HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrophotographischen Photorezeptor.
Insbesondere betrifft sie einen hochempfindlichen und beständigen elektrophotographischen
Photorezeptor.
2. Stand der Technik
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In der jüngsten Vergangenheit ist ein elektrophotographisches Verfahren, welches
unmittelbar ein Bild mit hoher Qualität erzeugen kann, häufig verwendet und bei verschiedenen
Arten von Druckern ebenso wie Kopierern angewandt worden.
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Als photoleitende Materialien für den Photorezeptor, der einen wesentlichen Bestandteil des
elektrophotographischen Verfahrens darstellt, wurden im allgemeinen anorganische
Materialien wie Selen, eine Arsen-Selen-Legierung, Cadmiumsulfid und Zinkoxid
verwendet. Außerdem wurden in jüngster Zeit organische photoleitende Materialien für den
Photorezeptor verwendet, weil sie gegenüber den anorganischen photoleitenden Materialien
Vorteile besitzen, beispielsweise haben sie ein geringes Gewicht und können leicht
hergestellt und zu einem Film ausgeformt werden.
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Als organische Photorezeptoren waren Rezeptoren vom sogenannten Dispersions-Typ, bei
dem feines photoleitendes Pulver in einem Bindeharz dispergiert ist, und vom Schicht-Typ,
welche eine ladungserzeugende Schicht und eine ladungstransportierende Schicht auf einem
elektroleitfähigen Träger umfassen, bekannt. Bitte sehen sie beispielsweise bei dem US-
Patent Nr. 4 396 696 nach. Der letztgenannte Typ findet hauptsächlich in Hinblick auf seine
hohe Empfindlichkeit und hohe Beständigkeit beim Drucken praktische Anwendung.
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Jedoch sind die Empfindlichkeit und Beständigkeit der herkömmlichen organischen
Photorezeptoren vom Schicht-Typ noch unzureichend im Vergleich zu anorganischen,
welche eine Arsen-Selen-Legierung verwenden. Deshalb wurden verschiedene Versuche zur
weiteren Verbesserung derartiger Eigenschaften unternommen.
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Zur Verbesserung der Empfindlichkeit des Photorezeptors suchte man nach neuem
photoempfindlichem Material mit einer höheren Empfindlichkeit, während man auch nach
photoempfindlichem Material, das sich nur geringfügig verschlechtert, und Bindematerial
mit einer hohen mechanischen Widerstandsfähigkeit zur Verbesserung seiner Beständigkeit
suchte. Als Ergebnis wurden Materialien mit hinreichender Empfindlichkeit und elektrischer
Beständigkeit erfolgreich entwickelt. Allerdings erhielt man dabei noch nicht das
photoempfinddliche Material mit einer hinreichenden Widerstandsfähigkeit.
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Folglich kann eine photoempfindliche Schicht abgerieben werden, und ihre Filmdicke kann
entsprechend durch eine angewandte Belastung wie Reibung mit Toner oder Papier, oder
Reibung mit einem Reinigungsteil vermindert werden, obwohl ein gewisses Maß der
Verminderung von dem angewandten Verfahren und der Belastung abhängt. Eine derartige
Verminderung der Filmdicke kann zur Reduzierung der Aufladungseigenschaft führen und,
wenn die Verminderung einen zulässigen Bereich innerhalb eines Entwicklungssystem
übersteigt, ist die Lebensdauer des Photorezeptors zu Ende, so daß sich die Beständigkeit
beim Drucken verschlechtert.
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Die mechanische Beständigkeit kann hauptsächlich in Abhängigkeit von dem Bindeharz für
die ladungstransportierende Schicht variieren. Obwohl in der Regel Acrylharz,
Methacryharz, Polyesterharz, Polycarbonatharz und dergleichen für das Bindeharz verwendet
werden, wurden diese Materialien im Stand der Technik noch nicht mit einer ausreichenden
Widerstandsfähigkeit ausgestattet. Folglich wird die photoempfindliche Schicht, wenn diese
in einem Verfahren mit einem normalen Blatt Reinigungssystem verwendet werden,
merklich durch das Kopieren mehreren zehntausend Blatt abgerieben, wodurch eine
Auswechslung erforderlich wird. Obwohl es Unterschiede gibt in Abhängigkeit von dem
Harzmaterial und dem Verfahren, betragt die Abnahme der Film dicke, die durch derartige
Abreibung verursacht wird, in der Regel circa 0,2 bis 1 um nach dem Kopieren von
mehreren zehntausend Blatt. Verschiedene Untersuchungen über die
Anwendungsbedingungen und die neuen Materialien wurden deshalb durchgeführt, um ein derartiges
Maß an Abreibung zu reduzieren.
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Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung Fuhrfen zahlreiche Untersuchungen durch, um
ein Verfahren zur Verbesserung der Bestandigkeit zu finden, wobei sie verschiedene
herkömmliche Materialien verwendeten, und fanden heraus, daß die Veränderung der
elektrischen Eigenschaften infolge von Abrieb, insbesondere die Abnahme der
Aufladungsfähigkeit, durch eine ausreichende Erhöhung der Filmdicke der photoempfindlichen Schicht
im Vergleich zu den herkömmlichen verhindert werden kann, im besonderen, indem man
die Filmdicke der ladungstransportierenden Schicht erhöht.
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Jedoch stellte sich bei gewöhnlichen Photorezeptoren vom Schicht-Typ heraus, daß sich die
elektrischen Eigenschaften durch eine Erhöhung der Filmdicke der ladungstransportierenden
Schicht verschlechterten, was zu einer Abnahme der Empfindlichkeit und einer spürbaren
Zunahme eines Restpotentials führte, die sich nicht mehr für den praktischen Gebrauch
eignet.
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Allerdings fand man jetzt heraus, daß die obengenannten Nachteile ausgeglichen werden
können, oder vielmehr die Empfindlichkeit verbessert werden kann, solange der
Photorezeptor vom Schicht-Typ spezifische elektrische Eigenschaften hat, selbst wenn die Stärke
der ladungstransportierenden Schicht noch dicker gemacht wird als die herkömmliche
Schicht mit einer Dicke von circa 10 bis 20 um.
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Folglich kann man photoempfindliches Material mit einer größeren Beständigkeit und
höheren Empfindlichkeit, verglichen mit der herkömmlichen, erhalten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Somit ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Photorezeptor mit einer
ausgezeichneten Beständigkeit und Empfindlichkeit bereitzustellen, indem man eine
ladungserzeugende Schicht und eine ladungstransportierende Schicht kombiniert, so daß der
Photorezeptor eine ausreichend geringe Abhängigkeit des elektrischen Feldes von der
Quantenausbeute η haben sollte, und indem man eine spezifische Filmdicke für die
ladungstransportierende Schicht festlegt.
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Die vorliegende Erfindung beruht namentlich auf einem organischen
elektrophotographischen Photorezeptor vom Schicht-Typ, bei welchem eine ein organisches,
ladungserzeugendes Material enthaltende, ladungserzeugende Schicht und eine ein organisches,
ladungstransportierendes Material enthaltende, ladungstransportierende Schicht auf einem
elektroleitfähigen Träger ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wert n in der
folgenden Gleichung (1) nicht größer als 0,5 ist:
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η = η&sub0;·En (1)
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worin η die Quantenausbeute des gesamten Photorezeptors bedeutet, E ein elektrisches Feld
und ηo eine Konstante bedeutet, und daß eine Filmdicke der ladungstransportierenden
Schicht nicht weniger als 30 um beträgt.
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Die DE-A-3034564, EP-A-120581 und GB-A-1337222 beschreiben organische
elektrophotographische Photorezeptoren und beschreiben obere Grenzen für die Dicke der
organischen ladungstransportierenden Schicht von jeweils 100 um, 50 um und 100 um; die
optimalen Dicken, die durch die Beispiele erhärtet werden, liegen jedoch bei 5-10 um, 25
um bzw. 7 um.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:
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Die Fig. 1 veranschaulicht die Quantenausbeute des Photorezeptors in Beispiel 1 und dessen
Abhängigkeit von dem elektrischen Feld. Die Fig. 2 veranschaulicht das Verhältnis
zwischen der Filmdicke (Abszisse) und dem Reziprokwert für die Empfindlichkeit E 1/2
(Ordinate) bei dem Photorezeptor in Beispiel 1. Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen die
Quantenausbeute der Photorezeptoren und deren Abhängigkeit von dem elektrischen Feld
jeweils in Beispiel 2 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die vorliegende Erfindung ist noch weiter im Detail zu beschreiben.
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Der Photorezeptor gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt grundsätzlich die
ladungserzeugende Schicht und die ladungstransportierende Schicht. Bevorzugterweise können die
ladungserzeugende Schicht und die ladungstransportierende Schicht in dieser Reihenfolge
auf dem elektroleitfähigen Träger ausgebildet werden. Folglich erfolgt die folgende
Beschreibung unter Bezugnahme auf diesen Typ, ohne daß die Erfindung allerdings auf
diesen beschränkt ist.
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Als elektroleitfähigen Träger kann man Metallmaterialien wie Aluminium, rostfreien Stahl,
Kupfer und Nickel, isolierende Träger wie Polyesterfilm und Papier, die auf ihrer
Oberfläche eine aus Aluminium, Kupfer, Palladium, Zinnoxid, Indiumoxid oder
dergleichen bestehende elektroleitfähige Schicht haben, verwenden.
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Eine bekannte, gewöhnlich verwendete Grenzschicht kann zwischen dem elektroleitfähigen
Träger und der ladungserzeugenden Schicht vorgesehen sein. Als Grenzschicht kann zum
Beispiel eine Metalloxidschicht wie ein eloxierter Aluminiumfilm sowie eine aus Polyamid,
Polyurethan, Cellulose oder Casein bestehende Harzschicht verwendet werden. Ferner
können andere Schichten ebenfalls in dem Photorezeptor gemäß der vorliegenden Erfindung
vorgesehen sein.
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Der Photorezeptor gemäß der vorliegenden Erfindung hat notwendigerweise eine spezifische
physikalische Eigenschaft hinsichtlich der Photoleitfähigkeit.
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Das bedeutet, es ist erforderlich, daß die Quantenausbeute η des ganzen Photorezeptors eine
solch geringe Abhängigkeit vom elektrischen Feld haben sollte, daß der Wert n nicht größer
als 0,5 ist, wenn η annäherungsweise durch die Potenz des elektrischen Feldes E angegeben
wird, wie es in der folgenden Gleichung (1) gezeigt ist:
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η = η&sub0;·En (1)
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Die "Quantenausbeute des ganzen Photorezeptors", wie hierin verwendet, wird als
Verhältnis der Zahl der elektrischen Ladungen an der Oberfläche des Photorezeptors,
welche durch die unter Stimulierung mit einem einfallenden Licht erzeugten Träger zur
Belichtung des Photorezeptors neutralisiert und transportiert werden, gegenüber der Zahl
der Photonen des Lichts dargestellt. Die Quantenausbeute wird auch als xerographische
Ausbeute oder Photoinjektionsausbeute bezeichnet.
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Allgemein hängt η von dem elektrischen Feld und der Wellenlänge des einfallenden Lichts
ab. Das hier verwendete "elektrische Feld E" ist ein durchschnittliches in dem
Photorezeptor angewandtes elektrisches Feld, was einen Wert bedeutet, welchen man durch
Teilen des Oberflächenpotentials mit der Filmdicke des Photorezeptors erhält.
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Die Wellenlänge des einfallenden Lichts entspricht der des für die Bildbelichtung
verwendeten Lichts, da die obenstehend beschriebene geringe Abhängigkeit von dem
elektrischen Feld in diesem Wellenlängenbereich erforderlich ist.
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η läßt sich mit einem Verfahren messen, wie es beispielsweise im Journal of Physical
Review, Band 1, Nr. 12, Seiten 5163-5174, beschrieben wurde und durch die folgende
Gleichung bestimmt wird:
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worin C die statische Ladungsfähigkeit des Photorezeptors ist e die Elektronenladung, N
die Anzahl einfallender Photonen pro Zeiteinheit und
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die anfängliche
Photozerfallsrate. Als einfallendes Licht bei der Messung verwendet man ein
monochromatisches Licht in einem für die Bildbelichtung verwendeten Wellenlängenbereich.
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Obwohl es schwierig ist, einheitlich einen Modus für die Abhängigkeit der Quantenausbeute
von dem elektrischen Feld festzulegen, wird der Modus in der vorliegenden Erfindung als
Neigung einer angenäherten geraden Linie, welche durch Auftragen sowohl des elektrischen
Feldes als auch der Quantenausbeute in einer logarithmischen Skala erhalten wird,
dargestellt. Eine solche Neigung entspricht der Zahl des Exponenten, wenn die
Quantenausbeute durch die Potenz des elektrischen Feldes ausgedrückt wird. Für diese Annäherung
kann man die lineare Regression mittels der allgemeinen Methode der kleinsten Quadrate
wirksam anwenden. Im allgemeinen tendiert die Abhängigkeit vom elektrischen Feld dazu,
beträchtlich von der angenäherten geraden Linie in einem schwächeren elektrischen Feld
infolge verschiedener Faktoren abzuweichen. Dann kann die bei der vorliegenden Erfindung
angewandte Abhängigkeit von einem elektrischen Feld (n) durch die gerade Linie, welche
vorzugsweise in einem Bereich von 1·10&sup5; v/cm bis 5·10&sup5; v/cm des elektrischen Feldes
angenähert ist, definiert werden, wobei es sich um einen Bereich handelt, der gewöhnlich
für den Photorezeptor und weiter vorzugsweise in einem Bereich von 5·10&sup4; v/cm bis 5·
10&sup5; v/cm angewandt wird.
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Die Quantenausbeute des Photorezeptors vom Schichttyp wird auf Basis sowohl der
ladungserzeugenden Wirksamkeit der ladungserzeugenden Schicht als auch der
Injektionswirksamkeit von der ladungserzeugenden Schicht in die ladungstransportierende Schicht
bestimmt. Allerdings kann der Ladungsverlust während der Injektion unbedeutend sein,
außer es handelt sich um einen Bereich mit einem extrem schwachen elektrischen Feld,
sofern das organische ladungstransportierende Material richtig gewählt ist. Folglich kann
die Quantenausbeute in einem solchen Fall im wesentlichen nur durch die
ladungserzeugende Wirksamkeit in der ladungserzeugenden Schicht bestimmt werden. Ferner ist
der Ladungsverlust während des Transports ebenfalls unbedeutend, wenn die
ladungstransportierende Schicht richtig gewählt ist, so daß die Quantenausbeute nicht von
der Filmdicke abhängt. Deshalb ist es, um die Abhängigkeit der Quantenausbeute bei der
vorliegenden Erfindung von dem elektrischen Feld zu vermindern, erforderlich, ein
derartiges ladungserzeugendes Material auszuwählen, das eine ladungserzeugende Wirkung
bei einer Abhangigkeit von einem schwachen elektrischen Feld hat.
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Allgemein gilt, daß die Quantenausbeute der photoleitenden Materialien beträchtlich von
dem elektrischen Feld abhangt. Allerdings stellten die Erfinder der vorliegenden
Anmeldung fest, daß man die Abhängigkeit der Quantenausbeute von einem schwachen
elektrischen Feld durch eine geeignete Auswahl sowohl des organischen
ladungserzeugenden Materials als auch des organischen ladungstransportierenden Materials erhält.
Obwohl eine solche Kombination der beiden Materialien noch nicht vollständig spezifiziert
wurde, kann das bei der vorliegenden Erfindung verwendete organische ladungserzeugende
Material aus verschiedenen Arten von organischen ladungserzeugenden Materialien wie
beispielsweise Azofarbstoffen, Phthalocyaninfarbstoffen, Chinacridonfarbstoffen,
Perylenfarbstoffen, polycylischen Chinonfarbstoffen, Indigofarbstoffen, Benzoimidfarbstoffen,
Pyriliumsalzen, Thiapyryliumsalzen und Squaliliumsalz-Pigmenten je nach Zweck
ausgewählt werden.
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Die ladungserzeugende Schicht kann als einheitliche Schicht durch Vakuumverdampfung
des obenstehenden ladungserzeugenden Materials oder als Schicht eines Bindeharzes, in der
dasselbe Material in einer fein partikulierten Form dispergiert ist, ausgebildet werden. Als
Bindeharz kann man im letzteren Fall verschiedene Arten von Bindeharzen wie
Polyvinylacetat, Polyacrylester, Polymethacrylester, Polyester, Polycarbonat, Polyvinylbutyral,
Phenoxyharz, Cellulose oder Urethanharz verwenden. Die ladungserzeugende Schicht kann
eine Dicke in der Regel von 0,1 um bis 1 um, und vorzugsweise von 0,15 um bis 0,6 um
haben.
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Ferner kann man noch als organisches ladungstransportierendes Material, welches bei der
ladungstransportierenden Schicht verwendet wird, Elektronen anziehende Materialien
erwähnen, zum Beispiel 2,4,7-Trinitrofluorenon und Tetracyanochinodimethan, sowie
Elektronen abgebendes Material, wie zum Beispiel Carbazol, Indol, Imidazol, Oxazol,
Thiazol, Oxadiazol, Pyrazol, Pyrazolin, Thiadiazol, Anilinderivate, Hydrazonderivate,
Verbindungen eines konjugierten Systems mit einem Stilben-Grundgerüst; und solchen
Polymeren mit von solchen Verbindungen abgeleiteten Gruppen in einer Haupt- oder
Seitenkette.
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Das Bindeharz kann außerdem mit dem ladungstransportierenden Material in der
ladungstransportierenden Schicht vermengt sein, und als Bindeharz kann man thermoplastische
Harze wie Polycarbonatharz, Acrylharz, Methacrylharz, Polyesterharz, Polystyrolharz und
Silikonharz, ebenso wie verschiedene, in der Hitze aushärtende Harze verwenden.
Insbesondere werden Polycarbonatharz und Polyesterharz, welche wenig Schaden anrichten,
selbst wenn sie unter Abrieb leiden, bevorzugt. Als Bisphenolgruppe für das
Polycarbonatharz kann man verschiedene Gruppen wie Bisphenol A, C und Z verwenden,
und es werden die Bisphenol C oder Z beinhaltenden Polycarbonate bevorzugt.
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Außerdem können allgemein bekannte Additive wie solche zur Verbesserung einer
filmbildenden Eigenschaft und der Flexibilität sowie solche zur Unterdrückung der Anhäufung
des Restpotentials in der ladungstransportierenden Schicht gemäß der Erfindung eingelagert
werden. Es ist erforderlich, daß die Filmdicke der ladungstransportierenden Schicht nicht
weniger als 30 um betragen sollte, wobei eine Dicke von 30 um bis 60 um vorzuziehen ist,
und eine Dicke zwischen 35 um und 50 um noch geeigneter ist.
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Der so erhaltene elektrophotographische Photorezeptor besitzt in einem besonderen Maße
hervorragende Eigenschaften wie die hohe Empfindlichkeit und die merklich verbesserte
Beständigkeit.
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Der Photorezeptor gemäß der vorliegenden Erfindung kann für elektrophotographische
Kopierautomaten verwendet werden, sowie für Drucker und Faxgeräte, welche mit
lichterzeugenden Dioden (LED), LCD-Verschlüssen, Kathodenstrahlröhren und dergleichen als
Lichtquelle bei einem allgemein angewandten elektrophotographischen Verfahren arbeiten.
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Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nichteinschränkenden Beispiele
noch ausführlicher beschrieben, was aber nicht so ausgelegt werden sollte, daß dadurch der
Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschränkt wird. In den folgenden Beschreibungen
steht "Teil(e)" für "Gewichtsteil (e)".
Beispiel 1
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Zu 10 Teilen einer Bisazoverbindung mit der nachfolgenden Struktur wurden 100 Teile
Ethylenglykoldimethylether hinzugegeben und in einer Sandzerkleinerungsmühle
dispergiert. Die erhaltene Dispersion wurde mit einer 5 Teile Phenoxyharz
(Handelsbezeichnung; PKHH, hergestellt von Union Carbide Co.) und 5 Teile Polyvinylbutyralharz
(#6000, hergestellt von DENKI KAGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA) enthaltenden
Lösung, welche in 100 Teilen Ethylenglykoldimethylether gelöst war, vermischt, um eine
Beschichtungslösung einer ladungserzeugenden Schicht zu erhalten. Die
Beschichtungslosung wurde angewandt, indem man einen Aluminiumzylinder mit 80 mm Durchmesser in
diese eintauchte, wobei die Oberflache des Zylinders auf Hochglanz geschliffen war, um
die ladungserzeugende Schicht bereitzustellen. Die Filmdicke nach dem Trocknen betrug
0,4 um.
Bisazoverbindung I
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Auf die Oberfläche
der so erhaltenen ladungserzeugenden Schicht wurde eine Lösung,
welche 100 Teile N-Methylcarbazol-3-aldehyddiphenylhydrazon, 100 Teile Bisphenol-A-
Polycarbonatharz (NOVALEX® 7025 A, hergestellt von MITSUBISHI CHEMICAL
INDUSTRIES LTD.), 0,5 Teile einer Cyanverbindung mit der nachfolgenden Struktur und
8 Teile ditertiäres Butylhydroxytoluol (BHT), das in 1,4-Dioxan gelöst war, durch
Eintauchen des zuvor beschichteten Aluminiumzylinders in diese aufgebracht, so daß die
Filmdicke der einzelnen ladungserzeugenden Schichten nach dem Trocknen jeweils 10 um,
17 um, 25 um, 30 um und 40 um betrug.
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Diese Photorezeptoren werden jeweils als 1-A, 1-B, 1-C, 1-D und 1-E bezeichnet. Für den
Photorezeptor 1-B wurde eine Anfangspotential-Abnahmerate unter Verwendung eines
monochromatischen Lichtes mit 550 nm als einfallendes Licht gemessen, und es wurde eine
Kapazitanz einer photoempfindlichen Schicht bestimmt, um dadurch die Quantenausbeute
des gesamten Photorezeptors und die Abhängigkeit des elektrischen Feldes davon zu
erhalten. Die Ergebnisse sind in Fig. 1 dargestellt. Außerdem wurden für die Proben 1-A
und 1-D auf dieselbe Art Messungen durchgeführt, um im wesentlichen dieselben
Ergebnisse zu erhalten, welche ebenfalls in der Fig. 1 dargestellt sind. An den Ergebnissen
zeigt sich, daß die Quantenausbeute des Photorezeptors nicht von der Filmdicke abhängt
und daß die Abhängigkeit der Quantenausbeute des Photorezeptors von dem elektrischen
Feld so gering ist, daß sie durch einen Exponenten von 0,4 für das elektrische Feld
angenähert werden kann. Dann wurden die Empfindlichkeiten der Proben 1-A, 1-B, 1-C, 1-
D und 1-E für weißes Licht und für das Licht bei einer Wellenlänge von 550 nm als
Halbwert-Abfall-Belichtungsmenge E 1/2 (eine Belichtungsmenge, die für den Abfall eines
anfänglichen Oberflächenpotentials von 700 V auf dessen halben Wert erforderlich ist)
bestimmt. Diese Ergebnisse sind ebenso wie die elektrophotographischen Eigenschaften,
wie die Aufladungseigenschaft und das Restpotential, in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1
Probe Dicke der ladungstransportierenden Schicht (um) Aufladungsspannung (V) weißes Licht E 1/2 (Lux · sec) Restpotential
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Bei diesen Photorezeptoren läßt sich erkennen, daß mit der Zunahme der Dicke der
ladungstransportierenden Schicht die Empfindlichkeit zusätzlich zu der Verbesserung der
Aufladungseigenschaft eher verbessert werden kann und daß es zu keinem bemerkenswerten
Nachteil wie einer Erhöhung des Restpotentials kommt. Die Fig. 2 zeigt ein Verhältnis
zwischen der Filmdicke (Abszisse) und dem Kehrwert der Empfindlichkeit E 1/2 bei 550
nm (Ordinate).
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Dann wurde ein Beständigkeitstest für die Proben 1-B und 1-D durchgeführt, indem diese
als Photorezeptor bei einem im Handel erhältlichen Kopiergerät mit einem Blatt- bzw.
Schaufel-Reinigungsverfahren (SF 8200, hergestellt durch Sharp Corp.) verwendet wurden.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt.
Tabelle 2
Probe Vor dem Kopieren Nach dem Kopieren von 50 000 Blatt Nach dem Kopieren von 100 000 Blatt
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Vd steht für das jeweilige Oberflächenpotential in einem unbelichteten Bereich, VL steht für
das Oberflächenpotential in einem belichteten Bereich, und Vr steht für das Restpotential
(ebenfalls in Tabelle 4). Bei beiden Photorezeptoren, 1-B und 1-D, stellte man eine
Abnahme der Dicke um circa 6 um nach dem Kopieren von 100 000 Blatt fest. Allerdings
waren, obwohl eine leichte Zunahme des Restpotentials zu beobachten war, bei der Probe
1-D die Oberflächenpotentiale nur leicht vermindert, und die Bildqualität veränderte sich
nach dem obengenannten Kopiervorgang überhaupt nicht, so daß bei 1-D eine Lebensdauer
für mehr als 100 000 Kopien nachgewiesen werden konnte. Andererseits war bei Probe 1-B,
obwohl es zu keiner bemerkenswerten Veränderung der Bildqualität bei bis zu 50 000
Kopien kam, danach eine allmähliche Abnahme der Dichte zu beobachten, und die
Potentiale waren bedeutend niedriger, und die Bilddichte hatte nach 100 000 Kopien
abgenommen. Praktisch betrachtet hatte 1-B schätzungsweise eine Lebensdauer von circa
50 000 Blatt.
Beispiel 2
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Die Photorezeptor-Testexemplare 2-A, 2-B, 2-C, 2-D und 2-E wurden mit denselben
Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein Azofarbstoff II der
folgenden Struktur als ladungserzeugendes Material verwendet wurde. Die Filmdicke der
einzelnen ladungstransportierenden Schichten betrug 10 um, 16 um, 25 um, 30 um bzw. 42
um.
Azofarbstoff II
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Die Quantenausbeute des ganzen Photorezeptors wurde für die Proben 2-B und 2-D mit
demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 3 dargestellt.
Im Falle dieser Photorezeptoren kann man sehen, daß die Abhängigkeit von einem
elektrischen Feld kleiner ist als in Beispiel 1 und die Quantenausbeute kann mit einem
Exponenten von 0,22 für das elektrische Feld angenähert werden, so daß sich keine
wesentliche Abhängigkeit von dem elektrischen Feld zeigt.
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Zur Bewertung der Abhängigkeit von der Filmdicke der ladungstransportierenden Schicht
bei diesen Photorezeptoren wurden die elektrischen Eigenschaften wie die Empfindlichkeit
der Proben 2-A bis 2-E gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
Tabelle 3
Probe Dicke der ladungstransportierenden Schicht (um) Aufladungsspannung weißes Licht Restpotential
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Bei diesen Photorezeptoren kann man erkennen, daß die Empfindlichkeit bei gleichzeitiger
Erhöhung der Dicke der ladungstransportierenden Schicht verbessert werden kann, und daß
die Empfindlichkeit bemerkenswert hoch ist, wenn die Filmdicke groß ist, ohne daß es
dabei zu irgendeinem Problem kommen würde.
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Ein Beständigkeitstest wurde für die Probe 2-D auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1
durchgeführt, und man stellte fest, daß es zu keiner besonderen Veränderung der
Bildqualität nach dem Kopieren von 150 000 Blatt kam und daß man eine hohe
Druckbeständigkeit durch Erhöhung der Filmdicke, die größer ist als im Normalfall,
erreicht. Die Daten für die Potentialeigenschaften in diesem Fall sind in Tabelle 4
dargestellt.
Tabelle 4
Aufladungsspannung Vor dem Kopieren Nach dem Kopieren von 150 000 Blatt
Vergleichsbeispiel 1
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Die Photorezeptoren-Probeexemplare 3-A, 3-B, 3-C, 3-D und 3-E wurden mit denselben
Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß Oxytitanphthalocyanin als
ladungserzeugendes Material verwendet wurde. Die Filmdicke der jeweiligen
ladungstransportierenden Schichten betrug
10 um, 18 um, 25 um, 30 um bzw. 41 um.
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Die Quantenausbeute dieser Photorezeptoren wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1
bestimmt. Die für die Proben 3-A und 3-D erhaltenen Daten sind in der Fig. 4 dargestellt.
Man konnte in Fig. 4 feststellen, daß die Abhängigkeit der Quantenausbeute von dem
elektrischen Feld groß war und die Quantenausbeute bei einem Exponenten von 0,9 für E in
etwa proportional dazu war.
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Danach wurden zur Bewertung einer Beziehung zwischen den Eigenschaften und der
Filmdicke der Photorezeptoren in diesem System einige Eigenschaften für die Proben 3-A
bis 3-E gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt.
Tabelle 5
Probe Dicke der ladungstransportierenden Schicht (um) Aufladungsspannung (V) weißes Licht Restpotential
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Man stellte fest, daß die Abhängigkeit der Quantenausbeute von dem elektrischen Feld groß
war und daß sich mit einer Zunahme der Filmdicke die Empfindlichkeit verschlechterte.
Insbesondere wurde die Belichtungsmenge, bei der ein Abfall von 1/5 auftrat, (dargestellt
durch "E 1/5" in der obenstehenden Tabelle) als ein wesentlicher Index für die
Empfindlichkeit bei der Entwicklung eines Bildes erhöht, und das Restpotential erhöhte sich
ebenfalls merklich bei einer gleichzeitigen Erhöhung der Filmdicke. Wie man aus dem
Obenstehenden ersehen kann, würde die Verwendung der ladungstransportierenden Schicht
mit einer Filmdicke von 25 um oder mehr spürbar die Eigenschaften verschlechtern und es
schwierig machen, eine solche Schicht praktisch anzuwenden.
Vergleichsbeispiel 2
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Die Photorezeptoren-Probenexemplare 4-A, 4-B und 4-C wurden mit denselben Verfahren
wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein Azofarbstoff (III) der folgenden
Struktur als ladungserzeugendes Material verwendet wurde. Die Filmdicke der einzelnen
ladungstransportierenden Schichten betrug 19 um, 30 um bzw. 40 um.
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Die Quantenausbeute dieser Proben wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 bestimmt.
Die für die Proben 4-A und 4-B erhaltenen Daten sind in der Fig. 5 dargestellt. Aus Fig. 5
kann man ersehen, daß die Abhängigkeit der Quantenausbeute von dem elektrischen Feld
ebenfalls groß ist und daß sie in etwa mit einem Exponenten von 0,86 für E im Verhältnis
steht.
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Dann wurden die Eigenschaften für die Proben 4-A, 4-B und 4-C zur Bewertung einer
Beziehung zwischen den Eigenschaften und der Filmdicke der Photorezeptoren in diesem
System gemessen. Die Ergebnisse sind der Tabelle 6 aufgeführt.
Tabelle 6
Probe Dicke der ladungstransportierenden Schicht (um) Aufladungsspannung (V) weißes Licht Restpotential
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Es zeigt sich, daß es bei einer Erhöhung der Filmdicke zu keiner besonderen Veränderung
der Empfindlichkeit kommt, sondern lediglich das Restpotential sich merklich erhöhte. Es
kann in Betracht gezogen werden, daß die Verwendung der ladungstransportierenden
Schicht bei einer Filmdicke von 30 um oder mehr keinen besonderen Vorteil bieten würde,
sondern vielmehr die Eigenschaften der Photorezeptoren verschlechtern würde.
Azofarbstoff (III)