CN107203101A - 电子照相感光体、处理盒和成像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电子照相感光体,包括:导电性基体、在所述导电性基体上的有机感光层和在所述有机感光层上的无机保护层,其中形成所述有机感光层的表面的层包含电荷传输材料、粘结剂树脂和二氧化硅颗粒;所述无机保护层包含第13族元素、氧原子和氢原子;所述第13族元素、所述氧原子和所述氢原子相对于构成所述无机保护层的所有元素的元素构成比率之和等于或大于90原子%;以及所述氧原子和所述第13族元素的元素组成比(氧原子/第13族元素)在1.0以上且小于1.5。所述电子照相感光体抑制了图像缺陷的发生以及图像模糊的发生。
Description
技术领域
本发明涉及电子照相感光体、处理盒和成像装置。
背景技术
专利文献1公开了一种电子照相感光体,该电子照相感光体是通过在导电性基体上依次叠放感光层和表面层而形成的。在该电子照相感光体中,在形成表面层的元素之中,第13族元素、氧和氢相对于该第13族元素、氧和氢的总量的组分比之和等于或大于0.95,并且氧和第13族元素的元素组成比(氧/第13族元素)为1.1至1.5。
专利文献2公开了一种电子照相感光体,该电子照相感光体依次包括基底部件、感光层和保护层。在该电子照相感光体中,保护层包含氧和镓并且具有第一区域和第二区域。该第一区域被设置在外周表面侧。该第二区域设置在比第一区域更靠近基底部件的一侧,并且具有比第一区域的原子数比更大的原子数比(氧/镓)。
专利文献3公开了一种电子照相感光体,该电子照相感光体包括:导电性基体、有机感光层和无机保护层。该有机感光层被设置在导电性基体上,以及该无机保护层被设置在有机感光层上。该无机保护层从所述有机感光层一侧起依次具有第一层、第二层和第三层。该无机保护层满足ρ3≤ρ1<ρ2的关系(ρ1:第一层的体积电阻率(Ωcm)、ρ2:第二层的体积电阻率(Ωcm)、以及ρ3:第三层的体积电阻率(Ωcm))。
专利文献4公开了一种电子照相感光体,该电子照相感光体包括:导电性基体、有机感光层和无机保护层。该有机感光层被设置在导电性基体上并且在所述有机感光层的与无机保护层接触的表面一侧区域上至少包含电荷传输材料和二氧化硅颗粒。该无机保护层被设置在有机感光层上,从而与有机感光层的前表面接触。
[专利文献1]JP-A-2008-268266
[专利文献2]JP-A-2011-028218
[专利文献3]JP-A-2014-006351
[专利文献4]JP-A-2014-191179
发明内容
本发明的目的是为了提供一种包含无机保护层的电子照相感光体。与无机保护层中的氧和第13族元素的元素组成比(氧/第13族元素)小于1.0,或者等于或大于1.5的情况相比,或该无机保护层的体积电阻率小于5.0×107Ωcm或者等于或大于1.0×1012Ωcm的情况相比,在该电子照相感光体中,即使在以每秒8.0以上的转数来使用电子照相感光体时,也抑制了图像缺陷的发生,并且抑制了图像模糊的发生。
上述目的是通过以下构造实现的。
根据本发明的第一方面,提供了一种电子照相感光体,包括:
导电性基体;
在所述导电性基体上的有机感光层;和
在所述有机感光层上的无机保护层,
其中
构成所述有机感光层的表面的层包含电荷传输材料、粘结剂树脂和二氧化硅颗粒,
所述无机保护层包含第13族元素、氧原子和氢原子,
相对于构成所述无机保护层的所有元素,所述第13族元素、所述氧原子和所述氢原子的元素构成比率之和等于或大于90原子%,以及
所述氧原子和所述第13族元素的元素组成比(氧原子/第13族元素)在1.0以上且小于1.5。
根据本发明的第二方面,在根据第一方面的电子照相感光体中,所述第13族元素为镓。
根据本发明的第三方面,在根据第一方面的电子照相感光体中,所述有机感光层包括:
电荷产生层;和
在所述电荷产生层上的电荷传输层,该电荷传输层包含电荷传输材料、粘结剂树脂和二氧化硅颗粒。
根据本发明的第四方面,在根据第一方面的电子照相感光体中,相对于构成所述有机感光层的表面的所述层的整体而言,所述二氧化硅颗粒的含量在30重量%至70重量%的范围内。
根据本发明的第五方面,提供了一种电子照相感光体,包括:
导电性基体;
在所述导电性基体上的有机感光层;和
在所述有机感光层上的无机保护层,
其中
构成所述有机感光层的表面的层包含电荷传输材料、粘结剂树脂和二氧化硅颗粒,
所述无机保护层包含第13族元素、氧原子和氢原子,
相对于构成所述无机保护层的所有元素,所述第13族元素、所述氧原子和所述氢原子的元素构成比率之和等于或大于90原子%,以及
所述无机保护层的体积电阻率为5.0×107Ωcm至1.0×1012Ωcm。
根据本发明的第六方面,在根据第五方面的电子照相感光体中,所述第13族元素为镓。
根据本发明的第七方面,在根据第五方面的电子照相感光体中,所述有机感光层包括:
电荷产生层;和
在所述电荷产生层上的电荷传输层,该电荷传输层包含电荷传输材料、粘结剂树脂和二氧化硅颗粒。
根据本发明的第八方面,在根据第五方面的电子照相感光体中,相对于构成所述有机感光层的表面的所述层的整体而言,所述二氧化硅颗粒的含量在30重量%至70重量%的范围内。
根据本发明的第九方面,在根据第一方面的电子照相感光体中,其上设置有无机保护层的所述有机感光层的表面粗糙度Ra等于或小于60nm。
根据本发明的第十方面,提供了一种处理盒,其能从成像装置中拆卸下来,所述处理盒包括:
根据第一至第九方面中任一方面所述的电子照相感光体。
根据本发明的第十一方面,提供了一种成像装置,包括:
根据第一至第九方面中任一方面所述的电子照相感光体;
充电单元,其对所述电子照相感光体的表面进行充电;
静电潜像形成单元,其在所述电子照相感光体的已经带电的表面上形成静电潜像;
显影单元,其利用包含调色剂的显影剂将形成于所述电子照相感光体表面上的静电潜像显影,从而形成调色剂图像;以及
转印单元,其将所述调色剂图像转印到记录介质的表面,
其中
所述电子照相感光体的转数等于或大于8.0/秒。
与无机保护层中的氧和第13族元素的元素组成比(氧/第13族元素)小于1.0,或者等于或大于1.5的情况相比,根据本发明的第一或第九方面提供了这样一种电子照相感光体,其中即使在以每秒8.0以上的转数来使用电子照相感光体时,也抑制了图像缺陷的发生,并且抑制了图像模糊的发生。
与无机保护层的体积电阻率小于5.0×107Ωcm,或者等于或大于1.0×1012Ωcm的情况相比,根据本发明第五方面提供了这样一种电子照相感光体,其中即使在以每秒8.0以上的转数来使用电子照相感光体时,也抑制了图像缺陷的发生,并且抑制了图像模糊的发生。
与氧和镓的元素组成比(氧/镓)小于1.0,或者等于或大于1.5的情况相比,根据本发明第二或第六方面提供了一种电子照相感光体,其中即使在以每秒8.0以上的转数来使用电子照相感光体时,也抑制了图像缺陷的发生,并且抑制了图像模糊的发生。
与无机保护层中的氧和第13族元素的元素组成比(氧/第13族元素)小于1.0,或者等于或大于1.5的情况相比或该无机保护层的体积电阻率小于5.0×107Ωcm或者等于或大于1.0×1012Ωcm的情况相比,根据本发明第三或第七方面提供了一种电子照相感光体,其中即使在以每秒8.0以上的转数来使用电子照相感光体时,也抑制了图像缺陷的发生,并且抑制了图像模糊的发生。
与二氧化硅颗粒在形成有机感光层的表面的层中的含量为小于30重量%或大于70重量%的情况相比,根据本发明第四或第八方面,提供了一种电子照相感光体,其中即使在以每秒8.0以上的转数来使用电子照相感光体时,也抑制了图像缺陷的发生,并且抑制了图像模糊的发生。
与提供了无机保护层中的氧和第13族元素的元素组成比(氧/第13族元素)小于1.0,或者等于或大于1.5的电子照相感光体的情况相比,或提供了无机保护层的体积电阻率小于5.0×107Ωcm或者等于或大于1.0×1012Ωcm的电子照相感光体的情况相比,根据本发明第十或第十一方面,提供了一种处理盒或成像装置,其中即使在以每秒8.0以上的转数来使用电子照相感光体时,也抑制了图像缺陷的发生,并且抑制了图像模糊的发生。
附图简要说明
将基于以下附图对本发明的示例性实施方案进行详细说明,其中:
图1是示出根据示例性实施方案的电子照相感光体的层构造的一个例子的示意性截面图;
图2是示出根据示例性实施方案的电子照相感光体的层构造的另一例子的示意性截面图;
图3是示出根据示例性实施方案的电子照相感光体的层构造的又一例子的示意性截面图;
图4是示出根据示例性实施方案的电子照相感光体的层构造的又一例子的示意性截面图;
图5A和5B是示出用于形成根据示例性实施方案的电子照相感光体的无机保护层的成膜装置的例子的示意图;
图6是示出用于形成示例性实施方案中的电子照相感光体的无机保护层的等离子体发生装置的例子的示意图;
图7是示出根据示例性实施方案的成像装置的一个例子的示意性构造图;以及
图8是示出根据示例性实施方案的成像装置的另一例子的示意性构造图。
具体实施方式
下面将详细说明本发明的示例性实施方案。
电子照相感光体
根据第一示例性实施方案,提供了一种电子照相感光体,其中该电子照相感光体包括:导电性基体;设置在所述导电性基体上的有机感光层;设置在所述有机感光层上的无机保护层。
构成所述有机感光层中的有机感光层的表面的层包含电荷传输材料、粘结剂树脂和二氧化硅颗粒。
无机保护层包含第13族元素、氧原子和氢原子。在该无机保护层中,相对于构成所述无机保护层的所有元素,所述第13族元素、所述氧原子和所述氢原子的元素构成比率之和等于或大于90原子%。所述氧原子与所述第13族元素的元素组成比(氧原子/第13族元素)在1.0以上且小于1.5。
根据第二示例性实施方案,提供了一种电子照相感光体,该电子照相感光体包括:导电性基体;设置在所述导电性基体上的有机感光层;和设置在所述有机感光层上的无机保护层。
构成所述有机感光层中的有机感光层的表面的层包含电荷传输材料、粘结剂树脂和二氧化硅颗粒。
无机保护层包含第13族元素、氧原子和氢原子。在该无机保护层中,相对于构成所述无机保护层的所有元素,所述第13族元素、所述氧原子和所述氢原子的元素构成比率之和等于或大于90原子%。体积电阻率在5.0×107Ωcm以上且小于1.0×1012Ωcm。
具体而言,在根据第一示例性实施方案和第二示例性实施方案(在本说明书中,关于对第一示例性实施方案和第二示例性实施方案之间的共同项目的描述,第一示例性实施方案和第二示例性实施方案被称为“本发明示例性实施方案”)的电子照相感光体中,在有机感光层为单层型有机感光层的情况下,有机感光层包含电荷产生材料、电荷传输材料、粘结剂树脂和二氧化硅颗粒。
在有机感光层为功能分离型有机感光层的情况下,有机感光层优选为依次在导电性基体上设置电荷产生层和电荷传输层的有机感光层。该电荷传输层包含电荷传输材料、粘结剂树脂和二氧化硅颗粒。在电荷传输层由两层以上构造的情况下,电荷传输层的形成电荷传输层的表面的层(电荷传输层的顶层)包含电荷传输材料、粘结剂树脂和二氧化硅颗粒。
这里,在有机感光层上形成无机保护层的常规技术是已知的。
然而,有机感光层具有挠性,并且往往容易变形。无机保护层是硬的并且往往韧性差。因此,如果充当无机保护层的基底层的有机感光层变形了,在无机保护层中可能形成破裂。据认为,由于容易由被设置为与电子照相感光体的表面相接触的元件(例如,中间转印元件)将机械负荷施加至电子照相感光体,所以容易发生这种情况。
构成有机感光层的表面的层包含电荷传输材料、粘结剂树脂和二氧化硅颗粒,因而二氧化硅颗粒充当有机感光层的增强材料。因此,据认为有机感光层的变形是困难的,并且据认为抑制了无机保护层中的破裂的发生。
然而,例如,当在显影工艺中载体从显影单元分散,并且该分散的载体粘附至电子照相感光体的情况时,处于粘附至电子照相感光体的状态下的载体到达转印位置。在载体介于电子照相感光体和转印单元之间的状态下,在转印位置施加了压紧力。因此,即使当有机感光层包含二氧化硅颗粒时,也可能在无机保护层中产生诸如凹痕之类的破裂。载体在电子照相感光体和转印单元之间摩擦,因此可能发生诸如条状疤痕之类的破裂。
成像装置需要高速且小型化。例如,需要具有减小的尺寸而不降低成像速度(工作速度)的成像装置(以下也称作“高速且小型化的成像装置”)。为了形成具有高速且小型化的成像装置,例如,包含在成像装置中电子照相感光体的直径可能被设计成比常规电子照相感光体的直径小。例如,在常规成像装置中的电子照相感光体的转数小于上述电子照相感光体的8次/秒。由于成像装置中的电子照相感光体(具有高速且小型化)被设计成具有较小的直径,电子照相感光体的转数(例如)大于8次/秒,这大于常规电子照相感光体的转数。
这里,当将其中在含有二氧化硅颗粒的有机感光层上形成无机保护层的电子照相感光体(以下也称作“包含无机保护层的电子照相感光体”)应用至常规成像装置的情况时,即使当在无机保护层中形成了破裂时,也无法辨出发生了图像模糊。
然而,在将包含无机保护层的电子照相感光体用到具有高速且小型化的成像装置的情况下,辨识到在对应于无机保护层中发生破裂的区域中发生了图像模糊。据认为,该现象的发生(例如)是由于在无机保护层中形成的破裂(特别地,在表面发生的破裂)中的电荷的累积导致的。
在电子照相感光体每秒的转数较小的情况下,据认为在重复用于形成图像的一系列工艺(成像循环)中,充电循环和擦除循环是均衡的。因此,即使当在无机保护层中发生了破裂,也抑制了发生破裂的区域中电荷的累积。
在电子照相感光体每秒的转数较大的情况下,通过重复成像循环,很难在充电循环和擦除循环之间达到平衡。因此,电荷容易在无机保护层中发生破裂的位置处累积。据认为电荷的累积导致在形成潜像中形成干扰,因此在对应于无机保护层中发生破裂的区域中发生了图像模糊。
另外,作为二氧化硅颗粒,使用了无机颗粒中较难形成电荷积累位点的二氧化硅颗粒。然而,含有二氧化硅颗粒的有机感光层具有比不含有二氧化硅颗粒的有机感光层高的体积电阻率。因此,如果电子照相感光体每秒的转数较大(例如,大于8次/秒),重复成像循环导致容易在有机感光层中出现残余电势。因此,出现了残余电势,因而可能容易产生图像模糊。
相反,在根据第一示例性实施方案的电子照相感光体中,所述无机保护层包含第13族元素、氧原子和氢原子。所述第13族元素、所述氧原子和所述氢原子相对于构成所述无机保护层的所有元素的元素构成比率之和等于或大于90原子%。所述氧原子和所述第13族元素的元素组成比(氧原子/第13族元素)在1.0以上且小于1.5。
在根据第二示例性实施方案的电子照相感光体中,所述无机保护层的体积电阻率为5.0×107Ωcm以上且小于1.0×1012Ωcm。
在根据第一示例性实施方案的电子照相感光体中,关于形成无机保护层的材料,如果元素组成比(氧原子/第13族元素)在小于1.5的范围内,发生氧缺陷。因此,电子容易在无机保护层的表面上移动。相应地,在无机保护层中,抑制了电荷的累积,因此即使在无机保护层中发生的破裂中也抑制了电荷的累积。结果,即使当将根据第一示例性实施方案的电子照相感光体用到其中电子照相感光体(例如)以不少于8.0次/秒的转数旋转的成像装置,并且在电子照相感光体的无机保护层中发生破裂时,也抑制了图像模糊的发生。
如果过多的电子移动,则抑制了图像模糊的发生,但是难以进行电荷的固定。这容易导致图像缺失的发生。然而,元素组成比(氧原子/第13族元素)在大于1.0的范围,因而抑制了电子的过度移动。相应地,也抑制了图像缺失的发生。
在根据第二示例性实施方案的电子照相感光体中,无机保护层的体积电阻率小于1.0×1012Ωcm。由于无机保护层的体积电阻率满足该范围,因而降低了无机保护层的面内电阻,抑制了在无机保护层中发生破裂的部分中电荷的累积。因此,即使当将根据第二示例性实施方案的电子照相感光体用到其中电子照相感光体(例如)以超过8.0次/秒的转数旋转的成像装置,并且在电子照相感光体的无机保护层中发生破裂时,也抑制了图像模糊的发生。
如果无机保护层的体积电阻率过小,难以发生电荷的固定。这容易导致图像缺失的发生。然而,无机保护层的体积电阻率在大于5.0×107Ωcm的范围,因而抑制了电阻的过度降低,并且也抑制了图像缺失的发生。
从上述描述可以认为根据第一示例性实施方案和第二示例性实施方案的电子照相感光体的构造抑制了图像缺失的发生并且抑制了图像模糊的发生。
以下将参照附图详细描述根据本发明示例性实施方案的电子照相感光体。在附图中,相同的参考符号表示相同的部件或相应的部件并将省略其重复的描述。
图1是示出根据本发明示例性实施方案的电子照相感光体的例子的示意性截面图。图2至图4是示出根据示例性实施方案的电子照相感光体的其它例子的示意性截面图。
图1示出的电子照相感光体7A为所谓的功能分离型感光体(或层叠型感光体)。电子照相感光体7A具有这样的结构,其中底涂层1设在导电基体4上,并且电荷产生层2、电荷传输层3和无机保护层5依次形成在底涂层1上。在电子照相感光体7A中,由电荷产生层2和电荷传输层3构成了有机感光层。
电荷传输层3包含电荷传输材料、粘结剂树脂和二氧化硅颗粒。
与图1所示的电子照相感光体7A相似的是,图2所示的电子照相感光体7B是功能分离型感光体,其中该功能被分为在电荷产生层2和电荷传输层3中进行并且分离了电荷传输层3的功能。在图3所示的电子照相感光体7C中,电荷产生材料和电荷传输材料中包括在同一层(单层型有机感光层6(电荷产生层/电荷传输层))中。
图2示出的电子照相感光体7B具有这样的结构,其中底涂层1设在导电基体4上,并且电荷产生层2、电荷传输层3B、电荷传输层3A和无机保护层5依次形成在底涂层1上。在电子照相感光体7B中,电荷传输层3A、电荷传输层3B和电荷产生层2构成了有机感光层。
电荷传输层3A包含电荷传输材料、粘结剂树脂和二氧化硅颗粒。电荷传输层3B至少包含电荷传输材料。电荷传输层3B可包含或可不包含二氧化硅颗粒。
在图3中示出的电子照相感光体7C具有这样的结构,其中底涂层1设在导电基体4上,并且单层型有机感光层6和无机保护层5依次形成在底涂层1上。
单层型有机感光层6包含电荷传输材料、粘结剂树脂和二氧化硅颗粒。
与图1示出的电子照相感光体7A相似的是,在图4中示出的电子照相感光体7D具有这样的结构,其中底涂层1设在导电基体4上,并且电荷产生层2、电荷传输层3和无机保护层5依次形成在底涂层1上。在电子照相感光体7D中,无机保护层5是由3层形成的。第三层(界面层)5A、第二层(中间层)5B和第一层(最外层)5C这3层从有机感光层(电荷传输层3)一侧依次堆叠在电荷传输层3上。
电荷传输层3包含电荷传输材料、粘结剂树脂和二氧化硅颗粒。
在图1至4示出的电子照相感光体中,可以设置或不设置底涂层1。
下面将基于图1中所示的电子照相感光体7A作为代表性例子说明各部件。可能做出对省略的参考符号的说明。
导电性基体
导电性基体的例子包括使用了金属(如铝、铜、锌、铬、镍、钼、钒、铟、金和铂)及其合金(如不锈钢)的金属板、金属鼓和金属带。此外,导电性基体的其它例子包括涂覆、沉积或层合有导电性化合物(如导电性聚合物和氧化铟)、金属(如铝、钯和金)或其合金的纸张、树脂膜和带。术语“导电性”是指体积电阻率小于1013Ωcm。
当在激光打印机中使用电子照相感光体时,为了防止在用激光照射时形成的干涉条纹,优选将导电性基体的表面粗糙化使之具有0.04μm至0.5μm的中心线平均粗糙度(Ra)。此外,当将非相干光用作光源时,用于防止干涉条纹的表面粗糙化并没有特别的必要性,但是由于抑制了由导电性基体表面上的凹凸不平引起的缺陷的产生,因而适于实现更长的使用寿命。
用于表面粗糙化的方法的例子包括将研磨剂悬浮于水中并喷至导电性基体上的湿式珩磨、将导电性基体按压在旋转的磨石上从而进行连续磨削的无心磨削、以及阳极氧化处理。
用于表面粗糙化的方法的其它例子包括:通过在导电性基体的表面上形成其中分散有导电性或半导电性颗粒的树脂层,从而通过分散在该层中的颗粒实现表面粗糙化,而不将导电性基体的表面粗糙化的表面粗糙化方法。
在通过阳极氧化进行的表面粗糙化处理中,通过其中金属(例如铝)导电性基体作为阳极在电解液中被阳极氧化的阳极氧化处理,从而在导电性基体的表面上形成氧化膜。电解液的例子包括硫酸溶液和草酸溶液。然而,通过阳极氧化而没有加以改性所形成的多孔阳极氧化膜是化学活性的,易于被污染,根据环境的不同电阻变化大。因此,优选进行密封处理,在该密封处理中,在加压水蒸汽或沸水中(其中可以加入金属盐如镍盐)通过由水合反应引起的体积膨胀来密封阳极氧化膜的细孔,从而将阳极氧化物转化为更稳定的水合氧化物。
阳极氧化膜的膜厚优选为0.3μm至15μm。当阳极氧化膜的厚度在上述范围内时,趋向于发挥对于注入的阻挡性,并且趋向于抑制由于重复使用而引起的残余电位的增加。
可以对导电性基体进行使用了酸性水溶液的处理或勃姆石处理。
利用酸性处理液的处理如下进行。首先,制备包含磷酸、铬酸和氢氟酸的酸性处理液。酸性处理液中磷酸、铬酸和氢氟酸的混合比(例如)为10重量%至11重量%的磷酸、3重量%至5重量%的铬酸和0.5重量%至2重量%的氢氟酸。酸性成分的总浓度优选为13.5重量%至18重量%的范围。处理温度优选为(例如)42℃至48℃。膜的膜厚优选为0.3μm至15μm。
勃姆石处理是这样进行的:将基体浸没在温度为90℃至100℃的纯水中5分钟至60分钟,或者使基体与温度为90℃至120℃的热水蒸汽接触5分钟至60分钟。膜厚度优选为0.1μm至5μm。可以使用对膜溶解性低的电解液(例如己二酸、硼酸、硼酸盐、磷酸盐、邻苯二甲酸盐、马来酸盐、苯甲酸盐、酒石酸盐和柠檬酸盐溶液)对膜进一步进行阳极氧化处理。
底涂层
底涂层为(例如)包括无机颗粒和粘结剂树脂的层。
无机颗粒的例子包括粉末电阻(体积电阻率)约为102Ω·cm至1011Ω·cm的无机颗粒。
在这些物质中,作为具有上述电阻值的无机颗粒,优选诸如氧化锡颗粒、氧化钛颗粒、氧化锌颗粒、和氧化锆颗粒之类的金属氧化物颗粒,更优选氧化锌颗粒。
通过BET法测定的无机颗粒的比表面积优选为,例如,等于或大于10m2/g。
无机颗粒的体积平均粒径优选为(例如)50nm至2,000nm(更优选60nm至1,000nm)。
无机颗粒相对于粘结剂树脂的含量优选为(例如)10重量%至80重量%,更优选为40重量%至80重量%。
无机颗粒可以是经过表面处理的无机颗粒。可以组合使用两种或更多种经过不同的表面处理或具有不同粒径的无机颗粒。
表面处理剂的例子包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝偶联剂和表面活性剂。硅烷偶联剂是特别优选的,并且具有氨基的硅烷偶联剂是更优选的。
具有氨基的硅烷偶联剂的例子包括3-氨基丙基三乙氧基硅烷、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和N,N-双(2-羟乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷,但不限于此。
可使用这些硅烷偶联剂中的两种或多种的混合物。例如,具有氨基的硅烷偶联剂可与另外的硅烷偶联剂组合使用。硅烷偶联剂的其它例子包括:乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、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、N,N-双(2-羟乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷和3-氯丙基三甲氧基硅烷。硅烷偶联剂的例子并不限于此。
使用表面处理剂进行表面处理的方法可为已知方法中的任意一种方法,并且可以是干法或湿法。
用于处理的表面处理剂相对于无机颗粒的量优选为(例如)0.5重量%至10重量%。
这里,从电特性的长期稳定性和载流子阻挡性(carrier blocking property)优异的角度考虑,底涂层中优选包含无机颗粒和电子受体化合物(受体化合物)。
电子受体化合物的例子包括电子传输材料,例如:醌类化合物,如四氯苯醌和四溴苯醌;四氰基醌二甲烷化合物;芴酮类化合物,如2,4,7-三硝基芴酮和2,4,5,7-四硝基-9-芴酮;噁二唑类化合物,如2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑、2,5-双(4-萘基)-1,3,4-噁二唑以及2,5-双(4-二乙基氨基苯基)-1,3,4-噁二唑;氧杂蒽酮类化合物;噻吩类化合物;以及联苯醌类化合物,如3,3',5,5'-四叔丁基联苯醌。
特别是,作为电子受体化合物,具有蒽醌结构的化合物是优选的。作为具有蒽醌结构的电子受体化合物,优选羟基蒽醌类化合物、氨基蒽醌类化合物和氨基羟基蒽醌类化合物等,并且蒽醌、1,2-二羟基蒽醌、1,4-二羟基蒽醌、1,5-二羟基蒽醌和1,2,4-三羟基蒽醌等是特别优选的。
电子受体化合物可与无机颗粒一起分散包含在底涂层中,或可以附着在无机颗粒的表面而被包含在底涂层中。
将电子受体化合物附着至无机颗粒表面的方法的例子包括干法和湿法。
干法为这样一种将电子受体化合物附着至无机颗粒表面的方法,其中在用具有高剪切力的混合机等搅拌无机颗粒的同时,直接或以电子受体化合物溶解于有机溶剂中的溶液的形式将电子受体化合物滴加到无机颗粒上,或将其与干燥空气或氮气一起喷到无机颗粒上。电子受体化合物的滴加或喷雾优选在不高于溶剂沸点的温度下进行。在将电子受体化合物滴加或喷雾后,可以进一步对无机颗粒在100℃以上的温度下进行烘烤。烘烤可以在能够获得所需的电子照相特性的任意温度和时间下进行,而没有限制。
湿法为这样一种将电子受体化合物附着到无机颗粒表面的方法,其中利用搅拌、超声波、砂磨机、碾磨机、球磨机等将无机颗粒分散于溶剂中,之后添加电子受体化合物,并进一步搅拌或分散混合物,之后除去溶剂。作为除去溶剂的方法,通过过滤或蒸馏来除去溶剂。在除去溶剂后,可以进一步对颗粒在100℃以上的温度下进行烘烤。烘烤可以在能够获得所需的电子照相特性的任意温度和时间下进行,而没有限制。在湿法中,可以在添加表面处理剂之前除去无机颗粒中所含的水分,并且除去水分的方法的例子包括通过搅拌加热溶剂中的无机颗粒来除去水分的方法、或通过与溶剂共沸来除去水分的方法。
此外,可以在使用表面处理剂对无机颗粒进行表面处理之前或之后进行电子受体化合物的附着,电子受体化合物的附着也可以与利用表面处理剂进行的表面处理同时进行。
电子受体化合物的含量可以为0.01重量%至20重量%。其相对于无机颗粒的含量优选为0.01重量%至10重量%。
底涂层中使用的粘结剂树脂的例子包括已知材料,例如:已知的高分子化合物如缩醛树脂(如聚乙烯醇缩丁醛等)、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、酪蛋白树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、明胶、聚氨酯树脂、聚酯树脂、不饱和聚酯树脂、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-马来酸酐树脂、有机硅树脂、有机硅-醇酸树脂、脲醛树脂、酚树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、氨基甲酸乙酯树脂、醇酸树脂和环氧树脂;锆螯合物;钛螯合物;铝螯合物;钛醇盐化合物;有机钛化合物;以及硅烷偶联剂。
底涂层中所用的粘结剂树脂的其它例子包括具有电荷输送基团的电荷输送树脂和导电性树脂(例如聚苯胺等)。
在这些物质之中,不溶于上层的涂布溶剂的树脂适合作为底涂层中所用的粘结剂树脂,并且特别合适的是:通过热固性树脂反应而得到的树脂,所述热固性树脂例如为脲醛树脂、酚树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、氨基甲酸乙酯树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂和环氧树脂;以及通过使选自由聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚醚树脂、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯醇树脂以及聚乙烯醇缩醛树脂构成的组中的至少一种树脂与固化剂反应而得到的树脂。
在这些粘结剂树脂以两种或更多种组合使用的情况下,混合比例酌情而定。
可以在底涂层中加入各种添加剂以提高电特性、环境稳定性或图像质量。
添加剂的例子包括已知的材料,例如,多环缩合型或偶氮型电子传输颜料、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。还可以将用于上述无机颗粒的表面处理的硅烷偶联剂加入到底涂层中作为添加剂。
作为添加剂的硅烷偶联剂的例子包括乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨基丙基甲基甲氧基硅烷、N,N-双(2-羟乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷和3-氯丙基三甲氧基硅烷。
锆螯合物的例子包括丁醇锆、乙酰乙酸乙酯锆、三乙醇胺锆、乙酰丙酮丁醇锆、乙酰乙酸乙酯丁醇锆、醋酸锆、草酸锆、乳酸锆、膦酸锆、辛酸锆、环烷酸锆、十二酸锆、硬脂酸锆、异硬脂酸锆、甲基丙烯酸丁醇锆、硬脂酸丁醇锆和异硬脂酸丁醇锆。
钛螯合物的例子包括钛酸四异丙酯、钛酸四正丁酯、钛酸丁酯二聚物、四(2-乙基己基)钛酸酯、乙酰丙酮钛、聚乙酰丙酮钛、辛二醇钛、乳酸钛的铵盐、乳酸钛、乳酸钛的乙基酯、三乙醇胺钛和聚硬脂酸羟基钛。
铝螯合物的例子包括异丙醇铝、二异丙醇单丁氧基铝、丁醇铝、二乙基乙酰乙酸二异丙醇铝和三(乙基乙酰乙酸)铝。
这些添加剂可以单独使用,或作为两种或更多种添加剂的混合物或缩聚物使用。
底涂层的维氏硬度优选为等于或大于35。
将底涂层的表面粗糙度(微观不平度十点高度(ten point height ofirregularities))调节在波长λ至(1/2)λ的(1/4n)(n表示上层的折射率)的范围内。λ表示用于曝光的激光的波长以及n表示上层的折射率,以抑制莫尔图像(moire image)。
为了调节表面粗糙度,可以将树脂颗粒等加入到底涂层中。树脂颗粒的例子包括有机硅树脂颗粒和交联聚甲基丙烯酸甲酯树脂颗粒。另外,为了调节表面粗糙度,可以对底涂层的表面进行抛光。抛光方法的例子包括打磨抛光、喷砂处理、湿式珩磨和磨削处理。
对底涂层的形成没有特别限制,使用那些已知的形成方法。然而,例如,底涂层的形成通过以下方式来进行:使底涂层形成用涂布液(该涂布液是通过将上述组分加入到溶剂中而获得的)形成涂膜,并干燥涂膜,之后根据需要进行加热。
用于制备底涂层形成用涂布液的溶剂的例子包括醇溶剂、芳族烃溶剂、卤代烃溶剂、酮溶剂、酮醇溶剂、醚溶剂和酯溶剂。
这些溶剂的具体例子包括常见的有机溶剂,如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、苄醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙酮、甲乙酮、环己酮、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸正丁酯、二氧六环、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、氯苯和甲苯。
在底涂层形成用涂布液的制备中用于分散无机颗粒的方法的例子包括已知的方法,例如使用辊磨机、球磨机、振动式球磨机、碾磨机、砂磨机、胶体磨和涂料振动器等的方法。
作为用用于形成底涂层的涂布液涂覆导电性基体的方法,示例了常用方法,例如刮涂法、线棒涂布法、喷涂法、浸涂法、珠涂法、气刀涂布法和帘涂法等。
底涂层的膜厚度优选设定为(例如)等于或大于15μm,并且更优选设定在20μm至50μm的范围内。
中间层
尽管未在附图中示出,但是可以在底涂层和感光层之间设置中间层。
中间层为(例如)包括树脂的层。中间层中所用的树脂的例子包括诸如缩醛树脂(如聚乙烯醇缩丁醛)、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、酪蛋白树脂、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、聚乙酸乙烯酯树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐树脂、有机硅树脂、有机硅-醇酸树脂、酚醛树脂和三聚氰胺树脂等高分子化合物。
中间层可以是包括有机金属化合物的层。中间层中所用的有机金属化合物的例子包括含有诸如锆、钛、铝、锰和硅等金属原子的有机金属化合物。
中间层中所用的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。
在这些物质之中,包含含有锆原子或硅原子的有机金属化合物的层是优选的。
对中间层的形成没有特别限定,使用那些已知的形成方法。然而,例如,中间层的形成通过以下方式来进行:使中间层形成用涂布液(所述涂布液是通过将上述组分加入到溶剂中而获得的)形成涂膜,并干燥涂膜,之后根据需要进行加热。
作为用于形成中间层的涂布方法,可使用常规的方法,例如浸涂法、挤出涂布法、线棒涂布法、喷涂法、刮涂法、刀片涂布法和帘涂法。
中间层的膜厚度优选设定为(例如)0.1μm至3μm的范围。此外,可以将中间层用作底涂层。
电荷产生层
电荷产生层为(例如)包含电荷产生材料和粘结剂树脂的层。此外,电荷产生层可为电荷产生材料的沉积层。电荷产生材料的沉积层适合于使用发光二极管(LED)和有机电致发光(EL)图像阵列等非相干光源的情况。
电荷产生材料的例子包括:偶氮颜料,如双偶氮颜料和三偶氮颜料;稠合芳烃颜料,如二溴蒽嵌蒽酮(dibromoantanthrone)颜料;二萘嵌苯颜料;吡咯并吡咯颜料;酞菁颜料;氧化锌;和三角硒。
在这些物质之中,为了对应于近红外区的激光曝光,优选使用金属酞菁颜料或非金属酞菁颜料作为电荷产生材料,特别地,更优选使用在JP-A-5-263007、JP-A-5-279591等中公开的羟基镓酞菁;在JP-A-5-98181等中公开的氯镓酞菁;在JP-A-5-140472,JP-A-5-140473等中公开的二氯酞菁锡;和在JP-A-4-189873等中公开的氧钛酞菁等。
为了对应于近紫外区的激光曝光,作为电荷产生材料,优选的是:稠合芳烃颜料,如在JP-A-2004-78147和JP-A-2005-181992中公开的二溴蒽嵌蒽酮;硫靛颜料;四氮杂卟啉(porphyrazine)化合物;氧化锌;三角硒;双偶氮颜料;等等。
在使用发光中心波长为450nm至780nm的LED和有机EL图像阵列等非相干光源的情况下,可使用上述电荷产生材料,但是从分辨率的角度来看,在感光层以厚度为20μm以下的薄膜的形式使用的情况下,感光层中的场强度加强,因此,易于发生从基体注入电荷而导致的带电减少,或者易于形成被称为所谓的黑点的图像缺陷。当使用了诸如三角硒和酞菁颜料等p型半导体这样的容易产生暗电流的电荷产生材料时,这种现象变得明显。
相反,就这点而言,在使用稠合芳烃颜料、二萘嵌苯颜料、偶氮颜料等n型半导体作为电荷产生材料时,不易产生暗电流,并且即使是在以薄膜形式使用的情况下也可抑制被称为黑点的图像缺陷。n型电荷产生材料的例子包括JP-A-2012-155282中第[0288]至[0291]段中所述的化合物(CG-1)至(CG-27),但不限于此。
n型的确定可以如下进行:采用通常使用的飞行时间法(time-of-flightmethod),通过光电流的极性来进行确定,将与空穴相比电子作为载流子更容易流出的类型定为n型。
用于电荷产生层的粘结剂树脂可选自范围广泛的绝缘树脂,此外该粘结剂树脂也可以选自有机光电导性聚合物,如聚-N-乙烯基咔唑、聚乙烯基蒽、聚乙烯基芘和聚硅烷。
粘结剂树脂的例子包括聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚芳酯树脂(如双酚和芳族二价羧酸的缩聚物等)、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、苯氧基树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、聚丙烯酰胺树脂、聚乙烯基吡啶树脂、纤维素树脂、氨基甲酸乙酯树脂、环氧树脂、酪素、聚乙烯醇树脂和聚乙烯基吡咯烷酮树脂。术语“绝缘性”在此是指体积电阻率为1013Ω·cm以上。
这些粘结剂树脂可单独使用,或者作为两种或多种的混合物使用。
此外,以重量比计,电荷产生材料与粘结剂树脂的混合比优选为10:1至1:10的范围。
可向电荷产生层中加入已知的添加剂。
对电荷产生层的形成没有特别的限制,可使用已知的形成方法。然而,例如可通过如下方式来形成电荷产生层:使电荷产生层形成用涂布液(所述涂布液是通过将上述组分加入到溶剂中而获得的)形成涂膜,并干燥涂膜,然后根据需要进行加热。此外,还可通过沉积电荷产生材料来形成电荷产生层。通过沉积来形成电荷产生层尤其适合于将稠合芳烃颜料或二萘嵌苯颜料用作电荷产生材料的情况。
用于制备电荷产生层形成用涂布液的溶剂的例子包括甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、苄醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙酮、甲乙酮、环己酮、醋酸甲酯、醋酸正丁酯、二氧六环、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、氯苯和甲苯。这些溶剂可以单独使用,或者作为其两种或更多种的混合物使用。
关于将颗粒(例如,电荷产生材料)分散于电荷产生层形成用涂布液中的方法,例如可使用:介质分散机,如球磨机、振动球磨机、碾磨机、砂磨机和卧式砂磨机;或者无介质分散机,如搅拌机、超声分散机、辊磨机、或高压均质器。高压均质器的例子包括:通过在高压下使分散液撞击液体或撞击壁以将颗粒分散的碰撞系统;以及通过在高压状态下使分散液穿过微细的流路从而将颗粒分散的贯穿系统(penetration system)。
此外,在分散过程中,有效的是,电荷产生层形成用涂布液中的电荷产生材料的平均粒径为等于或小于0.5μm,优选为等于或小于0.3μm,更优选为等于或小于0.15μm。
作为采用形成电荷产生层用的涂布液涂覆底涂层(或中间层)的方法,例如,示例了常用方法,例如刮涂法、线棒涂布法、喷涂法、浸涂法、珠涂法、气刀涂布法和帘涂法等。
电荷产生层的膜厚优选设定为(例如)0.1μm至5.0μm,更优选为0.2μm至2.0μm。
电荷传输层
电荷传输层的组成
电荷传输层包含电荷传输材料、粘结剂树脂和二氧化硅颗粒。
电荷传输材料的例子包括电子传输化合物,如醌系化合物,例如对苯醌、四氯苯醌、四溴苯醌和蒽醌;四氰基醌二甲烷化合物;芴酮系化合物,如2,4,7-三硝基芴酮;氧杂蒽酮系化合物;二苯酮系化合物;氰基乙烯基系化合物;和乙烯系化合物。电荷传输材料的其它例子包括空穴传输化合物,如三芳基胺系化合物、联苯胺系化合物、芳基烷烃系化合物、芳基取代乙烯系化合物、芪系化合物、蒽系化合物以及腙系化合物。这些电荷传输材料可以单独使用或其两种或更多种组合使用,但并不限于此。
作为电荷传输材料,从电荷迁移率的角度来看,优选为由如下式(a-1)表示的三芳基胺衍生物、以及由如下式(a-2)表示的联苯胺衍生物。
在上式(a-1)中,ArT1、ArT2和ArT3各自独立地表示取代或未取代的芳基、-C6H4-C(RT4)=C(RT5)(RT6)、或-C6H4-CH=CH-CH=C(RT7)(RT8),并且RT4、RT5、RT6、RT7和RT8各自独立地表示氢原子、取代或未取代的烷基、或者取代或未取代的芳基。
上述各基团的取代基的例子包括卤素原子、具有1至5个碳原子的烷基和具有1至5个碳原子的烷氧基。关于上述各基团的取代基的其它例子包括被具有1至3个碳原子的烷基取代的取代氨基。
在式(a-2)中,RT91和RT92各自独立地表示氢原子、卤素原子、具有1至5个碳原子的烷基、或具有1至5个碳原子的烷氧基;RT101、RT102、RT111和RT112各自独立地表示卤素原子、具有1至5个碳原子的烷基、具有1至5个碳原子的烷氧基、被具有1或2个碳原子的烷基取代的氨基、取代或未取代的芳基、-C(RT12)=C(RT13)(RT14)、或-CH=CH-CH=C(RT15)(RT16);RT12、RT13、RT14、RT15和RT16各自独立地表示氢原子、取代或未取代的烷基、或者取代或未取代的芳基;并且Tm1、Tm2、Tn1和Tn2各自独立地表示0至2的整数。
上述各基团的取代基的例子包括卤素原子、具有1至5个碳原子的烷基和具有1至5个碳原子的烷氧基。关于上述各基团的取代基的其它例子包括被具有1至3个碳原子的烷基取代的取代氨基。
这里,在由式(a-1)表示的三芳胺衍生物和由式(a-2)表示的联苯胺衍生物中,从电荷迁移率的角度考虑,特别优选具有“-C6H4-CH=CH-CH=C(RT7)(RT8)”的三芳胺衍生物和具有“-CH=CH-CH=C(RT15)(RT16)”的联苯胺衍生物。
作为聚合物电荷传输材料,使用已知的具有电荷传输性的材料,如聚-N-乙烯基咔唑和聚硅烷。特别优选在JP-A-8-176293、JP-A-8-208820等中公开的聚酯系聚合物电荷传输材料。此外,聚合物电荷传输材料可以单独使用,或者与粘结剂树脂组合使用。
在本发明示例性实施方案中,从抑制无机保护层中的破裂的发生的角度来看,相对于电荷传输层的全部,二氧化硅颗粒的含量可等于或大于30重量%。从相似的角度来看,二氧化硅颗粒的含量可等于或大于40重量%,并且优选等于或大于50重量%。对该上限值并没有特别地限制。然而,从确保电荷传输层的特性的角度来看,该上限值可等于或小于70重量%。该上限值优选等于或小于65重量%,并且更优选等于或小于60重量%。
二氧化硅颗粒的例子包括干式二氧化硅颗粒和湿式二氧化硅颗粒。
作为干式二氧化硅颗粒,示例了燃烧法二氧化硅(热解法二氧化硅)和爆燃法二氧化硅。燃烧法二氧化硅(热解法二氧化硅)是通过燃烧硅烷化合物而获得的。爆燃法二氧化硅是通过爆发式燃烧金属硅粉而获得的。
作为湿式二氧化硅颗粒,示例了通过硅酸钠和无机酸的中和反应获得的湿式二氧化硅颗粒(通过在碱性条件下的合成和凝集获得的沉淀法二氧化硅颗粒、和通过在酸性条件下的合成和凝集获得的凝胶法二氧化硅颗粒)、胶体二氧化硅颗粒(二氧化硅溶胶颗粒)和溶胶-凝胶二氧化硅颗粒。该胶体二氧化硅颗粒是通过使硅酸变成碱性并进行聚合而获得的。该溶胶-凝胶二氧化硅颗粒是通过有机硅烷化合物(例如,烷氧基硅烷)的水解而获得的。
在这些类型的颗粒之中,作为二氧化硅颗粒,从残余电势的发生和抑制由于其它电特性的劣化导致的图像缺陷的发生(抑制细线再现性的劣化)的角度来看,燃烧法二氧化硅颗粒(其具有低空隙结构并且其中表面上的硅烷醇基团的数目小)是优选的。
二氧化硅颗粒的体均粒径可以为(例如)20nm至200nm。体均粒径优选为40nm至150nm,更优选为50nm至120nm,并且进一步优选为50nm至100nm。
如果使用体均粒径在上述范围的二氧化硅颗粒和粘均分子量小于50,000的粘结剂树脂的组合,更容易降低电荷传输层的表面粗糙度,并且更容易抑制图像缺陷的发生。
从层中分离二氧化硅颗粒,并用扫描电子显微镜(SEM),在40,000倍的放大率下观察被分离的颗粒之中的100个初级颗粒。通过初级颗粒的图像分析,测量了长轴上的各个颗粒的最大长度和短轴上的各个颗粒的最小长度,并且从最大长度和最小长度之间的中间值进行测定球体等效直径。获得了所得球体等效直径的累积频率中的50%直径(D50v),并且通过使用所得50%直径作为二氧化硅颗粒的体均粒径测定了体均粒径。
二氧化硅颗粒可以具有通过使用疏水剂进行表面处理的表面。因此,减少了二氧化硅颗粒表面上的硅烷醇基团的数目,并且容易防止残余电位的发生。
作为疏水剂,示例了公知的硅烷化合物,如氯硅烷,烷氧基硅烷,以及硅氮烷。
在这些物质之中,从易于抑制残余电位的发生的角度来看,优选具有三甲基硅烷基、癸基硅烷基或苯基硅烷基的硅烷化合物作为疏水剂。即,三甲基硅烷基、癸基硅烷基或苯基硅烷基可以设置在二氧化硅颗粒的表面上。
具有三甲基硅烷基的硅烷化合物的例子包括三甲基氯硅烷、三甲基甲氧基硅烷、1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氮烷等等。
具有癸基硅烷基的硅烷化合物的例子包括癸三氯硅烷、癸基二甲基氯硅烷、癸基三甲氧基硅烷、等等。
具有苯基的硅烷化合物的例子包括三苯基甲氧基硅烷、三苯基氯硅烷、等等。
对于二氧化硅颗粒的表面上的硅烷醇基,用疏水剂处理的二氧化硅粒颗粒的缩合比(二氧化硅颗粒中的SiO4-键中的Si-O-Si的比:以下也称为“疏水剂的缩合比”)可以为(例如)等于或大于90%,优选等于或大于91%,并且更优选等于或大于95%。
如果疏水剂的缩合比在上述范围内,则二氧化硅颗粒中的硅烷醇基的数目降低得更多,并且容易抑制残余电位的发生。
疏水剂的缩合比表示缩合硅与硅的所有可粘合位点(由NMR检测的缩合部分)的比。疏水剂的缩合比的测量如下。
首先,从层中分离二氧化硅颗粒。通过使用AVANCEIII 400(由Bruker公司制造)在被分离的二氧化硅颗粒上进行Si CP/MAS NMR分析。获得了根据二氧化硅的取代数的峰面积。将2-取代(Si(OH)2(O-Si)2-)、3-取代(Si(OH)(O-Si)3-)和4-取代(Si(O-Si)4-)的值分别设定为Q2、Q3和Q4,然后通过使用表达式(Q2×2+Q3×3+Q4×4)/4×(Q2+Q3+Q4)来计算疏水剂的缩合比。
二氧化硅颗粒的体积电阻率可以(例如)等于或大于1011Ωcm、优选等于或大于1012Ωcm、并且更优选等于或大于1013Ωcm。
如果二氧化硅颗粒的体积电阻率在上述范围内,则抑制了电性能的劣化。
二氧化硅颗粒的体积电阻率的测量如下。将测量环境设定在20℃的温度和50%RH的湿度。
首先,从层中分离二氧化硅颗粒。将被分离的二氧化硅颗粒(待测量)设置在其上具有20cm2的电极板的圆形夹具的表面上,以便具有约1mm至3mm的厚度,由此形成二氧化硅颗粒层。将20cm2的类似的电极板设置在所形成的二氧化硅颗粒层上,因此二氧化硅颗粒层介于电极板之间。由于二氧化硅颗粒之间没有空隙,所以在将4kg的负荷施加到设置在二氧化硅颗粒层上的电极板上之后,测量二氧化硅颗粒层的厚度(cm)。将静电计和高压发电装置连接至二氧化硅颗粒层上和下的两个电极上。将高电压施加至两个电极上,使得电场具有预定值,并读出这个时候流动的电流的电流值(A),由此计算二氧化硅颗粒的体积电阻率(Ωcm)。二氧化硅颗粒的体积电阻率的计算公式由以下表达式表示。
在该表达式中,ρ表示二氧化硅颗粒的体积电阻率(Ωcm)。E表示应用电压(V)。I表示电流值(A)以及I0表示当应用电压为0V时的电流值(A)。L表示二氧化硅颗粒层的厚度(cm)。在这个评价中,使用了当应用电压为1,000V时获得的体积电阻率。
表达式:ρ=E×20/(I-I0)/L
粘结剂树脂的例子包括:聚碳酸酯树脂(双酚A、双酚Z、双酚C、双酚TP等的均聚型树脂,或均聚物型树脂的共聚物树脂类型)、聚丙烯树脂、聚酯树脂、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏二氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯氰-苯乙烯共聚物、丙烯氰-丁二烯共聚物、聚乙酸乙烯酯树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物、有机硅树脂、有机硅醇酸树脂、酚醛树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯甲二氮唑-醇酸树脂、聚N-乙烯基咔唑树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚苯醚树脂、等等。这些粘结剂树脂可单独使用,或者两种或多种组合使用。
以重量比计,电荷传输材料和粘结剂树脂的混合比(以重量比计)优选为10:1至1:5。
从更易于降低电荷传输层的表面粗糙度和抑制图像缺失的发生的角度来看,聚碳酸酯树脂(双酚A、双酚Z、双酚C、双酚TP等的均聚型树脂,或均聚物型树脂的共聚物树脂类型)是上述粘结剂树脂之中优选的。聚碳酸酯树脂可单独使用,或者两种或多种组合使用。从类似的角度来看,更优选含有聚碳酸酯树脂中的双酚Z的均聚型聚碳酸酯树脂。
电荷传输层的特性
其上设置有无机保护层的电荷传输层的表面的表面粗糙度Ra(算术平均表面粗糙度Ra)可以为(例如)等于或小于0.06μm。例如,表面粗糙度Ra优选为等于或小于0.03μm,并且更优选为等于或小于0.02μm。
如果表面粗糙度Ra被设置在上述范围内,则改善了无机保护层的光滑性,并改善了清洁性能。
为了将表面粗糙度Ra设置在上述范围内,例如,示例了使层的厚度增厚的方法。
表面粗糙度Ra的测量如下。
首先,分离无机保护层,然后暴露待测量的层。用切刀切出被暴露的层的一部分,由此获得了测量样品。
通过使用探针型表面粗糙度测量设备(SURFCOM 1400A:由Tokyo Seimitsu株式会社制造的产品等)来测量测量样品。测量条件基于JIS B0601-1994。作为测量条件,将评价长度Ln设定为4mm,参考长度L设定为0.8mm,以及截止值设定为0.8mm。
电荷传输层的弹性模量可以优选为(例如)等于或大于5GPa、更优选为等于或大于6GPa、并且进一步优选为等于或大于6.5GPa。
如果电荷传输层的弹性模量设定在上述范围内,则容易抑制无机保护层中的凹部的发生,并且容易抑制无机保护层中的破裂的发生。
为了将电荷传输层的弹性模量设定在上述范围内,例如,示例了调节颗粒直径和二氧化硅颗粒的含量的方法,和调节电荷输送材料的类型和材料的方法。
电荷传输层的弹性模量的测量如下。
首先,将无机保护层分离,然后暴露待测量的层。用切刀切出被暴露的层的一部分,由此获得了测量样品。
通过使用NANO INDENTER SA2(由MTS Systems株式会社制造)和通过使用连续刚度法(CSM)(美国专利No.4848141)获得了测量样品的深度剖面。通过使用在30nm至100nm的压痕深度下的测量值获得的平均值来测量弹性模量。
电荷传输层的膜厚度可以为(例如)10μm至40μm。电荷传输层的膜厚度优选为10μm至35μm,并且更优选为15μm至30μm。
如果电荷传输层的膜厚度设定在上述范围内,则容易抑制破裂和无机保护层的残余电位的发生。
电荷传输层的形成
对电荷传输层的形成没有特别的限制,可使用已知的形成方法。然而,例如通过如下方法进行电荷传输层的形成:形成电荷传输层形成用涂布液的涂膜(所述涂布液是通过将上述组分加入溶剂中而得到),并将该涂膜干燥,然后根据需要加热。
作为将用于形成电荷传输层的涂布液用于涂布电荷产生层的方法,例如可使用常规的方法,例如浸涂法、挤出涂布法、线棒涂布法、喷涂法、刮涂法、刀片涂布法和帘涂法。
作为当将颗粒(例如,二氧化硅颗粒或氟树脂颗粒)分散在用于形成电荷传输层的涂布液中时使用的分散方法,例如可使用介质分散机(如球磨机、振动球磨机、磨碎机、砂磨机和水平砂磨机)或无介质分散机(如搅拌器、超声波分散机、辊磨机、和高压均质机)。高压均质机的例子包括碰撞系统和渗透系统。在碰撞系统中,通过在高压下使分散体撞击液体或撞击壁来分散颗粒。在渗透系统中,通过在高压下使分散体穿透细流路径来分散颗粒。
无机保护层
无机保护层的组成
根据本发明示例性实施方案的电子照相感光体中的无机保护层是通过如下材料构成的。
即,无机保护层包含第13族元素、氧原子和氢原子。所述第13族元素、所述氧原子和所述氢原子相对于构成所述无机保护层的所有元素的元素构成比率之和等于或大于90原子%。
特别地,在根据第一示例性实施方案的电子照相感光体中,关于组成无机保护层的材料,所述氧原子和所述第13族元素的元素组成比(氧原子/第13族元素)在1.0以上且小于1.5。该元素组成比优选为1.03至1.47、更优选为1.05至1.45、并且进一步优选为1.10至1.40。如果组成无机保护层的材料的元素组成比(氧原子/第13族元素)在上述范围内,则抑制了图像缺失的发生,并且抑制了图像模糊的发生。从类似的角度来看,第13族元素为镓是优选的。
在电子照相感光体(其中设置具有小的元素组成比(例如,1.2或更小)的无机保护层,以与不含二氧化硅颗粒的有机感光层接触)的情况下,小的元素组成比使得电子容易在无机保护层的表面上流动。因此,可能发生图像缺失。反之,在本发明示例性实施方案的电子照相感光体中,有机感光层包含二氧化硅颗粒,因此增加了有机保护层的体积电阻率。因此,甚至当元素组成比较小时,也抑制了图像缺失的发生。
如果元素组成比变小,无机保护层的弹性模量往往降低。因此,在设置无机保护层以与不含二氧化硅颗粒的无机保护层接触的情况下,形成的无机保护层具有增大的元素组成比(例如,超过1.2)。反之,由于有机感光层包含二氧化硅颗粒,因而增加了有机感光层的弹性模量,并且可以形成具有小的元素组成比的无机保护层。
这里,如果元素组成比(氧原子/第13族元素(特别是镓))在上述范围内,体积电阻率容易满足这一范围:5.0×107Ωcm以上且小于1.0×1012Ωcm。在这点上,在根据第二示例性实施方案的电子照相感光体中,组成无机保护层的材料可以与组成根据第一示例性实施方案的电子照相感光体的无机保护层的材料相同。
在(例如)混合诸如N、P和As之类的第15族元素的情况下,所述第13族元素(特别是镓)、氧原子和氢原子相对于构成所述无机保护层的所有元素的元素构成比率之和等于或大于90原子%,因而抑制了将第15族元素与第13族元素(特别是镓)的合并的影响。此外,容易获得氧原子和第13族元素(特别是镓)的组成比(氧原子/第13族元素(特别是镓))的合适范围,该范围可以改善无机保护层的硬度或电特性。从上述角度来看,元素组成比之和优选等于或大于95原子%、更优选等于或大于96原子%、并且进一步优选等于或大于97原子%。
除了无机材料,为了控制导电类型,该无机保护层在n型导电型的情况下可以包含一种或多种选自(例如)C、Si、Ge和Sn的元素,以及,该无机保护层在p型导电型的情况下可以包含一种或多种选自(例如)N、Be、Mg、Ca和Sr的元素。
这里,从优异的机械强度、透光性和灵活性,以及优良的导电可控性的角度来看,当形成的无机保护层包含镓原子和氧原子以及根据需要的氢原子,合适的元素组成比如下。
例如,对于无机保护层的所有组分,镓的元素组成比可以为15原子%至50原子%,优选为20原子%至40原子%、并且更优选为20原子%至30原子%。
例如,对于无机保护层的所有组分,氧原子的元素组成比可以为30原子%至70原子%,优选为40原子%至60原子%、并且更优选为45原子%至55原子%。
例如,对于无机保护层的所有组分,氢原子的元素组成比可以为10原子%至40原子%,优选为15原子%至35原子%、并且更优选为20原子%至30原子%。
这里,通过使用卢瑟福背散射能谱分析(以下称为“RBS”),在包括在厚度方向上的分布的状态下获得了无机保护层中的各个元素的元素组成比、原子比等。
在RBS中,将3SDH PELLETRON(由NEC株式会社制造)用作加速器,将RBS-400(由CE&A Corporation制造)用作终端站,并且将3S-R10用作系统。使用CE&A株式会社的HYPRA程序进行分析。
关于RBS的测量条件,将He++离子束能量设定为2.275eV,将检测角设定为160°,以及将相对于入射束的掠射角设定为约109°。
具体而言,RBS测量按照如下方式进行。
首先,He++离子束垂直入射于样品上。将检测器与离子束的角设定为160°。测量背散射的He的信号。基于He的检测到的能量和检测到的强度来确定组成比和膜厚度。为了改善用于获得组成比和膜厚度的精确性,可以通过使用两个检测角度来测量其光谱。通过使用两个检测角度(其在深度方向上的分辨率和背散射力学上是不同的)来进行测量,从而交叉检查了测量结果。
由目标原子背散射的He原子的数量仅由三个因素确定。这三个因素是1)目标原子的原子数量,2)散射前的He原子的能量,以及3)散射角度。
假设密度是基于测量的组成而计算出的,以及厚度是基于这个假设而计算出的。密度的误差幅度在20%之内。
氢原子的元素组成比是通过氢向前散射(以下称为“HFS”)而获得的。
在HFS测量中,将3SDH PELLETRON(由NEC株式会社制造)用作加速器,将RBS-400(由CE&A株式会社制造)用作终端站,并且将3S-R10用作系统。使用CE&A株式会社的HYPRA程序进行分析。HFS的测量条件如下。
He++离子束能量:2.275eV
检测角度:在160°下,相对于入射束的掠射角为30°
在HFS测量中,将检测器与He++离子束的角设定为30°,并将样品设定为与法线倾斜75°。在这些设置下,收集在样品的前方散射的氢原子的信号。此时,可以用铝箔覆盖检测器,从而可以除去与氢原子一起散射的He原子。以这一方式进行数量的确定,对参比样品和待测样品中的氢原子进行计数,用停止电源对通过计数获得的值进行标准化,然后将标准化值进行相互比较。通过将H离子注入到Si来获得样品,以及将白云母用作参比样品。
已知白云母的氢浓度为6.5原子%。
通过减去粘附至(例如)洁净Si表面上的H的量,来校正粘附至最外层表面的H。
无机保护层的特性
如上所述,在根据第二示例性实施方案的电子照相感光体中,无机保护层的体积电阻率为5.0×107Ωcm以上且小于1.0×1012Ωcm。从更容易抑制图像缺失的发生,以及更容易抑制图像模糊的发生的角度来看,无机保护层的体积电阻率优选为8.0×107Ωcm至7.0×1011Ωcm、更优选为1.0×108Ωcm至5.0×1011Ωcm、并且进一步优选为5.0×108Ωcm至2.0×1011Ωcm。
根据第一示例性实施方案的电子照相感光体中的无机保护层的体积电阻率满足根据第二示例性实施方案的电子照相感光体中的无机保护层的体积电阻率的范围是优选的。
基于电极的面积和样品的厚度,由电阻值计算并获得体积电阻率。通过使用LCRmeter ZM2371(由NF株式会社制造),在频率为1kHz且电压为1V的条件下测量电阻值。
测量样品可以为以这种方式获得的样品:在与形成待测量的无机保护层时的条件相同的条件下,在铝基体上形成膜和在形成的膜物体上通过真空沉积形成金电极。测量样品可以为以这种方式获得的样品:从已经制备的电子照相感光体中分离无机保护层并将分离出的无机保护层的一部分蚀刻,然后将被蚀刻的部分置于一对电极之间。
无机保护层优选为非单晶膜,如晶体膜、多晶硅膜和无定形膜。在这些膜之中,无定形膜在表面的光滑性方面是特别优选的。在硬度上,晶体膜是更优选的。
结晶性和无定形性是基于在通过使用反射高能电子衍射(RHEED)测量而获得的衍射图像上是否有点和线来区分的。
无机保护层的弹性模量可以为30GPa至80GPa。其弹性模量优选为40GPa至65GPa。
如果弹性模型设定在上述范围内,则容易抑制无机保护层的凹部(凹疤)、分离或破裂的发生。
通过使用连续刚度法(CSM)(美国专利No.4848141)和通过使用NANO INDENTERSA2(由MTS Systems公司制造)获得了深度剖面。通过在30nm至100nm的压痕深度下的测量值获得了平均值。该平均值为弹性模量。测量条件如下。
测量环境:23℃,55%RH
使用压头:规则的三角锥形压头(Berkovic压头)、由金刚石形成的三角锥性压头
测试模式:CSM模式
测量样品可以为通过在与形成待测量的无机保护层时使用的条件相同的条件下,在基体上形成膜而获得的样品。测量样品可以为以这种方式获得的样品:从已经制备的电子照相感光体中分离无机保护层所并将分离出的无机保护层的一部分蚀刻。
无机保护层的膜厚度可以为(例如)0.2μm至10.0μm。其膜厚度优选为0.4μm至5.0μm。
如果膜厚度设定在上述范围内,则容易抑制无机保护层的凹部(凹疤)、分离或破裂的发生。
无机保护层的形成
例如,使用常规的气相膜沉积法来形成保护层。常规的气相膜沉积法的例子包括:等离子体化学气相沉积(CVD)法、有机金属气相生长法、分子束外延法、气相沉积法、溅射法等等。
下面将参照附图通过使用成膜装置的例子来描述无机保护层的形成。下面将描述含有镓原子、氧原子和氢原子的无机保护层的形成方法。然而,形成方法并不限于此,并且可以根据所需无机保护层的组成而采用熟知的形成方法。
图5A和5B是示出用于形成根据本发明示例性实施方案的电子照相感光体的无机保护层的成膜装置的例子的示意图。图5A示出了当从侧面观察成膜装置时的截面示意图。图5B示出了沿直线A1-A2截取图5A中所示的成膜装置而得到的截面示意图。在图5A和5B中,标号210表示成膜室,以及标号211表示排气口。标号212表示基体旋转单元,以及标号213表示基体支持部件。标号214表示基体,以及标号215表示气体导入管。标号216表示具有开口的喷嘴并喷射来自气体导入管215的气体。标号217表示等离子体扩散部,以及标号218表示高频电源单元。标号219表示电极平板,标号220表示气体导入管;并且标号221表示高频放电管部。
在图5A和5B示出的成膜装置中,排气口211设置于成膜室210的一端。,排气口211与真空排气装置(未示出)相连。高频电源单元218、电极平板219和高频放电管部221构成等离子体发生装置。等离子体发生装置设置在成膜室210中与设置有排气口211的一侧相对的一侧。
等离子体发生装置包括:高频放电管部221;电极平板219和高频电源单元218。电极平板219布置在高频放电管部221的内部并且电极平板219的放电表面设置在排气口211一侧。高频电源单元218布置在高频放电管部221的外部并且连接至电极平板219的放电表面的相对侧上的表面。气体导入管220与高频放电管部221相连。用气体导入管220将气体供入高频放电管部221。气体导入管220的另一端与第一气体供应源(未示出)相连。
替代图5A和5B示出的成膜装置中设置的等离子体发生装置,可使用图6示出的等离子体发生装置。图6为示出了图5A和5B示出的成膜装置中使用的等离子体发生装置的另一例子的示意图。图6为等离子体发生装置的侧视图。在图6中,标号222表示高频线圈并且标号223表示石英管。标号220表示与图5A和5B中示出的气体导入管相似的气体导入管。该等离子体发生装置包括石英管223和设置于石英管223的外周面的高频线圈222。石英管223的一端与成膜室210(图6中未示出)相连。用于向石英管223内供应气体的气体导入管220与石英管223的另一端相连。
在图5A和5B中,喷嘴216沿放电表面延伸并呈棒状。在图10中,喷嘴216与电极平板219的放电表面侧相连,喷嘴216的一端与气体导入管215连接,并且该气体导入管215与设置在成膜室210的外部的第二气体供应源(未示出)相连。
在成膜室210中设置有基体旋转单元212。圆筒状基体214通过基体支持部件213连接至基体旋转单元212,使得喷嘴216的纵向与基体214的轴向平行,其中喷嘴216与基体214彼此相对。在形成膜时,基体旋转单元212旋转,以使基体214沿其圆周方向旋转。作为基体214,例如使用其中已预先层叠至有机感光层的层的感光体等。
例如,按照如下方式形成无机保护层。
首先,从气体导入管220向高频放电管部221供应氧气(或氦(He)稀释的氧气)、氦(He)气、以及任选的氢(H2)气,以及从高频电源单元218向电极平板219提供13.56MHz的无线电波。此时,形成为等离子体扩散部217由此从电极平板219的放电表面侧向排气口211侧扩张。这里,由气体导入管220导入的气体从电极平板219一侧经过成膜室210并流向排气口211侧。可通过用接地屏障围绕电极来获得电极平板219。
喷嘴216位于作为活化单元的平板电极219的下游。通过气体导入管215和喷嘴216将三甲基镓气体导入成膜室210。在基体214的表面上形成了含有镓原子和氧原子的非单晶膜。
作为基体214,(例如)可使用其上形成有有机感光层的基体。
由于使用了具有有机感光层的有机感光体,因此当形成无机保护层时,基体214的表面温度优选等于或小于150℃,更优选等于或小于100℃,并且还更优选为30℃至100℃。
即使在膜形成开始的最初阶段,基体214的表面温度小于或等于150℃,但是由于等离子体的影响,其表面温度可能变得高于150℃,从而该有机感光层可能会因热而损坏。因此,优选的是考虑到这种影响而对基体214的表面温度进行控制。
基体214的表面温度可由加热、冷却单元(未示出)等控制。而且,在放电时基体214的表面温度可以自然升高。当基体214被加热时,可在基体214的内部或外部设置加热器。当基体214冷却时,可将冷却气体或冷却液体循环至基体214。
当期望避免由放电引起的基体214的表面温度升高时,调节与基体214的表面接触的高能气流是有效的。在这种情况下,对诸如气流速度、放电功率和压力等条件进行调节以使214的表面温度达到期望的温度。
可使用含有铝的有机金属化合物或诸如乙硼烷之类的氢化物来替代三甲基镓气体。此外,可使用这些材料中两种或更多种的组合。
例如,在形成无机保护层的初始阶段,如果通过气体导入管215和喷嘴216将三甲基铟气体导入成膜室210,由此在基体214上形成含有氮原子和铟原子的膜,则该膜吸收了在膜连续形成过程中所产生并且使有机感光层劣化的紫外线。因此,抑制了因在膜形成时产生的紫外线而造成的对有机感光层的损害。
作为膜形成时将掺杂剂掺入的方法,可使用用于n型材料的气态SiH3或SnH4。可使用用于p型材料的气态双(环戊二烯)镁、二甲基钙、二甲基锶等。为了将掺杂剂元素掺入表面层,可使用诸如热扩散法或离子注入法等常规方法。
具体而言,例如气体包含至少一种或多种类型的掺杂剂元素,并通过气体导入管215和喷嘴216将该气体导入成膜室210。因而,获得了具有n型、p型等导电类型的无机保护层。
在借助于图5A至图6描述的成膜装置中,可以提供并独立地控制多个活化装置,因而可以独立地控制由放电能量产生的活性氮或活性氢。可使用同时含有氮原子和氢原子的气体,如NH3。此外,可以加入H2或可使用这样的条件,在该条件下从有机金属化合物中独立地生成活性氢。
以这种方式形成膜,因而受到活化并处于受控制状态的碳原子、镓原子、氮原子和氢原子存在于基体214的表面。因此,存在这样的效果:通过活化的氢原子,诸如甲基或乙基之类的烃(其组成有机金属化合物)中的氢原子以氢分子的形式分离出来。
因此,形成了用于形成三维键的硬膜(无机保护层)。
图5A至6示出的成膜装置的等离子体发生单元使用高频振荡装置。然而,等离子体发生单元不仅限于此。例如,可使用微波振荡器或可使用电子回旋共振式装置或螺旋等离子体式装置。高频振荡装置可以为电感式或电容式。
可以联合使用两种或更多种类型的装置。此外,可以使用或者两种或多种相同类型的装置。为了抑制由等离子体辐射引起基体214的表面温度的升高,高频振荡装置是优选的。然而,也可设置能抑制热辐射的装置。
当使用两种或更多种不同类型等离子体发生装置(等离子体发生单元)时,优选地在等离子体发生装置中在相同压力下同时发生放电。可以在进行放电的区域和形成膜的区域(基体安装的部位)之间设置压力差。这些装置可以在成膜装置内部从气体导入部到气体排放部的气体流动方向布置。可以将这些装置的任何一个设置为面对其上形成膜的基体的表面。
例如,当两种或更多种类型的等离子体发生单元随着气体流动设置时,如果使用如图5A和5B示出的成膜装置作为例子,则使用两种等离子体发生单元中的一种作为第二等离子体发生装置(其使用喷嘴216作为电极并在成膜室210中引起放电)。在这种情况下,例如通过气体导入管215向喷嘴216施加高频电压,因而通过使用喷嘴216作为电极,在成膜室210中产生放电。此外,可以在成膜室210中在基体214和平板电极219之间设置圆筒状电极来替代使用喷嘴216作为电极,并且通过使用圆筒状电极在成膜室210中引起放电。
当在相同压力下使用两种不同类型的等离子体发生装置时,例如当使用微波振荡装置和高频振荡装置时,可以极大地改变激发能量的激发类型。因此,上述情况在控制膜的质量上是有效的。可以在大气压附近(70,000Pa至110,000Pa)进行放电。当在大气压附近进行放电时,He优选地用作载气。
关于无机保护层的形成,在成膜室210中提供其上形成了有机感光层的基体214。将具有不同组成的混合气体导入成膜室210中,然后形成无机保护层。
关于膜形成条件,例如当使用高频放电法进行放电时,为了在低温下形成高质量的膜,频率的范围优选在10kHz至50MHz。用于放电的功率取决于基体214的大小,但是相对于基体的表面积优选地在0.01W/cm2至0.2W/cm2的范围内。基体214的旋转速度优选为0.1rpm至500rpm。
上文中,已经描述了电子照相感光体的例子,其中有机感光层为功能分离型;并且电荷输送层为单层构造。然而,在图2示出的子照相感光体(有机感光层为功能分离型;并且电荷输送层为多层构造的例子)的情况下,与无机保护层5接触的电荷输送层3A可以具有与图3示出的电子照相感光体的电荷输送层3相同的构造。不与无机保护层5接触的电荷输送层3B可以具有与已知电荷输送层相同的构造。
电荷输送层3A的厚度可以为1μm至15μm。电荷输送层3B的厚度优选为15μm至29μm。
在图3示出的电子照相感光体(有机感光层为单层构造的例子)的情况下,单层型有机感光层6(电荷发生层/电荷输送层)除了包含电荷发生材料之外,可以具有与感光层3相同的构造。
相对于单层型有机感光层的全部,单层型有机感光层6中电荷发生材料的含量可以为25重量%至50重量%。
单层型有机感光层6的厚度可以设定为15μm至30μm。
根据目的,无机保护层可以具有在厚度方向上的组成比率的分布。无机保护层可以具有多层构造。
例如,在图4示出的电子照相感光体(无机保护层被构造成第一层、第二层和第三层这样的三层的例子)的情况下,在根据第一示例性实施方案的每一层中,第13族元素(特别是镓)和氧原子的元素组成比(氧原子/第13族元素(特别是镓))在1.0以上且小于1.5。元素组成比优选为1.03至1.47,更优选为1.05至1.45,进一步优选为1.10至1.40。
虽然图中未示出,但是与无机保护层被构造成两层的情况类似地是,在每一层中的第13族元素(特别是镓)和氧原子的元素组成比都在上述范围内。
作为第二示例性实施方案,第三层、第二层和第一层的每一层的体积电阻率在5.0×107Ωcm以上且小于1.0×1012Ωcm。在更易于抑制图像模糊的发生和更易于抑制图像模糊的发生的情况下,其体积电阻率优选为8.0×107Ωcm至7.0×1011Ωcm,更优选为1.0×108Ωcm至5.0×1011Ωcm,并且进一步优选为5.0×108Ωcm至2.0×1011Ωcm。
虽然未示出,但是与无机保护层被构造成两层的情况类似地是,在每一层的体积电阻率都在上述范围内。
与无机保护层为单层的情况类似地是,无机保护层的膜厚可以为(例如)0.2μm至10.0μm(优选为0.4μm至5.0μm)。例如每一层的厚度可以在以下范围。
第三层的膜厚可以为(例如)0.05μm至1.0μm。第三层的膜厚优选为大于0.1μm且小于等于0.4μm,并且更优选为0.15μm至0.3μm。
第二层的膜厚可以为(例如)0.05μm至4.5μm。第二层的膜厚优选为0.5μm至4.0μm。
第一层的膜厚可以为(例如)0.05μm至2.0μm。第一层的膜厚优选为0.2μm至1.5μm,并且更优选为0.5μm至1.0μm。
通过使用已知的卢瑟福背散射能谱分析(以下称为“RBS”),获得了每层中的各元素(在包括厚度方向上的分布的状态下)的元素组成比、原子数比率等。
关于无机保护层的形成,根据期望的元素组成比或期望的体积电阻率,引入了具有不同组成的气体混合物,因而可以依次形成各层或可以独立地形成各层。关于各个层,可以根据期望的元素组成比或期望的体积电阻率来选择膜形成条件。
成像装置(和处理盒)
以下将描述根据本发明示例性实施方案的成像装置/成像方法。
根据本发明示例性实施方案的成像装置包括:电子照相感光体、充电单元、静电潜像形成单元、显影单元和转印单元。充电单元对所述电子照相感光体的表面充电。静电潜像形成单元在已充电的电子照相感光体的表面上形成静电潜像。显影单元利用包含调色剂的显影剂将形成于电子照相感光体的表面上的静电潜像显影,从而形成调色剂图像。转印单元将形成的调色剂图像转印到记录介质的表面上。根据本发明示例性实施方案的电子照相感光体被用作电子照相感光体。电子照相感光体的转数等于或大于8.0次/秒。
在根据本发明示例性实施方案的成像装置中进行成像方法(根据本发明示例性实施方案的成像方法)。该成像方法包括:对电子照相感光体的表面进行充电的充电步骤、在电子照相感光体的已充电的表面上形成静电潜像的静电潜像形成步骤、利用包含调色剂的显影剂将形成于电子照相感光体的表面上的静电潜像显影,从而形成调色剂图像的显影步骤、以及将形成的调色剂图像转印到记录介质的表面上的转印步骤。电子照相感光体的转数等于或大于8.0次/秒。
作为根据本发明示例性实施方案的成像装置,采用已知成像装置,其例子包括:包括定影单元的装置,该定影单元将已转印到记录介质表面的调色剂图像定影;直接转印型装置,其将形成于电子照相感光体表面上的调色剂图像直接转印到记录介质上;中间转印型装置,其将形成于电子照相感光体表面上的调色剂图像一次转印到中间转印部件的表面上,然后将已转印到中间转印部件表面上的调色剂图像二次转印到记录介质的表面上;包括清洁单元的装置,该清洁单元在调色剂图像转印之后、充电之前对电子照相感光体的表面进行清洁;含包括除电单元的装置,在调色剂图像转印之后、充电之前,该除电单元利用除电光照射电子照相感光体的表面以进行除电;含有电子照相感光体加热部件的装置,该加热部件用于提高电子照相感光体的温度从而降低相对温度。
在中间转印型装置的情况中,对于转印单元,例如应用具有中间转印部件、一次转印单元和二次转印单元的构造。中间转印部件具有调色剂图像被转印到其表面的表面。一次转印单元将形成于电子照相感光体的表面上的调色剂图像一次转印到中间转印部件的表面上。二次转印单元将已转印到中间转印部件的表面上的调色剂图像二次转印。
根据本发明示例性实施方案的成像装置可为干式显影型成像装置和湿式显影型(使用液体显影剂的显影类型)成像装置中的任意一种。
在根据本发明示例性实施方案的成像装置中,例如,包括电子照相感光体的部分可为能够从成像装置上拆卸下来的盒结构(处理盒)。作为该处理盒,例如使用包括根据本发明示例性实施方案的电子照相感光体的处理盒。除了该电子照相感光体外,处理盒可以包括选自由(例如)充电装置、静电潜像形成单元、显影单元和转印单元构成的组中的至少一者。
以下将描述根据本发明示例性实施方案的成像装置的一个例子。然而,成像装置并不限于本发明的例子。对附图中示出的主要部件加以说明,而省略了对其它部件的描述。
图7是示出根据本发明示例性实施方案的成像装置的例子的示意性结构视图。
如图7所示,根据本发明示例性实施方案的成像装置100包括:包括电子照相感光体7的处理盒300、曝光装置9(静电潜像形成单元的一个例子)、转印装置40(一次转印装置)、以及中间转印部件50。在成像装置100中,曝光装置9被设置在这样一个位置:其中曝光装置9可以通过处理盒300中的开口而将光照射在电子照相感光体7上。转印装置40隔着中间转印部件50(其置于转印装置40和电子照相感光体7之间)而设置在与电子照相感光体7相对的位置。中间转印部件50设置为与电子照相感光体7部分接触。虽然图7中没有示出,但该成像装置还包括将转印到中间转印部件50上的调色剂图像转印到记录介质(例如,纸张)上的二次转印装置。中间转印部件50、转印装置40(一次转印装置)、和二次转印装置(未示出)相当于转印单元的实例。在成像装置100中,控制装置60(控制装置的例子)为用于控制成像装置100中的各个装置和各个单元的操作的装置。控制装置60被设置与各个装置和各个单元连接。
在本发明示例性实施方案的成像装置100中,电子照相感光体7的转数等于或大于8.0次/秒。对电子照相感光体7的转数的上限没有特别的限制。然而,例如该上限可以等于或小于17.7次/秒。
具体而言,电子照相感光体7通过诸如齿轮之类的驱动力转移部件(未示出)与驱动马达30(驱动单元)连接。驱动马达30与控制装置60电连接。控制装置60控制成像装置100中的各个装置和部件的操作。通过控制装置60控制驱动马达30的驱动,因而随着以等于或大于8.0次/秒的转数旋转而驱动电子照相感光体7。
图7中的处理盒300支撑在壳体内的作为一个单元的电子照相感光体7、充电装置8(充电单元的一个例子)、显影装置11(显影单元的一个例子)和清洁装置13(清洁单元的一个例子)。清洁装置13包括清洁刮片131(清洁部件的一个例子)。该清洁刮片131被设置为与电子照相感光体7的表面相接触。清洁部件可为导电性或绝缘性纤维部件(其并不是清洁刮片131的形式)。该纤维部件可单独使用、或者与清洁刮片131组合使用。
图7示出了这样的例子,其中作为成像装置,包括用于向电子照相感光体7的表面上供给润滑剂14的(辊状)纤维状部件132、以及有助于清洁工艺的(扁平刷状)纤维状部件133。然而,这些部件可根据需要而设置。
以下,将描述成像装置100的成像操作。
充电装置8给电子照相感光体7的表面充电,其中该电子照相感光体7以等于或大于8.0次/秒的转数旋转。曝光装置9基于图像信息来曝光电子照相感光体7的充电表面。因此,根据图像信息,在电子照相感光体7上形成了静电潜像。在显影装置11中,通过使用含有调色剂的显影剂将形成在电子照相感光体7的表面上的静电潜像显影。因此,在电子照相感光体7的表面上形成了调色剂图像。将形成在电子照相感光体7的表面上的调色剂图像转印至中间转印部件50。通过二次转印装置(未示出)将已转印至中间转印部件50的调色剂图像转印到记录介质。通过定影装置(未示出)将已转印至记录介质定影。在调色剂图像被转印后,通过清洁装置13来清洁电子照相感光体7的表面。
以下将描述根据本发明示例性实施方案的成像装置的各个部件。
充电装置
作为充电装置8,例如,使用接触型充电装置。接触型充电装置使用导电性或半导电性的充电辊、充电刷、充电膜、充电橡胶刮片、充电管等。此外,还可使用本身已知的充电器,如非接触型辊状充电器、利用电晕放电的栅格转印充电装置和电晕管转印充电装置。
曝光装置
曝光装置9的例子包括以预定的成像方式(image-wise manner)将电子照相感光体7的表面曝光于射线(如半导体激光射线、LED射线和液晶快门射线)下的光学设备。光源的波长可以是在电子照相感光体的光谱敏感波长范围内的波长。作为半导体激光的波长,主要是在780nm附近的激光发射波长的近红外波长。然而,可使用的激光射线波长并不局限于这种波长,并可使用发射波长在600nm范围的激光、或者作为蓝色激光的具有在400nm至450nm范围内的任意发射波长的激光。为了形成彩色图像,使用能够获得多波束输出的平面发光型激光光源是有效的。
显影装置
作为显影装置11,例如可使用常用显影装置,其中显影装置与设置的显影剂接触或不接触。对这种显影装置11没有特别限定,只要其具有上述功能即可,并且可根据所需用途适当选择。其例子包括已知的显影装置,其中利用刷或辊将显影剂施加至电子照相感光体7上。在这些装置之中,使用在其表面上保持有显影剂的显影辊的显影装置是优选的。
显影装置11中使用的显影剂可以是仅包含调色剂的单组份显影剂、或者可以是包含调色剂和载体的双组份显影剂。显影剂可为磁性的或可为非磁性的。作为这些显影剂,可使用已知显影剂。
清洁装置
作为清洁装置13,使用包括清洁刮片131的清洁刮片型装置。
除了清洁刮片型,可使用毛刷清洁型,以及同时显影和清洁型的装置。
转印装置
转印装置40的例子包括自身已知的转印充电装置,如使用带、辊、膜、橡胶片等的接触型转印充电装置;利用电晕放电的栅格转印充电装置和电晕管转印充电装置。
中间转印部件
作为中间转印部件50,可使用被赋予半导电性的由聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、聚芳酯、聚酯、橡胶等构成的带形式(中间转印带)。另外,除了带形式以外,所述中间转印部件还可采取鼓的形式。
控制装置
控制装置60被构造为控制整个装置和进行各种操作的计算机。具体而言,例如控制装置60包括中央处理单元(CPU)、存储各种程序的只读存储器(ROM)、用作工作区域(当执行程序时)的随机存取存储器(RAM)、其中储存各种类型的信息的非易失性存储器以及输入和输出界面(I/O)。通过总线将CPU、ROM、RAM、非易失性存储器和I/O相互连接。将成像装置100的各个单元,例如电子照相感光体7(包括驱动马达30)、充电装置8、曝光装置9、显影装置11和转印装置40,连接至I/O。
例如,CPU执行存储在ROM或非易失性存储器中的程序(例如,成像程序、恢复程序等的控制程序),从而控制成像装置100的各个单元的操作。RAM被用作工作存储器。例如,在ROM或非易失性存储器中存储通过CPU执行的程序、CPU处理需要的数据等。控制程序或各种类型的数据可以被储存在其它存储装置(例如储存单元)中,或可以通过通信单元从装置的外部来获得。
各种驱动器可以连接到控制装置60。作为各种驱动器,示例了读取来自便携式计算机可读记录介质的数据的装置或在记录介质中写入数据的装置。便携式计算机可读记录介质的例子包括软盘、磁光盘、CD-ROM、DVD-ROM、和通用串行总线(USB)存储器。在包括各种驱动器的情况下,控制程序可以记录在便携式记录介质中,并且与记录介质对应的驱动器可以读取和执行控制程序。
图8是示出根据示例性实施方案的另一例子的成像装置的示意性构造图。
图8示出的成像装置120是配备有四个处理盒300的串联型多色成像装置。在成像装置120中,中间转印部件50上的四个处理盒300平行地设置,并且每个处理盒300具有这样的构造:其中一个电子照相感光体被配属了一种颜色。除了串联型以外,成像装置120可以具有与成像装置100相似的构造。
根据本发明示例性实施方案的成像装置100不限于上述构成。例如,成像装置100可包括第一除电装置。第一除电装置设置在电子照相感光体7的旋转方向上转印装置40的下游侧、以及在电子照相感光体7的旋转方向上清洁装置13的上游侧。第一除电装置设置残留调色剂的极性,从而易于通过使用清洁刷除去残留调色剂。此外,成像装置100可包括第二除电装置。第二除电装置设置在电子照相感光体的旋转方向上清洁装置13的下游侧、以及在电子照相感光体的旋转方向上充电装置8的上游侧。第二除电装置对电子照相感光体7的表面除电。
根据本发明示例性实施方案的成像装置100并不局限于上述构造,并可以应用已知的构造。例如,可以使用直接转印型装置,其将形成于电子照相感光体7上的调色剂图像直接转印到记录介质上。
例子
下面通过使用例子对本发明的示例性实施方案进行具体描述。然而,本发明的示例性实施方案并不限于以下例子。在以下例子中,“份”表示重量份。
二氧化硅颗粒的制备
二氧化硅颗粒(1)
将作为疏水剂的30重量份的1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氮烷(制造者:TokyoChemical Industry株式会社)加入到100重量份的未处理的(亲水性)二氧化硅颗粒(产品名:OX50(制造者:Aerosil株式会社)),并且使反应进行24小时。然后,获得了被过滤并用疏水剂处理过的二氧化硅颗粒。所得的二氧化硅颗粒用作二氧化硅颗粒(1)。二氧化硅颗粒(1)的浓缩比率为93%。
实施例1
底涂层的制备
将100重量份的氧化锌(平均粒径:70nm,由Tayca株式会社制造的产品,比表面积值:15m2/g)与500重量份的四氢呋喃搅拌下混合。向其中加入1.3重量份的硅烷偶联剂(KBM503,由Shin-Etsu Chemical株式会社制造的产品)并搅拌2小时。之后,在减压条件下蒸馏除去四氢呋喃。在120℃的温度下烘烤3小时。由此获得硅烷偶联剂表面处理的氧化锌颗粒。
将110重量份的经过表面处理的氧化锌与500重量份的四氢呋喃混合并搅拌。加入其中将0.6重量份的茜素溶于50重量份的四氢呋喃的液体并在50℃下进行搅拌5小时。然后,进行减压过滤,因此分离添加有茜素的氧化锌。在60℃下进行减压干燥,由此获得添加有茜素的氧化锌。
将60重量份的添加有茜素的氧化锌、13.5重量份的固化剂(封端异氰酸酯,SUMIDUR 3175,由Sumitomo Bayer Urethane株式会社制造的产品)以及15重量份的缩丁醛树脂(S-LEC BM-1、由Sekisui Chemical株式会社制造的产品)溶于85重量份的甲基乙基酮中,由此获得溶液。将38重量份的该溶液与25重量份的甲基乙基酮彼此混合,然后将通过混合获得的混合物通过使用的玻璃珠在砂磨机中分散2小时。由此,得到分散液。
将0.005重量份作为催化剂的二辛基锡二月桂酸酯和40重量份的有机硅树脂颗粒(TOSPEARL 145,由Momentive Performance Materials株式会社制造的产品)加入到所得分散液中,由此得到底涂层形成用涂布液。通过使用浸涂方法,将该涂布液涂于直径为60mm、长度为357mm并且厚度为1mm的铝基底上。在170℃下干燥并固化40分钟,由此获得厚度为19μm的底涂层。
电荷产生层的制备
将15重量份作为电荷产生材料的羟基镓酞菁、10重量份作为粘结剂树脂的氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VMCH,由NUC株式会社制造的产品)以及200重量份的醋酸正丁酯混合,由此得到混合物。通过使用直径为的玻璃珠在砂磨机中将该混合物分散4小时。所述羟基镓酞菁在利用CuKα特性X射线的X射线衍射光谱中,至少在7.3°、16.0°、24.9°和28.0°的布拉格角(2θ±0.2°)处具有衍射峰。向所得分散液中加入175重量份的醋酸正丁酯和180重量份的甲基乙基酮,然后进行搅拌。因此,得到用于形成电荷产生层的涂布液。将用于形成电荷产生层的涂布液浸涂于底涂层上并在室温(25℃)下干燥,由此形成膜厚为0.2μm的电荷产生层。
电荷输送层的制备
将250重量份的四氢呋喃投入50重量份的二氧化硅颗粒(1)中。在将液体温度维持在20℃的同时,向其中加入25重量份的4-(2,2-二苯基-乙基)-4',4”-二甲基三苯基胺和25重量份的作为粘结剂树脂的双酚Z型聚碳酸酯树脂(粘度平均分子量:30,000)。进行混合并搅拌12小时,由此得到用于形成电荷输送层的涂布液。
将该用于形成电荷输送层的涂布液涂布电荷产生层,然后该涂布液在135℃下干燥40分钟,由此形成膜厚为30μm的电荷输送层。因此,获得电子照相感光体。
通过上述步骤获得了有机感光体(1),其中在铝基底上依次层叠有底涂层、电荷产生层和电荷输送层。
无机保护层的形成
下面,在该有机感光体(1)的表面上形成由包含氢原子的氧化镓形成的无机保护层。通过使用如图5A和5B示出的构造的成膜装置来形成该无机保护层。
首先,将有机感光体(1)放在成膜装置的成膜室210中的基体支持部件213上。通过排气口211将成膜室210的抽真空,直到压力变为0.1Pa为止。所述抽真空在完成含有高浓度氧的气体置换完成后的5分钟内进行。
然后,将经He稀释的40%氧气(流速:1.6sccm)和氢气(流速:50sccm)由气体导入管220导入高频放电管部221中,其中高频放电管221设置有直径为85mm的电极平板219。将13.56MHz的无线电波设置具有150W的输出功率,利用调谐器进行匹配,并将无线电波施加至电极平板219。因此,通过高频电源218和匹配电路(图5A和5B中未示出)由电极平板219进行放电。此时,反射波功率为0W。
之后,将三甲基镓气(流速:1.9sccm)经由气体导入管215由喷嘴216导入成膜室210中的等离子体扩散部217。此时,通过BARATRON真空计测得的成膜室210中的反应压力为5.3Pa。
在此状态下,在以500rpm的速度旋转有机感光体(1)的同时,形成膜,成膜时间为68分钟,因此在有机感光体(1)的电荷输送层表面上形成膜厚为1.5μm的无机保护层。
通过上述步骤获得实施例1的电子照相感光体,其中在导电性基体上依次形成有底涂层、电荷产生层、电荷输送层和无机保护层。
实施例2至5、8至9和11,以及比较例1至3
类似于实施例1,获得了实施例2至5、8至9和11,以及比较例1至3的电子照相感光体,不同之处在于:根据表1改变二氧化硅颗粒的含量、元素组成比、体积电阻率和无机保护层的厚度(膜厚)。通过将电荷传输层的总量设定为100,调节电荷传输层的组成,从而使得二氧化硅颗粒的重量%的值具有表1中的值。
实施例6
关于无机保护层的形成,除了以下变化,类似于实施例1获得了实施例6的电子照相感光体(其中形成的无机保护层为三层)。
第三层(界面层)的形成
首先,将有机感光体(1)放在成膜装置的成膜室210中的基体支持部件213上。通过排气口211将成膜室210抽真空,直到压力变为0.1Pa为止。
然后,将经He稀释的40%氧气(3.5sccm)和氢气(100sccm)由气体导入管220导入高频放电管部221中,其中高频放电管部221设置有直径为85mm的电极平板219。将13.56MHz的无线电波设置为具有200W的功率,利用调谐器进行匹配,并将无线电波施加至电极平板219。因此,通过高频电源218和匹配电路(图5A和5B中未示出)由电极平板219进行放电。此时,反射波功率为0W。
之后,将三甲基镓气(1.9sccm)经由气体导入管215由喷嘴216导入成膜室210中的等离子体扩散部217。此时,通过BARATRON真空计测得的成膜室210中的反应压力为10Pa。
在此状态下,在以100rpm的速度旋转有机感光体(1)的同时,形成膜,成膜时间为15分钟,因此在有机感光体(1)的电荷输送层表面上形成膜厚为0.2μm的界面层。
第二层(中间层)的形成
然后,停止高频放电,并且改变为经He稀释的40%氧气(10sccm)。然后,再次开始高频放电。
在此状态下,在以100rpm的速度旋转有机感光体(1)(其中已经形成有界面层)的同时,形成膜,成膜时间为60分钟,因此在界面层上形成膜厚为0.8μm的中间层。
第一层(最外层)的形成
然后,停止高频放电,并且改变为成膜室210中的压力(5Pa)、经He稀释的40%氧气(2.2sccm)、H2气体(300sccm)和三甲基镓气(3.2sccm)。然后,再次开始高频放电。
在此状态下,在以100rpm的速度旋转有机感光体(1)(其中已经依次形成有界面层和中间层)的同时,形成膜,成膜时间为55分钟,因此在中间层上形成膜厚为0.5μm的最外层。
实施例7
关于无机保护层的形成,除了以下变化,类似于实施例1,获得了实施例7的电子照相感光体(其中形成的无机保护层为两层)。
第二层(中间层)的形成
首先,将有机感光体(1)放在成膜装置的成膜室210中的基体支持部件213上。通过排气口211将成膜室210的抽真空,直到压力变为0.1Pa为止。
然后,将经He稀释的40%氧气(3.5sccm)和氢气(100sccm)由气体导入管220导入高频放电管部221中,其中高频放电管部221设置有直径为85mm的电极平板219。将13.56MHz的无线电波设置为具有200W的功率,利用调谐器进行匹配,并将无线电波施加至电极平板219。因此,通过高频电源218和匹配电路(图5A和5B中未示出)由电极平板219进行放电。此时,反射波功率为0W。
之后,将三甲基镓气(5sccm)经由气体导入管215由喷嘴216导入成膜室210中的等离子体扩散部217。此时,通过BARATRON真空计测得的成膜室210中的反应压力为10Pa。
在此状态下,在以100rpm的速度旋转有机感光体(1)的同时,形成膜,成膜时间为15分钟,因此在有机感光体(1)的电荷输送层表面上形成膜厚为1.0μm的界面层。
第一层(最外层)的形成
然后,停止高频放电,并且进行下列改变:成膜室210中的压力(5Pa)、经He稀释的40%氧气(2.2sccm)、H2气体(300sccm)和三甲基镓气(3.2sccm)。然后,再次开始高频放电。
在此状态下,在以100rpm的速度旋转有机感光体(1)(其中已经依次形成中间层)的同时,形成膜,成膜时间为55分钟,因此在中间层上形成膜厚为0.5μm的最外层。
实施例10
关于无机保护层的形成,除了以下变化,类似于实施例1,获得了实施例10的电子照相感光体(其中形成的无机保护层为单层)。
将250重量份的四氢呋喃投入25重量份的二氧化硅颗粒(1)中。在将液体温度维持在20℃的同时,向其中加入25重量份的4-(2,2-二苯基-乙基)-4',4”-二甲基三苯基胺和50重量份的作为粘结剂树脂的双酚Z型聚碳酸酯树脂(粘度平均分子量:30,000)。进行混合并搅拌12小时,由此得到用于形成电荷输送层的涂布液。
将该用于形成电荷输送层的涂布液涂布电荷产生层,然后该涂布液在135℃下干燥40分钟,由此形成膜厚为30μm的电荷输送层,并获得了电子照相感光体。
比较例4
类似于实施例6,获得了比较例4的电子照相感光体,不同之处在于:根据表1改变了无机保护层的元素组成比和体积电阻率。
参考例1
通过与比较例4中制备的电子照相感光体的操作程序类似的操作程序制备了参考例1的电子照相感光体。
评价
关于实施例和比较例中获得的电子照相感光体,以下描述了破裂的评价、图像模糊的评价和图像缺失的评价。将每个实施例中得到的电子照相感光体连接至由富士施乐株式会社制造的“DOCUCENTRE-VC7775”(每秒感光体的转数:10.7次),并在以下描述中,进行了各个实施例和比较例中的各个评价。
将参考例1的电子照相感光体连接至由富士施乐株式会社制造的“DOCUCENTRE-IVC5575”(每秒感光体的转数:7.3次),并在以下描述中,进行了参考例1中的各个评价。
破裂的评价
在22℃的温度和55%RH的环境下,在300,000张A4纸上连续打印图像密度(覆盖面积)为5%的图表图像。然后,通过使用光学显微镜(由Keyence株式会社制造的产品:VK9500),肉眼观察有机感光体的中心部分的0.5cm(圆周方向)×3cm(轴向)的范围和在从有机感光体的两端向中心的6.5cm处的0.5cm×3cm的地方,然后计算单位面积(1cm×1cm)的破裂。评价标准如下。
评价标准
A:破裂数目等于或少于5片/cm2(处于不能看作图像缺陷的水平)
B:破裂数目大于5片/cm2且15片/cm2以下(处于不能看作图像缺陷的水平)
C:破裂数目大于15片/cm2且100片/cm2以下(处于不能看作图像缺陷的水平,但是如果打印600,000张以上,则可能发展为图像缺陷)
D:破裂数目大于100片/cm2(处于可能发展为图像缺陷的水平)
图像模糊的评价
在22℃的温度和55%RH的环境下,在300,000张A4纸上连续打印图像密度(覆盖面积)为5%的图表图像。然后,在A3大小的片上打印图像密度为30%的半色调图像。关于半色调图像,通过使用VITINY(VT-101),在27倍的放大率下观察在与感光体的表面区域对应的区域中是否发生图像模糊。根据以下标准进行图像评价。
测量范围设定在纸上图像的中心部分的3cm(圆周方向)×3cm(轴向)的范围,和在从纸上图像部分的两端向中心的1.5cm处的3cm×3cm的地方。三个位置的合计值作为图像模糊的片数。
评价标准
A:观察范围内的图像模糊的片数或点干扰为0。
B:观察范围内的图像模糊的片数或点干扰为1至3。
C:观察范围内的图像模糊的片数或点干扰为4至10。
D:观察范围内的图像模糊的片数或点干扰为等于或大于11。
图像缺失的评价
在22℃的温度和55%RH的环境下,在5,000张A4纸上连续打印图像密度(覆盖面积)为5%的图表图像。然后,在相同的环境下,将该装置保持14小时。在14小时后,打印图像密度为40%的整个半色调图像。在保持该装置后,确认从第1张纸至第10张纸的图像缺失和第50张纸的图像缺失。
评价标准如下。
评价标准
A:在保持该装置后获得的第一图像的点未受干扰。
B:保持该装置后获得的第一图像的点未受干扰。然而,在第2张纸至第10张纸中恢复了点干扰。(由于进行了中间恢复,所以处于没有图像质量问题的水平)
C:在保持该装置后获得的10张打印纸中发生了点干扰。然而,在获得10张纸点干扰的纸后至第50张纸中恢复了点干扰。
D:在保持该装置后甚至在获得的50张打印纸中发生了点干扰。在第100张纸上发生了轻微的点干扰,或者即使在5,000张纸上进行连续打印时,也发生了轻微的点干干扰。
从上述结果可知,可以认识到实施例中的图像缺失和图像模糊的评价结果要好于比较例中的评价结果。
提供对本发明示例性实施方案的上述描述是为了举例和说明。并非旨在穷举,或将本发明限制为所公开的精确形式。明显地,对于本领域技术人员而言,许多变型和修改将是显而易见的。选择并描述这些实施方案为的是更好地说明本发明的原理及其实际应用,从而使得本领域技术人员理解本发明的多种实施方案,并且其多种变型适用于所预期的特定用途。本发明的范围旨在通过所附权利要求及其等同形式来限定。
Claims (11)
1.一种电子照相感光体,包括:
导电性基体;
在所述导电性基体上的有机感光层;和
在所述有机感光层上的无机保护层,
其中
构成所述有机感光层的表面的层包含电荷传输材料、粘结剂树脂和二氧化硅颗粒,
所述无机保护层包含第13族元素、氧原子和氢原子,
相对于构成所述无机保护层的所有元素,所述第13族元素、所述氧原子和所述氢原子的元素构成比率之和等于或大于90原子%,以及
所述氧原子和所述第13族元素的元素组成比(氧原子/第13族元素)在1.0以上且小于1.5。
2.根据权利要求1所述的电子照相感光体,其中
所述第13族元素为镓。
3.根据权利要求1所述的电子照相感光体,其中
所述有机感光层包括:
电荷产生层;和
在所述电荷产生层上的电荷传输层,该电荷传输层包含电荷传输材料、粘结剂树脂和二氧化硅颗粒。
4.根据权利要求1所述的电子照相感光体,其中
相对于构成所述有机感光层的表面的所述层的整体而言,所述二氧化硅颗粒的含量在30重量%至70重量%的范围内。
5.一种电子照相感光体,包括:
导电性基体;
在所述导电性基体上的有机感光层;和
在所述有机感光层上的无机保护层,
其中
构成所述有机感光层的表面的层包含电荷传输材料、粘结剂树脂和二氧化硅颗粒,
所述无机保护层包含第13族元素、氧原子和氢原子,
相对于构成所述无机保护层的所有元素,所述第13族元素、所述氧原子和所述氢原子的元素构成比率之和等于或大于90原子%,以及
所述无机保护层的体积电阻率为5.0×107Ωcm至1.0×1012Ωcm。
6.根据权利要求5所述的电子照相感光体,其中
所述第13族元素为镓。
7.根据权利要求5所述的电子照相感光体,其中
所述有机感光层包括:
电荷产生层;和
在所述电荷产生层上的电荷传输层,该电荷传输层包含电荷传输材料、粘结剂树脂和二氧化硅颗粒。
8.根据权利要求5所述的电子照相感光体,其中
相对于构成所述有机感光层的表面的所述层的整体而言,所述二氧化硅颗粒的含量在30重量%至70重量%的范围内。
9.根据权利要求1所述的电子照相感光体,其中
其上设置无机保护层的所述有机感光层的表面粗糙度Ra等于或小于60nm。
10.一种处理盒,其能从成像装置中拆卸下来,所述处理盒包括:
根据权利要求1至9中任一项所述的电子照相感光体。
11.一种成像装置,包括:
根据权利要求1至9中任一项所述的电子照相感光体;
充电单元,其对所述电子照相感光体的表面进行充电;
静电潜像形成单元,其在所述电子照相感光体的已经带电的表面上形成静电潜像;
显影单元,其利用包含调色剂的显影剂将形成于所述电子照相感光体表面上的静电潜像显影,从而形成调色剂图像;以及
转印单元,其将所述调色剂图像转印到记录介质的表面,
其中
所述电子照相感光体的转数等于或大于8.0/秒。
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