JPH11327174A - 低表面エネルギ―を有するフォトレセプタおよびその製造法 - Google Patents

低表面エネルギ―を有するフォトレセプタおよびその製造法

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JPH11327174A
JPH11327174A JP11087448A JP8744899A JPH11327174A JP H11327174 A JPH11327174 A JP H11327174A JP 11087448 A JP11087448 A JP 11087448A JP 8744899 A JP8744899 A JP 8744899A JP H11327174 A JPH11327174 A JP H11327174A
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photoreceptor
silicone oil
outer layer
film
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JP11087448A
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Roger T Janezic
ティー ジェーンジック ロジャー
William W Limburg
ダブリュ リンバーグ ウィリアム
Mark Petropoulos
ペトロポーロス マーク
Rachael A Forgit
エイ フォーギット レイチェル
Mark S Thomas
エス トーマス マーク
Russell N Gillmeister
エヌ ギルマイスター ラッセル
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリコーン油含有のフォトレセプタにおい
て、シリコーン油の潤滑作用の耐久性と寿命とを延長さ
せると共に、電気的・機械的完全性と印刷品質とを維持
できるフォトレセプタとその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明のフォトレセプタは、支持基板
と、支持基板のイメージ形成側にあるシリコーン油含有
の外層とを備え、外層形成材料の全重量基準で約0.0
07〜約0.35重量%のシリコーン油は、オイル溜め
として機能するベシクルの形で連続フィルムを形成する
ポリマーマトリクスに分散される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に有機の光導
電デバイス、特にシリコーン油含有の微小ポケットを備
えた外層を有するフォトレセプタ(photorece
ptor)に関する。特に、該シリコーン油は、ポリマ
ーマトリクスを形成するフィルムに分散された小嚢(ベ
シクル:vesicle)の形になっている。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】フォ
トレセプタは、一般に静電写真サイクルに繰り返し掛け
られ、フォトレセプタの露光層が磨耗状態となり、露光
層の機械的・電気的性質が次第に劣化する。例えば、繰
り返しサイクルによって、イメージ形成部材のイメージ
形成外層の露光表面に悪影響が及ぼされる。イメージ形
成外層とは、一般に電荷移動層、電荷生成層、オーバー
コート層、電子写真イメージ形成層などのことである。
フォトレセプタのイメージ形成面から残留トナー粒子を
除去するためにブレードクリーニングを用いる時、トナ
ー粒子がイメージ形成表面によく付着して、上記サイク
ル中に彗星状の形状の堆積物が形成する。これらの堆積
物粒は、ブレードクリーニングによっても容易には除去
できず、最終印刷物に望ましくない欠陥として現れる。
【0003】コピー用紙の包装に使われた包装紙に付い
ていた糊粒子も、フォトレセプタ表面によく蓄積し、ク
リーニングブレードでは容易には除去できないことが分
かっている。これらの堆積物粒は、最終印刷物に黒点を
形成する。更に、紙の繊維もイメージ形成表面に付着
し、プリントアウト欠陥を起こす。この欠陥もまた黒点
として現れる。
【0004】また、クリーニングブレードとフォトレセ
プタのイメージ形成表面との間に起こる接触摩擦力が大
きいと、ブレードとイメージ形成表面と双方が磨耗され
易い。磨耗によって電荷移動層の厚さが減少すると、層
に掛かる電界が増し、暗減衰(dark decay)
が増し、イメージ形成部材の電子写真寿命が短くなる。
【0005】イメージ形成表面の磨耗を補償する試みが
なされている。一つの方法は、電荷移動層の厚さを増加
することである。しかし、こうすると、電界強度が増加
し、光電性能が変わり、コピー印刷品質が低下すること
になるので、より精密な機器を用いて電荷移動層を厚く
した効果を補償しなければならなくなる。更に、上の方
法では、移動層厚さが磨耗するにつれて変化すると、フ
ォトレセプタの電気的性質が変わり、従って生成画像の
品質が変わるという問題がある。これらの問題を克服す
る試みも行われている。しかし、一つの問題を解決する
と、新たな問題が起こるのもよくあることである。以下
には、フォトレセプタの磨耗を改良する試みに関連した
様々の問題を引用する。
【0006】クリーニングブレードとフォトレセプタと
の間の接触摩擦によって起こる障害を少なくする試みと
して、ワックスのような潤滑剤をトナーに添加すること
がある。しかし、トナーの付着性が増して電気的機能が
低下したり、更にフィルム化が起きたりして、印刷画質
が低下する。
【0007】感光ドラムの表面に潤滑剤を塗布すれば、
摩擦力の減少ができることは、技術的に周知である。コ
ーヤマ(Kohyama)らの米国特許第4,519,
698号に、ワックス状潤滑剤を使ってクリーニングブ
レードを連続的に潤滑する方法が開示されている。しか
し、感光ドラムに形成の潤滑剤フィルム厚さを維持する
ことは困難であり、感光部材の静電気特性との干渉も起
こる。
【0008】摩擦係数が小さい材料でクリーニングブレ
ードを製作する試みも多くなされている。しかし、これ
らの試みでは、添加剤が含まれているので、他の特性、
特に機械的強度が劣化するという問題が起こり易い。
【0009】シリコーン油を極く少量含有するフォトレ
セプタも、技術的に周知である。極く少量のシリコーン
油を用いて乾燥フィルムの表面特性を変え、コーティン
グ処理中の流出性を改良することが行われている。これ
らの既知の方法で使われるシリコーン油の量は、非常に
少ないので、乾燥フィルムのバルク特性に影響を与える
には不十分である。既知のフォトレセプタの表面に与え
るシリコーン油の潤滑作用は、いずれにしろ寿命が短
い。トナーやクリーニングブレードやブラシや紙などと
の接触によって通常起こる磨損性磨耗の際にシリコーン
油が急速に消失してしまうからである。
【0010】従って、望ましいのは、有機光導電デバイ
スの諸部材間の摩擦を減少させるのは当然のこととし
て、フォトレセプタの露光表面の耐久性と寿命とを延長
させると共に、電気的・機械的完全性と印刷品質とを維
持することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも一
枚のブレードと接触する時の摩擦係数が小さいフォトレ
セプタ、およびそのフォトレセプタの製造方法に関す
る。
【0012】本発明のフォトレセプタは、支持基板と、
支持基板のイメージ形成側にある外層とを備える。前記
外層は、外層を形成するのに用いられる材料の全重量基
準で約0.007〜約0.35重量%のシリコーン油を
含有し、前記シリコーン油は、オイル溜めとして機能す
るベシクルの形で存在し、連続フィルムを形成するポリ
マーマトリクスに分散されている。
【0013】本発明は、従来技術に比較して少なくとも
以下の利点を有する。
【0014】・ イメージ形成デバイスの相接触する部
材間の摩擦力の減少; ・ 望ましくない物質、例えば、トナー、糊、紙の繊維
がフォトレセプタに付着する力を低下させる低表面エネ
ルギー; ・ イメージ形成部材のイメージ形成表面のクリーニン
グ効率の向上; ・ イメージ形成部材の電気的性質に悪影響を与えない
ように改良された電荷移動層を備えるイメージ形成部
材; ・ 受容部材へのトナー画像転写が改良されたイメージ
形成部材; ・ ブレードとフォトレセプタ表面との間の摩擦による
磨耗が改良されたことによって得られるクリーニングブ
レードの寿命の向上; ・ 黒点を削減することによって得られるクリーニング
性能の改良(黒点があると、フォトレセプタ表面の黒点
の周りにトナーが沈着する)。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明のフォトレセプタは、コー
ティング処理中にシリコーン油を外層へ塗着することに
よって、従来のフォトレセプタに比べて前記の利点を有
すようになる。本発明の外層に用いられるシリコーン油
は、−Si−O−基を繰り返して有する骨格を備える。
【0016】本発明の態様では、本明細書中で用いられ
る場合、シリコーン油ならば、置換、無置換を問わず、
多種多様のシリコーン油は何でも用いることができる。
置換する場合、シリコーン油を多様な官能基、例えば、
メチル、エチル、プロピル基などのアルキル基;メタア
リール、エタアリール基などのアルキルアリール基;グ
リコール残基;ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル基
などのヒドロキシアルキル基;アミノ基;エーテル並び
にポリエーテル基;アクリル並びにメタクリル基、およ
びこれらの混合官能基などで置換することができる。も
っとも、置換基はこれらに限定されはしない。一般に、
これらのシリコーン油はジメチルシリコーン族であり、
−Si(CH32−O−基を繰り返して有する。粘度
は、25℃測定で好ましくは約50〜約4,000c
P,より好ましくは約150〜250cPである。側鎖
で修飾されたシリコーン骨格構造を有する他のシリコー
ン添加剤も本発明に用いることができる。これらの修飾
の場合は、ジメチルシリコーン構造の骨格にある1個ま
たは複数個のメチル基の代わりにポリエーテル基を置換
することが多い。これらの物質の説明は、BYKヘミー
(Chemie)社の「ペイントおよびコーティング剤
に対するシリコーン添加剤(SiliconeAddi
tives for Paints and Coat
ings)」、製品情報Si1、3〜8頁に見出すこと
ができる。ポリ(ジメチル)シロキサン構造を更に修飾
して、メチル基の幾つかを高級アルキル基、例えば、−
(CH2m−CH3(mは1〜約13)で置換すること
もできる。これもBYKヘミー社の同刊行物の24頁に
記載されている。ここに記載の物質やこれらに構造が関
連している他の物質は、本発明の範囲であると考えられ
る。
【0017】満足な結果を得ることができるのは、外層
が、乾燥外層の全重量基準で約0.007〜約0.35
重量%のシリコーン油を含有している時である。好まし
くは、シリコーン油は、外層の全重量基準で約0.03
5〜約0.35%、より好ましくは約0.035〜約
0.14%の量だけ存在する。最適な結果は、外層の全
重量基準でシリコーン油約0.07重量%で得られる。
しかし、これらの範囲は、使用する特定のシリコーン
油、シリコーン油の粘度、その化学構造などに依存して
変わってもよい。更に、本明細書では特記無き限り、重
量%の値は、外層を形成するのに用いた材料、すなわ
ち、コーティング溶液の全重量基準の成分の重量%を意
味する。従って、例えば、好ましいシリコーン油含有量
が0.07重量%というのは、コーティング溶液全量を
基準としており、これは、コーティング層の乾燥の際に
追い出されたり、蒸発されたりする物質を相当な量含有
している。従って、コーティング溶液が、例えば、キャ
リア物質を80重量%含有している場合、コーティング
溶液中にシリコーン油が0.07重量%あれば、最終の
乾燥した層にはシリコーン油が約0.35重量%の量も
存在することになる。
【0018】シリコーン油の比率が約0.7重量%を超
えて大きくなる時は、所望の機械的性質が不当に低下
し、イメージ形成部材のイメージ形成性能にも悪影響が
及ぶおそれがある。例えば、前記外層が電荷移動層の場
合、イメージ形成部材のイメージ形成特性の劣化が始ま
るおそれがある。層の剥離という現象も起こるおそれが
ある。また、この層に大量のシリコーン油が存在するこ
とによって層が悪影響を被り、フォトレセプタ上に薄膜
が形成され、この薄膜に小さな汚染粒子が誘引された
り、トナーが過剰に付着したりするおそれがある。過剰
なトナーはトナー溜めに戻され、汚染される。更に、過
剰なシリコーン油があると、画像転写工程の際にコピー
用紙の表面を汚すので、ボールペンや普通の液のペンや
鉛筆などで紙表面に書き加える能力を損なってしまう恐
れがある。更に、これ以上多くの量のシリコーン油があ
っても、新たな利点が生ずることはない。
【0019】連続フィルムを形成しているポリマーマト
リクスに分散しているシリコーン油の微小ポケット、つ
まりベシクルの平均寸法は、約0.01〜約0.5μm
である。最適の結果は、ポケット平均径が約0.08〜
約0.3μmの時に得られる。ポケットの平均径が余り
にも大きいと、大きいポケットは、コピーのプリントア
ウトに暗点を付けてしまうおそれがある。
【0020】本発明では、シリコーン油は、フォトレセ
プタの外層、つまりイメージ形成側に塗着される。従っ
て、具体的なフォトレセプタの構造次第で、シリコーン
油は、多様な層、例えば、電荷発生層や電荷移動層や保
護被膜層などにも塗着することができる。しかし、本発
明の態様では、シリコーン油ベシクルを含有する外層と
しては、電荷移動層または保護被膜層のいずれかである
のが好ましい。
【0021】好適なフィルム成形ポリマーであればどの
ようなものでも外層に用いることができる。典型的なフ
ィルム成形ポリマーは、例えば、この目的に既知の多種
多様な樹脂バインダーであり、例えば、ポリエステル
類、ビスフェノールポリカーボネート類のようなポリカ
ーボネート類、ポリアミド類、ポリエーテルケトン類、
ポリスルフォン類、ポリエーテルスルフォン類、ポリス
チレン類、ポリアクリレート、ポリウレタン類、N,
N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−ヒドロキシフ
ェニル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジア
ミンとジフェニレングリコールビスクロロホルーメート
の縮合から得られるポリエーテルカーボネート類などが
挙げられる。外層に使うことができる他のフィルム成形
ポリマーについては、層の具体的なタイプを参照して以
下に記載するが、これらも本発明においてシリコーン油
と組み合わせて使用することができる。
【0022】外層のコーティング組成物は、一つまたは
複数の好適な溶剤中でシリコーン油と少なくとも一つの
フィルム成形ポリマーとを混合することによって得られ
る。好適な溶剤または溶剤の組み合わせを用いれば、シ
リコーン油と少なくとも一種のフィルム成形ポリマーと
を混合することができる。これらシリコーン油と、少な
くとも一種のフィルム成形ポリマーと、少なくとも一種
の溶剤とは、外層を形成するに用いるには、互いに十分
に相溶性でなければならない。他の成分を添加する場合
は、これとも十分に相溶性でなければならない。溶剤
は、単一成分の溶剤でも、相互に溶け合う溶剤の混合物
でもよい。溶剤の組み合わせを含む後者の態様では、溶
剤の一つが、フィルム成形ポリマーを容易に溶かすもの
であり、他の溶剤がシリコーン油を容易に溶かすもので
あるのがよい。シリコーン油に対する好適な溶剤として
は、例えば、メチレンクロライド、1,1,1−トリク
ロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、1,1,
2−トリクロロエチレン、ノルマルヘキサン、シクロヘ
キサン、ベンゼン、テトラヒドロフラン、トルエン、n
−オクチルアセテート、n−ヘキサデカン、2,4−ジ
クロロトルエンなどやこれらの混合物が挙げられる。フ
ィルム成形ポリマーに対する好適な溶剤としては、例え
ば、メチレンクロライド、1,1,1−トリクロロエタ
ン、1,1,2−トリクロロエタン、1,1,2−トリ
クロロエチレン、ベンゼン、モノクロロベンゼン、テト
ラヒドロフラン、トルエンなどやこれらの混合物が挙げ
られる。
【0023】外層をコーティングするには、好適な方法
であればどのような方法でも用いることができる。典型
的なコーティング方法としては、例えば、噴霧コーティ
ング、ドローバー(draw bar)コーティング、
スロットコーティング、スライドコーティング、浸漬コ
ーティング、ロールコーティング、ワイヤ巻ロッドコー
ティングなどが挙げられるが、これらに限定されない。
沈着した被覆物の乾燥は、好適な従来の方法、例えば、
オーブン乾燥、赤外線輻射乾燥、空気衝突式乾燥などを
用いて行うことができる。
【0024】支持基板は、不透明または実質的に透明で
ある。支持基板は、所望の機械的性質を有する好適な無
数の材料からなる。更に、電気伝導性のある表面を基板
に貼着することもできる。従って、基板を、無機または
有機組成物の導電性または非導電性の層から構成するこ
ともできる。非導電性材料としては、この目的に既知の
多種多様な樹脂バインダーを用いることができ、例とし
ては、ポリエステル類、ビスフェノールポリカーボネー
ト類のようなポリカーボネート類、ポリアミド類、ポリ
ウレタン類、ポリスチレン類などが挙げられる。電気絶
縁性または導電性の基板は、固いものでも、柔らかいも
のでもよく、形状も多様で、例えば、円筒状、シート
状、巻き紙状、エンドレスフレキシブルベルト状などで
よい。
【0025】基板の厚さは、ビーム強度や経済的観点な
ど多くの要因に左右される。フレキシブルベルトの場合
は、相当厚い層となる。例えば、好ましくは約125μ
mで、最終製品であるフォトレセプタに悪影響がなけれ
ば、好ましい最小厚さは50μm以上である。フレキシ
ブルベルトの態様では、この層の厚さは、好ましくは約
65μm〜約150μmで、最も好ましくは約75μm
〜約100μmの範囲であれば、小径ロール、例えば、
19mm径のロールの周りにサイクル的に回される場
合、最適なフレキシビリティが得られ、ストレッチが最
小となる。
【0026】支持基板は、表面を導電性にするために、
基板全部を導電性材料で構成したり、自立材料に導電性
材料をコーティングしたりすることができる。導電性層
の厚さは、フォトレセプタに望まれる光学的透明性やフ
レキシビリティ次第で相当広い範囲で変化することがで
きる。従って、フレキシブルなフォトレセプタに対して
は、導電性層の厚さは、好ましくは約20オングストロ
ーム〜約750オングストロームで、最も好ましくは約
100オングストローム〜約200オングストロームで
あれば、導電率、フレキシビリティ、光伝導性の組み合
わせに関して最適となる。フレキシブル導電層は、好適
なコーティング法、例えば、真空蒸着法で基板に導電性
金属層を形成することによって作ることができる。典型
的な金属としては、アルミニウム、ジルコニウム、バナ
ジウム、チタニウム、ニッケル、クロムなどが挙げられ
る。所望ならば、好適な金属の合金も蒸着することがで
きる。典型的な金属合金としては、ジルコニウム、バナ
ジウム、チタニウム、ニッケル、ステンレス鋼、クロム
などやこれらの混合物を二種以上含有するものでよい。
導電性材料は金属に限らない。
【0027】正孔ブロック層を基板の導電性表面の上に
貼着することができる。一般に、正に荷電のフォトレセ
プタに対する電子ブロック層は、フォトレセプタのイメ
ージ形成表面から導電性層へ正孔が移動し易くするもの
である。接着層および電荷ブロック層双方の機能を果た
す層を形成できる材料が幾つかある。典型的なブロック
層としては、ポリビニルブチラール、有機シラン、エポ
キシ樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、
シリコーンなどが挙げられる。ポリビニルブチラール、
エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタ
ンなどは、接着層としても機能する。接着/電荷ブロッ
ク両作用層の乾燥厚さは、約20オングストローム〜約
2,000オングストロームの範囲が好ましい。
【0028】米国特許第4,464,450号に記載の
シラン反応生成物は、サイクル安定性が優れているの
で、ブロック層材料として特に好ましい。典型的な加水
分解性のシランとしては、3−アミノプロピルトリエト
キシシラン、N−アミノエチル−3−アミノプロピルト
リメトキシ−シラン、N−2−アミノエチル−3−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、N−2−アミノエチル
−3−アミノプロピルトリス(エチルエトキシ)シラ
ン、p−アミノフェニルトリメトキシシラン、3−アミ
ノプロピルジエチルメチルシラン、(N,N’−ジメチ
ル−3−アミノ)プロピルトリエトキシ−シラン、3−
アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−アミノプ
ロピルトリ−メトキシシラン、N−メチルアミノプロピ
ルトリエトキシシラン、メチル[2−(3−トリメトキ
シシリルプロピルアミノ)エチルアミノ]−3−プロピ
オネート、(N,N’−ジメチル−3−アミノ)プロピ
ルトリエトキシシラン、N,N−ジメチルアミノフェニ
ルトリエトキシシラン、トリメトキシシリルプロピルジ
エチレントリアミンおよびこれらの混合物が挙げられ
る。
【0029】一般に、満足な結果を得ることができるの
は、加水分解されたシランと金属酸化物層との反応生成
物が、約20オングストローム〜約2,000オングス
トロームの範囲の厚さを有するブロック層を形成する時
である。
【0030】好ましい正孔ブロック層は、加水分解され
たシランと金属基板面層の酸化された表面との反応生成
物で構成される。酸化表面は、真空蒸着後に空気に曝さ
れると、大抵の金属基板面の外表面に自動的に形成され
る。正孔ブロック層は、好適な従来方法、例えば、噴
霧、浸漬コーティング、ドローバーコーティング、グラ
ビアコーティング、逆ロールコーティング、真空蒸着、
化学処理などを用いて塗着できる。薄膜の層を便利に得
るには、ブロック層を希釈液の形で塗着するのが好まし
い。この際、溶剤は、従来の方法、例えば、真空法や加
熱法などを用いて、被覆物が塗着した後に除かれる。正
孔ブロック層は、連続でなければならないし、乾燥後の
厚さは約0.2μm未満であるのが好ましい。これより
厚いと、残留電圧が高くなって望ましくないことがあ
る。
【0031】ブロック層に接着層を必要に応じ積層する
こともできる。技術的に周知の好適な接着層は、どんな
ものでも用いることができる。典型的な接着層材料とし
ては、例えば、ポリエステル類、デュポン49,000
(デュポン社(E.I.duPont de Nemo
urs and Company)販売)、バイテル
(Vitel)PE100(グッドイヤー社(Good
year Tire& Rubber)販売)、ポリウ
レタン類などが挙げられる。満足な結果を得ることがで
きるのは、約0.05μm(500オングストローム)
〜約0.3μm(3,000オングストローム)の範囲
の厚さの好ましい接着層を用いる時である。接着層被覆
混合物を正孔ブロック層に積層する従来法としては、例
えば、噴霧、浸漬コーティング、押出コーティング、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ー(Bird
applicator)被覆などが挙げられる。沈着し
た被覆物の乾燥は、好適な従来の方法、例えば、オーブ
ン乾燥、赤外線輻射乾燥、空気衝突式乾燥、真空乾燥な
どを用いて行うことができる。
【0032】上記選択的接着層に、好適な光発生(ph
otogenerating)層を塗着することができ
る。次いで、以下に記載のようにこの層の上に隣接して
正孔移動層をオーバーコートすることができる。あるい
は、これらの層の積層を逆の順序で行うこともできる。
典型的な光発生層の例を挙げれば、無機材料の光導電性
粒子、有機材料の光導電性粒子などをフィルム成形ポリ
マーバインダーに分散させたものである。
【0033】ある光導電体層が上記光発生層の性質を向
上させたり、低下させたりする場合は多重光発生層組成
物を用いることができる。このタイプの組成物の例は、
米国特許第4,415,639号に記載されている。所
望ならば、技術的に既知の他の好適な光発生層も使用す
ることができる。
【0034】光導電性物質、例えば、バナジルフタロシ
アニン、メタルフリーのフタロシアニン、ベンズイミダ
ゾールペリレン、非晶質セレニウム、三方晶系セレニウ
ム、セレニウム−テルリウム、セルニウム−テルリウム
−砒素、セレニウム−砒化物のようなセレニウム合金な
どやこれらの混合物を含有する粒子または層を有する電
荷発生バインダーは、これらが白色光に敏感であるので
特に好ましい。また、バナジルフタロシアニン、メタル
フリーのフタロシアニン、およびテルリウム合金は、こ
れらの材料が赤外の光線に敏感であるという更に別の利
点があるので、好ましい。
【0035】好適なポリマーフィルム形成バインダー材
料は、光発生バインダー層のマトリクスとして用いるこ
とができる。典型的なポリマーフィルム形成材料として
は、例えば、米国特許第3,121,006号に記載の
ものが挙げられる。典型的な有機材料のポリマーフィル
ム形成バインダーとしては、熱可塑性または熱硬化性の
樹脂があるが、これらに限定されない。これらのポリマ
ーは、ブロックコーポリマー、ランダムコーポリマー、
または交互コーポリマーでもよい。
【0036】光発生組成物または顔料が樹脂様バインダ
ー組成物中に存在する量は、多様であるが、一般には、
光発生顔料の約5容量%〜約90容量%が樹脂様バイン
ダーの約10容量%〜約95容量%に分散され、好まし
くは、光発生顔料の約20容量%〜約30容量%が樹脂
様バインダーの約70容量%〜約80容量%に分散され
る。態様の一つでは、光発生顔料の約8容量%が樹脂様
バインダー組成物の約92容量%に分散されている。
【0037】光導電性組成物および/または顔料と樹脂
様バインダー材料とを含有する光発生層の厚さは、好ま
しくは約0.1μm〜約5.0μmであり、最も好まし
くは約0.3μm〜約3.0μmである。光発生層の厚
さはバインダー含有量に関連している。バインダー含有
量が高い組成物は、光発生に要する層は一般に厚くな
る。これらの範囲外の厚さであっても、本発明の目的が
達成されるのであれば、選択して差し支えない。
【0038】従来の方法でも好適ならばこれを用いて混
ぜ合わせ、その後で光発生層被覆混合物を塗着すること
ができる。典型的な塗着法としては、例えば、噴霧、浸
漬コーティング、ロールコーティング、ワイヤ巻ロッド
コーティング、押し出しコーティングなどが挙げられ
る。沈着した被覆物の乾燥は、好適な従来の技法、例え
ば、オーブン乾燥、赤外線輻射乾燥、空気衝突式乾燥、
真空乾燥などを用いて行うことができる。
【0039】活性電荷移動層は、電気的に不活性のポリ
マー材料に分散されこれらの材料を電気的に活性にする
添加剤として有用な活性化化合物を含有する。これらの
化合物を、光発生材料から発生した正孔の注入をサポー
トする能力もこれらの正孔を層を通して移動させる能力
もないポリマー材料へ添加することができる。こうする
ことによって、電気的に不活性のポリマー材料は、光発
生材料から発生した正孔の注入をサポートする能力と、
これらの正孔を層を通して移動させる能力とを有し、活
性層上の表面電荷を放出する材料に転化することができ
る。本発明の多層光導電体に用いいるのに特に好ましい
移動層は、少なくとも一種の電荷移動芳香族アミン化合
物約25〜75重量%、該芳香族アミンが可溶のポリマ
ーフィルム形成樹脂約75〜25重量%、およびシリコ
ーン油最大約0.35重量%(電荷移動層が外層の場
合)を含有する。
【0040】電荷移動層形成混合物は、一般式を有する
一種以上の化合物で示される芳香族アミン化合物を包含
するのが好ましい。
【0041】
【化1】 (式中、R1とR2とは、置換または無置換のフェニル
基、ナフチル基、ポリフェニル基からなる群から選択さ
れる芳香族基であり、R3は、置換または無置換のアリ
ール基、炭素数1〜18のアルキル基、および炭素数3
〜18の脂環式化合物からなる群から選択される)これ
らの置換基には、電子吸引基、例えばNO2基やCN基
などが含まれないことが好ましい。
【0042】好適な不活性の樹脂バインダーであればど
のようなものでも、本発明のフォトレセプタに用いるこ
とが出来る。典型的な不活性の樹脂バインダーとして
は、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルカー
ボネート、ポリエステル、ポリアリーレート(poly
arylate)、ポリアクリレート、ポリエーテル、
ポリスルフォンなどが挙げられる。重量平均分子量は、
約20,000〜約150,000の範囲で変えること
ができる。
【0043】従来の方法でも好適ならばこれを用いて混
ぜ合わせ、その後で電荷移動層被覆混合物を電荷発生層
へ塗着することができる。典型的な塗着法としては、例
えば、噴霧、押し出しコーティング、浸漬コーティン
グ、ロールコーティング、ワイヤ巻ロッドコーティング
などが挙げられる。沈着した被覆物の乾燥は、好適な従
来の技法、例えば、オーブン乾燥、赤外線輻射乾燥、空
気衝突式乾燥などを用いて行うことができる。
【0044】移動層の厚さは、約10〜約50μmが好
ましいが、この範囲以外の厚さも用いることができる。
移動層は絶縁材でなければならないが、その程度は、移
動層の上に置かれた静電電荷が、照射が無い状態では、
層上の静電潜像の形成および保持を妨げる速度では伝導
されない程度である。一般に、移動層:電荷発生層の厚
さの比は、好ましくは約2:1〜200:1が好ましい
が、場合によっては約400:1と大きい。
【0045】好ましい電気的に不活性の樹脂材料は、重
量平均分子量約20,000〜約150,000を有す
るが、より好ましくは約50,000〜約120,00
0である。メチレンクロライドまたはモノクロロベンゼ
ン溶剤は、電荷移動層被覆混合物の好ましい成分であ
り、全ての構成成分を溶解するのに適切である。
【0046】少なくとも2枚の電気的作動層を有する感
光部材の例としては、米国特許第4,265,990
号、第4,233,384号、第4,306,008
号、第4,299,897号、第4,439,507号
に記載の電荷発生層とジアミン含有移動層部材とを併せ
たものが挙げられる。フォトレセプタは、例えば、上記
のように導電性表面と電荷移動層との間にサンドイッチ
状に電荷発生層を挟んだもの、あるいは導電性表面と電
荷発生層との間にサンドイッチ状に電荷移動層を挟んだ
ものとして構成される。
【0047】特に好ましい多層構造光導電体は、光導電
性材料を含む電荷発生層と、フィルム形成バインダーと
電気的活性の小さな分子とに隣接する移動層とから構成
される。好ましい移動層は、分子量約20,000〜約
120,000のポリカーボネート樹脂の中に以下の一
般式を有する化合物一種以上を約25〜約75重量%分
散しているものである。
【0048】
【化2】 (式中、Xは炭素数1〜約4のアルキル基で、YはHま
たは炭素数1〜約4のアルキル基である)。
【0049】多層フォトレセプタでは、光導電性の電荷
発生層は、正孔の光発生と正孔の注入との双方の能力を
示す必要があり、電荷移動層は、光導電性層が発生し、
光発生された正孔に注入するスペクトル領域では実質的
に非吸収性であるが、光導電性層から光発生された正孔
の注入をサポートし、電荷移動層を通過して正孔を移動
させる能力を有する。光導電性層または電荷発生層が、
本発明のイメージ形成部材の外層である場合は、その中
に、本発明の均一分散のシリコーン油ベシクルまたはポ
ケットを含有させることができる。
【0050】従来の導電性接地帯(ストリップ:str
ip)のような他の層を、導電性層、ブロック層、接着
層、または電荷発生層と接してベルトの一端に沿って電
荷移動層に隣接して配置し、フォトレセプタの導電性層
の接地または電気バイアスへの接続を容易にすることも
できる。この接地帯層は、フィルム成形ポリマーバイン
ダーと導電性粒子とから構成される。導電性接地帯層に
は、好適な導電性粒子を用いることができる。例えば、
接地帯には、米国特許第4,664,995号に列挙さ
れている材料を用いることができる。典型的な導電性粒
子を挙げれば、例えば、カーボンブラック、グラファイ
ト、銅、銀、金、ニッケル、タンタル、クロム、ジルコ
ニウム、バナジウム、ニオビウム、インジウム錫酸化物
などである。この導電性粒子の形状は好適なら何でもよ
い。典型的な形状としては、例えば、不規則形状、顆粒
状、球状、楕円状、立方体状、フレーク状、フィラメン
ト状などである。導電性粒子の粒子径は、導電性接地帯
層が過度に不規則な外表面となることを避けるために、
導電性接地帯層の厚さより小さいことが好ましい。平均
粒子径が約10μm未満であると、一般に導電性粒子が
乾燥接地帯層の外表面に過度に飛び出すのが避けられ、
乾燥接地帯層のマトリクス全体に対して比較的均一の粒
子分散が確実に得られる。接地帯に用いられる導電性粒
子の濃度は、使用される特定の導電性粒子の導電率など
の要因に左右される。接地帯層の厚さは、好ましくは約
7μm〜約42μmであり、最も好ましくは約14μm
〜約27μmであろう。接地帯は、本発明のイメージ形
成部材の外層になれるので、その場合は、本発明のシリ
コーン油を含有することができる。しかし、全てのフォ
トレセプタが接地帯を用いるとは限らない。そもそも接
地帯が存在するならば、他の外層に沿って、かつ隣接し
て外層として存在するのがよい。他の外層とは、例え
ば、フィルム成形ポリマー含有の電荷発生層、電荷移動
層、オーバーコート層、誘電体層である。この接地帯が
外層としてフォトレセプタに存在している場合は、隣接
外層のみ、あるいは接地帯と隣接外層双方に、本発明の
均一分散シリコーン油ベシクルまたはポケットを含ませ
ることができる。
【0051】フィルム成形ポリマーバインダーから成る
オーバーコート層が使われる場合は、外層となるから、
本発明のシリコーン油を添加することができる。シリコ
ーン油を含まないオーバーコート層は、技術的に周知で
あり、電気絶縁性のものであるか、あるいは僅かに正孔
移動性を有するものである。本発明のフォトレセプタに
オーバーコート層を用いる場合は、連続でなければなら
ない。オーバーコート層の厚さの範囲は、好ましくは約
2μm〜約8μmであり、最も好ましくは約3μm〜約
6μmであろう。最適な厚さの範囲は、約3μm〜約5
μmである。
【0052】あるケースでは、フォトレセプタのイメー
ジ形成面の反対側に反り返り防止コーティングを選択的
に塗布し、平坦性および/または耐磨耗性を向上させる
場合がある。反り返り防止コーティング層は、技術に周
知であり、フィルム成形ポリマーから構成される。この
例を挙げれば、例えば、ポリアクリレート、ポリスチレ
ン、ポリ(4,4−イソプロピリデンジフェニルカーボ
ネート)、4,4−シクロヘキシリデンジフェニルポリ
カーボネートなどがある。接着促進添加剤も用いること
ができる。普通、接着促進剤約1〜約15重量%が反り
返り防止裏地層に添加される。反り返り防止層の厚さ
は、好ましくは約3μm〜約35μmである。
【0053】本発明のフォトレセプタの態様の一つで
は、光導電性層の代わりに、光導電層の上に可撓性の誘
電体層を重ねたものを用いることもある。好適な、従来
の、可撓性の、電気絶縁性の誘電体フィルム成形のポリ
マーならばどんなものでも、電子写真イメージ形成部材
の誘電体層に用いることができる。これらの誘電体層に
は、誘電体層がフォトレセプタのイメージ形成面の外層
である場合は、均一分散シリコーン油ベシクルまたはポ
ケットを含ませることができる。
【0054】本発明のシリコーン油添加剤として好まし
いのは、毒性がなく、不活性で、紫外線光線に耐性があ
り、劣化せず、外層の電気的性質に悪影響を与えず、外
層の耐磨耗性や耐摩擦性を改良するものである。
【0055】
【実施例】実施例1.アルミニウムドラム基板に、浸漬
コーティング法を用いて、電荷移動コーティング溶液を
塗着して対照標準のフォトレセプタを製造する。該溶液
の組成は以下の通りである。
【0056】
【表1】
【0057】次にこの層を乾燥する。得られたコーティ
ング層は、乾燥厚さ25μmを有する。
【0058】実施例2.実施例1に記載のようなフォト
レセプタを、同じ手順と同じ材料で製造する。但し、対
照標準実施例1の電荷移動層の代わりに、本発明の電荷
移動層を用いる。本発明の電荷移動層溶液は、以下の溶
液を混ぜ合わせ、その溶液を、アルミニウムドラム基板
に、浸漬コーティング法を用いて、電荷移動コーティン
グ溶液を塗着することによって、製造する。該溶液の組
成は以下の通りである。
【0059】
【表2】
【0060】上記湿潤被覆物を塗着して製造されたフォ
トレセプタを乾燥すると、25μm厚さの乾燥した電荷
移動層が得られ、乾燥電荷移動層の重量基準でシリコー
ン油約0.35重量%が含まれている。シリコーン油は
ポリマーマトリクスから沈析(または相分離)し、微小
な球体またはベシクルを形成するので、得られた電荷移
動層は、仔細に観察すると幾分か曇った色調を帯びてい
る。
【0061】比較試験1.実施例1と実施例2の光導電
性イメージ形成部材を、表面接触接着性について評価す
る。各フォトレセプタの外側の電荷移動層の上に幅1.
3cm(0.5インチ)のスリーエム社(3M Com
pany)市販スコッチ印マジックテープ#810を貼
着して、剥離テスト測定を行う。180°テープ剥離テ
ストに用いられるステップ毎の手順は次の通りである。
【0062】a)2.54×0.16×7.62cm
(1”×1/16”×3”)寸法のアルミニウム(A
l)裏板を製造する。
【0063】b)Al裏板に両面接着テープを載せ、フ
ォトレセプタ試料の設置を容易にする。剥離測定を成功
裏に行うためには、ここで選んだ両面テープは、Al板
とテスト用フォトレセプタ試料双方に少なくとも900
g/cmの180°接着剥離強度を有するものでなけれ
ばなない。
【0064】c)各イメージ形成部材サンプルから2.
54×15.24cm(1.0”×6”)寸法のテスト
標本片を切り出し、各フォトレセプタのテスト標本の電
荷移動層外表面上に幅1.3cm(1/2インチ)のス
コッチ印マジックテープ#810を貼着する。
【0065】d)剥離試験を行うには、テスト標本(貼
着したスコッチ印マジックテープ付)の裏側を両面テー
プ/Al裏板に押し付ける。標本の下端が裏板の底部と
面一になるように気を付ける。
【0066】e)Al裏板に付いたテスト標本をインス
ロン引張強度試験機(InsronTensile T
ester)の顎部に挟む。
【0067】f)インスロン試験機のチャート記録計の
負荷範囲をフルスケールで500gに設定し、180°
テープ剥離テストを行う。顎のクロスヘッド速度2.5
4センチ/分(1インチ/分)、チャート速度5.08
センチ/分(2インチ/分)として、テープを電荷移動
層表面から少なくとも5.08センチ(2インチ)引き
剥がす。
【0068】結果が示すところによると、本発明の電荷
移動層の表面エネルギーは、テープ剥離強度が小さくな
ったことに反映されているように、大幅に減少して、サ
イクル操作を受ける電子写真工程の際のブレード/イメ
ージ形成部材表面クリーニング効率が改良される。
【0069】比較試験2.対照標準実施例1の光導電体
を、電荷移動層(添加剤無し)を上向きにして、プラッ
トフォーム表面に固定することによって、摩擦係数テス
トを行う。ポリウレタンエラストマークリーニングブレ
ードを、200g重さの水平スライド板の底部の平らな
面にしっかり当てる。このスライド板を、平行なテスト
用イメージ形成サンプル表面に当てて、プラットフォー
ムの上を一直線に引っ張る。クリーニングブレードの表
面は下向きにする。スライド板は細いケーブルで動か
す。ケーブルの一端をスライド板に固定し、他端は低摩
擦プーリの周りに巻き、インスロン引張強度試験機の顎
に固定する。プーリは、スライド板の荷重とプーリとの
間のケーブル部分が平坦な水平のテスト試料の表面に平
行になるように配置する。このケーブルは、インスロン
試験機の顎によって、プーリから垂直に上方向へ引っ張
られ、クリーニングブレードが電荷移動層表面をスライ
ドするに必要な荷重がチャート記録計にモニタされる。
クリーニングブレードに対する電荷移動層の摩擦係数を
測定するテストを、上記と同じように再び繰り返す。但
し、今度は、対照標準実施例1の光導電性イメージ形成
部材を、実施例2の光導電体で置き換え、テスト毎に新
しいブレードを用いて行う。
【0070】上記摩擦係数テストで得た結果は、シリコ
ーン油0.07重量%が混ぜ込まれた本発明の電荷移動
層では、ポリウレタンクリーニングブレードに対して擦
った時の表面摩擦係数が大幅に減少し、同時に実施例1
の対照標準フォトレセプタと比較する時ガラス滑り板に
対する耐磨耗性も改良されることを示す。
【0071】比較試験3.実施例1および実施例2に従
って製造されたフォトレセプタの電気的性質を、直径2
4.26cm(9.55インチ)のアルミ製円筒ドラム
を備える電子写真スキャナ試験機を使って評価する。上
記ドラムにテスト試料をテープ掛けする。試料を掛けた
ドラムは毎秒76.3cm(30インチ)の一定表面速
度で回転する。直流ピンコロトロン(pin coro
tron)装置、露光装置、消光装置、およびエレクト
ロメータプローブ5個を取り付けたフォトレセプタ試料
の周りに配置する。試料への荷電時間は33ミリセカン
ドである。露出光、消去光双方とも広域の白色光(40
0〜700nm)出力で、300ワット出力のキセノン
アーク灯から発せられる。
【0072】テスト試料は、先ず暗中で少なくとも60
分間放置して、相対湿度40%、温度21℃の試験条件
と平衡を達するようにする。次に各試料を暗中で負に荷
電し約900ボルトの現像電位にする。各試料の電荷受
容量と、400エルグ/cm2へのフロント消去光によ
る放電後の各試料の残留電位を記録する。この試験手順
を20エルグ/cm2までの異なる光エネルギーに対し
て繰り返し行って、各試料の光誘起放電特性を測定す
る。
【0073】50,000サイクルの電気的試験を行っ
た結果、電荷移動層にシリコーン油0.07重量%添加
した実施例2のフォトレセプタ試料は、実施例1の対照
標準フォトレセプタ試料に比較すると、実質的に同等な
ダーク減衰速度、残留電位、光誘起放電特性、および5
0,000サイクルのサイクルダウンを示すことが分か
る。
【0074】実施例2のテスト試料に対して得られた機
械的試験および電気的サイクル試験の結果は、特に重要
である。本発明のシリコーン油を電荷移動層へ混ぜ込む
と、得られた電荷移動層の所望の機械的、摩擦特性が改
良されるのみならず、フォトレセプタの肝要な電気的完
全性も維持されるからである。
【0075】実施例2に記載のように、添加量約0.0
7重量%で本発明のシリコーン油を電荷移動層へ混ぜ込
んでも、得られた電荷移動層の光学的透明性は変わらな
い。この層の光伝導特性が維持されることは、電子写真
イメージ形成処理の際に適切な光電機能が達成されるの
に必須である。
【0076】比較試験4.180°テープ引張テストを
行い、磨耗前と磨耗後における、フォトレセプタの表面
特性に対するシリコーン油添加の効果を定める。この試
験は、インストルメンター社(INSTRUMENTO
RS,Inc.)のスリップ/剥離試験機(Slip/
Peel Tester)型式3M90で行われる。こ
の装置は、本質的にテスト試料に固着されたテープを引
っ張る機械である。試料からテープを引っ張るために要
する力は、材料のレリース特性の相対的値である。
【0077】スリップ/剥離試験機は、0.5インチ/
分の速度で操作される。この引っ張り試験で用いられる
テープは、スリーエム社の製品である1/2インチ幅の
「マジックテープ」#810、製品番号07377−9
である。
【0078】試料は、移動層処方物にシリコーン油を異
なる量用いて調製する。移動層は、一般に前述の実施例
1および2に記載の方法に従って調製する。テスト試料
中のシリコーン油の相対的添加量は、表3と表4に示さ
れる。比較のために、シリコーン油を含まない対照標準
試験も行う。
【0079】各データ点は、特記なき限り、10回の読
みの平均である。すなわち、各試料に対する各テスト
は、10回行って平均の結果を出す。クランプとテープ
の180°ベンドの間のテープ緩みが直るまでの数回の
読み(普通は小さい)は捨てる。
【0080】移動層の磨耗前に行われた試験の結果を表
3に示す。
【0081】
【表3】
【0082】次に、ノートンアブレーシブ社(Nort
on Abrasives Co.)の製品である「ク
ロッカスクロス(Crocus cloth)」K62
4(酸化鉄含有布)で試料を研磨する。4”×1”(約
100×25mm)の試片を切り取る。裏板に5ポンド
(約0.3kg/cm2)の圧力を掛けて、各1”×
8”(約25×200mm)試料をクロッカスクロス研
磨機で4回前後に擦る。クロッカスクロスの新しい面を
出してストローク4回で試料表面を研磨する操作を繰り
返す。このように研磨して得られた試料についてスリッ
プ/剥離試験を行った結果を表4に示す。
【0083】
【表4】
【0084】
【表5】
【0085】これらの結果に基づいて示されることは、
シリコーン油が存在しなければ、磨耗によって表面エネ
ルギーが顕著に増大するということである。上限は、
0.14重量%〜0.35重量%である。この辺で液が
少し濁り、離層につながるからである。下限は、約0.
035重量%のようである。およそこの濃度でデータの
変曲点となるからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のフォトレセプタの表面接触接着性を
測定する概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク ペトロポーロス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 オンタ リオ レイク ロード 708 (72)発明者 レイチェル エイ フォーギット アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター ラック デ ビル ブルバード 1111 #408 (72)発明者 マーク エス トーマス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ウィリ アムソン スタンフォード ストリート 4050 (72)発明者 ラッセル エヌ ギルマイスター アメリカ合衆国 ニューヨーク州 フェア ポート グロリア ドライブ 1735

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フォトレセプタであって、支持基板と前
    記フォトレセプタのイメージ形成側にある外層とを備え
    るフォトレセプタにおいて、前記外層が、前記外層のコ
    ーティング溶液の全重量基準で約0.007〜約0.3
    5重量%のシリコーン油ベシクルを連続フィルム成形ポ
    リマーマトリクスに均一に分散して含有していることを
    特徴とするフォトレセプタ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のフォトレセプタであっ
    て、電荷発生層を更に備え、前記外層が前記連続フィル
    ム成形ポリマー相に分子状に分散された電荷移動分子を
    含み連続電荷移動材を形成して得られる電荷移動層であ
    り、前記シリコーン油ベシクルが前記電荷移動材に分散
    されていることを特徴とするフォトレセプタ。
  3. 【請求項3】 フォトレセプタを製造する方法であっ
    て、 支持基板を提供し、 外層コーティング溶液であって、少なくとも一種のフィ
    ルム成形ポリマーと、前記外層コーティング溶液の全重
    量を基準として約0.007〜約0.35重量%のシリ
    コーン油と、湿潤外層を形成するために前記少なくとも
    一種類のフィルム成形ポリマーと前記シリコーン油に対
    する少なくとも一種類の溶剤と、を含有する外層コーテ
    ィング溶液を塗布し、 前記湿潤外層を乾燥して前記溶剤を除去し、前記フィル
    ム成形ポリマーの連続マトリクス中に前記シリコーン油
    が均一にベシクルとして分散している前記フィルム成形
    ポリマー連続マトリクスから成る乾燥外層を形成するこ
    とを特徴とするフォトレセプタ製造方法。
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