DE60132141T2

DE60132141T2 - Elektrophotographisches Material vom Einschichttyp

Info

Publication number: DE60132141T2
Application number: DE60132141T
Authority: DE
Inventors: Jun Osaka-shi Azuma; Yukimasa Osaka-shi Watanabe; Hisakazu Osaka-shi Honma; Ayako Osaka-shi Yashima; Maki Osaka-shi Uchida; Kyoichi Osaka-shi Nakamura; Eiichi Osaka-shi Miyamoto
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2008-12-18
Anticipated expiration: 2021-08-29
Also published as: EP1184728B1; DE60132141D1; EP1184728A2; EP1184728A3; US20020045119A1; US6593047B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrophotographisches Material vom Einschichttyp, das in bilderzeugenden Vorrichtungen wie elektrostatischen Kopiergeräten, Faxgeräten und Laserstrahldruckern verwendet werden kann. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein elektrophotographisches Material vom Einschichttyp, bei dem selbst dann eine geringere Wahrscheinlichkeit dafür besteht, dass Verschleiß hervorgerufen wird, wenn das Material in bilderzeugenden Vorrichtungen verwendet wird, die mit einer zur Reinigung dienenden Abstreifeinrichtung ausgerüstet sind, und das ferner eine höhere Haltbarkeit aufweist.
Bei den oben beschriebenen bilderzeugenden Vorrichtungen wurden verschiedene lichtempfindliche Materialien mit einer Lichtempfindlichkeit im Wellenlängenbereich einer in diesen Vorrichtungen verwendeten Lichtquelle eingesetzt. Eines davon ist ein anorganisches lichtempfindliches Material, bei dem ein anorganisches Material wie Selen in einer lichtempfindlichen Schicht verwendet wird, während ein weiteres Material ein organisches lichtempfindliches Material (organic photosensitive material, OPC) ist, bei dem ein organisches Material in einer lichtempfindlichen Schicht verwendet wird. Von diesen lichtempfindlichen Materialien wurden die organischen lichtempfindlichen Materialien in breitem Umfang untersucht, da sie sich im Vergleich mit dem anorganischen lichtempfindlichen Material leicht herstellen lassen und ein breiter Bereich der Auswahl von lichtempfindlichen Materialien wie elektrischer Ladungsübertragungsmaterialien, elektrischer Ladungserzeugungsmaterialien und Bindemittelharze sowie eine große Freiheit beim funktionellen Design besteht.
Die organischen lichtempfindlichen Materialien werden grob unterteilt in sogenannte elektrophotographische Materialien vom Mehrschichttyp, die einen Aufbau aus einer Ladungserzeugungsschicht, die ein Ladungserzeugungsmaterial enthält, und einer Ladungsübertragungsschicht, die ein Ladungsübertragungsmaterial enthält, die miteinander laminiert sind, aufweisen, und in lichtempfindliche Materialien vom Einschichttyp, bei denen ein Ladungserzeugungsmaterial und ein Ladungsübertragungsmaterial in der gleichen lichtempfindlichen Schicht dispergiert sind. Von diesen organischen lichtempfindlichen Materialien sind die lichtempfindlichen Materialien vom Mehrschichttyp auf dem globalen Markt praktisch ausschließlich verbreitet.
In jüngster Zeit richtete sich das Hauptinteresse wegen seiner im Folgenden beschriebenen Vorteile auf das lichtempfindliche Material vom Einschichttyp. Das lichtempfindliche Material vom Einschichttyp ist nämlich hinsichtlich der Produktivität günstiger, da es einen einfachen Schichtaufbau aufweist und befähigt ist, das Auftreten von Schichtdefekten der lichtempfindlichen Schicht zu verhindern. Ferner können damit die optischen Eigenschaften verbessert werden, da weniger Grenzflächen zwischen Schichten vorliegen. Darüber hinaus kann ein einziges lichtempfindliches Material sowohl als lichtempfindliches Material vom positiven Ladungstyp als auch als lichtempfindliches Material vom negativen Ladungstyp verwendet werden, da das Ladungsübertragungsmaterial, ein Elektronenübertragungsmaterial und ein Lochübertragungsmaterial, in Kombination verwendet werden.
Das elektrophotographische Material wird bei den wiederholten Schritten der Aufladung, der Belichtung, der Entwicklung, der Übertragung, der Reinigung und der Ladungsneutralisation beim Bilderzeugungsprozess eingesetzt. Ein durch Ladung/Belichtung erzeugtes elektrostatisches latentes Bild wird mit einem Toner als Pulver in Form von Mikropartikeln entwickelt. Der entwickelte Toner wird ferner beim Übertragungsprozess auf ein Übertragungsmaterial wie Papier übertragen. Der Toner wird allerdings nicht vollständig (zu 100%) übertragen und verbleibt teilweise auf dem lichtempfindlichen Material. Wenn der verbleibende Toner nicht entfernt wird, wird es unmöglich, ein qualitativ hochwertiges Bild zu erzielen, das von Kontamination bei den wiederholten Prozessen frei ist. Daher ist es erforderlich, den verbleibenden Toner durch Reinigung zu entfernen.
Bei dem Reinigungsprozess wird typischerweise eine Fellbürste, eine Magnetbürste oder eine Klinge verwendet. Im Hinblick auf die Genauigkeit der Reinigung und die Rationalisierung des Aufbaus des Geräts ist es allgemein üblich, eine Klingenreinigung zu wählen, bei der die Reinigung dadurch vorgenommen wird, dass eine klingenförmige Kunstharzplatte direkt mit einem lichtempfindlichen Material in Kontakt gebracht wird.
Wie oben beschrieben, wird gemäß der Klingenreinigung der auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Materials verbliebene Toner dadurch entfernt, dass die klingenförmige Kunstharzplatte mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Materials in Kontakt gebracht wird. Obgleich die Klingenreinigung eine hohe Genauigkeit besitzt, wird dadurch die mechanische Belastung des lichtempfindlichen Materials erhöht, wodurch Probleme hervorgerufen werden, wie etwa eine Erhöhung der Abnutzung der lichtempfindlichen Schicht, eine Verringerung des Oberflächenpotentials, eine Verringerung der Empfindlichkeit und dergleichen, wodurch es schwierig wird, ein qualitativ hochwertiges Bild zu erzielen.
Es ist möglich, das Ausmaß der Abnutzung der lichtempfindlichen Schicht dadurch zu verringern, dass die Andruckkraft (linearer Druck der Klinge), die auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Materials durch die Reinigungsklinge ausgeübt wird, verringert wird. Der verbliebene Toner gelangt allerdings in komprimiertem Zustand durch einen mikroskopisch kleinen Raum zwischen der Klinge und der Oberfläche des lichtempfindlichen Materials und haftet fest auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Materials, wobei Tonerpartikel zusammengequetscht werden und somit der verbliebene Toner durch die Klinge nicht entfernt wird, was bedeutet, dass das Phänomen der sogenannten „Strichmarken" oder der „Tonerfilmbildung" auftritt, wodurch das Potential der Oberfläche des lichtempfindlichen Materials in dem Bereich, wo der Toner angeschmolzen ist, drastisch reduziert wird. Ferner tritt aufgrund der Lichtabschirmung keine optische Abschwächung auf, wodurch Bildfehler verursacht werden.
Wenn im Gegensatz dazu der lineare Druck der Klinge erhöht wird, um Strichmarken oder Tonerfilmbildung zu verhindern, wird die mechanische Belastung der Oberfläche des lichtempfindlichen Materials erhöht, und die Abnutzung der lichtempfindlichen Schicht wird größer, wodurch elektrische Eigenschaften verschlechtert werden und es schwierig wird, qualitativ hochwertige Bilder zu erzielen. Wenn die Klinge über die Oberfläche des lichtempfindlichen Materials gleitet, wird ein Resonanzton erzeugt, was bedeutet, dass das Phänomen des sogenannten „Klingenquietschens" auftritt.
EP-A-0896975 offenbart ein Polyorganosiloxan enthaltendes Polycarbonat sowie daraus hergestellte Formkörper. Ferner ist ein elektrophotographischer Lichtempfänger offenbart, der eine lichtempfindliche Schicht aufweist, die eine Oberflächenschicht besitzt, die das Polyorganosiloxan enthaltende Polycarbonat enthält und die eine hohe mechanische Festigkeit und gute elektrophotographische Eigenschaften über längere Zeiträume beibehält.
US-A-5876892 offenbart einen elektrophotographischen Lichtempfänger, bei dem die Oberfläche einer lichtempfindlichen Schicht einen kleinen Reibungskoeffizienten aufweist, ohne dass die elektrophotographischen Eigenschaften verschlechtert werden, und der eine erhöhte Ölfestigkeit besitzt und keine lichtbedingte Ermüdung zeigt, wobei die elektrophotographische lichtempfindliche Schicht einen elektrisch leitenden Träger aufweist, auf dem eine lichtempfindliche Schicht ausgebildet ist, die mindestens ein ladungserzeugendes Mittel, ein Ladungsübertragungsmittel und ein Bindemittelharz enthält, wobei die lichtempfindliche Schicht ein Polycarbonat-Copolymer, das eine spezielle wiederkehrende Einheit aufweist, als Bindemittelharz sowie eine spezielle Butadienverbindung als Ladungsübertragungsmittel enthält.
DE 19829055 offenbart einen elektrophotographischen Photoleiter mit einem leitenden Substrat und einem photoleitenden Film mit einer Ladungserzeugungsschicht und einer Ladungstransportschicht, die eine spezielles Transportmittel und Bindemittelharz enthält, wobei das Gewichtsverhältnis von Ladungstransportmittel zu Bindemittelharzen im Bereich von 2:5 bis 1:6 liegt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrophotographisches Material vom Einschichttyp anzugeben, das eine gute Verschleißfestigkeit in Bezug auf die lichtempfindliche Schicht auch dann zeigt, wenn sie in bilderzeugenden Vorrichtungen eingesetzt wird, die mit einer Reinigungseinrichtung mit einer Klinge ausgerüstet sind, und die ferner bessere Haltbarkeit aufweist.
Von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung wurden intensive Untersuchungen durchgeführt, bei denen festgestellt wurde, dass ein elektrophotographisches Material vom Einschichttyp eine gute Verschleißfestigkeit in Bezug auf die lichtempfindliche Schicht auch dann ergeben kann, wenn es in einer Bilderzeugungsvorrichtung verwendet wird, die mit einer Klingen-Reinigungseinrichtung ausgerüstet ist, und das ferner eine höhere Verschleißfestigkeit zeigen kann,
das ein leitendes Substrat und eine lichtempfindliche Schicht aufweist, die aus einem Bindemittelharz besteht, das mindestens ein Ladungserzeugungsmaterial und ein Lochübertragungsmaterial sowie ein Elektronenübertragungsmaterial als Ladungsübertragungsmaterial enthält, und die auf dem leitenden Substrat ausgebildet ist,
wobei das Bindemittelharz ein Polycarbonatharz enthält, das aufweist:
eine wiederkehrende Struktureinheit der allgemeinen Formel [1],
in der R¹⁰ und R¹¹ gleich oder verschieden sind und jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeuten,
eine wiederkehrende Struktureinheit der allgemeinen Formel [2],
in der bedeuten:
X²⁰, X²¹ und X²², die gleich oder verschieden sind, jeweils -(CH₂)_n-, worin n eine ganze Zahl von 1 bis 6 bedeutet,
R²⁰, R²¹, R²² und R²³, die gleich oder verschieden sind, jeweils ein Wasserstoffatom, eine Phenylgruppe oder eine Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen
und
m einen Zahlenwert von 0 bis 200,
sowie
eine wiederkehrende Struktureinheit der allgemeinen Formel [3],
in der R³⁰ und R³¹ gleich oder verschieden sind und jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeuten,
und wobei der Feststoffgehalt des Ladungsübertragungsmaterials (Lochübertragungsmaterial und Elektronenübertragungsmaterial) nicht weniger als 30 Gew.-% und nicht mehr als 50 Gew.-% beträgt, bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt.
Die vorliegende Erfindung kann ein hochempfindliches elektrophotographisches Material vom Einschichttyp liefern, bei dem kein Klingenquietschen, keine Strichmarken und keine Tonerfilmbildung auftreten.
Von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung wurde ferner festgestellt, dass jedes elektrophotographische Material vom Einschichttyp, das die nachstehende Verbindung der allgemeinen Formel [4], [5], [6] oder [7] als Elektronenübertragungsmaterial und die nachstehende Verbindung der allgemeinen Formeln [8], [9], [10] oder [11] als Lochübertragungsmaterial enthält, gute Verschleißfestigkeit bezüglich der lichtempfindlichen Schicht, verringertes Klingenquietschen, weniger Strichmarken und Tonerfilmbildung ergeben kann und ferner eine sehr hohe Empfindlichkeit besitzen kann.
Verbindungen der allgemeinen Formel [4],
in der R⁴⁰ und R⁴¹ gleich oder verschieden sind und jeweils eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe bedeuten.
Verbindungen der allgemeinen Formel [5],
in der R⁵⁰ und R⁵¹ gleich oder verschieden sind und jeweils eine substituierte oder unsubstituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe bedeuten.
Verbindungen der allgemeinen Formel [6],
in der bedeuten:
R⁶⁰ ein Halogenatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Arylgruppe
und
R⁶¹ eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Arylgruppe oder eine Gruppe der Formel -O-R^61a, in der R^61a eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Arylgruppe bedeutet.
Verbindungen der allgemeinen Formel [7],
in der R⁷⁰, R⁷¹, R⁷² und R⁷³ gleich oder verschieden sind und jeweils eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe bedeuten.
Verbindungen der allgemeinen Formel [8],
in der bedeuten:
R⁸⁰, R⁸¹, R⁸² und R⁸³, die gleich oder verschieden sind, jeweils eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Arylgruppe, eine Aralkylgruppe oder ein Halogenatom,
m, n, p und q, die gleich oder verschieden sind, jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 3,
R⁸⁴ und R⁸⁵, die gleich oder verschieden sind, jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe
und
-X- die Gruppe der Formel
oder der Formel
Verbindungen der allgemeinen Formel [9]
in der bedeuten:
R⁹⁰ und R⁹², die gleich oder verschieden sind, jeweils eine substituierte oder unsubstitiuerte Alkylgruppe
und
R⁹¹ und R⁹³, die gleich oder verschieden sind, jeweils ein Wasserstoffatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe.
Verbindungen der allgemeinen Formel [10],
in der R¹⁰⁰, R¹⁰¹, R¹⁰², R¹⁰³ und R¹⁰⁴ gleich oder verschieden sind und jeweils ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Alkoxygruppe bedeuten.
Verbindungen der allgemeinen Formel [11],
in der bedeuten:
R¹¹⁰, R¹¹¹, R¹¹² und R¹¹³, die gleich oder verschieden sind, jeweils ein Halogenatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, Alkoxygruppe oder Arylgruppe
und
a, b, c und d, die gleich oder verschieden sind, jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 5
mit der Maßgabe, dass R¹¹⁰, R¹¹¹, R¹¹² und R¹¹³ verschieden sein können, wenn a, b, c oder d gleich 2 oder größer ist.
Das in dem elektrophotographischen Material vom Einschichttyp der vorliegenden Erfindung verwendete Bindemittelharz ist entsprechend dadurch gekennzeichnet, dass es ein Polycarbonatharz mit wiederkehrenden Struktureinheiten der allgemeinen Formeln [1], [2] und [3] enthält. Die wiederkehrenden Struktureinheiten der allgemeinen Formeln [1], [2] und [3] können zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit der lichtempfindlichen Schicht aufgrund der Steifheit der hochmolekularen Verbindungen extrem wirksam sein.
Der Feststoffgehalt des Ladungsübertragungsmaterials in dem elektrophotographischen Material vom Einschichttyp der vorliegenden Erfindung beträgt nicht weniger als 30 Gew.-% und nicht mehr als 50 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt. Das Ladungsübertragungsmaterial wirkt in dem Bindemittelharz wie ein Weichmacher, und eine Erhöhung seines Mengenanteils verringert die Festigkeit der lichtempfindlichen Schicht und verschlechtert die Verschleißfestigkeit. Daher wird die Verschleißfestigkeit durch Einstellung des Feststoffgehalts des Ladungsübertragungsmaterials auf 50 Gew.-% oder weniger, bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt, verbessert. Wenn der Feststoffgehalt des Ladungsübertragungsmaterials weniger als 30 Gew.-% beträgt, ist die Lichtempfindlichkeit verringert, und das resultierende elektrophotographische Material vom Einschichttyp besitzt keine praktisch brauchbare Empfindlichkeit.
Wenn das in dem elektrophotographischen Material vom Einschichttyp der vorliegenden Erfindung verwendete Bindemittelharz eine wiederkehrende Struktureinheit der allgemeinen Formel [1], eine wiederkehrende Struktureinheit der allgemeinen Formel [2] und ein Copolymer-Polycarbonatharz mit einer wiederkehrenden Struktureinheit der allgemeinen Formel [3], wie oben beschrieben, enthält, kann das Polycarbonatharz die Verschleißfestigkeit oder die Oberflächen-Schmierfähigkeit der lichtempfindlichen Schicht in wirksamer Weise verbessern, und das resultierende, lichtempfindliche Material kann eine sehr hohe Empfindlichkeit aufweisen. Als Grund hierfür wird Folgendes angenommen. Das Polycarbonatharz mit einer wiederkehrenden Struktureinheit der allgemeinen Formel [1] und das Polycarbonatharz mit einer wiederkehrenden Struktureinheit der allgemeinen Formel [2] verbessern die Verschleißfestigkeit oder die Oberflächenschmierung der lichtempfindlichen Schicht in wirksamer Weise, sind jedoch mit dem Ladungsübertragungsmaterial schlechter verträglich. Im Gegensatz dazu ermöglicht es das Polycarbonatharz mit einer wiederkehrenden Struktureinheit der allgemeinen Formel [3] wegen seiner ausgezeichneten Verträglichkeit mit dem Ladungsübertragungsmaterial, die Empfindlichkeit zu verbessern.
Wie oben beschrieben, ist die Verträglichkeit des Bindemittelharzes mit dem Ladungsübertragungsmaterial von großem Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften. Als Grund hierfür wird Folgendes angenommen. Obwohl das Ladungsübertragungsmaterial im Bindemittelharz gleichmäßig gelöst ist und somit eine molekulare Dispergierung vorliegt, verursacht die schlechte Verträglichkeit mit dem Bindemittelharz eine molekulare Agglomeration, wodurch die Effizienz der Abgabe und der Aufnahme von elektrischen Ladungen verringert wird, was zu geringerer Empfindlichkeit führt. Daher kann ein lichtempfindliches Material mit hoher Empfindlichkeit durch Verwendung eines Bindemittelharzes mit guter Verträglichkeit mit einem Ladungsübertragungsmaterial in Kombination erzielt werden.
Auch wenn das elektrophotographische Material vom Einschichttyp der vorliegenden Erfindung mindestens eines der Elektronenübertragungsmaterialien der allgemeinen Formeln [4] bis [7] und mindestens eines der Lochübertragungsmaterialien der allgemeinen Formeln [8] bis [11] enthält, kann das resultierende lichtempfindliche Material eine sehr hohe Empfindlichkeit aufweisen.
Da das elektrophotographische Material vom Einschichttyp der vorliegenden Erfindung sowohl ein Lochübertragungsmaterial als auch ein Elektronenübertragungsmaterial als Ladungsübertragungsmaterial enthält, wird insbesondere das Verhältnis der Gesamtmenge des Ladungsübertragungsmaterials zur Menge des Bindemittelharzes erhöht. Da ferner das Ladungserzeugungsmaterial und das Ladungsübertragungsmaterial in Form von Partikeln in der gleichen lichtempfindlichen Schicht dispergiert sind, enthält das lichtempfindliche Material vom Einschichttyp eine im Vergleich zum lichtempfindlichen Material vom Mehrschichttyp große Menge an im Bindemittelharz dispergiertem oder gelöstem Material, und die Verträglichkeit des Ladungsübertragungsmaterials mit dem Bindemittelharz, die sich auf die Empfindlichkeit des lichtempfindlichen Materials auswirkt, kann besonders erhöht werden.
Die Elektronenübertragungsmaterialien der allgemeinen Formeln [4] bis [7] oder die Lochübertragungsmaterialien der allgemeinen Formeln [8] bis [11] können ausgezeichnete Verträglichkeit mit dem Bindemittelharz (Polycarbonatharz mit wiederkehrenden Struktureinheiten der allgemeinen Formeln [1], [2] und [3]) aufweisen, das in dem elektrophotographische Material vom Einschichttyp der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und können ferner hohe Beweglichkeit aufweisen; sie können daher zur Verbesserung der Empfindlichkeit des lichtempfindlichen Materials extrem wirksam sein.
Jede der Alkylgruppen in den allgemeinen Formeln [4] und [6] bis [11] umfasst Alkylgruppen mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie etwa die Gruppen Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, tert.-Butyl, Amyl oder 2-Ethylhexyl.
Jede der Alkoxygruppen in den allgemeinen Formeln [8], [10] und [11] umfasst Alkoxylgruppen mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie etwa die Gruppen Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, Isopropoxy, n-Butoxy, Isobutoxy oder tert.-Butoxy.
Jede der Arylgruppen in den allgemeinen Formeln [6], [8] und [11] bis [14] umfasst Arylgruppen mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 1 bis 16 Kohlenstoffatomen, die mit Alkylgruppen, Alkoxygruppen oder Arylgruppen substituiert sein können; Beispiele hierfür sind die Gruppen Phenyl, Naphthyl, Tolyl, Xylyl, Ethylphenyl oder Biphenyl.
Jede der Aralkylgruppen in den allgemeinen Formeln [8] und [14] umfasst Aralkylgruppen mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 7 bis 12 Kohlenstoffatomen, die mit Alkylgruppen oder Alkoxygruppen substituiert sein können; Beispiele hierfür sind die Gruppen Benzyl, Phenethyl oder Cumyl.
Die einwertige Kohlenwasserstoffgruppe in der allgemeinen Formel [5] umfasst Alkylgruppen, Arylgruppen und Aralkylgruppen, wie sie zu den allgemeinen Formeln [4] und [6] bis [11] beispielhaft angegeben wurden.
Jede Cycloalkylgruppe in den allgemeinen Formeln [12] bis [14] umfasst Cycloalkylgruppen mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, wie zum Beispiel die Gruppen Cyclohexyl oder Cyclopentyl.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Feststoffgehalt eines Ladungsübertragungsmaterials (Lochübertragungsmaterial und Elekronenübertragungsmaterial), bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt, und dem Verschleiß der lichtempfindlichen Schicht zeigt.
2 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Feststoffgehalt eines Ladungsübertragungsmaterials (Lochübertragungsmaterial und Elekronenübertragungsmaterial), bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt, und der Empfindlichkeit zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Materialien, aus denen das elektrophotographische Material vom Einschichttyp der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, werden im Folgenden im Detail beschrieben.
Bindemittelharz
Wie oben beschrieben wurde, werden Copolymer-Polycarbonatharze mit einer wiederkehrenden Einheit der allgemeinen Formel [1], einer wiederkehrenden Einheit der allgemeinen Formel [2] und einer wiederkehrenden Einheit der allgemeinen Formel [3] in Kombination verwendet, um Strichmarken, Tonerfilmbildung oder Trommelquietschen zu verhindern oder die Empfindlichkeit des lichtempfindlichen Materials zu verbessern.
Die Menge der wiederkehrenden Struktureinheit der allgemeinen Formel [1] liegt vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 50 Mol-% und besonders bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 20 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Bindemittelharzes. Die Menge der wiederkehrenden Struktureinheit der allgemeinen Formel [2] liegt bevorzugt in einem Bereich von 0,05 bis 10 Mol-% und besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,03 bis 0,5 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Bindemittelharzes. Die Menge der wiederkehrenden Struktureinheit der allgemeinen Formel [3] liegt bevorzugt in einem Bereich von 50 bis 90 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Bindemittelharzes.
Wenn die Menge der wiederkehrenden Struktureinheit der allgemeinen Formel [1] mehr als 50 Mol-% beträgt, ist zwar die Verschleißfestigkeit der lichtempfindlichen Schicht verbessert, jedoch kann die Verträglichkeit mit dem Ladungsübertragungsmaterial verringert sein, wie oben beschrieben wurde. Wenn die Menge der wiederkehrenden Struktureinheit der allgemeinen Formel [2] mehr als 10 Mol-% beträgt, kann die Schmierfähigkeit der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht zwar verbessert sein, jedoch besteht die Tendenz, dass die Verträglichkeit mit dem Ladungsübertragungsmaterial in ähnlicher Weise verringert wird. Wenn die Menge der wiederkehrenden Struktureinheit der allgemeinen Formel [3] mehr als 90 Mol-% beträgt, kann zwar die Empfindlichkeit verbessert werden, jedoch besteht die Tendenz zu einer Verringerung der Verschleißfestigkeit.
Das in dem elektrophotographischen Material vom Einschichttyp der vorliegenden Erfindung verwendete Bindemittelharz besitzt vorzugsweise ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von 10.000 bis 400.000 und noch bevorzugter im Bereich von 30.000 bis 200.000.
Ladungserzeugungsmaterial
Zu den Beispielen für das in dem elektrophotographischen Material vom Einschichttyp der vorliegenden Erfindung verwendete Ladungserzeugungsmaterial gehören bekannte, übliche Ladungserzeugungsmaterialien, zum Beispiel organische photoleitende Materialien, wie Phthalocyanin-Pigmente (zum Beispiel metallfreie Phthalocyanine, Oxotitanylphthalocyanine und Hydroxygalliumphthalocyanine), Perylen-Pigmente, Bisazo-Pigmente, Dithioketopyrrolopyrrol-Pigmente, metallfreie Naphthalocyanin-Pigmente, metallhaltige Naphthalocyanin-Pigmente, Squalin-Pigmente, Trisazo-Pigmente, Indigo-Pigmente, Azulenium-Pigmente, Cyanin-Pigmente, Pyrylium-Pigmente, Anthanthron-Pigmente, Triphenylmethan-Pigmente, Threne-Pigmente, Toluidin-Pigmente, Pyrrazolin-Pigmente und Quinachridon-Pigmente, sowie anorganische photoleitende Materialien, wie Selen, Selen-Tellur, Selen-Arsen, Cadmiumsulfid und amorphes Silicium.
Diese Ladungserzeugungsmaterialien können allein oder in Kombination so verwendet werden, dass das resultierende elektrophotographische Material eine Absorptionswellenlänge in einem gewünschten Bereich aufweist.
Bei digitalen optischen bilderzeugenden Vorrichtungen (zum Beispiel Laserstrahldruckern, Faxgeräten, etc.), bei denen eine Lichtquelle wie etwa ein Halbleiterlaser verwendet wird, ist ein lichtempfindliches Material mit einer Empfindlichkeit in einem Wellenlängenbereich von 700 nm oder mehr erforderlich. Daher werden von den oben beschriebenen Ladungserzeugungsmaterialien bevorzugt Phthalocyanin-Pigmente wie etwa metallfreies Phthalocyanin, Oxotitanylphthalocyanin und Hydroxygalliumphthalocyanin verwendet. Die Kristallform des obigen Phthalocyanin-Pigments unterliegt keiner besonderen Einschränkung, und es können verschiedene Phthalocyanin-Pigmente verwendet werden.
Der Mengenanteil der Ladungserzeugungsschicht liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 50 Gew.-% und noch bevorzugter in einem Bereich von 0,5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bindemittelharzes.
Ladungsübertragungsmaterial
Das elektrophotographische Material vom Einschichttyp der vorliegenden Erfindung enthält ein Gemisch des Elektronenübertragungsmaterials und des Lochübertragungsmaterials in der lichtempfindlichen Schicht, und der Feststoffgehalt des Lochübertragungsmaterials und des Elektronenübertragungsmaterials beträgt nicht weniger als 30 Gew.-% und nicht mehr als 50-Gew.-%, bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt.
Elektronenübertragungsmaterial
Als Elektronenübertragungsmaterial, das in dem elektrophotographischen Material vom Einschichttyp der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, können beliebige bekannte und übliche Elektronenübertragungsmaterialien Verwendung finden. Wie oben beschrieben wurde, wird vorzugsweise mindestens eine der Verbindungen der allgemeinen Formeln [4], [5], [6] und [7] eingebracht, um die Lichtempfindlichkeit zu verbessern.
Zu den Beispielen für bekannte, übliche Elektronenübertragungsmaterialien gehören verschiedene Verbindungen mit Elektronenakzeptor-Eigenschaft, zum Beispiel Diphenochinon-Derivate, Benzochinon-Derivate, Azochinon-Derivate, die in den veröffentlichten, ungeprüften japanischen Patentanmeldungen (Kokai Tokkyo Koho) Nr. 2000-147806 und 2000-242009 beschrieben sind, Monochinon-Derivate, die in den veröffentlichten, ungeprüften japanischen Patentanmeldungen (Kokai Tokkyo Koho) Nr. 2000-075520 und 2000-258936 beschrieben sind, Dinaphthylchinon-Derivate, Diimid-tetracarboxylat-Derivate, Imidcarboxylat-Derivate, Stilbenchinon-Derivate, Anthrachinon- Derivate, Malononitril-Derivate, Thiopyran-Derivate, Trinitrothioxanthon-Derivate, 3,4,5,7-Tetranitro-9-fluorenon-Derivate, Dinitroanthracen-Derivate, Dinitroacridin-Derivate, Nitroanthrachinon-Derivate, Dinitroanthrachinon-Derivate, Tetracyanoethylen, 2,4,8-Trinitrothioxanthon, Dinitrobenzol, Dinitroanthracen, Dinitroacridin, Nitroanthrachinon, Dinitroanthrachinon, Bernsteinsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid und Dibrommaleinsäureanhydrid.
Zu den Beispielen für das in dem elektrophotographischen Material vom Einschichttyp der vorliegenden Erfindung verwendete Elektronenübertragungsmaterial gehören, zusätzlich zu den Verbindungen der nachstehenden allgemeinen Formeln [4] bis [7], Verbindungen der nachstehenden allgemeinen Formeln [12] bis [14].
Verbindungen der allgemeinen Formel [12],
in der bedeuten:
R¹²⁰ bis R¹²³, die gleich oder verschieden sind, jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Aralkylgruppe oder eine Halogenalkylgruppe, wobei der Substituent bzw. die Substituenten ein Halogenatom, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Hydroxylgruppe, eine Cyanogruppe, eine Aminogruppe, eine Nitrogruppe oder eine Halogenalkylgruppe sein können.
Verbindungen der allgemeinen Formel [13],
in der bedeuten:
R¹³⁰ und R¹³¹, die gleich oder verschieden sind, jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Aralkylgruppe oder eine Halogenalkylgruppe;
R¹³² bis R¹³⁶, die gleich oder verschieden sind, jeweils ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Aralkylgruppe, eine Phenoxygruppe, die einen Substituenten aufweisen kann, oder eine Halogenalkylgruppe,
wobei zwei oder mehr dieser Gruppen unter Bildung eines Rings miteinander kombiniert sein können und wobei der Substituent bzw. die Substituenten ein Halogenatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Hydroxylgruppe, eine Cyanogruppe, eine Aminogruppe, eine Nitrogruppe oder eine Halogenalkylgruppe sein können.
Verbindungen der allgemeinen Formel [14],
in der bedeuten:
R¹⁴⁰ bis R¹⁴³, die gleich oder verschieden sind, jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Aralkylgruppe oder eine Halogenalkylgruppe;
R¹⁴⁴ und R¹⁴⁵, die gleich oder verschieden sind, jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen,
R¹⁴⁶ bis R¹⁵³, die gleich oder verschieden sind, jeweils ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe oder eine Halogenalkylgruppe, wobei der Substituent bzw. die Substituenten ein Halogenatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Hydroxylgruppe, eine Cyanogruppe, eine Aminogruppe, eine Nitrogruppe oder eine Halogenalkylgruppe sein können.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können diese Elektronenübertragungsmaterialien allein oder in Kombination verwendet werden.
Lochübertragungsmaterial
Als Lochübertragungsmaterial, das in dem elektrophotographischen Material vom Einschichttyp der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können beliebige herkömmliche, bekannte Lochübertragungsmaterialien eingesetzt werden. Wie oben beschrieben wurde, werden bevorzugt eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formeln [8], [9], [10] und [11] zur Verbesserung der Lichtempfindlichkeit eingebracht.
Zu den Beispielen für herkömmliche bekannte Lochübertragungsmaterialien gehören Stickstoff-enthaltende Verbindungen und kondensierte polycyclische Verbindungen, zum Beispiel N,N,N',N'-Tetraphenylbenzidin-Derivate, N,N,N',N'-Tetraphenylphenylendiamin-Derivate, N,N,N',N'-Tetraphenylnaphthylendiamin-Derivate, N,N,N',N'-Tetraphenylphenanthrolylendiamin-Derivate, Oxadiazol-Verbindungen [zum Beispiel 2,5-Di(4-methylaminophenyl)-1,3,4-oxadiazol], Styryl-Verbindungen [zum Beispiel 9-(4-Diethylaminostyryl)-anthracen], Carbazol-Verbindungen [zum Beispiel Polyvinylcarbazol], Organopolysilan-Verbindungen, Pyrazolin-Verbindungen [zum Beispiel 1-Phenyl-3-(p-dimethylaminophenyl)-pyrazolin], Hydrazon-Verbindungen, Indol-Verbindungen, Oxazol-Verbindungen, Isoxazol-Verbindungen, Thiazol-Verbindungen, Thiadiazol-Verbindungen, Imidazol-Verbindungen, Pyrazol-Verbindungen und Triazol-Verbindungen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können diese Lochübertragungsmaterialien allein eingesetzt werden, oder es können zwei oder mehr Arten davon in Kombination verwendet werden.
Die lichtempfindliche Schicht des elektrophotographischen Materials vom Einschichttyp besitzt bevorzugt eine Schichtdicke im Bereich von etwa 5 bis 100 μm und noch bevorzugter im Bereich von etwa 10 bis 50 μm.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen entsprechenden Verbindungen können verschiedene herkömmliche bekannte Additive in die lichtempfindliche Schicht eingebracht werden, sofern die elektrophotographischen Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden, zum Beispiel Oxidationsinhibitoren, Radikalfänger, Singulett-Quencher, Antioxidantien (zum Beispiel Ultraviolettabsorber), Erweichungsmittel, Weichmacher, Oberflächenmodifizierungsmittel, Excipientien, Verdickungsmitte, Dispersionsstabilisatoren, Wachse, Akzeptoren und Donoren. Zur Verbesserung der Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Schicht können zum Beispiel bekannte Sensibilisierungsmittel, wie Terphenyl, Halogennaphthochinone und Acenaphthylen, in Kombination mit dem Ladungserzeugungsmaterial verwendet werden.
Zwischen dem Substrat und der lichtempfindlichen Schicht kann eine Barriereschicht ausgebildet werden, sofern die Eigenschaften des lichtempfindlichen Materials nicht beeinträchtigt werden.
Als Substrat, auf dem die lichtempfindliche Schicht ausgebildet wird, können beispielsweise verschiedene Materialien mit Leitfähigkeit verwendet werden. Zu den Beispielen hierfür gehören Metalle wie Eisen, Aluminium, Kupfer, Zinn, Platin, Silber, Vanadium, Molybdän, Chrom, Cadmium, Titan, Nickel, Palladium, Indium, rostfreier Stahl und Messing; Substrate aus Kunststoffmaterialien, die durch Abscheidung oder Laminieren der obigen Metalle hergestellt sind, sowie Substrate aus Gläsern, die mit Aluminiumiodid, Zinnoxid und Indiumoxid beschichtet sind.
Das Substrat kann je nach dem Aufbau der zu verwendenden bilderzeugenden Vorrichtung in Form eines Flachmaterials oder einer Trommel vorliegen. Das Substrat selbst kann die Leitfähigkeit aufweisen, oder die Oberfläche des Substrats kann Leitfähigkeit besitzen. Als Substrate sind solche mit ausreichender mechanischer Festigkeit bevorzugt.
Wenn die lichtempfindliche Schicht durch ein Beschichtungsverfahren erzeugt wird, kann eine Dispersion durch Dispergieren und Mischen des obigen Ladungserzeugungsmaterials, des Ladungsübertragungsmaterials und des Bindemittelharzes zusammen mit einem geeigneten Lösungsmittel hergestellt werden, wobei ein bekanntes Verfahren unter Verwendung einer Walzenmühle, einer Kugelmühle, eines Attritors, einer Farbschütteleinrichtung oder einer Ultraschall-Dispergiervorrichtung angewandt wird, wonach die resultierende Dispersion unter Anwendung bekannter Mittel durch Beschichtung aufgebracht und getrocknet wird.
Als Lösungsmittel zur Herstellung der obigen Dispersion können verschiedene organische Lösungsmittel verwendet werden. Zu den Beispielen hierfür gehören Alkohole wie Methanol, Ethanol, Isopropanol und Butanol; aliphatische Kohlenwasserstoffe wie n-Hexan, Octan und Cyclohexan; aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol und Xylol; halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Dichlormethan, Dichlorethan, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff und Chlorbenzol; Ether wie Dimethylether, Diethylether, Tetrahydrofuran, Ethylenglycoldimethylether und Diethylenglycoldimethylether; Ketone wie Aceton, Methylethylketon und Cyclohexanon; Ester wie Ethylacetat und Methylacetat sowie Dimethylformaldehyd, Dimethylformamid und Dimethylsulfoxid. Diese Lösungsmittel können allein verwendet werden, oder es können zwei oder mehr Arten davon in Kombination verwendet werden.
Zur Verbesserung der Dispergierbarkeit des Ladungserzeugungsmaterials und des Ladungsübertragungsmaterials sowie der Glattheit der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht können grenzflächenaktive Mittel und Verlaufmittel zugesetzt werden.
BEISPIELE
Die nachstehenden Beispiele und Vergleichsbeispiele dienen zur weiteren detaillierten Erläuterung der vorliegenden Erfindung.
Die Beispiele 14 bis 17 sind Beispiele der Erfindung, und die Beispiele 1 bis 13 (sowie die Vergleichsbeispiele 1 bis 5), die außerhalb des Umfangs von Anspruch 1 liegen, liefern lediglich weitere Informationen.
Beispiele 1 bis 10 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4
Zur Herstellung einer Beschichtungslösung für eine lichtempfindliche vom Einschichttyp wurden in einer Kugelmühle 24 Stunden dispergiert oder gelöst:
2,5 Gewichtsteile eines metallfreien Phthalocyanins (PcH₂) vom X-Typ als Ladungserzeugungsmaterial, 5 bis 80 Gewichtsteile von jeder der Verbindungen der allgemeinen Formel [8] als Lochübertragungsmaterial, 30 Gewichtsteile einer Verbindung, die unter den Verbindungen der allgemeinen Formeln [4], [5], [6] und [7] (entsprechend ETM-1 und ETM-2, ETM-3 und ETM-4, ETM-6 und ETM-7 bzw. ETM-8) ausgewählt war, als Elektronenübertragungsmaterial, 100 Gewichtsteile eines Copolymer-Polycarbonatharzes (Resin-1, Gewichtsmittel des Molekulargewichts 120.000, molares Copolymerisationsverhältnis a:b = 20,0 Mol-%: 80,0 Mol-%), das aus einer wiederkehrenden Einheit der allgemeinen Formel [1] bestand, und ein Polycarbonat vom Bisphenol Z-Typ als Bindemittel, wie aus Tabelle 1 hervorgeht, und 700 Gewichtsteile Tetrahydrofuran. Anschließend wurde ein Rohr aus Aluminiumoxid als Substrat mit jeder Beschichtungslösung nach dem Tauchbeschichtungsverfahren beschichtet, wonach 40 Minuten bei 120°C mit Heißluft getrocknet wurde; dadurch wurden elektrophotographische Materialien vom Einschichttyp mit einer einzigen lichtempfindlichen Schicht von jeweils 29,0 μm Schichtdicke erzeugt.
Beispiele 11 bis 13
In der gleichen Weise wie in Beispiel 7 wurden elektrophotographische Materialien vom Einschichttyp hergestellt mit dem Unterschied, dass als Lochübertragungsmaterial HTM-2, HTM-3 und HTM-4 verwendet wurden, die Verbindungen der allgemeinen Formeln [9], [10] und [11] darstellen, wie in Tabelle 2 aufgeführt ist.
Vergleichsbeispiel 5
In der gleichen Weise wie in Beispiel 3 wurde ein elektrophotographisches Material vom Einschichttyp hergestellt mit dem Unterschied, dass als Bindemittelharz ein Polycarbonatharz vom Bisphenol Z-Typ (Resin-3) mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 120.000 allein eingesetzt wurde (vgl. Tabelle 1).
Beispiele 14 bis 17
In der gleichen Weise wie in den Beispielen 3, 5, 7 und 9 wurden elektrophotographische Materialien der Beispiele 14, 15, 16 und 17 hergestellt mit dem Unterschied, dass 100 Gewichtsteile eines Copolymer-Polycarbonatharzes (Resin-2, Gewichtsmittel des Molekulargewichts 120.000, molares Copolymerisationsverhältnis a:b:c = 20,0 Mol-%:0,1 Mol-%:79,9 Mol-%), das aus einer wiederkehrenden Einheit der allgemeinen Formel [1], einer wiederkehrenden Einheit der allgemeinen Formel [2] und einem Polycarbonat mit einer wiederkehrenden Einheit der allgemeinen Formel [3] vom Bisphenol Z-Typ bestand, verwendet wurden (vgl. Tabelle 3).
[HTM-1]
[HTM-2]
[HTM-3]
[HTM-4]
[ETM-1]
[ETM-2]
[ETM-3]
[ETM-4]
[ETM-5]
[ETM-6]
[ETM-7]
[ETM-8]
[Resin-1]
[Resin-2]
[Resin-3]
Bezüglich der lichtempfindlichen Materialien der oben beschriebenen entsprechenden Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden die Verschleißfestigkeit, die Empfindlichkeit und das Trommelquietschen durch die nachstehenden Tests ermittelt.
Beschleunigter Test zur Ermittlung der Verschleißfestigkeit
Die lichtempfindlichen Materialien vom Einsschichttyp der entsprechenden Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden an einem Faxgerät ("Creage 8331", Hersteller KYOCERA MITA CORPORATION) montiert, das mit einer Klingenreinigungsvorrichtung ausgerüstet war; das Faxgerät wurde 72 Stunden kontinuierlich in Rotation gehalten, wobei eine Andruckkraft (linearer Klingendruck: 2,2 g/mm) auf die Oberfläche einer Trommel mit dem lichtempfindlichen Material durch die Reinigungsklinge ausgeübt wurde, ohne dass ein Bild erzeugt wurde (keine Durchführung von Tonerentwicklung und Papierdurchlauf). Vor und nach dem Test wurde die Schichtdicke der lichtempfindlichen Schicht gemessen, und eine Änderung in der Schichtdicke wurde berechnet. Je kleiner die Änderung der Schichtdicke ist, desto besser ist die Verschleißfestigkeit. Proben, bei denen die Änderung der Schichtdicke nicht mehr als 3,0 μm betrug, wurden als „annehmbar" bewertet, während Proben, bei denen die Änderung der Schichtdicke mehr als 3,0 μm betrug, als „fehlerhaft" eingestuft wurden.
Test zur Ermittlung der Empfindlichkeit
Unter Verwendung eines Testgeräts für die Trommelempfindlichkeit, das von GENTEC Co. hergestellt war, wurde eine Spannung an die Oberfläche jedes der lichtempfindlichen Materialien vom Einschichttyp der entsprechenden Beispiele und Vergleichsbeispiele angelegt, um die Oberfläche auf +700 V aufzuladen, bevor ein Drucktest durchgeführt wurde. Monochromatisches Licht einer Wellenlänge von 780 nm (Halbwertsbreite: 20 nm, 1,0 μJ/cm²) aus weißem Licht einer Halogenlampe als Belichtungslichtquelle, das durch ein Bandpassfilter hindurchgeschickt wurde, wurde auf die Oberfläche jedes lichtempfindlichen Materials eingestrahlt; dann wurde das Oberflächenpotential zu dem Zeitpunkt, zu dem 0,5 Sekunden seit dem Beginn der Belichtung vergangen waren, als Restpotential (V_L) gemessen. Je kleiner der Wert V_L ist, desto besser ist die Empfindlichkeit des lichtempfindlichen Materials. Proben, bei denen der Wert V_L nicht mehr als 120 V betrug, wurden als „annehmbar" bewertet, während Proben, bei denen der Wert V_L größer als 120 V war, als „fehlerhaft" eingestuft wurden.
Beschleunigter Test zur Ermittlung des Trommelquietschens
In gleicher Weise wie bei dem Test zur Ermittlung der Verschleißfestigkeit, aber mit dem Unterschied, dass der lineare Klingendruck auf 8 g/mm erhöht wurde, wurde das Faxgerät 10 Stunden kontinuierlich in Rotation gehalten, wobei eine Andruckkraft auf die Oberfläche einer Trommel mit dem lichtempfindlichen Material durch die Reinigungsklinge ausgeübt wurde; dann wurde kontinuierlich weiter in Rotation gehalten, bis Trommelquietschen auftrat. Das lichtempfindliche Material vom Einschichttyp, bei dem eine geringere Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Trommelquietschen besteht, erfordert eine längere Zeit bis zum Auftreten des Trommelquietschens.
Die Ergebnisse der obigen Bewertungstests sind in den Tabellen 1 bis 3 und den 1 und 2 dargestellt.
Wie aus den Ergebnissen der Tabellen 1 und 2 hervorgeht, betrug der Verschleiß der lichtempfindlichen Schicht der elektrophotographischen Materialien vom Einschichttyp (Beispiele 1 bis 13) unter Verwendung eines Polycarbonatharzes (Resin-1) mit einer wiederkehrenden Struktureinheit der allgemeinen Formel [1] als Bindemittelharz nicht mehr als 3,0 μm. Der Verschleiß der lichtempfindlichen Schicht des elektrophotographischen Materials vom Einschichttyp (Vergleichsbeispiel 5), bei dem ein Polycarbonat vom Bisphenol Z-Typ (Resin-3) allein als Bindemittelharz verwendet wurde, war jedoch größer als 3,0 μm.
Auch im Fall der elektrophotographischen Materialien vom Einschichttyp unter Verwendung eines Polycarbonatharzes (Resin-1) mit einer wiederkehrenden Struktureinheit der allgemeinen Formel [1] als Bindemittelharz war der Verschleiß der lichtempfindlichen Schicht größer als 3,0 μm, wenn der Feststoffgehalt des Lochübertragungsmaterials und des Elektronenübertragungsmaterials 50 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt, überstieg (Vergleichsbeispiele 3 und 4). Auf der anderen Seite war der Wert V_L größer als 120 V, und die Empfindlichkeit des lichtempfindlichen Materials war drastisch verringert, wenn der Feststoffgehalt weniger als 30 Gew.-% betrug (Vergleichsbeispiele 1 und 2).
Der Feststoffgehalt des Lochübertragungsmaterials und des Elektronenübertragungsmaterials, der in den Tabellen angegeben ist, wurde nach folgender Gleichung berechnet: Feststoffgehalt (Gew.-%) des Lochübertragungsmaterials und des Elektronenübertragungsmaterials = [(Gehalt des Lochübertragungsmaterials) + (Gehalt des Elektronenübertragungsmaterials)]/[(Gehalt des Ladungsübertragungsmaterials) + (Gehalt des Lochübertragungsmaterials) + (Gehalt des Elektronenübertragungsmaterials) + (Gehalt des Bindemittelharzes)] × 100.
Die 1 und 2 sind graphische Darstellungen, die durch Antragen des Verschleißes der lichtempfindlichen Schicht (1) bzw. der Empfindlichkeit (2) in Abhängigkeit vom Feststoffgehalt eines Ladungsübertragungsmaterials (Lochübertragungsmaterial und Elektronenübertragungsmaterial) auf der Basis der Messergebnisse der Beispiele 1 bis 3 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 erhalten wurden. Wie aus diesen 1 und 2 ersichtlich ist, muss der Feststoffgehalt des Ladungsübertragungsmaterials in einem Bereich von 30 bis 50 Gew.-% liegen, so dass der Verschleiß nicht mehr als 3 μm beträgt und das Restpotential nicht höher als 120 V ist.
Wie aus den Ergebnissen der Tabelle 3 hervorgeht, war die Zeit bis zum Auftreten des Trommelquietschens im Vergleich mit den Beispielen 3, 5, 7 und 9 langer, wenn ein Copolymer-Polycarbonatharz (Resin-2) verwendet wurde, das aus einer wiederkehrenden Einheit der allgemeinen Formel [1], einer wiederkehrenden Einheit der allgemeinen Formel [2] und einem Polycarbonat vom Bisphenol Z-Typ mit einer wiederkehrenden Einheit der allgemeinen Formel [3] bestand (Beispiele 14 bis 17).

Claims

Elektrophotographisches Material vom Einschichttyp, das ein leitendes Substrat und eine lichtempfindliche Schicht aufweist, die aus einem Bindemittelharz besteht, das mindestens ein Ladungserzeugungsmaterial und ein Lochübertragungsmaterial sowie ein Elektronenübertragungsmaterial als Ladungsübertragungsmaterial enthält, und die auf dem leitenden Substrat ausgebildet ist, wobei das Bindemittelharz ein Polycarbonatharz enthält, das aufweist: eine wiederkehrende Struktureinheit der allgemeinen Formel [1],
in der R¹⁰ und R¹¹ gleich oder verschieden sind und jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeuten, eine wiederkehrende Struktureinheit der allgemeinen Formel [2],
in der bedeuten: X²⁰, X²¹ und X²², die gleich oder verschieden sind, jeweils -(CH₂)_n-, worin n eine ganze Zahl von 1 bis 6 bedeutet, R²⁰, R²¹, R²² und R²³, die gleich oder verschieden sind, jeweils ein Wasserstoffatom, eine Phenylgruppe oder eine Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und m einen Zahlenwert von 0 bis 200, sowie eine wiederkehrende Struktureinheit der allgemeinen Formel [3],
in der R³⁰ und R³¹ gleich oder verschieden sind und jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeuten, und wobei der Feststoffgehalt des Lochübertragungsmaterials und des Elektronenübertragungsmaterials nicht weniger als 30 Gew.-% und nicht mehr als 50 Gew.-% beträgt, bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt.
Elektrophotographisches Material vom Einschichttyp nach Anspruch 1, das die wiederkehrende Struktureinheit der allgemeinen Formel [1] in einer Menge von 10 bis 50 mol-% enthält, bezogen auf die Gesamtmenge an Bindemittelharz.
Elektrophotographisches Material vom Einschichttyp nach Anspruch 1 oder 2, das die wiederkehrende Struktureinheit der allgemeinen Formel [2] in einer Menge von 0,05 bis 10 mol-% enthält, bezogen auf die Gesamtmenge an Bindemittelharz.
Elektrophotographisches Material vom Einschichttyp nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das die wiederkehrende Struktureinheit der allgemeinen Formel [3] in einer Menge von 50 bis 90 mol-% enthält, bezogen auf die Gesamtmenge an Bindemittelharz.
Elektrophotographisches Material vom Einschichttyp nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Ladungserzeugungsmaterial ein Phthalocyanin-Pigment ist.
Elektrophotographisches Material vom Einschichttyp nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Elektronenübertragungsmaterial eine oder mehrere Verbindungen enthält, die ausgewählt sind unter einer Verbindung der allgemeinen Formel [4],
in der R⁴⁰ und R⁴¹ gleich oder verschieden sind und jeweils eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe bedeuten, einer Verbindung der allgemeinen Formel [5],
in der R⁵⁰ und R⁵¹ gleich oder verschieden sind und jeweils eine substituierte oder unsubstituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe bedeuten, einer Verbindung der allgemeinen Formel [6],
in der bedeuten: R⁶⁰ ein Halogenatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Arylgruppe und R⁶¹ eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Arylgruppe oder eine Gruppe der Formel -O-R^61a, in der R^61a eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Arylgruppe bedeutet, und einer Verbindung der allgemeinen Formel [7],
in der R⁷⁰, R⁷¹, R⁷² und R⁷³ gleich oder verschieden sind und jeweils eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe bedeuten.
Elektrophotographisches Material vom Einschichttyp nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Lochübertragungsmaterial eine oder mehrere Verbindungen enthält, die ausgewählt sind unter einer Verbindung der allgemeinen Formel [8],
in der bedeuten: R⁸⁰, R⁸¹, R⁸² und R⁸³, die gleich oder verschieden sind, jeweils eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Arylgruppe, eine Aralkylgruppe oder ein Halogenatom, m, n, p und q, die gleich oder verschieden sind, jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 3, R⁸⁴ und R⁸⁵, die gleich oder verschieden sind, jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe und -X- die Gruppe der Formel
oder der Formel
einer Verbindung der allgemeinen Formel [9]
in der bedeuten: R⁹⁰ und R⁹², die gleich oder verschieden sind, jeweils eine substituierte oder unsubstitiuerte Alkylgruppe und R⁹¹ und R⁹³, die gleich oder verschieden sind, jeweils ein Wasserstoffatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, einer Verbindung der allgemeinen Formel [10],
in der R¹⁰⁰, R¹⁰¹, R¹⁰², R¹⁰ und R¹⁰⁴ gleich oder verschieden sind und jeweils ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Alkoxygruppe bedeuten, sowie einer Verbindung der allgemeinen Formel [11],
in der bedeuten: R¹¹⁰, R¹¹¹, R¹¹² und R¹¹³, die gleich oder verschieden sind, jeweils ein Halogenatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, Alkoxygruppe oder Arylgruppe und a, b, c und d, die gleich oder verschieden sind, jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 5 mit der Maßgabe, dass R¹¹⁰, R¹¹¹, R¹¹² und R¹¹³ verschieden sein können, wenn a, b, c oder d gleich 2 oder größer ist.
Elektrophotographisches Material vom Einschichttyp nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das sich zur Verwendung in einer bilderzeugenden Vorrichtung zur Rückgewinnung von nicht übertragenem Toner durch eine Reinigungseinrichtung mit Abstreifklinge eignet.