JP2008040507A - 電子写真画像形成部材、電子写真画像形成部材を形成する方法、及び電子写真画像現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、画像形成性能の向上や長寿命化などの画像形成部材を提供することにある。
【解決手段】本発明の電子写真画像形成部材は、基材と、フォト生成層と、任意選択のオーバーコート層と、を備え、前記フォト生成層がペンダント型電荷輸送材料を有する自己アセンブリ型カーボンナノチューブ材料を含む。
【選択図】図１

Description

本開示は、一般に、電子写真画像形成部材に関し、特に、ペンダント型電荷輸送材料を有する自己アセンブリ型カーボンナノチューブを含む電荷輸送層を備える積層フォトレセプタ構造に関する。本開示は、また、前記画像形成部材を製造・使用する方法に関する。

米国特許第５，７０２，８５４号には、支持基材に少なくとも電荷生成層、電荷輸送層、およびオーバーコート層を成膜した電子写真画像形成部材が記載されている。前記オーバーコート層は、架橋結合したポリアミドマトリクスに溶解または分子的に分散されたジヒドロキシアリールアミンを含む。オーバーコート層は、アミド窒素原子に結合したメトキシメチル基を含有するポリアミドと、架橋結合触媒と、ヒドロキシアミンとを含む架橋結合可能な被覆混合物を架橋結合させることによって形成される。被覆混合物を加熱するとポリアミドが架橋結合される。電子写真画像形成部材で画像形成を行うには、画像形成部材を均一に帯電し、画像形成部材を画像の形の活性化放射で露光して静電潜像を形成し、静電潜像をトナー粒子で現像し、トナー画像を受理部材に転写する諸ステップを含むプロセスで行い得る。

エレクトロフォトグラフィー、すなわち、ゼログラフィ、電子写真画像形成法、または静電画像形成法として知られる電子写真術では、導電性層上の光導電性絶縁層を備える電子写真プレート、ドラム、ベルトなど（画像形成部材またはフォトレセプタ）の表面が、最初、均一に静電的に帯電される。次いで、画像形成部材が、活性電磁放射線のパターンに露光される。放射露光により、光導電性絶縁層の照射された領域上の電荷が選択的に消失し、一方、非照射領域には静電潜像が残される。次いで、この静電潜像を現像して可視画像を形成するには、微粉砕された電子写真マーキング粒子を光導電性絶縁層の表面に堆積させることによって行い得る。次いで、得られた可視画像は、画像形成部材から直接的または間接的に（例えば、転写部材などで）印刷媒体、例えば、ＯＨＰ用紙や普通の紙に転写し得る。上記の画像形成プロセスは、再使用可能の画像形成部材を用いて何度でも繰り返し得る。

電子写真画像形成部材は、多くの形で提供し得る。例えば、画像形成部材はガラス質セレンのような単一の均質層でもよく、あるいは光導電体および他の材料を含む混成層でもよい。さらに、画像形成部材は、多層構造とし得る。この場合、部材を構成する個々の層が、一定の機能を果たす。現在の多層構造の有機画像形成部材は、一般に、少なくとも一層の基材層と二層の電子または光アクティブ層を備える。これらのアクティブ層は、一般に、（１）光吸収材を含有する電荷生成層と（２）電荷輸送分子または材料を含有する電荷輸送層とを含む。これらの層は、多岐にわたる構成で機能的デバイスとし得る。単一層または混合層に纏め得ることもある。基材層は導電性材料から形成し得る。別法としては、導電性層は、非導電性の不活性物質上に形成し得る。その技法としては、例えば、スパッタリング成膜法があるが、これに限定はされない。

電荷生成層は、電荷を光で生成し、光で生成された電荷を電荷輸送層または他の層に注入する能力を有する。

電荷輸送層では、電荷輸送分子がポリマバインダの中に存在していてもよい。このケースでは、電荷輸送分子がホールまたは電子を輸送する特性を提供し、一方、電気的不活性なポリマバインダの方は機械的特性を提供する。別法としては、電荷輸送層は、電荷輸送性ポリマ、例えば、ビニルポリマ、ポリシリレンまたはポリエーテルカーボネートから製造し得る。この場合、電荷輸送特性が、機械的に頑丈なポリマに化学的に組み込まれる。

画像形成部材は、また、電荷生成層と導電性基材層との間に電荷ブロック層（複数を含む）および／または接着層（複数を含む）を含み得る。さらに、画像形成部材は、保護オーバーコート層も含み得る。これらの保護オーバーコート層は電気的に活性でも不活性でも差し支えないが、一般に電気的にアクティブなオーバーコート層が好まれる。さらに、画像形成部材は、レーザ光の非コヒーレント反射のような特殊機能、ドットパターンおよび／またはピクチャ画像を提供する層、あるいは化学的シールおよび／または円滑なコーティング表面を提供する下塗り層を含み得る。

画像形成部材は、一般に、電子写真サイクルに繰り返し曝されるので、露出された電荷輸送層またはその代わりのトップ層は、機械的に摩耗され、化学的に侵食され、熱にも曝される。この繰り返しサイクルにより、露出された電荷輸送層の機械的特性と電気的特性は次第に劣化の途を辿る。

多層構造のベルトまたはドラムのフォトレセプタを用いて、優れたトナー処理画像が得られるけれども、より進歩し、より高速の電子写真コピー機、複写機、プリンタが開発されればされるほど、印刷品質に一層大きな要求が存在することが見出されている。画像の帯電とバイアスポテンシャルに、そしてトナーおよび／または現像剤の特性に微妙なバランスが維持される必要がある。これにより、フォトレセプタ製造の品質に、従って、製造生産性に追加的な制約が課される。

米国特許第５，７０２，８５４号明細書

画像形成部材を成形するために多岐にわたるアプローチが取られているが、本発明の目的は、画像形成性能の向上や長寿命化などの画像形成部材を提供することにある。

本開示は、電荷輸送層がペンダント型電荷輸送材料を有する自己アセンブリ型カーボンナノチューブを含む画像形成部材を提供することによって、上記の問題やその他の問題の幾つかまたは全てに対処するものである。

実施の形態において、本開示は、基材と、フォト生成層（ｐｈｏｔｏｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ）と、任意選択のオーバーコート層と、を備え、前記フォト生成層がペンダント型電荷輸送材料を有する自己アセンブリ型カーボンナノチューブを含むことを特徴とする電子写真画像形成部材を提供する。

他の一つの実施の形態において、本開示は、電子写真画像形成部材基材を提供するステップと前記基材の上にフォト生成層を成膜するステップとを含み、前記フォト生成層がペンダント型電荷輸送材料を有する自己アセンブリ型カーボンナノチューブを含むことを特徴とする電子写真画像形成部材を形成する方法を提供する。

本開示は、また、そのような電子写真画像形成部材を含む電子写真画像現像装置を提供する。また、そのような電子写真画像形成部材を使用する画像形成プロセスを提供する。

電子写真の画像形成部材は、技術的に既知である。電子写真の画像形成部材は好適な技法ならどのような技法を使用しても調製し得る。一般に、導電性表面を備える可撓性または硬質の基材が提供される。次いで、電荷生成層が導電性表面に成膜される。電荷ブロック層も、任意選択で電荷生成層の成膜以前に導電性表面に成膜し得る。所望ならば、接着層も、電荷ブロック層と電荷生成層との間に使用し得る。普通、電荷生成層がブロック層の上に成膜され、ホールまたは電荷の輸送層が電荷生成層の上に形成され、その後で任意選択のオーバーコート層が形成される。この構造では、ホール輸送層または電荷輸送層の上または下に電荷生成層を設け得る。実施の形態では、電荷生成層とホール輸送層または電荷輸送層を統合し、電荷生成機能とホール輸送機能を双方とも果たす単一アクティブ層ともし得る。

基材は不透明性でも、または実質的に透明性でもよく、所要の機械的性質を備える好適な材料から構成し得る。従って、基材は、無機組成物または有機組成物のような導電性または非導電性の材料の層から構成し得る。非導電性材料としては、この目的のために既知の多岐にわたる樹脂、例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタンなどを採用し得る。これらは、薄膜のように可撓性である。導電性基材は、どのような金属でもよく、例えば、アルミ、ニッケル、鋼、銅などでよく、あるいはカーボンや金属粉などを充填した上記のポリマ系材料、または有機導電性材料でよい。電気絶縁性または電気伝導性の基材は、エンドレス可撓性ベルト、薄膜、硬質シリンダ、シートなどの形状とし得る。基材層の厚さは、極めて多くの因子、例えば、所要強度や経済的考慮に依存する。従って、ドラムに対しては、この層は、相当な厚さ、例えば、数ｃｍとしたり、または最小厚さの１ｍｍ未満とし得る。同様に、可撓性ベルトは、例えば、約２５０μｍの相当程度の厚さ、または５０μｍ未満の最小の厚さとし得る。もっとも最終的な電子写真装置に悪影響を与えないという条件ではあるが。

基材層が非導電性の実施の形態では、その表面を、導電性コーティングで導電性に変えることも可能である。導電性コーティングの厚さは、光学的透明度、所望の可撓性、および経済因子に依存して相当に広い範囲で変わり得る。従って、可撓性の感光性画像形成装置に対しては、導電性コーティングの厚さは、約２０Å〜約７５０Å、例えば、導電率、可撓性、および光透過性の最適組み合わせでは約１００Å〜約２００Åとし得る。可撓性の導電性コーティングは、例えば、真空蒸着法のような好適なコーティング技法、つまり電着で基材に形成された導電性金属層でもよい。典型的な金属としては、アルミ、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、バナジウム、ハフニウム、チタン、ニッケル、ステンレス鋼、クロム、タングステン、モリブデンなどが挙げられる。

任意選択のホールブロック層を基材に成膜し得る。隣接する光導電性層とその下層の基材の導電性層との間にホールに対する電気バリアを形成する能力のある好適な従来のブロック層を利用し得る。

任意選択の接着層をホールブロック層に成膜し得る。技術的に既知の好適な接着層を利用し得る。典型的な接着層材料としては、例えば、ポリエステル、ポリウレタンなどが挙げられる。満足な結果は、約０．０５μｍ（５００Å）〜約０．３μｍ（３，０００Å）の接着層厚さで達成し得る。接着層コーティング混合物を電荷ブロック層に適用する従来の技法としては、スプレー、浸漬コーティング、ロールコーティング、ワイヤ巻きロッドコーティング、グラビアコーティング、バードアプリケータコーティングなどが挙げられる。堆積したコーティングの乾燥は、オーブン乾燥、赤外放射乾燥、空気乾燥などの好適な従来技法で行い得る。

少なくとも一層の電子写真画像形成層が、接着層、ブロック層、または基材の上に形成される。電子写真画像形成層は、技術的に既知のように電荷生成機能とホールまたは電荷の輸送機能の双方とを行う単一層でも、あるいは電荷生成層と電荷輸送層のような複数の層で構成してもよい。電荷生成層は、真空蒸着または堆積で製造されたセレンおよびセレンと砒素、テルル、ゲルマニウムなどの合金、シリコンとゲルマニウム、カーボン、酸素、窒素などの化合物の非晶質フィルムで構成し得る。電荷生成層は、また、結晶性セレンおよびその合金の無機顔料、ＩＩ−ＶＩ族化合物、有機顔料、例えば、キナクリドン、ジブロモアンサンスロン顔料のような多環式顔料、ペリレンとペリノンジアミン、多核芳香族キノン、ビス−、トリス−、およびテトラキス−アゾを含むアゾ顔料などをフィルム形成性ポリマ系バインダに溶解し、溶媒コーティング技法で製造して得られる。

フタロシアニンは、赤外線露光システムを利用するレーザプリンタに使用される感光性材料として採用されている。赤外線感光性が、低価格半導体レーザダイオード光露光装置に露光されるフォトレセプタには必要である。フタロシアンの吸収スペクトルと感光性は、化合物の中心金属原子に依存する。多くの金属フタロシアニンが報告されており、具体的にはオキシバナジウムフタロシアニン、クロロアルミニウムフタロシアニン、銅フタロシアニン、オキシチタニウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、マグネシウムフタロシアニン、および無金属フタロシアニンが挙げられる。フタロシアニンは、多くの結晶形で存在し、結晶形は感光性に強い影響を有する。

好適なポリマ系フィルム形成性バインダ材料が、電荷生成（フォト生成）層中のマトリクスとして採用し得る。典型的なポリマ系フィルム形成性材料としては、例えば、米国特許第３，１２１，００６号に記載の材料が挙げられる。従って、典型的な有機のポリマ系フィルム形成性バインダとしては、熱可塑性と熱硬化性双方を含み、具体的には、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリアリールエーテル、ポリアリールスルホン、ポリブタジエン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリメチルペンテン、ポリフェニレンサルファイド、ポリビニルアセテート、ポリシロキサン、ポリアクリレート、ポリビニルアセタール、アミノ樹脂、フェニレンオキシド樹脂、テレフタル酸樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリスチレンとアクリロニトルのコーポリマ、ポリ塩化ビニル、塩化ビニルと酢酸ビニルとのコーポリマ、アクリレートコーポリマ、アルキド樹脂、セルロース系フィルム形成体、ポリ（アミドイミド）、スチレンブタジエンコーポリマ、塩化ビニレデン／塩化ビニルコーポリマ、酢酸ビニル／塩化ビニレデンコーポリマ、スチレン／アルキド樹脂、ポリビニルカルバゾールなどが挙げられる。これらのポリマはブロックコーポリマ、ランダムコーポリマまたは交互コーポリマのいずれでもよい。

感光性組成物（ｐｈｏｔｏｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）または顔料は、様々な量で樹脂バインダ組成物に存在する。しかし、一般に、感光性顔料約５容量％〜約９０容量％が、樹脂バインダ約１０容量％〜約９５容量％に分散される。例えば、感光性顔料約２０％〜約３０容量％が、樹脂バインダ組成物約７０容量％〜約８０容量％に分散される。実施の形態の一つでは、感光性顔料約８容量％が、樹脂バインダ組成物約９２容量％に分散される。フォト生成層は、また、真空昇華法でも作製されるが、このケースではバインダは存在しない。

好適な従来の技法を使用してフォト生成層コーティング混合物を混合し、その後成膜し得る。典型的な成膜技法としては、スプレー、浸漬コーティング、ロールコーティング、ワイヤワインディングロッドコーティング、真空昇華などが挙げられる。幾つかの成膜法では、フォト生成層はドットまたはラインのパターンで作製される。溶媒でコーティングされた層の溶媒除去は、好適な従来技法、例えば、オーブン乾燥、赤外線放射乾燥、空気乾燥などで行い得る。

前記の電荷輸送層は、ペンダント型電荷輸送材料を有する自己アセンブリ型カーボンナノチューブ材料を含む。すなわち、自己アセンブリが行われていない状態の最初の形では、カーボンナノチューブ単位は、自己アセンブリ性ナノチューブ部分基から構成され、この部分基に電荷輸送材料が結合している。電荷輸送材料をペンダント状に結合しているカーボンナノチューブ単位は、次いで、二次元および三次元構造に自己アセンブリし、ペンダント型電荷輸送材料を備えるカーボンナノチューブ材料が提供される。アセンブリが完結した状態では、カーボンナノチューブ材料は、同ナノチューブの内側にも外側にも、あるいは内外両側にもペンダント型電荷輸送材料を有する。もっとも、同材料の所望の電荷輸送特性を考慮すれば、ナノチューブの外側だけに電荷輸送材料を配置させることが望ましい。また、実施の形態では、カーボンナノチューブ材料自体は、導電性にも絶縁性にもなり得る。もっとも、実施の形態では電気的にニュートラルな材料が望ましい。アセンブリが完結した形態では、ペンダント型電荷輸送材料を有する自己アセンブリ型カーボンナノチューブを含む層の内部の電荷は、電荷輸送材料中をカーボンナノチューブに沿って、あるいは隣接カーボンナノチューブの間を縫って流れるが、カーボンナノチューブ自体中を通過したり、沿って流れたりすることはない。

実施の形態では、アセンブリが完結した形態のカーボンナノチューブ材料は、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバ、またはこれらの異形から成る。カーボンナノチューブ材料としては、現在既知の、または今後開発されるどのようなカーボンナノチューブ材料およびその異形も、使用し得る。従って、例えば、カーボンナノチューブは、直径が約０．１〜約５０ｎｍ、例えば、直径が約１〜約１０ｎｍ、そして長さが最大で数１００μｍ、例えば、約０．０１または約１０または約５０μｍ〜約１００または約２００または約５００μｍのオーダーであり得る。カーボンナノチューブは導電性、半導電性、電気的に中性、または絶縁性のいずれでもよいが、電気的に中性のナノチューブが、実施の形態で特に有用である。カーボンナノチューブの異形としては、例えば、ナノファイバがあるが、これらは、特記なき限り、用語「カーボンナノチューブ材料」に含まれる。

さらに、本開示のカーボンナノチューブは、カーボン原子のみを含み得るが、あるいは他の原子を、例えば、ホウ素、窒素、酸素、リン、硫黄、シリコン、水素を含み得る。これらの材料の組み合わせも、また使用し得るが、本明細書では用語「カーボンナノチューブ材料」に含まれる。実施の形態では、カーボンナノチューブ材料は、カーボンナノチューブを調製するのに使用された触媒材料を含まない、あるいは本質的に含まないことが望ましい。例えば、鉄触媒または他の重金属触媒が一般にカーボンナノチューブ製造に使われる。しかし、カーボンナノチューブ材料が残留する鉄または重金属触媒材料を一切含まないことが、実施の形態では望ましい。

自己アセンブリが行われていない状態の最初の形では、カーボンナノチューブ単位は、自己アセンブリ性ナノチューブ部分基から構成され、この部分基に電荷輸送材料が結合している。自己アセンブリ性ナノチューブ部分基は、後で自己アセンブリを行ってカーボンナノチューブ材料を形成し得る既知、または今後開発される部分基から選択し得る。従って、例えば、好適な自己アセンブリ性ナノチューブ部分基としては文献； H. Fenniri et al., "Helical Rosette Nanotubes: Design, Self-Assembly and Characterization", J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3854-3855.に記載されているものが挙げられるが、これらに限定されない。

自己アセンブリ性カーボンナノチューブ部分基は、電荷輸送材料を含むように修飾される。実施の形態では、自己アセンブリ性カーボンナノチューブ部分基の全部、または実質的に全部を、電荷輸送材料を含むように修飾し得るし、あるいは自己アセンブリ性カーボンナノチューブ部分基の全部未満を、電荷輸送材料を含むように修飾し得る。前者では、得られた自己アセンブリ性カーボンナノチューブ材料構造は、カーボンナノチューブからペンダント状に結合した電荷輸送材料の数は最大になるであろうし、一方、後者では、同構造は、カーボンナノチューブからペンダント状に結合した電荷輸送材料の数は比例的に少なくなるであろう。例えば、実施の形態では、電荷輸送材料を含むように修飾されている自己アセンブリ性カーボンナノチューブ部分基の比率は、数基準で低くは約１０％から高くは約１００％、例えば、数基準で約２５％、約５０％、約７５％となり得る。同様に、単一本の自己アセンブリ性カーボンナノチューブ部分基に結合される電荷輸送材料の部分基の数も、また、最終的電荷輸送特性を調整するために調整可能である。例えば、平均１、２、３、４またはそれ以上の数の電荷輸送材料部分基を、単一本の自己アセンブリ性カーボンナノチューブ部分基あたりに結合し得る。もっとも、実施の形態では、自己アセンブリ性カーボンナノチューブ部分基一本あたり一個の電荷輸送材料部分基を結合させることが望ましい。電荷輸送材料を含むように修飾されている自己アセンブリ性カーボンナノチューブ部分基の比率を調整すれば、または、各自己アセンブリ性カーボンナノチューブ部分基に対して結合される電荷輸送材料部分基の数を調整すれば、最終的な構造の電荷輸送材料の相対的な量を対応して調整可能である。

自己アセンブリ性カーボンナノチューブ部分基は、技術的に既知なように、好適な方法で電荷輸送材料を含むように修飾し得る。例えば、実施の形態では、自己アセンブリ性部分基をアリールアミン残基で修飾可能である。そのようなアリールアミン電荷輸送材料は、通常、自己アセンブリ性部分基当たり約１〜約１０以上の窒素中心を備え得るが、しかし、約１〜約６、例えば、約１〜約２とするのが適当であろう。複数の窒素原子がある所では、窒素原子は一般に炭素残基に共有結合で結合している。炭素残基は芳香族系と考えられ、窒素原子の間には原子または分子のレベルの電子結合が存在する。もちろん、そのような結合は実施の形態では望ましいけれども、必ずしも必要というわけではない。

自己アセンブリ性カーボンナノチューブ部分基に結合し得る好適な電荷輸送部分基は、ポリカーボネートのようなフィルム形成性の電気的に不活性のポリマに溶解あるいは分子的に分散され、電荷輸送層に普通使用される多岐にわたる電荷輸送性小分子を含む。電荷輸送性「小分子」という表現は、本明細書では、フォト生成の自由電荷を輸送層中で輸送層の前後を通して輸送し得るモノマとして定義される。典型的な電荷輸送性小分子としては、例えば、１−フェニル−３−（４’−ジエチルアミノスチリル）−５−（４’’−ジアミノフェニル）ピラゾリンのようなピラゾリン類、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’−ジアミンのようなジアミン類、Ｎ−フェニル−Ｎ−メチル−３−（９−エチル）カルバジルヒドラゾンや４−ジエチルアミノベンズアルデヒド−１，２−ジフェニルヒドラゾンのようなヒドラゾン類、２，５−ビス（４−Ｎ，Ｎ’−ジエチルアミノフェニル）−１，２，４−オキサジアゾールのようなオキサジアゾール類、スチルベン類などが挙げられる。上記のように，好適な電気的にアクティブな小分子の電荷輸送性化合物が電気的に不活性のポリマ系フィルム形成性材料に溶解または分子的に分散される。顔料からホールを高効率で電荷生成層に注入可能で、しかもこれらを電荷輸送層の前後に極めて短時間の輸送時間で輸送する小分子の電荷輸送性化合物は、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，Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリルビフェニル−４，４’−ジアミン，およびＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（１−ブチル）フェニル］−［ｐ−テトラフェニル］−４，４’−ジアミンである。所望ならば、電荷輸送層中の電荷輸送性材料は、ポリマ系電荷輸送材料または小分子の電荷輸送材料とポリマ系電荷輸送材料の組み合わせから成り得る。

次ぎに、ペンダント型電荷輸送材料付の前記カーボンナノチューブ単位を自己アセンブリし、二次元および三次元構造となるようにし、ペンダント型電荷輸送材料を備えたカーボンナノチューブ材料を得る。アセンブリプロセスは二段階で実施し得る。この場合、アセンブリは、先ず二次元で行われ、次いで三次元で行われるが、同プロセスは単一の段階でも実施し得る。この場合、アセンブリは、同時に三次元で行われる。例えば、二段階法では、第一段階は、一般に、ペンダント型電荷輸送材料付の個々のカーボンナノチューブ単位を二次元で自己アセンブリすることから成る。この際、個々のカーボンナノチューブ単位は一緒に結合され、ペンダント型電荷輸送材料付のリング形状のものが形成される。同リング形状のものは、化学結合または水素結合などで形成し得る。第二段階は、一般に、前記リング形状の構造を三次元で自己アセンブリすることから成る。この際、前記リング形状の構造が一緒に結合され、ペンダント型電荷輸送材料付のナノチューブ構造が形成される。同ナノチューブ構造は、リング形状構造の間の化学結合または水素結合などで形成し得る。

自己アセンブリプロセスの追加的詳細は、例えば、参考文献；H. Fenniri et al., "Helical Rosette Nanotubes: Design, Self-Assembly and Characterization", J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3854-3855に見出し得る。

図１は、実施の形態の一例の概略図を示す。同概略図で、ペンダント型電荷輸送材料を有する自己アセンブリ完結のカーボンナノチューブ材料が示される。図１に示すように、ペンダント型電荷輸送材料付の個々のカーボンナノチューブ単位が、先ず２次元で自己アセンブリされ、その後に、得られたリング形状の構造が３次元に自己アセンブリされ、ペンダント型電荷輸送材料付のナノチューブ構造が形成される。

ペンダント型電荷輸送材料を有する自己アセンブリ型カーボンナノチューブ材料は、電荷輸送層の従来の電荷輸送材料に代わりに、または追加して使用し得る。ペンダント型電荷輸送材料を有する自己アセンブリ型カーボンナノチューブ材料が、従来の電荷輸送材料に追加して使用される場合は、従来の電荷輸送材料は、例えば、個々の電荷輸送小分子、ポリマ系電荷輸送材料、または小分子の電荷輸送材料とポリマ系電荷輸送材料との組み合わせとし得る。いずれにしろ、ペンダント型電荷輸送材料を有する自己アセンブリ型カーボンナノチューブ材料と追加的個々の電荷輸送材料は、ポリカーボネートのようなフィルム形成性の電気的不活性のポリマに溶解、または分子的に分散される。本明細書で採用される用語「溶解」は、本明細書中では、小分子がポリマに溶解して均一相を形成する溶液となる状態として定義される。本明細書で使用される表現「分子的に分散」は、電荷を輸送する小分子がポリマに分散され、それらの小分子が分子スケールでポリマに分散されている状態として定義される。

フォトレセプタの電荷輸送層は、望ましく、かつ効果的な量でもペンダント型電荷輸送材料を有する自己アセンブリ型カーボンナノチューブ材料を含み得る。例えば、ペンダント型電荷輸送材料を有する自己アセンブリ型カーボンナノチューブ材料は、硬化済み電荷輸送層の約５〜約９５重量％、例えば、硬化済み電荷輸送層の約１０〜約５０または約２０〜約３０重量％の量で含まれ得る。任意選択で、小分子のホール輸送材料が電荷輸送層に存在していても差し支えない。量としては、硬化済み電荷輸送層の約５〜約５０重量％、例えば、硬化済み電荷輸送層の約１０〜約５０または約２０〜約３０重量％の量で存在し得る。

ペンダント型電荷輸送材料を有する自己アセンブリ型カーボンナノチューブ材料を電荷輸送層に使用する利点の一つは、同材料が、極めて高い電荷輸送移動度を示すということである。従って、電荷輸送層にペンダント型電荷輸送材料を有する自己アセンブリ型カーボンナノチューブ材料を使用することにより、従来の電荷輸送材料から提供された電荷輸送スピードよりも遙かに高いオーダーの電荷輸送スピードを達成し得る。例えば、ペンダント型電荷輸送材料を有する自己アセンブリ型カーボンナノチューブ材料を含む電荷輸送層における電荷輸送移動度は、従来のピラゾリン、ジアミン、ヒドラゾン、オキサジアゾール、またはスチルベン電荷輸送小分子を同様な量で含む対比し得る電荷輸送層に比較して、１、２、３、４、５、６、７、またはそれ以上の桁、例えば、約１〜約４桁大きいものである。これによって得られる電荷移動度の劇的な増大に対応して、印刷のプロセスや装置に顕著な改良、例えば、印刷スピードの上昇や印刷品質の向上やフォトレセプタ信頼性の向上が達成され得る。

任意選択のオーバーコート層を作製するために使用されるアルコール溶媒に不溶性の好適な電気的に不活性な樹脂バインダが、電荷輸送層に採用し得る。典型的な不活性樹脂バインダとしては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリスルホンなどがある。分子量は、例えば、約２０，０００〜約１５０，０００の範囲で変わり得る。バインダの例としては、ポリカーボネート、例えば、ポリ（４，４’−イソプロピリデン−ジフェニレン）カーボネート（ビスフェノール−Ａ−ポリカーボネートとも称される）、ポリ（４，４’−シクロヘキシリデンジフェニレン）カーボネート（ビスフェノール−Ｚ−ポリカーボネートとも称される）、ポリ（４，４’−イソプロピリデン−３，３’−ジメチル−ジフェニル）カーボネート（ビスフェノール−Ｃ−ポリカーボネートとも称される）などがある。どのような好適な電荷輸送ポリマも、電荷輸送層に利用し得る。電荷輸送ポリマは、以下に記載の上層のオーバーコート層を成膜するのに採用される溶媒、例えば、アルコール溶媒に不溶性でなければならない。これらの電気的にアクティブな電荷輸送ポリマ材料は、電荷生成材料から光で生成されたホールの注入をサポートする能力を有し、そしてこれらのホールを通過して輸送する能力も有する必要がある。

好適な従来の技法を使用して電荷輸送層コーティング混合物を混合し、その後電荷生成層の上に成膜し得る。典型的な成膜技法としては、スプレー、浸漬コーティング、ロールコーティング、ワイヤ巻きロッドコーティングなどが挙げられる。堆積されたコーティングの乾燥は、好適な従来技法、例えば、オーブン乾燥、赤外線放射乾燥、空気乾燥などで行い得る。

一般に、電荷輸送層の厚さは約１０〜約５０μｍの間であるけれども、この範囲外の厚さも使用し得る。電荷輸送層は、電荷輸送層に帯電された静電気電荷が、静電潜像の生成と保持を防止するに十分な量の照射がない場合は導電されないという程度には絶縁体でなければならない。一般に、電荷輸送層：電荷生成層の厚さの比は、約２：１〜２００：１に維持され、幾つかの例では４００：１と大きいことが望ましい。電荷輸送層は、可視光または使用を目的とする範囲の放射線に対して実質的に非吸収性であるが、電気的には「アクティブ」である。つまり、電荷輸送層は、光導電性の層、すなわち、電荷生成層から光で生成されたホールの注入を可能とし、そしてこれらのホールを通過・輸送してアクティブ層の表面の表面電荷を選択的に放電することが可能になるという点でアクティブである。

フォトレセプタの耐摩耗性を向上するには、保護オーバーコート層をフォト生成層（または、他の下に位置する層）の上に設け得る。多岐にわたるオーバーコート層が技術的に既知であり、フォトレセプタの機能的特性に悪影響がない限りはこれらを使用し得る。

また、本開示の範囲内に含まれるのは、本明細書に記載の画像形成部材で画像形成し、印刷する方法である。これらの方法は、一般に、画像形成部材の上の静電潜像の生成と、その後に行われる。例えば、熱可塑性樹脂、顔料のような着色剤、電荷添加剤、および表面添加物から構成されたトナー組成物での画像の現像と、以降の、好適な基材への画像の転送と、この基材への画像の永久的定着とを含む。装置が印刷モードで使用される環境では、画像形成法は、上と同一の諸ステップを含むが、相違は、露光ステップをレーザ装置または画像バーで達成し得るということである。

ペンダント型電荷輸送材料を有するカーボンナノチューブの自己アセンブリ状態を示す概略図である。

Claims (3)

1. 基材と、
   フォト生成層と、
   任意選択のオーバーコート層と、
   を備え、前記フォト生成層がペンダント型電荷輸送材料を有する自己アセンブリ型カーボンナノチューブ材料を含むことを特徴とする電子写真画像形成部材。
2. 電子写真画像形成部材基材を提供するステップと、
   前記基材の上にフォト生成層を成膜するステップと、
   を備え、前記フォト生成層がペンダント型電荷輸送材料を有する自己アセンブリ型カーボンナノチューブ材料を含むことを特徴とする電子写真画像形成部材を形成する方法。
3. 基材と、
   フォト生成層と、
   任意選択のオーバーコート層と、
   を備え、前記フォト生成層がペンダント型電荷輸送材料を有する自己アセンブリ型カーボンナノチューブ材料を含む電子写真画像形成部材を備えることを特徴とする電子写真画像現像装置。

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