JP4184167B2

JP4184167B2 - 青色ダイオードレーザー感受性フォトレセプター

Info

Publication number: JP4184167B2
Application number: JP2003178257A
Authority: JP
Inventors: ピーベンダーティモシー; エフグラハムジョン
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2023-06-23
Also published as: US20040002013A1; US6969573B2; US20050260512A1; JP2004038160A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に層状光応答性装置、並びに画像形成装置及び画像形成方法に関する。更に詳しくは、本発明は一般に輸送層及び光生成層を含む改良された層状光応答性装置に関する。本発明の層状光応答性装置は静電潜像が画像形成部材上に形成される系を含む、種々の静電写真画像形成系中の画像形成部材として有益である。更に、本発明の光応答性装置は、例えば、充電領域発生(CAD)方法又は放電領域発生(DAD)方法により、例えば、潜像形成を行なうために、例えば、既知の青色ダイオードレーザーにより発生されるような、青色で選択的に照射し得る。
【０００２】
【課題を解決するための手段】
本発明の実施態様は
支持体、
支持体にオーバーコートされた電荷発生層（その層は青色光に感受性である）、及び
電荷発生層にオーバーコートされた電荷輸送層（その電荷輸送層は青色光に対し透過性である）
を含むことを特徴とする静電写真物品；
【０００３】
【化２】

【０００４】
（式中、R₁〜R₁₅はアルキル、アルコキシ、その他の縮合芳香族環系、例えば、カルバゾール、スチルベン等、及びハロゲンからなる群から選ばれる；R₁〜R₁₅はR₁〜R₁₅の少なくとも一つがアルコキシであるように選ばれる）により表される電荷輸送成分を含む青色透過性輸送層〔特別な実施態様において、電荷輸送成分はビス(3,4-ジメチルフェニル)-4-メトキシフェニルアミン）である〕及び、例えば、三方晶セレンを含む青色光感受性発生層を含む静電写真物品；
上記画像形成部材を約390ナノメートル〜約450ナノメートルの波長のダイオードレーザーで照射し、
画像形成部材上の得られる潜像を現像剤で現像し、そして
得られる現像画像をレシーバー部材に転写することを特徴とする画像形成方法を含む。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の画像形成部材、画像形成物品、及び画像形成方法は、露出源としての400ナノメートル青色レーザーダイオードの使用を可能にする青色感受性画像形成装置をつくるのに使用し得る。高解像度レーザープリンターは可能な最小の直径のレーザービームを使用する点別露出を必要とする。レーザービームの最小サイズはレーザー送出系における光学部材からの回折により課せられる制限により支配される。所定の組の光学部材に関するフォトレセプター表面における最小ビームサイズはレーザーイルミネーションの波長に直接比例する。400ナノメートルのレーザーダイオードに関するビームサイズは同じハードウェア及び780ナノメートルのレーザーダイオードで観察されたもののほぼ半分であろう。
本発明は二つの電気作用層、電荷発生層及び電荷輸送層を含む電子写真画像形成層に特に望ましい。
【０００６】
支持体は不透過性又は実質的に透過性であってもよく、必要とされる機械的性質を有する多くの好適な材料を含んでもよい。支持体は更に導電性表面を備えていてもよい。それ故、支持体は非導電性材料又は導電性材料、例えば、無機又は有機組成物の層を含んでもよい。非導電性材料として、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタン等を含むこの目的に知られている種々の樹脂が使用されてもよい。電気絶縁性支持体又は導電性支持体は可撓性、半硬質、又は硬質であってもよく、あらゆる数の異なる形態、例えば、シート、スクロール、エンドレス可撓性ベルト、シリンダー等を有してもよい。支持体はデュポン社から入手し得るマイラー^TM、メリネックス^TM、及びカラデックス（登録商標）として知られている市販の２軸配向ポリエステルを含むエンドレス可撓性ベルトの形態であってもよい。
【０００７】
支持体層の厚さは機械的性能及び経済的考慮を含む、多くの因子に依存する。この層の厚さは約65マイクロメートルから約150マイクロメートルまで、実施態様において最適の可撓性及び小直径のロール、例えば、19mmの直径のロールのまわりでサイクルされた場合の最小の誘発表面曲げ応力のために約75マイクロメートルから約125マイクロメートルまでの範囲であってもよい。可撓性ベルトのための支持体は、例えば、200マイクロメートル以上の実質的な厚さ、又は、例えば、50マイクロメートル未満の最小の厚さのものであってもよいが、但し、最終の光導電性装置に悪影響がないことを条件とする。支持体層の表面は付着される被覆組成物の一層大きい接着を促進するために被覆の前に洗浄されることが好ましい。洗浄は、例えば、支持体層の表面をプラズマ放電、イオン衝撃等の方法に暴露することにより行なわれてもよい。
【０００８】
導電性接地面は、例えば、真空蒸着技術の如き、あらゆる好適な被覆技術により被覆物品又は支持体上に形成されてもよい導電性金属層であってもよい。典型的な金属として、アルミニウム、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、モリブデン等、及びこれらの混合物が挙げられる。導電性層は光導電性部材に所望される光学透明性及び可撓性に応じて実質的に広い範囲にわたって厚さが変化してもよい。それ故、可撓性光応答性画像形成装置について、導電性層の厚さは約20Åから約750Åまで、更に特別には導電性、可撓性及び光透過性の最適の組み合わせのために約50Åから約200Åまでであってもよい。金属層を形成するのに使用される技術にかかわらず、金属酸化物の薄層が空気への暴露後に殆どの金属の外面上に形成してもよい。こうして、金属層の上にあるその他の層が“連続”層として特徴づけられる場合、これらの上にある連続層は、実際に、酸化性金属層の外面に形成した薄い金属酸化物層と接触し得ることが意図されている。一般に、後の消去露出のために、少なくとも約15％の導電性層光透明性が望ましい。導電性層は金属に限定される必要はない。導電性層のその他の例は約4,000Åから約9,000Åまでの波長を有する光のための透明層としての導電性インジウムスズ酸化物又は不透明導電性層としてのプラスチックバインダー中に分散された導電性カーボンブラックの如き材料の組み合わせであってもよい。
【０００９】
導電性接地面層の付着後に、ブロッキング層がそれに適用されてもよい。正に荷電されたフォトレセプターのための電子ブロッキング層は正孔がフォトレセプターの画像形成表面から導電性層に向かって移動することを可能にする。負に荷電されたフォトレセプターについて、導電性層から反対の光導電性層への正孔注入を防止するためのバリヤーを形成することができるあらゆる好適な正孔ブロッキング層が利用されてもよい。正孔ブロッキング層はポリマー、例えば、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリシロキサン、ポリアミド、ポリウレタン等を含んでもよく、又は米国特許第4,338,387号、同第4,286,033号及び同第4,291,110号に開示されたような窒素含有シロキサンもしくは窒素含有チタン化合物、例えば、トリメトキシシリルプロピレンジアミン、加水分解トリメトキシシリルプロピルエチレンジアミン、N-β-(アミノエチル)γ-アミノ-プロピルトリメトキシシラン、イソプロピル4-アミノベンゼンスルホニル、ジ（ドデシルベンゼンスルホニル）チタネート、イソプロピルジ(4-アミノベンゾイル)イソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ(N-エチルアミノ-エチルアミノ)チタネート、イソプロピルトリアントラニルチタネート、イソプロピルトリ(N,N-ジメチル-エチルアミノ)チタネート、チタン-4-アミノベンゼンスルホネートオキシアセテート、チタン4-アミノベンゾエートイソステアレートオキシアセテート、〔H₂N(CH₂)₄〕CH₃Si(OCH₃)₂、（γ-アミノブチル）メチルジエトキシシラン、及び〔H₂N(CH₂)₃〕CH₃Si(OCH₃)₂、（γ-アミノプロピル）-メチルジエトキシシランであってもよい。
【００１０】
その他の好適な正孔ブロッキング層ポリマー組成物がまた米国特許第5,244,762号に記載されている。これらとして、ビニルヒドロキシルエステル及びビニルヒドロキシアミドポリマーが挙げられ、そのヒドロキシル基はベンゾエートエステル及びアセテートエステルに部分変性され、これらの変性ポリマーがその後にその他の未変性ビニルヒドロキシエステル及びアミド未変性ポリマーとブレンドされる。このようなブレンドの例は親ポリマーポリ(2-ヒドロキシエチルメタクリレート)とブレンドされた30モル％のポリ(2-ヒドロキシエチルメタクリレート)のベンゾエートエステルである。更にその他の好適な正孔ブロッキング層ポリマー組成物が米国特許第4,988,597号に記載されている。これらとして、アルキルアクリルアミドグリコレートアルキルエーテル反復単位を含むポリマーが挙げられる。このようなアルキルアクリルアミドグリコレートアルキルエーテルを含むポリマーの例はコポリマーポリ（メチルアクリルアミドグリコレートメチルエーテル-コ-2-ヒドロキシエチルメタクリレート）である。これらの米国特許第の開示が参考としてそのまま本明細書に含まれる。
【００１１】
ブロッキング層は連続であり、約10マイクロメートル以下の厚さを有してもよい。何とならば、それより大きい厚さは望ましくない程高い残留電圧に導き得るからである。約0.005マイクロメートルから約1.5マイクロメートルまでの正孔ブロッキング層が実施態様において利用される。何とならば、露出工程後の電荷中和が促進され、最適の電気性能が得られるからである。ブロッキング層は好適な通常の技術、例えば、噴霧、浸漬被覆、ドローバーコーティング、グラビア被覆、シルクスクリーニング、エアーナイフ被覆、リバースロール被覆、真空蒸着、化学処理等により適用し得る。薄い層を得る際の便宜のために、ブロッキング層は実施態様において希薄な溶液の形態で適用され、その溶媒は被覆物の付着後に通常の技術、例えば、真空、加熱等により除去される。一般に、約0.05:100から約5:100までのブロッキング層材料と溶媒の重量比が噴霧被覆に満足である。
【００１２】
ブロッキング層と隣接電荷発生層又は光生成層の間の中間層が接着を促進するのに所望されてもよい。例えば、接着剤層が使用されてもよい。このような層が利用される場合、それらは約0.001マイクロメートルから約0.2マイクロメートルまでの乾燥厚さを有してもよい。典型的な接着剤層として、フィルム形成性ポリマー、例えば、ポリエステル、デュポン社から入手し得るデュポン49,000樹脂、グッドイヤー・ラバー＆タイヤ社から入手し得るバイテル-PE100^TM、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリウレタン、ポリメチルメタクリレート等の材料が挙げられる。
光導電性層は当業界で公知のあらゆる好適な光導電性材料を含んでもよい。こうして、光導電性層は、例えば、バインダー中に分散された均一な光導電性材料もしくは光導電性粒子の単層、又は電荷輸送層でオーバーコートされた電荷発生層の如き多層を含んでもよい。光導電性層は均一、不均一の無機又は有機の組成物を含んでもよい。不均一組成物を含む電子写真画像形成層の一例が米国特許第3,121,006号に記載されており、その開示が参考として本明細書にそのまま含まれ、光導電性無機化合物の微細な粒子が電気絶縁有機樹脂バインダー中に分散されている。その他の公知の電子写真画像形成層は無定形セレン、ハロゲンドーピングされた無定形セレン、セレン-ヒ素、セレン-テルル、セレン-ヒ素-アンチモンを含む無定形セレン合金、並びにハロゲンドーピングされたセレン合金、硫化カドミウム等を含む。一般に、これらの無機光導電性材料は比較的均一な層として付着される。
【００１３】
あらゆる好適な電荷発生材料又は光生成材料が本発明の多層光導電体実施態様中の二つの電気作用層のうちの一つとして使用されてもよい。典型的な電荷発生材料として、米国特許第3,357,989号に記載された無金属フタロシアニン、金属フタロシアニン、例えば、銅フタロシアニン、バナジルフタロシアニン、セレン含有材料、例えば、三方晶セレン、ビスアゾ化合物、キナクリドン、米国特許第3,442,781号に開示された置換2,4-ジアミノ-トリアジン、及び商品名インドファスト・ダブル・スカーレット、インドファスト・バイオレット・レーキＢ、インドファスト・ブリリアント・スカーレット及びインドファスト・オレンジとしてアライド・ケミカル社から入手し得る多核芳香族キノンが挙げられる。電荷発生層のその他の例が米国特許第4,265,990号、同第4,233,384号、同第4,471,041号、同第4,489,143号、同第4,507,480号、同第4,306,008号、同第4,299,897号、同第4,232,102号、同第4,233,383号、同第4,415,639号及び同第4,439,507号に開示されており、これらの開示が参考として本明細書にそのまま含まれる。
【００１４】
あらゆる好適な不活性樹脂バインダー材料が電荷発生層中に使用されてもよい。典型的な有機樹脂バインダーとして、ポリカーボネート、アクリレートポリマー、メタクリレートポリマー、ビニルポリマー、セルロースポリマー、ポリエステル、ポリシロキサン、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ、ポリ酢酸ビニル等が挙げられる。多くの有機樹脂バインダーが、例えば、米国特許第3,121,006号及び同第4,439,507号に開示されており、これらの開示が参考として完全に本明細書に含まれる。有機樹脂ポリマーはブロックコポリマー、ランダムコポリマー又は交互コポリマーであってもよい。光生成組成物又は顔料が種々の量で樹脂バインダー組成物中に存在し得る。電気的に不活性な樹脂又は絶縁樹脂を使用する場合、光導電性粒子集団間に高レベルの粒子間接触があることが好ましい。この状態は、例えば、バインダー層の少なくとも約15体積％の量で存在する光導電性材料で得られ、バインダー層中の光導電体の最大量に制限がない。マトリックス又はバインダーが活性材料、例えば、ポリ-N-ビニルカルバゾールを含む場合、光導電性材料はバインダー層の約１体積％以下を構成することのみを必要とし、バインダー層中の光導電体の最大量に制限がない。一般に電気的に活性なマトリックス又はバインダー、例えば、ポリ-N-ビニルカルバゾール又はフェノキシ-ポリ（ヒドロキシエーテル）を含む電荷発生層について、約５体積％から約60体積％までの光生成顔料が約40体積％から約95体積％までのバインダー中に分散され、実施態様において約７体積％から約30体積％までの光生成顔料が約70体積％から約93体積％までのバインダー中に分散される。選ばれる特別な比率はまた発生層の厚さに或る程度依存する。
【００１５】
光生成バインダー層の厚さは特に重要ではない。約0.05マイクロメートルから約40.0マイクロメートルまでの層の厚さが満足であるかもしれない。実施態様における光導電性組成物及び／又は顔料、並びに樹脂バインダー材料を含む光生成バインダー層は約0.1マイクロメートルから約5.0マイクロメートルまでの厚さの範囲であり、最良の光吸収及び改良された暗減衰安定性及び機械的性質のために約0.3マイクロメートルから約３マイクロメートルまでの最適の厚さを有する。その他の典型的な光導電性層は無定形セレン又はセレンの合金、例えば、セレン-ヒ素、セレン-テルル-ヒ素、セレン-テルル等を含む。
活性電荷輸送層は電荷発生層からの光生成された正孔及び電子の注入を支持することができ、表面電荷を選択的に放電するための有機層を通ってのこれらの正孔又は電子の輸送を可能にすることができるあらゆる好適な透明有機ポリマー又は非ポリマー材料を含んでもよい。活性電荷輸送層は正孔又は電子を輸送するのに利用できるだけでなく、光導電性層を磨耗又は化学的攻撃から保護し、それ故、フォトレセプター画像形成部材の操作寿命を延長する。電荷輸送層はゼログラフィーに有益な光の波長、例えば、4,000Å〜8,000Åに露出された場合に、あったとしても、ごくわずかの放電を示すべきである。それ故、電荷輸送層は光導電体が使用される領域の放射線に対し実質的に透過性である。こうして、活性電荷輸送層は発生層からの光生成された正孔又は電子の注入を支持する実質的に非光導電性の材料である。活性輸送層は露出が活性層を通して行なわれて入射放射線の殆どが有効な光生成のために下にある電荷発生層により利用されることを確実にする場合に通常透過性である。発生層と一緒に電荷輸送層は輸送層に置かれた静電荷がイルミネーションの不在下で導電性ではなく、即ち、その上の静電潜像の形成及び保持を防止するのに充分な速度で放電しない程度に絶縁体である材料である。
【００１６】
実施態様において、本発明の光導電体実施態様において電気作用層中に使用される輸送層は約25重量％から約75重量％までの少なくとも一種の電荷輸送芳香族アミン化合物、及び約75重量％から約25重量％のポリマーフィルム形成性樹脂（その中に芳香族アミンが可溶性である）を含む。電荷発生層の光生成された正孔の注入を支持することができ、電荷輸送層を通って正孔を輸送することができる一つ以上の電荷輸送層のための電荷輸送芳香族アミンの例として、ビス（3,4-ジメチルフェニル）-4-メトキシフェニルアミンが挙げられる。
正孔輸送分子と固溶体を形成するポリマーは正孔輸送層をフォトレセプター装置中に形成するのに使用するのに適したポリマー材料である。ポリマー及び正孔輸送分子の両方を溶解するあらゆる溶媒が本発明のフォトレセプター装置を加工するのに使用するのに適している。塩化メチレン又はその他の好適な溶媒に可溶性のあらゆる好適な不活性樹脂バインダーが使用されてもよい。実施態様において、電気的に不活性な樹脂材料は約20,000から約100,000まで、更に特別には約50,000から約100,000までの分子量を有してもよいポリカーボネート樹脂である。
【００１７】
特別な実施態様において、電気的に不活性な樹脂材料はゼネラル・エレクトリック社からレキサン145^TMとして入手し得る、約35,000から約40,000までの分子量を有するポリ（4,4'-ジプロピリデン-ジフェニレンカーボネート）；ゼネラル・エレクトリック社からレキサン141^TMとして入手し得る、約40,000から約45,000までの分子量を有するポリ(4,4'-イソプロピリデン-ジフェニレンカーボネート)；バイエル社からマクロロン^TMとして入手し得る、約50,000から約100,000までの分子量を有するポリカーボネート樹脂；モバイ・ケミカル社からメルロン^TMとして入手し得る、約20,000から約50,000までの分子量を有するポリカーボネート樹脂及びポリ(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。あらゆる好適かつ通常の技術が電荷輸送層及び電荷発生層を適用するのに利用し得る。典型的な適用技術として、噴霧、浸漬被覆、ロール被覆、ワイヤ巻き付けロッド被覆等が挙げられる。付着された被覆物の乾燥はあらゆる好適な通常の技術、例えば、オーブン乾燥、赤外線乾燥、空気乾燥等により行なわれてもよい。一般に、輸送層の厚さは約５マイクロメートルから約100マイクロメートルまでであるが、この範囲外の厚さがまた使用し得る。一般に、電荷輸送層対電荷発生層の厚さの比は実施態様において約2:1から200:1までに維持され、或る場合には400:1程度に大きい。
本発明が以下の非限定実施例において更に説明されるが、この実施例は例示にすぎないことが意図されており、そこに記載された材料、条件、プロセスパラメーター等に限定されないことが意図されていることが理解される。部及び％は特に示されない限り重量基準である。
【００１８】
【実施例】
実施例１
400ナノメートルにおける光透明性
潜在的な正孔輸送分子の光透明性又は光透過性を評価するために、塩化メチレン中15重量％の固形分として50重量％の正孔輸送分子又は２種以上の正孔輸送分子の混合物と50重量％のマクロロン（登録商標）5705ポリカーボネートを一緒に含む夫々の溶液を用いて４種の溶液を調製した。分析のために選ばれた４種の正孔輸送分子又は正孔輸送分子組み合わせはトリトリルアミンTTA；1,1-ビス（ジ-4-トリルアミノフェニル）シクロヘキサン(TAPC)；TAPC:TPD=1:1；及び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TPDであった。これらの溶液をマイラー（登録商標）の上に被覆して25マイクロメートルの乾燥厚さのフィルム層を得、次いで125℃で１分間乾燥させた。フィルムをマイラー（登録商標）支持体から除去し、透過率を得られる自立フィルムについて測定した。トリトリルアミンTTA及び1,1-ビス（ジ-4-トリルアミノフェニル）シクロヘキサン(TAPC)の両方が400ナノメートルで透過する。
本発明のその他の改良が本件出願の再考に基づいて当業者に生じるかもしれず、これらの均等物、実質的な均等物、同様の均等物等を含む、これらの改良は本発明の範囲内に含まれることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の静電写真物品を示す。
【図２】ビス(3,4-ジメチルフェニル)-4-メトキシフェニルアミンの構造式を示す。
【図３】露出と表面電位の関係を示すグラフである。

Claims

支持体、
支持体にオーバーコートされた、青色光に感受性のある電荷発生層、及び
前記電荷発生層にオーバーコートされた、青色光に対し透過性である電荷輸送層であって、その電荷輸送成分がビス（ 3,4- ジメチルフェニル） -4- メトキシフェニルアミンであることを特徴とする静電写真物品。
電荷発生剤が無金属フタロシアニン、銅フタロシアニン、バナジルフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、三方晶セレン、ビスアゾ化合物、キナクリドン、置換2,4-ジアミノ-トリアジン及び多核芳香族キノンを含む請求項１記載の物品。