DE60026104T2

DE60026104T2 - Elektrophotographischer Photorezeptor und elektrophotographisches Bildherstellungsverfahren, elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren und Arbeitseinheit

Info

Publication number: DE60026104T2
Application number: DE60026104T
Authority: DE
Inventors: Akihiko c/o Konica Corporation Hachioji-shi Itami; Hideo c/o Konica Corporation Hachioji-shi Yoshizawa; Masao c/o Konica Corporation Hachioji-shi Asano
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1999-12-13
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2020-12-14
Also published as: US6403270B2; DE60026104D1; EP1109068A3; EP1109068B1; EP1109068A2; US20010006755A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die folgende Erfindung betrifft einen elektrophotographischen Photorezeptor (im Folgenden fallweise auch einfach als Photorezeptor bezeichnet) und ein elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren, eine elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung und eine Behandlungspatrone.
Hintergrund der Erfindung
In den letzten Jahren wurden als organische Photorezeptoren (im Folgenden einfach als Photorezeptoren bezeichnet) in weitem Umfang organische Photorezeptoren verwendet. Im Vergleich zu anderen Photorezeptoren zeigen organische Photorezeptoren insofern Vorteile, als es einfach ist, Materialien zu entwickeln, die verschiedenen Arten von Belichtungslichtquellen im Bereich von sichtbarem Licht bis Infrarotstrahlung entsprechen, die Auswahl von Materialien, die zu einer minimalen Umweltverschmutzung führen, möglich ist, deren Herstellungskosten niedriger sind und dergleichen. Jedoch zeigen die organischen Photorezeptoren insofern Nachteile, als die mechanische Festigkeit unzureichend ist und während der Herstellung zahlreicher Kopien und Drucke die Photorezeptoroberfläche zu Abbau oder Abrieb tendiert.
Da elektrische und mechanische äußere Kräfte direkt an die Oberfläche elektrophotographischer Rezeptoren unter Verwendung von Aufladungseinheiten, Entwicklungseinheiten, Übertragungsmitteln, Reinigungseinheiten und dergleichen angelegt werden, ist Haltbarkeit zur Begegnung derartiger Kräfte erforderlich.
Speziell erforderlich ist Haltbarkeit, um Abnutzung und Abrieb der Photorezeptoroberfläche aufgrund von Reibung, Ober flächenabbau aufgrund von aktivem Sauerstoff, wie Ozon, Stickoxiden und dergleichen, die während einer Koronaentladung erzeugt werden, zu widerstehen.
Bisher wurde zur Verbesserung der Haltbarkeit organischer Photorezeptoren primär eine Minimierung des Abriebs aufgrund des Gleitens von Reinigungsklingen und dergleichen gewünscht. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden Techniken untersucht, wobei eine sehr starke Schutzschicht auf die Photorezeptoroberfläche appliziert wird und dergleichen. Beispielsweise beschreiben die offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nr. 9-190004 und 10-251277 Photorezeptoren, bei denen Siloxanharze mit einer verstärkten Festigkeit in der Oberflächenschicht verwendet werden. Jedoch traten neue Probleme auf, da die aus den Siloxanharzen bestehende sehr starke Schutzschicht niedrige Haltbarkeit aufweist.
Wenn der gleiche organische Photorezeptor wiederholt über einen längeren Zeitraum verwendet wird, nimmt das Restpotential aufgrund von dessen Abbau, der durch Licht, Oxidation aufgrund von durch Entladung gebildeten Produkten und dergleichen verursacht ist, zu. Beispielsweise führt ein durch das Restpotential erzeugtes elektrisches Feld zu elektrostatischen Haftkräften zwischen Papierstaub, der mit einer zu der des Photorezeptors entgegengesetzten Polarität geladen ist. Infolgedessen ist die Adhäsion von Papierstaub an der Photorezeptoroberfläche erhöht. Der haftende Papierstaub wirkt als Keime derart, dass Tonerkomponenten und dergleichen, wie feine Tonerteilchen und dergleichen, fest an der Photorezeptoroberfläche haften und eine Photorezeptorfilmbildung erzeugt wird, die während eines Reinigungsprozesses nicht entfernt werden kann. Bei einem Photorezeptor, der eine größere Haltbarkeitsrate als die Adhäsionsrate von Papierstaub und dergleichen zeigt, ist es möglich, elektrostatisch haftende Materialien ausreichend zu entfernen. Jedoch übersteigt bei Photorezeptoren, die eine niedrigere Haltbarkeitsrate sowie höhere Oberflächenhärte zeigen, die Adhäsionsrate die Haltbarkeitsrate. Infolgedessen erfolgt die Photorezeptorfilmbildung.
Um die Filmbildung zu minimieren, wurde bisher eine Verringerung der physikalischen Haftkraft durch Verringerung der Oberflächenenergie der Schutzschicht versucht. Beispielsweise beschreibt die offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nr. 10-83094 ein Verfahren unter Verwendung einer Schutzschicht mit einer kleinen Oberflächenenergie, die zu einem Kontaktwinkel zwischen der Oberfläche des Photorezeptors und Wasser von mindestens 90° führt. Jedoch werden bei dem Umkehrentwicklungssystem, wobei während des Übertragungsprozesses Übertragungsmedien in einer gegenüber dem Photorezeptor umgekehrten Polarität aufgeladen sind, haftende Materialien, wie Papierstaub und dergleichen, die von Übertragungsmedien erzeugt werden, in einer gegenüber dem Photorezeptor umgekehrten Polarität aufgeladen und infolgedessen wird eine elektrostatische Haftkraft zwischen haftenden Materialien und dem Photorezeptor erzeugt. Daher ist es schwierig, die elektrostatische Haftung von Fremdmaterialien zu minimieren, wenn nur die physikalische Haftkraft der Photorezeptoroberfläche verringert ist.
Zur Überwindung diese Nachteile wurden Untersuchungen durchgeführt. Infolgedessen wurde ermittelt, dass es durch Steuerung der Erhöhung des Restpotentials des Photorezeptors innerhalb des vorgegebenen Bereichs möglich ist, eine Filmbildung von Entwicklermaterialien sowie Papierbögen zu minimieren. Ferner wurde entdeckt, dass es wichtig ist, die Erhöhungsrate des Restpotentials des Photorezeptors innerhalb eines bestimmten Bereich in Bezug auf die Rate der Abriebabnutzung des Photorezeptors spezifisch zu steuern.
Die EP-A-0 772 091 offenbart ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element mit einem Substrat und einer darauf befindlichen lichtempfindlichen Schicht, wobei die Oberflächenschutzschicht des lichtempfindlichen Elements ein Harz, das durch Härten eines härtbaren Organosiliciumpolymers erhalten wird, und eine organosiliciummodifizierte Verbindung mit positivem Löchertransport enthält; eine Behandlungspatrone, die zusätzlich zu dem elektrophotographischen lichtempfindlichen Element mindestens ein Mittel von einem Primärladungsmittel, Entwicklungsmittel und Reinigungsmittel aufweist und die reversibel an einer Bilderzeugungsvorrichtung montiert werden kann; und die Bilderzeugungsvorrichtung unter Verwendung des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines elektrophotographischen Photorezeptors, der hohe Haltbarkeit zeigt und zu hoher Bildqualität führt, und genauer die Bereitstellung eines elektrophotographischen Photorezeptors, der hervorragende Stabilität eines elektrischen Potentials zeigt und Filmbildung minimiert, und die Bereitstellung eines elektrophotographischen Bilderzeugungsverfahrens, einer elektrophotographischen Bilderzeugungsvorrichtung und einer in der Vorrichtung verwendeten Behandlungspatrone.
Die Erfindung und deren Ausführungsformen werden im Folgenden beschrieben.

1. Ein elektrophotographischer Photorezeptor, der einen zylindrischen elektrisch leitenden Träger mit einer darauf befindlichen Mehrzahl von Schichten umfasst, wobei die Schichtdickenverringerungsmenge ΔHd (in μm) 0 ≦ ΔHd < 5 × 10^–6 pro Rotation beträgt und die Restpotentialvariationsmenge 0 ≦ ΔVr < 100 (in V) für den Fall der Bereitstellung eines 0,1 C/cm² entsprechenden elektrischen Stroms auf der Oberfläche des Photorezeptors durch Aufladung und Belichtung beträgt.

Eine der Mehrzahl der Harzschichten ist eine Oberflächenschicht und die Oberflächenschicht umfasst ein Harz auf Siloxanbasis, das Struktureinheiten mit Ladungstransportfähigkeit enthält.
Die Oberflächenschicht umfasst vorzugsweise kolloides Siliciumdioxid.
Die Oberflächenschicht umfasst vorzugsweise ein Antioxidationsmittel.
Der zylindrische elektrisch leitende Träger umfasst vorzugsweise eine Unterschicht, eine Ladungserzeugungsschicht, eine Ladungstransportschicht und die Oberflächenschicht.
Die Ladungserzeugungsschicht umfasst vorzugsweise Titanylphthalocyanin mit einem maximalen Peak bei einem Bragg-Winkel von 27,2 Grad in Bezug auf die Cu-Kα-Linie.
Der Kontaktwinkel zwischen der Oberfläche des Photorezeptors und gereinigtem Wasser beträgt mindestens 90 Grad.
Das elektrophotographische Bilderzeugungsverfahren, das den Prozess der Aufladung, Bildbelichtung, Entwicklung, Übertragung und Reinigung unter Verwendung einer Klinge und die Verwendung eines elektrophotographischen Photorezeptors umfasst, wobei dieser einen zylindrischen elektrisch leitenden Träger mit einer darauf befindlichen Mehrzahl von Harzschichten umfasst, wird durch mehr als 300.000-malige Rotation des elektrophotographischen Photorezeptors unter Bedingungen durchgeführt, wobei die an der gesamten Oberfläche des elektrophotographischen Photorezeptors durch Entwicklung während des Entwicklungsverfahrens haftende durchschnittliche Tonermenge mindestens 0,5 mg/cm² beträgt, die Schichtdickenverringerungsmenge ΔHd (in μm) pro Rotation 0 ≦ ΔHd < 3 × 10^–6 beträgt und die Restpotential variationsmenge ΔVr (in V) pro Rotation 0 ≦ ΔVr < 1 × 10^–5 beträgt.
Bei dem Bilderzeugungsverfahren ist eine der Mehrzahl von Schichten vorzugsweise eine Oberflächenschicht, die ein Harz auf Siloxanbasis mit Ladungstransportfähigkeit zeigenden Struktureinheiten umfasst.
Die Reinigungsklinge, die in dem Klingenreinigungsprozess verwendet wird, weist vorzugsweise eine Härte von 65–75° und eine Stoßelastizität von 15–60 % auf und sie wird mit dem Photorezeptor unter einem Lineardruck von 5 bis 50 g/cm in Kontakt gebracht.
Der Toner eines in dem Entwicklungsverfahren verwendeten Entwicklermaterials ist vorzugsweise mit Pulver mit einem anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 10 – 300 nm als das externe Additiv gemischt und die Adhäsionsrate des externen Additivs Fd beträgt zwischen 10 und 90 %, Fd = [1 – {Sw1 – Sw2}/Sw3]] × 100wobei in der Formel Sw₁ die spezifische Oberfläche nach BET (in m²/g) des an dem externen Additiv haftenden Toners, Sw₂ die spezifische Oberfläche nach BET (in m²/g) des Toners vor der Zugabe des externen Additivs und Sw₃ die spezifische Oberfläche nach BET (in m²/g) des externen Additivs ist.
Der Toner des in dem Entwicklungsverfahren verwendeten Entwicklermaterials ist vorzugsweise mit Pulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 50 nm und mit Pulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von mindestens 60 nm in Kombination als die externen Additive gemischt.
Das Entwicklungsverfahren kann das Umkehrentwicklungssystem verwenden.
Bei dem Bilderzeugungsverfahren umfasst die Oberflächenschicht des elektrophotographischen Photorezeptors vorzugsweise kolloides Siliciumdioxid.
Die Oberflächenschicht umfasst vorzugsweise ein Antioxidationsmittel.
Der zylindrische elektrisch leitende Träger umfasst vorzugsweise eine Unterschicht, eine Ladungserzeugungsschicht, eine Ladungstransportschicht und die Oberflächenschicht.
Bei dem elektrophotographischen Photorezeptor umfasst die Ladungserzeugungsschicht vorzugsweise Titanylphthalocyanin mit einem maximalen Peak bei einem Bragg-Winkel bei 27,2° in Bezug auf die Cu-Kα-Linie.
Der Kontaktwinkel zwischen der Oberfläche des Photorezeptors und Wasser beträgt mindestens 90°.
Der elektrophotographische Photorezeptor wird vorzugsweise wiederholt über mindestens 1.000.000 Rotationen zur Erzeugung von Bildern verwendet.
Eine elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung, die umfasst:
ein Aufladungselement, Bildbelichtungselement, Entwicklungselement, Übertragungselement und Reinigungselement unter Verwendung einer Klinge und einen organischen elektrophotographischen Photorezeptor, der einen zylindrischen elektrisch leitenden Träger mit einer darauf befindlichen lichtempfindlichen Schicht, wobei, wenn das Bilderzeugungsverfahren durch mehr als 300.000malige Rotation des elektrophotographischen Photorezeptors unter Bedingungen durchgeführt wird, wobei die durchschnittliche Tonermenge, die an der gesamten Oberfläche des die Oberflächenschicht umfassenden elektrophotographischen Photorezeptors haftet, mindestens 0,5 mg/cm² während der Entwicklung des Entwicklungsmittels beträgt, die Schichtdickenverringerungsmenge ΔHd (in μm) pro Rotation 0 ≤ ΔHd < 3 × 10^–6 beträgt und die Restpotentialvariationsmenge ΔVr (in V) pro Rotation 0 ≤ ΔVr < 1 × 10^–5 beträgt.
In der elektrophotographischen Bilderzeugungsvorrichtung ist eine der Mehrzahl von Schichten vorzugsweise eine Oberflächenschicht, die ein Harz auf Siloxanbasis mit Ladungstransportfähigkeit zeigenden Struktureinheiten umfasst.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1(a) ist eine Darstellung, die die Kontaktbedingungen einer Reinigungsklinge mit einem Photorezeptor zeigt.
1(b) ist eine Darstellung, die die Beziehung zwischen einer Klinge und einem Photorezeptor zur Erklärung der Formel zeigt.
2 ist eine Schnittdarstellung einer elektrophotographischen Bilderzeugungsvorrichtung als ein Beispiel der Bilderzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Schnittdarstellung einer elektrophotographischen Bilderzeugungsvorrichtung als ein weiteres Beispiel der Bilderzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Schnittdarstellung einer Farbbilderzeugungseinheit unter Verwendung eines Zwischenübertragungsbandes.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Der elektrophotographische Photorezeptor der vorliegenden Erfindung ist ein zylindrischer elektrophotographischer Photorezeptor und der elektrophotographische Photorezeptor, der zur Erzeugung von Bildern wiederholt rotiert wird, unterliegt Abnutzung, was zu einer Zunahme des Restpotentials führt. Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdickenverringerungsmenge pro Rotation ΔHd (in μm) durch 0 ≦ ΔHd < 5 × 10^–6 dargestellt wird und, wenn Aufladung und Belichtung wiederholt werden und ein elektrischer Strom von 0,1 C/cm² fließen kann, die Restpotentialvariationsmenge ΔVr pro cm² durch 0 ≦ ΔVr < 100 (in V) dargestellt wird.
Schichtdickenverringerungsmenge ΔHd (in einer Umgebung normaler Temperatur und normaler Luftfeuchtigkeit (20 °C und RH 50 %)).
In der vorliegenden Erfindung ist die Schichtdickenverringerungsmenge pro Rotation ΔHd (in μm) der Wert, der durch Durchführen des im Folgenden beschriebenen Abnutzungstests erhalten wurde.
Die vorliegende Erfindung wird nun im Folgenden detailliert angegeben.
Bei dem elektrophotographischen Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung beträgt die Schichtdickenverringerungsmenge ΔHd (in μm) pro Rotation des bei dem Bilderzeugungsverfahren verwendeten elektrophotographischen Photorezeptors 0 ≦ ΔHd < 3 × 10^–6 und die Restpotentialvariationsmenge ΔVr (in V) pro Rotation beträgt 0 ≦ ΔVr < 1 × 10^–5.
Schichtdickenverringerungsmenge ΔHd (in μm) pro Rotation
In der vorliegenden Erfindung bedeutet die Schichtdickenverringerungsmenge ΔHd (in μm) pro Rotation des elektrophotographischen Photorezeptors gemäß der hier angegebenen Beschreibung einen Wert, der auf die Weise erhalten wurde, dass eine Reihe von Bilderzeugungsprozessen, die Aufladung, Bildbelichtung, Entwicklung, Übertragung und Reinigung unter Verwendung einer Klinge umfassen, unter mindestens 300.000 Rotationen durchgeführt wird und die erhaltende Schichtdickenvariationsmenge (in μm) durch die Gesamtzahl der Rotationen geteilt wird. Hierbei wurde in den im Folgenden beschriebenen Beispielen die Schichtdicke des Photorezeptors ebenfalls unter Verwendung des im Folgenden beschrieben Verfahrens ermittelt.
1(a) ist eine Darstellung, die die Kontaktbedingungen einer Reinigungsklinge mit dem Photorezeptor in dem Abnutzungstest erklärt.
In Fig. (a) ist die Bezugszahl 1 ein Photorezeptor und θ der Kontaktwinkel. Ferner stellt, wie in 1(a) gezeigt ist, die freie Länge L. der Reinigungsklinge 2 die Länge vom Ende des Trägerelements 3 bis zum Endpunkt der Klinge vor deren Verformung dar.
Die Bezugszahl 4 ist eine Schraube zur Sicherung des Trägerelements 3, während "h" die Dicke der Klinge ist.
Ferner ist der Kontaktwinkel θ der Winkel zwischen der Tangentiallinie am Kontaktpunkt A des Photorezeptors und der Klinge vor deren Deformation (in 1(a) als gestrichelte Linie angegeben).
Ferner ist, wie in 1(a) angegeben ist, die Druckeingriffmenge "a" die Differenz zwischen dem Radius r₀ des Außenumfangs eines Photorezeptors und dem Radius r₁ des Kreises S₁ mit der Zentralachse C des Photorezeptors, der sich an der Position A' der Klinge vor deren Deformation (in 1(a) als gestrichelte Linie angegeben) befindet.
Die Parameter physikalischer Eigenschaften, Härte und Stoßelastizität der Kautschukklinge, die aus elastischen Materialien besteht, die für die Reinigungsklinge verwendet werden, werden jeweils unter Verwendung von JIS A Hardness and Physical Test Method of Vulcanized Rubber JIS K6301 ermittelt.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Reinigungsklinge kann aus Siliconkautschuk, Urethankautschuk und dergleichen bestehen, jedoch ist eine aus Urethankautschuk bestehende Klinge bevorzugt.
Ferner bedeutet die hier beschriebene Tonerhaftmenge das Gewicht des Toners pro cm², das auf der Photorezeptoroberfläche durch Biasentwicklung unter Verwendung einer Entwicklungseinheit entwickelt wird. In dem Abnutzungstest der vorliegenden Erfindung entspricht sie der Tonermenge pro cm², die durch die Reinigungsklinge entfernt wird.
Die Tonerhaftmenge wird wie im Folgenden erhalten. Toner, der an der Photorezeptoroberfläche durch Entwickeln haftet, wird auf ein Klebeband übertragen und die Gewichtsdifferenz des Bands wird vor und nach der Übertragung des Toners erhalten und die erhaltene Differenz wird in ein Volumen pro cm² umgewandelt.
Abnutzungstest
Ein mit einem Antriebsabschnitt verbundener elektrophotographischer Photorezeptor wurde mit einer Reinigungsklinge mit einer Härte von 70 ± 3°, einer Stoßelastizität von 35 ± 5 %, einer Dicke von 0,2 mm und einer freien Länge von 9 ± 0,3 mm unter den Bedingungen eines Kontaktwinkels von 10 ± 0,5° in Gegenrichtung und einer Druckeingriffmenge von 1,5 ± 0,5 mm in Kontakt gebracht. Während der elektrophotographische Photorezeptor unter Verwendung des Antriebsabschnitts so rotiert wurde, dass eine Rotation innerhalb von 0,1 bis 10 Se kunden durchgeführt ist, wurden Tonerteilchen mit einem volumengemittelten Teilchendurchmesser von 8,5 ± 0,5 μm, die mit einem Pulver mit einem anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 10 bis 40 nm als externem Additiv in einer Menge von 1 ± 0,2 Gew.-%, bezogen auf den Toner, gemischt waren, einer Entwicklung derart unterzogen, dass sich eine haftende Menge von 0,15 ± 0,05 mg/cm² ergab. Nach der Entwicklung wurden die Tonerteilchen entfernt. Wenn der elektrophotographische Photorezeptor mindestens 100.000 Rotationen unterzogen war, wurde die Schichtdickenvariationsmenge des Photorezeptors ermittelt und der durch die Division der erhaltenen Menge durch die Zahl der Rotationen erhaltene Wert als die Schichtdickenverringerungsmenge pro Rotation bezeichnet.
Das spezielle Beispiel der Messung der Schichtdickenverringerungsmenge der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben. Ein Konica 7040 Digitalkopierer, hergestellt von Konica Corp., wurde modifiziert, und eine Abnutzungstestvorrichtung, die nur aus einem Entwicklungsabschnitt und einem Reinigungsabschnitt bestand, wurde hergestellt. Der Reinigungsabschnitt wurde mit einer Reinigungsklinge mit einer Härte von 70°, einer Stoßelastizität von 35 %, einer Dicke von 2 mm und einer freien Länge von 9 mm unter den Bedingungen eines Kontaktwinkels von 10° in Gegenrichtung und einer Druckeingriffsmenge von 1,5 mm in Kontakt gebracht. Anschließend wurde, während ein zylindrischer elektrophotographischer Photorezeptor von 60 mm Φ mit einer Lineargeschwindigkeit von 210 mm/s rotiert wurde, eine Entwicklung so durchgeführt, dass eine haftende Tonermenge von 0,1 bis 0,2 mg/cm² realisiert wurde, wobei die Potentialdifferenz zwischen dem Biaspotential des Entwicklungsabschnitts und einem Photorezeptor, der geerdet war, genutzt wurde. Als Toner wurde beispielsweise einer mit einem volumengemittelten Teilchendurchmesser von 8,5 μm verwendet, der mit Titanoxid mit einem anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 30 nm und hydrophobem Siliciumdioxidpulver mit einem anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 12 nm (das Verhältnis von Titanoxid zu Siliciumdioxid betrug 3/2 in Form des Gewichtsverhältnisses) als den externen Additiven in einer Menge von 1 Gew.-% , bezogen auf den Toner, gemischt war. Unter Verwendung des Toners wurde die Reinigung durchgeführt. Unter diesen Bedingungen wurde der elektrophotographische Photorezeptor mindestens 100.000 Mal in einer Umgebung normaler Temperatur und normaler Luftfeuchtigkeit (20 °C und 50 % RH) rotiert und der Entwicklungs-/Reinigungsprozess wiederholt durchgeführt. Dann wurde die Schichtvariationsmenge (Differenz gegenüber der ursprünglichen Schichtdicke) des Photorezeptors ermittelt. Der ermittelte Wert wurde durch die Zahl der Rotationen des Photorezeptors geteilt und der erhaltene Wert wurde als der Schichtdickenverringerungswert pro Rotation bezeichnet.
*Messverfahren der Schichtdicke
Zehn Stellen einer lichtempfindlichen Schicht mit einer gleichförmigen Dicke wurden willkürlich ausgewählt und die Schichtdicke an diesen Stellen wurde gemessen. Der Mittelwert der erhaltenen Dicke wurde als die Schichtdicke bezeichnet. Als die Schichtdickenmessvorrichtung wurde ein Eddy-Stromsystem-Schichtdickenmessinstrument Eddy 560C (hergestellt von Helmut Fischer GMTE) verwendet.
Restpotentialvariationsmenge (in einer Umgebung normaler Temperatur und normaler Luftfeuchtigkeit (20 °C und 50 % RH))
Andererseits bedeutet das Restpotential allgemein ein Potential, das von dem mit 300 V oder mehr aufgeladenen Photorezeptor erhalten wurde, in Form eines Absolutwerts, wobei dieser einer üblichen Belichtung unterzogen wurde. Speziell zeigt es das Oberflächenpotential an dem Zeitpunkt, wenn eine Kurve, die durch Auftragen der Belichtungsmenge auf der Abszisse und des Oberflächenpotentials des Photorezeptors auf der Ordinate erhalten wird, minimale Än derung zeigt. Jedoch ist in der vorliegenden Erfindung das Restpotential wie im Folgenden beschrieben definiert.
Das heißt, das hier beschriebene Restpotential ist als das Oberflächenpotential definiert, das innerhalb von einer Minute ab eine Sekunde nach Belichten eines mit 300 bis 900 V aufgeladenen Photorezeptors in Form des Absolutwerts unter Verwendung von Licht in einer Menge der Halbabbaubelichtungsmenge mit einem Faktor 10 bis 50 erhalten wird.
Die Restpotentialvariationsmenge kann aus der Differenz zwischen dem anfänglichen Restpotential (der Wert, der ermittelt wird, wenn Aufladung und Belichtung mit einer Menge des zwischen 10- und 50-fachen der Halbabbaubelichtungsmenge einmal durchgeführt werden) des hergestellten Photorezeptors und dem Restpotential, das ermittelt wurde, nachdem der Integralwert des elektrischen Stroms, der in den Rezeptor fließt, 0,1 Coulomb pro cm² bei wiederholter Durchführung der Aufladung und Belichtung (mit einer Lichtmenge zwischen dem 10- und 50-fachen der Halbabbaubelichtungsmenge) erreicht, erhalten werden. Das Intervall zwischen der Aufladung und der Belichtung wird auf nicht weniger als 0,1 Sekunden eingestellt, so dass Aufladung und Belichtung nicht überlappen. Ferner wird ein Zyklus der Aufladung und der Belichtung auf zwischen 0,1 und 10 Sekunden eingestellt und die Aufladung und Belichtung werden mit Ausnahme des Zeitraums, wenn die Variationsmenge gemessen wird, kontinuierlich wiederholt. Als Restpotential wird der Wert verwendet, der innerhalb von 10 min, nachdem der Integralwert des einfließenden elektrischen Stroms 0,1 Coulomb pro cm² erreicht, ermittelt wird.
Der Integralwert des einfließenden elektrischen Stroms, der hier beschrieben wird, bedeutet den gesamten elektrischen Strom, der während des Prozesses, wobei Aufladung und Belichtung wiederholt durchgeführt werden, von dem elektrisch leitenden Träger in das Innere des Photorezeptors geflossen ist. In der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Integralwert durch Ermittlung der Ladungsmenge pro Zeiteinheit, die in den zylindrischen Photorezeptor von der Erde über den geerdeten zylindrischen elektrisch leitenden Träger geflossen ist und durch Bilden des Produkts der erhaltenen Ladungsmenge und der Zeit, in der das Potential abgebaut wird, zu erhalten. Es ist möglich, den Integralwert des einfließenden elektrischen Stroms pro cm² durch Division des Gesamtwerts des elektrischen Stroms, der in den zylindrischen Photorezeptor durch die Oberfläche des zylindrischen Photorezeptors geflossen ist, zu erhalten. Ferner ist es möglich, die Ladungsmenge pro Zeiteinheit unter Verwendung eines Amperometers, das mit einem Erdungskabel, das zur Erdung des zylindrischen elektrisch leitende Trägers verwendet wird, verbunden ist, zu ermitteln.
Ferner ist die hier beschriebene Halbabbaubelichtungsmenge als die Belichtungsmenge definiert, die zum Abbau des Oberflächenpotentials V des Photorezeptors auf 1/2 des Aufladungspotentials V₀ ausgehend von dem Aufladungspotential V₀ notwendig ist. Speziell wird das Produkt aus der erforderlichen Zeit, in der das Oberflächenpotential V₀/2 bei Bereitstellen einer Lichtbestrahlung des auf V₀ aufgeladenen Photorezeptors mit Licht mit konstanter Energie (die Beziehung zwischen der Wellenlänge und Intensität von emittiertem Licht) erreicht, und der Energie erhalten. In diesem Fall wird ein potentieller Abbauteil (Dunkelabbauteil), der während einer elektrischen Dunkelentladung auftritt, kompensiert. Es ist möglich, die Halbabbaubelichtungsmenge unter Verwendung des erhaltenen Produkts zu berechnen.
Ein spezielles Beispiel für die Restpotentialmessung wird nun beschrieben. Ein Konica 7040 Digitalkopierer, hergestellt von Konica Corp., wurde modifiziert, und eine Potentialbewertungsvorrichtung wurde hergestellt, die aus einem Aufladungsabschnitt sowie einem LED-Belichtungsabschnitt bestand und in der ein Oberflächenelektrometer zwischen dem LED-Belichtungsabschnitt und der Aufladungselektrode in Bezug auf die Richtung der Rotation des Photorezeptors installiert war. In einer Umgebung normaler Temperatur und normaler Luftfeuchtigkeit (20 °C und 50 % RH) wurde das anfängliche Aufladungspotential auf –750 V eingestellt und das Oberflächenpotential erhalten, das eine Sekunde nach Belichtung unter Verwendung von einer Bestrahlung mit LED-Licht mit einer Lichtmenge des 10fachen der Halbabfallbelichtungsmenge erhalten wurde, und das anfängliche Restpotential bestimmt. Anschließend wurden Aufladung und Belichtung mit LED-Licht wiederholt durchgeführt. Unter Überwachung des elektrischen Stroms, der in den Photorezeptor floss, wurde die Wiederholung durchgeführt, bis der Integralwert des einfließenden elektrischen Stroms 0,1 C pro Einheitsfläche erreichte. Nach Erreichen von 0,1 C wurde der Restpotentialwert des Photorezeptors auf die gleiche Weise wie das anfängliche Potential erhalten. Die Variationsmenge wurde unter Verwendung der Differenz zwischen dem erhaltenen Restpotential und dem anfänglichen Restpotential berechnet.
Die Restpotentialvariationsmenge ΔVr (in V) pro Rotation bedeutet den Wert, der derart erhalten wird, dass Bilderzeugungsprozesse mindestens 300.000 mal unter Verwendung eines elektrophotographischen Rezeptors in der gleichen Bilderzeugungsvorrichtung durchgeführt werden und die Differenz zwischen dem vor der ersten Rotation ermittelten Restpotential und dem nach der letzten Bilderzeugungsrotation ermittelten Restpotential durch die Gesamtzahl der Rotationen des für die Bilderzeugungsverfahren verwendeten Photorezeptors dividiert wird.
In der vorliegenden Erfindung ist die Schichtdickenverringerungsmenge ΔHd (in μm) pro Rotation des elektrophotographischen Photorezeptors sowie die Restpotentialvariationsmenge ΔVr (in V) pro Rotation ein extrem kleiner Wert. Daher ist es zum Erreichen genauerer Werte notwendig, dass der elektrophotographische Photorezeptor nach der Durchführung von Bilderzeugungsverfahren von mindestens 300.000 Rotationen an dem elektrophotographischen Photorezeptor von den Bilderzeugungsverfahren entfernt wird und jeweilige Werte der Schichtdicke und des Restpotentials erhalten werden.
Andererseits bedeutet der hier beschriebene Ausdruck "unter den Bedingungen, bei denen eine Bilderzeugung so durchgeführt wird, dass die durchschnittliche, an der gesamten Oberfläche des elektrophotographischen Photorezeptors durch Entwicklung haftende Tonermenge während des Entwicklungsprozesses mindestens 0,5 mg/cm² beträgt", dass das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung Bedingungen regelt, die allgemein und in weitem Umfang zur Bilderzeugung verwendet werden. Daher wird das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung nicht als eines betrachtet, bei dem eine Zahl von Blättern unter Bedingungen kopiert werden, bei denen keine Bilder erzeugt werden. Ferner können die Bilderzeugungsverfahren mit mindestens 300.000 Rotationen entweder kontinuierlich oder intermittierend durchgeführt werden.
Ferner können die Umgebungsbedingungen der Temperatur und Luftfeuchtigkeit für das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung die typischer Büros sein, in denen Bilderzeugung allgemein durchgeführt wird. Es wird angenommen, dass die Bilderzeugung bei Temperaturen von 0 °C bis 40 °C und einer Luftfeuchtigkeit von 10 % durchgeführt wird. Daher ist es notwendig, dass die Schichtdickenverringerungsmenge sowie die Restpotentialvariationsmenge unter diesen Bedingungen erreicht wird.
Als das Bilderzeugungsverfahren zur Verringerung der Schichtdickenverringerungsmenge sowie der Restpotentialvariationsmenge derart, dass es in dem Bereich der vorliegenden Erfindung liegt, ist eines, das im Folgenden beschrieben wird, bevorzugt. Jedoch können andere Bilderzeugungsverfahren verwendet werden. Elektrophotographische Photorezeptoren, die bei dem Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung und verwandten Bilderzeugungsverfahren vorzugsweise verwendet werden, werden nun beschrieben.
Bei elektrophotographischen Bilderzeugungsverfahren wird die Schichtdickenverringerungsmenge ΔHd (in μm) pro Rotation des elektrophotographischen Photorezeptors in Abhängigkeit von hauptsächlich Faktoren wie der Schichtfestigkeit (A) des für das Bilderzeugungsverfahren verwendeten elektrophotographischen Photorezeptors, von Eigenschaften sowie Kontaktbedingungen (B) der während des Reinigungsprozesses verwendeten Reinigungsklinge und von dem Toner (C), der über die Photorezeptoroberfläche zusammen mit der Reinigungsrakel läuft, bestimmt.
Andererseits wurde angenommen, dass die Restpotentialvariationsmenge ΔVr (in V) hauptsächlich in Abhängigkeit von Faktoren wie elektrophotographischen Eigenschaften des Photorezeptors während der Wiederholung von Aufladung und Belichtung und insbesondere der Verschlechterung der Ladungsträgererzeugungsfähigkeit und der Ladungsträgermobilität (D) bestimmt wird.
Um die Schichtdickenverringerungsmenge ΔHd (in μm) sowie die Restpotentialvariationsmenge ΔVr (in V) pro Rotation des elektrophotographischen Photorezeptors derart einzustellen, dass sie im Bereich der vorliegenden Erfindung liegen, ist es daher wichtig, die vier maßgeblichen Faktoren (A), (B), (C) und (D) zu steuern. Die elektrophotographischen Photorezeptoren, die Eigenschaften und Kontaktbedingungen der Reinigungsklinge und des Toners, die vorzugsweise in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, werden nun detailliert angegeben.
Für die vorliegende Erfindung ist es erforderlich, einen elektrophotographischen Photorezeptor mit derartigen hervorragenden Eigenschaften, dass, wenn die Schichtdickenverringerungsmenge klein ist, die Restpotentialvariationsmenge ebenfalls klein ist, zu entwickeln. Als Photorezeptor, der beides erfüllt, entwickelten die Erfinder der vorliegenden Erfindung einen elektrophotographischen Rezeptor, der als Oberflächenschicht eine Harzschicht auf Siloxanbasis aufweist, die die im Folgenden beschriebene Ladungstransportfähigkeit zeigt.
Bilderzeugungsverfahren, die den elektrophotographischen Photorezeptor der vorliegenden Erfindung betreffen, werden nun beschrieben.
Bei dem elektrophotographischen Photorezeptor der vorliegenden Erfindung werden hervorragende Eigenschaften, wie die Oberflächenschichtfestigkeit mit hoher Härte und die minimale Erhöhung der Variation des Restpotentials, durch synergistische Wirkungen von Rezepturen der Harzoberflächenschicht auf Siloxanbasis, die Ladungstransportfähigkeit aufweist, der lichtempfindlichen Schicht und der Unterschicht erreicht.
Der Aufbau des elektrophotographischen Photorezeptors der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.
Zylindrischer elektrisch leitender Träger
Der zylindrische elektrisch leitende Träger gemäß der Beschreibung in der vorliegenden Erfindung bedeutet einen zylindrischen Träger, der durch wiederholte Rotation kontinuierlich Bilder erzeugen kann. Ein elektrisch leitender Träger mit einem tatsächlichen Kreisförmigkeitsgrad im Bereich von nicht mehr als 0,1 mm sowie einer Schwankung im Bereich von 0,1 mm ist bevorzugt. Wenn die Kreisförmigkeit sowie die Schwankung diesen Bereich übersteigt, wird es schwierig, hervorragende Bilder herzustellen.
Als elektrisch leitende Materialien können Metallzylinder, die aus Aluminium, Nickel und dergleichen bestehen, Kunststoffzylinder, die mit Aluminium, Zinnoxid, Indiumoxid und dergleichen bedampft sind, oder Papier-Kunststoffzylinder, die mit diesen Arten elektrisch leitender Materialien beschichtet sind, verwendet werden. Die elektrisch leitenden Träger zeigen vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von 10³ Ωcm oder mehr.
Der zylindrische elektrisch leitende Träger mit mindestens zwei darauf befindlichen Harzschichten gemäß der Beschreibung in der vorliegenden Erfindung bedeutet einen zylindrischen elektrisch leitenden Träger mit mindestens zwei darauf befindlichen Schichten, bei denen Harze die Hauptfunktion für die Schichtbildung zeigen, und die Harzschicht besteht aus mindestens zwei Schichten von einer Unterschicht, einer lichtempfindlichen Schicht sowie zusätzlich einer Ladungserzeugungsschicht, Ladungstransportschicht und dergleichen.
Die bevorzugte Schichtkonfiguration des elektrophotographischen Photorezeptors der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.
Unterschicht
Zur Verbesserung der Haftung zwischen dem elektrisch leitenden Träger und der lichtempfindlichen Schicht oder zur Minimierung einer Ladungsinjektion von dem Träger wird die Unterschicht oder U-Coat-Schicht (UCL) bereitgestellt, die an dem Photorezeptor der vorliegenden Erfindung zwischen dem Träger und der lichtempfindlichen Schicht verwendet wird. Als Materialien der Unterschicht werden Polyamidharze, Vinylchloridharze, Vinylacetatharze und Copolymerharze, die mindestens zwei Wiederholungseinheiten dieser Harze umfassen, aufgelistet. Von diesen Haftgrundierungsharzen sind Polyamidharze als die Harze bevorzugt, die zur Minimierung einer Erhöhung des Restpotentials nach wiederholter Verwendung fähig sind. Ferner beträgt die Dicke der aus diesen Harzen bestehenden Zwischenschicht vorzugsweise zwischen 0,01 und 5 μm.
Als Unterschichten, die vorzugsweise verwendet werden, werden diejenigen aufgelistet, die aus härtbaren Metallharzen bestehen, die einer Thermohärtung unter Verwendung organischer Metallverbindungen, wie Silankopplungsmittel, Titankopplungsmittel und dergleichen, unterzogen werden. Die Dicke der Zwischenschicht, die aus den härtbaren Metallharzen besteht, beträgt vorzugsweise zwischen 0,1 und 2 μm.
Lichtempfindliche Schicht
Die Konfiguration der lichtempfindlichen Schicht des Photorezeptors der vorliegenden Erfindung kann eine sein, die eine Einzelschichtstruktur auf der Zwischenschicht umfasst, die Ladungserzeugungsfunktion sowie Ladungstransportfunktion zeigt. Jedoch besteht eine bevorzugte Konfiguration darin, dass die lichtempfindliche Schicht aus einer Ladungserzeugungsschicht (CGL) und einer Ladungstransportschicht (CTL) besteht. Bei Verwendung dieser Konfiguration getrennter unterschiedlicher Funktionen ist es möglich, eine Erhöhung des Restpotentials bei wiederholter Verwendung auf niedrigem Niveau zu kontrollieren und die anderen elektrophotographischen Eigenschaften ohne weiteres auf gewünschte Werte zu steuern. Ein negativ aufladbarer Photorezeptor ist vorzugsweise derart zusammengesetzt, dass auf der Zwischenschicht die Ladungserzeugungsschicht (CGL) appliziert ist, worauf die Ladungstransportschicht appliziert ist. Andererseits ist ein positiv aufladbarer Photorezeptor derart zusammengesetzt, dass die in dem negativ aufladbaren Photorezeptor verwendete Reihenfolge der Schichten umgekehrt ist.
Die bevorzugte Konfiguration der lichtempfindlichen Schicht ist die Konfiguration des negativ aufladbaren Photorezeptors mit der unterschiedlichen funktionalen Struktur.
Die Konfiguration der lichtempfindlichen Schicht des negativ aufladbaren Photorezeptors mit getrennter unterschiedlicher Funktion wird nun beschrieben.
Ladungserzeugungsschicht
Die Ladungserzeugungsschicht umfasst Ladungserzeugungsmaterialien (CGM). Als andere Materialien können, falls gewünscht, Harzbindemittel und andere Additive eingearbeitet werden.
Als die Ladungserzeugungsmaterialien können die üblicherweise einschlägig bekannten verwendet werden. Beispielsweise können Phthalocyaninpigmente, Azopigmente, Perylenpigmente, Azuleniumpigmente und dergleichen verwendet werden. Von diesen sind CGMs, die zur Minimierung einer Erhöhung des Restpotentials bei wiederholter Verwendung fähig sind, diejenigen, die eine dreidimensionale elektrische Potentialstruktur umfassen, die zur Bildung einer stabilen agglomerierten Struktur einer Vielzahl von Molekülen fähig ist. Speziell aufgelistet werden CGMs aus Phthalocyaninpigmenten und Perylenpigmenten mit einer spezifischen kristallinen Struktur. Beispielsweise führen Titanylphthalocyanin mit einem maximalen Peak bei einem Braggwinkel 2θ von 27,2° in Bezug auf die Cu-Kα-Linie, Benzimidazolperylen mit einem maximalen Peak des Braggwinkels 2θ von 12,4° und dergleichen zu minimalem Abbau nach wiederholter Verwendung und sie können die Erhöhung des Restpotentials minimieren.
Wenn in der Ladungserzeugungsschicht Bindemittel als die Dispersionsmedien von CGM verwendet werden, können als Bindemittel beliebige der einschlägig bekannten Harze verwendet werden. Als die bevorzugten Harze werden Formalhar ze, Butyralharze, Siliconharze, siliconmodifizierte Butyralharze, Phenoxyharze und dergleichen aufgelistet. Das Verhältnis von Harzbindemitteln zu Ladungserzeugungsmaterialien beträgt vorzugsweise zwischen 20 und 600 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Harzbindemittel. Durch Verwendung dieser Harze ist eine Minimierung der Erhöhung des Restpotentials bei wiederholter Verwendung möglich. Die Dicke der Ladungserzeugungsschicht beträgt vorzugsweise zwischen 0,01 und 2 μm.
Ladungstransportschicht
Die Ladungstransportschicht umfasst Ladungstransportmaterialien (CTM) sowie Bindemittel, die CTM dispergieren und einen Film bilden. Als andere Materialien, können, falls gewünscht, Additive, wie Antioxidationsmittel und dergleichen, eingearbeitet werden.
Als Ladungstransfermaterialien (CTM) können beliebige einschlägig bekannte verwendet werden. Beispielsweise ist es möglich, Triphenylaminderivate, Hydrazonverbindungen, Styrylverbindungen, Benzidinverbindungen, Butadienverbindungen und dergleichen zu verwenden. Diese Ladungstransportmaterialien werden üblicherweise in passenden Harzbindemitteln gelöst und dann einer Filmbildung unterzogen. Von diesen sind CTMs, die zur Minimierung der Erhöhung des Restpotentials bei wiederholter Verwendung fähig sind, diejenigen, die Eigenschaften wie eine hohe Mobilität sowie eine Ionisierungspotentialdifferenz von nicht mehr als 0,5 eV und vorzugsweise nicht mehr als 0,25 eV gegenüber einem kombinierten CGM zeigen.
Das Ionisierungspotential von CGM und CTM wird unter Verwendung eines Surface Analyzer AC-1 (hergestellt von Riken Keiki Co.) ermittelt.
Als in der Ladungstransportschicht (CTL) verwendete Harze werden beispielsweise Polystyrol, Acrylharze, Methacrylharze, Vinylchloridharze, Vinylacetatharze, Polyvinylbutyralharze, Epoxyharze, Polyurethanharze, Phenolharze, Polyesterharze, Alkydharze, Polycarbonatharze, Siliconharze, Melaminharze und Copolymere, die mindestens zwei Wiederholungseinheiten dieser Harze umfassen, und außer diesen Isolierharze, hochmolekulare organische Halbleiter, wie Poly-N-vinylcarbazol, angegeben.
Polycarbonatharze sind als CTL-Bindemittel stark bevorzugt. Polycarbonatharze sind wegen verbesserter Dispergierbarkeit von CTM sowie elektrophotographischer Eigenschaften besonders bevorzugt. Im Falle eines Photorezeptors, in dem die Ladungstransportschicht als Oberflächenschicht verwendet wird, sind Polycarbonate, die hohe mechanische Abriebbeständigkeit zeigen, bevorzugt und Polycarbonate mit einem mittleren Molekulargewicht von mindestens 40.000 bevorzugt. Das Verhältnis von Harzbindemitteln zu Ladungstransportmaterialien beträgt vorzugsweise zwischen 10 und 200 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Harzbindemittel. Ferner beträgt die Dicke der Ladungstransportschicht vorzugsweise zwischen 10 und 40 μm.
Oberflächenschicht (Oberflächenschicht, die ein Ladungstransportfähigkeit aufweisendes Harz auf Siloxanbasis umfasst)
Elektrophotographische Photorezeptoren der vorliegenden Erfindung, die hohe Härte aufweisen sowie die Erhöhung des Restpotentials minimieren, sind diejenigen, bei denen eine Harzschicht, die Harze auf Siloxanbasis mit Ladungstransportfähigkeit zeigenden Struktureinheiten umfasst, als Oberflächenschicht verwendet wird. Die Harzschicht auf Siloxanbasis wird durch Applikation einer Beschichtungszusammensetzung, die durch Verwendung von organischen Siliciumverbindungen der im Folgenden beschriebenen allgemeinen Formel (1) als Ausgangsmaterialien hergestellt wurde, auf einen Träger und anschließendes Trocknen der aufgetragenen Schicht gebildet. Diese Ausgangsmaterialien erfahren in einem hydrophilen Lösemittel Hydrolyse und führen anschließend zu einer Kondensationsreaktion. Daher bilden sie Kondensationsprodukte (Oligomere) organischer Siliciumverbindungen in einem Lösemittel. Durch Applikation dieser Beschichtungszusammensetzungen auf einen Träger und anschließendes Trocknen der gebildeten aufgetragenen Schicht ist es möglich, eine Harzschicht zu bilden, die eine dreidimensionale Netzstruktur bildende Harze auf Siloxanbasis umfasst.
Allgemeine Formel (1) (R)_n-Si-(X)_4–n worin R für eine organische Gruppe, worin ein Kohlenstoffatom direkt an einem Siliciumatom bindet, steht, X für eine Hydroxylgruppe oder eine hydrolysierbare Gruppe steht und n für eine ganze Zahl von 0 bis 3 steht.
In organischen Siliciumverbindungen der allgemeinen Formel (1) werden als durch R dargestellte organische Gruppen, in denen das Kohlenstoffatom direkt an das Silicium bindet, eine Alkylgruppe, wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl und dergleichen; eine Arylgruppe, wie Phenyl, Tolyl, Naphthyl, Biphenyl und dergleichen; eine epoxyhaltige Gruppe, wie γ-Glycidoxypropyl, β-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyl und dergleichen; eine Acryloyl oder Methacryloyl enthaltende Gruppe, wie γ-Acryloxypropyl und γ-Methacryloxypropyl; eine Hydroxy enthaltende Gruppe, wie γ-Hydroxypropyl, 2,3-Dihydroxypropyloxypropyl und dergleichen; eine Vinyl enthaltende Gruppe, wie Vinyl, Propenyl und dergleichen; eine Mercapto enthaltende Gruppe, wie γ-Mercaptopropyl und dergleichen; eine Amino enthaltende Gruppe, wie γ-Aminopropyl, N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropyl und dergleichen; eine Halogen enthaltende Gruppe, wie γ-Chlorpropyl, 1,1,1-Trifluorpropyl, Nonafluorhexyl, Perfluoroctylethyl und dergleichen; und andere, wie eine nitro- oder cyanosubstituierte Alkylgruppe, aufgelistet. Speziell bevorzugt sind Alkylgruppen, wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl und dergleichen. Ferner werden als durch X dargestellte hydrolysierbare Gruppen eine Alkoxygruppe, wie Methoxy, Ethoxy und dergleichen, ein Halogenatom und eine Acyloxygruppe aufgelistet. Speziell bevorzugt sind Alkoxygruppen mit nicht mehr als 6 Kohlenstoffatomen.
Ferner können organische Siliciumverbindungen der allgemeinen Formel (1) individuell oder in Kombinationen von zwei oder mehreren Arten verwendet werden. Jedoch ist es günstig, mindestens eine Art organischer Siliciumverbindungen der allgemeinen Formel (1), worin n 0 oder 1 ist, zu verwenden.
Ferner können in den speziellen organischen Siliciumverbindungen der allgemeinen Formel (1), wenn n mindestens 2 ist, mehrere Reste R gleich oder verschieden sein. Auf die gleiche Weise können, wenn n nicht mehr als 2 ist, mehrere Reste X gleich oder verschieden sein. Ferner können, wenn mindestens zwei Arten organischer Siliciumverbindungen der allgemeinen Formel (1) verwendet werden, R und X in jeder Verbindung gleich oder verschieden sein.
Die Harzschicht wird vorzugsweise so gebildet, dass kolloides Siliciumdioxid in die Zusammensetzung, die die organischen Siliciumverbindungen oder hydrolysierte Kondensationsprodukte derselben umfasst, eingearbeitet wird. Das hier beschriebene kolloide Siliciumdioxid bedeutet Siliciumdioxidteilchen, die kolloid in einem Dispersionsmedium dispergiert werden. Das kolloide Siliciumdioxid kann während jeder Stufe der Herstellung der Beschichtungszusammensetzung zugegeben werden. Das kolloide Siliciumdioxid kann in der Form eines Sols auf Wasserbasis oder Alkoholbasis zugegeben werden, und ein in der Gasphase hergestelltes Aerosol kann direkt in die Beschichtungszusammensetzung dispergiert werden.
Ferner können Metalloxide, wie Titanoxid, Aluminiumoxid und dergleichen, in der Form eines Sols oder einer Teilchendispersion zugegeben werden.
Kolloides Siliciumdioxid und die tetrafunktionalen (n = 0) oder trifunktionalen (n = 1) organischen Siliciumverbindungen ergeben durch die Bildung einer Brückenstruktur Elastizität sowie Steifigkeit mit der Harzschicht der vorliegenden Erfindung. Mit zunehmendem Anteil bifunktionaler Siliciumverbindungen (n = 2) nimmt die Kautschukelastizität sowie Hydrophobie zu. Unifunktionale Siliciumverbindungen (n = 3) erfahren keine Polymerisation, erhöhen jedoch die Hydrophobie bei Reaktion mit verbleibenden SiOH-Gruppen, die keiner Reaktion unterzogen wurden.
Zur Herstellung der Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung, die hohe Härte sowie Elastizität zeigen soll, wird mindestens eine Art der tetrafunktionalen (n = 0) oder trifunktionalen (n = 1) organischen Siliciumverbindungen vorzugsweise als Ausgangsmaterial verwendet, um eine mit der gewünschten Elastizität sowie der gewünschten Steifigkeit ausgestattete Harzschicht auf Siloxanbasis zu bilden.
Es ist möglich, eine Erhöhung des Restpotentials der Harzschicht, die aus Harzen auf Siloxanbasis besteht, die Struktureinheiten mit Ladungstransportfähigkeit aufweisen, die unter Verwendung einer Kondensationsreaktion der organischen Siliciumverbindungen oder von Kondensationsprodukten derselben mit den Verbindungen der im Folgenden beschriebenen allgemeinen Formel (2) hergestellt werden, zu minimieren.
Allgemeine Formel (2) B-(R₁-ZH)_m worin B für eine einwertige oder mehrwertige Gruppe steht, die Struktureinheiten mit Ladungstransportfähigkeit umfasst, R₁ für eine Einfachbindung oder zweiwertige Alkylengruppe steht, Z für ein Sauerstoffatom, ein Schwefelatom oder NH steht und m für eine ganze Zahl von 1 bis 4 steht.
Ferner können Verbindungen der im Vorhergehenden genannten allgemeinen Formel (2) einer Kondensationsreaktion mit der Hydroxylgruppe auf der kolloiden Siliciumdioxidoberfläche unterzogen und in die Harzschicht auf Siloxanbasis eingearbeitet werden.
In der vorliegenden Erfindung kann eine Verbundharzschicht auf Siloxanbasis, die durch Zugabe anderer Metallhydroxide (beispielsweise Hydrolyseprodukte des jeweiligen Alkoxids von Aluminium, Titan und Zirconium) mit Ausnahme des kolloiden Siliciumdioxids hergestellt wurde, verwendet werden.
B der allgemeinen Formel (2) ist eine einwertige Gruppe, die eine Struktur einer zum Ladungstransport fähigen Verbindung umfasst. Das hier beschriebene Umfassen einer Struktur einer zum Ladungstransport fähigen Verbindung bedeutet, dass die Verbindungsstruktur, die durch Ausschließen einer R₁-ZH-Gruppe in der allgemeinen Formel (2) erhalten wurde, Ladungstransportfähigkeit besitzt oder eine Verbindung, die durch BH dargestellt wird, die durch Substitution von R₁-ZH in der im Vorhergehenden genannten allgemeinen Formel (2) durch ein Wasserstoffatom erhalten wird, Ladungstransportfähigkeit besitzt.
In einer anderen Definition ist die zum Ladungstransport fähige Struktureinheit eine chemische Struktureinheit oder ein Rest einer zum Ladungstransport fähigen Verbindung, durch die ein durch Ladungstransport verursachter elektrischer Strom durch ein bekanntes Verfahren zur Detektion der Ladungstransportfähigkeit, wie ein Flugzeitverfahren, detektiert werden kann.
Das Zusammensetzungsverhältnis des Gesamtgewichts (H) des Kondensationsproduktes, das aus der organischen Siliciumverbindung mit einer Hydroxylgruppe oder hydrolysierbaren Gruppe und einer organischen Siliciumverbindung mit einer Hydroxylgruppe oder einer hydrolysierbaren Gruppe gebildet wurde, zu der Zusammensetzung der Verbindung (I) der im Vorhergehenden genannten allgemeinen Formel (2) beträgt vorzugsweise zwischen 100 : 3 und 50 : 100 in Form des Gewichtsverhältnisses und noch besser zwischen 100 : 10 und 50 : 100.
In der vorliegenden Erfindung können ferner kolloides Siliciumdioxid oder andere Metalloxide zugegeben werden. Wenn kolloides Siliciumdioxid oder andere Metalloxide (J) zugegeben werden, werden 1 bis 30 Gewichtsteile von (J) vorzugsweise in Bezug auf 100 Teile des Gesamtgewichts (H) plus dem Gewicht der Komponente der Verbindung (I) verwendet.
Wenn eine Komponente mit dem Gesamtgewicht (H) in diesem Bereich verwendet wird, zeigt die Oberflächenschicht des Photorezeptors der vorliegenden Erfindung hohe Härte sowie ausreichende Elastizität.
Wenn die Harzschicht auf Siloxanbasis gebildet wird, werden zur Verstärkung der Kondensationsreaktion vorzugsweise Kondensationskatalysatoren verwendet. Die hier verwendeten Kondensationskatalysatoren können diejenigen sein, die entweder katalytisch auf eine Kondensationsreaktion wirken oder das Reaktionsgleichgewicht der Kondensationsreaktion in die Richtung des Fortschreitens der Reaktion verschieben.
Als spezielle Kondensationskatalysatoren können die einschlägig bekannten, wie Säuren, Metalloxide, Metallsalze, Alkylaminosilanverbindungen und dergleichen, die herkömmlicherweise bei Siliconhartbeschichtungsmaterialien verwendet wurden, verwendet werden. Beispielsweise können Alkalimetallsalze von organischen Carbonsäuren, salpetriger Säure, schwefliger Säure, Aluminiumsäure, Kohlensäure und Thiocyansäure; Salze organischer Amine (Tetramethylammoniumhydroxid, Tetramethylammoniumacetat), Zinnsalze organischer Säuren (Zinn(II)octoat, Dibutylzinnacetat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinnmercaptid, Dibutylzinnthiocarboxylat, Dibutylzinnmaliat und dergleichen; und dergleichen aufgelistet werden.
In der allgemeinen Formel (2) weist die durch B dargestellte Gruppe mit der Struktur einer zum Ladungstransport fähigen Verbindung zwei Typen auf, das heißt, einen Typ des Transports positiver Löcher und einen Elektronentransporttyp. Als Gruppen des Typs eines Transports positiver Löcher sind Gruppen mit Struktureinheiten wie Oxazol, Oxadiazol, Thiazol, Triazol, Imidazol, Imidazolon, Imidazolon, Bisimidazolin, Styryl, Hydrazon, Benzidin, Pyrazolin, Triarylamin, Oxazolon, Benzothiazol, Benzimidazol, Chinazolin, Benzofuran, Acridin, Phenazin und dergleichen, und von Derivaten derselben abgeleitete Gruppen aufgelistet. Andererseits werden als Gruppen des Elektronentransporttyps Gruppen mit Struktureinheiten wie Bernsteinsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid, Pyromellitsäureanhydrid, Mellitsäureanhydrid, Tetracyanoethylen, Tetracyanooxodimethan, Nitrobenzol, Dinitrobenzol, Trinitrobenzol, Tetranitrobenzol, Nitrobenzonitril, Pikrylchlorid, Chinonchlorimid, Chloranyl, Bromanyl, Benzochinon, Naphthochinon, Diphenochinon, Tropochinon, Anthrachinon, 1-Chloranthrachinon, Dinitroanthrachinon, 4-Nitrobenzophenon, 4,4'-Dinitrobenzophenon, 4-Nitrobenzalmalondinitril, α-Cyano-β-(p-cyanophenyl)-2-(p-chlorphenyl)ethylen, 2,7-Dinitrofluorenon, 2,4,7-Trinitrofluorenon, 2,4,5,7-Tetranitrofluorenon, 9-Fluoronylidendicyanomethylenmalonitril, Polynitro-9-fluoronylidendicyanomethylenmalonitril, Pikrinsäure, o-Nitrobenzoesäure, 2,5-Dinitrobenzoesäure, Perfluorbenzoesäure, 5-Nitrosalicylsäure, 3,5-Dinitrosalicylsäure, Phthalsäure, Mellitsäure und von Derivaten derselben abgeleitete Gruppen aufgelistet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Strukturen beschränkt.
Repräsentative Beispiele für Verbindungen der allgemeinen Formel (2) sind im Folgenden beschrieben.
Beispiele für Verbindungen, in denen Z für ein Sauerstoffatom in der allgemeinen Formel (2) steht, sind im Folgenden aufgelistet.
Als Nächstes werden Beispiele für Verbindungen, worin Z für eine NH-Gruppe in der allgemeinen Formel (2) steht, im Folgenden aufgelistet.
Als Nächstes werden Beispiele für Verbindungen, in denen Z für eine Mercaptogruppe (SH) in der allgemeinen Formel (2) steht, im Folgenden aufgelistet.
Die günstigsten Verbindungen von denen der im Folgenden beschriebenen allgemeinen Formel (2) sind Verbindungen, worin Z für eine Hydroxylgruppe (OH) steht und m mindestens 2 ist. Die Verbindungen, worin Z für eine Hydroxylgruppe (OH) steht und m mindestens 2 ist, reagieren mit den organischen Siliciumverbindungen. Infolgedessen treten die Verbindungen in die Netzstruktur des Harzes auf Siloxanbasis so ein, dass eine Harzschicht gebildet werden kann, die hohe Härte zeigt sowie die Erhöhung des Restpotentials minimiert.
Die günstigste Schichtkonfiguration der vorliegenden Erfindung ist oben beschrieben. Jedoch kann in der vorliegenden Erfindung eine Schichtkonfiguration, die von der oben beschriebenen verschieden ist, verwendet werden. Wenn beispielsweise eine Harzschicht, die das Harz auf Siloxanbasis umfasst, die Ladungstransportfähigkeit besitzende Struktureinheiten aufweist, für eine Ladungstransportschicht appliziert wird, kann die Oberflächenschicht in der Schichtkonfiguration eines Photorezeptors eliminiert werden. Ferner kann, wenn eine Harzschicht, die das Harz auf Siloxanbasis mit Ladungstransportfähigkeit besitzenden Struktureinheiten umfasst, für die lichtempfindliche Schicht mit einer Einzelschichtkonfiguration verwendet wird, auf einem elektrisch leitenden Träger der elektrophotographische Photorezeptor der vorliegenden Erfindung unter Verwendung von zwei Harzschichten, die aus einer Unterschicht und einer lichtempfindlichen Schicht mit einer Einzelschichtkonfiguration bestehen, gebildet werden.
Ferner zeigt die Oberflächenschicht des elektrophotographischen Photorezeptors der vorliegenden Erfindung einen Kontaktwinkel zwischen der Oberfläche des Photorezeptors und Wasser von mindestens 90°. Wenn die Oberfläche einen Kontaktwinkel zwischen der Oberfläche des Photorezeptors und Wasser von mindestens 90° bilden kann, ist es möglich, eine Filmbildung von Papierstaub sowie feinem Tonerpulver zu verringern.
Als Verfahren, damit die Harzschicht auf Siloxanbasis, die Ladungstransportfähigkeit zeigt, einen Kontaktwinkel zwischen der Oberfläche des Photorezeptors und Wasser von mindestens 90° zeigen kann, ist es wirksam, die Hydrophobie der Siloxanharzschicht zu erhöhen. Um das im Vorhergehenden genannte zu erreichen, werden Verfahren aufgelistet, wobei ein F-Atom enthaltende Gruppen in das Siloxanharz eingeführt werden, ein Dimethylsiloxangerüst eingeführt wird, aromatische Gruppen eingeführt werden und Harzteilchen oder organische Polymere, wie PTFE, mit Wasserbeständigkeit zugegeben werden.
Ferner ist es möglich, eine Erhöhung des Restpotentials sowie eine Bildtrübung durch Zugabe von Antioxidationsmitteln zur Oberflächenschicht des Harzes auf Siloxanbasis zu minimieren.
Die hier beschriebenen Antioxidationsmittel bedeuten Materialien als Vertreter, die die Wirkung von Sauerstoff unter den Bedingungen von Licht, Wärme, Entladung und dergleichen minimieren oder verzögern, im Hinblick auf Materialien, bei denen eine Autooxidation erfolgt, die in dem elektrophotographischen Photorezeptor oder der Oberfläche desselben vorhanden sind. Insbesondere wird eine Gruppe von im Folgenden beschriebenen derartigen Verbindungen aufgelistet.
(1) Radikalketteninhibitoren

• Antioxidationsmittel auf Phenolbasis (auf der Basis eines gehinderten Phenols)
• Antioxidationsmittel auf Aminbasis (auf der Basis eines gehinderten Amins, auf der Basis von Diallyldiamin, auf der Basis von Diallylamin)
• Antioxidationsmittel auf Hydrochinonbasis (auf der Basis eines gehinderten Phenols)

(2) Peroxidzersetzungsmittel

• Antioxidationsmittel auf Schwefelbasis (Thioether)
• Antioxidationsmittel auf Phosphorsäurebasis (Ester phosphoriger Säure)

Von diesen Antioxidationsmitteln sind bei (1) angegebene Radikalketteninhibitoren bevorzugt. Insbesondere sind Antioxidationsmittel auf der Basis eines gehinderten Phenols oder gehinderten Amins bevorzugt. Ferner können zwei oder mehrere Arten in Kombination verwendet werden. Beispielsweise werden die bei (1) aufgelisteten Antioxidationsmittel auf der Basis eines gehinderten Phenols vorzugsweise zusammen mit bei (2) aufgelisteten Thioetherantioxidationsmitteln verwendet. Ferner können Antioxidationsmittel verwendet werden, bei denen Struktureinheiten dieser Antioxidationsmittel, wie Struktureinheiten eines gehinderten Phenols und Struktureinheiten eines gehinderten Amins, in Moleküle eingearbeitet sind.
Von diesen Antioxidationsmitteln sind Antioxidationsmittel auf der Basis eines gehinderten Phenols und gehinderten Amins speziell wirksam zur Minimierung der Bildung von Hintergrundverfärbung sowie Bildtrübung bei hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit.
Der Gehalt an Antioxidationsmitteln auf der Basis eines gehinderten Phenols oder gehinderten Amins in einer Harzschicht liegt vorzugsweise zwischen 0,01 und 20 Gew.-%. Wenn der Gehalt geringer als 0,01 Gew.-% ist, werden weder Hintergrundverfärbung noch Bildtrübung bei hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit minimiert. Andererseits ist bei einem Gehalt von nicht weniger als 20 Gew.-% die Ladungstransportfähigkeit auf der Harzschicht verschlechtert, das Restpotential tendenziell erhöht und ferner die Schichtfestigkeit verringert.
Ferner können, falls gewünscht, die Antioxidationsmittel in eine Ladungserzeugungsschicht in der unteren Schicht, einer Ladungstransportschicht, einer Zwischenschicht oder dergleichen eingearbeitet werden. Die Zugabemenge der Antioxidationsmittel zu diesen Schichten beträgt vorzugsweise zwischen 0,01 und 20 Gew.-%, bezogen auf jede Schicht.
Die hier beschriebenen gehinderten Phenole bedeuten Verbindungen mit einer verzweigten Alkylgruppe in der ortho-Position in Bezug auf die Hydroxylgruppe einer Phenolverbindung und Derivate derselben (jedoch kann die Hydroxylgruppe zu einer Alkoxygruppe modifiziert sein).
Die gehinderten Amine sind Verbindungen mit einer organischen sperrigen Gruppe in Nachbarschaft zu einem Stickstoffatom. Ein Beispiel für die sperrige Gruppe ist eine verzweigte Alkylgruppe, wofür ein bevorzugtes Beispiel eine tert-Butylgruppe ist. Die bevorzugten Beispiele für die Verbindungen mit einer organischen Gruppe sind die der im Folgenden angegebenen Strukturformel:
worin R₁₃ für ein Wasserstoffatom oder eine einwertige organische Gruppe steht, R₁₄, R₁₅, R₁₆ und R₁₇ jeweils für eine Alkylgruppe stehen und R₁₈ für ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe oder eine einwertige organische Gruppe steht.
Als Antioxidationsmittel mit einer partiellen gehinderten Phenolstruktur werden Verbindungen gemäß der Beschreibung in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 1-118137 (auf den Seiten 7 bis 14) aufgelistet.
Als Antioxidationsmittel mit einer partiellen gehinderten Aminstruktur werden Verbindungen gemäß der Beschreibung in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 1-118138 (auf den Seiten 7 bis 9) aufgelistet.
Phosphorsäureverbindungen umfassen beispielsweise Verbindungen der allgemeinen Formel RO-P(OR)-OR. Als repräsentative Verbindungen sind die im Folgenden beschriebenen aufgelistet. Hierbei steht in der allgemeinen Formel R für ein Wasserstoffatom und eine substituierte oder unsubstituierte Gruppe von beliebig einer Alkylgruppe, Alkenylgruppe oder Arylgruppe.
Organische Schwefelverbindungen umfassen beispielsweise Verbindungen der allgemeinen Formel R-S-R. Als repräsentative Verbindungen sind die im Folgenden beschriebenen aufgelistet. Hierbei steht in der allgemeinen Formel R für ein Wasserstoffatom und eine substituierte oder unsubstituierte Gruppe von beliebig einer Alkylgruppe, Alkenylgruppe oder Arylgruppe.
Verbindungsbeispiele für repräsentative Antioxidationsmittel sind im Folgenden aufgelistet.
Beispiele für im Handel erhältliche Antioxidationsmittel umfassen die folgenden.

Antioxidationsmittel des Typs eines gehinderten Phenols: Ilganox 1076, Ilganox 1010, Ilganox 1098, Ilganox 245, Ilganox 1330, Ilganox 3114 und 3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxybiphenyl.
Antioxidationsmittel des Typs eines gehinderten Amins: Sanol LS2626, Sanol LS765, Sanol LS770, Sanol LS744, Tinuvin 144, Tinuvin 622LD, Mark LA57, Mark LA67, Mark LA62, Mark LA68 und Mark LA63.
Antioxidationsmittel des Thioethertyps: Sumirizer TPS und Sumirizer TP-D.
Antioxidationsmittel des Phosphittyps: Mark 2112, Mark PEP-8, Mark PEP-24G, Mark PEP-36, Mark 329K und Mark HP-10.

Die ein Harz auf Siloxanbasis enthaltende Schicht der vorliegenden Erfindung wird durch Lösen einer Harzzusammensetzung auf Siloxanbasis in üblichen Lösemitteln und Auftragen der gebildeten Zusammensetzungen auf einen Träger gebildet. Als die Lösemittel werden Alkohole und Derivate derselben, wie Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Methylcellosolve, Ethylcellosolve und dergleichen; Ketone, wie Methylethylketon, Aceton und dergleichen; Ester, wie Ethylacetat, Butylacetat und dergleichen; und dergleichen verwendet.
Die Harzschicht auf Siloxanbasis gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise durch Erhitzen getrocknet. Die Vernetzungs- und Härtungsreaktion in der Harzschicht auf Siloxanbasis wird durch das Erhitzen verstärkt. Die Vernetzungs- und Härtungsbedingungen variieren in Abhängigkeit von den Arten der verwendeten Lösemittel sowie dem Vorhandensein und Nichtvorhandensein von Katalysatoren, jedoch wird Erhitzen im Bereich von etwa 60 bis etwa 160 °C vorzugsweise über 10 min bis 5 h durchgeführt und Erhitzen im Bereich von 90 bis 120 °C noch besser über 30 min bis 2 h durchgeführt.
Lösemittel, die zum Dispergieren oder Lösen von Ladungserzeugungsmaterialien sowie Ladungstransportmaterialien verwendet werden, umfassen Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, Xylol und dergleichen; halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, 1,2-Dichlorethan und dergleichen; Ketone, wie Methylethylketon, Cyclohexanon und dergleichen; Ester, wie Ethylacetat, Butylacetat und dergleichen; Alkohole und Derivate derselben, wie Methanol, Ethanol, Methylcellosolve, Ethylcellosolve und dergleichen; Ether, wie Tetrahydrofuran, 1,4-Dioxan, 1,3-Dioxolan und dergleichen; Amine, wie Pyridin, Diethylamin und dergleichen; Amide, wie N,N-Dimethylformamid und dergleichen; Fettsäuren und Phenole; Schwefel- und Phosphorverbindungen, wie Schwefelkohlenstoff, Trimethylphosphat und dergleichen. Diese können individuell oder in Kombination verwendet werden.
Als Lösemittel oder Dispersionsmedien, die zur Herstellung des Photorezeptors der vorliegenden Erfindung verwendet werden, werden n-Butylamin, Diethylamin, Ethylendiamin, Isopropanolamin, Triethanolamin, Triethylendiamin, N,N-Dimethylformamid, Aceton, Methylethylketon, Methylisopropylketon, Cyclohexanon, Benzol, Toluol, Xylol, Chloroform, Dichlormethan, 1,2-Dichlorethan, 1,2-Dichlorpropan, 1,1,2-Trichlorethan, 1,1,1-Trichlorethan, Trichlorethylen, Tetrachlorethan, Tetrahydrofuran, Dioxolan, Dioxan, Methanol, Ethanol, Butanol, Isopropanol, Ethylacetat, Butylacetat, Dimethylsulfoxid, Methylcellosolve und dergleichen aufgelistet, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese beschränkt. Von diesen werden Dichlormethan, 1,2-Dichlorethan oder Methylethylketon am günstigsten verwendet. Ferner können diese Lösemittel individuell oder in Kombination von zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
Als Nächstes können zur Herstellung des elektrophotographischen Photorezeptors der vorliegenden Erfindung verwendete Beschichtungsverfahren ein Tauchbeschichtungsverfahren, Sprühbeschichtungsverfahren, Beschichtungsverfahren des Typs der Regulierung einer kreisförmigen Menge und dergleichen sein. Zur Minimierung der Auflösung der unteren Schichtoberfläche während der Beschichtung der Oberflächenschichtseite der lichtempfindlichen Schicht sowie zum Erreichen einer gleichförmigen Beschichtung wird das Sprühbeschichtungsverfahren oder Beschichtungsverfahren des Typs der Kontrolle einer kreisförmigen Menge (wobei ein repräsentatives Beispiel der Typ eines kreisförmigen Gleittrichters ist) vorzugsweise verwendet. Ferner ist die oben genannte Sprühbeschichtung beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 3-90250 und 3-269238 beschrieben, während die oben genannte Beschichtung des Typs der Kontrolle einer kreisförmigen Menge beispielsweise detailliert in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 58-189061 angegeben ist.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Bilderzeugungsverfahren umfasst mindestens einen jeweiligen Prozess der Aufladung, Bildbelichtung, Entwicklung, Übertragung und Reinigung unter Verwenden einer Klinge. Jedoch kann das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung andere Bilderzeugungsprozesse als diese Prozesse umfassen und die vorliegende Erfindung kann für ein Bilderzeugungsverfahren verwendet werden, das diese Prozesse, die verbessert sind, umfasst.
Bevorzugte Bilderzeugungsprozesse, die am Umfang des zylindrischen Photorezeptors der vorliegenden Erfindung angebracht sind, werden nacheinander beschrieben.
Anschließend wird das Bilderzeugungsverfahren, das an dem elektrophotographischen Photorezeptor der vorliegenden Er findung angewandt wird, unter Bezug auf ein Beispiel beschrieben.

• Belchtungsprozess vor der Aufladung (Belichtung zur Beseitigung der Restladung auf den Photorezeptor unmittelbar vor der Bilderzeugung): Bei dem Belichtungsprozess vor der Aufladung wird eine Lichtbelichtung unter Verwendung einer LED und dergleichen durchgeführt. Die Belichtung vor der Aufladung hemmt eine Erhöhung des Restpotentials aufgrund eines verzögerten Ansprechens des Photorezeptors sowie die Memoryerzeugung aufgrund des Belichtungsmusters. Jedoch ist der elektrophotographische Photorezeptor der vorliegenden Erfindung zur Produktion konsistenter Bilder über einen längeren Zeitraum in dem System ohne eine Belichtung vor der Aufladung fähig.
• Aufladungsprozess: Entweder ein Koronaaufladungssystem oder Kontaktaufladungssystem kann günstigerweise verwendet werden. Insbesondere zeigen, da in dem Kontaktaufladungssystem das Aufladungselement in direkten Kontakt mit dem elektrophotographischen Photorezeptor gebracht wird, der tendenziell geschädigt wird, die Wirkungen des Photorezeptors der vorliegenden Erfindung deutliche Wirkungen. Das Aufladungspotential an dem Photorezeptor wird günstigerweise in Abhängigkeit vom verwendeten Photorezeptor bestimmt. Daher wird der Photorezeptor während des Aufladungsprozesses so aufgeladen, dass die Aufladungsspannung von 300 bis 1500 V erhalten wird.
• Bildbelichtungsprozess: Als Belichtungslichtquellen können günstigerweise beliebig weißes Licht, LED und LD verwendet werden. Wenn die Belichtungsmenge übermäßig wird, besteht die Tendenz einer Erhöhung des Restpotentials und es zeigen sich deutliche Wirkungen des Photorezeptors der vorliegenden Erfindung. Für den Fall von Di gitalbildern wird eine LED sowie LD vorzugsweise als Bildbelichtungslichtquelle verwendet.
• Entwicklungsprozess: Entweder ein Einkomponenten- oder Zweikomponentenentwicklermaterial kann für den Entwicklungsprozess verwendet werden, während entweder ein magnetischer oder nichtmagnetischer Toner günstigerweise verwendet werden kann. Insbesondere werden, da der Einkomponententoner eine große Abriebkraft zeigt, die deutlichen Wirkungen des elektrophotographischen Photorezeptors der vorliegenden Erfindung gezeigt.
• Übertragungsprozess: Jedes Übertragungssysteme unter Verwendung einer Koronaübertragung, Walzenübertragung und eines Übertragungszwischenmaterials wird günstigerweise bei dem Übertragungsprozess verwendet. Da bei der Koronaübertragung die Tendenz einer elektrostatischen Haftung von Papierstaub besteht, werden die deutlichen Wirkungen des Photorezeptors der vorliegenden Erfindung gezeigt.
• Abtrennprozess: Da ein elektrophotographischer Photorezeptor, der auf einem zylindrischen Träger mit einem sehr großen Durchmesser geformt ist, speziell schlechte Abtrenneigenschaften zeigt, wird wirksam eine Greifabtrennung verwendet. Wenn jedoch ein derartiges Greifabtrennsystem verwendet wird, ist der elektrophotographische Photorezeptor für Wirkungen eines Greifabriebs aufgrund des Kontakts des Abtrenngreifers empfindlich. Daher zeigt der elektrophotographische Photorezeptor der vorliegenden Erfindung hoch erwünschte Wirkungen in dem Greifabtrennprozess.
• Übertragungsprozess: Übertragungssysteme unter Verwendung von entweder Koronaübertragung oder eines Zwischenübertragungskörpers können günstigerweise für den Übertragungsprozess verwendet werden. Da die Koronaübertra gung tendenziell zur Bildung einer elektrostatischen Adhäsion von Papierstaub führt, zeigt das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung, dass die Variation des Restpotentials minimiert, hoch erwünschte Wirkungen.
• Reinigungsprozess: Übliche Reinigungsklingen werden günstigerweise verwendet. Ferner können als Hilfselemente zur Reinigung Pelzbürsten und Walzen verwendet werden. Da Reinigungsbedingungen die Abnutzung eines Photorezeptors stark beeinflussen, ermöglicht die Verwendung des elektrophotographischen Photorezeptors der vorliegenden Erfindung in weitem Umfang anpassbare Reinigungsprozesse.
• Fixierprozess: Thermofixieren ist bevorzugt, wobei beispielsweise Heizwalzenfixierung, Flashfixierung und dergleichen verwendet werden.

Das Bilderzeugungsverfahren, für das der Photorezeptor der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird grundlegend für die oben beschriebenen Bilderzeugungsprozesse verwendet und ferner für angewandte oder entwickelte Prozesse verwendet.
Beispielsweise kann der Photorezeptor der vorliegenden Erfindung für ein Farbbilderzeugungsverfahren verwendet werden, bei dem zur Farbentwicklung eine Mehrzahl von Aufladungseinheiten und Entwicklungseinheiten um den Photorezeptor angebracht sind.
Ferner wird, beispielsweise für den Übertragungsprozess, eine Anwendung für einen Prozess durchgeführt, der einen Zwischenübertragungskörper einsetzt.
Der Reinigungsprozess kann zusätzlich einen Hilfsreinigungsmechanismus sowie einen Prozess, der die Funktion einer Entfernung von Papierstaub zeigt, erhalten.
Ein Reinigungsprozess sowie das Entwicklermaterial, die signifikant die Wirkungen der vorliegenden Erfindung betreffen, insbesondere für eine Verringerung der Schichtdicke des Photorezeptors, der Filmbildung und dergleichen werden von den Bilderzeugungsprozessen beschrieben.
Eigenschaften der Reinigungsklinge und Kontaktbedingungen
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Reinigungsmittel ist eines, das mit einem klingenförmigen Reinigungselement ausgestattet ist, das so angeordnet ist, dass es in Druckkontakt mit dem Photorezeptor steht. Durch Verwendung der Reinigungsklinge wird der verbliebene Toner an dem Photorezeptor, der nicht übertragen wurde, entfernt. Im Hinblick auf eine Verbesserung von Reinigungseigenschaften wird die Reinigungsklinge vorzugsweise unter den Bedingungen einer Druckkontaktkraft P' von 5 bis 50 g/cm in Form des linearen Drucks mit dem Photorezeptor in Kontakt gebracht. Wenn die Druckkontaktkraft P' weniger als 5 g/cm beträgt, besteht die Tendenz einer nicht vollständigen Entfernung des Toners, während, wenn die Druckkontaktkraft P' nicht weniger als 50 g/cm beträgt, die Tendenz eines Verziehens der Klinge besteht. Druckkontaktverfahren umfassen ein Verfahren, wobei eine Druckkontaktposition zuvor bestimmt wird und die Klinge dann stationär fixiert wird, ein Verfahren, wobei eine Last unter Verwendung eines Gewichts eingestellt wird, ein Verfahren unter Verwendung einer Feder und dergleichen. Von diesen ist zur Minimierung der Schwankung der Druckkontaktkraft das Gewichtslastverfahren bevorzugt.
Hierbei wird während einer Stufe vor dem Reinigungsprozess, um die Reinigung zu erleichtern, ein Ladungsbeseitigungsprozess, der Ladungen auf der Photorezeptoroberfläche beseitigt, vorzugsweise hinzugefügt. Der Ladungsbeseitigungsprozess wird unter Verwendung von beispielsweise einer Ladungs beseitigungsvorrichtung, die zu einer Wechselstrom-Korona-Entladung führt, durchgeführt.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Reinigungsklinge besteht vorzugsweise aus elastischen Kautschukmaterialien mit einer Härte von 65° bis 75° und einer Stoßelastizität von 15 bis 60 % (bei 20 °C und 50 ± 5 % RH). Wenn die Stoßelastizität weniger als 15 % beträgt, besteht die Tendenz des Auftretens eines Hüpfens bzw. Zurückprallens der Klinge, und in einer Umgebung relativ niedriger Temperatur ist es schwierig, gewünschte Reinigungseigenschaften beizubehalten. Andererseits tendiert die Klinge, wenn die Stoßelastizität 75 % übersteigt, zu einer Erhöhung der im Folgenden angegebenen Eigenschaften und es besteht die Tendenz des Auftretens eines Verziehens der Klinge (die Parameter physikalischer Eigenschaften, Härte und Stoßelastizität, der bei der Reinigungsklinge verwendeten Kautschukklinge eines elastischen Körpers werden unter Verwendung von Vulcanized Rubber Physical Test Method JIS K6301 ermittelt).
1(a) ist eine Darstellung, die Kontaktbedingungen einer Reinigungsklinge mit einem Photorezeptor zeigt.
In 1(a) ist die Bezugszahl 1 ein elektrophotographischer Photorezeptor und θ der Kontaktwinkel einer Klinge. Ferner ist die freie Länge L der Klinge 2, die in 1(a) angegeben ist, die Länge zwischen dem Ende B einer Halterung 3 (einer Klingenhalterung) und dem Endpunkt der Klinge vor der Verformung. "h" ist die Dicke der Klinge. Ferner ist der Klingenkontaktwinkel θ der Winkel zwischen der Tangente X und der Klinge vor einer Verformung (in 1(a) als gestrichelte Linie angegeben). Des Weiteren ist die in 1(a) angegebene Druckeinsatzmenge "a" die Differenz zwischen dem Radius r₀ des Außenumfangs eines Photorezeptors und der Radius r₁ eines Kreises S₁, der als Mittelpunkt die Zentralachse des Photorezeptors aufweist, der sich an Position A' der Klinge vor deren Verformung (in 1(a) als gestrichelte Linie angegeben), befindet.
Der Lineardruck F der Reinigungsklinge, der auf den Photorezeptor der vorliegenden Erfindung ausgeübt wird, kann unter Verwendung der im Folgenden beschriebenen Formel erhalten werden, die das Gleichgewicht zwischen der auf den Schwerpunkt am Drehpunkt 4 der Halterung ausgeübten Schwerkraft und dem Moment der Rückstellkraft in Bezug auf den Klingendruck darstellt. {[m (Gewicht der Halterung + Last m1)]/L3 (Gesamtlänge der Klinge)} × L2sinθ1 = FL1cosθ0 worin F der Lineardruck ist
Zur Erläuterung der obigen Formel ist in 1(b) die Beziehung zwischen der Klinge und dem Photorezeptor angegeben.
In 1(b) ist die Bezugszahl 1 ein elektrophotographischer Photorezeptor, die Bezugszahl 2 eine Reinigungsklinge, die Bezugszahl 3 eine Halterung (eine Klingenhalterung), 4 der Drehpunkt der Halterung, M der Schwerpunkt der Halterung, θ der Kontaktwinkel der Klinge, θ₀ der Anlegewinkel der Halterung, α der Kontaktwinkel des Photorezeptors, L₁ der Abstand zwischen dem Kontaktpunkt A und dem Drehpunkt 4 der Halterung, θ₁ der Winkel zwischen der Geraden, die den Schwerpunkt der Halterung mit dem Drehpunkt 4 der Halterung verbindet und der Senkrechten, A der Kontaktpunkt der Klinge mit dem Photorezeptor, L₃ die Länge der Klinge in Längsrichtung (die Gesamtlänge) und ml die auf die Reinigungsklinge ausgeübte Last.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Reinigungsklinge kann aus Siliconkautschuk, Urethankautschuk und dergleichen bestehen, jedoch ist eine aus Urethankautschuk bestehende Klinge am stärksten bevorzugt.
Ferner werden, wenn Mechanismen wie Hilfswalzen verwendet werden, solche unter Verwendung einer Pelzbürste, von Urethanschaumstoff und dergleichen vorzugsweise in Kombination als Hilfselement verwendet, da nicht nur eine Verringerung der auf die Reinigungsklinge ausgeübten Last, sondern auch eine Minimierung der Adhäsion von Fremdmaterialien, wie Papierstaub und dergleichen, an dem Photorezeptor möglich ist.
Bei den in der vorliegenden Erfindung verwendeten Reinigungsklingen werden Siliconkautschuk, Urethankautschuk und dergleichen verwendet, doch sind die aus Urethankautschuk bestehenden am günstigsten.
Entwicklermaterialien
Als Nächstes werden Eigenschaften des Toners, der vorzugsweise in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, sowie die Verfahren zur Herstellung desselben beschrieben.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Toner besteht vorzugsweise aus farbigen Teilchen, die Harzbindemittel, Farbmittel und, falls gewünscht, andere Additive, die extern als externe Additivteilchen zugegeben werden, enthalten.
Der Toner, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, weist allgemein einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 1 bis 30 μm in Form des volumengemittelten Teilchendurchmessers und vorzugsweise einen von 5 bis 15 μm auf.
Harzbindemittel, die farbige Teilchen fabrizieren, sind nicht speziell beschränkt, und verschiedene, herkömmlicherweise einschlägig bekannte werden verwendet, die beispielsweise Harze auf Styrolbasis, Harze auf Acrylbasis, Harze auf Styrol/Acrylbasis, Polyesterharze und dergleichen umfassen.
Hierbei beträgt zur Verbesserung der Fixierbarkeit sowie von Blockeigenschaften die Glasübergangstemperatur der Harze allgemein zwischen 45 und 70 °C und vorzugsweise zwischen 52 und 65 °C. Wenn die Temperatur relativ niedrig ist, haften Teilchen externer Additive gut, während die Blockeigenschaften verschlechtert sind. Wenn andererseits diese Temperatur relativ hoch ist, tritt kein Blockproblem auf, während die Adhäsion zu Papier verschlechtert ist, was zu Problemen einer verringerten Fixierbarkeit führt.
Farbmittel sind nicht speziell beschränkt und die einschlägig bekannten können verwendet werden. Beispielsweise können günstigerweise Kohleschwarz, Nigrosinfarbstoffe und dergleichen verwendet werden.
Im Falle eines Einkomponententoners können als Farbmittel magnetische Teilchen, wie Magnetit und dergleichen, verwendet werden.
Als andere Additive werden beispielsweise Aufladungskontrollmittel, wie Salicylsäurederivate, Metallkomplexe auf Azobasis und dergleichen; Mittel zur Verbesserung der Fixierbarkeit, wie ein Polyolefin mit niedrigem Molekulargewicht, Carnaubawachs und dergleichen; und dergleichen aufgelistet.
Ein Toner in dem Entwicklermaterial, der in dem Entwicklungsprozess der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist vorzugsweise mit Pulver mit einem anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 10 bis 300 nm als externem Additiv gemischt. Der hier beschriebene anzahlgemittelte Teilchendurchmesser der externen Additive bedeutet einen derart erhaltenen Wert, dass 100 willkürlich ausgewählte Teilchen unter Verwendung eines Elektronenmikroskop des Transmissionstyps mit einem Vergrößerungsfaktor von 2000 als die Primärteilchen betrachtet werden und einer Bildanalyse unterzogen werden.
Die hier beschriebenen externen Additive der vorliegenden Erfindung bedeuten ein feines Pulver, das dem Toner selbst zum Zwecke der Verbesserung von dessen Eigenschaften, die nicht durch den Toner selbst erreicht werden, beispielsweise Aufladbarkeit, Fluidität, Übertragungseigenschaften, Reinigungseigenschaften, bei externer Zugabe eines feinen Pulvers mit einem geringeren Teilchendurchmesser als dem der Tonerteilchen dem Toner selbst zugesetzt wird. Als derartige externe Additive werden speziell anorganische Teilchen, wie hydrophobes Siliciumdioxid, Titandioxid und dergleichen; organische Teilchen, Fettsäuremetallsalze, wie Zinkstearat und dergleichen; und dergleichen aufgelistet.
Als externe Additive, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, werden zwei Hauptgruppen aufgelistet, die anorganische Teilchen und organische Teilchen sind. Diese Teilchen, die einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 10 bis 300 nm aufweisen, werden vorzugsweise verwendet. Wenn der anzahlgemittelte Teilchendurchmesser der externen Additive größer als 300 nm ist, besteht die Tendenz der Abtrennung der externen Additive von den Tonerteilchen. Aus diesem Grund besteht die Tendenz des Auftretens einer Filmbildung an einem Photorezeptor. Wenn der anzahlgemittelte Teilchendurchmesser weniger als 10 nm beträgt, sind die Wirkungen der externen Additive, beispielsweise als Mittel zur Verbesserung der Fluidität, verschlechtert, was zu einer unzureichenden Reinigung führt.
Ferner ist ein stärker bevorzugter Toner ein Toner, der extern zugegebene Teilchen mit einem anzahlgemittelten Primärteilchendurchmesser von 10 bis 49 nm sowie Teilchen mit einem Primärteilchendurchmesser von 50 bis 300 nm in einer Menge von 0,1 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf die farbigen Teilchen aufweist, und der erhaltene Toner zeigt deutliche Wirkungen zum Erreichen der Zwecke der vorliegenden Erfindung.
Als diese anorganischen Teilchen werden günstigerweise verschiedene anorganische Oxide, Nitride, Boride und dergleichen verwendet. Beispiele umfassen Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Zirconiumoxid, Bariumtitanat, Aluminiumtitanat, Strontiumtitanat, Magnesiumtitanat, Ceroxid, Zinkoxid, Chromoxid, Ceroxid, Antimonoxid, Wolframoxid, Zinnoxid, Telluroxid, Manganoxid, Boroxid, Siliciumcarbid, Borcarbid, Titancarbid, Siliciumnitrid, Titannitrid, Bornitrid und dergleichen.
Ferner können die anorganischen Teilchen einer hydrophoben Behandlung unterzogen werden. Die hydrophobe Behandlung wird vorzugsweise unter Verwendung verschiedener sogenannter Kopplungsmittel, wie Silankopplungsmittel und dergleichen, durchgeführt. Des Weiteren werden anorganische Teilchen, die einer hydrophoben Behandlung unter Verwendung von Metallsalzen höherer Fettsäuren, wie Aluminiumstearat, Zinkstearat, Calciumstearat und dergleichen, unterzogen werden, ebenfalls vorzugsweise verwendet.
Andererseits sind Zusammensetzungen organischer Teilchen nicht speziell beschränkt. Allgemein sind organische Teilchen auf Vinylbasis bevorzugt. Der Grund hierfür ist, dass sie unter Verwendung von Produktionsverfahren wie eines Emulsionspolymerisationsverfahrens, Suspensionspolymerisationsverfahrens und dergleichen ohne weiteres hergestellt werden. Als Materialien, die organische Teilchen fabrizieren, werden speziell Styrole und Derivate derselben, wie Styrol, o-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Methylstyrol, α-Methylstyrol, p-Chlorstyrol, 3,4-Dichlorstyrol, p-Phenylstyrol, p-Ethylstyrol, 2,4-Dimethylstyrol, p-tert-Butylstyrol, p-n-Hexylstyrol, p-n-Octylstyrol, p-n-Nonylstyrol, p-n-Decylstyrol, p-n-Dodecylstyrol; Methacrylsäureesterderivate, wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isopropylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, tert-Butylmethacrylat, n-Octylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Laurylmethacry lat, Phenylmethacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat und dergleichen; Acrylsäureesterderviate, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Isopropylacrylat, n-Butylacrylat, tert-Butylacrylat, Isobutylacrylat, n-Octylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Stearylacrylat, Laurylacrylat, Phenylacrylat, Dimethylaminoethylacrylat, Diethylaminoethylacrylat und dergleichen; und dergleichen aufgelistet. Diese können individuell oder in Kombination verwendet werden.
Ferner umfassen Materialien zur Fertigung anderer Harzteilchen auf Vinylbasis Olefine, wie Ethylen, Propylen, Isobutylen und dergleichen; Vinylverbindungen auf Halogenbasis, wie Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylbromid, Vinylfluorid und dergleichen; Vinylester, wie Vinylpropionat, Vinylacetat, Vinylbenzoat und dergleichen; Vinylether, wie Vinylmethylether, Vinylethylether und dergleichen; Vinylketone, wie Vinylmethylketon, Vinylethylketon, Vinylhexylketon und dergleichen; N-Vinylverbindungen, wie N-Vinylcarbazol, N-Vinylindol, N-Vinylpyrrolidon und dergleichen; Vinylverbindungen, wie Vinylnaphthalen, Vinylpyridin und dergleichen; und Acrylsäure- oder Methacrylsäurederivate, wie Acrylnitril, Acrylamid, N-Butylmethacrylamid, N,N-Dibutylacrylamid, Methacrylamid, N-Butylmethacrylamid, N-Octadecylacrylamid und dergleichen. Diese Monomere auf Vinylbasis können individuell oder in Kombination verwendet werden.
Ferner ist es notwendig, dass Harzteilchen stabil sind, wenn das Entwicklermaterial über einen längeren Zeitraum verwendet wird. Daher werden die Harzteilchen vorzugsweise verwendet, die eine Vernetzung unter Verwendung verschiedener Vernetzungsmittel zur Erhöhung von deren Härte unterzogen werden. Beispiele für die Vernetzungsmittel umfassen Divinylbenzol, Ethylenglykoldiacrylat, Diethylenglykoldiacrylat, Trimethylenglykoldiacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Diethylenglykoldimethacrylat, Triethylenglykoldimethacrylat und dergleichen. Die verwendete Menge von Vernetzungsmitteln wird optional in Abhängigkeit von dem gewünschten Vernetzungsgrad eingestellt, doch liegt die Menge vorzugsweise zwischen 0,1 und 5 Gew.-%, bezogen auf das Monomer auf Vinylbasis. Wenn die Menge von Vernetzungsmitteln übermäßig groß ist, nimmt die Härte zu, während die Sprödigkeit zunimmt. Daher treten Probleme mit einer Verringerung der Haltbarkeit auf. Andererseits werden, wenn die Menge übermäßig klein ist, minimale Wirkungen der Vernetzungsmittel gezeigt.
Die Harzteilchen können unter Verwendung eines Emulsionspolymerisationsverfahrens sowie Suspensionspolymerisationsverfahrens hergestellt werden. Das Emulsionspolymerisationsverfahren ist eines, wobei die im Vorhergehenden genannten Monomere zu Wasser, das oberflächenaktive Mittel umfasst, gegeben und darin emulgiert werden und dann eine Polymerisation durchmachen. Die oberflächenaktiven Mittel sind nicht speziell beschränkt, und es können alle oberflächenaktiven Mittel, wie Natriumdodecylbenzolsulfonat, Polyvinylalkohol, Ethylenoxid-Additionsprodukte, Natriumsalze höherer Alkohole, die als oberflächenaktive Mittel verwendet werden, verwendet werden. Ferner können sogenannte Nicht-Emulsionspolymerisationsverfahren wie die im Folgenden beschriebenen in geeigneter Weise verwendet werden; die Verwendung reaktiver Emulgatoren, die Polymerisation hydrophiler Polymere, wie Vinylacetat, Methylacrylat und dergleichen, unter Verwendung von Initiatoren auf Persulfatbasis, ein Verfahren der Copolymerisation wasserlöslicher Monomere, ein Verfahren unter Verwendung wasserlöslicher Harze oder Oligomere, ein Verfahren unter Verwendung zersetzbarer Emulgatoren und ein Verfahren unter Verwendung von Emulgatoren des Vernetzungstyps und dergleichen. Als reaktive Emulgatoren werden Sulfonatsalze von Acrylsäureamid und Salze von Maleinsäurederivaten aufgelistet. Das Nicht-Emulsionspolymerisationsverfahren führt zu keiner Wirkung etwaiger verbliebener Emulgatoren und es ist geeignet, wenn organische Teilchen als einzige Einheiten verwendet werden.
Als Polymerisationsinitiatoren, die zur Synthese von Harzteilchen notwendig sind, werden Peroxide, wie Benzoylperoxid, Laurylperoxid und dergleichen, und Verbindungen auf Azobasis, wie Azobisisobutyronitril, Azobisisovaleronitril und dergleichen, aufgelistet. Die Zugabemenge dieser Initiatoren beträgt vorzugsweise zwischen 0,1 und 2,0 Gew.-%, bezogen auf die Monomere. Wenn diese Menge übermäßig klein ist, führt eine unzureichende Polymerisationsreaktion zu Problemen verbleibender Initiatoren. Andererseits verbleiben, wenn die Menge übermäßig groß ist, zersetzte Polymerisationsinitiatoren, was zu nachteiligen Wirkungen auf die Aufladbarkeit führt und ferner wird die Polymerisationsreaktion zu rasch durchgeführt, was zu Problemen mit dem niedrigen Molekulargewicht führt. Ferner können bei dem Emulsionspolymerisationsverfahren und dergleichen als Polymerisationsinitiatoren Kaliumpersulfat, Natriumthiosulfat und dergleichen verwendet werden.
Hierbei können die im Vorhergehenden genannten anorganischen Teilchen sowie organische Teilchen in Kombination verwendet werden.
Die Zugabemenge der Teilchen beträgt vorzugsweise zwischen 0,1 und etwa 5,0 Gew.-%. Wenn diese Menge übermäßig klein ist, wird eine Verbesserung der Fluidität nicht bewirkt, während, wenn die Menge übermäßig groß ist, die Tendenz zum Auftreten von Problemen besteht, wobei aufgrund der Freisetzung von zugegebenen Teilchen der Photorezeptor Abrieb unterliegt und der Transport nicht gut durchgeführt wird.
In der vorliegenden Erfindung werden externe Additive an der Tonerteilchenoberfläche vorzugsweise unter Verwendung eines Verfahrens zum Haften gebracht, wobei Tonerteilchen und externe Additive unter Rühren gemischt werden und die externen Additive an der Tonerteilchenoberfläche unter mechanischer Stoßkraft gleichförmig zum Haften gebracht werden. Tonerteilchen, an die ein externes Additiv angeheftet ist, die in der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, bedeuten, wie oben beschrieben, Tonerteilchen, die einer Adhäsionsbehandlung externer Additive unterzogen wurden. Speziell verfügbare Mischvorrichtungen umfassen einen Henschel-Mischer, einen Redige-Mischer, einen Nauter-Mischer, einen W-Konusmischer, eine Schwingmühle und dergleichen. Von diesen wird der Henschel-Mischer günstigerweise verwendet, da die Mischbehandlung sowie die Adhäsionsbehandlung externer Additive in der gleichen Vorrichtung durchgeführt wird, und auch im Hinblick auf die einfache Durchführung des Mischens sowie des Rührens, die einfache Durchführung eines Erhitzens von außen und dergleichen.
Ferner sind die Mischbedingungen während der Adhäsionsbehandlung vorzugsweise derart, dass die Behandlung mit einer Umfangsgeschwindigkeit am Ende des Rührflügels von 5 bis 50 m/s durchgeführt wird und die Behandlung noch besser mit dieser Geschwindigkeit von 10 bis 40 m/s durchgeführt wird. Noch ferner kann während der Adhäsionsbehandlung, falls gewünscht, die Temperatur unter Verwendung von von außen erhitztem Wasser auf den gewünschten Wert eingestellt werden.
Zwei oder mehrere Arten externer Additive können gleichzeitig zum Erfüllen von Zwecken zugegeben werden.
Tonerteilchen, an die externe Additive angeheftet wurden, die in der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, bedeuten, wie oben beschrieben, Tonerteilchen, die einer Adhäsionsbehandlung mit externen Additiven unterzogen wurden.
Ferner können die anorganischen Teilchen und organischen Teilchen in Kombination verwendet werden.
Die Zugabemenge der Teilchen beträgt vorzugsweise zwischen 0,1 und 5,0 Gew.-%, bezogen auf den Toner. Wenn die Zugabemenge übermäßig klein ist, wird die erhaltene Fluidität nicht wirksam verbessert, während, wenn die Zugabemenge übermäßig groß ist, Probleme auftreten, wobei aufgrund freigesetzter zugegebener Teilchen eine Abnutzung des Photorezeptors sowie ein unzureichender Transport von Entwicklermaterialien erfolgt.
Eigenschaften eines Toners, der vorzugsweise in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, sowie dessen Herstellungsverfahren werden nun beschrieben.
Toner mit einer Adhäsionsrate Fd externer Additive von 10 bis 90 %
Toner des Entwicklermaterials, das in dem Entwicklungsprozess der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird vorzugsweise mit einem Pulver mit einem anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 10 bis 300 nm als externem Additiv gemischt. Ferner beträgt die Adhäsionsrate Fd der externen Additive, die durch die im Folgenden beschriebene Formel dargestellt wird, vorzugsweise zwischen 10 und 90 %. Fd = [1 – {(Sw1 – Sw2)/Sw3}] × 100worin Sw₁ die spezifische Oberfläche nach BET (in m²/g) des Toners, an dem externe Additive angeheftet sind, ist, Sw₂ die spezifische Oberfläche nach BET (in m²/g) des Toners vor der Zugabe externer Additive ist und Sw₃ die spezifische Oberfläche nach BET (in m²/g) der externen Additive ist.
Der anzahlgemittelte Teilchendurchmesser der externen Additive bedeutet einen derart ermittelten Wert, dass 100 willkürlich ausgewählte Teilchen als Primärteilchen unter Verwendung eines Elektronenmikroskops des Transmissions typs mit einem Vergrößerungsfaktor von 2000 betrachtet und Bildanalyse unterzogen werden, wobei der durchschnittliche Durchmesser in Kugelrichtung erhalten wird.
Ferner können, um spezielle Zwecke zu erfüllen, mindestens zwei Arten externer Additive gleichzeitig zugegeben werden.
Wenn der Toner der vorliegenden Erfindung als Zweikomponentenentwicklermaterial verwendet wird, werden der Toner sowie ein Träger benötigt. Als der Träger werden Teilchen eines magnetischen Materials mit einem volumengemittelten Teilchendurchmesser von 20 bis 200 μm und vorzugsweise 30 bis 100 μm verwendet. Als die magnetischen Materialien werden Ferrit, Magnetit, Eisenpulver und dergleichen aufgelistet.
Als Monomere, die Harze auf Olefinbasis fertigen, werden vorzugsweise Monomere auf der Basis aliphatischer ungesättigter Kohlenwasserstoffe, wie Ethylen, Propylen, 1-Buten, Isobutylen, 1-Octan, 1-Penten, 2-Methyl-1-buten, 1-Hexan, 1-Nonen, 1-Decen und dergleichen, verwendet. Ferner ist es möglich, Harze oder Copolymere, die aus anderen Monomeren auf Vinylbasis erhalten wurden, zu verwenden. Polyethylen, das unter Verwendung von Ethylen als Monomeren hergestellt wurde, ist bevorzugt. Als diese magnetischen Materialien werden Ferrit, Magnetit, Eisenpulver und dergleichen aufgelistet.
Die Oberfläche des Trägers, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist vorzugsweise mit Harzen beschichtet, die eine Schicht niedriger Oberflächenenergie erzeugen können. Ein Träger, der beispielsweise mit Siliconharzen, Fluorharzen oder Polyolefinharzen beschichtet ist, ist bevorzugt. Die Beschichtungsmenge beträgt allgemein zwischen 1 und 20 Gew.-%, bezogen auf die Teilchen des magnetischen Materials und vorzugsweise zwischen 2,5 und 8 Gew.-%. Wenn die Beschichtungsmenge weniger als 1 Gew.-% beträgt, kann die aufgetragene Schicht nicht gleichförmig sein und es können daher die hervorragenden Eigenschaften des harzbeschichteten Trägers nicht gezeigt werden. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Beschichtungsmenge 20 Gew.-% übersteigt, die Schichtdicke übermäßig. Infolgedessen ist die Fluidität des Trägers beeinträchtigt und Hintergrundverfärbung sowie Verstreuen von Toner können aufgrund einer unzureichenden Aufladungserhöhung auftreten.
Als Verfahren zur Herstellung des Trägers, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können verschiedene Beschichtungsverfahren, die üblicherweise bekannt sind, beispielsweise ein Verfahren, wobei ein Polyolefin in einem passenden Lösemittel gelöst und durch Sprühbeschichtung auf die Oberfläche von magnetischen Teilchen aufgetragen wird, und ein Verfahren, wobei ein Polyolefin an die Oberfläche magnetischer Teilchen geheftet und unter Erhitzen von Harzmaterialien auf höhere Temperatur als den Schmelzpunkt mechanisch fixiert wird, ein Oberflächenpolymerisationsbeschichtungsverfahren gemäß der Beschreibung in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 60-106808 und andere und dergleichen verwendet werden.
Hierbei bedeutet der anzahlgemittelte Teilchendurchmesser der externen Additive der vorliegenden Erfindung einen Wert, der derart ermittelt wurde, dass 100 willkürlich ausgewählte Teilchen als Primärteilchen unter Verwendung eines Elektronenmikroskops des Transmissionstyps mit einem Vergrößerungsfaktor von 2000 betrachtet und einer Bildanalyse unterzogen werden, wobei der durchschnittliche Durchmesser in Kugelrichtung erhalten wird.
Ferner wurde als der volumengemittelte Teilchendurchmesser des Toners der vorliegenden Erfindung ein Wert verwendet, der unter Verwendung eines Coulter Multisizer (hergestellt von Coulter Co.) ermittelt wurde.
2 ist eine Schnittdarstellung einer elektrophotographischen Bilderzeugungsvorrichtung als ein Beispiel der Bilderzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
In 2 ist die Bezugszahl 50 ein Photorezeptorzylinder (im Folgenden als Photorezeptor bezeichnet), der ein Bildträgerkörper ist. Der Photorezeptor wird durch Applikation einer organischen lichtempfindlichen Schicht auf den Zylinder und ferner die Applikation der Harzschicht der vorliegenden Erfindung auf die gebildete Schicht hergestellt. Er wird geerdet und in Uhrzeigerrichtung gedreht. Die Bezugszahl 52 ist eine Scorotron-Aufladungseinheit, die die Umfangsoberfläche des Photorezeptorzylinders 50 über Koronaentladung gleichförmig auflädt. Vor der Aufladung unter Verwendung der Aufladungseinheit 52 kann die Photorezeptoroberfläche, um die Hysterese des Photorezeptors aufgrund der vorherigen Bilderzeugung zu beseitigen, einer Aufladungsbeseitigung durch Belichtung und unter Verwendung des aus lichtemittierenden Dioden und dergleichen bestehenden Belichtungsabschnitts 51 unterzogen werden.
Nach gleichförmiger Aufladung des Photorezeptors wird eine Bildbelichtung auf der Basis von Bildsignalen unter Verwendung der Bildbelichtungseinheit 53 durchgeführt. Die Bildbelichtungseinheit in 2 umfasst eine nicht gezeigte Laserdiode als die Belichtungslichtquelle. Das Scannen auf den Photorezeptorzylinder wird unter Verwendung von Licht, dessen Lichtweg durch den Reflexionsspiegel 542 über den rotierenden polygonalen Spiegel 531, eine fθ-Linse und dergleichen gebeugt wurde, durchgeführt und auf diese Weise wird ein elektrostatisches Latentbild gebildet.
Das gebildete elektrostatische Latentbild wird anschließend unter Verwendung der Entwicklungseinheit 54 entwickelt. Um den Photorezeptorzylinder 50 ist eine Entwicklungseinheit 54 bereitgestellt, die das aus einem Träger und einem Toner bestehende Entwicklermaterial aufbewahrt, und eine Entwicklung wird unter Verwendung einer Entwicklungshülse 541, die intern aus Magneten besteht und die rotiert, während sie das Entwicklermaterial trägt, durchgeführt. Das Entwicklermaterial besteht beispielsweise aus einem Träger, der durch Beschichten der Oberfläche des Ferrits als Kern mit Isolierharzen hergestellt wurde, und einem Toner, der aus den Styrolacrylharzen als Hauptmaterial, Farbmitteln, wie Kohleschwarz und dergleichen, einem Aufladungssteuermittel und farbigen Teilchen, die aus einem Polyolefin mit niedrigem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung bestehen, dem Titanoxid und dergleichen extern zugegeben wurde, besteht. Das Entwicklermaterial wird unter Verwendung eines Schichtbildungsmittels so geregelt, dass es eine Dicke von 100 bis 600 μm auf der Entwicklungshülse 541 bildet, und zur Entwicklungszone überführt, wo eine Entwicklung durchgeführt wird. Die Entwicklung wird derart durchgeführt, dass eine Gleichstromvorspannung und, falls gewünscht, eine Wechselstromvorspannung an den Zwischenraum zwischen dem Photorezeptorzylinder 50 und der Entwicklungshülse 541 angelegt werden. Ferner wird eine Entwicklung in einem Zustand durchgeführt, wobei das Entwicklermaterial entweder in Kontakt mit dem Photorezeptor oder nicht in Kontakt mit dem Photorezeptor kommt.
Nach der Erzeugung eines Bildes wird das Kopienblatt P, wenn das Übertragungstiming passend eingestellt ist, durch die Rotationsoperation der Blattzufuhrwalze 57 in eine Übertragungszone überführt.
In der Übertragungszone wird eine Übertragungswalze (Übertragungseinheit) 58 in synchronem Timing in Druckkontakt mit der Umfangsoberfläche des Photorezeptorzylinders 50 gebracht und eine Übertragung durchgeführt, während das Kopienblatt P zwischen diesen liegt.
Anschließend wird das Kopienblatt P einer Aufladungsbeseitigung unter Verwendung einer Abtrennbürste (Abtrenneinheit) 59, die fast gleichzeitig damit, wenn die Übertragungswalze in deren Kontaktzustand ist, in einem Druckkontaktzustand sein kann, unterzogen. Das Kopienblatt P wird dann von der Umfangsoberfläche des Photorezeptorzylinders 50 getrennt und zur Fixiereinheit 60 übertragen. Dort wird der Toner durch Hitze und Druck der Heizwalze 601 und Druckwalze 602 schmelzfixiert. Danach wird das Kopienblatt P über die Blattausstoßwalze 61 aus der Vorrichtung nach außen ausgestoßen. Ferner ziehen sich die Übertragungswalze 58 sowie die Abtrennbürste 59 nach dem Durchlaufen des Kopienblatts P von der Umfangsoberfläche des Photorezeptorzylinders zurück und sie werden zur Bildung eines anschließenden Tonerbildes vorbereitet.
Ferner wird der Photorezeptorzylinder 50, der von dem Kopienblatt P getrennt wurde, einem Entfernen von verbliebenen Toner und der Oberflächenreinigung unter Verwendung des Druckkontakts der Reinigungsklinge 621 der Reinigungseinheit 62 unterzogen. Anschließend wird der Photorezeptor 50 einer Aufladungsbeseitigung unter Verwendung des Belichtungsabschnitts 51 und einer Aufladung unter Verwendung der Aufladungseinheit 52 unterzogen und er tritt in den anschließenden Bilderzeugungsprozess ein.
Die Bezugszahl 70 ist eine entfernbare Behandlungspatrone, die integral aus einem Photorezeptor, einer Aufladungseinheit, einer Übertragungseinheit, einer Abtrenneinheit und einer Reinigungseinheit besteht.
Eine elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung kann derart gefertigt werden, dass Fertigungselemente wie ein Photorezeptor, eine Abtrenneinheit, eine Reinigungseinheit und dergleichen als die Behandlungspatrone integriert sind und die Patrone von dem Vorrichtungshauptkörper entfernbar gefertigt ist. Ferner wird eine Behandlungspatrone, die integral aus einem Photorezeptor zusammen mit mindestens einer Einheit von einer Aufladungseinheit, Belichtungseinheit, Entwicklungseinheit, Übertragungs- oder Abtrenneinheit und Reinigungseinheit besteht, erzeugt. Die Patrone kann als Einzeleinheit von dem Vorrichtungshauptkörper entfernbar sein, während ein Führungsmittel, wie eine Schiene, in dem Vorrichtungshauptkörper verwendet wird.
Allgemein umfassen die Behandlungspatronen eine Patrone des integrierten Typs und des getrennten Typs, die im Folgenden angegeben sind. Die hier beschriebene integrierte Patrone bezeichnet eine, die integral aus einem Photorezeptor zusammen mit mindestens einer der folgenden Einheiten: einer Aufladungseinheit, Bildbelichtungseinheit, Entwicklungseinheit, Übertragungs- oder Abtrenneinheit und Reinigungseinheit besteht und von dem Vorrichtungshauptkörper entfernbar ist, während die Patrone des Abtrenntyps, die hier beschrieben ist, eine Aufladungseinheit, Bildbelichtungseinheit, Entwicklungseinheit, Übertragungs- oder Abtrenneinheit und eine Reinigungseinheit umfasst, die getrennt von einem Photorezeptor gefertigt sind und vom Vorrichtungshauptkörper entfernbar sind, und, wenn sie im Vorrichtungshauptkörper installiert ist, mit einem Photorezeptor integriert ist. Die Behandlungspatronen in der vorliegenden Erfindung umfassen die beiden oben beschriebenen Typen.
Als Nächstes werden Kopieblätter durch einfache Papierblätter dargestellt. Jedoch sind Kopieblätter nicht speziell auf derartige Blätter beschränkt, sofern es möglich ist, unfixierte Bilder nach einer Entwicklung auf die Blätter zu übertragen und natürlich werden Blätter auf PET-Basis für OHP umfasst.
Eine Bildbelichtung wird wie im Folgenden durchgeführt; wenn eine elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung als Kopierer oder Drucker verwendet wird, wird reflektiertes Licht oder transmittiertes bzw. durchgelassenes Licht von einem ursprünglichen Dokument auf einen Photorezeptor einwirken gelassen oder Licht auf einen Photorezeptor derart einwirken gelassen, dass ein ursprüngliches Dokument unter Verwendung eines Sensors gelesen und in Signale umgewandelt wird und gemäß der erhaltenen Signale ein Scannen mit einem Laserstrahl, das Treiben eines LED-Array oder das Treiben eines Flüssigkristall-Shutter-Array bewirkt wird.
Hierbei führt bei Verwendung als Drucker eines Faxgeräts die Bildbelichtungseinheit 53 eine Belichtung zum Ausdruck empfangener Daten durch.
Der elektrophotographische Photorezeptor der vorliegenden Erfindung kann allgemein für elektrophotographische Geräte wie Kopierer, Laserdrucker, LED-Drucker, Drucker des Flüssigkristall-Shutter-Typs und dergleichen, verwendet werden und ferner in weitem Umfang für Geräte wie Displays, Aufzeichnungsmedien, kleinvolumigen Druck, Plattenherstellung, Faxherstellung und dergleichen, für die übliche elektrophotographische Techniken verwendet werden, verwendet werden.
Die Erfindung kann auch für eine Farbbilderzeugungsvorrichtung mit Photorezeptor, Belichtungs-, Aufladungs- und Entwicklungsteilen für jeweils gelbe, magentafarbene, cyanfarbene und schwarze Farbe und ein Zwischenübertragungselement, auf das jedes der Farbtonerbilder übertragen wird, wie in 4 angegeben, verwendet werden. Eine Bilderzeugungsvorrichtung mit verringerter Filmbildung kann hergestellt werden, da Papier nicht in Kontakt mit dem Photorezeptor gebracht wird, wodurch Papierpulver an dem Photorezeptor in der Bilderzeugungsvorrichtung unter Verwendung eines derartigen Zwischenübertragungselements nicht haftet.
Beispiele

Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezug auf Beispiele detailliert angegeben. Jedoch sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt. Herstellung des Photorezeptors 1-1 • Unterschicht

Titanchelatverbindung (TC-750, hergestellt von Matsumoto Seiyaku)	30 g
Silankopplungsmittel (KMB-503, hergestellt von Shin-Etsu Kagaku)	17 g
2-Propanol	150 ml

wurden gemischt und auf einen zylindrischen elektrisch leitenden Träger von 60 mm ⌀ appliziert, wobei eine Dicke der getrockneten Schicht von 0,5 μm erhalten wurde. • Ladungserzeugungsschicht

Titanylphthalocyanin des Y-Typs (mit einem maximalen Peak eines Bragg-Winkels von 27,2° in Bezug auf die Cu-α-Linie und einem IP von 5,2 eV)	60 g
siliconmodifiziertes Butyralharz (X-40-1211, hergestellt von Shin-Etsu Kagaku)	700 g
2-Butanon	2000 ml

wurden unter Verwendung einer Sandmühle 10 h gemischt und dispergiert, wobei ein Beschichtungsgemisch einer Ladungserzeugungsschicht hergestellt wurde. Das gebildete Gemisch wurde auf die Unterschicht unter Verwendung eines Tauchbeschichtungsverfahrens appliziert und es wurde eine Ladungserzeugungsschicht mit einer Dicke der getrockneten Schicht von 0,2 μm gebildet. • Ladungstransportschicht

Ladungstransportmaterial (N-(4-Methyl phenyl)-N-[4-{(R-diphenyl)styryl}phenyl]p-toluidin mit einem IP von 5,4 eV)	225 g
Polycarbonat (mit einem viskositätsgemittelten Molekulargewicht von 30.000)	300 g
Antioxidationsmittel (Beispielverbindung 1–32)	6 g
Dichlormethan	2000 ml

wurden zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung der Ladungstransportschicht gemischt und gelöst. Die gebildete Beschichtungszusammensetzung wurde auf die Ladungserzeugungsschicht unter Verwendung eines Tauchbeschichtungsverfahrens appliziert und es wurde eine Ladungstransportschicht mit einer Dicke der getrockneten Schicht von 20 μm gebildet. Die IP-Differenz zwischen dem Ladungserzeugungsmaterial und dem Ladungstransportmaterial betrug 0,2 eV. • Harzschicht

Methyltrimethoxysilan	182 g
Verbindung (Beispielverbindung B-1)	40 g
Antioxidationsmittel (Beispielverbindung 2-1)	1 g
2-Propanol	225 g
2 % Essigsäure	106 g
Aluminiumtrisacetylacetat	1 g

wurden zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung für die Harzschicht gemischt. Die gebildete Beschichtungszusammensetzung wurde unter Verwendung einer Beschichtungsvorrichtung des Typs einer Regelung einer kreisförmigen Menge auf die Ladungstransportschicht appliziert, wobei eine Harzschicht mit einer Dicke der getrockneten Schicht von 3 μm gebildet wurde. Die gebildete Beschichtung wurde wärmegehärtet, wobei eine Harzschicht auf Siloxanbasis mit einer Brückenstruktur gebildet wurde. Auf diese Weise wurde der Photorezeptor 1 hergestellt.

Herstellung des Photorezeptors 1-2
Der Photorezeptor 2 wurde gemäß Photorezeptor 1 hergestellt, wobei jedoch 106 g kolloides Siliciumdioxid (30 % Methanollösung) zu der Beschichtungszusammensetzung der Harzschicht von Beispiel 1-1 gegeben wurden.
Herstellung des Photorezeptors 1-3
Der Photorezeptor 1-3 wurde gemäß Photorezeptor 1-2 hergestellt, wobei jedoch das Antioxidationsmittel in der Harzschicht des Photorezeptors 1-1 eliminiert wurde.
Herstellung des Photorezeptors 1-4
Der Photorezeptor 1-4 wurde auf die gleiche Weise hergestellt, wobei jedoch die Haftgrundschicht des Photorezeptors 1-1 eliminiert wurde.
Herstellung des Photorezeptors 1-5

Der Photorezeptor 1-5 wurde gemäß Photorezeptor 1-1 bis zur Ladungstransportschicht hergestellt. • Harzschicht

Methyltrimethoxysilan	150 g
Phenyltrimethoxysilan	30 g
Verbindung (Beispielverbindung B-1)	75 g
Antioxidationsmittel (Beispielverbindung 1-8)	1 g
2-Propanol	225 g
2 % Essigsäure	106 g
kolloides Siliciumdioxid (30 % Methanollösung)	106 g
Trisacetylacetonatoaluminium	4 g

wurden gemischt und eine Beschichtungszusammensetzung für die Harzschicht wurde hergestellt. Die gebildete Beschich tungszusammensetzung wurde unter Verwendung einer Beschichtungsvorrichtung des Typs der Regelung einer kreisförmigen Menge auf die Ladungstransportschicht appliziert, wobei eine Harzschicht mit einer Dicke der getrockneten Schicht von 3 μm gebildet wurde. Die gebildete Beschichtung wurde 1 h bei 110 °C wärmegehärtet, wobei eine Harzschicht auf Siloxanbasis mit einer Brückenstruktur gebildet wurde. Auf diese Weise wurde der Photorezeptor 1-5 hergestellt.

Herstellung des Photorezeptors 1-6

Der Photorezeptor 1-6 wurde gemäß Photorezeptor 1-1 bis zur Ladungstransportschicht hergestellt. • Harzschicht

Methyltrimethoxysilan	100 g
Dimethoxydimethylsilan	53 g
Verbindung (Beispielverbindung B-1)	45 g
Antioxidationsmittel (Beispielverbindung 2-1)	1 g
2-Propanol	225 g
3 % Essigsäure	30 g
kolloides Siliciumdioxid (30 % Methanollösung)	80 g
Trisacetylacetonatoaluminium	3 g

wurden gemischt und eine Beschichtungszusammensetzung für die Harzschicht wurde hergestellt. Die gebildete Beschichtungszusammensetzung wurde unter Verwendung einer Beschichtungsvorrichtung des Typs der Regelung einer kreisförmigen Menge auf die Ladungstransportschicht appliziert, wobei eine Harzschicht mit einer Dicke der getrockneten Schicht von 2 μm gebildet wurde. Die gebildete Beschichtung wurde 1 h bei 110 °C wärmegehärtet, wobei eine Harzschicht auf Siloxanbasis mit einer Brückenstruktur gebildet wurde. Auf diese Weise wurde der Photorezeptor 1-6 hergestellt.

Herstellung des Photorezeptors 1-7
Der Photorezeptor 1-7 wurde gemäß Photorezeptor 1-1 hergestellt, wobei jedoch die Dicke der getrockneten Schicht der Ladungstransportschicht von Beispiel 1-1 auf 23 μm variiert und das Trocknen unter Verwendung der Harzschicht durchgeführt wurde.
Herstellung des Photorezeptors 1-8
Der Photorezeptor 1-8 wurde gemäß Photorezeptor 1-1 hergestellt, wobei jedoch die Verbindung (Beispielverbindung B-1) in der Harzschicht von Photorezeptor 1-1 nicht verwendet wurde.

Der Photorezeptor 1-9, der ein Struktureinheiten mit Ladungstransportfähigkeit enthaltendes Harz auf Siloxanbasis aufweist und von dem Photorezeptor 1-1 verschieden ist, wurde wie im Folgenden hergestellt. • Unterschicht

Zirconiumverbindung (ZC-540, hergestellt von Matsumoto Seiyaku)	100 g
Silanverbindung (A1110, hergestellt von NihonYunker)	10 g
1-Propanol	400 g
Butanol	200 g

wurden gemischt und auf einen durch Honen behandelten zylindrischen elektrisch leitenden Träger von 60 mm % appliziert, wobei eine Dicke der getrockneten Schicht von 0,5 μm erhalten wurde, und dann Trocknen bei 150 °C während 10 min unterzogen. • Ladungserzeugungsschicht

X-Nichtmetallphthalocyanin	100 g
Butyralharz (Eslec BM-S, hergestellt von Sekisui Chemical Co., Ltd) 100 g	100 g

n-Butylacetat

1000 g

wurden 1 h durch Glasperlen und eine Anstrichmittelschüttelvorrichtung gemischt und dispergiert, wobei eine Beschichtungszusammensetzung einer Ladungsübertragungsschicht hergestellt wurde. Die Zusammensetzung wurde unter Verwendung eines Tauchbeschichtungsverfahrens auf den oben genannten Träger mit der Unterschicht appliziert und dann 10 min bei 100 °C Trocknen unterzogen, wobei eine Ladungserzeugungsschicht mit einer Dicke von 0,2 μm gebildet wurde. • Ladungstransportschicht

Ladungstransportmaterial (N-(4-Methyl phenyl)-N-[4-{(β-diphenyl)styryl}phenyl]p-toluidin mit IP von 5,4 eV)	320 g
Polycarbonat (mit einem viskositätsgemittelten Molekulargewicht von 30.000)	30 g
Monochlorbenzol	200 g

wurden gemischt und gelöst, wobei eine Beschichtungszusammensetzung einer Ladungstransportschicht hergestellt wurde. Die gebildete Beschichtungszusammensetzung wurde unter Verwendung eines Tauchbeschichtungsverfahrens auf die Ladungserzeugungsschicht appliziert und dann 1 h bei 120 °C Trocknen unterzogen und es wurde eine Ladungstransportschicht mit einer Dicke der getrockneten Schicht von 20 μm gebildet. • Oberflächenschutzschicht

Phenyltriethoxysilan	10 g
Silanverbindung (A)	30 g
Siliconhartbeschichtungsmittel (X-40-2239, hergestellt von Shin-Etsu Kagaku)	60 g
Ethylacetat	5

wurden gemischt, wobei eine Beschichtungszusammensetzung für die Harzschicht hergestellt wurde. Die gebildete Beschichtungszusammensetzung wurde unter Verwendung einer Beschichtungsvorrichtung des Typs der Regelung einer kreisförmigen Menge auf die Ladungstransportschicht appliziert, wobei eine Harzschicht so gebildet wurde, dass sie eine Dicke der getrockneten Schicht von 3 μm aufwies. Sie wurde einem Trocknen bei Raumtemperatur unter Bildung einer Schicht auf Siloxanharzbasis mit Vernetzungsstruktur unterzogen und der Vergleichsphotorezeptor 1-9 war hergestellt.

Silanverbindung (A)
Herstellung eines Entwicklermaterials zur Bewertung
Nach dem Schmelzkneten eines Gemischs, das aus 100 Teilen eines Styrolacrylharzes, das ein Gewichtsverhältnis Styrol/Butylacrylat/Butylmethacrylat von 75/20/5 umfasste, 10 Teilen Kohleschwarz und 4 Teilen eines Polypropylens niedrigen Molekulargewichts (mit einem anzahlgemittelten Molekulargewicht von 3500) bestand, wurde ein Feinpulverisieren unter Verwendung einer mechanischen Pulverisiermaschine durchgeführt und anschließend eine Klassierung durchgeführt. Auf diese Weise wurden farbige Teilchen mit einem volumengemittelten Teilchendurchmesser von 6,6 μm erhalten.
Als externe Additive wurden 0,4 Teile hydrophober Siliciumdioxidteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 12 nm und 0,6 Teile Titandioxidteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 30 nm zu 100 Teilen der erhaltenen farbigen Teilchen gegeben. Das gebildete Gemisch wurde bei normaler Temperatur mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 40 m/s 10 min unter Verwendung eines Henschel-Mischers gemischt, wobei ein negativ aufladbarer Toner erhalten wurde.
Ein Ferritträger mit einem volumengemittelten Teilchendurchmesser von 60 μm, der mit Siliconharzen beschichtet war, wurde mit dem Toner gemischt, und die Tonerkonzentration wurde auf 5 %, bezogen auf das Entwicklermaterial eingestellt.
• Bewertung
1. Bewertung der Abnutzungsrate
Nach Durchführen von Entwicklung/Reinigung mit 1000 Rotationen wurde die Schichtdickenverringerungsmenge unter Verwendung des Verfahrens, das in dem speziellen Beispiel der Ermittlung der Schichtdickenverringerungsmenge der vorliegenden Erfindung angegeben ist, bestimmt und die Schichtdickenverringerungsmenge pro Rotation wurde erhalten.
2. Bewertung der Restpotentialvariationsmenge
Die Restpotentialvariationsmenge wurde nach Einfließen eines elektrischen Stroms von 0,1 C pro Einheitsfläche des Photorezeptors unter Verwendung des Verfahrens, das in dem speziellen Beispiel der Ermittlung der Restpotentialvariationsmenge angegeben ist, erhalten.
3. Ermittlung des Oberflächenkontaktwinkels
Der Kontaktwinkel einer Photorezeptoroberfläche wurde derart ermittelt, dass nach der Herstellung von Kopien mit 1.000.000 Rotationen der Kontaktwinkel zwischen der Oberfläche des Photorezeptors und Wasser unter Verwendung einer Kontaktwinkelmessvorrichtung (CA-DT·A Type, hergestellt von Kyowa Kaimenkagaku Co.) ermittelt wurde. Wenn die Photorezeptoroberfläche verschlechtert ist und Filmbildung auftritt, nimmt der Kontaktwinkel aufgrund einer Zunahme der Affinität zu Wasser ab.
4. Bewertungseigenschaften
Die Bewertung von Eigenschaften wurde derart durchgeführt, dass der vorliegende Photorezeptor in einen Digitalkopierer, Konica 7040, hergestellt von Konica Corp. (mit den Prozessen Laserbelichtung, Umkehrentwicklung, Greifabtrennung und Klingenreinigung) installiert wurde und 1.000.000 einfache Papierbögen A4 kontinuierlich kopiert wurden, während das Anfangsaufladungspotential auf –750 V eingestellt war.
Ferner wurde die Bewertung von Eigenschaften wie im Folgenden durchgeführt. Während kontinuierlich ein Originalbild, das aus gleichen Teilen eines Viertels mit einem Textmusterbild, einem Portrait eines Menschen, einem rein weißen Bild und einem rein schwarzen Bild bestand, unter Verwendung von A4-Bögen kopiert wurde, wurde die Zahl der Rotationen des Photorezeptors aufgezeichnet und dieses Kopieren insgesamt 1.000.000 Rotationen fortgesetzt. Nach jeweils 100.000 Rotationen wurde der Photorezeptor von dem Digitalkopierer entfernt und innerhalb von 10 min wurden die Verringerung der Schichtdicke sowie das Restpotential aufgezeichnet. Jede Differenz gegenüber der Anfangsschichtdicke und dem Restpotential wurde durch die Zahl der Rotationen dividiert und es wurden die Variationsmengen bestimmt. Ferner wurden nach jeweils 100.000 Rotationen der erhaltene Halbton, ein rein weißes Bild und ein rein schwarzes Bild bewertet. Die Bilddichte, die als der Index der Restpotentialvariation verwendet wird, wurde durch Ermittlung der Dichte des rein schwarzen Bildes in Form der absoluten Dichte unter Verwendung von RD-918, hergestellt von Mcbeth Co., erhalten. Mit Zunahme des Restpotentials nimmt die Bilddichte ab. Eine Hintergrundverfärbung, die als der Index einer Verringerung der Schichtdicke verwendet wird, wurde visuell unter Verwendung des rein weißen Bildes bewertet. Mit zunehmender Verringe rung der Schichtdicke nimmt die Aufladbarkeit ab, was tendenziell zur Hintergrundverfärbung führt. Ferner wurde der Zustand der Filmbildung auf der Photorezeptoroberfläche visuell beurteilt. Mit einer Zunahme der Variationsrate des Restpotentials ergibt sich die Tendenz der Filmbildung.
Bilddichte

A: Die Dichte aller Bildkopien während 1.000.000 Rotationen betrug mindestens 1,2: Bewertung als gut
B: Die Dichte aller Bildkopien während 1.000.000 Rotationen betrug mindestens 0,8 und die Dichte einiger Bilder lag zwischen 0,8 und 1,2
C. Die Dichte von mindestens einer Bildkopie während 1.000.000 Rotationen betrug weniger als 0,8

Hintergrundverfärbung

A: Alle Bildkopien während 1.000.000 Rotationen führten zu keiner Hintergrundverfärbung
B: Einige Bildkopien während 1.000.000 Rotationen führten zu Hintergrundverfärbung
C: Bildkopien während 1.000.000 Rotationen führten zu kontinuierlicher Hintergrundverfärbung

Visuelle Beurteilung der Photorezeptoroberfläche

A: Es erfolgte keine Filmbildung bis 1.000.000 Rotationen
B: Es erfolgte keine Filmbildung bis 100.000 Rotationen
A: Filmbildung erfolgte bei weniger als 100.000 Rotationen

Bildprobleme (schwarze und weiße Streifenbildung von Bildkopien wurden bewertet, wobei diese der Bewertung der Filmbildung sowie des Abriebs entsprechen)

A: Weder schwarze noch weiße Streifenbildung erfolgte in Bildkopien während 1.000.000 Rotationen
B: Schwarze oder weiße Streifenbildung erfolgte bei Bildkopien mit 1 bis 10 Bögen während 1.000.000 Rotationen
C: Entweder schwarze oder weiße Streifenbildung erfolgte in Bildkopien mit mindestens 11 Bögen während 1.000.000 Rotationen

Tabelle 1
Die Beispiele 1-1 bis 1-4 sind keine Erläuterung der Erfindung.
Tabelle 2
In Vergleichsbeispiel 1-2 traten eine Dichteverringerung sowie Filmbildung auf der Photorezeptoroberfläche aufgrund einer Zunahme des Restpotentials auf und Bildprobleme traten innerhalb von 10 Rotationen auf. In Vergleichsbeispiel 1-3, bei dem ein Harz auf Siloxanbasis mit Ladungstransportfähigkeit wie Beispiel 1-1 verwendet wird, traten Dichteverringerung und Bildprobleme aufgrund von Filmbildung auf dem Photorezeptor auf, obwohl die Schichtdicke verringert war. Dies bedeutet, dass es wichtig ist, die Variation des Restpotentials zu steuern. In Vergleichsbeispiel 1-1 trat eine Hintergrundverfärbung aufgrund der Verschlechterung der Aufladbarkeit, die durch eine zunehmende Verringerung der Schichtdicke verursacht ist, auf und ferner traten Bildprobleme aufgrund von Abrieb auf. Andererseits führten Photorezeptoren der vorliegenden Erfindung zu hervorragenden Bildern auch bei mehr als 100.000 Kopien.
Herstellung der Photorezeptoren 1-9 und 1-10
Die Photorezeptoren 1-9 und 1-10 wurden durch Applikation der Beschichtungszusammensetzungen mit den Rezepturen gemäß den Photorezeptoren 1-1 und 1-8 auf einen zylindrischen elektrisch leitenden Träger von 30 mm ∅ hergestellt. Jeder dieser Photorezeptoren wurde in einem Drucker (Laserjet 4000, hergestellt von Hewlett-Packard Co.), in dem die Kontaktaufladungswalze in dem Aufladungsabschnitt verwendet wurde, installiert und durch kontinuierliches Durchführen eines Druckens mit 200.000 Rotationen bei hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit (30 °C und 70 % RH) bewertet. Die elektrophotographischen Eigenschaften (anfängliche Empfindlichkeit, Potentialvariationen der belichteten und unbelichteten Flächen nach dem Drucken mit 200.000 Rotationen) wurden bewertet und Bilder wurden visuell bewertet. Ferner wurde die Schichtdickenverringerungsmenge nach dem Drucken bestimmt.
Die Eigenschaften wurden unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie Beispiel 1-1 bewertet (jedoch wurden die Kriterien auf der Basis von 1.000.000 Rotationen auf solche auf der Basis von 200.000 Rotationen geändert).
Tabelle 3
Tabelle 4

Beispiel 1-7 ist keine Erläuterung der Erfindung. Herstellung des Photorezeptors 2-1 • Unterschicht

Titanylphthalocyanin des Y-Typs (mit einem maximalen Peak eines Bragg-Winkels von 27,2° in Bezug auf die Cu-α-Linie und IP von 5,2 eV)	60 g
siliconmodifiziertes Butyralharz (X-40-1211, hergestellt von Shin-Etsu Kagaku)	700 g
2-Butanon	2000 ml

Ladungstransportmaterial (N-(4-Methyl phenyl)-N-[4-{(β-diphenyl)styryl}phenyl]p-toluidin mit IP 5,4 eV)	225 g
Polycarbonat (mit einem viskositätsgemittelten Molekulargewicht von 30.000)	300 g
Antioxidationsmittel (Beispielverbindung 1-32)	6 g
Dichlormethan	2000 ml

wurden gemischt und gelöst, wobei eine Beschichtungszusammensetzung der Ladungstransportschicht hergestellt wurde.

Die gebildete Beschichtungszusammensetzung wurde unter Verwendung eines Tauchbeschichtungsverfahrens auf die Ladungserzeugungsschicht appliziert und es wurde eine Ladungstransportschicht mit einer Dicke der getrockneten Schicht von 20 μm gebildet. Die IP-Differenz zwischen dem Ladungserzeugungsmaterial und dem Ladungstransportmaterial betrug 0,2 eV. • Harzschicht (Oberflächenschicht)

Methyltrimethoxysilan	182 g
Verbindung (Beispielverbindung B-1)	40 g
kolloides Siliciumdioxid (30 % Methanol-Flüssigkeit)	106 g
Antioxidationsmittel (Beispielverbindung 2-1)	1 g
2-Propanol	225 g
2 % Essigsäure	106 g
Aluminiumtrisacetylacetat	1 g

wurden gemischt, wobei eine Beschichtungszusammensetzung für die Harzschicht hergestellt wurde. Die gebildete Beschichtungszusammensetzung wurde auf die Ladungstransportschicht unter Verwendung einer Beschichtungsvorrichtung des Typs der Regelung einer kreisförmigen Menge appliziert, wobei eine Harzschicht mit einer Dicke der getrockneten Schicht von 3 μm gebildet wurde. Die gebildete Beschichtung wurde wärmegehärtet, wobei eine Harzschicht auf Siloxanbasis mit Brückenstruktur gebildet wurde. Auf diese Weise wurde der Photorezeptor 2-1 hergestellt.

Herstellung des Photorezeptors 2-2

Der Photorezeptor 2-2 wurde bis zur Ladungstransportschicht gemäß Photorezeptor 2-1 hergestellt. Harzschicht (Oberflächenschicht)

Methyltrimethoxysilan	100 g
Dimethoxydimethylsilan	53 g
Verbindung (Beispielverbindung B-1)	45 g
Antioxidationsmittel (Beispielverbindung 1-8)	1 g
2-Propanol	225 g
3 % Essigsäure	30 g
Trisacetylactonatoaluminium	3 g

wurden gemischt und die Beschichtungszusammensetzung für die Harzschicht wurde hergestellt. Die gebildete Beschichtungszusammensetzung wurde auf die Ladungstransportschicht unter Verwendung einer Beschichtungsvorrichtung des Typs der Regelung einer kreisförmigen Menge appliziert, wobei eine Harzschicht mit einer Dicke der getrockneten Schicht von 2 μm gebildet wurde. Die gebildete Beschichtung wurde 1 h bei 110 °C wärmegehärtet, wobei eine Harzschicht auf Siloxanbasis mit Brückenstruktur gebildet wurde. Auf diese Weise wurde der Photorezeptor 2-2 hergestellt.

Herstellung des Photorezeptors 2-3
Der Photorezeptor 2-3 wurde gemäß Photorezeptor 2-1 hergestellt, wobei jedoch die Verbindung (Beispielverbindung B-1) in der Harzschicht (Oberflächenschicht) des Photorezeptors 2-1 nicht verwendet wurde.
Herstellung des Photorezeptors 2-4
Der Photorezeptor 2-4 wurde gemäß Photorezeptor 2-1 hergestellt, wobei jedoch die Dicke der getrockneten Schicht der Ladungstransportschicht von Beispiel 1 auf 23 μm variiert wurde und Trocknen ohne Verwendung der Harzschicht bei 100 °C während 1 h durchgeführt wurde.
Herstellung des Entwicklermaterials 2-1
Nach dem Schmelzkneten eines Gemischs, das aus 100 Teilen eines Styrolacrylharzes, das ein Gewichtsverhältnis Styrol/Butylacrylat/Butylmethacrylat von 75/20/5 umfasste, 10 Teilen Kohleschwarz und 4 Teilen Polypropylen eines niedrigen Molekulargewichts (mit einem anzahlgemittelten Molekulargewicht von 3500) bestand, wurden ein Feinpulverisieren unter Verwendung einer mechanischen Pulverisiervorrichtung durchgeführt und anschließend ein Klassieren durchgeführt. Auf diese Weise wurden farbige Teilchen mit einem volumengemittelten Teilchendurchmesser von 6,5 μm erhalten.
Als externe Additive wurden 0,4 Teile hydrophober Siliciumdioxidteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 12 nm und 0,6 Teile Titandioxidteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 30 nm zu 100 Teilen der erhaltenen farbigen Teilchen gegeben. Das gebildete Gemisch wurde bei normaler Temperatur mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 40 m/s 10 min unter Verwendung eines Henschel-Mischers gemischt, wobei ein negativ aufladbarer Toner erhalten wurde. Die Fixierrate der externen Additive betrug 45 %.
Ein Ferritträger mit einem volumengemittelten Teilchendurchmesser von 60 μm, der mit Siliconharzen beschichtet war, wurde mit dem Toner gemischt und die Tonerkonzentration wurde auf 5 %, bezogen auf das Entwicklermaterial, eingestellt.
Herstellung des Entwicklermaterials 2-2
Als externe Additive wurden 0,4 Teile hydrophober Siliciumdioxidteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 12 nm und 0,6 Teile Titandioxidteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 30 nm sowie 0,4 Teile Titanoxidteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 100 nm zu 100 Teilen der durch Herstellung des Entwicklers 1 erhaltenen farbigen Teilchen gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde bei normaler Temperatur mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 40 m/s 10 min unter Verwendung eines Henschel-Mischers gemischt, wobei ein negativ aufladbarer Toner erhalten wurde. Die Fixierrate der externen Additive betrug 42 %.
Ein Ferritträger mit einem volumengemittelten Teilchendurchmesser von 60 μm, der mit Siliconharzen beschichtet war, wurde mit dem Toner gemischt und die Tonerkonzentration wurde auf 5 %, bezogen auf das Entwicklermaterial 2, eingestellt.
Das Entwicklermaterial 2-2 mit einer Tonerkonzentration von 5 % wurde durch Mischen des Toners mit einem Ferritträger mit einem volumengemittelten Teilchendurchmesser von 60 μm, der mit Siliconharzen beschichtet war, hergestellt.
Hierbei wurden verschiedene Arten der spezifischen Oberfläche nach BET, die zur Ermittlung der im Vorhergehenden genannten Adhäsionsrate externer Additive notwendig ist, auf der Basis des BET-Einpunktverfahrens unter Verwendung von Flowsorb 2300, hergestellt von Shimadzu Seisakusho, bestimmt.
Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung des im Vorhergehenden genannten Photorezeptors und Bewertungsverfahren hierfür
Jeder der im Vorhergehenden genannten Photorezeptoren 2-1 bis 2-4 und die Entwicklermaterialien 2-1 und 2-2 wurden in einem Digitalkopierer Konica 7060 (der die Prozesse von Koronaaufladung, Laserbelichtung, Umkehrentwicklung, elektrostatischer Übertragung, Greifabtrennung, Reinigung unter Verwendung einer Klinge mit einer Hilfsreinigungswalze umfasste) installiert und es wurden die im Folgenden beschriebenen Reinigungsbedingungen verwendet.
Reinigungsbedingung 1
Eine Reinigungsklinge mit einer Härte von 70°, einer Stoßelastizität von 34 %, einer Dicke von 2 mm und einer freien Länge von 9 mm wurde mit dem Reinigungsabschnitt in Gegenrichtung unter Verwendung eines Gewichtslastsystems derart, dass ein Lineardruck von 20 g/cm erhalten wurde, in Kontakt gebracht.
Reinigungsbedingung 2
Eine Reinigungsklinge mit einer Härte von 67°, einer Stoßelastizität von 60 %, einer Dicke von 2 mm und einer freien Länge von 9 mm wurde mit dem Reinigungsabschnitt in Gegenrichtung unter Verwendung eines Gewichtslastsystems derart, dass ein Lineardruck von 10 g/cm erhalten wurde, in Kontakt gebracht.
• Bildbewertung und Berechnung der Schichtdickenverringerungsmenge sowie der Restpotentialvariationsmenge pro Rotation
Die Bildbewertung wurde wie im Folgenden durchgeführt. Ein Originalbild, das aus gleichen Teilen von einem Viertel eines Textbildmusters, eines Portraits eines Menschen, eines rein weißen Bildes und eines rein schwarzen Bildes bestand, wurde auf A4-Bögen an der normalen Position der Bilddichte kopiert (während der Bilderzeugung an der normalen Position der Bilddichte betrug die durchschnittliche Tonermenge, die an der gesamten Oberfläche des Photorezeptors haftete, mindestens 0,5 mg/cm². Die haftende Tonermenge wurde wie im Folgenden erhalten. Der Toner, der durch die Entwicklung an den Photorezeptor geheftet wurde, wurde dann auf ein Klebeband übertragen und die Gewichtsdifferenz des Klebebands vor und nach der Toneradhäsion wurde bestimmt und dann in Gewicht pro Flächeneinheit (in cm²) umgewandelt). Nach jeweils 100.000 Rotationen wurden das Halbtonbild, das rein weiße Bild und das rein schwarze Bild bewertet. Unter kontinuierlichem Kopieren wurde die Zahl der Rotationen des Photorezeptors aufgezeichnet und die Bewertung bis zu 1.000.000 Rotationen fortgesetzt. Nach jeweils 100.000 Rotationen wurde der Photorezeptor aus dem Digitalkopierer entfernt und die Verringerung der Schichtdicke sowie des Restpotentials (innerhalb 10 min) wurden unter Verwendung der oben beschriebenen Verfahren aufgezeichnet. Jede Differenz gegenüber der anfänglichen Schichtdicke und dem Restpotential wurde durch die Zahl der Rotationen dividiert und die Variationsmengen wurden bestimmt. Ferner wurde das Restpotential wie oben beschrieben bestimmt. Nach jeweils 100.000 Rotationen zur Bildbewertung wurde Licht in einer Menge von mindestens dem 10-fachen der Halbabbaubelichtungsmenge auf den mit 300 bis 900 V in Form des Absolutwerts aufgeladenen Photorezeptor einwirken gelassen und das Oberflächenpotential zwischen 1 s und 1 min nach der Belichtung aufgezeichnet und das erhaltene Oberflächenpotential wurde als das Restpotential bezeichnet.
Die Bilddichte, die als Index der Restpotentialvariation verwendet wird, wurde durch Ermittlung der Dichte des rein schwarzen Bildes in Form der absoluten Dichte unter Verwendung von RD-918, hergestellt von Mcbeth Co., erhalten. Mit zunehmendem Restpotential nimmt die Bilddichte ab. Hintergrundverfärbung, die als Index einer Verringerung der Schichtdicke verwendet wird, wurde visuell unter Verwendung des rein weißen Bildes bewertet. Wenn die Verringerung der Schichtdicke deutlicher wird, nimmt die Aufladbarkeit ab, was die Tendenz einer Hintergrundverfärbung ergibt. Ferner wurde der Zustand der Filmbildung der Photorezeptoroberfläche visuell bewertet. Mit zunehmender Variationsrate des Restpotentials ergibt sich die Tendenz der Filmbildung.
• Ermittlung des Oberflächenkontaktwinkels
Der Kontaktwinkel der Photorezeptoroberfläche wurde derart ermittelt, dass nach der Herstellung von Kopien mit 1.000.000 Rotationen der Kontaktwinkel zwischen der Oberfläche des Photorezeptors und Wasser unter Verwendung einer Kontaktwinkelmessvorrichtung (CA-DT·A Type, hergestellt von Kyowa Kaimenkagaku Co.) ermittelt wurde. Wenn die Photorezeptoroberfläche verschlechtert ist und Filmbildung erfolgt, nimmt der Kontaktwinkel aufgrund einer Zunahme der Affinität zu Wasser zu.
Bilddichte

Hintergrundverfärbung

Visuelle Beurteilung der Photorezeptoroberfläche

A: Weder schwarze noch weiße Streifenbildung erfolgte in Bildkopien während 1.000.000 Rotationen
B: Schwarze oder weiße Streifenbildung erfolgte bei Bildkopien mit 1 bis 10 Bögen während einer 1.000.000 Rotationen
C: Entweder schwarze oder weiße Streifenbildung erfolgte in Bildkopien mit mindestens 11 Bögen während 1.000.000 Rotationen

Ermittlung des Oberflächenkontaktwinkels
Der Oberflächenkontaktwinkel von entionisiertem Wasser zu dem Photorezeptor nach dem Kopieren mit 1.000.000 Rotationen wurde durch eine Kontaktwinkelmessvorrichtung (CA-DT A, Produkt von Kyowa Kaimen Kagaku Co.) ermittelt. Der Kontaktwinkel verringert sich, wenn die Oberfläche des Photorezeptors verschlechtert wird oder Filmbildung aufgrund von Papierstaub erzeugt wird, da die Affinität zu Wasser zunimmt.
Tabelle 5
Die Beispiele 2-1 bis 2-3 sind keine Erläuterung der Erfindung.
Tabelle 6
Wie aus den Tabellen 5 und 6 ersichtlich ist, minimieren Beispiele, die Anforderungen der vorliegenden Erfindung erfüllen, die Schichtdickenverringerungsmenge sowie die Restpotentialerhöhung und sie zeigen ferner hervorragende Eigenschaften, die durch eine Bildbewertung über die Bilderzeugung mit 1.000.000 Rotationen erhalten wurden. Im Gegensatz dazu zeigen Vergleichsbeispiele, die Anforderungen der vorliegenden Erfindung nicht erfüllen, unzureichende Eigenschaften von entweder der Schichtdickenverringerungsmenge oder der Restpotentialerhöhung und sie zeigen ferner keine ausreichenden Eigenschaften im Hinblick auf die Bildbewertung.
Der Photorezeptor der vorliegenden Erfindung zeigt deutlichere Wirkungen, wenn Prozesse wie ein Kontaktaufladungssystem und dergleichen verwendet werden, bei denen die Tendenz einer Schädigung des Photorezeptors besteht.
Wie aus den oben beschriebenen Beispielen klar ersichtlich ist, wurden gemäß der Erfindung Techniken zum ersten Mal entwickelt, die es ermöglichten, einen elektrophotographi schen Photorezeptor auf den Markt zu bringen, der die Forderung nach sowohl Abriebbeständigkeit als auch elektrophotographischen Eigenschaften unter wiederholter Bildung elektrophotographischer Bilder ausreichend erfüllt. Daher wurde die Herstellung eines organischen elektrophotographischen Photorezeptors, der zur Produktion von 1.000.000 Kopien haltbar ist, eines elektrophotographischen Bilderzeugungsverfahrens sowie einer elektrophotographischen Bilderzeugungsvorrichtung unter Verwendung des Photorezeptors und einer in der Vorrichtung verwendeten Behandlungspatrone erreicht.

Claims

Elektrophotographischer Photorezeptor, der einen zylindrischen, elektrisch leitenden Träger mit einer darauf befindlichen Mehrzahl von Schichten umfasst, wobei eine der Mehrzahl von Schichten eine Oberflächenschicht ist, die Oberflächenschicht ein Harz auf Siloxanbasis, das Struktureinheiten mit Ladungstransportfähigkeit enthält, umfasst und der Kontaktwinkel zwischen der Oberfläche des Photorezeptors und Wasser mindestens 90 Grad beträgt, wobei die Schichtdickenverringerungsmenge ΔHd (in μm) 0 ≤ Hd < 5 × 10^–6 pro Rotation beträgt und die Restpotentialvariationsmenge 0 ≤ ΔVr < 100 (in V) für den Fall der Bereitstellung eines 0,1 C cm^–2 entsprechenden elektrischen Stroms auf der Oberfläche des Photorezeptors durch Aufladung und Belichtung beträgt.
Elektrophotographischer Photorezeptor nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenschicht kolloides Siliciumdioxid umfasst.
Elektrophotographischer Photorezeptor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Oberflächenschicht ein Antioxidationsmittel umfasst.
Elektrophotographischer Photorezeptor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zylindrische, elektrisch leitende Träger auf diesem eine Unterschicht, eine Ladungserzeugungsschicht, eine Ladungstransportschicht und die Oberflächenschicht umfasst.
Elektrophotographischer Photorezeptor nach Anspruch 4, wobei die Ladungserzeugungsschicht Titanylphthalocyanin mit einem maximalen Peak bei einem Bragg-Winkel von 27,2 Grad in Bezug auf die Cu-Kα-Linie umfasst.
Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren, das den Prozess der Aufladung, Bildbelichtung, Entwicklung, Übertragung und Reinigung unter Verwendung einer Klinge und die Verwendung eines elektrophotographischen Photorezeptors umfasst, wobei dieser einen zylindrischen, elektrisch leitenden Träger mit einer darauf befindlichen Mehrzahl von Schichten umfasst, wobei eine der Mehrzahl von Schichten eine Oberflächenschicht ist, die ein Harz auf Siloxanbasis mit Ladungstransportfähigkeit zeigenden Struktureinheiten umfasst, und der Kontaktwinkel zwischen der Oberfläche des Photorezeptors und Wasser mindestens 90 Grad beträgt, wobei, wenn das Bilderzeugungsverfahren durch mehr als 300.000malige Rotation des elektrophotographischen Photorezeptors unter Bedingungen durchgeführt wird, wobei die durchschnittliche Tonermenge, die an der gesamten Oberfläche des elektrophotographischen Rezeptors während einer Entwicklung haftet, während des Entwicklungsverfahrens mindestens 0,5 mg/cm² beträgt, die Schichtdickenverringerungsmenge ΔHd (in μm) pro Rotation 0 ≤ Hd < 3 × 10^–6 beträgt und die Restpotentialvariationsmenge ΔVr (in V) pro Rotation 0 ≤ ΔVr < 1 × 10^–5 beträgt.
Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 6, wobei die Reinigungsklinge, die in dem Klingenreinigungsverfahren verwendet wird, eine Härte von 65 bis 75 Grad und eine Stoßelastizität von 15 bis 60 Prozent aufweist und mit dem Photorezeptor unter einem Lineardruck von 5 bis 50 g/cm in Kontakt gebracht wird.
Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Toner eines in dem Entwicklungsverfahren verwendeten Entwicklermaterials mit Pulver mit einem anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 10 bis 300 nm als externem Additiv gemischt wird und die Adhäsionsrate des externen Additivs Fd zwischen 10 und 90 Prozent beträgt: Fd = [1 – {Sw1 – Sw2}/Sw3] × 100wobei in der Formel Sw₁ die spezifische Oberfläche nach BET (in m²/g) des an dem externen Additiv haftenden Toners, Sw₂ die spezifische Oberfläche nach BET (in m²/g) des Toners vor der Zugabe des externen Additivs und Sw₃ die spezifische Oberfläche nach BET (in m²/g) des externen Additivs ist.
Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 6, wobei der Toner des in dem Entwicklungsverfahren verwendeten Entwicklermaterials mit Pulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 50 nm und mit Pulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von mindestens 60 nm in Kombination als die externen Additive gemischt wird.
Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, wobei das Entwicklungsverfahren das Umkehrentwicklungssystem verwendet.
Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 10, wobei die Oberflächenschicht kolloides Siliciumdioxid umfasst.
Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 11, wobei die Oberflächenschicht ein Antioxidationsmittel umfasst.
Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 12, wobei der zylindrische, elektrisch leitende Träger auf diesem eine Unterschicht, eine Ladungserzeugungsschicht, eine Ladungstransportschicht und eine Oberflächenschicht umfasst.
Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 13 , wobei die Ladungserzeugungsschicht Titanylphthalocyanin mit einem maximalen Peak bei einem Bragg-Winkel von 27,2 Grad in Bezug auf die Cu-Kα-Linie umfasst.
Elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung, die umfasst: ein Aufladungselement, Bildbelichtungselement, Entwicklungselement, Übertragungselement und Reinigungselement unter Verwendung einer Klinge und einen organischen elektrophotographischen Photorezeptor, der einen zylindrischen, elektrisch leitenden Träger mit einer darauf befindlichen lichtempfindlichen Schicht und einer Oberflächenschicht, die ein Harz auf Siloxanbasis mit Ladungstransportfähigkeit zeigenden Struktureinheiten umfasst, wobei der Kontaktwinkel zwischen der Oberfläche des Photorezeptors und Wasser mindestens 90 Grad beträgt, umfasst, wobei, wenn das Bilderzeugungsverfahren durch mehr als 300.000malige Rotation des elektrophotographischen Photorezeptors unter Bedingungen durchgeführt wird, wobei die durchschnittliche Tonermenge, die an der gesamten Oberfläche des die Oberflächenschicht umfassenden elektrophotographischen Photorezeptors haftet, mindestens 0,5 mg/cm² während der Entwicklung des Entwicklungsmittels beträgt, die Schichtdickenverringerungsmenge ΔHd (in μm) pro Rotation 0 ≤ ΔHd < 3 × 10^–6 beträgt und die Restpotentialvariationsmenge ΔVr (in V) pro Rotation OSΔVr ≤ 1 × 10^–5 beträgt.