(57)【要約】      （修正有）【課題】感光体の耐用年数をさらに高め、感光体の寿命を延ばすことができる画像形成装置に使用するための運搬部材を提供する。【解決手段】運搬部材３８は、内層５０および外層５１を含む二重層を備える。内層５０は、全体に多孔質材料４８が分散されたエラストマーマトリックス４７を備える。多孔質材料４８は、機能性材料を貯蔵するためのリザーバの役割を果たす。内層５０は、支持部材４６の周囲に配置される。外層５１は、内層５０の上に配置される。外層５１は、１μｍ未満のサイズを有する孔を含むエラストマー材料である。【選択図】図５
2013196002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に使用するための運搬部材であって、
支持部材と、
エラストマーマトリックス、多孔質材料、およびその中に配置された機能性材料を含む第１の層とを備え、前記第１の層が、支持部材上に配置される運搬部材。
【請求項２】
前記多孔質材料が、シリカ、炭素、アルミナ、チタニアおよびジルコニアからなる群から選択されるエーロゲル粒子を含む請求項１に記載の運搬部材。
【請求項３】
画像形成装置に使用するための運搬部材であって、
支持部材と、
エラストマーマトリックス、エーロゲル粒子、およびその中に分散されたパラフィンを含む内層であって、前記内層が、前記支持部材上に配置され、エラストマーマトリックスとエーロゲル粒子およびパラフィンとの重量比が約２０：１から約１：５である前記内層と、
前記内層上に配置された外層であって、前記外装が、約１μｍ未満のサイズを有する孔を含み、約０．１μｍ〜約１ｍｍの厚みを有する外層とを備える運搬部材。
【請求項４】
ａ）静電潜像をその上に現像するための電化保持面を有する画像化部材であって、
基材と、
基材上に配置された光伝導性部材とを含む画像化部材と、
ｂ）静電電荷を前記画像化部材上に所定の電位まで印加するための帯電ユニットと、
ｃ）前記画像化部材の表面または前記帯電ユニットの表面に接触して配置された運搬部材であって、
（ｉ）支持部材と、
（ｉｉ）エラストマーマトリックス、エーロゲル粒子、およびその中に分散された機能性材料を含み、前記支持部材上に配置された内層と、
（ｉｉｉ）前記内層に配置された外層とを含む運搬部材とを備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、一般には、画像化部材、感光体および光伝導体等の表面への機能性材料または潤滑剤の運搬に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真または電子写真印刷において、典型的には感光体として知られる電荷保持面を静電帯電させ、次いで原画像の光パターンに露光して、それに従って表面を選択的に放電させる。感光体上の得られた帯電部および放電部のパターンは、原画像に合致した潜像として知られる静電荷パターンを形成する。潜像は、それを、トナーとして知られる微細な静電誘引可能な粉末と接触させることによって現像される。トナーは、感光体表面の静電荷によって画像部上に保持される。このようにして、複写または印刷される原物の光画像に合致したトナー画像が生成される。次いで、トナー画像を基材または支持部材（例えば紙）に直接、または中間転写部材の使用を介して転写し、画像をそれに固定して、複写または印刷される画像の永久的な記録物を形成してもよい。現像に続いて、電荷保持面に残された過剰のトナーを表面から一掃する。この方法は、原物からの光レンズ複写、またはラスタ・アウトプット・スキャナ（ＲＯＳ）などによる電子的に生成もしくは記憶された原物の印刷に有用であり、帯電した表面を様々な方法で画像様に放電させることができる。
【０００３】
記載の電子写真複写方法は、周知であり、原稿の光レンズ複写に広く使用されている。例えば、電荷が、電子的に生成または記憶された画像に応答して電化保持面に堆積するデジタルレーザ印刷および複写などの他の電子写真印刷用途でも同様の方法が存在する。
【０００４】
感光体の表面を帯電させるために、米国特許第４，３８７，９８０号明細書および米国特許第７，５８０，６５５号明細書に開示されているような接触式帯電デバイスが使用されてきた。「バイアス帯電ロール」（ＢＣＲ）とも呼ばれる接触式帯電デバイスは、ＤＣ電圧に、ＤＣ電圧のレベルの２倍未満のＡＣ電圧が重畳された電源からの電圧が供給される導電性部材を含む。帯電デバイスは、帯電される部材である画像担持部材（感光体）表面に接触する。画像担持部材の外面の接触部が帯電される。接触式帯電デバイスは、画像担持部材を所定の電位に帯電させる。
【０００５】
電子写真用感光体をいくつかの形で提供することができる。例えば、感光体は、単一材料（例えば、ガラス状セレン）の均一層であってもよく、または、光伝導層と別の材料とを含有するコンポジット層であってもよい。それに加え、感光体を層状にしてもよい。多層感光体または多層画像化部材には、少なくとも層が２つあり、基材と、導電層と、場合によりアンダーコート層（時に、「電荷遮断層」または「正孔遮断層」と呼ばれる）と、場合により接着層と、光発生層（時に、「電荷発生層」、「電荷を発生する層」または「電荷発生剤の層」と呼ばれる）と、電荷輸送層と、場合によりオーバーコーティング層とを、可とう性ベルト形態または硬いドラム構造のいずれかで備えていてもよい。この多層構造では、感光体の活性層は、電荷発生層（ＣＧＬ）と電荷輸送層（ＣＴＬ）である。これらの層間の電荷輸送を高めると、感光体の性能が高まる。多層可とう性感光体部材は、感光体を望ましい平坦な状態にするために、基材の裏側かつ電気的に活性な層とは反対側にアンチカール層を備えていてもよい。
【０００６】
また、感光体の耐用年数をさらに高めるために、感光体を保護し、性能（例えば、耐摩耗性）を高めるためにオーバーコート層が使用されてきた。しかし、これらの低摩耗性オーバーコートは、摩耗速度が特定の速度まで低下するため、多湿環境では、Ａゾーン欠損による画質の劣化を招く。それに加え、Ａゾーンでは、低摩耗性オーバーコートによって高トルクがかかり、ＢＣＲ帯電システムに伴う重大な問題（例えば、モーターの故障およびブレードの損傷）が生じてしまう。そのため、ＢＣＲ帯電システムに低摩耗性オーバーコートを使用するには、まだ課題があり、感光体の寿命を延ばすための方法を見いだす必要がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
画像形成装置に使用するための運搬部材を本明細書に開示する。運搬部材は、支持部材と、エラストマーマトリックス、多孔質材料、およびその中に分散された機能性材料を備える第１の層とを含む。第１の層は、支持部材上に配置されている。
【０００８】
画像形成装置に使用するための運搬部材を本明細書に開示する。運搬部材は、支持部材と、支持部材上に配置された内層とを含む。内層は、エラストマーマトリックスと、エーロゲル粒子と、パラフィンとを備える。内層は、約２０：１〜約１：５の重量比のエラストマーマトリックスとエーロゲル粒子とを備える。外層は、内層上に配置され、外層は、約１μｍ未満のサイズの孔を備える。外層は、約０．１μｍ〜約１ｍｍの厚みを備える。
【０００９】
その上に静電潜像を現像するための電化保持面を有する画像化部材を備える画像形成装置を本明細書に開示する。画像化部材は、基材と、基材上に配置された光伝導性部材とを備える。画像形成装置は、画像化部材上に静電電荷を所定の電位まで印加するための帯電ユニットを含む。画像形成装置は、画像化部材の表面または帯電ユニットの表面に接触して配置された運搬部材を含む。運搬部材は、支持部材と、支持部材上に配置された内層とを備える。内層は、エラストマーマトリックスと、エーロゲル粒子と、その中に分散された機能性材料とを備える。運搬部材は、内層上に配置された外層を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施形態によるドラム形状の画像化部材の断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態によるベルト形状の画像化部材の断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態による運搬部材を実装したシステムの断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態による運搬部材を実装したシステムの代替例の断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態による運搬部材の側面図および断面図を示す。
【図６】図６は、本発明の実施形態による運搬部材の側面図である。
【図７】図７は、本明細書に記載の実施形態によるシステムを用いて作成された印刷物のＡゾーン欠損結果を示す２０００回の印刷後の印刷試験である。
【図８】図８は、本明細書に記載の実施形態によるシステムを用いて作成された印刷物のＡゾーン欠損結果を示す５０００回の印刷後の印刷試験である。
【図９】図９は、対照システムを用いて作成された印刷物のＡゾーン欠損結果を示す２０００回の印刷後の印刷試験である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
開示される実施形態は、一般には、潤滑剤として作用する機能性材料の層を画像化部材表面に塗布するための運搬装置に向けられる。機能性材料の層は、水分および／または表面汚染物に対する障壁として作用することによって、画像化部材の表面を保護する。この装置は、耐摩擦性の向上、低摩擦、および高湿度条件での欠損による画像欠陥の低減をもたらすことで、画像化部材におけるセログラフィー性能を向上させる。
【００１２】
長寿命の感光体（Ｐ／Ｒ）は、有意なコスト低減を可能にする。一般に、Ｐ／Ｒ寿命の拡張は、耐摩耗性オーバーコートで達成される。しかし、耐摩耗性オーバーコートは、Ａゾーン欠損（高湿度で生じる印刷欠陥）を招く。たいていの有機感光体材料は、Ａゾーン欠陥を抑制するために、２ｎｍ／Ｋサイクル（スコロトロン帯電システム）または約５ｎｍ／Ｋサイクルから約１０ｎｍ／Ｋサイクル（ＢＣＲ帯電システム）の最小摩耗速度を必要とする。加えて、耐摩耗性オーバーコートは、モーターの故障および（印刷物におけるストリーキングに至る）ブレード損傷などのＢＣＲ（バイアス帯電ローラ）帯電システムに伴う問題に至る高トルクをもたらす。
【００１３】
図１は、ドラム形状を有する多層電子写真用画像化部材または感光体の例示的な一実施形態である。さらに、基材は、円筒形構造であってもよい。図からわかるであろうが、例示的な画像化部材は、硬い支持基材１０と、導電性接地面１２と、アンダーコート層１４と、電荷発生層１８と、電荷輸送層２０とを備えている。場合により、電荷輸送層２０の上に配置されたオーバーコート層３２が含まれていてもよい。基材１０は、金属、金属アロイ、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から選択される材料であってもよい。また、基材１０は、金属、ポリマー、ガラス、セラミック、および木材からなる群から選択される材料を含んでいてもよい。
【００１４】
電荷発生層１８および電荷輸送層２０は、本明細書に記載の画像化層を２つの別個層として形成する。この図に示されているものの代わりに、電荷発生層１８が電荷輸送層２０の上部に配置されていてもよい。あるいは、これらの層の機能的要素を単一の層に統合してもよいことを理解されたい。
【００１５】
図２は、本発明の実施形態による、ベルト形状を有する画像化部材または感光体を示す。示されているように、このベルト形状は、アンチカール裏側コーティング１と、支持基材１０と、導電性接地面１２と、アンダーコート層１４と、接着層１６と、電荷発生層１８と電荷輸送層２０とで提供されている。場合により、オーバーコート層３２および接地片１９も含まれていてもよい。ベルト形状を有する例示的な感光体が、米国特許第５，０６９，９９３号明細書に開示されている。
【００１６】
上述のように、電子写真用画像化部材は、一般的に、少なくとも基材層と、基材の上に配置された画像化層と、場合により、画像化層の上に配置されたオーバーコート層とを備えている。さらなる実施形態では、画像化層は、基材の上に配置された電荷発生層と、電荷発生層の上に配置された電荷輸送層とを備えている。他の実施形態では、アンダーコート層が含まれていてもよく、アンダーコート層は、一般的に、基材と画像化層の間に置かれるが、これらの層の間にさらなる層が存在し、置かれていてもよい。画像化部材は、特定の実施形態では、アンチカール裏側コーティング層も含んでいてもよい。電子写真式画像化プロセスでこの画像化部材を使用することができ、まず、導電層の上に光伝導性絶縁層を含む電子写真用平板、ドラム、ベルトなど（画像化部材または感光体）の表面を均一に静電的に帯電させる。次いで、画像化部材に所定のパターンの活性化電磁放射線（例えば、光）をあてる。この放射線は、静電潜像を残しながら、光伝導性絶縁層の照射された領域にある電荷を選択的に消失させる。次いで、この静電潜像を現像し、光伝導性絶縁層の表面に、極性が同じまたは反対の帯電粒子を堆積させることによって可視化画像を作成してもよい。次いで、得られた可視化画像を画像化部材から直接的または間接的に（例えば、転写部材または他の部材によって）印刷基材（例えば、透明物または紙）に転写してもよい。再利用可能な画像化部材を用いると、画像化プロセスを多数回繰り返すことができる。
【００１７】
一般的な印刷品質の問題は、これらの感光体層の品質および相互作用に強く依存する。例えば、感光体を接触帯電器および化学重合によって得られるトナー（重合トナー）と併用すると、接触帯電によって生じる放電生成物または洗浄工程後に残った重合トナーによって感光体表面が汚染されることによって画質が悪化する恐れがある。さらに、繰り返し何度も使用することによって、感光体の最外層が、各サイクル中の画像化のために感光体を洗浄および／または調製するために用いられる他の機械のサブシステム要素との間に高い摩擦を生じる。機械のサブシステム要素に対し、繰り返し周期的な機械同士の相互作用が生じると、感光体は、最外側の有機感光体層表面が摩擦によってひどく摩耗し、感光体の有用寿命がかなり短くなってしまうことがある。最終的に、生じた摩耗が感光体の性能を悪化させ、それにより画質も悪化する。別の種類の一般的な画像の欠陥は、感光体のどこかに電荷が蓄積することによって生じると考えられる。結果的に、連続的な画像が印刷されると、その蓄積された電荷が、その時点の印刷画像の画像密度を変えてしまい、すでに印刷された画像があらわれてしまう。ゼログラフィープロセスでは、転写ステーションからの空間的にばらつきのある量の正電荷が、感光体表面上に存在する。このばらつきがかなり大きくなると、それ自体が次のゼログラフィーサイクルで画像電位のばらつきとしてあらわれ、欠陥として出力されることになる。
【００１８】
感光体の寿命を延ばすための従来からあるアプローチは、耐摩耗性のオーバーコート層を塗布することである。バイアス帯電ローラー（ＢＣＲ）による帯電システムの場合、オーバーコート層は、Ａゾーンでの欠損（すなわち、Ａゾーン：２８℃、８５％ＲＨで生じる画像の欠陥）と感光体の摩耗速度との二律背反を招く。例えば、ほとんどの有機光伝導体（ＯＰＣ）材料の設定は、Ａゾーンでの欠損を抑制するために、ある程度の摩耗速度を必要とするため、感光体の寿命が制限される。しかし、本発明の実施形態は、画像欠損の減少などの感光体の画質を維持しながら、感光体の摩耗速度を低下させることを実証した。本発明の実施形態は、ＢＣＲ帯電システムの両方にとって、顕著に寿命の長い感光体技術を提供する。
【００１９】
画像化デバイス、典型的には感光体の表面に機能性材料または潤滑剤をより良好に運搬させる運搬デバイスおよびシステムを本明細書に開示する。運搬ローラは、機能性材料のためのリザーバとして機能し、機能性材料の運搬を制御する層を備える。ある実施形態において、運搬デバイスは、機能性材料の運搬を制御するように機能する外層を含む。
【００２０】
一実施形態において、エラストマーマトリックスと、エラストマーマトリックス中に分散された多孔質材料および機能性材料とを備える層を有する運搬ローラを提供する。一実施形態において、エラストマーマトリックス中に分散された多孔質材料および機能性材料を含む層に、エラストマーを備える外層をオーバーコートする。外層は、約１μｍ未満、または約５００ｎｍ未満、または約３００ｎｍ未満の孔を有する。多孔質材料は、気孔率が約５０パーセント〜約９９．９パーセントである。多孔質材料は、機能性材料を貯蔵するためのリザーバとして機能する。多孔質材料の孔は、約２ｎｍ〜約５０ミクロン、または孔は、約１０ｎｍ〜約２０ミクロン、または孔は、約１００ｎｍ〜約１７ミクロンである。多孔質材料の孔は、機能性材料が充填される。外層が運搬ロールに設けられると、外層は、内層からの機能性材料の拡散を抑制するのに役立つことができる。運搬ローラは、機能性材料の超薄膜を感光体の表面に直接的または間接的に塗布することで、ｉ）Ｐ／Ｒとクリーニングブレードとの間のトルクを低減し、ｉｉ）Ａゾーン欠損を無くし、ｉ）およびｉｉ）のいずれもが画質を向上させる。
【００２１】
固体の多孔質材料、例えばシリカエーロゲルを組み込むと、運搬ローラに貯蔵される機能性材料（特に、エラストマーマトリックスと不相溶のもの）の量が増加する。パラフィン油とＰＤＭＳは混和しないため、ＰＤＭＳマトリックスに分散できるパラフィン油の量が層の約３３重量パーセントに制限される。９９．９パーセントまでの気孔率を有し得るシリカエーロゲルは、パラフィン油を吸収し、エラストマー材料におけるその分散を安定させる。本明細書に記載の運搬ローラは、運搬ローラにより大量の機能性材料を貯蔵するための手段を提供し、全体的な寿命を増大させる。
【００２２】
本発明の実施形態は、機能性材料の層を感光体表面に直接、または帯電ローラを介して運搬するための運搬装置およびシステムを採用する。機能性材料は、感光体表面に塗布され、潤滑剤、および／または水分および表面汚染物に対する障壁として作用し、例えばＡゾーン環境などの高湿度条件でのセログラフィー性能を向上させる。この極めて薄い層は、ナノスケールまたは分子レベルで提供されてもよい。
【００２３】
実施形態では、機能性材料を感光体の上に連続的に運搬して、潤滑剤の極めて薄い層を形成することで、クリーニングブレードと感光体表面との摩擦、または感光体表面と他の関連する要素との接触界面における摩擦を低減することにより機械のサブシステム要素を保護する。この潤滑剤は、生じるトルクおよび振動をさらに減らし、その結果、アクチュエーターおよび関与する伝送機構によって、感光体または他の関連する要素をなめらかな様式で移動させることができる。したがって、潤滑剤は、上述の理由で悪くなりかねない印刷画質を高め、さらに、これらの要素を保護し、耐用年数を伸ばす。
【００２４】
実施形態では、機能性材料を感光体上に運搬するための運搬部材を含む画像形成装置を提供する。この装置は、典型的には、画像化部材と、画像化部材の表面に接触して配置された帯電ローラを含む帯電ユニットと、帯電ローラの表面に接触して配置された運搬ユニットとを備え、運搬ユニットは、帯電ローラの表面に機能性材料の層を塗布し、次いで帯電ローラは、画像化部材の表面に機能性材料の層を塗布する。一実施形態では、運搬ローラは、画像化部材の表面に機能性材料を直接運搬する。
【００２５】
図３には、ＢＣＲ帯電システムの中の画像形成装置が示されている。示されているように、画像形成装置は、感光体３４と、ＢＣＲ３６と、運搬部材３８とを備えている。運搬部材３８は、感光体３４と接しており、感光体３４の表面に機能性材料の極めて薄い層を運ぶ。その後、電子写真の複写プロセスを始めるため、感光体３４は、ＢＣＲ３６によって実質的に均一に帯電する。次いで、帯電した感光体を光像にさらし、光受容性部材（図示せず）の上に静電潜像が作られる。次に、この潜像をトナー現像器４０によって可視化画像へと現像する。その後、現像したトナー画像を、感光体部材から記録媒体を介して複写紙またはある種の他の画像支持基材に転写し、元々の書類（図示せず）の複製を製造するために、画像が永久的に固定されてもよい。次いで、連続的な画像化サイクルの準備段階として、感光体表面は、一般的に、クリーナー４２で洗浄され、残った現像材料が取り除かれる。
【００２６】
図４には、ＢＣＲ帯電システムの中の代替的な一実施形態の画像形成装置が示されている。示されているように、画像形成装置は、感光体３４と、ＢＣＲ３６と、運搬部材３８とを備えている。運搬部材３８は、ＢＣＲ３６と接触し、次いでそれが感光体３４と接触して、感光体３４の表面に機能性材料の極めて薄い層を運ぶ。電子写真の複写プロセスを始めるため、感光体３４は、ＢＣＲ３６によって実質的に均一に帯電する。次いで、帯電した感光体を光像にさらし、光受容性部材（図示せず）の上に静電潜像が作られる。次に、この潜像をトナー現像器４０によって可視化画像へと現像する。その後、現像したトナー画像を、感光体部材から記録媒体を介して複写紙またはある種の他の画像支持基材に転写し、元々の書類（図示せず）の複製を製造するために、画像が永久的に固定されてもよい。次いで、連続的な画像化サイクルの準備段階として、感光体表面は、一般的に、クリーナー４２で洗浄され、残った現像材料が取り除かれる。
【００２７】
図５は、様々な実施形態による運搬部材３８を示す。運搬部材３８は、内層５０および外層５１を含む二重層を備える。内層５０は、全体に多孔質材料４８が分散されたエラストマーマトリックス４７を備える。多孔質材料４８は、機能性材料を貯蔵するためのリザーバの役割を果たす。内層５０は、支持部材４６の周囲に配置される。外層５１は、内層５０の上に配置される。外層５１は、１μｍ未満のサイズを有する孔を含むエラストマー材料である。
【００２８】
図６は、様々な実施形態による運搬部材３８を示す。運搬部材３８は、第１の層５０を備える単一層を備える。第１の層５０は、全体に多孔質材料４８が分散されたエラストマーマトリックス４７を備える。多孔質材料は、機能性材料を貯蔵するためのリザーバの役割を果たす。第１の層５０は、支持部材４６の周囲に配置される。
【００２９】
実施形態では、支持部材４６は、ステンレス製の棒である。支持部材４６は、さらに、金属、金属アロイ、プラスチック、セラミック、ガラス、およびこれらの混合物からなる群から選択される材料を含んでいてもよい。
【００３０】
支持部材４６の直径および内層５０の厚みは、用途ニーズに応じて異なっていてもよい。ある実施形態では、支持部材は、約３ｍｍ〜約１０ｍｍの直径を有する。ある実施形態では、内層は、約２０μｍ〜約１００ｍｍの厚みを有する。
【００３１】
本発明の実施形態において、内層５０の多孔質材料４８に含まれる機能性材料を外層５１の表面に運搬する（図５）か、または機能性材料を層５０の表面に直接運搬する（図６）。機能性材料を画像化部材の表面に、直接的に（図３）、またはＢＣＲ表面への転写を介して間接的に（図４）転写する。本発明の実施形態によって製造された運搬部材は、ＢＣＲ／感光体の表面に機能性材料の極めて薄い層を連続的に供給するのに十分な量の機能性材料を含むことが示されている。
【００３２】
実施形態では、機能性材料は、有機化合物もしくは無機化合物、オリゴマーもしくはポリマー、またはこれらの混合物であってもよい。機能性材料は、液体、ワックスまたはゲル、およびこれらの混合物の形態であってもよい。また、機能性材料は、潤滑性材料、疎水性材料、撥油性材料、両親媒性材料、およびこれらの混合物からなる群から選択されてもよい。機能性材料の実例としては、例えば、炭化水素、炭化フッ素、鉱油、合成油、天然油およびそれらの混合物からなる群から選択される液体材料を挙げることができる。機能性材料は、さらに、感光体表面への機能性材料の吸着を促進する官能基と、場合により、感光体表面を化学的に改質し得る反応性基とを含んでいてもよい。例えば、機能性材料は、パラフィン系化合物、アルカン、フルオロアルカン、アルキルシラン、フルオロアルキルシランアルコキシ−シラン、シロキサン、グリコールもしくはポリグリコール、鉱油、合成油、天然油またはそれらの混合物を含んでいてもよい。
【００３３】
実施形態において、図５の内層５０または図６の第１の層５０は、ポリシロキサン、ポリウレタン、ポリエステル、フルオロ−シリコーン、ポリオレフィン、フルオロエラストマー、合成ゴム、天然ゴムおよびそれらの混合物からなる群から選択されるポリマー４７で構成されていてもよい。
【００３４】
多孔質材料４８は、エーロゲル粒子、セラミック粒子、ポリマー、発泡体、セルロールおよびガラスからなる群から選択される。多孔質材料４８の気孔率は、約５０パーセントから約９９．９パーセントである。実施形態において、多孔質材料の気孔率は、約６０パーセント〜約９９パーセント、または約６５パーセント〜約９５パーセントである。多孔質材料および機能性材料は、第１の層もしくは内層５０の約５０重量パーセント〜約９０重量パーセントを構成する。実施形態において、多孔質材料および機能性材料は、第１の層もしくは内層５０の約５５重量パーセント〜約８５重量パーセントを構成し、または多孔質材料および機能性材料は、第１の層もしくは内層５０の約６０重量パーセント〜約８０重量パーセントを構成する。
【００３５】
標準感光体ドラム（すなわち、オーバーコート層のないドラム）とＢＣＲとの間の公称トルクは、約０．８Ｎｍである。オーバーコートされた感光体ドラムとＢＣＲとの間のトルクは、１Ｎｍを優に超え、このトルク量は、感光体クリーニングブレードに損傷をもたらし、ＢＣＲなどの他の構成要素の汚染を防止する効果をなくする。クリーニングブレードによるトナーおよび添加剤の除去効果がなくなると、印刷物における画質が低下することになる。機能性材料の極めて薄い層を感光体の表面に運ぶ運搬ローラデバイスをシステムに導入すると、感光体とＢＣＲとの間のトルクが、標準ドラムを用いた場合のトルクより小さい約０．６５Ｎｍまで低下する。
【００３６】
エーロゲルは、一般的な用語で、孔の液体を除去し、孔の液体を空気で置換することによって固相に乾燥されたゲルと表記されてもよい。本明細書に使用されているように、「エーロゲル」は、一般に、典型的にはゲルから形成された非常に低密度の固体状セラミックである材料を指す。したがって、「エーロゲル」という用語は、ゲルが乾燥時にほとんど収縮せず、その気孔率および関連する特性を維持するように乾燥されたゲルを示すために使用される。これに対して、「ヒドロゲル」は、孔の液体が水性液である湿性ゲルを表すために使用される。「孔の液体」という用語は、孔の要素の形成時に孔構造体内に含まれる液体を表す。超臨界乾燥などにより乾燥すると、低密度の固体および大きな表面積をもたらす有意な量の空気を含むエーロゲル粒子が形成される。したがって、様々な実施形態において、エーロゲルは、質量密度が低いこと、比表面積が大きいこと、および気孔率が非常に高いことによって特徴づけられる低密度の微孔質材料である。特に、エーロゲルは、多数の小さな相互接続孔を備える固有の構造によって特徴づけられる。溶剤を除去した後、重合材料を不活性雰囲気中で熱分解して、エーロゲルを形成する。
【００３７】
任意の好適なエーロゲル成分を使用することができる。実施形態において、エーロゲル成分を、例えば、無機エーロゲル、有機エーロゲル、炭素エーロゲルおよびそれらの混合物から選択することができる。特定の実施形態において、セラミックエーロゲルを好適に使用することができる。これらのエーロゲルは、典型的にはシリカで構成されるが、アルミナ、チタニアおよびジルコニアなどの金属酸化物、または炭素で構成されてもよく、金属などの他の元素で場合によりドープされ得る。いくつかの実施形態において、エーロゲル成分は、ポリマーエーロゲル、コロイダルエーロゲルおよびそれらの混合物から選択されるエーロゲルを備え得る。
【００３８】
実施形態のエーロゲル粒子は、約５０パーセント〜約９９．９パーセントの気孔率を有してもよく、エーロゲルは、９９．９パーセントの空間を含み得る。実施形態において、エーロゲル粒子は、約５０パーセント〜約９９．０パーセント、または５０パーセント〜約９８パーセントの気孔率を有する。実施形態において、エーロゲル成分の孔は、約２ｎｍ〜約５００ｎｍ、または約１０ｎｍ〜約４００ｎｍ、または約２０ｎｍ〜約１００ｎｍの直径を有してもよい。特定の実施形態において、エーロゲル成分は、５０％を超える気孔率を有し、孔の直径が１００ｎｍ未満、さらには約２０ｎｍ未満であってもよい。実施形態において、球形または近球形、円筒形、棒状、ビーズ状、立方体および小板状等の形状を有する粒子の形態であってもよい。
【００３９】
実施形態において、エーロゲル成分は、平均体積粒径が約１μｍから約１００μｍ、または約３μｍから約５０μｍ、または約５μｍから約２０μｍの範囲であるエーロゲル粒子、粉末または分散体を含む。エーロゲル成分は、十分に分散された単一粒子として、またはポリマー材料内の１個を超える粒子もしくは粒子群の凝集体として現れるエーロゲル粒子を含み得る。
【００４０】
一般に、特定の実施形態に使用されるエーロゲルのタイプ、気孔率および量は、得られる組成物の所望の特性、ならびにエーロゲルが混入されるポリマーおよびその溶液の特性に基づいて選択されてもよい。例えば、プレポリマー（例えば１０センチストークス未満の比較的低いプロセス粘度を有する低分子量ポリウレタンモノマーなどの）を一実施形態に使用するために選択する場合は、例えば８０％を超える高い気孔率、および例えば５００ｍ２／ｇｍを超える大きな比表面積で、例えば約１００ｎｍ未満の比較的小さな孔サイズを有するエーロゲルを、例えば約２重量パーセントから約２０重量パーセントを超える比較的高濃度で、中または高エネルギー混合技術、例えば制御温度高剪断および／またはブレンディングの使用によってプレポリマーに混入してもよい。疎水性型エーロゲルを使用する場合は、ポリマーおよびエーロゲルフィラーの無限に長いマトリックスを形成するためにプレポリマーを架橋および硬化／後硬化すると、得られるコンポジットは、同様に調製された無充填ポリマーのサンプルと比較して、疎水性の向上および硬度の向上を発揮し得る。疎水性の向上は、ポリマーとエーロゲルとが液相処理時に相互作用することにより、ポリマーの分子鎖の一部がエーロゲルの孔に浸透し、エーロゲルの孔以外の領域が、さもなければ水分子が入り込んで占領し得る分子間空間の一部または全てを占領する役割を果たすことから導かれてもよい。
【００４１】
実施形態で好適に使用することができるエーロゲルを、無機エーロゲル、金属酸化物エーロゲル、有機エーロゲルおよび炭素エーロゲルの４つの主な種類に分類することができる。
【００４２】
シリカエーロゲルなどの無機エーロゲルは、一般には、高度に架橋された透明のヒドロゲルを形成するための金属酸化物のゾル−ゲル重縮合によって形成される。これらのヒドロゲルを超臨界乾燥して、無機エーロゲルを形成する。
【００４３】
有機エーロゲルは、一般には、レゾルシノールとホルムアルデヒドとのゾル−ゲル重縮合によって形成される。これらのヒドロゲルを超臨界乾燥して、有機エーロゲルを形成する。
【００４４】
炭素エーロゲルは、一般には、有機エーロゲルを不活性雰囲気中で重合することによって形成される。炭素エーロゲルは、三次元網目構造に配列された、共有結合したナノメートルサイズの粒子で構成される。炭素エーロゲルは、大表面積の炭素粉末と異なり、ポリマーマトリックスとの相溶性を高めるために化学的に改質することができる無酸素表面を有する。
【００４５】
例えば、一実施形態において、エーロゲル粒子は、５〜１５ミクロンの平均粒径、９０％以上の気孔率、４０〜１００ｋｇ／ｍ３の嵩密度、および６００〜８００ｍ２／ｇの表面積を有するシリカ珪酸塩であり得る。勿論、要望に応じて、これらの範囲外の１つ以上の特性を有する材料を使用することができる。
【００４６】
概して、広範なエーロゲル成分が、当該技術分野で知られており、様々な用途に応用されてきた。１つの具体的な非限定的な例は、既に化学処理されている市販の粉末、すなわち約５〜１５ミクロンのサイズを有するＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  ＶＭ−２２７０エーロゲル微粒子である。
【００４７】
実施形態において、図５の内層５０、または図６の第１の層５０は、ポリジアルキルシロキサン（前記アルキルは、メチル、エチルおよびプロピル等のように約１から約１０個の炭素原子を有する）などのポリシロキサン、シリコーン、ポリウレタン、ポリエステル、フルオロ−シリコーン、ポリオレフィン、フルオロエラストマー、合成ゴム、天然ゴムおよびそれらの混合物からなる群から選択されるポリマーで構成されたエラストマーマトリックスを含む。ある実施形態において、マトリックスは、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を備える。
【００４８】
実施形態において、図５の内層５０または図６の第１の層５０は、多孔質材料４８に吸収され、鋳型の使用によって支持部材４６の周囲に成型される機能性材料と混合されるエラストマー材料である。その後、エラストマーマトリックスを硬化させる。硬化後、多孔質材料および機能性材料を含むエラストマーマトリックスを鋳型から取り出す。ある実施形態において、架橋性エラストマーポリマーを混合し、次いで鋳型の使用によって混合物を内層４１上に成型することによって外層５１を作製する。次いで、エラストマー材料を硬化させて、運搬部材を形成する。
【００４９】
特定の実施形態では、内層または第１の層５０は、多孔質材料４８を含む支持部材４６の周囲に成型されたパラフィン含浸シリコーンである。パラフィンをエーロゲル粒子などの多孔質材料４８に吸収させ、架橋性ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）と混合し、次いで混合物を鋳型の使用によって支持部材４６上に成型することによって、パラフィン含浸シリコーンの内層５０を作製する。パラフィン油の全てを多孔質材料に吸収させる必要はない（すなわち、多孔質材料に吸収され得るパラフィン油より多くのパラフィン油が存在し得る）。その後、ＰＤＭＳを硬化させる。硬化後、ＰＤＭＳがコーティングされた棒を鋳型から取り出す。実施形態において、架橋性ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を混合し、次いで鋳型の使用によって混合物を内層５０上に成型することによって外層５１を作製する。実施形態では、液体の架橋可能なＰＤＭＳを２成分系（すなわち、基剤および硬化剤）から調製する。さらなる実施形態では、基剤と硬化剤は、内層および外層の両方において、約５０：１〜約２：１、または約２０：１〜約５：１の重量比で存在する。実施形態では、エラストマー材料と内層５０の多孔質材料および機能性材料との重量比は、約２０：１〜約１：５、または約１０：１〜約１：５、または約３：１〜約１：３の重量比である。
【００５０】
運搬部材は、ロール中に存在していてもよいし、ロール紙のような他の構造を有していてもよい。内層および外層の厚みを変えてもよく、例えば、内層は、約１ｍｍ〜約３０ｍｍ、または約２ｍｍ〜約２０ｍｍ、または約３ｍｍ〜約１０ｍｍである。外層の厚みは、約０．１ミクロン〜約１ｍｍ、または約０．２ミクロン〜約０．９ｍｍ、または約０．３ミクロン〜約０．７ｍｍである。運搬部材は、円、棒状、長円形、正方形、三角形、多角形、およびこれらの混合物からなる群から選択される形状を有する凹凸を含む表面パターンを有していてもよい。
【００５１】
以下に、光伝導体の実施形態について記載する。
【００５２】
オーバーコート層
例えば、場合により、オーバーコート層３２の上に画像化部材の他の層が含まれていてもよい。任意要素のオーバーコート層３２は、所望な場合、画像化部材表面を保護し、耐引っかき性を高めるために電荷輸送層２０の上に配置されてもよい。実施形態では、オーバーコート層３２は、約０．１マイクロメートルから約１５マイクロメートル、または約１マイクロメートルから約１０マイクロメートル、あるいは特定の実施形態では約３マイクロメートルから約１０マイクロメートルの範囲の厚みを有していてもよい。これらのオーバーコート層は、典型的には、電荷輸送要素と、任意の有機ポリマーまたは無機ポリマーとを備える。これらのオーバーコート層は、熱可塑性有機ポリマー、または熱硬化性樹脂、および紫外線もしくは電子ビーム架橋樹脂等の架橋ポリマーを含んでいてもよい。オーバーコート層は、酸化アルミニウムおよびシリカを含む金属酸化物などの粒状添加剤、または低表面エネルギーポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）およびそれらの組合せをさらに含んでいてもよい。
【００５３】
基材
感光体支持基材１０は、不透明であってもよく、または実質的に透明であってもよく、必須の機械特性を有する任意の適切な有機材料または無機材料を含んでいてもよい。基材全体が導電性表面と同じ材料を含んでいてもよく、または、導電性表面は、単に基材のコーティングであってもよい。任意の適切な導電性材料、例えば、金属または金属アロイを使用してもよい。導電性材料としては、銅、真鍮、ニッケル、亜鉛、クロム、ステンレス鋼、導電性プラスチックおよびゴム、アルミニウム、半透明性アルミニウム、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、ニオブ、ステンレス鋼、クロム、タングステン、モリブデン、その中に好適な材料を含めることによって、または材料に導電性を付与するのに十分な水分を存在させるための多湿雰囲気中での調湿を介して導電性が付与された紙、インジウム、錫、ならびに酸化錫および酸化インジウム錫を含む金属酸化物等が挙げられる。それは、単一の金属化合物、あるいは異なる金属および／または酸化物の二重層であり得る。
【００５４】
接地面
導電性接地面１２は、例えば、真空蒸着技術のような任意の適切なコーティング技術によって基材１０の上に形成されてもよい導電性金属層であってもよい。金属としては、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、クロム、タングステン、モリブデン、および他の導電性基質、およびこれらの混合物が挙げられる。導電層は、厚みが、電子写真用導電性部材にとって望ましい光学的透明性および可とう性に依存して、実質的に広い範囲にわたって変わってもよい。したがって、可とう性光応答性画像化デバイスの場合、導電層の厚みは、導電性、可とう性、光透過性の最適な組み合わせのために、少なくとも約２０オングストローム、または約７５０オングストローム以下、または少なくとも約５０オングストローム、または約２００オングストローム以下であってもよい。
【００５５】
正孔遮断層
導電性接地面層を堆積させた後、正孔遮断層１４をその上に塗布してもよい。正に帯電した感光体のための電子遮蔽層によって、正孔が感光体の画像化表面から導電層の方に移動することができる。負に帯電した感光体の場合、導電層から反対側の光伝導層に正孔が注入されるのを防ぐための障壁を作成することができる任意の適切な正孔遮断層を利用してもよい。正孔遮断層は、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリシロキサン、ポリアミドおよびポリウレタンなどのポリマーを含んでいてもよく、またはトリメトキシシリルプロピレンジアミン、加水分解トリメトキシシリルプロピルエチレンジアミン、Ｎ−ベータ−（アミノエチル）ガンマ−アミノ−プロピルトリメトキシシラン、イソプロピル４−アミノベンゼンスルホニル、ジ（ドデシルベンゼンスルホニル）チタネート、イソプロピルジ（４−アミノベンゾイル）イソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−エチルアミノ−エチルアミノ）チタネート、イソプロピルトリアントラニルチタネート、イソプロピルトリ（Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアミノ）チタネート、チタニウム−４−アミノベンゼンスルホネートオキシアセテート、チタニウム４−アミノベンゾエートイソステアレートオキシアセテート、［Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）４］ＣＨ３Ｓｉ（ＯＣＨ３）２、（ガンマ−アミノブチル）メチルジエトキシシランおよび［Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）３］ＣＨ３Ｓｉ（ＯＣＨ３）２（ガンマ−アミノプロピル）メチルジエトキシシランなどの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。
【００５６】
電荷発生層
その後、電荷発生層１８をアンダーコート層１４に塗布してもよい。電荷を発生する／光伝導性材料を含む任意の適切な電荷発生バインダー（粒子の形態であり、膜形成バインダー中に分散していてもよい、例えば、不活性樹脂）を利用してもよい。電荷を発生する材料の例としては、例えば、無機光伝導性材料、例えば、非晶質セレニウム、三方晶セレニウム、ならびにセレニウム−テルル、セレニウム−テルル−ヒ素、ヒ化セレニウムおよびそれらの混合物から選択されるセレニウム合金、ならびに様々なフタロシアニン顔料、例えば、Ｘ型の無金属フタロシアニン、金属フタロシアニン、例えば、バナジルフタロシアニンおよび銅フタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、チタニルフタロシアニン、キナクリドン、ジブロモアンタントロン顔料、ベンズイミダゾールペリレン、置換２，４−ジアミノ−トリアジン、多核芳香族キノンおよびエンズイミダゾールペリレン等を含む有機光伝導性材料、ならびに膜形成ポリマーバインダーに分散されたそれらの混合物が挙げられる。セレニウム、セレニウム合金およびベンズイミダゾールペリレン等、ならびにそれらの混合物を連続的な均一の電荷発生層として形成してもよい。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号明細書に記載されている。光伝導層が電荷発生層の特性を増強または低下させる場合には、多電荷発生層を使用してもよい。望まれる場合は、当該技術分野で既知の他の好適な電荷発生材料を利用してもよい。選択される電荷発生層は、静電潜像を形成するための電子写真画像化法における画像状放射線露光工程を通じて、約４００〜約９００ｎｍの波長を有する活性化放射線に感応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、例えば米国特許第５，７５６，２４５号明細書に開示されているように、約３７０〜約９５０ｎｍの波長の光を吸収する。
【００５７】
電荷輸送層
ドラム感光体では、電荷輸送層は、同じ組成物の単一層を含む。この場合、電荷輸送層について、単一層２０の観点で特定的に述べているが、この詳細を二重の電荷輸送層を有する実施形態に適用することも可能であろう。その後、電荷輸送層２０を電荷発生層１８の上に塗布し、電荷発生層１８から光によって発生した正孔または電子の注入を助けることが可能で、電荷輸送層を介し、この正孔／電子を輸送し、画像化部材表面の表面電荷を選択的に放電させることが可能な任意の適切な透明有機ポリマーまたは非ポリマー材料を含んでいてもよい。一実施形態では、電荷輸送層２０は、正孔を輸送するのに役立つだけではなく、電荷発生層１８を引っかき傷または化学物質による攻撃から守るのにも役立ち、したがって、画像化部材の耐用年数を延ばすだろう。電荷輸送層２０は、実質的に光伝導性材料であってもよいが、電荷発生層１８から光によって発生した正孔を注入するのにも役立つ材料であってもよい。
【００５８】
接着層
任意の個別の接着性界面層を、例えばフレキシブルロール紙構造などの特定の構造で設けてもよい。図１に示す実施形態では、界面層は、遮蔽層１４と電荷発生層１８との間に位置しているだろう。界面層は、コポリエステル樹脂を含んでいてもよい。界面層に利用してもよい例示的なポリエステル樹脂としては、Ｔｏｙｏｔａ  Ｈｓｕｔｓｕ  Ｉｎｃ．から市販されているＡＲＤＥＬ  ＰＯＬＹＡＲＹＬＡＴＥ（Ｕ−１００）、いずれもＢｏｓｔｉｋからのＶＩＴＥＬ  ＰＥ−１００、ＶＩＴＥＬ  ＰＥ−２００、ＶＩＴＥＬ  ＰＥ−２００ＤおよびＶＩＴＥＬ  ＰＥ−２２２などのポリアイレートポリビニルブチラール、Ｒｏｈｍ  Ｈａｓｓからの４９，０００ポリエステルおよびポリビニルブチラールが挙げられる。接着層を正孔遮断層１４に直接塗布することができる。したがって、ある実施形態における接着性界面層は、真下の正孔遮断層１４および真上の電荷発生層１８の双方と直接連続的に接触することで、接着接合を強化して結合を確保する。さらに他の実施形態では、接着性界面層が全面的に省略される。
【００５９】
接着性界面層は、乾燥後の厚みが少なくとも約０．０１マイクロメートル、または約９００マイクロメートル以下であってもよい。実施形態において、乾燥後の厚みは、約０．０３マイクロメートルから約１マイクロメートルである。
【００６０】
接地片
接地片は、膜形成ポリマーバインダーと、導電性粒子とを含んでいていてもよい。導電性接地片層１９に任意の適切な導電性粒子を使用してもよい。接地片１９は、米国特許第４，６６４，９９５号明細書に列挙されているものを含む材料を備えていてもよい。導電性粒子としては、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、ニオブ、インジウムおよび酸化錫等が挙げられる。導電性粒子は、任意の好適な形状を有していてもよい。形状としては、不規則形状、粒状、球状、楕円状、立方体状、片状および糸状等を挙げることができる。導電性粒子は、過度に不規則な外表面を有する導電性接地片層を回避するために、導電性接地片層の厚さより小さい粒径を有するべきである。約１０マイクロメートル未満の平均粒径であると、一般に、乾燥された接地片層の外表面における導電性粒子の過度の突出が回避され、乾燥された接地片層のマトリックス全体を通じて粒子が比較的均一に分散される。接地片に使用される導電性粒子の濃度は、利用される具体的な導電性粒子の導電性などの要因に依存する。
【００６１】
接地片は、少なくとも約７マイクロメートル、または約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、または約２７マイクロメートル以下の厚みを有してもよい。
【００６２】
アンチカール裏側コーティング層
アンチカール裏側コーティング１は、絶縁性またはわずかに半導体性の有機ポリマーまたは無機ポリマーを含んでいてもよい。アンチカール裏側コーティングは、平坦さおよび／または耐引っかき性を付与する。
【実施例】
【００６３】
典型的には、金型の周囲に成型されたエラストマーマトリックスの２つの層を有する二重層コンポジット運搬ローラ（図５）を作製した。内層は、パラフィン、エーロゲルおよびＰＤＭＳで構成され、外層は、ＰＤＭＳのみで構成されているか、または内層より低いＰＤＭＳ／パラフィン比のパラフィン含浸ＰＤＭＳで構成されている。最初にパラフィンをエーロゲルに吸収させ、次いで前硬化ＰＤＭＳポリマーマトリックスに組み込むことによって内層を作製した。円筒形の鋳型を使用して混合物（ＰＤＭＳ／パラフィン油・エーロゲル）を金型上に成型した後に、硬化させた。硬化後、ＰＤＭＳ／パラフィン／エーロゲルローラを鋳型から取り出した。長さおよび直径ともにより大きな円筒形鋳型を使用して、内部ＰＤＭＳ／パラフィン／エーロゲル内層の周囲の液体の架橋性ＰＤＭＳを硬化させることによって外層を作製した。ＰＤＭＳを市販の２成分系（基剤と硬化剤）から調製した。
【００６４】
パラフィンを用いた場合と用いない場合との画質を比較するために、Ｐ／Ｒの長さの一部のみを占める二重層ＰＤＭＳ：パラフィン運搬ローラを使用した。クリーニング発泡体ストリップをＢＣＲハウジングの一部に加えて、印刷時のＢＣＲへのクリーニング蓄積添加剤に対するその影響を確認した。この構成により、ｉ）パラフィンを有する画像の部分、ｉｉ）パラフィンおよび付加的なクリーニング機能を有する部分、およびｉｉｉ）パラフィンまたはクリーニングストリップを有さない画像上の対照領域が生成された。Ｗｏｒｋ  Ｃｅｎｔｒｅ  ７４３５装置を使用してＡゾーンにおける印刷試験を完了した。図７および図８の画像を生成するために使用した二重層ローラは、ＰＤＭＳ／パラフィン比が１：１．５であり、パラフィンに対して１０％のエーロゲルを含む内層と、ＰＤＭＳ／パラフィン比が２０：１（すなわち１：０．０５）である外層とを含んでいた。図７は、２０００回の印刷後の印刷物の画像を示し、図８は、５０００回の印刷後の画像を示す。比較として、同じ感光体ドラムを使用して、ＰＤＭＳ／パラフィン比が２０：１の単層ローラをも走行させ（図９）、２０００回の印刷後の画像を示す。
【００６５】
図７および８の画像は、感光体が二重層ローラに接触した領域に欠損を示しておらず、ローラが５０００回の印刷（１７．５ｋｃｙｃｌｅｓ）に対して十分なパラフィンを運搬したことがわかる。画像内の目に見える縞は、クリーニング発泡体上に取り込まれたトナーによって引き起こされたものである。これと比較して、単層ローラ（図９）は、（印刷物全体の過酷な欠損によって示されるように）２０００回の印刷（７０００サイクル）後もＡゾーン欠損を防止しておらず（図９）、このローラは、十分な量のパラフィンをＰ／Ｒに供給しなかったことがわかる。これらの実験は、パラフィンが内層から外層に効果的に拡散して、感光体の表面に運搬されることを証明している。同一の内層組成（ＰＤＭＳ／パラフィン比が１：１．５であり、パラフィンに対して１０重量パーセントのエーロゲルを含む）と、ＰＤＭＳのみで構成された外層とを有する二重層ローラは、同様の特性を示した。外層は、最初にパラフィン油を含んでいないにもかかわらず、パラフィンが感光体に運搬されており、このことは印刷物の画質に反映されていた。
【００６６】
エーロゲルに吸収され、続いてＰＤＭＳプレポリマーに組み込まれて硬化されたパラフィンから得られる組成物は、飽和海綿体のように作用する。エラストマーコンポジット材料に圧力を加えると、パラフィンが容易に脱離する。加えた圧力を除去すると、パラフィンがエラストマーコンポジットマトリックスに再吸収される。この特徴は、パラフィンが単にＰＤＭＳに分散されている場合に見られるようなマトリックスからのパラフィンの受動リークを防止する。
【００６７】
パラフィン油をシリカエーロゲルに吸収させ、続いて混合物をＰＤＭＳマトリックスに組み込むと、ローラの充填能力が２：１（ＰＤＭＳ／パラフィン）から１：２（ＰＤＭＳ／パラフィン）（すなわち３３％のパラフィン充填量から６７％のパラフィン充填量）に増大する。パラフィン収容能力が２倍になると、ローラの寿命が最低でも２倍になる。
【００６８】
エーロゲル、パラフィン油およびＰＤＭＳの内層組成およびＰＤＭＳのみの外層組成を有するローラを備える二重層設計は、ｉ）トルクを十分に低減し、ｉｉ）許容可能な画像を維持するのに十分な量のパラフィン油をＰ／Ｒの表面に分配することが可能である。
【００６９】
二重層は、高負荷がかかったローラからのパラフィン油の受動損失を抑制し、機能性材料のより効率的な使用をもたらす。パラフィン油の損失を抑制することで、パラフィン油供給の持続性が高められることにより、ローラの寿命が延びる。また、二重層ローラを使用したパラフィンの消費量は、単層ローラより小さいことにより、感光体の寿命を延ばす。
【００７０】
エーロゲルは、構造的支持をローラに与える。エーロゲルを含まないローラでは、パラフィン油が、硬化プロセス中に生成されるエラストマー内の孔に閉じ込められる。パラフィンが消費されるに従って、ポケットが崩壊し、ローラがその構造的保全性を失うことになる。エーロゲルは、パラフィンが消費されるに従って孔が崩壊することを防止する剛性をローラに付与する。
【００７１】
低摩耗ＯＣＲ  Ｐ／Ｒとともに二重層コンポジットローラを使用してＡゾーンにて成功裏に完了した印刷試験（５ｋｐｒｉｎｔｓ、１２．５ｋｃｙｃｌｅｓ）により、十分なパラフィンが運搬されていることが示された。これらの試験では、欠損のない良好な画像が得られ、モーラ故障がなく、トルクが問題でないことが示された。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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