DE60032397T2

DE60032397T2 - Elektrophotographisches lichtempfindliches Element, Verfahren zu dessen Herstellung, Prozesskartusche und elektrophotographischer Apparat

Info

Publication number: DE60032397T2
Application number: DE60032397T
Authority: DE
Inventors: Akio Maruyama; Toshihiro Kikuchi; c/o Canon Kabushiki Kaisha Shoji Amamiya; c/o Canon Kabushiki Kaisha Michiyo Sekiya; c/o Canon Kabushiki Kaisha Hiroki Uematsu
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-01-06
Filing date: 2000-01-05
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2020-01-06
Also published as: DE60032397D1; US6372397B1; EP1018671A1; EP1018671B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND VERWANDTER STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element, insbesondere auf eines mit einer Oberflächenschicht, die ein spezielles Harz umfasst, auf eine Verfahrenskartusche und auf ein elektrofotografisches Gerät einschließlich des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements sowie auf ein Verfahren zur Herstellung des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements.
In den letzten Jahren sind als Lichtleitermaterialien zur Verwendung in elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementen organische Lichtleitermaterialien hinsichtlich ihrer Vorteile, wie etwa einer hohen Produktivität und schmutzabweisenden Eigenschaft, beachtet und weitreichend eingesetzt worden.
In vielen Fällen sind funktionsgetrennte elektrofotografische lichtempfindliche Elemente mit einem Aufbau verwendet worden, welcher laminiert eine ladungserzeugende Schicht und eine ladungstransportierende Schicht einschließt, um sowohl die elektrischen als auch die mechanischen Eigenschaften zu erfüllen. Andererseits ist es für ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element selbstverständlich erforderlich, dass es Empfindlichkeit, elektrische Eigenschaft, optische Eigenschaft und Haltbarkeit entsprechend dem elektrofotografischen Verfahren erfüllt, in dem es eingesetzt wird.
Insbesondere ist die Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements während verschiedener Schritte des Aufladens, der Belichtung, der Entwicklung mit einem Toner, der Übertragung auf ein Papier und der Reinigung direkt verschiedenen äußeren elektrischen und mechanischen Kräften ausgesetzt, sodass eine Beständigkeit gegenüber diesen Kräften erforderlich ist. Spezieller ist es für das lichtempfindliche Element erforderlich, dass es eine Beständigkeit gegenüber einer Verringerung der Lichtempfindlichkeit, einer Verringerung der Aufladbarkeit, einer Zunahme des Restpotenzials, einem Abrieb und einem Auftreten von Kratzern an der Oberfläche aufgrund von Abrieb sowie eine Übertragbarkeit eines Tonerbildes und ein Reinigungsleistungsmerkmal für rückständigen Toner nach der Übertragung aufweist. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, dass das lichtempfindliche Element eine geringere Oberflächenenergie und eine höhere Schlüpfrigkeit aufweist, und es ist wünschenswert, dass sich diese Leistungsmerkmale selbst bei wiederholter Verwendung nicht verschlechtern.
Es ist schwierig gewesen, dass ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element, welches einen organischen Lichtleiter einsetzt, die vorstehenden Eigenschaften und insbesondere die Beständigkeit erfüllt.
Die Oberflächenschicht eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements, welches einen organischen Lichtleiter einsetzt, ist im Allgemeinen eine dünne Harzschicht, und die Eigenschaft des Harzes ist sehr wichtig. Für Harze, welche die vorstehend erwähnten Erfordernisse bis zu einem gewissen Ausmaß erfüllen, sind in den letzten Jahren kommerziell Acrylharz, Polycarbonatharz, etc. eingesetzt worden. Allerdings bedeutet dies nicht, dass alle vorstehend erwähnten Eigenschaften von diesen Harzen erfüllt werden. Insbesondere ist es schwierig zu sagen, dass diese Harze eine ausreichend große Filmhärte aufweisen, um eine größere Beständigkeit bzw. Haltbarkeit zu realisieren. Spezieller hat eine Oberflächenschicht aus diesen Harzen bei wiederholter Verwendung leicht einen Abrieb oder Kratzer hervorgerufen.
Um die Nachfrage nach einer größeren Empfindlichkeit in den letzten Jahren zu erfüllen, werden des Weiteren in vielen Fällen vergleichsweise große Mengen an Verbindungen mit geringem Molekulargewicht, wie etwa eines ladungstransportierenden Materials, zugegeben. In solchen Fällen kann leicht das Problem auftreten, dass solche Verbindungen mit geringem Molekulargewicht während einer Lagerung des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements ausgefällt oder abgesondert bzw. ausgeschwitzt werden. Wenn ein Verfahrensöl oder eine Harzkomponente an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements anhaftet, wird des Weiteren in einigen Fällen ein Auftreten von Rissen hervorgerufen.
Um diese Probleme zu lösen, ist die Verwendung eines gehärteten Harzes zur Ausbildung einer ladungstransportierenden Schicht vorgeschlagen worden, z.B. in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (JP-A) 2-127652. Gemäß dieses Vorschlags hat die resultierende ladungstransportierende Schicht, welche ein gehärtetes und vernetztes Harz umfasst, zu einer deutlich erhöhten Oberflächenfestigkeit geführt, was die Beständigkeiten gegenüber Abrieb, Kratzern, Ausfällung und Rissbildung bei wiederholter Verwendung verbessert hat.
Allerdings wird bei einer ladungstransportierenden Schicht, welche aus einem organischen ladungstransportierenden Material und einem gehärteten Bindeharz besteht, das Leistungsmerkmal des Ladungstransports durch das Harz stark beeinflusst, und im Falle der Verwendung einer gehärteten Harzschicht mit einer ausreichend großen Härte kann das Leistungsmerkmal des Ladungstransports leicht verschlechtert werden, was zu einem vergrößerten Restpotenzial bei wiederholter Verwendung führt, sodass es nicht vollständig erfolgreich gewesen ist, um sowohl die Härte als auch die Leistungsmerkmale des Ladungstransports auf höheren Niveaus zu erfüllen.
EP-A-0 368 251 offenbart ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element mit einem Träger und einer auf dem Träger angeordneten lichtempfindlichen Schicht, wobei die lichtempfindliche Schicht ein ladungstransportierendes Material und ein Harz umfasst, welches durch Einwirkung von energetischen Strahlen wie etwa UV-Strahlen, Elektronenstrahlen und Röntgenstrahlen oder durch Einwirkung von Hitze auf z.B. Poly-α-methylstyrol erhalten wird.
EP-A-0 493 054 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Lichtempfängers durch Ausbilden eines Überzugs eines Substrats, gefolgt von Aushärten. Der Überzug enthält ein elektroaktives Material, welches in einem Monomer gelöst oder dispergiert ist, welches polymerisierbar ist und einen Film ausbildet, wobei das Monomer aus der Gruppe bestehend aus Epoxiden, Alkoxystyrolen, Acrylaten, Methacrylaten und Vinylethern ausgewählt ist.
JP-A-57 163 239 offenbart ein Verfahren, um ein elektrofotografisches Empfängermaterial zu erhalten, welches die Zugabe eines radikalischen Polymerisationsstarters und eines radikalisch polymerisierbaren Monomers zu einem linearen Polyesterharz als einem Dispergierharz, das Beschichten eines Leiters mit dieser Mischung und eine Aushärtung von diesem durch Wärme aufweist, wobei ein radikalisch polymerisierbares Styrolmonomer bevorzugt ist.
JP-A-08 220 782 offenbart einen Lichtempfänger mit einem elektrisch leitfähigen Substrat und einer auf dem Substrat ausgebildeten ladungserzeugenden Schicht, welche ein ladungserzeugendes Material und ein Bindeharz als Hauptkomponente enthält, wobei eine ladungstransportierende Schicht auf der ladungserzeugenden Schicht ausgebildet ist und ein ladungstransportierendes Material und ein Bindeharz enthält. Das ladungstransportierende Material besteht aus einem durch einen Elektronenstrahl gehärteten Material mit einer Zusammensetzung, welches ein mit Styrol-Acryl-Copolymer modifiziertes Urethan enthält, das durch eine aktive energetische Strahlung gehärtet werden kann.
JP-A-60 118 842 offenbart einen lichtempfindlichen Körper mit einer ladungsübertragenden Schicht aus einer Bindeharzmischung aus einem thermo- oder lichthärtbaren Harz und einem Copolymer, welches als ein bildendes Monomer 40 mol% Vinylidenchlorid enthält.
US-A-5 411 827 offenbart einen elektrofotografischen Lichtleiter, bestehend aus einem elektroleitfähigen Substrat und einer lichtleitenden Schicht, welche aus einer ladungserzeugenden Schicht und einer ladungstransportierenden Schicht besteht, die auf dem Substrat in dieser Reihenfolge nacheinander ausgebildet sind, wobei die ladungstransportierende Schicht erhalten wird, indem ein Monomer mit einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung, welches gegenüber dem ladungstransportierenden Material reaktiv ist, ein Reaktionsstarter und ein Bindeharz mit einem Molekulargewicht von 8.000 bis 100.000, wie etwa ein Acrylpolymer, ein Styrolpolymer, ein Acryl-Styrol-Copolymer, ein Polyester, ein Polycarbonatharz oder ein Epoxidharz vermengt und diese Mischung anschließend durch Einsatz von Licht oder Wärme ausgehärtet wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element bereitzustellen, welches die vorstehend erwähnten Probleme löst.
Es ist eine speziellere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element mit einer Oberflächenschicht bereitzustellen, welche eine große Filmfestigkeit, die zu verstärkten Anti-Abrieb- und Anti-Kratz-Eigenschaften führt, und zudem gute Anti-Ausfäll- und Anti-Riss-Eigenschaften zeigt.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element bereitzustellen, welches bei wiederholter Verwendung nur eine sehr kleine Veränderung oder Verschlechterung der Leistungsmerkmale des lichtempfindlichen Elements wie etwa eine Zunahme im Restpotenzial zeigt, sodass es bei wiederholter Verwendung stabile Leistungsmerkmale zeigen kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verfahrenskartusche und ein elektrofotografisches Gerät einschließlich solch eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements bereitzustellen, die dazu in der Lage sind, hochqualitative Leistungsmerkmale der Bilderzeugung über einen langen Zeitraum beizubehalten.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung solch eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements bereitzustellen.
Die vorstehenden Aufgaben werden gelöst, indem ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element nach Anspruch 1, ein Verfahren zur Herstellung eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements nach Anspruch 8, eine Verfahrenskartusche nach Anspruch 24 und ein elektrofotografisches Gerät nach Anspruch 25 bereitgestellt werden. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei einer Betrachtung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, zusammengenommen mit der begleitenden Zeichnung, ersichtlicher werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die einzige Figur der Zeichnung veranschaulicht ein mit einer Verfahrenskartusche einschließlich eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements gemäß der Erfindung ausgestattetes elektrofotografisches Gerät.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Das elektrofotografische lichtempfindliche Element gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch eine lichtempfindliche Schicht gekennzeichnet, welche eine Oberflächenschicht umfasst, die ein ladungstransportierendes Material und ein Harz umfasst, welches durch Aushärten einer im Anspruch 1 definierten Verbindung durch Bestrahlung erhalten ist.
In der vorliegenden Erfindung kann das lichtempfindliche Element jeglichen Aufbau, der auf einem Träger eine lichtempfindliche Schicht mit einem Schichtaufbau einschließlich einer ladungserzeugenden Schicht, die ein ladungserzeugendes Material umfasst, und einer ladungstransportierenden Schicht, die ein ladungstransportierendes Material umfasst, welche in dieser Reihenfolge angeordnet sind, umfasst, eine Schichtstruktur einschließlich dieser Schichten in einer umgekehrten Anordnung oder einen Einschichtaufbau annehmen, welcher das ladungserzeugende Material und das ladungstransportierende Material in der gleichen Schicht aufweist.
Bei jedem der vorstehend erwähnten Schichtaufbauten ist es für die vorliegende Erfindung ausreichend, dass die lichtempfindliche Schichtstruktur eine Oberflächenschicht, welche ein ladungstransportierendes Material und das vorstehend erwähnte, durch Aushärten durch Bestrahlung einer Verbindung mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen der Formel (1) und ohne ladungstransportierende Eigenschaft erhaltene Harz umfasst.
Allerdings ist im Hinblick auf die Leistungsmerkmale des resultierenden elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements, insbesondere der elektrischen Leistungsmerkmale wie etwa des Restpotenzials und der Haltbarkeit, die funktionsgetrennte lichtempfindliche Schichtstruktur einschließlich der ladungstransportierenden Schicht als einer Oberflächenschicht bevorzugt, und ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das durch Bestrahlung gehärtete Harz als Bindeharz für die Oberflächenschicht eingesetzt werden kann, ohne das Leistungsmerkmal des Ladungstransports des ladungstransportierenden Materials zu beeinträchtigen.
Der Grund, warum es möglich ist, eine ausreichende Härte zu erzielen und eine Zunahme des Restpotenzials zu verhindern, ohne die Eigenschaften des lichtempfindlichen Elements im Falle der Verwendung eines durch Bestrahlung gehärteten Harzes in der Oberflächenschicht zu verhindern, ist nicht aufgeklärt worden.
Allerdings kann dies keiner oder einer sehr kleinen Menge einer Substanz mit einer größeren Polarität oder einem kleineren Oxidationspotenzial zuzuschreiben sein, welche während des Härtungsschritts erzeugt wird, verglichen mit den herkömmlichen gehärteten Harzen, da für solch eine Substanz (mit einer größeren Polarität oder einem kleineren Oxidationspotenzial) angenommen wird, dass sie die Eigenschaften des lichtempfindlichen Elements stark nachteilig beeinflusst.
In dem Fall, dass die Verbindung mit einer funktionellen Gruppe der Formel (1) mit Wärme oder Ultraviolett-(UV)-Strahlen gehärtet wird, ist es des Weiteren notwendig, einen Thermo- oder Fotopolymerisationsstarter einzusetzen. Wenn das resultierende gehärtete Harz als Oberflächenschicht eines lichtempfindlichen Elements eingesetzt wird, ist es in diesem Fall leicht möglich, dass eine Zunahme des Restpotenzials und eine Verschlechterung der Lichtempfindlichkeit hervorgerufen werden. In der vorliegenden Erfindung erfordert die Bestrahlung, ausgewählt aus Elektronenstrahl und γ-Strahlen, zur Verwendung beim Härten nicht den Einsatz des Polymerisationsstarters, sodass angenommen wird, dass das durch Bestrahlung gehärtete Harz dafür wirksam ist, hervorragende elektrofotografische Eigenschaften zu erzielen.
In der vorstehend erwähnten Formel (1) für die funktionellen Gruppen der Verbindung, welche das durch Bestrahlung gehärtete Harz bildet, welches in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, bezeichnet Ar eine Arylengruppe, für die Beispiele jene einschließen, die erhalten werden, indem von Benzol, Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Pyren, Chinolin, Benzochinolinon, Phenothiazin, Furan, Benzofuran und Dibenzofuran zwei Wasserstoffe abgezogen werden. Ar kann einen Substituenten aufweisen, für den Beispiele einschließen: Halogenatome, wie etwa Fluor, Chlor, Brom und Iod, eine Nitrogruppe, eine Cyanogruppe, eine Hydroxygruppe, Alkylgruppen, wie etwa Methyl, Ethyl und Propyl, Alkoxygruppen, wie etwa Methoxy, Ethoxy und Propoxy, Aryloxygruppen, wie etwa Phenoxy und Naphthoxy, eine Aralkylgruppe, wie etwa Benzyl und Phenethyl, Arylgruppen, wie etwa Phenyl und Naphthyl, eine Vinylgruppe und eine Trifluormethylgruppe.
Ar kann bevorzugt eine Arylengruppe sein, die erhalten wird, indem von Benzol, Naphthalin, Anthracen oder Pyren zwei Wasserstoffe abgezogen werden.
Die Verbindung mit der funktionellen Gruppe der Formel (1) (hiernach als "funktionelle Verbindung" bezeichnet) enthält zwei oder mehr funktionelle Gruppen der Formel (1) pro einem Molekül und ist nicht speziell beschränkt, solange die Verbindung eine polymerisierbare Verbindung ist, sodass die funktionelle Gruppe eine durch Strahlung initiierte Polymerisationsreaktion hervorruft. In der vorliegenden Erfindung weist solch eine funktionelle Gruppe an sich keine ladungstransportierende (loch- und/oder elektronentransportierende) Eigenschaft auf, da ein ladungstransportierendes Material in Kombination mit der funktionellen Verbindung in der Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elements verwendet wird, und das resultierende lichtempfindliche Element (ohne ladungstransportierendes Material) zeigt keine elektrofotografischen Leistungsmerkmale.
Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzte funktionelle Verbindung (ohne ladungstransportierende Eigenschaft) kann bevorzugt ein Oxidationspotenzial oberhalb von 1,2 Volt oder ein Reduktionspotenzial von wenigstens –1,0 Volt aufweisen (auf Basis absoluter Werte). Wenn das Oxidationspotenzial 1,2 Volt oder weniger beträgt, wird die Injektion von Ladung (Löchern) von dem ladungserzeugenden Material schwierig. Wenn das Reduktionspotenzial unterhalb von –1,0 liegt (basierend auf einem absoluten Wert), wird die Injektion von Ladung (einem Elektron) von dem ladungserzeugenden Material in ähnlicher Weise schwierig.
Die Werte für das Oxidations- oder Reduktionspotenzial, auf die hier Bezug genommen wird, basieren auf Werten, welche auf die folgende Weise gemessen werden.
<Messung des Oxidations- oder Reduktionspotenzials>
Die Messung wird unter Verwendung einer gesättigten Kalomelelektrode als Referenzelektrode und einer 0,1 N (n-Bu)₄N⁺ClO₄ ^--Acetonitrillösung als Elektrolytlösung sowie unter Abtasten der an eine Arbeitselektrode (aus Platin) angelegten Potenziale mittels eines Potenzialdurchlaufs durchgeführt, um eine Strom-Spannungs-Kurve zu erhalten, bei der das Potenzial einer Signalspitze als Oxidationspotenzial oder als Reduktionspotenzial genommen wird. Spezieller wird eine Probe der ladungstransportierenden Verbindung in 0,1 N (n-Bu)₄ClO₄ ^-- Acetonitrillösung zu einer Konzentration von 5 bis 10 mmol% gelöst. Dann wird zwischen der Arbeitselektrode und der Referenzelektrode, welche in die Probenlösung eingetaucht sind, die Probenlösung linear ansteigenden Spannungen von 0 Volt bis +1,5 Volt (für das Oxidationspotenzial) oder bis –1,5 Volt (für das Reduktionspotenzial) ausgesetzt, um die Veränderungen des Stroms zu messen, aus denen eine Strom-Spannungs-Kurve erhalten wird. Auf der Strom-Spannungs-Kurve wird ein Signal (im Falle von mehreren Signalen das erste Signal) bestimmt und das Potenzial an der Signalspitze des Signals wird als Oxidationspotenzial oder als Reduktionspotenzial genommen.
Die funktionelle Verbindung kann basierend auf dem Vorliegen oder dem Nicht-Vorliegen einer Wiederholungseinheit, welche die funktionelle Gruppe der Formel (1) umfasst, grob in ein Monomer und ein Oligomer unterteilt werden. Hier meint das Monomer eine Verbindung ohne Wiederholungseinheit und mit einem vergleichsweise geringen Molekulargewicht, und das Oligomer meint ein Polymer mit 2 bis 20 Wiederholungseinheiten (welche jeweils die funktionelle Gruppe der Formel (1) umfassen). Es ist für die funktionelle Verbindung für die Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elements der vorliegenden Erfindung zudem möglich, ein Makromonomer einzusetzen, welches ein Polymer oder ein Oligomer umfasst, das die funktionelle Gruppe der Formel (1) nur an seinem Ende aufweist.
In der vorliegenden Erfindung kann im Hinblick auf ein gemeinsames Erzielen der Haltbarkeit und der elektrischen Eigenschaften bevorzugt das Monomer für die funktionelle Verbindung eingesetzt werden. Andere funktionelle Verbindungen (Oligomer und Makromonomer) können bevorzugt in einer Mischung mit dem Monomer eingesetzt werden.
Die funktionelle Verbindung kann zudem, basierend auf der Anzahl der funktionellen Gruppen der Formel (1) pro einem Molekül, in eine monofunktionelle Verbindung mit einer funktionellen Gruppe und eine polyfunktionelle Verbindung mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen unterteilt werden. Um die Haltbarkeit zu verbessern, wird die im Anspruch 1 definierte polyfunktionelle Gruppe eingesetzt. Speziell bevorzugt sind jene mit wenigstens drei funktionellen Gruppen pro Molekül.
Bevorzugte Beispiele für die funktionelle Verbindung (mit den funktionellen Gruppen der Formel (1) in ihrer Molekularstruktur) können Monomere wie etwa Divinylbenzol und jene einschließen, die in nachstehender Tabelle 1 gezeigt sind (Verbindungen Nr. 1 bis 41), aber diese sind nicht erschöpfend. Diese Verbindungen können einzeln oder in einer Mischung von zwei oder mehr Spezies eingesetzt werden.
Tabelle 1
Wie vorstehend erwähnt, schließt die laminatartige lichtempfindliche Schichtstruktur eine ladungserzeugende Schicht und eine ladungstransportierende Schicht ein.
Beispiele für das in der ladungserzeugenden Schicht eingesetzte ladungserzeugende Material können einschließen: Selen-Tellur, Pyrylium- und Thiapyrylium-Farbstoffe, Phthalocyaninverbindungen mit verschiedenen Zentralatomen und Kristallformen, wie etwa der α-, β-, γ-, ε- und χ-Form, Anthrathronpigmente, Dibenzpyrenchinonpigmente, Pyranthronpigmente, Trisazopigmente, Disazopigmente, Monoazopigmente, Indigopigmente, Chinacridonpigmente, asymmetrische Chinocyaninpigmente, Chinocyanine und amorphes Silicium, offenbart in JP-A-54 143 645.
Solch ein ladungserzeugendes Material kann zusammen mit einer 0,3- bis 4-fachen Menge an Bindeharz und einem Lösungsmittel mittels eines Homogenisierers, eines Ultraschalldispergierers, einer Kugelmühle, einer schwingenden Kugelmühle, einer Sandmühle, einer Rührwerkskugelmühle oder einer Walzenmühle dispergiert werden, und die resultierende Dispersion kann aufgebracht und getrocknet werden, um eine ladungserzeugende Schicht auszubilden. Solch eine ladungserzeugende Schicht kann zudem aus solch einem ladungserzeugenden Material allein gebildet sein, welche z.B. durch Dampfabscheidung von diesem ausgebildet wird. Die ladungserzeugende Schicht kann bevorzugt in einer Dicke von höchstens 5 μm und insbesondere von 0,1 bis 2 μm ausgebildet sein.
Beispiele für das in der ladungstransportierenden Schicht eingesetzte ladungstransportierende Material können Triarylaminverbindungen, Hydrazonverbindungen, Stilbenverbindungen, Pyrazolinverbindungen, Oxadiazolverbindungen, Thiazolverbindungen und Triarylmethanverbindungen einschließen.
Wenn die ladungstransportierende Schicht eine Oberflächenschicht ist, kann die ladungstransportierende Schicht bevorzugt durch Lösen oder Dispergieren des ladungstransportierenden Materials zusammen mit der vorstehend erwähnten funktionellen Verbindung in einem zweckmäßigen Lösungsmittel und durch Aufbringen und Trocknen der resultierenden Lösung auf der ladungserzeugenden Schicht, gefolgt von Aushärten durch Bestrahlung, ausgebildet werden. Es ist zudem möglich, die ladungstransportierende Schicht durch Lösen des ladungstransportierenden Materials zusammen mit einer durch Bestrahlung bis zu einem gewissen Grad vorausgehend ausgehärteten funktionellen Verbindung in einem zweckmäßigen Lösungsmittel und durch Aufbringen und Trocknen der resultierenden Beschichtungsflüssigkeit auf die ladungserzeugende Schicht auszubilden. Im Hinblick auf Härte und Anti-Ausfäll-Eigenschaft kann bevorzugt das erstere Verfahren eingesetzt werden.
Die ladungstransportierende Schicht kann bevorzugt eine Dicke von 1 bis 50 μm und mehr bevorzugt von 3 bis 30 μm aufweisen.
Beispiele für das Lösungsmittel können einschließen: aromatische Lösungsmittel wie etwa Toluol, Xylol und Monochlorbenzol, Ether wie etwa Dioxan, Tetrahydrofuran und Tetrahydropyran, Ketone, Alkohole und gesättigte Kohlenwasserstoffe. Diese werden im Hinblick auf die gelösten Materialien ausgewählt.
Das Aufbringen der Lösung kann z.B. durch Eintauchen, Sprühbeschichten, Streichen oder Schleuderbeschichten erfolgen. Das Eintauchen kann bevorzugt eingesetzt werden, um eine effiziente Massenproduktion des lichtempfindlichen Elements zu erzielen.
In der vorliegenden Erfindung kann die ladungstransportierende Schicht als Laminatstruktur aus zwei oder mehr Schichten ausgebildet sein.
In dem Fall, dass die ladungserzeugende Schicht eine Oberflächenschicht ist, kann die ladungserzeugende Schicht bevorzugt auf der ladungstransportierenden Schicht durch Lösen oder Dispergieren des ladungserzeugenden Materials, des ladungstransportierenden Materials und der funktionellen Verbindung in einem zweckmäßigen Lösungsmittel und durch Aufbringen und Trocknen der resultierenden Lösung (oder Dispersion), gefolgt von Aushärten durch Bestrahlung (Einstrahlung), ausgebildet werden.
Im Falle einer einschichtigen lichtempfindlichen Schicht kann die lichtempfindliche Schicht bevorzugt durch Lösen oder Dispergieren des ladungserzeugenden Materials, des ladungstransportierenden Materials und der funktionellen Verbindung in einem zweckmäßigen Lösungsmittel und durch Aufbringen und Trocknen der resultierenden Lösung (oder Dispersion) auf einen Träger oder eine Unterschicht (später beschrieben), gefolgt von Aushärten durch Bestrahlung, ausgebildet werden. Die einschichtige lichtempfindliche Schicht kann eine Dicke von 1 bis 50 μm und bevorzugt von 3 bis 30 μm aufweisen.
Wenn in der vorliegenden Erfindung die Oberflächenschicht ausgebildet wird, kann die funktionelle Verbindung bevorzugt jeweils in einer Stickstoffgasatmosphäre getrocknet und gehärtet werden.
Die Oberflächenschicht des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements der vorliegenden Erfindung kann des Weiteren verschiedene Zusatzstoffe enthalten, die eine Verschlechterung verhindernde Mittel, wie etwa ein Antioxidationsmittel und einen Ultraviolettabsorber, sowie Schmiermittel, wie etwa Tetrafluorethylenharzteilchen und fluorierten Kohlenstoff, einschließen.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete funktionelle Verbindung kann in Kombination mit anderen käuflich erhältlichen Harzen, wie etwa Polycarbonatharz, Polyacrylatharz und Polystyrolharz, in einem Ausmaß verwendet werden, welches die Wirkung der funktionellen Verbindung nicht nachteilig beeinflusst.
Um hervorragende elektrofotografische Eigenschaften zu erzielen, kann die lichtempfindliche Schicht des lichtempfindlichen Elements gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt eine kleinere relative Dielektrizitätskonstante von höchstens 4,0 und insbesondere von höchstens 3,0 aufweisen, gemessen durch ein Verfahren, bei dem nach dem Aushärten durch Bestrahlung an die mit einer Aluminiumelektrode kombinierte lichtempfindliche Schicht eine Wechselspannung von 1 MHz angelegt wird.
Um ein hervorragendes Leistungsmerkmal des Ladungstransports zu erzielen, ist es notwendig, das Ausmaß an Ladungseinfang in der lichtempfindlichen Schicht zu minimieren. Es kann so gesehen werden, dass die relative Dielektrizitätskonstante das Ausmaß des Ladungseinfangs widerspiegelt. In der vorliegenden Erfindung variiert die relative Dielektrizitätskonstante in Abhängigkeit von der Molekularstruktur vor dem Aushärten durch Bestrahlung und den Bedingungen des Aushärtens durch Bestrahlung, da das lichtempfindliche Element der vorliegenden Erfindung ein durch Bestrahlung gehärtetes Harz einsetzt, das von einem thermoplastischen Harz verschieden ist. Um die relative Dielektrizitätskonstante der lichtempfindlichen Schicht zu verringern, ist es spezieller wirksam, eine Polarisation innerhalb des Moleküls der funktionellen Verbindung, die Anzahl an rückständigen, nicht umgesetzten Gruppen nach dem Aushärten durch Bestrahlung und das Ausmaß der Verschlechterung durch Bestrahlung zu minimieren, sowie einen Härtungsschritt und/oder einen Trocknungsschritt vor dem Härtungsschritt, die jeweils in einer Stickstoffgasatmosphäre durchgeführt werden. In der vorliegenden Erfindung ist ein Mittel oder ein Verfahren zur Erzielung der kleineren relativen Dielektrizitätskonstante nicht speziell beschränkt, solange die resultierende relative Dielektrizitätskonstante höchstens 4,0 beträgt.
Der Träger für das lichtempfindliche Element der vorliegenden Erfindung kann irgendein Material umfassen, welches elektroleitfähig ist. Zum Beispiel kann der Träger in Abhängigkeit von dem verwendeten elektrofotografischen Gerät ein Metall oder eine Legierung, wie etwa Aluminium oder rostfreier Stahl, z.B. zu einer Trommelform (Zylinder) oder einer Lagenform geformt, und ein mit einem elektroleitfähigen Material beschichtetes Papier oder Kunststofffilm umfassen.
Bei dem elektrofotografischen lichtempfindlichen Element gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Unterschicht (Zwischenschicht) mit einer Barrierefunktion und einer Klebefunktion zwischen dem (elektroleitfähigen) Träger und der lichtempfindlichen Schicht vorzusehen. Spezieller kann die Unterschicht für verschiedene Zwecke, wie etwa zur Verbesserung der Haftung und der Aufbringbarkeit der lichtempfindlichen Schicht, zum Schutz des Trägers, zum Bedecken von Fehlstellen des Trägers, für eine verbesserte Ladungsinjektion von dem Träger und für einen Schutz der lichtempfindlichen Schicht vor einem elektrischen Ausfall ausgebildet sein.
Die Unterschicht kann z.B. Polyvinylalkohol, Poly-N-vinylimidazol, Polyethylenoxid, Ethylcellulose, Ethylen- Acrylsäure-Copolymer, Casein, Polyamid, N-methoxymethyliertes Nylon-6, Copolymernylon, Leim und Gelatine umfassen. Diese Materialien können in einem dafür angepassten Lösungsmittel gelöst und auf den Träger aufgebracht werden, gefolgt von Trocknen, um eine Unterschicht in einer Dicke von bevorzugt 0,1 bis 2 μm auszubilden.
Des Weiteren kann zwischen dem Träger und der lichtempfindlichen Schicht oder zwischen dem Träger und der Unterschicht eine (elektroleitfähige) Harzschicht in einer Dicke von z.B. 5 bis 30 μm ausgebildet sein, welche darin angeordnet elektroleitfähige Teilchen enthält, um ein Auftreten eines während des Bedeckens von Fehlstellen des Trägers oder bei der Verwendung von kohärentem Licht hervorgerufenen Interferenzrandes zu verhindern.
Wie vorstehend beschrieben wird die funktionelle Verbindung in der Oberflächenschicht in der vorliegenden Erfindung durch Bestrahlung (mit einer Strahlung) ausgehärtet.
Die Strahlung für den vorstehenden Zweck ist ein Elektronenstrahl oder γ-Strahlen, welche im Hinblick auf die Absorptionseffizienz eingesetzt werden.
Der Elektronenstrahl wird im Allgemeinen unter Verwendung eines Beschleunigers beschleunigt, welcher irgendeiner vom Abtasttyp, vom Elektro-Vorhang-Typ, vom Typ mit breitem Strahl, vom Impulstyp und vom laminaren Typ sein kann. Beim Polymerisieren durch Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl, um die erwünschten elektrischen und Haltbarkeitsleistungsmerkmale zu erzielen, ist es wichtig, zweckmäßige Bestrahlungsbedingungen auszuwählen, welche eine Beschleunigungsspannung von bevorzugt 250 kV oder niedriger und mehr bevorzugt 150 kV oder niedriger sowie eine Dosis im Bereich von 1 bis 100 Mrad und mehr bevorzugt 3 bis 50 Mrad einschließen können. Wenn die Beschleunigungsspannung 250 kV übersteigt, können die Leistungsmerkmale des lichtempfindlichen Elements durch die Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl beeinträchtigt werden, und eine kleinere relative Dielektrizitätskonstante (von höchstens 4,0) wird nicht leicht erzielt. Wenn die Dosis unterhalb von 1 Mrad liegt, kann das Aushärten oder die Vernetzung leicht unzureichend sein, und über 100 Mrad ist es leicht möglich, dass sich die Leistungsmerkmale des lichtempfindlichen Elements verschlechtern und dass die kleinere relative Dielektrizitätskonstante nicht leicht erzielt werden kann.
Als Nächstes werden die Verfahrenskartusche und das elektrofotografische Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die einzige Figur in der Zeichnung zeigt eine schematische Strukturansicht eines elektrofotografischen Geräts einschließlich einer Verfahrenskartusche, welche ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element der Erfindung einsetzt. Bezugnehmend auf die Figur wird ein lichtempfindliches Element 1 in der Form einer Trommel um eine Achse 2 herum bei einer vorgegebenen Umfangsgeschwindigkeit in der Richtung des im Inneren des lichtempfindlichen Elements 1 gezeigten Pfeils gedreht. Die periphere Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 wird mittels einer Primäraufladungseinrichtung 3 gleichmäßig aufgeladen, sodass sie ein festgelegtes positives oder negatives Potenzial aufweist. An einer Belichtungsstelle wird das lichtempfindliche Element 1 bildweise mit Licht 4 (durch eine Schlitzbelichtung oder eine Belichtung mit Laserstrahlabtastung) unter Verwendung einer Bildbelichtungseinrichtung (nicht gezeigt) belichtet, wodurch nachfolgend ein elektrostatisches latentes Bild auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 erzeugt wird.
Das so erzeugte elektrostatische latente Bild wird unter Verwendung einer Entwicklungseinrichtung 5 entwickelt, um ein Tonerbild zu erzeugen. Das Tonerbild wird anschließend auf ein Übertragungsmaterial (übertragungsaufnehmendes Material) 7 übertragen, welches von einem Zufuhrteil (nicht gezeigt) zu einer Position zwischen dem lichtempfindlichen Element 1 und der Übertragungsaufladungseinrichtung 5 synchron mit der Drehgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements 1 mittels der Übertragungsaufladungseinrichtung 6 zugeführt wird. Das Übertragungsmaterial 7, welches darauf das Tonerbild trägt, wird von dem lichtempfindlichen Element 1 abgetrennt, um zu einer Fixiervorrichtung 8 befördert zu werden, gefolgt von einem Fixieren des Bildes, um das Übertragungsmaterial 7 als eine Kopie zur Außenseite des elektrofotografischen Gerätes hin auszudrucken. Die auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 nach dem Übertragungsvorgang zurückbleibenden Tonerteilchen werden durch eine Reinigungseinrichtung 9 beseitigt, um eine gereinigte Oberfläche bereitzustellen, und die verbleibende Ladung auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 wird durch eine Vorbelichtungseinrichtung (nicht gezeigt), welche ein Vorbelichtungslicht 10 aussendet, gelöscht, um für den nächsten Zyklus vorbereitet zu werden. Wenn eine Kontaktaufladungseinrichtung (z.B. eine Aufladewalze) für die primäre Aufladungseinrichtung 3 zum gleichmäßigen Aufladen des lichtempfindlichen Elements 1 eingesetzt wird, kann die Vorbelichtungseinrichtung wie erwünscht weggelassen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bei dem elektrofotografischen Gerät möglich, eine Vielzahl an Elementen oder Komponenten von diesem, wie etwa das vorstehend erwähnte lichtempfindliche Element 1, der primäre Auflader (Aufladungseinrichtung) 3, die Entwicklungseinrichtung 5 und die Reinigungseinrichtung 9, einstückig in einer Verfahrenskartusche anzuordnen, welche abnehmbar mit dem Hauptgerätekörper, wie etwa einem Kopiergerät oder einem Laserstrahldrucker, verbunden werden kann. Die Verfahrenskartusche kann z.B. aus dem lichtempfindlichen Element 1 und wenigstens einer von der primären Aufladungseinrichtung 3, der Entwicklungseinrichtung 5 und der Reinigungseinrichtung 9 bestehen, welche einstückig in einer einzelnen Einheit angeordnet sind, die mit dem Gerätekörper mittels einer Führungseinrichtung, wie etwa einer Schiene 12 des Gerätekörpers, verbunden oder davon abgenommen werden kann.
In dem Fall, dass das elektrofotografische Gerät ein Kopiergerät oder ein Drucker ist, ist das bildweise Belichtungslicht 4 ein von einem Original reflektiertes oder durchgelassenes Licht, oder ein Beleuchtungslicht wird durch Abtasten mit einem Laserstrahl, durch Antrieb einer LED-Anordnung oder durch Antrieb einer Flüssigkristallblendenanordnung basierend auf Signalen abgegeben, welche durch Einlesen eines Originals mit einem Sensor erhalten werden.
Das elektrofotografische lichtempfindliche Element gemäß der vorliegenden Erfindung kann allgemein für elektrofotografische Geräte eingesetzt werden, einschließlich Kopiergeräten, Laserstrahldruckern, CRT-Druckern, LED-Druckern und Flüssigkristallblenden-Druckern, und des Weiteren für ein Gerät zur Anzeige, zur Aufnahme, zum Leichtgewichtdrucken, zur Plattenerzeugung und für ein Faxgerät, für welche die Elektrofotografie eingesetzt wird.
Hiernach wird die vorliegende Erfindung spezieller mit Bezug auf Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben, wobei sich "Teile", was zur Beschreibung einer relativen Menge einer Komponente oder eines Materials verwendet wird, auf das Gewicht bezieht, solange es nicht speziell anderweitig angegeben ist.
Beispiel 1
Zuerst wurde ein Anstrich für eine elektroleitfähige Schicht zubereitet, indem 50 Teile eines elektroleitfähigen, feinen Titanoxidpulvers, welches mit einem Zinnoxid überzogen war, das zu 10 Gew.-% Antimonoxid enthält, 25 Teile Phenolharz, 20 Teile Methylcellosolve, 5 Teile Methanol und 0,002 Teile eines Siliconöls (Polydimethylsiloxan/Polyoxyalkylen-Copolymer, zahlengemitteltes Molekulargewicht (Mn) = 3000) für 2 Stunden in einer Sandmühle dispergiert wurden, welche Glaskugeln mit einem Durchmesser von 1 mm enthielt. Der Anstrich wurde durch Eintauchen auf einen Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 30 mm aufgebracht und bei 140°C für 30 Minuten getrocknet, um eine 20 μm dicke elektroleitfähige Schicht auszubilden.
Dann wurden 5 Teile N-methoxymethyliertes Nylon in 95 Teilen Methanol gelöst, um einen Anstrich für eine Zwischenschicht (Unterschicht) zuzubereiten, die dann durch Eintauchen auf die vorstehend ausgebildete elektroleitfähige Schicht aufgebracht und bei 100°C für 20 Minuten getrocknet wurde, um eine 0,6 μm dicke Zwischenschicht auszubilden.
Dann wurden 3 Teile eines Oxytitanphthalocyanins (mit Hauptsignalen bei festgelegten Bragg-Winkeln (2θ ± 0,2 Grad) von 9,0 Grad, 14,2 Grad, 23,9 Grad und 27,1 Grad bei einer Röntgenanalyse unter Einsatz von charakteristischer CuKα-Röntgenstrahlung), 2 Teile Polyvinylbutyralharz ("S-LEC BM2", hergestellt von Sekisui Kagaku K.K.) und 35 Teile Cyclohexanon für 2 Stunden in einer Sandmühle dispergiert, die Glaskugeln mit einem Durchmesser von 1 mm enthielt, und wurden des Weiteren mit 60 Teilen Ethylacetat verdünnt, um einen Anstrich für eine ladungserzeugende Schicht zuzubereiten, der durch Eintauchen auf die vorstehend ausgebildete Zwischenschicht aufgebracht und bei 100°C für 15 Minuten getrocknet wurde, um eine 0,2 μm dicke ladungserzeugende Schicht auszubilden.
Dann wurden 7 Teile eines nachstehend gezeigten ladungstransportierenden Materials und 10 Teile der Verbindung Nr. 5 (eine in Tabelle 1 gezeigte funktionelle Verbindung) in einem gemischten Lösungsmittel aus 20 Teilen Dichlormethan und 40 Teilen Toluol gelöst, um einen Anstrich für eine ladungstransportierende Schicht zuzubereiten.
Der Anstrich wurde dann durch Eintauchen auf die vorstehend ausgebildete ladungserzeugende Schicht aufgebracht, bei 120°C für 60 Minuten in einer Stickstoffgasatmosphäre getrocknet und durch Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl bei einer Beschleunigungsspannung von 150 kV und einer Dosis von 30 Mrad in Stickstoffgasatmosphäre gehärtet, um eine 20 μm dicke ladungstransportierende Schicht auszubilden, wodurch ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element erhalten wurde. Die lichtempfindliche Schicht nach dem Aushärten durch Bestrahlung (mit einem Elektronenstrahl) zeigte eine relative Dielektrizitätskonstante von 2,7.
Das so hergestellte elektrofotografische lichtempfindliche Element wurde bezüglich der elektrofotografischen Leistungsmerkmale und der Haltbarkeit, der Anti-Ausfäll-Eigenschaft und der Anti-Riss-Eigenschaft bewertet.
Die elektrofotografischen Leistungsmerkmale und die Haltbarkeit wurden bewertet, indem das lichtempfindliche Element in einen käuflich erhältlichen Laserstrahldrucker ("LBP-EX", hergestellt von Canon K.K.) eingesetzt wurde, um einen Test der kontinuierlichen Bilderzeugung durchzuführen. Als Leistungsmerkmal des lichtempfindlichen Elements zu Beginn wurde das Dunkelpotenzial Vd auf –700 Volt eingestellt, und eine Lichtdämpfungsempfindlichkeit (E₁₅₀: zur Dämpfung des Dunkelpotenzials (Vd) von –700 Volt auf ein helles Potenzial Vl = –150 Volt erforderliche Lichtmenge) und das Restpotenzial (V_sl: Potenzial nach Belichtung mit der dreifachen Lichtmenge der Lichtdämpfungsempfindlichkeit (= 3 × E₁₅₀)) wurden gemessen. Dann wurde das lichtempfindliche Element einem Haltbarkeitstest (einem Test der kontinuierlichen Bilderzeugung) auf 10.000 Blättern unterzogen und dann einer Beobachtung der Bildfehler mit den Augen, der Abriebmenge und einer Messung der Leistungsmerkmale des lichtempfindlichen Elements nach dem Test der kontinuierlichen Bilderzeugung unterzogen, um die Veränderungen der jeweiligen Leistungsmerkmale, d.h. von Vd (Veränderung im Dunkelpotenzial bei einer identischen primären Aufladungsbedingung), von Vl (Veränderung von Vl bei Belichtung mit einer Lichtmenge (E₁₅₀), welche zu Beginn Vl = 150 Volt ergibt) und von Vsl (Veränderung von Vsl bei Belichtung mit 3 × E₁₅₀) zu messen. Die Abriebmenge wurde unter Verwendung eines Wirbelstromdickenmessers ("PERMASCOPE TYPE E111", hergestellt von Fischer Co.) gemessen.
Die Ergebnisse sind in der hiernach auftauchenden Tabelle 2 gezeigt.
In der Tabelle 2 meint ein positiver Wert für die Potenzialveränderung eine Zunahme des Potenzials als einem absoluten Wert, und ein negativer Wert für die Potenzialveränderung stellt ein negatives Potenzial dar.
Die Anti-Ausfäll-Eigenschaft und die Anti-Lösungsmittel-Rissbildungs-Eigenschaft wurden auf die folgende Weise jeweils unter Verwendung eines weiteren lichtempfindlichen Elements bewertet, welches auf die gleiche Weise wie jenes zur Bewertung der elektrofotografischen Leistungsmerkmale hergestellt wurde.
Die Anti-Ausfäll-Eigenschaft wurde bewertet, indem ein aus einem Urethankautschuk bestehendes Reinigungsblatt für ein Kopiergerät gegen die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gedrückt und das lichtempfindliche Element bei 75°C (als einem Beschleunigungstest) für 30 Tage (Maximum) gelagert wurde, um die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements alle 24 Stunden bezüglich des Vorliegens oder des Nicht-Vorliegens einer Ausfällung durch ein Mikroskop zu betrachten.
Die Anti-Riss-Eigenschaft wurde durch Anbringen eines Fingerfetts an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und durch Stehenlassen für 2 Tage in einer Umgebung normaler Temperatur und normaler Feuchtigkeit bewertet, um die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements alle 24 Stunden bezüglich des Vorliegens oder des Nicht- Vorliegens einer Lösungsmittelrissbildung durch ein Mikroskop zu betrachten.
Die Ergebnisse sind in der hiernach auftauchenden Tabelle 3 gezeigt.
Beispiele 2 bis 5
Elektrofotografische lichtempfindliche Elemente wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestellt und bewertet, mit der Ausnahme, dass die Verbindung Nr. 5 jeweils zu den folgenden Verbindungen abgeändert wurde.
Die Ergebnisse sind in den Tabellen 2 und 3 gezeigt.
Wie es in Tabelle 2 gezeigt ist, zeigten die lichtempfindlichen Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung zu Beginn und nach dem Haltbarkeitstest gute elektrofotografische Leistungsmerkmale, der Abrieb war gering und sehr geringe Veränderungen der Leistungsmerkmale des lichtempfindlichen Elements wurden beobachtet, sodass sich sehr stabile und gute Leistungsmerkmale zeigten.
Wie es des Weiteren in Tabelle 3 gezeigt ist, führten die lichtempfindlichen Elemente nicht zu einem Ausfällen und einer Rissbildung.
Vergleichsbeispiele 1 und 2
Elektrofotografische lichtempfindliche Elemente wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestellt und bewertet, mit der Ausnahme, dass die Verbindung Nr. 5 durch ein Polycarbonat vom Typ Bisphenol Z (gewichtsgemitteltes Molekulargewicht (Mw) = 20.000) für das Vergleichsbeispiel 1 oder durch ein Polymethylmethacrylat (Mw = 40.000) für das Vergleichsbeispiel 2 ersetzt und die Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl nicht durchgeführt wurde.
Die Ergebnisse sind in den Tabellen 2 und 3 gezeigt.
Wie es in den Tabellen 2 und 3 gezeigt ist, zeigten die lichtempfindlichen (Vergleichs-)Elemente größere Abriebmengen und riefen Bildfehler, wie etwa Schleierbildungen, und das Auftreten von Ausfällung und Rissbildung hervor.
Vergleichsbeispiel 3
Ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestellt und bewertet, mit der Ausnahme, dass die Verbindung Nr. 5 durch Erhitzen bei 140°C für 60 Minuten in einer Stickstoffgasatmosphäre anstelle des Bestrahlens mit einem Elektronenstrahl in der Gegenwart von 10 Teilen eines durch die folgende Formel dargestellten Polymerisationsstarters gehärtet wurde.
Die Ergebnisse sind in den Tabellen 2 und 3 gezeigt.
Wie es aus den Tabellen 2 und 3 ersichtlich ist, zeigte im Falle des Heißhärtens der funktionellen Verbindung (Verbindung Nr. 5) das resultierende lichtempfindliche Element eine geringe Lichtempfindlichkeit und ein hohes Restpotenzial zu Beginn, sodass es zu einer geringeren Bilddichte und einem unklaren Bild führte. Tabelle 2 Ergebnisse der Bewertung des Leistungsmerkmals
(Anmerkungen zu Tabelle 2)

*1: Das Oberflächenpotenzial (–700 V) konnte nicht auf –150 V gedämpft werden.
*2: Die Bildqualitäten wurden gemäß dem folgenden Standard bewertet.
A: Gute Bilder wurden erzielt.
B1: Die Bilddichte war beim 8000sten Blatt oder darüber verringert.
B2: Beim 5000sten Blatt oder darüber trat Schleier auf.
C: Die Bilder waren von Beginn an unklar.

Tabelle 3
Beispiele 6 bis 9
Elektrofotografische lichtempfindliche Elemente wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestellt und bewertet, mit der Ausnahme, dass die Verbindung Nr. 5 durch die Verbindung Nr. 21 (Beispiel 6), die Verbindung Nr. 34 (Beispiel 7), die Verbindung Nr. 36 (Beispiel 8) bzw. die Verbindung Nr. 37 (Beispiel 9) ausgetauscht wurde.
Die Ergebnisse sind in den nachstehend auftauchenden Tabellen 5 und 6 gezeigt.
Wie es in den Tabellen 5 und 6 gezeigt ist, zeigten die lichtempfindlichen Elemente gute elektrofotografische Eigenschaften und keine Ausfällung und Rissbildung. Wenn die relative Dielektrizitätskonstante 4,0 überstieg, war die resultierende Lichtempfindlichkeit etwas verringert und das Restpotenzial war etwas vergrößert, waren aber auf praktisch akzeptablen Niveaus.
Beispiele 10 bis 14
Elektrofotografische lichtempfindliche Elemente wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestellt und bewertet, mit der Ausnahme, dass die Bedingungen der Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl zu jenen in nachstehender Tabelle 4 abgeändert wurden.
Tabelle 4
Die Ergebnisse sind in den Tabellen 5 und 6 gezeigt. Wie es in den Tabellen 5 und 6 gezeigt ist, zeigten die lichtempfindlichen Elemente gute elektrofotografische Eigenschaften und keine Ausfällung und Rissbildung. In dem Fall, dass die Beschleunigungsspannung 250 kV und die Dosis 100 Mrad überstiegen, gab es Tendenzen, dass sich die Lichtempfindlichkeit verringerte und das Restpotenzial erhöhte, aber diese waren auf einem praktisch akzeptablen Niveau.
Tabelle 5 Ergebnisse der Bewertung des Leistungsmerkmals
Tabelle 6
Wie hier vorstehend beschrieben, versah gemäß der vorliegenden Erfindung die Verwendung des durch Bestrahlung gehärteten Harzes in der lichtempfindlichen Schicht das resultierende lichtempfindliche Element mit einer hervorragenden Anti-Ausfäll-Eigenschaft, Anti-Riss-Eigenschaft und Beständigkeiten gegenüber Abrieb und Beschädigung, mit guten elektrofotografischen Eigenschaften bezüglich der Lichtempfindlichkeit und des Restpotenzials sowie mit stabil besseren Leistungsmerkmalen selbst bei der wiederholten Verwendung. Es ist zudem möglich, eine Verfahrenskartusche und ein elektrofotografisches Gerät bereitzustellen, welche solch ein hervorragendes lichtempfindliches Element einsetzen, sowie ein Verfahren zur Herstellung des lichtempfindlichen Elements.

Claims

Elektrofotographisches lichtempfindliches Element mit: einem Träger und einer auf dem Träger angeordneten lichtempfindlichen Schicht, wobei die lichtempfindliche Schicht eine Oberflächenschicht umfasst, die eine ladungstransportierende Substanz und ein Harz umfasst, welches durch Aushärten einer Verbindung durch Bestrahlung erhalten ist, die keine ladungstransportierende Eigenschaft aufweist und pro Molekül zwei oder mehr funktionelle Gruppen aufweist, die durch die folgende Formel (1) dargestellt werden:
wobei Ar eine substituierte oder unsubstituierte Arylengruppe und R₁ ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bezeichnet, und wobei die Bestrahlung aus einem Elektronenstrahl und γ-Strahlen ausgewählt ist.
Element nach Anspruch 1, wobei Ar eine Arylengruppe ist, die erhalten wird, indem man von Benzol, Naphthalin, Anthracen oder Pyren zwei Wasserstoffatomen abzieht.
Element nach Anspruch 1, wobei die Verbindung ein Monomer umfasst.
Element nach Anspruch 1, wobei die lichtempfindliche Schicht eine relative Dielektrizitätskonstante von höchstens 4,0 aufweist.
Element nach Anspruch 1, wobei die lichtempfindliche Schicht eine relative Dielektrizitätskonstante von höchstens 3,0 aufweist.
Element nach Anspruch 1, wobei die lichtempfindliche Schicht eine ladungserzeugende Schicht und eine ladungstransportierende Schicht umfasst und wobei die ladungstransportierende Schicht die ladungstransportierende Substanz und das Harz umfasst.
Element nach Anspruch 1, wobei die Verbindung mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus den nachstehend gezeigten Verbindungen Nrn. 1 bis 41 besteht:
Verfahren zur Herstellung eines elektrofotographischen lichtempfindlichen Elements mit einem eine lichtempfindliche Schicht ausbildenden Schritt des Ausbildens einer lichtempfindlichen Schicht, welche eine ladungstransportierende Substanz enthält, auf einem Träger als eine Oberflächenschicht des elektrofotographischen lichtempfindlichen Elements, wobei der die lichtempfindliche Schicht ausbildende Schritt einen Schritt des Aufbringens einer Lösung einschließt, die eine Verbindung enthält, welche keine ladungstransportierende Eigenschaft aufweist und pro Molekül zwei oder mehr funktionelle Gruppen aufweist, die durch die folgende Formel (1) dargestellt werden:
wobei Ar eine substituierte oder unsubstituierte Arylengruppe und R₁ ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bezeichnet, und einem Schritt des Bestrahlens der Verbindung mit einer Strahlung ausgewählt aus einem Elektronenstrahl und γ-Strahlen, um die Verbindung auszuhärten.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei Ar eine Arylengruppe ist, die erhalten wird, indem man von Benzol, Naphthalin, Anthracen oder Pyren zwei Wasserstoffatomen abzieht.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Verbindung keine ladungstransportierende Eigenschaft aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Verbindung ein Monomer umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Verbindung eine polyfunktionelle Verbindung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die lichtempfindliche Schicht eine relative Dielektrizitätskonstante von höchstens 4,0 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die lichtempfindliche Schicht eine relative Dielektrizitätskonstante von höchstens 3,0 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die lichtempfindliche Schicht eine ladungserzeugende Schicht und eine ladungstransportierende Schicht umfasst und wobei die ladungstransportierende Schicht ausgebildet wird, indem eine Lösung, welche die Verbindung enthält, aufgebracht und die Verbindung mit der Strahlung bestrahlt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Lösung des Weiteren eine ladungstransportierende Substanz enthält.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Strahlung ein Elektronenstrahl ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Elektronenstrahl mit einer Beschleunigungsspannung von höchstens 250 kV eingestrahlt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Beschleunigungsspannung höchstens 150 kV beträgt.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Elektronenstrahl in einer Dosis von 1 bis 100 Mrad eingestrahlt wird.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Dosis 3 bis 50 Mrad beträgt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der die lichtempfindliche Schicht ausbildende Schritt des Weiteren einen Schritt des Trocknens der Lösung in einer Stickstoffgasatmosphäre zwischen dem Schritt des Aufbringens und dem Schritt des Bestrahlens einschließt.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 22, wobei der Schritt des Bestrahlens in einer Stickstoffgasatmosphäre durchgeführt wird.
Verfahrenskartusche mit: einem elektrofotographischen lichtempfindlichen Element und wenigstens einer Einrichtung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Aufladungseinrichtung, einer Entwicklungseinrichtung und einer Reinigungseinrichtung, wobei das elektrofotographische lichtempfindliche Element und die wenigstens eine Einrichtung einstückig getragen werden und abnehmbar an einer Hauptanordnung eines elektrofotographischen Geräts angebracht werden können, wobei das elektrophotographische lichtempfindliche Element ein elektrofotographisches lichtempfindliches Element nach Anspruch 1 ist.
Elektrofotographisches Gerät mit: einem elektrofotographischen lichtempfindlichen Element und einer Aufladungseinrichtung, einer Belichtungseinrichtung, einer Entwicklungseinrichtung und einer Übertragungseinrichtung, die jeweils gegenüber dem elektrofotographischen lichtempfindlichen Element angeordnet sind, wobei das elektrofotographische lichtempfindliche Element ein elektrofotographisches lichtempfindliches Element nach Anspruch 1 ist.