激光打印机用的有机光导鼓及其制法制造技术

本发明专利技术的激光打印机用的有机光导鼓采用了功能分离型多层结构，在基底上镀一导电层，然后在导电层上涂一载流子阻挡层，接着依次涂载流子产生层和载流子传输层。利用本发明专利技术的制造技术，可制成一系列的激光打印机用的有机光导鼓，涂布液耗量少，涂层均匀，打印效果佳，可用于多种型号的激光打印机。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机光导材料，尤其涉及激光打印机用的有机光导鼓及其制法。自从五十年代起，开始研制并开发了以各种感光树脂材料为主的光电印刷技术。此后，该技术逐渐取代了笨重且有毒的铅字排板印刷技术。到了七十年代，开发出了激光打印机，并逐渐走向商品市场。八十年代末，美国施乐(xerox)公司、惠普(HP)公司和日本佳能(Canon)公司相继研制出新一代的由计算机控制、数字扫描、激光成像的高分辨激光打印机(或称激光印刷机)。此种打印机具有体积小巧、版面可调、无接触印刷、印刷速度高、图像质量好和燥音小等特点，从而实现了多功能印刷。激光打印机的核心是具有光导特性的光导鼓。它是激光扫描成像的关键部件，其工作原理是，通过高压电晕放电，使鼓表面沉积一层均匀分布的电荷；带有印刷字符和图像信息的激光束扫描在鼓表面上，受光照的部分则失去电荷，未光照部分仍保持着原光电的电荷，这样就形成了电荷潜像图；借助静电引力，有色显影粉吸附在潜像图上而显影；再将该显影粉图像转印到信息载体(如纸)上，经加热固化而定影，从而完成整个印刷拷贝过程(SchaftertR.M.Electrophotography London-focal Press Limited，1975)。制作光导鼓的主要材料是在光照下，能产生光生载流子而导电的光导体。它可分为无机和有机化合物。无机光导材料有硒、硒-碲合金、氧化锌、硫化镉和非晶硅等。有机光导材料有酞菁颜料、斯考尔系颜料、偶氮颜料、苝类颜料和聚乙烯咔唑-三硝基芴酮或四硝基芴酮电荷转移复合物等。现在，有机光导材料已引起人们广泛兴趣，与无机材料相比，它们毒性小，易制作，可弯曲，价格底，具有高电位承受能力和低暗衰特性，且能与体积小巧的半导体激光光源(780nm波长)相匹配，对近红外光敏感。制作光导鼓的另一重要材料为载流子传输材料。由光导体受光激发的光生载流子，在外加电场作用下，按电场方向在传输材料中迁移，防止或减少了光导体的体内复合，从而提高了光导效应(量子效率)。常用的传输材料有吡唑啉、腙、丁二烯、芳香胺和噁唑类等衍生物。制作光导体鼓除需上述主要材料外，工艺制作技术也是很重要的，其中涂布和分散技术是制作成均匀涂层的关键，而涂层的均匀性则直接影响打印效果。常用的涂布方法有旋转喷涂、射流涂布、浸涂和刮涂等。许多光导体在溶剂和成膜剂有机体系中溶解性都是很差的。为获得均匀分布的涂布液，必须将其分散成微粒(粒径要小于1μm)。常用的分散粉碎方法有球磨、砂磨、滚动旋转磨、胶体磨和超声波粉碎等。本专利技术的目的在于制造激光打印机用的有机光导鼓，适用于目前世界流行的多种类型激光打印机，如HP-II、HP-III、HP-IID、HP-IIID、HP-IIP、HP-IIIP、Canon SX、Canon LX、Canon KT、Canon ST、HP-4、HP-4L等。本专利技术的激光打印机用的有机光导鼓采用了功能分离型多层结构，见附图说明图1。在该图中的基底上镀一层导电层(1)，然后在导电层上涂一载流子阻挡层(2)，接着依次涂载流子产生层(3)和载流子传输层(4)。基底(或称支持体、载体)起支持作用。玻璃、铜、铝材和具有一定挺度的纸和聚酯片基等均可作为基底材料。导电层是用来接地的，金属铝、铜、碘化亚铜、氧化铟、氧化亚锡等真空喷镀导电膜均可作导电层材料。当基底为导电玻璃和金属铝或铜时，可不再镀导电层，基底本身也起导电接地作用。载流子阻挡层是为防止载流子通过导电层而漏失的。聚酰胺及其共聚物(如可溶性尼龙)、聚甲基丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯、酪朊、明胶、乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯咪唑、聚醚、乙烯、甲基纤维素等均可作为阻挡层材料。常用的为醇溶性尼龙、聚乙烯醇和酪朊。涂布液的配制方法可举以下二例(1)称取2.5g可溶性尼龙，加入100ml的乙醇中，加热至50℃，搅拌3-4小时，待全部溶解后，过滤得清液；(2)称取7克酪朊，加入70ml的水中，搅拌，得到悬浊液，然后加入14ml乙醇和7ml的10％NH4OH，NH4OH必须逐滴加入，不断搅拌，直至悬浊液变清，经过滤，得到清液。配制好的涂布液即可在导电层表面上涂布。涂层厚度控制在0.2-2μm之间，0.8-1.2μm为最适宜。载流子产生层是由能形成光生载流子的光导材料组成的，如无金属酞菁、金属酞菁(如酞菁氧钛、酞菁氧钒、酞菁氯铟、酞菁氯铝等)、苝类颜料、偶氮类颜料和噁嗡盐等均可作为光导材料。它们的合成方法举例如下1、酞菁氧钛(TiOPC) 在100ml三口烧瓶中，加入40ml三氯苯，升温到至170℃后，加入5g邻苯二腈和1.2ml四氯化钛，搅拌下升温至200℃，反应5小时，冷却至140℃时过滤，得粗制品TiCL2PC，经三氯苯和甲醇洗涤后进行水解。把制得的TiCL2PC与180ml水混合回流2小时，过滤，再水解二次得粗制品TiOPC，用三氯苯和甲醇洗涤，再经酸糊处理，胶体球磨粉碎，水洗后制得纯品。2、酞菁氧钒(VOPC) 将10.5g苯酐、12g尿素和40ml三氯苯混合，搅拌下加热至130℃时，再加入3.8g三氯氧钒、5g碳酸钠和0.1g钼酸铵，1小时内升温至200℃，继续反应8小时，冷却至130℃时过滤，得到粗制品，最后用5％的NaOH水溶液、5％的盐酸液、酸糊及胶体球磨粉碎依次处理，制得精品VOPC。3、苝四羧酸亚胺脂肪族苝四羧酸亚胺的合成 R＝CH3，C4H9， 称取5g苝四羧酸酐、10g脂肪胺和200g水，将其混合，搅拌下升温至回流进行反应。反应终点以苝四羧酸酐在碱性条件下绿色荧光的消失来检测。反应结束后，过滤，粗制品用5％的KOH溶液处理来除去未反应物而获得纯品。芳香族苝四羧酸亚胺的合成称取5g苝四羧酸酐，加入到100ml的喹啉中，升温至100℃以上，蒸发掉体系中的水份，加入1.5g芳香胺、4g无水醋酸锌(催化剂)，升温至回流温度(约210℃)，直至反应结束。反应终点的检测和产品的精制与脂肪族苝四羧酸亚胺的合成方法相同。载流子产生层涂布乳液的配制方法举例如下称取80-100mg的聚乙烯醇缩乙醛，加入8ml新精馏的环已酮中，搅拌溶解后，再加入120-200mg酞菁氧钒，然后进行超声粉碎乳化，用G3砂芯漏斗过滤，除去1μm以上的微粒，获得稳定的分散液，供涂布用。根据需要，在上述配方的涂布液中，还可加入少量的表面活性剂和稳定剂等。涂层厚度为0.1-1μm，以0.4-0.8μm为最适宜。载流子传输层的功能在于在外加电场的作用下，由光导体产生的光生载流子注入到传输层，并在其中按电场方向迁移至鼓表面，中和表面沉积的电荷。若载流子浓度大、迁移率高，则光导性强。丁二烯、噁唑、腙、吡唑啉、芳香胺等衍生物均可作传输材料。它们的合成方法例举如下1、1.1-双(对-二乙胺基苯基)-4.4-二苯基-1.3-丁二烯 在110ml 2M的碘甲烷格氏试剂中滴加100ml溶有36.4g的二苯甲酮乙醚溶液，加完后继续回流2小时，在冰浴冷却下，滴加50ml氯化铵饱和水溶液，乙醚萃取，无水硫酸镁干燥，蒸去溶剂，剩馀物用苯重结晶，得到白色晶体二苯乙醇(1)；将制得的19.8g(1)与50ml醋酸混合，加热回流2小时，冷至室温后，再加入3.9g磨细的多聚甲醛，搅拌下通入干燥的氯化氢气体，直至多聚甲醛粉末消失，停本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光打印机用的有机光导鼓，其特征在于该鼓由下列导电层、载流子阻挡层、载流子产生层和载流子传输层所组成：１）导电层，它是在玻璃、纸和聚酯基底上蒸镀一层金属铝、铜、碘化亚铜和氧化亚锡的涂层；２）载流子阻挡层，它是在导电层上涂布一层聚酰胺及其衍生物（如可溶性尼龙）、聚甲基丙烯酸甲酯（或乙酯和丁酯）、酪朊、明胶、乙烯－乙酸乙烯共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯咪唑、聚醚、乙烯基、甲基纤维素，经７０－９０℃加热干燥１小时而制成的厚度为０．２－２μｍ的涂层；（２－１）阻挡层加热干燥的最佳温度为８０℃；（２－２）阻挡层涂层最佳厚度为０．８－１．２μｍ；３）载流子产生层，它是在阻挡层上涂布一层容易产生载流子的光导材料，包括无金属酞菁、金属酞菁（如酞菁氧酞、酞菁氧钒、酞菁氯铟、酞菁氯铝）、苝类染料、偶氮染料和噁嗡盐，经９０－１００℃加热干燥１－２小时而制成的厚度为０．１－１μｍ的涂层；（３－１）载流子产生层涂层的最佳厚度为０．４－０．８μｍ。４）载流子传输层，它是在载流子产生层上涂布一层丁二烯、噁唑、腙、吡唑啉以及芳香胺的衍生物，如涂布一层含５０％的对－二乙氨基苯甲醛－β二苯基腙和５０％的聚碳酸酯二氯乙烷溶液，经９０－１００℃加热干燥１－２小时而制成的厚度为１０－２５μｍ的涂层；（４－１）载流子传输层涂层的最佳厚度为１５－２０μｍ；２、如权利要求１所述的激光打印机用的有机光导鼓，其特征在于为制备涂层而需要加入成膜剂，其中包括聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩乙醛、聚乙酸乙烯酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯－马来酸酐共聚物、聚丙烯酸酯、聚砜、聚苯醚、聚环氧树脂、聚苯乙烯－丁二烯－丙烯腈三元共聚物、聚酯、聚氨酯。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳乔，邱家白，KK柯舍廖夫，任德原，刘广宁，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]