JPH08262748A - 光受容体の製造方法 - Google Patents

光受容体の製造方法

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JPH08262748A
JPH08262748A JP8055878A JP5587896A JPH08262748A JP H08262748 A JPH08262748 A JP H08262748A JP 8055878 A JP8055878 A JP 8055878A JP 5587896 A JP5587896 A JP 5587896A JP H08262748 A JPH08262748 A JP H08262748A
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JP
Japan
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substrate
layer
undercoat layer
photoreceptor
coating
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Withdrawn
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JP8055878A
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English (en)
Inventor
Yonn K Rasmussen
ケイ ラスムッセン ヨン
Geoffrey M T Foley
エムティ フォーリー ジェフリー
Richard L Post
エル ポスト リチャード
Robert C U Yu
シーユー ユー ロバート
Satchidanand Mishra
ミシュラ スタチダナンド
F Janus John
エフ ヤヌス ジョン
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Xerox Corp
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Publication date
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    • 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
    • G03G5/10Bases for charge-receiving or other layers
    • 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
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    • G03G5/142Inert intermediate layers

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 下塗り層/基体間の境界面からの強い鏡面反
射を抑制または除去する方法を提供することによって、
露光源としてコヒーレント照射を用いるゼログラフィー
プリンタといった機械における干渉縞といったプリント
不良を除去する。 【解決手段】 多層光受容体20は基体11およびこの
基体11を覆う下塗り層12とを備える。基体11の表
面粗さに関し、コア粗さ深さRkを0.1〜0.7μm
の範囲に、上位5つの頂きおよび上位5つの谷間の中心
線平均粗さRZISOを0.1〜1.2μmの範囲に、粗さ
曲線の全ての頂きの平均傾斜Daを0.08μmより小
さく、全ての頂きおよび谷間の大きさの平均値Raを
0.05〜0.5μmの範囲に設定された基体を形成す
る。形成された基体11に下塗り層12を被覆する際、
厚膜化剤の添加や加湿処理を不要とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コヒーレント光源
を用いるゼログラフィープリンタおよび同種の機械に適
した光受容体と、光受容体の製造方法とに関する。特
に、本発明は、所望の表面粗さを持った導電基体を有
し、その表面粗さによって、プリンタ出力の干渉縞とい
ったプリント不良を除去するとともに、シランを伴った
有機金属化合物や有機金属キレート化合物といった下塗
り層素材の使用を可能にする多層光受容体に関する。こ
の種の化合物としては、例えば、シランを伴った加水分
解可能な有機ジルコニウム化合物や有機チタン化合物、
有機アルミニウム化合物が含まれる。また、本発明は、
例えば金属基体といった多層光受容体の基体を形作るこ
とによって特定の表面組織や表面粗さをもたらす工程
と、粗さを持った基体を厚膜化剤を用いずに下塗り膜で
被膜する工程とを備える製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】コヒーレント光源とともに多層光受容体
を用いるゼログラフィープリンタといった機械では、干
渉効果がプリント不良を引き起こす。このプリント不良
は、一連の明暗からなる木目に似た干渉縞として説明さ
れる。コヒーレント照射源や多層光受容体の使用による
干渉効果は、入射光の様々な反射成分が相互作用するこ
とに起因する。入射光の光経路の長さが光受容体の領域
ごとに異なるからである。こうして光経路の長さが場所
ごとに変化するのは、元々場所ごとに被覆層の厚みが異
なるからである。こういった厚みの変動は、被覆工程に
おける様々な限界によって引き起こされる。光経路の長
さが場所ごとに異なることによって、光受容体の電荷生
成層での吸収にばらつきが生じる。このばらつきが、ゼ
ログラフィー機械を用いた際に、干渉縞といったプリン
ト不良を引き起こす。
【0003】図3には典型的な多層構造の光受容体が概
略的に示される。光受容体10は、基体1と、下塗り層
2と、電荷生成層3と、電荷転送層4とを備える。
【0004】金属基体1上に3層の有機層2〜4が設け
られる光受容体10では、入射光ビーム5が電荷転送層
4に向けられる。光ビーム5は、多層光受容体10の層
1〜4間境界面7、9A、9B、9Cを画成する平面か
ら反射する。すなわち、反射光ビーム6は、空気と電荷
転送層4との間の境界面7からの反射を通じて生成さ
れ、反射光ビーム8Aは、電荷転送層4と電荷生成層3
との間の境界面9Aからの反射を通じて生成される。反
射光ビーム8Bは、電荷生成層3と下塗り層2との間の
境界面9Bからの反射を通じて生成される。反射光ビー
ム8Cは、下塗り層2と基体1との間の境界面9Cから
の反射を通じて生成される。干渉効果を生成する干渉縞
といったプリント不良は、主として、周囲の空気と電荷
転送層4との間の境界面7で生成される反射光ビーム6
と、下塗り層2と基体1との間の境界面9Cで生成され
る反射光ビーム8Cとによって引き起こされる。それら
の経路では、光指標の相違が最も大きくなるからであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】これまで、電荷転送層
および空気間の境界面から鏡面反射を抑制する方法が提
案されている。そういった手法には、電荷転送層にSi
2 その他の粒子を導入して電荷転送層表面の表面粗さ
を大きくさせる手法や、適当な上塗り層を適用する手法
が含まれる。
【0006】また、これまで、基体表面からの鏡面反射
の強度を抑制する手法も提案されている。そういった手
法には、例えば、対反射素材や光散乱素材といった特定
の素材を基体に被覆する手法や、基体表面の陽極酸化や
乾風処理、液体ホーニングといった表面粗さを大きくさ
せる手法が含まれる。しかしながら、これらの手法で
は、基体表面の反射を除去するといった主目的を達成す
る際に、光受容体の電気的パラメータやプリント品質を
害さないことが要求される。
【0007】特に、広く干渉縞効果を抑制する特許技術
や、特に基体表面からの反射を抑制する特許技術とし
て、米国特許第4618552号(砥磨平面上に不透明
な導電層を加えるもの)、米国特許第4741918号
(被覆工程でバフ車を用いるもの)、米国特許第490
4557(スムースな基体表面上に表面の粗い感光層を
設けるもの)、米国特許第4134763号(砥磨方法
で基体表面を粗くするもの)、米国特許第509679
2号(基体表面上に対反射層を加えるもの)、並びに米
国特許第5051328号(砥磨された透明なインジウ
ム酸化スズ平面を基体として用いるもの)が挙げられ
る。
【0008】液体ホーニングは、金属基体上に、大いに
光を散乱させる表面を生成する技術として効果的なもの
の一つである。この液体ホーニングを用いて、干渉縞効
果を除去する多層光受容体も存在する。しかし、この液
体ホーニングには、本発明が克服しようとする不利益が
見受けられる。
【0009】例えば、液体ホーニングは、ダイアモンド
研削に続く付加的な工程である。その結果、基体の生産
コストを押し上げる。しかも、液体ホーニングが生成す
る基体の表面組織は、前述したシランを含んだ有機金属
化合物や有機金属キレート化合物といった下塗り層素材
を薄膜に形成する際に役立たない。そういった表面構造
は、本質的に、0.05〜0.5μmの厚みを持った薄
膜被覆との相性がよくなく、それにも拘わらず基体表面
を完全に覆い隠す必要がある。薄膜の下塗り層素材が途
切れずに金属基体を覆うことによって、基体からの電荷
注入が引き起こすプリント不良を除去する必要がある。
【0010】典型的な多層光受容体では、基体と光感光
層との間に下塗り層として合成樹脂層が挿入され、この
合成樹脂層によって、機械強度や、基体および感光層間
の接着力、繰り返し安定性が得られる。どの中間層も、
基体および感光層間で従来から用いられている一般的な
層のいずれでもよい。この種の一般的な層は、例えば、
米国特許第4618552号や米国特許第505132
8号に開示される。すなわち、こういった中間層は、ゼ
ラチン下塗り材層(subbing layer)や障
壁層、接着層、その他の層のいずれでもよい。中間層を
形成する材料としては、例えば、カゼインやポリビニル
アルコール、ニトロセルロース、エチレンアクリル酸共
重合体(ethyleneacrylic acid copolymer)、ポリアミ
ド(ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、共重
合化ナイロン、アルコキシメチル化ナイロン(alkoxyme
thylated nylon)、その他)、ポリウレタン、ゼラチ
ン、その他が挙げられる。基体とその基体に適用される
層との間に設けられる中間接着層は接着力を向上させる
ことが望ましい。典型的な接着層として、ポリエステル
やポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリ
カーボネート、ポリウレタン、ポリメタクリル酸メチ
ル、それらの混合物、その他といった塗膜形成重合体が
挙げられる。中間層は、浸し被覆や蒸着といった既知の
手段を用いて付着させればよい。中間層の厚みは、0.
05〜0.5μmであることが好ましい。
【0011】しかしながら、典型的な合成樹脂層は、環
境に対する繰り返し安定性に欠ける。この繰り返し安定
性の欠如は、合成樹脂のボリューム抵抗がイオン導電性
に大きく依存し温度条件や湿度条件に大きく影響を受け
る事実に起因する。有機金属化合物やシラン結合剤を用
いて下塗り層を形成し、環境効果を向上させる様々な提
案がなされてきた。例えば、米国特許第5252422
号や米国特許第5188916号では、可視光線ゼログ
ラフィーに適用するにあたって、多層光受容体の効果的
な下塗り層として、シラン結合剤を伴った有機金属キレ
ート化合物や有機金属アルコキシド化合物を用いること
が議論されている。この種の下塗り素材を表面の粗い基
体とともに用い、コヒーレント露光源を用いるプリンタ
で干渉縞を抑制する場合には、合成樹脂の付加によって
下塗り層の厚みを増す必要がある。厚みを増すことによ
って、途切れなく基体を覆い、基体からの電荷注入を回
避するためである。基体からの電荷注入がもたらすプリ
ント不良の一例として、放電領域現像(DAD:dis
charge area development)シ
ステムで起こる白地に対する黒点群が挙げられる。この
黒点群は、一般に、「ペパースポット」として知られて
いる。
【0012】しかしながら、厚い下塗り層は、大きな残
留電圧確立や繰り返し安定性の欠如といった電気効果を
もたらすので好ましくない。有機金属化合物や有機金属
キレート化合物を含む厚い下塗り層には、例えば、アセ
チルアセトンジルコニウムトリブトキシド(acetylacet
one zirconium tributoxide )と、y−アミノプロピル
トリメトキシシラン(y-aminopropyltrimethoxysilane
)と、溶媒と、厚膜化剤として添加されたポリビニル
ブチラール樹脂との混合物が挙げられる。特に、低温お
よび低湿度の条件で残留電圧確立を抑制するには、樹脂
を含むこの種の混合物を用いた製造に加湿工程が必要と
される。この加湿工程は、生産コストを押し上げ、スル
ープット効率を悪化させる。特願平3−196011号
には、有機キレート化合物や有機アルコキシド化合物を
含んだゼラチン下塗り層が開示される。ただし、分子ご
とに少なくとも2つのカルボキシル基を持つ吸湿化合物
が加えられて、環境に対する繰り返し安定性の向上が図
られている。液体ホーニングを用いて基体表面の粗さを
増すことによってイメージの干渉縞不良を抑制する必要
がある場合には、樹脂結合剤を用いてゼラチン下塗り層
の厚みを増している。
【0013】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
で、下塗り層/基体間の境界面からの強い鏡面反射を抑
制または除去する方法を提供することによって、露光源
としてコヒーレント照射を用いるゼログラフィープリン
タといった機械における干渉縞といったプリント不良を
除去し、従来技術の欠点を克服することを第1目的とす
る。
【0014】また、本発明は、例えばダイアモンド研削
といった形成方法を用いて、導電基体上に特定の表面粗
さを形成する光受容体の製造方法を提供することを第2
目的とする。かかる製造方法によって、加水分解可能な
有機ジルコニウム化合物や有機チタン化合物、有機アル
ミニウム化合物とシランとの混合物を適当な溶媒に含む
薄膜下塗り層素材は、表面の粗い基体、例えば、ダイア
モンド研削された基体に直接に適用される。その際、粘
度増加剤として樹脂を加えずとも、所望の膜厚さを達成
することができる。有機金属化合物や有機金属キレート
化合物には、例えば、有機チタン酸塩化合物および有機
チタン酸塩キレート化合物や、有機ジルコニウム酸塩化
合物および有機ジルコニウム酸塩キレート化合物、有機
アルミン酸塩化合物および有機アルミン酸塩キレート化
合物が含まれる。
【0015】加水分解可能な有機シランは、例えば、次
の化学式によって表される。ここで、R1は、1〜20
個の炭素原子を含むアルキリデン基を示す。R2および
R3は、各々、水素原子(H)、1〜3個の炭素原子を
含む低アルキル基、フェニル基、ポリ(エチレン−アミ
ノ)基から選択される。R4ないしR6は、各々、1〜
4個の炭素原子を含んだ低アルキル基から選択される。
【0016】
【化1】 有機アミノシランは、有機金属化合物を含んだ水溶液に
よって加水分解される。典型的な加水分解可能なシラン
には、yアミノプロピルトリエトキシシラン(y-aminop
ropyl triethoxy silane)、(N,N−ヂメチル3−ア
ミノ)プロピルトリエトキシシラン((N,N-dimethyl 3-
amino) propyl triethoxysilane )、N,N−ヂメチル
アミノフェニルシラン(N,N-dimethylaminophenyl sila
ne)、N−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン
(N-phenyl aminopropyl trimethoxy silane)、トリエ
トキシシリルプロピルエチレンヂアミン(triethoxy si
lylpropylethylene diamine )、トリメトキシシリルプ
ロピルエチレンヂアミン(trimethoxy silylpropylethy
lene diamine)、トリメトキシシリルプロピルヂエチレ
ントリアミン(trimethoxy silylpropyldiethylene tri
amine )、N−アミノエチル−3−アミノプロピルトリ
メトキシシラン(N-aminoethyl-3-aminopropyltrimetho
xysilane)、N−2−アミノエチル−2−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン(N-2-aminoethyl-3-aminopropyl
trimethoxysilane)、N−2−アミノエチル−3−アミ
ノプロピルトリス(エチルエトシキ)シラン(N-2-amin
oethyl-3-aminopropyltris(ethylethoxy)silane )、p
−アミノフェニルトリメトキシシラン(p-aminophenyl
trimethoxysilane)、3−アミノプロピルヂエチルメチ
ルシラン(3-aminopropyldiethylmethylsilane)、
(N,N’−ヂメチル3−アミノ)プロピルトリエトキ
シシラン((N,N'-dimethyl 3-amino)propyltriethoxysi
lane、3-aminopropylmethyldiethoxysilane )、y−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン(y-aminopropyl trim
ethoxysilane)、N−メチルアミノプロピルトリエトキ
シシラン(N-methylaminopropyltriethoxysilane)、メ
チル[2−(3−トリメトキシシリルプロピルアミノ)
エチルアミノ]−3−プロプリオネート(methyl[2-(3-
trimethoxysilylpropylamino)ethylamino]-3-propriona
te)、(N、N’−ヂメチル3−アミノ)プロピルトリ
エトキシシラン((N,N'-dimethyl 3-amino)propyl trie
thoxysilane )、N,N−ヂメチルアミノフェニルトリ
エトキシシラン(N,N-dimethylaminophenyltriethoxy s
ilane )、トリメトキシシリルプロピルヂエチレントリ
アミン(trimethoxysilylpropyldiethylenetriamin
e)、およびこれらの混合物が含まれる。
【0017】さらに、本発明は、ダイアモンド研削され
た基体を備えるにも拘わらず、ダイアモンド研削後に液
体ホーニングを必要としない多層光受容体を提供するこ
と、並びに、基体上に形成されて0.05〜0.5μm
の厚みを持った薄膜下塗り層を提供することを第3目的
とする。こうした薄膜下塗り層素材には、例えば、シラ
ンを伴った有機金属化合物や有機金属キレート化合物が
含まれる。こういった化合物としては、例えば、アセチ
ルアセトンジルコニウムトリブトキシドと、yアミノプ
ロピルトリメトキシシランとの混合物が挙げられる。た
だし、厚膜化剤としてポリビニルブチラール樹脂は添加
されない。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1発明によれば、基体と下塗り層とを含む光受容
体の製造方法が提供される。この製造方法は、基体表面
の頂きおよび谷間の寸法に関して特定のコア表面粗さを
備える基体を形成する形成工程と、その基体に下塗り層
を被覆する被覆工程とを含む。下塗り層の厚みは、0.
05〜0.5μmの範囲に設定することができる。
【0019】形成工程はダイアモンド研削であってもよ
い。下塗り層は、例えば、シラン層を含んだ有機金属化
合物または有機金属キレート化合物であって、その厚み
は0.05〜0.5μmに設定される。下塗り層は途切
れることなく基体を覆い、その結果、「ペパースポッ
ト」は回避される。
【0020】また、第2発明によれば、表面の粗い基体
および下塗り層を備える多層光受容体が提供される。下
塗り層は、有機金属化合物や有機金属キレート化合物
と、シランとを含む。下塗り層には厚膜化剤は実質的に
含まれず、処理中でも、厚膜化剤は必要とされず、加湿
工程も必要とされない。下塗り層は、アセチルアセトン
ジルコニウムトリブトキシドとyアミノプロピルトリメ
トキシシランとの混合物から成ってもよい。すなわち、
厚膜化剤としてのポリビニルブチラールは必要とされ
ず、加湿処理工程も必要とされない。
【0021】かかる構成によれば、多層有機光受容体を
製造する際に、ダイアモンド研削後の基体の液体ホーニ
ング処理や、下塗り層の連続的な被覆を確保するための
下塗り層に対する厚膜化剤の添加、製造過程における加
湿工程を不要とすることが可能となる。
【0022】さらに、第3発明によれば、基体と下塗り
層との間に形成される境界面からの鏡面反射を除去する
除去方法が提供される。この除去方法は、実質的に厚膜
化剤を含まない下塗り剤を被覆することを可能とする表
面粗さを持った基体を形成する形成工程と、基体に下塗
り層を被覆する被覆工程とを含む。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発
明の好適な実施形態を説明する。
【0024】本発明が適用される製造工程には、例えば
ダイアモンド研削によって導電基体を形成する形成工程
と、シランを伴った加水分解可能な有機ジルコニウム化
合物や有機チタン化合物、有機アルミニウム化合物とい
った薄膜下塗り層を基体に被覆する被覆工程とを含ませ
ることができる。こういった化合物として、例えば、溶
媒に含まれたアセチルアセトンジルコニウムトリブトキ
シドとyアミノプロピルトリメトキシシランとの混合物
が挙げられる。乾燥後の下塗り層の被覆厚みは、0.0
5〜0.5μmに設定されることが望ましく、さらに好
ましくは、0.08〜0.12μmに設定される。本発
明は、特に、コヒーレント光源とともに用いられる有機
多層光受容体に適用されることが望ましく、かかる適用
によって干渉縞を抑制することができる。これら光受容
体の単位当たりの製造コストは削減される。ダイアモン
ド研削後の基体に対する液体ホーニング工程を不要と
し、下塗り層に対するポリビニルブチラールといった厚
膜化剤の添加を不要とし、製造時の加湿工程を不要とす
るからである。
【0025】図1には、本発明に係る光受容体の概略断
面図が示される。多層光受容体20は、基体11と、基
体11上に形成された下塗り層12と、下塗り層12に
重ねられた電荷生成層13と、電荷生成層13に重ねら
れた電荷転送層14とを備える。
【0026】典型的に、アルミニウムからなる導電基体
11は、一般的に筒状に形成され、表面組織が形成され
た後に、適切な手法を用いて洗浄される。その他、基体
11の導電素材として、導電プラスチックや、ステンレ
ス鋼や真鍮といった他の金属や金属合金を用いることも
できる。ダイアモンド研削を用いて表面粗さを大きくす
る場合には、ダイアモンド研削中に基体表面に導入され
る研削潤滑剤やその他の物質は除去される。図1は、筒
状の基体の断面を表すことを意図しているが、浸し被覆
や蒸着といった既知の被覆手法を許容するその他の形
状、例えば、中空円筒や中実円筒、平らなシート、継ぎ
目あり帯、継ぎ目なし帯といった形状に基体を形成して
もよい。後述するように、基体11は、1以上の下塗り
層や感光層によって仕上げられる。
【0027】この実施形態では、シランを含んだ1以上
の加水分解可能な有機ジルコニウム化合物や有機チタン
化合物、有機アルミニウム化合物が下塗り層として用い
られる。前述した有機金属化合物や有機金属キレート化
合物には、例えば、有機チタン酸塩化合物および有機チ
タン酸塩キレート化合物や、有機ジルコニウム酸塩化合
物および有機ジルコニウム酸塩キレート化合物、有機ア
ルミン酸塩化合物および有機アルミン酸塩キレート化合
物が含まれる。具体的には、アセチルアセトナトチタン
酸塩キレート(acetyl acetonate titanate chelate
)、エチルアセトアセテートチタン酸塩キレート(eth
yl acetoacetate titanate chelate )、トリエタノー
ルアミンチタン酸塩キレート(triethanolamine titana
te chelate)、乳酸チタン酸塩キレート(lactic acid
titanate chelate)、ネオペンチル(ヂアリル)オキシ
(neopentyl(diallyl)oxy )、トリ(N−エチレンヂア
ミノ)エチルチタン酸塩(tri(N-ethylenediamino) eth
yl titanate )、ネオペンチル(ヂアリル)オキシ(ne
opentyl(diallyl)oxy )、トリ(m−アミノ)フェニル
チタン酸塩(tri(m-amino)phenyl titanate )、シクロ
(ヂオクチル)ピロリン酸塩ヂオクチルチタン酸塩(cy
clo(dioctyl)pyrophosphato dioctyl titanate)、シク
ロ(ヂオクチル)ピロリン酸塩ヂオクチルジルコニウム
酸塩(cyclo(dioctyl)pyrophosphato dioctyl zirconat
e )、ヂイソブチル(オレイル)アセトアセチルアルミ
ニウム酸塩(diisobutyl (oleyl) aceto acetyl alumin
ate )、ヂイソプロピル(オレイル)アセトアセチルア
ルミニウム酸塩(diisopropyl (oleyl) aceto acetyl a
luminate )が挙げられる。
【0028】典型的な加水分解可能なシランには、y−
アミノプロピルトリエトキシシラン、(N,N−ヂメチ
ル3−アミノ)プロピルトリエトキシシラン、N,N−
ヂメチルアミノフェニルシラン、N−フェニルアミノプ
ロピルトリメトキシシラン、トリエトキシシリルプロピ
ルエチレンヂアミン、トリメトキシシリルプロピルエチ
レンヂアミン、トリメトキシシリルプロピルヂエチレン
トリアミン、N−アミノエチル−3−アミノプロピルト
リメトキシシラン、N−2−アミノエチル−3−アミノ
プロピルトリメトキシシラン、N−2−アミノエチル−
3−アミノプロピルトリス(エチルエトキシ)シラン、
p−アミノフェニルトリメトキシシラン、3−アミノプ
ロピルヂエチルメチルシラン、(N、N’−ヂメチル3
−アミノ)プロピルトリエトキシシラン、3−アミノプ
ロピルメチルヂエトキシシラン(3-aminopropylmethyld
iethoxysilane )、y−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、N−メチルアミノプロピルトリエトキシシラン、
メチル[2−(3−トリメトキシシリルプロピルアミ
ノ)エチルアミノ]−3−プロプリオネート、(N、
N’−ヂメチル3−アミノ)プロピルトリエトキシシラ
ン、N,N−ヂメチルアミノフェニルトリエトキシシラ
ン、トリメトキシシリルプロピルヂエチレントリアミ
ン、およびこれらの混合物が含まれる。中でも、y−ア
ミノプロピルトリメトキシシランやN−aminoet
iru−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、
(N、N’−ヂメチル3−アミノ)プロピルトリエトキ
シシラン、並びにこれらの混合物を用いることが望まし
い。こういった素材は、加水分解溶液の塩基性度および
安定性が高く、市場で簡単に入手可能であるからであ
る。
【0029】この実施形態では、電荷転送層14および
電荷生成層13が感光層を構成する。この種の感光材は
ラミネートタイプと呼ばれる。電荷転送層14および電
荷生成層13は、浸し被覆や蒸着といった既知の手法を
用いて付着されればよい。こういった既知の手法は、例
えば、米国特許第4390611号や米国特許第455
1404号、米国特許第4588667号、米国特許第
4596754号、米国特許第4797337号に開示
される。この実施形態では、電荷生成層13は、市場で
入手することができる電荷生成材料を結合剤樹脂に分散
させることによって形成される。そういった電荷生成材
料は、スーダンレッド(Sudan Red)、ヂアン
ブルー(Dian Blue)およびヤヌスグリーンB
といったアゾ顔料や、アルゴールイエロー(Algol
Yellow)、ピレンキノン(Pyrene Qu
inone)およびインダンスレンブリリアントバイオ
レットRRP(Indanthrene Brilli
ant VioletRRP)といったキノン顔料や、
キノシアニン顔料や、ペリレン顔料や、インジゴおよび
チオインジゴといったインジゴ顔料や、インドファスト
オレンジトナー(Indofast Orange t
oner)といったビスベンゾイミダゾール顔料や、銅
フタロシアニン、アルミノクロロフタロシアニン、オキ
シチタンフタロシアニン、クロロインヂウムフタロシア
ニンといったフタロシアニン顔料や、キナクリドン顔料
や、アズレン化合物の中から選択される。また、結合剤
樹脂として、ポリエステルやポリスチレン、ポリビニル
ブチラール、ポリビニルピロリドン、メチルセルロー
ス、ポリアクリル酸エステル、セルロースエステル等が
挙げられる。この実施形態では、電荷転送層14は、層
形成可能な樹脂に正孔転送材料を溶解することによって
形成される。正孔転送材料は、アントラセン、ピレン、
フェナントレン、コロネンといった多環式芳香環、また
は、インドール、カルバゾール、オキサゾール、イソオ
キサゾール、チアゾール、イミダゾール、オキサヂアゾ
ール、ピラゾリン、チアヂアゾール、トリアゾールとい
った窒素含有ヘテロ環を主鎖か側鎖かに持った化合物や
ヒドラゾン化合物の中から選択される。また、層形成可
能な樹脂としては、ポリカーボネート、ポリメタクリル
酸エステル、ポリアクリル酸エステル、ポリスチレン、
ポリエステル、ポリスルホン、エチレンアクリロニトリ
ル、共重合体、スチレンメチルメタクリル酸エステル共
重合体等が挙げられる。
【0030】この実施形態では、感光層は、電荷生成材
料、電荷転送材料および結合剤樹脂を含む単一層でもよ
く、その場合でも、前述した各種の材料が用いられる。
こういった単一層からなる感光層は、浸し被覆や蒸着と
いった手法によって付着される。それらの手法は、例え
ば、米国特許第5004662号や米国特許49651
55号に開示される。
【0031】作用中、入射光ビーム15は多層光受容体
の様々な層から反射する。すなわち、反射ビーム16
は、光受容体20周辺の空気と電荷転送層14との間の
境界面19から反射する。光ビーム17は、電荷生成層
13と電荷転送層14との間の境界面21から反射す
る。光ビーム18は、電荷層13と下塗り層12との間
の境界面22によって生成される。
【0032】図3と比較すれば、図1に示される光受容
体20では、基体11および下塗り層12間の境界面2
3から強い鏡面反射が生成されていない。仮に、電荷転
送層14表面からの強い鏡面反射や、基体11表面から
の強い鏡面反射が除去されたり抑制されたりすれば、干
渉効果は最小化され除去されるであろう。所望の表面特
性を持った基体11表面を創作することによって、中心
となる鏡面反射の強度は弱められる。以下、下塗り層/
基体間での鏡面反射を最小化または除去する方法を説明
する。
【0033】基体11および下塗り層12間の境界面に
よる干渉を除去する方法に従えば、基体11の形成にあ
たって、シランを伴った前述の有機金属化合物や有機金
属キレート化合物といった薄膜下塗り層材料を0.05
〜0.5μmの乾燥被覆厚み(好ましくは0.08〜
1.2μmの厚み)で途切れなく被覆することに最適な
表面構造が得られる。基体がこういった材料の薄い下塗
り層を許容するために、光受容体20の基体11は特定
の表面粗さを有する。
【0034】すなわち、基体11の表面構造は1組のパ
ラメータによって記述される。アボットファイアストー
ン曲線すなわち材料比曲線で得られるコア粗さ深さRk
と、平均粗さRaと、基準長さにおける最深谷間から5
番目までの谷間に対する最高頂きから5番目までの頂き
の平均距離RZISOと、最大粗さ深さRmaxと、平均傾
斜Daと、頂きカウントRt1(0.1) とが用いられる。
【0035】図2は、輪郭断面の深さを通じて算出され
た材料比を図示する材料比曲線を示す。コア表面粗さ深
さRkは、材料比曲線を最もよく近似する直線によって
与えられる。この直線は、材料比曲線に対するセカント
として描かれ、材料比領域の40%以上にわたって最小
の傾きを示している。Raは、次式で与えられ、評価長
さ以内の中心線平均粗さを表す。
【0036】
【数1】 ここで、lmは評価長さを示し、yは中心線から断面曲
線が離れる大きさを示す。
【0037】Rmaxは評価長さ内における最大単一粗
さを表す。評価長さは評価を受ける横方向長さをいう。
1つの評価長さlmは、連続する5つの測定長さを含む
ことを標準とする。RZISOは次式で定義される。
【0038】
【数2】 ここで、Ypiは、中心線の上側で、断面曲線が中心線か
ら離れる値を示す。Yviは、中心線の下側で、断面曲線
が中心線から離れる値を示す。Daは、評価長さlm内
の全ての断面曲線の頂きの平均傾斜を表す。頂きカウン
トRt(x)は、下側リファレンスより低い谷間に隣接して
上側リファレンスを超える頂きの数として定義される。
頂きカウントは常に10mmの長さに関連づけられる。
リファレンスは、xの値によって決められ、中心線に対
して上側リファレンスと下側リファレンスは対称とな
る。したがって、リファレンスは、Rt1(0.1) では0.
1ミクロンに設定される。
【0039】こういった測定には、Mahr Fein
pruef Corporationが製造するモデル
S8Pといったprofilameter(表面粗さ測
定器)を用いることができる。通常、ダイアモンド製先
端を有する触針は、粗化された基体の表面を一定の速度
で横切り、これによって1つの評価長さ内での全てのデ
ータが得られる。ここでは、ダイアモンド製先端の曲率
は5ミクロンに設定される。
【0040】この実施形態では、Rkの値は、0.1〜
0.7μmの範囲に、好ましくは0.2〜0.5μmの
範囲に設定される。RZISOの値は、0.1〜1.2μm
の範囲に、好ましくは0.5〜0.8μmの範囲に設定
される。Raの値は、0.05〜0.5μmの範囲に、
好ましくは0.05〜0.2μmの範囲に設定される。
Rmaxの値は、1.5μmより小さく、好ましくは1
μmより小さく設定される。Daの値は、0.08μm
より小さく、好ましくは0.06μmより小さく設定さ
れる。Rt1(0.1) の値は、100カウントより大きく、
好ましくは200カウントより大きく設定される。
【0041】様々なパラメータによって前述の特定領域
に表面粗さを設定された基体を持つ光受容体では、シラ
ンを伴った加水分解可能な有機ジルコニウム化合物や有
機チタン化合物、有機アルミニウム化合物といった薄膜
の下塗り層を途切れることなく被覆することが可能とな
る。下塗り層材料には、例えば、アセチルアセトンジル
コニウムトリブトキシドおよびy−アミノプロピルトリ
メトキシシランおよび溶媒の混合物が含まれる。このと
き、ポリビニルブチラール樹脂を厚膜化剤として加え、
下塗り層のほぼ3〜5センチポワズ(centipoi
se)の粘度を10センチポワズ以上まで増加させる必
要がない。また、被覆後に加湿処理を行う必要もない。
かかる方法によって、0.05〜0.5μmの薄膜被覆
を提供することができ、しかも、下塗り層で途切れるこ
となく基体を覆うことができ、受け入れることができる
範囲内に干渉縞を抑制したり除去したりすることができ
る。ダイアモンド研削を用いて基体表面を粗げた場合で
も、ダイアモンド研削後に基体の液体ホーニングを行う
必要がない。
【0042】厚膜化剤を用いずに、アセチルアセトンジ
ルコニウムトリブトキシドおよびy−アミノプロピルト
リメトキシシランおよび溶媒の混合物と粗化された基体
とを用いれば、同様の調合の溶剤に対してポリビニルブ
チラールといった厚膜化剤を用いて粘性を上げた場合に
比べ、2つの利点が得られる。第1に、コヒーレント露
光源によるプリンタや同種の機械に適用され、粗化され
た基体を用いて干渉縞不良を抑制する他の多層光受容体
と、光レンズゼログラフィーに適用され、Rmaxの値
が0.4ミクロンよりも小さいといった「鏡面」のよう
なスムースな表面を持った基体が被覆されることから下
塗り層への厚膜化剤樹脂の添加を必要としない光受容体
との間で共通した下塗り層溶剤を用いることができる。
その結果、製造環境において、装置の交換や溶剤の準備
といった作業が効率的となる。第2に、0.05〜0.
5μm厚みの薄膜下塗り層は、アセチルアセトンジルコ
ニウムトリブトキシドおよびy−アミノプロピルトリメ
トキシシランの混合物といった加水分解可能なシラン入
り有機ジルコニウム化合物や有機チタン化合物、有機ア
ルミニウム化合物を含み、樹脂成分を含まないことか
ら、同様の素材から構成されながらも厚みを増すために
樹脂成分を含む厚い下塗り層と比較しても、残留電圧確
立を低く抑え、よりよい繰り返し安定性を提供する。厚
い下塗り層には、完全な被覆を得るには厚膜化剤を必要
とする基体の表面構造を採用した場合に、基体表面を完
全に覆うために樹脂成分が添加される。いままでのとこ
ろ、液体ホーニングされた基体表面は、シランを含み粘
性向上材が添加されない加水分解可能な有機ジルコニウ
ム化合物や有機チタン化合物、有機アルミニウム化合物
といった薄膜下塗り層材料の使用には適していない。し
かも、液体ホーニングされた基体表面には加湿処理が必
要とされる。
【0043】
【実施例】後述する材料パッケージを用いて、特に70
0〜800nmといった赤外線波長領域で高い感光性を
持った3層光受容体が浸し被覆された。光受容体がテス
トされたプリンタは、ほぼ780nmの波長の露光源を
備えていた。材料パッケージは、本発明に従ってダイア
モンド研削された基体(具体例6)と、「鏡面」状態に
ダイアモンド研削された基体(具体例1および2)と、
「鏡面」状態にまでダイアモンド研削された後、既知の
浸し被覆によって液体ホーニングが施された基体(具体
例3〜5)とに被覆された。
【0044】具体例1〜4および6に用いられた基体材
料は6063合金アルミニウムである。基体は、本発明
に係る粗い表面構造に形成されるか、本発明の領域外に
表面粗さ値を有する表面特性に形成されるかのいずれか
である。基体の厚みは、ほぼ1mmに設定された。「鏡
面」状表面(具体例1および2)では、可能な限りスム
ースに表面が仕上げられ、Raは0.05より小さく、
t1(0.1) は50カウントより小さく、RZISOは0.3
μmより小さく、Rkは0.15μmより小さく、Da
は0.04μmより小さく、Rmaxは0.4μmより
小さかった。ダイアモンド研削後に液体ホーニングを施
す場合には、ガラスのビードを用いた既知のウェットホ
ーニングが採用された。ホーニング処理後、具体例3お
よび4では、Raは0.4〜1.0μmの範囲に収ま
り、RZISOは3.4〜6.0μmの範囲に収まり、Rk
は1.3〜3.8μmの範囲に収まり、Rmaxは5〜
8μmの範囲に収まり、Daは0.15〜0.18μm
の範囲に収まった。ホーニング処理後、下塗り層、電荷
生成層および電荷転送層の浸し被覆に先立って、残留ホ
ーニングビードを洗浄工程によって除去した。ホーニン
グ処理された具体例4に係る基体の表面構造を持った光
受容体に対し、ホーニング処理された他の具体例に係る
基体表面粗さが試験され、そのペパースポットが評価さ
れた。例えば、ホーニング処理の結果、Raが0.15
〜0.2μmに、RZISOが1.2〜1.5μmに、Rk
が0.4〜0.6μmに、Rmaxが1.8〜2.2μ
mに、Daが0.1〜0.15μmに設定された表面を
備える3層光受容体のペパースポットが評価された。具
体例5に係る基体表面の粗さ値は後者の分類に帰属す
る。具体例1、4および6に係る下塗り層では、56.
4重量%のイソプロピルアルコールと、28.2重量%
のブタノールと、1重量%の脱イオン水との混合物の中
に、アセチルアセトンジルコニウムトリブトキシドが1
3重量%、松本工商社が販売するOrgatics Z
C540、日本ユニカ社が販売するy−アミノプロピル
トリメトキシシランA1110が1.4重量%含まれ
た。具体例5は、具体例1、4および6と同様の素材を
下塗り層に含んだ典型的な3層光受容体である。ただ
し、具体例5では、積水化学社が販売するポリビニルブ
チラール樹脂S−Lec BM−1.SPが厚膜化剤と
して添加される。具体例5に係る下塗り層には加湿処理
が必要とされる。具体例2および3に係る下塗り層で
は、50重量%のメタノールと、33重量%のブタノー
ルと、8重量%の脱イオン水との混合物の中に、例えば
大日本インク化学社が販売するLuckamide 5
003といったタイプ8ナイロン樹脂が9重量%が含有
された。
【0045】具体例1〜4および6に係る電荷生成層
は、例えば、モンサント化学会社が販売するポリビニル
ブチラール樹脂結合剤BUTVAR B−79が4重量
%存在する中に1重量%のオキシチタンフタロシアニン
(TiOPC)IVと5重量%のクロロインジウムフタ
ロシアニン(CllnPc)とを混合したものと、溶媒
としての90重量%のn−ブチルアセテートとを含有し
た。具体例5では、電荷生成層として、ポリビニルブチ
ラール樹脂結合剤の中に金属非含有フタロシアニンが含
有された。
【0046】具体例1〜4および6に係る電荷転送層
は、三菱ガス化学社が販売するポリカーボネート樹脂結
合剤IUPILON Z−200が14重量%存在する
中に、Eastman Kodak社が販売するトリ−
p−トリラミン(tri-p-tolylamine)TTAが7重量
%、4重量%のN,N’−ヂフェニル−N,N’−ビス
(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,
4’−ヂアミン(N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphe
nyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine )が混合されたもの
と、溶媒としての75重量%のモノクロロベンゼンとを
含有した。具体例5では、電荷転送層として、ポリカー
ボネート樹脂結合剤の中にN,N’−ヂフェニル−N,
N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェ
ニル−4,4’−ヂアミンが含有された。
【0047】下塗り層では、アセチルアセトンジルコニ
ウムトリブトキシドおよびy−アミノプロピルトリメト
キシシラン(具体例6)に対して0.1〜0.2μmの
乾燥被覆層厚みに、タイプ8−ナイロン(具体例2およ
び3)に対して1〜2μmの乾燥被覆層厚みになった。
具体例5の下塗り層では、アセチルアセトンジルコニウ
ムトリブトキシドおよびy−アミノプロピルトリメトキ
シシランおよびポリビニルブチラール樹脂に対して0.
5〜2μmの乾燥被覆層厚みになった。浸し被覆の速度
は、目標となる被覆厚みが達成されるように決定され
た。所定粘度の溶剤に対して浸し被覆速度を速めれば、
層厚みは増す。例えば、アセチルアセトンジルコニウム
トリブトキシドおよびy−アミノプロピルトリメトキシ
シランの厚みを0.1μmに設定する被覆速度は175
mm/分であった。被覆された層は、7.5分間、15
0℃で乾燥された。タイプ8−ナイロンの厚みを1.5
μmに設定する被覆速度はほぼ200mm/分であっ
た。被覆された層は、10分間、145℃で乾燥され
た。乾燥された電荷生成層の厚みは0.2〜0.3μm
であった。乾燥された電荷転送層の厚みは、16〜18
μmであった。電荷生成層を0.2〜0.3μmに設定
する被覆速度は200mm/分であった。被覆された層
は、10分間、106℃で乾燥された。電荷転送層を1
6.5μmに設定する被覆速度は、例えば、85mm/
分であった。被覆された層は、45分間、118℃で乾
燥された。
【0048】
【表1】 表1は、「ペパースポット」レベルおよび干渉縞不良レ
ベルに対する初期プリントテストの結果をまとめたもの
である。「ペパースポット」レベルの評価には0〜5の
スケールが用いられた。ペパースポットレベルが「0」
であれば、どのようなプリンタや同種の機械に適用され
てもプリントの品質は受け入れられるレベルである。
【0049】干渉縞不良レベルの評価には0〜(3より
大きい)のスケールが用いられた。干渉縞レベルが
「0」であれば、どのようなプリンタや同種の機械に適
用されてもプリント品質は受け入れられるレベルであ
る。「ペパースポット」の解析および干渉縞不良の解析
のいずれに対しても、評価にあたってスタンダードイメ
ージリファレンス(S.I.R)が用いられた。厳格な
「A」ゾーン環境条件でのペパースポット評価のプリン
トテスト条件は、相対湿度(RH)80%、華氏80度
Fであった。「C」ゾーン条件の下で、すなわち、相対
湿度20%、華氏60度Fの下で応力テストが行われ、
その結果から長期の繰り返し安定性が評価された。
【0050】表1から明らかなように、具体例1および
2は、容認しがたい干渉縞不良レベルを示している。具
体例3および4は干渉縞不良レベル「0」を示すもの
の、受容しがたい「ペパースポット」レベルが観察され
た。さらに、具体例5では、干渉縞不良および「ペパー
スポット」のいずれも受容可能なレベルを示すが、アセ
チルアセトンジルコニウムトリブトキシドおよびy−ア
ミノプロピルトリメトキシシランからなる下塗り層に
は、ポリビニルブチラール樹脂といった厚膜化剤の添加
と、加湿処理工程とが必要とされる。本発明に係る具体
例6では、厚膜化剤の添加や加湿処理工程を必要としな
いにも拘わらず、優れた干渉縞特性および「ペパースポ
ット」特性が見られる。
【0051】
【表2】 表2は、本発明に係る光受容体の長期繰り返し安定性を
示す。「A」ゾーンおよび「C」ゾーンのいずれの場合
でも、10000回のプリント後に明らかなプリント劣
化は観察されなかった。Vhighは初期表面電位に対応
し、Vlow はほぼ7ergの露光エネルギでの表面電位
に対応する。「A」ゾーンおよび「C」ゾーンのいずれ
の場合でも、10000回のプリント後にVhighおよび
low はほとんど変化していない。しかも、プリントテ
スト中、10000回のプリントまで、「A」ゾーンお
よび「C」ゾーンのいずれにもペパースポットや干渉縞
不良は観察されなかった。このプリントテストには、C
ompaq社Pagemarq20レーザプリンタが用
いられた。このレーザプリンタは、20頁/分の速さで
プリントを行い、11ミクロンのトナーを有し、露光源
として780nmのレーザダイオードを使用している。
【0052】
【表3】 表3は、他の観点に鑑みても本発明の電圧特性が受容可
能なレベルにあることを示す。すなわち、本発明では、
「ペパースポット」や干渉縞不良の改善の他に、電気的
特性に関して利点が観察された。本発明に係るアセチル
アセトンジルコニウムトリブトキシドおよびy−アミノ
プロピルトリメトキシシラン光受容体は、タイプ8ナイ
ロン樹脂の光受容体に比べて、低い暗衰微(dark
decay)と低い単位面積当たりの充電消耗を示し
た。ここで、暗衰微は、光に曝さない場合の光受容体の
表面電位の落下を表す。また、充電消耗は、スコロトロ
ン(scorotoron)下における同様な現象を表
すものであるが、特に、所望の電圧値の容量充電に必要
とされる表面電位より余分な電位という観点からその現
象を表す。電圧の測定には特別なスキャナが用いられ、
このスキャナは、トナー現像処理や紙送り処理を行うこ
となくゼログラフィー機の充電と露光とをシミュレート
する。光受容体は、380Vまでスコロトロン充電され
てから0.28秒後に露光された。電圧はスコロトロン
充電されてから0.42秒後に測定された。表3に示さ
れる測定結果では、暗衰微Vdark decayおよび単位面積
当たりの充電消耗Q/Aに関し、本発明に係る光受容体
(具体例6)が例えば具体例3に係る光受容体よりも優
れている点が強調されている。
【0053】これまで好適な実施形態を参照しつつ本発
明を詳細に説明してきたが、本発明はこの実施形態に限
定されるのではない。当業者にとって自明である限り、
特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で変更を施す
ことができる。
【0054】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、光受容体
の基体表面を所望の表面粗さに設定することによって、
干渉効果によるプリント不良を改善することができる。
しかも、下塗り層に厚膜化剤を添加する必要もなく、加
湿処理を施す必要もない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る光受容体の断面を概略的に示す
図である。
【図2】 材料比曲線すなわちアボットファイアストー
ン曲線を示す図である。
【図3】 多層光受容体で主反射が干渉効果を引き起こ
す様子を示す図である。
【符号の説明】
11 基体、12 下塗り層、13 電荷生成層、14
電気転送層、20光受容体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェフリー エムティ フォーリー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 フェア ポート モンロー シルバン グレン 21 (72)発明者 リチャード エル ポスト アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ペンフ ィールド モンロー ゴルフストリーム ドライブ 29 (72)発明者 ロバート シーユー ユー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ウェブ スター モンロー ヒデン バレー トレ イル 1169 (72)発明者 スタチダナンド ミシュラ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ウェブ スター モンロー シャーボーン ロード 459 (72)発明者 ジョン エフ ヤヌス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ウェブ スター モンロー リトル バードフィー ルド ロード 924

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基体およびこの基体を覆う下塗り層を備
    える多層構造を持った光受容体を製造する光受容体の製
    造方法であって、表面粗さに関し、コア粗さ深さRkを
    0.1〜0.7μmの範囲に、上位5つの頂きおよび上
    位5つの谷間の中心線平均粗さRZISOを0.1〜1.2
    μmの範囲に、粗さ曲線の全ての頂きの平均傾斜Daを
    0.08μmより小さく、全ての頂きおよび谷間の大き
    さの平均値Raを0.05〜0.5μmの範囲に設定さ
    れた基体を形成する形成工程と、形成された基体に下塗
    り層を被覆する被覆工程とを含むことを特徴とする光受
    容体の製造方法。
JP8055878A 1995-03-20 1996-03-13 光受容体の製造方法 Withdrawn JPH08262748A (ja)

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US08/407,469 US5635324A (en) 1995-03-20 1995-03-20 Multilayered photoreceptor using a roughened substrate and method for fabricating same
US407469 1995-03-20

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