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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen einzelschichtigen elektrofotografischen
Fotorezeptor, der eine fotoempfindliche Schicht mit wenigstens einem
ladungsgenerierenden Material, ein Lochtransportmaterial, ein Elektronentransportmaterial
und ein Bindemittel auf einem leitenden Trägermaterial umfasst.
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Üblicherweise
umfasst ein elektrofotografischer Fotorezeptor eine fotoempfindliche
Schicht mit einem ladungsgenerierenden Material, einem Ladungstransportmaterial
und einem Bindemittelharz, das auf einem leitenden Substrat aufgebracht
ist. Fotorezeptoren vom Typ mit Funktionstrennung mit einer laminierten
Struktur, bei der eine ladungsgenerierende Schicht und eine Ladungstransportschicht
laminiert werden, wurden weit verbreitet für fotoempfindliche Schichten
verwendet.
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Einzelschichtige
Fotorezeptoren sind wegen der Möglichkeit
der vereinfachten Herstellung attraktiv und sind bedingt durch die
effektive Ladefähigkeit
vorteilhaft. Solche Fotorezeptoren werden zur positiven Koronaentladung
verwendet und generieren eine kleine Menge an Ozon.
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Repräsentative
Beispiele von konventionellen einzelschichtigen elektrofotografischen
Fotorezeptoren umfassen einen Fotorezeptor, der einen PVK/TNF-Ladungstransferkomplex
enthält,
wie er in der
U.S. 3,484,237
A offenbart wird, einen Fotorezeptor, der ein in einem
Harz verteiltes fotoleitfähiges
Phthalocyanin enthält,
wie es in der
U.S. 3,397,086
A offenbart wird, einen Fotorezeptor, der ein Thiapyrylium
und ein Polycarbonataggregat enthält, sowie ein in einem Harz
verteiltes Ladungstransportmaterial, wie es in der
U.S. 3,615,440 A offenbart
wird. Jedoch sind diese Fotorezeptoren im Hinblick auf deren elektrostatische
Eigenschaften nicht ausreichend effektiv und sind bei der Auswahl
der Materialien beschränkt.
Auch können
diese Materialien nicht länger
eingesetzt werden, da solche Materialien schädlich sind.
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Derzeit
sind einzelschichtige Fotorezeptoren mit einem ladungsgenerierenden
Material, einem Lochtransportmaterial und einem in einem Harz dispergierten
Elektronen transportmaterial, wie sie in der
JP 54-1633 A beschrieben
werden, in der Entwicklung. Da solche Fotorezeptoren zur Ladungsgenerierung
und zum Ladungstransport funktionell getrennt werden, kann eine
große
Bandbreite von Materialien gewählt
werden. Auch kann die funktionelle und chemische Beständigkeit
der fotoempfindlichen Schicht verbessert werden, da die Konzentration
des ladungsgenerierenden Materials verringert werden kann.
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Einzelschichtige
Fotorezeptoren, die bisher vorgeschlagen wurden, zeigen im Wesentlichen
den gleichen Empfindlichkeitsgrad wie laminierte Fotorezeptoren.
Jedoch haben die konventionellen einzelschichtigen Fotorezeptoren
langsame Lichtzersetzungseigenschaften in einem Bereich eines niedrigen
elektrischen Feldes, was in einer Erhöhung des Restpotentials resultiert.
Das erhöhte
Restpotential kann eine Verringerung der Bilddichte und einen Memory-Effekt
bewirken und beschränkt
die Bandbreite zur Konstruktion einer elektrofotografischen Vorrichtung,
so dass eine Lösung
erforderlich ist. Die langsame Lichtzersetzung in dem unteren Potentialbereich
kann mehrere Gründe
haben. Das heißt,
da die ladungsgenerierenden Materialien, die einheitlich in der
fotoempfindlichen Schicht verteilt sind, Fangstellen bilden, kann
die Lichtzersetzung durch die Kombination einer schnellen Entladung
bedingt durch Ladungen, die zu einer Feststofflösung aus einem Ladungstransportmaterial
und einem Harz als Hauptkomponenten der fotoempfindlichen Schicht
transportiert werden, und einer langsamen Entladung bedingt durch
Abfangen und Entlassen von Ladungen an Fangstellen, die in niedriger
Konzentration vorhanden sind, erfolgen.
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Um
einen einzelschichtigen elektrofotografischen Fotorezeptor mit einem
geringen Restpotential zu erhalten, haben die Erfinder der vorliegenden
Erfindung Zusammensetzungen von elektrofotografischen Fotorezeptoren
untersucht und herausgefunden, dass das Restpotential wirksam durch
das Einbauen eines speziellen Ladungstransferkomplexes (LT-Komplexes)
mit einem Lochtransportmaterial und einem Elektronentransportmaterial
in eine fotoempfindliche Schicht verringern kann, wodurch die vorliegende
Erfindung vervollständigt
wurde.
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Ein
Fotorezeptor gemäß der vorliegenden
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die fotoempfindliche
Schicht (
2) wenigstens einen Ladungstransferkomplex (LT-Komplex) enthält, der
durch das Lochtransportmaterial der Formel 1 und das Elektronentransportmaterial
der Formel 2 gebildet wird: Formel
1
worin R1 bis R5 unabhängig voneinander aus der Gruppe
ausgewählt
sind, die ein Wasserstoffatom, eine optional substituierte C
1-C
20-Alkylgruppe,
eine optional substituierte C
6-C
20-Arylgruppe, eine optional substituierte C
1-C
20-Alkoxygruppe
und eine optional substituierte C
8-C
20-Styrylgruppe umfasst; Formel
2
worin A und B unabhängig voneinander aus der Gruppe
ausgewählt
sind, die ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine optional substituierte
C
2-C
20-Alkoxycarbonylgruppe
und eine C
2-C
20-Alkylaminocarbonylgruppe umfasst,
wobei das Wasserstoffatom in dem aromatischen Ring optional durch
ein Halogenatom substituiert ist.
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In
der Formel 1 umfasst die Alkylgruppe einen linearen oder verzweigten
C1-C20-Rest, vorzugsweise einen
linearen oder verzweigten C1-C12-Rest,
mehr bevorzugt ein niederes C1-C6-Alkyl. Beispiele des Restes umfassen Methyl,
Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, t-Butyl,
Pentyl, Isoamyl und Hexyl. Niedere C1-C3-Alkylreste sind mehr bevorzugt. Wie er
hierin verwendet wird, bezieht sich der Begriff „niederes Alkyl" auf ein gerad- oder
verzweigtkettiges C1-C3-Alkyl
und „niedere
Alkylreste" bezieht
sich auf einen gerad- oder verzweigtkettigen C1-C3-Alkylrest.
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Der
Begriff „Aryl" allein oder in Kombination
bedeutet ein carbocyclisches aromatisches C6-C20-System, das ein oder mehr Ringe enthält, wobei
solche Ringe in einer seitenständigen
Weise gebunden oder annelliert sein können. Beispiele der Arylgruppe
umfassen aromatische Reste wie Phenyl, Naphthyl oder Biphenyl. Im
Allgemeinen ist Phenyl bevorzugt. Die Arylgruppe kann ein bis drei
Substituenten aufweisen, ausgewählt
aus Hydroxy, Halogen, Halogenalkyl, Nitro, Alkoxy, Cyano und niederem
Alkylamino und Ähnlichen.
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Der
Begriff „Alkoxy", wie er allein oder
in Kombination hierin verwendet wird, bezieht sich auf einen sauerstoffhaltigen
geradkettigen oder verzweigten Rest mit C1-C20-Alkyl, vorzugsweise einen niederen C1-C6-Alkoxyrest,
wobei sich ein „niederer
Alkoxyrest" auf
einen geradkettigen oder einen verzweigten C1-C6-Alkoxyrest bezieht. Beispiele des Rests
umfassen Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, t-Butoxy und Ähnliche.
Der Alkoxyrest kann zusätzlich
durch wenigstens ein Halogenatom wie Fluor, Chlor oder Brom substituiert
sein, was einen Halogenalkoxyrest zur Verfügung stellt. Die niederen C1-C3-Halogenalkoxyreste
sind mehr bevorzugt, wobei sich ein „niederer Halogenalkoxyrest" auf einen geradkettigen
oder verzweigten C1-C3-Alkoxyrest
mit einer Halogenatomsubstitution bezieht. Beispiele von Halogenalkylresten
umfassen Fluormethoxy, Chlormethoxy, Trifluormethoxy, Trifluorethoxy,
Fluorethoxy und Fluorpropoxy.
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In
der Styrylgruppe, die in der Verbindung von Formel 1 verwendet wird,
kann das Wasserstoffatom in dem aromatischen Ring durch jeden Substituenten
substituiert werden, zum Beispiel ein bis drei Substituenten wie
Hydroxy, Halogen, Halogenalkyl, Nitro, Cyano, Alkoxy und eine niedere
Alkylaminogruppe. Der Begriff „niedere
Alkylaminogruppe" bezieht
sich auf einen geradkettigen oder einen verzweigten Alkylrest mit
einer Aminosubstitution.
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In
dem Alkoxycarbonyl und dem Alkylaminocarbonyl, die in der Verbindung
der Formel 2 verwendet werden, sind die Alkoxy- und Alkylgruppen
wie oben definiert.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird auch ein elektrofotografischer Einsatz zur Verfügung gestellt, der
einen einzelschichtigen elektrofotografischen Rezeptor gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird auch eine elektrofotografische Trommel mit einem
darauf aufgebrachten einzelschichtigen elektrofotografischen Fotorezeptor
gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Verfügung
gestellt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird auch eine bildgebende Vorrichtung bereitgestellt,
die eine Fotorezeptoreinheit enthält, die einen einzelschichtigen
elektrofotografischen Fotorezeptor gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst.
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Es
werden nun Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung im Wege eines Beispiels unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
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1 ein
Blockdiagramm ist, das einen elektrofotografischen Fotorezeptor
darstellt (nicht im Maßtab), der
eine fotoempfindliche Schicht installiert auf einem leitfähigen Substrat
gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst.
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2 ist
eine schematische Darstellung einer bildgebenden Vorrichtung, einer
elektrofotografischen Trommel und eines elektrofotografischen Einsatzes
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Bezug
nehmend auf die 1 umfasst ein elektrofotografischer
Fotorezeptor 1 eine auf einem leitenden Substrat 3 installierte
fotoempfindliche Schicht 2.
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Es
wird angenommen, dass der Mechanismus eines das Restpotential verringemden
Effektes eines einzelschichtigen Fotorezeptors der Folgende ist.
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Ein
LT-Komplex wird im Allgemeinen durch einen Elektronentransfer, der
zwischen einem elektronenspendenden Material (Lochtransportmaterial)
und einem elektronenaufnehmenden Material (Elektronentransportmaterial)
zustande kommt und durch eine Komplexbildung durch ionisierte Moleküle gebildet.
Der LT-Komplex transportiert im Allgemeinen sowohl Löcher wie
auch Elektronen, aber die Mobilität davon ist geringer als die
Mobilitäten
der Löcher
und Elektronen in jeweils speziellen Loch- und Elektronentransportmaterialien.
Eine auf Diphenochinon basierende Verbindung, die oft in konventionellen
einzelschichtigen Fotorezeptoren als ein Elektronentransportmaterial
verwendet wurde, wie es in der
JP 01-206349 A offenbart wurde, hat eine niedrige Elektronenaffinität und bildet
selten einen LT-Komplex mit Lochtransportmaterialien. Dem entsprechend kommt
in einem einzelschichtigen Fotorezeptor ein Elektronentransportmaterial
mit einem ladungsgenerierenden Material in einer Einzelmolekülform in
Kontakt, aber die Elektronenaffinität ist niedrig, so dass die
Aktivität von
Lochfangstellen, von denen angenommen wird, dass sie auf der Oberfläche des
ladungsgenerierenden Materials existieren, niedrig ist, und es bleiben
noch Fangstellen übrig,
was in einer Verringerung der Geschwindigkeit der Lichtzersetzung
in einem niedrigen elektrischen Feldbereich resultiert. Ein anderer
Indikator ist die Tatsache, dass ein Fotorezeptor, bei dem Phthalocyanin
als eine ladungsgenerierende Schicht verwendet wird, und eine Diphenochinonverbindung,
die allein in einem Harz dispergiert ist, als eine Ladungstransportschicht
verwendet wird, eine ineffektive Elektroneninjektionseffizienz von
dem Phthalocyanin hat und ein hohes Restpotential zeigt, obwohl
er eine effektive Elektronenmobilität hat, wie es in der oben genannten
JP 1-206349 A offenbart
wird.
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In
der vorliegenden Erfindung scheint das Elektronentransportmaterial
mit dem ladungsgenerierenden Material größtenteils in der Form eines
LT-Komplexes in Kontakt zu kommen. Das Elektronentransportmaterial der
Formel 2 und der daraus gebildete LT-Komplex haben eine effektive Elektronenmobilität, wie es
in dem Journal of Imaging Science, Bd. 29, Nr. 2, 69–72 (1985)
und der
US 4,559,287
A gelehrt wird, die die Verwendung von Tetraphenylbenzidin
als ein Lochtransportmaterial lehren. In der Offenbarung ist die
Elektronentransportfähigkeit
des LT-Komplexes signifikant. Auf der anderen Seite gibt es in der
vorliegenden Erfindung, in der das Lochtransportmaterial der Formel
1 verwendet wird, eine geringe Verringerung der Lochmobilität bedingt durch
die Komplexbildung und es zeigt sich eine effektive Transportkapazität von sowohl
Löchern
wie auch Elektronen. Der LT-Komplex, der in der vorliegenden Erfindung
verwendet wird, nimmt leicht Elektronen von den Fangstellen auf,
die auf der Oberfläche
eines ladungsgenerierenden Materials existieren, und die Lochfangstellen
werden leicht mit den Elektronen ohne Verringerung der Geschwindigkeit
eines Potentialabfalls im unteren elektrischen Feldbereich gefüllt.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst einen elektrofotografischen Fotorezeptor,
umfassend eine fotoempfindliche Schicht mit wenigstens einem ladungsgenerierenden
Material, einem Lochtransportmaterial, einem Elektronentransportmaterial
und einem Bindemittel auf einem leitenden Trägermaterial, wobei die fotoempfindliche
Schicht einen Ladungstransferkomplex (LT-Komplex) enthält, der
durch das Lochtransportmaterial der Formel 1 und das Elektronentransportmaterial
der Formel 2 gebildet wird: Formel
1
worin R1 bis R5 unabhängig voneinander aus der Gruppe
ausgewählt
sind, die aus einem Wasserstoffatom, einer optional substituierten
C
1-C
20-Alkylgruppe,
einer optional substituierten C
6-C
20-Arylgruppe, einer optional substituierten
C
1-C
20-Alkoxygruppe
und einer optional substituierten C
8-C
20-Styrylgruppe besteht; Formel
2
worin A und B unabhängig voneinander aus der Gruppe
ausgewählt
sind, die aus einem Wasserstoffatom, einem Halogenatom, einer optional
substituierten C
2-C
20-Alkoxycarbonylgruppe
und einer C
2-C
20-Alkylaminocarbonylgruppe
besteht, wobei das Wasserstoffatom in dem aromatischen Ring optional
durch ein Halogenatom substituiert ist.
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In
der Formel 1 umfasst die Alkylgruppe einen linearen oder verzweigten
C1-C20-Rest, vorzugsweise einen
linearen oder verzweigten C1-C12-Rest,
mehr bevorzugt ein niederes C1-C6-Alkyl. Beispiele des Rests umfassen Methyl,
Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, t-Butyl,
Pentyl, Isoamyl und Hexyl. Niedere C1-C3-Alkylreste sind mehr bevorzugt. Wie er
hierin verwendet wird, bezieht sich der Begriff „niederes Alkyl" auf ein geradkettiges
oder ein verzweigtkettiges C1-C3-Alkyl
und „niedere
Alkylreste" beziehen
sich auf einen geradkettigen oder einen verzweigtkettigen C1-C3-Alkylrest.
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Der
Begriff „Aryl" allein oder in Kombination
bedeutet ein carbocyclisches aromatisches C6-C20-System, das ein oder mehr Ringe enthält, wobei
solche Ringe miteinander in einer seitenständigen Weise verbunden oder
annelliert sein können.
Beispiele der Arylgruppe umfassen aromatische Reste wie Phenyl,
Naphthyl oder Biphenyl. Phenyl ist im Allgemeinen bevorzugt. Die
Arylgruppe kann ein bis drei Substituenten aufweisen, die aus Hydroxy,
Halogen, Halogenalkyl, Nitro, Alkoxy, Cyano und niederem Alkylamino
und Ähnlichen
ausgewählt
sind.
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Der
Begriff „Alkoxy", wie er allein oder
in Kombination hierin verwendet wird, bezieht sich auf einen sauerstoffhaltigen
geradkettigen oder verzweigtkettigen Rest mit C1-C20-Alkyl, vorzugsweise einen niederen C1-C6-Alkoxyrest,
wobei sich ein „niederer
Alkoxyrest" auf
einen geradkettigen oder einen verzweigtkettigen C1-C6-Alkoxyrest bezieht. Beispiele des Rests
umfassen Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, t-Butoxy und Ähnliche.
Der Alkoxyrest wird zusätzlich
durch wenigstens ein Halogenatom wie Fluor, Chlor oder Brom zur
Bereitstellung eines Halogenalkoxyrests substituiert. Die niederen
C1-C3-Halogenalkoxyreste
sind mehr bevorzugt, wobei sich „niederer Halogenalkoxyrest" auf einen geradkettigen
oder einen verzweigtkettigen C1-C3-Alkoxyrest mit einer Halogenatomsubstitution
bezieht. Beispiele des Halogenalkylrests umfassen Fluormethoxy, Chlormethoxy,
Trifluormethoxy, Trifluorethoxy, Fluorethoxy und Fluorpropoxy.
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In
der Styrylgruppe, die in der Verbindung der Formel 1 verwendet wird,
kann das Wasserstoffatom in dem aromatischen Ring durch jeden Substituenten
substituiert sein, zum Beispiel durch ein bis drei Substituenten
wie Hydroxy, Halogen, Halogenalkyl, Nitro, Cyano, Alkoxy und eine
niedere Alkylaminogruppe. Der Begriff „niedere Alkylaminogruppe" bezieht sich auf
einen geradkettigen oder einen verzweigtkettigen Alkylrest mit einer
Aminosubstitution.
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In
dem Alkoxycarbonyl und dem Alkylaminocarbonyl, die in der Verbindung
der Formel 2 verwendet werden, sind die Alkoxy- und Alkylgruppen
wie oben definiert.
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Der
elektrofotografische Fotorezeptor ist eine fotoempfindliche Schicht,
die auf ein leitendes Trägermaterial
beschichtet ist. Als das leitende Trägermaterial kann zum Beispiel
ein trommelförmig
oder bandförmig geformtes
Trägermaterial
aus Metall oder Kunststoff verwendet werden. 1 ist ein
Blockdiagramm, das einen elektrofotografischen Fotorezeptor 1 darstellt
(nicht im Maßstab),
der eine fotoempfindliche Schicht 2 installiert auf einem
leitenden Substrat 3 gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält.
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Die
fotoempfindliche Schicht kann eine Einzelschicht sein, die ein ladungsgenerierendes
Material, ein Lochtransportmaterial, ein Elektronentransportmaterial
und ein Bindemittel umfasst.
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Beispiele
des ladungsgenerierenden Materials, das in der fotoempfindlichen
Schicht verwendet wird, umfassen organische Materialien wie Phthalocyaninpigment,
Azopigment, Chinonpigment, Perylenpigment, Indigopigment, Bisbenzoimidazolpigment,
Chinacridonpigment, Azuleniumfarbstoff, Squaryliumfarbstoff, Pyryliumfarbstoff,
Triarylmethanfarbstoff, Cyaninfarbstoff und anorganische Materialien
wie amorphes Silicium, amorphes Selen, trigonales Selen, Tellur,
Selen-Tellur-Legierung, Kadmiumsulfid, Antimonsulfid oder Zinksulfid.
Die ladungsgenerierenden Materialien sind nicht auf die hierin aufgelisteten
Materialien beschränkt
und können
allein oder in Kombination von zwei oder mehreren als Mischungen
davon verwendet werden.
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Die
Menge des ladungsgenerierenden Materials, das in der fotoempfindlichen
Schicht enthalten ist, liegt bei 2 bis 10 Gewichtsteilen bezogen
auf 100 Gewichtsteile des Feststoffgehalts in der fotoempfindlichen Schicht.
Hier umfasst der Feststoffgehalt der fotoempfindlichen Schicht ein
Iadungsgenerierendes Material, ein Ladungstransportmaterial und
ein Bindemittel. Wenn die Menge des ladungsgenerierenden Materials
weniger als 2 Gewichtsteile ist, dann verringert sich die Lichtabsorptionsfähigkeit
der fotoempfindlichen Schicht und der Energieverlust des ausgestrahlten
Lichts wird erhöht,
was in einer Verringerung der Empfindlichkeit resultiert. Wenn die
Menge des ladungsgenerierenden Materials größer als 10 Gewichtsteile ist,
dann wird die Dunkelzersetzung deutlich erhöht, was die Leitfähigkeit
verringert, und die Fangstellendichte wird auch erhöht, was die
Empfindlichkeit bedingt durch eine reduzierte Ladungsmobilität verringert.
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Der
in dem einzelschichtigen elektrofotografischen Fotorezeptor enthaltende
LT-Komplex, d. h.
der LT-Komplex, der ein Lochtransportmaterial enthält, das
durch die Formel 1 dargestellt wird, sowie ein Elektronentransportmaterial,
das durch die Formel 2 dargestellt wird, kann leicht durch das Auflösen der
Materialien in einem Lösungsmittel
und das Mischen derselben erhalten werden. Für den LT-Komplex kann die Bildung des
LT-Komplexes leicht durch Färbung
unterschieden werden, da ein Energietransfer vom einem höchsten belegten
Molekülorbital
(HOMO) zum niedrigsten unbesetzten Molekülorbital (LUMO) geringer wird
und es eine langwellige Absorption gibt.
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Bevorzugte
Beispiele des Lochtransportmaterials, das durch die Formel 1 dargestellt
wird, das den LT-Komplex bildet, umfassen: Formel
3
Formel
4
Formel
5
Formel
6
Formel
7
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Solche
Lochtransportmaterialien werden in der
U.S. 5,013,623 A , etc. beschrieben
und können
leicht durch die darin offenbarten Verfahren hergestellt werden.
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Bevorzugte
Beispiele des Elektronentransportmaterials, das durch die Formel
2 dargestellt wird, das den LT-Komplex bildet, umfassen: Formel
8
Formel
9
Formel
10
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Solche
Elektronentransportmaterialien werden in der
U.S. 4,474,865 A beschrieben
und Verfahren zur Herstellung davon werden dann auch beschrieben.
Das Elektronentransportmaterial, das durch die Formel 2 dargestellt
wird, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist leicht
löslich,
hat eine effektive Elektronenmobilität und ist sicher, weil es keine
Nitrogruppe mit mutagenen Wirkungen hat.
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Die
Mengen des Lochtransportmaterials, das durch die Formel 1 dargestellt
wird, und des Elektronentransportmaterials, das durch die Formel
2 dargestellt wird, liegen im Wesentlichen in einem Verhältnis von
9:1 bis 1:1 bezogen auf das Gewichts vor. Wenn die Mengen außerhalb
des oben spezifizierten Gewichtsverhältnisses liegen, dann versagt
die fotoempfindliche Schicht üblicherweise
dahingehend, genügend
Elektronen- oder
Lochmobilität
auszuüben,
um richtig als ein Fotorezeptor zu dienen.
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Auch
kann die fotoempfindliche Schicht andere Ladungstransportmaterialien
oder Elektronentransportmaterialien umfassen, die in Kombination
in dem Bereich verwendet werden können, in dem die Wirkungen und
Vorteile der vorliegenden Erfindung nicht nachteilig beeinträchtigt werden.
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Beispiele
des Lochtransportmaterials umfassen stickstoffhaltige zyklische
Verbindungen oder kondensierte polyzyklische Verbindungen wie Pyrenverbindungen,
Carbazolverbindungen, Hydrazonverbindungen, Oxazolverbindungen,
Oxadiazolverbindungen, Pyrazolinverbindungen, Arylaminverbindungen,
Arylmethanverbindungen, Benzidinverbindungen, Thiazolverbindungen
oder Styrylverbindungen.
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Beispiele
des Elektronentransportmaterials umfassen, sind aber nicht beschränkt auf,
elektronenanziehende niedermolekulargewichtige Verbindungen wie
Benzochinonverbindungen, Cyanoethylenverbindungen, Cyanochinodimethanverbindungen,
Fluorenonverbindungen, Xanthonverbindungen, Phenanthrachinonverbindungen,
wasserfreie Phthalsäureverbindungen,
Thiopyranverbindungen oder Diphenochinonverbindungen. Es können auch
Elektronentransportverbindungen als Polymer oder Elektronen transportierende
Pigmente verwendet werden.
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Das
Ladungstransportmaterial, das mit dem elektrofotografischen Fotorezeptor
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden kann, ist nicht auf die hierin aufgelisteten
Materialien beschränkt
und solche Materialien können
allein oder in Kombination verwendet werden.
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Es
ist bevorzugt, dass die Menge des Ladungstransportmaterials in dem
Bereich von ungefähr
10–60 Gewichtsteilen
bezogen auf 100 Gewichtsteile des Feststoffgehalts der fotoempfindlichen
Schicht liegt. Wenn die Menge des Ladungstransportmaterials weniger
als 10 Gewichtsteile ist, dann resultiert eine unzureichende Ladungstransportkapazität, so dass
die Empfindlichkeit niedrig ist und sich das Restpotential erhöht. Wenn
die Menge des Ladungstransportmaterials größer als 60 Gewichtsteile ist,
dann wird die relative Menge des Harzes, das in der fotoempfindlichen
Schicht enthalten ist, verringert und eine wirksame Beschichtungseigenschaft
kann nicht ausreichend erhalten werden.
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Bevorzugte
Beispiele des Bindemittels zur Verwendung in dem ladungsgenerierenden
Material umfassen, sind aber nicht eingeschränkt auf, elektrisch isolierende
kondensierte Polymere, zum Beispiel Polycarbonat, Polyester, Methacrylharz,
Acrylharz, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol, Polyvinylacetat,
Siliconharz, Silocon-Alkyd-Harz, Styrol-Alkyd-Harz, Poly-N-vinylcarbazol,
Phenoxyharz, Epoxyharz, Polyvinylbutyral, Polyvinylacetal, Polyvinylformal,
Polysulfon, Polyvinylalkohol, Ethylcellulose, Phenolharz, Polyamid, Carboxymetallcellulose
und Polyurethan. Die kondensierten Polymere können allein oder in Kombination
von zwei oder mehreren Arten von Materialien verwendet werden.
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Die
Dicke der fotoempfindlichen Schicht liegt im Allgemeinen in dem
Bereich von 5 bis 50 μm.
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Beispiele
der in der Beschichtungstechnik verwendeten Lösungsmittel umfassen organische
Lösungsmittel
wie Alkohole, Ketone, Amide, Ether, Ester, Sulfone, aromatische
Verbindungen, aliphatische halogenierte Kohlenwasserstoffe und Ähnliche.
Beispiele der Beschichtungstechnik umfassen ein Tauchbeschichtungsverfahren,
ein Ringbeschichtungsverfahren, ein Rollenbeschichtungsverfahren
und ein Stuhlbe schichtungsverfahren, es können aber alle anderen Beschichtungstechniken
auf den elektrofotografischen Fotorezeptor der vorliegenden Erfindung
angewendet werden.
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Alternativ
dazu kann eine Zwischenschicht zwischen dem leitenden Trägermaterial
und der fotoempfindlichen Schicht für den Zweck der Verbesserung
der Haftung oder zur Verhinderung, dass Ladung aus dem Trägermaterial
injiziert wird, installiert werden. Beispiele der Zwischenschicht
umfassen, sind aber nicht eingeschränkt auf, eine eloxierte Aluminiumschicht,
eine in Harz dispergierte Schicht aus Metalloxidpulver wie Titanoxid
oder Zinnoxid und eine Schicht wie Polyvinylalkohol, Casein, Ethylcellulose,
Gelatine, Phenolharz oder Polyamid.
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Auch
kann die fotoempfindliche Schicht zusätzlich zu dem Bindemittel einen
Weichmacher, ein Ausgleichsmittel, ein dispersionsstabilisierendes
Mittel, ein Antioxidans oder ein fotostabilisierendes Mittel enthalten.
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Beispiele
des Antioxidans umfassen Phenolverbindungen, Schwefelverbindungen,
Phosphorverbindungen oder Aminverbindungen.
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Beispiele
des fotostabilisierenden Mittels umfassen Benzotriazolverbindungen,
Benzophenonverbindungen oder gehinderte Aminverbindungen.
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Die
vorliegende Erfindung wird hiernach in mehr Detail unter Bezugnahme
auf Beispiele erklärt
werden. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die Erfindung nicht
auf die Beispiele beschränkt
ist.
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In
den Beispielen und den vergleichenden Beispielen bedeuten alle „Teile" „Gewichtsteile".
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Beispiel 1
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3
Teile γ-Titanylphthalocyanin
und 2 Teile des Harz Polycarbonat Z (PANLITE TS-2020, hergestellt
von TAIJIN CHEMICALS) wurden mit 45 Teilen Chloroform gemischt und
unter Verwendung einer Sandmühle
für 1 Stunde
pulverisiert und dispergiert.
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Als
nächstes
wurden 35 Teile eines Lochtransportmaterials, das durch die Formel
3 dargestellt wird, 15 Teile eines Elektronentransportmaterials,
das durch die Formel 8 dargestellt wird, 50 Teile des Harzes Polycarbonat
Z in 300 Teilen Chloroform aufgelöst, was eine dunkelgrüne Lösung ergab,
wodurch die Bildung eines LT-Komplexes bestätigt wurde.
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Die
dispergierte Lösung
und die dunkelgrüne
Lösung
wurden in einem Verhältnis
von 1: 8 gemischt und unter Verwendung eines Homogenisators dispergiert,
bis die Mischung homoge war, was eine Beschichtungslösung für eine fotoempfindliche
Schicht ergab. Als nächstes
wurde die resultierende Beschichtungslösung auf eine Aluminiumtrommel
mit einem Durchmesser von 30 mm durch ein Ringbeschichtungsverfahren beschichtet
und getrocknet, um einen 20 μ dicken
einzelschichtigen elektrofotografischen Fotorezeptor zu erhalten.
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Beispiele 2–3 und vergleichende Beispiele
1–3
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Es
wurden elektrofotografische Fotorezeptoren in der gleichen Weise
wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass
die Kombination des Lochtransportmaterials der Formel 3 und des
Elektronentransportmaterials der Formel 8 so geändert wurden, wie es in Tabelle
1 gezeigt wird. Tabelle 1
Probe | Lochtransportmaterial | Elektronentransportmaterial | Bildung
eines LT-Komplexes |
Beispiel
2 | Verbindung
der Formel 5 | Verbindung
der Formel 9 | Ja |
Beispiel
3 | Verbindung
der Formel 6 | Verbindung
der Formel 10 | Ja |
Vergleichendes
Beispiel 1 | Verbindung
der Formel 11 | Verbindung
der Formel 8 | Ja |
Vergleichendes
Beispiel 2 | Verbindung
der Formel 3 | Verbindung
der Formel 12 | Nein |
Vergleichendes
Beispiel 3 | Verbindung
der Formel 11 | Verbindung
der Formel 12 | Nein |
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-
Elektrostatische Eigenschaften
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Die
elektrofotografischen Eigenschaften der jeweiligen Fotorezeptoren
wurden unter Verwendung einer Auswertungsvorrichtung für Fotorezeptoren
(PDT-200, von QEA hergestellt) ausgewertet. Die Messbedingungen
waren wie folgt. Jeder elektrofotografische Fotorezeptor wurde durch
das Anlegen einer Koronaspannung von + 7,5 kV bei einer relativen
Geschwindigkeit des Ladegerätes
zu dem Fotorezeptor von 100 mm/s geladen und dann einem monochromatischen
Licht von 780 nm mit einer Strahlungsenergie im Bereich von 0 bis
10 mJ/m2 ausgesetzt, um das Oberflächenpotential
(VL0 , 2)
zu messen, das auf der Oberfläche
des Rezeptors nach dem Belichten bleibt. Es wurde das Verhältnis der
Energie zum Oberflächenpotential
gemessen. Hier stellt, wenn ein Oberflächenpotential ohne Lichtbestrahlung
mit V0 bezeichnet wird und ein Oberflächenpotential
nach dem Stehen lassen für
1 Sekunde im Dunkeln mit V1 bezeichnet wird,
V1/V0 ein Potentialaufrechterhaltungsverhältnis dar.
Die Energie, die für
einen Halbverlust von V0 bei Lichtbestrahlung
erforderlich ist, wird als E1/2 bezeichnet.
Ein Potential nach dem Stehen lassen für 10 Sekunden nach dem Bestrahlen
mit Licht von 100 mJ/m2 ist ein Restpotential,
das als VR bezeichnet wird.
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Die
Messergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
Probe | V0 | V1/V0 | E1/2 | VR |
Beispiel
1 | 605 | 95 | 1,21 | 18 |
Beispiel | 609 | 96 | 1,25 | 20 |
Beispiel
3 | 612 | 97 | 1,23 | 23 |
Vergleichendes
Beispiel 1 | 564 | 84 | 1,80 | 46 |
Vergleichendes
Beispiel 2 | 615 | 97 | 1,20 | 38 |
Vergleichendes
Beispiel 3 | 587 | 86 | 1,58 | 53 |
-
In
der Tabelle 2 hatten die in den Beispielen 1–3 hergestellten Fotorezeptoren
im Vergleich zu dem in dem vergleichenden Beispiel 3 hergestellten
Fotorezeptor effektive Ladungseigenschaften und Empfindlichkeit sowie
niedrige Restpotentiale von ungefähr 20 V. Obwohl der Fotorezeptor,
der in dem vergleichenden Beispiel 1 hergestellt wurde, bei dem
ein Lochtransportmaterial durch eine Tetraphenylbenzidinverbindung
der Formel 11 ersetzt wurde, mit dem Elektronentransportmaterial
der Formel 8 kombiniert wurde, das in Beispiel 1 der vorliegenden
Erfindung verwendet wurde, wodurch ein LT-Komplex gebildet wird,
hatte der Fotorezeptor des vergleichenden Beispiels 1 ineffektive
Ladungseigenschaften. Und zudem zeigte der in dem vergleichenden Beispiel
1 hergestellte Fotorezeptor eine geringe Empfindlichkeit und Restpotentialeigenschaften
sowie eine deutlich reduzierte Empfindlichkeit im Vergleich zu dem
in dem vergleichenden Beispiel 3 hergestellten Fotorezeptor. Dies
kann so sein, weil die Transportfähigkeit des Lochtransportmaterials
bedingt durch die Generierung des LT-Komplexes verringert ist, was
in einer Reduktion der Konzentration des Lochtransportmaterials resultiert.
In den Fotorezeptoren, die in den vergleichenden Beispielen 2 und
3 hergestellt werden, bei denen eine Diphenochinonverbindung der
Formel 12 als ein Elektronentransportmaterial verwendet wurde, wird
kein LT-Komplex generiert. In dem Fotorezeptor, der in dem vergleichenden
Beispiel 2 hergestellt wurde, bei dem der Fotorezeptor mit dem Lochtransportmaterial
der Formel 3 kombiniert wurde, das in Beispiel 1 der vorliegenden
Erfindung verwendet wurde, hatte der Fotorezeptor effektive Ladungseigenschaften
und Empfindlichkeit. Jedoch hatte der Fotorezeptor, der in dem vergleichenden
Beispiel 2 hergestellt wurde, immer noch Probleme wie ein hohes
Restpotential wegen einer reduzierten Entladung in einem niedrigen
elektrischen Potentialbereich.
-
Wie
es oben beschrieben wird, löst
der einzelschichtige elektrofotografische Fotorezeptor gemäß der vorliegenden
Erfindung das übliche
Problem, das heißt,
eine Verringerung in der Geschwindigkeit des Potentialabfalls in
einem niedrigen elektrischen Feldbereich, und er hat effektive Ladungseigenschaften,
Empfindlichkeit und Restpotentialeigenschaften, wodurch ein praktisch
vorteilhafter einzelschichtiger Fotorezeptor realisiert wird.
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2 ist
eine schematische Darstellung einer bildgebenden Vorrichtung 30,
einer elektrofotografischen Trommel 28 und eines elektrofotografischen
Einsatzes 29, die den ausgewählten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung entsprechen. Der elektrofotografische Einsatz 29 enthält üblicherweise
einen elektrofotografischen Fotorezeptor 29 und wenigstens
eine Ladungsvorrichtung 25, die den elektrofotografischen Fotorezeptor 29 auflädt, eine
Entwicklervorrichtung 24, die ein elektrostatisch latentes
Bild entwickelt, das auf dem elektrofotografischen Fotorezeptor 29 gebildet
wurde, sowie eine Reinigungsvorrichtung 26, die eine Oberfläche des
elektrofotografischen Fotorezeptors 29 reinigt. Der elektrofotografische
Einsatz 21 kann aus der bildgebenden Vorrichtung 30 entnommen
oder eingebaut werden und der elektrofotografische Fotorezeptor 29 wird
oben ausgiebiger beschrieben.
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Die
elektrofotografische Fotorezeptortrommel 28, 29 für eine bildgebende
Vorrichtung 30 enthält
im Allgemeinen eine Trommel 28, die aus der elektrofotografischen
Vorrichtung 30 zu lösen
oder daran zu befestigen ist und die einen elektrofotografischen
Fotorezeptor 29 umfasst, der auf der Trommel 28 vorliegt,
wobei der elektrofotografische Fotorezeptor 29 oben in
mehr Detail beschrieben wird.
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Im
Allgemeinen umfasst die bildgebende Vorrichtung 30 eine
Fotorezeptoreinheit (z. B. eine elektrofotografische Fotorezeptortrommel 28, 29),
eine Ladevorrichtung 25, die die Fotorezeptoreinheit auflädt, eine bildweise
lichtausstrahlende Vorrichtung 22, die die geladene Fotorezeptoreinheit
bildweise mit Licht bestrahlt, um ein elektrostatisch latentes Bild
auf der Fotorezeptoreinheit zu bilden, eine Entwicklereinheit 24,
die das elektrostatisch latente Bild mit einem Toner entwickelt,
um ein Tonerbild auf der Fotorezeptoreinheit zu bilden, und eine
Transfervorrichtung 27, die das Tonerbild auf ein aufnehmendes
Material wie ein Papier P transferiert, wobei die Fotorezeptoreinheit
einen elektrofotografischen Fotorezeptor 29 umfasst, wie
er in mehr Detail oben beschrieben wird. Die Ladevorrichtung 25 kann
mit einer Spannung als eine Ladeeinheit ausgestattet sein und kann
mit dem elektrofotografischen Rezeptor in Kontakt stehen und diesen
laden. Falls dies gewünscht
wird, kann die Vorrichtung eine Vorbelichtungseinheit 23 umfassen,
um Restladung auf der Oberfläche
des elektrofotografischen Fotorezeptors zur Vorbereitung auf einen
nächsten
Zyklus zu löschen.