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Diese
Erfindung bezieht sich auf Organophotorezeptoren, die zur Verwendung
bei der Elektrophotographie geeignet sind und genauer auf Organophotorezeptoren
mit einem Ladungstransportmaterial mit wenigstens zwei Azingruppen.
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Bei
der Elektrophotographie wird ein Organophotorezeptor in Form einer
Platte, Scheibe, Bogens, Bandes, Trommel oder dergleichen mit einem
elektrisch isolierenden, photoleitfähigen Element oder einem elektrisch
leitfähigen
Substrat durch zuerst gleichförmiges
elektrostatisches Aufladen der Oberfläche der photoleitfähigen Schicht
und anschließend
Aussetzen der aufgeladenen Oberfläche einem Lichtmuster bebildert. Das
Aussetzen dem Licht entlädt
die Ladung selektiv in den belichteten Bereichen, wo Licht auf die
Oberfläche trifft
und dadurch ein Muster aus geladenen und ungeladenen Bereichen gebildet
wird, das als Latentbild bezeichnet wird. Ein flüssiger oder fester Toner wird
anschließend
in der Nähe
des Latentbildes bereitgestellt und Tonertröpfchen oder -teilchen scheiden
sich unter Erzeugen eines Tonerbildes auf der Oberfläche des
Photorezeptors entweder in der Nähe
der geladenen oder ungeladenen Bereiche ab. Das sich ergebende sichtbare Tonerbild
kann auf eine geeignete End- oder Zwischenempfängeroberfläche wie etwa Papier übertragen
werden oder die photoleitfähige
Schicht kann als dauerhafter Empfänger für das Bild wirken. Das Bilderzeugungsverfahren
kann vielmals wiederholt werden, um ein Einzelbild zum Beispiel
durch Überlagern
von Bildern aus getrennten Farbkomponenten fertigzustellen oder
Schattenbilder wie etwa das Überlagern
getrennter Farben unter Bilden eines fertigen Vollfarbbildes hervorzurufen
und/oder weitere Bilder zu kopieren.
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Es
werden sowohl photoleitfähige
Einzelschicht- als auch Mehrschichtelemente verwendet. Bei Einzelschicht-Ausführungsformen
werden ein Ladungstransportmaterial und ladungserzeugendes Material
mit einem polymeren Bindemittel kombiniert und anschließend auf
das elektrisch leitfähige
Substrat aufgebracht. Bei Mehrschicht-Ausführungsformen liegen das Ladungstransportmaterial
und das ladungserzeugende Material in dem Element in getrennten
Schichten vor, wovon jede gegebenenfalls mit einem auf dem elektrisch
leitfähigen
Substrat aufgebrachten polymeren Bindemittel kombiniert werden kann.
Es sind zwei Anordnungen für ein
photoleitfähiges
Zweischichtelement möglich.
Bei einer Zweischichtanordung (der „Doppelschicht"-Anordnung) ist die
ladungserzeugende Schicht auf dem elektrisch leitfähigen Substrat
aufgebracht und die Ladungstransportschicht ist oben auf der ladungserzeugenden
Schicht aufgebracht. Bei einer alternativen Doppelschichtanordnung
(der „inversen
Doppelschicht"-Anordnung)
ist die Reihenfolge der Ladungstransportschicht und ladungserzeugenden
Schicht umgekehrt.
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Sowohl
bei photoleitfähigen
Einzel- als auch Mehrschichtelementen ist der Zweck des ladungserzeugenden
Materials das Erzeugen von Ladungsträgern (d. h. Löcher und/oder
Elektronen) beim Aussetzen gegenüber
Licht. Der Zweck des Ladungstransportmaterials ist das Aufnehmen
wenigstens eines Typs dieser Ladungsträger und ihr Transportieren
durch die Ladungstransportschicht, um das Entladen einer Oberflächenladung
auf dem photoleitfähigen
Element zu erleichtern. Das Ladungstransportmaterial kann eine Ladungstransportverbindung,
eine Elektronentransportverbindung oder eine Kombination beider
sein. Wenn eine Ladungstransportverbindung verwendet wird, nimmt
die Ladungstransportverbindung die Lochträger auf und transportiert sie
durch die Schicht mit der Ladungstransportverbindung. Wenn eine
Elektronentransportverbindung verwendet wird, nimmt die Elektronentransportverbindung
die Elektronenträger
auf und transportiert sie durch die Schicht mit der Elektronentransportverbindung.
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Obschon
viele Ladungstransportmaterialien bekannt sind, besteht ein Bedarf
nach anderen Ladungstransportmaterialien, um die verschiedenen Erfordernisse
der jeweiligen elektrophotographischen Anwendungen zu erfüllen.
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Zum
Herstellen von Bildern hoher Qualität, insbesondere nach mehrfachen
Umläufen,
ist es wünschenswert,
daß die
Ladungstransportmaterialien mit dem polymeren Bindemittel eine homogene
Lösung
bilden und während
des Materialkreislaufs in dem Organophotorezeptormaterial annähernd homogen
verteilt bleiben. Außerdem
ist es wünschenswert,
die Ladungsmenge, die das Ladungstransportmaterial aufnehmen kann
(durch einen als Aufnahmespannung oder „Vacc" bekannten Parameter
bezeichnet), zu erhöhen
und den Rückhalt
dieser Ladung bei der Entladung (durch einen als Entladungsspannung
oder „Vdis" bekannten
Parameter bezeichnet) zu verringern.
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Ein
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen von
Organophotorezeptoren, eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts, elektrophotographischen
Bilderzeugungsverfahren und Ladungstransportmaterialien, die sich
allgemein durch gute und/oder vorteilhafte Eigenschaften auszeichnen und
vorzugsweise wenigstens einige Probleme in der Technik ansprechen.
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Es
gibt viele für
die Elektrophotographie verfügbare
Ladungstransportmaterialien einschließlich zum Beispiel Pyrazolinderivate,
Fluorenderivate, Oxadiazolderivate, Stilbenderivate, Hydrazonderivate,
Carbazolhydrazonderivate, Triarylamine, Polyvinylcarbazol, Polyvinylpyren
und Polyacenaphthylen. Jedoch können wenigstens
einige der verfügbaren
Ladungstransportmaterialien an einigen Nachteilen leiden und es
besteht somit immer Bedarf nach Ladungstransportmaterialien zum
Erfüllen
der verschiedenen Anforderungen von Elektrophotographieanwendungen.
Dies stellt einen weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung
dar.
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Ein
bevorzugter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen
von Organophotorezeptoren mit guten elektrostatischen Eigenschaften.
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Weiterhin
ist ein bevorzugter Gegenstand der vorliegenden Erfindung das Bereitstellen
von Ladungstransportmaterialien für Organophotorezeptoren, die
sich durch gute mechanische und/oder chemische Eigenschaften und/oder
eine Kombination guter mechanischer und elektrostatischer Eigenschaften
auszeichnen.
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Geeigneterweise
ist noch ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung das
Bereitstellen von Organophotorezeptoren und eines elektrophotographischen
Bilderzeugungsgeräts,
die zum Liefern von Bildern hoher Qualität selbst nach wiederholten
Umläufen
verwendet werden können,
indem ein elektrophotographisches Gerät verwendet wird, das die das
Gerät verwendenden
Organophotorezeptoren und elektrophotographischen Bilderzeugungsverfahren
einsetzt.
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Andere
Gegenstände
und/oder Vorteile der Erfindung sind zum einen in der folgenden
Beschreibung aufgeführt
und werden zum anderen aus der Beschreibung deutlich oder offensichtlich
oder können
aus der Ausführung
der Erfindung deutlich oder daraus entnommen werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden ein in den angefügten Ansprüchen aufgeführter Organophotorezeptor,
ein elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät, ein elektrophotographisches
Bilderzeugungsverfahren und ein Ladungstransportmaterial bereitgestellt.
Bevorzugte Merkmale der Erfindung werden aus den abhängigen Ansprüchen und
der folgenden Beschreibung deutlich.
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Demgemäß trachtet
diese Erfindung nach dem Bereitstellen von Organophotorezeptoren mit
guten elektrostatischen Eigenschaften wie etwa hoher Vacc und
niedriger Vdis.
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In
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Organophotorezeptor
bereitgestellt, der ein elektrisch leitfähiges Substrat und ein photoleitfähiges Element
auf dem elektrisch leitfähigen
Substrat umfaßt,
wobei das photoleitfähige
Element
- (a) ein Ladungstransportmaterial mit
der Formel worin n eine ganze Zahl zwischen
2 und einschließlich
6 ist;
R1 und R2 unabhängig H,
Halogen, Carboxy, Hydroxy, Thiol, Cyan, Nitro, eine Aldehydgruppe,
Ketongruppe, eine Ethergruppe, eine Estergruppe, eine Carbonylgruppe,
eine Alkylgruppe, eine Alkarylgruppe oder eine Arylgruppe sind;
X
eine verzweigte oder gerade Verbindungsgruppe mit der Formel -(CH2)m- ist, worin m
eine ganze Zahl zwischen 0 und einschließlich 20 ist und eine oder
mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, C=O, O=S=O, Urethan,
Harnstoff, eine Estergruppe, eine Gruppe NR3,
eine Gruppe CHR4 oder eine Gruppe CR5R6 ersetzt sein
können,
worin R3, R4, R5 und R6 unabhängig H,
eine Alkylgruppe, eine Alkarylgruppe, eine heterocyclische Gruppe
oder eine Arylgruppe sind;
Y eine Bindung, C, N, O, S, eine
verzweigte oder gerade -(CN2)p-Gruppe,
worin p eine ganze Zahl zwischen 0 und 10 ist, eine aromatische
Gruppe, eine Cycloalkylgruppe, eine heterocyclische Gruppe oder
eine Gruppe NR7 ist, worin R7 ein
Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe oder Arylgruppe ist, wobei Y eine
Struktur aufweist, die zum Bilden von n Bindungen mit den entsprechenden
Gruppen X ausgewählt
ist, und
Z eine Fluorenylidengruppe ist, und
- (b) eine ladungserzeugende Verbindung umfaßt.
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Vorzugsweise
ist Y eine Bindung und ist X eine -(CH2)m-Gruppe, worin m eine ganze Zahl zwischen
1 und 20 ist.
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Vorzugsweise
ist Z eine Alkoxycarbonyl-9-fluorenylidengruppe.
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Vorzugsweise
ist Z eine Alkoxycarbonyl-9-fluorenylidengruppe und enthält die Alkoxygruppe
1 bis 20 Kohlenstoffatome.
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Vorzugsweise
umfaßt
das photoleitfähige
Element des Organophotorezeptors weiter ein zweites Ladungstransportmaterial.
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Vorzugsweise
umfaßt
das zweite Ladungstransportmaterial eine Ladungstransportverbindung.
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Vorzugsweise
umfaßt
das photoleitfähige
Element des Organophotorezeptors weiter ein Bindemittel.
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Der
Organophotorezeptor kann zum Beispiel in Form einer Platte, eines
flexiblen Bandes, einer flexiblen Scheibe, eines Bogens, einer starren
Trommel oder eines Bogens um eine starre oder nachgiebige Trommel
herum bereitgestellt werden. Bei einer Ausführungsform schließt der Organophotorezeptor
(a) ein photoleitfähiges
Element, das das Ladungstransportmaterial, die ladungserzeugende
Verbindung, ein zweites Ladungstransportmaterial und ein polymeres
Bindemittel umfaßt,
und (b) das elektrisch leitfähige
Substrat ein.
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In
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrophotographisches
Bilderzeugungsgerät
bereitgestellt, das (a) eine mit Licht bilderzeugende Komponente
und (b) den hierin beschriebenen Organophotorezeptor umfaßt, der
zum Empfangen von Licht aus der mit Licht bilderzeugenden Komponente ausgerichtet
ist. Das Gerät
kann ferner eine Abgabevorrichtung für Flüssigtoner umfassen. Das Verfahren
der elektrophotographischen Bilderzeugung mit Photorezeptoren, die
die hierin angeführten
Ladungstransportmaterialien enthalten, wird ebenfalls beschrieben.
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In
einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren
bereitgestellt, das (a) das Anlegen einer elektrischen Ladung an
eine Oberfläche
des hierin beschriebenen Organophotorezeptors, (b) das bildweise
Aussetzen der Oberfläche
des Organophotorezeptors einer Strahlung unter Ableiten von Ladung
in ausgewählten
Bereichen und dadurch Bilden eines Musters aus mindestens verhältnismäßig geladenen
und ungeladenen Bereichen auf der Oberfläche, (c) das In-Kontak-Bringen der
Oberfläche
mit einem Toner wie etwa einem Flüssigtoner, der eine Dispersion
von Farbmittelteilchen in einer organischen Flüssigkeit einschließt, um ein
Tonerbild zu erzeugen, und (d) das Übertragen des Tonerbildes auf
ein Substrats umfaßt.
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In
einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Ladungstransportmaterial
mit der vorstehenden allgemeinen Formel (1), d. h. der Formel
bereitgestellt, worin n eine
ganze Zahl zwischen 2 und einschließlich 6 ist;
R
1 und R
2 unabhängig H,
Halogen, Carboxy, Hydroxy, Thiol, Cyan, Nitro, eine Aldehydgruppe,
Ketongruppe, eine Ethergruppe, eine Estergruppe, eine Carbonylgruppe,
eine Alkylgruppe, eine Alkarylgruppe oder eine Arylgruppe sind;
X
eine verzweigte oder gerade Verbindungsgruppe mit der Formel -(CH
2)
m- ist, worin m
eine ganze Zahl zwischen 0 und einschließlich 20 ist und eine oder
mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, C=O, O=S=O, Urethan,
Harnstoff, eine Estergruppe, eine Gruppe NR
3,
eine Gruppe CHR
4 oder eine Gruppe CR
5R
6 ersetzt sein
können,
worin R
3, R
4, R
5 und R
6 unabhängig H,
eine Alkylgruppe, eine Alkarylgruppe, eine heterocyclische Gruppe
oder eine Arylgruppe sind;
Y eine Bindung, C, N, O, S, eine
verzweigte oder gerade -(CH
2)
p-Gruppe,
worin p eine ganze Zahl zwischen 0 und 10 ist, eine aromatische
Gruppe, eine Cycloalkylgruppe, eine heterocyclische Gruppe oder
eine Gruppe NR
7 ist, worin R
7 ein
Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe oder Arylgruppe ist, wobei Y eine
Struktur aufweist, die zum Bilden von n Bindungen mit den entsprechenden
Gruppen X ausgewählt
ist, und
Z eine Fluorenylidengruppe ist.
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Die
Erfindung stellt geeignete Ladungstransportmaterialien für Organophotorezeptoren
bereit, die sich durch eine Kombination guter mechanischer und elektrostatischer
Eigenschaften auszeichnen. Die Erfindung stellt allgemein Organophotorezeptoren
mit guten elektrostatischen Eigenschaften wie etwa hoher Vacc und niedriger Vdis bereit.
Diese Photorezeptoren können
erfolgreich mit Flüssigtonern
zum Herstellen von Bildern hoher Qualität verwendet werden. Die hohe
Qualität
des Bilderzeugungssystems kann nach wiederholten Umläufen behalten
werden.
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Andere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung
deren besonderer Ausführungsformen
und aus den Ansprüchen
deutlich.
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Die
hierin beschriebenen Merkmale des ersten, zweiten, dritten beziehungsweise
vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung können als bevorzugte Merkmale
anderer Aspekte der vorliegenden Erfindung angesehen werden.
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Ein
hierin beschriebener Organophotorezeptor weist ein elektrisch leitfähiges Substrat
und ein photoleitfähiges
Element auf, das eine ladungserzeugende Verbindung und ein Ladungstransportmaterial
mit zwei über
zwei Carbazolylgruppen verknüpften
Azingruppen umfaßt.
Diese Ladungstransportmaterialien weisen im allgemeinen erwünschte Eigenschaften
auf, wie durch ihr Leistungsverhalten in Organophotorezeptoren zur Elektrophotographie
gezeigt wird. Insbesondere weisen die Ladungstransportmaterialien
dieser Erfindung im allgemeinen hohe Ladungsträgerbeweglichkeiten und eine
gute Verträglichkeit
mit verschiedenen Bindemittelmaterialien auf und besitzen ausgezeichnete
elektrophotographische Eigenschaften auf. Die Organophotorezeptoren
gemäß dieser
Erfindung weisen im allgemeinen eine hohe Lichtempfindlichkeit,
ein niederes Restpotential und eine hohe Stabilität bezüglich des
Umlauftestens, der Kristallisation und der Biegung und Streckung des
Organophotorezeptors auf. Die Organophotorezeptoren sind besonders
brauchbar bei Laserdruckern und dergleichen sowie Faxgeräten, Photokopierern,
Scannern und anderen auf Elektrophotographie beruhenden elektronischer
Vorrichtungen. Die Verwendung dieser Ladungstransportmaterialien
wird nachstehend im Zusammengang mit der Verwendung in einem Laserdrucker
genauer beschrieben, ob schon nach der nachstehenden Erörterung
ihre Anwendung in anderen durch Elektrophotographie betriebenen
Vorrichtungen verallgemeinert werden kann.
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Wie
vorstehend angeführt
ist es zum Herstellen von Bildern hoher Qualität, insbesondere nach mehrfachen
Umläufen,
erwünscht,
daß die
Ladungstransportmaterialien mit dem polymeren Bindemittel eine homogene
Lösung
bilden und während
des Umlaufens des Materials in dem Organophotorezeptormaterial annähernd homogen
verteilt bleiben. Außerdem
ist es erwünscht,
die Ladungsmenge, die das Ladungstransportmaterial aufnehmen kann
(durch einen als Aufnahmespannung oder „Vacc" bekannten Parameter
bezeichnet), zu erhöhen
und den Rückhalt
dieser Ladung bei der Entladung (durch einen als Entladungsspannung
oder „Vdis" bekannten
Parameter bezeichnet) zu verringern.
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Die
Ladungstransportmaterialien können
in eine Ladungstransportverbindung oder Elektronentransportverbindung
eingeteilt werden. In der Technik sind viele Ladungstransportverbindungen
und Elektronentransportverbindungen zur Elektrophotographie bekannt.
Nicht-begrenzende Beispiele von Ladungstransportverbindungen schließen zum
Beispiel Pyrazolinderivate, Fluorenderivate, Oxadiazolderivate,
Stilbenderivate, Hydrazonderivate, Carbazolhydrazonderivate, Triarylamine,
Polyvinylcarbazol, Polyvinylpyren, Polyacenaphthylen oder Multihydrazonverbindungen
ein, die wenigstens zwei Hydrazongruppen und wenigstens zwei Gruppen
umfassen, die aus der aus einem p-N,N-disubstituierten Arylamin
wie etwa Triphenylamin und Heterocyclen wie etwa Carbazol, Julolidin,
Phenothiazin, Phenazin, Phenoxazin, Phenoxathiin, Thiazol, Oxazol,
Isoxazol, Dibenzo(1,4)dioxin, Thianthren, Imidazol, Benzothiazol,
Benzotriazol, Benzoxazol, Benzimidazol, Chinolin, Isochinolin, Chinoxalin,
Indol, Indazol, Pyrrol, Purin, Pyridin, Pyridazin, Pyrimidin, Pyrazin,
Triazol, Oxadiazol, Tetrazol, Thiadiazol, Benzisoxazol, Benzisothiazol,
Dibenzofuran, Dibenzothiophen, Thiophen, Thianaphthen, Chinazolin
oder Cinnolin ein.
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Nicht-begrenzende
Beispiele von Elektronentransportverbindungen schließen zum
Beispiel Bromanilin, Tetracyanethylen, Tetracyanchinodimethan, 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon,
2,4,5,7-Tetranitro-9-fluorenon, 2,4,5,7-Tetranitroxanthon, 2,4,8-Trinitrothioxanthon,
2,6,8-Trinitroindeno-4H-indeno[1,2-b]thiophen-4-on
und 1,3,7-Trinitrodibenzothiophen-5,5-dioxid, (2,3-Diphenyl-1-indenyliden)malonitril.
4H-Thiopyran-1,1-dioxid und seine Derivate wie etwa 4-Dicyanmethylen-2,6-diphenyl-4H-thiopyran-1,1-dioxid,
4-Dicyanmethylen-2,6-di-m-tolyl-4H-thiopyran-1,1-dioxid
und unsymmetrisch substituiertes 2,6-Diaryl-4H-thiopyran-1,1-dioxid
wie etwa 4H-1,1-Dioxo-2-(p-isopropylphenyl)-6-phenyl-4-(dicyanmethyliden)thiopyran
und 4H-1,1-Dioxo-2-(p-isopropylphenyl)-6-(2-thienyl)-4-(dicyanmethyli den)thiopyran,
Derivate von Phospha-2,5-cyclohexadien, Alkoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malonitrilderivate
wie etwa (4-n-Butoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malonitril, (4-Phenethoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malonitril,
(4-Carbitoxy-9-fluorenyliden)malonitril und Diethyl(4-n-butoxycarbonyl-2,7-dinitro-9-fluorenyliden)malonat,
Anthrachinodimethanderivate wie etwa 11,11,12,12-Tetracyan-2-alkylanthrachinodimethan
und 11,11-Dicyan-12,12-bis(ethoxycarbonyl)anthrachinodimethan,
Anthronderivate wie etwa 1-Chlor-10-[bis(ethoxycarbonyl)methylen]anthron,
1,8-Dichlor-10-[bis(ethoxycarbonyl)methylen]anthron, 1,8-Dihydroxy-10-[bis(ethoxycarbonyl)methylen]anthron
und 1-Cyan-10-[bis(ethoxycarbonyl)methylen]anthron,
7-Nitro-2-aza-9-fluorenylidenmalonitril, Diphenochinonderivate,
Benzochinonderivate, Naphthochinonderivate, Chininderivate, Tetracyanethylencyanethylen,
2,4,8-Trinitrothioxanthon, Dinitrobenzolderivate, Dinitroanthracenderivate,
Dinitroacridinderivate, Nitroanthrachinonderivate, Dinitroanthrachinonderivate, Succinanhydrid,
Maleinanhydrid, Dibrommaleinanhydrid, Pyrenderivate, Carbazolderivate,
Hydrazonderivate, N,N-Dialkylanilinderivate, Diphenylaminderivate,
Triphenylaminderivate, Triphenylmethanderivate, Tetracyanchinodimethan,
2,4,5,7-Tetranitro-9-fluorenon,
2,4,7-Trinitro-9-dicyanmethylenfluorenon, 2,4,5,7-Tetranitroxanthonderivate
und 2,4,8-Trinitrothioxanthonderivate ein. Bei einigen Ausführungsformen
von Interesse umfaßt
die Elektronentransportverbindung ein (Alkoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malonitrilderivat
wie etwa (4-n-Butoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malonitril.
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Obschon
viele Ladungstransportmaterialien zur Verfügung stehen, bleibt wie vorstehend
angemerkt das Bedürfnis
nach anderen Ladungstransportmaterialien zum Erfüllen der verschiedenen Anforderungen
einzelner Elektrophotographieanwendungen.
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Bei
Elektrophotographieanwendungen absorbiert eine ladungserzeugende
Verbindung innerhalb eines Organophotorezeptors Licht unter Bilden
von Elektronen-Loch-Paaren. Diese Elektronen und Löcher können innerhalb
eines geeigneten Zeitrahmens unter einem starken elektrischen Feld
transportiert werden, um eine Oberflächenladung, die das Feld erzeugt, örtlich zu
entladen. Das Entladen des Feldes an einer bestimmten Stelle führt zu einem
Oberflächenladungsmuster,
das im wesentlichen mit dem mit Licht gezeichneten Muster übereinstimmt.
Dieses Ladungsmuster kann anschließend zum Lenken des Tonerauftrags
verwendet werden. Die hierin beschriebenen Ladungstransportmaterialien
sind im allgemeinen beim Transportieren von Ladung und insbesondere
Elektronen aus den durch die ladungserzeugende Verbindung gebildeten
Elektronen-Loch-Paaren
besonders wirkungsvoll. Bei einigen Ausführungsformen können auch
eine spezielle Elektronentransportverbindung oder Ladungstransportverbindung
zusammen mit dem Ladungstransportmaterial dieser Erfindung verwendet
werden.
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Die
Schicht oder Schichten aus die ladungserzeugende Verbindung und
die Ladungstransportmaterialien enthaltenden Materialien befinden
sich innerhalb eines Organophotorezeptors. Zum Drucken eines zweidimensionalen
Bildes unter Verwenden des Organophotorezeptors weist der Organophotorezeptor
eine zweidimensionale Oberfläche
zum Bilden wenigstens eines Teils des Bildes auf. Der Bilderzeugungsvorgang
setzt sich anschließend
durch Führen
des Organophotorezeptors im Kreis unter Abschließen der Bildung des gesamten
Bildes und/oder zum Verarbeiten nachfolgender Bilder fort.
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Der
Organophotorezeptor kann in Form einer Platte, eines flexiblen Bandes,
einer Scheibe, einer starren Trommel, eines Bogens um eine starre
oder nachgiebige Trommel herum oder dergleichen bereitgestellt werden.
Das Ladungstransportmaterial kann sich in derselben Schicht wie
die ladungserzeugende Verbindung und/oder in einer zu der ladungserzeugenden
Verbindung verschiedenen Schicht befinden. Wie nachstehend beschrieben
können
auch zusätzliche
Schichten verwendet werden.
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Bei
einigen Ausführungsformen
umfaßt
das Organophotorezeptormaterial zum Beispiel (a) eine Ladungstransportschicht,
die das Ladungstransportmaterial und ein polymeres Bindemittel umfaßt, (b)
eine ladungserzeugende Schicht, die die ladungserzeugende Verbindung
und ein polymeres Bindemittel umfaßt, und (c) das elektrisch
leitfähige
Substrat. Die Ladungstransportschicht kann sich zwischen der ladungserzeugenden
Schicht und dem elektrisch leitfähigen
Substrat befinden. Wahlweise kann sich die ladungserzeugende Schicht
zwischen der Ladungstransportschicht und dem elektrisch leitfähigen Substrat
befinden. Bei weiteren Ausführungsformen
weist das Organophotorezeptormaterial eine einzelne Schicht mit
sowohl einem Ladungstransportmaterial als auch einer ladungserzeugenden
Verbindung in einem polymeren Bindemittel auf.
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Die
Organophototorezeptoren können
in ein elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät wie etwa Laserprinter eingebaut
werden. Bei diesen Vorrichtungen wird aus physikalischen Darstellungen
ein Bild gebildet und in ein Lichtbild umgewandelt, das unter Bilden
eines Oberflächenlatentbildes
auf den Organophotorezeptor gescannt wird. Das Oberflächenlatentbild
kann zum Anziehen von Toner auf die Oberfläche des Organophotorezeptors
verwendet werden, wobei das Tonerbild dasselbe wie das auf den Organophotorezeptor projizierte
Lichtbild oder dessen Negativ ist. Der Toner kann ein Flüssigtoner
oder ein Trockentoner sein. Der Toner wird nachfolgend von der Oberfläche des
Organopho torezeptors auf eine Empfängeroberfläche wie etwa ein Bogen Papier übertragen.
Nach der Übertragung
des Toners wird die gesamte Oberfläche entladen und das Material
ist bereit, erneut umzulaufen. Das Bilderzeugungsgerät kann weiter
zum Beispiel eine Mehrzahl Trägerwalzen
zum Transportieren eines Papieraufnahmemediums und/oder zum Verschieben
des Photorezeptors, eine mit Licht bilderzeugende Komponente mit
einer zum Bilden des Lichtbildes geeigneten Optik, eine Lichtquelle
wie etwa ein Laser, eine Tonerquelle und ein Zuführungssystem und ein geeignetes
Kontrollsystem umfassen.
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Ein
elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren kann allgemein (a)
das Anlegen einer elektrischen Ladung an eine Oberfläche des
hierin beschriebenen Organophotorezeptors, (b) das bildweise Aussetzen
der Oberfläche
des Organophotorezeptors einer Strahlung unter Ableiten von Ladung
in ausgewählten
Bereichen und dadurch Bilden eines Musters aus geladenen und ungeladenen
Bereichen auf der Oberfläche,
(c) Aussetzen der Oberfläche
einem Toner wie etwa einem Flüssigtoner,
der zum Erzeugen eines Tonerbildes eine Dispersion von Farbmittelteilchen
in einer organischen Flüssigkeit
enthält,
unter Anziehen von Toner zu den geladenen oder entladenen Regionen
des Organophotorezeptors und (d) Übertragen des Tonerbildes auf
ein Substrat umfassen.
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Wie
hierin beschrieben umfaßt
in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Organophotorezeptor ein
Ladungstransportmaterial mit der Formel
worin n eine ganze Zahl zwischen
2 und einschließlich
6 ist;
R
1 und R
2 unabhängig H,
Halogen, Carboxy, Hydroxy, Thiol, Cyan, Nitro, eine Aldehydgruppe,
Ketongruppe, eine Ethergruppe, eine Estergruppe, eine Carbonylgruppe,
eine Alkylgruppe, eine Alkarylgruppe oder eine Arylgruppe sind;
X
eine verzweigte oder gerade Verbindungsgruppe mit der Formel -(CH
2)
m- ist, worin m eine
ganze Zahl zwischen 0 und einschließlich 20 ist und eine oder
mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, C=O, O=S=O, Urethan,
Harnstoff, eine Estergruppe, eine Gruppe NR
3,
eine Gruppe CHR
4 oder eine Gruppe CR
5R
6 ersetzt sein
können,
worin R
3, R
4, R
5 und R
6 unabhängig H,
eine Alkylgruppe, eine Alkarylgruppe, eine heterocyclische Gruppe
oder eine Arylgruppe sind;
Y eine Bindung, C, N, O, S, eine
verzweigte oder gerade -(CH
2)
p-Gruppe,
worin p eine ganze Zahl zwischen 0 und 10 ist, eine aromatische
Gruppe, eine Cycloalkylgruppe, eine heterocyclische Gruppe oder
eine Gruppe NR
7 ist, worin R
7 ein
Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe oder Arylgruppe ist, wobei Y eine
Struktur aufweist, die zum Bilden von n Bindungen mit den entsprechenden
Gruppen X ausgewählt
ist, und
Z eine Fluorenylidengruppe ist.
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In
einigen Ausführungsformen
ist n 2.
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In
einigen Ausführungsformen
ist Y eine Bindung.
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In
einigen Ausführungsformen
ist X eine -(CH2)m-Gruppe,
worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 ist.
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Vorzugsweise
ist Y eine Bindung und ist X eine -(CH2)m-Gruppe, worin m eine ganze Zahl zwischen
1 und 20 ist.
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Vorzugsweise
ist Z eine Alkoxycarbonyl-9-fluorenylidengruppe.
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Vorzugsweise
ist Z eine Alkoxycarbonyl-9-fluorenylidengruppe und enthält die Alkoxygruppe
1 bis 20 Kohlenstoffatome.
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In
einigen Ausführungsformen
ist Z eine Alkoxycarbonyl-9-fluorenylidengruppe, wobei die Alkoxygruppe
1 bis 10 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 1 bis 5 Kohlenstoffatome,
insbesondere 2 oder 4 Kohlenstoffatome enthält.
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In
einigen Ausführungsformen
ist Y eine Bindung und ist X eine -(CH2)m-Gruppe, worin m eine ganze Zahl zwischen
1 und 10, insbesondere 4, 5 oder 6 ist und eine oder mehr Methylengruppen
gegebenenfalls durch O oder C=O ersetzt sind.
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In
einigen Ausführungsformen
sind sowohl R1 als auch R2 H.
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Vorzugsweise
umfaßt
das photoleitfähige
Element des Organophotorezeptors weiter ein zweites Ladungstransportmaterial.
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Vorzugsweise
umfaßt
das zweite Ladungstransportmaterial eine Ladungstransportverbindung.
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Vorzugsweise
umfaßt
das photoleitfähige
Element des Organophotorezeptors weiter ein Bindemittel.
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Eine
in der Technik allgemein bekannte Substitution an den chemischen
Gruppen zum Beeinflussen verschiedener physikalischer Wirkungen
auf die Eigenschaften der Verbindungen wie etwa Beweglichkeit, Empfindlichkeit,
Löslichkeit,
Stabilität
und dergleichen ist frei gestattet. Bei der Beschreibung der chemischen Substituenten
gibt es gewisse, in der Technik gebräuchliche Praktiken, die sich
im Sprachgebrauch widerspiegeln. Der Ausdruck Gruppe zeigt an, daß eine generisch
angeführte
chemische Einheit (z. B. Alkylgruppe, Phenylgruppe, Fluorenylidengruppe
usw.) irgendeinen Substituenten daran aufweisen Kann, der mit der
Bindungsstruktur dieser Gruppe in Einklang ist. Wenn zum Beispiel
der Ausdruck „Alkylgruppe" verwendet wird,
schließt dieser
Ausdruck nicht nur unsubstituiertes gerades, verzweigtes und cyclisches
Alkyl wie etwa Methyl, Ethyl, Isopropyl, tert-Butyl, Cyclohexyl,
Dodecyl und dergleichen, sondern auch Substituenten wie etwa Hydroxyethyl,
Cyanbutyl, 1,2,3-Trichlorpropan und dergleichen ein. Wie im Einklang
mit einer derartigen Nomenklatur ist in diesem Ausdruck keine Substitution
eingeschlossen, die die grundlegende Bindungsstruktur der zugrundeliegenden
Gruppe verändern
würde.
Wenn zum Beispiel eine Phenylgruppe angeführt wird, wäre eine Substitution wie etwa
1-Hydroxyphenyl, 2,4-Fluorphenyl, o-Cyanphenyl, 1,3,5-Trimethoxyphenyl
und dergleichen innerhalb dieser Terminologie zulässig, während die
Substitution 1,1,2,2,3,3-Hexamethylphenyl nicht zulässig wäre, da diese
Substitution erforderte, daß die
Ringbindungsstruktur der Phenylgruppe wegen der Substitution in
eine nichtaromatische Form verändert
wird. Ähnlich
schließt
bezüglich
einer Fluorenylidengruppe die Verbindung oder der Substituent jede
Substitution ein, die die chemische Natur des Fluorenylidenrings
in der Formel nicht wesentlich verändert. Wenn der Ausdruck Struktureinheit
wie etwa Alkylstruktureinheit oder Phenylstruktureinheit verwendet
wird, zeigt die Terminologie Struktureinheit an, daß das chemische
Material nicht substituiert ist. Wenn der Ausdruck Alkylstruktureinheit
verwendet wird, stellt dieser Ausdruck nur eine unsubstituierte,
entweder verzweigte, geradkettige oder cyclische Alkylkohlenwasserstoffgruppe
dar.
-
Im
allgemeinen und ausgenommen, wenn hierin anders angegeben, trifft
das Folgende zu. Bevorzugte Alkylgruppen sind geeignet substituiertes
oder unsubstituiertes, geeigneterweise gerades, verzweigtes oder cyclisches
C1-16-Alkyl, insbesondere C1-12-Alkyl,
genauer C1-8-Alkyl, noch genauer C1-4-Alkyl. Bevorzugte Halogenatome sind Brom,
Fluor und Chlor.
-
Organophotorezeptoren
-
Der
Organophotorezeptor kann zum Beispiel in Form einer Platte, eines
Bogens, eines flexiblen Bandes, einer Scheibe, einer starren Trommel
oder eines Bogens um eine starre oder nachgiebige Trommel herum vorliegen,
wobei im allgemeinen in handelsüblichen
Ausführungsformen
flexible Bänder
und starre Trommeln verwendet werden. Der Organophotorezeptor kann
zum Beispiel ein elektrisch leitfähiges Substrat und auf dem
elektrisch leitfähigen
Substrat ein photoleitfähiges
Element in Form einer oder mehrerer Schichten umfassen. Das photoleitfähige Element
kann in einigen Ausführungsformen
sowohl ein Ladungstransportmaterial und eine ladungserzeugende Verbindung
in einem polymeren Bindemittel, die sich in derselben Schicht befinden
können
oder nicht, als auch ein zweites Ladungstransportmaterial wie etwa
eine Ladungstransportverbindung oder eine Elektronentransportverbindung
umfassen. Zum Beispiel können
sich das Ladungstransportmaterial und die ladungserzeugende Verbindung
in einer einzigen Schicht befinden. Bei anderen Ausführungsformen
umfaßt
das photoleitfähige
Element jedoch einen Zweischichtenaufbau, der sich durch eine ladungserzeugende
Schicht und eine getrennte Ladungstransportschicht auszeichnet.
Die ladungserzeugende Schicht kann sich zwischen dem elektrisch
leitfähigen
Substrat und der Ladungstransportschicht befinden. Wahlweise kann
das photoleitfähige
Element eine Struktur aufweisen, bei der sich die Ladungstransportschicht
zwischen dem elektrisch leitfähigen
Substrat und der ladungserzeugenden Schicht befindet.
-
Das
elektrisch leitfähige
Substrat kann flexibel sein und zum Beispiel in Form einer flexiblen
Bahn oder eines Bandes vorliegen oder unflexibel sein und zum Beispiel
in Form einer Trommel vorliegen. Eine Trommel kann eine zylinderförmige Hohlstruktur
aufweisen, die die Befestigung der Trommel an einem Antrieb bereitstellt,
der die Trommel während
des Bilderzeugungsverfahrens dreht. Typischerweise umfaßt ein elektrisch leit fähiges Substrat
ein elektrisch isolierendes Substrat und eine dünne Schicht aus einem elektrisch
leitfähigen
Material, auf das das photoleitfähige
Material aufgebracht ist.
-
Das
elektrisch isolierende Substrat kann Papier oder ein filmbildendes
Polymer wie etwa Polyester (z. B. Polyethylenterephthalat oder Polyethylennaphthalat),
Polyimid, Polysulfon, Polypropylen, Nylon, Polyester, Polycarbonat,
Polyvinylharz, Polyvinylfluorid, Polystyrol und dergleichen sein.
Spezifische Beispiele von Polymeren für Trägersubstrate schließen zum
Beispiel Polyethersulfon (StabarTM S-100,
von ICI erhältlich),
Polyvinylfluorid (Tedlar®, von E.I. DuPont de Nemours & Company erhältlich),
Polybisphenol-A-polycarbonat
(MakrofolTM, von Mobay Chemical Company
erhältlich)
und amorphes Polyethylenterephthalat (MelinarTM,
erhältlich von
ICI Americas, Inc.) ein. Die elektrisch leitfähigen Materialien können Graphit,
Dispersruß,
Iodid, leitfähige Polymere
wie etwa Polypyrrole und das leitfähige Polymer Calgon® 261
(im Handel von Calgon Corporation, Inc., Pittsburgh, Pa., erhältlich),
Metalle wie etwa Aluminium, Titan, Chrom, Messing, Gold, Kupfer,
Palladium, Nickel oder Edelstahl oder ein Metalloxid wie etwa Zinnoxid
oder Indiumoxid sein. Bei Ausführungsformen
von besonderem Interesse ist das elektrisch leitfähige Material
Aluminium. Im allgemeinen weist das Photoleitersubstrat eine zum
Liefern der erforderlichen mechanischen Stabilität entsprechende Dicke auf.
Zum Beispiel weisen flexible Bahnsubstrate im allgemeinen eine Dicke
von 0,01 bis etwa 1 mm auf, während
Trommelsubstrate im allgemeinen eine Dicke von etwa 0,5 mm bis etwa
2 mm aufweisen.
-
Die
ladungserzeugende Verbindung ist ein Material wie etwa ein Farbstoff
oder Pigment, das Licht unter Erzeugen von Ladungsträgern absorbieren
kann. Nicht-einschränkende
Beispiele geeigneter ladungserzeugender Verbindungen schließen zum
Beispiel metallfreie Phthalocyanine (z. B. das von H. W. Sands,
Inc., erhältliche
metallfreie Phthalocyanin ELA 8034 oder CGM-X01 von Sanyo Color
Works, Ltd.), Metallphthalocyanine wie etwa Titanphthalocyanin,
Kupferphthalocyanin, Oxytitanphthalocyanin (auch als Titanyloxyphthalocyanin
bezeichnet und schließt
jede kristalline Phase oder Gemische kristalliner Phasen ein, die
als ladungserzeugende Verbindung wirken können), Hydroxygalliumphthalocyanin,
Squaryliumfarbstoffe und -pigmente, hydroxysubstituierte Squaryliumpigmente,
Perylimide, von Allied Chemical Corporation unter dem Handelsnamen
Indofast® Double
Scarlet, Indofast® Violet Lake B, Indofast® Brilliant
Scarlet und Indofast® Orange erhältliche
mehrkernige Chinone, von DuPont unter dem Handelsnamen MonastralTM Red, MonastralTM Violet
und MonastralTM Red Y erhältliche
Chinacridone, von Naphthalin-1,4,5,8-tetracarbonsäure abgeleitete
Pigmente einschließlich
der Perinone, Tetrabenzoporphyrine und Tetranaphthaloporphyrine,
Indigo- und Thioindigofarbstoffe, Benzothioxanthenderivate, von
Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäure
abgeleitete Pigmente, Polyazopigmente einschließlich Bisazo-, Trisazo- und
Tetrakisazopigmenten, Polymethinfarbstoffe, Chinazolingruppen enthaltende
Farbstoffe, tertiäre
Amine, amorphes Selen, Selenlegierungen wie etwa Selen-Tellur, Selen-Tellur-Arsen
und Selen-Arsen, Cadmiumsulfoselenid, Cadmiumselenid, Cadmiumsulfid
und Gemische davon ein. Bei einigen Ausführungsformen umfaßt die ladungserzeugende
Verbindung Oxytitanphthalocyanin (z. B. irgendeine Phase davon),
Hydroxygalliumphthalocyanin oder eine Kombination davon.
-
Die
photoleitfähige
Schicht dieser Erfindung kann gegebenenfalls ein zweites Ladungstransportmaterial
enthalten, das eine Ladungstransportverbindung, eine Elektronentransportverbindung
oder eine Kombination beider sein kann. Im allgemeinen kann jede
in der Technik bekannte Ladungstransportverbindung oder Elektronentransportverbindung
als zweites Ladungstransportmaterial verwendet werden.
-
Eine
Elektronentransportverbindung und ein UV-Lichtstabilisator können eine
synergistische Beziehung zum Bereitstellen des gewünschten
Elektronenflusses innerhalb des Photoleiters aufweisen. Das Vorhandensein
der UV-Lichtstabilisatoren verändert
die Elektronentransporteigenschaften der Elektronentransportverbindungen
unter Verbessern der Elektronentransporteigenschaften des Verbundes.
UV-Lichtstabilisatoren können
Ultraviolettlichtabsorber oder Ultraviolettlichtinhibitoren sein,
die freie Radikale einfangen.
-
UV-Lichtabsorber
können
Ultraviolettstrahlung absorbieren und als Wärme ableiten. Von UV-Lichtinhibitoren
wird angenommen, daß sie
durch das Ultraviolettlicht erzeugte freie Radikale einfangen und
nach dem Einfangen der freien Radikale anschließend aktive Stabilisatorstruktureinheiten
unter Energieabführung
regenerieren. Im Hinblick auf die synergistische Beziehung der UV-Stabilisatoren
mit Elektronentransportverbindungen müssen die besonderen Vorteile
der UV-Stabilisatoren nicht ihre UV-Stabilisierungseigenschaften sein,
obschon die UV-Stabilisierungseigenschaft beim Verringern eines
Abbaus des Organophotorezeptors im Lauf der Zeit zusätzlich von
Vorteil sein kann. Das verbesserte synergistische Leistungsverhalten
von Organophotorezeptoren mit Schichten, die sowohl eine Elektronentransportverbindung
als auch einen UV-Stabilisator umfassen, wird in der von Zhu am
28. April 2003 eingereichten, als US2003/0228534 A1 veröffentlichten mitanhängigen US-Patentanmeldung
Seriennummer 10/425 333 mit dem Titel „Organophotoreceptor With
A Light Stabilizer [Organophotorezeptor mit einem Lichtstabilisator]" weiter beschrieben.
-
Nicht-begrenzende
Beispiele eines geeigneten Lichtstabilisators schließen zum
Beispiel gehinderte Trialkylamine wie etwa Tinuvin 144 und Tinuvin
292 (von Ciba Specialty Chemicals, Terrytown, NY), gehinderte Alkoxydialkylamine
wie etwa Tinuvin 123 (von Ciba Specialty Chemicals), Benzotriazole
wie etwa Tinuvan 328, Tinuvin 900 und Tinuvin 928 (von Ciba Specialty
Chemicals), Benzophenone wie etwa Sandovur 3041 (von Clariant Corp.,
Charlotte, N.C.), Nickelverbindungen wie etwa Arbestab (von Robinson
Brothers Ltd., West Midlands, Großbritannien), Salicylate, Cyancinnamate,
Benzylidenmalonate, Benzoate, Oxanilide wie etwa Sandovur VSU (von
Clariant Corp., Charlotte, N.C.), Triazine wie etwa Cyagard UV-1164
(von Cytec Industries Inc., N.J.) und polymere sterisch gehinderte
Amine wie etwa Luchem (von Atochem North America, Buffalo, NY) ein.
Bei einigen Ausführungsformen
ist der Lichtstabilisator aus der aus gehinderten Trialkylaminen
mit der folgenden Formel bestehenden Gruppe ausgewählt:
![Figure 00170001](https://patentimages.storage.googleapis.com/5c/8e/d7/92f8dce2a935c9/00170001.png)
worin R
1,
R
2, R
3, R
4, R
6, R
7,
R
8, R
10, R
11, R
12, R
13, R
15 und R
16 unabhängig
Wasserstoff, eine Alkylgruppe oder Ester- oder Ethergruppe sind
und R
5, R
9 und R
14 unabhängig
eine Alkylgruppe sind und X eine Verbindungsgruppe ist, die aus
der aus -O-CO-(CH
2)
m-CO-O-,
worin m zwischen 2 und 20 ist, bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
-
Das
Bindemittel ist allgemein in der Lage, das Ladungstransportmaterial
(im Fall der Ladungstransportschicht oder eines Einzelschichtaufbaus),
die ladungserzeugende Verbindung (im Fall der ladungserzeugenden
Schicht oder eines Einzelschichtaufbaus) und/oder eine Elektronentransportverbindung
bei geeigneten Ausführungsformen
zu dispergieren oder lösen.
Beispiele geeigneter Bindemittel sowohl für die ladungserzeugende Schicht
als auch die Ladungstransportschicht schließen im allgemeinen zum Beispiel
Polystyrol-co-butadien, Polystyrol-co-acrylnitril, modifizierte
Acrylpolymere, Polyvinylacetat, Styrolalkydharze, Soja-Alkylharze,
Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyacrylnitril, Polycarbonate,
Polyacrylsäure,
Polyacrylate, Polymethacrylate, Styrolpolymere, Polyvinylbutyral,
Alkydharze, Polyamide, Polyurethane, Polyester, Polysulfone, Poly ether,
Polyketone, Phenoxyharze, Epoxyharze, Silikonharze, Polysiloxane,
Poly(hydroxyether)harze, Polyhydroxystyrolharze, Novolak, Poly(phenylglycidylether)-co-dicyclopentadien,
Copolymere aus bei den vorstehend angeführten Polymeren verwendeten
Monomeren und Kombinationen davon ein. Geeignete Bindemittel schließen zum
Beispiel Polyvinylbutyral wie etwa BX-1 und BX-5 von Sekisui Chemical
Co. Ltd., Japan, ein.
-
Geeignete
wahlfreie Additive für
irgendeine oder mehrere der Schichten schließen zum Beispiel Antioxidantien,
Kupplungsmittel, Dispergiermittel, Härtungsmittel, Tenside und Kombinationen
davon ein.
-
Das
photoleitfähige
Element weist insgesamt typischerweise eine Dicke von etwa 10 bis
etwa 45 Mikron auf. Bei den Doppelschicht-Ausführungsformen mit einer getrennten
ladungserzeugenden Schicht und einer getrennten Ladungstransportschicht
weist die ladungserzeugende Schicht im allgemeinen eine Dicke von etwa
0,5 bis etwa 2 Mikron auf und die Ladungstransportschicht weist
eine Dicke von etwa 5 bis etwa 35 Mikron auf. Bei Ausführungsformen,
bei denen sich das Ladungstransportmaterial und die ladungserzeugende
Verbindung in derselben Schicht befinden, weist die Schicht mit
der ladungserzeugenden Verbindung und der Ladungstransportzusammensetzung
im allgemeinen eine Dicke von etwa 7 bis etwa 30 Mikron auf. Bei
Ausführungsformen
mit einer eigenen Elektronentransportschicht weist die Elektronentransportschicht
eine durchschnittliche Dicke von etwa 0,5 Mikron bis etwa 10 Mikron
und bei weiteren Ausführungsformen
von etwa 1 Mikron bis etwa 3 Mikron auf. Im allgemeinen kann eine
Elektronentransport-Überzugsschicht
die mechanische Verschleißbeständigkeit
erhöhen,
erhöht
die Beständigkeit
gegenüber
Trägerflüssigkeit
und Luftfeuchtigkeit und verringert den Abbau des Photorezeptors
durch Koronagase. Ein Durchschnittsfachmann erkennt, daß weitere
Dickenbereiche innerhalb der ausdrücklichen Bereiche in Betracht
gezogen werden und sich innerhalb der vorliegenden Offenbarung befinden.
-
Im
allgemeinen liegt bei den hierin beschriebenen Organophotorezeptoren
die ladungserzeugende Verbindung in einer Menge von etwa 0,5 bis
etwa 25 Gewichtsprozent, bei weiteren Ausführungsformen in einer Menge
von etwa 1 bis etwa 15 Gewichtsprozent und bei anderen Ausführungsformen
in einer Menge von etwa 2 bis etwa 10 Gewichtsprozent bezogen auf
das Gewicht der photoleitfähigen
Schicht vor. Geeigneterweise liegt das Ladungstransportmaterial
in einer Menge von etwa 10 bis etwa 80 Gewichtsprozent bezogen auf
das Gewicht der photoleitfähigen
Schicht, bei weiteren Ausführungsformen
in einer Menge von etwa 35 bis etwa 60 Gewichtsprozent und bei anderen
Ausführungs formen
in einer Menge von etwa 45 bis etwa 55 Gewichtsprozent bezogen auf
das Gewicht der photoleitfähigen
Schicht vor. Wenn das wahlfreie zweite Ladungstransportmaterial
vorhanden ist, kann es in einer Menge von wenigstens etwa 2 Gewichtsprozent,
bei anderen Ausführungsformen
von etwa 2,5 bis etwa 25 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht
der photoleitfähigen Schicht
und bei weiteren Ausführungsformen
in einer Menge von etwa 4 bis etwa 20 Gewichtsprozent bezogen auf
das Gewicht der photoleitfähigen
Schicht vorliegen. Geeigneterweise liegt das Bindemittel in einer
Menge von etwa 15 bis etwa 80 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht
der photoleitfähigen
Schicht und bei weiteren Ausführungsformen
in einer Menge von etwa 20 bis etwa 75 Gewichtsprozent bezogen auf
das Gewicht der photoleitfähigen
Schicht vor. Ein Durchschnittsfachmann erkennt, daß weitere
Bereiche innerhalb der ausdrücklichen
Bereiche in Betracht gezogen werden und sich innerhalb der vorliegenden
Offenbarung befinden.
-
Bei
den Doppelschicht-Ausführungsformen
mit einer getrennten ladungserzeugenden Schicht und einer Ladungstransportschicht
umfaßt
die Ladungserzeugungsschicht im allgemeinen ein Bindemittel in einer Menge
von etwa 10 bis etwa 90 Gewichtsprozent, bei weiteren Ausführungsformen
in einer Menge von etwa 15 bis etwa 80 Gewichtsprozent und bei einigen
Ausführungsformen
in einer Menge von etwa 20 bis etwa 75 Gewichtsprozent bezogen auf
das Gewicht der Ladungserzeugungsschicht. Wenn das wahlfreie Ladungstransportmaterial
in der Ladungserzeugungsschicht vorhanden ist, kann es im allgemeinen
in einer Menge von mindestens etwa 2,5 Gewichtsprozent, bei weiteren
Ausführungsformen
in einer Menge von etwa 4 bis etwa 30 Gewichtsprozent und bei anderen
Ausführungsformen
in einer Menge von etwa 10 bis etwa 25 Gewichtsprozent bezogen auf
das Gewicht der Ladungserzeugungsschicht vorliegen. Die Ladungserzeugungsschicht umfaßt im allgemeinen
ein Bindemittel in einer Menge von etwa 20 Gewichtsprozent bis etwa
70 Gewichtsprozent und bei weiteren Ausführungsformen in einer Menge
von etwa 30 Gewichtsprozent bis etwa 50 Gewichtsprozent. Ein Durchschnittsfachmann
erkennt, daß weitere
Bereiche von Bindemittelkonzentrationen bei den Doppelschicht-Ausführungsformen
innerhalb der vorstehenden ausdrücklichen
Bereiche in Betracht gezogen werden und sich innerhalb der vorliegenden
Offenbarung befinden.
-
Bei
den Ausführungsformen
mit einer Einzelschicht mit einer ladungserzeugenden Verbindung
und einem Ladungstransportmaterial umfaßt die photoleitfähige Schicht
im allgemeinen ein Bindemittel, ein Ladungstransportmaterial und
eine Ladungserzeugungsverbindung. Die Ladungserzeugungsverbindung
kann in einer Menge von etwa 0,05 bis etwa 25 Gewichtsprozent und
bei einer weiteren Ausführungsform
in einer Menge von etwa 2 bis etwa 15 Gewichtsprozent bezogen auf
das Gewicht der photoleitfähigen
Schicht vorliegen. Das Ladungstransportmaterial kann in einer Menge
von etwa 10 bis etwa 80 Gewichtsprozent, bei anderen Ausführungsformen
von etwa 25 bis etwa 65 Gewichtsprozent, bei zusätzlichen Ausführungsformen
von etwa 30 bis etwa 60 Gewichtsprozent und bei weiteren Ausführungsformen
von etwa 35 bis etwa 55 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht
der photoleitfähigen
Schicht vorliegen, wobei der Rest der photoleitfähigen Schicht das Bindemittel
und wahlfreie Additive wie etwa irgendwelche herkömmlichen
Additive umfaßt.
Eine Einzelschicht mit einer Ladungstransportzusammensetzung und
einer ladungserzeugenden Verbindung umfaßt im allgemeinen ein Bindemittel
in einer Menge von etwa 10 Gewichtsprozent bis etwa 75 Gewichtsprozent, bei
anderen Ausführungsformen
von etwa 20 Gewichtsprozent bis etwa 60 Gewichtsprozent und bei
weiteren Ausführungsformen
von etwa 25 Gewichtsprozent bis etwa 50 Gewichtsprozent. Gegebenenfalls
kann die Schicht mit der ladungserzeugenden Verbindung und dem Ladungstransportmaterial
ein zweites Ladungstransportmaterial umfassen. Wenn das wahlfreie
zweite Ladungstransportmaterial vorhanden ist, kann es im allgemeinen
in einer Menge von mindestens 2,5 Gewichtsprozent, bei weiteren
Ausführungsformen
von etwa 4 bis etwa 30 Gewichtsprozent und bei anderen Ausführungsformen
in einer Menge von etwa 10 bis etwa 25 Gewichtsprozent bezogen auf
das Gewicht der photoleitfähigen
Schicht vorliegen. Ein Durchschnittsfachmann erkennt, daß weitere
Zusammensetzungsbereiche innerhalb der ausdrücklichen Zusammensetzungsbereiche für die vorstehenden
Schichten in Betracht gezogen werden und sich innerhalb der vorliegenden
Offenbarung befinden.
-
Im
allgemeinen kann jede Schicht mit einer Elektronentransportschicht
vorteilhafterweise einen UV-Lichtstabilisator einschließen. Insbesondere
kann die Elektronentransportschicht im allgemeinen eine Elektronentransportverbindung,
ein Bindemittel und einen wahlfreien UV-Lichtstabilisator einschließen. Eine eine
Elektronentransportverbindung umfassende Überzugsschicht wird weiter
in der als US2003/0194626 A1 veröffentlichten,
mitanhängigen
US-Patentanmeldung Seriennr. 10/396 536 an Zhu et al. mit dem Titel "Organophotoreceptor
With An Electron Transport Layer (Organophotorezeptor mit einer
Elektronentransportschicht)" beschrieben.
Zum Beispiel kann eine vorstehend beschriebene Elektronentransportverbindung
bei der Trennschicht der hierin beschriebenen Photoleiter verwendet
werden. Geeigneterweise kann die Elektronentransportverbindung in
einer Elektronentransportschicht in einer Menge von etwa 10 bis
etwa 50 Gewichtsprozent und bei anderen Ausführungsformen in einer Menge
von etwa 20 bis etwa 40 Ge wichtsprozent bezogen auf das Gewicht
der Elektronentransportschicht vorliegen. Ein Durchschnittsfachmann
erkennt, daß weitere
Zusammensetzungsbereiche innerhalb der ausdrücklichen Bereiche in Betracht
gezogen werden und sich innerhalb der vorliegenden Offenbarung befinden.
-
Falls
der UV-Lichtstabilisator in einer oder mehr geeigneten Schichten
des Photoleiters vorhanden ist, liegt er geeigneterweise in einer
Menge von etwa 0,5 bis etwa 25 Gewichtsprozent und bei einigen Ausführungsformen
in einer Menge von etwa 1 bis etwa 10 Gewichtsprozent bezogen auf
das Gewicht der jeweiligen Schicht vor. Ein Durchschnittsfachmann
erkennt, daß weitere
Zusammensetzungsbereiche innerhalb der ausdrücklichen Bereiche in Betracht
gezogen werden und sich innerhalb der vorliegenden Offenbarung befinden.
-
Die
photoleitfähige
Schicht kann zum Beispiel durch Dispergieren oder Lösen der
Komponenten wie etwa einem oder mehr aus einer ladungserzeugenden
Verbindung, dem Ladungstransportmaterial dieser Erfindung, einem
zweiten Ladungstransportmaterial wie etwa einer Ladungstransportverbindung
oder einer Elektronentransportverbindung, einem UV-Lichtstabilisator
und einem polymeren Bindemittel in einem organischen Lösungsmittel,
Auftragen der Dispersion und/oder Lösung auf die jeweilige darunterliegende
Schicht und Trocknen des Überzugs
gebildet werden. Insbesondere können
die Komponenten durch Homogenisieren unter hoher Scherkraft, Kugelmahlen,
Attritormahlen, Hochenergie-Perl(Sand)mahlen oder andere in der
Technik bekannte Verfahren zur Teilchengrößenverringerung oder Mischmittel
zur wirkungsvollen Teilchengrößenverringerung
beim Bilden einer Dispersion dispergiert werden.
-
Der
Photorezeptor kann gegebenenfalls auch eine oder mehr zusätzliche
Schichten aufweisen. Eine zusätzliche
Schicht kann zum Beispiel eine Unterschicht oder eine Überzugsschicht
wie etwa eine Sperrschicht, eine Trennschicht, eine Schutzschicht
oder eine Haftschicht sein. Eine Trennschicht oder eine Schutzschicht
kann die oberste Schicht des Photoleiterelements bilden. Eine Sperrschicht
kann sich zwischen der Trennschicht und dem photoleitfähigen Element
befinden oder zum Überziehen
des photoleitfähigen
Elements verwendet werden. Die Sperrschicht liefert Schutz vor einem
Abrieb der Unterschichten. Eine Haftschicht liegt zwischen einem
photoleitfähigen
Element, einer Sperrschicht und einer Trennschicht oder irgendeiner
Kombination davon und verbessert die Haftung dazwischen. Eine Unterschicht
ist eine ladungsblockierende Schicht und liegt zwischen dem elektrisch
leitfähigen
Substrat und dem photoleitfähigen
Element. Die Un terschicht kann auch die Haftung zwischen dem elektrisch
leitfähigen
Substrat und dem photoleitfähigen
Element verbessern.
-
Geeignete
Sperrschichten schließen
zum Beispiel Überzüge wie etwa
einen vernetzbaren Überzug aus
Siloxanol-kolloidalem Siliziumoxid und Überzug aus hydroxyliertem Silsesquioxan-kolloidalem
Siliziumoxid und organische Bindemittel wie etwa Polyvinylalkohol,
Methylvinylether/Maleinanhydrid-Copolymer, Casein, Polyvinylpyrrolidon,
Polyacrylsäure,
Gelatine, Stärke,
Polyurethane, Polyimide, Polyester, Polyamide, Polyvinylacetat,
Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polycarbonate, Polyvinylbutyral,
Polyvinylacetoacetal, Polyvinylformal, Polyacrylnitril, Polymethylmethacrylat,
Polyacrylate, Polyvinylcarbazole, Copolymere aus bei den vorstehend
angeführten
Polymeren verwendeten Monomeren, Vinylchlorid/Vinylacetat/Vinylalkohol-Terpolymere,
Vinylchlorid/Vinylacetat/ Maleinsäure-Terpolymere, Ethylen/Vinylacetat-Copolymere,
Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymere, Cellulosepolymere und
Gemische davon ein. Die vorstehenden Sperrschichtpolymeren können gegebenenfalls
kleine anorganische Teilchen wie etwa pyrogenes Siliziumoxid, Siliziumoxid,
Titanoxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid oder eine Kombination davon
enthalten. Sperrschichten werden weiter im US-Patent 6 001 522 an
Woo et al. mit dem Titel „Barrier
Layer For Photoconductor Elements Comprising An Organic Polymer
And Silica (Ein organisches Polymer und Siliziumoxid umfassende
Sperrschicht für
Photoleiterelemente)" beschrieben.
Der Trennschicht-Decklack kann jede in der Technik bekannte Trennschichtzusammenfassung
umfassen. Bei einigen Ausführungsformen
ist die Trennschicht ein fluoriertes Polymer, Siloxanpolymer, Fluorsilikonpolymer,
Silan, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylat oder eine Kombination
daraus. Die Trennschichten können
vernetzte Polymere umfassen.
-
Die
Trennschicht kann zum Beispiel jede in der Technik bekannte Trennschichtzusammenfassung
umfassen. Bei einigen Ausführungsformen
umfaßt
die Trennschicht ein fluoriertes Polymer, Siloxanpolymer, Fluorsilikonpolymer,
Polysilan, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylat, Poly(methylmethacrylat-co-methacrylsäure), Urethanharze,
Urethan-Epoxyharze,
acrylierte Urethanharze, Urethan-Acrylharze oder eine Kombination davon.
Bei weiteren Ausführungsformen
können
die Trennschichten vernetzte Polymere umfassen.
-
Die
Schutzschicht kann den Organophotorezeptor vor einem chemischen
und mechanischen Abbau schützen.
Die Schutzschicht kann jede in der Technik bekannte Schutzschichtzusammensetzung
umfassen. Bei einigen Ausführungsformen
ist die Schutz schicht ein fluoriertes Polymer, Siloxanpolymer, Fluorsilikonpolymer,
Polysilan, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylat, Poly(methylmethacrylat-co-methacrylsäure), Urethanharze,
Urethan-Epoxyharze, acrylierte Urethanharze, Urethan-Acrylharze
oder eine Kombination daraus. Bei einigen Ausführungsformen von besonderem
Interesse sind die Trennschichten vernetzte Polymere.
-
Eine Überzugsschicht
kann eine in der als US2003/0194626 A1 veröffentlichten, mitanhängigen US-Patentanmeldung
Seriennr. 10/396 536 an Zhu et al. mit dem Titel „Organoreceptor
With An Electron Transport Layer (Organorezeptor mit einer Elektronentransportschicht)" beschriebene Elektronentransportverbindung
umfassen. Zum Beispiel kann eine vorstehend beschriebene Elektronentransportverbindung
bei der Trennschicht dieser Erfindung verwendet werden. Geeigneterweise
kann die Elektronentransportverbindung in der Überzugsschicht in einer Menge
von etwa 2 bis 50 Gewichtsprozent und bei anderen Ausführungsformen
in einer Menge von etwa 10 bis etwa 40 Gewichtsprozent bezogen auf
das Gewicht der Trennschicht vorliegen. Ein Durchschnittsfachmann
erkennt, daß weitere
Zusammensetzungsbereiche innerhalb der ausdrücklichen Bereiche in Betracht
gezogen werden und sich innerhalb der vorliegenden Offenbarung befinden.
-
Im
allgemeinen umfassen Haftschichten ein filmbildendes Polymer wie
etwa Polyester, Polyvinylbutyral, Polyvinylpyrrolidon, Polyurethan,
Polymethylmethacrylat, Poly(hydroxyaminoether) und dergleichen. Sperr-
und Haftschichten werden im US-Patent 6 180 305 an Ackley et al.
mit dem Titel „Organic
Photoreceptors for Liquid Electrophotography (Organische Photorezeptoren
für die
Flüssigkeitselektrophotographie)" weiter beschrieben.
-
Unterschichten
können
zum Beispiel Polyvinylbutyral, Organosilane, hydrolysierbare Silane,
Epoxyharze, Polyester, Polyamide, Polyurethane, Silikone und dergleichen
umfassen. Bei einigen Ausführungsformen
weist die Unterschicht eine Trockendicke zwischen etwa 20 Å und etwa
2000 Å auf.
Leitfähige
Metalloxidteilchen enthaltende Unterschichten können zwischen etwa 1 und etwa
25 Mikron dick sein. Ein Durchschnittsfachmann erkennt, daß weitere
Zusammensetzungs- und Dickenbereiche innerhalb der ausdrücklichen
Bereiche in Betracht gezogen werden und sich innerhalb der vorliegenden
Offenbarung befinden.
-
Die
hierin beschriebenen Ladungstransportmaterialien und diese Verbindungen
einschließenden
Photorezeptoren sind zur Verwendung bei einem Bilderzeugungsverfahren mit
entweder Trocken- oder Flüssigtonerentwicklung
geeignet. Zum Beispiel können
alle in der Technik bekannten Trockentoner und Flüssigtoner bei
dem Verfahren und dem Gerät
dieser Erfindung verwendet werden. Eine Flüssigtonerentwicklung kann erwünscht sein,
da sie verglichen mit Trockentonern den Vorteil des Lieferns von
Bildern mit höherer
Auflösung bieten
und eine geringere Energie zur Bildfixierung erfordern. Beispiele
geeigneter Flüssigtoner
sind in der Technik bekannt. Flüssigtoner
umfassen im allgemeinen in einer Trägerflüssigkeit dispergierte Tonerteilchen. Die
Tonerteilchen können
ein Farbmittel/Pigment, ein Harzbindemittel und/oder einen Ladungsdirektor
umfassen. Bei einigen Ausführungsformen
eines Flüssigtoners
kann das Verhältnis
von Harz zu Pigment von 1:1 bis 10:1 und bei anderen Ausführungsformen
von 4:1 bis 8:1 betragen. Flüssigtoner
werden in den veröffentlichten US-Patentanmeldungen
2002/0128349 mit dem Titel „Liquid
Inks Comprising A Stable Organosol (Ein stabiles Organosol umfassende
flüssige
Druckfarben)„,
2002/0086916 mit dem Titel „Liquid
Inks Comprising Treated Colorant Particles (Behandelte Farbmittelteilchen
umfassende flüssige
Druckfarben)" und
2002/0197552 mit dem Titel „Phase
Change Developer For Liquid Electrophotography (Phasenwechselentwickler
zur Flüssigkeitselektrophotographie)" weiter beschrieben.
-
Ladungstransportmaterial
-
Wie
hierin beschrieben umfaßt
ein Organophotorezeptor eine Ladungstransportverbindung mit der Formel
worin n eine ganze Zahl zwischen
2 und einschließlich
6 ist;
R
1 und R
2 unabhängig H,
Halogen, Carboxy, Hydroxy, Thiol, Cyan, Nitro, eine Aldehydgruppe,
Ketongruppe, eine Ethergruppe, eine Estergruppe, eine Carbonylgruppe,
eine Alkylgruppe, eine Alkarylgruppe oder eine Arylgruppe sind;
X
eine verzweigte oder gerade Verbindungsgruppe mit der Formel -(CH
2)
m- ist, worin m eine
ganze Zahl zwischen 0 und einschließlich 20 ist und eine oder
mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, C=O, O=S=O, Urethan,
Harnstoff, eine Estergruppe, eine Gruppe NR
3,
eine Gruppe CNR
4 oder eine Gruppe CR
5R
6 ersetzt sein
können,
worin R
3, R
4, R
5 und R
6 unabhängig H,
eine Alkylgruppe, eine Alkarylgruppe, eine heterocyclische Gruppe
oder eine Arylgruppe sind;
Y eine Bindung, C, N, O, S, eine
verzweigte oder gerade -(CH
2)
p-Gruppe,
worin p eine ganze Zahl zwischen 0 und 10 ist, eine aromatische
Gruppe, eine Cycloalkylgruppe, eine heterocyclische Gruppe oder
eine Gruppe NR
7 ist, worin R
7 ein
Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe oder Arylgruppe ist, wobei Y eine
Struktur aufweist, die zum Bilden von n Bindungen mit den entsprechenden
Gruppen X ausgewählt
ist, und
Z eine Fluorenylidengruppe ist.
-
In
einigen Ausführungsformen
ist n 2.
-
In
einigen Ausführungsformen
ist Y eine Bindung.
-
In
einigen Ausführungsformen
ist X eine -(CH2)m-Gruppe,
worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 ist.
-
Vorzugsweise
ist Y eine Bindung und ist X eine -(CH2)m Gruppe, worin m eine ganze Zahl zwischen
1 und 20 ist.
-
Vorzugsweise
ist Z eine Alkoxycarbonyl-9-fluorenylidengruppe.
-
Vorzugsweise
ist Z eine Alkoxycarbonyl-9-fluorenylidengruppe und enthält die Alkoxygruppe
1 bis 20 Kohlenstoffatome.
-
In
einigen Ausführungsformen
ist Z Alkoxycarbonyl-9-fluorenylidengruppe, wobei die Alkoxygruppe
1 bis 10 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 1 bis 5 Kohlenstoffatome,
insbesondere 2 oder 4 Kohlenstoffatome enthält.
-
In
einigen Ausführungsformen
ist Y eine Bindung und ist X eine -(CH2)m Gruppe, worin m eine ganze Zahl zwischen
1 und 10, insbesondere 4, 5 oder 6 ist und eine oder mehr Methylengruppen
gegebenenfalls durch O oder C=O ersetzt sind.
-
In
einigen Ausführungsformen
sind sowohl R1 als auch R2 H.
-
Spezifische,
nicht-begrenzende Beispiele geeigneter Ladungstransportmaterialien
innerhalb der allgemeinen Formel (1) der vorliegenden Erfindung
weisen die folgenden Strukturen (2)–(6) auf:
-
Synthese von Ladungstransportmaterialien
-
Die
Synthese der Ladungstransportmaterialien dieser Erfindung kann durch
die Reaktion eines Bis(3-formyl-9-carbazolyl)alkans oder eines Derivats
davon und dem Hydrazon eines Fluorenoncarbonsäurealkylesters ausgeführt werden.
Die Synthese von Bis(3- formyl-9-carbazolyl)alkanen
wird im US-Patent 6 066 426 offenbart. Das Hydrazon eines Fluorenoncarbonsäurealkylesters
kann durch die Reaktion eines Fluorenoncarbonsäurealkylesters und Hydrazin
hergestellt werden. Ein Fluorenoncarbonsäurealkylester kann durch die
Veresterungsreaktion eines Alkohols mit Fluorenoncarbonsäure (erhältlich von
Aldrich, Milwaukee, WI) hergestellt werden.
-
Die
Erfindung wird nun durch die folgenden Anschauungsbeispiele weiter
beschrieben. Diese Beispiele sollten als Veranschaulichung spezieller,
unter die vorstehend dargestellte, breitere Offenbarung fallender Materialien
angesehen werden.
-
BEISPIELE
-
Beispiel 1 - Synthese
und Charakterisierung von Ladungstransportmaterialien
-
Dieses
Beispiel beschreibt die Synthese und Charakterisierung von Verbindung
2–6, wobei
sich die Zahlen auf die vorstehenden Formelziffern beziehen. Die
Charakterisierung umfaßt
sowohl die chemische Charakterisierung als auch die elektronische
Charakterisierung mit der Verbindung gebildeter Materialien.
-
Herstellung von (4-n-Butoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malonitril
-
Eine
Menge von 70 g (0,312 Mol) Fluorenon-4-carbonsäure (im Handel von Aldrich,
Milwaukee, WI, erhalten), 480 g (6,5 Mol) n-Butanol (im Handel von
Fisher Scientific Company Inc., Hanover Park, IL, erhalten), 1000
ml Toluol und 4 ml konzentrierter Schwefelsäure wurden einem mit einem
mechanischen Rührer und
einem Rückflußkühler mit
einer Dean-Stark-Apparatur ausgestatteten 2-Liter-Rundkolben zugefügt. Die Lösung wurde
5 Stunden unter heftigem Rühren
und Erhitzen unter Rückfluß zum Rückfluß erhitzt,
währenddessen
etwa 6 g Wasser in der Dean-Stark-Apparatur gesammelt wurden. Der
Kolben wurde auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Lösungsmittel wurden verdampft
und der Rückstand
wurde unter Rühren
4 Liter 3%iger wäßriger Natriumbicarbonatlösung zugefügt. Der
Feststoff wurde abfiltriert, mit Wasser gewaschen, bis der pH des
Wassers neutral war und über
Nacht im Abzug getrocknet. Das Produkt war der Ester n-Butylfluorenon-4-carboxylat
(70 g, 80% Ausbeute). Das 1H-NMR-Spektrum
des Esters n-Butylfluorenon-4-carboxylat wurde in CDCl3 mit
einem 300 MHz-NMR von Bruker Instrument erhalten. Die Peaks (in
ppm) wurden zu
δ =
0.87–1.09(t,
3H); δ =
1.42–1.70(m,
2H); δ =
1.75–1.88
(q, 2H); δ =
4.26–4.64
(t, 2H); δ =
7.29–7.45
(m, 2H); δ =
7.46–7.58
(m, 1H); δ =
7.60–7.68
(dd, 1H); δ =
7.75–7.82
(dd, 1H); δ =
7.90–8.00
(dd, 1H); δ =
8.25–8.35 (dd,
1H) gefunden.
-
Eine
Menge von 70 g (0,25 Mol) des Esters n-Butylfluorenon-4-carboxylat,
750 ml absolutem Methanol, 37 g (0,55 Mol) Malonitril (im Handel
von Sigma-Aldrich, Milwaukee. WI, erhalten) und 20 Tropfen Piperidin (im
Handel von Sigma-Aldrich, Milwaukee. WI, erhalten) wurden einem
mit einem mechanischen Rührer
und einem Rückflußkühler ausgestatteten
2-Liter-Dreihalsrundkolben zugefügt.
Die Lösung
wurde 8 Stunden unter Rückfluß erhitzt
und man ließ den
Kolben auf Raumtemperatur abkühlen.
Das orangefarbene rohe Produkt wurde filtriert, zweimal mit 70 ml
Methanol und einmal mit 150 ml Wasser gewaschen und über Nacht
im Abzug getrocknet. Dieses orangefarbene rohe Produkt wurde aus
einem Gemisch aus 600 ml Aceton und 300 ml Methanol unter Verwenden
von Aktivkohle umkristallisiert. Der Kolben wurde 16 Stunden bei
0°C eingestellt.
Die Kristalle wurden filtriert und 6 Stunden in einem Vakuumofen
bei 50°C
unter Erhalten von 60 g reinem (4-n-Butoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malonitril
getrocknet. Der Schmelzpunkt des Produkts war 99–100°C. Das 1H-NMR-Spektrum
des (4-n-Butoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malonitrils wurde in CDCl3 mit einem 300 MHz-NMR von Bruker Instrument
erhalten. Die Peaks (in ppm) wurden zu
1.16 (t, 3H); δ = 1.38–1.72 (m,
2H); δ =
1.70–1.90
(q, 2H; δ =
4.29–4.55
(t, 2H); δ =
7.31–7.43
(m, 2H); δ = 7.45–7.58 (m,
1H); δ =
7.81–7.91
(dd, 1H); δ =
8.15–8.25
(dd, 1H); δ =
8.42–8.52
(dd, 1H); δ =
8.56–8.66
(dd, 1H) gefunden.
-
Herstellung des Esters
n-Butylfluorenon-4-carboxylat
-
Fluorenon-4-carbonsäure (70
g, 0,312 Mol, im Handel von Aldrich, Milwaukee, WI, erhalten), n-Butanol
(480 g, 6,5 Mol) (im Handel von Fisher Scientific Company Inc.,
Hanover Park, IL, erhalten), 1000 ml Toluol und 4 ml konzentrierter
Schwefelsäure
wurden einem mit einem mechanischen Rührer und einem Rückflußkühler mit
einer Dean-Stark-Apparatur ausgestatteten 2-Liter-Rundkolben zugefügt. Die
Lösung
wurde 5 Stunden unter heftigem Rühren
und Erhitzen unter Rückfluß zum Rückfluß erhitzt,
währenddessen
etwa 6 g Wasser in der Dean-Stark-Apparatur gesammelt wurden. Der
Kolben wurde auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Lösungsmittel wurden verdampft
und der Rückstand
wurde unter Rühren
4 Liter 3%iger wäßriger Natriumbicarbonatlösung zugefügt. Der
Feststoff wurde abfiltriert, mit Wasser gewaschen, bis der pH des
Wassers neutral war und über
Nacht im Abzug getrocknet. Das Produkt war der Ester n-Butylfluorenon-4-carboxylat (70 g, 80%
Ausbeute). Das 1H-NMR-Spektrum des Esters
n-Butylfluorenon-4-carboxylat
wurde in CDCl3 mit einem 300 MNz-NMR von
Bruker Instrument erhalten. Die Peaks (in ppm) wurden zu
0.87–1.09 (t,
3H); δ =
1.42–1.70
(m, 2H); δ =
1.75–1.88
(q, 2H); δ =
4.26–4.64
(t, 2H); δ =
7.29–7.45
(m, 2H); δ =
7.46–7.58
(m, 1H); δ =
7.60–7.68
(dd, 1H); δ =
7.75– 7.82
(dd, 1H); δ =
7.90–8.00
(dd, 1H); δ =
8.25–8.35 (dd,
1H) gefunden.
-
Herstellung von 4-n-Butoxycarbonyl-9-fluorenonhydrazon
-
Eine
Menge von 56,0 g des Esters n-Butylfluorenon-4-carboxylat (0,2 Mol,
zuvor hergestellt), 200 ml Ethanol und 12,82 g wasserfreiem Hydrazin
(0,4 Mol, von Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI, erhalten) wurden einem
mit einem mechanischen Rührer
und einem Rückflußkühler ausgestatteten
500-ml-Dreihalsrundkolben zugefügt.
Der Kolben wurde 5 Stunden auf 74°C
erhitzt. Anschließend
wurde die Lösung über Nacht
bei 0°C gehalten.
Ein gelber Feststoff wurde abfiltriert und mit 50 ml Ethanol gewaschen
und 8 Stunden bei 50°C
in einem Vakuumofen getrocknet. Die Ausbeute war 49 g (83%). Das 1H-NMR-Spektrum in CDCl3 lieferte
Messungen der chemischen Verschiebungen (ppm) (unter Verwendung
eines 300 MHz-H-NMR Bruker Instrument): aliphatische Protonen – δ = 0,9–1,11 (t,
3H); δ =
1,40–1,63
(m, 2H); δ =
1,71–1,90
(m, 2H); δ =
4,36–4,50 (t,
2H). Das NH2 weist zwei breite Singuletts
bei δ =
6,35–6,66
auf. Die aromatischen Protonen traten in dem Bereich von δ = 7,28–8,52 auf.
-
Herstellung von Verbindung
(2)
-
Carbazol
(120 g, 0,72 Mol, von Aldrich, Milwaukee, WI, erhalten), 1,10-Dibromdecan
(100 g, 0,33 Mol, von Aldrich, Milwaukee, WI, erhalten), Benzyltriethylammoniumchlorid
(12 g, von Aldrich, Milwaukee, WI, erhalten) und 400 ml Tetrahydrofuran
(THF) wurden einem mit einem Rückflußkühler und
einem mechanischen Rührer
ausgestatteten 2-Liter-Dreihalsrundkolben
zugefügt.
Der Kolben wurde bei Raumtemperatur gerührt, bis aller Feststoff in
Lösung
gegangen war. Der Lösung
wurde eine gesättigte
Lösung
von Natriumhydroxid (120 g) in Wasser (120 ml) zugesetzt. Das Gemisch
wurde 4 Stunden unter starkem mechanischem Rühren zum Rückfluß erhitzt, anschließend auf
Raumtemperatur abgekühlt
und in einen Überschuß Wasser
gegossen. Der Feststoff, der ausfiel, wurde abfiltriert und die
THF-Schicht wurde über
Magnesiumsulfat getrocknet und zur Trockene eingeengt. Die vereinigten
organischen Feststoffe wurden aus THF/Wasser umkristallisiert und
6 Stunden bei 50°C
getrocknet. Die Ausbeute war 116,5 g (69%). Das Produkt wies einen
Schmelzpunkt von 130°C
auf.
-
Dimethylformamid
(200 ml, von Aldrich, Milwaukee, WI, erhalten) wurde einem mit einem
Rückflußkühler und
einem mechanischen Rührer
ausgestatteten 1-Liter-Dreihalsrund kolben zugefügt. Der Kolben wurde im Eisbad
gekühlt.
Es wurde allmählich
Phosphoroxychlorid (70 ml, 115 g, 0,75 Mol, von Aldrich, Milwaukee, WI,
erhalten) zugefügt.
Man ließ die
Temperatur des Kolbens während
der Phosphoroxychloridzugabe nicht über etwa 5°C ansteigen. 1,10-Bis(9-carbazolyl)decan
(100 g, 0,22 Mol, im vorherigen Schritt hergestellt) wurde zugeführt und
das sich daraus ergebende Gemisch wurde unter Rühren 1,5 Stunden auf dem Dampfbad erhitzt.
Es wurde eine viskose, dunkelbraune Flüssigkeiterzeugt, aus der beim
Abkühlen
ein gelber Feststoff ausfiel. Das gesamte Gemisch wurde Wasser (400
ml) zugefügt.
Das rohe Produkt wurde abfiltriert, mit Wasser (200 ml) und anschließend mit
Ethanol (70 ml) gewaschen. Umkristallisation aus THF/Wasser lieferte 1,10-Bis(3-formyl-9-carbazolyl)decan
als hellbraune Kristalle. Die Ausbeute war 92,3 g (83%) und die
Zusammensetzung wies einen Schmelzpunkt von 122°C auf.
-
1,10-Bis(3-formyl-9-carbazolyl)decan
(10,0 g, 0,019 Mol, im vorherigen Schritt hergestellt) und 150 ml Tetrahydrofuran
(THF) wurden einem mit einem mechanischen Rührer und einem Rückflußkühler ausgestatteten
500-ml-Dreihalsrundkolben zugefügt.
Der Kolben wurde mit einem Heizmantel erhitzt, bis aller Feststoff in
Lösung
gegangen war. Eine Lösung
des 9-Fluorenon-4-n-butylcarboxylathydrazons (11,23 g, 0,0381 Mol, wie
vorstehend beschrieben hergestellt) in 50 ml Tetrahydrofuran wurde
dem Kolben zugesetzt, gefolgt von der Zugabe von 10 Tropfen 37%iger
wäßriger Salzsäure. Der
Kolben wurde 5 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Es
wurde Aktivkohle zugesetzt und die Lösung wurde etwa 5 Minuten gekocht.
Nach dem Kochen wurde die Lösung
heiß in
ein Becherglas filtriert, das 500 ml Ethylalkohol enthielt. Das
Produkt wurde isoliert und mit Aktivkohle aus THF/Ethylalkohol umkristallisiert.
Das Produkt wurde isoliert und 6 Stunden im Vakuumofen bei 50°C getrocknet.
Die Ausbeute war 7,85 g (40%).
-
Herstellung von Verbindung
(3)
-
Eine
Menge von 70 g (0,312 Mol) Fluorenon-4-carbonsäure, 300 g (6,5 Mol) Ethylalkohol
(im Handel von Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI, erhalten), 1000
ml Toluol und 4 ml konzentrierte Schwefelsäure wurden einem mit einem
mechanischen Rührer
und einem Rückflußkühler mit
einer Dean-Stark-Apparatur ausgestatteten 2-Liter-Rundkolben zugefügt. Die
Lösung
wurde 5 Stunden unter heftigem Rühren
und Erhitzen unter Rückfluß zum Rückfluß erhitzt,
währenddessen
etwa 6 g Wasser in der Dean-Stark-Apparatur gesammelt wurden. Der
Kolben wurde auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Lösungsmittel wurden verdampft
und der Rückstand
wurde unter Rühren
4 Liter 3%iger wäßriger Natriumbicarbonatlösung zugefügt. Der
Feststoff wurde abfiltriert, mit Wasser gewaschen, bis der pH des
Wassers neutral war und über
Nacht im Abzug getrocknet. Das Produkt war der Ester Ethylfluorenon-4-carboxylat.
Die Ausbeute war 65 g, (83%). Das 1H-NMR-Spektrum des Esters
Ethylfluorenon-4-carboxylat wurde in CDCl3 mit
einem 300 MHz-NMR
von Bruker Instrument erhalten. Die Peaks für den aliphatischen Bereich
fanden sich bei (ppm) δ =
1,38–1,53
(t, 3H); δ =
4,40–4,59
(q, 2H). Der aromatische Bereich wies mehrere Peaks bei δ = 7,30–8,33 auf.
-
Eine
Menge von 50,45 g des Esters Ethylfluorenon-4-carboxylat (0,2 Mol,
zuvor hergestellt), 200 ml Ethanol und 12,82 g wasserfreies Hydrazin
(0,4 Mol, von Aldrich, Milwaukee, WI, erhalten) wurden einem mit einem
mechanischen Rührer
und einem Rückflußkühler ausgestatteten
500-ml-Dreihalsrundkolben zugefügt. Der
Kolben wurde 5 Stunden auf 74°C
erhitzt. Die Lösung
wurde über
Nacht bei 0°C
gehalten. Ein gelber Feststoff wurde abfiltriert, mit 50 ml Ethanol
gewaschen und im Vakuumofen 8 Stunden bei 50°C getrocknet. Die Produktausbeute
war 40 g (76%). Das 1H-NMR-Spektrum in CDCl3 lieferte die folgenden chemischen Verschiebungen
(ppm) (mittels eines 300-MHz-NMR Bruker Instrument): aliphatische
Protonen: δ =
1,38–1,53
(t, 3H); δ =
4,40–4,59
(q, 2H). Das NH2 wies zwei breite Singuletts
bei δ =
6,35–6,61
auf. Die aromatischen Protonen traten im Bereich von δ = 7,28–8,52 auf.
-
1,10-Bis(3-formyl-9-carbazolyl)decan
(10,0 g, 0,019 Mol) und 150 ml Tetrahydrofuran (THF) wurden einem
mit einem mechanischen Rührer
und einem Rückflußkühler ausgestatteten
500-ml-Dreihalsrundkolben zugefügt.
Der Kolben wurde mit einem Heizmantel erhitzt, bis aller Feststoff
in Lösung
gegangen war. Eine Lösung
des 9-Fluorenon-4-ethylcarboxylathydrazons
(10,15 g, 0,0381 Mol, zuvor hergestellt) in 50 ml Tetrahydrofuran
wurde dem Kolben zugesetzt, gefolgt von der Zugabe von 10 Tropfen
37%iger wäßriger Salzsäure. Der
Kolben wurde 5 Stunden unter Rückfluß erhitzt.
Es wurde Aktivkohle zugesetzt und die Lösung wurde etwa 5 Minuten gekocht
und anschließend
heiß in
ein Becherglas filtriert, das 500 ml Ethylalkohol enthielt. Das
Produkt wurde isoliert und mit Aktivkohle aus THF/Ethylalkohol umkristallisiert.
Das Produkt wurde isoliert und 6 Stunden im Vakuumofen bei 50°C getrocknet.
Die Ausbeute war 8,0 g (42%).
-
Herstellung von Verbindung
(4)
-
Eine
Lösung
von Carbazol (22 g, 0,13 Mol, von Aldrich, Milwaukee, WI, erhalten)
in trockenem THF (200 ml) wurde während 40 Minuten einer Suspension
von Natriumhydrid (60% in Mineralöl, 5,9 g, 0,15 Mol, von Aldrich,
Milwaukee, WI, erhalten) in trockenem THF (75 ml) unter einer Stickstoffatmosphäre zugefügt. Nach
30 Minuten wurde eine Lösung
von 1,12-Dibromdodecan (20 g, 0,06 Mol, von Aldrich, Milwaukee,
WI, erhalten) in trockenem THF (80 ml) zugefügt und das Gemisch wurde unter
Stickstoff 3 Stunden mit einem Magnetrührer gerührt. Sobald das Gemisch auf
Raumtemperatur abgekühlt
war, wurde es mit Diethylether (100 ml) verdünnt, mit Ether (2 × 50 ml)
gewaschen, über
Magnesiumsulfat getrocknet und unter Ergeben eines viskosen Öls getrocknet.
Dieses Öl
wurde mit Petrolether 40–60°C angerieben
und der sich ergebende Feststoff wurde abfiltriert und in einem
Vakuumofen bei 50°C
unter Ergeben von 24,8 g (83%) 1,12-Bis(9-carbazolyl)decan getrocknet. Das
Produkt wies einen Schmelzpunkt von 98–99°C auf.
-
Dimethylformamid
(30 ml) wurde gerührt
und in einem Eisbad gekühlt,
während
allmählich
Phosphoroxychlorid (8,3 ml, 13,7 g, 90 mMol) zugefügt wurde.
1,12-Bis(9-carbazo-lyl)dodecan
(14,6 g, 29 mMol, im vorherigen Schritt erhalten) wurde eingetragen
und das sich ergebende Gemisch wurde auf einem Dampfbad 2 Stunden
unter Rühren
erhitzt. Nach dem Abkühlen
wurde die sich ergebende viskose, dunkelbraune Flüssigkeit
gesättigter
Natriumacetatlösung
zugesetzt. Die wäßrige Lösung wurde
abdekantiert. Das verbliebene organische Material wurde in Dichlormethan
(250 ml) gelöst,
mit gesättigter,
wäßriger Natriumchloridlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat
getrocknet und durch Verdampfen im Vakuum eingeengt. Das rohe Produkt wurde
aus Toluol/TTHF umkristallisiert und anschließend bei 60°C im Vakuumofen getrocknet.
1,12-Bis(3-formylcarbazo-lyl)dodecan
wurde als hellbraune Kristalle isoliert. Die Ausbeute war 8,8 g
(55%). Das Produkt wies einen Schmelzpunkt von 149°C auf.
-
Verbindung
(4) kann durch Umsetzen des Dialdehyds (im vorherigen Schritt hergestellt)
mit 9-Fluorenon-4-n-butylcarboxylathydrazon (zuvor hergestellt)
unter zum Erhalten von Verbindung (2) angewendeten ähnlichen
Bedingungen erhalten werden.
-
Herstellung von Verbindung
(5)
-
Eine
Lösung
von N-(Hydroxyethyl)carbazol (10,55 g, von Aldrich, Milwaukee, WI,
erhalten) und Triethylamin (10 ml, von Aldrich, Mσlwaukee,
WI, erhalten) in Dichlormethan (100 ml) wurde auf 0°C gekühlt. Adipoylchlorid
(3,6 ml, von Aldrich, Milwaukee, WI, erhalten) wurde tropfenweise
unter Rühren
zugesetzt. Man ließ die
Lösung
auf Raumtemperatur erwärmen
und das Rühren
wurde weitere 2 Stunden fortgesetzt. Nach dem Waschen mit Wasser
(2 × 100
ml) wurde das Lösungsmittel
unter Ergeben des festen, rohen Produkts verdampft. Umkristallisation
aus Ethylacetat Petrolether (1:2) lieferte Bis(carbazolyl)ethyladipoat
als weißes,
festes Produkt. Die Ausbeute war 5,6 g (42%).
-
Eine
Lösung
von Bis(carbazolyl)ethyladipoat (5,6 g, im vorherigen Schritt erhalten)
in Dimethylformamid (10 ml) wurde bei 0°C dem aus Phosphoroxychlorid
(4 ml) und Dimethylformamid (20 ml) gebildeten Vilsmeier-Reagenz
zugesetzt. Das Gemisch wurde 2 Stunden auf 80°C erhitzt und anschließend auf
Eis und Kaliumacetat gegossen. Das rohe Produkt wurde durch Filtration
gesammelt und unter Ergeben von Bis(3-formylcarbazolyl)ethyladipoat (2,6 g,
42%) aus Petrolether umkristallisiert.
-
Verbindung
(5) kann durch Umsetzen des Dialdehyds (im vorherigen Schritt hergestellt)
mit 9-Fluorenon-4-n-butylcarboxylathydrazon unter zum Erhalten von
Verbindung (2) angewendeten ähnlichen
Bedingungen erhalten werden.
-
Herstellung von Verbindung
(6)
-
1,2-(2-Iodoxy)ethan
(49,96 g, 135 mMol, von Aldrich, Milwaukee, WI, erhalten), Carbazol
(48,54 g, 290 mMol), Benzyltriethylammoniumchlorid (4,8 g), Natriumhydroxid
(50 g) in Wasser (50 ml) und 200 ml Toluol wurden einem mit einem
Rückflußkühler und
einem mechanischen Rührer
ausgestatteten 250-ml-Dreihalsrundkolben zugefügt. Das Gemisch wurde 6 Stunden
unter Rückfluß erhitzt.
Man ließ das
Gemisch über
Nacht bei Raumtemperatur rühren.
Der Niederschlag wurde durch Filtration gesammelt und mit Toluol
(30 ml) und Wasser (1 Liter) gewaschen. Das Produkt wurde 6 Stunden
im Vakuumofen bei 50°C
getrocknet. Die Ausbeute war 46,75 g. Das Produkt wies einen Schmelzpunkt
von 125–128°C auf.
-
Das
Carbazoldimer (7,03 g, 15,7 mMol, im vorherigen Schritt hergestellt)
wurde durch Umsetzung mit Phosphoroxychlorid (4,5 ml, 45 mMol) in
Dimethylformamid (15 ml) auf eine zu Verbindung (2) ähnliche
Weise in einen Dialdehyd umgewandelt.
-
Verbindung
(6) kann durch Umsetzen des Dialdehyds (im vorherigen Schritt hergestellt)
mit 9-Fluorenon-4-n-butylcarboxylathydrazon unter zum Erhalten von
Verbindung (2) angewendeten ähnlichen
Bedingungen erhalten werden.
-
Beispiel 2 - Herstellung
von Organophotorezeptoren
-
Vergleichsprobe A
-
Vergleichsprobe
A war ein Einzelschicht-Organophotorezeptor, der auf eine Trommel
mit 30 mm Durchmesser aus anodisiertem Aluminium als Substrat aufgetragen
worden war. Die Beschichtungslösung
für den
Einzelschicht-Organophotorezeptor wurde durch Vor mischen von 2,4
g 20 gew.-%igem (4-n-Butoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malonitril in
Tetrahydrofuran, 6,66 g 25 gew.-%igem MPCT-10 (ein Ladungsübertragungsmaterial,
im Handel von Mitsubishi Paper Mills, Tokio, Japan, erhalten) in
Tetrahydrofuran, 7,65 g 12 gew.-%igem Polyvinylbutyralharz (BX-1,
im Handel von Sekisui Chemical Co. Ltd., Japan, erhalten) in Tetrahydrofuran
hergestellt. Eine Menge von 0,74 g CGM-Mahlgutpaste, die 19 Gew.-%
Titanyloxyphthalocyanin und ein Polyvinylbutyralharz (BX-5, im Handel
von Sekisui Chemical Co. Ltd., Japan, erhalten) im Gewichtsverhältnis 2,3:1
enthielt, wurde anschließend
dem vorstehenden Gemisch zugesetzt. Die Mahlgutpaste aus ladungserzeugendem
Material (CGM) wurde durch 4 Stunden Mahlen von 112,7 g Titanyloxyphthalocyanin
(im Handel von H. W. Sanda Corp., Jupiter, FL, erhalten) mit 49
g Polyvinylbutyralharz (BX-5) in 651 g Methylethylketon auf einer
horizontalen Sandmühle
(Modell LMC12 DCMS, im Handel von Netzsch Incorporated, Exton, PA,
erhalten) mit 1-Mikron-Zirkoniumperlen
unter Anwenden der Zirkulationsfahrweise erhalten. Nach etwa 1 Stunde
Mischen der Lösung
auf einer mechanischen Schüttelvorrichtung
wurde die Einzelschicht-Beschichtungslösung mit einer Geschwindigkeit
von etwa 175 mm/min auf die anodisierte Aluminiumtrommel mit 30
mm Durchmesser ringbeschichtet. Die beschichtete Trommel wurde in
einem Ofen 5–10
Minuten bei 110°C getrocknet.
Die Trockendicke des Photoleiterfilms war 12 Mikron ± 0,5 Mikron.
-
Vergleichsbeispiel B
-
Vergleichsbeispiel
B wurde ähnlich
Beispiel A hergestellt, außer
daß die
Ringbeschichtungsrate zum Herstellen einer Trockenfilmdicke von
15 μ erhöht wurde.
-
Vergleichsbeispiel C
-
Vergleichsbeispiel
C wurde ähnlich
Beispiel A hergestellt, außer
daß die
Ringbeschichtungsrate zum Herstellen einer Trockenfilmdicke von
22 μ erhöht wurde.
-
Probe 1
-
Probe
1 war ein Einzelschicht-Organophotorezeptor, der auf eine Trommel
mit 30 mm Durchmesser aus anodisiertem Aluminium als Substrat aufgetragen
worden war. Die Beschichtungslösung
für den
Einzelschicht-Organophotorezeptor wurde durch Vormischen von 2,4
g 20 gew.-%iger Verbindung (2) in THF, 6,66 g 25 gew.-%igem MPCT-10
(ein Ladungsübertragungsmaterial,
im Handel von Mitsubishi Paper Mills, Tokio, Japan, erhalten) in
Tetrahydrofuran, 7,65 g 12 gew.-%igem Polyvinylbutyralharz (BX-1,
im Handel von Sekisui Chemical Co. Ltd., Japan, erhalten) in Tetrahydrofuran
hergestellt. Eine Menge von 0,74 g CGM-Mahlgutpaste, die 19 Gew.-%
Titanyloxyphthalocyanin und ein Polyvinylbutyralharz (BX-5, im Handel
von Sekisui Chemical Co. Ltd., Japan, erhalten) im Gewichtsverhältnis 2,3:1
enthielt, wurde anschließend
dem vorstehenden Gemisch zugesetzt. Die CGM-Mahlgutpaste wurde durch
4 Stunden Mahlen von 112,7 g Titanyloxyphthalocyanin (im Handel
von H. W. Sanda Corp., Jupiter, FL, erhalten) mit 49 g Polyvinylbutyralharz
(BX-5) in 651 g Methylethylketon auf einer horizontalen Sandmühle (Modell
LMC12 DCMS, im Handel von Netzsch Incorporated, Exton, PA, erhalten)
mit 1-Mikron-Zirkoniumperlen
unter Anwenden der Zirkulationsfahrweise erhalten. Nach etwa 1 Stunde
Mischen auf einer mechanischen Schüttelvorrichtung wurde die Einzelschicht-Beschichtungslösung mit
einer Geschwindigkeit von etwa 195 mm/min auf die anodisierte Aluminiumtrommel
mit 30 mm Durchmesser ringbeschichtet. Die beschichtete Trommel
wurde in einem Ofen 5–10
Minuten bei 110°C
getrocknet. Die Trockendicke des Photoleiterfilms war 13 Mikron ± 0,5 Mikron.
-
Probe 2
-
Probe
2 wurde ähnlich
Probe 1 hergestellt, außer
daß die
Ringbeschichtungsrate zum Herstellen einer Trockenfilmdicke von
18 μ erhöht wurde.
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Probe 3
-
Probe
3 wurde ähnlich
Probe 1 hergestellt, außer
daß Verbindung
(3) anstatt Verbindung (2) verwendet wurde und die Ringbeschichtungsrate
zum Herstellen einer Trockenfilmdicke von 14 μ erhöht wurde.
-
Probe 4
-
Probe
4 wurde ähnlich
Probe 1 hergestellt, außer
daß Verbindung
(3) anstatt Verbindung (2) verwendet wurde und die Ringbeschichtungsrate
zum Herstellen einer Trockenfilmdicke von 17 μ erhöht wurde.
-
Probe 5
-
Probe
5 war ein Einzelschicht-Organophotorezeptor, der auf eine Trommel
mit 30 mm Durchmesser aus anodisiertem Aluminium als Substrat aufgetragen
worden war. Die Beschichtungslösung
für den
Einzelschicht-Organophotorezeptor wurde durch Vormischen von 2,4
g 20 gew.-%iger Verbindung (2) in THF, 6,66 g 25 gew.-%igem MPCT-38
(ein Ladungsübertragungsmaterial,
im Handel von Mitsubishi Paper Mills, Tokio, Japan, erhalten) in
Tetrahydrofuran, 7,65 g 12 gew.-%igem Polyvinylbutyralharz (BX-1,
im Handel von Sekisui Chemical Co. Ltd., Japan, erhalten) in Tetrahydrofuran
hergestellt. Eine Menge von 0,74 g CGM-Mahlgutpaste, die 19 Gew.-%
Titanyloxyphthalocyanin und ein Polyvinylbutyralharz (BX-5, im Handel
von Sekisui Chemical Co. Ltd., Japan, erhalten) im Gewichtsverhältnis 2,3:1
enthielt, wurde anschließend
dem vorstehenden Gemisch zugesetzt. Die CGM-Mahlgutpaste wurde durch
4 Stunden Mahlen von 112,7 g Titanyloxyphthalocyanin (im Handel
von H. W. Sanda Corp., Jupiter, FL, erhalten) mit 49 g Polyvinylbutyralharz
(BX-5) in 651 g Methylethylketon auf einer horizontalen Sandmühle (Modell
LMC12 DCMS, im Handel von Netzsch Incorporated, Exton, PA, erhalten)
mit 1-Mikron-Zirkoniumperlen
unter Anwenden der Zirkulationsfahrweise erhalten. Nach etwa 1 Stunde
Mischen auf einer mechanischen Schüttelvorrichtung wurde die Einzelschicht-Beschichtungslösung mit
einer Geschwindigkeit von etwa 250 mm/min auf die anodisierte Aluminiumtrommel
mit 30 mm Durchmesser ringbeschichtet. Die beschichtete Trommel
wurde in einem Ofen 5–10
Minuten bei 110°C
getrocknet. Die Trockendicke des Photoleiterfilms war 16 μ.
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Probe 6
-
Probe
6 wurde ähnlich
Probe 5 hergestellt, außer
daß die
Ringbeschichtungsrate zum Herstellen einer Trockenfilmdicke von
23 μ erhöht wurde.
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Probe 7
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Probe
7 war ein Einzelschicht-Organophotorezeptor, der auf eine Trommel
mit 30 mm Durchmesser aus anodisiertem Aluminium als Substrat aufgetragen
worden war. Die Beschichtungslösung
für den
Einzelschicht-Organophotorezeptor wurde durch Vormischen von 2,4
g 20 gew.-%iger Verbindung (2) in THF, 3,33 g 25 gew.-%igem MPCT-10
(ein Ladungsübertragungsmaterial,
im Handel von Mitsubishi Paper Mills, Tokio, Japan, erhalten) in
Tetrahydrofuran, 3,33 g 25 gew.%igem MPCT-38 (ein Ladungsübertragungsmaterial,
im Handel von Mitsubishi Paper Mills, Tokio, Japan, erhalten) in
Tetrahydrofuran, 7,65 g 12 gew.%igem Polyvinylbutyralharz (BX-1,
im Handel von Sekisui Chemical Co. Ltd., Japan, erhalten) in Tetrahydrofuran
hergestellt. Eine Menge von 0,74 g CGM-Mahlgutpaste, die 19 Gew.-%
Titanyloxyphthalocyanin und ein Polyvinylbutyralharz (BX-5, im Handel
von Sekisui Chemical Co. Ltd., Japan, hergestellt) im Gewichtsverhältnis 2,3:1
enthielt, wurde anschließend
dem vorstehenden Gemisch zugesetzt. Die CGM-Mahlgutpaste wurde durch
4 Stunden Mahlen von 112,7 g Titanyloxyphthalocyanin (im Handel
von H. W. Sanda Corp., Jupiter, FL, erhalten) mit 49 g Polyvinylbutyralharz
(BX-5) in 651 g Methylethylketon auf einer horizontalen Sandmühle (Modell
LMC12 DCMS, im Handel von Netzsch Incorporated, Exton, PA, erhalten)
mit 1-Mikron-Zirkoniumperlen
unter Anwenden der Zirkulationsfahrweise erhalten. Nach etwa 1 Stunde
Mischen auf einer mechanischen Schüttelvorrichtung wurde die Einzelschicht- Beschichtungslösung mit
einer Geschwindigkeit von etwa 250 mm/min auf die anodisierte Aluminiumtrommel
mit 30 mm Durchmesser ringbeschichtet. Die beschichtete Trommel
wurde in einem Ofen 5–10
Minuten bei 110°C
getrocknet. Die Trockendicke des Photoleiterfilms war 16 μ.
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Probe 8
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Probe
8 wurde ähnlich
Probe 7 hergestellt, außer
daß die
Ringbeschichtungsrate zum Herstellen einer Trockenfilmdicke von
22 μ erhöht wurde.
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Probe 9
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Probe
9 war ein Einzelschicht-Organophotorezeptor, der auf eine Trommel
mit 30 mm Durchmesser aus anodisiertem Aluminium als Substrat aufgetragen
worden war. Die Beschichtungslösung
für den
Einzelschicht-Organophotorezeptor wurde durch Vormischen von 1,2
g 20 gew.-%iger Verbindung (2) in THF, 1,2 g 20 gew.-%igem ET400
(ein im Handel von Takasago Chemical Corp., Tokio, Japan, erhältliches
Hydrochinonderivat), 6,66 g 25 gew.-%igem MPCT-10 (ein Ladungsübertragungsmaterial,
im Handel von Mitsubishi Paper Mills, Tokio, Japan, erhalten) in
Tetrahydrofuran, 7,65 g 12 gew.-%igem
Polyvinylbutyralharz (BX-1, im Handel von Sekisui Chemical Co. Ltd.,
Japan, erhalten) in Tetrahydrofuran hergestellt. Eine Menge von
0,74 g CGM-Mahlgutpaste, die 19 Gew.-% Titanyloxyphthalocyanin und
ein Polyvinylbutyralharz (BX-5, im Handel von Sekisui Chemical Co.
Ltd., Japan, erhalten) im Gewichtsverhältnis 2,3:1 enthielt, wurde
anschließend
dem vorstehenden Gemisch zugesetzt. Die CGM-Mahlgutpaste wurde durch
4 Stunden Mahlen von 112,7 g Titanyloxyphthalocyanin (im Handel
von H. W. Sanda Corp., Jupiter, FL, erhalten) mit 49 g Polyvinylbutyralharz (BX-5)
in 651 g Methylethylketon auf einer horizontalen Sandmühle (Modell
LMC12 DCMS, im Handel von Netzsch Incorporated, Exton, PA, erhalten)
mit 1-Mikron-Zirkoniumperlen unter Anwenden der Zirkulationsfahrweise
erhalten. Nach etwa 1 Stunde Mischen auf einer mechanischen Schüttelvorrichtung
wurde die Einzelschicht-Beschichtungslösung mit einer Geschwindigkeit
von etwa 250 mm/min auf die anodisierte Aluminiumtrommel mit 30
mm Durchmesser ringbeschichtet. Die beschichtete Trommel wurde in
einem Ofen 5–10
Minuten bei 110°C
getrocknet. Die Trockendicke des Photoleiterfilms war 16 μ.
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Probe 10
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Probe
10 wurde ähnlich
Probe 9 hergestellt, außer
daß die
Ringbeschichtungsrate zum Herstellen einer Trockenfilmdicke von
22 μ erhöht wurde.
-
Probe 11
-
Probe
11 war ein Einzelschicht-Organophotorezeptor, der auf eine Trommel
mit 30 mm Durchmesser aus anodisiertem Aluminium als Substrat aufgetragen
worden war. Die Beschichtungslösung
für den
Einzelschicht-Organophotorezeptor wurde durch Vormischen von 2,16
g 20 gew.%iger Verbindung (2) in THF, 0,24 g 20 gew.%igem ET400
(ein im Handel von Takasago Chemical Corp., Tokio, Japan, erhältliches
Hydrochinonderivat), 6,66 g 25 gew.-%igem MPCT-10 (ein Ladungsübertragungsmaterial,
im Handel von Mitsubishi Paper Mills, Tokio, Japan, erhalten) in
Tetrahydrofuran, 7,65 g 12 gew.-%igem
Polyvinylbutyralharz (BX-1, im Handel von Sekisui Chemical Co. Ltd.,
Japan, erhalten) in Tetrahydrofuran hergestellt. Eine Menge von
0,74 g CGM-Mahlgutpaste, die 19 Gew.-% Titanyloxyphthalocyanin und
ein Polyvinylbutyralharz (BX-5, im Handel von Sekisui Chemical Co.
Ltd., Japan, erhalten) im Gewichtsverhältnis 2,3:1 enthielt, wurde
anschließend
dem vorstehenden Gemisch zugesetzt. Die CGM-Mahlgutpaste wurde durch
4 Stunden Mahlen von 112,7 g Titanyloxyphthalocyanin (im Handel
von H. W. Sanda Corp., Jupiter, FL, erhalten) mit 49 g Polyvinylbutyralharz (BX-5)
in 651 g Methylethylketon auf einer horizontalen Sandmühle (Modell
LMC12 DCMS, im Handel von Netzsch Incorporated, Exton, PA, erhalten)
mit 1-Mikron-Zirkoniumperlen unter Anwenden der Zirkulationsfahrweise
erhalten. Nach etwa 1 Stunde Mischen auf einer mechanischen Schüttelvorrichtung
wurde die Einzelschicht-Beschichtungslösung mit einer Geschwindigkeit
von etwa 285 mm/min auf die anodisierte Aluminiumtrommel mit 30
mm Durchmesser ringbeschichtet. Die beschichtete Trommel wurde in
einem Ofen 5-10 Minuten bei 110°C
getrocknet. Die Trockendicke des Photoleiterfilms war 18 μ.
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Probe 12
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Probe
12 wurde ähnlich
Probe 11 hergestellt, außer
daß die
Ringbeschichtungsrate zum Herstellen einer Trockenfilmdicke von
23 μ erhöht wurde.
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Beispiel 3 - Elektrostatisches
Testen und Eigenschaften der Organophotorezeptoren
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Dieses
Beispiel stellt Ergebnisse des elektrostatischen Testens an den
wie in Beispiel 1 beschrieben gebildeten Organophotorezeptorproben
bereit.
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Das
elektrostatische Leistungsverhalten im Umlauf hierin beschriebener
Organophotorezeptoren mit Azinverbindungen kann mittels eines selbst
entworfenen und entwickelten Prüfstandes
bestimmt werden. Die elektrostatische Prüfung auf der 30-mm-Trommel
des Prüfstands
ist dazu ausgelegt, die elektrostatische Ermüdung während eines ausge dehnten Umlaufens
durch Erhöhen
der Aufladung-Entladung-Zyklusfrequenz und Verringern der Erholzeit
verglichen mit Trommelprüfständen mit
längeren
Ablaufgeschwindigkeiten zu beschleunigen. Die Lage jeder Station
bei der Testvorrichtung (Entfernung und verstrichene Zeit je Umlauf)
ist wie folgt festgelegt.
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Elektrostatische
Teststationen rund um die 30-mm-Trommel bei 12,7 cm/s
-
Die
Löschbarre
ist eine Anordnung von Laserdioden (LED) mit einer Wellenlänge von
720 nm, die die Oberfläche
des Organophotorezeptors entlädt.
Die Korotron-Aufladevorrichtung umfaßt einen Draht, der die Übertragung
einer Ladung zur Oberfläche
des Organophotorezeptors bei schnellen Ablaufgeschwindigkeiten gestattet.
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Nach
der Tabelle befindet sich die erste elektrostatische Sonde (elektrostatisches
Meßgerät TrekTM 344) 0,055 s nach der Station des Auftreffens
des Lasers und 0,18 s nach der Korotron-Aufladevorrichtung. Ferner
befindet sich die zweite Sonde (elektrostatisches Meßgerät Trek 344)
0,15 s nach der ersten Sonde und 0,33 s nach der Korotron-Aufladevorrichtung.
Alle Messungen wurden bei 20°C
und 30% relativer Feuchtigkeit ausgeführt.
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Die
elektrostatischen Messungen wurden als Zusammenstellung mehrerer
Tests erhalten. Die ersten drei diagnostischen Tests (Prodtest Anfang,
VlogE Anfang, Dunkelabfall Anfang) sind dazu ausgelegt, das elektrostatische
Umlaufen einer neuen, frischen Probe zu bewerten und die letzten
drei identischen diagnostischen Tests (Prodtest Ende, VIogE Ende,
Dunkelabfall Ende) werden nach dem Umlaufen der Probe (Langzeit)
durchgeführt.
Der Laser wird bei 780 nm, 600 dpi, 50 um Punktgröße, 60 Nanosekunden/Pixel
Belichtungszeit, 1800 Zeilen je Sekunde Abtastgeschwindigkeit und
einem Umlauf mit 100% Einschaltzeit betrieben. Die Einschaltzeit
ist die prozentuale Belichtung der Pixel taktperiode, d. h. der Laser
ist bei 100% Einschaltzeit die gesamten 60 Nanosekunden je Pixel
eingeschaltet.
-
Elektrostatische
Testreihe:
- 1) PRODTEST: Die Ladungsaufnahme-(Vacc) und Entladungsspannung (Vdis)
wurden durch Unterziehen der Proben einer Koronaaufladung (Löschbarre
immer eingeschaltet) während
dreier vollständiger
Trommelumdrehungen (Laser ausgeschaltet) ermittelt; Entladung mit
dem Laser @ 780 nm & 600
dpi bei der vierten Umdrehung (50 um Punktgröße, 60 Nanosekunden/Pixel belichten,
Betrieb bei einer Abtastgeschwindigkeit von 1800 Zeilen je Sekunde
und Anwenden von 100% Einschaltzeit); vollständiges Aufladen während der nächsten drei
Umdrehungen (Laser abgeschaltet); Entladen nur mit der ersten Löschlampe
@ 720 nm bei der achten Umdrehung (Korona und Laser abgeschaltet)
unter Erhalten der Restspannung (Vres) und schließlich vollständiges Aufladen
während
der letzten drei Umdrehungen (Laser abgeschaltet). Die Kontrastspannung
(Vcon) ist die Differenz zwischen Vacc und Vdis und
der funktionelle Dunkelabfall (Vdd) ist
die Differenz bei dem an den Proben #1 und #2 gemessenen Ladungsaufnahmepotential.
- 2) VLOGE: Dieser Test mißt
die photoinduzierte Entladung des Photoleiters gegenüber verschiedenen
Laserintensitätswerten
durch Überwachen
der Entladungsspannung der Probe als Funktion der Laserstärke (50
ns Belichtungsdauer) bei festen Belichtungszeiten und konstanten
Anfangspotentialen. Dieser Test mißt die photoinduzierte Entladung
des Photoleiters gegenüber
verschiedenen Laserintensitätswerten durch Überwachen
der Entladungsspannung der Probe als Funktion der Laserstärke (50
ns Belichtungsdauer) bei festen Belichtungszeiten und konstanten
Anfangspotentialen. Die funktionelle Lichtempfindlichkeit, S780nm, und Betriebsleistungseinstellungen
können
aus diesem diagnostischen Test bestimmt werden.
- 3) DUNKELABFALL: Dieser Test mißt den Verlust an Ladungsaufnahme
im Dunkeln mit der Zeit ohne Laser oder Löschbelichtung während 90
Sekunden und kann als Indikator i) der Injektion restlicher Löcher aus der
ladungserzeugenden Schicht in die Ladungstransportschicht, ii) der
thermischen Freisetzung eingeschlossener Ladungen und iii) der Injektion
von Ladungen aus der Oberfläche
oder Aluminiumgrundplatte verwendet werden.
- 4) LANGZEITBETRIEB: Man ließ die
Probe 500 Trommelumdrehungen lang gemäß der folgenden Sequenz für jede Probentrommelumdrehung
elektrostatisch umlaufen. Die Probe wurde durch die Korona aufgeladen,
der Laser wurde zum Entladen eines Teils der Probe zyklisch wiederholt
an- und abgeschaltet (Abschnitte von 80–100°) und schließlich entlud die Löschlampe
die gesamte Probe zur Vorbereitung auf den nächsten Umlauf. Der Laser wurde
so zyklisch betrieben, daß der
erste Abschnitt der Probe niemals belichtet wurde, der zweite Abschnitt
immer belichtet wurde, der dritte Abschnitt niemals belichtet wurde
und der letzte Abschnitt immer belichtet wurde. Dieses Muster wurde
insgesamt 500 Trommelumdrehungen wiederholt und die Daten wurden
periodisch nach jedem 25. Umlauf aufgezeichnet.
- 5) Nach dem LANGZEITBETRIEBS-Test wurden die diagnostischen
Tests PRODTEST, VLOGE, DUNKELABFALL erneut durchgeführt.
-
Die
folgende Tabelle führt
die Ergebnisse aus den diagnostischen Durchläufen Prodtest Anfang und Prodtest
Ende auf. Die Werte für
die Ladungsaufnahmespannung (Vac, Sonde #1, aus dem dritten Umlauf
erhaltene Durchschnittspannung), Entladungsspannung (Vdis, Sonde
#1, aus dem vierten Umlauf erhaltene Durchschnittspannung) werden
für den
ersten und letzten Umlauf angeführt. Tabelle
1. Trockenelektrostatische Testergebnisse nach 500 Umläufen
-
Anmerkung:
Die Daten wurden an einer frischen Probe zu Beginn des Umlaufens
und darauf nach 500 Umläufen
erhalten. In der vorstehenden Tabelle wurde die Strahlungsempfindlichkeit
(Empfindlichkeit bei 780 nm in m2/J) des
xerographischen Verfahrens aus der während des diagnostischen VLOGE-Durchlaufs
erhaltenen Information durch Berechnen des Kehrwerts des Produkts
der zum Entladen des Photorezeptors auf die ½ seines Anfangspotentials
erforderlichen Laserleistung, der Belichtungsdauer und 1/Punktgröße bestimmt.
-
Wie
es sich für
den Fachmann versteht, können
eine weitere Substitution, Veränderung
bei den Substituenten und alternative Synthese- und Verwendungsverfahren
innerhalb des Umfangs und der Absicht der vorliegenden Erfindungsoffenbarung
ausgeführt
werden. Die vorstehenden Ausführungsformen
sind dazu bestimmt, veranschaulichend und nicht einschränkend zu
sein. Weitere Ausführungsformen
befinden sich innerhalb der Ansprüche. Obschon die vorliegende
Erfindung unter Bezug auf besondere Ausfüh rungsformen beschrieben wurde,
erkennen Fachleute, daß Änderungen
in der Form und im einzelnen durchgeführt werden können, ohne
vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
-
Obschon
einige bevorzugte Ausführungsformen
dargestellt und beschrieben wurden, versteht es sich für den Fachmann,
daß verschiedene Änderungen
und Modifikationen durchgeführt
werden können,
ohne vom in den angefügten
Ansprüchen
definierten Umfang der Erfindung abzuweichen.