DE69727168T2

DE69727168T2 - Hydroxygalliumphthalocyaninverbindung, Verfahren zu ihrer Herstellung und elektrographisches lichtempfindliches Element unter Verwendung dieser Verbindung

Info

Publication number: DE69727168T2
Application number: DE1997627168
Authority: DE
Inventors: Masato Ohta-ku Tanaka
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2017-04-26
Also published as: CN1075831C; KR100233633B1; EP1081555A3; CN1176274A; EP1081555B1; DE69737774T2; DE69727168D1; KR970070130A; CN1356597A; DE69737774D1; EP1081555A2; HK1003058A1; EP0803546A1; CN100380236C; US5885737A; EP0803546B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND VERWANDTER STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neue Hydroxygalliumphthalocyaninverbindung, ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element unter Verwendung der Hydroxygalliumphthalocyaninverbindung sowie auf ein elektrofotografisches Gerät und eine Verfahrenskartusche, in denen das lichtempfindliche Element umfasst ist.
Bisher wurden Phthalocyaninpigmente nicht nur als Färbemittel erkannt und studiert, sondern ebenso als elektronische Materialien für den Aufbau von elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementen, Solarbatterien, Fotosensoren, usw.
Andererseits wurden Drucker unter Verwendung der Elektrofotografie in den letzten Jahren weit verbreitet als Terminaldrucker eingesetzt. Diese Drucker sind prinzipiell als Laserstrahldrucker unter Verwendung eines Lasers als Lichtquelle aufgebaut. Als die Lichtquelle wurde überwiegend hinsichtlich seiner Kosten und der Gerätegröße ein Halbleiterlaser eingesetzt. Ein momentan überwiegend eingesetzter Halbleiterlaser besitzt eine Emissionswellenlänge in einem langen Wellenlängenbereich von 790–820 nm, sodass elektrofotografische Fotoleiter mit einer hinreichenden Empfindlichkeit gegenüber langwelligem Licht entwickelt worden sind.
Die Empfindlichkeit eines elektrofotografischen Lichtleiters variiert in Abhängigkeit des ladungserzeugenden Materials und viele Studien wurden bezüglich des ladungserzeugenden Materials mit einer Empfindlichkeit gegenüber langwelligem Licht durchgeführt, einschließlich metallischen Phthalocyaninen und nichtmetallischen Phthalocyaninen, wie etwa Aluminiumchlorophthalocyanin, Chloroindiumphthalocyanin, Oxyvanadiumphthalocyanin, Hydroxygalliumphthalocyanin, Chlorogalliumphthalocyanin, Magnesiumphthalocyanin und Oxytitanphthalocyanin.
Viele von diesen Phthalocyaninverbindungen sind in verschiedenen Kristallformen bekannt. Zum Beispiel ist ein nichtmetallisches Phthalocyanin mit einer α-Form, β-Form, γ-Form, δ-Form, ε-Form, χ-Form, τ-Form, usw. bekannt, und Kupferphthalocyanin ist mit einer α-Form, β-Form, γ-Form, ε-Form, χ-Form, usw. bekannt. Spezielle Beispiele dieser Phthalocyaninenverbindungen sind zum Beispiel in der offengelegten Japanischen Patentanmeldung JP-A-50-38543, JP-A-51-108847 und JP-A-53-37423 offenbart.
Für das Hydroxygalliumphthalocyanin wurden mehrere Kristallformen zum Beispiel in der JP-A-5-263007 und der JP-A-6-93203 offenbart. Jedoch waren solche elektrofotografischen lichtempfindlichen Elemente, die durch Verwendung solcher Hydroxygalliumphthalocyaninverbindungen hergestellt worden sind, hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit in elektrofotografischen Verfahren mit hoher Geschwindigkeit und hoher Bildqualität, Empfindlichkeit, Potenzialstabilität im wiederholten Einsatz und Memory-Charakteristik als Reaktion auf weißes Licht nicht genügend.
Die US-Patente US-A-5,407,766 und US-A-5,459,004 offenbaren ein Verfahren zur Herstellung von Hydroxygalliumphthalocyanin, welche intensive Beugungspeaks (Diffraktionspeaks) bei Bragg-Winkeln (2θ ± 0,2°) von annähernd 7,5°, 25,1° und 28,3° hinsichtlich Röntgenstrahlen mit einer CuKα-Charakteristik zeigen, wobei der höchste Peak bei ungefähr 7,5° (2θ) liegt. Diese Hydroxygalliumphthalocyanine werden für den Einsatz in Fotorezeptoren und fotoleitenden Bildelementen hergestellt.
Die Europäische Patentanmeldung EP-A-0 617 091 offenbart einen Hydroxygalliumphthalocyaninkristall mit bestimmten Peaks bei Bragg-Winkeln (2θ ± 0,2°) von 7,0°, 13,4°, 16,6°, 26,0° und 26,7° mit Röntgenstrahlen einer CuKα-Charakteristik, wobei der höchste Peak bei 7,0° (2θ) liegt. Weiterhin ist ein Verfahren zur Herstellung von diesem sowie ein elektrofotografische Fotorezeptor, der diesen umfasst, offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der zur Verfügungsstellung einer neuen Kristallform eines Hydroxygalliumphthalocyanins (Hydroxygalliumphthalocyaninverbindung).
Eine weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung besteht in der zur Verfügungsstellung eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements unter Verwendung eines solchen Hydroxygalliumphthalocyanins, welches eine hohe Empfindlichkeit gegenüber langwelligen Strahlen und eine geringe Potenzialänderung aufgrund wiederholten Einsatzes zeigt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der zur Verfügungsstellung eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements, das selbst bei der Belichtung mit sichtbaren Strahlen für eine lange Zeit keinen Fotomemoryeffekt zeigte.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der zur Verfügungsstellung einer Verfahrenskartusche und eines elektrofotografischen Geräts, welche ein solches elektrofotografisches lichtempfindliches Element umfassen.
Erfindungsgemäß wird ein Hydroxygalliumphthalocyanin mit einer Kristallform zur Verfügung gestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der stärkste Peak bei einem Bragg-Winkel (2θ ± 0,2°) von 28,1° in einem Röntgenbeugungsmuster mit einer CuKα-Charakteristik auftritt.
Ein solches Hydroxygalliumphthalocyanin kann durch ein Verfahren hergestellt werden, welches die folgenden Schritte umfasst:
Behandeln eines halogenierten Galliumphthalocyanins zur Umwandlung in ein hydratisiertes Hydroxygalliumphthalocyanin,
Gefriertrocknen des hydratisierten Hydroxygalliumphthalocyanins zu einem niedrigkristallinen Hydroxygalliumphthalocyanin und
Vermahlen des niedrigkristallinen Hydroxygalliumphthalocyanins.
Erfindungsgemäß wird ferner ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element zur Verfügung gestellt, das das Folgende umfasst: einen elektroleitfähigen Träger und wenigstens eine lichtempfindliche Schicht, die auf dem elektroleitfähigen Träger ausgebildet ist, wobei die lichtempfindliche Schicht das vorstehend erwähnte Hydroxygalliumphthalocyanin enthält.
Erfindungsgemäß wird ebenso ein elektrofotografisches Gerät zur Verfügung gestellt, welches das Folgende umfasst: das vorstehend erwähnte elektrofotografische lichtempfindliche Element, eine Ladungseinrichtung zur Ladung des lichtempfindlichen Elements, eine bildweise Belichtungseinrichtung zur bildweisen Belichtung des lichtempfindlichen Elements, um ein elektrostatisches latentes Bild in den lichtempfindlichen Element zu erzeugen, und eine Entwicklungseinrichtung zur Entwicklung des elektrostatisch latenten Bildes auf dem lichtempfindlichen Element mit einem Toner.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine Verfahrenskartusche zur Verfügung, welche das Folgende umfasst: das vorstehend erwähnte elektrofotografische lichtempfindliche Element und eine Ladungseinrichtung zur Ladung des lichtempfindlichen Elements, um so eine integrale Einheit auszubilden, welche abnehmbar an eine Hauptbaugruppe eines elektrofotografischen Geräts montierbar ist.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei Berücksichtigung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den angehängten Zeichnungen weiter ersichtlich, wobei gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1 bis 4 sind eine schematische Veranschaulichung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrofotografischen Geräts.
5 ist ein Graph, der ein Pulver-Röntgenbeugungsmuster eines in Beispiel 1 hergestellten Chlorogalliumphthalocyaninkristalls zeigt.
6 ist ein Graph, der ein Pulver-Röntgenbeugungsmuster eines in Beispiel 1 hergestellten niedrigkristallinen Hydroxygalliumphthalocyaninkristalls zeigt.
7 ist ein Graph, der ein Pulver-Röntgenbeugungsmuster eines in Beispiel 1 hergestellten Hydroxygalliumphthalocyaninkristalls mit einer erfindungsgemäßen Kristallform zeigt.
8 ist ein Graph, der ein Pulver-Röntgenbeugungsmuster eines in Beispiel 2 hergestellten Hydroxygalliumphthalocyaninkristalls mit einer erfindungsgemäßen Kristallform zeigt.
9 ist ein Graph, der ein Infrarotabsorptionsspektrum eines in Beispiel 2 hergestellten Hydroxygalliumphthalocyaninkristalls mit einer erfindungsgemäßen Kristallform zeigt.
10 ist ein Graph, der ein Pulver-Röntgenbeugungsmuster eines in Vergleichsbeispiel 1 hergestellten niedrigkristallinen Hydroxygalliumphthalocyaninkristalls zeigt.
11 ist ein Graph, der ein Pulver-Röntgenbeugungsmuster eines in Vergleichsbeispiel 1 hergestellten Hydroxygalliumphthalocyaninkristalls zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Das erfindungsgemäße Hydroxygalliumphthalocyanin besitzt eine chemische Struktur, die durch die folgende Formel dargestellt ist, und ist durch einen stärksten Peak (d. h. einem höchsten Peak) bei einem Bragg-Winkel (2θ ± 0,2°) von 28,1° in einem Röntgenbeugungsmuster mit einer CuKα-Charakteristik gekennzeichnet:
worin X₁, X₂, X₃ und X₄ jeweils Cl oder Br bedeuten, und n, m, p und k jeweils eine ganze Zahl von 0–4 bedeuten.
Das erfindungsgemäße Hydroxygalliumphthalocyanin kann zusätzlich zu dem Peak bei 28,1° ebenso Peaks bei Bragg-Winkeln von 7,3°, 24,9°, usw. haben, aber diese Peaks sind alle niedriger als der eine Peak bei 28,1°.
Durch Verwendung des Hydroxygalliumphthalocyanins als ladungserzeugendes Material in einem elektrofotografischen lichtempfindlichen Element ist es möglich, ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element mit einer hohen Empfindlichkeit gegenüber langwelligem Licht, einer ausgezeichneten Beständigkeit und ebenso einer verbesserten Memorycharakteristik zu erhalten.

Die Röntgenbeugungsdaten, die hierin zur Bestimmung der Kristallform des erfindungsgemäßen Hydroxygalliumphthalo cyanins Bezug genommen wird, basieren auf Daten, die mittels Röntgenbeugung unter Verwendung von Röntgenstrahlen mit einer CuKα-Charakteristik gemäß den folgenden Bedingungen gemessen wurden:

Gerät:	Vollautomatisches Röntgenbeugungsgerät („MXP18", erhältlich von MAC Science K. K.)
Röntgenröhre (Target):	Cu
Röhrenspannung:	50 kV
Röhrenstrom:	300 mA
Abtastverfahren:	2θ/θ Abtastung
Abtastgeschwindigkeit:	2°/min
Aufnahmeintervall:	0,020°
Startwinkel (2θ):	5°
Stoppwinkel (2θ):	40°
Divergenzschlitz:	0,5°
Streuschlitz:	0,5°
Empfangsschlitz:	0,3°
Gekrümmter Monochromater:	eingesetzt.

Das erfindungsgemäße Hydroxygalliumphthalocyanin besitzt eine ausgezeichnete Funktion und Leistung als ein Lichtleiter und ist für den Aufbau einer Solarzelle, eines Fotosensors, eines Schaltelements, usw. zusätzlich zu einem elektrofotografischen lichtempfindlichen Element, wie vorstehend beschrieben ist, anwendbar.
Das erfindungsgemäße Hydroxygalliumphthalocyanin kann zum Beispiel durch ein nachstehend beschriebenes Verfahren hergestellt werden.
Ein halogeniertes Galliumphthalocyanin wird einer Anteigbehandlung mit Säure (d. h. ein Verfahren, das das Auflösen des Phthalocyanins in Säure (z. B., Schwefelsäure) und das Gießen der resultierenden Lösung in Wasser zur Repräzipitierung des Kristalls in eine Paste umfasst) unterzogen, um ein pastöses hydratisiertes Hydroxygalliumphthalocyanin zu erhalten, welches dann gefriergetrocknet wird, um ein niedriges kristallines Hydroxygalliumphthalocyanin zu erhalten. Das resultierende niedrigkristalline Hydroxygalliumphthalocyanin wird dann einer Mahlbehandlung in einem Dispergiermedium unterzogen, welches bevorzugt ein Amidlösungsmittel sein kann, wobei Beispiele von diesen die folgenden einschließen können: Acetamid, N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, N-Methylformamid, N-Methylacetamid, N-Metylpropioamid und Formamid. Das halogenierte Galliumphthalocyanin kann durch verschiedene Verfahren hergestellt werden, wie sie in der JP-A-6-93203 beschrieben sind.
Das Verfahren, auf das hierin Bezug genommen worden ist, ist eine Behandlung, die durch Verwendung einer Mahlvorrichtung wie etwa einer Sandmühle oder einer Kugelmühle zusammen mit einem Dispersionsmedium wie etwa Glaskugeln, Stahlkugeln und Aluminiumoxidkügelchen durchgeführt wird. Die Mahlzeit kann bevorzugt in der Größenordnung von 4–24 Stunden liegen, während sie in Abhängigkeit der eingesetzten Mahlvorrichtung variieren kann, wobei dessen einheitliche Festlegung schwierig ist. Eine zu lange Mahlzeit ist zur Herstellung des erfindungsgemäßen Hydroxygalliumphthalocyanins nicht geeignet. Die besten Resultate können durch Steuerung der Mahlzeit während der Beobachtung bei gleichzeitiger Überprüfung des Bragg-Winkels eines gemahlten Produkts, das jede 1–3 Stunden genommen worden ist, erzielt werden. Das Dispergiermedium für das Mahlen kann bevorzugt in einer Menge eingesetzt werden, welche das 5–30fache des niedrigkristallinen Hydroxygalliumphthalocyaninsgewichts ist.
Ein charakteristisches Merkmal des Herstellungsverfahrens ist das Gefriertrocknen des hydratisierten Hydroxygalliumphthalocyanins. Ein Hydroxygalliumphthalocyanin, das ohne den Gefriertrocknungsschritt erhalten worden ist, kann nicht den stärksten Peak bei einem Bragg-Winkel (2θ ± 0,2°) von 28,1° gewährleisten. Durch das Gefriertrocknen wird das Wasser (oder die Feuchtigkeit), die in den hydratisierten Hydroxygalliumphthalocyanin enthalten ist, sublimiert. Demgemäß ist die Bedingung für das Gefriertrocknen, dass Wasser sublimiert. Zum Beispiel kann ein reduzierter Druck von höchstens 4 Torr nach dem Einfrieren des hydratisierten Hydroxygalliumphthalocyanins geeignet sein und die Sublimation kann danach selbst bei Raumtemperatur fortgeführt werden.
In einem speziellen Beispiel des Herstellungsverfahrens wurde eine Gefriertrocknungsvorrichtung („KFD-1", erhältlich von Kaneda Rika K. K.) für die Gefriertrocknung eingesetzt, während eine Vakuumpumpe damit verbunden war. In dem Gerät konnte die Temperatur an der Falleneinheit für das Wasser auf einen Bereich von –20 bis –110°C eingestellt werden. Die eingesetzte Vakuumpumpe besaß eine Gasentladungsrate von 100 l/min und ein Endvakuum von 10^–4 Torr.
Das halogenierte Galliumphthalocyanin als Ausgangsmaterial kann außer dem Chlorogalliumphthalocyanin ebenso ein Bromogalliumphthalocyanin oder ein Iodogalliumphthalocyanin sein.
Als Nächstes werden einige Beispiele der Anwendung des Hydroxygalliumphthalocyaninkristalls für ein Ladungserzeugungsmaterial in dem elektrofotografischen lichtempfindlichen Element erläutert.
Das erfindungsgemäße elektrofotografische lichtempfindliche Element kann eine laminare Struktur, einschließlich einer auf einem elektroleitfähigen Träger ausgebildeten lichtempfindlichen Einzelschicht, die sowohl ein Ladungserzeugungsmaterial als auch ein Ladungstransportmaterial enthält, oder alternativ dazu eine laminare lichtempfindliche Schicht, einschließlich einer ein Ladungserzeugungsmaterial enthaltenden Ladungserzeugungsschicht und einer ein Ladungstransportmaterial enthaltenden Ladungstransportschicht, die nacheinander auf einem elektroleitfähigen Träger ausgebildet sind, aufweisen. Die Reihenfolge der Laminierung der Ladungserzeugungsschicht und der Ladungstransportschicht kann umgedreht sein.
Der elektroleitfähige Träger kann irgendein Material umfassen, welches Elektroleitfähigkeit besitzt, wobei Beispiele davon die folgenden miteinschließen können:
Metalle, wie etwa Aluminium und rostfreier Stahl; und feste Substrate aus zum Beispiel Metallen, Kunststoffen und Papier, die mit einer elektroleitfähigen Beschichtungsschicht versehen sind. Der elektroleitfähige Träger kann in einer Form eines Zylinders oder eines flachen, gekrümmten oder gewundenen Blattes oder eines Bandes sein.
Zwischen dem elektroleitfähigen Träger und der lichtempfindlichen Schicht ist es möglich, eine Primerschicht oder eine Grundierungsschicht mit einer Sperrfunktion und einer Haftfunktion anzuordnen. Die Zwischenbeschichtungsschicht kann zum Beispiel ein Material wie etwa Polyvinylalkohol, Polyethylenoxid, Ethylcellulose, Methylcellulose, Casein, Polyamid, Leim oder Gelatine umfassen. Diese Materialien können in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst sein, um auf den elektroleitfähigen Träger aufgetragen zu werden, um dadurch einen Film in einer Stärke von zum Beispiel 0,2–3,0 μm auszubilden.
Die lichtempfindliche Schicht aus einer Einzelschicht kann durch Vermischen des erfindungsgemäßen Hydroxygalliumphthalocyanins als Ladungserzeugungsmaterial mit einem Ladungstransportmaterial in einer geeigneten Bindemittelharzlösung zur Erzeugung einer Flüssigkeitsmischung und durch Auftragen der Flüssigkeitsmischung auf den elektroleitfähigen Träger, optional wie vorstehend beschrieben über eine Grundierungsschicht, ausgebildet werden.
Im Falle der Ausbildung einer laminaren lichtempfindlichen Schicht, wie vorstehend beschrieben ist, kann die Ladungserzeugungsschicht durch Dispergieren des erfindungsgemäßen Hydroxygalliumphthalocyanins in einer geeigneten Bindemittellösung zur Erzeugung einer Dispersionsflüssigkeit und durch Auftragen der Dispersionsflüssigkeit, gefolgt von einem Trocknen ausgebildet werden. Jedoch kann die Ladungserzeugungsschicht ebenso durch eine Dampfabscheidung des Hydroxygalliumphthalocyanins ausgebildet werden.
Die Ladungserzeugungsschicht kann durch Auftragen und Trocknen eines Anstrichs, der durch Auflösen eines Ladungstransportmaterials und eines Bindemittelharzes in einem Lösungsmittel ausgebildet worden ist, ausgebildet werden. Beispiele des Ladungstransportmaterials können die Folgenden mit einschließen: Triarylaminverbindungen, Hydrazonverbindungen, Stilbenverbindungen, Pyrazolinverbindungen, Oxazolverbindungen, Thiazolverbindungen und Triarylmethanverbindungen.
Beispiele des Bindemittels für den Aufbau der vorstehend erwähnten lichtempfindlichen Schicht oder für den Aufbau der diese Schicht aufbauenden Schichten können die Folgenden mit einschließen: Polyester, Acrylsäureharz, Polyvinylcarbazol, Phenoxyharze, Polycarbonate, Polyvinyl butyral, Polystyrol, Polyvinylacetat, Polysulfon, Polyarylat, Vinylidenchlorid-/Acrylnitril-Copolymere und Polyvinylbenzal.
Die Auftragung der lichtempfindlichen Schicht(en) kann durch Beschichtungsverfahren wie etwa Eintauchen, Sprühbeschichten, Rotationsbeschichten, Tropfenbeschichten (bead coating), Rakelstreichverfahren und Strahlbeschichten durchgeführt werden.
Die lichtempfindliche Einzelschicht kann eine Stärke von 5–40 μm und bevorzugt von 10–30 μm aufweisen. In der laminaren lichtempfindlichen Schicht kann die Ladungserzeugungsschicht eine Stärke von 0,1–10 μm und bevorzugt von 0,05–5 μm aufweisen, und die Ladungstransportschicht kann eine Stärke von 5–40 μm und bevorzugt von 10–30 μm aufweisen.
Das Ladungserzeugungsmaterial kann bevorzugt in 20–80 Gewichtsprozent und weiter bevorzugt in 30–70 Gewichtsprozent der Ladungserzeugungsschicht enthalten sein. Das Ladungstransportmaterial kann bevorzugt in 20–80 Gewichtsprozent und weiter bevorzugt in 30–70 Gewichtsprozent der Ladungstransportschicht enthalten sein.
Die lichtempfindliche Einzelschicht kann bevorzugt 3–30 Gewichtsprozent des Ladungserzeugungsmaterials und 30–70 Gewichtsprozent des Ladungstransportmaterials enthalten, und zwar jeweils bezüglich deren Gesamtgewicht.
Das erfindungsgemäße Hydroxygalliumphthalocyanin kann in einer Mischung mit einem weiteren Ladungserzeugungsmaterial eingesetzt werden, falls es erwünscht ist, z. B. für den Einsatz in einem panchromatischen System oder einem System mit einer Digital-Analog-Kombination, oder zur Verbesserung der Empfindlichkeit oder Beständigkeit. In solchen Fällen kann das Hydroxygalliumphthalocyanin bevorzugt 50 Gewichtsprozent des gesamten Ladungserzeugungsmaterials aufbauen.
Die lichtempfindliche Schicht kann, falls gewünscht, ferner mit einer Schutzschicht beschichtet sein. Eine solche Schutzschicht kann durch Auftragen einer Harzlösung in einem geeigneten Lösungsmittel, wie etwa einem Polyvinylbutyral-, Polyester-, Polycarbonatharz (wie etwa Polycarbonat Z und modifiziertes Polycarbonat), Nylon, Polyimid, Polyarylat, Polyurethan, Styrol/Butadien-Copolymer, Styrol/Acrylsäure-Copolymer oder Styrol/Acrylnitril-Copolymer, auf eine lichtempfindliche Schicht, gefolgt von einem Trocknen ausgebildet werden. Die Schutzschicht kann bevorzugt in einer Stärke von 0,05–20 μm ausgebildet sein. Die Schutzschicht kann elektroleitfähige Teilchen oder einen ultravioletten Absorber enthalten. Die elektroleitfähigen Teilchen können zum Beispiel Teilchen eines Metalloxids wie etwa Zinnoxid umfassen.
Als Nächstes werden Ausführungsformen der Struktur und der Betriebsweise des elektrofotografischen Geräts, einschließlich eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 1 wird ein erfindungsgemäßes trommelförmiges lichtempfindliches Element 1 mit einer vorbestimmten peripheren Geschwindigkeit in der angegebenen Pfeilrichtung über eine Achse 1 in Rotation versetzt. Während der Rotation wird die äußere periphere Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 gleichförmig mit einem vorbeschriebenen positiven oder negativen Potenzial geladen, und dann mit einem Lichtbild L (mittels Schlitzbelichtung oder Laserstrahlabtastbelichtung) durch Verwendung einer bildweisen Belichtungseinrichtung (nicht gezeigt) belichtet, wodurch ein elektrostatisches latentes Bild, das dem Belichtungsbild entspricht, nacheinander auf der peripheren Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 ausgebildet wird. Das elektrostatische latente Bild wird dann mit einem Toner mittels einer Entwicklungseinrichtung 4 zur Erzeugung eines Tonerbildes auf dem lichtempfindlichen Bild 1 entwickelt. Das Tonerbild wird mittels einer Coronaübertragungseinrichtung 5 auf das Aufzeichnungsmaterial 9 übertragen, welches von einer Papierzuführeinheit (nicht gezeigt) in Synchronisation mit der Rotation des lichtempfindlichen Elements 1 in eine Position zwischen dem lichtempfindlichen Element 1 und der Übertragungseinrichtung 9 zugeführt wurde. Das Aufzeichnungsmaterial 9, das das aufgenommene Tonerbild trägt, wird dann von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements abgetrennt und einer Bildfixervorrichtung 8 zur Fixierung des Tonerbildes zugeführt. Der resultierende Druck oder die resultierende Kopie, welche(r) das fixierte Tonerbild umfasst, wird dann aus dem elektrofotografischen Gerät ausgestoßen. Die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 wird nach der Bildübertragung einer Entfernung von restlichem Toner mittels einer Reinigungseinrichtung einer Reinigung unterzogen und wird dann einer Ladungsentfernung mittels einer Vorbelichtungseinrichtung 7 unterzogen, um für eine wiederholte Bilderzeugung regeneriert zu sein.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform des elektrofotografischen Geräts, in der wenigstens ein lichtempfindliches Element 1, eine Ladungseinrichtung 2 und eine Entwicklungseinrichtung 4 innerhalb eines Containers 20 zur Erzeugung einer Verfahrenskartusche eingehaust sind, welche abnehmbar angebracht ist oder in eine Hauptbaugruppe des elektrofotografischen Geräts entlang einer Führungseinrichtung 12 wie etwa einer Führungsschiene an die Hauptbaugruppe einführbar vorgesehen ist. Eine Reinigungs einrichtung 6, die innerhalb des Containers 20 in dieser Ausführungsform angeordnet ist, kann weggelassen werden oder außerhalb des Containers 20 angeordnet sein.
Andererseits kann, wie in den 3 und 4 gezeigt ist, ein Direktladungselement 10 eingesetzt und das mit einer Spannung versorgte Direktladungselement 10 mit dem lichtempfindlichen Element 1 zur Ladung des lichtempfindlichen Elements in Kontakt gebracht werden. (Dieser Modus kann als „Direktentladungs"-Schema bezeichnet werden.) In dem in den 3 und 4 gezeigten Gerät wird ein Tonerbild auf dem lichtempfindlichen Element 1 ebenso durch die Wirkung eines Direktladungselements 23 auf ein Aufzeichnungsmaterial 9 übertragen. Genauer gesagt wird durch eine Kontaktierung des mit einer Spannung versorgten Direktladungselements 23 mit dem Aufzeichnungsmaterial 9 eine Übertragung des Tonerbildes auf dem lichtempfindlichen Element 1 auf das Aufzeichnungsmaterial 9 bewirkt.
Ferner ist in dem in der 4 gezeigten Gerät wenigstens das lichtempfindliche Element 1 und das Direktladungselement 10 innerhalb eines ersten Behälters 21 eingehaust, um eine erste Verfahrungskartusche zu erzeugen, und wenigstens eine Entwicklungseinrichtung 4 ist innerhalb eines zweiten Kessels 22 zur Erzeugung einer zweiten Verfahrenskartusche eingehaust, sodass die erste und die zweite Verfahrenskartusche abnehmbar an die Hauptbaugruppe des Geräts montierbar sind. Eine Reinigungseinrichtung 6 kann innerhalb des Containers 21 angeordnet sein oder auch nicht.
Für den Fall, dass das elektrofotografische Gerät als eine Kopiermaschine oder ein Drucker eingesetzt wird, kann das Belichtungslichtbild L als ein reflektiertes Licht von einem Original oder als ein transmittiertes Licht durch ein Original ausgegeben werden, oder durch Umwandeln von Daten, die aus dem Original in ein Signal ausgelesen worden sind, und durch eine Laserstrahlabtastung, einem Antrieb eines LED-Musters oder eines Antriebs einer Flüssigkristall-Verschlussmatrix.
Hierin nachstehend wird die vorliegende Erfindung genauer, und zwar basierend auf Beispielen und Vergleichsbeispielen, erläutert. In der folgenden Beschreibung sind die für die beschriebenen Zusammensetzungen eingesetzten Angaben „%" und „Teile" alle gewichtsbezogen.
Beispiel 1
73 g o-Phthalonitril, 25 g Galliumtrichlorid und 400 ml α-Chlornaphthalin wurden bei 200°C für 4 Stunden in einer Stickstoffatmosphäre zur Reaktion gebracht und das Produkt wurde mittels Filtration bei 130°C gewonnen. Das Produkt wurde durch Dispergierung in N,N-Dimethylformamid bei 130°C für 1 Stunde gewaschen, filtriert, mit Methanol gewaschen und getrocknet, um 45 g Kristalle von Chlorogalliumphthalocyanin zu erhalten. Die Kristalle wiesen ein Pulver-Röntgenbeugungsmuster auf, wie es in 5 gezeigt ist, und die folgenden Ergebnisse wurden mittels einer Elementaranalyse erhalten:
15 g des vorstehend erwähnten Chlorogalliumphthalocyanins wurden in 450 g konzentrierter Schwefelsäure bei 10°C gelöst und die resultierende Lösung wurde tropfenweise in 2300 g Eiswasser zur Repräzipitierung der Kristalle zugegeben, welche durch Filtration gewonnen wurden. Die Kristalle wurden durch Dispergieren in 2%igen Ammoniakwasser gewaschen und dann hinreichend mit deionisierten Wasser gewaschen. Die gewaschenen Kristalle wurden dann bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff für ca. 3 Minuten eingefroren und mittels des vorstehend erwähnten Gefriertrockengeräts („KFD-1", erhältlich von Kaneda Rika K. K.) mit einem Vakuum von 1 mmHg gefriergetrocknet, um 13 g eines niedrigkristallinen Hydroxygalliumphthalocyanins zu erhalten, welches das in 6 gezeigte Pulver-Röntgenbeugungsmuster zeigte.
Dann wurden 7 g des vorstehend erhaltenen Hydroxygalliumphthalocyanins und 210 g N,N-Dimethylformamid zusammen mit 300 g Glaskügelchen mit einem Durchmesser von 1 mm in einer Sandmühle bei Raumtemperatur (22°C) für 5 Stunden gemahlen. Aus dieser Dispersionsflüssigkeit wurde ein Feststoff (festes Wasser) gewonnen, hinreichend mit Methanol gewaschen und getrocknet, um 5,6 g einer neuen Kristallform des Hydroxygalliumphthalocyanins gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhalten, welches das in 7 gezeigte Pulver-Röntgenbeugungsmuster zeigte. Das Hydroxygalliumphthalocyanin ergab auch die folgenden Elementaranalyseergebnisse:
Beispiel 2
Ein Hydroxygalliumphthalocyanin, das das in 8 gezeigte Pulver-Röntgenbeugungsmuster zeigte, wurde durch das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Mahlzeit von 5 Stunden auf 15 Stunden verändert wurde. Das Hydroxygalliumphthalocyanin besaß ein Infrarotabsorptionsspektrum, wie es in 9 gezeigt ist, und die folgenden Elementaranalyseergebnisse:
Vergleichsbeispiel 1
30 g 1,3-Diiminoisoindolin, 9,1 g Galliumtrichlorid und 230 g Chinolin wurden für 3 Stunden bei 200°C in einer Stickstoffatmosphäre zur Reaktion gebracht und das Produkt wurde mittels Filtration bei 130°C gewonnen. Das Produkt wurde mit Aceton und Methanol gewaschen und getrocknet, um 27 g Chlorogalliumphthalocyanin zu erhalten, welches ein Pulver-Röntgenbeugungsmuster zeigte, das ähnlich zu dem in 5 gezeigten war.
15 g des somit erhaltenen Chlorogalliumphthalocyanins wurden in 300 g konzentrierter Schwefelsäure bei 0°C gelöst, und dann wurde die Lösung tropfenweise in 2250 g destilliertes Wasser bei 5°C unter Rühren zugegeben, um die mittels Filtration gewonnenen Kristalle zu repräzipitieren. 2%igem AmmoniaDie Kristalle mit destilliertem Wasser und Ammoniak wasser gewaschen und dann zur Förderung der Trocknung unter Vakuum bei ca. 40°C getrocknet, um 13 g niedrigkristallines Hydroxygalliumphthalocyanin zu erhalten, welches das in 10 gezeigte Pulver-Röntgenbeugungsmuster zeigte.
Dann wurden 0,5 g des resultierenden Hydroxygalliumphthalocyanins und 15 g N,N-Dimethylformamid mit 30 g Glaskugeln mit einem Durchmesser von 1 mm über 10 Stunden innerhalb eines Anstrichmixbechers (paint shaker, erhältlich von K. K. Toyo Seiki Seisakusho) mit einer Vibrationsgeschwindigkeit von 750 cpm gemahlen. Aus der resultierenden Dispersionsflüssigkeit wurde ein Feststoff gewonnen, hinreichend mit Methanol gewaschen und getrocknet, um Kristalle zu erhalten, welche das in 11 gezeigte Pulver-Röntgenbeugungsmuster zeigten.
Hierin nachstehend werden einige Beispiele zur Herstellung eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements durch Verwendung der vorstehend hergestellten Hydroxygalliumphthalocyanine erläutert.
Beispiel 3
50 Teile Titanoxidpulver, das mit Zinnoxid mit einem Antimonoxidanteil von 10% beschichtet war, 25 Teile eines resolartigen Phenolharzes, 20 Teile Methylcellosolve, 5 Teile Methanol und 0,002 Teile Silikonöl (Polydimethylsiloxan/Polyoxyalkylen-Copolymer, Mw (gewichtsgemittetes Molekulargewicht) = 3000) wurden für 2 Stunden zusammen mit Glaskügelchen mit einem Durchmesser von 1 mm in einer Sandmühle dispergiert, um einen elektroleitfähigen Anstrich herzustellen, welcher durch Eintauchen auf einem Aluminiumzylinder (30 mm Durchmesser × 260 mm) aufgetragen und bei 140°C für 30 Minuten getrocknet wurde, um eine 20 μm-dicke elektroleitfähige Schicht zu erhalten.
Der Aluminiumzylinder mit der elektroleitfähigen Schicht wurde ferner durch Eintauchen in eine Lösung aus 5 Teilen eines quartären 6-66-610-12-Polyamidcopolymers in einen Mischlösungsmittel aus 70 Teilen Methanol und 25 Teilen Butanol, gefolgt von einer Trocknung, beschichtet, um eine 1 μm-Dicke Grundierungsschicht zu erhalten.
Separat dazu wurden 3 Teile des in Beispiel 2 hergestellten Hydroxygalliumphthalocyanins und 2 Teile Polyvinylbutyral zu 100 Teilen Cyclohexanon zugegeben und die Mischung wurde zusammen mit Glaskugeln mit einem Durchmesser von 1 mm für 1 Stunde innerhalb einer Sandmühle dispergiert. Die resultierende Dispersion wurde mit 100 Teilen Methylethylketon zur Erzeugung einer Beschichtungsflüssigkeit verdünnt. Die Beschichtungsflüssigkeit wurde durch Eintauchen auf die Grundierungsschicht aufgetragen und bei 90°C für 10 Minuten getrocknet, um eine 0,15 μm-dicke Ladungserzeugungsschicht zu erzeugen.
Separat dazu wurden 10 Teile eines Ladungstransportmaterials der folgenden Strukturformel:
und 10 Teile eines Polycarbonatharzes vom Bisphenol-Z-Typ in 60 Teilen Chlorbenzol zur Erzeugung einer Beschichtungsflüssigkeit gelöst, welche dann durch Eintauchen auf die Ladungserzeugungsschicht aufgetragen wurde und bei 110°C für 1 Stunde zur Erzeugung einer 20 μm dicken Ladungstransportschicht getrocknet wurde, um dadurch ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element herzustellen.
Beispiel 4
Ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, außer dass das in Beispiel 1 erzeugte Hydroxygalliumphthalocyanin anstelle des Hydroxygalliumphthalocyanins des Beispiels 2 als ein Ladungserzeugungsmaterial eingesetzt wurde.
Vergleichsbeispiel 2
Ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, außer dass das in Vergleichsbeispiel 1 erzeugte Hydroxygalliumphthalocyanin anstelle des Hydroxygalliumphthalocyanins des Beispiels 2 als ein Ladungserzeugungsmaterial eingesetzt wurde.
Die in den Beispielen 3 und 4 und im Vergleichsbeispiel 2 hergestellten lichtempfindlichen Elemente wurden entsprechend in einen Laserstrahldrucker „LBP-SX", erhältlich von Canon K. K.) eingesetzt und einer Empfindlichkeitsmessung unterzogen, wobei jedes lichtempfindliches Element auf ein eingestelltes Dunkelpotenzial von –700 V aufgeladen wurde und dann mit Laserlicht mit einer Wellenlänge von 820 nm bestrahlt wurde, um als Lichtempfindlichkeit eine Belichtungslichtmenge zu messen, die zur Verringerung des Potenzials von –700 V auf –150 V erforderlich war. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 1 gezeigt:
Tabelle 1
Die drei Laserstrahldrucker, welche die lichtempfindlichen Elemente der Beispiele 3 und 4 bzw. des Vergleichsbeispiels 2 umfassten, wurden einem kontinuierlichen Bilderzeugungstest mit 4000 Blättern unterzogen, während anfänglich das Dunkelpotenzial (V_D) und das Lichtpotenzial (V_L) auf –700 V bzw. –150 V eingestellt waren, um das Dunkelpotenzial (V_D) und das Lichtpotenzial (V_L) nach dem kontinuierlichen Bilderzeugungstest zu messen. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 2.
Tabelle 2
Drei zusätzliche lichtempfindliche Elemente wurden auf die gleiche Art und Weise wie in den Beispielen 3 und 4 bzw. im Vergleichsbeispiel 2 hergestellt und ein Teil eines jeden der lichtempfindlichen Elemente wurde mit weißem Licht mit 3000 Lux für 30 Minuten bestrahlt. Die lichtempfindlichen Elemente wurden entsprechend in einen Laserstrahldrucker identisch zu der vorstehenden Vorgehensweise eingebaut und die Dunkelpotenziale eines jeden lichtempfindlichen Elements wurden bezüglich des bestrahlten Teils und des unbestrahlten Teils gemessen, während das Dunkelpotenzial im unbestrahlten Teil auf –700 V eingestellt war. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 3 gezeigt:
Tabelle 3
Beispiel 6
Ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, außer dass das in Beispiel 3 eingesetzte Polyvinylbutyralharz (Bindemittelharz) durch ein Polycarbonatharz vom Bisphenol-Z-Typ ersetzt wurde.
Beispiel 7
Ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, außer dass das Ladungstransportmaterial durch eine Verbindung der folgenden Formel ersetzt wurde:
Beispiel 8
Ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, außer dass das Ladungstransportmaterial mit einer Verbindung der folgenden Formel ersetzt wurde:
Die vorstehend erwähnten drei lichtempfindlichen Elemente der Beispiele 5–7 wurden entsprechend in Laserstrahldrucker wie vorstehend beschrieben eingebaut, um die Lichtempfindlichkeit bezüglich der Belichtungslichtmenge, die zur Verringerung des Dunkelpotenzials von –700 V auf –150 V erforderlich ist, zu messen. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 4 gezeigt:
Tabelle 5
Ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element mit einer hohen Empfindlichkeit gegenüber langwelligem Licht, das durch ein Halbleiterlaser emittiert wird, welches eine geringe Änderung der Potenzialänderung während des wiederholten Einsatzes verursacht, wird durch Verwendung eines Ladungserzeugungsmaterials eines Hydroxygalliumphthalocyanins mit einer Kristallform erzeugt, die durch einen stärksten Peak bei einem Bragg-Winkel (2θ ± 0,2°) von 28,1° in einem Röntgenbeugungsmuster mit einer CuKα-Charakteristik charakterisiert ist. Das Hydroxygalliumphthalocyanin kann bevorzugt durch ein Verfahren hergestellt werden, das die Behandlung eines halogenierten Galliumphthalocyanins zur Umwandlung in ein hydratisiertes Hydroxygalliumphthalocyanin, das Gefriertrocknen des hydratisierten Hydroxygalliumphthalocyanins in ein niedrigkristallines Hydroxygalliumphthalocyanin und das Vermahlen des niedrigkristallinen Hydroxygalliumphthalocyanins umfasst.

Claims

Hydroxygalliumphthalocyanin mit folgender chemischer Struktur:
worin X₁, X₂, X₃ und X₄ jeweils Cl oder Br bedeuten, und n, m, p und k jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 4 bedeuten; und wobei das Hydroxygalliumphthalocyanin eine Kristallform besitzt, gekennzeichnet durch einen stärksten Peak bei einem Bragg-Winkel (2θ ± 0,2°) von 28,1° in einem Röntgenstrahldiffraktionsmuster mit CuKα-Charakteristik.
Ein elektrofotographisches lichtempfindliches Element, umfassend: einen elektroleitfähigen Träger und wenigstens eine lichtempfindliche Schicht, die auf dem elektroleitfähigen Träger ausgebildet ist, wobei die lichtempfindliche Schicht ein Hydroxygalliumphthalocyanin gemäß Anspruch 1 enthält.
Ein lichtempfindliches Element gemäß Anspruch 2, wobei die lichtempfindliche Schicht eine Laminatstruktur besitzt, die eine Ladungserzeugungsschicht und eine Ladungstransportschicht mit einschließt, und wobei das Hydroxygalliumphthalocyanin in der Ladungserzeugungsschicht enthalten ist.
Ein lichtempfindliches Element gemäß Anspruch 3, wobei die Ladungserzeugungsschicht eine Mischung eines Bindemittels, das aus Polyvinylbutyral oder einem Polycarbonat vom Bisphenol-Z-Typ ausgewählt ist, und in dem Bindemittel dispergiertes Hydroxygalliumphthalocyanin umfasst.
Ein lichtempfindliches Element gemäß Anspruch 3, wobei die Ladungstransportschicht ein Ladungstransportmaterial enthält, das aus den Folgenden durch die Formeln (a) bis (c) dargestellten, ausgewählt ist:
Ein elektrofotographisches Gerät, umfassend: ein elektrofotographisches lichtempfindliches Element gemäß Anspruch 2, eine Ladungseinrichtung zur Ladung des lichtempfindlichen Elements, eine bildweise Belichtungseinrichtung zur bildweisen Belichtung des lichtempfindlichen Elements, um eine elektrostatisches latentes Bild in dem lichtempfindlichen Element zu Erzeugen, und eine Entwicklungseinrichtung zur Entwicklung des elektrostatischen latenten Bilds auf dem lichtempfindlichen Element mittels eines Toners.
Eine Verfahrenskartusche, umfassend: ein elektrofotographisches lichtempfindliches Element gemäß Anspruch 2 und eine Ladungseinrichtung zur Ladung des lichtempfindlichen Elements, um so eine integrale Einheit auszubilden, welche abnehmbar an eine Hauptgeräteeinheit eines elektrofotographischen Geräts montierbar ist.
Eine Verfahrenskartusche gemäß Anspruch 7, die ferner eine Entwicklungseinrichtung zur Entwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes, das auf dem lichtempfindlichen Element ausgebildet ist, mit einschließt.