DE69525996T2

DE69525996T2 - Elektrophotographisches Gerät

Info

Publication number: DE69525996T2
Application number: DE69525996T
Authority: DE
Inventors: Shoji Amamiya; Noboru Kashimura; Akio Maruyama; Kazushige Nakamura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-06-22
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 2002-09-19
Anticipated expiration: 2015-06-22
Also published as: DE69525996D1; EP0690352B1; EP0690352A3; EP0690352A2; US5923925A; HK1011749A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrofotografisches Gerät, genauer auf ein elektrofotografisches Gerät mit einer Ladeeinrichtung, die in Kontakt mit einem elektrofotografischen, lichtempfindlichen Element vorgesehen ist.

VERWANDTER STAND DER TECHNIK

Bei der Elektrofotografie wird durch die Verwendung eines elektrofotografischen, lichtempfindlichen Elements (hiernach einfach als ein "lichtempfindliches Element" bezeichnet) mit einem lichtempfindlichen Material wie etwa Selen, Cadmiumsulfid, Zinkoxid, amorphen Silicium und organischen lichtelektrischen Substanzen durch die grundlegenden Vorgänge von elektrischer Aufladung, Bildbelichtung, Entwicklung des latenten Bildes, Bildübertragung, Bildfixierung, Reinigung des elektrofotografischen Elements und so weiter, ein Bild erhalten. Der elektrische Aufladungsvorgang wird konventionell durch Coronaentladung, verursacht durch das Anlegen von hoher Gleichspannung (5 bis 8 KV) an eine Metallleitung, durchgeführt. Dieses Verfahren hat jedoch die Nachteile, dass die Produkte der Coronaentladung wie etwa Ozon und NOX, die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements verschlechtern, Schleierbildung und schlechte Bildqualität verursachen können; die Verschmutzung der Leitungen die Bildqualität beeinträchtigt und weiße Leerstellen oder schwarze Streifen in dem erzeugten Bild verursacht; und so weiter. Insbesondere ein lichtempfindliches Element mit einer lichtempfindlichen Schicht, die hauptsächlich aus einem organischen lichtelektrischen Material besteht, ist chemisch weniger stabil und neigt dazu, im Vergleich mit lichtempfindlichen Elementen wie etwa einem Selenlichtempfindlichen Element oder einem lichtempfindlichen Element aus amorphen Silicium, sich durch chemische Reaktionen (hauptsächlich Oxidation), wenn es den Coronaprodukten ausgesetzt ist, zu verschlechtern. Daher tendiert diese Art von lichtempfindlichen Elementen, während der wiederholten Verwendung mit Coronaaufladung, dazu, Schleierbildung in Bildern und eine Abnahme der kopierten Bilddichte zu verursachen, was in einer kurzen Lebensdauer des lichtempfindlichen Elements resultiert.
Die Coronaaufladung ist weniger wirksam als die Ladeeinrichtungen, da der auf das lichtempfindliche Element gerichtete elektrische Strom nur 5 bis 30% des Gesamtstroms ist, und der meiste Strom in das Abschirmblech fließt.
US-A-5008172 offenbart eine Schutzschicht für den elektrofotografischen Fotoleiter. Dieser Fotoleiter wird in einem konventionellen Gerät unter Verwendung von Coronaaufladung verwendet. Die Oberflächenschicht enthält ein Bindeharz, leitende Teilchen und ein Fluor-haltiges, Silan-haftendes Mittel.
Um derartige Nachteile auszugleichen, wurden Verfahren entwickelt in welchen die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements durch Anlegen einer Spannung an die Oberfläche durch Verwendung eines Ladeelements aufgeladen wird, das in Kontakt mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements ohne Einsatz eines Coronaentladers vorgesehen wird, wie in JP-A-57-178267, JP-A-56-104351 (entspricht DE-A-31 01 678), JP-A-58-40566, JP-A-58-139156, JP-A-58-150975, usw. ("JP-A" bedeutet hierbei eine japanische, offengelegte Patentanmeldung) offenbart.
Genauer wird die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements auf ein vorgeschriebenes Potential aufgeladen, indem eine Ladeelement-ähnliche, elektrisch leitende, elastische Walze mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements in Kontakt gebracht und eine Gleichspannung von etwa 1 bis 2 KV an das Ladeelement angelegt wird.
Ungeachtet vieler Vorschläge derartiger Aufladeverfahren, wurden aufgrund der ungleichmäßigen Ladung, der Neigung zum Durchschlag des lichtempfindlichen Elements und anderer Gründe, nur wenige wirtschaftlich genutzt. Die Ungleichmäßigkeit der Aufladung bedeutet punktförmige Unregelmäßigkeit in der Ladung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements, was zu Bildfehlern wie etwa weißen Flecken in der Normalentwicklung (weißen Flecken in einem flächendeckenden, schwarzen Bild) oder Schleierbildung in der Umkehrentwicklung führt.
Um die Gleichmäßigkeit der Ladung ohne die vorher erwähnten Probleme zu verbessern, wird ein Verfahren vorgeschlagen, in welchem Impulsspannung, erzeugt durch Überlagerung der Gleichspannung (Vnc) mit Wechselspannung (VAC), an das Ladeelement angelegt wird, um die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gleichmäßig aufzuladen (JP-A-63-149668, entspricht EP-A-272072).
In diesem Verfahren ist es notwendig, um Bildfehler wie Schleierbildung, weiße Flecken in der Normalentwicklung oder schwarze Flecken in der Umkehrentwicklung zu verhindern, dass die Potentialdifferenz (VP-P) zwischen den Spitzen der Wechselspannung das Doppelte oder mehr der Gleichspannung ist.
Dieses Verfahren hat folgende Probleme. Da die überlagerte Wechselspannung, um Bildfehler zu vermeiden, erhöht wird, erhöht sich ebenso die maximal angelegte Spannung, was zur Verursachung eines Durchschlags an einer leicht fehlerhaften Stelle des lichtempfindlichen Elements führen kann. Diese Tendenz ist insbesondere in einem lichtempfindlichen Element bemerkenswert, in dem ein organisches, lichtempfindliches Material mit einer relativ geringen Durchschlagfestigkeit eingesetzt wird. Der Durchschlag des lichtempfindlichen Elements wird in der Längsrichtung des Kontaktabschnittes bei der Normalentwicklung zu weißen Leerstellen (weiße Streifen) und in der Umkehrentwicklung zu schwarzen Streifen führen. Ein feines Loch in der lichtempfindlichen Schicht führt zu einem Kriechverlust von Strom durch den Abschnitt des feinen Lochs, wobei die angelegte Spannung erniedrigt wird, was zu weißen oder schwarzen Streifen führt.
Im direkten Aufladeverfahren führt das Anlegen von Impulsspannung entsprechend der Frequenz der angelegten Spannung zu Geräuschbildung infolge von Vibration zwischen dem Ladeelement und dem lichtempfindlichen Element. Dieses Geräusch tendiert dazu, mit dem Anstieg von VP-P und der Frequenz der angelegten Wechselspannung stärker zu werden. Dies ist ebenso ein ernstes Problem.
JP-A-61-57958 offenbart ein gleichmäßiges Aufladeverfahren. In diesem Verfahren hat ein verwendetes lichtempfindliches Element eine Schutzschicht, die einen durch die darin dispergierten, elektrisch leitenden Teilchen kontrollierten spezifischen (elektrischen) Widerstand hat, die elektrisch leitenden, feinen Teilchen werden mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt gebracht und Spannung direkt an die elektrisch leitenden, feinen Teilchen angelegt, um elektrische Ladung in die Schutzschicht zu injizieren, wodurch eine gleichmäßige Aufladung erreicht wird.
In diesem Verfahren schließt das Material, dass die in der Schutzschicht dispergierten, elektrisch leitenden Teilchen bildet, Metalle wie etwa Kupfer, Aluminium und Nickel, Metalloxide wie etwa Zinkoxid, Zinnoxid, Antimonoxid und Titanoxid ein. Der Dispersionsgrad der Teilchen wirkt sich stark auf die Gleichmäßigkeit der Injektion der elektrischen Ladung aus. Wenn die Dispersion schlecht ist, wird die Ladungsinjektion ungleichmäßig, die Aufladefähigkeit vermindert oder unregelmäßige Aufladung verursacht. Daher ist die gleichmäßige Dispersion der elektrisch leitenden Teilchen in diesem Verfahren besonders wichtig.
Jedoch tendieren Metallteilchen oder Metalloxidteilchen dazu, sich in einem Harz oder in einer Harzlösung zu verdichten. Die gebildete Dispersion derartiger Teilchen neigt nach ihrer Bildung dazu, sekundäre Verdichtung oder Präzipitation zu verursachen. Daher ist es äußerst schwierig, derartige elektrisch leitende Teilchen gut zu dispergieren. Insbesondere feine Teilchen (primärer Teilchendurchmesser nicht größer als 0,3 um) oder ultrafeine Teilchen (primärer Teilchendurchmesser nicht größer als 0,1 um)eines derartigen Materials, welches, um gleichmäßige Ladefähigkeit zu erzielen, möglichst gleichmäßig dispergiert wird, weisen eine ausgesprochene Tendenz zu verminderter Dispergierbarkeit und verminderter Dispersionsstabilität auf. Daher haben die feinen Teilchen Probleme wie geringe Ladefähigkeit und Ladungsunregelmäßigkeit, verursacht durch die geringe Ladungsinjektionsfähigkeit, die aus der geringen Dispergierfähigkeit der elektrisch leitenden Teilchen resultiert, was Bildverschlechterungen wie etwa Unregelmäßigkeiten und Abnahme der Bilddichte und Schleierbildung in den Bildern verursacht.
Durch die Fortschritte der letzten Zeit in der Bildqualität der Schärfe eines latenten Bildes und der Verwendung feinerer Tonerteilchen, wurden elektrofotografische Geräte entwickelt, welche eine gleichmäßigere Ladung ergeben können.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung beabsichtigt ein elektrofotografisches Gerät zur Verfügung zu stellen, das in der Lage ist, ohne Bildfehler wie etwa Unregelmäßigkeiten der Bilddichte, niedrige Bilddichte, weiße Flecken und Schleierbildung, verursacht durch Unregelmäßigkeiten der elektrischen Ladung und Kriechverlust in einem lichtempfindlichen Element, stabile Bildkopien von höherer Qualität zu ergeben.
Das erfindungsgemäße elektrofotografische Gerät umfasst ein elektrofotografisches, lichtempfindliches Element mit einer lichtempfindlichen Schicht auf einem elektrisch leitenden Träger, eine in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element vorgesehene Ladereinrichtung, eine Bildbelichtungseinrichtung, eine Entwicklungseinrichtung und eine Bildübertragungseinrichtung, wobei das elektrofotografische, lichtempfindliche Element eine Oberflächenschicht hat, die elektrisch leitende Teilchen, deren Teilchenoberfläche mit einer Fluor-haltigen Verbindung behandelt ist, und ein Bindeharz enthält, die Fluor-haltige Verbindung aus Silan-haftenden Agenzien, Siliconölen, Siloxanverbindungen und oberflächenaktiven Stoffen ausgewählt ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 stellt schematisch den Aufbau eines elektrofotografischen Geräts der vorliegenden Erfindung dar.
Fig. 2 stellt schematisch ein weiteres spezifisches Beispiel des elektrofotografischen Geräts der vorliegenden Erfindung dar.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Das elektrofotografische Gerät der vorliegenden Erfindung umfasst ein lichtempfindliches Element mit einer lichtempfindlichen Schicht auf einem elektrisch leitenden Träger, eine Ladeeinrichtung vorgesehen in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element, eine Entwicklungseinrichtung und Bildübertragungseinrichtung: Das elektrofotografische lichtempfindliche Element hat eine Oberflächenschicht die elektrisch leitende Teilchen, deren Teilchenoberfläche mit einer Fluor-haltigen Verbindung behandelt ist, und ein Bindeharz enthält.
Als die Ergebnisse vergleichender Untersuchungen der vorher erwähnten Probleme, wurden durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung gefunden, dass das elektrofotografische, lichtempfindliche Element mit einer Oberflächenschicht, die darin dispergierte, elektrisch leitende Teilchen enthält, in der Dispergierbarkeit der elektrische leitenden Teilchen durch Oberflächenbehandlung, um direkte Injektion elektrischer Ladung von einem Ladeelement in die Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elements zu ermöglichen, wodurch Gleichmäßigkeit und Stabilität der elektrischen Ladung bemerkenswert erhöht wird, beträchtlich verbessert ist.
In der vorliegenden Erfindung hat das verwendete lichtempfindliche Element eine Oberflächenschicht, die darin dispergierte elektrisch leitende Teilchen enthält, um Ladung direkt und gleichmäßig vom Ladeelement in das elektrofotografische, lichtempfindliche Element zu injizieren. Die elektrisch leitenden Teilchen in der Oberflächenschicht sind für Wirksamkeit und Gleichmäßigkeit an der Teilchenoberfläche behandelt. Wenn die elektrisch leitenden Teilchen nicht oberflächenbehandelt wurden, werden die Teilchen nicht gleichmäßig dispergiert, wodurch die Wirksamkeit der Ladungsinjektion niedrig und die Aufladung ungenügend und nicht gleichmäßig ist, was Bildfehler verursachen kann.
Die vorher erwähnten Wirkungen in der vorliegenden Erfindung werden wahrscheinlich daher erreicht, dass (1) die Oberflächenbehandlung der elektrisch leitenden Teilchen die Gleichmäßigkeit der Teilchendispersion erhöht, was die Strukturierung abschwächt und in gleichmäßiger elektrischer Ladung resultiert, und (2) die Oberflächenbehandlung die Oberfläche der elektrisch leitenden Teilchen glättet, was eine Konzentration des elektrischen Feldes aufgrund der Teilchenform verhindert, wodurch sich eine gleichmäßige Aufladung ergibt. Jedoch sind die entscheidenden Faktoren dafür und für das Verhältnis davon zum Mechanismus des Aufladens durch die Verwendung des Ladeelements, vorgesehen in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element, nicht genau bekannt.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen erläutert.
Das Material für die elektrisch leitenden Teilchen schließt Metalle, Metalloxide, elektrisch leitende Polymere und Ruß ein. Die Metalle sind beispielsweise Aluminium, Zink, Kupfer, Chrom, Nickel, rostfreier Stahl und Silber, sowie solche Metalle, die auf der Oberfläche von Kunststoffteilchen abgelagert sind. Die Metalloxide sind beispielsweise Zinkoxid, Titanoxid, Zinnoxid, Antimonoxid, Indiumoxid, Bismutoxid, Indiumoxid dotiert mit Zinn, Zinnoxid dotiert mit Antimon und Zirkoniumoxid. Die elektrisch leitenden Polymere sind beispielsweise Polyacetylene, Polythiophene und Polypyrrole. Diese Materialien können einzeln oder kombiniert verwendet werden. Die zwei oder mehr kombinierten Materialen können in einem Zustand als einfache Mischung, eine Feststofflösung oder in einer verschmolzenen Form verwendet werden.
Der durchschnittliche Teilchendurchmesser der in der vorliegenden Erfindung verwendeten elektrisch leitenden Teilchen ist, um Lichtstreuung zu verhindern, bevorzugt nicht mehr als 0,3 um, mehr bevorzugt nicht mehr als 0,1 um. Die Metalloxide sind mit Blick auf die Transparenz gegenüber den Metallen bevorzugt.
Das Verhältnis der Fluor-haltigen Verbindungen zu den elektrisch leitenden Teilchen hängt von der Teilchengröße ab und ist, bezogen auf die elektrisch leitenden Teilchen, bevorzugt im Bereich von 1 bis 50 Masseprozent, mehr bevorzugt von 3 bis 40 Masseprozent.
Das oberflächenbehandelnde Mittel für die elektrisch leitenden Teilchen wird ausgewählt aus Fluor-haltigen Verbindungen, die Silan-haftende Mittel, Siliconöle, Siloxanverbindungen und oberflächenaktive Stoffe sind. Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Fluorhaltigen Verbindungen sind insbesondere wirksam mit Blick auf die Dispergierbarkeit und die Dispersionsstabilität der elektrisch leitenden Teilchen. Die Beispiele werden im Folgenden aufgezählt, ohne die Verbindungen darauf zu beschränken.
Die bevorzugten Fluor-haltigen, Silan-haftenden Mittel sind:
CF&sub3;CH&sub2;CH&sub2;Si(OCH&sub3;)&sub3;,
C&sub4;F&sub9;CH&sub2;CH&sub2;Si(OCH&sub3;)&sub3;,
C&sub6;F&sub1;&sub3;CH&sub2;CH&sub2;Si(OCH&sub3;)3,
C&sub8;F&sub1;&sub7;CH&sub2;CH&sub2;Si(OCH&sub3;)&sub3;,
C&sub8;F&sub1;&sub7;CH&sub2;CH&sub2;Si(OCH&sub2;CH&sub2;OCH&sub3;)&sub3;,
C&sub1;&sub0;F&sub2;&sub1;Si(OCH&sub3;)&sub3;,
C&sub6;F&sub1;&sub3;CONHSi(OCH&sub3;)&sub3;,
C&sub8;F&sub1;&sub7;CONHSi(OCH&sub3;)&sub3;,
C&sub7;F&sub1;&sub5;CONHCH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;Si(OCH&sub3;)&sub3;,
C&sub7;F&sub1;&sub5;CONHCH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;,
C&sub7;F&sub1;&sub5;COOCH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;Si(OCH&sub3;)&sub3;,
C&sub7;F&sub1;&sub5;COSCH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;Si(OCH&sub3;)&sub3;,
C&sub8;F&sub1;&sub7;SO&sub2;NHCH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;,
C&sub8;F&sub1;&sub7;CH&sub2;CH&sub2;SCH&sub2;CH&sub2;Si(OCH&sub3;)&sub3;,
C&sub1;&sub0;F&sub2;&sub1;CH&sub2;CH&sub2;SCH&sub2;CH&sub2;Si(OCH&sub3;)&sub3;,
Die bevorzugten Fluor-modifizierten Siliconöle sind:
wobei R eine Gruppe von -CH&sub2;CH&sub2;CF&sub3; bezeichnet, und m beziehungsweise n positive, ganze Zahlen sind.
Die bevorzugten oberflächenaktiven Stoffe der Fluor- Sorte sind:
X-SO&sub2;NRCH&sub2;COOH,
X-SO&sub2;NRCH&sub2;CH&sub2;O(CH&sub2;CH&sub2;O)nH(n = 5, 10, 15),
X-SO&sub2;N(CH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;OH)&sub2;,
X-RO(CH&sub2;CH&sub2;O)n(n = 5, 10, 15),
X-(RO)n(n = 5~20),
X-(RO)nR(n = 5~20),
X-COOH, X-CH&sub2;CH&sub2;COOH, X-ORCOOH,
X-ORCH&sub2;COOH, X-SO&sub3;H, X-ORSO&sub3;H,
X-CH&sub2;CH&sub2;OH,
wobei R eine Alkyl-, Aryl- oder Arylalkylgruppe ist, X eine fluorierte Kohlenstoffgruppe wie etwa -CF&sub3;, -C&sub4;F&sub9; und C&sub8;F&sub1;&sub7; ist.
Von den vorher gezeigten Verbindungen sind die Verbindungen, repräsentiert durch die folgende, allgemeine Formel (1) besonders wirksam.
wobei n eine ganze Zahl größer oder gleich Null ist und R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; entsprechend ein Chloratom, eine Methylgruppe, eine Methoxygruppe oder eine Ethoxygruppe sind.
Die Oberflächenbehandlung der elektrisch leitenden Teilchen wird wie folgt durchgeführt. Die elektrisch leitenden Teilchen und die Fluor-haltige Verbindung werden in einem geeigneten Lösungsmittel mittels einer konventionellen Dispersionsvorrichtung wie etwa einer Kugelmühle oder einer Sandmühle gemischt und dispergiert. Von der flüssigen Dispersion wird das Lösungsmittel entfernt, um der Fluor-haltigen Verbindung zu ermöglichen an der Oberfläche der elektrisch leitenden Teilchen zu haften. Die Teilchen können, falls notwendig, wärmebehandelt werden. Zu der Behandlungsflüssigkeit kann, um die Reaktion zu fördern, ein Katalysator gegeben werden. Die behandelten, elektrisch leitenden Teilchen können ferner, falls notwendig, zerkleinert werden.
Das Bindeharz für die Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung schließt Acrylharze, Polyesterharze, Polycarbonatharze, Polystyrolharze, Celluloseharze, Polyethylenharze, Polypropylenharze, Polyurethanharze, Epoxidharze, Siliconharze, Melaminharze, Fluorkunststoffharze, Alkydharze, Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerharze und Polyvinylchloridharze ein. Von diesen Harzen sind aushärtende Harze mit Blick auf die Oberflächenhärte und die Abriebfestigkeit der Oberflächenschicht und der Dispergierbarkeit und der Dispersionsstabilität der elektrisch leitenden Teilchen geeignet. Die Oberflächenschicht mit hoher Transparenz, hoher Härte und hoher Abriebfestigkeit kann derartig gebildet werden, dass durch Dispersion der vorher erwähnten oberflächenbehandelten elektrisch leitenden Teilchen in einer Lösung mit einem wärme- oder lichthärtbaren Monomeren oder Oligomeren eine Beschichtungsflüssigkeit hergestellt wird, und die resultierende flüssige Dispersion auf eine lichtempfindliche Schicht aufgetragen und ausgehärtet wird.
Das Verhältnis des Harzes zu den oberflächenbehandelten Teilchen ist einer der Hauptfaktoren für den spezifischen (elektrischen) Widerstand der Oberflächenschicht. Der Anteil des Harzes ist, bezogen auf die Gesamtmasse der Oberflächenschicht, bevorzugt im Bereich von 10 bis 70 Masseprozent. Der spezifische Widerstand der Oberflächenschicht hängt nicht nur von der Ladungsinjektion sondern ebenso von der Stabilität der elektrofotografischen Eigenschaften des lichtempfindlichen Elements ab, und der optimale spezifische Widerstand reicht bevorzugt von 10¹&sup4; bis 10&sup9; Ω·cm, mehr bevorzugt von 1 · 10¹³ bis 1 · 10¹&sup0; Ω·cm. Die Stärke der Oberflächenschicht hängt vom spezifischen Widerstand der Oberflächenschicht ab und reicht bevorzugt von 0,1 bis 10 um, mehr bevorzugt von 0,5 bis 5 um.
Die erfindungsgemäße Oberflächenschicht kann einen Zusatz wie etwa einen Haftvermittler und ein Antioxidationsmittel zur Verbesserung der Dispergierbarkeit, Bindefähigkeit und Wetterbeständigkeit, und eine ladungstransportierende Substanz zur Verbesserung der elektrofotografischen Eigenschaften enthalten.
Die lichtempfindliche Schicht wird im Folgenden erläutert. Der Aufbau der lichtempfindlichen Schicht des lichtempfindlichen Elements der vorliegenden Erfindung kann in zwei Sorten klassifiziert werden: Eine einschichtige Sorte mit sowohl einer ladungserzeugenden Substanz als auch einer ladungstransportierenden Substanz in ein und derselben Schicht; und eine laminierte Sorte mit einer ladungserzeugenden Schicht und einer ladungstransportierenden Schicht. Erfindungsgemäß wird eine laminierte Sorte der lichtempfindlichen Schicht bevorzugt, insbesondere die eine, mit einer auf der ladungserzeugenden Schicht gebildeten ladungstransportierenden Schicht, ist mehr bevorzugt.
In der lichtempfindlichen Schicht der laminierten Sorte, kann die ladungserzeugende Schicht entweder anorganische ladungserzeugende Substanzen oder eine organische ladungserzeugende Substanz enthalten, die anorganische ladungserzeugende Substanz schließt Selen, Selen-Tellur und amorphes Silicium ein, und die organische ladungserzeugende Substanz schließt kationische Farbstoffe wie etwa Pyryliumfarbstoffe, Thiapyryliumfarbstoffe, Azuleniumfarbstoffe, Thiacyaninfarbstoffe und Chinocyaninfarbstoffe; Squariumpigmente; Phthalocyaninpigmente; polyzyklische Chinonfarbstoffe wie etwa Anthanthoronpigmente, Dibenzpyrenchinonpigmente und Pyranthoronpigmente; Indigopigmente; Chinacridonpigmente; und Azopigmente ein. Diese Substanzen können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
Die ladungserzeugende Schicht kann durch Vakuum- Aufdampfen als eine Vakuum-aufgedampfte Schicht oder durch Auftragen und Trocknen einer Beschichtungsflüssigkeit, die ein Bindeharz und darin dispergiert die vorher erwähnte ladungserzeugende Substanz als eine Hüllschicht umfasst, gebildet werden.
Das Bindeharz zur Bildung der ladungserzeugenden Schicht wird aus einer Vielzahl von isolierenden Harzen und organischen lichtelektrischen Polymeren, wie etwa Poly-N-vinylcarbazol und ein Polyvinylpyren, ausgewählt. Das bevorzugte Bindeharz schließt Polyvinylbutyralharze, Polyarylatharze (z. B. polykondensierte Produkte von Bisphenol A mit Phthalsäure), Polycarbonatharze, Polyesterharze, Polyvinylacetatharze, Acrylharze, Polyacrylamidharze, Polyamidharze, Celluloseharze, Urethanharze, Epoxidharze und Polyvinylalkoholharze ein. Der Anteil des Harzes in der ladungserzeugenden Schicht ist bevorzugt nicht mehr als 80 Masseprozent, mehr bevorzugt nicht mehr als 40 Masseprozent.
Die Stärke der ladungserzeugenden Schicht ist bevorzugt nicht mehr als 5 um, mehr bevorzugt reicht sie von 0,01 bis 1 um.
Die ladungstransportierende Schicht kann durch Auftragen und Trocknen einer, eine ladungstransportierende Subtanz umfassende, in einem Bindeharz dispergierten Beschichtungsflüssigkeit gebildet werden, die ladungstransportierende Substanz schließt polyzyklische aromatische Verbindungen mit Strukturen von Biphenylen, Anthracen, Pyren, Phenanthren und Ähnlichem in der Hauptkette oder Verzweigungen davon; Stickstoffhaltige zyklische Verbindungen wie etwa Indol, Carbazol, Oxadiazol und Pyrazolin; Hydrazonverbindungen und Styrylverbindungen ein.
Das Bindeharz für die ladungstransportierende Schicht schließt Polyarylatharze, Polysulfonharze, Polyamidharze, Acrylharze, Acrylnitrilharze, Methacrylharze, Vinylchloridharze, Vinylacetatharze, Phenolharze, Epoxidharze, Polyesterharze, Alkydharze, Polycarbonatharze und Polyurethanharze; und Copolymere wie etwa Styrol-Butadien-Copolymere, Styrol-Acrylnitril- Copolymere und Styrol-Maleinsäure-Copolymere ein. Das Bindeharz schließt ferner organische lichtelektrische Harze wie etwa Polyvinylcarbozolharze, Polyvinylanthracenharze und Polyvinylpyrenharze zusätzlich zu den vorherigen isolierenden Harzen ein. Das Mischungsverhältnis der ladungstransportierenden Substanz zum Bindeharz reicht bevorzugt von 10 bis 500 Massenteile der ladungstransportierenden Substanz auf 100 Massenteile des Bindeharzes.
Die Stärke der ladungstransportierenden Schicht reicht bevorzugt von 5 bis 40 um, mehr bevorzugt von 10 bis 30 um.
Auf der anderen Seite kann die einschichtige Sorte der lichtempfindlichen Schicht durch Auftrag und Trocknen einer Beschichtungsflüssigkeit gebildet werden, die durch Dispergieren oder Auflösen der vorher erwähnten ladungserzeugenden Substanz, der ladungstransportierenden Substanz und des vorher erwähnten Bindeharzes in einem Lösungsmittel hergestellt wird. Die einschichtige Sorte der lichtempfindlichen Schicht hat eine Stärke, die bevorzugt von 5 bis 40 um, mehr bevorzugt von 10 bis 30 um reicht.
Zwischen der Oberflächenschicht und der lichtempfindlichen Schicht der vorliegenden Erfindung kann eine Zwischenschicht vorgesehen werden, um die Adhäsion zwischen der Oberflächenschicht und der lichtempfindlichen Schicht zu verbessern, und um eine Funktion als eine Barriereschicht für die Ladung zu erhalten. Das Material für die Zwischenschicht schließt Harze wie etwa Epoxidharze, Polyesterharze, Polyamidharze Polystyrolharze, Acrylharze und Siliconharze ein.
Eine Unterlageschicht, genauer eine Schicht mit einer Barrierenfunktion und einer Adhäsionsfunktion, kann zwischen dem elektrisch leitenden Träger und der erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Schicht vorgesehen werden. Das Material für diese Unterlageschicht schließt Polyvinylalkohole, Polyethylenoxide, Nitrocellulose, Ethylcellulose, Methylcellulose, Etyhlen-Acrylsäure- Copolymere, alkohollösliche Amide, Polyamide, Polyurethane, Casein, Leim und Gelatine ein. Die Unterlageschicht kann durch Auftrag einer Lösung des Materials in einem geeigneten Lösungsmittel auf einem elektrisch leitenden Träger gebildet werden. Die Stärke der Unterlageschicht ist bevorzugt nicht mehr als 5 um, bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 0,3 um.
Die vorher erwähnten Schichten können durch Beschichtungsverfahren wie etwa Tauchbeschichten, Sprühbeschichten, Strahlbeschichten, Schleuderbeschichten, Walzbeschichten, Stabbeschichten nach Meyer und Blattbeschichten aufgebracht werden.
Der elektrisch leitende Träger kann aus Metall wie etwa Aluminium, Aluminiumlegierungen, Kupfer, Zink, rostfreiem Stahl, Vanadium, Molybdän, Chrom, Titan, Nickel, Indium, Gold und Platin hergestellt sein. Der Träger kann auch ein Kunststoff (z. B. Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyethylenterephthalat und ein Acrylharz) mit einer darauf durch Vakuum- Aufdampfen des vorher erwähnten Metalls oder Legierung gebildeten Metallhüllschicht, oder kann ein Kunststoff, ein Metall oder eine Metalllegierung beschichtet mit einem Belag, der aus elektrisch leitenden Teilchen (z. B. Ruß- und Silberteilchen) und einem Bindeharz besteht, oder Kunststoff oder mit elektrisch leitenden Teilchen imprägniertes Papier sein.
Die Form des Trägers ist so gewählt, wie sie am besten für das verwendete elektrofotografische Gerät geeignet ist, und kann in Form einer Trommel, eines Blatts oder eines Gürtels sein.
Das Ladeelement der Ladeeinrichtung der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders eingeschränkt, es ist vorgesehen, dass es mit der Oberfläche des elektrofotografischen, lichtempfindlichen Elements in Kontakt kommen kann und für die Injektion von elektrischer Ladung direkt in die elektrisch leitenden, feinen Teilchen elektrisch leitfähig ist. Die Ladeelemente schließen Lademagnetbürsten, Ladewalzen, Ladeblätter und Ladefaserbürsten ein, sind aber nicht darauf begrenzt. Von diesen sind die Lademagnetbürsten und Ladewalzen mit Blick auf die Beständigkeit bevorzugt, und die Magnetbürsten sind insbesondere mit Blick auf gleichmäßiges Aufladen bevorzugt.
In dem Lademagnetbürstenverfahren werden Zipfel magnetischen Materials wie etwa Ferrit in hoher Dichte in Form einer Bürste durch Magnetkraft gebildet, und die gebildete Bürste dient als ein Lader für das Anlegen von Spannung. Die Zipfel können in einer beträchtlichen Dichte hergestellt werden, um so feinere und gleichmäßigere Aufladung zu ermöglichen.
Wenn die Magnetbürste und das lichtempfindliche Element sich mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit bewegen, kann die Presszonenbreite der Magnetbürste nicht sichergestellt werden, da die Magnetbürste, falls die Magnetbürste durch Seitenabweichung oder Rundlauffehler des lichtempfindlichen Elements zur Seite geschoben wird, selbst keine mechanische Rückstelltendenz aufweist, was zu ungenügender Ladung führen könnte.
Daher ist ein geringer Unterschied in den Umfanggeschwindigkeiten notwendig. Auch mit dem Unterschied in der Umfanggeschwindigkeit werden die lichtempfindlichen Elemente durch mechanisches Kratzen der Oberfläche durch die Zipfel nicht beschädigt werden, da die Zipfel der Magnetbürsten weniger starr als die Faserbürste sind, und mit dem lichtempfindlichen Element in weichen Kontakt gebracht werden können, ohne Probleme zu verursachen. Im Gegenteil neigen die Faserbürsten im Vergleich mit den Magnetbürsten, während wiederholter Verwendung, zum ausfallen (oder abschrägen).
Die Ladewalze und das Ladeblatt können eine Beschaffenheit haben in welcher eine Hüllschicht mit darin dispergierten elektrisch leitenden Teilchen als eine Widerstandschicht auf einer walzenförmigen oder blattförmigen, elastischen Schicht vorgesehen ist. Der spezifische Widerstand reicht bevorzugt von 1 · 10&sup4; bis 1 · 10&sup7; Ω. Bei einem spezifischen Widerstand von weniger als 1 · 10&sup4; Ω gibt es eine Anfälligkeit zum Auftreten geringer Kriechverluste, während mit einem spezifischen Widerstand von mehr als 1 · 10&sup7; Ω, der Strom für die Aufladung ungenügend sein könnte.
Die elastische Schicht für das Ladeelement wird aus einem Harzmaterial, einschließlich warmaushärtbarer Elastomere, wie etwa synthetische Elastomere, z. B. EPDM, EPT, EPM, NBR, BR, BR und CR und thermoplastischen Elastomeren, z. B. Polyvinylchloridharzen, Polyinylacetatharzen, Polyesterharzen und PVA-Harzen gebildet. Die elektrisch leitenden Teilchen zur Verleihung der elektrischen Leitfähigkeit an die elastische Schicht schließen Teilchen aus Ruß, Zinkoxid, Titanoxid und pulverförmige Metall ein. Die elastische Schicht hat gemäß JIS K 6301 bevorzugt eine Härte von 20 bis 80º, gemessen mit einen Typ A Härteprüfer.
Das Harzmaterial für die auf der Oberfläche des Ladeelements vorgesehene Widerstandschicht schließt Materialen ein, welche bei gewöhnlichen Temperaturen flexibel sind, beispielsweise Polyamidharze, Polyimidharze, Fluorkunststoffharze, Siliconharze, PVA- Harze und Polyesterharze.
Die elastische Schicht hat bevorzugt eine Stärke von 1 bis 3 mm.
Die Widerstandschicht hat bevorzugt eine Stärke von 1 bis 500 um.
Die an das Ladeelement angelegte Spannung ist bevorzugt das 1- bis 1,5-fache des beabsichtigten Oberflächenpotentials des lichtempfindlichen Elements unter Bedingungen der Gleichstromkomponente. Die angelegte Spannung kann eine Impulsspannung mit einer Wechselstromkomponente sein, um gleichmäßigere Ladung zu erreichen. Die Wechselstromkomponente ist bevorzugt nicht mehr als das Doppelte und mehr bevorzugt nicht mehr als das 1,5-fache des beabsichtigten Ladungspotentials.
Fig. 1 stellt schematisch den Aufbau eines elektrofotografischen Geräts der vorliegenden Erfindung dar. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugzeichen 1 ein elektrofotografisches, lichtempfindliches Element; 2 eine Lademagnetbürste; 2a ein Magnethülse; L ein abtastendes Licht zur Belichtung (Laserstrahl); 3 eine Entwicklungseinrichtung; 3a eine Entwicklungshülse; 4 eine Kontakttransfereinrichtung (Transferwalze); 5 eine Fixiereinrichtung; 6 eine Reinigungseinrichtung; P ein Transfer-aufnehmendes Medium; 7 ein Rahmen einer Verfahrenkassette und 51 bis S3 bezeichnen entsprechende Hochspannungsquellen.
In der vorliegenden Erfindung sind die elektrofotografischen, lichtempfindlichen Elemente, die Ladeeinrichtung und die Entwicklungseinrichtung in einer Einheit als eine Verfahrenskassette zusammengefasst und die Verfahrenskassette kann abnehmbar an dem Hauptgehäuse des elektrofotografischen Geräts befestigt sein.
Fig. 2 stellt schematisch ein besonderes Beispiel eines weiteren elektrofotografischen Geräts der vorliegenden Erfindung dar. In Fig. 2 bezeichnet das Bezugzeichen 8 ein elektrofotografisches, lichtempfindliches Element; 8A einen elektrisch leitenden Träger; 8B eine lichtempfindliche Schicht; 8C eine Oberflächenschicht, 9 ein Ladeelement; 9A einen Metallkernabschnitt; 9B eine elastische Schicht; 9C eine Widerstandschicht; und 10 eine Stromquelle.
Das erfindungsgemäße lichtempfindliche Element ist nicht nur für elektrofotografische Kopiergeräte, sondern für eine Vielfalt elektrofotografischer Anwendungsbereiche wie etwa Laserstrahldrucker, CRT- Drucker, LED-Drucker, Flüssigkristalldrucker und Lasergravur zweckmäßig.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden in mehr Einzelheiten mit Bezugnahme auf Beispiele und Vergleichsbeispiele erläutert. Der Begriff "Teil" bezieht sich hiernach auf die Masse.

Beispiel 1

Ein Beschichtungslösung zur Bildung einer Unterlageschicht wurde durch Auflösen von 10 Teilen eines alkohollöslichen Polyamidharzes (Amilan cm-8000, hergestellt von Toray Industries, Inc.) und 30 Teilen methoxymethyliertem 6-Nylonharz (Toresin EF-30T, hergestellt von Teikoku Kagaku K. K.)in einem gemischten Lösungsmittel aus 150 Teilen Methanol und 150 Teilen Butanol hergestellt. Die vorher erwähnte Lösung wurde auf einen Aluminiumzylinder (30 mm Durchmesser und 260 mm Länge) durch Tauchbeschichten aufgetragen, und der beschichtete Werkstoff wurde für 10 Minuten bei 90ºC getrocknet, um eine 1 um starke Unterlageschicht zu bilden.
Getrennt davon wurde eine flüssige Dispersion zur Bildung der ladungserzeugenden Schicht durch Dispersion von 4 Teilen eines Diazopigments, dargestellt durch folgende Formel:
2 Teilen eines Butyralharzes (S-LEC BL-S. hergestellt von Sekiui Chemical Co., Ltd.) in 100 Teilen Cyclohexanon, mittels einer Sandmühle für 48 Stunden und Zugabe von 100 Teilen Tetrahydrofuran (THF) hergestellt. Diese flüssige Dispersion wurde auf die vorher erwähnte Unterlageschicht durch Tauchbeschichten aufgetragen und für 15 Minuten bei 80ºC getrocknet, um eine 0,15 um starke, ladungserzeugende Schicht zu bilden.
Ein Lösung für die Bildung einer ladungstransportierenden Schicht wurde durch Auflösen von 10 Teilen einer Hydrazonverbindung, dargestellt durch folgende Formel:
und 10 Teilen eines Polycarbonatharzes (IUPILON Z-200, hergestellt von Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc.) in einem gemischten Lösungsmittel aus 20 Teilen Dichlormethan und 60 Teilen Monochlorbenzol hergestellt. Diese Lösung wurde durch Tauchbeschichten auf die vorher erwähnte ladungserzeugende Schicht aufgetragen und für 60 Minuten bei 120ºC getrocknet, um eine 18 um starke, ladungstransportierende Schicht zu bilden.
Feines, partikuläres Material für die Oberflächenschicht wurde wie folgt hergestellt. 100 Teile feines, partikuläres, Antimon-enthaltendes Zinnoxid mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,02 um (T-1, hergestellt von Mitsubishi Materials Corporation), 10 Teile (3,3,3-Trifluorpropyl)trimethoxysilan (hergestellt von Chisso Corporation) und 300 Teile Ethanol wurden für 48 Stunden mit einem Rührgerät gerührt. Dann wurden die Feststoffteilchen durch Filtration gesammelt, gewaschen und getrocknet. Die getrockneten Feststoffteilchen wurden ferner für 2 Stunden bei 150ºC wärmebehandelt, um die Oberflächenbehandlung der elektrisch leitenden Teilchen abzuschließen.
Eine Beschichtungslösung zur Bildung einer Oberflächenschicht wurde durch Mischen von 50 Teilen eines Acrylmonomers, dargestellt durch folgende Formel:
2 Teilen 2-Methylthioxanthon als ein Fotopolymerisationsinitiator, 40 Teilen des vorher erwähnten oberflächenbehandelten Materials und 300 Teilen Ethanol, Mischen und Dispergieren mittels einer Sandmühle für 96 Stunden hergestellt.
Diese Beschichtungsflüssigkeit wurde auf die vorher erwähnte ladungstransportierende Schicht durch Tauchbeschichten aufgetragen, getrocknet und mit einer Metallhalogenidlampe bei einer Beleuchtungsstärke von 250 mw/cm² für 60 Sekunden UV-Licht ausgesetzt, um eine 3 um starke Oberflächenschicht zu bilden. Auf diese Weise wurde das lichtempfindliche Element hergestellt.
Fig. 1 stellt schematisch den Aufbau eines Laserstrahldrucker dar, welcher ein elektrofotografisches Gerät der vorliegenden Erfindung ist, welcher die Vorgänge von Aufladung, Bildbelichtung, Bildentwicklung, Bildübertragung und Reinigung des elektrofotografischen Elements durchführt, in welchem die Aufladung durch ein Lademagnetbürstensystem durchgeführt wird. Die hier eingesetzte Lademagnetbürste wird im Folgenden erläutert.
Die Lademagnetbürste besteht aus einer nichtmagnetischen, elektrisch leitenden Hülse, einer darin vorgesehenen Walze und magnetischen, elektrisch leitenden Teilchen auf der Hülse. Die magnetische Walze ist befestigt und die Hülsenoberfläche macht Rotationsbewegungen in der entgegengesetzte Richtung zur Umfangsbewegung der lichtempfindlichen Trommel.
Der spezifische Widerstandswert der Magnetbürste ist definiert als der Wert, der gemessen wird, wenn man eine Aluminiumtrommel mit der vorher erwähnten Magnetbürste in Kontakt bringt und eine Gleichspannung von 100 V anlegt.
Die magnetischen, elektrisch leitenden Feststoffteilchen schließen Teilchen ein, die durch eine Mischung eines Harzes und eines pulverförmigen, magnetischen Materials, wie etwa Magnetit, gebildet werden, oder die Mischung enthält ferner elektrisch leitenden Kohlenstoff zur Kontrolle des spezifischen Widerstandes; Teilchen gebildet aus gesintertem Magnetit oder Ferrit, oder reduzierten Teilchen zur Kontrolle des spezifischen Widerstandes; und ferner vorher erwähnte magnetische Teilchen, die zur Kontrolle des spezifischen Widerstandes galvanisiert wurden.
In den Beispielen der vorliegenden Erfindung, wurden die magnetischen Feststoffteilchen durch Mischen von 100 Teilen Magnetit mit einen Polystyrolharz und Pulverisieren der Mischung hergestellt, damit sie einen Teilchendurchmesser von 30 um und einen spezifischen Widerstand von 1 · 10&sup6; Ω zu haben. Dieser Widerstand ist ungefähr gleich dem spezifischen Widerstand des Magnetits selbst. Der Widerstand kann erhöht werden, indem der Gehalt von Magnetit an der Mischung verringert wird, und kann verringert werden indem Ruß zu der Oberfläche der Teilchen gegeben wird, um einen gewünschten spezifischen Widerstand zu erhalten.
Derartige elektrisch leitende Teilchen sind auf die Hülse in einer Stärke von 1 mm gelegt, um eine Ladeberührungsstelle etwa 2 mm vom lichtempfindlichen Element zu bilden. Die Hülse rotiert mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit gleitfähig in die entgegengesetzte Richtung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements, wodurch die Magnetbürste mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt gebracht wird.
Das Bewertungsverfahren und die Ergebnisse werden im Folgenden beschrieben.
Das vorher hergestellte lichtempfindliche Element wurde mit einem Aufbau, wie in Fig. 1 gezeigt, an einen Laserstrahldrucker befestigt. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit war 100 mm/s. Dieser Drucker wurde für die Bildbewertung bei normaler Temperatur und relativer Luftfeuchte (N/N) von 20ºC und 50%; bei einer niedrigen Temperatur und niedrigen relativen Luftfeuchte (L/L) von 10ºC und 15%; und bei einer hohen Temperatur und hoher relativer Luftfeuchte von 35ºC und 85% verwendet. Das erzeugte Bild wurde bewertet und als zufriedenstellend befunden, ohne weiße Flecke oder Schleierbildung im Vergleich mit dem später gezeigten Vergleichsbeispiel, in dem das lichtempfindliche Element eine Oberflächenschicht hatte, die nichtoberflächenbehandelte, elektrisch leitende Teilchen enthält. Ferner wurde ein Betriebstest der Bilderzeugung durchgeführt, um 100.000 Blätter mit Bildern bei normaler Temperatur und relativer Luftfeuchte zu erzeugen. Als Ergebnisse wurden unveränderlich exzellente Bilder während des 100.000-Blatt Betriebstests erzeugt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 2

Ein lichtempfindliches Element wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und bewertet, außer, dass die Beschichtungsflüssigkeit für die Oberflächenschicht zu der wie im Folgenden hergestellten geändert wurde.
100 Teile feinem, partikulärem, Antimon-haltigem Zinnoxid mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 2,02 um(T-1, hergestellt von Mitsubishi Materials Corporation), 5 Teile (6,6,6,5,5,4,4,3,3- Nonafluorhexyl)trimethoxysilan (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) und 300 Teile Butanol wurden mit einem Rührgerät für 48 Stunden gerührt. Dann wurden die Feststoffteilchen durch Filtration gesammelt, gewaschen und getrocknet. Die getrockneten Feststoffteilchen wurden ferner für 2 Stunden bei 180ºC wärmebehandelt, um die Oberflächenbehandlung der elektrisch leitenden, feinen Teilchen abzuschließen. Dann wurde eine Beschichtungslösung zur Bildung einer Oberflächenschicht durch Mischen von 20 Teilen eines Acrylmonomers, dargestellt durch folgende Formel:
20 Teilen eines Bisphenol-Z-Typ-Polycarbonatharzes (Molekulargewicht-Massenmittel 20.000), 20 Teilen 2- Methylthioxanthon als ein Fotopolymerisationsinitiator, 40 Teilen der vorher erwähnten oberflächenbehandelten, elektrisch leitenden, feinen Teilchen und 300 Teile Ethanol, Mischen und Dispergieren mittels einer Sandmühle für 96 Stunden hergestellt.

Beispiel 3

Ein lichtempfindliches Element wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und bewertet, außer, dass die Beschichtungsflüssigkeit für die Oberflächenschicht zu der wie im Folgenden hergestellten geändert wurde.
100 Teile feines, partikuläres, Zinnhaltiges Iridiumoxid mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,02 um (ITO, hergestellt von Mitsubishi Materials Corporation), 30 Teile (10,10,10,9,9,8,8,7,7,6,6,5,5,4,4,3,3- Heptadecafluordacanyl)trimethoxysilan (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) und 300 Teile Toluol wurden mit einem Rührgerät für 60 Stunden gerührt. Dann wurden die Feststoffteilchen durch Filtration gesammelt, gewaschen und getrocknet. Die getrockneten Feststoffteilchen wurden ferner für 3 Stunden bei 150ºC wärmebehandelt, um die Oberflächenbehandlung der elektrisch leitenden Teilchen abzuschließen.
Dann wurde die Beschichtungsflüssigkeit für die Oberflächenschicht durch Dispersion von 45 Teilen Methyltrimethoxysilan in 300 Teilen Toluol mittels einer Sandmühle für 96 Stunden hergestellt.
Die Beschichtungsflüssigkeit wurde durch Sprühbeschichten aufgetragen und für eine Stunde auf 160ºC erhitzt, um eine 3 um starke Oberflächenschicht zu bilden.

Vergleichsbeispiel 1

Ein lichtempfindliches Element wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und bewertet, außer, dass die elektrisch leitenden Teilchen für die Oberflächenschicht nicht oberflächenbehandelt wurden.
Als Ergebnisse wurden, wie in der Tabelle 1 gezeigt, feine Punkte und Schleierbildung in dem anfangs erzeugten Bild beobachtet. Daher wurde der Betriebstest nicht durchgeführt.

Vergleichsbeispiel 2

Ein lichtempfindliches Element wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und bewertet, außer, dass eine Faserbürste als Ladeeinrichtung des Laserdruckers eingesetzt wurde.
Als Ergebnisse wurden, wie in der Tabelle 1 gezeigt, weder feine Punkte noch Schleierbildung in dem anfangs erzeugten Bild beobachtet. Tabelle 1
Ein Beschichtungslösung zur Bildung einer Unterlageschicht wurde durch Auflösen von 10 Teilen eines alkohollöslichen Polyamidharzes (Amilan cm-8000, hergestellt von Toray Industries, Inc.) und 30 Teilen eines methoxymethylierten Nylonharzes (Toresin EF-30T, hergestellt von Teikoku Kagaku K. K.)in einem gemischten Lösungsmittel aus 150 Teilen Methanol und 150 Teilen Butanol hergestellt. Die vorher erwähnte Lösung wurde auf einen Aluminiumträger durch Tauchbeschichten aufgetragen und der beschichtete Werkstoff für 10 Minuten bei 90ºC getrocknet, um eine 1 um starke Unterlageschicht zu bilden.
Getrennt davon wurde eine flüssige Dispersion zur Bildung der ladungserzeugenden Schicht durch Dispersion von 4 Teilen eines Diazopigments, dargestellt durch folgende Formel:
2 Teilen einer Butyralharzes (S LEC DL S, hergestellt von Sekiui Chemical Co., Ltd.) in 100 Teilen Cyclohexanon, mittels einer Sandmühle für 48 Stunden und Zugabe von 100 Teilen Tetrahydrofuran (THF), hergestellt. Diese flüssige Dispersion wurde auf die vorher erwähnte Unterlageschicht durch Tauchbeschichten aufgetragen und für 15 Minuten bei 80ºC getrocknet, um eine 0,15 um starke ladungserzeugende Schicht zu bilden.
Eine Lösung für die Bildung einer ladungstransportierenden Schicht wurde durch Auflösen von 10 Teilen einer Triarylaminverbindung, dargestellt durch folgende Formel:
und 10 Teilen eines Polycarbonatharzes (IUPILON Z-200, hergestellt von Mitsubishi Gas Chemical Co. Inc.) in einem gemischten Lösungsmittel aus 20 Teilen Dichlormethan und 50 Teilen Monochlorbenzol hergestellt. Diese Lösung wurde durch Tauchbeschichten auf die vorher erwähnte ladungserzeugende Schicht aufgetragen und für 60 Minuten bei 120ºC getrocknet, um eine 20 um stärke, ladungserzeugende Schicht zu bilden.
Feines, partikuläres Material für die Oberflächenschicht wurde wie folgt hergestellt. 100 Teile feines, partikuläres, Antimon-enthaltendes Zinnoxid mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,02 um (T-1, hergestellt von Mitsubishi Materials Corporation), 30 Teile (3,3,3-Trifluorpropyl)trimethoxysilan (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) und 300 Teile 95%iges Ethanol (mit 5% Wasser) wurden für eine Stunde mit einem Mühlgerät gemahlen. Dann wurden die Feststoffteilchen durch Filtration gesammelt, mit Ethanol gewaschen und getrocknet. Die getrockneten Feststoffteilchen wurden ferner für eine Stunde bei 120ºC wärmebehandelt, um die Oberflächenbehandlung abzuschließen.
Eine Beschichtungslösung zur Bildung einer Oberflächenschicht wurde durch Dispersion von 25 Teilen eines Acrylmonomers, dargestellt durch folgende Formel:
2 Teilen 2-Methylthioxanthon als ein Fotopolymerisationsinitiator und 35 Teilen des vorher erwähnten oberflächenbehandelten Antimon-haltigen Zinnoxids wurden in 300 Teile Ethanol, mittels einer Sandmühle für 96 Stunden hergestellt.
Diese flüssige Dispersion wurde durch Tauchbeschichten auf die vorher erwähnte ladungstransportierende Schicht aufgetragen, getrocknet und mit einer Hochdruckquecksilberlampe bei einer Beleuchtungsstärke von 800 mW/cm² für 15 Sekunden UV- Licht ausgesetzt, um eine 5 um starke Oberflächenschicht zu bilden. In der flüssigen Dispersion zur Bildung der Oberflächenschicht waren die feinen Teilchen gut dispergiert und die Beschaffenheit der Oberfläche war gleichmäßig.
Das Kontaktladelement wurde wie folgt hergestellt.
Ein Ausgangsverbindungsmaterial für die elastische Schicht des Kontaktladeelements wurde durch Mischen von 100 Teilen einer EPDM-Verbindung, 5 Teilen KETJEN BLACK und 10 Teilen Paraffinöl für 30 Minuten mittels einer auf 20ºC gekühlten Doppelwalze hergestellt. Zu 100 Teilen der resultierenden Mischung wurden 2 Teile Dicumylperoxid zugegeben und die Mischung wurde mit der Walze weitere zwei Stunden gemischt. Mit dieser Verbindung wurde eine elastische Schicht gebildet und in einer Stärke von 12 mm um den Metallkern aus rostfreiem Stahl mit einem Außendurchmesser von 6 mm herum vulkanisiert.
Eine Beschichtungsfarbe für die Widerstandschicht wurde durch Auflösen von 100 Teilen Methylolnylon, 10 Teilen KETJEN BLACK und 200 ppm Siliconöl (Molekulargewicht 2000) in gemischten Methanol-Toluol- Lösungsmittel hergestellt. Diese Beschichtungsflüssigkeit wurde durch Tauchbeschichten auf die vorher erwähnte elastische Schicht aufgetragen, um eine 20 um starke Widerstandschicht zu bilden. Auf diese Weise wurde ein Walzenförmiges Kontaktladeelement hergestellt.
Das vorher erwähnte lichtempfindliche Element und die Ladewalze wurden in den vorher beschrieben Stellungen in einer Kassette für LBP-8II (hergestellt von Canon K. K.) fixiert. Der Metallkern wurde durch Anlegen einer Gittervorspannung mit einer Gleichspannung (VDc) von -700 V und einer Wechselspannung (VP-P) von 1200 V, 900 Hz aufgeladen, um den Kontakt zu stabilisieren, wurde ein Druck von 300 g an beiden Enden des Metallkernabschnitts ausgeübt.
Das erzeugte Bild wurde nach den Bewertungspunkten der folgenden Bewertungsstandards untersucht.

(1) Keine Schleierbildung im Bild (Schleierbildung verursacht durch ungenügendes Aufladen):

Schleierbildung wurde durch Leerdruck (flächendeckend weiß) beobachtet. Die Bewertungsstandards sind wie folgt:
E: Exzellent, keine wahrnehmbare Schleierbildung
G: Gut, keine signifikante Schleierbildung
F: Annehmbar, örtliche Schleierbildung, aber in der Praxis verwendbar
P: Schlecht, durchgängig Schleierbildung, niedrigste Bildqualität für die Verwendung in der Praxis
U: Unannehmbar, durchgängig Schleierbildung

(2) Halbton-Reproduktionsfähigkeit:

Es wurde ein Zeilenbild mit feinen Linien mit 100 um Breite mit Zwischenräumen von 100 um in einer Hauptabtastrichtung erzeugt. Dieses Zeilenbild wurde mit einem Mikroskop bei 20-facher Vergrößerung untersucht. Das entwickelte Zeilenbild wurde nach der Gleichmäßigkeit der feinen Linien (Abwesenheit von Unregelmäßigkeiten) und der Reproduktionsfähigkeit (Abwesenheit von Bildverzerrungen relativ zum latenten Bild) bewertet. Die Bewertungsstandards sind wie folgt:
E: Exzellent, Unregelmäßigkeiten von 20 um oder weniger, Bildverzerrungen von ±10 um oder weniger
F: Annehmbar, Unregelmäßigkeiten von 50 um oder weniger, Bildverzerrungen von ±30 um oder weniger (in der Praxis verwendbar)
U: Unannehmbar, Unregelmäßigkeiten von 80 um oder weniger, Bildverzerrungen von ±50 um oder weniger (in der Praxis nicht verwendbar)
Die erzeugten Bilder wurden nach den vorher erwähnten Punkten zum Zeitpunkt des Beginns der Papierzufuhr (Anfangsstadium) und nach der Bilderzeugung von 30.000 Blättern (Betriebstest) bewertet.
Als Ergebnisse waren die erzeugten Bilder in der Bildqualität und in der Belastungsfähigkeit und in der Halbton-Reproduktionsfähigkeit sowohl im Anfangsstadium als auch nach dem 30.000-Blatt-Betriebstest zufriedenstellend. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 3

Ein lichtempfindliches Element wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, außer, dass die Oberflächenschicht nicht auf der lichtempfindlichen Schicht vorgesehen wurde. Das lichtempfindliche Element wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 4 bewertet. Schleierbildung trat im Bild infolge ungenügender Ladung auf. Es wurde gefunden, dass das Oberflächenpotential ungenügend gering nur -500 V betrug.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 4

Ein lichtempfindliches Element wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, außer, dass die Oberflächenbehandlung der elektrisch leitenden, feinen Teilchen nicht durchgeführt wurde. Das lichtempfindliche Element wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 4 bewertet. Die Bilder im Anfangsstadium hatten gute Qualität. Jedoch waren, nach dem Betriebstest, im Bild infolge ungenügender Ladung Schleierbildung und infolge ungenügender Dispersion Unregelmäßigkeiten in der Bilddichte zu beobachten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Beispiel 5

Ein lichtempfindliches Element wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 4 hergestellt und bewertet, außer, dass die Oberflächenschicht wie im Folgenden beschrieben gebildet wurde.
Feines, partikuläres Material für die Oberflächenschicht wurde wie folgt behandelt. 100 Teile feines, partikuläres, Antimon-haltiges Zinnoxid mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,02 um (T-1, hergestellt von Mitsubishi Materials Corporation), 30 Teile Fluor-modifiziertes Siliconöl (FL-100, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) und 300 Teile Toluol wurden für eine Stunde mit einem Mühlgerät gemahlen. Dann wurden die Feststoffteilchen durch Filtration gesammelt, mit Toluol gewaschen und getrocknet. Die getrockneten Feststoffteilchen wurden ferner für 10 Minuten bei 300ºC wärmebehandelt, um die Oberflächenbehandlung abzuschließen.
Eine flüssige Beschichtungsdispersion zur Bildung einer Oberflächenschicht wurde durch Dispersion von 25 Teilen eines Acrylmonomers, dargestellt durch folgende Formel:
2 Teilen 2-Methylthioxanthon als ein Fotopolymerisationsinitiator, 50 Teilen des vorher erwähnten oberflächenbehandelten, Antimon-haltigen Zinnoxids in 300 Teilen Toluol mittels einer Sandmühle für 96 Stunden hergestellt.
Diese flüssige Dispersion wurde durch Sprühbeschichten auf die gleiche ladungstransportierende Schicht wie die in Beispiel 4 aufgetragen, getrocknet und mit einer Hochdruckquecksilberlampe bei einer Beleuchtungsstärke von 800 mW/cm² für 15 Sekunden UV- Licht ausgesetzt, um eine 5 um starke Oberflächenschicht zu bilden.
Die Abwesenheit von Schleierbildung und die Reproduktionsfähigkeit des Halbtons waren sowohl im Anfangsstadium als auch nach dem Betriebstest zufriedenstellend. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Beispiel 6

Ein lichtempfindliches Element wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 4 hergestellt und bewertet, außer, dass die Oberflächenschicht wie im Folgenden beschrieben gebildet wurde.
Feines, partikuläres Material für die Oberflächenschicht wurde wie folgt behandelt. 100 Teile feines, partikuläres, Antimon-enthaltendes Zinnoxid mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,02 um (T-1, hergestellt von Mitsubishi Materials Corporation), 30 Teile (3,3,3-Trifluorpropyl)trimethoxysilan (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) und 300 Teile 95%iges Ethanol (mit 5% Wasser) wurden für eine Stunde mit einem Mühlgerät gemahlen. Dann wurden die Feststoffteilchen durch Filtration gesammelt, mit Ethanol gewaschen und getrocknet. Die getrockneten Feststoffteilchen wurden ferner für eine Stunde bei 120ºC wärmebehandelt, um die Oberflächenbehandlung der elektrisch leitenden, feinen Teilchen abzuschließen.
Eine flüssige Beschichtungsdispersion wurde durch Dispersion von 30 Teilen eines Polycarbonatharzes(IUPILON Z-200, hergestellt von Mitsubishi Gas Chemical Co. Inc.) als Bindemittel, 50 Teilen des vorher erwähnten oberflächenbehandelten, feinen, partikulären Antimonhaltigen Zinnoxids in 400 Teilen Toluol mittels einer Sandmühle für 48 Stunden hergestellt.
Diese flüssige Dispersion wurde durch Sprühbeschichten auf die gleiche ladungstransportierende Schicht wie die in Beispiel 4 aufgetragen und für 60 Minuten bei 120ºC getrocknet, um eine 6 um starke Oberflächenschicht zu bilden.
Das lichtempfindliche Element mit dieser Oberfläche verursachte keine wahrnehmbare Schleierbildung und wies eine gute Halbton-Reproduktionsfähigkeit im Anfangsstadium auf. Jedoch wurde zum Betriebstestende ein Auftreten von örtlicher Schleierbildung und örtlicher Verminderung der Halbton-Reproduktionsfähigkeit beobachtet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Beispiel 7

Ein lichtempfindliches Element wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 4 hergestellt und bewertet, außer, dass nur Gleichspannung, VDC = -700 V, an das Ladeelement in der Bewertung angelegt wurde, ohne Wechselspannung anzulegen. Als Ergebnisse traten keine Schleierbildung auf, und die Halbton- Reproduktionsfähigkeit war sowohl im Anfangsstadium als auch zum Betriebstestende zufriedenstellend. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2

Claims

1. Elektrofotografisches Gerät umfassend ein elektrofotografisches, lichtempfindliches Element (1) mit einer lichtempfindlichen Schicht auf einem elektrisch leitenden Träger, eine in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element vorgesehene Ladeeinrichtung (2), eine Bildbelichtungseinrichtung, eine Entwicklungseinrichtung (3) und eine Bildübertragungseinrichtung, wobei das elektrofotografische, lichtempfindliche Element eine Oberflächenschicht hat, die elektrisch leitende Teilchen, deren Teilchenoberfläche mit einer Fluor-haltigen Verbindung behandelt ist, und ein Bindeharz enthält, wobei die Fluor-haltige Verbindung aus Silan-haftenden Mitteln, Siliconölen, Siloxanverbindungen und oberflächenaktiven Stoffen ausgewählt ist.

2. Elektrofotografisches Gerät nach Anspruch 1, wobei die Ladeeinrichtung (2) eine Lademagnetbürste oder eine Ladewalze ist.

3. Elektrofotografisches Gerät nach Anspruch 2, wobei die Ladeeinrichtung (2) eine Lademagnetbürste ist.

4. Elektrofotografisches Gerät nach Anspruch 1, wobei die Fluor-haltige Verbindung die ist, welche durch die Formel (1) dargestellt wird:

wobei n eine ganze Zahl größer oder gleich Null ist und R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; entsprechend ein Chloratom, eine Methylgruppe, eine Methoxygruppe oder eine Ethoxygruppe sind.

5. Elektrofotografisches Gerät nach Anspruch 1, wobei das Bindeharz ein aushärtendes Harz ist.

6. Verfahrenskassette umfassend ein elektrofotografisches, lichtempfindliches Element (1) mit einer lichtempfindlichen Schicht auf einem elektrisch leitenden Träger, eine in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element vorgesehene Ladeeinrichtung (2), und wenigstens Einrichtungen ausgewählt aus der Gruppe, die eine Entwicklungseinrichtung und eine Reinigungseinrichtung (6) enthält, wobei das elektrofotografische, lichtempfindliche Element eine Oberflächenschicht hat, die elektrisch leitende Teilchen, deren Teilchenoberfläche mit einer Fluor-haltigen Verbindung behandelt ist, und ein Bindeharz enthält: Das elektrofotografische, lichtempfindliche Element, die Ladeeinrichtung und wenigstens Einrichtungen ausgewählt aus der Gruppe der Entwicklungseinrichtung und der Reinigungseinrichtung sind in einer Einheit zusammengefasst und die Verfahrenskassette ist abnehmbar an dem Hauptgehäuse des elektrofotografischen Geräts befestigt, die Fluor-haltige Verbindung aus Silanhaftenden Mitteln, Siliconölen, Siloxanverbindungen und oberflächenaktiven Stoffen ausgewählt ist.

7. Verfahrenskassette nach Anspruch 6, wobei die Ladeeinrichtung (2) eine Lademagnetbürste oder eine Ladewalze ist.

8. Elektrofotografisches Gerät nach Anspruch 7, wobei die Ladeeinrichtung (2) eine Lademagnetbürste ist.

9. Elektrofotografisches Gerät nach Anspruch 6, wobei die Fluor-haltige Verbindung die ist, welche durch die Formel (1) dargestellt wird:

10. Elektrofotografisches Gerät nach Anspruch 6, wobei das Bindeharz ein aushärtendes Harz ist.