DE69521385T2

DE69521385T2 - Elektrophotographisches Verfahren

Info

Publication number: DE69521385T2
Application number: DE69521385T
Authority: DE
Inventors: Keizo Kimoto
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 1994-10-13
Filing date: 1995-10-12
Publication date: 2002-05-02
Anticipated expiration: 2015-10-13
Also published as: EP0707245B1; JP3257910B2; CN1131288A; EP0707245A3; DE69521385D1; US5622798A; JPH08115023A; KR960015098A; EP0707245A2

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf ein elektrophotographisches Verfahren, das eine einzige Schicht lichtempfindlichen organischen Materials verwendet, und insbesondere auf ein elektrophotographisches Verfahren, bei dem ein Abfall des Oberflächenpotentials des lichtempfindlichen Materials während des Zeitraumes wiederholten Gebrauchs unterbunden ist.

2. Beschreibung des Standes der Technik

In der Elektrophotographie wird, um ein Bild zu erhalten, ein lichtempfindliches Material mit einer festen Polarität aufgeladen, das geladene lichtempfindliche Material wird bildweise belichtet, das resultierende elektrostatische latente Bild wird mit einem Toner entwickelt und das Tonerbild wird auf ein Umdruckpapier übertragen. Da nach dem Übertragen des Toners nicht übertragener Toner auf dem lichtempfindlichen Material verbleibt, wird dieses mittels einer elastischen Platte gereinigt und außerdem wird, um die auf dem lichtempfindlichen Material verbleibende Ladung zu eliminieren, eine Ladungseliminierung durchgeführt, indem die gesamte Oberfläche belichtet wird. Entsprechend wird der oben genannte Prozeß wiederholt ausgeführt.
Es sind verschiedene Arten lichtempfindlicher Materialien zum Gebrauch in der Elektrophotographie bekannt, etwa ein lichtempfindliches Selenmaterial, ein lichtempfindliches amorphes Siliciummaterial (a-Si) sowie organische lichtempfindliche Materialien (OPC). Die organischen lichtempfindlichen Materialien sind hinsichtlich spektraler Empfindlichkeit und Kosten für eine Elektrophotographie digitaler Art unter Verwendung von Laserlicht geeignet.
Nach einer Grobklassifizierung umfassen die organischen lichtempfindlichen Materialien ein geschichtetes lichtempfindliches Material, das durch Schichten einer Ladungserzeugungsagens-Schicht (CGL) und einer Ladungstransportagens-Schicht (CTL) erhalten wird, und eine einzige Schicht eines lichtempfindliches Material, die durch Dispergieren eines Ladungserzeugungsagens (CGM) und eines Ladungstransportagens (CTM) in einem Harz erzeugt wird. Das erste Material besitzt eine hohe Sensitivität, weist jedoch einen komplizierten Schichtaufbau und hohe Produktionskosten auf. Der Schichtaufbau des letzteren ist zwar einfach, es hat jedoch den Nachteil, daß das Austreten der Ladungen während der Belichtungszeit schlechter ist (die Empfindlichkeit ist etwas gering).
Es ist bereits bekannt, Licht einer lichtemittierenden Diode (LED) zur Elimierung der Ladung von einem lichtempfindlichen Material zu verwenden. Als ladungseliminierendes Licht werden im allgemeinen Lichtstrahlen einer Wellenlänge verwendet, für welche das lichtempfindliche Material sensitiv ist.
Beispielsweise offenbart die offengelegte japanische Patentschrift mit der Veröffentlichungsnummer 259175/1991 eine ladungseliminierende Vorrichtung, die in einer elektrophotographischen Kopiermaschine eingesetzt wird, wobei sie eine lichtempfindliche Trommel verwendet, die gegenüber einem roten Licht sensitiv ist, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß als Lichtquelle eine lichtemittierende Diode eingesetzt ist, die Licht am langwelligen Ende eines Wellenlängenbereich emittiert, für welchen die lichtempfindliche Trommel sensitiv ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Im Fall eines üblichen, eine einzige Schicht verwendenden Typs eines organischen lichtempfindlichen Materials ist beim Ausführen der Ladungselimierung in einem Lichtstrahl eines Wellenlängenbereichs, für welchen dieses lichtempfindliche Material sensitiv ist, überhaupt nichts dergleichen zu bemerken. Wenn jedoch ein eine einzige Schicht verwendender Typ eines organisches lichtempfindliches Materials, worin die Konzentration eines Ladungserzeugungsagens in der lichtempfindlichen Schicht erhöht ist und das Absorptionsvermögen (also die Sensitivität) pro Einheit Schichtdicke verstärkt ist, wiederholten Schritten eines Verfahrens unterworfen ist, wird das Oberflächenpotential zu einem frühen Zeitpunkt instabil, wobei beispielsweise der Abfall des Oberflächenpotentials in einem frühen Zeitpunkt etwa 80 V erreicht, wenn die Bilderzeugung 1000 mal ausgeführt wird.
Ein Ziel dieser Erfindung besteht deshalb darin, ein elektrophotographisches Verfahren zu schaffen, das in der Lage ist, brillante Bilder zu erzeugen, die bei hoher Wiederholungsrate frei von strukturellen Unschärfen sind, und worin ein Abfall des Oberflächenpotentials in einem frühen Zeitpunkt bei der Wiederholung eines Verfahrens zum Erzeugen der Bilder unterbunden ist.
Gemäß dieser Erfindung wird ein elektrophotographischer Prozeß geschaffen, der als lichtempfindliches Material eine einzige Schicht eines organischen lichtempfindlichen Materials verwendet, das bei einer Wellenlänge maximaler Absorption im sichtbaren Bereich eine dekadische Extinktion von wenigstens 0,05, insbesondere von wenigstens 0,08, pro um der Dicke einer lichtempfindlichen Schicht besitzt, wobei Ladung aus dem lichtempfindlichen Material durch Bestrahlen unter Verwendung einer lichtemittierenden Diode entfernt wird, die Licht mit einem Wellenlängenmaximum (λnm) emittiert, das in etwa dem Absorptionsmaximum der lichtempfindlichen Schicht im sichtbaren Spektrum entspricht. Das Absorptionsmaximum ist vorzugsweise bei λnm ± 15 nm, besser noch bei λnm ± 10 nm.
Es kann jede einzelne Schicht organischen lichtempfindlichen Materials verwendet werden. Vorteilhaft könnte eine Dispersion eines Ladungserzeugungsagens, insbesondere nichtmetallischen Phthalocyanins, und wenigstens eines Ladungstransportagens, das aus der Gruppe positive Löcher transportierender Agens und Elektronen transportierender Agens ausgewählt ist, in einem Harzträger verwendet werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Diagramm, das für eine einzige Schicht organischen lichtempfindlichen Materials ihr spektrales Absorptionsvermögen (in Extinktionseinheiten) in Abhängigkeit von der Wellenlänge zeigt.
Fig. 2 ist ein Anordnungsschema, das ein Beispiel der Vorrichtung zeigt, die in dem elektrophotographischen Verfahren gemäß dieser Erfindung verwendet wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Ein Erhöhen der dekadischen Extinktion pro um der Dicke der lichtempfindlichen Schicht einer einzelnen Schicht organischen lichtempfindlichen Materials kann die Dicke der gesamten lichtempfindlichen Schicht verringern. Folglich ist der Austritt einer Ladung während der Belichtungszeit erleichtert, was zur Erhöhung der Sensitivität der lichtempfindlichen Schicht beiträgt.
In der vorliegenden Erfindung ist die dekadische Extinktion an einer maximal absorbierenden Wellenlänge des sichtbaren Bereiches pro um der Einheitsdicke der lichtempfindlichen Schicht auf wenigstens 0,05, insbesondere auf wenigstens 0,08 eingestellt. Die oben genannte dekadische Extinktion ergibt, verglichen mit einer herkömmlichen lichtempfindlichen Schicht (dekadische Extinktion von etwa 0,03), eine erhöhte Sensitivität.
Wenn jedoch, wie in einem herkömmlichen Beispiel empfohlen ist, die Ladungseliminierung unter Verwendung einer Diode, die Licht in einem langwelligen Bereich emittiert, bei Verwendung einer einzigen Schicht organischen lichtempfindlichen Materials mit der obenerwähnten hohen dekadischen Extinktion ausgeführt wird, ist in einem frühen Zeitpunkt das Oberflächenpotential deutlich verringert.
Auf nachfolgend zu beschreibende Beispiele kann verwiesen werden.
In einer einzigen Schicht organischen lichtempfindlichen Materials mit einer dekadischen Extinktion von 0,032/um (zu Einzelheiten siehe Vergleichsbeispiel 1) ist, wenn die Ladungseliminierung unter Verwendung von LED-Licht an den Wellenlängen 610 nm, 630 nm und 650 nm erfolgt, der Betrag, um den das Oberflächenpotential nach 1000 Zyklen abgefallen ist, etwa 30 Volt, wobei das Oberflächenpotential in einem frühen Zeitpunkt stabilisiert ist.
Wenn andererseits bei Verwendung einer einzigen Schicht organischen lichtempfindlichen Materials mit einer dekadischen Extinktion von 0,84/um (zu Einzelheiten: siehe das weiter unten beschriebenen Beispiel 1) die Ladungseliminierung mit LED-Licht an der Wellenlänge 650 nm durchgeführt wird, erreicht der Betrag des Abfalls des Oberflächenpotentials nach 1000 Zyklen 100 Volt.
Die beigefügte Fig. 1 zeigt für das lichtempfindliche Material eine Kurve des spektralen Absorptionsvermögens in bezug auf jede Wellenlänge. Die Kurve A ist die Kurve des spektralen Absorptionsvermögens des im Beispiel 1 eingesetzten lichtempfindlichen Materials, während die Kurve B die Kurve des spektralen Absorptionsvermögens des im Vergleichsbeispiel 1 verwendeten lichtempfindlichen Materials ist.
Wenn eine einzige Schicht organischen lichtempfindlichen Materials mit einer dekadischen Extinktion von 0,084/ um einer Ladungseliminierung unter Verwendung von Licht einer LED unterliegt, die an Wellenlängen maximaler Absorption (λnm) ihres sichtbaren Bereichs oder in deren Nähe, beispielsweise bei 620 nm, einen Lichtstrahl emittiert, kann der Betrag des Abfalls des Oberflächenpotentials nach 1000 Zyklen auf 30 Volt eingestellt werden, und für die Wiederholungszeit kann eine Abnahme der Bildkonzentration unterbunden werden.
Die Tatsache, daß eine Ladungseliminierung, die mit LED- Licht erfolgt, das eine Wellenlänge maximalen Absorptionsvermögens einer lichtempfindlichen Schicht mit einer hohen dekadischen Extinktion im sichtbaren Bereich oder eine in der Nähe dieser enthält, eine effiziente Unterbindung eines Abfalls des Oberflächenpotentials in der Wiederholungszeit bewirkt, wurde als Phänomen in einer Anzahl von Experimenten nachgewiesen. Der Grund hierfür ist noch nicht vollständig aufgeklärt, jedoch scheinen Lichtstrahlen der oben genannten Wellenlängen in eigenartiger Weise so zu wirken, daß sie eine Ladungs-Haftstelle der lichtempfindlichen Schicht oder ihre Ablagerung verhindern.
In einer einzigen Schicht organischen lichtempfindlichen Materials des Typs, der durch Dispergieren von Ladungserzeugungsagens, wie etwa metallfreiem Phthalocyanin, und von wenigstens einem Ladungstransportagens, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die Löcher transportierende Agens und Elektronen transportierende Agens in einem Harz umfaßt, ist der Kontaktbereich zwischen den Partikeln des Elektronen erzeugenden Agens und dem Ladung transportierenden Medium sehr groß verglichen mit einer geschichteten lichtempfindlichen Lage. Dementsprechend erfolgt die Erzeugung einer Ladungs-Haftstelle im allgemeinen mit einer hohen Wahrscheinlichkeit. Gemäß dem Verfahren dieser Erfindung kann die Erzeugung einer Ladungs-Haftstelle sowie ihre Ablagerung wirkungsvoll verhindert werden.
In der Fig. 2, die ein Beispiel für die Vorrichtung zeigt, die in der Elektrophotographie dieser Erfindung verwendet wird, besteht diese Vorrichtung aus einer eine Trommel 1 bildenden einzigen lichtempfindlichen organischen Schicht sowie aus einer Haupt-Ladungsgebungsvorrichtung 2, einer Laserbelichtungsvorrichtung 3, einer Entwicklungsvorrichtung 4, einer Toner übertragenden Ladungsgebungsvorrichtung 5, einer Papier trennenden Ladungsgebervorrichtung 6, einer Reinigungsvorrichtung 7 und einer ladungseliminierenden LED-Lichtquelle 8, die aufeinanderfolgend um die Trommel 1 angeordnet sind.
Die einzige lichtempfindliche organische Schicht, die die Trommel 1 bildet, wird von der Haupt-Ladungsgebungsvorrichtung 2 einheitlich aufgeladen, für eine positive Korona beispielsweise mit positiver Ladung, und bildweise mit Laserlicht von der Laserlicht-Belichtungsvorrichtung 3 belichtet, so daß ein elektrostatisch negatives latentes Bild gewonnen wird. Ein Einkomponenten- oder Zweikomponenten-Entwicklungsagens ist in dem Enwicklungsgefäß 4 untergebracht, geladen mit der gleichen Polarität wie das elektrostatische latente Bild, und mittels eines Magnetbürsten-Entwicklungsverfahren oder eines anderen Entwicklungsverfahrens wird ein reverses Tonerbild (sichtbares Bild) auf der lichtempfindlichen Trommel 1 erzeugt. Ein Umdruckpapier 9 wird so zugeführt, daß es in Kontakt zu der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht gelangt, die rückseitige Oberfläche des Umdruckpapiers 1 wird von dem Übertragungsladungsgeber 5 mit einer negativen Korona aufgeladen, um das Tonerbild auf das Umdruckpapier 9 zu übertragen. Danach wird die rückseitige Oberfläche des Umdruckpapiers 9 mittels eines Wechselstrom-Koronal-Ladens von der Ladungstrennungsvorrichtung 6 aufgeladen. Das das Tonerbild tragende Umdruckpapier 9 wird von der lichtempfindlichen Trommel getrennt und einer (nicht gezeigten) Fixiervorrichtung zugeführt. Der nach dem Entfernen des Umdruckpapiers 9 auf der lichtempfindlichen Trommel 1 verbleibende Toner wird mit Hilfe der Reinigungsvorrichtung 7 entfernt und die Ladung wird mittels gleichmäßiger Belichtung durch eine ladungseliminierende LED-Lichtquelle von der lichtempfindlichen Trommel 1 eliminiert. In dieser Art wird der oben dargestellte Bilderzeugungsvorgang wiederholt.
In der vorliegenden Erfindung wird eine einzige Schicht organischen lichtempfindlichen Materials verwendet, die eine dekadische Extinktion von wenigstens 0,05 pro um, insbesondere von wenigstens 0,08 pro um, an einer Wellenlänge maximalen Absorptionsvermögens in einem sichtbaren Bereich besitzt, und zur Eliminierung der Ladung von dem lichtempfindlichen Material wird eine lichtemittierende Diode verwendet, die Licht emittiert, das einer Wellenlänge maximalen Absorptionsvermögens im sichtbaren Bereich oder der Nähe dieser entspricht.
Für das oben genannte lichtempfindliche Material kann eine einzige Schicht organischen lichtempfindlichen Materials eingesetzt werden, die in dem oben angegebenen Bereich absorbiert. Besonders bevorzugt ist jedoch eine positiv aufladbare lichtempfindliche Schicht, die durch Dispergieren von Ladungserzeugungsagens (CGM) und wenigstens einem Ladungstransportagens, das aus der Gruppe der Löcher transportierenden Agens (HTM) und der Elektronen transportierenden Agens (ETM) ausgewählt worden ist, in einem Harz erzeugt ist.
Beispiele für ladungserzeugende Agens umfassen anorganische photoleitfähige Werkstoffpulver wie etwa Selen, Selen-Tellur, Seliumarsenik, Kadmiumsulfid und amorphes Silicium, Azopigmente, Perylen-Pigmente, Anthanthron-Pigmente, Phtalocyanin-Pigmente, Indigo-Pigmente, Sulfeno- Pigmente, Toluidin-Pigmente, Pyrazolon-Pigmente, Quinacridon-Pigmente und Dithioketopyrrolepyrrol-Pigmente. Diese Pigmente können einzeln oder in Mischungen von wenigstens zwei davon verwendet werden.
Ein für den Gegenstand dieser Erfindung besonders bevorzugtes ladungserzeugendes Agens ist metallfreies Phthalocyanin. Diese Verbindung hat, wie in Fig. 1 gezeigt ist, zwei Peaks im spektralen Absorptionsverlauf, und zwar im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 550 und 650 nm und im nahen Infrarotbereich zwischen 730 und 830 nm.
Für die einzige Schicht organischen lichtempfindlichen Materials, die ein metallfreies Phthalocyanin-Pigment enthält, wird für das bildweise Belichten (Belichten unter Verwendung von Laser-Licht) Licht des oben genannten nahen Infrarotbereiches benutzt, während ein Lichtstrahl des oben genannten sichtbaren Bereiches (der den oben genannten Bedingungen genügt) zur Belichtung genutzt werden kann, um die Ladungseliminierung durchzuführen. Außerdem kann Licht eines sichtbaren Bereiches sowohl für das bildweise Belichten als auch für das Belichten zum Zweck der. Ladungseliminierung benutzt werden.
Von den Ladung transportierenden Agens können als Löcher transportierendes Agens (HTM) Elektronen abgebende Stoffe verwendet werden. Beispiele für Löcher transportierende Agens umfassen Diamino-Verbindungen, Diazol-Verbindungen wie etwa 2,5-Di-4-methylaminophenyl-1,3,4-oxodiazol, Styrol-Verbindungen wie etwa 9-4-Diethylaminostyrolantracen, Carbazol-Verbindungen wie etwa Polyvinylcarbazol, Pyrazolin-Verbindungen wie etwa 1-Phenyl-3-p-dimethylaminophenylpyrazolin, Hydrazono-Verbindungen, Triphenylamino-Verbindungen und stickstoffhaltige zyklische Verbindungen sowie zusammengesetzte polyzyklische Verbindungen, die als Verbindungen aus Indol-Verbindungen, Oxazol-Verbindungen, Isooxazol-Verbindungen, Thiazol-Verbindungen sowie Triazol-Verbindungen typisiert sind.
Bevorzugte Löcher transportierende Agens könnten Benzidin-Derivate der allgemeinen Formel (1) umfassen,
worin R¹, R², R³ und R&sup4; jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkoxyl-Gruppe, ein Halogenatom oder eine substituierte oder nichtsubstituierte Aryl-Gruppe darstellen, R&sup5;, R&sup6;, R&sup7; und R&sup8; jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl- Gruppe darstellen und m, n, p und q ganze Zahlen 1 oder 2 darstellen.
Beispiele für die in der allgemeinen Formel (1) R¹, R², R³ und R&sup4; entsprechenden Alkylgruppen sind niedere Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie etwa eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl- Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine Pentylgruppe und eine Hexyl-Gruppe.
Beispiele für die Alkoxylgruppe schließen eine Methoxyl- Gruppe, eine Ethoxyl-Gruppe, eine Isopropoxyl-Gruppe, eine Butoxyl-Gruppe eine tert-Butoxyl-Gruppe und eine Hexyloxyl-Gruppe ein.
Beispiele für das Halogenatom schließen ein Fluoratom, ein Chloratom, ein Bromatom und ein Jodatom ein.
Beispiele für die Aryl-Gruppe schließen eine Phenyl- Gruppe, eine Diphenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Anthryl-Gruppe, eine Phenanthryl-Gruppe und eine o- Terphenol-Gruppe ein.
Beispiele für den Substituenten, der die Aryl-Gruppe ersetzen kann, schließen eine Alkyl-Gruppe, ein Halogenatom und eine Alkoxyl-Gruppe ein.
Beispiele für die Alkylgruppe, die in der allgemeinen Formel (1) den Gruppen R&sup5;, R&sup6;, R&sup7; und R&sup8; entspricht, sind die weiter obenbeschriebenen niederen Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere eine Methyl-Gruppe.
Beispiele für Elektronen transportierende Agens unter den Ladung transportierenden Agens schließen beispielsweise Elektronen anziehende Stoffe wie etwa Diphenonchinon-Verbindungen, Benzochinon-Verbindungen, Naphtochinon-Verbindungen, Methylendicyanid, Thiopyran-Verbindungen, Tetracyanethylen, Tetracyanchinondimethan, Chloranyl, Bromanyl, 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon, 2,4,5,7-Tetranitro-9- fluorenon, 2,4,7-Trinitro-9-dicyanomethylenfluorenon, 2,4,5,7-Tetranitroxanthon, 2,4,8-Trinitrothioxanthon, Dinitrobenzen, Dinitroanthracen, Dinitroacridin, Nitroanthrachinon, Dinitroanthrachinon, Bernsteinsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid und Dibrommaleinsäureanhydrid sowie Polymere der Elektronen anziehenden Stoffe ein.
Bevorzugte Elektronen transportierende Agens (ETM) umfassen Para-Diphenonchinon-Derivate, insbesondere mit folgender allgemeinen Formel (2):
worin R&sup9;, R¹&sup0;, R¹¹ und R¹² jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-Gruppe, eine Cycloalkyl-Gruppe, eine Aryl- Gruppe, eine Aralkyl-Gruppe oder eine Alkoxyl-Gruppe repräsentieren.
Geeignete Beispiele umfassen, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, 3,5-Dimethyl-3',5'-di-tert-butyldiphenonchinon, 3,5-Dimethoxy-3',5'-di-tert-butyldiphenonchinon, 3,3'-Dimethyl-5',5'-di-tert-butyldiphenonchinon, 3,5'-Dimethyl-3',5-di-tert-butyldiphenonchinon, 3,5,3',5'-Tetramethyldiphenonchinon, 2,6,2',6'-Tetratert-butyldiphenonchinon, 3,5,3',5'-Tetraphenyldiphenonchinon und 3,5,3',5'-Tetracyclohexylendiphenonchinon.
Beispiele für das Harzmedium zur Bildung einer lichtempfindlichen Schicht schließen thermoplastische Harze wie etwa Styren-Polymere, ein Styren-Butadien-Copolymer, ein Styren-Acrylnitril-Copolymer, ein Styren-Maleinsäure-Copolymer, Acryl-Copolymere, Styren-Acryl-Polymere, Polyethylen, ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, chloriertes Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polypropylen, ein Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer, Polyester, Alkydharze, Polyamide, Polyurethane, Polycarbonate, Polyallylat, Polysulfon, ein Diallylphthalat-Harz, ein Ketoharz, ein Polyvinyl-Butyral-Harz und ein Polyether-Harz, durch Wärmeeinwirkung vernetzend aushärtende Harze wie etwa ein Silikonharz, ein Epoxid-Harz, ein Phenolharz, ein Harnstoffharz, ein Melamin-Harz und weitere, sowie durch Lichteinwirkung aushärtende Harze wie etwa Epoxid-Acrylat oder Urethan-Acrylat ein. Diese Bindeharze könnten einzeln oder in einem Gemisch von wenigstens zwei verwendet werden.
Der Gehalt des Ladungserzeugungsagens in der lichtempfindlichen Schicht ist so festgelegt, daß sich die oben genannte dekadischen Extinktion ergibt. Dieser Gehalt differiert in Abhängigkeit vom Typ des Ladungserzeugungsagens, wird jedoch im allgemeinen zwischen 0,1 und 5 Gewichtsteilen, insbesondere zwischen 1 und 3 Gewichtsteilen, auf 100 Gewichtsteile des Harzes gewählt.
Andererseits könnte der Gehalt des Ladungstransportagens zwischen 10 und 120 Gewichtsteilen, insbesondere zwischen 20 und 80 Gewichtsteilen, auf 100 Gewichtsteile des Harzes gewählt werden, so daß eine optimale Kombination von Sensitivität und Oberflächenpotential in einem frühen Zeitpunkt vorliegt.
Vom Standpunkt der Sensitivität aus ist das am stärksten bevorzugte Ladungstransportagens eine Kombination aus einem Löcher transportierenden Agens und einem Elektronen transportierenden Agens. Das Löcher transportierende Agens und das Elektronen transportierende Agens könnten in einem Gewichtsverhältnis von 9 : 1 bis 1 : 9, insbesondere von 8 : 2 bis 2 : 8, eingesetzt werden.
Das elektrisch leitende Medium, in welchem die lichtempfindliche Schicht bereitgestellt wird, könnte verschiedene elektrisch leitfähige Materialien enthalten. Beispiele könnten einfache Metalle wie Aluminium, Kupfer, Zinn, Platin, Silber, Vanadium, Molybdän, Chrom, Cadmium, Titan, Nickel, Palladium, Indium, rostfreier Stahl und Messing, Kunststoffmaterialien, auf welche die oben genannten Metalle aufgedampft oder abgelagert sind, und Glas, beschichtet mit Aluminiumiodid, Zinnoxid oder Indiumoxid, sein.
Das elektrisch leitende Substrat könnte in Form einer dünnen Platte oder einer Trommel vorliegen. Es könnte das Substrat selbst oder die Oberfläche des Substrats elektrisch leitend sein. Außerdem sollte das elektrisch leitende Substrat vorzugsweise eine ausreichende mechanische Festigkeit während des Gebrauchs besitzen.
Die Dicke der lichtempfindlichen Schicht könnte so bestimmt werden, daß die obengenannte dekadische Extinktion pro Einheit der Schichtdicke bei einer Dicke von im allgemeinen 5 bis 35 um, insbesondere von 10 bis 30 um, erzielt wird.
Wird die genannte lichtempfindliche Schicht durch ein Beschichtungsverfahren hergestellt, so werden das oben dargestellte ladungserzeugende Material, das ladungstransportierende Material und das Bindeharz dispergiert und mittels eines bekannten Verfahrens, beispielsweise unter Verwendung einer Mischwalze, einer Kugelmühle, einer Reibmühle, eines Farbschüttlers oder einer Ultraschall- Dispergiervorrichtung mit einem Lösungsmittel vermischt, um eine Beschichtungslösung herzustellen, und mittels bekannter Mittel beschichtet und getrocknet.
Zur Herstellung der Beschichtungslösung könnten verschiedene organische Lösungsmittel verwendet werden. Beispiele für diese Lösungsmittel umfassen Alkohole wie etwa Methanol, Ethanol, Isopropanol und Butanol, aliphatische Kohlenwasserstoffe wie etwa n-Hexan, Oktan und Cyclohexan, aromatische Kohlenwasserstoffe wie etwa Benzol, Toluol und Xylol, halogenisierte Kohlenwasserstoffe wie etwa Dichlormethan, Dichlorethan, Tetrachlorkohlenstoff und Chlorbenzol, Ether wie etwa Dimethylether, Diethylether, Tetrahydrofuran, Ethylen-glycol-dimethylether und Diethylen-glycol-dimethylether, Ketone wie etwa Aceton, Methylethylketon und Cyclohexanon, Ester wie etwa Ethylacetat und Methylacetat sowie Dimethylformaledhyd, Dimethylformamid und Dimethylsulfoxid. Diese Lösungsmittel könnten einzeln verwendet werden oder in Mischungen, die sich aus wenigstens zwei dieser Lösungsmittel zusammensetzen.
Es ist möglich, verschiedene Zusatzstoffe, etwa Sensibilisatoren, Komponenten vom Fluorentyp, UV-Absorber, Weichmacher, Oberflächen schmierende Agens, Egalisier- Agens und Anti-Oxidationsmittel zusätzlich zu den oben genannten Komponenten der lichtempfindlichen Schicht hinzuzufügen. Um die Sensitivität des lichtempfindlichen Materials zu erhöhen, könnte ein Sensibilisator wie etwa Terphenol, Halonaphtochinon und Acenaphthylen gemeinsam mit dem ladungserzeugenden Stoff verwendet werden.
Als Laserlicht zum bildweisen Belichten innerhalb des elektrophotographischen Verfahrens dieser Erfindung wird Halbleiterlaserlicht verwendet, wie es herkömmlich in Laserdruckern, Faxgeräten und digitalen Kopiervorrichtungen benutzt wird. Es könnte generell ein Lichtstrahl benutzt werden, dessen Wellenlänge zwischen 700 und 850 nm liegt. Selbstverständlich sollte die Wellenlänge des Lichtstrahls innerhalb eines Bereiches spektraler Sensitivität der lichtempfindlichen Schicht liegen.
In der vorliegenden Erfindung könnte zum bildweisen Belichten eine Diodenanordnung verwendet werden, die Licht einer Wellenlänge zwischen 550 und 830 nm emittiert.
Als Entwickler zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes können alle bekannten magnetischen Zweikomponenten-Entwickler, magnetische Einkomponenten-Entwickler sowie nichtmagnetische Einkomponenten-Entwickler verwendet werden. Außerdem könnten die Arbeitsvorgänge, wie etwa das Entwickeln und das Übertragen, unter Nutzung bekannter Mittel durchgeführt werden.
Als ladungselimierende, lichtemittierende Diode (LED) kann jede lichtemittierende Diode vom pn-Übergangstyp, wie etwa GaAs, GaAS1-xPx, GaP und AlxGa1-xAs, Anwendung finden. Eine größere Anzahl lichtemittierender Dioden ist in Zeilenform angeordnet und über einen Widerstand zur Begrenzung des Entladestroms parallel mit einer Energiequelle verbunden. Um die LEDs ein- oder auszuschalten, könnte ein Transistor oder ein TTL-Treiber verwendet werden.

Beispiele

Vergleichsbeispiel 1

Unter Verwendung der folgenden Rezeptur wurde eine Mischung für einen lichtempfindlichen Schichtüberzug hergestellt:
Metallfreies Phthalocyanin 1,5 Gewichtsteile
N,N'-Bis-o,p-dimethylphenyl-N,N'-diphenylbenzidin 40 Gewichtsteile
3,3',5,5'-Tetraphenyldiphenochinon 40 Gewichtsteile
Polycarbonat 100 Gewichtsteile
Dichlormethan 80 Gewichtsteile
Diese Mischung wurde auf ein Aluminiumrohr mit einem Außendurchmesser von 30 mm so als Schicht aufgebracht und getrocknet, daß sich eine Schichtdicke des lichtempfindlichen Materials von 20 um ergab.
Die spektrale Absorptionskurve der lichtempfindlichen Schicht ist in Fig. 1 als Kurve B gezeigt. Sie wies an einer Wellenlänge maximaler Absorption in einem sichtbaren Bereich eine dekadische Extinktion von 0,032 pro um Dicke auf. Die gesamte lichtempfindliche Schicht hatte daher an dieser Wellenlänge eine dekadische Extinktion von 0,64.
Dieses lichtempfindliche Material wurde an der in Fig. 2 gezeigten elektrophotographischen Vorrichtung befestigt, mit Laserlicht einer Wellenlänge von 780 nm bei einem frühen Oberflächenpotential von +700 Volt belichtet und mit LED-Licht ladungseliminiert, dessen Peak-Wellenlängen bei 590 nm, 610 nm, 630 nm und 650 nm lagen. Der Energiebetrag der Laserbelichtung war so festgelegt, daß das Restpotential (Vr) 30 V betrug. Dieser Zyklus wurde 1000 mal wiederholt. Die Differenz (ΔV) zwischen dem frühen Potential nach 1000 Zyklen und dem ersten frühen Potential wurde gemessen.
Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1

Beispiel 1

In der Rezeptur des Vergleichsbeispiels 1 wurde der Gehalt an metallfreiem Phthalocyanin auf 2,5 Gewichtsteile geändert und die Dicke der lichtempfindlichen Schicht wurde auf 7 um eingestellt. Ansonsten wurde das lichtempfindliche Material in gleicher Weise hergestellt wie im Vergleichsbeispiel 1.
Die spektrale Absorptionskurve der lichtempfindlichen Schicht ist in Fig. 1 als Kurve A gezeigt. Die dekadische Extinktion der lichtempfindlichen Schicht betrug an einer Wellenlänge maximaler Absorption in einem sichtbaren Bereich 0,084 pro um Dicke. Die gesamte lichtempfindliche Schicht hatte daher an dieser Wellenlänge eine dekadische Extinktion von 0,59. In gleicher Weise wie im Vergleichsbeispiel 1 wurde die Potentialdifferenz (ΔV) in einem frühen Zeitpunkt gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
Aus den in der Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen kann entnommen werden, daß eine Abnahme des frühen Potentials über die Zeit der Wiederholungen verhindert werden kann, indem die Peak-Wellenlänge des ladungseliminierenden LED- Lichts auf eine Wellenlänge maximaler Absorption der lichtempfindlichen Schicht oder ihre Nähe abgeglichen wird.
Getrennt von der Messung der frühen Potentaldifferenz wurde ein Experiment zur Negativentwicklung unter Verwendung der Vorrichtung von Fig. 2 ausgeführt. Zum Entwickeln wurde der folgende Zweikomponenten-Entwickler verwendet:
Zehn Gewichtsteile Rußschwarz und zwei Gewichtsteile eines positive Ladungen bewegenden Agens (Metallsalzkomplex-Farbstoff) wurden mit 100 Gewichtsteilen eines Styren-Acryl-Copolymers schmelzgeknetet. Das geknetete Gemisch wurde feinst zermahlen und für die Herstellung eines Pulvers mit einem mittleren Durchmesser von 10 um klassiert. Zur Herstellung eines Toners wurde hydrophobes Silicium(IV)-oxid (0,3% pro Gewichtseinheit) mit sehr feinen Tropfen des sich ergebenden Gemisches versetzt. Der Toner und ein Ferritträger mit einem Partikeldurchmesser von 100 um wurden in einem Gewichtsverhältnis von 96,5 : 3,5 gemischt, um einen magnetischen Entwickler herzustellen.
Wenn als ladungseliminierendes Licht LED-Licht von 610 nm verwendet wurde, stellten sich die Bildkonzentration und die Konzentration des weißen Untergrundes wie folgt dar:
Wenn als ladungseliminierendes Licht eine LED mit 650 nm verwendet wurde, waren die Ergebnisse des Entwicklungsexperimentes wie folgt:

Beispiel 2

In der Rezeptur des Vergleichsbeispiels 1 wurden der Gehalt des metallfreien Phthalocyanin auf 2,0 Gewichtsteile und die Dicke der lichtempfindlichen Schicht auf 11 um geändert. Ansonsten wurde das lichtempfindliche Material in gleicher Weise hergestellt wie im Vergleichsbeispiel 1.
Die dekadische Extinktion der lichtempfindlichen Schicht betrug an einer Wellenlänge maximaler Absorption in einem sichtbaren Bereich 0,053 pro um Dicke.
Die frühe Potentialdifferenz (ΔV) wurde in gleicher Weise wie im Vergleichsbeispiel 1 gemessen; die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein organisches lichtempfindliches Material des einschichtigen Typs mit einer dekadischen Extinktion der lichtempfindlichen Schicht von wenigstens 0,05 pro um Dicke an einer Wellenlänge maximaler Absorption in einem sichtbaren Bereich benutzt und die Ladungseliminierung dieser Schicht wird unter Verwendung einer lichtemittierenden Diode durchgeführt, die Licht an der Wellenlänge maximaler Absorption der lichtempfindlichen Schicht im sichtbaren Bereich oder einen Lichtstrahl mit einer Wellenlänge in der Nähe dieser emittiert, wobei, wenn die Bilderzeugung wiederholt durchgeführt wird, ein Abfall des Oberflächenpotentials in einem frühen Zeitpunkt unterbunden ist, so daß brillante Bilder bei hoher Wiederholungsrate hergestellt werden können.
Außerdem kann mit einer derartigen organischen lichtempfindlichen Schicht des einschichtigen Typs die Dicke der lichtempfindlichen Schicht verringert werden, so daß das Austreten der Ladung während der Belichtungszeit exzellent ist. Außerdem kann, da die Sensitivität hoch ist und das Verfahren dieser Erfindung gute Wiederholbarkeitseigenschaften besitzt, bei einer hohen Wiederholungsrate über einen ausgedehnten Zeitraum beständig ein von Untergrundschleiern freies Bild erzeugt werden.

Claims

1. Elektrophotographischer Prozeß, der als lichtempfindliches Material eine einzige Schicht eines organischen lichtempfindlichen Materials verwendet, das bei einer Wellenlänge im sichtbaren Spektrum mit maximaler Absorption eine dekadische Extinktion von wenigstens 0,05 pro um der Dicke einer lichtempfindlichen Schicht besitzt, wobei Ladung aus dem lichtempfindlichen Material durch Bestrahlen unter Verwendung einer lichtemittierenden Diode entfernt wird, die Licht mit einem Wellenlängenmaximum emittiert, das in etwa dem Absorptionsmaximum der lichtempfindlichen Schicht im sichtbaren Spektrum entspricht.

2. Prozeß nach Anspruch 1, wobei das lichtempfindliche Material bei einer Wellenlänge im sichtbaren Spektrum mit maximaler Absorption eine dekadische Extinktion von wenigstens 0,08 pro um der Dicke der lichtempfindlichen Schicht besitzt.

3. Prozeß nach Anspruch 1 oder 2, wobei die lichtemittierende Diode Licht mit einem Wellenlängenmaximum innerhalb von 15 um des Absorptionsmaximums der lichtempfindlichen Schicht emittiert.

4. Prozeß nach Anspruch 3, wobei die lichtemittierende Diode Licht mit einem Wellenlängenmaximum innerhalb von 10 um des Absorptionsmaximums der lichtempfindlichen Schicht emittiert.

5. Prozeß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lichtempfindliche Schicht ein Harz, in dem ein Ladungserzeugungsagens dispergiert ist, und wenigstens ein Ladungstransportagens, das aus Lochtransportagenzien und Elektronentransportagenzien gewählt ist, umfaßt.

6. Prozeß nach Anspruch 5, wobei die lichtempfindliche Schicht ein Lochtransportagens und ein Elektronentransportagens enthält.

7. Prozeß nach Anspruch 6, wobei das Lochtransportagens und das Elektronentransportagens in einem Gewichtsverhältnis von 9 : 1 bis 1 : 9 verwendet werden.

8. Prozeß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das lichtempfindliche Material positiv aufladbar ist.

9. Prozeß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lichtempfindliche Schicht als Ladungserzeugungsagens ein metallfreies Phthalocyanin enthält.

10. Prozeß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lichtemittierende Diode Licht mit einem Wellenlängenmaximum im Bereich von 550 bis 650 um emittiert.