JP2011505024A

JP2011505024A - アンチモン酸亜鉛ナノ粒子を組み込むゾルゲルオーバーコート

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Publication number: JP2011505024A
Application number: JP2010535958A
Authority: JP
Inventors: ウエイン・トーマス・フェラー; ウィリアム・トッド・グルーエンバウム; エドワード・ティモシー・ミスキニス; マイケル・ダブリュー・フローエンス; マイケル・エフ・モレアー
Original assignee: イーストマンコダックカンパニー
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2008-11-19
Publication date: 2011-02-17
Also published as: US7943277B2; US20090136859A1; WO2009070226A1; EP2215528A1

Abstract

本発明は、導電性層、導電性層を覆う電荷発生層、および導電性層を覆う電荷輸送層を備える電子写真要素に関する。電荷発生層を覆うオーバーコートであってもよい電荷輸送層は、シルセスキオキサンポリマーおよびアミンフリーの表面処理アンチモン酸亜鉛および酸スカベンジャーを含有する混合物の水性媒体における反応生成物を含む。

Description

本発明は、電子写真、より詳細には、アミンフリーの表面処理アンチモン酸亜鉛を含むシルセスキオキサンオーバーコートを有する感光体に関する。

電荷輸送要素は、支持体および電荷が横断する電荷輸送層を有する。電荷輸送要素は、帯電防止要素および電荷発生要素を含む。帯電防止要素は、電荷を輸送して帯電防止要素の表面に電荷が蓄積することを防ぐ帯電防止層を有する。

電荷発生要素では、入射光が、多層デバイスのいくつかの層を横切る電荷分離を引き起こす。電子写真電荷発生要素（本明細書中、電子写真要素ともいう。）では、電荷発生層内に生成される電子−正孔対が分離し、反対方向に移動して導電性層と電子写真生成要素の対向面との間に電荷を生成する。電荷は静電ポテンシャルのパターン（更に静電潜像ともいう。）を形成する。静電潜像は、様々な手段によって、例えば予め表面に形成された均一ポテンシャルの画像状放射線誘導放電によって、生じられうる。典型的には、次にこの静電潜像を電子写真デベロッパと接触させることによって静電潜像をトナーイメージに現像し、次にトナーイメージをレシーバと融着させる。所望により、潜像を現像前に別の表面に転写しても、トナーイメージを融着前に転写してもよい。

電荷を生じ、分離させるプロセスの要求は、電荷を生じ、正孔および／または電子を輸送する層の特性に厳しい制限を課す。例えば、多くのそのような層は非常に柔軟であり、磨耗を受ける。ますます多くのデジタルプリンタが高い解像度、例えば１２００〜２４００（ドット・パー・インチ）ｄｐｉ、でデザインされるようになっている。

このことは、非常に小さなドットに分解できる光導電体を要求する。例えば、米国特許第７，２８９，７５１号は、ドットを直径１０〜２５ミクロンに分解できる電荷発生要素を開示している。開示されている電荷発生要素の厚さは４〜８ミクロンである。このことは、電荷発生要素のデザインに厳しい制約を課す。いくつかの構成は、耐摩耗性オーバーコート層をこの要素の他の層の上に提供しないと理に適う耐用期間を提供できない。電荷がオーバーコートを通り抜けられなければならないので、このことは独自の問題を提起する。

オーバーコートの抵抗率は、電子写真システムにおいて非常な重要性を有する。オーバーコートが高い抵抗率を有する場合、電圧減衰に対する時間定数は電子写真要素の処理時間に対して長すぎ、オーバーコートは下にある感光体の光放電後に残留電位を保持する。残留電位の大きさは、初期電位、いくつかの層の誘電定数およびそれぞれの層の厚さに依存する。ある解決方法は、オーバーコート層の厚さを減らすことである。別の解決方法は、導電性のオーバーコートを提供することである。しかしながら、オーバーコートは導電性すぎてはならない。電子写真要素は、過度に放電せず、電子写真要素の表面に沿う電荷の過度の移動をさせないように、暗所では十分電気絶縁でなければならない。過度の放電（「暗減衰」）は、静電潜像の形成および現像を妨げる。過度の移動は、静電イメージおよび次の現像イメージの解像度の減少を引き起こす。この解像度の減少を「横方向の画像の広がり（ｌａｔｅｒａｌｉｍａｇｅｓｐｒｅａｄ）」という。イメージの劣化の程度は、電子写真要素の処理時間並びに層の厚さおよび誘電定数に依存する。従って、あまり絶縁性でなく、あまり導電性でもないオーバーコートを提供することが望ましい。

オーバーコートの摩擦電気特性は、静電潜像の現像に使用される電子写真トナーの摩擦電気特性に合わなければならない。摩擦電気特性が合わないと、電子写真要素は、電子写真トナーに対して摩擦電気的に帯電する。このことは、静電潜像の電荷パターンの乱れを引き起こし、生じるトナーイメージの背景の乱れをもたらす。例えば、オーバーコートは、摩擦電気が特定の負に帯電するトナーに合うが、別の正に帯電するトナーには摩擦電気的に合わない。

シルセスキオキサンは、場合によっては次式（ＲＳｉＯ_１．５）_ｘで示される、一般的にトリアルコキシシランの加水分解および縮合によって製造されるシロキサンポリマーである。Ｃｌａｒｋに与えられている米国特許第４，０２７，０７３号は、シルセスキオキサンの有機ポリマー上の耐摩耗性コーティングとしての使用を教示している。典型的な用途としては、アクリルレンズおよび透明グレージング材料上の耐引掻き性コーティングが挙げられる。この特許は、良好な耐引掻き性に好ましい厚さが２〜１０マイクロメートルであることを教示している。Ｓｃｈａｎｋに与えられている米国特許第４，４３９，５０９号は、シルセスキオキサンコーティングを有する電子写真用の光導電要素を教示している。シルセスキオキサンオーバーコートの厚さは０．５〜２．０マイクロメートルである。この特許は、この厚さが電気特性、転写特性、クリーニング特性および耐引掻き性を最適化することを示している。この特許は、良好な耐引掻き性のために好ましいシルセスキオキサン層の厚さが２〜１０マイクロメートルであることを教示している米国特許第４，０２７，０７３号と対照をなす。Ｓｈａｎｋに与えられている米国特許第４，９２３，７７５号は、メチルシルセスキオキサンが好ましいことを教示している。なぜなら、メチルシルセスキオキサンが他のアルキルシランと比較して最も硬質の材料を生成するからである。

Ｓｃｈａｎｋに与えられている米国特許第４，５９５，６０２号は、好ましい厚さが０．３〜５．０マイクロメートルの架橋「シロキサノール−コロイドシリカハイブリッド」の導電性オーバーコートを教示している。架橋シロキサノール−コロイドシリカハイブリッドをアルコキシシランの加水分解アンモニウム塩と反応させた。この特許は以下のことを記載している：
「アルコキシシランのアンモニウム塩のイオン性部分は、オーバーコート全体に均一に分布され、定位置に恒久的に固定され、それによって広い範囲の温度および湿度条件のもとでオーバーコートに十分で安定な電気伝導性を提供する。」（第６段、４５〜５１行目）

固体電解質（固体イオン性導体ともいう。）は、導電性が電子ではなくイオンの移動によって提供される固体材料である。いくつかの固体電解質は無機結晶である。他の固体電解質は、有機ポリマーと塩との錯体、例えばポリ（エチレンオキシド）とアルカリ金属塩との錯体である。“ＥｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓＤｉｓｓｏｌｖｅｄｉｎＰｏｌｙｍｅｒｓ”，Ｊ．Ｍ．Ｇ．Ｃｏｗｒｉｅら，Ａｎｎｕ．Ｒｅｖ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．，第４０巻，（１９８９）８５〜１１３頁は、様々な固体電解質を教示している。“ＳｏｌｉｄＩｏｎｉｃＣｏｎｄｕｃｔｏｒｓ”，Ｄ．Ｆ．Ｓｈｒｉｖｅｒら，ＣｈｅｍｉｃａｌａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＮｅｗｓ，第６３巻，（１９８５）４２〜５７頁は、塩−ポリホスファゼン錯体を含む多数の固体電解質を教示している。“ＰｏｌｙｍｅｒＥｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ”，Ｊ．Ｓ．Ｔｏｎｇｅら，第５章，ＰｏｌｙｍｅｒｓｆｏｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｊ．Ｈ．Ｌａｉ編，ＣＲＣＰｒｅｓｓ，ＢｏｃａＲａｔｏｎ，Ｆｌａ．，１９８９，１５７〜２１０頁の１６２頁は、可撓性が高い低Ｔ_ｇシロキサン主鎖を有する固体電解質を教示している。更に、“ＦａｓｔＩｏｎＣｏｎｄｕｃｔｉｏｎｉｎＣｏｍｂＳｈａｐｅｄＰｏｌｙｍｅｒｓ”，Ｊ．Ｍ．Ｇ．Ｃｏｗｒｉｅ，ＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第２巻，ＥｌｓｅｖｉｏｒＰｕｂｌ．，ニューヨーク，（１９８８），５４〜６２頁は、シロキサン主鎖を有する固体電解質を教示している。ポリマーと無機固体イオン導体との表面導電率は、約１・１０^８〜１０（Ω／□）^−１である。（表面導電率は、厚さによって除された導電率に等しく、（Ω／□）^−１で示される。）。表面抵抗率は、厚さによって除された抵抗率に等しく、Ω／□で示される。例えば、厚さ５ミクロンの層に関して１・１０^１４Ω−ｃｍの抵抗率は、表面抵抗率２・１０^１７に等しい。固体電解質は、再充電可能なリチウムバッテリー、電気化学センサー、および表示装置を含む用途に使用される。ポリマー固体電解質は、ほとんど機械的完全性がない柔軟な材料である傾向がある。

Ｆｅｒｒａｒらは、米国特許第５，８７４，０１８号において、オーバーコートされた電荷輸送要素およびガラス状固体電解質を記述している。電荷発生要素は、導電層、導電層を覆う電荷発生層、および導電層を覆うガラス状固体電解質の層を有する。このガラス状固体電解質は、シルセスキオキサンと電荷キャリアとの錯体を含む。この錯体の表面抵抗率は、約１・１０^１０〜約１・１０^１７Ω／□である。この錯体のＴ^２シリコン：Ｔ^３シリコン比は、１：１以下である。この錯体の炭素原子対ケイ素原子の比は、約１．２：１以上である。

これらの組成物は、イオンの伝導性を考慮すると環境依存性の傾向がある。

Ｆｅｒｒａｒらは、米国特許第６，５１７，９８４号において、正孔輸送用の第三級アリールアミンを含むシルセスキオキサン組成物を教示している。電子写真要素は、導電層、導電層を覆う電荷発生層、および導電層を覆う電荷輸送層を含む。電荷発生層を覆うオーバーコートであってもよい電荷輸送層は、シルセスキオキサンポリマーと、少なくとも１つのアルコール性または１つのフェノール性ヒドロキシ置換基を含む第三級アリールアミンを含有する正孔輸送化合物とを含有する混合物の水性媒体中の反応生成物を含む。

第三級アリールアミンにおける輸送は、高度に架橋されたマトリクス中で制限されても、非常に低レベルのトラップに敏感であってもよい。

背景技術に列挙した全ての特許および他の公開文献の開示を、参照することによって本明細書中に組み込む。

本発明の目的は、磨耗率が非常に低い電子写真要素を提供することである。

本発明の別の目的は、磨耗率が低く、スカミング傾向が低い電子写真要素を提供することである。

本発明の更に別の目的は、磨耗率が低く、スカミング傾向が低く、あらゆる環境条件のもとで安定な電子写真要素を提供することである。

本発明の更なる目的は、厚さが高解像度印刷、例えば１２００〜２４００ｄｐｉ、に適合する電子写真要素を提供することである。

本発明は、導電層、導電層を覆う電荷発生層、および導電層を覆う電荷輸送層を備える電子写真要素に関する。電荷発生層を覆うオーバーコートであってもよい電荷輸送層は、シルセスキオキサンポリマーおよびアミンフリーの表面処理アンチモン酸亜鉛および酸スカベンジャーを含有する混合物の水性媒体中の反応生成物を含む。

図１は、表Ｖに示される例の一方の冷却温度プロファイルである。図２は、本発明のコーティングの好ましい冷却温度プロファイルである。

本発明を別の利点および性能と共によりよく理解するために、上記図面との関連で下記説明および添付の特許請求の範囲に言及する。

本発明は、シルセスキオキサンと混和性のアミンフリーの表面処理アンチモン酸亜鉛試薬を組み込む新規耐摩耗層に関する。この新規の層は、更に、導電性が電子性でありイオン性でないために湿気に強いという利点も有する。従って、先行技術のイオン伝導性シルセスキオキサン層とは異なり、新規の層は、高い湿度において横方向の画像の広がりに起因するイメージの劣化に遭わない。好ましくは厚さが約０．５〜１０ミクロン、より好ましくは約１〜３ミクロン、であるこのオーバーコートは、様々な水性溶媒から被覆されうる。高解像度、例えば１２００〜２４００ｄｐｉが望ましい用途において、オーバーコートの厚さは、電荷発生要素の総厚が３〜１２ミクロン、好ましくは４〜８ミクロンになるように最小化される。

本発明において用いられるシルセスキオキサンポリマーは、下記構造：

〔式中、Ｒは、炭素原子を１〜約４個含むアルキル基であり、Ｒ^１は、炭素原子を１〜約１２個含む脂肪族、脂環式または芳香族基である。〕
を有する少なくとも１種類のアルキルトリアルコキシシランの加水分解および縮合の生成物である。Ｒ^１によって示される基は、置換基または接続部分、例えばエーテル、アミド、エステル、アリーレンなどを含みうる。しかしながら、好ましくは、Ｒ^１は、炭素原子を１〜約１２個有するアルキルまたはフルオロアルキル、炭素原子を５〜約１２個含むシクロアルキル、および炭素原子を６〜約１２個含むアリールからなる群から選択される。より好ましいＲ^１基は、炭素原子を１〜約３個含むアルキル基であり、メチルが特に好ましい。

一般的にメチルトリメトキシシランの加水分解および縮合（スキーム１、Ｒ＝−ＣＨ_３）によって製造されるシルセスキオキサンは、様々な供給源から市販されている。例えば、ＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇからＶＥＳＴＡＲＱ９−６５０３として、ＧｅｎｅｒａｌＥｌｅｃｔｒｉｃからＳＨＣ１０１０（ＳＨＣは、シリコーンハードコートを表す。）として、つい最近ではＯｐｔｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓからＵＬＴＲＡＳＨＩＥＬＤとして、特に感光体用にデザインされるハードコートとして市販されている。

上記米国特許第５，７３１，１１７号および第５，６９３，４４２号に開示されているように、プロピルトリメトキシシランを導入してゾル−ゲルの特性をより有機性にし、グリシドキシエーテル置換シランを使用して導電性のためにヨウ化リチウムと錯形成させた。シルセスキオキサンは、コロナ放電により耐性がある感光体オーバーコートを生じる。上記耐性は、恐らく有機含量の増加に起因するゾル−ゲルの疎水性特性の増加の結果である。

本発明では、シルセスキオキサンでオーバーコートされた感光体を、アミンフリーの表面処理アンチモン酸亜鉛試薬の組み込みによって循環中の電荷蓄積に対して耐性にし、それによって高湿条件のもとでソリッド電解質シルセスキオキサンに関して観測された横方向の画像の広がりを防ぐ。コーティングする前にアミンフリーの表面処理アンチモン酸亜鉛試薬を約６０重量パーセント以下の所望の量でゾル−ゲルのアルコール溶液に単純に添加する。

酸スカベンジャーは、反応してシルセスキオキサンポリマーマトリクスに共有結合を提供する官能基を有しうる。そのような官能基としては、これらに限定されるわけではないが、ヒドロキシ、オキシカルボニルアルキル（例えばアセトキシおよびプロピオノキシ）、イソシアナト、エポキシ、アミノ（第１級または第２級）およびシリコンエステル基であって、下に提供されるそれぞれの分子の教示を使用する当業者に明らかなように、酸スカベンジャー分子中の好適な位置に位置する官能基が挙げられる。当業者に既に明らかであるように、これらの反応性官能基を使用して酸スカベンジャーをシルセスキオキサンポリマーマトリクスの好適な部分と反応させてもよい。

拡散性を制限する別の方法は、既に当業者に明らかである。

本発明において酸スカベンジャーとして使用される化合物は、更に、性質が「塩基」でもあり、従って、一般的に水中で少なくとも４のｐＫａを有する。好ましくは、ｐＫａは、約４〜約１０、より好ましくは約４〜約８である。

酸スカベンジャー（または酸スカベンジャーの混合物）は、オーバーコート中に、少なくとも０．２重量％の量で、好ましくは約０．５〜約５０重量％の量で、より好ましくは約１〜約３０重量％の量で存在する。これらの重量百分率は、オーバーコートの総乾燥重量ベースである。

それぞれの酸スカベンジャーは、構造Ｖ：

〔式中、Ｒ_１およびＲ_２は、独立して、炭素原子を１〜１２個有するアリール基以外の置換または非置換炭化水素基であり、Ａｒは、置換または非置換炭素環式芳香族基である。〕
で記述される第三級アリールアミンである。好ましくは、Ａｒは、以下により詳細に記述されているように、置換されている。

更に、酸スカベンジャーは、構造ＶＩ：

〔式中、Ｒ_１、Ｒ_２およびＡｒは、上で構造Ｖに関して規定したとおりであり、Ｒ_３は、水素、ハロ、または置換もしくは非置換有機基である。〕
によって示されうる。

より特に、Ｒ_１およびＲ_２は、独立して、炭素原子を１〜１２個有する置換もしくは非置換アルキル基（例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｔ−ブチル、ヘキシル、ベンジル、ヒドロキシメチル、２−ヒドロキシエチル、２−アミノエチル、および２−メルカプトエチル）、１以上の環を有する環システム中に炭素原子を５〜６個有する置換もしくは非置換シクロアルキル基（例えばシクロペンチル、シクロヘキシル、４−ヒドロキシシクロヘキシルおよび４−アミノシクロヘキシル）、炭素原子を２〜１０個有する置換もしくは非置換アルケニル基（例えばエテニル、１，２−プロペニル、ゲラニルアミン、塩化ゲラニルおよび臭化ゲラニル）、または炭素原子を２〜１０個有する置換もしくは非置換アルキニル基（例えばエチニル、１，２−プロピニル、５−ヘキシンニトリルおよび３−ヘキシン−１−オール）である。Ｒ_１およびＲ_２もまた上で規定されるようなアルキル、アルケニル、アルキニルおよびシクロアルキル基の組み合わせを有する炭化水素基である。Ｒ_１もＲ_２も炭素環式アリール基ではない。

加えて、Ｒ_１およびＲ_２は、共に、構造ＶまたはＶＩのいずれかの窒素原子と共に３−〜１０−員環を完成させるのに必要な炭素、酸素、窒素および硫黄原子を示していてもよい。そのような環は、飽和していても不飽和であってもよい。

好ましくは、Ｒ_１およびＲ_２は、独立して、それぞれ炭素原子を１〜４個有する置換または非置換アルキル基であり、より好ましくはそれらのそれぞれが炭素原子を１〜３個有する置換または非置換アルキル基である。最も好ましいアルキル基は、置換または非置換メチル、エチルおよびｎ−プロピル基である。Ｒ_１およびＲ_２の少なくとも一方が上記のように少なくとも１つのヒドロキシ、アルキルカルボキシ、イソシアナト、エポキシ、アミノまたはシリコンエステル官能基（より好ましくは、ヒドロキシ基）で置換されていることも好ましい。

上記構造Ｖおよび構造ＩＶにおいて、Ａｒは、本明細書中で規定されるような１つ以上の置換基を有していてもよい炭素環式アリール基である。好ましくは、Ａｒは、下記により詳細に規定されるように１つの置換基のみを有する。一般的に、Ａｒは、１つ以上の置換基を有していてもよいフェニル、ナフチルまたはアントリルである。Ａｒは、更に上に規定されるような１つ以上の可溶化基も含みうるが、そのような官能基は、非芳香族炭化水素基（例えばＲ_１およびＲ_２に関して上で規定したように炭素原子を１〜４個有するアルキル基）または第二級もしくは第三級アミン（例えばそれぞれアルキル部分が１〜４個の炭素原子を有するモノ−またはジアルキルアミノ基）を通じてＡｒに接続されていなければならない。好ましくは、Ａｒに接続されるそのような官能基はヒドロキシ基である。より好ましいＡｒ基は、置換または非置換フェニル基である。

構造ＶＩ中のＲ_３基は、水素、ハロ（例えばクロロ、ブロモまたはフルオロ）、または分子量が少なくとも５０であり、１つ以上の炭素環式アリール基、シクロアルキル基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族もしくは非芳香族複素環基、またはこれらの組み合わせを含んでいてもよい置換もしくは非置換有機基（例えばアルキルジアリール基、ジアルキルアリール基またはトリアルキル基で置換された炭素原子）であってもよい。特に有用なＲ_３基としては、トリアリールメチル基（例えばトリフェニルメチル、トリトリルメチルおよびトリルジフェニルメチル）が挙げられる。Ｒ_３基が上で規定したように１つ以上のヒドロキシ、アルキルカルボキシル、イソシアナト、エポキシ、アミノまたはシリコンエステル官能基を含むこともまた可能であり、好ましくはそのような基は、モノもしくはジアルキルアミノ基（Ａｒに関して上に規定したようなもの。）を介して、または炭素原子を１〜１２個有する炭化水素結合を介してＲ_３（式中、例えば、Ｒ_３は、トリアリールメチル基である。）に接続される。この関連でヒドロキシが最も好ましい官能基である。所望の目的を達成するために多岐にわたる有用なＲ_３基が当業者によってデザインされうる。

いくつかの代表的な酸スカベンジャーを構造式によって以下に特定する。酸スカベンジャーＩが、本発明の実施において最も好ましい。

本発明のアンチモン酸亜鉛組成物は、ＮｉｓｓａｎＣｈｅｍｉｃａｌｓから商品名ＣＥＬＮＡＸ^ＴＭのもとで得られる。

ＣＥＬＮＡＸ^ＴＭは、良好な赤外線および紫外線吸収特性を有するコロイド状導電性アンチモン酸亜鉛溶液である。これは数種類の樹脂および安定剤と相溶性であり、優れた透明性を有する。

典型的には、ＣＥＬＮＡＸ^ＴＭ分散体は、脂肪族アミンを使用して安定化される。光導電性要素における脂肪族アミンの存在は問題がある。脂肪族アミンは、通常、酸化電位が低く、感光体中でトラップの役割を果たす傾向がある。そのことは、電気循環（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｙｃｌｉｎｇ）における高い初期および増加したトウ（ｔｏｅ）をもたらす。

この問題を克服するために、アミン安定剤を除去し、アンチモン酸亜鉛をアモルファスシリカで処理することが、非トラッピングの、よく分散したアンチモン酸亜鉛分散体を提供する役に立つことが分かった。

シランの加水分解および縮合は、酸性表面電荷か塩基性表面電荷のいずれかによって安定化されるシリカ粒子であるコロイドシリカによって触媒され、シルセスキオキサンコーティングの機械的特性に大きな影響を及ぼす。好ましくは、アルキルトリアルコキシシランの量に対してコロイドシリカ約２０重量パーセント以下を混合物に添加する。より好ましくは、添加されるシリカの量は、シルセスキオキサンに対して約５〜約１０重量パーセントである。少量の酸化ナトリウムで安定化された好ましいコロイドシリカはＤｕＰｏｎｔから入手可能なＬＵＤＯＸ^ＴＭＬＳである。揮発性の酢酸、メタノールおよびゾル−ゲルにおける別の溶媒を除去すると、シルセスキオキサンの形成用の縮合触媒の役割を果たす酸化ナトリウムが残る。シルセスキオキサンネットワークは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を介して生じ、ヒドロキシ置換ＣＴＭは、縮合してＳｉ−Ｏ−Ｃ結合を介するシロキサンネットワークの一部を形成することが見込まれている。別の塩基、例えばアルカリおよびアルカリ土類金属の水酸化物または酢酸塩もまたコロイドシリカの代わりの加水分解および縮合に適切な触媒である。しかしながら、有機感光体分子でドープされたポリマーネットワークを介する正孔輸送を妨げる塩基、例えばアミノシラン、はシルセスキオキサンネットワークを通じる正孔輸送を妨げることも見込まれており、従って、この発明の実施において好ましくない。

典型的な手順では、メチルトリメトキシシランを、酢酸で酸性化し、約２．５当量の水で加水分解する。次に、この溶液をエタノールかイソプロパノールのいずれかで希釈し、ＬＵＤＯＸ^ＴＭＬＳコロイドシリカを添加し、有機共溶媒、例えばメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）４０重量パーセント以下を添加してヒドロキシル置換酸スカベンジャーの溶解を助け、次にこれを所望のレベルで添加する。ヒドロキシル置換酸スカベンジャーは、シルセスキオキサンの製造に使用される溶媒に可溶であり、感光体を６０重量パーセント以下の使用量（ｌｏａｄｉｎｇ）で被覆すると透明フィルムを生じる。

下記実施例は、本発明を説明する：

配合物１：アンチモン酸亜鉛スクリーニング

様々なアンチモン酸亜鉛を調べるために、下記配合物を使用した：
ポリメチルメタクリレート：３４ｗｔ％
ＣＥＬＮＡＸ^ＴＭ導体：５５ｗｔ％
架橋剤：１１ｗｔ％
溶媒：ＤｏｗａｎｏｌＰＭ
固形分：６％

特定のアンチモン酸亜鉛分散体を含むそれぞれの配合物を使用して“ＣｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎＰｏｌｙｍｅｒＰｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅＥｌｅｍｅｎｔｓ”と題されたＭｏｌａｉｒｅらの公開米国特許出願第２００７／００４２２８２号に記述されているように被覆されている感光体ドラムをオーバーコートした。次にＱＥＡＩｎｃ．製のＰＤＴ−１０００ドラム感光度計を使用して被覆ドラムを評価した。表Ｉ中の結果は、実施例１が比較例２および３よりも実質的に低い初期トウを提示することを示す。

配合物２：単純なゾルゲル配合物

１リットルのゾルゲル配合物を２リットル丸底フラスコ中で以下のように製造した：

氷酢酸（７０．３グラム）をメチルトリメトキシシラン（３０５．６ｇ、２．２４ｍｏｌ）およびＬＵＤＯＸ^ＴＭＬＳ（６７グラム）に滴下し、反応混合物を一晩撹拌した。次に水（４８グラム、２．６７ｍｏｌ）の滴下によって酸性化シランを加水分解し、反応混合物を一晩撹拌した。次にこれをイソプロパノール（５２３グラム）およびメチルエチルケトン（２５２グラム）の滴下によって固形分約２４．６重量パーセントに希釈した。０．４ミクロンガラスフィルターを通じる濾過の前にこの透明溶液を１週間撹拌し、４℃において貯蔵した。コーティング前にこの溶液を更にイソプロパノール１７６６グラムで固形分１０．３％に希釈した。

配合物３：ＣＥＬＮＡＸ^ＴＭＣＸ−Ｚ２００ＤＩＰ−Ｆ（Ｃ１）４０％を含むゾルゲル配合物

配合物２２７００グラムにＣＥＬＮＡＸ^ＴＭＣＸ−Ｚ２００ＤＩＰ−Ｆ（Ｃ１）５０６グラム、ＮｉｓｓａｎＣｈｅｍｉｃａｌｓ製のアンチモン酸亜鉛イソプロパノール分散体２２重量パーセント。アンチモン酸亜鉛をアモルファスシリカで表面処理した。この分散体を完全にアミンフリーにした。

配合物４：ＣＥＬＮＡＸＣＸ−Ｚ２００ＤＩＰ−Ｆ（Ｃ１）４０％およびジオール第３級アミン酸スカベンジャーを含むゾルゲル配合物

配合物３に、９，９−ビス［Ｎ−エチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）アニリノ］フルオレン２０グラムを撹拌しながら添加してゾルゲル固形分に対して１０重量パーセントの酸スカベンジャーを生じた。

アンチモン酸亜鉛の効果
配合物２および４をそれぞれ使用してＭｏｌａｉｒｅらの公開米国特許出願第２００７／００４２２８２号“ＣｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎＰｏｌｙｍｅｒＰｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅＥｌｅｍｅｎｔｓ”に記述されているように被覆されている感光体ドラムをオーバーコートした。

このオーバーコートされたドラムを、ＢｌｕｅＭオーブン中の１２０℃における硬化後に最初に評価した。最初の硬化の２４時間後にこのドラムを更に１３０℃において硬化し、評価した。表ＩＩは、裸ドラム（ｂａｒｅｄｒｕｍ）に関する放電トウと、１２０℃および１３０℃それぞれにおける硬化後のオーバーコートされたドラムと、を比較している。オーバーコートを含むアンチモン酸亜鉛のトウは、約５０％低い。

硬化温度の効果
実施例２および比較例３の裸ドラムをオーバーコート試験の数週間前に被覆した。硬化の効果を完全に特定するために、裸ドラムおよび９０℃、１００℃、１１０℃および１２０℃における一連の硬化を伴うオーバーコートドラムの比較硬化を含む別の試験を行った。上記のドラムを、それぞれの硬化サイクルの２４時間後に評価した。

酸スカベンジャー９，９−ビス［Ｎ−エチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）アニリノ］フルオレン縮合のゾルゲルクラッキングに対する効果
配合物４を、表ＩＶに示されるように、それぞれ２．５、５、および１０重量パーセントの酸スカベンジャー９，９−ビス［Ｎ−エチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）アニリノ］フルオリンで変性した。これらのオーバーコート層を１２０℃において硬化した後、オーバーコートの厚さに応じてクラッキングに関して試験した。表ＩＶの結果は、スカベンジャーの濃度１０重量パーセントで６ミクロンよりも薄い層に関して、クラッキングを示さない。スカベンジャー５重量パーセントでは、１．５ミクロンよりも厚いオーバーコート層でもクラッキングが見られ、そのクラックはスカベンジャー１０重量パーセントよりも大きい。スカベンジャー２．５重量パーセントでは、クラックはより大きい。

アルコール官能基を介する有機酸スカベンジャーの組み込みがゾルゲルマトリクスをより脆くなくし、残留冷却誘導ストレスに更に耐性にすることが要求されている。ゾルゲルマトリクスを軟化することができる有機材料を含む別のアルコールが同様に振る舞うことが想定される。

冷却速度の効果
有機感光体ドラムは、しばしば熱衝撃に敏感である。すなわち、層のガラス転移温度を超える熱サイクルを受ける場合に迅速に冷却される（クエンチ）と、この有機感光体ドラムの電子写真応答が悪影響を受ける。特に、放電トウが熱サイクル前よりも高くなる傾向がある。結局、冷却の速度に依存して、時間と共に平衡トウに到達する。

表Ｖの比較例９および１０は、裸のドラムとゾルゲルオーバーコートドラムそれぞれに関する事象を示している。上記２つのドラムを、図１の温度プロファイルに従って加熱し、冷却した。電子写真測定を処理の２４時間後に行った。

この状況を改良するために、硬化試験を行い、サンプルを７０℃において１時間アニールし、次に２時間にわたってゆっくりと室温に冷却する図２の冷却プロファイルが著しく改良された放電トウおよびより迅速な平衡回復をもたらすことがわかった（実施例１１）。

実施例１１のオーバーコート感光体を、Ｎｅｘｐｒｅｓｓ２１００タンデム・プロダクション・プリンタ（ｔａｎｄｅｍｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｉｎｔｅｒ）のシアンモジュールに載置した。このプリンタは別の３つのモジュールに３つの対照非オーバーコートドラムを有していた。このプレスは、３００Ｋプリントにわたってプリント品質に目に見える差がなく運転された。

Claims

基材、電荷発生層、電荷輸送層、並びに、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、シルセスキオキサンポリマー、アミンフリーの表面処理アンチモン酸亜鉛および非拡散性酸スカベンジャーを含有する混合物の水性媒体における反応生成物を含有するオーバーコート層を備える電子写真画像部材。
該アンチモン酸亜鉛がシリカで表面処理されている、請求項１に記載の電子写真画像部材。
該シルセスキオキサンポリマーが、下記構造

〔式中、Ｒは炭素原子を１〜約４個含むアルキル基であり、Ｒ^１は炭素原子を１〜約１２個含む脂肪族、脂環式、または芳香族基である。〕
の少なくとも１種類のアルキルトリアルコキシシランの加水分解および縮合の生成物である、請求項１に記載の電子写真要素。
Ｒ^１が、炭素原子を１〜約１２個含むアルキル、炭素原子を１〜約１２個含むフルオロアルキル、炭素原子を５〜約１２個含むシクロアルキル、および炭素原子を６〜約１２個含むアリールからなる群から選択される、請求項３に記載の電子写真要素。
該混合物が更にコロイドシリカを含有する、請求項１に記載の電子写真要素。
該電荷発生要素の総厚が３〜３０ミクロンである、請求項１に記載の電子写真要素。
該電荷発生要素の総厚が５〜８ミクロンである、請求項１に記載の電子写真要素。
該非拡散性酸スカベンジャーのｐＫａが約４〜約１０であり、該オーバーコート層中に約０．５〜約５０重量パーセントの量で存在する、請求項１に記載の要素。
該非拡散性酸スカベンジャーが少なくとも１つのヒドロキシ基、約４〜約８のｐＫａを有し、該固体電解質層中に約１〜約３０パーセントの量で存在する、請求項８に記載の要素。
該非拡散性酸スカベンジャーが構造式Ｖ：

〔式中、Ｒ_１およびＲ_２は、独立して、アリール基以外の炭素原子を１〜１２個有する炭化水素基であり、Ａｒは、置換または非置換炭素環式芳香族基である。〕
によって示される、請求項１に記載の要素。
該非拡散性酸スカベンジャーが構造式ＶＩ：

〔式中、Ｒ_１およびＲ_２は、独立して、炭素原子を１〜１２個有するアリール基以外の炭化水素基であり、Ａｒは、置換または非置換炭素環式芳香族基であり、Ｒ_３は水素、ハロまたは有機基である。〕
によって示される、請求項１０に記載の要素。
Ｒ_１およびＲ_２が、独立して、炭素原子を１〜１２個有するアルキル基、炭素原子を２〜１０個有するアルケニル基、炭素原子を２〜１０個有するアルキニル基、もしくは炭素原子を５〜６個有するシクロアルキル基であるか、またはＲ_１およびＲ_２が全体として構造式ＶＩ中の窒素原子と共に３〜１０員環を完成させるのに必要な炭素、酸素、窒素および硫黄原子であり、
Ａｒが、フェニレン、ナフチレンまたはアントリレン基であり、
Ｒ_３が、水素、ハロまたは分子量が少なくとも５０であり、１つ以上の炭素環式アリール基、シクロアルキル基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族もしくは非芳香族複素環基、もしくはこれらの組み合わせを含む有機基である、請求項１１に記載の要素。
Ｒ_１およびＲ_２が、独立して、炭素原子を１〜１２個有するアルキル基であり、Ｒ_３が分子量が少なくとも５０である有機基であり、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３の少なくとも１つがヒドロキシ、アルキルカルボキシ、イソシアナト、エポキシアミノ、およびシリコンエステルからなる群から選択される官能基を含有する、請求項１２に記載の要素。
Ｒ_１およびＲ_２が、独立して、炭素原子を１〜４個有するアルキル基であり、それらの少なくとも一方が１以上のヒドロキシ、アルキルカルボキシ、イソシアナト、エポキシ、アミノまたはシリコンエステル基を含有し、Ａｒがフェニレン基であり、Ｒ_３が１以上のヒドロキシ、アルキルカルボキシ、イソシアナト、エポキシ、アミノまたはシリコンエステル基を含みうるトリアリールメチル基である、請求項１２に記載の要素。
該非拡散性酸スカベンジャーが下記化合物：

の１つである、請求項１に記載の要素。
該非拡散性酸スカベンジャーが下記化合物Ｉ、ＩＶまたはＶの１つである、請求項１５に記載の要素。