(57)【要約】      （修正有）【課題】画像化装置部材およびトナー組成物を備える、画像化形成システムに関し、オーバーコート技術により感光体の耐用年数をさらに延ばすための方法を提供する。【解決手段】改善されたＢＣＲ乾式複写式システムに関し、このシステムは、以下を備える。（１）特定のショアＡ硬度を有する材料を含むクリーニングブレード、（２）特定のヤング係数を有する表面を有する感光体、および（３）トナー潤滑添加剤。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を形成するための画像形成装置；および
前記画像を形成するための前記画像形成装置にて使用するトナー組成物
を備えた画像形成システムであって、前記画像形成装置は、
静電潜像を現像するための電荷保持表面を有する画像化部材、
荷電ユニット、および
画像化部材の表面をクリーニングするためのクリーニングブレードをさらに備え、ここで、
前記画像化部材の表面は、２ＧＰａ以上のヤング係数を有し、
前記荷電ユニットは、前記画像化部材の表面の荷電距離範囲内に配置された荷電ローラーを備え、
前記クリーニングブレードは、７６以上のショアＡ硬度を有する材料を含み、前記トナー組成物は、トナー親粒子および約７ミクロン以下のモード粒子サイズを有する潤滑性ステアレートを含む１種以上の添加剤を含む、画像形成システム。
【請求項２】
前記潤滑性ステアレートは、ステアリン酸亜鉛を含む、請求項１に記載の画像形成システム。
【請求項３】
前記画像化部材の表面は、９０°以上の水接触角度を有する、請求項１に記載の画像形成システム。
【請求項４】
前記クリーニングブレードは、ウレタン、ブタジエン、フルオロエラストマー、フルオロシリコーンおよびこれらの混合物からなる群より選択されるエラストマー材料を含む、請求項１に記載の画像形成システム。
【請求項５】
前記１種以上の添加剤は、ポリメチルメタクリレートをさらに含む、請求項１に記載の画像形成システム。
【請求項６】
前記形成された画像は、欠失を示さない、請求項１に記載の画像形成システム。
【請求項７】
画像を形成するための画像形成装置；および
前記画像を形成するための前記画像形成装置にて使用するトナー組成物
を備えた画像形成システムであって、前記画像形成装置は、
静電潜像を現像するための電荷保持表面を有する画像化部材、
荷電ユニット、および
画像化部材の表面をクリーニングするためのクリーニングブレードさらにを備え、ここで、前記画像化部材は、
基材；
前記基材上に配置された１つ以上の光導電層、および
前記１つ以上の光導電層の上に配置されたオーバーコート層であって、前記オーバーコート層の表面は、２ＧＰａ以上のヤング係数を有し、
前記荷電ユニットは、前記画像化部材の表面の荷電距離範囲内に配置された荷電ローラーを備え、
前記クリーニングブレードは、７６以上のショアＡ硬度を有する材料を含み、前記トナー組成物は、トナー親粒子および約７ミクロン以下のモード粒子サイズを有するステアリン酸亜鉛を含む１種以上の添加剤を含む、画像形成システム。
【請求項８】
前記オーバーコート層は、架橋有機マトリクスを含む、請求項７に記載の画像形成システム。
【請求項９】
画像を形成するための画像形成装置；および
潤滑添加剤
を備えた画像形成システムであって、前記画像形成装置は、
静電潜像を現像するための電荷保持表面を有する画像化部材、
荷電ユニット、および
画像化部材の表面をクリーニングするためのクリーニングブレードを備え、ここで、前記画像化部材の表面は、２ＧＰａ以上のヤング係数を有し、前記荷電ユニットは、前記画像化部材の表面の荷電距離範囲内に配置された荷電ローラーを備え、前記クリーニングブレードは、７６以上のショアＡ硬度を有する材料を含み、前記潤滑添加剤は、約６ミクロン以下のモード粒子サイズを有するステアリン酸亜鉛を含む前記画像化部材の表面を潤滑にするためのものである、画像形成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここで開示される実施形態は、一般に、画像化装置部材および構成要素、ならびにこれらの部材および構成要素と一緒に使用するためのトナー組成物を備える画像形成システムに関する。さらに、本実施形態は、画像化装置部材および構成要素と一緒に用いる、画像を形成するためのトナー組成物に関する。特に、本実施形態は、特定の改変された特性のあるサブパーツを有し、ＣＲＵ寿命全体に亘って劇的な改善を示す特定のトナー組成物には、高弾性率画像化部材表面、高硬度クリーニングブレードおよび特定の粒子サイズ範囲を有する低表面エネルギー潤滑剤トナーを含む。電子写真画像化部材または感光体は、画像化部材表面を保護するためのオーバーコート層および接触型荷電デバイス、例えば「バイアス電荷ロール」（ＢＣＲ）を備える。
【背景技術】
【０００２】
電子写真または電子写真印刷において、典型的に感光体として知られる電荷保持表面は、帯電しており、次いで、原画像の光パターンに曝露されて、それに伴って表面を選択的に放電する。感光体上の帯電領域および放電領域の得られたパターンは、原画像に従う、潜像として知られる静電荷パターンを形成する。この潜像は、これを精密に分けられた、トナーとして知られる静電的に誘引可能な粉末に接触させることによって、現像される。トナーは、感光体表面上の静電荷によって、画像領域上に保持される。したがって、トナー画像は、複製されているかもしくは印刷されている原画像の光画像と一致して作られる。次いで、トナー画像は、直接的にまたは中間転写部材の使用を介して、基材もしくは支持部材（例えば、紙）に転写され得、そして画像は、そこに固定され、複製されるかまたは印刷される画像の永久的な記録を形成する。現像の次に、電荷保持表面上に残された過剰なトナーが、表面からクリーニングされる。このプロセスは、原画からコピーするか、または電子的に生成されたかもしくは保存された原画（例えば、ラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）によって）を印刷する光レンズのために有用であり、ここで、荷電表面は、種々の方法で、画像に沿って放電され得る。
【０００３】
感光体の表面を帯電するために、米国特許第４，３８７，９８０号および米国特許第７，５８０，６５５号（これらは、本明細書中に参考として組み込まれる）に開示されるように、接触型荷電デバイスが使用されている。接触型荷電デバイスはまた、「バイアス電荷ロール」（ＢＣＲ）とも呼ばれ、Ｄ．Ｃ．電圧のレベルの２倍未満のＡ．Ｄ．電圧が重畳されたＤ．Ｃ．電圧の電源から電圧を供給されている導電部材を備える。荷電デバイスは、画像保持部材（感光体）表面に接触し、この部材が帯電される。この画像保持部材の外側表面は、接触領域において帯電される。接触型荷電デバイスは、画像保持部材を、所定の電位まで帯電する。
【０００４】
感光体の耐用年数をさらに延ばすために、オーバーコート層も使用され、感光体を保護し、そして性能、例えば摩滅耐性を改善する。しかし、これらの低摩滅オーバーコートは、湿潤環境において悪化する欠落印刷欠陥に起因して、程度の低い画像品質を伴う。さらに、ＢＣＲ荷電の下での低摩滅オーバーコートに伴う高トルクはまた、感光体駆動モーター故障および感光体クリーニングブレード損傷などの重大な問題をも引き起こす。結果として、ＢＣＲ荷電システムを有する低摩滅オーバーコートの使用は、未だ挑戦であり、このようなシステムにおいてオーバーコート技術により標的寿命を達成するための方法を見出す必要がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書中で説明される態様によれば、画像を形成するための画像形成装置およびその画像を形成するための上記画像形成装置にて使用するトナー組成物を備えた画像形成システムが提供され、この画像形成装置は、静電潜像を現像するための電荷保持表面を有する画像化部材、荷電ユニットおよび画像化部材の表面をクリーニングするためのクリーニングブレードをさらに備え、ここで、上記画像化部材の表面は、２ＧＰａ以上のヤング係数を有し、上記荷電ユニットは、上記画像化部材の表面の荷電距離範囲内に配置された荷電ローラーを備え、上記クリーニングブレードは、７６以上のショアＡ硬度を有する材料を含み、上記トナー組成物は、トナー親粒子および約７ミクロン以下のモード粒子サイズを有する潤滑性ステアレートを含む１種以上の添加剤を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、感光体摩滅速度と欠失のような印刷欠陥の重大度との間の関係性を説明するグラフである。
【図２】図２は、本実施形態に従うドラム形状の画像化部材の断面図である。
【図３】図３は、本実施形態に従うベルト形状の画像化部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
オーバーコート層を有する感光体の、バイアス電荷ロール（ＢＣＲ）荷電を用いた画像形成機器への一体化は、２つの主要な挑戦を提示する。１つは、クリーニングブレードと感光体表面との間の摩擦を、感光体駆動モーターの名目トルクレベルおよび感光体クリーニングブレード機械的安定性ならびに寿命周期と適合するレベルにまで低減することである。そしてもう１つは、欠失のような印刷欠陥を軽減することである。実際に、高トルクおよび欠失は、ＢＣＲ荷電を用いる画像形成機器において有機系オーバーコート感光体によって、常に、一般的に観察されている。摩滅速度と画像欠失との間の公知のトレードオフ依存により、感光体オーバーコート層摩滅速度に制限が生じ、したがって、摩滅速度が、感光体寿命における有意な改善のために必要とされる低さのレベルに達するまでに下がるのを防ぐ。ＢＣＲ荷電システムにおいて、オーバーコート層は、欠失と感光体摩滅速度との間のトレードオフに従う。例えば、多くの有機光導電（ＯＰＣ）材料セットは、欠失を抑制するために特定のレベルの摩滅速度を必要とし、それにより、感光体の寿命が制限される。
【０００８】
図１は、感光体摩滅速度と欠失との間の関係性を説明するデータのグラフ表示を示す。分かる通り、図１は、ＢＣＲ荷電の下での欠失は、厳密に摩滅速度に依存性であることを示す。これらの問題に直接取り組み得る有機オーバーコート配合物を見出すための多くの努力が、行われてきた。しかし、現時点で、このようなオーバーコートは見出されておらず、現在、ＢＣＲ荷電の下でオーバーコート感光体による高トルクおよび欠失を軽減するための公知の代替案は存在しない。
【０００９】
トルクおよび欠失問題に取り組む１つの方法は、感光体表面への潤滑剤の外部からの連続的な適用である。しかし、クリーニングブレード損傷はなお生じ（一般的に、軟らかいエラストマーブレードと低摩滅感光体の硬い表面との間の摩擦に起因する）、ＣＲＵクリーニングシステムは、低摩滅オーバーコート感光体にこれらの潤滑剤を使用した場合であっても、むしろ迅速に衰えることが分かった。ブレード損傷が起きた場合、トナーは、適切にクリーニングされず、クリーニングローラーおよび荷電ローラーの間に堆積する。この堆積により、ついには明らかに不均一に局在するものとして印刷が始まり、その時点でＣＲＵが衰えたと考えられる。
【００１０】
本実施形態は、低摩滅感光体を機器にバイアス化電荷ロール（ＢＣＲ）と共に組み込んだ場合に、クリーニングブレード損傷問題を克服することによってＣＲＵ寿命を延長するためのシステムアプローチを提供する。特定の粒子サイズを有する低表面エネルギートナー添加剤とともに、特定のショアＡ硬度を有するクリーニングブレードと特定の弾性率を有する感光体オーバーコート表面との組み合わせは、予期せず相乗的に協働し、クリーニングブレード損傷およびクリーニング不良を防ぎ、有為に延びたＣＲＵ寿命をもたらすことは、広範な実験および設計の努力を通じて発見された。
【００１１】
特に、本実施形態は、大いに改善されたＢＣＲ乾式複写式システムを提供し、このシステムは、以下を備える：（１）特定のショアＡ硬度を有する材料を含むクリーニングブレード；（２）特定のヤング係数を有する表面を有する感光体；および（３）トナー潤滑添加剤。高い硬度を有するクリーニングブレードが高い硬度の低摩滅オーバーコートに対してラビングされる場合、２つの表面は相性がよく、損傷に対する抵抗性を有意に改善することが発見された。横方向への電荷移動（ＬＣＭ）を防ぐための特定の潤滑剤との組み合わせにおいて、損傷へのこの抵抗性は、相乗的に増強される。
【００１２】
実施形態において、クリーニングブレードは、７６以上のショアＡ硬度を有する。さらなる実施形態において、クリーニングブレードは、約６０〜約１００、または約７６〜約８５のショアＡ硬度を有する。クリーニングブレードのエラストマー材料のために好適なポリマー材料としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：ウレタン、ブタジエン、フルオロエラストマー、フルオロシリコーン、およびこれらの混合物。実施形態において、クリーニングブレードのエラストマー材料は、約１〜約３ｍｍまたは約１．５〜約２．５ｍｍまたは約１．８〜約２．２ｍｍの厚みを有する。
【００１３】
実施形態において、感光体は、２ＧＰａ以上のヤング係数を有する表面を有する。さらなる実施形態において、感光体表面は、約１．５〜約５．０ＧＰａまたは約３．０〜約４．５ＧＰａのヤング係数を有する。実施形態において、感光体表面は、低摩滅オーバーコートを含む。このような実施形態において、オーバーコート層は、無機酸化型オーバーコート層または架橋有機オーバーコート層であってもよい。無機酸化型オーバーコート層配合物は、酸化ガリウムを含み得る。架橋有機オーバーコート層配合物は、ヒドロキシル含有電荷輸送分子、ポリオールポリマー結合剤、およびメラミン系硬化剤を含み得、熱硬化の際、架橋オーバーコートを形成する。
【００１４】
いくつかの実施形態において、感光体表面は、９０°以上の水接触角度を有する。さらなる実施形態において、感光体表面は、約７０°〜約１１０°または約９０°〜約１００°または約８５°〜約９５°の水接触角度を有する。水接触角度は、以下で議論されるような、特定の粒子サイズを有する潤滑剤の外部適用を介して達成され得る。
【００１５】
実施形態において、トナー潤滑添加剤は、潤滑性ステアレートを有する。このようなステアレートは、当該分野で公知であり、以下が挙げられるが、これらに限定されない：ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウムおよびステアリン酸亜鉛。いくつかの実施形態において、潤滑性ステアレートは、ステアリン酸亜鉛を含む。いくつかの実施形態において、潤滑性ステアレートは、任意の上述のステアレートの組み合わせを含む。実施形態において、添加剤は、約６ミクロン以下のモード粒子サイズを有する。さらなる実施形態において、添加剤は、約４〜約７ミクロンまたは約４〜約６ミクロンまたは約５〜約６ミクロンのモード粒子サイズを有する。潤滑添加剤は、本実施形態の改善された画像化システムと共に使用されるトナーに組み込まれ得るか、または、感光体表面に別個に適用される潤滑剤として使用され得る。
【００１６】
図２は、ドラム形状を有する多層電子写真画像化部材または感光体の例示的実施形態である。基材は、さらに、円筒形状であってもよい。分かる通り、この例示的画像化部材は、剛性支持基材１０、導電性接地面１２、アンダーコート層１４、電荷発生層１８および電荷輸送層２０を備える。必要に応じた、電荷輸送層上に配置されたオーバーコート層３２もまた、備えられ得る。剛性基材は、金属、合金、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、クロミウム、タングステン、モリブデンおよびこれらの混合物からなる群より選択される材料から構成され得る。この基材はまた、金属、ポリマー、ガラス、セラミックおよび木材からなる群より選択される材料をも含み得る。
【００１７】
電荷発生層１８および電荷輸送層２０は、２つの別個の層として、本明細書に記載される画像化層を形成する。図に示されるものの代替として、電荷発生層はまた、電荷輸送層の上に配置されてもよい。代替的に、これらの層の機能的構成要素を組み合わせて単層にしてもよいことが理解される。
【００１８】
図３は、実施形態に従う、ベルト形状を有する画像化部材または感光体を示す。示される通り、ベルト形状は、カール防止裏打ちコーティング１、支持基材１０、導電性接地面１２、アンダーコート層１４、接着層１６、電荷発生層１８、および電荷輸送層２０を備える。必要に応じたオーバーコート層３２および接地ストリップ１９もまた、備えられ得る。
【００１９】
（オーバーコート層）
画像化部材の他の層としては、例えば、必要に応じたオーバーコート層が挙げられ得る。必要に応じたオーバーコート層３２は、所望される場合、電荷輸送層２０の上に配置されて、画像化部材表面を保護し、かつ摩耗抵抗性を改善する。実施形態において、オーバーコート層３２は、約０．１マイクロメートル〜約１５マイクロメートル、または約１マイクロメートル〜約１０マイクロメートル、または特定の実施形態において、約３マイクロメートル〜約１０マイクロメートルの範囲の厚みを有し得る。これらのオーバーコート層は、典型的に、電荷輸送構成要素および必要に応じた有機ポリマーもしくは無機ポリマーを含む。これらのオーバーコート層は、熱可塑性有機ポリマーまたは架橋ポリマー、例えば熱硬化性樹脂、ＵＶもしくは電子線硬化樹脂などを含んでもよい。このオーバーコート層は、さらに、特定の添加剤、例えば、アルミナおよびシリカを含む酸化金属、またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含む低表面エネルギー材料、ならびにこれらの組み合わせを含み得る。
【００２０】
任意の公知または新規なオーバーコート材料が、本実施形態に含まれ得る。実施形態において、オーバーコート層は、電荷輸送構成要素または架橋電荷輸送構成要素を含み得る。特定の実施形態において、例えば、オーバーコート層は、自己架橋が可能であるか、またはポリマー樹脂を反応可能であって硬化組成物を形成できる置換基を含む第三級アリールアミンからなる電荷輸送構成要素を含む。オーバーコート層に好適な電荷輸送構成要素の具体的な例としては、以下の一般式：
【化１】
2014199444.tif 000002
を有する第三級アリールアミンを含み、式中、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３およびＡｒ４は、それぞれ独立して、約６〜約３０個の炭素原子を有するアリール基を表し、Ａｒ５は、約６〜約３０個の炭素原子を有する芳香族炭化水素基を表し、ｋは、０または１を表し、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４およびＡｒ５の少なくとも１つは、ヒドロキシル（−ＯＨ）、ヒドロキシメチル（−ＣＨ２ＯＨ）、アルコキシメチル（−ＣＨ２ＯＲ、式中Ｒは、１〜約１０個の炭素原子を有するアルキルである）、１〜約１０個の炭素原子を有するヒドロキシルアルキルおよびこれらの混合物からなる群より選択される置換基を含む。他の実施形態において、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、およびＡｒ４は、それぞれ独立して、フェニル基または置換フェニル基を表し、そしてＡｒ５は、ビフェニル基またはテルフェニル基を表す。
【００２１】
第三級アリールアミンを含む電荷輸送構成要素のさらなる例としては、以下：
【化２】
2014199444.tif 000003
などが挙げられ、式中、Ｒは、水素原子および１〜約６個の炭素を有するアルキルからなる群より選択される置換基であり、ｍおよびｎは、それぞれ独立して０または１を表し、ここで、ｍ＋ｎ＞１である。特定の実施形態において、オーバーコート層は、硬化架橋オーバーコート組成物を形成するために、さらなる硬化剤を含んでもよい。硬化剤の例は、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、フェノール樹脂、イソシアレート（ｉｓｏｃｙａｌａｔｅ）またはマスキングイソシアレート化合物、アクリレート樹脂、ポリオール樹脂またはこれらの混合物からなる群より選択され得る。実施形態において、架橋オーバーコート組成物は、例えば、Ｈｙｓｉｔｒｏｎ  Ｉｎｃ．（Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ、ＭＮ）によって製造されるナノ機械試験装置を用いるナノ同定方法によって測定される場合、約３ＧＰａ〜約５ＧＰａの範囲の平均引張応力を有する。
【００２２】
（基材）
感光体支持基材１０は、不透明であっても、または実質的に透明であってもよく、必須の機械的特性を有する任意の好適な有機材料もしくは無機材料を含み得る。基材全体は、導電性表面におけるものと同じ材料を含んでもよく、または導電性表面は、基材上のコーティングとなり得るにすぎない。任意の好適な導電性材料、例えば、金属もしくは合金などが、使用可能である。これは、単一の金属化合物であっても、または異なる金属および／もしくは酸化物の二重層であってもよい。
【００２３】
基材１０はまた、導伝性材料で完全に配合されてもよく、または、導伝性チタンもしくはチタン／ジルコニウム被膜を含む接地面層１２を有する無機ポリマー材料もしくは有機ポリマー材料を含む絶縁材料であってもよく、そうでなければ、半導体表面層を有する有機材料もしくは無機材料の層であってもよい。支持基材の厚みは、機械的性能および経済的考慮を含む多くの因子に依存する。
【００２４】
基材１０は、例えば、平面、円筒、ドラム、渦巻き、無端可撓性ベルトなどの、多くの異なる形状を有し得る。図２で示されるように基材がベルトの形状である場合、このベルトは、継ぎ目があっても継ぎ目がなくてもよい。実施形態において、本明細書中の感光体は、ドラム形状である。
【００２５】
基材１０の厚みは、可撓性、機械的性能および経済的考慮を含む、多くの要因に依存する。本実施形態の支持基材１０の厚みは、少なくとも約５００マイクロメートルであってもよく、または、約３，０００マイクロメートル以下であってもよい。
【００２６】
例示的な基材支持体１０は、各コーティング層溶液において使用される溶媒のいずれにも可溶ではなく、光学的に透明であるかまたは半透明であり、約１５０℃の高温まで熱安定性である。画像化部材作製のために使用される基材支持体１０は、約１×１０−５／℃〜約３×１０−５／℃の範囲の熱収縮係数および約４．５×１０５ＰＳＩ（３ＧＰａ）〜約７．５×１０５（５ＧＰａ）の間のヤング係数を有し得る。
【００２７】
（接地面）
導電性接地面１２は、例えば、基材１０上に任意の好適なコーティング技術、例えば真空蒸着技術によって形成され得る、導電性金属層であってもよい。導電層は、光導電性部材について所望の光学的透明性および可撓性に依存して、実質的に広い範囲で厚みが変動し得る。したがって、可撓性の光応答性画像化デバイスについて、導電層の厚みは、導電性、可撓性および光透過性の最適な組み合わせについて、少なくとも約２０オングストロームであってもよく、または約７５０オングストローム以下であってもよく、または少なくとも約５０オングストロームであってもよく、または約２００オングストローム以下であってもよい。
【００２８】
金属層を形成するために使用される技術に関わらず、金属酸化物の薄層は、多くの金属の外表面上に、空気への曝露の際に形成される。したがって、金属層に重なる他の層が「隣接する」層として特徴付けられる場合、これらの重なる隣接層は、実際に、易酸化性金属層の外表面上に形成された金属酸化物薄層に接触し得ることが意図される。一般に、背面消去露光のために、導電層の光透過性は、少なくとも約１５％であることが望ましい。導電層は、金属に限られる必要はない。導電層の他の例は、約４０００オングストローム〜約９０００オングストロームの間の波長を有する光についての透明層としての導電性インジウムスズ酸化物、または不透明導電層としてポリマー結合剤に分散される導電性カーボンブラックなどの材料の組み合わせであってもよい。
【００２９】
（正孔ブロッキング層）
導電性接地面層の形成後、正孔ブロッキング層１４が塗布され得る。正に帯電した感光体について、電子ブロッキング層は、感光体の画像化表面から導電層への正孔の移動を可能にする。負に帯電した感光体について、導電層から対向する光導電層への正孔注入を防止するために障壁を形成し得る任意の好適な正孔ブロッキング層が、使用され得る。正孔ブロッキング層は、ポリビニルブチラール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｂｕｔｒｙｒａｌ）、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリシロキサン、ポリアミド、ポリウレタンなどのポリマーを含んでもよく、または窒素含有シロキサンもしくは窒素含有チタン化合物であってもよい。
【００３０】
アンダーコート層の一般的実施形態は、金属酸化物および樹脂結合剤を含み得る。アンダーコート層結合剤材料としては、例えば、ポリエステル、ポリアリーレート、ポリスルホン、ポリウレタンなどが挙げられ得る。
【００３１】
正孔ブロッキング層は、連続的でなければならず、約０．５マイクロメートル未満の厚みを有する。なぜなら、より大きな厚みは、望ましくは高い残留電圧をもたらし得るからである。約０．００５マイクロメートル〜約０．３マイクロメートルの間の正孔ブロッキング層が、曝露工程後の電荷中和が容易になり、最適な電気性能が達成されるので、使用される。約０．０３マイクロメートル〜約０．０６マイクロメートルの間の厚みは、最適な電気挙動のための正孔ブロッキング層のために使用される。酸化亜鉛、酸化チタンまたは酸化スズなどの金属酸化物を含む正孔ブロッキング層は、より厚くてもよく、例えば、約２５マイクロメートルまでの厚みを有してもよい。ブロッキング層は、任意の好適な従来技術、例えば噴霧、ディップコーティング、ドローバーコーティング、グラビアコーティング、シルクスクリーニング、エアナイフコーティング、リバースロールコーティング、真空蒸着、化学的処理などによって塗布され得る。
【００３２】
（電荷発生層）
その後、電荷発生層１８が、アンダーコート層１４に塗布され得る。任意の好適な電荷発生結合剤としては、電荷発生／光導電性材料が挙げられ、粒子の形態であり、かつ膜形成結合剤中に分散され得る材料、例えば不活性樹脂が使用され得る。電荷発生材料の例としては、例えば、アモルファスセレン、トリゴナルセレンおよびセレン合金などの無機光導電性材料、および膜形成ポリマー結合剤中に分散される、種々のフタロシアニン顔料が挙げられる。多電荷発生層組成物が、光導電層が電荷発生層の特性を増強するかまたは低減する場合に、使用され得る。当該分野で公知な他の好適な電荷発生材料が、所望される場合、使用され得る。選択された電荷発生材料は、電子写真画像化プロセスにおいて静電潜像を形成するための画像放射線曝露工程の間に約４００〜約９００ｎｍの波長を有する放射線を活性化するために、感受性であるべきである。例えば、ヒドロキシガリウムフタロシアニンは、約３７０〜約９５０ナノメートルの波長の光を吸収する。
【００３３】
任意の好適な不活性樹脂材料が、電荷発生層１８における結合剤として使用され得、例えば、米国特許第３，１２１，００６号（その開示全体は、本明細書中に参考として組み込まれる）に記載されるものが挙げられる。電荷発生材料は、樹脂結合剤組成物中に、種々の量で存在し得る。一般に、少なくとも約５容量％、または約９０容量％以下の電荷発生材料が、少なくとも約９５容量％、または約１０容量％以下の樹脂結合剤中に分散され、より具体的には、少なくとも約２０容量％、または約６０容量％以下の電荷発生材料が、少なくとも約８０容量％、または約４０容量％以下の樹脂結合剤組成物中に分散される。
【００３４】
特定の実施形態において、電荷発生層１８は、少なくとも約０．１μｍ、もしくは約２μｍ以下、または少なくとも約０．２μｍ、もしくは約１μｍ以下の厚みを有し得る。これらの実施形態は、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これらの混合物からなってもよい。電荷発生材料および樹脂結合剤材料を含む電荷発生層１８は、一般に、乾燥の場合、少なくとも約０．１μｍ、または約５μｍ以下、例えば約０．２μｍ〜約３μｍの厚みの範囲である。電荷発生層の厚みは、一般に、結合剤含量に関連する。より含量の高い結合剤組成物は、一般に、電荷発生層のより厚い層に使用される。
【００３５】
（電荷輸送層）
ドラム感光体において、電荷輸送層は、同じ組成の単層を含む。このように、電荷輸送層は、具体的に、単層２０の観点で議論されるが、その詳細は、二重電荷輸送層を有する実施形態にも適用可能である。電荷輸送層２０は、その後、電荷発生層１８上に塗布され、電荷発生層１８からの光生成正孔もしくは電子の注入を支持可能であり、かつこれらの正孔／電子を電荷輸送層を通した移動を可能にすることができて、画像化部材表面上の表面電荷を選択的に放電可能である、任意の好適な透明有機ポリマーまたは非ポリマー材料を含み得る。１つの実施形態において、電荷輸送層２０は、正孔を輸送する機能だけでなく、電荷発生層１８を、摩耗または化学的侵食から保護し、それによって、画像化部材の耐用年数を延長し得る。電荷輸送層２０は、実質的に非光導電性材料であってもよいが、光生成正孔の電荷発生層１８からの注入を支持するものである。
【００３６】
層２０は、曝露が影響を及ぼして、放射線投射の大部分が下にある電荷発生層１８によって利用されることが確実である場合、電子写真画像化部材が使用される波長域において名目上透明である。電荷輸送層は、無視できる光吸収を有する優れた光学的透明性を示し、乾式複写法において有用な光の波長（例えば、４００〜９００ナノメートル）に曝露した際に、電荷を発生しない。感光体が、透明基材１０および透明であるかもしくは部分的に透明である導電層１２の使用によって調製される場合、画像曝露または消去は、基材１０を通して、この基材の裏側に全ての光が通過することで達成され得る。この場合、層２０の材料は、電荷発生層１８が基材と電荷輸送層２０との間に挟まれているのであれば、使用する波長域における光を透過する必要がない。電荷発生層１８と組み合せた電荷輸送層２０は、電荷輸送層上の静電電荷が照明の非存在下で導電されない程度に、絶縁体である。電荷輸送層２０は、放電プロセスの間に電荷が電荷輸送層２０を通過する場合に、最小の電荷を捕捉する。
【００３７】
電荷輸送層２０は、電気的に不活性なポリマー材料、例えばポリカーボネート結合剤中に溶解されるかまたは分子的に分散されて固溶体を形成し、それによってこの材料を電気的に活性にする添加剤として有用な、任意の好適な電荷輸送構成要素または活性化化合物を含み得る。「溶解した」とは、例えば、低分子がポリマー中に溶解して均一な相を形成する溶液を形成することをいい；そして、実施形態において分子的に分散したとは、例えば、ポリマー中に分散した電荷輸送分子、分子規模でポリマー中に分散した低分子をいう。電荷輸送構成要素は、そうでなければ電荷発生材料からの光生成正孔の注入を支持できず、これらの正孔の輸送が可能でない、膜形成ポリマー材料に添加され得る。この添加により、電気的に不活性なポリマー材料を、電荷発生層１８からの光生成正孔の注入を支持可能であり、電荷輸送層上の表面電荷を放電するためにこれらの正孔を電荷輸送層２０を通して輸送可能とする材料に、変換する。高い移動性の電荷輸送構成要素は、協働して電荷を分子間および最終的に電荷輸送層の表面に輸送する低分子の有機化合物を含み得る。例えば、限定されないが、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）、トリフェニルアミンなどの他のアリールアミン、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）などである。
【００３８】
多くの電荷輸送化合物は、電荷輸送層に含まれ得る。この層は、一般的に、約５〜約７５マイクロメートルの厚み、より具体的には、約１５〜約４０マイクロメートルの厚みである。電荷輸送構成要素の例は、以下の式／構造のアリールアミン：
【化３】
2014199444.tif 000004
（式中、Ｘは、アルキル、アルコキシ、アリールおよびその誘導体などの好適な炭化水素；ハロゲンまたはこれらの混合物、特に、ＣｌおよびＣＨ３からなる群より選択される置換基である）；および以下の式の分子：
【化４】
2014199444.tif 000005
（式中、Ｘ、ＹおよびＺは、独立して、アルキル、アルコキシ、アリール、ハロゲンまたはこれらの混合物であり、少なくともＹおよびＺの少なくとも１つが存在する）である。
【００３９】
ポリマー結合剤材料の具体例としては、ポリカーボネート、ポリアリーレート、ア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、ポリ（シクロオレフィン）、およびエポキシ、ならびにこれらのランダムコポリマーまたは交互コポリマーが挙げられる。実施形態において、電荷輸送層、例えば、正孔輸送層は、少なくとも約１０μｍ、または約４０μｍ以下の厚みを有してよい。
【００４０】
必要に応じて、電荷輸送層または少なくとも１つの電荷輸送層に組み込まれ、例えば、改善された横方向の電荷移動（ＬＣＭ）抵抗を可能にする構成要素または材料の例としては、ヒンダードフェノール抗酸化剤、例えば、テトラキスメチレン（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシンナメート）メタン（ＩＲＧＡＮＯＸ（登録商標）１０１０、Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手可能）、ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、および他のヒンダードフェノール抗酸化剤；ヒンダードアミン抗酸化剤；チオエーテル抗酸化剤；亜リン酸塩抗酸化剤；他の分子、例えばビス（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）などが挙げられる。少なくとも１つの電荷輸送層における抗酸化剤の重量％は、約０〜約２０重量％、約１〜約１０重量％、または約３〜約８重量％である。
【００４１】
電荷輸送層は、正孔輸送層上の静電荷が、静電潜像が形成されそして保持されることを防ぐのに充分な速度で、照明の非存在下で導電されない程度に、絶縁体でなければならない。電荷輸送層は、実質的に、使用を企図する領域の可視光または放射線を吸収しない。しかし、これは、光生成正孔の光導電層（すなわち、電荷産生層）からの注入を可能にし、これらの正孔が光導電層を通って輸送され、活性層の表面上の表面電荷を選択的に放電することを可能にする点で、電気的に「活性」である。
【００４２】
さらに、ベルト形状を使用する本実施形態において、電荷輸送層は、単一パス電荷輸送層、または同じもしくは異なる輸送分子比を有する二重パス電荷輸送層（もしくは二重層電荷輸送層）からなってもよい。これらの実施形態において、二重層電荷輸送層は、約１０μｍ〜約４０μｍの全体の厚みを有する。他の実施形態において、二重層電荷輸送層のそれぞれの層は、２μｍ〜約２０μｍの個々の厚みを有し得る。その上、電荷輸送層は、感光体のトップ層として使用して、電荷輸送層とオーバーコート層との境界における結晶化を阻害するように構成されてもよい。別の実施形態において、電荷輸送層は、第１パス電荷輸送層として使用して、第１パス層と第２パス層との間の境界において起こる微結晶化を阻害するように構成されてもよい。
【００４３】
任意の好適な従来技術を使用して電荷輸送層混合物を形成し、その後その電荷輸送層混合物を支持基材層に塗布し得る。電荷輸送層は、１つのコーティング工程で形成されても、多数のコーティング工程で形成されてもよい。ディップコーティング、リングコーティング、噴霧、グラビアまたは任意の他のドラムコーティング方法が、使用され得る。
【００４４】
配置したコーティングの乾燥は、任意の好適な従来技術、例えばオーブン乾燥、赤外線照射乾燥、エアドライなどによって実施され得る。乾燥後の電荷輸送層の厚みは、最適な光電気的結果および機械的結果について、約１０μｍ〜約４０μｍまたは約１２μｍ〜約３６μｍである。別の実施形態において、厚みは、約１４μｍ〜約３６μｍである。
【００４５】
（接着層）
必要に応じた別個の接着境界層が、特定の形状、例えば、可撓性ウェブ形状で提供され得る。図１に説明される実施形態において、境界層は、ブロッキング層１４と電荷発生層１８との間に置かれる。境界層は、コポリエステル樹脂を含み得る。境界層のために使用され得る例示的ポリエステル樹脂としては、ポリアリーレートポリビニルブチラール、例えばＴｏｙｏｔａ  Ｈｓｕｔｓｕ  Ｉｎｃ．から市販されるＡＲＤＥＬ  ＰＯＬＹＡＲＹＬＡＴＥ（Ｕ−１００）、全てＢｏｓｔｉｋからのＶＩＴＥＬ  ＰＥ−１００、ＶＩＴＥＬ  ＰＥ−２００、ＶＩＴＥＬ  ＰＥ−２００ＤおよびＶＩＴＥＬ  ＰＥ−２２２、Ｒｏｈｍ  Ｈａｓｓからの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。接着境界層は、正孔ブロッキング層１４に直接塗布され得る。したがって、実施形態における接着境界層は、下の正孔ブロッキング層１４および上の電荷発生層１８に直接的に隣接接触し、接着結合を増大して、連結をもたらす。なお他の実施形態において、接着境界層は、完全に省略される。
【００４６】
接着境界層は、乾燥後、少なくとも約０．０１マイクロメートルの厚みを有し得るか、または、約１マイクロメートル以下の厚みを有し得る。実施形態において、乾燥した厚みは、約０．０３マイクロメートル〜約０．０７マイクロメートルである。
【００４７】
（接地ストリップ）
接地ストリップは、膜形成ポリマー結合剤および導電性粒子を含み得る。任意の好適な導電性粒子が、導電性接地ストリップ層１９において使用され得る。導電性粒子は、任意の好適な形を有し得る。導電性粒子は、導電性接地ストリップ層が過剰に不規則な外表面を有することのないように、導電性接地ストリップ層の厚みよりも小さな粒子サイズを有さなければならない。約１０マイクロメートル未満の平均粒子サイズは、一般に、乾燥した接地ストリップ層の外表面における導電性粒子の過度の突出を避け、そして乾燥接地ストリップ層のマトリクスを通した粒子の比較的均一な分散を確実にする。接地ストリップ層において使用さ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性などの因子に依存する。
【００４８】
接地ストリップ層は、少なくとも約７マイクロメートル、もしくは約４２マイクロメートル以下、または少なくとも約１４マイクロメートル、もしくは２７マイクロメートル以下の厚みを有し得る。
【００４９】
（カール防止裏打ちコーティング層）
カール防止裏打ちコーティング１は、電気的に絶縁体であるかまたは僅かに半導性である、有機ポリマーまたは無機ポリマーを含み得る。カール防止裏打ちコーティングは、平面性および／または摩耗抵抗性をもたらす。
【００５０】
カール防止裏打ちコーティング１は、基材２の裏側、画像化層の反対側に形成され得る。カール防止裏打ちコーティングは、膜形成樹脂結合剤および接着促進添加剤を含み得る。樹脂結合剤は、上で議論された電荷輸送層の樹脂結合剤と同じ樹脂であってもよい。膜形成樹脂の例としては、ポリアクリレート、ポリスチレン、ビスフェノールポリカーボネート、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挙げられる。添加剤として使用される接着促進剤としては、４９，０００（ｄｕ  Ｐｏｎｔ）、Ｖｉｔｅｌ  ＰＥ−１００、Ｖｉｔｅｌ  ＰＥ−２００、Ｖｉｔｅｌ  ＰＥ−３０７（Ｇｏｏｄｙｅａｒ）などが挙げられる。通常、約１〜約１５重量％の接着促進剤が、膜形成樹脂添加のために選択される。カール防止裏打ちコーティングの厚みは、少なくとも約３マイクロメートル、または約３５マイクロメートル以下、または約１４マイクロメートルである。
【００５１】
（例示的画像形成システムの評価）
感光体、クリーニングブレードおよび潤滑剤のいくつかの組み合わせを、Ｘｅｒｏｘ  ７００  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｌｏｒ  Ｐｒｅｓｓプリンタにおいて、クリーニング不良が起こるまで、乾式複写方式でサイクリングした。クリーニング不良は、ブレードまたは感光体表面損傷に起因した目に見える印刷欠陥が起こるまでの、乾式複写方式のサイクルの数で定義される。クリーニング不良までのサイクルの数を、次いで、全ての例の間で比較した。特定の組み合わせを以下でより詳細に記載する。
【００５２】
表１に示されるように、以下の特性測定値を測り、評価した。
【表１】
2014199444.tif 000006
【００５３】
（試験方法）
試験方法は、以下の工程で行った：（１）標準化標的ページを、温度が２８℃で相対湿度が８５％である大気条件下で印刷することで、ＣＲＵを連続的にサイクリングする；（２）１０，０００サイクル毎に、試験プリントパックをプリントアウトし、印刷品質を評価する；および（３）１０，０００サイクル毎に、感光体表面、ＢＣＲおよびクリーニング発泡ローラーを、トナー膜形成、リングまたは汚れの証拠について、視覚的に検査した。
【００５４】
（結果）
試験の結果を、以下の表２において説明する。
【表２】
2014199444.tif 000007
【００５５】
（比較例１および２）
両方の例示的システムは、２．０ＧＰａを超える感光体表面係数および９０°未満の測定水接触角度、および７６未満のクリーニングブレードショアＡ硬度を有する。両方とも、０時点において、横方向の電荷移動によって生じる程度の低い印刷品質に起因して、不良であった。
【００５６】
（比較例３）
この例示的システムは、２．０ＧＰａを超える感光体表面係数および９０°を超える測定水接触角度、および７６未満のクリーニングブレードショアＡ硬度を有する。このシステムは、何ら目に見えるＬＣＭを示さなかったが、９０，０００サイクルの後にのみ、クリーニングブレード損傷およびその後のＢＣＲのトナー汚染に起因した不良が、印刷に見えるようになった。
【００５７】
（実施例１〜３）
これらの例示的システムは、２．０ＧＰａを超えるＰＲ表面係数および９０°を超える測定水接触角度、および７６よりも大きいクリーニングブレードショアＡ硬度の組み合わせを有する。これら実施例により、好ましい感光体表面係数と合わせて、７６を超えるショアＡ硬度を有するクリーニングブレードを、約６ミクロンのモード粒子サイズを有するステアリン酸亜鉛粒子と共に組み込んだ組み合わせシステムの相乗効果を実証する。
【００５８】
この結果により、２．０ＧＰａを超える感光体表面係数と約９０°を超える測定水接触角度および７６を超えるクリーニングブレードショアＡ硬度の組み合わせが、クリーニング不良となる前の長いＣＲＵ操作寿命を容易にすることを実証する。本ＣＲＵシステムによって、クリーニング不良無しに長い操作寿命のための乾式複写方式ＣＲＵにおいて使用される、約２．０ＧＰａを超える表面係数を有する低摩滅オーバーコートが使用できる。
【００５９】
種々のサイズグレードのステアリン酸亜鉛粒子をスクリーニングした。市販のステアリン酸亜鉛としては、（１）約１０ミクロンのモード（分布の中心）粒子サイズを有するもの、例えばＡｓａｈｉ  Ｄｅｎｋａ  Ｋｏｇｙｏ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から入手可能なＺｎＳｔ−Ｓ、（２）約７ミクロンのモード粒子サイズを有するもの、例えばＡｓａｈｉ  Ｄｅｎｋａ  Ｋｏｇｙｏ  Ｃｏ．から入手可能なＺｎＳｔ−Ｌ、および（３）約６ミクロンのモード粒子サイズを有するもの、例えばＮｉｐｐｏｎ  Ｏｉｌ  ａｎｄ  Ｆａｔ  Ｃｏｒｐ．から入手可能なＺｎＦＰが挙げられる。表２に示されるように、最も高い水接触角度が、約６ミクロンのモード粒子サイズを有するステアリン酸亜鉛製品であるＺｎＦＰによって達成された。
【図２】
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【図３】
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【図１】
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