(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電写真画像形成部材であって、
基材と、
前記基材上に配置された画像形成層と、
を含み、
前記静電写真画像形成部材の最外層は、ポリマー・マトリクス、電荷輸送成分、及び多数のワックス粒子をさらに含み、前記最外層は粗表面形態を有し、
前記ワックス粒子は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン‐コ‐ポリプロピレン、及びそれらの混合物から成る群から選択されるポリマー・ワックスを含み、
前記ポリマー・ワックスは、ポリテトラフルオロフルオロエチレンで修飾される
ことを特徴とする、静電写真画像形成部材。
【請求項２】
前記最外層は、電荷輸送層及び保護膜層から成る群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の静電写真画像形成部材。
【請求項３】
前記ワックス粒子は、０．１マイクロメートル乃至１０マイクロメートルの平均粒径を有することを特徴とする、請求項１に記載の静電写真画像形成部材。
【請求項４】
前記粗表面形態は、０．０５乃至２マイクロメートルの二乗平均平方根表面粗度（Ｒｑ）を有することを特徴とする、請求項１に記載の静電写真画像形成部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここで開示する実施形態は、一般に、デジタル装置を含む静電写真装置用の画像形成装置部材及びコンポーネントにおいて有用な層に関する。より具体的には、本実施形態は、改善された性能をもたらす粗表面形態をもつ最外層を有する改善された画像形成部材に関する。実施形態において、最外層は、ワックス粒子を含んだ保護膜配合物を有する保護膜層であり、この配合物が感光体の表面全体にわたって均一に粗表面形態を生成して改善された保護膜層を形成する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な多層感光体又は画像形成部材は、少なくとも２つの層を有し、基材、導電層、随意の電荷ブロッキング層、随意の接着層、光発生層（場合により、「電荷発生層」、「電荷生成層」又は「電荷発生体層」と呼ばれる）、電荷輸送層、随意の保護膜層、及び幾つかのベルト型の実施形態では、アンチカール・バッキング層を含むことができる。多層構造において、感光体の活性層は、電荷発生層（ＣＧＬ）及び電荷輸送層（ＣＴＬ）である。これらの層を横切る電荷輸送の増強は、より優れた感光体性能をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の感光体において、クリーニング・ブレードの接触による機械的摩耗、又は紙若しくはキャリア・ビーズとの接触による引掻き傷が、感光体デバイスの故障の原因になる。従って、これらの感光体の最外層を形成するのに用いられる配合物は、機械的摩耗耐性及び引掻き傷耐性を高めるように配合することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書で説明する態様により、基材、及び基材上に配置された画像形成層を含む静電写真画像形成部材が提供されるが、ここで静電写真画像形成部材の最外層は、ポリマー・マトリクス、電荷輸送成分、及び多数のワックス粒子をさらに含み、その結果、最外層は粗表面形態を獲得する。
【０００５】
さらに別の実施形態は、基材、及び基材上に配置された画像形成層を含む静電写真画像形成部材を提供し、その画像形成層は、基材上に配置された電荷発生層と、電荷発生層の上に配置された電荷輸送層と、電荷輸送層の上に配置された保護膜層とを備え、ここで保護膜層は、ポリマー樹脂、電荷輸送成分及び多数のワックス粒子から成る硬化性複合組成物を含み、その結果、保護膜層は粗表面形態を獲得する。
【０００６】
さらに別の実施形態において、少なくとも１つの感光性部材、帯電ユニット、現像ユニット、及び転写ユニットを備えた静電写真画像形成装置が提供されるが、その感光性部材は、硬化性複合コーティングを含む粗表面形態を有する保護膜層を含み、そのコーティングは多数のワックス粒子、メラミン樹脂、及び３級アリールアミン輸送成分をさらに含み、ここで３級アリールアミン輸送成分は、ヒドロキシル基、ヒドロキシメチル基、及び約２乃至約６個の炭素を有するアルコキシメチル基から成る群から選択される置換基を含み、感光性部材は剛性又は可撓性である。
より良く理解するために、添付の図面を参照することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態による保護膜層を有する画像形成部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
ここで開示される実施形態は、一般に、改善されたクリーニング、向上した引掻き傷耐性、低減されたトルク、及び低減されたゴースト発生画像欠陥をもたらす、画像形成部材用の最外層を提供することに向けられる。従来の保護膜層配合物は、機械的摩耗耐性及び引掻き傷耐性を高めるために用いられるが、一般に用いられる保護膜配合物の多くは、高い始動及び運転トルクをもたらす。本実施形態は、改善された性能をもたらす粗表面形態を有する改善された最外層及びその作成方法に関する。実施形態において、最外層は、電荷輸送層又は保護膜層とすることができる。特定の実施形態においては、最外層は、従来の電荷輸送層の上に配置された、粗表面形態を有する第２の電荷輸送層とすることができる。改善された配合物はワックス粒子を含み、画像形成部材又は感光体の表面全体にわたって均一に粗表面形態を生成して改善された保護膜層を形成する。
【０００９】
本実施形態において、ワックス粒子は、バインダ、硬化剤、及び正孔輸送材料を含有する保護膜配合物の中に組み込まれ、これら全ては、溶媒又は溶媒の混合物を含む溶液内に分散される。この配合物は、次に画像形成部材のうえにコーティングされて改善された特性をもたらす最外層を形成する。
【００１０】
実施形態において、溶媒は、グリコールエーテル及び／又はアルコール溶媒とすることができる。ワックス粒子は処理又は非処理のものとすることができ、上記の配合物に組み込まれて、結果として生じる最外層の表面上に均一に広がる粗形態を付与する。実施形態において、ワックス粒子には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で処理して強化された機械的特性及びクリーニング効率を付与することができる。形成された層の形態は、クリーニング性能及び引掻き傷耐性を改善し、さらに、トルク及びゴースト発生画像欠陥を低減する。粒子の特定のサイズ及びそれらを含むコーティング配合物を調整することによって、表面形態を同様に調整して画像形成部材の最適性能を達成することができる。
【００１１】
典型的な静電写真複写装置において、複写される原稿の光画像は感光部材上の静電潜像の形で記録され、この静電潜像が、次に通常トナーと呼ばれる検電性熱可塑性樹脂粒子の塗布によって可視化される。具体的には、電源から電圧が供給される帯電装置によって感光体をその表面上に帯電させる。次に、レーザおよび発光ダイオードのような光学システム又は画像入力装置からの光に、感光体を画像様式で晒して、その上に静電潜像を形成する。一般に静電潜像は、現像剤ステーションからの現像剤混合物を静電潜像と接触させることによって現像される。現像は、磁気ブラシ現像、パウダー・クラウド現像、又は他の公知の現像プロセスを用いて行うことができる。
【００１２】
トナー粒子を光導電性表面上に画像構造に付着させた後、それを複写シートに、圧力転写又は静電転写とすることができる転写手段によって転写する。実施形態において、現像された画像は中間転写部材に転写し、次いで複写シートに転写することができる。
【００１３】
現像画像の転写が完了した後、複写シートは定着ステーションに進み、ここで現像画像は、複写シートを定着部材と圧力部材の間を通過させることによって複写シートに定着され、それによって永久画像が形成される。定着は、圧力ローラと圧接する定着ベルト、圧力ベルトと接触する定着ローラ、又は他の同様のシステムのような他の定着部材によって行うことができる。感光体は、転写後に、クリーニングステーションに進み、そこでブレード、ブラシ、又は他のクリーニング装置を用いて、感光体上に残ったあらゆるトナーが除去される。
【００１４】
静電写真画像形成部材は、当技術分野では周知のものである。静電写真画像形成部材は、任意の適切な技術によって調製することができる。図を参照すると、通常、可撓性又は剛性基材１は導電性材料から構成することができ、又は導電性表面又はコーティングを設けることができる。基材は、不透明であっても実質的に透明であってもよく、必要な機械的特性を有する任意の適切な材料を含むことができる。従って、基材は、無機又は有機組成物のような非導電性又は導電性の材料の層を含むことができる。非導電性材料として、ここでの目的に用いることができる種々の公知の樹脂があり、それらには薄層ウェブとして可撓性のあるポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタンなどが含まれる。導電性基材は、例えば、アルミニウム、ニッケル、鋼、銅などの任意の金属、又は、炭素、金属粉末などの導電性物質で充填された上記のポリマー材料、又は、導電性有機材料とすることができる。絶縁性又は導電性基材は、エンドレス可撓性ベルト、ウェブ、剛性シリンダ、シートなどの形態とすることができる。基材層の厚さは、所望の強度及び経済的考慮を含む多くの因子に依存する。従って、ドラムに関しては、この層は、例えば、数センチメートルにも及ぶ相当な厚さ、又は１ミリメートル未満の最小厚さとすることができる。同様に、可撓性ベルトは、最終的な電子写真装置に有害な影響がないことを条件として、例えば、約２５０マイクロメートルの実質的な厚さ、又は約５０マイクロメートル未満の最小の厚さとすることができる。
【００１５】
基材
基材層１が導電性ではない実施形態において、その表面は、導電性コーティングによって導電性にすることができる。導電性コーティングは、光学的透明性、所望の可撓性の程度、及び経済的因子に応じてかなり広範囲に厚さを変化させることができる。従って、可撓性の感光性画像形成装置に関して、導電性コーティングの厚さは、約２０オングストローム乃至約７５０オングストロームの範囲、又は、導電性、可撓性及び光透過性の最適な組合せのためには、約１００オングストローム乃至約２００オングストロームの範囲とすることができる。可撓性導電性コーティングは、真空蒸着技術又は電気メッキのような任意の適切なコーティング技術によって、例えば、基材上に形成される導電性金属層とすることができる。典型的な金属には、アルミニウム、ジルコニウム、ニオビウム、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、モリブデンなどが含まれる。
【００１６】
正孔ブロッキング層
随意の正孔ブロッキング層３を基材１又はコ―ティングに塗布することができる。隣接する光導電層８（又は電子写真画像形成層８）と下層の基材１の導電性表面との間に、正孔に対する電子的障壁を形成することができる任意の適切な従来のブロッキング層を用いることができる。
【００１７】
接着層
随意の接着層を正孔ブロッキング層３に塗布することができる。当技術分野で周知の任意の適切な接着層を用いることができる。典型的な接着層材料には、例えば、ポリエステル、ポリウレタンなどが含まれる。約０．０５マイクロメートル（５００オングストローム）と約０．３マイクロメートル（３，０００オングストローム）の間の接着層厚によって、満足な結果を達成することができる。正孔ブロッキング層に接着層コーティング混合物を塗布する従来技術には、スプレー、ディップ・コーティング、ロール・コーティング、巻き線ロッド・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・コーティングなどが含まれる。付着させたコーティングの乾燥は、オーブン乾燥、赤外線乾燥、空気乾燥などのような任意の適切な従来技術によって行うことができる。
【００１８】
少なくとも１つの電子写真画像形成層８を、接着層、ブロッキング層３又は基材１の上に形成する。電子写真画像形成層８は、当技術分野で周知のように、電荷発生機能及び電荷輸送機能の両方を果たす単一層とすることができ、又は、電荷発生層５及び電荷輸送層６のような多層を含むことができる。
【００１９】
電荷発生層
電荷発生層５を、導電性表面、又は基材１と電荷発生層５の間の他の表面に塗布することができる。電荷ブロッキング層又は正孔ブロッキング層３を、随意に、電荷発生層５の塗布の前に、導電性表面に塗布することができる。所望であれば、接着層を、電荷ブロッキング層又は正孔ブロッキング層３と電荷発生層５の間に用いることができる。通常、電荷発生層５はブロッキング層３の上に塗布され、電荷輸送層６は電荷発生層５の上に形成される。この構造体は、電荷輸送層６の上又は下に電荷発生層５を有することができる。
【００２０】
電荷発生層は、真空蒸発又は真空蒸着によって作成された、セレン、セレンとヒ素、テルル、ゲルマニウムなどとの合金、水素化アモルファス・シリコン、シリコンとゲルマニウム、炭素、酸素、窒素などの化合物、のアモルファス膜を含むことができる。電荷発生層はまた、膜形成ポリマー・バインダ内に分散させた、結晶セレン及びその合金、及びＩＩ−ＶＩ族化合物の無機顔料、並びに、キナクリドン、ジブロモアンタンスロン顔料、ペリレン及びペリノンジアミン、多核芳香族キノンのような多環式顔料、ビス‐、トリス‐及びテトラキス‐アゾを含むアゾ顔料、などのような有機顔料を含むことができ、溶媒コーティング技術によって作成される。
【００２１】
フタロシアニンは、赤外照射システムを用いるレーザ・プリンタ用の光発生材料として使用されている。低価格の半導体レーザ・ダイオード光照射デバイスに晒される感光体には、赤外感光性が必要である。フタロシアニンの吸収スペクトル及び感光性は、この化合物の中心金属原子に依存する。多くの金属フタロシアニンが報告されており、それらにはオキシバナジウムフタロシアニン、クロロアルミニウムフタロシアニン、銅フタロシアニン、オキシチタニウムフタロシアニン、クロロ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、マグネシウムフタロシアニン及び無金属フタロシアニンが含まれる。フタロシアニンは、多くの結晶型で存在し、光発生に強い影響を有する。他の光発生材料には、チタニルフタロシアニン、又はアルキルヒドロキシガリウムフタロシアニンとヒドロキシガリウムフタロシアニンの混合物が含まれる。
【００２２】
任意の適切なポリマー膜形成バインダ材料を、電荷発生（光発生）バインダ層内のマトリクスとして用いることができる。典型的な有機ポリマー膜形成バインダには、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、ポリビニル酢酸、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、フェニレンオキシド樹脂、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、アクリレート共重合体、アルキド樹脂、セルロース成膜剤、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などのような熱可塑性及び熱硬化性樹脂が含まれる。これらのポリマーは、ブロック、ランダム、又は交互共重合体とすることができる。
【００２３】
光発生組成物又は顔料は、種々の量で樹脂性バインダ組成物の中に存在する。しかし一般には、約５体積パーセント乃至約９０体積パーセントの光発生顔料を、約１０体積パーセント乃至約９５体積パーセントの樹脂バインダの中に分散させるか、又は、約２０体積パーセント乃至約３０体積パーセントの光発生顔料を、約７０体積パーセント乃至約８０体積パーセントの樹脂バインダ組成物の中に分散させる。一実施形態において、約８体積パーセントの光発生顔料を、約９２体積パーセントの樹脂バインダ組成物の中に分散させる。光発生層はまた、バインダを用いずに真空昇華によって作成することもできる。
【００２４】
任意の適切な従来技術を用いて光発生層コーティング混合物を混合し、ついで塗布することができる。典型的な塗布技術には、スプレー、ディップ・コーティング、ロール・コーティング、巻き線ロッド・コーティング、真空昇華などが含まれる。いくつかの用途に対して、光発生層は、ドット状又は直線状に作成することができる。溶媒コーティング層の溶媒の除去は、オーブン乾燥、赤外線乾燥、空気乾燥などの任意の適切な従来技術によって行うことができる。
【００２５】
電荷輸送層
電荷輸送層６は、ポリカーボネートのような膜形成性の電気的に不活性なポリマーに溶解した又は分子的に分散した電荷輸送性小分子を含む。本明細書で用いる用語「溶解した」は、本明細書中では、小分子がポリマーに溶解して均一相を形成する溶液を形成することと定義される。本明細書で用いる表現「分子的に分散した」は、ポリマー中に分散した電荷輸送性小分子が分子スケールでポリマー中に分散していることと定義される。任意の適切な電荷輸送性又は電気的活性小分子を、本発明の電荷輸送層に用いることができる。電荷輸送性「小分子」という表現は、本明細書では、輸送層中の光生成自由電荷を輸送層を通して輸送することができるモノマーとして定義される。典型的な電荷輸送性小分子には、例えば、１−フェニル‐３‐（４′‐ジエチルアミノスチリル）‐５‐（４″‐ジエチルアミノフェニル）ピラゾリンのようなピラゾリン、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′‐ジアミンのようなジアミン、Ｎ‐フェニル‐Ｎ‐メチル‐３‐（９‐エチル）カルバジルヒドラゾン及び４‐ジエチルアミノベンズアルデヒド‐１，２‐ジフェニルヒドラゾンのようなヒドラゾン、２，５‐ビス（４‐Ｎ，Ｎ′‐ジエチルアミノフェニル）‐１，２，４‐オキサジアゾールのようなオキサジアゾール、スチルベンなどが含まれる。上記のように、適切な電気的活性小分子の電荷輸送性化合物を、電気的不活性なポリマー膜形成性材料中に溶解または分子的に分散させる。顔料からの正孔を高効率で電荷発生層に注入することを可能にし、これらを、非常に短い通過時間で電荷輸送層を通して輸送する小分子電荷輸送性化合物は、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′‐ジフェニル‐Ｎ，Ｎ′‐ビス（４‐メチルフェニル）‐（１，１′‐ビフェニル）‐４，４′‐ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′‐テトラキス（４‐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、及び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′‐ジアミンなどから成る群から選択される第３級アリールアミンである。
【００２６】
所望であれば、電荷輸送層中の電荷輸送材料は、ポリマー電荷輸送材料、又は小分子電荷輸送材料とポリマー電荷輸送材料の組合せを含むことができる。
【００２７】
任意の適切な電気的不活性な樹脂バインダを、本発明の電荷輸送層内に用いることができる。典型的な不活性樹脂バインダには、ポリカーボネート樹脂（ＭＡＫＲＯＬＯＮなど）、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリスルホンなどが含まれる。分子量は、例えば約２０，０００から約１５０，０００まで変化させることができる。バインダの例には、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呼ばれる）、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（ビスフェノール‐Ｚ‐ポリカーボネートとも呼ばれる）、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呼ばれる）などのようなポリカーボネートが含まれる。任意の適切な電荷輸送性ポリマーを、本発明の電荷輸送層内に用いることもできる。電荷輸送性ポリマーは、本発明の保護膜層を塗布するのに用いられるアルコール溶媒に不溶である必要がある。これらの電気的活性な電荷輸送性ポリマー材料は、電荷発生材料からの光発生正孔の注入を持続させること、且つ、それを通してこれらの正孔の輸送を可能にすることができる必要がある。
【００２８】
特定の実施形態において、電荷輸送層は、改善された画像形成部材の最外層とする。このような実施形態において、電荷輸送層は、ポリマー・マトリクス、電荷輸送成分及び多数のワックス粒子を含み（以下にさらに説明する）、そのため、最外層は粗表面形態を獲得する。ポリマー・マトリクスは、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアリレート、ポリウレタン、ポリエーテル、フェノール樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、ポリシロキサン、及びそれらの混合物から成る群から選択されるポリマーを含むことができる。
【００２９】
別の実施形態において、最外層は、従来の電荷輸送層の上に配置された、ワックス粒子を含む第２の電荷輸送層とすることができる。第２の電荷輸送層は、従来の輸送層と同じ電荷輸送成分及び同じポリマー・バインダを含むことができる。代替的に、第２の電荷輸送層は、従来の電荷輸送層とは異なる電荷輸送成分及び異なるポリマー・バインダを含むことができる。
【００３０】
ワックス粒子を含む最外の電荷輸送層は所望の粗表面形態をもたらす。粗さは、物理的表面の高さの小規模変動の大きさである。画像形成部材の最外層の場合には、粗さは、生地が物理的表面に潤滑剤を捕捉してそれらが互いに融合するのを防ぐことができるので、有益である。粗さの測定値（粗度）は、種々の規格で表すことができる。例えば、平均粗度（Ｒa）は、表面上の隆起の平均高さに焦点を合せたものであり、マイクロメートル又はマイクロインチで測定される。二乗平均平方根粗度（Ｒq）は、Ｒaよりもやや大きな値を与え、表面形状によって変化する。Ｒqもまた同じ単位で測定される。本実施形態において、改善された層配合物は、０．０２５乃至５マイクロメートル、又は特に０．０５ないし約２マイクロメートルのＲqを有する粗表面形態を有する電荷輸送層をもたらす。
【００３１】
任意の適切な従来技術を用いて電荷輸送層コーティング混合物を混合し、次いで電荷発生層に塗布することができる。典型的な塗布技術には、スプレー、ディップ・コーティング、ロール・コーティング、巻き線ロッド・コーティングなどがある。付着させたコーティングの乾燥は、オーブン乾燥、赤外線乾燥、空気乾燥などの任意の適切な従来技術によって行うことができる。
【００３２】
一般に、電荷輸送層の厚さは、約１０マイクロメートルと約５０マイクロメートルの間であるが、この範囲外の厚さを用いることもできる。正孔輸送層は、正孔輸送層上に置かれた静電荷が、照明の無い状態でその上の静電潜像の形成及び保持を妨げるのに十分な速度では伝導しない程度に絶縁体である必要がある。一般に、正孔輸送層の電荷発生層に対する厚さの比は、凡そ２：１乃至２００：１に維持することができ、幾つかの場合には４００：１程にも大きくすることができる。電荷輸送層は、用いようとする領域内の可視光又は放射に対して実質的に非吸収性であるが、光導電体層即ち電荷発生層からの光生成正孔の注入を可能にし、且つ、これらの正孔をそれ自体を通して輸送して活性層の表面上の表面電荷を選択的に放電することを可能にする点で、電気的に「活性」である。
【００３３】
保護膜層
従来の保護膜層は、シリカ、金属酸化物、ＰＴＦＥなどのようなナノ粒子の分散物を含む。ナノ粒子は、電荷輸送層６の潤滑性、引掻き傷耐性、及び摩耗耐性を高めるために用いることができる。しかし、そのような一般的に用いられる保護膜配合物は、不安定性の問題を有し、また対照とする保護膜層なしのドラム型感光体よりも高い始動及び運転トルクを示す。さらに、これらの既存の保護膜配合物の幾つかは、引掻き傷耐性及び摩耗耐性を示すが、またゴースト発生及び印刷内に現れる背景陰影のような印刷欠陥の問題を被る。
【００３４】
実施形態において、保護膜で覆われる画像形成部材は、電荷輸送層上にコーティングされた保護膜層を含む。上記の通り、保護膜配合物は、保護膜層７に粗表面形態をもたらすワックス粒子１０を組み込むことができる。粗形態は、この層の性能を改善することが示される。改善された保護膜層を用いた画像形成部材は、改善されたクリーニング及び引掻き傷耐性、並びに低減されたゴースト発生及びトルクを示す。
【００３５】
それらの実施形態において、保護膜層７は、ポリマー樹脂、電荷輸送成分、及び多数のワックス粒子１０を含む硬化性複合組成物を含み、その結果、保護膜層は、粗表面形態を獲得する。ポリマー樹脂は、メラミン‐ホルムアルデヒド樹脂、フェノール‐ホルムアルデヒド樹脂、メラミン‐フェノール‐ホルムアルデヒド樹脂、グアナミン‐ホルムアルデヒド樹脂、及びそれらの混合物から成る群から選択することができる。特定の実施形態において、ポリマー樹脂は、脂肪族ポリエステルポリオール、芳香族ポリエステルポリオール、アクリレートポリオール、脂肪族ポリエーテルポリオール、芳香族ポリエーテルポリオール、（ポリスチレン‐コ‐ポリアクリレート）ポリオール、ポリビニルブチラール、ポリ（２‐ヒドロキシエチルメタクリレート）、及びそれらの混合物から成る群から選択されるポリマー・バインダをさらに含む。
【００３６】
ワックス粒子１０は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン‐コ‐ポリプロピレン、及びそれらの混合物から選択されるポリマー・ワックスを含むことができる。ポリエチレン・ワックス粒子は、Ｃｒａｙ  Ｖａｌｌｅｙ（Ｐｕｔｅａｕｘ、フランス）から市販されているＣＲＡＹＶＡＬＬＡＣ  ＷＳ‐４７００のように未処理で用いることができ、又は、同じくＣｒａｙ  Ｖａｌｌｅｙから市販されているＣＲＡＹＶＡＬＬＡＣ  ＷＳ‐１１４７のようにＰＴＦＥで修飾して用いることができる。ＰＴＦＥ修飾粒子は、保護膜配合物中への分散を高める助けとなることができる。例えば、ポリマー・ワックスは、ポリポリテトラフルオロエチレン表面グラフト化ポリエチレン、ポリテトラフルオロフルオロエチレン表面グラフト化ポリプロピレン、及びポリテトラフルオロエチレン表面グラフト化ポリエチレン‐コ‐ポリプロピレンから成る群から選択することができる。具体的な実施形態において、ワックスは、保護膜配合物中に予備分散させ、例えば、ＰＴＦＥによる処理物又は未処理物とすることができるポリエチレン・ワックスの４０パーセント活性分散物として含められる。ワックス粒子は、約０．１マイクロメートル乃至約１０マイクロメートル、又は、約０．２５マイクロメートル乃至約８マイクロメートル、又は、約０．５マイクロメートル乃至約６マイクロメートルの平均粒径を有する。
【００３７】
実施形態において、保護膜層は電荷輸送成分をさらに含む。特定の実施形態において、保護膜層は、ポリマー樹脂と反応して硬化性組成物を形成するができる置換基を含有する第３級アリールアミンから成る電荷輸送成分を含む。保護膜層に適する電荷輸送成分の具体的な例は、次の一般式を有する第３級アリールアミンを含む。
【化１】
0005517188.tif 000002
式中、Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ3、及びＡｒ4は、それぞれ独立に、約６乃至約３０個の炭素原子を有するアリール基を表し、Ａｒ5は、約６乃至約３０個の炭素原子を有する芳香族炭化水素基を表し、ｋは０又は１を表し、Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ3、Ａｒ4及びＡｒ5のうちの少なくとも１つは、ヒドロキシル（‐ＯＨ）、ヒドロキシメチル（‐ＣＨ2ＯＨ）、アルコキシメチル（‐ＣＨ2ＯＲ、ここでＲは１乃至約１０個の炭素を有するアルキル基である）、１乃至約１０個の炭素を有するヒドロキシルアルキル、及びそれらの混合から成る群から選択される置換基を含む。他の実施形態において、Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ3及びＡｒ4は、それぞれ独立に、フェニル基又は置換フェニル基を表し、Ａｒ5は、ビフェニル基又はテルフェニル基を表す。
【００３８】
第３級アリールアミンを含む電荷輸送成分の付加的な例には、次の化学式を有するものなどが含まれる。
【化２】
0005517188.tif 000003
0005517188.tif 000004
0005517188.tif 000005
式中、Ｒは、水素原子、及び１乃至約６個の炭素を有するアルキル基から成る群から選択される置換基であり、ｍ及びｎは、それぞれ独立に０又は１を表し、ここでｍ＋ｎ＞１である。
上記の通り、この配合物は、例えば、向上した引掻き傷耐性、低減されたゴースト発生及び低減されたトルクを層に与える、所望の粗表面形態を有する保護膜層をもたらす。本実施形態において、改善された層配合物は、０．０２５乃至５マイクロメートル、又は特定的には０．０５乃至約２マイクロメートルのＲｑを有する粗表面形態を有する保護膜層をもたらす。
【００３９】
実施形態において、ワックス粒子は、保護膜配合物中の総固形分の０．５パーセント乃至約１５パーセント、又は１パーセント乃至約１０パーセントの量で存在する。特定の実施形態において、ワックス粒子は、保護膜配合物中の総固形分の３乃至約８パーセント含まれる。実施形態において、電荷輸送成分は、保護膜配合物中の総固形分の２５パーセント乃至約９０パーセント、又は３０パーセント乃至約６０パーセントの量で存在する。
【００４０】
任意の適切な従来技術を用いて、保護膜層混合物を形成し、次いで画像形成層に塗布することができる。典型的な塗布技術には、例えば、押出コーティング、ドロー・バー・コーティング、ロール・コーティング、巻き線ロッド・コーティングなどが含まれる。保護膜層は、単一のコーティング・ステップで又は複数のコーティング・ステップで形成することができる。付着させたコーティングの乾燥は、オーブン乾燥、赤外線乾燥、空気乾燥などの任意の適切な従来技術によって行うことができる。乾燥保護膜層の厚さは、帯電、クリーニング、現像、転写などの用いるシステムの摩損性に依存し、約１５ミクロンに至るまで変化することができる。これらの実施形態において厚さは、約３ミクロン乃至約１０ミクロンの厚さとすることができる。
【００４１】
さらに別の実施形態において、少なくとも１つの感光性部材、帯電ユニット、現像ユニット、及び転写ユニットを備えた電子写真画像形成装置が提供される。その感光性部材は、硬化性複合コーティングを含む粗表面形態を有する保護膜層を含み、ここでコーティングは、多数のワックス粒子と、メラミン樹脂と、並ヒドロキシル基、ヒドロキシメチル基、及び約２乃至約６個の炭素を有するアルコキシメチル基から成る群から選択される置換基を含む第３級アリールアミン輸送成分と、をさらに含む。実施形態において、感光性部材は、剛性又は可撓性とすることができる。
【実施例１】
【００４２】
電子写真感光体は以下のように作成した。１００部のジルコニウム化合物（商標名Ｏｒｇａｔｉｃｓ  ＺＣ５４０）と、１０部のシラン化合物（商標名Ａ１００、日本ユニカー株式会社製）と、４００部のイソプロパノール溶液と、２００部のブタノールを含むアンダーコート層用のコーティング溶液を調製した。このコーティング溶液を、ホーニング処理を施した円筒状アルミニウム（Ａｌ）基材の上にディップ・コーティングによって塗布し、１５０℃で１０分間加熱して乾燥させ、０．１マイクロメートルの膜厚を有するアンダーコート層を形成した。
【００４３】
次に、４７５部のｎ‐酢酸ブチル中の、Ｖ型ヒドロキシガリウムフタロシアニン（１２部）と、アルキルヒドロキシガリウムフタロシアニン（３部）と、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌから市販されている塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体ＶＭＣＨ（Ｍｎ＝２７，０００、約８６重量パーセントの塩化ビニル、約１３重量パーセントの酢酸ビニル、及び約１重量パーセントのマレイン酸）（１０部）との分散液から、０．５ミクロン厚の電荷発生層をアンダーコート層上にディップ・コーティングした。
【００４４】
次に、５４６部のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）と２３４部のモノクロロベンゼンの混合物中の、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（８２．３部）と、アルドリッチからの２，６‐ジ‐ｔｅｒｔ‐ブチル‐４‐メチルフェノール（ＢＨＴ）２．１部と、三菱ガス化学株式会社から市販されているポリカーボネート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］（１２３．５部）との溶液から、２５μｍ厚の電荷輸送層（ＣＴＬ）を電荷発生層上にディップ・コーティングした。ＣＴＬを１１５℃で６０分間乾燥させた。
【００４５】
保護膜配合物は、アクリルポリオール（１．５部、ＪＯＮＣＲＹＬ‐５８７、米国ウィスコンシン州スターテバント所在のＪｏｈｎｓｏｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ＬＬＣから市販）と、メラミン樹脂（２．１部、ＣＹＭＥＬ‐３０３、米国ニュージャージー州ウェストパターソン所在のＣｙｔｅｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販）と、電荷輸送成分Ｎ，Ｎ′‐ビス（３‐ヒドロキシフェニル）‐Ｎ，Ｎ′‐ジフェニル‐１，１′‐ビフェニル‐４，４′‐ジアミン（２．４２部）と、ポリエチレン・ワックス（０．８４部、ＷＳ‐４７００、２‐プロパノール中の４０重量％ワックス分散液、ＣＲＡＹＶＡＬＬＡＣから市販）と、酸触媒（０．０５部、Ｎａｃｕｒｅ５２２５、Ｋｉｎｇ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから市販）との、溶媒１‐メトキシ‐２‐プロパノール（２０．９部）中の混合物から調製した。この溶液を、感光体表面、より具体的には、電荷輸送層の上に、カップ・コーティング技術を用いて塗布し、次に、１４０℃で４０分間熱硬化させて、約４μｍの平均膜厚を有する保護膜層を形成した。結果として得られた保護膜樹脂層は、凡そ３０乃至３５重量パーセントの電荷輸送成分と約５重量パーセントのワックス粒子を含有した。この保護膜は、約０．２５マイクロメートルの二乗平均平方根表面粗度（Ｒｑ）を有する粗表面形態を有した。
【実施例２】
【００４６】
ＰＴＦＥグラフト化ワックス粒子を含む保護膜を有する電子写真感光体を、ＷＳ‐４７００の代りにＷＳ‐１１４７（２‐プロパノール中のＰＴＦＥグラフト化ポリエチレン・ワックス分散液、ＣＲＡＹＶＡＬＬＡＣから市販）を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で作成した。この保護膜は、約０．３５マイクロメートルの二乗平均平方根表面粗度（Ｒｑ）を有する粗表面形態を有した。
【００４７】
比較例
ワックス粒子を含まない保護膜を有する電子写真感光体を、保護膜溶液調製の際にワックス粒子を加えないこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で作成した。
【００４８】
電子写真感光体性能の評価
上で調製した電子写真感光体の電子写真感光度及び短時間サイクル安定性のような電気的性能特性をスキャナによってテストした。スキャナは、当業界において公知であり、帯電及び放電させながらドラムを回転させる手段を備えている。デバイスの周囲に沿って正確な位置に配置された静電プローブを用いて、光導電体サンプル上の帯電をモニタする。感光体デバイスは、５００ボルトの負電位に帯電される。デバイスが回転するとき、初期帯電電位が電圧プローブ１によって測定される。光導電体サンプルは、次に、既知の強度の単色光放射に晒され、その表面電位が電圧プローブ２及び３によって測定される。最後に、サンプルは、適切な強度及び波長の消去ランプに晒され、あらゆる残留電位が電圧プローブ４によって測定される。このプロセスは、スキャナのコンピュータの制御下で繰り返され、データはコンピュータにストアされる。ＰＩＤＣ（光誘起放電曲線）は、電圧プローブ２及び３の電位を光エネルギーの関数としてプロットすることによって得られる。実施例１及び２で調製した全ての感光体は、対照又は比較例のデバイスと同様のＰＩＤＣ特性を示した。
【００４９】
感光体の電気的サイクル安定性は、ゼログラフィック・システムと同様の付属品を用いて実施した。保護膜を有する感光体デバイス（実施例１、実施例２、及び比較例）は、湿潤環境（２０℃、８０％ＲＨ）において１７０，０００サイクルを越える安定したサイクリングを示した。
【００５０】
上で測定された感光体の電気的試験結果は、ワックス粒子の添加が、感光体の電気的特性に有害な影響を及ぼさないことを示している。
【００５１】
ニュートン・メートル単位で測定される感光体のトルク特性は、以下の方法で測定される。感光体を、ＤＣ５５５（Ｘｅｒｏｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）に用いられるゼログラフィック顧客交換可能ユニット（ＣＲＵ）内に設置する。実施例１及び２で作成された感光体は、１．１５ニュートン・メートルの高トルクを示した比較例の感光体と比べると、それぞれ０．６５及び０．８ニュートン・メートルの低トルクを維持した。この結果は、保護膜内のワックス粒子の添加がトルクを低下させることを示す。
【００５２】
感光体を用いた予備的印刷試験を、ＤＣ５５５（Ｘｅｒｏｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）で実施した。実施例１及び２で得られた感光体は、最小の縞状画像欠陥を示したが、一方比較デバイスは、最初の５００印刷物において明らかな縞状画像欠陥を示した。
【符号の説明】
【００５３】
１：基材層
３：正孔ブロッキング層
５：電荷発生層
６：電荷輸送層
７：保護膜層
８：光導電層（電子写真画像形成層）
１０：ワックス粒子
【図１】
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