CN111025864B - 电子照相用感光体及搭载有该感光体的电子照相装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可实现即使在使用带栅极电极丝带电方式时的比以往更高浓度的臭氧气氛下也能够抑制图像品质变差、耐臭氧性优异的电子照相用感光体及搭载有该电子照相用感光体的电子照相装置。电子照相用感光体是能通过带栅极电极丝带电方式而带电的带负电层叠型电子照相用感光体，其具备：导电性基体(1)以及在其上依次设置的电荷产生层(3)和电荷输送层(4)，电荷产生层含有作为树脂粘合剂的聚乙烯醇缩丁醛树脂，并且电荷输送层含有作为电荷输送材料的由下述式(1)和(2)表示的芪化合物中的任意一方或双方、和作为抗氧化剂的三苄胺。

Description

电子照相用感光体及搭载有该感光体的电子照相装置
技术领域
本发明涉及电子照相方式的打印机或复印机、传真机等中所使用的电子照相用感光体(以下也简称为“感光体”)以及搭载有该电子照相用感光体的电子照相装置的改良。
背景技术
电子照相用感光体采用在导电性基体上设置具有光导电功能的感光层的结构作为基本结构。近年来，对于使用有机化合物作为承担电荷的产生和输送的功能成分的有机电子照相用感光体，由于材料的多样性及高生产性、安全性等的优点，研究开发活跃地进行，且在复印机和打印机等中的应用也在进展中。
一般而言，感光体必须具有在暗处保持表面电荷的功能、接受光而产生电荷的功能、进而输送所产生的电荷的功能。作为感光体，存在具备同时具有这些功能的单层感光层的所谓单层型感光体；以及具备由电荷产生层和电荷输送层这些功能分离的层层叠而成的感光层的所谓层叠型(功能分离型)感光体，其中，电荷产生层主要承担接受光时产生电荷的功能，电荷输送层则承担在暗处保持表面电荷的功能和输送接受光时在电荷产生层所产生的电荷的功能。
另一方面，作为近年来的电子照相装置，数字机成为主流，其通过以氩、氦－氖、半导体激光或发光二极管等单色光作为曝光光源，将图像和文字等信息进行数字(digital)化处理而转换为光信号，将其光照射在带电的感光体上而在感光体表面形成静电潜像，藉由色粉将其可视化。
作为使感光体带电的方法，有带栅极电极丝(scorotron)等带电构件与感光体不接触的非接触带电方式、以及由半导电性的橡胶辊或刷构成的带电构件与感光体接触的接触带电方式。其中，在使用带栅极电极丝带电方式的电子照相装置中，通过电晕放电容易产生臭氧，因此为了防止臭氧滞留在装置内而造成感光体的电特性变差，通常设置排气机构来防止臭氧浓度的上升。
例如，在专利文献1中，为了获得能提高耐磨耗性、且即使在更长时间使用也能抑制由臭氧气氛造成的不良影响的、灵敏度劣化少的高灵敏度、长寿命感光体的目的，公开了一种层叠型电子照相用感光体，其用于感光体周边的臭氧浓度设为5ppm以上且50ppm以下、感光层的磨耗量是每1000转为以下的反转显影方式的电子照相装置，该感光体在导电性支承体上形成有至少电荷产生层和电荷输送层这两层，电荷输送层含有抗氧化剂、且电荷输送材料/粘合剂比为10/14～10/20，迁移率在电场强度20V/μm下为1×10-6cm2/Vsec以上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2002-174911号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
已知如上述专利文献1中那样的在将臭氧浓度抑制在低水平的同时提高感光体的耐臭氧性的方法。但是，由于装置的结构上或排气功能上的问题，有时会造成在装置内滞留高浓度的臭氧，希望能够实现即使在该情况下，也不会发生由电特性变差引起的图像不良的电子照相用感光体。
于是，本发明的目的是提供一种即使在使用带栅极电极丝带电方式时的比以往更高浓度的臭氧气氛下也能够抑制图像品质变差、耐臭氧性优异的电子照相用感光体及搭载有该电子照相用感光体的电子照相装置。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明人进行了深入研究，结果发现通过在带负电层叠型感光体的电荷产生层中使用特定的树脂粘合剂、并且在电荷输送层中使用特定的电荷输送材料和抗氧化剂的组合，能够解决上述技术问题，从而完成了本发明。
即，本发明的第一方面是能通过带栅极电极丝带电方式而带电的带负电层叠型电子照相用感光体，其具备：导电性基体、以及在所述导电性基体上依次设置的电荷产生层和电荷输送层，所述电荷产生层含有作为树脂粘合剂的聚乙烯醇缩丁醛树脂，并且所述电荷输送层含有作为电荷输送材料的由下述式(1)和(2)表示的芪化合物中的任意一方或双方、和作为抗氧化剂的三苄胺。
上述电荷输送层中的上述三苄胺的掺合量优选为上述电荷输送材料的掺合量的0.1质量％以上且低于7质量％。此外，上述感光体中，在上述导电性基体是圆筒状的情况下，以曝露量100ppm·h曝露于臭氧后的表面电位在周向上的最大值和最小值的差优选在12V以下。
此外，本发明的第二方面的电子照相装置通过搭载上述电子照相用感光体而形成，且具备带栅极电极丝带电器。
发明效果
根据本发明，能够实现即使在使用带栅极电极丝带电方式时的比以往更高浓度的臭氧气氛下也能够抑制图像品质变差、耐臭氧性优异的电子照相用感光体及搭载有该电子照相用感光体的电子照相装置。
附图说明
图1是显示本发明的带负电功能分离层叠型电子照相用感光体的一例的示意剖视图。
图2是显示本发明的电子照相装置的一例的简略结构图。
符号说明
1 导电性基体
2 基底层
3 电荷产生层
4 电荷输送层
7 感光体
21 带栅极电极丝带电器
22 高压电源
23 图像曝光构件
24 显影器
241 显影辊
25 送纸构件
251 送纸辊
252 送纸导件
26 转印带电器(直接带电型)
27 清洁装置
271 清洁刮刀
28 除电构件
60 电子照相装置
300 感光层。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的电子照相用感光体的具体实施方式进行详细说明。本发明不受以下说明的任何限制。
图1是显示本发明的电子照相用感光体的一例的示意剖视图，示出带负电型的层叠型电子照相用感光体。如图所示，在带负电层叠型感光体中，在导电性基体1上，依次层叠有基底层2、具有电荷产生功能的电荷产生层3、和具有电荷输送功能的电荷输送层4。基底层2根据需要设置即可。
本发明的实施方式的感光体能够通过带栅极电极丝带电方式而带电，特别适合在由带栅极电极丝带电器引起的臭氧滞留的、臭氧浓度较高的电子照相装置内的环境下使用。具体而言，可假定例如在连续印刷时，在感光体表面的臭氧浓度在50ppm以上、其中达到50～300ppm程度的环境下使用的情况。
在本发明的实施方式的感光体中，电荷产生层3含有作为树脂粘合剂的聚乙烯醇缩丁醛树脂，并且电荷输送层4含有作为电荷输送材料的由下述式(1)和(2)表示的芪化合物中的任意一方或双方、和作为抗氧化剂的三苄胺(TBA)。
将TBA的结构式示于下述式(3)。
通过组合使用如上所述的材料，能够制造即使在臭氧浓度高的环境下也可抑制电特性的变差、且抑制了图像不良的发生的感光体。例如，在使用圆筒状的导电性基体的情况下，能够将以曝露量100ppm·h曝露于臭氧后的表面电位在周向上的最大值和最小值的差抑制在12V以下、进一步抑制在10V以下，且能够抑制由该电位差引起的图像不良的发生。因此，即使在连续印刷时，对感光体的臭氧曝露量在100ppm·h以上、例如高达100～300ppm·h的臭氧气氛的装置中，本发明的实施方式的感光体也能在不发生图像不良的情况下使用。
导电性基体1具有作为感光体的电极的作用，同时是构成感光体的各层的支承体，可以是圆筒状、板状、薄膜状等中的任一种形状。作为导电性基体1的材质，可使用铝合金、不锈钢、镍等金属类，或者在玻璃、树脂等的表面实施了导电处理的材料等。
基底层2是以树脂作为主成分的层或由耐酸铝等金属氧化皮膜构成的层。基底层2是为了控制从导电性基体1向感光层注入电荷的注入性、覆盖导电性基体表面的缺陷、提高感光层和导电性基体1的粘接性等的目的而根据需要进行设置的。作为基底层2所使用的树脂材料，可例举酪蛋白、聚乙烯醇、聚酰胺、三聚氰胺、纤维素等绝缘性高分子，或聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺等导电性高分子，这些树脂可单独使用，也可适当组合而混合使用。此外，也可以使这些树脂含有二氧化钛、氧化锌等金属氧化物而使用。
电荷产生层3通过对在树脂粘合剂中分散有电荷产生材料的粒子的涂布液进行涂布等的方法而形成，该电荷产生层3接受光而产生电荷。电荷产生层3优选同时具备高的电荷产生效率和产生的电荷向电荷输送层4中的注入性，还希望电场依赖性小、即使在低电场中注入也良好。
作为电荷产生材料，具体可单独使用或适当地组合使用X型无金属酞菁、τ型无金属酞菁、α型氧钛酞菁、Y型氧钛酞菁、γ型氧钛酞菁、非晶型氧钛酞菁、羟基镓酞菁、氯化镓酞菁、ε型铜酞菁等酞菁化合物，各种偶氮颜料、蒽嵌蒽醌颜料、噻喃鎓(thiopyrylium)颜料、苝类(perylene)颜料、周因酮(perynone)颜料、方酸鎓(squarylium)颜料、喹吖啶酮颜料等，可根据图像形成所使用的曝光光源的光波长区域选择适当的物质。特别合适地是使用酞菁化合物。电荷产生层4也可以电荷产生材料作为主体，在其中添加电荷输送材料等而使用。
作为电荷产生层3的树脂粘合剂，如上所述需要使用聚乙烯醇缩丁醛树脂，但也可与其他树脂组合使用。作为其他树脂，可适当组合使用聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、氯乙烯树脂、乙酸乙烯酯树脂、苯氧基树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、聚苯乙烯树脂、聚砜树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、甲基丙烯酸酯树脂的聚合物和共聚物等。作为电荷产生层3的树脂粘合剂，在同时使用聚乙烯醇缩丁醛树脂和其他树脂的情况下，在电荷产生层3的树脂粘合剂的总量中，聚乙烯醇缩丁醛树脂优选在60质量％以上，更优选在70质量％以上。
电荷产生层3中的电荷产生材料的含量相对于电荷产生层3中的固体成分优选为20～80质量％，更优选为30～70质量％。电荷产生层3中的树脂粘合剂的含量相对于电荷产生层3中的固体成分优选为20～80质量％，更优选为30～70质量％。另外，电荷产生层3只要具有电荷产生功能即可，因此其厚度一般为0.01～1μm，较好是0.05～0.5μm。
电荷输送层4主要由电荷输送材料和树脂粘合剂构成。
作为电荷输送层4的电荷输送材料，需要含有上述的由上述通式(1)和(2)表示的芪化合物中的任意一方或双方，但是也可与其他化合物组合使用。作为其他化合物，可单独使用或适当组合地混合使用各种腙化合物、苯乙烯基化合物、二胺化合物、丁二烯化合物、吲哚化合物、芳基胺化合物等。作为电荷输送层4的电荷输送材料，在同时使用由上述通式(1)和(2)表示的芪化合物中的任意一方或双方与其他电荷输送材料的情况下，在电荷输送层4的电荷输送材料的总量中，上述芪化合物优选在60质量％以上，更优选在70质量％以上。
作为电荷输送层4的树脂粘合剂，可单独使用或将多种混合使用聚芳酯树脂、双酚A型、双酚Z型、双酚C型、双酚A型-联苯共聚物、双酚Z型-联苯共聚物等各种聚碳酸酯树脂。此外，也可混合使用分子量不同的同种树脂。另外可使用聚亚苯基树脂、聚酯树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇树脂、氯乙烯树脂、乙酸乙烯酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、有机硅树脂、聚酰胺树脂、聚苯乙烯树脂、聚缩醛树脂、聚砜树脂、甲基丙烯酸酯的聚合物及它们的共聚物等。此外，上述树脂粘合剂的质均分子量在基于聚苯乙烯换算的GPC(凝胶渗透色谱)分析中优选为5000～250000，更优选为10000～200000。
作为电荷输送层4中的电荷输送材料的含量，相对于电荷输送层4中的固体成分，优选为10～80质量％，更优选为20～70质量％。作为电荷输送层4中的树脂粘合剂的含量，相对于电荷输送层4的固体成分，优选为20～90质量％，更优选为30～80质量％。此外，作为电荷输送层4的膜厚，为了维持实用上有效的表面电位，优选在3～50μm的范围，更优选在15～40μm的范围。
为了提高耐环境性及对有害光的稳定性的目的，可以使电荷产生层3和电荷输送层4中含有抗氧化剂、光稳定剂等劣化防止剂。作为用于该目的的化合物，可例举维生素E等色原烷醇衍生物和酯化化合物、聚芳烷化合物、氢醌衍生物、醚化化合物、二醚化化合物、二苯甲酮衍生物、苯并三唑衍生物、硫醚化合物、苯二胺衍生物、磷酸酯、亚磷酸酯、酚化合物、受阻酚化合物、直链胺化合物、环状胺化合物、受阻胺化合物等。
如上所述，在电荷输送层4中，作为抗氧化剂，需要含有上述TBA，但也可与其他化合物组合使用。另外，电荷输送层4中的TBA的掺合量可以是电荷输送材料的掺合量的0.1质量％以上且8质量％以下，优选在0.1质量％以上且低于7质量％，更优选在4质量％以下。此外，作为电荷输送层4中的抗氧化剂，在同时使用TBA与其他抗氧化剂的情况下，在电荷输送层4中的抗氧化剂的总量中，TBA优选在60质量％以上，更优选在70质量％以上。
此外，为了提高所形成的膜的平整性和赋予润滑性的目的，也可以使电荷产生层3和电荷输送层4中含有硅油、氟类油等均化剂。另外，出于调整膜硬度、降低摩擦系数、赋予润滑性等目的，还可含有二氧化硅、氧化钛、氧化锌、氧化钙、氧化铝、氧化锆等金属氧化物，硫酸钡、硫酸钙等金属硫酸盐，氮化硅、氮化铝等金属氮化物的微粒，或四氟化乙烯树脂等氟类树脂粒子、氟类梳状接枝聚合树脂等。此外，根据需要，还可在不明显损害电子照相特性的范围内，含有其他公知的添加剂。
本发明的实施方式的感光体可根据其构成按照常规方法在导电性基体1上根据需要介由基底层2依次层叠形成上述电荷产生层3和电荷输送层4来制造。各层通过使用浸渍涂布法等通常方法涂布由各自的构成材料分散并溶解于适当的有机溶剂而得的涂布液并干燥而形成。这里涂布液的制备中使用的溶剂的种类和涂布条件、干燥条件等可按照常规方法适当选择，没有特别限制。
本发明的电子照相用感光体通过应用于各种机械加工工艺，可获得所期望的效果。具体而言，即使在采用非磁性单组分、磁性单组分、双组分等的显影方式的接触显影及非接触显影方式等的显影工艺中，也能获得充分的效果。
(电子照相装置)
本发明的实施方式的电子照相装置通过搭载上述电子照相用感光体而形成，且具备带栅极电极丝带电器。图2显示本发明的电子照相装置的一构成例的简略结构图。图示的本发明的电子照相装置60搭载本发明的感光体7，本发明的感光体7包括导电性基体1、覆盖在该导电性基体1的外周面上的基底层2、以及感光层300。该电子照相装置60由配置于感光体7的外周缘部的带栅极电极丝带电器21、向该带栅极电极丝带电器21供给施加电压的高压电源22、图像曝光构件23、具有显影辊241的显影器24、具有送纸辊251和送纸导件252的送纸构件25、和转印带电器(直接带电型)26构成。电子照相装置60还可包括具有清洁刮刀271的清洁装置27、和除电构件28。此外，本发明的电子照相装置60可以是打印机、复印机等中的任意一种，除图示的单色机外，也可以是彩色机，并且优选是彩色复印机。
实施例
以下，使用实施例对本发明的具体实施方式进行详细说明。本发明在不超出其发明思想的范围内，并不限定于以下的实施例。
(实施例1)
将5质量份的醇可溶性尼龙(东丽株式会社制，商品名“CM8000”)、和5质量份的经氨基硅烷处理的氧化钛微粒溶解、分散于90质量份的甲醇中，制备了基底层形成用涂布液。在作为导电性基体1的外径30mm的铝制圆筒的外周浸渍涂布上述基底层形成用涂布液，以温度100℃干燥30分钟，形成了膜厚3μm的基底层2。
接着，将1.5质量份的作为电荷产生材料的Y型氧钛酞菁(Y-TiOPc)、1质量份的作为树脂粘合剂的聚乙烯缩丁醛树脂(积水化学株式会社(積水化学(株))制，商品名“エスレックBM-1”)溶解于60质量份的二氯甲烷中，制备了电荷产生层用涂布液。在上述基底层2上浸渍涂布该电荷产生层用涂布液，以温度80℃干燥30分钟，形成了膜厚0.3μm的电荷产生层3。
将8质量份的下述表1中所示的电荷输送材料、12质量份的作为树脂粘合剂的具有由下述结构式表示的重复单元的树脂、和下述表1中所示的添加剂溶解在80质量份的四氢呋喃中，制备了电荷输送层形成用涂布液。
在上述电荷产生层3上浸渍涂布该电荷输送层形成用涂布液，以温度120℃干燥60分钟，形成膜厚20μm的电荷输送层4，制作了带负电层叠型感光体。
除了将电荷产生层中使用的树脂粘合剂、电荷输送层中使用的电荷输送材料和电荷输送层中使用的添加剂的条件改变为如下述表1中所示以外，与实施例1同样地制作了实施例2～7和比较例1～6的感光体。
[表1]
*1)A：由下式表示的芪化合物
B：由下式表示的联苯胺化合物
C1：由上述式(1)表示的芪化合物
C2：由上述式(2)表示的芪化合物
*2)电荷输送层中的添加剂的掺合量相对于电荷输送材料的掺合量的比例。
*3)BHT：二丁基羟基甲苯(受阻酚类)
*4)维生素E(受阻酚类)
对各实施例和比较例中制作的感光体进行如下评价。其结果示于以下的表2中。
＜表面电位＞
使用基因科技株式会社(ジェンテック社)制的Cynthia，通过以下的方法对各实施例和比较例中所得的感光体的表面电位进行了评价。对于各实施例和比较例的感光体，在温度23℃、湿度50％的环境下，通过在暗处对感光体的表面进行电晕放电而使其带电-600V后，以光量0.45μJ/cm2对感光体照射使用滤器分光为780nm的曝光光，从而进行曝光，测定其后的感光体的表面电位。曝光－探测时间为110毫秒。表面电位在90(-V)以下时，为良好。
＜臭氧曝露后的电位偏差＞
使各实施例和比较例中得到的感光体在下述表2中所示的条件下曝露于臭氧，求出其后的表面电位在周向上的最大值和最小值的差。表面电位的测定是，对于各实施例和比较例的感光体，在温度23℃、湿度50％的环境下，通过在暗处对感光体的表面进行电晕放电而使其带电-600V后，对感光体照射使用滤器分光为780nm的曝光光，直到表面达到-200V，从而进行曝光，将其后的感光体在周向上的最大值和最小值的差作为电位偏差求出。曝光－探测时间为110毫秒。在曝光量100ppm·h以上的条件下，如果电位偏差在12V以下，则耐臭氧性优异，结果为良好。
＜判定＞
在电位偏差超过12V的情况下，不具有足够的耐臭氧性，因此记为×。此外，对于电位偏差在12V以下且具有足够的耐臭氧性的情况，当表面电位在90(-V)以下时记为○，当表面电位超过90(-V)时记为△。
[表2]
从上述表2中的结果可确认，通过在电荷产生层中使用特定的树脂粘合剂、并且在电荷输送层中使用特定的电荷输送材料和抗氧化剂的组合，能够得到即使在高浓度的臭氧气氛下也能够抑制图像品质的变差、耐臭氧性优异的电子照相用感光体。

Claims (3)

1.一种电子照相用感光体，其为能通过带栅极电极丝带电方式而带电的带负电层叠型电子照相用感光体，其特征在于，具备：
导电性基体、以及
在所述导电性基体上依次设置的电荷产生层和电荷输送层，
所述电荷产生层含有作为树脂粘合剂的聚乙烯醇缩丁醛树脂，并且所述电荷输送层含有作为电荷输送材料的由下述式(1)和(2)表示的芪化合物中的任意一方或双方、和作为抗氧化剂的三苄胺，
所述电荷输送层中的所述三苄胺的掺合量是所述电荷输送材料的掺合量的0.7质量％以上且低于7质量％。
2.如权利要求1所述的电子照相用感光体，其特征在于，所述导电性基体是圆筒状，且以曝露量100ppm·h曝露于臭氧后的表面电位在周向上的最大值和最小值的差为12V以下。
3.一种电子照相装置，其特征在于，通过搭载权利要求1或2所述的电子照相用感光体而形成，且具备带栅极电极丝带电器。
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