JPH0934154A - 光レセプター用電荷注入バリア及び表面電荷注入最小化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子写真の光レセプターの電荷注入バリアで
あって、電荷発生層への電荷注入を最小にする該バリア
を提供する。 【解決手段】 電荷発生層１８とホール伝達層１６から
成る逆二層光レセプター１０の電荷発生層のトップ面上
に形成された電荷注入バリア２２であって、下式を有す
る少なくとも１つの共重合体から成る。 〔Ａ_ｘＢ_ｙＣ_ｚ〕_ｎ 式中、Ａ、Ｂ、Ｃ；単量体単位 Ａ；電荷発生層の表面からの電荷の漏洩を防ぐ電荷注入
阻害物質 Ｂ；共重合体の溶解度とガラス転移温度とを制御する溶
解度制御部分 Ｃ；表面電荷を中和するための電子電荷移動部分 ｎ；約１，０００〜１，５００，０００の分子量を与え
るに十分な数

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、全般的に、画像転
写技術に関し、より詳細には、電子写真の光レセプター
に関する。

【０００２】

【技術背景】電子写真（ＥＰ）レーザ印刷には、絶縁性
光伝導材料の選択表面領域上に形成されたトナー像を受
像体、例えば、普通紙、コート紙、（伝導性又は絶縁性
の）透明基板、もしくは中間伝達媒体に転写するため
に、顔料成分と熱可塑性成分とから成るトナーが使われ
る。

【０００３】レーザプリンタの産業分野においては、多
色画像に対する要求がある。画像品質は、５μｍ未満の
平均粒径を有する乾式トナーを含む小粒子現像剤を利用
する技術を含めて、多数の対処法によって高めることが
できる；例えば、米国特許第４，９２７，７２７号；第
４，９６８，５７８号；第５，０３７，７１８号；及び
第５，２８４，７３１号参照。しかし、１μｍの粒径を
有する電子写真の乾式トナーは特異領域が増大するので
作成が困難であることも分かっており、従って、液体ト
ナーは、サブミクロンのゼログラフ（ｘｅｒｏｇｒａｐ
ｈｉｃ）現像剤の実用的作成法としての１つの解決策と
なった。

【０００４】液体トナーは、液体キャリヤー媒体、即
ち、通常は特殊な炭化水素液、に分散した顔料成分と熱
可塑性成分とから成る。液体トナーに関しては、多色画
像を創り出すために、基本印刷カラー（黄、マゼンタ、
シアン、及び黒）を、光伝導体の表面へ、及びそこから
一枚の紙又は中間伝達媒体へ、連続的に付けてよいこと
が見い出されている。

【０００５】現在市場に出ている有機光伝導体製品は、
一般的に、主要成分として電荷発生層（ＣＧＬ）と電荷
伝達層（ＣＴＬ）とから成る二層有機光伝導体（ＯＰＣ
ｓ）である。これらの層に加えて、光伝導体本体は、基
板に対する粘着性を高めるために又は表面耐磨耗性を改
善するために又は画像伝達効率を向上できるよう表面粘
着性を減ずるために、他の材料で下塗り又は上塗りして
よい。下塗り層又は上塗り層を追加されたＯＰＣは、有
機光レセプター（ＯＰＲ）となり、様々な設計の電子写
真システムにいつでも利用できる。

【０００６】市販されているほとんどの多層ＯＰＲｓ
は、厚いホール（ｈｏｌｅ）伝達ホール（ｈｏｌｅ）層
が薄いＣＧＬの上部に配置されている負に帯電したＯＰ
Ｃである。これは、標準型、又は在来型の二層ＯＰＣと
呼ばれるものである。在来型の場合、ＣＧＬは、通常、
不活性バインダーに約９０ｗｔ％未満の範囲の顔料／染
料含量で分散された光伝導性顔料又は染料を含む。しか
し、ＣＧＬにおける１００％顔料は、顔料のＣＧＬが薄
膜の形で真空蒸着される場合は可能である；例えば、米
国特許第４，５７８，３３４号参照。分散を安定化する
機能に加えて、ＣＧＬバインダーはまた、接着という重
要な役割を演ずる。在来型の二層ＯＰＣは、電子伝達が
用いられる時は正に帯電したＯＰＣであってもよい。

【０００７】正に帯電したＯＰＣはまた、光伝導性顔料
がバインダー基質に単に分散されている単層として又は
薄いＣＴＬの上部に配置された厚いＣＧＬとしても知ら
れている。いわゆる逆複合構造に基づく正（＋）の光レ
セプターの場合、ＣＧＬにおける電荷発生要素は、例え
ば、顔料、染料、及び電荷伝達分子から成る。電荷伝達
層は、キャリヤーとしてのホールに基づいている。

【０００８】在来型の電子写真用二層光レセプターは、
一般に、電荷発生層が金属製基板上に、特に、アルミニ
ウム上に直接デポジットされる時は、たとえそのデポジ
ション・プロセスが有機コーティング・プロセス又は真
空昇華プロセスであろうと、異常に高い暗減衰を呈す
る。この現象は、ＣＧＬにおける電荷発生分子の量の増
加に起因して又はＣＧＬの厚みの増加に起因して、電荷
発生分子と基板金属との間で大きい接触が生ずる時に極
めて顕著である。この現象は、顔料（ジブロモアンサン
スロン《ｄｉｂｒｏｍｏ ａｎｔｈａｎｔｈｒｏｎ
ｅ》、ペリレンを含むポリ芳香族顔料、ビス−、トリス
−、テトラキス−アゾ顔料を含むポリアゾ顔料、フタロ
シアニン顔料、ピロロ−ピロル（ｐｙｒｏｌｌｏ−ｐｙ
ｒｏｌｅ）顔料，及びその類）、染料（シアニン染料、
ピリリウム染料、スクアリリウム染料、及びその類）、
及び重合電荷発生分子（ドーパントがあるか又は無い、
ポリフェニレンビニリデン、ポリビニルカルバゾール、
及びその類）を含むほとんどの既知の電荷発生分子につ
いて起こるものである。この現象は、基板金属から電荷
発生分子中へのこれらの２つの要素間の直接接触を介し
て起こる電荷注入と関連しており；接触が大きければ大
きい程、暗減衰は高くなると考えられている。

【０００９】電子写真用の正に帯電の光レセプターは、
一般に、繰り返しサイクルで、高い暗減衰性と低い電荷
受容性を示す。この現象は、コロナ帯電系が用いられ時
に非常に顕著であり、その表面から注入された正のコロ
ナイオン電荷と関連することが予想されるものである。

【００１０】逆複合構造に基づく正の光レセプターの場
合、表面電荷注入は、ＣＧＬにおける顔料、染料、又は
ホール伝達分子成分の何れか又は全てに関係すると考え
られている。

【００１１】従って、金属電極（在来型二層光レセプタ
ー）から又は自由表面（逆二層光レセプター）からＣＧ
Ｌへの電荷注入を最小にする必要性は存在するのであ
る。

【００１２】

【発明の目的】本発明は、この要求に答えるもので、光
レセプターに設けられる電荷注入バリアとこのバリアを
使用する表面電荷注入最小化方法とを提供することを目
的とする。

【００１３】

【発明の概要】本発明に従い、薄い（＜５μｍ）バリア
層が、ホール伝達を使って逆二層光伝導体の最上表面
に、又はホール伝達又は電子伝達のどちらかを使って単
層光伝導体の少なくとも１つの面上、又は在来の二層光
伝導体の電導性基板上に、生成される。電荷注入バリア
層と呼ばれる薄いバリア層は、式Ａ_ｘＢ_ｙＣ_ｚで与えら
れる共重合体から成り、ここで、Ａ、Ｂ及びＣは単量体
単位であり、且つＡは、その表面から又は電導性基板と
電荷発生層との間の境界面からの電荷の漏洩を防ぐ電荷
注入阻害物質（ｃｈａｒｇｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｐ
ｒｏｈｉｂｉｔｏｒ）であり、Ｂは、重合体の溶解度及
びガラス転移温度を制御する溶解度制御部分（ｓｏｌｕ
ｂｉｂｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｉｅｔｙ）であ
り、そしてＣは、表面電荷／境界面電荷を中和するため
の電子電荷移動部分（ｅｌｅｃｔｒｏｎｃｈａｒｇｅ
ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｉｅｔｒｙ）である。ｙが０で
ある上式の共重合体も本発明の実施には有用である。

【００１４】好都合には、Ａ、Ｂ及びＣは全てビニル基
を包含する。ｘの値は少なくとも約０．０１であり、ｙ
は少なくとも０で、ｚは少なくとも約０．０１であり、
その合計ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。ｙの最大値は約０．
３、一方ｚの最大値約０．４である。

【００１５】本発明の電荷注入バリアは、（１）表面か
ら又は金属基板からの電荷注入を阻止し、且つ暗減衰と
デバイスの電荷受容を安定化させ；（２）反復サイクル
での電子又はホール捕捉に起因する電荷の累積を避けな
がら、表面又は境界面の電荷を効果的に中和できるよう
ＣＧＬから金属基板への又はその表面への電子の移動／
伝達を可能にし；そして（３）溶解度及びガラス転移温
度Ｔｇに関連する重合体連鎖移動現象を制御するもので
ある。

【００１６】

【発明の好ましい実施の形態】各図を通して類似の符号
によって類似の要素が示されている諸図を参照して説明
すると、図１は、支持体１４上に形成された電導性電極
１２を含む正の逆二層光レセプター１０の構成を示す。
一例として、支持体１４は、ウェブ（例えば、ドラム）
又は下にあるウェブ（非表示）への接着性を高めるサブ
（ｓｕｂｂｉｎｇ）層であってよく、一方、電導性電極
１２は、通常、アルミニウムから成る。ホール伝達層１
６は電導性電極１２上に形成される。電荷発生層１８は
ホール伝達層１６の上に形成される。本発明に従って諸
材料を用いている電荷注入バリア層２０は電荷発生層１
８の上に形成する。最上部のトップコート２２は電荷注
入バリア層２０の上に形成する。

【００１７】図２は、正の単層光レセプター１０′の構
成を示す。諸要素は、単層の光伝導体層２４がホール伝
達層と電荷発生層との機能を兼備すること以外は、図１
に示すものと同じ。電荷注入バリア層２０は単層光伝導
体層２４の上部に配置する。

【００１８】図３は、電荷注入バリア層２０が電導性電
極１２と単層光伝導体層２４との間にサンドウィッチ状
に挟まれていることを除けば、図２に示すそれと類似の
構成を示す。

【００１９】図４は、図２と図３の両方を組合せた構
成、即ち２つの電荷注入バリア層２０ａ、２０ｂが採用
されていて、その１つ（２０ａ）は電導性電極１２と単
層光伝導体層２４との間にサンドウィッチされ、他の１
つ（２０ｂ）は単層光伝導体層２４の上部に配置されて
いる構成を示す。

【００２０】図５は、電荷注入バリア２０を用いてよい
在来型の二層光レセプター１０″の構成を示す。電荷伝
達層２６に電子伝達が用いられる場合、光レセプターは
正に帯電して活性になる。電荷伝達層２６にホール伝達
が用いられる場合、光レセプターは負に帯電して活性に
なる。

【００２１】有機光伝導体（ＯＰＣ）については、電荷
発生層（ＣＧＬ）は、通常、バインダーに分散された光
伝導性顔料又は染料から成る。適当な光伝導性顔料及び
染料分子（電荷発生分子）の例には下記のものがある： （ａ）フタロシアニン顔料の準安定型：金属を含有して
いないフタロシアニン顔料（ｘ−Ｈ_２Ｐｃ）のｘ−型、
タウ（τ）−型、銅フタロシアニン顔料のアルファ
（α）−、エプシロン（ε）−、ベータ（β）−型、チ
タニル・フタロシアニン顔料（ＴｉＯＰｃＸ_４、ここ
で、ＸはＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、バナジル・フタロ
シアニン顔料（ＶＯＰｃ）、マグネシウム・フタロシア
ニン顔料（ＭｇＰｃ）、亜鉛フタロシアニン顔料（Ｚｎ
Ｐｃ）、クロロインジウム・フタロシアニン顔料（Ｃｌ
ＩｎＰｃ）、ブロモインジウム・フタロシアニン顔料
（ＢｒＩｎＰｃ）、クロロアルミニウム・フタロシアニ
ン顔料（ＣｌＡｌＰｃ）、ヒドロキシガリウム・フタロ
シアニン顔料、及びその類； （ｂ）ピロロピロル顔料； （ｃ）テトラカルボキシイミド・ペリレン顔料； （ｄ）アンサンスロン顔料； （ｅ）−ビスアゾ、−トリアゾ、及び−テトラキサゾ顔
料； （ｆ）酸化亜鉛顔料； （ｇ）硫化カドミウム顔料； （ｈ）六角セレニウム； （ｉ）スクアリリウム染料；及び （ｊ）ピリリウム染料。

【００２２】上述の電荷発生分子用の適当なバインダー
の例には、ポリスチレン、ポリシラン、ポリカーボネー
ト、ポリイミド、ポリゲルマン、ポリエステル、ポリビ
ニルブチラール（ＰＶＢ）、及び当分野でよく知られて
いるような他の材料がある。その他の適当なバインダー
には、そのフレキシブル・バックボーンのために重合体
の配座（ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）に大幅のフレキシ
ビリティーを有し、且つ約１２０℃を下回るガラス転移
温度を有する熱硬化性及び熱可塑性重合体があり、これ
は、Ｋｈｅ Ｃ．Ｎｇｕｙｅｎ等による１９９４年８月
８日付け米国出願のＮｏ．０８／２８７，４３７、表
題：“Ｒｅｕｓａｂｌｅ ＩｎｖｅｒｓｅＣｏｍｐｏｓ
ｉｔｅ Ｄｕａｌ−Ｌａｙｅｒ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈ
ｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｕｓｉｎｇ Ｓｐｅｃｉｆ
ｉｃ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ Ａｖａｉｌａｂｌｅ ｆｏｒ
Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓ
ｓｗｉｔｈ Ｎｏｎ−Ｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ Ｓｏｌ
ｖｅｎｔｓ”に開示され、且つ本出願と同一の譲受人に
譲渡されているようなものである。これらの追加的バイ
ンダーは特異なビニルポリマーから成る。

【００２３】ホール伝達剤は、典型的には、限定はされ
ないが、トリアリールメタン、トリアリールアミン、ヒ
ドロゾン、ピラゾリン、オキサジアゾール、スチリル誘
導体、カルバゾリル誘導体、及びチオフェン誘導体を含
む在来型のホール伝達分子の何れかから成る。

【００２４】本発明の電子注入阻害物質は、限定はされ
ないが、Ｓｅ及びＡｓ_２Ｓｅ_３を含む正帯電の無機光伝
導体と組合せても有効である。

【００２５】伝達分子は、在来型の二層光レセプター１
０″の伝達層２６で用いることができる。ホール伝達分
子に関しては、限定はされないが、アリールアミンとそ
の誘導体、ヒドラゾン、ピラゾリン、トリフェニルメタ
ン、カルボゾールとその誘導体、ポリシラン、ポリゲル
マン、オキサジアゾール、ベンゾトリアゾール、及びそ
の類を含む、周知のホール伝達分子の何れかを用いてよ
い。電子伝達分子については、限定はしないが、ジベン
ゾキノン、トリニトロフルオレノンとその誘導体、ジフ
ェニルスルホン、及びその類を含む、周知の電子伝達分
子の何れかを用いてよい。

【００２６】１．基本概念：本発明は、注入された表面
電荷又は境界面の電荷を式Ａ_ｘＢ_ｙＣ_ｚで与えられる共
重合体の機能的設計に基づく電荷注入バリア材料によっ
て最小にするための解決策を提供するものである。この
目的のための共重合体は、次の３つの基本的官能基を包
含するよう設計される： Ａ：電荷注入阻害単量体単位； Ｂ：重合体連鎖移動制御単量体単位； Ｃ：電子移動単量体単位。

【００２７】電荷注入阻害単量体単位は、表面から又は
導電体基板からの電荷注入を阻止して暗減衰とデバイス
の電荷受容を安定化させる。任意の重合体連鎖移動制御
単量体単位は、反復サイクルでの電子捕捉に起因する電
荷の累積を避けながら、表面電荷を効果的に中和できる
よう、電荷発生層（ＣＧＬ）からその表面への電子の移
動／伝達を可能にする。電子移動単量体単位は、溶解度
及びガラス転移温度Ｔｇに関連する重合体の連鎖移動現
象を制御するものである。多くの場合、正の逆二層光レ
セプターには最終的なトップコートが必要となる。それ
故、電荷注入バリア層は、光伝導体の母材を毒物作用か
ら防御するトップコートに対して化学的に安定なもので
なければならない。

【００２８】上式において、ｘの値は少なくとも約０．
０１であり、ｙは０から約０．３まで及び好ましくは約
０．２までの範囲にあり、ｚは約０．０１から０．４ま
での範囲にあり、その合計ｘ＋ｙ＋ｚ＝１となる。本明
細書で用いられているように、用語“共重合体”は、２
つの単量体単位（Ａ−Ｃ）の重合体及び３つの単量体単
位（Ａ−Ｂ−Ｃ）の重合体の両方を指す。

【００２９】単一の共重合体を電荷注入バリア層として
採用してよい。あるいは、所望の特異的な性質に適合す
るよう仕立てるために２つ以上の共重合体のブレンドを
用いてもよい。

【００３０】２．電荷注入バリアの化学： Ａ．Ａ、Ｂ、及びＣ単量体単位の例：Ａ単量体単位は、
＞Ｎ−、＞ＮＨ、及び−ＮＨ_２のようなアミンを保持す
るビニルモノマーから選択される。正電荷注入阻害単量
体単位の例は次の通り：

【００３１】

【化１】

【００３２】Ｂ単量体単位は、次のようなビニルスチレ
ン誘導体及びビニルフルオライドから選択される：

【００３３】

【化２の１】

【００３４】

【化２の２】

【００３５】１つ以上のメチル基（−ＣＨ_３）をフェニ
ル環に配して溶解度を高めることができる；例えば、上
の式（ｄ）及び（ｅ）参照。さらに、Ｆ及び／又は−Ｃ
Ｆ_３は、Ｂ単量体単位に使われる任意のフェニル環に組
込んでよく、そのフッ素原子は熱挙動を高めるために使
われる。

【００３６】Ｃ単量体単位は、電子求引性基、例えば、
ヒドロキシ、カルボニル、ハロゲン、シアノ、ニトロ
（−ＮＯ_２）、スルホニル、及びその類を保持している
次のようなビニルモノマーから選択される：

【００３７】

【化３の１】

【００３８】

【化３の２】

【００３９】Ｂ．合成法：本発明の共重合体は、好都合
には、ビニルモノマーの熱重付加（ｔｈｅｒｍａｌ ｐ
ｏｌｙａｄｄｉｔｉｏｎ）によって作られる。この手続
きは当分野で周知である。詳細には、適当なビニルモノ
マーの混合物を、不活性雰囲気、例えば、窒素中で、少
なくとも約８０℃で数時間（例えば、８０時間）、アザ
・ビス−イソ−ブチロニトリル（ａｚａ ｂｉｓ−ｉｓ
ｏ−ｂｕｔｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ《ＡＩＢＮ》）のよう
な開始剤と共に攪拌する。共重合体の精製は、沈殿剤と
して水又はヘプタンのような非溶媒を使って、既知の溶
媒、例えば、アルコールからの沈殿によって達成され
る。アルコール溶媒は、メチルアルコール、エチルアル
コール、又はイソプロピルアルコールのような、１〜４
個の炭素原子から成る低分子量のアルコールである。温
度は、重合体の分子量を制御できるよう少なくとも約８
０℃でなければならず、この温度以下ではそれほど容易
には制御できない。

【００４０】共重合体（Ａ−Ｂ−Ｃ又はＡ−Ｃ）は、熱
可塑性物質又は熱硬化性物質として作成してよい。熱硬
化性共重合体は、上に列挙したヒドロキシ含有モノマー
（例えば、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシ
メチルメタクリレート等）の１つをＣ単位として使い、
且つ適当な架橋剤、例えば、イソシアネート、メラミ
ン、エポキシ、ジアルデヒド、フェノール樹脂を付加す
ることによって作成する。付加する架橋剤の量は、Ｃの
量に関連しており、ほぼｚの値に同じ。

【００４１】Ｃ．実施例：本発明の実施に当たり適切に
用いられたＡ−Ｃ及びＡ−Ｂ−Ｃの単量体単位から成る
共重合体の諸例には次のものが含まれる：

【００４２】

【化４】

【００４３】前述の重合体の諸例には次のものが含まれ
る： ｘ＝０．６０，ｙ＝０．２０，ｚ＝０．２０； ｘ＝０．６０，ｙ＝０．１０，ｚ＝０．３０； ｘ＝０．５０，ｙ＝０．１０，ｚ＝０．４０；

【００４４】この重合体のｎの値は、本発明の重合体の
全てにおけるように、約１，０００〜１，５００，００
０の分子量を与えるほどの十分な量である。

【００４５】

【化５の１】

【００４６】

【化５の２】

【００４７】

【化６の１】

【００４８】

【化６の２】

【００４９】

【化６の３】

【００５０】さらに別の好ましいＡ−Ｃ重合体には、ポ
リ〔ビニルピリジン／エチルアクリレート〕、ポリ〔ビ
ニルピリジン／エチルメタクリレート〕、ポリ〔ビニル
ピロリドン／ヒドロキシエチルアクリレート〕、ポリ
〔ビニルピロリドン／エチルアクリレート〕、及びポリ
〔ビニルピロリドン／エチルメタクリレート〕がある。

【００５１】３．特性：本発明の実施例の全ての共重合
体（Ａ−Ｂ−Ｃ及びＡ−Ｃ重合体）は、アルコールに高
溶解性を示し、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジクロ
ロメタン（ＤＣＭ）、及びその類のような溶媒において
低溶解性を示す。

【００５２】本発明の共重合体から成るバリア層をＣＧ
Ｌのトップ面上に厚さ５μｍ以下までコートし、且つオ
ーブン中で６０℃〜２００℃で約５分〜２時間で乾燥す
る。好ましくは、バリア層の厚さは、少なくとも約０．
０１μｍで且つ約１μｍ未満である。乾燥温度と乾燥時
間の例は、８０℃で２０分間である。

【００５３】バリアは、優れた電荷安定性と優れた帯電
／光ディスチャージ特性を示す。

【００５４】

【実施例】

実施例１ ｘ−型の金属を含有しないフタロシアニン（ｘ−Ｈ_２Ｐ
ｃ）１５ｇ、ポリカーボネート（Ｍａｋｒｏｌｏｎ，Ｍ
ｏｂａｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）８５ｇ、及びテトラヒド
ロフラン（ＴＨＦ）９００ｇをステンレス鋼ビーズを使
ってボールミル中で４８時間共に粉砕した。その懸濁を
ドクターブレードを使ってアルミニウム／マイラー上に
コートした。そのコート層を８０℃で２時間乾燥して厚
さ１５μｍのコート層を得た。このコートによって、米
国特許第５，３２０，９２３号に記載されたような、単
層光伝導体が形成された。

【００５５】次に、電荷注入バリア層を作製するため、
１５ｇの共重合体ポリ〔（ビニルピリジン）_ｘ（ビニル
ビフェニル）_ｙ（ビニルアセテート）_ｚ〕、ここでｘ＝
０．６０、ｙ＝０．２０、及びｚ＝０．２０、を８５ｇ
のイソプロパノール（ＩＰＡ）に溶解した。その溶液を
ドクターブレードを使って上述のように光伝導体のトッ
プ面上に上塗りした。そのコートを８０℃で２時間乾燥
した。コート厚は約０．３μｍであった。

【００５６】次いで、トルエン中のシラノール基（Ｔｏ
ｒａｙ−Ｄｏｗ ＣｏｒｎｉｏｎｇＲＶ ３１４０）で
終結されるポリジメチルシロキサン溶液を電荷注入バリ
アコートの上部に上塗りすることにより、そのトップコ
ートを形成した。コートは、オーブン中で１３５℃で１
５分間乾燥した。

【００５７】次いで、寿命試験のため、完全なフル構成
の光伝導体をヒューレット・パッカード社で開発したプ
ロトタイプのレーザプリンタに組込んだ。この寿命サイ
クル試験の処理では、その光伝導体をグリッド電圧Ｖｇ
＝＋６００Ｖで設定されたコロナ充電器にかけ、次いで
７８０ｎｍのレーザ走査系で同期された光学プリントヘ
ッドに連続的にさらした。その系の速度を３インチ／秒
に設定した。画像のバックグラウンドに対応する表面電
位Ｖｗ（ボルト）、暗減衰速度（ＤＤＲ）（Ｖ／ｓ）、
及び画像領域に対応する放電電位Ｖｂ（ボルト）は、プ
ローブメータＴｒｅｋ型で検出した。これらの全ての測
定は、コンピュータで自動制御した。

【００５８】電荷注入効果は、１回目のサイクルと１０
０回目のサイクルでＶｗ（ボルト）とＤＤＲとを比較し
て検出した。寿命サイクルも６０℃設定の高温度で繰り
返した。そのデータを表１（２５℃で測定）及び表２
（６０℃で測定）に示した。

【００５９】比較例１ａ 光伝導体を電荷注入バリアでもトップコートでも上塗り
しなかったこと以外は、実施例１の実験を反復した。そ
の結果を表１及び表２に示す。

【００６０】比較例１ｂ 電荷注入バリアだけを省いた以外は、実施例１の実験を
反復した。その結果を表１及び表２に示す。

【００６１】

【表１】

【００６２】

【表２】

【００６３】実施例２ ４０ｇのｐ−トリルアミンと６０ｇのポリカーボネート
（Ｍａｋｒｏｌｏｎ，Ｍｏｂａｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）
とを９００ｇのジクロロメタンで溶かした。その溶液を
ドクターブレードを使ってＡｌがコートされたポリエス
テル（Ｍｙｌａｒ）上にコートした。そのコートをオー
ブン中で８０℃で４時間乾燥した。コートの厚さは約２
０μｍであった。このコートは、ホール伝達層として機
能した。

【００６４】次に、３０ｇのｘ−Ｈ_２Ｐｃと１５ｇのポ
リカーボネート（Ｍａｋｒｏｌｏｎ，Ｍｏｂａｙ Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ）と３６５ｇのＴＨＦとを粉砕媒体として
ステンレス鋼ビーズを使ってボールミル中で４８時間共
に粉砕した。そのコーティング溶液を５ｗｔ％まで希釈
し、上述のホール伝達層のトップ面にコートした。この
コートにより、８０℃で２時間乾燥後０．８μｍの厚さ
を呈する電荷発生層が形成された。

【００６５】次に、共重合体ポリ〔（ビニルピリジン）
_ｘ（ビニルビフェニル）_ｙ（ビニルアセテート）_ｚ〕、
ここでｘ＝０．６、ｙ＝０．１、及びｚ＝０．３、から
成る電荷注入バリアを、実施例１と同じ手順でＣＧＬの
トップ面上にデポジットした。

【００６６】次に、トップコートを実施例１と同じ方法
で設けた。フル構成の光レセプターを実施例１と同じ方
法で試験した。その結果を表３及び表４に示す。

【００６７】比較例２ａ 光伝導体を電荷注入バリアでもトップコートでも上塗り
しなかったこと以外は、実施例２の実験を反復した。

【００６８】比較例２ｂ 逆二層光伝導体にバリア層ではなくてトップコートだけ
を設けた以外は、実施例２の実験を反復した。

【００６９】比較例２ｃ 電荷注入バリア層を共重合体の代わりにポリビニルピリ
ジンでコートした以外は、実施例２の実験を反復した。
１回目のサイクルで直ぐに非常に高い放電電位Ｖｂ＝１
５０ボルトになった。

【００７０】比較例２ｄ 電荷注入バリア材料としてビニルアセテートを使った以
外は、実施例２の実験を反復した。１０００サイクル
後、ＤＤＲ＝２０Ｖ／ｓとなった。このことは、ＰＶＡ
ｃだけは有効な電荷注入バリアとして機能しないことを
示している。

【００７１】

【表３】

【００７２】

【表４】

【００７３】これらの結果から観察されることは、本発
明の共重合体を用いる電荷注入バリアは、室温及び高温
の両温度で表面からの正電荷の注入を妨げることによっ
て光レセプターの電荷保持能力を高めることができると
いうことである。

【００７４】実施例３ ２５ｇの共重合体（ビニルピリジン）_０．７（スチレ
ン）_０．１（ヒドロキシエタクリレート）_０．２と５ｇ
のイソシアネート（Ｄｅｓｍｏｎｄｕｒ Ｎ−７５，Ｍ
ｏｂａｙ ｃｈｅｍｉｃａｌ）とを９２５ｇのイソプロ
パノールに溶解した。その溶液をドクターブレードを使
ってＡｌ／マイラー基板上にコートし、オーブン中で１
００℃で１時間乾燥後に厚さ０．７μｍを得た。この層
は、電荷注入バリア層を構成した。

【００７５】次に、３０ｇのチタニルフタロシアニン
（ＴｉＯＰｃ）を４５０ｇのＴＨＦに溶かしたポリビニ
ルブチラール（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）と
共にボールミル中でステンレス鋼ビーズ（直径５ｍｍ）
を使って粉砕して懸濁を得た。その溶液をドクターブレ
ードを使って上述の電荷注入バリア層のトップ面上にコ
ートし、オーブン中で１００℃で１時間乾燥後にコート
厚１μｍを得た。この層は、電荷発生層を構成した。

【００７６】次に、実施例２で述べた電荷伝達層を上述
の電荷発生層のトップ面上に実施例２と同じ方法で設け
た。光伝導体を実施例１で用いた性能試験にかけた。こ
の場合、光レセプターをグリッド電圧Ｖｇ＝−８００Ｖ
で設定されたコロナ充電器で充電し、次いで７８０ｎｍ
のレーザ走査系で同期された光学プリントヘッドに連続
的にさらした。表面電位Ｖｗ（ボルト）は、２．０Ｖ／
ｓの暗減衰速度及び−１０Ｖの残留電圧に関して−７９
６Ｖであることが測定された。

【００７７】比較例３ａ 電荷注入バリア層のコートを省いた以外は、実施例３を
繰り返した。この場合の表面電位Ｖｗ（ボルト）は、
８．３Ｖ／ｓの暗減衰速度に関して−４００Ｖであるこ
とが測定された。この比較例により、電荷注入バリア層
は、在来型の二層負帯電光レセプターに対して高暗減衰
を防ぎ且つ高電荷受容性を与えることが確認される。

【００７８】実施例４ 電荷伝達が下記の化学構造を有する電子伝達分子であっ
たこと以外は、実施例３を繰り返した：

【００７９】

【化７】

【００８０】比較例４ａ 電荷注入バリア層のコートを省いた以外は、実施例４を
繰り返した。

【００８１】実施例４及び比較例４ａの両方のサンプル
を実施例１の性能試験にかけた。その結果を表５に示
す。

【００８２】

【表５】

【００８３】これらの結果から、電荷注入バリア層のコ
ートは、アルミニウム電極からの電子注入を防いで比較
的高い電荷受容性と比較的低い暗減衰を与えることが確
認される。この防御法は、正帯電の光レセプターの電荷
受容性と電荷保持能力を改善するものである。

【００８４】実施例５ ８ｇの共重合体（ビニルピリジン）_０．７（ヒドロキシ
エチルエタクリレート）_０．３と２．４ｇのポリイソシ
アネートＮ−７５（Ｄｅｓｍｏｎｄｕｒ，Ｍｏｂａｙ
ｃｈｅｍｉｃａｌ）とから成る電荷注入バリア層をイソ
−プロパノール（２．５ｗｔ％固形分）に溶解し、その
溶液をドクターブレードを使ってＡｌ／マイラー基板上
にコートし、１３５℃で１時間焼成後に厚さ０．７μｍ
を得た。

【００８５】次に、単層光伝導体本体と表面電荷注入バ
リアとを実施例１と同様にして設けた。この種の光レセ
プターは二重の電荷注入層を有しており、その１つは表
面電荷注入防御用であり、他は電極電荷注入防御用であ
る。この光伝導体は、５５℃の動作試験において１００
Ｋ回未満の広範囲の試験サイクルにわたって極めて安定
な電荷受容性と暗減衰を示すものである。

【００８６】

【産業上の用途】本発明の実施に用いられる共重合体
は、電子写真の応用分野における電荷注入バリアとして
用途を見い出すことが期待される。本発明の電荷注入バ
リアをもつ光レセプターは、液体トナー及び乾式トナー
の両方に用いることができる。

【００８７】このように、電子写真の分野において使用
される電荷注入バリア材料としての共重合体が開示され
た。明白な特徴の様々な変更並びに修正を実施してよ
く、且つ上記の如き諸変更並びに諸修正の全ては本発明
の範囲内に帰着するものと考えられる、ということは熟
練した当業者には難なく分かるであろう。

【００８８】以上のように、本発明は、〔１〕電荷発生
層（１８）とホール伝達層（１６）とから成る逆二層光
レセプター（１０）の電荷発生層（１８）のトップ面上
に、又は単層光レセプター（１０′）の単一光伝導体
（２４）の少なくとも１つの表面上に、又は電荷発生層
（１８）とホール伝達もしくは電子伝達の何れかを使う
電荷伝達層（２６）とから成る在来型の二層光レセプタ
ー（１０″）の電導性基板（１２）上に、形成される電
荷注入バリア（２２）であって、下式を有する少なくと
も１つの共重合体から成ることを特徴とする電荷注入バ
リア（２２）に関し、以下のような好ましい実施態様を
有する。 〔Ａ_ｘＢ_ｙＣ_ｚ〕_ｎ 式中、Ａ、Ｂ、Ｃ；単量体単位 Ａ；電荷発生層（１８，２４）の表面から、又は電導性
基板（１２）と電荷発生層（１８，２４）との間の境界
面から、の電荷の漏洩を防ぐ電荷注入阻害物質 Ｂ；共重合体の溶解度とガラス転移温度とを制御する溶
解度制御部分 Ｃ；表面電荷を中和するための電子電荷移動部分 ｎ；約１，０００〜１，５００，０００の分子量を与え
るに十分な数

【００８９】〔２〕Ａ、Ｂ、及びＣの単量体単位の各々
は、少なくとも１つのビニル基を包含し、ｘの値は少な
くとも約０．０１であり、ｙの値は０〜約０．３の範囲
であり、ｚの値は約０．０１〜０．４であり、その合計
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０となる〔１〕記載の電荷注入バリア
（２２）。

【００９０】〔３〕単量体単位Ａが少なくとも１つのア
ミン基をもつビニル単量体であり、単量体単位Ｂがビニ
ルスチレン誘導体又はビニルフルオライドであり、単量
体単位Ｃが少なくとも１つの電子求引性基をもつビニル
単量体である〔１〕記載の電荷注入バリア（２２）。

【００９１】〔４〕少なくとも１つのアミン基が、＞Ｎ
−、＞ＮＨ、及び−ＮＨ_２から成る群から選択され、前
記の少なくとも１つの電子求引性基がヒドロキシ、カル
ボニル、ハロゲン、シアノ、ニトロ、及びスルフリルか
ら成る群から選択される〔３〕記載の電荷注入バリア
（２２）。

【００９２】〔５〕単量体単位Ａがビニルピリジン、Ｎ
−ビニルピロリドン、ジエチルアミノスチレン、ジエチ
ルアミノメタクリレート、ビニルイミダゾール、Ｎ−ビ
ニルカルバゾール、及びアクリルアミドから成る群から
選択され、単量体単位Ｂがスチレン、ビニルビフェニ
ル、α−メチルスチレン、４−メチルスチレン、３，５
−ジメチルスチレン、１−ビニルアントラセン、９−ビ
ニルアントラセン、ビニルフェロセン、Ｎ−ビニルカル
バゾール、フェニルスチレン、及びビニリジンフルオラ
イドから成る群から選択され、単量体単位Ｃがメチルア
クリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレー
ト、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ビ
ニルアセテート、ビニルアルコール、ビニルクロライ
ド、ビニリデンフルオライド、ビニリデンクロライド、
ブロモスチレン、ヒドロキシメチルメタクリレート、ヒ
ドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタク
リレート、ヒドロキシエチルアクリルアミド、ヒドロキ
シエチルメタクリルアミド、式ＣＨ_２＝Ｃ（Ｒ）ＣＨ_２
ＯＨ（式中、ＲはＨ又はＣＨ_３）のアリルアルコール、
式ＣＨ_２＝Ｃ（Ｒ１）−Ｏ−Ｒ２−ＣＨ_２ＯＨ（式中、
Ｒ１はＨ又ＣＨ_３、Ｒ２は（ＣＨ_２）_ｎ、ｎは０〜１０
の整数）のアリルアルコール、及び式ＣＨ_２＝Ｃ（Ｒ）
ＯＨ（式中、ＲはＨ又はＣＨ_３）のビニルアルコールか
ら成る群から選択される〔４〕記載の電荷注入バリア
（２２）。

【００９３】〔６〕共重合体が、ポリ〔ビニルピリジン
／ビニルビフェニル／ビニルアセテート〕、ポリ〔ビニ
ルジエチルアミノメタクリレート／ビニルビフェニル／
ビニルアセテート〕、ポリ〔ビニルピロリドン／ビニル
ビフェニル／ビニルアセテート〕、ポリ〔ビニルジエチ
ルアミノスチレン／ビニルビフェニル／ビニルアセテー
ト〕、ポリ〔ビニルピリジン／ビニル−α−メチルスチ
レン／ビニルアセテート〕、ポリ〔ビニルピリジン／ビ
ニルビフェニル／ヒドロキシエチルアクリレート〕、ポ
リ〔ビニルピリジン／ビニルビフェニル／アクリルアミ
ド〕、ポリ〔ジエチルアミノメタクリレート／ヒドロキ
シエチルアクリレート〕、ポリ〔ビニルピリジン／ヒド
ロキシエチルアクリレート〕、ポリ〔ビニルピリジン／
メチルアクリレート〕、ポリ〔ビニルピリジン／メチル
メタクリレート〕、ポリ〔ビニルピロリドン／メチルア
クリレート〕、ポリ〔ビニルピロリドン／メチルメタク
リレート〕、ポリ〔ビニルピリジン／ヒドロキシエチル
メタクリレート〕、ポリ〔ビニルピリジン／エチルアク
リレート〕、ポリ〔ビニルピリジン／エチルメタクリレ
ート〕、ポリ〔ビニルピロリドン／ヒドロキシエチルア
クリレート〕、ポリ〔ビニルピロリドン／ヒドロキシエ
チルメタクリレート〕、ポリ〔ビニルピロリドン／エチ
ルアクリレート〕、及びポリ〔ビニルピロリドン／エチ
ルメタクリレート〕から成る群から選択される〔３〕記
載の電荷注入バリア（２２）。

【００９４】〔７〕共重合体が熱可塑性又は熱硬化性で
ある〔１〕記載の電荷注入バリア（２２）。

【００９５】また、本発明は、〔８〕光レセプター（１
０，１０′，１０″）における表面電荷注入を最小にす
る方法において、逆二層光レセプター（１０）の電荷発
生層（１８）のトップ面上に、又は単層光レセプター
（１０′）の単一光伝導体（２４）の少なくとも１つの
表面上に、又は在来型二層光レセプター（１０″）の電
導性基板上に、少なくとも１つの共重合体から成る請求
項１記載の電荷注入バリア層（２２）を形成することを
特徴とする表面電荷注入最小化方法に関し、以下のよう
な好ましい実施態様を有する。

【００９６】

〔９〕電荷注入バリア層（２２）が約５μ
ｍという最大厚まで形成される〔８〕記載の方法。

【００９７】〔１０〕電荷注入バリア層（２２）が、溶
媒に溶かした共重合体の溶液で電荷発生層（１８，２
４）又は電導性基板（１２）をコートすることにより電
荷発生層（１８，２４）の上に又は電導性基板（１２）
の上に形成され、一定の時間高温で乾燥されることを特
徴とする

〔９〕記載の方法。

【００９８】〔１１〕溶媒が１〜４の炭素原子を有する
アルコールから成る群から選択される低分子量のアルコ
ールである〔１０〕記載の方法。

【００９９】〔１２〕共重合体がビニルモノマーの熱重
付加（ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｌｙａｄｄｉｔｉｏｎ）で
形成されることを特徴とする〔８〕記載の方法。

【０１００】

【発明の効果】本発明によれば、逆二層の光レセプター
のトップ面、あるいは単層光レセプター単一光伝導体層
の表面、あるいは在来型の二層光レセプターの電導性基
板の表面に設けられた、特定の重合体からなる電荷バリ
アにより、これら光レセプターの表面、あるいは電導性
基板と電荷発生層との間の境界面からの、電荷の漏洩を
効果的に防ぐことができる。この結果として、これらの
光レセプターの表面電荷注入を最小にすることがでる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における逆二層正帯電（＋）光レセプタ
ーの形状例を示す断面図である。

【図２】本発明における、電荷注入層がその表面のトッ
プ面上に配されている単層正帯電（＋）光レセプターの
形状例を示す断面図である。

【図３】本発明における、電荷注入層が金属基板と光レ
セプターとの間に配されている単層正帯電（＋）光レセ
プターの形状例を示す断面図である。

【図４】本発明における、２つの電荷注入層が設けら
れ、１つが金属基板と光レセプターとの間に配され且つ
もう１つが光レセプターのトップ面上に配されてい１１
１正帯電（＋）光レセプターの形状例を示す断面図であ
る。

【図５】正（＋）又は負（−）の、在来型二層光レセプ
ターの形状を描いた断面図である。

【符号の説明】

１０ 正の逆二層光レセプター １０′ 正の単層光レセプター １０″ 在来型の二層光レセプター １２ 電導性電極 １４ 支持体 １６ ホール伝達層 １８ 電荷発生層 ２０ 電荷注入バリア層 ２２ トップコート ２４ 単層の光伝導体層 ２６ 電荷伝達層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電荷発生層（１８）とホール伝達層（１
   ６）とから成る逆二層光レセプター（１０）の電荷発生
   層（１８）のトップ面上に、又は単層光レセプター（１
   ０′）の単一光伝導体（２４）の少なくとも１つの表面
   上に、又は電荷発生層（１８）とホール伝達もしくは電
   子伝達の何れかを使う電荷伝達層（２６）とから成る在
   来型の二層光レセプター（１０″）の電導性基板（１
   ２）上に、形成される電荷注入バリア（２２）であっ
   て、下式を有する少なくとも１つの共重合体から成るこ
   とを特徴とする電荷注入バリア（２２）。 〔Ａ_ｘＢ_ｙＣ_ｚ〕_ｎ 式中、Ａ、Ｂ、Ｃ；単量体単位 Ａ；電荷発生層（１８，２４）の表面から、又は電導性
   基板（１２）と電荷発生層（１８，２４）との間の境界
   面から、の電荷の漏洩を防ぐ電荷注入阻害物質 Ｂ；共重合体の溶解度とガラス転移温度とを制御する溶
   解度制御部分 Ｃ；表面電荷を中和するための電子電荷移動部分 ｎ；約１，０００〜１，５００，０００の分子量を与え
   るに十分な数
2. 【請求項２】 光レセプター（１０，１０′，１０″）
   における表面電荷注入を最小にする方法において、逆二
   層光レセプター（１０）の電荷発生層（１８）のトップ
   面上に、又は単層光レセプター（１０′）の単一光伝導
   体（２４）の少なくとも１つの表面上に、又は在来型二
   層光レセプター（１０″）の電導性基板上に、少なくと
   も１つの共重合体から成る請求項１記載の電荷注入バリ
   ア層（２２）を形成することを特徴とする表面電荷注入
   最小化方法。