DE60206334T2

DE60206334T2 - Elektrophotographischer Photorezeptor

Info

Publication number: DE60206334T2
Application number: DE60206334T
Authority: DE
Inventors: Hiroe Aoba-ku Kizaki; Mamoru Aoba-ku Nozomi; Tetsuo Aoba-ku Ozawa; Kozo Aoba-ku Ishio
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2022-07-17
Also published as: EP1278105A3; EP1278105A2; JP2003029442A; US20030096180A1; US6824938B2; DE60206334D1; JP3874633B2; EP1278105B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrophotographischen Photorezeptor. Sie betrifft speziell einen elektrophotographischen Photorezeptor, welcher die Infrarotreflexion des Photorezeptors steuern kann, indem er die Interferenzstreifen verhindert ohne die elektrophotographischen Eigenschaften zu beeinträchtigen.
In der Vergangenheit sind als elektrophotographische Rezeptoren umfangreich anorganische lichtleitende Materialien verwendet worden wie Selen, eine Selen-Telur-Legierung, Arsenselenid oder Cadmiumsulfid. In den letzten Jahren fand andererseits tatkräftige Forschung auf dem Gebiet der lichtempfindlichen Schichten unter Verwendung organischer lichtleitender Materialien statt, welche sich leicht herstellen lassen. Insbesondere sind laminierte Photorezeptoren mit getrennter Funktion am meisten üblich geworden, welche eine ladungserzeugende Schicht umfassen, welche elektrische Ladungen nach Lichtabsorption erzeugen kann und eine Ladungstransportierschicht, welche die erzeugte elektrische Ladung transportieren kann. Solche Photorezeptoren werden umfangreich auf dem Gebiet der Kopiermaschinen, Laserdrucker etc. eingesetzt.
Elektrophotographische Photorezeptoren haben eine Grundstruktur der Form, dass eine lichtempfindliche Schicht auf einem elektrisch leitfähigen Substrat gebildet wird. Üblicherweise wird eine Grundierung zwischen der lichtempfindlichen Schicht und dem Substrat vorgesehen, um das Problem von Abbildungsfehlern als Folge von Substratfehlern oder infolge der Einwirkung elektrischer Ladungen aus dem Substrat zu lösen oder um die Elektrifizierungseigenschaften oder die Adhäsion an der lichtempfindlichen Schicht zu verbessern. Bisher war bekannt, für die Grundschicht ein Harzmaterial wie ein Polyamidharz, ein Polyesterharz, ein Epoxidharz, ein Polyurethanharz, ein Vinylchloridharz, ein Acrylharz, ein Phenolharz, ein Harnstoffharz, ein Melaminharz, ein Guanaminharz, einen Polyvinylalkohol, Casein oder Gelatine zu verwenden. Von diesen Harzmaterialien ist ein lösungsmittellösliches Polyamidharz besonders bevorzugt (JP-A 52-25638, JP-A 56-21129 und JP-A 4-31870).
In den vergangenen Jahren sind zusammen mit dem Trend zur Digitalisierung aus elektrographischen Geräten hauptsächlich digitale Systeme geworden. Bei den elektrophotographischen Geräten in Form digitaler Systeme müssen jene, welche Halbleiterlaser zur Bildwiedergabe einsetzen, Abbildungsdefekte durch Interferenzstreifen unterdrücken. Als ein Verfahren zur Vermeidung von Interferenzstreifen ist bekannt, die Oberfläche eines Substrats (des elektrisch leitfähigen Substrats) durch raues Schneiden, Sandstrahlen oder dergleichen aufzurauen (z. B. JP-A 60-225854, JP-A 3-62039). Ein solches Verfahren beinhaltet jedoch dass Problem, dass der Rauigkeitsgrad des Substrats kaum genau reproduziert werden kann und daher von Charge zu Charge Schwankungen bei der Reduzierungswirkung von Interferenzstreifen auftreten. Des Weiteren wird parallel zum Fortschritt bei hoch auflösenden Geräten in den vergangenen Jahren bei einer Auflösung von 1.200 dpi (Punkte pro inch) der Fall eintreten, bei dem allein durch das Aufrauen des Substrats keine angemessene Reduzierung von Interferenzstreifen mehr erhalten werden kann. Weiterhin kann, wie hierin nachstehend beschrieben, in dem Fall, in dem der erhaltene Photorezeptor für ein elektrophotographisches Gerät verwendet wird, welches einen optischen Sensor für die Tonerdichte einsetzt, der Fall eintreten, in dem sich die Oberflächenrauigkeit des Substrat auf die Messung der Tonerdichte negativ auswirkt.
Andererseits wurde auch ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem in die lichtempfindliche Schicht oder in die Grundschicht ein im nahen Infrarot absorbierender Farbstoff eingebaut ist (z. B. JP-A 63-165864, JP-A 2-82263, JP-A 3-33858, JP-A 7-160028 (US-A 5,403,686, EP-A 0 645 680), JP-A 2000-105480, JP-A 2000-199977). Es trat jedoch eine negative Auswirkung auf die elektrischen Eigenschaften des Photorezeptors auf; Es war insbesondere schwierig einen Photorezeptor mit einer hohen Empfindlichkeit zu erhalten, wobei aufgrund der Lichtabschwächung etc. keine angemessene Wirkung erhalten wurde.
Es wurde weiterhin ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem in die Grundschicht grobe Teilchen eingebaut werden, um die Lichtstreuung in der Grundschicht zu erhöhen und dadurch Interferenzstreifen zu reduzieren. Um jedoch eine ausreichende Wirkung zur Verhinderung von Interferenzstreifen allein nach diesem Verfahren zu erhalten, muss die Grundschicht dick sein und demzufolge bei einer solchen Grundschicht ein Härtungsschritt erforderlich ist, wodurch das Problem auftritt, dass das Herstellungsverfahren komplex wird und die Herstellungskosten steigen.
In den vergangenen Jahren wurden ferner viele bildgebenden Geräte in Form elektrographischer Systeme so ausgelegt, dass sie durch Ausführung einer Bilddichtekontrolle auf eine solchen Weise ein konstantes Bild liefern, um Abweichungen verschiedener, auf die Änderung ihres Verwendungsumfelds zurückgehender Bedingungen, Schädigung des Photorezeptors oder der Entwicklermaterialien etc. zu korrigieren, indem zur Messung der Dichten Tonerflecken auf den Photorezeptor gebildet werden und deren Dichten mittels eines optischen Dichtesensors gemessen werden, so dass die gemessenen Ergebnissen auf die Belichtung, den Prozesskondensator etc. rückgemeldet werden, um die Bilddichte zu steuern (JP-A 7-36230 (US-A 5,477,312) etc.). Weiterhin ist speziell von Farbbildgeräten bekannt, dass die Messgenauigkeit durch Messung der diffusen Reflexionskomponente der Tonerflecken verbessert werden kann (JP-A 2000-105480).
Unter diesen Umständen ist es mit dem oben erwähnten Photorezeptor, bei dem eine Substratoberfläche des Photorezeptors aufgeraut ist, um Interferenzstreifen zu reduzieren, schwierig einen solchen Photorezeptor mit konstanten Reflexionseigenschaften zu erhalten, weil die diffuse Reflexion der Substratrauigkeit wesentlich ist und infolge der Änderung des Aufrauungsverfahrens des Photorezeptorsubstrats, wie zum Beispiel infolge der Änderung des Zustands des Schneidwerkzeugs während des rauen Schnitts oder bei der Reproduzierbarkeit der Schneidmittelzugabe, die Reflexionseigenschaften des resultierenden Substrats schwanken werden. Ist die diffuse Reflexion der Substratoberfläche des Photorezeptors des Weiteren hoch und erfolgt die Bilddichtesteuerung dadurch mit einem Dichtesensor auf Basis diffuser Reflexion, kann kein angemessenes S/N-Verhältnis bezüglich der diffusen Reflexion der Tonerflecken erhalten werden, wodurch eine genaue Steuerung der Abbildungsdichte dazu tendiert kaum möglich zu sein.
Weiterhin wird bei einem Photorezeptor, in dessen Grundschicht grobe Teilchen eingebaut sind, um die Lichtstreuung in der Grundschicht zu erhöhen und dadurch Interferenzstreifen zu verhindern, das ausgestrahlte Licht vom Tonerdichtesensor übertragen und durch die Tonerflecken gestreut, und von der Grundschicht weiter gestreut, wodurch die Messung der Tonerdichte negativ beeinflusst wird. Folglich kann allein durch das Aufrauen der Oberfläche des Substrats des Photorezeptors bei der Elektrophotographie bei einem hohen Auflösungsgrad von 1200 dpi keine ausreichende Wirkung in Bezug auf die Verhinderung von Interferenzstreifen erzielt werden. Beim oben erwähnten Tonerdichte sensor, welcher nur die diffuse Reflexionskomponente misst, übt die oben erwähnte Oberflächenrauigkeit des Substrats einen stärkeren Einfluss aus als die Reflexion des Infrarotlichts des Photorezeptors. In dem Fall, in dem die Substratoberfläche aufgeraut ist, um Interferenzstreifen zu verhindern, schwankt die Infrarotreflexion des Photorezeptors in Abhängigkeit vom individuellen Unterschied der Oberflächenrauigkeit, wobei eine exakte Steuerung der Bilddichte kaum bewerkstelligt werden kann. Außerdem ist die diffuse Reflexion der Substratoberfläche des Photorezeptors entschieden hoch, wodurch ein ausreichendes S/N (Signal zu Ton)-Verhältnis zur Messung der Tonerdichte kaum gewährleistet werden kann.
Weiterhin wird insbesondere dann, wenn eine Streuung in der Grundierungsschicht verwendet wird, um Interferenzstreifen zu verhindern, das ausgestrahlte Licht vom Sensor durch die Tonerflecken übertragen und gestreut und als übertragenes Licht zusätzlich, zur von der Grundierungsschicht gestreutes Licht gemessen, wodurch das Problem auftritt, dass das gemessene Niveau höher ist als das der tatsächlichen Tonerdichte.
Unter diesen Umständen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen elektrophotographischen Photorezeptor vorzusehen, welcher Interferenzstreifen verhindern kann, ohne die elektrophotographischen Eigenschaften zu beeinträchtigen, welcher die Infrarotreflexion des Photorezeptors kontrollieren kann, die Nachweisgenauigkeit eines optischen Dichtesensors verbessern kann und ein elektrophotographisches Gerät wie einen elektrophotographischen Photorezeptor verwendet.
Unter diesen Umständen haben die derzeitigen Erfinder eine umfangreiche Untersuchung am Material für die Grundschicht durchgeführt, welches den vorstehend geforderten Eigenschaften genügt und im Ergebnis gefunden, dass es möglich ist, die vorstehende Aufgabenstellung durch Einbau einer bestimmten Naphthalocyaninverbindung zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung sieht nämlich einen elektrophotographische Photorezeptor mit mindestens einer Grundschicht und einer lichtempfindlichen Schicht auf einem elektroleitfähigen Substrat vor, wobei mindestens eine Schicht der Grundschicht eine Naphthalocyaninverbindung der folgenden Formel (1) enthält:
worin in der Formel (1) M zwei Wasserstoffatome oder ein Metallatom bedeutet, mit der Maßgabe, dass das Metallatom einen Liganden aufweisen kann, und jedes von X¹, X², X³ und X⁴ ein Wasserstoffatom oder ein Substituent ist.
Die vorliegende Erfindung sieht weiterhin ein elektrographisches Gerät vor, umfassend ein Mittel zur Verwendung des oben erwähnten elektrographischen Photorezeptors und zur Bildung einer Tonerabbildung zur Messung der Dichte auf dem elektrophotographischen Photorezeptor, sowie ein Mittel zur Messung der Dichte des Tonerbildes durch einen optischen Dichtesensor, umfassend einen lichtemittierenden Abschnitt zur Emission von Licht im nahen Infrarotbereich und einen Licht aufnehmenden Abschnitt.
Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail unter Bezugnahme auf die zitierten Ausführungsformen beschrieben.
Das elektrisch leitfähige Material
Als elektrisch leitfähiges Material wird in der Hauptsache ein metallisches Material wie Aluminium, eine Aluminiumlegierung, Edelstahl, Kupfer oder Nickel; ein Harzmaterial mit elektrischer Leitfähigkeit, welchem durch Zusatz eines elektrisch leitfähigen Pulvers wie z. B. einem Metall, Kohlenstoff oder Zinnoxid elektrische Leitfähigkeit verliehen wurde; oder ein Harz, Glas oder Papier, auf deren Oberfläche ein elektrisch leitfähiges Material Wie Aluminium, Nickel oder ITO (Indiumoxid/Zinnoxid-Legierung) aus der Dampfphase abgeschieden wurde oder die damit beschichtet wurden, verwendet. Was die Gestalt betrifft, kann zum Beispiel eine Trommelform, Sitzform oder Gürtelform verwendet werden. Es kann weiterhin eines mit einem elektrisch leitfähigen Material sein, welches eine Beschichtung mit einem geeigneten Widerstand auf dem elektrisch leitfähigen Träger aus metallischem Material besitzt, um Fehlstellen zu überdecken oder die elektrische Leitfähigkeit oder die Oberflächeneigenschaften zu regulieren.
In dem Fall, in dem als elektrisch leitfähiges Material ein metallisches Material wie eine Aluminiumlegierung verwendet werden soll, kann es z. B. nach Anwendung einer anodischen Oxidation oder alkalischer Passivierung verwendet werden. In dem Fall, in dem eine anodische Oxidationsbehandlung angewendet wird, wird vorzugsweise eine Versiegelung nach einer bekannten Methode angewendet.
Die Oberfläche des Substrats kann glatt oder durch Verwendung eines speziellen Schneidverfahrens aufgeraut sein oder durch Anwendung einer Polierbehandlung. Es kann weiterhin eines sein, dessen Oberfläche durch Einbau von Teilchen mit geeigneter Teilchengröße in ein das Substrat darstellendes Material sein. Bei der vorliegenden Erfindung beträgt die Oberflächenrauigkeit des elektrisch leitfähigen Substrats vorzugsweise Ry ≤ 1,0 μm, um die Nachweisgenauigkeit durch einen optischen Tonerdichtesensor zu erhöhen. Insbesondere dann, wenn es in Kombination mit einen Tonerdichtesensor zur Messung der diffusen Reflexion verwendet wird, wird die Oberfläche des elektrisch leitfähigen Substrats vorzugsweise nicht aufgeraut und beträgt folglich weiter vorzugsweise Ry ≤ 0,5 μm. Soll weiterhin eine mit einer Oberflächenrauigkeit Ry ≤ 0,3 μm hergestellt werden, ist z. B. ein Spiegelschnitt der Oberfläche weiter bevorzugt. Ry bedeutet hier die größte Höhe der in JIS (Japanese Industrial Standards) B-0601, 1994, beschriebenen Profilkurve (die Summe der größten Höhe des Bergs und der größten Tiefe des Tals).
Grundschicht
Beim elektrophotographischen Photorezeptor der vorliegenden Erfindung wird eine Grundschicht, welche eine Naphthalocyaninverbindung der nachstehenden Formel (1) enthält, zwischen dem elektrisch leitfähigen Substrat und einer lichtempfindlichen Schicht gebildet. Die Grundschicht kann in zwei oder mehr Schichten unterteilt sein. In dem Fall, in dem die Grundschicht in zwei oder mehr Schichten unterteilt ist, ist die Naphthalocyaninverbindung der nachstehenden Formel (1) in wenigstens einer der unterteilten Grundschichten enthalten.
In der Formel (1) bedeutet M zwei Wasserstoffatome oder ein Metallatom, mit der Maßgabe, dass das Metallatom einen Liganden aufweisen kann. M ist vorzugsweise ein Metallatom, insbesondere vorzugsweise ein zwei- oder höherwertiges Metallatom. Als zentrales Metall können zum Beispiel Sn, Cu, Co, Ni, Fe, Zn, Ti, V, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn und Pb genannt werden.
Als Ligand des zentralen Metalls kann zum Beispiel ein Sauerstoffatom, ein Schwefelatom, ein Halogenatom wie ein Chloratom oder ein Bromatom, eine Hydroxylgruppe, eine Alkoxygruppe wie eine Methoxygruppe oder eine Ethoxygruppe, oder eine Alkylthiogruppe wie eine Methylthiogruppe oder eine Ethylthiogruppe genannt werden. Jedes von X¹, X², X³ und X⁴ ist ein Wasserstoffatom oder ein Substituent. Der Substituent kann zum Beispiel ein Halogenatom, eine Alkylgruppe mit höchstens 8 Kohlenstoffatomen, eine Alkoxygruppe mit höchstens 8 Kohlenstoffatomen oder eine Aryloxygruppe sein. Hiervon ist ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit höchstens 8 Kohlenstoffatomen wie eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine n-Propylgruppe, eine iso-Propylgruppe oder eine t-Butylgruppe, oder ein Halogenatom wie Chlor oder Brom bevorzugt und ein Wasserstoffatom besonders bevorzugt.
Eine besonders bevorzugte Naphthalocyaninverbindung kann zum Beispiel Dichlorzinnnaphthalocyanin (Hierin nachstehend einfach als SnCl₂NPc bezeichnet) sein, worin das durch M repräsentierte zentrale Metallatom Zinn ist, der Ligand Chlor ist und jedes der X¹, X², X³ und X⁴ ein Wasserstoffatom ist. SnCl₂NPc kann in Übereinstimmung mit einem beschriebenen Verfahren auch durch Umsetzung von Dicyanonaphthalocyanin mit Zinnchlorid in einem organischen Lösungsmittel wie Chlornaphthalin erhalten werden.
Was den Gehalt der Naphthalocyaninverbindung in der Grundschicht betrifft, wird es in einer Konzentration inkorporiert, welche geeignet ist, die Bilddichte durch den Dichtesensor für die diffuse Reflexion zu steuern. Ist sie zu gering, neigt die Wirkung zur Verringerung der Interferenzstreifen dazu, zu gering zu sein, und ist sie zu groß, neigt das Oberflächenpotential nach der Belichtung dazu zuzunehmen, was unerwünscht ist. Der Gehalt an Phthalocyaninverbindung beträgt üblicherweise mindestens 0,001 Gew.-T1., vorzugsweise mindestens 0,005 Gew.-T1. pro 100 Gew.-T1. Binderharz, und üblicherweise höchstens 100 Gew.-T1., vorzugsweise höchstens 10 Gew.-T1., am meisten vorzugsweise höchstens 5 Gew.-T1. pro 100 Gew.-T1. Binderharz.
Weiterhin wird als Grundschicht üblicherweise eine solche verwendet, welche in einem Harz dispergierte Teilchen aus z. B. Metalloxid einsetzt. Die für die Grundschicht zu verwendenden Teilchen aus Metalloxid können zum Beispiel Metalloxidteilchen sein, welche einen Typ von metallischem Element enthalten wie Titandioxid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Zirkonoxid, Zinkoxid oder Eisenoxid, oder Metalloxidteilchen, welche mehrere Metallelemente enthalten wie Calciumtitanat, Strontiumtitanat oder Bariumtitanat. Es können nur Teilchen eines Typs eingesetzt werden oder Teilchen mehrerer Typen im Gemisch. Von solchen Metalloxidteilchen sind Titandioxidteilchen und Aluminiumoxidteilchen bevorzugt, wovon Titandioxidteilchen besonders bevorzugt sind. Die Oberfläche der Titandioxidteilchen kann mit einer anorganischen Substanz wie Zinnoxid, Aluminiumoxid, Antirnonoxid, Zirkonoxid oder Siliciumdioxid, oder mit einer organischen Substanz wie Stearinsäure, einem Polyol oder Silicon vorbehandelt werden. Die Titandioxidteilchen können eine beliebige Kristallform aus Rutil, Anatas, Brookit aufweisen oder können amorph sein. Es können solche in mehreren Kristallformen enthalten sein.
Weiterhin können bezüglich der Teilchengröße der Metalloxidteilchen solche mit unterschiedlicher Größe eingesetzt werden. Im Hinblick auf die Eigenschaften und die Stabilität der Flüssigkeit beträgt die mittlere Primärteilchengröße jedoch vorzugsweise 10 bis 100 nm, insbesondere vorzugsweise 10 bis 50 nm.
Die Grundschicht wird vorzugsweise gebildet, indem Metalloxidteilchen in einem Binderharz dispergiert werden. Als Binderharz für die Grundschicht können zum Beispiel Phenoxy, Epoxy, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylalkohol, Casein, Polyacrylsäure, Cellulosen, Gelatine, Stärke, Polyurethan, Polyimid oder Polyamid allein oder in härtbarer Form zusammen mit einem Härtungsmittel verwendet werden.
Hiervon ist zum Beispiel ein alkohollösliches Polyamidcopolymer oder ein modifiziertes Polyamid bevorzugt, weil es eine gute Dispergierbarkeit und gute Beschichtungseigenschaften aufweist.
Das Verhältnis von anorganischen Teilchen zu Binderharz kann frei gewählt werden; Die anorganischen Teilchen werden jedoch unter dem Gesichtspunkt der Stabilität und der Beschichtungseigenschaften der Dispersion vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 500 Gew.-% verwendet.
Die Dicke der Grundschicht und die Zahl der Schichten darin kann frei gewählt werden. Üblicherweise wird jedoch eine Schicht zwischen dem elektrisch leitfähigen Substrat und der lichtempfindlichen Schicht gebildet. Ist die Dicke zu gering kann keine ausreichende Blokkungsleistung erhalten werden und neigt dazu einen schwarzen Bildpunkt zu erzeugen. Ist die Schichtdicke anderseits zu groß, neigt das Restpotential des Photorezeptors dazu anzusteigen. Wird die Schichtdicke weiterhin groß gemacht, führt dies wahrscheinlich zu Beschichtungsschäden oder zu einer uneinheitlichen Schichtdicke, so dass der Binder in gehärteter Form verwendet werden muss, um solche Ergebnisse zu verhindern. Die Verwendung des Binders in gehärteter Form macht das Herstellungsverfahren mühsam, wobei das Problem auftritt, dass die Stabilität der Beschichtungsflüssigkeit abbaut. Unter dem Gesichtspunkt der Photorezeptoreigenschaften und der Produktivität beträgt die Dicke der Grundschicht folglich vorzugsweise mindestens 0,1 μm, weiter vorzugsweise mindestens 0,5 μm. Sie beträgt weiterhin vorzugsweise höchstens 20 μm, weiter vorzugsweise höchstens 10 μm.
Der Grundschicht können grobe Teilchen zugesetzt werden, um die Auswirkung auf die Reduktion von Interferenzstreifen und/oder das Reflexionsvermögen des Photorezeptors zu steuern. Als Arten grober Teilchen seien Siliciumdioxid, Silicon, Teflon, Polystyrol etc. erwähnt. Die Teilchengröße derartiger grober Teilchen ist nicht besonders begrenzt. Unter dem Gesichtspunkt der Reduktion von Interferenzstreifen ist die Wirkung umso größer, je größer die Teilchengröße ist. Ist die Teilchengröße jedoch zu groß, neigen grobe Teilchen zum Absetzen in der Beschichtungsflüssigkeit, wobei die Stabilität der Beschichtungsflüssigkeit dazu neigt schlechter zu werden. Die Teilchengröße beträgt folglich vorzugsweise 0,05 bis 1 μm, weiter vorzugsweise 0,1 bis 0,5 μm.
Der Grundschicht können weiterhin bekannte Antioxidantien, Nivellierungsmittel etc. zugesetzt werden.
Die lichtempfindliche Schicht
(1) Schichtstruktur als spezifische Konstruktion der lichtempfindlichen Schicht.
Als Beispiele für Grundkonstruktionen seien die nachstehenden Photorezeptoren erwähnt:
Ein laminierter Typ von Photorezeptor, bei dem eine ladungserzeugende Schicht, welche ein ladungserzeugendes Material als Hauptkomponente enthält, und eine Ladungstranportschicht, welche ein ladungstransportierendes Material enthält, und ein Binderharz als Hauptkomponenten, in dieser Reihenfolge auf ein elektrisch leitfähiges Substrat laminiert sind.
Ein Photorezeptortyp mit Reversionsdoppelschicht, bei dem eine Ladungstransportschicht, welche ein ladungstransportierendes Material und ein Binderharz als Hauptkomponenten enthält, und eine ladungserzeugende Schicht, welche ein ladungserzeugendes Material als Hauptkomponente enthält, werden in dieser Reihenfolge auf ein elektrisch leitfähiges Substrat laminiert.
Ein Photorezeptortyp mit einer einzigen Schicht (Dispersionstyp), in dem eine Schicht, welche ein ladungstranssportierendes Material und ein Binderharz enthält, auf ein elektrisch leitfähiges Substrat laminiert wird, wobei in dieser Schicht ein ladungserzeugendes Material dispergiert ist.
(2) Ladungserzeugendes Material
Als ladungserzeugendes Material können verschiedene lichtleitende Materialien verwendet werden, einschießend anorganische lichtleitende Materialien wie Selen und seine Legierungen, Cadmiumsulfid etc. und organische Pigmente wie ein Phthalocyanin-Pigment, ein Azo-Pigment, ein Chinacridon-Pigment, ein Indigo-Pigment, ein Perylen-Pigment, ein polycyclisches Chinon-Pigment, ein Anthrachinon-Pigment und ein Benzimidazol-Pigment. Insbesondere sind organische Pigmente bevorzugt, und ganz besonders sind ein Phthalocyanin-Pigment und ein Azo-Pigment bevorzugt.
Hiervon ist ein nichtmetallisches Phthalocyanin, ein Phthalocyanin mit einem Metall wie Kupfer, Indium, Kalium, Zinn, Titan, Zink oder Vanadin oder ihren damit koordinierten Oxiden oder Chloriden, oder ein Azo-Pigment wie ein Monoazo-, ein Bisazo-, ein Trisazo- oder ein Polyazo-Pigment besonders bevorzugt.
Wird als ladungserzeugendes Material eine Phthalocyaninverbindung eingesetzt, kann es typischerweise ein Nichtmetallphthalocyanin sein oder ein Phthalocyanin mit einem Metall wie Kupfer, Indium, Gallium, Titan, Zink, Vanadin, Silicium oder Germanium oder ihren damit koordinierten Oxiden oder Halogeniden. Der Ligand an einem drei- oder höherwertigen Metallatom kann zum Beispiel, zusätzlich zu dem oben erwähnten Sauerstoffatom oder Chloratom, eine Hydroxylgruppe oder eine Alkoxygruppe sein. Besonders bevorzugt ist ein hochempfindliches Nichtmetallphthalocyanin vom T-Typ oder τ-Typ, Titanylphthalocyanin vom α-Typ, β-Typ oder Y-Typ, Vanadylphthalocyanin, Chlorindiumphthalocyanin, Chlorgalliumphthalocyanin oder Hydroxygalliumphthalocyanin. Hiervon wurden von den Kristallformen des vorstehend erwähnten Titanylphthalocyanins der α-Typ und der β-Typ von W. Heller et al. (Zeit. Kristallogr. 159: 173 (1982)) als Phase II und Phase I identifiziert, wovon der β-Typ als stabilisierter Typ bekannt ist. Der Y-Typ, welcher am bevorzugtesten eingesetzt wird, weist eine Kristallform auf, welche dadurch gekennzeichnet ist, das sie bei der Pulverröntgenbeugung unter Verwendung von CuK α-Strahlung einen scharfen Peak bei einem Beugungswinkel von 2θ ± 0,2° bei 27,3° aufweist.
Die Phthalocyaninverbindungen können allein oder in Kombination als Mischung von zwei oder mehr von ihnen verwendet werden. Eine Mischung von Phthalocyaninverbindungen oder Kristallformen kann hier durch späteres Mischen der betreffenden anteiligen Elemente hergestellt werden, oder der Mischungszustand kann beim Verfahren der Herstellung oder Behandlung von Phthalocyaninverbindungen gebildet werden, wie der Synthese, Pigmentierung oder Kristallisation. Als derartige Behandlung sind zum Beispiel eine sauere Pastenbehandlung, eine Pulverisierungsbehandlung oder Lösungsmittelbehandlung bekannt.
(3) Ladungstransportmaterial
Das Ladungstransportmaterial kann zum Beispiel ein Elektronen anziehendes Material sein wie eine aromatische Nitroverbindung wie 2,4,7-Trinitrofluorenon, eine Cyanoverbindung wie Tetracyanochinodimethan, oder ein Chinon wie Diphenochinon, oder ein Elektronen abgebendes Material wie eine heterocyclische Verbindung wie ein Carbazolderivat, ein Indolderivat; ein Imidazolderivat, ein Oxazolderivat, ein Pyrazolderivat, ein Oxadiazolderivat, ein Pyrazo linderivat oder ein Thiadiazolderivat, ein Anilinderivat, ein Hydrazonderivat, ein Derivat eines aromatischen Amins, ein Stilbenderivat, ein Butadienderivat, eine Enaminverbindung oder eine, welche mehrere dieser Verbindungen gebunden enthält, oder ein Polymer aus solchen Verbindungen in der Haupt- oder den Seitenketten. Hiervon ist ein Carbazolderivat, ein Hydrazonderivat, ein Derivat eines aromatischen Amins, ein Stilbenderivat, ein Butadienderivat oder eines, welches mehrere dieser Verbindungen gebunden enthält, besonders bevorzugt.
Diese Ladungstransportmaterialien können allein oder in Kombination als Mischung von zwei oder deren mehreren verwendet werden. Die Ladungstransportschicht wird auf eine Weise gebildet, indem ein solches Ladungstransportmaterial an ein Binderharz gebunden wird. Die Ladungstransportschicht kann aus einer einzigen Schicht oder aus einem Laminat mit mehreren Schichten hergestellt werden, welche sich in den sie aufbauenden Komponenten unterscheiden oder im Zusammensetzungsverhältnis in dem sie an einander laminiert sind.
Der Gehalt an Ladungstransportmaterial in der Ladungstransportschicht oder in der lichtempfindlichen Schicht beträgt im Hinblick auf die Dauerstandsfestigkeit üblicherweise höchstens 45 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 40 Gew.-%, weiter vorzugsweise höchstens 35 Gew.-%, insbesondere vorzugsweise höchstens 30 Gew.-% in der Ladungstransportschicht.
(4) Laminierter Typ von lichtempfindlicher Schicht
➀ Ladungserzeugungsschicht
Im Fall eines laminierten Photorezeptor-Typs wird das vorstehend beschriebene ladungserzeugende Material in einer Form verwendet, in der es an verschiedene Binderharze wie an ein Polyesterharz, ein Polyvinylacetat, ein Polyacrylat, ein Polymethacrylat, ein Polycarbonat, ein Polyvinylacetoacetal, ein Polyvinylpropional, eine Polyvinylbutyral, ein Phenoxyharz, ein Epoxidharz, ein Urethanharz, einen Celluloseester und einen Celluloseether gebunden ist. In einem solchen Fall liegt das Verhältnis des ladungserzeugenden Materials üblicherweise im Bereich von 20 bis 2000 Gew.-T1., vorzugsweise von 30–500 Gew.-T1., weiter vorzugsweise von 33 bis 500 Gew.-T1. pro 100 Gew.-T1. Binderharz. Er kann weiterhin je nach Bedarf andere organische lichtleitende Verbindungen, Farbstoffe, Pigmente oder Elektronen anziehende Verbindungen enthalten. Die Dicke der ladungserzeugenden Schicht beträgt üblicherweise 0,05 bis 5 μm, vorzugsweise 0,1 bis 2 μm, weiter vorzugsweise 0,15 bis 0,8 μm.
➁ Ladungstransportschicht
Die Ladungstransportschicht umfasst als Hauptkomponenten das ladungstransportierende Material und das Binderharz. Das Binderharz kann zum Beispiel ein thermoplastisches Harz sein wie eine Polycarbonat, ein Polyester, ein Polysulfon, ein Phenoxy-, ein Epoxid- oder ein Siliconharz, oder verschiedene warmhärtende Harze. Von diesen Harzen ist unter dem Gesichtspunkt der elektrischen Eigenschaften und der mechanischen Eigenschaften der Einsatz eines Polycarbonatharzes oder eines Polyesterharzes bevorzugt.
Das Verhältnis des Ladungstransportmaterials zum Binderharz ist üblicherweise ein solches, dass das Ladungstransportmaterial üblicherweise von 30 bis 2000 Gew.-T1., vorzugsweise von 40–150 Gew.-T1., am meisten vorzugsweise höchstens 90 Gew.-T1. pro 100 Gew.-T1. Binderharz beträgt, was im Hinblick auf die Aufrechterhaltung der mechanischen Eigenschaften vorteilhaft ist. Weiterhin beträgt die Dicke üblicherweise 10 bis 60 μm, vorzugsweise 10 bis 45 μm.
In die Ladungstransportschicht können wohlbekannte Additive wie Weichmacher, Antioxidantien, UV-Absorber, Elektronenakzeptorverbindungen, Egalisierungsmittel und Sensibilisierungsmittel inkorporiert werden, um z.B. die Filmbildungseigenschaften, die Flexibilität, die Beschichtungseigenschaften, die Antifoulingeigenschaften, die Gasfestigkeit, die Lichtbeständigkeit etc. zu verbessern. Das Antioxidans kann zum Beispiel eine sterisch gehinderte Phenolverbindung oder eine sterisch gehinderte Aminverbindung sein.
(5) Einlagiger Photorezeptor-Typ
Im Fall des einlagigen Photorezeptor-Typs wird das Ladungserzeugungsmaterial, welches dem vorstehend für den laminierten Photorezeptor-Typ beschriebenen ähnlich ist, und das vorstehend beschriebene Ladungstransportmaterial im Ladungstransportmedium dispergiert, welches hauptsächlich aus dem vorstehend beschriebenen Binderharz zusammengesetzt ist. Die Teilchengröße des Ladungserzeugungsmaterials muss in einem solchen Fall klein genug sein und beträgt vorzugsweise höchstens 1 μm, weiter vorzugsweise höchstens 0,5 μm. Ist der Gehalt des in der lichtempfindlichen Schicht dispergierten Ladungserzeu gungsmaterials zu gering, kann keine ausreichende Empfindlichkeit erhalten werden, und wenn er zu groß ist, führt dies wahrscheinlich zu Problemen wie einer geringeren Aufladung oder einer geringeren Empfindlichkeit. Folglich wird es vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 0,5 bis 50 Gew.-%, weiter vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 1 bis 20 Gew.-% verwendet.
Die Dicke der lichtempfindlichen Schicht beträgt üblicherweise 5 bis 50 μm, vorzugsweise 10 bis 45 μm. In einem solchen Fall kann auch ein bekannter Weichmacher zur Verbesserung der Filmbildungseigenschaften, Flexibilität und mechanischen Festigkeit; ein Additiv zur Unterdrückung des Restpotentials, ein dispergierungshilfsmittel zur Verbesserung der Dispersionsstabilität; ein Egalisierungsmittel, ein Tensid oder andere Additive wie ein Siliconöl oder eine Art Fluoröl zur Verbesserung der Beschichtungseigenschaften inkorporiert werden.
(6) Andere Additive
Der im Bedarfsfall der lichtempfindlichen Schicht zugesetzte Farbstoff oder das Färbemittel kann zum Beispiel ein Triphenylmethanfarbstoff wie Methylviolett, Brillantgrün oder Kristallviolett, ein Thiazinfarbstoff wie Methylenblau, ein Chinonfarbstoff wie Chinizarin, ein Cyaninfarbstoff, ein Biliriumsalz, ein Thiabiliriumsalz oder ein Benzobiliriumsalz sein.
Weiterhin kann die Elektronenakzeptorverbindung zum Beispiel ein Chinon wie Chloranil, 2,3-Dichlor-1,4-napthochinon, 1-Nitroanthrachinon, 1-Chlor-5-nitroanthrachinon, 2-Chloranthrachinon oder Phenanthrenchinon; ein Aldehyd wie 4-Nitrobenzaldehyd; ein Keton wie 9-Benzoylanthracen, Indandion, 3,5-Dinitrobenzophenon, 2,4,7-Trinitrofluorenon, 2,4,5,7-Tetranitrofluorenon oder 3,3',5,5'-Tetranitrobenzophenon; ein Säureanhydrid wie Phthalsäureanhydrid oder 4-Chlornaphthalinsäureanhydrid; eine Cyanoverbindung wie Tetracyanoethylen, Terephthalalmalonitril, 9-Anthrylmethylidenmalonitril, 4-Nitrobenzalmalonitril oder 4-(p-Nitrobenzoyloxy)-benzalmalonitril; oder ein Phthalid wie 3-Benzalphthalid, 3-(α-Cyano-p-nitrobenzal)-phthalid oder 3-(α-Cyano-p-nitrobenzal)-4,5,6,7-tetrachlorphthalid sein.
Andere Schutzschichten
Auf der lichtempfindlichen Schicht kann zum Zweck der Abriebverhinderung der lichtempfindlichen Schicht oder zur Verhinderung oder Verringerung der Schädi gung der lichtempfindlichen Schicht durch ein Entladungsprodukt etc. welches von der Aufladungsvorrichtung oder dergleichen erzeugt wird, eine Schutzschicht vorgesehen werden.
Des Weiteren kann die Deckschicht zum Zweck der Verminderung der Reibung oder des Reibungswiderstandes auf der Oberfläche des Photorezeptors ein Fluorharz, ein Siliconharz oder dergleichen enthalten. Alternativ kann sie Teilchen aus solchen Harzpartikeln oder Teilchen einer anorganischen Verbindung enthalten.
Bei Bedarf kann weiterhin noch eine Zwischenschicht, wie eine Trennschicht, eine Klebstoffschicht oder eine Blokkerschicht, oder eine Schicht zur Verbesserung der elektrischen Eigenschaften oder der mechanischen Eigenschaften, wie eine transparente Isolierschicht, vorgesehen werden.
Verfahren zur Bildung der einzelnen Schichten
Das Verfahren zur Beschichtung der jeweiligen Schicht kann zum Beispiel ein Spritzbeschichtungsverfahren, ein Spiralbeschichtungsverfahren, ein Walzbeschichtungsverfahren oder ein Tauchbeschichtungsverfahren sein. Das Spritzbeschichtungsverfahren kann zum Beispiel im Luftspritzen, Airless-Spritzen, elektrostatischen Luftspritzen, elektrostatischen Airless-Spritzen, elektrostatischen Rotationszerstäubungsspritzen, Heißspritzen oder Airless-Heißspritzen bestehen. Bezieht man die feine Körnung, Haftwirkung etc. zum Erhalt einer einheitlichen Schicht in die Überlegungen mit ein, wird vorzugsweise eine elektrostatisches Rotationszerstäubung wie in JP-A 1-805198 offen gelegt, bevorzugt, d. h. ein kontinuierlicher Transport ohne Unterbrechung in seiner axialen Richtung bei gleichzeitiger Rotation eines zylindrischen Werkstücks, wobei ein elektrophotographischer Photorezeptor mit ausgezeichneter einheitlicher Schichtdicke mit hoher vollflächiger Abscheidungsleistung erhalten werden kann.
Das Spiralbeschichtungsverfahren kann zum Beispiel ein Verfahren unter Verwendung einer Beschichtungsmaschine mit Flüssigkeitzseinspritzung sein, wie in JP-A 52-119651 offen gelegt, ein Verfahren zur kontinuierlichen Einspritzung von Beschichtungsmaterial in Strahlen aus feinen Öffnungen, wie in JP-A 1-231966 offen gelegt, oder ein Verfahren unter Verwendung von Mehrfachdüsen, wie in JP-A 3-193161 offen gelegt.
Nunmehr wird ein Beispiel zur Bildung einer lichtempfindlichen Schicht nach einem Tauchbeschichtungsverfahren beschrieben.
Es wird unter Verwendung eines Ladungstransportmaterials (vorzugsweise die vorstehend erwähnte Verbindung), eines Polyacrylatharzes, eines Lösungsmittels etc. eine Beschichtungsflüssigkeit zur Bildung einer Ladungstransportschicht mit einem Gesamtfeststoffgehalt von üblicherweise 25 bis 40% und einer Viskosität von üblicherweise 50 bis 300 cP, vorzugsweise von 100 bis 200 cP, hergestellt. Die Viskosität der Beschichtungsflüssigkeit wird hier im Wesentlichen durch die Art des Binderpolymers und dessen Molekulargewicht bestimmt. Im Fall das Molekulargewicht zu niedrig ist, baut die mechanische Festigkeit des Polymers als solche ab. Folglich wird vorzugsweise ein Binderpolymer mit einem Molekulargewichtsniveau verwendet, welches die mechanische Festigkeit nicht beeinträchtigt. Unter Verwendung der so hergestellten Beschichtungsflüssigkeit wir eine Ladungstransportschicht nach einem Tauchbeschichtungsverfahren hergestellt.
Die Beschichtung wird dann getrocknet und die Trockentemperatur so eingestellt, dass die erforderliche und ausreichende Trocknung erfolgen kann. Die Trockentemperatur liegt üblicherweise innerhalb eines Bereichs von 100 bis 250°C, vorzugsweise von 110 bis 170°C, weiter vorzugsweise von 120–140°C. Als Trockenapparat kann zum Beispiel ein Heißlufttrockner, ein Dampftrockner, ein Infrarottrockner oder ein im Ultra-Infrarottrockner eingesetzt werden. Der so erhaltene elektrophotographische Photorezeptor ist hochempfindlich und besitzt ein geringes Restpotential und gute elektrostatische Eigenschaften, wobei der Wiederholstreubereich bei diesen Eigenschaften klein ist. Insbesondere ist der Einfluss der Ladungsstabilität auf die Bilddichte hoch, wodurch sie als Photorezeptor mit hoher Haltbarkeit verwendet werden kann. Außerdem ist die Empfindlichkeit im Bereich von 750 bis 850 nm hoch, wodurch sie als Photorezeptor für einen Halbleiter-Laserdrucker besonders geeignet ist.
Elektrophotographisches Gerät
Ein elektrophotographisches Gerät, wie eine Kopiermaschine oder ein Drucker, welche den elektrophotographischen Photorezeptor der vorliegenden Erfindung verwendet, schließt mindesten eine Aufladung, Belichtung, Entwicklung und einen Übertragungsvorgang ein. Die betreffenden Verfahrensschritte können nach herkömmlichen Verfahren erfolgen. Zur Aufladung (elektrisches Ladegerät) kann zum Beispiel eine Corotoron- oder Scorotoron-Aufladung unter Verwendung einer Coronaentladung, oder eine Kontaktaufladung mittels einer Leitfähigkeitswalze, -bürste oder -folie verwendet werden. Als Aufladungsverfahren unter Verwendung einer Coronaentladung wird in vielen Fällen eine Scorotoron-Aufladung verwendet, um das Dunkelfeldpotential konstant zu halten. Als Entwicklungsverfahren wird üblicherweise ein Entwicklungsverfahren durch Kontaktieren oder Nichtkontaktieren eines ein- oder zweikomponentigen magnetischen oder nichtmagnetischen Entwicklers verwendet. Als Übertragungsverfahren kann ein Verfahren unter Verwendung einer Coronaentladung oder ein Verfahren unter Verwendung einer Übertragungswalze oder eines Übertragungsbandes eingesetzt werden. Die Übertragung kann direkt auf Papier oder OHP-Folie erfolgen, oder sie kann zunächst auf ein Zwischenübertragungsmedium (Band-Typ oder Trommel-Typ) erfolgen und anschließend auf Papier oder OHP-Folie.
Nach der Übertragung wird normalerweise ein Fixiervorgang eingesetzt, um den Entwickler am Papier zu fixieren. Als Fixiermethode kann eine Walzfixierung oder Druckfixierung verwendet werden, wie sie normalerweise eingesetzt wird. Zusätzlich zu diesen Verfahrensschritten kann ein üblicherweise verwendetes Verfahren eingesetzt werden, wie eine Reinigung oder eine Antistatikausrüstung.
Um ein stabiles Bild zu erhalten, ist es weiterhin effizient eine Bilddichtesteuerungsmaßnahme vorzusehen, um Abweichungen bei verschiedenen Parametern infolge Umwelteinflüssen, Schädigung des Photorezeptors oder des Entwicklermaterials zu korrigieren, indem mehrere unterschiedlich belichtete Tonerflecken und die Entwicklerkompensatoren auf dem Photorezeptor hergestellt und ihre Dichten mit einem optischen Dichtesensor gemessen werden, und aus den ermittelten Ergebnissen Rückmeldung an die Belichtung und die Entwicklerkompensatoren erfolgt.
Als Messsystem des optischen Dichtesensors kann entweder ein System verwendet werden, bei dem der Photorezeptor mit einer Lichtquelle bestrahlt wird und die Lichtintensität der Normalreflexion gemessen wird, oder ein System, bei dem die Intensität der diffusen Reflexion gemessen wird. Im Fall der Messung der Normalreflexion wird üblicherweise eine Lichtquelle zur im Wesentlichen rechtwinkligen Bestrahlung der Photorezeptoroberfläche angewendet und die Messung von einem gemeinsam mit der Lichtquelle vorgesehenen Detektor ausgeführt. Im Fall der Messung der diffusen Reflexion gibt es keine besondere Beschränkung bezüglich der gegenseitigen Anordnung des Detektors und der Lichtquelle, so lange als das diffuse Licht gemessen werden kann; Es soll jedoch zum Beispiel eine Verfahren erwähnt werden, bei den eine Lichtquelle zur Bestrahlung unter einem Winkel von 45° gegenüber der Photorezeptoroberfläche angewendet wird und die diffus reflektierte Komponente senkrecht zur Photorezeptoroberfläche gemessen wird. Eine genaue Dichtemessung nach dem Verfahren der Messung der diffusen Reflexion ist insbesondere bei Verwendung eines Farbtoner möglich. Eine noch genauere Dichtemessung ist möglich, wenn das normale Reflexionssystem und das diffuse Reflexionssystem in Kombination verwendet werden.
Die Lichtquelle für den optischen Dichtesensor besitzt vorzugsweise eine Wellenlänge, welche den Photorezeptor nicht schädigt und auf den Photorezeptor keinen Einfluss ausübt, wie eine Änderung der Schichtdicke des Photorezeptors, Kratzer auf der Oberfläche etc. Demzufolge ist Licht im nahen Infrarot, wie LED (Licht emittierende Dioden) im Bereich von 800 bis 1000 nm geeignet. Als Detektor ist die Photodiode bevorzugt.
Nunmehr werden unter Bezugnahme auf Beispiel spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detaillierter beschrieben. Die vorliegende Erfindung wird jedoch selbstverständlich durch solche Beispiele nicht eingeschränkt. Weiterhin bedeutet „Teile", wie in den Beispielen verwendet, „Gew.-T1", sofern nicht anderweitig spezifiziert.
Präparationsbeispiel
Ein Reaktor wird mit 13,5 g 2,3-Naphthalindicarbonsäureanhydrid, 13,5 g Harnstoff, 6,4 g Zinn(II)-chlorid, 0,5 g Ammoniummolybdat und 70 ml N,N-Diethyl-m-methylenbenzoesäureamid beschickt, erwärmt und zur Umsetzung 4 Stunden bei 200°C gerührt. Nach Vervollständigung der Umsetzung wurde die Mischung auf 100°C abgekühlt und 120 ml N-Methylpyrrolidon zugegeben, anschließend 1 Stunde bei 100°C gerührt und dann filtriert. Das erhaltene Reaktionsprodukt wurde nacheinander mit N-Methylpyrrolidon, Wasser und Methanol gewaschen und anschießend getrocknet, um 12,1 g SnCl₂NPc zu erhalten.
Beispiel 1
2 T1. Titandioxid (Teilchengröße: 0,03 μm), 1 T1. Siliciumdioxid (Teilchengröße: 0,3 μm) und 0,007 T1. SnCl₂NPc, hergestellt nach dem gleichen Verfahren wie im Präparationsbeispiel, wurden in einem Lösungsmittelgemisch aus Methanol/n-Propanol/Toluol = 5/2/3 dispergiert. Die Dispersion wurde mit einer Lösung aus 1 T1. Nylon (gelöst in einem Lösungsmittelgemisch aus Methanol/n-Propanol/Toluol = 5/2/3) vereinigt, anschließend 30 min gerührt und dann 30 min mit Ultraschall behandelt. In der so bereitete Beschichtungsflüssigkeit wurde ein Aluminiumrohr mit einem Durchmesser von 60 mm tauchbeschichtet und die Oberfläche einem Poliervorgang unterworfen, so dass Ry ≤ 0,5 μm betrug, anschließend in Luft getrocknet, um eine Grundschicht mit einer Dicke von 4 μm zu erhalten.
Dann wurden 1,4 T1 einer Titanylphthalocyaninverbindung vom Y-Typ und 1,4 T1. Polyvinylbutyralharz (#6000C, hergestellt von Denki Kagaku Kogyo K.K) in 44 T1. Methylethylketon und 15 T1. 4-Metoxy-α-methylpentanon-2 eine Dispergier- und Mikronisierbehandlung durch eine Sandmühle unterworfen. Die so erhaltene Dispersion wurde zur Tauchbeschichtung verwendet, um ein Laminat auf der Grundschicht zu bilden und diese anschließend in Luft getrocknet, um eine Ladungserzeugungsschicht mit einer Dicke von 0,55 μm zu erzeugen.
Anschließend wurde eine Lösung aus 70 Gew.-T1. einer Arylaminhydrazonverbindung der nachstehenden Strukturformel, 100 Gew.-T1. eines Polycarbonat Z-Harzes in 600 Gew.-T1. Tetrahydrofluren und 300 Gew.-T1. 1,4-Dioxan bereitet, zur Tauchbeschichtung verwendet, und dann 30 min bei 120°C getrocknet, um eine Ladungstransportschicht mit einer Soll-Dicke von 30 μm zu bilden.
Bewertungsverfahren
Die Reflexion wurde mit einem Mehrkanalspektrophotodetektor MC850A, hergestellt von Otsuka Electronics Co., Ltd. gemessen. Als Strahlungsquelle wurde eine LED mit 890 nm verwendet, die beschichtete Oberfläche unter einem Winkel von 50° bestrahlt, die senkrecht zur beschichteten Oberfläche reflektierte Komponente mit einer Photodiode untersucht und die diffuse Reflexion gemessen.
Weiterhin wurde nach Aufladung auf ein Oberflächenanfangspotential von –700 V, gemessen mit einem Gerät zur Untersuchung elektrischer Eigenschaften von Photorezeptoren, das Oberflächenpotential VL nach Aussetzung an eine Belichtungsintensität von 0,1 μJ/cm² gemessen. Des Weiteren wurde die Aufladung und Belichtung 1000-mal wiederholt und VL auf die gleiche Weise gemessen. Die 4 Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben.
Beispiel 2
Unter Verwendung von SnCl₂NPc, das auf die gleiche Weise wie im Präparationsbeispiel hergestellt wurde, wurde ein Photorezeptor hergestellt und wie in Beispiel 1 untersucht, außer dass die SnCl₂NPc-Menge von Beispiel 1 auf 0,01 T1. geändert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben.
Beispiel 3
Unter Verwendung von SnCl₂NPc, das auf die gleiche Weise wie im Präparationsbeispiel hergestellt wurde, wurde ein Photorezeptor hergestellt und wie in Beispiel 1 untersucht, außer dass die SnCl₂NPc-Menge von Beispiel 1 auf 0,1 T1. geändert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben.
Beispiel 4
Unter Verwendung von SnCl₂NPc, das auf die gleiche Weise wie im Präparationsbeispiel hergestellt wurde, wurde ein Photorezeptor hergestellt und wie in Beispiel 1 untersucht, außer dass die SnCl₂NPc-Menge von Beispiel 1 auf 0,001 T1. geändert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben.
Beispiel 5
Unter Verwendung von SnCl₂NPc, das auf die gleiche Weise wie im Präparationsbeispiel hergestellt wurde, wurden 10 Photorezeptoren nach Beispiel 1 hergestellt und untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 21 wiedergegeben
Beispiel 6
Unter Verwendung eines rauen Aluminiumrohres als Basis mit einer Oberfläche von Ry = 0,5 anstatt des polierten Aluminiumrohrs von Beispiel 1 und unter Verwendung von SnCl₂NPc, das auf die gleiche Weise wie im Präparationsbeispiel hergestellt wurde, wurden 10 Photorezeptoren auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und untersucht, außer dass die SnCl₂NPc-Menge von Beispiel 1 auf 0,03 T1. geändert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 wiedergegeben.
Beispiel 7
Unter Verwendung eines rauen Aluminiumrohres als Basis mit einer Oberfläche von Ry = 0,5 anstatt des polierten Aluminiumrohrs von Beispiel 1 und unter Verwendung von SnCl₂NPc, das auf die gleiche Weise wie im Präparationsbeispiel hergestellt wurde, wurden 10 Photorezeptoren auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und untersucht, außer dass die SnCl₂NPc-Menge von Beispiel 1 auf 0,03 T1. geändert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 wiedergegeben.
Vergleichsbeispiel 1
Ein Photorezeptor wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und untersucht, außer das anstelle des SnCl₂NPc von Beispiel 1 ein Infrarotabsorber SIR-130, hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc., verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben.
Vergleichsbeispiel 2
Ein Photorezeptor wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und untersucht, außer das anstelle des SnCl₂NPc von Beispiel 1 Fastogen Blue 8120BS, herge4stellt von Dainippon Ink and Chemicals, Inc., verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben.
Vergleichsbeispiel 3
Ein Photorezeptor wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und untersucht, außer dass kein SnCl₂NPc wie in Beispiel 1 verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben.
Tabelle 1
Tabelle 2
Beispiel 8
Unter Verwendung von SnCl₂NPc, das auf die gleiche Weise wie im Präparationsbeispiel hergestellt wurde, wurde wie in Beispiel 1 ein Photorezeptor hergestellt, außer dass ein Aluminiumrohr als Unterlage mit einem Durchmesser von 30 mm, einer Länge von 254 mm und einer Wandstärke von 0,75 mm auf eine Oberflächenrauigkeit von Ry ≤ 0,5 μm feinbearbeitet wurde. Der erhaltene Photorezeptor wurde in einen Laser Jet4 plus Drucker, Warenzeichen, hergestellt von Hewlett Packard und Bildpunkte mit 20%, 50% und 75% ausgedruckt wurden, wobei in keinem Bild ein Bildung von Interferenzstreifen beobachtet wurde.
Vergleichsbeispiel 4
Ein Photorezeptor wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 8 hergestellt, außer dass in Beispiel 8 kein SnCl₂NPc zugegeben und die gleichen Bilder wie in Beispiel 8 ausgedruckt wurden, wobei in jedem Bild die Bildung von Interferenzstreifen beobachtet wurde.
Beispiel 9
Unter Verwendung eines Aluminiumrohr als Unterlage mit einem Durchmesser von 140 mm, einer Länge von 370 mm und einer Wandstärke von 3 mm, das auf eine Oberflächenrauigkeit von Ry ≤ 0,5 feinbearbeitet war, und unter Verwendung von SnCl₂NPc, das auf die gleiche Weise wie im Präparationsbeispiel hergestellt wurde, außer das ein Titanylphthalocyanin vom Y-Typ als Ladungserzeugungsmaterial verwendet wurde, wurde ein Photorezeptor auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Der erhaltene Photorezeptor wurde in ein Gerät eingebaut, das durch Modifizieren eines Farbdruckers DCP32/D vom Tandemtyp, hergestellt von Xeikon Co., hergestellt wurde, so dass die Reflexion des Photorezeptors unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 sofort nach Entwicklung der einzelnen Farben des YMCK gemessen werden konnte. Von jeder Farbe wurde ein fester Druck bei einer LED-Leistung ausgedruckt, welche einer Belichtung (LDA) von 20% (entsprechend einer Belichtung mit 0,1 μJ/cm²), 30% (entsprechend einer Belichtung mit 0,14 μJ/cm²), 40% (entsprechend einer Belichtung mit 0,18 μJ/cm²) und 70% (entsprechend einer Belichtung mit 0,3 μJ/cm²) entsprach, indem die Entwicklervorspannung fest auf –580 V eingestellt wurde, wenn die Leistung des Reflexionszentrums mit dem Photorezeptorsubstrat auf 1 eingestellt wurde, wobei der Wert der Reflexionssensorleistung des Tonerbildes auf dem Photorezeptor gemessen wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 wiedergegeben.
Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, dass zwischen der Bilddichte und der Reflexionssensorleistung eine ausreichende Korrelation besteht, so dass es möglich ist, die Bilddichte auf der Grundlage der reflektierten Sensorleistung zu regeln.
Vergleichsbeispiel 5
Ein Photorezeptor wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 hergestellt, außer dass ein Aluminiumrohr grob bearbeitet wurde, um einer Rauigkeit Ry = 1,0 μm zu erhalten. Das Photorezeptorsubstrat, Markierungen und feste Drucke wurden unter den gleichen Bedingungen wie bei der Messung von Beispiel 9 ausgedruckt, wobei die Photorezeptorreflexion gemessen wurde. In diesem Fall betrug die Intensität der diffusen Reflexion das 1.91-Fache gegenüber dem Photorezeptorsubstrat von Beispiel 9. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 wiedergegeben.
Aus Tabelle 4 ist ersichtlich, dass in einem Bereich, in dem die Bilddichte hoch ist, keine Tendenz besteht, dass ein ausgeprägter Unterschied beim Wert der Reflexionssensorleistung zu beobachten ist, und dass die Regelung der Bilddichte auf der Grundlage des Werts der Reflexionssensorleistung dazu neigt schwierig zu sein.
Mit dem elektrophotographischen Photorezeptor, welcher eine erfindungsgemäße Grundschicht verwendet, ist es möglich, Interferenzstreifen ohne Beeinträchtigung der elektrophotographischen Eigenschaften zu verhindern und es zudem möglich ist, die Nachweisgenauigkeit bei einem optischen Dichtesensor zu verbessern.

Claims

Elektrophotographischer Photorezeptor mit mindestens einer Grundschicht und einer lichtempfindlichen Schicht auf einem elektroleitfähigen Substrat, wobei mindestens eine Schicht der Grundschicht eine Naphthalocyanin-Verbindung der folgenden Formel (1) enthält:
worin in der Formel (1) M zwei Wasserstoffatome oder ein Metallatom bedeutet, mit der Maßgabe, dass das Metallatom einen Liganden aufweisen kann, und jedes von X¹, X², X³ und X⁴ ein Wasserstoffatom oder ein Substituent ist.
Elektrophotographischer Photorezeptor nach Anspruch 1, wobei die Dicke der die Naphthalocyanin-Verbindung der Formel (1) enthaltenden Grundschicht höchstens 10 μm beträgt.
Elektrophotographischer Photorezeptor nach Anspruch 1 oder 2, wobei in der Naphthalocyanin-Verbindung der Formel (1) jedes von X¹, X², X³ und X⁴ ein Wasserstoffatom ist.
Elektrophotographischer Photorezeptor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in der Naphthalocyanin-Verbindung der Formel (1) M ein Metallatom ist, das einen Liganden aufweisen kann.
Elektrophotographischer Photorezeptor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in der Naphthalocyanin-Verbindung der Formel (1) M ein zweiwertiges oder höherwertiges Metallatom ist, das einen Liganden aufweisen kann.
Elektrophotographischer Photorezeptor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in der Naphthalocyanin-Verbindung der Formel (1) M ein Metallatom ist, das einen Liganden besitzt, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Sauerstoffatom, einem Schwefelatom, einem Halogenatom, einer Hydroxylgruppe, einer Alkoxygruppe oder einer Alkylthiogruppe.
Elektrophotographischer Photorezeptor nach Anspruch 4, wobei in der Naphthalocyanin-Verbindung der Formel (1) M ein Metallatom ist, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Sn, Cu, Co, Ni, Fe, Zn, Ti, V, Al, Ga, In, Si, Ge und Pb.
Elektrophotographischer Photorezeptor nach Anspruch 5, wobei in der Naphthalocyanin-Verbindung der Formel (1) M ein Metallatom ist, das ein Sauerstoffatom, ein Chloratom oder eine Hydroxylgruppe als einen Liganden besitzt.
Elektrophotographischer Photorezeptor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die lichtempfindliche Schicht ein organisches Pigment als Ladungserzeugungsmaterial enthält.
Elektrophotographischer Photorezeptor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die lichtempfindliche Schicht ein Phthalocyanin-Pigment und/oder ein Azo-Pigment als Ladungserzeugungsmaterial enthält.
Elektrophotographischer Photorezeptor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die lichtempfindliche Schicht ein Oxytitanphthalocyanin-Pigment als Ladungserzeugungsmaterial enthält.
Elektrophotographischer Photorezeptor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die lichtempfindliche Schicht ein Oxytitanphthalocyanin enthält, das einen Beugungspeak mindestens bei einem Bragg-Winkel (2 θ ± 0,2°) von 27,3° im Röntgenbeugungsspektrum unter Verwendung von CuKα als Strahlungsquelle zeigt.
Elektrophotographischer Photorezeptor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die lichtempfindliche Schicht eine Ladungserzeugungsschicht und eine Ladungstransportschicht aufweist.
Elektrophotographischer Photorezeptor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Oberflächenrauigkeit des elektroleitfähigen Substrats Ry ≤ 1,0 μm ist.
Elektrophotographische Vorrichtung, umfassend den elektrophotographischen Photorezeptor gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, ein Ladungsmittel, um den elektrophotographischen Photorezeptor aufzuladen, ein Belichtungsmittel, um Belichtung des geladenen elektrophotographischen Photorezeptors durchzuführen, um ein elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen, ein Entwicklungsmittel, um Entwicklung des elektrophotographischen Photorezeptors mit dem gebildeten latenten Bild mittels eines Toners durchzuführen, und ein Übertragungsmittel, um ein auf dem elektrophotographischen Photorezeptor gebildetes Tonerbild auf ein Übertragungsmaterial zu übertragen.
Elektrophotographische Vorrichtung, umfassend den elektrophotographischen Photorezeptor gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14 und das Mittel zur Bildung eines Tonerbildes zur Messung der Dichte auf dem elektrophotographischen Photorezeptor, und ein Mittel zur Messung der Dichte des Tonerbildes durch einen optischen Dichtesensor, umfassend einen lichtemittierenden Abschnitt zur Emittierung von Licht in einem nahen Infrarotbereich und einen Lichtaufnahmeabschnitt.
Elektrophotographische Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der optische Dichtesensor ein solcher zur Messung von diffusem Reflexionslicht ist.