電攝影光電導體用基體以及使用該基體的電攝影光電導體的製作方法
2023-05-24 15:03:56 1
專利名稱：電攝影光電導體用基體以及使用該基體的電攝影光電導體的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於電攝影光電導體的鋁基體，其表面覆蓋有陽極化的鋁膜。本發明還涉及使用該鋁基體的電攝影光電導體。
到現在為止，在電攝影術方面的技術進步已經在複製機領域，並且近來已經在雷射印表機等領域中採用。與那些常規的擊打式印表機相比，雷射印表機可提供優質的圖像質量並允許高速而安靜的列印操作。因此，大多數現存的記錄設備如印表機和複製機採用電攝影技術。安裝在每個這些記錄設備的光電導體是通過在導電基體上形成光電導層而製備的。常規的光電導層使用無機材料(例如，硒，氧化鋅，砷-硒合金以及硫化鎘)。可最近，大多數光電導層是通過使用有機材料取代無機材料製備的，因為(1)有機材料選擇範圍較寬；(2)包括製造成本在內的總的花費上的優越性；(3)得到具有優異性能的新穎的光電導體的可能性，該性能遠遠超過無機材料製得的光電導體的性能；等。
現在通常的做法是把光電導體製成一種就其功能上具有獨立層的結構。即如圖2所顯示的那樣，光電導體包括一層底塗層2、一層電荷生成層3和一層電荷遷移層4，並按此順序疊加在基體1上。如
圖1所示的單層型結構已很少使用，其中，形成在基體1上的層5要實現兩種功能。
為了製備具有功能上獨立層的光電導體，塗覆在基體表面上形成底塗層作為第一層的材料可分成兩種類型。第一種類型包括樹脂材料，例如聚醯胺樹脂和蜜胺樹脂，第二種類型包括通過陽極氧化的方式在鋁基體上製成陽極化鋁膜的材料。一般地，後一種類型在高溫和高溼度的條件下更可靠。
在當前先進的信息技術的趨勢中，人們越來越需要多功能的複印機。多功能複印機可具有許多功能，諸如傳真功能，列印功能以及常規複印機的功能。因此，數字式的複印機在當前先進的信息技術的趨勢中作為多功能複印機已處於領先地位。數字式複印機設計成把傳統模擬複印機技術與雷射印表機技術，發光二極體(LED)印表機技術等結合在一起，使圖象數位化。
在雷射印表機或LED印表機中的光電導體可考慮使用各種材料。在這些材料中，選擇對由雷射和LED產生的波長非常敏感的酞菁作為材料，因此，它們經常使用在電荷生成層中。酞菁一般在化學上是很穩定的，易於合成並可以比較低的成本得到。
使用數字式複印機時，在光電導體的電荷生成層中含有酞菁會在顯影照相圖象上帶來一些問題。在數字式複印機中的光電導體第一次旋轉後在圖象上會看到霧翳，而這種問題在使用常規的雷射印表機或LED印表機的情況中幾乎是微不足道的。而且與第一次旋轉的結果相比較，我們可確定這種有缺陷的圖象質量可在第二次旋轉後得到減少並且在光電導體的第三次旋轉後基本消除。
數字式複印機採用反轉顯影系統，該系統一般在雷射印表機和LED印表機中使用，因此可確定在第一次旋轉後形成霧翳的圖象基本上是由於光電導體缺少靜電荷。
在連續使大約100,000份預定材料的複製件經電疲勞試驗並使它持續大約30～60分鐘的操作過程之前和之後，比較光電導體的第一次旋轉的結果，在操作過程之後比在此之前的霧翳更嚴重。
在雷射印表機和LED印表機中，我們可觀察到在第一次旋轉的電荷電位和第二次或較後的旋轉的電荷電位之間產生電位差的現象。因此可能重新設計此操作過程使得除了第一次旋轉以外的其它任何旋轉都有圖象形成。為了滿足市場對第一次複製高速化以及加快從儲電模式的恢復時間等的需要，就要求所設計的操作過程要包括通過第一次旋轉形成圖象的步驟。可是在這種情況下，可進行包括初始充電在內的一些改變。可為了得到這樣一種操作過程的設計，從優化成本以及簡化設備的觀點上看，最好的可能解決方法是減少在光電導體中的第一次旋轉電位與第二次旋轉電位之間的差值。
本發明的一個目的是提供一種電攝影光電導體，在該導體中，第一次旋轉的電荷電位與第二次或較後旋轉的電荷電位之間的差是非常小的，其結果，即使在圖象形成的操作過程之前沒有進行預先的充電，霧翳等也不會產生。
在本發明的第一種情況中，提供了一種用於製作電攝影光電導體基體的方法，該方法包括如下步驟在鋁基體的表面上形成一陽極氧化膜；以氟化鎳作為封閉劑在特定溫度下對在其上形成陽極氧化膜的鋁基體進行第一次封閉處理；以及以醋酸鎳作為封閉劑在特定溫度下對鋁基體進行第二次封閉處理，在該基體上形成有陽極氧化膜，並通過了以氟化鎳作為封閉劑的第一次封閉處理。
此處，含有氟化鎳的封閉劑的濃度可以是0.8～20g/l，優選1.2～10g/l。
在第一次封閉處理中的特定溫度可以是10～35℃，優選20～30℃。
含有醋酸鎳的封閉劑的濃度可以是1.5～15g/l，優選5.0～10g/l。
在第二次封閉處理中的特定溫度可以是70～95℃，優選80～90℃。
在本發明的第二種情況中，提供了一種用於電攝影光電導體的基體，它包括一鋁基體；以及在鋁基體上形成的陽極氧化膜；其中，在其上形成有鋁的陽極氧化膜的鋁基體通過了以氟化鎳作為封閉劑的第一次封閉處理，然後通過以醋酸鎳作為封閉劑的第二次封閉處理。
此處，含有氟化鎳的封閉劑的濃度可以是0.8～20g/l，優選1.2～10g/l。
第一次封閉處理可以在10～35℃的溫度下進行，優選20～30℃
含有醋酸鎳的封閉劑的濃度可以是1.5～15g/l，優選5.0～10g/l。
第二次封閉處理可以在70～95℃，優選80～90℃的溫度下進行。
在本發明第三種情況中，提供了一種至少具有基體和層壓在基體上的光敏層的電攝影光電導體，其中基體包含一鋁基體，在鋁基體上形成有陽極氧化膜，帶有陽極氧化膜的鋁基體是通過以氟化鎳作為封閉劑的第一次封閉處理，然後通過以醋酸鎳作為封閉劑的第二次封閉處理。
此處，含有氟化鎳的封閉劑的濃度可以是0.8～20g/l，優選1.2～10g/l。
第一次封閉處理可以在10～35℃，優選20～30℃的溫度下進行。
含有醋酸鎳的封閉劑的濃度可以是1.5～15g/l，優選5.0～10g/l。
光敏層可含有酞菁作為電荷生成物質。
本發明的上述和其它目的、效果、特點和進步將結合附圖通過對實施方案的下述描述而變得更加清楚。
圖1是根據本發明的單層型電攝影光電導體的實施方案的截面示意圖；圖2是根據本發明的具有功能分離層的層壓結構的帶負電荷的電攝影光電導體實施方案的截面示意圖。
下面詳細描述電攝影光電導體用基體以及使用本發明基體的光電導體。
用於本發明電攝影光電導體的基體可通過在鋁基體材料上施加陽極氧化操作過程之後適當地進行封閉處理操作而得到。陽極氧化過程是在材料上沉積氧化鋁膜並可通過例如包含顯示在表1中的步驟方法來實現。
表1
該方法包括兩個封閉處理表1中的第11步和第13步。第一步封閉處理(第11步)是在使用氟化鎳作為封閉劑進行的。氟化鎳的濃度優選是0.8～20g/l，更優選是在優選的10～35℃，更優選為20～30℃溫度下為1.2～10g/l。另一方面，第二步封閉處理(第13步)是在使用醋酸鎳作為封閉劑進行的。醋酸鎳的濃度優選是1.5～15g/l，更加優選是在優選的70～95℃，更優選為80～90℃溫度下為5.0～10g/l。如果這些封閉處理的順序反過來，則所得到的光電導體不會顯示出任何本發明的優點，因為它具有較差的電性能，提供的圖象具有諸如霧翳等可見的缺陷。如果在氟化鎳封閉(即雙封閉處理)後用純水在80～90℃的溫度下進行5～20分鐘的額外封閉處理，當這些步驟以工業規模連續進行生產時，就會產生另一個問題。該問題是使用純水用於封閉處理的水浴與其它的試劑等一起有被汙染的趨勢，導致諸如霧翳等圖象缺陷的產生。因此，雙重封閉處理不能達到本發明的優點。
現在我們正在說明一種作為本發明優選實施方案的電攝影光電導體。光電導體使用上面所描述的基體作為基體。
本實施方案的光電導體可以是具有單層型或功能分離層型的結構。前一種結構如圖1所示，而後一種結構如圖2所示。在圖中每一種光電導體在基體1上有一光敏層5。但是在圖2中，光敏層5可進一步分成功能不同的層。下面僅就具有功能分離光敏層的帶負電荷的光電導體進行詳細描述。可是，對於那些本領域的技術人員來說也可把各個詳細的描述應用到如圖1所示的單層型的光電導體上，這無需多說是顯而易見的。
再參考圖2，帶負電荷的光電導體是屬於具有功能分離層結構的類型。光敏層5通過底塗層2層壓在基體1上，其由電荷生成層3和電荷遷移層4組成，它們按順序進行層壓從而得到一功能上區分開的多層結構。
基體1充當光電導體的電極，與此同時作為其它各層的基體。基體1可設置成鋁的基體，該鋁的基體可以是圓柱狀，片狀和薄膜形狀中的任何一種。鋁基體的表面上有一層陽極化鋁膜。
電荷生成層3可通過有機光電導體物質的真空沉積或通過塗覆含有分散在樹脂粘合劑中的有機光電導體物質顆粒的材料的方式形成。電荷生成層3對接收光線從而產生電荷起著決定作用。電荷生成層3具有較高的電荷生成效率，同時具有將所要求的電荷注入到電荷遷移層4的注入性能是很重要的。即電荷的注入對電場的依賴是很小的，並且即使在低電場中電荷的注入也是有效的。電荷生成層3中的電荷生成物質可以選自無金屬酞菁化合物；或這樣的酞菁化合物，在其中心處具有一金屬諸如錫，鋅或銅或這些金屬中之一的氧化物或可與氯原子等相配位的金屬等。在這些物質中，適合的一種可根據用於成象的曝光光源的波長帶以及光電導體所需的光敏性進行選擇。酞菁化合物的使用量相對於10重量份樹脂粘合劑是5～500重量份，優選10～100重量份。
由於電荷生成層3僅具有電荷生成功能就足夠了，因此膜的厚度一般在可以獲得所需光敏性的範圍內，並設計成儘可能的薄，一般小於5um，優選小於1um。電荷生成層3主要包括電荷生成物質，該物質可與電荷遷移物質等混合。作為用於電荷生成層的粘合劑，諸如聚碳酸酯，聚酯，聚氨酯，聚醯胺，環氧聚合物，聚乙烯醇縮丁醛，苯氧基聚合物，聚矽氧烷，甲基丙烯酸酯或其共聚物以及其滷化物或其氰乙基化合物可適當的混合使用。
該電荷遷移層4是含有分散於樹脂粘合劑中的有機電荷遷移物質的塗膜，它在黑暗處作為保持光電導體電荷的絕緣層，而當接收光線時，其遷移由電荷生成層注入的電荷。對於用於電荷遷移層的樹脂粘合劑，可以使用聚碳酸酯，聚酯，聚苯乙烯以及甲基丙烯酸酯的聚合物和共聚物，重要的是它們要與電荷遷移物質有相容性以及機械，化學和電的穩定性和粘結性。在電荷遷移層4中，可使用聯苯乙烯基化合物，二元胺化合物，腙化合物，1，2-二苯乙烯化合物等中的任何一個作為電荷遷移物質。化合物的用量相對於100重量份的樹脂粘合劑是20～200重量份，優選30～150重量份。
電荷遷移層4的膜厚度優選為3～50um，更加優選為15～40um以保持實質有效的表面電位。
為了提高靈敏性、降低殘餘電位、改進耐候性或抗有害光線的穩定性等目的，可以根據需要向底塗層、電荷生成層和電荷遷移層加入電子接收物質、抗氧化劑、光穩定劑或類似物。
而且，在上述光敏層上可以提供表面保護層以提高耐候性和機械強度。希望該表面保護層基本上不會妨礙光的透射。
下面將參考實施方案對本發明作詳細說明。
實施方案1～4(兩步封閉)在圓柱的鋁基體(JIS 6063材料)利用車床切割成所要求的尺寸後，用除油劑(TOPALCLEAN 101，30g/l/60℃，2分鐘Okuno ChemicalIndustries Co.Ltd.)進行除油，並用水充分洗滌以除去除油劑。而後，在硫酸中(180g/l，20℃，25分鐘)，對該鋁基體進行陽極氧化(電流密度為1.0A/dm2，電解電壓為13.5～14.0V)以獲得厚度為7μm的陽極氧化膜。
使用濃度為2g/l的氟化鎳(TOP-SEAL L-100購於OkunoChemical Industries Co.Ltd.)進行2分鐘的第一步封閉處理。然後使用醋酸鎳(TOP-SEAL H298，40ml/lOkuno Chemical IndustriesCo.Ltd.)，在60、70、80和90℃(即四種不同溫度條件)溫度下，進行8分鐘的第二步封閉處理。
之後，該基體分別用熱的純水和純水分別進行2次超聲波洗滌。然後再用熱空氣處理以得到形成有陽極氧化膜的鋁基體(此後稱為「原始柱體」)。
下一步，把這樣得到的原始柱體用濃度為2重量％的鹼性洗滌劑(CASTROL 450Castrol Co.，Ltd)洗滌，用純水衝洗，用熱的純水在65℃下洗滌並乾燥。接著，製作電荷生成層，將10重量份的鈦氧基酞菁和10重量份的樹脂粘合劑(聚乙烯醇縮丁醛(BM-2SekisuiChemical Co.，Ltd.)分散在980重量份的四氫呋喃中以得到一塗覆液，然後進行浸塗，然後在100℃下乾燥30分鐘從而形成一具有膜厚約0.2μm的電荷生成層。下面，將100重量份的腙化合物和100重量份的聚碳酸樹脂(TOUGHZET B-500Idemitsu Kosan Co.，Ltd.)溶解在900重量份的二氯甲烷中以製備塗覆溶液，然後進行浸塗，然後在100℃下乾燥60分鐘從而形成一具有膜厚約25μm的電荷遷移層，於是得到一有機層壓型光電導體。
實施方案5～8(兩步封閉)在實施方案5～8中形成陽極氧化膜的過程中封閉處理的步驟中，該處理分別如實施方案1～4中那樣在同樣的條件下進行，除了在實施方案5～8中的氟化鎳(TOP-SEAL L-100Okuno Chemical Industries Co.，Ltd.)的濃度為4g/l外。
比較實施例1和2(一步封閉)在形成陽極氧化膜的過程中的封閉處理的步驟中，僅有一步的封閉處理是用醋酸鎳(TOP-SEAL H298，40ml/lOkuno Chemical IndustriesCo.，Ltd.)在60℃和80℃兩種溫度條件下進行8分鐘。其它的條件與實施方案1的相同。
比較實施例3和4(一步封閉)在形成陽極氧化膜的過程中的封閉處理的步驟中，僅有一步的封閉處理是用濃度為2g/l的氟化鎳(TOP-SEAL L-100Okuno ChemicalIndustries Co.，Ltd.)進行2分鐘和10分鐘(兩種條件下)。其它的條件與實施方案1的相同。
比較實施例5和6(一步封閉)在形成陽極氧化膜的過程中的封閉處理的步驟中，僅有一步的封閉處理是用濃度為4g/l的氟化鎳(TOP-SEAL L-100Okuno ChemicalIndustries Co.，Ltd.)進行2分鐘和10分鐘(兩種條件下)。其它的條件與實施方案1的相同。
如此製備的每一個光電導體安裝在數字式複印機上，該數字式複印機經改裝用於測量光電導體的表面電位，在初始時間以及在製作了100,000份複製件之後，測定在第一次轉動和第二次轉動之間的電荷電位差並對圖象進行評估。
評估結果如表2所示。
表2
在表中，圖象評估的結果如下所示。
好表示沒有觀察到霧翳的圖象缺陷。
×表示觀察到霧翳的圖象缺陷。
從表2所示的上述結果可見，通過進行兩步封閉處理，當按實施方案1～8形成鋁的陽極氧化膜，在用數字式複印機中在初始時間以及製作了100,000份複製件之後的第一次轉動和第二次轉動之間的電位差與比較實施例1～6中進行一步封閉處理的相比較已顯著地減少到15V或更低。而且，在圖象上沒有看到霧翳缺陷，因此得到非常好的結果。
如上所述，按照本發明在數字式複印機中，在運行的初始時間與在實際列印疲勞之後的電荷電位差是很小的，在沒有降低光電導體其它特性，甚至沒有進行預先充電而操作的情況下也會得到優質的圖象。
本發明通過各種實施方案進行了詳細描述，並且通過上述描述顯然本領域的熟練人員可以在較寬範圍內進行一些改變和變形而不超出本發明範圍，因此，覆蓋所有此種改變和變形的權利要求均落入本發明的真實精神內。
權利要求
1.一種製備用於電攝影光電導體的基體的方法，包括下列步驟在鋁基體的表面上形成陽極氧化膜；以氟化鎳作為封閉劑在特定的溫度下對所說的鋁基體進行第一次封閉處理，在該鋁基體上形成有所說的陽極氧化膜；以及以醋酸鎳作為封閉劑在特定的溫度下對所說的鋁基體進行第二次封閉處理，在該鋁基體上形成有所說的陽極氧化膜並且已通過以氟化鎳為封閉劑進行了所說的第一次封閉處理。
2.根據權利要求1的方法，其中所說的含有氟化鎳的封閉劑的濃度是0.8～20g/l，優選1.2～10g/l。
3.根據權利要求1的方法，其中在所說的第一次封閉處理中的特定溫度是10～35℃，優選20～30℃。
4.根據權利要求1的方法，其中所說的含有醋酸鎳的封閉劑的濃度是1.5～15g/l，優選5.0～10g/l。
5.根據權利要求1的方法，其中在所說的第二次封閉處理中的特定溫度是70～95℃，優選80～90℃。
6.一種用於電攝影光電導體的基體，包括鋁的基體；以及在所說的鋁基體上形成的陽極氧化膜；其中在所說的形成有鋁的陽極氧化膜的鋁基體通過以氟化鎳為封閉劑進行第一次封閉處理，之後通過以醋酸鎳為封閉劑進行第二次封閉處理。
7.根據權利要求6的用於電攝影光電導體的基體，其中所說的含有氟化鎳的封閉劑的濃度是0.8～20g/l，優選1.2～10g/l。
8.根據權利要求6的用於電攝影光電導體的基體，其中所說的第一次封閉處理是在10～35℃，優選20～30℃的溫度下進行的。
9.根據權利要求6的用於電攝影光電導體的基體，其中所說的含有醋酸鎳的封閉劑的濃度是1.5～15g/l，優選5.0～10g/l。
10.根據權利要求6的用於電攝影光電導體的基體，其中所說的第二次封閉處理是在70～95℃，優選80～90℃的溫度下進行的。
11.一種具有至少基體和層壓在所說基體上的光敏層的電攝影光電導體，其中所說的基體包括鋁基體，所說的鋁基體在其上形成有一陽極氧化膜，所說的具有陽極氧化膜的鋁基體通過以氟化鎳為封閉劑進行第一次封閉處理，然後通過以醋酸鎳為封閉劑進行第二次封閉處理。
12.根據權利要求11的電攝影光電導體，其中所說的含有氟化鎳的封閉劑的濃度是0.8～20g/l，優選1.2～10g/l。
13.根據權利要求11的電攝影光電導體，其中所說的第一次封閉處理是在10～35℃，優選20～30℃的溫度下進行的。
14.根據權利要求11的電攝影光電導體，其中所說的含有醋酸鎳的封閉劑的濃度是1.5～15g/l，優選5.0～10g/l。
15.根據權利要求11的電攝影光電導體，其中所說的光敏層含有作為電荷生成物質的酞菁。
全文摘要
對一種用於電攝影光電導體且表面上有一陽極氧化膜的基體進行兩步封閉處理,在該處理中,基體以氟化鎳為封閉劑進行封閉處理,然後以醋酸鎳為封閉劑進行封閉處理。因此,使用該基體用於電攝影光電導體的電攝影光電導體在第一次轉動和第二次轉動以及之後的轉動之間的電荷電位差是很小的,即使在列印之前沒有預先充電也不會產生霧翳圖象等缺陷。
文檔編號G03G5/06GK1206851SQ9811757
公開日1999年2月3日 申請日期1998年7月15日 優先權日1997年7月16日
發明者高木鬱夫, 矢萩秀隆, 坂口雅章, 中岸豐, 木村收 申請人:富士電機株式會社