CN101078893A - 电子照相感光体及其制造方法、处理盒和成像装置 - Google Patents

电子照相感光体及其制造方法、处理盒和成像装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101078893A
CN101078893A CNA2006101670843A CN200610167084A CN101078893A CN 101078893 A CN101078893 A CN 101078893A CN A2006101670843 A CNA2006101670843 A CN A2006101670843A CN 200610167084 A CN200610167084 A CN 200610167084A CN 101078893 A CN101078893 A CN 101078893A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
superficial layer
nitrogen
photoreceptor
electrophtography photosensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006101670843A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101078893B (zh
Inventor
八木茂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Publication of CN101078893A publication Critical patent/CN101078893A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101078893B publication Critical patent/CN101078893B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/05Organic bonding materials; Methods for coating a substrate with a photoconductive layer; Inert supplements for use in photoconductive layers
    • G03G5/0528Macromolecular bonding materials
    • G03G5/0557Macromolecular bonding materials obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsatured bonds
    • G03G5/0578Polycondensates comprising silicon atoms in the main chain
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/14Inert intermediate or cover layers for charge-receiving layers
    • G03G5/147Cover layers
    • G03G5/14708Cover layers comprising organic material
    • G03G5/14713Macromolecular material
    • G03G5/14747Macromolecular material obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • G03G5/14773Polycondensates comprising silicon atoms in the main chain

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Abstract

本发明提供了一种电子照相感光体及其制造方法、处理盒和成像装置,所述电子照相感光体包含依次层积在导电基材上的感光层和表面层,所述感光层包含有机物质,所述表面层包含第IIIA族元素和氮,所述表面层的厚度为0.01μm至小于1μm,所述表面层的表面的中心线平均粗糙度(Ra)小于或等于0.01μm。

Description

电子照相感光体及其制造方法、处理盒和成像装置
技术领域
本发明涉及用于通过电子照相法形成图像的复印机所使用的电子照相感光体及其制造方法、处理盒和成像装置。
背景技术
近年来,电子照相法已广泛地应用于复印机、打印机等。利用这种电子照相法的成像装置所用的电子照相感光体(下文也称作“感光体”)在装置中经受各种接触与应力,因而导致劣化。然而,另一方面,高可靠性与成像装置的数字化和彩色化都是所需要的。
例如,如果对感光体进行带电处理,则会出现以下问题。首先,在非接触带电方法中,放电产物附着在感光体上,发生图像模糊等。因此,为了除去附着在感光体上的放电产物,可以使用例如以下系统:将具有研磨功能的颗粒混合在显影剂中,在清洁部擦掉放电产物。在此情况下,感光体的表面会因研磨而劣化。另一方面,近来还广泛采用接触带电方法。在该方法中,也会加速感光体的磨损。
在此背景下,需要具有较长使用期限的电子照相感光体。由于为使电子照相感光体具有更长的使用期限,需要提高其耐磨性,因此需要提高感光体表面的硬度。
但是,在包含硬无定形硅的感光体中,放电产物会附着,容易产生图像模糊和图像流动(image flow)。在高湿度环境中,该现象特别显著。具有有机感光层的有机感光体的表面层的相关情况也与此类似。
为了抑制这些问题的产生,通常将碳类材料用作感光体的表面层。例如,曾经提出了使用催化化学气相沉积(CVD)法在有机感光层上形成无定形碳化硅表面保护层的方法(参见JP-A-2003-316053)、在无定形碳中包含微量镓原子以提高耐湿性和耐印刷性的技术(参见JP-A-2-110470)、使用具有金刚石键的无定形碳氮化物的技术(参见JP-A-2003-27238)、使用非单晶氢化的氮化物半导体的技术(参见JP-A-11-186571)。
然而,在碳类膜如氢化的无定形碳膜(a-C:H)及其氟化膜(a-C:H,F)中,随着膜硬度的提高,存在膜被着色的倾向。因此,如果包含碳类膜的表面层因使用而破损,则透过表面层的光透射量会随时间而增加,引发设置在表面层内侧的感光层的感光度增加的问题。此外,如果在表面方向上表面层被不均匀磨损,则感光层的感光度会变得不均匀。因此,存在容易导致图像模糊的问题,特别是在形成半色调图像的时候。
另一方面,作为碳类薄膜材料的一般特性,已知硬度的提高和透明度的提高此消彼涨。其原因在于,当在膜中存在碳键时,需要提高金刚石型sp3键合性以增大硬度。但是,吸收光的石墨型sp2键会不可避免地混入膜中,此外,当尝试通过向膜等中加氢以减少石墨型sp2键的存在时,透明性得到改善,但是膜的性质变为具有有机性且硬度降低。
此外,近年来已经进行了碳氮化物膜的研究与开发。但是目前仍未达到比例如金刚石膜和类金刚石碳膜等传统已知碳类薄膜更高的硬度或特性。为了获得更硬、更致密的膜,需要在约1000℃加热,并提高成膜时的放电功率。然而,这种需要高温、高能放电条件的成膜方法难以应用于易因热或放电而受损的有机感光体,因此尚未实际应用。
在此情况下,从硬度和透明度的相容性方面来看,传统的碳类薄膜不足以充当感光体的表面层。另一方面,从该方面来看,氢化的无定形碳化硅膜(a-SiC:H)是优异的。然而,由于很容易因放电产物的附着而发生图像模糊和图像流动,因此需要使用鼓式加热器以抑制其发生。
此外,氢化的氮化物半导体在硬度和透明度方面均较优异,但是耐湿性不足,在高湿度环境下的实用性较差。
基于这些问题,已经提出了在表面层中使用例如氟化镁(参见JP-A-2003-29437)。然而,由于氟化镁可溶于水和酸,因此在高湿度环境下的耐湿性不足。
此外,还提出了使用利用遥控式等离子体(remote plasma)的非单晶III族氮化化合物半导体的电子照相感光体的表面层(参见JP-A-11-186571)。然而,如果将非单晶III族氮化化合物半导体用作有机感光体的表面层,则基材温度和半导体生长的表面的温度不同,这在感光层是有机感光层时会导致感光层表面因热量而损坏的问题,从而无法使用有机聚合物膜的透明度和平滑度等原始特性。另外,还存在电荷输送层劣化,因而不能产生任何光学响应的问题。
另一方面,与上述利用气相中的成膜的表面层的形成方法相比照,还提出了通过涂布法形成表面层的方法。在这些方法中,为提高耐磨性,已知可以将具有硅氧烷键的高分子化合物用于表面层。然而,包含这种材料的表面层没有利用气相成膜法形成的表面层硬。结果,当感光体表面随时间而损坏或磨损时,表面附着性增加,调色剂将附着到感光体表面上,导致产生感光体使用期限缩短的问题。
对于具有有机感光层的感光体(下文也称作“有机感光体”)的表面层,所述有机感光层的材料具有优异的设计和生产率,需要使高硬度和良好的透明度相容,因放电产物的附着而导致的图像缺陷受抑制,并且随时间的流逝这些特性能够保持在较高水平。然而,在上述传统材料中,考虑到实际生产的问题和其它困难,难以使这些特性高度相容。
发明内容
因此,本发明的一个方面的目标是解决上述问题。
本发明的一个方面提供了如下的电子照相感光体,即使当有机感光体的表面层是使用遥控式等离子体通过半导体生产法形成时,所述电子照相感光体也具有优异的机械耐久性和表面平滑性;能够抑制因放电产物的附着而导致的图像缺陷;具有高感光性;随时间的流逝易于将这些特性保持在高水平。本发明的一个方面还提供了所述电子照相感光体的制造方法、使用所述电子照相感光体的处理盒和成像装置。
通过本发明的下述方面可以实现所述目标。本发明提供:
<1>一种电子照相感光体,所述电子照相感光体包含依次层积在导电基材上的感光层和表面层,其中,所述感光层包含有机物质,所述表面层包含第IIIA族元素和氮,所述表面层的厚度为0.01μm至小于1μm,所述表面层的表面的中心线平均粗糙度(Ra)(下文也称作“Ra”)小于或等于0.01μm。
<2>如<1>所述的电子照相感光体,其中所述表面层的表面的中心线平均粗糙度(Ra)小于或等于0.07μm。
<3>如<1>所述的电子照相感光体,其中所述表面层的表面的中心线平均粗糙度(Ra)小于或等于0.05μm。
<4>如<1>所述的电子照相感光体,其中所述表面层的厚度为0.03μm~0.7μm。
<5>如<1>所述的电子照相感光体,其中所述表面层的厚度为0.05μm~0.5μm。
<6>如<1>所述的电子照相感光体,其中所述表面层中的氮含量小于或等于60原子%。
<7>如<1>所述的电子照相感光体,其中作为第IIIA族元素原子总数x与氮原子总数y之比(x∶y)的所述表面层中的第IIIA族元素与氮的含量比为1.0∶0.2~1.0∶2.0。
<8>一种处理盒,所述处理盒包含电子照相感光体和选自由带电装置、显影装置、清洁装置和除电装置组成的组的至少一种装置,所述电子照相感光体包含依次层积在导电基材上的感光层和表面层,所述感光层包含有机物质,所述表面层包含第IIIA族元素和氮,所述表面层的厚度为0.01μm至小于1μm,所述表面层的表面的中心线平均粗糙度(Ra)小于或等于0.01μm,并且
所述处理盒能够从成像装置主体上拆卸下来。
<9>如<8>所述的处理盒,其中所述表面层的表面的中心线平均粗糙度(Ra)小于或等于0.07μm。
<10>如<8>所述的处理盒,其中所述表面层的厚度为0.03μm~0.7μm。
<11>如<8>所述的处理盒,其中所述表面层中的氮含量小于或等于60原子%。
<12>如<8>所述的处理盒,其中作为第IIIA族元素原子总数x与氮原子总数y之比(x∶y)的所述表面层中的第IIIA族元素与氮的含量比为1.0∶0.2~1.0∶2.0。
<13>一种成像装置,所述成像装置包含:包含依次层积在导电基材上的感光层和表面层的电子照相感光体,所述感光层包含有机物质,所述表面层包含第IIIA族元素和氮,所述表面层的厚度为0.01μm至小于1μm,所述表面层的表面的中心线平均粗糙度(Ra)小于或等于0.01μm;使所述电子照相感光体的表面带电的带电装置;使通过所述带电装置带电的所述电子照相感光体的表面曝光以形成静电潜像的曝光装置;通过包含调色剂的显影剂使所述静电潜像显影以形成调色剂图像的显影装置;和将所述调色剂图像转印到记录介质上的转印装置。
<14>如<13>所述的成像装置,其中所述表面层中的氮含量小于或等于60原子%。
<15>如<13>所述的成像装置,其中作为第IIIA族元素原子总数x与氮原子总数y之比(x∶y)的所述表面层中的第IIIA族元素与氮的含量比为1.0∶0.2~1.0∶2.0。
<16>一种电子照相感光体的制造方法,所述方法包括在含有活化氢的气氛下,将通过活化含氮化合物获得的活性物质与含有第IIIA族元素的有机金属化合物反应,以在表面温度低于100℃的感光层上形成表面层。
<17>如<16>所述的电子照相感光体的制造方法,所述方法包括活化其中混合有氮气和氢气的气体,并将所述气体与含有第IIIA族元素的所述有机金属化合物反应。
<18>如<16>所述的电子照相感光体的制造方法,其中在包含氮气和氢气的所述气体中氢气的浓度为10%~95%。
如前所述,本发明的一个方面提供了如下的电子照相感光体,即使当有机感光体的表面层是使用遥控式等离子体通过半导体生产法形成时,所述电子照相感光体也具有优异的机械耐久性和表面平滑性;能够抑制因放电产物的附着而导致的图像缺陷;具有高感光性;随时间的流逝易于将这些特性保持在高水平。本发明的一个方面还提供了所述电子照相感光体的制造方法、使用所述电子照相感光体的处理盒和成像装置。
附图说明
本发明的示例性实施方案将基于以下附图详细描述,其中:
图1是显示本发明的示例性实施方案的感光体的层结构的一个实例的截面示意图;
图2是显示本发明的示例性实施方案的感光体的层结构的另一实例的截面示意图;
图3是显示本发明的示例性实施方案的感光体的层结构的另一实例的截面示意图;
图4A是显示用于形成本发明的示例性实施方案的感光体的表面层的成膜装置的实例的示意图;
图4B是显示用于形成本发明的示例性实施方案的感光体的表面层的成膜装置的实例的示意图;
图5是显示能够用在本发明的示例性实施方案中的另一等离子体发生装置的实例的示意图;
图6是显示该成膜装置的实例的示意图;
图7是说明根据本发明的示例性实施方案的成像装置的实施方案的成像装置的基本结构的截面图;和
图8是说明本发明的示例性实施方案的处理盒的实施方案的截面图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的示例性实施方案。
(电子照相感光体及其制造方法)
本发明的示例性实施方案的电子照相感光体(下文可称作“感光体”)包含依次层积在导电基材上的感光层和表面层。感光层包含有机物质。表面层包含第IIIA族元素和氮,表面层的厚度为0.01μm至小于1μm,表面层的表面的中心线平均粗糙度(Ra)小于或等于0.1μm。
本发明的示例性实施方案的表面层中所包含的两种元素可以形成硬度和透明度优异的氮化化合物半导体。表面层的最上表面可以被氧化。具有这种表面层的感光体耐磨性优异,能够抑制缺陷的产生并能够获得良好的感光性。表面层中含有第IIIA族元素氧化物的感光体能够防止因氧化而劣化,这是因为在成像装置的氧化气氛中由带电单元生成的臭氧和氮氧化物很难氧化感光体自身的表面。另外,由于放电产物对表面的附着受到抑制,因此可以避免图像缺陷的产生。因为如上所述感光体具有优异的机械耐久性,所以这些特性可以长期保持在较高水平。
当使用遥控式等离子体通过与制造传统半导体的方法相同的方法来形成上述表面层时,层生长处的表面温度会高达数百摄氏度。因此,当感光层是有机感光层时,感光层表面将因热而损坏,发生熔融和分解,使表面层的表面变得粗糙,此外,有机感光层中的化合物会劣化。因此,无法获得设置表面层的效果。
鉴于上述问题,本发明人对由本发明人已经提出的使用遥控式等离子体形成氮化化合物半导体表面层的方法进行了深入研究。已经发现,通过使用特定物质作为允许与下述的含有第IIIA族元素的有机金属化合物反应的活性物质,可以将层生长处的表面温度降低到100℃以下。该方法允许包含氮化化合物半导体的表面层形成在有机感光体的表面上,而不会损害位于下层的有机感光层。这样就完成了本发明的示例性实施方案。
由于在本发明中表面层可以在低于100℃的低温形成,因此即使在沉积表面层后,也会保持完整平滑的表面,而不会损坏有机感光层。具体地说,在本发明的示例性实施方案的感光体中,当以0.01μm至小于1μm的厚度形成表面层时,表面的中心线平均粗糙度(Ra)小于或等于0.1μm。
当表面的中心线平均粗糙度(Ra)超过0.1μm时,在电子照相装置(成像装置)的清洁步骤中使用刮刀或刷子进行的清洁将变得不足,带电、显影和转印步骤完成后调色剂会残留在表面上。因此,分辨率和图像浓度容易降低,容易出现不均匀的图像和重影。此外,当表面的中心线平均粗糙度(Ra)超过0.1μm时,有机感光层会自然损坏,导致感光度降低,残余电位水平升高。
表面的中心线粗糙度(Ra)优选小于或等于0.07μm,更优选小于或等于0.05μm。
当表面层的厚度小于0.01μm时,电子照相感光体的表面易于受感光层的影响,机械强度会变得不足。另一方面,当厚度大于或等于1μm时,重复带电和曝光会使残余电位升高,同时对感光层的机械内应力增加,容易产生剥落和裂纹。
表面层的厚度优选为0.03μm~0.7μm,更优选为0.05μm~0.5μm。
表面的中心线粗糙度(Ra)是在截止值(cut-off value)为75%、测量距离为1.0mm以及扫描速度为0.12mm/秒的条件下,使用表面粗糙度计(商品名:SURFCOM 550A,东京精密社制造)测量在轴向上感光体任意10个位置的粗糙度获得的平均值。
表面层的厚度是共同使用触针式差度仪(contact level differencemeter,东京精密社制造的表面粗糙度计)与由扫描电子显微镜(商品名:S-400,日立社制造)所拍摄的半导体膜的截面照片进行测量的。
下面是对本发明的示例性实施方案的电子照相感光体结构的描述。
图1是显示本发明的示例性实施方案的感光体的层结构的一个实例的截面示意图,其中1表示导电基材,2表示感光层,2A表示电荷产生层,2B表示电荷输送层,3表示表面层。
图1所示的感光体具有在导电基材1上依次层积有电荷产生层2A、电荷输送层2B和表面层3的层结构。感光层2包括电荷产生层2A和电荷输送层2B两个层。
图2是显示本发明的示例性实施方案的感光体的层结构的另一实例的截面示意图,其中4表示下引层,5表示中间层,其它数字的意义与图1中相同。图2所示的感光体具有以下层结构:在导电基材1上依次层积有下引层4、电荷产生层2A、电荷输送层2B、中间层5和表面层3。
图3是显示本发明的示例性实施方案的感光体的层结构的另一实例的截面示意图,其中6表示感光层,其它数字的意义与图1和图2中相同。
图3所示的感光体具有以下层结构:在导电基材1上依次层积有感光层6和表面层3。感光层6是具有如图1和图2所示的电荷产生层2A和电荷输送层2B的集成功能的层。
感光层2和6包含有机物质,即所谓的有机感光层。
尽管本发明的示例性实施方案的表面层3的整个层可以仅由第IIIA族元素和氮构成,但根据需要,表面层3也可以包含其它元素,例如氢、碳和氧。由于表面层的组成、结构和性质可以通过使用这些第三元素来容易、灵活地控制,因此能够以更高水平获得上述效果。
特别是表面层3可以包含氢作为第三元素。当表面层包含氢时,通过利用第IIIA族元素和氮之间的键来补偿悬挂键和结构缺陷,除了可以获得高防水性和低摩擦系数,还可以获得高硬度和透明性以及电稳定性、化学稳定性和机械稳定性。
表面层还可以包含氧作为第四元素。当表面层包含氧时,可以获得在氧化气氛中的电子照相法的抗氧化性。
表面层3厚度方向上的组成可以具有浓度梯度,或者表面层可以具有多层结构。
例如,关于表面层3在厚度方向上的浓度分布,当表面层含氧时,氮的浓度分布可以向感光层侧增加,而氧的浓度分布可以向感光层侧减少(或者向感光体的表面侧增加)。此外,表面层的感光体表面侧的大部分优选由氧和第IIIA族元素构成,而表面层的感光层侧附近优选包含第IIIA族元素和除氧以外的其它元素(或者不含氧)。
当感光体具有这种氧浓度分布时,机械强度、抗氧化性和因放电产物附着造成的图像缺陷的消除以及感光性彼此能够以较高水平相容,同时这些特性可以长期容易地保持。在表面层厚度方向上的氧浓度分布模式不受特别限制,可以是线性分布、曲线分布或阶梯状分布。
表面层3中的氮含量优选小于或等于60原子%,更优选小于或等于50原子%。当氮含量超过60原子%时,感光体的实用性可能降低,这是因为表面层的耐水性会变得不足。同时在表面层的厚度方向上的氮浓度分布可以是均匀的或不均匀的,表面层中可以基本不包含氮。第IIIA族元素可以是多种元素。
作为第IIIA族元素原子总数x与氮原子总数y之比(x∶y)的表面层中的第IIIA族元素与氮的含量比为1.0∶0.2~1.0∶2.0。当所述比例不在上述范围中时,参与形成四面体型键的原子的比例可能会很小,而离子键会增加,导致化学稳定性和硬度可能变得不足。
具体地说,表面层3中包含的第IIIA族元素可以是选自B、Al、Ga和In的至少一种元素。表面层中可以包含两种或两种以上元素。表面层中元素含量的组合不受限制。当选择吸收可见光的In时,优选考虑使用该感光体的电子照相系统的曝光波长和擦除波长使得其尽可能少地不吸收可见光。
在表面层3的最上表面中诸如第IIIA族元素和氮等元素的含量和在厚度方向上的分布可以通过使用卢瑟福反向散射(Rutherford backscattering,下文可称作“RBS”)如下确定。
将加速器(商品名:3SDH PELLETRON,NEC corporation制造)、终端站(商品名:RBS-400,CE & A Co.,Ltd.制造)和系统(商品名:3S-R10)用于RBS。数据使用HYPRA程序(商品名,CE & A Co.,Ltd.制造)进行分析。
RBS的测量条件为:He++离子束能量为2.275eV,检测角为160°,相对入射束的掠射角约为109。
RBS测量具体地如下进行。
在RBS测量中,将He++离子束垂直入射到样品上,将检测器以相对于该离子束呈160°角设置,以便测量反向散射的He信号。由所检测的He的能量和强度,可以确定组成比和膜厚度。为了提高获得组成比和膜厚度的准确性,可以利用两个检测角度来测量该谱。通过利用在深度方向分辨率不同并且反向散射动力学不同的两个不同的检测角度进行测量并相互校验可以提高准确性。
被靶原子反向散射的He原子数由以下三个因素决定:1)靶原子的原子数,2)散射前He原子的能量,3)散射角。通过由所测得的组成进行计算来估算密度,并用其来计算膜厚度。密度的误差在20%以内。
整个表面层中每种元素的含量也可以通过二次电子质谱或X射线光电子谱(XPS)来测量。
表面层可以包含0.1原子%~50原子%的氢。当氢含量小于0.1原子%时,表面层可能存在涉及CaN键的结构变形,该层可能在电学上不稳定,同时机械特性可能不足。另一方面,当氢含量大于50原子%时,由于多个氢原子对第IIIA族元素和氮原子的键合概率增加,所以会无法保持三维结构,并且硬度、化学稳定性和耐水性可能不足。
如下所示通过氢前向散射(Hydrogen Forward Scattering,下文可称作HFS)可以计算氢含量。
关于HFS,可以使用加速器(商品名:3SDH PELLETRON,NEC制造)和终端站(商品名:RBS-400,CE & A Co.,Ltd.制造),并且将3S-R10用作系统。使用CE & A Co.,Ltd.的HYPRA程序进行分析。HFS的测量条件如下。
He++离子束能量:2.275eV
检测角160°
相对于入射束的掠射角30
在HFS测量中,通过相对于He++离子束将检测器设置为30°,样品相对于法线呈75°,可以获取在样品前散射的氢的信号。此时,优选使用薄铝箔覆盖检测器,以除去与氢一起散射的He原子。在用阻止能(stopping power)标准化后通过比较基准样品和目标样品的氢计数来测量所述的量。作为基准样品,可以使用H离子注入的Si样品和白云母。已知白云母所具有的氢浓度约为6.5原子%。通过减去吸附在清洁Si表面上的H的量,可以测量出吸附在最外表面中的H的量。
此外,可以使用红外线吸收谱测量,通过第IIIA族元素-氢键或N-H键的强度来估计氢含量。
使用傅立叶变换红外吸收光谱仪系统B(商品名:SPECTRUM ONE,Perkin Elmer,Inc.制造,S/N比为30000∶1,分辨率为4cm-1)进行红外吸收谱的测量。将尺寸为10mm×10mm的硅晶片上形成有膜的样品放在带有聚光器的样品台上并进行测量。使用其上未形成有膜的硅晶片作为参照。
将通过连接1100cm-1处和800cm-1处吸收峰的波谷获得的线性线段向低波数侧延长作为基线,将从GaN的吸收峰到与基线交点的垂直线的高度定义为总吸收强度。将峰的半高度处的横向峰宽定义为GaN吸收的半峰宽。
尽管表面层3可以是微晶的、多晶的或无定形的,但优选表面层为无定形的,以提高感光体表面的平滑性。从稳定性和硬度方面来看,表面层更优选为含有微晶的无定形,或者含有无定形材料的微晶/多晶。晶体/无定形可以通过使用RHEED(反射高能电子衍射)测量获得的衍射图像中是否存在点和线来判断。
关于RHEED(反射高能电子衍射)测量,使用RHEED仪器(商品名:MB-1000,EIKO Engineering Co.,Ltd.制造)如下观察电子衍射图像。
将尺寸为10mm×10mm的硅晶片上生长有GaN:H的测量样品水平放置在分析室中心的样品台上,使用涡轮泵将该分析室抽空到压力小于或等于1×10-4Pa。将电子枪的电压设置为-15kV。调整电子束相对于样品的入射角、XY偏转器和焦点,使衍射图像投射到对着电子枪放置的屏幕上。使用数码相机拍摄投射图像,并进行评价。
可以向表面层加入各种掺杂物,以控制导电型。当要将表面层的导电性控制为n型时,例如可以加入选自Si、Ge和Sn的至少一种元素。当要将其控制为p型,例如可以加入选自Be、Mg、Ca、Zn和Sr的至少一种元素。
即使当该层为微晶、多晶或无定形时,表面层3也容易在其内部结构中含有许多缺陷,例如缺陷键、位错和在晶粒边界处的缺陷等。因此,表面层可以包含氢和/或卤素元素以钝化这些缺陷。表面层中的氢原子和/或卤素原子会结合到晶体中的缺陷键和晶粒边界处的缺陷中,从而抑制反应的活性点,并起到电学补偿的作用。因此,由于表面层中载体的扩散和移动抑制了被捕获,所以抑制了因反复带电和曝光而产生的内部电荷累积所造成的残余电位的升高,感光体表面的带电特性可以得到进一步稳定。
本发明的示例性实施方案的感光体的每一层都将与其制造方法一起更详细地描述。
本发明的示例性实施方案的感光体的层结构包括依次层积在导电基材上的感光层和表面层。本发明的示例性实施方案的感光层是包含有机物质的有机感光层。如果需要,可以在这些层之间提供例如中间层的下引层。如上所述感光层可以包括多个层,每层可以具备不同的功能(功能分离型)。
形成感光层的有机聚合物化合物可以是热塑性的或热固性的,也可以是由两种类型的分子反应而形成。此外,从调整硬度、膨胀系数和弹性以及改善附着性等方面来看,可以在感光层和表面层之间提供中间层。中间层可以显示出相对于表面层的物理特性和感光层(功能分离型时的电荷输送层)的物理特性二者的中间特性。此外,如果提供了中间层,则中间层可以作为捕获电荷的层。
有机感光层可以是如图1和图2所示独立地具有电荷产生层2A和电荷输送层2B的功能分离型感光层2,或者是如图3所示功能集成型感光层6。如果是功能分离型,则感光体的表面侧应提供有电荷产生层,或表面层侧提供有电荷输送层。下面将集中于功能分离型感光层2对感光层进行描述。
如果使用后面述及的方法在感光层上形成表面层3,为了防止感光层2除热以外因短波电磁辐射的照射而分解,则在形成表面层3之前,可以在感光层表面预先提供针对紫外线等的短波光吸收层。此外,为了不在感光层2上照射短波光,可以在形成表面层3的初始阶段首先形成具有小带隙的层。例如,在感光层侧提供的具有小带隙的这种层的组成可以是含In的GaxIn(1-X)(0≤X≤0.99)。
此外,可以在感光层表面提供含有紫外线吸收剂的层(例如,通过分散在高分子树脂中的层的涂布等形成的层)。
这样,在形成表面层3之前,在感光体表面上提供了中间层5,因此可以防止形成表面层3时的诸如紫外光等短波光、将感光体应用在成像装置中时的电晕放电、或来自其它各种光源的紫外光对感光层的影响。
当如上所述表面层3是无定形或晶体时,优选表面层3的下引层(感光层侧)是微晶,且表面层3的上层(感光体的表面侧)也是无定形的,以便提高对于感光层2(或中间层5)的附着性和提高感光体表面的滑动性。
带电期间电荷可以注入到表面层3中。此时,电荷应在表面层3和感光层2之间的界面处被捕获。或者电荷可以在表面层3的表面上被捕获。例如,当感光层2是如图1和图2所示的功能分离型层时,电荷输送层的表面层侧的表面可以在从带负电的表面层3注入电子时用于捕获电荷,或者可以在电荷输送层和表面层3之间提供中间层5,以阻止电荷的注入并进行捕获。当表面层带正电时过程也是如此。
此外,表面层3还可以具有电荷注入阻止层的功能,或者还可以具有电荷注入层的功能。此时,如上所述,通过将表面层3的导电型调整为n型或p型,表面层3可以起到电荷注入阻止层或也起到电荷注入层的作用。
如果表面层3起到电荷注入层的作用,则电荷在中间层5或感光层2的表面(表面层侧的表面)上被捕获。如果带负电,则n型表面层起到电荷注入层的作用,而p型表面层起到电荷注入阻止层的作用。如果带正电,则n型表面层起到电荷注入阻止层的作用,而p型表面层起到电荷注入层的作用。
(表面层的形成)
下面将描述形成表面层3的方法。可以直接在感光层上形成表面层3,使其包含第IIIA族元素和氮。感光层2的表面可以使用等离子体来清洁。
关于表面层3的形成,可以使用广为人知的气相成膜法,例如等离子体CVD(化学气相沉积)法、有机金属气相沉积法、分子束外延法等。在下文中,将参考用于形成表面层3的装置的附图来描述表面层3的形成。
图4A和图4B是显示用于形成本发明的示例性实施方案的感光体的表面层3的成膜装置的实例的示意图,其中图4A是从侧面观察的成膜装置的截面示意图,图4B是图4A中所示的成膜装置的A1-A2间的截面示意图。在图4A和图4B中,10表示成膜室,11表示出口,12表示基材旋转部,13表示基材保持器,14表示基材(其上设置有有机感光层等的导电基材),15表示气体导入管,16表示喷嘴,17表示等离子体扩散部分,18表示高频供电部,19表示平板电极,20表示气体导入管,21表示高频放电管部。
在如图4A和图4B所示的成膜装置中,成膜室10的一端设有与真空排气机(未显示)相连的出口11,成膜室10的与设有出口11处相对的一侧设有等离子体产生装置,该装置包括高频供电部18、平板电极19和高频放电管部21。
等离子体产生装置包括高频放电管部21、布置于高频放电管部21中并具有设置在出口11侧的放电面的平板电极19、以及布置于高频放电管部21外面并与平板电极19的放电面的相反面连接的高频供电部18。高频放电管部21与为高频放电管部21中提供气体的气体导入管20相连。该气体导入管20的相反端与第一气体供应源(未显示)相连。
可以使用图5中所示的等离子体产生装置来替换如图4A和图4B中所示的成膜装置中的等离子体产生装置。图5是显示可以用在如图4A和图4B中所示的成膜装置中的等离子体产生装置的另一实例的示意图,并且是等离子体产生装置的侧视图。
在图5中,22表示高频线圈,23表示石英管,20表示与图4A和图4B中所示的管相同的管。该等离子体产生装置包括石英管23和沿石英管23外周面设置的高频线圈22。石英管23的一端与成膜室10(图5中未显示)连接。此外,石英管23的另一端与用于将气体导入到石英管23中的气体导入管20连接。
图4A和图4B中的平板电极19的放电面侧与杆状喷嘴16相连,所述杆状喷嘴16与该放电面基本平行。喷嘴16的另一端与气体导入管15相连。该气体导入管15与设置在成膜室10外部的第二气体供应源(未显示)连接。
此外,在成膜室10中还提供了基材旋转部12,使得圆筒形基材14可以通过基材保持器13安装到基材旋转部12上,从而近似平行地面对喷嘴的纵向和基材14的轴向。为了形成膜,基材14可以随基材旋转部12的旋转而以轴向旋转。至于基材14,可以使用其上层积了感光层的基材,或者其上层积了感光层的中间层的基材。
例如可以如下形成表面层3。首先,将N2气和H2气的混合气体由气体导入管20导入到高频放电管21中,由高频供电部18向平板电极19提供13.56MHz的无线电波。此时,形成等离子扩散部17,从而能够从平板电极19的放电面侧向出口11侧放射性地传播。平板电极19可以具有由接地屏蔽物围绕的电极。这样,可以同时活化N2气(含氮化合物)和H2气,以获得活化物质。
接下来,将已用氢气作为载气稀释的三甲基镓气体(含有第IIIA族元素的有机金属化合物)通过气体导入管15和喷嘴16导入到成膜室10中,使得活化氮和三甲基镓在含有活化氢的气氛中反应,结果,可以在基材14的表面上形成含有氢、氮和镓的膜。
如上所述,通过将N2气和H2气引入高频放电管,从而通过同时形成本发明的示例性实施方案中的活性物质来分解三甲基镓气体,可以在基材上沉积第IIIA族元素和氮的含氢化合物。可以在基材表面(感光层表面)的温度低于100℃的同时形成表面层。
当在等离子体中同时活化氢气和氮气以使活化气体与含有第IIIA族元素的有机金属化合物反应时,可以使用通过等离子体放电产生的活性氢有效地蚀刻基材表面上生长的层。该方法允许在低于100℃的低温在有机物质(有机感光层)的表面上形成含有第IIIA族元素和氮的化合物层,并且该化合物层具有与在高温下生长的层相当的品质,同时不会损坏该有机物质。因此,如上所述可以形成表面中心线平均粗糙度(Ra)为0.1μm的表面层。
活化含有已一旦导入成膜装置中的氢原子的有机金属化合物所释放的氢可以用作由等离子体活化的氢源,理想的是活化的氢原子数比氮原子多,因为在生长温度较低时表面释放出的过量的氢的量较少。因此,优选在活化区域将氢气与氮气一起直接引入,而不是使用包含在有机金属化合物中的氢原子作为氢源。
可以利用通过活化氮在下游导入的氢气的活化,当沉积温度低时利用本方法难以形成硬度优异、质量良好的层,因为在此情况下对基材表面的蚀刻效果较低。
具体地说,在为活化提供的氮气和氢气的混合气体中氢气浓度优选为10体积%~95体积%。当氢气浓度小于10体积%时,低温下的蚀刻反应可能不充分,由于形成了含氢量较高的第IIIA族元素的氮化化合物,因此该层会耐水性不足且在大气中不稳定。当氢气浓度大于95体积%时,所述层的增长速率会因层生长期间过度的蚀刻反应而变低,当氢含量太高时,所述层将具有严重的缺陷,生长表面变得粗糙。
氢气浓度优选为10体积%~95体积%。
可以将氢气和氮气从彼此不同的位置引入到成膜装置中,也可以作为混合物引入。当从不同位置引入氢气和氮气时,优选同时活化这两种气体,以便有效地获得上述蚀刻效果。可以将同时含有氮原子和氢原子的气体如NH3用作氢和氮的给料物质,并使用等离子体将其活化,以简化该装置。使用氮气和氢气的方法更应适当考虑上述氢的量的问题。可以使用NH3、氢气和氮气的混合气体。
在形成表面层3的过程中,作为基材的表面温度(感光层的表面温度),形成表面层3时的温度应该低于100℃。即使当基材的表面温度低于100℃时,实际形成温度也会因等离子体效应而大于或等于100℃,所以感光层2会因热而受到损坏,因此,调整基材表面温度时优选将该效应考虑进去。
基材的表面温度优选小于或等于80℃,更优选小于或等于50℃。本发明的示例性实施方案中所使用的术语“感光层的表面温度”是指整个层的表面温度,所述整个层包括在有机感光层的表面上另外提供的例如中间层等的层。
基材14的表面温度可以通过加热和/或冷却装置(附图中未显示)来控制,也可以任由其在放电期间温度自然升高。当加热基材14时,加热器可以位于基材14的内部或外部。当冷却基材14时,冷却气体或液体可以在基材14的内部循环。
若要避免因放电引起的基材14表面温度升高,控制与基材14接触的高能气流是很有效的。在此情况下,应根据需要的温度调整诸如气流、放电输出和压力等条件。
至于含有第IIIA族元素的气体,可以使用三乙基镓代替三甲基镓气体。可以使用含有铟或铝的有机金属化合物代替含镓的有机金属化合物。还可以使用氢化物,例如乙硼烷。可以混合使用两种或两种以上的这些物质。
例如,在表面层3的成膜开始时,如果通过气体导入管15和喷嘴16将三甲基铟引入成膜室10中,从而在基材14上形成含有氮和铟的膜,则该膜能够吸收连续成膜时产生的、会使感光层2劣化的紫外线。结果,成膜时因紫外线的产生对于感光层2的损害可以受到抑制。
当根据本发明的示例性实施方案在低温下形成具有优异性能的膜时,成膜室10中氮气和氢气的混合气体与含有第IIIA族元素和载气的气体之比(混合气体∶含有第IIIA族元素的气体(体积比))可以为1∶50~1∶1000。压力决定流入成膜室10中的整个气体流速,其值为13.3Pa~133Pa。
此外,可以向表面层3中加入掺杂剂,以便控制其导电型。至于成膜时的掺杂方法,对于n型可以使用SiH3和SnH4,对于p型可以以气态使用二茂基镁、二甲基钙、二甲基锶、二甲基锌和二乙基锌。此外,为了在表面层中掺杂掺杂元素,可以使用诸如热扩散法和离子注入法等广为人知的方法。
具体地说,可以通过气体导入管15和喷嘴16将含有至少一种掺杂元素的气体引入成膜室10,从而获得任意导电型如n型和p型的表面层。
通过利用上述方法,可以使活性氢和氮以及第IIIA族元素存在于基材14上,此外,活性氢具有作为分子释放有机金属化合物中包含的烃基如甲基和乙基上的氢的作用。结果,在基材14的表面上形成了硬膜的表面层3,在该表面层中,氢、氮和第IIIA族元素在低温下构成三维结合。
与碳化硅中包含的sp2键型的碳原子不同,该硬膜变得透明,这是因为Ga和N形成了sp3键,就象构成金刚石的碳原子。此外,可以在成膜后通过自然氧化或使用诸如氧或臭氧进行氧化处理引入氧,从而将该硬膜制成含氧的膜。该膜透明而坚硬,膜表面具有耐水性,并且摩擦力很小。
在如图4A和图4B所示的成膜装置的等离子体产生装置中,使用高频振荡器。但活化方式并不局限于此。例如,也可以使用微波振荡器和电子回旋加速器共振型或螺旋波等离子体型的装置。此外,如果使用高频振荡器,则可以使用感应型或电容型。
优选使用高频振荡器,从而不会因等离子体辐射而使基材14表面温度升高,但可以提供防止热辐射的装置。
在本发明的示例性实施方案中,为了在低温下形成高质量膜,在例如高频放电的情况中,频率可以是10kHz~50MHz。可以根据基材尺寸改变输出,其范围在0.01W/cm2~0.2W/cm2之间。基材的转速为0.1rpm~100rpm。
如果使用两种或两种以上不同的等离子体产生装置(等离子体产生单元),需要在相同压力、相同时间进行放电。此外,可以在放电区和成膜区(设置基材的部位)之间提供压力差。这些装置可以相对于成膜装置中形成的气流,从气体导入的部位到其排出的部位连续布置。所有装置的布置都应面对基材14的成膜表面。
例如,以图4A和图4B所示的成膜装置为例,如果相对于气流连续布置两种等离子体产生装置,则可以使用在成膜室10中放电的第二等离子体产生装置,所述第二个等离子体产生装置将喷嘴16用作电极。在此情况下,可以通过气体导入管15向喷嘴16施加高频电压,以便使用喷嘴16作为电极,在成膜室10中放电。可选地是,可以在成膜室10中的基材14与平板电极19之间提供圆筒状电极,以代替使用喷嘴16作为电极,从而使用该圆筒状电极在成膜室10中放电。
此外,如果在相同压力下使用两种不同类型的等离子体产生装置,例如,如果使用微波振荡器和高频振荡器,则受激物的激发能可能会显著改变,这对控制膜的品质是有效的。此外,可以在大气压附近放电。如果在大气压附近放电,He可以理想地用作载气。
在本发明的示例性实施方案中使用两种或两种以上等离子体产生装置时,由于基体表面温度容易升高,所以基材可以被冷却。
为了形成表面层3,除了上述方法以外,可以使用常规的有机金属气相沉积法和分子束外延法。对于通过这些方法进行成膜,使用活性氮和/或活性氢对于降低温度也很有效。此时,对于氮材料,可以使用如N2、NH3、NF3、N2H4和甲肼等气体,或者气化液体或用载气鼓泡的液体。
-导电基材和感光层-
下面将详细描述当本发明的示例性实施方案的电子照相感光体是包含功能分离型有机感光层的有机感光体时(图1和图2中的构造),本发明的示例性实施方案的电子照相感光体的导电基材和感光层,以及根据需要提供的下引层和中间层。
导电基材1的例子包括:例如铝、铜、铁、不锈钢、锌和镍的金属鼓;沉积在基体材料如片材、纸、塑料和玻璃上的金属如铝、铜、金、银、铂、钯、钛、镍-铬、不锈钢和铜-铟;沉积在基体材料上的导电金属化合物如氧化铟和氧化锡;层积在基体材料上的金属箔;和分散在粘合剂树脂中并涂布在基材上以进行导电处理的炭黑、氧化铟、氧化锡-氧化锑粉末、金属粉末、碘化铜等。此外,导电基材的形状可以是鼓形、片形和板形中的任意一种。
此外,如果使用金属管基材作为导电基材,则金属管基材的表面可以是原样的原始管。然而,也可以通过预先进行表面处理,使基材表面的表面变粗糙。这种表面粗糙化可以防止使用相干光源如激光束作为曝光光源时,因感光体中可能出现的相干光形成的颗粒状浓度不均匀。表面处理的方法包括镜面切削、蚀刻、阳极化、粗切削、无心磨削、喷砂和湿珩磨。
特别地是,从提高与感光层2的附着性和提高成膜性能方面来看,可以将具有阳极化的铝基材表面的基材用作导电基材。
下面描述制造具有阳极化表面的导电基材的方法。首先,为该基材制备纯铝和铝合金(例如,铝或JIS standard No.K4080定义的1000~1999、3000~3999或6000~6999号的铝合金)。然后进行阳极化。阳极化在例如铬酸、硫酸、草酸、磷酸、硼酸和氨基磺酸的酸浴中进行。通常使用硫酸浴来进行处理。例如,在硫酸浓度大约如下的条件下进行阳极化:10重量%~20重量%,浴温:5℃~25℃,电流密度:1A/dm2~4A/dm2,浴电压:5V~30V,处理时间:约5分钟~约60分钟,但不局限于此。
以此方式在铝基材上形成的阳极化膜多孔并高度绝缘,具有非常不稳定的表面。因此,形成该膜后,其物理特性值容易随时间而变化。为了防止物理特性值的这种变化,需要将该阳极化膜密封。密封方法的实例包括将阳极化膜浸入含有氟化镍或乙酸镍的水溶液中的方法、将阳极化膜浸入沸水中的方法、以及在加压下用蒸汽进行处理的方法。在这些方法中,最经常使用的是浸入含有乙酸镍的水溶液中的方法。
在已经以此方式密封的阳极化膜的表面上残存了过量的因密封而附着的金属盐等。如果这些金属盐等在基材的阳极化膜上过量残存,则不仅在阳极化膜上形成的涂层膜的品质会受到不良影响,而且通常会残余低电阻成分。因此,如果将此基材用于感光体以形成图像,则会成为导致浮渣(scumming)的因素。
在此,在密封之后,为除掉因密封而附着的金属盐等,对阳极化膜进行洗涤。洗涤可以是对基材进行一次洗涤,但也可以通过多步洗涤来洗涤基材。此时,作为最后的洗涤步骤的洗涤溶液,要尽可能地使用清洁(去离子)洗涤溶液。此外,在多步洗涤的任一步骤中,可以进行使用接触元件如刷子等的物理摩擦洗涤。
上述在导电基材表面上形成的阳极化膜的厚度为约3μm~约15μm。在阳极化膜上沿着多孔阳极化膜的多孔状最外表面存在称为隔离层的层。在本发明的示例性实施方案的感光体中,隔离层的厚度可以为1nm~100nm。通过上述方式,可以获得阳极化导电基材1。
在以此方式获得的导电基材1中,通过阳极化在基材上形成的阳极化膜具有高载体阻挡性。因此,可以将使用此导电基材的感光体安装在成像装置中,以防止进行反转显影(负/正显影)时出现点缺陷(黑点和浮渣),并防止接触带电时经常发生的接触带电装置的电流泄漏现象。此外,通过密封阳极化膜,可以防止形成阳极化膜后物理特性值随时间而改变。此外,通过在密封后洗涤导电基材,可以除掉因密封而附着在导电基材表面上的金属盐等。如果图像是由包含用该导电基材生产的感光体的成像装置形成的,则可以充分防止浮渣的出现。
接下来描述可根据需要提供的下引层。
下引层4的材料的实例包括:聚合树脂化合物如缩醛树脂(例如聚乙烯醇缩丁醛)、聚乙烯醇树脂、酪蛋白、聚酰胺树脂、纤维素树脂、明胶、聚氨酯树脂、聚酯树脂、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯酯树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酐树脂、硅酮树脂、硅酮-醇酸树脂、苯酚-甲醛树脂和三聚氰胺树脂;含有锆、钛、铝、锰、硅原子等的有机金属化合物。
这些化合物可以单独使用或者作为多种化合物的混合物或缩聚物使用。其中,优选使用含有锆或硅的有机金属化合物,因为它们具有低残余电位、电势随环境变化小、且反复使用时电势变化小。此外,有机金属化合物可以单独使用,也可以两种或两种以上作为混合物使用,或者与上述粘合剂树脂混合使用。
有机硅化合物(含有硅原子的有机金属化合物)的实例包括乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基甲氧基硅烷、N,N-二(β-羟乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-氯丙基三甲氧基硅烷。其中,优选使用硅烷偶联剂如乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基硅烷)、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷和3-氯丙基三甲氧基硅烷。
有机锆化合物(含有锆的有机金属化合物)的实例包括丁氧锆、乙基乙酰乙酸锆、三乙醇胺锆、乙酰丙酮酸丁氧锆、乙基乙酰乙酸丁氧锆、乙酸锆、草酸锆、乳酸锆、膦酸锆、辛酸锆、环烷酸锆、月桂酸锆、硬脂酸锆、异硬脂酸锆、甲基丙烯酸丁氧锆、硬脂酸丁氧锆和异硬脂酸丁氧锆。
有机钛化合物(含有钛的有机金属化合物)的实例包括钛酸四异丙酯、钛酸四正丁酯、钛酸丁酯二聚体、四(2-乙基己基)钛酸酯、乙酰丙酮化钛、聚乙酰丙酮化钛、亚辛基羟乙酸钛、钛乳酸铵盐、乳酸钛、钛乳酸乙酯、三乙醇胺酸钛(titanium triethanolaminate)和聚硬脂酸羟基钛。
有机铝化合物(含有铝的有机金属化合物)包括异丙醇铝、二异丙醇一丁氧基铝、丁酸铝、二异丙醇二乙基乙酰乙酸铝和三(乙基乙酰乙酸)铝。
此外,用于形成下引层4的下引层形成涂布液用溶剂的实例包括广为人知的有机溶剂,例如:芳香烃溶剂如甲苯和氯苯;脂肪醇溶剂如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇和正丁醇;酮溶剂如丙酮、环己酮和2-丁酮;卤代脂肪烃溶剂如二氯甲烷、氯仿和氯乙烯;环状或线性醚溶剂如四氢呋喃、二噁烷、乙二醇、二乙醚;和酯溶剂如乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸正丁酯。这些溶剂可以单独使用,也可以两种或两种以上混合使用。作为两种或两种以上溶剂混合使用时可以使用的溶剂,可以使用任意溶剂,只要作为混合溶剂能够将粘合剂树脂溶解在其中即可。
形成下引层4时,首先制备通过分散和混合下引层涂布剂和溶剂而配制的下引层形成涂布液,并涂布在导电基材的表面上。作为下引层形成涂布液的涂布方法,可以使用诸如浸涂法、环涂法、绕线棒涂布法、喷涂法、刮板涂布法、刮刀涂布法和幕涂法等常规方法。如果形成下引层,则应使其厚度为0.1μm~3μm。通过将下引层厚度设定在该厚度范围,可以防止因感光性降低和重复使用而造成的电势升高,而不会过度提高电势垒。
以此方式,通过在导电基材上形成下引层4,可以改善当涂布以在下引层上形成层时的可湿性,可以充分发挥作为电阻挡层的作用。
可以调整如上形成的下引层4的表面粗糙度,使其粗糙度为曝光时使用的激光波长λ的1倍~1/(4n)倍(其中n是设置在下引层外围上的层的折射系数)。表面粗糙度通过向下引层形成涂布液中加入树脂颗粒来进行调整。这样,如果将通过调整下引层的表面粗糙度而形成的感光体用于成像装置,可以充分防止因激光源导致的干涉条纹。
作为树脂颗粒,可以使用硅酮树脂颗粒、交联型PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)树脂颗粒等。此外,为了调整表面粗糙度,可以研磨下引层的表面。作为研磨方法,可以使用磨光、喷砂、湿珩磨、研磨处理等。在用于具有带正电构成的成像装置的感光体中,激光入射束在感光体的最外表面附近被吸收,进而在感光层中散射。因此,并不如此强烈地需要调整下引层的表面粗糙度。
此外,为了改善电特性、环境稳定性和图像品质,可以将各种添加剂加入到下引层形成涂布液中。作为添加剂,可以使用广为人知的材料,例如:电子输送性物质,例如醌化合物如氯醌、溴醌和蒽醌、四氰基对苯醌二甲烷化合物、芴酮化合物如2,4,7-三硝基芴酮和2,4,5,7-四硝基-9-芴酮、噁二唑化合物如2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑、2,5-二(4-萘基)-1,3,4-噁二唑、2,5-二(4-二乙胺基苯基)1,3,4-噁二唑、氧杂蒽酮化合物、噻吩化合物、二苯酚合苯醌化合物如3,3’,5,5’-四叔丁基二苯酚合苯醌;电子输送性颜料如多环或偶氮、锆螯合物、钛螯合物、铝螯合物、钛醇盐化合物、有机钛化合物和硅烷偶联剂。
此处所用的硅烷偶联剂的具体实例包括诸如乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基甲氧基硅烷、N,N-二(β-羟乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-氯丙基三甲氧基硅烷。但是其并不局限于此。
锆螯合物的具体实例包括丁氧锆、乙基乙酰乙酸锆、三乙醇胺锆、乙酰丙酮酸丁氧锆、乙基乙酰乙酸丁氧锆、乙酸锆、草酸锆、乳酸锆、膦酸锆、辛酸锆、环烷酸锆、月桂酸锆、硬脂酸锆、异硬脂酸锆、甲基丙烯酸酯丁氧锆、硬脂酸丁氧锆和异硬脂酸丁氧锆。
钛螯合物的具体实例包括钛酸四异丙酯、钛酸四正丁酯、钛酸丁酯二聚体、四(2-乙基己基)钛酸酯、乙酰丙酮化钛、聚乙酰丙酮化钛、亚辛基羟乙酸钛、钛乳酸铵盐、乳酸钛、钛乳酸乙酯、三乙醇胺酸钛和聚硬脂酸羟基钛。
铝螯合物的具体实例包括异丙醇铝、二异丙醇一丁氧基铝、丁酸铝、二异丙醇二乙基乙酰乙酸铝和三(乙基乙酰乙酸)铝。
这些添加剂可以单独使用或者作为多种化合物的混合物或缩聚物使用。
此外,上述下引层形成涂布液可以包含至少一种受电子性物质。受电子性物质的具体实例包括琥珀酸酐、马来酐、二溴马来酐、邻苯二甲酸酐、四溴邻苯二甲酸酐、四氰基乙烯、四氰基对苯醌二甲烷、邻二硝基苯、间二硝基苯、氯醌、二硝基蒽醌、三硝基芴酮、苦味酸、邻硝基苯甲酸、对硝基苯甲酸和邻苯二甲酸。其中,特别优选使用的是芴酮、奎宁和具有吸电子取代基如Cl、CN和NO2的苯衍生物。结果,在感光层中,可以提高感光性,可以降低残余电位,并且可以降低反复使用时感光性的劣化。使用包含在下引层中含有受电子性物质的感光体的成像装置形成的调色剂图像的浓度不均匀可以得到充分避免。
此外,可以使用下述分散型下引层涂布剂来代替上述下引层涂布剂。结果,通过适当调整下引层的电阻,可以防止残余电荷累积,可以使下引层更厚。因此,可以改善感光体的耐漏电性,特别是可以防止接触带电时的漏电。
该分散型下引层涂布剂可以是例如通过在粘合剂树脂中分散金属粉末如铝、铜、镍和银;导电金属氧化物如氧化锑、氧化铟、氧化锡和氧化锌;以及导电材料如碳纤维、炭黑和石墨粉末而获得的那些物质。作为导电金属氧化物,可以使用平均一次粒径小于或等于0.5μm的金属氧化物颗粒。如果平均一次粒径太大,则通常在局部生成导电路径,容易引起电流泄漏,这会导致雾化或带电装置发生大的电流泄漏。需要将下引层4调整为具有适当电阻,以便改善耐漏电性。因此,平均一次粒径小于或等于0.5μm的上述颗粒的粉末电阻可以约为102Ω·cm~1011Ω·cm。
如果金属氧化物颗粒的电阻比上述范围的下限小,则不能获得足够的耐漏电性。而如果高于该范围的上限,则残余电位可能会升高。因此,其中,优选使用金属氧化物颗粒,例如氧化锡、氧化钛和氧化锌。此外,金属氧化物颗粒可以两种或两种以上混合使用。此外,通过使用偶联剂在金属氧化物颗粒上进行表面处理,可以控制粉末的电阻。作为在此情况中可以使用的偶联剂,可以使用与上述下引层形成涂布液所用的那些材料相同的材料。此外,这些偶联剂可以两种或两种以上混合使用。
在该金属氧化物颗粒的表面处理中,可以使用任何广为人知的方法,可以使用干法或湿法。
如果使用干法,则首先加热并干燥金属氧化物颗粒,以除去表面吸附的水。通过除去表面吸附的水,偶联剂可以均匀地吸附在金属氧化物颗粒的表面上。接下来,在使用具有强剪切力的搅拌器等搅拌金属氧化物颗粒的同时,将偶联剂直接滴入或用干燥空气或氮气喷入其中,或者将溶解在有机溶剂或水中的偶联剂滴入或用干燥空气或氮气喷入其中,从而进行均匀的处理。滴入或喷入偶联剂时,处理可以在大于或等于50℃的温度进行。加入或喷入偶联剂后,可以在大于或等于100℃的温度进一步进行烧附。通过烧附作用,可以将偶联剂固化,可以与金属氧化物颗粒发生牢固的化学反应。可以在能够获得理想的电子照相特性的温度下进行任意长度的时间的烧附。
如果使用湿法,与干法相似,首先要除去金属氧化物颗粒上表面吸附的水。作为除去表面吸附的水的方法,除了与干法相似的加热并干燥的方法外,还可以采用通过在用于表面处理的溶剂中搅拌并加热来除去的方法,以及通过使用溶剂共沸来除去的方法。接下来,在溶剂中搅拌金属氧化物颗粒,并通过使用超声波、砂磨机、磨碎机、球磨机等进行分散。向其中加入偶联剂溶液,并进行搅拌或分散。然后,除掉溶剂,从而均匀地进行处理。除掉溶剂后,可以在大于或等于100℃的温度下进一步进行烧附。可以在能够获得理想的电子照相特性的温度下进行任意长度的时间的烧附。
表面处理剂相对于金属氧化物颗粒的量可以是能够获得理想的电子照相特性的量。电子照相特性受表面处理后附着在金属氧化物颗粒上的表面处理剂的量的影响。当使用硅烷偶联剂时,附着量通过由荧光X射线谱测量(由硅烷偶联剂造成)的Si强度和用于金属氧化物的主要金属元素的强度获得。通过荧光X射线谱测量的Si强度大于或等于1.0×10-5倍并小于或等于1.0×10-3倍的用于金属氧化物的主要金属元素的强度。如果其低于该范围,则会经常出现图像缺陷如雾浊。如果超过该范围,则浓度经常会因残余电位的升高而降低。
包含在分散型下引层涂布剂中的粘合剂树脂的实例包括:广为人知的聚合树脂化合物如缩醛树脂(例如聚乙烯醇缩丁醛)、聚乙烯醇树脂、酪蛋白、聚酰胺树脂、纤维素树脂、明胶、聚氨酯树脂、聚酯树脂、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯酯树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酐树脂、硅酮树脂、硅酮-醇酸树脂、酚树脂、苯酚-甲醛树脂、三聚氰胺树脂和聚氨酯树脂;具有电荷输送性基团的电荷输送性树脂;以及导电树脂如聚苯胺。
其中,优选使用不溶于形成在下引层上的层的涂布溶剂的树脂。特别地是,优选使用酚树脂、苯酚-甲醛树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂等。在分散型下引层形成涂布液中,金属氧化物颗粒与粘合剂树脂的比例可以在能够获得理想的感光体特性的范围内任意设定。
将通过上述方法进行了表面处理的金属氧化物颗粒分散到粘合剂树脂中的方法的实例包括使用介质分散器如球磨机、振动球磨机、磨碎机、砂磨机和卧式砂磨机的方法,或使用无介质分散器如搅拌器、超声波分散器、辊磨机和高压均化器的方法。此外,高压均化器的实例包括在高压下通过液-液碰撞或液-壁碰撞来分散分散液的碰撞法,以及在高压下通过使分散液穿过微小通道来分散分散液的穿透法。
使用该分散型下引层涂布剂形成下引层的方法可以与使用上述下引层涂布剂形成下引层的方法相同。
下面描述感光层2,依次单独描述电荷输送层2B和电荷产生层2A。
用于电荷输送层2B的电荷输送性材料的实例如下。即,使用如下空穴输送性材料:噁二唑如2,5-二(对二乙氨基苯基)-1,3,4-噁二唑;吡唑啉如1,3,5-三苯基-吡唑啉和1-[吡啶基-(2)]-3-(对二乙氨基苯乙烯基)-5-(对二乙氨基苯乙烯基)吡唑啉;芳香叔胺化合物如三苯胺、三(对甲基)苯胺、N,N-二(3,4-二甲基苯基)联苯基-4-胺、二苄基苯胺和9,9-二甲基-N,N-二(对甲苯基)芴酮-2-胺;芳香族叔二氨基化合物如N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-[1,1-二苯基]-4,4’-二胺;1,2,4-三嗪如3-(4’-二甲氨基苯基)-5,6-二-(4’-甲氧基苯基)-1,2,4-三嗪;腙如4-二乙氨基苯甲醛-1,1-二苯基腙、4-二苯基氨基苯甲醛-1,1-二苯基腙、[对(二乙氨基)苯基](1-萘基)苯基腙、1-芘二苯基腙、9-乙基-3-[(2-甲基-1-二氢吲哚基亚氨基)甲基]咔唑、4-(2-甲基-1-二氢吲哚基亚氨基甲基)三苯胺、9-甲基-3-咔唑二苯基腙、1,1-二-(4,4’-甲氧基苯基)丙烯醛二苯基腙和β,β-二(甲氧基苯基)乙烯基二苯基腙;喹唑啉如2-苯基-4-苯乙烯基-喹唑啉;苯并呋喃如6-羟基-2,3-二(对甲氧基苯基)-苯并呋喃;α-芪如p-(2,2-二苯基乙烯基)-N,N-二苯基苯胺;烯胺;咔唑如N-乙基咔唑;聚-N-乙烯基咔唑以及它们的衍生物。其实例还包括主链或侧链上具有包括任何上述化合物的基团的聚合物。这些电荷输送性材料可以单独使用,也可以两种或两种以上组合使用。
任何粘合剂树脂都可以用作电荷输送层所用的粘合剂树脂。然而,特别优选的粘合剂树脂应与电荷输送性材料相容并具有适当的强度。
粘合剂树脂的实例包括:双酚A、双酚Z、双酚C、双酚TP等的各种聚碳酸酯树脂及其共聚物;聚芳酯(polyalylate)树脂及其共聚物;聚酯树脂;甲基丙烯酸树脂;丙烯酸树脂;聚氯乙烯树脂;聚偏二氯乙烯树脂;聚苯乙烯树脂;聚乙酸乙烯酯树脂;苯乙烯-丁二烯共聚物树脂;氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂;氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酐共聚物树脂;硅酮树脂;硅酮-醇酸树脂;苯酚-甲醛树脂;苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂、苯乙烯-醇酸树脂;聚-N-乙烯基咔唑树脂;聚乙烯醇缩丁醛树脂;以及聚苯醚树脂。这些树脂可以单独使用,也可以两种或多种混合使用。
用于电荷输送层2B的粘合剂树脂的分子量可以根据例如感光层2的厚度和溶剂种类等成膜条件适当选择,通常粘均分子量优选为3,000~300,000,更优选为20,000~200,000。
电荷输送性材料与粘合剂树脂的配比为10∶1~1∶5。
电荷输送层2B和/或后面将描述的电荷产生层2A可以包含添加剂如抗氧化剂、光稳定剂和热稳定剂,以便防止感光体因成像装置中生成的臭氧或氧化性气体、光或热而劣化。
抗氧化剂的实例包括受阻酚类、受阻胺类、对苯二胺、芳基烷烃、对苯二酚、螺色满、spiroindanone、或它们的衍生物、有机硫化合物和有机磷化合物。
抗氧化剂化合物的具体实例包括:酚抗氧化剂如2,6-二叔丁基-4-甲酚、苯乙烯化苯酚、正十八烷基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟苯基)-丙酸酯、2,2’-亚甲基-二-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2-叔丁基-6-(3’-叔丁基-5’-甲基-2’-羟基苯甲基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、4,4’-亚丁基-二-(3-甲基-6-叔丁基-苯酚)、4,4’-硫代-二-(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苯基)异氰脲酸酯、四-[亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基-苯基)丙酸酯]-甲烷和3,9-二[2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧螺[5,5]十一烷、3,3’,5’-三叔丁基-4’-羟苯基硬脂基丙酸酯。
受阻胺类化合物的实例包括二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、1-[2-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰氧基]乙基]-4-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰氧基]-2,2,6,6-四甲基哌啶、8-苯甲基-7,7,9,9-四甲基-3-辛基-1,3,8-三氮杂螺[4,5]十一烷-2,4-二酮、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、琥珀酸二甲基-1-(2-羟乙基)-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶缩聚物、聚[{6-(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}六亚甲基{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}]、2-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)-2-正丁基丙二酸二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)和N,N’-二(3-氨基丙基)乙二胺-2,4-二[N-丁基-N-(1,2,2,6,6,-五甲基-4-哌啶基)氨基]-6-氯-1,3,5-三嗪缩合物。
有机硫抗氧化剂的实例包括二月桂基-3,3’-硫代二丙酸酯、二肉豆蔻基-3,3’-硫代二丙酸酯、二硬脂基-3,3’-硫代二丙酸酯、季戊四醇-四-(β-月桂基-硫代丙酸酯)、二(十三烷基)-3,3’-硫代二丙酸酯和2-巯基苯并咪唑。
有机磷抗氧化剂的实例包括三壬基苯基磷酸酯、磷酸三苯酯和三(2,4-二叔丁基苯基)-磷酸酯。
有机硫抗氧化剂的和有机磷抗氧化剂被称作次级抗氧化剂,它们在与主抗氧化剂如酚或胺一起使用时可以协同提高抗氧化效果。
光稳定剂的实例包括二苯甲酮、苯并三唑、二硫代氨基甲酸酯和四甲基哌啶。
二苯甲酮光稳定剂的实例包括2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮和2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
苯并三唑光稳定剂的实例包括2-(-2’-羟基-5’-甲基苯基-)-苯并三唑、2-[2’-羟基-3’-(3”,4”,5”,6”-四-氢化邻苯二甲酰亚胺-甲基)-5’-甲基苯基]-苯并三唑、2-(-2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基-)-5-氯代苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基-)-5-氯代苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-叔丁基苯基-)-苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)-苯并三唑和2-(2’-羟基-3’,5’-二叔戊基苯基-)-苯并三唑。
其它光稳定剂的实例包括2,4-二叔丁基苯基-3’,5’二叔丁基-4’-羟基苯甲酸酯和镍二丁基-二硫代氨基甲酸酯。
可以通过涂布并干燥在适当溶剂中溶解有电荷输送性材料和粘合剂树脂的溶剂来形成电荷输送层2B。用于调整电荷输送层形成涂布液的溶剂的实例包括:芳香烃如苯、甲苯和氯苯;酮如丙酮和2-丁酮;卤代脂肪烃如二氯甲烷、氯仿和氯乙烯;环状或线性醚如四氢呋喃、二噁烷、乙二醇、二乙醚;以及它们的混合溶剂。
此外,可以向电荷输送层形成涂布液中加入少量作为均化剂的硅油,以便提高通过涂布形成的涂布膜的平滑性。
电荷输送层形成涂布液的涂布可以根据感光体的形状和用途,通过使用诸如浸涂法、环涂法、喷涂法、涂边法、刮板涂布法、辊涂法、刮刀涂布法和幕涂法等方法来进行。室温下触摸觉得干燥后可以再加热干燥。可以在30℃~200℃的温度范围内加热和干燥5分钟~2小时。
电荷输送层2B的膜厚度优选为5μm~50μm,更优选为10μm~40μm。
电荷产生层2A可以通过利用真空沉积法来沉积电荷产生性材料或涂布含有有机溶剂和粘合剂树脂的溶液而形成。
关于电荷产生性材料,可以使用:无定形硒、晶体硒、硒-碲合金、硒-砷合金和其它硒化合物;无机光电导体如硒合金、氧化锌和氧化钛;或其染料增感材料;各种酞菁化合物如无金属酞菁、钛氧基酞菁、铜酞菁、锡酞菁和镓酞菁;各种有机颜料如斯夸琳(squarylium)、蒽嵌蒽醌、二萘嵌苯、偶氮、蒽醌、芘、吡喃鎓盐和硫代吡喃鎓盐;或染料。
此外,这些有机颜料通常具有多种晶形。特别是,对于酞菁化合物,已知有各种晶形,如α型和β型。只要所述颜料能够提供所需要的感光性或其它特性,则其任何晶形均可使用。
在上述电荷产生性材料中,优选使用酞菁化合物。在此情况下,当光辐射到感光层上时,感光层中包含的酞菁化合物将吸收光子并产生载流子。此时,由于酞菁化合物具有高量子效率,吸收的光子可以被有效地吸收并产生载流子。
此外,在酞菁化合物中,更优选以下(1)至(3)所示的酞菁。即:
(1)作为电荷产生性材料的结晶形式的羟基镓酞菁,其在使用Cu kα射线的X射线衍射谱的布拉格角(2θ±0.2°)中至少在7.6°、10.0°、25.2°和28.0°处具有衍射峰。
(2)作为电荷产生性材料的结晶形式的氯镓酞菁,其在使用Cu kα射线的X射线衍射谱的布拉格角(2θ±0.2°)中至少在7.3°、16.5°、25.4°和28.1°处具有衍射峰。
(3)作为电荷产生性材料的结晶形式的钛氧基酞菁,其在使用Cu kα射线的X射线衍射谱的布拉格角(2θ±0.2°)中至少在9.5°、24.2°和27.3°处具有衍射峰。
这些酞菁化合物不仅具有特别高的感光性,而且还具有高的感光稳定性。因此,具有包含这些酞菁化合物中任意一种的感光层的感光体可以用作需要高速成像并具有重复再现性的彩色成像装置的感光体。
由于晶体形状和测量方法的不同,这些峰强度和位置可能会稍微偏离上述值。但是,只要X射线衍射图基本符合,则可以判断为相同的晶形。
用于电荷产生层2A的粘合剂树脂的实例包括下面这些粘合剂树脂。即,聚碳酸酯树脂如双酚A型和双酚Z型及其共聚物;聚芳酯树脂;聚酯树脂;甲基丙烯酸树脂;丙烯酸树脂;聚氯乙烯树脂;聚苯乙烯树脂;聚醋酸乙烯酯树脂;苯乙烯-丁二烯共聚物树脂;偏二氯乙烯-丙烯硝酰共聚物树脂;氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酐共聚物树脂;硅酮树脂;硅酮-醇酸树脂;苯酚-甲醛树脂;苯乙烯-醇酸树脂;和聚-N-乙烯基咔唑。
这些粘合剂树脂可以单独使用,也可以两种或两种以上组合使用。电荷产生性材料和粘合剂树脂的混合比(电荷产生性材料:粘合剂树脂)在重量比为10∶1~1∶10时是理想的。此外,通常电荷产生层2A的厚度优选为0.01μm~5μm,更优选为0.05μm~2.0μm。
此外,电荷产生层2A可以包含至少一种受电子性物质,以便提高感光性,降低残余电位,并降低反复使用时的疲劳。用于电荷产生层的受电子性物质的实例包括琥珀酸酐、马来酐、二溴马来酐、邻苯二甲酸酐、四溴邻苯二甲酸酐、四氰基乙烯、四氰基对苯醌二甲烷、邻二硝基苯、间二硝基苯、氯醌、二硝基蒽醌、三硝基芴酮、苦味酸、邻硝基苯甲酸、对硝基苯甲酸和邻苯二甲酸。其中,特别优选的是芴酮、奎宁和具有吸电子取代基如Cl、CN和NO2的苯衍生物。
作为将电荷产生性材料分散到树脂中的方法,可以使用诸如辊磨机、球磨机、振动球磨机、磨碎机、珠磨机、砂磨机和胶体磨等方法。
用于形成电荷产生层2A的涂布液的溶剂的实例包括广为人知的有机溶剂,例如:芳香烃溶剂如甲苯和氯苯;脂肪醇溶剂如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇和正丁醇;酮溶剂如丙酮、环己酮和2-丁酮;卤代脂肪烃溶剂如二氯甲烷、氯仿和氯乙烯;环状或线性醚溶剂如四氢呋喃、二噁烷、乙二醇、二乙醚;和酯溶剂如乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸正丁酯。
这些溶剂可以单独使用,也可以两种或多种混合使用。如果将两种或两种以上的溶剂混合,则可以使用任意溶剂,只要作为混合溶剂时能够将粘合剂树脂溶解在其中即可。然而,如果感光层具有在导电基材侧依次形成电荷输送层2B和电荷产生层2A的层结构,当使用例如下层易于溶解的浸涂法作为涂布方法形成电荷产生层2A时,优选使用不能溶解下层如电荷输送层的溶剂。此外,当使用下层较少被侵蚀的喷涂法或环涂法形成电荷产生层2A时,可以广泛地选择溶剂。
至于中间层5,例如当感光体表面通过带电装置带电时,为了防止发生因从感光体表面向作为反电极的感光体的导电基材注入带电电荷而无法获得带电电势的情形,可以根据需要在表面保护层3和电荷产生层2A之间形成电荷注入阻止层。
至于电荷注入阻止层的材料,可以使用上述硅烷偶联剂、钛偶联剂、有机锆化合物和有机钛化合物、其它有机金属化合物和广泛使用的树脂如聚酯和聚乙烯醇缩丁醛。电荷注入阻止层的厚度需要根据成膜性和载流子阻挡性来进行适当设定,厚度为约0.001μm~约5μm。
(处理盒和成像装置)
接下来,介绍使用本发明的示例性实施方案的感光体的处理盒和成像装置。
本发明的示例性实施方案的处理盒不受具体限制,只要使用本发明的示例性实施方案的感光体即可。但是,具体说来,该处理盒可以是集成有本发明的示例性实施方案的感光体和选自由带电装置、显影装置、清洁装置和除电装置中任一装置的处理盒,并且该处理盒能够从成像装置主体上拆卸下来。
此外,本发明的示例性实施方案的成像装置不受具体限制,只要使用本发明的示例性实施方案的感光体即可。但是,具体说来,该成像装置可以包括本发明的示例性实施方案的感光体、使该感光体表面带电的带电装置、使经带电装置带电的感光体的表面曝光以形成静电潜像的曝光装置、通过包含调色剂的显影剂使静电潜像显影以形成调色剂图像的显影装置和将调色剂图像转印到记录介质上的转印装置。本发明的示例性实施方案的成像装置可以是具有与各种颜色的调色剂对应的多个感光体的所谓的串联装置。在此情况下,所有感光体都可以是本发明的示例性实施方案的感光体。此外,可以通过使用中间转印体的中间转印法转印调色剂图像。
本发明的示例性实施方案的处理盒的清洁装置和成像装置的感光体的清洁装置不受具体限制。但清洁装置可以是清洁刮刀。与其它清洁装置相比,清洁刮刀会经常弄脏感光体表面并加速磨损。但是,因为本发明的示例性实施方案的处理盒和本发明的示例性实施方案的成像装置使用本发明的示例性实施方案的感光体作为感光体,所以即使长期使用,感光体表面的弄脏和磨损也会得到抑制。
下面参照附图介绍成像装置。
图7是显示本发明的示例性实施方案的成像装置基本结构的截面示意图。图7所示的成像装置200包括感光体207、使感光体207带电的带电装置208、与带电装置208相连接的电源209、使经带电装置208带电的感光体207曝光以形成静电潜像的曝光装置206、使经曝光装置206形成的静电潜像通过调色剂显影以形成调色剂图像的显影装置211、将经显影装置211形成的调色剂图像转印到被转印体(图像输出介质)500上的转印装置212、清洁装置213、除电装置214和定影装置215。在此情况下,成像装置中可以不包含除电装置214。
图8是说明本发明的示例性实施方案的处理盒的实例的截面示意图。在处理盒300中,感光体207、带电装置208、显影装置211、清洁装置(清洁单元)213、曝光用的开口218和除电用的开口217通过使用固定轨216结合成一体。感光体207可以包括含有羟基镓酞菁的感光层。显影装置211为感光体207提供调色剂。
处理盒300可以从包含转印装置212、定影装置215和其它未显示的构成部分的成像装置主体上拆卸下来,并可以与成像装置主体一起包括在成像装置中。
实施例
下面将参考实施例具体描述本发明的示例性实施方案。然而,本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
(电子照相感光体的制造)
首先,在下述步骤中,制备依次在Al基材上层积下引层、电荷产生层和电荷输送层(有机感光层)的有机感光体。
-下引层的形成-
将通过搅拌并混合20重量份锆化合物(商品名:ORGATICS ZC540,Matsumoto Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、2.5重量份硅烷化合物(商品名:A1100,Nippon Unicar Company Limited制造)、10重量份聚乙烯醇缩丁醛树脂(商品名:S-LEC BM-S,积水化学社制造)和45重量份丁醇获得的溶液涂布在外径为84mm的Al基材表面,在150℃加热并干燥10分钟,从而形成厚度为1.0μm的下引层。
-电荷产生层的形成-
然后,用玻璃珠和油漆混合器将通过混合1重量份作为电荷产生性材料的氯镓酞菁、1重量份聚乙烯醇缩丁醛(商品名:S-LEC BM-S,积水化学社制造)和100重量份乙酸正丁酯获得的混合物分散1小时,获得电荷产生层形成分散液。
使用浸涂法将该分散液涂布到下引层上,然后在100℃干燥10分钟,以形成厚度为0.15μm的电荷产生层。
-电荷输送层的形成-
然后,将2重量份由以下结构式(1)表示的化合物和3重量份由以下结构式(2)表示的高分子化合物(体均分子量:39000)溶解在20重量份氯苯中,获得电荷输送层形成涂布液。
Figure A20061016708400391
                   结构式(1)
Figure A20061016708400392
                   结构式(2)
使用浸涂法将该涂布液涂布到电荷产生层上,然后在110℃加热40分钟,以形成厚度为20μm的电荷输送层。这样,就获得了在Al基材上依次层积下引层、电荷产生层和电荷输送层(有机感光层)的有机感光体(下文也称作“未涂布感光体”)。
-表面层的形成-
使用具有如图4A和图4B所示结构的成膜装置在未涂布感光体的表面上形成表面层。
首先,将直径为84mm、长度为340mm的未涂布感光体安装在成膜装置的成膜室10中的基材保持器13上,通过出口11将成膜室10的内部抽真空,直到压力约为0.05Pa为止。接下来,将氮气和氢气混合比为1∶2(氮气100sccm,氢气200sccm)的约300sccm的气体从气体导入管20引入设有直径为50mm的电极19的高频放电管部21中,通过使用高频供电部18和匹配电路(图4中未显示)将输出设定为与调谐器相匹配的100W,从而由电极19释放出频率为13.56MHz的射频波。此时反射波为0W。
然后,将含有三甲基镓气体并且还含有作为载气的氢气的混合气体通过气体导入管15从喷嘴16引入成膜室10中的等离子体扩散部17,使得三甲基镓气体的流速为3sccm。此时,通过BARATRON真空计(MKSInstrument,Inc制造)测得的成膜室10中的反应压力为40Pa。
在此情况下,通过在以2rpm的速度旋转未涂布感光体的同时将成膜进行60分钟,形成厚度为0.15μm的GaN膜,以获得在电荷输送层表面上提供有表面层的有机感光体。成膜时无需加热未涂布感光体。此外,在与其它成膜相同的条件下预先粘合在未涂布感光体表面上的示温带(thermo tape)的颜色在成膜后确认为45℃。
使用表面粗糙度计(商品名:SURFCOM 550A,东京精密社制造)测量这样获得的感光体的表面粗糙度。具体是,通过测量感光体轴向上测量长度为1.0mm的10个位置,从而获得平均值,来得到中心线平均粗糙度(Ra)。结果,中心线平均粗糙度(Ra)为0.02μm。
-表面层的分析和评价-
使用与在未涂布感光体上形成表面层相同的方式在Si基材上形成层,测量位于Si基材上的该层的IR吸收谱。由该测量指认Ga-H、Ga-N和N-H键对应的峰。这些结果显示表面层含有镓、氮和氢。Ga-N吸收峰的半峰宽为130cm-1
由通过卢瑟福反向散射的组成测量,在距表面深度为10nm处检测到了Ga、N以及20原子%的氧,在深于上述位置处的Ga和N的丰度比为0.45∶0.55。由HFS(氢前向散射)发现该层中氢含量为15原子%,在通过RHEED(反射高能电子衍射)获得的衍射图像中观察到了漫射环。该结果表明微晶与无定形部分掺杂在一起,或者微晶的粒径为约50。
在刚刚成膜后立即将基材浸入水中可以在形成在Si基材上的该层上看到被水溶解的痕迹,而在常湿、室温的环境下放置1天后,该层浸入水中则不会溶解,并且使用不锈钢摩擦表面上也未发现缺陷。
上述分析和评价的结果表明表面层是微晶无定形层,其组成中包含氢、氮和镓以及氧。表面层中氧的浓度分布情况如下:在最上表面氧最丰富,并且氧的浓度向着电荷输送层侧递减。
(评价)
评价具有表面层的电子照相感光层的电子照相特性。
使用Scorotron带电器在-700V下使不具有表面层的未涂布感光体和具有表面层的感光体带负电,在以40rpm旋转感光体的同时使用曝光光线(光源:半导体激光器,波长:780nm,输出:5mW)扫描感光体的表面,以测量照射后的残余电位。结果显示,未涂布感光体上的残余电位为-20V,而具有表面层的电子照相感光体具有与小于或等于-25V相当的残余电位,这是良好的水平,完全不依赖于温度和湿度。
对从IR区到可见区的光源波长范围中表面层对感光性的影响进行评价,在未涂布感光体和具有表面层的感光体之间基本上未观察到差异。该结果说明提供表面层不会降低感光性。
当通过剥离粘合在具有表面层的感光体表面上的胶带而进行剥离测试时,感光体的表面层完全不会被剥离,表明表面层的粘合性优异。
将具有表面层的感光体安装在用于DOCUCENTRE COLOR 500(商品名,富士施乐株式会社制造)的处理盒上,并将该盒安装在DOCUCENTRE COLOR 500上,以评价在高温、高湿度环境(28℃,80%RH)下连续打印10000张时的情况。将未涂布感光体安装在DOCUCENTRE COLOR 500上,作为评价图像品质的参考,图像以上述方法形成。
结果显示,通过使用具有表面层的感光体在打印测试开始和结束后形成的图像均与作为参考的通过使用未涂布感光体在测试开始时形成的图像一样清晰。在通过使用具有表面层的感光体获得的图像中未发现点图像模糊,其分辨率为10行/mm,未观察到因清洁不良导致的图像浓度的降低和不规则图像。即使在打印10000张后,也未发现因反复打印导致的图像浓度的降低和背景上的雾化。
打印测试后的感光体表面通过肉眼观察未发现缺陷,厚度测试结果显示该层的磨损量为0.0μm,证实没有放电产物的附着。通过使用纸巾摩擦表面的定性测试,确认表面摩擦力很低,具有良好的滑动性。另一方面,打印测试后,作为参考的未涂布感光体的感光体表面上显示了很多缺陷,磨损量为0.3μm。
该结果显示,当使用具有表面层的感光体时耐久性得到提高,并且图像品质如感光性和图像的模糊处于可以实用的水平。
实施例2
(电子照相感光体的制造)
-表面层的形成-
使用具有如图4A和图4B所示结构的成膜装置,在实施例1中制造的未涂布感光体的表面上形成表面层。
将未涂布感光体放置在成膜装置的成膜室10中的基材保持器13上,通过出口11将成膜室10的内部抽真空至约0.05Pa。然后,将氮气和氢气比例(体积比)为1∶2的混合气体以600sccm的速度(氮气:200sccm,氢气:400sccm)通过气体导入管20引入设有直径为50mm的电极19的高频放电管部21中,通过使用高频供电部18和匹配电路(图4中未显示)将输出设定为与调谐器相匹配的300W,从而由电极19释放出频率为13.56MHz的射频波。此时反射波的能量为0W。
接下来,将含有三甲基镓气体并且还含有作为载气的氢气的混合气体通过气体导入管15从喷嘴16引入成膜室10中的等离子体扩散部17中,使得三甲基铝气体的流速为3sccm。通过BARATRON真空计(MKSInstrument,Inc制造)测得的成膜室10中的反应压力为40Pa。
在以2rpm旋转未涂布感光体的同时将表面层的形成进行60分钟,以形成厚度为0.15μm的AlN层,从而获得在电荷输送层表面上具有表面层的电子照相感光体。不对未涂布感光体进行热处理以沉积该层。在层沉积后还观察了在与独立进行的成层相同的条件下预先粘合在未涂布感光体表面上的示温带的颜色,确认其温度是55℃。
使用表面粗糙度计(商品名:SURFCOM 550A,东京精密社制造)测量感光体的表面粗糙度。具体是,通过测量感光体轴向上测量长度为1.0mm的10个位置,从而获得平均值,来得到中心线平均粗糙度(Ra)。结果,中心线平均粗糙度(Ra)为0.05μm。
-表面层的分析和评价-
使用与在未涂布感光体上形成表面层相同的方式在Si基材上形成层,通过在Si基材上形成的该层的IR吸收谱,确认了Al-H、Al-N和N-H键所对应的峰。这意味着表面层中包含铝、氮和氢。Al-N吸收峰的半峰宽为200cm-1
由通过卢瑟福反向散射的组成测量,在距表面深度为10nm处检测到了Al、N以及10原子%的氧,深于上述位置之处的Al和N的丰度比为0.48∶0.52。由HFS(氢前向散射)测量发现该层中氢含量为15原子%,在通过RHEED(反射高能电子衍射)获得的衍射图像中观察到了漫射环。该结果表明微晶与无定形部分掺杂在一起,或者微晶粒径为约50。当使用不锈钢摩擦表面时在形成在Si基材上的该层上未观察到缺陷。
上述分析和评价的结果表明表面层是微晶无定形层,其组成中包含氢、氮和铝以及氧。表面层中氧的浓度分布情况如下:在最上表面氧最丰富,并且氧的浓度向着电荷输送层侧递减。
(评价)
评价具有表面层的有机感光体的电子照相特性。
使用Scorotron带电器在-700V下使提供表面层前的未涂布感光体和具有表面层的感光体带负电,在以40rpm旋转感光体的同时使用曝光光线(光源:半导体激光,波长:780nm,输出:5mW)扫描感光体表面,以测量照射后的残余电位。结果显示,未涂布感光体上的残余电位为-20V,具有表面层的电子照相感光体具有与小于或等于-30V相当的残余电位,这是良好的水平,完全不依赖于温度和湿度。
对从IR区到可见区的光源波长的整个范围中对感光性的影响进行评价,在未涂布感光体和具有表面层的感光体之间基本上未观察到差异。还发现感光性基本不会因提供了表面层而降低。
当通过剥离粘合在具有表面层的感光体表面上的胶带而进行剥离测试时,感光体的表面层完全不会被剥离,表明表面层的粘合性优异。
将具有表面层的感光体安装在用于DOCUCENTRE COLOR 500(商品名,富士施乐株式会社制造)的处理盒上,并将该盒安装在DOCUCENTRE COLOR 500上,以评价在高温、高湿度环境(28℃,80%RH)下连续打印10000张时的情况。将未涂布感光体也安装在DOCUCENTRE COLOR 500上,作为评价图像品质的参考,图像以上述方法形成。
结果显示,通过使用具有表面层的感光体在打印测试开始和结束后形成的图像均与作为参考的通过使用未涂布感光体在测试开始时形成的图像一样清晰。在通过使用具有表面层的感光体获得的图像中未发现点图像模糊,其分辨率为10行/mm,未观察到因清洁不良导致的图像浓度的降低和不规则图像。即使在打印10000张后,也未发现因反复打印导致的图像浓度的降低和背景上的雾化。
打印测试后的感光体表面通过肉眼观察未发现缺陷,由厚度测试该层的磨损量为0.0μm,证实没有放电产物的附着。通过使用纸巾摩擦表面的定性测试,确认表面摩擦力很低,具有良好的滑动性。另一方面,打印测试后,作为参考的未涂布感光体的感光体表面上显示了很多缺陷,磨损量为0.3μm。
该结果显示,当使用具有表面层的感光体时耐久性得到提高,并且图像品质如感光性和图像的模糊处于可以实用的水平。
实施例3
(电子照相感光体的制造)
-表面层的形成-
使用具有如图4A和图4B所示结构的成膜装置,在实施例1中制造的未涂布感光体的表面上形成表面层。具体是,降低实施例1中混合气体中的氢气浓度。
将未涂布感光体放置在成膜装置的成膜室10中的基材保持器13上,通过出口11将成膜室10的内部抽真空至约0.05Pa。然后,将氮气和5体积%氢气的混合气体以1000sccm的速度通过气体导入管20引入设有直径为50mm的电极19的高频放电管部21中,通过使用高频供电部18和匹配电路(图4中未显示)将输出设定为与调谐器相匹配的300W,从而由电极19释放出频率为13.56MHz的射频波。此时反射波的能量为0W。
接下来,将含有三甲基镓气体并且还含有作为载气的氢气的混合气体通过气体导入管15从喷嘴16引入成膜室10中的等离子体扩散部17中,使得三甲基镓气体的流速为3sccm。通过BARATRON真空计(MKSInstrument,Inc制造)测得的成膜室10中的反应压力为40Pa。
在以2rpm旋转未涂布感光体的同时将表面层的形成进行1小时,以形成厚度为0.1μm的GaN层,从而获得在电荷输送层表面上具有表面层的电子照相感光体。不对未涂布感光体进行热处理以形成该层。在形成层后还观察了在与独立进行的成层相同的条件下预先粘合在未涂布感光体表面上的示温带的颜色,确认其温度是60℃。
使用表面粗糙度计(商品名:SURFCOM 550A,东京精密社制造)测量该感光体的表面粗糙度。具体是,通过测量感光体轴向上测量长度为1.0mm的10个位置,从而获得平均值,来得到中心线平均粗糙度(Ra)。结果,中心线平均粗糙度(Ra)为0.05μm。
-表面层的分析和评价-
使用与在未涂布感光体上形成表面层相同的方式在Si基材上形成层,测量形成在Si基材上的该层的IR吸收谱。NH和OH的吸收峰在IR吸收谱中很强,GaN的吸收峰较宽,宽度为270cm-1
(评价)
评价具有表面层的有机感光体的电子照相特性。
通过与实施例1中相同的方法,使用曝光光线照射沉积表面层之前的未涂布感光体的表面和具有表面层的感光体的表面,并测量表面上的残余电位。结果显示,未涂布感光体上的残余电位为-20V,而具有表面层的电子照相感光体具有与-30V相当的残余电位,该残余电位在实用中没有问题。
在通过剥离表面层上的胶带的剥离测试中,具有表面层的感光体上的表面层完全不会被剥离,表明粘合性优异。
将具有表面层的感光体安装在用于DOCUCENTRE COLOR 500(商品名,富士施乐株式会社制造)的处理盒上,并将该盒安装在DOCUCENTRE COLOR 500上,以评价使用与实施例1相同的方法进行连续打印时的情况。
结果显示,通过使用表面涂布感光体在打印测试开始和结束后形成的图像均与通过使用未涂布感光体在开始时形成的图像一样清晰。通过使用具有表面层的感光体获得的图像中未发现点图像模糊,其分辨率为10行/mm,未观察到因清洁不良导致的图像浓度的降低和不规则图像。然而,与使用未涂布感光体在打印测试初始阶段的图像相比,点图像有点模糊。打印5000次后表面有轻微的损伤,耐久性似乎略有不足。
实施例4
(电子照相感光体的制造)
-表面层的形成-
使用具有如图4A和图4B所示结构的成膜装置,在实施例1中制造的未涂布感光体的表面上形成表面层。具体是,增加实施例1中混合气体中的氢气浓度。
将未涂布感光体放置在成膜装置的成膜室10中的基材保持器13上,通过出口11将成膜室10的内部抽真空至约0.05Pa。然后,将氮气和98体积%氢气的混合气体以1000sccm的速度通过气体导入管20引入设有直径为50mm的电极19的高频放电管部21中,通过使用高频供电部18和匹配电路(图4中未显示)将输出设定为与调谐器相匹配的300W,从而由电极19释放出频率为13.56MHz的射频波。此时反射波的能量为0W。
接下来,将含有三甲基镓气体并且还含有作为载气的氢气的混合气体通过气体导入管15从喷嘴16引入成膜室10中的等离子体扩散部17中,使得三甲基镓气体的流速为3sccm。通过BARATRON真空计(MKSInstrument,Inc制造)测得的成膜室10中的反应压力为40Pa。
在以2rpm旋转未涂布感光体的同时将表面层的形成进行1小时,以形成厚度为0.07μm的GaN层,从而获得在电荷输送层表面上具有表面层的有机感光体。表面颜色变为棕色。不对未涂布感光体进行热处理以形成该层。在形成层后还观察了在与独立进行的成层相同的条件下预先粘合在未涂布感光体表面上的示温带的颜色,确认其温度是40℃。
使用表面粗糙度计(商品名:SURFCOM 550A,东京精密社制造)测量该感光体的表面粗糙度。具体为,通过测量感光体轴向上测量长度为1.0mm的10个位置,从而获得平均值,来得到中心线平均粗糙度(Ra)。结果,中心线平均粗糙度(Ra)为0.07μm。
-表面层的分析和评价-
使用与在未涂布感光体上形成表面层相同的方式在Si基材上形成层,测量形成在Si基材上的该层的IR吸收谱。由所述测量观察与N-H、Ga-H和Ga-N吸收对应的峰。Ga-N吸收峰的半峰宽为200cm-1
(评价)
评价具有表面层的电子照相感光体的电子照相特性。
使用与实施例中相同的方法,向提供表面层前的未涂布感光体的表面和具有表面层的感光体的表面照射曝光光线,并测量表面上的残余电位。未涂布感光体上的残余电位为-20V,而具有表面层的电子照相感光体上的残余电位为-70V,略高于未涂布感光体的残余电位。
通过剥离粘合在具有表面层的感光体表面上的胶带以进行剥离测试时,表面层完全不会被剥离,表面层的粘合性表现优异。
将具有表面层的感光体安装在用于DOCUCENTRE COLOR 500(商品名,富士施乐株式会社制造)的处理盒上,并将该盒安装在DOCUCENTRE COLOR 500上,以评价使用与实施例1相同的方法进行连续打印时的情况。
结果显示,具有表面层的感光体的图像浓度比使用未涂布感光体在打印测试初始阶段形成的图像浓度略低。打印5000次后表面层上可以看到黯淡的条纹缺陷,表明耐久性略有不足。
比较例1
-表面层的形成-
使用如图6所示的成膜装置在实施例1中制造的未涂布感光体上形成表面层,在图6所示的成膜装置中将微波放电管加入到如图4A和图4B所示的成膜装置中。
图6是用于等离子体活化MOCVD法的装置的示意图。通过使用等离子体活化MOCVD法来活化等离子体而形成薄层。在图6中,附图标记31表示能够抽真空的容器,附图标记32表示出口,附图标记33表示基材保持器,附图标记34表示用于加热基材的加热器,附图标记35和36表示与容器31相连的石英管。所述石英管分别与气体导入管39和40相通。气体导入管41连接在石英管35上,气体导入管42连接在石英管36上。
将未涂布感光体安装在成膜装置的容器31中的基材保持器(未显示)上,通过出口32将容器31抽真空至压力约为0.05Pa。然后,从导入管39将氮气以1000sccm的速度引入石英管35中,通过微波导管38以300W的微波能量施加频率为13.56MHz的微波。从气体导入管40以1000sccm的速度引入氢气,将频率为2.45GHz的微波以100W的微波能量施加到高频线圈37上,以在石英管36中放电。
将含有三甲基镓气体并且还含有作为载气的氢气的混合气体通过气体导入管41引入容器31中,使得三甲基镓气体的流速为3sccm。使用BARATRON真空计(MKS Instrument,Inc制造)测量的反应压力为40Pa。不加热容器。
在以2rpm旋转未涂布感光体的同时将表面层的形成进行1小时,以形成厚度为0.07μm的GaN层,从而获得在电荷输送层表面上具有表面层的电子照相感光体。表面颜色变为棕色,并且表面上出现具有细褶皱的收缩。不对未涂布感光体进行热处理以沉积该层。在形成层后还观察了在与独立进行的成层相同的条件下预先粘合在未涂布感光体表面上的示温带的颜色,确认其温度是155℃。由于表面温度仅通过辐射等离子体而升高,因此推断有机感光层的表面层被熔融。
使用表面粗糙度计(商品名:SURFCOM 550A,东京精密社制造)测量该感光体的表面粗糙度。具体为,通过测量感光体轴向上测量长度为1.0mm的10个位置,从而获得平均值,来得到中心线平均粗糙度(Ra)。结果,中心线平均粗糙度(Ra)为0.20μm。
使用与在未涂布感光体上形成表面层相同的方式在Si基材上形成层,测量形成在Si基材上的该层的IR吸收谱。由所述测量观察与N-H、Ga-H和Ga-N吸收对应的峰。Ga-N吸收峰的半峰宽为250cm-1
(评价)
评价具有表面层的有机感光体的电子照相图像的特性。
将具有表面层的感光体安装在DOCUCENTRE COLOR 500(商品名,富士施乐株式会社制造)上,像实施例1那样对该感光体进行打印评价。在打印数张后通过观察感光体的表面发现对附着在感光层整个表面上的调色剂的清洁出现不良。该图像的浓度较低且分辨率较低,并且该感光体是不能实用的。
比较例2
(电子照相感光体的制造)
-表面层的形成-
除了不施加高频放电外,使用实施例1中制造的未涂布感光体在与比较例1相同的条件下形成表面层。
如比较例1所述放置未涂布感光体,在以2rpm的转速旋转未涂布感光体的同时,通过形成GaN层1小时以使其厚度为0.08μm来获得在电荷输送层表面具有表面层的电子照相感光体,不同的是不对微波导管38和高频线圈37施加微波。表面颜色变为棕色,并且表面上出现具有细褶皱的收缩。不对未涂布感光体进行热处理以形成该层。在形成层后还观察了在与独立进行的成层相同的条件下预先粘合在未涂布感光体表面上的示温带的颜色,发现表面温度为145℃。由于表面温度仅通过辐射等离子体而升高,因此推断有机层的表面被熔融。
使用表面粗糙度计(商品名:SURFCOM 550A,东京精密社制造)测量该感光体的表面粗糙度。具体为,通过测量感光体轴向上测量长度为1.0mm的10个位置,从而获得平均值,来得到中心线平均粗糙度(Ra)。结果,中心线平均粗糙度(Ra)为0.15μm。
使用与在未涂布感光体上形成表面层相同的方式在Si基材上形成层,测量形成在Si基材上的该层的IR吸收谱。由所述测量观察与N-H、Ga-H和Ga-N吸收对应的峰。Ga-N吸收峰的半峰宽为280cm-1
(评价)
接下来,评价具有表面层的有机感光体的电子照相图像的特性。
将具有表面层的感光体安装在DOCUCENTRE COLOR 500(商品名,富士施乐株式会社制造)上,像实施例1那样对该感光体进行打印测试。在打印数张后通过观察感光体的表面发现对附着在表面层整个表面上的调色剂的清洁出现不良。该图像的浓度较低且分辨率较低,并且该感光体是不能实用的。
比较例3
(电子照相感光体的制造)
-表面层的形成-
除了延长形成时间外,使用实施例1中制造的未涂布感光体在与比较例1相同的条件下形成表面层。
在与比较例1相同的条件下放置未涂布感光体,通过出口32将容器31抽真空至压力约为0.05Pa。然后,通过导入管39将氮气以1000sccm引入石英管35中,通过微波导管38以300W的能量施加频率为13.56MHz的微波。从气体导入管40以1000sccm的速度导入氢气,通过对高频线圈37施加能量为100W、频率为2.45GHz的微波,在石英管36中产生放电。
将含有三甲基镓气体并且还含有作为载气的氢气的混合气体通过气体导入管41引入容器31中,使得三甲基镓气体的流速为10sccm。使用BARATRON真空计(MKS Instrument,Inc制造)测量的容器31中的反应压力为40Pa。不加热容器。
在以2rpm的转速旋转未涂布感光体的同时,通过形成GaN层3小时以使其厚度为1.1μm来获得在电荷输送层表面具有表面层的电子照相感光体。表面颜色变为棕色,表面变得粗糙,并出现具有粗褶皱的收缩。不对未涂布感光体进行热处理以沉积该层。
在沉积层后还观察了在与独立进行的沉积层相同的条件下预先粘合在未涂布感光体表面上的示温带的颜色,发现表面的温度是170℃。由于表面温度仅通过辐射等离子体而升高,因此推断有机层的表面被熔融。
使用表面粗糙度计(商品名:SURFCOM 550A,东京精密社制造)测量该感光体的表面粗糙度。具体为,通过测量感光体轴向上测量长度为1.0mm的10个位置,从而获得平均值,来得到中心线平均粗糙度(Ra)。结果,中心线平均粗糙度(Ra)为0.4μm。
使用与在未涂布感光体上形成表面层相同的方式在Si基材上形成层,测量形成在Si基材上的该层的IR吸收谱。由所述测量观察与N-H、Ga-H和Ga-N吸收对应的峰。Ga-N吸收峰的半峰宽为280cm-1
(评价)
评价具有表面层的有机感光体的电子照相图像的特性。
将具有表面层的感光体安装在DOCUCENTRE COLOR 500(商品名,富士施乐株式会社制造)上,像实施例1那样对该感光体进行打印测试。在打印数张后通过观察感光体的表面发现对附着在表面层整个表面上的调色剂的清洁出现不良。该图像的浓度较低且分辨率较低,并且该感光体是不能实用的。
上述结果显示,与通过高温形成的传统感光体相比,形成表面层以使形成温度低于100℃的电子照相感光体具有优异的表面平滑性。本发明的示例性实施方案的感光体还在耐磨性和抑制放电产物附着在表面上的效果方面也很优异,同时,本发明的示例性实施方案的感光体具有很高的耐久性,并能够形成高品质的图像。
提供对本发明的方面的实施方式的前述描述是为了说明和描述的目的。并非试图穷尽本发明所披露的精确形式或将本发明限制于所披露的精确形式。显然,许多改进和变化对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述所述实施方式是为了能够最好地解释本发明的原理及其实际用途,由此使得本领域的其他技术人员能够理解适用于预计的特定用途的本发明的各种实施方式和各种改进方案。本发明的范围由下述权利要求及其等同物所限定。
在本说明书中所提及的所有公报、专利申请和技术标准在此以参考的方式引入,并达到与将各单独的公报、专利申请或技术标准具体地、个别地指出并以参考的方式引入相同的程度。

Claims (18)

1.一种电子照相感光体,所述电子照相感光体包含依次层积在导电基材上的感光层和表面层,所述感光层包含有机物质,所述表面层包含第IIIA族元素和氮,所述表面层的厚度为0.01μm至小于1μm,所述表面层的表面的中心线平均粗糙度Ra小于或等于0.01μm。
2.如权利要求1所述的电子照相感光体,其中所述表面层的表面的中心线平均粗糙度Ra小于或等于0.07μm。
3.如权利要求1所述的电子照相感光体,其中所述表面层的表面的中心线平均粗糙度Ra小于或等于0.05μm。
4.如权利要求1所述的电子照相感光体,其中所述表面层的厚度为0.03μm~0.7μm。
5.如权利要求1所述的电子照相感光体,其中所述表面层的厚度为0.05μm~0.5μm。
6.如权利要求1所述的电子照相感光体,其中所述表面层中的氮含量小于或等于60原子%。
7.如权利要求1所述的电子照相感光体,其中作为第IIIA族元素原子总数x与氮原子总数y之比x∶y的所述表面层中的第IIIA族元素与氮的含量比为1.0∶0.2~1.0∶2.0。
8.一种处理盒,所述处理盒包含电子照相感光体和选自由带电装置、显影装置、清洁装置和除电装置组成的组的至少一种装置,所述电子照相感光体包含依次层积在导电基材上的感光层和表面层,所述感光层包含有机物质,所述表面层包含第IIIA族元素和氮,所述表面层的厚度为0.01μm至小于1μm,所述表面层的表面的中心线平均粗糙度Ra小于或等于0.01μm,并且
所述处理盒能够从成像装置主体上拆卸下来。
9.如权利要求8所述的处理盒,其中所述表面层的表面的中心线平均粗糙度Ra小于或等于0.07μm。
10.如权利要求8所述的处理盒,其中所述表面层的厚度为0.03μm~0.7μm。
11.如权利要求8所述的处理盒,其中所述表面层中的氮含量小于或等于60原子%。
12.如权利要求8所述的处理盒,其中作为第IIIA族元素原子总数x与氮原子总数y之比x∶y的所述表面层中的第IIIA族元素与氮的含量比为1.0∶0.2~1.0∶2.0。
13.一种成像装置,所述成像装置包含:包含依次层积在导电基材上的感光层和表面层的电子照相感光体,所述感光层包含有机物质,所述表面层包含第IIIA族元素和氮,所述表面层的厚度为0.01μm至小于1μm,所述表面层的表面的中心线平均粗糙度Ra小于或等于0.01μm;使所述电子照相感光体的表面带电的带电装置;使通过所述带电装置带电的所述电子照相感光体的表面曝光以形成静电潜像的曝光装置;通过包含调色剂的显影剂使所述静电潜像显影以形成调色剂图像的显影装置;和将所述调色剂图像转印到记录介质上的转印装置。
14.如权利要求13所述的成像装置,其中所述表面层中的氮含量小于或等于60原子%。
15.如权利要求13所述的成像装置,其中作为第IIIA族元素原子总数x与氮原子总数y之比x∶y的所述表面层中的第IIIA族元素与氮的含量比为1.0∶0.2~1.0∶2.0。
16.一种电子照相感光体的制造方法,所述方法包括在含有活化氢的气氛下,将通过活化含氮化合物获得的活性物质与含有第IIIA族元素的有机金属化合物反应,以在表面温度低于100℃的感光层上形成表面层。
17.如权利要求16所述的电子照相感光体的制造方法,所述方法包括活化其中混合有氮气和氢气的气体,并将所述气体与含有第IIIA族元素的所述有机金属化合物反应。
18.如权利要求16所述的电子照相感光体的制造方法,其中在包含氮气和氢气的所述气体中氢气的浓度为10%~95%。
CN2006101670843A 2006-05-22 2006-12-14 电子照相感光体及其制造方法、处理盒和成像装置 Expired - Fee Related CN101078893B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006141714 2006-05-22
JP2006141714A JP4730202B2 (ja) 2006-05-22 2006-05-22 電子写真感光体及びその製造方法、並びにプロセスカートリッジ、画像形成装置
JP2006-141714 2006-05-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101078893A true CN101078893A (zh) 2007-11-28
CN101078893B CN101078893B (zh) 2010-12-01

Family

ID=38712352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006101670843A Expired - Fee Related CN101078893B (zh) 2006-05-22 2006-12-14 电子照相感光体及其制造方法、处理盒和成像装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7727688B2 (zh)
JP (1) JP4730202B2 (zh)
CN (1) CN101078893B (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101846958A (zh) * 2009-06-22 2010-09-29 富美科技有限公司 Canon 3110系列碳粉盒的生产匹配
CN101846956A (zh) * 2009-06-22 2010-09-29 富美科技有限公司 Hplj9000系列碳粉盒组件的匹配
CN101846957A (zh) * 2009-06-22 2010-09-29 富美科技有限公司 Canon 200系列碳粉盒组件的匹配
CN101893843A (zh) * 2010-06-18 2010-11-24 富美科技有限公司 一种碳粉盒的生产匹配
CN101907860A (zh) * 2009-06-22 2010-12-08 富美科技有限公司 Hp 6p系列碳粉盒的生产匹配
CN101907862A (zh) * 2009-06-22 2010-12-08 富美科技有限公司 Hp 3000系列碳粉盒的生产匹配
CN101907861A (zh) * 2009-06-22 2010-12-08 富美科技有限公司 Hp 2300系列碳粉盒组件的匹配
CN101968623A (zh) * 2009-07-03 2011-02-09 富美科技有限公司 Hp 4730系列碳粉盒的生产匹配
CN101968619A (zh) * 2009-06-25 2011-02-09 富美科技有限公司 Hp 1215系列碳粉盒的生产匹配
CN101968622A (zh) * 2009-06-25 2011-02-09 富美科技有限公司 Hp 1300系列碳粉盒组件的匹配
CN102356356A (zh) * 2009-03-17 2012-02-15 株式会社理光 电子照相光电导体及其生产方法,以及成像装置和处理盒
CN101799642B (zh) * 2009-02-09 2014-06-25 富士施乐株式会社 电子照相感光体及使用该感光体的处理盒和图像形成设备
CN103926810A (zh) * 2013-01-10 2014-07-16 富士施乐株式会社 静电荷图像显影色调剂、静电荷图像显影剂和色调剂盒
WO2021129670A1 (zh) * 2019-12-28 2021-07-01 Tcl科技集团股份有限公司 电子阻挡薄膜、量子点发光二极管及其制备方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5087979B2 (ja) * 2007-04-18 2012-12-05 富士ゼロックス株式会社 電子写真感光体、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
JP5994708B2 (ja) * 2013-03-27 2016-09-21 富士ゼロックス株式会社 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置
JP2017062400A (ja) 2015-09-25 2017-03-30 富士ゼロックス株式会社 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4737429A (en) * 1986-06-26 1988-04-12 Xerox Corporation Layered amorphous silicon imaging members
JPH01136162A (ja) * 1987-11-20 1989-05-29 Sanyo Electric Co Ltd 静電潜像担持体
JPH02110470A (ja) 1988-10-19 1990-04-23 Fuji Electric Co Ltd 電子写真感光体
JP2990788B2 (ja) * 1990-11-08 1999-12-13 ミノルタ株式会社 表面が微細に粗面化された有機系感光体
JPH07230177A (ja) * 1993-12-22 1995-08-29 Canon Inc 電子写真感光体、その製造方法及び該電子写真感光体を有する電子写真装置
JP3794142B2 (ja) 1997-12-19 2006-07-05 富士ゼロックス株式会社 非単結晶光半導体およびその製造方法ならびに電子写真感光体
US6238832B1 (en) 1997-12-25 2001-05-29 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic photosensitive member
JP4023063B2 (ja) * 2000-03-15 2007-12-19 コニカミノルタホールディングス株式会社 画像形成方法、画像形成装置、及び該装置に用いられるプロセスカートリッジ
US6489071B2 (en) * 2000-07-25 2002-12-03 Kyocera Mita Corporation Electrophotosensitive material
JP3766008B2 (ja) * 2000-11-30 2006-04-12 株式会社リコー 電子写真感光体、その製造方法、電子写真方法、画像形成装置及び画像形成装置用プロセスカートリッジ
JP2003027238A (ja) 2001-07-09 2003-01-29 Canon Inc 堆積膜形成方法
JP2003029437A (ja) 2001-07-16 2003-01-29 Canon Inc 電子写真感光体、および、それを用いた電子写真装置
JP3766642B2 (ja) 2002-04-26 2006-04-12 京セラ株式会社 電子写真感光体

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101799642B (zh) * 2009-02-09 2014-06-25 富士施乐株式会社 电子照相感光体及使用该感光体的处理盒和图像形成设备
CN102356356A (zh) * 2009-03-17 2012-02-15 株式会社理光 电子照相光电导体及其生产方法,以及成像装置和处理盒
CN102356356B (zh) * 2009-03-17 2013-07-24 株式会社理光 电子照相光电导体及其生产方法,以及成像装置和处理盒
CN101907860A (zh) * 2009-06-22 2010-12-08 富美科技有限公司 Hp 6p系列碳粉盒的生产匹配
CN101846958A (zh) * 2009-06-22 2010-09-29 富美科技有限公司 Canon 3110系列碳粉盒的生产匹配
CN101907862A (zh) * 2009-06-22 2010-12-08 富美科技有限公司 Hp 3000系列碳粉盒的生产匹配
CN101907861A (zh) * 2009-06-22 2010-12-08 富美科技有限公司 Hp 2300系列碳粉盒组件的匹配
CN101846957A (zh) * 2009-06-22 2010-09-29 富美科技有限公司 Canon 200系列碳粉盒组件的匹配
CN101846956A (zh) * 2009-06-22 2010-09-29 富美科技有限公司 Hplj9000系列碳粉盒组件的匹配
CN101968619A (zh) * 2009-06-25 2011-02-09 富美科技有限公司 Hp 1215系列碳粉盒的生产匹配
CN101968622A (zh) * 2009-06-25 2011-02-09 富美科技有限公司 Hp 1300系列碳粉盒组件的匹配
CN101968623A (zh) * 2009-07-03 2011-02-09 富美科技有限公司 Hp 4730系列碳粉盒的生产匹配
CN101893843A (zh) * 2010-06-18 2010-11-24 富美科技有限公司 一种碳粉盒的生产匹配
CN103926810A (zh) * 2013-01-10 2014-07-16 富士施乐株式会社 静电荷图像显影色调剂、静电荷图像显影剂和色调剂盒
CN103926810B (zh) * 2013-01-10 2019-11-26 富士施乐株式会社 静电荷图像显影色调剂、静电荷图像显影剂和色调剂盒
WO2021129670A1 (zh) * 2019-12-28 2021-07-01 Tcl科技集团股份有限公司 电子阻挡薄膜、量子点发光二极管及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20070269728A1 (en) 2007-11-22
JP4730202B2 (ja) 2011-07-20
CN101078893B (zh) 2010-12-01
JP2007310300A (ja) 2007-11-29
US7727688B2 (en) 2010-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101078893A (zh) 电子照相感光体及其制造方法、处理盒和成像装置
CN101276162B (zh) 电子照相感光体和使用该电子照相感光体的处理盒及成像设备
CN101149573B (zh) 电子照相感光体、使用该感光体的处理盒及成像装置
US7750440B2 (en) Semiconductor film and manufacturing method thereof, light receiving element using semiconductor film, electrophotographic photoreceptor, process cartridge, and image forming device
CN1095096C (zh) 带特定最外表面的表面保护层的光接收元件及其制法
CN101551604B (zh) 电子照相感光体及使用该感光体的成像装置和处理盒
CN1412624A (zh) 电子照相感光体及其制造方法、处理卡盒和电子照相装置
CN1311305C (zh) 电子照相感光体、成像处理盒和电子照相装置
CN1934504A (zh) 电子照相感光部件、处理盒和电子照相装置
JP2011028218A (ja) 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置
CN1132864A (zh) 电照相设备
CN1122878C (zh) 光接收元件
CN1115596C (zh) 光接收部件及其生产工艺,电子照相装置与电子照相方法
CN1580960A (zh) 电子照相感光体
CN1490677A (zh) 电摄影感光部件
CN1101944C (zh) 成像设备和成像方法
CN1289971C (zh) 电摄影感光体的制造方法、电摄影感光体及电摄影装置
JP5655288B2 (ja) 酸化物膜、電子写真感光体、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置
CN1131204A (zh) 淀积薄膜形成设备和用于其中的电极
CN1129811C (zh) 用于电子照相光敏部件的涂料组合物和该部件的制造方法
JP5509764B2 (ja) 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、および画像形成装置
CN1126991C (zh) 光敏部件及其制备方法和有该部件的成象装置和成象方法
JP5125393B2 (ja) 電子写真用感光体、プロセスカートリッジ、画像形成装置
CN1940736A (zh) 电子照相感光体及电子照相感光体的制造方法
CN1101434A (zh) 静电复印感光体及使用该感光体的静电复印装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Tokyo

Patentee after: Fuji film business innovation Co.,Ltd.

Address before: Tokyo

Patentee before: Fuji Xerox Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101201

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee