JPS6235364A - 記録体用誘電性被膜 - Google Patents

記録体用誘電性被膜

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JPS6235364A
JPS6235364A JP61186105A JP18610586A JPS6235364A JP S6235364 A JPS6235364 A JP S6235364A JP 61186105 A JP61186105 A JP 61186105A JP 18610586 A JP18610586 A JP 18610586A JP S6235364 A JPS6235364 A JP S6235364A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明はトナー像のエレクトログラフィック記録に適す
る記録体およびその記録体用の被膜に関し、その被膜は
その記録プロセスに有効な電気的特性と光学的特性と耐
久特性とを備えた記録体を提供する。
先行技術 ]ツツ米国特許第3,816.840号は誘電性記録体
が2つの電極間に配置されるエレクトログラフィック記
録方法および装置を開示している。電極の一方に導電性
トナー粉体が磁気的に付着している。トナー粉体はそれ
を拘束するところの電極と訪電体との間の導電路になる
。強制パターンに従って記録体上へのトナー付着を可能
にするトナー上の強制パターンを発生させるのに十分な
時間および大きさの電圧が電極に印加される。強制パタ
ーンは記録体上にではなくトナー上に直接形成され、そ
れは該特許に開示されている装置の操作・中不動である
米国特許第3.816,840号に開示されている記録
法の実施における特定の目的のためには、記録体からの
電荷漏洩はその上に付着したトナーから、例えば、米国
特許第4,4024000号に記載されているようなア
プリケータ一部材から記録体へ一様に適用された帯電ト
ナーから、制御された量の電荷が消散するようなもので
あることが望ましい。かかる制御された電荷漏洩の一効
果は記録体上の新たな像に干渉する先行像パターンの残
像を認めることなく記録体に繰9返し像形成することが
できると云うことである。
かなりの回数の像が適用され除去されることが必要とさ
れるプロセスに使用される記録体の受容表面にとって重
要な特性は機械的損傷、磨滅、および摩耗に対する抵抗
である。耐久性と云う・これ等特性は受答表面にプロセ
スの繰多返しサイクル?受けさせ、そしてその形成され
た像について破滅的衰弱または漸次劣化の徴候を観察す
ることによって判断することができる。許容−基準に全
数する像を形成する能力を維持しながら成就されるサイ
クル数は表面の耐久性の尺度である。
トナー粉末に対して高コントラストを与える背景カラー
を有する誘電性記録体にトナーを適用することがしばし
ば望ましい。例えば、トナー粉末とそれが適用されると
ころの記録体との間のコントラストが十分に高い、例え
ば、0.6光学濃度であった場合には、記録された情報
は直接もしくは間接に読み取ることも又は光学手段によ
ってコピーすることさえ可能であり、それ等はいずれも
高忠実性および高解像度をもっていた。それから、転写
されなかった未定着トナー粉末を記録体から除去するこ
とができ、そしてその上に新たな情報が表示された。そ
の際、再循環可能なトナー粉末を使用するシステムは表
示された像の品質を、その転写および定着特性に又は各
コピーによるトナー粉末の消耗コストにかかわらずに、
最適化するように設計できた。
陽極酸化アルミニウムは現状での好ましい記録体である
。適切な電気的応答性を有する酸化アルミニウム表面は
陽極酸化またはその他の通常手段によってアルミニウム
基体上に形成することができる。しかしながら、かかる
表面は、特に高相対湿度を臀する環境下に置かれたとき
に、時間の経過とともに変化することがよく知られてい
る。この変化は酸化アルミニウム表面の電気的特性に悪
影響を与えるであろう。さらに、高い相対湿度の環境下
では、酸化アルミニウム表面は湿気の膜を集める傾向が
あり、その膜は安定なエレクトログラフィックプロセス
を確保するためには特殊な手段によって除去されねばな
らない。結局、陽極酸化アルミニウムおよびその他のか
かる表面はコック特許に開示されているプロセスの特定
の望ましい用途にとっての望ましい光学的性質t−Wし
ていない。
エレクトログラフィックプロセス用に十分な導電性を示
す訪電性記録体用受容体表面はポリエステル樹脂のよう
な誘電性有機樹脂中にイオン性物質を組み入れることに
よって作製可能であるが;必要な導電性がイオン移動お
よび電荷輸送を生じさせるに十分な水分の存在に左右さ
れる場合には、かかる受容体表面は低い相対湿度の環境
下では満足に機能しないであろう。
速いサイクルのエレクトログラフィック記録法に使用す
るのに適する電気的性質を有する受容体表面用のその他
材料は屈曲や循環やトナーの適用および除去に起因する
機緘的酷使に一般に耐えられない。
適切な顔料を担持するポリエステルフィルムは記録体と
トナー粉末との間の望ましいコントラストを付与するこ
とができる。しかしながら、ポリエステルフィルム、ま
たはその他の誘電性有機樹脂から作製されたフィルムは
、導電性接地表面上に設けられたときに、エレクトログ
ラフィック記録装置の商業的に許容できるサイクルでフ
ィルム表面から像を除去して次の像を更新することを可
能にするのに十分な速さで電荷を通過させること又はそ
の表面から漏洩させることができない。
従って、再循環可能な像形成用粉末と共に使用するため
の記録体およびその誘電性被膜の選択は少なくとも次の
ような3つの要因によって規制されることが判る: +l)  記録体の電気的性質は、アプリケータ一部材
とスタイラス・アレイとの間および/またはプロセスの
一操作サイクル内でのトナーの除去と更新との間のよう
な一定の予め定められた時間(または等間隔)内でトナ
ーが像様に付着し且つその後記録体表面から除去される
ことができるように、誘電性とトナーからの十分な電荷
漏洩とのバランスを可能にしなげればならず; (2)記録体の耐久性はプロセスを経済的に実行可能に
するのに十分でなければならず;(3)トナー粉末と記
録体との間のコントラストは高くなる、例えば、少なく
とも0.6光学濃度単位になるように指定可能であるこ
と。
上記6つの規制のいづれか一つを満たす記録体を提供す
ることは比較的簡単であるが、今までは、それ等6つ全
部を同時に満足させることは極めて困難であるとされて
きた。
発明の概要 本発明はコック米国特許第3,816,840号に記載
されているエレクトログラフィック記録方法および装置
を使用するのに適する記録体に関する。
この記録体は導電性基体上に誘電性被膜を有して成る。
この記録体は上記コック特許に記載されているエレクト
ログラフィック記録法の一操作す′イクル内で、例えば
、2ミリ秒の時間内でトナー粉末の除去と更新を可能に
、する電荷消散特性を示す。この誘電性被膜の表面は導
電性基体を再被覆することが必要になる前に繰シ返し記
録体を使用することを可能にするのに十分な耐久性を有
している:例えば、この被膜はトナー粉末の像形成とそ
の除去の少なくとも100,000サイクルに耐えるこ
とができる。この誘電性被膜は好ましくは、トナー粉末
と記録体との間の高コントラスト、例えば、少なくとも
0.6光学濃度単位を与え、従って、上記トナー粉末粒
子によって形成された像を読み取ること及び/又は光学
手段例えばカメラやフォトセルや記録用表面上への投影
によってコピーすることを、読み取9表面上で及び/又
はそれから作成されてコピー上で高忠実性と高解像度を
保持したまま、可能にする。好ましい誘電性被膜は(a
)反応性シランと伽)金属エステルと、任意に(C)有
機エポキシドと、の反応生成物から形成される。基体は
あらゆる導電性物質例えば金属や、光導電性物質から構
成することができる。
詳細 第1図および第2図は本発明の記録体の各態様を示す。
誘電性記録体の電気的性質はコック特許に記載されてい
るエレクトログラフィック記録システムの遂行に影響し
、そしてそれ等特性の限度は具体的態様に左右される。
しかしながら、大部分の場会の限度は次のような要因か
ら生じる◎誘電性記録体の電気容量は像現像までのイン
ターバル中に、記録体の受像表面と電気的に接触した状
態に置かれたトナーに十分なトナー電位蓄積と十分な力
蓄8tを可能するに足る低さでなければならない。この
容量は回路のその他部分に関連して誘電性記録体の誘電
率とサイズおよび構成によって求められる。また、この
容量は回路素子の休止と同時に、操作のために選択され
た印加電圧で外部トナー粒子上の十分な電荷蓄積を許す
に足る高さであるべきである。
誘電性記録体の抵抗率は電気力を像領域における第一の
力に勝つには不十分なレベルに低下させるような速度で
多量の電荷がトナーから誘電性記録体へ流れるのを阻止
するように十分高くあるべきである。誘電性記録体の電
気抵抗率は、本発明の大部分の態様におりては、少なく
とも約107Ω−備であるべきである。好ましくは、そ
の抵抗率(は本願の参考になる米国特許第3,816.
840号の発明の実例における材料によって経験された
ものに匹敵する電場でのトナーの抵抗率の少なくとも1
0倍であるべきである。抵抗率の値は、オーム計が2個
の銅板に接続されており、その両方の板が複合記録体の
誘電性表面と接触状態に置かれて−るところのオーム計
によって、求めることができる。
経済性および信頼性の点から望ましい低電圧操作のため
には、誘電性記録体が高い電気容量を有することが望ま
しい。これを薄い誘電性記録体によって達成することは
厚い誘電性記録体と関連した大きな誘電率によって達成
するより有利である。
誘電性被膜はプロセス中に印加電圧に耐えるに十分厚く
あるべきである。適する厚さは少なくとも5X10−’
cm(500A)である。誘電性被膜が最低厚さよりも
厚くなる程、同じ誘電率に関して所定の力を生じさせる
のに必要な電圧はより大きくなる。一般に、実用的見地
から、誘電性被膜の厚さは絶縁破壊が起こる厚さよシ上
の最低に保たれる。何故ならば、誘電性被膜が厚くなる
程、現像されたパターンの解像度が低下するからである
電気的性質対する限度についての上記議論f)’ G)
、誘電性被膜の厚さがエレクトログラフィック記録プロ
セスに対して有意な効果を有することがあることは明ら
かである。被膜厚さは約0.3〜約3.0μの範囲、好
ましくは約0.3〜約2.0μの範囲であることができ
る。2.0μよ#)はる−かに大きい厚さを有する被膜
はよシ悪い解像度もしくはトナー粉末の背景部付着を示
す傾向があるか、又は望1しくない程高い電圧を必要と
する傾向があり、他方、0.6μよシはるかに低い厚さ
を有する被膜は表面が像の繰シ返し形成および除去を受
ける循環式エレクトログラフィック記録法に使用される
記録体のためて十分な耐久性を欠く傾向がある。
米国特許第3.816.840号のエレクトログラフィ
ック記録法の循環式態様に有効な受像表面の必要な帯電
/放電特性は時定数によって定義されることができる。
時定数は電荷消散の時間速度、つまシ、記録体の、電荷
を支持し尚且つ表面をクリーニングしてそれをエレクト
ログラフィック記録法の一サイクル内での繰シ返し像形
成に適するようにするための要求に合致したレベルにま
で電荷の漏洩即ち放電を可能にする能力を表わす。
本発明に記載されている誘電性材料の電荷消散速度(時
には、漏洩速度と称される)は材料の時定数τとして定
量的に表わすことができる二但し、τ=ρε0ε τ=記録体の訪電性層の材料の時定数 (秒単位) ρ=誘電性層の材料の体積抵抗率(Ω−cML)ε=訪
電性層の材料の相対誘電率(無単位)ε。=8.85X
10フアラツド/ clIL% 自由空間の誘電率(比
例定数) 物理的には、τは問題の材料を誘電体として使用した平
行板コンデンサー上に蓄積された初期電荷量q1がその
初期電荷の1 / e即ちQi/e(但し、1B=2.
718、常用対数の基数)に減衰する時間(秒)である
、。本発明の誘電性材料にとっては、プリントサイクル
時間(即ち、成る像のプリントから次の像のプリントま
でのインターバル)のオーダーの時定数が期待される。
成る態様(例えば、米国特許第4.4024000号に
記載されているような)においては、期待される時定数
はアプリケーターロールから記録体へのトナーの適用か
ら始まってスタイラス・アレイへのトナーの到着に終わ
るまでの時間のオーダーである。
経験的にτの値?測定するには、誘電性被膜(即ち、受
像表面)は適する地面に接続された接地面を有する導電
性ドラム上に装着される。表面は、例えば、表面上に電
荷を向けるコロナ源下を表面が通過するようにドラムを
回転させることによって、帯電される。受像表面を表面
電位測定装ft 例、t ハモンロー・アイロブロー−
モデル144非接触静電電位計の下に急停止させること
によって、表面電位の電荷が経過時間の関数としてわ観
測できる。測定装置がグラフ記録計に接続されている場
合には、定められた時間において測定された電位を表わ
す曲線が作成される。適するτ値は数ミリ秒〜数秒の範
囲にあることができる。
一連o 7’ロセスパラメーター、例えば、スタイラス
電圧、アプリケータ一部材とスタイラスとの間の距離、
プリント速度、像形成間のサイクル時間、トナー抵抗率
、が与えられると、誘電性被膜の厚さの設定とともに受
像表面の時定数が決ま9、それは受像表面が与えられた
パラメーターのシステムに有効であるかどうかを表わす
本発明に適する誘電性被膜のためのパラメーターの代表
的な範囲は次のとおりであるニスタイラス電圧    
 5〜40v 像形成間のサイクル時間 数ミリ秒〜数秒トナー抵抗率
      101OΩ−二未満(於:約500V/c
IILの印加電場)誘電性被膜の厚さ5 X I D−
6α〜2X10−’m受像表面の時定数    数ミリ
秒〜数秒記録体の電気的性質に影響するその他特徴は米
国特許第3,816.840号に十分に記載されている
多数の材料がコッツ特許の方法に使用するのに適する電
気的性質を示すことが知られているが\それに対し、特
定の商業的用途即ち受容体上で光学的に観察されるもの
用に有効ならしめる耐久性および光学的性質を示すもの
は殆どない〇誘電性被膜は少なくとも約ioo、ooo
サイクルの像形成・除去に耐えるのに十分な耐久性でな
ければならない。誘電性被膜は、ASTM D−104
4(1982)の試験条件を受けたときに光散乱率が追
加サイクルによって変化しなぐなるまでに500、!9
荷重のC8−1QFウイール装備のテーバ摩耗機モデル
503で少なくとも50サイクルを越す場合には、耐久
性の必要レベルを示すということが解明された。光散乱
率が一定のままであるということは被膜が100%消耗
されたことを意味している。
誘電性被膜は好ましくは、記録体とトナー粉末との間に
十分なコントラストが確立されるように反射光学濃度が
十分低い。コントラストの適するレベルは少なくとも+
0.6光学濃度単位である。
被膜が透明である場合には、トナー粉末と導電性基体を
有する材料との間のコントラストのレベルは好ましくは
少なくとも+0.6光学濃度単位である。
好ましい誘電性被膜材料は(11少なくとも1種の反応
性シランと(2)少なくとも1種の金属エステルと任意
に(3)有機エポキシドとからなる組成物から製造され
た重会体からなる。
本発明の実施に使用される被覆性組成物は成分を適する
溶剤中で室温(例えば25°G)で単に混曾またはブレ
ンドすることによって製造される。
本発明に有効な反応性シランはサンドビグ米国特許第4
.[] 42.749号に開示されておシ、その特許は
本願の参考になる。これ等シランは式%式%) によって表わされる。式中 R1はCH2−CH−1炭
素原子2個〜10個を有し且つエポキシ基を含有してい
るアルキル基、炭素原子10個を有するアルキルエーテ
ルエポキシド基、および (但し R3は炭素原子1個〜8個のアルキレン基であ
り、そしてR4は水素または炭素原子1個〜8個のアル
キル基である)からなる群から選択され;R2はアルコ
キシまたはアセトキシ基であり;そしてnは1〜6の正
の整数である。
シランは反応生成物がばらつかないように高純度の液体
であることが好ましい。純度はシランの屈折率を測定す
ることによって求められる。
本発明の実施に有効なシランはビニルトリエトキシシラ
ン(ユニオン・カーバイドから商業的に入手できる「A
−151j)tビニルトリス(2−メトキシエトキシ)
シラン(ユニオン・カーバイドから商業的に入手できる
rA−172J );r−メタクリロキシ−プロピルト
リメトキシシラン(ユニオン・カーバイドから商業的に
入手できるrA−1744);β−(3,4−エポキシ
シクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(ユニオン
・カーバイドから商業的に入手できる「4−1861 
);r−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン(ユ
ニオン・カーバイドから商業的に入手できるrA−18
7j、またはダウ・ケミカル社から商業的に入手できる
rZ−604DJ);ビニルトリアセトキシシラン等で
ある。上記タイプのその他の有効なシランも知られてい
る。反応性シランは本発明の実施においては単独でも又
は組み会わせでも利用できる。好ましい反応性シランは
r−グリシドキシプロビルトリメトキシシランである。
本発明の実施に有効な金属エステルは弐M−(OR)X
(式中、Mはチタン、アルミニウム、およびジルコニウ
ムからなる群から選択され、Rは酸素原子に結合されて
いる炭素原子1個〜8個の低級アルキル基からなる群か
ら選択され、セしてXはMの原子価結合の数に等しIA
)によって表わすことができる。
本発明の実施に有効なことが判明した代表的金属エステ
ルはチタン酸テトライソプロピ″(デ1ボンから商業的
に入手できる「タイデー」);チタン酸テトラゾチル、
チタン酸テトラエチル1チタン酸テトラ2−エチルヘキ
シル、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムn
−ブトキシド、ジルコン酸テトライソプロピル等である
。金属エステルの各々は本発明においては単独でも又は
組み合わせでも利用できる。上記タイプの他の有効な金
属エステルも知られている。好ましい金属エステルはチ
タン酸テトライソプロピルである。
金属エステル/反応性シランのモル比は選択される被覆
系に依存して変動可能である。例えば、チタンエステル
とエポキシ官能性シランとを含有する組成物の場合、金
属エステル/シランのモル比は約110.5〜約177
の範囲であってもよく、最も好ましい比は174である
。チタンエステルとアクリロキシ官能性シラ/とを含有
する組成物の場合には、モル比に約176〜約1/15
の範囲であってもよく、好ましいモル比は約173〜約
177の範囲であってもよく、最も好ましい比は約17
4である。チタンエステルとビニル官能性シランとを含
有する組成物の場合には、金属エステル/シランの有効
なモル比は約174である。
金属エステル/反応性シランのその他のモル比は第1表
に示されている。
第1表 訪電性被膜を作成するのに有効な任意のエポキシド共反
応体は好ましくは1分子当た1、2−エポキシ基を1個
よシ多く有している。有機エポキシド/反応性シランの
重量比が約10/90〜25/75の範囲にあることは
さらに好ましい。
最も好ましくは10重量比は約15/85である。
有効なエポキシド共反応体は多価フェノールのジグリシ
ジルエーテル、ノボラック樹脂のグリシジルエーテル、
脂肪族ポリオールのグリシゾルエーテル、含窒素グリシ
ジルエーテル等である。好ましくは、エポキシド共反応
体はエピクロロヒドリンとビスフェノールAとの縮合生
成物のような多価フェノールのジグリシジルエーテルか
らなる。
商業的に人手できる固体ビスフェノールA型エポキシド
共反応体は取り引き名工ポン1002(固体ジグリシジ
ルエーテルービスフェ/ −k A樹脂、エポキシ当量
600〜700)およびDER662(固体ジグリシジ
ルエーテル−ビスフェノールA樹脂、エポキシ当量57
5〜700 ) −r販売されている。ジグリシジルエ
ーテル−ビスフェノールAタイプのその他の有効な固体
エポキシ樹脂Uエポン840(エポキシ当量660〜3
80、軟化点55〜68°C)、エポン1001(エボ
キシ当量450〜5401軟化点65〜74°C)、エ
ポン1[104(エポキシ当量875〜1ooo。
軟化点125〜135°C)等である。固体エポキシ樹
脂とブレンドされたときに有効であるジグリシジルエー
テル−ビスフェノールAタイプの液体エポキシ樹脂はエ
ポン864(エポキシ当量260〜280)、エポン8
28(エポキシ当量185〜195)、KRL2774
 (エポキシ当量180〜195)等である。エポン樹
脂はシェル・ケミカル社から入手でき、DERERLI
ウ・ケミカル社から入手でき、ERLI(脂はユニオン
・カーバイドから入手できる。もつと高いエポキシ当量
を有するエポキシド共反応体も本発明の被膜形成用に使
用できる。
)ざラック樹脂のグリシジルエーテルはフェニル基にぶ
らさがったエポキシ基を有するメチレンブリッジによっ
て納会されたフェニル基を特徴とする。
商業的に入手できる樹脂は取シ引き名DJj:N −4
38(フェノール−ホルムアルデヒドノボラックのポリ
グリシジルエーテル、エポキシ当世176〜181)お
よびECN −1280(オルトクレゾール−ホルムア
ルデヒドノボラックのポリグリシジルエーテル1エポキ
シ当量230)で販売さレテいる0商業的に入手できる
脂肪族ポリオールのグリシジルエーテルはERL −4
201の取引名を有するもの(6,4−エポキシ−6−
メチルシクロヘキシルメチル−メチル)アジペート(エ
ポキシ当fik220)等である。商業的に入手できる
含窒素グリシジルエーテルは皿L−0510()リグリ
シジルp−アミノフェノール、エポキシ当量97〜10
1)である。別の有効なエポキシはKRI、−422l
(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エ
ポキシシクロヘキサンカルざキシレート(エポキシ当量
131〜146)である。
未硬化組成物の粘度を調節するために溶剤やその他の粘
度調整剤も添加することができる。好ましい溶剤は酢酸
エチルや、酢酸イソプロピルや、酢酸p−アミルや、セ
ロソルブアセテートのようなエステルである。様々な通
常の均展剤もこの被覆性組成物に添加できる。これ等は
高品質の光学様被膜を作成するのに有効であることが判
明した。
さらに、硬化プロセスを促進するために様々な促進剤も
この組成物に添加することができる。
被覆性組成物の粘度を低下させるために、低級アルコー
ルや、低級カルボン酸や、ハa)fン化炭化水素溶剤や
、芳香族溶剤のような溶剤も添加することができる。こ
れ等溶剤の代表例はエタノール、メタノール、tert
−ブタノール、クロロホルム、塩化メチレン、酢酸、ト
ルエン、ベンゼン、キシレン、トリクロロエタン、およ
び1.2−ジクロロエタンである。溶剤の添加量は使用
される具体的金属エステルおよび必要な被覆粘度によっ
て左右される。
被覆性組成物の粘度を増大させるために、オリゴマー化
シランを組成物の1〜20重量%の範囲の量で添加する
ことができる。例えば、遊離基メカニズムによって10
0℃で約20分間予備重合されそしてエチルアルコール
中の50%溶液に希釈されたr−メタクリロキシプロピ
ル−トリメトキシシランを被覆性組成物に添加すること
は組成物の粘度と増大させるのに有効である◇被覆処理
中に被膜に生じる隆起を均らす均展剤も本発明の被膜形
成には有効である。本発明の実施に有効な均展剤はrs
 F’−1023J、ゼネラル・エレクトリックから入
手できる珪素系界面活性剤; rFC−43[]Jおよ
び「rc−431J、ミネソタ・マイニング・アンド・
マニュファクチャリング社から入手できるフルオロカー
ボン系界面活性剤;等々である。好ましくは、これ等均
展剤は被覆溶液の約0.3M量チで存在する。必要なら
ば、それより多くまたは少なく使用されてもよい。好ま
しb均展剤は「5r−1023Jである。
成分の好菫しい添加順序は反応性シランに、または反応
性シランと均展剤と着色剤と粘度調整剤等々の混合物に
、金属エステルを添加することである。硬化反応を促進
する物質は好ましくは最後に添加される。
被覆性組成物が溶剤と混合されて製造される場合には、
溶液はしばしば泡立つ傾向を示すので、かきまぜは最小
にすべきである。泡発生は乾燥被膜中に不連続を生じる
ことがあることから望ましくない。
溶剤溶液系被覆性組成物はその様々な被覆法に対する適
合性およびその被膜厚さの制御に対する適性故に本発明
の実施にとって好ましい。
被覆性組成物の溶液は有効な溶液可使時間内に自己支持
性導電性基体または支持された尋電性層へ適用されねば
ならない。デル化反応した(pot−reacted 
)溶液からの被膜はひびが入って基体から剥離する傾向
およびその電気的性質が予測不可能な程変動する傾向が
あるからである。可使時間は溶液の固形分によって左右
される。約40i量%1での固形分では、約20°Cの
温度で約4時間までの溶液可使時間を生じる。もっと高
い固形分では、可使時間は多分減少するはずである。溶
液調製後直ちに被覆された場合でさえ、40チに近い固
形分濃度を有する被覆性組成物から形成された被膜はも
つと低いレベルの固形分濃度をもって被覆する場合より
も鱗状剥離およびひび人シし易い。
被覆性組成物中にチタン酸テトライソプロピルが使用さ
れる場合には、溶液中のインプロパツールの存在は可使
時間を延長し、極端な発泡を減少させ1そしてより高い
固形分濃度を可能にさせるのに有効である。溶剤全体の
賞賛に対して5〜10重量%のイソプロパツールを添加
することによって可使時間は20℃で4時間から7日に
延長され、発泡は無視できるレベルに低減されることが
でき、しかも、20°Cで4時間の可使時間を与えるた
めの最大であると見られてい゛た40チ固形分から有意
に増大した60重量係までの固形分が被覆性組成物に許
容可能になる。
インプロパツールは認め得る有害な影響を生じることな
く被覆性組成物の配合物中の溶剤例えば酢酸イソプロピ
ルの90重量%萱での代わりに使用できる。しかしなが
ら、イソゾロパノールで全溶剤を置き換えた場合には、
曇った溶液を生じる。
導電性基体へ誘電性被膜を適用するには様々な方法を使
用できる。有効な方法は浸漬被覆、吹き付は被覆、押し
出し被覆、多様なロールコーチング法、等々である0選
択される方法は導電性基体の形態に依存する。導電性基
体が固体円筒状である場合には、吹き付けまたは浸漬被
覆が有利に使用されるのに対し、導電性基体が可撓性連
続シートまたはウェブ状である場合には、押し出し被覆
が連続大量生産を可能にすることから好ましい。
誘電性被覆性組成物は導電性基体へ適用された後、まず
、室温例えば20℃で約4〜約24時間乾燥および大気
硬化される。それから、その乾燥被膜は好ましくは後硬
化される。その記録体の電気的性質および耐久性は誘電
性被膜に施される硬化によって影響される。適する後硬
化条件は記録体の具体的用途によって選択される。
本発明の被膜を後硬化するには加熱や、紫外線曝露や、
電子ビーム曝露を含む様々な方法が使用できる。後硬化
のために熱を使用する場合には、約90°C〜約110
°Cの温度で約12〜約16時間曝露が妥当な硬化を生
じさせる。チタン金属エステルを含有する被覆性組成物
は紫外線曝露によって硬化可能である0アクリレ一ト基
含有反応性シランのような遊離基反応を行うことができ
る物質を含有する被膜は電子ビーム線曝露によって硬化
可能である。
後硬化の強さは被膜の抵抗率に影響する。よシ強い後硬
化は増大した抵抗率を有する被膜を生じる。不十分な後
硬化は低減された耐久性を有する被膜を生じる。後硬化
条件の選択はまた記録体の構成に使用された基体の性質
にも左右される。例えば、重含体フィルム基体は高すぎ
る温度では曲がったシ物理的性質を喪失したシするので
、所望の結果を達成するにはよシ低い温度でより長い時
間を使用する硬化方式を使用する必要があろう。
本発明の記録体に適するその他の誘電性被膜は米国特許
第4.0424749号に及び米国特許第4,049,
861号に記載されている被膜、等々であり、それ等特
許は本願の参考になる。
米国特許第4,0424749号に記載されている被膜
は上記の好ましい被膜に似ているが、被覆性配合物中に
任意の有機エポキシド共反応体が使用されていない。
米国特許第4,049,861号に記載されている被膜
はイミドもしくはメチレンに直接結合した2個の高フッ
素化脂肪族スルホニル基を含む高フッ素化スルホニリッ
ク触媒または高フッ素化脂肪族スルホン酸もしくはその
塩からなる高フッ素化スルホニツク触媒の触媒活性量の
存在下で硬化された、式 〔式中、 各R5は個別に、炭素原子20個未満の非加水分解性2
価炭化水素基、または炭素原子20個未満の2価基(そ
の骨格はC原子であり、NおよびOの群からの個々の原
子が介在していてもよく、0原子はエーテル結合の形態
である)であり、 aは1.2、または3であり、 bは0または1であジ、そして R6は炭素原子10個未満の脂肪族炭化水素基、炭素原
子10個未満のアシル基、または式%式% 整数であり、そして2は水素または炭素原子10個未満
の脂肪族炭化水素基である)の基である〕 によって表わされるエポキシ末端シーランからの単位を
少なくとも15i量係有する重合体から作製されている
ジスルホン触媒はカチオン重合性化合物に対して最もよ
く作用するので、大部分の有効な他方の共重合性物質は
コモノマーがスチレンや、メチルスチタンヤ、ヒニルア
ミドや、ビニルエーテルノようなカチオン重合できると
ころのものである。
しかしながら、最良の化合物は1.4−ブタンジオール
ジグリシジルエーテルや、ビスフェノールAのジグリシ
ジルエーテルや、 のようなエポキシ化合物である。これ等化合物はエポキ
シ末端シランおよび感湿性含Si、Al、Ti、または
Zr化合物と共重合できる。一般に、エポキシまたはシ
ラン官能基と共重合できる化合物は全て有効である。
導電性基体は自己支持性等電性材料、または非導電性支
持基体例えば重合体物質からなる可撓性ベルト(この場
合には記録体自体が可撓性になろう)に適用された導電
性物質の層のどちらから作製されていてもよい。第1図
に示されているように自己支持性導電性材料の例におい
ては、導電性基体は記録系の電気回路の要求を完全に満
たすのに十分な導電率を有する真鍮やアルミニウムやス
チール等からなる金属ドラムであることができる。
導電性基体は誘電性被膜からの電荷の適切な漏洩を容易
にするために接地されている。1代わりに、導電性物質
の層は非導電性支持基体(例えば重合体フィルム)の表
面に適用されることができ、その場合、導電性層はM置
体フィルムと誘電性被膜と間の位置を占める。この態様
は第2図に示されている。
導電性層に適する材料はアルミニウムや銅のような金属
箔またはシート;金や、蒸着やスパッタリング付着やプ
ラズマ付着のような多数の手段のなかの一つによって付
着された金属のような金属被覆;多数の手段によって付
Hさせることができる、酸化錫インジウムのような導電
性金属酸化物;等々である。
導電性層は所望の用途に合った速度で電荷を輸送するよ
うに十分な導電率を示すことが要求される。5000Ω
/口未満の導電率を示す導電性層は一般に大部分の用途
に有効であることが判明した。
導電性層の導電率は時間の経過によって、または記録体
を変化する環境条件に曝すこと例えば高いもしくは低い
相対湿度に曝すことによって所望レヘル未満に減少しな
いことが好ましい。
トナー像の可視ディスプレイまたは光学投影が意図され
、そして誘電性被膜が透明である設定においては、導電
性層もまた所望の効果IC適した度合の透明度、反射率
、または不透明度を示すべきである。
反射トナー像の可視ディスプレイまたは光学投影が意図
される場合には、記録体は正反射ではなく非正反射を生
じることが好ましい。像に対する非正反射背景部は光学
投影が意図される場合に使用される光学要素の配列企簡
単にする。
記録体の非導電性支持基体は可撓性重合体フィルムであ
ることがしばしば好ましい。フィルムは比較的安価であ
り、容易に被覆可能であるので、得られる製品は様々な
形状および大きさ、例えば、エレクトログラフィック記
録システムに使用するための無端ベルト、に転換できる
重合体フィルムは記録体を製造するのに必要な加工工程
を受けるのに且つエレクトログラフィック記録系で許容
できる耐久性および安定性をもって作用するのに十分な
安定性を有する材料であればよい。重合体フィルムを形
成するのに適する重含体材料のなかには、ポリエステル
、ポリオレフ仁へポリアミド、ポリイミド、およびビニ
ル系がある。ポリエステルフィルムは平滑表面をもって
炸裂可能であり、溶剤からの攻撃に対して抵抗性であり
、熱変形に対して抵抗性であり、且つ良好な引張強さの
ような良好な物理的性質を有することから好lしい。商
業的に入手できるポリエステルフィルムの代表例はミネ
ソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング社
製の様々な等級のスコッチパー[F]、デュポン・ド−
・ヌムール社製の様々な等級のマイラー■、およびIC
I製の様様な等級のメリネツクス[F]である。
図面(特に第3図)を参考に本発明の誘電性記録体を使
用する記録システム1を示す。記録システム1は円筒状
現像剤ロール3と回転可能な記録体20を伴っている。
現像剤ロール3は好ましくはアンダーソン米国特許第3
,455,276号に開示されているようなタイプのも
のであり、内部磁石集成体5と、非導電性で且つ非磁性
である外部円筒シェル6を有している。磁石集成体5は
円筒状の磁石支持コア7と、交互にN磁極とS磁極を有
する表面を定めるようにコア7の円筒外面のまわりに配
列された複数の永久磁石セクター8を含む。現像剤ロー
ル3は軸9上に装着され、そして磁石集成体5は反時計
方向に回転するように構成され、他方、外部シェル6は
磁石集成体5から間隔を置いて配置され好ましくは固定
されている。
個々に間隔を置いて配置された複数の記録電極10(そ
のうちの一つが図示されている)は支持コア7と平行に
延びる線上に配列されてお夛、その電極はシェル6の外
周から突出している:しかじ、電極10の外端がシェル
6の外周と同じ平面高さになるようにシェル6の内に配
置されていてもよい。
各電極10は透磁性であや、そして現像ロール3の磁石
セクター8から発生する大量の磁束を通すので現像剤ロ
ール3は電極10の外端において比較的高い磁束密度を
付与するための強制手段として作用する。各電極10は
その形状、密度、および密度分布によって規制される鮮
明度を有するドツトをプリントするのに使用され、そし
て通常、電極10はプリンティング・マトリックストシ
て作用するように利用される。使用される電極10の数
はそのマトリックスを使用するところのプリンティング
用途に依存する。標準コンピューター・アウトプットラ
イン幅136.5X7ドツトマトリツクス活字の場合に
は、はぼ1000個の電極を70個/インチの間隔で使
用される。もつと複雑な活字フォントおよび簡単なグラ
フィック用途のためには、100個/インチ〜400個
超/インチの電極間隔が必要とされる。電圧源11は下
記に記載されているような方法および目的で電極10に
記録電圧パルスを供給する。
記録体20は現像剤ロール3に平行している軸12上に
装着されており、そして現像剤ロール磁石集成体5と同
じ方向に回転するように反時計方向に回転駆動される。
記録体20は電極10に対して間隔を置いて配置されて
おり、両者間に狭い記録区域15が規定される。記録体
20は導電性円筒電極21とその電極21の円筒表面の
上に設けられた無端誘電性被膜22からなる。
電圧源11は電極10と接地電極21との間に電位差を
生じるように電極10に電圧記録パルスを付与するため
に作用する。かかる電位差は訪電性被膜22上へのトナ
ー付着を生じさせる。電極10は被膜22の表面上にト
ナー像を形成するために電圧源11によって選択的にパ
ルスを印加される。トナー像の形態で被膜22上に付着
されるトナー14の部分は最初に比較的高い電荷を有ム
そして帯電トナー14と接地電極21との間の′電位差
によって被膜22上に束縛される。
トナーは好ましくは磁気吸引性且つ導電性である。記載
されている装置に適するトナーはネルソン米国特許第3
,639.245号に開示されている。
磁気吸引性導電性トナー14の層は軸方向にそして電極
10から一定間隔の処に延びているドクターブレード2
3によって電極10の表面上に計量される。トナー14
は磁石セクター8によって及ぼされる出湯によって保持
されて電極10に引き付けられる。この態様においては
、電極10はその軸のまわりに反時計方向に回転するよ
うに配置されているので、電極100表面全体にわたっ
てトナー14の有効な一定供給が維持される。磁石セク
ター8を単独で又は電極10と共にどちらかの方向に回
転させることも可能である。記載されているタイプの適
する現像剤ロールはアンダーソン米国特許第3,455
.276号に開示されている。
下記実施例は本発明の例示であって、本発明を制限する
ものではない。部およびパーセントは別に特定されてい
ない限9重量による。
実施例1 記録体の表面被膜用の組成物を製造するために下記成分
を指定された量で使用した: γ−グリシドキシプロビルトリメト キシシラン(rA187J、二ニ オンカーバイド)            4.3.9
γ−アミノプロピルトリエトキシシ ラン(rA1100シラン」、ユ ニオンカーバイド)          1.0gジグ
リシゾルエーテルーヒスフェノ ールAタイプエポキシド(酢酸イ ソプロピル中の50チデユボン・ エポン)              1.6.9チタ
ン酸テトライソプロピル(デュ ポンTPTチタネー))         1.6!1
フルオロケミ力ル系界面活性剤(イ ソプロパツール中の1部%3M F c −430)            0.04
1酢酸イソゾロビル          30.0.9
シラン、芳香族エポキシド、および均展剤は酢酸イソプ
ロピル溶剤中に導入された。溶液を穏やかにかきまぜて
過度の泡を発生することなく成分を合わせた。チタン酸
テトライソプロピルは早期ゲル化反応を最小にするため
に最後に添加された◇チタン酸テトライソプロピルの添
加後、20°Cで約4時間の有効可使時間を有する溶液
を浸漬被覆によってアルミニウムシート上に被覆した。
被覆に先だって、アルミニウムシートは+IJ塩化メチ
レン蒸気中で脱脂され:(2)濃硝酸1部と、85チ燐
酸1.6部と、脱イオン水10.3部とからなる溶液中
で60秒間エツチングされ;(3)脱イオン水で洗浄さ
れ:そして(4)ろ過空気で乾燥された。調製されたア
ルミニウムシートを被覆溶液中に浸漬し、それから乾燥
被膜厚0.9μになるような速度で引き揚げた。被膜を
約20℃で約16時間乾燥・硬化させた。それから、被
膜をオーブンで約90°Cで約16時間後硬化させた。
誘電性記録体の抵抗率は10フΩ−crILt−越して
いた。米国特許第3,816,840号に記載されてい
るような装置で操作されたときに、記録体は像形成・除
去を200.000サイクルまで可能であつた。勿論、
誘電性被膜はASTMD−1044(1982)の手順
に従って500ρ荷重を受けたときに50サイクル超耐
えることができた。
実施例2 記録体の表面被膜用の組成物を製造するために下記成分
を指定された量で使用した: r−グリシドキシプロビルトリメト キシシラン(rA187J、ユニ オンカーバイド           4.6Ir−ア
ミノゾロピルトリエトキシシ ラン(rA110ロシラン」、ユ ニオンカーバイド)          1.1ジグリ
シジルエーテル−ビフェノー ルAタイプエポキシド(酢酸イソ プロピル中の50係デユポン・エ ポン828)             1.6.9チ
タン酸テトライソゾロビル(デュ ポンTPTチタネート>         i、6gイ
ソプロピルアルコール        6.0I酢酸イ
ソプロピル          27.OfIシランお
よび芳香族エポキシドは酢酸イソプロピル27.0 g
とイソゾロビルアルコール1.5.!i’トからなる混
合溶剤中にかきまぜながら導入された0チタン酸テトラ
イソプロピルはまずイソプロピルアルコール1.5Iと
混合されてから、この混合物が溶剤とシランと芳香族エ
ポキシドとの混合物中へ導入された。20°Cで約7日
の可使時間を有するこの溶液は浸漬被覆によって導電性
基体上に被覆された。導電性基体はホワイトポリエステ
ルフィルム50.8μ厚の一方の表面上に゛500Ω/
口未満の抵抗率を与えるに足る酸化錫インジウムの透明
層を被覆して、それをスチール円筒のまわ9に、ポリエ
ステルフィルムが酸化錫インジウム層とスチール円筒と
の間にくるように、まきつけて固定したものであった。
酸化錫インジウム被覆ホワイトポリエステルフィルムを
まきつげられたスチール円筒のアセンブリは溶液中に浸
漬され、それから乾燥被覆厚0.69μを生じるように
引き揚げられた。被膜を約20°Cで約16時間乾燥・
硬化させた。それから、被膜をオーブンで約90℃で約
16時間後硬化させた。
この誘電性記録体の抵抗率は10)Ω−crILを越し
ていた。米国特許第3.816.840号に記載されて
いるような装置で操作されたときに、この記録体は像形
成・除去を200,000サイクルまで可能であった。
実施例1のように、この誘電性被膜はASTMD−10
44(1982)の手順に従ってsoo、p荷重を受け
たとき50サイクル超耐えることができた。
当業者にとっては本発明の範囲および思想を逸脱するこ
となく本発明の様々な変更および変形が明らかになろう
。本発明はここに記載されている例示的態様に不当に制
限されるものでないことが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の記録体の一態様の概略図である。 第2図は本発明の記録体の別の態様の概略図である。 第3図は本発明の記録体を組み込んだエレクトログラフ
ィック記録システムの端面図である。

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)記録体上にトナー像を記録するためのエレクトロ
    グラフィック記録システムに使用するのに適した記録体
    であって、該システムは記録区域を形成するように間隔
    を置いて配置された対向する第一と第二の電極と、記録
    体を該記録区域を通して駆動する手段と、該電極間の電
    圧パルスの選択的印加に応答して該記録体上に選択的に
    付着させるために導電性トナー粉末をトナー溜から該記
    録区域へ搬送する手段とを包含し、該記録体はASTM
    D−1044(1982)に従って500g荷重を受け
    たときに追加サイクルによる光散乱率の変化が起こらな
    くなるまでに少なくとも50サイクルを要するに足る耐
    摩耗性と少なくとも10^7Ω−cmの電気抵抗率を有
    する誘電性被膜を導電性基体上に担持して成る、ことを
    特徴とする記録体。
  2. (2)該記録体は該記録体と該トナーとの間のコントラ
    ストが少なくとも0.6の光学濃度単位になるように十
    分低い光学濃度である、特許請求の範囲第1項の記録体
  3. (3)該導電性基体が導電性金属からなる、特許請求の
    範囲第1項の記録体。
  4. (4)該導電性基体は非導電性絶縁性基体によって支持
    された導電層からなる、特許請求の範囲第1項の記録体
  5. (5)該誘電性被膜は(a)式R^1_n−Si−R^
    2_4−n〔式中、R^1はCH=CH−、エポキシ基
    を有する炭素原子2個〜10個のアルキル基、炭素原子
    10個までを有するアルキルエーテルエポキシド基、お
    よび▲数式、化学式、表等があります▼ (但し、R^3は炭素原子1個〜8個のアルキレン基で
    あり、そしてR^4は水素、または炭素原子1個〜8個
    のアルキル基である)からなる群から選択され、R^2
    はアルコキシまたはアセトキシ基であり、nは1〜3の
    正の整数である〕の反応性シランと(b)式M−(OR
    )_x〔但し、Mはチタン、アルミニウム、およびジル
    コニウムからなる群から選択され、Rは炭素原子1個〜
    8個のアルキル基であり、そしてxはMの原子価結合の
    数である〕の金属エステルとを含む組成物の反応生成物
    から形成されている、特許請求の範囲第1項の記録体。
  6. (6)該金属エステルがTi(OR)_4およびAl(
    OR)_3の群から選択され、そして該シランがγ−グ
    リシドキシプロピルトリメトキシシランおよびγ−メタ
    クリロキシプロピルトリメトキシシランの群から選択さ
    れる、特許請求の範囲第5項の記録体。
  7. (7)該金属エステルがTi(OR)_4であり、そし
    て該シランがγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
    ランである、特許請求の範囲第1項の記録体。
  8. (8)該金属エステルがチタン酸テトライソプロピルで
    ある、特許請求の範囲第1項の記録体。
  9. (9)該金属エステル/該シランのモル比が約1/0.
    5〜約1/7である、特許請求の範囲第1項の記録体。
  10. (10)さらに、炭素、水素、酸素、および窒素のみを
    含有するエポキシドを包含しており、該エポキシド/該
    反応性シランの重量比が約10/90〜25/75であ
    り、そして該エポキシドが多価フェノールのジグリシジ
    ルエーテル、ノボラック樹脂のグリシジルエーテル、脂
    肪族ポリオールのグリシジルエーテル、および含窒素グ
    リシジルエーテルから選択される、特許請求の範囲第4
    項の記録体。
  11. (11)該エポキシドが多価フェノールのジグリシジル
    エーテルからなる、特許請求の範囲第9項の記録体。
  12. (12)多価フェノールの該ジグリシジルエーテルがエ
    ピクロロヒドリンとビスフェノールAとの縮合生成物か
    らなる、特許請求の範囲第9項の記録体。
  13. (13)該誘電性被膜はイミドもしくはメチレンに直接
    結合した2個の高フッ素化脂肪族スルホニル基からなる
    高フッ素化スルホニリック触媒または高フッ素化脂肪族
    スルホン酸もしくはその塩からなる高フッ素化スルホニ
    ック触媒の触媒活性量の存在下で硬化された、式 ▲数式、化学式、表等があります▼ または ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、 各R^5は個別に、炭素原子20個未満の非加水分解性
    2価炭化水素基、または炭素原子20 個未満の2価基(その骨格はC原子であり、NおよびO
    の群からの個々の原子が介在し ていてもよく、O原子はエーテル結合の形 態である)であり、 aは1、2、または3であり、 bは0または1であり、そして R^6は炭素原子10個未満の脂肪族炭化水素基、炭素
    原子10個未満のアシル基、または式 (CH_2CH_2O)_kZ(但し、kは少なくとも
    1の整数であり、そしてZは水素または炭素原 子10個未満の脂肪族炭化水素基である) の基である〕 によって表わされるエポキシ末端シランからの単位を少
    なくとも15重量%有する重合体である、特許請求の範
    囲第1項の記録体。
  14. (14)該導電性基体が可視光に透明である、特許請求
    の範囲第1項の記録体。
  15. (15)該誘電性被膜が可視光に透明である、特許請求
    の範囲第1項の記録体。
  16. (16)該誘電性被膜の厚さが約0.3μ〜約3.0μ
    である、特許請求の範囲第1項の記録体。
  17. (17)該記録体が可撓性である、特許請求の範囲第1
    項の記録体。
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