JPS5854382B2 - 静電写真光受容体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本出願は１９７４．６．３に出願された米国特許出願５
ｅｒｉａｌ Ａ４７６０２４のＣＩＰであり、この出願
は１９７４，５．２９に出願された米国特許出願５ｅｒ
ｉａｌ Ａ４７４２９６のＣＩＰである。

本発明は静電写真複写、静電写真光受容体及び静電写真
複写機に使用のためにこの光受容体を処理する方法に係
る。

本来カールソン（Ｃａｒｌｓｏｎ ）の米国特許Ａ２２
９７６９１に記載される複写のこの型式は初期段階とし
て光導電性絶縁層により被覆される非伝導性障壁層を通
常その表面上に保有する伝導性基質を含むプレート又は
ドラムの均一帯電を含む。

これに続けて像状配置（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ
）で活性化輻射線へこのプレート又はドラムを露出させ
、これは露出された区域で静電荷の消失を生じ、一方非
露出区域は潜像として公知のパターンで電荷を保持する
。

この潜像にトナーと通常称される検電性マーキング材料
を接触させることによって潜像は現像される。

この材料は静電的に潜像に吸引され、これは定義により
活性化輻射線に露出されなかった光受容体の部分の配置
にある。

このトナー像は続いて紙へ転写されかつそこへ融着され
て永久コピーを形成する。

これに続いて、潜像はドラムを放電することによって消
去されかつ過剰のトナーがそこから洗浄されてドラムを
次のサイクルのために準備する。

この光導電性絶縁材料はこれが暗中で比較的高い電気抵
抗を有し、この抵抗が活性化輻射線への露出の際著しく
減少することを特徴とする。

ポリビニルカルバゾール中の２・４・７−ドリニトロ９
−フルオレノンのような有機材料と無定形セレンのよう
な無機材料の両方は静電複写機で光導電性材料として成
功して使用されている。

ある場合にはこれを物理的損傷から保護するため、又は
洗浄工程中トナーの除去を容易にするため特定の材料で
この光導電性材料を被覆することが望ましいことが判明
している。

被覆材料の例は絶縁性フィルムを形成しかつ活性化輻射
線に透明又は半透明である有機樹脂である。

当業者に公知の被覆は改良されたコピー品質に寄与する
ものとして一般に見なされていない。

本発明は摩耗及び周辺の化学的汚染物から光導電性材料
を保護するのみでなく、また被覆された光受容体から製
造されたコピーの質を高める材料で光受容体を被覆する
ことを含む。

コピー補強は増大したコピーコントラストの形成及びコ
ピーが背景現像から困らされる望ましくない状態の減少
又は排除に関連する。

無定形セレンは静電写真複写機でその使用を極めて有益
にする多くの所望の性質を有する。

しかしながら、ドラム回転当り単に一つ又は二つのコピ
ーを作る高速度複写機の出現は純粋セレンより速い割合
で放電する光導電性材料の使用を必要とした。

実状はこの通りでその理由は複写速度における増加はド
ラム回転の速度を増大することによって得られるからで
ある。

従って、光受容体は帯電、露出、現像、転写、放電及び
洗浄サイクルを非常に迅速に通過しなげればならない。

セレンがこのサイクルを通過し得る速度はセレンとヒ素
を組合せて合金を形成することによって増大され得るこ
とが研究により判明した。

更に、セレン／ヒ素合金の使用は光のより長い波長に増
感性である光受容体を生ずる。

この概念はウルリツヒ（Ｕｌｌｒｉｃｈ ）の米国特許
ｊＦｙ、 ２８０３５４２に更に詳細に記載される。

かくして、約０．３ないし約４８．７重量％のヒ素を含
有するセレン合金が高速度静電写真複写機に光導電性材
料として有益に使用される。

これらのヒ素含有セレン合金はプリント欠除（ｄｅｌｅ
ｔｉｏｎ ） として公知となった欠点で困まること
が判明した。

この現像はコピーにおいてコピー質が認容され難（なる
まで徐々に大きくなるブランク区域として観察される。

何がプリント欠除を引き起こすかは十分に理解されない
が、しかし複写機が置かれる場所の周辺に見られる材料
が光導電体中のヒ素と反応して電荷が帯電工程直後に消
支することを許す伝導性反応生成物を形成する成分を含
有すると思われる。

結果として、潜像がこれらの区域で形成されず、そして
プリント欠除が生ずる。

静電写真複写で光導電性材料としてセレン／ヒ素合金の
使用と関連した別の欠点は光疲労からの長い回復時間で
ある。

その露出が比較的長い期間の間に材料を非光応答性に変
えるので合金が光に露出されることを阻止するように注
意が払われねばならない。

静電写真光受容体に対して新規な被覆を供することが望
ましくかつそれが本発明の目的である。

別の目的は被覆された光受容体によって製造されたコピ
ーの質を高めるこの被覆を供することにある。

別の目的は光導電体としてセレン／ヒ素合金の使用に関
連したコピー欠除と光疲労回復の問題を減少し又は排除
するこの被覆を供することにある。

本発明は （ａ） 伝導性基質； （ｂ） この伝導性基質と動作接触した光導電性絶縁
材料の層；及び （ｃ）（ｉ） メチルメタクリレート、ｎ−ブチルア
クリレート及びアクリル酸又はメタクリル酸の付加重合
生成物である第一の重合体、及び（１１）スチレンと無
水マレイン酸の付加重合生成物である第二の重合体、か
らなる架橋可能な重合体組成物を含む前記の光導電性層
の上の有機被覆、 からなる改良された静電写真光受容体を目的とする。

本発明は前記の被覆材料の薄いが有効な層で静電写真光
受容体の光導電性絶縁層を被覆することが光受容体に予
想外の有益な性質を付与することの発見に基づいている
。

この改良は特定の光導電性合金の使用に関連したコピー
欠除と光疲労からの遅い回復の問題に打勝つこと、並び
に一般にコピー質を改良することに関連する。

本発明で使用のために意図された代表的な有機被覆材料
は第一の重合体としてメチルメタクリレート、ｎ−ブチ
ルアクリレート及びアクリル酸又はメタクリル酸の付加
重合の生成物を含む。

時々レベリング剤脂と称される、第二の重合体はスチレ
ンと無水マレイン酸の共重合の生成物である。

代表的な被覆では、第一の重合体はフィルムの約７５な
いし９０モル％を占めかつ約４５ないし６５モル％のメ
チルメタクリレート、２５ないし４０モル％のｎ−ブチ
ルメタクリレート及び５ないし１５モル％のアクリル酸
又はメタクリル酸を含む。

第二の重合体は通常フィルムの１０ないし２５重量％を
占めかつ２：１ないし１：ｌのモル比でスチレンと無水
マレイン酸を含む。

通常ＳＭＡ樹脂と称されるスチレンと無水マレイン酸の
共重合体は代表的には２：１又は１：１の何れかの無水
マレイン酸に対するスチレンの比を含むので、無水マレ
イン酸に対するスチレンの比が極値の間である組成物は
必ずＳＭＡ樹脂の混合物を含む。

２：１スチレン／無水マレイン酸比を有するこれらのＳ
ＭＡ樹脂が一般に好ましい。

この被覆は好都合には合成２テツクス、即ち水性キャリ
ア中の重合体粒子の微細の分散から適用される。

代表的にはこのキャリアはアンモニア又はアミン、例え
ばエチルアミン、イソプロピルアミン、イソブチルアミ
ン等のような塩基性材料を含んで弱くイオン化されたカ
ルボン酸基と塩を形成しかつこれにより重合体の溶解度
を増大する。

このラテックス分散は米国特許＆、 ３７９９９０１に
更に詳細に記載される。

塩基性材料、例えばアミンと組合せてアルコール及び／
又は塩素化炭化水素のような有機溶媒を使用する適当な
ラテックスを製造する別の方法は米国特許Ａ３２９６１
７２に記載される。

この重合体被覆は薄いフィルムを光受容体表面に適用す
ることそしてキャリアが蒸発することを許すことにより
そのラテックス分散から容易に適用される。

ラテックス分散により形成されたフィルムに丈夫さを付
与するために、金属架橋成分が通常使用される。

かくして、重合体の水性分散を溶解するのに十分な塩基
と共に、多価金属、例えば亜鉛又はジルコニウムの酸化
物、水酸化物又は塩のような架橋材料を導入することに
よって、金属はカルボキシル基を越えて重合体を架橋す
るのに役立ちかつこの溶液を成形すると丈夫なフィルム
を形成する。

この架橋は性質上イオン性でありがつアンモニアが塩基
である時に下記の式によって示されると思われるニ アクリル酸又はメタクリル酸含有重合体と共に金属架橋
剤の使用はこれにより得られる材料のフィルム形成性性
能の増大により望ましい。

重合体分散へのＳＭＡ樹脂の配合はこれらの系に関する
最も重大な問題が貯蔵安定性であるので金属架橋剤が使
用される時に特に有益である。

実状はこの通りで、その理由は金属イオンが存在しない
場合には、この溶液はケル化とフロキュレーションを幾
分受は易い。

ＳＭＡ樹脂はレベリング剤として作用しそして被覆調合
品の凍解及び熱安定性を増大する目的に役立つ。

このラテックス水溶液は、二つの重合体、塩基及び金属
架橋剤の外に、揮発性可塑剤を選択的に含有する。

基質へ適用の際にかなり高レベルの耐摩耗性を示す連続
したフィルムを形成する材料を配合することが望ましい
のでこの可塑剤が通常存在する。

連続したフィルムを生ずるためには、被覆組成物は適用
温度以下に最少フィルム形成温度（ＭＦＴ）を有しなげ
ればならない。

乾燥されたフィルムが十分に使用に耐えるために、その
ガラス遷移温度（Ｔｇ）はその使用温度以上であるべき
である。

最少フィルム形成温度は重合体−Ｔ、と可塑剤含量の関
数であるので、低いＭＦＴ（可塑剤蒸発前）と高いＴｇ
（可塑剤蒸発後）を得るため調合品へ揮発性可塑剤を配
合することが被覆工業のプラクチスである。

揮発性の下降する順序で、揮発性可塑剤の例はピロール
、プロピレングリコール、ｎ−オクタツール、ヘキシレ
ンクリコール、ジプロピレングリコールメチルエーテル
、クエン酸トリブチル及びリン酸トリブトキシエチルで
ある。

更に、市販の床仕上剤では揮発性可塑剤と光沢補強剤の
二重作用に役立つためにカプロラクタムが時々使用され
る。

本発明の目的のために、重合体被覆の厚さは臨界的では
ないが、一定の光導電性材料のために最適の被覆の厚さ
を決定するには若干の実験が必要であることは当業者に
明らかであろう。

代表的な被覆の厚さは約０．１ないし約１０ミクロンの
範囲に及ぶ。

前記のように、コピー欠除の原因又は原因（複数）は十
分に知られず又は判らない。

−型式のコピー欠除は調節された条件下で複製されてい
る。

この型はアミン誘導コピー欠除として公知である。

高ヒ素光受容体と結合して周辺中に存在するアミンは光
受容体の表面と反応してこの区域で電荷保有を妨害しか
つ現像可能な潜像が形成されることを阻止するフィルム
を形成すると思われる。

ここに記載される型式のフィルムの適用はアミン誘導プ
リント欠除のみでなく、特定の周辺中に存在中に存在す
る他の有害な材料によるプリント欠除原因に打勝つ。

本発明は下記の実施例により更に例示される。

実施例 ■ 重量に基づいて約６３％のセレンと３７％のヒ素の合金
で被覆されたアルミニウムドラムを光受容体として有す
る静電写真複写機を意図的にシクロヘキシルアミンで汚
染された雰囲気を有する室に配置する。

アミンが光導電性合金と接触する時にこの雰囲気はコピ
ー欠除を引起すことで知られ、この効果は約２時間でみ
られる。

光導電体の半分を１９７４．５月にアームストロング・
コーク社から得られたソラーリアン・フロア・フィニツ
シユ（商品名）で被覆する。

被覆材料の分析はこれが４５ないし６５％のメチルメタ
クリレート、２５ないし４０％のｎ−ブチルアクリレー
ト及び５ないし１５％のメタクリル酸の約７０ないし８
０重量％の三元共重合体のコロイド状寸法粒子を含む約
２０重量％の固体を含有するラテックスであることを示
す。

更に、無水マレイン酸に対するスチレンのモル比が２：
１である８ないし２３重量％のＳＭＡ樹脂が存在する。

少量の亜鉛が架橋剤として存在する。

この調合品はまた１ないし２％のリン酸トリブトキシエ
テル、４ないし６％のカプロラクタム（単量体）、１な
いし２％のグリセリン、０．５％のアンモニア及び約１
％ジエチルアミノエタノールを含有することが判る。

可塑剤（リン酸トリブトキシエチル、カプロラクタム）
、光沢補強剤（カプロラクタム、グリセリン）及び乳化
剤（アンモニア、ジエチルアミノエタノール）はゼログ
ラフィー法で役目を果たさないので、フィルムが下に置
かれた後にはその存在は必要ではなく、そして他の材料
がその作用に役立つように置換され得る。

ドラム表面に材料を含有するスポンジを適用すること、
そして回転の軸に平行にスポンジを移動しながら数回こ
のドラムを回転することによって被覆を行なう。

適用後、この層を注意深く乾燥して実質上均一なフィル
ムを形成する。

機械が各々第四のコピーの間に５分間休止する通常ゼロ
グラフィ一方式で機械を使用して複写の２時間後、徐々
に悪化するコピー欠除効果が光受容体の未被覆側の上に
みられる。

逆に、コピー欠除が被覆を有する光受容体の側の上にみ
られる。

被覆された側の上にコピー欠除の何の徴候なしに、処理
された光受容体を使用して里子のコピーを作った。

実施例 ■ 実施例■に記載したように未被覆光受容体を約４５分間
げい光実験室照明に露出する。

ドラムを複写機に再挿入しかつ通常のゼログラフィ一方
式で操作する。

この光受容体は光導電体の光疲労によ・り通常応答しな
い。

極端に光を当てると、低いコントラストのコピーが光疲
労プレートから生じた。

この条件は何ら改良なしに約１００コピーを通して続き
、この点で実験を中止した。

暗中で数時間貯蔵した後でのみ、この光受容体は通常の
コントラストで作用するっ 実施例Ｉに記載した光受容体を前記のソラーリアン（商
品名）で被覆しかつ約４５分間同一の実験室照明に露出
する。

複写機に光受容体を再挿入すると、約３コピー後、光導
電性材料は通常の高コントラスト光応答を示すことが判
る。

この迅速な回復と急速な安定化は機械の電気部分が複写
機へドラムわ再挿入後数分でセットされることを許す。

これは本発明の被覆の顕著な付加的な予想外の利点であ
る。

本発明により被覆された光受容体を使用して作られた静
電写真コピーは減少された背景現像とコピーの像と背景
区域の間でより大きなコントラストの両方に関して未被
覆光受容体を使用して作られたものより優れている。

実施例 ■ 下記の市販のフロア仕上剤を用いて実施例■に記載した
ものと類似の方法で実施例■に記載した光受容体を被覆
する； （ａ） 金属化アクリル／スチレン共重合体、Ｑ））
アルカリ可溶性マレイック樹脂、及び（ｃ） ポ
リエチレンろう。

スーパーグロコート（Ｓ Ｇｌｏ ＣｏａｔＲ
）ｐｅｒ （商品名）としてラシーン、ウイス コンブ のニス・
シー・ジョンソン・アンド・サイズ社により市販される
この材料をグリコールエーテル、リン酸トリブトキシエ
チル、ホルムアルデヒド及び痕跡の表面活性剤を含有す
る水性分散から適用する。

この被覆材料が適用されて均一な被覆を形成できること
の意味でこの被覆材料がドラムに容易に適用可能である
。

しかしながら、被覆ドラムから作られたコピーは濃い背
景と微毛状像の存在により認容し難い。

コピー質は未被覆ドラムで得られたものより明確に劣り
、かつ未被覆ドラムを使用して作られたコピーより明ら
かに優れている実施例■に記載した被覆材料で被覆され
たドラムを使用して得られたコピーの質に対して明確な
対照である。

本発明の方法によって被覆され得ろ光導電体は特に記載
されたもの、即ち高ヒ素／セレン合金光導電体に限定さ
れず、広く光導電体を含む。

かくして、例えば、コピー質での補強は光導電性材料が
有機材料、例えばポリ（ビニルカルバゾール）中のＴＮ
Ｆ、又は絶縁性有機樹脂中の無機光導電体、例えばポリ
ウレタン中のＣｄ５Ｓｅである光受容体を被覆すること
によって得られる。

前記の例では、有機被覆は樹脂状材料のコロイド状寸法
粒子を含有する水溶液から適用される。

この被覆がこの方法で適用されること及び当業者に公知
の他の被覆方法が使用され得ろことは重要ではない。

本発明は次の態様を包含する。

（１）第一の重合体が被覆層の７５ないし９０重量％を
占めかつ第二の重合体がフィルムの１０ないし２５重量
％を占める特許請求の範囲１の光受容体。

（２）第一の重合体が約４５ないし６５モル％のメチル
メタクリレート、２５ないし４０モル％のｎ−ブチルア
クリレート及び５ないし１５％のアクリル酸又はメタク
リル酸を含み、そして第二の重合体が２：１ないし１：
１のモル比でスチレンと無水マレイン酸を含む上記（１
）の光受容体。

（３） 無水マレイン酸に対するスチレンのモル比が
２：１である上載２）の光受容体。

（４）第一の重合体が多価金属によりアクリル酸又はメ
タクリル酸のカルボキシル基を越えて架橋される特許請
求の範囲１の光受容体。

（５）多価金属が亜鉛又はジルコニウムである上記（４
）の光受容体。

（６）多価金属が亜鉛である上記（５）の光受容体。

（７）光導電性絶縁材料がセレンとヒ素の合金である特
許請求の範囲１の光受容体。

（８）合金が約０．３ないし約４８７重量％のヒ素を含
む上記（７）の光受容体。

（９）合金が約６３％のセレンと３７％のヒ素を含む上
載８）の光受容体。

００）合金が約６３％のセレンと約３７％のヒ素を含み
；第一の重合体がメタクリル酸を含有しかつ無水マレイ
ン酸に対するスチレンの比が２：１である特許請求の範
囲２の光受容体。

（１１）メタクリル酸のカルボキシル基が亜鉛又はジル
コニウムの何れかで架橋される上記００）の光受容体。

（１２）架橋剤金属が亜鉛である上記０１）の光受容体
。

（１３）光受容体がセレンとヒ素を含む合金を光導電性
材料として有する特許請求の範囲３の方法。

０４）合金が約０．３ないし約４８７重量％のヒ素を含
有する上記（１３）の方法。

（１５）合金が約６３％のセレンと３７％のヒ素を含む
上記α七の方法。

（１６）無水マレイン酸に対するスチレンの比がｌ：１
である特許請求の範囲３の方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（ａ）伝導性基質； （ｂ） この伝導性基質と動作接触した光導電性絶縁
   材料の層；及び （ｃ Ｘ ｉ ） メチルメタクリレート、ｎ−ブチ
   ルアクリレート及びアクリル酸又はメタクリル酸の付加
   重合生成物である第一の重合体；及び（１１）スチレン
   と無水マレイン酸の付加重合生成物である第二の重合体
   、からなる架橋可能な重合体組成物を含む、前記の光導
   電性層の上の有機被覆、 からなることを特徴とする静電写真光受容体。 Ｚ （ａ） 下記の成分を含む薄いフィルムを水性
   分散から光受容体の表面に適用すること； （ｉ）４５ないし６５％のメチルメタクリレート、２５
   ないし４０％のｎ−ブチルアクリレート及び５ないし１
   ５％のメタクリル酸の付加重合により形成された、７０
   ないし８０重量％の三元共重合体、 （ｉｉ）２：１ないし１：１の無水マレイン酸に対する
   スチレンのモル比を有する、８ないし２３重量％のスチ
   レンと無水マレイン酸の付加重合生成物；及び （１１０残りが少量の亜鉛と共に、１ないし２％のリン
   酸トリブトキシエチル、４ないし６％のカプロラクタム
   （単量体）、１ないし２％のグリセリン、０．５％のア
   ンモニア及び約１％のジエチルアミノエタノールからな
   るとと；そして （ｂ） 適用された分散を乾燥させて硬いフィルムを
   形成すること、 を特徴とする静電写真光受容体を被覆する方法。