导电性变化。对于一些空穴传输组合物有效的已知的缺失控制剂类别包括带有含氮取代基的三苯基甲烷类，如双(2-甲基-4-二乙基氨基苯基)-苯基甲烷等等。其它缺失控制剂包括例如受阻酚，如丁基化羟基甲苯等。
然而，当与基于聚酰胺的空穴传输层一起使用时，以上缺失控制剂无法实现有效的缺失控制。当光感受器用于使用充电scorotron的高速机器中时和当高度耐磨性层使导电性氧化物质积累时，问题逐步变得严重。缺失控制分子像四亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)甲烷[Irganox 1010]、丁基化羟基甲苯(BHT)、双(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)苯基甲烷(BDETPM)、双[2-甲基-4-(N-2-羟乙基-N-乙基氨基苯基)]苯基甲烷、双(二乙基氨基)三苯基甲烷、双(2-甲基-4-二乙基氨基苯基)苯基甲烷和它们的混合物等，已经与芳基胺电荷传输物质一起被添加到电荷传输层中。然而，对于基于聚酰胺的罩涂层的情况，这些已知的缺失控制添加剂已证明是不适宜的。缺失在聚酰胺罩涂层中是最明显的，归因于它的极端耐磨性(对于BCR而言为10nm/千周而对于scorotron充电而言为4nm/千周)。因为氧化的表面没有相当大程度地磨损，聚酰胺罩涂层的缺失比在聚碳酸酯电荷传输层中更明显，其中更大的磨损率连续地更新光电导体表面。
该缺失控制化合物能以总固体的约5-约40wt％，或约10-约30wt％，或约15-约20wt％的量存在于聚酰胺罩涂层中。
除了缺失控制分子之外，电荷传输分子22或电荷控制试剂22也能够存在于外部罩涂层中。例子包括N，N′-二苯基-N，N′-双(3-羟苯基)-[1，1’-联苯基]-4，4’-二胺(DHTBD)，PTAP(N-[3-羟苯基]-N-[4-甲基苯基]-N-苯胺)，DTAP(N-[3-羟苯基]-N，N-双[4-甲基苯基]胺)，等等。电荷传输分子能以总固体的约50-约99wt％，或约30-约90wt％，或约60-约80wt％的量存在于罩涂层中。
交联剂能够与罩涂层结合使用以促进聚合物如聚酰胺的交联，从而提供强键。合适的交联剂的例子包括草酸、三噁烷、对甲苯磺酸、磷酸、硫酸、Cymel 303(可从Cytec Industries Inc.获得的六甲氧基甲基蜜胺)等，和它们的混合物。在实施方案中，交联剂是草酸。交联剂能够以总聚合物含量的约1-约20wt％，或约5-约10wt％，或约8-约9wt％的量使用。
附加填料18，如无机材料如无机氧化物，能够被添加到罩涂层中。填料的添加提供了改进的耐磨性和改进的清洁作用，尤其供小颗粒乳液聚集调色剂使用时。合适的填料的例子包括无机氧化物如TiO2、硅石、ZrO2、ZnO或SnO2等。无机氧化物能够以罩涂层中总固体的约20-约70wt％，或约30-约60wt％的量存在于罩涂层中。
该无机氧化物充分地分散于聚酰胺(尤其LUCKAMIDE)中。同样，聚酰胺用作粘合促进剂以增大罩涂层粘合性到超过15g/cm。
一种以上类型的聚酰胺可用于外层中。例如，ELVAMIDE和LUCKAMIDE两者，或这些和/或其它聚酰胺的组合，都能够使用。如果ELVAMIDE和LUCKAMIDE两者都使用，则ELVAMIDE与LUCKAMIDE粘结剂不相容并作为小于0.3微米直径的小球被分散。
所形成的罩涂层是平滑的，在整个寿命中具有约0.01-约0.1微米，或约0.04-约0.06微米的Ra。
外层的接触角在整个寿命中是约85-约95°，或约89-约91°。
调色剂如乳液聚集调色剂之间的摩擦与已知的电荷传输层相比是非常低的。
所选择的连续罩涂层的厚度取决于在所使用的系统中的充电(例如偏压充电辊)、清洁(例如刀或网片)、显影(例如刷)、转移(例如偏压转移辊)等的磨损性，并能够是至多约20微米。在实施方案中，厚度是约1微米-约20微米，或约3-约15微米。任何合适的和常规的技术可以用于混合并随后施涂罩涂层涂料混合物到电荷产生层上。典型的涂敷技术包括喷涂、浸涂、辊涂、绕线棒涂覆等。沉积涂层的干燥可通过任何合适的常规技术如烘箱干燥、红外辐照干燥、空气干燥等来进行。本发明的干燥罩涂层应该在成像过程中输送空穴并且不应该具有太高的自由载流子浓度。在罩涂层中的自由载流子浓度会提高暗衰减。在实施方案中，罩涂层的暗衰减应该与无罩涂层设备的暗衰减几乎相同。
实施例I没有罩涂层的光感受器的制备通过在具有3cm直径和31cm长度的17个铝制转鼓的粗糙表面上浸涂电荷封闭层来制备电子照相成像元件。封闭层涂料混合物是溶于92wt％丁醇、甲醇和水溶剂混合物中的8wt％聚酰胺(尼龙6)的溶液。该丁醇、甲醇和水混合物的百分数分别是55、36和9wt％。涂层是以约30cm/分钟的涂覆浴上提速度来施涂的。在强制气流烘箱中干燥之后，各封闭层具有1.5微米的厚度。干燥的封闭层涂有含有2.5wt％羟基镓酞菁颜料颗粒、2.5wt％聚乙烯醇缩丁醛粘结剂聚合物和95wt％环己酮溶剂的电荷产生层。该涂层是以约30cm/分钟的涂覆浴上提速度来施涂的。在强制气流烘箱中干燥之后，各电荷产生层具有0.2微米的厚度。转鼓随后涂有含有被分散在聚碳酸酯粘结剂(PcZ400)中的N，N’-二苯基-N，N’-双(3-甲基苯基)-1，1-联苯基-4，4’-二胺的电荷传输层。该电荷传输涂料混合物由8wt％ N，N’-二苯基-N，N’-双(3-甲基苯基)-1，1-联苯基-4，4’-二胺、12wt％粘结剂和80wt％一氯苯溶剂组成。各传输层的干燥厚度是20微米。
实施例2其上有罩涂层的光感受器的制备用保护层涂料溶液对实施例1的几个转鼓进行罩涂。组合物制备如下0.7克含有甲氧基甲基的聚酰胺(可从Dai Nippon Ink获得的Luckamide5003)、0.3克ELVAMIDE8063(可以从E.I.Dupont获得)、甲醇(3.5克)和1-丙醇(3.5克)全部在2盎司琥珀色瓶子中掺混并在磁力搅拌作用下在大约60℃水浴中升温。在30分钟中形成溶液。这一溶液然后冷却至25℃。接着，添加0.08克草酸并将混合物加热至40℃。随后，添加0.9克N，N’-二苯基-N，N’-双(3-羟苯基)-[1，1’-联苯基]-4，4’-二胺(DHTPD)并加以搅拌，直到完全溶解为止。形成含有0.08克Cymel303(可从Cytec Industries Inc.获得的六甲氧基甲基蜜胺)和0.2克双(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)-4-甲氧基苯基甲烷和1克四氢呋喃的单独溶液，并添加到聚合物溶液中。然后添加0.45克TiO2(MT 400)、0.05克硅石(Aerosil R104)和20克3mm直径的玻璃珠。
2盎司琥珀色瓶子进行辊磨四个连续日。TiO2-硅石罩涂层的充分混合分散体然后使用0.5微米过滤器进行过滤。以250毫米/分钟的牵引速度在浸涂装置中施涂6微米厚的罩涂层。有罩涂层的转鼓在120℃下干燥35分钟。
实施例3以上实施例的光感受器的拷贝试验实施例1的一个转鼓(没有罩涂层的标准光感受器)和实施例2的一个转鼓(有罩涂层的光感受器)通过使用Xerox Docucolor 12/50复印机在72°F和50％湿度的B区条件下进行拷贝试验。每天生产总共4,000个连续彩色拷贝，总共3天。在不同时间间隔收集拷贝以进行分析。通过使用Macbeth光密度计，测量所收集拷贝的实区密度(solid area density)。在图5中所示的结果说明，TiO2-硅石罩涂层保持了全部16,000个彩色拷贝的彩色质量和图像质量，并且在有罩涂层的光感受器和标准光感受器之间在彩色质量和图像质量上没有显著差异。
实施例4以上实施例的光感受器的拷贝试验实施例1的一个转鼓(没有罩涂层的标准光感受器)和实施例2的一个转鼓(有罩涂层的光感受器)通过使用Xerox Docucolor 12/50复印机在80°F和85％湿度的A区条件下进行拷贝试验。每天生产共4,000个连续彩色拷贝，3天总共16,000个拷贝。在不同时间间隔收集拷贝以进行分析。通过使用Macbeth光密度计，测量所收集拷贝的实区密度。在图4中所示的结果说明，TiO2-硅石罩涂层保持了全部16,000个彩色拷贝的彩色质量和图像质量，并且在本发明的有罩涂层的光感受器和标准光感受器之间在彩色质量和图像质量上没有显著差异。
实施例5以上实施例的光感受器的拷贝试验实施例1的一个转鼓(没有罩涂层的标准光感受器)和实施例2的一个转鼓(有罩涂层的光感受器)通过使用Xerox Docucolor 12/50复印机在15°F和52％湿度的C区条件下进行拷贝试验。每天生产共4,000个连续彩色拷贝，3天总共16,000个拷贝。在不同时间间隔收集拷贝以进行分析。通过使用Macbeth光密度计，测量所收集拷贝的实区密度。在图6中所示的结果说明，TiO2-硅石罩涂层保持了全部16,000个彩色拷贝的彩色质量和图像质量，并且在本发明的有罩涂层的光感受器和标准光感受器之间在彩色质量和图像质量上没有显著差异。
实施例6上述实施例的光感受器使用偏压充电辊的磨损率试验以上施例1的没有罩涂层的光感受器和实施例2的有罩涂层的转鼓在带有充电用的偏压充电辊的磨损夹具中进行磨损率试验。磨损率是以纳米/旋转千周(nm/Kc)计算的。校准用基准的可再现性是大约±2nm/Kc。实施例1的没有罩涂层的转鼓的磨损率是大约65nm/Kc。实施例2的有罩涂层的转鼓的磨损率在12和15nm/Kc之间。结果，具有6微米厚度罩涂层的光感受器产生500,000个旋转循环，它应该比实施例1的没有罩涂层的转鼓所产生的旋转循环数大约4倍。
实施例7上述实施例的光感受器使用scorotron的磨损率试验实施例1的没有罩涂层的转鼓和实施例2的有罩涂层的转鼓在带有scorotron充电系统的磨损夹具中进行磨损率试验。磨损率是以纳米/旋转循环千周(nm/Kc)计算的。实施例1的没有罩涂层的转鼓的磨损率是大约15nm/Kc，而实施例2的有罩涂层的转鼓的磨损率在3nm/Kc和5nm/Kc之间。结果，具有6微米厚度罩涂层的光感受器产生1.7百万个旋转循环，它应该比实施例1的没有罩涂层的转鼓所产生的旋转循环数大约2-3倍。
实施例8有罩涂层的光感受器的粘合性试验实施例2的有罩涂层的转鼓通过使用改进的FINAT拉伸试验机来测试电荷传输层对罩涂层的粘合性，该拉伸试验机能够在300mm/分钟的夹头分离速率下以150°的角度剥离层压材料，具有±2％的准确度。将一条约1英寸×8英寸的标准带贴合于一端稍微与电荷传输层剥离的罩涂层表面上。罩涂层能够以150°的剥离角度从电荷传输层上剥离掉。在300mm/min剥离速率下的以g/cm/英寸宽度表示的剥离力的最终结果是以2英寸间隔的五个或更多个读数的平均值。20g/cm的中等粘合性是从实施例2获得的有罩涂层的转鼓的平均读数。
实施例9以上实施例的光感受器的接触角试验设备表面上水的接触角是在环境温度(约23℃)下通过使用Contact Angle System OCA(Dataphysics Instruments GmbH，OCA15型)测量的。去离子水用作液相。进行至少十次测量，对于每一设备记录它们的平均值。实施例2的设备具有98-100°的平均接触角，相比之下，实施例1的设备具有89-91°的平均接触角。由以下状态方程计算表面能2·(γsvγlv)1/2·exp[-β(γ1v-γsv)2]=1+cosθ]]>对于实施例2的设备是22-24erg.cm-2，对于实施例1的设备是28-30erg.cm-2，其中γsv和γlv分别是固体表面和液体表面的表面能，θ是接触角，β是常数。一般，较低的表面能能够更容易地进行调色剂转移和清洁。
实施例10以上实施例的光感受器的摩擦试验测试实施例1和2各自的一个转鼓在乳液聚集(EA)调色剂与实施例2有罩涂层设备的罩涂层表面或实施例1没有罩涂层的光感受器的电荷传输层表面之间的摩擦作用。通过使用Wazau Corporation的RPG型摩擦测试仪测量摩擦作用。在这一试验过程中，EA调色剂附着于表面上的滑块以一定速度克服设备表面的阻力运动。测力计测量所产生的摩擦力的大小。同样，在EA调色剂和罩涂层之间的摩擦比和实施例2的电荷传输层之间的低得多。
实施例11以上实施例的光感受器的电荷试验实施例1和2的各自设备被安装在静电复印扫描器中。静电复印扫描器是工业中公知的并由在充电和放电的同时使样品旋转的器件组成。在样品上的电荷通过使用沿着设备圆周在精确位置上放置的静电探头来监测。样品被充电到负电位500伏特。当设备旋转时，初始充电电位由电压探头1测量。样品然后暴露于已知强度的单色辐射中并由电压探头2和3测量表面电位。最后，样品暴露于合适强度和波长的擦除灯并由电压探头4测量任何残余电位。该过程在静电复印扫描器计算机和所贮存的数据的控制下重复进行。通过将在电压探头2和3上的电位作为光能的函数绘制曲线，来获得PIDC(光诱导放电曲线)。从扫描器数据还确定样品电荷接收性和暗衰减。在三种不同环境条件，例如A区(80°F，85％湿度)、B区(72°F，50％湿度)和C区(15°F，52％湿度)下测量PIDC，并将其示于图3中。
实施例12以上实施例的光感受器的电荷试验用实施例2中所述的罩涂溶液对实施例1的几个转鼓进行罩涂。对罩涂层涂覆过程采用不同的牵引速度，以获得从4微米到19微米的罩涂层厚度。然后如实施例11中所述测量这些转鼓的PIDC。图7显示了由于罩涂层的存在厚度对残余电压的影响。太厚的罩涂层因为高的残余电压而最终降低图像质量。
权利要求
1.成像元件，包括基材；有电荷传输材料分散在其中的电荷传输层；和位于所述电荷传输层上的罩涂层，其中所述罩涂层包括聚酰胺和无机氧化物。
2.成像元件，包括基材；有电荷传输材料分散在其中的电荷传输层；和位于所述电荷传输层上的罩涂层，其中所述罩涂层包括聚酰胺、无机氧化物、交联剂、缺失控制剂和电荷传输分子。
3.根据权利要求1的成像元件，其中所述无机氧化物选自硅石、二氧化钛、氧化锆、氧化锌、氧化锡，和它们的混合物。
4.根据权利要求1的成像元件，其中所述聚酰胺是醇溶性聚酰胺。
5.根据权利要求1的成像元件，其中所述聚酰胺具有下式I 其中R1，R2和R3是相同或不同的，并且是具有约1到约15个碳原子的烷基，并且其中n是约50到约1,000的数。
全文摘要
一种成像元件，包括基材、有电荷传输材料分散在其中的电荷传输层和位于所述电荷传输层上的罩涂层，其中所述罩涂层包括聚酰胺和无机氧化物。
文档编号G03G5/147GK1716106SQ200510078139
公开日2006年1月4日 申请日期2005年6月13日 优先权日2004年6月14日
发明者K·－T·T·丁, T·J·福勒, P·J·德菲奥, D·M·派, J·F·亚努斯, L·费拉雷斯, C·C·陈 申请人:施乐公司