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CN115877677A - 电子照相感光体、处理盒及图像形成装置 - Google Patents

电子照相感光体、处理盒及图像形成装置 Download PDF

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CN115877677A
CN115877677A CN202211102020.0A CN202211102020A CN115877677A CN 115877677 A CN115877677 A CN 115877677A CN 202211102020 A CN202211102020 A CN 202211102020A CN 115877677 A CN115877677 A CN 115877677A
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CN
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layer
electrophotographic photoreceptor
transport layer
less
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CN202211102020.0A
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木越阳一
福间道范
金子谅太
是永次郎
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fujifilm Business Innovation Corp
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Abstract

提供一种在连续形成图像而产生裂纹时,也抑制图像浓度的变动的电子照相感光体、处理盒及图像形成装置。电子照相感光体包括:导电性基体;底涂层,设置于所述导电性基体上;电荷产生层,设置于所述底涂层上;电荷传输层,设置于所述电荷产生层上;以及无机保护层,设置于所述电荷传输层上,并且所述电荷传输层含有粘结树脂及电荷传输材料,且所述电荷传输层的基于阻抗测定所得的1Hz下的静电电容C1Hz与10Hz下的静电电容C10Hz的比(C1Hz/C10Hz)为1.1以下。

Description

电子照相感光体、处理盒及图像形成装置
技术领域
本公开涉及一种电子照相感光体、处理盒及图像形成装置。
背景技术
在日本专利特开2020-008688号公报中公开有“一种电子照相感光体,包括:导电性基体;底涂层,设置于所述导电性基体上;电荷产生层,设置于所述底涂层上;电荷传输层,设置于所述电荷产生层上;以及无机保护层,设置于所述电荷传输层上,并且所述底涂层、所述电荷传输层及所述无机保护层的膜弹性模量各自为5GPa以上”。
在日本专利5994708号中公开有“一种电子照相感光体,包括:导电性基体;有机感光层,设置于所述导电性基体上,并且在与下述无机保护层相接的面侧的区域中至少包含电荷传输材料及体积平均粒径为20nm以上且200nm以下的二氧化硅粒子;以及无机保护层,与所述有机感光层的表面相接地设置于所述有机感光层上”。
发明内容
以前的具有无机保护层的电子照相感光体在连续形成图像时,存在产生从无机保护层到达至电荷传输层的裂纹的情况。若在产生所述裂纹的状态下进而形成图像,则存在图像浓度发生变动的情况。
因此,本公开的课题在于:与在具有无机保护层的电子照相感光体中“电荷传输层中的基于阻抗测定所得的1Hz下的静电电容C1Hz与10Hz下的静电电容C10Hz的比(C1Hz/C10Hz)超过1.1的情况”或“电荷传输层含有一种电荷传输材料且电荷传输材料的含量相对于所述电荷传输层的所述电荷传输材料与所述粘结树脂的总和而未满10质量%或超过50质量%的情况”相比,在连续形成图像而产生裂纹时,也抑制图像浓度的变动。
通过本公开的第一方案,可提供一种电子照相感光体,其包括:导电性基体;底涂层,设置于所述导电性基体上;电荷产生层,设置于所述底涂层上;电荷传输层,设置于所述电荷产生层上;以及无机保护层,设置于所述电荷传输层上,并且所述电荷传输层含有粘结树脂及电荷传输材料,且所述电荷传输层的基于阻抗测定所得的1Hz下的静电电容C1Hz与10Hz下的静电电容C10Hz的比(C1Hz/C10Hz)为1.1以下。
通过本公开的第二方案,可提供一种电子照相感光体,其包括:导电性基体;底涂层,设置于所述导电性基体上;电荷产生层,设置于所述底涂层上;电荷传输层,设置于所述电荷产生层上;以及无机保护层,设置于所述电荷传输层上,并且所述电荷传输层含有粘结树脂及两种以上的电荷传输材料,且所述电荷传输材料的含量相对于所述电荷传输层的所述电荷传输材料与所述粘结树脂的总和而为10质量%以上且50质量%以下。
根据本公开的第三方案,所述电荷传输层的基于阻抗测定所得的1Hz下的静电电容C1Hz与10Hz下的静电电容C10Hz的比(C1Hz/C10Hz)为1.0以上且1.1以下。
根据本公开的第四方案,所述比(C1Hz/C10Hz)为1.0以上且1.08以下。
根据本公开的第五方案,所述电荷传输材料含有下述结构式(a-1)所表示的三芳基胺衍生物及下述结构式(a-2)所表示的联苯胺衍生物的至少一种。
Figure BDA0003840910810000021
(结构式(a-1)中,ArT1、ArT2及ArT3各自独立地表示经取代或未经取代的芳基、-C6H4-C(RT4)=C(RT5)(RT6)或-C6H4-CH=CH-CH=C(RT7)(RT8);RT4、RT5、RT6、RT7及RT8各自独立地表示氢原子、经取代或未经取代的烷基、或者经取代或未经取代的芳基)
Figure BDA0003840910810000022
(结构式(a-2)中,RT91及RT92各自独立地表示氢原子、卤素原子、碳数1以上且5以下的烷基或碳数1以上且5以下的烷氧基;RT101、RT102、RT111及RT112各自独立地表示卤素原子、碳数1以上且5以下的烷基、碳数1以上且5以下的烷氧基、经碳数1以上且2以下的烷基取代的氨基、经取代或未经取代的芳基、-C(RT12)=C(RT13)(RT14)或-CH=CH-CH=C(RT15)(RT16),RT12、RT13、RT14、RT15及RT16各自独立地表示氢原子、经取代或未经取代的烷基、或者经取代或未经取代的芳基;Tm1、Tm2、Tn1及Tn2各自独立地表示0以上且2以下的整数)
根据本公开的第六方案,所述电荷传输材料含有分子量为850以下的电荷传输材料。
根据本公开的第七方案,所述电荷传输层还含有无机粒子,所述无机粒子包含二氧化硅粒子。
根据本公开的第八方案,所述无机粒子相对于所述电荷传输层的总固体成分而为50质量%以上且70质量%以下。
根据本公开的第九方案,所述电荷传输材料含有结构式(a-1)所表示的三芳基胺衍生物,所述比(C1Hz/C10Hz)为1.0以上且1.08以下,或所述电荷传输材料的含量相对于所述电荷传输材料与所述粘结树脂的总和而为20质量%以上且45质量%以下。
通过本公开的第十方案,可提供一种处理盒,其包括所述电子照相感光体,且所述处理盒能拆卸地安装于图像形成装置中。
通过本公开的第十一方案,可提供一种图像形成装置,其包括:所述电子照相感光体;带电机构,使所述电子照相感光体的表面带电;静电潜像形成机构,在经带电的所述电子照相感光体的表面形成静电潜像;显影机构,利用包含色粉的显影剂,对形成于所述电子照相感光体的表面的静电潜像进行显影而形成色粉图像;以及转印机构,将所述色粉图像转印至记录介质的表面。
(效果)
通过所述第一方案、第五方案、第七方案或第九方案,可提供一种电子照相感光体,其与在具有无机保护层的电子照相感光体中电荷传输层中的基于阻抗测定所得的1Hz下的静电电容C1Hz与10Hz下的静电电容C10Hz的比(C1Hz/C10Hz)超过1.1的情况相比,在连续形成图像而产生裂纹时,图像浓度的变动也得到抑制。
通过所述第二方案、第五方案、第七方案或第九方案,可提供一种电子照相感光体,其与在具有无机保护层的电子照相感光体中电荷传输层含有一种电荷传输材料,且电荷传输材料的含量相对于所述电荷传输层的所述电荷传输材料与所述粘结树脂的总和而未满10质量%或超过50质量%的情况相比,在连续形成图像而产生裂纹时,图像浓度的变动也得到抑制。
通过所述第三方案,可提供一种电子照相感光体,其与在具有无机保护层的电子照相感光体中所述比(C1Hz/C10Hz)未满1.0或超过1.1的情况相比,在连续形成图像而产生裂纹时,图像浓度的变动也得到抑制。
通过所述第四方案,可提供一种电子照相感光体,其与在具有无机保护层的电子照相感光体中所述比(C1Hz/C10Hz)未满1.0或超过1.08的情况相比,在连续形成图像而产生裂纹时,图像浓度的变动也得到抑制。
通过所述第六方案,可提供一种电子照相感光体,其与在具有无机保护层的电子照相感光体中所述电荷传输材料的分子量超过850的情况相比,在连续形成图像而产生裂纹时,图像浓度的变动也得到抑制。
通过所述第八方案,可提供一种电子照相感光体,其与在具有无机保护层的电子照相感光体中所述无机粒子相对于所述电荷传输层的总固体成分而未满50质量%或超过70质量%的情况相比,在连续形成图像而产生裂纹时,图像浓度的变动也得到抑制。
通过所述第九方案,可提供一种电子照相感光体,其与在具有无机保护层的电子照相感光体中所述电荷传输材料含有结构式(a-1)所表示的三芳基胺衍生物且所述比(C1Hz/C10Hz)未满1.0或超过1.1,或所述电荷传输材料的含量相对于所述电荷传输材料与所述粘结树脂的总和而未满20质量%或超过50质量%的情况相比,在连续形成图像而产生裂纹时,图像浓度的变动也得到抑制。
通过所述第十方案或第十一方案,可提供一种包括电子照相感光体的处理盒、图像形成装置,其与“包括电荷传输层中的基于阻抗测定所得的1Hz下的静电电容C1Hz与10Hz下的静电电容C10Hz的比(C1Hz/C10Hz)超过1.1的电子照相感光体的情况”或“包括电荷传输层含有一种电荷传输材料且电荷传输材料的含量相对于所述电荷传输层的所述电荷传输材料与所述粘结树脂的总和而未满10质量%或超过50质量%的电子照相感光体的情况”相比,在连续形成图像而产生裂纹时,图像浓度的变动也得到抑制。
附图说明
图1是表示本实施方式的电子照相感光体的层结构的一例的示意剖面图。
图2是表示本实施方式的电子照相感光体的无机保护层的形成中所使用的成膜装置的一例的概略示意图。
图3是表示本实施方式的电子照相感光体的无机保护层的形成中所使用的等离子体产生装置的例子的概略示意图。
图4是表示本实施方式的图像形成装置的一例的概略结构图。
图5是表示本实施方式的图像形成装置的另一例的概略结构图。
具体实施方式
以下,对本公开的实施方式进行说明。这些说明及实施例用于例示实施方式,并不限制实施方式的范围。
在本说明书中阶段性记载的数值范围中,以一个数值范围记载的上限值或下限值可置换成其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。另外,在本公开中所记载的数值范围中,所述数值范围的上限值或下限值也可置换成实施例中所示出的值。
在本说明书中,各成分可包含多种相符的物质。
当在本说明书中提及组合物中的各成分的量的情形时,在组合物中存在多种与各成分相符的物质的情况下,只要无特别说明,则是指组合物中所存在的所述多种物质的合计量。
[电子照相感光体]
第一实施方式的电子照相感光体包括:导电性基体;底涂层,设置于所述导电性基体上;电荷产生层,设置于所述底涂层上;电荷传输层,设置于所述电荷产生层上;以及无机保护层,设置于所述电荷传输层上,并且所述电荷传输层含有粘结树脂及电荷传输材料,且所述电荷传输层的基于阻抗测定所得的1Hz下的静电电容C1Hz与10Hz下的静电电容C10Hz的比(C1Hz/C10Hz)为1.1以下。
第二实施方式的电子照相感光体包括:导电性基体;底涂层,设置于所述导电性基体上;电荷产生层,设置于所述底涂层上;电荷传输层,设置于所述电荷产生层上;以及无机保护层,设置于所述电荷传输层上,并且所述电荷传输层含有粘结树脂及两种以上的电荷传输材料,且电荷传输材料的含量相对于所述电荷传输层的所述电荷传输材料与所述粘结树脂的总和而为10质量%以上且50质量%以下。
在本说明书中,关于在第一实施方式及第二实施方式中共通的事项,统称为“本实施方式”来进行说明。
关于以前的具有无机保护层的电子照相感光体,在使用其连续形成图像时,存在因例如与载体的接触压等而导致无机保护层产生裂纹的情况。若无机保护层产生裂纹的部分带电,则有使电荷蓄积于所述电子照相感光体的电荷传输层的表面的倾向。其结果,因所述蓄积的电荷而带电量局部增加,因此在形成图像时,有图像浓度局部上升(以下,也将所述现象称为“图像浓度的变动”)的倾向。
另一方面,本实施方式的电子照相感光体通过具有所述结构,在连续形成图像而产生裂纹时,图像浓度的变动也得到抑制。此主要原因未必明确,但推测如下。
第一实施方式的电子照相感光体中,电荷传输层含有粘结树脂及电荷传输材料,且所述电荷传输层的基于阻抗测定所得的1Hz下的静电电容C1Hz与10Hz下的静电电容C10Hz的比(C1Hz/C10Hz)为1.1以下。通过将每一频率下的静电电容的变动设为比以前小的所述范围,在无机保护层产生裂纹时,即便继而形成图像并反复进行带电与曝光,也不易使电荷局部蓄积于电荷传输层的表面。其结果,认为在连续形成图像而产生裂纹时,图像浓度的变动也得到抑制。
第二实施方式的电子照相感光体中,电荷传输层含有粘结树脂及两种以上的电荷传输材料,且电荷传输材料的含量相对于所述电荷传输材料与所述粘结树脂的总和而为10质量%以上且50质量%以下。通过包含两种以上的电荷传输材料,因两者的相互作用等而有容易使取向极化一致的倾向。而且,通过使电荷传输材料的含量相对于电荷传输层的所述电荷传输材料与所述粘结树脂的总和而为50质量%以下,而不易蓄积电荷。另外,通过使电荷传输材料的含量相对于所述电荷传输材料与所述粘结树脂的总和而为10质量%以上,而容易充分获得电荷传输能力。其结果,认为在连续形成图像而产生裂纹时,图像浓度的变动也得到抑制。
以下,一边参照附图一边对本实施方式的电子照相感光体进行详细说明。此外,附图中,对相同或相当部分标注相同符号,并省略重复说明。
图1是表示本实施方式的电子照相感光体的层结构的一例的示意剖面图。感光体107A具有:在导电性基体104上设置有底涂层101,并在底涂层101的上方依次形成有电荷产生层102、电荷传输层103及无机保护层106的结构。感光体107A具有功能被分离至电荷产生层102与电荷传输层103的有机感光层105。
另外,在导电性基体104与底涂层101之间也可具有中间层。
以下,对构成电子照相感光体的各要素进行说明。此外,有时省略符号来进行说明。
(电荷传输层)
第一实施方式的电荷传输层含有粘结树脂及电荷传输材料,且所述电荷传输层的基于阻抗测定所得的1Hz下的静电电容C1Hz与10Hz下的静电电容C10Hz的比(C1Hz/C10Hz)为1.1以下。
第二实施方式的电荷传输层含有粘结树脂及两种以上的电荷传输材料,且电荷传输材料的含量相对于电荷传输层的所述电荷传输材料与所述粘结树脂的总和而为10质量%以上且50质量%以下。
本实施方式的电荷传输层设置于后述的电荷产生层上。
-电荷传输层的性质-
·静电电容
第一实施方式的电荷传输层中,基于阻抗测定所得的1Hz下的静电电容C1Hz(pF)与10Hz下的静电电容C10Hz(pF)的比(C1Hz/C10Hz)为1.1以下,就在连续形成图像而产生裂纹时也进一步抑制图像浓度的变动的观点而言,优选为1.0以上且1.1以下,更优选为1.0以上且1.08以下。
第二实施方式的电荷传输层中,就在连续形成图像而产生裂纹时也进一步抑制图像浓度的变动的观点而言,基于阻抗测定所得的1Hz下的静电电容C1Hz(pF)与10Hz下的静电电容C10Hz(pF)的比(C1Hz/C10Hz)优选为1.1以下,更优选为1.0以上且1.1以下,进而优选为1.0以上且1.08以下。
所述基于阻抗测定所得的1Hz下的静电电容C1Hz(pF)与10Hz下的静电电容C10Hz(pF)的静电电容比(C1Hz/C10Hz)的含义与“1Hz下的相对介电常数εr_1Hz与10Hz下的相对介电常数εr_10Hz的比(εr_1Hzr_10Hz)”相同。具体而言,例如,在将电极面积设为φ6mm、将电荷传输层的膜厚设为20μm时,静电电容C、真空介电常数ε0、介电常数εr、电极面积S及介电体膜厚d的关系如下述式所述。
C=ε0εr×S/d
本实施方式的电荷传输层中,就在连续形成图像而产生裂纹时也进一步抑制图像浓度的变动的观点而言,基于阻抗测定所得的1Hz下的静电电容C1Hz优选为24pF以上且60pF以下,更优选为26pF以上且40pF以下,进而优选为28pF以上且38pF以下。
本实施方式的电荷传输层中,就在连续形成图像而产生裂纹时也进一步抑制图像浓度的变动的观点而言,基于阻抗测定所得的10Hz下的静电电容C10Hz优选为24pF以上且62pF以下,更优选为28pF以上且56pF以下,进而优选为30pF以上且54pF以下。
所述C1Hz、C10Hz及比(C1Hz/C10Hz)是以如下方式求出。
1.针对成为测定对象的电子照相感光体,例如,通过使用研磨片等对被覆着电荷传输层的无机保护层等电荷传输层的上层进行研磨来去除,从而使电荷传输层露出。然后,通过真空蒸镀法或溅射法等方法而将金电极装配于所露出的电荷传输层上,并将其设为测定用试样。
2.利用真空蒸镀法在测定用试样的外周面形成φ6mm的金电极作为相向电极。
3.利用输力强(Solartron)公司制造的阻抗分析仪126096W型,进行频率1Hz与10Hz各自下的阻抗测定,并求出所述静电电容C。频率以外的测定条件设为常温常湿(22℃/50%相对湿度(relative humidity,RH))、直流(direct current,DC)偏压(直流施加电压):0V、交流(alternating current,AC)(交流施加电压):±1V。
4.根据所获得的1Hz下的静电电容C1Hz与10Hz下的静电电容C10Hz来求出比(C1Hz/C10Hz)。
将所述比(C1Hz/C10Hz)设为所述范围的方法并无特别限制,例如可列举对相对于电荷传输层中的所述电荷传输材料与所述粘结树脂的总和而言的电荷传输材料的含量进行调整的方法;使用两种以上的电荷传输材料的方法等。
·表面粗糙度Ra
电荷传输层中的无机保护层侧的表面的表面粗糙度Ra(算术平均表面粗糙度Ra)例如可列举0.06μm以下,优选为0.03μm以下,更优选为0.02μm以下。
若将所述表面粗糙度Ra设为所述范围,则无机保护层的平滑性提升,且清洁性提升。
此外,为了将表面粗糙度Ra设为所述范围,例如可列举增加层的厚度等方法。
所述表面粗糙度Ra以如下方式测定。
首先,将无机保护层剥离后,使成为测定对象的层露出。然后,利用切割机等剪切所述层的一部分,从而获取测定试样。
针对所述测定试样,使用触针式表面粗糙度测定机(萨弗科姆(SURFCOM)1400A:东京精密公司制造等)进行测定。作为其测定条件,依据日本工业标准(Japanese IndustrialStandards,JIS)B0601-1994,并设为评价长度Ln=4mm、基准长度L=0.8mm、截止值=0.8mm。
·膜厚
电荷传输层的膜厚例如宜为10μm以上且40μm以下,优选为10μm以上且35μm以下,更优选为15μm以上且35μm以下。
若将电荷传输层的膜厚设为所述范围,则容易抑制残余电位的产生。
-电荷传输层的材料-
第一实施方式的电荷传输层包含粘结树脂及电荷传输材料。
第二实施方式的电荷传输层包含粘结树脂及至少两种电荷传输材料。
本实施方式的电荷传输层除以上所述以外,也可还包含无机粒子、众所周知的添加剂等作为粘结树脂及电荷传输材料以外的其他材料。
·电荷传输材料
作为电荷传输材料,可列举:对苯醌、氯醌、溴醌、蒽醌等醌系化合物;四氰基醌二甲烷系化合物;2,4,7-三硝基芴酮等芴酮化合物;呫吨酮系化合物;二苯甲酮系化合物;氰基乙烯基系化合物;乙烯系化合物等电子传输性化合物。
作为电荷传输材料,也可列举: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、二苯乙烯系化合物、蒽系化合物、腙系化合物等空穴传输性化合物。
作为电荷传输材料,就在连续形成图像而产生裂纹时也进一步抑制图像浓度的变动的观点而言,优选为含有下述结构式(a-1)所表示的三芳基胺衍生物及下述结构式(a-2)所表示的联苯胺衍生物的至少一种。
尤其是,就在连续形成图像而产生裂纹时也进一步抑制图像浓度的变动的观点而言,第二实施方式的电荷传输层优选为含有下述结构式(a-1)所表示的三芳基胺衍生物及下述结构式(a-2)所表示的联苯胺衍生物此两种作为电荷传输材料。
Figure BDA0003840910810000071
结构式(a-1)中,ArT1、ArT2及ArT3各自独立地表示经取代或未经取代的芳基、-C6H4-C(RT4)=C(RT5)(RT6)或-C6H4-CH=CH-CH=C(RT7)(RT8)。RT4、RT5、RT6、RT7及RT8各自独立地表示氢原子、经取代或未经取代的烷基、或者经取代或未经取代的芳基。
作为所述各基的取代基,可列举:卤素原子、碳数1以上且5以下的烷基、碳数1以上且5以下的烷氧基。另外,作为所述各基的取代基,也可列举经碳数1以上且3以下的烷基取代的取代氨基。
Figure BDA0003840910810000081
结构式(a-2)中,RT91及RT92各自独立地表示氢原子、卤素原子、碳数1以上且5以下的烷基或碳数1以上且5以下的烷氧基。RT101、RT102、RT111及RT112各自独立地表示卤素原子、碳数1以上且5以下的烷基、碳数1以上且5以下的烷氧基、经碳数1以上且2以下的烷基取代的氨基、经取代或未经取代的芳基、-C(RT12)=C(RT13)(RT14)或-CH=CH-CH=C(RT15)(RT16),RT12、RT13、RT14、RT15及RT16各自独立地表示氢原子、经取代或未经取代的烷基、或者经取代或未经取代的芳基。Tm1、Tm2、Tn1及Tn2各自独立地表示0以上且2以下的整数。
作为所述各基的取代基,可列举:卤素原子、碳数1以上且5以下的烷基、碳数1以上且5以下的烷氧基。另外,作为所述各基的取代基,也可列举经碳数1以上且3以下的烷基取代的取代氨基。
所述结构式(a-1)所表示的三芳基胺衍生物及所述结构式(a-2)所表示的联苯胺衍生物中,就在连续形成图像而产生裂纹时也进一步抑制图像浓度的变动的观点及电荷迁移率的观点而言,尤其优选为具有“-C6H4-CH=CH-CH=C(RT7)(RT8)”的三芳基胺衍生物及具有“-CH=CH-CH=C(RT15)(RT16)”的联苯胺衍生物。
就在连续形成图像而产生裂纹时也进一步抑制图像浓度的变动的观点而言,电荷传输材料优选为含有分子量为850以下的电荷传输材料,更优选为含有分子量为50以上且600以下的电荷传输材料,进而优选为含有分子量为90以上且550以下的电荷传输材料。
以下,针对电荷传输材料,列举具体的例子,但本实施方式的电荷传输材料并不限定于此。
Figure BDA0003840910810000082
Figure BDA0003840910810000091
例如,在包含选自结构式(a-1)所表示的三芳基胺衍生物中的一种与选自结构式(a-2)所表示的联苯胺衍生物中的一种此两种作为电荷传输材料的情况下,两衍生物的调配比并无特别限制,例如,就在连续形成图像而产生裂纹时也进一步抑制图像浓度的变动的观点而言,比(选自结构式(a-1)所表示的三芳基胺衍生物中的一种/选自结构式(a-2)所表示的联苯胺衍生物中的一种)优选为10/1以上且1/10以下,更优选为5/1以上且1/5以下,进而优选为2/1以上且1/2以下。
第一实施方式的电荷传输层中,就在连续形成图像而产生裂纹时也进一步抑制图像浓度的变动的观点而言,电荷传输材料的含量相对于电荷传输层的所述电荷传输材料与所述粘结树脂的总和而优选为10质量%以上且50质量%以下,可为20质量%以上且40质量%以下,也可为25质量%以上且40质量%以下。
第二实施方式的电荷传输层中,电荷传输材料的含量相对于电荷传输层的所述电荷传输材料与所述粘结树脂的总和而为10质量%以上且50质量%以下,就在连续形成图像而产生裂纹时也进一步抑制图像浓度的变动的观点而言,可为20质量%以上且40质量%以下,也可为25质量%以上且40质量%以下。
作为一态样,可为如下态样:就在连续形成图像而产生裂纹时也进一步抑制图像浓度的变动的观点而言,本实施方式的电荷传输层含有结构式(a-1)所表示的三芳基胺衍生物作为电荷传输材料,所述比(C1Hz/C10Hz)为1.0以上且1.08以下或所述电荷传输材料的含量相对于所述电荷传输层的所述电荷传输材料与所述粘结树脂的总和而为25质量%以上且40质量%以下。
·粘结树脂
作为粘结树脂,例如,具体而言,可列举:聚碳酸酯树脂(双酚A、双酚Z、双酚C、双酚TP等均聚型或其共聚型)、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、聚偏二氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯腈-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-乙酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物、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、苯乙烯-醇酸树脂、聚-N-乙烯基咔唑树脂、聚乙烯丁缩醛树脂、聚苯醚树脂等。粘结树脂单独使用一种或使用两种以上。
此外,电荷传输材料与粘结树脂的调配比以质量比计优选为10:1至1:5。
所述粘结树脂中,优选为聚碳酸酯树脂(双酚A、双酚Z、双酚C、双酚TP等均聚型或其共聚型)。聚碳酸酯树脂可单独使用一种,也可并用两种以上。另外,就相同的方面而言,在聚碳酸酯树脂中,更优选为包含双酚Z的均聚型聚碳酸酯树脂。
关于粘结树脂,例如粘度平均分子量宜为50000以下。宜为45000以下,也可为35000以下。作为粘度平均分子量的下限,就保持作为粘结树脂的特性的方面而言,宜为20000以上。
粘结树脂的粘度平均分子量的测定可使用以下的一点测定法。
首先,将无机保护层从成为测定对象的感光体剥离后,使成为测定对象的电荷传输层露出。然后,削取其电荷传输层的一部分而准备测定用试样。
其次,从测定试样提取粘结树脂。将1g的所提取的粘结树脂溶解于二氯甲烷100cm3中,在25℃的测定环境下,利用乌氏粘度计来测定其比粘度ηsp。然后,根据ηsp/c=〔η〕+0.45〔η〕2c的关系式(其中,c为浓度(g/cm3))来求出极限粘度〔η〕(cm3/g),并根据由H.施奈尔(Schnell)提供的式〔η〕=1.23×10-4Mv0.83的关系式来求出粘度平均分子量Mv。
·无机粒子
作为无机粒子,例如可列举:二氧化硅粒子、氧化铝粒子、氧化钛粒子、碳酸钙粒子、碳酸镁粒子、磷酸三钙粒子、氧化铈粒子等。无机粒子可单独使用一种,也可并用两种以上。
所述中,就在连续形成图像而产生裂纹时也抑制图像浓度的变动的观点而言,本实施方式的电荷传输层优选为包含二氧化硅粒子。
二氧化硅粒子相对于无机粒子的总量而优选为90质量%以上且100质量%以下,更优选为98质量%以上且100质量%以下,进而优选为100质量%。
就在连续形成图像而产生裂纹时也抑制图像浓度的变动的观点而言,无机粒子的含量相对于电荷传输层的总固体成分而优选为30质量%以上且70质量%以下,更优选为50质量%以上且70质量%以下,进而优选为60质量%以上且70质量%以下。
二氧化硅粒子可为干式二氧化硅粒子及湿式二氧化硅粒子的任一种。
作为干式二氧化硅粒子,可列举使硅烷化合物燃烧而获得的燃烧法二氧化硅(气相二氧化硅(fumed silica))、使金属硅粉急剧燃烧而获得的爆燃法二氧化硅。
作为湿式二氧化硅粒子,可列举:利用硅酸钠与无机酸(Mineral acids)的中和反应而获得的湿式二氧化硅粒子(在碱性条件下进行合成-凝聚的沉淀法二氧化硅、在酸性条件下进行合成-凝聚的凝胶法二氧化硅粒子)、通过使酸性硅酸成为碱性并进行聚合而获得的胶体二氧化硅粒子(二氧化硅溶胶粒子)、通过有机硅烷化合物(例如烷氧基硅烷)的水解而获得的溶胶凝胶法二氧化硅粒子。
这些中,作为二氧化硅粒子,就抑制残余电位的产生等观点而言,宜为使用表面的硅醇基少且具有低的空隙结构的燃烧法二氧化硅粒子。
二氧化硅粒子的体积平均粒径例如宜为20nm以上且200nm以下。二氧化硅粒子的体积平均粒径的下限可为40nm以上,也可为50nm以上。二氧化硅粒子的体积平均粒径的上限可为150nm以下,也可为120nm以下,还可为110nm以下。
关于二氧化硅粒子的体积平均粒径,将二氧化硅粒子从层中分离,利用扫描式电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)装置以40000倍的倍率对100个所述二氧化硅粒子的一次粒子进行观察,通过一次粒子的图像分析来测定每个粒子的最长径、最短径,并根据所述中间值来测定球当量径。求出所获得的球当量径的累积频率中的50%径(D50v),将其作为二氧化硅粒子的体积平均粒径进行测定。
二氧化硅粒子宜为利用疏水化处理剂对其表面进行表面处理。由此,二氧化硅粒子表面的硅醇基减少,且容易抑制残余电位的产生。
作为疏水化处理剂,可列举:氯硅烷、烷氧基硅烷、硅氮烷等众所周知的硅烷化合物。
这些中,作为疏水化处理剂,就容易抑制残余电位的产生的观点而言,优选为具有三甲基硅烷基、癸基硅烷基或苯基硅烷基的硅烷化合物。即,宜为在二氧化硅粒子的表面具有三甲基硅烷基、癸基硅烷基或苯基硅烷基。
作为具有三甲基硅烷基的硅烷化合物,例如可列举: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。
作为具有癸基硅烷基的硅烷化合物,例如可列举:癸基三氯硅烷、癸基二甲基氯硅烷、癸基三甲氧基硅烷等。
作为具有苯基硅烷基的硅烷化合物,可列举三苯基甲氧基硅烷、三苯基氯硅烷等。
经疏水化处理的二氧化硅粒子的缩合率(二氧化硅粒子中的SiO4-键中的Si-O-Si的比率:以下也称为“疏水化处理剂的缩合率”)例如相对于二氧化硅粒子表面的硅醇基而宜为90%以上,优选为91%以上,更优选为95%以上。若将疏水化处理剂的缩合率设为所述范围,则二氧化硅粒子的硅醇基进一步减少,并容易抑制残余电位的产生。
疏水化处理剂的缩合率表示相对于利用核磁共振(Nuclear MagneticResonance,NMR)检测到的缩合部的硅的全部可键结位点(site)而言,进行了缩合的硅的比例,且以如下方式测定。首先,将二氧化硅粒子从层中分离。针对分离所得的二氧化硅粒子,利用布鲁克(Bruker)制造的艾旺斯(AVANCE)III 400进行硅交叉极化/魔角旋转/核磁共振(Si Cross Polarization/Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance,Si CP/MAS NMR)分析,并求出与SiO的取代数量相应的峰值面积,分别将二取代(Si(OH)2(O-Si)2-)、三取代(Si(OH)(O-Si)3-)、四取代(Si(O-Si)4-)的值设为Q2、Q3、Q4,疏水化处理剂的缩合率利用式:(Q2×2+Q3×3+Q4×4)/4×(Q2+Q3+Q4)来算出。
二氧化硅粒子的体积电阻率例如宜为1011Ω·cm以上,优选为1012Ω·cm以上,更优选为1013Ω·cm以上。
若将二氧化硅粒子的体积电阻率设为所述范围,则电气特性的下降得到抑制。
二氧化硅粒子的体积电阻率以如下方式测定。此外,测定环境设为温度20℃、湿度50%RH。
首先,将二氧化硅粒子从层中分离。然后,将成为测定对象的分离了的二氧化硅粒子以成为1mm以上且3mm以下左右的厚度的方式载置于配有20cm2的电极板的圆形夹具的表面,从而形成二氧化硅粒子层。在其上方载置与所述相同的20cm2的电极板,将二氧化硅粒子层夹住。为了消除二氧化硅粒子之间的空隙,在载置于二氧化硅粒子层上的电极板上施加4kg的负荷后,测定二氧化硅粒子层的厚度(cm)。在二氧化硅粒子层上下的两电极上连接有静电计及高压电源产生装置。以使电场成为预定值的方式对两电极施加高电压,并读取此时流动的电流值(A),由此计算二氧化硅粒子的体积电阻率(Ω·cm)。二氧化硅粒子的体积电阻率(Ω·cm)的计算式如下式所示。
此外,式中,ρ表示二氧化硅粒子的体积电阻率(Ω·cm),E表示施加电压(V),I表示电流值(A),I0表示施加电压0V时的电流值(A),L表示二氧化硅粒子层的厚度(cm)。本评价中使用施加电压为1000V时的体积电阻率。
·式:ρ=E×20/(I-I0)/L
·电荷传输层的形成
电荷传输层的形成并无特别限制,可利用众所周知的形成方法,例如通过如下方式进行:形成将所述成分添加于溶剂中所得的电荷传输层形成用涂布液的涂膜,对所述涂膜进行干燥,并视需要进行加热。
作为用以制备电荷传输层形成用涂布液的溶剂,可列举:苯、甲苯、二甲苯、氯苯等芳香族烃类;丙酮、2-丁酮等酮类;二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷等卤化脂肪族烃类;四氢呋喃、乙醚等环状或直链状的醚类等通常的有机溶剂。这些溶剂单独使用或混合使用两种以上。
作为将电荷传输层形成用涂布液涂布于电荷产生层上时的涂布方法,可列举:刮板涂布法、线棒涂布法、喷雾涂布法、浸渍涂布法、液滴涂布法、气刀涂布法、幕式涂布法等通常方法。
此外,在使粒子(例如二氧化硅粒子或氟树脂粒子)分散于电荷传输层形成用涂布液中的情况下,作为其分散方法,例如可利用球磨机、振动球磨机、磨碎机、砂磨机、卧式砂磨机等介质分散机;或搅拌机、超声波分散机、辊磨机、高压均质机等无介质分散机。作为高压均质机,例如可列举在高压状态下使分散液进行液-液碰撞或液-壁碰撞并分散的碰撞方式或在高压状态下使分散液贯穿微细流路并分散的贯穿方式等。
(无机保护层)
-无机保护层的组成-
无机保护层为包含无机材料而构成的层。
作为无机材料,就具有作为保护层的机械强度、透光性的观点而言,例如可列举:氧化物系、氮化物系、碳系、硅系的无机材料。
作为氧化物系无机材料,例如可列举:氧化镓、氧化铝、氧化锌、氧化钛、氧化铟、氧化锡、氧化硼等金属氧化物或这些的混晶。
作为氮化物系无机材料,例如可列举:氮化镓、氮化铝、氮化锌、氮化钛、氮化铟、氮化锡、氮化硼等金属氮化物或这些的混晶。
作为碳系及硅系的无机材料,例如可列举:类金刚石碳(Diamond Like Carbon,DLC)、非晶碳(a-C)、氢化非晶碳(a-C:H)、氢化-氟化非晶碳(a-C:F:H)、非晶碳化硅(a-SiC)、氢化非晶碳化硅(a-SiC:H)、非晶硅(a-Si)、氢化非晶硅(a-Si:H)等。
此外,无机材料也可为氧化物系无机材料及氮化物系无机材料的混晶。
这些中,作为无机材料,就机械强度、透光性优异、尤其是具有n型导电性且其导电控制性优异的观点而言,理想为金属氧化物、尤其是第13族元素的氧化物(理想为氧化镓)。
无机保护层通过包含第13族元素(理想为镓)及氧而拨水性提高。通过所述拨水性的高度而基于清洁刮板的清洁性变得良好。
根据以上内容,无机保护层宜至少包含第13族元素(尤其是镓)及氧而构成,视需要也可包含氢而构成。通过包含氢,容易对至少包含第13族元素(尤其是镓)及氧而构成的无机保护层的各物性进行控制。例如,在包含镓、氧及氢的无机保护层(例如由包含氢的氧化镓构成的无机保护层)中,使组成比[O]/[Ga]从1.0到1.5进行变化,由此容易在109Ω·cm以上且1014Ω·cm以下的范围内实现体积电阻率的控制。
在无机保护层中,除所述无机材料以外,为了控制导电型,例如在n型的情况下,也可包含选自碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)中的一个以上的元素。另外,例如在p型的情况下,也可包含选自氮(N)、铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)中的一个以上的元素。
这里,在无机保护层是包含镓、氧以及视需要的氢而构成的情况下,就机械强度、透光性、柔软性优异且其导电控制性优异的观点而言,适宜的元素构成比率如以下所述。
镓的元素构成比率例如相对于无机保护层的全部构成元素而宜为15原子%以上且50原子%以下,理想为20原子%以上且40原子%以下,更理想为20原子%以上且30原子%以下。
氧的元素构成比率例如相对于无机保护层的全部构成元素而宜为30原子%以上且70原子%以下,理想为40原子%以上且60原子%以下,更理想为45原子%以上且55原子%以下。
氢的元素构成比率例如相对于无机保护层的全部构成元素而宜为10原子%以上且40原子%以下,理想为15原子%以上且35原子%以下,更理想为20原子%以上且30原子%以下。
另一方面,原子数比〔氧/镓〕宜为超过1.00且2.00以下,理想为1.10以上且1.90以下。
这里,无机保护层中的各元素的元素构成比率、原子数比等也包含厚度方向的分布在内是利用卢瑟福背散射(Rutherford backscattering)(以下称为“RBS”)而求出。
此外,在RBS中,加速器使用日本电气(Nippon Electric Company,Limited,NEC)公司的3SDH派乐特隆(Pelletron),终端站(end station)使用CE&A公司的RBS-400,系统使用3S-R10。分析时使用CE&A公司的海普拉(HYPRA)程序等。
此外,关于RBS的测定条件,He++离子束能量设为2.275eV,检测角度设为160°,相对于入射束的掠射角(Grazing Angle)设为约109°。
具体而言,RBS测定是以如下方式进行。
首先,将He++离子束相对于试样而垂直入射,并将检测器相对于离子束而设置成160°,对被后向散射的He的信号进行测定。根据所检测到的He的能量与强度来决定组成比和膜厚。为了使求出组成比及膜厚的精度提升,也可利用两个检测角度来测定光谱。利用深度方向解析力或后向散射力学不同的两个检测角度来测定并进行交叉校验,由此精度提升。
通过目标原子而被后向散射的He原子的数量仅取决于1)目标原子的原子编号、2)散射前的He原子的能量、3)散射角度此三个要素。
根据所测定到的组成并通过计算来对密度进行假设,并使用其算出厚度。密度的误差为20%以内。
此外,氢的元素构成比率是利用氢前向散射(hydrogen forward scattering)(以下称为“HFS”)而求出。
在HFS测定中,加速器使用日本电气(Nippon Electric Company,Limited,NEC)公司的3SDH派乐特隆(Pelletron),终端站使用CE&A公司的RBS-400,系统使用3S-R10。分析时使用CE&A公司的海普拉(HYPRA)程序。而且,HFS的测定条件如以下所述。
·He++离子束能量:2.275eV
·检测角度:160°
·相对于入射束的掠射角(Grazing Angle):30°
关于HFS测定,以相对于He++离子束而检测器成为30°,且试样从法线起成为75°的方式进行设置,由此拾取散射于试样前方的氢的信号。此时,宜为利用铝箔将检测器覆盖,并将与氢一同散射的He原子去除。定量是通过如下方式进行:利用阻止本领将参照用试样与被测定试样的氢的计数加以标准化之后进行比较。作为参照用试样,使用在Si中离子注入H而成的试样与白云母。
已知白云母的氢浓度为6.5原子%。
吸附于最表面的H例如通过减去吸附于洁净的Si表面上的H量来进行修正。
-无机保护层的特性-
无机保护层视目的也可沿厚度方向在组成比中具有分布,也可包含多层结构。
无机保护层理想为微晶膜、多晶膜、非晶膜等非单晶膜。这些中,就表面的平滑性的方面而言,尤其理想为非晶,但就硬度的方面而言,更理想为微晶膜。
无机保护层的成长剖面可采用柱状结构,但就滑动性的观点而言,理想为平坦性高的结构,理想为非晶。
此外,结晶性、非晶性是根据通过反射高能电子衍射(Reflection high-energyelectron diffraction,RHEED)(反射高速电子束衍射)测定而获得的衍射像的点或线的有无来判别。
无机保护层的体积电阻率宜为106Ω·cm以上,理想为108Ω·cm以上。
若将所述体积电阻率设为所述范围,则电荷沿面内方向的流动得到抑制,容易实现良好的静电潜像的形成。
所述体积电阻率是根据使用nF公司制造的电感电容电阻测试仪(inductance,capacitance and resistance meter,LCR meter)ZM2371且在频率1kHz、电压1V的条件下测定而得的电阻值,并基于电极面积、试样厚度进行计算而求出。
此外,测定试样可为在成为测定对象的无机保护层的成膜时的相同条件下成膜于铝基体上,并通过真空蒸镀将金电极形成于所述成膜物上而获得的试样,或也可为将无机保护层从制作后的电子照相感光体剥离,并进行部分蚀刻,利用一对电极将其夹持而成的试样。
无机保护层的弹性模量宜为30GPa以上且80GPa以下,理想为40GPa以上且65GPa以下。
若将所述弹性模量设为所述范围,则容易抑制无机保护层中的凹部的产生、剥落或破裂。
所述弹性模量使用如下平均值,即使用MTS系统(systems)公司制造的纳米压痕仪(Nano Indenter)SA2并利用连续刚度法(Continuous Stiffness Measurement,CSM)(美国专利4848141)获得深度分布,并根据其压入深度30nm至100nm的测定值而获得的平均值。下述为测定条件。
·测定环境:23℃、55%RH
·使用压头:金刚石制正三角锥压头(伯科维奇(Berkovic)压头)
·试验模式:CSM模式
此外,测定试样可为在成为测定对象的无机保护层的成膜时的相同条件下成膜于基体上而成的试样,或也可为将无机保护层从制作后的电子照相感光体剥离并进行局部蚀刻而成的试样。
无机保护层的膜厚例如宜为0.2μm以上且10.0μm以下,理想为0.4μm以上且5.0μm以下。
若将所述膜厚设为所述范围,则容易抑制无机保护层中的凹部的产生、剥落或破裂。
-无机保护层的形成-
在保护层的形成中,例如可利用等离子体化学气相沉积(Chemical VaporDeposition,CVD)法、有机金属气相沉积法、分子束外延法、蒸镀、溅射等现有的气相成膜法。
以下,针对无机保护层的形成,在附图中示出成膜装置的一例,并且列举具体例来说明。此外,以下说明示出包含镓、氧及氢而构成的无机保护层的形成方法,但不限于此,只要根据目标无机保护层的组成来应用众所周知的形成方法即可。
图2是表示本实施方式的电子照相感光体的无机保护层的形成中所使用的成膜装置的一例的概略示意图,图2的(A)表示从侧面观察成膜装置时的示意剖面图,图2的(B)表示图2的(A)所示的成膜装置的A1-A2之间的示意剖面图。图2中,210为成膜室,211为排气口,212为基体旋转部,213为基体支撑构件,214为基体,215为气体导入管,216为具有喷射从气体导入管215导入的气体的开口的簇射喷嘴(shower nozzle),217为等离子体扩散部,218为高频电力供给部,219为平板电极,220为气体导入管,221为高频放电管部。
在图2所示的成膜装置中,在成膜室210的一端设置有连接于未图示的真空排气装置的排气口211,在成膜室210的设置有排气口211的一侧的相反侧设置有包含高频电力供给部218、平板电极219及高频放电管部221的等离子体产生装置。
所述等离子体产生装置包括:高频放电管部221;平板电极219,配置于高频放电管部221内,且放电面设置于排气口211侧;及高频电力供给部218,配置于高频放电管部221外,且连接于平板电极219的放电面的相反侧的面。此外,高频放电管部221上连接有用以向高频放电管部221内供给气体的气体导入管220,所述气体导入管220的另一端连接于未图示的第一气体供给源。
此外,也可使用图3所示的等离子体产生装置来代替设置于图2所示的成膜装置中的等离子体产生装置。图3是表示图2所示的成膜装置中所利用的等离子体产生装置的另一例的概略示意图,且为等离子体产生装置的侧面图。图3中,222表示高频线圈,223表示石英管,220与图2中所示的相同。所述等离子体产生装置包括石英管223、以及沿着石英管223的外周面设置的高频线圈222,石英管223的其中一端连接于成膜室210(图3中未图示)。另外,在石英管223的另一端连接有用以向石英管223内导入气体的气体导入管220。
在图2中,在平板电极219的放电面侧连接有沿着放电面延伸的棒状的簇射喷嘴216,簇射喷嘴216的一端与气体导入管215连接,所述气体导入管215与设置于成膜室210外的未图示的第二气体供给源连接。
另外,在成膜室210内设置有基体旋转部212,圆筒状的基体214是以簇射喷嘴216与基体214沿着簇射喷嘴216的长度方向与基体214的轴方向相对的方式经由基体支撑构件213而被安装于基体旋转部212。在成膜时,基体旋转部212进行旋转,由此基体214沿圆周方向旋转。此外,作为基体214,例如可使用预先层叠至有机感光层的感光体等。
无机保护层的形成例如以如下方式实施。
首先,将氧气(或氦(He)稀释氧气)、氦(He)气及视需要的氢(H2)气从气体导入管220导入至高频放电管部221内,并且从高频电力供给部218向平板电极219供给13.56MHz的无线电波。此时,以从平板电极219的放电面侧朝排气口211侧呈放射状扩展的方式形成有等离子体扩散部217。这里,从气体导入管220导入的气体在成膜室210内从平板电极219侧流向排气口211侧。平板电极219也可为利用接地屏蔽包围在电极周围而成。
其次,将三甲基镓气体经由气体导入管215、位于作为活化机构的平板电极219的下游侧的簇射喷嘴216导入至成膜室210,由此,将包含镓、氧及氢的非单晶膜成膜于基体214表面。
作为基体214,例如使用形成有有机感光层的基体。
由于使用具有有机感光层的有机感光体,因此无机保护层的成膜时的基体214表面的温度理想为150℃以下,更理想为100℃以下,尤其理想为30℃以上且100℃以下。
当基体214表面的温度即便在成膜开始当初为150℃以下,但由于等离子体的影响而变得高于150℃的情况下,存在有机感光层因热而受到损伤的情况,因此理想为考虑所述影响来控制基体214的表面温度。
基体214表面的温度可通过加热机构和/或冷却机构(图中未图示)来控制,也可任由放电时的自然的温度上升。在对基体214进行加热的情况下,也可将加热器设置于基体214的外侧或内侧。在对基体214进行冷却的情况下,也可使冷却用的气体或液体在基体214的内侧循环。
在想要避免由放电引起的基体214表面的温度上升的情况下,有效的是对照射于基体214表面的高能的气体流进行调节。在所述情况下,以成为所需温度的方式对气体流量或放电输出、压力等条件进行调整。
另外,也可使用包含铝的有机金属化合物或二硼烷等氢化物来代替三甲基镓气体,也可将这些的两种以上加以混合。
例如,若在无机保护层的形成初期,通过将三甲基铟经由气体导入管215、簇射喷嘴216导入至成膜室210内,而在基体214上将包含氮与铟的膜成膜,则所述膜吸收在继续成膜时所产生并使有机感光层劣化的紫外线。因此,可抑制由成膜时的紫外线的产生对有机感光层的损害。
另外,作为成膜时的掺杂剂的掺杂方法,作为n型用途而以气体状态使用SiH3、SnH4,作为p型用途而以气体状态使用双环戊二烯基镁、二甲基钙、二甲基锶等。另外,将掺杂剂元素掺杂于表面层中也可采用热扩散法、离子注入法等现有的方法。
具体而言,例如通过将包含至少一个以上掺杂剂元素的气体经由气体导入管215、簇射喷嘴216导入至成膜室210内来获得n型、p型等导电型的无机保护层。
在使用图2及图3说明的成膜装置中,可设置多个活性装置来独立地控制因放电能量而形成的活性氮或活性氢,也可使用NH3等同时包含氮原子与氢原子的气体。进而,也可添加H2。另外,也可使用从有机金属化合物中游离生成活性氢这一条件。
如此一来,经活化的碳原子、镓原子、氮原子、氢原子等以被控制的状态存在于基体214表面上。而且,经活化的氢原子具有使构成有机金属化合物的甲基或乙基等烃基的氢以分子形式脱离的效果。
因此,构成三维键结的硬质膜(无机保护层)得以形成。
图2及图3所示的成膜装置的等离子体产生机构使用高频振荡装置,但并不限定于此,例如,也可使用微波振荡装置,也可使用电子回旋(electro cyclotron)共振方式或螺旋波等离子体(helicon plasma)方式的装置。另外,在高频振荡装置的情况下,可为感应型,也可为电容型。
进而,可将这些装置的两种以上组合使用,或也可使用两个以上的同种装置。为了利用等离子体的照射来抑制基体214表面的温度上升,理想为高频振荡装置,但也可设置对热的照射进行抑制的装置。
在使用两种以上不同的等离子体产生装置(等离子体产生机构)的情况下,理想为在相同压力下同时产生放电。另外,也可对放电的区域和成膜的区域(设置有基体的部分)设置压力差。这些装置可在成膜装置内相对于从气体被导入的部分朝被排出的部分所形成的气流而串联配置,也可以任一装置均与基体的成膜面相对的方式配置。
例如,在将两种等离子体产生机构相对于气流而串联设置的情况下,若列举图2所示的成膜装置为例,则所述等离子体产生机构被用作以簇射喷嘴216为电极而在成膜室210内引起放电的第二等离子体产生装置。所述情况下,例如经由气体导入管215而对簇射喷嘴216施加高频电压,并以簇射喷嘴216为电极而在成膜室210内引起放电。或者,在成膜室210内的基体214与平板电极219之间设置圆筒状的电极来代替将簇射喷嘴216用作电极,利用所述圆筒状电极在成膜室210内引起放电。
另外,当在同一压力下利用不同的两种等离子体产生装置的情形时,例如在使用微波振荡装置与高频振荡装置的情况下,可大大改变激发种的激发能,并对膜质的控制有效。另外,放电可在大气压附近(70000Pa以上且110000Pa以下)进行。在大气压附近进行放电的情况下,理想为使用He作为载气。
关于无机保护层的形成,例如将在基体上形成有有机感光层的基体214设置于成膜室210,并导入组成各不相同的混合气体,从而形成无机保护层。
另外,作为成膜条件,例如在利用高频放电进行放电的情况下,为了在低温下进行优质的成膜,作为频率,理想为设为10kHz以上且50MHz以下的范围。另外,输出依赖于基体214的大小,但理想为相对于基体的表面积而设为0.01W/cm2以上且2W/cm2以下的范围。基体214的旋转速度理想为0.1rpm以上且1000rpm以下的范围。
(导电性基体)
作为导电性基体,例如可列举包含金属(铝、铜、锌、铬、镍、钼、钒、铟、金、铂等)或合金(不锈钢等)的金属板、金属滚筒及金属带等。另外,作为导电性基体,例如也可列举将导电性化合物(例如导电性聚合物、氧化铟等)、金属(例如铝、钯、金等)或合金涂布、蒸镀或层压而成的纸、树脂膜、带等。这里,所谓“导电性”,是指体积电阻率未满1013Ω·cm。
在将电子照相感光体用于激光打印机中的情况下,优选为对导电性基体的表面进行粗糙化,使得其中心线平均粗糙度Ra为0.04μm以上且0.5μm以下,以便抑制在照射激光光时所产生的干涉条纹。此外,在将非相干光用于光源中的情况下,并不特别需要用于防止干涉条纹的表面粗糙化,但其抑制由导电性基体的表面凹凸引起的缺陷的产生,因此适合更长寿命化。
作为表面粗糙化的方法,例如可列举:通过使研磨剂悬浮于水中并喷附于导电性基体上而进行的湿式珩磨(honing)、将导电性基体压接于旋转的磨石并连续进行磨削加工的无心磨削、阳极氧化处理等。
作为表面粗糙化的方法,也可列举如下方法:不对导电性基体的表面进行粗糙化,而使导电性或半导电性粉体分散于树脂中,在导电性基体的表面上形成层,并利用分散于所述层中的粒子进行表面粗糙化。
利用阳极氧化进行的表面粗糙化处理是通过将金属制(例如铝制)的导电性基体作为阳极,并在电解质溶液中进行阳极氧化而在导电性基体的表面形成氧化膜。作为电解质溶液,例如可列举硫酸溶液、草酸溶液等。但是,通过阳极氧化而形成的多孔阳极氧化膜在维持原样的状态下有化学活性,且容易被污染,由环境引起的电阻变动也大。因此,优选为对多孔阳极氧化膜进行封孔处理:在加压水蒸气或沸水中(也可添加镍等金属盐),利用由水合反应引起的体积膨胀将氧化膜的微细孔堵塞,从而变为更稳定的水合氧化物。
阳极氧化膜的膜厚例如优选为0.3μm以上且15μm以下。若所述膜厚处于所述范围内,则有发挥相对于注入而言的阻隔性的倾向,另外存在抑制因反复使用所引起的残余电位上升的倾向。
也可对导电性基体实施利用酸性处理液的处理或勃姆石(boehmite)处理。
利用酸性处理液的处理例如以如下方式实施。首先,制备包含磷酸、铬酸及氢氟酸的酸性处理液。关于酸性处理液中的磷酸、铬酸及氢氟酸的调配比例,例如磷酸为10质量%以上且11质量%以下的范围、铬酸为3质量%以上且5质量%以下的范围、氢氟酸为0.5质量%以上且2质量%以下的范围,这些酸整体的浓度宜为13.5质量%以上且18质量%以下的范围。处理温度例如优选为42℃以上且48℃以下。被膜的膜厚优选为0.3μm以上且15μm以下。
关于勃姆石处理,例如是将所述导电性基体在90℃以上且100℃以下的纯水中浸渍5分钟至60分钟、或使其与90℃以上且120℃以下的加热水蒸气接触5分钟至60分钟来进行。被膜的膜厚优选为0.1μm以上且5μm以下。也可进一步使用己二酸、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、柠檬酸盐等被膜溶解性低的电解质溶液对其进行阳极氧化处理。
(底涂层)
底涂层例如可为包含无机粒子与粘结树脂的层,也可为包含金属氧化物的层。
·包含无机粒子与树脂粒子的层
作为包含无机粒子与树脂粒子的层中的无机粒子,例如可列举粉体电阻(体积电阻率)102Ω·cm以上且1011Ω·cm以下的无机粒子。
这些中,作为具有所述电阻值的无机粒子,例如宜为氧化锡粒子、氧化钛粒子、氧化锌粒子、氧化锆粒子等金属氧化物粒子,尤其优选为氧化锌粒子。
无机粒子的利用布厄特(Brunauer-Emmett-Tellern,BET)法所得的比表面积例如宜为10m2/g以上。
无机粒子的体积平均粒径例如宜为50nm以上且2000nm以下(优选为60nm以上且1000nm以下)。
无机粒子的含量例如相对于粘结树脂而优选为10质量%以上且80质量%以下,更优选为40质量%以上且80质量%以下。
无机粒子也可实施表面处理。关于无机粒子,也可将表面处理不同的无机粒子或粒径不同的无机粒子混合两种以上来使用。
作为表面处理剂,例如可列举:硅烷偶联剂、钛酸酯系偶联剂、铝系偶联剂、表面活性剂等。尤其优选为硅烷偶联剂,更优选为具有氨基的硅烷偶联剂。
作为具有氨基的硅烷偶联剂,例如可列举: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-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷等,但并不限定于这些。
硅烷偶联剂也可混合两种以上来使用。例如也可将具有氨基的硅烷偶联剂与其他硅烷偶联剂并用。作为所述其他硅烷偶联剂,例如可列举: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-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷等,但并不限定于这些。
利用表面处理剂的表面处理方法只要为现有的方法,则可为任意方法,可为干式法或湿式法的任一方法。
表面处理剂的处理量例如相对于无机粒子而优选为0.5质量%以上且10质量%以下。
这里,在底涂层为包含无机粒子与树脂粒子的层的情况下,就提高电气特性的长期稳定性、载体阻隔性的观点而言,宜为底涂层含有无机粒子及电子接受性化合物(受体化合物)。
作为电子接受性化合物,例如可列举:氯醌、溴醌等醌系化合物;四氰基醌二甲烷系化合物;2,4,7-三硝基芴酮、2,4,5,7-四硝基-9-芴酮等芴酮化合物;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、2,5-双(4-二乙基氨基苯基)-1,3,4-噁二唑等噁二唑系化合物;呫吨酮系化合物;噻吩化合物;3,3',5,5'-四-叔丁基联苯醌等联苯醌化合物等电子传输性物质等。
尤其,作为电子接受性化合物,优选为具有蒽醌结构的化合物。作为具有蒽醌结构的化合物,例如优选为羟基蒽醌化合物、氨基蒽醌化合物、氨基羟基蒽醌化合物等,具体而言,例如优选为蒽醌、茜素(alizarin)、醌茜(quinizarin)、蒽绛酚(anthrarufin)、红紫素(purpurin)等。
电子接受性化合物可与无机粒子一同分散并包含于底涂层中,或也可在附着于无机粒子表面的状态下包含于底涂层中。
作为使电子接受性化合物附着于无机粒子表面的方法,例如可列举干式法或湿式法。
干式法例如为如下方法:一边利用剪切力大的搅拌机等搅拌无机粒子,一边直接滴加电子接受性化合物或滴加溶解于有机溶媒中的电子接受性化合物,并将其与干燥空气或氮气一同喷雾,从而将电子接受性化合物附着于无机粒子的表面。在电子接受性化合物的滴加或喷雾时,宜为在溶剂的沸点以下的温度下进行。也可在将电子接受性化合物滴加或喷雾后进一步在100℃以上进行焙烤。关于焙烤,只要为可获得电子照相特性的温度、时间,则无特别限制。
湿式法例如为如下方法:利用搅拌机、超声波、砂磨机、磨碎机(attritor)、球磨机等将无机粒子分散于溶剂中,并且添加电子接受性化合物,进行搅拌或分散后,将溶剂去除,从而将电子接受性化合物附着于无机粒子的表面。关于溶剂去除方法,例如通过过滤或蒸馏将溶剂蒸馏去除。在去除溶剂之后,也可进一步在100℃以上进行焙烤。关于焙烤,只要为可获得电子照相特性的温度、时间,则无特别限定。湿式法中,也可在添加电子接受性化合物之前将无机粒子所含的水分去除,作为其例子,可列举一边在溶剂中对无机粒子进行搅拌加热一边去除水分的方法、使无机粒子与溶剂共沸而去除水分的方法。
此外,电子接受性化合物的附着可在对无机粒子实施利用表面处理剂的表面处理之前或之后进行,也可使电子接受性化合物的附着和利用表面处理剂的表面处理同时进行。
电子接受性化合物的含量例如相对于无机粒子而宜为0.01质量%以上且20质量%以下,优选为0.01质量%以上且10质量%以下。
在底涂层为包含无机粒子与树脂粒子的层的情况下,作为用于底涂层的粘结树脂,例如可列举:缩醛树脂(例如聚乙烯丁缩醛等)、聚乙烯醇树脂、聚乙烯缩醛树脂、酪蛋白树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、明胶、聚氨基甲酸酯树脂、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、聚乙酸乙烯酯树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐树脂、硅酮树脂、硅酮-醇酸树脂、脲树脂、酚树脂、苯酚-甲醛树脂、三聚氰胺树脂、氨基甲酸酯树脂、醇酸树脂、环氧树脂等现有的高分子化合物;锆螯合化合物;钛螯合化合物;铝螯合化合物、钛醇盐化合物;有机钛化合物;硅烷偶联剂等现有的材料。
作为用于底涂层的粘结树脂,例如也可列举具有电荷传输性基的电荷传输性树脂、导电性树脂(例如聚苯胺等)等。
这些中,作为用于底涂层的粘结树脂,适宜为不溶于上层的涂布溶剂的树脂,尤其适宜为脲树脂、酚树脂、苯酚-甲醛树脂、三聚氰胺树脂、氨基甲酸酯树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、环氧树脂等热硬化性树脂;利用选自由聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚醚树脂、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯醇树脂及聚乙烯缩醛树脂所组成的群组中的至少一种树脂与硬化剂的反应而获得的树脂。
在将这些粘结树脂的两种以上组合使用的情况下,视需要对其混合比例进行设定。
在底涂层中,为了提升电气特性、提升环境稳定性、提升画质,也可包含各种添加剂。
作为添加剂,可列举:多环缩合系、偶氮系等电子传输性颜料、锆螯合化合物、钛螯合化合物、铝螯合化合物、钛醇盐化合物、有机钛化合物、硅烷偶联剂等现有的材料。如上所述,硅烷偶联剂被用于无机粒子的表面处理,但也可作为添加剂进一步添加于底涂层中。
关于作为添加剂的硅烷偶联剂,例如可列举: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-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷等。
作为锆螯合化合物,例如可列举:锆丁醇盐、乙酰乙酸乙酯锆、三乙醇胺合锆、乙酰丙酮锆丁醇盐、乙酰乙酸乙酯锆丁醇盐、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、甲基丙烯酸酯锆丁醇盐、硬脂酸酯锆丁醇盐、异硬脂酸酯锆丁醇盐等。
作为钛螯合化合物,例如可列举:钛酸四异丙基酯、钛酸四正丁基酯、钛酸丁基酯二聚体、钛酸四(2-乙基己基)酯、乙酰丙酮钛、聚乙酰丙酮钛、亚辛基乙醇酸钛、乳酸钛铵盐、乳酸钛、乳酸乙酯钛、三乙醇胺合钛、多羟基硬脂酸钛等。
作为铝螯合化合物,例如可列举:异丙醇铝、单丁氧基二异丙醇铝、丁醇铝、二乙酰乙酸乙酯二异丙醇铝、三(乙酰乙酸乙酯)铝等。
这些添加剂可单独使用,或也可作为多种化合物的混合物或缩聚物来使用。
在底涂层为包含无机粒子与树脂粒子的层的情况下,底涂层的维氏硬度宜为35以上。
为了抑制云纹(moire)像,宜将底涂层的表面粗糙度(十点平均粗糙度)调整为所使用的曝光用激光波长λ的1/(4n)(n为上层的折射率)至1/2。
为了调整表面粗糙度,也可在底涂层中添加树脂粒子等。作为树脂粒子,可列举硅酮树脂粒子、交联型聚甲基丙烯酸甲酯树脂粒子等。另外,为了调整表面粗糙度,也可对底涂层的表面进行研磨。作为研磨方法,可列举:软皮(buff)研磨、喷砂处理、湿式珩磨、磨削处理等。
在底涂层为包含无机粒子与树脂粒子的层的情况下,底涂层的形成并无特别限制,可利用众所周知的形成方法,例如通过如下方式进行:形成将所述成分添加至溶剂中所得的底涂层形成用涂布液的涂膜,对所述涂膜进行干燥,并视需要进行加热。
作为用以制备底涂层形成用涂布液的溶剂,可列举现有的有机溶剂,例如:醇系溶剂、芳香族烃溶剂、卤化烃溶剂、酮系溶剂、酮醇系溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂等。
作为这些溶剂,具体而言,例如可列举: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、甲基乙基酮、环己酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、二噁烷、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、氯苯、甲苯等通常的有机溶剂。
作为制备底涂层形成用涂布液时的无机粒子的分散方法,例如可列举:辊磨机、球磨机、振动球磨机、磨碎机、砂磨机、胶体磨机、油漆搅拌器等现有的方法。
作为将底涂层形成用涂布液涂布于导电性基体上的方法,例如可列举:刮板涂布法、线棒涂布法、喷雾涂布法、浸渍涂布法、液滴涂布(bead coating)法、气刀涂布法、幕式涂布法等通常方法。
在底涂层为包含无机粒子与树脂粒子的层的情况下,底涂层的膜厚例如设定于优选为15μm以上、更优选为20μm以上且50μm以下的范围内。
·包含金属氧化物层的层
所谓作为包含金属氧化物的层的底涂层,是指金属氧化物的层状物(例如金属氧化物的CVD膜、金属氧化物的蒸镀膜、金属氧化物的溅射膜等),金属氧化物粒子的凝聚体或集合体除外。
作为包含金属氧化物层的底涂层,就机械强度、透光性及导电性优异的方面而言,优选为包含含有第13族元素及氧的金属氧化物的金属氧化物层。
作为含有第13族元素及氧的金属氧化物,例如可列举:氧化镓、氧化铝、氧化铟、氧化硼等金属氧化物或这些的混晶。
这些中,作为含有第13族元素及氧的金属氧化物,就机械强度、透光性优异、尤其是具有n型导电性且其导电控制性优异的观点而言,尤其优选为氧化镓。
即,包含金属氧化物的层优选为包含镓及氧的金属氧化物层。
包含金属氧化物层的底涂层只要为包含含有第13族元素(优选为镓)及氧的金属氧化物的层即可,视需要也可为包含氢及碳原子的层。
包含金属氧化物层的底涂层也可为还包含锌(Zn)的层。
另外,为了控制导电型,包含金属氧化物层的底涂层也可包含其他元素。关于包含金属氧化物层的底涂层,为了控制导电型,在n型的情况下,也可包含选自碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)中的一个以上的元素,在p型的情况下,也可包含选自氮(N)、铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)中的一个以上的元素。
尤其,包含金属氧化物层的底涂层优选为含有第13族元素、氧及氢,且相对于构成包含金属氧化物层的底涂层的全部元素的、第13族元素、氧及氢的元素构成比率的和为90原子%以上。
在包含金属氧化物层的底涂层的形成中,例如可利用等离子体化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)法、有机金属气相沉积法、分子束外延法、蒸镀、溅射等现有的气相成膜法。
包含金属氧化物层的底涂层的形成的具体方法与后述的无机保护层中记载的形成方法相同,因此这里省略记载。
作为包含金属氧化物层的底涂层的厚度,优选为0.1μm以上且10μm以下,更优选为0.2μm以上且8.0μm以下,进而优选为0.5μm以上且5.0μm以下。
(中间层)
图示虽省略,但也可在底涂层与感光层之间进一步设置中间层。
中间层例如为包含树脂的层。作为用于中间层的树脂,例如可列举:缩醛树脂(例如聚乙烯丁缩醛等)、聚乙烯醇树脂、聚乙烯缩醛树脂、酪蛋白树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、明胶、聚氨基甲酸酯树脂、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、硅酮树脂、硅酮-醇酸树脂、苯酚-甲醛树脂、三聚氰胺树脂等高分子化合物。
中间层也可为包含有机金属化合物的层。作为用于中间层的有机金属化合物,可列举含有锆、钛、铝、锰、硅等金属原子的有机金属化合物等。
这些用于中间层的化合物可单独使用,或也可作为多种化合物的混合物或缩聚物来使用。
这些中,中间层优选为包含含有锆原子或硅原子的有机金属化合物的层。
中间层的形成并无特别限制,可利用众所周知的形成方法,例如通过如下方式进行:形成将所述成分添加于溶剂中所得的中间层形成用涂布液的涂膜,对所述涂膜进行干燥,并视需要进行加热。
作为形成中间层的涂布方法,可使用浸渍涂布法、上推涂布法、线棒涂布法、喷雾涂布法、刮板涂布法、刮刀涂布(knife coating)法、幕式涂布法等通常方法。
中间层的膜厚例如优选为设定于0.1μm以上且3μm以下的范围内。此外,也可将中间层用作底涂层。
(电荷产生层)
电荷产生层例如为包含电荷产生材料与粘结树脂的层。另外,电荷产生层也可为电荷产生材料的蒸镀层。电荷产生材料的蒸镀层适宜于使用发光二极管(Light EmittingDiode,LED)、有机电致发光(Electro-Luminescence,EL)图像阵列等非相干性光源的情况。
作为电荷产生材料,可列举:双偶氮、三偶氮等偶氮颜料;二溴蒽嵌蒽醌等稠环芳香族颜料;苝颜料;吡咯并吡咯颜料;酞菁颜料;氧化锌;三方晶系硒等。
这些中,为了应对近红外区域的激光曝光,作为电荷产生材料,优选为使用金属酞菁颜料或无金属酞菁颜料。具体而言,例如更优选为羟基镓酞菁;氯镓酞菁;二氯锡酞菁;氧钛酞菁。
另一方面,为了应对近紫外区域的激光曝光,作为电荷产生材料,优选为二溴蒽嵌蒽醌等稠环芳香族颜料;硫靛系颜料;紫菜嗪化合物;氧化锌;三方晶系硒;双偶氮颜料等。
当使用在450nm以上且780nm以下存在发光的中心波长的LED、有机EL图像阵列等非相干性光源时,也可使用所述电荷产生材料,但就分辨率的观点而言,当在20μm以下的薄膜中使用感光层时,感光层中的电场强度变高,容易产生来自基体的电荷注入所引起的带电降低、被称作所谓黑点的图像缺陷。所述情况在使用三方晶系硒、酞菁颜料等容易在p-型半导体中产生暗电流的电荷产生材料时变得显著。
相对于此,在使用作为电荷产生材料的稠环芳香族颜料、苝颜料、偶氮颜料等的n-型半导体的情况下,难以产生暗电流,即便制成薄膜,也可抑制被称作黑点的图像缺陷。
此外,n-型的判定可利用通常所使用的飞行时间(Time of Flight)法并根据流动的光电流的极性来判定,将相比空穴而更容易使电子作为载体流动者设为n-型。
作为用于电荷产生层的粘结树脂,可从广泛的绝缘性树脂中选择,另外,作为粘结树脂,也可从聚-N-乙烯基咔唑、聚乙烯基蒽、聚乙烯基芘、聚硅烷等有机光导电性聚合物中选择。
作为粘结树脂,例如可列举:聚乙烯丁缩醛树脂、聚芳酯树脂(双酚类与芳香族二元羧酸的缩聚物等)、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、苯氧基树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、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、氨基甲酸酯树脂、环氧树脂、酪蛋白、聚乙烯醇树脂、聚乙烯吡咯烷酮树脂等。这里,所谓“绝缘性”,是指体积电阻率为1013Ω·cm以上。
这些粘结树脂可单独使用一种或混合使用两种以上。
此外,电荷产生材料与粘结树脂的调配比优选为以质量比计为10:1至1:10的范围内。
在电荷产生层中,除以上所述以外,也可包含众所周知的添加剂。
电荷产生层的形成并无特别限制,可利用众所周知的形成方法,例如通过如下方式进行:形成将所述成分添加于溶剂中所得的电荷产生层形成用涂布液的涂膜,对所述涂膜进行干燥,并视需要进行加热。此外,电荷产生层的形成也可通过电荷产生材料的蒸镀来进行。电荷产生层的利用蒸镀的形成尤其适宜于利用稠环芳香族颜料、苝颜料作为电荷产生材料的情况。
作为用以制备电荷产生层形成用涂布液的溶剂,可列举:甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、苄醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙酮、甲基乙基酮、环己酮、乙酸甲酯、乙酸正丁酯、二噁烷、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、氯苯、甲苯等。这些溶剂单独使用一种或混合使用两种以上。
作为使粒子(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,例如可利用球磨机、振动球磨机、磨碎机、砂磨机、卧式砂磨机等介质分散机;或搅拌机、超声波分散机、辊磨机、高压均质机等无介质分散机。作为高压均质机,例如可列举在高压状态下使分散液进行液-液碰撞或液-壁碰撞并分散的碰撞方式或在高压状态下使分散液贯穿微细流路并分散的贯穿方式等。
此外,当进行所述分散时,有效的是将电荷产生层形成用涂布液中的电荷产生材料的平均粒径设为0.5μm以下、优选为0.3μm以下、进而优选为0.15μm以下。
作为将电荷产生层形成用涂布液涂布于底涂层上(或中间层上)的方法,例如可列举:刮板涂布法、线棒涂布法、喷雾涂布法、浸渍涂布法、液滴涂布法、气刀涂布法、幕式涂布法等通常方法。
电荷产生层的膜厚例如设定于优选为0.1μm以上且5.0μm以下、更优选为0.15μm以上且2.0μm以下的范围内。
[图像形成装置(及处理盒)]
本实施方式的图像形成装置包括:电子照相感光体;带电机构,使电子照相感光体的表面带电;静电潜像形成机构,在经带电的电子照相感光体的表面形成静电潜像;显影机构,利用包含色粉的显影剂,对形成于电子照相感光体的表面的静电潜像进行显影而形成色粉图像;及转印机构,将色粉图像转印至记录介质的表面。而且,作为电子照相感光体,可应用所述本实施方式的电子照相感光体。
本实施方式的图像形成装置可应用如下等众所周知的图像形成装置:包括定影机构的装置,所述定影机构将转印至记录介质的表面的色粉图像加以定影;将形成于电子照相感光体的表面的色粉图像直接转印至记录介质的直接转印方式的装置;将形成于电子照相感光体的表面的色粉图像一次转印至中间转印体的表面,并将转移至中间转印体的表面的色粉图像二次转印至记录介质的表面的中间转印方式的装置;包括清洁机构的装置,所述清洁机构在色粉图像的转印后,对带电前的电子照相感光体的表面进行清洁;包括除电机构的装置,所述除电机构在色粉图像的转印后且带电前,对电子照相感光体的表面照射除电光而进行除电;包括电子照相感光体加热构件的装置,所述电子照相感光体加热构件用以使电子照相感光体的温度上升并减低相对温度。
在中间转印方式的装置的情况下,转印机构例如可应用如下结构,所述结构包括:中间转印体,表面供色粉图像转印;一次转印机构,将形成于电子照相感光体的表面的色粉图像一次转印至中间转印体的表面;及二次转印机构,将转印至中间转印体的表面的色粉图像二次转印至记录介质的表面。
本实施方式的图像形成装置可为干式显影方式的图像形成装置、湿式显影方式(利用液体显影剂的显影方式)的图像形成装置的任一个。
此外,在本实施方式的图像形成装置中,例如,包括电子照相感光体的部分可为相对于图像形成装置能拆卸地安装的盒(cartridge)结构(处理盒)。作为处理盒,例如可适宜地使用包括本实施方式的电子照相感光体的处理盒。此外,除电子照相感光体以外,在处理盒中也可包括例如选自由带电机构、静电潜像形成机构、显影机构、转印机构所组成的群组中的至少一个。
以下示出本实施方式的图像形成装置的一例,但并不限定于此。此外,对图中所示的主要部分进行说明,其他部分省略其说明。
图4是表示本实施方式的图像形成装置的一例的概略结构图。
如图4所示,本实施方式的图像形成装置100包括具备电子照相感光体7的处理盒300、曝光装置9(静电潜像形成机构的一例)、转印装置40(一次转印装置)及中间转印体50。此外,在图像形成装置100中,曝光装置9配置于可从处理盒300的开口部对电子照相感光体7进行曝光的位置,转印装置40介隔中间转印体50而配置于与电子照相感光体7相对向的位置,中间转印体50是以其一部分与电子照相感光体7接触的方式配置。虽未图示,但也具有将转印至中间转印体50的色粉图像转印至记录介质(例如纸张)的二次转印装置。此外,中间转印体50、转印装置40(一次转印装置)及二次转印装置(未图示)相当于转印机构的一例。此外,在图像形成装置100中,控制装置60(控制机构的一例)是对图像形成装置100内的各装置及各构件的动作进行控制的装置,且与各装置及各构件连接配置。
图4中的处理盒300在壳体内一体地支撑着电子照相感光体7、带电装置8(带电机构的一例)、显影装置11(显影机构的一例)及清洁装置13(清洁机构的一例)。清洁装置13具有清洁刮板(清洁构件的一例)131,清洁刮板131是以与电子照相感光体7的表面接触的方式配置。此外,清洁构件并非清洁刮板131的方式,也可为导电性或绝缘性的纤维状构件,可单独使用纤维状构件,或也可与清洁刮板131并用。
此外,图4中,作为图像形成装置,示出有包括将润滑材14供给至电子照相感光体7的表面的纤维状构件132(辊状)及辅助清洁的纤维状构件133(平刷状)的例子,这些可视需要而配置。
以下,对本实施方式的图像形成装置的各结构进行说明。
-带电装置-
作为带电装置8,例如可利用使用导电性或半导电性的带电辊、带电刷、带电膜、带电橡胶刮板、带电管等的接触型带电器。另外,也可使用非接触方式的辊带电器、利用电晕放电的有栅格电极式(scorotron)带电器或无栅格电极式(corotron)带电器等其自身现有的带电器等。
-曝光装置-
作为曝光装置9,例如可列举将半导体激光光、LED光、液晶快门光等光如所规定的像那样对电子照相感光体7表面进行曝光的光学系统设备等。光源的波长设为电子照相感光体的分光感度区域内。作为半导体激光的波长,主流是在780nm附近具有振荡波长的近红外。但是,并不限定于所述波长,也可利用600nm左右的振荡波长激光或作为蓝色激光的在400nm以上且450nm以下具有振荡波长的激光。另外,为了形成彩色图像,可输出多波束的类型的面发光型的激光光源也有效。
-显影装置-
作为显影装置11,例如可列举使显影剂接触或非接触来进行显影的通常的显影装置。作为显影装置11,只要具有所述功能,则并无特别限制,可根据目的来选择。例如可列举具有如下功能的现有的显影器等:使用刷、辊等而使单组分系显影剂或双组分系显影剂附着于电子照相感光体7。其中,优选为使用将显影剂保持于表面的显影辊。
用于显影装置11中的显影剂可为单独色粉的单组分系显影剂,也可为包含色粉与载体的双组分系显影剂。另外,显影剂可为磁性,也可为非磁性。这些显影剂可应用众所周知的显影剂。
-清洁装置-
清洁装置13可使用包括清洁刮板131的清洁刮板方式的装置。
此外,除清洁刮板方式以外,也可采用毛刷清洁方式、显影同时清洁方式。
-转印装置-
作为转印装置40,例如可列举:使用带、辊、膜、橡胶刮板等的接触型转印带电器、利用电晕放电的有栅格电极式转印带电器或无栅格电极式转印带电器等其自身现有的转印带电器。
-中间转印体-
作为中间转印体50,可使用包含赋予有半导电性的聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、聚芳酯、聚酯、橡胶等的带状中间转印体(中间转印带)。另外,作为中间转印体的方式,除带状以外,也可使用滚筒状中间转印体。
-控制装置-
控制装置60是以进行装置整体的控制及各种运算的计算机的形式构成。具体而言,控制装置60例如包括中央处理装置(Central Processing Unit;CPU)、存储各种程序的只读存储器(Read Only Memory,ROM)、执行程序时用作工作区域的随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、存储各种信息的非易失性存储器及输入/输出接口(I/O)。CPU、ROM、RAM、非易失性存储器及I/O分别经由总线而连接。而且,在I/O连接有电子照相感光体7(包含驱动马达30)、带电装置8、曝光装置9、显影装置11、转印装置40等图像形成装置100的各部。
此外,CPU例如执行存储于ROM或非易失性存储器中的程序(例如图像形成序列或恢复序列等控制程序)来对图像形成装置100的各部的动作进行控制。RAM用作工作存储器。在ROM或非易失性存储器中存储有例如CPU所执行的程序或CPU的处理所需的数据等。此外,控制程序或各种数据可存储于存储部等其他存储装置中,也可经由通信部而从外部获取。
另外,在控制装置60上也可连接各种驱动器。作为各种驱动器,可列举从软磁盘、磁光盘、CD-ROM、DVD-ROM、通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)存储器等计算机可读取的可移动的记录介质读取数据、或相对于记录介质而写入数据的装置。在包括各种驱动器的情况下,预先将控制程序记录于可移动的记录介质中,利用相对应的驱动器读取所述控制程序并加以执行。
图5是表示本实施方式的图像形成装置的另一例的概略结构图。
图5所示的图像形成装置120为搭载有四个处理盒300的串联(tandem)方式的多色图像形成装置。图像形成装置120成为如下结构:四个处理盒300分别并列配置于中间转印体50上,且针对一种颜色,使用一个电子照相感光体。此外,除为串联方式以外,图像形成装置120具有与图像形成装置100相同的结构。
此外,本实施方式的图像形成装置100并不限于所述结构,例如可为在电子照相感光体7的周围,于较转印装置40更靠电子照相感光体7的旋转方向下游侧且较清洁装置13更靠电子照相感光体的旋转方向上游侧,设置有用以使所残余的色粉的极性一致并容易利用清洁刷进行去除的第1除电装置的方式;也可为在较清洁装置13更靠电子照相感光体的旋转方向下游侧且较带电装置8更靠电子照相感光体的旋转方向上游侧,设置有对电子照相感光体7的表面进行除电的第2除电装置的方式。
另外,本实施方式的图像形成装置100并不限于所述结构,也可采用众所周知的结构,例如将形成于电子照相感光体7的色粉图像直接转印至记录介质的直接转印方式的图像形成装置。
[实施例]
以下,基于实施例来对本公开进一步进行详细说明,但本公开并不由下述实施例限定。只要不脱离本公开的主旨,则以下的实施例中所示的材料、使用量、比例、处理程序等可适当变更。此外,只要无特别说明,则“份”是指“质量份”。
[实施例1]
-底涂层的制作-
将由包含氢的氧化镓构成的底涂层形成于经珩磨加工的铝基体(外径30mm、长度365mm、厚度(壁厚)1.0mm)的表面。所述底涂层的形成是使用具有图2所示的结构的成膜装置来进行。
将铝基体载置于成膜装置的成膜室210内的基体支撑构件213上,经由排气口211将成膜室210内真空排气至压力成为0.1Pa为止。
其次,将He稀释40%氧气(流量1.4sccm)与氢气(流量50sccm)从气体导入管220导入至设置有直径85mm的平板电极219的高频放电管部221内,通过高频电力供给部218及匹配电路(图2中未图示)而将13.56MHz的无线电波设置为输出150W,利用调谐器(tuner)取得匹配,并从平板电极219进行放电。此时的反射波为0W。
其次,将三甲基镓气体(流量1.9sccm)经由气体导入管215从簇射喷嘴216导入至成膜室210内的等离子体扩散部217。此时,利用巴拉特隆(Baratron)真空计测定而得的成膜室210内的反应压力为5.3Pa。
在所处状态下,一边使铝基体以500rpm的速度旋转一边进行300分钟成膜,从而在铝基体表面形成膜厚1.0μm的底涂层。
底涂层中的氧与镓的元素组成比(氧/镓)为1.11。
-电荷产生层的制作-
使用直径1mmφ的玻璃珠并利用砂磨机对包含15质量份的作为电荷产生物质的在使用Cukα特性X射线的X射线衍射光谱的布拉格(Bragg)角度(2θ±0.2°)至少为7.3°、16.0°、24.9°、28.0°的位置具有衍射峰值的羟基镓酞菁、10质量份的作为粘结树脂的氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(VMCH,日本优尼科(Unicar)公司制造)及200质量份的正乙酸丁酯的混合物进行4小时分散。向所获得的分散液中添加175质量份的正乙酸丁酯与180质量份的甲基乙基酮,进行搅拌而获得电荷产生层形成用的涂布液。将所述电荷产生层形成用的涂布液浸渍涂布于底涂层上,在常温(25℃)下进行干燥,从而形成膜厚为0.2μm的电荷产生层。
-电荷传输层的制作-
将表1所示的种类及量的无机粒子与250质量份的四氢呋喃混合,一边保持为20℃的液温,一边以成为表1所示的种类及量的方式进而加入电荷传输材料与作为粘结树脂的双酚Z型聚碳酸酯树脂(粘度平均分子量:50000)。然后,将其搅拌混合12小时,从而获得电荷传输层形成用涂布液。将所获得的电荷传输层形成用涂布液涂布于电荷产生层上,在135℃下干燥40分钟,从而形成膜厚为30μm的电荷传输层。
-无机保护层的形成-
其次,将由包含氢的氧化镓构成的无机保护层形成于电荷传输层的表面。所述无机保护层的形成是使用具有图2所示的结构的成膜装置来进行。
首先,将形成有所述层的基板载置于成膜装置的成膜室210内的基体支撑构件213上,经由排气口211将成膜室210内真空排气至压力成为0.1Pa为止。
其次,将He稀释40%氧气(流量1.8sccm)与氢气(流量50sccm)从气体导入管220导入至设置有直径85mm的平板电极219的高频放电管部221内,通过高频电力供给部218及匹配电路(图2中未图示)而将13.56MHz的无线电波设置为输出150W,利用调谐器取得匹配,并从平板电极219进行放电。此时的反射波为0W。
其次,将三甲基镓气体(流量1.9sccm)经由气体导入管215从簇射喷嘴216导入至成膜室210内的等离子体扩散部217。此时,利用巴拉特隆(Baratron)真空计测定而得的成膜室210内的反应压力为5.3Pa。
在所述状态下,一边使基体以500rpm的速度旋转一边进行900分钟成膜,从而在有机感光体(1)的电荷传输层表面形成膜厚3.0μm的无机保护层。无机保护层的外周面的表面粗糙度Ra为1.9nm。无机保护层中的氧与镓的元素组成比(氧/镓)为1.35。
经过以上工序,获得在导电性基体上依次形成有底涂层、电荷产生层、电荷传输层、无机保护层的实施例1的电子照相感光体。
将电荷传输材料的种类及分子量、相对于电荷传输层的所述电荷传输材料与所述粘结树脂的总和而言的电荷传输材料的含量、无机粒子的种类、相对于电荷传输层的总固体成分而言的无机粒子的含量、C1Hz、C10Hz以及比(C1Hz/C10Hz)示于表1中。此外,表1中,电荷传输材料的种类项目中的括号内的数值表示所使用的电荷传输材料的分子量。
[实施例A2~实施例A8、实施例B1~实施例B4及比较例1~比较例4]
除将电荷传输材料的种类、比例比、相对于电荷传输层的所述电荷传输材料与所述粘结树脂的总和的含量、无机粒子的种类、相对于电荷传输层的总固体成分而言的无机粒子的含量、C1Hz、C10Hz及比(C1Hz/C10Hz)设为表1所示的规格以外,通过与实施例1相同的方法而获得各例的电子照相感光体。
将各例中所使用的各材料的详细情况示于以下。
·无机粒子:二氧化硅粒子1日本艾罗西尔(Aerosil)股份有限公司制造
Figure BDA0003840910810000281
-评价用图像形成装置的制作-
针对各例的电子照相感光体,在对新东(HEIDON)-14施加了100gf的荷重的状态下,使其沿感光体的轴向以100mm/min的速度移动,由此在无机保护层上形成裂纹。将所获得的电子照相感光体装配于富士施乐(Fuji Xerox)公司制造的巴森特180印刷机(Versant180 Press)。另外,使用表面电位计(特莱克(Trek)公司制造、特莱克(Trek)334),在距感光体的表面为1mm的位置即测定对象的区域设置表面电位探针。将所述装置设为评价用图像形成装置。
-图像浓度的变动性的评价-
针对各例的包括电子照相感光体的评价用图像形成装置,将在图像密度10%~90%的范围内以10%为刻度的半色调图像以A3输出1000张。然后,针对第10张(初始)与第1000张(经时)的图像的浓度灰度性,以下述基准进行灰度性的评价。此外,图像浓度是使用爱色丽(X-Rite)公司制造的爱色丽(X-Rite)404进行测定。将评价结果示于表1中。此外,可容许的是G1~G3。
-评价基准-
G1:目标图像浓度与所形成的实际图像浓度之差未满3%。
G2:目标图像浓度与所形成的实际图像浓度之差为3%以上且未满5%。
G3:目标图像浓度与所形成的实际图像浓度之差为5%以上且未满10%。
G4:目标图像浓度与所印刷的实际图像浓度之差为10%以上。
[表1]
Figure BDA0003840910810000301
如表所示,可知:与比较例的电子照相感光体相比,实施例的电子照相感光体在连续形成图像而产生裂纹时也抑制图像浓度的变动。

Claims (11)

1.一种电子照相感光体,包括:
导电性基体;
底涂层,设置于所述导电性基体上;
电荷产生层,设置于所述底涂层上;
电荷传输层,设置于所述电荷产生层上;以及
无机保护层,设置于所述电荷传输层上,并且
所述电荷传输层含有粘结树脂及电荷传输材料,且所述电荷传输层的基于阻抗测定所得的1Hz下的静电电容C1Hz与10Hz下的静电电容C10Hz的比C1Hz/C10Hz为1.1以下。
2.一种电子照相感光体,包括:
导电性基体;
底涂层,设置于所述导电性基体上;
电荷产生层,设置于所述底涂层上;
电荷传输层,设置于所述电荷产生层上;以及
无机保护层,设置于所述电荷传输层上,并且
所述电荷传输层含有粘结树脂及两种以上的电荷传输材料,且所述电荷传输材料的含量相对于所述电荷传输层的所述电荷传输材料与所述粘结树脂的总和而为10质量%以上且50质量%以下。
3.根据权利要求1或2所述的电子照相感光体,其中,
所述电荷传输层的基于阻抗测定所得的1Hz下的静电电容C1Hz与10Hz下的静电电容C10Hz的比C1Hz/C10Hz为1.0以上且1.1以下。
4.根据权利要求3所述的电子照相感光体,其中,
所述比C1Hz/C10Hz为1.0以上且1.08以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子照相感光体,其中,
所述电荷传输材料含有下述结构式(a-1)所表示的三芳基胺衍生物及下述结构式(a-2)所表示的联苯胺衍生物的至少一种;
Figure FDA0003840910800000011
结构式(a-1)中,ArT1、ArT2及ArT3各自独立地表示经取代或未经取代的芳基、-C6H4-C(RT4)=C(RT5)(RT6)或-C6H4-CH=CH-CH=C(RT7)(RT8);RT4、RT5、RT6、RT7及RT8各自独立地表示氢原子、经取代或未经取代的烷基、或者经取代或未经取代的芳基,
Figure FDA0003840910800000021
结构式(a-2)中,RT91及RT92各自独立地表示氢原子、卤素原子、碳数1以上且5以下的烷基或碳数1以上且5以下的烷氧基;RT101、RT102、RT111及RT112各自独立地表示卤素原子、碳数1以上且5以下的烷基、碳数1以上且5以下的烷氧基、经碳数1以上且2以下的烷基取代的氨基、经取代或未经取代的芳基、-C(RT12)=C(RT13)(RT14)或-CH=CH-CH=C(RT15)(RT16),RT12、RT13、RT14、RT15及RT16各自独立地表示氢原子、经取代或未经取代的烷基、或者经取代或未经取代的芳基;Tm1、Tm2、Tn1及Tn2各自独立地表示0以上且2以下的整数。
6.根据权利要求5所述的电子照相感光体,其中,
所述电荷传输材料含有分子量为850以下的电荷传输材料。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电子照相感光体,其中,
所述电荷传输层还含有无机粒子,
所述无机粒子包含二氧化硅粒子。
8.根据权利要求7所述的电子照相感光体,其中,
所述无机粒子相对于所述电荷传输层的总固体成分而为50质量%以上且70质量%以下。
9.根据权利要求5所述的电子照相感光体,其中,
所述电荷传输材料含有所述结构式(a-1)所表示的三芳基胺衍生物,
所述比C1Hz/C10Hz为1.0以上且1.08以下,或所述电荷传输材料的含量相对于所述电荷传输材料与所述粘结树脂的总和而为20质量%以上且45质量%以下。
10.一种处理盒,包括如权利要求1至9中任一项所述的电子照相感光体,且
所述处理盒能拆卸地安装于图像形成装置中。
11.一种图像形成装置,包括:
如权利要求1至9中任一项所述的电子照相感光体;
带电机构,使所述电子照相感光体的表面带电;
静电潜像形成机构,在经带电的所述电子照相感光体的表面形成静电潜像;
显影机构,利用包含色粉的显影剂,对形成于所述电子照相感光体的表面的静电潜像进行显影而形成色粉图像;以及
转印机构,将所述色粉图像转印至记录介质的表面。
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