DE60301181T2

DE60301181T2 - Electrophotographic photoconductor, electrophotography method, electrophotographic apparatus, electrophotographic apparatus process cartridge using a specific outermost surface layer coating solution for the photoconductor

Info

Publication number: DE60301181T2
Application number: DE60301181T
Authority: DE
Inventors: Takaaki Ohta-ku Ikegami; Tomoyuki Ohta-ku Shimada; Yasuo Ohta-ku Suzuki; Nozomu Ohta-ku Tamoto; Hidetoshi Ohta-ku Kami
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2023-09-23
Also published as: US20040126687A1; EP1403722B1; EP1403722A1; EP1403722B8; US7018755B2; ES2244873T3; DE60301181D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrophotographischen Photoleiter, der eine hohe Gebrauchsdauer hat und hohe Auflösung verwirklicht. Sie betrifft ferner ein elektrophotographisches Verfahren, welches diesen Photoleiter verwendet, eine elektrophotographische Vorrichtung und eine elektrophotographische Prozesskartusche.
Beschreibung des verwandten Standes der Technik
In den letzten Jahren gab es ein bemerkenswertes Anwachsen von Systemen zur Informationsverarbeitung, die elektrophotographische Verfahren verwenden. Insbesondere Laserdrucker und digitale Kopiergeräte, welche Information in digitale Signale verwandeln, um Information durch Licht aufzuzeichnen, haben der Druckqualität und Zuverlässigkeit zu beachtlichen Verbesserungen verholfen. In Kombination mit Hochgeschwindigkeitstechnik werden sie nun auf Laserdrucker oder digitale Kopiergeräte angewendet, die in voller Farbe drucken können. Als ein Ergebnis ist es jetzt wichtig geworden, das doppelte Ziel von hoher Gebrauchsdauer und hoher Auflösung als eine Funktion des benötigten Photoleiters zu erreichen.
Im Allgemeinen benutzen in elektrophotographischen Laserdruckern und digitalen Kopiergeräten verwendete Photoleiter unter dem Gesichtspunkt von Kosten, Produktivität und Fehlen von Umweltverschmutzung organische photoleitende Materialien. Beispiele von im Stand der Technik bekannten organischen Photoleitern sind photoleitende Harze wie Polyvinylcarbazol (PVK), solche vom Typ der Charge-Transfer-Komplexe wie PVK-TNF (2,4,7-Trinitrofluorenon), solche vom Typ der Pigmentdispersion wie Phthalocyanin-Bindemittel und solche vom Typ der getrennten Funktion, welche ein Ladungserzeugungsmaterial mit einem Ladungstransportmaterial kombinieren.
Der Mechanismus der Bildung eines latenten elektrostatischen Bildes in dem Photoleiter vom Typ der getrennten Funktion ist wie folgt. Der Photoleiter wird aufgeladen und mit Licht bestrahlt, das Licht durchläuft eine Ladungstransportschicht und wird von einem Ladungserzeugungsmaterial in der Ladungserzeugungsschicht absorbiert, um eine Ladung zu erzeugen. Die so erzeugte Ladung wird an der Grenzschicht von Ladungserzeugungsschicht und Ladungstransportschicht in die Ladungstransportschicht implantiert, bewegt sich wegen des elektrischen Feldes durch die Ladungstransportschicht und bildet das latente elektrostatische Bild, indem sie die Oberflächen-Ladung auf dem Photoleiter neutralisiert.
Wenn jedoch der organische Photoleiter wiederholt verwendet wurde, neigte der Film dazu, abgeschabt zu werden, und wenn die Film-Abschabung der photoleitenden Schicht stark war, nahm das Aufladungspotential des Photoleiters ab, die Lichtempfindlichkeit wurde verschlechtert, der Toner lagerte sich wegen Kratzern auf der Oberfläche des Photoleiters ab, die Bilddichte nahm ab oder die Bildqualität nahm stark ab, und die Abriebfestigkeit des Photoleiters war durchgängig ein ernsthaftes Problem. In den letzten Jahren ist mit höheren Geschwindigkeiten der Elektrophotographie-Vorrichtungen oder Photoleitern mit kleinerem Durchmesser, da die Geräte kompakter werden, hohe Gebrauchsdauer des Photoleiters ein viel wichtigeres Thema geworden.
Um hohe Gebrauchsdauer des Photoleiters zu erreichen, wird gewöhnlich eine Schutzschicht auf der äußersten Oberfläche des Photoleiters bereitgestellt, und dieser Schutzschicht wird Gleitfähigkeit verliehen oder sie wird gehärtet, oder es wird ein Füllstoff in die Schicht eingebracht. Der Zusatz eines Füllstoffs zu der Schutzschicht ist eine besonders wirkungsvolle Weise, die Gebrauchsdauer des Photoleiters zu verbessern. Wenn jedoch der Füllstoff starke elektrische Isoliereigenschaften hat, nimmt sein Widerstand zu, und es gibt einen beträchtlichen Anstieg des Restpotentials. Dieser Anstieg des Restpotentials liegt weitgehend an einer Erhöhung des Widerstandes und einer Vermehrung von Ladungs-Fallenstellen, die sich ergeben, wenn Füllstoff eingebracht wird. Wenn ein leitfähiger Füllstoff verwendet wird, fällt der Widerstand ab und der Effekt des Restpotential-Anstiegs ist vergleichsweise gering, aber dann wird der Umriss des Bildes undeutlich, Verwaschung des Bildes tritt auf und es ist eine bedeutende Auswirkung auf die Bildqualität vorhanden.
Daher war es in der verwandten Technik schwierig, einen Füllstoff mit in hohem Maß isolierenden Eigenschaften zu verwenden, es wurde ein Füllstoff mit schwächeren Isoliereigenschaften verwendet, welcher verhältnismäßig wenig Auswirkung auf das Restpotential hatte, und es wurde eine Trommel-Erwärmungsvorrichtung bereitgestellt, um den Photoleiter zu erwärmen, um mit der erzeugten Bildverwaschung zurecht zu kommen. Das Erwärmen des Photoleiters unterdrückte die Bildverwaschung, jedoch machte die Bereitstellung der Trommel-Erwärmungsvorrichtung eine Erhöhung des Durchmessers des Photoleiters erforderlich. Dieses Verfahren kann daher nicht auf die Photoleiter mit kleinem Durchmesser angewendet werden, die jetzt üblich werden, weil die elektrophotographische Ausrüstung kompakter wird, und es wird schwierig, mit Photoleitern mit kleinem Durchmesser eine hohe Gebrauchsdauer zu erreichen. Auch wird, wenn eine Trommel-Erwärmungsvorrichtung bereitgestellt wird, das Gerät sperriger und der Energieverbrauch nimmt in beträchtlichem Ausmaß zu, überdies dauert es lange, bis das Gerät hochgefahren ist, so dass noch viele Probleme zu lösen waren.
Wenn ein Füllstoff mit hohem elektrischem Widerstand verwendet wird, führt der Anstieg des Restpotentials, der gewöhnlich beobachtet wird, zu einem Anstieg des Potentials in den belichteten Teilen des elektrophotographischen Gerätes, was eine Abnahme der Bilddichte und der Gradation verursacht. Um dies auszugleichen, ist es notwendig, das Potential der dunklen Teile des Gerätes zu erhöhen, wenn aber das Potential der dunklen Teile des Gerätes erhöht wird, nimmt die elektrische Feldstärke zu, Bildfehler wie Abscheidung des Toners im Hintergrund treten auf, und die Gebrauchsdauer des Photoleiters wird auch verkürzt.
In dem verwandten Gebiet ist als ein Mittel zur Unterdrückung des Potentialanstiegs ein Verfahren der Verwendung der Schutzschicht als die photoleitende Schicht offenbart worden (Japanische Patentanmeldungsveröffentlichungen (JP-B) Nr. 44-834, JP-B Nr. 43-16198, JP-B Nr. 49-10258). Jedoch nahm die Lichtmenge, welche die photoleitende Schicht erreicht, wegen der Absorption von Licht durch die Schutzschicht ab, es gab eine Abnahme der Empfindlichkeit des Photoleiters, und die Auswirkung des Verfahrens war nur geringfügig.
In einem anderen Verfahren wird der mittlere Teilchendurchmesser eines Metalls oder Metalloxids, das als der Füllstoff enthalten ist, gleich 0,3 μm oder weniger gemacht (offengelegte japanische Patentanmeldung (JP-A) Nr. 57-30846), so dass die Schutzschicht praktisch durchsichtig ist und Ansammlung von Restpotential unterdrückt wird. Dieses Verfahren hat eine Wirkung der Unterdrückung des Anstiegs des Restpotentials, seine Wirkung ist aber ungenügend, und es hat die vorstehenden Probleme noch nicht gelöst. Das liegt daran, dass der Anstieg des Restpotentials, wenn der Füllstoff beinhaltet ist, wahrscheinlich eher wegen Ladungsfallen oder der Dispersität des Füllstoffs, wenn der Füllstoff vorhanden ist, als wegen dem Wirkungsgrad der Ladungserzeugung erfolgt. Sogar wenn der mittlere Teilchendurchmesser des Füllstoffs mehr als 0,3 μm ist, kann Transparenz erhalten werden, indem die Dispersität erhöht wird, und sogar wenn der mittlere Teilchendurchmesser weniger als 0,3 μm ist, nimmt die Transparenz des Films ab, wenn der Füllstoff einen hohen Kohäsionsgrad hat.
Gemäß einem anderen Verfahren ist ein Ladungstransportmaterial zusammen mit dem Füllstoff in der Schutzschicht enthalten (JP-A Nr. 04-281461), was die mechanische Festigkeit erhöht und den Anstieg des Restpotentials unterdrückt. Der Zusatz des Ladungstransportmaterials zu der Schutzschicht hat die Auswirkung, die Beweglichkeit der Ladung zu verbessern, und ist ein effektiver Weg zur Verringerung des Restpotentials. Wenn jedoch der beträchtliche Anstieg des Restpotentials, der sich aus dem Einschluss des Füllstoffs ergibt, an der Erhöhung des Widerstandes und der Zunahme von Fallenstellen, wenn der Füllstoff vorhanden ist, liegt, wird eine Grenze der durch Verbesserung der Ladungsbeweglichkeit erhaltenen Unterdrückung des Anstiegs des Restpotentials vorhanden sein. Daher müssen die Filmdicke der Schutzschicht und der Füllstoffgehalt verringert werden, und die notwendige Gebrauchsdauer kann nicht erreicht werden.
Es gibt andere Verfahren zum Unterdrücken des Anstiegs des Restpotentials, zum Beispiel den Zusatz einer Lewis-Säure zu der Schutzschicht (JP-A Nr. 53-133444), den Zusatz einer organischen Protonensäure zu der Schutzschicht (JP-A Nr. 55- 157748), das Einschließen eines Elektronen aufnehmenden Materials (JP-A Nr. 02-4275) und das Einschließen eines Wachses mit einer Säurezahl von 5 (mg/KOH) oder weniger (JP-A Nr. 2000-66434). Es wird angenommen, dass diese Verfahren den Anstieg des Restpotentials unterdrücken, indem sie die Implantation von Ladung an der Grenzschicht zwischen der Schutzschicht und der Elektronentransportschicht verbessern und es leicht für Ladung machen, die Oberfläche zu erreichen, indem ein Teil mit niedrigem Widerstand in der Schutzschicht erzeugt wird. Es wird gefunden, dass dieses Verfahren die Auswirkung hat, das Restpotential zu erniedrigen, es neigt aber dazu, Bildverwaschung zu verursachen, und die überflüssige Wirkung auf das Bild ist offensichtlich. Ferner neigt es dazu, wenn eine organische Säure zugesetzt wird, die Dispersität des Füllstoffes zu verringern, so dass die Wirkung ungenügend ist und das Verfahren die gegenwärtigen Probleme noch nicht lösen konnte.
Bei einem elektrophotographischen Photoleiter, welcher einen Füllstoff enthält, um die Gebrauchsdauer zu erhöhen, ist es um hohe Bildqualität zu realisieren wichtig, dass nicht nur Bildverwaschung oder Anstieg des Restpotentials unterdrückt werden, sondern auch dass Ladung die Oberfläche des Photoleiters auf geradem Weg erreicht, ohne dass der Füllstoff in der Schutzschicht die Aufladung stört. Dies wird in hohem Maß von der Dispersität des Füllstoffs in der Schutzschicht beeinflusst. Wenn der Füllstoff sich zusammenballt und aus der Ladungstransportschicht in die Schutzschicht implantierte Ladung sich zu der Oberfläche bewegt, neigt das Vorankommen dieser Ladung dazu, von dem Füllstoff behindert zu werden, die von dem Toner gebildeten Punkte werden gestreut und die Auflösung nimmt beträchtlich ab. Wenn eine Schutzschicht bereitgestellt ist und das Schreiblicht von dem Füllstoff gestreut wird, so dass die optische Transmission abnimmt, ist auch in gleicher Weise eine ausgeprägte ungünstige Auswirkung auf die Auflösung vorhanden, und diese Auswirkung auf die optische Transmission steht auch in einem engen Zusammenhang mit der Dispersität des Füllstoffs. Die Dispersität des Füllstoffs hat auch eine große Auswirkung auf die Abriebfestigkeit. Wenn der Füllstoff sich stark zusammenballt und die Dispersität schlecht ist, nimmt die Abriebfestigkeit stark ab. Daher ist es bei einem elektrophotographischen Photoleiter, bei welchem eine einen Füllstoff enthaltende Schutzschicht ausgebildet ist, um die Gebrauchsdauer zu erhöhen, wichtig um gleichzeitig hohe Bildqualität zu erhalten, nicht nur Bildverwaschung oder Anstieg des Restpotentials zu unterdrücken, sondern auch die Dispersität des Füllstoffs in der Schutzschicht zu verbessern.
Ein wirksames Verfahren zum Lösen all dieser Probleme ist jedoch noch nicht gefunden worden, und wenn die äußerste Oberflächenschicht des Photoleiters so gemacht wurde, dass sie einen Füllstoff enthält, um die Gebrauchsdauer zu erhöhen, waren Bildverwaschung und Anstieg des Restpotentials sehr ausgeprägt, und die Probleme mit der Bildqualität waren noch nicht gelöst. Um diese Auswirkungen abzumildern, ist es noch notwendig, eine Trommel-Erwärmungsvorrichtung einzubauen, aber hohe Gebrauchsdauer von Photoleitern mit kleinem Durchmesser, für welche die Gebrauchsdauer am wichtigsten ist, ist bisher noch nicht erreicht worden, und dies war ein hauptsächliches Hindernis dabei, Kompaktheit zu erreichen und den Energieverbrauch zu erniedrigen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die im Hinblick auf die vorstehenden Probleme erdacht wurde, einen Photoleiter bereitzustellen, der eine hohe Gebrauchsdauer aufweist, die Bildverschlechterung wegen Anstiegs des Restpotentials oder Bildverwaschung unterdrückt und es ermöglicht, Bilder hoher Qualität sogar nach langen Zeiträumen wiederholter Verwendung zu erhalten. Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein elektrophotographisches Verfahren, eine elektrophotographische Vorrichtung und eine elektrophotographische Prozesskartusche bereitzustellen, welche von einem solchen Photoleiter Gebrauch machen, so dass Austausch des Photoleiters unnötig ist, Drucken mit hoher Geschwindigkeit und eine kompakte Vorrichtung unter Verwendung eines Photoleiters mit kleinem Durchmesser verwirklicht werden können, und Bilder hoher Qualität zuverlässig sogar nach wiederholter Verwendung erhalten werden können.
Es ist bekannt, dass es wirksam ist, um die Gebrauchsdauer eines elektrophotographischen Photoleiters zu verbessern, eine einen Füllstoff enthaltende Schutzschicht auf der äußersten Oberfläche des Photoleiter zu erzeugen, aber dies hat die zusätzliche Wirkung des Anstiegs des Restpotentials oder der Bildverwaschung, was zu Bildverschlechterung führt. Die Erfinder haben als ein Ergebnis intensiver Untersuchungen herausgefunden, dass Bildverwaschung unterdrückt werden konnte, indem ein Füllstoff mit hochgradig isolierenden Eigenschaften in die Schutzschicht eingebracht wird, und dass der Anstieg des Restpotentials unterdrückt werden konnte, indem eine organische Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g eingebracht wird. Ein Faktor, welcher eine Verringerung des Restpotentials ermöglicht, ist der Zusatz eines Materials mit einer Säurezahl, aber ein anderer Faktor ist die sich daraus ergebende Verbesserung der Dispersität des Füllstoffs. Auch hat Verbesserung der Dispersität des Füllstoffs eine Anzahl von unterschiedlichen Vorteilen. Spezifisch hat sie nicht nur die Auswirkung, den Anstieg des Restpotentials zu unterdrücken, sondern indem sie die Abnahme der Transmission des Schreiblichtes in der Schutzschicht und Ungleichmäßigkeit der Bilddichte verhindert, stellt sie auch bessere Bildqualität bereit, verbessert die Abriebfestigkeit und verhindert das Auftreten von Filmdefekten. Wegen der chemischen Natur dieser organischen Verbindung werden jedoch oxidierende Gase wie Ozon oder NOx, die während der Verwendung erzeugt werden können, leicht adsorbiert, und können in einigen Fällen die Widerstandsfähigkeit der äußersten Oberflächenschicht erniedrigen oder zu Problemen wie Bildzerstörung führen. Die Erfinder haben, indem sie weiter Untersuchungen durchführten, herausgefunden, dass durch Einbringen von mindestens einer der Verbindungen, die durch die folgenden allgemeinen Formeln 1 und 2 dargestellt werden:
Allgemeine Formel 1
(In der allgemeinen Formel sind R¹, R² substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppen oder aromatische Kohlenwasserstoffringe und können identisch oder verschieden sein. R¹, R² können auch miteinander verbunden sein, um einen substituierten oder unsubstituierten Heterocyclus, der ein Stickstoffatom enthält, zu bilden. R³, R⁴, R⁵ sind substituierte oder unsubstituierte Alkyl- oder Alkoxygruppen oder Halogenatome. Ar ist ein substituierter oder unsubstituierter aromatischer Kohlenwasserstoffring oder aromatischer Heterocyclus. X ist ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom. n ist eine ganze Zahl im Bereich von 2 bis 4 und k, l, m sind jeweils ganze Zahlen im Bereich von 0 bis 3.)
Allgemeine Formel 2
(In der allgemeinen Formel sind R¹, R² substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppen oder aromatische Kohlenwasserstoffringe und können identisch oder verschieden sein. R¹, R² können auch miteinander verbunden sein, um einen substituierten oder unsubstituierten Heterocyclus, der ein Stickstoffatom enthält, zu bilden. R³, R⁴, R⁵ sind substituierte oder unsubstituierte Alkyl- oder Alkoxygruppen oder Halogenatome. Ar ist ein substituierter oder unsubstituierter aromatischer Kohlenwasserstoffring oder aromatischer Heterocyclus. n ist eine ganze Zahl im Bereich von 2 bis 4 ist und k, l, m sind jeweils ganze Zahlen im Bereich von 0 bis 3.) die von diesem oxidierenden Gas verursachten Probleme gelöst werden konnten.
Obwohl der Grund noch nicht eindeutig geklärt ist, kann vermutet werden, dass die in der Struktur zusätzlich zu dem Benzolring enthaltene substituierte Aminogruppe, welche eine basische Gruppe ist, auch dazu beiträgt, die Entstehung von Radikalresten zu unterdrücken, was wirksam gegen oxidierende Gase ist. Da ferner die von den allgemeinen Formeln 1 und 2 dargestellten Verbindungen auch die Fähigkeit zum Ladungstransport haben, wirken sie selbst nicht als Fallen für Ladungsträger, daher gibt es auf Grund ihres Zusatzes praktisch keine Verschlechterungen der elektrischen Merkmale, wie einen Anstieg des Restpotentials.
Der genaue Grund ist jedoch noch unbekannt, einschließlich des Grundes für den sehr großen Unterschied in der Auswirkung aus den nachstehend beschriebenen Vergleichsbeispielen 1–5.
Jedoch wurde bei den durch die allgemeinen Formeln 1 und 2 dargestellten Verbindungen als ein Ergebnis weiterer Untersuchungen gefunden, dass wegen ihrer Struktur durch Wechselwirkung mit der organischen Verbindung mit der Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g, die als ein anderer Komponenten-Bestandteil in der vorliegenden Erfindung beinhaltet ist, ein Salz hergestellt wird, und es bestand ein Problem im Hinblick auf die zeitabhängige Lagerstabilität der Beschichtungslösung.
Im Hinblick darauf haben die Erfinder nach weiteren Untersuchungen herausgefunden, dass die vorstehend genannten Probleme mit der zeitabhängigen Lagerstabilität gelöst werden konnten, indem ein spezifisches Antioxidationsmittel in der Beschichtungslösung beinhaltet wird.
Indem die folgenden Bedingungen erfüllt wurden, waren die Erfinder in der Lage, einen elektrophotographischen Photoleiter bereitzustellen, welcher den beiden Zielen von hoher Gebrauchsdauer und hoher Bildqualität genügte, und der es ermöglichte, auf verlässliche Weise sogar nach wiederholter Verwendung Bilder hoher Qualität zu erhalten, zusammen mit einem elektrophotographischen Verfahren, einem elektrophotographischen Gerät und einer elektrophotographischen Prozesskartusche, die es gestatteten, auf verlässliche Weise sogar nach wiederholter Verwendung Bilder hoher Qualität zu erhalten, und sie gelangten dadurch zu der vorliegenden Erfindung.
Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrophotographischer Photoleiter mit mindestens einer lichtempfindlichen Schicht auf einem leitfähigen Träger, wobei der elektrophotographische Photoleiter in einer äußersten Oberflächenschicht des elektrophotographischen Photoleiters umfasst: einen Füllstoff, eine organische Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g, und mindestens ein Art von Verbindung, dargestellt durch die folgenden allgemeinen Formeln 1 und 2:
(In den allgemeinen Formeln 1 und 2 sind R¹, R² substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppen oder aromatische Kohlenwasserstoffringe und können identisch oder verschieden sein. R¹, R² können auch miteinander verbunden sein, um einen substituierten oder unsubstituierten Heterocyclus, der ein Stickstoffatom enthält, zu bilden. R³, R⁴, R⁵ sind substituierte oder unsubstituierte Alkyl- oder Alkoxygruppen oder Halogenatome. Ar ist ein substituierter oder unsubstituierter aromatischer Kohlenwasserstoffring oder aromatischer Heterocyclus. n ist eine ganze Zahl im Bereich von 2 bis 4 und k, l, m sind jeweils ganze Zahlen im Bereich von 0 bis 3. In der allgemeinen Formel 1 ist X ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom).
Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Beschichtungslösung für die äußerste Oberflächenschicht eines elektrophotographischen Photoleiters, umfassend: einen Füllstoff, eine organische Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g, und mindestens ein Art von Verbindung, dargestellt durch die vorstehenden allgemeinen Formeln 1 und 2, und ein Antioxidationsmittel.
Der dritte Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrophotographisches Verfahren, umfassend: einen Aufladungsschritt zum Aufladen eines elektrophotographischen Photoleiters, einen Belichtungsschritt zum Bilden eines latenten elektrostatischen Bildes, indem ein Bild auf den durch den Aufladungsschritt aufgeladenen Photoleiter belichtet wird, einen Entwicklungsschritt zum Erzeugen eines Tonerbildes, indem ein Entwickler dem latenten elektrostatischen Bild zugeführt wird, um das latente elektrostatische Bild sichtbar zu machen, und einen Übertragungsschritt zum Übertragen des durch den Entwicklungsschritt erzeugten Tonerbildes auf ein Übertragungsmaterial, wobei der elektrophotographische Photoleiter umfasst: einen Füllstoff, eine organische Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g, und mindestens ein Art von Verbindung, dargestellt durch die folgenden allgemeinen Formeln 1 und 2, in der äußersten Oberflächenschicht davon.
Der vierte Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine elektrophotographische Vorrichtung, umfassend: einen elektrophotographischen Photoleiter, eine Ladevorrichtung zum Aufladen des elektrophotographischen Photoleiters, eine Belichtungseinheit zum Erzeugen eines elektrostatischen Bildes, indem ein Bild auf den durch die Ladevorrichtung aufgeladenen Photoleiter belichtet wird, eine Entwicklungseinheit zum Bilden eines Tonerbildes, indem dem elektrostatischen latenten Bild ein Entwickler zugeführt wird, um das elektrostatische latente Bild sichtbar zu machen, und eine Übertragungseinheit, um das mittels der Entwicklungseinheit erzeugte Tonerbild auf ein Übertragungsmaterial zu übertragen, wobei der elektrophotographischen Photoleiter enthält: einen Füllstoff, eine organische Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g, und mindestens ein Art von Verbindung, dargestellt durch die vorstehenden allgemeinen Formeln 1 und 2, in der äußersten Oberflächenschicht davon.
Der fünfte Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine elektrophotographische Prozesskartusche, wobei mindestens eine aus einer Ladevorrichtung zum gleichförmigen Aufladen der Oberfläche eines elektrophotographischen Photoleiters, einer Reinigungseinheit zum Reinigen der Oberfläche des elektrophotographischen Photoleiters, einer Entwicklungseinheit zum Erzeugen eines Tonerbildes, indem dem elektrostatischen latenten Bild ein Entwickler zugeführt wird, um das elektrostatische latente Bild sichtbar zu machen, zusammen mit dem elektrophotographischen Photoleiter in einer einstückigen Konstruktion ausgebildet ist, so dass sie frei an dem Gehäuse des elektrophotographischen Photoleiters angebracht oder daraus entfernt werden kann, und wobei der elektrophotographischen Photoleiter enthält: einen Füllstoff, eine organische Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g, und mindestens ein Art von Verbindung, dargestellt durch die vorstehenden allgemeinen Formeln 1 und 2, in der äußersten Oberflächenschicht davon.
Höchst langlebige elektrophotographische Photoleiter, die einen Füllstoff in der Schutzschicht des elektrophotographischen Photoleiters enthalten, werden unvermeidlich mit nachteiligen Wirkungen, wie Bildverwaschung, Anstieg des Restpotentials und Abnahme der Auflösung in Verbindung gebracht, und es war schwierig, die doppelten Ziele hoher Gebrauchsdauer und hoher Auflösung zu erreichen. Das liegt daran, dass hoher Widerstand dazu geeignet ist, Bildverwaschung zu unterdrücken, wogegen niedriger Widerstand dazu geeignet ist, Anstieg des Restpotentials zu unterdrücken, und die Tatsache, dass eine Austauschbeziehung zwischen diesen beiden Faktoren bestand, machte es schwierig, das Problem zu lösen.
Die von den Erfindern durchgeführten Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass nicht nur die physikalischen Eigenschaften des Füllstoffs eine Auswirkung auf das (Restpotential und die Bildqualität hatten und dass die Dispersität des Füllstoffs einen großen Beitrag dazu lieferte. Mit anderen Worten, wenn der Füllstoff nicht zusammenklebt und die Dispersität gut ist, erreicht die Ladung, welche in die Schutzschicht implantiert wird, leicht die Oberfläche, auf diese Weise kann nicht nur Anstieg des Restpotentials unterdrückt werden, sondern es ist auch die Reproduzierbarkeit von durch den Toner erzeugten Punkten zuverlässiger und es kann ein Bild hoher Auflösung erhalten werden. Wenn andererseits der Füllstoff in hohem Maß agglomeriert ist, wird das Vorankommen der Ladung durch den Füllstoff behindert, so dass nicht nur die Auflösung wegen der Abnahme der Linearität der Ladungsbewegung abnimmt, sondern auch die Ladung leicht eingefangen wird und dies zu einem Anstieg des Restpotentials führt.
Agglomeration (Zusammenballung) des Füllstoffs neigt dazu, mit anorganischen (hydrophilen) Füllstoffen aufzutreten, die eine niedrige Affinität zu organischen Lösungsmitteln oder Bindemittelharzen haben. Die Affinität zwischen dem anorganischen Füllstoff und organischem Lösungsmittel oder Bindemittelharz kann verstärkt werden, indem die in der vorliegenden Erfindung gefundene organische Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g zugesetzt wird, was die Wirkung hat, die Dispersität des Füllstoff zu erhöhen. Dies hat auch die Wirkung, den (elektrischen) Widerstand des Films, der wegen dem Zusatz von Säure zu stark zugenommen hat, auf ein geeignetes Niveau zu verringern. Wegen dieser synergistischen Wirkung wird nicht nur das Restpotential des Photoleiters verringert, sondern es wird auch wegen der Verbesserung in der Füllstoff-Dispersität die Streuung von aus dem Toner erzeugten Punkten vermindert, und es kann ein Bild hoher Qualität mit getreulicherer Punktwiedergabe erhalten werden.
Die Verbesserung der Füllstoff-Dispersität hat sehr viele Vorteile im Hinblick auf die Verbesserung der Bildqualität, wie verbesserte Lichtdurchlässigkeit in der äußersten Oberflächenschicht und Unterdrückung der Ungleichmäßigkeit der Bilddichte, während sie auch die Abriebfestigkeit verbessert und Filmdefekte verhütet. Überdies kann eine Beschichtungslösung zur Erzeugung einer Schutzschicht mit hoher Stabilität und langer Standzeit erhalten werden, und als ein Ergebnis kann ein elektrophotographischer Photoleiter erhalten werden, welcher die beiden Ziele von langer Gebrauchsdauer und hoher Bildqualität in zuverlässiger Weise über einen langen Zeitraum hinweg erreicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Laminierung eines in der vorliegenden Erfindung verwendeten elektrophotographischen Photoleiters zeigt.
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Laminierung eines anderen in der vorliegenden Erfindung verwendeten elektrophotographischen Photoleiters zeigt.
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Laminierung eines anderen in der vorliegenden Erfindung verwendeten elektrophotographischen Photoleiters zeigt.
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Laminierung eines anderen in der vorliegenden Erfindung verwendeten elektrophotographischen Photoleiters zeigt.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Laminierung eines anderen in der vorliegenden Erfindung verwendeten elektrophotographischen Photoleiters zeigt.
6 ist ein Diagramm eines Beispiels zu dem Zweck der Beschreibung des Elektrophotographie-Verfahrens und der elektrophotographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Diagramm eines Beispiels zu dem Zweck der Beschreibung eines anderen Elektrophotographie-Verfahrens und einer anderen elektrophotographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Diagramm eines Beispiels zu dem Zweck der Beschreibung des Elektrophotographie-Verfahrens und der elektrophotographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein Diagramm, welches das Röntgenbeugungsspektrum von Titanylphthalocyanin, verwendet in Ausführungsform 16, zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Hierin nachfolgend wird der in der vorliegenden Erfindung verwendete elektrophotographische Photoleiter unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben werden.
1 ist eine Querschnittsansicht, die den Elektrophotographie-Photoleiter der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine lichtempfindliche Schicht (33) mit einem Ladungserzeugungsmaterial und einem Ladungstransportmaterial als Hauptkomponenten ist auf einem leitfähigen Träger (31) bereitgestellt. Mindestens ein Füllstoff ist in der Oberfläche der photoleitenden Schicht enthalten.
2 zeigt eine Ladungserzeugungsschicht (35) mit einem Ladungserzeugungsmaterial als Hauptkomponente und eine Ladungstransportschicht (37) mit einem Ladungstransportmaterial als Hauptkomponente, die auf dem leitfähigen Träger (31) laminiert (übereinander geschichtet) sind. Mindestens ein Füllstoff ist in der Oberfläche der Ladungstransportschicht enthalten.
3 zeigt die lichtempfindliche Schicht (33) mit einem Ladungserzeugungsmaterial und einem Ladungstransportmaterial auf dem leitfähigen Träger (31), und eine Schutzschicht (39) auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht. In diesem Fall enthält die Schutzschicht (39) den Füllstoff.
4 zeigt eine Konstruktion, in der die Ladungserzeugungsschicht (35) mit einem Ladungserzeugungsmaterial als Hauptkomponente und eine Ladungstransportschicht (37) mit einem Ladungstransportmaterial als Hauptkomponente auf den leitfähigen Träger (31) laminiert sind und ferner die Schutzschicht (39) auf der Ladungstransportschicht bereitgestellt ist. In diesem Fall enthält die Schutzschicht (39) den Füllstoff.
5 zeigt eine Konstruktion, in der die Ladungstransportschicht (37) mit einem Ladungstransportmaterial als Hauptkomponente und die Ladungserzeugungsschicht (35) mit einem Ladungserzeugungsmaterial als Hauptkomponente auf den leitfähigen Träger (31) laminiert sind und ferner die Schutzschicht (39) auf der Ladungserzeugungsschicht bereitgestellt ist. In diesem Fall enthält die Schutzschicht (39) den Füllstoff.
Der leitfähige Träger (31) kann ein folienförmiger oder zylindrisch geformter Kunststoff oder Papier sein, bedeckt mit einem leitenden Material mit einem Volumenwiderstand von zum Beispiel 10¹⁰ Ω·cm, einem Metall wie Aluminium, Nickel, Chrom, Nichrome, Kupfer, Gold, Silber oder Platin, oder einem Metalloxid wie Zinnoxid oder Indiumoxid mittels Dampfabscheidung oder Sputtern, oder es kann ein Blech aus Aluminium, Aluminiumlegierung, Nickel oder rostfreiem Stahl sein, und dieses kann mittels Extrusion oder Ziehen zu einem Rohr geformt, abgeschnitten, poliert und oberflächenbehandelt sein. Der endlose Nickelgürtel und der endlose Gürtel aus rostfreiem Stahl, offenbart in JP-A-52-36016 können ebenfalls als der leitfähige Träger (31) verwendet werden.
Zusätzlich kann auch ein leitfähiges Pulver in dem Bindemittelharz dispergiert und auf den Träger beschichtet werden und als der leitfähige Träger (31) der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispiele von diesem leitfähigen Pulver sind Russ, Acetylenschwarz, Metallpulver wie Aluminium, Nickel, Eisen, Nichrome, Kupfer, Zink und Silber und ein Metalloxid wie leitfähiges Zinnoxid und ITO oder dergleichen. Das zusammen verwendete Bindemittelharz kann auch ein thermoplastisches Harz, wärmehärtbares Harz oder lichthärtbares Harz wie Styrol-Acrylnitril-Copolymer, Styrol-Butadien-Copolymer, Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer, Polyester, Polyvinylchlorid, Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer, Polyvinylacetat, Polyvinylidenchlorid, Polyarylatharz, Phenoxyharz, Polycarbonat, Celluloseacetatharz, Ethylcelluloseharz, Polyvinylbutyral, Polyvinylformal, Polyvinyltoluol, Poly-N-vinylcarbazol, Acrylharz, Siliconharz, Epoxyharz, Melaminharz, Urethanharz, Phenolharz oder Alkydharz umfassen. Eine solche leitfähige Schicht kann bereitgestellt werden, indem diese leitfähigen Pulver und Bindemittelharz in einem geeigneten Lösungsmittel dispergiert und aufgebracht werden, zum Beispiel Tetrahydrofuran, Dichlormethan, Methylethylketon oder Toluol.
Eine Konstruktionsvorrichtung, bei welcher eine leitfähige Schicht auf einem geeigneten zylindrischen Substrat mittels eines wärmeschrumpfbaren Schlauches, der diese leitfähigen Pulver in einem Material wie Polyvinylchlorid, Polypropylen, Polyester, Polyvinylidenchlorid, Polyethylen, chloriertem Kautschuk oder Polytetrafluorethylen-Fluorharz enthält, bereitgestellt wird, kann auch als der leitfähige Träger (31) der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Als nächstes wird die lichtempfindliche Schicht beschrieben. Die lichtempfindliche Schicht kann eine Einzelschicht oder ein Laminat sein, der Bequemlichkeit halber wird aber der Fall beschrieben, wo sie die Ladungserzeugungsschicht (35) und die Ladungstransportschicht (37) umfasst.
Die Ladungserzeugungsschicht (35) ist eine Schicht, welche hauptsächlich ein Ladungserzeugungsmaterial umfasst. Die Ladungserzeugungsschicht (35) kann ein im Stand der Technik bekanntes Ladungserzeugungsmaterial sein, Beispiele sind Monoazopigmente, Diazopigmente, Triazopigmente, Perylenpigmente, Perinonpigmente, Chinacridonpigmente, kondensierte polycyclische Verbindungen vom Chinontyp, Quadratsäure-Farbstoffe, andere Phthalocyaninpigmente, Naphthalocyaninpigmente und Azuleniumsalz-Farbstoffe und so weiter. Diese Ladungserzeugungsmaterialien können allein verwendet werden, oder es können zwei oder mehr in Kombination verwendet werden.
Die Ladungserzeugungsschicht (35) wird durch Dispergieren des Ladungserzeugungsmaterials zusammen mit dem Bindemittelharz, wenn erforderlich, in einem geeigneten Lösungsmittel unter Verwendung einer Kugelmühle, einer Rührwerkskugelmühle oder Sandmühle oder mittels Ultraschallwellen, Beschichten von diesem auf den leitfähigen Träger und Trocknen erzeugt.
Beispiele des Bindemittelharzes, welches wenn erforderlich in der Ladungserzeugungsschicht (35) verwendet wird, sind Polyamid, Polyurethan, Epoxyharz, Polyketon, Polycarbonat, Siliconharz, Acrylharz, Polyvinylbutyral, Polyvinylformal, Polyvinylketon, Polystyrol, Polysulfon, Poly-N-vinylcarbazol, Polyacrylamid, Polyvinylbenzal, Polyester, Phenoxyharz, Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer, Polyvinylacetat, Polyphenylenoxid, Polyamid, Polyvinylpyridin, Celluloseharz, Casein, Polyvinylalkohol und Polyvinylpyrrolidon. Die Menge an Bindemittelharz beträgt 0 bis 500 Gewichtsteile, und vorzugsweise 10 bis 300 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteilen des Ladungserzeugungsmaterials. Das Bindemittelharz kann vor oder nach dem Dispergieren zugesetzt werden.
Das hierin verwendete Lösungsmittel kann Isopropanol, Aceton, Methylethylketon, Cyclohexanon, Tetrahydrofuran, Dioxan, Ethylcellosolve, Ethylacetat, Methylacetat, Dichlormethan, Dichlorethan, Monochlorbenzol, Cyclohexan, Toluol, Xylol oder Ligroin sein, und Keton-Lösungsmittel, Ester-Lösungsmittel und Ether-Lösungsmittel sind besonders bevorzugt. Diese Lösungsmittel können allein verwendet werden, oder zwei oder mehr können in Abmischung verwendet werden.
Die Ladungserzeugungsschicht (35) umfasst das Ladungserzeugungsmaterial, Lösungsmittel und Bindemittelharz als Hauptkomponenten, aber sie kann auch irgendwelche anderen Additive wie einen Verstärker, ein Dispergiermittel, ein Tensid oder Siliconöl enthalten.
Die Beschichtungslösung kann mittels Tauchbeschichten, Sprühbeschichten, Wulstbeschichten, Düsenbeschichten, Schleuderbeschichten und Ringbeschichten aufgebracht werden.
Die Filmdicke der Ladungserzeugungsschicht (35) beträgt 0,01 μm bis 5 μm, und vorzugsweise 0,1 μm bis 2 μm.
Die Ladungstransportschicht (37) wird durch Auflösen des Ladungstransportmaterials und des Bindemittelharzes in einem geeigneten Lösungsmittel, Aufbringen von diesem auf die Ladungserzeugungsschicht und Trocknen erzeugt. Wenn erforderlich, können auch eines, zwei oder mehr aus einem Weichmacher, einem Egalisierungsmittel und einem Antioxidationsmittel zugesetzt werden.
Das Ladungstransportmaterial kann ein Material zum Transport durch positive Löcher oder ein Material zum Transport durch Elektronen sein.
Beispiele des Materials zum Transport durch Elektronen sind Elektronenakzeptoren wie Chloranil, Bromanil, Tetracyanethylen, Tetracyanochinodimethan, 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon, 2,4,5,7-Tetranitro-9-fluorenon, 2,4,5,7-Tetanitroxanthon, 2,4,8-Trinitrothioxanthon, 2,6,8-Trinitro-4H-indeno[1,2-b]thiophen-4-on, 1,3,7-Trinitrodibenzothiophen-5,5-dioxid und Benzochinonderivate.
Beispiele der Substanzen zum Transport durch positive Löcher sind Poly-N-carbazol und seine Derivate, Poly-γ-carbazolylethylglutamat und seine Derivate, Pyren-Formaldehyd-Kondensationsprodukte und ihre Derivate, Polyvinylpyren, Polyvinylphenanthren und Polysilan, Oxazolderivate, Oxadiazolderivate, Imidazolderivate, Monoarylaminderivate, Diarylaminderivate, Triarylaminderivate, Stilbenderivate, α-Phenylstilbenderivate, Benzidinderivate, Diarylmethanderivate, Triarylmethanderivate, 9-Styrylanthracenderivate, Pyrazolinderivate, Divinylbenzolderivate, Hydrazonderivate, Indenderivate, Butadienderivate und Pyrenderivate; Bisstilbenderivate, Enaminderivate und andere bekannte Materialien können verwendet werden. Diese Ladungstransportmaterialien können allein verwendet werden, oder zwei oder mehr können gemischt und zusammen verwendet werden.
Beispiele des Bindemittelharzes sind thermoplastische oder wärmehärtbare Harze wie Polystyrol, Styrol-Acrylnitril-Copolymer, Styrol-Butadien-Copolymer, Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer, Polyester, Polyvinylchlorid, Vinylchlorid- Vinylacetat-Copolymer, Polyvinylacetat, Polyvinylidenchlorid, Polyarylatharz, Phenoxyharz, Polycarbonat, Celluloseacetatharz, Ethylcelluloseharz, Polyvinylbutyral, Polyvinylformal, Polyvinyltoluol, Poly-N-vinylcarbazol, Acrylharz, Siliconharz, Epoxyharz, Melaminharz, Urethanharz, Phenolharz und Alkydharz.
Die Menge des Ladungstransportmaterials beträgt 20 bis 300 Gewichtsteile, und bevorzugt 40 bis 150 Gewichtsteile, pro 100 Gewichtsteile des Bindemittelharzes. Im Hinblick auf die Auflösung und die Reaktion ist die Dicke der Ladungstransportschicht vorzugsweise 25 μm oder weniger. Die Untergrenze unterscheidet sich, je nachdem welches System (insbesondere Aufladungspotential usw.) verwendet wird, und 5 μm oder mehr ist bevorzugt.
Beispiele des hierin verwendeten Lösungsmittels sind Tetrahydrofuran, Dioxan, Toluol, Dichlormethan, Monochlorbenzol, Dichlorethan, Cyclohexanon, Methylethylketon, und Aceton. Diese können allein verwendet werden, oder es können zwei oder mehr Arten zusammen verwendet werden.
Wenn die Ladungstransportschicht die äußerste Oberflächenschicht des Photoleiters ist, kann auch ein Füllstoffmaterial mindestens dem Oberflächenteil der Ladungstransportschicht zugesetzt werden, um die Abriebfestigkeit zu verbessern. Beispiele von organischen Füllstoffmaterialien sind Fluorharzpulver wie Polytetrafluorethylen, Siliconharzpulver und Aktivkohlepulver, und Beispiele von anorganischen Füllstoffmaterialien sind Metallpulver wie Kupfer, Zinn, Aluminium, und Indium, Metalloxide wie Siliciumdioxid, Zinnoxid, Zinkoxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid, Indiumoxid, Antimonoxid, Wismutoxid, Calciumoxid und mit Antimon dotiertes Zinnoxid, Metallfluoride wie Zinnfluorid, Calciumfluorid und Aluminiumfluorid, Kaliumtitanat und Bornitrid. Bei diesen Füllstoffen ist es unter dem Gesichtspunkt der Härte des Füllstoffs vorteilhaft, anorganische Materialien zu verwenden, um die Abriebfestigkeit zu erhöhen.
Als Füllstoffe, die nicht leicht zu Bildverwaschung führen, wird ein Füllstoff mit in hohem Maß isolierenden Eigenschaften bevorzugt, insbesondere ein Füllstoff mit einem pH-Wert von 5 oder mehr oder mit einer Dielektrizitätskonstante von 5 oder mehr ist wirksam, wobei spezifische Beispiel Titanoxid, Aluminiumoxid, Zinkoxid und Zirkoniumdioxid sind. Ein Füllstoff mit einem pH-Wert von 5 oder mit einer Dielektrizitätskonstante von 5 oder mehr kann natürlich allein verwendet werden, es können aber Füllstoffe mit einem pH-Wert von weniger als 5 mit Füllstoffen mit einem pH-Wert von 5 oder mehr kombiniert werden, und Füllstoffe mit einer Dielektrizitätskonstante von weniger als 5 können mit Füllstoffen mit einer Dielektrizitätskonstante von 5 oder mehr kombiniert werden. Auch hat unter diesen Füllstoffen α-Aluminiumoxid in hohem Maß isolierende Eigenschaften, hohe thermische Stabilität und eine hexagonal dichtgepackte Struktur, die eine hohe Abriebfestigkeit hat, daher ist es unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung der Bildverwaschung und der Verbesserung der Abriebfestigkeit besonders verwendbar.
Diese Füllstoffe können mit mindestens einer Art von Oberflächenbehandlungsmittel behandelt werden, und dies ist unter dem Gesichtspunkt der Dispersität der Füllstoffe bevorzugt. Wenn die Füllstoff-Dispersität abnimmt, führt das nicht nur zu einem Anstieg des Restpotentials, sondern auch zu einer Verringerung der Film-Transparenz und zu Filmdefekten, und auch zu einer Abnahme der Abriebfestigkeit, und dies kann ein hauptsächliches Hindernis beim Erreichen von langer Gebrauchsdauer oder hoher Bildqualität werden. Die Oberflächenbehandlungsmittel können irgendwelche im Stand der Technik verwendete Oberflächenbehandlungsmittel sein, bevorzugt sind aber Oberflächenbehandlungsmittel, welche die Isoliereigenschaften des Füllstoffs aufrecht erhalten können. Spezifische Beispiele sind Titanat-Kupplungsmittel, Aluminium-Kupplungsmittel, Zirkoniumaluminat-Kupplungsmittel, höhere Fettsäuren oder Mischungen von diesen Mitteln mit einem Silan-Kupplungsmittel und Al₂O₃, TiO₂, ZrO₂; Silicone, Aluminiumstearat und deren Mischungen, welche unter den Gesichtspunkten der Füllstoff-Dispersität und der Unterdrückung der Bildverwaschung bevorzugt sind. Behandlung mit einem Silan-Kupplungsmittel hat die Wirkung, Bildverwaschung zu verstärken, doch kann diese Wirkung durch eine Behandlung mit einer Mischung des vorstehend erwähnten Oberflächenbehandlungsmittels und eines Silan-Kupplungsmittels unterdrückt werden. Die Oberflächenbehandlung unterscheidet sich je nach dem mittleren primären Teilchendurchmesser des verwendeten Füllstoffs, beträgt aber 3 bis 30 Gew.-%, und bevorzugter von 5 bis 20 Gew.-%. Wenn die Oberflächenbehandlung niedriger als dies ist, kann die Auswirkung auf die Füllstoff-Dispersität nicht erreicht werden, und wenn sie zu hoch ist, verursacht sie einen beträchtlichen Anstieg des Restpotentials.
Wenn diese Füllstoff beinhaltet sind, kann hohe Gebrauchsdauer verwirklicht und Bildverwaschung vermieden werden, der Anstieg des Restpotentials wird aber verstärkt. Um den Anstieg des Restpotentials zu unterdrücken, kann eine organische Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g zugesetzt werden. Die Säurezahl ist als die Anzahl von Milligramm Kaliumhydroxid definiert, die benötigt wird, um die in 1 g enthaltenen freien Fettsäuren zu neutralisieren. Diese organische Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g kann irgendeine aus den organischen Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g sein, wie den organischen Fettsäuren oder den Harzen mit hoher Säurezahl, die allgemein im Stand der Technik bekannt sind. Da jedoch organische Säuren oder Akzeptoren mit einem äußerst niedrigen Molekulargewicht zu einer großen Abnahme der Dispersität des Füllstoffs führen können, kann es vorkommen, dass die Wirkung der Verringerung des Restpotentials nicht vollständig aufgewiesen wird. Daher ist die Verwendung von Polymeren oder Harzen, Copolymeren und Mischungen davon mit niedrigem Molekulargewicht bevorzugt, um das Restpotential des Photoleiters zu verringern und die Dispersität des Füllstoffs zu verbessern. Die Struktur dieser organischen Verbindungen ist bevorzugter eine geradkettige Struktur, welche nicht viel sterische Hinderung gewährt. Um die Dispersität zu verbessern, muss die organische Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g eine Affinität zu dem Füllstoff und auch dem Bindemittelharz aufweisen, und Materialien mit großer sterischer Hinderung bewirken eine Abnahme dieser Affinität, wodurch die Dispersität verringert wird und was zu vielen Problemen wie vorstehend erwähnt führt. Polykohlensäure ist eine Verbindung mit einer Struktur, die Kohlensäure in einem Polymer oder Copolymer enthält. Sie kann eine Kohlensäure enthaltende organische Verbindung sein, wie ein Copolymer, das Polyesterharz, Acrylatharz, Acrylsäure oder Methacrylsäure oder ein Styrol-Acryl-Copolymer oder irgendein Derivat davon verwendet. Ferner können zwei oder mehr dieser Materialien zusammen verwendet werden, was wirksam ist. In einigen Fällen können, wenn diese Materialien mit einer organischen Fettsäure kombiniert werden, die Dispersität des Füllstoffs und die damit einhergehende Abnahme des Restpotentials verstärkt werden.
Die Zusatzmenge der organischen Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g ist 0,01 Gew.-% bis 50 Gew.-%, und vorzugsweise 0,1 Gew.-% bis 20 Gew.-% in Bezug auf den Füllstoff, es ist aber bevorzugter, sie auf die minimal benötigte Menge einzustellen. Wenn die Zusatzmenge größer als notwendig ist, kann Bildverwaschung auftreten, und wenn die Zusatzmenge zu gering ist, zeigt sich die Wirkung der Verringerung des Restpotentials nicht vollständig. Die Säurezahl der organischen Verbindung ist vorzugsweise 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g, und bevorzugter 30 mg KOH/g bis 200 mg KOH/g. Wenn die Säurezahl höher als notwendig ist, fällt der Widerstand zu tief ab und die Wirkung der Bildverwaschung nimmt zu, wogegen wenn die Säurezahl zu niedrig ist, die Zusatzmenge erhöht werden muss und die Wirkung der Verringerung des Restpotentials unzureichend ist. Die Säurezahl des Materials muss auch unter Berücksichtigung des Gleichgewichts mit der Zusatzmenge bestimmt werden. Jedoch beeinflusst die Säurezahl des Materials nicht direkt die Wirkung der Verringerung des Restpotentials und wird in weitem Maß von der Struktur oder dem Molekulargewicht der verwendeten organischen Verbindung und der Dispersität des Füllstoffs beeinflusst.
Diese organischen Verbindungen mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g können, auch wenn die Ladungstransportschicht keinen Füllstoff enthält, zugesetzt werden, um das Restpotential zu verringern. Die Zusatzmenge hängt von der Säurezahl des Materials ab, das zugesetzt wird, beträgt aber 0,01 Gew.-% bis 50 Gew.-%, und vorzugsweise 0,1 Gew.-% bis 20 Gew.-% in Bezug auf das Bindemittelharz. Durch den Zusatz von Polycarbonsäure nimmt nicht nur das Restpotential ab, sondern es kann auch Filmbildung unterdrückt und die Haftungseigenschaften des Films können verbessert werden, daher ist er wirksam und nützlich. Wenn jedoch mehr als nötig zugesetzt wird, kann Bildverwaschung auftreten und die Abriebfestigkeit kann abnehmen.
Das Füllstoffmaterial kann zusammen mit mindestens einem Lösungsmittel und der organischen Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g unter Verwendung eines Verfahrens des Standes der Technik, wie einer Kugelmühle, Rührwerkskugelmühle, Sandmühle oder von Ultraschallwellen, dispergiert werden. Von diesen ist das Dispergieren mittels Kugelmühle unter der Gesichtspunkt der Dispersität bevorzugter, da es höhere Kontakteffizienz zwischen dem Füllstoff und der organischen Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g erlaubt und die Einführung von Verunreinigungen von außen geringer ist. Die Dispergiermedien können irgendwelche der im Stand der Technik verwendeten Medien sein, wie Zirkoniumoxid, Aluminiumoxid oder Achat, aber unter dem Gesichtspunkt der Füllstoffdispersität und der Wirkung der Abnahme des Restpotentials ist Aluminiumoxid bevorzugter. Wenn Zirkoniumoxid verwendet wird, ist die Abriebmenge der Medien während des Dispergierens groß, und das Restpotential nimmt beträchtlich zu, wenn diese zugesetzt werden. Ferner nimmt die Dispersität wegen des Zusatzes dieses Abriebpulvers beträchtlich ab, und Sedimentation des Füllstoffs wird beschleunigt. Wenn andererseits Aluminiumoxid als das Medium verwendet wird, wird obwohl das Medium während des Dispergierens Abrieb unterleidet, die Abriebmenge auf ein geringes Maß gedrückt, und das Abriebpulver das zugesetzt wird, hat einen äußerst geringen Einfluss auf das Restpotential. Überdies ist die nachteilige Wirkung auf die Dispersität gering, sogar wenn Abriebpulver zugesetzt wird. Daher ist die Verwendung von Aluminiumoxid als das für die Dispergierung verwendete Medium bevorzugter.
Durch den Zusatz der organischen Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g zusammen mit dem Füllstoff und dem organischen Lösungsmittel werden Kohäsion (Zusammenkleben) des Füllstoffs in der Beschichtungslösung und Sedimentation des Füllstoffs unterdrückt, und die Dispersität des Füllstoffs wird bedeutend verbessert, daher ist es bevorzugt, sie vor dem Dispergieren zuzusetzen. Das Bindemittelharz und das Ladungstransportmaterial können ebenfalls vor dem Dispergieren zugesetzt werden, aber in diesem Fall kann die Dispersität ein wenig abnehmen. Daher werden das Bindemittelharz und das Ladungstransportmaterial vorzugsweise in dem organischen Lösungsmittel gelöst nach dem Dispergieren zugesetzt.
Unter dem Gesichtspunkt der optischen Transmission und der Abrieb-Eigenschaften der Schutzschicht ist der durchschnittliche primäre Teilchendurchmesser des Füllstoffs vorzugsweise 0,01 μm bis 0,5 μm. Wenn der durchschnittliche primäre Teilchendurchmesser des Füllstoffs weniger als 0,01 μm ist, verschlechtern sich die Abrieb-Eigenschaften und die Dispersität nimmt ab, wogegen wenn er mehr als 0,5 μm ist die Sedimentation des Füllstoffs beschleunigt werden kann und Filmbildung des Toners auftreten kann.
Jedoch neigten bei dieser organischen Verbindung wegen ihrer chemischen Struktur oxidierende Gase, wie Ozon oder NOx, die je nach den Bedingungen hergestellt wurden, dazu adsorbiert zu werden, und in einigen Fällen führte dies zu Problemen wie niedrigem Widerstand der äußersten Oberfläche und Bildzerstörung. Diese Probleme wurden gelöst, indem die Verbindung, die durch die folgenden allgemeinen Formeln 1 und 2 dargestellt wird, zugesetzt wurde:
Allgemeine Formel 1
(In der allgemeinen Formel sind R¹, R² substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppen oder aromatische Kohlenwasserstoffringe und können identisch oder verschieden sein. R¹, R² können auch miteinander verbunden sein, um einen substituierten oder unsubstituierten Heterocyclus, der ein Stickstoffatom enthält, zu bilden. R³, R⁴, R⁵ sind substituierte oder unsubstituierte Alkyl- oder Alkoxygruppen oder Halogenatome. Ar ist ein substituierter oder unsubstituierter aromatischer Kohlenwasserstoffring oder aromatischer Heterocyclus. X ist ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom. n ist eine ganze Zahl im Bereich von 2 bis 4 ist und k, l, m sind jeweils ganze Zahlen im Bereich von 0 bis 3).
Allgemeine Formel 2
(In der allgemeinen Formel sind R¹, R² substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppen oder aromatische Kohlenwasserstoffringe und können identisch oder verschieden sein. R¹, R² können auch miteinander verbunden sein, um einen substituierten oder unsubstituierten Heterocyclus, der ein Stickstoffatom enthält, zu bilden. R³, R⁴, R⁵ sind substituierte oder unsubstituierte Alkyl- oder Alkoxygruppen oder Halogenatome. Ar ist ein substituierter oder unsubstituierter aromatischer Kohlenwasserstoffring oder aromatischer Heterocyclus. n ist eine ganze Zahl im Bereich von 2 bis 4 ist und k, l, m sind jeweils ganze Zahlen im Bereich von 0 bis 3).
Beispiele der Alkylgruppe in der allgemeinen Formel sind Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Hexyl und Undecyl. Beispiele von cyclischen aromatischen Gruppen sind einwertige bis sechswertige aromatische Kohlenwasserstoffgruppen mit einem aromatischen Kohlenwasserstoffring, wie Benzol, Naphthalin, Anthracen und Pyren, und einwertige bis sechswertige heterocyclische Gruppen mit einem heterocyclischen aromatischen Ring wie Pyridin, Chinolin, Thiophen, Furan, Oxazol, Oxadiazol und Carbazol. Beispiele von Substituenten davon sind die in den obengenannten Beispielen angegebenen Alkylgruppen, Alkoxygruppen wie Methoxy, Ethoxy, Propoxy und Butoxy, Halogenatome wie Fluor, Chlor, Brom und Iod, und aromatische Ringe. Beispiele von heterocyclischen Gruppen, in denen R¹ und R² ein Stickstoffatom umfassend miteinander verbunden sind, sind Pyrrolidinyl, Piperidinyl und Pyrolinyl. Andere Beispiele von heterocyclischen Gruppen, die alle ein Stickstoffatom umfassen, sind aromatische heterocyclische Gruppen wie N-Methylcarbazol, N-Ethylcarbazol, N-Phenylcarbazol, Indol und Chinolin.
Bevorzugte Beispiele der allgemeinen Formeln 1 und 2 werden nachstehend angegeben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Verbindungen beschränkt.
[Tabelle 1-1]
[Tabelle 1-2]
[Tabelle 2-1]
[Tabelle 2-2]
Die Zusatzmenge der durch die allgemeinen Formeln 1 und 2 dargestellten Verbindung beträgt vorzugsweise 0,01 Gewichts-% bis 150 Gewichts-% in Bezug auf das Bindemittelharz. Ist sie geringer als dies, ist die Widerstandsfähigkeit gegenüber oxidierenden Gasen unangemessen, und wenn sie mehr als dies ist, nimmt die Filmfestigkeit ab und die Eigenschaften der Abriebfestigkeit werden schlechter.
In einer Zusammensetzung, in der die durch die allgemeinen Formeln 1 und 2 dargestellte Verbindung in Verbindung mit der organischen Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g verwendet wird, muss wenn es erforderlich ist, die Beschichtungslösung zu lagern, ein spezielles Antioxidationsmittel zugesetzt werden, um die Bildung eines Salzes auf Grund von gegenseitigen Wechselwirkungen zu unterdrücken. Die Bildung dieses Salzes verursacht nicht nur Verfärbung der Beschichtungslösung, sondern führt auch zu Nachteilen wie einem Anstieg des Restpotentials in dem hergestellten elektrophotographischen Photoleiter.
Obwohl die gewöhnlichen und nachstehend erwähnte Antioxidationsmittel in der vorliegenden Erfindung als das Antioxidationsmittel verwendet werden können, sind (c) Hydrochinon und (f) gehinderte Aminverbindungen besonders wirksam. Jedoch wird das hier verwendete Antioxidationsmittel, im Gegensatz zu dem nachstehend beschriebenen Zweck, nur dazu verwendet, die durch die allgemeinen Formeln 1 und 2 dargestellten Verbindungen in der Beschichtungslösung zu schützen. In Folge dessen wird es vorzugsweise der Beschichtungslösung in einem Schritt vor der Einbringung der durch die allgemeinen Formeln 1 und 2 dargestellten Verbindungen zugesetzt, und bei einer Zusatzmenge von 0,1 Gew.-% bis 200 Gew.-% in Bezug auf die organische Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g kann ausreichende Lagerstabilität der Beschichtungslösung über die Zeit hinweg erhalten werden.
Ein Ladungstransport-Polymermaterial mit einer Funktion als Ladungstransportmaterial und auch einer Funktion als Bindemittelharz kann praktischerweise in der Ladungstransportschicht verwendet werden. Die Ladungstransportschicht, welche ein solches Ladungstransport-Polymermaterial umfasst, zeichnet sich durch hervorragende Abriebfestigkeit aus. Obwohl das Ladungstransport-Polymermaterial ein bekanntes Material sein kann, ist ein Polycarbonat mit einer Triarylstruktur in der Hauptkette und/oder der Seitenkette sehr zufriedenstellend. Insbesondere Ladungstransport-Polymermaterialien der folgenden allgemeinen Formeln I bis X erbringen gute Leistung. Diese werden nachstehend veranschaulicht, zusammen mit spezifischen Beispielen.
Allgemeine Formel I
In der Formel sind R₁, R₂ und R₃ jeweils substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppen oder Halogenatome, R₄ ist ein Wasserstoffatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, R₅ und R₆ sind substituierte oder unsubstituierte Arylgruppen, o, p und q sind ganze Zahlen im Bereich von 0 bis 4, k, j stellen Zusammensetzungs-Bruchteile dar, wobei 0,1 ≤ k ≤ 1, 0 ≤ j ≤ 0,9 ist, n die Anzahl der Grundeinheiten darstellt und eine ganze Zahl im Bereich von 5 bis 5000 ist. X ist eine zweiwertige aliphatische Gruppe, eine zweiwertige aliphatische cyclische Gruppe oder die zweiwertige Gruppe, die mit der folgenden Formel gezeigt wird:
In der Formel sind R₁₀₁ beziehungsweise R₁₀₂ substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppen, eine Arylgruppe oder ein Halogenatom, l und m sind ganze Zahlen im Bereich von 0 bis 4, und Y ist eine Einfachbindung, eine geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkylengruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, -O-, -S-, -SO-, -SO₂-, -CO-, -CO-O-Z-O-CO- (Z ist eine zweiwertige aliphatische Gruppe) oder:
(a ist eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 20, b ist eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 2000 und R₁₀₃ und R₁₀₄ sind substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppen oder Arylgruppen). Hierbei können R₁₀₁, R₁₀₂, R₁₀₃ und R₁₀₄ jeweils identisch oder verschieden sein.
Allgemeine Formel II
In der Formel sind R₇ und R₈ substituierte oder unsubstituierte Arylgruppen, Ar₁, Ar₂ und Ar₃ sind Allylengruppen, die identisch oder verschieden sein können, X, k, j und n sind die gleichen wie in der allgemeinen Formel I.
Allgemeine Formel III
In der Formel sind R₉ und R₁₀ substituierte oder unsubstituierte Arylgruppen, Ar₄, Ar₅ und Ar₆ sind Allylengruppen, die identisch oder verschieden sein können, X, k, j und n sind die gleichen wie in der allgemeinen Formel I.
Allgemeine Formel IV
In der Formel sind R₁₁ und R₁₂ substituierte oder unsubstituierte Arylgruppen, Ar₇, Ar₈ und Ar₉ sind Allylengruppen, die identisch oder verschieden sein können, p ist eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 5, X, k, j und n sind die gleichen wie in der allgemeinen Formel I.
Allgemeine Formel V
In der Formel sind R₁₃ und R₁₄ unabhängig voneinander eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe, Ar₁₀, Ar₁₁ und Ar₁₂ sind Allylengruppen, die gleich oder verschieden sein können, X₁ und X₂ sind substituierte oder unsubstituierte Ethylengruppen oder substituierte oder unsubstituierte Vinylengruppe. X, k, j und n sind die gleichen wie in der allgemeinen Formel I.
Allgemeine Formel VI
In der Formel sind R₁₅, R₁₆, R₁₇ und R₁₈ substituierte oder unsubstituierte Arylgruppen, Ar₁₃, Ar₁₄, Ar₁₅ und Ar₁₆ sind Allylengruppen, die identisch oder verschieden sein können, Y₁, Y₂ und Y₃ sind eine Einfachbindung, substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppen, substituierte oder unsubstituierte Cycloalkylengruppen, substituierte oder unsubstituierte Alkylenethergruppen, Sauerstoffatome, Schwefelatome oder Vinylengruppen. X, k, j und n sind die gleichen wie in der allgemeinen Formel I.
Allgemeine Formel VII
In der Formel sind R₁₉ und R₂₀ Wasserstoffatome oder substituierte oder unsubstituierte Arylgruppen, und R₁₉ und R₂₀ können einen Ring bilden. Ar₁₇, Ar₁₈ und Ar₁₉ sind Allylengruppen die identisch oder verschieden sein können. X, k, j und n sind die gleichen wie in der allgemeinen Formel I.
Allgemeine Formel VIII
In der Formel ist R₂₁ eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe, Ar₂₀, Ar₂₁, Ar₂₂ und Ar₂₃ sind Allylengruppen, die identisch oder verschieden sein können, X, k, j und n sind die gleichen wie in der allgemeinen Formel I.
Allgemeine Formel IX
In der Formel sind R₂₂, R₂₃, R₂₄ und R₂₅ substituierte oder unsubstituierte Arylgruppen, Ar₂₄, Ar₂₅, Ar₂₆, Ar₂₇ und Ar₂₈ sind Allylengruppen, die identisch oder verschieden sein können. X, k, j und n sind die gleichen wie in der allgemeinen Formel I.
Allgemeine Formel X
In der Formel sind R₂₆ und R₂₇ substituierte oder unsubstituierte Arylgruppen, Ar₂₉, Ar₃₀ und Ar₃₁ sind Allylengruppen, die identisch oder verschieden sein können. X, k, j und n sind die gleichen wie in der allgemeinen Formel I.
Das Verfahren des Aufbeschichtens der wie vorstehend beschrieben erhaltenen Beschichtungslösung kann irgendeines der in dem Stand der Technik bekannten Verfahren wie Sprühbeschichten, Wulstbeschichten, Düsenbeschichten, Schleuderbeschichten oder Ringbeschichten sein. Wenn der Füllstoff in der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht enthalten ist, kann der Füllstoff überall in der lichtempfindlichen Schicht vorhanden sein, es ist aber bevorzugt, für einen Gradienten der Füllstoffkonzentration zu sorgen, so dass die Füllstoffkonzentration auf der äußersten Oberfläche der Ladungstransportschicht am höchsten ist und an der Seite des Trägers am niedrigsten ist, oder für eine allmählich ansteigende Füllstoffkonzentration zu sorgen, indem mehrere Ladungstransportschichten von der Trägerseite bis zur Oberflächenseite bereitgestellt werden.
Als nächstes wird der Fall beschrieben, in dem die lichtempfindliche Schicht ein Laminat (33) ist. Es kann ein Photoleiter verwendet werden, der das vorstehend genannte, in einem Bindemittelharz dispergierte Ladungserzeugungsmaterial enthält.
Die lichtempfindliche Schicht kann erzeugt werden, indem das Ladungserzeugungsmaterial, das Ladungstransportmaterial und ein Bindemittelharz in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst oder dispergiert werden, dieses aufgetragen und getrocknet wird. Ein Weichmacher, ein Egalisierungsmittel oder ein Antioxidationsmittel können wenn nötig auch zugesetzt werden.
Das Bindemittelharz kann zusätzlich zu dem für die Ladungstransportschicht (37) beschriebenen Bindemittelharz in Abmischung mit dem für die Ladungserzeugungsschicht (35) beschriebenen Bindemittelharz verwendet werden. Das vorstehend erwähnte Ladungstransport-Polymermaterial kann natürlich auch verwendet werden. Die Menge an Ladungserzeugungsmaterial pro 100 Gewichtsteilen Bindemittelharz beträgt vorzugsweise 5 Gewichtsteile bis 40 Gewichtsteile, und die Menge an Ladungstransportmaterial beträgt vorzugsweise 0 Gewichtsteil bis 190 Gewichtsteile, und bevorzugter 50 Gewichtsteile bis 150 Gewichtsteile. Die lichtempfindliche Schicht kann erzeugt werden, indem eine Beschichtungslösung, in der das Ladungserzeugungsmaterial und Bindemittelharz zusammen mit dem Ladungstransportmaterial mittels einer Dispergiervorrichtung unter Verwendung eines Lösungsmittels wie Tetrahydrofuran, Dioxan, Dichlorethan oder Cyclohexan dispergiert sind, aufgebracht wird. Die Dicke der lichtempfindlichen Schicht kann praktischer Weise in der Größenordnung von 5 μm bis 25 μm liegen.
In der Zusammensetzung, in welcher die lichtempfindlichen Schicht die äußerste Oberflächenschicht ist, ist es wirksam um die Abriebfestigkeit zu erhöhen, wenn der Füllstoff mindestens in der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht enthalten ist. In diesem Fall kann irgendeiner der in der Ladungstransportschicht (37) verwendeten Füllstoffe verwendet werden. Auch in diesem Fall ist es wirksam, obwohl der Füllstoff durchgängig in der lichtempfindlichen Schicht enthalten sein kann, für einen Gradienten der Füllstoffkonzentration zu sorgen, oder mehrere lichtempfindliche Schichten bereitzustellen und allmählich die Füllstoffkonzentration zu verändern, wie im Fall der Ladungstransportschicht.
In dem Photoleiter der vorliegenden Erfindung kann eine Grundbeschichtung zwischen dem leitfähigen Träger (31) und der lichtempfindlichen Schicht bereitgestellt werden. Obwohl die Grundbeschichtung allgemein ein Harz als eine Hauptkomponente verwendet, ist es in Anbetracht der Tatsache, dass eine lichtempfindliche Schicht mit einem Lösungsmittel auf sie aufgetragen wird bevorzugt, dass es eher ein Harz mit hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber Lösungsmittel als ein Harz für ein gewöhnliches organisches Lösungsmittel ist. Beispiele von solchen Harzen sind wasserlösliche Harze wie Polyvinylalkohol, Casein und Natriumsalz von Polyacrylsäure, Alkohol-lösliche Harze wie Nylon-Copolymer und methoxymethyliertes Nylon und härtbare Harze, die ein dreidimensionales Netzwerk ausbilden, wie Polyurethan, Melaminharz, Phenolharz, Alkyd-Melaminharz und Epoxyharz. Auch Pigmente aus feinem Pulver von Metalloxiden wie Titanoxid, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Zinnoxid oder Indiumoxid können der Grundbeschichtung ebenfalls zugesetzt werden, um Moirémuster zu verhindern und um das Restpotential zu verringern.
Diese Grundbeschichtungen können unter Verwendung eines geeigneten Lösungsmittels und eines Beschichtungsverfahrens wie für die vorstehend erwähnte lichtempfindliche Schicht erzeugt werden. Ein Silan-Kupplungsmittel, ein Titan-Kupplungsmittel oder ein Chrom-Kupplungsmittel und so weiter kann als die Grundbeschichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Durch anodische Oxidation hergestelltes Al₂O₃, organische Materialien wie Polyparaxylol (Parylen) und anorganische Materialien wie SiO₂, SnO₂, TiO₂, ITO oder CeO₂, die mit dem Vakuum-Dünnfilmerzeugungsverfahren hergestellt sind, können für die Grundbeschichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Im Stand der Technik bekannte andere Materialien können auch verwendet werden. Die Filmdicke der Grundbeschichtung liegt im Bereich von 0 μm bis 5 μm.
In dem Photoleiter der vorliegenden Erfindung kann eine Schutzschicht (39) auf der lichtempfindlichen Schicht bereitgestellt werden, um die lichtempfindlichen Schicht zu schützen. Beispiele von Materialien, die für die Schutzschicht (39) verwendet werden, sind Harze wie ABS-Harz, ACS-Harz, Olefin-Vinylmonomer-Copolymer, chlorierter Polyether, Arylharz, Phenolharz, Polyacetal, Polyamid, Polyamidimide, Polyacrylat, Polyallylsulfon, Polybutylen, Polybutylenterephthalat, Polycarbonat, Polyethersulfon, Polyethylen, Polyethylenterephthalat, Polyimide, Acrylharz, Polymethylpenten, Polypropylen, Polyphenylenoxid, Polysulfon, Polystyrol, Polyarylat, AS-Harz, Butadien-Styrol-Copolymer, Polyurethan, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid und Epoxyharz. Unter dem Gesichtspunkt der Füllstoff-Dispersität, des Restpotentials und der Filmdefekte sind Polycarbonat oder Polyarylat besonders wirksam und nützlich.
Das Füllstoffmaterial wird der Schutzschicht des Photoleiters zugesetzt, um die Abriebfestigkeit zu erhöhen. Es kann irgendeines der in der Ladungstransportschicht (37) enthaltenen Füllstoffmaterialien als das hier verwendete Füllstoffmaterial verwendet werden. Von diesen sind unter dem Gesichtspunkt der Abriebfestigkeit anorganische Pigmente bevorzugt, und Metalloxide mit einem pH-Wert von 5 oder mehr und einer Dielektrizitätskonstanten von 5 oder mehr sind noch bevorzugter, da sie Bildverwaschung stark unterdrücken. Beispiele von diesen isolierenden Füllstoffen sind Titanoxid, Aluminiumoxid und Zirkoniumoxid. Ein Füllstoff mit einem pH-Wert von 5 oder ein Füllstoff mit einer Dielektrizitätskonstante von 5 oder mehr kann natürlich allein verwendet werden, es können aber Füllstoffe mit einem pH-Wert von weniger als 5 mit Füllstoffen mit einem pH-Wert von 5 oder mehr kombiniert werden, und Füllstoffe mit einer Dielektrizitätskonstante von weniger als 5 können mit Füllstoffen mit einer Dielektrizitätskonstante von 5 oder mehr kombiniert werden. Auch kann unter diesen Füllstoffen α-Aluminiumoxid als ein besonders nützlicher Füllstoff erwähnt werden. Es ist besonders nützlich wegen seiner in hohem Maß isolierenden Eigenschaften, seiner hohen thermischen Stabilität und hohen Härte, die ihm eine überlegene Abriebfestigkeit verleihen, und weil es nicht leicht agglomeriert.
Diese Füllstoffe können mit einer Oberflächenbehandlung mit mindestens einer Art von Oberflächenbehandlungsmittel versehen werden, und dies ist unter dem Gesichtspunkt der Dispergierbarkeit der Füllstoffe bevorzugt. Was das Oberflächenbehandlungsmittel angeht, kann irgendeines der für die Ladungstransportschicht (37) verwendeten Materialien verwendet werden. Das Oberflächenbehandlungsmittel kann allein verwendet werden, oder es können zwei oder mehr Arten in Abmischung verwendet werden. Was die Menge an Oberflächenbehandlungsmittel angeht, kann die für die Ladungstransportschicht (37) angewendete Menge benutzt werden.
Die organische Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g kann irgendeine der für die Ladungstransportschicht (37) aufgelisteten Verbindungen sein. Eine Polycarbonsäure kann irgendeine organische Verbindung sein, welche mindestens eine Carbonsäure oder ein Derivat davon enthält, und Copolymere, die ein Polyesterharz, Acrylharz oder Methacrylharz oder ein Styrol-Acryl-Copolymer verwenden, sind noch nützlicher. Eine geradkettige organische Fettsäure kann allein verwendet werden, oder sie kann mit einer Polycarbonsäure gemischt werden, in welchem Fall die Verbesserung der Füllstoff-Dispersität erhöht werden kann.
Die Zusatzmenge der organischen Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g beträgt 0,01 Gewichts.-% bis 50 Gew.-% und vorzugsweise 0,1 Gewichts.-% bis 20 Gew.-% im Verhältnis zu dem zugesetzten Füllstoff, und es ist bevorzugter, sie auf die minimal benötigte Menge einzustellen. Wenn die Zusatzmenge größer als notwendig ist, kann eine Wirkung der Bildverwaschung auftreten, und wenn die Zusatzmenge zu gering ist, wird die Wirkung der Verringerung des Restpotentials nicht beobachtet. Auch ist die Säurezahl der organischen Verbindung 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g und bevorzugt 30 mg KOH/g bis 200 mg KOH/g, dies muss aber unter Berücksichtigung des Gleichgewichts mit der Zusatzmenge bestimmt werden. Wenn die Säurezahl höher als dies ist, kann Bildverwaschung leichter auftreten, und wenn die Säurezahl niedrig ist, ist die Auswirkung der Verringerung des Restpotentials geringer und eine ausreichende Wirkung kann nicht erhalten werden, sogar wenn die Zusatzmenge erhöht wird. Jedoch beeinflusst die Säurezahl des Materials nicht direkt die Wirkung der Verringerung des Restpotentials und hängt in weitem Maß von der Struktur oder dem Molekulargewicht der verwendeten organischen Verbindung und der Dispersität des Füllstoffs ab.
Die Verbindung, die durch die allgemeinen Formeln 1 und 2 dargestellt wird, welche zugesetzt wird, um die Widerstandsfähigkeit gegenüber oxidierendem Gas zu verbessern, kann irgendeine der für die Ladungstransportschicht (37) aufgelisteten sein.
Das verwendete Lösungsmittel kann irgendeines der für die Ladungstransportschicht (37) verwendeten Lösungsmittel sein, wie Tetrahydrofuran, Dioxan, Toluol, Dichlormethan, Monochlorbenzol, Dichlorethan, Cyclohexanon, Methylethylketon, und Aceton. Jedoch ist ein Lösungsmittel mit hoher Flüchtigkeit für das Beschichten bevorzugt, obwohl ein Lösungsmittel mit hoher Viskosität für die Dispergierung bevorzugt wird. Wenn es kein Lösungsmittel gibt, welches diese Bedingungen erfüllt, ist es möglich, eine Mischung von zwei oder mehr Lösungsmitteln zu verwenden, die jeweils unterschiedliche physikalische Eigenschaften haben, und dies kann eine große Auswirkung auf die Füllstoffdispersität und das Restpotential haben.
Der Zusatz der für die Ladungstransportschicht (37) erwähnten Ladungstransportmaterialien mit niedrigem Molekulargewicht oder der Ladungstransportmaterialien mit hohem Molekulargewicht zu der Schutzschicht ist wirkungsvoll und nützlich zum Verringern des Restpotentials und zum Verbessern der Bildqualität.
Die Füllstoffmaterialien können zusammen mit der organischen Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g unter Verwendung eines im Stand der Technik bekannten Verfahrens, wie einer Kugelmühle, Rührwerkskugelmühle, Sandmühle oder von Ultraschallwellen, dispergiert werden. Von diesen ist das Dispergieren mittels Kugelmühle unter der Gesichtspunkt der Dispergierbarkeit bevorzugter, da es höhere Kontakteffizienz zwischen dem Füllstoff und der organischen Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g erlaubt und die Einführung von Verunreinigungen von außen geringer ist. Die verwendeten Dispergiermedien können irgendwelche der im Stand der Technik verwendeten Medien sein, wie Zirkoniumoxid, Aluminiumoxid oder Achat, aber unter dem Gesichtspunkt der Füllstoffdispersität und der Wirkung der Abnahme des Restpotentials ist Aluminiumoxid bevorzugter. Wenn Zirkoniumoxid verwendet wird, ist die Abriebmenge der Medien während des Dispergierens groß, und das Restpotential nimmt beträchtlich zu, wenn diese zugesetzt werden. Ferner nimmt die Dispersität wegen des Zusatzes des Abriebpulvers beträchtlich ab, und Sedimentation des Füllstoffs wird beschleunigt. Wenn andererseits Aluminiumoxid als das Medium verwendet wird, wird obwohl das Medium während des Dispergierens Abrieb unterleidet, die Abriebmenge auf ein geringes Maß gedrückt, und das Abriebpulver das zugesetzt wird, hat einen äußerst geringen Einfluss auf das Restpotential. Überdies ist die nachteilige Wirkung auf die Dispersität gering, sogar wenn Abriebpulver zugesetzt wird. Daher ist die Verwendung von Aluminiumoxid als das für die Dispergierung verwendete Medium bevorzugter.
Durch den Zusatz der organischen Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g zusammen mit dem Füllstoff und dem organischen Lösungsmittel werden Zusammenkleben des Füllstoffs und Sedimentation des Füllstoffs in der Beschichtungslösung unterdrückt, und die Dispersität des Füllstoffs wird bedeutend verbessert, daher ist es bevorzugt, sie vor dem Dispergieren zuzusetzen. Das Bindemittelharz und Ladungstransportmaterial kann ebenfalls vor dem Dispergieren zugesetzt werden, aber in diesem Fall kann die Dispersität ein wenig abnehmen. Daher werden das Bindemittelharz und das Ladungstransportmaterial vorzugsweise in dem organischen Lösungsmittel gelöst nach dem Dispergieren zugesetzt. Überdies können, um die durch die allgemeinen Formeln 1 und 2 dargestellte Verbindungen in der Beschichtungslösung zu schützen, eines oder mehrere Antioxidationsmittel, welche die selben sind wie die in dem Abschnitt zur Ladungstransportschicht beschriebenen, zugesetzt werden.
Unter dem Gesichtspunkt der optischen Transmission und der Abrieb-Eigenschaften der Schutzschicht ist der durchschnittliche primäre Teilchendurchmesser des Füllstoffs vorzugsweise 0,01 μm bis 0,5 μm. Wenn der durchschnittliche primäre Teilchendurchmesser des Füllstoffs weniger als 0,01 μm ist, verschlechtern sich die Abrieb-Eigenschaften und die Dispersität nimmt ab, wogegen wenn er mehr als 0,5 μm ist, die Sedimentation des Füllstoffs beschleunigt werden kann und Filmbildung des Toners auftreten kann.
Die Schutzschicht kann mittels eines im Stand der Technik bekannten Verfahrens, wie Tauchbeschichten, Sprühbeschichten, Wulstbeschichten, Düsenbeschichten, Schleuderbeschichten und Ringbeschichten erzeugt werden, unter dem Gesichtspunkt der Gleichmäßigkeit des Films ist aber Sprühbeschichten bevorzugter. Die benötigte Filmdicke der Schutzschicht kann in einem Arbeitsablauf aufbeschichtet werden, um die Schutzschicht zu erzeugen, es ist aber unter dem Gesichtspunkt der Gleichmäßigkeit des Füllstoffes in dem Film bevorzugter, die Beschichtungslösung zwei oder mehrere Male aufzutragen, um mehrere Schutzschichten zu erzeugen. Dadurch wird eine verbesserte Wirkung in Bezug auf Verringerung des Restpotentials, Erhöhung der Auflösung und Verbesserung der Abriebfestigkeit erhalten. Die Dicke der Schutzschicht kann praktischer Weise in der Größenordnung von 0,1 μm bis 10 μm liegen. In der vorliegenden Erfindung kann durch Zusetzen der organischen Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g das Restpotential in weitem Umfang verringert werden, so dass die Filmdicke der Schutzschicht frei eingestellt werden kann. Jedoch neigt die Bildqualität dazu, ein wenig abzunehmen, wenn die Filmdicke der Schutzschicht zu stark erhöht wird, daher ist es bevorzugt, sie auf die minimal benötigte Filmdicke einzustellen.
In dem Photoleiter der vorliegenden Erfindung kann auch eine Zwischenschicht zwischen der lichtempfindlichen Schicht und der Schutzschicht bereitgestellt werden. Diese Zwischenschicht hat allgemein ein Bindemittelharz als ihre Hauptkomponente. Beispiele dieses Harzes sind Polyamid, Alkohol-lösliches Nylon, wasserlösliches Polyvinylbutyral, Polyvinylbutyral und Polyvinylalkohol. Die Zwischenschicht kann mittels irgendeinem der allgemein verwendeten Beschichtungsverfahren wie vorstehend beschrieben erzeugt werden. Die Dicke der Zwischenschicht kann praktischerweise in der Größenordnung von 0,05 bis 2 μm liegen.
In der vorliegenden Erfindung können, um die Stabilität gegenüber widrigen Umweltbedingungen zu verbessern und insbesondere um den Rückgang der Lichtempfindlichkeit und den Anstieg des Restpotentials zu verhindern, ein Antioxidationsmittel, ein Weichmacher, ein Gleitmittel, ein UV-Absorber, ein Ladungstransportmaterial mit niedrigem Molekulargewicht und ein Egalisierungsmittel zu jedwelcher der Schichten zugesetzt werden, das heißt der Ladungserzeugungsschicht, der Ladungstransportschicht, der Grundbeschichtung, der Schutzschicht und der Zwischenschicht. Beispiele von diesen Verbindungen werden nachstehend angegeben.
Beispiele von Antioxidationsmitteln, die jeder Schicht zugesetzt werden können, sind die Folgenden, obwohl diese nicht erschöpfend sind:
(a) Phenolverbindungen
2,6-Di-t-butyl-p-kresol, butyliertes Hydroxyanisol, 2,6-Di-t-butyl-4-ethylphenol, n-Octadecyl-3-(4'-hydroxy-3',5'-di-t-butylphenol), 2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-6-t-butylphenol), 2,2'-Methylen-bis-(4-ethyl-6-t-butylphenol), 4,4'-Thiobis-(3-methyl-6-t-butylphenol), 4,4'-Butylidenbis-(3-methyl-6-t-butylphenol), 1,1,3-Tris-(2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenyl)butan, 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol, Tetrakis-[methylen-3-(3',5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionat]methan, Bis[3,3'-bis(4'-hydroxy-3'-t-butylphenyl)buttersäure]glycolester und Tocophenolverbindungen.
(b) Paraphenylendiamine
N-Phenyl-N'-isopropyl-p-phenylendiamin, N,N'-Di-sec-butyl-p-phenylendiamin, N-Phenyl-N-sec-butyl-p-phenylendiamin, N,N'-Di-isopropyl-p-phenylendiamin, N,N'-Dimethyl-N,N'-di-t-butyl-p-phenylendiamin.
(c) Hydrochinone
2,5-Di-t-octylhydrochinon, 2,6-Didodecylhydrochinon, 2-Dodecylhydrochinon, 2-Dodecyl-5-chlorhydrochinon, 2-t-Octyl-5-methylhydrochinon, 2-(2-Octadecenyl)-5-methylhydrochinon.
(d) Organoschwefelverbindungen
Dilauryl-3,3'-thiodipropionat, Distearyl-3,3'-thiodipropionat, Ditetradecyl-3,3'-thiodipropionat.
(e) Organophosphorverbindungen
Triphenylphosphin, Tri(nonylphenyl)phosphin, Tri(dinonylphenyl)phosphin, Trikresylphosphin, Tri(2,4-dibutylphenoxy)phosphin.
Beispiele von Weichmachern, die jeder Schicht zugesetzt werden können, sind die Folgenden, obwohl diese nicht erschöpfend sind:
(a) Phosphat-Weichmacher
Triphenylphosphat, Trikresylphosphat, Trioctylphosphat, Octyldiphenylphosphat, Trichlorethylphosphat, Kresyldiphenylphosphat, Tributylphosphat, Tri-2-ethylhexylphosphat, Triphenylphosphat.
(b) Phthalatester-Weichmacher
Dimethylphthalat, Diethylphthalat, Diisobutylphthalat, Dibutylphthalat, Diheptylphthalat, Di-2-ethylhexylphthalat, Diisooctylphthalat, Di-n-octylphthalat, Dinonylphthalat, Diisononylphthalat, Diisodecylphthalat, Diundecylphthalat, Ditridecylphthalat, Dicyclohexylphthalat, Butylbenzylphthalat, Butyllaurylphthalat, Methyloleylphthalat, Octyldecylphthalat, Dibutylfumarat, Dioctylfumarat.
(c) Aromatische Carbonsäureester-Weichmacher
Trioctyltrimellitat, Tri-n-octyltrimellitat, Octyloxybenzoat.
(d) Ester von aliphatischen zweibasischen Säuren als Weichmacher
Dibutyladipat, Di-n-hexyladipat, Di-2-ethylhexyladipat, Di-n-octyladipat, n-Octyl-ndecyladipat, Diisodecyladipat, Dialkyladipat, Dicapryladipat, Di-2-etylhexylazelat, Dimethylsebacat, Diethylsebacat, Dibutylsebacat, Di-n-octylsebacat, Di-2-ethylhexylsebacat, Di-2-ethoxyethylsebacat, Dioctylsuccinat, Diisodecylsuccinat, Dioctyltetrahydrophthalat, Di-n-octyltetrahydrophthalat.
(e) Fettsäureester-Derivate
Butyloleat, Glycerinmonooleat, Methylacetylricinolat, Pentaerythritester, Dipentaerythrithexaester, Triacetin, Tributyrin.
(f) Ester von Oxysäuren als Weichmacher
Methylacetylricinolat, Butylacetylricinolat, Butylphthalylbutylglycolat, Tributylacetylcitrat.
(g) Epoxy-Weichmacher
epoxydiertes Sojabohnenöl, epoxydiertes Leinöl, Butylepoxystearat, Decylepoxystearat, Octylepoxystearat, Benzylepoxystearat, Dioctylepoxyhexahydrophthalat, Didecylepoxyhexahydrophthalat.
(h) Ester von zweiwertigen Alkoholen als Weichmacher
Diethylenglycoldibenzoat, Triethylenglycol-di-2-ethylbutyrat.
(i) Chlorhaltige Weichmacher
chloriertes Paraffin, chloriertes Diphenyl, Methylester von chlorierten Fettsäuren, Methylester von methoxychlorierten Fettsäuren.
(j) Polyester-Weichmacher
Polypropylenadipat, Polypropylensebacat, acetylierter Polyester.
(k) Sulfonsäure-Derivate
p-Toluolsulfonamid, o-Toluolsulfonamid, p-Toluolsulfonethylamid, o-Toluolsulfonethylamid, Toluolsulfon-N-ethylamid, p-Toluolsulfon-N-cyclohexylamid.
(l) Citronensäure-Derivate
Triethylcitrat, Triethylacetylcitrat, Tributylcitrat, Tributylacetylcitrat, Tri-2-ethylhexylacetylcitrat, n-Octyldecylacetylcitrat.
(m) Andere
Terphenyl, teilweise hydriertes Terphenyl, Kampfer, 2-Nitro-diphenyl, Dinonylnaphthalin, Methylabietat.
Beispiele von Gleitmitteln, die jeder Schicht zugesetzt werden können, sind die Folgenden, obwohl diese nicht erschöpfend sind:
(a) Kohlenwasserstoff-Verbindungen
Flüssiges Paraffin, Paraffinwachs, Microwachs, Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht.
(b) Fettsäure-Verbindungen
Laurylsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure.
(c) Fettsäureamid-Verbindungen
Stearinsäureamide, Palmitinsäureamide, Ölsäureamide, Methylenbisstearinsäureamide, Ethylenbisstearinsäureamide.
(d) Esterverbindungen
Ester von Fettsäuren mit niedrigen Alkoholen, Ester von Fettsäuren mit mehrwertigen Alkoholen, Polyglycolester von Fettsäuren.
(e) Alkoholverbindungen
Cetylalkohol, Stearylalkohol, Ethylenglycol, Polyethylenglycol, Polyglycerin.
(f) Metallseifen
Bleistearat, Cadmiumstearat, Bariumstearat, Calciumstearat, Zinkstearat, Magnesiumstearat.
(g) Natürliches Wachs
Carnaubawachs, Candelillawachs, Bienenwachs, Spermacetwachs, Insektenwachs, Montanwachs.
(h) Andere
Siliconverbindungen, Fluorverbindungen.
Beispiele von UV-Absorbern, die jeder Schicht zugesetzt werden können, sind die Folgenden, obwohl diese nicht erschöpfend sind:
(a) Benzophenone
2-Hydroxybenzophenon, 2,4-Dihydroxybenzophenon, 2,2',4-Trihydroxybenzophenon, 2,2',4,4'-Tetrahydroxybenzophenon, 2,2'-Dihydroxy-4-methoxybenzophenon.
(b) Salicylate
Phenylsalicylat, 2,4-Di-t-butylphenyl-3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzoat.
(c) Benzotriazole
(2'-Hydroxyphenyl)benzotriazol, (2'-Hydroxy-5'-methylphenyl)benzotriazol, (2'-Hydroxy-3'-t-butyl-5'-methylphenyl)-5-chlorbenzotriazol.
(d) Cyanacrylate
Ethyl-2-cyan-3,3-diphenylacrylat, Methyl-2-carbomethoxy-3-(paramethoxy)acrylat.
(e) Quencher (Metallkomplexe)
Nickel(2,2'-thiobis(4-t-octyl)phenolat)-n-butylamin, Nickeldibutyldithiocarbamat, Cobaltdicyclohexyldithiophosphat.
(f) HALS-Verbindungen (gehinderte Amine)
Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)sebacat, Bis(1,2,3,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)-sebacat, 1-[2-{3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyloxy}ethyl]-4-{3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyloxy}-2,2,6,6-tetrametylpyridin, 8-Benzyl-7,7,9,9-tetramethyl-3-octyl-1,3,8-triazaspiro[4,5]undecan-2,4-dion, 4-Benzoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin.
Als nächstes werden das Elektrophotographie-Verfahren und die elektrophotographische Vorrichtung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Zeichnungen in Einzelheiten beschrieben werden.
6 ist ein schematisches Diagramm zum Zweck der Beschreibung des Elektrophotographie-Verfahrens und der elektrophotographischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, wobei die folgenden Beispiele ebenfalls innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen.
In 6 ist der Photoleiter (1) mit mindestens der lichtempfindlichen Schicht versehen, welche einen Füllstoff in der äußersten Oberflächenschicht enthält. Der Photoleiter (1) hat eine trommelähnliche Form, kann aber auch in der Form eines Bogens oder eines Endlosgürtels ausgebildet sein. Ein Drahtbügel-Auflader (Corotron), Metallgitter-Auflader (Scorotron), Halbleiter-Auflader oder eine Aufladungswalze wird für die Ladevorrichtung (3) zum Aufladen, die Vorrichtung (7) zum Aufladen vor der Übertragung, die Vorrichtung (10) zum Aufladen bei der Übertragung, die Vorrichtung (11) zum Aufladen beim Trennen und die Vorrichtung (13) zum Aufladen vor dem Reinigen verwendet, und irgendeines der im Stand der Technik bekannten Verfahren kann verwendet werden.
Die Übertragungsvorrichtung ist allgemein eine der vorstehend genannten Ladevorrichtungen, aber eine Kombination einer Vorrichtung zum Aufladen bei der Übertragung und einer Vorrichtung zum Aufladen beim Trennen ist wirkungsvoll, wie in der Abbildung gezeigt wird.
Die Lichtquellen, wie ein Teil zur Bildbelichtung (5) und eine Lampe zum Eliminieren der Aufladung (2) können irgendwelche Licht aussendenden Vorrichtungen sein, wie eine Leuchtstoffröhre, Wolframlampe, Halogenlampe, Quecksilberdampflampe, Natriumdampflampe, Leuchtdiode (LED), Halbleiter-Laserdiode (LD) oder Elektrolumineszenz (EL). Um nur Licht mit einem gewünschten Wellenlängen-Band einzustrahlen, können verschiedene Filter wie Kantenfilter, Bandpassfilter, das nahe Infrarot abschneidende Filter, dichroitische Filter, Interferenzfilter, und Farbtemperatur-Konversionsfilter verwendet werden.
Die Lichtquelle bestrahlt den Photoleiter mit Licht zum Bereitstellen eines Übertragungsschrittes, Ladungseliminierungsschrittes, Reinigungsschrittes oder Vorbelichtungsschrittes und von anderen Schritten in Verbindung mit Lichteinstrahlung zusätzlich zu den in 6 gezeigten Schritten.
Der auf dem Photoleiter (1) mittels eines Entwicklungsmoduls (6) entwickelte Toner wird auf das Übertragungspapier (9) übertragen, es wird aber nicht alles davon übertragen, und einiges an Toner verbleibt auf dem Photoleiter (1). Dieser Toner wird mittels einer Pelzbürste (14) und einem Abstreifer (15) von dem Photoleiter entfernt. Das Reinigen kann auch nur durch die Reinigungsbürste durchgeführt werden, wobei die Reinigungsbürste irgendeine der im Stand der Technik bekannten ist, einschließlich einer Pelzbürste und einer magnetischen Pelzbürste. 4 ist eine Löschvorrichtung, 8 eine Resistwalze und 12 ist eine Trennzunge.
Wenn der elektrophotographische Photoleiter positiv (negativ) geladen ist und Bildbelichtung ausgeführt wird, wird ein positives (negatives) latentes elektrostatisches Bild auf der Oberfläche des Photoleiters gebildet. Wenn dieses mit Toner (Ladung aufsuchende teilchenförmige Substanz) von negativer (positiver) Polarität entwickelt wird, wird ein positives Bild erhalten, und wenn es mit einem Toner von positiver (negativer) Polarität entwickelt wird, wird ein negatives Bild erhalten.
Die Entwicklungsvorrichtung kann irgendeine im Stand der Technik bekannte sein, und die Ladungseliminierungsvorrichtung kann auch irgendeine im Stand der Technik bekannte sein.
7 zeigt ein anderes Beispiel des Elektrophotographie-Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
Ein Photoleiter (21) umfasst mindestens eine lichtempfindlichen Schicht und enthält einen Füllstoff in der äußersten Oberflächenschicht. Antrieb durch Antriebswalzen (22a) und (22b), Aufladen durch eine Ladevorrichtung (23), Bildbelichtung durch eine Lichtquelle (24), Entwicklung (nicht gezeigt), Übertragung durch eine Ladevorrichtung (25), Vorreinigungs-Belichtung durch eine Lichtquelle (26), Reinigen durch eine Bürste (27) und Ladungseliminierung durch eine Lichtquelle (28) werden wiederholt durchgeführt. In 7 wird der Photoleiter (21) zur Vorreinigungsbelichtung durch Licht von der Trägerseite her bestrahlt (natürlich ist in diesem Fall der Träger durchscheinend).
Das in den vorstehenden Abbildungen gezeigte elektrophotographische Verfahren veranschaulicht einen Aspekt der vorliegenden Erfindung, aber natürlich sind andere Aspekte möglich. Zum Beispiel kann, obwohl Vorreinigungsbelichtung in 7 von der Trägerseite her durchgeführt wird, diese von der Seite der lichtempfindlichen Schicht her durchgeführt werden, und Bildbelichtung und Lichteinstrahlung zur Ladungseliminierung können von der Trägerseite her durchgeführt werden.
Ferner können, obwohl Bildbelichtung, Reinigungs-Vorbelichtung und Belichtung zur Ladungseliminierung veranschaulicht werden, Belichtung vor der Übertragung, Vorbelichtung zur Bildbelichtung und andere auf dem Gebiet bekannte Bestrahlungsschritte auch bereitgestellt werden, um den Photoleiter optisch zu bestrahlen.
Die vorstehend gezeigte Bilderzeugungsvorrichtung kann fest in ein Kopiergerät, ein Faxgerät oder einen Drucker eingebaut sein, und sie kann auch in diese Vorrichtungen in der Form einer Prozesskartusche eingebaut sein. Eine Prozesskartusche ist eine einzelne Vorrichtung (ein Teil), enthaltend einen eingebauten Photoleiter, und kann auch eine Aufladungsvorrichtung, eine Vorrichtung zur Belichtung, eine Entwicklungsvorrichtung, eine Übertragungsvorrichtung, eine Reinigungsvorrichtung und eine Ladungs-Eliminierungsvorrichtung beinhalten, sofern benötigt. Die Prozesskartusche kann viele Formen einnehmen, doch die in 8 gezeigte wird als ein allgemeines Beispiel geboten. Ein Photoleiter (16) hat mindestens eine lichtempfindliche Schicht auf einem leitfähigen Träger, und enthält einen Füllstoff in der äußersten Oberflächenschicht. Er umfasst auch eine Ladevorrichtung zum Aufladen (17), eine Reinigungsbürste (18), einen Bildbelichtungsteil (19) und eine Entwicklereinheit (20), welche den Photoleiter (16) in einer einstückigen Konstruktion umgeben.
[Beispiele]
Hierin nachfolgend wird die vorliegende Erfindung an Hand von spezifischen Beispielen beschrieben werden, es versteht sich aber, dass die vorliegende Erfindung dadurch in keiner Weise eingeschränkt wird. Alle Teile sind Gewichtsteile.
(Beispiel 1)
Eine Beschichtungslösung für eine Grundschicht, eine Beschichtungslösung für eine Ladungserzeugungsschicht und eine Beschichtungslösung für eine Ladungstransportschicht mit den folgenden Zusammensetzungen wurden eine nach der anderen durch Tauchbeschichtung aufgebracht und getrocknet, um eine Grundschicht mit 3,5 μm, eine Ladungserzeugungsschicht mit 0,2 μm und eine Ladungstransportschicht mit 23 μm auf einem Aluminiumzylinder zu erzeugen. Beschichtungslösung für eine Grundschicht

Titandioxidpulver 400 Teile

Melaminharz 65 Teile

Alkydharz 120 Teile

2-Butanon 400 Teile

Beschichtungslösung für eine Ladungserzeugungsschicht

Bisazopigment mit der folgenden Formel 12 Teile

Polyvinylbutyral 5 Teile

2-Butanon 200 Teile

Cyclohexanon 400 Teile

Beschichtungslösung für eine Ladungstransportschicht

Polycarbonat (Z Polycarb, Teijin Chemicals Ltd.) 10 Teile

Ladungstransportmaterial mit der folgenden Strukturformel 10 Teile

Tetrahydrofuran 100 Teile

Ferner wurde eine ungefähr 4 μm dicke Schutzschicht durch Sprühbeschichtung der folgenden Zusammensetzung auf die Ladungstransportschicht erzeugt, und dadurch wurde der Elektrophotographie-Photoleiter 1 hergestellt. Beschichtungslösung für eine Schutzschicht

Aluminiumoxid (mittlerer primärer Teilchendurchmesser: 0,3 μm, Sumitomo Chemical Co., Ltd.)	2 Teile
Verbindung, dargestellt durch Verbindung 1-1	0,5 Teile
Lösung eines ungesättigten Polycarbonsäure-Polymers (Säurezahl 180 mg KOH/g, BYK Chemie Gmbh)	0,02 Teile
Ladungstransportmaterial mit der folgenden Strukturformel	3,5 Teile

Polycarbonat (Z Polycarb, Teijin Chemicals Ltd.)	6 Teile
Tetrahydrofuran	220 Teile
Cyclohexanon	80 Teile

(Beispiel 2)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 2 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die in der Schutzschicht enthaltene Polycarbonsäure durch das folgende Material ersetzt wurde.

Polymer einer ungesättigten Polycarbonsäure (Säurezahl 365 mg KOH/g, BYK Chemie Gmbh) 0,02 Teile
(Beispiel 3)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 3 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die in der Schutzschicht enthaltene Polycarbonsäure durch das folgende Material ersetzt wurde.

Polyesterharz (Säurezahl 35 mg KOH/g) 0,2 Teile
(Beispiel 4)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 4 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die in der Schutzschicht enthaltene Polycarbonsäure durch das folgende Material ersetzt wurde.

Polyesterharz (Säurezahl 50 mg KOH/g) 0,2 Teile
(Beispiel 5)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 5 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die in der Schutzschicht enthaltene Polycarbonsäure durch das folgende Material ersetzt wurde.

Acrylharz (Säurezahl 65 mg KOH/g) 0,1 Teile
(Beispiel 6)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 6 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die in der Schutzschicht enthaltene Polycarbonsäure durch das folgende Material ersetzt wurde.

Acrysäure-Hydroxyethylmethacrylat-Copolymer (Säurezahl 50 mg KOH/g) 0,1 Teile
(Beispiel 7)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 7 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die in der Schutzschicht enthaltene Polycarbonsäure durch das folgende Material ersetzt wurde.

Maleinsäuremonoalkyl-Styrol-Butylacrylat (Säurezahl 50 mg KOH/g) 0,1 Teile
(Beispiel 8)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 8 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die in der Schutzschicht enthaltene Polycarbonsäure durch das folgende Material ersetzt wurde.

Styrol-Acryl-Copolymer (Säurezahl 200 mg KOH/g) 0,1 Teile
(Beispiel 9)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 9 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Zusatzmenge der in der Schutzschicht enthaltenen Carbonsäure zu der folgenden Menge verändert wurde.

Lösung eines Polymers einer ungesättigten Polycarbonsäure (Säurezahl 365 mg KOH/g, BYK Chemie GmbH) 0,002 Teile
(Beispiel 10)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 10 wurde genau so wie in Beispiel 5 hergestellt, außer dass die Zusatzmenge des in der Schutzschicht enthaltenen Acrylharzes zu der folgenden Menge verändert wurde.

Acrylharz (Säurezahl 65 mg KOH/g) 0,5 Teile
(Beispiel 11)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 11 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass der in der Schutzschicht enthaltene Füllstoff durch das folgende Material ersetzt wurde.

Titanoxid (mittlerer primärer Teilchendurchmesser: 0,3 μm, Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd.) 2 Teile
(Beispiel 12)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 12 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass der in der Schutzschicht enthaltene Füllstoff durch das folgende Material ersetzt wurde.

Mit Silankupplungsmittel behandeltes Titanoxid (mittlerer primärer Teilchendurchmesser: 0,015 μm, Behandlungsmenge 20%) 2 Teile
(Beispiel 13)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 13 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass der in der Schutzschicht enthaltene Füllstoff durch das folgende Material ersetzt wurde.

Siliciumdioxid (mittlerer primärer Teilchendurchmesser: 0,015 μm, Shin-Etsu silicone) 2 Teile
(Beispiel 14)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 14 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das Ladungstransportmaterial und das Bindemittelharz, die in der Schutzschicht enthalten waren, durch das folgende Material ersetzt wurde.

Ladungstransport-Polymermaterial mit der folgenden Strukturformel 20 Teile
(Beispiel 15)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 15 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das in der Schutzschicht enthaltene Bindemittelharz durch das folgende Material ersetzt wurde.

Polyarylatharz (U Polymer, Unitika Ltd.) 10 Teile
(Beispiel 16)

Ein elektrophotographischer Photoleiter 16 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Beschichtungslösung für eine Ladungserzeugungsschicht, die Beschichtungslösung für eine Ladungstransportschicht und die Beschichtungslösung für eine Schutzschicht wie folgt modifiziert wurden. Beschichtungslösung für eine Ladungserzeugungsschicht

Titanylphthalocyanin mit dem Röntgenbeugungsspektrum von FIG. 9	8 Teile
Polyvinylbutyral	5 Teile
2-Butanon	400 Teile

Beschichtungslösung für eine Ladungstransportschicht

Polycarbonat vom Typ C	10 Teile
Ladungstransportmaterial mit der folgenden Strukturformel	8 Teile

Toluol

70 Teile

Beschichtungslösung für eine Schutzschicht

Aluminiumoxid-behandeltes Titanoxid (mittlerer primärer Teilchendurchmesser: 0,035 μm, Tayca Corporation))	1,5 Teile
Verbindung, dargestellt durch Verbindung 1-1	0,5 Teile

Methacrylsäure-Methylmethacrylat-Copolymer (Säurezahl 50 mg KOH/g)	0,5 Teile
Polycarbonat vom Typ C (Teijin Chemicals Ltd.)	5,5 Teile
Ladungstransportmaterial mit der folgenden Strukturformel	4 Teile

Tetrahydrofuran	250 Teile
Cyclohexanon	50 Teile

(Vergleichsbeispiel 1)

Ein elektrophotographischer Photoleiter 17 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Beschichtungslösung für die Erzeugung einer Schutzschicht durch die folgende Zusammensetzung ersetzt wurde. Beschichtungslösung für eine Schutzschicht

Aluminiumoxid (mittlerer primärer Teilchendurchmesser: 0,3 μm, Sumitomo Chemical Co., Ltd.)	2 Teile
Verbindung, dargestellt durch Verbindung 1-1	0,5 Teile
Ladungstransportmaterial mit der folgenden Strukturformel	4 Teile

(Vergleichsbeispiel 2)

Ein elektrophotographischer Photoleiter 18 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Beschichtungslösung für die Erzeugung einer Schutzschicht durch die folgende Zusammensetzung ersetzt wurde. Beschichtungslösung für eine Schutzschicht

Aluminiumoxid (mittlerer primärer Teilchendurchmesser: 0,3 μm, Sumitomo Chemical Co., Ltd.)	2 Teile
Verbindung, dargestellt durch Verbindung 1-1	0,5 Teile
Polyesterharz (Säurezahl 7 mg KOH/g)	0,2 Teile
Ladungstransportmaterial mit der folgenden Strukturformel	4 Teile

(Vergleichsbeispiel 3)

Ein elektrophotographischer Photoleiter 19 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Beschichtungslösung für die Erzeugung einer Schutzschicht durch die folgende Zusammensetzung ersetzt wurde. Beschichtungslösung für eine Schutzschicht

Aluminiumoxid (mittlerer primärer Teilchendurchmesser: 0,3 μm, Sumitomo Chemical Co., Ltd.)	2 Teile
Lösung eines Polymers einer ungesättigten Polycarbonsäure (Säurezahl 180 mg KOH/g, BYK Chemie Gmbh)	0,02 Teile
Ladungstransportmaterial mit der folgenden Strukturformel	4 Teile

(Beispiel 17)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 20 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die in der Schutzschicht enthaltene Verbindung, dargestellt durch die Verbindung 1-1, durch die Verbindungen 1 bis 4 ersetzt wurde.
(Beispiel 18)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 21 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die in der Schutzschicht enthaltene Verbindung, dargestellt durch die Verbindung 1-1, durch die Verbindungen 1 bis 8 ersetzt wurde.
(Beispiel 19)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 22 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die in der Schutzschicht enthaltene Verbindung, dargestellt durch die Verbindung 1-1, durch die Verbindungen 1 bis 10 ersetzt wurde.
(Beispiel 20)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 23 wurde genau so wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die in der Schutzschicht enthaltene Verbindung, dargestellt durch die Verbindung 1-1, durch die Verbindungen 2 bis 2 ersetzt wurde.
(Beispiel 21)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 24 wurde genau so wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass die in der Schutzschicht enthaltene Polycarbonsäure durch das in Beispiel 2 verwendete Material ersetzt wurde.
(Beispiel 22)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 25 wurde genau so wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass die in der Schutzschicht enthaltene Polycarbonsäure durch das in Beispiel 3 verwendete Material ersetzt wurde.
(Beispiel 23)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 26 wurde genau so wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass die in der Schutzschicht enthaltene Polycarbonsäure durch das in Beispiel 4 verwendete Material ersetzt wurde.
(Beispiel 24)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 27 wurde genau so wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass die in der Schutzschicht enthaltene Polycarbonsäure durch das in Beispiel 5 verwendete Material ersetzt wurde.
(Beispiel 25)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 28 wurde genau so wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass die in der Schutzschicht enthaltene Polycarbonsäure durch das in Beispiel 6 verwendete Material ersetzt wurde.
(Beispiel 26)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 29 wurde genau so wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass die in der Schutzschicht enthaltene Polycarbonsäure durch das in Beispiel 7 verwendete Material ersetzt wurde.
(Beispiel 27)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 30 wurde genau so wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass die in der Schutzschicht enthaltene Polycarbonsäure durch das in Beispiel 8 verwendete Material ersetzt wurde.
(Beispiel 28)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 31 wurde genau so wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass die Zusatzmenge der in der Schutzschicht enthaltenen Polycarbonsäure durch diejenige von Beispiel 9 ersetzt wurde.
(Beispiel 29)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 32 wurde genau so wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass die Zusatzmenge des in der Schutzschicht enthaltenen sauren Acrylharzes durch diejenige von Beispiel 10 ersetzt wurde.
(Beispiel 30)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 33 wurde genau so wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass der in der Schutzschicht enthaltene Füllstoff durch denjenigen von Beispiel 11 ersetzt wurde.
(Beispiel 31)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 34 wurde genau so wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass der in der Schutzschicht enthaltene Füllstoff durch denjenigen von Beispiel 12 ersetzt wurde.
(Beispiel 32)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 35 wurde genau so wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass der in der Schutzschicht enthaltene Füllstoff durch denjenigen von Beispiel 13 ersetzt wurde.
(Beispiel 33)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 36 wurde genau so wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass das in der Schutzschicht enthaltene Ladungstransportmaterial und Bindemittelharz durch dasjenige von Beispiel 14 ersetzt wurde.
(Beispiel 34)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 37 wurde genau so wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass das in der Schutzschicht enthaltene Bindemittelharz durch dasjenige von Beispiel 15 ersetzt wurde.
(Beispiel 35)

Ein elektrophotographischer Photoleiter 38 wurde genau so wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass die Beschichtungslösung für eine Ladungserzeugungsschicht und die Beschichtungslösung für eine Ladungstransportschicht durch diejenigen von Beispiel 16 ersetzt wurden und die Beschichtungslösung für die Schutzschicht durch die folgende Zusammensetzung ersetzt wurde. Beschichtungslösung für eine Schutzschicht

Aluminiumoxid-behandeltes Titanoxid (mittlerer primärer Teilchendurchmesser: 0,035 μm, Tayca Corporation))	1,5 Teile
Verbindung, dargestellt durch Verbindung 2-2	0,5 Teile
Methacrylsäure-Methylmethacrylat-Copolymer (Säurezahl 50 mg KOH/g)	0,5 Teile
Polycarbonat vom Typ C (Teijin Chemicals Ltd.)	5,5 Teile
Ladungstransportmaterial mit der folgenden Strukturformel	4 Teile

Tetrahydrofuran	250 Teile
Cyclohexanon	50 Teile

(Vergleichsbeispiel 4)

Ein elektrophotographischer Photoleiter 39 wurde genau so wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass die Beschichtungslösung zur Erzeugung einer Schutzschicht durch die folgende Zusammensetzung ersetzt wurde (die organische Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g wurde nicht zugesetzt). Beschichtungslösung für eine Schutzschicht

Aluminiumoxid (mittlerer primärer Teilchendurchmesser: 0,3 μm, Sumitomo Chemical Co., Ltd.)	2 Teile
Verbindung, dargestellt durch Verbindung 2-2	0,5 Teile
Ladungstransportmaterial mit der folgenden Strukturformel	4 Teile

(Vergleichsbeispiel 5)

Ein elektrophotographischer Photoleiter 40 wurde genau so wie in Beispiel 22 hergestellt, außer dass die Beschichtungslösung zur Erzeugung einer Schutzschicht durch die folgende Zusammensetzung ersetzt wurde (die Säurezahl der zugesetzten organischen Verbindung war weniger als 10 (mg KOH/g)). Beschichtungslösung für eine Schutzschicht

Aluminiumoxid (mittlerer primärer Teilchendurchmesser: 0,3 μm, Sumitomo Chemical Co., Ltd.)	2 Teile
Verbindung, dargestellt durch Verbindung 2-2	0,5 Teile
Polyesterharz (Säurezahl 7 mg KOH/g)	0,2 Teile
Ladungstransportmaterial mit der folgenden Strukturformel	4 Teile

(Beispiel 36)
Ein elektrophotographischer Photoleiter 41 wurde genau so wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass die Verbindung, dargestellt durch die Verbindung 2-2 in der Schutzschicht durch die Verbindungen 2 bis 8 ersetzt wurde.
Die wie vorstehend beschrieben hergestellten elektrophotographischen Photoleiter 1–41 wurden in eine elektrophotographische Prozesskartusche eingebaut, in welcher das Aufladungssystem das Corona-Aufladungssystem (Scorotron) war, das Potential des Teils wurde in einer modifizierten Ricoh Imagio-Einheit, die einen Halbleiterlaser mit 655 nm als die Bildbelichtungs-Lichtquelle verwendet, auf 900 (–V) eingestellt, 50000 Blatt wurden fortlaufend gedruckt und das anfängliche Bild und das Bild nach dem Drucken von 50000 Blatt wurden bewertet. Das Hellteil-Potential nach dem anfänglichen Drucken und nach dem Druck von 50000 Blättern wurde gemessen. Auch der Abriebverlust wurde aus dem Unterschied der Dicke nach dem anfänglichen Drucken und nach dem Druck von 50000 Blättern bewertet.
[Tabelle 3-1]
[Tabelle 3-2]
Aus den Prüfungsergebnissen von Tabelle 3 geht hervor, dass das Hellteilpotential durch Zusatz der organischen Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g zu der äußersten Oberflächenschicht des Photoleiters in großem Umfang herabgesetzt werden kann. Ferner gab es sogar nach Drucken von 50000 Blatt wenig Anstieg des Hellteilpotentials, und es wurde gefunden, dass bei einem Photoleiter, dem die durch die allgemeinen Formeln 1 und 2 dargestellten Verbindungen zugesetzt wurden, hohe Bildqualität auf zuverlässige Weise erhalten werden konnte. Es wurde ferner gefunden, dass die Abriebmenge ebenfalls niedrig gehalten wurde und dass die Abriebfestigkeit in weitem Umfang verbessert wurde. Andererseits war bei einem Photoleiter, dem die organische Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g nicht zugesetzt wurde oder bei der die Säurezahl weniger als 10 mg KOH/g war, das Hellteilpotential von Anfang an äußerst hoch, was eine Abnahme der Bilddichte und einen Verlust an Auflösung verursachte, wogegen es nach dem Drucken von 50000 Blatt wegen des beträchtlichen Verlustes an Gradation unmöglich war, das Bild zu erkennen. Bei diesen Photoleitern nahm auch die Abriebmenge nach dem Drucken stark zu und die Abriebfestigkeit ging beträchtlich zurück.
Die elektrophotographischen Photoleiter 1, 19 bis 23 und 41 wurden vier Tage lang in einem auf eine Konzentration an Stickstoffoxid von 50 ppm eingestellten Exsiccator gelassen, und das Bild (die Auflösung) wurde davor und danach bewertet.
[Tabelle 4]
Aus den Prüfungsergebnissen der Tabelle 4 ist zu ersehen, dass durch das Beinhalten der durch die allgemeinen Formeln 1 und 2 dargestellten Verbindungen in der äußersten Oberfläche des Photoleiters die Widerstandsfähigkeit gegen oxidierendes Gas wesentlich verbessert wird.
(Beispiel 37)

Es wurde eine Beschichtungslösung B zum Erzeugen einer Schutzschicht eines elektrophotographischen Photoleiters mit der folgenden Zusammensetzung hergestellt. Beschichtungslösung für eine Schutzschicht

Aluminiumoxid (mittlerer primärer Teilchendurchmesser: 0,3 μm, Sumitomo Chemical Co., Ltd.)	2 Teile
Verbindung, dargestellt durch die Verbindung 1-1	0,5 Teile
Lösung eines Polymers einer ungesättigten Polycarbonsäure (Säurezahl 180 mg KOH/g, BYK Chemie Gmbh)	0,02 Teile
Ladungstransportmaterial mit der folgenden Strukturformel	3,5 Teile

Polycarbonat (Z Polycarb, Teijin Chemicals Ltd.)	6 Teile
Hydrochinonverbindung mit der folgenden Strukturformel	0,005 Teile

Tetrahydrofuran	220 Teile
Cyclohexanon	80 Teile

(Beispiel 38)
Es wurde eine Beschichtungslösung C zum Erzeugen einer Schutzschicht eines elektrophotographischen Photoleiters genau so wie in Beispiel 37 hergestellt, außer dass die in der Beschichtungslösung B zum Erzeugen einer Schutzschicht eines elektrophotographischen Photoleiters enthaltene Hydrochinonverbindung durch die gehinderte Aminverbindung mit der folgenden Strukturformel ersetzt wurde.
(Beispiel 39)
Es wurde eine Beschichtungslösung D zum Erzeugen einer Schutzschicht eines elektrophotographischen Photoleiters genau so wie in Beispiel 37 hergestellt, außer dass die in der Beschichtungslösung B zum Erzeugen einer Schutzschicht eines elektrophotographischen Photoleiters enthaltene Hydrochinonverbindung durch die organische Schwefelverbindung mit der folgenden Strukturformel ersetzt wurde.
(Beispiel 40)
Es wurde eine Beschichtungslösung E zum Erzeugen einer Schutzschicht eines elektrophotographischen Photoleiters genau so wie in Beispiel 37 hergestellt, außer dass die in der Beschichtungslösung B zum Erzeugen einer Schutzschicht eines elektrophotographischen Photoleiters enthaltene Hydrochinonverbindung durch die gehinderte Phenolverbindung mit der folgenden Strukturformel ersetzt wurde.
(Beispiel 41)
Es wurde eine Beschichtungslösung F zum Erzeugen einer Schutzschicht eines elektrophotographischen Photoleiters genau so wie in Beispiel 37 hergestellt, außer dass die in der Beschichtungslösung B zum Erzeugen einer Schutzschicht eines elektrophotographischen Photoleiters enthaltene Hydrochinonverbindung durch die organische Verbindung mit der folgenden Strukturformel ersetzt wurde.
(Beispiele 42–46)
Es wurden Beschichtungslösungen H–L zum Erzeugen einer Schutzschicht eines elektrophotographischen Photoleiters genau so wie in den Beispielen 37–41 hergestellt, außer dass die in den Beschichtungslösungen B bis F zum Erzeugen einer Schutzschicht eines elektrophotographischen Photoleiters enthaltene Verbindung 1-1 durch die Verbindung 2-2 ersetzt wurde.
Die Beschichtungslösung A zum Erzeugen einer Schutzschicht eines elektrophotographischen Photoleiters von Beispiel 1, die Beschichtungslösung G zum Erzeugen einer Schutzschicht eines elektrophotographischen Photoleiters von Beispiel 20 und die Beschichtungslösungen B–L zum Erzeugen einer Schutzschicht eines elektrophotographischen Photoleiters der Beispiele 37–46, hergestellt wie vorstehend beschrieben, wurden eine Woche lang an einem dunklen Ort bei Raumtemperatur stehen gelassen, und es wurde die Veränderung der Charakteristik der spektralen Extinktion der Beschichtungslösung geprüft.
[Tabelle 5]
[Gleichung 1]

(Änderungsgrad der Extinktion) = (Extinktion der Beschichtungslösung nach Lagerung)/(Extinktion unmittelbar nach der Herstellung der Beschichtungslösung)

Aus den Ergebnissen der Tabelle 5 ist zu ersehen, dass durch den Zusatz eines Antioxidationsmittels Salzbildung unterdrückt wird und die Lagerstabilität des elektrophotographischen Photoleiters in Bezug auf die Lösung zur Erzeugung der Schicht beträchtlich erhöht wird, und dass diese Verbesserung mit Hydrochinonverbindungen und gehinderten Aminverbindungen besonders beachtlich ist.
Wie aus der vorstehend gebotenen ausführlichen Beschreibung klar ist, wird wenn ein Füllstoff der äußersten Oberflächenschicht eines Photoleiters zugesetzt wird, um die Haltbarkeit zu erhöhen, gemäß der vorliegenden Erfindung die Bildverwaschung, die wegen diesen Vorgehens dazu neigt, leichter aufzutreten, durch Verwendung eines Füllstoffes mit in hohem Maß isolierenden Eigenschaften vermieden. Ferner wurde gefunden, dass durch Zusatz einer organischen Verbindung mit einer Säurezahl von 10 bis 400 (mg KOH/g) der ausgeprägte Anstieg des Restpotentials, der normaler Weise auftritt, unterdrückt werden konnte. Die Wirkung des Zusatzes der organischen Verbindung mit einer Säurezahl von 10 bis 400 (mg KOH/g) ist nicht auf die Unterdrückung des Anstiegs des Restpotentials beschränkt, sondern er verbessert auch die Füllstoff-Dispersität und unterdrückt gleichzeitig Sedimentation, so dass die Filmtransparenz verbessert wird und ein Bild ohne irgendwelche Ungleichmäßigkeit der Bilddichte und mit einer hohen Auflösung erhalten werden konnte. Indem gleichzeitig die durch die allgemeinen Formeln 1 und 2 dargestellte Verbindung zugesetzt wird, wird die Umweltfestigkeit gegenüber oxidierenden Gasen in hohem Maß verbessert, die Abriebfestigkeit wird verbessert und Filmdefekte werden unterdrückt. Da überdies die Beschichtungslösung eine lange Lebensdauer hat, wird auf zuverlässige Weise ein Photoleiter mit hoher Gebrauchsdauer erhalten, der Bilder hoher Auflösung bereitstellt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein elektrophotographischen Photoleiter hoher Gebrauchsdauer zusammen mit hoher Bildqualität erhalten, und es ist daher möglich, einen elektrophotographischen Photoleiter bereitzustellen, der auf zuverlässige Weise über einen langen Zeitraum Bilder hoher Qualität gewährt.

Claims

Elektrophotographischer Photoleiter, umfassend: einen leitfähigen Träger; und eine über dem leitfähigen Träger angeordnete lichtempfindliche Schicht, wobei der elektrophotographische Photoleiter in einer äußersten Oberflächenschicht des elektrophotographischen Photoleiters umfasst: einen Füllstoff, eine organische Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g, und mindestens eine der Verbindungen, die durch die folgenden allgemeinen Formeln 1 und 2 dargestellt werden:
wobei R¹, R² substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppen oder aromatische Kohlenwasserstoffringe sind, identisch oder verschieden sein können, und R¹, R² auch miteinander verbunden sein können, um einen substituierten oder unsubstituierten Heterocyclus, der ein Stickstoffatom enthält, zu bilden; R³, R⁴, R⁵ substituierte oder unsubstituierte Alkyl- oder Alkoxygruppen oder Halogenatome sind; Ar ein substituierter oder unsubstituierter aromatischer Kohlenwasserstoffring oder aromatischer Heterocyclus ist; n eine ganze Zahl im Bereich von 2 bis 4 ist; k, l, m jeweils ganze Zahlen im Bereich von 0 bis 3 sind; und X in der allgemeinen Formel 1 ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom ist.
Elektrophotographischer Photoleiter gemäß Anspruch 1, wobei die organische Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g eine Polycarbonsäure ist.
Elektrophotographischer Photoleiter gemäß Anspruch 1, wobei die organische Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g eine aus einem Polyesterharz, Acrylharz, einem diese Strukturen umfassenden Copolymer und einer Mischung davon ist.
Elektrophotographischer Photoleiter gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mindestens eine aus organischen Fettsäuren mit der organischen Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g gemischt ist
Elektrophotographischer Photoleiter gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Füllstoff mindestens eines aus anorganischen Materialien ist.
Elektrophotographischer Photoleiter gemäß Anspruch 5, wobei das anorganische Material ein Metalloxid ist.
Elektrophotographischer Photoleiter gemäß einem der Ansprüche 5 und 6, wobei der pH-Wert des anorganischen Materials 5 oder mehr beträgt.
Elektrophotographischer Photoleiter gemäß einem der Ansprüche 5 und 7, wobei die Dielektrizitätskonstante des anorganischen Materials 5 oder mehr beträgt.
Elektrophotographischer Photoleiter gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der mittlere Durchmesser der Primärteilchen des Füllstoffs 0,01 bis 0,5 μm beträgt.
Elektrophotographischer Photoleiter gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die äußerste Oberflächenschicht eine lichtempfindliche Schicht ist.
Elektrophotographischer Photoleiter gemäß Anspruch 10, wobei die lichtempfindliche Schicht eine Ladungserzeugungsschicht, enthaltend ein Ladungserzeugungsmaterial, und eine Ladungstransportschicht, enthaltend ein Ladungstransportmaterial, umfasst, wobei die äußerste Oberfläche die Ladungstransportschicht ist.
Elektrophotographischer Photoleiter gemäß Anspruch 11, wobei das Ladungstransportmaterial ein Polymer-Ladungstransportmaterial ist.
Elektrophotographischer Photoleiter gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der elektrophotographische Photoleiter eine Schutzschicht umfasst, wobei die Schutzschicht die äußerste Schicht ist.
Elektrophotographischer Photoleiter gemäß Anspruch 13, wobei die Schutzschicht mindestens eines aus Ladungstransportmaterialien enthält.
Elektrophotographischer Photoleiter gemäß Anspruch 14, wobei das Ladungstransportmaterial ein Polymer-Ladungstransportmaterial ist.
Elektrophotographischer Photoleiter gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die äußerste Oberflächenschicht des Photoleiters mindestens eines aus einem Polycarbonatharz und einem Polyarylatharz als Bindemittelharz enthält.
Elektrophotographischer Photoleiter gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die äußerste Oberflächenschicht durch Aufbeschichten einer Beschichtungslösung für die äußerste Oberflächenschicht erzeugt wird, welche enthält: einen Füllstoff; eine organische Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g; mindestens eine aus Verbindungen, die durch die vorstehenden allgemeinen Formeln 1 und 2 dargestellt werden; und ein Antioxidationsmittel.
Elektrophotographischer Photoleiter gemäß Anspruch 17, wobei das Antioxidationsmittel eines aus einer Hydrochinonverbindung und einer gehinderten Aminverbindung ist.
Beschichtungslösung für die äußerste Oberflächenschicht eines elektrophotographischen Photoleiters, umfassend: einen Füllstoff, eine organische Verbindung mit einer Säurezahl von 10 mg KOH/g bis 400 mg KOH/g, und mindestens eine aus Verbindungen, die durch die folgenden allgemeinen Formeln 1 und 2 dargestellt werden:
wobei R₁, R₂ substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppen oder aromatische Kohlenwasserstoffringe sind, identisch oder verschieden sein können, und R¹, R² auch miteinander verbunden sein können, um einen substituierten oder unsubstituierten Heterocyclus, der ein Stickstoffatom enthält, zu bilden; R³, R⁴, R⁵ substituierte oder unsubstituierte Alkyl- oder Alkoxygruppen oder Halogenatome sind; Ar ein substituierter oder unsubstituierter aromatischer Kohlenwasserstoffring oder aromatischer Heterocyclus ist; n eine ganze Zahl im Bereich von 2 bis 4 ist; k, l, m jeweils ganze Zahlen im Bereich von 0 bis 3 sind; und X in der allgemeinen Formel 1 ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom ist; und ein Antioxidationsmittel.
Beschichtungslösung für die äußerste Oberflächenschicht eines elektrophotographischen Photoleiters gemäß Anspruch 19, wobei das Antioxidationsmittel eines aus einer Hydrochinonverbindung und einer gehinderten Aminverbindung ist.
Elektrophotographisches Verfahren, umfassend die Schritte: gleichförmiges Aufladen eines elektrophotographischen Photoleiters gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 18; Belichten des aufgeladenen Photoleiters mit bildmäßigem Licht, um darauf ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen; Zuführen eines Entwicklers zu dem erzeugten latenten elektrostatischen Bild, so dass ein Tonerbild erzeugt wird, wodurch das latente elektrostatische Bild sichtbar gemacht wird; und Übertragen des durch den Entwicklungsschritt erzeugten Tonerbildes auf ein Übertragungsmaterial.
Elektrophotographisches Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei der Belichtungsschritt ein „digitales Verfahren" verwendet, in dem das latente elektrostatische Bild mittels einer LD oder LED auf dem elektrophotographischen Photoleiter geschrieben wird.
Elektrophotographische Vorrichtung, umfassend: den elektrophotographischen Photoleiter gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 18; eine Ladevorrichtung, die zum gleichförmigen Aufladen einer Oberfläche des elektrophotographischen Photoleiters konfiguriert ist; eine Belichtungseinheit, die konfiguriert ist, den durch die Ladevorrichtung aufgeladenen Photoleiter mit bildmäßigem Licht zu belichten, um auf dem Photoleiter ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen; eine Entwicklungseinheit, die konfiguriert ist, dem elektrostatischen latenten Bild einen Entwickler zuzuführen, so dass ein Tonerbild erzeugt wird, wodurch das elektrostatische latente Bild sichtbar gemacht wird; und eine Übertragungseinheit, die konfiguriert ist, das mittels der Entwicklungseinheit erzeugte Tonerbild auf ein Übertragungsmaterial zu übertragen.
Elektrophotographische Vorrichtung gemäß Anspruch 23, wobei die Belichtungseinheit ein „digitales Verfahren" verwendet, in dem das latente elektrostatische Bild mittels einer LD oder LED auf dem elektrophotographischen Photoleiter geschrieben wird.
Elektrophotographische Prozesskartusche, umfassend: den elektrophotographischen Photoleiter gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 18; und mindestens eine aus einer Ladevorrichtung, die zum gleichförmigen Aufladen einer Oberfläche des elektrophotographischen Photoleiters konfiguriert ist, einer Reinigungseinheit, die zum Reinigen der Oberfläche des elektrophotographischen Photoleiters konfiguriert ist, und einer Entwicklungseinheit, die konfiguriert ist, dem elektrostatischen latenten Bild einen Entwickler zuzuführen, so dass ein Tonerbild erzeugt wird, wodurch das elektrostatische latente Bild sichtbar gemacht wird, wobei die elektrophotographische Prozesskartusche in einer einstückigen Konstruktion ausgebildet ist, so dass die elektrophotographische Prozesskartusche aus einer elektrophotographischen Vorrichtung frei austauschbar ist.