JP2007004161A - イメージング部材 - Google Patents

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Abstract

【課題】CDSが少なく、良好な電気特性を有するイメージング部材を提供する。
【解決手段】イメージング部材は、電荷発生層18と、前記電荷発生層18と接触する第1の表面と第2の表面とを有する電荷輸送層20と、を備え、前記電荷輸送層20は、膜形成ポリマーバインダと、その中に分散された電荷輸送成分と、を含み、前記電荷輸送層中の前記電荷輸送成分の濃度は、前記電荷輸送層20の前記第1の表面と第2の表面との中間の電荷輸送領域にピークがある。
【選択図】図1

Description

本明細書では、電子写真において使用される複数の濃度の電荷輸送成分を有する電荷輸送層を備えたイメージング部材について開示する。
典型的な電子写真イメージング部材は、電子写真イメージング部材のイメージング表面上に静電荷を均一に堆積させ、その後、イメージング部材を活性化電磁放射線、例えば光に曝露させ、選択的にイメージング部材の照射領域の電荷を消失させ、非照射領域では静電潜像を残すことにより、画像形成させる。その後、微粉化されたエレクトロスコピックなマーキングトナー粒子をイメージング部材表面に堆積させることによりこの静電潜像を現像し、視認可能な画像を形成させてもよい。その後、得られた視認可能なトナー画像は、適した受容部材、例えば紙に転写することができる。多くの現在の電子写真イメージング部材は多層フォトレセプタであり、これらのフォトレセプタは、負帯電システムにおいて、基板支持体と、導電層と、必要に応じて用いる電荷ブロッキング層と、必要に応じて用いる接着層と、電荷発生層と、電荷輸送層と、必要に応じて用いる保護またはオーバーコート層と、を備える。
約5〜約200μmとサイズが様々な、局在化した微小欠陥(microdefect)が時に、そのようなイメージング部材の製造において生じることがある。そのような微小欠陥は、最終的な画像形成したコピーにおいて印刷欠陥(微小欠陥)、例えば白色または暗色スポットとして現れる。これらの微小欠陥は、過度に大きな暗減衰(dark decay)を示し、電荷不足スポット(CDS)と呼ばれる。微小欠陥部位はフォトレセプタ内に固定されるので、スポットがベルト回転の1サイクルから次のサイクルへ残ってしまう。
米国特許第6,008,653号明細書 米国特許第6,119,536号明細書
CDSが少なく、良好な電気特性を有するイメージング部材を提供する。
例示的な実施形態の1つの観点では、電荷発生層(CGL)と電荷輸送層(CTL)とを含むイメージング部材が提供される。CTLはCGLと接触する第1の表面と第2の表面とを含む。CTLは膜形成ポリマーバインダとその中に分散された電荷輸送成分(CTC)を含む。CTL中のCTCの濃度は、CTLの第1および第2の表面の中間にある電荷輸送領域でピークとなる。
第1の表面に隣接するCTLの第1の領域でのCTCの濃度は、CTCのピーク濃度の約5%〜約95%、例えば、ピーク濃度の約10%〜約80%としてもよい。CTLにおけるCTCの濃度は、CTLの第2の表面に隣接するCTLの第2の領域では、CTCのピーク濃度より低くしてもよい。CTLの第2の領域は、電荷成分のピーク濃度が存在する領域により第1の領域から分離してもよい。第2の領域におけるCTCの濃度はピークCTCの濃度の約5%〜約95%としてもよい。第2の領域におけるCTCの濃度はCTCのピーク濃度の約10%〜約80%としてもよい。CTLはさらに、安定化ヒンダードフェノールを含んでもよい。ヒンダードフェノールの濃度は電荷発生層から最も遠いCTLの表面に向かってCTCの濃度に反比例して増加してもよい。CTCの濃度は第1の表面から次第に増加してもよく、ピークからCTLの第2の表面に向かって減少する。CTLは、第1の層および第2の層を含んでもよく、第1の層では、CTCの濃度は、第1の層の総重量に対し、約5〜約35重量%であり、第2の層では、CTCの濃度は、第2の層の総重量に対し、約35〜約90重量%である。
CTLは第1の層および第2の層を含んでもよく、第1の層は第2の層よりも厚さが薄い。第2の層はピーク濃度の電荷輸送成分を含んでもよい。第1の層は厚さが約5μm〜約15μmであってもよく、第2の層は厚さが約10μm〜約35μmであってもよい。
電荷輸送成分は、膜形成ポリマー中に分子分散されてもよく、固体溶液が形成される。CTCはジフェニルジアミン類、トリフェニルアミン類、テルフェニルジアミン類、およびそれらの組み合わせからなる群より選択されるアリールアミンを含んでもよい。CTCは(N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス[3−メチルフェニル]−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン)を含んでもよい。CTCはCTL全体で同じであってもよい。CGLは光発生材料を含んでもよく、実質的に光発生材料を含まなくてもよい。
電子写真印刷システムは、本明細書で記述したイメージング部材を含んでもよい。
別の観点では、方法は、CGL上に第1の層を堆積させる工程を含む、電荷発生層(CGL)上に電荷輸送層(CTL)を形成する工程を有する。第1の層は膜形成ポリマーバインダと、必要に応じてこの中に分散されるCTCとを含む。方法はさらに、第1の層上に直接または間接的に少なくとも1つの第2の層を堆積させる工程を含み、そのため、少なくとも1つの第2の層は、第1の層によりCGLから分離され、少なくとも1つの第2の層は、膜形成ポリマーバインダと、その中に分散されたCTCとを含み、少なくとも1つの第2の層中のCTC濃度は、乾燥させると、第1の層中のCTCの濃度よりも高い。第3の層は必要に応じて、少なくとも1つの第2の層上に堆積され、第3の層は膜形成ポリマーバインダと、必要に応じて、その中に分散されるCTCを含み、第3の層中のCTCの濃度は、乾燥させると、隣接する第2の層中のCTCの濃度よりも低い。オーバーコート層が必要に応じて、CTL上に堆積される。
第1の層はさらに溶媒を含んでもよい。方法はさらに、第1の層を完全に乾燥させる前に少なくとも1つの第2の層を堆積させる工程を含んでもよい。第1の層は、堆積させた時に、実質的にCTCを含まなくてもよく、輸送成分は、第1の層が完全に乾燥する前に、第2の層から第1の層中に拡散する。
本明細書で開示した電子写真イメージング部材は、フレキシブルベルト構造または剛性ドラム形態であってもよい。
本明細書で開示した例示的な実施形態の観点では、光発生(電荷発生)層と、その上に配置された電荷輸送層(CTL)を備えるイメージング部材が提供される。CTLは、CGLと接触する下面と、上面とを有する。さらに、CTLは膜形成バインダと、その中に分子分散された、または溶解された電荷輸送成分(CTC)、例えば正孔輸送分子とを有し、固体溶液が形成される。CGLに近接するCTLの第1の層は、CTLから分離された第2の層より低い濃度のCTCを有する。CTL中のCTCの濃度は段階的に、または徐々に、例えば、下面から上面に向かって濃度勾配を増加させることにより、増加させてもよい。CTCの濃度は、光発生層に近接する領域から次第に増加してもよく、その後、CTLの上方領域に向かって減少してもよい。異なる濃度のCTCの2またはそれ以上の層を備えるものとしてCTLについて特に言及しているが、これらの層は、別個の層である必要はなく、異なる濃度のCTCを有する一般的に平行なCTL領域を含んでもよいことを認識すべきである。
固体溶液CTLは、異なる濃度のCTCの複数の領域を有してもよい。CTLは異なる濃度のCTCと、膜形成ポリマーバインダ類/樹脂類と、他の化合物との固体溶液を含んでもよく、2またはそれ以上の領域が形成される。
CTLは、異なる濃度のCTCを含む膜形成ポリマーバインダの固体溶液の異なる領域または層を含んでもよく、この場合、最大濃度のCTCの層は、CTLの底面から離れており、より低い濃度のCTCが、CTLの上面およびは底面に存在する。
CTLは、膜形成ポリマーバインダとCTCとの固体溶液を含む第1または底部CTLと、その上に第1の層と接触させて形成され、第1の層により光発生層から分離された第2の固体溶液を含む1または複数のCTL層と、から構成される複数の電荷輸送層を含むことができ、第2の層は第1の層よりも高い濃度のCTCを有し、必要に応じて、1または複数の追加の固体溶液CTLが備えられる。第2の層および次の追加のCTLはそれぞれ、第1のCTLと同じまたは異なる膜形成ポリマーバインダおよび同じまたは異なるCTCを含むことができる。しかしながら、追加の層では、CTCの量は、段階的に減少し、または徐々に変化し、第2の層から上層または最上層に向かって濃度勾配が存在する。追加のCTLは1〜約15の層、より特定的には1〜約5層を有することができる。
光発生層などの源から、CTLへの電荷注入は、近傍の電荷輸送分子の数(濃度)により影響されることがわかっている。CGLからCTLへの電荷の移動速度を抑制する層を提供することにより、イメージング部材により生成する画像中のCDSスポットを著しく減少させることができる。どちらの型のCDSスポットも減少させることができる。白色バックグラウンド上で微小黒色スポットとして現れる放電現像スポット、および暗バックグラウンド上で微小白色スポットとして現れる充電現像スポットは、電荷発生層に隣接する層のCTC濃度を低下させることにより抑制することができる。注入電荷の移動度は、また、CTCの濃度を減少させることにより抑制される。したがって、例えば、より高濃度のCTCを組み入れることにより、電荷発生層から分離された、より高い電荷移動度を提供する第2の層を提供すると、CTL全体を通る電荷の移動が容易になる。電荷移動度は、イメージング部材の単位場あたりの単位面積を通過する電荷の平均速度で表すことができる。追加の利点としては、CTLクラッキングの初期発生の回避抑制が挙げられる。
デジタル印刷を含むイメージング、とりわけ電子写真イメージングおよび印刷プロセス、特に高速カラーコピーおよび印刷プロセスは、例えば、約500〜約900nm、例えば約650〜850nmの波長領域で感度が高く、そのため、光源としてダイオードレーザを選択することができる。
別の観点では、イメージング部材は、必要に応じて用いる基板と、電荷源と、電荷源から電荷を受容するCTLと、を含む。CTLは膜形成ポリマーバインダと、その中に分散されたCTCを含む。CTLは第1の領域と第2の領域とを含む。第2の領域は第1の領域により電荷源から分離される。第1の領域は第2の領域よりも低い電荷移動度を有し、これにより、第1の領域を有さずに形成されたイメージング部材と比較すると、電荷不足スポットが減少する。
フレキシブルベルト構造の多層電子写真イメージング部材の例示的な実施形態を図1に示す。例示的なイメージング部材は、必要に応じて用いる1つまたは複数の導電性表面層12を有する必要に応じて用いる支持基板10と、必要に応じて用いる正孔ブロッキング層14と、必要に応じて用いる接着層16と、電荷発生層18と、必要に応じて、少なくとも第1の電荷輸送層22と、第2の電荷輸送層24と、第3の輸送層26とから構成される2またはそれ以上の層またはサブ層を有する電荷輸送層20と、必要に応じて用いる1または複数のオーバーコートおよび/または保護層28と、を含む。イメージング部材の他の層は、例えば、正孔ブロッキンキング層14を介して導電層12との電気連続性を促進するようにイメージング部材の1つの縁に適用される、必要に応じて用いるグラウンドストリップ(ground strip)層30を含んでもよい。フレキシブル支持基板の裏側にアンチカールバックコーティング層32を形成してもよい。層14,16,16,18,22,24,26,28は、基板10上に、溶媒を含む溶液として別個に、および連続して堆積させてもよく、各層は次の層が堆積される前に乾燥させられる。代わりに、または加えて、1または複数の層24,26,28を、前の層の乾燥前に適用すると、隣接層との境界での部分混合、および/または1つの層から隣接層への1または複数の成分の浸出拡散が起きることがある。
図示した実施形態では、層20は、CGL18の上面と直接接触する下面32と、上面34とを有する。上面は、オーバーコート層28が存在しない場合、イメージング部材の露出表面となる可能性があり、または、オーバーコート層28または層が使用されると、上面34はオーバーコート層28と直接接触する。
フォトレセプタ支持基板10は、不透明であっても、実質的に透明であってもよく、必要な機械特性を有する任意の適した有機または無機材料を含んでもよい。基板全体が、導電性表面の材料と同じ材料を含むことができ、または導電性表面は基板上の単なるコーティングとすることができる。任意の適した導電性材料を使用することができる。典型的な導電性材料としては、銅、黄銅、ニッケル、亜鉛、クロム、ステンレス鋼、などが挙げられる。
導電層12は、存在する場合、厚さが約20Å〜約750Åの例えば、チタンおよび/またはジルコニウム導電層としてもよい。基板全体が、導電性金属である場合、その外側表面は導電層の機能を果たすことができ、別個の導電層を省略してもよい。正電荷(正孔)ブロッキング層14をその後、必要に応じて、基板10または層12(存在すれば)に適用してもよい。一般に、正に帯電したフォトレセプタに対する電子ブロッキング層により、フォトレセプタの表面のCGL18中の光発生した正孔が、電子写真イメージングプロセス中に、下の電荷(正孔)輸送層に向かって移動し、底導電層に到達することができる。隣接導電層12から光導電性または光発生層への正孔注入に対する効果的なバリヤを形成することができる任意の適した正孔ブロッキング層を使用してもよく、例えば、ポリビニルブチラール、窒素含有シロキサン類もしくはシラン類、または窒素含有チタンもしくはジルコニウム化合物、例えばチタン酸塩およびジルコン酸塩が挙げられる。正孔ブロッキング層は、約50Å(0.005μm)〜約10μm、例えば約0.005μm〜約2μmの広範囲にわたる厚さを有する。
必要に応じて用いる接着層16は、正孔ブロッキング層14に溶媒、例えばテトラヒドロフランを含むコーティング溶液の形態で適用してもよい。任意の適した接着層を使用してもよい。接着層は、4つの二酸およびエチレングリコールの直鎖飽和コポリエステル反応生成物を含んでもよく、さらに、コポリエステル樹脂を含んでもよい。接着層は正孔ブロッキング層に直接適用される。このように、実施形態における接着層は、下に存在する正孔ブロッキング層と上に存在するCGLの両方に直接接触し、接着性が増強し、結合が提供される。実施形態では、接着層は連続的である。
接着層16の厚さは、乾燥後、約0.01〜900μmとしてもよい。
その後、光発生(電荷発生)層18をブロッキング層14または接着層16(使用した場合)に適用してもよい。機能的CTLを生成するために、電荷輸送分子をポリマーマトリクスに添加し電気的に活性にしてもよい。ポリマー材料はそれ自体、本質的に光発生した正孔の注入をサポートすることができず、これらの正孔を通過させて輸送することができないからである。粒子の形態で、不活性樹脂などの膜形成バインダに分散させてもよい、光発生/光導電性材料を含む、任意の適した電荷発生バインダ層18を使用してもよい。光発生材料の例としては、膜形成ポリマーバインダに分散された、アモルファスセレン、三方晶セレン、およびセレン合金などの無機光導電性材料、およびフタロシアニン顔料、ベンズイミダゾールペリレン、置換2,4−ジアミノ−トリアジン類、多核芳香族キノン類、などの有機導電性材料が挙げられる。セレン、セレン合金、ベンズイミダゾールペリレンなど、およびそれらの混合物は、連続の、均一な光発生層として形成させてもよい。選択した光発生材料は、電子写真イメージングプロセスにおける画像様(imagewise)照射線露光工程中、約600〜450nmと約700〜850nmとの間の波長を有する活性化照射線に対し感度が高く、静電潜像が形成される。
光発生層18において任意の適した不活性樹脂材料、例えば、有機樹脂バインダ、例えば、1または複数のポリカーボネート類、ポリエステル類、ポリアミド類などの熱可塑性および熱硬化性樹脂類を使用してもよい。光発生材料は樹脂バインダ組成物中に、約10〜約95体積%の樹脂バインダ(例えば、約70〜80vol.%)中に分散させた約5〜約90体積%の量(例えば、約20〜30vol.%)で存在することができる。
光発生層18の厚さは、乾燥させると、約0.1μm〜約5μm、例えば、約0.3〜3μmとすることができる。
その後、CTL20をCGL18上に適用するが、CTL20は、CGL18からの光発生正孔または電子の注入をサポートすることができ、これらの正孔を、CTLを通過させて輸送し、イメージング部材表面上の表面電荷を選択的に放電させることができる、任意の適した透明な有機ポリマーまたは非ポリマー材料を含んでもよい。CTL20は、実質的に非光導電性材料とすることができるが、電荷発生層18からの光発生正孔の注入をサポートするものである。CTLは光発生材料を含まない、または実質的に含まなくてもよい(例えば、層22,24,および26はそれぞれ、1%未満の濃度の、CGL18中の光発生材料を含み、1つの実施形態では0.01%未満のものを含む)。CTL20全体の複数の層またはサブ層22,24,26は通常、電子写真イメージング部材が使用される一定の波長領域で透明であり、この場合、これらを通して露光が実行されると、確実に、入射照射線の大部分が、下のCGL18により利用される。各CTLは、電子写真で使用される光の波長、例えば4000〜9000Åに露光されると、優れた光透過性を示すべきであり、光吸収はわずかであり、電荷発生も放電もない。フォトレセプタが透明基板10と透明導電層12とを使用して調製される場合、画像様露光または消去は基板10を通して実施されてもよく、全ての光が基板の裏側を通過する。この場合、層またはサブ層22,24,26の材料は、CGL18が基板とCTL20との間に挟まれると、使用される波長領域の光を透過させる必要はない。CTL20はCGL18と共に、CTL上に置かれた静電荷が、照射無しでは伝導されない程度まで絶縁体である。第1または底のCTL22および中間または最上CTL24,26は場合によっては、それを通過するわずかな電荷をトラップすべきである。
CTL20は、電気的に不活性なポリマー材料に分子分散された添加剤として有益な任意の適した電荷輸送成分または活性化化合物を含んでもよく、固体溶液が形成され、これによりこの材料は電気的に活性となる。CTCを、そうでなければ、発生材料からの光発生正孔の注入をサポートすることができず、これらの正孔を通過させて輸送することができない膜形成ポリマー材料に添加してもよい。これにより、電気的に不活性なポリマー材料が、電荷発生層18からの光発生正孔の注入をサポートすることができ、これらの正孔を、CTL20を通して輸送することができる材料に変換され、CTL上の表面電荷が放電される。CTCは典型的には、有機化合物の小分子を含み、これらの小分子は協働し、分子間で、最終的にはCTLの表面まで電荷を輸送する。
1つの実施形態では、使用した膜形成ポリマーバインダは、異なるCTL22,24,26において異なっていてもよいが、1つの実施形態では、CTL20全体で同一のポリマーバインダが使用され、サブ層22,24,26間での界面接着結合が改善される傾向がある。塩化メチレン、クロロベンゼン、または他の適した溶媒に溶解可能な任意の適した不活性樹脂バインダを、CTL20で使用してもよい。例示的なバインダ類としては、ポリエステル類、ポリビニルブチラール類、ポリカーボネート類、ポリスチレン、ポリビニルホルマール類、およびそれらの組み合わせが挙げられる。CTLのために使用されるポリマーバインダは、例えば、ポリカーボネート類、ポリエステル、ポリアリーレート、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリスルホン、それらの組み合わせなどからなる群より選択されてもよい。
例示的な電荷輸送成分としては、芳香族ジアミン類、例えばアリールジアミン類が挙げられる。単独で、または組み合わせて電荷輸送成分として使用するのに適した例示的なジフェニルジアミン類は、下記分子式1で表され:
Figure 2007004161
式において、
各Xはそれぞれ、アルキル、ヒドロキシ、ハロゲンからなる群より選択される。典型的には、ハロゲンはクロリドである。Xがアルキルである場合、Xは1〜約10の炭素原子、例えば、1〜5の炭素原子を含むことができ、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチルなどである。この型の例示的な芳香族ジアミン類としては、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(アルキルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4−ジアミン類、例えば、化学式(N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス[3−メチルフェニル]−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン)を有するmTBD、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(クロロフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、およびN,N’−ビス−(4−メチルフェニル),N,N’−ビス(4−エチルフェニル)−1,1’−3,3’ジメチルビフェニル)−4,4−ジアミン(Ae−16)およびそれらの組み合わせが挙げられる。
所望であれば、従来のグラウンドストリップ(ground strip)層30およびオーバーコート層28などの他の層も、使用してもよい。
1つの実施形態では、CTL20は膜形成ポリマーバインダと、分子式1の1または複数の芳香族アミン正孔輸送化合物または本明細書で開示した型の任意の他の適した芳香族アミンを含むCTCとを有する二成分固体溶液の複数の濃度領域を備える。CGL18に最も近い第1の層22は、層24よりも低い濃度のCTCを有し、例えば、少なくとも約5重量%、最大約40重量%までのCTCを含んでもよく、例えば約10〜約35wt%であってもよい。CTC濃度は、特に記載がなければ、乾燥層の重量により表される。第1の層により電荷発生層から分離された第2の層24は、第1の層よりも高い濃度のCTCを有し、そのため、第2の層における電荷移動度は第1の層よりも高い。第2の層24は、例えば、少なくとも約30重量%、最大約90重量%のCTCを含んでもよく、例えば約35〜約50wt%であってもよい。第1の層中のCTC濃度は、重量で表すと、第2の層中のCTCの濃度の約1%〜約95%とすることができる。1つの実施形態では、第1の層中のCTC濃度は第2の層の濃度の少なくとも約5%であり、別の実施形態では、少なくとも約20%であり、さらに別の実施形態では、少なくとも30%である。第1の層中のCTC濃度は、第2の層の約90%未満、例えば、約80%未満、または約60%もしくはそれ以下としてもよい。
第2の層24における電荷移動度の第1の層22における電荷移動度に対する比は、例えば、約5:1〜約100:1とすることができる。
第1の層22の厚さは約2〜約15μmとしてもよく、第2の層の総厚は約10μm〜約35μmとすることができる。
第1の層22の厚さは第2の層24の厚さより小さくしてもよい。第2の層24の厚さの第1の層22の厚さに対する比は、例えば、少なくとも約1.2:1、例えば、少なくとも1.5:1、または少なくとも約1.8:1とすることができる。比は約10:1、またはそれ以上までとすることができる。
層26は、層22および層24により、CGL18から分離される。このように、層24は層22と層26の間に挟まれ、層26はCTL20の上面34を提供する。層26は層24と接触してもよく、または複数の層24を使用する場合、最上層24と接触してもよい。
層26は層22および層24に対し、CTC、例えば層22および層24に対し使用されているもの、または異なるCTCを含むという点で同様に形成されてもよく、CTCは電気的に不活性なポリマー材料に分子分散される添加剤として有益な任意の適したCTCとしてもよく、固体溶液が形成され、これにより、この材料が電気的に活性となる。第3の層26は層24よりも低い濃度のCTCを有する。このように、層26における電荷移動度は層24においてよりも低い場合がある。濃度は、層24中のCTC濃度と同じ、またはそれよりも幾分高いもしくは低いものとすることができる。第3の層中のCTC濃度は第2の層中のCTC濃度の約1%〜約95%(または、層24中の濃度が変動する場合、層24中の最大濃度の約1%〜約95%)とすることができる。1つの実施形態では、第3の層中のCTC濃度は、第2の層24の濃度の少なくとも約5%であり、別の実施形態では、少なくとも約20%、さらに別の実施形態では、少なくとも30%である。1つの実施形態では、第3の層26中のCTC濃度は第2の層の濃度の約90%未満であり、別の実施形態では、約80%未満、さらに別の実施形態では、第2の層の濃度の約60%もしくはそれ以下である。第3の層中のCTC濃度は、第1の層の濃度と大体同じ、または幾分高いもしくは低いものとすることができ、例えば、第1の層の濃度の約50%〜約300%とすることができる。この実施形態では、CTL20中のCTC濃度は、電荷発生層18からの距離と共に増加し、その後、電荷発生層の上面に向かって再び減少する。
第3の層26の厚さは、第2の層の厚さよりも小さくすることができ、約2μm〜約10μmとすることができる。
第3の層26は、例えば、少なくとも約5重量%、最大約50重量%までのCTCを含んでもよく、例えば、約5〜約45wt%である。
1つの例示的な実施形態では、CTLは、CTCとして、10〜35重量%のmTBDを含む層22と、40〜60%のmTBDを含む層24と、必要に応じて、5〜50%のmTBDを含む層26と、を備える。この実施形態では、層22は約10μmの厚さを有し、層24は約20μmの厚さを有し、層26は約10μmの厚さを有してもよい。しかしながら、層22,24,26の厚さは変動することがあること、層22および層24は等しい厚さである可能性があることは理解される。図1に従い形成された例示的なCTLは、CTCとして約30%のmTBDを含む第1の層22と、第1の層22よりも厚さが大きく、CTCとして約50%のmTBDを含む第2の層24と、50%未満のmTBD、例えば約40%またはそれ以下を含む第3の層を有してもよい。
別の例示的な実施形態では、層22は5〜10重量%のmTBDを含み、層24は20〜60%のmTBDを含む。この実施形態では、層22は約8μmの厚さを有してもよく、層24は約22μmの厚さを有してもよい。
図1に従い形成された別の例示的なCTLは、CTCとして約20%のmTBDを含む第1の層22と、第1の層22よりも厚さが大きく、CTCとして約55%のmTBDを含む第2の層24と、第2の層よりも厚さが小さく、CTCとして約30%のmTBDを含む第3の層26を有してもよい。
図2に示した、イメージング部材の別の実施形態は、CTL20に関し、CTC濃度が電荷発生層18から離れるにつれ増加し、CTL20の上面と下面との中間でピーク濃度値に到達するということを除き、図1の実施形態と同様に構成することができる。この実施形態では、層22,24,26は徐々に変化する濃度の隣接する領域の形態で存在する。濃度変化は、図2の濃度対CTLに隣接する深さのグラフに示されるように、連続して増加し、その後減少してもよく、または段階的に増加し、減少してもよい。濃度は、表面32で、またはその付近で約2〜8%(または、表面32からCTL中へ、少なくともいくらかの電荷移動が許容されるのに十分であればどんなレベルでも)から、ピーク42で最大40〜90%、例えば、約50%まで変動可能であり、表面34で、またはその付近で約2〜8%(または、表面34への少なくともいくらかの電荷移動が許容されるのに十分であればどんなレベルでも)まで降下する。
図2のCTL20は、電荷発生層18上での複数のサブ層の逐次堆積により形成させてもよい。例えば、3〜約15のサブ層、例えば、3,5,6,8,またはそれ以上のサブ層が存在してもよい。1つの実施形態では、サブ層は、次のサブ層が適用される前に、乾燥されず、または部分的にのみ乾燥される。その結果、サブ層間の境界で部分混合が起き、および/またはサブ層間の境界を横切ってCTCの拡散が起き、CTC濃度の段階的な変動ではなくより緩やかな変動が達成される。例えば、図4に示されるように、イメージング部材がダイ60に対し矢印Dの方向に移動するにつれ、スロット押出ダイ60中のスロット50,52,54,56,58などを介して異なる濃度の溶液が堆積され、それぞれ、電荷発生層18上でサブ層62,64,66,68,70が形成される。スロット50,52および54は連続様式で配列され、そのため、イメージング部材ウエブストックが矢印Dの方向に移動すると、スロット50は低(または0)濃度のCTCの溶液を運搬し、この溶液は乾燥された電荷発生層18上に直接押し出され、一方、スロット52およびスロット54はそれぞれ、増加したCTC濃度の溶液を押し出し、それぞれ、続いてウエットコーティングサブ層が個々の前のウエットコーティングサブ層の上に分注される。スロット56およびスロット58は、減少するCTC濃度の溶液を押し出す。前のサブ層が部分的に乾燥された状態(5重量%以上の溶媒を含むものとして規定してもよい)にあるうちに、続いて各サブ層が塗布される。この配列およびプロセスにより界面CTC拡散が促進され、これらの層は、図3に示される結果として得られる乾燥CTL20において、増加その後減少するCTC濃度勾配プロファイルを含む統合したCTL20に最終的に収束される。最も高い濃度は底サブ層62と最上サブ層70の中間、例えば、中間領域24を規定するサブ層64,66および68のうちの1つのまたは複数に存在する。また、CTLコーティングは、複数のコーティングダイを用いて適用することができ、同様の結果が得られる。
図4では、5つのサブ層が図示されているが、5より少ない、または多いサブ層を使用してもよいことは理解されるであろう。スロット50,52,54,56,58,60は間隔を空けてもよく、次の層を適用する前に、溶媒を蒸発させることにより、部分的に乾燥させることができる。また、サブ層に隣接して1または複数のヒータを配置してもよく、乾燥が補助される。最下サブ層62がかなり薄い、例えば乾燥させると約2μm〜約20μm、例えば約10〜約15μmであると、適用する溶液中のCTC濃度は0または0に近いものとしてもよい。次に適用した第2のサブ層64からこの薄層62中への電荷輸送成分移動により、十分なCTCが提供され、乾燥されると、層62を通過する電荷移動が可能となる。使用時には、サブ層62は、サブ層を通って電荷(正孔)を移動させるのに十分な、少なくとも最小濃度のCTCを含むことは認識されるであろう。同様に、最上サブ層70を形成するように適用される溶液中のCTC濃度は、スロット58から押し出された時に0または0に近いものとしてもよく、部分的に乾燥した、前に塗布されたサブ層68から薄層70内への電荷輸送成分の移動により、サブ層70において十分なCTCが提供され、乾燥させると、サブ層70を通る電荷移動が可能になる。図1および図2の実施形態で、同様のアプローチを使用してもよく、この場合、最下層22が、十分薄い層として適用されるならば、最下層22はCTCをほとんどまたは全く含まないようにできる。層24から部分的に乾燥した層22内へのCTCの移動により十分なCTCが提供され、乾燥させると、層22を通る電荷移動が可能となるからである。
第1または底電荷輸送サブ層62の厚さは、乾燥させると、約0.5〜約10μm、例えば約3〜7μmとすることができる。その後のサブ層は、使用したサブ層の数によって、同様の厚さ、またはより大きなもしくはより小さな厚さを有してもよい。CTL20の全体の厚さは約5μm〜約200μmとすることができ、一般的に、約10〜約40μmであり、より特定的には20〜35μmである。
所望であれば、上記実施形態で記述したフォトレセプタの各々における最上CTL26の組成はまた、例えば、抗酸化剤、レベリング剤、界面活性剤、耐摩耗性フィラー、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)粒子およびシリカ粒子の分散物、光衝撃耐性または軽減剤、などを添加してもよく、特にオーバーコート層28が使用されない場合、さらなる光−電気、機械、およびコピープリントアウト品質の向上が達成される。
CDSは、層22により抑制され、露光表面付近の最上層26中のCTC濃度が低いことにより、周囲の雰囲気におけるコロナ廃液(corona effluent)および溶媒から生じる問題、例えばクラッキングおよび横方向の電荷移動(LCM)が減少する。電荷輸送成分、例えばmTBDはこれらの廃液により酸化される傾向がある。このように、上層40中の濃度が低いとこれらの効果が軽減される。CTL20は、様々な量の抗酸化剤、例えはヒンダードフェノールを含んでもよい。
CTLの上層またはオーバーコート層28は、分散物としてナノ粒子、例えば、シリカ、金属酸化物、蝋ポリエチレン粒子、PTFE、などを含んでもよい。
CTL20は、CTL上に置かれた静電荷が、照射がないと、その上での静電潜像の形成および保持を阻止するのに十分な速度で伝導されない程度まで、絶縁体である。一般に、CTL20の電荷発生層18に対する厚さの比は、約2:1から約200:1まで維持され、場合によっては、約400:1もの大きさで維持される。
1つの特異的な実施形態では、CTL20は、ポリカーボネートバインダーに分子溶解されたCTC、例えばmTBDを含む固体溶液である。バインダーはポリ(4,4’−イソプロピリデンジフェニルカーボネート)またはポリ(4,4’−ジフェニル−1,1’−シクロヘキサンカーボネート)のいずれかである。
オーバーコート層28を使用する場合、オーバーコート28層はCTLで使用した同様の樹脂または異なる樹脂を含んでもよく、厚さは約1〜約2μmとしてもよい。アンチカールバックコーティング32を、基板支持体10の裏側(電気的に活性なコーティング層を有する側とは反対の側)に適用し、平坦にすることができる。例えば、熱可塑性樹脂、例えば、CTL20で使用されるバインダポリマーから形成され、光学的に透明であってもよい。
本明細書で記述されている実施形態に従い製造されたCTLを有する多層フレキシブル電子写真イメージング部材ウエブストックは長方形シートに切断してもよい。各カットシートは、任意の適した手段、例えば超音波溶接、グルーイング、テーピング、ステープリング、または圧力および熱融合により、端で重ねられ、一緒にされ、連続イメージング部材継ぎ目ベルト、スリーブまたはシリンダが形成される。
調製したフレキシブルイメージングベルトはその後、活性化電磁放射線に画像様露光する前に均一帯電を使用する任意の適した、従来の電子写真イメージングプロセスにおいて使用されてもよい。電子写真部材のイメージング表面が静電荷で均一に帯電され、画像様に活性化電磁放射線に露光されると、従来のポジティブ現像またはリバーサル現像技術を使用して、電子写真イメージング部材のイメージング表面上にマーキング材料画像を形成させてもよい。このように、適した電気バイアスを印加し、適当な電荷極性を有するトナーを選択することにより、電気写真イメージング部材のイメージング表面上の帯電領域または放電領域でトナー画像が形成される。例えば、ポジティブ現像では、帯電トナー粒子がイメージング表面の逆帯電した静電領域に引き付けられ、リバーサル現像では、帯電トナー粒子がイメージング表面の放電領域に引き付けられる。
下記実施例では、2つの電荷輸送層を備えるイメージング部材を調製し、電荷発生層に隣接した電荷輸送分子の濃度がより低い層を使用することにより、CDSが減少することを証明した。これらのイメージング部材は3つの輸送層を用いて、または勾配層を用いて調製することができ、電荷発生層に接触する表面と電荷輸送層の上面の中間でピーク濃度が提供される。
〔実施例1〕
3.5ミル(0.09ミリメートル)の厚さの二軸延伸ポリエチレンナフタレート基板(カレデックス(KALEDEX、商標)2000)上に0.02μmの厚さのチタン層をコートすることにより、イメージング部材を調製した。グラビアアプリケータを用いて、その上に、50gの3−アミノ−プロピルトリエトキシシランと、41.2gの水と、15gの酢酸と、684.3gの200プルーフ変性アルコールと、200gのヘプタンとを含む溶液を適用した。この層をその後、約2分間120℃で、コーターの強制空気乾燥機内で乾燥させた。得られたブロッキング層は500Åの乾燥厚を有した。
その後、グラビアアプリケータを用い、ブロッキング層上に、テトラヒドロフラン/モノクロロベンゼン/塩化メチレンの体積比60:30:10の混合物に溶解したポリアリーレート接着剤(トヨタスツ社(Toyota Hsutsu Inc.)から入手可能なアドレル(Ardel)D100)の溶液の総重量に基づき0.2重量%含むウエットコーティングを適用することにより接着層を調製した。その後、接着層を約2分間、120℃で、コーターの強制空気乾燥機内で乾燥させた。得られた接着層は200Åの乾燥厚を有した。
0.45gの、三菱ガス化学社(Mitsubishi Gas Chemical Corp)から入手可能なルピロン(lupilon200、商標)(PC−Z200)と、50mlのテトラヒドロフランを100gmのガラス瓶に導入することにより光発生層分散物を調製した。この溶液に、2.4gのヒドロキシガリウムフタロシアニンと、300gの1/8インチ(3.2ミリメートル)直径のステンレス鋼ショットを添加した。その後、この混合物をボールミル上に8時間置いた。その後、2.25gのPC−Z 200をテトラヒドロフラン46.1gmに溶解し、このOHGaPcスラリーに添加した。その後、このスラリーを振盪機上に10分間置いた。その後、得られたスラリーを、バード(Bird)アプリケータを用いて接着界面に塗布し、湿厚が0.25mil(約6μm)の電荷発生層を形成させた。しかしながら、ブロッキング層と接着層とを有する基板ウエブの1つの縁に沿った幅約10mmのストリップは意図的に未コートのままとし、光発生層材料が無く、その後に適用したグラウンドストリップ層により十分な電気接触が促進された。電荷発生層を、強制空気オーブン中、120℃で1分間乾燥させ、厚さ0.4μmの乾燥電荷発生層を形成させた。
この光発生層を、第1の電荷輸送層でオーバーコートした。第1の電荷輸送層は、アンバーガラス瓶に、20:80の重量比のN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンとマクロロン(Makrolon)5705(ファーベンファブリケン バイヤー(Farbenfabriken Bayer)A.G.から市販されている約50,000〜100,000の分子量を有するポリカーボネート樹脂)を導入することにより調製した。得られた混合物を塩化メチレンに溶解し、15重量%の固体を含む溶液を形成させた。この溶液を、バードアプリケータを用いて光発生層上に塗布し、コーティングを形成させた。コーティングは乾燥させると、14.5μmの厚さを有した。このコーティングプロセス中、湿度は15%またはそれ以下であった。
この第1の電荷輸送層を、第2の電荷輸送層でオーバーコートした。第2の電荷輸送層は、アンバーガラス瓶に、50:50の重量比のN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−ビフェニル−4,4−ジアミンとマクロロン5705を導入することにより調製した。得られた混合物を塩化メチレンに溶解し、15重量%の固体を含む溶液を形成させた。この溶液を、バードアプリケータを用いて光発生層上に塗布し、コーティングを形成させた。コーティングは乾燥させると、14.5μmの厚さを有した。このコーティングプロセス中、湿度は15%またはそれ以下であった。
〔実施例2〕
第1の電荷輸送層を、重量比30:70のN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンとマクロロン5705を用いて調製し、第2の電荷輸送層を、重量比50:50のN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンとマクロロン5705を用いて調製したことを除き、実施例1のようにフォトレセプタを調製した。両方の層の厚さは同じであった(14.5μm)。
〔実施例3〕
第1の電荷輸送層を、重量比40:60のN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンとマクロロン5705を用いて調製し、第2の電荷輸送層を、重量比50:50のN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンとマクロロン5705を用いて調製したことを除き、実施例1のようにフォトレセプタを調製した。両方の層の厚さは同じであった(4.5μm)。
〔実施例4〕
第1の電荷輸送層を、重量比50:50のN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンとマクロロン5705を用いて調製し、第2の電荷輸送層を、重量比40:60で調製したことを除き、実施例1のようにフォトレセプタを調製した。両方の層の厚さは同じであった(14.5μm)。
〔実施例5〕
第1の電荷輸送層を、重量比50:50のN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンとマクロロン5705を用いて調製し、第2の電荷輸送層を、重量比30:70のN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンとマクロロン5705を用いて調製したことを除き、実施例1のようにフォトレセプタを調製した。両方の層の厚さは同じであった(14.5μm)。
〔実施例6〕
第1の電荷輸送層を、重量比35:65のN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンとマクロロン5705を用いて調製し、第2の電荷輸送層を、重量比43:57のN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンとマクロロン5705を用いて調製したことを除き、実施例1のようにフォトレセプタを調製した。両方の層の厚さは同じであった(14.5μm)。
〔実施例7〕
実施例1〜6において記述したように調製したフレキシブルフォトレセプタシートについて、スキャナで電子写真感度およびサイクル安定性を試験した。スキャナでは、評価すべき各フォトレセプタシートを円筒アルミニウムドラム基板上に載置し、これを軸に対して回転させた。装置を、ドラムの周囲に沿って配置させたコロトロンにより帯電させた。表面電位を、軸の周りの異なる位置に配置した容量結合させた電圧プローブにより、時間の関数として測定した。ドラム基板に公知の電位を印加することによりプローブを較正した。ドラム上の各フォトレセプタシートを、コロトロンから下流にあるドラムの近くの位置に配置した光源に露光させた。ドラムを回転させ、第1の電圧プローブにより、初期(露光前)帯電電位(Vddp)を測定した。さらに回転させ露光ステーションに導き、そこで、フォトレセプタ装置を、3.5ergs/cmの公知の強度の単色光に露光させ、Vbgを得た。装置を帯電の上流位置に配置した光源により消去し、Vrを得た。下記表1に示した測定値は、一定電流または電圧モードでの各光導電装置の帯電を含む。装置は、負極性コロナに帯電させた。露光後の表面電位(Vbg)を、第2の電圧プローブにより測定した。設計では、露光は一定のサイクルで切ることができた。第2のプローブで測定した電圧はVddpである。一般に電圧は帯電ステーションでより高くなる。帯電ステーションでの帯電電圧とVddpとの間の差は暗減衰である。最後に、装置を適当な強度の消去ランプに曝露させ、残留電位(Vr)を第3の電圧プローブで測定した。10,000帯電−消去サイクル後、Vbgを測定し、第1のサイクルのVbgとサイクル10,000のVbgとの差(△Vbg 10K)を計算した。
表1は6つの例示的なシート構造に対する、乾燥後の電荷輸送層の各々におけるmTBD濃度を、上記で記述した測定電気特性と共に示す。第1のパスは第1の層22であり、第2のパスは第2の層24である。
Figure 2007004161
このように形成させたシートについて、米国特許第6,008,653号および米国特許第6,119,536号(参照により本明細書に組み入れられる)において記述されているのと同様に、CDSに対し浮動プローブスキャナ(FPSスキャナ)を用いて試験した。全てのサンプルの幅23cm、長さ28cmのシートを切断し、一つずつFPSのスキャナのドラム上に載置した。ドラムを連続して回転させ、スコロトロン下、700ボルトまで帯電させた。その後、微小欠陥を測定した。この測定は、フォトレセプタの帯電表面に容量結合された空気力学的浮動プローブによる50〜100μm分解能の高分解能電圧測定から構成された。プローブを、サンプル表面の全走査中、50μmの一定距離で維持した。この後、フォトレセプタを消去ランプで放電させた後、次のサイクルを開始させた。各サイクルにおいて、ドラムは25〜50μmの小さな段階で並進した。その後、浮動プローブスキャナは約100〜150cmの面積上でCDSを計数し、平均値/cmを提供した。図5は浮動プローブスキャナで得られた結果を示す。表1は電気特性を示す。
図5からわかるように、CDS/cmの観点では、6つの実施例に対する最も良好な結果は実施例1および実施例2において見られた。この場合、第1の層(電荷発生層に最も近接)は、第2の層よりもかなり低い濃度のmTBDを有した。一般に、2〜3CDS/cmまたはそれ以下のカウントでは、ベルトは当フィールドへの放出(release to the field)に適している。このように、典型的に高いCDS発生率のために選択された電荷発生層と共に用いる場合であっても、実際に申請された用途に適したシートが達成される。
表1から明らかなように、mTBD添加を減少させると、バックグラウンド電位(Vbg)が上昇する。実施例1および実施例2(および、推論では、その2つの間のmTBD濃度値)はこのように、CDSが低いが、依然として良好な電気特性を提供するイメージング部材を提供する。第1の層の厚さを低くすることにより、電気特性の観点でさらなる恩典が得られることも予測される。
様々な上記で開示した、および他の特徴および機能、またはそれらの代案を望ましくは組み合わせて、多くの他の異なるシステムまたは用途としてもよいことは認識されるであろう。また、様々な、現在予測できない、または予期しない代案、改変、変更または改良が、当業者によりその後なされるかもしれないが、これらもまた下記請求の範囲に含まれるものとする。
第1の実施形態による例示的なイメージング部材の概略断面図である。 第2の実施形態による例示的なイメージング部材の上層の概略断面図である。 図2の層20を通る電荷輸送成分の濃度を示す図である。 例示的なイメージング部材の電荷輸送層のサブ層を形成するプロセスにおける、スロットに入れた染料の概略図である。 多層フォトレセプタにおけるCDSに対する電荷輸送成分濃度の効果を示した棒グラフである。
符号の説明
10 支持基板、12 導電層、14 ブロッキング層、 16 接着層、18 電荷発生層、20 電荷輸送層、28 オーバーコート層、34 上面。

Claims (4)

  1. 電荷発生層と、
    前記電荷発生層と接触する第1の表面と第2の表面とを有する電荷輸送層と、
    を備え、
    前記電荷輸送層は、膜形成ポリマーバインダと、その中に分散された電荷輸送成分と、を含み、
    前記電荷輸送層中の前記電荷輸送成分の濃度は、前記電荷輸送層の前記第1の表面と第2の表面との中間の電荷輸送領域にピークがある、
    イメージング部材。
  2. 前記電荷輸送層中の電荷輸送成分の濃度が、前記電荷輸送層の前記第2の表面に隣接する前記電荷輸送層の第2の領域において、前記電荷輸送成分の前記ピーク濃度よりも低い、請求項1記載のイメージング部材。
  3. 前記電荷輸送成分の濃度が、前記第1の表面から次第に増加し、前記ピークから前記電荷輸送層の前記第2の表面に向かって減少する、請求項1記載のイメージング部材。
  4. 電荷発生層上に、膜形成ポリマーバインダと、必要に応じて、その中に分散された電荷輸送成分と、を含む第1の層を堆積させる工程と、
    前記第1の層上に直接、または間接的に、膜形成ポリマーバインダとその中に分散された電荷輸送成分と、を含む、少なくとも1つの第2の層を堆積させ、これにより前記少なくとも1つの第2の層を、前記第1の層により前記電荷発生層から分離し、前記少なくとも1つの第2の層中の電荷輸送成分の濃度は、乾燥させると、前記第1の層中の電荷輸送成分濃度よりも高い、工程と、
    必要に応じて、前記少なくとも1つの第2の層上に、膜形成ポリマーバインダと必要に応じて、その中に分散された電荷輸送成分と、を含む第3の層を堆積させ、前記第3の層は、前記第3の層中の電荷輸送成分の濃度は、隣接する第2の層中の電荷輸送成分の濃度よりも低い、工程と、
    必要に応じて、前記電荷輸送層上にオーバーコート層を堆積させる工程と、
    を含む、電荷発生層上に電荷輸送層を形成する工程を含む方法。
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