JPH07281469A - 電子写真画像形成部材 - Google Patents

電子写真画像形成部材

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JPH07281469A
JPH07281469A JP6328748A JP32874894A JPH07281469A JP H07281469 A JPH07281469 A JP H07281469A JP 6328748 A JP6328748 A JP 6328748A JP 32874894 A JP32874894 A JP 32874894A JP H07281469 A JPH07281469 A JP H07281469A
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JP
Japan
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blocking layer
hole blocking
hydrolyzed
coating
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JP6328748A
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English (en)
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Robert C U Yu
シー.ユー.ユ ロバート
Geoffrey M T Foley
エム.ティー.フォレイ ジェオフェリー
Michura Sachidanando
ミシュラ サッチダナンド
Richard L Post
エル.ポスト リチャード
Yonn K Rasmussen
ケー.ロスムッセン ヨン
F Janus John
エフ.ヤヌス ジョン
Neil S Patterson
エス.パターソン ネイル
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Xerox Corp
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Xerox Corp
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    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/14Inert intermediate or cover layers for charge-receiving layers
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    • G03G5/144Inert intermediate layers comprising inorganic material
    • GPHYSICS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 厚い均一コーチングを形成しうると共
に高い亀裂耐性と隣接層への高い接着性を有し、優秀な
電気的性質を示しうる向上したホール阻止層を有する多
層光接受体を形成する。 【構成】 導電性金属酸化物表面を有する基体と
ホール阻止層と少なくとも一つの電子写真画像形成層と
を含み、このホール阻止層は(a)加水分解された有機
ジルコニウム化合物、加水分解された有機チタン化合物
及びその混合物よりなる群から選択される材料と(b)
ヒドロキシルアルキルセルロースと(c)加水分解され
た有機アミノシランと(d)前記金属参加物表面との反
応生成物を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、向上した帯電阻止層を
有する光摂受体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】より進歩した複雑かつ極めて精密な電子
写真複写機、複製機および印刷機が開発されるにつれ
て、高品質の画像を作成する厳密な要件に合致するよう
光摂受体に一層高い要求が課せられた。たとえば多くの
近代的な光導電性画像形成部材で見られる多くの層は均
一かつ欠陥部がなく隣接層に良好に付着せねばならず、
さらに狭い操作範囲内で予想しうる電気特性を示して何
千回にもわたり優秀なトナー画像を形成せねばならな
い。電子写真画像形成システムにてドラムもしくはベル
トとして使用されている1種の多層光摂受体は基体と導
電層とホール阻止層と接着層と電荷発生層と電荷輸送層
とを含む。さらに、光摂受体はたとえば上塗層のような
追加層をも含むことができる。優秀なトナー画像を多層
光摂受体により得ることもできるが、多くの層は多層ベ
ルト光摂受体の融通性を制限することが判明している。
たとえば、これらドラムはしばしばレーザー露出システ
ムで生じうる合板作用を回避すべく粗面を有する金属基
体を含む。ドラムを浸漬被覆する場合、ホール阻止層は
粗面上に厚い均一コーチングを必ずしも形成せず、しば
しば基体粗面の頂部に未被覆の裸(bare)スポットを残
すことが判明している。これら裸スポットは、負帯電し
た光摂受体に白色スポット欠陥部として印刷されるの
で、コピープリント品質に直接影響を及ぼす。さらに、
ホール阻止層コーチングは高められた温度で乾燥して硬
化を促進した後に著しい層亀裂を自然に発生する傾向を
有する。したがって、高品質の長い可使寿命を有する光
摂受体ドラムの大規模浸漬被覆につき高いニーズが存在
する。サイクル中に帯電阻止層で発生する亀裂は印刷物
欠陥部として出現し、コピー品質に悪影響を及ぼした。
さらに、たとえばホール阻止層のような各種のベルト層
における材料の交換は光摂受体の全体的な電気的、機械
的および他の電子写真画像形成上の性質、たとえば残留
電圧、背景、暗減衰(dark decay)、付着などに悪影響
を及ぼし、特にたとえば湿度および温度のような条件が
毎日変化しうるような環境で何千回も操作すると悪影響
が生じうる。
【0003】1986年4月22日付け発行のリン(Li
n )等に係る米国特許第4,584,253号には電子
写真画像形成部材が開示されており、この部材は電荷発
生層と、連続高分子結合剤相に芳香族アミンもしくはヒ
ドラゾン電荷輸送分子を含む隣接電荷輸送層と、電荷発
生層と同じ側の電荷輸送層に位置するセルロースホール
捕獲材料とを含み、セルロースホール捕獲材料は電子吸
引基を持たない。ホール阻止層は、たとえばシロキサン
およびヒドロキシプロピルセロルースのフィルムを含む
ことができる。或る場合、ホール阻止層と隣接電荷発生
層との間に中間接着層が用いられて接着を促進する。こ
の接着層は約0.1〜約5μmの厚さを有する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、厚い
均一コーチングを形成しうると共に亀裂に対する高い耐
性および隣接層に対する高い接着性を有し、さらに優秀
な電気的性質を示しうる向上したホール阻止層を有する
多層光摂受体を形成することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的および他の目的
は本発明によれば、導電性金属酸化物表面を有する基体
とホール阻止層と少なくとも1つの電子写真画像形成層
とを含み、ホール阻止層が加水分解された有機ジルコニ
ウムおよび加水分解された有機チタン化合物、ヒドロキ
シアルキルセルロースおよび加水分解された有機アミノ
シランよりなる群から選択される材料と金属酸化物表面
との反応生成物を含む電子写真画像形成部材を提供する
ことにより達成される。
【0006】本発明の光導電性画像形成部材は、導電性
表面を有する基体を設け、ヒドロキシアルキルセルロー
ス、有機アミノシランおよび有機ジルコニウムもしくは
有機チタン化合物の反応生成物を含むホール阻止層を導
電層上に形成し、さらに少なくとも1つの電子写真画像
形成層をホール阻止層上に施すことにより作成すること
ができる。
【0007】基体は、所要の機械的性質を有する任意に
適する材料を含むことができる。したがって、基体は非
導電性もしくは導電性材料、たとえば無機もしくは有機
組成物の層を含むことができる。非導電性材料として
は、この目的につき知られた各種の樹脂、たとえばポリ
エステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリイミ
ド、ポリアミド、ポリウレタンなどを用いることができ
る。典型的な導電性材料はたとえばアルミニウム、ニッ
ケル、ステンレス鋼、クロム、ジルコニウム、チタンな
どを包含する。電気絶縁性もしくは導電性基体は可撓性
とすることができ、多くの異なる形状、たとえばシー
ト、スクロール、エンドレス軟質ベルトなどを有するこ
とができる。硬質基体につき、これら基体は熱硬化性も
しくは熱可塑性樹脂と金属粒子の導電性分散物とを含む
複合ドラムとすることができ、或いは金属コーチングを
有する熱硬化性もしくは熱可塑性ドラムとすることもで
きる。好ましくは、基体は粗面を有する金属ドラムの形
態である。表面はたとえば研磨、グリット吹付け、砂吹
きなど任意に適する技術により粗面化することができ
る。しかしながら、所望に応じ表面は平滑とすることも
できる。
【0008】基体層の厚さは機械的強度および経済的考
慮を含む多くの因子に依存し、たとえば可撓性ベルトに
つき基体層は少なくとも約50μmの厚さを有すること
ができ、或いは最終的な電子写真画像形成装置に対し悪
影響を及ぼさなければ約50μm未満の最大厚さとする
こともできる。
【0009】導電層は、電子写真画像形成部材につき所
望される光学透明性および可撓性に応じ、相当広範囲で
厚さを変化することができる。したがって可撓性の電子
写真画像形成ベルトが望ましければ、導電層の厚さは導
電度と可撓度と光透過度との最適組合せにつき約20〜
約750オングストローム単位、より好ましくは約50
〜約200オングストローム単位の範囲とすることがで
きる。導電層は導電性金属層とすることができ、この層
はたとえば基体上に真空蒸着技術のような任意に適する
被覆技術により形成することができる。典型的な金属は
アルミニウム、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、バナ
ジウム、ハフニウム、チタン、ニッケル、ステンレス
鋼、クロム、タングステン、モリブデンなどを包含す
る。基体自身が導電性金属である場合は、その外側表面
が導電層の機能を果し、別途の導電層を省略することが
できる。
【0010】本発明のホール阻止層は導電層の導電性表
面に施され、或いは導電性基体上に直接施される。施さ
れたホール阻止層は乾燥の後にヒドロキシアルキルセル
ロース、有機アミノシラン、有機ジルコニウムもしくは
有機チタン化合物と基体の酸化金属表面との反応生成物
を含む。ホール阻止層は電子バリヤを形成して、ホール
がその下の導電層から隣接光導電層中に突入するのを防
止する。所望ならば、接着層を阻止層と光導電層との間
に介挿して接着を増大させることもできる。
【0011】本発明の被覆組成物におけるホール阻止層
のヒドロキシアルキルセルロース成分は市販の非イオン
型セルロースエーテルである。たとえばヒドロキシアル
キルセルロースはヒドロキシプロピルセルロースとし
て、すなわちハーキュレス・インコーポレーテッド( H
ercules Inc.)からクルセル(KLUCEL)として入
手できる。クルセルは、アルカリセルロースを高められ
た温度および圧力にて酸化プロピレンと反応させること
により作成される。酸化プロピレンはセルロース上でエ
ーテル結合を介し、セルロース連鎖の各無水グルコース
モノマー単位に存在する3個の反応性ヒドロキシルで置
換され得る。エーテル化は、ヒドロキシプロピル置換基
がほぼ全体的に第二ヒドロキシルを含有するよう生ずる
と思われる。側鎖中に存在する第二ヒドロキシルは酸化
物とさらに反応するよう用いられ、外連鎖(chaining o
ut)が生じうる。この結果、1モル以上の結合酸化プロ
ピレンを含有する側鎖が形成される。恐らく、セルロー
スにおける第一ヒドロキシルの大部分が置換され、残存
する反応性基は第二ヒドロキシルであると思われる。或
る種の典型的な分子量数値はH−型につき1,000,
000;G−型につき300,000;L−型につき1
0,000;E−型につき60,000である。ヒドロ
キシアルキルセルロース分子の理想的な構造を下記に示
す:
【0012】
【化2】
【0013】[式中、Rは独立して水素と1〜20個の
炭素原子を含むアルキル基、1〜20個の炭素原子を含
むヒドロキシアルキル基、1〜20個の炭素原子を含む
ヒドロキシエーテル基、および1〜20個の炭素原子を
含むアミノアルキル基よりなる群から選択される置換も
しくは未置換基とよりなる群から選択され、nは1〜
3,000のセルロース反復単位の数である]。本発明
に好適なセルロース材料は単糖類1単位当り3モル置換
までのセルロースのヒドロキシル基の置換程度を有する
と共に約700〜約2,000,000の重量平均分子
量を有する、ヒドロキシアルキルセルロース化合物、お
よびその誘導体よりなる群から選択されるものである。
ヒドロキシプロピルセルロースの豊富なヒドロキシ官能
基はジルコニウムおよびシラン成分と共に架橋ネットワ
ークに組込まれて高い熱可塑性を有する層を形成し、ジ
ルコニウムおよびシラン成分のみを含有する浸漬被覆さ
れたホール阻止層が加熱乾燥される際に生ずるホール阻
止層の亀裂を防止する。好ましくは、ホール阻止層形成
溶液はこのホール阻止層形成溶液の全溶質含有量に対し
約0.5〜約9重量%のヒドロキシプロピルセルロース
成分を含む。しかしながら、ホール阻止層溶液における
約1.5〜約3重量%のヒドロキシプロピルセルロース
含有量が最適結果をもたらす。
【0014】本発明の被覆組成物におけるホール阻止層
の有機アミノシラン成分は、ホール阻止層の他の成分と
反応する加水分解しうる有機シランを含む。加水分解し
うる有機アミノシランは次式によって示すことができ
る:
【0015】
【化3】
【0016】[式中、R1 は1〜20個の炭素原子を含
むアルキリデン基であり、R2 およびR3 は独立して
H、1〜3個の炭素原子を含む低級アルキル基、フェニ
ル基およびポリ(エチレンアミノ)基よりなる群から選
択され、さらにR4 、R5 およびR6 は独立して1〜4
個の炭素原子を含む低級アルキル基から選択される。] 有機アミノシランは、本発明の帯電阻止層の他の成分を
含む或いは含まない水溶液中で約4〜約10のpHにて
加水分解される。典型的な加水分解しうるシランは3−
アミノプロピルトリエトキシシラン、(N,N−ジメチ
ル−3−アミノ)プロピルトリエトキシシラン、N,N
−ジメチルアミノフェニルシラン、N−フェニルアミノ
プロピルトリメトキシシラン、トリエトキシシリルプロ
ピルエチレンジアミン、トリメトキシシリルプロピルエ
チレンジアミン、トリメトキシシリルプロピルジエチレ
ントリアミン、N−アミノエチル−3−アミノプロピル
トリメトキシシラン、N−2−アミノエチル−3−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、N−2−アミノエチル
−3−アミノプロピルトリス(エチルエトキシ)シラ
ン、p−アミノフェニルトリメトキシシラン、3−アミ
ノプロピルジエチルメチルシラン、(N,N′−ジメチ
ル−3−アミノ)プロピルトリエトキシシラン、3−ア
ミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、N−メチルアミノプロピルト
リエトキシシラン、メチル[2−(3−トリメトキシシ
リルプロピルアミノ)エチルアミノ]−3−プロピオネ
ート、(N,N′−ジメチル−3−アミノ)プロピルト
リエトキシシラン、N,N−ジメチルアミノフェニルト
リエトキシシラン、トリメトキシシリルプロピルジエチ
レントリアミン、およびその混合物を包含する。好適な
シラン材料は3−アミノプロピルトリエトキシシラン、
N−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、(N,N′−ジメチル−3−アミノ)プロピルト
リエトキシシランなど或いはその混合物である。何故な
ら、これら材料の加水分解溶液は高度の塩基性と安定性
とを示すと共に、これら材料は容易に市販入手しうるか
らである。
【0017】加水分解された有機アミノシラン溶液は、
珪素原子に結合した加水分解可能な基を加水分解するの
に充分な量の水を添加して溶液を形成させることにより
作成することができる。有機アミノシランの加水分解に
際し、たとえばアルコキシ基のような加水分解しうる基
はヒドロキシル基で置換される。一般に不充分な水は、
望ましくないゲルを加水分解シランにより形成させる。
一般に、薄いコーチングを得るには希釈溶液が好まし
い。満足しうる反応生成フィルムは、溶液の全重量に対
し約0.01〜約5重量%のシランを含有する溶液で得
ることができる。溶液の全重量に対し約0.05〜約3
重量%のシランを含有する溶液が、均一反応生成層を形
成する安定な溶液につき好適である。加水分解シランの
溶液のpHは、硬化に際し最適な作用を得ると共に電気
安定性を得るよう慎重に調節することが重要である。約
4〜約10の溶液pHが好適である。最適な反応生成層
は約7〜約8のpHを有する加水分解シラン溶液で得ら
れ、これは得られる処理された光摂受体のサイクリング
−アップおよびサイクリング−ダウン特性の防止が最大
化されるからである。サイクリング−ダウンはしばしば
約4未満のpHを有する加水分解アミノシラン溶液にて
許容することができる。
【0018】加水分解シラン溶液のpH調節は任意に適
する有機もしくは無機酸または酸性塩で行うことができ
る。典型的な有機および無機酸、並びに酸性塩は酢酸、
クエン酸、蟻酸、沃化水素、燐酸、塩化アンモニウム、
ヒドロフルオロ珪酸、プロモクレゾールグリーン( Bro
mocresol Green)、ブロモフェノールブルー( Bromoph
enol Blue )、p−トルエンスルホン酸などを包含す
る。
【0019】本発明の帯電阻止層における他の成分と反
応する任意に適する加水分解可能な有機ジルコニウムも
しくは加水分解可能な有機チタン化合物を用いることが
できる。加水分解可能な有機ジルコニウム化合物および
加水分解可能な有機チタン化合物は、次式によって示す
ことができる:
【0020】
【化4】
【0021】[式中、Mはジルコニウムおよびチタンよ
りなる群から選択され、R7 、R8 及びR9 は独立し
て、アルキル基、好ましくは1〜6個の炭素原子を含む
低級アルキル基から選択され、R10およびR11は独立し
て1〜6個の炭素原子を含む低級アルキル基から選択さ
れる。] 加水分解しうる有機ジルコニウム化合物は、本発明の帯
電阻止層の他の成分を含む或いは含まない水溶液にて約
4〜約10のpHで加水分解される。典型的な加水分解
しうる有機ジルコニウム化合物はモノアセチルアセトネ
ートジルコニウムトリブトキシド〔たとえばオルガチッ
クス(ORGATICS)ZC−540、マツモト・コ
ーショー・カンパニー( Matsumoto Kosho Co.)から入
手しうる〕、エチルアセトアセテートジルコニウムトリ
アルコキシド、乳酸ジルコニウムトリアルコキシドなど
を包含する。典型的な加水分解しうる有機チタン化合物
はモノアセチルアセトネートチタントリブトキシド、エ
チルアセトアセテートチタントリアルコキシド、乳酸チ
タントリアルコキシドなどを包含する。
【0022】最適化されたホール阻止層の被覆溶液は、
被覆溶液における溶質の全重量に対し約1.5〜約3.
5重量%のヒドロキシアルキルセルロースと約9.8〜
約9.6重量%の有機シランと約88.7〜約86.9
重量%の有機ジルコニウムもしくは有機チタン化合物と
を含む。被覆溶液は、さらにホール阻止層被覆溶液の全
重量に対し約0.650〜約0.647重量%の水と約
56.4〜約56.3重量%のイソプロピルアルコール
と約28.3〜約28.2重量%のn−ブタノールとを
含有する。これら溶液組成物は充分量の有機極性溶剤と
少量の水とを含有して加水分解反応を促進するので、こ
れらは金属導電性陽極層における金属酸化物層の湿潤化
をも促進する。向上された湿潤化は、被覆層厚さの一層
高い均一性および加水分解シランとヒドロキシアルキル
セルロースと加水分解有機ジルコニウムもしくは有機チ
タン化合物と金属酸化物層との間の架橋反応の達成を確
保する。任意に適する極性溶剤添加物を使用することも
できる、典型的な極性溶剤はメタノール、エタノール、
イソプロパノール、n−ブタノール、テトラヒドロフラ
ン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エトキシエ
タノール、酢酸エチル、蟻酸エチルおよびその混合物を
包含する。最適な湿潤化は、有機極性溶剤添加物として
のイソプロピルアルコールとn−ブタノールとの混合物
により達成される。一般に、加水分解シラン溶液に添加
される極性溶剤の量は、最良の結果を得るには溶液の全
重量に対し約95%未満である。
【0023】ホール阻止層溶液は、任意に適する技術に
より金属酸化物表面に付着させることができる。典型的
な付着技術は噴霧、浸漬被覆、引張棒被覆、グラビヤ被
覆、シルクスクリーニング、エアナイフ被覆、逆ロール
被覆などを包含する。本発明のホール阻止層被覆溶液は
浸漬被覆法に特に望ましい。亀裂のない比較的厚いホー
ル阻止層を得るには、阻止層は好ましくはたとえばドラ
ムのような基体を被覆溶液に浸漬被覆して施され、たと
えば真空、加熱などの慣用技術によりコーチングを付着
させた後に溶剤が除去される。一般に約1:60〜約
2:55の他の溶質の全量に対するヒドロキシアルキル
セルロース重量比につき約1:6〜約1:5のホール阻
止層溶質と溶剤との重量比が浸漬被覆に好適である。
【0024】金属酸化物層に対するホール阻止層コーチ
ングの乾燥もしくは硬化は、ほぼ室温より高い温度で行
って一層均一な電気的性質と一層完全な反応体の変換と
より少ない未反応成分とを有する反応生成物層を与える
べきである。一般に約100〜約150℃の反応温度が
最大変換率、付着および亀裂防止に好適である。選択す
る温度は用いる特定の金属酸化物層に或る程度依存し、
基体の感温受性により制限される。最適な電気化学安定
性を有する反応生成物層は、反応を約135℃の温度で
行う際に得られる。この反応温度は、たとえばオーブ
ン、強制通気オーブン、放射熱ランプなどのような任意
に適する技術よって維持することができる。
【0025】反応時間は、用いる反応温度に依存する。
たとえば、より高い反応温度を用いる場合は、より短い
反応時間しか必要としない。一般に、反応時間の増加は
反応体の架橋程度を増大させる。高められた温度で約
0.5〜約45分間の反応時間を用いて満足しうる結果
が得られている。実用目的で、充分な架橋は反応生成物
層が乾燥する時間によって達成され、ただし水溶液のp
Hを約4〜約10に維持する。
【0026】反応は大気圧または真空を含む任意に適す
る圧力で行うことができる。反応を大気圧以下の圧力で
行う場合は、より少ない熱エネルギーしか必要としな
い。
【0027】加工環境での操作条件に耐える最終的な電
子写真画像形成部材の安定な電気的、化学的および機械
的性質を有するネットワーク構造を形成させるのに充分
な縮合反応が架橋工程でコーチングが生じたかどうかは
容易に決定することができ、これは単に乾燥コーチング
を水、トルエン、テトラヒドロフラン、塩化メチレンも
しくはシクロヘキサンで洗浄すると共に洗浄コーチング
を検査して約1,000〜約1,200cm-1のSi−
O波長バンドの赤外吸収を比較することにより行われ
る。Si−O波長バンドが認められれば、反応の程度は
充分であり、すなわちバンドにおけるピークが1回の赤
外吸収試験から次の試験まで減少しなければ充分な縮合
および架橋が生じている。部分重合した反応生成物は同
じ分子内にシロキサン成分とシラノール成分とを含有す
ると思われる。「部分重合」という用語を用いる理由
は、最も過酷な乾燥もしくは硬化条件下でさえ一般に全
重合を達成しえないからである。加水分解シランは金属
酸化物層の孔における金属水酸化物分子および帯電阻止
層の他の成分と反応すると思われる。加水分解シランと
金属酸化物層の孔における金属水酸化物分子との反応は
L.A.トイシャー( Teuscher )に係る米国特許第
4,464,450号(その開示全体を本文中に援用す
る)に記載されている。
【0028】ホール阻止層は連続とすべきであり、約
0.5μm(5,000オングストローム)より大きい
厚さを有する。何故なら、より薄いホール阻止層コーチ
ングは導電性基体の粗面に対し不充分な被覆を与えると
共に、粗面の頂部に裸スポットを形成するからである。
約0.7μm(7,000オングストローム)〜約2μ
m(20,000オングストローム)のホール阻止層が
好適である。これは完全な地上面/基体表面の被覆が充
分に達成でき、露出工程の後のホール中和が容易化さ
れ、さらに最適な電気的性能が達成されるからである。
最適な電気的挙動を達成するには約1μm(10,00
0オングストローム)〜約1.5μm(15,000オ
ングストローム)の厚さがホール阻止層につき特に好適
である。乾燥の後、有機アミノシランとヒドロキシアル
キルセルロースと有機ジルコニウムもしくは有機チタン
化合物とその下の導電性表面における金属酸化物との反
応生成物が形成される。理想的な反応の過程を次の反応
式で説明する:
【0029】
【化5】
【0030】
【化6】
【0031】上記反応式において、「AA」はアセチル
アセトネートを示し、Alは導電性基体の外側表面にお
けるアルミニウム原子を示す。
【0032】必要に応じて接着層はホール阻止層に施す
ことができる。任意に適する接着層を用いることができ
る。1種の周知された接着層は、デュポン49,000
(デュポン・デ・ネモアス・アンド・カンパニーから入
手しうる)として知られたポリエステル樹脂、すなわち
4種の二酸とエチレングリールとの線状飽和コポリエス
テル反応生成物を含む。デュポン4,900線状飽和コ
ポリエステルは上記した比におけるエチレングリコール
と4種のランダム配列の二酸との交互モノマー単位で構
成され、約70,000の重量平均分子量と約32℃の
Tgとを有する。所望ならば、接着層はたとえばバイテ
ル( Vitel)PE−100、バイテルPE−200、バ
イテルPE−200DおよびバイテルPE−222(こ
れらは全てグッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カ
ンパニーから入手しうる)のようなコポリエステル樹脂
を含むこともできる。このポリエステル樹脂を含む接着
層を阻止層に施す。用いる接着層は連続とすべきであ
り、好ましくは約200〜約900μm、より好ましく
は約400〜約700μmの乾燥厚さを有する。任意に
適する溶剤もしくは溶剤混合物を用いて、ポリエステル
の被覆溶液を形成することができる。典型的な溶剤はテ
トラヒドロフラン、トルエン、塩化メチレン、シクロヘ
キサノンなど、およびその混合物を包含する。他の任意
に適する慣用の技術を用いて混合すると共に、その後に
本発明の接着層被覆混合物を帯電阻止層に施すことがで
きる。典型的な塗布技術は噴霧、浸漬被覆、ロール被
覆、巻線棒被覆などを包含する。付着させたコーチング
の乾燥はたとえばオーブン乾燥、赤外線照射乾燥、空気
乾燥など任意に適する慣用技術により行うことができ
る。
【0033】任意に適する光発生層を阻止層または用い
る場合には中間層に施すことができ、次いでこれを隣接
ホール輸送層で上塗りすることができる。光発生層の例
はたとえば非晶質セレン、三方晶セレンおよびセレン−
テルル、セレン−テルル−砒素、セレン砒素化物および
その混合物から選択されるセレン合金のような無機光導
電性粒子、並びにたとえば米国特許第3,357,98
9号に記載されたX−型の金属フリーのフタロシアニ
ン、たとえばバナジルフタロシアニンおよび銅フタロシ
アニンのような金属フタロシアニン、モナストラル・レ
ッド(MonastralRed )、モナストラル・バイオレッド
( Monastral Violet )およびモナストラル・レッドY
の商品名にてE.I.デュポン・デ・ネモアン・アンド
・カンパニーから入手しうるキナクリドン、ジブロモア
ンタントロン顔料の商品名であるバットオレンジ( Vat
Orange )1およびバットオレンジ3、ベンズイミダゾ
ールペリレン、米国特許第3,442,781号に開示
された置換2,4−ジアミノ−トリアジン、商品名イン
ドファースト・ダブル・スカーレット( Indofast Doub
le Scarlet)、インドファースト・バイオレット・レイ
ク( Violet Lake )B、インドファースト・ブリリア
ント( Brilliant)・スカーレットおよびインドファー
スト・オレンジ( Orange )としてアライド・ケミカル
・コーポレーション( Allied Chemical Corporation)
から入手しうる多核芳香族キノン類などの各種のフタロ
シアニン顔料を含む有機光導電性粒子をフィルム形成性
高分子結合剤に分散させたものを包含する。セレン、セ
レン合金、ベンズイミダゾールペリレンなど、およびそ
の混合物を連続した均質光発生層として形成することが
できる。ベンズイミダゾールペリレン組成物が周知さ
れ、たとえば米国特許第4,587,189号に記載さ
れている。光導電層が光発生層の性質を向上もしくは低
下させるマルチ光発生層組成物も使用することができ
る。この種の例は米国特許第4,415,639号に記
載されている。当業界で知られた他の適する光発生材料
も所望に応じて用いることができる。たとえばバナジル
フタロシアニン、金属フリーのフタロシアニン、ベンズ
イミダゾールペリレン、非晶質セレン、三方晶セレン、
セレン合金、たとえばセレン−テルル、セレン−テルル
−砒素、砒素化セレンなど、およびその混合物のような
光導電性材料を含む粒子もしくは層を含む電荷発生結合
剤層が、白色光に対する感光性のため特に好適である。
バナジルフタロシアニン、金属フリーのフタロシアニン
およびテルル合金も、これら材料が赤外光に対する感光
性という追加の利点を与えるため好適である。
【0034】たとえば米国特許第3,121,006号
に記載されたものを包含する多くの不活性樹脂材料も光
発生結合剤層に用いることができる。典型的な有機樹脂
結合剤は熱可塑性および熱硬化性樹脂、たとえばポリカ
ーボネート、ポキエステル、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、ポリビニルブチラール、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、エポキシ樹脂、フェノール樹
脂、ポリスチレンおよびアクリルニトリル共重合体、ポ
リ塩化ビニル、塩化ビニルおよび酢酸ビニル共重合体、
アクリレート共重合体、アルキド樹脂、セルロースフィ
ルム形成剤、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
キド樹脂などを包含する。これら重合体はブロック、ラ
ンダムもしくは交互共重合体とすることができる。
【0035】光発生性組成物もしくは顔料は樹脂結合剤
組成物中に種々の量にて存在させるが、一般に約5〜約
90容量%の光発生性顔料を約10〜約95容量%の樹
脂結合剤に分散させ、好ましくは約20〜約30容量%
の光発生性顔料を約70〜約80容量%の樹脂結合剤組
成物に分散させる。
【0036】光導電性組成物および/または顔料と樹脂
結合剤物質とを含有する光発生層は一般に約0.1〜約
5.0μmの厚さの範囲であり、好ましくは約0.3〜
約3μmの厚さを有する。光発性層の厚さは結合剤含有
量に関連する。より高い結合剤含有量の組成物は一般に
より厚い層を光発生に必要とする。これら範囲外の厚さ
も、本発明の目的が達成される限り選択することができ
る。
【0037】活性電荷輸送層は、三方晶セレン結合剤層
から光発生したホールおよび電子の射出を支持しうると
共にこれら穴もしくは電子を有機層中に移動させて表面
電荷を選択的に放電させうる任意に適する透明有機ポリ
マーもしくは非高分子物質を含むことができる。活性電
荷輸送層はホールもしくは電子を移動させるよう作用す
るだけでなく、光導電層を摩耗もしくは薬品浸蝕から保
護し、したがって光摂受体画像形成部材の操作寿命を延
ばすよう作用する。電荷輸送層は、ゼログラフィーに有
用な光波長に露出した際に少なくとも無視しうる放電を
示すべきである。したがって、電荷輸送層は光導電体を
使用すべき領域にて照射線に対し実質的に透明である。
すなわち活性電荷輸送層は実質的に非光導電性材料であ
って、発生層からの光発生ホールの射出を支持する。活
性輸送層は一般に露出を活性層を介し行う際に透明であ
って、大部分の入射照射線が効率的な光発生のため下側
の帯電キャリヤ発生層により利用されるよう確保する。
本発明における発生層と組合せた電荷輸送層は、この輸
送層に加わる静電気電荷が照明の不存在下に導電されな
いような程度まで絶縁体となる材料である。
【0038】活性電荷輸送層は、電気的に不活性な高分
子物質に分散されてこれら物質を電気的に活性にする添
加物として有用な活性化用化合物を含むことができる。
これら化合物は、発生材料からの光発生ホールの射出を
支持しえずかつこれらホールをそこに移動させえないよ
うな高分子材料に添加することができる。これは、電気
的に不活性な高分子材料を発生材料からの光発生ホール
の射出を支持しうると共に活性層中にこれらホールを移
動させうる材料に変換して、活性層における表面電荷を
放電させる。
【0039】本発明の多層光導電体における2種の電気
作動層の1つに用いられる特に好適な輸送層は約35〜
約45重量%の少なくとも1種の電荷輸送性芳香族アミ
ン化合物と約65〜約55重量%の芳香族アミンが溶解
する高分子フィルム形成性樹脂とを含む。
【0040】電荷輸送層形成混合物は好ましくは芳香族
アミン化合物を含む。置換基はたとえばNO2 基、CN
基などの電子吸引基を含んではならない。典型的な芳香
族アミン化合物はトリフェニルメタン、ビス−(4−ジ
エチルアミン−2−メチルフェニル)フェニルメタン、
4′,4″−ビス(ジエチルアミノ)−2′,2″−ジ
メチルトリフェニルメタン、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(ここでアルキルはたとえばメチル、エチル、プ
ロピル、n−ブチルなどである)、N,N′−ジフェニ
ル−N,N′−ビス(クロルフェニル)−[1,1′−
ビフェニル]−4,4′−ジアミン、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
を不活性樹脂結合剤に分散させたものを包含する。
【0041】塩化メチレン、クロルベンゼンもしくは他
の適する溶剤に可溶性の任意に適する不活性樹脂結合剤
を本発明の方法に用いることができる。塩化メチレンに
可溶性の典型的な不活性樹脂結合剤はポリカーボネート
樹脂、ポリビニルカルバゾール、ポリエステル、ポリア
リーレート、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリス
ルホンなどを包含する。分子量は約20,000〜約
1,500,000の範囲で変化することができる。
【0042】少なくとも2個の電気作動層を有する感光
性部材の例は米国特許第4,265,990号、米国特
許第4,233,384号、米国特許第4,306,0
08号、米国特許第4,299,897号および米国特
許第4,439,507号に開示された電荷発生層およ
びジアミン含有の輸送層部材を包含する。
【0043】一般にホール輸送層の厚さは約5〜約10
0μmの範囲であるが、この範囲外の厚さも使用するこ
とができる。一般に、ホール輸送層と電荷発生層との厚
さの比は好ましくは約2:1〜200:1、ある場合に
は400:1程度に維持される。
【0044】たとえばフイルム形成性結合剤に分散させ
た導電性粒子を含む慣用のグランドストリップのような
他の層を導電性グランド平面層、ホール阻止層、接着層
もしくは電荷発生層と接触させて光摂受体の1縁部に施
すことができる。
【0045】必要に応じ上塗層を用いて耐摩耗性を向上
させることもできる。或る種の可撓性の電子写真画像形
成部材においてはカール防止性バックコーチングを電気
活性被覆層を有する側とは反対側に施して、平面性およ
び/または耐摩耗性を付与することができる。
【0046】本発明の電子写真画像形成部材はホール阻
止層を含み、全く完全な粗面化グランド平面/基体被覆
を与え、一層均一な電気的性質および耐亀裂性を示すと
共に一層良好に隣接層に付着する。
【0047】
【実施例】以下、限定はしないが実施例により本発明を
さらに説明する。
【0048】〔実施例I〕厚さ3ミルの2軸配向したポ
リエチレンテレフタレート(ポリエステル)基体フィル
ムにアルミニウム層を真空被覆した。アルミニウム層の
露出表面を大気雰囲気下で酸素に露出して酸化させた。
43.5gのイソプロピルアルコールと21.8gのn
−ブタノールと0.5gの蒸留水とをガラス瓶内で30
分間にわたり混合した後に10gのモノアセチルアセト
ネートジルコニウムトリブトキシド(オルガチックスZ
C−540、マツモト・コーショー・カンパニー社から
入手しうる)と1.1gの3−アミノプロピルトリメト
キシシラン〔NUC SILANE A−1110、日
本ユニコル・カンパニー( Nihon Unicor Co. )から入
手しうる〕とを添加することによりホール阻止層溶液を
作成した。この被覆溶液を次いで30分間撹拌し、手動
での被覆によりアルミニウム処理ポリエステル基体に半
ミルギャップの棒を用いて施し、空気循環オーブン内で
135℃にて5分間乾燥した後に厚さ0.7μm(7,
000オングストローム)の乾燥した帯電阻止層を得
た。反射光学顕微鏡により倍率100倍で乾燥阻止層を
検査して、この層における激しい亀裂のネットワークの
存在が示された。97重量%のシクロヘキサノンと、7
5部の金属フリーのフタロシアニンおよび25部のポリ
ビニルブチラール結合剤〔BMS、セキスイ・ケミカル
・カンパニー・リミテッド(Sekisui Chemical Co. ,L
td.)から入手しうる〕の3重量%の固形物とよりなる
電荷発生層被覆混合物を半ミルギャップ棒により施し
て、空気循環オーブン内で135℃にて5分間乾燥した
後に約1μmの厚さを有する乾燥電荷発生層を得た。次
いで、この電荷発生層に82重量%のモノクロロベンゼ
ンと18重量%の溶解した固体混合物[この混合物は4
0,000の重量平均分子量を有する60部の4,4′
−シクロヘキシリデンジフェニルポリカーボネート結合
剤〔ミツビシ・ケミカルス( Mitsubishi Chemicals )
から入手しうる〕と40部のN,N′−ジフェニル−
N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−[1,1′−
ビフエニル]−4,4′−ジアミンとで構成される]と
の電荷輸送層被覆溶液を3ミルのギャップ棒を用いて上
塗りした。135℃にて5分間乾燥させた後、厚さ24
μmの電荷輸送層を有する完結した光摂受体装置が形成
された。この装置を比較装置とした。
【0049】〔実施例II〕実施例Iに記載した手順を同
一の材料を用いて光摂受体の作成につき反復したが、た
だしホール阻止層溶液の作成につきイソプロパノールの
代わりにメタノールを用いると共に少量のヒドロキシプ
ロピルセルロース(HPC)(クルセルHF、ハーキュ
レス・インコーポレーションから入手しうる)をヒドロ
キシプロピルセルロース対モノアセチルアセトネートジ
ルコニウムトリブトキシドとシランとの組合せ物の1:
59の溶質重量比(これは溶質の全量に対し1.67重
量%のヒドロキシプロピルセルロースを示す)にて被覆
溶液に添加した。この被覆溶液を1ミルギャップ棒によ
りアルミニウム処理ポリエステル基体に被覆した。実施
例Iに記載したように乾燥した後、得られた乾燥ホール
阻止層は約1.4μm(14,000オングストロー
ム)の厚さを有した。反射光学顕微鏡による倍率100
倍での乾燥層の検査はホール阻止層亀裂を示さなかっ
た。
【0050】〔実施例 III〕実施例IIに記載した手順に
したがい同一材料を用いて光摂受体の作成につき反復し
たが、ただしホール阻止層溶液の作成にはヒドロキプロ
ピルセルロースをヒドロキシプロピルセルロース対モノ
アセチルアセトネートジルコニウムトリブトキシドとシ
ランとの組合せ物の2:58の溶質重量比(これは溶質
の全量に対し3.33重量%のヒドロキシプロピルセル
ロースを示す)にて被覆溶液に添加した。この被覆溶液
を1.5ミルのギャップ棒によりアルミニウム処理ポリ
エステル基体に被覆した。実施例IIに記載したように乾
燥した後、得られた乾燥ホール阻止層は約2.8μm
(28,000オングストローム)の厚さを有した。反
射光学顕微鏡による倍率100倍での乾燥層の検査はホ
ール阻止層亀裂を示さなかった。
【0051】〔実施例 IV〕実施例IIに記載した手順を
同一材料を用いて光摂受体の作成につき反復したが、た
だしホール阻止層溶液の作成にはヒドロキプロピルセル
ロースをヒドロキシプロピルセルロース対モノアセチル
アセトネートジルコニウムトリブトキシドとシランとの
組合せ物の3:57の溶質重量比(これは溶質の全量に
対し5.0重量%のヒドロキシプロピルセルロースを示
す)にて被覆溶液に添加した。この被覆溶液を1.5ミ
ルのギャップ棒によりアルミニウム処理ポリエステル基
体に被覆した。実施例IIに記載したように乾燥した後、
乾燥阻止層は約3μm(30,000オングストロー
ム)の厚さを有した。反射光学顕微鏡による倍率100
倍での乾燥ホール阻止層の検査はホール阻止層亀裂を示
さなかった。
【0052】〔実施例V〕実施例IIに記載した手順を同
一材料を用いて光摂受体の作成につき反復したが、ただ
しホール阻止層溶液の作成はヒドロキプロピルセルロー
スをヒドロキシプロピルセルロース対モノアセチルアセ
トネートジルコニウムトリブトキシドとシランとの組合
せ物の5:55の溶質重量比(これは溶質の全量に対し
8.33重量%のヒドロキシプロピルセルロースを示
す)にて被覆溶液に添加した。この被覆溶液を1.5ミ
ルのギャップ棒によりアルミニウム処理ポリエステル基
体に被覆した。実施例IIに記載したように乾燥した後、
乾燥ホール阻止層は約3μm(30,000オングスト
ローム)の厚さを有した。反射光学顕微鏡による倍率1
00倍での乾燥ホール阻止層の検査はホール阻止層亀裂
を示さなかった。
【0053】〔実施例VI 〕各ホール阻止層溶液につき
粘度試験を行うと共に、上記実施例で記載した完結光摂
受体につき付着試験を行った。より詳細には、帯電阻止
層溶液の粘度をブルックフィールド( Brookfield )粘
度計により測定した。180°逆剥離強度試験を例I〜
Vに記載した全ての完結光摂受体装置につき行った。逆
剥離強度は、これら実施例の各光摂受体から少なくとも
3個の0.5インチ×6インチ(1.27cm×2.3
6cm)の試験試料を切断して行った。各試験試料につ
き電荷輸送層を剃刀刃により試料から部分剥離させ、次
いで1端部から約3.5インチまで手で剥離させて試料
内部の下側光摂受体被覆層を露出させた。この剥離され
た試験試料を次いで1インチ×6インチ×0.125イ
ンチのアルミニウム裏打プレートに固定すると共に保持
し、電荷輸送層を両面接着テープにより裏打プレートに
対面させた。得られた剥離電荷輸送層を有する試料/ア
ルミニウム裏打プレートの端部をインストロン・テンサ
イル・テスター( Instron Tensile Tester )の上側ジ
ョーに挿入した。次いで、部分剥離した電荷輸送層に対
応する自由ポリエステル基体端部をインストロン・テン
サイル・テスターの下側ジョーに挿入した。次いでイン
ストロン・テンサイル・テスターを作動させて毎分1イ
ンチのジョー分離クロスヘッド速度と毎分2インチの記
録紙速度と2.0gの全チャート尺度につき検定した荷
重範囲とを与え、少なくとも2インチまで試料を180
°剥離した。各試験試料の剥離強度はしたがって試料か
らポリエステル基体を180°剥離するのに要する荷重
を試験試料の幅(1.27cm)により割算して計算
し、剥離強度を1cm当りのグラム数として表した。剥
離試験の結果と帯電阻止層亀裂検査の要約と対応溶液粘
度とを下表Iに要約する。
【0054】
【表1】
【0055】上記表に示した試験結果は、有機アミノシ
ランとヒドロキシアルキルセルロースと有機ジルコニウ
ム化合物と下側導電性表面における金属酸化物との反応
生成物が隣接層に対するホール阻止層の付着を向上させ
ると共にホール阻止層の亀裂を防止することを示す。
【0056】〔実施例VII〕実施例I〜Vにより作成し
た光摂受体装置を3インチ×4インチの試料に切断し、
直径24.26cm(9.55インチ)を有する円筒ア
ルミニウムドラムからなるゼログラフィー試験スキャナ
ーを用い光電気保全性につき評価した。試験試料をドラ
ムに貼りつけた。回転させる際、試料を運ぶドラムには
毎秒76.3cm(30インチ)の一定表面速度を与え
た。直流ピンコロトロンと露出光し消去光と5個の電位
計プローブとを装着画像形成試料の周囲に装着した。試
料の帯電時間は33ミリ秒とした。露出光と消去光との
両者は幅広バンド白色光(400〜700nm)の出力
を有し、それぞれ300ワット出力のキセノンアークラ
ンプで構成した。各プローブと光との相対位置を下表I
Iに示す。
【0057】
【表2】
【0058】試験試料を先ず最初に暗所内に少なくとも
60分間にわたり静置して、相対湿度5%および21℃
の試験条件で平衡するよう確保した。次いで各試料を暗
所内で約900ボルトの現像電位まで負帯電させた。各
試料の電荷受入れ、および400エルグ/cm2 に対す
る前側消去露出による放電後の残留電位を記録した。試
験手順を反復して、20エルグ/cm2 までの異なる光
エネルギーによる各試料の光誘発放電特性(PIDC)
を測定した。実施例II〜Vの光摂受体装置の試験試料
につき得られた50,000サイクルの電気試験結果
は、これらが全て実施例Iの比較装置と実質的に同じ電
流−電位特性と光誘発放電(PIDC)特性と暗減衰電
位とバックグランドおよび残留電圧と安定性とを有する
ことを示した。得られた結果は、亀裂問題を解決するた
めの最終ホール阻止層のネットワーク構造に対するヒド
ロキシプロピルセルロースの組込みが作成光摂受体装置
の多くの重要な電気特性に悪影響を与えないことを示
す。
【0059】
【発明の効果】本発明の電子写真画像形成部材は厚い均
一コーチングを形成しうると共に亀裂に対する高い耐性
及び隣接層に対する高い接着性を有し、さらに優秀な電
気的性質を示しうる向上したホール阻止層を有する多層
光接受体を形成するという優れた効果を有する。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年1月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0054
【補正方法】変更
【補正内容】
【0054】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェオフェリー エム.ティー.フォレイ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14450 フェアポート シルバン グレン 21 (72)発明者 サッチダナンド ミシュラ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ウェブスター シャーボーン ロード 59 (72)発明者 リチャード エル.ポスト アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14526 ペンフィールド ゴルフストリーム ド ライヴ 29 (72)発明者 ヨン ケー.ロスムッセン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14450 フェアポート ネトルクリーク ロード 56 (72)発明者 ジョン エフ.ヤヌス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ウェブスター リトル バーフィールド ロード 924 (72)発明者 ネイル エス.パターソン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14534 ペンフィールド クリムス ラン 48

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電性金属酸化物表面を有する基体とホ
    ール阻止層と少なくとも1つの電子写真画像形成層を含
    み、前記ホール阻止層は(a)加水分解された有機ジル
    コニウム化合物、加水分解された有機チタン化合物およ
    びその混合物よりなる群から選択される材料と、(b)
    ヒドロキシアルキルセルロースと、(c)加水分解され
    た有機アミノシランと、(d)前記金属酸化物表面との
    反応生成物を含むことを特徴とする電子写真画像形成部
    材。
  2. 【請求項2】 有機ジルコニウム化合物および有機チタ
    ン化合物が次式: 【化1】 [式中、Mはジルコニウムおよびチタンよりなる群から
    選択され、R7 、R8 及びR9 は独立してアルキル基か
    ら選択され、R10およびR11は独立して1〜6個の炭素
    原子を含む低級アルキル基から選択される]により示さ
    れる請求項1に記載の電子写真画像形成部材。
  3. 【請求項3】 有機ジルコニウム化合物がモノアセチル
    アセトネートジルコニウムトリアルコキシドである請求
    項1に記載の電子写真画像形成部材。
JP6328748A 1994-01-03 1994-12-28 電子写真画像形成部材 Withdrawn JPH07281469A (ja)

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