JP5491743B2 - オーバーコート光導電体 - Google Patents

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Description

本開示内容は、全般的に感光体及び光導電体等に関する。
米国特許第4,265,990号公報 米国特許第4、298,697号公報 米国特許第4,338,390号公報 米国特許第4、560,635号公報 米国特許第4,654,284号公報 米国特許第5,021,309号公報 米国特許第5,069,993号公報 米国特許第5,096,795号公報 米国特許第5,919,590号公報 米国特許第5,935,748号公報 米国特許第6,303,254号公報 米国特許第6,528,226号公報 米国特許第6,562,531号公報 米国特許第6,939,652号公報
より具体的には、本開示内容は、ドラム又は剛性の光導電体、及び可塑性の多層ベルト型画像形成部材又は装置に関し、該部材又は装置は、基体等の支持体を任意に含み、電荷発生層、電荷輸送層(電荷輸送層には第1の電荷輸送層及び第2の電荷輸送層といった複数の電荷輸送層が含まれる)、所望により設けてもよい接着層、所望により設けてもよいホールブロッキング層又は下引層、及び自己架橋性アクリル樹脂からなるオーバーコート層を含む。態様によっては、オーバーコーティングは、自己架橋性アクリル樹脂、電荷輸送成分、触媒及び表面エネルギーの低い成分から構成される。以下の実施形態中で、「少なくとも1つ」という表現は、例えば、1そのもの、1〜約10、2〜約7、2〜約4、2以下を指す。
ある態様において、本明細書に例示される光導電体は、耐溶剤性であり、優れた耐摩耗性を有し、耐用期間が増加し、画像形成部材のキズが無いか、又は最小限度とする。このキズにより、望ましくない印刷不良を生じる場合があり、例えば、作製した最終印刷物にこのキズが視認されるような場合である。また、ある態様において、本明細書に開示される画像形成部材は、優れた、また多くの例で、低いVr(残留電位)を有し、許容可能な、低い画像ゴースト発生特性を有し、バックグラウンドが低く及び/又は帯電不足領域(CDS)が最小限であり、望ましいトナークリーニング性を有している。
また、本開示の範囲には、本明細書に例示される光応答性装置又は光導電体装置を用いた画像形成方法及び印刷方法も含まれる。これらの方法は、一般に、画像形成部材上に静電潜像を形成し、これに続いて、例えば、熱可塑性樹脂、染料等の着色剤、電荷付与剤、及び表面添加剤から構成されるトナー組成物を用いて現像し(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)、続いて適切な支持体にこの像を転写し、該支持体に像を永久に定着させることを含む。装置が印刷モードで用いられる場合、画像形成方法は、露光がレーザー装置又はイメージバーによりなされる点を除いて、同様の操作を含む。より具体的には、本明細書に開示される可塑性ベルトを、モデルによっては、1分間に100枚以上を印刷するXerox社製のiGEN3(登録商標)用に選択することも可能である。
本明細書に例示する数多くの長所を有する画像形成部材を開示する。 該長所は、例えば、約1,500,000枚の電子写真画像形成サイクルを超える延長された作動寿命、優れた電子的特性、安定した電気特性、画像ゴースト発生が低く、バックグラウンドが低く及び/又は帯電不足領域(CDS)が最小限であり、特定の溶剤の蒸気に暴露することによる電荷輸送層のクラッキングに耐性であり、優れた表面特性を有し、向上した耐摩耗性を有し、数多くのトナー組成物と適合性があり、画像形成部材のキズの回避特性又は最小化特性を有し、アクリル樹脂、ポリアルキレングリコール、触媒、架橋成分及び電荷輸送成分のオーバーコーティングを含む同様の光導電体と比べてより低いVr等の改善、既知のPIDC(光減衰カーブ)を作成すると分かるように、多数の現像サイクルに渡って実質的に均一であるか又は変化しない一定のVr(残留電位)を有し、サイクルに伴う残留電位の最小限の増加等が挙げられる。
また、主に数多くの画像形成サイクルを通じた感光体の老化により生じる、サイクルに伴うVrの増加を防止可能な層状剛性感光体ドラム、及び層状剛性ベルト感光体を開示する。これらの画像形成部材は、低いバックグラウンド及び/又は最小限のCDSを示し、主に感光体の老化により生じる、サイクルに伴うVrの増加を、数多くの画像形成サイクルを通じて防止する。
本開示のある局面は、所望により設けてもよい支持基体、電荷発生層、及び少なくとも1層の電荷輸送層を含む光導電体に関し、少なくとも1層の電荷輸送層は、少なくとも1種類の電荷輸送成分を含む。
また、該電荷輸送層と接触して隣接するオーバーコート層に関し、該オーバーコート層は、自己架橋性アクリル樹脂、電荷輸送成分、及び低表面エネルギー添加剤から構成される。
また、基体、電荷発生層、電荷輸送層及び該電荷輸送層と接触して隣接するオーバーコート層を順に有する剛性光導電体に関し、該保護層は自己架橋性アクリル樹脂、電荷輸送成分、及び添加剤から構成される。
また、支持基体、電荷発生層、および、少なくとも1種類の電荷輸送成分、及び樹脂結着剤から構成される電荷輸送層とを含み、前記輸送層成分が、ホール輸送分子から構成され、電荷輸送層に接触する層が、自己架橋性アクリルポリマー、電荷輸送成分及び低表面エネルギー添加剤から構成され、前記オーバーコート層は、約0.5〜約20ミクロンの厚さである、光導電体に関する。
また、基体、電荷発生層、および少なくとも1種類の電荷輸送層、少なくとも1層の電荷輸送層の及び最外層の電荷輸送層に接触して隣接するオーバーコート層を順に有する剛性光導電体に関し、該少なくとも1種類の電荷輸送層が、ホール輸送分子と、樹脂バインダーを含み、該オーバーコート層が、自己架橋性アクリル樹脂(即ち、例えば架橋成分が不要)、低表面エネルギー成分、電荷輸送成分、及び触媒から構成され、オーバーコートは、触媒の存在下で自己架橋性樹脂と電荷輸送化合物の反応により形成することができ、該反応により、主に架橋アクリル樹脂及び電荷輸送化合物を含むポリマーネットワークを生じる。前記オーバーコート層の電荷輸送成分は下記の式で表される。
式中、mは0又は1であり、Zは、以下の少なくとも1つから成る群から選択され、
ここで、nは0又は1であり、Arは、以下の少なくとも1つから成る群から選択され、
ここで、Rは、-CH3、-C25、-C37及びC49の少なくとも1つから成る群から選択され、Ar'は、以下の少なくとも1つから成る群から選択され、
ここで、Xは、以下の少なくとも1つから成る群から選択され、
ここで、Sは、0、1又は2である。
また、基体、該基体上に電荷発生層、該電荷発生層上に少なくとも1〜約3層の電荷輸送層を有し、またホールブロッキング層、接着層を含む光導電体部材に関し、ある態様では、接着層は、電荷発生層とホールブロッキング層の間に位置し、1層又は複数層の電荷輸送層は、抗酸化剤等の既知の添加剤を含み、例示したように、電荷輸送層の表面全体と接触する最外オーバーコート層を含んでいる。
低表面エネルギー添加剤が、ペルフルオロポリオキシアルカン類のヒドロキシ誘導体、ペルフルオロアルカン類のヒドロキシ誘導体、フルオロポリエーテル類のカルボン酸誘導体、ペルフルオロアルカン類のカルボン酸エステル誘導体、ペルフルオロアルカン類のスルホン酸誘導体、フルオロポリエーテル類のエトキシシラン誘導体、シリコーン変性ポリアクリレート類のヒドロキシ誘導体、ポリエーテル変性アクリルポリジメチルシロキサン類及びポリエーテル変性ヒドロキシルポリジメチルシロキサン類又はこれらの混合物の少なくとも1つである、光導電体に関する。
または、低表面エネルギー添加剤が、シリコーン変性ポリアクリレート類のヒドロキシル誘導体、又はペルフルオロアルカンのヒドロキシル誘導体であり、この成分が、約0.8ないし約4重量パーセントの量で存在する光導電体に関する。
本明細書に開示される光導電体には、通常、電荷輸送層と接触して隣接する保護オーバーコート層(POC)が含まれる。このPOC層は、自己架橋性アクリル樹脂、少なくとも1種類の輸送化合物、触媒残留物、及び低表面エネルギー成分を含み、全てが反応してポリマーネットワークを形成する成分から構成される。架橋の割合は、決定が困難で、理論的に限定することが望ましくない場合もあるが、オーバーコート層は、例えば、約30〜約100パーセント、及び約50〜約95パーセントといった適切な値で架橋する。また、例えば、約30〜約100パーセント、及び約50〜約95パーセントといった適切な架橋密度で架橋する。
光導電体オーバーコート層は、種々の方法により付与可能であり、その方法には、オーバーコート組成物を溶媒系に分散させること、及び得られたオーバーコート塗布液を受容表面、例えば、感光体の最外部の電荷輸送層に、例えば、約0.5ミクロン〜約20ミクロン、又は約0.5ミクロン〜約10ミクロンの厚さで付与することが含まれる。
また、オーバーコート層は、ブロッキング剤を含んでいてもよく、ブロッキング剤は、この酸性触媒機能が望まれるようになる時まで、酸性触媒作用を「妨害」又は実質的にブロックして、溶液安定性を付与することができる。従って、例えば、ブロッキング剤は、溶液温度が、閾値温度を超えるまで酸による効果をブロックできる。例えば、いくつかのブロッキング剤を用いて、溶液温度が約100℃を超えるまで酸による効果をブロックすることが可能である。その際、ブロッキング剤は酸から解離して気化する。非結合状態の酸は、自由に重合を触媒することになる。このような適切なブロッキング剤の例としては、これらに限定されないが、ピリジンや、例えば、Cytec Industries社から入手可能なCYCAT(登録商標)4045等のブロッキング剤を含有する市販の酸性溶液が挙げられる。
反応温度は、使用する具体的な触媒、触媒量、及び加熱時間によって変化する。一般的に、架橋の程度は、最終感光体の所望の可撓性に依存する。例えば、100パーセントの完全な架橋は、剛性ドラム又はプレート状の感光体に使用できる。しかしながら、約20パーセント〜約80パーセントの部分架橋は、通常は、例えば、ウェブ又はベルト状の構造を有するフレキシブル感光体に選択される。酸触媒の濃度は、通常、自己架橋性アクリル樹脂の重量に対して約0.01〜約5重量パーセントである。
オーバーコート層に電荷輸送物質を含ませて、例えば、オーバーコート層の電荷輸送性を向上させることもできる。種々の態様において、電荷輸送層又はオーバーコート層の電荷輸送材料は、(i)フェノール置換芳香族アミン、(ii)第1級アルコール置換芳香族アミン及び(iii)これらの混合物の少なくとも1つから成る群から選択できる。ある態様では、電荷輸送材料は、例えば、アルコール溶解性ジヒドロキシテルフェニルジアミン(アルコール溶解性ジヒドロキシTPD)等のテルフェニルであってもよい。テルフェニル電荷輸送分子の例として、下記式で表される化合物が挙げられる。
式中、各R1は、-OHであり、R2は、アルキル(Cn2n+1)であり、例えば、nは、1〜約10、1〜約5又は、約1〜約6であり、また、例えば、炭素数が約6〜約30、又は約6〜約20のアラルキル基及びアリール基である。アラルキル基の適切な例としては、Cn2n+1-フェニル基が挙げられ、ここでnは、例えば、約1〜約10、又は約1〜約5である。アリール基の適切な例としては、フェニル、ナフチル、ビフェニル等が挙げられる。ある態様では、各Rが-OHである、ジヒドロキシテルフェニルジアミンホール輸送分子が提供される。例えば、各R1が-OHであって、各R2が-Hである場合、得られる化合物は、N,N'-ジフェニル-N,N'-ジ[3-ヒドロキシフェニル]テルフェニルジアミンである。別の態様では、各R1が-OHであり、各R2が、独立して上記に定義するアルキル基、アラルキル基又はアリール基である。種々の態様において、電荷輸送材料は、オーバーコート層の形成に用いるために選択された溶媒に可溶である。
触媒の非限定的な例としては、シュウ酸、マレイン酸、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、p-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸等及びこれらの混合物が挙げられる。
自己架橋性樹脂の例としては、平均分子量(Mw)が約100,000〜約500,000、又は約120,000〜約200,000であり、多分散指数(PDI)(MW/Mn)が約1.5〜約4、又は約2〜約3であり、そしてバルク抵抗(20℃で湿度50%)が約108〜約1014Ωcm、又は約109〜約1012Ωcmである、自己架橋性アクリル樹脂が挙げられる。
自己架橋性アクリル樹脂の具体例としては、Lubrizol Dock Resins(リンデン、ニュージャージー州)から入手可能なDORESCO(登録商標)TA22-8が挙げられ、この樹脂は、約160,000の重量平均分子量、約2.3の多分散指数、及び約1011Ωcmのバルク抵抗(20℃で湿度50%)を有すると考えられる。
さらに、オーバーコート層には、低表面エネルギー成分、例えば、ヒドロキシル基末端を有するフッ素化添加剤、ヒドロキシルシリコーン変性ポリアクリレート、及びその混合物が含まれる。低表面エネルギー添加剤は、オーバーコート層の0.1〜20重量パーセントで存在していてもよい。例えば、約0.1〜約25重量%、約0.5〜約15重量%、及び約1〜約10重量%等の種々の有効量で存在する低表面エネルギー成分の例としては、ペルフルオロポリオキシアルカン類のヒドロキシル誘導体、例えば、FLUOROLINK(登録商標)D(分子量(M.W.)約1,000及びフッ素含有量約62パーセント)、FLUOROLINK(登録商標)D10-H(分子量約700及びフッ素含有量約61パーセント)、及びFLUOROLINK(登録商標)D10(分子量約500及びフッ素含有量約60パーセント)(官能基-CH2OH)、FLUOROLINK(登録商標)E (分子量約1,000及びフッ素含有量約58パーセント)及びFLUOROLINK(登録商標)E10(分子量約500及びフッ素含有量約56パーセント)(官能基-CH2(OCH2CH2)nOH)、FLUOROLINK(登録商標)T(分子量約550及びフッ素含有量約58パーセント)及びFLUOROLINK(登録商標)T10(分子量約330及びフッ素含有量約55パーセント)(官能基-CH2OCH2CH(OH)CH2OH)、並びにペルフルオロアルカン類のヒドロキシル誘導体(RfCH2CH2OH、ここでRf = F(CF2CF2)n)、例えば、ZONYL(登録商標)BA(分子量約460及びフッ素含有量約71パーセント)、ZONYL(登録商標)BA-L(分子量約440及びフッ素含有量約70パーセント)、ZONYL(登録商標)BA-LD(分子量約420及びフッ素含有量約70パーセント)及びZONYL(登録商標)BA-N(分子量約530及びフッ素含有量約71パーセント)、フルオロポリエーテル類のカルボン酸誘導体、例えば、FLUOROLINK(登録商標)C(分子量約1,000及びフッ素含有量約61パーセント)、フルオロポリエーテル類のカルボン酸エステル誘導体、例えば、FLUOROLINK(登録商標)L(分子量約1,000及びフッ素含有量約60パーセント)、FLUOROLINK(登録商標)L10(分子量約500及びフッ素含有量約58パーセント)、ペルフルオロアルカン類のカルボン酸エステル誘導体(RfCH2CH2O(C=O)R、ここで、Rf= F(CF2CF2)n及びRはアルキルである)、例えば、ZONYL(登録商標)TA-N(アクリル酸フルオロアルキル、R = CH2 = CH-、分子量約570及びフッ素含有量約64パーセント)、ZONYL(登録商標)TM(メタクリル酸フルオロアルキル、R = CH2 = C(CH3)-、分子量約530及びフッ素含有量約60パーセント)、ZONYL(登録商標)FTS(ステアリン酸フルオロアルキル、R = C1735-、分子量約700及びフッ素含有量約47パーセント)、ZONYL(登録商標)TBC(クエン酸フルオロアルキル、分子量約1,560及びフッ素含有量約63パーセント)、ペルフルオロアルカン類のスルホン酸誘導体(RfCH2CH2 SO3H、ここでRf= F(CF2CF2)n)、例えば、ZONYL(登録商標)TBS (分子量約530及びフッ素含有量約62パーセント、フルオロポリエーテル類のエトキシシラン誘導体、例えば、FLUOROLINK(登録商標)S10(分子量約1,750〜約1,950)、フルオロポリエーテル類のリン酸塩誘導体、例えば、FLUOROLINK(登録商標)F10(分子量約2,400〜約3,100)、シリコーン変性ポリアクリレート類のヒドロキシル誘導体、例えば、BYK-SILCLEAN(登録商標)3700、ポリエーテル変性アクリルポリジメチルシロキサン類、例えば、BYK-SILCLEAN(登録商標)3710、ポリエーテル変性ヒドロキシルポリジメチルシロキサン類、例えば、BYK-SILCLEAN(登録商標)3720、が挙げられる。FLUOROLINK(登録商標)はAusimont社の商標であり、ZONYL(登録商標)は、DuPont社の商標であり、BYK-SILCLEAN(登録商標)は、BYK社の商標である。
オーバーコート層を形成する膜の付与には、いずれの適切な、第1級、第2級又は第3級アルコール溶媒をも用いることもできる。典型的なアルコール溶媒としては、以下に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、tert-ブタノール、sec-ブタノール、2-プロパノール、1-メトキシ-2-プロパノール等、及びこれらの混合物が挙げられる。オーバーコート層の塗布液の作製に選択可能な他の適切な共溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、モノクロロベンゼン及びこれらの混合物等が挙げられる。これらの共溶媒は、上記アルコール溶媒の希釈剤として用いてもよく、又は使用しなくてもよい。しかしながら、ある態様では、高沸点アルコール溶媒は、効果的な架橋形成を妨げる可能性があるために取り除く必要があり、そのため高沸点アルコール溶媒の使用は最小限度に留めるか又は避けた方が良い場合もある。
ある態様では、自己架橋可能ポリマー、電荷輸送材料、酸触媒、ブロッキング剤及び低表面エネルギー成分を含み、オーバーコーティング液に用いられる成分は、オーバーコート層に用いられる1種又は複数の溶媒に可溶であるか又は実質的に可溶である。
オーバーコート層の厚さは、用いる系の帯電(例えば、バイアス帯電ロール)、クリーニング(例えば、ブレード若しくはウェブ)、現像(例えば、ブラシ)、転写(例えば、バイアス転写ロール)等の摩損性に依存するであろうが、例えば、約1若しくは約2ミクロン〜約10若しくは約15ミクロン、又はこれ以上の厚さである。種々の態様において、オーバーコート層の厚さは、約0.5〜約20ミクロン、1〜約15ミクロン、3〜約10ミクロンであってよい。オーバーコート層を光導電体層上に塗布するための典型的な塗布技術としては、スプレー、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を挙げることができる。付与したオーバーコート層の乾燥は、オーブンを用いた乾燥、赤外線照射乾燥、風乾等の適切な従来技術を用いて行うことができる。本明細書に開示する乾燥オーバーコート層は、画像形成中、電荷を輸送するものである。
乾燥オーバーコート層において、その組成物には、約40〜約90重量パーセントの膜形成自己架橋性アクリル樹脂、及び約60〜約10重量パーセントの電荷輸送材料が含まれていてもよい。例えば、ある態様では、電荷輸送材料は、約20〜約50重量パーセントの量でオーバーコート層に含まれていてもよい。所望により、オーバーコート層には、他の材料、例えば、導電性填料、耐摩耗性填料等がいずれの適切な既知の量で含まれていてもよい。
上記の態様において、以下を開示する。支持基体、支持基体上に電荷発生層、電荷輸送層及びオーバーコートポリマー層を有する光導電性画像形成部材。約0.1〜約10ミクロンの厚さを有する電荷発生層と、それぞれが約5〜約100ミクロンの厚さを有する少なくとも1層の輸送層を有する光導電性画像形成部材。
前記電荷発生層が、電荷発生顔料を約10〜約95重量パーセント含有する部材。電荷発生層の厚さが約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バインダーを含む部材。バインダーが約30〜約90重量パーセントの量で存在し、全ての層の成分の合計が約100パーセントとなる部材。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である部材。支持基体が、金属を含む導電性基体から構成される画像形成部材。導電性基体が、アルミニウム、アルミメッキポリエチレンテレフタレート、又はチタンメッキポリエチレンテレフタレートである画像形成部材。電荷発生樹脂バインダーが、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、ポリ塩化ビニル-酢酸ビニル-マレイン酸共重合体、及びポリビニルホルマールから成る群から選択される画像形成部材。電荷発生顔料が金属不含フタロシアニンである画像形成部材。各電荷輸送層、具体的に第1及び第2の層、又は1層である電荷輸送層、及びオーバーコート層中の電荷輸送化合物が、以下を含む画像形成部材:
式中Xは、アルキル、アルコキシ及びハロゲンからなる群から選択され、例えばメチル及び塩化物である。アルキル及びアルコキシが約1〜約15個の炭素原子を含む画像形成部材。アルキルが約1〜約5個の炭素原子を含む画像形成部材。アルキルがメチルである画像形成部材。電荷輸送層のそれぞれ又は少なくとも1つ、具体的に第1と第2の層、又は1層である電荷輸送層、及びオーバーコート層の電荷輸送化合物が、以下を含む画像形成部材:
式中、X及びYは、独立してアルキル、アルコキシ、アリール、ハロゲン又はこれらの混合物である。例えば、アルキル及びアルコキシが約1〜約15個の炭素原子を含む画像形成部材。アルキルが約1〜約5個の炭素原子を含む画像形成部材。樹脂バインダーがポリカーボネート及びポリスチレンからなる群から選択される画像形成部材。電荷発生層が、基体と電荷輸送層の間に位置する部材。電荷輸送層が、基体と電荷発生層の間に位置し、電荷輸送層の数が2つである部材。
バインダーが、約50〜約90重量パーセントの量で存在し、全ての層の成分の合計が約100パーセントとなる部材。電荷発生樹脂バインダーが、ポリ塩化ビニル-酢酸ビニル-マレイン酸共重合体、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ールから成る群から選択される部材。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、V型チタニルフタロシアニン又はクロロガリウムフタロシアニンであり、前記電荷輸送層及び/又はオーバーコート層が、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、N,N'-ビス(4ブチルフェニル)-N,N'-ジ-p-トリル-[p-テルフェニル]-4,4"-ジアミン、N,N'-ビス(4-ブチルフェニル)-N,N'-ジ-m-トリル-[p-テルフェニル]-4,4"-ジアミン、N,N'-ビス(4-ブチルフェニル)-N,N'-ジ-o-トリル-[p-テルフェニル]-4,4"-ジアミン、N,N'-ビス(4-ブチルフェニル)-N,N'-ビス-(4-イソプロピルフェニル)-[p-テルフェニル]-4,4"-ジアミン、N,N'-ビス(4-ブチルフェニル)-N,N'-ビス-(2-エチル-6-メチルフェニル)-[p-テルフェニル]-4,4"-ジアミン、N,N'-ビス(4-ブチルフェニル)-N,N'-ビス-(2,5-ジメチルフェニル)-[p-テルフェニル]-4,4"-ジアミン、N,N'-ジフェニル-N,N'-ビス(3-クロロフェニル)-[p-テルフェニル]-4,4"ジアミン分子のホール輸送材料を含み、ホール輸送樹脂バインダーは、ポリカーボネート及びポリスチレンから成る群から選択される画像形成部材。電荷発生層が、金属不含フタロシアニンを含む画像形成部材。
基体上のコーティングとして含有されるブロッキング層と、該ブロッキング層上に塗布した接着層を有する光導電性画像形成部材。接着層とホールブロッキング層を更に含む画像形成部材。
光導電体基体層の厚さは、経済事情、電気的特性等の多くの因子に依存しており、従って、該層の実質的な厚さは、例えば、3000ミクロンを超えるか、例えば、約1000〜約2000ミクロン、約500〜約900ミクロン、約300〜約700ミクロン又は最少の厚さであってもよい。ある態様では、上記層の厚さは、約75ミクロン〜約300ミクロン、又は約100ミクロン〜約150ミクロンである。
基体は、不透明又は実質的に透明であってもよく、適切な材料のいずれを含んでいてもよい。従って、基体は、非導電性又は導電性の物質、例えば、無機組成物又は有機組成物の層を含んでいてもよい。非導電性の材料としては、目的のために知られる種々の既知の樹脂、例えば、薄ウェブのようにフレキシブルなポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタン等を用いることができる。導電性基体は、例えば、アルミニウム、ニッケル、スチール、銅等の適切な金属のいずれか、又はカーボン、金属粉末等の導電物質が充填された上記のポリマー材料、又は有機導電材料等であってよい。電気的に絶縁性又は導電性の基体は、無端フレキシブルベルト、ウェブ、剛性シリンダー、シート等の形態であってもよい。
ドラムの場合、上記の層の実質的な厚さは、例えば、最大で数センチメートル又は最少の厚さでミリメートル未満であってよい。同様に、フレキシブルベルトは、例えば、最大で約250マイクロメートル又は最少の厚さ約50マイクロメートル未満であってよい。ただし、最終的な電子写真装置に悪影響を与えるものであってはならない。
基体が導電性ではない態様でも、導電性のオーバーコートによりその表面に導電性を付与することができる。導電性コーティングは、その厚さが、光透過性、所望の可撓性、及び経済的要因により、実質的に広範囲にわたって変化してもよい。
基体の例としては、例えば、市販のポリマーMYLAR(登録商標)、チタンを含有するMYLAR(登録商標)等の無機又は有機ポリマー材料を含む絶縁物質の層、有機又は無機材料の層であって、該層上にインジウムスズ酸化物若しくはアルミニウム等が配合された半導体表面層を有する層、又はアルミニウム、クロム、ニッケル、真鍮等の導電材料を含む層が挙げられる。基体は、フレキシブルで、継目がなく、又は剛性であってもよく、例えば、板状、円柱ドラム状、スクロール状、無端フレキシブルベルト等の種々の形態であってもよい。ある態様では、基体は、継目のないフレキシブルベルトの形態である。ある状況では、特に、基体がフレキシブルな有機ポリマー材料である場合には、基体の裏面に、例えば、MAKROLON(登録商標)といった市販のポリカーボネート材料等のアンチカール層をコーティングすることが望ましい場合がある。
ある態様における電荷発生層は、多数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バインダー、例えばVMCH(ダウケミカル社より市販)等のポリ塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体から構成される。一般的に、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、金属不含フタロシアニン、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、ビス(ベンズイミダゾ)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型チタニルフタロシアニン、V型ヒドロキ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、及び三方晶セレン等を含んでいてもよい。電荷発生顔料は、電荷輸送層用に選択される樹脂バインダーと同様のする樹脂バインダー中に分散されていてもよく、又は樹脂バインダーの存在は必要とされない。一般的に、電荷発生層の厚さは、他の層の厚さや電荷発生層中に含まれる電荷発生物質の量等の多数の要因に依存する。従って、電荷発生層は、約0.05ミクロン〜約10ミクロンの厚さ、より具体的には、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場合に、約0.25ミクロン〜約2ミクロンの厚さであってもよい。ある態様における電荷発生層の最大の厚さは、主として、感光性、電気的特性及び機械的問題といった要因に依存する。電荷発生層バインダー樹脂は、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重量パーセント等の種々の適切な量で存在し、その樹脂は、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(塩化ビニル)、ポリアクリレート及びメタクリレート、塩化ビニルと酢酸ビニルの共重合体、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、ポリスチレン等の多数の既知のポリマーから選択できる。また、装置の、先にコーティングされた他の層に実質的に支障を来たさないか又はこれらに悪影響を及ぼさないコーティング溶媒を選択することが望ましい。電荷発生層用のコーティング溶媒の例としては、ケトン類、アルコール類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化脂肪族炭化水素類、シラノール類、アミン類、アミド類、エステル類等が挙げられる。具体的な溶媒の例としては、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、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。
ある態様では、電荷発生層用のマトリックスとして選択可能なポリマーバインダー材料の例としては、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、ポリアリールシラノール、ポリアリールスルホン、ポリブタジエン、ポリスルホン、ポリシラノールスルホン、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、酸化フェニレン樹脂、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共重合体、ポリ(塩化ビニル)、塩化ビニルと酢酸ビニルの共重合体、アクリル酸共重合体、アルキド樹脂、セルロース膜形成剤、ポリ(アミドイミド)、スチレンブタジエン共重合体、塩化ビニリデン-塩化ビニル共重合体、酢酸ビニル-塩化ビニリデン共重合体、スチレン‐アルキド樹脂、ポリ(ビニルカルバゾール)等が挙げられる。これらのポリマーは、ブロック共重合体、ランダム共重合体又はこれら以外の共重合体であってもよい。
電荷発生組成物又は電荷発生顔料は、種々の量で樹脂バインダー組成物中に存在する。しかしながら、一般的には、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バインダー中に分散しているか、又は約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バインダー組成物中に分散している。ある態様では、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バインダー組成物中に分散している。
種々の適切で従来から知られる方法を用いて電荷発生層コーティング用混合物を混合し、その後にスプレー、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、真空昇華等によって付与できる。ある付与形態では、電荷発生層は、ドットパターン又はラインパターン状に加工されていてもよい。溶媒オーバーコート層の溶媒の除去は、オーブンでの乾燥、赤外線照射乾燥、風乾等のいずれかの既知の従来技術によって行うことができる。
より具体的には、基体上又は基体と電荷輸送層の間の他方の表面等に、例えば、約0.1〜約30ミクロン、又は約0.5〜約2ミクロンの厚さの電荷発生層を塗布又は蒸着することができる。所望により、電荷発生層の塗布より先に、電荷ブロッキング層又はホールブロッキング層を導電性の表面に塗布してもよい。所望の場合には、電荷ブロッキング層、ホールブロッキング層又は界面層と、電荷発生層との間に接着層が含まれていてもよい。通常は、電荷発生層はブロッキング層上に塗布され、電荷輸送層又は複数の電荷輸送層が電荷発生層上に形成される。この構造では、電荷輸送層の最上部又は下に電荷発生層が位置している。
ある態様では、適切な既知の接着層が、光導電体に含まれる場合がある。典型的な接着層材料としては、例えば、ポリエステル、ポリウレタン等が挙げられる。接着層の厚さは変化する可能性があり、ある態様では、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(3000オングストローム)である。接着層は、スプレー、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、グラビアコーティング、バードアプリケーターによるコーティング等によりホールブロッキング層上に形成可能である。形成したコーティングの乾燥は、例えば、オーブンを用いた乾燥、赤外線照射乾燥、風乾等により可能である。
ホールブロッキング層と電荷発生層の間に接触するか又は位置している接着層としては、例えば、エステル共重合体、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などの既知の物質を選択することができる。この接着層は、例えば、約0.001ミクロン〜約1ミクロン、又は約0.1ミクロン〜約0.5ミクロンの厚さにある。この接着層は、所望により、例えば、約1〜約10重量パーセント等の適切な有効量の導電性粒子及び非導電性粒子、例えば、酸化亜鉛、二酸化チタン、窒化シリコン、カーボンブラック等を含んでいてもよく、これにより、例えば、本開示に係る態様において、更に望ましい電気的特性及び光学的特性を付与することができる。
本明細書に開示する画像形成部材用に所望により使用できるホールブロッキング層又は下塗層は、既知のホールブロッキング成分、例えば、アミノシラン、ドープ金属酸化物、チタン、クロム、亜鉛、鈴等の金属酸化物;フェノール化合物とフェノール樹脂の混合物又は2種類のフェノール樹脂の混合物、並びに、所望によりSiO2等のドーパントといった多数の成分を含んでいてもよい。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んでおり、例えば、ビスフェノールA(4,4'-イソプロピリデンジフェノール)、E(4,4'-エチリデンビスフェノール)、F(ビス(4-ヒドロキシフェニル)メタン)、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)、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)、S(4,4'-スルホニルジフェノール)及び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)、レソルシノール、ヒドロキシキノン、カテキン等が挙げられる。
ホールブロッキング層は、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成分、例えば、TiO2等の金属酸化物;約20重量パーセント〜約70重量パーセント、より具体的には、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、好ましくは少なくとも2つのフェノール基を含む、ビスフェノールS等のフェノール化合物;並びに、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、SiO2等の積層材抑制ドーパント(plywood suppression dopant)で構成することができる。ホールブロッキング層コーティング分散物は、例えば、以下のように調製できる。最初に、金属酸化物/フェノール樹脂分散物を、該分散物中の金属酸化物の平均粒子径が約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又はディノミル(dynomilling)で調製する。上記の分散物に、フェノール化合物とドーパントを添加して混合する。ホールブロッキング層コーティング分散物は、ディップコーティング又はウェブコーティングにより塗布可能であり、この層は、コーティング後に熱硬化可能である。得られるホールブロッキング層は、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ミクロンの厚さにある。フェノール樹脂の例としては、フェノール、p-tert-ブチルフェノール、クレゾールを含むホルムアルデヒドポリマー類、例えば、VARCUM(登録商標)29159及び29101(OxyChem Companyから市販)、並びにDURITE(登録商標)97(Borden Chemical社から市販)が挙げられる。
ホールブロッキング層は、基体に塗布できる。隣接する光導電体層(又は電子写真画像形成層)とその下の基体の導電性表面間のホールに、電子障壁を形成可能な、適切で従来からのブロッキング層のいずれかを選択できる。
一般的に約5ミクロン〜約75ミクロンの厚さ、より具体的には約10ミクロン〜約40ミクロンの厚さである電荷輸送層、電荷輸送成分及び電荷輸送分子には、多くの既知の物質が含まれ、例えば下記式で表されるアリールアミン類が挙げられる。
式中、Xは、アルキル、アルコキシ、アリール、ハロゲン又はこれらの混合物であり、又は各Xは、4つの各末端環上に存在する。そして特にこれらの置換基はCl及びCH3から成る群から選択される。また、下記式で表される分子が挙げられる。
式中、X、Y及びZの少なくとも1つは、独立してアルキル、アルコキシ、アリール、ハロゲン又はこれらの混合物であり、Y若しくはZのいずれか、又はY及びZの両方が存在していてもよい。また、以下の式で表される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)が挙げられる。
また、以下の式で表わされるテルフェニルアリールアミン類が挙げられる。
式中、R1及びR2は各独立に、-H、-OH、-Cn2n+1(nは1〜約12)、アラルキル基及びアリール基の少なくとも1つから成る群から選択され、該アラルキル基及びアリール基は、例えば、約6〜約36個の炭素原子を有する。ジヒドロキシアリールアミン化合物は、-OH基と1又は2つ以上の芳香族環を介して最も近接する窒素原子の間に直接的な結合が存在していなくてもよい。「直接的な結合」とは、例えば、-OH基と最も近接する窒素原子との間に直接存在する1又は2個の芳香族環内に、式-(C=C)n-C=C-で表される部分が存在することを意味する。-OH基と1又は2つ以上の芳香族環を介して最も近接する窒素原子との間の直接的な結合の例としては、フェニレン基を有する化合物であって、該フェニレン基に結合した窒素原子に対してオルト若しくはパラの位置(すなわち2位若しくは4位の位置)に-OH基を有する、フェニレン基を有する化合物、又はポリフェニレン基を含む化合物であって、末端フェニレン基上に、該フェニレン基に結合した窒素原子に対してオルト若しくはパラの位置に-OH基を有するポリフェニレン基を含む化合物が挙げられる。アラルキル基の例としては、例えば、-Cn2n+1-フェニル基(nは約1〜約5又は約1〜約10)が挙げられ;アリール基の例としては、フェニル、ナフチル、ビフェニル等が挙げられる。R1が-OHであり、各R2がn-ブチルである態様においては、得られる化合物は、N,N'-ビス[4-n-ブチルフェニル]-N,N'-ジ-[3-ヒドロキシフェニル]テルフェニルジアミン(DHTER)となる。また、ある態様では、ホール輸送成分が、オーバーコート層の形成に選択される溶媒に実質的に可溶である。
アルキル及びアルコキシは、例えば、1〜約25個の炭素原子、より具体的には、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル及びこれらに相当するアルコキシド等の、1〜約12個の炭素原子を含有する。アリールは、例えばフェニル等の、6〜約36個の炭素原子を有していてもよい。ハロゲンには、塩化物、臭化物、ヨウ化物及びフッ化物が含まれる。ある態様では、置換アルキル、置換アルコキシ及び置換アリールを選択することが可能である。
具体的なアリールアミン類の例としては、N,N'-ジフェニル-N,N'-ビス(アルキルフェニル)-1,1-ビフェニル-4,4'-ジアミン(アルキルは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル等から成る群から選択される);N,N'-ジフェニル-N,N'-ビス(ハロフェニル)-1,1'-ビフェニル-4,4'-ジアミン(ハロ置換基はクロロ置換基である);N,N'-ビス-(4-ブチルフェニル)-N,N'-ジ-p-トリル-[p-テルフェニル]-4,4"-ジアミン、N,N'-ビス(4-ブチルフェニル)-N,N'-ジ-m-トリル-[p-テルフェニル]-4,4"-ジアミン、N,N'-ビス‐(4-ブチルフェニル)-N,N'-ジ-o-トリル-[p-テルフェニル]-4,4"-ジアミン、N,N'-ビス(4-ブチルフェニル)-N,N'-ビス-(4-イソプロピルフェニル)-[p-テルフェニル]-4,4"-ジアミン、N,N'-ビス(4-ブチルフェニル)-N,N'-ビス-(2-エチル-6-メチルフェニル)-[p-テルフェニル]-4,4"-ジアミン、N,N'-ビス‐(4-ブチルフェニル)-N,N'-ビス-(2,5-ジメチルフェニル)-[p-テルフェニル]-4,4'-ジアミン、N,N'-ジフェニル-N,N'-ビス-(3-クロロフェニル)-[p-テルフェニル]-4,4"-ジアミン等が挙げられる。
電荷輸送層成分は、光導電体最上部のオーバーコート層用の電荷輸送化合物としても選択できる。
電荷輸送層用に選択されるバインダー物質の例としては、ポリカーボネート、ポリアリレート、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、及びこれらのランダム共重合体又は交互共重合体が挙げられる。より具体的には、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称される)、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も称される)、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称される)等のポリカーボネートが挙げられる。ある態様では、電気的に不活性なバインダーは、約20,000〜約100,000の分子量または約50,000〜約100,000の分子量Mwを有するポリカーボネート樹脂から構成される。一般的に、輸送層は、約10〜約75重量パーセントの電荷輸送材料を含有し、より具体的には、電荷輸送材料を約35〜約50パーセント含有する。
数々の方法を用いて、電荷輸送層コーティング用混合物を混合し、その後、電荷発生層に塗布することができる。典型的な塗布技術としては、スプレー、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挙げられる。形成した電荷輸送コーティングの乾燥は、オーブンを用いた乾燥、赤外線照射乾燥、風乾等の適切な従来技術のいずれによっても行うことができる。
ある態様における各電荷輸送層の厚さは、約5〜約75ミクロンであるが、しかしながら態様によっては、この範囲外の厚さが選択される場合もある。
一般的に、電荷発生層に対する電荷輸送層の厚さの比率は、約2:1ないし約200:1であり、場合によっては400:1である。電荷輸送層は、可視光又は意図する用途の波長領域の照射光を実質的に吸収しないが、光導電体層又は電荷発生層からの電荷発生正孔の注入が可能であるという点で電気的に「活性」であり、電荷輸送層は、これらの正孔を電荷輸送層を通じて輸送し、これにより活性層表面上の表面電荷を選択的に放電させる。
連続的な電荷輸送オーバーコート層の厚さは、用いる系の帯電(バイアス帯電ロール)、クリーニング(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)等の摩損性に依存して選択するが、この厚さは最大で約10マイクロメートルであってもよい。ある態様では、各層の上記の厚さは、約1マイクロメートル〜約5マイクロメートルである。種々の適切な従来の方法を用いてオーバーコート層コーティング用混合物を混合し、その後、これを電荷輸送層に塗布することができる。典型的な塗布技術としては、スプレー、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挙げられる。形成したコーティングの乾燥は、オーブンを用いた乾燥、赤外線照射乾燥、風乾等の適切な従来技術のいずれによっても行うことができる。本明細書に開示される乾燥オーバーコート層は、画像形成時に正孔を輸送することができ、過度に高い遊離キャリア濃度を有しないはずである。
最外部の電荷輸送層は、電荷輸送層と同様の成分を含んでいてもよいが、電荷輸送性小分子と適切な電気的に不活性な樹脂バインダーの重量比はより低く、例えば、約0/100〜約60/40、又は約20/80〜約40/60であり、より具体的には、前記分子は以下の式で表すことができる。
式中、各R1は、-OHであり;R2は、アルキル基(-Cn2n+1)、nは、例えば1〜約10、1〜約5、又は約1〜約6であり、及び、炭素数が約6ないし約30又は約6ないし約20のアラルキル基及びアリール基である。
複数の電荷輸送層又は少なくとも1つの電荷輸送層に任意に組み込ませることにより、横方向電荷移動(LCM)抵抗を向上させることが可能な成分又は材料の例としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、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(IRGANOX(登録商標)1010、Ciba Specialty Chemicals社から市販)、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)、及びその他のヒンダードフェノール系酸化防止剤、例えば、SUMILIZER(商標)BHT-R、MDP-S、BBM-S、WX-R、NW、BP-76、BP-101、GA-80、GM、及びGS(Sumitomo Chemical Co., Ltd.から市販)、IRGANOX(登録商標)1035、1076、1098、1135、1141、1222、1330、1425WL、1520L、245、259、3114、3790、5057、及び565(Ciba Specialty Chemicals社から市販)、並びに、ADEKA STAB(商標)AO-20、AO-30、AO-40、AO-50、AO-60、AO-70、AO-80、及びAO-330(Asahi Denka Co., Ltd.から市販);ヒンダードアミン系酸化防止剤、例えば、SANOL(商標)LS-2626、LS-765、LS-770、及びLS-744(SANKYO Co., Ltd.から市販)、TINUVIN(登録商標)144及び622LD(Ciba Specialty Chemicals社から市販)、MARK(商標)LA57、LA67、LA62、LA68、及びLA63(Asahi Denka Co., Ltd.から市販)、並びにSUMILIZER(商標)TPS(Sumitomo Chemical Co., Ltd.から市販);チオエーテル系酸化防止剤、例えば、SUMILIZER(商標)TP-D(Sumitomo Chemical Co., Ltd.から市販)、ホスファイト系酸化防止剤、例えば、MARK(商標)2112、PEP-8、PEP-24G、PEP-36、329K、及びHP-10(Asahi Denka Co., Ltd.から市販);その他の分子、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)等が挙げられる。電荷輸送層の少なくとも1つに含まれる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、又は約3〜約8重量パーセントである。
実施例
(比較例1)
3成分ホールブロッキング層又は下引層を以下のように調製した。ジルコニウムアセチルアセトネートトリブトキシド(35.5部)、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン(4.8部)及びポリ(ビニルブチラール) BM-S (2.5部)をn-ブタノール(52.2部)に溶解した。コーティング溶液をディップコーターを用いてコーティングし、その層を、59℃で13分間予備加熱し、58℃(露点=54℃)で17分間加湿し、135℃で8分間乾燥させた。この下引層の厚さは、約1.3ミクロンであった。
V型ヒドロキシガリウムフタロシアニンを含む約0.2ミクロンの厚さの電荷発生層を上記の約1.3ミクロンの厚さのホールブロッキング層又はアンダーコート層上に付与した。電荷発生層コーティング分散物は、以下のように調製した。V型顔料3グラムを、2グラムのポリマーバインダー(カルボキシル-変性ビニル共重合体、VMCH、Dow Chemical Company社製)及び45グラムの酢酸n-ブチルと混合した。この混合物を、約200gの1ミリメートルHi-Beaホウケイ酸ガラスビーズと共にアトライターミル内で3時間かけて粉砕した。この分散物を20ミクロンナイロン布フィルターでろ過し、分散物の固形成分を約6重量パーセントにまで希釈した。
続いて、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(5グラム)、膜形成ポリマー結合剤PCZ 400 [ポリ(4,4'-ジヒドロキシ-ジフェニル-1-1-シクロヘキサン、MW = 40,000)] (Mitsubishi Gas Chemical Company, Ltd.から市販)(7.5グラム)を、テトラヒドロフラン(THF)30グラム及びモノクロロベンゼン(MCB)10グラムを含む溶媒混合物中に混合して溶液を調製し、26ミクロンの厚さの電荷輸送層を電荷発生層の最外部にコーティングした。電荷輸送層は、約135℃で約40分間かけて乾燥させた。
(比較例2)
オーバーコート層を電荷輸送層に塗布する点を除いて、上記の比較例1の方法を繰り返すことにより光導電体を調製した。オーバーコート用溶液は、0.5グラムのJONCRYL(登録商標)587(Johnson Polymers社から購入したアクリル化ポリオール)、0.7グラムのCYMEL(登録商標)303(Cytec Industries Inc.から購入したメチル化、ブチル化メラミン-ホルムアルデヒド架橋剤)、0.6グラムの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)、0.072グラムのBYK-SILCLEAN(登録商標)3700(BYK-Chemie USAから購入したヒドロキシル化シリコーン変性ポリアクリレート)及び0.09グラムのNACURE(登録商標)XP357(King Industries社から購入したブロック化酸触媒(blocked acid catalyst))を、7.2グラムのDOWANOL(登録商標)PM(Dow Chemical Company から購入した1-メトキシ-2-プロパノール)中に添加することにより作製した。
次いで、リングコーターを用いて上記で調製したオーバーコート用溶液を、光導電体、より具体的には、比較例1の電荷輸送層にオーバーコートした。得られたオーバーコート層を強制エアオーブン(forced air oven)中で40分間140℃で乾燥させると、架橋度の高い3ミクロンの厚さのオーバーコート層が得られ、このオーバーコート層は、メタノール又はエタノールに実質的に不溶であった。
(実施例I)
オーバーコート溶液が、比較例2のアクリルポリオール樹脂及び架橋剤の両方に代えて自己架橋性アクリル樹脂を含み、電荷輸送性組成物、触媒及び低表面エネルギー添加剤から構成される点を除いて、比較例2の方法を繰り返すことにより光導電体を調製した。このオーバーコート層は、乾燥の後に実質的にメタノール又はエタノールに不溶性であった。
より具体的には、オーバーコート層は、以下のように調製した。4.67グラムのDORESCO(登録商標)TA22-8 (Lubrizol Dock Resins から購入した自己架橋性アクリル樹脂、エタノール/アセトン中に約30重量パーセント)、0.6グラムの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)、0.072グラムのBYK-SILCLEAN(登録商標)3700 (BYK-Chemie USAから購入したヒドロキシル化シリコーン変性ポリアクリレート )及び0.09グラムのNACURE(登録商標)XP357(King Industries 社から購入したブロック化酸触媒)を、4グラムのDOWANOL(登録商標)PM(Dow Chemical Company から購入した1-メトキシ-2-プロパノール)に混合した。得られたオーバーコート層を強制エアオーブン中で40分間140℃で乾燥させると、架橋度の高い3ミクロンの厚さのオーバーコート層が得られた。
(実施例II)
オーバーコート溶液が、比較例2のアクリルポリオール樹脂及び架橋剤の両方に代えて自己架橋性アクリル樹脂を含み、電荷輸送性組成物、触媒及び低表面エネルギー添加剤から構成される点を除いて、比較例2の方法を繰り返すことにより光導電体を調製した。このオーバーコート層は、乾燥の後に実質的にメタノール又はエタノールに不溶性であった。
より具体的には、オーバーコート層は、以下のように調製した。0.8グラムの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)、0.072グラムのBYK-SILCLEAN(登録商標)3700 (BYK-Chemie USAから購入したヒドロキシル化シリコーン変性ポリアクリレート )及び0.09グラムのNACURE(登録商標)XP357(King Industries 社から購入したブロック化酸触媒)を、4グラムのDOWANOL(登録商標)PM (Dow Chemical Company から購入した1-メトキシ-2-プロパノール)中に混合した。得られたオーバーコート層を強制エアオーブン中で40分間140℃で乾燥させると、架橋度の高い3ミクロンの厚さのオーバーコート層が得られた。
(実施例III)
オーバーコート溶液が、比較例2のアクリルポリオール樹脂及び架橋剤の両方に代えて自己架橋性アクリル樹脂を含み、電荷輸送性組成物、触媒及び低表面エネルギー添加剤から構成される点を除いて、比較例2の方法を繰り返すことにより光導電体を調製した。このオーバーコート層は、乾燥の後に実質的にメタノール又はエタノールに不溶性であった。
より具体的には、オーバーコート層は、以下のように調製した。3.33グラムのDORESCO(登録商標)TA22-8 (Lubrizol Dock Resins から購入した自己架橋性アクリル樹脂、エタノール/アセトン中に約30重量パーセント)、1グラムの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)、0.072グラムのBYK-SILCLEAN(登録商標)3700 (BYK-Chemie USAから購入したヒドロキシル化シリコーン変性ポリアクリレート )及び0.09グラムのNACURE(登録商標)XP357(King Industries 社から購入したブロック化酸触媒)を、4グラムのDOWANOL(登録商標)PM (Dow Chemical Company から購入した1-メトキシ-2-プロパノール)中に混合した。得られたオーバーコート層を強制エアオーブン中で40分間140℃で乾燥させると、架橋度の高い3ミクロンの厚さのオーバーコート層が得られた。
(実施例IV)
オーバーコート溶液が、比較例2のアクリルポリオール樹脂及び架橋剤の両方に代えて自己架橋性アクリル樹脂を含み、比較例2の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)に代えて、N,N'-ジフェニル-N,N'-ジ-[3-ヒドロキシフェニル]テルフェニルジアミン(DHTER)を含み、比較例2の触媒及び低表面エネルギー添加剤から構成される点を除いて、比較例2の方法を繰り返すことにより光導電体を調製する。このオーバーコート層は、乾燥の後に実質的にメタノール又はエタノールに不溶である。
より具体的には、オーバーコート層は、以下のように調製した。4グラムのDORESCO(登録商標)TA22-8 (Lubrizol Dock Resins から購入した自己架橋性アクリル樹脂、エタノール/アセトン中に約30重量パーセント)、0.8グラムのN,N'-ジフェニル-N,N'-ジ-[3-ヒドロキシフェニル]テルフェニルジアミン(DHTER)、0.072グラムのBYK-SILCLEAN(登録商標)3700 (BYK-Chemie USAから購入したヒドロキシル化シリコーン変性ポリアクリレート )及び0.09グラムのNACURE(登録商標)XP357(King Industries 社から購入したブロック化酸触媒)を、4グラムのDOWANOL(登録商標)PM (Dow Chemical Company から購入した1-メトキシ-2-プロパノール)に混合した。得られたオーバーコート層を強制エアオーブン中で140℃で40分間乾燥させると、架橋度の高い3ミクロンの厚さのオーバーコート層が得られた。
(電気特性試験)
上記で調製した比較例1及び2並びに実施例I、II及びIIIの光導電体装置を、1回の帯電-除電サイクル(charge-erase cycle)の次に1回の帯電-露光-除電サイクル(charge-expose-erase cycle)の順番で光減衰サイクルが得られるようにセットしたスキャナーで試験した。光強度はサイクルを経るとともに少しずつ増加して一連の光減衰特性(PIDC)曲線を生じ、この曲線から、種々の露光強度における感光性と表面電位を測定した。電荷密度曲線に対して、数ボルトを生じさせる表面電位の上昇を伴う一連の帯電-除電サイクルにより、更なる電気特性が得られた。種々の表面電位に一定の電圧を付加するようにセットしたスコロトロンをスキャナーに装着した。発光ダイオードへの電流を調節することで異なる露光レベルを可能にするデータ獲得システムにより露光強度を次第に増加させながら、-700ボルトの表面電位で装置を試験した。露光光源は、780ナノメートルの発光ダイオードであった。ゼログラフィックシミュレーション過程は、周囲条件で環境制御された耐光チャンバー内において完了させた(40パーセントの相対湿度及び22℃)。結果を表1にまとめる。
ある態様では、例えば、有意に迅速な輸送等、既知のPIDC曲線の作成により測定される、実施例I、II及びIIIの光導電体の数々の改善された特性が開示されている。より具体的には、表1のV(2.8 erg/cm2)及びV(6.0 erg/cm2)は、それぞれ、露光が3.5 erg/cm2及び6.0 erg/cm2である場合の光導電体装置の表面電位を表しており、PIDCの特徴付けに用いられる。
電荷輸送は、電荷輸送成分の充填率に依存し、ポリマーバインダーが同一の場合又は電荷輸送成分の充填率が同一の場合には、電荷輸送成分の充填率が高い程、輸送が速くなること;及び電荷輸送は、ポリマーバインダーのバルク抵抗に依存し、バルク抵抗が低い程、輸送が速いことが知られている。
開示される実施例I、II及びIIIの自己架橋性アクリル樹脂は、約1011Ωcmのバルク抵抗(20℃、湿度50パーセント)を有する。対照的に、比較例2の調節されたアクリルポリオール樹脂及び架橋剤は、約1014Ωcmのバルク抵抗(20℃、湿度50パーセント)を有し、比較例1のポリカーボネート樹脂は、約1016Ωcmのバルク抵抗(20℃、湿度50パーセント)を有する。バルク抵抗の測定は、周囲条件下(20℃、湿度50パーセント)でKeithley社製モデル237 High Voltage Source Measuring Unitを用いて行った。サンプルは、両端子と接触するように、その表面と底面に露出された基平面(ground plane)上に金接点(gold dot)を用いて電極を取り付けた。電圧を約10ボルトから1,200Vまで変化させ、各サンプルについて電流を測定した。次いで、バルク抵抗を測定した。各サンプルにつき、同じ測定法を2ないし3回繰り返し、最終結果として平均値を求めた。
同一の電荷輸送成分(DHTBD)を比較例2並びに実施例I、II及びIIIのオーバーコート層に用いた。比較例2(アクリレートポリオールと33パーセントのDHTBDを含む架橋剤)と比べて実施例Iの光導電体(30パーセントのDHTBDを含む本明細書に開示される自己架橋性アクリル樹脂)では、V (2.8 erg/cm2)とV (6.0 erg/cm2)の両方で50Vの低下が認められた(表1参照)。従って、オーバーコート層中に、本明細書に開示される、より導電性の高い自己架橋性アクリル樹脂を用いることでより迅速な輸送が実現されたことになる。
電荷輸送成分の充填率を増加させることにより(実施例IIでは40パーセントのDHTBD、実施例IIIでは50パーセントのDHTBD:各実施例を参照)、V (2.8 erg/cm2)とV (6.0 erg/cm2)は、両方とも更に低下し、実施例IIIでは、比較可能なV (2.8 erg/cm2)とV (6.0 erg/cm2)の特性を示していた比較例1(オーバーコート層無し)と比べて、PIDCの観点からいうと、 オーバーコート層は殆ど不可視な状態となっていた。
(サイクル安定性試験)
温暖で湿潤な条件(相対湿度80パーセント、80°F)で、当実験室で作製した高速Hyper Mode Test(HMT)を用いて、上記で調製した実施例Iの光導電体のサイクル安定性を試験した。HMT装置を用いて、-700ボルトに設定したスコロトロン下でドラム型光導電体を150 rpmで回転させ、次いで、このドラムをLED消去ランプで露光した。2つの電圧プローブを90°離して設置し、ノンストップで帯電/放電/除電を100万回繰り返すことによりVhigh(VH)とVresidual(VL)を測定した。サイクルを繰り返す間に生成したオゾンは、エアーポンプとオゾンフィルターを用いてチャンバーの外に排出した。
HMTサイクルの結果を表2に示す。
連続して100万回サイクルを繰り返した後、本明細書に開示する実施例Iの光導電体のVHは、殆ど変化しなかった。本明細書に開示する実施例1の光導電体のVLのサイクル後の上昇は、約20ボルトに過ぎなかった。故に、本明細書に開示する光導電体は、抜群のサイクル安定性を有する。
(摩耗試験)
上記の3種類の光導電体(比較例1及び2、並びに実施例II)について、FX440(Fuji Xerox社製)摩耗装置を用いて摩耗試験を行った。各摩耗試験を始める前に、各光導電体装置の全体の厚さをPermascopeで測定した。50キロサイクル用摩耗装置内に光導電体装置を離してセットした。再度、全体の厚さを測定して、厚さの差によって光導電体の摩耗率(ナノメートル/キロサイクル)を計算した。摩耗率が低い程、光導電体の摩耗耐性が高いことになる。摩耗率のデータを表3に示す。
本明細書に開示する光導電体(オーバーコート層中に40パーセントのDHTBDを含む実施例IIの光導電体)の摩耗率は、オーバーコート層を有しない比較例の光導電体(比較例1)の3分の1に過ぎなかった。本明細書に開示するオーバーコート層を添加することにより、光導電体の寿命が著しく延びた。更にまた、本明細書に開示するオーバーコート層(オーバーコート層中に40パーセントのDHTBDを含む実施例II)では、オーバーコート層中に33パーセントのDHTBDを含む比較例2との比較において同程度の摩耗率が観察された。

Claims (5)

  1. 所望により設けてもよい支持基体、電荷発生層、及び少なくとも1層の電荷輸送層及び前記電荷輸送層と接触して隣接するオーバーコート層を含む光導電体であって、少なくとも1層の電荷輸送層が、少なくとも1種類の電荷輸送成分を含み、該オーバーコート層が、20℃で湿度50%におけるバルク抵抗が、10〜1014Ωcmである自己架橋性アクリル樹脂、電荷輸送成分、及び低表面エネルギー添加剤を含み、前記樹脂、前記添加剤及び前記電荷輸送成分が、酸触媒の存在下で反応して、架橋したポリマーのネットワーク構造を形成し、前記自己架橋性アクリル樹脂の平均分子量(M )が、100,000〜500,000であり、多分散度(PDI)(M /M )が、1.5〜4である、前記光導電体。
  2. 前記オーバーコート電荷輸送成分が、下記式で表される化合物である、請求項1に記載の光導電体。


    mは、0又は1であり;zは、以下の少なくとも1つから成る群から選択され、


    nは、0又は1であり;Arは、以下の少なくとも1つから成る群から選択され、


    Rは、-CH、-C、-C及びCの少なくとも1つから成る群から選択され、Ar’は、以下の少なくとも1つから成る群から選択され、


    Xは、以下の少なくとも1つから成る群から選択され、


    Sは、0、1又は2である。
  3. 前記低表面エネルギー添加剤が、0.1〜20重量パーセントで存在する、請求項1または請求項2に記載の光導電体。
  4. 前記電荷輸送層が、アリールアミン分子を含み、前記アリールアミンが、以下の式で表される、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の光導電体。


    Xは、アルキル、アルコキシ、アリール及びハロゲンの少なくとも1つから成る群から選択されるか、又は前記アリールアミンが、下記式で表され、


    X、Y及びZはそれぞれ独立に、アルキル、アルコキシ、アリール、ハロゲン及びこれらの混合物の少なくとも1つから成る群から選択される。
  5. 前記低表面エネルギー添加剤が、ペルフルオロポリオキシアルカンのヒドロキシ誘導体、ペルフルオロアルカンのヒドロキシ誘導体、フルオロポリエーテルのカルボン酸誘導体、ペルフルオロアルカンのカルボン酸エステル誘導体、ペルフルオロアルカンのスルホン酸誘導体、フルオロポリエーテルのエトキシシラン誘導体、シリコーン変性ポリアクリレートのヒドロキシ誘導体、ポリエーテル変性アクリルポリジメチルシロキサン及びポリエーテル変性ヒドロキシルポリジメチルシロキサンの少なくとも1つである、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の光導電体。
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