(57)【要約】      （修正有）【課題】画質を下げることなく、インクの量を正確に制御することが可能な、作像部材面にインクを塗布するための方法およびシステムを提供する。【解決手段】作像装置は、表面を有する作像部材と、作像部材と物理的に接触しない現像部材１３０と、作像部材面と現像部材との間に電界を生成する電源１３１とを備える。インクは、電界が発生した場合に、現像部材から作像部材面１１０に、電気流体力学的に転写される。【選択図】図１
2014232318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置であって、
電荷保持面を有する作像部材と、
前記電荷保持面上の静電荷を所定の電位に印加する帯電ユニットと、
前記電荷保持面上の前記静電荷を放電して、放電領域を形成する光ユニットと、
インクを前記電荷保持面に塗布して現像画像を形成する現像部材と、
前記電荷保持面から他の部材、すなわちコピー基材に前記現像画像を転写する転写部材と、
前記作像部材面をクリーニングする任意選択のクリーニングシステムと、
前記現像部材と前記作像部材面との間の電界を調整する電圧バイアスユニットとを備え、
前記作像部材面は、前記現像部材から間隔を空けて配置され、
前記現像部材は、前記インクを溜めておくための容器と、前記作像部材面に向けた複数の細管開口とを備える、画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の細管開口は、前記作像部材面から、約１０μｍから約２００μｍに配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記放電領域は、横方向解像度が５０μｍ未満である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記細管開口は、約０．０１μｍ２から約０．２５ｍｍ２の範囲の領域を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
印刷解像度が、５０μｍより良好である、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
作像部材面にインクをもたらす方法であって、
作像部材面上に静電潜像を形成するステップと、
前記作像部材面と現像部材との間に電界を生成するステップとを備え、
前記現像部材は、前記作像部材面と物理的に接触せず、
前記現像部材は、前記インクを溜める容器と複数の細管開口とを備え、前記インクは、前記電界が発生した場合に、前記作像部材面に電気流体力学的に送達される、方法。
【請求項７】
前記複数の細管開口は、前記作像部材面から、約１０μｍから約２００μｍに配置される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記細管開口は、約０．０１μｍ２から約０．２５ｍｍ２の範囲の領域を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
印刷解像度が、５０μｍより良好である、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記電界の強度は、約５ｋＶ／ｍｍから約１０ｋＶ／ｍｍの範囲である、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電気流体力学的液体送達方法を使用する印刷のためのシステムおよび方法に関する。これらのシステムおよび方法は、電子写真作像部材と共に使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式、すなわちゼログラフィック複写は、作像部材、すなわち、感光体上に均一な電荷を付着させ、その作像部材を、原稿の光画像にさらすことによって開始することができる。帯電した作像部材を光画像にさらすことで、電荷が画像領域上に残っている間に、原稿の非画像領域に対応する領域において放電させ、作像部材上で、原稿の静電潜像を作り出す。潜像は、後に、光導電面層上に帯電インク（すなわち、トナー）を付着させることによって視認可能画像になり、現像剤は、作像部材上の帯電画像領域に引きつけられる。その後、現像剤は、画像を恒久的に貼り付け、原稿の複写を作成することが可能なコピーシート、または何らかの他の画像支持基材に作像部材から転写される。処理の最終段階では、作像部材はクリーニングされ、そこからいかなる残留現像剤も除去され、後続の作像サイクルに備える。しかしながら、ゼログラフィック印刷は、一般に、動作自由度、印刷解像度、および材料によって部分的に制限されてきた。
【０００３】
他方で、インクジェット印刷は、画像を印刷する際に使用されることは周知であり、さらに、材料をほとんど制限されずに、任意のブランケット上に直接構成要素を印刷することによってプリント回路を製造する際に使用されている。最近では、機能性インクが有機材料から作られ、環境発電、センシング、情報表示、創薬、ＭＥＭＳデバイス、および他の領域でより汎用的に使用するために付着させられる。インクジェット印刷のための２つの共通の方法は、熱的形成または音響形成、およびノズル開口部を通じての液滴の吐出に基づく。従来のインクジェットは、解像度が、約２０μｍから約３０μｍに限られる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画質を下げることなく、インクの量を正確に制御することが可能な、作像部材面にインクを塗布するための方法およびシステムを開発することが好ましいだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、作像部材面上にインクを電気流体力学的に噴射するためのシステムおよび方法に関する。本システムおよび方法は、画質を下げることなく、インクの量を正確に制御することを可能にする。
【０００６】
実施形態で開示するのは画像形成装置であり、画像形成装置は、電荷保持面を有する電子写真作像部材と、電荷保持面上の静電荷を所定の電位に印加する帯電ユニットと、電荷保持面上の静電荷を放電して放電領域を形成する光ユニットと、インクを電荷保持面に塗布して現像画像を形成する現像部材と、電荷保持面から他の部材、すなわちコピー基材に現像画像を転写する転写部材と、作像部材面をクリーニングする任意選択のクリーニングシステムと、現像部材と作像部材面との間の電界を調整する電圧バイアスユニットとを備える。作像部材面は、現像部材から間隔を空けて配置される。現像部材は、インクを溜めておくための容器、および電界が発生した場合にインクを電気流体力学的に作像部材にもたらすことができる１つまたは複数の細管開口を備える。
【０００７】
１つまたは複数の細管開口は、作像部材面から、約１０μｍから約２００μｍに配置することができる。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の細管開口は、作像部材面から、約５０μｍから約１００μｍに配置される。
【０００８】
放電領域は、５０μｍ未満の横方向解像度を有することができる。
【０００９】
細管開口は、約０．０１μｍ２から約０．２５ｍｍ２の範囲の領域を有することができる。
【００１０】
いくつかの実施形態において、印刷解像度は、約５０μｍより良好である。印刷解像度は、約５００ｎｍから約５００μｍとすることができる。
【００１１】
帯電ユニットは、作像部材面と接触、準接触、または非接触とすることができる。
【００１２】
いくつかの実施形態において、電界の強度は、約５ｋＶ／ｍｍから約１０ｋＶ／ｍｍの範囲である。
【００１３】
所定の電位は、約５００Ｖから約１ｋＶ／ｍｍの範囲とすることができる。
【００１４】
いくつかの実施形態において、電圧バイアスユニットは、ＤＣ電圧およびＡＣ電圧を同時にもたらすよう構成される。
【００１５】
作像部材面は、転写部材の転写部材面より低い表面エネルギーを有する可能性がある。
【００１６】
他の実施形態で開示されるのは、作像部材面にインクをもたらす方法である。本方法は、作像部材面上に静電潜像を形成すること、および、作像部材面と現像部材との間に電界を生成することを含む。現像部材は、作像部材面と物理的に接触しない。現像部材は、インクを溜める容器と、１つまたは複数の細管開口とを備える。
【００１７】
静電潜像は、作像部材面を、帯電部材で均一に帯電し、均一に帯電した面の少なくとも一部を、静電潜像を形成するための画像入力装置で選択的に放散することによって形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本開示の例示的画像形成装置である。
【図２】図２は、本開示の例示的現像部材である。
【図３】図３は、単一電荷輸送層を有する感光体ドラムの例示的実施形態の断面図である。
【図４】図４は、単一電荷輸送層を有する感光体ドラムの他の例示的実施形態の断面図である。
【図５】図５は、本開示の処理およびデバイスを示す例示的構成の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本明細書に開示された構成要素、工程および装置は、添付の図面を参照することによってより完全に理解することができる。これらの図は、利便性に基づき、本開示の実証を簡単にするための概略図に過ぎず、したがって、それらのデバイスもしくは構成要素の相対的な大きさならびに寸法を示すことを意図せず、および／または例示的実施形態の範囲を定義もしくは限定することを意図しない。
【００２０】
明確にするために特定の用語を以下の説明で使用するが、これらの用語は、図面内で例示するために選択された実施形態の特定の構造を意味することのみが意図され、本開示の範囲を定義および限定することを意図しない。図面および以下の説明において、同様の数字指示は、同様の機能の構成要素を意味することが理解されよう。
【００２１】
単数形”ａ”、”ａｎ”および”ｔｈｅ”は、文脈に明確に示されない限り、複数対象を含む。
【００２２】
本出願の明細書および特許請求の範囲における数値は、同じ数の有効数字に丸められた場合に同じである数値、および値を決定するために本明細書で記載した種類の従来測定技術の実験誤差未満だけ記載された値と異なる数値を含むと理解すべきである。
【００２３】
本明細書で開示するすべての範囲は、記載した終末点を包含し、独立して組み合わせることができる（例えば、「２グラムから１０グラム」の範囲は、終末点である２グラムと１０グラム、およびすべての中間値を包含する）。本明細書に記載する範囲の終末点および任意の値は、精密な範囲または値に限定されず、これらの範囲および／または値に近似する値を含む程度に非精密である。
【００２４】
「約」および「実質的に」などの用語によって修飾される値は、示された精密な値に限定されるものではない。近似を表す言葉は、値を計測するための機器の精度に対応してもよい。「約」という修飾語はまた、２つの終末点の絶対値によって規定される範囲を開示すると考えるべきである。例えば、「約２から約４」という表現はまた、「２から４」の範囲を開示する。
【００２５】
「電気流体力学的」とは、ノズルのオリフィス領域に印加される電荷のもと、流体を吐出することを意味する。静電力がノズルで流体の表面張力に打ち勝つのに十分大きい場合、流体がノズルから吐出される。
【００２６】
「吐出オリフィス」とは、電荷のもとで流体を吐出することができるノズルの領域を意味する。吐出オリフィスの「吐出領域」とは、基材表面に面するノズルの実効領域を意味する。一実施形態において、吐出領域は、円に対応し、吐出オリフィス（Ｄ）の直径が、Ｄ＝ｓｑｒｔ（４Ａ／ｐｉ）によって、吐出領域（Ａ）から計算される。「実質的に円形の」オリフィスとは、概ね滑らかな形状の周縁部（例えば、明確な鋭い角がない）を有するオリフィスを意味し、そのオリフィスの最小差渡し長さは、そのオリフィスの対応する最長差渡し長さの少なくとも８０％である（長径と短径が、互いに２０％以内にある楕円形など）。「平均直径」は、最小寸法と最大寸法との平均として計算される。同様に、正方形、長方形、三角形などの他の形態もまた、実質的な形状として特徴づけられ、角が湾曲していてもよく、線は実質的に真っ直ぐであってもよい。一態様において、実質的に真っ直ぐとは、線長の１０％未満である最大偏向位置を有する線を意味する。
【００２７】
「電荷」とは、ノズル内の印刷流体（例えば、吐出オリフィス付近の流体）と基材表面との間の電位差を意味する。この電荷は、ある電極の対向電極に対するバイアスまたは電位をもたらすことによって生成することができる。
【００２８】
電気流体力学的印刷（すなわち、電界を用いて流体の流れを作り、インクを基材に送達すること）を発展させるために、さまざまな試みがなされてきた。それらのいくつかは、電気流体力学的印刷解像度をサブミクロンメートルに下げることを実証してきたが、ノズルアレイおよび高速用途を統合する柔軟性は、十分に確立されていない。基材上にパターン化された電荷がないと、インク液滴がクロストークする（すなわち、所期の位置とは異なる場所に液滴が到達する）可能性が非常に高くなる。結果として、噴射頻度、ノズルアレイの横方向間隔、および先端−基材距離は、役割が関連している。この構成の場合、複数インク液滴の同時噴射は、最大限に活用することができない。
【００２９】
本開示は、作像部材の電荷保持面にインクを電気流体力学的に塗布するための現像部材を備える画像形成装置に関する。現像部材は、作像部材面とは物理的に接触しない（すなわち、現像部材と作像部材面との間には間隙が存在する）。
【００３０】
図１を参照すると、送達部材を使用する作像部材の構造が示される。示した実施形態において、作像部材面１１０は、時計回りに回転する。作像部材面１１０の電荷保持面は、電圧が電源装置１１１から供給されている帯電ユニット／部材（例えば、バイアス帯電ローラ）１１２により帯電する。帯電ユニット１１２は、作像部材面１１０と接触、準接触、または非接触とすることができる。帯電ユニットは、電荷保持面上の静電荷を、所定の電位（例えば、約５００Ｖから約１ｋＶ）に印加するよう構成される。次いで、作像部材は、光ユニット（例えば、レーザまたは発光ダイオード）などの光学システムまたは画像入力装置１１３からの光に画像露光され、その上に静電潜像を形成する。光に対する露光により、作像部材面１１０上に電荷が選択的に拡散する。
【００３１】
静電潜像は、現像部材１３０からの現像液混合物を接触させることによって現像する。現像部材１３０は、いくつかの実施形態では、帯電部材１１２に電力供給する電源装置１１１と同じである電源装置／電圧バイアスユニット１３１により帯電する。現像部材１３０は、現像部材１３０と作像部材面１１０との間に電界が生成されると作像部材面１１０に電気流体力学的に塗布することができるインクを備える。現像部材は、作像部材面１１０上に現像画像を形成するために、選択的に適用することができる。現像画像は、電荷を保持している作像部材面１１０の領域上に形成することができる。
【００３２】
電荷を印加することで、作像部材面上にインクを制御可能に印刷することをもたらす電界を確立する。電荷は、所与の周波数で、断続的に印加することができる。パルス電圧または電荷は、方形波、鋸歯状、正弦波、またはそれらの組み合わせとすることができる。
【００３３】
インクが光導電面上に付着した後、現像画像は、圧力転写または静電転写を用いることができる転写部材１１５によって、コピー基材１１６に転写される。あるいは、現像画像は、中間転写部材、すなわちバイアス転写部材に転写され、後に、コピー基材に転写することができる。コピー基材の例には、紙、ポリエステルもしくはポリカーボネートなどのトランスペアレンシー材料、布、木材、または最終画像を配置する他の任意の所望の材料がある。現像画像の転写が完了すると、コピー基材１１６は、定着器ベルト１２０および圧力ロール１２１として示してある定着部材１１９に送られ、現像画像は、定着器ベルトと圧力ロールとの間のコピー基材を通過することによって、コピー基材１１６に定着され、それにより、恒久画像を形成する。あるいは、転写および定着は、貫入法（ｔｒａｎｓｆｉｘ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）により行うことができる。次いで、作像部材面１１０は、クリーニングステーション１１７に送られ、ブレード、ブラシ、または他のクリーニング装置を使用して、作像部材からあらゆる残留トナーをクリーニングする。
【００３４】
転写部材１１５の表面は、作像部材面より強い表面エネルギーを有する可能性がある。
【００３５】
１つまたは複数の電源装置によりもたらされる電圧は、標準線間電圧、または個々の機械設計により他の限定要因に応じて望ましい可能性のある他の電圧レベルもしくは信号周波数をもたらすことができる。１つまたは複数の電源装置は、ＤＣ電圧、ＡＣ電圧、またはそれらの組み合わせをもたらすことができる。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の電源装置は、ＡＣ電圧およびＤＣ電圧を同時にもたらすよう構成することができる。
【００３６】
１つまたは複数の電源装置は、１つまたは複数の高電圧電源装置としてもよい。電界の強度は、約５ｋＶ／ｍｍから約１０ｋＶ／ｍｍの範囲とすることができる。いくつかの実施形態において、電界は、１００ｋＶ／ｍ以上にすることができる。電界は、印加電圧を、現像部材１３０と作像部材面１１０との間の距離で割ることによって算出することができる。距離は、約１０μｍから約２００μｍとすることができる。例えば、距離約３ｃｍでは、約９ｋＶの印加電圧により、約３００ｋＶ／ｍの電界が発生する。
【００３７】
図２は、インクの電気流体力学的（ＥＨＤ）用途に適切な現像部材２３０のさまざまな部分を示す断面図である。現像部材は、容器２３２、および容器から１つまたは複数の細管開口２３６に伸びる１つまたは複数の細管２３４を備える。容器２３２は、インクを蓄える。現像部材２３０と作像部材の表面の間に電界が印加されると、容器２３２から１つまたは複数の細管２３４を介してインクが引き出され、複数の細管開口２３６を介して作像部材面上に吐出される。電極２３８は、細管開口に位置し、電荷をもたらし、現像部材と作像部材の間に電界を形成することができる。あるいは、細管それ自体を導電材料から作成するか、または導電材料でコーティングすることができ、それにより、電極として動作する。容器および細管は、１つの一体式部材とすることができ、または互いに流体連結することができる。
【００３８】
細管開口は、約０．０１μｍ２から約０．２５ｍｍ２の範囲の領域を有することができる。この点に関して、インクは、流れとしてではなく液滴の形態で、送達部材から放出されることが望ましい。
【００３９】
本明細書に開示されるデバイスおよび方法は、より小さなノズルサイズを維持することによって、電界を印刷配置により適切に制限し、液滴サイズをより小さくすることができることが分かる。それに応じて、本開示のいくつかの態様において、印刷流体が吐出される吐出オリフィスは、従来のインクジェット印刷における寸法より小さな寸法になる。一態様において、オリフィスは、実質的に円形であり、寸法を、３０マイクロメートル（μｍ）未満、２０μｍ未満、１０μｍ未満、５μｍ未満、または１μｍ未満とすることができる。これらの範囲のいずれも、過度な閉塞を引き起こさない最小寸法、例えば、１００ｎｍ、３００ｎｍ、または５００ｎｍより大きい下限などの、機能的に達成可能である下限によって任意選択的に制限される。他のオリフィス断面形状を、本明細書で開示するような、記載した寸法範囲に等しい特性寸法で使用することができる。これらの小さなノズル寸法は、吐出および印刷される液滴寸法をより小さくする能力をもたらすだけでなく、従来のインクジェット印刷に比べて配置精度が改善された電界の閉じ込めをもたらす。小さなオリフィス寸法と、関連した高度に制限された電界の組み合わせにより、高解像度印刷を提供する。
【００４０】
このシステムの重要な特徴は、吐出オリフィスの寸法が小さいことであるため、ノズル吹出口の断面領域に対応する吐出領域の点から、オリフィスについて、必要に応じてさらに説明する。一実施形態において、吐出領域は、７００μｍ２未満、または０．０７μｍ２から０．１２μｍ２と７００μｍ２との間の範囲から選択される。したがって、吐出オリフィスが円形である場合、このことは、約０．４μｍから３０μｍの直径範囲に対応する。オリフィスが実質的に四角形である場合、四角形の各辺は、約０．３５μｍから２６．５μｍの間である。一態様において、本システムは、単一イオンおよび／または量子ドット（例えば、約５ｎｍ程度のサイズを有する）などの印刷機能の能力をもたらす。
【００４１】
一実施形態において、印刷解像度の点から、任意のシステムについてさらに説明する。この印刷解像度は、高解像度であり、例えば、相当な前処理段階無しに、当分野で既知である従来のインクジェット印刷では不可能な解像度である。一実施形態において、解像度は、５０μｍもしくは２０μｍより良好、１０μｍより良好、５μｍより良好、１μｍより良好、約５ｎｍから１０μｍの間、１００ｎｍから１０μｍの間、３００ｎｍから５μｍの間、または約５００ｎｍから約１０μｍの間である。一実施形態において、オリフィス領域および／またはノズル高さは、ナノメートル解像度をもたらすよう選択され、０．１５μｍ２未満のオリフィスサイズなどの、約５ｎｍの印刷サイズを有する単一イオンまたは量子ドットを印刷するために５ｎｍ程度の解像度を有する。
【００４２】
放電領域は、５０μｍ未満の横方向解像度を有することができる。
【００４３】
本明細書で提供するシステムおよび方法と適合するあらゆる材料でノズルは作成される。例えば、ノズルは、電界がオリフィス領域に制限されるような、実質的に不導電性材料であることが好ましい。さらに、材料は、小寸法吐出オリフィスを有するノズル形状に形成可能であるべきである。一実施形態において、ノズルは、吐出オリフィスに向けて先細りになる。適合可能なノズル材料の一例に、マイクロ細管ガラスがある。他の例には、固体基材内のノズル形状流路があり、その表面は、窒化シリコンまたは二酸化シリコンなどの膜でコーティングされる。
【００４４】
ノズル材料にかかわらず、ノズルオリフィスでの流体またはそこから延在する液滴などの、ノズル内の印刷流体に電荷を確立するための手段が必要となる。一実施形態において、電圧源は、少なくとも部分的にノズルをコーティングする導電性材料と電気的に接触する。導電性材料は、吐出オリフィスの周りをスパッタコーティングした導電性金属、例えば、金とすることができる。あるいは、導電性高分子物質（例えば、金属添加高分子物質）などの導体が添加された不導電性材料または導電プラスチックとしてもよい。別の態様において、印刷流体への電荷は、ノズル内の印刷流体と電気的に連絡する端を有する電極によってもたらされる。
【００４５】
一般に、イオン化することが可能なあらゆるインクを使用することができる。例えば、インクは、溶媒内で溶解する金属含有ナノ粒子で作ることができる。あるいは、インクは、従来のエマルジョン／凝集トナー粒子を含むことができる。
【００４６】
作像部材それ自体は、基材３２、任意選択のホールブロック層３４、任意選択の接着層３６、電荷生成層３８、電荷輸送層４０、および任意選択のオーバーコート層４２を備えることができる。作像部材の２つの例示的実施形態を、図３および図４で示す。
【００４７】
本開示と共に使用することができる作像部材の第１の例示的実施形態は、図３の感光体ドラムである。基材３２は、他の層を支持し、ドラムの中央部分にある。任意選択のホールブロック層３４はまた、基材および任意選択の接着層３６に適用することができる。次に、電荷生成層３８は、基材３２と電荷輸送層４０間に位置するように適用される。希望であれば、オーバーコート層４２を、電荷輸送層４０上に配置してもよい。したがって、電荷輸送層またはオーバーコート層のいずれかが、作像部材の最外露出層となり、現像液および機能材料が塗布される表面を提供する。
【００４８】
本開示の感光体ドラムの他の例示的実施形態を図４に示す。本実施形態は、電荷生成層３８および電荷輸送層４０の位置が反転していること以外、図３の実施形態と同様である。一般に、電荷生成層、電荷輸送層、および他の層は、感光体ドラムを正または負に帯電するのに適切な任意の順序で適用することができる。
【００４９】
基材支持部３２は、作像部材のすべての層を支持する。基材支持部３２は、硬質ドラムの形状を有し、それを用いる作像用途に必要な直径を有する。基材支持部３２は、一般に、導電材料からなり、そのような導電材料には、アルミニウム、銅、真鍮、ニッケル、亜鉛、クロム、ステンレス鋼、アルミニウム、半透明アルミニウム、鋼、カドミウム、銀、金、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、クロム、タングステン、モリブデン、インジウム、スズ、および金属酸化物などがある。
【００５０】
任意選択のホールブロック層３４は、基材３２に適用することができ、すなわち、コーティングする。隣接する光伝導層３８と、基材３２の基となる導電面との間のホールに電子障壁を形成することが可能な任意の適切な従来のブロック層を使用してもよい。
【００５１】
任意選択の接着層３６は、ホールブロック層３４に適用することができる。当分野で周知のあらゆる適切な接着層を使用することができる。典型的な接着層の材料には、例えば、ポリエステルおよびポリウレタンなどがある。約０．０５マイクロメートル（５００オングストローム）から約０．３マイクロメートル（３０００オングストローム）の厚さの接着層で、満足な結果を得ることができる。接着層コーティング混合物をホールブロック層に適用するための従来技術には、スプレー、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、グラビアコーティング、およびバードアプリケータコーティングなどがある。付着したコーティングの乾燥は、オーブン乾燥、赤外線照射乾燥、および空気乾燥などの任意の適切な従来技術によって行うことができる。
【００５２】
任意の適切な電荷生成層３８を適用することができ、その後、境を接する電荷輸送層上にコーティングすることが可能である。一般に、電荷生成層は、電荷発生材料および膜形成高分子物質バインダ樹脂を備える。電荷発生材料には、バナジルフタロシアニン、無金属フタロシアニン、ベンゾイミダゾールペリレン、アモルファスセレン、三方晶セレン、ならびにセレン−テルル、セレン−テルル−ヒ素、セレン−アルセニドなどのセレン合金、およびそれらの混合物などがあり、白色光に対する感度のため、適切と考えられる。バナジルフタロシアニン、無金属フタロシアニン、およびテルル合金はまた、それらの材料が、赤外光に対して敏感であるという追加の利点をもたらすため、有用である。他の電荷発生材料には、キナクリドン、ジブロモアンタントロン顔料、ベンゾイミダゾールペリレン、置換２，４−ジアミノ−トリアジン、および多環式芳香族キノンなどがある。ベンズイミダゾールペリレン組成物は周知であり、例えば、米国特許第４，５８７，１８９号に記載され、その開示の全体は、参照により本明細書に組み込まれる。当分野で既知の他の適切な電荷発生材料もまた、希望であれば、使用することができる。選択する電荷発生材料は、静電潜像を形成するための電子写真作像処理における画像位置への照射露光段階中、約６００ｎｍから約８００ｎｍの波長を有する活性化照射に敏感であるべきである。特定の実施形態において、電荷発生材料は、ヒドロキシガリウムフタロシアニン（ＯＨＧａＰＣ）、クロロガリウムフタロシアニン（ＣｌＧａＰｃ）、またはオキシチタニウムフタロシアニン（ＴｉＯＰＣ）である。
【００５３】
高分子材料を形成する任意の適切な不活性膜を、電荷生成層３８における結合剤として使用することができ、それらは、例えば、米国特許第３，１２１，００６号に記載され、その開示の全体は、参照により本明細書に組み込まれる。典型的な有機高分子物質結合剤には、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂があり、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリアリールエーテル、ポリアリールスルホン、ポリブタジエン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリメチルペンテン、ポリフェニレンスルフィド、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリシロキサン、ポリアクリラート、ポリビニルアセタール、ポリアミド、ポリイミド、アミノ樹脂、フェニレンオキサイド樹脂、テレフタル酸樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリスチレンならびにアクリロニトリル共重合体、ポリ塩化ビニル、塩化ビニルならびに酢酸ビニル共重合体、アクリラート共重合体、アルキド樹脂、セルロース膜形成剤、ポリ（アミドイミド）、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体、酢酸ビニル−塩化ビニリデン共重合体、およびスチレン−アルキド樹脂がある。
【００５４】
電荷発生材料は、さまざまな量で高分子物質結合剤組成物内に含むことができる。一般に、約５重量パーセントから約９０重量パーセントの電荷発生材料が、約１０重量パーセントから約９５重量パーセントの高分子物質結合剤中に分散され、より具体的には、約２０重量パーセントから約７０重量パーセントの電荷発生材料が、約３０重量パーセントから約８０重量パーセントの高分子物質結合剤中に分散される。
【００５５】
一般に、電荷生成層は、厚さが約０．１マイクロメートルから約５マイクロメートルの範囲であり、より具体的には、厚さが約０．３マイクロメートルから約３マイクロメートルである。電荷生成層の厚さは、結合剤含有量に関連する。一般に、高分子物質結合剤含有組成物をより多くするには、電荷発生のためにより厚い層が必要となる。これらの範囲外の厚さは、十分な電荷発生をもたらすために選択することができる。
【００５６】
実施形態において、電荷輸送層４０は、約２５重量パーセントから約６０重量パーセントの電荷輸送分子、および約４０重量パーセントから約７５重量パーセントの電気的不活性高分子物質を備え、両方の総重量が電荷輸送層の重量となる。特定の実施形態において、電荷輸送層は、約４０重量パーセントから約５０重量パーセントの電荷輸送分子と、約５０重量パーセントから約６０重量パーセントの電気的不活性高分子物質とを備える。
【００５７】
あるいは、電荷輸送層は、電荷輸送高分子物質から形成することができる。任意の適切な高分子電荷輸送高分子物質を使用することができ、例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリ（ビニルピレン）、ポリ（ビニルテトラフェン）、ポリ（ビニルテトラセン）、および／またはポリ（ビニルペリレン）がある。
【００５８】
任意選択的に、電荷輸送層は、横方向の電荷移動（ＬＣＭ）抵抗を改善するために、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ナメート）メタン（ＩＲＧＡＮＯＸ（登録商標）１０１０、ＮＹのＴａｒｒｙｔｏｗｎにあるＣｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌより入手可能）、ジブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、ならびに、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ（商標）ＢＨＴ‐Ｒ、ＭＤＰ‐Ｓ、ＢＢＭ‐Ｓ、ＷＸ−Ｒ、ＮＷ、ＢＰ‐７６、ＢＰ‐１０１、ＧＡ‐８０、ＧＭ、およびＧＳ（ＮＹのＮｅｗ  ＹｏｒｋにあるＳｕｍｉｔｏｍｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．より入手可能）、ＩＲＧＡＮＯＸ（登録商標）１０３５、１０７６、１０９８、１１３５、１１４１、１２２２、１３３０、１４２５ＷＬ、１５２０Ｌ、２４５、２５９、３１１４、３７９０、５０５７、および５６５（ＮＹのＴａｒｒｙｔｏｗｎにあるＣｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓより入手可能）、ならびにＡＤＥＫＡ  ＳＴＡＢ（商標）ＡＯ‐２０、ＡＯ‐３０、ＡＯ‐４０、ＡＯ‐５０、ＡＯ‐６０、ＡＯ‐７０、ＡＯ‐８０、およびＡＯ‐３３０（Ａｓａｈｉ  Ｄｅｎｋａ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．より入手可能）などのヒンダードフェノール系酸化防止剤、およびＳＡＮＯＬ（商標）ＬＳ‐２６２６、ＬＳ‐７６５、ＬＳ‐７７０、およびＬＳ‐７４４（ＳＡＮＫＹＯ  ＣＯ．，Ｌｔｄ．より入手可能）、ＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）１４４および６２２ＬＤ（ＮＹのＴａｒｒｙｔｏｗｎにあるＣｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓより入手可能）、ＭＡＲＫ（商標）ＬＡ５７、ＬＡ６７、ＬＡ６２、ＬＡ６８、およびＬＡ６３（ＮＪのＵｐｐｅｒ  Ｓａｄｄｌｅ  ＲｉｖｅｒにあるＡｍｆｉｎｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより入手可能）、ならびにＳＵＭＩＬＩＺＥＲ（商標）ＴＰＳ（ＮＹのＮｅｗ  ＹｏｒｋにあるＳｕｍｉｔｏｍｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃより入手可能）などのヒンダードアミン酸化防止剤、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ（商標）ＴＰ‐Ｄ（ＮＹのＮｅｗＹｏｒｋにあるＳｕｍｉｔｏｍｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．，より入手可能）などのチオエーテル酸化防止剤、ＭＡＲＫ（商標）２１１２、ＰＥＰ‐Ｂ、ＰＥＰ‐２４Ｇ、ＰＥＰ‐３６、３２９Ｋ、およびＨＰ‐１０（ＮＪのＵｐｐｅｒ  Ｓａｄｄｌｅ  ＲｉｖｅｒにあるＡｍｆｉｎｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより入手可能）などのホスファイト酸化防止剤、およびビス（４‐ジエチルアミノ‐２‐メチルフェニル）フェニルメタン（ＢＤＥＴＰＭ）、およびビス‐［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）などのその他の分子を含むことができる。電荷輸送層は、電荷輸送層の総量に基づき、約０重量％から約２０重量％の範囲、約１重量％から約１０重量％の範囲、または約３重量％から約８重量％の範囲の量で、酸化防止剤を含むことができる。
【００５９】
電荷輸送層は、電荷輸送層上に配置された静電荷が、電荷輸送層上の静電潜像の形成および保持を妨げることを可能にするようには導電しない程度の絶縁体と考えてもよい。他方で、電荷輸送層は、電荷輸送層それ自体を通じて輸送されるホール注入層からのホールの注入が、作像部材面上の負の表面電荷の選択的放出を可能にすることができる点で、電気的に「アクティブ」であると考えることができる。
【００６０】
一般に、電荷輸送層の厚さは、約１０マイクロメートルから約１００マイクロメートルであり、約２０マイクロメートルから約６０マイクロメートルを含む。通常は、電荷輸送層と電荷生成層との厚さの比率は、実施形態では、約２：１から２００：１、場合によっては、約２：１から約４００：１である。特定の実施形態において、電荷輸送層は、厚さが約１０マイクロメートルから約４０マイクロメートルである。
【００６１】
オーバーコート層４２は、希望であれば、作像部材面の保護、および剥離に対する抵抗の向上のために使用することができる。オーバーコート層は、当分野で既知である。一般に、オーバーコート層は、電荷輸送層を、機械的摩擦および化学的汚染物質への暴露から保護する機能をもたらす。
【００６２】
本開示は、以下の非限定的実施例についてさらに説明する。本実施例は、例示のみを目的としており、本開示は、本明細書に記載した材料、条件、および処理パラメータなどに限定することを意図しないことが理解されよう。
【実施例】
【００６３】
ドデシルアミン安定化銀ナノ粒子インクを、デカリン（４０重量％）中で銀ナノ粒子を溶解し、１μｍ注射器で濾過することによって作成した。
【００６４】
内径約４００μｍ、外径約６００μｍのノズルを有するガラス製マイクロ細管チューブを作成した。ノズル製造後、導電コーティングをノズル表面の内側および外側の両方に塗布し、ノズルの表面電位のバイアスにより、電気流体力学的噴射のために必要な電界の確立を可能にすることができた。
【００６５】
図５は、実験的構成の図である。インク容器、バイアス接続部、ノズル、感光体表面、およびチャージャが表記される。
【００６６】
銀ナノ粒子インクが、マイクロ細管チューブに供給され、容器からノズル端に慎重に汲み上げられた。マイクロ細管チューブは、わずかな角度を有し、作像部材から１ｍｍ未満の距離を置いたノズル端を有するマイクロステージ上に配置された。バイアスコネクタは、ノズルの表面電位をバイアスするために使用した。
【００６７】
電荷が作像部材面上に付着しなかった場合、インクもその表面上に付着しなかった。しかしながら、約７００Ｖの電圧が、作像部材面に、スコロトロンチャージャを介して印加されると、インクドットが作像部材面上に観察された。インクドットのサイズは、約２５０μｍであり、ノズルの直径より著しく小さかった。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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