DE3919806A1

DE3919806A1 - Elektrofotografischer fotorezeptor

Info

Publication number: DE3919806A1
Application number: DE3919806A
Authority: DE
Inventors: Seizou Kitagawa
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1988-06-16
Filing date: 1989-06-16
Publication date: 1989-12-21
Also published as: JPH01316751A; GB8913909D0; DE3919806C2; GB2219867B; GB2219867A; US4990419A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrofotografischen Fotorezeptor des Funktionstrennungs-Typs für langwelliges Licht, welcher als Ladungsträgertransportschicht eine As₂Se₃-Schicht, als Ladungsträgererzeugungsschicht eine Te- Se-Schicht mit 30 bis 50 Gew.-% Te und als Oberflächen schutzschicht eine As₂Se₃-Schicht aufweist.

In einem Drucker eines elektrofotografischen Geräts wird Licht in dem langwelligen Bereich von etwa 630 bis 800 nm als Schreiblicht zur Bildung eines elektrostatischen, la tenten Bildes auf der Oberfläche eines Fotorezeptors ver wendet. In einem solchen Drucker setzt sich ein Fotorezep tor vom Funktionstrennungs-Typ zusammen aus einer selbst gegenüber langwelligem Licht eine hohe Empfindlichkeit auf weisenden Trägererzeugungsschicht, einer Trägertransport schicht zum Transportieren der von der Trägererzeugungs schicht erzeugten Ladungsträger, und einer Oberflächen schutzschicht, die die Trägererzeugungsschicht gegenüber äußeren Belastungen schützt. In einem solchen Fotorezeptor wird für die Trägererzeugungsschicht im allgemeinen eine Te-Se-Legierung mit hoher Te-Konzentration, für die Träger transportschicht ein amorphes Se Material und für die Oberflächenschutzschicht eine As-Se-Legierung mit niedriger As-Konzentration verwendet. Die Oberflächenschutzschicht ist eine wichtige Schicht, die die Lebensdauer des Fotore zeptors bestimmt. Eine As-Se-Legierung mit geringerer As- Konzentration, die eine Im Vergleich zu As₂Se₃ hohe Wärme ausdehnung und geringe mechanische Festigkeit aufweist, wird jedoch grundsätzlich eingesetzt, um die Erzeugung von Rissen aufgrund der Differenz der thermischen Ausdehnungs koeffizienten zwischen Oberflächenschutzschicht und der darunter liegenden Schicht, nämlich der aus einer amorphen Se-Legierung bestehenden Ladungsträgertransportschicht, zu vermeiden. Das amorphe Se Material weist einen sehr großen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf.

Insofern weist ein derartiger Fotorezeptor den Nachteil einer unzureichenden Lebensdauer, speziell einer einen qua litativ zufriedenstellenden Druck ermöglichenden Lebens dauer auf. Im Hinblick darauf, daß es möglich erscheint, die mechanische Festigkeit der Oberflächenschutzschicht zu erhöhen, indem gleichzeitig den Wärmeausdehnungskoeffizien ten der Trägertransportschicht und der Oberflächenschutz schicht gesenkt werden, wurde in jüngster Zeit ein Se-Te- As-Fotorezeptor vom Funktionstrennungstyp für einen Laser drucker entwickelt, der sich durch eine hohe Druckbetriebs- Lebensdauer auszeichnet.

Da bei einem solchen Se-Te-As-Fotorezeptor die äußere Ober flächenschicht aus einer As₂Se₃-Legierung besteht, weist der Fotorezeptor eine hohe Druck-Lebensdauer auf, die der jenigen eines herkömmlichen As₂Se₃-Fotorezeptors ent spricht. Andererseits hat dieser Fotorezeptor aber auch die Nachteile des bekannten As₂Se₃-Fotorezeptors. Das heißt: Wenn von außen mechanische Belastungen oder chemische Ein flüsse einwirken, verschlechtert sich die Qualität. Bei spielsweise wird ein Bildfehler hervorgerufen.

Es ist also Aufgabe der Erfindung, unter weitestgehender Vermeidung der dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile einen elektrofotografischen Fotorezeptor anzugeben, der eine hohe Druck-Lebensdauer und hervorragende mechanische Festigkeit sowie chemische Beständigkeit aufweist, und bei dem die Möglichkeit von Bilddefekten auch dann verringert ist, wenn mechanische Belastungen oder chemische Einflüsse auf die Oberfläche des Fotorezeptors einwirken.

Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebene Er findung gelöst.

Da die Oberflächenschutzschicht hervorragende mechanische Festigkeit und chemische Beständigkeit besitzt, werden selbst dann keine Bildfehler entstehen, wenn mechanische Belastungen oder chemische Einflüsse einwirken.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an hand der Zeichnung näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrofotografischen Foto rezeptors, und

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht des Aufbaus eines Ver gleichsbeispiels.

Nach Fig. 1 sind auf einer leitenden Unterlage 1 eine La dungsträgertransportschicht 2 und eine Ladungsträgererzeu gungsschicht 3 auflaminiert. Eine Trägerinjektions-Regu lierschicht 4 setzt sich zusammen aus einem Material mit größerem Bandabstand als die Trägererzeugungsschicht 3. Die Regulierschicht 4 befindet sich auf der Trägererzeugungs schicht 3, und auf ihr befindet sich eine Oberflächen schutzschicht 5. Die Oberflächenschutzschicht 5 ist mit einer transparenten Isolierschicht 6 beschichtet, was ein kennzeichnendes Merkmal der vorliegenden Erfindung dar stellt. Als Trägertransportschicht 2 wird eine As₂Se₃-Le gierungsschicht mit einer Dicke von 50 bis 80 µm verwendet. Die Te-Konzentration sowie die Dicke der Trägererzeugungs schicht 3 bestimmen sich durch die Wellenlänge des zur Be lichtung eines Bildes verwendeten Lichts. Ein Film von 0,1 bis 1 µm Dicke, bestehend aus einem Material mit einer Te- Konzentration von 30 bis 50 Gew.-% wird meistens verwendet. Die Trägerinjektions-Regulierschicht 4 besteht aus einer As-Se-Legierungsschicht mit 5 Gew.-% As, welche einen brei teren Bandabstand besitzt als die Te-Se-Legierung mit 30 bis 50 Gew.-% Te, und welche eine Dicke von 0,1 bis 2 µm aufweist. Die Oberflächenschutzschicht 5 setzt sich aus einer As₂Se₃-Legierung mit einer Dicke von 2 bis 5 µm zu sammen. Für die transparente Isolierschicht auf der Ober flächenschutzschicht 5 wird ein transparentes, isolierendes Material verwendet, welches eine hervorragende Dauerfestig keit und einen hohen Widerstand von beispielsweise 10¹² Ω.cm aufweist. Als derartiges Material eignen sich ein Me talloxid wie Al₂O₃, SiO₃ und Ta₂O₅ und ein Kunstharz aus Nylon, Urethan, einer Siliziumverbindung oder dergleichen. Die Schichtdicke beträgt vorzugsweise 0,5 bis 1 µm im Fall eines Metalloxids und 1 bis 3 µm im Fall eines Kunstharzes unter Berücksichtigung der Bild-Verschwommenheit, der Kon zentrationsverringerung in dem Drucker und der Druck-Le bensdauer.

Als Beispiele wurden drei Arten der oben beschriebenen Fotorezeptoren sowie Vergleichsbeispiele hergestellt.

Fotorezeptor Nr. 1

Die transparente Isolierschicht 6 besteht aus Al₂O₃. Zur Herstellung dieses Fotorezeptors wurde ein Aluminiumzylin der mit 80 mm Durchmesser, oberflächenbearbeitet und gerei nigt, auf einer Welle einer Aufdampfanlage montiert, und auf dem Aluminiumzylinder wurde als Trägertransportschicht 2 eine As₂Se₃-Legierung niedergeschlagen, und zwar bei fol genden Bedingungen: Wellentemperatur 190°C, Vakuum 10^-5 Torr und Temperatur der Verdampfungsquelle 400°C. Durch Blitzniederschlagung wurden dann die Trägererzeugungs schicht 3, die Trägerinjektions-Regulierschicht 4 und die Oberflächenschutzschicht 5 niedergeschlagen. Der so erhal tene Fotorezeptor wurde in einen Lichtbogen-Ionenbeschich tungsapparat gebracht und es wurde eine Al₂O₃-Schicht mit einer Dicke von etwa 0,8 µm durch Ionenbeschichtung bei einer Substrattemperatur von 60°C, einer Ionisierungsspan nung von 50 V, einer Substratspannung von 20 V und einem Vakuum von 10^-5 Torr aufgebracht, wodurch die die Ober flächenschutzschicht 5 bedeckende transparente Isolier schicht 6 entstand.

Fotorezeptor Nr. 2

Die transparente Isolierschicht 6 besteht aus einem Kunst harz, welches Nylon, Urethan und eine Siliziumverbindung enthält. Der Prozess vor der Bildung der transparenten Iso lierschicht 6 ist der gleiche wie beim Fotorezeptor Nr. 1. Die transparente Isolierschicht 6 wurde erzeugt durch Auf bringen einer gemischten Lösung aus Nylon, Urethan, einer Siliziumverbindung oder dergleichen auf die Oberflächen schutzschicht 5 der As₂Se₃-Schicht mit einer Dicke von etwa 3 µm, und die aufgebrachte Schicht wurde bei 50°C 2 Stunden lang getrocknet und ausgehärtet.

Der Fotorezeptor Nr. 3 des Vergleichsbeispiels wurde in der gleichen Weise hergestellt wie die Fotorezeptoren Nr. 1 und 2, mit der Ausnahme, daß keine transparente Isolierschicht 6 vorgesehen wurde. Zur Ermittlung der mechanischen Belast barkeit und chemischen Beständigkeit dieser Fotorezeptoren wurde jeder Fotorezeptor mit einem 2H-Stift angeritzt, und es wurde ein Finger aufgedrückt, so daß ein Fingerabdruck zurückblieb, und dann wurde die Entstehung von Bilddefekten untersucht. Außerdem wurde ein Wärmebeständigkeitstest durchgeführt, indem die Fotorezeptoren 1000 Stunden lang auf 45°C gehalten wurden. Weiterhin wurde die Druck-Lebens dauer untersucht. Während beim Fotorezeptor Nr. 3 des Ver gleichsbeispiels ein Bilddefekt aufgrund des Kratzers des Stifts und des Fingerabdrucks entstand, zeigte sich bei dem Fotorezeptor Nr. 1 und dem Fotorezeptor Nr. 2 kein Bild defekt. Die Wärmebeständigkeit und die Druck-Lebensdauer waren bei den Fotorezeptoren Nr. 1, 2 und 3 gleich. Daher ist ersichtlich, daß die Fotorezeptoren gemäß der Erfindung gute Qualität sowohl im Hinblick auf mechanische Festigkeit als auch hinsichtlich chemischer Stabilität aufweisen.

Der erfindungsgemäße Fotorezeptor zeichnet sich durch her vorragende mechanische Festigkeit und chemische Beständig keit aus, und in ihm entstehen keine Rißbildungen, auch nicht bei hohen Temperaturen. Die Möglichkeit der Entste hung von Bilddefekten auch bei mechanischen Belastungen oder chemischen Einflüssen auf die Oberfläche des Foto rezeptors mit Trägertransportschicht und Oberflächenschutz schicht aus einer As₂Se₃-Legierung sind weitestgehend redu ziert durch die zusätzliche transparente Isolierschicht auf der Oberflächenschutzschicht.

Claims

Elektrofotografischer Fotorezeptor, umfassend eine Ladungsträgertransportschicht (2) und eine Oberflächen schutzschicht (5), bestehend aus einer As₂Se₃-Legierung, und eine Ladungsträgererzeugungsschicht (3), bestehend aus einer Selen-Tellur-Legierung mit hoher Tellurkonzentration, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschutzschicht (5) mit einer transparenten Isolierschicht (6) bedeckt ist.