DE102017103153B4

DE102017103153B4 - Elektrophotographisches photosensitives element, prozesskartusche und elektrophotographischer apparat

Info

Publication number: DE102017103153B4
Application number: DE102017103153.7A
Authority: DE
Inventors: Kazumichi Sugiyama; Kazunori Noguchi; Harunobu Ogaki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2017-02-16
Publication date: 2021-05-20
Anticipated expiration: 2037-02-17
Also published as: JP2017151425A; CN107102519A; JP6833549B2; DE102017103153A1; US20170242350A1; US9971257B2; CN107102519B

Abstract

Elektrophotographisches photosensitives Element (1), das eine Oberflächenschicht umfasst, die ein ladungstransportierendes Material und ein Polyesterharz mit einer durch die allgemeine Formel (I) dargestellten Struktur und einer durch die allgemeine Formel (II) dargestellten Struktur enthält:wobei in der allgemeinen Formel (I) X1eine divalente Gruppe darstellt; undwobei in der allgemeinen Formel (II) X2eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Einfachbindung, einem Sauerstoffatom, einer divalenten Alkylengruppe und einer divalenten Cycloalkylengruppe darstellt, und R11bis R18jeweils eines aus einem Wasserstoffatom und einer Alkylgruppe darstellen,wobei das Polyesterharz als die durch die allgemeine Formel (I) dargestellte Struktur zumindest eine Struktur aufweist, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer durch die Formel (I-1) dargestellten Struktur, einer durch die Formel (1-2) dargestellten Struktur, einer durch die Formel (1-3) dargestellten Struktur und einer durch die Formel (1-4) dargestellten Struktur:wobei das Polyesterharz als die durch die allgemeine Formel (II) dargestellte Struktur eine durch die allgemeine Formel (II-1) dargestellte Struktur und eine durch die allgemeine Formel (II-2) dargestellte Struktur aufweist:wobei in der allgemeinen Formel (II-1) RX1und RX2jeweils eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer Methylgruppe und einer Ethylgruppe darstellen, R'11und R'12, R'13und R'14jeweils eines aus einem Wasserstoffatom und einer Methylgruppe darstellen, und n eine ganze Zahl in dem Bereich von 11 bis 18 darstellt, undwobei R'11, R'12, R'13und R'14jeweils eines aus einem Wasserstoffatom und einer Methylgruppe darstellen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein elektrophotographisches photosensitives Element, eine Prozesskartusche und einen elektrophotographischen Apparat.
Beschreibung des Stands der Technik
Hochvolumendrucken und Hochgeschwindigkeitsdrucken sind für elektrophotographische Prozesse benötigt, und demgemäß wird schnelles Ansprechverhalten für elektrophotographische photosensitive Elemente benötigt. JP 2008 - 074 714 A offenbart eine Technik des Verwendens eines ladungstransportierendes Materials mit einer hohen Ladungsmobilität in der ladungstransportierende Schicht zum Erhöhen des Ansprechverhaltens eines elektrophotographischen photosensitiven Elements.
Falls die ladungstransportierende Schicht als die Oberflächenschicht oder äußerste Schicht dient, ist es ferner notwendig, dass sie beständig ist gegenüber externen angelegten elektrischen oder mechanischen Kräften. Demgemäß offenbart JP 3 492 125 B2 und JP 2006 – 53 549 A und JP 2011 – 26 574 A Techniken des Verwendens eines photosensitiven Elements, das eine Oberflächenschicht beinhaltet, die aus einem Polyester- oder Polycarbonatharz mit einer hohen mechanischen Festigkeit hergestellt ist. JP 3 492 125 B2 offenbart ein elektrophotographisches photosensitives Element, das eine Oberflächenschicht beinhaltet, die aus einem Polyesterharz mit einem Cyclohexylidenring hergestellt ist. JP 2006 - 53 549 A offenbart ein elektrophotographisches photosensitives Element, das eine Oberflächenschicht beinhaltet, die aus einem Polyesterharz hergestellt ist, das einen Diphenyletherdicarboxylsäureteil enthält. JP 2011 - 26 574 A offenbart ein elektrophotographisches photosensitives Element, das ein Polycarbonatcopolymer mit einer spezifischen Zusammensetzung auf einer Molbasis verwendet. Jede dieser Offenbarungen beschreibt, dass die Haltbarkeit des elektrophotographischen photosensitiven Elements verbessert wird.
JP 2015 - 176 062 A stellt einen elektrophotografischen Fotorezeptor mit einer elektrischen Ladungstransportschicht bereit, der eine elektrische Ladungstransportsubstanz und eine spezifische Struktureinheit aufweist und auch ein Polyesterharz enthält, in dem die Menge an flüchtigem Siloxan 150 ppm oder weniger beträgt. US 2010 / 092 212 A1 offenbart einen elektrophotographischen photosensitiven Körper, bei dem ein Polycarbonatharz mit einer durch die nachstehende Formel dargestellt Struktureinheit (1) als Bindemittelharz für eine photosensitive Schicht (oder für eine Ladungstransportschicht im Fall eines Mehrschichttyps) verwendet wird, die gebildet wird auf einer leitfähigen Basis.
In der Formel (1) stellen R₁-R₃₀ jeweils ein Wasserstoffatom oder einen Substituenten dar, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Fluor, Chlor, Brom, Iod, einer Alkylgruppe mit 1-17 Kohlenstoffatomen, einer Arylgruppe mit 6-12 Kohlenstoffatomen, einer Alkoxygruppe mit 1-5 Kohlenstoffatomen, einer Alkenylgruppe mit 2-12 Kohlenstoffatomen und einer Aralkylgruppe mit 7-17 Kohlenstoffatomen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung stellt ein elektrophotographisches photosensitives Element bereit, das eine Oberflächenschicht beinhaltet, die ein ladungstransportierendes Material und ein Polyesterharz enthält. Das Polyesterharz weist eine durch die allgemeine Formel (I) dargestellte Struktur und eine durch die allgemeine Formel (II) dargestellte Struktur auf:
wobei in der allgemeinen Formel (I) X¹ eine divalente Gruppe darstellt; und
wobei in der allgemeinen Formel (II) X² eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Einfachbindung, einem Sauerstoffatom, einer divalenten Alkylengruppe und einer divalenten Cycloalkylengruppe darstellt, und R¹¹ bis R¹⁸ jeweils eines aus einem Wasserstoffatom und einer Alkylgruppe darstellen.
Die durch die allgemeine Formel (I) dargestellte Struktur beinhaltet zumindest eine Struktur, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus der durch eine Formel (I-1) dargestellten Struktur, der durch eine Formel (1-2) dargestellten Struktur, der durch eine Formel (1-3) dargestellten Struktur und der durch eine Formel (1-4) dargestellten Struktur:
Die durch die allgemeine Formel (II) dargestellte Struktur beinhaltet die durch die allgemeine Formel (II-1) dargestellte Struktur und die durch die allgemeine Formel (II-2) dargestellte Struktur:
wobei in der allgemeinen Formel (II-1) R^X1 und R^X2 jeweils ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe darstellen, R'¹¹, R'¹², R'¹³ und R'¹⁴ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellen, und n eine ganze Zahl in dem Bereich von 11 bis 18 darstellt, und
wobei R'¹¹, R'¹², R'¹³ und R'¹⁴ jeweils eines aus einem Wasserstoffatom und einer Methylgruppe darstellen
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Prozesskartusche bereitgestellt, die abnehmbar auf einem elektrophotographischen Apparat montiert werden kann. Die Prozesskartusche beinhaltet das oben beschriebene elektrophotographische photosensitive Element und zumindest eine Vorrichtung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Ladevorrichtung, einer Entwicklungsvorrichtung, einer Transfervorrichtung und einer Reinigungsvorrichtung. Das elektrophotographische photosensitive Element und die Vorrichtung werden in einem Körper gehalten.
Auch ein elektrophotographischer Apparat wird bereitgestellt. Der Apparat beinhaltet das oben beschriebene elektrophotographische photosensitive Element, eine Ladevorrichtung, eine Belichtungsvorrichtung, eine Entwicklungsvorrichtung und eine Transfervorrichtung.
Weitere Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden von der folgenden Beschreibung exemplarischer Ausführungsformen mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen ersichtlich.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht der Struktur eines elektrophotographischen Apparats, der mit einer Prozesskartusche bereitgestellt ist.
2 ist eine Darstellung der Potenzialveränderungen bei der Oberfläche eines elektrophotographischen photosensitiven Elements in einem Ladungsmobilitätstest.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bei einer Untersuchung durch die vorliegenden Erfinder ergab sich, dass die elektrophotographischen photosensitiven Elemente unter Verwendung eines Polyesterharzes oder eines Polycarbonatharzes, die in den oben zitierten JP 3 492 125 B2 und JP 2006 - 53 549 A und JP 2011 - 26 574 A offenbart sind, während sie eine verbesserte Haltbarkeit vorwiesen, nicht das Ansprechverhalten erreichten, dass in den letzten Jahren benötigt wurde.
Demgemäß stellt die vorliegende Offenbarung ein elektrophotographisches photosensitives Element mit sowohl einer hohen Haltbarkeit als auch einem hohen Ansprechverhalten bereit. Die vorliegende Offenbarung stellt auch eine Prozesskartusche und einen elektrophotographischen Apparat bereit, die das elektrophotographische photosensitive Element beinhalten.
Das elektrophotographische photosensitive Element gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Oberflächenschicht, die ein ladungstransportierendes Material und ein Polyesterharz enthält. Das Polyesterharz weist die durch die allgemeine Formel (I) dargestellte Struktur und die durch die allgemeine Formel (II) dargestellte Struktur auf. Die durch die allgemeine Formel (I) dargestellte Struktur beinhaltet zumindest eine Struktur ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus der durch die Formel (I-1) dargestellten Struktur, der durch die Formel (1-2) dargestellten Struktur, der durch die Formel (1-3) dargestellten Struktur und der durch die Formel (1-4) dargestellten Struktur. Die durch die allgemeine Formel (II) dargestellte Struktur beinhaltet die durch die allgemeine Formel (II-1) dargestellte Struktur und die durch die allgemeine Formel (II-2) dargestellte Struktur.
In der allgemeinen Formel (I) stellt X¹ eine divalente Gruppe dar. Beispiele der divalenten Gruppe beinhalten Phenylen, Biphenylen, Naphtylen, Alkylen, Cycloalkylen und eine divalente Gruppe (-Ph-O-Ph-), die zwei mit einem Sauerstoffatom gebundene p-Phenylengruppen aufweist.
In der allgemeinen Formel (II) stellt X² eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Einfachbindung, einem Sauerstoffatom, einer divalenten Alkylengruppe und einer divalenten Cycloalkylengruppe dar, und R¹¹ und R¹⁸ stellen jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe dar.
In der allgemeinen Formel (II-1) stellen R^X1 und R^X2 jeweils ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe dar, stellen R'¹¹, R'¹², R'¹³ und R'¹⁴ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe dar, und stellt n eine ganze Zahl in dem Bereich von 11 bis 18 dar und in der allgemeinen Formel (II-2) stellen R'¹¹, R'¹², R'¹³ und R'¹⁴ jeweils eines aus einem Wasserstoffatom und einer Methylgruppe dar.
Die vorliegenden Erfinder vermuten, dass der Grund, warum die Ladungsmobilität durch die Verwendung des oben beschriebenen Polyesterharzes in der Oberflächenschicht, die ein ladungstransportierendes Material enthält, erhöht ist, wie folgt ist.
Das Polyesterharz, das oft als ein Bindemittelharz in der Oberflächenschicht verwendet wird, die ein ladungstransportierendes Material enthält, weist aromatische Ringe auf. Da die aromatischen Ringe dazu tendieren sich zu stapeln, wird das ladungstransportierende Material daran gehindert in diese Harzmolzahlküle einzudringen. Dadurch ist es wahrscheinlich, dass das ladungstransportierende Material nicht einheitlich in der Oberflächenschicht verteilt ist, und konsequenterweise ist die Ladungsmobilität reduziert.
Andererseits enthält das Polyesterharz, das in den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet wird, einen Bisphenolteil mit einem 12- oder höher gliedrigen aliphatischen Ring auf (wenn n = 11 in der allgemeinen Formel (II-1), dann ist der aliphatische Ring ein 12-gliedriger Ring). Diese alicyclische Ringstruktur ist sehr raumgreifend und hindert die Polyesterharzmolzahlküle dementsprechend daran sich zu stapeln, wodurch es ermöglicht wird, dass das ladungstransportierende Material zwischen den Harzmolzahlkülen vorhanden ist. Konsequenterweise kann das ladungstransportierende Material einheitlicher durch die Oberflächenschicht hindurch verteilt werden. Das Polyesterharz enthält ferner zumindest eine Struktur ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus der durch die Formel (I-1) dargestellten Struktur, der durch die Formel (1-2) dargestellten Struktur, der durch die Formel (1-3) dargestellten Struktur und der durch die Formel (1-4) dargestellten Struktur, die jeweils eine Dicarboxylsäureverbindung sind (eine Verbindung, die von einer durch die allgemeine Formel (I) dargestellten Struktur abstammt, die fähig ist zum Reagieren mit einer Bisphenolverbindung, die von der durch die allgemeine Formel (II) dargestellten Struktur abstammt, um zusammen mit der durch die allgemeine Formel (II-1) dargestellten Struktur und der durch die allgemeine Formel (II-2) dargestellten Struktur ein Polyestermaterial zu synthetisieren. Diese Strukturen erhöhen in synergistischer Weise die Ladungsmobilität und Haltbarkeit.
Beispiele der durch die allgemeine Formel (II-1) dargestellten Struktur beinhalten:
Die durch die allgemeine Formel (II) dargestellte Struktur kann einen 12-gliedrigen Ring aufweisen, das heißt, eine Struktur, die durch die allgemeine Formel (II-1) dargestellt ist, wobei n = 11. Dies beruht darauf, weil 12-gliedrige Ringe die stabilste Konformation aufweisen. Insbesondere sind die Strukturen der allgemeinen Formel (II) vorteilhaft, die durch die Formeln (II-1-1) und (II-1-2) dargestellt sind. Die durch die Formel (II-1-1) dargestellte Struktur ist noch vorteilhafter.
Es ist gewünscht, dass in dem Polyesterharz der Anteil der Gesamtmolzahl der durch die Formel (I-1) dargestellten Struktur, der durch die Formel (1-2) dargestellten Struktur, der durch die Formel (1-3) dargestellten Struktur und der durch die Formel (1-4) dargestellten Struktur zu der Gesamtmolzahl der durch die allgemeine Formel (I) dargestellten Struktur 30 Mol-% oder mehr ist.
Es ist gewünscht, dass in dem Polyesterharz der Anteil der Molzahl der durch die allgemeine Formel (II-1) dargestellten Strukturen zu der Gesamtmolzahl der durch die allgemeine Formel (II) dargestellten Strukturen 10 Mol-% oder mehr ist, noch wünschenswerter in dem Bereich von 10 Mol-% bis 70 Mol-%. Wenn die durch die allgemeine Formel (II-1) dargestellten Strukturen 10 Mol-% oder mehr von den Strukturen der allgemeinen Formel (II) ausmachen, kann das ladungstransportierendes Material einheitlicher in der Oberflächenschicht verteilt werden.
Die durch die allgemeine Formel (II) dargestellten Strukturen weist ferner eine durch die allgemeine Formel (II-2) dargestellte Struktur auf:
wobei in der allgemeinen Formel (II-2) R'¹¹, R'¹², R'¹³ und R'¹⁴ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellen.
Solch ein Polyesterharz erhöht die Haltbarkeit weiter. Das Copolymer, das mit diesen Strukturen gebildet ist, kann in irgendeiner Form vorliegen, wie etwa ein Blockcopolymer, ein statistisches Copolymer oder ein alternierendes Copolymer.
Im Hinblick auf sowohl die Ladungsmobilität als auch die Haltbarkeit ist es gewünscht, dass die durch die allgemeine Formel (II-1) dargestellten Strukturen 30 Mol-% bis 50 Mol-% ausmachen und die durch die allgemeine Formel (II-2) dargestellten Strukturen 50 Mol-% bis 70 Mol-% der Gesamtmolzahl der durch die allgemeine Formel (II) dargestellten Strukturen in dem Polyesterharz ausmachen.
Beispiele der durch die allgemeine Formel (II-2) dargestellten Struktur beinhalten:
Die durch die Formel (11-2-1) und (II-2-3) dargestellten Strukturen sind vorteilhafter.
Die durch die allgemeine Formel (I) dargestellten Struktur können ferner eine durch die Formel (1-5) dargestellte Struktur beinhalten:
Die durch die allgemeine Formel (II) dargestellten Strukturen können ferner Strukturen beinhalten, die durch eine der Formeln (II-3) bis (II-8) dargestellt sind:
Das Copolymer, das mit den oben beschriebenen Strukturen gebildet ist, kann in irgendeiner Form vorliegen, wie etwa als Blockcolymer, als statistisches Copolymer oder als alternierendes Copolymer. Einige der Polyesterharze mit den oben beschriebenen Strukturen können gemischt werden.
Die Oberflächenschicht kann ferner irgendein anderes Harz als ein Bindemittelharz enthalten. Solche Harze beinhalten Polycarbonatharz, Polyemethacrylsäureesterharz, Polysulfonharz und Polystyrolharz. Einige dieser Harze können gemischt oder copolymerisiert werden. Falls irgendeines dieser Harze verwendet wird, dass sich von dem Polyesterharz unterscheidet, ist es wünschenswert, dass der Massenanteil des oben beschriebenen Polyesterharzes zu der Gesamtmasse des Bindemittelharzes 50 Massen-% oder mehr ist.
Das gewichtsgemittelte Molekulargewicht des Polyesterharzes ist im Bereich von 60000 bis 200000, wie etwa in dem Bereich von 80000 bis 150000. Dieses gewichtsgemittelte Molekulargewicht bezieht sich auf das Polystyrol-äquivalente gewichtsgemittelte Molekulargewicht, das mit dem Verfahren gemessen ist, das in JP 2007 - 79 555 A offenbart ist.
Elektrophotographisches photosensitives Element
Das elektrophotographische photosensitive Element gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Oberflächenschicht, die ein ladungstransportierendes Material enthält. Das elektrofotgraphische photosensitive Element kann ferner ein Trägerelement und eine photosensitive Schicht beinhalten. Die photosensitive Schicht kann sein: (1) eine mehrschichtige photosensitive Schicht; oder (2) eine einschichtige photosensitive Schicht. (1) Die mehrschichtige photosensitive Schicht kann eine ladungserzeugende Schicht, die ein ladungserzeugendes Material enthält, und eine ladungstransportierende Schicht, die ein ladungstransportierendes Material enthält, beinhalten. (2) Die einschichtige photosensitive Schicht ist eine photosensitive Schicht, die ein ladungserzeugendes Material und ein ladungstransportierendes Material zusammen enthält. In dem Fall (1) der Verwendung einer mehrschichtigen photosensitiven Schicht in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dient die Oberflächenschicht, die ein ladungstransportierendes Material enthält, als die ladungstransportierende Schicht. In dem Fall (2) der Verwendung einer einschichtigen photosensitiven Schicht dient die Oberflächenschicht, die das ladungstransportierende Material enthält, als die photosensitive Schicht. Diese Schichten werden nun beschrieben.
Das elektrophotographische photosensitive Element kann durch Aufbringen von jeder der Beschichtungsflüssigkeiten, die zum Bilden von den Schichten davon angefertigt sind, welche später beschrieben werden, in der gewünschten Reihenfolge, und Trocknen der Beschichtungen hergestellt werden. Die Beschichtungsflüssigkeiten können durch Eintauchen (Eintauchbeschichten), Sprühbeschichten, Vorhangbeschichten oder Rotationsbeschichten aufgebracht werden. Unter dem Gesichtspunkt von Effizienz und Produktivität ist das Eintauchen vorteilhaft.
Trägerelement
Das elektrophotographische photosensitive Element kann ein Trägerelement beinhalten. Es ist gewünscht, dass das Trägerelement elektrisch leitfähig ist. Das elektrisch leitfähige Trägerelement kann aus einem Metall, wie etwa Aluminium, Eisen, Nickel, Kupfer oder Gold, oder einer Legierung davon hergestellt sein. Alternativ kann ein isolierendes Trägerelement, das zum Beispiel aus einem Polyesterharz, einem Polycarbonatharz, einem Polyimidharz oder Glas hergestellt ist, mit einem dünnen Metallfilm, der zum Beispiel aus Aluminium, Chrom, Silber oder Gold hergestellt ist, einem elektrisch leitfähigen dünnen Metalloxidfilm, der aus zum Beispiel aus Indiumoxid, Zinnoxid oder Zinkoxid hergestellt ist, oder einer dünnen Schicht einer elektrisch leitfähigen Tinte, die Silbernanodrähte enthält, beschichtet werden.
Das Trägerelement kann einer Oberflächenbehandlung durch eine elektrochemische Operation, wie etwa eine Anodisierung oder Nasshohen, Druckluft oder Schneiden behandelt werden, um die elektrischen Eigenschaften zu verbessern und das Auftreten von Interferenzstreifen zu unterdrücken.
Das Trägerelement kann in der Form eines Zylinders, eines Gürtels, eines Films oder dergleichen sein.
Elektroleitfähige Schicht
Eine elektroleitfähige Schicht kann auf dem Trägerelement angeordnet sein. Die mittlere Dicke der elektroleitfähigen Schicht kann in dem Bereich von 0,2 µm bis 40 µm sein, wie etwa 1 µm bis 35 µm oder 5 µm bis 30 µm.
Die elektroleitfähige Schicht kann Metalloxidteilchen und ein Bindemittelharz enthalten. Beispiel des Metalloxids der Metalloxidteilchen beinhalten Zinkoxid, Weißblei, Aluminiumoxid, Indiumoxid, Siliciumoxid, Zirkoniumoxid, Zinnoxid, Titanoxid, Magnesiumoxid, Antimonoxid, Bismuthoxid, Zinn-dotiertes Indiumoxid und Antimon- oder Tantal-dotiertes Zinnoxid oder Zirkoniumoxid, Teilchen von Zinkoxid, Titanoxid oder Zinnoxid sind bevorzugt. Die zahlengemittelte Teilchengröße der Metalloxidteilchen kann in dem Bereich von 30 nm bis 450 nm sein, wie etwa in dem Bereich von 30 nm bis 250 nm, unter dem Gesichtspunkt des Verhinderns der lokalen Bildung von Leitfähigkeitspfaden, die schwarze Punkte verursachen.
Das Bindemittelharz kann ein Polyesterharz, ein Polycarbonatharz, ein Polyvinylbutyralharz, ein Acrylharz, ein Siliconharz, ein Epoxidharz, ein Melaminharz, ein Urethanharz, ein Phenolharz oder ein Alkydharz sein.
Die elektroleitfähige Schicht kann durch Aufbringen einer Beschichtungsflüssigkeit, die für die elektroleitfähige Schicht angefertigt ist, auf das Trägerelement gebildet werden. Die Beschichtungsflüssigkeit für die elektroleitfähige Schicht kann zusätzlich zu den Metalloxidteilchen und dem Bindemittelharz ein Lösungsmittel enthalten. Dieses Lösungsmittel kann ein Alkohol-basiertes Lösungsmittel, ein Sulfoxid-basiertes Lösungsmittel, ein Keton-basiertes Lösungsmittel, ein Ether-basiertes Lösungsmittel, ein Ester-basiertes Lösungsmittel oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff sein. Die Metalloxidteilchen werden in der Beschichtungsflüssigkeit durch die Verwendung von zum Beispiel einem Lackschüttler, einer Sandmühle, einer Kugelmühle oder einem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitskollisionsdisperser dispergiert. Die Metalloxidteilchen können mit einem Silankupplungsmittel oder dergleichen oberflächenbehandelt sein, um stark dispergiert zu sein. Auch können die Metalloxidteilchen mit einem anderen Metall oder Metalloxid dotiert sein, um den Widerstand der elektroleitfähigen Schicht zu regulieren.
Grundierungsschicht
Eine Grundierungsschicht kann auf dem Trägerelement oder der elektroleitfähigen Schicht angeordnet sein. Die Grundierungsschicht dient als eine Barriere und verbessert das Haftvermögen. Die mittlere Dicke der Grundierungsschicht kann in den Bereich von 0,05 µm bis 40 µm, wie etwa 0,05 µm bis 7 µm oder 0,1 µm bis 2 µm liegen.
Zum Verhindern, dass durch die ladungserzeugende Schicht erzeugte Ladungen dort verbleiben, ist es vorteilhaft, dass die Grundierungsschicht ein elektronentransportierendes Material und ein Bindemittel enthält. Solch eine Grundierungsschicht ermöglicht es, dass die Elektronen von den durch die ladungserzeugende Schicht erzeugten Ladungen zu dem Trägerelement transportiert werden. Konsequenterweise kann eine Ladungsdeaktivierung während des Erzeugens von Ladungen und ein Fallenanstieg unterdrückt werden, selbst wenn die Ladungstransportfähigkeit erhöht wird. Dadurch werden die elektrischen Eigenschaften zu Beginn und während der wiederholten Verwendung verbessert.
Beispiele des elektronentransportierenden Materials beinhalten Chinonverbindungen, Imidverbindungen, Benzimidazolverbindungen, Cyclopentadienylidenverbindungen, Fluorenonverbindungen, Xanthone-basierte Verbindungen, Benzophenon-basierte Verbindungen, Cyanovinyl-basierte Verbindungen, Naphthylamidverbindungen und Perylenimidverbindungen. Das elektronentransportierende Material kann eine polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweisen, wie etwa Hydroxy, Thiol, Amino, Carboxy oder Methoxy.
Beispiele des Bindemittelharzes beinhalten Polyacrylsäure-basiertes Harz, Methylcellulose, Ethylcellulose, Polyamidharz, Polyimidharz, Poly(amid-imid)harz, Polyamidsäureharz, Urethanharz, Melaminharz und Epoxidharz. Alternativ kann das Bindemittelharz ein Polymer mit einer vernetzten Struktur sein, die gebildet ist durch thermisches Polymerisieren (Härten) eines wärmehärtenden Harzes mit einer polymerisierbaren funktionellen Gruppe, wie etwa ein Acetalharz oder ein Alkydharz, und eines Monomers mit einer polymersierbaren funktionellen Gruppe, wie etwa eine Isocyanatverbindung.
Die Grundierungsschicht kann durch Aufbringen einer Beschichtungsflüssigkeit zum Bilden der Grundierungsschicht, die ein Bindemittelharz enthält, und Trocknen der Beschichtung gebildet werden. Photosensitive Schicht
(1) Mehrschichtige photosensitive Schicht
Falls die photosensitive Schicht eine mehrschichtige Struktur aufweist, beinhaltet das elektrophotographische photosensitive Element eine ladungserzeugende Schicht, die ein ladungserzeugendes Material enthält, und eine ladungstransportierende Schicht, die ein ladungstransportierendes Material und ein Polyesterharz enthält, dass die durch die allgemeine Formel (I) dargestellte Struktur und die durch die allgemeine Formel (II) dargestellte Struktur enthält.
(1-1) Ladungserzeugende Schicht
Die mittlere Dicke der ladungserzeugenden Schicht kann in einem Bereich von 0,05 µm bis 5 µm, wie etwa 0,05 µm bis 1 µm oder 0,1 µm bis 0,3 µm sein.
Beispiele des ladungserzeugende Materials beinhalten Azopigmente, Perylenpigmente, Anthrachinonderivative, Anthanthronderivative, Dibenzpyrenchinonderivative, Pyranthronderivative, Violanthronderivative, Isoviolanthronderivative, Indigoderivative, Thioindigoderivative, Phthalocyaninpigmente und Bisbenzimidazolderivative. Unter diesen sind Azopigmente und Phtalocaninpigmente vorteilhaft. Vorteilhafte Phtalocyaninpigmente beinhalten Oxytitaniumphtalocyanin, Chlorgalliumphtalocyanin und Hydroxygalliumphtalocyanin.
Die ladungserzeugende Schicht enhält auch ein Bindemittelharz. Beispiele des Bindemittelharzes beinhalten Polymer oder Copolymere von Vinylverbindungen, wie etwa Styrol, Vinylacetat, Vinylchlorid, Acrylsäureester, Methacrylsäureester, Vinylidenfluorid und Trifluorethylen; und Polyvinylalkoholharz, Polyvinylacetalharz, Polycarbonatharz, Polyesterharz, Polysulfonharz, Polyphenylenoxidharz, Polyurethanharz, Celluloseharz, Phenolharz, Melaminharz, Siliconharz und Epoxidharz. Unter diesen sind Polyesterharz, Polycarbonatharz und Polyvinylacetalharz vorteilhaft. Polyvinylacetalharz ist besonders vorteilhaft.
Der Gehalt des ladungserzeugenden Materials in der ladungserzeugenden Schicht ist wünschenswerterweise in dem Bereich von 30 Massen-% bis 90 Massen-%, wie etwa in einem Bereich von 50 Massen-% bis 80 Massen-%, relativ zur Gesamtmasse der ladungserzeugenden Schicht.
In der ladungserzeugenden Schicht ist das Massenverhältnis des ladungserzeugenden Materials zu dem Bindemittelharz (Masse des ladungserzeugenden Materials/Masse des Bindemittelharzes) bevorzugt in einem Bereich von 10/1 bis 1/10, wie etwa 5/1 bis 1/5.
Die ladungserzeugende Schicht kann gebildet werden durch Aufbringen einer Beschichtungsflüssigkeit für die ladungserzeugende Schicht, die durch das Mischen eines ladungserzeugenden Materials und eines Bindemittelharzes mit einem Lösungsmittel angefertigt ist, und Trocknen der Beschichtung. Das in der Beschichtungsflüssigkeit für die ladungserzeugende Schicht verwendete Lösungsmittel kann ein Alkohol-basiertes Lösungsmittel, ein Sulfoxid-basiertes Lösungsmittel, ein Keton-basiertes Lösungsmittel, ein Ether-basiertes Lösungsmittel, ein Ester-basiertes Lösungsmittel oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff sein.
(1-2) Ladungstransportierende Schicht
Die Dicke der ladungstransportierenden Schicht kann im Bereich von 5 µm bis 50 µm, wie etwa im Bereich von 10 µm bis 35 µm, sein.
Beispiele des ladungstranportierenden Materials in der ladungstransportierenden Schicht beinhalten polycyclische aromatische Verbindungen, heterocyclische Verbindungen, Hydrazonverbindungen, Styrylverbindungen, Enamine, Benzidinverbindungen, Triarylaminverbindungen und Triphenylamin. Alternativ kann das ladungstransportierende Ladungsmaterial ein Polymer mit einer Gruppe in der Hauptkette oder in der Seitenkette sein, die von diesen Verbindungen abstammt. Triarylaminverbindungen und Benzidinverbindungen sind bezüglich einer potentiellen Stabilität während der wiederholten Verwendung vorteilhaft. Eine Mehrzahl an ladungstransportierenden Materialien kann in Kombination verwendet werden. Das folgenden sind beispielhafte ladungstransportierende Materialien.
Das in der ladungstransportierenden Schicht verwendete Harz kann Polyester, Acrylharz, Phenoxyharz, Polycarbonat, Polystrol, Polyvinylacetat, Polysulfon, Polyarylat, Vinylidenchlorid und Acrylonitrilcopolymer sein. Unter diesen sind Polycarbonat und Polyarylat vorteilhaft.
Der Gehalt des ladungstransportierenden Materials in der ladungstransportierenden Schicht ist wünschenswerterweise im Bereich von 20 Massen-% bis 80 Massen-%, wie etwa im Bereich von 30 Massen-% bis 60 Massen-%, relativ zu der Gesamtmasse der ladungstransportierenden Schicht.
Die ladungstransportierende Schicht kann gebildet werden durch Aufbringen einer Beschichtungsflüssigkeit für eine ladungstransportierende Schicht, die durch Lösen eines ladungstransportierenden Materials und eines Bindemittelharzes in einem Lösungmittel angefertigt ist, und Trocknen der Beschichtung. Das in der Beschichtungsflüssigkeit zum Bilden der ladungstransportierenden Schicht verwendete Lösungsmittel kann ein Alkohol-basiertes Lösungsmittel, ein Sulfoxid-basiertes Lösungsmittel, ein Keton-basiertes Lösungsmittel, ein Ether-basierte Lösungsmittel, ein Ester-basiertes Lösungsmittel oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff sein.
(2) Einschichtige photosensitive Schicht
Falls die photosensitive Schicht eine einschichtige Struktur aufweist, enthält die photosensitive Schicht ein ladungserzeugendes Material, ein ladungstransportierendes Material und ein Polyesterharz, das die durch die allgemeine Formel (I) dargestellte Struktur und die durch die allgemeine Formel (II) dargestellte Struktur enthält. Die photosensitive Schicht kann gebildet werden durch Aufbringen einer Beschichtungsflüssigkeit für die photosensitive Schicht, die durch Lösen des ladungserzeugenden Materials, des ladungstransportierenden Materials und eines Bindemittelharzes in einem Lösungsmittel angefertigt ist, und Trocknen der Beschichtung. Das ladungstransportierende Material und das Bindemittelharz können ausgewählt werden aus den gleichen Materialien, die in „(1) Mehrschichtige photosensitive Schicht“ aufgelistet werden.
Schutzschicht
Die Oberflächenschicht kann mit einer Schutzschicht bedeckt sein, solange der vorteilhafte Effekt, der in der vorliegenden Offenbarung beabsichtigt ist, erzeugt werden kann. Die Schutzschicht kann elektrisch leitfähige Teilchen oder ein ladungstransportierendes Material und eine Bindemittelharz enthalten. Die Schutzschicht kann ferner ein Additiv enthalten, wie etwa ein Schmiermittel. Das Bindemittelharz in der Schutzschicht kann elektrische Leitfähigkeit oder Ladungstransportfähigkeit aufweisen. Diesbezüglich ist es nicht notwendig, dass elektrisch leitfähige Teilchen oder ein ladungstransportierendes Material in der Schutzschicht zugegeben werden. Das Bindemittelharz in der Schutzschicht kann thermoplastisch sein oder kann ein Harz sein, das durch Wärme, Licht oder Bestrahlung (z.B. Elektronenstrahlen) gehärtet wird.
Prozesskartusche und elektrophotographischer Apparat
Die Prozesskartusche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird entfernbar auf einen elektrophotographischen Apparat montiert und beinhaltet das oben beschriebene elektrophotographische photosensitive Element und zumindest eine Vorrichtung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Ladevorrichtung, einer Entwicklungsvorrichtung, einer Transfervorrichtung und einer Reinigungsvorrichtung. Das elektrophotographische photosensitve Element und diese Vorrichtungen werden in einem Körper gehalten.
Auch beinhaltet der elektrophotographische Apparat gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung das oben beschriebene elektrophotographische photosensitive Element, eine Ladevorrichtung, eine Belichtungsvorrichtung, eine Entwicklungsvorrichtung und eine Transfervorrichtung.
1 ist eine schematische Ansicht der Struktur eines elektrophotographischen Apparats, der mit der Prozesskartusche bereitgestellt ist, die das elektrophotographische photosensitive Element beinhaltet.
Dieses elektrophotographische photosensitive Element 1 wird zum Rotieren um eine Achse 2 in der Richtung, die durch einen Pfeil angezeigt wird, bei einer bestimmten Umlaufgeschwindigkeit angetrieben. Die Oberfläche (Peripherie) des elektrophotographischen photosensitiven Elements 1, das zur Rotation angetrieben wird, wird durch eine Ladevorrichtung 3 (Primärladevorrichtung, wie etwa eine Ladungswalze) auf ein bestimmtes positives oder negatives Potential einheitlich geladen. Dann wird die Oberfläche oder Peripherie einer Belichtung (Bildbelichtung) 4 von einer Belichtungsvorrichtung (nicht gezeigt), wie etwa eine Schlitzbelichtung oder ein Laserstrahlscanbelichtungsgerät, unterworden. Dadurch werden elektrostatische latente Bilder korrespondierend zu gewünschten Bildern nacheinander auf der Oberfläche des elektrophotographischen photosensitiven Elements 1 erzeugt.
Die auf der Oberfläche des elektrophotographischen photosensitiven Elements 1 erzeugten elektrostatischen latenten Bilder werden dann mit dem Toner, der in dem Entwickler der Entwicklungsvorrichtung 5 enthalten ist, in Tonerbilder entwickelt. Anschließend werden die Tonerbilder auf der Oberfläche des elektrophotographischen photosensitiven Elements 1 auf ein Transfermedium P, wie etwa ein Papierblatt, nacheinander von einer Transfervorrichtung 6, wie etwa einer Transferwalze, transferiert. Die Tonerbilder auf der Oberfläche des elektrophotographischen photosensitiven Elements 1 können zunächst auf ein Zwischentransferiermedium und dann auf das Transfermedium, wie etwa ein Papierblatt, transferiert werden. Das Transfermedium P wird einem Angrenzungsabschnitt zwischen dem elektrophotographischen photosensitiven Element 1 und der Transfervorrichtung 6 von einem Transfermediumzuführer (nicht gezeigt) in Synchronisation mit der Rotation des elektrophotographischen photosensitiven Elements 1 zugeführt.
Das Transfermedium P, auf welches die Tonerbilder transferiert wurden, wird von der Oberfläche des elektrophotographischen photosensitiven Elements 1 getrennt und in eine Fixiervorrichtung 8 eingeführt, in welcher die Tonerbilder fixiert werden, wodurch sie als ein bilderzeugter Artikel (gedrucktes Material oder Kopie) ausgestoßen werden.
Die Oberfläche des elektrophotographische photosensitiven Elements 1 wird, nachdem die Tonerbilder transferiert wurden, mit einer Reinigungsvorrichtung 7, wie etwa einer Reinigungsklinge, gereinigt, um davon den Entwickler (Toner), der nach dem Transfer verbleibt, zu entfernen. Anschließend wird das elektrophotographische photosensitive Element 1 einer Vor-Belichtung (nicht gezeigt) mit einer Belichtungsvorrichtung (nicht gezeigt) unterworfen, um statische Elektrizität zu entfernen, bevor die Wiederverwendung zum Erzeugen von Bildern erfolgt. Falls die Ladevorrichtung 3 ein Kontaktlade-Typ ist, wie etwa eine in 1 gezeigte Ladungswalze, ist die Vor-Belichtung nicht unbedingt notwendig.
Einige der Komponenten des elektrophotographische Apparats, beinhaltend das elektrophotographische photosensitive Element 1, die Ladevorrichtung 3, die Entwicklungsvorrichtung 5, die Transfervorrichtung 6 und die Reinigungsvorrichtung 7, können in einem einzelnen Behälter als eine integrierte Prozesskartusche kombiniert werden. Die Prozesskartusche kann abnehmbar zu einem elektrophotographischen Apparat, wie etwa einer Kopiermaschine oder einem Laserstrahldrucker, montiert sein. In der in 1 gezeigten Ausführungsform sind das elektrophotographische photosensitive Element 1, die Reinigungsvorrichtung 3, die Entwicklungsvorrichtung 5 und die Reinigungsvorrichtung 7 in einer Karusche integriert. Die Karutsche wird durch eine Führung 10, wie etwa eine Schiene des elektrophotographischen Apparatekörpers, geführt, wodurch sie als eine entfernbare Prozesskartusche 9 in dem elektrophotographischen Apparat verwendet wird.
Beispiele
Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung wird nun detaillierter mit Bezug auf Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben. Der Gegenstand ist allerdings nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt. In den folgenden Beispielen ist „Teil(e)“ auf einer Massenbasis, wenn nicht anders spezifiziert.
Synthese von Polyesterharz
Synthesebeispiel 1: Synthese von Polyesterharz A
Eine Säurehalogenidlösung wurde durch Lösen von 42,2 g eines Dicarboxylsäurehalogenids in Dichlormethan angefertigt. Das Dicarboxylsäurehalogenid ist durch die folgende Formel dargestellt:
Auch eine Diolverbindungslösung wurde durch Lösen von 50,4 g eines Diols in einer wässrigen 10%igen Lösung von Natriumhydroxid und Rühren der Lösung in der Anwesenheit von Tributylbenzylammoniumchlorid, das als ein Polymerisationskatalysator zugegeben wird, angefertigt. Das Diol ist durch die folgende Formel dargestellt:
Dann wurde the Säurehalogenidösung zu der Diolverbindungslösung unter Rühren zugegeben, um eine Polymerisation zu starten. Die Polymerisation wurde bei einer Reaktionstemperatur, die bei 25°C oder weniger gehalten wurde, für 3 Stunden unter Rühren ausgeführt. Während der Polymerisationsreaktion wurde p-tert-Butylphenol als ein Polymerisationsregulator zugegeben. Dann wurde Essigsäure zugegeben, um die Polymerisationsreaktion zu beenden, und die Reaktionslösung wurde wiederholt mit Wasser gewaschen, bis die wässrige Phase neutral wurde. Nach dem Waschen wurde die Dichlormethanphase in Methanol getropft, um das Polymerisationsprodukt auszufällen. Das Polymerisationsprodukt wurde vakuumgetrocknet, um 65,8 g eines Polyesterharzes A zu erzielen. Das resultierende Polyesterharz A hatte eine durch die Formel (1-2) dargestellte Struktur und eine durch die Formel (II-1-1) dargestellte Struktur. Das Polyesterharz A hatte ein gewichtsgemitteltes Molekularewicht von 120000.
Synthesebeispiele 2 bis 26

Die Polyesterharze B bis Z, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurden auf die gleiche Weise wie im Synthesebeispiel 1 synthetisiert. Tabelle 1 Polyesterharz Synthesebeispiele

Synthesebeispiel Nr.	Polyesterharz Nr.	Strukturen (Art und Molprozent)
Synthesebeispiel Nr.	Polyesterharz Nr.	Struktur von allgemeiner Formel (I)	Struktur von allgemeiner Formel (II)	Gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von Polyesterharz
Synthesebeispiel 1	A	I-2	II-1-1	120000
Synthesebeispiel 2	B	I-4	II-1-1	110000
Synthesebeispiel 3	C	I-2	II-1-1/II-2-3(30/70)	110000
Synthesebeispiel 4	D	I-2	II-1-1/II-2-3(50/50)	90000
Synthesebeispiel 5	E	I-2/I-4 (70/30)	II-1-1/II-2-3(30/70)	100000
Synthesebeispiel 6	F	I-2	II-1-1/II-2-3(10/90)	110000
Synthesebeispiel 7	G	I-2	II-1-1/II-2-3(5/95)	100000
Synthesebeispiel 8	H	I-2	II-1-1/II-2-1(30/70)	120000
Synthesebeispiel 9	I	I-2	II-1-1/II-2-2(30/70)	90000
Synthesebeispiel 10	J	I-2/I-5 (50/50)	II-1-1/II-7(50/50)	110000
Synthesebeispiel 11	K	I-1	II-1-1	110000
Synthesebeispiel 12	L	I-3	II-1-1	100000
Synthesebeispiel 13	M	I-2	II-1/II-6 (30/70)	120000
Synthesebeispiel 14	N	I-2	II-1/II-3 (30/70)	100000
Synthesebeispiel 15	O	I-2	II-1/II-4 (30/70)	130000
Synthesebeispiel 16	P	I-2	II-1/II-5 (30/70)	110000
Synthesebeispiel 17	Q	I-2/I-3 (70/30)	II-1-1	120000
Synthesebeispiel 18	R	I-1/I-5 (50/50)	II-1-1	80000
Synthesebeispiel 19	S	I-2	II-1-4	110000
Synthesebeispiel 20	T	I-2	II-1-3	120000
Synthesebeispiel 21	U	I-2	II-1-2	100000
Synthesebeispiel 22	V	I-2	II-6	110000
Synthesebeispiel 23	W	I-2	II-7	130000
Synthesebeispiel 24	X	I-5/I-1 (50/50)	II-7	100000
Synthesebeispiel 25	Y	I-5	II-1/II-7 (50/50)	90000
Synthesebeispiel 26	Z	I-2	II-8	110000

In Tabelle 1 ist das gewichtsgemittelte Molekulargewicht von jedem Harz das Polystyrol-äquivalente gewichtsgemittelte Molekulargewicht (Mw).
Der Anteil oder die Prozentzahl von jeder Struktur in dem Polyesterharz kann durch konventionelle analytische Verfahren bestimmt werden. Der Anteil des Polyesterharzes bezüglich der Gesamtmasse der Harze in der Oberflächenschicht kann auch durch ein konventionelles analytisches Verfahren bestimmt werden. Ein exemplarisches analytisches Verfahren wird nachfolgend beschrieben.
Zunächst wird die Oberflächenschicht des elektrophotographischen photosensitiven Elements in einem Lösungsmittel gelöst. Anschließend werden die Bestandteile der Oberflächenschicht durch Größenausschlusschromatographie, eine HPLC oder einen anderen Apparat, der die Bestandteile trennen und sammeln kann, getrennt und gesammelt. Das dadurch getrennte und gesammelte Polyesterharz wurde einer nuklearmagnetischen Resonanzanalyse und einer Massenspektroskopie unterworfen, um die Anzahl an Wiederholungen und die Molprozente von jeder Struktur zu berechnen.
Alternativ kann das Polyesterharz in einem Carboxylsäureabschnitt und einem Bisphenolabschnitt zum Beispiel in der Anwesenheit eines Alkalimittels hydrolisiert werden. Der so erhaltene Bisphenolabschnitt wird einer nuklearmagnetischen Resonanzanalyse und Massenspektroskopie zum Berechnen der Anzahl an Wiederholungen und der Molprozente der Strukturen unterworfen. Anfertigung von elektrophotographischem photosensitiven Element
REFERENZBEISPIEL 1
Ein Aluminium-Zylinder (Aluminiumlegierung, JIS A3003) mit einer Länge von 260,5 mm und einem Durchmesser von 30 mm wurde als ein Trägerelement (elektrisch leitfähiges Trägerelement) verwendet.
Dann wurden 214 Teile Sauerstoff-verminderte Zinnoxid-beschichtete Titanoxidteilchen (Metalloxidteilchen), 132 Teile Phenolharz (Produktname: Plyophen J-325, hergestellt von DIC, Harzfestgehalt: 60 Massen-%) und 98 Teile 1-Methoxy-2-Propanol in eine Sandmühle, die 450 Teile Glaskugeln mit einem Durchmesser von 0,8 mm enthält, zugegeben, und miteinander bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 2000 U/min mit Kühlwasser, das ab 18°C eingestellt war, für 4,5 Stunden dispergiert, um eine Dispersionsflüssigkeit zu erzielen. Nach dem Dispergieren der Materialien wurden die Glaskugeln von der Dispersionsflüssigkeit durch ein Netz (Öffnungen: 150 µm) entfernt. Silikonharzteilchen (Produktname: Tospearl 120, hergestellt von Momentive Performance Materials, mittlere Teilchengröße: 2 µm) wurden zu der Dispersionsflüssigkeit, von welcher die Glaskugeln entfernt worden waren, in einem Anteil von 10 Massen-% relativ zu der Gesamtmasse der Metalloxidteilchen und des Bindemittelharzes in der Dispersionsflüssigkeit zugegeben. Auch ein Silikonöl (Produktname: SH28PA, hergestellt von Dow Corning Toray) wurde als ein Nivelliermittel zu der Dispersionsflüssigkeit in einem Anteil von 0,01 Massen-% relativ zu der Gesamtmasse der Metalloxidteilchen und des Bindemittelharzes in der Dispersionsflüssigkeit zugegeben, und die Mischung wurde gerührt, um eine Beschichtungsflüssigkeit zum Bilden einer elektroleitfähigen Schicht zu erzielen. Diese Beschichtungsflüssigkeit wurde auf die Oberfläche des Trägerelements durch Eintauchen aufgebracht. Der resultierende Beschichtungsfilm wurde getrocknet und bei 150°C für 30 Minuten gehärtet, um eine 30 µm dicke elektroleitfähige Schicht zu erzielen.
Anschließend wurden 15 Teile N-Methoxymethyliertes 6-Nylonharz (Produktname: Tresin EF-30T, hergestellt von Nagase Chemtex) und 5 Teile eines copolymerisierten Nylonharzes (Produktname: Amilan CM8000, hergestellt von Toray) in einem gemischten Lösungsmittel aus 220 Teilen Methanol und 110 Teilen 1-Butanol gelöst, um eine Beschichtungsflüssigkeit zum Bilden einer Grundierungsschicht zu erzielen. Diese Beschichtungsflüssigkeit wurde auf die Oberfläche der elektroleitfähigen Schicht durch Eintauchen aufgebracht. Der resultierende Beschichtungsfilm wurde bei 100°C für 10 min getrocknet, um eine 0,65 µm dicke Grundierungsschicht zu erzielen.
Als Nächstes wurden 2 Teile eines Polyvinylbutyrals (Produktname: S-LEC BX-1, hergestellt von Sekisui Chemical) in 100 Teilen Cyclohexanon gelöst. Zu der resultierenen Lösung wurden 4 Teile kristallines Hydroxygalliumphthalocyanin (ladungserzeugendes Material), dessen CuKα Röntgenbeugungsspektrum Peaks bei einem Braggwinkel 2θ von 7,4° ± 0,2° und 28,1° ± 0,2° aufweist. Die Mischung wurde bei 23±3°C für 1 Stunde in einer Sandmühle mit Glaskugeln mit einem Durchmesser von 1 mm einer Dispersion unterworfen. Nach dieser Dispersion wurden 100 Teile Ethylacetat zu der Dispersionsflüssigkeit zugegeben, um eine Beschichtungsflüssigkeit zum Bilden einer ladungserzeugenden Schicht zu erzielen. Die resultierende Beschichtungsflüssigkeit wurde auf die Grundierungsschicht durch Eintauchen aufgebracht. Der resultierende Beschichtungsfilm wurde bei 90°C für 10 Minuten getrocknet, um eine 0,20 µm dicke ladungserzeugende Schicht zu erzielen.
Anschließend wurden 9 Teile der durch die Formel (CTM-1) dargestellten Verbindung (ladungstransportierendes Material) und 10 Teile Polyesterharz A, das im Synthesebeispiel 1 synthetisiert wurde, in einem gemischten Lösungsmittel aus 33 Teilen Dimethoxymethan und 49 Teilen Cyclopentanon gelöst, um eine Beschichtungsflüssigkeit zum Bilden einer ladungstransportierenden Schicht zu erzielen.
Die Beschichtungsflüssigkeit für die ladungstransportierende Schicht wurde auf die Oberfläche der ladungserzeugenden Schicht durch Eintauchen aufgebracht. Der resultierende Beschichtungsfilm wurde bei 130°C für 30 Minuten getrocknet, um eine 20 µm dicke ladungstransportierende Schicht (Oberflächenschicht) zu erzielen.
Dadurch wurde ein elektrophotographisches photosensitives Element hergestellt, welches das Trägerelement, die elektroleitfähige Schicht, die Grundierungsschicht, die ladungserzeugende Schicht und die ladungstransportierende Schicht in dieser Reihenfolge beinhaltet.
Das resultierende elektrophotographische photosensitive Element wurde wie nachfolgend beschrieben evaluiert.
BEISPIELE 3 bis 9 und REFERENZBEISPIELE 2 und 10 bis 21
Elektrophotographische photosensitive Element-Proben wurden in der gleichen Weise wie in Referenzbeispiel 1 angefertigt, mit der Ausnahme, dass das Polyesterharz und das ladungstransportierende Material wie in Tabelle 2 gezeigt ersetzt wurden.
REFERENZBEISPIEL 22
Ein elektrophotographisches photosensitives Element wurde in der gleichen Weise wie in Referenzbeispiel 1 angefertigt, mit der Ausnahme, dass das Polyesterharz mit einer Mischung eines Polyesterharzes A und PC-a (Massenverhältnis: 7:3) ersetzt wurde.
PC-a ist ein Polycarbonatharz (Mw = 55000) mit der durch die folgende Formel dargestellten Struktur:
BEISPIELE 23 bis 29
Elektrophotographische photosensitive Element-Proben wurden in der gleichen Weise wie in Referenzeispiel 1 angefertigt, mit der Ausnahme, dass das Polyesterharz und das ladungstransportierende Material wie in Tabelle 2 gezeigt verändert wurden.
VERGLEICHSBEISPIELE 1 bis 3
Elektrophotographische photosensitive Element-Proben wurden in der gleichen Weise wie in Referenzbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Polyesterharz wie in Tabelle 2 gezeigt ersetzt wurde.
VERGLEICHSBEISPIEL 4
Das in Referenzeispiel 1 verwendete Polyesterharz wurde mit einem Polyesterharz Y ersetzt. Allerdings war das Harz nicht gelöst.
VERGLEICHSBEISPIEL 5
Elektrophotographische photosensitive Element-Proben wurden in der gleichen Weise wie in Referenzeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Polyesterharz wie in Tabelle 2 gezeigt ersetzt wurde.
VERGLEICHSBEISPIEL 6
Ein elektrophotographisches photosensitives Element wurde in der gleichen Weise wie in Referenzeispiel 1 angefertigt, mit der Ausnahme, dass das Polyesterharz in der ladungstransportierenden Schicht mit PC-b ersetzt wurde.
PC-b ist ein Polycarbonatharz (Mw = 45000) mit der durch die folgende Formel dargestellten Struktur:
VERGLEICHSBEISPIEL 7
Ein elektrophotographisches photosensitives Element wurde in der gleichen Weise wie in Referenzeispiel 1 angefertigt, mit der Ausnahme, dass das Polyesterharz in der ladungstransportierenden Schicht mit PC-c ersetzt wurde.
PC-c ist ein Polycarbonatharz (Mw = 52000), das durch Synthetisieren von zwei Strukturen, die durch die folgenden Formeln dargestellt sind, in einem Molverhältnis von 50:50 angefertigt ist:
VERGLEICHSBEISPIELE 8 bis 14
Elektrophotographische photosensitive Element-Proben wurden in der gleichen Weise wie in Referenzeispiel 1 angefertigt, mit der Ausnahme, dass das Polyesterharz und das ladungstransportierende Material wie in Tabelle 2 gezeigt ersetzt wurden.
VERGLEICHSBEISPIEL 15
Ein Polycarbonatharz wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 der oben genannten JP 2011 - 26 574 A (Absatz [0154]) hergestellt, und ein elektrophotographisches photosensitives Element wurde in der gleichen Weise wie in Referenzeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Polyesterharz mit diesem Polycarbonatharz ersetzt wurde.
Evaluation
Ladungsmobilität
Die Ladungsmobilität wurde mit einem Spannung-Direktanlege-Typelektrophotographisches-photosensitives-Element-Messapparat unter Verwendung eines gekrümmten NESA Glases gemessen.
Spezifischer wurde die Oberfläche des elektrophotographischen photosensitiven Elements in nahen Kontakt mit dem NESA Glas gebracht. Dann wurde eine Spannung auf das NESA Glas angelegt, um das elektrophotographische photosensitive Element auf ein bestimmtes Oberflächenpotential zu laden (Vd: -700 V). Nachdem die Ladung für 0,5 Sekunden gehalten wurde, wurde die auf das NESA Glas angelegte Spannung ausgeschaltet und das elektrophotographische photosensitive Element wurde einer direkten Belichtung unterworfen. Die Belichtungsdosis wurde gesteuert, sodass das Oberflächenpotential (VI) 0,1 Sekunden nach der Belichtung -500 V wird.
2 ist eine Darstellung von Veränderungen im Potential bei der Oberfläche eines elektrophotographischen photosensitiven Elements in diesem Test. Die Periode unmittelbar nach der Belichtung, während das Potential sich linear veränderte, wurde von der in 2 gezeigten Darstellung berechnet und wurde als die Ladungstransportzeit T definiert. Unter Verwendung der Ladungstransportzeit T, der Dicke d der ladungstransportierenden Schicht und dem Oberflächenpotential Vd, das zu Beginn der Messung eingestellt wurde, wurde die Ladungsmobilität µ (cm²/Vs) von der Gleichung µ = d²/(Vd·T) berechnet.
Haltbarkeit

Für den Haltbarkeitstest wurde ein von Hewlett-Packard Color Laser Jet 4700 modifizierter Testapparat (zum Drucken von 40 Blättern pro Minute) verwendet. Jede Probe wurde unter der Umgebung von 15°C in der Temperatur und 10% RH in der Feuchtigkeit getestet. Nachdem ein Bildmuster auf 5000 Blätter eines A4 Basispapiers in einem periodischen Modus ausgedruckt wurde, in welchem das Drucken jedes Mal gestoppt wurde, nachdem ein bedrucktes Blatt ausgestoßen wurde, wurde die Abnahme in der Dicke der ladungstransportierenden Schicht an der Oberfläche des elektrophotographischen photosensitiven Elements von der initialen Dicke bei dessen Zentrum gemessen. Für diese Messung wurde ein Dickemessgerät Fischer MMS mit einer Wirbelstromsonde EAW 3,3, hergestellt von Fischer, verwendet. Zur Evaluation wurde die Abnahme in der Dicke der ladungstransportierenden Schicht, die nach dem Ausstoßen von 5000 Bildpapiere erhalten wird, zu der Abnahme für 1000 Blätter umgerechnet. Die Testergebnisse von den Beispielen 3 bis 9, den Referenzbeispielen 2 und 10 bis 29 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 14. Tabelle 2 Herstellungsbedingungen und Testergebnisse von elektrographischen Elementen

Beispiel Nr.	Herstellungsbedingungen			Testergebnisse
Beispiel Nr.	Ladungstransport -material	Polyesterharz Nr.	Ladungstransportierendes Material / Harz Massenverhältnis	Ladungsmobilität cm²/Vs (×10^-6)	Haltbarkeit: Abnahme in der Dicke (µm)
Referenzbeispiel 1	(CTM-1)	A	9/10	7,2	0,16
Referenzbeispiel 2	(CTM-1)	B	9/10	10,2	0,18
Beispiel 3	(CTM-1)	C	9/10	7,3	0,11
Beispiel 4	(CTM-1)	D	9/10	7,8	0,12
Beispiel 5	(CTM-1)	E	9/10	7,4	0,09
Beispiel 6	(CTM-1)	F	9/10	5,5	0,13
Beispiel 7	(CTM-1)	G	9/10	4,3	0,11
Beispiel 8	(CTM-1)	H	9/10	6,9	0,11
Beispiel 9	(CTM-1)	I	9/10	6,3	0,21
Referenzbeispiel 10	(CTM-1)	J	9/10	4,1	0,29
Referenzbeispiel 11	(CTM-1)	K	9/10	4,4	0,16
Referenzbeispiel 12	(CTM-1)	L	9/10	7,2	0,16
Referenzbeispiel 13	(CTM-1)	M	9/10	4,5	0,18
Referenzbeispiel 14	(CTM-1)	N	9/10	4,4	0,16
Referenzbeispiel 15	(CTM-1)	O	9/10	4,2	0,17
Referenzbeispiel 16	(CTM-1)	P	9/10	4,4	0,11
Referenzbeispiel 17	(CTM-1)	Q	9/10	6,5	0,31
Referenzbeispiel 18	(CTM-1)	R	9/10	6,1	0,42
Referenzbeispiel 19	(CTM-1)	S	9/10	6,6	0,18
Referenzbeispiel 20	(CTM-1)	T	9/10	6,1	0,19
Referenzbeispiel 21	(CTM-1)	U	9/10	6,2	0,21
Referenzbeispiel 22	(CTM-1)	A/PC-a	9/10	5,8	0,21
Referenzbeispiel 23	(CTM-2)	A	9/10	5,2	0,2
Referenzbeispiel 24	(CTM-3)	A	9/10	6,8	0,2
Referenzbeispiel 25	(CTM-4)	A	5/10	6,5	0,16
Referenzbeispiel 26	(CTM-5)	A	5/10	6,7	0,13
Referenzbeispiel 27	(CTM-6)	A	6/10	7,1	0,15
Referenzbeispiel 28	(CTM-7)	A	6/10	7,3	0,16
Referenzbeispiel 29	(CTM-9)	A	4/10	7,8	0,11
Vergleichsbeispiel 1	(CTM-1)	V	9/10	2,4	0,22
Vergleichsbeispiel 2	(CTM-1)	W	9/10	2,3	0,22
Vergleichsbeispiel 3	(CTM-1)	X	9/10	2,1	0,31
Vergleichsbeispiel 4	(CTM-1)	Y	9/10	-	-
Vergleichsbeispiel 5	(CTM-1)	Z	9/10	2,2	0,19
Vergleichsbeispiel 6	(CTM-1)	PC-b	9/10	3,9	0,51
Vergleichsbeispiel 7	(CTM-1)	PC-c	9/10	3,1	0,5
Vergleichsbeispiel 8	(CTM-2)	V	9/10	1,9	0,21
Vergleichsbeispiel 9	(CTM-3)	V	9/10	2,1	0,22
Vergleichsbeispiel 10	(CTM-4)	V	5/10	2.3	0,18
Verqleichsbeispiel 11	(CTM-5)	V	5/10	2.2	0,17
Vergleichsbeispiel 12	(CTM-6)	V	6/10	2.4	0,18
Vergleichsbeispiel 13	(CTM-7)	V	6/10	2.6	0,19
Vergleichsbeispiel 14	(CTM-9)	V	4/10	2.9	0,15

Testergebnisse von Vergleichsbeispiel 15
Die Ladungsmobilität war 2,6 × 10^-6 cm²/Vs, und Abnahme in der Dicke war 0,45 µm.
Während die folgende Offenbarung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf diese offenbarten exemplarischen Ausführungsformen beschränkt ist. Dem Schutzbereich der folgenden Ansprüche ist die breiteste Interpretation zu gewähren, um all solche Modifikationen und äquivalenten Strukturen und Funktionen mit zu umfassen.
Es wird ein elektrophotographisches photosensitives Element bereitgestellt, das eine Oberflächenschicht beinhaltet, die ein ladungserzeugendes Material und ein Polyesterharz enthält. Das Polyesterharz enthält eine Struktur mit einer 12- oder höhergliedrigen Cycloalkylengruppe.

Claims

Elektrophotographisches photosensitives Element (1), das eine Oberflächenschicht umfasst, die ein ladungstransportierendes Material und ein Polyesterharz mit einer durch die allgemeine Formel (I) dargestellten Struktur und einer durch die allgemeine Formel (II) dargestellten Struktur enthält:
wobei in der allgemeinen Formel (I) X¹ eine divalente Gruppe darstellt; und
wobei in der allgemeinen Formel (II) X² eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Einfachbindung, einem Sauerstoffatom, einer divalenten Alkylengruppe und einer divalenten Cycloalkylengruppe darstellt, und R¹¹ bis R¹⁸ jeweils eines aus einem Wasserstoffatom und einer Alkylgruppe darstellen, wobei das Polyesterharz als die durch die allgemeine Formel (I) dargestellte Struktur zumindest eine Struktur aufweist, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer durch die Formel (I-1) dargestellten Struktur, einer durch die Formel (1-2) dargestellten Struktur, einer durch die Formel (1-3) dargestellten Struktur und einer durch die Formel (1-4) dargestellten Struktur:

wobei das Polyesterharz als die durch die allgemeine Formel (II) dargestellte Struktur eine durch die allgemeine Formel (II-1) dargestellte Struktur und eine durch die allgemeine Formel (II-2) dargestellte Struktur aufweist:
wobei in der allgemeinen Formel (II-1) R^X1 und R^X2 jeweils eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer Methylgruppe und einer Ethylgruppe darstellen, R'¹¹und R'¹², R'¹³ und R'¹⁴ jeweils eines aus einem Wasserstoffatom und einer Methylgruppe darstellen, und n eine ganze Zahl in dem Bereich von 11 bis 18 darstellt, und
wobei R'¹¹, R'¹², R'¹³ und R'¹⁴ jeweils eines aus einem Wasserstoffatom und einer Methylgruppe darstellen.
Elektrophotographisches photosensitives Element (1) nach Anspruch 1, wobei n in der allgemeinen Formel (II-1) 11 darstellt.
Elektrophotographisches photosensitives Element (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verhältnis der Gesamtmolzahl der durch die Formel (I-1) dargestellten Struktur, der durch die Formel (1-2) dargestellten Struktur, der durch die Formel (1-3) dargestellten Struktur und der durch die Formel (1-4) dargestellten Struktur zu der Gesamtmolzahl der durch die allgemeine Formel (I) dargestellten Struktur 30 Mol-% oder mehr ist.
Elektrophotographisches photosensitives Element (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verhältnis der Molzahl der durch die allgemeine Formel (II-1) dargestellten Struktur zu der Gesamtmolzahl der durch die allgemeine Formel (II) dargestellten Struktur 10 Mol-% bis 70 Mol-% ist.
Elektrophotographisches photosensitives Element (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verhältnis der Molzahl der durch die allgemeine Formel (II-1) dargestellten Struktur zu der Gesamtmolzahl der durch die allgemeine Formel (II) dargestellten Struktur 30 Mol-% bis 50 Mol-% ist, und das Verhältnis der Molzahl der durch die allgemeine Formel (II-2) dargestellten Struktur zu der Gesamtmolzahl der durch die allgemeine Formel (II) dargestellte Struktur 50 Mol-% bis 70 Mol-% ist.
Elektrophotographisches photosensitives Element (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das ladungstransportierendes Material eine Triarylaminverbindung oder eine Benzidinverbindung ist.
Prozesskartusche (9), die abnehmbar auf einem elektrophotographischen Apparat montiert werden kann, wobei die Prozesskartusche (9) umfasst: zumindest eine Vorrichtung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Ladevorrichtung (3), einer Entwicklungsvorrichtung (5), einer Transfervorrichtung (6) und einer Reinigungsvorrichtung (7), und das elektrophotographische photosensitive Element (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das elektrophotographische photosensitive Element (1) mit der zumindest einen Vorrichtung in einem Körper zusammengehalten wird.
Elektrophotographischer Apparat, der umfasst: eine Ladevorrichtung (3); eine Belichtungsvorrichtung; eine Entwicklungsvorrichtung (5); eine Transfervorrichtung (6); und das elektrophotographische photosensitive Element (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.