CN101443709A - 底涂层形成用涂布液、具有涂布该涂布液而成的底涂层的感光体、使用该感光体的成像装置和使用该感光体的电子照相盒 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供:用于形成具有高稳定性的底涂层的涂布液;该涂布液的制造方法;高性能的电子照相感光体,该电子照相感光体能在各种使用环境下形成高画质的图像,并且不易出现黑点或色点等图像缺陷;以及使用该电子照相感光体的成像装置和电子照相盒。为此,在含有金属氧化物颗粒和粘结剂树脂的电子照相感光体的底涂层形成用涂布液中,使该底涂层形成用涂布液中的金属氧化物颗粒的个数平均粒径为0.10μm以下且累积10%粒径为0.060μm以下,所述个数平均粒径和所述累积10%粒径是利用动态光散射法测定的。
Description
技术领域
本发明涉及在通过涂布、干燥而形成电子照相感光体的底涂层时使用的底涂层形成用涂布液的制造方法、在底涂层(该底涂层是通过涂布由该方法制造的涂布液而形成的)上具有感光层的感光体、使用该感光体的成像装置和使用该感光体的电子照相盒。将由本发明的制造方法得到的底涂层形成用涂布液涂布、干燥,形成底涂层,在该底涂层上具有感光层的电子照相感光体能够很好地用于电子照相方式的打印机、传真机、复印机等。
背景技术
由于电子照相技术可以得到即时性、高品质的图像等,所以该技术近年来不仅在复印机领域,而且在各种打印机领域也正在被广泛应用。对于作为电子照相技术的核心的感光体,人们正在开发使用有机系的光电导材料作为感光体的光电导材料的有机感光体,与无机系的光电导材料相比,有机系的光电导材料具有无公害、制造容易等优点。通常有机感光体是在导电性支持体上形成感光层而成的,并且已知有所谓的单层型感光体和所谓的层积型感光体等,所述单层型感光体具有在粘结剂树脂中溶解或分散有光电导性材料的单层的感光层;所述层积型感光体具有由2个以上的层构成的感光层,其中层积有含有电荷产生物质的电荷产生层和含有电荷传输物质的电荷传输层。
有机感光体有时会因感光体使用环境的变化或反复使用导致的电学特性等的变化而在使用该感光体而形成的图像中出现种种缺陷,为了稳定地形成良好的图像,已知的方法有在导电性基板与感光层之间设置具有粘结剂树脂和二氧化钛颗粒的底涂层的方法(例如,参见专利文献1)。
从其生产率高的方面考虑,有机感光体所具有的层通常是通过涂布、干燥在各种溶剂中溶解或分散了材料的涂布液来形成的,对于含有二氧化钛颗粒和粘合剂树脂的底涂层来说,由于二氧化钛颗粒和粘合剂树脂在底涂层中是以不相容的状态存在的,所以,利用分散有二氧化钛颗粒的涂布液作为底涂层形成用涂布液进行涂布来形成底涂层。
以往,这种涂布液通常是利用球磨机、砂磨机、行星磨、辊磨机等公知的机械粉碎装置经长时间将二氧化钛颗粒湿式分散到有机溶剂中来制造的(例如参加专利文献1)。进而公开了在使用分散介质来分散底涂层形成用涂布液中的二氧化钛颗粒的情况下,通过使用二氧化钛或氧化锆材质的分散介质,能够提供即使在低温低湿条件下反复充电曝光特性也优异的电子照相感光体的技术(例如参见专利文献2)。但是,现有技术中,在图像方面和生产时涂布液的稳定性等各个方面对于形成更高品质的图像的要求存在很多性能上尚不充分之处。
专利文献1:日本特开平11-202519号公报
专利文献2:日本特开平6-273962号公报
发明内容
本发明是鉴于上述的电子照相技术的背景提出的,其目的在于提供具有高稳定性的底涂层形成用涂布液以及该底涂层形成用涂布液的制造方法、高性能的电子照相感光体、使用该感光体的成像装置和使用所述感光体的电子照相盒,所述高性能的电子照相感光体在各种使用环境下都能形成高画质的图像,并且不易出现黑点或色点等图像缺陷。
本发明人对于上述课题进行了深入研究,结果发现,通过使底涂层形成用涂布液中的金属氧化物颗粒的粒度处于特定范围,能够得到高性能的底涂层。此外还发现,通过使用粒径与通常使用的分散介质的粒径相比为特别小的粒径的分散介质作为在分散该金属氧化物颗粒时利用的分散介质,能够得到使用时的稳定性优异的底涂层形成用涂布液,并且,具有通过涂布、干燥该涂布液得到的底涂层的电子照相感光体在不同的使用环境中均有良好的电学特性,而且使用了该感光体的成像装置能形成高品质的图像且极难出现一般认为是由于绝缘破坏等而产生的黑点或色点等图像缺陷,从而完成了本发明。
即,本发明的第一要点在于底涂层形成用涂布液,该涂布液为含有金属氧化物颗粒和粘结剂树脂的电子照相感光体的底涂层形成用涂布液,其特征在于,该底涂层形成用涂布液中的金属氧化物颗粒的个数平均粒径为0.10μm以下且累积10%粒径为0.060μm以下,所述个数平均粒径和所述累积10%粒径是通过动态光散射法测定的(权利要求1)。
并且,本发明的第二要点在于电子照相感光体的底涂层形成用涂布液的制造方法,该制造方法为含有金属氧化物颗粒和粘结剂树脂的电子照相感光体的底涂层形成用涂布液的制造方法,其特征在于,作为该金属氧化物颗粒,使用在湿式搅拌球磨机中用平均粒径5μm~200μm的介质分散后的金属氧化物颗粒,该底涂层形成用涂布液中的金属氧化物颗粒的个数平均粒径为0.10μm以下且累积10%粒径为0.060μm以下,所述个数平均粒径和所述累积10%粒径是通过动态光散射法测定的(权利要求2),此时优选的是:作为所述湿式搅拌球磨机,使用具有定子、设置在该定子一端的浆料供给口、设置在该定子另一端的浆料排出口、用于将填充在该定子内的所述介质和从该供给口供给的所述浆料搅拌混合的转子以及分离器的湿式搅拌球磨机,所述分离器与所述排出口连接并且被设置成能够旋转,该分离器通过离心力的作用将所述介质和所述浆料分离,并将该浆料从排出口排出(权利要求3),并且优选:所述湿式搅拌球磨机为具有连接在所述排出口的分离器的湿式搅拌球磨机,所述分离器与所述转子一体旋转,通过离心力的作用将所述介质和所述浆料分离后将所述浆料从所述排出口排出,其中,所述分离器为具有相对向的两片盘、叶片和支持单元的叶轮型分离器,所述两片盘在相对向的内侧面具有叶片的嵌合槽,所述叶片嵌合于嵌合槽并处于两片盘之间,所述支持单元从两侧夹持其间存在有叶片的盘(权利要求4)。
并且,本发明的第三要点在于底涂层形成用涂布液的制造方法,该制造方法为含有金属氧化物颗粒和粘结剂树脂的电子照相感光体的底涂层形成用涂布液的制造方法,其特征在于,该方法中,将所述金属氧化物颗粒的个数平均粒径为0.10μm以下的小粒径分散液和个数平均粒径与该小粒径分散液的个数平均粒径不同的分散液混合,所述个数平均粒径是通过动态光散射法测定的(权利要求5)。
并且,本发明的第四要点在于底涂层形成用涂布液,其特征在于,所述涂布液是通过本发明的底涂层形成用涂布液的制造方法制造的(权利要求6)。
并且,本发明的第五要点在于电子照相感光体,其特征在于,所述电子照相感光体具有将本发明的底涂层形成用涂布液涂布干燥而成的底涂层(权利要求7)。此时,优选:底涂层的膜厚为0.1μm~10μm,并且含有电荷传输物质的层的膜厚为5μm~15μm(权利要求8)。
并且,本发明的第六要点在于成像装置,该成像装置具有电子照相感光体、使该感光体带电的充电单元、对带电的所述感光体进行像曝光以形成静电潜像的像曝光单元、利用调色剂将所述静电潜像显影的显影单元和将调色剂转印到被转印体上的转印单元,其特征在于,其使用的感光体是本发明的电子照相感光体(权利要求9)。此时,优选所述充电单元与所述电子照相感光体接触配置(权利要求10),并且优选用于所述像曝光单元的曝光用光的波长为350nm~600nm(权利要求11)。
此外,本发明的第七要点在于电子照相盒,该电子照相盒具有电子照相感光体以及选自使该感光体带电的充电单元和用调色剂将形成在该感光体上的静电潜像显影的显影单元中的至少一个单元,其特征在于,其使用的感光体是第五要点(权利要求7或8)所述的电子照相感光体(权利要求12),此时优选:该电子照相盒为具有充电单元的电子照相盒,其中所述充电单元与所述电子照相感光体接触配置(权利要求13)。
通过本发明,底涂层形成用涂布液处于稳定的状态,不会出现凝胶化、或分散的二氧化钛颗粒发生沉淀的现象,可以长期保存和使用。另外,该涂布液在使用时以粘性为主的物理性质的变化小,连续在支持体上涂布、干燥形成感光层时,所制造的各感光层的膜厚均匀。并且,具有使用通过本发明的方法制造的涂布液形成的底涂层的电子照相感光体在低温低湿条件下也具有稳定的电学特性,感光体电学特性优异。进而,根据使用了本发明的电子照相感光体的成像装置,能形成黑点或色点等图像缺陷极少的良好图像,特别是利用与该电子照相感光体接触配置的充电单元进行充电的成像装置中,能形成黑点或色点等图像缺陷极少的良好的图像。另外,根据使用本发明的电子照相感光体并且曝光单元所使用的光的波长为350nm~600nm的成像装置,能因初期带电电位和灵敏度高而得到高品质的图像。
附图说明
图1为示意表示本发明的湿式搅拌球磨机的构成的纵截面图。
图2为表示本发明的成像装置的一实施方式的主要部分构成的简图。
图3为实施例中使用的氧钛酞菁的X射线衍射图。
符号说明
1 感光体
2 充电装置(充电辊)
3 曝光装置
4 显影装置
5 转印装置
6 清洁装置
7 定影装置
41 显影槽
42 搅拌器
43 供给辊
44 显影辊
45 调整部件
71 上部定影部件(定影辊)
72 下部定影部件(定影辊)
73 加热装置
T 调色剂
P 转印材(纸张、介质)
14 分离器
15 轴
16 夹套
17 定子
19 排出路
21 转子
24 皮带轮
25 回转接头
26 原料浆料供给口
27 筛支架
28 筛(screen)
29 制品浆料取出口
31 盘
32 叶片
35 阀体
具体实施方式
下面,对本发明的实施方式进行详细说明,但是下面记载的构成要点的说明为本发明的实施方式的代表例,在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行适宜变形来实施。
本发明涉及电子照相感光体的底涂层形成用涂布液、该涂布液的制造方法、具有将该涂布液进行涂布而形成的底涂层的电子照相感光体、使用该电子照相感光体的成像装置和使用该电子照相感光体的电子照相盒。本发明的电子照相感光体为在导电性支持体上具有底涂层和感光层的感光体。本发明的底涂层设置于导电性支持体和感光层之间,其具有如下功能:改善导电性支持体与感光层的粘接性、掩盖导电性支持体的污损或损伤等、防止由于杂质或表面物理性质的不均匀化引起的载流子注入、改善电学特性的不均匀性、防止由于反复使用引起的表面电位下降、防止局部表面电位变动(其为产生图像品质缺陷的原因)等功能,该底涂层不是表现出光电特性所必须的层。
[I.底涂层形成用涂布液]
本发明的底涂层形成用涂布液用于形成底涂层,其含有金属氧化物颗粒和粘结剂树脂。并且,通常本发明的底涂层形成用涂布液含有溶剂。进而,在不显著损害本发明的效果的范围内,本发明的底涂层形成用涂布液还可以含有其他成分。
并且,在本发明中,优选将金属氧化物颗粒的个数平均粒径为0.10μm以下的小粒径分散液和具有与该小粒径分散液的个数平均粒径不同的个数平均粒径的分散液混合,从而制造底涂层形成用涂布液,所述个数平均粒径是利用动态光散射法测定的。此处个数平均粒径不同的液体是指,个数平均粒径的数值相差1%以上的液体。考虑到分散稳定性等的情况下,用于混合的液体的个数平均粒径优选为2.0μm以下,通常为1μm以下。
相对于金属氧化物的分散液整体,优选含有1%以上个数平均粒径为0.10μm以下的小粒径分散液,更优选为5%以上,进一步优选为20%以上。此外,上限不需要特别设置,但是现实中优选为99.5%以下。
混合上述两种以上分散液而形成的底涂层形成用涂布液优选个数平均粒径(其利用动态光散射法测得)为0.10μm以下,更优选在此基础上累积10%粒径为0.060μm以下。
并且,分散液可以以含有粘结剂的状态混合,也可以以不含粘结剂的状态混合。但是,不含粘结剂的液体的分散状态不稳定,因此不含粘结剂时,优选在分散液混合后24小时以内混合粘结剂。
[I-1.金属氧化物颗粒]
[I-1-1.金属氧化物颗粒的种类]
作为本发明的底涂层所含有的金属氧化物颗粒,也可以使用能够用于电子照相感光体的任意金属氧化物颗粒。
当举出形成金属氧化物颗粒的金属氧化物的具体例时,可以举出二氧化钛、氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化锌、氧化铁等含有一种金属元素的金属氧化物;钛酸钙、钛酸锶、钛酸钡等含有两种以上的金属元素的金属氧化物等。在这些物质之中,优选由带隙为2~4eV的金属氧化物形成的金属氧化物颗粒。这是因为,如果带隙过小,则易发生来自导电性支持体的载流子注入,形成图像时易出现黑点或色点等缺陷,如果带隙过大,则电子的俘获阻碍电荷的移动,电学特性有可能恶化。
此外,金属氧化物颗粒既可以仅使用一种颗粒,也可以以任意组合和比例合用两种以上的颗粒。并且,金属氧化物颗粒可以使用仅由一种金属氧化物形成的颗粒,也可以是以任意组合和比例合用两种以上金属氧化物而形成的颗粒。
在形成上述的金属氧化物颗粒的金属氧化物中,优选二氧化钛、氧化铝、氧化硅和氧化锌,更优选二氧化钛和氧化铝,特别优选二氧化钛。
另外,只要不显著损害本发明的效果,金属氧化物颗粒的晶型是任意的。例如对使用二氧化钛作为金属氧化物的金属氧化物颗粒(即,二氧化钛颗粒)的晶型没有限制,金红石、锐钛矿、板钛矿、无定形均可以使用。并且,二氧化钛颗粒的晶型可以包含上述结晶状态不同的多种结晶状态的晶型。
进而,可以对金属氧化物颗粒的表面进行各种表面处理。例如,可以利用氧化锡、氧化铝、氧化锑、氧化锆、氧化硅等无机物或硬脂酸、多元醇、有机硅化合物等有机物等处理剂实施处理。
特别是使用二氧化钛颗粒作为金属氧化物颗粒时,优选利用有机硅化合物进行表面处理。作为有机硅化合物,可以举出例如,二甲基聚硅氧烷、聚甲基氢硅氧烷等硅油;甲基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷等有机硅烷;六甲基二硅氮烷等硅氮烷;乙烯基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷等硅烷偶联剂等。
此外,金属氧化物颗粒特别优选利用下式(i)的结构表示的硅烷处理剂进行处理。该硅烷处理剂为与金属氧化物颗粒的反应性好的处理剂。
上式(i)中,R1和R2各自独立地表示烷基。对R1和R2的碳原子数没有限制,然而所述碳原子数通常为1以上,且通常为18以下,优选为10以下,更优选为6以下,特别为3以下。由此,可以得到处理剂与金属氧化物颗粒的反应性是合适的这样的优点。如果碳原子数过多,则有可能处理剂与金属氧化物颗粒的反应性降低,或者处理后的金属氧化物颗粒在涂布液中的分散稳定性降低。
若举出R1和R2之中合适的实例,可以举出甲基、乙基、丙基等。
并且,在上式(i)中,R3表示烷基或烷氧基。对R3的碳原子数没有限制,然而所述碳原子数通常为1以上,且通常为18以下,优选为10以下,更优选为6以下,特别优选为3以下。由此,可以得到处理剂与金属氧化物颗粒的反应性合适这样的优点。如果碳原子数过多,则有可能处理剂与金属氧化物颗粒的反应性降低,或者处理后的金属氧化物颗粒在涂布液中的分散稳定性降低。
若举出R3之中合适的实例,可以举出甲基、乙基、甲氧基、乙氧基等。此外,这些经表面处理的金属氧化物颗粒的最表面通常用如上所述的处理剂进行处理。此时,上述的表面处理可以仅进行1种表面处理,也可以以任意组合进行两种以上的表面处理。例如,在用上述的式(i)表示的硅烷处理剂进行表面处理之前可以用氧化铝、氧化硅或氧化锆等处理剂等进行处理。并且,也可以以任意组合和比例合用实施了不同的表面处理的金属氧化物颗粒。
在本发明所涉及的金属氧化物颗粒之中,可以举出已商品化的金属氧化物颗粒的实例。但是,本发明所涉及的金属氧化物颗粒并不限于以下例示出的商品。
作为二氧化钛颗粒的具体的商品实例,可以举出,未实施表面处理的超微粒二氧化钛“TTO-55(N)”;实施了Al2O3被覆的超微粒二氧化钛“TTO-55(A)”、“TTO-55(B)”;利用硬脂酸实施了表面处理的超微粒二氧化钛“TTO-55(C)”;利用Al2O3和有机硅氧烷实施了表面处理的超微粒二氧化钛“TTO-55(S)”;高纯度二氧化钛“CR-EL”;硫酸法二氧化钛“R-550”、“R-580”、“R-630”、“R-670”、“R-680”、“R-780”、“A-100”、“A-220”、“W-10”;氯化法二氧化钛“CR-50”、“CR-58”、“CR-60”、“CR-60-2”、“CR-67”;导电性二氧化钛“SN-100P”、“SN-100D”、“ET-300W”;(以上为石原产业株式会社制造)等。并且以“R-60”、“A-110”、“A-150”等二氧化钛为首,还可以举出实施了Al2O3被覆的“SR-1”、“R-GL”、“R-5N”、“R-5N-2”、“R-52N”、“RK-1”、“A-SP”;实施了SiO2、Al2O3被覆的“R-GX”、“R-7E”;实施了ZnO、SiO2、Al2O3被覆的“R-650”;实施了ZrO2、Al2O3被覆的“R-61N”;(以上为堺化学工业株式会社制造);等。此外还可以举出:用SiO2、Al2O3进行了表面处理的“TR-700”;用ZnO、SiO2、Al2O3进行了表面处理的“TR-840”、“TA-500”;以及“TA-100”、“TA-200”、“TA-300”等表面未处理的二氧化钛;用Al2O3实施了表面处理的“TA-400”(以上为富士钛工业株式会社制造);未实施表面处理的“MT-150W”、“MT-500B”;用SiO2、Al2O3进行了表面处理的“MT-100SA”、“MT-500SA”;用SiO2、Al2O3和有机硅氧烷进行了表面处理的“MT-100SAS”、“MT-500SAS”(TAYCA株式会社制造)等。此外,作为氧化铝颗粒的具体商品的实例,可以举出“Aluminium Oxide C”(NIPPON AEROSIL社制造)等。
此外,作为氧化硅颗粒的具体的商品实例,可以举出“200CF”、“R972”(NIPPON AEROSIL社制造)、“KEP-30”(日本触媒株式会社制造)等。
此外,作为氧化锡颗粒的具体的商品实例,可以举出“SN-100P”(石原产业株式会社制造)等。
此外,作为氧化锌颗粒的具体的商品实例,可以举出“MZ-305S”(TAYCA株式会社制造)等。
[I-1-2.金属氧化物颗粒的物性]
对于本发明的金属氧化物颗粒,关于其粒径分布,以下要点是成立的。即,本发明的底涂层形成用涂布液中的金属氧化物颗粒的个数平均粒径(其利用动态光散射法测定,下文中有时称为Mp)通常为0.10μm以下,优选为95nm以下,更优选为90nm以下。对个数平均粒径的下限没有特别限制,但是通常为20nm以上。通过使个数平均粒径满足上述范围,本发明的电子照相感光体在低温低湿下的反复曝光-充电特性稳定,能够抑制所得到的图像上出现黑点、色点等图像缺陷。金属氧化物颗粒的个数平均粒径大于0.10μm时,液体中的沉淀和粘性变化较大,其结果底涂层形成后的膜厚和表面性不均匀,因此有可能对在底涂层上形成的层(电荷产生层等)的品质也产生不良影响。
并且,在此基础上金属氧化物颗粒的累积10%粒径(下文中有时称为D10)通常为0.060μm以下,优选为55nm以下,更优选为50nm以下,且优选为10nm以上,更优选为20nm以上。
在本发明中,累积10%粒径是指,利用动态光散射法测定的金属氧化物颗粒的粒度分布中,以金属氧化物颗粒的集体的总体积为100%,求出从小粒径侧开始的体积粒度分布累积曲线时,该曲线达到10%的点的粒径。
对于现有的电子照相感光体,在一些情况下底涂层中含有能够贯通底涂层的表里的程度的大的金属氧化物颗粒,因存在该大金属氧化物颗粒,而有可能在成像时产生缺陷。此外,在使用接触式装置作为充电单元的情况中,还有如下可能性:在对感光层进行充电时电荷通过该金属氧化物颗粒从导电性基体移动到感光层,不能适当地进行充电。但是,对于本发明的电子照相感光体,个数平均粒径和累积10%粒径非常小,因此如上所述,成为缺陷的原因的大的金属氧化物颗粒非常少。其结果,本发明的电子照相感光体能够抑制缺陷的发生以及避免不能适当地充电,从而能够形成高品质的图像。
[I-1-3.粒度分布的测定方法]
本发明的金属氧化物颗粒的上述个数平均粒径(Mp)和上述累积10%粒径(D10)是在本发明的底涂层形成用涂布液中利用动态光散射法对金属氧化物颗粒直接进行测定得到的值。此时,无论金属氧化物颗粒处于什么样的存在形态,均使用通过上述动态光散射法测定得到的值。
动态光散射法如下:将激光照射到颗粒上,检测出与微小分散的颗粒的布朗运动的速度相对应的相位不同的光散射(多普勒频移),从而求出粒度分布。本发明的底涂层形成用涂布液中的金属氧化物颗粒的各种粒径的值为在底涂层形成用涂布液中金属氧化物颗粒稳定分散时的值,并不是指作为分散前的粉体的金属氧化物颗粒、湿滤饼的粒径。在实际测定中,对于所述个数平均粒径(Mp)和累积10%粒径(D10),具体地说,使用动态光散射方式粒度分析仪(日机装社制造,MICROTRAC UPA model:9340-UPA,以下简称为UPA)在如下设定下进行测试。具体的测定操作基于所述粒度分析仪的操作说明书(日机装社制,书类No.T15-490A00,修订No.E)进行。此外,利用动态光散射方式粒度分析仪还能够测定体积平均粒径(下文中,有时称为Mv)。
·动态光散射方式粒度分析仪的设定
测定上限:5.9978μm
测定下限:0.0035μm
通道数:44
测定时间:300sec.
测定温度:25℃
颗粒透过性:吸收
颗粒折射率:N/A(不适用)
颗粒形状:非球形
密度:4.20g/cm3(*)
分散介质种类:用于底涂层形成用涂布液的溶剂
分散介质折射率:用于底涂层形成用涂布液的溶剂的折射率
(*)密度的值是二氧化钛颗粒的情况下的密度值,其他颗粒的情况下使用上述操作说明书中记载的数值。
此外,在本发明中,只要不特别声明,使用甲醇和1-丙醇的混合溶剂(重量比:甲醇/1-丙醇=7/3;折射率=1.35)作为分散介质。
测定时底涂层形成用涂布液过浓,其浓度处于测定装置可以测定的范围外的情况下,以甲醇和1-丙醇的混合溶剂(重量比:甲醇/1-丙醇=7/3;折射率=1.35)稀释底涂层形成用涂布液,以使该底涂层形成用涂布液的浓度处于测定装置能够测定的范围内。例如,对于上述UPA的情况,利用甲醇和1-丙醇的混合溶剂稀释底涂层形成用涂布液,以使适合测定的样品浓度指数(信号电平(SIGNAL LEVEL))为0.6~0.8。
可以认为,即使如此进行稀释,底涂层形成用涂布液中的金属氧化物颗粒的体积粒径也不变化,因此,进行了上述稀释,以稀释后所测定的个数平均粒径(Mp)和累积10%粒径(D10)作为在本发明的底涂层形成用涂布液中利用动态光散射法测定的金属氧化物颗粒的个数平均粒径(Mp)和累积10%粒径(D10)来处理。
个数平均粒径Mp是根据通过上述测定得到的金属氧化物颗粒的粒度分布的结果由下式(A)计算得到的值。
此外,体积平均粒径Mv是根据通过上述测定得到的金属氧化物颗粒的粒度分布的结果由下式(B)计算得到的值。
此外,在式(A)和式(B)中,n表示颗粒个数,v表示颗粒体积,d表示粒径。
[I-1-4.其他物性]
对本发明的金属氧化物颗粒的平均一次粒径没有限制,只要不显著损害本发明的效果,所述平均一次粒径是任意的。但是,本发明的金属氧化物颗粒的平均一次粒径通常为1nm以上,优选为5nm以上,并且通常为100nm以下,优选为70nm以下,更优选为50nm以下。
此外,所述平均一次粒径可以由利用透射电子显微镜(Transmissionelectron microscope:以下适宜称为“TEM”)直接观察到的颗粒径的算术平均值求出。
此外,对本发明的金属氧化物颗粒的折射率也没有限制,可以使用具有任意折射率的金属氧化物颗粒,只要该金属氧化物颗粒能够用于电子照相感光体即可。本发明的金属氧化物颗粒的折射率通常为1.3以上,优选为1.4以上,更优选为1.5以上,且通常为3.0以下,优选为2.9以下,更优选为2.8以下。
此外,金属氧化物颗粒的折射率可以使用记载于各种出版物的文献值。例如,根据《フイラ—活用辞典》(フイラ—研究会编,大成社,1994),金属氧化物颗粒的折射率如下表1所示。
表1
在本发明的底涂层形成用涂布液中,金属氧化物颗粒与粘结剂树脂的使用比例是任意的,只要不显著损害本发明的效果即可。但是,在本发明的底涂层形成用涂布液中,相对于1重量份粘结剂树脂,金属氧化物颗粒以如下范围使用:通常为0.5重量份以上,优选为0.7重量份以上,更优选为1.0重量份以上,并且通常为4重量份以下,优选为3.8重量份以下,更优选为3.5重量份以下。如果金属氧化物颗粒相对于粘结剂树脂过少,则电子照相感光体的电学特性有可能恶化,特别是残余电位有可能上升。此外,如果金属氧化物颗粒相对于粘结剂树脂过多,则在使用该感光体形成的图像上的黑点、色点等图像缺陷可能会增加。
[I-1-5.其他物性的测定方法]
将本发明的底涂层形成用涂布液分散在甲醇与1-丙醇以7:3的重量比混合成的混合溶剂中而得到的液体的、对波长400nm的光的吸光度与对波长1000nm的光的吸光度之差在金属氧化物颗粒的折射率为2.0以上的情况下优选为1.0(Abs)以下,在金属氧化物颗粒的折射率为2.0以下的情况下所述差优选为0.02(Abs)以下。
该光透过率可以利用通常公知的分光光度计(absorptionspectrophotometer)测定。测定光透过率时的池尺寸、试样浓度等的条件根据所使用的金属氧化物颗粒的粒径、折射率等物性的不同而变化,因此在要测定的波长区域(在本发明中,为400nm~1000nm)中,适宜地调整试样浓度,以使浓度不超过检测器的测定限。通常调整试样浓度,以使液体中的金属氧化物颗粒的量达到0.0075重量%~0.012重量%。
此外,关于测定时的池尺寸(光程长),使用10mm光程的池。可以使用任意的池,只要所使用的池在400nm~1000nm的范围实质上透明即可,但是优选使用石英池,特别优选使用试样池和标准池的透过率特性之差处于特定范围内的配对比色池。
[I-2.粘结剂树脂]
作为本发明的底涂层形成用涂布液中使用的粘结剂树脂,可以使用任意的粘结剂树脂,只要不显著损害本发明的效果即可。通常使用如下粘结剂树脂,该粘结剂树脂可溶于有机溶剂等溶剂,并且形成后的底涂层不溶于感光层形成用的涂布液所使用的有机溶剂等溶剂,或者底涂层在感光层形成用的涂布液所使用的有机溶剂等溶剂中的溶解性低而实质上不发生混合。
作为这样的粘结剂树脂,可以使用例如苯氧树脂、环氧树脂、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、酪蛋白、聚丙烯酸、纤维素类、明胶、淀粉、聚氨酯、聚酰亚胺、聚酰胺等树脂,这些树脂可以单独使用或者与固化剂一起以固化的形式使用。其中,醇可溶性的共聚聚酰胺、改性聚酰胺等聚酰胺树脂显示出良好的分散性和涂布性而优选。
作为聚酰胺树脂,可以举出例如使尼龙-6、尼龙-66、尼龙-610、尼龙-11、尼龙-12等共聚得到的所谓的共聚尼龙;如N-烷氧基甲基改性尼龙、N-烷氧基乙基改性尼龙那样对尼龙进行了化学改性的类型等的醇可溶性尼龙树脂等。作为具体商品,可以举出例如“CM4000”、“CM8000”(以上为东丽制造);“F-30K”、“MF-30”、“EF-30T”(以上为长瀬化成株式会社制造)等。
在这些聚酰胺树脂之中,特别优选使用含有与下式(ii)表示的二胺对应的二胺成分(以下适宜称为“与式(ii)对应的二胺成分”)作为构成成分的共聚聚酰胺树脂。
在上式(ii)中,R4~R7表示氢原子或有机取代基。m、n各自独立地表示0~4的整数。此外,当取代基为两个以上时,这些取代基可以相同,也可以不同。
作为R4~R7表示的有机取代基,其适宜的基团的实例可举出可以含有杂原子的烃基。作为其中优选的实例,可以举出例如甲基、乙基、正丙基、异丙基等烷基;甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基等烷氧基;苯基、萘基、蒽基、芘基等芳基,进一步优选烷基或烷氧基。特别优选甲基、乙基。
此外,以R4~R7表示的有机取代基的碳原子数是任意的,只要不显著损害本发明的效果即可,但通常为20以下,优选为18以下,更优选为12以下,并且通常为1以上。如果碳原子数过大,则聚酰胺树脂在溶剂中的溶解性恶化,涂布液发生凝胶化,或者即使暂时溶解,随着时间的流逝,涂布液有可能会出现白浊或者发生凝胶化。
含有与上式(ii)对应的二胺成分作为构成成分的共聚聚酰胺树脂还可以含有除与式(ii)对应的二胺成分以外的构成成分(以下适宜简称为“其他聚酰胺构成成分”)作为构成单元。作为其他聚酰胺构成成分,可以举出例如γ-丁内酰胺、ε-己内酰胺、月桂基内酰胺等内酰胺类;1,4-丁烷二羧酸、1,12-十二烷二羧酸、1,20-二十烷二羧酸等二羧酸类;1,4-丁二胺、1,6-己二胺、1,8-辛二胺、1,12-十二烷二胺等二胺类;哌嗪等。此时,对于所述共聚聚酰胺树脂,可以举出使其构成成分进行例如二元共聚、三元共聚、四元共聚等而形成的共聚物。
含有与上式(ii)对应的二胺成分作为构成成分的共聚聚酰胺树脂在含有其他聚酰胺构成成分作为结构单元的情况下,对与式(ii)对应的二胺成分在全部构成成分中所占的比例没有限制,然而该比例通常为5mol%以上,优选为10mol%以上,更优选为15mol%以上,并且通常为40mol%以下,优选为30mol%以下。如果与式(ii)对应的二胺成分过多,则涂布液的稳定性可能变差,如果所述二胺成分过少,则在高温高湿度条件下的电学特性的变化增大,电学特性相对于环境变化的稳定性可能变差。
以下给出上述共聚聚酰胺树脂的具体例。其中,在具体例中共聚比例表示单体的投料比例(摩尔比例)。
<<<聚酰胺的具体例>>>
对上述的共聚聚酰胺的制造方法没有特别限制,通常的聚酰胺的缩聚方法是适合使用的。可以适合地使用例如熔融聚合法、溶液聚合法、界面聚合法等缩聚方法。此外,在聚合时,聚合体系中可以含有例如乙酸、苯甲酸等一元酸;己胺、苯胺等一元碱等作为分子量调节剂。
此外,粘结剂树脂可以单独使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。
此外,对本发明的粘结剂树脂的数均分子量也没有限制。例如,使用共聚聚酰胺作为粘结剂树脂时,共聚聚酰胺的数均分子量通常为10000以上,优选为15000以上,并且通常为50000以下,优选为35000以下。数均分子量过小或者过大,均容易变得难以保持底涂层的均匀性。
本发明的底涂层形成用涂布液中的粘结剂树脂的含量是任意的,只要不显著损害本发明的效果即可。但是,本发明的底涂层形成用涂布液中的粘结剂树脂的含量通常为0.5重量%以上,优选为1重量%以上,且通常为20重量%以下,优选为10重量%以下。
[I-3.溶剂]
作为在本发明的底涂层形成用涂布液中使用的溶剂(底涂层用溶剂),可以使用任意的溶剂,只要该溶剂能够使本发明的粘结剂树脂溶解即可。作为所述溶剂,通常使用有机溶剂。若举出溶剂的实例,可以举出甲醇、乙醇、1-丙醇或2-丙醇等碳原子数为5以下醇类;三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、二氯甲烷、三氯乙烯、四氯化碳、1,2-二氯丙烷等卤代烃类;二甲基甲酰胺等含氮有机溶剂类;甲苯、二甲苯等芳香族烃类等。
并且,上述溶剂可以单独使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。此外,即使是单独用该溶剂不能将本发明的粘结剂树脂溶解的溶剂,也可以使用,只要通过制成该溶剂与其他溶剂(例如上述例示的有机溶剂等)的混合溶剂而能够溶解粘结剂树脂即可。一般使用混合溶剂时能够减小涂布不均。
在本发明的底涂层形成用涂布液中,溶剂与金属氧化物颗粒、粘结剂树脂等固体成分的量的比根据底涂层形成用涂布液的涂布方法的不同而不同,在所应用的涂布方法中适宜改变所述比例以形成均匀的涂膜来进行使用即可。
[I-4.其他成分]
本发明的底涂层形成用涂布液也可以含有除上述的金属氧化物颗粒、粘结剂树脂和溶剂以外的成分,只要不显著损害本发明的效果即可。例如,在底涂层形成用涂布液中可以含有添加剂作为其他成分。
作为添加剂,可以举出例如亚磷酸钠、次磷酸钠、亚磷酸、次磷酸或受阻酚所代表的热稳定剂或其他聚合添加剂等。此外,添加剂可以单独使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。
[I-5.本发明的底涂层形成用涂布液的优点]
本发明的底涂层形成用涂布液的保存稳定性高。作为保存稳定性的指标,有各种指标,例如,对于本发明的底涂层形成用涂布液,其制作时与室温保存120天后的粘度变化率(即,用保存120天后的粘度与制作时的粘度之差除以制作时的粘度而得到的值)通常为20%以下,优选为15%以下,更优选为10%以下。此外,粘度可以使用E型粘度计(TOKIMEC社制造,制品名ED),利用基于JIS Z 8803的方法来测定。
并且,只要使用本发明的底涂层形成用涂布液,就能够以高品质且高效率地制造电子照相感光体。
[II.底涂层形成用涂布液的制造方法]
本发明的底涂层形成用涂布液是如上所述那样含有金属氧化物颗粒的物质,金属氧化物颗粒以被分散在底涂层形成用涂布液中的方式存在。因此,本发明的底涂层形成用涂布液的制造方法通常具有使金属氧化物颗粒分散的分散工序,如果在该分散工序中利用本发明的制造方法,则对于其他工序的除了本发明所规定的要件以外的条件没有特别限制。
[II-1.金属氧化物颗粒的分散]
在本发明中为了使金属氧化物颗粒分散,利用湿式搅拌球磨机分散该金属氧化物颗粒,所述湿式搅拌球磨机具有:定子;设置在定子的一端的浆料供给口;设置在定子的另一端的浆料排出口;转子,用于将填充在定子内的介质和从供给口供给的浆料搅拌混合;和分离器,在离心力的作用下分离成介质和浆料,并通过排出口将浆料排出。
此外,对于该湿式搅拌球磨机,优选该金属氧化物颗粒所接触的球磨机的至少一部分由杨氏模量为150~250GPa的陶瓷材料形成。分散时,优选使用平均粒径为5μm~200μm的分散介质进行分散处理。
分散时,将金属氧化物颗粒在溶剂(以下适宜将分散时使用的溶剂称为“分散溶剂”)中进行湿式分散即可,湿式分散时供给的浆料至少含有金属氧化物颗粒和分散溶剂。通过该分散工序,本发明的金属氧化物颗粒被分散,特别是特性上的优选的金属氧化物颗粒具有上述的规定的粒径分布。并且,分散溶剂可以使用在底涂层形成用涂布液中使用的溶剂,也可以使用除此以外的溶剂。但是,使用除底涂层形成用涂布液中使用的溶剂以外的溶剂作为分散溶剂时,分散后将金属氧化物颗粒和用于底涂层形成用涂布液的溶剂混合,或者进行溶剂交换,但是此时,优选的是,进行上述混合或溶剂交换等时不使金属氧化物颗粒发生凝集而失去规定的粒径分布。在湿式分散的方法中,特别优选利用分散介质进行分散的方法。
作为湿式搅拌球磨机,使用具有如下部件的湿式搅拌球磨机:定子;设置在定子的一端的浆料供给口;设置在定子的另一端的浆料的排出口;转子,用于将填充在定子内的介质和从供给口供给的浆料搅拌混合;和分离器,其通过离心力的作用分离成介质和浆料,并由排出口将浆料排出。只要是这样的湿式搅拌球磨机,则对定子、转子、分离器等的形状和方式不特别限定,例如所使用的转子的形状可以是平板型、垂直杆型、水平杆型等任意形状。并且可以是立式、卧式中的任意一种。
此外,所述分散装置可以仅以一种来实施,也可以任意组合两种以上分散装置来实施。
在本发明的电子照相感光体用的底涂层形成用涂布液的制造方法中,进行分散时,使用平均粒径通常为5μm以上、优选为10μm以上、且通常为200μm以下、优选为100μm以下的分散介质。小粒径的分散介质的情况下,具有在短时间得到均匀的分散液的倾向,但是如果粒径过小,则有分散介质的质量过度减小而无法进行高效率的分散的可能性。
于是,在湿式搅拌球磨机中使用具有上述平均粒径的分散介质进行分散,使用经这样分散的金属氧化物颗粒制造出的底涂层形成用涂布液良好地满足本发明的底涂层形成用涂布液的要件。
此外,制造用于混合的液体时,优选用于混合的两种以上的液体分别使用粒径不同的分散介质而分散有金属氧化物颗粒。各液体的分散介质粒径之差优选至少为10μm以上,进一步优选为30μm以上。所述分散介质粒径之差的上限优选为20mm以下,更优选为10mm以下,进一步优选为6mm以下。并且,用于混合的至少一种液体优选使用了上述液体循环型湿式搅拌球磨机。
分散介质通常为接近圆球的形状,因此,可以通过例如利用JIS Z8801:2000等中记载的筛来筛分的方法或者利用图像解析进行测定,来求出平均粒径,并且可以利用阿基米德法来测定密度。具体地说,例如可以利用(株)NIRECO制造的LUZEX50等所代表的图像解析装置来测定分散介质的平均粒径和圆球度。
对分散介质的密度没有限制,然而通常使用密度为5.5g/cm3以上的分散介质,密度优选为5.9g/cm3以上,更优选为6.0g/cm3以上。一般,使用更高密度的分散介质进行分散时,具有在短时间得到均匀的分散液的倾向。作为分散介质的圆球度,优选使用圆球度为1.08以下的分散介质,更优选使用圆球度为1.07以下的分散介质。
作为分散介质的材质,只要是不溶于上述浆料所含有的分散溶剂且比重大于上述浆料的材质,并且不与浆料发生反应或者不使浆料改性,就可以使用公知的任意的分散介质。作为其实例,可以举出铬球(球轴承用钢球)、碳球(碳钢球)等钢球;不锈钢球;氮化硅球、碳化硅、氧化锆、氧化铝等陶瓷球;涂布有氮化钛、碳氮化钛等的膜的球;等。这些之中优选陶瓷球,特别优选氧化锆烧制球。更具体地说,特别优选使用日本专利第3400836号公报所记载的氧化锆烧制珠。
此外,分散介质可以仅单独使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。
此外,在上述湿式搅拌球磨机之中,可以特别适合地使用定子为圆筒形的湿式搅拌球磨机。并且优选使用装备有叶轮型分离器的湿式搅拌球磨机,该叶轮型分离器连接在排出口,并且设置成能够旋转,在离心力的作用下将分散介质和浆料分离并由排出口将浆料排出。
对于本发明中使用的湿式搅拌球磨机,为了提高该湿式搅拌球磨机的耐磨损性,优选分散处理中与金属氧化物颗粒接触的部分的至少一部分由杨氏模量为150GPa~250GPa的陶瓷材料构成。作为该陶瓷材料,也可以使用以往公知的任意陶瓷材料,只要该陶瓷材料的杨氏模量为150GPa~250GPa即可,通常可以举出将金属氧化物、金属碳化物、金属氮化物等烧结而成的陶瓷材料。本发明中的陶瓷材料的杨氏模量为根据JIS R 1602-1995的“细陶瓷的弹性模量试验方法”(其规定了细陶瓷在常温的弹性模量试验方法)测定得到的数值。陶瓷材料的杨氏模量在常温范围几乎不受温度的影响,在本发明中陶瓷材料的杨氏模量为在20℃测定时的数值。杨氏模量大于250GPa的陶瓷材料在分散本发明的底涂层中所用的金属氧化物颗粒时出现磨损,有时混入底涂层中而使电子照相感光体特性恶化。杨氏模量因陶瓷材料的组成比例以及烧结前的材料颗粒的粒径、粒度分布等的不同而变化,因此只要使用通过适宜调整这些因素而使杨氏模量为本发明中规定的150GPa~250GPa的范围的陶瓷材料即可,通常复合了2~3mol%的氧化钇的亚稳态氧化锆和在亚稳态氧化锆中复合了20~30mol%的氧化铝的氧化锆增强氧化铝的杨氏模量大多处于150GPa~250GPa的范围。
在本发明的湿式搅拌球磨机中,定子是指内部具有中空部的筒状容器,在其一端形成有浆料的供给口,在另一端形成有浆料的排出口。进而,在内部的中空部填充有分散介质,利用该分散介质将浆料中的金属氧化物颗粒分散。并且,从供给口向定子内供给浆料,定子内的浆料由排出口被排出到定子外。
此外,转子设置在定子的内部,用于搅拌混合上述分散介质和浆料。此外,作为转子的类型,例如有杆形、盘形、环形等,可以使用任意类型的转子。
此外,分离器是将分散介质和浆料分离的部件。该分离器以与定子的排出口连接的形式设置。并且,其构成为将定子内的浆料和分散介质分离并将浆料由定子的排出口送出到定子外部的方式。
并且,在此使用的分离器可以是任意形式的分离器,可以是使用筛进行分离的分离器,也可以是在离心力的作用下进行分离的分离器,此外还可以是合用这些方式的分离器,但是优选被设置成能够旋转的方式的叶轮型分离器。在叶轮型分离器中,利用由叶轮旋转产生的离心力的作用来将分散介质和浆料分离。
此外,可以使分离器与上述转子形成一体进行旋转,也可以使分离器与转子分离独立地旋转。
此外,湿式搅拌球磨机优选具有作为上述分离器的旋转轴的轴。进一步优选所述轴的轴心形成有与排出口相通的中空排出路。即,优选以至少具有圆筒形的定子、设置于定子的一端的浆料供给口、设置于定子的另一端的浆料排出口、用于将填充在定子内的分散介质以及从供给口供给的浆料搅拌混合的转子、叶轮型分离器以及轴(其作为分离器的旋转轴)的方式构成湿式搅拌球磨机,并且在轴的轴心形成有与排出口相通的中空排出路,所述叶轮型分离器与排出口连接的同时,被设置成能够旋转,从而通过离心力的作用将分散介质和浆料分离,并由排出口将浆料排出。
形成在轴上的上述排出路将分离器的旋转中心与定子的排出口连通。因此,在分离器的作用下将与分散介质分离的浆料通过上述排出路送出到排出口,从排出口排出到定子外部。此时,所述排出路通过轴的轴心,但是在轴心没有离心力的作用,因此浆料以没有动能的状态排出。因而,动能不被白白释放,从而不白白消耗动力。
这样的湿式搅拌球磨机可以是卧式的,但是为了增大分散介质的填充率而优选立式。此时,排出口优选设置于球磨机上端。进而,此时,优选分离器也设置于较分散介质填充水平面高的上方。
将排出口设置在球磨机上端的情况下,供给口设置在球磨机的底部。这种情况下,更优选的形式中,供给口由阀座和阀体构成,所述阀体为V形、梯形或锥形并可升降地嵌合于阀座且能够与阀座边缘线接触。由此,在阀座的边缘与阀体之间形成介质不能通过的环状缝隙。因此,能够防止介质的落入,但能够在供给口供给浆料。另外,通过使阀体上升,扩大缝隙,能将分散介质排出,或者通过使阀体下降,关闭缝隙,能够将球磨机密封。另外,缝隙是通过阀体和阀座的边缘形成的,所以原料浆料中的粗粒子(金属氧化物颗粒)不易卡入,即使卡入了,也容易上下脱离,不易产生堵塞。
另外,通过振动单元使阀体上下振动时,不仅能使卡入缝隙的粗粒子从缝隙中脱离,而且卡入这种现象本身变得不易发生。并且,通过阀体的振动,对浆料施加了剪切力,能够使粘度下降,增加浆料向该缝隙的通过量(即供给量)。作为使阀体振动的振动单元,没有限制,除了振动器等机械单元之外,还可以使用用于改变作用在与阀体形成一体的活塞上的压缩空气的压力的单元,例如往复动型压缩机、切换压缩空气的吸气排气的电磁切换阀等。
这种湿式搅拌球磨机中,还优选在底部设置分离分散介质的筛和产品浆料的取出口,以使分散结束后,能取出湿式搅拌球磨机内残留的浆料。
此外,选用立式湿式搅拌球磨机,将轴用轴承支撑在定子上端,同时在定子上端的用于支撑轴的轴承部设置O形环和具有接合环的机械密封件,进而在轴承部上形成用于嵌合O形环的环状槽,将O形环安装在该环状槽上,在这种情况下,优选在该环状槽的下侧部形成向下方张开的锥形切口。即,优选:湿式搅拌球磨机的构成中具有圆筒形的立式定子、设置在定子底部的浆料供给口、设置在定子上端的浆料排出口、用轴承支撑在定子上端的轴(在马达等驱动单元的驱动下旋转)、固定于轴的杆形、盘形或环形转子(对填充到定子内的介质和由供给口供给的浆料进行搅拌混合)、设置在排出口附近的分离器(将浆料与分散介质分离)、和设置在定子上端的用于支撑轴的轴承部的机械密封件,并且在用于嵌合与机械密封件的接合环接触的O形环的环状槽的下侧部形成向下方扩大的锥状切口。
通过本发明的湿式搅拌球磨机,由于机械密封件在分散介质和浆料基本不具有动能的轴心部,并且设置在这些物质的液位的上方的定子上端,所以能在密封件的接合环与O形环嵌合槽下侧部之间大幅减少分散介质或浆料的进入。
并且,嵌合O形环的环状槽的下侧部因切口而向下方扩大,间隙扩大,所以不易由于浆料或分散介质的进入而卡入、或因固化引起堵塞,接合环顺利地进行对密封环的跟随,维持机械密封件的功能。另外,嵌合O形环的嵌合槽的下侧部形成截面V形,而不需要整体形成薄壁,所以不会损害强度,也无损于O形环的保持功能。
此外,特别是,上述分离器优选构成中具有在相对向的内侧面备有叶片嵌合槽的两片盘、嵌合在所述嵌合槽上而介于盘间的叶片、从两侧夹持其间存在有叶片的所述盘的支持单元。即,作为上述湿式搅拌球磨机,优选构成中具有:圆筒形的定子;设置在上述定子的一端的浆料供给口;设置于上述定子的另一端的上述浆料排出口;转子,用于将填充在上述定子内的上述分散介质以及由上述供给口供给的浆料搅拌混合;和分离器,该分离器与所述排出口连接,并被可旋转地设置在所述定子内,从而通过离心力的作用将所述分散介质和所述浆料分离,并通过所述排出口将所述浆料排出,同时所述分离器配备有在相对向的内侧面具有叶片嵌合槽的两片盘、嵌合在所述嵌合槽上而介于所述盘间的所述叶片、从两侧夹持其间存在有所述叶片的所述盘的支持单元。此时,在优选的方式中,支持单元由形成阶梯轴(段付軸)的轴段和嵌合于轴而压住盘的圆筒状紧固单元构成,通过轴段和紧固单元而从两侧夹住其间存在叶片的盘以支持所述盘。利用这样的湿式搅拌球磨机可以得到稳定性优异的涂布液,并且对于使用具有底涂层(其是将该涂布液涂布形成的)的电子照相感光体而形成的图像,能够得到图像缺陷少这样的优点。
下面,为了更具体地说明上述立式湿式搅拌球磨机的构成,给出湿式搅拌球磨机的一实施方式,进行说明。但是,用于制造本发明的底涂层用涂布液的搅拌装置并不限于此处举出的实例。
图1是示意性表示该实施方式的湿式搅拌球磨机的构成的纵截面图。在图1中,浆料(省略图示)被供给到立式湿式搅拌球磨机,利用该球磨机将浆料与分散介质(省略图示)一起搅拌,由此进行粉碎后,利用分离器14分离出分散介质,分散介质通过形成在轴15的轴心的排出路19而排出,浆料沿返回路径(省略图示)被循环粉碎。
立式湿式搅拌球磨机的细节如图1所示,其包括纵向圆筒形的定子17、轴15、杆或盘状的转子21、皮带轮24、回转接头25、分离器14、浆料供给口26和筛28,其中,定子17具有流通用于冷却球磨机的冷却水的夹套16;轴15位于定子17的轴心,在定子17上部可旋转地被枢轴支撑,同时在轴承部具有机械密封件,并且上侧部的轴心为中空的排出路19;转子21在轴15下端部径向突出设置;皮带轮24牢固地接在轴15的上部,传递驱动力;回转接头25安装在轴15上端的开口端;分离器14在定子17内靠近上部的位置并牢固地接在轴15上,用于分离介质;浆料供给口26面对轴15的轴端设置在定子17的底部;筛28安装于格子状筛支架27上,用于分离介质,筛支架27设置在浆料取出口29,浆料取出口29设置在定子17底部的偏离中心的位置。
分离器14包括隔着一定的间隔牢固地设置在轴15上的一对盘31和连接两个盘31的叶片32,由其构成叶轮,分离器14与轴15一同旋转,向进入盘31之间的分散介质和浆料施加离心力,利用其比重差使分散介质沿径向向外飞散,另一方面,将浆料从轴15的轴心的排出路19排出。
浆料供给口26由倒梯形的阀体35和有底圆筒体36构成,阀体35可升降地嵌合于形成在定子17底部的阀座上,有底圆筒体36从定子17底部向下突出设置,通过浆料的供给将阀体35推高,在阀体35与阀座之间形成环状的缝隙(未图示),由此将浆料供给到定子17内。
供给原料时,利用送入圆筒体36内的浆料的供给压抵抗球磨机内的压力而使阀体35上升,在阀体35和阀座之间形成缝隙。
为了消除在缝隙的堵塞,阀体35以短周期反复进行上升到上限位置的上下运动,消除卡入。该阀体35既可以一直进行振动,也可以在浆料中含有大量粗粒子时进行振动,另外,也可以在浆料的供给压由于阻塞而升高时,与其联动而进行振动。
另外,作为具有本实施方式所示的结构的湿式搅拌球磨机,具体可以举出例如寿工业株式会社生产的超强磨(ULTRA APEX MILL)。
本实施方式的湿式搅拌球磨机如上构成,因此进行浆料的分散时,以如下过程进行分散。即,在本实施方式的湿式搅拌球磨机的定子17内填充分散介质(未图示),被外部动力驱动而旋转驱动转子21和分离器14,另一方面,一定量的浆料被传输到供给口26。由此,通过阀座的边缘和阀体35之间形成的缝隙(未图示),将浆料供给到定子7内。
利用转子21的旋转将定子7内的浆料和分散介质搅拌混合,从而进行浆料的粉碎。此外,通过分离器14的旋转,进入分离器14内的分散介质和浆料由于比重差而分离,比重大的分散介质沿径向向外飞散,与此相对,比重小的浆料通过形成于轴15的轴心的排出路19排出,返回到原料罐。在进行了某种程度的粉碎的阶段适当地测定浆料的粒度,如果达到所期望的粒度,则暂且停止原料泵,然后停止球磨机运转,结束粉碎。
并且,使用湿式搅拌球磨机对金属氧化物颗粒进行分散时,对填充在湿式搅拌球磨机内的分散介质的填充率没有限制,只要能够对金属氧化物颗粒进行分散并分散到金属氧化物颗粒具有所期望的粒度分布,所述填充率就是任意的。但是,使用如上所述的立式湿式搅拌球磨机来分散金属氧化物颗粒时,填充在湿式搅拌球磨机内的分散介质的填充率通常为50%以上,优选为70%以上,更优选为80%以上,并且通常为100%以下,优选为95%以下,更优选为90%以下。
对于适用于分散金属氧化物颗粒的湿式搅拌球磨机,其分离器可以为筛或狭缝机构,但是如上所述,优选叶轮型的分离器,并优选立式的湿式搅拌球磨机。理想的是,湿式搅拌球磨机为立式,并将分离器设于球磨机上部,但特别是,如果将分散介质填充率设定于上述范围,则可以最有效率地进行粉碎,而且可以使分离器位于介质填充水平面的上方,还具有防止分散介质由分离器排出的效果。
并且,适用于分散金属氧化物颗粒的湿式搅拌球磨机的运转条件对以下方面产生影响:底涂层形成用涂布液中的金属氧化物颗粒的体积平均粒径Mv和个数平均粒径Mp、底涂层形成用涂布液的稳定性、将该涂布液进行涂布而形成的底涂层的表面形状、具有将该底涂层形成用涂布液进行涂布而形成的底涂层的电子照相感光体的特性。特别是作为影响较大的因素,可以举出浆料供给速度和转子的旋转速度。
浆料的供给速度与浆料在湿式搅拌球磨机中停留的时间有关,因此浆料的供给速度受到球磨机的容积和其形状的影响,但是在通常使用的定子的情况中,湿式搅拌球磨机每升容积(下文中,有时简称为L)中浆料的供给速度通常为20kg/小时以上,优选为30kg/小时以上,并且通常为80kg/小时以下,优选为70kg/小时以下。
并且,转子的旋转速度受到转子的形状和转子与定子之间的间隙等参数的影响,但是通常使用的定子和转子的情况中,转子前端部的圆周速度通常为5米/秒以上,优选为8米/秒以上,更优选为10米/秒以上,并且通常为20米/秒以下,优选为15米/秒以下,更优选为12米/秒以下。
此外,对分散介质的用量没有限制。但是,以容积比计,通常使用浆料的1倍~5倍的分散介质。除分散介质以外,实施时还可以合用能够在分散后容易地除去的分散助剂。作为分散助剂的实例,可以举出食盐、芒硝等。
此外,金属氧化物颗粒的分散优选在分散溶剂的共存下湿式进行分散,但是只要能够适当地分散金属氧化物颗粒,也可以共存有分散溶剂以外的成分。作为这样的可以共存的成分,可以举出例如粘结剂树脂和各种添加剂等。
作为分散溶剂,不特别限制,但是只要使用上述的底涂层形成用涂布液中所用的溶剂,就不需在分散后经过溶剂交换等工序,这是理想的。这些分散溶剂可以单独使用任意一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上而制成混合溶剂来使用。
从生产率的观点出发,相对于1重量份作为分散对象的金属氧化物,分散溶剂的用量通常为0.1重量份以上,优选为1重量份以上,并且通常为500重量份以下,优选为100重量份以下。
并且,关于机械分散时的温度,可以在溶剂(或混合溶剂)的凝固点以上、沸点以下进行分散,但从制造时的安全性方面出发,通常在10℃以上、200℃以下的范围进行分散。
使用分散介质进行分散处理之后,优选从浆料中分离除去分散介质,进而实施超声波处理。超声波处理为对金属氧化物颗粒施加超声波振荡的处理。
对振荡频率等超声波处理时的条件没有特别限制,通常利用频率为10kHz以上、优选为15kHz以上并且通常为40kHz以下、优选为35kHz以下的振荡器施加超声波振荡。
并且,对超声波振荡机的输出功率没有特别限制,可以使用输出功率通常为100W~5kW的超声波振荡机。
此外,与利用大输出功率的超声波振荡机产生的超声波对大量的浆料进行处理相比,通常利用小输出功率的超声波振荡机产生的超声波对少量的浆料进行处理的分散效率好。因此,一次处理的浆料量通常为1L以上,优选为5L以上,更优选为10L以上,并且通常为50L以下,优选为30L以下,更优选为20L以下。并且,这种情况下的超声波振荡机的输出功率通常为200W以上,优选为300W以上,更优选为500W以上,并且通常为3kW以下,优选为2kW以下,更优选为1.5kW以下。
对于向金属氧化物颗粒施加超声波振荡的方法没有特别限制,例如可以举出将超声波振荡机直接浸渍在容纳有浆料的容器中的方法、使超声波振荡机与容纳有浆料的容器外壁接触的方法、将容纳有浆料的容器浸渍到利用超声波振荡机施加了振荡的液体之中的方法等。在这些方法之中,优选使用将容纳有浆料的容器浸渍到利用超声波振荡机施加了振荡的液体之中的方法。
上述情况中,对于利用超声波振荡机施加振荡的液体没有限制,例如可以举出水;甲醇等醇类;甲苯等芳香族烃类;硅油等油脂类。其中,考虑到制造上的安全性、成本、清洗性等,优选使用水。
对于将容纳有浆料的容器浸渍到利用超声波振荡机施加了振荡的液体之中的方法,超声波处理的效率根据该液体温度的不同而变化,因此优选将该液体的温度保持在恒定温度。由于施加了超声波振荡,所以施加了振荡的液体的温度有时会上升。该液体的温度通常为5℃以上,优选为10℃以上,更优选为15℃以上,并且通常为60℃以下,优选为50℃以下,更优选为40℃以下,优选在这样的温度范围进行超声波处理。
对超声波处理时用于容纳浆料的容器没有限制。只要是盛放例如底涂层形成用涂布液时通常所用的容器,就可以使用任意容器,所述底涂层形成用涂布液用于形成电子照相感光体用的感光层。作为具体例,可以举出聚乙烯、聚丙烯等树脂制造的容器、玻璃制容器、金属制造的罐等。这些之中,优选金属制造的罐,特别是可以很好地使用JIS Z 1602所规定的18升金属制罐。这是因为该罐难以被有机溶剂侵蚀并且抗冲击性强。
并且,为了除去粗大的颗粒,分散后的浆料和超声波处理后的浆料必要时过滤后使用。作为这种情况中的过滤介质,可以使用通常用于过滤的纤维素纤维、树脂纤维、玻璃纤维等任意的过滤材料。基于过滤面积大则效率高等理由,关于过滤介质的形态,优选将各种纤维卷绕在芯材料上的、所谓的缠绕过滤器。作为芯材料,也可以使用以前公知的任意芯材料,可以举出不锈钢的芯材料、由聚丙烯等不溶解于所述浆料和浆料所含有的溶剂的树脂制造的芯材料等。
根据需要,这样得到的浆料进一步含有溶剂、粘结剂树脂(接着剂)、其他成分(助剂等)等,从而制成底涂层形成用涂布液。此外,可以在上述的分散或超声波处理的工序前、工序中和工序后这些阶段中的任意阶段将金属氧化物颗粒与底涂层形成用涂布液用的溶剂和粘结剂树脂以及必要时使用的其他成分混合即可。因而,金属氧化物颗粒与溶剂、粘结剂树脂、其他成分等的混合也可以不必在分散或超声波处理之后进行。
[II-2.本发明的底涂层形成用涂布液的制造方法的优点]
根据本发明的底涂层形成用涂布液的制造方法,不仅能够高效率地生产本发明的底涂层形成用涂布液,而且能够得到保存稳定性更高的底涂层形成用涂布液。因此,能够以更高效率得到更高品质的电子照相感光体。
[III.底涂层形成方法]
将本发明的底涂层形成用涂布液涂布在导电性支持体上,并进行干燥,由此能够形成电子照相感光体的底涂层。对涂布本发明的底涂层形成用涂布液的方法没有限制,例如可以举出浸渍涂布、喷涂、喷嘴涂布、螺旋涂布(スパイラル塗布)、环形涂布、刮棒涂布、辊涂、刮刀涂布等。此外,这些涂布法可以只实施一种,也可以任意组合两种以上来实施。
作为喷涂法,例如包括空气喷涂、无气喷涂、静电空气喷涂、静电无气喷涂、旋转雾化式静电喷雾、热喷涂、热无气喷涂等。此外,如果考虑微粒化度、附着效率等以得到均匀膜厚,则在旋转雾化式静电喷雾中优选实施日本再公表平1-805198号公报中公开的传送方法,即,使圆筒状工件旋转的同时,以在其轴向不拉开间隔的方式连续传送工件。由此,能够总体上以高附着效率得到底涂层的膜厚均匀性优异的电子照相感光体。
作为螺旋涂布法,有日本特开昭52-119651号公报中公开的使用注液涂布机或帘式涂布机的方法、日本特开平1-231966号公报中公开的使涂料从微小开口部以线状连续飞出的方法、日本特开平3-193161号公报中公开的使用多喷嘴体的方法等。
在浸渍涂布法的情况中,通常,将底涂层形成用涂布液的全部固体成分的浓度调整为通常1重量%以上、优选为10重量%以上且通常为50重量%以下、优选为35重量%以下,并将粘度调整到优选0.1cps以上且优选为100cps以下。其中,1cps=1×10-3Pa·s。
涂布后,干燥涂布膜,优选调整干燥温度、时间以进行必要且充分的干燥。干燥温度的范围如下:通常为100℃以上,优选为110℃以上,更优选为115℃以上,并且通常为250℃以下,优选为170℃以下,更优选为140℃以下。对干燥方法没有限制,可以使用例如热风干燥机、蒸气干燥机、红外线干燥机和远红外线干燥机等。
[IV.电子照相感光体]
本发明的电子照相感光体在导电性支持体上具有底涂层和形成在上述底涂层上的感光层。因此,底涂层设置于导电性支持体和感光层之间。
并且,感光层的构成也可以采用公知的能够适用于电子照相感光体的任意构成。作为具体例,可以举出:所谓的单层型感光体,该单层型感光体具有在粘结剂树脂中溶解或分散有光电导性材料的单层感光层(即,单层型感光层);所谓的层积型感光体,该层积型感光体具有由2个以上的层构成的感光层(即,层积型感光层),所述2个以上的层是将含有电荷产生物质的电荷产生层和含有电荷传输物质的电荷传输层层积而成的;等。众所周知,一般光电导性材料无论是单层型还是层积型,在功能方面均显示出同等性能。
本发明的电子照相感光体所具有的感光层可以是公知的任意形态,但是综合考虑感光体的机械物性、电学特性、制造稳定性等,优选层积型感光体。特别是,更优选在导电性支持体上依次层积底涂层、电荷产生层和电荷传输层而成的正层积型感光体。
以下,举出实施方式对本发明的电子照相感光体的构成要件进行说明。但是,本发明的电子照相感光体的构成要件并不限于以下实施方式。
[IV-1.导电性支持体]
对导电性支持体没有特别限制,主要使用例如铝、铝合金、不锈钢、铜、镍等金属材料;混合金属、碳、氧化锡等导电性粉体赋予了导电性的树脂材料;在其表面蒸镀或涂布上铝、镍、ITO(铟锡氧化物合金)等导电性材料的树脂、玻璃、纸等。
另外,作为导电性支持体的形态,可以使用例如鼓状、片状、带状等。另外,为了控制导电性/表面性等或为了进行缺陷被覆,可以在金属材料的导电性支持体上涂布具有适当的电阻值的导电性材料。
进而,在使用铝合金等金属材料作为导电性支持体时,可以在实施了阳极氧化处理后再使用。实施阳极氧化处理时,优选通过公知的方法实施封孔处理。
例如在铬酸、硫酸、草酸、硼酸、氨基磺酸等酸性浴中通过阳极氧化处理来形成阳极氧化覆膜,这些酸性浴之中,特别是在硫酸中的阳极氧化处理可以获得更加良好的结果。硫酸中的阳极氧化的情况下,优选设定在硫酸浓度为100~300g/L、溶解的铝浓度为2~15g/L、液体温度为15~30℃、电解电压为10~20V、电流密度为0.5~2A/dm2的范围内,但并不限于上述条件。
对于这样形成的阳极氧化覆膜优选进行封孔处理。封孔处理用公知的方法进行即可,但优选实施使其浸渍于例如含有氟化镍作为主成分的水溶液中的低温封孔处理或实施使其浸渍于含有乙酸镍作为主成分的水溶液中的高温封孔处理。
对上述低温封孔处理时使用的氟化镍水溶液浓度适宜进行选择,以3~6g/L使用时可以获得更为理想的结果。另外,为了顺利地进行封孔处理,处理温度优选的范围是:通常为25℃以上、优选为30℃以上、并且通常为40℃以下、优选为35℃以下。另外,从同样的观点出发,优选在氟化镍水溶液pH通常为4.5以上、优选为5.5以上、并且通常为6.5以下、优选为6.0以下的范围进行处理。作为pH调节剂,可以使用例如草酸、硼酸、甲酸、乙酸、氢氧化钠、乙酸钠、氨水等。并且,对于处理时间,优选每1μm覆膜膜厚处理1~3分钟。此外,为了进一步改善覆膜物性,可以使氟化镍水溶液中含有例如氟化钴、乙酸钴、硫酸镍、表面活性剂等。接下来,进行水洗、干燥,完成低温封孔处理。
另一方面,作为上述高温封孔处理时的封孔剂,可以使用例如乙酸镍、乙酸钴、乙酸铅、乙酸镍钴、硝酸钡等金属盐水溶液等,但特别优选使用乙酸镍水溶液。使用乙酸镍水溶液时的浓度优选在5~20g/L的范围内。处理温度在通常为80℃以上、优选为90℃以上、并且通常为100℃以下、优选为98℃以下的范围,并且乙酸镍水溶液的pH在5.0~6.0的范围进行处理是优选的。此处,作为pH调节剂,可以使用例如氨水、乙酸钠等。并且,对于处理时间,优选进行通常为10分钟以上、优选为15分钟以上的处理。此外,在这种情况下为了改良覆膜物性,也可以使乙酸镍水溶液含有例如乙酸钠、有机羧酸、阴离子系表面活性剂、非离子系表面活性剂等。进而,可以利用实质上不含盐类的高温水或高温水蒸气进行处理。接下来,进行水洗、干燥,结束高温封孔处理。
阳极氧化覆膜的平均膜厚较厚时,由于封孔液的高浓度化、高温且长时间处理,所以有时需要强封孔条件。此时,生产率变差,同时在覆膜表面易于产生斑点、污点、冒粉的表面缺陷。从这样的方面出发,阳极氧化覆膜的平均膜厚优选以通常20μm以下、特别是7μm以下来形成。
导电性支持体的表面既可以是平滑的,也可以采用特别的切削方法或进行研磨处理来使其粗面化。并且,可以通过在构成支持体的材料中混合适当粒径的颗粒来使其粗面化。另外,为了低成本化,还可以不实施切削处理而直接使用拉制管。特别是使用拉拔加工、冲击加工、减薄拉深等的非切削铝支持体时,通过处理,表面存在的污点和异物等附着物、小的伤痕等消失,可以得到均一洁净的支持体,因而优选。
[IV-2.底涂层]
底涂层为含有粘结剂树脂和金属氧化物颗粒的层。并且,底涂层还可以含有其他成分,只要不显著损害本发明的效果即可。此外,这些粘结剂树脂、金属氧化物颗粒以及其他成分与在本发明的底涂层形成用涂布液的说明中记述的内容相同。
并且,对于本发明的电子照相感光体,将底涂层分散在甲醇与1-丙醇以7:3的重量比混合而成的溶剂中,在所得到的液体中,以利用动态光散射法测定的金属氧化物颗粒的个数均分子量为Mp’并以利用动态光散射法测定的累积10%粒径为D10’时,所述个数均分子量Mp’和累积10%粒径D10’满足与上述的底涂层形成用涂布液的个数均分子量Mp和累积10%粒径D10同样的条件。因此,在本发明的电子照相感光体中,使底涂层分散在甲醇与1-丙醇以7:3的重量比混合而成的溶剂中,在所得到的液体中,优选金属氧化物颗粒的个数平均粒径Mv’为0.10μm以下,优选累积10%粒径D10’为0.060μm以下。
并且,在本发明的电子照相感光体中,将底涂层分散在甲醇与1-丙醇以7:3的重量比混合而成的溶剂中,在所得到的液体中,利用动态光散射法测定的、金属氧化物颗粒的体积平均粒径Mv’与个数平均粒径Mp’之比Mv’/Mp’优选满足下式(3),更优选满足下式(4)。
1.10≦Mv’/Mp’≦1.40 (3)
1.20≦Mv’/Mp’≦1.35 (4)
根据本发明人的研究,当Mv’/Mp’不满足上述范围时,作为感光体,在低温低湿下的反复曝光-充电特性不稳定,在所得到的图像上有可能出现黑点、色点等图像缺陷。
此外,上述的体积平均粒径Mv’和个数平均粒径Mp’的测定方法并不是对底涂层形成用涂布液中的金属氧化物颗粒进行直接测定,而是将形成为层的底涂层分散在甲醇与1-丙醇以7:3的重量比混合而成的混合溶剂(该混合溶剂为粒度测定时的分散剂)中,利用动态光散射法测定该分散液中的金属氧化物颗粒的粒度,在这一方面,上述体积平均粒径Mv和个数平均粒径Mp的测定方法是不同的,其他方面相同(参见[体积平均粒径Mv和个数平均粒径Mp的测定方法]的说明)。
对本发明的底涂层的形成方法没有限制,通常,本发明的底涂层可以由上述的本发明的底涂层形成用涂布液形成。
底涂层的膜厚是任意的,但从提高本发明的电子照相感光体的感光体特性和涂布性的观点出发,底涂层的膜厚通常为0.1μm以上,优选为20μm以下,更优选为10μm以下,特别优选为6μm以下。通过设置成这样的膜厚,能够得到一种感光体,该感光体在显示出低残余电位的同时即使施加高电压也不易发生漏电(リ—ク),且不易出现图像缺陷。并且,还可以使底涂层含有公知的抗氧化剂等添加剂。
对本发明的底涂层的表面形状没有限制,但是通常表面均方根粗糙度(RMS)、表面算术平均粗糙度(Ra)、表面最大粗糙度(P-V)具有特征数值。此外,这些数值为将JIS B 0601:2001标准中的均方根高度、算术平均高度、最大高度的基准长度扩展到基准面而得到的数值,并且使用基准面上的高度方向的值Z(x),表面均方根粗糙度(RMS)表示Z(x)的均方根,表面算术平均粗糙度(Ra)表示Z(x)的绝对值的平均值,表面最大粗糙度(P-V)表示Z(x)的峰高度的最大值与谷深度的最大值之和。
本发明的底涂层的表面均方根粗糙度(RMS)处于如下范围:通常为10nm以上,优选为20nm以上,并且通常为100nm以下,优选为50nm以下。如果表面均方根粗糙度(RMS)过小,则底涂层有可能与形成在底涂层之上的感光层等层的粘结性恶化,如果表面均方根粗糙度(RMS)过大,则形成在底涂层之上的感光层等层的均一性有可能降低。
本发明的底涂层的表面算术平均粗糙度(Ra)处于如下范围:通常为10nm以上、优选为20nm以上并且通常为100nm以下、优选为50nm以下。如果表面算术平均粗糙度(Ra)过小,则底涂层有可能与形成在底涂层之上的感光层等层的粘结性恶化,如果表面算术平均粗糙度(Ra)过大,则形成在底涂层之上的感光层等层的均一性有可能降低。
本发明的底涂层的表面最大粗糙度(P-V)处于如下范围:通常为100nm以上、优选为300nm以上,并且通常为1000nm以下、优选为800nm以下。如果表面最大粗糙度(P-V)过小,则底涂层有可能与形成在底涂层之上的感光层等层的粘结性恶化,如果表面最大粗糙度(P-V)过大,则形成在底涂层之上的感光层等层的均一性有可能降低。
此外,对于与上述的表面形状有关的指标(RMS、Ra、P-V)的数值,只要利用能够以高精度测定基准表面的凹凸的表面形状分析装置来测定,就可以利用任意的表面形状分析装置来测定,但优选利用如下方法进行测定:使用光干涉显微镜,将高精度相移检测法和干涉条纹级数的计数相组合,从而检测出试样表面的凹凸。更具体地说,优选使用RyokaSystems Inc.的Micromap,利用干涉条纹寻址(addressing)方式,在波模式(Wave Mode)下进行测定。
此外,当本发明的底涂层分散在能够溶解粘结了该底涂层的粘结剂树脂的溶剂而形成分散液时,该分散液的光透过率显示出特定的物性。在这种情况下,所述分散液的光透过率能够与对本发明的电子照相感光体的底涂层形成用涂布液的光透过率进行测定的情况同样地进行测定。
当将本发明的底涂层分散而形成分散液时,利用实质上不溶解粘结底涂层的粘结剂树脂而能够溶解形成在底涂层之上的感光层等的溶剂将底涂层上的层溶解除去,然后将粘结底涂层的粘结剂树脂溶解于溶剂中,由此能够制成分散液。此时,作为能够溶解底涂层的溶剂,可以使用在400nm~1000nm的波长区域中不具有较大的光吸收的溶剂。
若列举能够溶解底涂层的溶剂的具体例,可以使用甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇等醇类,特别是可以使用甲醇、乙醇、1-丙醇。并且这些溶剂可以单独使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。
将本发明的底涂层分散在甲醇与1-丙醇以7:3的重量比混合而成的溶剂中,所得到的分散液的、对波长400nm的光的吸光度和对波长1000nm的光的吸光度之差(吸光度差)如下。即,在金属氧化物颗粒的折射率为2.0以上的情况下,所述吸光度差优选为0.3(Abs)以下、更优选为0.2(Abs)以下。另外,在金属氧化物颗粒的折射率小于2.0的情况中,所述吸光度差优选为0.02(Abs)以下、更优选为0.01(Abs)以下。
此外,吸光度的值取决于所测定的液体的固体成分浓度。因此,进行光透过率和吸光度的测定时,优选进行分散,以使上述分散液中的金属氧化物颗粒的浓度为0.003重量%~0.0075重量%的范围。
并且,本发明的底涂层的镜面反射率通常在本发明中显示特定值。本发明的底涂层的镜面反射率是指,导电性支持体的底涂层相对于导电性支持体的镜面反射率。该底涂层的镜面反射率随底涂层的膜厚的不同而变化,因此在此以底涂层的膜厚为2μm时的反射率对镜面反射率进行规定。
对于本发明的底涂层,底涂层含有的金属氧化物颗粒的折射率为2.0以上的情况下,换算为该底涂层为2μm时的、该底涂层对波长480nm的光的镜面反射与该导电性支持体对波长480nm的光的镜面反射之比优选为50%以上。
另一方面,在底涂层所含有的金属氧化物颗粒的折射率小于2.0的情况下,换算成该底涂层为2μm时的、该底涂层对波长400nm的光的镜面反射与该导电性支持体对波长400nm的光的镜面反射之比优选为50%以上。
此处,无论在该底涂层含有折射率为2.0以上的多种金属氧化物颗粒的情况下,还是在含有折射率小于2.0的多种金属氧化物颗粒的情况下,均优选该底涂层具有与上述相同的镜面反射。并且,在该底涂层同时含有折射率为2.0以上的金属氧化物颗粒和折射率小于2.0的金属氧化物颗粒的情况下,与含有折射率为2.0以上的金属氧化物颗粒的情况相同,换算成该底涂层为2μm时的、该底涂层对波长480nm的光的镜面反射与该导电性支持体对波长480nm的光的镜面反射之比优选为上述范围(50%以上)。
以上,对底涂层的膜厚为2μm的情况进行了详细说明,但是在本发明的电子照相感光体中,并不限定于底涂层的膜厚为2μm,也可以是任意的膜厚。当底涂层的膜厚为2μm以外的厚度时,使用在形成该底涂层时使用的底涂层形成用涂布液,在与该电子照相感光体同等的导电性支持体上涂布形成膜厚2μm的底涂层,从而能够对其底涂层测定镜面反射率。并且,作为另外的方法,有如下方法:测定该电子照相感光体的底涂层的镜面反射率,换算成其膜厚为2μm的情况。
下面,对所述换算方法进行说明。
特定的单色光通过底涂层,在导电性支持体上进行镜面反射,再次通过底涂层而被检出时,假定垂直于光的厚度为dL的薄层。
可以认为通过厚度为dL的薄层后的光强度的减少量-dI与通过上述层前的光强度I和层厚度dL成比例,以表达式表示时,可以如下所记(k为常数)。
-dI=kIdL (C)
将式(C)变形,得到下式(D)。
-dI/I=kdL (D)
分别在从I0到I、从0到L的区间积分式(D)的两边,得到下式。此外,I0为入射光的强度。
log(I0/I)=kL (E)
式(E)与在溶液体系中被称为朗伯(Lambert)法则的式子相同,也能够适用于本发明中的反射率的测定。
将式(E)变形,得到下式(F),
I=I0exp(-kL) (F)
入射光达到导电性支持体表面前的行为以式(F)表示。
另一方面,镜面反射率以导电性支持体对入射光的反射光为分母,因此可以认为在管坯表面的反射率R=I1/I0。此处,I1表示反射光的强度。
这样的话,按照式(F),到达导电性支持体表面的光乘以反射率R进行镜面反射,再次通过光程长L,在底涂层表面射出。即,变为下式(G)
I=I0exp(-kL)·R·exp(-kL) (G)
将R=I1/I0代入,进一步变形,由此可以得到关系式(H)。
I/I1=exp(-2kL) (H)
该比值为在底涂层上的反射率与在导电性支持体上的反射率的比值,将该值定义为镜面反射率。并且,如上所述,在2μm的底涂层中,光程长来回为4μm,但是任意的导电性支持体上的底涂层的反射率T是底涂层的膜厚L(此时,光程长为2L)的函数,所述反射率以T(L)表示。根据式(H),下式(I)成立。
T(L)=I/I1=exp(-2kL) (I)
另一方面,想求出的值为T(2),因此将L=2代入式(I),得到下式(J),
T(2)=I/I1=exp(-4k) (J)
联立式(I)和式(J),消去k,得到下式(K)。
T(2)=T(L)2/L (K)
即,底涂层的膜厚为L(μm)时,通过测定该底涂层的反射率T(L),能够以相当的准确度估算出底涂层为2μm时的反射率T(2)。底涂层的膜厚L的值可以利用粗糙度计等任意的膜厚计测装置来计测。
[IV-3.感光层]
[IV-3-1.电荷产生物质]
作为在本发明中用于电子照相感光体的电荷产生物质,可以使用以往被提出用于本用途的任意物质。作为这样的物质,可以举出例如偶氮系颜料、酞菁系颜料、蒽缔蒽酮系颜料、喹吖啶酮系颜料、花青系颜料、吡喃鎓系颜料、噻喃鎓系颜料、靛蓝系颜料、多环醌系颜料、方酸系颜料等。特别优选酞菁颜料或偶氮颜料。在能够得到对较长波长的激光具有高灵敏度的感光体方面,酞菁颜料是优异的,并且在对白色光和较短波长的激光具有足够的灵敏度的方面,偶氮颜料是优异的。
在本发明中,使用酞菁系化合物作为电荷产生物质时显示出很好的效果,因而优选。作为酞菁系化合物的具体例,可以举出无金属酞菁、配位了诸如铜、铟、镓、锡、钛、锌、钒、硅、锗等金属或它们的氧化物、卤化物、氢氧化物、醇盐等的酞菁等。
此外,对酞菁系化合物的晶型也没有限制,然而特别优选以下灵敏度高的晶型:X型、τ型无金属酞菁;A型(又称为β型)、B型(又称为α型)、D型(又称为Y型)等的钛氧基酞菁(又称为氧钛酞菁)、氧钒酞菁、氯铟酞菁;II型等的氯镓酞菁;V型等的羟基镓酞菁;G型、I型等的μ-氧-镓酞菁二聚物;II型等的μ-氧-铝酞菁二聚物等。此外,在所述酞菁之中特别优选A型(β型)、B型(α型)和D型(Y型)钛氧基酞菁、II型氯镓酞菁、V型羟基镓酞菁、G型μ-氧-镓酞菁二聚物等。
进而,在所述酞菁系化合物之中优选CuKα特征X射线的X射线衍射光谱在布拉格角(2θ±0.2°)为27.3°具有主衍射峰的氧钛酞菁、在9.3°、13.2°、26.2°和27.1°具有主衍射峰的氧钛酞菁、在9.2°、14.1°、15.3°、19.7°、27.1°具有主衍射峰的二羟基硅酞菁、在8.5°、12.2°、13.8°、16.9°、22.4°、28.4°和30.1°位置具有主衍射峰的二氯锡酞菁、在7.5°、9.9°、12.5°、16.3°、18.6°、25.1°和28.3°位置具有主衍射峰的羟基镓酞菁以及在7.4°、16.6°、25.5°和28.3°位置具有衍射峰的氯镓酞菁。在这些酞菁系化合物之中,特别优选在27.3°位置具有主衍射峰的氧钛酞菁,在这种情况中,尤其优选在9.5°、24.1°和27.3°位置具有主衍射峰的氧钛酞菁。
此外,电荷产生物质可以单独使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。因此,上述酞菁系化合物既可以仅使用单一酞菁化合物,也可以是两种以上的酞菁化合物的混合物或者混晶状态的酞菁化合物。作为此处的酞菁系化合物的混合或者混晶状态,既可以在以后混合各构成要素来使用,也可以在合成、颜料化、结晶化等对酞菁系化合物进行制造/处理的工序中使其形成混合状态。作为这样的处理,可以举出例如酸糊处理、磨碎处理和溶剂处理等。对用于形成混晶状态的方法没有限制,可以举出如下方法:例如,如日本特开平10-48859号公报记载的那样,将两种晶体混合后进行机械磨碎,在使其成为无定形之后,利用溶剂处理转换成特定的晶态。
此外,使用酞菁系化合物时,也可以合用除酞菁系化合物以外的电荷产生物质。例如,可以混合使用偶氮颜料、二萘嵌苯颜料、喹吖啶酮颜料、多环醌颜料、靛蓝颜料、苯并咪唑颜料、吡喃鎓盐、噻喃鎓盐、方酸内鎓盐等电荷产生物质。
电荷产生物质被分散在感光层形成用涂布液中,但是在分散于该感光层形成用涂布液中之前,也可以预先进行前粉碎。前粉碎可以使用各种装置进行,但是通常使用球磨机、砂磨机等来进行前粉碎。作为投入到这些粉碎装置中的粉碎介质,可以使用任意粉碎介质,只要在粉碎处理时,该粉碎介质不粉化且在分散处理后能够容易地分离即可,可以举出例如玻璃、氧化铝、氧化锆、不锈钢、陶瓷等的珠或球等。对于前粉碎,优选粉碎到体积平均粒径为500μm以下,更优选粉碎到体积平均粒径为250μm以下。此外,电荷产生物质的体积平均粒径可以通过本领域技术人员通常使用的任意方法来测定,但是通常利用常规沉降法或离心沉降法来测定所述体积平均粒径。
[IV-3-2.电荷传输物质]
对电荷传输物质没有限制。作为电荷传输物质的实例,可以举出聚乙烯基咔唑、聚乙烯基芘、聚环氧丙基咔唑、聚苊等高分子化合物;芘、蒽等多环芳香族化合物;吲哚衍生物、咪唑衍生物、咔唑衍生物、吡唑衍生物、吡唑啉衍生物、噁二唑衍生物、噁唑衍生物、噻二唑衍生物等杂环化合物;对二乙氨基苯甲醛-N,N-二苯腙、N-甲基咔唑-3-甲醛-N,N-二苯腙等腙系化合物;5-(4-(二对甲苯基氨基)苯亚甲基)-5H-二苯并[a,d]环庚烯等苯乙烯基系化合物;对三甲苯基胺等三芳基胺系化合物;N,N,N’,N’-四苯基联苯胺等联苯胺系化合物;丁二烯系化合物;二(对-二甲苯基氨基苯基)甲烷等三苯甲烷系化合物等。在这些化合物之中,优选使用腙衍生物、咔唑衍生物、苯乙烯基系化合物、丁二烯系化合物、三芳基胺系化合物、联苯胺系化合物或者将两种以上的这些化合物键合而成的化合物。这些电荷传输物质可以单独使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。
[IV-3-3.感光层用粘结剂树脂]
本发明的电子照相感光体的感光层以利用各种粘结剂树脂粘结光电导性材料的形式而形成。作为感光层用粘结剂树脂,也可以使用能够用于电子照相感光体的公知的任意的粘结剂树脂。作为感光层用粘结剂树脂的具体例,可以使用聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚酯、聚芳酯、聚碳酸酯、聚酯聚碳酸酯、聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯醇乙酰缩乙醛(ポリビニルアセトアセタ—ル)、聚乙烯醇缩丙醛、聚乙烯醇缩丁醛、聚砜、聚酰亚胺、苯氧树脂、环氧树脂、氨基甲酸酯树脂、有机硅树脂、纤维素酯、纤维素醚、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯等乙烯基聚合物及其共聚物等。此外,也可以使用这些树脂的部分交联固化物。此外,感光层用粘结剂树脂可以单独使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。
[IV-3-4.含有电荷产生物质的层]
·层积型感光体
本发明的电子照相感光体为所谓的层积型感光体时,含有电荷产生物质的层通常为电荷产生层。但是,在层积型感光体中,只要不显著损害本发明的效果,也可以在电荷传输层中含有电荷产生物质。
对电荷产生物质的体积平均粒径没有限制。但是,电荷产生物质用于层积型的感光体时,电荷产生物质的体积平均粒径通常为1μm以下、优选为0.5μm以下。此外,电荷产生物质的体积平均粒径既可以与本发明中测定底涂层所含有的金属氧化物颗粒的体积平均粒径的情况同样地进行测定,也可以利用基于公知的激光衍射散射法的粒度分析装置或基于光透过离心沉降法的粒度分析装置等进行测定。
并且,电荷产生层的膜厚是任意的,但理想的是,膜厚通常为0.1μm以上,优选为0.15μm以上,并且通常为2μm以下,优选为0.8μm以下。
在含有电荷产生物质的层为电荷产生层的情况下,相对于100重量份在该电荷产生层中含有的感光层用粘结剂树脂,电荷产生层中的电荷产生物质的使用比例通常为30重量份以上,优选为50重量份以上,并且通常为500重量份以下,优选为300重量份以下。如果电荷产生物质的用量过少,则作为电子照相感光体的电学特性可能不充分,如果所述用量过多,则可能会损害涂布液的稳定性。
进而,电荷产生层中还可以含有用于改良成膜性、挠性、机械强度等的公知的增塑剂、用于控制残余电位的添加剂、用于提高分散稳定性的分散助剂、用于改善涂布性的流平剂、表面活性剂、硅油、氟系油及其他添加剂。此外,所述添加剂可以单独使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。
·单层型感光体
本发明的电子照相感光体为所谓的单层型感光体时,上述电荷产生物质被分散在主成分为感光层用粘结剂树脂和电荷传输物质的基体中,其中所述感光层用粘结剂树脂和电荷传输物质的配比与后面记载的电荷传输层中的相同。
用于单层型的感光层时,优选电荷产生物质的粒径充分地小。因此,在单层型的感光层中,电荷产生物质的体积平均粒径通常为0.5μm以下,优选为0.3μm以下。
单层型感光层的膜厚是任意的,但通常为5μm以上,优选为10μm以上,并且通常为50μm以下,优选为45μm以下。但是,在本发明的底涂层的膜厚为6μm以下的情况中,优选为20μm以下,更优选为15μm以下,特别优选为10μm以下。通过设定为这样的膜厚,能够得到一种感光体,该感光体显示出低残余电位,并且即使施加高电压也不易发生漏电(リ—ク),且不易出现图像缺陷。
分散在感光层内的电荷产生物质的量是任意的,但如果分散在感光层内的电荷产生物质的量过少,则有可能得不到足够的灵敏度,如果分散在感光层内的电荷产生物质的量过多,则有可能出现带电性的降低、灵敏度的降低等。因此,单层型感光层中的电荷产生物质的含量通常为0.5重量%以上,优选为10重量%以上,并且通常为50重量%以下,优选为45重量%以下。
此外,单层型感光体的感光层还可以含有用于改良成膜性、挠性、机械强度等的公知增塑剂、用于控制残余电位的添加剂、用于提高分散稳定性的分散助剂、用于改善涂布性的流平剂、表面活性剂、硅油、氟系油及其他添加剂。此外,所述添加剂可以单独使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。
[IV-3-5.含有电荷传输物质的层]
本发明的电子照相感光体为所谓的层积型感光体时,含有电荷传输物质的层通常为电荷传输层。电荷传输层可以单独以具有电荷传输功能的树脂形成,但是更优选所述电荷传输层为上述电荷传输物质分散或溶解在感光层用粘结剂树脂中的构成。
电荷传输层的膜厚是任意的,但膜厚通常为5μm以上、优选为10μm以上、更优选为15μm以上,并且通常为60μm以下、优选为45μm以下、更优选为27μm以下。但是,在本发明的底涂层的膜厚为6μm以下的情况中,电荷传输层的膜厚优选为20μm以下,更优选为15μm以下,特别优选为10μm以下。通过设定为这样的膜厚,可以得到一种感光体,其显示出低残余电位的同时,即使施加高电压也不易发生漏电,并且不易出现图像缺陷。
另一方面,本发明的电子照相感光体为所谓的单层型感光体时,单层型感光层作为分散电荷产生物质的基体,可以采用在粘结剂树脂中分散或溶解有上述电荷传输物质的构成。
作为在含有电荷传输物质的层中使用的粘结剂树脂,可以使用上述的感光层用粘结剂树脂。其中,作为特别适合在含有电荷传输物质的层中使用的粘结剂树脂的实例,可以举出聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等乙烯基聚合物及其共聚物、聚碳酸酯、聚芳酯、聚酯、聚酯碳酸酯、聚砜、聚酰亚胺、苯氧树脂、环氧树脂、有机硅树脂等以及它们的部分的交联固化物等。此外,该粘结剂树脂可以单独使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。
此外,在电荷传输层和单层型感光层中,上述粘结剂树脂和电荷传输物质的比例是任意的,只要不显著损害本发明的效果即可,但是相对于100重量份粘结剂树脂,使用的电荷传输物质通常为20重量份以上,优选为30重量份以上,更优选为40重量份以上,并且通常为200重量份以下,优选为150重量份以下,更优选为120重量份以下。
进而,含有电荷传输物质的层必要时可以含有受阻酚、受阻胺等抗氧化剂、紫外线吸收剂、敏感剂、流平剂、吸电子性物质等各种添加剂。此外,这些添加剂可以单独使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。
[IV-3-6.其他层]
本发明的电子照相感光体除了具有上述的底涂层和感光层以外,还可以具有其他层。
若举出实例,可以设置现有公知的、例如以热塑性或者热固性聚合物为主体的表面保护层或外敷层作为最表面层。
[IV-3-7.层形成法]
对除感光体所具有的底涂层以外的各层的形成方法没有限制,可以使用任意方法。例如,如用本发明的底涂层形成用涂布液形成底涂层时,将层所含有的物质溶解或分散在溶剂中得到涂布液(感光层形成用涂布液、电荷产生层形成用涂布液、电荷传输层形成用涂布液等),使用例如浸渍涂布方法、喷涂方法、环形涂布方法等公知的方法将所得到的涂布液依次涂布,使其干燥而形成各层。在这种情况中,涂布液根据需要还可以含有用于改善涂布性的流平剂、抗氧化剂或敏感剂等各种添加剂。
对用于涂布液的溶剂没有限制,然而通常使用有机溶剂。作为优选的溶剂的实例,可以举出例如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-己醇、1,3-丁二醇等醇类;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类;二氧六环、四氢呋喃、乙二醇单甲醚等醚类;4-甲氧基-4-甲基-2-戊酮等醚酮类;苯、甲苯、二甲苯、氯苯等(卤代)芳香族烃类;乙酸甲酯、乙酸乙酯等酯类;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺类;二甲亚砜等亚砜类。并且,在这些溶剂之中,特别适合使用醇类、芳香族烃类、醚类、醚酮类。此外,作为更适合的溶剂,可以举出甲苯、二甲苯、1-己醇、1,3-丁二醇、四氢呋喃、4-甲氧基-4-甲基-2-戊酮等。
上述的溶剂可以单独使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。特别优选混合两种以上的溶剂进行合用,作为所混合的溶剂的实例,可以举出醚类、醇类、酰胺类、亚砜类、醚酮类等,其中,1,2-二甲氧基乙烷等醚类、1-丙醇等醇类是适合的。特别适合的是醚类。这是出于特别是在以氧钛酞菁为电荷产生物质制造涂布液时该酞菁的晶形稳定化能、分散稳定性等方面的考虑。
此外,对用于涂布液的溶剂的量没有限制,可以根据涂布液的组成和涂布方法等选择使用适当的量。
[IV-3-8.本发明的电子照相感光体的优点]
本发明的电子照相感光体能在各种使用环境下形成高画质的图像。并且,耐久稳定性优异,而且不易出现黑点或色点等图像缺陷。因而,本发明的电子照相感光体在用于成像时能够抑制环境的影响,同时能够形成高品质的图像。
此外,对于现有的电子照相感光体,底涂层中含有能够贯通底涂层的表里的程度的大的金属氧化物颗粒,由于存在该大的金属氧化物颗粒,所以成像时有可能会产生缺陷。进而,使用接触式的装置作为充电单元的情况中,对感光层进行充电时,电荷从导电性支持体通过该金属氧化物颗粒后移动到感光层上,有可能不能适当地进行充电。但是,在本发明的电子照相感光体中,平均粒径非常小,并且具备使用了粒径分布良好的金属氧化物颗粒的底涂层,因此能够抑制缺陷和不能适当地充电的问题,可以进行高品质的成像。
[V.成像装置]
下面,对于使用本发明的电子照相感光体的成像装置(本发明的成像装置)的实施方式,使用表示出装置的主要部分构成的图2进行说明。但是,实施方式并不限定于以下说明,只要不脱离本发明的要点,就可以进行任意变形来实施。
如图2所示,成像装置的构成中具备电子照相感光体1、充电装置(充电单元)2、曝光装置(曝光单元;像曝光单元)3、显影装置(显影单元)4和转印装置(转印单元)5,进而根据需要设置有清洁装置(清洁单元)6和定影装置(定影单元)7。
并且,在本发明的成像装置中,具备上述的本发明的电子照相感光体作为感光体1。即,本发明的成像装置为具有电子照相感光体、使该电子照相感光体带电的充电单元、对带电的该电子照相感光体进行图像曝光以形成静电潜像的图像曝光单元、用调色剂将上述静电潜像显影的显影单元、和将所述调色剂转印到被转印体上的转印单元的成像装置,在所述成像装置的构成中,所述电子照相感光体在导电性支持体上具有含有粘结剂树脂和金属氧化物颗粒的底涂层和形成在该底涂层上的感光层,将该底涂层分散在甲醇与1-丙醇以7:3的重量比混合而成的溶剂中,所得到的液体中以利用动态光散射法测定的该金属氧化物颗粒的体积平均粒径为Mv’并且以利用动态光散射法测定的该金属氧化物颗粒的个数平均粒径为Mp’时,所述Mv’为0.1μm以下,并且所述Mv’和所述Mp’之比Mv’/Mp’满足上式(3)。此时,更优选所述的比Mv’/Mp’满足上式(4)。
体积平均粒径Mv’和比值Mv’/Mp’不满足上述范围时,根据本发明人的研究,作为感光体在低温低湿下的反复曝光-充电特性不稳定。因此,使用本发明的成像装置得到的图像上多出现黑点、色点等图像缺陷,作为成像装置,有可能不能进行清晰且稳定的成像。
只要电子照相感光体1为上述的本发明的电子照相感光体,就没有特别限制,在图2中,作为一例给出在圆筒状的导电性支持体的表面上形成有上述感光层的鼓状的感光体。沿该电子照相感光体1的外周面,分别配置有充电装置2、曝光装置3、显影装置4、转印装置5和清洁装置6。
充电装置2是使电子照相感光体1带电的装置,其均匀地使电子照相感光体1的表面充电至规定电位。为了有效发挥本发明的效果,充电装置优选与电子照相感光体1接触配置。在图2中,作为充电装置2的一实例,给出辊型的充电装置(充电辊),除此以外还常用电晕管和格栅电晕管等电晕充电装置、充电刷等接触型充电装置等。
此外,在大多数情况下,具备电子照相感光体1和充电装置2的盒(以下适宜称为感光体盒)被设计成能够从成像装置的主体上卸下。于是,例如在电子照相感光体1或充电装置2劣化时,能够从成像装置主体上卸下该感光体盒,并将其他的新感光体盒安装在成像装置主体中。此外,对于后述的调色剂来说也是这样的,在大多数情况下,调色剂储存在调色剂盒中,该调色剂盒被设计成能够从成像装置主体中卸下,因此在使用的调色剂盒中没有了调色剂时,能够从成像装置主体中卸下该调色剂盒,安装其他的新调色剂盒。此外,也可以使用同时具备电子照相感光体1、充电装置2、调色剂的盒。
对曝光装置3的种类没有特别限制,只要其是能够对电子照相感光体1进行曝光(图像曝光)而在电子照相感光体1的感光面上形成静电潜像的装置即可。作为具体例,可以举出卤素灯、荧光灯、半导体激光器或He-Ne激光器等激光器、LED(发光二极管)等。并且,可以通过感光体内部曝光方式进行曝光。进行曝光时的光是任意的,利用如下光进行曝光即可:例如波长为780nm的单色光、波长为600nm~700nm的略靠近短波长的单色光、波长为350nm~600nm的短波长的单色光等。其中,优选利用波长为350nm~600nm的短波长的单色光等进行曝光,更优选利用波长为380nm~500nm的单色光进行曝光。显影装置4是将上述的静电潜像显影的装置。对其种类没有特别限制,可以使用瀑布显影、单组分导电调色剂显影、双组分磁刷显影等干式显影方式或湿式显影方式等的任意装置。在图2中,显影装置4由显影槽41、搅拌器42、供给辊43、显影辊44以及调整部件45构成,并具有在显影槽41的内部存储有调色剂T的结构。并且,也可以根据需要在显影装置4上附带补给调色剂T的补给装置(未图示)。该补给装置的构成为能够由瓶、盒等容器补给调色剂T。
供给辊43由导电性海绵等形成。显影辊44由铁、不锈钢、铝、镍等金属辊或在这样的金属辊上被覆了有机硅树脂、氨基甲酸酯树脂、氟树脂等的树脂辊等构成。也可以根据需要对该显影辊44的表面施加平滑加工或粗面加工。
显影辊44配置在电子照相感光体1和供给辊43之间,分别与电子照相感光体1和供给辊43抵接。供给辊43和显影辊44受到旋转驱动装置(未图示)的驱动而旋转。供给辊43负载所存储的调色剂T,将其供给至显影辊44。显影辊44负载由供给辊43供给的调色剂T,并使调色剂T与电子照相感光体1的表面接触。
调整部件45由有机硅树脂或氨基甲酸酯树脂等树脂刮板、不锈钢、铝、铜、黄铜、磷青铜等金属刮板或在这样的金属刮板上被覆有树脂的刮板等形成。该调整部件45与显影辊44抵接,被弹簧等以规定的力挤压在显影辊44侧(一般的刮板单位长度载荷为5g/cm~500g/cm)。也可以根据需要使该调整部件45具有通过与调色剂T的摩擦充电而使调色剂T带电的功能。
搅拌器42受到旋转驱动装置的驱动而各自旋转,在搅拌调色剂T的同时将调色剂T传送至供给辊43侧。可以设置桨叶形状、大小等不同的多个搅拌器42。
调色剂T的种类是任意的,除粉状调色剂以外,还可以使用以悬浮聚合法或乳液聚合法等得到的聚合调色剂等。特别是,在使用聚合调色剂时,优选粒径为4~8μm左右的小粒径的调色剂,并且,也可以使用调色剂颗粒的形状从接近球形到马铃薯状的脱离了球形的各种形状的调色剂。聚合调色剂的带电均匀性、转印性优异,适合用于达到高图像品质。
对于转印装置5,其种类不受特别限制,可以使用采用了电晕转印、辊转印、带转印等的静电转印法、压力转印法、粘着转印法等任意方式的装置。此处,转印装置5由与电子照相感光体1对置的转印充电器、转印辊、转印带等构成。该转印装置5施加与调色剂T的充电电位极性相反的规定电压值(转印电压),并将在电子照相感光体1上形成的调色剂像转印至转印材料(纸张、介质)P上。在本发明中,转印装置5被配置成隔着转印材料与感光体接触时是有效的。
对于清洁装置6没有特别限制,可以使用刷清洁器、磁刷清洁器、静电刷清洁器、磁辊清洁器、刮板清洁器等任意的清洁装置。清洁装置6利用清洁部件将附着在感光体1上的残余调色剂刮落并回收残余调色剂。但是,当感光体表面上残留的调色剂较少或几乎没有残留调色剂时,也可以不设置清洁装置6。
定影装置7由上部定影部件(定影辊)71和下部定影部件(定影辊)72构成,在定影部件71或72的内部具有加热装置73。此外,图2中给出了在上部定影部件71的内部装备有加热装置73的例子。上部和下部的各定影部件71、72可以使用在不锈钢、铝等金属管坯上被覆有硅橡胶的定影辊、进而用氟树脂被覆的定影辊、定影片等公知的热定影部件。此外,各定影部件71、72既可以具有为改善防粘性而供给硅油等防粘剂的结构,也可以具有利用弹簧等相互强制性地施加压力的结构。
转印在记录纸P上的调色剂通过已加热至规定温度的上部定影部件71和下部定影部件72之间时,调色剂被加热至熔融状态,通过后调色剂被冷却,从而定影在记录纸P上。
另外,对于定影装置,其种类也不受特别限定,以此处使用的定影装置为代表,可以设置采用热辊定影、闪光定影、烘烤定影、压力定影等任意方式的定影装置。
在如上构成的电子照相装置中,如下进行图像记录。即,首先,利用充电装置2将感光体1的表面(感光面)充电至规定的电位(例如-600V)。此时,既可以利用直流电压充电,也可以在直流电压上叠加交流电压来充电。
接着,根据要记录的图像,利用曝光装置3对带电的感光体1的感光面进行曝光,在感光面上形成静电潜像。然后,利用显影装置4对在感光体1的感光面上形成的静电潜像进行显影。
显影装置4中,利用调整部件(显影刮板)45将由供给辊43供给的调色剂T进一步薄层化,同时使其摩擦带电至规定的极性(此处与感光体1的带电电位极性相同,为负极性),边将调色剂负载在显影辊44上边传送,从而使其与感光体1的表面接触。
负载于显影辊44上的带电调色剂T与感光体1的表面接触后,就会在感光体1的感光面上形成对应于静电潜像的调色剂像。然后,该调色剂像被转印装置5转印到记录纸P上。之后,未被转印而残留在感光体1的感光面上的调色剂被清洁装置6除去。
调色剂像转印到记录纸P上后,使其通过定影装置7,从而将调色剂像热定影在记录纸P上,由此得到最终的图像。
另外,除上述的构成外,成像装置还可以具有能够进行例如消除静电步骤的结构。消除静电步骤是通过对电子照相感光体进行曝光来进行电子照相感光体的静电消除的步骤,作为消除静电装置,使用荧光灯、LED等。并且,用于消除静电步骤的光,大多使用具有强度为曝光用光的3倍以上的曝光能量的光。
并且,成像装置也可以是进一步变化形式的构成,例如其构成可以是:能够进行前曝光步骤、辅助充电步骤等步骤的构成;进行胶版印刷的构成;以及使用两种以上调色剂的全色串联方式的构成。
此外,感光体1如上所述与充电装置2组合而构成为盒的情况下,优选构成中还具有显影装置4。进而,除上述的感光体1、充电装置2和显影装置4以外,根据需要还可以与曝光装置3、转印装置5、清洁装置6以及定影装置7之中1个或2个以上的装置组合,构成为一体型的处理盒(电子照相盒),并且可以设计为该电子照相盒相对于复印机和激光束印刷机等电子照相装置主体可拆卸的构成。即,本发明的电子照相盒至少具有电子照相感光体、使该电子照相感光体带电的充电单元和用调色剂将形成在该电子照相感光体的静电潜像显影的显影单元,优选该电子照相盒的构成中,该电子照相感光体在导电性支持体上具有含有粘结剂树脂和金属氧化物颗粒的底涂层和形成于该底涂层的感光层,其中,将该底涂层分散在甲醇与1-丙醇以7:3的重量比混合而成的溶剂中,所得到的液体中以利用动态光散射法测定的该金属氧化物颗粒的体积平均粒径为Mv’并且以利用动态光散射法测定的该金属氧化物颗粒的个数平均粒径为Mp’时,所述Mv’为0.1μm以下,并且所述Mv’与所述Mp’之比Mv’/Mp’满足上式(3)。此时,更优选所述比Mv’/Mp’满足上式(4)。此外,在本发明中,如上所述,在充电单元与所述电子照相感光体接触配置的情况下,显著发挥出其效果,因此该构成是特别优选的。
体积平均粒径Mv’和比值Mv’/Mp’不满足上述范围时,根据本发明人的研究,作为感光体在低温低湿下的反复曝光-充电特性不稳定。因此,在使用本发明的电子照相盒而得到的图像上多出现黑点、色点等图像缺陷,有可能不能进行清晰且稳定的成像。
此时,与在上述实施方式中说明的处理盒相同,例如电子照相感光体1或其他部件劣化时,通过从成像装置主体上卸下该电子照相盒,将其他的新电子照相盒安装在成像装置主体上,由此成像装置的保养和管理变得容易。
通过本发明的成像装置和电子照相盒,能够形成高品质的图像。特别是,以往在将转印装置5配置成隔着转印材料与感光体接触的情况下,易发生图像的品质劣化,但是本发明的成像装置和电子照相盒产生那样的品质劣化的可能性较小,因此本发明的成像装置和电子照相盒是有效的。
[VI.本发明的主要优点]
利用本发明,能够得到以下说明的优点中的至少一个优点。
即,在本发明中,底涂层形成用涂布液形成稳定的状态,不发生凝胶化或者已分散的二氧化钛颗粒发生沉淀的现象,能够长期保存和使用。并且,该涂布液的以使用时的粘性为代表的物性的变化小,连续在支持体上进行涂布和干燥而形成感光层时,所制造的各感光层的膜厚均匀。
此外,利用本发明的底涂层形成用涂布液的制造方法制造涂布液,使用所制造的涂布液形成底涂层,具有该底涂层的电子照相感光体在电学特性方面优异,即使在低温低湿度下也具有稳定的电学特性。
此外,利用使用了本发明的电子照相感光体的成像装置,能够形成黑点或色点等图像缺陷极少的良好的图像,特别是对于利用与该电子照相感光体接触配置的充电单元充电的成像装置,能够形成黑点或色点等图像缺陷极少的良好的图像。
另外,对于使用本发明的电子照相感光体并且用于像曝光单元的光的波长为350nm~600nm的成像装置,由于其初期充电电位和灵敏度高,因此利用该成像装置能够得到高品质的图像。
实施例
下面,通过本发明的实施例、比较例进行更详细地说明,但是本发明只要不超出其要点,并不限于这些实施例、比较例。此外,实施例中使用的“份”只要不特别限定就表示“重量份”。
<实施例1>
将平均一次粒径40nm的金红石型二氧化钛(石原产业株式会社制造的“TTO55N”)和重量为该二氧化钛的3重量%的甲基二甲氧基硅烷(东芝硅酮社制造的“TSL8117”)用亨舍尔混合机混合,得到经表面处理的二氧化钛,将50份所得到的经表面处理的二氧化钛和120份甲醇混合,形成原料浆料,以直径约150μm的氧化锆珠(株式会社NIKKATO制造的YTZ)为分散介质,使用研磨机容积约0.15L的寿工业株式会社制造的ULTRA APEX MILL(UAM-015型),在转子圆周速度10米/秒、液体流量10kg/小时的液循环状态下对1kg所述原料浆料进行1小时分散处理,从而制作出二氧化钛分散液。
在加热下将上述二氧化钛分散液与甲醇/1-丙醇/甲苯的混合溶剂和共聚聚酰胺(该共聚聚酰胺由ε-己内酰胺[以下式(A)表示的化合物]/双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷[以下式(B)表示的化合物]/1,6-己二胺[以下式(C)表示的化合物]/癸二羧酸[以下式(D)表示的化合物]/1,18-十八烷二羧酸[以下式(E)表示的化合物]以组成摩尔比为60%/15%/5%/15%/5%形成)的颗粒进行搅拌、混合,使聚酰胺颗粒溶解后,利用输出功率1200W的超声波振荡器进行1小时超声波分散处理,然后通过孔径5μm的PTFE制膜过滤器(ADVANTEC制造的Mitex LC)进行过滤,得到底涂层形成用涂布液A,在底涂层形成用涂布液A中,该表面处理二氧化钛/共聚聚酰胺的重量比为3/1,甲醇/1-丙醇/甲苯的混合溶剂的重量比为7/1/2,含有的固体成分的浓度为18.0重量%。
对于本发明的底涂层形成用涂布液A,对制作时与室温保存120天后的粘度变化率(用保存120天后的粘度与制作时的粘度之差除以制作时的粘度而得到的值)和制作时的二氧化钛的粒度分布进行测定。粘度使用E型粘度计(TOKIMEC社制造,制品名ED),利用基于JIS Z 8803的方法进行测定,粒度分布使用上述UPA进行测定。结果列于表2。
<实施例2>
作为用ULTRA APEX MILL进行分散时的分散介质,使用直径约50μm的氧化锆珠(株式会社NIKKATO制造的YTZ),除此以外,与实施例1同样地制作出底涂层形成用涂布液B,与实施例1同样地测定物性。结果列于表2。并且,将该底涂层形成用涂布液B稀释为甲醇/1-丙醇=7/3(重量比)的混合溶剂分散液,使固体成分浓度为0.015重量%(金属氧化物颗粒浓度为0.011重量%),利用紫外可见分光光度计(岛津制作所制造的UV-1650PC)测定该稀释液对波长400nm的光的吸光度与对波长1000nm的光的吸光度之差。结果列于表3。
<实施例3>
将用ULTRA APEX MILL进行分散时的转子圆周速度设定为12米/秒,除此以外,与实施例2同样地制作出底涂层形成用涂布液C,与实施例1同样地测定物性。结果列于表2。
<实施例4>
作为用ULTRA APEX MILL进行分散时的分散介质,使用直径约30μm的氧化锆珠(株式会社NIKKATO制造的YTZ),除此以外,与实施例3同样地制作出底涂层形成用涂布液D,与实施例1同样地测定物性。结果列于表2。
<实施例5>
将实施例2中使用的表面处理二氧化钛/共聚聚酰胺的重量比设定为2/1,除此以外与实施例2同样地制作出底涂层形成用涂布液E,除将固体成分浓度设定为0.015重量%(金属氧化物颗粒浓度为0.01重量%)以外,与实施例2同样地测定对波长400nm的光的吸光度与对波长1000nm的光的吸光度之差。结果列于表3。
<实施例6>
将表面处理二氧化钛/共聚聚酰胺的重量比设定为4/1,除此以外与实施例2同样地制作出底涂层形成用涂布液F,除使其固体成分浓度为0.015重量%(金属氧化物颗粒浓度为0.012重量%)以外与实施例2同样地测定对波长400nm的光的吸光度与对波长1000nm的光的吸光度之差。结果列于表3。
<实施例7>
不使用实施例1中使用的表面处理二氧化钛,而使用平均一次粒径13nm的氧化铝颗粒(NIPPON AEROSIL社制造的Aluminum Oxide C),含有的固体成分的浓度为8.0重量%,使该氧化铝颗粒/共聚聚酰胺的重量比为1/1,除此以外与实施例2同样地制作出底涂层形成用涂布液G,并与实施例1同样地测定底涂层形成用涂布液G的物性。结果列于表2。并且,进行稀释,以使其固体成分的浓度为0.015重量%(金属氧化物颗粒浓度为0.0075重量%),除此以外,与实施例2同样地测定对波长400nm的光的吸光度与对波长1000nm的光的吸光度之差。结果列于表3。
<比较例1>
将50份表面处理二氧化钛和120份甲醇进行混合,使用直径约3mm的氧化铝磨球(株式会社NIKKATO制造的HD)在球磨机中进行5小时分散,得到分散浆料液,不使用ULTRA APEX MILL进行分散,而是直接使用该分散浆料液,除此以外与实施例1同样地制作出底涂层形成用涂布液H,并且除使其固体成分浓度为0.015重量%(金属氧化物颗粒浓度为0.011重量%)以外与实施例1和实施例2同样地测定物性。结果列于表2和表3。
<比较例2>
不使用比较例1中用于球磨机分散的磨球,而使用直径约3mm的氧化锆磨球(株式会社NIKKATO制造的YTZ),除此以外与比较例1同样地制作出底涂层形成用涂布液I,与实施例1同样地测定物性。结果列于表2。
<比较例3>
将比较例1中使用的表面处理二氧化钛/共聚聚酰胺的重量比设定为2/1,除此以外与比较例1同样地制作出底涂层形成用涂布液J,并且除使其固体成分浓度为0.015重量%(金属氧化物颗粒浓度为0.01重量%)以外与实施例2同样地测定对波长400nm的光的吸光度与对波长1000nm的光的吸光度之差。结果列于表3。
<比较例4>
将比较例1中使用的表面处理二氧化钛/共聚聚酰胺的重量比设定为4/1,除此以外与比较例1同样地制作出底涂层形成用涂布液K,并且除使其固体成分浓度为0.015重量%(金属氧化物颗粒浓度为0.012重量%)以外与实施例2同样地测定对波长400nm的光的吸光度与对波长1000nm的光的吸光度之差。结果列于表3。
<实施例8A>
将实施例1中制成的底涂层形成用涂布液A和比较例1中制成的底涂层形成用涂布液H以3:1的比例进行混合,利用频率25kHz、输出功率1200W的超声波振荡器进行1小时超声波分散处理,制成底涂层形成用涂布液3AH,与实施例1同样地测定物性。结果列于表2。
<实施例8B>
将实施例1中制成的底涂层形成用涂布液A和比较例1中制成的底涂层形成用涂布液H以1:1的比例进行混合,利用频率25kHz、输出功率1200W的超声波振荡器进行1小时超声波分散处理,制成底涂层形成用涂布液AH,与实施例1同样地测定物性。结果列于表2。
<实施例8C>
将实施例1中制成的底涂层形成用涂布液A和比较例1中制成的底涂层形成用涂布液H以1:3的比例进行混合,利用频率25kHz、输出功率1200W的超声波振荡器进行1小时超声波分散处理,制成底涂层形成用涂布液A3H,与实施例1同样地测定物性。结果列于表2。
<比较例5>
不使用比较例1中使用的表面处理二氧化钛,而使用平均一次粒径13nm的NIPPON AEROSIL社制造的Aluminum Oxide C(氧化铝颗粒),含有的固体成分的浓度为8.0重量%,使该氧化铝颗粒/共聚聚酰胺的重量比为1/1,不用球磨机进行分散而利用输出功率600W的超声波振荡器进行6小时分散,除此以外与比较例1同样地制作出底涂层形成用涂布液N,与实施例1同样地测定底涂层形成用涂布液N的物性。结果列于表2。并且,使其固体成分浓度为0.015重量%(金属氧化物颗粒浓度为0.0075重量%),除此以外,与实施例2同样地测定对波长400nm的光的吸光度与对波长1000nm的光的吸光度之差。结果列于表3。
<镜面反射率的评价>
使用实施例和比较例中制作的底涂层形成用涂布液,对在导电性支持体上形成的底涂层的镜面反射之比如下进行评价。结果列于表4。
在表4所示的外径30mm、长度250mm、厚度0.8mm的铝管(拉制镜面管和切削管)上以干燥后的膜厚为2μm的方式涂布表4所示的底涂层形成用涂布液,并进行干燥,从而形成底涂层。
利用多通道分光光度计(大塚电子制造的MCPD-3000)测定该底涂层对400nm的光或480nm的光的反射率。光源使用卤素灯,将光源和检测器中装备的光纤缆的前端设置在垂直方向上距离底涂层表面2mm的位置,对底涂层表面入射垂直方向的光,检测在同轴反方向上反射的光。在未涂布底涂层的铝切削管表面进行这样的反射光的测定,以该值为100%,测定在底涂层表面的反射光,以其比例为镜面反射率(%)。
表2 底涂层形成用涂布液的物性
-:无关数据或未测定
表3
涂布液 | 吸光度差(Abs) | |
实施例2 | B | 0.69 |
实施例5 | E | 0.98 |
实施例6 | F | 0.92 |
实施例7 | G | 0.014 |
比较例1 | H | 1.649 |
比较例3 | J | 1.076 |
比较例4 | K | 1.957 |
比较例5 | N | 0.056 |
表4 底涂层的镜面反射率(%)
涂布液 | 测定波长 | 拉制镜面管 | 切削管(切削间距0.6mm) | 切削管(切削间距0.95mm) | |
实施例2 | B | 480nm | 57.4 | 57.3 | 57.8 |
实施例5 | E | 480nm | 56.7 | 56.4 | 54.9 |
实施例6 | F | 480nm | 57.6 | 56.5 | 58.6 |
实施例7 | G | 400nm | 64.6 | 65.4 | 57.2 |
比较例1 | H | 480nm | 40.2 | 39.8 | 41.8 |
比较例3 | J | 480nm | 35.8 | 37.1 | 37.5 |
比较例4 | K | 480nm | 26.2 | 25.0 | 27.5 |
比较例5 | N | 400nm | 48.3 | 49.0 | 39.6 |
利用本发明的方法制作的底涂层形成用涂布液的平均粒径小,并且粒径的分布幅度小,因此液体的稳定性高,能够形成均匀的底涂层,而且即使长期保存,粘度变化也较小,稳定性较高。并且,涂布该底涂层形成用涂布液而形成的底涂层的均匀性高,不易使光散射,因此镜面反射率高。
并且可知,混合平均粒径不同的液体时,加和性并不成立,0.10μm以下的液体的特性受到很大影响。
<实施例10>
通过浸渍涂布,在外径24mm、长度236.5mm、厚度0.75mm的铝切削管上以干燥后的膜厚为2μm的量涂布底涂层形成用涂布液A,进行干燥,从而形成底涂层。通过扫描电子显微镜观察底涂层的表面,基本上未观察到凝集物。
将作为电荷产生物质的20重量份氧钛酞菁(该氧钛酞菁具有图3所示的CuKα特征X射线的粉末X射线衍射光谱图)和280重量份1,2-二甲氧基乙烷混合,用砂磨机进行2小时分散处理,从而制作出分散液。接着将该分散液与10重量份的聚乙烯醇缩丁醛(电气化学工业株式会社制造,商品名“Denka Butyral”#6000C)、253重量份的1,2-二甲氧基乙烷和85重量份的4-甲氧基-4-甲基-2-戊酮进行混合,再混合234重量份的1,2-二甲氧基乙烷,进行超声波分散机处理后,用孔径5μm的PTFE制膜过滤器(ADVANTEC社制造的Mitex LC)进行过滤,从而制作出电荷产生层用涂布液。通过浸渍涂布,在上述底涂层上以干燥后的膜厚为0.4μm的量涂布该电荷产生层用涂布液,进行干燥,从而形成电荷产生层。
接下来,使56份如下所示的腙化合物、
14份如下所示的腙化合物、
100份具有以下重复结构的聚碳酸酯树脂
和0.05重量份硅油溶解于640重量份(四氢呋喃/甲苯=8/2)混合溶剂中,得到电荷传输层用涂布液,在上述电荷产生层之上涂布干燥后的膜厚为17μm的电荷传输层用涂布液,在室温进行25分钟风干。再在125℃进行20分钟干燥,从而设置电荷传输层,制作出电子照相感光体。以该电子照相感光体为感光体P1。
对所述感光体P1的绝缘破坏强度如下进行测定。即,在温度25℃、相对湿度50%环境下固定该感光体,压上体积电阻率为约2MΩ·cm且两端各比鼓的长度短约2cm的充电辊,施加-3kV直流电压,测定绝缘破坏前的时间。其结果列于表5。
并且,将该感光体安装在按照电子照相学会测定标准制作的电子照相特性评价装置(《続電子写真技術の基礎と応用》,电子照相学会编,CORONA社,记载于404~405页)上,充电到表面电位为-700V后,以5.0μJ/cm2的强度照射780nm的激光,在温度25℃、相对湿度50%(下文中有时称为NN环境)的环境下和在温度5℃、相对湿度10%(下文中有时称为LL环境)的环境下测定曝光后100毫秒后的表面电位。其结果列于表5。
<实施例11>
设置底涂层,并使底涂层的膜厚为3μm,除此以外,与实施例10同样地制作出感光体P2。与实施例10同样地通过扫描电子显微镜观察此时的底涂层表面,结果基本上未观察到凝集物。与实施例10同样地评价感光体P2,结果列于表5。
<实施例12>
二氧化钛与共聚聚酰胺的重量比设定为二氧化钛/共聚聚酰胺=2/1,除此以外,与实施例1同样地制作出底涂层形成用涂布液A2。
使用上述涂布液A2作为底涂层形成用涂布液,除此以外,与实施例10同样地制作出感光体P3。与实施例10同样地通过扫描电子显微镜观察此时的底涂层表面,结果基本上未观察到凝集物。与实施例10同样地评价感光体P3,结果列于表5。
<实施例13>
作为底涂层形成用涂布液,使用上述实施例2记载的底涂层形成用涂布液B,除此以外,与实施例10同样地制作出感光体Q1。与实施例10同样地通过扫描电子显微镜观察此时的底涂层表面,结果基本上未观察到凝集物。利用Ryoka Systems Inc.的Micromap在Wave模式下测定该底涂层的表面形状,测定时,测定波长552nm、物镜倍数40倍、测定面190μm×148μm,以背景的形状校正(Term)圆柱进行测定,结果表面均方根粗糙度(RMS)的值为43.2nm,表面算术平均粗糙度(Ra)的值为30.7nm,表面最大粗糙度(P-V)的值为744nm。与实施例10同样地评价感光体Q1,结果列于表5。
<实施例14>
设置底涂层,并使底涂层的膜厚为3μm,除此以外,与实施例13同样地制作出感光体Q2。与实施例10同样地通过扫描电子显微镜观察此时的底涂层表面,结果基本上未观察到凝集物。与实施例10同样地评价感光体Q2,结果列于表5。
<实施例15>
使用上述涂布液E作为底涂层形成用涂布液,除此以外,与实施例13同样地制作出感光体Q3。与实施例10同样地通过扫描电子显微镜观察此时的底涂层表面,结果基本上未观察到凝集物。与实施例10同样地评价感光体Q3,结果列于表5。
<实施例16>
作为底涂层形成用涂布液,使用上述实施例3记载的底涂层形成用涂布液C,除此以外,与实施例10同样地制作出感光体R1。与实施例10同样地通过扫描电子显微镜观察此时的底涂层表面,结果基本上未观察到凝集物。与实施例10同样地评价感光体R1,结果列于表5。
<实施例17>
设置底涂层,并使底涂层的膜厚为3μm,除此以外,与实施例16同样地制作出感光体R2。与实施例10同样地通过扫描电子显微镜观察此时的底涂层表面,结果基本上未观察到凝集物。与实施例10同样地评价感光体R2,结果列于表5。
<实施例18>
将二氧化钛与共聚聚酰胺的重量比设定为二氧化钛/共聚聚酰胺=2/1,除此以外,与实施例3同样地制作出底涂层形成用涂布液C2。
使用上述涂布液C2作为底涂层形成用涂布液,除此以外,与实施例16同样地制作出感光体R3。与实施例10同样地通过扫描电子显微镜观察此时的底涂层表面,结果基本上未观察到凝集物。与实施例10同样地评价感光体R3,结果列于表5。
<实施例19>
作为底涂层形成用涂布液,使用上述实施例4记载的底涂层形成用涂布液D,除此以外,与实施例10同样地制作出感光体S1。与实施例10同样地通过扫描电子显微镜观察此时的底涂层表面,结果基本上未观察到凝集物。并且,与实施例10同样地测定底涂层的表面形状,结果表面均方根粗糙度(RMS)的值为25.5nm,表面算术平均粗糙度(Ra)的值为17.7nm,表面最大粗糙度(P-V)的值为510nm。与实施例10同样地评价感光体S1,结果列于表5。
<实施例20>
设置底涂层,并使底涂层的膜厚为3μm,除此以外,与实施例19同样地制作出感光体S2。与实施例10同样地通过扫描电子显微镜观察此时的底涂层表面,结果基本上未观察到凝集物。与实施例10同样地评价感光体S2,结果列于表5。
<实施例21>
将二氧化钛与共聚聚酰胺的重量比设定为二氧化钛/共聚聚酰胺=2/1,除此以外,与实施例4同样地制作出底涂层形成用涂布液D2。
使用上述涂布液D2作为底涂层形成用涂布液,除此以外,与实施例19同样地制作出感光体S3。与实施例10同样地通过扫描电子显微镜观察此时的底涂层表面,结果基本上未观察到凝集物。与实施例10同样地评价感光体S3,结果列于表5。
<比较例6>
使用上述比较例1记载的底涂层形成用涂布液H作为底涂层形成用涂布液,除此以外,与实施例10同样地制作出感光体T1。与实施例10同样地通过扫描电子显微镜观察此时的底涂层表面,发现了大量二氧化钛凝集物。并且,与实施例13同样地对此时的底涂层的表面形状进行测定,结果表面均方根粗糙度(RMS)的值为148.4nm,表面算术平均粗糙度(Ra)的值为95.3nm,表面最大粗糙度(P-V)的值为2565nm。与实施例10同样地评价感光体T1,结果列于表5。
<比较例7>
设置底涂层,并使底涂层的膜厚为3μm,除此以外,与比较例6同样地制作出感光体T2。与实施例10同样地通过扫描电子显微镜观察此时的底涂层表面,发现了大量二氧化钛凝集物。与实施例10同样地评价感光体T2,结果列于表5。
<比较例8>
使用上述涂布液J作为底涂层形成用涂布液,除此以外,与比较例6同样地制作出感光体T3。与实施例10同样地通过扫描电子显微镜观察此时的底涂层表面,结果发现大量二氧化钛凝集物。与实施例10同样地评价感光体T3,结果列于表5。
<比较例9>
作为底涂层形成用涂布液,使用上述比较例2记载的底涂层形成用涂布液I,除此以外,与实施例10同样地制作出感光体U1。与实施例10同样地通过扫描电子显微镜观察此时的底涂层表面,发现了大量二氧化钛凝集物。感光体U1的底涂层的成分和厚度非常不均,未能评价电学特性。
表5感光体的电学特性和绝缘破坏之前的时间
感光体 | 二氧化钛/共聚聚酰胺(重量比) | 底涂层膜厚 | VL(NN) | VL(LL) | 绝缘破坏之前的时间 | |
实施例10 | P1 | 3/1 | 2μm | -77V | -175V | 20.5分钟 |
实施例11 | P2 | 3/1 | 3μm | - | - | - |
实施例12 | P3 | 2/1 | 2μm | -98V | -221V | 21.8分钟 |
实施例13 | Q1 | 3/1 | 2μm | -77V | -174V | 18.5分钟 |
实施例14 | Q2 | 3/1 | 3μm | -82V | -195V | - |
实施例15 | Q3 | 2/1 | 2μm | -98V | -223V | 21.4分钟 |
实施例16 | R1 | 3/1 | 2μm | -77V | -161V | 16.1分钟 |
实施例17 | R2 | 3/1 | 3μm | -81V | -176V | - |
实施例18 | R3 | 2/1 | 2μm | -102V | -218V | 20.2分钟 |
实施例19 | S1 | 3/1 | 2μm | -83V | -176V | 13.6分钟 |
实施例20 | S2 | 3/1 | 3μm | -87V | -191V | - |
实施例21 | S3 | 2/1 | 2μm | -109V | -232V | 21.4分钟 |
比较例6 | T1 | 3/1 | 2μm | -76V | -151V | 2.8分钟 |
比较例7 | T2 | 3/1 | 3μm | -82V | -175V | - |
比较例8 | T3 | 2/1 | 2μm | -103V | -215V | 14.6分钟 |
比较例9 | U1 | 3/1 | 2μm |
本发明的电子照相感光体具有没有凝集、分布均匀的底涂层,环境的差别导致的电位变动小,而且耐绝缘破坏性能优异。
<实施例22>
作为底涂层形成用涂布液,使用上述实施例B中记载的底涂层形成用涂布液B,通过浸渍涂布,在外径30mm、长度285mm、厚度0.8mm的铝切削管上涂布干燥后的膜厚为2.4μm的所述底涂层形成用涂布液B,进行干燥,从而形成底涂层。通过扫描电子显微镜观察底涂层的表面,结果基本上未观察到凝集物。
通过浸渍涂布,将与实施例10同样地制作出的电荷产生层用涂布液以干燥后的膜厚为2.4μm的量涂布在上述底涂层上,进行干燥,从而形成电荷产生层。
接下来,使作为电荷传输物质的60份以下述组合物(A)所示的结构为主体的组合物(该组合物是通过日本特开2002-080432公报的实施例1所记载的方法制造的)、
100份具有下述重复结构的聚碳酸酯树脂、
8份BHT和0.05重量份硅油溶解在640重量份(四氢呋喃/甲苯=8/2)的混合溶剂中,得到涂布液,在上述形成的电荷产生层之上以干燥后的膜厚为10μm的方式涂布所述涂布液,进行干燥,设置电荷传输层,从而制作出电子照相感光体。
将制作出的感光体安装在精工爱普生株式会社制造的彩色打印机(制品名:InterColor LP-1500C)的盒(作为一体型盒,具有格栅电晕管充电部件和刮板清洁部件)上,形成全彩色图像,结果能够得到良好的图像。将所得到的图像上的边长为1.6cm的正方形中观察到的微小色点的个数列于表6。
按照电子照相学会测定标准制作出电子照相特性评价装置(《続電子写真技術の基礎と応用》,电子照相学会编,CORONA社,记载于404~405页),使用该电子照相特性评价装置,使上述感光体(制作后1星期后)以恒定转速旋转,进行充电、曝光、电位测定、消除静电的循环的电学特性评价试验。此时,将初期表面电位设定为-700V,曝光使用780nm的单色光,消除静电使用660nm的单色光。作为表示灵敏度的指标,测定表面电位达到-350V所需要的曝光量(半减曝光量)。在温度25℃、相对湿度50%的测定环境下进行测定。并且,测定初期表面电位(-700V)在暗室中保持5秒时的表面电位降低率(DD)。结果列于表6。
<实施例23>
作为底涂层形成用涂布液,使用底涂层形成用涂布液3AH,除此以外,与实施例22同样地形成全彩色图像,结果能够得到良好的图像。将所得到的图像上的边长为1.6cm的正方形中观察到的微小色点的个数列于表6。此外与实施例22同样地测定电子照相特性。结果列于表6。
<实施例24>
作为底涂层形成用涂布液,使用底涂层形成用涂布液AH,除此以外,与实施例22同样地形成全彩色图像,结果能够得到良好的图像。将所得到的图像上的边长为1.6cm的正方形中观察到的微小色点的个数列于表6。此外与实施例22同样地测定电子照相特性。结果列于表6。
<实施例25>
作为底涂层形成用涂布液,使用底涂层形成用涂布液A3H,除此以外,与实施例22同样地形成全彩色图像,结果能够得到良好的图像。将所得到的图像上的边长为1.6cm的正方形中观察到的微小色点的个数列于表6。此外与实施例22同样地测定电子照相特性。结果列于表6。
<比较例10>
作为底涂层形成用涂布液,使用上述比较例1记载的底涂层形成用涂布液H,除此以外,与实施例22同样地制作出电子照相感光体。
使用所述电子照相感光体,形成全彩色图像,结果观察到大量色点,无法得到良好图像。将所得到的图像上的边长为1.6cm的正方形中观察到的微小色点的个数列于表6。此外与实施例22同样地测定电子照相特性。结果列于表6。
表6
微小色点 | 半减曝光量(μJ/cm2) | DD(%) | |
实施例22 | 3个 | 0.182 | 6.0 |
实施例23 | 5个 | 0.182 | 6.7 |
实施例24 | 5个 | 0.183 | 6.6 |
实施例25 | 8个 | 0.182 | 6.9 |
比较例10 | 28个 | 0.182 | 15.3 |
本发明的电子照相感光体不仅感光体特性良好,绝缘破坏性也强,而且色点等图像缺陷少,具有非常优异的性能。
在25℃、50%环境下固定实施例22中制作的感光体,压上体积电阻率为约2MΩ·cm且两端各比鼓长度短约2cm的充电辊,对该感光体施加-2kV直流电压,结果流通2.6μA的电流。其后,将电压提高到-3kV,未出现绝缘破坏。
在25℃、50%环境下固定实施例23中制作的感光体,压上体积电阻率为约2MΩ·cm且两端各比鼓长短约2cm的充电辊,对该感光体施加-2kV直流电压,结果流通4.0μA的电流。其后,将电压提高到-3kV,未出现绝缘破坏。
在25℃、50%环境下固定实施例24中制作的感光体,压上体积电阻率为约2MΩ·cm且两端各比鼓长短约2cm的充电辊,对该感光体施加-2kV直流电压,结果流通5.5μA的电流。其后,将电压提高到-3kV,未出现绝缘破坏。
在25℃、50%环境下固定实施例25中制作的感光体,压上体积电阻率为约2MΩ·cm且两端各比鼓长短约2cm的充电辊,对该感光体施加-2kV直流电压,结果流通7.1μA的电流。其后,将电压提高到-3kV,未出现绝缘破坏。
在25℃、50%环境下固定比较例10中制作的感光体,压上体积电阻率为约2MΩ·cm且两端各比鼓长短约2cm的充电辊,对该感光体施加-2kV直流电压,结果流通22μA的电流。其后,将电压提高到-3kV,结果在此过程中发生了绝缘破坏。
<实施例26>
将实施例13中制作的感光体Q1装载在三星公司制造的打印机ML1430(作为一体型盒,具有接触充电辊部件和单色显影部件)上,以打印浓度5%反复成像,直到观察到绝缘破坏产生的图像缺陷,结果即使打印50000页的图像,也未观察到图像缺陷。
<比较例11>
将比较例6中制作的感光体T1装载在三星公司制造的打印机ML1430上,以打印浓度5%反复成像,直到观察到绝缘破坏产生的图像缺陷,结果在打印35000页的图像的时刻,观察到图像缺陷。
<实施例27>
通过浸渍涂布,将实施例8A中制作的底涂层形成用涂布液3AH涂布在外径24mm、长度236.5mm、厚度0.75mm的铝切削管上,并使干燥后的膜厚为2μm,使其干燥,从而形成底涂层。
将1.5份下式所示的电荷产生物质、
和30份1,2-二甲氧基乙烷混合,用砂磨机进行8小时粉碎,进行微粒化分散处理。接着,将其与粘结剂溶液混合,所述粘结剂溶液是将0.75份聚乙烯醇缩丁醛(电气化学工业株式会社制造的、商品名“Denka Butyral”#6000C)、0.75份苯氧树脂(联合碳化物公司制品,PKHH)溶解在28.5份1,2-二甲氧基乙烷得到的,最后添加1,2-二甲氧基乙烷与4-甲氧基-4-甲基-2-戊酮的任意混合液13.5份,从而制备出固体成分(颜料+树脂)浓度为4.0重量%的电荷产生层形成用涂布液。将该电荷产生层形成用涂布液以干燥后的膜厚为0.6μm的量浸渍涂布在上述底涂层上,然后进行干燥,形成电荷产生层。
接下来,使67份如下所示的三苯胺化合物、
100份具有下述重复结构的聚碳酸酯树脂、
0.5份如下结构的化合物、
和0.02重量份硅油溶解于640重量份(四氢呋喃/甲苯=8/2)的混合溶剂中,得到电荷传输层用涂布液,将该涂布液涂布在上述电荷产生层上,并使干燥后的膜厚为25μm,在室温风干25分钟,再在125℃进行20分钟干燥,设置电荷传输层,从而制作出电子照相感光体。
将以上得到的电子照相感光体安装在按照电子照相学会标准制作出的电子照相特性评价装置(《続電子写真技術の基礎と応用》,电子照相学会编,CORONA社,记载于404~405页)上,按照以下步骤进行充电、曝光、电位测定、消除静电的循环的电学特性评价。
在暗室中以格栅电晕管充电器的栅极电压-800V进行放电,使感光体带电,对此时的感光体初期表面电位进行测定。接下来,用干涉滤光器将卤素灯的光制成450nm的单色光后,照射该单色光,测定表面电位达到-350V时的照射能量(μJ/cm2),以该值为灵敏度E1/2,结果初期充电电位为-710V,灵敏度E1/2为3.290μJ/cm2。初期充电电位的数值越高(电位的绝对值大),表示带电性越好,灵敏度的数值越小,表示灵敏度越高。
<比较例12>
作为底涂层形成用涂布液,使用上述比较例1记载的底涂层形成用涂布液H,除此以外,与实施例27同样地制作出电子照相感光体,与实施例27同样地评价电学特性,结果初期充电电位为-696V、灵敏度E1/2为3.304μJ/cm2。
由实施例27和比较例12的结果可知,以曝光波长为350nm~600nm的单色光进行曝光时,本发明的电子照相感光体的灵敏度特别优异。
工业实用性
本发明的底涂层形成用涂布液的保存稳定性高,能够高品质高效率地制造具有将该涂布液涂布形成的底涂层的电子照相感光体,并且该电子照相感光体的耐久稳定性优异,不易出现图像缺陷等,因此利用使用该感光体的成像装置,能够形成高品质图像。并且,利用涂布液的制造方法,不仅能够高效率地生产上述底涂层形成用涂布液,而且能够得到保存稳定性更高的底涂层形成用涂布液,进而能够得到更高品质的电子照相感光体。因此,本发明的电子照相感光体能够适用于可使用电子照相感光体的各种领域(例如复印机、打印机、印刷机等领域)。
本发明能够在产业上的任意领域中使用,特别是能够适用于电子照相方式的打印机、传真机、复印机等。
以上,使用特定方式详细说明了本发明,但是本领域技术人员明白可以不脱离本发明的意图和范围而进行各种变形。
此外,本申请基于2006年5月19日提出的日本专利申请(特愿2006-140863),以引用的方式援用其全部内容。
Claims (13)
1.一种底涂层形成用涂布液,该涂布液为含有金属氧化物颗粒和粘结剂树脂的电子照相感光体的底涂层形成用涂布液,其特征在于,该底涂层形成用涂布液中的金属氧化物颗粒的个数平均粒径为0.10μm以下且累积10%粒径为0.060μm以下,所述个数平均粒径和所述累积10%粒径是利用动态光散射法测定的。
2.一种电子照相感光体的底涂层形成用涂布液的制造方法,该方法为含有金属氧化物颗粒和粘结剂树脂的电子照相感光体的底涂层形成用涂布液的制造方法,其特征在于,作为所述金属氧化物颗粒,使用在湿式搅拌球磨机中用平均粒径5μm~200μm的介质分散后的金属氧化物颗粒,该底涂层形成用涂布液中的金属氧化物颗粒的个数平均粒径为0.10μm以下且累积10%粒径为0.060μm以下,所述个数平均粒径和所述累积10%粒径是利用动态光散射法测定的。
3.如权利要求2所述的电子照相感光体的底涂层形成用涂布液的制造方法,其特征在于,作为所述湿式搅拌球磨机,使用具有定子、设置在该定子一端的浆料供给口、设置在该定子另一端的浆料排出口、用于将填充在该定子内的所述介质和从该供给口供给的所述浆料搅拌混合的转子以及分离器的湿式搅拌球磨机,所述分离器与所述排出口连接并且被设置成能够旋转,该分离器通过离心力的作用将所述介质和所述浆料分离,并将该浆料从排出口排出。
4.如权利要求3所述的电子照相感光体的底涂层形成用涂布液的制造方法,其特征在于,所述湿式搅拌球磨机为具有连接在所述排出口的分离器的湿式搅拌球磨机,所述分离器与所述转子一体旋转,通过离心力的作用将所述介质和所述浆料分离,将所述浆料从所述排出口排出,其中,所述分离器为具有相对向的两片盘、叶片和支持单元的叶轮型分离器,所述两片盘在相对向的内侧面具有叶片的嵌合槽,所述叶片嵌合于嵌合槽并处于两片盘之间,所述支持单元从两侧夹持其间存在有叶片的盘。
5.一种底涂层形成用涂布液的制造方法,该方法为含有金属氧化物颗粒和粘结剂树脂的电子照相感光体的底涂层形成用涂布液的制造方法,其特征在于,该方法中,将所述金属氧化物颗粒的个数平均粒径为0.10μm以下的小粒径分散液和个数平均粒径与该小粒径分散液的个数平均粒径不同的分散液混合,所述个数平均粒径是利用动态光散射法测定的。
6.一种底涂层形成用涂布液,其特征在于,所述涂布液是通过权利要求2~5的任意一项所述的底涂层形成用涂布液的制造方法制造的。
7.一种电子照相感光体,其特征在于,所述感光体具有将权利要求1或6所述的底涂层形成用涂布液涂布干燥而成的底涂层。
8.如权利要求7所述的电子照相感光体,其特征在于,所述底涂层的膜厚为0.1μm~10μm,含有电荷传输物质的层的膜厚为5μm~15μm。
9.一种成像装置,该成像装置具有电子照相感光体、使该感光体带电的充电单元、对带电的所述感光体进行像曝光以形成静电潜像的像曝光单元、用调色剂将该静电潜像显影的显影单元和将调色剂转印到被转印体上的转印单元,其特征在于,其使用的感光体是权利要求7或8所述的电子照相感光体。
10.如权利要求9所述的成像装置,其特征在于,所述充电单元与所述电子照相感光体接触配置。
11.如权利要求9或10所述的成像装置,其特征在于,用于所述像曝光单元的曝光用光的波长为350nm~600nm。
12.一种电子照相盒,该电子照相盒具有电子照相感光体,并具有选自使该感光体带电的充电单元和用调色剂将形成在该感光体上的静电潜像显影的显影单元中的至少一个单元,其特征在于,其使用的感光体是权利要求7或8所述的电子照相感光体。
13.如权利要求12所述的电子照相盒,其特征在于,所述电子照相盒为具有充电单元的电子照相盒,所述充电单元与所述电子照相感光体接触配置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090527 |