CN101807015B - 有机感光体、图像形成方法和图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机感光体、图像形成方法和图像形成装置。提供使生产有机感光体时的负荷减少、防止波纹所致的画质降低、能够获得不会随着切削加工面的凸部漏电而产生黑点等图像缺陷的高画质的电子照相图像的有机感光体,图像形成方法以及图像形成装置。所述有机感光体在导电性支撑体上至少设有中间层、感光层,其特征在于,所述中间层的干燥膜厚为0.5μm~10.0μm,所述导电性支撑体的粗糙度曲线的突出山部高度Rpk(μm)、突出谷部高度Rvk(μm)、核部的水平差Rk(μm)具有下述式(1)的关系。Rpk+Rvk≤Rk 式(1)
Description
技术领域
本发明涉及在电子照相方式的图像形成装置等中使用的有机感光体,使用了该有机感光体的图像形成方法和图像形成装置。
背景技术
有机感光体与硒系感光体、无定形硅感光体的各种无机感光体相比具有原材料的选择范围广、环境适应性优异、生产成本便宜等较大的优点,因此近年来取代无机感光体成为电子照相感光体的主流。
在使用了电子照相感光体的电子照相图像形成方法中,一般多采用卡尔逊(Carlson)法。在基于卡尔逊法的图像形成方法中,在有机感光体上形成带电、静电潜像,形成调色剂图像后,将该调色剂图像转印到转印纸上,将其定影而形成最终图像。
作为形成静电潜像的方法,已知有对原稿照射卤灯的反射光而形成潜影的模拟曝光方式、基于图像信号使用LED或激光形成潜像的数码方式。特别是近年来,对装置的多样化、彩色化有利的数码方式的潜像形成方法成为主流。特别是利用半导体激光的曝光,从成本和画质的观点出发是有利的,成为曝光方式的主流。另外,随着近年来的彩色化和从办公领域向POD(按需打印,Print On Demand)领域的扩大,市场对高画质且稳定的图像的要求越来越高。
然而,对于目前成为主流的使用激光的图像形成装置来说,由于激光是可干涉光而引起的所谓的干涉波纹(以下也称为波纹(moire))之类的图像不均成为问题。所谓波纹,是入射光与在导电性支撑体界面的反射光发生干涉而在潜像上形成波纹状干涉模样而呈现出来的图像不均的总称。
对于该课题,已知有通过对导电性支撑体的表面性控制算术平均粗糙度(Ra)、十点平均粗糙度(Rz)、最大高度粗糙度(Ry)、平均山间隔(Sm)等粗糙度参数来防止波纹的方法(参照专利文献1~4)。
然而,专利文献1~4中记载的通过控制算术平均粗糙度(Ra)、十点平均粗糙度(Rz)、最大高度粗糙度(Ry)、平均山间隔(Sm)等粗糙度参数来防止导电性支撑体的表面产生波纹的方法,为了将波纹所致的图像不均抑制在基准内,多将支撑体的表面粗糙度升高到必需最低限度以上来进行应对。这是因为,由于导电性支撑体的表面形状根据切削器具或研磨器具的使用状态以及使用频率而一点点变化,因此必须确保与之对应的操作余地。另一方面,表面粗糙度的上限受切削条纹等波纹以外的画质限制,因此在以往的方法中必须在非常窄的幅度内对表面粗糙度进行管理。进而,必须以高频率进行表面粗糙度的确认,在生产管理上也成为大的负担。
进而,使用为了防止波纹而进行了加工的有机感光体的导电性支撑体、即通过切削加工等对表面进行了粗面化的铝支撑体等时,当切削加工面的凸部带电时会漏电,不附着电荷而存在容易产生黑点(黒ポチ)的问题。
对于这样的问题,已知有在导电性支撑体与感光层之间设置中间层、且该中间层具有使氧化钛粒子分散于树脂中而成的构成的有机感光体。
然而,即使使用这些技术,当切削加工面的凸部带电时,为了防止漏电、不附着电荷而产生黑点,必须以例如5μm以上的足够膜厚来构成中间层,使中间层的膜厚增厚时,随着反复使用而残留电位上升,图像浓度容易降低,难以实现兼顾防止随着切削加工面的凸部的漏电而产生黑点、以及足够的图像浓度这两者。
这样,在现有技术中,以应对近年来的高画质化的要求的水平,无法获得兼顾波纹和随着切削加工面的凸部漏电而产生黑点的有机感光体。
从这样的情况出发,希望开发出使生产有机感光体时的负荷减少、防止波纹所致的画质降低、能够获得不会随着切削加工面的凸部漏电而产生黑点等图像缺陷的高画质的电子照相图像的有机感光体,图像形成方法以及图像形成装置。
专利文献1:特开2004-205947号公报
专利文献2:特开2005-196148号公报
专利文献3:特开2007-334342号公报
专利文献4:特开2008-176055号公报
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供使生产有机感光体时的负荷减少、防止波纹所致的画质降低、能够获得不会随着切削加工面的凸部漏电而产生黑点等图像缺陷的高画质的电子照相图像的有机感光体,图像形成方法以及图像形成装置。
本发明的上述课题通过下述的构成达成。
1.一种有机感光体,在导电性支撑体上至少设有中间层、感光层,其特征在于,所述中间层的干燥膜厚为0.5μm~10.0μm,所述导电性支撑体的粗糙度曲线的突出山部高度Rpk(μm)、突出谷部高度Rvk(μm)、核部的水平差Rk(μm)具有下述式(1)的关系。
Rpk+Rvk≤Rk 式(1)
2.上述1所述的有机感光体,其特征在于,所述导电性支撑体的粗糙度曲线的突出山部高度Rpk(μm)、突出谷部高度Rvk(μm)、核部的水平差Rk(μm)具有下述式(2)的关系。
Rpk+Rvk≤Rk/2 式(2)
3.上述1或2所述的有机感光体,其特征在于,所述突出山部高度Rpk(μm)和突出谷部高度Rvk(μm)分别为0.01μm~0.50μm,所述核部的水平差Rk(μm)为0.10μm~1.50μm。
4.上述1~3中任一项所述的有机感光体,其特征在于,所述中间层含有N型半导电性粒子。
5.上述4所述的有机感光体,其特征在于,所述N型半导电性粒子是氧化钛微粒或氧化锌微粒。
6.上述4所述的有机感光体,其特征在于,所述N型半导电性粒子的数均一次粒径为10nm~200nm。
7.上述4所述的有机感光体,其特征在于,所述中间层至少含有N型半导电性粒子和粘结树脂,其中,相对于粘结树脂100质量份,该N型半导电性粒子的量为10质量份~10000质量份。
8.上述1~3中任一项所述的有机感光体,其特征在于,导电性支撑体上的被覆层的合计膜厚为12μm~50μm,且被覆层的合计膜厚的图像形成区域的膜厚偏差为0.2μm~2.0μm。
9.上述1~3中任一项所述的有机感光体,其特征在于,所述导电性支撑体的表面加工至少包括使用切削刀具的粗加工和精加工。
10.一种图像形成方法,其特征在于,具有如下工序:使有机感光体的表面带电的带电工序、在带电的有机感光体上用激光进行曝光而形成静电潜像的曝光工序、用调色剂将有机感光体上的潜像进行显影而形成调色剂像的显影工序、将有机感光体上的调色剂像转印到转印媒介上的转印工序,其中所述有机感光体是上述1~9中任一项所述的有机感光体。
11.上述10所述的图像形成方法,其特征在于,在所述曝光工序中,写入的主扫描(主查)方向的曝光点直径为10μm~50μm,分辨度为600dpi~2500dpi。
12.一种图像形成装置,其特征在于,具有如下机构:有机感光体、使有机感光体的表面带电的带电机构、在带电的有机感光体上进行曝光而形成静电潜像的曝光机构、用调色剂将有机感光体上的潜像进行显影而形成调色剂像的显影机构、将有机感光体上的调色剂像转印到转印媒介上的转印机构,其中所述有机感光体是上述1~9中任一项所述的有机感光体。
可以提供使生产有机感光体时的负荷减少、防止波纹所致的画质降低、能够获得不会随着切削加工面的凸部漏电而产生黑点等图像缺陷的高画质的电子照相图像的有机感光体,图像形成方法以及图像形成装置。
附图说明
图1是表示本发明的感光体的层构成的一例的示意剖面图。
图2是依照JIS B0671-2:2002对图1所示的感光体的导电性支撑体的表面进行测定而得到的粗糙度曲线。
图3是表示导电性支撑体的表面粗糙度的概念的模式图。
图4是使用本发明的感光体的彩色图像形成装置的概要构成剖面图。
符号说明
1a、1b、1c、1Y、1M、1C、1Bk 感光体
101 导电性支撑体
102 中间层
103 电荷发生层
104 电荷输送层
105、105’、105” 感光层
106 电荷发生物质
107 电荷输送物质
S 粗糙度曲线
T 负荷曲线
W 彩色图像形成装置
具体实施方式
以下,参照图1~图4对本发明进行说明,但本发明并不限于这些。
图1是表示本发明的感光体的层构成的一例的示意剖面图。
本发明中使用的感光体优选是(a)~(c)所示的层叠型或分散型的功能分离型感光体。
对(a)进行说明。图中,1a表示感光体。感光体1a为如下结构:在导电性支撑体101的外周设有中间层102,在其上形成电荷发生层103,在其上层叠电荷输送层104而形成感光层105。
对(b)进行说明。图中,1b表示感光体。感光体1b为如下结构:在导电性支撑体101的外周设有中间层102,在其上形成电荷输送层104,在其上层叠电荷发生层103而形成感光层105’。
对(c)进行说明。图中,1c表示感光体。感光体1c为如下结构:在导电性支撑体101的外周设有中间层102,在其上形成含有电荷发生物质106和电荷输送物质107的感光层105”。
中间层102由于在带电时使导电性支撑体101与感光层形成绝缘状态而具有屏障功能。
本发明的感光体的构成可以是(a)~(c)所示的任意构成,在最表层还可以设有保护层。这些感光体可以在图4所示的全色图像形成装置和单色图像形成装置中使用。
中间层102的干燥膜厚为0.5μm~10μm。干燥膜厚小于0.5μm时,耐漏电性降低,容易产生黑点而不优选。干燥膜厚超过10.0μm时,由于中间层内的电荷蓄积,残留电位变高而不优选。
中间层的干燥膜厚在1.0μm~8.0μm的范围时,能够充分地反映本发明的导电性支撑体的表面粗糙度,抑制波纹产生的效果高,因此特别优选。
所谓本发明的中间层的干燥膜厚,是指在40~150℃的温度下干燥5~120分钟,涂布液所含的溶剂充分蒸发而形成涂膜的状态下的膜厚。涂膜的残留溶剂通常为1%以下。
膜厚测定法
中间层的干燥膜厚是对涂膜随机测定10处,将其平均值作为中间层的干燥膜厚。膜厚测定器使用涡流方式的膜厚测定器EDDY560C(HELMUT FISCHER GMBTE CO公司制)来进行。
图2是依照JIS B0671-2:2002对图1所示的感光体的导电性支撑体的表面进行测定而得到的粗糙度曲线。
接着,对感光体的导电性支撑体的表面的突出山部高度Rpk、核部的水平差Rk、突出谷部高度Rvk的依照JIS B0671-2(2002)的测定方法进行说明。
突出山部高度Rpk、核部的水平差Rk、突出谷部高度Rvk是通过如下方式算出的,如图2所示,根据对象面的粗糙度曲线S对负荷曲线T进行作图,接着,在负荷曲线上在相对负荷长度率tp的方向取40%的范围,对通过其两端的高度差达到最小的2点的最小斜率线U进行作图,接着,求出最小斜率线U与相对负荷长度率tp为0%和100%界限线的交点a、b、以及通过该交点a、b的水平线与负荷曲线T的交点c、d,由此来算出。
突出山部高度Rpk、核部的水平差Rk、突出谷部高度Rvk是基于JIS规格B0671-2、由图2求出的。突出山部高度Rpk是在图2中以ac为底边且顶点位于相对负荷长度率tp为0%的界限线上的直角三角形的高度,其值可如下算出:使该直角三角形的面积与用相对负荷长度率tp为0%的界限线和边ac和负荷曲线包围的部分的面积相等。核部的水平差Rk用图2的c、d之间的高度差来表示。突出谷部高度Rvk是在图2中以bd为底边且顶点位于相对负荷长度率tp为100%的界限线上的直角三角形的高度,其值可如下算出:使该直角三角形的面积与用相对负荷长度率tp为100%的界限线和边bd和负荷曲线包围的部分的面积相等。
在本发明中,突出山部高度Rpk(μm)、突出谷部高度Rvk(μm)、核部的水平差Rk(μm)的特征在于,具有下述所示的式(1)的关系。
Rpk+Rvk≤Rk 式(1)
由于感光体的导电性支撑体的表面具有上述式(1)所示的关系,因此可以防止波纹和在带电时突出山部的漏电,防止黑点的产生,形成高画质的电子照相图像。
进而,优选感光体的导电性支撑体的表面具有下述所示的式(2)所示的关系。
Rpk+Rvk≤Rk/2 式(2)
图3是表示导电性支撑体的表面粗糙度的概念的模式图。
(a)是表示突出山部高度Rpk(μm)、突出谷部高度Rvk(μm)、核部的水平差Rk(μm)具有Rpk+Rvk≤Rk的关系时的导电性支撑体的表面粗糙度的概念的模式图。
(b)是表示突出山部高度Rpk(μm)、突出谷部高度Rvk(μm)、核部的水平差Rk(μm)具有Rpk+Rvk>Rk的关系时的导电性支撑体的表面粗糙度的概念的模式图。
Rpk+Rvk>Rk时,形成在导电性支撑体的表面中占大部分面积的核部的表面粗糙度变得不够的状态,因此激光的散射少,容易产生干涉波纹。另外,由于是突出山部高度Rpk、突出谷部高度Rvk为较大的状态,因此在带电时在该部分会发生漏电,不附着电荷而容易产生黑点,无法形成高画质的电子照相图像。
对于突出山部高度Rpk和突出谷部高度Rvk,考虑到分别带电时的漏电、随着漏电而产生黑点等,优选为0.01μm~0.5μm,特别优选为0.03μm~0.25μm。
对于核部的水平差Rk,考虑到波纹的产生、导电性支撑体的加工条纹所致的图像缺陷等,优选为0.1μm~1.5μm,特别优选为0.2μm~1.0μm。
突出山部高度Rpk、突出谷部高度Rvk、核部的水平差Rk是依照JIS B0671-2:2002使用表面粗糙度计(东京精密公司制Surfcom1400D)进行测定而得到的值。
另外,突出山部高度Rpk(μm)、突出谷部高度Rvk(μm)、核部的水平差Rk(μm)的测定在以下的测定条件下进行。
测定条件
测定机:表面粗糙度计(东京精密公司制Surfcom 1400D)
测定长度L:4.0mm
截止波长λc:0.08mm
触针前端形状:前端角度60°圆锥
触针前端半径:0.5μm
测定速度:0.3mm/sec
测定倍率:100000倍
测定位置:导电性支撑体的长度方向的中心位置,和中心位置±100mm位置的3处的导电性支撑体表面(为圆筒状支撑体时,是圆筒状支撑体的轴方向的中心位置,和中心位置±100mm位置的3处的圆筒状支撑体表面)
测定方向:导电性支撑体的长度方向(为圆筒状支撑体时,是圆筒状支撑体的轴方向)
将上述3处的各平均值作为突出山部高度Rpk(μm)、突出谷部高度Rvk(μm)、核部的水平差Rk(μm)的值。
使感光体的导电性支撑体的表面满足式(1)(Rpk+Rvk≤Rk)的性状可以通过第1步骤的粗加工、第2步骤的精加工的切削加工来形成,在进行切削加工后,可以通过喷砂处理等调整表面粗糙度。作为在切削加工中使用的刀具,在第1步骤的粗加工中通常使用多晶金刚石烧结体,作为第2步骤的精加工,使用由单晶金刚石或多晶金刚石烧结体形成的刀具。
作为在第1步骤的粗加工中使用的由多晶金刚石烧结体形成的刀具,刀尖形状可以使用平形、R形中的任一种,为R形状时,刀尖的圆形R优选使用10mm~30mm左右。优选使用粒度为0.2μm~15μm的刀具,刀具的切削面的研磨加工粗糙度以最大粗糙度Rt计,优选研磨成0.3μm~2.0μm。
作为在第2步骤的精加工中使用的由单晶金刚石形成的刀具,刀尖形状可以使用平形、R形中的任一种,为R形状时,刀尖的圆形半径R优选使用10mm~30mm左右。
作为由多晶金刚石烧结体形成的刀具,刀尖形状可以使用平形、R形中的任一种,为R形状时,刀尖的圆形半径R优选使用10mm~25mm左右。
由单晶金刚石形成的刀具以及由多晶金刚石烧结体形成的刀具,优选使用粒度为0.3μm~12μm的刀具,刀具的切削面的研磨精加工粗糙度以最大粗糙度Rt计,优选研磨成0.4μm~1.5μm。
刀具的切削面的最大粗糙度Rt用表面粗糙度计“Surfcom 1400D”(东京精密公司制)进行测定。切削刀具的研磨优选用工具研磨盘上安装的金刚石轮进行研磨。
另外,为第1步骤的粗加工时,切削输送速度优选为100μm/rev~600μm/rev,进一步优选150μm/rev~450μm/rev。
为第2步骤的精加工时,切削输送速度优选为100μm/rev~500μm/rev,进一步优选150μm/rev~350μm/rev。
另外,进行切削加工时,刀具的切入角度优选80°~120°。
刀具的切入深度优选3μm~500μm。导电性支持体的转数优选3000rpm~8000rpm。
另外,在切削加工后还可以进行喷砂、喷干冰和喷射高压水的处理等。
进行喷砂处理时,使用的粒子的大小优选15μm~50μm,吹喷强度优选0.05MPa~1.0MPa。
进行喷干冰处理时,使用的粒子的大小优选10μm~60μm,吹喷强度优选0.2MPa~5.0MPa。
进行喷射高压水处理时,吹喷强度优选0.2MPa~5.0MPa。
另外,对于切削加工,可以参照特开2007-264379号公报中公开的方法,对于喷干冰法,可以参照特开2005-292565号公报中公开的方法,对于喷砂法,可以参照特开2000-105481号公报、特开2000-155436号公报中公开的方法,对于高压喷射法,可以参照特开2006-30580号公报等中公开的方法。
接着,对使用本发明的感光体的图像形成装置进行说明。
图4是使用本发明的感光体的彩色图像形成装置的概要构成剖面图。
图中,W表示彩色图像形成装置。彩色图像形成装置W被称为串联型彩色图像形成装置,由4组图像形成部(图像形成单元)10Y、10M、10C、10Bk、和无端头带状中间转印体单元7、送纸输送机构21以及定影机构24构成。彩色图像形成装置W的本体A的上部配置有原稿图像读取装置SC。
形成黄色图像的图像形成部10Y具有:配置于作为第1像担载体的鼓状感光体1Y周围的带电机构(带电工序)2Y、曝光机构(曝光工序)3Y、显影机构(显影工序)4Y、作为一次转印机构(一次转印工序)的一次转印辊5Y、清洁机构6Y。
形成品红色图像的图像形成部10M具有:作为第1像担载体的鼓状感光体1M、带电机构2M、曝光机构3M、显影机构4M、作为一次转印机构的一次转印辊5M、清洁机构6M。
形成青色图像的图像形成部10C具有:作为第1像担载体的鼓状感光体1C、带电机构2C、曝光机构3C、显影机构4C、作为一次转印机构的一次转印辊5C、清洁机构6C。
形成黑色图像的图像形成部10Bk具有:作为第1像担载体的鼓状感光体1Bk、带电机构2Bk、曝光机构3Bk、显影机构4Bk、作为一次转印机构的一次转印辊5Bk、清洁机构6Bk。
4组图像形成单元10Y、10M、10C、10Bk以鼓状感光体1Y、1M、1C、1Bk为中心,由旋转的带电机构2Y、2M、2C、2Bk、像曝光机构3Y、3M、3C、3Bk、旋转的显影机构4Y、4M、4C、4Bk、以及清洁鼓状感光体1Y、1M、1C、1Bk的清洁机构5Y、5M、5C、5Bk构成。鼓状感光体1Y、1M、1C、1Bk使用图1~图3(a)所示的本发明的有机感光体。
图像形成单元10Y、10M、10C、10Bk只是在鼓状感光体1Y、1M、1C、1Bk上分别形成的调色剂图像的颜色不同,但构成相同,下面以图像形成单元10Y为例进行详细说明。
图像形成单元10Y在作为像形成体的鼓状感光体1Y的周围配置有:带电机构2Y(以下、简称为带电机构2Y或带电器2Y)、曝光机构3Y、显影机构4Y、清洁机构5Y(以下、简称为清洁机构5Y或清洁刮刀5Y),在鼓状感光体1Y上形成黄色(Y)的调色剂图像。另外,在图像形成单元10Y中,设成至少将鼓状感光体1Y、带电机构2Y、显影机构4Y、清洁机构5Y一体化。
带电机构2Y是对鼓状感光体1Y赋予相同电位的机构,在鼓状感光体1Y上使用电晕放电型的带电器2Y。
像曝光机构3Y是在通过带电器2Y赋予了相同电位的鼓状感光体1Y上基于图像信号(黄色)进行曝光、形成对应于黄色图像的静电潜像的机构,作为该曝光机构3Y,使用激光光学系统等。
在使用了本发明的感光体的图像形成装置中,在感光体上形成静电潜像时,将振荡波长为350~800nm的半导体激光或发光二极管作为像曝光光源使用。使用这些像曝光光源,将写入的主扫描方向的曝光点直径限定在10~50μm,在有机感光体上进行数码曝光,由此可以得到600dpi(dpi:每2.54cm的点数)~2500dpi的高分辨度的电子照相图像。
作为上述半导体激光的像曝光光源,可以使用面发光激光阵列。所谓面发光激光阵列,是指至少在纵横各具有3条以上激光光束发光点。
所述曝光点直径,是指该曝光光束的强度为峰强度的1/e2以上的区域的沿着主扫描方向的曝光光束的长度(Ld:长度在最大位置进行测定)。
作为使用的光束,有使用半导体激光的扫描光学系统和LED的固体扫描仪等,对于光强度分布,也有高斯分布和洛伦兹分布等,将各峰强度的1/e2以上的区域作为本发明的曝光点直径。
作为彩色图像形成装置W,可以将鼓状感光体、显影器、清洁器等构成要素作为工艺盒(图像形成单元)一体结合而构成,可以以对装置本体自由装卸的方式构成该图像形成单元。另外,也可以将带电器、像曝光器、显影器、转印或分离器、以及清洁器中的至少一个与鼓状感光体一起一体支撑而形成工艺盒(图像形成单元),作为自由装卸于装置本体的单一图像形成单元,可以使用装置本体的轨道等引导机构形成自由装卸的构成。
无端头带状中间转印体单元7利用多个辊卷绕,具有能被转动地支撑的半导电性无端头带状的作为第2像担载体的无端头带状中间转印体70。
由图像形成单元10Y、10M、10C、10Bk形成的各色图像,利用作为一次转印机构的一次转印辊5Y、5M、5C、5Bk,依次被转印到转动的无端头带状中间转印体70上,形成合成的彩色图像。作为装纳于送纸盒20内的转印件(担载所定影的最终图像的支撑体:例如普通纸、透明片等)的转印件P,利用送纸机构21送纸,经过多个中间辊22A、22B、22C、22D、抵抗(resist)辊23,被输送到作为二次转印机构的二次转印辊5A上,在转印件P上进行二次转印而将彩色图像一次性地转印。转印有彩色图像的转印件P利用定影机构24进行定影处理,被排纸辊25夹持并载置于机器外的排纸盘26上。在此,将在中间转印体、转印件等感光体上形成的调色剂图像的转印支撑体统称为转印媒介。
另一方面,利用作为二次转印机构的二次转印辊5A将彩色图像转印到转印件P上后,曲率分离的无端头带状中间转印体70利用清洁机构6A将残留调色剂从转印件P除去。
在图像形成处理中,一次转印辊5Bk总是与鼓状感光体1Bk抵接。其他的一次转印辊5Y、5M、5C仅在彩色图像形成时分别与对应的鼓状感光体1Y、1M、1C抵接。
二次转印辊5A仅在转印件P通过其而进行二次转印时,与无端头带状中间转印体70抵接。另外,可以从装置本体A介由支撑轨道82L、82R拉出筐体8。
筐体8具有图像形成部10Y、10M、10C、10Bk以及无端头带状中间转印体单元7。
图像形成部10Y、10M、10C、10Bk在垂直方向纵列配置。在鼓状感光体1Y、1M、1C、1Bk的图示左侧,配置有无端头带状中间转印体单元7。无端头带状中间转印体单元7具有:能够使辊71、72、73、74卷绕转动的无端头带状中间转印体70,一次转印辊5Y、5M、5C、5Bk,以及清洁机构6A。
作为本发明的图像形成装置,可以将本发明的感光体、显影器、清洁器等构成要素作为工艺盒一体结合而构成,以对装置本体自由装卸的方式构成该单元。另外,也可以将带电器、像曝光器、显影器、转印或分离器、以及清洁器中的至少一个与感光体一起一体支撑而形成工艺盒,作为自由装卸于装置本体的单一单元,使用装置本体的轨道等引导机构形成自由装卸的构成。
<调色剂>
在本发明的鼓状感光体上形成的静电潜像通过显影作为调色剂像而显影化。用于显影的调色剂,可以是粉碎调色剂,也可以是聚合调色剂,作为本发明的调色剂,从得到稳定的粒度分布的观点来看,优选能够用聚合法制作的聚合调色剂。
所谓聚合调色剂,是指通过调色剂用粘结剂的树脂的生成和调色剂性状为粘结树脂的原料单体的聚合、以及根据需要通过后续的化学处理而形成的调色剂。更具体地说,是指经过悬浮聚合、乳化聚合等聚合反应,以及根据需要在后续进行的粒子之间的熔合工序而形成的调色剂。
另外,调色剂的体积平均粒径(50%体积粒径(Dv50))优选2μm~9μm,更优选3μm~7μm。通过设为该范围,可以提高分辨度。进而,通过与上述范围组合,可以形成小粒径的调色剂、同时减少微细粒径的调色剂的存在量,可以长期改善点图像的再现性,形成鲜明性良好、稳定的图像。
<显影剂>
调色剂可以作为单成分显影剂使用,也可以作为二成分显影剂使用。作为单成分显影剂使用时,可以举出非磁性单成分显影剂、或者在调色剂中含有0.1μm~0.5μm程度的磁性粒子而形成磁性单成分的显影剂,可以使用任一种。
另外,可以与载体混合作为二成分显影剂使用。这种情况下,作为载体的磁性粒子,可以使用:铁、铁素体、磁铁矿等金属,这些金属与铝、铅等金属的合金等一直以来的公知材料。特别优选铁素体粒子。上述磁性粒子的体积平均粒径以15μm~100μm为宜、更优选25μm~80μm。
对于载体的体积平均粒径的测定,代表性地可以通过具有湿式分散机的激光衍射式粒度分布测定装置“HELOS”(SYMPATEC公司制)进行测定。
载体优选磁性粒子进一步被树脂被覆而成的载体,或者在树脂中分散有磁性粒子的所谓树脂分散型载体。作为涂布用的树脂组成,没有特别限定,可以使用例如烯烃系树脂、苯乙烯系树脂、苯乙烯-丙烯酸系树脂、硅酮系树脂、酯系树脂、或者含氟聚合物系树脂等。另外,作为用于构成树脂分散型载体的树脂,没有特别限定,可以使用例如苯乙烯-丙烯酸系树脂、聚酯树脂、氟系树脂、酚醛树脂等公知的树脂。
本发明的图像形成装置一般适用于电子照相复印机、激光打印机等电子照相装置,进而,还可以广泛地用于应用了电子照相技术的显示器、记录仪、办公用简便印刷、制版和传真机等装置。
接着,对构成本发明的感光体的材料进行说明。
(导电性支撑体)
作为导电性支撑体可以是片状,也可以是圆筒状,优选圆筒状导电性支撑体。所谓圆筒状导电性支撑体,是指通过旋转能够无端头地形成图像而必要的圆筒状的支撑体,优选平直度在0.1mm以下、偏差在0.1mm以下的导电性的支撑体。超过该平直度和偏差的范围时,难以形成良好的图像。
作为圆筒状导电性支撑体,优选直径为10mm~300mm、显著呈现本发明的效果、改善支撑体与中间层等的粘接性、同时防止黑点产生等效果显著的圆筒状导电性支撑体,可以举出直径为10mm~50mm的小直径的圆筒状导电性支撑体。
作为导电性支撑体的材料,可以使用铝、镍等金属鼓,或者蒸镀了铝、氧化锡、氧化铟等的塑料鼓,或者涂布有导电性物质的纸、塑料鼓。作为导电性支撑体,优选在常温下电阻率为103Ωcm以下。
(中间层)
中间层设置在导电性支撑体与感光层之间,具有改良导电性支撑体与感光层的粘接性、以及防止来自导电性支撑体的电荷注入的屏障功能。作为中间层的粘结树脂,可以举出聚酰胺树脂、氯乙烯树脂、乙酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇缩乙醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇树脂或蜜胺树脂、环氧树脂、醇酸树脂等热固化性树脂以及含有这些树脂的重复单元中的2个以上的共聚物树脂。这些粘结树脂中,特别优选聚酰胺树脂,尤为优选共聚、甲氧基羟甲基化等的醇可溶性聚酰胺。中间层优选含有N型半导电性粒子,特别优选表面处理N型半导电性粒子。
N型半导电性粒子分散于粘结树脂中来使用,对于N型半导电性粒子的量,例如为表面处理氧化钛时,相对于粘结树脂100重量份,为10质量份~10000质量份,优选50质量份~1000质量份。通过在该范围使用表面处理氧化钛,可以良好地保持氧化钛的分散性,可以形成不产生黑点、良好的中间层。
中间层实质上是绝缘层。在此,所谓绝缘层,是指体积电阻为1×108Ω·cm~1015Ω·cm。另外,中间层的体积电阻优选1×109Ω·cm~1014Ω·cm,更优选2×109Ω·cm~1×1013Ω·cm。体积电阻可以如下地进行测定。
测定条件:依照JIS:C2318-1975。
测定器:三菱油化公司制Hiresta IP
测定条件:测定探针HRS
外加电压:500V
测定环境:20±2℃、65±5RH%
中间层的表面粗糙度以Rmax计,优选0.2μm~3.0μm,更优选0.2μm~2.0μm。
(N型半导电性粒子)
所谓N型半导电性粒子,是指具有以导电性载体为电子的性质的微粒。即,所谓以导电性载体为电子的性质,是指通过使绝缘性粘结剂中含有N型半导电性粒子,而具有有效地阻挡来自基体的空穴注入、而且对来自感光层的电子不显示阻挡性的性质。
N型半导电性粒子具体可以举出氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)等微粒,特别优选使用氧化钛。
N型半导电性粒子的平均粒径以数均一次粒径计,优选10nm~200nm的范围,更优选15nm~150nm。使用了数均一次粒径在上述范围的N型半导电性粒子的中间层涂布液的分散稳定性良好,且由这种涂布液形成的中间层除了具有防止黑点产生的功能以外,环境特性良好,且具有耐裂性。
N型半导电性粒子的数均一次粒径,例如为氧化钛时,采用透射型电子显微镜观察,放大到10000倍,随机以100个粒子作为一次粒子进行观察,是通过图像解析作为费雷特方向平均直径的测定值。
N型半导电性粒子的形状有树枝状、针状和粒状等的形状,这样形状的N型半导电性粒子例如为氧化钛粒子时,作为结晶型,有锐钛矿型、金红石型和无定形等,可以使用任意结晶型的氧化钛粒子,还可以将2种以上结晶型混合使用。其中金红石型的氧化钛粒子最好。
对N型半导电性粒子进行的表面处理之一,是进行多次表面处理,并且,在多次表面处理中,最后的表面处理是使用反应性有机硅化合物进行表面处理。另外,在多次表面处理中,优选至少一次表面处理进行选自氧化铝、氧化硅和氧化锆中的至少一种以上的表面处理,最后使用反应性有机硅化合物进行表面处理。
另外,所谓氧化铝处理、氧化硅处理、氧化锆处理,是指在N型半导电性粒子表面使氧化铝、氧化硅或氧化锆析出的处理,这些在表面析出的氧化铝、氧化硅、氧化锆还包括氧化铝、氧化硅、氧化锆的水合物。另外,所谓反应性有机硅化合物的表面处理,是指在处理液中使用反应性有机硅化合物。
这样,通过将氧化钛粒子这样的N型半导电性粒子的表面处理至少进行2次以上,N型半导电性粒子表面被均匀地进行了表面被覆(处理),如果在中间层使用经表面处理的N型半导电性粒子,就可以得到中间层内的氧化钛粒子等N型半导电性粒子的分散性良好、且不产生黑点等图像缺陷的良好的感光体。
另外,多次的表面处理特别优选使用氧化铝、氧化硅进行表面处理,接着使用反应性有机硅化合物进行表面处理。
另外,还可以使用上述的氧化铝、氧化硅同时进行表面处理,特别优选最先使用氧化铝进行表面处理、接着使用氧化硅进行表面处理。另外,使用氧化铝和氧化硅分别进行表面处理时的氧化铝和氧化硅的处理量优选氧化硅多于氧化铝。
氧化钛等N型半导电性粒子可以采用湿式法进行氧化铝、氧化硅和氧化锆等金属氧化物的表面处理。例如,进行了氧化硅或氧化铝的表面处理的N型半导电性粒子可以如下地进行制作。
使用氧化钛粒子作为N型半导电性粒子时,使氧化钛粒子(数均一次粒径:50nm)分散于水中并使得浓度为50~350g/L,制成水性浆料,向其中添加水溶性的硅酸盐或水溶性的铝化合物。然后,添加碱或酸进行中和,在氧化钛粒子的表面使氧化硅或氧化铝析出。接着进行过滤、清洗、干燥,得到目标表面处理氧化钛。使用硅酸钠作为上述水溶性的硅酸盐时,可以用硫酸、硝酸、盐酸等酸进行中和。另一方面,使用硫酸铝作为水溶性的铝化合物时,可以用氢氧化钠、氢氧化钾等碱进行中和。
另外,表面处理中使用的金属氧化物的量,以表面处理时的装料量计,相对于氧化钛粒子等N型半导电性粒子100质量份,使用0.1质量份~50质量份、更优选1质量份~10质量份的金属氧化物。另外,使用氧化铝和氧化硅时,例如为氧化钛粒子时,相对于氧化钛粒子100质量份,优选各使用1质量份~10质量份,优选氧化硅的量多于氧化铝的量。
金属氧化物的表面处理之后进行的反应性有机硅化合物的表面处理优选用以下这样的湿式法进行。
即,在使上述反应性有机硅化合物溶解或悬浮于有机溶剂或水中而成的液体中添加用上述金属氧化物进行了处理的氧化钛,将该液体搅拌数分钟~1小时左右。然后根据情况对该液体进行加热处理,然后经过过滤等工序后进行干燥,得到用有机硅化合物被覆了表面的氧化钛粒子。另外,还可以在使氧化钛分散于有机溶剂或水中而成的悬浮液中添加上述反应性有机硅化合物。
另外,氧化钛粒子表面被反应性有机硅化合物被覆,这是通过将光电子能谱法(ESCA)、俄歇电子能谱法(Auger)、二次离子质谱法(SIMS)或扩散反射FI-IR等表面分析方法组合来确认的。
表面处理中使用的反应性有机硅化合物的量,以表面处理时的装料量计,相对于用金属氧化物进行了处理的氧化钛100质量份,优选使用反应性有机硅化合物0.1质量份~50质量份,更优选1质量份~10质量份。
作为反应性有机硅化合物,可以举出下述通式(1)所表示的化合物,只要是与氧化钛表面的羟基等反应性基团进行缩合反应的化合物,就不限于下述化合物。
通式(1)
(R)n-Si-(X)4-n
(式中,Si表示硅原子,R表示碳直接与该硅原子结合的形式的有机基团,X表示水解性基团,n表示0~3的整数。)
在通式(1)所表示的有机硅化合物中,作为用R表示的碳直接与该硅原子结合的形式的有机基团,可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基、十二烷基等烷基,苯基、甲苯基、萘基、联苯基等芳基,γ-环氧丙氧丙基、β-(3,4-环氧环己基)乙基等含环氧基的基团,γ-丙烯酰氧基丙基、γ-甲基丙烯酰氧基丙基的含(甲基)丙烯酰基的基团,γ-羟基丙基、2,3-二羟基丙氧基丙基等含羟基的基团,乙烯基、丙烯基等含乙烯基的基团,γ-巯基丙基等含巯基的基团,γ-氨基丙基、N-β(氨基乙基)-γ-氨基丙基等含氨基的基团,γ-氯丙基、1,1,1-三氟丙基、九氟己基、全氟辛基乙基等含卤素的基团,其他硝基、氰基取代烷基。另外,作为X的水解性基团,可以举出甲氧基、乙氧基等烷氧基、卤素基团、酰氧基。
另外,通式(1)所表示的有机硅化合物可以单独使用,也可以将2种以上组合使用。
另外,在通式(1)所表示的有机硅化合物的具体化合物中,n为2以上时,多个R可以相同也可以不同。同样地,n为2以下时,多个X可以相同也可以不同。另外,使用2种以上通式(1)所表示的有机硅化合物时,R和X在各化合物之间可以相同也可以不同。
另外,通式(1)所表示的有机硅化合物优选使用下述通式(2)所表示的有机硅化合物。
通式(2)
R-Si-X3
式中,R表示烷基、芳基,X表示甲氧基、乙氧基、卤素基团。
在通式(2)所表示的有机硅化合物中,更优选R是碳原子数为4~8的烷基的有机硅化合物,作为具体的优选化合例子,可以举出三甲氧基正丁基硅烷、三甲氧基异丁基硅烷、三甲氧基己基硅烷、三甲氧基辛基硅烷。
另外,作为在最后的表面处理中使用的优选的反应性有机硅化合物,可以举出聚硅氧烷化合物。该聚硅氧烷化合物的分子量为1000~20000的化合物一般容易获得,且防止黑点产生的功能良好。
特别是如果在最后的表面处理中使用聚甲基氢硅氧烷则可以获得良好的效果。
氧化钛的表面处理的另一个是利用具有氟原子的有机硅化合物进行表面处理而得的氧化钛粒子。优选用上述的湿式法进行具有氟原子的有机硅化合物的表面处理。
即,使具有氟原子的有机硅化合物溶解或悬浮于有机溶剂或水中,向其中添加未处理的氧化钛,将这样的溶液搅拌数分钟~1小时左右来进行混合,根据情况进行加热处理后,经过过滤等工序后进行干燥,用具有氟原子的有机硅化合物被覆氧化钛的表面。另外,还可以在使氧化钛分散于有机溶剂或水中而成的悬浮液中添加具有氟原子的有机硅化合物。
另外,上述氧化钛表面被具有氟原子的有机硅化合物被覆,可以通过使用光电子能谱法(ESCA)、俄歇电子能谱法(Auger)、二次离子质谱法(SIMS)或扩散反射FI-IR等的表面分析装置来复合确认。
作为具有氟原子的有机硅化合物,可以举出3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基三氯硅烷、3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷、甲基-3,3,3-三氟丙基二氯硅烷、二甲氧基甲基-3,3,3-三氟丙基硅烷、3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基甲基二氯硅烷等。
接着,对使用了施以表面处理的氧化钛粒子等N型半导电性粒子(以下、也称为表面处理N型半导电性粒子,另外,还特别将施以表面处理的氧化钛粒子称为表面处理氧化钛)的中间层的构成进行说明。
中间层通过在导电性支撑体上涂布使进行多次表面处理而得到的表面处理氧化钛等表面处理N型半导电性粒子与粘结树脂一起溶解于溶剂中而成的液体来制作。用于形成中间层而制作的中间层涂布液由表面处理氧化钛等表面处理N型半导电性粒子、粘结树脂、分散溶剂等构成,作为分散溶剂可以适当使用与在其他的感光层制作中使用的溶剂相同的溶剂。
即,作为溶剂或分散介质,可以举出正丁基胺、二乙基胺、乙二胺、异丙醇胺、三乙醇胺、三亚乙基二胺、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丙基酮、环己酮、苯、甲苯、二甲苯、氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,2-二氯丙烷、1,1,2-三氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烷、四氢呋喃、二氧戊环、二噁烷、甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲基亚砜、甲基溶纤剂等。
作为中间层涂布液溶剂,不限于这些,优选使用甲醇、乙醇、丁醇、1-丙醇、异丙醇等。另外,这些溶剂还可以单独使用或作为2种以上的混合溶剂来使用。
另外,作为中间层涂布液溶剂,为了防止中间层涂布时发生干燥不均,优选使用具有高树脂溶解性的甲醇和直链醇的混合溶剂,优选溶剂的比例按体积比计,以相对于甲醇1、直链醇为0.05~0.6的比例进行混合而成的混合溶剂。如此,通过将涂布溶剂制成混合溶剂,可以适当保持溶剂的蒸发速度,可以抑制在涂布时伴随着干燥不均的图像缺陷的产生。
作为在中间层涂布液的制作中使用的表面处理氧化钛的分散机构,可以使用砂磨机、球磨机、超声波分散机等任意的分散机构。
(感光层)
本发明的感光体的感光层构成,可以是在中间层上于一层中具有电荷发生功能和电荷运输功能的单层结构的感光层构成,更优选采用将感光层的功能分离成电荷发生层(CGL)和电荷运输层(CTL)的构成。通过采用分离功能的构成,可以将伴随着重复使用的残留电位的增加控制在较小,可以根据目的容易地控制其他的电子照相特性。在负带电用的感光体中,优选采用在中间层上为电荷发生层(CGL)、在其上为电荷运输层(CTL)的构成。对于正带电用的感光体,上述层构成的顺序与负带电用感光体的情况相反。本发明最优选的感光层构成是具有上述功能分离结构的负带电感光体构成。
以下,对功能分离负带电感光体的感光层构成进行说明。
(电荷发生层)
电荷发生层中含有电荷发生物质(CGM)。作为其他物质,根据需要还可以含有粘结树脂、其他的添加剂。
作为电荷发生物质(CGM),可以使用公知的电荷发生物质(CGM)。例如,可以使用酞菁颜料、偶氮颜料、苝颜料、薁鎓颜料等。其中,能够使伴随着重复使用的残留电位的增加减小到最小的CGM是具有在多个分子间能获得稳定的聚集结构的立体、电位构造的物质,具体可以举出具有特定的结晶构造的酞菁颜料、苝颜料的CGM。
例如对Cu-Kα线的布拉格角2θ在27.2°具有最大峰的酞菁氧钛、同样2θ在12.4具有最大峰的苯并咪唑苝等的CGM伴随着重复使用几乎没有劣化,可以使残留电位的增加减少。
在电荷发生层中使用粘结剂作为CGM的分散介质时,可以使用公知的树脂作为粘结剂,作为最优选的树脂,可以举出缩甲醛树脂、缩丁醛树脂、硅酮树脂、硅酮改性缩丁醛树脂、苯氧基树脂等。粘结树脂与电荷发生物质的比例,优选相对于粘结树脂100质量份为20~600质量份。通过使用这些树脂,可以使伴随着重复使用的残留电位的增加减小到最小。电荷发生层的膜厚优选为0.01μm~2μm。
(电荷输送层)
电荷输送层中含有电荷输送物质(CTM)和用于分散CTM而制膜的粘结树脂。作为其他的物质,根据需要还可以含有抗氧化剂等添加剂。
作为电荷输送物质(CTM),可以使用公知的电荷输送物质(CTM)。例如可以使用三苯基胺衍生物、腙化合物、苯乙烯基化合物、对二氨基联苯化合物、丁二烯化合物等。这些电荷输送物质通常溶解于适当的粘结树脂中进行层的形成。其中可以使伴随着重复使用的残留电位增加减小到最小的CTM为高移动度,且具有与组合的CGM的离子化电位差在0.5(eV)以下的特性,优选为0.25(eV)以下。
CGM、CTM的离子化电位用表面分析装置AC-1(理研计器公司制)测定。
作为电荷输送层(CTL)中使用的树脂,可以举出例如聚苯乙烯、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、氯乙烯树脂、乙酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、醇酸树脂、聚碳酸酯树脂、硅酮树脂、蜜胺树脂以及含有这些树脂的重复单元中的2个以上的共聚物树脂。除了这些绝缘性树脂之外,还可以举出聚-N-乙烯基咔唑等高分子有机半导体。
作为这些CTL的粘结剂,最优选的是聚碳酸酯树脂。聚碳酸酯树脂在使CTM的分散性、电子照相特性变得良好方面是最优选的。粘结树脂与电荷输送物质的比例,优选相对于粘结树脂100质量份为10~200质量份。另外,电荷输送层的膜厚优选为10μm~40μm。
(表面层)
作为感光体的表面层,通过设置硅氧烷系树脂层,可以得到具有最优选的层构成的感光体。
表面层的膜厚优选0.5μm~10μm,由于在维持强度的同时得到均匀的膜厚并能够抑制波纹,因此特别优选1.0μm~5μm。
在本发明中,如上述那样的中间层、电荷发生层、电荷输送层、表面层等导电性支撑体上的被覆层的合计膜厚优选12μm~50μm。
此外,被覆层的合计膜厚的图像形成区域的膜厚偏差优选为0.2μm~2.0μm。
通过使本申请发明的导电性支撑体上的被覆层的合计膜厚和膜厚偏差在上述范围,可以得到阶调性高、鲜明的图像,而且能得到在中间调也无波纹显著化的良好的电子照相图像。
对于被覆层的合计膜厚,对涂膜随机测定10处,将其平均值作为被覆层的合计膜厚。
此外,被覆层的膜厚偏差的测定法如下:在轴方向以10mm的间隔测定有机感光体的图像区域,在中心的圆周方向以10mm的间隔测定有机感光体的图像区域,将全部测定值的最大值与最小值之差作为本发明的被覆层的膜厚偏差。
膜厚测定器使用涡流方式的膜厚测定器EDDY560C(HELMUTFISCHER GMBTE CO公司制)来进行。
作为用于制造包括中间层的感光体的涂布加工方法,可以使用浸渍涂布、喷涂、圆形量限制型涂布等涂布加工法,为了感光层的上层侧的涂布加工不会过度溶解下层的膜,而且,为了达成均匀涂布加工,优选使用喷涂或圆形量限制型(圆形板漏斗型是其代表例)涂布等涂布加工方法。另外,对于上述喷涂,例如在特开平3-90250号和特开平3-269238号公报中有详细记载,对于上述圆形量限制型涂布,例如在特开昭58-189061号公报中有详细记载。
实施例
以下,举出实施例具体地说明本发明,但本发明并不限于这些。应说明的是,只要没有特别说明,说明书中的“份”表示质量份,“%”表示质量%。
实施例1
用以下所示的方法在基体周围依次层叠中间层/电荷发生层/电荷输送层,制作具有基体/中间层/电荷发生层/电荷输送层的构成的感光体,作为感光体1~22。
感光体1的制作
基体的准备
在以下所示的条件下进行圆筒状铝基体的切削加工。
<第1步骤:粗加工>
切削刀具:多晶金刚石烧结体
刀具刀尖形状:R20mm的R形状
烧结体粒度:10μm
刀具切入角度:100°
刀具切入深度:250μm
基体转数:5000rpm
切削输送速度:300μm/rev
<第2步骤:精加工>
切削刀具:单晶金刚石
刀具刀尖形状:平形状
烧结体粒度:5μm
刀具切入角度:95°
刀具切入深度:50μm
基体转数:4500rpm
切削输送速度:250μm/rev
<第3步骤:喷砂加工>
装置:精密喷砂装置MICROBLASTER MBI(Shinto Blater)
磨粒的种类:碳化硅(SiC)
磨粒的等级:#5000(平均粒径2μm)
吹喷压力:0.35MPa
表1中示出突出山部高度(Rpk)、突出谷部高度(Rvk)、核部的高度(Rk)。此外,对于算术平均粗糙度Ra、十点平均粗糙度RzJIS(与2001年JIS改订以前的Rz相同)而言,为了与以往技术进行比较也进行了确认。
中间层的形成
在准备好的基体上,用浸渍涂布法涂布下述中间层形成用涂布液(作为粒子种使用锐钛矿型氧化钛A1)后,在120℃干燥25分钟,形成干燥膜厚为5.0μm的中间层。
(中间层分散液的制备)
粘结树脂:(例如聚酰胺N-1) 1份
锐钛矿型氧化钛A1(一次粒径30nm:表面处理是氟代乙基三甲氧基硅烷处理) 3份
异丙醇 10份
将上述成分混合,使用砂磨分散机,以批式分散10小时,制备中间层分散液。
(中间层形成用分散液的制备)
用相同的混合溶剂将上述中间层分散液稀释二倍,静置一夜后进行过滤(滤器:Nippon Pall公司制ResiMesh Filter(リジメツシユフイルタ-)额定过滤精度:5μm,压力:50kPa),制备中间层形成用涂布液。
电荷发生层的形成
在上述中间层上,用浸渍涂布法涂布下述的电荷发生层形成用涂布液,形成干燥膜厚为0.8μm的电荷发生层。
(电荷发生层形成用涂布液的制备)
Y型酞菁氧钛(在利用Cu-Kα特性X射线的X射线衍射图中,最大峰角度以2θ计为27.3) 20份
聚乙烯醇缩丁醛(#6000-C,电气化学工业公司制) 10份
乙酸叔丁酯 700份
4-甲氧基-4-甲基-2-戊酮 300份
将上述成分混合,并用砂磨分散机进行分散,制备电荷发生层形成用涂布液。
电荷输送层的形成
在上述电荷发生层上,用浸渍涂布法涂布下述的电荷输送层形成用涂布液,形成干燥膜厚为24μm的电荷输送层。
(电荷输送层形成用涂布液的制备)
电荷输送物质(4-甲氧基-4’-(4-甲基-α-苯基苯乙烯基)三苯基胺) 75份
聚碳酸酯树脂“Upiron-Z300”(三菱气体化学公司制) 100份
抗氧化剂(BHT-F:武田麒麟公司制) 2份
四氢呋喃/甲苯(体积比7/3) 750份
将上述成分混合,溶解,制备电荷输送层涂布液。
感光体2的制作
除了在感光体1中,将中间层的干燥膜厚设为1.0μm以外,采用与感光体1相同的方法制作感光体,制成感光体2。
感光体3的制作
除了在感光体1中,将中间层的干燥膜厚变更为5.0μm以外,采用与感光体1相同的方法制作感光体,制成感光体3。
感光体4的制作
除了在感光体1中,将中间层的干燥膜厚变更为8.0μm以外,采用与感光体1相同的方法制作感光体,制成感光体4。
感光体5的制作
除了在感光体1中,将中间层的干燥膜厚变更为10.0μm以外,采用与感光体1相同的方法制作感光体,制成感光体5。
感光体6的制作
除了在感光体3中,将第2步骤中的刀具安装角度变更为120°,将切入深度变更为10μm,将Rpk、Rvk、Rk变更成如表1所示之外,采用与感光体3相同的方法制作感光体,制成感光体6。
感光体7的制作
除了在感光体3中,将第2步骤中的刀具安装角度变更为90°,将切入深度变更为200μm,将Rpk、Rvk、Rk变更成如表1所示之外,采用与感光体3相同的方法制作感光体,制成感光体7。
感光体8的制作
除了在感光体3中,使用金刚石#8000(平均粒径1.2μm)作为第3步骤中的磨粒,在吹喷压力0.15MPa下进行,将Rpk、Rvk、Rk变更成如表1所示之外,采用与感光体3相同的方法制作感光体,制成感光体8。
感光体9的制作
用SUPER BLASTER DSC-1(不二制作所)代替感光体1的第3步骤中的喷砂,使用0.4mm的干冰粒子,在喷射压力0.6MPa下进行,将Rpk、Rvk、Rk变更成如表1所示之外,采用与感光体1相同的方法制作感光体,制成感光体9。
感光体10的制作
除了在感光体9中,将中间层的干燥膜厚变更为5.0μm以外,采用与感光体9相同的方法制作感光体,制成感光体10。
感光体11的制作
除了在感光体9中,将中间层的干燥膜厚变更为10.0μm以外,采用与感光体9相同的方法制作感光体,制成感光体11。
感光体12的制作
除了在感光体3中,将中间层的氧化钛的一次平均粒径变更为25nm的金红石型氧化钛A2(表面处理与A1相同)以外,采用与感光体3相同的方法制作感光体,制成感光体12。
感光体13的制作
除了在感光体3中,将中间层的氧化钛的一次平均粒径变更为35nm的金红石型氧化钛A3(表面处理与A1相同)以外,采用与感光体3相同的方法制作感光体,制成感光体13。
感光体14的制作
除了在感光体3中,将中间层中的锐钛矿型氧化钛A1变更成金红石型氧化钛A4(一次平均粒径为15nm,甲基氢硅氧烷表面处理)以外,采用与感光体3相同的方法制作感光体,制成感光体14。
感光体15的制作
除了在感光体3中,将中间层中的锐钛矿型氧化钛A1变更成板钛矿型氧化钛A5(一次平均粒径为75nm,甲基氢硅氧烷表面处理)以外,采用与感光体3相同的方法制作感光体,制成感光体15。
感光体16的制作
除了在感光体3中,将中间层中的锐钛矿型氧化钛A1变更成氧化锌Z(一次平均粒径为155nm,甲基氢硅氧烷表面处理)以外,采用与感光体3相同的方法制作感光体,制成感光体16。
感光体17的制作(比较例)
除了在感光体3中,不进行第2步骤以外,采用与感光体1相同的方法制作感光体,制成比较的感光体17。
感光体18的制作
除了在感光体3中,在对感光体3进行的基体处理之后,进而使用氧化铝#8000(平均粒径1.2μm)作为磨粒,在吹喷压力0.1MPa下进行处理,将Rpk、Rvk、Rk变更成如表1所示之外,采用与感光体3相同的方法制作感光体,制成感光体18。
感光体19的制作
除了在感光体3中,在改变切削条件之后,用SUPER BLASTERDSC-1(不二制作所),使用0.4mm的干冰粒子,在喷射压力0.60MPa下进行处理,将Rpk、Rvk、Rk变更成如表1所示之外,采用与感光体3相同的方法制作感光体,制成比较的感光体19。
感光体20的制作(比较例)
除了在感光体3中,完全不进行喷砂处理以外,采用与感光体3相同的方法制作感光体,制成比较的感光体20。
感光体21的制作(比较例)
除了在感光体3中,将中间层的干燥膜厚变为0.3μm以外,采用与感光体3相同的方法制作感光体,制成比较的感光体21。
感光体22的制作(比较例)
除了在感光体3中,将中间层的干燥膜厚变为12.0μm以外,采用与感光体3相同的方法制作感光体,制成比较的感光体22。
评价
将所制成的感光体1~22分别安装到市售的打印机“bizhubC350(柯尼卡美能达公司制)”上,对于干涉波纹、黑点,用以下所示的评价方法进行评价,将基于以下所示的评价等级进行评价的结果示于表1。黑点作为漏电特性的替代用评价而进行评价。
表中,A1表示锐钛矿型氧化钛,A2、A3、A4表示金红石型氧化钛,A5表示板钛矿型氧化钛,Z表示氧化锌。
另外,导电性支撑体的粗糙度曲线的突出山部高度Rpk、突出谷部高度Rvk、核部的水平差Rk是依照JIS B0671-2:2002,此外,算术平均粗糙度Ra、十点平均粗糙度Rz是依照JIS B0601:2001,使用表面粗糙度计(东京精密公司制Surfcom 1400D)测定得到的值。
另外,突出山部高度Rpk(μm)、突出谷部高度Rvk(μm)、核部的水平差Rk(μm)、算术平均粗糙度Ra(μm)、十点平均粗糙度RzJIS(μm)测定在以下的测定条件下进行。
测定条件
测定机:表面粗糙度计(东京精密公司制Surfcom 1400D)
测定长度L:4.0mm
截止波长λc:0.08mm
触针前端形状:前端角度60°圆锥
触针前端半径:0.5μm
测定速度:0.3mm/sec
测定倍率:100000倍
测定位置:导电性支撑体的长度方向的中心位置,和中心位置±100mm位置的3处的导电性支撑体表面(为圆筒状支撑体时,是圆筒状支撑体的轴方向的中心位置,和中心位置±100mm位置的3处的圆筒状支撑体表面)
测定方向:导电性支撑体的长度方向(为圆筒状支撑体时,是圆筒状支撑体的轴方向)
将上述3处的各平均值作为突出山部高度Rpk(μm)、突出谷部高度Rvk(μm)、核部的水平差Rk(μm)、算术平均粗糙度Ra(μm)、十点平均粗糙度RzJIS(μm)的值。
干涉波纹的评价方法
将感光体在低温低湿(LL:10℃20%RH)下放置24小时后,安装到市售的打印机“bizhubC350(柯尼卡美能达公司制)”上,在下述的条件下进行曝光后,使用非磁性单成分显影剂(含有重量平均粒径6.3μm、0.3μm的疏水性氧化钛和15nm的疏水性氧化硅的外添剂的非磁性单成分显影剂)进行反转显影,将像素率为7%的文字图像、半色调图像、全白图像、全黑图像各占1/4等分的图像样品共计印刷2万张,在开始时和每隔5000张用目视进行评价。
曝光条件
曝光部电位目标:设定为小于-50V的曝光量。
曝光光源:进行点密度为600dpi(所谓dpi是指每2.54cm的点数)的像曝光。激光使用780nm的半导体激光。
干涉波纹的评价等级
描画出半色调图像,用目视确认干涉波纹的发生水平。
◎:完全没有问题
○○:局部稍微看到有发生,但在实际使用上是完全没有问题的水平
○:局部看到有发生,但在实际使用上稍优于合格下限,是可以视为没有问题的水平
×:局部明显发生,是在实际使用上有问题的水平
××:整体明显发生,是在实际使用上有问题的水平
黑点的评价方法
将感光体在高温高湿(HH:30℃80%RH)条件下放置24小时后,安装到市售的打印机“bizhubC350(柯尼卡美能达公司制)”上,在与干涉波纹的评价方法相同的条件下进行曝光、反转显影,将像素率为7%的文字图像、半色调图像、全白图像、全黑图像各占1/4等分的图像样品共计印刷2万张,在开始时和每隔5000张用目视进行评价。
黑点的评价等级
周期性与感光体的周期一致,以每A4尺寸有几个0.4mm以上的能够目视看出的黑点来判定。
◎:0.4mm以上的图像缺陷的频率:全部印刷图像为3个/A4以下(良好)
○○:0.4mm以上的图像缺陷的频率:全部印刷图像为4个/A4~6个/A4(在实际使用上没有问题)
○:0.4mm以上的图像缺陷的频率:7个/A4~10个/A4发生为1张以上(在实际使用上,稍优于合格下限,是可以视为没有问题的水平)
×:0.4mm以上的图像缺陷的频率:11个/A4~14个/A4为1张以上(在实际使用上有问题)
××:0.4mm以上的图像缺陷的频率:15个/A4以上发生为1张以上(是在实际使用上很有问题的水平)
表1
导电性支撑体的粗糙度曲线的Rpk、Rvk、Rk在本申请发明范围内的感光体1~16在各评价项目中都得到良好的结果,与此相对,比较例的导电性支撑体的粗糙度曲线的Rpk、Rvk、Rk在本申请发明范围外的感光体17、20~22在任一个评价项目中,都看到显示实用性不够的评价。在本申请发明范围内的感光体的实用性还显示:未必与算术平均粗糙度Ra、十点平均粗糙度RzJIS的值相关。
Claims (10)
1.一种有机感光体,在导电性支撑体上至少设有中间层、感光层,其特征在于,所述中间层的干燥膜厚为0.5μm~10.0μm,所述导电性支撑体的粗糙度曲线的突出山部高度Rpk、突出谷部高度Rvk、核部的水平差Rk具有下述式(1)的关系,其中突出山部高度Rpk、突出谷部高度Rvk和核部的水平差Rk的单位是μm,
Rpk+Rvk≤Rk 式(1)
所述中间层的干燥膜厚是指在40~150℃的温度下干燥5~120分钟,涂布液所含的溶剂充分蒸发而形成涂膜的状态下的膜厚;突出山部高度Rpk、突出谷部高度Rvk、核部的水平差Rk是基于JIS规格B0671-2:2002而求出的,
所述突出山部高度Rpk和突出谷部高度Rvk分别为0.01μm~0.50μm,所述核部的水平差Rk为0.10μm~1.50μm,
所述中间层含有N型半导电性粒子。
2.根据权利要求1所述的有机感光体,其特征在于,所述导电性支撑体的粗糙度曲线的突出山部高度Rpk、突出谷部高度Rvk、核部的水平差Rk具有下述式(2)的关系,
Rpk+Rvk≤Rk/2式(2)。
3.根据权利要求1所述的有机感光体,其特征在于,所述N型半导电性粒子是氧化钛微粒或氧化锌微粒。
4.根据权利要求1所述的有机感光体,其特征在于,所述N型半导电性粒子的数均一次粒径为10nm~200nm。
5.根据权利要求1所述的有机感光体,其特征在于,所述中间层至少含有N型半导电性粒子和粘结树脂,其中,相对于粘结树脂100质量份,该N型半导电性粒子的量为10质量份~10000质量份。
6.根据权利要求1或2所述的有机感光体,其特征在于,导电性支撑体上的被覆层的合计膜厚为12μm~50μm,且被覆层的合计膜厚的图像形成区域的膜厚偏差为0.2μm~2.0μm。
7.根据权利要求1或2所述的有机感光体,其特征在于,所述导电性支撑体的表面加工至少包括使用切削刀具的粗加工和精加工。
8.一种图像形成方法,其特征在于,具有如下工序:使有机感光体的表面带电的带电工序、在带电的有机感光体上用激光进行曝光而形成静电潜像的曝光工序、用调色剂将有机感光体上的潜像进行显影而形成调色剂像的显影工序、将有机感光体上的调色剂像转印到转印媒介上的转印工序,其中所述有机感光体是权利要求1~7中任一项所述的有机感光体。
9.根据权利要求8所述的图像形成方法,其特征在于,在所述曝光工序中,写入的主扫描方向的曝光点直径为10μm~50μm,分辨度为600dpi~2500dpi。
10.一种图像形成装置,其特征在于,具有如下机构:有机感光体、使有机感光体的表面带电的带电机构、在带电的有机感光体上进行曝光而形成静电潜像的曝光机构、用调色剂将有机感光体上的潜像进行显影而形成调色剂像的显影机构、将有机感光体上的调色剂像转印到转印媒介上的转印机构,其中所述有机感光体是权利要求1~7中任一项所述的有机感光体。
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