JP4217793B2 - 光導電性を高めたオキソ−チタニルフタロシアニン - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電画像を形成するのに用いる光導電性要素に関する。このような画像は、静電面に電荷トナーを塗布することによって可視化又は安定化される。
【０００２】
【従来の技術】
本発明では、光導電性要素の感光性材料として、Ｘ型及び／又はＹ型のオキソ−チタニルフタロシアニンと二酸化チタンとの完全混合物を用いる。この混合物により、暗衰微と感光性制御の向上が図られる。オキソ−チタニルフタロシアニンと二酸化チタンは共に光導電体として知られるが、これらを混合した際に格別の機能を生じるかについては知られていない。よく知られるように、Ｘ型とＹ型物質とは、Ｘ線回折パターンによって証明されるオキソ−チタニルフタロシアニンの結晶形態が相違するので結晶構造によって互いに区別される。これらは光導電体として用いられるときは、多くの場合に「顔料」と言われている。
【０００３】
感光性を増すために、金属を含まないフタロシアニンとバナジルフタロシアニンにアルミナを添加することが、日本応用物理学会誌、第３０巻、第７Ａ、１９９１年７月、第Ｌ１１８２〜第Ｌ１１８５頁において、「ポリマーに分散したフタロシアニン粒子の光キャリア発生プロセス：顔料粒子の大きさ、ポリマー・マトリックス及びγ−アルミナ粒子の効果」と題する論文でサイトウ（Ｓａｉｔｏ）らによって報告されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
レイラー（Ｌｅｙｒｅｒ）らの米国特許第５，０６９，９９２号、ならびに、クラバン（Ｋｌａｖａｎ）らの米国特許第４，２６８，５９７号及び第４，２０２，６２０号において、フタロシアニン・グリーンとフタロシアニン・ブルー（どちらもＸ型又はＹ型のオキソ−チタニルフタロシアニンではない）が、二酸化チタンと共に用いられている。ビーン（Ｂｅａｎ）の米国特許第３，９８２，９３９号では、フタロシアニンとチタンが別個の移動層に用いられている。ビーン（Ｂｅａｎ）の米国特許第３，８９９，３２９号には、光導電性材料の混合物を備えた感光性部材が開示されているが、これは新規なものではなく、Ｘ型又はＹ型のオキソ−チタニルフタロシアニンと二酸化チタンのような公知の光導電性材料の既に用いられている組合わせである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
Ｘ型又はＹ型のオキソ−チタニルフタロシアニン１００重量部に、５０００重量部の溶媒（メチルエチルケトン：シクロヘキサノンが５０：５０）と１〜３５重量部の二酸化チタンとを加え、この混合物を従来手段、例えばペイント・シェーカーを用いて分散させる。得られた混合物を、導電面である例えばアルミニウム・ドラムの陽極酸化面に電荷発生層として標準的な樹脂バインダーに塗布し、次いで、その上に電荷移動層をコーティングして光導電性部材（典型的には、ドラム又はベルト）を形成する。光導電性部材中では、光導電性部材が静電的に帯電され、次いで光によって画像形状に放電されることにより静電画像が形成される。
【０００６】
得られた光導電体では暗衰微が相当改善され、その感光性はフタロシアニンの多形体を適切に選択することによって制御される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
帯電後であって露光前における光導電体の表面電圧の経時変化を表わす暗衰微は、光導電性の重要な特性の一つである。この特性が性能の安定性を示す場合には、値が低いのが望ましい。図１には、Ｙ型のオキソ−チタニルフタロシアニンのみで構成された光導電体の暗衰微と、１０重量％の二酸化チタンを完全にブレンドした同じＹ型のオキソ−チタニルフタロシアニンの暗衰微を示す。なお、両者には同じ樹脂バインダーが用いられている。図１において、暗衰微は標準Ｙ型のみのもの及び混合物に対して電圧変化として示される。各比較対において、下側のグラフが混合物を示す。図２は図１と同様であって、オキソ−チタニルフタロシアニンはＸ型である。測定位置において同数のフタロシアニン分子を有するサンプルを用いて比較し、フタロシアニン濃度を変数として同じ光学密度で測定している。全ての測定データにおいて、二酸化チタンを含有するサンプルの暗衰微は１５から４０％減少している。これは、同じ光学密度のサンプルを極めて近似した方法と大きさで放電する際の感光作用によるものでない（すぐ後に議論する）。
【０００８】
感光性とは光エネルギーに応答した放電の大きさをいい、光エネルギーは光導電体表面のポテンシャルを所定値まで放電させるのに必要な光エネルギー量である。二酸化チタンを様々なＸ型及びＹ型のオキソ−チタニルフタロシアニンと組合わせて含有させることにより、光導電体の感光性の調整又は「チューニング」がかなり意のままにできることを表わす測定データを図３に示す。感光性は、標準サンプルより速いものからこれより遅いものへと調整できる（１０％二酸化チタンで沈殿させたＸ型であって水無しの光学密度１．４９のものは、標準Ｘ型であって水無しの光学密度１．４８のものに比べてより感光性（速い）であり、標準Ｘ型であって水無しの光学密度１．４８のものは、１０％二酸化チタンで撹拌したＸ型であって水無しの光学密度１．５８のものに比べて速い。）。
【０００９】
Ｘ型のオキソ−チタニルフタロシアニンの場合には、二酸化チタンを添加する方法が感光性に影響を及ぼし、酸処理の段階で二酸化チタンを添加する場合の感光性の方が、Ｘ型に二酸化チタンを添加する場合より通常高い。二酸化チタンの存在下における酸処理の手順は、以下の通りである。Ｘ型オキソ−チタニルフタロシアニンを、ジクロロメタン／トリフルオロ酢酸の混合物（容量で４：１）に溶解させる。次いで、この溶液を二酸化チタンを含有する水／メタノール混合物（容量で１：１）に撹拌しながら素早く加える。この場合のＸ型顔料の沈殿は、二酸化チタンの存在下に生起する。
【００１０】
速い遅いは、電圧対露光曲線の形状（傾き）に関係する。速い光導電体は大きな傾斜を有し、画素が黒色又は白色の「二色塗り」で有用であるが、灰色シェードは「二色印刷」塗りでは重要でない。一方、遅い光導電体は、連続トナー再生が望まれる印刷で必要である。例示したように、二酸化チタンのドーピングにより光導電体の感光性を広範囲で「チューニング」又は調整でき、非常に望ましい新規な特徴が得られる。
【００１１】
二酸化チタンを含有する前述の配合物のさらなる特徴は、残留電圧が低いことである。光導電体が効果的に操作されるので、残留電圧が低いことは好ましい特徴である。図３に見られるように、検討したケースの多くにおいて、二酸化チタンをドープした光導電体は標準のものより低い残留電圧を示す。
【００１２】
フタロシアニンと二酸化チタンとの全重量に対して１〜３５重量％の二酸化チタンが有効であることがさらに示される。二酸化チタンのアナターゼ型とルチル型の両方の多形体を、単独で又は組合わせて用いることができる。７０重量％のアナターゼ型と３０重量％のルチル型であるデグサのｐ−２５が、良好な結果物を通常生成する。
【００１３】
二酸化チタンをアルミナ粒子、酸化亜鉛（二酸化チタンと酸化亜鉛の両方に透過性であるレーザ光波長で試験した）及び他の無機物質で置換えた場合には、暗衰微に関する同様の結果は観察されなかった。同様に、二酸化チタンをポリビニルブチラールで置換えても暗衰微と感光性に対する効果は何らみられず、二酸化チタンによる改善結果が、電荷発生層を単に厚くした結果ではないことを示した。
他の特定の方法は明らかであり、また予想可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】二酸化チタンを混合したＹ型と比較したＹ型のみの光学密度に対する暗衰微の測定グラフを示す。
【図２】二酸化チタンを混合したＸ型と比較したＸ型のみの光学密度に対する暗衰微の測定グラフを示す。
【図３】二酸化チタンを混合した又は混合していない異なるＹ型とＸ型における感光性の測定グラフを示す。

Claims (7)

  1. オキソ−チタニルフタロシアニンと二酸化チタンとの混合物を含む光導電性要素であって、該二酸化チタンが、前記フタロシアニンと二酸化チタンとの全重量の１から３５重量％の量であり、前記フタロシアニンがＸ型である光導電性要素。
  2. 前記二酸化チタンがアナターゼ型二酸化チタンとルチル型二酸化チタンとの混合物である、請求項１に記載の光導電性要素。
  3. 前記アナターゼ型とルチル型との混合物が、７重量部のアナターゼ型と３重量部のルチル型である、請求項２に記載の光導電性要素。
  4. 前記Ｘ型フタロシアニンを、前記二酸化チタンの存在下において、水／メタノール混合物を添加することによってクロロメタン／フルオロ酢酸の混合物から沈殿させた、請求項１に記載の光導電性要素。
  5. オキソ−チタニルフタロシアニンと二酸化チタンとの混合物を含む光導電性要素であって、該二酸化チタンが、前記フタロシアニンと二酸化チタンとの全重量の１から３５重量％の量であり、前記フタロシアニンがＹ型である光導電性要素。
  6. 前記二酸化チタンがアナターゼ型二酸化チタンとルチル型二酸化チタンとの混合物である、請求項５に記載の光導電性要素。
  7. 前記アナターゼ型とルチル型との混合物が、７重量部のアナターゼ型と３重量部のルチル型である、請求項６に記載の光導電性要素。
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