Электрофотографический фоточувствительный элемент, технологический картридж и электрофотографическое устройство - RU2507554C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Это изобретение относится к электрофотографическому фоточувствительному элементу, а также технологическому картриджу и электрофотографическому устройству, которые имеют такой электрофотографический фоточувствительный элемент.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] В последние годы были выполнены обширные исследования и разработки по электрофотографическим фоточувствительным элементам (органическим электрофотографическим фоточувствительным элементам), использующим органические фотопроводящие материалы.

[0003] Электрофотографический фоточувствительный элемент в основном состоит из основы и фоточувствительного слоя, сформированного на основе. При существующем положении вещей, однако, часто между основой и фоточувствительным слоем формируют различные слои в целях, например, покрывания любых дефектов поверхности основы, защиты фоточувствительного слоя от электрического пробоя, улучшения характеристик его зарядки, улучшения блокирования инжекции электрических зарядов из основы в фоточувствительный слой и т.д.

[0004] Среди таких слоев, формируемых между основой и фоточувствительным слоем, известен слой, содержащий частицы оксида металла, в качестве слоя, формируемого с целью покрывания любых дефектов поверхности основы. Слой, содержащий частицы оксида металла, обычно имеет более высокую удельную электропроводность, чем слой, не содержащий никаких частиц оксида металла (например, от 5,0×10⁸ до 1,0×10¹³ Ом·см в качестве объемного удельного сопротивления). Соответственно, даже когда он сформирован в виде слоя большой толщины, любой остаточный потенциал во время формирования изображения нельзя легко увеличить, и, следовательно, любые дефекты поверхности основы могут быть покрыты простым образом.

[0005] Покрывание дефектов поверхности основы посредством предусматривания между основой и фоточувствительным слоем такого слоя с более высокой удельной электропроводностью (далее - «проводящий слой») придает поверхности основы значительный допуск в отношении ее дефектов. В результате, это придает основе чрезвычайно широкий допуск в отношении ее применения и, следовательно, предоставляет преимущество, заключающееся в том, что электрофотографический фоточувствительный элемент может быть улучшен по производительности.

[0006] Патентный документ 1 раскрывает технологию, при которой в слое, сформированном между основой и фоточувствительным слоем, используются частицы оксида олова, легированного фосфором. Патентный документ 2 также раскрывает технологию, при которой в защитном слое, сформированном на фоточувствительном слое, используются частицы оксида олова, легированного вольфрамом. Патентный документ 3 дополнительно раскрывает технологию, при которой в проводящем слое, сформированном между основой и фоточувствительным слоем, используются частицы оксида титана, покрытые оксидом олова с недостатком кислорода. Патентные документы 4 и 5 дополнительно раскрывают технологию, при которой в слое, сформированном между основой и фоточувствительным слоем, используются частицы сульфата бария, покрытые оксидом олова. Патентный документ 6 дополнительно раскрывает технологию, при которой в слое, сформированном между основой и фоточувствительным слоем, используются частицы оксида титана, покрытые оксидом индия, легированным оловом (оксидом индия-оксидом олова).

СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

[0007] Патентные документы

Патентный документ 1: Выложенная заявка на патент Японии № H06-222600

Патентный документ 2: Выложенная заявка на патент Японии № 2003-316059

Патентный документ 3: Выложенная заявка на патент Японии № 2007-047736

Патентный документ 4: Выложенная заявка на патент Японии № H06-208238

Патентный документ 5: Выложенная заявка на патент Японии № H07-295270

Патентный документ 6: Выложенная заявка на патент Японии № H11-007145

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая проблема

[0008] Однако исследования, проведенные авторами данного изобретения, показали, что в воспроизведенных изображениях склонны возникать линии зарядки, когда изображения формируются в окружающей среде с низкой температурой и низкой влажностью при использовании электрофотографического фоточувствительного элемента, использующего в качестве проводящего слоя любой слой, содержащий такие частицы оксида металла, как указано выше. Линии зарядки относятся к линейчатым дефектным изображениям, появляющимся в направлении, перпендикулярном радиальному направлению (т.е. периферии) поверхности электрофотографического фоточувствительного элемента, которые обусловлены снижением равномерности поверхностного потенциала (т.е. неравномерно зарядкой) электрофотографического фоточувствительного элемента, когда поверхность электрофотографического фоточувствительного элемента электростатически заряжена, и склонны к заметному проявлению, когда воспроизводятся полутоновые изображения.

[0009] Задача данного изобретения состоит в том, чтобы предоставить электрофотографический фоточувствительный элемент, который не может легко вызывать такие линии зарядки, даже когда он является электрофотографическим фоточувствительным элементом, использующим в качестве проводящего слоя слой, содержащий частицы оксида металла, а также технологический картридж и электрофотографическое устройство, которые имеют такой электрофотографический фоточувствительный элемент.

Решение проблемы

[0010] Данное изобретение представляет собой электрофотографический фоточувствительный элемент, который содержит основу, проводящий слой, сформированный на основе, и фоточувствительный слой, сформированный на проводящем слое, при этом проводящий слой содержит связующий материал и частицы оксида титана, покрытые оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом.

[0011] Данное изобретение представляет собой также технологический картридж, который интегрированным образом поддерживает вышеуказанный электрофотографический фоточувствительный элемент и по меньшей мере одно средство, выбранное из группы, состоящей из средства зарядки, средства проявления, средства переноса и средства очистки, и является съемным образом установливаемым в основном корпусе электрофотографического устройства.

[0012] Данное изобретение, кроме того, представляет собой также электрофотографическое устройство, которое содержит вышеуказанный электрофотографический фоточувствительный элемент и средство зарядки, средство экспонирования, средство проявления и средство переноса.

Преимущественные эффекты изобретения

[0013] В соответствии с данным изобретением могут быть предоставлены электрофотографический фоточувствительный элемент, который не может легко вызывать линии зарядки, даже когда он является электрофотографическим фоточувствительным элементом, использующим в качестве проводящего слоя слой, содержащий частицы оксида металла, а также технологический картридж и электрофотографическое устройство, которые имеют такой электрофотографический фоточувствительный элемент.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0014] [Фиг. 1] Фиг. 1 представляет собой изображение, схематически показывающее пример конструкции электрофотографического устройства, имеющего технологический картридж, снабженный электрофотографическим фоточувствительным элементом по данному изобретению.

[Фиг. 2] Фиг. 2 представляет собой изображение (вид сверху), иллюстрирующее метод измерения объемного удельного сопротивления проводящего слоя.

[Фиг. 3] Фиг. 3 представляет собой изображение (вид в разрезе), иллюстрирующее метод измерения объемного удельного сопротивления проводящего слоя.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0015] Электрофотографический фоточувствительный элемент по данному изобретению представляет собой электрофотографический фоточувствительный элемент, имеющий основу, проводящий слой, сформированный на основе, и фоточувствительный слой, сформированный на проводящем слое. Фоточувствительный слой может быть фоточувствительным слоем однослойного типа, который содержит зарядогенерирующий материал и зарядопереносящий материал в единственном слое, или может быть фоточувствительным слоем многослойного типа, сформированным слоями из слоя генерации заряда, который содержит зарядогенерирующий материал, и слоя переноса заряда, который содержит зарядопереносящий материал. Между проводящим слоем и фоточувствительным слоем может также быть необязательно предусмотрен подслой.

[0016] В качестве основы может быть предпочтительно использована основа, обладающая проводимостью (проводящая основа). Например, может быть использована металлическая основа, которая изготовлена из металла, такого как алюминий, алюминиевый сплав или нержавеющая сталь. Когда используется алюминий или алюминиевый сплав, применимыми являются алюминиевая труба, изготовленная посредством производственного процесса, включающего стадию экструзии и стадию вытягивания, и алюминиевая труба, изготовленная посредством производственного процесса, включающего стадию экструзии и стадию вытяжки с утонением. Такие алюминиевые трубы могут обеспечивать хорошую точность размеров и гладкость поверхности без необходимости в какой-либо обработке поверхности резанием и, помимо этого, являются выгодными также с точки зрения стоимости. Однако на поверхностях этих не обработанных резанием алюминиевых труб имеется тенденция к образованию выступающих дефектов в виде заусенцев, и, соответственно, предусматривание проводящего слоя особенно эффективно.

[0017] В данном изобретении, с целью покрывания любых дефектов поверхности основы, на основе сформирован проводящий слой, который содержит связующий материал и частицы оксида титана (TiO₂), покрытые оксидом олова (SnO₂), легированным фосфором (P) или вольфрамом (W). Частицы оксида титана (TiO₂), покрытые оксидом олова (SnO₂), легированным фосфором (P) или вольфрамом (W), далее также называются «частицами оксида титана, покрытыми оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом».

[0018] Проводящий слой может предпочтительно иметь объемное удельное сопротивление 1,0×10¹³ Ом·см или менее, а более предпочтительно - 5,0×10¹² Ом·см или менее. Если на основе в качестве слоя для покрывания любых дефектов поверхности основы предусмотрен слой, имеющий слишком высокое объемное удельное сопротивление, то поток электрических зарядов склонен задерживаться в нем, что склонно приводить к увеличению остаточного потенциала. К тому же, с точки зрения предотвращения возникновения линий зарядки, также предпочтительно, чтобы проводящий слой имел низкое объемное удельное сопротивление. Проводящий слой может, с другой стороны, иметь объемное удельное сопротивление 1,0×10⁸ Ом·см или более, а более предпочтительно - 5,0×10⁸ Ом·см или более. Если проводящий слой имеет слишком низкое объемное удельное сопротивление, то электрические заряды, протекающие через проводящий слой, могут быть столь большими по количеству, что в воспроизведенных изображениях могут возникать точки и/или вуаль вследствие инжекции электрических зарядов из основы в фоточувствительный слой, когда изображения повторяющимся образом формируются в окружающей среде с высокой температурой и высокой влажностью.

[0019] Тот метод, каким измеряют объемное удельное сопротивление проводящего слоя электрофотографического фоточувствительного элемента, описан ниже со ссылкой на Фиг. 2 и 3.

[0020] Объемное удельное сопротивление проводящего слоя измеряют в окружающей среде с нормальной температурой и нормальной влажностью (23°C/50%ОВ). Ленту 203 из меди (тип №1181, доступна от Sumitomo 3M Limited) приклеивают к поверхности проводящего слоя 202, чтобы она служила в качестве электрода на стороне поверхности проводящего слоя 202. Основу 201 также делают служащей в качестве электрода на тыльной стороне проводящего слоя 202. Соответствующим образом устанавливают источник 206 питания и прибор 207 измерения тока: первый - для приложения напряжения между медной лентой 203 и основой 201, а последний - для измерения электрического тока, протекающего через медную ленту 203 и основу 201.

[0021] Для того чтобы приложить напряжение к медной ленте 203, на медную ленту 203 накладывают медную проволоку 204, а затем поверх медной проволоки 204 к медной ленте 203 приклеивают ленту 205 из меди подобно медной ленте 203, так что медная проволока 204 может не выступать из медной ленты 203, чтобы прикрепить медную проволоку 204 к медной ленте 203. К медной ленте 203 через медную проволоку 204 прикладывают напряжение.

[0022] Величина фонового тока, найденная, когда к медной ленте 203 и основе 201 не приложено какое-либо напряжение, обозначается как I₀ (А), величина тока, найденная, когда к медной ленте 203 и основе 201 приложено напряжение 1 В, имеющее лишь компоненту постоянного тока, обозначается как I (A), толщина проводящего слоя 202 обозначается как d (см), а площадь электрода (медной ленты 203) на стороне поверхности проводящего слоя 202 обозначается как S (см²), при этом величина, выраженная представленным ниже математическим выражением (1), принимается в качестве объемного удельного сопротивления ρ (Ом·см) проводящего слоя 202.

ρ=1/(I-I₀)×S/d (Ом·см)

[0023] При этом измерении уровень измеряемого электрического тока чрезвычайно мал, составляя 1×10^-6 А или менее, и, соответственно, предпочтительно выполнять измерение, используя в качестве прибора 207 измерения тока прибор, который может измерять чрезвычайно малый электрический ток. Такой прибор может включать, например, пикоамперный (пА) измеритель (торговое название: 4140B) производства Yokogawa Hewlett-Packard Company.

[0024] При этом объемное удельное сопротивление проводящего слоя показывает похожую величину либо при измерении, выполненном в состоянии, когда лишь проводящий слой был сформирован на основе, либо при измерении, выполненном в состоянии, когда соответствующие слои (фоточувствительный слой и т.д.) на проводящем слое были отделены от электрофотографического фоточувствительного элемента, чтобы оставить на основе лишь проводящий слой.

[0025] В данном изобретении в качестве частиц оксида металла, используемых в проводящем слое, используются композиционные частицы, имеющие частицы сердцевины (частицы оксида титана (TiO₂)) и покровные слои (слои оксида олова (SnO₂), легированного фосфором (P) или вольфрамом (W)). Это улучшает дисперсность частиц оксида металла в жидкости для нанесения проводящего слоя, используемой при формировании проводящего слоя. Если в качестве частиц оксида металла используются любые частицы оксида олова (SnO₂), легированного фосфором (P) или вольфрамом (W) (частицы, состоящие лишь из оксида олова (SnO₂), легированного фосфором (P) или вольфрамом (W)), данные частицы оксида металла в жидкости для нанесения проводящего слоя склонны иметь большой диаметр частиц, так что на поверхности проводящего слоя могут возникать выступающие точечные дефекты, или жидкость для нанесения проводящего слоя может стать низкостабильной.

[0026] В качестве частиц сердцевины используются частицы оксида титана (TiO₂), поскольку их применение высокоэффективно в отношении предотвращения возникновения линий зарядки, а также поскольку такие частицы обладают настолько низкой прозрачностью, чтобы легко покрывать любые дефекты на поверхности основы. С другой стороны, если, например, в качестве частиц сердцевины используются частицы сульфата бария, то это затрудняет предотвращение возникновения линий зарядки. Кроме того, вследствие их высокой прозрачности в качестве частиц оксида металла, это может дополнительно потребовать какого-либо материала для покрывания дефектов на поверхности основы.

[0027] В качестве частиц оксида металла используются не какие-либо непокрытые частицы оксида титана (TiO₂), а частицы оксида титана (TiO₂), покрытые оксидом олова (SnO₂), легированным фосфором (P) или вольфрамом (W), поскольку такие непокрытые частицы оксида титана (TiO₂) склонны задерживать поток электрических зарядов при формировании изображений, что склонно приводить к увеличению остаточного потенциала.

[0028] Кроме того, частицы оксида титана, покрытые оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, являются более высокоэффективными в отношении предотвращения возникновения линий зарядки, чем частицы оксида титана (TiO₂), покрытые оксидом олова (SnO₂) с недостатком кислорода. Помимо этого, по сравнению с частицами оксида титана (TiO₂), покрытыми оксидом олова (SnO₂) с недостатком кислорода, данные частицы в меньшей степени являются причиной какого-либо увеличения объемного удельного сопротивления в окружающей среде с низкой влажностью и какого-либо уменьшения объемного удельного сопротивления в окружающей среде с высокой влажностью, обладая также превосходной стабильностью по отношению к окружающей среде.

[0029] При этом тот метод, каким получают частицы оксида титана (TiO₂), покрытые оксидом олова (SnO₂), легированным фосфором (P) или вольфрамом (W), также раскрыто в выложенных заявках на патент Японии № H06-207118 и № 2004-349167.

[0030] Для того чтобы проводящий слой поддерживал свое объемное удельное сопротивление в пределах вышеуказанного интервала, предпочтительно использовать, при приготовлении жидкости для нанесения проводящего слоя, используемой при формировании проводящего слоя, частицы оксида титана, покрытые оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, которые имеют удельное сопротивление порошка от 1,0×10⁰ Ом·см или более до 1,0×10⁶ Ом·см или менее. Частицы оксида титана, покрытые оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, могут, более предпочтительно, иметь удельное сопротивление порошка от 1,0×10⁰ Ом·см или более до 1,0×10⁵ Ом·см или менее, предпочтительнее от 1,0×10⁰ Ом·см или более до 1,0×10³ Ом·см или менее, а еще более предпочтительно от 1,0×10⁰ Ом·см или более до 1,0×10² Ом·см или менее. Если частицы оксида титана, покрытые оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, имеют слишком высокое удельное сопротивление порошка, то затрудняется регулирование объемного удельного сопротивления проводящего слоя таким образом, чтобы оно составляло 1,0×10¹³ Ом·см или менее, или 5,0×10¹² Ом·см или менее. Если, с другой стороны, частицы оксида титана, покрытые оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, имеют слишком низкое удельное сопротивление порошка, то изготавливаемый электрофотографический фоточувствительный элемент склонен иметь низкую поляризуемость.

[0031] В частицах оксида титана, покрытых оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, оксид олова (SnO₂) может предпочтительно находиться в пропорции (содержании) от 10 масс.% до 60 масс.%, а более предпочтительно от 15 масс.% до 55 масс.%. Для того чтобы регулировать содержание оксида олова (SnO₂), должен быть компаундирован исходный оловосодержащий материал, необходимый для образования оксида олова (SnO₂), когда получают частицы оксида титана, покрытые оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом. Например, такое компаундирование должно быть таким, которое учитывает оксид олова (SnO₂), образуемый из хлорида олова (SnCl₄), являющегося исходным оловосодержащим материалом. При этом содержание оксида олова (SnO₂) определяется как величина, рассчитанная по массе оксида олова (SnO₂) в расчете на общую массу оксида олова (SnO₂) и оксида титана (TiO₂), без учета массы фосфора (P) или вольфрама (W), которым легируется оксид олова (SnO₂). Любое слишком малое содержание оксида олова (SnO₂) затрудняет регулирование частиц оксида титана, покрытых оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, таким образом, чтобы они имели удельное сопротивление порошка 1,0×10⁶ Ом·см или менее. Любое слишком большое его содержание может приводить к тому, что образуются частицы оксида титана (TiO₂), неравномерно покрытые оксидом олова (SnO₂), а также, в конечном счете, к высоким затратам.

[0032] Фосфор (P) или вольфрам (W), которым легируется оксид олова (SnO₂), (далее - также фосфор или вольфрам, «легирующий оксид олова») должны предпочтительно находиться в количестве (при уровне легирования) от 0,1 масс.% до 10 масс.% в расчете на массу легируемого оксида олова (SnO₂) (данная масса не включает массу фосфора (P) или вольфрама (W)). Любой слишком низкий уровень легирования фосфором (P) или вольфрамом (W), которым легируется оксид олова (SnO₂), затрудняет регулирование частиц оксида титана, покрытых оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, таким образом, чтобы они имели удельное сопротивление порошка 1,0×10⁶ Ом·см или менее. Любой слишком высокий уровень легирования фосфором (P) или вольфрамом (W), которым легируется оксид олова (SnO₂), придает оксиду олова (SnO₂) низкую кристаллизуемость, что затрудняет регулирование частиц оксида титана, покрытых оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, таким образом, чтобы они имели удельное сопротивление порошка от 1,0×10⁰ Ом·см или более до 1,0×10⁶ Ом·см или менее. В общем, легирование оксида олова (SnO₂) фосфором (P) или вольфрамом (W) может придать частицам низкое удельное сопротивление порошка.

[0033] Удельное сопротивление порошка частиц оксида титана, покрытых оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, измеряют в окружающей среде с нормальной температурой и нормальной влажностью (23°C/50%ОВ). В данном изобретении в качестве измерительного прибора используют прибор для измерения сопротивления производства Mitsubishi Chemical Corporation (торговое название: LORESTA GP). Являющиеся объектом измерения частицы оксида титана, покрытые оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, уплотняют при давлении 500 кг/см², чтобы приготовить образец для измерений в форме таблетки. Удельное сопротивление порошка измеряют при приложенном напряжении 100 В.

[0034] Для того чтобы в большей степени обеспечить предотвращение возникновения линий зарядки, предпочтительно, чтобы электрофотографический фоточувствительный элемент имел тангенс угла диэлектрических потерь tanδ на частоте 1,0×10³ Гц от 5×10^-3 или более до 2×10^-2 или менее.

[0035] Что касается зависимости между линиями зарядки и тангенсом угла диэлектрических потерь tanδ электрофотографического фоточувствительного элемента, то ее особенности неясны, и авторы данного изобретения считают ее изложенной ниже.

[0036] В последующем описании, по отношению к направлению вращения электрофотографического фоточувствительного элемента, эта сторона области зарядки (области, где поверхность электрофотографического фоточувствительного элемента электростатически заряжается средством зарядки) называется входной стороной области зарядки, а ее противоположная сторона называется выходной стороной области зарядки. Вначале, после того как поверхность электрофотографического фоточувствительного элемента была снабжена электрическими зарядами на входной стороне области зарядки, электрические заряды поступают в меньшем количестве на выходной стороне области зарядки, так что при этом может иметь место случай, при котором участки, которые были заряжены в достаточной мере, и участки, которые не были заряжены в достаточной мере, присутствуют смешанным образом на поверхности электрофотографического фоточувствительного элемента. В таком случае на поверхности электрофотографического фоточувствительного элемента может возникать разность потенциалов, приводящая к неравномерному проявлению, при котором в воспроизведенных изображениях могут возникать линейные дефектные изображения (неравномерность тона) в направлении под прямыми углами к радиальному направлению к периферии поверхности электрофотографического фоточувствительного элемента. Такими дефектными изображениями являются линии зарядки.

[0037] В качестве одной из причин этого явления рассматривается диэлектрическая поляризация. Диэлектрическая поляризация представляет собой явление, при котором имеет место смещение электрических зарядов в диэлектрике, помещенном в электрическое поле. Одним из типов этой диэлектрической поляризации является ориентационная поляризация, которая вызывается изменениями в направлении дипольных моментов в любых молекулах, образующих этот диэлектрик.

[0038] Соотношение между ориентационной поляризацией и поверхностным потенциалом электрофотографического фоточувствительного элемента описывается ниже, при коррелировании его с тем, каким образом изменяется электрическое поле, которое было приложено к электрофотографическому фоточувствительному элементу, когда его поверхность электростатически заряжена.

[0039] Поверхность электрофотографического фоточувствительного элемента снабжается электрическими зарядами на своей входной стороне области зарядки, после чего электрические заряды попадают на поверхность электрофотографического фоточувствительного элемента. Когда электрические заряды попадают на поверхности электрофотографического фоточувствительного элемента, этими электрическими зарядами создается электрическое поле (далее называемое «внешним электрическим полем»). Вследствие этого внешнего электрического поля дипольные моменты внутри электрофотографического фоточувствительного элемента постепенно приходят в состояние поляризации (ориентационной поляризации). Сумма векторов поляризованных таким образом дипольных моментов сводится к тому электрическому полю, которое было создано внутри электрофотографического фоточувствительного элемента в результате поляризации (далее называемое «внутренним электрическим полем»). С течением времени такая поляризация прогрессирует, и внутреннее электрическое поле увеличивается.

[0040] Далее, учитывая напряженность электрического поля, которое прикладывается ко всему электрофотографическому фоточувствительному элементу в целом, когда электрические заряды на поверхности электрофотографического фоточувствительного элемента постоянны по количеству, внешнее электрическое поле, которое создают такие электрические заряды, является постоянным. С другой стороны, внутреннее электрическое поле становится большим с прогрессированием ориентационной поляризации. Общая сумма напряженностей электрических полей, прикладывающихся ко всему электрофотографическому фоточувствительному элементу в целом, может быть найдена суммированием внешнего электрического поля и внутреннего электрического поля, поэтому считается, что общая сумма напряженностей электрических полей постепенно уменьшается с прогрессированием поляризации.

[0041] В ходе прогрессирования ориентационной поляризации толщина каждого слоя электрофотографического фоточувствительного элемента по существу не изменяется, а значит разность потенциалов и электрическое поле рассматриваются как находящиеся в пропорциональном соотношении, при котором общая сумма напряженностей электрических полей, уменьшающаяся с прогрессированием ориентационной поляризации, вызывает уменьшение поверхностного потенциала электрофотографического фоточувствительного элемента.

[0042] Для того чтобы оценить прогрессирование этой ориентационной поляризации, в данном изобретении используется тангенс угла диэлектрических потерь tanδ. Тангенс угла диэлектрических потерь tanδ представляет собой тепловые потери энергии, которые основаны на прогрессировании ориентационной поляризации в электрическом поле переменного тока, и служит в качестве показателя зависимости ориентационной поляризации от времени. То, что тангенс угла диэлектрических потерь tanδ является большим на определенной частоте, означает, что прогрессирование ориентационной поляризации в момент времени, который соответствует такой частоте, является сильным. На уменьшение поверхностного потенциала электрофотографического фоточувствительного элемента, которое вызвано прогрессированием ориентационной поляризации, влияет то, насколько далеко прогрессирует ориентационная поляризация в течение времени (обычно примерно 1,0×10^-3 секунды), начиная от момента, когда поверхность электрофотографического фоточувствительного элемента снабжена электрическими зарядами на своей входной стороне области зарядки, и заканчивая моментом, когда поверхность электрофотографического фоточувствительного элемента снабжена электрическими зарядами на своей выходной стороне области зарядки. Если ориентационная поляризация не завершается в течение этого времени, то ориентационная поляризация может неизбежно прогрессировать перед тем, как поверхность электрофотографического фоточувствительного элемента снабжена электрическими зарядами на своей выходной стороне области зарядки, а значит поверхностный потенциал электрофотографического фоточувствительного элемента уменьшается, как это и предполагается.

[0043] Соответственно, полагают, что измерение тангенса угла диэлектрических потерь tanδ предоставляет возможность прогнозирования линий зарядки и их протяженности, вызванных уменьшением поверхностного потенциала электрофотографического фоточувствительного элемента, которое сопровождается прогрессированием ориентационной поляризации.

[0044] Тот метод, каким измеряют тангенс угла диэлектрических потерь tanδ электрофотографического фоточувствительного элемента, описан ниже.

[0045] Первоначально, электрофотографический фоточувствительный элемент разрезают вдоль его поверхности на небольшие кусочки (10 мм×10 мм каждый). Когда электрофотографический фоточувствительный элемент является цилиндрическим, каждый из кусочков с искривленными поверхностями растягивают с помощью зажимного приспособления или т.п. так, чтобы сделать его плоским. На кусочек, сделанный плоским, вакуумным осаждением наносят золото (электрод) толщиной 600 нм, чтобы приготовить образец для измерений. В данном изобретении вакуумное осаждение выполняют посредством установки напыления (торговое название: SC-707 QUICK COATER) производства Sanyu Denshi Co., Ltd. Этот образец для измерений выдерживают в течение 24 часов в окружающей среде с нормальной температурой и нормальной влажностью (23°C/50%ОВ). После выдерживания измеряют тангенс угла диэлектрических потерь tanδ образца электрофотографического фоточувствительного элемента в такой же окружающей среде при условиях частоты 1,0×10³ Гц и приложенного напряжения 100 мВ. В данном изобретении тангенс угла диэлектрических потерь tanδ измеряют с помощью анализатора импеданса (торговое название: Frequency Response Analyzer Model 1260, Dielectric-Constant Interface Model 1296) производства Solartron Co., Ltd.

[0046] Образец для измерений может также быть приготовлен посредством формирования каждого слоя, подобного тому, что и в являющемся объектом измерения электрофотографическом фоточувствительном элементе, на основе, вокруг которой намотан алюминиевый лист, последующего разрезания алюминиевого листа с каждым слоем на маленькие кусочки (10 мм×10 мм каждый), а затем вакуумного осаждения на них золота (электрода). Даже при применении образца для измерений, приготовленного таким образом, он показывает похожую величину, что и указанная выше.

[0047] Объемное удельное сопротивление проводящего слоя и тангенс угла диэлектрических потерь tanδ электрофотографического фоточувствительного элемента с этим проводящим слоем имеют корреляцию, причем тангенс угла диэлектрических потерь tanδ электрофотографического фоточувствительного элемента с проводящим слоем проявляет тенденцию к увеличению при возрастании объемного удельного сопротивления проводящего слоя.

[0048] Когда проводящие слои имеют похожее объемное удельное сопротивление, тангенс угла диэлектрических потерь tanδ электрофотографического фоточувствительного элемента с проводящим слоем, содержащим частицы оксида титана, покрытые оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, показывает тенденцию к снижению по сравнению с тангенсом угла диэлектрических потерь tanδ любого электрофотографического фоточувствительного элемента с проводящим слоем, содержащим обычные частицы оксида металла. Следовательно, применение частиц оксида титана, покрытых оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, облегчает предотвращение возникновения линий зарядки при предотвращении возникновения точек и/или вуали.

[0049] Проводящий слой может быть сформирован нанесением жидкости для нанесения проводящего слоя, полученной диспергированием частиц оксида титана, покрытых оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, в растворителе вместе со связующим материалом, и сушкой и/или отверждением сформированного влажного покрытия. Метод диспергирования может включать, например, метод с применением встряхивателя для лакокрасочных материалов, песочной мельницы, шаровой мельницы или высокоскоростной дисперсионной машины гидроударного типа.

[0050] Связующий материал (связующая смола), используемая для проводящего слоя, может включать, например, фенольную смолу, полиуретановую смолу, полиамидную смолу, полиимидную смолу, полиамид-имидную смолу, поливиниацетальную смолу, эпоксидную смолу, акриловую смолу, меламиновую смолу и полиэфирную смолу. Любой из этих связующих материалов может быть использован по отдельности или в комбинации двух или более их видов. Кроме того, из этих материалов, с точки зрения регулирования миграции (вплавления) в другие слои, адгезии к основе, диспергируемости и стабильности дисперсии частиц оксида титана, покрытых оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, и сопротивления воздействию растворителя после формирования пленки, отверждающиеся смолы являются предпочтительными, а термоотверждающиеся смолы (термореактивные смолы) являются более предпочтительными. Помимо этого, из термоотверждающихся смол термоотверждающиеся фенольные смолы и термоотверждающиеся полиуретановые смолы являются предпочтительными. Когда такая термоотверждающаяся смола используется в качестве связующего материала для проводящего слоя, связующий материал, содержащийся в жидкости для нанесения проводящего слоя, служит в качестве мономера и/или олигомера термоотверждающейся смолы.

[0051] Растворитель, используемый для приготовления жидкости для нанесения проводящего слоя, может включать, например, спирты, такие как метанол, этанол и изопропанол; кетоны, такие как ацетон, метилэтилкетон и циклогексанон; простые эфиры, такие как тетрагидрофуран, диоксан, монометиловый эфир этиленгликоля и монометиловый эфир пропиленгликоля; сложные эфиры, такие как метилацетат и этилацетат; и ароматические углеводороды, такие как толуол и ксилол.

[0052] В данном изобретении частицы (P) оксида титана, покрытые оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, и связующий материал (B) в жидкости для нанесения проводящего слоя должны предпочтительно находиться в массовом соотношении (P/B) от 1,0/1,0 или более до 3,5/1,0 или менее. Любое слишком малое количество частиц оксида титана, покрытых оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, по сравнению со связующим материалом может затруднять регулирование объемного удельного сопротивления проводящего слоя таким образом, чтобы оно составляло 1,0×10¹³ Ом·см или менее или 5,0×10¹² Ом·см или менее. С другой стороны, любое слишком большое количество частиц оксида титана, покрытых оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, по сравнению со связующим материалом может затруднять регулирование объемного удельного сопротивления проводящего слоя таким образом, чтобы оно составляло 1,0×10⁸ Ом·см или более или 5,0×10⁸ Ом·см или более. Любое слишком большое количество частиц оксида титана, покрытых оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, по сравнению со связующим материалом может также затруднять связывание частиц оксида титана, покрытых оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, что вызывает склонность к образованию трещин в проводящем слое.

[0053] С точки зрения покрывания каких-либо дефектов поверхности основы, проводящий слой может предпочтительно иметь толщину слоя от 10 мкм или более до 40 мкм или менее, а более предпочтительно от 15 мкм или более до 35 мкм или менее.

[0054] В данном изобретении толщину каждого слоя, включая проводящий слой, электрофотографического фоточувствительного элемента измеряют с помощью измерительной системы FISCHERSCOPE Multi Measurement System (mms), доступной от Fisher Instruments Co.

[0055] Частицы оксида титана, покрытые оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, в жидкости для нанесения проводящего слоя могут предпочтительно иметь средний диаметр от 0,10 мкм или более до 0,60 мкм или менее, а более предпочтительно от 0,15 мкм или более до 0,45 мкм или менее. Если частицы оксида титана, покрытые оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, имеют слишком малый средний диаметр, такие оксидные частицы могут агломерироваться снова после того, как была приготовлена жидкость для нанесения проводящего слоя, делая жидкость для нанесения проводящего слоя нестабильной или вызывая образование трещин в проводящем слое. Если частицы оксида титана, покрытые оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, имеют слишком большой средний диаметр, то поверхность проводящего слоя может становиться столь шероховатой, что склонна вызывать локальную инжекцию электрических зарядов из него в фоточувствительный слой, так что на белых фоновых участках воспроизведенных изображений могут заметным образом проявляться точки.

[0056] Средний диаметр частиц оксида титана, покрытых оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, в жидкости для нанесения проводящего слоя может быть измерен посредством жидкофазного осаждения следующим образом.

[0057] Первоначально, жидкость для нанесения проводящего слоя разбавляют использованным при ее приготовлении растворителем так, чтобы иметь коэффициент пропускания между 0,8 и 1,0. Затем получают гистограмму со средним диаметром частиц (в расчете на объем, D50) и распределением по размерам частиц оксида титана, покрытых оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, с применением центробежного автоматического прибора для определения распределения частиц по размерам. В данном изобретении в качестве центробежного автоматического прибора для определения распределения частиц по размерам используют центробежный автоматический прибор для определения распределения частиц по размерам производства Horiba, Ltd. (торговое название: CAPA700), выполняя измерение при условиях скорости вращения 3000 об/мин.

[0058] Для того чтобы не допустить на воспроизведенных изображениях проявления интерференционных полос вследствие интерференции света, отражающегося от поверхности проводящего слоя, к жидкости для нанесения проводящего слоя может быть также добавлен придающий шероховатость поверхности материал для огрубления поверхности проводящего слоя. Такой придающий шероховатость поверхности материал может предпочтительно быть частицами смолы, имеющими средний диаметр от 1 мкм или более до 5 мкм или менее (предпочтительно 3 мкм или менее). Такие частицы смолы могут включать, например, частицы отверждающихся каучуков и отверждающихся смол, таких как полиуретан, эпоксидная смола, алкидная смола, фенольная смола, сложный полиэфир, силиконовая смола и акрилмеламиновая смола. Из них частицы силиконовой смолы являются предпочтительными, поскольку являются менее агломерируемыми. Плотность частиц смолы (которая составляет от 0,5 до 2) меньше плотности частиц оксида титана, покрытых оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом (которая составляет от 4 до 7), и, следовательно, поверхности проводящего слоя может быть эффективным образом придана шероховатость во время формирования проводящего слоя. Однако проводящий слой имеет склонность к увеличению объемного удельного сопротивления при увеличении содержания придающего шероховатость поверхности материала в проводящем слое. Соответственно, для того чтобы отрегулировать объемное удельное сопротивление проводящего слоя таким образом, чтобы оно составляло 1,0×10¹³ Ом·см или менее, содержание придающего шероховатость поверхности материала в жидкости для нанесения проводящего слоя может предпочтительно составлять от 1 до 80 масс.%, а более предпочтительно от 1 до 40 масс.%, в расчете на массу связующего материала в жидкости для нанесения проводящего слоя.

[0059] К жидкости для нанесения проводящего слоя может быть также добавлен выравниватель для того, чтобы улучшить свойства поверхности проводящего слоя. К жидкости для нанесения проводящего слоя могут быть также добавлены частицы пигмента для того, чтобы улучшить покровные свойства проводящего слоя.

[0060] Между проводящим слоем и фоточувствительным слоем может быть предусмотрен подслой (также называемый барьерным слоем или промежуточным слоем), обладающий свойствами электрического барьера, для того чтобы блокировать инжекцию электрических зарядов из проводящего слоя в фоточувствительный слой.

[0061] Подслой может быть сформирован нанесением на проводящий слой жидкости для нанесения подслоя, содержащей смолу (связующую смолу), и сушкой сформированного влажного покрытия.

[0062] Используемая для подслоя смола (связующая смола) может включать, например, водорастворимые смолы, такие как поливиниловый спирт, поливинилметилэфир, полиакриловые кислоты, метилцеллюлоза, этилцеллюлоза, полиглутаминовая кислота, казеин и крахмал; и полиамид, полиимид, полиамидимид, полиамидокислоту, меламиновую смолу, эпоксидную смолу, полиуретан и полиглутамат. Из них, для того чтобы эффективно придать подслою свойства электрического барьера, предпочтительными являются термопластичные смолы. Из термопластичных смол предпочтительным является термопластичный полиамид. В качестве полиамида предпочтителен сополимер найлон или т.п.

[0063] Подслой может предпочтительно иметь толщину слоя от 0,1 мкм или более до 2 мкм или менее.

[0064] Для того чтобы поток электрических зарядов не задерживался в подслое, в подслой может также быть внедрен электронопереносящий материал.

[0065] Фоточувствительный слой сформирован на проводящем слое (подслое).

[0066] Зарядогенерирующий материал, используемый в фоточувствительном слое, может включать, например, азопигменты, такие как моноазо-, диазо- и триазопигменты, фталоцианиновые пигменты, такие как фталоцианины металлов и не содержащий металлов фталоцианин, индиговые пигменты, такие как индиго и тиоиндиго, периленовые пигменты, такие как ангидриды периленовой кислоты и римиды периленовой кислоты, полициклические хиноновые пигменты, такие как антрахинон и пиренхинон, скварилиевые красители, пирилиевые соли и тиапирилиевые соли, трифенилметановые красители, хинакридоновые пигменты, пигменты на основе солей азуления, цианиновые красители, ксантеновые красители, хинониминовые красители и стириловые красители. Из них предпочтительными являются фталоцианины металлов, такие как фталоцианин оксититана, фталоцианин гидроксигаллия и фталоцианин хлоргаллия.

[0067] В случае, когда фоточувствительный слой представляет собой фоточувствительный слой многослойного типа, слой генерации заряда может быть сформирован нанесением жидкости для нанесения слоя генерации заряда, полученной диспергированием зарядогенерирующего материала в растворителе вместе со связующей смолой, и сушкой сформированного влажного покрытия. В качестве метода диспергирования доступен метод, в котором используют гомогенизатор, ультразвуковые волны, шаровую мельницу, песочную мельницу, аттритор или валковую мельницу.

[0068] Связующая смола, используемая для формирования слоя генерации заряда, может включать, например, поликарбонат, сложный полиэфир, полиарилат, бутиральную смолу, полистирол, поливинилацеталь, диаллилфталатную смолу, акриловую смолу, метакриловую смолу, винилацетатную смолу, фенольную смолу, силиконовую смолу, полисульфон, сополимер стирола-бутадиена, алкидную смолу, эпоксидную смолу, мочевинную смолу и сополимер винилхлорида-винилацетата. Любая из них может быть использована отдельно или в виде смеси или сополимера двух или более типов.

[0069] Зарядогенерирующий материал и связующая смола могут предпочтительно находиться в пропорции (зарядогенерирующий материал : связующая смола) в интервале от 10:1 до 1:10 (массовое соотношение), более предпочтительно от 5:1 до 1:1 (массовое соотношение), а еще более предпочтительно от 3:1 до 1:1 (массовое соотношение).

[0070] Растворитель, используемый в жидкости для нанесения слоя генерации заряда, может включать, например, спирты, сульфоксиды, кетоны, простые эфиры, сложные эфиры, алифатические галогенированные углеводороды и ароматические соединения.

[0071] Слой генерации заряда может предпочтительно иметь толщину 5 мкм или менее, а более предпочтительно от 0,1 мкм или более до 2 мкм или менее.

[0072] К слою генерации заряда могут также быть необязательно добавлены сенсибилизатор, антиоксидант, поглотитель ультрафиолета, пластификатор и т.д., которые могут быть различных типов. В слой генерации заряда также может быть введен переносящий электроны материал (электроноакцепторный материал, такой как акцептор) для того, чтобы поток электрических зарядов не задерживался в слое генерации заряда.

[0073] Зарядопереносящий материал, используемый в фоточувствительном слое, может включать, например, соединения триариламина, соединения гидразона, соединения стирила, соединения стильбена, соединения пиразолина, соединения оксазола, соединения тиазола и соединения триарилметана.

[0074] В случае, когда фоточувствительный слой представляет собой фоточувствительный слой многослойного типа, слой переноса заряда может быть сформирован нанесением жидкости для нанесения слоя переноса заряда, полученной растворением зарядопереносящего материала и связующей смолы в растворителе, и сушкой сформированного влажного покрытия.

[0075] Связующая смола, используемая для формирования слоя переноса заряда, может включать, например, акриловую смолу, стирольную смолу, сложный полиэфир, поликарбонат, полиарилат, полисульфон, полифениленоксид, эпоксидную смолу, полиуретан, алкидную смолу и ненасыщенные смолы. Любая из них может быть использована отдельно или в виде смеси или сополимера двух или более типов.

[0076] Зарядопереносящий материал и связующая смола могут предпочтительно находиться в пропорции (зарядопереносящий материал : связующая смола) в интервале от 2:1 до 1:2 (массовое соотношение).

[0077] Растворитель, используемый в жидкости для нанесения слоя переноса заряда, может включать, например, кетоны, такие как ацетон и метилэтилкетон, сложные эфиры, такие как метилацетат и этилацетат, простые эфиры, такие как диметоксиметан и диметоксиэтан, ароматические углеводороды, такие как толуол и ксилол, и углеводороды, замещенные атомом галогена, такие как хлорбензол, хлороформ и четыреххлористый углерод.

[0078] Слой переноса заряда может предпочтительно иметь толщину от 3 мкм или более до 40 мкм или менее, более предпочтительно от 5 мкм или более до 30 мкм или менее, с точки зрения равномерности зарядки и воспроизводимости изображения.

[0079] К слою переноса заряда могут быть необязательно добавлены антиоксидант, поглотитель ультрафиолета, пластификатор и т.д.

[0080] В случае, когда фоточувствительный слой является фоточувствительным слоем однослойного типа, такой фоточувствительный слой однослойного типа может быть сформирован нанесением жидкости для нанесения фоточувствительного слоя однослойного типа, содержащей зарядогенерирующий материал, зарядопереносящий материал, связующую смолу и растворитель, и сушкой сформированного влажного покрытия. В качестве этих зарядогенерирующего материала, зарядопереносящего материала, связующей смолы и растворителя могут быть использованы вышеуказанные различные материалы.

[0081] На фоточувствительном слое может быть также предусмотрен защитный слой с целью защиты фоточувствительного слоя. Защитный слой может быть сформирован нанесением жидкости для нанесения защитного слоя, содержащей смолу (связующую смолу), и сушкой и/или отверждением сформированного влажного покрытия.

[0082] Связующая смола, используемая для формирования защитного слоя, может включать, например, фенольную смолу, акриловую смолу, полистирол, сложный полиэфир, поликарбонат, полиарилат, полисульфон, полифениленоксид, эпоксидную смолу, полиуретан, алкидную смолу, силоксановую смолу и ненасыщенные смолы. Любая из них может быть использована отдельно или в виде смеси или сополимера двух или более типов.

[0083] Защитный слой может предпочтительно иметь толщину от 0,5 мкм или более до 10 мкм или менее, а более предпочтительно от 1 мкм или более до 8 мкм или менее.

[0084] Когда наносят жидкости для нанесения вышеуказанных соответствующих слоев, применимы такие методы нанесения покрытия, как нанесение покрытия окунанием (погружением), нанесение покрытия распылением, нанесение покрытия центрифугированием, нанесение покрытия валиком, нанесение покрытия стержнем Мейера и ракельное нанесение покрытия.

[0085] Фиг. 1 схематически показывает пример конструкции электрофотографического устройства, имеющего технологический картридж, снабженный электрофотографическим фоточувствительным элементом по данному изобретению.

[0086] На Фиг. 1 числовое обозначение 1 указывает барабанный электрофотографический фоточувствительный элемент, который приводится во вращение вокруг оси 2 в направлении стрелки при заданной окружной скорости.

[0087] Периферийная поверхность приведенного во вращение электрофотографического фоточувствительного элемента 1 равномерно электростатически заряжается до положительного или отрицательного заданного потенциала средством зарядки (средством первичной зарядки; например, зарядным роликом) 3. Заряженный таким образом электрофотографический фоточувствительный элемент затем подвергают воздействию экспонирующего света (экспонирование светом по изображению) 4, излучаемого из средства экспонирования (средства экспонирования по изображению; не показано) для щелевого экспонирования, экспонирования сканирующим лазерным лучом или т.п. При этом на периферийной поверхности электрофотографического фоточувствительного элемента 1 последовательно образуются электростатические скрытые изображения, соответствующие целевому изображению. Напряжение, приложенное к средству 3 зарядки, может быть лишь напряжением постоянного тока или может быть напряжением постоянного тока, на которое наложено напряжение переменного тока.

[0088] Электростатические скрытые изображения, сформированные таким образом на периферийной поверхности электрофотографического фоточувствительного элемента 1, проявляются тонером средства 5 проявления, чтобы образовать проявленные тонером изображения. Затем проявленные тонером изображения, сформированные таким образом и удерживаемые на периферийной поверхности электрофотографического фоточувствительного элемента 1, переносятся на предназначенный для переноса материал (такой как бумага) P посредством приложения смещения переноса от средства 6 переноса (такого как ролик переноса). Предназначенный для переноса материал P подается с помощью средства подачи предназначенного для переноса материала (не показано) к участку (контактной зоне) между электрофотографическим фоточувствительным элементом 1 и средством 6 переноса синхронизированным с вращением электрофотографического светочувствительного элемента 1 образом.

[0089] Предназначенный для переноса материал P, на который были перенесены проявленные тонером изображения, отделяется от периферийной поверхности электрофотографического светочувствительного элемента 1 и вводится в средство 8 фиксации (закрепления), где проявленные тонером изображения фиксируются, а затем выводится из устройства в виде материала со сформированным изображением (отпечатка или копии).

[0090] Периферийная поверхность электрофотографического фоточувствительного элемента 1, с которой были перенесены проявленные тонером изображения, доводится до удаления тонера, оставшегося после переноса, с помощью средства 7 очистки (такого как очистной ракельный нож). Затем она подвергается операции снятия зарядки (разрядки) под воздействием предэкспозиционного света 11, излучаемого средством предварительного экспонирования (не показано), и после этого повторно используется для формирования изображений. При этом предварительное экспонирование не является обязательным, когда средство зарядки представляет собой контактное средство зарядки.

[0091] Устройство может быть образовано из комбинации множества компонентов, интегрированно соединенных в контейнере в качестве технологического картриджа, из таких составляющих, как вышерассмотренный электрофотографический светочувствительный элемент 1, средство 3 зарядки, средство 5 проявления, средство 6 переноса и средство 7 очистки, так что технологический картридж устанавливается съемным образом в основном корпусе электрофотографического устройства. В устройстве, показанном на Фиг. 1, электрофотографический фоточувствительный элемент 1 и средство 3 зарядки, средство 5 проявления и средство 7 очистки поддерживаются интегрированным образом, образуя картридж, представляющий собой технологический картридж 9, который может быть установлен съемным образом в основном корпусе электрофотографического устройства посредством направляющих средств 10, таких как полозки, предусмотренных в основном корпусе электрофотографического устройства.

[0092] В средстве зарядки технологического картриджа и электрофотографического устройства по данному изобретению предпочтительно может быть использовано роликовое средство зарядки (зарядный ролик). Что касается строения средства зарядки, то оно может состоять, например, из проводящей подложки и одного или более покровных слоев, сформированных на проводящей подложке. По меньшей мере один слой из покровных слоев также обладает проводимостью. Более конкретно, в качестве предпочтительного строения, оно может состоять из проводящей подложки, проводящего эластичного слоя, сформированного на проводящей подложке, и поверхностного слоя, сформированного на проводящем эластичном слое.

[0093] Зарядный ролик может предпочтительно иметь поверхности со средней по десяти точкам шероховатостью (Rzjis) в 5,0 мкм или менее. В данном изобретении средняя по десяти точкам шероховатость (Rzjis) поверхности зарядного ролика измеряется профилометром (торговое название: SE-3400) производства Kosaka Laboratory Ltd. Более конкретно, при применении этого профилометра Rzjis измеряют в произвольных шести местах на поверхности зарядного ролика, и за среднюю по десяти точкам шероховатость (Rzjis) поверхности зарядного ролика принимают среднее арифметическое значение величин, определенных в данных шести местах.

[0094] Если поверхность зарядного ролика имеет слишком большую среднюю по десяти точкам шероховатость (Rzjis), то тонер и его внешние добавки склонны прилипать к поверхности зарядного ролика, так что могут образовываться дефектные изображения, вызванные окрашиванием поверхности зарядного ролика. Кроме того, поскольку поверхность зарядного ролика регулируется имеющей среднюю по десяти точкам шероховатость (Rzjis) 5,0 мкм или менее, разница в уровне разрядки, которая обусловлена разницей в высоте поверхностного профиля поверхности зарядного ролика, может поддерживаться небольшой. Соответственно, это может предотвращать возникновение каких-либо дефектных изображений, таких как точки, из-за неправильной зарядки, вызванной профилем поверхности зарядного ролика.

[0095] ПРИМЕРЫ

[0096] Данное изобретение описывается ниже более подробно на конкретных рабочих примерах. Данное изобретение, однако, никоим образом не ограничивается ими. В последующих рабочих примерах «часть(и)» относится к «части(ям) по массе». Частицы оксида титана (TiO₂) (частицы сердцевины) в частицах оксида титана, покрытых оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, использованные в последующих рабочих примерах, все имеют удельную площадь поверхности по БЭТ 6,6 м²/г.

[0097] Примеры приготовления жидкости для нанесения проводящего слоя

[0098] Пример приготовления жидкости 1 для нанесения проводящего слоя

[0099] 204 части частиц оксида титана (TiO₂), покрытых оксидом олова (SnO₂), легированным фосфором (P), (удельное сопротивление порошка: 40 Ом·см; содержание оксида олова (SnO₂): 35 масс.%; количество фосфора (P), легирующего оксид олова (SnO₂) (уровень легирования фосфором (P)): 3 масс.%) в качестве частиц оксида металла, 148 частей фенольной смолы (мономера/олигомера фенольной смолы) (торговое название: PLYOPHEN J-325; доступна от Dainippon Ink & Chemicals, Incorporated; содержание твердой смолы: 60 масс.%) в качестве связующей смолы и 98 частей 1-метокси-2-пропанола в качестве растворителя помещали в песочную мельницу с применением 450 частей стеклянных гранул диаметром 0,8 мм, чтобы осуществить диспергирующую обработку («диспергирование» в Таблице 1) при условиях скорости вращения 2000 об/мин, длительности диспергирующей обработки 4 часа и заданной температуре охлаждающей воды 18°C, чтобы получить жидкую дисперсию.

[0100] После удаления стеклянных гранул из этой жидкой дисперсии посредством сетки 13,8 части частиц силиконовой смолы (торговое название: TOSPEARL 120; доступна от GE Toshiba Silicones; средний диаметр частиц: 2 мкм) в качестве придающего шероховатость поверхности материала, 0,014 части силиконового масла (торговое название: SH28PA; доступно от Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) в качестве выравнивателя, 6 частей метанола и 6 частей 1-метокси-2-пропанола добавляли к жидкой дисперсии, с последующим перемешиванием, чтобы приготовить жидкость 1 для нанесения проводящего слоя.

[0101] Частицы оксида титана (TiO₂), покрытые оксидом олова (SnO₂), легированным фосфором (P), в жидкости для нанесения проводящего слоя 1 имели средний диаметр частицы 0,35 мкм.

[0102] Примеры приготовления жидкостей 2-20 для нанесения проводящего слоя

[0103] Жидкости 2-20 для нанесения проводящего слоя приготавливали таким же образом, что и в Примере приготовления жидкости 1 для нанесения проводящего слоя, за исключением того, что частицы оксида металла (частицы оксида титана, покрытые оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом), используемые в них при приготовлении жидкости для нанесения проводящего слоя, были соответственно изменены, как показано в Таблице 1. Средние диаметры частицы у частиц оксида металла (частиц оксида титана, покрытых оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом) в жидкостях 2-20 для нанесения проводящего слоя соответственно указаны в Таблице 1.

[0104] Пример приготовления жидкости C1 для нанесения проводящего слоя

[0105] Жидкость C1 для нанесения проводящего слоя приготавливали таким же образом, что и в Примере приготовления жидкости 1 для нанесения проводящего слоя, за исключением того, что 204 части частиц оксида металла, т.е. частиц оксида титана (TiO₂), покрытых оксидом олова (SnO₂), легированным фосфором (P), использованных в нем при приготовлении жидкости для нанесения проводящего слоя, заменяли на 204 части частиц оксида олова (SnO₂), легированного фосфором (P) (частиц содержащего фосфор (P) оксида олова (SnO₂)), описанных в Примере 1 выложенной заявки на патент Японии № H06-222600 (удельное сопротивление порошка: 25 Ом·см; количество фосфора (P), легирующего оксид олова (SnO₂) (уровень легирования фосфором (P)): 1 масс.%). Частицы оксида металла в жидкости C1 для нанесения проводящего слоя имели средний диаметр частицы 0,48 мкм.

[0106] Пример приготовления жидкости C2 для нанесения проводящего слоя

[0107] Жидкость C2 для нанесения проводящего слоя приготавливали таким же образом, что и в Примере приготовления жидкости 1 для нанесения проводящего слоя, за исключением того, что 204 части частиц оксида металла, т.е. частиц оксида титана (TiO₂), покрытых оксидом олова (SnO₂), легированным фосфором (P), использованных в нем при приготовлении жидкости для нанесения проводящего слоя, заменяли на 204 части частиц оксида олова (SnO₂), легированного вольфрамом (W) (ультратонких частиц оксида олова (SnO₂), легированного 7,1 мол.% элемента вольфрама (W), в расчете на оксид олова (SnO₂)). Частицы оксида металла в жидкости C2 для нанесения проводящего слоя имели средний диаметр частицы 0,65 мкм.

[0108] Пример приготовления жидкости C3 для нанесения проводящего слоя

[0109] Жидкость C3 для нанесения проводящего слоя приготавливали таким же образом, что и в Примере приготовления жидкости 1 для нанесения проводящего слоя, за исключением того, что 204 части частиц оксида металла, т.е. частиц оксида титана (TiO₂), покрытых оксидом олова (SnO₂), легированным фосфором (P), использованных в нем при приготовлении жидкости для нанесения проводящего слоя, заменяли на 204 части частиц оксида титана (TiO₂), покрытых оксидом олова (SnO₂) с недостатком кислорода, как описано в Примере приготовления жидкости A для нанесения проводящего слоя выложенной заявки на патент Японии № 2007-047736 (частиц TiO₂, покрытых SnO₂ с недостатком кислорода) (удельное сопротивление порошка: 100 Ом·см; содержание оксида олова (SnO₂): 40 масс.%). Частицы оксида металла в жидкости C3 для нанесения проводящего слоя имели средний диаметр частицы 0,36 мкм.

[0110] Пример приготовления жидкости C4 для нанесения проводящего слоя

[0111] Жидкость C4 для нанесения проводящего слоя приготавливали таким же образом, что и в Примере приготовления жидкости 1 для нанесения проводящего слоя, за исключением того, что 204 части частиц оксида металла, т.е. частиц оксида титана (TiO₂), покрытых оксидом олова (SnO₂), легированным фосфором (P), использованных в нем при приготовлении жидкости для нанесения проводящего слоя, заменяли на 204 части частиц оксида титана (TiO₂), покрытых оксидом олова (SnO₂), легированным сурьмой (Sb), как описано в Сравнительном примере 1 выложенной заявки на патент Японии № H11-007145 (частиц оксида титана (TiO₂), имеющих покровные слои из оксида олова, содержащего оксид сурьмы) (удельное сопротивление порошка: 200 Ом·см). Частицы оксида металла в жидкости C4 для нанесения проводящего слоя имели средний диаметр частицы 0,36 мкм.

[0112] Пример приготовления жидкости C5 для нанесения проводящего слоя

[0113] Жидкость C5 для нанесения проводящего слоя приготавливали таким же образом, что и в Примере приготовления жидкости 1 для нанесения проводящего слоя, за исключением того, что 204 части частиц оксида металла, т.е. частиц оксида титана (TiO₂), покрытых оксидом олова (SnO₂), легированным фосфором (P), использованных в нем при приготовлении жидкости для нанесения проводящего слоя, заменяли на 204 части частиц сульфата бария (BaSO₄), покрытых оксидом олова (SnO₂), легированным фтором (F), как описано в Примере 3 выложенной заявки на патент Японии № H07-295270 (частиц сульфата бария, имеющих покровные слои из фторсодержащего оксида олова) (удельное сопротивление порошка: 40 Ом·см; содержание оксида олова (SnO₂): 50 масс.%; количество фтора (F), легирующего оксид олова (SnO₂) (уровень легирования фтором (F)): 9 масс.%). Частицы оксида металла в жидкости C5 для нанесения проводящего слоя имели средний диаметр частицы 0,47 мкм.

[0114] Пример приготовления жидкости C6 для нанесения проводящего слоя

[0115] Жидкость C6 для нанесения проводящего слоя приготавливали таким же образом, что и в Примере приготовления жидкости 1 для нанесения проводящего слоя, за исключением того, что 204 части частиц оксида металла, т.е. частиц оксида титана (TiO₂), покрытых оксидом олова (SnO₂), легированным фосфором (P), использованных в нем при приготовлении жидкости для нанесения проводящего слоя, заменяли на 240 частей частиц оксида титана (TiO₂), покрытых оксидом олова (SnO₂) с недостатком кислорода, как описано в Примере приготовления жидкости A для нанесения проводящего слоя выложенной заявки на патент Японии № 2007-047736 (частиц TiO₂, покрытых SnO₂ с недостатком кислорода) (удельное сопротивление порошка: 100 Ом·см; содержание оксида олова: 40 масс.%). Частицы оксида металла в жидкости C6 для нанесения проводящего слоя имели средний диаметр частицы 0,36 мкм.

[0116] Пример приготовления жидкости C7 для нанесения проводящего слоя

[0117] Жидкость C7 для нанесения проводящего слоя приготавливали таким же образом, что и в Примере приготовления жидкости 1 для нанесения проводящего слоя, за исключением того, что 204 части частиц оксида металла, т.е. частиц оксида титана (TiO₂), покрытых оксидом олова (SnO₂), легированным фосфором (P), использованных в нем при приготовлении жидкости для нанесения проводящего слоя, заменяли на 204 части частиц сульфата бария (BaSO₄), покрытых оксидом олова (SnO₂), легированным фосфором (P) (удельное сопротивление порошка: 40 Ом·см; содержание оксида олова: 35 масс.%; количество фосфора (P), легирующего оксид олова (SnO₂) (уровень легирования фосфором (P)): 3 масс.%). Частицы оксида металла в жидкости C7 для нанесения проводящего слоя имели средний диаметр частицы 0,40 мкм.

[0118] Примеры изготовления электрофотографического фоточувствительного элемента

[0119] Пример изготовления электрофотографического фоточувствительного элемента 1

[0120] Алюминиевый цилиндр (JIS A3003, алюминиевый сплав) длиной 246 мм и диаметром 24 мм, который был изготовлен посредством производственного процесса, имеющего стадию экструзии и стадию вытягивания, использовали в качестве основы.

[0121] Жидкость 1 для нанесения проводящего слоя наносили погружением на основу в окружающей среде с 23°C/60%ОВ, а затем сформированное влажное покрытие сушили и отверждали нагреванием при 140°C в течение 30 минут, чтобы сформировать проводящий слой толщиной 30 мкм. Объемное удельное сопротивление проводящего слоя измеряли описанным ранее методом, и было найдено, что оно составляет 2,1×10⁹ Ом·см.

[0122] Затем 4,5 части N-метоксиметилированного найлона (торговое название: TORESIN EF-30T; доступен от Teikoku Chemical Industry Co., Ltd.) и 1,5 части сополимерной найлоновой смолы (торговое название: AMILAN CM8000; доступна от Toray Industries, Inc.) растворяли в смешанном растворителе из 65 частей метанола и 30 частей н-бутанола, чтобы приготовить жидкость для нанесения подслоя. Эту полученную жидкость для нанесения подслоя наносили погружением на проводящий слой, а затем сформированное влажное покрытие сушили при 70°C в течение 6 минут, чтобы сформировать подслой толщиной 0,85 мкм.

[0123] После этого 10 частей кристаллов фталоцианина гидроксигаллия (зарядогенерирующего материала) с кристаллической структурой, имеющей интенсивные пики при 7,5°, 9,9°, 16,3°, 18,6°, 25,1° и 28,3° брэгговского угла 2Θ±0,2° при дифракции рентгеновского излучения CuKα, 5 частей поливинилбутиральной смолы (торговое название: S-LEC BX-1; доступна от Sekisui Chemical Co., Ltd.) и 250 частей циклогексанона помещали в песочную мельницу с применением стеклянных гранул диаметром 0,8 мм и подвергали диспергирующей обработке при условиях длительности диспергирующей обработки 3 часа. Затем к полученной системе добавляли 250 частей этилацетата, чтобы приготовить жидкость для нанесения слоя генерации заряда. Эту жидкость для нанесения слоя генерации заряда наносили погружением на подслой, а затем сформированное влажное покрытие сушили при 100°C в течение 10 минут, чтобы сформировать слой генерации заряда толщиной 0,12 мкм.

[0124] Затем 4,8 части аминового соединения (зарядопереносящего материала), представленного приведенной ниже формулой (CT-1), и 3,2 части аминового соединения (зарядопереносящего материала), представленного приведенной ниже формулой (CT-2):

и 10 частей поликарбонатной смолы (торговое название: Z400; доступна от Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation) растворяли в смешанном растворителе из 30 частей диметоксиметана и 70 частей хлорбензола, чтобы приготовить жидкость для нанесения слоя переноса заряда. Эту жидкость для нанесения слоя переноса заряда наносили погружением на слой генерации заряда, а затем сформированное влажное покрытие сушили при 110°C в течение 30 минут, чтобы сформировать слой переноса заряда толщиной 12 мкм.

[0125] Таким образом изготовили электрофотографический фоточувствительный элемент 1, слой переноса заряда которого являлся поверхностным слоем.

[0126] Тангенс угла диэлектрических потерь tanδ на частоте 1,0×10³ Гц электрофотографического фоточувствительного элемента 1 измеряли описанным ранее методом, и было найдено, что он составляет 7×10^-3.

[0127] Примеры изготовления электрофотографических фоточувствительных элементов 2-20 и C1-C7

[0128] Электрофотографические фоточувствительные элементы 2-20 и C1-C7, слои переноса заряда которых являлись поверхностными слоями, изготавливали таким же образом, что и в Примере изготовления электрофотографического фоточувствительного элемента 1, за исключением того, что жидкость 1 для нанесения проводящего слоя, использованная при изготовлении электрофотографического фоточувствительного элемента, была соответственно заменена жидкостями 2-20 и C1-C7 для нанесения проводящего слоя. Тангенс угла диэлектрических потерь tanδ на частоте 1,0×10³ Гц каждого из электрофотографических фоточувствительных элементов 2-20 и C1-C7 измеряли аналогично электрофотографическому фоточувствительному элементу 1 описанным ранее методом. Что касается объемного удельного сопротивления проводящего слоя каждого из электрофотографических фоточувствительных элементов 2-20 и C1-C7, то его также измеряли аналогично электрофотографическому фоточувствительному элементу 1 описанным ранее методом. Полученные при этом результаты представлены в Таблице 2.

[0129] Пример изготовления электрографического фоточувствительного элемента 21

[0130] Электрофотографический фоточувствительный элемент 21, слой переноса заряда которого являлся поверхностным слоем, изготавливали таким же образом, что и в Примере изготовления электрофотографического фоточувствительного элемента 1, за исключением того, что 10 частей зарядогенерирующего материала, т.е. кристаллов фталоцианина гидроксигаллия с кристаллической структурой, имеющей интенсивные пики при 7,5°, 9,9°, 16,3°, 18,6°, 25,1° и 28,3° брэгговского угла 2Θ±0,2° при дифракции рентгеновского излучения CuKα, заменяли на 10 частей кристаллов фталоцианина оксититана с кристаллической структурой, имеющей интенсивные пики при 9,0°, 14,2°, 17,9°, 23,9° и 27,1° брэгговского угла 2Θ±0,2° при дифракции рентгеновского излучения CuKα. Тангенс угла диэлектрических потерь tanδ на частоте 1,0×10³ Гц электрофотографического фоточувствительного элемента 21 и объемное удельное сопротивление его проводящего слоя измеряли аналогично электрофотографическому фоточувствительному элементу 1 описанными ранее методами. Полученные при этом результаты представлены в Таблице 2.

[0131] Пример изготовления электрографического фоточувствительного элемента 22

[0132] Электрофотографический фоточувствительный элемент 22 изготавливали таким же образом, что и в Примере изготовления электрофотографического фоточувствительного элемента 1, за исключением того, что количество в 4,8 части аминового соединения, представленного структурной формулой (CT-1), использованного при формировании слоя переноса заряда электрофотографического фоточувствительного элемента, заменяли на 7 частей, а также 3,2 части аминового соединения, представленного структурной формулой (CT-2), также использованного при этом, заменяли на 1 часть аминового соединения, представленного приведенной ниже формулой (CT-3):

Тангенс угла диэлектрических потерь tanδ на частоте 1,0×10³ Гц электрофотографического фоточувствительного элемента 22 и объемное удельное сопротивление его проводящего слоя измеряли аналогично электрофотографическому фоточувствительному элементу 1 описанными ранее методами. Полученные при этом результаты представлены в Таблице 2.

[0133] Пример изготовления электрографического фоточувствительного элемента R1

[0134] Электрофотографический фоточувствительный элемент R1 изготавливали таким же образом, что и в Примере изготовления электрофотографического фоточувствительного элемента 1, за исключением того, что проводящий слой не был сформирован при изготовлении электрофотографического фоточувствительного элемента. Тангенс угла диэлектрических потерь tanδ на частоте 1,0×10³ Гц электрофотографического фоточувствительного элемента R1 измеряли аналогично электрофотографическому фоточувствительному элементу 1 описанным ранее методом. Полученные при этом результаты представлены в Таблице 2.

[0135] Примеры 1-22, Контрольные примеры 1 и Сравнительные примеры 1-7

элементов 1-22 и C1-C7 устанавливали в лазерный принтер (торговое название: HP LASERJET P1505) производства Hewlett-Packard Co. и проводили эксплуатационный тест с подачей бумаги в окружающей среде с низкой температурой и низкой влажностью (15°C/10%ОВ), чтобы осуществить оценку изображения. В [0136] Каждый из электрофотографических фоточувствительных эксплуатационном тесте с подачей бумаги печать осуществляли в прерывистом режиме, в котором изображение знаков с процентом печати 2% было лист за листом воспроизведено на почтовой бумаге, воспроизведя изображения на 3000 листов.

[0137] Затем образцы для оценки изображения воспроизвели на двух листах (сплошные белые изображения и полутоновые изображения с одноточечным рисунком с шахматным расположением (сходным с перемещением шахматного коня)) в начале теста и после завершения воспроизведения изображений на 3000 пропущенных листов.

[0138] Оценку изображения проделали по линиям зарядки и по точкам (черным точкам) и/или вуали. Оценку по линиям зарядки проделали с использованием полутоновых изображений с одноточечным рисунком с шахматным расположением (сходным с перемещением шахматного коня). Критерии для нее были такими, как указано ниже.

A: Линии зарядки не видны вообще.

B: Линии зарядки почти не видны.

C: Линии зарядки слабо видны.

D: Линии зарядки видны.

E: Линии зарядки отчетливо видны.

Оценку по черным точкам и/или вуали проделали с использованием сплошных белых изображений. Полученные результаты представлены в Таблице 3.

[0139] В дополнение к электрофотографическим фоточувствительным элементам 1-22, R1 и C1-C7, на которых проводили вышеуказанный эксплуатационный тест с подачей бумаги, также был подготовлен другой тест для каждого из электрофотографических фоточувствительных элементов 1-22, R1 и C1-C7, и тот же самый эксплуатационный тест с подачей бумаги, как указано выше, проводили на них в окружающей среде с высокой температурой и высокой влажностью (30°C/80%ОВ), чтобы осуществить оценку изображения по другим показателям, чем линии зарядки. Полученные результаты представлены совместно в Таблице 3.

[0140] Хотя данное изобретение было описано здесь со ссылками на примерные варианты осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничивается раскрытыми примерными вариантами осуществления. Объем нижеследующей формулы изобретения должен соответствовать самому широкому толкованию с тем, чтобы охватывать все такие модификации и эквивалентные структуры и функции.

[0141] Эта заявка притязает на приоритет по заявкам на патент Японии № 2009-204522, поданной 4 сентября 2009 г., № 2010-134306, поданной 11 июня 2010 г., и № 2010-196408, поданной 2 сентября 2010 г., которые настоящим включены сюда посредством ссылки во всей их полноте.

Реферат

Изобретение относится к электрофотографическому фоточувствительному элементу, а также технологическому картриджу и электрофотографическому устройству, которые имеют такой электрофотографический фоточувствительный элемент. Заявлена группа изобретений, состоящая из электрофотографического устройства, которое содержит электрофотографический фоточувствительный элемент или технологический картридж, средство зарядки, средство экспонирования, средство проявления и средство переноса. При этом электрофотографический фоточувствительный элемент содержит основу, проводящий слой, сформированный на основе, и фоточувствительный слой, сформированный на проводящем слое, при этом проводящий слой содержит связующий материал и частицы оксида титана, покрытые оксидом олова, легированным фосфором или вольфрамом, и тангенс угла диэлектрических потерь tanδ на частоте 1,0×10Гц электрофотографического фоточувствительного элемента составляет от 5×10или более до 2×10или менее. Технический результат, достигаемый от реализации заявленной группы изобретений, заключается в подавлении возникновений линий зарядки, а также в увеличении электропроводности, что позволяет поверхности основы быть менее критичной к наличию дефектов и тем самым производит улучшение производительности устройства, содержащего такой проводящий слой. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 ил., 22 пр.

Формула