[发明专利]电子照相感光体及其制造方法、处理盒和成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于通过电子照相法形成图像的复印机所使用的电子照相感光体及其制造方法、处理盒和成像装置。

背景技术

近年来，电子照相法已广泛地应用于复印机、打印机等。利用这种电子照相法的成像装置所用的电子照相感光体(下文也称作“感光体”)在装置中经受各种接触与应力，因而导致劣化。然而，另一方面，高可靠性与成像装置的数字化和彩色化都是所需要的。

例如，如果对感光体进行带电处理，则会出现以下问题。首先，在非接触带电方法中，放电产物附着在感光体上，发生图像模糊等。因此，为了除去附着在感光体上的放电产物，可以使用例如以下系统：将具有研磨功能的颗粒混合在显影剂中，在清洁部擦掉放电产物。在此情况下，感光体的表面会因研磨而劣化。另一方面，近来还广泛采用接触带电方法。在该方法中，也会加速感光体的磨损。

在此背景下，需要具有较长使用期限的电子照相感光体。由于为使电子照相感光体具有更长的使用期限，需要提高其耐磨性，因此需要提高感光体表面的硬度。

但是，在包含硬无定形硅的感光体中，放电产物会附着，容易产生图像模糊和图像流动(image flow)。在高湿度环境中，该现象特别显著。具有有机感光层的有机感光体的表面层的相关情况也与此类似。

为了抑制这些问题的产生，通常将碳类材料用作感光体的表面层。例如，曾经提出了使用催化化学气相沉积(CVD)法在有机感光层上形成无定形碳化硅表面保护层的方法(参见JP-A-2003-316053)、在无定形碳中包含微量镓原子以提高耐湿性和耐印刷性的技术(参见JP-A-2-110470)、使用具有金刚石键的无定形碳氮化物的技术(参见JP-A-2003-27238)、使用非单晶氢化的氮化物半导体的技术(参见JP-A-11-186571)。

然而，在碳类膜如氢化的无定形碳膜(a-C:H)及其氟化膜(a-C:H，F)中，随着膜硬度的提高，存在膜被着色的倾向。因此，如果包含碳类膜的表面层因使用而破损，则透过表面层的光透射量会随时间而增加，引发设置在表面层内侧的感光层的感光度增加的问题。此外，如果在表面方向上表面层被不均匀磨损，则感光层的感光度会变得不均匀。因此，存在容易导致图像模糊的问题，特别是在形成半色调图像的时候。

另一方面，作为碳类薄膜材料的一般特性，已知硬度的提高和透明度的提高此消彼涨。其原因在于，当在膜中存在碳键时，需要提高金刚石型sp3键合性以增大硬度。但是，吸收光的石墨型sp2键会不可避免地混入膜中，此外，当尝试通过向膜等中加氢以减少石墨型sp2键的存在时，透明性得到改善，但是膜的性质变为具有有机性且硬度降低。

此外，近年来已经进行了碳氮化物膜的研究与开发。但是目前仍未达到比例如金刚石膜和类金刚石碳膜等传统已知碳类薄膜更高的硬度或特性。为了获得更硬、更致密的膜，需要在约1000℃加热，并提高成膜时的放电功率。然而，这种需要高温、高能放电条件的成膜方法难以应用于易因热或放电而受损的有机感光体，因此尚未实际应用。

在此情况下，从硬度和透明度的相容性方面来看，传统的碳类薄膜不足以充当感光体的表面层。另一方面，从该方面来看，氢化的无定形碳化硅膜(a-SiC:H)是优异的。然而，由于很容易因放电产物的附着而发生图像模糊和图像流动，因此需要使用鼓式加热器以抑制其发生。

此外，氢化的氮化物半导体在硬度和透明度方面均较优异，但是耐湿性不足，在高湿度环境下的实用性较差。

基于这些问题，已经提出了在表面层中使用例如氟化镁(参见JP-A-2003-29437)。然而，由于氟化镁可溶于水和酸，因此在高湿度环境下的耐湿性不足。

此外，还提出了使用利用遥控式等离子体(remote plasma)的非单晶III族氮化化合物半导体的电子照相感光体的表面层(参见JP-A-11-186571)。然而，如果将非单晶III族氮化化合物半导体用作有机感光体的表面层，则基材温度和半导体生长的表面的温度不同，这在感光层是有机感光层时会导致感光层表面因热量而损坏的问题，从而无法使用有机聚合物膜的透明度和平滑度等原始特性。另外，还存在电荷输送层劣化，因而不能产生任何光学响应的问题。

另一方面，与上述利用气相中的成膜的表面层的形成方法相比照，还提出了通过涂布法形成表面层的方法。在这些方法中，为提高耐磨性，已知可以将具有硅氧烷键的高分子化合物用于表面层。然而，包含这种材料的表面层没有利用气相成膜法形成的表面层硬。结果，当感光体表面随时间而损坏或磨损时，表面附着性增加，调色剂将附着到感光体表面上，导致产生感光体使用期限缩短的问题。