CN103926820A - 清洁器以及使用该清洁器的处理卡盒和图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
公开了清洁器以及使用该清洁器的处理卡盒和图像形成装置。清洁器(1)包括清洁刮板(5),所述清洁刮板(5)具有边缘(61),所述边缘(61)与待清洁部件(10)的表面接触,同时相对于所述部件移动,以清洁所述部件的表面。所述清洁刮板(5)包括边缘(61)以及第一和第二侧面(62,63),其中所述边缘设置在所述第一和第二侧面之间。当清洁刮板(5)不与待清洁部件(10)的表面接触时,第一侧面(62)与所述部件的表面相对,和当所述清洁刮板与所述部件的表面接触时,所述清洁刮板的边缘(61)以及第一和第二侧面(62,63)与所述部件的表面接触。
Description
技术领域
本公开内容涉及用于清洁待清洁部件表面的清洁器、以及使用所述清洁器的处理卡盒和图像形成装置。
背景技术
在电子照相图像形成装置中,使图像承载部件例如鼓形感光体带电以形成静电潜像,将静电潜像用调色剂显影以在图像承载部件上形成调色剂图像,将调色剂图像转印到记录介质上,然后将调色剂图像定影至记录介质。就此而言,在进行调色剂图像转印过程之后,外来材料例如调色剂粒子残留在图像承载部件的表面上。为了防止下一调色剂图像的图像品质的恶化,提供清洁器以从图像承载部件的表面除去这样的外来材料。对于清洁器,已经典型地使用在相对于图像承载部件移动的同时与图像承载部件的表面接触的清洁刮板。JP-2011-197309-A公开了包括其中覆盖有包括边缘层的多个层的清洁刮板的清洁器,其中所述边缘层的边缘与图像承载部件的表面接触以清洁图像承载部件的表面。该清洁器具有这样的性质:当该清洁器在与图像承载部件接触的同时使用预定时间时,160小时之后的边缘层对图像承载部件的线性压力(P160)对初始的线性压力(P0)之比(P160/P0)不低于90%,使得该清洁器可保持初始的清洁性能。此外,其中详述了层的构成材料的物理性质以及层的厚度。
图12A说明了常规的清洁刮板,和图12B为对图像承载部件的表面进行清洁的清洁刮板。在电子照相图像形成装置中,充当图像承载部件的感光体210以箭头220所示方向移动(旋转),和随着感光体移动在感光体的表面上形成静电潜像。在将静电潜像用调色剂显影以在感光体上形成调色剂图像之后,将调色剂图像转印到记录介质例如转印纸上。清洁刮板200在与感光体210的移动方向220垂直的方向上延伸,并且相对于移动方向220布置在将调色剂图像从感光体转印至记录介质的转印器的下游侧。清洁刮板200以其边缘摩擦感光体210的表面以将粘附至感光体表面的残留调色剂剥离,导致从感光体除去残留调色剂。
如图12A中所示,清洁刮板200包括待与感光体210的表面接触的直角边缘201、第一侧面202和第二侧面203,其中边缘201存在于第一和第二侧面202和203之间。当清洁刮板200处于如图12A中所示这样的非接触状态时,第一侧面202与感光体210的表面相对。清洁刮板200在该清洁刮板与感光体210的表面接触时保持该状态。
图12B说明与感光体210的表面接触的清洁刮板200。就此而言,感光体210以方向220移动,并且当清洁刮板200的边缘201与感光体210的表面接触时,该边缘被感光体朝着相对于移动方向220的下游侧(即,朝着第一侧面202)拖曳,如图12B中所示。当边缘201如此被感光体210拖曳时,边缘部分极大地变形并且形成了楔形部分204。与感光体210的表面接触的楔形部分204随着感光体移动而摩擦感光体的表面。在此情况下,第一侧面202不与感光体210的表面接触。
当清洁刮板200如此与感光体210接触时,接触区域相对宽,并且因此接触压力相对低。因此,感光体210表面上的残留调色剂往往穿过清洁刮板200的楔形部分204与感光体表面之间的夹区(nip),导致清洁刮板的清洁能力的恶化。
就此而言,当提高清洁刮板200的硬度以便防止边缘201大的变形和以便降低清洁刮板与感光体210表面的接触面积时,清洁刮板在长期反复使用之后往往导致塑性变形。
最近,已经采取如下对策来增强感光体的清洁性:将包括无机润滑剂的保护剂涂布在感光体表面上,或者使用包含包括脂肪酸金属盐例如硬脂酸锌的润滑剂的调色剂以增强感光体的耐磨性。然而,如果使用如上所述的在其边缘处形成楔形部分的这样的常规清洁刮板,则即使当采取这样的对策时,也难以增强感光体的清洁性。
图13A和13B说明感光体210以及与该感光体表面接触的常规清洁刮板200,其中在该感光体210上涂布包括无机润滑剂的保护剂以增强该感光体的清洁性。在图13A和13B中,数字300和310分别表示残留调色剂和保护剂。
如图13A中所示,当清洁刮板200的边缘201与感光体210的表面接触时,边缘201大幅变形而具有楔形部分204。由于楔形部分204与感光体210接触,清洁刮板200的接触压力相对低,导致清洁刮板的清洁能力的恶化。因此,保护剂310穿过清洁刮板200与感光体210表面之间的夹区并且留在感光体210的表面上。
图13B说明在继续该图像形成操作之后清洁刮板和感光体的状态。由于保护剂310继续穿过清洁刮板200与感光体210表面之间的夹区,保护剂310在感光体的表面上生长和变大,并且因此残留调色剂300容易穿过该夹区,从而形成异常图像例如白色遗漏(white omission)和垂直条纹图像。
图14说明这样的图像形成装置:其中使用包含包括硬脂酸锌的润滑剂的调色剂340来改善感光体210的耐磨性,并且其使用在与感光体表面接触的同时以箭头260所示方向移动的中间转印带250。通过使感光体210表面上的静电潜像显影而形成于其上的调色剂图像被转印至中间转印带250。中间转印带250上的调色剂图像然后被转印到记录介质(图14中未示出)上。数字270表示将调色剂340供应至感光体210的显影辊。
这样的包含润滑剂例如硬脂酸锌的调色剂340具有相对低的电荷量(即,低的带电能力)并且当该调色剂通过转印电流而带电时,该调色剂具有相反的电荷(图14中的正(+)电荷),并且该带相反电荷的调色剂被转印至中间转印带250。由于调色剂340具有相对低的电荷量,带相反电荷的调色剂的量以及其电荷量在调色剂图像被转印至中间转印带250的转印过程中增加。因此,残留在感光体210的表面上而未被转印的残留调色剂的量增加。因此,相对大量的残留调色剂到达清洁刮板200,即,该清洁刮板必须从感光体210的表面除去相对大量的残留调色剂。
图14中所示的清洁刮板200也导致在其边缘处如图12中所示的这样的变形,并且形成了楔形部分204。由于楔形部分204与感光体210的表面接触,清洁刮板200的接触压力相对低,导致清洁刮板的清洁能力的恶化。因此,穿过清洁刮板200与感光体210表面之间夹区的调色剂的量增加,导致有缺陷的清洁,从而使调色剂图像品质恶化。
图15说明这样的图像形成装置:其中使用包含包括硬脂酸锌的润滑剂的调色剂340来增强感光体210的耐磨性,并且所述感光体在其表面部分中包括粒状无机材料360以增强其耐磨性。
包括粒状无机材料360的感光体210具有粗糙的表面370。此外,由于包括润滑剂例如硬脂酸锌的调色剂340具有相对低的电荷量(即,低的带电能力),通过转印带电器而带相反电荷的调色剂的量增加。因此,残留在感光体210上而未被转印的残留调色剂340的粘附力增加。
图15中所示的清洁刮板200也导致在其边缘处如图12中所示的这样的变形,并且形成了楔形部分204。由于楔形部分204与感光体210的表面接触,清洁刮板200的接触压力相对低。此外,由于在感光体210上形成了粗糙的表面370,清洁刮板200不均匀地且不稳定地与感光体210的表面接触,并且因此穿过清洁刮板与感光体表面之间的夹区的调色剂的量增加,导致有缺陷的清洁,从而使调色剂图像品质恶化。
本公开内容的目的是:提供这样的清洁器,其中清洁刮板以相对大的接触压力与待清洁部件例如感光体接触并且即使在长期反复使用之后也不导致塑性变形;和提供使用所述清洁器的处理卡盒和图像形成装置。
发明内容
本专利说明书描述了新型的清洁器。该清洁器包括清洁刮板,所述清洁刮板具有边缘,所述边缘与待清洁部件的表面接触,同时相对于该部件移动,以清洁该部件的表面。所述清洁刮板包括所述边缘、以及第一和第二侧面,其中所述边缘设置在所述第一和第二侧面之间。当所述清洁刮板不与所述待清洁部件的表面接触时,所述第一侧面与所述部件的表面相对,并且当所述清洁刮板与所述部件的表面接触时,所述清洁刮板的所述边缘以及所述第一和第二侧面与所述待清洁部件的表面接触。
本专利说明书进一步描述了新型的处理卡盒。所述处理卡盒的一个实例包括:其表面上承载静电潜像的图像承载部件;使所述图像承载部件的表面带电的带电器;用调色剂使所述静电潜像显影以在所述图像承载部件的表面上形成调色剂图像的显影器;和对所述图像承载部件的表面进行清洁的上述清洁器。所述处理卡盒能以可拆卸方式连接至图像形成装置。
本专利说明书进一步描述了新型的图像形成装置。所述图像形成装置的一个实例包括:其表面上承载调色剂图像的图像承载部件;将所述调色剂图像转印到记录介质上的转印器;和在所述图像承载部件上的调色剂图像被转印至记录介质之后对所述图像承载部件的表面进行清洁的上述清洁器。
附图说明
由于通过参照以下详细描述,在结合附图考虑时,其变得更好理解,因此将容易获得本发明的方面以及其许多附带优点的更完整理解,其中:
图1为对使用根据实施方式的清洁器的打印机进行说明的示意性横截面图;
图2为对其中结合了清洁器实例的打印机的处理卡盒进行说明的示意性横截面图;
图3为对图2中所示的清洁器的清洁刮板进行说明的示意图;
图4为对图3中所示的清洁刮板如何操作进行说明的横截面图;
图5为对其中结合了清洁器的另一处理卡盒进行说明的示意图;
图6A和6B为对在装备有保护剂涂布器的图像形成装置中清洁器如何操作进行说明的示意性横截面图;
图7为对其中结合了清洁器的又一处理卡盒进行说明的示意图;
图8为对在其表面部分中包括粒状无机材料的感光体上清洁刮板如何操作进行说明的示意性横截面图;
图9A和9B为用于描述调色剂粒子的圆度的示意图;
图10A-10D为对用于根据实施方式的图像形成装置中的感光体的实例进行说明的示意图;
图11A-11D为对用于根据实施方式的图像形成装置中的另外的感光体的实例进行说明的示意图;
图12A和12B为对常规的清洁刮板如何操作进行说明的示意图;
图13A和13B为对在其上涂布保护剂的感光体上常规的清洁刮板如何操作进行说明的示意图;
图14为对在使用包括润滑剂的调色剂的图像形成装置中常规的清洁刮板如何操作进行说明的示意图;和
图15为对在其表面部分中包括粒状无机材料的感光体上常规的清洁刮板如何操作进行说明的示意图。
具体实施方式
在描述附图中所示的实例实施方式时,为了清楚起见,采用了特定术语。然而,不意图将本专利说明书的公开内容限于如此选择的特定术语并且应理解,各特定要素包括以类似方式操作的所有技术等同物。
现在参照附图(其中在该数个视图中相同的标记数字始终表示相同或相应的部分),描述本专利申请的实例实施方式。
在本申请中,“叠置(overlying)”可包括直接接触并且考虑中间层。
下文中,将描述其中将根据本公开内容实施方式的清洁器应用于充当电子照相图像形成装置的打印机的本公开内容的第一实施方式。图1-9说明该第一实施方式,且图1对作为根据实施方式的图像形成装置的打印机100进行说明。
打印机100是全色打印机,并且包括作为主要器件的图像形成部120、转印器160和记录介质供给部130。在以下描述中,具有后缀Y、C、M或K的部件为分别用于形成黄色、青色、品红色或黑色图像的部件。当该后缀对于描述而言不是特别必要时,该后缀有时被省略。
图像形成部120包括在图1中从左侧起并排排列的用于形成黄色调色剂图像的处理卡盒121Y、用于形成青色调色剂图像的处理卡盒121C、用于形成品红色调色剂图像的处理卡盒121M和用于形成黑色调色剂图像的处理卡盒121K。处理卡盒121各自可拆卸地连接至打印机100。
转印器160包括通过多个辊支持的环形中间转印带(待清洁部件)162,一次转印辊161Y、161C、161M和161K,以及二次转印辊165。中间转印带162位于处理卡盒121上方并且沿着处理卡盒的鼓形感光体10Y、10C、10M和10K布置。感光体10充当潜像承载部件(待清洁部件)并且在图1中顺时针旋转。中间转印带162与感光体10表面的移动同步移动。一次转印辊161布置成与中间转印带162的内表面接触并且按压中间转印带162使得中间转印带的外表面与感光体10的外表面弱接触。
除了对于一次转印辊161Y、161C和161M的每一个使用使一次转印辊161上下摆动(swing)的摆动机构,但是对于一次转印辊161K不提供该摆动机构之外,处理卡盒121进行其中在感光体10上形成调色剂图像(Y、C、M或K调色剂图像)并且将调色剂图像转印到中间转印带162上的基本相同的图像形成操作。所述摆动机构操作以在形成黑色(K)图像时使中间转印带162从感光体10Y、10C和10M脱离。
中间转印带清洁器167相对于中间转印带162的移动方向而言设置在二次转印辊165的下游侧并且设置在处理卡盒121Y的上游侧以除去粘附至中间转印带的表面的外来材料例如残留调色剂。
此外,分别将Y、C、M和K颜色调色剂提供至处理卡盒121Y、121C、121M和121K的调色剂卡盒159Y、159C、159M和159K被以基本上水平的方向并排排列在转印器160上方。
进一步地,用通过图像数据调制的激光束照射带电的感光体10以形成静电潜像的照射器140设置在处理卡盒121下方。
记录介质供给部130设置在照射器140下方并且包括:盒131,所述盒131各自容纳多张记录介质例如转印纸;和供纸辊132,其各自将记录介质纸张逐一供给至一对对位(registration)辊133。这对对位辊133适时地将所述记录介质纸张供给至中间转印带162和二次转印辊165之间的二次转印夹区,使得中间转印带上的调色剂图像转印到记录介质纸张的恰当位置上。
将调色剂图像定影至记录介质的定影器30相对于记录介质的供给方向而言设置在二次转印夹区的下游侧。此外,排放辊以及用于存储其上承载经定影的调色剂图像并且通过所述排放辊排放的记录介质的复印件存储器135设置在定影器30的下游侧。
图2说明打印机100的处理卡盒121。就此而言,由于处理卡盒121Y、121C、121M和121K具有基本相同的构造,下文中将通过消除后缀Y、C、M和K描述处理卡盒的结构和操作。
处理卡盒121包括鼓形感光体10以及布置在该感光体附近的清洁器1、带电器40和显影器50。
清洁器1包括清洁刮板5,其为由弹性材料制成的并且在与感光体10的旋转轴平行的方向上延伸的长部件,并且在与感光体的旋转轴平行的方向上延伸的该清洁刮板的边缘被按压至感光体10的表面,以从该感光体的表面剥离粘附至该感光体的表面的外来材料(例如残留调色剂)。通过该清洁器如此剥离下来的外来材料通过螺杆43从该清洁器1排出。
带电器40包括与感光体10相对的带电辊41,与所述带电辊接触并且由此旋转的带电辊清洁器42。
显影器50通过向感光体10上的静电潜像供应调色剂而使其可视化,并且包括显影辊51,其充当承载包括调色剂和任选的载体的显影剂的显影剂承载部件。此外,显影器50包括:在搅拌显影剂容器中包含的显影剂的同时供给该显影剂的搅拌螺杆52,供给经搅拌的显影剂以将显影剂供应至显影辊51的供给螺杆53。
四个处理卡盒121的每一个可由用户或者服务人员从打印机100拆卸和连接至打印机100。可将从打印机100拆卸的处理卡盒121的感光体10、带电器40、显影器50和清洁器1中的每一个用新的器件替换。替代地,可将从打印机100拆卸的处理卡盒121用新的处理卡盒替换。处理卡盒121可包括容纳通过清洁器1收集的残留调色剂的废调色剂罐。就此而言,优选的是,该废调色剂罐可以是能以可拆卸方式连接至处理卡盒121的。
接下来,将描述打印机100的操作。
当打印机100收到来自操作面板(未显示)或者外部设备例如个人计算机的打印命令时,感光体10以(图2中所示的)箭头A所示的方向旋转,并且带电器40的带电辊41使感光体10的表面均匀带电,使得该感光体具有拥有预定极性的电荷。接着,照射器140用通过Y、C、M和K颜色图像数据调制的激光束照射带电的感光体40以在对应感光体上形成与所述各颜色图像对应的静电潜像。显影器50的显影辊51将各颜色显影剂供应至静电潜像以用所述显影剂中包括的各颜色调色剂使所述静电潜像显影,从而在对应的感光体10上形成Y、C、M和K颜色调色剂图像。
接着,在一次转印辊与中间转印带162弱接触以形成一次转印夹区的同时,向一次转印辊161施加具有与调色剂的极性相反的极性的转印电压以在感光体10和一次转印辊之间形成一次转印电场,从而有效地将各颜色调色剂图像一次转印到中间转印带上。就此而言,Y、C、M和K颜色调色剂图像被转印到中间转印带162上以叠加,导致在中间转印带上形成组合颜色调色剂图像。
同时,盒131中的记录介质被适时地通过供给辊132和一对对位辊133供给以接收中间转印带162上的组合颜色调色剂图像。向二次转印辊165施加具有与调色剂的极性相反极性的转印电压以在中间转印带162和二次转印辊165之间形成二次转印电场,从而将中间转印带上的组合颜色调色剂图像转印到记录介质上。该其上承载调色剂图像的记录介质被供给至定影器30以在向其施加热和压力时将调色剂图像定影至该记录介质。该其上承载经定影的调色剂图像的记录介质通过排放辊排放以堆叠在复印件存储器135上。残留在感光体10上而未被转印的残留调色剂通过相应的清洁器1除去。
接下来,将参照图2-4描述清洁器1。
如图2中所示,清洁器1包括刮板保持器3以及通过该刮板保持器的一个表面支持的清洁刮板5,并且设置在带电器40的上游侧。如图2和3中所示,清洁刮板5具有这样的层状结构:在要与感光体10的表面接触的边缘层6的背面形成背衬(后备,backup)层7,并且清洁刮板5的与通过刮板保持器3支持的边缘部分相对的边缘朝着作为待清洁部件的感光体延伸。边缘层6定位成与背衬层7相比更靠近感光体10以与感光体的表面接触。由于边缘层6与感光体10的表面的接触,粘附至感光体表面的外来材料被从感光体刮下。
边缘层6和背衬层7的每一个由弹性材料例如聚氨酯橡胶制成,并且边缘层的弹性材料具有比背衬层的弹性材料高的硬度。特别地,在该实施方式中,边缘层6的弹性材料在23℃的100%模量值比背衬层7的弹性材料的大。边缘层6的弹性材料在23℃的100%模量值优选为6MPa-12MPa。
如图3中所示,边缘层6包括:在与感光体10的移动方向垂直的方向上延伸的边缘(边缘线)61,以及定位成边缘61位于其间的第一侧面62和第二侧面63。边缘61与感光体10的表面接触以清洁该感光体的表面。当清洁刮板5不与感光体10的表面接触时,第一侧面62与该感光体的表面相对。通过将具有更大的100%模量值的弹性材料用于边缘层6,与感光体10的表面接触的边缘61变形而如图4中所示那样压扁(crush),并且因此第一和第二侧面62和63的靠近边缘61的边缘部分两者同时接触感光体10的表面。
当边缘61与感光体10的表面以第一和第二侧面62和63的所述边缘部分两者如图4中所示那样同时与该感光体的表面接触的方式接触时,防止了楔形部分204的形成。特别地,边缘61的变形相对小,并且可防止清洁刮板5的接触面积的增加。因此,清洁刮板5对感光体的接触压力可增加,从而防止粘附至感光体10的表面的外来材料穿过清洁刮板与该感光体的表面之间的夹区,导致清洁器1的清洁能力的增强。
由于边缘层6在23℃的100%模量值高,即,该边缘层具有高的硬度,可减少与感光体10的表面接触的边缘61的变形,从而防止清洁刮板5的接触面积的增加和提高清洁刮板5对感光体的接触压力,导致清洁器1的清洁能力的增强。此外,由于背衬层7由具有比构成边缘层6的弹性材料低的硬度的弹性材料制成,即使在清洁刮板5与感光体长期接触之后也可防止清洁刮板5的塑性变形的出现,从而防止清洁刮板5的接触压力的降低。因此,清洁器1可长期保持良好的清洁性能。
优选对于边缘层6使用在23℃具有6-7MPa的100%模量值的聚氨酯橡胶,而对于背衬层7使用在23℃具有4-5MPa的100%模量值的聚氨酯橡胶。替代地,可将具有80°的橡胶硬度(JIS A硬度)的聚氨酯橡胶用于边缘层6,而将具有75°的橡胶硬度(JIS A硬度)的聚氨酯橡胶用于背衬层7。此外,边缘层6的厚度为例如0.5mm并且背衬层7的厚度为例如1.3mm。
在该实施方式中,优选的是具有上述100%模量值的边缘层6和背衬层7的弹性材料(橡胶)具有低于10℃的tanδ峰温度。具有低于10℃的tanδ峰温度的弹性材料即使在低温环境中也可具有良好的橡胶功能。因此,清洁刮板5即使在其中使用该清洁器的办公室处于低温环境中时也可充当弹性材料,并且该清洁刮板可在具有弹性的同时与感光体10的表面接触,从而使得清洁器1可获得良好的清洁性能。
下表1说明边缘层6与背衬层7的组合的实例。所述实例的每一个可用于本公开内容的清洁器1的清洁刮板5。
表1
图5说明包括将保护剂涂布至感光体10的表面的保护剂涂布器70的处理卡盒。
在处理卡盒121中,带电辊41为与感光体10的表面接触的接触带电辊,并且向带电辊41施加AC电压。带电辊41可为与感光体相对的并且在其间具有小的间隙的短程带电辊。
保护剂涂布器70相对于感光体10的移动方向A而言设置在清洁器1的下游侧以稳定地将保护剂涂布至该感光体的表面。
在保护剂涂布器70中,固体保护剂72的棒由圆筒71支持,并且通过该圆筒中的弹簧73而偏向感光体10。可旋转的刷辊74布置在固体保护剂72和感光体10之间以在向该感光体的表面涂布保护剂的同时刮擦保护剂,导致粒状保护剂12的粘附。此外,由聚氨酯等制成的涂布刮板75相对于感光体10的移动方向A而言布置在刷辊74的下游侧以在该感光体的表面上形成保护剂72(12)的薄层。
由于刷辊74被驱动成以与感光体10的旋转方向A相反的方向旋转,刷辊和感光体之间形成大的摩擦力,从而使得可有效地将保护剂72涂布至该感光体的表面。此外,由于涂布刮板75如图5中所示那样接触感光体10同时跟随感光体,因此可良好地形成保护剂72的薄层而不将该保护剂从感光体刮掉。
所述保护剂包括脂肪酸金属盐和无机润滑剂。当将这样的保护剂涂布在感光体10上时,所述保护剂中的脂肪酸金属盐被带电电流所破坏并且因此防止该感光体的表面被该带电电流所破坏。此外,由于所述无机润滑剂未被该带电电流所破坏,该感光体的表面具有与其中仅使用脂肪酸金属盐作为保护剂的情况相比更好的润滑性,从而使得该感光体可保持良好的清洁性。
这样的脂肪酸金属盐的具体实例包括,但不限于,硬脂酸钡、硬脂酸铅、硬脂酸铁、硬脂酸镍、硬脂酸钴、硬脂酸铜、硬脂酸锶、硬脂酸钙、硬脂酸镉、硬脂酸镁、硬脂酸锌、油酸锌、油酸镁、油酸铁、油酸钴、油酸铜、油酸铅、油酸锰、棕榈酸锌、棕榈酸钴、棕榈酸铅、棕榈酸镁、棕榈酸铝、棕榈酸钙、辛酸铅、癸酸铅、亚麻酸锌、亚麻酸钴、亚麻酸钙、蓖麻油酸锌、蓖麻油酸镉、以及这些脂肪酸金属盐的混合物。在这些脂肪酸金属盐中,硬脂酸锌由于在感光体上具有良好的成膜性而是优选的。
无机润滑剂通过自身被断裂或者导致内部滑移而呈现出润滑性。其具体实例包括滑石、云母、氮化硼、二硫化钼、高岭土、蒙脱石、水滑石化合物、氟化钙、石墨、片状氧化铝、绢云母和合成云母,但是不限于此。在这些无机润滑剂中,氮化硼是优选的,因为氮化硼具有这样的结构:六方晶面(hexagonal plane)(在其每一个中原子彼此牢固地键合)以相对宽的间隔重叠,并且因此在所述六方晶面之间仅存在弱的范德华力,从而使得氮化硼可容易地被断裂和呈现出润滑性。这些无机润滑剂可进行表面处理以增强其疏水性。
图6A和6B对在具有保护剂涂布器70的处理卡盒121中清洁器1如何操作进行说明。
图6A说明处于非接触状态的清洁刮板5和感光体10。在该非接触状态下,边缘层6的第一侧面62与感光体10的表面相对。
图6B说明处于接触状态的清洁刮板5和感光体10。如上所述,由于清洁刮板5的边缘层6由具有高硬度并且在23℃具有6MPa-12MPa的100%模量值的聚氨酯橡胶制成,边缘61在接触感光体10的表面时变形,并且第一和第二侧面62和63同时接触该感光体的表面。因此,在边缘层6的接触感光体10表面的边缘处未形成如图12B中所示的这样的楔形部分204。因此,防止感光体10上的调色剂11和粒状保护剂12穿过清洁刮板5与该感光体的表面之间的夹区。此外,由于清洁刮板5的边缘61的变形小,可防止清洁刮板与感光体10表面的接触部分的面积的增加,从而使得清洁刮板可保持高的接触压力。因此,可将往往容易在感光体10的表面上生长的保护剂12从该感光体的表面除去,从而防止形成异常图像例如白色遗漏(由生长了的保护剂导致)和垂直条纹图像(由有缺陷的清洁导致)。此外,由于背衬层7具有比边缘层6低的硬度,即使在清洁刮板5与感光体10的表面接触时也可避免清洁刮板5的塑性变形,并且因此清洁器1可长期保持良好的清洁性能。即,可长期防止由于生长了的保护剂12粘附至感光体10的表面而形成异常图像以及由于外来材料穿过清洁刮板5与该感光体的表面之间的夹区而出现有缺陷的清洁。
图7说明另一处理卡盒123,其除了使用发泡聚氨酯辊77代替刷辊74之外具有与图5中所示的处理卡盒121相同的构造。发泡聚氨酯辊77被驱动成以与感光体10的移动方向A相反的方向旋转以将固体保护剂72(即,粒状保护剂12)涂布至该感光体的表面。通过使用发泡聚氨酯辊77,可防止出现如下问题:在长期反复使用之后导致刷辊的变形,从而保护剂涂布器70的保护剂涂布能力恶化;即,可将所述保护剂稳定地涂布至该感光体的表面。因此,不必以如下这样的方式确定保护剂的涂布量:将初始涂布量设置为与期望的涂布量相比相对大的量,使得即使在保护剂涂布器70长期使用之后(即,即使在涂布量由于刷辊的变形而降低之后),涂布量也可被保持为不低于该期望的涂布量。即,通过使用发泡聚氨酯辊77,所述保护剂可被有效地涂布,同时降低总的涂布量。
在该实施方式中,可使用在其最外面的部分中包括粒状无机材料的感光体作为图像承载部件。通过将这样的粒状无机材料用于所述最外面的部分,可增强该感光体的表面的耐磨性。
这样的粒状无机材料的具体实例包括如下的粉末:金属例如铜、锡、铝和铟;金属氧化物例如氧化硅、二氧化硅、氧化锡、氧化锌、氧化铝、氧化钛、氧化铟、氧化锑、氧化铋、锑掺杂的氧化锡、和锡掺杂的氧化铟;钛酸钾等。在这些之中,金属氧化物是优选的,并且氧化硅、氧化铝和氧化钛是更优选的。
所述粒状无机材料的平均一次粒径优选为0.01μm-0.5μm,使得最外层93(图11B-11D中所示)具有光透射率与耐磨性的良好组合。当所述平均一次粒径小于0.01μm时,最外层93的耐磨性往往恶化并且所述粒状无机材料无法被良好地分散在该最外层中。当所述平均一次粒径大于0.5μm时,往往导致如下问题:所述粒状无机材料在涂覆液中沉淀,和在最外层93上形成调色剂的膜。
关于这样的粒状无机材料的添加量,该添加量越大,则最外层93的耐磨性越好。然而,如果该添加量太大,则导致如下问题:感光体的剩余电位升高且最外层的光透射率降低,导致图像品质的恶化。从该观点来看,粒状无机材料的添加量通常不大于30重量%,并且优选地不大于20重量%,基于所述最外层中包括的固体组分的总重量。该添加量的下限通常为3重量%。
所述粒状无机材料优选地使用至少一种表面处理剂进行表面处理以增强其分散性。当所述粒状无机材料在所述最外层中的分散差时,不仅感光体的剩余电位升高,而且导致如下问题:最外层的透明性和耐磨性恶化,并且形成涂层缺陷。因此,感光体变得不可能具有良好的耐久性和产生高品质图像。
图8为用于描述在其最外面的部分中包括粒状无机材料81的感光体10上清洁器1的操作的视图。
由于感光体10在其最外面的部分中包括粒状无机材料81,因此在感光体10的表面上形成微小的凸起和凹陷82。清洁刮板5与该粗糙化的表面接触。由于清洁刮板5的边缘层6由具有6MPa-12MPa的100%模量值的聚氨酯橡胶制成,该边缘层具有高的硬度。因此,边缘61变形,使得第一和第二侧面62和63同时与感光体10的表面接触,并且防止了在清洁刮板5的接触部分上形成楔形部分。即,由于边缘61几乎不变形,该边缘几乎不被感光体10的表面向下游拖曳,并且即使在该感光体的表面具有不均匀的凸起和凹陷时也稳定地与该感光体的表面接触。此外,由于在清洁刮板5的边缘61上不形成楔形部分,可防止该边缘的接触面积的增加,从而可防止该边缘的接触压力的降低,导致清洁刮板5的外来材料阻挡能力的增强。因此,即使当在感光体10的表面上通过粒状无机材料81形成微小的凸起和凹陷82时,也防止调色剂11穿过清洁刮板5与该感光体的表面之间的夹区,从而防止出现有缺陷的清洁。此外,由于背衬层7具有比边缘层6低的硬度,即使当清洁刮板5长期使用时,也可防止清洁刮板5的塑性变形,并且因此清洁器1可长期保持良好的清洁能力。
在本公开内容的图像形成装置中,可使用包括脂肪酸金属盐的调色剂。特别地,显影器50用包括脂肪酸金属盐的调色剂使感光体10上的静电潜像显影。在此情况下,可赋予感光体10的表面良好的润滑性。
用于调色剂中的这样的脂肪酸金属盐的具体实例包括以上提及的用于感光体10中的脂肪酸金属盐,但是不限于此。在这些脂肪酸金属盐中,硬脂酸锌由于在显影过程中能够在感光体的表面上形成膜而是优选的。
用于本公开内容的图像形成装置中的调色剂优选为通过聚合方法制备的聚合调色剂,并且显影器50用聚合调色剂使静电潜像显影。这样的聚合调色剂用于增强图像品质,并且通过例如如下的方法制备:悬浮聚合方法、乳化聚合方法和分散聚合方法,通过其可容易地制备具有小的粒径和高的平均圆度的调色剂。在聚合调色剂之中,具有不小于0.97的平均圆度和不大于5.5μm的体均粒径的调色剂对于制造高分辨率图像而言是优选的。
调色剂的平均圆度可使用来自Sysmex Corp的流动粒子图像分析仪FPIA-2000测量。程序如下:
(1)首先,将已经从其除去固体外来材料的100-150ml水、0.1-0.5ml表面活性剂(优选地,烷基苯磺酸盐)和0.1-0.5g样品(即,调色剂)混合以制备分散体;
(2)该分散体进一步地使用超声分散机进行超声分散处理1-3分钟,以制备包括3,000-10,000颗/μl的浓度的粒子的分散体;
(3)将该分散体在分析仪中设置成穿过形成于该分析仪中的板上的检测区;和
(4)穿过该检测区的样品的粒子通过CCD相机进行光学检测,然后用图像分析仪分析调色剂粒子的形状以及形状分布以确定样品的平均圆度。
通过参照图9A和9B描述用于确定调色剂粒子的圆度的方法。当调色剂粒子的投影图像如图9A中所示具有周长C1以及面积S并且具有相同面积S的圆的周长如图9B中所示为C2时,调色剂粒子的圆度可通过以下方程确定。
圆度=C2/C1
调色剂的平均圆度是通过将调色剂的调色剂粒子的圆度取平均而确定的。
调色剂的体均粒径可例如通过仪器例如由Beckman Coulter Inc.制造的COULTER MULTISIZER 2e测定。特别地,经由Nikkaki Bios Co.,Ltd.制造的接口将基于数量的粒径分布数据和基于体积的粒径分布数据送至个人计算机进行分析。程序如下:
(1)将充当分散剂的表面活性剂、优选0.1-5ml的1%烷基苯磺酸盐水溶液添加至电解质,例如一级NaCl的1%水溶液;
(2)将二(2)到20mg待测量样品(调色剂)添加到该混合物中;
(3)对该混合物进行超声分散处理约1-3分钟;和
(4)将该分散体添加至在烧杯中的100-200ml的电解质水溶液,使得该混合物包括预定浓度的粒子;和
(5)将该经稀释的分散体设置在仪器中以使用100μm的孔测量50,000个粒子的粒径,从而测定样品的体均粒径。
就此而言,使用以下13个通道:
(1)不小于2.00μm且小于2.52μm;
(2)不小于2.52μm且小于3.17μm;
(3)不小于3.17μm且小于4.00μm;
(4)不小于4.00μm且小于5.04μm;
(5)不小于5.04μm且小于6.35μm;
(6)不小于6.35μm且小于8.00μm;
(7)不小于8.00μm且小于10.08μm;
(8)不小于10.08μm且小于12.70μm;
(9)不小于12.70μm且小于16.00μm;
(10)不小于16.00μm且小于20.20μm;
(11)不小于20.20μm且小于25.40μm;
(12)不小于25.40μm且小于32.00μm;和
(13)不小于32.00μm且小于40.30μm。
即,以具有2.00μm-40.30μm的粒径的粒子为对象。
就此而言,体均粒径通过以下方程获得。
体均粒径=ΣXfV/ΣfV,
其中X表示各通道的代表性粒径,V表示具有所述代表性粒径的粒子的体积,和f表示通道中具有粒径的粒子的数量。
通过用这样的聚合调色剂使静电潜像显影,可产生高分辨率图像。
当使用包括脂肪酸金属盐的调色剂或者聚合调色剂在感光体10上形成调色剂图像时,在调色剂图像转印之后该感光体的表面通过清洁器1清洁。
如上所述,清洁刮板5的边缘层6由在23℃具有6MPa-12MPa的100%模量值的聚氨酯橡胶制成并且具有高的硬度。因此,当清洁刮板5与感光体10的表面接触时,边缘61变形并且第一和第二侧面62和63同时与该感光体的表面接触,和可防止图12B中所示的楔形部分204的形成。因此,可防止调色剂11穿过清洁刮板5与感光体10的表面之间的夹区。此外,由于边缘61的变形小,可防止边缘与感光体10的表面的接触部分的面积的增加,并且可保持清洁刮板的接触压力,从而使得清洁器1可获得良好的清洁性能。此外,由于背衬层7具有比边缘层6低的硬度,即使当清洁刮板5长期使用时也可防止清洁刮板5的塑性变形,并且因此清洁器1可长期保持良好的清洁能力。
在上述实施方式中,清洁器1的清洁刮板5具有边缘层6和背衬层7重叠的层状结构。然而,清洁刮板5可具有该清洁刮板由仅边缘层6构成的单层结构。在此情况下,将在23℃具有6MPa-12MPa的100%模量值的橡胶用于边缘层6以增强清洁刮板5的清洁能力。此外,通过将具有低于10℃的tanδ峰温度的橡胶用于清洁刮板5,该清洁刮板即使在低温环境中也可保持良好的清洁能力。
接下来,将描述第二实施方式。
图10对用作本公开内容的图像形成装置的图像承载部件的感光体10的横截面进行说明。该实施方式中的感光体10为具有高耐久性的感光体。
当对于感光体10使用具有高耐久性的感光体时,即使在长期反复使用之后该感光体的表面也几乎不被磨损。当用于显影的调色剂的外部添加剂粘附至这样的感光体的表面时,几乎不出现感光体的表面以及粘附至其的外部添加剂两者同时被磨损,导致该感光体的表面以及外部添加剂消失的现象,从而容易形成异常图像例如白色遗漏。就此而言,调色剂的外部添加剂对感光体表面的粘附通常是在清洁刮板的边缘不稳定地操作并且使外部添加剂摩擦该感光体的表面时导致的。即使当清洁刮板的边缘不稳定地操作时,如果该感光体的表面是可磨损的,则也不形成异常图像,因为外部添加剂和该感光体的表面均被磨损。然而,当使用具有高耐久性的感光体时,在该感光体反复使用之后,通过清洁刮板5的不稳定行为,粘附至该感光体的表面的外部添加剂被进一步牢固地粘附至该感光体的表面。在该第二实施方式中,即使当使用具有高耐久性的感光体时,清洁刮板5的边缘也稳定地操作,从而防止形成异常图像例如白色遗漏,即使清洁刮板5和感光体长期反复使用也是如此。
用于该第二实施方式的感光体10具有这样的结构:将至少感光层和最外层以此顺序形成在导电支持体上,并且任选地形成其它层。所述最外层包括特定的材料同时具有特定的表面电阻率。对于所述感光层和所述其它任选层,可使用常规的感光层和其它层。
图10A说明具有单层型感光层的感光体,和所述感光体具有这样的结构:单层型感光层26和最外层25以此顺序形成于导电支持体21上。图10B说明另一感光体,其具有如下结构:电荷产生层23、电荷传输层24和最外层25以此顺序形成于导电支持体21上。图10C说明另一感光体,其具有如下结构:中间层22、电荷产生层23、电荷传输层24和最外层25以此顺序形成于导电支持体21上。图10D说明另一感光体,其具有如下结构:电荷传输层24、电荷产生层23和最外层25以此顺序形成于导电支持体21上。在图10B-10D中所示的感光体中,电荷产生层23和电荷传输层24构成感光层26。下文中,将描述各层。
最外层25至少包括不具有电荷传输能力的树脂、以及粒状无机材料,并且任选地包括其它添加剂。此外,最外层25具有下述表面电阻率并且优选地具有下述的硬度和弹性功。
首先,将描述最外层25的表面电阻率。
为了使具有以尽可能小的量包括电荷传输材料的最外层的感光体具有良好的电子照相性质,该感光体必须具有带电性、电荷传输能力、静电潜像保持能力的良好组合。由于容易赋予最外层以良好的带电性,赋予最外层以电荷传输能力和静电潜像保持能力的良好组合是重要的。本发明人发现,即使当降低最外层中的电荷传输材料含量时,如果该最外层在比操作感光体的过程中低的电场强度范围(1x104V/cm-3x104V/cm)内具有相对高的表面电阻率,而在与该感光体操作过程中基本相等的电场强度(1.5x105V/cm)下具有相对低的表面电阻率,则感光体也可具有电荷传输能力和静电潜像保持能力的良好组合。
将详细描述表面电阻率。在1x104V/cm的电场强度下最外层25的表面电阻率被称为表面电阻率R1。表面电阻率R1不低于1013Ω/cm2并且优选地不低于1014Ω/cm2,以赋予最外层以良好的静电潜像保持能力。当该表面电阻率低于1x1013Ω/cm2时,最外层具有不足的静电潜像保持能力,并且常常导致如下问题:形成其网点图像具有比期望的网点图像小的直径的图像,并且形成模糊图像。当感光体在其上具有静电潜像时,用于该感光体的电场强度接近1x104V/cm,并且因此如果最外层的电阻率在该电场强度下相对高,则可通过阻挡电荷的流动而赋予最外层以良好的静电潜像保持能力。
在3x104V/cm的电场强度下最外层25的表面电阻率被称为表面电阻率R3。表面电阻率R3优选不低于1014Ω/cm2以赋予最外层以良好的静电潜像保持能力。当感光体在其上具有静电潜像时,用于该感光体的电场强度接近3x104V/cm,并且因此如果最外层的电阻率在该电场强度下相对高,则可通过阻挡电荷的流动而赋予最外层以良好的静电潜像保持能力。
在1.5x105V/cm的电场强度下最外层25的表面电阻率被称为表面电阻率R15。表面电阻率R15优选为1x109Ω/cm2-1x1011Ω/cm2,使得当用光照射感光体时,感光体的电位适当地降低。
为了使电阻率的变化最小化,最外层25的表面电阻率R1对表面电阻率R3之比R1/R3优选为0.1-10、且更优选0.1-2。当R1/R3之比低于0.1时,最外层的电荷传输能力倾向于恶化,并且感光体的剩余电位常常升高。当R1/R3之比大于10时,感光体的静电潜像保持能力倾向于恶化,并且常常形成其网点图像具有比期望的网点图像小的直径的图像。
最外层25的表面电阻率R1对表面电阻率R15之比R1/R15优选为100-5,000、且更优选100-1,000。当比率R1/R15小于100时,最外层25的电荷传输能力不足,并且感光体的剩余电位常常升高,从而形成异常图像。当比率R1/R15大于5,000时,感光体的带电性恶化,并且常常导致如下问题:形成具有背景显影的图像和/或具有差的半色调(层次(graduation))性质的图像。本发明人发现,当表面电阻率R15与表面电阻率R1相比足够低时,可赋予最外层以良好的电荷传输能力。此外,本发明人发现,当电场强度不低于1.5x105V/cm时,电荷传输能力极大地受其影响,并且当最外层在该电场强度范围内具有相对高的电阻率时,最外层可平稳地传输电荷。
在本申请中,表面电阻率是通过基于JIS-C2139:2008的方法(用于测量固体电绝缘材料的体积电阻率和表面电阻率的方法)或者类似方法测量的。通常,感光体具有圆筒状形式并且如果电阻率无法通过JIS-C2139:2008的方法测量,则可使用下述方法。
当通过向样品施加电压而测量流经该样品的电流时,使用电流表/电压表(伏特安培计)。伏特安培计没有特别限制,只要可在电场强度(1x104V/cm-1.5x105V/cm)下进行测量。例如,可使用微安计(来自KeithleyInstruments Inc.的Source Measure Unit type 2410)。
用于制备在表面电阻率的测量中使用的电极的方法没有特别限制,但是优选使用真空沉积方法,因为感光体的构成材料几乎不被该方法所降解。
用于所述电极的材料没有特别限制,只要可在感光体表面上形成电极,并且例如,可使用金属例如金、银、铜、铝、镍、铂、铬和锌,以及碳。优选的是,对电极由与用于该电极的相同材料制成。
所述电极的形状没有特别限制,并且基于DC电源的容量以及用于该测量的安培计的精度确定。例如,使用如下电极:其中将各自具有10mm-30mm长度的两个电极以25μm-100μm的间隙平行布置。
用于形成电场的电源没有特别限制,并且可使用具有良好稳定性的DC电压源。
施加至感光体以测量表面电阻率的电压的极性没有特别限制。优选的是,当测量可带负电的感光体的表面电阻率时,向其施加负电压,和当测量可带正电的感光体的表面电阻率时,向其施加正电压。
用于测量在测量表面电阻率R1时流经样品的电流的方法没有特别限制。然而,优选的是,在向样品施加电压60秒或更长时间之后,测量施加该电压之后60秒的电流以由其计算表面电阻率。
用于在测量表面电阻率R1时将电场强度设置为1x104V/cm的方法没有特别限制,并且例如可使用如下方法:其中,向样品施加由相对的电极之间的间隙决定的偏压,使得电场强度变为1x104V/cm。
最外层的其上测量表面电阻率R1的位置没有特别限制。优选的是,该感光体的任何位置具有上述电阻率R1。可使用如下方法:其中测量感光体的距其上端分别为70mm、170mm和270mm的部分的表面电阻率R1,并且对这三个表面电阻率数据取平均以获得平均表面电阻率R1。
当测量表面电阻率R3和R15时,可使用用于测量表面电阻率R1的方法,除了取决于电场强度(即,3x104V/cm或1.5x105V/cm)改变施加至样品的偏压之外。
接着,将描述感光体10的最外层25的硬度。感光体的机械耐久性和耐污染性取决于该感光体的表面的小区域的物理性质。因此,优选地测量感光体的最外层的广义硬度(universal hardness)以评价感光体(最外层)的机械耐久性和耐污染性。
最外层25的广义硬度优选不小于200N/mm2并且更优选不小于250N/mm2。当广义硬度不小于200N/mm2时,包括在调色剂中的外部添加剂几乎不粘在最外层中,并且因此感光体具有机械耐久性和耐污染性的良好组合。最外层的广义硬度的上限未特别确定,但是优选不大于500N/mm2,使得最外层良好地粘附至下层例如感光层26。
广义硬度如下定义。具体地,当使压头以最大负载F与样品接触并且压头与样品的接触面积为A时,广义硬度定义为F/A。广义硬度可使用超微硬度测试仪测量。接触面积A由压头的压入长度(深度)h计算。压头没有特别限制,并且例如,可使用具有四棱锥形状的维氏(Vickers)压头以及具有三棱锥形状的Berkovich压头。用于测量广义硬度的仪器的具体实例包括来自Fischer Instruments K.K.的FISCHER SCOPE H-100,但是不限于此。
例如,可使用以下方法测量感光体的广义硬度。具体地,在以下条件下测量感光体的广义硬度5次,并且对该5个数据取平均以确定感光体的广义硬度。
所用仪器:来自Fischer Instruments K.K.的FISCHER SCOPE H-100
软件:来自Fischer Instruments K.K.的WIN-HCU
最大负载:1mN
负载施加时间:30秒
负载升高速率:1mN/30秒
在最大负载处蠕变:5秒
负载降低速率:1mN/30秒
除去负载之后蠕变:5秒
压头:SMC117
接着,将描述最外层的弹性功。
最外层的弹性功优选地不小于50%,并且更优选地不小于55%。弹性功可通过以上所述的用于测量广义硬度的方法测量。弹性功(EW)可由以下方程1计算:
EW(%)=100x(MD–PD)/MD方程1,
其中MD表示最大位移,和PD表示塑性位移。
当感光体的最外层具有不小于200N/mm2且优选不小于250N/mm2的广义硬度,同时具有不小于50%并且优选不小于55%的弹性功时,感光体具有机械耐久性和耐污染性的良好组合。
最外层25包括不具有电荷传输能力的树脂(即,不具有电荷传输结构的树脂)。这样的树脂的实例包括不具有正空穴传输结构(例如三芳基胺、腙、吡唑啉和咔唑)以及电子传输结构(例如稠合的多环醌、二苯醌和具有电子接受基团例如氰基和硝基的芳族环)的树脂。
不具有电荷传输能力的树脂的具体实例包括热塑性树脂、热固性树脂和光交联树脂例如丙烯酸类树脂、酚醛树脂、氨基甲酸酯树脂、有机硅树脂、环氧树脂、聚碳酸酯树脂、聚芳酯树脂、聚苯乙烯树脂、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、聚酯树脂、聚氯乙烯树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯树脂、聚偏氯乙烯树脂、苯氧基树脂、乙酸纤维素树脂、乙基纤维素树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚乙烯基酮树脂和聚-N-乙烯基咔唑树脂。这些树脂可单独或组合使用。
在这些树脂中,聚碳酸酯树脂和聚芳酯树脂是优选的,因为所得最外层具有电荷传输能力和静电潜像保持能力的良好组合。通过用光照射具有能自由基聚合的官能团的化合物而获得的交联树脂例如酚醛树脂、氨基甲酸酯树脂、有机硅树脂和环氧树脂是更优选的,并且交联的丙烯酸类树脂是甚至更优选的。
用作不具有电荷传输能力的树脂的丙烯酸类树脂没有特别限制。这样的丙烯酸类树脂的具体实例包括如下物质的聚合物和共聚物:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸正辛酯。
对于所述丙烯酸类树脂,可使用市售丙烯酸类树脂和合成的丙烯酸类树脂。合成方法没有特别限制,但是可优选使用其中向能聚合的丙烯酸类化合物与自由基聚合引发剂的混合物施加能量例如热量和光以使所述丙烯酸类化合物交联的合成方法。
这样的丙烯酸类化合物的能聚合的官能团没有特别限制,但是丙烯酰氧基和甲基丙烯酰氧基由于具有良好的交联能力而是优选的。
丙烯酸类化合物的能聚合的官能团的数量没有特别限制,但是优选不小于2,因为所得最外层25具有良好的强度和膜性质。
具有两个能聚合的官能团的丙烯酸类化合物的具体实例包括,但不限于,1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、亚乙基氧基(EO)改性的双酚A二丙烯酸酯、EO改性的双酚F二丙烯酸酯、和新戊二醇二丙烯酸酯。
具有三个能聚合的官能团的丙烯酸类化合物的具体实例包括如下,但是不限于此:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、亚烷基改性的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、EO改性的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、亚丙基氧基(PO)改性的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己内酯改性的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、亚烷基改性的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)、甘油三丙烯酸酯、表氯醇(ECH)改性的甘油三丙烯酸酯、EO改性的甘油三丙烯酸酯、PO改性的甘油三丙烯酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、己内酯改性的二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇羟基五丙烯酸酯、烷基化的二季戊四醇五丙烯酸酯、烷基化的二季戊四醇四丙烯酸酯、烷基化的二季戊四醇三丙烯酸酯、二羟甲基丙烷四丙烯酸酯(DTMPTA)、季戊四醇乙氧基四丙烯酸酯、EO改性的三丙烯酰基磷酸酯、2,2,5,5-四羟基甲基环戊酮四丙烯酸酯等。这些化合物可单独或组合使用。
用于使这样的丙烯酸类化合物聚合的合适的自由基聚合引发剂包括热聚合引发剂例如过氧化物型聚合引发剂和偶氮型聚合引发剂;光聚合引发剂例如苯乙酮型聚合引发剂、缩酮型聚合引发剂、安息香醚型聚合引发剂、噻吨酮型聚合引发剂、二茂钛型聚合引发剂、吖啶型聚合引发剂、三嗪型聚合引发剂和咪唑型聚合引发剂;等等。这些引发剂可单独或组合使用。在这些之中,光聚合引发剂是优选的。
自由基聚合引发剂可单独使用或者与光聚合促进剂组合使用。光聚合促进剂的具体实例包括三乙醇胺、甲基二乙醇胺、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸异戊酯、苯甲酸(2-二甲基氨基)乙酯、4,4’-二甲基氨基二苯甲酮等。
这样的自由基聚合引发剂的添加量优选为0.5-40重量份且更优选1-20重量份,基于100重量份所使用的丙烯酸类化合物。
用作不具有电荷传输能力的树脂的酚醛树脂没有特别限制。例如,可使用酚醛清漆树脂和甲阶酚醛树脂。在这些之中,甲阶酚醛树脂是优选的,因为其具有良好的静电潜像保持能力,并且与需要引发剂例如酸催化剂的酚醛清漆树脂不同,其能够在没有引发剂的情况下进行交联反应。
对于所述酚醛树脂,可使用市售的酚醛树脂和合成的酚醛树脂。合成方法没有特别限制,但是可优选地使用其中将在一个单元中具有一个或多个羟甲基的苯酚衍生物加热以交联的合成方法。
所述具有一个或多个羟甲基的苯酚衍生物没有特别限制,并且可使用任何已知的苯酚衍生物。在这些之中,在其一个单元中具有两个或更多个羟甲基的苯酚衍生物是优选的,因为所得最外层具有良好的机械强度和良好的膜性质。
这样的具有两个或更多个羟甲基的苯酚衍生物的实例包括苯酚单体的二羟甲基化合物、苯酚单体的三羟甲基化合物、以及苯酚二聚体。这些可单独或组合使用。
苯酚单体的二羟甲基化合物的具体实例包括2,6-二羟甲基-4-甲基苯酚,2,4-二羟甲基-6-甲基苯酚、2,6-二羟甲基-3,4-二甲基苯酚、4,6-二羟甲基-2,3-二甲基苯酚、4-叔丁基-2,6-二羟甲基苯酚、4-环己基-2,6-二羟甲基苯酚、2-环己基-4,6-二羟甲基苯酚、2,6-二羟甲基-4-乙基苯酚、4,6-二羟甲基-2-乙基苯酚、4,6-二羟甲基-2-异丙基苯酚、6-环己基-2,4-二羟甲基-3-甲基苯酚等。
苯酚单体的三羟甲基化合物的具体实例包括2,4,6-三羟甲基苯酚等。
所述不具有电荷传输能力的氨基甲酸酯树脂没有特别限制,并且例如,可使用酯型氨基甲酸酯树脂和醚型氨基甲酸酯树脂。这些可单独或组合使用。
对于所述氨基甲酸酯树脂,可使用市售的氨基甲酸酯树脂和合成的氨基甲酸酯树脂。合成方法没有特别限制,但是可优选使用其中向多元醇化合物与异氰酸酯化合物的混合物施加能量例如热量和光辐射以使该混合物交联的合成方法。
所述多元醇化合物没有特别限制,但是优选使用二官能或更多官能的多元醇化合物,因为所得最外层具有良好的机械强度和良好的膜性质。所述二官能或更多官能的多元醇化合物没有特别限制。其具体实例包括二元醇化合物例如亚烷基二醇、亚烷基醚二醇、脂环族二醇、和脂环族二醇的环氧烷烃加合物、和双酚的环氧烷烃加合物;具有三个或更多个羟基的多元醇化合物例如脂族多元醇(例如,甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇和山梨糖醇)、三官能或更多官能的酚类化合物(例如,苯酚线型酚醛和甲酚线型酚醛)、和三官能或更多官能的酚类化合物的环氧烷烃加合物;等等。这些可单独或组合使用。
所述异氰酸酯化合物没有特别限制,但是优选使用二官能或更多官能的异氰酸酯化合物,因为所得最外层具有良好的机械强度和良好的膜性质。所述二官能或更多官能的异氰酸酯化合物没有特别限制。其具体实例包括甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯(XDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二(异氰酸酯甲基)环己烷、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、HDI异氰脲酸酯材料、HDI缩二脲材料、XDI的三羟甲基丙烷加合物、IPDI的三羟甲基丙烷加合物、IPDI异氰脲酸酯材料等。这些可单独或组合使用。
这样的异氰酸酯化合物的添加量没有特别限制,并且优选为0.5-40重量份和更优选1-20重量份,基于100重量份所用的多元醇化合物。该添加量优选地基于所用多元醇化合物的OH值和所用异氰酸酯化合物的NCO值确定。
所述不具有电荷传输能力的环氧树脂没有特别限制,并且例如,可使用双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、甲酚线型酚醛型环氧树脂和苯酚线型酚醛型环氧树脂。这些可单独或组合使用。
对于所述环氧树脂,可使用市售的环氧树脂和合成的环氧树脂。合成方法没有特别限制,但是可优选使用其中向在分子中具有一个或多个环氧环的化合物与交联剂的混合物施加能量例如热量和光辐射以使所述环氧化合物交联的合成方法。
包含环氧环的化合物没有特别限制。其具体实例包括聚亚烷基二醇二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、二甘油三缩水甘油醚、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、三羟甲基丙烷二缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚等。这些可单独或组合使用。
所述交联剂没有特别限制。例如,可使用热致产酸剂和光致产酸剂。其具体实例包括脂族胺化合物、脂环族胺化合物、芳族胺化合物、改性胺化合物、聚酰胺胺、咪唑、多硫醇、酸酐等。
这样的交联剂的添加量优选为0.5-20重量份,并且更优选1-10重量份,基于100重量份的所使用的包含环氧环的化合物。
所述不具有电荷传输能力的有机硅树脂没有特别限制。其具体实例包括二甲基聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十亚甲基环五硅氧烷、乙烯基硅树脂、聚醚改性的硅树脂、聚甘油改性的硅树脂、氨基改性的硅树脂、环氧改性的硅树脂、巯基改性的硅树脂、甲基丙烯酰基改性的硅树脂、羧酸改性的硅树脂、脂肪酸酯改性的硅树脂、醇改性的硅树脂、烷基改性的硅树脂、氟烷基改性的硅树脂等。这些可单独或组合使用。
对于所述有机硅树脂,可使用市售的有机硅树脂和合成的有机硅树脂。合成方法没有特别限制,但是可优选地使用如下的合成方法:其中,向其中一个或多个能水解基团连接至硅原子的反应性有机硅化合物或者这样的有机硅化合物与缩合催化剂的混合物施加能量例如热量和光辐射以使所述有机硅化合物交联。
所述反应性有机硅化合物没有特别限制,并且其中两个或更多个能水解基团连接至硅原子的反应性有机硅化合物是优选的,因为所得最外层具有良好的机械强度。这样的能水解基团的具体实例包括甲氧基、乙氧基、甲基乙基酮肟基、二乙基氨基、乙酰氧基、丙烯氧基、丙氧基、丁氧基、甲氧基乙氧基等。
所述缩合催化剂没有特别限制,并且例如可优选地使用通过接触化合物而导致缩合反应的催化剂、以及使缩合反应的反应平衡向生成体系移动的催化剂。其具体实例包括:有机羧酸、亚硝酸、亚硫酸、铝酸、碳酸和硫氰酸的碱金属盐;有机胺盐例如羟基化的四甲基铵、和乙酸四甲基铵;有机酸锡盐例如辛酸亚锡、二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、硫醇二丁基锡、硫代羧酸二丁基锡、和马来酸二丁基锡;等等。
这样的缩合催化剂的添加量优选为0.5-20重量份且更优选1-10重量份,基于100重量份所使用的反应性有机硅化合物。
本发明人发现,即使当最外层25中的电荷传输材料的含量相对低时,通过在该最外层中包括粒状无机材料,也可控制该最外层的表面电阻率并且可赋予所得感光体以电荷传输能力与静电潜像保持能力的良好组合。
此外,通过使用第13族元素掺杂的氧化锌,可令人满意地控制最外层25的表面电阻率,即,可形成在大气中长期具有相对高的导电性和稳定的电性质的具有良好经时稳定性的最外层。
所述氧化锌没有特别限制,只要所述氧化锌用第13族元素掺杂。其具体实例包括镓掺杂的氧化锌、硼掺杂的氧化锌、铝掺杂的氧化锌和铟掺杂的氧化锌。这些可单独或组合使用。在这些之中,镓掺杂的氧化锌是优选的,因为所得最外层可具有良好的电性质,即,电荷传输能力与静电潜像保持能力的良好组合。
用第13族元素掺杂氧化锌的方法没有特别限制。例如,可使用其中将氧化锌或通过煅烧变成氧化锌的前体与掺杂金属的混合物在高温环境中煅烧的煅烧方法。就此而言,“掺杂”意味着将第13族元素添加至氧化锌,使得该元素被以预定浓度包括在氧化锌中。
用于确定粒状无机材料(例如氧化锌)是否掺杂有第13族元素的方法没有特别限制,并且例如,可使用已知的元素分析方法例如X-射线光电子能谱法(XPS)、俄歇电子能谱法(AES)和能量色散X-射线光谱法(EDX)。
粒状无机材料中第13族元素的含量优选为每1摩尔氧化锌0.001-0.2摩尔和更优选0.01-0.1摩尔。当含量低于0.001摩尔时,氧化锌的电性质的稳定性倾向于恶化。相反,当含量大于0.2摩尔时,电性质的稳定性和导电性增强效果倾向于饱和。当过量包括该元素时,该元素的化合物倾向于在所述粒状无机材料的晶界部分中析出,从而常常使感光体的照相性质恶化。
粒状无机材料中第13族元素的含量可通过上述元素分析方法确定。
为了赋予最外层25以光透射率和耐磨性的良好组合,粒状无机材料(例如用第13族元素掺杂的氧化锌)的平均一次粒径优选为10nm-50nm。当平均一次粒径小于10nm时,所述无机材料倾向于聚集,从而使得不可能稳定地控制最外层的表面电阻率。相反,当平均一次粒径大于50nm时,最外层25的电荷传输能力倾向于是不稳定的,从而使得不可能稳定地进行静电潜像的形成。此外,最外层25的粗糙度倾向于增加,并且由此最外层容易被清洁刮板所磨损,导致出现有缺陷的清洁。此外,取决于粒状无机材料的比重,所述无机材料容易在所述无机材料的分散体中析出,从而使最外层涂覆液的寿命恶化。
粒状无机材料(例如用第13族元素掺杂的氧化锌)的平均一次粒径可通过如下方法测定:其中,获得通过3,000-10,000放大倍数的扫描电子显微镜拍摄的粒状无机材料的粒子的照片,并且使用图像分析软件对200个粒子的图像进行图像分析。
最外层25中的这样的粒状无机材料的含量没有特别限制,只要最外层的表面电阻率落在上述范围内。为了容易地控制最外层的表面电阻率,同时防止最外层的膜性质和耐磨性的恶化,该含量优选为7-40体积%。当该含量小于7体积%时,将最外层的表面电阻率控制在所述优选范围内通常变得不可能。相反,当该含量大于40体积%时,最外层的膜性质和耐磨性倾向于恶化。
用于确定最外层25中这样的粒状无机材料(例如用第13族元素掺杂的氧化锌)的含量的方法没有特别限制,并且例如可使用利用元素分析和测绘(mapping)的定量测定的方法。
所述元素分析和测绘方法没有特别限制,并且例如,可使用利用能量色散X-射线检测器与扫描电子显微镜的组合(EDS-SEM)的方法。就此而言,EDS-SEM为这样的设备:用窄化的电子束对样品进行扫描,并且检测由此发射的二次电子的量,以用50-300,000放大倍数观察样品的表面。此外,通过在该设备中检测通过电子照射而从样品发射的特征X-射线,可测定样品表面的微小区域中元素的比率并且可进行特定元素的测绘。
将详细描述最外层中粒状无机材料(例如用第13族元素掺杂的氧化锌)的含量的测量。
首先,通过例如切片机和FIB(聚焦离子束)方法的方法获得感光体的横截面,然后进行该横截面中的粒状无机材料的元素测绘。通过将所述无机材料的元素的检测面积除以观察面积,可获得有机/无机复合粒子的面积对观察面积之比。通过将该面积比换算为体积比(即,面积比的3/2次幂),可确定最外层25中有机/无机复合粒子的比率。
用于将这样的粒状无机材料分散在最外层25中的方法没有特别限制,并且例如,可使用下述分散方法或者类似方法来制备最外层涂覆液。分散方法没有特别限制,并且可使用球磨机、砂磨机、Keddy磨机、三辊磨机、压力均化器、超声分散机等。
所述不具有电荷传输能力的树脂与所述粒状无机材料的组合没有特别限制,但是选自丙烯酸类树脂、聚碳酸酯树脂、聚芳酯树脂、苯乙烯树脂、酚醛树脂和有机硅树脂的树脂与用镓掺杂的氧化锌的组合是优选的。
可任选地向所述组合添加添加剂。这样的添加剂的具体实例包括粒状金属和金属化合物,具有反应性有机基团的化合物,分散剂,表面活性剂,电荷传输材料,增塑剂,流平剂等。
用作添加剂的粒状金属和金属化合物没有特别限制。其具体实例包括金、银、铜、铝、氧化钛、氧化锡、氧化锆、氧化铟、氧化锑、氧化钙、ITO(氧化铟锡)、氧化硅、胶态二氧化硅、氧化铝、氧化钇、氧化钴、氧化铜、氧化铁、氧化锰、氧化铌、氧化钒、氧化硒、氮化硼、氮化硅等。
所述具有反应性有机基团的化合物用于对用第13族元素掺杂的氧化锌进行表面改性,以控制最外层25的表面电阻率以及增强感光体的功能和氧化锌的分散性。
所述具有反应性有机基团的化合物没有特别限制,只要所述化合物可与粒状无机材料的表面上的基团例如羟基反应,并且例如可使用有机金属偶联剂。其具体实例包括硅烷偶联剂例如己基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷;钛酸酯偶联剂例如异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、四(2,2-二烯丙基氧基甲基-1-丁基)双(双十三烷基)亚磷酰氧基钛酸酯和异丙基三异硬脂酰基钛酸酯;铝偶联剂例如乙酰烷氧基二异丙醇铝(acetoalcoxy aluminium disopropylate);等等。这些可单独或组合使用。
使用具有反应性有机基团的化合物对用第13族元素掺杂的氧化锌进行表面改性的方法没有特别限制。例如,可使用以下方法。
(1)干法,其中将有机金属偶联剂的水溶液或醇溶液添加至通过高速搅拌器例如HENSCHEL MIXER搅拌的用第13族元素掺杂的氧化锌,并且搅拌该混合物以使各组分良好混合,之后对混合物进行干燥。
(2)湿法,其中将用第13族元素掺杂的氧化锌分散在水或醇中以制备淤浆,并且将该淤浆添加至搅拌着的有机金属偶联剂的水溶液或醇溶液,之后搅拌该混合物、过滤、洗涤和干燥。
用于覆盖粒状无机材料的这样的具有反应性有机基团的化合物的添加量没有特别限制,并且基于该化合物的目的(例如增强感光体的功能和粒状无机材料的分散性)而确定。然而,通常,该添加量优选为0.01-30重量%,并且更优选0.05-15重量%,基于所使用的粒状无机材料的总重量。当该添加量小于0.01重量%时,难以产生所述具有反应性有机基团的化合物的效果(例如,感光体的功能以及粒状无机材料的分散性的增强)。相反,当该添加量大于30重量%时,过量的该化合物粘附至所述粒状无机材料,从而常常使感光体的电性质恶化。
用于令人满意地将粒状无机材料(例如用第13族元素掺杂的氧化锌)分散在最外层25中的分散剂没有特别限制,并且可使用任何已知的分散剂。此外,这样的分散剂的添加量也没有特别限制,但是优选为0.5-30重量%并且更优选1-15重量%,基于所使用的粒状无机材料的总重量。当该添加量小于0.5重量%时,难以产生使粒状无机材料良好分散的效果。相反,当该添加量大于30重量%时,感光体的剩余电位倾向于严重升高。
为了令人满意地将粒状无机材料(例如用第13族元素掺杂的氧化锌)分散在最外层25中,可任选地使用表面活性剂。所述表面活性剂没有特别限制,并且取决于目的,使用一种或多种合适的表面活性剂。此外,这样的表面活性剂的添加量也没有特别限制,但是优选为0.5-30重量%,并且更优选1-15重量%,基于所使用的粒状无机材料的总重量。当该添加量小于0.5重量%时,难以产生使粒状无机材料良好分散的效果。相反,当该添加量大于30重量%时,感光体的剩余电位倾向于严重升高。
电荷传输化合物可用作用于最外层25的添加剂。所述电荷传输化合物没有特别限制,并且可使用具有正空穴传输结构(例如三芳基胺、腙、吡唑啉和咔唑)的已知的正空穴传输材料和具有电子传输结构(例如稠合的多环醌、二苯醌和具有电子接受基团例如氰基和硝基的芳族环)的已知的电子传输材料。这些可单独或组合使用。
当使用上述的交联聚合物作为所述不具有电荷传输能力的树脂时,可使用具有与这样的交联聚合物具有反应性的官能团(例如羟基、丙烯酰氧基和甲基丙烯酰氧基)的电荷传输化合物。
这样的电荷传输化合物的添加量没有特别限制,但是基于100重量份所使用的不具有电荷传输能力的树脂,优选不大于20重量份,以防止由于电荷传输化合物的恶化引起的感光体的性质的恶化。
用于测定最外层25中的电荷传输化合物的含量的方法没有特别限制。例如,可使用利用元素分析的方法例如XPS、EDX和WDX(波长色散X-射线光谱法);其中基于被试剂染色的电荷传输化合物的强度测定该量的方法;和傅立叶变换红外光谱法(FT-IR)。在这些方法之中,FT-IR是优选的,因为可容易地通过其进行定量测定并且所述方法具有良好的通用性。就此而言,优选地使用通过利用FT-IR的峰的强度比预先制备的工作曲线进行定量测定。
所述工作曲线例如通过如下方法制备。具体地,通过使用电荷传输化合物在改变添加量的同时制备最外层,然后进行FT-IR以测量所述电荷传输化合物所特有的振动峰的强度(峰高或峰面积)。基于所述峰的比率制备所述工作曲线。为了提高该工作曲线的精度,优选地以两个到五个水平改变添加量。该振动峰优选为所述电荷传输化合物所特有的振动峰,并且更优选为具有差的反应性并且其在该层中的含量已知的羰基所特有的振动峰。
将详细地描述最外层25中的电荷传输化合物的含量的测量方法。
首先,将详细的描述工作曲线的制备方法。
计算未添加有电荷传输化合物的最外层中的羰基所特有的振动峰的面积(αx)。此外,计算添加有电荷传输化合物的最外层中的羰基所特有的振动峰的面积(βx)。测量按照基于最外层总重量的20%、40%和60重量%添加有电荷传输化合物的最外层中的羰基所特有的振动峰的面积(α20,α40,α60; β20,β40,β60)。接着,将所述电荷传输化合物的振动强度比率(βx/αx)和添加量绘图,以准备工作曲线。
接着,对包含未知量的电荷传输化合物的最外层进行FT-IR ATR以确定振动强度比率。使用所述工作曲线计算样品最外层中的电荷传输化合物的含量。在测定最外层25中的电荷传输化合物的含量时,通过例如蚀刻的方法和例如切片机的横截面形成方法使最外层的待进行含量测量的部分暴露,并且通过上述方法测定含量。
作为添加剂任选地用于最外层的增塑剂没有特别限制,并且例如,可使用邻苯二甲酸二丁基锡和邻苯二甲酸二辛基锡。这些可单独或组合使用。这样的增塑剂的添加量没有特别限制,但是优选为0-30重量份,基于100重量份的所使用的不具有电荷传输能力的树脂。
作为添加剂任选地用于最外层的流平剂没有特别限制,并且例如,可使用硅油例如二甲基硅油和甲基苯基硅油;在其侧链中具有全氟烷基的聚合物和低聚物;等等。这样的流平剂的添加量没有特别限制,但是优选为0-1重量份,基于100重量份的所使用的不具有电荷传输能力的树脂。
用于制备最外层25的方法没有特别限制,并且从已知的方法中选择满足该目的的合适方法。例如,可使用包括如下的方法:制备包括不具有电荷传输能力的树脂、粒状无机材料和任选的添加剂的最外层涂覆液;将所述涂覆液涂布在感光层26上;通过加热对所涂覆的液体进行干燥;然后使该层交联以形成交联的最外层。
涂覆方法没有特别限制,并且考虑涂覆液的粘度以及最外层的目标厚度选择合适的涂覆方法。涂覆方法的具体实例包括浸涂方法、喷涂方法、珠涂方法、环涂方法等。
由于用于最外层的材料为固体或者粘稠液体,优选将所述材料溶解在溶剂中。所述溶剂没有特别限制,只要所述溶剂能够将所述构成材料溶解或分散在其中。这样的溶剂的具体实例包括醇例如甲醇、乙醇、丙醇和丁醇;酮例如丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮和环己酮;酯例如乙酸乙酯和乙酸丁酯;醚例如四氢呋喃、二烷和丙醚;含卤素的溶剂例如二氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷和氯苯;芳族溶剂例如苯、甲苯和二甲苯;溶纤剂例如甲基溶纤剂、乙基溶纤剂和乙酸溶纤剂;等等。这些溶剂可单独或组合使用。
为了除去在通过上述方法形成最外层之后残留在该最外层中的溶剂,优选地加热该最外层以进行干燥。加热方法没有特别限制,并且例如,可使用加热的气体(例如空气和氮气)、加热的蒸汽、加热介质、红外射线和电磁射线。通过从涂覆层侧或者从感光体的背面(即,导电支持体21侧)对最外层进行加热,可将最外层干燥。
加热温度没有特别限制,但是优选为100-170℃。当加热温度低于100℃时,相对大量的溶剂倾向于残留在最外层中,从而常常使感光体的电子照相性质恶化。相反,当加热温度高于170℃时,下层(例如感光层26)中包括的低分子组分倾向于迁移到最外层25中,从而使得不可能控制表面电阻率,或者使最外层的其它性质恶化。
最外层25的厚度没有特别限制,但是优选不大于10μm、并且更优选不大于8μm,使得所得感光体可形成高分辨率图像,同时具有高的响应性。厚度下限取决于感光体所用于的***而变化,但是通常不小于3μm,使得所得感光体具有带电性与耐磨性的良好组合。
感光层26可为图10A中所示的单层型感光层,或者图10B、10C或10D中所示的多层型感光层。
所述单层型感光层为同时具有电荷产生功能和电荷传输功能两者的层。所述单层型感光层包括电荷产生材料、电荷传输材料和粘合剂树脂,并且任选地包括添加剂例如增塑剂、流平剂和抗氧化剂。
所述单层型感光层中包括的电荷产生材料没有特别限制,并且可使用下述用于多层型感光层的材料。这样的电荷产生材料的含量没有特别限制,但是优选为5-40重量份,基于100重量份的包括在感光层中的粘合剂树脂。
所述单层型感光层中包括的电荷传输材料没有特别限制,并且可使用下述用于多层型感光层中的材料。这样的电荷传输材料的含量没有特别限制,但是优选不大于190重量份并且优选50-150重量份,基于100重量份的包括在感光层中的粘合剂树脂。
所述单层型感光层中包括的粘合剂树脂没有特别限制,并且可使用下述用于多层型感光层中的树脂。
用于制备单层型感光层的方法没有特别限制。例如,可使用包括如下的方法:将电荷产生材料、电荷传输材料、粘合剂树脂和任选的其它组分溶解或分散在溶剂(例如四氢呋喃、二烷、二氯乙烷和环己烷)中以制备感光层涂覆液;涂覆该涂覆液;和干燥所涂覆的液体以形成感光层。
涂覆方法没有特别限制,并且选择合适的涂覆方法。涂覆方法的具体实例包括浸涂方法、喷涂方法、珠涂方法、环涂方法等。涂覆液可任选地包括添加剂例如增塑剂、流平剂和抗氧化剂。
所述单层型感光层的厚度没有特别限制,但是优选为5μm-25μm。
接着,将描述多层型感光层。在多层型感光层中,形成分别具有电荷产生功能和电荷传输功能的独立的层。特别地,形成至少电荷产生层23和电荷传输层24,并且任选地如果需要的话,形成另外的层。对于电荷产生层23、电荷传输层24和其它层,可使用任何已知的电荷产生层、电荷传输层和其它层。形成电荷产生层23和电荷传输层24的顺序没有特别限制,并且取决于感光体用于其的图像形成装置的图像形成条件确定。由于电荷产生材料具有差的化学稳定性,当暴露于酸性气体(例如在用于使感光体的表面带电的带电器附近形成的放电产物)时,电荷产生材料的电荷产生效率恶化,并且因此优选的是,将电荷传输层24覆盖在电荷产生层23上,如图10B和10C中所示。
电荷产生层23包括电荷产生材料,并且优选地包括粘合剂树脂。此外,电荷产生层可任选地包括其它组分例如抗氧化剂。
电荷产生层23中包括的电荷产生材料没有特别限制,并且例如,可使用无机和有机电荷产生材料。
无机电荷产生材料的具体实例包括晶体硒、非晶硒、硒-碲化合物、硒-碲-卤素化合物、硒-砷化合物和非晶硅。此外,可使用其中悬垂键被氢原子或者卤素原子所终止或者掺杂有硼原子或磷原子的非晶硅。
有机电荷产生材料的具体实例包括酞菁颜料例如金属酞菁和不含金属的酞菁;薁(azulenium)盐型颜料;方形酸次甲基酯(methyne)颜料;具有咔唑骨架的偶氮颜料;具有三苯基胺骨架的偶氮颜料;具有二苯基胺骨架的偶氮颜料;具有二苯并噻吩骨架的偶氮颜料;具有芴酮骨架的偶氮颜料;具有二唑骨架的偶氮颜料;具有双芪骨架的偶氮颜料;具有二苯乙烯基二唑骨架的偶氮颜料;具有二苯乙烯基咔唑骨架的偶氮颜料;二萘嵌苯颜料、蒽醌颜料、多环醌颜料、醌亚胺颜料、二苯基甲烷颜料、三苯基甲烷颜料、苯醌颜料、萘醌颜料、花青颜料、偶氮甲碱颜料、靛类颜料和苯并咪唑颜料。这些可单独或组合使用。
电荷产生层中任选包括的粘合剂树脂没有特别限制。所述粘合剂树脂的具体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、聚乙烯基酮树脂、聚苯乙烯树脂、聚-N-乙烯基咔唑树脂、聚丙烯酰胺树脂等。这些树脂可单独或组合使用。此外,还可将具有电荷传输功能的电荷传输聚合物例如(1)具有芳基胺骨架、联苯胺骨架、腙骨架、咔唑骨架、芪骨架和/或吡唑啉骨架的聚合物(例如,聚碳酸酯、聚酯、聚氨酯、聚醚、聚硅氧烷和丙烯酸类树脂)和(2)具有聚硅烷骨架的聚合物单独或者组合用作粘合剂树脂。
电荷产生层23中任选包括的其它组分没有特别限制,并且例如,可在其中包括低分子量电荷传输材料、溶剂、流平剂和抗氧化剂。基于电荷产生层的总重量,这样的组分的添加量优选为0.01重量%-10重量%。
电荷产生层中任选包括的低分子量电荷传输材料没有特别限制,并且可使用已知的电子传输材料和正空穴传输材料。所述电子传输材料的具体实例包括四氯代苯对醌、四溴代苯对醌、四氰基乙烯、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、1,3,7-三硝基苯并噻吩-5,5-二氧化物、和二苯醌衍生物。这些电子传输材料可单独或组合使用。
所述正空穴传输材料的具体实例包括唑衍生物、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-苯基芪衍生物、联苯胺衍生物、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、双芪衍生物和烯胺衍生物。这些正空穴传输材料可单独或组合使用。
电荷产生层中任选包括的溶剂没有特别限制,并且例如,可使用例如如下的溶剂:四氢呋喃、二烷、二氧杂环戊烷、甲苯、二氯甲烷、单氯苯、二氯乙烷、环己酮、环戊酮、苯甲醚、二甲苯、甲乙酮、丙酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯。这些溶剂可单独或组合使用。
电荷产生层中任选包括的流平剂没有特别限制,并且例如,可使用硅油例如二甲基硅油和甲基苯基硅油。这些可单独或组合使用。
用于制备电荷产生层23的方法没有特别限制。例如,可使用包括如下的方法:将电荷产生材料和粘合剂树脂溶解或分散在另一组分例如溶剂中以制备电荷产生层涂覆液;将所述涂覆液涂覆在导电支持体21上;干燥所涂覆的液体以形成电荷产生层。
上述的用于制备单层型感光层的涂覆方法可用于形成电荷产生层。
电荷产生层23的厚度没有特别限制,但是优选为0.01μm-5μm并且更优选0.05μm-2μm。
接着,将描述电荷传输层。
电荷传输层24是这样的层:其将由带电器施加的电荷保持在其表面上并且传输通过辐照在电荷产生层23中产生的电荷以将该电荷与电荷传输层保持在其表面上的电荷结合,导致形成静电潜像。为了保持由带电器施加的电荷,电荷传输层必须具有高的电阻。此外,为了从相同量的电荷获得高的表面电位,电荷传输层必须具有低的介电常数和高的电荷迁移率。
电荷传输层24包括电荷传输材料并且优选地包括粘合剂树脂。此外,电荷传输层24可任选地包括其它组分。
电荷传输层24中包括的电荷传输材料没有特别限制,并且例如,可使用电子传输材料、正空穴传输材料和电荷传输聚合物作为所述电荷传输材料。
电荷传输层24中的电荷传输材料的含量没有特别限制,但是优选为20-80重量%并且更优选30-70重量%,基于电荷传输层的总重量。当该含量小于20重量%时,电荷传输层的电荷传输能力常常恶化,并且由此无法赋予感光体以期望的光衰减性质。相反,当该含量大于80重量%时,感光体倾向于容易被感光体从图像形成装置接收的各种应力磨损。即,当该含量在上述更优选范围(30-70重量%)内时,所得感光体具有期望的光衰减性质,并且感光体的磨损损失很小,即使当感光体长期使用时也是如此。
用作电荷传输材料的电子传输材料(即,电子接受材料)的具体实例包括四氯代苯对醌、四溴代苯对醌、四氰基乙烯、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、1,3,7-三硝基苯并噻吩-5,5-二氧化物等。这些电子传输材料可单独或组合使用。
用作电荷传输材料的正空穴传输材料(即,给电子材料)的具体实例包括唑衍生物、二唑衍生物、咪唑衍生物、三苯基胺衍生物、9-(对-二乙基氨基苯乙烯基蒽)、1,1-二(4-二苄基氨基苯基)丙烷、苯乙烯基蒽、苯乙烯基吡唑啉、苯基腙化合物、α-苯基芪衍生物、噻唑衍生物、***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。这些可单独或组合使用。
可包括在电荷传输层24中的电荷传输聚合物为具有电荷传输功能以及下述粘合剂树脂功能两者的材料。特别地,本发明人发现,当将非晶氧化物用于中间层22(图10C中所示)时,用作电荷传输层24中的电荷传输材料的电荷传输聚合物防止带电性的恶化以及具有背景显影的图像的形成。因此,对于这样的情况,优选使用电荷传输聚合物。
电荷传输聚合物没有特别限制,并且例如,可使用具有咔唑环的聚合物、具有腙结构的聚合物、聚亚甲硅基聚合物、具有三芳基胺结构的聚合物(公开于JP-3852812-B1(即,JP-2000-275880-A)和JP-3990499-B1(即,JP-H11-344819-A)中)、以及具有给电子基团的聚合物。这些可单独或组合使用。此外,这些可与粘合剂树脂组合使用以增强电荷传输层的耐磨性和膜性质。
电荷传输层24中这样的电荷传输聚合物的含量没有特别限制,但是在将电荷传输聚合物与粘合剂树脂组合使用时,优选为基于电荷传输层总重量的40-90重量%并且更优选50-80重量%,以赋予感光体以电荷传输能力、耐磨性和成膜性的良好组合。
电荷传输层24中任选包括的粘合剂树脂没有特别限制,并且取决于目的选择合适的树脂。所述粘合剂树脂的具体实例包括聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、甲基丙烯酸类树脂、丙烯酸类树脂、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、酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚偏氯乙烯树脂、醇酸树脂、有机硅树脂、聚乙烯基咔唑树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚芳酯树脂、聚丙烯酰胺树脂、苯氧基树脂等。这些可单独或组合使用。
此外,电荷传输层24可包括能交联的电荷传输材料和能交联的粘合剂树脂的共聚物。
电荷传输层24中任选包括的其它组分没有特别限制,并且例如,可在其中包括溶剂、增塑剂和流平剂。这样的组分的添加量优选为0.01重量%-10重量%,基于电荷传输层的总重量。
任选地包括在电荷传输层24中的溶剂没有特别限制,并且例如,可单独或组合使用如以上对于用于电荷产生层23中所提及的这样的溶剂。在这些溶剂中,能够溶解所使用的电荷传输材料和粘合剂树脂的溶剂是优选的。
任选地包括在电荷传输层24中的增塑剂没有特别限制,并且例如,可使用用于使树脂增塑的常规增塑剂例如邻苯二甲酸二丁基锡和邻苯二甲酸二辛基锡。
任选地包括在电荷传输层24中的流平剂没有特别限制,并且例如,可使用硅油例如二甲基硅油和甲基苯基硅油;在其侧链中具有全氟烷基的聚合物和低聚物;等等。
用于制备电荷传输层24的方法没有特别限制,并且从已知的方法中选择满足该目的的合适方法。例如,可使用包括如下的方法:将电荷传输材料和粘合剂树脂溶解或分散在其它组分例如溶剂中以制备涂覆液;将所述涂覆液涂布在电荷产生层23上;和通过加热而干燥所涂覆的液体以形成电荷传输层。
涂覆方法没有特别限制,并且考虑到涂覆液的粘度和电荷传输层的目标厚度选择合适的涂覆方法。涂覆方法的具体实例包括浸涂方法、喷涂方法、珠涂方法、环涂方法等。
为了除去在通过上述方法形成电荷传输层之后残留在电荷传输层中的溶剂,优选地加热电荷传输层以进行干燥。加热方法没有特别限制,并且例如,可使用加热的气体(例如空气和氮气)、加热的蒸汽、加热介质、红外射线和电磁射线。通过从涂覆层侧或者从感光体的背面(即,导电支持体21侧)加热电荷传输层,可将电荷传输层干燥。
加热温度没有特别限制,但是优选为100-170℃。当加热温度低于100℃时,残留在电荷传输层中的溶剂无法被充分除去,从而常常使感光体的电子照相性质和耐磨性恶化。相反,当加热温度高于170℃时,涂覆层倾向于具有缺陷例如橙皮皱纹和裂纹,或者导致如下问题:涂覆层从下层(电荷产生层)剥离。此外,当电荷传输层中包括的溶剂蒸发时,感光体的电性质倾向于恶化。
电荷传输层24的厚度没有特别限制,但是优选不大于50μm、并且更优选不大于45μm,使得所得感光体可形成高分辨率图像,同时具有高的响应性。厚度下限取决于感光体用于其的***而变化,但是优选不小于5μm,使得所得感光体具有良好的带电性(例如带电电位)。
感光体可任选地包括其它层例如底涂层和中间层。
底涂层可形成于导电支持体21与感光层26之间。底涂层典型地包括树脂,并且任选地包括其它组分例如抗氧化剂、细颜料粉末、和偶联剂。
底涂层中包括的树脂没有特别限制。所述树脂的具体实例包括水溶性树脂例如聚乙烯醇、酪蛋白和聚丙烯酸钠;醇溶性树脂例如尼龙共聚物和甲氧基甲基化尼龙;能够形成三维网络的能交联树脂例如聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、烷基-三聚氰胺树脂、和环氧树脂;等等。
在这些树脂之中,对普通有机溶剂(特别是用于形成感光层的溶剂)具有良好耐受性的树脂是优选的,因为感光层典型地是通过将包括有机溶剂的涂覆液涂布在底涂层上而制备的。
任选地包括在底涂层中的细颜料粉末没有特别限制,只要所述粉末可防止波纹(moiré)的形成,同时降低感光体的剩余电位。这样的细颜料粉末的具体实例包括金属氧化物的粉末,所述金属氧化物例如氧化钛、二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化锡、氧化铟等。
任选地包括在底涂层中的偶联剂没有特别限制,并且例如,可使用硅烷偶联剂、钛偶联剂和铬偶联剂。
底涂层的结构没有特别限制,并且可具有单层型结构或多层型结构。
用于制备底涂层的方法没有特别限制,并且例如,可使用包括如下的方法:使用溶剂制备至少包括树脂的涂覆液;使用如以上对用于制备感光层中所提及的这样的方法将所述涂覆液涂布在导电支持体21上;和干燥所涂覆的液体以形成底涂层。此外,还可使用:包括通过阳极氧化方法形成氧化铝层的方法;或者包括通过真空沉积方法形成有机化合物(例如聚对亚二甲苯基)或无机化合物(例如SiO2、SnO2、TiO2、ITO或CeO2)的层的方法。
底涂层的厚度没有特别限制,并且取决于层的目的确定。然后,该厚度通常为1μm-5μm。
中间层形成于感光层26(或电荷传输层24)与最外层25之间,以防止感光(电荷传输)层中包括的电荷传输材料迁移到最外层中并且增强层之间的粘附。优选的是,中间层在最外层涂覆液中几乎不溶解或者不溶解。中间层包括作为主要组分的树脂,并且任选地包括其它组分例如抗氧化剂。这样的树脂的具体实例包括聚酰胺树脂、醇溶性尼龙树脂、水溶性聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇树脂等。用于制备中间层的方法没有特别限制,并且例如,可使用上述用于制备感光层的方法。中间层的厚度通常为0.05μm-2μm。
导电支持体21没有特别限制,只要该支持体具有不大于1010Ω·cm的体积电阻率。这样的材料的具体实例包括其表面上通过沉积或者溅射而形成有金属(例如铝、镍、铬、镍铬合金、铜、金、银和铂)层或者金属氧化物(例如氧化锡和氧化铟)层的塑料圆筒、塑料膜或者纸张。此外,可使用金属(例如铝、铝合金、镍和不锈钢)板。可使用通过如下制备的金属圆筒作为所述支持体:使用例如冲击展薄(impact ironing)或直接展薄(direct ironing)的方法将金属(例如铝、铝合金、镍和不锈钢)制成管,然后对该管的表面进行一种或多种处理例如切割、超精加工和抛光。此外,也可使用环形带(例如JP-52-36016-A中公开的环形镍带或不锈钢带)作为导电支持体21。
可在导电支持体21上形成导电层。用于形成这样的导电层的方法没有特别限制。例如,可使用包括如下的方法:将导电粉末和树脂溶解或分散在有机溶剂中以制备涂覆液;将所述涂覆液涂布至导电支持体21;和干燥所涂覆的液体以形成导电层。此外,也可使用包括如下的方法:使用由树脂(例如聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚偏氯乙烯、聚乙烯、氯化橡胶和含氟树脂(例如TEFLON))和导电材料的组合制成的能热收缩的树脂管形成导电层。
用于制备导电层的导电粉末的具体实例包括炭黑、乙炔黑、金属(例如铝、镍、铁、镍铬合金、铜、锌和银)粉末、以及金属氧化物(例如导电的氧化锡和ITO)粉末。
用于制备导电层的粘合剂树脂的具体实例包括已知的热塑性树脂、热固性树脂、和光交联树脂,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、聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚偏氯乙烯、聚芳酯、苯氧基树脂、聚碳酸酯、乙酸纤维素树脂、乙基纤维素树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚乙烯基甲苯树脂、聚-N-乙烯基咔唑、丙烯酸类树脂、有机硅树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、氨基甲酸酯树脂、酚醛树脂和醇酸树脂。
用于制备导电层的溶剂的具体实例包括四氢呋喃、二氯甲烷、甲乙酮和甲苯。
接下来,将描述用于本公开内容的图像形成装置中的感光体的实例。
图11A-11D说明用于本公开内容的第一实施方式中的感光体的横截面。
图11A说明具有如下结构的感光体:在其表面部分中包括粒状无机材料的感光层92形成于导电支持体91上。图11B说明具有如下结构的感光体:感光层92和包括粒状无机材料的最外层93以此顺序形成于导电支持体91上。图11C说明具有如下结构的感光体:电荷产生层921、电荷传输层922以及包括粒状无机材料的最外层93以此顺序形成于导电支持体91上。图11D说明具有如下结构的感光体:底涂层94、电荷产生层921、电荷传输层922以及包括粒状无机材料的最外层93以此顺序形成于导电支持体91上。在图11C和11D中,电荷产生层921与电荷传输层922的组合充当感光层92。
充当本公开内容的图像形成装置的图像承载部件的感光体10具有如下结构:至少感光层92和最外层93覆盖在导电支持体91上,并且可任选地形成其它层。
导电支持体91由具有不大于1010Ω·cm的体积电阻率的材料制成。这样的材料的具体实例包括其表面上通过沉积或者溅射而形成有金属(例如铝、镍、铬、镍铬合金、铜、金、银和铂)层或者金属氧化物(例如氧化锡和氧化铟)层的塑料圆筒、塑料膜或者纸张。此外,可使用金属(例如铝、铝合金、镍和不锈钢)板。也可使用通过如下制备的金属圆筒作为基底:使用例如冲击展薄或直接展薄的方法将金属(例如铝、铝合金、镍和不锈钢)制成管,然后对该管的表面进行一种或多种处理例如切割、超精加工和抛光。
此外,也可使用环形带(例如JP-52-36016-A中公开的环形镍带或不锈钢带)作为导电支持体91。
此外,也可使用其中在上述支持体上通过涂覆涂覆液而形成导电层的导电材料作为导电支持体91,在所述涂覆液中,导电粉末分散在树脂中。
所述导电粉末的具体实例包括炭黑、乙炔黑、金属(例如铝、镍、铁、镍铬合金、铜、锌和银)粉末、和金属氧化物(例如导电的氧化锡和ITO)粉末。
与所述导电粉末组合使用的粘合剂树脂的具体实例包括已知的热塑性树脂、热固性树脂和光交联树脂,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、聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚偏氯乙烯、聚芳酯、苯氧基树脂、聚碳酸酯、乙酸纤维素树脂、乙基纤维素树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚乙烯基甲苯、聚-N-乙烯基咔唑、丙烯酸类树脂、有机硅树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、氨基甲酸酯树脂、酚醛树脂、和醇酸树脂。
所述导电层典型地通过涂覆其中所述导电粉末和所述粘合剂树脂溶解或分散在合适的溶剂例如四氢呋喃、二氯甲烷、甲乙酮和甲苯中的涂覆液而形成。
此外,也可使用如下的圆筒形支持体作为导电支持体91:在该圆筒形支持体上,使用由树脂(例如聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚偏氯乙烯、聚乙烯、氯化橡胶和含氟树脂(例如TEFLON))与导电材料的组合制成的能热收缩的树脂管形成导电层。
接着,将描述感光层92。
感光层92可具有单层型结构或多层型结构。首先,为了解释的目的,将描述多层型感光层。
电荷产生层921为包括作为主要组分的电荷产生材料的层。任何已知的电荷产生材料可用于电荷产生层921。其具体实例包括单偶氮颜料、双偶氮颜料、三偶氮颜料、二萘嵌苯颜料、紫环酮颜料、喹吖啶酮颜料、多环醌颜料、方形酸染料、酞菁颜料、萘酞菁颜料、薁盐型颜料等。这些可单独或组合使用。
在该实施方式的感光体中,优选地使用偶氮颜料和/或酞菁颜料。在酞菁颜料中,具有这样的X-射线衍射谱的钛氧基酞菁是优选的:当使用具有波长的CuKαX-射线时,在27.2°(±0.2°)的布拉格2θ角处观察到最大衍射峰。
电荷产生层921可例如通过包括如下的方法制备:将电荷产生材料和粘合剂树脂溶解或分散在溶剂中以制备电荷产生层涂覆液;将所述涂覆液涂覆在导电支持体91上;和干燥所涂覆的液体以形成电荷产生层。
任选地用于形成电荷产生层921的粘合剂树脂的具体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、聚乙烯基酮树脂、聚苯乙烯树脂、聚砜树脂、聚-N-乙烯基咔唑树脂、聚丙烯酰胺树脂、聚乙烯醇缩苯甲醛树脂、聚酯树脂、苯氧基树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯树脂、聚苯醚树脂、聚乙烯基吡啶树脂、纤维素树脂、酪蛋白、聚乙烯醇树脂和聚乙烯基吡咯烷酮。
这样的粘合剂树脂的添加量为0-500重量份并且优选10-300重量份,基于100重量份所使用的电荷产生材料。
用于形成电荷产生层921的溶剂的具体实例包括异丙醇、丙酮、甲乙酮、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、单氯苯、环己烷、甲苯、二甲苯、石油醚等。在这些之中,优选使用酮溶剂、酯溶剂和醚溶剂。
用于制备电荷产生层921的涂覆方法的具体实例包括浸涂方法、喷涂方法、珠涂方法、喷嘴涂覆方法、旋涂器涂覆方法、环涂方法等。
电荷产生层921的厚度为0.01μm-5μm并且优选0.1μm-2μm。
电荷传输层922可例如通过包括如下的方法制备:将电荷传输材料和粘合剂树脂溶解或分散在溶剂中以制备电荷传输层涂覆液;将所述涂覆液涂覆在电荷产生层921上;和干燥所涂覆的液体以形成电荷传输层。
电荷传输层922任选地包括其它组分例如增塑剂、流平剂和抗氧化剂。
电荷传输材料大致被分类成正空穴传输材料和电子传输材料。
所述电子传输材料的具体实例包括四氯代苯对醌、四溴代苯对醌、四氰基乙烯、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、1,3,7-三硝基苯并噻吩-5,5-二氧化物、和苯醌衍生物。
所述正空穴传输材料的具体实例包括聚-N-乙烯基咔唑及其衍生物、聚-γ-咔唑基谷氨酸乙酯及其衍生物、芘-甲醛缩合产物及其衍生物、聚乙烯基芘、聚乙烯基菲、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-苯基芪衍生物、联苯胺衍生物、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、双芪衍生物、烯胺衍生物等。
这些电荷传输材料可单独或组合使用。
用于电荷传输层922中的粘合剂树脂的具体实例包括已知的热塑性树脂和热固性树脂,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、聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚偏氯乙烯、聚芳酯、苯氧基树脂、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-乙烯基咔唑、丙烯酸类树脂、有机硅树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、氨基甲酸酯树脂、酚醛树脂、醇酸树脂等。
电荷传输层922中这样的电荷传输材料的添加量为20-300重量份和优选40-150重量份,基于100重量份所使用的粘合剂树脂。
电荷传输层922的厚度优选不大于25μm,使得所得感光体可形成高分辨率图像,同时具有高的响应性。该厚度的下限取决于该感光体所用于的***的条件(特别是带电电位)而变化,但是优选不小于5μm。
用于形成电荷传输层922的溶剂的具体实例包括四氢呋喃、二烷、甲苯、二氯甲烷、单氯苯、环己酮、甲乙酮、丙酮等。
电荷传输层922可任选地包括其它组分例如增塑剂和流平剂。
用于使树脂增塑的任何已知增塑剂例如邻苯二甲酸二丁基锡和邻苯二甲酸二辛基锡可用于电荷传输层922。这样的增塑剂的添加量为基于粘合剂树脂重量的0-30重量%。
可使用硅油例如二甲基硅油和甲基苯基硅油;在其侧链中具有全氟烷基基团的聚合物和低聚物;等等作为流平剂。这样的流平剂的添加量优选为基于所使用粘合剂树脂的重量的0-1重量%。
当电荷传输层922为最外层时,该电荷传输层可包括粒状无机材料。这样的粒状无机材料的具体实例包括如下物质的粉末:金属例如铜、锡、铝和铟;金属氧化物例如氧化硅、二氧化硅、氧化锡、氧化锌、氧化铝、氧化钛、氧化铟、氧化锑、氧化铋、锑掺杂的氧化锡和锡掺杂的氧化铟;钛酸钾,等等。在这些之中,金属氧化物的粉末是优选的,并且特别地,氧化硅、氧化铝和氧化钛的粉末是优选的。
电荷传输层922中的粒状无机材料的平均一次粒径优选为0.01μm-0.5μm,使得电荷传输层922具有光透射率与耐磨性的良好组合。当该平均一次粒径小于0.01μm时,电荷传输层922的耐磨性倾向于恶化,并且所述粒状无机材料无法良好地分散在该电荷传输层中。当该平均一次粒径大于0.5μm时,倾向于导致如下问题:所述粒状无机材料在涂覆液中沉淀,以及在电荷传输层922上形成调色剂膜。
关于电荷传输层922中这样的粒状无机材料的添加量,该添加量越大,电荷传输层922的耐磨性越好。然而,当该添加量太大时,导致如下问题:感光体的剩余电位升高并且电荷传输层的光透射率降低,导致图像品质的恶化。从该观点来看,基于电荷传输层中包括的固体组分的总重量,粒状无机材料的添加量通常不大于30重量%并且优选不大于20重量%。该添加量的下限通常为3重量%。
待包括在电荷传输层922中的粒状无机材料优选地进行使用表面处理剂的表面处理,使得所述粒状无机材料具有良好的分散性。当所述粒状无机材料在电荷传输层922中的分散差时,不仅感光体的剩余电位升高,而且导致如下问题:电荷传输层的透明性和耐磨性恶化,并且形成涂层缺陷。因此,感光体具有良好的耐久性和产生高品质图像变得不可能。
接着,将描述其中感光层92为单层型感光层的情况。
所述单层型感光层至少包括电荷产生材料和粘合剂树脂,并且优选地包括电荷传输材料。当所述单层型感光层中包括电荷传输材料时,所述感光层为功能上分离的感光层。
所述单层型感光层典型地通过包括如下的方法制备:通过将电荷产生材料、电荷传输材料和粘合剂树脂溶解或分散在溶剂中制备涂覆液;涂覆所述涂覆液;然后干燥所涂覆的液体以制备单层型感光层。
当单层型感光层92为最外层时,单层型感光层92中可包括如以上提及的用于电荷传输层922中的粒状无机材料。单层型感光层92可任选地包括其它组分例如增塑剂、流平剂和抗氧化剂。
可将以上提及的用作电荷传输层922的粘合剂树脂的树脂用于单层型感光层92。此外,可将以上提及的用作电荷产生层921的粘合剂树脂的树脂与以上提及的用作电荷传输层922的粘合剂树脂的树脂组合使用。
单层型感光层92中的电荷产生材料的添加量优选为5-40重量份,基于100重量份所使用的粘合剂树脂,并且单层型感光层92中电荷传输材料的添加量优选为0-190重量份并且更优选50-150重量份,基于100重量份所使用的粘合剂树脂。
所述单层型感光层典型地通过如下制备:施用通过使用分散机将电荷产生材料和粘合剂树脂以及任选的电荷传输材料溶解或分散在溶剂(例如四氢呋喃、二烷、二氯乙烷和环己烷)中制备的涂覆液;通过例如浸涂方法、喷涂方法和珠涂方法的方法涂覆所述涂覆液;然后干燥所涂覆的液体以制备单层型感光层。
单层型感光层92的厚度优选为5μm-25μm。
在导电支持体91和感光层92之间任选地形成底涂层94。该底涂层包括作为主要组分的树脂。
该底涂层中包括的树脂优选地具有良好的对普通有机溶剂的耐受性,因为感光层典型地是通过将包括有机溶剂的涂覆液涂布在底涂层上而形成的。所述树脂的具体实例包括水溶性树脂例如聚乙烯醇、酪蛋白和聚丙烯酸钠;醇溶性树脂例如尼龙共聚物和甲氧基甲基化尼龙;能够形成三维网络的能交联的树脂例如聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、烷基-三聚氰胺树脂和环氧树脂;等等。
为了防止形成波纹同时降低感光体的剩余电位,可在底涂层94中包括粒状金属氧化物例如氧化钛、二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化锡和氧化铟。
底涂层94可使用如以上提及的用于制备感光层92的溶剂和涂覆方法制备。
此外,对于形成底涂层94,可使用硅烷偶联剂、钛偶联剂和铬偶联剂。进一步地,也可使用通过阳极氧化方法制备的氧化铝层,通过真空蒸发方法制备的有机化合物(例如聚对亚二甲苯基)或无机化合物(例如SiO2、SnO2、TiO2、ITO或CeO2)层,和其它已知的底涂层作为底涂层94。
底涂层94的厚度通常为0-5μm。
可在感光层92上形成包括粒状材料的最外层93。
最外层93至少包括粒状材料和粘合剂树脂。所述粘合剂树脂的具体实例包括热塑性树脂例如聚芳酯树脂和聚碳酸酯树脂;能交联的树脂例如氨基甲酸酯树脂和酚醛树脂;等等。
对于所述粒状材料,使用有机和无机材料。所述粒状有机材料的具体实例包括粒状含氟树脂和粒状碳。所述粒状无机材料的具体实例包括金属(例如铜、锡、铝和铟)的粉末;金属氧化物(例如氧化硅、二氧化硅、氧化锡、氧化锌、氧化铝、氧化钛、氧化铟、氧化锑、氧化铋、锑掺杂的氧化锡和锡掺杂的氧化铟)的粉末;钛酸钾的粉末,等等。在这些之中,金属氧化物的粉末是优选的,并且氧化硅、氧化铝和氧化钛的粉末是更优选的。
这些粒状材料可单独或组合使用。
所述粒状无机材料的平均一次粒径优选为0.01μm-0.5μm,使得最外层93具有光透射率与耐磨性的良好组合。当该平均一次粒径小于0.01μm时,最外层93的耐磨性倾向于恶化并且所述粒状无机材料无法良好地分散在该最外层中。当该平均一次粒径大于0.5μm时,倾向于导致如下问题:所述粒状无机材料在涂覆液中沉淀,并且在最外层93上形成调色剂膜。
关于这样的粒状无机材料的添加量,该添加量越大,则最外层93的耐磨性越好。然而,如果该添加量太大,则导致如下问题:感光体的剩余电位升高并且最外层的光透射率降低,导致图像品质的恶化。从该观点来看,粒状无机材料的添加量通常不大于50重量%并且优选不大于30重量%,基于最外层中包括的固体组分的总重量。该添加量的下限通常为5重量%。
所述粒状无机材料优选地进行使用至少一种表面处理剂的表面处理以增强其分散性。
当所述粒状无机材料在最外层中的分散差时,不仅感光体的剩余电位升高,而且导致如下问题:最外层的透明性和耐磨性恶化,和形成涂层缺陷。因此,感光体具有良好的耐久性和产生高品质图像变得不可能。
将常规的表面处理剂用于所述粒状无机材料的表面处理。在这些表面处理剂中,不使所述粒状无机材料的绝缘性恶化的表面处理剂是优选的。其具体实例包括钛酸酯偶联剂、铝偶联剂、锆铝酸酯偶联剂、高级脂肪酸。此外,也可使用利用这样的表面处理剂与硅烷偶联剂的组合的表面处理,以及利用Al2O3、TiO2、ZrO2、有机硅和硬脂酸铝的表面处理。此外,还可使用这些表面处理的组合。通过进行这些表面处理,可增强粒状无机材料的分散性并且此外可防止模糊图像的形成。
当仅将硅烷偶联剂用于所述表面处理时,倾向于导致所得感光体形成模糊图像的问题。然而,通过使用硅烷偶联剂与另外的表面处理剂的组合,常常可防止出现模糊图像问题。
用于处理粒状无机材料的表面处理剂的量取决于所述粒状无机材料的平均一次粒径而变化,但是优选为基于所述粒状无机材料的重量的3-30重量%并且更优选5-20重量%。当该量小于该范围时,无法令人满意地产生所述表面处理剂的分散效果。相反,当该量大于该范围时,感光体的剩余电位倾向于升高。
最外层93的厚度优选为1.0μm-8.0μm。
待长期反复使用的图像承载部件(例如感光体)优选地具有机械耐久性与耐磨性的良好组合。
通常,图像形成装置中的带电器产生臭氧和NOx气体,并且这样的气体粘附至该图像形成装置的感光体,从而通过该感光体形成模糊图像。
为了防止形成这样的模糊图像,感光体的表面优选地以预定的速度或更高的速度磨损。因此,当感光体长期反复使用时,最外层93的厚度优选不小于1.0μm。
当最外层93的厚度大于8.0μm时,倾向于导致如下问题:感光体的剩余电位升高,导致精细网点图像的再现性恶化。
上述的粒状无机材料可通过合适的分散机分散。用于形成最外层涂覆液的分散体中的粒状无机材料的平均粒径优选不大于1μm并且优选不大于0.5μm,使得最外层93具有良好的光透射率。
作为用于在感光层92上形成最外层93的方法,可优选地使用浸涂方法、环涂方法和喷涂方法。在这些涂覆方法中,可优选地使用如下的喷涂方法:其中,将涂覆液从具有微小开口的喷嘴喷射出以形成所述涂覆液的微小液滴,使得所述液滴粘附至感光层92的表面。
用于这样的涂覆液的溶剂的具体实例包括四氢呋喃、二烷、甲苯、二氯甲烷、单氯苯、二氯乙烷、环己酮、甲乙酮、丙酮等。
最外层93可包括电荷传输材料,以降低所得感光体的剩余电位和赋予感光体以高的响应性。所述电荷传输材料的具体实例包括用在电荷传输层922中的电荷传输材料。
当使用低分子电荷传输材料时,可在最外层93中形成所述低分子电荷传输材料的浓度梯度。
最外层93可优选地包括具有电荷传输功能和粘合剂树脂功能两者的电荷传输聚合物。
包括这样的电荷传输聚合物的最外层具有良好的耐磨性。任何已知的电荷传输聚合物可用于所述电荷传输聚合物。在这些之中,具有例如聚碳酸酯、聚氨酯、聚酯和聚醚的结构的电荷传输聚合物是优选的,并且主链和/或侧链中具有三芳基胺结构的聚碳酸酯是更优选的。
最外层93优选地具有不小于190N/mm2的马腾斯(Martens)硬度和不小于37.0%的弹性功(We/Wt)。所述马腾斯硬度和所述弹性功在以下条件下测量。
所用仪器:来自Fischer Instruments K.K.的FISCHER SCOPE H-100
测试方法:负载和卸载重复一次
压头:微型维氏(Micro-Vicker)压头
最大负载:9.8mN
负载/卸载时间:30秒
保持时间:5秒
当最外层93的马腾斯硬度小于190N/mm2时,倾向于导致调色剂粘附至感光体的表面的问题。此外,当弹性功小于37.0%时,导致如下问题:当形成其图像面积比例在感光体的轴向上不同的图像时,最外层93的磨损损失在感光体的轴向上变化,从而形成不均匀图像。因此,优选通过调节所述粒状无机材料的添加量以及选择合适的粘合剂树脂来控制最外层93的硬度和弹性功。聚碳酸酯和聚芳酯的硬度和弹性功通过在该树脂骨架中引入刚性结构而得到增强。此外,通过使用上述的电荷传输聚合物,硬度和弹性功可得到增强。
接下来,将通过参照实施例来描述用于本公开内容的图像形成装置中的调色剂。在以下实施例中的描述中,数量表示重量份比率,除非另有说明。
制备实施例1
脂肪酸金属盐(硬脂酸锌1)的制备
首先,将140份硬脂酸加入到1,000份乙醇中,并且将该混合物加热至75℃。接着,将50份氢氧化锌逐渐加入到该混合物中,并且将该混合物搅拌1小时。然后将该混合物冷却至20℃以获得沉淀物(反应产物)。将沉淀物在150℃干燥以从其除去乙醇。将如此制备的固体硬脂酸锌使用锤磨机破碎,然后使用射流粉碎机(来自Nippon Pneumatic Mgf.Co.,Ltd.的I-20 JET MILL)粉碎。经粉碎的硬脂酸锌通过空气分级器(来自Nippon Pneumatic Mgf.Co.,Ltd.的DS-20/DS-10分级器)分级,其中切割点为5.6μm。由此,制备具有5.0μm的体均粒径的硬脂酸锌1。
制备实施例2
脂肪酸金属盐(硬脂酸锌2)的制备
重复硬脂酸锌1的制备程序,除了在空气分级处理中将切割点改变为1.0μm之外。由此,制备具有0.7μm的体均粒径的硬脂酸锌2。
制备实施例3
脂肪酸金属盐(硬脂酸锌3)的制备
重复硬脂酸锌1的制备程序,除了在空气分级处理中将切割点改变为0.9μm之外。由此,制备具有0.65μm的体均粒径的硬脂酸锌3。
制备实施例4
脂肪酸金属盐(硬脂酸锌4)的制备
重复硬脂酸锌1的制备程序,除了在空气分级处理中将切割点改变为7.5μm之外。由此,制备具有7.0μm的体均粒径的硬脂酸锌4。
制备实施例5
脂肪酸金属盐(硬脂酸锌5)的制备
重复硬脂酸锌1的制备程序,除了不进行空气分级处理之外。由此,制备具有7.5μm的体均粒径的硬脂酸锌5。
制备实施例6
脂肪酸金属盐(硬脂酸镁)的制备
重复硬脂酸锌1的制备程序,除了将氢氧化锌用30份氢氧化镁代替之外。由此,制备具有5.0μm的体均粒径的硬脂酸镁。
制备实施例7
脂肪酸金属盐(山萮酸锌)
重复硬脂酸锌1的制备程序,除了将硬脂酸用140份山萮酸代替之外。由此,制备具有5.0μm的体均粒径的山萮酸锌。
制备实施例8
酯蜡的合成
将脂肪酸组分和醇组分以如下表2中所示的摩尔比与催化剂(有效量的)一起加入到反应容器中。使所述组分在氮气流下在240℃进行酯化反应。由此,制备酯蜡1-6,如表2中所示。
表2
制备实施例9
结晶聚酯树脂1的合成
将以下组分加入到装有氮气导入管、脱水管、搅拌器和热电偶的5升四颈烧瓶中。
1,10-癸二酸 2,120g
1,8-辛二醇 1,520g
1,6-己二醇 1,200g
对苯二酚 4.9g
使该混合物在180℃反应10小时,之后在200℃反应3小时和在8.3kPa的压力下反应2小时。由此制备结晶聚酯树脂1。结晶聚酯树脂1的性质描述于下表3中。
制备实施例10
结晶聚酯树脂2的合成
重复结晶聚酯树脂1的制备程序,除了使用以下组分之外。
1,10-癸二酸 1,600g
1,8-辛二醇 1,250g
对苯二酚 4.9g
由此制备结晶聚酯树脂2。结晶聚酯树脂2的性质描述于下表3中。
制备实施例11
结晶聚酯树脂3的合成
重复结晶聚酯树脂1的制备程序,除了使用以下组分并且在8.3kPa压力下的反应进行1.5小时之外。
1,10-癸二酸 2,120g
1,8-辛二醇 1,000g
1,4-丁二醇 1,520g
对苯二酚 3.9g
由此制备结晶聚酯树脂3。结晶聚酯树脂3的性质描述于下表3中。
表3
结晶聚酯 | 吸热峰温度(℃) | 重均分子量(Mw) | 分子量分布(Mw/Mn) |
1 | 68 | 15,000 | 3.7 |
2 | 60 | 11,000 | 3.9 |
3 | 77 | 26,000 | 5.6 |
实施例1-21和对比例1-12
如下制备实施例1-21和对比例1-12的调色剂。
实施例1
(1)调色剂组分液的制备
(a)非晶聚酯树脂1的合成
将以下组分加入到装有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,以在230℃在常压下进行缩聚反应8小时。
双酚A的环氧乙烷加合物(2摩尔) 67份
双酚A的环氧丙烷加合物(3摩尔) 84份
对苯二甲酸 274份
*** 2份
该反应在10mmHg-15mmHg(1,333Pa-2,000Pa)的减压下进一步继续5小时。
由此,制备结晶聚酯树脂1。证实,结晶聚酯树脂1具有2,100的数均分子量(Mn)、5,600的重均分子量(Mw)和55℃的玻璃化转变温度(Tg)。
(b)母料的制备
将以下组分使用HENSCHEL MIXER混合器(来自Mitsui Mining Co.,Ltd.)混合以制备混合物。
该混合物使用其中辊被加热至150℃的双辊磨机捏和30分钟,通过辊冷却将该经捏和的混合物冷却,之后使用粉碎机(Hosokawa MicronCorporation)粉碎以制备母料。
(c)调色剂组分液的制备
首先,将100份非晶聚酯树脂1在130份乙酸乙酯中搅拌以溶解在其中。接下来,向该烧杯中加入10份巴西棕榈蜡(具有1,800的分子量、2.5mgKOH/g的酸值和1.5mm的针入度(在40℃))和10份以上制备的母料。该混合物在以下条件下进行珠磨。
珠磨机:来自Aimex Co.,Ltd.的ULTRAVISCOMILL
液体进料速度:1kg/小时
圆盘圆周速度:6m/秒
分散介质:具有0.5mm直径的氧化锆珠
珠的填充系数:80体积%
分散操作的重复次数:3次(3遍)
由此制备调色剂组分液(即,油相液)。
(2)粒状树脂分散体A1的制备
将以下组分加入到装有搅拌器和温度计的反应容器中。
该混合物通过以400rpm的转数旋转的搅拌器搅拌15分钟。由此,制备白色乳液。将该乳液加热至75℃以进行反应5小时。进一步地,向其加入30份1重量%的过硫酸铵水溶液,并且将该混合物在75℃陈化5小时。由此,制备乙烯基树脂(苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸的环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐的共聚物)的水性分散体(粒状树脂分散体A1)。粒状树脂分散体A1的粒子的体均粒径(使用来自Horiba,Ltd的仪器LA-920测量)为9nm。
(3)调色剂1的制备
(a)水相液的制备
将以下组分在容器中使用混合器混合。
由此,制备水相液,其为乳白色液体。
(b)乳液的制备
首先,将150份以上制备的水相液加入到容器中,并且该水相液通过其转子以12,000rpm的转数旋转的TK HOMOMIXER混合器(PRIMIX Corp.)搅拌。接着,向其加入100份以上制备的调色剂组分液,并且将该混合物搅拌10分钟以制备乳液(乳化淤浆)。
(c)有机溶剂的除去
将一百(100)份该乳液加入到装有脱气管、搅拌器和温度计的烧瓶中,并且将该乳液在30℃通过其转子以20m/分钟的圆周速度旋转的搅拌器搅拌12小时,以除去有机溶剂(即,乙酸乙酯)。由此,制备已从其除去有机溶剂的淤浆A。
(d)洗涤
淤浆A在减压下进行过滤以获得滤饼,和向该滤饼中加入300份离子交换水。在该混合物通过其转子以12,000rpm的转数旋转的TK HOMOMIXER混合器搅拌10分钟之后,将该混合物过滤以获得滤饼。接着,向该滤饼中加入300份离子交换水,并且将该混合物通过其转子以12,000rpm的转数旋转的TK HOMOMIXER混合器搅拌10分钟,之后过滤以制备滤饼。该洗涤操作重复三次以制备经洗涤的淤浆。
(e)热处理
在将该经洗涤的淤浆在45℃陈化10小时之后,将该淤浆过滤以制备已经经历热处理的滤饼。
(f)干燥
将该经历了热处理的滤饼使用循环干燥器在45℃干燥48小时,之后使用具有75μm的开口的筛网进行筛分。由此,制备调色剂粒子A(母体调色剂A)。
(g)外部添加剂的添加
将以下组分使用以13m/s的圆周速度旋转的HENSCHEL MIXER混合器(Mitsui Mining Co.,Ltd.)混合1分钟。
以上制备的调色剂粒子A 100份
二氧化硅A 1.5份
(来自Denki Kagaku Kogyo K.K.的UFP-35)
进一步地,将该混合物通过以40m/s的圆周速度旋转的HENSCHELMIXER混合器搅拌10分钟。
接着,向其加入0.5份具有20nm体均粒径的氧化钛,并且将该混合物通过该HENSCHEL MIXER混合器以13m/s的圆周速度搅拌1分钟,之后使用以40m/s的圆周速度旋转的该HENSCHEL MIXER混合器搅拌10分钟。进一步地,向其加入2.0份二氧化硅B(来自Clariant Japan K.K.的H1303),并且将该混合物通过以13m/s的圆周速度旋转的该HENSCHEL MIXER混合器搅拌1分钟,之后使用以40m/s的圆周速度旋转的该HENSCHELMIXER混合器搅拌10分钟。此外,向其加入0.2份的以上制备的硬脂酸锌1,并且将该混合物通过该HENSCHEL MIXER混合器以13m/s的圆周速度搅拌1分钟,之后使用以40m/s的圆周速度旋转的该HENSCHEL MIXER混合器搅拌10分钟。混合物使用具有500μm开口的筛网过滤以除去粗粒子。
由此,制备其中加入了脂肪酸金属盐(硬脂酸锌1)和粒状无机材料(二氧化硅A和B以及氧化钛)的调色剂1。
调色剂中的脂肪酸金属盐的完全游离的粒子的含量(C1)以及弱地粘附至调色剂的脂肪酸金属盐的粒子的含量(C2)如下测量。
具体地,将3.75g调色剂加入到在容器中的5重量%的表面活性剂(来自DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU CO.,LTD.的NOIGEN ET-165)水溶液中,并且将该混合物通过搅拌器以使得该混合物不起泡的转数搅拌30分钟,以制备调色剂分散体A。使用具有40W功率的超声均化器(来自Sonics&Materials,Inc.的VCX750)向该调色剂分散体A施加超声波1分钟,其中该超声振动器距离该容器底部的高度为1.0cm。由此,制备调色剂分散体B。
将该调色剂分散体B转移至离心管以进行以2,000rpm的离心分离2分钟。在从经离心的调色剂分散体B除去上清液之后,向沉淀物(即,调色剂)中加入60ml纯水以制备分散淤浆,之后使用具有60mm直径的滤纸(来自Kiriyama Glass Co.的No.5C)进行抽滤。将滤纸上的调色剂分散在60ml纯水中以制备分散淤浆,并且对该分散淤浆进行抽滤以洗涤该调色剂。收集滤纸上的调色剂,然后将其在恒温室中在40℃干燥8小时。接着,将3g调色剂使用自动压机(来自Maekawa Testing Machine Mfg.Co.,Ltd.的BRE-32)在6.0吨负载和60秒压制时间的条件下制片,从而形成具有30mm直径和2mm厚度的调色剂圆片。由此,制备从其除去了游离脂肪酸金属盐的调色剂(即,经历了游离脂肪酸金属盐除去处理的调色剂)的圆片1。
接着,将未经历上述的游离脂肪酸金属盐除去处理的调色剂通过与以上描述的相同的制片方法制片,以制备未经历游离脂肪酸金属盐除去处理的调色剂的圆片2。
接着,将调色剂圆片1和2使用X-射线荧光光谱仪进行定量分析以测定调色剂圆片1和2的每一个中的金属元素(Zn)的含量。就此而言,预先准备工作曲线。调色剂中的完全游离的脂肪酸金属盐的含量(C1)由以下方程计算。
C1(%)=(M1/M2)x100,
其中M1表示调色剂圆片1(即,经历了游离脂肪酸金属盐除去处理的调色剂的圆片)中的金属元素的含量,和M2表示调色剂圆片2(即,未经历游离脂肪酸金属盐除去处理的调色剂的圆片)中的金属元素的含量。
此外,除了不进行超声波的施加之外,对调色剂进行上述处理,并且通过与上述相同的方法测定调色剂中的完全游离的脂肪酸金属盐粒子的含量(C1’)。调色剂中的弱地粘附至该调色剂的脂肪酸金属盐的粒子的含量(C2)由以下方程计算。
C2(%)=C1’(%)–C1(%)。
实施例2
重复实施例1中的调色剂1的制备程序,除了如下之外:当将脂肪酸金属盐与调色剂混合时,混合物通过HENSCHEL MIXER混合器以13m/s的圆周速度搅拌1分钟,之后使用以40m/s的圆周速度旋转的该HENSCHELMIXER混合器搅拌12分钟。
由此,制备调色剂2。
实施例3
重复实施例1中的调色剂1的制备程序,除了如下之外:当将脂肪酸金属盐与调色剂混合时,混合物通过HENSCHEL MIXER混合器以13m/s的圆周速度搅拌1分钟,之后使用以33m/s的圆周速度旋转的该HENSCHELMIXER混合器搅拌12分钟。
由此,制备调色剂3。
实施例4
将以下组分使用以13m/s的圆周速度旋转的HENSCHEL MIXER混合器(Mitsui Mining Co.,Ltd.)混合1分钟。
以上制备的调色剂粒子A 100份
二氧化硅A 1.5份
(来自Denki Kagaku Kogyo K.K.的UFP-35)
脂肪酸金属盐(以上制备的硬脂酸锌1) 0.2份
进一步地,该混合物通过以40m/s的圆周速度旋转的HENSCHELMIXER混合器搅拌10分钟。
接着,向其加入0.5份具有20nm体均粒径的氧化钛,并且将该混合物通过该HENSCHEL MIXER混合器以13m/s的圆周速度搅拌1分钟,之后使用以40m/s的圆周速度旋转的该HENSCHEL MIXER混合器搅拌10分钟。进一步地,向其加入2.0份二氧化硅B(来自Clariant Japan K.K.的H1303),并且将该混合物通过该HENSCHEL MIXER混合器以13m/s的圆周速度搅拌1分钟,之后使用以40m/s的圆周速度旋转的该HENSCHEL MIXER混合器搅拌10分钟。混合物使用具有500μm开口的筛网进行过滤以除去粗粒子。由此,制备其中加入了脂肪酸金属盐(硬脂酸锌1)和粒状无机材料(二氧化硅A和B以及氧化钛)的调色剂4。
实施例5
将以下组分使用以13m/s的圆周速度旋转的HENSCHEL MIXER混合器(Mitsui Mining Co.,Ltd.)混合1分钟。
以上制备的调色剂粒子A 100份
二氧化硅A 1.5份
(来自Denki Kagaku Kogyo K.K.的UFP-35)
进一步地,该混合物通过以40m/s的圆周速度旋转的HENSCHELMIXER混合器搅拌10分钟。
接着,向其加入0.5份具有20nm体均粒径的氧化钛,并且将该混合物通过该HENSCHEL MIXER混合器以13m/s的圆周速度搅拌1分钟,之后使用以40m/s的圆周速度旋转的该HENSCHEL MIXER混合器搅拌10分钟。进一步地,向其加入2.0份二氧化硅B(来自Clariant Japan K.K.的H1303)和0.2份的以上制备的硬脂酸锌1(脂肪酸金属盐),并且将该混合物通过该HENSCHEL MIXER混合器以13m/s的圆周速度搅拌1分钟,之后使用以40m/s的圆周速度旋转的该HENSCHEL MIXER混合器搅拌10分钟。混合物使用具有500μm开口的筛网进行过滤以除去粗粒子。由此制备其中加入了脂肪酸金属盐(硬脂酸锌1)和粒状无机材料(二氧化硅A和B以及氧化钛)的调色剂5。
实施例6
除了将硬脂酸锌1用以上制备的硬脂酸锌2代替之外,重复实施例1中的调色剂1的制备程序以制备调色剂6。
实施例7
除了将硬脂酸锌1用以上制备的硬脂酸锌3代替之外,重复实施例1中的调色剂1的制备程序以制备调色剂7。
实施例8
除了将硬脂酸锌1用以上制备的硬脂酸锌4代替之外,重复实施例1中的调色剂1的制备程序以制备调色剂8。
实施例9
除了将硬脂酸锌1用以上制备的硬脂酸锌5代替之外,重复实施例1中的调色剂1的制备程序以制备调色剂9。
实施例10
除了将硬脂酸锌1的添加量改变为0.50份之外,重复实施例1中的调色剂1的制备程序以制备调色剂10。
实施例11
除了将硬脂酸锌1的添加量改变为0.55份之外,重复实施例1中的调色剂1的制备程序以制备调色剂11。
实施例12
除了将硬脂酸锌1的添加量改变为0.05份之外,重复实施例1中的调色剂1的制备程序以制备调色剂12。
实施例13
除了将硬脂酸锌1的添加量改变为0.03份之外,重复实施例1中的调色剂1的制备程序以制备调色剂13。
实施例14
除了将硬脂酸锌1用以上制备的硬脂酸镁代替之外,重复实施例1中的调色剂1的制备程序以制备调色剂14。
实施例15
除了将硬脂酸锌1用以上制备的山萮酸锌代替之外,重复实施例1中的调色剂1的制备程序以制备调色剂15。
实施例16
在该实施例中,通过粉碎方法制备调色剂。具体地,将以下组分通过SUPERMIXER混合器(来自KAWATA MFG Co.,Ltd.的SMV-200)混合,以制备粉末状调色剂组分混合物。
将所述粉末状调色剂组分混合物进料至来自Buss AG的捏和机KO-KNEADER TCS-100的原料供应料斗,以在120kg/h的捏和速度下捏和。
在将经捏和的混合物通过双带冷却器冷却之后,将该混合物通过锤磨机破碎,然后通过射流粉碎机(来自Nippon Pneumatic Mgf.Co.,Ltd.的I-20JETMILL)粉碎。将该经粉碎的混合物通过空气分级器(来自Nippon PneumaticMgf.Co.,Ltd.的DS-20/DS-10分级器)分级。由此,制备调色剂粒子C(母体调色剂C)。
将以下组分使用以13m/s的圆周速度旋转的HENSCHEL MIXER混合器(Mitsui Mining Co.,Ltd.)混合1分钟。
以上制备的调色剂粒子C 100份
二氧化硅A 1.5份
(来自Denki Kagaku Kogyo K.K.的UFP-35)
进一步地,该混合物通过以40m/s的圆周速度旋转的HENSCHELMIXER混合器搅拌10分钟。
接着,向其加入0.5份具有20nm体均粒径的氧化钛,并且将该混合物通过该HENSCHEL MIXER混合器以13m/s的圆周速度搅拌1分钟,之后使用以40m/s的圆周速度旋转的该HENSCHEL MIXER混合器搅拌10分钟。进一步地,向其加入2.0份二氧化硅B(来自Clariant Japan K.K.的H1303),并且将该混合物通过该HENSCHEL MIXER混合器以13m/s的圆周速度搅拌1分钟,之后使用以40m/s的圆周速度旋转的该HENSCHEL MIXER混合器搅拌10分钟。此外,向其加入0.2份的以上制备的硬脂酸锌1,并且将该混合物通过该HENSCHEL MIXER混合器以13m/s的圆周速度搅拌1分钟,之后使用以40m/s的圆周速度旋转的该HENSCHEL MIXER混合器搅拌10分钟。混合物使用具有500μm开口的筛网进行过滤以除去粗粒子。由此,制备其中加入了脂肪酸金属盐(硬脂酸锌1)和粒状无机材料(二氧化硅A和B以及氧化钛)的调色剂16。
实施例17
(1)结晶聚酯树脂分散体的制备
首先,将100g以上制备的结晶聚酯树脂1和400g乙酸乙酯加入到2升金属容器中,并且将该混合物加热至70℃以将所述聚酯树脂溶解在所述溶剂中。将该聚酯树脂溶液在冰水浴中以20℃/分钟的冷却速度冷却,以制备聚酯树脂分散体。接着,将100g结晶聚酯树脂1溶解在该分散体中,并且将该混合物使用包括500ml具有3mm直径的玻璃珠的间歇式砂磨机(来自Kampe Hapio Co.,Ltd.)进行研磨10小时,同时将液体的温度保持为平均24℃。由此,制备具有0.3μm的体均粒径的结晶聚酯树脂分散体1。
(2)聚酯预聚物的制备
将以下组分加入到装有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中以在230℃在常压下反应8小时。
使该反应进一步地在10mmHg-15mmHg(1,333Pa-2,000Pa)的减压下继续5小时。由此,制备中间聚酯1。
证实,中间聚酯1具有2,100的数均分子量、9,500的重均分子量(Mw)、55℃的玻璃化转变温度(Tg)、0.5mgKOH/g的酸值和51mgKOH/g的羟值。
接着,将以下组分加入到装有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,以在100℃反应5小时。
以上制备的中间聚酯1 410份
异佛尔酮二异氰酸酯 89份
乙酸乙酯 500份
由此,制备具有异氰酸酯基团的聚酯预聚物1。聚酯预聚物1中的游离异氰酸酯的含量为1.53重量%。
(3)油相液(颜料/蜡分散体1)的制备
将以下组分加入到装有搅拌器和温度计的反应容器中。
以上制备的非晶聚酯树脂1 378份
以上制备的酯蜡1 110份
乙酸乙酯 947份
将该混合物在搅拌的同时加热至80℃。在80℃下搅拌5小时后,将该混合物经1小时冷却至30℃。
接着,向其加入500份以上制备的母料和500份乙酸乙酯,并且将该混合物搅拌1小时。由此,制备调色剂组分溶液1。
进一步地,将1,324份调色剂组分溶液1使用珠磨机(来自Aimex Co.,Ltd.的ULTRAVISCOMILL)进行珠磨,以分散炭黑和酯蜡。研磨条件如下。
液体进料速度:1kg/小时
圆盘圆周速度:6m/秒
分散介质:具有0.5mm直径的氧化锆珠
珠的填充系数:80体积%
分散操作的重复次数:3次(3遍)
接着,向其加入非晶聚酯树脂1的65%乙酸乙酯溶液1,042.3份,并且混合物使用上述珠磨机进行珠磨,其中除了分散操作进行一次(即,一遍)之外,分散条件与以上提及的那些相同。
由此,制备颜料/蜡分散体1。颜料/蜡分散体1的固体含量(其通过将该分散体在130℃加热30分钟而测定)为50重量%。
(4)粒状有机材料乳液的制备
在装有搅拌器和温度计的反应容器中,将683份水、11份甲基丙烯酸的环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐(来自Sanyo Chemical Industries Ltd.的ELEMINOL RS-30)、138份苯乙烯、138份甲基丙烯酸和1份过硫酸铵混合。将混合物通过以400rpm的转数旋转的搅拌器搅拌15分钟。由此,制备白色乳液。然后,将该乳液加热至75℃并且将该温度保持5小时以使单体反应。
进一步地,向其加入30份1%过硫酸铵水溶液,并且将该混合物在75℃陈化5小时。由此,制备乙烯基树脂(即,苯乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸的环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐的共聚物)的水性分散体。该分散体在下文中被称为粒状树脂分散体1。
粒状树脂分散体1中的树脂粒子的体均粒径(其通过仪器LA-920(来自Horiba Ltd.)测量)为0.14μm。将粒状树脂分散体1的一部分加热以使该树脂固化。
(5)水相液的制备
将以下组分在容器中使用混合器混合。
由此,制备水相液1,其为乳白色液体。
(6)酮亚胺化合物的制备
在装有搅拌器和温度计的反应容器中,将170份异佛尔酮二胺和75份甲乙酮混合并且在50℃反应5小时,以制备酮亚胺化合物1。证实,酮亚胺化合物1具有418mgKOH/g的胺值。
(7)乳化
将下述组分在容器中使用其转子以5,000rpm的转速旋转的TKHOMOMIXER混合器(PRIMIX Corp.)混合1分钟。
以上制备的颜料/蜡分散体1 664份
以上制备的聚酯预聚物1 109.4份
以上制备的结晶聚酯树脂分散体1 73.9份
以上制备的酮亚胺化合物1 4.6份
接着,向该混合物中加入1,200份以上制备的水相液1,并且混合物通过其转子以11,000rpm的转速旋转的TK HOMOMIXER混合器搅拌5分钟。由此,制备乳化淤浆1。
将乳化淤浆1加入到装有搅拌器和温度计的容器中,并且在30℃加热8小时以从其除去有机溶剂(即,乙酸乙酯),之后在45℃陈化4小时。由此,制备分散淤浆1。
(8)洗涤和干燥
1)将一百(100)份分散淤浆1在减压下过滤以获得滤饼。
2)将一百(100)份离子交换水加入到该滤饼中,并且将该混合物用以12,000rpm的转数旋转的TK HOMOMIXER混合器搅拌10分钟,之后过滤以获得滤饼(a)。
3)将一百(100)份10%氢氧化钠水溶液加入到滤饼(a)中,并且将该混合物用以12,000rpm的转数旋转的TK HOMOMIXER混合器搅拌30分钟,之后在减压下过滤以获得滤饼(b)。
4)将一百(100)份10%盐酸水溶液加入到滤饼(b)中,并且将该混合物通过以12,000rpm的转数旋转的TK HOMOMIXER混合器搅拌10分钟,之后过滤以获得滤饼(c)。
5)将三百(300)份离子交换水加入到滤饼(c)中,并且将混合物通过以12,000rpm的转数旋转的TK HOMOMIXER混合器搅拌10分钟,之后过滤以获得滤饼1。
将滤饼1使用热空气干燥器在45℃干燥48小时。由此,制备调色剂粒子B(母体调色剂B)。
(9)外部添加剂的添加
将以下组分使用以13m/s的圆周速度旋转的HENSCHEL MIXER混合器(Mitsui Mining Co.,Ltd.)混合1分钟。
以上制备的调色剂粒子B 100份
二氧化硅A 1.5份
(来自Denki Kagaku Kogyo K.K.的UFP-35)
进一步地,该混合物通过以40m/s的圆周速度旋转的HENSCHELMIXER混合器搅拌10分钟。
接着,向其加入0.5份具有20nm体均粒径的氧化钛,并且将该混合物通过该HENSCHEL MIXER混合器以13m/s的圆周速度搅拌1分钟,之后使用以40m/s的圆周速度旋转的该HENSCHEL MIXER混合器搅拌10分钟。进一步地,向其加入2.0份二氧化硅B(来自Clariant Japan K.K.的H1303),并且将该混合物通过该HENSCHEL MIXER混合器以13m/s的圆周速度搅拌1分钟,之后使用以40m/s的圆周速度旋转的该HENSCHEL MIXER混合器搅拌10分钟。此外,向其加入0.2份的以上制备的硬脂酸锌1,并且将该混合物通过该HENSCHEL MIXER混合器以13m/s的圆周速度搅拌1分钟,之后使用以40m/s的圆周速度旋转的该HENSCHEL MIXER混合器搅拌10分钟。混合物使用具有500μm开口的筛网进行过滤以除去粗粒子。由此,制备其中加入了脂肪酸金属盐(硬脂酸锌1)和粒状无机材料(二氧化硅A和B以及氧化钛)的调色剂17。
实施例18
重复实施例17中的调色剂17的制备程序,除了将使用砂磨机的研磨过程中结晶聚酯分散体的平均温度从24℃改变至28℃之外。由此,制备调色剂18。
实施例19
重复实施例17中的调色剂17的制备程序,除了将使用砂磨机的研磨过程中结晶聚酯分散体的平均温度从24℃改变至18℃之外。由此,制备调色剂19。
实施例20
重复实施例17中的调色剂17的制备程序,除了将用于制备油相液的酯蜡1用酯蜡2代替之外。由此,制备调色剂20。
实施例21
重复实施例17中的调色剂17的制备程序,除了将用于制备油相液的酯蜡1用酯蜡3代替之外。由此,制备调色剂21。
对比例1
重复实施例1中的调色剂1的制备程序,除了如下之外:将硬脂酸锌1的使用以40m/s的圆周速度旋转的HENSCHEL MIXER混合器的外部添加剂混合过程中的混合时间从10分钟改变为5分钟。由此,制备调色剂22。
对比例2
重复实施例1中的调色剂1的制备程序,除了如下之外:将硬脂酸锌1的使用以40m/s的圆周速度旋转的HENSCHEL MIXER混合器的外部添加剂混合过程中的混合时间从10分钟改变为0分钟(即,不进行以40m/s的圆周速度的混合过程)。由此,制备调色剂23。
对比例3
重复实施例1中的调色剂1的制备程序,除了如下之外:硬脂酸锌1的使用HENSCHEL MIXER混合器的外部添加剂混合过程以33m/s的圆周速度进行12分钟。由此,制备调色剂24。
对比例4
将以下组分使用以13m/s的圆周速度旋转的HENSCHEL MIXER混合器(Mitsui Mining Co.,Ltd.)混合1分钟。
以上制备的调色剂粒子A 100份
二氧化硅A 1.5份
(来自Denki Kagaku Kogyo K.K.的UFP-35)
以上制备的硬脂酸锌1 0.2份
进一步地,该混合物通过以33m/s的圆周速度旋转的HENSCHELMIXER混合器搅拌5分钟。
接着,向其加入0.5份具有20nm体均粒径的氧化钛,并且将该混合物通过该HENSCHEL MIXER混合器以13m/s的圆周速度搅拌1分钟,之后使用以40m/s的圆周速度旋转的该HENSCHEL MIXER混合器搅拌10分钟。进一步地,向其加入2.0份二氧化硅B(来自Clariant Japan K.K.的H1303),并且将该混合物通过该HENSCHEL MIXER混合器以13m/s的圆周速度搅拌1分钟,之后使用以40m/s的圆周速度旋转的该HENSCHEL MIXER混合器搅拌10分钟。由此,制备其中加入了脂肪酸金属盐(硬脂酸锌1)和粒状无机材料(二氧化硅A和B以及氧化钛)的调色剂25。
对比例5
将以下组分使用以13m/s的圆周速度旋转的HENSCHEL MIXER混合器(Mitsui Mining Co.,Ltd.)混合1分钟。
以上制备的调色剂粒子A 100份
二氧化硅A 1.5份
(来自Denki Kagaku Kogyo K.K.的UFP-35)
以上制备的硬脂酸锌1 0.2份
进一步地,该混合物通过以33m/s的圆周速度旋转的HENSCHELMIXER混合器搅拌5分钟。
接着,向其加入0.5份具有20nm体均粒径的氧化钛,并且将该混合物通过该HENSCHEL MIXER混合器以13m/s的圆周速度搅拌1分钟,之后通过以33m/s的圆周速度旋转的HENSCHEL MIXER混合器搅拌10分钟。进一步地,向其加入2.0份二氧化硅B(来自Clariant Japan K.K.的H1303),并且将该混合物通过该HENSCHEL MIXER混合器以13m/s的圆周速度搅拌1分钟,之后通过以33m/s的圆周速度旋转的HENSCHEL MIXER混合器搅拌10分钟。由此,制备其中加入了脂肪酸金属盐(硬脂酸锌1)和粒状无机材料(二氧化硅A和B以及氧化钛)的调色剂26。
对比例6
重复实施例7中的调色剂7的制备程序,除了如下之外:硬脂酸锌3的使用HENSCHEL MIXER混合器的外部添加剂混合过程以30m/s的圆周速度进行12分钟。由此,制备调色剂27。
对比例7
重复实施例9中的调色剂9的制备程序,除了如下之外:硬脂酸锌5的使用HENSCHEL MIXER混合器的外部添加剂混合过程以30m/s的圆周速度进行12分钟。由此,制备调色剂28。
对比例8
重复实施例11中的调色剂11的制备程序,除了如下之外:硬脂酸锌1的使用HENSCHEL MIXER混合器的外部添加剂混合过程以30m/s的圆周速度进行12分钟。由此,制备调色剂29。
对比例9
重复实施例13中的调色剂13的制备程序,除了如下之外:硬脂酸锌1的使用HENSCHEL MIXER混合器的外部添加剂混合过程以30m/s的圆周速度进行12分钟。由此,制备调色剂30。
对比例10
重复实施例1中的调色剂1的制备程序,除了如下之外:将结晶聚酯树脂1用结晶聚酯树脂2代替,将酯蜡1用酯蜡4代替,并且将使用砂磨机的研磨过程中结晶聚酯分散体的平均温度从24℃改变为28℃。由此,制备调色剂31。
对比例11
重复实施例1中的调色剂1的制备程序,除了如下之外:将结晶聚酯树脂1用结晶聚酯树脂3代替,并且将酯蜡1用酯蜡2代替。由此,制备调色剂32。
对比例12
重复实施例1中的调色剂1的制备程序,除了将酯蜡1用酯蜡5代替之外。由此,制备调色剂33。
对比例13
重复实施例1中的调色剂1的制备程序,除了将酯蜡1用酯蜡6代替之外。由此,制备调色剂34。
评价实施例1-21和对比例1-13的以上制备的调色剂的以下性质。
(1)调色剂中的脂肪酸金属盐的完全游离的粒子的上述含量(C1),以及弱地粘附至调色剂的脂肪酸金属盐的粒子的上述含量(C2)。
(2)调色剂的体均粒径(Dv),其通过来自Beckman Coulter Inc.的COULTER MULTISIZER II测量。
(3)调色剂的流动开始温度(Tfb),其通过流动测试仪测量。
(4)蜡的熔点(Tm1),其通过差示扫描量热仪(DSC)测量。
(5)结晶聚酯树脂的熔点(Tm2),其通过差示扫描量热仪(DSC)测量。
评价结果示于下表4中。
表4
接下来,将通过参照实施例22-50和对比例14-43描述第二实施方式。在以下实施例中的描述中,数量表示重量份比率,除非另有说明。
实施例22
1.底涂层的形成
将以下组分混合以制备底涂层涂覆液。
将该底涂层涂覆液涂布在具有40mm外径的铝鼓的外周表面上,并且干燥所涂覆的液体。由此,制备具有约3.5μm厚度的底涂层。
2.电荷产生层的形成
将以下组分混合以制备电荷产生层涂覆液。
将所述电荷产生层涂覆液涂布在底涂层上,并且将所涂覆的液体干燥以制备具有0.2μm厚度的电荷产生层。
3.电荷传输层的形成
将以下组分混合以制备电荷传输层涂覆液。
将所述电荷传输层涂覆液涂布在电荷产生层上,并且干燥所涂覆的液体以制备具有约20μm厚度的电荷传输层。
4.最外层的形成
首先,将110g具有0.1mm平均粒度的氧化锆珠加入到50ml容器中,并且将33.3份的Al掺杂的氧化锌(来自Hakusuitech Co.,Ltd.的具有35nm的平均粒度的PAZET CK)、1.7份表面活性剂(低分子量的不饱和的多元羧酸聚合物(来自BYK Chemie GmbH的BYK-P105)和178份环己酮加入到该容器中。该混合物在1,500rpm的条件下进行振动分散处理2小时,以制备Al掺杂的氧化锌分散体。将该分散体进料至包含60g具有5mm平均粒度的氧化锆珠的50ml容器中,以使该分散体以200rpm的转数进行珠磨24小时以制备研磨料(mill base)。将该研磨料加入到双酚Z型聚碳酸酯树脂的四氢呋喃溶液(其通过将100份双酚Z型聚碳酸酯树脂(来自Teijin Chemicals Ltd.的PANLITE TS-2050)溶解在711份四氢呋喃中而制备)中以制备最外层涂覆液。
将所述最外层涂覆液通过喷涂方法涂布在电荷传输层上,并且将所涂覆的液体在150℃干燥30分钟以制备具有4.5μm厚度的最外层。由此,制备实施例22的感光体。
实施例23
重复实施例22中的感光体的制备程序,除了将最外层涂覆液的配方改变为以下之外。
由此,制备实施例23的感光体。
实施例24
重复实施例22中的感光体的制备程序,除了将最外层涂覆液的配方改变为以下之外。
由此,制备实施例24的感光体。
实施例25
重复实施例22中的感光体的制备程序,除了将最外层涂覆液的配方改变为以下之外。
由此,制备实施例25的感光体。
实施例26
重复实施例22中的感光体的制备程序,除了将Al掺杂的氧化锌用Ga掺杂的氧化锌(来自Hakusuitech Co.,Ltd.的具有32nm平均粒度的PAZETGK-40)代替之外。
由此,制备实施例26的感光体。
实施例27
重复实施例23中的感光体的制备程序,除了将Al掺杂的氧化锌用Ga掺杂的氧化锌(来自Hakusuitech Co.,Ltd.的具有32nm平均粒度的PAZETGK-40)代替之外。
由此,制备实施例27的感光体。
实施例28
重复实施例24中的感光体的制备程序,除了将Al掺杂的氧化锌用Ga掺杂的氧化锌(来自Hakusuitech Co.,Ltd.的具有32nm平均粒度的PAZETGK-40)代替之外。
由此,制备实施例28的感光体。
实施例29
重复实施例25中的感光体的制备程序,除了将Al掺杂的氧化锌用Ga掺杂的氧化锌(来自Hakusuitech Co.,Ltd.的具有32nm平均粒度的PAZETGK-40)代替之外。
由此,制备实施例29的感光体。
实施例30
重复实施例22中的感光体的制备程序,除了将最外层涂覆液的配方改变为以下之外。
由此,制备实施例30的感光体。
实施例31
重复实施例22中的感光体的制备程序,除了将最外层涂覆液的配方改变为以下之外。
由此,制备实施例31的感光体。
实施例32
重复实施例22中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的不具有电荷传输能力的树脂(即,双酚Z型聚碳酸酯树脂)用100份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA,来自Tokyo Kasei Kogyo Co.,Ltd.)与5份光聚合引发剂(1-羟基环己基苯基酮,IRGACURE I-184,来自BASF Japan(CibaSpecialty Chemicals Corp.))的混合物代替,并且使所涂覆的最外层涂覆液经历以下的紫外辐照过程和干燥过程以制备交联的最外层。
(紫外辐照过程和干燥过程)
将以上制备的最外层涂覆液涂布在电荷传输层上,所述电荷传输层形成于圆筒状导电支持体上并且电荷产生层和底涂层在其间。接着,使该圆筒状导电支持体旋转,并且使所涂覆的最外层暴露于由具有900mW/cm2的照度的金属卤素灯发射的紫外射线120秒,以形成交联的最外层。然后,将该交联的最外层在130℃加热30分钟以干燥。
由此,制备实施例32的感光体。
实施例33
重复实施例23中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的不具有电荷传输能力的树脂(即,双酚Z型聚碳酸酯树脂)用100份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)与5份光聚合引发剂(1-羟基环己基苯基酮,IRGACURE I-184,来自BASF Japan(Ciba Specialty Chemicals Corp.))的混合物代替,并且使所涂覆的最外层涂覆液经历以上在实施例32中提及的紫外辐照过程和干燥过程以制备交联的最外层。
由此,制备实施例33的感光体。
实施例34
重复实施例24中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的不具有电荷传输能力的树脂(即,双酚Z型聚碳酸酯树脂)用100份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)与5份光聚合引发剂(1-羟基环己基苯基酮,IRGACURE I-184,来自BASF Japan(Ciba Specialty Chemicals Corp.))的混合物代替,并且使所涂覆的最外层涂覆液经历以上在实施例32中提及的紫外辐照过程和干燥过程以制备交联的最外层。
由此,制备实施例34的感光体。
实施例35
重复实施例25中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的不具有电荷传输能力的树脂(即,双酚Z型聚碳酸酯树脂)用100份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)与5份光聚合引发剂(1-羟基环己基苯基酮,IRGACURE I-184,来自BASF Japan(Ciba Specialty Chemicals Corp.))的混合物代替,并且使所涂覆的最外层涂覆液经历以上在实施例32中提及的紫外辐照过程和干燥过程以制备交联的最外层。
由此,制备实施例35的感光体。
实施例36
重复实施例26中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的不具有电荷传输能力的树脂(即,双酚Z型聚碳酸酯树脂)用100份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)与5份光聚合引发剂(1-羟基环己基苯基酮,IRGACURE I-184,来自BASF Japan(Ciba Specialty Chemicals Corp.))的混合物代替,并且使所涂覆的最外层涂覆液经历以上在实施例32中提及的紫外辐照过程和干燥过程以制备交联的最外层。
由此,制备实施例36的感光体。
实施例37
重复实施例27中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的不具有电荷传输能力的树脂(即,双酚Z型聚碳酸酯树脂)用100份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)与5份光聚合引发剂(1-羟基环己基苯基酮,IRGACURE I-184,来自BASF Japan(Ciba Specialty Chemicals Corp.))的混合物代替,并且使所涂覆的最外层涂覆液经历以上在实施例32中提及的紫外辐照过程和干燥过程以制备交联的最外层。
由此,制备实施例37的感光体。
实施例38
重复实施例28中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的不具有电荷传输能力的树脂(即,双酚Z型聚碳酸酯树脂)用100份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)与5份光聚合引发剂(1-羟基环己基苯基酮,IRGACURE I-184,来自BASF Japan(Ciba Specialty Chemicals Corp.))的混合物代替,并且使所涂覆的最外层涂覆液经历以上在实施例32中提及的紫外辐照过程和干燥过程以制备交联的最外层。
由此,制备实施例38的感光体。
实施例39
重复实施例29中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的不具有电荷传输能力的树脂(即,双酚Z型聚碳酸酯树脂)用100份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)与5份光聚合引发剂(1-羟基环己基苯基酮,IRGACURE I-184,来自BASF Japan(Ciba Specialty Chemicals Corp.))的混合物代替,并且使所涂覆的最外层涂覆液经历以上在实施例32中提及的紫外辐照过程和干燥过程以制备交联的最外层。
由此,制备实施例39的感光体。
实施例40
重复实施例30中的感光体的制备程序,除了如下之外:将电荷传输材料用具有下述式(3)的电荷传输材料代替,和将最外层涂覆液中的不具有电荷传输能力的树脂(即,双酚Z型聚碳酸酯树脂)用100份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)与5份光聚合引发剂(1-羟基环己基苯基酮,IRGACURE I-184,来自BASF Japan(Ciba Specialty Chemicals Corp.))的混合物代替,并且使所涂覆的最外层涂覆液经历以上在实施例32中提及的紫外辐照过程和干燥过程以制备交联的最外层。
由此,制备实施例40的感光体。
实施例41
重复实施例31中的感光体的制备程序,除了如下之外:将电荷传输材料用具有上述式(3)的电荷传输材料代替,和将最外层涂覆液中的不具有电荷传输能力的树脂(即,双酚Z型聚碳酸酯树脂)用100份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)与5份光聚合引发剂(1-羟基环己基苯基酮,IRGACURE I-184,来自BASF Japan(Ciba Specialty Chemicals Corp.))的混合物代替,并且使所涂覆的最外层涂覆液经历以上在实施例32中提及的紫外辐照过程和干燥过程以制备交联的最外层。
由此,制备实施例41的感光体。
实施例42
重复实施例33中的感光体的制备程序,除了如下之外:将Al掺杂的氧化锌(PAZET CK)用Al掺杂的氧化锌(来自Hakusuitech Co.,Ltd.的具有152nm平均粒度的PAZET 23-K)代替。
由此,制备实施例42的感光体。
实施例43
重复实施例34中的感光体的制备程序,除了如下之外:将Al掺杂的氧化锌(PAZET CK)用Al掺杂的氧化锌(来自Hakusuitech Co.,Ltd.的具有152nm平均粒度的PAZET 23-K)代替。
由此,制备实施例43的感光体。
实施例44
重复实施例38中的感光体的制备程序,除了如下之外:将100份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)用40份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)与60份具有下式的化合物(来自Sartomer的双酚A型丙烯酸酯单体)的组合代替。
由此,制备实施例44的感光体。
实施例45
重复实施例38中的感光体的制备程序,除了如下之外:将100份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)用80份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)与20份具有下式的化合物(己内酯改性的二季戊四醇六丙烯酸酯,来自NipponKayaku Co.,Ltd.)的组合代替。
由此,制备实施例45的感光体。
实施例46
重复实施例24中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的不具有电荷传输能力的树脂(即,双酚Z型聚碳酸酯树脂)用聚芳酯树脂(来自Unitika Ltd.的U-100)代替。
由此,制备实施例46的感光体。
实施例47
重复实施例24中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的不具有电荷传输能力的树脂(即,双酚Z型聚碳酸酯树脂)用苯乙烯树脂(来自Kuraray Co.Ltd.的SEPTON 2043)代替。
由此,制备实施例47的感光体。
实施例48
重复实施例24中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的不具有电荷传输能力的树脂(即,双酚Z型聚碳酸酯树脂)用酚醛树脂(来自Sumitomo Bakelite Company,Limited的PR9480)代替。
由此,制备实施例48的感光体。
实施例49
重复实施例24中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的不具有电荷传输能力的树脂(即,双酚Z型聚碳酸酯树脂)用通过使具有下述式(4)的多元醇化合物与异氰酸酯化合物(来自Mitsui Chemicals,Inc.的TAKENATE D140N)反应(其中OH/NCO当量比为1.0)而制备的树脂代替。
由此,制备实施例49的感光体。
实施例50
重复实施例24中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的不具有电荷传输能力的树脂(即,双酚Z型聚碳酸酯树脂)用通过以下方法制备的化合物代替。
具体地,所述化合物通过包括如下的方法制备:将10份甲基三甲氧基硅烷、5份1%乙酸水溶液和15份正丁醇的混合物在60℃搅拌2小时;向该混合物中加入0.016份二乙酸二丁基锡(nBu2·Sn(OAc)2);和将该混合物在40℃搅拌3小时。
由此,制备实施例50的感光体。
对比例14
重复实施例22中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液用以下最外层涂覆液代替。
双酚Z型聚碳酸酯 100份
(由Teijin Chemicals Ltd.制造的PANLITE TS-2050)
四氢呋喃 533份
环己酮 133份
由此,制备对比例14的感光体。
对比例15
重复实施例22中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液用以下最外层涂覆液代替。
由此,制备对比例15的感光体。
对比例16
重复实施例22中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液用以下最外层涂覆液代替。
由此,制备对比例16的感光体。
对比例17
重复实施例32中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液用以下最外层涂覆液代替。
由此,制备对比例17的感光体。
对比例18
重复实施例32中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液用以下最外层涂覆液代替。
由此,制备对比例18的感光体。
对比例19
重复实施例32中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液用以下最外层涂覆液代替。
由此,制备对比例19的感光体。
对比例20
重复实施例22中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液用以下最外层涂覆液代替。
由此,制备对比例20的感光体。
对比例21
重复实施例22中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液用以下最外层涂覆液代替。
由此,制备对比例21的感光体。
对比例22
重复实施例22中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液用以下最外层涂覆液代替。
由此,制备对比例22的感光体。
对比例23
重复实施例32中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液用以下最外层涂覆液代替。
由此,制备对比例23的感光体。
对比例24
重复实施例32中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液用以下最外层涂覆液代替。
由此,制备对比例24的感光体。
对比例25
重复实施例32中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液用以下最外层涂覆液代替。
由此,制备对比例25的感光体。
对比例26
重复实施例22中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液用以下最外层涂覆液代替。
由此,制备对比例26的感光体。
对比例27
重复实施例22中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液用以下最外层涂覆液代替。
由此,制备对比例27的感光体。
对比例28
重复实施例32中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液用以下最外层涂覆液代替。
由此,制备对比例28的感光体。
对比例29
重复实施例32中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液用以下最外层涂覆液代替。
由此,制备对比例29的感光体。
对比例30
重复实施例22中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的Al掺杂的氧化锌用氧化锌(来自C.I.KASEI CO.,LTD.的具有34nm平均粒度的NANOTEK ZnO)代替。
由此,制备对比例30的感光体。
对比例31
重复实施例23中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的Al掺杂的氧化锌用氧化锌(来自C.I.KASEI CO.,LTD.的具有34nm平均粒度的NANOTEK ZnO)代替。
由此,制备对比例31的感光体。
对比例32
重复实施例24中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的Al掺杂的氧化锌用氧化锌(来自C.I.KASEI CO.,LTD.的具有34nm平均粒度的NANOTEK ZnO)代替。
由此,制备对比例32的感光体。
对比例33
重复实施例25中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的Al掺杂的氧化锌用氧化锌(来自C.I.KASEI CO.,LTD.的具有34nm平均粒度的NANOTEK ZnO)代替。
由此,制备对比例33的感光体。
对比例34
重复实施例32中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的Al掺杂的氧化锌用氧化锌(来自C.I.KASEI CO.,LTD.的具有34nm平均粒度的NANOTEK ZnO)代替。
由此,制备对比例34的感光体。
对比例35
重复实施例33中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的Al掺杂的氧化锌用氧化锌(来自C.I.KASEI CO.,LTD.的具有34nm平均粒度的NANOTEK ZnO)代替。
由此,制备对比例35的感光体。
对比例36
重复实施例34中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的Al掺杂的氧化锌用氧化锌(来自C.I.KASEI CO.,LTD.的具有34nm平均粒度的NANOTEK ZnO)代替。
由此,制备对比例36的感光体。
对比例37
重复实施例35中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的Al掺杂的氧化锌用氧化锌(来自C.I.KASEI CO.,LTD.的具有34nm平均粒度的NANOTEK ZnO)代替。
由此,制备对比例37的感光体。
对比例38
重复实施例32中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液用以下最外层涂覆液代替。
由此,制备对比例38的感光体。
对比例39
重复实施例32中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液用以下最外层涂覆液代替。
由此,制备对比例39的感光体。
对比例40
重复对比例38中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的粒状氧化钛用粒状氧化铝(来自C.I.KASEI CO.,LTD.的具有31nm平均粒度的NANOTEK Al2O3)代替。
由此,制备对比例40的感光体。
对比例41
重复对比例39中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的粒状氧化钛用粒状氧化铝(来自C.I.KASEI CO.,LTD.的具有31nm平均粒度的NANOTEK Al2O3)代替。
由此,制备对比例41的感光体。
对比例42
重复对比例38中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的粒状氧化钛用粒状氧化锡(来自C.I.KASEI CO.,LTD.的具有21nm平均粒度的NANOTEK SnO2)代替。
由此,制备对比例42的感光体。
对比例43
重复对比例39中的感光体的制备程序,除了如下之外:将最外层涂覆液中的粒状氧化钛用粒状氧化锡(来自C.I.KASEI CO.,LTD.的具有21nm平均粒度的NANOTEK SnO2)代替。
由此,制备对比例43的感光体。
用于实施例22-50和对比例14-43的由此制备的感光体的最外层的材料列于下表5和6中。
表5
表6
接着,通过以下方法测量这些感光体的表面电阻率R1、R3和R15。
1.表面电阻率R1
表面电阻率R1为通过以下方法在1x104V/cm的电场强度下测量的感光体的电阻率。具体地,在感光体的表面上形成两个平行电极,所述两个平行电极各自具有10mm的长度并且其间隙为25μm。接着,在这两个电极之间施加偏压以在其间形成1x104V/cm的电场,并且测量在所述电极之间流动的电流。由该电流计算感光体的表面电阻率R1。就此而言,测量在感光体表面的距离上边缘为70mm、170mm和270mm的三个点处的表面电阻率R1,并且将这三个数据取平均以获得平均表面电阻率R1,其为感光体的表面电阻率R1。
测量条件如下。
使用的伏特安培计:来自Keithley Instruments Inc.的Source Measure Unit2410型
电极的金属:金
电极的长度:10mm
电极间的间隙:25μm
测量环境:25℃和50%RH
偏压施加时间:70秒(由开始施加偏压之后60秒的电流计算表面电阻率)
2.表面电阻率R3
重复表面电阻率R1的测量程序,除了改变所施加的偏压,使得电场强度变为3x104V/cm之外。
3.表面电阻率R15
重复表面电阻率R1的测量程序,除了改变所施加的偏压,使得电场强度变为1.5x105V/cm之外。
结果示于下表7和8中。
表7
表8
由表7和8清楚的是,实施例22-50的感光体在1x104V/cm的相对低的电场强度下具有不小于1013Ω/cm2的相对高的表面电阻率。此外,实施例22-50的感光体的比率R1/R3不大于10。这意味着,感光体的表面电阻率在相对低的电场强度范围内是非常稳定的。
虽然对比例14-21、23和24的感光体在1x104V/cm的相对低的电场强度下具有不小于1013Ω/cm2的相对高的表面电阻率,对比例22和25-29的感光体在该相对低的电场强度下具有相对低的表面电阻率。认为其原因是由于最外层中的粒状无机材料和电荷传输材料的含量引起的。然而,除了对比例22、25、33和37的感光体之外,这些对比感光体的比率R1/R3相对小(即,感光体的表面电阻率在相对低的电场强度范围内是稳定的)。由于对比例22、25、33和37的感光体的比率R1/R3大于10,感光体的表面电阻率在相对低的电场强度范围内是不稳定的。
由于对比例30-43的感光体不含用第13族元素掺杂的氧化锌,所述感光体在1x104V/cm的相对低的电场强度下具有不小于1013Ω/cm2的相对高的表面电阻率,并且其比率R1/R3几乎与实施例22-50的感光体的那些相同。
实施例22-50的感光体在1.5x105V/cm的相对高的电场强度下的表面电阻率R15比其在相对低的电场强度(1x104V/cm和3x104V/cm)下的表面电阻率(R1和R3)小2-4个数量级。特别地,随着粒状无机材料的含量增加,在该相对低的电场强度下的表面电阻率与在该相对高的电场强度下的表面电阻率之间的差异增大至约4,000。对于包括相对少量的电荷传输材料(基于100重量份的不具有电荷传输能力的树脂,不大于20重量份的量)的感光体也观察到该现象。即,使用在上述含量范围内的电荷传输材料在增强感光体的电荷传输功能的同时未不利地影响表面电阻率。
相反,对比例14-19的感光体不含粒状无机材料,并且因此所述对比感光体的比率R1/R15与实施例22-50的感光体的所述比率相比相对小。即使当在所述对比感光体中包括电荷传输材料时,其比率R1/R15与实施例22-50的感光体的所述比率相比也相对小。
由于对比例20、32、23和24的感光体的最外层中的粒状无机材料的含量低,其比率R1/R15低于实施例22-50的感光体的所述比率。这意味着对比例20、32、23和24的感光体在高的电场强度下具有差的电荷传输能力。
对比例22和25的感光体包括相对大量的粒状无机材料,比率R1/R15变为不小于5,000。这意味着,由于粒状无机材料的含量高,粒状无机材料的粒子的接触点的数量增加(即,导电通道的数量增加),从而使在高电场强度下的表面电阻率降低。
对比例26-29的感光体包括粒状无机材料和电荷传输材料两者,其中电荷传输材料的含量相对高。这些对比感光体在低电场强度和高电场强度下具有相对低的表面电阻率,并且比率R1/R15不大。
通过使用以下方法对实施例22-50的感光体和对比例14-43的感光体的下述电性质(未被照射部分的电位以及被照射部分的电位)和图像品质进行评价。
1.电性质评价方法
利用图像形成装置(来自Ricoh Co.,Ltd.的IMAGIO MP C5000)的感光体单元对所述感光体的每一个进行运行测试,所述感光体单元已经被改造成使得除了带电单元之外,例如清洁刮板的器件被从其拆卸。具体地,将各感光体设置至该经改造的感光体单元,并且将该感光体单元连接至所述图像形成装置以进行包括如下的运行测试:使感光体带电,用光照射带电的感光体,和重复该带电和照射过程而不供给记录材料。在该运行测试中,使用带电辊作为所述带电器,并且向感光体施加其上叠加AC电压的DC电压,其中该AC电压的峰间电压(峰到峰电压,peak-to-peak voltage)(Vpp)为约1.9kV,该AC电压的频率f为约900Hz,该DC电压的电压为-650V,并且感光体的旋转速度为230mm/秒。此外,照射和显影条件如下:使用发射655nm光的激光二极管(LD)作为照射器以在感光体上形成具有100%的图像面积率的实心图像。就此而言,以前确定的是,经历该运行测试约2.5小时的感光体的疲劳相当于经历如下运行测试的感光体的疲劳:其中,在带电的感光体的电位与经照射的感光体的电位之间的电位差为550V且感光体的电容为110pF/cm2的条件下产生100,000份具有5%图像面积率的测试图案。因此,上述运行测试进行2.5小时。
2.图像品质的评价方法
将各感光体设置至已经被改造成使得不进行初始空转过程的来自RicohCo.,Ltd.的图像形成装置IPSIO MP C5000,并且使用用于IMAGIO MP C5000中的调色剂TYPE 27以及A-4尺寸记录纸(来自Ricoh Co.,Ltd的NBSRICOH MYPAPER)连续产生三份半色调图像。此外,在感光体经历了上述运行测试之后,也产生三份半色调图像。
3.电性质的评价
将感光体的初始表面电位设置为-650V,并且进行上述运行测试,同时测量经带电的感光体的电位以及经照射的感光体的电位。结果示于表9和10中。
4.图像品质的评价
使用显微镜以光学方式目视观察所述三个半色调图像,以评价所述半色调图像的网点图像的再现性。具体地,对所述半色调图像观察是否所述半色调图像的网点图像令人满意地再现和所述半色调图像具有良好的图像浓度。结果也示于表9和10中。
表9
Vi:初始电位(即,运行测试前的电位)
Vl:运行测试后的电位
表10
Vi:初始电位(即,运行测试前的电位)
Vl:运行测试后的电位
低浓度:形成低浓度图像。
差的网点再现:图像具有差的网点再现性。
非常差的网点再现:图像具有非常差的网点再现性。
(*):由于在运行测试中产生了异常声音,中断该运行测试。
由表9和10清楚的是,实施例22-50的感光体的未被照射部分与被照射部分的电位差(Vi-Vl)在运行测试中是小的,即,所述感光体具有良好的电性质。在这些感光体中,包括Al掺杂的氧化锌或Ga掺杂的氧化锌的感光体在被照射部分的电位方面具有良好的稳定性,并且特别地,包括Ga掺杂的氧化锌的感光体在被照射部分的电位方面具有优异的稳定性。包括Ga掺杂的氧化锌的感光体在未被照射部分以及被照射部分的电位方面具有很小的变化。认为其原因如下。由于氧化锌自身因大部分(bulk)的粒子而在其表面上包括许多氧损失,氧化锌在大气中容易被氧化,从而氧化锌的电阻率容易改变。然而,当将氧化锌用第13族元素掺杂以补偿该氧损失时,在大气中氧化锌的稳定性可得到增强。因此,包括用第13族元素掺杂的氧化锌的感光体在被照射部分以及未照射部分的电位方面具有良好的稳定性。在第13族元素中,Ga在大气中不容易被氧化,并且因此包括Ga掺杂的氧化锌的感光体具有优异的电位稳定性。
由于在使用对比例14-19的感光体的运行测试中产生异常声音,中断该运行测试。认为其原因是,由于被照射部分的电位的升高是大的,在该运行测试中被供应至感光体的调色剂的量降低,从而在图像形成装置的显影器中产生异常声音。
虽然对比例20、21、23和24的感光体在带电性方面的变化不是那么大,但是被照射部分的电位即使在该运行测试之前也是高的,并且随着该运行测试的进行而相对大地升高。这是因为所述感光体在所述高的电场强度下具有相对高的表面电阻率,并且因此具有不足的电荷传输能力。因此,认为,当使用所述感光体时,其电荷传输能力大大降低。特别地,在1.5x105V/cm的电场强度下具有不低于1014Ω/cm2的表面电阻率的对比例10的感光体具有非常大的被照射部分的电位,并且因此图像浓度严重降低。此外,所述感光体具有在所述运行测试之前和之后的被照射部分的电位之间大的差异以及在所述运行测试之前和之后的未被照射部分的电位之间的大的差异,即,所述感光体具有差的电位稳定性。
虽然在所述运行测试之前对比例22和25的感光体的未被照射部分的电位和被照射部分的电位相对低,但是随着所述运行测试的进行,所述电位变化大并且上升。认为其原因是,由于最外层中粒状无机材料的含量非常高,粒状无机材料的粒子的接触点的数量增加,从而在最外层中形成电荷阱(charge trap)。这些感光体在所述相对低的电场强度下具有相对低的表面电阻率,并且在所述运行测试之前产生具有差的网点再现性的图像。在所述运行测试结束时,所述感光体产生具有非常差的网点再现性的图像。对比例26和28的感光体包括大量的电荷传输材料,但是在所述运行测试之前可产生具有良好的网点再现性的图像。然而,在所述运行测试之前和之后的未被照射部分的电位以及被照射部分的电位大大地变化,并且在所述运行测试之后产生低浓度图像。认为其原因是用于其的电荷传输材料随着所述运行测试的进行而恶化。
与对比例13和15的感光体相比,对比例27和29的感光体包括更大量的电荷传输材料。因此,所述感光体即使在所述运行测试之前也产生具有差的网点再现性的图像。此外,在所述运行测试之前和之后的未被照射部分的电位和被照射部分的电位大大地变化,并且因此通过所述感光体产生其中网点图像难以被再现的图像。认为其原因是,用于最外层的电荷传输材料随着所述运行测试的进行而恶化,从而降低最外层的表面电阻率,同时在其中形成电荷阱,导致具有非常差的网点再现性的图像的形成。
包括不含第13族元素的氧化锌或者另外的金属氧化物的对比例30-32、34-36和38-48的感光体具有如表8中所述的良好的表面电阻率。然而,在所述运行测试之前和之后在所述对比感光体中在未被照射部分的电位和被照射部分的电位方面的变化与实施例22-50的感光体中的相比大得多。此外,由于被照射部分的电位随着所述运行测试的进行而升高,在所述运行测试之后产生低浓度图像。
对比例33和37的感光体即使在所述运行测试之前也产生低浓度图像,并且在所述运行测试之后产生具有差的网点再现性的图像。认为其原因是,在低的电场强度范围内的表面电阻率稳定性(即,比率R1/R3)即使在所述运行测试之前也是差的,并且随着所述运行测试的进行,表面电阻率严重降低,从而使网点再现性恶化。
由这些结果清楚的是,即使当本公开内容的感光体经历长期运行测试时,所述感光体也可保持优异的电荷传输能力和静电潜像保持能力。因此,通过使用本公开内容的感光体,可长期产生高品质图像。
接下来,通过以下方法评价实施例32-45的感光体的耐磨性。
具体地,使用来自Ricoh Co.,Ltd.的图像形成装置IMAGIO MP C5000进行运行测试,其中所述图像形成装置已经被改造成使得待应用(涂布)至感光体表面的润滑剂棒被从所述图像形成装置的处理卡盒拆卸,使得该感光体表面不用润滑剂涂覆。所述运行测试在以下条件下进行。
1.所用调色剂:来自Ricoh Co.,Ltd.的IMAGIO TONER TYPE 27
2.所用记录介质:来自Ricoh Co.,Ltd.的NBS RICOH MYPAPER(A-4尺寸)
3.感光体的初始表面电位:-650V
4.待复印的图像:具有5%的图像面积比例的测试图的图像
5.产生的复印件的数量:100,000份
在所述运行测试之前和之后测量感光体的厚度以确定感光体的磨损损失(厚度)。
使用实施例32-45的感光体的原因是所述感光体具有包括作为不具有电荷传输能力的树脂的交联树脂的最外层,并且即使在所述感光体经历上述的运行测试时在未被照射部分的电位以及被照射部分的电位方面也具有相对小的变化。
结果示于下表11中。
此外,还通过以下方法测量感光体的广义硬度和弹性功。
1.广义硬度的测量
在下述条件下测量各感光体的5个点的广义硬度,并且将所述广义硬度的5个数据取平均以确定感光体的广义硬度。
所用仪器:来自Fischer Instruments K.K.的FISCHER SCOPE H-100
软件:来自Fischer Instruments K.K.的WIN-HCU
最大负载:1mN
负载施加时间:30秒
负载升高速率:1mN/30秒
在最大负载处蠕变:5秒
负载降低速率:1mN/30秒
除去负载之后蠕变:5秒
压头:SMC117
2.弹性功的测量
弹性功通过上述用于测量广义硬度的方法测量。由以下方程1计算弹性功(EW):
EW(%)=100x(MD–PD)/MD 方程1,
其中MD表示最大位移,和PD表示塑性位移。
结果示于下表11中。
表11
实施例32-39、42和43的感光体具有良好的耐磨性并且当所述感光体经历运行测试时没有材料粘附至所述感光体的表面。由于所述感光体具有如表9中所述的良好电性质,清楚的是所述感光体具有良好的耐久性。相反,实施例40的感光体具有良好的耐磨性,但是白色材料略微粘附至该感光体的表面。实施例41的感光体在耐磨性方面不如实施例40的感光体,并且相对大量的材料粘附至该感光体的表面。认为其原因是,由于最外层中包括具有电荷传输结构的化合物,所述层的交联密度恶化,从而使感光体的硬度和弹性功恶化。类似地,实施例44和45的感光体在耐磨性方面不如实施例32-39、42和43的感光体,并且材料粘附至所述感光体的表面。其原因与以上对于感光体41所提及的相同。特别地,实施例45的感光体的整个最外层在所述运行测试中被损失掉。
由这些结果发现,当感光体具有包括不具有电荷传输能力的交联树脂并且具有不小于250N/mm2的广义硬度的最外层时,材料几乎不粘附至感光体的表面。此外,发现,当感光体的最外层具有不小于50%的弹性功时,感光体具有良好的耐磨性,并且当弹性功不小于55%时,感光体具有优异的耐磨性。
在本公开内容的清洁器中,清洁刮板的被定位成边缘在其间的第一和第二侧面两者与待清洁部件的表面接触,并且清洁刮板的边缘部分不大幅变形。因此,可防止边缘部分与待清洁部件的表面的接触部分的面积的增加,从而提高清洁刮板对所述部件的接触压力,导致清洁器的清洁能力的增强。
根据以上教导,本发明的另外的改进和变型是可能的。因此,应理解,在所附权利要求的范围内,本发明可以除了如本文中所具体描述之外的其它方式实施。
Claims (14)
1.清洁器,包括:
清洁刮板,其具有边缘,所述边缘与待清洁部件的表面接触,同时相对于所述部件移动,以清洁所述部件的表面,其中所述清洁刮板包括:
所述边缘;
第一侧面;和
第二侧面,
其中所述边缘设置在所述第一侧面和第二侧面之间,和
其中当所述清洁刮板不与所述待清洁部件的表面接触时,所述第一侧面与所述部件的表面相对,和当所述清洁刮板与所述部件的表面接触时,所述清洁刮板的所述边缘以及所述第一侧面和第二侧面与所述部件的表面接触。
2.根据权利要求1的清洁器,其中所述清洁刮板包括:
边缘层,其中所述边缘层的表面充当所述第一侧面,所述边缘层的另一表面充当所述第二侧面的至少部分,和所述边缘层的边缘充当所述清洁刮板的所述边缘;和
位于所述边缘层上的第二层,
其中所述边缘层具有比所述第二层高的硬度。
3.根据权利要求2的清洁器,其中所述边缘层在23℃具有6MPa-12MPa的100%模量值。
4.根据权利要求2或3的清洁器,其中所述边缘层由具有低于10℃的tanδ峰温度的材料形成。
5.根据权利要求2或3的清洁器,其中所述第二层由具有低于10℃的tanδ峰温度的材料形成。
6.处理卡盒,包括:
其表面上承载静电潜像的图像承载部件;
使所述图像承载部件的表面带电的带电器;
用调色剂使所述静电潜像显影以在所述图像承载部件的表面上形成调色剂图像的显影器;和
用于清洁所述图像承载部件的表面的根据权利要求1-5任一项的清洁器,
其中所述处理卡盒能作为单元以可拆卸方式连接至图像形成装置。
7.根据权利要求6的处理卡盒,其中与所述清洁器接触的所述图像承载部件的表面包括粒状无机材料。
8.根据权利要求6或7的处理卡盒,进一步包括:
保护剂涂布器,其用于将包括脂肪酸金属盐和无机润滑剂的保护剂涂布至与所述清洁器接触的所述图像承载部件的表面。
9.根据权利要求8的处理卡盒,其中所述保护剂涂布器位于所述清洁刮板的相对于所述图像承载部件的移动方向的下游侧。
10.根据权利要求6-9任一项的处理卡盒,其中所述调色剂包括包含脂肪酸金属盐的润滑剂。
11.图像形成装置,包括:
其表面上承载调色剂图像的图像承载部件;
将所述调色剂图像转印到记录介质上的转印器;和
在所述图像承载部件上的调色剂图像被转印至记录介质之后清洁所述图像承载部件的表面的根据权利要求1-5任一项的清洁器。
12.根据权利要求11的图像形成装置,其中所述图像承载部件为包括如下的感光体:
导电支持体;
位于叠置在所述导电支持体上的感光层;
位于叠置在所述感光层上并且包括粒状无机材料以及不具有电荷传输结构的树脂的最外层,和
其中所述最外层在1x104V/cm的电场强度下具有不小于1013Ω/cm2的表面电阻率R1,并且所述最外层的表面电阻率R1对在1.5x105V/cm的电场强度下测量的表面电阻率R15的比率R1/R15为100-5,000。
13.根据权利要求12的图像形成装置,其中所述最外层的表面电阻率R1对在3x104V/cm的电场强度下测量的表面电阻率R3的比率R1/R3为0.1-10。
14.根据权利要求12或13的图像形成装置,其中所述最外层中的所述不具有电荷传输结构的树脂为交联树脂,和其中所述最外层具有不小于250N/mm2的广义硬度。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140716 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |