DE69703002T2

DE69703002T2 - Elektrophotographisches, lichtempfindliches Element, sowie Geräte und Prozesskassetten die es umfassen

Info

Publication number: DE69703002T2
Application number: DE69703002T
Authority: DE
Inventors: Hidetoshi Hirano; Wataru Kitamura; Kimihiro Yoshimura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-05-27
Filing date: 1997-05-26
Publication date: 2001-05-10
Anticipated expiration: 2017-05-27
Also published as: DE69703002D1; EP0810480A2; EP0810480A3; EP0810480B1; US5876890A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elektrofotografische, lichtempfindliche Elemente, Prozesspatronen und elektrofotografische Geräte. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein elektrofotografisches, lichtempfindliches Element, eine Prozesspatrone und ein elektrofotografisches Gerät, die mit einer lichtempfindlichen Schicht ausgerüstet sind, die ein bestimmtes Harz und ein bestimmtes Ladungsübertragungsmaterial enthalten.
Seit Kurzem sind verschiedene elektrofotografische, lichtempfindliche Elemente intensiv entwickelt worden, die organische, lichtleitende Materialien enthalten. Zum Beispiel offenbart das US-Patent Nr. 3 837 851 ein lichtempfindliches Element mit einer Ladungsübertragungsschicht, die Triallylpyrazolin enthält, und das US-Patent Nr. 3 871 880 offenbart ein lichtempfindliches Element, das eine Ladungserzeugungsschicht, die einen Perylenpigmentabkömmling enthält, und eine Ladungsübertragungsschicht, die ein Kondensationsprodukt von 3-Propylen und Formaldehyd enthält, umfasst.
Organische, lichtleitende Materialien sind empfindlich in ihrem charakteristischen Wellenlängenbereich. Zum Beispiel offenbaren die ungeprüften, japanischen Patentanmeldungen Nrr. 61-272754 und 56-167759 Verbindungen, die hochempfindlich gegenüber sichtbarem Licht sind, und die ungeprüften, japanischen Patentanmeldungen Nrr. 57-19576 und 61-228453 offenbaren Verbindungen, die hochempfindlich gegenüber Licht in einem Infrarotbereich sind. Unter diesen Verbindungen wurden solche, die hochempfindlich gegenüber Licht in einem Infrarotbereich sind, in steigendem Maße in Laserstrahldruckern (im Folgenden als LBP bezeichnet) und LED-Druckern verwendet.
Inzwischen müssen elektrofotografische, lichtempfindliche Elemente mit einer Empfindlichkeit, elektrischen Eigenschaften und optischen Eigenschaften versehen sein, die geeignet sind für die eingesetzten, elektrofotografischen Prozesse.
Insbesondere müssen elektrofotografische, lichtempfindliche Elemente beständig sein gegen wiederholt auftretende, elektrische und mechanische Kräfte, wie zum Beispiel Aufladung, Belichtung, Entwicklung, Übertragung und Reinigung, die direkt auf ihre Oberflächen einwirken. Insbesondere müssen sie eine hohe elektrische und mechanische Beständigkeit gegen eine Verschlechterung auf Grund von Ozon und Stickoxiden, die sich während der Aufladung bilden, und gegenüber Oberflächenabrieb, der während der Entladung und der Reinigung auftritt, aufweisen.
Ein anderes zu lösendes Problem besteht in einem Phänomen, das "Fotogedächtnis" genannt wird und bei dem auf dem mit Licht bestrahltem Bereich zurückbleibender Träger einen Potentialunterschied gegenüber dem nicht mit Licht bestrahlten Bereich bildet.
Kontaktaufladeverfahren, bei denen ein Aufladeelement in Kontakt mit einem elektrofotografischen, lichtempfindlichem Element kommt und das elektrofotografische, lichtempfindliche Element aufgeladen wird, indem eine Spannung an das Aufladeelement angelegt wird, wie sie in den ungeprüften, japanischen Patentanmeldungen Nrr. 57-17826 und 58-40566 offenbart sind, wurden in wachsendem Maße eingesetzt und verursachen neue Probleme. Kontaktaufladeverfahren haben einige technische und ökonomische Vorteile im Vergleich zu den Skorotronen, wie zum Beispiel eine extrem geringe Ozonbildung und einen niedrigen elektrischen Verbrauch (bei Skorotronen fließen schätzungsweise 80% des in einen Draht der Aufladeeinrichtung eingebrachten Stroms auf eine Abschirmung der Aufladeeinrichtung ab).
Allerdings verlangt der Kontakt des Aufladeelementes mit einem elektrofotografischen, lichtempfindlichen Element eine höhere mechanische Festigkeit des elektrofotografischen, lichtempfindlichem Elementes. Weiter wird die Verwendung einer Eingabespannung, in der eine Wechselspannung über eine Gleichspannung gelegt ist, vorgeschlagen, um die Aufladestabilität des Kontaktaufladeprozesses zu verbessern auf Grund der elektrischen Entladung (unveröffentlichte, japanische Patentanmeldung Nr. 63-149668).
Die Überlagerung einer Wechselspannung erhöht drastisch den Stromfluß im elektrofotografischen, lichtempfindlichem Element gemeinsam mit der Verbesserung der Ladungsstabilität, und verursacht deshalb eine stärkere Beschädigung oder einen stärkeren Abrieb des elektrofotografischen, lichtempfindlichem Elementes. Deshalb sind für elektrofotografische, lichtempfindliche Elemente sowohl elektrische Beständigkeit als auch mechanische Festigkeit erforderlich.
Auch ist eine hohe Beständigkeit gegenüber Rissbildung durch Lösungsmittel, die durch Anhaften von mechanischem Öl oder Fingerfett gebildet werden, essentiell notwendig für elektrofotografische, lichtempfindliche Elemente.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein elektrofotografisches, lichtempfindliches Element mit hervorragender elektrischer und mechanischer Beständigkeit und einer hohen Beständigkeit gegen Rissbildung durch Lösungsmittel bereit zu stellen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Prozesspatrone und ein elektrofotografisches Gerät bereit zu stellen, die mit dem elektrofotografischen, lichtempfindlichen Element versehen sind, das vorstehend ausgeführt wurde.
Das erfindungsgemäße, elektrofotografische, lichtempfindliche Element umfasst einen Träger und eine darauf gebildete lichtempfindliche Schicht, wobei eine Oberflächenschicht der lichtempfindlichen Schicht folgendes enthält: (a) Ein Harz, das eine Struktureinheit umfasst, die durch die folgende, allgemeine Formel (1) dargestellt ist, und (b) wenigstens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus (i) einer Triarylaminverbindung, die durch die folgende, allgemeine Formel (2) dargestellt ist, oder (ii) einer Styrylverbindung, die durch die folgende, allgemeine Formel (3) dargestellt ist:
worin X -CR&sub1;&sub3;R&sub1;&sub4;-, eine substituierte oder unsubstituierte Cycloalkylidengruppe, eine substituierte oder unsubstituierte α,ω-Alkylengruppe, eine Einfachbindung, -O-, -S-, -SO- oder -SO&sub2;- darstellt, wobei R&sub1;&sub3; und R&sub1;&sub4; jeweils ein Wasserstoffatom, eine Trifluormethylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Arylgruppe darstellen und gleich oder verschieden voneinander sind, und R&sub1; bis R&sub1;&sub2; jeweils ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Arylgruppe darstellen und gleich oder verschieden voneinander sind,
worin Y ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Alkoxygruppe oder
darstellt, worin R&sub1;&sub5;' bis R&sub2;&sub4;' jeweils ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Alkoxygruppe darstellen und gleich oder verschiedenen voneinander sind, R&sub1;&sub5; bis R&sub2;&sub7; jeweils ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Alkoxygruppe darstellen und gleich oder verschiedenen voneinander sind und R&sub2;&sub8; und R&sub2;&sub9; jeweils ein Wasserstoffatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, Aralkylgruppe oder Arylgruppe darstellen und jeweils gleich oder verschieden voneinander sind,
worin Z -CH&sub2;CH&sub2;- oder -CH=CH- darstellt, R&sub3;&sub0; und R&sub3;&sub1; jeweils eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, Aralkylgruppe, Arylgruppe oder heterocyclische Gruppe darstellen und gleich oder verschieden voneinander sind, R&sub3;&sub2; bis R&sub3;&sub9; jeweils ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Alkoxygruppe darstellen und gleich oder verschieden voneinander sind, und Ar eine substituierte oder unsubstituierte Arylengruppe oder heterocyclische Gruppe darstellt.
Gemäß den anderen Gesichtspunkten der Erfindung schließen eine Prozesspatrone und ein elektrofotografisches, lichtempfindliches Element das elektrofotografische Gerät ein, das vorstehend beschrieben wurde.
Fig. 1 stellt eine schematische Querschnittsansicht dar, die ein Beispiel eines elektrofotografischen Gerätes veranschaulicht, das mit einer Prozesspatrone versehen ist, die ein erfindungsgemäßes, elektrofotografisches, lichtempfindliches Element verwendet.
Das erfindungsgemäße, elektrofotografische, lichtempfindliche Element umfasst einen Träger und eine darauf gebildete, lichtempfindliche Schicht. Eine Oberflächenschicht der lichtempfindlichen Schicht enthält folgendes: (a) Ein Harz, das eine Struktureinheit umfasst, die durch die folgende, allgemeine Formel (1) dargestellt ist, und (b) wenigstens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus (i) einer Triarylaminverbindung, die durch die folgende, allgemeine Formel (2) dargestellt ist, oder (ii) einer Styrylverbindung, die durch die folgende, allgemeine Formel (3) dargestellt ist:
worin X -CR&sub1;&sub3;R&sub1;&sub4;-, eine substituierte oder unsubstituierte Cycloalkylidengruppe, eine substituierte oder unsubstituierte α,ω-Alkylengruppe, eine Einfachbindung, -O-, -S-, -SO- oder -SO&sub2;- darstellt, wobei R&sub1;&sub3; und R&sub1;&sub4; jeweils ein Wasserstoffatom, eine Trifluormethylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Arylgruppe darstellen und gleich oder verschieden voneinander sind, und R&sub1; bis R&sub1;&sub2; jeweils ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Arylgruppe darstellen und gleich oder verschieden voneinander sind,
worin Y ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Alkoxygruppe oder
darstellt, worin R&sub1;&sub5;' bis R&sub2;&sub4;' jeweils ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Alkoxygruppe darstellen und gleich oder verschiedenen voneinander sind, R&sub1;&sub5; bis R&sub2;&sub7; jeweils ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Alkoxygruppe darstellen und gleich oder verschiedenen voneinander sind und R&sub2;&sub8; und R&sub2;&sub9; jeweils ein Wasserstoffatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, Aralkylgruppe oder Arylgruppe darstellen und jeweils gleich oder verschieden voneinander sind,
worin Z -CH&sub2;CH&sub2;- oder -CH=CH- darstellt, R&sub3;&sub0; und R&sub3;&sub1; jeweils eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, Aralkylgruppe, Arylgruppe oder heterocyclische Gruppe darstellen und gleich oder verschieden voneinander sind, R&sub3;&sub2; bis R&sub3;&sub9; jeweils ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl- gruppe oder Alkoxygruppe darstellen und gleich oder verschieden voneinander sind, und Ar eine substituierte oder unsubstituierte Arylengruppe oder heterocyclische Gruppe darstellt.
Die Alkylgruppen, die in der allgemeinen Formel (1) dargestellt sind, sind bevorzugt niedrigere Alkyl- und Cycloalkylgruppen, wie zum Beispiel eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine Propylgruppe, eine Cyclohexylgruppe oder eine Cycloheptylgruppe. Die Arylgruppe in der allgemeinen Formel (1) ist bevorzugt Eine Phenylgruppe, eine Naphthylgruppe oder eine Anthrylgruppe. Die Cycloalkylidengruppen in der allgemeinen Formel (1) weisen bevorzugt zwischen 5 und 11 Kohlenstoffatome auf und schließen weiter bevorzugt ein: Eine Cylohexylidengruppe, eine Cycloheptylidengruppe und eine Fluorenylidengruppe. Die α,ω-- Alkylengruppen weisen bevorzugt zwischen 2 und 10 Kohlenstoffatomen auf und schließen weiter bevorzugt ein: 1,2-Ethylen, 1,3-Propylen und 1,4-Butylen. Die Halogenatome schließen Fluor, Chlor und Brom ein. Die Substituenten für die vorstehend beschriebenen Gruppen schließen ein: ein Halogenatom, wie zum Beispiel ein Fluoratom, ein Chloratom und ein Bromatom; eine Alkylgruppe, wie zum Beispiel eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe und eine Propylgruppe; eine Arylgruppe, wie zum Beispiel eine Phenylgruppe, eine Naphthylgruppe und eine Anthrylgruppe; eine Aralkylgruppe, wie zum Beispiel eine Benzylgruppe und eine Phenethylgruppe; und eine Alkoxygruppe, wie zum Beispiel eine Methoxygruppe, eine Ethoxygruppe und eine Propoxygruppe. Das Halogenatom und die Alkylgruppen, Aralkylgruppen und Arylgruppen, die in der allgemeinen Formel (2) dargestellt sind, sind die gleichen wie die in der allgemeinen Formel (1). Die Arylengruppen in der allgemeinen Formel (2) schließen ein: Eine Phenylengruppe, eine Naphthylengruppe und eine Biphenylengruppe. Die heterocyclischen Gruppen schließen ein: Pyridinringe, Furanringe, Thiophenringe und Chinolinringe. Die Substituenten für diese Gruppen schließen wie in der allgemeinen Formel (1) ein: Halogenatome, Alkylgruppen, Arylgruppen, Aralkylgruppen und Alkoxygruppen.
Nicht begrenzende, bevorzugte Beispiele der Struktureinheiten, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt sind, sind die Folgenden: Struktureinheit (1)-1: Struktureinheit (1)-2: Struktureinheit (1)-3: Struktureinheit (1)-4: Struktureinheit (1)-5: Struktureinheit (1)-6: Struktureinheit (1)-7: Struktureinheit (1)-8: Struktureinheit (1)-9: Struktureinheit (1)-10: Struktureinheit (1)-11: Struktureinheit (1)-12: Struktureinheit (1)-13 Struktureinheit (1)-14: Struktureinheit (1)-15: Struktureinheit (1)-16: Struktureinheit (1)-17: Struktureinheit (1)-18: Struktureinheit (1)-19: Struktureinheit (1)-20: Struktureinheit (1)-21: Struktureinheit (1)-22: Struktureinheit (1)-23: Struktureinheit (1)-24:
Darunter sind die Struktureinheiten (1)-1, (1)-2 und (1)-3 weiter bevorzugt im Hinblick auf verbesserte mechanische Festigkeit und Verträglichkeit mit einem Ladungsübertragungsmaterial, und die Struktureinheiten (1)-1 und (1)-2 sind besonders bevorzugt. Weiter sind die Copolymere, welche die Struktureinheiten (1)-1 und (1)-2 einschließen, bevorzugt.
Das Harz, das eine Struktureinheit umfasst, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt ist, kann hergestellt werden durch Grenzflächenpolymerisation eines Bisphenols, das durch die folgende allgemeine Formel (4) dargestellt ist, in einem alkalischen Lösungsmittel/Wasser-Reaktionssystem in der Gegenwart einer Mischung aus Terephthalsäurechlorid und Isophthalsäurechlorid, die zugegeben werden, um die Löslichkeit des Bisphenols zu erhöhen:
worin X und R&sub1; bis R&sub8; die gleichen sind wie in der allgemeinen Formel (1).
Das Verhältnis von Terephthalsäurechlorid zu Isophthalsäurechlorid in der Mischung wird bestimmt im Hinblick auf die Löslichkeit des eingesetzten Harzes und liegt bevorzugt bei 1/1 in üblichen Reaktionssystemen, weil die Löslichkeit des sich ergebenden Harzes bedeutend absinken kann, wenn eines der Chloride nicht mehr als 30 Mol-% der Gesamtmenge an Chloriden aufweisen.
Das erfindungsgemäße Harz kann nur einen Typ oder zwei oder mehr Typen der Struktureinheiten aufweisen, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt sind. Das Harz kann weiter andere Struktureinheiten aufweisen, solange die Vorteile der Erfindung nicht verschlechtert werden. Zwei oder mehr Arten von Harzen, die jeweils eine Struktureinheit umfassen, die durch die allgemeine Formel dargestellt sind, können als Mischung verwendet werden. Weiter kann eine Mischung aus wenigstens einem erfindungsgemäßen Harz mit anderen Harzen verwendet werden.
Das in der Erfindung verwendete Harz besitzt bevorzugt ein viskositätsmittleres Molekulargewicht von 5000 bis 200000 und weiter bevorzugt von 10000 bis 100000.
Bevorzugte Beispiele der Triarylaminverbindungen, die durch die allgemeine Formel (2) dargestellt sind, sind die Folgenden, sind aber nicht darauf begrenzt: Triarylamin (2)- 1 Triarylamin (2)-2 Triarylamin (2)-3 Triarylamin (2)-4 Triarylamin (2)-5 Triarylamin (2)-6 Triarylamin (2)-7 Triarylamin (2)-8 Triarylamin (2)-9 Triarylamin (2)-10 Triarylamin (2)-11 Triarylamin (2)-12 Triarylamin (2)-13 Triarylamin (2)-14 Triarylamin (2)-15 Triarylamin (2)-16 Triarylamin (2)-17
Darunter sind die Triarylamine (2)-4, (2)-6 und (2)-13 weiter bevorzugt im Hinblick auf die verbesserte Empfindlichkeit und Verträglichkeit mit dem vorstehend beschriebenen Harz, und Triarylamin (2)-6 ist besonders bevorzugt. Diese Triarylaminverbindungen können durch ein Verfahren synthetisiert werden, wie es zum Beispiel in der ungeprüften, japanischen Patentanmeldung Nr. 62- 208054 offenbart ist.
Beispiele von bevorzugten Styrylverbindungen, die durch die allgemeine Formel (3) dargestellt sind, sind die folgenden, sind aber nicht darauf beschränkt: Styrylverbindung (3)-1 Styrylverbindung (3)-2 Styrylverbindung (3)-3 Styrylverbindung (3)-4 Styrylverbindung (3)-5 Styrylverbindung (3)-6 Styrylverbindung (3)-7 Styrylverbindung (3)-8 Styrylverbindung (3)-9 Styrylverbindung (3)-10 Styrylverbindung (3)-11 Styrylverbindung (3)-12 Styrylverbindung (3)-13 Styrylverbindung (3)-14 Styrylverbindung (3)-15 Styrylverbindung (3)-16
Darunter ist die Styrylverbindung (3)-10 besonders bevorzugt im Hinblick auf die Empfindlichkeit und Verträglichkeit mit dem vorstehend beschriebenen Harz. Diese Styrylverbindungen können durch ein Verfahren synthetisiert werden, das zum Beispiel in der ungeprüften Patentanmeldung Nr. 63-225660 offenbart ist.
Die Oberflächenschicht des erfindungsgemäßen, elektrofotografischen, lichtempfindlichen Elementes kann entweder die Triarylaminverbindung oder Verbindungen der allgemeinen Formel (2) oder die Styrylverbindung oder Verbindungen mit der Formel (3) einschließen. Weiter bevorzugt umfasst die Oberflächenschicht wenigstens eine Triarylaminverbindung, die durch die allgemeine Formel (2) dargestellt ist, und wenigstens eine Styrylverbindung, die durch die allgemeine Formel (3) dargestellt ist, um die Abscheidung von Ladungsübertragungsmaterial zu verhindern.
Wenn die lichtempfindliche Schicht eine Einschichtstruktur besitzt, die sowohl ein Ladungserzeugungsmaterial als auch ein Ladungsübertragungsmaterial enthält, ist die Oberflächenschicht der erfindungsgemäßen, elektrofotografischen, lichtempfindlichen Schicht diese lichtempfindliche Schicht selbst. Wenn die lichtempfindliche Schicht eine Mehrschichtstruktur aufweist, die aus einer Ladungserzeugungsschicht, die ein Ladungserzeugungsmaterial enthält, und einer Ladungsübertragungsschicht, die ein Ladungsübertragungsmaterial enthält, besteht, ist die Oberflächenschicht die Ladungsübertragungsschicht. In der Erfindung ist eine Mehrschichtstruktur bevorzugt im Hinblick auf die elektrofotografischen Eigenschaften.
Die Ladungsübertragungsschicht kann gebildet werden, indem eine Lösung, die das Harz, das vorstehend beschrieben wurde, als Bindemittel, wenigstens eine Verbindung der Triarylaminverbindungen und eine Styrylverbindung als Ladungsübertragungsmaterial und ein angemessenes Lösungsmittel enthält, auf einen Träger aufgebracht wird, worauf getrocknet wird. Das Verhältnis von Ladungsübertragungsmaterial zu Bindemittel liegt bevorzugt im Bereich von 1 : 0,5 bis 1 : 2, bezogen auf das Gewicht. Die Dicke der Ladungsübertragungsschicht liegt bevorzugt im Bereich von 5 um bis 40 um und weiter bevorzugt von 15 um bis 30 um.
Die Ladungserzeugungsschicht kann gebildet werden, indem eine Dispersion aufgebracht und getrocknet wird, die ein Ladungserzeugungsmaterial, ein Bindemittel und ein Lösungsmittel enthält, wobei die Menge des Bindeharzes dem 0,3- bis 4-fachen des Ladungserzeugungsmaterials entspricht. Die Dispersion wird hergestellt, indem das Ladungserzeugungsmaterial und das Bindemittel im Lösungsmittel mit einem Homogenisator, einer Ultraschalldispergiermaschine, einer Kugelmühle, einer Schwingkugelmühle, einer Sandmühle, einer Reibungsmühle, einer Walzenmühle oder einer Hochgeschwindigkeitsdispergiermaschine vom Flüssigkeitszusammenstoßtyp dispergiert werden. Beispiele des Ladungserzeugungsmaterials, das in der Erfindung verwendet wird, schließen Farbstoffe, wie zum Beispiel Selenium-Tellur-Farbstoffe, Pyryliumfarbstoffe und Thiapyryliumfarbstoffe; und Pigmente, wie zum Beispiel Phthalocyaninpigmente, Anthanthronpigmente, Dibenzopyrenchinonpigmente, Trisazopigmente, Cyaninpigmente, Diazopigmente, Monoazopigmente, Indigopigmente, Chinacridonpigmente und asymmetrische Chinocyaninpigmente ein. Die Dicke der Ladungsübertragungsschicht beträgt bevorzugt nicht mehr als 5 um und liegt weiter bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 2 um.
Die erfindungsgemäße Oberflächenschicht kann ein Antioxidanz und ein Gleitmittel enthalten.
Materialien zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Trägern schließen leitfähige Materialien ein. Beispiele solcher leitfähigen Materialien schließen Metalle, wie zum Beispiel Aluminium und rostfreien Edelstahl, Metalle, Papier und Kunststoffe, die mit einer leitfähigen Schicht versehen sind, ein. Die leitfähigen Materialien können Platten- oder Zylinderform aufweisen.
In der Erfindung kann eine leitfähige Schicht zwischen dem Träger und der lichtempfindlichen Schicht bereitgestellt werden, um die Bildung eines Interferenzbandes zu verhindern oder Fehler auf dem Träger abzudecken. Eine solche leitfähige Schicht kann gebildet werden durch Aufbringen und Trocknen einer Dispersion, die ein leitfähiges Pulver, wie zum Beispiel Rußschwarz oder ein teilchenförmiges Metalloxid, und ein Bindeharz enthält. Die Dicke der leitfähigen Schicht kann bevorzugt im Bereich von 5 um bis 40 um und weiter bevorzugt von 10 um bis 30 um liegen.
In der Erfindung kann eine Zwischenschicht mit Klebefähigkeit und Barriereneigenschaft zwischen dem Träger und dem lichtempfindlichen Element bereitgestellt werden. Beispiele für die Materialien der Zwischenschicht schließen ein: Polyamide, Polyvinylalkohol, Polyethylenoxid, Ethylcellulose, Casein, Polyurethane und Polyetherurethane. Diese Materialien können als Lösung in einem angemessenen Lösungsmittel aufgebracht werden. Die Dicke der Zwischenschicht liegt bevorzugt im Bereich von 0,05 um bis 5 um und weiter bevorzugt von 0,3 um bis 1 um.
Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines elektrofotografischen Gerätes, das mit einer Prozesspatrone ausgerüstet ist, die ein erfindungsgemäßes elektrofotografisches, lichtempfindliches Element verwendet.
In Fig. 1 dreht sich ein elektrofotografisches, lichtempfindliches Element I entlang einer Achse 2 in der Richtung, die durch den Pfeil dargestellt ist, mit einer festgelegten Geschwindigkeit. Die umlaufende Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 1 wird mittels einer Primäraufladeeinrichtung 3 während der Drehung einheitlich auf ein festgelegtes, negatives oder positives Potential aufgeladen und dann der Bildgebung 4 mittels einer Belichtungseinrichtung (in der Zeichnung nicht dargestellt), wie zum Beispiel einer Schlitzbelichtung oder einer Laserstrahlabtastbelichtung unterworfen. Ein latentes Bild wird kontinuierlich auf der umlaufenden Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 1 gebildet.
Das erzeugte, latente Bild wird mit einem Toner mit Hilfe einer Entwicklungseinrichtung 5 entwickelt und das entwickelte Tonerbild auf ein Aufzeichnungsmaterial 7 mit Hilfe einer Übertragungseinrichtung 6 übertragen. In der Übertragungseinrichtung 6 wird das Aufzeichnungsmaterial aus einem Zufuhrbereich (in der Zeichnung nicht dargestellt) in einen Raum zwischen dem lichtempfindlichen Element 1 und der Übertragungseinrichtung 6 synchron zur Umdrehung des lichtempfindlichen Elementes 1 zugeführt. Das Tonerbild wird von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 1 auf das Aufzeichnungsmaterial 7 übertragen. Das Aufzeichnungsmaterial 7 wird von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes abgetrennt und einer Bildfixiereinrichtung 8 zugeführt. Das übertragene Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial 7 wird durch die Bildfixiereinrichtung 8 fixiert. Das Aufzeichnungsmaterial 7, welches das fixierte Tonerbild enthält, wird aus dem Gerät als Kopie ausgeworfen.
Die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 1 wird nach der Bildübertragung mit der Reinigungseinrichtung 9 gereinigt, die den restlichen Toner auf der Oberfläche entfernt, wird durch ein Vorbelichtungslicht 10 aus einer Vorbelichtungseinrichtung (in der Zeichnung nicht dargestellt) entladen (de-electrified) und wird dann für die nächste Bildgebung verwendet. Wenn die Primäraufladeeinrichtung 3 eine Kontaktaufladeeinrichtung unter Verwendung einer Aufladewalze oder dergleichen darstellt, ist das Vorbelichtungslicht nicht immer notwendig.
In der Erfindung sind eine Vielzahl von Komponenten, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus dem lichtempfindlichem Element 1, der Primäraufladeeinrichtung 3, der Entwicklungseinrichtung 5 und der Reinigungseinrichtung 9, in eine Prozesspatrone integriert, die in den Hauptkörper eines elektrofotografischen Gerätes, wie zum Beispiel einer Kopiermaschine oder eines Laserstrahldruckers, eingebracht werden kann und daraus entfernt werden kann. Zum Beispiel ist wenigstens eine Komponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus der Primäraufladeeinrichtung 3, der Entwicklungseinrichtung 5 und der Reinigungseinrichtung 9, gemeinsam mit dem lichtempfindlichen Element 1 in die Prozesspatrone 11 integriert und die Prozesspatrone 11 wird in den Hauptkörper des Gerätes eingebracht oder daraus entnommen unter Verwendung einer Leiteinrichtung, wie zum Beispiel von Schienen 12 im Hauptkörper.
In Fig. 1 stellt die Bildbelichtung 4 reflektiertes Licht oder durchgelassenes Licht aus einem Originaldokument oder Licht von einem Laser, einem LED- oder Verschlußfeld, die durch Signale vom Originaldokument angesteuert werden, dar, wenn das elektrofotografische Gerät eine Kopiermaschine oder ein Drucker ist.
Die Erfindung wird im Folgenden im Detail unter Bezug auf die Folgenden repräsentativen Beispiele veranschaulicht, die den Umfang nicht begrenzen. In den Beispielen bedeutet "pbw" "Gewichtsteile".

Beispiele 1 bis 12

Auf einen Aluminiumzylinder mit den Abmessungen 30 · 254 mm wurde ein Anstrich, der auf der folgenden Formulierung beruht, durch ein Tauchbeschichtungsverfahren aufgebracht und bei 140ºC 30 Minuten lang gehärtet. Eine leitfähige Schicht mit einer Dicke von 15 um wurde gebildet.
Leitfähiges Pigment: mit SnO&sub2; beschichtetes Bariumsulfat 10 Gewichtsteile
Pigment zum Einstellen des spezifischen Widerstandes: Titanoxid 2 Gewichtsteile
Bindeharz: Phenolharz 6 Gewichtsteile
Schlichtungsmaterial: Siliconöl 0,001 Gewichtsteile
Lösungsmittel: Methanol/Methoxypropanol (0,2/0,8) 20 Gewichtsteile
Eine Lösung aus 3 Gewichtsteilen N-methoxymethyliertem Nylon, 3 Gewichtsteilen copolymerem Nylon und einer Lösungsmittelmischung aus 65 Gewichtsteilen Methanol und 30 Gewichtsteilen n-Butanol wurde auf die sich ergebende leitfähige Schicht durch ein Tauchbeschichtungsverfahren aufgebracht, worauf getrocknet wurde. Eine Zwischenschicht mit einer Dicke von 0,5 um wurde gebildet.
Eine Dispersion wurde hergestellt, indem 4 Gewichtsteile Oxytitanphthalocyanin mit starken Röntgenstrahlstreuungspeaks (CuKα, 2θ ± 0,2º) bei 9,0º, 14,2º, 23,9º und 27,1º und 2 Gewichtsteile Polyvinylbutyral (Handelsname: S-LEC, hergestellt von Sekisui Chemical Co., Ltd.) in 60 Gewichtsteilen Cyclohexan unter Verwendung einer Sandmühle mit 1 mm Glasperlen 4 Stunden lang dispergiert und dann 100 Gewichtsteile Ethylacetat zugegeben wurden. Die Dispersion wurde durch ein Tauchbeschichtungsverfahren auf die Zwischenschicht aufgebracht, worauf getrocknet wurde. Eine Ladungserzeugungsschicht mit einer Dicke von 0,3 um wurde gebildet.
Als nächstes wurden in jedem Beispiel 10 Gewichtsteile eines Ladungsübertragungsmaterials, das in Tabelle 1 aufgezählt ist, und 10 Gewichtsteile eines Harzes, das in Tabelle 1 aufgezählt ist, in einer Lösungsmittelmischung aus 30 Gewichtsteilen Monochlorbenzol und 70 Gewichtsteilen Dichlormethan gelöst. Das Harz wurde wie folgt synthetisiert: Bisphenol (0,01 mol), Natriumhydroxid (0,8 g) und Tetramethylammoniumchlorid (1 g) wurden in 100 ml Wasser gelöst und die sich ergebende Lösung in einen 11 fassenden Mischer gegeben. Eine Lösung aus Terephthalsäurechlorid (0,005 mol) und Isophthalsäurechlorid (0,005 mol), gelöst in 1,2-Dichlorethan (30 ml), wurde unter Rühren in den Mischer gegeben. Die Mischung wurde nach der Zugabe weiter 10 Minuten lang bei hoher Geschwindigkeit gerührt und dann 2 Stunden stehen gelassen, wodurch eine 1,2-Dichlorethanschicht gebildet wurde. Dann wurde die 1,2-Dichlorethanschicht in einen Behälter übertragen und eine große Menge Hexan zur 1,2-Dichlorethanlösung gegeben, um das sich ergebende Harz auszufällen. Nach Waschen mit Wasser wurde das Harz gereinigt, indem es in Chloroform gelöst und dann erneut mit Methanol ausgefällt wurde.
Die Lösung, die das Ladungsübertragungsmaterial und das Harz enthielt, wurde auf die Ladungserzeugungsschicht durch ein Tauchbeschichtungsverfahren aufgebracht und 2 Stunden lang bei 120ºC getrocknet. Eine Ladungsübertragungsschicht mit einer Dicke von 25 um wurde gebildet.
Jedes sich ergebende, elektrofotografische, lichtempfindliche Element wurde wie folgt untersucht:
Das elektrofotografische, lichtempfindliche Element wurde in einen umgebauten LBP "Laser Jet 4 Plus", hergestellt von Hewlett-Packard Company (Verarbeitungsgeschwindigkeit: 71 mm/s), eingebracht. Der Umbau bezog sich auf eine Konstantspannungssteuerung der Primäraufladung anstelle einer Konstantstromsteuerung. Das elektrofotografische, lichtempfindliche Element wurde einem Dauerpapierzufuhrtest mit dem umgebauten Gerät bei 28ºC und 90% relativer Feuchte unterworfen. Ein Bild, das in dieser Prüfung verwendet wurde, war ein DIN-A4-förmiges Gittermuster mit einem Schwärzungsgrad von 4%. Die Operation wurde in einer Unterbrechungsbetriebsart durchgeführt, die je Ausdruck unterbracht. Die Kopieroperation wurde fortgesetzt, bis gemäß visueller Beurteilung Schleierbildung auftrat, während Toner zugegeben wurde. Die Anzahl der wiederholten Kopierzyklen wurde als Beständigkeit aufgezeichnet. Der Abrieb nach Taber eines frischen, elektrofotografischen, lichtempfindlichen Elementes wurde bestimmt mit Hilfe des Gewichtsverlustes während einer 15 Minuten langen Abriebprüfung unter Verwendung eines Abriebprüfgerätes mit einem Abriebband, hergestellt von Yasuda Seiki Seisakusho Co., Ltd..
Ein Fotogedächtniswert wurde wie folgt bestimmt: Ein Abschnitt eines frischen, elektrofotografischen, lichtempfindlichen Elementes wurde mit Licht aus einer weißen Fluoreszenzlichtquelle mit 3000 Lux 10 Minuten lang belichtet, 10 Minuten lang stehen gelassen und dann einer Potentialmessung des Hellbereichs unterworfen. Der Fotogedächtniswert wurde definiert als Unterschied im Hellbereichpotential zwischen dem mit Licht bestrahlten Bereich und dem nicht mit Licht bestrahltem Bereich. Das Hellbereichpotential wurde bestimmt, indem ein Oberflächenpotential mit einem Oberflächenpotentiometer gemessen wurde, als im gleichen LPB ein gefüllt schwarzes Bild auf dem elektrofotografischen, lichtempfindlichen Element erzeugt wurde.
Die Beständigkeit gegen Risse durch Lösungsmittel wurde wie folgt bestimmt: Fingerfett wurde an der Oberfläche eines frischen, elektrofotografischen, lichtempfindlichen Elementes festgeklebt, worauf es 48 Stunden stehengelassen und dann die Lösungsmittelrissbildung durch ein Mikroskop betrachtet wurde. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1

Vergleichsbeispiele 1 bis 5

Elektrofotografische, lichtempfindliche Elemente wurden wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, das Verbindungen, wie sie in Tabelle 2 ausgeführt sind als Harze verwendet wurden und Ladungsübertragungsmaterialien zur Ladungsübertragungsschicht und untersucht. Die Struktureinheiten 1 bis 3 und die Vergleichsverbindung 1 in Tabelle 2 weisen die folgenden Strukturen auf: Struktureinheit CE-1: Struktureinheit CE-2: Struktureinheit CE-3: Vergleichsverbindung CC-1
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Bildfehler aufgrund von Fehlern, die auf der Oberfläche des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gebildet wurden, wurden nach 6000 Kopierzyklen während einer Beständigkeitsprüfung im Vergleichsbeispiel 1 festgestellt und nach 2000 Kopierzyklen im Vergleichsbeispiel 4. Tabelle 2

Claims

1. Elektrofotografisches, lichtempfindliches Element, umfassend: Einen Träger und eine darauf gebildete lichtempfindliche Schicht, wobei die Oberflächenschicht der lichtempfindlichen Schicht folgendes enthält: (a) Ein Harz, das eine Struktureinheit umfasst, die durch die folgende, allgemeine Formel (1) dargestellt ist, und (b) wenigstens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus (i) einer Triarylaminverbindung, die durch die folgende, allgemeine Formel (2) dargestellt ist, oder (ii) einer Styrylverbindung, die durch die folgende, allgemeine Formel (3) dargestellt ist:

worin X -CR&sub1;&sub3;R&sub1;&sub4;-, eine substituierte oder unsubstituierte Cycloalkylidengruppe, eine substituierte oder unsubstituierte α,ω-Alkylengruppe, eine Einfachbindung, -O-, -S-, -SO- oder -SO&sub2;- darstellt, wobei R&sub1;&sub3; und R&sub1;&sub4; jeweils ein Wasserstoffatom, eine Trifluormethylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Arylgruppe darstellen und gleich oder verschieden voneinander sind, und R&sub1; bis R&sub1;&sub2; jeweils ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Arylgruppe darstellen und gleich oder verschieden voneinander sind,

worin Y ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Alkoxygruppe oder

darstellt, worin R&sub1;&sub5;' bis R&sub2;&sub4;' jeweils ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Alkoxygruppe darstellen und gleich oder verschiedenen voneinander sind, R&sub1;&sub5; bis R&sub2;&sub7; jeweils ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Alkoxygruppe darstellen und gleich oder verschiedenen voneinander sind und R&sub2;&sub8; und R&sub2;&sub9; jeweils ein Wasserstoffatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, Aralkylgruppe oder Arylgruppe darstellen und jeweils gleich oder verschieden voneinander sind,

worin Z -CH&sub2;CH&sub2;- oder -CH=CH- darstellt, R&sub3;&sub0; und R&sub3;&sub1; jeweils eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, Aralkylgruppe, Arylgruppe oder heterocyclische Gruppe darstellen und gleich oder verschieden voneinander sind, R&sub3;&sub2; bis R&sub3;&sub9; jeweils ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Alkoxygruppe darstellen und gleich oder verschieden voneinander sind, und Ar eine substituierte oder unsubstituierte Arylengruppe oder heterocyclische Gruppe darstellt.

2. Elektrofotografisches, lichtempfindliches Element nach Anspruch 1, worin X eine Cycloalkylidengruppe, die 5 bis 11 Kohlenstoffatome aufweist, oder eine α,ω- Alkylengruppe, die 2 bis 10 Kohlenstoffatome aufweist, darstellt.

3. Elektrofotografisches, lichtempfindliches Element nach Anspruch 1, worin die Struktureinheit, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt ist, die folgende Formel aufweist:

4. Elektrofotografisches, lichtempfindliches Element nach Anspruch 1, worin die Oberflächenschicht sowohl die Triarylaminverbindung, die durch die allgemeine Formel (2) dargestellt ist, und die Styrylverbindung, die durch die allgemeine Formel (3) dargestellt ist, enthält.

5. Elektrofotografisches, lichtempfindliches Element nach Anspruch 4, worin die Triarylaminverbindung und Styrylverbindung durch die folgenden Formeln dargestellt sind:

6. Elektrofotografisches, lichtempfindliches Element nach Anspruch 5, worin die Struktureinheit, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt ist, die folgende Formel aufweist:

7. Elektrofotografisches, lichtempfindliches Element nach Anspruch 5, worin die lichtempfindliche Schicht eine Ladungserzeugungsschicht und eine Ladungsübertragungsschicht umfasst, und die Ladungsübertragungsschicht die Oberflächenschicht darstellt.

8. Prozesspatrone, umfassend: Ein elektrofotografisches, lichtempfindliches Element und wenigstens eine Einrichtung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer Aufladeeinrichtung, einer Entwicklungseinrichtung und einer Reinigungseinrichtung, wobei das elektrofotografische, lichtempfindliche Element und diese wenigstens eine Einrichtung integral getragen werden und von dem Hauptkörper eines elektrofotografischen Gerätes abnehmbar gestaltet sind, wobei das elektrofotografische, lichtempfindliche Element folgendes umfasst: Einen Träger und eine darauf gebildete lichtempfindliche Schicht, wobei die Oberflächenschicht der lichtempfindlichen Schicht folgendes enthält: (a) Ein Harz, das eine Struktureinheit umfasst, die durch die folgende, allgemeine Formel (1) dargestellt ist, und (b) wenigstens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus (i) einer Triarylaminverbindung, die durch die folgende, allgemeine Formel (2) dargestellt ist, oder (ii) einer Styrylverbindung, die durch die folgende, allgemeine Formel (3) dargestellt ist:

worin X-CR&sub1;&sub3;R&sub1;&sub4;-, eine substituierte oder unsubstituierte Cycloalkylidengruppe, eine substituierte oder unsubstituierte α,ω-Alkylengruppe, eine Einfachbindung, -O-, -S-, -SO- oder -SO&sub2;- darstellt, wobei R&sub1;&sub3; und R&sub1;&sub4; jeweils ein Wasserstoffatom, eine Trifluormethylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Arylgruppe darstellen und gleich oder verschieden voneinander sind, und R&sub1; bis R&sub1;&sub2; jeweils ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder Arylgruppe darstellen und gleich oder verschieden voneinander sind,

9. Elektrofotografisches Gerät, umfassend: Ein elektrofotografisches, lichtempfindliches Element, eine Aufladeeinrichtung, eine Belichtungseinrichtung, eine Entwicklungseinrichtung und eine Reinigungseinrichtung, wobei das elektrofotografische, lichtempfindliche Element folgendes umfasst: Einen Träger und eine darauf gebildete lichtempfindliche Schicht, wobei die Oberflächenschicht der lichtempfindlichen Schicht folgendes enthält: (a) Ein Harz, das eine Struktureinheit umfasst, die durch die folgende, allgemeine Formel (1) dargestellt ist, und (b) wenigstens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus (i) einer Triarylaminverbindung, die durch die folgende, allgemeine Formel (2) dargestellt ist, oder (ii) einer Styrylverbindung, die durch die folgende, allgemeine Formel (3) dargestellt ist: