DE2513191A1

DE2513191A1 - Photoleitfaehige masse und ihre verwendung

Info

Publication number: DE2513191A1
Application number: DE19752513191
Authority: DE
Inventors: William W Limburg; James M Pearson; David J Williams
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1974-03-25
Filing date: 1975-03-25
Publication date: 1975-10-09
Also published as: JPS50135070A; NL7503583A; FR2265733B1; FR2265733A1; US4046563A

Description

Photoleitfähige Masse land ihre Verwendlang

Die Erfindung betrifft eine photoleitfähige Masse, die eine isolierende polymere Matrix und eine Verbindung der Formel

(R¹)

(R^iV)

enthält, worin

R -H oder -CN bedeutet,

R¹, R", R"¹ und R^iv unabhängig voneinander eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit ungefähr 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine Phenyl- oder substituierte Phenylgruppe, worin die Substituenten fähig sind, Elektronen zu den relativ elektronenarmen Zentren innerhalb der Verbindung abzugeben, eine Amino-, Diarylamino-, Dialkylamino- oder Alkoxygruppe bedeuten, und

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η im Bereich von 0 bis zu der möglichen Anzahl an Substitutionsstellen im aromatischen Ringsystem liegt»

Diese Massen besitzen ein gutes spektrales Ansprechen im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums und sind für elektrostatograpnische Abbildungselemente und derartige Verfahren geeignet.

Die Erfindung betrifft eine Masse, ein Abbildungselement und ein Abbildungsverfahren. Die erfindungsgemäßen Massen sind hochwirksame Photogeneratormaterialien und können somit in elektrophotographischen Abbildungselementen und bei Abbildungsverfahren verwendet werden.

Die Bildung und die Entwicklung von Bildern auf den Abbildungsoberflächen von photoleitfähigsn Materialien durch elektrostatische Maßnahmen sind gut bekannt. Bei dem am besten bekannten technischen Verfahren, das üblicherweise als Xerographie bekannt ist, wird ein latentes elektrostatisches Bild auf der Abbildungsoberfläche eines Abbildungselements gebildet, indem man die Oberfläche der Abbildungs schicht in der Dunkelheit zuerst einheitlich elektrostatisch lädt und dann diese elektrostatisch geladene Oberfläche mit einem Licht- und Schatten-Bild belichtet. Die mit Licht getroffenen Flächen der Abbildungsschicht werden somit relativ leitfähig gemacht und die elektrostatische Ladung wird selektiv in diesen belichteten Flächen verbraucht. Nachdem der Photoleiter belichtet wurde, wird das latente elektrostatische Bild dieser Oberfläche, die das Bild trägt, durch Entwicklung mit einem feinverteilten, gefärbten, elektroskopischen Material, das als "Toner" bekannt ist, sichtbar gemacht. Dieser Toner wird hauptsächlich an die Flächen der das Bild enthaltenden Oberfläche angezogen, die die elektrostatische Ladung beibehalten, und damit wird ein sichtbares Pulverbild gebildet.

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Das entwickelte Bild kann dann abgelesen werden oder permanent an den Photoleiter fixiert werden, wenn die Abbildungsschicht nicht wiederverwendet wird. Dieses letztere Verfahren wird üblicherweise mit photoleitfähigen Filmen des Bindemitteltyps durchgeführt (z.B. Zinkoxid/isolierendes Harzbindemittel), wo die photoleitfähige Abbildungsschicht ein integraler Teil der fertigen Kopie ist (vergl. US-Patentschriften 3 121 006 und 3 121 007).

Bei den sogenannten Kopiersystemen mit "einfachem Papier" kann das latente Bild auf der Abbildungsoberfläche eines wiederverwendbaren Photoleiters entwickelt werden oder auf eine andere Oberfläche übertragen werden wie auf ein Blatt Papier und anschließend entwickelt werden. Wenn das latente Bild auf der Abbildungsoberfläche entwickelt wird oder auf einem wiederverwendbaren Photoleiter, wird es häufig auf ein anderes Substrat übertragen und dann daran permanent fixiert. Um das Tonerbild auf das Papierblatt permanent zu fixieren, kann man irgendeines der gut bekannten Verfahren verwenden einschließlich einer Überbeschichtung mit einem transparenten Film oder man kann Lösungsmittel verwenden oder ein thermisches Schmelzen der Tonerteilchen an das Trägersubstrat.

Bei den obigen Kopiersystemen "mit einfachem Papier" sollten die Materialien, die in der photoleitfähigen Schicht verwendet werden, bevorzugt fähig sein, schnell vom isolierenden zum leitfähigen und zum isolierenden Zustand überzuschalten, damit die Abbildungsoberfläche cyclisch verwendet werden kann. Das Versagen eines Materials, zu seinem relativ isolierenden Zustand vor der nachfolgenden Beladungs/Abbildungs-Sequenz zurückzukehren, bedingt eine Erhöhung in der Geschwindigkeit des Dunkelverfalls des Photoleiters. Das Phänomen, das häufig als "Ermüdung" bezeichnet wird, wurde in der Vergangenheit vermieden, indem man photoleitfähige Materialien auswählte, die eine schnelle Schaltkapazität aufweisen. Beispiele für Materialien, die bei solchen schnellen zyklischen Abbildungs-

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systemen verwendet werden können, sind Anthracen, Schwefel, Selen und Mischungen davon (US-PS 2 297 691), wobei Selen wegen seiner überlegenen Photoempfindlichkeit bevorzugt ist.

Zusätzlich zu Anthracen wurden andere organische photoleitfähige Materialien bei der Elektrophotographie verwendet (vergl. US-PS 3 037 861); von diesen Materialien ist PoIy-(N-vinylcarbazol) das bekannteste. Bis vor kurzem wurden keine dieser organischen Materialien als Alternative für anorganische Photoleiter wie Selen ernstlich in Betracht gezogen, bedingt durch die FabrikationsSchwierigkeiten und/oder den relativen Mangel an Geschwindigkeit und Photoleitfähigkeit innerhalb des sichtbaren Bereichs des elektromagnetischen Spektrums. Die kürzliche Entdeckung, daß hohe Beladungen mit 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon in Polyvinylcarbazolen die Photoansprechbarkeiten dieser Polymeren stark verbessern, hat dazu geführt, daß das Interesse für organische photoleitfähige Materialien wieder erwacht ist (US-PS 3 484 237). Leider kann die hohe Beladung mit solchen Aktivatoren zu einer Phasentrennung der verschiedenen Materialien in solchen Massen führen, und dies ist auch üblicherweise der Fall. Es treten daher in diesen Massen Bereiche mit einem Überschuß an Aktivator, Bereiche mit einem Mangel an Aktivator und Bereiche mit dem geeigneten stöchiometrischen Verhältnis von Aktivator zu Photoleiter auf. Die maximale Menge an Aktivator, die zu den meisten polymeren photoleitfähigen Materialien gegeben werden kann, ohne daß solche Phasentrennungen gelegentlich auftreten, wird nicht über ungefähr 6 bis ungefähr 8 Gew.% liegen.

Ein Verfahren, das vorgeschlagen wurde, um die Schwierigkeiten, die die Verwendung solcher Aktivatoren zusammen mit polymeren Photoleitern inhärent mit sich bringt, zu vermeiden, ist die direkte Einverleibung der Aktivatoren in das polymere Grundgerüst des Photoleiters (vergl. US-PS 3 418 116). In diesem Verfahren wird die Copolymerisation eines Vinylmonomeren mit einem aromatischen und/oder heterocyclischen Substituenten,

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der eine Elektronendonorfunktion ausübt, mit einem Vinylmonomeren mit einem aromatischen und/oder heterocyclischen Substituenten, der eine Elektronenakzeptorfunktion ausübt, beschrieben. Der räumliche Zwang bzw. die räumliche Spannung, die auf solche Zentren mit unterschiedlichen Elektronendichten ausgeübt wird, begünstigt die Ladungsübergangszwischenwirkung bei der Photoanregung solcher Massen. Die sogenannten "intramolekularen" Ladungsübergangskomplexe, die genauer als ¹¹ Intraketten"-Ladungsübergangskomplexe bezeichnet werden, wirken im wesentlichen gleich wie Ladungsübergangskomplexe, die zwischen kleinen Aktivatormolekülen und einem photoleitfähigen Polymeren gebildet werden. Die Tatsache, daß die Elektronendonorfunktion und eine Elektronenakzeptorfunktion an einem üblichen polymeren Grundgerüst stattfinden, ändert offensichtlich die ΊΓ - TT-Ladungsübergangszwischenwirkung nicht, sondern erhöht nur die Wahrscheinlichkeit, daß sie auftritt. Die Herstellung solcher Polymeren aus Vinylmonomeren mit Elektronendonorzentren und Vinylmonomeren mit Elektronenakzeptorzentren ist jedoch oft schwierig.

Die Herstellung der nicht-polymeren, photoleitfähigen Tricyanovinylverbindungen, worin ein elektronenreiches Zentrum und ein elektronenarmes Zentrum innerhalb eines gemeinsamen Moleküls enthalten sind, wird in der US-PS 3 721 552 beschrieben (entsprechend der australischen Patentanmeldung 36760/68, publiziert am 10. Oktober I969). Die Anmelderin beschreibt die Herstellung von photoleitfähigen "Bindemittel"-Schichten durch Dispersion von ungefähr 10 bis ungefähr 90 Gew.Teilen dieser neuen Tricyanovinylverbindungen in ungefähr 90 bis ungefähr 10 Gew.Teilen Harzbindemittel. Die Bindemittelharze, die bei der Herstellung der photoleitfähigen Isolierschicht verwendet werden können, müssen einen elektrischen spezifischen Durchgangswiderstand über 10 0hm-cm besitzen. In der Tat wird beschrieben, daß alle Bindemittel, die traditionell bei der Herstellung von elektrophotographischen Abbildungselementen verwendet v/erden können, für die Herstellung dieser Bin-

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demittelschichten geeignet sind. Da das bevorzugte Gewichtsverhältnis von photoleitfähigen Teilchen zu Bindemittelharz 1:1 beträgt, ist es offensichtlich, daß die Anmelderin der genannten Patentschrift nicht erkannt hat, daß wesentlich niedrigere Beladungen mit diesen Verbindungen in einer Ladungstransportmatrix Ergebnisse liefern, die äquivalent zu den Ergebnissen sind, die. man mit den als bevorzugt beschriebenen Massen erhält. Indem man die Menge an photoleitfähiger Verbindung, die erforderlich ist, um ein zufriedenstellendes Photoansprechen zu erreichen, minimal hält, können die inhärenten physikalischen Eigenschaften des Bindemittelharzes, das den Film bildet, beibehalten werden (beispielsweise die Flexibilität, Adhäsion und die freie Oberflächenenergie).

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Klasse von Photogeneratorverbindungen zu schaffen, die in photoleitfähigen Massen verwendet werden können. Es sollen dabei Photogeneratorverbindungen mit hohem Extinktionskoeffizienten gebildet werden. *

Erfindungsgemäß soll eine Photogeneratorverbindung geschaffen werden, worin die Ladungsübergangszwischenwirkung zwischen Dönor- und Akzeptorstellen unabhängig von der relativen Konzentration der Photogeneratorverbindungen in dem Harz auftritt.

Es sollen photoleitfähige Massen geschaffen werden, die im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums ein breites spektrales Ansprechen zeigen.

Erfindungsgemäß sollen Abbildungselemente geschaffen v/erden, worin die Abbildungsschicht aus den obigen Massen hergestellt ist, und außerdem soll ein Abbildungsverfahren geschaffen werden, bei dem diese Abbildungselemente verwendet werden.

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Gegenstand der Erfindung ist eine photoleitfähige Masse, enthaltend eine isolierende polymere Matrix und eine Verbindung der Formel

(R^{1 v})

R -H oder -CN bedeutet,

R¹, R", R"^f und R^1V unabhängig voneinander eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit ungefähr 1 bis Kohlenstoffatomen, eine Phenyl- oder substituierte Phenylgruppe, worin die Substituenten fähig sind, Elektronen zu den relativ elektronenarmen Zentren innerhalb der Verbindung abzugeben, eine Amino-, Diarylamino-, Dialkylamino- oder Alkoxygruppe bedeuten, und

η im Bereich von 0 bis zu der potentiellen Anzahl der Substitutionsstellen in dem aromatischen Ringsystem liegt.

Bei bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen kann die polymere Matrix ebenfalls geladene Träger schnell und wirksam transportieren, die während der Photoanregung der obigen Verbindung gebildet werden. Bei solchen bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsforraen beträgt die Konzentration an Photogeneratorverbindung im allgemeinen weniger als 50 Gew.%.

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Geeignete erfindungsgemäße PhotogeneratorverMndungen sind z.B.

1 - (ß,ß-Dicyanovinyl)-pyren

1-(ß,ß-Dicyanovinyl)-6-dimethylamino-pyren 1-(ß,ß-Dicyanovinyl)-6-di-n-butylamino-pyren 1-(ß,ß-Dicyanovinyl)-8-dimethylamino-pyren 1-(ß,ß-Dicyanovinyl)-ö-methyl-S-dimethylamino-pyren 1-(ß,ß-Dicyanovinyl)-ö-dimethylamino-S-methyl-pyren 1-(ß,ß-Dicyanovinyl)^-dimethylamino-S-methyl-pyren 1-(ß,ß-Dicyanovinyl)^-methyl-ö-dimethylamino-pyren 1-(ß,ß-Dicyanovinyl)-6-methoxy-pyren 1-(ß,ß-Dicyanovinyl)-6-äthoxy-pyren 1-(ß,ß-Dicyanovinyl)^-methyl-e-methoxy-pyren 1 - (ß,ß-Dicyanovinyl)-6-p-dimethylaminophenyl-pyren 1 - (ß, ß-Dicyanovinyl) -3 > e-dimethyl-SJ-p-dimethylaminophenyl -pyren 1-(ß,ß-Dicyanovinyl)-6-p-diphenylaminophenyl-pyren 1-(ß,ß-Dicyanovinyl)-8-amino-pyren 1-(ß,ß-Dicyanovinyl)-6-amino-9-methyl-pyren 1 - (ß, ß-Dicyanovinyl) -3,4,9-trimei;hyl-6-ätho;igy-8-dimethylamino-

pyren

1-(ß,ß-Dicyanovinyl)-2,3,4,5,7,8,9,1O-octamethyl-6-dimethyl-

amino-pyren

1-(ß,ß-Dicyanovinyl)-6-(9-julolidinyl)-pyren

1-Tricyanovinyl-pyren
i-Tricyanovinyl-o-dimethylamino-pyren i-Tricyanovinyl-ö-di-n-butylamino-pyren 1-Tricyanovinyl-8-dimethylamino-pyren i-Tricyanovinyl-ö-methyl-S-dimethylamino-pyren i-Tricyanovinyl-ö-dimethylamino-S-methyl-pyren i-Tricyanovinyl-3-dimethylamino-S-methyl-pyren 1-Tricyanovinyl-3-methyl-6-dimethylaminopyren 1-Tricyanovinyl-o-methoxy-pyren 1-Tricyanovinyl-6-äthoxy-pyren
1-Tricyanovinyl-3-methyl-8-methoxy-pyren 1-Tricyanovinyl-6-p-dimethylaminophenyl-pyren

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1-Tricyanoviny1-3,e-diraethyl-S-p-dimethylaminophenyl-pyren i-Tricyanovinyl-6-p-diphenylaminophenyl-pyren 1-Tricyanovinyl-S-amino-pyren

i-Tricyanovinyl-ö-amino-S-raethyl-pyren 1 -Tricyanovinyl-3,4,g-trimethyl-e-äthoxy-S-dimethylamino-pyren 1-Tricyanovinyl-2,3,4,5,7,8,9,10-octaraethyl-6-dimethylamino-

pyren

1-Tricyanovinyl-o-(9-julolidinyl)-pyren.

Die erfindungsgemäßen Massen können hergestellt werden, indem man eine oder mehrere der zuvor beschriebenen Photogeneratorverbindungen und die verschiedenen anderen Materialien einschließlich einer isolierenden polymeren Matrix in einem üblichen Lösungsmittel vermischt und die entstehende Lösung auf ein geeignetes Substrat (das bevorzugt leitfähig ist) gießt oder dieses damit beschichtet. Die relative Konzentration an Photogeneratorverbindung zu Matrixmaterial in solchen Massen wird variieren, entsprechend den Transportfähigkeiten der polymeren Matrix. Die isolierenden polymeren Matrices, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, können "elektronisch aktiv" oder "elektronisch inert" sein. Die Einteilung der Matrix als aktiv oder inert wird durch die relative Fähigkeit der Matrix bestimmt, wenn sie zusammen mit dem Photogenerator zum Transport von Ladung verwendet wird. Solche Materialien, die fähig sind, mindestens eine Art von photogebildetem Ladungsträger wirksam zu transportieren, werden als elektronisch aktiv bezeichnet und die isolierende polymere Matrix wird als "aktive Matrix" bezeichnet. Entsprechend werden jene Materialien, die keinen Transport von mindestens einer Art von photogebildetem Ladungsträger zeigen, als elektronisch inert bezeichnet und die isolierende polymere Matrix wird als "inerte Matrix" eingeteilt. Die elektronische Aktivität (oder Trägheit) einer Matrix soll daher zwei getrennte Erscheinungen bezeichnen, die beide auftreten müssen?

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die Fähigkeit (oder Unfähigkeit) der Matrix, die Injektion von photogebildeten Ladungsträgern in ihre Masse zu erlauben, und die Fähigkeit (oder Unfähigkeit) der Matrix, solche injizierten Ladungsträger durch ihre Masse ohne Einschluß zu transportieren.

Im wesentlichen alle polymeren Bindemittel, die in der Literatur beschrieben sind, können zusammen mit den in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Photogeneratorverbindungen verwendet werden. Beispiele von elektronisch inerten Bindemitteln, die in den erfindungsgemäßen Massen verwendet werden können, umfassen Epoxyharze, Poly-(vinylchloridX PoIy-(vinylacetate), Poly-(styrol), Poly-(butadien), PoIy-(methacrylate), Poly-(acrylverbindungen), Poly-(acrylnitrile), Silikonharze, chlorierte Elastomere, Phenoxyharze, Phenolharze, Epoxy/Phenol-Copolymere, Epoxy/Harnstoff/Formaldehyd-Terpolymere, Epoxy/Melamin/Formaldehyd-Harze, Poly-(carbonate), Poly-(urethane), Poly-(amide), gesättigte Poly-(ester)-Copolymere und Mischungen davon. Elektronisch aktive Polymere, die als Matrix für die Photogeneratorverbindung verwendet werden können, umfassen Poly-(N-vinylcarbazol), Poly-(2-vinylcarbazol), Poly-(3-vinylcarbazol), Poly-(vinylpyren), Poly-(vinylnaphthalin), Poly-(2-vinylanthracen) und PoIy-(9-vinylanthracen). Elektronisch aktive Matrices können ebenfalls gebildet werden, indem man eine oder mehrere der obigen elektronisch inerten Polymeren mit einem oder mehreren der obigen elektronisch aktiven Polymeren mischt bzw. kombiniert. Solche Kombinationsverfahren von elektronisch wohldefinierten Polymeren können Copolymerisation (Random, Pfropf, Block usw.), die Bildung von interpenetrierenden Polymernetzwerken und polymeres Vermischen umfassen. Alternativ kann die elektronisch inerte polymere Matrix als wirksames Transportmittel für Ladungsträger gebildet werden, indem man innerhalb eines Films aus solchen Materialien sogenannte "kleine Moleküle" einarbeitet, die fähig sind, den Ladungstransport zu bewirken.

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Der Ausdruck "kleine Moleküle" umfaßt einzelne Moleküle und Polymere mit niedrigem Molekulargewicht. Diese kleinen Moleküle können zu der Gieß- oder Überzugslösung während der Bildung der polymeren Matrix zugegeben werden oder sie können anschließend in die Matrix eingearbeitet werden, indem man die polymeren Materialien der Matrix in einer Lösung quillt, ■ die solche Verbindung mit kleinem Molekül enthält. Nach dem Verdampfen der flüssigen Phase der Lösung werden die kleinen Moleküle innerhalb der polymeren Matrix eingeschlossen verbleiben, und dadurch werden die Ladungsträgertransporteigenschaften dieses isolierenden Films verbessert. Diese kleinen Moleküle können ebenfalls zu den aktiven polymeren Matrices zugegeben werden, um den Transport der Ladungsträger zu verbessern, die von dem elektronisch aktiven Polymeren nicht leicht transportiert werden. Beispielsweise kann eine Lewissäure zu dem photoleitenden Polymeren wie Poly-(N-vinylcarbazol) zugegeben werden, um den Elektronentransport zu verbessern. Beispiele von Zusatzstoffen mit kleinem Molekül, die entweder zu einer elektronisch aktiven oder zu einer inerten polymeren Matrix zugegeben werden können, um den Mangelstellenbzw. Loch(+)-Transport zu verbessern, umfassen Pyren, Anthracen, Carbazol, Triphenylamin, Naphthalin, Julolidin, Indol und Perylen. Zusatzstoffe mit kleinem Molekül, die entweder in die elektronisch aktive oder inerte polymere Matrix eingearbeitet werden können, um den Elektronen(-)-Transport zu erleichtern, umfassen Anthracen, Fluorenon, 9-Dicyanomethylen-fluoren, die Nitroderivate von Fluorenon, die Nitroderivate von 9-Dicyanomethylen-fluoren und Chloranil. Sowohl Loch- bzw. Mangel- als auch Elektronentransportmaterialien mit kleinem Molekül können zusammen miteinander in den inerten Polymeren verwendet werden. Es ist bekannt, daß eine Anzahl der obigen kleinen Moleküle Ladungsübergangskomplexe sowohl mit inerten als auch mit aktiven polymeren Systemen bildet und eine gewisse Absorption des Matrixkomplexes ist erlaubt, vorausgesetzt, daß die Absorptionsfähigkeit des entstehenden

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Ladungsübergangskomplexes nicht mit der Photogeneratorverbindung in dem Ausmaß konkurriert, daß die Absorptionsbande der Masse durch die Absorptionsbande des Komplexes bestimmt wird. Die Absorptionsfähigkeit des Ladungsübergangskomplexes darf die Photogeneratorverbindung nicht von der einfallenden Strahlung abschirmen.

Die erfindungsgemäßen Photogeneratorverbindungen, die der zuvor angegebenen Strukturformel entsprechen, sind Teil einer einzigartigen Klasse von Verbindungen, die sowohl eine Elektronen anziehende Gruppe als auch eine Elektronen abgebende Gruppe enthalten, die miteinander durch eine räumlich unter Zwang stehende Bindung verbunden sind, wodurch die Photoanregung der polymeren Matrix, die solche Verbindungen enthält und das elektronische Übergangsmoment vom Grundzustand zum angeregten Zustand gewährleistet ist, wobei der Fluß der Ladung zwischen den Gruppen colinear ist. Die Bildung von Bildung von Ladungsträgern bei der Photoanregung dieser Verbindungen ist somit selbst bei s'ehr niedrigen Konzentrationen (^.""^e Gew.%) hochwirksam. Bei solch niedrigen Beladungen muß die polymere Matrix elektronisch aktiv sein, um die Träger, die während der Belichtung mit elektromagnetischer Bestrahlung gebildet werden, transportieren zu können. Bei bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen liegt die Konzentration an Photogeneratorverbindung in einer elektronisch aktiven Matrix im Bereich, der so niedrig ist wie ungefähr 0,1 bis ungefähr 6 Gew.%, und man erhält trotzdem ein zufriedenstellendes elektrophotographisches Ansprechen. Bei so niedrigen Konzentrationen kann die photoleitfähige Masse als feste Lösung beschrieben werden, d.h. als Masse mit einziger Phase, gebildet aus der Photogeneratorverbindung und den polymeren Materialien der Matrix, wobei die Homogenität nicht auf die Bildung einer Verbindung zurückzuführen ist; vergl. Van Norstrand's Scientific Encyclopedia, 4.Ed., D.Van Norstrand Company Inc., Seite 1651 (1968). Werden kleine Moleküle zu den polymeren Materialien zugegeben, um den Transport von

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einer oder beiden Arten von Ladungsträgern zu verbessern, kann sich die Homogenität der Masse etwas ändern.

Bei Konzentrationen über 6 Gew.% (bis .zu einem Maximum von ungefähr 99,9 Gew.%) erhöht sich die Kristallisationsneigung der Photogeneratorverbindung innerhalb der Matrix. In dem Ausmaß, wie sich die Kristallisationsneigung erhöht, verschlechtern sich die physikalischen Eigenschaften der polymeren Matrix und die Fähigkeit der photoleitfähigen Masse, Ladungen zu halten, wird ebenfalls einen progressiven Abfall zeigen.

Wie zuvor angegeben, können die erfindungsgemäßen Massen leicht hergestellt werden, indem man einfach die Photogeneratorverbindung und das filmbildende isolierende Polymer in geeigneten relativen Anteilen in einem gemeinsamen Lösungsmittel vermischt bzw. kombiniert und anschließend die entstehende Lösung auf ein geeignetes Substrat gießt oder dieses damit überzieht. Die Menge an Materialien, mit denen solche Substrate überzogen werden, sollte ausreichen, um einen trockenen Film mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 0,1 bis ungefähr 200 Mikron zu ergeben. Die genaue Dicke wird durch die Endverwendung des Elements bestimmt. Irgendwelche der Substrate, die üblicherweise bei der Herstellung von elektrophotographischen Abbildungselementen verwendet werden, können mit der obigen Lösung beschichtet werden. Beispiele von Substraten, die für diesen Zweck geeignet sind, umfassen Aluminium, Chrom, Nickel, Messing, metallisierten Kunststofffilm, mit Metall beschichteten Kunststoffilm (beispielsweise aluminisiertes Mylar) und leitfähiges Glas, beispielsweise mit Zinnoxid beschichtetes Glas - NESA-Glas.

Nach der Herstellung des elektrophotographischen Abbildungselements aus den oben beschriebenen Materialien kann das Element bei elektrophotographischen Standardabbildungsverfahren verwendet werden, indem man einfach die Oberfläche

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der photoleitfähigen Isolierschicht des Elements sensibilisiert und anschließend die sensibilisierte Oberfläche mit einem Licht- und Schatten-Bildmuster belichtet. Wenn die Photogeneratorverbindung in einer elektronisch aktiven polymeren Matrix dispergiert ist, sollte die Wellenlänge der aktivierenden elektromagnetischen Strahlung bevorzugt innerhalb der Wellenlänge bzw. des Wellenlängenbereiches des wesentlichen spektralen Ansprechens der Photogeneratorverbindung und außerhalb des Bereiches des wesentlichen Ansprechens der elektronisch aktiven polymeren Matrix liegen. Nach der Bildung des latenten elektrostatischen Bildes auf dem Element kann das Bild auf ein anderes Substrat übertragen werden oder direkt auf der Abbildungsschicht entwickelt und anschließend übertragen werden. Wenn eine oder mehrere solcher Photogeneratorverbindungen innerhalb eines elektronisch aktiven Polymeren oder eines elektronisch aktiven Polymeren, das eine Verbindung mit kleinem Molekül enthält, vorhanden sind, sind die Absorptionsspektren der Masse charakteristisch für die einzelnen Komponenten der Masse, was anzeigt, daß keine erkennbare Zwischenwirkung zwischen der Photogeneratorverbindung und der Matrix stattfindet

t.

Bei solchen Massen, wo die relative Konzentration an Photogeneratorverbindung die Ladungslagerungskapazität der Masse nachteilig beeinflußt, können die Filme, die aus solchen Massen hergestellt werden, mit einem isolierenden (elektronisch "inerten") polymeren Film beschichtet werden. Die dielektrische Dicke dieses Überzugs muß ausreichen, um mindestens einen Teil, wenn nicht die gesamte sensibilisierende Ladung zu tragen. Solche überbeschichteten Abbildungselemente können in Induktionsabbildungssystemen verwendet werden, wie es in den US-Patentschriften 3 324 019, 3 676 117 und 3 653 064 beschrieben wird. Bei dem in der US-PS 3 653 064 beschriebenen Abbildungssystem wird der isolierende Überzug

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einer einheitlichen Koronaladung im Licht unterworfen (wobei die Polarität der Ladung unwesentlich ist). Das sensibilisierte Abbildungselement wird dann mit der Bildinformation gleichzeitig unter Koronaladung mit entgegengesetzter Polarität belichtet. Das mit einem Bild versehene Element wird anschließend mit abgeschirmtem Licht belichtet und das so gebildete latente Bild wird mit geladenen elektroskopischen Tonerteilchen entwickelt und anschließend auf ein Aufnahmeblatt übertragen.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken. Die Herstellungsverfahren und die Bewertung der Massen erfolgen unter den zuvor beschriebenen Standardbedingungen. Die Teile und Prozentgehalte der Beispiele sind, sofern nicht anders angegeben, durch das Gewicht ausgedrückt.

Beispiel 1

Herstellung von 1-Dicyanovinylpyren

Ungefähr 100 g (0,434 Mol) Pyren-1-carboxaldehyd, ungefähr 28,7 g (0,434 Mol) Malononitril, ungefähr 10,4 ml Essigsäure, ungefähr 3,48 g Ammoniumacetat und ungefähr 400 ml Benzol werden unter Rückflußbedingungen 30 Minuten zum Sieden erwärmt. Der gesamte Inhalt des Kolbens kristallisiert und bildet ein tief orangegefärbtes rötliches Produkt, welches in Tetrahydrofuran löslich ist, in Äthanol mäßig löslich ist und in Chlorbenzol stark löslich ist. Dieses Produkt wird aus einer Mischung aus Chlorbenzol und Äthanol (30:70) umkristallisiert. Ausbeute 104,4 g, Fp. 248 bis 250°C.

Ungefähr 5 Gew.Teile 2-Dicyanovinylpyren und 95 Gew.Teile Poly-(N-vinylcarbazol) werden in Tetrahydrofuran gelöst und durch Ziehen wird damit ein aluminisiertes Mylarsubstrat beschichtet. Das beschichtete Substrat wird dann in einen Vakuumofen gestellt und über Nacht stehengelassen. Ausreichend Lösung wird zu dem Substrat zugegeben, um

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einen Polymerüberzug mit einer trockenen Filmdicke von ungefähr 35 Mikron herzustellen. Das Polymer verfärbt sich beim Vermischen mit der Photogeneratorverbindung stark, es verbleibt jedoch im wesentlichen homogen. Die so hergestellte, photoleitfähige Isolierschicht wird durch Koronabeladung mit einem negativen Potential von ungefähr 600 Volt sensibilisiert. Diese sensibilisierte Oberfläche wird durch ein QuarzglasdurchseheinbiId mit einer 100 Watt-Wolfraralampe aus einer Entfernung von 50 cm während einer Zeit belichtet, die ausreicht, um die belichtete Oberfläche der photoleitenden Isolierschicht selektiv zu entladen, und dabei wird ein latentes elektrostatisches Bild gebildet. Das latente elektrostatische Bild wird dann mit positiv geladenen Tonerteilchen entwickelt und das gebildete Tonerbild wird auf ein Blatt unbehandeltes Papier übertragen. Tonerreste, die auf der Oberfläche des Films verbleiben, werden durch Abwischen mit einem weichen Baumwolltuch entfernt. Vor der Wiedersensibilisierung wird die photoleitfähige Isolierschicht mit ultraviolettem Licht gleichzeitig mit positiver Koronabeladung belichtet. Der Kopierzyklus wird dann wiederholt. Die Kopiequalität bleibt gut und ist reproduzierbar .

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Claims

Patentansprüche

Verbindungen der Formel

(R^xv)

R -H oder -CN bedeutet,

R^f, R", R"¹ und R unabhängig voneinander eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit ungefähr 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine Phenyl- oder substituierte Phenylgruppe, worin die Substituenten fähig sind, Elektronen zu den relativ elektronenarmen Zentren innerhalb der Verbindung abzugeben, eine Amino-, Diarylamino-, Dialkylamino- oder Alkoxygruppe bedeuten, und

η im Bereich von 0 bis zu der potentiellen Anzahl der Substitutionsstellen in dem aromatischen Ringsystem liegen kann.

2. Verbindung nach Anspruch 1, nämlich 1-Dicyanovinylpyren.

3. Verbindung nach Anspruch 1, nämlich 1-Tricyanovinylpyren.

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4. Photoleitfähige Masse, enthaltend eine feste Lösung von mindestens einer Photogeneratorverbindung der Formel

CN

(R¹)

(R^1V)

R -H oder -CN bedeutet,

R¹, R", R"« und R^lv unabhängig voneinander eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit ungefähr 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine Phenyl- oder substituierte Phenylgruppe, worin die Substituenten fähig sind, Elektronen zu den relativ elektronenarmen Zentren innerhalb der Verbindung abzugeben, eine Amino-, Diaryiamino-, Dialkylaraino- oder Alkoxygruppe bedeuten, und

η im Bereich von 0 bis zu der potentiellen Anzahl der Substitutions stellen in dem aromatischen Ringsystera liegen kann,

und eine isolierende polymere Matrix, wobei die polymere Matrix fähig ist, Ladungsträger von mindestens einer Polarität schnell und wirksam zu transportieren.

5. Masse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Photogeneratorverbindung ^; 1-Dicyanovinylpyren ist.

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6. Masse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Photogeneratorverbindung 1-Tricyanovinylpyren ist.

7. Masse, enthaltend von ungefähr 0,1 bis ungefähr 99,9 Gew.% mindestens einer Photogeneratorverbindung der Formel

' . R CN !

(R¹)

R -H oder -CN bedeutet,

R', R", R"* und R^1V unabhängig voneinander eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit ungefähr 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine Phenyl- oder substituierte Phenylgruppe, worin die Substituenten fähig sind, Elektronen zu den relativ elektronenarmen Zentren innerhalb der Verbindung abzugeben, eine Amino-, Diarylamino-, Dialkylamino- oder Alkoxygruppe bedeuten, und

η im Bereich von 0 bis zu der potentiellen Anzahl der Substitutionsstellen in dem aromatischen Ringsystem liegen kann,

in einer isolierenden polymeren Matrix, wobei die minimale Konzentration der Photogeneratorverbindung relativ zu, der polymeren Matrix ausreicht, um die Masse photoleitend zu machen.

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net
pyren ist.

Masse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich-, daß die Photogeneratorverbindung 1-Dicyanovinyl-

net
pyren ist.

Masse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich-, daß die Photogeneratorverbindung 1-Tricyanovinyl-

10. Elektrophotographisches Abbildungselement, enthaltend ein photoleitfähiges Substrat und eine photoleitfähige, isolierende Schicht, wirksam dazu angebracht,wobei die photoleitf ähige, isolierende Schicht eine Masse enthält, die von ungefähr 0,1 bis ungefähr 99»9 Gew.% mindestens einer Photogeneratorverbindung der Formel

(R¹)

= C

CN

'CN

(R¹")

R -H oder -CN bedeutet,

,iv

R', R", R"¹ und R unabhängig voneinander eine aliphatische Kohlenwasserstoff gruppe mit ungefähr 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine Phenyl- oder substituierte Phenylgruppe, worin die Substituenten fähig sind, Elektronen zu den relativ elektronenarmen Zentren innerhalb der Verbindung abzugeben, eine Amino-, Diarylamino-, Dialkylamino- oder Alkoxygruppe bedeuten, und

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η im Bereich von O bis zu der potentiellen Anzahl der Substitutionsstellen in dem aromatischen Ringsystera liegen kann,

in einer isolierenden polymeren Matrix enthält, wobei die minimale Konzentration der Photogeneratorverbindung relativ zu der polymeren Matrix ausreicht, um die Masse photoleitend zu machen.

11. Abbildungselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Photogeneratorverbindung 1-Dicyanovinylpyren ist.

12. Abbildungselement nach AnspruchiO, dadurch gekennzeichnet, daß die Photogeneratorverbindung 1-Tricyanovinylpyren ist.

13. Verfahren zur elektrostatographischen Abbildung, dadurch gekennzeichnet , daß man

(a) ein elektrophotographisches Abbildungselement schafft, das ein leitfähiges Substrat und eine photoleitende isolierende Schicht wirksam dazu angebracht.enthält, wobei die photoleitfähige isolierende Schicht eine Masse, die von ungefähr 0,1 bis ungefähr 99,9 Gew.% mindestens einer Photogeneratorverbindung der Formel

(R¹)

CN^-

50984 1 / 1038

R -H oder -CN bedeutet,

R *, R", R"' und R^1V unabhängig voneinander eine aiiphatische Kohlenwässerstoffgruppe mit ungefähr 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine Phenyl- oder substituierte Phenyl gruppe, worin die Substituenten fähig sind, Elektronen zu den. relativ elektronenarmen Zentren innerhalb der Verbindung abzugeben, eine Amino-, Diarylamino-, Dialkylamino- oder Alkoxygruppe bedeuten, und

η im Bereich von 0 bis zu der potentiellen Anzahl der Substitutions stellen in dem aromatischen Ringsystem liegen kann,

in einer isolierenden polymeren Matrix enthält, wobei die minimale Konzentration der Photogeneratorverbindung relativ zu der polymeren Matrix ausreicht, um die Masse photoleitend zu machen, und man

(b) ein latentes elektrostatisches Bild auf dem Element bildet.

14. Abbildungsverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Photogeneratorverbindung 1-Dicyanovinylpyren ist.

15· Abbildungsverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Photogeneratorverbindung 1-Tricyanovinylpyren ist.

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