JP2008116958A - 感光体オーバーコート層マスキング剤 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体の電気的特性に悪影響を及ぼさず、同時に保存寿命の安定性を増すことができるコーティング組成物を提供する。
【解決手段】コーティング組成物は、酸触媒およびマスキング剤を含有するポリマー樹脂組成物を含むコーティング組成物であって、マスキング剤は、化合物Ａ、および化合物Ａのアシル化誘導体他から選択される。

（式中、Ｘは、−ＯＲおよび−ＮＲ’Ｒ”からなる群から選択される置換基を表し、Ｒ、Ｒ’およびＲ”はそれぞれ独立に水素原子またはヒドロカルビル基を表す）
【選択図】なし

Description

本開示は、広くは電子写真画像形成部材を対象とし、より具体的には、改良されたオーバーコート層を備えた層状の感光体構造物を対象とする。特に本開示は、新規なマスキング剤を含む改良されたオーバーコート層を備えた電子写真画像形成部材に関する。本開示はまた、該画像形成部材を製造および使用する方法にも関する。

先行技術においてはアルコール可溶性ポリアミドを採用するさまざまなオーバーコートが提案されている。最古のものの１つは、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−ヒドロキシフェニル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミンを含有するメチルメトキシ基のないアルコール可溶性ポリアミド（エルバミド）を含むオーバーコートである。このオーバーコートは、米国特許第５，３６８，９６７号に記載されている。このオーバーコートは、帯電に対してコロトロンを使用する機械においては非常に低い磨耗率を有するものの、その磨耗率はバイアス帯電ロール（ＢＣＲ）を用いる機械においては高かった。架橋したポリアミドオーバーコートは、この欠点を克服した。このオーバーコートは、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−ヒドロキシフェニル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミンを含有する架橋ポリアミド（例えばＬｕｃｋａｍｉｄｅ）を含んだ。ポリアミドポリマーの架橋を達成するため、メチルメトキシ基を有するＬｕｃｋａｍｉｄｅがシュウ酸などの触媒と一緒に使用された。この強固なオーバーコートは、米国特許第５，７０２，８５４号に記載されている。このオーバーコートにより、バイアス帯電ロール（ＢＣＲ）およびバイアス転写ロール（ＢＴＲ）を使用する機械において非常に低い磨耗率が得られた。Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−ヒドロキシフェニル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＤＨＴＢＤ）（Ｌｕｃｋａｍｉｄｅ−ＤＨＴＢＤ）を含有する架橋ポリアミド（例えばＬｕｃｋａｍｉｄｅ）を含有する耐久性のある感光体オーバーコーティングがシュウ酸およびトリオキサンを使用して調製され、感光体の寿命が少なくとも３〜４倍改善されている。ＢＣＲ磨耗抵抗の上記改良は、例えば１１０℃〜１２０℃で３０分の熱処理によるＬｕｃｋａｍｉｄｅの架橋を必要とした。しかしながら、このオーバーコートの特定のポリカーボネート（例えばＺ−ｔｙｐｅ３００）および電荷輸送物質（例えば、ビス−Ｎ，Ｎ−（３，４−ジメチルフェニル）−Ｎ−（４−ビフェニル）アミンおよび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）への接着は、上記乾燥条件下では大幅に低下される。一方で、約１１０℃より下の乾燥条件下ではオーバーコートの電荷輸送層への接着は良好であったがそのオーバーコートは高い磨耗率を有した。したがって、オーバーコートが接着と磨耗率の両方の目標を達成するための乾燥条件の存在する領域は受け入れ難いほど小さなものであった。

電子写真画像形成部材、または感光体は、一般的に導電性基板上に形成されている光伝導性の層を含む。その光伝導層は、電荷がその表面で保持されるように暗所では絶縁体である。光にさらされるとその電荷は消散される。

米国特許第５，３６８，９６７号 米国特許第５，７０２，８５４号 米国特許第３，１２１，００６号 米国特許出願公開第２００６／０１０５２６４号 米国特許第４，５６０，６３５号 米国特許第４，２９８，６９７号 米国特許第４，３３８，３９０号

多くの進歩した画像形成システムでは、小径の感光体ドラムの使用が基本である。小径のドラムの使用は、感光体の寿命に多大な影響を与える。複写機やプリンタの感光体の寿命を制約する主な要因は磨耗である。小径の感光体ドラムの使用は、例えばレターサイズの１頁を画像形成するのに３〜１０回転を必要とするため、磨耗問題を一層悪化させる。レターサイズの１頁をコピーするために小径の感光体ドラムを数回転もさせるということは、商業システムに望ましい目安の１００，０００枚の印刷を得るためには感光体ドラムの最大１００万回転が必要となり得るということである。

低容量の複写機およびプリンタに対しては、バイアス帯電ロール（ＢＣＲ）が、画像形成サイクル中にオゾンがほとんど生成しないので望ましい。しかしながら、帯電中にＢＣＲが発生するマイクロコロナが感光体を損傷し、画像形成表面、例えば電荷輸送層の露出表面の急速磨耗が生じる。具体的には、磨耗速度は、画像形成１００，０００サイクル当り約１６μｍもの高い値となり得る。同様な問題は、バイアス転写ロール（ＢＴＲ）システムにも起こる。長寿命の感光体ドラムを得る１つのアプローチは、画像形成表面上、例えば、感光体の電荷輸送層の上に保護オーバーコート層を形成することである。この保護オーバーコート層は、多くの要件、例えば、正孔輸送、耐画像欠損、耐磨耗、成膜の際の下地層の変動の回避などの諸要件を満たす必要がある。

強固なオーバーコート層は、必要な電気特性を満たし、改良された亀裂および引っ掻き抵抗性、画像欠損耐性を示し、優れた印刷品質を提供する長寿命の感光体用途に設計されている。これらのオーバーコート層の強固な性質の設計は、主として強酸によって触媒作用を受けた広範な架橋に起因する。強酸は、短時間の硬化を可能とするが、それは溶液の保存寿命を短縮し、したがってコーティングの生産を制限する。これまでのオーバーコート層配合物には、触媒機能が必要となるまで酸触媒を阻止するためのマスキング剤としてピリジンが使用されている。かかる配合物は、溶液の改良された保存寿命および適切な電気的特性を示している。しかしながら、ピリジンは、毒性の強い化合物である。溶液の保存寿命を延ばし、優れた電気的特性を発揮し、一方で環境衛生および安全の基準を満たすマスキング剤に対する必要性が依然として存在する。

本開示は、新規なマスキング剤によってマスクされた酸触媒を含有する改良された感光体オーバーコート層を提供することによって上記問題のいくつかまたはすべておよびその他に対応する。一つの実施の形態において、そのマスキング剤は、食品添加物および医薬品中に普通に使用されるビタミンＢ３の誘導体である。そのマスキング剤を含有するオーバーコート層の溶液は、改良された保存寿命を有しており、一方その改良されたオーバーコート層を組み込んだ感光体は、優れた電気的特性を発揮する。

一つの実施の形態において、本開示は、少なくとも酸触媒およびマスキング剤を含有するポリマー樹脂組成物（該マスキング剤は、化合物Ａおよび化合物Ｂからなる群から選択される）を含むコーティング組成物を提供する。

化合物Ａは、構造式（Ｉ）：

によって与えられ、式中、Ｘは、−ＯＲおよび−ＮＲ’Ｒ”からなる群から選択される置換基を表し、Ｒ、Ｒ’およびＲ”はそれぞれ独立に水素原子またはヒドロカルビル基を表す。

化合物Ｂは、構造式（ＩＩ）：

によって与えられ、式中、ＹおよびＺは、独立に−ＯＨまたは−ＮＨ₂を表す。

本開示は、また、上記のコーティング組成物から形成されたフィルムを含む層を有する画像形成部材を提供する。

さらに、本開示は、上記の電子写真画像形成部材を含むエレクトログラフ画像現像装置も提供する。また、上記の電子写真画像形成部材を使用する画像形成方法も提供する。

別の実施形態において、本開示は、電子写真画像形成部材を形成する方法であって、基板、電荷発生層、および電荷輸送層を含む電子写真画像形成部材を準備するステップと、その上に、電荷輸送成分、硬化剤、ポリマーバインダー、酸触媒、およびマスキング剤を含むポリマー樹脂組成物を含むオーバーコート層を形成するステップと、該オーバーコート層を加熱によって硬化するステップとを含み、前記マスキング剤は、化合物Ａおよび化合物Ｂからなる群から選択される、方法を提供する。

化合物Ａは、構造式（Ｉ）：

によって与えられ、式中、Ｘは、−ＯＲおよび−ＮＲ’Ｒ”からなる群から選択される置換基を表し、Ｒ、Ｒ’およびＲ”はそれぞれ独立に水素原子またはヒドロカルビル基を表す。

化合物Ｂは、構造式（ＩＩ）：

によって与えられ、式中、ＹおよびＺは、独立に−ＯＨまたは−ＮＨ₂を表す。

電子写真画像形成部材は、当技術では公知である。電子写真画像形成部材は、任意の適当な技術によって調製することができる。一般的には、導電性の表面を有する柔軟性のまたは硬質の基板が用意される。次いで電荷発生層を導電性表面に塗布する。電荷障壁層を、電荷発生層を塗布する前に導電性表面に場合によっては塗布することができる。必要に応じて、接着層を電荷障壁層と電荷発生層の間に利用することができる。通常は、電荷発生層は障壁層上に塗布し、電荷輸送層は電荷発生層上に形成する。この構造は、電荷輸送層の表面または下面に電荷発生層を有することができる。

基板は、不透明または実質的に透明であることができ、必要な機械的特性を有する任意の適当な材料を含むことができる。したがって、基板は無機組成物または有機組成物等の非導電性または導電性物質の層を含むことができる。非導電性物質としては薄いウェブのようにしなやかであるポリエステル類、ポリカーボネート類、ポリアミド類、ポリウレタン類などを含むさまざまな樹脂を採用することができる。導電性基板は、任意の金属、例えば、アルミニウム、ニッケル、スチール、銅などまたは導電性物質、例えばカーボン、金属粉などまたは有機導電性物質を充填した上記のようなポリマー物質であり得る。電気絶縁性または導電性基板は、柔軟なエンドレスベルト、ウェブ、剛体円柱、シートなどの形をしていることができる。基板層の厚さは、必要な強度および経済的考察を含めた多数の要因に依存する。したがって、ドラムについてこの層は、例えば最高数センチメートルまでの実質的な厚さまたは最低１ミリメートル未満の厚さのものであり得る。同様に、柔軟なベルトは、例えば実質的な厚さが約２５０μｍのもの、または最終の電子写真装置に対して悪影響がなければ、最低の厚さが５０μｍ未満のものであり得る。

基板層が導電性ではない実施形態においては、その表面は導電性コーティングによって導電性にすることができる。その導電性コーティングは、光透過性、必要な柔軟性の度合い、および経済的要因によって相当広範囲にわたって厚さが変動し得る。したがって、柔軟な光応答性画像形成装置に対しては、その導電性コーティングの厚さは、約２０オングストロームから約７５０オングストローム、例えば導電性、柔軟性および光透過性の最適な組合せに対しては約１００オングストロームから約２００オングストロームなどであり得る。柔軟な導電性コーティングは、例えば基板上に任意の適当な塗布技術、例えば真空蒸着技術または電着などによって形成された導電性金属層であり得る。代表的な金属としては、アルミニウム、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、バナジウムおよびハフニウム、チタン、ニッケル、ステンレススチール、クロム、タングステン、モリブデンなどが挙げられる。

任意の正孔障壁層を基板に塗布することができる。正孔に対する電子バリアを隣接する光導電層と下にある基板の導電性表面との間に形成することができる任意の適当な従来の障壁層を利用することができる。

任意の接着層を正孔障壁層に塗布することができる。技術的に公知の任意の適当な接着層を利用することができる。代表的な接着層物質としては、例えば、ポリエステル類、ポリウレタン類などが挙げられる。満足な結果は、約０．０５μｍ（５００オングストローム）から約０．３μｍ（３，０００オングストローム）の接着層の厚さで得ることができる。接着層コーティング混合物を電荷障壁層に塗布する通常の技術としては、吹付け塗り、浸漬塗工、ロール塗工、巻線ロッド塗工、グラビア塗工、バードアプリケータ塗工などが挙げられる。付着したコーティングの乾燥は、任意の適当な従来技術、例えばオーブン乾燥、赤外線乾燥、空気乾燥などにより達成することができる。

接着層、障壁層または基板上には少なくとも１つの電子写真画像形成層が形成される。その電子写真画像形成層は、技術的に公知である電荷発生機能および電荷輸送機能の両方を果たす単一層であり得、またはそれは電荷発生層および電荷輸送層などの複数の層を含むことができる。電荷発生層は、真空蒸発すなわち蒸着によって加工されたセレンおよびセレンとヒ素、テルル、ゲルマニウムなどとの合金、水素化非晶質ケイ素ならびにケイ素とゲルマニウム、炭素、酸素、窒素などの化合物類の非晶質膜を含むことができる。電荷発生層は、また、フィルム形成性ポリマーバインダー中に分散され、溶媒塗布技術によって加工された、結晶性セレンおよびその合金の無機顔料；ＩＩ〜ＶＩ族の化合物；およびキナクリドン、ジブロモアンサンスロン顔料等の多環式顔料、ペリレンおよびペリノンジアミン、多核芳香族キノン、ビス−、トリス−およびテトラキス−アゾを含むアゾ顔料などの有機顔料などを含むことができる。

フタロシアニン類は、赤外線暴露システムを利用するレーザープリンタで使用するための光発生物質として採用されてきた。赤外線感受性は、低コストの半導体レーザーダイオード光露光装置に暴露される感光体には必須である。フタロシアニン類の吸収スペクトルおよび感光性は、化合物の中心金属原子に依存する。多数の金属のフタロシアニン類が報告されており、オキシバナジウムフタロシアニン、クロロアルミニウムフタロシアニン、銅フタロシアニン、オキシチタンフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、マグネシウムフタロシアニンおよび無金属フタロシアニンを含む。フタロシアニン類は、光発生に対して強い影響を有する多くの結晶形で存在する。

任意の適当なフィルム形成性ポリマーバインダー物質を、電荷発生（光発生）バインダー層におけるマトリックスとして採用することができる。代表的なフィルム形成性ポリマー物質としては、例えば米国特許第３，１２１，００６号に記載されているものが挙げられる。かくして、代表的なフィルム形成性有機ポリマーバインダーとしては、熱可塑性および熱硬化性樹脂、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、ポリ酢酸ビニル、ポリシロキサン、ポリアクリレート、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、フェニレンオキシド樹脂、テレフタル酸樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリスチレンとアクリロニトリルのコポリマー、ポリ塩化ビニル、塩化ビニルと酢酸ビニルのコポリマー、アクリレートコポリマー、アルキッド樹脂、セルロース系被膜形成剤、ポリ（アミドイミド）、スチレンブタジエンコポリマー、塩化ビニリデン−塩化ビニルコポリマー、酢酸ビニル−塩化ビニリデンコポリマー、スチレン−アルキッド樹脂、ポリビニルカルバゾールなどが挙げられる。これらのポリマーは、ブロックコポリマー、ランダムコポリマーまたは交互コポリマーであり得る。

光発生組成物または顔料は、樹脂バインダー組成物中にさまざまな量で存在する。一般に、光発生顔料の約５容量パーセントから９０容量パーセントが樹脂バインダーの約１０容量パーセントから約９５容量パーセント中に分散しており、例えば光発生顔料の約２０容量パーセントから３０容量パーセントが樹脂バインダー組成物の約７０容量パーセントから約８０容量パーセント中に分散している。一つの実施の形態においては、光発生顔料の約８容量パーセントを、樹脂バインダー組成物の約９２容量パーセント中に分散させる。光発生層も真空昇華によって加工することができ、その場合バインダーはない。

光発生層コーティング混合物を混合し、その後塗布するには任意の適当な従来技術を利用することができる。代表的な塗布技術としては、吹付け塗り、浸漬塗工、ロール塗工、巻線ロッド塗工、真空昇華などが挙げられる。いくつかの応用に対して、発生剤層は、ドット模様または線模様に加工することができる。溶媒塗布層の溶媒の除去は、任意の適当な従来技術、例えばオーブン乾燥、赤外線乾燥、空気乾燥などにより達成することができる。

電荷輸送層は、フィルム形成性の電気的に不活性なポリカーボネート等のポリマー中に溶解または分子分散した電荷輸送小分子を含む。本明細書で使用される用語の「溶解した」とは、小分子がポリマー中に溶解して均一相を形成している溶液を形成している状態としてここでは定義される。本明細書で使用される表現の「分子分散した」とは、ポリマー中に分散した電荷輸送小分子であってその小分子がポリマー中に分子レベルの大きさで分散している状態として定義される。電荷輸送層には任意の適当な電荷輸送性または電気的に活性な小分子を使用することができる。電荷輸送「小分子」という表現は、輸送層中で光発生した自由電荷が輸送層のいたるところに輸送されることを可能にするモノマーとしてここでは定義される。典型的な電荷輸送小分子としては、例として、ピラゾリン類、例えば１−フェニル−３−（４’−ジエチルアミノスチリル）−５−（４”−ジエチルアミノフェニル）ピラゾリンなど、ジアミン類、例えば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’−ジアミンなど、ヒドラゾン類、例えばＮ−フェニル−Ｎ−メチル−３−（９−エチル）カルバジルヒドラゾンおよび４−ジエチルアミノベンズアルデヒド−１，２−ジフェニルヒドラゾンなど、ならびオキサジアゾール類、例えば２，５−ビス（４−Ｎ，Ｎ’−ジエチルアミノフェニル）−１，２，４−オキサジアゾールなど、スチルベン類などが挙げられる。前述のとおり、適当な電気的に活性な小分子の電荷輸送化合物を、電気的に不活性なフィルム形成性ポリマー物質中に溶解または分子分散させる。顔料からの正孔の電荷発生層中への高い効率での注入を可能にし、それらを非常に短い輸送時間で電荷輸送層のいたるところに輸送する小分子電荷輸送化合物は、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、またはＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリルビフェニル−４，４’−ジアミンである。必要に応じて、電荷輸送層中の電荷輸送物質は、電荷輸送ポリマー物質または小分子電荷輸送物質と電荷輸送ポリマー物質との混合物を含んでもよい。

オーバーコート層を塗布するために使用するアルコール溶媒に不溶性の電気的に不活性な任意の適当な樹脂バインダーを電荷輸送層に採用することができる。代表的な不活性樹脂バインダーとしては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリスルホンなどが挙げられる。分子量は、例えば、約２０，０００から約１５０，０００とさまざまであり得る。例示的なバインダーとしては、ポリカーボネート類、例えば、ポリ（４，４’−イソプロピリデン−ジフェニレン）カーボネート（ビスフェノール−Ａ−ポリカーボネートとも呼ばれる）、ポリ（４，４’−シクロヘキシリジンジフェニレン）カーボネート（ビスフェノール−Ｚポリカーボネートと呼ばれる）、ポリ（４，４’−イソプロピリデン−３，３’−ジメチル−ジフェニル）カーボネート（ビスフェノール−Ｃ−ポリカーボネートとも呼ばれる）などが挙げられる。電荷輸送層中には任意の適当な電荷輸送ポリマーも利用することができる。その電荷輸送ポリマーは以下に示すその後のオーバーコートの塗布で使用するアルコール溶媒などの溶媒に不溶性でなければならない。これらの電気的に活性な電荷輸送ポリマー物質は、電荷発生物質からの光発生正孔の注入を支援することが可能であるべきであり、そこを通るこれら正孔の輸送を許容するものであってはならない。

混合し、その後その電荷輸送層コーティング混合物を電荷発生層に塗布するためには任意の適当な従来技術を利用することができる。代表的な塗布技術としては、吹付け塗り、浸漬塗工、ロール塗工、巻線ロッド塗工などが挙げられる。付着したコーティングの乾燥は、任意の適当な従来技術、例えばオーブン乾燥、赤外線乾燥、空気乾燥などにより達成することができる。

一般に、電荷輸送層の厚さは、約１０μｍと約５０μｍの間であるが、この範囲を超える厚さも使用することができる。正孔輸送層は、正孔輸送層上に帯電した静電気が、照射のない中ではそこでの静電潜像の形成および保持を防止するために十分な割合で伝導しない程度までの絶縁体であるべきである。一般に、正孔輸送層に対する電荷発生層の厚さの比は、望ましくは約２：１から２００：１に維持され、場合によっては４００：１という大きさである。電荷輸送層は、可視光または意図される使用の範囲の放射線に対して実質的に非吸収性であるが、それは電気的には「活性」で、光導電膜（すなわち、電荷発生層）からの光生成正孔の注入を許容し、これらの正孔がそれ自身を通って輸送され活性層表面の表面電荷を選択的に放電することを可能にする。

感光体の耐摩耗性を改善するため、電荷輸送層上に保護オーバーコート層が提供される。そのオーバーコート層は、フィルム形成性樹脂組成物、例えば、少なくともメラミン化合物、ポリオール、および正孔輸送分子を含むフィルム形成性組成物を一般に含有する。そのオーバーコーティング層は、例えば、フィルム形成性樹脂組成物、およびその他の任意の添加剤の溶液またはその他の適当な混合物から形成することができる。例えば、そのオーバーコーティング層は、溶媒中に、少なくともメラミン化合物もしくは樹脂、ポリオール、および電荷輸送化合物のフィルム形成性樹脂組成物を含む溶液から形成することができる。複数の実施形態において、そのフィルム形成性樹脂組成物は、約５重量パーセントから約８０重量パーセントの電荷輸送化合物、約５重量パーセントから約９０重量パーセントのポリオールポリマー、約７０重量パーセントから約５重量パーセントのメラミン化合物、および約５重量パーセントから約６０重量パーセントの硬化剤を含有することができるが、その他の量およびその他の成分も使用することができる。これらのオーバーコート層の他の例が、米国特許出願公開第２００６／０１０５２６４号に記載されている。

ポリオールは、複数の側鎖（pendent）ヒドロキシル基を有する化合物またはポリマーとして一般に定義される。そのようなポリオールポリマーの例としては、脂肪族ポリエステルポリオール、芳香族ポリエステルポリオール、アクリル化ポリオール、脂肪族ポリエーテルポリオール、芳香族ポリエーテルポリオール、（ポリスチレン−ｃｏ−ポリアクリレート）ポリオール、ポリビニルブチラール、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）などが挙げられる。例えば複数の実施形態において、ポリオールポリマーは、高度に分枝したポリエステルポリオールまたはアクリル化ポリオールなどのポリエステルポリオールまたはアクリル化ポリオールであり得る。用語「高度に分枝した」とは、例えば、トリオールなどの３官能アルコールを多量に使用してポリマー主鎖からの多数の枝を有するポリマーを形成するように合成したプレポリマーを表す。これは、２官能のモノマーのみを含有し、したがってポリマー主鎖からの枝がほとんどない線状プレポリマーとは区別される。用語「ポリエステルポリオール」とは、例えば、複数のエステル基ならびに複数のアルコール（ヒドロキシル）基を分子中に含み、例えばエーテル基などのその他の基を含むことができるような化合物を表す。複数の実施形態において、ポリエステルポリオールは、エーテル基を含むことができ、またはエーテル基なしであることができる。同様に、用語「アクリル化ポリオール」とは、例えば、複数のエーテル基ならびに複数のアルコール（ヒドロキシル）基を分子中に含み、例えばメタクリレート基などのアクリレート基を含むことができるような化合物を表す。ポリオール類の例としては、Ｂａｙｅｒ社製のＤｅｓｍｏｐｈｅｎ−８００、ＯＰＣ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社製の７５８８−Ｂ６０、またはＪｏｈｎｓｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社製のＪｏｎｃｒｙｌ−５８７および−５１０が挙げられるがこれらに限定はされない。

複数の実施形態において、オーバーコーティング層は、画像形成部材の他の層で使用するための上記の任意のものを含む適当な任意のフィルム形成性樹脂を含有することができる。これらの実施形態において、そのフィルム形成性樹脂は、電気絶縁性、半導電性、または導電性であることができ、正孔輸送性または正孔非輸送性であることができる。したがって、例えば、適当なフィルム形成性樹脂は、熱可塑性および熱硬化性樹脂、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、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリレート、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、フェニレンオキシド樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリスチレンとアクリロニトリルのコポリマー、酢酸ビニルコポリマー、アクリレートコポリマー、アルキッド樹脂、スチレンブタジエンコポリマー、スチレン−アルキッド樹脂、ポリビニルカルバゾールなどから選択することができる。これらのポリマーは、ブロックコポリマー、ランダムコポリマーまたは交互コポリマーであり得る。

オーバーコーティング層用のバインダー材料の形成においては、任意の適当な架橋剤、触媒などを既知の目的に対して既知の量で含ませることができる。例えば、複数の実施形態において、架橋剤または促進剤、例えばメラミン架橋剤または促進剤などを、オーバーコーティング層を形成するためにポリエステルポリオールまたはアクリル化ポリオールと共に含ませることができる。架橋剤または促進剤の組み込みによって、反応部位のポリエステルポリオールまたはアクリル化ポリオールとの相互作用が準備され、分枝した架橋構造が提供される。そのように組み込まれる場合は、例えば、トリオキサン、メラミン化合物、およびそれらの混合物を含む任意の適当な架橋剤または促進剤を使用することができる。

オーバーコーティング層中にメラミン化合物または樹脂が使用される場合は、任意の適当なメラミン化合物を使用することができる。メラミン化合物は、アルキル基が約１から１０個または１から約４個の炭素原子を有する場合は、例えば、グリコウリルホルムアルデヒドおよびベンゾグアナミンホルムアルデヒドなどのメトキシメチル化メラミン化合物などの、メラミンホルムアルデヒド、アルキル化メラミンホルムアルデヒド化合物もしくは樹脂となるように適当に官能化することができる。適当なメトキシメチル化メラミン化合物の例は、Ｃｙｍｅｌ ３０３（Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社から入手可能）であり、これは、式（ＣＨ₃ＯＣＨ₂）₆Ｎ₃Ｃ₃Ｎ₃および次の構造：

を有するメトキシメチル化メラミン化合物である。代表的なメラミン樹脂としては、ポリ（メラミン−ホルムアルデヒド）、アルキル化ポリ（メラミン−ホルムアルデヒド）、例えばメチル化ポリ（メラミン−ホルムアルデヒド）、ブチル化ポリ（メラミン−ホルムアルデヒド）、イソブチル化ポリ（メラミン−ホルムアルデヒド）、メチル化／ブチル化ポリ（メラミン−ホルムアルデヒド）などが挙げられる。

架橋は、一般に触媒の存在下で加熱することによって達成される。したがって、フィルム形成性組成物の溶液は、適当な触媒も含むことができる。任意の適当な触媒を使用することができる。代表的な触媒としては、例えば、シュウ酸、マレイン酸、カルボリリック（ｃａｒｂｏｌｌｙｌｉｃ）酸、カルボン酸、アスコルビン酸、マロン酸、コハク酸、酒石酸、クエン酸、メタンスルホン酸など、およびそれらの混合物が挙げられる。その酸触媒は、１から約３０個の炭素原子を有する有機スルホン酸、例えばｐ−トルエンスルホン酸を含むトルエンスルホン酸などであり得る。

複数の実施形態において、オーバーコート層は、マスキング剤を含む。マスキング剤は、酸触媒機能が必要となるまで溶液に安定性を与えるために、触媒の酸効果を「タイアップ（tie up）」すなわち妨害するために使用することができる。したがって、例えば、マスキング剤は、溶液温度が閾値温度より上に上昇するまで酸効果を妨害することができる。例えば、いくつかのマスキング剤は、溶液温度が約１００℃より上に上昇するまで酸効果を妨害するために使用することができる。その時点でマスキング剤は酸から解離して蒸発する。結合が解けた酸はそのときフリーとなって重合の触媒作用をする。マスキング剤の幾分かまたは全部が硬化層中に残留するかまたは蒸発してもよい。

これまでのオーバーコート層配合物は、マスキング剤としてピリジンを使用していた。しかしながら、最近の研究は、ピリジンによっては環境への懸念を有することを示している。ＯＳＨＡにより設定されているピリジンの許容暴露限度（ＰＥＬ）および限界値（ＴＬＶ）は、共に５ｐｐｍである。時としてピリジンへの長期暴露は、累積する肝臓、腎臓、および骨髄損傷を引き起こし、中枢神経系に悪影響を及ぼし得る。ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｓｈａ．ｇｏｖ／ｄｔｓ／ｃｈｅｍｉｃａｌｓａｍｐｌｉｎｇ／ｄａｔａ／ＣＨ＿２６５３００．ｈｔｍｌを参照。

一つの実施の形態において、ビタミンＢ３の誘導体のニコチン酸メチルは、オーバーコート層溶液中のマスキング剤として使用すると驚くべき結果を提供する。そのオーバーコート層溶液は、マスキング剤なしのオーバーコート層溶液を超える改良された保存寿命を示す。さらに、マスキング剤としてニコチン酸メチルを利用しているオーバーコート層を組み込んでいる感光体は、優れた電気的特性を実証する。その上、ニコチン酸メチルは、食品添加物および医薬品に普通に使用されているので、ヒトおよび動物の消費に対して安全であると考えられる。ニコチン酸メチルは、例えばＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社から市販されており、以下の構造を有する：

他の実施形態においては、マスキング剤として以下の構造：

（ただし、Ｘは、−ＯＲおよび−ＮＲ’Ｒ”からなる群から選択される置換基を表し、Ｒ、Ｒ’、およびＲ”は、それぞれ独立に水素原子またはヒドロカルビル基を表す）によって表されるニコチン酸メチルの多数の誘導体のいずれかを使用することも適切である。このヒドロカルビル基は、１から約２０個までの炭素原子、例えば、１から約１０個または１から約６個の炭素原子を有する置換または非置換、直鎖または分枝したアルキル、アルケニル、もしくはアルキニル基であり得る。複数の例において、Ｘは、Ｒが１から約６個の炭素原子を有するアルキル基である−ＯＲ基を表す。

他の実施形態において、マスキング剤は、次の構造：

（ただし、ＹおよびＺは、独立に−ＯＨまたは−ＮＨ₂を表す）によって表される化合物からなる群から選択することができる。マスキング剤は、また、これらの化合物のアシル化誘導体であってもよい。

特定の適当なマスキング剤としては、ニコチン酸メチル、ピリドキサミン、ピリドキシン、ナイアシン、ならびにピリドキサミンおよびピリドキシンのアシル誘導体が挙げられるが、その他の化合物も使用することができる。

架橋のために使用される温度は、利用される特定の触媒および加熱時間ならびに所望される架橋の程度によって変動する。一般に、選択される架橋の程度は、最終の感光体の所望される柔軟性に依存する。例えば、硬いドラムまたはプレートの感光体用には完全架橋を使用することができる。しかしながら例えばウェブまたはベルトの形状を有する柔軟な感光体に対しては部分架橋が有利であり得る。架橋の程度は、採用する触媒の相対的な量によって調整することができる。所望される程度の架橋を達成するために必要な触媒の量は、反応に用いられるポリオール、触媒などの特定のコーティング溶液材料、温度および時間によって変動する。複数の実施形態において、ポリオールは、約１００℃から約１５０℃の温度で架橋する。触媒としてｐ−トルエンスルホン酸を含むポリオールに対して用いる代表的な架橋温度は約１４０℃未満で約４０分未満である。酸触媒の代表的な濃度は、ポリオールの重量基準で約０．０１重量パーセントから約５．０重量パーセントである。酸触媒を十分にマスクするためには少なくとも１当量のマスキング剤が必要である。架橋後は、そのオーバーコーティングは、それが架橋以前に可溶であった溶媒中に実質的に不溶性のはずである。したがって、その溶媒に浸した布でこすってもオーバーコーティング材料は除去されない。架橋は、輸送分子を架橋ポリマーの網目に拘束する三次元の網目の発現をもたらす。

任意の適当なアルコール溶媒を、フィルム形成性ポリマーに使用することができる。代表的なアルコール溶媒としては、例えば、ブタノール、プロパノール、メタノール、１−メトキシ−２−プロパノールなど、およびそれらの混合物が挙げられる。オーバーコーティング層溶液を形成するのに使用することができるその他の適当な溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、モノクロロベンゼン、およびそれらの混合物が挙げられる。これらの溶媒は、上記のアルコール溶媒に加えて、またはその代わりに使用することができ、あるいはそれらは完全に省略することができる。しかしながら、実施形態によっては高い沸点のアルコール溶媒は、それらは望ましい架橋反応を妨害する可能性があるために避けられる。

任意の適当な正孔輸送物質をオーバーコーティング層中に利用することができる。しかしながら、耐亀裂性、望ましい機械的性質、画像流れ耐性などを含む１つ以上の望ましい利点を提供するため、実施形態は、正孔輸送分子としてヒドロキシル含有正孔輸送化合物を含む。

例となるヒドロキシル含有正孔輸送化合物としては、次式：

（式中、Ｑは、電荷輸送成分を表し、Ｌは、二価の連鎖基を表し、ｎは、繰り返しのセグメントまたは基の数、例えば１から約８を表す）のものが挙げられる。

成分Ｑとしては任意の適当な電荷輸送化合物を使用することができる。例えば、適当な電荷輸送化合物としては、第三級アリールアミンなどのアミン類、ピラゾリン、ヒドラゾン、オキサリアゾール（ｏｘａｌｉａｚｏｌｅ）、スチルベン、およびそれらの混合物が挙げられる。

より具体的には、複数の実施形態において、Ｑは、次の一般式：

（式中、Ａｒ¹、Ａｒ²、Ａｒ³、Ａｒ⁴およびＡｒ⁵は、それぞれ独立に、置換または非置換アリール基を表すか、またはＡｒ⁵は、独立に置換または非置換アリーレン基を表し、ｋは、０または１を表し、Ａｒ¹、Ａｒ²、Ａｒ³およびＡｒ⁴の少なくとも１つが連鎖基Ｌに連結している）によって表される。

例えば、複数の実施形態において、Ａｒ¹、Ａｒ²、Ａｒ³、Ａｒ⁴およびＡｒ⁵は、それぞれ独立に、置換または非置換のアリール基、例えば

（ただし、Ｒは、１〜約１０個の炭素原子を有する、−ＣＨ₃、−Ｃ₂Ｈ₅、−Ｃ₃Ｈ₇および−Ｃ₄Ｈ₉等のアルキル基からなる群から選択される）を表すか、またはＡｒ⁵は、独立に置換または非置換アリーレン基、例えば

（ただし、Ｒは、１〜約１０個の炭素原子を有する、−ＣＨ₃、−Ｃ₂Ｈ₅、−Ｃ₃Ｈ₇および−Ｃ₄Ｈ₉等のアルキル基からなる群から選択される）を表す。ｋが０より大きい場合、Ａｒ⁵に対するその他の適当な基としては、

［ただし、ｎは、０または１であり、Ａｒは、Ａｒ¹、Ａｒ²、Ａｒ³、Ａｒ⁴およびＡｒ⁵に対して上で定義した基のいずれかであり、Ｘは、

（ただし、ｓは、０、１または２である）からなる群から選択される］が挙げられる。

複数の実施形態において、Ｑは、より具体的には次式のもの：

およびそれらの混合物から選択される化合物である（式中、Ｒ₁〜Ｒ₁₉は、水素原子、１〜約２０個の炭素原子を有するアルキル、４〜約２０個の炭素原子を有する環状アルキル、１〜約２０個の炭素原子を有するアルコキシル基、およびハロゲンを含む群から独立に選択され、下付き文字ａ〜ｐは、それぞれ独立に１または２の整数を表す）。別の実施形態において、電荷輸送化合物Ｑは、次式のもの：

およびそれらの混合物から選択される。

上記の典型的なヒドロキシル含有正孔輸送化合物において、Ｌは、二価の連鎖基を表す。複数の実施形態において、該二価の連鎖基Ｌは、１から約２０個の炭素原子または１から約１５個の炭素原子と、場合によって酸素、硫黄、ケイ素、および窒素などのヘテロ原子をさらに含有するような二価のヒドロカルビル基であり得る。適当な二価の連鎖基の具体例としては、−（−ＣＨ₂）_y−であって、ｙが１から約１５または１から約１０の整数であるメチレンまたはエチレンなどのアルキル基、

およびそれらの組合せが挙げられる。

上記の典型的なヒドロキシル含有正孔輸送化合物において、ｎは、１〜約８の整数を表す。複数の実施形態において、ｎは、１〜約３または１〜約４、例えば１、２、３、もしくは４である。例えば、ｎ＝２のとき、該化合物はジヒドロキシアルキルアリールアミン化合物の正孔輸送性分子として表される。

必要に応じてヒドロキシアルキルアリールアミンなどのヒドロキシル含有正孔輸送化合物は、２個以上、例えば２個、３個、４個またはそれ以上の異なるヒドロキシル含有正孔輸送化合物の組合せで使用することができ、あるいは１個以上のヒドロキシル含有正孔輸送化合物を１個以上の他のタイプの正孔輸送分子との組合せで使用することができる。

代表的なヒドロキシル含有正孔輸送化合物は、既知の方法によって容易に調製することができる。例えば、典型的な化合物のＮ，Ｎ−ビス（４−ヒドロキシメチルフェニル）−３，４−ジメチルフェニルアミンは、ハロゲン化ジメチルベンゼンおよびジフェニルアミンから次の反応スキーム：

に従って調製することができる。Ｎ，Ｎ−ビスフェニル−３，４−ジメチルフェニルアミンは、既知のウルマン縮合法によって調製することができる。Ｎ，Ｎ−ビスフェニル−３，４−ジメチルフェニルアミンのビスフォルマール化により、ビスフォルマール化アリールアミン中間体が提供される。このアルデヒドを還元することにより最終生成物のＮ，Ｎ−ビス（４−ヒドロキシメチルフェニル）−３，４−ジメチルフェニルアミンが生じる。その他のヒドロキシル含有正孔輸送化合物も上記の反応スキームを修正することにより容易に製造することができる。

選択される連続オーバーコート層の厚さは、採用されるシステムにおける帯電（バイアス帯電ロールなど）、洗浄（ブレードまたはウェブなど）、現像（ブラシなど）、転写（バイアス転写ロールなど）などの摩損性に依存し、約１μｍまたは約２μｍから最大で約１０または約１５μｍ以上の範囲であり得る。約１μｍ〜約５μｍの厚さが複数の実施形態において望ましい。代表的な塗布技術としては、吹付け塗り、浸漬塗工、ロール塗工、巻線ロッド塗工などが挙げられる。付着したコーティングの乾燥は、任意の適当な従来技術、例えばオーブン乾燥、赤外線乾燥、空気乾燥などにより達成することができる。本開示の乾燥したオーバーコーティングは、画像形成中に正孔を輸送しなければならず、高すぎる遊離のキャリア濃度を有してはならない。オーバーコート中の遊離のキャリア濃度は、暗減衰を増す。複数の実施形態において、オーバーコート層の暗減衰は、オーバーコート層なしの装置のそれとほぼ同じであるべきである。

乾燥したオーバーコート層において、該組成物は、約１０から約９０重量パーセントのフィルム形成性バインダー、および約９０から約１０重量パーセントの正孔輸送性分子を含有することができる。例えば、複数の実施形態において、正孔輸送性分子は、オーバーコーティング層中に約２０から約７０重量パーセント、例えば約３３重量パーセントの量で組み込むことができる。所望により、オーバーコーティング層は、また、他の物質、例えば導電性充填剤、耐摩耗性充填剤などを任意の適当な既知の量で含ませることもできる。

本開示によって提供される利点としては、実施形態において、望ましい電気的および機械的特性を提供し、環境衛生基準内で製造することができる強固なオーバーコーティング層が挙げられる。複数の実施形態において、該オーバーコート層は、優れた磨耗耐久性、耐スクラッチ性および耐亀裂性を、感光体の電気的性能に悪影響を与えることなく発揮する。それ故、それを被覆した感光体装置は、望ましい画像品質を維持しながら延長された耐用年数を証明する。

本明細書で示した画像形成部材により画像形成および印刷をする方法もまた本開示の範囲に含まれる。これらの方法は、一般に、画像形成部材上への静電潜像を形成するステップと、それに続く例えば熱可塑性樹脂、顔料などの着色料、帯電添加剤、および表面添加剤を含むトナー組成物（米国特許第４，５６０，６３５号、同第４，２９８，６９７号、同第４，３３８，３９０号参照）でその画像を現像するステップと、その後その画像を適当な基板に転写するステップと、その画像をそこに恒久的に付着させるステップとを含む。その装置が印刷モードで使用されるべき環境においては、その画像形成方法は、露出ステップがレーザー装置またはイメージバーによって達成されることを除いては同じステップを含む。

以下に実施例を示し、本開示の実行で利用することができるさまざまな組成物および条件を例証する。すべての割合は特に断りのない限り重量による。しかしながら、この開示は、上記開示に従い、下文で指摘するような多くのタイプの組成物によって実行することができ、かつ多くの異なる利用法を有し得ることは明らかである。

実施例１．
オーバーコート層溶液を、ニコチン酸メチルおよび酸触媒（ｐ−トルエンスルホン酸）の溶液をアルコール溶媒中のメトキシメチルブトキシメチルメラミン、フェノール樹脂、および正孔輸送分子と混合することによって調製した。得られたオーバーコート層溶液を調製直後と、次に４０℃で１６分間の促進エージング後にゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより分析した。その溶液中のオリゴマー含量の百分率を計算した。それを表１に示す。

比較例１．
オーバーコート層溶液を、マスキング剤のニコチン酸メチルを除いて実施例１のように調製した。得られたオーバーコート層溶液を調製直後と、次に４０℃で１６分間の促進エージング後にゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより分析した。その溶液中のオリゴマー含量の百分率を計算した。それを表１に示す。

実施例２．
オーバーコート層溶液を実施例１のようにして調製した。そのオーバーコート層溶液を感光体装置上に塗布し、１２５℃で２分間硬化した。その感光体の電気的特性を次に分析した。その結果を表２に示す。この結果から、ニコチン酸メチルの含有は、Ｖｒの小さい変化によって明白なように装置の電気的特性に悪影響を及ぼさず、同時に保存寿命の安定性を増すことが明らかである。

実施例３．
オーバーコート層溶液を実施例１のようにして調製した。そのオーバーコート層溶液を１０日間エージングし、感光体装置上にコートし、１２５℃で２分間硬化した。その感光体の電気的特性を次に分析した。その結果を表２に示す。

［付記］
好ましいマスキング剤はニコチン酸メチルである。好ましい酸触媒は、１から約３０個の炭素原子を有する有機スルホン酸である。好ましいスルホン酸はトルエンスルホン酸である。

Claims (3)

1. 少なくとも酸触媒およびマスキング剤を含有するポリマー樹脂組成物を含むコーティング組成物であって、前記マスキング剤は、化合物Ａ、化合物Ｂ、および化合物Ａのアシル化誘導体からなる群から選択され、
   前記化合物Ａは、構造式（Ｉ）：
   

   

   （式中、Ｘは、−ＯＲおよび−ＮＲ’Ｒ”からなる群から選択される置換基を表し、Ｒ、Ｒ’およびＲ”はそれぞれ独立に水素原子またはヒドロカルビル基を表す）により表され、
   前記化合物Ｂは、構造式（ＩＩ）：
   

   

   （式中、ＹおよびＺは、独立に−ＯＨまたは−ＮＨ₂を表す）により表されることを特徴とするコーティング組成物。
2. 基板と、
   電荷発生層と、
   電荷輸送層と、
   オーバーコート層と、を有する電子写真画像形成部材であって、
   前記オーバーコート層は、少なくとも電荷輸送成分、硬化剤、ポリマーバインダー、酸触媒、およびマスキング剤を含有するポリマー樹脂組成物から形成されたフィルムを含み、
   前記マスキング剤は、化合物Ａ、化合物Ｂ、および化合物Ａのアシル化誘導体からなる群から選択され、
   前記化合物Ａは、構造式（Ｉ）：
   

   

   （式中、Ｘは、−ＯＲおよび−ＮＲ’Ｒ”からなる群から選択される置換基を表し、Ｒ、Ｒ’およびＲ”はそれぞれ独立に水素原子またはヒドロカルビル基を表す）により表され、
   前記化合物Ｂは、構造式（ＩＩ）：
   

   

   （式中、ＹおよびＺは、独立に−ＯＨまたは−ＮＨ₂を表す）により表されることを特徴とする電子写真画像形成部材。
3. 電子写真画像形成部材を形成する方法であって、
   基板、電荷発生層、および電荷輸送層を含む電子写真画像形成部材を準備するステップと、
   その上に、電荷輸送成分、硬化剤、ポリマーバインダー、酸触媒、およびマスキング剤を含むポリマー樹脂組成物から形成されたフィルムを含むオーバーコート層を形成するステップと、
   該オーバーコート層を加熱によって硬化するステップと
   を含み、
   前記マスキング剤は、化合物Ａ、化合物Ｂ、および化合物Ａのアシル化誘導体からなる群から選択され、
   前記化合物Ａは、構造式（Ｉ）：
   

   

   （式中、Ｘは、−ＯＲおよび−ＮＲ’Ｒ”からなる群から選択される置換基を表し、Ｒ、Ｒ’およびＲ”はそれぞれ独立に水素原子またはヒドロカルビル基を表す）により表され、
   前記化合物Ｂは、構造式（ＩＩ）：
   

   

   （式中、ＹおよびＺは、独立に−ＯＨまたは−ＮＨ₂を表す）により表されることを特徴とする方法。