JP2009053698A - 画像形成部材 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた耐摩耗性、サイクル安定性および放電特性を有し、高い正の転写電流で生成されたプリントにおけるゴースト発生レベルが低く、高画質の白黒およびカラープリントを高い処理速度で生成することができる画像形成部材を提供する。
【解決手段】基板１０と、前記基板上に設けられた下塗層１４と、前記下塗層上に設けられ、熱処理によって得られる感度がそれぞれ異なる複数種類のフタロシアニン顔料の混合物を含み、前記フタロシアニン顔料の重量比によって最終的な顔料の感度が調整される電荷生成層１８と、前記電荷生成層上に設けられる電荷輸送層２０と、を備えることを特徴とする画像形成部材。
【選択図】図１

Description

本明細書に開示されている実施形態は、概して、デジタル装置を含む静電グラフィック装置に用いられる画像形成装置の部材および構成部品に有用な層に関する。さらに詳細には、本実施形態は、厚い導電性下塗層、電荷生成層、長寿命の電荷輸送層、および場合により保護層を含む特定の感光体材料パッケージを有する改良された画像形成部材に関する。本実施形態では、本発明の画像形成部材はドラム状の基板を有してもよい。本実施形態では、本発明の画像形成部材は、高転写電流を使用する乾式複写に利用した場合のゴースト発生度の低い装置を提供するのに有用である。

代表的な多層構成の感光体もしくは画像形成部材は少なくとも２層を有し、さらに基板、導電層、任意選択の電荷遮断層、任意選択の接着層、光生成層（「電荷生成層」と称されることもある）、電荷輸送層、任意選択の保護層、任意選択の下塗層、および一部のベルト状の実施形態ではカール防止裏打ち層を含んでもよい。このような多層構成では、感光体の活性層は、電荷生成層（ＣＧＬ）および電荷輸送層（ＣＴＬ）である。これらの層における電荷輸送能が増強されることにより感光体の性能が向上する。

「感光体」という用語は、一般に、「画像形成部材」という用語と同義に使用される。「静電グラフィック」という用語には、「電子写真」および「乾式複写（ゼログラフィー）」も含まれる。「電荷輸送分子」という用語は、一般に、「正孔輸送分子」という用語と同義に使用される。

ひとつの層に、正孔を光生成し、光生成された正孔を隣接した電荷輸送層（ＣＴＬ）に注入する能力を有する光伝導層が含まれている。一般に、電気的に作動可能な２つの層が導電層上に支持されている場合には、光伝導層は、隣接したＣＴＬと支持導電層との間に挟持される。あるいは、ＣＴＬが支持電極と光伝導層との間に挟持されていてもよい。上述のように、電気的に作動可能な層を２つ以上有する感光部材は、暗所で均一の負電荷を帯電し、光画像に露出された後、微細に分割された検電（エレクトロスコピック）マーキング粒子によって現像されると、優れた静電潜像を形成する。得られたトナー画像は、通常、複写用紙などの好適な受像部材、もしくは、後に複写用紙などの部材に画像を転写する中間転写部材へ転写される。

電荷生成層（ＣＧＬ）がＣＴＬと電気伝導層との間に挟持されている場合には、ＣＴＬの外面が負電荷を、導電層が正電荷を帯びる。このとき、ＣＧＬは、像様に露光されたときに電子−正孔ペアを生成できるとともに正孔のみをＣＴＬを経由して注入できなくてはならない。逆に、ＣＴＬがＣＧＬと導電層との間に挟持されている場合には、ＣＧＬ層の外面が正電荷を、導電層が負電荷を帯びており、正孔はＣＧＬからＣＴＬへと注入される。ＣＴＬは、できるだけ電荷を捕捉しないようにして正孔を輸送できなければならない。フレキシブルなウェブ状の感光体では、電荷導電層は、熱可塑性樹脂の薄層上に設けられた金属薄膜であってもよい。

典型的な機械設計では、ドラム状感光体は、浸漬被覆法や噴射法などの周知の技術によって１層以上の塗膜により被覆される。ドラムの浸漬被覆は、通常、円筒形ドラムの軸を塗膜の全工程およびその後の乾燥工程において垂直方向に配置させてドラムを浸漬することによって行われる。塗膜工程でドラムの軸を垂直方向に配置させるため、付与された塗膜は、被覆材の流れに対する重力の影響を受けて、ドラムの上部に比べて下部のほうが厚くなる傾向にある。噴射法で塗布された塗膜は、ミカン肌効果のように、不均一になる可能性がある。厚さが不均一な塗膜の場合、塗膜の各所における電気特性が均一ではなくなる。通常の機械画像形成機能の条件下では、機械のサブシステムの相互作用により、感光体の層が物理的／機械的／電気的／化学種による作用を受ける。このような機械のサブシステムの相互作用は、表面の汚染、引っかき傷、摩耗および表面の急速な損耗などの問題を生じさせる。

電子写真技術の進歩に伴い、複雑かつ極めて精巧な複写システムを非常に高速で作動させる必要が生じ、その結果、感光体に対する要求が厳しいものとなり、感光体の性能が劣化するとともに寿命が短縮されるおそれが生じている。したがって、光伝導性画像形成部材の性能の向上と長寿命化とが引き続き求められている。

米国出願１１／７０２，７６９号 米国公開２００７／０１９６７５２号公報 米国出願１１／２７５，２３４号 米国公開２００７／００７２１０１号広報 米国公開２００６／００５７４８０号広報 米国公開２００６／０１０５２６４号広報 米国特許４２６５９９０号 米国特許５４１５９６１号 米国特許５５５０６１８号 米国特許４５８７１８９号 米国特許５７５６２４５号 米国特許３１２１００６号

本明細書で説明される態様によれば、厚さが約５００〜約３，０００マイクロメーターの剛性構成部品の形態の基板と、前記基板の上に設けられた下塗層と、前記下塗層の上に設けられ、熱処理工程を通じて得られた感度がそれぞれ異なる複数種類のフタロシアニン顔料の混合物を含み、最終的感度がフタロシアニン顔料の重量比によって調整される電荷生成層と、前記電荷生成層上に設けられ、約２０，０００〜約１５０，０００の範囲内の粘度平均分子量を有するポリカーボネート系結合剤を含む電荷輸送層と、を有する画像形成部材が提供される。

本明細書に開示される実施形態は、概して、下塗層と、長寿命電荷輸送層と、平均粒子間隔と組み合わせて感光体の感度を微調整するための顔料混合物を含む電荷生成層とを含む、特定の感光体材料パッケージを有する改良された静電グラフィック画像形成部材に関する。これらの層により、長寿命であるとともに、高画質の白黒およびカラープリントを高処理速度で生成することができ、高い正の転写電流を用いる画像形成システムで生成されたプリントにおけるゴースト発生レベルが低い、画像形成部材が提供される。

感光体を用いた典型的な静電グラフィック再生もしくはデジタルプリント装置では、光画像が静電潜像の形態で感光部材上に記録され、次いで、現像混合物を付与することによって潜像が可視化される。トナー粒子を含む現像剤が静電潜像と接触することにより、電荷保持面を有する静電グラフィック画像形成部材上の画像が現像される。その後、現像されたトナー画像は、複写用紙などの、転写部材を経由して画像を受像する複写基板に転写される。

本開示内容の例示的な実施形態について、図面に従って以下に説明する。以下の説明では明確性のため、図の説明を目的として選択された特定の用語を使用するが、これらは本開示内容の対象範囲を定義したり制限したりすることを目的とするものではない。特に指定されない限り、異なる図面中の同じ構造を示す際には同じ参照番号を使用している。図における構造は、相対的比率に従って作図されておらず、したがって図面が本開示内容のサイズ、相対的サイズもしくは位置を制限すると解釈すべきではない。さらに、以下の説明では、負に帯電するシステムについて述べられているが、本開示内容の画像形成部材は正に帯電するシステムにも適用しうる。

本明細書に開示されている塗膜は、フレキシブルなベルト構成もしくは剛性のドラム構成のいずれの形態の静電グラフィック画像形成部材にも適用可能であるが、簡略化のために以下の説明ではドラム形態の静電グラフィック画像形成部材を中心に記述していく。ドラム型感光体の長期耐久性は、ベルト型感光体の耐久性をはるかにしのぐ。一部のドラム型感光体は、１層以上の塗膜によって被覆されている。塗膜は、浸漬被覆法や噴射法などの周知の技術によって付与することができる。ドラムの浸漬被覆は、通常、全塗膜工程およびその後の乾燥工程の間、円筒形ドラムの軸を垂直に保った状態でドラムを浸漬することを含む。

図１は、ドラム構成を有する多層電子写真画像形成部材の例示的実施形態を表している。図から明らかなように、この例示的画像形成部材は、剛性支持基板１０と、下塗層１４と、電荷生成層１８と、電荷輸送層２０とを備えている。上記の剛性基板は、金属、合金、アルミニウム、ジルコニウム、ニオビウム、タンタル、バナジウム、ハフニウム、チタン、ニッケル、ステンレススチール、クロム、タングステン、モリブデン、およびそれらの混合物からなる群から選択される材料を含んでいる。電荷生成層１８と電荷輸送層２０とが２つの別々の層としてここに記載されている画像形成層を形成している。図に示されているものと別の形態としては、電荷生成層が電荷輸送層の上面に設けられてもよい。あるいは、これらの層の機能要素が一つの層に一体化されてもよいことが理解されるであろう。

保護層

画像形成部材の他の層としては、たとえば、保護層が挙げられる。所望により、電荷輸送層２０の上に保護層３２を設けて画像形成部材の表面を保護するとともに耐摩耗性を向上させてもよい。本実施形態では、保護層３２の厚さは約０．１マイクロメートル〜約１０マイクロメートルの範囲内、もしくは約１マイクロメートル〜約１０マイクロメートルの範囲内、もしくはある具体的な実施形態では、約３マイクロメートルであってよい。これらの保護層は、不導体もしくは半導体である熱可塑性有機高分子化合物もしくは無機高分子化合物を含んでもよい。たとえば、保護層は、粒子状添加剤を樹脂中に分散してなる分散液を用いて形成してもよい。保護層に好適な粒子状添加剤としては、酸化アルミニウムなどの金属酸化物、シリカなどの非金属酸化物もしくは低表面エネルギーのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、およびそれらの組み合わせが挙げられる。好適な樹脂としては、ポリビニルアセテート類、ポリビニルブチラール類、ポリ塩化ビニル類、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体類、カルボキシル基で修飾された塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体類、ヒドロキシ基で修飾された塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体類、カルボキシル基およびヒドロキシ基で修飾された塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体類、ポリビニルアルコール類、ポリカーボネート類、ポリエステル類、ポリウレタン類、ポリスチレン類、ポリブタジエン類、ポリサルフォン類、ポリアリールエーテル類、ポリアリールスルフォン類、ポリエーテルスルフォン類、ポリエチレン類、ポリプロピレン類、ポリメチルペンテン類、ポリフェニレンサルファイド類、ポリシロキサン類、ポリアクリレート類、ポリビニルアセタール類、ポリアミド類、ポリイミド類、アミノ樹脂類、ポリフェニレンオキシド樹脂類、テレフタル酸樹脂類、フェノキシ樹脂類、エポキシ樹脂類、フェノール樹脂類、ポリスチレン−アクリロニトリル共重合体類、ポリ−Ｎ−ビニルピロリジノン類、アクリレート共重合体類、アルキド樹脂類、セルロース系フィルムフォーマー類、ポリ（アミドイミド）、スチレン−ブタジエン共重合体類、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体類、酢酸ビニル−塩化ビニリデン共重合体類、スチレン−アルキド樹脂類、ポリビニルカルバゾル類、およびそれらの組み合わせなどの、光生成層および／または電荷輸送層に好適な化合物を挙げることができる。保護層は連続していてもよく、約０．５マイクロメートル〜約１０マイクロメートルの範囲内、本実施形態では、約２マイクロメートル〜約６マイクロメートルの範囲内の厚さを有していてよい。

基板

感光体支持基板１０は、不透明でも実質的に透明であってもよく、必要な機械特性を備えていれば、いかなる好適な有機材料や無機材料を含んでいてもよい。基板全体が導電面と同じ材料からなっていてもよく、導電面が基板上に単なる塗膜としてあってもよい。たとえば金属や合金などの、あらゆる好適な導電性材料を用いることができる。典型的な導電性材料には、銅、真ちゅう、ニッケル、亜鉛、クロミウム、ステンレススチール、導電性プラスチック類およびゴム類、アルミニウム、半透明アルミニウム、鋼、カドミウム、銀、金、ジルコニウム、ニオビウム、タンタラム、バナジウム、ハフニウム、チタニウム、ニッケル、ニオビウム、ステンレススチール、クロミウム、タングステン、モリブデン、内部に好適な材料を取り込むか、導電性を付与するのに十分な水分が含まれるように湿潤雰囲気下で処理することにより導電性を付与された紙、インジウム、スズ、酸化スズやインジウムスズ酸化物などの金属酸化物などがある。基板は、単一の金属化合物であってもよいし、異なる種類の金属および／または酸化物の２層からなってもよい。

基板１０は、全体が導電性材料のみで構成されてもよく、あるいはＤｕＰｏｎｔ社から商品名ＭＹＬＡＲとして発売されている二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムや商品名ＫＡＬＥＤＥＸ２０００として発売されている二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルムなどの無機高分子材料もしくは有機高分子材料を含む絶縁材料と、導電性のチタンもしくはチタニウム／ジルコニウムの塗膜またはインジウムスズ酸化物、アルミニウム、チタニウムなどの半導体面層を備えた有機材料もしくは無機材料からなる層を有しているか、アルミニウム、クロミウム、ニッケル、真ちゅう、その他の金属などの導電性材料のみから構成される導電層１２、とから構成されてもよい。支持基板の厚さは、機械的性能や経済性など、多数の要因に基づいて決定される。

基板１０は、たとえば平板、円筒、ドラム、渦巻き、フレキシブルエンドレスベルトなどの多種多様な形状を取ることができる。基板がベルトの形状を取る場合、このベルトは継ぎ目を有していても、有していなくてもよい。本発明の実施形態では、感光体がドラム形状である。

支持基板１０の厚さは、柔軟性、機械的性能および経済性など、多数の要因に基づいて決定される。本実施形態における支持基板１０の厚さは、約５００マイクロメートル〜約３，０００マイクロメートルの範囲内、もしくは約７５０マイクロメートル〜約２５００マイクロメートルの範囲内であってよい。

例示的な支持基板１０は、各塗膜層溶液中で使用されているいずれの溶剤にも不溶で、光透過性もしくは光半透過性であり、約１５０℃の高温に対しても熱安定性を維持する。画像形成部材の作製に用いられる典型的な支持基板１０の熱収縮係数は約１×１０^-5／℃〜約３×１０^-5／℃の範囲内にあり、ヤング率は約５×１０^-5ｐｓｉ（３．５×１０^-4Ｋｇ／ｃｍ²）〜約７×１０^-5ｐｓｉ（４．９×１０^-4Ｋｇ／ｃｍ²）の範囲内である。

下塗層

下塗層の一般的な実施形態では、金属酸化物および樹脂系結合剤を含んでよい。

本明細書に記載されている実施形態で使用可能な金属酸化物として、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化アルミニウム、酸化シリコン、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化モリブデンおよびそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。典型的な下塗層の結合剤材料としては、たとえば、Ｍｏｒｔｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社のＭＯＲ−ＥＳＴＥＲ ４９，０００、Ｇｏｏｄｙｅａｒ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｕｂｂｅｒ社のＶＩＴＥＬ ＰＥ−１００、ＶＩＴＥＬ ＰＥ−２００、ＶＩＴＥＬ ＰＥ−２００ＤおよびＶＩＴＥＬ ＰＥ−２２２などのポリエステル類、ＡＭＯＣＯ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社のＡＲＤＥＬなどのポリアリレート類、ＡＭＯＣＯ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社のポリサルフォン類、およびポリウレタン類などがある。他の好適な下塗層結合剤材料としては、大日本インキ化学工業のＬＵＣＫＡＭＩＤＥ５００３、東レのメチルメトキシペンダント基を含むＮｙｌｏｎ ８、ＣＭ４００およびＣＭ８０００、Ｓｏｒｅｎｓｏｎ／Ｃａｍｐｂｅｌｌ共著“Ｐｒｅｐａｒａｔｉｖｅ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ” 第二版、Ｐ７６（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ Ｉｎｃ．発行（１９６８））に記載の方法に従って調製されたその他のＮ―メトキシメチル化ポリアミド類、およびそれらの混合物などがある。これらのポリアミド類は、ポリマー主鎖にペンダント基としてメトキシ基、エトキシ基およびヒドロキシ基などの極性官能基を有することにより、アルコールに可溶となりうる。下塗層結合剤材料の別の例としては、ＣＹＴＥＣ社のＣＹＭＥＬ樹脂類などのアミノプラスト−ホルムアルデヒド樹脂、積水化学のＢＭ―１などのポリ（ビニルブチラール）など、およびそれらの混合物が挙げられる。結合剤材料の更なる例として、ＯｘｙＣｈｅｍ Ｃｏｍｐａｎｙ社のＶＡＲＣＵＭ ２９１５９などのフェノール−ホルムアルデヒド樹脂もある。フェノール系樹脂の例としては、ＶＡＲＣＵＭ ２９１５９および２９１０１（ＯｘｙＣｈｅｍ Ｃｏｍｐａｎｙ社）ならびにＤＵＲＩＴＥ ９７（Ｂｏｒｄｅｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社）などのフェノール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールおよびクレゾールを含むホルムアルデヒド高分子化合物、ＶＡＲＣＵＭ ２９１１２（ＯｘｙＣｈｅｍ Ｃｏｍｐａｎｙ社）などのアンモニア、クレゾールおよびフェノールを含むホルムアルデヒド高分子化合物、ＶＡＲＣＵＭ ２９１０８および２９１１６（ＯｘｙＣｈｅｍ Ｃｏｍｐａｎｙ社）などの４，４’−（１−メチルエチリデン）ビスフェノールを含むホルムアルデヒド高分子化合物、ＶＡＲＣＵＭ２９４５７（ＯｘｙＣｈｅｍ Ｃｏｍｐａｎｙ社）、ＤＵＲＩＴＥ Ｔ ＳＤ−４２°Ａ、ＳＤ−４２２Ａ（Ｂｏｒｄｅｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社）などのクレゾールおよびフェノールを含むホルムアルデヒド高分子化合物、あるいはＤＵＲＩＴＥ ＥＳＤ ５５６Ｃ（Ｂｏｒｄｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社）などのフェノールおよびｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールを含むホルムアルデヒド高分子化合物があげられる。

下塗層の組成における金属酸化物と樹脂系結合剤との重量比（金属酸化物／樹脂系結合剤）は、約５０／５０〜約７０／３０の範囲内、もしくは約５５／４５〜約６５／３５の範囲内である。本実施形態における下塗層は、約５０／５０〜約７０／３０の範囲内、もしくは約５５／４５〜約６５／３５の範囲内の割合でＴｉＯ₂／フェノール系樹脂を含んでいるが、さらなる実施形態では、このＴｉＯ₂／フェノール系樹脂は、Ｘｙｌ：ＢｕＯＨ混合溶媒などのアルコール溶液中に約３０／７０〜約７０／３０の範囲内で分散されている。

ある特定の実施形態では、下塗層は、ｇ―アミノプロピルトリエトキシシラン、トリブトキシジルコニウムアセチルアセトネートおよびポリビニルブチラールを含む、３成分層である。

各種実施形態では、下塗層はさらに、光散乱粒子を含んでもよい。各種実施形態では、光散乱分子の屈折率は結合剤の屈折率と異なり、約０．８μｍより大きい数平均粒子径をもつ。光散乱粒子は、アモルファスシリカであってもよく、シリコーンボールであってもよい。各種実施形態では、光散乱粒子は、下塗層の総重量に対して約０重量％〜１０重量％の量で存在することができる。

本実施形態では、下塗層の厚さは約０．７５μｍ〜約２μｍの範囲内、もしくは約０．５μｍ〜約３μｍの範囲内である。

下塗層は、噴射法、浸漬被覆法、ドローバーコーティング、グラビアコーティング、シルクスクリーン、エアナイフコーティング、リバースロール塗布法、真空蒸着法、化学的処理など、当技術分野で既知の好適な技術によって基板上に塗布もしくは塗膜してよい。さらに、塗布もしくは塗膜後に残存している溶剤を除去するために追加的な真空化処理、加熱処理、乾燥処理などを行ってもよい。

接着層

所望により、独立した接着界面層が、たとえば、フレキシブルなウェブなどの特定の形状の場合に設けられてもよい。図１に示されている実施形態では、この界面層は、下塗層１４と電荷生成層１８との間に挟持される。界面層には、コポリエステル樹脂が含まれていてもよい。界面層に利用できる典型的なポリエステル樹脂としては、Ｔｏｙｏｔａ Ｈｓｕｔｓｕ社から市販されているＡＲＤＥＬ ＰＯＬＹＡＲＹＬＡＴＥ（Ｕ−１００）などのポリアリルエーテルポリビニルブチラール類、Ｂｏｓｔｉｃ社から市販されているＶＩＴＥＬ ＰＥ−１００、ＶＩＴＥＬ ＰＥ−２００、ＶＩＴＥＬ ＰＥ−２００ＤおよびＶＩＴＥＬ ＰＥ−２２２、Ｒｏｈｍ Ｈａｓｓ社から市販されている４９，０００ポリエステル、ポリビニルブチラールなどが挙げられる。接着界面層は、下塗層１４上に直接設けてもよい。このように、各実施形態における接着界面層１６は、下側の下塗層１４と上側の電荷生成層１８の両層と直接隣接して接触することにより、接着結合能を向上させて結合を実現する。さらに別の実施形態では、接着界面層１６は、完全に省略される。

接着界面層用のポリエステル塗膜液を調製するのに、あらゆる好適な溶剤もしくは溶剤混合液を使用することができる。典型的な溶剤としては、テトラヒドロフラン、トルエン、モノクロルベンゼン、塩化メチレン、シクロヘキサノンなど、およびそれらの混合液があげられる。その他の好適な従来技術を利用して接着層用の塗膜混合液を混合してから正孔遮断層に塗布することもできる。典型的な塗膜技術としては、噴射法、浸漬被覆法、ロール塗布法、巻線ロッド塗布法などがある。塗布された液状の塗膜の乾燥は、オーブン乾燥、赤外線乾燥、空気乾燥などの、あらゆる好適な従来技術によって行うことができる。

乾燥後の接着界面層の厚さは、約０．０１マイクロメートル〜約９００マイクロメートルの範囲内であればよい。本実施形態では、乾燥後の厚さは、約０．０３マイクロメートル〜約１マイクロメートルの範囲内である。

電荷生成層

下塗層１４の形成後、電荷生成層１８をその上に塗膜してもよい。あらゆる好適な電荷生成結合剤、たとえば粒子の形態で成膜結合剤中に分散していてもよい不活性樹脂などの電荷生成／光伝導物質を使用することができる。電荷生成材料の例としては、たとえばアモルファスセレニウム、トリゴナルセレニウム、およびセレニウム−テリウム、セレニウム−テリウム−ヒ素、ヒ素化セレニウム、それらの混合物からなる群から選択されるセレニウム合金などの無機光伝導性材料、および、Ｘ型無金属フタロシアニン、バナジルフタロシアニンおよび銅フタロシアニンなどの金属フタロシアニン類、ヒドロキシガリウムフタロシアニン類、クロロガリウムフタロシアニン類、チタニルフタロシアニン類、キナクリドン類、ジブロモアンタントロン顔料類、ベンゾ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、ベンゾイミダゾールペリレンなど、およびそれらの混合物を含む有機光伝導材料を成膜用高分子結合剤に分散させたものが挙げられる。セレニウム、セレニウム合金、ベンゾイミダゾールペリレンなど、およびそれらの混合物は、連続した均質な電荷生成層として成膜してもよい。ベンゾイミダゾールペリレン組成物については周知であり、文献に記載もある。電荷生成層用組成物を複数種用いる構成も、光伝導層が電荷生成層の特性を向上させるかもしくは劣化させる場合に利用することができる。当技術分野で公知の他の好適な電荷生成材料も、所望であるなら利用してもよい。電荷生成材料としては、電子写真画像形成プロセスにおいて静電潜像を形成するための像様照射露出ステップにおける、約４００〜約９００ｎｍの範囲内の波長の活性化線照射に対する感受性を有するものが選択される。たとえば、ヒドロキシガリウムフタロシアニンは、約３７０〜約９５０ｎｍの範囲内の波長の光を吸収する。

あらゆる好適な不活性樹脂を、電荷生成層１８中の結合剤として用いることができる。典型的な有機樹脂系結合剤には、ポリカーボネート類、ポリエステル類、ポリアミド類、ポリウレタン類、ポリスチレン類、ポリアリールエーテル類、ポリアリールスルフォン類、ポリブタジエン類、ポリスルフォン類、ポリエーテルスルフォン類、ポリエチレン類、ポリプロピレン類、ポリイミド類、ポリメチルペンテン類、ポリフェニレンサルファイド類、ポリビニルブチラール類、ポリビニルアセテート、ポリシロキサン類、ポリアクリレート類、ポリビニルアセタール類、アミノ樹脂類、ポリフェニレンオキシド樹脂類、テレフタル酸樹脂類、エポキシ樹脂類、フェノール樹脂類、ポリスチレン−アクリロニトリル共重合体類、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体類、アクリレート共重合体類、アルキド樹脂類、セルロース系フィルムフォーマー類、ポリ（アミドイミド）、スチレン−ブタジエン共重合体類、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体類、酢酸ビニル−塩化ビニリデン共重合体類、スチレン−アルキド樹脂類などのうち一種もしくはそれ以上などの熱可塑性および熱硬化性樹脂類が挙げられる。その他の成膜高分子結合剤としては、三菱ガス化学から提供される粘度平均分子量が４０，０００のＰＣＺ−４００（ポリ（４，４’−ジヒドロキシ−ジフェニル−１−１−クロロヘキサン）がある。

電荷生成材料は、樹脂系結合剤中にさまざまな分量で存在してよい。概して、容量で、電荷生成材料の約５容量パーセント〜約９０容量パーセントが、樹脂性結合剤の約９５容量パーセント〜約１０容量パーセント中に分散しており、さらに詳細には、電荷生成材料の約２０容量パーセント〜約６０容量パーセントが、樹脂系結合剤組成物の約８０容量パーセント〜約４０容量パーセント中に分散している。

ある実施形態では、電荷生成層１８の厚さは一般に約０．１μｍ〜約２μｍの範囲内、もしくは約０．２μｍ〜約１μｍの範囲内である。これらの実施形態では、クロロガリウムフタロシアニンもしくはヒドロキシガリウムフタロシアニン、またはそれらの混合物が用いられている。ある実施形態では、約１０／９０〜約９０／１０の重量比で顔料／結合剤を混合したものが使用されている。ひとつの実施形態における結合剤は、たとえばポリ（塩化ビニル／酢酸ビニル）系樹脂（例：Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ社提供のＶＭＣＨ）などのビニル系樹脂である。これらの実施形態では、電荷生成層には、感度の異なる複数種類のクロロガリウムフタロシアニン顔料の混合物が含まれている。これらの電荷生成層にはほぼ同量の顔料が含まれる一方で、顔料加熱処理によって調節された顔料の感度がそれぞれ異なる。調整可能な画像形成部材に使用される電荷生成層は、参照のため本明細書に取り込まれるＬａｎｈｕｉ Ｚｈａｎｇらによる“Ｔｕｎａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｍｅｍｂｅｒ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｋｉｎｇ ｔｈｅ Ｓａｍｅ”と題し、２００７年２月６日に出願（代理人整理番号１００６０２９６―ＵＳ―ＮＰ）された出願書類に開示されている。顔料／顔料重量比は、異なる加熱処理に付された同じ顔料の組み合わせによって感度が微調整されるように定められる。加熱処理は顔料の感度を加減する目的で行われ、処理後の顔料は最終的な顔料の感度が重量／重量比に基づいて微調整されるような比率で混合される。電荷生成材料と樹脂系結合剤とを含む電荷生成層１８の厚さは、一般に約０．１μｍ〜約５μｍの範囲内、乾燥時でたとえば約０．２μｍ〜約３μｍの範囲内である。電荷生成層の厚さは、概して結合剤の含有量に関係する。結合剤の含有量が多い組成物ほど、厚い電荷生成層を形成する。

電荷輸送層

あるドラム型感光体では、電荷輸送層は、同じ組成物からなる単層を含む。したがって、電荷輸送層２０については単層のものとして具体的に説明するが、その詳細は電荷輸送層が二層からなる実施形態にも適用可能である。電荷輸送層２０は電荷生成層１８の上に設けられる。電荷輸送層２０には、光生成された正孔もしくは電子の電荷生成層１８からの注入を促進するとともにこれらの正孔／電子を電荷輸送層中を経由して輸送し、画像形成部材表面上の表面電荷を選択的に放電させることのできる、あらゆる好適な光透過性の有機高分子材料もしくは非高分子材料が含まれていてよい。ひとつの実施形態では、電荷輸送層２０は正孔を輸送する役割のみならず、電荷生成層１８を摩耗や化学薬品による腐食から保護し、画像形成部材の耐用年数を延長させる役割も果たす。電荷輸送層２０は、光生成された正孔の電荷生成層１８からの注入を促進するが実質的に非光伝導性の材料からなってもよい。

電荷輸送層２０は通常、入射光の大部分が下側の電荷生成層１８によって確実に利用されるようにするため、電子写真画像形成部材を露光時に使用する際の波長領域に対して透過性を有する。電荷輸送層は、乾式複写法に有用な光の波長、たとえば４００〜９００ナノメートルの範囲の波長に露出された際に光をほとんど吸収せず、電荷を生成せず、優れた光透過性を有していなくてはならない。光透過性基板１０と、やはり光透過性もしくは一部が光透過性である導電層１２とを使用して感光体を作成する場合には、全ての光を基板の裏面から通過させることによって像様露出や消去を実現してもよい。この場合、電荷生成層１８が基板と電荷輸送層２０との間に挟持されていれば、電荷輸送層２０の材料は使用される波長領域内の光を透過しなくてもよい。電荷生成層１８と接する電荷輸送層２０は、光が照射されない場合は電荷輸送層上の静電荷が伝導されない程度の不導性を有する。放電プロセスで電荷が電荷輸送層２０を通過する際に電荷輸送層２０によって捕捉される電荷の量は、最小でなくてはならない。

電荷輸送層２０は、あらゆる好適な電荷輸送成分もしくは添加物として好適な活性化化合物を電気的に不活性な高分子材料中に溶解もしくは分子状に分散させたもの、たとえばポリカーボネート系結合剤などを含んで固溶体を形成し、電気的に活性化されてもよい。ここで、「溶解した」という用語は、たとえば小分子が高分子化合物中に溶解して均一な相をなす溶液を形成することを表し、「分子的に分散された」という表現は、たとえば電荷輸送小分子が分子レベルで高分子化合物中に分散していることを表す。電荷生成材料から光生成された正孔の注入を促進したり正孔を輸送したりする能力を有さない成膜用高分子材料には、電荷輸送成分を添加することによってこれらの能力を付与してもよい。このような添加によって、電気的に不活性な高分子材料を電荷生成層１８から光生成された正孔の注入を促進できるとともに電荷輸送層２０中の正孔の輸送を可能にし、電荷輸送層上の面電荷を放電させることができる材料に転換することができる。電荷輸送能の高い成分には通常、分子間さらには電荷輸送層の表面へと電荷を輸送するために協働する有機化合物の小分子が含まれる。典型的な電荷輸送小分子としては、たとえば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（ｍＴＢＤ）などのジアミン類、およびトリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＭ−ＴＰＤ）などのその他のアリラミン類などが挙げられるが、これらに限定されない。

高分子結合剤の具体的な例としては、ポリカーボネート類、ポリアリレート類、アクリル酸塩ポリマー類、ビニルポリマー類、セルロースポリマー類、ポリエステル類、ポリシロキサン類、ポリアミド類、ポリウレタン類、ポリ（シクロオレフィン類）、およびエポキシ類、ならびにそれらのランダムもしくは交互共重合体が挙げられる。本発明の実施形態では、電気的不活性結合剤としては、たとえば分子量が約２０，０００〜約１５０，０００の範囲内、さらに具体的には分子量が約３０，０００〜約１００，０００のポリカーボネート系樹脂類が挙げられる。ポリカーボネート類の例としては、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する）やポリ（４，４’−シクロヘキシリジンジフェニレン）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する）、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する）などが挙げられる。本発明の実施形態では、正孔輸送層などの電荷輸送層の厚さは、約１０μｍ〜約４０μｍの範囲内であってよい。

電荷輸送層にはさらに、粘度平均分子量が約２０，０００〜約１５０，０００の範囲内、もしくは約３０，０００〜約８０，０００の範囲内の高分子結合剤が含まれていてもよい。たとえば、本発明の実施形態では、高分子結合剤はポリカーボネートＺポリマー、すなわちポリ（４，４’−ジフェニル−１，１’−シクロヘキサンカーボネート）である。ある具体的な実施形態では、高分子結合剤はポリ（４，４’−ジヒドロキシ−ジフェニル−１，１−シクロヘキサン）である。高分子結合剤は、電荷輸送層の総重量にして、約４０重量％〜約８０重量％の範囲内、もしくは約５０重量％〜約８０重量％の範囲内の量で電荷輸送層内に存在してよい。本発明の実施形態では、電荷輸送層内に存在する電荷輸送分子の高分子結合剤に対する重量比は約２０：８０〜約６０：４０の範囲内、もしくは約２５：７５〜約５０：５０の範囲内である。さらなる実施形態では、電荷輸送層は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粒子を高分子結合剤全体に均一に分散するように含んで画像形成部材の寿命を延長させてもよい。ただし、これらの実施形態の範囲には、粒子添加剤が電荷輸送層に添加されない場合の画像形成部材も含まれる。

電荷輸送層の全部もしくはその１層以上に任意選択により取り込まれ、たとえば横方向電荷移動（ＬＣＭ）抵抗の改良を可能にする成分もしくは材料の例として、テトラキスメチレン（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロ桂皮酸塩）メタン（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社提供、商品名ＩＲＧＡＮＯＸ １０１０）、ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）などのヒンダードフェノール系酸化防止剤、およびＳＵＭＩＬＩＺＥＲ（商品名）ＢＨＴ―Ｒ、ＭＤＰ―Ｓ、ＷＸ―Ｒ、ＮＷ、ＢＰ―７６、ＢＰ―１０１、ＧＡ―８０、ＧＭおよびＧＳ（住友化学提供）などのその他のヒンダードフェノール系酸化防止剤、ＳＡＮＯＬ（商品名）ＬＳ―２６２６、ＬＳ―７６５、ＬＳ―７７０およびＬＳ―７７４（三共提供）ＴＩＮＵＶＩＮ（商品名）１４４および６２２ＬＤ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社提供）、ＭＡＲＫ（商品名）ＬＡ５７、ＬＡ６７、ＬＡ６２、ＬＡ６８およびＬＡ６３（旭電化提供）ならびにＳＵＭＩＬＩＺＥＲ（商品名）ＴＰＳ（住友化学提供）などのヒンダードアミン系酸化防止剤、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ（商品名）ＴＰ―Ｄ（住友化学提供）などのチオエーテル系酸化防止剤、ＭＡＲＫ（商品名）２１１２、ＰＥＰ―８、ＰＥＰ―２４Ｇ、ＰＥＰ―３６、３２９ＫおよびＨＰ―１０（旭電化提供）などの亜リン酸塩系酸化防止剤、ビス（４―ジエチルアミノ―２―メチルフェニル）フェニルメタン（ＢＤＥＴＰＭ）、ビス―［（２―メチル―４―（Ｎ―２―ヒドロキシエチル―Ｎ―エチル―アミノフェニル）］―フェニルメタン（ＤＨＴＰＭ）などのその他の分子類があげられる。電荷輸送層の少なくとも一つにおける酸化防止剤の重量パーセントは、約０〜約２０重量パーセントの範囲内、もしくは約１〜約１０重量パーセントの範囲内、もしくは約３〜約８重量パーセントの範囲内である。

電荷輸送層は、正孔輸送層上の静電荷が、光照射されない状態で正孔輸送層上への静電潜像の形成および保持を妨げるのに十分な速度で伝導されない程度に不導体でなくてはならない。電荷輸送層は、可視光線もしくは使用される波長領域の放射線に対して実質的に非吸収性を示すが、光伝導層（すなわち電荷生成層）からの光生成された正孔の注入を可能にし、さらに自らを経由してこれらの正孔を輸送して活性層表面上の面電荷を選択的に放電できるようにするという点において、電気的に「活性」である。

あらゆる好適な従来技術を利用して電化輸送層塗膜混合液を調製し、電荷生成層上に塗布することができる。電荷輸送層は、一回の塗膜工程で設けても、複数回の塗膜工程で設けてもよい。浸漬被覆法、リング塗布法、噴射法、グラビアコーティングもしくはその他のあらゆるドラムコーティング法を使用することができる。

付与された塗膜の乾燥は、オーブン乾燥、赤外線乾燥、空気乾燥などの、あらゆる好適な従来プロセスによって行うことができる。乾燥後の電荷輸送層の厚さは約１０μｍ〜約４０μｍの範囲内、もしくは最適な光電性能および機械性能を実現するには約１２μｍ〜約３６μｍの範囲内である。別の実施形態では、厚さは約１４μｍ〜約３６μｍの範囲内である。

電子写真画像形成部材に関しては、フレキシブルな誘電体層を導電層上に被膜したものを活性光伝導層の代わりに使用してもよい。光伝導画像形成部材の誘電体層には、あらゆる好適な公知のフレキシブルな、電気絶縁性を有し、熱可塑性の誘電性高分子マトリックス材料を使用することができる。所望により、サイクリング耐久性が重要である他の目的にも、本明細書に開示されている弾性ベルトを使用することができる。

作製された画像形成ドラムは、活性化電磁放射線に像様に露出させる前に均一に帯電させる工程を含む、あらゆる好適な従来の電子写真画像形成プロセスに使用することができる。電子写真部材の画像形成面が静電荷によって均一に帯電され、像様に活性化電磁放射線に露出された後、従来のポジ型もしくはネガ型の現像技術を用いて電子写真画像形成部材の画像形成面上に記録材料による画像を形成することができる。このように、好適な電気的バイアスを適用し、適切な極性の電荷を有するトナーを選択することによって、電子写真画像形成部材の画層形成面の帯電領域もしくは放電領域内にトナー画像が形成される。たとえば、ポジ型現像の場合には、帯電したトナー粒子は画像形成面上のトナーと逆の極性に帯電した静電領域に引き寄せられ、ネガ型現像の場合には、帯電したトナー粒子は画像形成面の放電領域に引き寄せられる。

電子写真装置は、例示的実施形態にしたがって形成された感光体ベルトが取り付けられたマーキングエンジン内でプリントを行うことによって評価することができる。公知の電気ドラムスキャナーを使用して、固有の電気特性に関して装置を調査することもできる。

図２は、画像形成装置５０のひとつの実施形態の概略構成を示している。画像形成装置５０は、静電潜像を受像するための電荷保持面を備えた円筒形の画像形成もしくは感光体ドラムなどの画像形成部材５２を装備している。画像形成部材５２の周囲には、画像形成部材５２上の残留静電荷を除去するための静電除去光源５４と、画像形成部材５２上に残留するトナーを除去するための任意選択のクリーニングブレード５６と、画像形成部材５２を帯電するための帯電ロールなどの帯電部５８と、画像信号に基づいて画像形成部材５２を露光するための露光レーザー光学系６０と、電荷保持面に現像液材料を付与して画像形成部材５２上に現像された画像を生成するための現像部６２と、画像形成部材５２から複写用紙などの複写基材６６にトナー画像を転写するための転写ロールなどの転写部６４とを、この順に取り付けてもよい。さらに、複写基材６６上に転写されたトナー画像を定着するための定着ロールなどの定着部６８を画像形成装置５０に設けてもよい。

露光レーザー光学系６０は、デジタル処理された画像信号に基づいてレーザー光を照射するレーザーダイオード（たとえば、発振波長７８０ｎｍ）と、照射されたレーザー光を偏光させる多面鏡と、一定サイズかつ均一な速度でレーザー光を移動させるレンズ系とを備えている。

本発明に包含される各種の例示的実施形態は、画像形成部材上に静電潜像を生成する工程と、静電潜像を現像する工程と、好適な基材に現像された静電画像を転写する工程と、を含む。

ｇ−アミノプロピルトリエトキシシラン、トリブトキシジルコニウムアセチルアセトネートおよびポリビニルブチラールを含む３成分下塗層を、感光性ドラムの基板上に直接成膜する。乾燥後の下塗層の厚さは約０．５μｍ〜約３μｍの範囲内である。クロロガリウムおよびポリ（塩化ビニル／酢酸ビニル）系樹脂を含む電荷生成層を下塗層の上に成膜する。電荷生成層は、感度の異なる複数種類のクロロガリウムフタロシアニン顔料を、顔料／結合剤の重量比が約５０：５０〜約６５：３５の範囲内となるようにビニル樹脂系結合剤中に分散した混合物からなっている。ＰＴＦＥをドープした電荷輸送層を、厚さが約１２μｍ〜約３６μｍとなるように電荷生成層上に成膜する。電荷輸送層の組成は、約３０〜約４５重量パーセントのｍＴＢＤ、約５５〜６５重量パーセントのＰＣＺ結合剤（たとえばＰＣＺ−４００（重量平均分子量＝４０，０００））、約１重量パーセントの酸化防止剤、約２〜１５重量％のＰＴＦＥ粒子（ＰＴＦＥを分散させるための界面活性剤を含む）である。

上記の例示的実施例は、優れた耐摩耗性、サイクル安定性および放電特性を示した。また、この画像形成部材では、たとえば約２０〜５５μＡの範囲内のような高い正の転写電流で生成されたプリントにおけるゴースト発生レベルが低く、高画質の白黒およびカラープリントを高い処理速度で生成することができることが実証された。

本発明の実施形態に従ったドラム構成の画像形成部材の断面図である。 本発明の実施形態に従った画像形成装置を示す概略図である。

Claims (6)

1. 基板と、
   前記基板上に設けられた下塗層と、
   前記下塗層上に設けられ、熱処理によって得られた感度がそれぞれ異なる複数種類のフタロシアニン顔料の混合物を含み、前記フタロシアニン顔料の重量比によって最終的な顔料の感度が調整される電荷生成層と、
   前記電荷生成層上に設けられた電荷輸送層と、を備える画像形成部材。
2. 前記下塗層が、ｇ−アミノプロピルトリエトキシシラン、トリブトキシジルコニウムアセチルアセトネートおよびポリビニルブチラールを含む３成分層である請求項１に記載の画像形成部材。
3. 前記フタロシアニン顔料の混合物がクロロガリウムフタロシアニンを含む、請求項１に記載の画像形成部材。
4. 前記クロロガリウムフタロシアニンが、１０／９０〜９０／１０の範囲内の顔料／樹脂重量比でビニル系樹脂内に分散されている、請求項３に記載の画像形成部材。
5. 前記基板が厚さ５００マイクロメートル〜３，０００マイクロメートルの剛性構成部品である、請求項１に記載の画像形成部材。
6. 前記電荷輸送層が粘度平均分子量が２０,０００〜１５０,０００の範囲内のポリカーボネート系結合剤を含む、請求項１に記載の画像形成部材。

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