JP5294613B2 - チオホスフェート含有光導電体 - Google Patents

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Description

本発明は、積層型撮像部材、感光体、光導電体等に関する。
光導電性撮像部材(photoconductive imaging member)としては、支持基板上にホール遮断層、架橋された電荷発生層、及び電荷輸送層を有し、該電荷発生層が電荷発生成分、塩化ビニル、アリルグルシジルエーテル、ヒドロキシ基含有ポリマーを含有するものが知られている(特許文献1参照)。
また、ホール遮断層、電荷発生層、及び電荷輸送層を有する光導電性撮像部材であって、該ホール遮断層が金属酸化物とフェノール性化合物及びフェノール樹脂の混合物を含有し、該フェノール性化合物が2つ以上のフェノール基を有するものである該光導電性撮像部材も知られている(特許文献2参照)。
上記以外にも、積層構成を有しホール遮断層または電荷発生層の成分に特徴を有する光導電性撮像部材が知られている(例えば特許文献3〜13参照)。
米国特許第7,037,631号 米国特許第6,913,863号 米国特許第4,265,990号 米国特許第3,121,006号 米国特許第4,555,463号 米国特許第4,587,189号 米国特許第4,921,769号 米国特許第6,255,027号 米国特許第6,177,219号 米国特許第6,156,468号 米国特許第5,521,306号 米国特許第5,482,811号 米国特許第5,473,064号
本発明は、下記実施形態において開示される多くの利点を有する撮像部材を提供する。該利点としては例えば約3,000,000回を超える撮像サイクル等、活動寿命の長期化、優れた電子特性、安定した電気的特質、少ない画像ゴースト形成、低バックグランド及び/又は最小電荷欠乏点(CDS)、特定の溶媒の蒸気に曝された際の電荷輸送層クラッキング形成に対する耐性、優れた表面特性、優れた耐摩耗性、多くのトナー組成物との適合性、画像部材の傷形成特性の回避若しくはその最少化、既知PIDC(光誘導放電曲線)の生成によって示される場合、実質的に平坦であるか、若しくは電荷がない、多くの撮像サイクルにわたって一貫したVr(残留電位)を有すること等が挙げられる。また、約700〜約900ナノメートルの近赤外線に応答する、積層耐傷性光応答性撮像部材も提供する。
また本発明は、耐摩耗性層及び/又は耐傷性層を一層または複数層含む積層可とう性ベルト感光体であって、その部材の表面硬度が、適切なPOSS含有物質及び適切なチオホスフェートの添加により高められ、かつ低バックグランド及び/若しくは最小CDS、少ないゴースト形成及び、主として光導電体サイクリングにより生じ得るVrサイクルアップの防止を示す、積層可とう性ベルト感光体も提供する。
本発明は概して、積層型撮像部材、感光体、光導電体等に関する。より具体的には、本開示は、多層可とう性ベルト状撮像部材、又は基体等の任意の支持媒体と、チオホスフェートを任意に含有する電荷発生層と、例えば、第1電荷輸送層及び第2電荷輸送層等の複数の電荷輸送層を含む電荷輸送層と、任意の接着剤層と、任意のホール遮断層若しくは下塗り層と、任意のオーバーコート層とを含む装置(device)であって、電荷輸送層の少なくとも1つが、少なくとも1つの電荷輸送成分、ポリマー結着剤若しくは樹脂結着剤、多面体オリゴマーシルセスキオキサン(POSS)含有物質、チオホスフェート及び任意の酸化防止剤を含有する装置に関する。さらに、電荷輸送層及び電荷発生層の少なくとも1つがチオホスフェートを含有することができる。例えば、多面体オリゴマーシルセスキオキサン(POSS)含有物質及びチオホスフェートの混合物を少なくとも1つの電荷輸送層に含ませ、かつチオホスフェートを電荷発生層に含ませることができる。実施形態において、「少なくとも1つ」なる語は、例えば、1を指し、1〜約10を指し、2〜約7を指し、2〜約4を指し、または2以下を指す。さらに、POSS含有物質を電荷輸送層の少なくとも1つに付加することができる。例えば、電荷輸送層溶液中に溶解する代わりに、POSS含有物質を電荷輸送層にドーパントとして付加することができ、より具体的には、POSS含有物質を最上部電荷輸送層に付加することができる。
さらにより具体的には、支持基体、電荷発生層及び少なくとも1つの電荷輸送層を含む光導電体であって、POSS含有物質及びチオホスフェートの混合物が、第1パス電荷輸送層、第2パス電荷輸送層又は第1パス電荷輸送層(pass charge transport layer)及び第2パス電荷輸送層の両方に含まれ、主として耐傷性(scratch resistant)光導電体を可能とし、かつ許容し得る低Vr並びにVrサイクルアップの最小化若しくは防止を可能とし、かつ、任意に電荷発生層が、主としてVrサイクルアップの最小化若しくは防止を可能とするチオホスフェートを含有する光導電体が開示される。また、ある実施形態における光導電体は、チオホスフェート電荷発生層、少なくとも1つのチオホスフェート電荷輸送層並びに、POSS含有物質及びチオホスフェートの混合物を含む、少なくとも1つの電荷輸送層を含む。
本明細書で説明される光導電体装置を用いて画像を形成及び印刷する方法も本開示の範囲内に含まれる。これらの方法は、通常、撮像部材上に静電潜像を形成した後、例えば、熱可塑性樹脂、顔料等の着色剤、電荷添加物及び表面添加物(米国特許第4,560,635号、同第4,298,697号及び同第4,338,390号を参照)を含むトナー組成物を用いて画像を現像し、続いて、該画像を好適な基体に転写し、該画像を該基体上に恒久的に固定することを含む。装置を印刷モードで用いる環境においては、撮像方法は、露出をレーザー装置又は撮像バー(image bar)を用いて達成されることを除いて、同じ操作を含む。より具体的には、本明細書で開示される可とう性ベルトを、幾つかの版では毎分100枚を超えるコピーを生成するゼロックス・コーポレーション(Xerox Corporation)製iGEN3(登録商標)機器用に選択することができる。
本明細書及び実施形態に開示される光導電体は多くの利点を有する。例えば、上記光導電体は、優れた表面耐傷性、電荷発生顔料感度の増加、実質的に光衝撃(light shock)を伴なわずにゴースト形成が最少化されること、優れた耐摩耗性、寿命の長期化、撮像部材の表面層(1以上)での傷の除去若しくは最少化が挙げられる。ここでこれらの傷は、生成された最終印刷物上で該傷を視認できるというような望ましくない印刷の失敗等を生じる。加えて、ある実施形態において、本明細書に開示される撮像部材は、優れた、及び多くの場合においては低いVr(残留電位)を有し、かつ、適切な場合にVrサイクルアップを実質的に防止する。すなわち、本明細書に開示される撮像部材は、高感度、許容可能な低程度の画像ゴースト形成特性(low acceptable image ghosting characteristics)、低バックグランド及び/又は最小電荷欠乏点(charge deficient spots)(CDS)、及び所望のトナー清浄性を可能にする。
本開示の態様は、任意の支持基体、電荷発生層、並びに少なくとも1つの電荷輸送成分及び少なくとも1種類のチオホスフェートと、少なくとも1種類のPOSS含有物質との混合物を含む、少なくとも1つの電荷輸送層を含む撮像部材、又は、基体、チオホスフェート含有電荷発生層、並びに、少なくとも1つの電荷輸送成分及び少なくとも1種類のPOSS含有物質を含む、少なくとも1つの電荷輸送層を含む光導電体に関し、ここで、POSS含有物質が、例えば、多面体オリゴマーシルセスキオキサン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンアルコール、多面体オリゴマーシルセスキオキサンフェノール、多面体オリゴマーシルセスキオキサンアルコキシシラン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンアミン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンクロロシラン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンエポキシド、多面体オリゴマーシルセスキオキサンエステル、フルオロアルキル多面体オリゴマーシルセスキオキサン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンハライド、多面体オリゴマーシルセスキオキサンイソシアネート、多面体オリゴマーシルセスキオキサンメタクリレート、多面体オリゴマーシルセスキオキサンアクリレート、多面体オリゴマーシルセスキオキサンニトリル、ノルボルネニル多面体オリゴマーシルセスキオキサン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンオレフィン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンホスフィン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンシラン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンシラノール、多面体オリゴマーシルセスキオキサンチオール、及び多面体オリゴマーシルセスキオキサン含有ポリマーをからなる群から選択され、該多面体オリゴマーシルセスキオキサン(POSS)は(RSiOmnを含み、式中、nは約2〜約30、より具体的には、nは7、8、10及び12であり、mは約0.5〜約2.5、約1〜約2、約1.2〜約1.8、又は1.5であり、かつRは、例えば、アルキル、アルコキシ、アリール等の適切な炭化水素、及びそれらの置換誘導体、例えば、アルコール、フェノール、チオール、アルコキシシラン、アミン、クロロシラン、エポキシド、エステル、フルオロアルキル、ハライド、イソシアネート、メタクリレート、アクリレート、ニトリル、ノルボルネニル、オレフィン、ホスフィン、シラン、シラノール、スチレン等を含む誘導体、並びにそれらの混合物からなる群より独立に選択される。POSS含有物質の直径は多くの要素に依存して変更可能であり、例えば、約0.7〜約50ナノメートル、又は1〜約3ナノメートルである。基体、チオホスフェート含有電荷発生層、並びに、少なくとも1つの電荷輸送成分並びにチオホスフェート及びPOSS含有物質の混合物を含む、少なくとも1つの、例えば、1つ〜7つ、1つ〜4つ、1つ〜3つ、及び2つの電荷輸送層を順に含む光導電体であって、POSS含有物質が各電荷輸送層に存在することができ、チオホスフェートが電荷発生層に存在することができ、より具体的には、POSS含有物質が第2パス電荷輸送層に存在し、かつチオホスフェートが電荷発生層若しくは第1パス電荷輸送層に存在し、POSS含有物質が、例えば、多面体オリゴマーシルセスキオキサン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンアルコール、多面体オリゴマーシルセスキオキサンフェノール、多面体オリゴマーシルセスキオキサンアルコキシシラン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンアミン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンクロロシラン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンエポキシド、多面体オリゴマーシルセスキオキサンエステル、フルオロアルキル多面体オリゴマーシルセスキオキサン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンハライド、多面体オリゴマーシルセスキオキサンイソシアネート、多面体オリゴマーシルセスキオキサンメタクリレート、多面体オリゴマーシルセスキオキサンアクリレート、多面体オリゴマーシルセスキオキサンニトリル、ノルボルネニル多面体オリゴマーシルセスキオキサン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンオレフィン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンホスフィン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンシラン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンシラノール、多面体オリゴマーシルセスキオキサンチオール、多面体オリゴマーシルセスキオキサン含有ポリマー、並びにそれらの混合物をからなる群より選択され、POSS含有物質及びチオホスフェートが、各々、約0.01〜約30重量パーセント、約1〜約20重量パーセント、又は約5〜約10重量パーセントの量で電荷輸送層中に存在し、かつチオホスフェートが約0.1〜約40重量パーセント、若しくは約1〜約20重量パーセント、若しくは約5〜約15重量パーセントの量で電荷発生層中に存在し、チオホスフェートが下記一般式1又は一般式2:
Figure 0005294613
Figure 0005294613
で表され、式中、R1、R2、R3、R4、R5及びR6は、各々独立に、水素原子、適切な炭化水素、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルアリール基若しくはアリールアルキル基である。また、基体、電荷発生層及び少なくとも1つ、例えば、1つ〜約8つの電荷輸送層を含む複数の電荷輸送層を含む光導電体に関し、ここで、該電荷発生層が電荷発生顔料(1種類以上)及び少なくとも1種類の下記一般式1又は一般式2:
Figure 0005294613
Figure 0005294613
で表されるジアルキルジチオホスフェートを含み、式中、R1、R2、R3、R4、R5及びR6は、各々独立に、水素原子若しくは適切な炭化水素を表し、より具体的には、R1、R2、R3、R4、R5及びR6は、エステル基、エーテル基、アルコール基若しくはカルボキシ基を含有する、炭素数1〜約20のアルキル基、炭素数約6〜約26のシクロアルキル基、炭素数約7〜約50のアリール基、炭素数約7〜約50のアルキルアリール基若しくは炭素数約7〜約50のアリールアルキル基、炭素数約3〜約20のヒドロカルビル基、及び炭素数約2〜約18個の直鎖若しくは分岐鎖アルキル基である。アルキル基及びアルコキシ基の例には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、エチルヘキシル等、及びそれらの混合物、並びに対応するアルコキシドが含まれる。
金属ジアルキルジチオホスホネートの具体例には、モリブデンジ(2−エチルヘキシル)ジチオホスフェート、亜鉛ジエチルジチオホスフェート、アンチモンジアミルジチオホスフェート等が含まれる。利用可能な亜鉛ジアルキルジチオホスフェートの例には、オハイオ州クリーブランド(Cleveland、OH)のエルコ社(Elco Corporation)から入手可能なエルコ(ELCO)(商標)102、103、108、114及び121が含まれる。例えば、テキサス州サン・アントニオ(San Antonio、TX)のバレロ・エナジー社(Valero Energy Corporation)から入手可能なバルパー(ValPar)(商標)500のように、多くのチオホスフェートは特定量の石油蒸留物、及び鉱油を含み得る。市販入手可能なモリブデンジアルキルジチオホスフェートの例には、コネチカット州ノーウォーク(Norwalk、CT)のR.T.バンダービルト社(R.T.Vanderbilt Company,Inc.)から入手可能なモリバン(MOLYVAN)(商標)L(モリブデンジ(2−エチルヘキシル)ホスホロジチオエート)が含まれる。市販入手可能なアンチモンジアルキルジチオホスフェートの例には、コネチカット州ノーウォーク(Norwalk、CT)のR.T.バンダービルト社(R.T.Vanderbilt Company,Inc.)から入手可能なバンルーブ(VANLUBE)(商標)622及び648(アンチモンジアルキルホスホロジチオエート)が含まれる。
理論上はチオホスフェートと、例えば電荷発生顔料等の他の成分との間に相互作用が存在し得るものの、実施形態においては主として優れた光導電体電気性を可能にする、様々な有効量のチオホスフェートを各々の電荷輸送層成分及び/又は電荷発生層成分に、例えば、電荷輸送層(1以上)において約0.01〜約30重量パーセント、約0.1〜約10重量パーセント、若しくは約0.5〜約5重量パーセントの量、及び電荷発生層において約0.1〜約40重量パーセント、約1〜約20重量パーセント、約5〜約15重量パーセントの量で添加することができ;ここで、電荷発生層及び少なくとも1つの電荷輸送層が樹脂結着剤を含み、少なくとも1つの電荷輸送層の数が2つ〜約7つであり、電荷発生層が基体と少なくとも1つの電荷輸送層との間に配置され;支持基体、電荷発生層及び少なくとも2つの電荷輸送層を含み、それらの各々がチオホスフェート及びPOSS含有物質の混合物を含有するドラム又は可とう性撮像部材において、該POSS含有物質が多面体オリゴマーシルセスキオキサン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンアルコール、多面体オリゴマーシルセスキオキサンフェノール、多面体オリゴマーシルセスキオキサンアルコキシシラン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンアミン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンクロロシラン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンエポキシド、多面体オリゴマーシルセスキオキサンエステル、フルオロアルキル多面体オリゴマーシルセスキオキサン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンハライド、多面体オリゴマーシルセスキオキサンイソシアネート、多面体オリゴマーシルセスキオキサンメタクリレート、多面体オリゴマーシルセスキオキサンアクリレート、多面体オリゴマーシルセスキオキサンニトリル、ノルボルネニル多面体オリゴマーシルセスキオキサン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンオレフィン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンホスフィン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンシラン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンシラノール、多面体オリゴマーシルセスキオキサンチオール、及び多面体オリゴマーシルセスキオキサン含有ポリマーの少なくとも1つからなる群から選択される、ドラム又は可とう性撮像部材;POSS含有物質がPOSSオレフィン、又はビニルPOSS、例えば、ハイブリッド・プラスチクス社(Hybrid Plastics Inc.)から入手可能なOL1170(商標)であり、チオホスフェートがジアルキルジチオホスフェート又は亜鉛ジアルキルジチオホスフェート(ZDDP)、例えば、エルコ社(Elco Corporation)から入手可能なELCO(商標)103である、本明細書に開示される光導電体;基体、その上の電荷発生層、その上の少なくとも1つ〜約3つの電荷輸送層、ホール遮断層、及び接着剤層を含む光導電性部材であって、実施形態においては、該接着剤層が電荷発生層とホール遮断層との間に配置され、該電荷輸送層及び該電荷発生層の少なくとも1つがジアルキルジチオホスフェートを含有し、該電荷輸送層はPOSS含有物質及び酸化防止剤等の既知添加物を含有する、光導電性部材。
実施形態において以下が開示される。支持基体、その上の電荷発生層、電荷輸送層及びオーバーコート電荷輸送層を含む光導電性撮像部材;約0.1〜約10ミクロンの厚みの電荷発生層、及び各々約5〜約100ミクロンの厚みの、少なくとも1つの輸送層を有する光導電性部材;荷電成分、現像成分、転写成分及び固定成分を含有する乾式静電(xerographic)撮像装置であって、支持基体、並びにその上に電荷発生顔料を含む層及び電荷輸送層(1以上)、並びにその上にオーバーコート電荷輸送層を含む光導電性撮像部材を有し、該輸送層の厚みが約10〜約75ミクロンである、乾式静電撮像装置;POSS含有物質若しくはそれらの混合物が、約0.1〜約40重量パーセント若しくは約6〜約20重量パーセントの量で存在する部材;電荷発生層が約10〜約95重量パーセントの量で存在する電荷発生顔料を含有する部材;電荷発生層の厚みが約0.2〜約4ミクロンである部材;電荷発生層が不活性ポリマー結着剤を含有する部材;結着剤が約20〜約90重量パーセントの量で存在し、かつ全ての層成分の合計が約100パーセントである部材;電荷発生成分が、約370〜約950ナノメートルの波長の光を吸収する、ヒドロキシガリウムフタロシアニン若しくはチタニルフタロシアニンである部材;支持基体が導電性基体を含み、該導電性基体が金属を含む撮像部材;導電性基体がアルミニウム、アルミ化ポリエチレンテレフタレート若しくはチタン化ポリエチレンテレフタレートである撮像部材;電荷発生樹脂性結着剤が既知の適切なポリマー、例えば、ポリエステル、ポリビニルブチラール、ポリカーボネート、ポリスチレン−b−ポリビニルピリジン及びポリビニルホルマルからなる群より選択される撮像部材;電荷発生顔料が金属非含有フタロシアニンである撮像部材;電荷輸送層の各々、特には、第1層及び第2層が、下記一般式3:
Figure 0005294613
で表される化合物を含み、式中、Xはアルキル基、アルコキシ基及びハロゲン、例えば、メチル及び塩化物の少なくとも1つからなる群より選択され、かつ、ある実施形態においては、4つの末端環の各々にX置換基が存在しており合計で4つのX置換基が含まれていてもよい、撮像部材;アルキル基及びアルコキシ基が約1〜約15個の炭素原子を含有する撮像部材;アルキル基が約1〜約5個の炭素原子を含有する撮像部材;アルキル基がメチルである撮像部材;電荷輸送層の各々若しくは電荷輸送層の少なくとも1つ、特には、第1電荷輸送層及び第2電荷輸送層が、下記一般式4:
Figure 0005294613
で表される化合物を含み、式中、X、Y及びZはアルキル基、アルコキシ基、アリール基及びハロゲンの少なくとも1つからなる群より独立に選択され、かつ、実施形態においては、Zが存在することができ、Yが存在することができるか、Y及びZの両方が存在する撮像部材;又は電荷輸送成分が下記一般式5:
Figure 0005294613
で表される化合物であり、式中、X及びYは独立にアルキル基、アルコキシ基、アリール基、ハロゲン又はそれらの混合物である撮像部材;例えば、アルキル基及びアルコキシ基が約1〜約15個の炭素原子を含有し、アルキル基が約1〜約5個の炭素原子を含有し、樹脂性結着剤がポリカーボネート、ポリアリーレート及びポリスチレンからなる群より選択される撮像部材;電荷発生層に存在する電荷発生顔料が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若しくはV型ヒドロキシガリウムフタロシアニンを含み、輸送層が基体と電荷発生層との間に配置され、かつ電荷輸送層の数が2である撮像部材;電荷発生層の厚みが約0.5〜約25ミクロンである部材;電荷発生成分量が約0.05重量パーセント〜約20重量パーセントであり、かつ電荷発生顔料がポリマー結着剤に対して約10重量パーセント〜約80重量パーセントの量で分散されて含まれている部材;電荷発生層の厚みが約0.1〜約11ミクロンである部材;電荷発生層成分及び電荷輸送層成分がポリマー結着剤中に含有される部材;結着剤が約50〜約90重量パーセントの量で存在し、かつ層成分の合計が約100パーセントである部材;電荷発生樹脂性結着剤がポリエステル、ポリビニルブチラール、ポリカーボネート、ポリスチレン−b−ポリビニルピリジン及びポリビニルホルマルの少なくとも1つからなる群より選択される光導電体;電荷発生成分がV型ヒドロキシガリウムフタロシアニン、チタニルフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン若しくはそれらの混合物であり、電荷輸送層が既知のホール輸送成分を含有し、かつホール輸送樹脂性結着剤がポリカーボネート及びポリスチレンからなる群より選択される撮像部材;電荷発生層が金属非含有フタロシアニンを含む撮像部材;電荷発生層がアルコキシガリウムフタロシアニンを含有する撮像部材;基体上の塗布膜として含まれる遮断層、及び該遮断層上に塗布された接着剤層を有する光導電性撮像部材;接着剤層及びホール遮断層をさらに含有する撮像部材。
本明細書全体を通してPOSSは多面体オリゴマーシルセスキオキサンを指すが、POSS分子の例には、ドデカフェニル−POSS(C726018Si12)、オクタシクロヘキシル−POSS(C488812Si8)、オクタフェニル−POSS(C484012Si8)、ドデカトリフルオロプロピル−POSS(C36483618Si12)、フェネチルイソブチル−POSS(C367212Si8)等が含まれ、全てはカリフォルニア州ファウンテン・バレー(Fountain Valley,CA)のハイブリッド・プラスチクス(Hybrid Plastics)から市販入手可能であるものと考えられる。
本明細書全体を通してPOSSは多面体オリゴマーシルセスキオキサンを指すが、POSSシラノールの例には、イソブチル−POSSシクロヘキセニルジメチルシリルジシラノール若しくはイソブチル−多面体オリゴマーシルセスキオキサンシクロヘキセニルジメチルシリルジシラノール(C388412Si8)、シクロペンチル−POSSジメチルフェニルジシラノール(C437612Si8)、シクロヘキシル−POSSジメチルビニルジシラノール(C468812Si8)、シクロペンチル−POSSジメチルビニルジシラノール(C397412Si8)、イソブチル−POSSジメチルビニルジシラノール(C327412Si8)、シクロペンチル−POSSジシラノール(C407413Si8)、イソブチル−POSSジシラノール(C327413Si8)、イソブチル−POSSエポキシシクロヘキシルジシラノール(C388413Si8)、シクロペンチル−POSSフルオロ(3)ジシラノール(C4075312Si8)、シクロペンチル−POSSフルオロ(13)ジシラノール(C45751312Si8)、イソブチル−POSSフルオロ(13)ジシラノール(C38751312Si8)、シクロヘキシル−POSSメタクリルジシラノール(C519614Si8)、シクロペンチル−POSSメタクリルジシラノール(C448214Si8)、イソブチル−POSSメタクリルジシラノール(C378214Si8)、シクロヘキシル−POSSモノシラノール(C427813Si8)、シクロペンチル−POSSモノシラノール(シュワビノール(Schwabinol)、C356413Si8)、イソブチル−POSSモノシラノール(C286413Si8)、シクロヘキシル−POSSノルボルネニルエチルジシラノール(C539812Si8)、シクロペンチル−POSSノルボルネニルエチルジシラノール(C468412Si8)、イソブチル−POSSノルボルネニルエチルジシラノール(C398412Si8)、シクロヘキシル−POSS TMSジシラノール(C458812Si8)、イソブチル−POSS TMSジシラノール(C317412Si8)、シクロヘキシル−POSSトリシラノール(C428012Si7)、シクロペンチル−POSSトリシラノール(C356612Si7)、イソブチル−POSSトリシラノール(C286612Si7)、イソオクチル−POSSトリシラノール(C5612212Si7)、フェニル−POSSトリシラノール(C423812Si7)等が含まれ、全てはカリフォルニア州ファウンテン・バレー(Fountain Valley,CA)のハイブリッド・プラスチクス(Hybrid Plastics)から市販入手可能であるものと考えられる。POSSオレフィンの例には、アリルシクロヘキシル−POSS(C458212Si8)、シクロヘキセニルエチルシクロペンチル−POSS(C437612Si8)、モノビニルシクロヘキシル−POSS(C448012Si8)、オクタビニル−POSS(C162412Si8)、オクタビニルジメチルシリル−POSS(C327220Si16)等が含まれ、全てはカリフォルニア州ファウンテン・バレー(Fountain Valley,CA)のハイブリッド・プラスチクス(Hybrid Plastics)から市販入手可能であるものと考えられる。POSSは多面体オリゴマーシルセスキオキサンを指すが、POSSアルコール、POSSチオール及びPOSSフェノールの例には、トランス−シクロヘキサンジオールイソブチル−POSS(C367814Si8)、オクタヒドロキシプロピルジメチルシリル−POSS(C4010428Si16)、メルカプトプロピルイソオクチル−POSS(C5912612SSi8)等が含まれ、全てはカリフォルニア州ファウンテン・バレー(Fountain Valley,CA)のハイブリッド・プラスチクス(Hybrid Plastics)から市販入手可能であるものと考えられる。POSSは多面体オリゴマーシルセスキオキサンを指すが、POSSアルコキシシラン、POSSクロロシラン及びPOSSシランの例には、ジエトキシメチルシリルエチルシクロヘキシル−POSS(C499414Si9)、トリエトキシシリルエチルシクロヘキシル−POSS(C509615Si9)、モノクロロシクロヘキシル−POSS(C4277ClO12Si8)、クロロジメチルシリルエチルシクロヘキシル−POSS(C4687ClO12Si9)、トリクロロシリルエチルシクロヘキシル−POSS(C4481Cl312Si9)、オクタ(クロロシリルエチル)−POSS(C3280Cl812Si16)、オクタシラン−POSS(C165620Si16)、トリス(ジメチルシラン)シクロヘキシル−POSS(C489812Si10)等が含まれ、全てはカリフォルニア州ファウンテン・バレー(Fountain Valley,CA)のハイブリッド・プラスチクス(Hybrid Plastics)から市販入手可能であるものと考えられる。POSSは多面体オリゴマーシルセスキオキサンを指すが、POSSアミンの例には、アミノプロピルシクロヘキシル−POSS(C4585NO12Si8)、アミノエチルアミノプロピルシクロヘキシル−POSS(C4790212Si8)、オクタアンモニウム−POSS(C2472Cl8812Si8)等が含まれ、全てはカリフォルニア州ファウンテン・バレー(Fountain Valley,CA)のハイブリッド・プラスチクス(Hybrid Plastics)から市販入手可能である。POSSは多面体オリゴマーシルセスキオキサンを指すが、POSSエポキシドの例には、エポキシシクロヘキシルシクロヘキシル−POSS(C509013Si8)、グリシジルシクロヘキシル−POSS(C488814Si8)、オクタグリシジルジメチルシリル−POSS(C5612036Si16)、トリスグリシジルエチル−POSS(C5911418Si10)等が含まれ、全てはカリフォルニア州ファウンテン・バレー(Fountain Valley,CA)のハイブリッド・プラスチクス(Hybrid Plastics)から市販入手可能であるものと考えられる。明細書全体を通してPOSSは多面体オリゴマーシルセスキオキサンを指すが、POSSエステルの例には、エチルウンデカノエートイソブチル−POSS(C418814Si8)、メチルプロピオネートイソブチル−POSS(C327014Si8)等が含まれ、全てはカリフォルニア州ファウンテン・バレー(Fountain Valley,CA)のハイブリッド・プラスチクス(Hybrid Plastics)から市販入手可能であるものと考えられる。POSSは多面体オリゴマーシルセスキオキサンを指すが、フルオロアルキルPOSSの例には、フルオロ(3)ジシラノールシクロペンチル−POSS(C4075312Si8)、フルオロ(13)ジシラノールイソブチル−POSS(C38751312Si8)、ドデカトリフルオロプロピル−POSS(C36483618Si12)、トリフルオロシクロヘキシル−POSS(C427739Si7)、トリフルオロプロピルイソブチル−POSS(C3167312Si8)等が含まれ、全てはカリフォルニア州ファウンテン・バレー(Fountain Valley,CA)のハイブリッド・プラスチクス(Hybrid Plastics)から市販入手可能である。POSSは多面体オリゴマーシルセスキオキサンを指すが、POSSハライドの例には、クロロベンジルシクロヘキシル−POSS(C4983ClO12Si8)、クロロベンジルエチルシクロペンチル−POSS(C4473ClO12Si8)、クロロプロピルイソブチル−POSS(C3169ClO12Si8)等が含まれ、全てはカリフォルニア州ファウンテン・バレー(Fountain Valley,CA)のハイブリッド・プラスチクス(Hybrid Plastics)から市販入手可能である。POSSは多面体オリゴマーシルセスキオキサンを指すが、POSSイソシアネートの例には、イソシアナトプロピルジメチルシリルシクロヘキシル−POSS(C4889NO14Si9)等が含まれ、全てはカリフォルニア州ファウンテン・バレー(Fountain Valley,CA)のハイブリッド・プラスチクス(Hybrid Plastics)から市販入手可能であるものと考えられる。
POSSメタクリレート及びPOSSアクリレート例には、アクリロシクロヘキシル−POSS(C488614Si8)、メタクリルシクロペンチル−POSS(C427414Si8)、トリスメタクリルシクロヘキシル−POSS(C6912818Si10)等が含まれ、全てはカリフォルニア州ファウンテン・バレー(Fountain Valley,CA)のハイブリッド・プラスチクス(Hybrid Plastics)から市販入手可能であるものと考えられる。POSSニトリルの例には、シアノエチルシクロヘキシル−POSS(C4581NO12Si8)、シアノプロピルシクロペンチル−POSS(C3969NO12Si8)等が含まれ、全てはカリフォルニア州ファウンテン・バレー(Fountain Valley,CA)のハイブリッド・プラスチクス(Hybrid Plastics)から市販入手可能であるものと考えられる。POSSは多面体オリゴマーシルセスキオキサンを指すが、ノルボルネニルPOSSの例には、ノルボルネニルエチルシクロヘキシル−POSS(C519012Si8)、トリスノルボルネニルシクロペンチル−POSS(C6812012Si10)等が含まれ、全てはカリフォルニア州ファウンテン・バレー(Fountain Valley,CA)のハイブリッド・プラスチクス(Hybrid Plastics)から市販入手可能であるものと考えられる。本明細書全体を通してPOSSは多面体オリゴマーシルセスキオキサンを指すが、POSSホスフィンの例には、ジフェニルホスフィノエチルシクロペンチル−POSS(C497712PSi8)、ジフェニルホスフィノプロピルシクロペンチル−POSS(C507912PSi8)等が含まれ、全てはカリフォルニア州ファウンテン・バレー(Fountain Valley,CA)のハイブリッド・プラスチクス(Hybrid Plastics)から市販入手可能であるものと考えられる。本明細書全体を通してPOSSは多面体オリゴマーシルセスキオキサンを指すが、POSS含有ポリマーの例には、ポリ(ジメチル−co−メチルヒドリド−co−メチルプロピル−POSS)シロキサン、ポリ(ジメチル−co−メチルビニル−co−メチルエチルシロキシ−POSS)シロキサン、ポリ(エチルシルセスキオキサン)、ポリ(メチルシルセスキオキサン)、ポリ(フェニルシルセスキオキサン)、ポリ(プロピルメタクリル−POSS−co−メチルメタクリレート)、ポリ(プロピルメタクリル−POSS−co−スチレン)、ポリ(スチリル−POSS−co−スチレン)、ポリ(ビニルシルセスキオキサン)等が含まれ、全てはカリフォルニア州ファウンテン・バレー(Fountain Valley,CA)のハイブリッド・プラスチクス(Hybrid Plastics)から市販入手可能であるものと考えられる。
理論によって限定することを望むものではないが、POSS含有物質はシリコーン類よりも熱的及び化学的に頑強であり、そのナノ構造の形状及びサイズはポリマー鎖の運動を分子レベルで制御することよって独自の特性をもたらすものと考えられる。また、POSS含有物質は炭化水素鎖によって囲まれる頑強なSi−Oコアを有し、それにより、その無機コアが下記有機マトリックス(RSiO1.5n構造(式中、Rは、例えば約2〜約30個の炭素原子を有する炭化水素鎖であり、nは、例えば、8、10若しくは12である)と適合することを可能にしている。
Figure 0005294613
R基は1つの分子内で同じであっても異なっていてもよく、例えば、ビニル、シクロペンチル、イソブチル、シクロヘキシル、イソオクチル、エチル、フェニル、トリフルオロプロピル、フェネチル、それらの混合物等の少なくとも1つからなる群より選択することができる。R基は、例えば、POSSを標準ポリマー中に配合し、それにより実質的に完全な分子レベルの分散を備えるナノ複合体を得ることを可能にする。分子レベルで分散されたPOSS独特の能力は、そのポリマーセグメント及びコイルを補強する。実施形態においては、ポリマー中のPOSSの量レベルが約50重量パーセントまでは、その物質の物理特性(粘度、光学的透明性、機械特性)に悪影響を及ぼすことなく、若しくは処理条件において大幅な変更を強制することなく達成可能である。POSS物質は有機マトリックス中で補強剤として機能し、様々な特性(Tg、硬度、モジュラス)の強化を可能にする。
POSSオレフィン、例えば、ビニルPOSSの例としては以下のものが挙げられる。
Figure 0005294613
POSS含有物質の適切な量は様々であり、例えば、固形分全体の約0.01〜約50重量パーセント、約1〜約30重量パーセント若しくは約5〜約20重量パーセントを選択することができる。POSS含有物質は電荷輸送層溶液中に溶解することができ、又は、その代わりに、POSS含有物質を形成された電荷輸送層溶液に単に添加して分散させることもできる。
基体層の厚みは経済的考慮、電気的特質等を含む多くの要素に依存し、したがって、この層の実質的な厚みは、例えば、3,000ミクロンを上回る、例えば、約1,000〜約3,500ミクロン、約1,000〜約2,000ミクロン、約300〜約700ミクロンであり、その最小厚みは約100〜約500ミクロンであり得る。実施形態において、この層の厚みは約75ミクロン〜約300ミクロン、若しくは約100ミクロン〜約150ミクロンである。
基体は不透明であっても実質的に透明であってもよく、あらゆる適切な物質を含むことができる。したがって、基体は、非導電性若しくは導電性の物質、例えば、無機若しくは有機組成物の層を含み得る。非導電性物質としては、この目的に関して既知の様々樹脂を用いることができ、その例としては、薄いウェブとして可とう性である、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタン等が含まれる。導電性の基体は、例えばアルミニウム、ニッケル、鋼、銅等のあらゆる適切な金属、若しくは例えば、炭素、金属粉等の導電性物質が充填された上記ポリマー性物質、若しくは有機導電性物質であり得る。電気絶縁性基体若しくは導電性基体は、無端状可とう性ベルト、ウェブ、硬質シリンダ、シート等の形態であり得る。基体層の厚みは、所望の強度及び経済的考慮を含む、多くの要素に依存する。ドラムについては、この層の実質的な厚みは、例えば数センチメートルまでであり得、その最小厚みは1ミリメートル未満であり得る。同様に、可とう性ベルトの実質的な厚みは、最終的な電子写真装置に対する悪影響がないのであれば、例えば約250マイクロメートル未満であり得、その最小厚みは約50マイクロメートル未満であり得る。基体層が導電性ではない実施形態においては、該基体層の表面を導電性塗膜によって導電性にしてもよい。導電性塗膜の厚みは、光学的透明性、所望の可とう性及び経済的要素に依存して、実質的に広範囲にわたって変化し得る。
基体の具体例は本明細書で説明される通りのもの、より具体的には、本開示の撮像部材について選択される層であり、基体は不透明であっても実質的に透明であってもよく、無機若しくは有機ポリマー性材料(例えば、市販入手可能なポリマーであるマイラー(MYLAR)(登録商標)、マイラー(登録商標)含有チタンを含む絶縁性物質の層、半導体表面層(例えば、酸化インジウムスズ若しくはアルミニウム)をその上に有する有機若しくは無機物質の層、又はアルミニウム、クロム、ニッケル、真鍮等を含む導電性物質が含まれる。基体は可とう性であっても、シームレスであっても、硬質であってもよく、多くの異なる形状、例えば、プレート、円筒状ドラム、スクロール(scroll)、無端状可とう性ベルト等、を有することができる。実施形態においては、基体はシームレス可とう性ベルトの形態を有する。幾つかの場合、特に基体が可とう性有機ポリマー物質である場合は、基体の裏面にカール防止層、例えば、マクロロン(MAKROLON)(登録商標)として市販入手可能なポリカーボネート材料を塗布することが望ましい。
実施形態における電荷発生層は、多くの既知の電荷発生顔料、例えば、約50重量パーセントのV型ヒドロキシガリウムフタロシアニン、チタニルフタロシアニン若しくはクロロガリウムフタロシアニン、及び約50重量パーセントの樹脂結着剤、例えば、ポリ(塩化ビニル−co−酢酸ビニル)コポリマー、例えば、VMCH(ダウ・ケミカル(Dow Chemical)から入手可能)若しくはポリカーボネートを含む。一般には、電荷発生層は既知の電荷発生顔料、例えば、金属フタロシアニン、金属非含有フタロシアニン、アルキルヒドロキシル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、クロロガリウムフタロシアニン、ペリレン、特には、ビス(ベンゾイミダゾ)ペリレン、チタニルフタロシアニン等、より具体的には、バナジルフタロシアニン、V型ヒドロキシガリウムフタロシアニン、並びに無機成分、例えば、セレン、セレン合金及び三方晶セレンを含有することができる。電荷発生顔料は、電荷輸送層について選択される樹脂結着剤に類似する樹脂結着剤中に分散させることができるが、樹脂結着剤が存在しなくてもよい。一般には、電荷発生層の厚みは、他の層の厚み及び該電荷発生層に含有される電荷発生物質の量を含む、多くの要素に依存する。したがって、該電荷発生層の厚みは、例えば電荷発生組成物が約30〜約75体積パーセントの量で存在するとき、例えば、約0.05ミクロン〜約10ミクロン、より具体的には、約0.25ミクロン〜約2ミクロンであり得る。実施形態における電荷発生層の最大厚みは、主として、感光性、電気的特性及び機械的考慮のような要素に依存する。電荷発生層結着樹脂は様々な適切な量、例えば、約1〜約50重量パーセント、より具体的には、約1〜約10重量パーセントで存在し、該樹脂は多くの既知ポリマー、例えば、ポリ(ビニルブチラール)、ポリ(ビニルカルバゾール)、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリーレート、ポリ(塩化ビニル)、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、塩化ビニルと酢酸ビニルとのコポリマー、フェノール樹脂、ポリウレタン、ポリ(ビニルアルコール)、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、他の既知の適切な結着剤等から選択することができる。装置の既に塗布された層を実質的に妨害したり悪影響を及ぼすことのないコーティング溶媒を選択することが望ましい。電荷発生層のコーティング溶媒の例としては、ケトン、アルコール、芳香族炭化水素、ハロゲン化脂肪族炭化水素、シラノール、アミン、アミド、エステル等が挙げられる。溶媒の具体例としては、シクロヘキサノン、アセトン、メチルエチルケトン、メタノール、エタノール、ブタノール、アミルアルコール、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、トリクロロエチレン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチルエーテル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸メトキシエチル等が挙げられる。
電荷発生層は、真空蒸発若しくは蒸着によって作製される、セレン、及びセレンとヒ素、テルル、ゲルマニウム等との合金の非晶質セレン膜、水添化非晶質ケイ素、並びにケイ素とゲルマニウム、炭素、酸素、窒素等との化合物を含み得る。また電荷発生層は、膜形成ポリマー結着剤に分散させ、溶媒コーティング技術によって作製される、結晶性セレン及びその合金の無機顔料、第II族〜第VI族化合物、並びに有機顔料、例えば、キナクリドン、多環式顔料、例えば、ジブロモアンタントロン顔料、ペリレン及びペリノンジアミン、多核芳香族キノン、ビス−アゾ、トリス−アゾ及びテトラキス−アゾを含むアゾ顔料等も含み得る。
実施形態において、電荷発生層のマトリックスとして選択することができるポリマー結着剤材料の例としては、米国特許第3,121,006号に記載されている材料、及び既知のポリマー、例えば、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂、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、ポリスチレンが挙げられる。
電荷発生組成物若しくは顔料は樹脂結着剤組成物中に様々な量で存在する。しかしながら、一般には、約5重量パーセント〜約90重量パーセントの電荷発生顔料が、約10重量パーセント〜約95重量パーセントの樹脂結着剤に分散されるか、約20重量パーセント〜約50重量パーセントの電荷発生顔料が、約80重量パーセント〜約50重量パーセントの樹脂結着剤組成物に分散される。一実施形態においては、約50重量パーセントの電荷発生顔料が約50重量パーセントの樹脂結着剤組成物に分散される。
実施形態において、適切な既知の接着剤層を光導電体に含ませることができる。典型的な接着剤層材料の例には、例えば、ポリエステル、ポリウレタン等が含まれる。接着剤層の厚みは変化させることができ、一実施形態においては、例えば、約0.05マイクロメートル(500オングストローム)〜約0.3マイクロメートル(3,000オングストローム)である。接着剤層は、ホール遮断層上に、噴霧、ディップコーティング、ロールコーティング、巻線ロッド(wire wound rod)コーティング、グラビアコーティング、バード(Bird)アプリケータ・コーティング等によって堆積させることができる。堆積させた塗膜の乾燥は、例えば、オーブン乾燥、赤外線乾燥、風乾等によって達成し得る。
通常、ホール遮断層及び電荷発生層と接触するか、若しくはホール遮断層と電荷発生層との間に配置される、任意の接着剤層として、コポリエステル、ポリアミド、ポリ(ビニルブチラール)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリウレタン及びポリアクリロニトリルを含む様々な既知物質を選択することができる。該任意の接着剤層の厚みは、例えば、約0.001ミクロン〜約1ミクロン若しくは約0.1ミクロン〜約0.5ミクロンである。任意に、この層は有効適切量、例えば、約1〜約10重量パーセントの導電性及び非導電性粒子、例えば、酸化亜鉛、二酸化チタン、窒化ケイ素、カーボンブラック等を含有し、例えば本開示の実施形態においてさらなる所望の電気的及び光学的特性をもたらし得る。
本開示の撮像部材に用いられる任意のホール遮断層若しくは下塗り層は、既知のホール遮断成分、例えば、アミノシラン、ドープ金属酸化物、TiSi、金属酸化物(例えば、チタン、クロム、亜鉛、スズ等の金属酸化物)、フェノール化合物とフェノール樹脂との混合物若しくは2種類のフェノール樹脂の混合物、及び、任意に、SiO2等のドーパントを含む多くの成分を含有することができる。フェノール化合物は通常少なくとも2つのフェノール基を含有し、該フェノール化合物の例としては、ビスフェノールA(4,4’−イソプロピリデンジフェノール)、ビスフェノールE(4,4’−エチリデンビスフェノール)、ビスフェノールF(ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン)、ビスフェノールM(4,4’−(1,3−フェニレンジイソプロピリデン)ビスフェノール)、ビスフェノールP(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)、ビスフェノールS(4,4’−スルホニルジフェノール)及びビスフェノールZ(4,4’−シクロヘキシリデンビスフェノール)、ヘキサフルオロビスフェノールA(4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフェノール)、レゾルシノール、ヒドロキシキノン、カテキン等が挙げられる。
ホール遮断層は、例えば、約20重量パーセント〜約80重量パーセント、より具体的には、約55重量パーセント〜約65重量パーセントの適切な化合物、例えば、金属酸化物(例えば、TiO2)、約20重量パーセント〜約70重量パーセント、より具体的は、約25重量パーセント〜約50重量パーセントのフェノール樹脂、約2重量パーセント〜約20重量パーセント、より具体的には、約5重量パーセント〜約15重量パーセントの、例えば少なくとも2つのフェノール基を含有する、フェノール化合物(例えば、ビスフェノールS)、及び約2重量パーセント〜約15重量パーセント、より具体的には、約4重量パーセント〜約10重量パーセントの合板抑制ドーパント(plywood suppression dopant)、例えば、SiO2を含み得る。ホール遮断層コーティング分散液は、例えば、以下のように調製することができる。まず、金属酸化物/フェノール樹脂分散液を、分散液中の金属酸化物の平均粒子サイズが約10ナノメートル未満、例えば、約5〜約9ナノメートルになるまでボールミル処理若しくはダイノミル処理することによって調製する。上記分散液にフェノール化合物及びドーパントを添加した後、混合する。ホール遮断層コーティング分散液はディップコーティング若しくはウェブコーティングによって塗布することができ、その層は塗布後に熱により硬化させることができる。得られるホール遮断層の厚みは、例えば、約0.01ミクロン〜約30ミクロン、より具体的には、約0.1ミクロン〜約8ミクロンである。フェノール樹脂の例には、フェノール、p−tert−ブチルフェノール、クレゾールとのホルムアルデヒドポリマー、例えば、バーカム(VARCUM)(登録商標)29159及び29101(オキシケム社(OxyChem Company)から入手可能)並びにデュライト(DURITE)(登録商標)97(ボーデン・ケミカル(Borden Chemical)から入手可能);アンモニア、クレゾール及びフェノールとのホルムアルデヒドポリマー、例えば、バーカム(VARCUM)(登録商標)29112(オキシケム社(OxyChem Company)から入手可能);4,4’−(1−メチルエチリデン)ビスフェノールとのホルムアルデヒドポリマー、例えば、バーカム(VARCUM)(登録商標)29108及び29116(オキシケム社(OxyChem Company)から入手可能);クレゾール及びフェノールとのホルムアルデヒドポリマー、例えば、バーカム(VARCUM)(登録商標)29457(オキシケム社(OxyChem Company)から入手可能)、デュライト(DURITE)(登録商標)SD−423A、SD−422A(ボーデン・ケミカル(Borden Chemical)から入手可能);若しくはフェノール及びp−tert−ブチルフェノールとのホルムアルデヒドポリマー、例えば、デュライト(DURITE)(登録商標)ESD556C(ボーデン・ケミカル(Borden Chemical)から入手可能)が含まれる。
電荷輸送層成分及び電荷輸送層分子には、本明細書で説明される多くの既知材料、例えば、アリールアミンが含まれ、その層の厚みは、一般には、約5ミクロン〜約75ミクロン、より具体的には、約10ミクロン〜約40ミクロンである。
電荷輸送層用に選択される結着剤材料の例としては、米国特許第3,121,006号に記載される成分、及び他の既知の適切な結着剤、例えばポリカーボネート、ポリアリーレート、アクリレートポリマー、ビニルポリマー、セルロースポリマー、ポリエステル、ポリシロキサン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ(シクロオレフィン)、エポキシ及びそれらのランダムコポリマー若しくは交互コポリマー等、より具体的には、ポリカーボネート、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(別名、ビスフェノール−A−ポリカーボネート)、ポリ(4,4’−シクロヘキシリデンジフェニレン)カーボネート(別名、ビスフェノール−Z−ポリカーボネート)、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(別名、ビスフェノール−C−ポリカーボネート)等が挙げられる。
電荷輸送層(1以上)、より具体的には、電荷発生層と接触する第1電荷輸送層、及びその上の最上若しくは第2電荷輸送オーバーコート層は、膜を形成する電気的に不活性のポリマー、例えば、ポリカーボネートに溶解若しくは分子的に分散する電荷輸送性小分子を含むことができる。実施形態において、「溶解する」なる語は、例えば、その小分子及びシラノールがポリマー中に溶解して均一の相を形成する溶液の形成を指し、「実施形態において分子的に分散する」なる表現は、例えば、ポリマー中に分散されている電荷輸送性分子に関し、小分子がそのポリマー中に分子スケールで分散されることを指す。様々な電荷輸送性の若しくは電気的に活性の小分子を、電荷輸送層(1以上)用に選択し得る。実施形態において、電荷輸送は、例えば、電荷発生層において生成された自由電荷を輸送層を横断して輸送することを可能にするモノマーとしての電荷輸送性分子を指す。
実施形態における電荷輸送層の各々の厚みは約5〜約75ミクロンであるが、この範囲外の厚みを実施形態において選択してもよい。電荷輸送層は、ホール輸送層上に配置された静電荷が、光照射していない状態で、静電潜像の形成及び保持を妨げるのに十分な速度で伝導されない程度の絶縁体でなければならない。一般には、電荷輸送層の電荷発生層に対する厚みの比(電荷輸送層の厚み:電荷発生層の厚み)は約2:1〜200:1、幾つかの場合には、400:1であり得る。電荷輸送層は、可視光若しくは用いようとする領域の放射線に対して実質的に非吸収性であるが、電気的には「活性」であり、そこでは光導電層若しくは電荷発生層からの電荷発生ホールの注入が可能であり、かつこれらのホールが該電荷輸送層を通して輸送されて、活性層の表面上の表面電荷を選択的に放電させることが可能である。
電荷輸送オーバーコート連続層の厚みは、用いられる系における荷電(バイアス荷電ロール(bias charging roll))、洗浄(ブレード若しくはウェブ)、現像(ブラシ)、転写(バイアス転写ロール(bias transfer roll))等の摩損性に依存して選択され、最大約10マイクロメートルであり得る。実施形態において、各層の厚みは約1マイクロメートル〜約5マイクロメートルである。オーバーコート層コーティング混合物の混合及び光導電体への塗布には様々な適切かつ通常の方法を用いることができる。典型的な塗布技術の例には、噴霧、ディップコーティング、ロールコーティング、巻線ロッドコーティング等が含まれる。堆積された塗膜の乾燥はあらゆる適切な通常の技術、例えば、オーブン乾燥、赤外線乾燥、風乾等によって達成し得る。本開示における乾燥させたオーバーコート層は撮像中にホールを輸送しなければならず、かつ高すぎる自由キャリア濃度を有していてはならない。
オーバーコートは電荷輸送層と同じ成分を含むことができ、電荷輸送性小分子と適切な電気的に不活性な樹脂結着剤との重量比(電荷輸送性小分子/樹脂結着剤)は、例えば、約0/100〜約60/40、若しくは約20/80〜約40/60である。
電荷輸送層若しくは少なくとも1つの電荷輸送層に任意に組み込んで、例えば、横電荷移動(lateral charge migration)(LCM)抵抗の改善を可能にする成分若しくは材料の例には、ヒンダードフェノール酸化防止剤、例えば、テトラキスメチレン(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナメート)メタン(イルガノックス(IRGANOX)(登録商標)1010、チバ・スペシャルティ・ケミカル(Ciba Specialty Chemical)から入手可能)、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)及び他のヒンダードフェノール酸化防止剤(サミライザ(SUMILIZER)(商標)BHT−R、MDP−S、BBM−S、WX−R、NW、BP−76、BP−101、GA−80、GM及びGS(スミトモ・ケミカル社(Sumitomo Chemical Company,Ltd.)から入手可能)、イルガノックス(IRGANOX)(登録商標)1035、1076、1098、1135、1141、1222、1330、1425WL、1520L、245、259、3114、3790、5057及び565(チバ・スペシャルティーズ・ケミカルズ(Ciba Specialties Chemicals)から入手可能)並びにアデカ・スタブ(ADEKA STAB)(商標)AO−20、AO−30、AO−40、AO−50、AO−60、AO−70、AO−80及びAO−330(アサヒ・デンカ社(Asahi Denka Company,Ltd.)から入手可能)を含む)、ヒンダードアミン酸化防止剤、例えば、サノール(SANOL)(商標)LS−2626、LS−765、LS−770及びLS−744(サンキョー社(SANKYO CO.,Ltd.)から入手可能)、チヌビン(TINUVIN)(登録商標)144及び622LD(チバ・スベシャルティーズ・ケミカルズから入手可能)、マーク(MARK)(商標)LA57、LA67、LA62、LA68及びLA63(アサヒ・デンカ社(Asahi Denka Company,Ltd.)から入手可能)並びにサミライザ(SUMILIZER)(商標)TPS(スミトモ・ケミカル社(Sumitomo Chemical Co.,Ltd.)から入手可能)、チオエーテル酸化防止剤、例えば、サミライザ(SUMILIZER)(商標)TP−D(スミトモ・ケミカル社から入手可能)、亜リン酸酸化防止剤、例えば、マーク(MARK)(商標)2112、PEP−8、PEP−24G、PEP−36、329K及びHP−10(アサヒ・デンカ社(Asahi Denka Company,Ltd.)から入手可能)、他の分子、例えば、ビス(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン(BDETPM)、ビス−[2−メチル−4−(N−2−ヒドロキシエチル−N−エチル−アミノフェニル)]−フェニルメタン(DHTPM)等が含まれる。少なくとも1つの電荷輸送層中の酸化防止剤の重量パーセントは、約0〜約20重量パーセント、約1〜約10重量パーセント、若しくは約3〜約8重量パーセントである。
比較例1
3.5ミルの厚みを有する二軸配向ポリエチレンナフタレート基体(カルデックス(KALEDEX)(商標)2000)上に、0.02マイクロメートル厚チタン層を(コーター装置を用いて)塗布し、その上に、グラビアアプリケータを用いて、50グラムの3−アミノ−プロピルトリエトキシシラン、41.2グラムの水、15グラムの酢酸、684.8グラムの変性アルコール及び200グラムのヘプタンを含有する溶液を塗布することによって、撮像部材を調製した。次に、この層をコーターの強制空気ドライヤーにおいて135℃で約5分間乾燥させた。得られた遮断層は500オングスロトームの乾燥厚みを有していた。次いで、接着剤層を上記遮断層上にグラビアアプリケータを用いて湿式コーティングを行なうことによって調製した。該接着剤層は、テトラヒドロフラン/モノクロロベンゼン/塩化メチレンの60:30:10体積比混合液中に、その溶液の総重量を基準にして、0.2重量パーセントのコポリエステル接着剤(トヨタ・スツ社(Toyota Hsutsu Inc.)から入手可能なアーデル(ARDEL)(商標)D100)を含有していた。その後、接着剤層をコーターの強制空気ドライヤーにおいて135℃で約5分間乾燥させた。得られた接着剤層は200オングストロームの乾燥厚みを有していた。
電荷発生層分散液の調製は、0.45グラムの既知ポリカーボネートであるルピノン(LUPILON)(商標)200(PCZ−200)若しくはポリカーボネート(POLYCARBONATE)(商標)Z(重量平均分子量20,000、ミツビシ・ガス・ケミカル社(Mitsubishi Gas Chemical Corporation)から入手可能)及び50ミリリットルのテトラヒドロフランを、4オンスガラス瓶に導入することによって行った。この溶液に2.4グラムのヒドロキシガリウムフタロシアニン(V型)及び300グラムの1/8インチ(3.2ミリメートル)径ステンレス鋼弾丸(shot)を添加した。その後、得られた混合物をボールミルに8時間入れた。続いて、2.25グラムのPCZ−200を46.1グラムのテトラヒドロフランに溶解し、上記ヒドロキシガリウムフタロシアニン分散液に添加した。次に、得られたスラリーを振盪機に10分間入れた。その後、得られた分散液を上記接着剤界面にバードアプリケータで塗布し、0.25ミルの湿潤厚を有する電荷発生層を形成した。遮断層及び接着剤層を坦持する基体ウェブの一端に沿う約10ミリメートル幅の細片(strip)を、慎重に電荷発生層材料のいずれも塗布されないままとし、後に塗布される接地(ground)細片層と適切に電気的に接触するようにした。電荷発生層を強制空気オーブン内で、120℃で1分間乾燥させ、0.4マイクロメートルの厚みを有する乾燥電荷発生層を形成した。
次に、得られた撮像部材ウェブを2つの電荷輸送層でオーバーコートした。具体的には、電荷発生層を、該電荷発生層と接触する電荷輸送層(最下層)でオーバーコートした。この電荷輸送層の最下層の調製は、琥珀ガラス瓶に、1:1の重量比で、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’−ジアミン及びマクロロン(MAKROLON)(登録商標)5705(ファーベンファブリケン・バイエル社(Farbenfabriken Bayer A.G)から入手可能な、約50,000〜約100,000の重量平均分子量を有する既知ポリカーボネート樹脂)を導入することによって行った。その後、得られた混合物を塩化メチレンに溶解し、15重量パーセントの固形分を含有する溶液を形成した。この溶液を上記電荷発生層上に塗布し、乾燥時(120℃で1分間)に14.5ミクロンの厚みを有する、最下層コーティングを形成した。この塗布工程の間、湿度は15パーセント以下であった。
次に、上記電荷輸送層の最下層を、最上層でオーバーコートした。最上層の電荷輸送層溶液は最下層について上述される通りに調製した。該最上層溶液を電荷輸送層の最下層に塗布し、乾燥時(120℃で1分間)に14.5ミクロンの厚みを有する塗膜を形成した。この塗布工程の間、湿度は15パーセント以下であった。
実施例1
琥珀ガラス瓶に1:1:0.2の重量比で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、マクロロン(MAKROLON)(登録商標)5705、ファーベンファブリケン・バイエル社(Farbenfabriken Bayer A.G)から市販入手可能な約50,000〜約100,000の重量平均分子量を有するポリカーボネート樹脂、及びカリフォルニア州ファウンテン・バレー(Fountain Valley,CA)のハイブリッド・プラスチクス(Hybrid Plastics)から入手可能なビニル−POSSかご型混合物、OL1170(商標)、(CH2CH)nn(n=8、10、12)を導入することによって電荷輸送層の最上層を調製したことを除いて、比較例1の方法を繰り返すことによって撮像部材若しくは光導電性部材を調製した。nが10に等しい場合の、(RsiO1.5nを有するビニル−POSS構造は、下記構造式:
Figure 0005294613
で表されると考えられる。
得られた混合物を塩化メチレンに溶解し、15重量パーセントの固形分を含有する溶液を形成した。
実施例2
(1)琥珀ガラス瓶に、0.8:1:0.2の重量比で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、マクロロン(MAKROLON)(登録商標)5705、ファーベンファブリケン・バイエル社(Farbenfabriken Bayer A.G)から市販入手可能な約50,000〜約100,000の重量平均分子量を有するポリカーボネート、及びカリフォルニア州ファウンテン・バレー(Fountain Valley,CA)のハイブリッド・プラスチクス(Hybrid Plastics)から入手可能なビニル−POSSかご型混合物、OL1170(商標)、(CH2CH)nn(n=8、10、12)を導入することによって電荷輸送層の最上層を調製し、得られた混合物を塩化メチレンに溶解して15重量パーセントの固形分を含有する溶液を形成し、(2)電荷発生層分散液に、0.48グラムの、オハイオ州クリーブランドのエルコ社(Elco Corporation)から市販入手可能な亜鉛ジアルキルジチオホスフェート(エルコ(ELCO)(商標)103、ここでアルキルは第一級及び第二級のプロピル、第一級及び第二級のブチル及び第一級及び第二級のペンチルの混合物である)を添加し、得られた分散液を少なくとも2時間混合したことを除いて、比較例1の方法を繰り返すことによって、撮像部材を調製した。
実施例3
(1)電荷輸送層の最上層の調製を、琥珀ガラス瓶に、0.8:1:0.2の重量比で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、マクロロン(MAKROLON)(登録商標)5705、ファーベンファブリケン・バイエル社(Farbenfabriken Bayer A.G)から市販入手可能な約50,000〜約100,000の重量平均分子量を有するポリカーボネート、及び、耐傷性のための、カリフォルニア州ファウンテン・バレー(Fountain Valley,CA)のハイブリッド・プラスチクス(Hybrid Plastics)から入手可能なビニル−POSSかご型混合物、OL1170(商標)、(CH2CH)nn(n=8、10、12)を導入することによって行い、得られた混合物を塩化メチレンに溶解して15重量パーセントの固形分を含有する溶液を形成し、(2)電荷輸送層の最下層の調製を、琥珀ガラス瓶に1:1:0.01の重量比で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、マクロロン(MAKROLON)(登録商標)5705、ファーベンファブリケン・バイエル社(Farbenfabriken Bayer A.G)から市販入手可能な約50,000〜約100,000の重量平均分子量を有するポリカーボネート、及びオハイオ州クリーブランドのエルコ社(Elco Corporation)から入手可能な亜鉛ジアルキルジチオホスフェート(エルコ(ELCO)(商標)103、アルキルは第一級及び第二級プロピル、ブチル及びペンチルの混合物である)を導入することによって行い、得られた混合物を塩化メチレンに溶解して15重量パーセントの固形分を含有する溶液を形成し、並びに(3)電荷発生層分散液に0.24グラムの、オハイオ州クリーブランドのエルコ社(Elco Corporation)から市販入手可能な、亜鉛ジアルキルジチオホスフェート(エルコ(ELCO)(商標)103、アルキルは第一級及び第二級プロピル、ブチル及びペンチルの混合物である)(このエルコ(ELCO)(商標)は、例えば、より低いVrの優れた光導電体電気性及びVrサイクルアップの防止若しくは最小化をもたらす)を添加し、得られた分散液を少なくとも2時間混合することを除いて、比較例1の方法繰り返すことによって、撮像部材を調製した。
電気特性試験
上記のように調製された感光体装置(比較例1及び実施例1〜3)をスキャナーセットにおいて、1回の荷電−消去サイクルに1回の荷電−露光−消去サイクルが続く配列で試験して光誘導放電サイクルを得たが、ここで、光強度をサイクル毎に段階的に増加させて一連の光誘導放電特性曲線を生成し、そこから様々な露光強度での感光度及び表面電位を測定した。表面電位を増加させて幾つかの電圧対電荷密度曲線を生成する一連の荷電−消去サイクルにより、さらなる電気特性を得た。このスキャナーは、様々な表面電位での一定の電圧荷電を設定するスコロトロンを備えていた。これらの装置を、一連の減光フィルターを調節することによって露光光強度を段階的に増加させながら、500ボルトの表面電位で試験した。露光光源は、780ナノメートルの波長を発する発光ダイオードであった。この乾式静電シミュレーションは、環境が制御された遮光チャンバにおいて、周囲条件(相対湿度40パーセント及び22℃)で完了させた。これらの装置も、荷電−放電−消去を伴って電気的に10,000サイクルまで周回させた。上述のように調製された光導電体の各々についてサイクル=0及びサイクル=10,000の両方で1つずつ、8つの光誘導放電特性(PIDC)曲線を生成した(ここで、Vはボルトに等しい)。それらの結果を表1にまとめる。
Figure 0005294613
上記表1のデータにより、既知PIDC曲線の生成によって決定される実施例1〜3の光導電体部材の多くの改善された特性が示される。より具体的には、表1におけるV(3.5ergs/cm2)は露光が3.5ergs/cm2であるときの光導電体装置の表面電位を示し、PIDCの特徴付けに用いられる。POSS含有物質を電荷輸送層へ組み込むことにより(実施例1)、サイクル=0でのV(3.5ergs/cm2)を増加させ、下記の耐傷性試験において示されるように、耐傷性が改善された。
10,000サイクルの後、実施例1のサイクルアップは比較例1に匹敵するものであり、これはサイクルアップに対するPOSS含有物質の組み込みの効果がほとんどないことを示していた。したがって、電荷輸送層へPOSS含有物質のみを組み込むと、所望のものより幾らか劣るPIDC(高Vr)を生じ、耐傷性が、下記の耐傷性試験において示されるように改善された。
POSS含有物質の電荷輸送層への組み込み、並びにチオホスフェートの電荷発生層及び電荷輸送層への組み込みの両方は、優れた電気特性を有する耐傷性撮像部剤を可能にした。より具体的には、これらの部材のサイクル=0でのV(3.5ergs/cm2)は比較例1に匹敵するものであり、かつ比較例1の数と比較して10,000サイクル後にサイクルアップはほとんど存在しなかった。
耐傷性試験
表面粗さを示すRqを、耐傷性評価の標準測定基準としての二乗平均平方根粗さとみなすことができ、表面プロファイル測定器によって測定されるグレード1の耐傷性は耐傷性の乏しさを表し、グレード5の耐傷性は優れた耐傷性を表す。より具体的には、耐傷性は、Rq測定値が0.3ミクロンを上回るときグレード1であり、Rqが0.2〜0.3ミクロンであるときグレード2であり、Rqが0.15〜0.2ミクロンであるときグレード3であり、Rqが0.1〜0.15ミクロンであるときグレード4であり、Rqが0.1ミクロンを下回るときグレード5であり、これは最良の、若しくは優れた耐傷性を示す。
上記のように調製された4つの光電導性ベルト(比較例1及び実施例1〜3)を幅1インチ×長さ12インチの細片に切断し、3ローラー曲げシステムを用いて曲げた。各々のベルトを1.1 lb/インチの張力下に置き、各ローラーは直径1/8インチであった。ポリウレタン「スポットブレード」を各ベルトに接触させて5〜15度の角度で配置した。サイズ径が約100マイクロメートルのキャリアビーズを両面テープを用いてスポットブレードに取り付けた。これらのビーズは、光導電体が上記スポットブレードと接触して200模擬撮像サイクルの回転するに従い、ベルトの各々の表面に打撃を加えた。その後、各傷領域の表面形態を分析した。
POSS含有物質を電荷輸送層へ組み込みことにより、耐傷性が約30パーセント〜約50パーセント改善された。
例えば、上記耐傷性試験の後、POSS含有物質を含まない比較撮像部材(比較例1)のRq値は0.3ミクロンであったのに対し、POSS含有物質を含む撮像部材のRq値は、POSS含有物質の投入量及び位置に依存して(実施例1〜3)、0.15〜0.2ミクロンであり、実施例1〜3の光導電体について約30パーセント〜約50パーセントの耐傷性の改善が実現した。

Claims (4)

  1. チオホスフェート含有電荷発生層、及び少なくとも1つの電荷輸送層を含む光導電体であって、任意で支持基体を含むこと、及び、前記少なくとも1つの電荷輸送層が、少なくとも1種類の電荷輸送成分、少なくとも1種類の多面体オリゴマーシルセスキオキサン(POSS)含有物質、及びチオホスフェートを含むことを特徴とする該光導電体。
  2. 支持基体を含み、
    少なくとも1つの電荷輸送層が、チオホスフェート及び少なくとも1種類の多面体オリゴマーシルセスキオキサン(POSS)含有物質を含み、
    前記多面体オリゴマーシルセスキオキサン(POSS)が、多面体オリゴマーシルセスキオキサン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンアルコール、多面体オリゴマーシルセスキオキサンフェノール、多面体オリゴマーシルセスキオキサンアルコキシシラン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンアミン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンクロロシラン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンエポキシド、多面体オリゴマーシルセスキオキサンエステル、フルオロアルキル多面体オリゴマーシルセスキオキサン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンハライド、多面体オリゴマーシルセスキオキサンイソシアネート、多面体オリゴマーシルセスキオキサンメタクリレート、多面体オリゴマーシルセスキオキサンアクリレート、多面体オリゴマーシルセスキオキサンニトリル、ノルボルネニル多面体オリゴマーシルセスキオキサン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンオレフィン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンホスフィン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンシラン、多面体オリゴマーシルセスキオキサンシラノール、多面体オリゴマーシルセスキオキサンチオール、及び多面体オリゴマーシルセスキオキサン含有ポリマー、並びにこれらの混合物からなる群より選択され、
    前記チオホスフェートが、下記一般式1または2で表される、請求項1に記載の光導電体。
    一般式1
    Figure 0005294613


    一般式2
    Figure 0005294613


    (一般式1及び2中、R、R、R、R、R及びRは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルアリール基及びアリールアルキル基の少なくとも1つを表す。)
  3. 前記電荷輸送成分がアリールアミン分子を含有し、該アリールアミン分子が下記一般式3または下記一般式5で表される、請求項1に記載の光導電体。
    一般式3
    Figure 0005294613


    一般式
    Figure 0005294613


    (一般式3中、Xはアルキル基、アルコキシ基、アリール基、ハロゲン、またはこれらの混合体を表し、一般式中、X及びYはそれぞれ独立にアルキル基、アルコキシ基、アリール基、ハロゲン、またはこれらの混合体を表。)
  4. 前記チオホスフェートが、前記電荷輸送層に0.01重量パーセント〜20重量パーセントの量、及び前記電荷発生層に0.1重量パーセント〜40重量パーセントの量で存在し、前記チオホスフェートが、モリブデンジ(2−エチルヘキシル)ジチオホスフェート、亜鉛ジエチルジチオホスフェート、又はアンチモンジアミルジチオホスフェートである、請求項1に記載の光導電体。
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