JP2002529770A - 電子写真用の光導電体 - Google Patents
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Abstract
Description
どの電荷移動層(CTL)における摩耗特性を改善するための新規なバインダ組
成物に関する。
ングからなる電子写真用の光導電体を備えている。ドラムは、それ自体が陽極酸
化されていてもよく、又は、ドラムに対する二層コーティングの接着又は結合を
補助するための補助層でコーティングされていてもよい。
(CTL)によって構成される。CGLは、ポリマーバインダ中に分散されたス
クアライン、フタロシアニン、アゾ化合物などのような顔料を含有する。光受容
体ドラムに光を露光することによって、CGLに電荷キャリア又は電子ホール対
が発生する。
TM)と、適当な溶媒又は混合溶媒を用いてCGL上にコーティングされるポリ
マーバインダ材料とを含有する。幾つかの場合においては、二層コーティングの
保護用オーバーコートによって耐久性を向上させている。多くの場合に、CTM
は十分な機械的特性を有していないので、CTLに対する硬度、耐摩耗性及び耐
久性のような適当な機械的特性を付与するためにポリマーバインダが必要となる
。CGL及びCTLのためのポリマーバインダは、ポリカーボネート、ポリエス
テル、ポリスチレン、ポリビニルクロライド、ポリビニルアセテート、ビニルク
ロライド/ビニルアセテートのコポリマー、ポリビニルアセタール、アルキド樹
脂、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリケトン、ポリアクリルアミド、ブ
チラール樹脂等から選択される。
文献によく掲載されている。PCAは、様々な分野において用いられる、商業的
に入手可能な熱可塑性のエンジニアリング樹脂である。このポリマーは、不活性
であって、光導電体に対して良好な機械的特性を与える。しかしながら、光受容
体ドラムとその上の光導電性コーティングとの寿命にわたって、このポリマーは
ドラムを含有するカートリッジの端部シール下の摩耗を示す。これにより、光受
容体ドラムの金属接地面と接する帯電ロールが放電する結果となる。放電は深刻
な印刷−欠陥を引起こし、光受容体ドラムとコーティングの寿命を短くする。
ており、光受容体ドラムの端部シールに関連する摩耗の問題を軽減するのに役立
つ。しかしながら、PCZを用いることにより、紙と接する光受容体ドラムの紙
部分又は外周面における摩耗が生じる結果となり、これにより、印刷−欠陥を引
起す。PCZを用いることにより観察される他の問題は、光受容体ドラム上の硬
化層に多量の残留溶媒が存在することである。ドラムの使用により、この残留溶
媒はCTLからゆっくりと放出され、これによって、ドラムの寿命と共に光導電
体コーティングの強度低下と残留電圧の増加が引起こされ、不都合なことにイソ
ぺル光学濃度の減少、すなわち、印刷されたコピーが光受容体ドラムの寿命の終
期に向かうにつれ明るくなる。
ためのバインダとしても示唆されてきた。例えば、ヨシハラらの米国特許第4,
851,314号には、45000以上の数平均分子量(Mn)を有する高分子
量ポリマーと15000以下のMnを有する低分子量ポリマーとのポリカーボネ
ート混合物であって、高分子量ポリマーと低分子量ポリマーからなる組成物に対
して低分子量ポリマーが30〜95重量部の範囲の量で存在する混合物を用いる
ことが記載されている。
ンジフェノール(樹脂I)から誘導された30,000〜90,000の範囲の
粘度平均分子量を有するポリカーボネートと、4,4’−シクロヘキシリデンビ
スフェノール、4,4’−(1,4−フェニレンジイソプロピリデン)ビスフェ
ノール又はジフェニルエーテルに基づくコポリカーボネート(樹脂II)から誘
導された20,000〜50,000の範囲の粘度平均分子量を有するポリカー
ボネートとの混合物を用いることが記載されている。樹脂Iが樹脂IIよりも少
なくとも10,000〜20,000高い粘度平均分子量を有することが必要で
あるといわれている。
は樹脂の組合せにもかかわらず、生成された印刷コピーの品質に悪影響を及ぼす
ことなく、光受容体ドラムの寿命を劇的に増加させる改善された組成物の必要性
が残っている。
ことが、本発明の目的である。
たバインダ組成物を提供することである。
とである。
擦に対する高い耐性を有する電荷移動層を提供することである。
を改善し、かつ、比較的長いコーティング寿命を示す組成物を提供することであ
る。
さを増加することなく改善された摩耗特性と寿命を示す、電子写真装置の改善さ
れた光導電体コーティングを提供することである。
ポリカーボネート混合物を含む電子写真用の光導電体組成物を提供するものであ
る。
ルキル基から成る群から選択され、R2及びR3は、水素、ハロゲン及びCH3 基から成る群から選択される。混合物は、(a)R1が約1〜約5の炭素原子を
含むアルキル又はアルキリデン基であり、pが約20〜約200の範囲の整数で
あり、約2.5以下の多分散指数を有する、約10〜約75重量%のポリカーボ
ネート(PCA)と、(b)R1がシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基
であってシクロアルキル基が約5〜約8の炭素原子を含むものであり、pが約1
5〜約300の範囲の整数であり、約2.5以下の多分散指数を有する、約25
〜約90重量%のポリカーボネート(PCZ)とを含む。
)であって、
R2及びR3が水素、ハロゲン及びCH3基から成る群から選択され、pが約2
0〜約200の範囲の整数であるポリカーボネート(PCA)と、下記化学式の
(b)ポリカーボネート(PCZ)であって、
が約15〜約300の範囲の整数であるポリカーボネート(PCZ)と、(c)
N,N−ジエチルアミノベンズアルデヒド−1,1−ジフェニル−ヒドラゾン(
DEH)又はトリ(p−トリル)アミンとを含む電子写真用の光導電体組成物を
提供するものである。
CA)であって、
R2及びR3が水素、ハロゲン及びCH3基から成る群から選択され、pが約2
0〜約200の範囲の整数であるポリカーボネート(PCA)と、下記化学式の
(b)ポリカーボネート(PCZ)であって、
が約20〜約300の範囲の整数であるポリカーボネート(PCZ)と、(c)
電荷移動材料と、(d)シリコーンポリマー及び/又はフルオロポリマーから選
択される添加剤とを含む電子写真用の光導電体組成物を提供するものである。
容体ドラム上の光導電体のコーティングとして、PCAのバインダシステムに比
べて相当改善された耐摩耗特性を示し、かつ、相当長期の有効寿命を与えるとい
うことである。このブレンドは、印刷品質に悪影響を及ぼすことなく、端部シー
ル付近における光受容体ドラム上のコーティングの寿命を相当延ばすことにも寄
与する。
カーボネートの混合物又はブレンドを使用することに関する。ブレンド又は混合
物の各ポリカーボネートは、下記の化学式(I)によって表わされる。
アルキル基又は5〜8の炭素原子を含む置換シクロアルキル基であり、R2及び
R3は、水素、ハロゲン及びCH3基から選択され、pは約20〜約200の範
囲の整数である。
A(PCA)と、(2)R1がシクロアルキル基又は5〜8の炭素原子を含む置
換シクロアルキル基であるポリカーボネート−Z(PCZ)とを含む。PCAは
、約5,000〜約50,000、より好適には約30,000〜約35,00
0の範囲の数平均分子量と、約2.5以下の多分散指数とを有するのが好ましい
。PCZは、約5,000以上で約100,000以下、より好適には約35,
000〜80,000の数平均分子量と、約2.5以下の多分散指数とを有する
のが好ましい。したがって、本発明の重要な特徴は、PCZがブレンド中のPC
Aの分子量に実質的に等しいか又はそれより大きな分子量を有し、PCA/PC
Zブレンドの分子量比が約1:1〜約1:2.6の範囲にあることである。
CH3基から成る群から選択され、同一であっても異なっていてもよい。しかし
ながら、R2及びR3の各々は水素原子であるのが好ましい。
、mは約20〜約300の範囲の整数である。
択され、nは約20〜約300の範囲の整数である。
な特徴である。ブレンド中のPCAが多過ぎると、ドラムの両端における光受容
体ドラムの端部シール下の耐摩耗性が過剰となる。ブレンド中のPCZが多過ぎ
ると、紙と接触するドラム領域における光受容体ドラムの外周の耐摩耗性が過剰
となる。したがって、約10〜約75重量パーセントのPCAと約25〜約90
重量パーセントのPCZ、より好適には約25〜約75重量%のPCAと約25
〜約75重量パーセントのPCZとを含有するブレンドを用いるのが好ましい。
PCAとPCZとの最も好適なブレンドは、約20〜約30重量%のPCAと約
70〜約80重量パーセントのPCZとを含有する
、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、アセトン、メチルエチルケトン、シク
ロヘキサン、エステル、ハロゲン化炭化水素等の適当な溶媒又は混合溶媒にポリ
カーボネートを溶解することによって調製してもよい。ポリカーボネートは、任
意の順序で一つずつ溶媒に溶解してもよく、又は、溶媒にポリカーボネートを溶
解させるために混合物を攪拌しながら本質的に一度に溶媒に加えてもよい。バイ
ンダと溶媒を混合した溶液に電荷移動材料(CTM)を加えることによってCT
Lコーティングの配合を調製する際に、ポリカーボネートのブレンドを調製した
後に溶媒を除去する必要はない。
)、電荷移動層(CTL)、ならびに、CGLとCTLでコーティングされた光
受容体ドラムである。ドラムは典型的には、二層コーティングとドラム表面との
間の接着性を向上させるための補助層を含む金属基材の材料である。アルミニウ
ムドラムの場合には、二層コーティングのための好適な基材を提供するためにド
ラムを陽極酸化してもよい。
合物、トリアリールメタン染料、チアジン染料、オキサジン染料、キサンテン染
料、シアニン染料、スチリル顔料等のような有機顔料と、セレン、セレン−砒素
、硫化カドミウム、酸化亜鉛、酸化チタンのような無機顔料と、有機化合物をコ
ーティングした無機顔料とを含有する。有機顔料及び/又は無機顔料はバインダ
に分散され、又は、顔料とバインダが適当な溶媒又は混合溶媒に溶解され、ドラ
ム上にコーティングされる。CGL層は比較的薄く、厚さが1ミクロン未満であ
ってもよい。
ーティングに適当な溶媒又は混合溶媒を用いてコーティングされる。電荷移動材
料は、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’ビスフェニルベンジジ
ン、トリフェニルアミン、ジベンジルアニリンのような芳香属第3アミン化合物
、トリ(p−トリル)−アミン、N,N−ジエチルアミノベンズアルデヒド−1
,1−ジフェニルヒドラゾンのようなヒドラゾン、オキサジアゾール誘導体、ピ
ラゾリン誘導体、キナゾリン誘導体等から選択される。CTL層は、典型的には
約4〜約40ミクロンの厚さである。
なシリコーン、ポリメチルシルセスキオキサンのようなシリコーンポリマー錯体
の形態の有機添加剤、あるいは、シリカ、酸化チタン等の無機添加剤を添加する
ことによって、CTLの機械的特性を更に改善してもよい。
TOSPEARLは、三次元に延びるシロキサン結合を有する網状構造を成す有機及び無
機のシリコーン化合物からなる錯体状のシリコーン構造体である。TOSPEARLは、
球状の外観を有し、かつ、約0.1〜約12.0ミクロンの範囲の平均粒径を有
する。その105ECでの含水率は、5重量パーセント未満である。TOSPEARLは
、25ECで約1.32の真比重と、約0.1〜約0.5の範囲の嵩比重を有す
る。その比表面積は約15〜約90m2/グラムの範囲であり、約7.5のpH
を有する。TOSPEARLは、ノースリッチ(Northridge)、カルフォルニア(Californi
a)のディ−ディ(D-D) ケミカル(Chemical) カンパニー(Company) インク(Inc
.)から、商標名TOSPEARL 120A、TOSPEARL 130A及びTOSPEARL 145Aとして入手可
能である。TOSPEARLはまた、ニューヨーク(New York)のジーイー(GE)シリコンズ
(Silicones)から、商標名TOSPEARL 105、TOSPEARL 108、TOSPEARL 120、TOSPEAR
L 130、TOSPEARL 145、TOSPEARL 3120及びTOSPEARL 240として入手可能である。
添加剤として用いられるTOSPEARLの量は、CTLコーティング層の全重量を基準
として、好ましくは約1重量パーセント〜約5重量パーセントである。
エチレンである。用いられる他のフルオロポリマーとしては、ポリビニリデンフ
ルオライドとパーフルオロポリエーテルが挙げられるが、これらに限定されるも
のではない。CTLコーティング層のフルオロポリマーの量は、CTLコーティ
ング層の全重量を基準として、好ましくは約5重量パーセント未満であり、約0
.5重量%〜約5.0重量%としてもよい。TOSPEARL添加剤に加えて、又はこれ
に代えてフルオロポリマーを用いてもよい。
い。しかしながら、CTL中のCTMが高濃度になると問題を引き起こす。例え
ば、CTMがトリ(p−トリル)アミン(TTA)である場合に、PCAタイプ
のバインダのみを含有するCTMの濃度が30重量%を超えると、光受容体表面
でCTMが結晶化したり、又は、残留電圧が増加することになる。結晶化した表
面を有する光受容体は、光受容体として役立たず印刷が不均一になる。結晶化物
質によって洗浄ブレードが邪魔されるので、光受容体の洗浄が妨げられる。バイ
ンダとしてPCZを用いることにより、CTL中の高濃度TTAに基づく結晶化
の問題は低減するが、上述したように、PCZが高濃度になると紙部分における
光受容体ドラムの擦れに対する抵抗が減少してしまう。驚くべきことに、TTA
と共に上述のPCA/PCZブレンドを用いることにより、CTL中におけるT
TAの結晶化が相当低減され、かつ、紙部分におけるドラムの擦れも相当低減さ
れることが見出された。TTAと共にPCA/PCZブレンドを用いることによ
って見出された予期しない利点は、コーティングの寿命にわたるドラムの印刷安
定性が、PCZバインダのみに比べて相当向上するということである。
TLコーティング層のバインダ樹脂として、以下の実施例において用いられるP
CAとPCZ化合物の分子量及び多分散指数を下記表に示す。
tsburgh)のバイエル(Bayer)から入手し、PCZ−2020及び2040は、フ
ロリダ(Florida)のエスプリット(Esprit)ケミカルズ(Chemicals)から入手し、I
UPILON−200Z及び−400Zは、ニューヨーク(New York)のミツビシ
(Mitsubishi)ガス(Gas)ケミカル(Chemical)から入手した。
サノンとの混合物に、7.4グラムのオキソチタニウム・フタロシアニンと、9
.0グラムのポリビニルブチラール(ニューヨーク(New York)のセキスイ(Sekis
ui)ケミカル(Chemical)カンパニー(Co.)からのBX−55Z)と、60ミリリッ
ターのポッター・ガラスビーズとを加えることによって、タイプIVの電荷移動
層(CGL)コーティングを調製した。混合物をペイントシェーカー中で12時
間攪拌し、約3重量%の固形分となるように400グラムの2−ブタノンで希釈
してCG配合物を得た。陽極酸化したアルミニウムドラムを得られたCG配合物
でディップコーティングし、100ECで5分間乾燥した。
キサンとの溶液に、62.3グラムのポリカーボネートA(MAKROLON−
5208)と26.7グラムのベンジジンとを加えて、電荷移動層(CTL)の
配合物を調製した。CG層がコーティングされたドラムの一つをCT配合物でデ
ィップコーティングし120ECで1時間乾燥して、約19mg/平方インチの
コーティング重量を得た。
コーティングし、100ECで5分間乾燥した。304グラムのテトラヒドロフ
ラン(THF)と101グラムの1,4−ジオキサンとの溶液に、63.3グラ
ムのポリカーボネートZ(PCZ)(I−400z)と26.7グラムのN,N
’−ビス(3−メチル−フェニル)−N,N’−ビスフェニルベンジジン(TP
D)とを加えて、CT配合物を調製した。CG層がコーティングされたドラムの
一つをCT配合物でディップコーティングし120ECで1時間乾燥して、約1
9.1mg/平方インチのコーティング重量を得た。
コーティングし、100ECで5分間乾燥した。283.5グラムのTHFと1
21.5グラムの1,4−ジオキサンとの溶液に、46.73グラムのPCA(
MAKROLON−5208)と、15.57グラムのPCZ(IUPILON
−400Z)と、26.7グラムのTPDとを加えて、CT配合物を調製した。
CG層がコーティングされたドラムの一つをCT配合物でディップコーティング
し120ECで1時間乾燥して、約18.2mg/平方インチのコーティング重
量を得た。
コーティングし、100ECで5分間乾燥した。283.5グラムのTHFと1
21.5グラムの1,4−ジオキサンとの溶液に、15.57グラムのPCA(
MAKROLON−5208)と、46.73グラムのPCZ(IUPILON
−400Z)と、26.7グラムのTPDとを加えて、CT配合物を調製した。
CG層がコーティングされたドラムの一つをCT配合物でディップコーティング
し120ECで1時間乾燥して、約20mg/平方インチのコーティング重量を
得た。
コーティングし、100ECで5分間乾燥した。274.6グラムのTHFと9
1.5グラムの1,4−ジオキサンと、0.75グラムのサビニルイエローと、
4滴の界面活性剤(DC−200 ポリジメチルシロキサン)との溶液に、33
.75グラムのPCA(MAKROLON−5208)と、11.25グラムの
PCZ(IUPILON−400Z)と、30グラムのN,N−ジエチルアミノ
ベンズアルデヒド−1,1−ジフェニルヒドラゾン(DEH)とを加えて、CT
配合物を調製した。CG層がコーティングされたドラムの一つをCT配合物でデ
ィップコーティングし120ECで1時間乾燥して、約16mg/平方インチの
コーティング重量を得た。
コーティングし、100ECで5分間乾燥した。274.6グラムのTHFと9
1.5グラムの1,4−ジオキサンと、0.75グラムのサビニルイエローと、
4滴の界面活性剤(DC−200 ポリジメチルシロキサン)との溶液に、22
.5グラムのPCAと、22.5グラムのPCZ(IUPILON−400Z)
と、30グラムのN,N−ジエチルアミノベンズアルデヒド−1,1−ジフェニ
ルヒドラゾン(DEH)とを加えて、CT配合物を調製した。CG層がコーティ
ングされたドラムの一つをCT配合物でディップコーティングし120ECで1
時間乾燥して、約15.5mg/平方インチのコーティング重量を得た。
コーティングし、100ECで5分間乾燥した。274.6グラムのTHFと9
1.5グラムの1,4−ジオキサンと、0.75グラムのサビニルイエローと、
4滴の界面活性剤(DC−200 ポリジメチルシロキサン)との溶液に、11
.25グラムのPCA(MAKROLON−5208)と、37.5グラムのP
CZ(IUPILON−400Z)と、30グラムのN,N−ジエチルアミノベ
ンズアルデヒド−1,1−ジフェニルヒドラゾン(DEH)とを加えて、CT配
合物を調製した。CG層がコーティングされたドラムの一つをCT配合物でディ
ップコーティングし120ECで1時間乾燥して、約17.1mg/平方インチ
のコーティング重量を得た。
コーティングし、100ECで5分間乾燥した。273.3グラムのTHFと9
1.1グラムの1,4−ジオキサンと、4滴の界面活性剤(DC−200 ポリ
ジメチルシロキサン)との溶液に、10重量%のポリテトラフルオロエチレン(
PTFE)(ニューヨーク(New York)のミツビシ(Mitsubishi)ガス(Gas)ケミカ
ルズ(Chemicals)のLS−2010)を含有する28.0グラムのPCA(MA
KROLON−5208)と、285.0グラムのPCZ(IUPILON−4
00Z)と、24グラムのTPDとを加えて、CT配合物を調製した。CG層が
コーティングされたドラムの一つをCT配合物でディップコーティングし120
ECで1時間乾燥して、約17.3mg/平方インチのコーティング重量を得た
。
サノンとの混合物に、7.0グラムのオキソチタニウム・フタロシアニンと、3
.25グラムのポリビニルブチラール(BX−55Z)と、9.75グラムのエ
ポキシ樹脂(テキサス(Texas)、ヒューストン(Houston)のシェル(Shell)ケミカ
ル(Chemical)カンパニー(Company)のEpon 1009)と、50ミリリッタ
ーのポッター・ガラスビーズとを加えることによって、タイプIVの電荷移動層
(CGL)コーティングを調製した。混合物をペイントシェーカー中で12時間
攪拌し、約6.5重量%の固形分となるように202グラムの2−ブタノンで希
釈してCG配合物を得た。
グし、100ECで5分間乾燥した。
に、46.73グラムのPCA(MAKROLON−5208)と、15.57
グラムのPCZ(IUPILON−400Z)と、26.7グラムのTPDとを
加えて、CTLの配合物を調製した。CG層がコーティングされたドラムの一つ
をCT配合物でディップコーティングし120ECで1時間乾燥して、約18.
4mg/平方インチのコーティング重量を得た。
コーティングし、100ECで5分間乾燥した。283.5グラムのTHFと1
21.5グラムの1,4−ジオキサンとの溶液に、15.57グラムのPCA(
MAKROLON−5208)と、46.73グラムのPCZ(IUPILON
−400Z)と、26.7グラムのTPDとを加えて、CT配合物を調製した。
CG層がコーティングされたドラムの一つをCT配合物でディップコーティング
し120ECで1時間乾燥して、約19.1mg/平方インチのコーティング重
量を得た。
KROLON−5208)及び/又は約20000(IUPILON−200Z
)の数平均分子量(Mn)と約40000若しくは約47000(IUPILO
N−400Z)の数平均分子量(Mn)を有するPCZを、一度に入れて溶解す
ることによって、PCA及び/又はPCZのバインダブレンドを調製した。
ィングすることによって、ブレンドの予備的なスクリーニングを行なった。75
0グラムの重量下にテイバー(Taber)アブレイザー(Abraser)モデル(Model)50
3によって、フィルムの摩耗性を調べた。フィルムの摩耗性は、1000サイク
ルを超えるサイクルの後におけるコーティングされたマイラーフィルムの重量損
失を観察することによって評価した。全ての実験は、3000サイクルの試験が
行なわれており、下記の表に示す結果は1000サイクル当たりのグラムで示す
平均重量損失に対応する。
ーティングの耐摩耗性が向上することが示される。また、ブレンドのPCZに低
分子量のものを用いた耐摩耗性と比べて、ブレンドに用いるPCZの分子量が高
い程、CTLコーティングの耐摩耗性がより向上している。したがって、PCA
とPCZとのブレンドによるCTLコーティングは、バインダとしてPCAのみ
を含有するCTLコーティングより耐摩耗性が向上することが見出されると共に
、ブレンド中のPCZとしてPCAより高分子量であるものを使用することによ
り最も良い結果が得られることが見出された。
トナー又は紙の影響が考慮されないので、実施例1〜4の配合物でドラムをコー
ティングして、ケンタッキー(Kentucky)、レキシントン(Lexington)のレックス
マーク(Lexmark)インターナショナル(International)の、780nmレーザと1
10ミリ秒の露光−現像時間とを有するOPTRA−Sレーザプリンタで寿命の
試験を行なった。コーティングされたドラムによって、印刷−品質とドラムの紙
部分と縁部におけるコーティング摩耗性とを評価した。実施例1〜4にしたがっ
てコーティングされたドラムを用いた寿命サイクル試験の結果を表3に示す。表
4におけるPCA/PCZブレンドのコーティングは、実施例9に従って調製し
た。100%PCAと100%PCZのバインダでコーティングしたドラムは、
実施例1及び2に従っておおよそ調製した。
)ドラム上におけるコーティング付近の端部シール下のコーティングを介した摩
耗に対応する。OPTRA−Sプリンタに用いられる端部シールは、ドラムの表
面上に載置されたポリアセタールのホイールであった。コーティングを介した摩
耗はドラムの寿命とともに増加するので、コーティングの摩耗によって帯電ロー
ルの放電又は金属基材からのコーティングの剥離のいずれかが引き起こされ、こ
れによって、PCドラムの有効寿命が低減することになる。ドラムの寿命の初期
から終期にわたる電圧の変化により、コーティングの摩耗の兆候が示される。し
たがって、電圧変化が小さければ、コーティングの摩耗が少ないことを示してい
る。
ジュール/cm2のレーザエネルギーにおいて像を印刷するのに必要な電圧であ
る。電圧は、静電プローブを用いて、レーザエネルギーレベルに対する放電電圧
を記録しつつレーザエネルギーを変化させて測定される。
んど又は全く摩耗を示さないが、バインダとして100%PCAを含有するCT
L層はコーティングの端部シール部分のコアまで摩耗することが、上記試験によ
り示された。一方、100%PCZバインダのコーティングは、ドラムの紙接触
部分におけるコーティングの擦れ又は磨耗を受け易いが、100%PCAバイン
ダのコーティングは、紙部分の摩耗をほとんど又は全く示さなかった。
コーティングは、ドラム上の光導電体コーティングにおけるPC端部摩耗と紙部
分摩耗とを低減した。更に、CTLコーティング層にPCAとPCZのブレンド
を用いても、ドラムにおける全体的な電気的感度に対して悪影響を与えることは
なかった。
ドを含有するバインダを調製することによって、CTLコーティング層のバイン
ダに対するPCZの分子量の影響を示した。PCAは、20000、40000
及び80000の数平均分子量を有する。実施例1〜10によるTHFと1,4
−ジオキサンとの溶液に、PCA及び/又はPCZを一度に入れて溶解すること
によってブレンドを調製した。CGをコーティングした実施例13のドラムの電
圧と摩耗特性を下記表に示す。
D Systemのデンシトメータに対して前もって検量したヒューレッド(Hew
lett)パッカード(Packard)のSCANJET ADFスキャナを用いて測定した
。このスキャナは、印刷頁から読取った反射光を全白から全黒にわたる灰色の色
合いに対応する頁検量セットの濃度測定値に相関させることによって、印刷頁か
らの反射光を読み取るようにして使用する。
中実部分を印刷した。中実部分において少なくとも2ミリメーター離れた5点の
反射濃度をスキャナで測定した。次いで、5つの読取値を平均してSOL値とし
て用いた。ゼロ頁印刷時(寿命の初期)と200頁毎の印刷時であって寿命の終
期(約25,000頁印刷)に至るドラム上のコーティングの寿命に対して中実
部分が用いられ、濃度の読取値が平均される。ODの数値が高いほど印刷部分に
おける黒が濃いことを示し、数値が低いほど印刷部分における白が濃いことを示
す。印刷体の灰色スケールの反射率を示すODは、約0.4〜約0.6の範囲で
あるのが好ましい。結果は、上記表の第6欄に示される。
Aより高い数平均分子量を有するブレンドによって、約25,000頁印刷後に
おいて端部部分の摩耗が無いコーティングが得られる。PCZの数平均分子量が
約80,000未満であれば、PCAとPCZのブレンドはコーティングされた
ドラムの紙部分においても、ほとんど又は全く摩耗を示さない。これに対して、
バインダとしてPCAのみを使用したり、又は、バインダ組成物中のPCZの分
子量より高い分子量のPCAを使用したものでは、ドラムの紙部分と端部部分に
おいて、コーティングのかなり大きな摩耗を示す。
加剤を用いる効果は、バインダ樹脂としてPCA、或いは、PCAとPCZとの
ブレンドを含有するCTコーティングの配合物にシリコーンポリマー又はフルオ
ロカーボンを組合わせることによって決められた。試験の第1のシリーズでは、
2.04グラムの約2ミクロンの平均粒径を有するTOSPEARL120と上
記実施例1及び3によって調製したCT配合物とを混合することによってCT配
合物を調製した。このCTコーティング配合物を、CGがコーティングされたド
ラムに塗布した。結果を下記表に示す。
命を通じて印刷品質が向上し(イソぺルOD)、これにより、コーティングの寿
命の間、印刷された像の光学濃度が安定する。したがって、PCAとPCZのバ
インダブレンドにTOSPEARLを組合わせることにより、コーティングの寿
命の間、端部シール部分におけるコーティングの摩耗性を向上さ、かつ、印刷品
質を向上させる結果となる。
ボネートブレンドとを含有するCT配合物を、CGがコーティングされたドラム
上にコーティングした。35重量%のPCZ(IUPILON−400Z)と3
5重量%のPCA(MAKROLON−5208)とを含み、10重量%のポリ
テトラフルオロエチレン(PTFE)を含有するCT配合物は、ミツビシ(Misub
ishi)ガス(Gas)ケミカル(Chemical)から商標LS−2010として入手可能であ
る。CT配合物は、30重量%のTPDも含有していた。ドラム上のCG配合物
は、45重量%のオキシチタニウムフタロシアニン及び55重量%ポリビニルブ
チラールを含有していた。コーティングされた光受容体ドラムはOPTRAS−
Sレーザプリンタに搭載され、24,000印刷サイクルの試験を行なった。
ける極めて僅かな摩耗が見られた。ゼロ印刷サイクルでの初期及び終期放電電圧
、ならびに、24,000印刷サイクルでの初期及び終期放電電圧は、それぞれ
−900V/−144V、ならびに、−916V/−150Vであった。放電電
圧は、コーティングの寿命の間における不明瞭な印刷を示さなかった。上記表5
に示すように、CTコーティング層においてPCAバインダのみを含有するコン
トロールドラムでは、コーティングの寿命の間に、端部シールにおけるコーティ
ングの摩耗がかなり見られた。
システムにおいて、ポリカーボネートブレンドの効果を評価した。CT層におけ
る、PCA及び/またはPCZを含有するコーティング配合物を、それぞれ表6
と表7のタイプIVとタイプIのチタニルフタロシアニン(TiOPc)電荷発
生システムにおいて評価した。PCA/PCZのブレンドは、上記実施例5、6
及び7にしたがって調製した。
て用いる際に、DEHとの組合せにおけるPCA/PCZバインダのブレンドに
よって材料の疲弊が改善され、かつ、コーティング寿命の初期から終期における
帯電電圧の変化が少なくなった。
CZ、ならびに、25重量%のPCAと75重量%のPCZのブレンドは、ドラ
ム上のコーティングの寿命にわたって、100重量%のPCAバインダと100
重量%のPCZバインダのいずれよりもかなり小さな電圧変化を示し、かつ、バ
インダブレンドがコーティングされたドラムについての18,000印刷サイク
ル後の放電電圧は、18,000印刷サイクル後でさえ高く維持されていた。同
様に、バインダとしてPCAとPCZのブレンドを含有するCT層は、コーティ
ングを含むPCAのみ又はPCZのみのバインダに比べて、コーティングの寿命
にわたって、より高い放電電圧とより小さな電圧変化を示した。
バインダ、ならびに、PCAとPCZとの混合バインダを用いて、CTL中の電
荷移動材料としてトリ(p−トリル)アミンを用いた効果を評価した。陽極酸化
したアルミニウムドラムを実施例1で得られたCG配合物でディップコーティン
グし、100ECで5分間乾燥し、次いで、実施例17〜19で得られたCT配
合物でディップコーティングした。
キサン)との溶液に、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−
トリメチル−シクロへキサンと2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパ
ンからなり商標APEC−9201としてバイエル(Bayer)から入手可能な66
.0グラムのコポリカーボネートと、44グラムのTTAとを加えて、電荷移動
層(CT)の配合物を調製した。CG層がコーティングされたドラムの一つをC
T配合物でディップコーティングし120ECで1時間乾燥して、約16.68
mg/平方インチのコーティング重量を得た。
性剤(DC−200 ポリジメチルシロキサン)との溶液に、16.0グラムの
PCZ(IUPILON−400Z)と、34.46グラムのTTAとを加えて
、電荷移動層(CT)の配合物を調製した。CG層がコーティングされたドラム
の一つをCT配合物でディップコーティングし120ECで1時間乾燥して、約
15.72mg/平方インチのコーティング重量を得た。
性剤(DC−200 ポリジメチルシロキサン)との溶液に、16.0グラムの
PCA(MAKROLON−5208)と、48.0グラムのPCZ(IUPI
LON−400Z)と、42.67グラムのTTAとを加えて、電荷移動層(C
T)の配合物を調製した。CG層がコーティングされたドラムの一つをCT配合
物でディップコーティングし120ECで1時間乾燥して、約17.30mg/
平方インチのコーティング重量を得た。
されたドラムの紙部分における摩耗性に関し、上記実施例17〜19によってコ
ーティングされたドラムの比較結果を示す。
場合に、CTLにTTAを含有する光受容体(試料#4〜7)が最も良い性能で
あった。コーティングは、安定な電気特性(印刷−品質)を示し、かつ、ドラム
の紙部分における摩耗を全く示さなかった。TTAと100wt%のPCAとを
含有する試料1のドラムは、ドラム表面上におけるTTAの結晶化のため試験で
きなかった。コントロールの実施例(試料2〜3)は、紙部分において僅かな摩
耗を示し、PCA/PCZバインダ混合物を含有する試料に比べて性能が劣って
いた。
らびに、PCZのみのバインダを用いて、30重量%以上の濃度のトリ(p−ト
リル)アミン(TTA)について、電荷移動材料としてTTAを用いる効果を評
価した。CGディスパージョンをペイントシェーカーではなくミルで調製した以
外は実施例1で示したようにして調製したCG配合物の三つの異なるバッチで、
陽極酸化したドラムをディップコーティングした。CGがコーティングされたド
ラムを100ECで5分間乾燥し、次いで、実施例20〜31のCT配合物でデ
ィップコーティングした。
キサン)との溶液に、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−
トリメチル−シクロへキサンと2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパ
ンからなり商標APEC−9201としてバイエル(Bayer)から入手可能な66
.0グラムのコポリカーボネートと、44グラムのTTAとを加えて、電荷移動
層(CT)の配合物を調製した。CG層がコーティングされた二つドラムをCT
配合物でディップコーティングし120ECで1時間乾燥して、約15.43m
g/平方インチと16.17mg/平方インチのコーティング重量を得た。
キサン)との溶液に、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−
トリメチル−シクロへキサンと2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパ
ンからなり商標APEC−9201としてバイエル(Bayer)から入手可能な66
.0グラムのコポリカーボネートと、36グラムのTTAとを加えて、電荷移動
層(CT)の配合物を調製した。CG層がコーティングされた二つドラムをCT
配合物でディップコーティングし120ECで1時間乾燥して、約16.16m
g/平方インチと16.66mg/平方インチのコーティング重量を得た。
性剤(DC−200 ポリジメチルシロキサン)との溶液に、48.0グラムの
PCA(MAKROLON−5208)と、16.0グラムのPCZ(IUPI
LON−400Z)と、42.67グラムのTTAとを加えて、電荷移動層(C
T)の配合物を調製した。CG層がコーティングされたドラムの一つをCT配合
物でディップコーティングし120ECで1時間乾燥して、約17.02mg/
平方インチのコーティング重量を得た。
性剤(DC−200 ポリジメチルシロキサン)との溶液に、48.0グラムの
PCA(MAKROLON−5208)と、16.0グラムのPCZ(IUPI
LON−400Z)と、34.46グラムのTTAとを加えて、電荷移動層(C
T)の配合物を調製した。CG層がコーティングされたドラムの一つをCT配合
物でディップコーティングし120ECで1時間乾燥して、約15.30mg/
平方インチのコーティング重量を得た。
性剤(DC−200 ポリジメチルシロキサン)との溶液に、32.0グラムの
PCA(MAKROLON−5208)と、32.0グラムのPCZ(IUPI
LON−400Z)と、42.67グラムのTTAとを加えて、電荷移動層(C
T)の配合物を調製した。CG層がコーティングされた二つのドラムをCT配合
物でディップコーティングし120ECで1時間乾燥して、約22.02mg/
平方インチと21.00mg/平方インチのコーティング重量を得た。
性剤(DC−200 ポリジメチルシロキサン)との溶液に、32.0グラムの
PCA(MAKROLON−5208)と、32.0グラムのPCZ(IUPI
LON−400Z)と、34.46グラムのTTAとを加えて、電荷移動層(C
T)の配合物を調製した。CG層がコーティングされた二つのドラムをCT配合
物でディップコーティングし120ECで1時間乾燥して、約19.12mg/
平方インチと19.44mg/平方インチのコーティング重量を得た。
性剤(DC−200 ポリジメチルシロキサン)との溶液に、23.0グラムの
PCA(MAKROLON−5208)と、34.5グラムのPCZ(IUPI
LON−400Z)と、38.3グラムのTTAとを加えて、電荷移動層(CT
)の配合物を調製した。CG層がコーティングされた三つのドラムをCT配合物
でディップコーティングし120ECで1時間乾燥して、約16.08mg/平
方インチ、15.70mg/平方インチ及び15.87mg/平方インチのコー
ティング重量を得た。
性剤(DC−200 ポリジメチルシロキサン)との溶液に、23.0グラムの
PCA(MAKROLON−5208)と、34.5グラムのPCZ(IUPI
LON−400Z)と、31.0グラムのTTAとを加えて、電荷移動層(CT
)の配合物を調製した。CG層がコーティングされた三つのドラムをCT配合物
でディップコーティングし120ECで1時間乾燥して、約15.73mg/平
方インチ、15.73mg/平方インチ及び15.66mg/平方インチのコー
ティング重量を得た。
性剤(DC−200 ポリジメチルシロキサン)との溶液に、14.4グラムの
PCA(MAKROLON−5208)と、43.1グラムのPCZ(IUPI
LON−400Z)と、38.3グラムのTTAとを加えて、電荷移動層(CT
)の配合物を調製した。CG層がコーティングされた二つのドラムをCT配合物
でディップコーティングし120ECで1時間乾燥して、約17.53mg/平
方インチ及び17.47mg/平方インチのコーティング重量を得た。
性剤(DC−200 ポリジメチルシロキサン)との溶液に、14.4グラムの
PCA(MAKROLON−5208)と、43.1グラムのPCZ(IUPI
LON−400Z)と、31.0グラムのTTAとを加えて、電荷移動層(CT
)の配合物を調製した。CG層がコーティングされた二つのドラムをCT配合物
でディップコーティングし120ECで1時間乾燥して、約16.26mg/平
方インチ及び16.10mg/平方インチのコーティング重量を得た。
性剤(DC−200 ポリジメチルシロキサン)との溶液に、57.5グラムの
PCZ(IUPILON−400Z)と、38.3グラムのTTAとを加えて、
電荷移動層(CT)の配合物を調製した。CG層がコーティングされた二つのド
ラムをCT配合物でディップコーティングし120ECで1時間乾燥して、約1
7.58mg/平方インチ及び17.19mg/平方インチのコーティング重量
を得た。
性剤(DC−200 ポリジメチルシロキサン)との溶液に、57.5グラムの
PCZ(IUPILON−400Z)と、31.0グラムのTTAとを加えて、
電荷移動層(CT)の配合物を調製した。CG層がコーティングされた二つのド
ラムをCT配合物でディップコーティングし120ECで1時間乾燥して、約1
8.53mg/平方インチ及び16.43mg/平方インチのコーティング重量
を得た。
れた配合物でコーティングされたドラムの比較結果を示す。
PCZ混合物である場合に、CTLにTTAを含有する光受容体(試料#11〜
12及び21〜22)が、高感度と低残留電圧によって明示されるように最も良
い性能であった。試料#11〜12及び21〜22は、バインダとしてAPEC
9201を用いた試料#15と16に匹敵する感度と残留電圧を示す。しかしな
がら、表8に関して上述のように、PCA/PCZのバインダは、PCA/PC
Zのバインダブレンドを用いたドラムに対する比較的安定な帯電電圧と放電電圧
によって明示されるように、コーティングの印刷寿命にわたってAPEC920
1バインダより優れた性能を示した。ここで、本発明及びその好適な実施態様に
ついて説明したが、添付の請求の範囲によって規定されるように本発明の意図及
び範囲から逸脱することなく、本発明について多くの修正、再配列及び置換が可
能であることは当業者によって認識されるであろう。
Claims (41)
- 【請求項1】 化学式 【化1】 のポリカーボネートの混合物を含み、 ここで、R1が、CH2、アルキリデン基、シクロアルキル基、置換シクロア
ルキル基から成る群から選択され、R2及びR3が、水素、ハロゲン及びCH3 基から成る群から選択され、前記混合物が、(a)R1が約3〜約5の炭素原子
を含むアルキリデン基であり、pが約20〜約200の範囲の整数であり、約2
.5以下の多分散指数を有する、約10〜約75重量%のポリカーボネート(P
CA)と、(b)R1が約5〜約8の炭素原子を含むシクロアルキル基であり、
pが約15〜約300の範囲の整数であり、約2.5以下の多分散指数を有する
、約25〜約90重量%のポリカーボネート(PCZ)とを含む、電子写真用の
光導電体組成物。 - 【請求項2】 前記PCAが約30,000〜約35,000の範囲の数平
均分子量を有する、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項3】 前記PCZが約35,000以上であって約80,000以
下の数平均分子量を有する、請求項2に記載の組成物。 - 【請求項4】 前記PCZの数平均分子量に対する前記PCAの数平均分子
量の比が約1:1〜約1:3の範囲である、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項5】 前記PCZが約35,000以上であって約80,000以
下の数平均分子量を有する、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項6】 シリコーンポリマー及びフルオロポリマーから選択される添
加剤を更に含む、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項7】 少なくとも一つの電荷移動材料を更に含む、請求項2に記載
の組成物。 - 【請求項8】 前記電荷移動材料が、N,N−ジエチル−アミノベンズアル
デヒド−1,1−ジフェニルヒドラゾン(DEH)、トリ(p−トリル)アミン
(TTA)及びN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビスフェニ
ルベンジジン(TPD)から成る群から選択される、請求項7に記載の組成物。 - 【請求項9】 前記PCAが、化学式 【化2】 のポリカーボネートであり、 ここで、R4及びR5が水素、CH3及びハロゲンから成る群から選択され、
mが約15〜約200の範囲の整数である、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項10】 前記R4及びR5が水素原子である、請求項9に記載の組
成物。 - 【請求項11】 前記PCZが、化学式 【化3】 のポリカーボネートであり、 ここで、R4、R5及びR6が水素、CH3及びハロゲンから成る群から選択
され、nが約20〜約300の範囲の整数である、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項12】 前記R4、R5及びR6が水素原子である、請求項11に
記載の組成物。 - 【請求項13】 (a)化学式 【化4】 のポリカーボネート(PCA)と、 ここで、R1がメチリデン基又は約3〜約5の炭素原子を含むアルキリデン基
であり、R2及びR3が水素、ハロゲン及びCH3基から成る群から選択され、
pが約15〜約200の範囲の整数であり、 (b)化学式 【化5】 のポリカーボネート(PCZ)と、 ここで、R1が約5〜約8の炭素原子を含むシクロアルキル基であり、R4、
R5及びR6が水素、CH3及びハロゲンから成る群から選択され、nが約20
〜約300の範囲の整数であり、 (c)N,N−ジエチルアミノベンズアルデヒド−1,1−ジフェニル−ヒド
ラゾン(DEH)又はトリ(p−トリル)アミン(TTA)とを、含む電子写真
用の光導電体組成物。 - 【請求項14】 約10〜約75重量%のPCAと、約25〜約90重量%
のPCZと、約30〜約50重量%のDEH又はTTAとを含む、請求項13に
記載の組成物。 - 【請求項15】 シリコーンポリマー及びフルオロポリマーから選択される
添加剤を更に含む、請求項13に記載の組成物。 - 【請求項16】 前記R4及びR5が水素原子である、請求項13に記載の
組成物。 - 【請求項17】 前記R2及びR3が水素原子である、請求項13に記載の
組成物。 - 【請求項18】 前記R6が水素原子である、請求項13に記載の組成物。
- 【請求項19】 前記シリコーンポリマーが、約0.5〜約5.0ミクロン
の平均粒径を有するシリコーン微小球を含む、請求項13に記載の組成物。 - 【請求項20】 前記フルオロポリマーがポリテトラフルオロエチレンを含
む、請求項13に記載の組成物。 - 【請求項21】 前記組成物における前記PCZに対する前記PCAの数平
均分子量の比が、約1:1〜約1:2.6の範囲である、請求項13に記載の組
成物。 - 【請求項22】 (a)化学式 【化6】 のポリカーボネート(PCA)と、 ここで、R1がメチリデン基又は約3〜約5の炭素原子を含むアルキリデン基
であり、R2及びR3が水素、ハロゲン及びCH3基から成る群から選択され、
pが約15〜約200の範囲の整数であり、 (b)化学式 【化7】 のポリカーボネート(PCZ)と、 ここで、R1が約5〜約8の炭素原子を含むシクロアルキル基であり、R4、
R5及びR6が水素、CH3及びハロゲンから成る群から選択され、nが約20
〜約300の範囲の整数であり、 (c)電荷移動材料と、 (d)シリコーンポリマー及びフルオロポリマーから選択される添加剤と、を
含む電子写真用の光導電体組成物。 - 【請求項23】 前記電荷移動材料が、N,N−ジエチルアミノベンズアル
デヒド−1,1−ジフェニル−ヒドラゾン(DEH)を含む、請求項22に記載
の組成物。 - 【請求項24】 前記電荷移動材料が、トリ(p−トリル)アミン(TTA
)を含む、請求項22に記載の組成物。 - 【請求項25】 前記添加剤が、約0.5〜約5.0ミクロンの範囲の平均
粒径を有するシリコーン微小球を含む、請求項22に記載の組成物。 - 【請求項26】 前記添加剤がフルオロポリマーを含む、請求項22に記載
の組成物。 - 【請求項27】 前記R4及びR5が水素原子である、請求項22に記載の
組成物。 - 【請求項28】 前記R2及びR3が水素原子である、請求項22に記載の
組成物。 - 【請求項29】 前記R6が水素原子である、請求項22に記載の組成物。
- 【請求項30】 約10〜約75重量%のPCAと、約25〜約90重量%
のPCZと、約30〜約40重量%の電荷移動材料とを含む、請求項22に記載
の組成物。 - 【請求項31】 前記組成物における前記PCZに対する前記PCAの数平
均分子量の比が、約1:1〜約1:2.6の範囲である、請求項22に記載の組
成物。 - 【請求項32】 電荷移動(CT)組成物を生成するために、ポリカーボネ
ート(PCA)とポリカーボネート(PCZ)との重量を基準として、約10〜
約75重量%のポリカーボネート(PCA)と約25〜約90重量%のポリカー
ボネート(PCZ)とを電荷移動材料を含有する溶媒に溶解し、電荷発生材料層
を備えたドラムを電荷移動組成物でコーティングする、電子写真プリンタにおけ
る光受容体上の光導電体コーティングの摩耗特性を改善する方法であって、前記
CT中のPCZに対するPCAの数平均分子量の比が約1:1〜約1:2.6の
範囲である方法。 - 【請求項33】 前記PCAが約30,000〜約35,000の範囲の数
平均分子量を有する、請求項32に記載の方法。 - 【請求項34】 前記PCZが約35,000以上であって約80,000
以下の数平均分子量を有する、請求項33に記載の方法。 - 【請求項35】 前記PCZが約35,000以上であって約80,000
以下の数平均分子量を有する、請求項32に記載の方法。 - 【請求項36】 前記CT組成物に対してシリコーンポリマー又はフルオロ
ポリマーを更に含む、請求項32に記載の方法。 - 【請求項37】 前記電荷移動材料が、N,N−ジエチル−アミノベンズア
ルデヒド−1,1−ジフェニルヒドラゾン(DEH)、トリ(p−トリル)アミ
ン(TTA)及びN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビスフェ
ニルベンジジン(TPD)から成る群から選択される、請求項32に記載の方法
。 - 【請求項38】 前記PCAが、化学式 【化8】 のポリカーボネートであり、 ここで、R4及びR5が水素、CH3及びハロゲンから成る群から選択され、
mが約15〜約200の範囲の整数である、請求項32に記載の方法。 - 【請求項39】 前記R4及びR5が水素原子である、請求項38に記載の
方法。 - 【請求項40】 前記PCZが、化学式 【化9】 のポリカーボネートであり、 ここで、R4、R5及びR6が水素、CH3及びハロゲンから成る群から選択
され、nが約20〜約300の範囲の整数である、請求項32に記載の方法。 - 【請求項41】 前記R4、R5及びR6が水素原子である、請求項40に
記載の方法。
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