CN1791841A - 电子照相感光体以及具有该感光体的图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供具有优良的清洁性、长期使用中形成的图像质量也不降低,而且可以形成高敏感度、高分辨率、高图像质量的图像的电子照相感光体。电子图像感光体(1)的导电衬底(2)上设置的感光层(6)含有就X射线折射光谱中的布喇格角2θ而言至少在27.3°显示衍射峰的晶形的氧钛酞菁,且表面的表面自由能(γ)为20mN/m~35mN/m。通过含有如上所述特定的晶形氧钛酞菁,可以形成敏感度和分辨率都优良的图像,同时通过将γ设定在适当的范围,可以控制异物的附着力,因此可以显示良好的清洁性。
Description
技术领域
本发明涉及例如在复印机等电子照相方式的图像形成装置中使用的电子照相感光体以及具有该感光体的图像形成装置。
背景技术
电子照相方式的图像形成装置不仅在复印机上,而且近年来在日益需求的计算机等的输出装置的打印机等上,也得到广泛地应用。在电子照相方式的图像形成装置中,通过带电器使在装置上具有的电子照相感光体的感光层均匀地带电,对应于图像信息通过例如激光等进行曝光,对通过曝光形成的静电潜影从显影器供给称作调色剂的微粒子状的显影剂,形成调色剂图像。
通过作为显影剂成分的调色剂附着在电子照相感光体的表面而形成的调色剂图像,通过转印装置转印到记录纸等转印材料上,但是,电子照相感光体表面的调色剂不是全部转印到记录纸上,其一部分残留在电子照相感光体表面。另外,显影时和电子照相感光体接触的记录纸的纸屑有时也附着于电子照相感光体上而残留。
这些电子照相感光体表面的残留调色剂以及附着的纸屑对形成的图像的质量产生不良的影响,所以通过清洁装置除去,或者,另外,近几年,无清洁器化技术发展,其不具有独立的清洁装置,通过显影装置附加的清洁功能回收残留的调色剂,即用所谓的显影兼清洁系统除去。这样,在电子照相感光体上,反复进行带电、曝光、显影、转印、清洁以及除电动作,所以需要对电外力以及机械外力具有耐久性。具体地,需要对于由电子照相感光体表面摩擦引起的磨耗以及损伤的发生、或由带电器带电时产生的臭氧和NOx等活性物质的附着引起的表面层的恶化等具有耐久性。
为了实现电子照相方式的图像形成装置的低成本化以及无需维护,电子照相感光体具有足够的耐久性,可以长时间稳定地工作就变得很重要。左右这样的耐久性以及工作的长期稳定性的要因之一是,表面的清洁性即清洁的容易程度,清洁的容易程度关系到电子照相感光体的表面状态。
所谓电子照相感光体的清洁是指,使超过电子照相感光体表面和附着的残留调色剂或纸屑等之间的附着力的力,作用于残留调色剂和纸屑等,从电子照相感光体的表面除去附着物。因此,电子照相感光体表面的润湿性越低则越容易清洁。电子照相感光体的润湿性即附着力可以使用表面自由能(和表面张力相同)作为指标来表示。
所谓表面自由能(γ)是指,作用于构成物质的分子之间的力即分子间力在最表面产生的现象。
调色剂粘着、熔接在电子照相感光体的表面,不转印在转印材料上而残留的调色剂,在反复经过从带电到清洁的工序中,在电子照相感光体的表面展开成膜状的现象相当于润湿性中“附着润湿”。另外,纸屑、松香、滑石等粘着,其后和电子照相感光体的接触面积增大,变为强烈润湿的现象也同样相当于“附着润湿”。
图6是例示附着润湿状态的侧视图。在图6所示的附着润湿中,润湿性和表面自由能(γ)的关系通过Young的式(1)表示。
γ1=γ2·cosθ+γ12 ...(1)
这里,γ1:物质1表面的表面自由能,
γ2:物质2表面的表面自由能,
γ12:物质1和物质2的界面表面自由能,
θ:物质2对物质1的接触角。
根据式(1),物质2对于物质1的润湿性的降低、即增大θ而使其难以润湿,是通过加大与电子照相感光体和异物的润湿功的表面自由能γ12、减小各表面自由能γ1以及γ2来达成。
在式(1)中,当考虑异物和水分等向电子照相感光体的表面附着时,可将物质1作为电子照相感光体,物质2作为异物。因此,在清洁实际的电子照相感光体时,通过控制电子照相感光体的表面自由能γ1,可控制式(1)右边的润湿性,即,作为异物的调色剂和纸屑等对于电子照相感光体的附着状态。
因此,在限定电子照相感光体的表面状态的现有技术中,有使用和纯水的接触角的技术(例如,参照特开昭60-22131号公报)。但是,关于固体和液体的润湿性,如上述图6所示可测定其接触角θ,然而,在电子照相感光体与调色剂和纸屑等这样的固体和固体的情况下,不能测定接触角θ。因此,上述的现有技术对电子照相感光体表面和纯水间的润湿性可适用,但是对于构成显影剂的调色剂以及纸屑等固体的润湿性和清洁性的关系,不能充分说明。
固体彼此之间的润湿性可通过固体和固体之间的表面自由能来表示。关于固体和固体之间的表面自由能,可将对于非极性分子间力进行了阐述的Forkes理论,进一步扩展到通过极性或者氢键分子间力而形成的成分(参照北崎宁昭、
敏雄等;“Forkes式の拡張と高分子固体の表面張力の評価”、日本接着協会誌、日本接着協会、1972年、Vol.B,No.3,p.131-141)。根据该扩展的Forkes理论,各物质的表面自由可以用2-3成分求得。对于相当于调色剂和纸屑对上述的电子照相感光体表面附着的附着润湿的情况下的表面自由能,可以用3成分求得。
下面,对固体物质之间的表面自由能进行说明。在扩展的Forkes理论中,假定式(2)所示的表面自由能的加法法则成立。
γ=γd+γp+γh ...(2)
这里,γd:偶极成分(极性润湿)
γp:分散成分(非极性润湿)
γh:氢键成分(氢键润湿)
如果将式(2)的加法法则应用于Forkes理论,则,均为固体的物质1和物质2之间的表面自由能γ12可如式(3)那样求得。
这里,γ1:物质1的表面自由能
γ2:物质2的表面自由能
γ1 d,γ2 d:物质1、物质2的偶极成分
γ1 p,γ2 p:物质1、物质2的分散成分
γ1 h,γ2 h:物质1、物质2的氢键成分。
通过使用各成分的表面自由能已知的试剂,并测定和该试剂的附着性,可计算被测定对象的固体物质的上述式(2)所示的各成分的表面自由能(γd,γp,γh)。因此,对物质1以及物质2的每一个,可以求得各成分的表面自由能,进一步从各成分的表面自由能通过式(3)求得物质1和物质2的表面自由能。
基于这样求得固体和固体之间的表面自由能的考虑,在另一现有技术中,其将电子照相感光体的表面自由能作为指标,对电子照相感光体和调色剂等的润湿性进行控制(参照特开平11-311875号公报)。又一现有技术公开如下,其通过将表面自由能限定在35至65mN/m的范围,提高电子照相感光体表面的清洁性、实现延长寿命。
但是,根据本发明者的调查,使用具有在又一现有技术中公开的范围的表面自由能的电子照相感光体,例如对记录纸实际进行图像形成的实际性能试验时,确认了在电子照相感光体表面,产生认为由和纸屑等异物的接触而引起的损伤。另外,确认了由于该损伤造成清洁不良,从而在转印在记录纸上的图像上产生黑色条纹。如上所述的电子照相感光体表面产生的损伤,伴随着表面自由能的变大,倾向于更明显。
而且,在又一现有技术中,限定了伴随电子照相感光体的耐久的表面自由能变化量(γ),但是,如果考虑到通过限定电子照相感光体的初始特性例如表面自由能不能确定变化量γ,另外,依赖于图像形成时的环境和转印材料的材质等诸条件,变化量γ变化,则在实际的电子照相感光体的设计中,存在变动量γ或许含有多个不确定的要素,不适于作为设计基础的问题。
另外,近年,在电子照相方式的图像形成装置中,取代所谓的模拟装置即以白色光为光源的图像形成装置,以单色光的激光为光源,可形成高图像质量的图像、向存储器存储输入图像和提高编辑的自由度的数字化正迅速进行。在这种数字图像形成中,当直接使用从计算机输入的图像信息时,将电信号变换为光信号,而当使用从原稿输入的图像信息时,将原稿的图像信息作为光信息而读取后,一次变换为数字电信号,再次变换为光信号,输入到感光体中。关于将图像信息作为数字化的光信号输入感光体的光,主要使用激光和发光二极管(LED)。在激光器和LED光中,现在使用最多的是,振荡波长为780nm或660nm等的近红外光或者与其接近的长波长光。
对于用于数字图像形成的电子照相感光体,第1需要的特性是对用于上述的光输入的长波长光具有良好的敏感度。作为电子照相感光体的光敏感材料,至今研究了多种多样的材料,尤其酞菁化合物,合成比较简单,多对长波长光显示敏感度,所以,在宽范围内进行研究用于实用。人们知道,酞菁类不仅根据中心金属的有无和种类的不同其敏感度峰以及物性不同,而且也根据其晶形的不同,其物性变化很大(参照泽田学,“颜料与药品”,日本化成品工业协会,第24卷,第6号,122页(1979))。
因此,在用于电子照相感光体的光敏感材料的研究中,重要的是不仅对组成进行研究开发,而且包括晶形的研究,已经报告了几个选择使用了具有特定的晶形的光敏感材料的电子照相感光体的例子。已知:例如使用了非金属酞菁的电子照相感光体(参照特开昭60-86551号公报)、使用了含铝酞菁的电子照相感光体(参照特开昭63-133462号公报)、除此之外,使用了含有钛(参照特开昭59-49544号公报)、铟、镓作为中心金属的酞菁的电子照相感光体等。
近几年,在酞菁类中也正在深入研究显示高敏感度的氧钛酞菁。已知氧钛酞菁根据X射线衍射光谱中的衍射角不同而分类为多个晶形(参照藤井章照,电子照相有机感光体的基础和动向,“第53届日本图像学会技术讲座会-图像技术的基础和未来动向”,日本图像学会,94页(2002))。具体地,将氧钛酞菁的特征晶形进行如下表示时,则公开的结晶有α型(例如参照特开昭61-217050号公报)、A型(例如参照特开昭62-67094号公报)、C型(例如参照特开昭63-366号公报)、Y型(例如参照特开昭63-20365号公报)、M型(参照特开平3-54265号公报)、M-α型(参照特开平3-54264号公报)、I型(参照特开平3-128973号公报)、以及I和II型(参照特开昭62-67094号公报)结晶。
在具有许多晶形的氧钛酞菁中,就X射线衍射光谱中的布喇格角2θ而言至少在27.3°显示衍射峰的所谓的Y型氧钛酞菁具有最高的敏感度,特别在长波长区域具有高敏感度。在本说明书中,所谓的布喇格角2θ是指,满足布喇格条件的衍射角2θ,其误差范围是±0.2°(布喇格角2θ±0.2°)。
但是,Y型氧钛酞菁敏感度还不充分,反复使用时的电位稳定性也差,在使用反转显影的电子照相过程中,存在容易引起在白底部分产生黑斑点的灰雾的问题。另外,由于带电性不充分,所以还存在难以得到充分的图像浓度的问题。
作为解决这种问题的现有技术,提出了在X射线衍射光谱中,就布喇格角2θ而言在9.4°或者9.7°显示最大衍射峰,而且,至少在7.3°、9.4°、9.7°、27.3°显示衍射峰的新型晶形氧钛酞菁,以及使用其的电子照相感光体,以及使用其的图像形成方法(参照特开平10-237347号公报)。
特开平10-237347号公报中提出的新型晶形氧钛酞菁以及使用了它的电子照相感光体,和上述的现有的氧钛酞菁以及使用了它的电子照相感光体比较,可提供高敏感度且高质量的图像,另外,反复使用时的电位稳定性优良、在使用反转显影的电子照相过程中,可将灰雾的发生减少到非常少。
用于电子照相方式的图像形成装置中的电子照相感光体,其光敏感度良好,并且,和光敏感度同等重要的特性即上述的清洁性必须良好。清洁性的提高对于电子照相感光体的耐久性的提高以及长期稳定地形成高图像质量的图像来说是必需的,但是仅使用上述的特定的晶形的氧钛酞菁,并不能实现良好的清洁性。
发明内容
本发明的目的在于提供在感光层中含有特定晶形的氧钛酞菁,并且,通过控制感光层表面的表面自由能,即使长期使用也难以发生表面损伤,在形成的图像上不发生图像质量下降,清洁性优良,而且,可形成高敏感度、高分辨率、高图像质量图像的电子照相感光体以及具有该感光体的图像形成装置。
本发明提供电子照相感光体,其具有导电衬底以及设置在导电衬底上的感光层,通过均匀带电的感光层用对应于图像信息的光曝光,形成静电潜影,其特征在于,
所述感光层包含就X射线衍射光谱中的布喇格角2θ而言至少在27.3°显示衍射峰的晶形的氧钛酞菁,而且,表面的表面自由能(γ)是20mN/m~35mN/m。
另外,本发明的特征在于,所述表面自由能(γ)是28mN/m~35mN/m。
按照本发明,电子照相感光体的感光层包含就X射线衍射光谱中的布喇格角2θ而言至少在27.3°显示衍射峰的晶形的氧钛酞菁,而且,表面的表面自由能(γ)设定为20mN/m~35mN/M,优选设定为28mN/m~35mN/m。这里所谓的电子照相感光体的表面自由能是指通过前述的Forkes的扩展理论计算导出的表面自由能。
电子照相感光体表面的表面自由能,是例如显影剂和纸屑等对于电子照相感光体的表面的润湿性即附着力的指标。通过将表面自由能设定在上述适合的范围,特别对于显影剂而言不管显影必需程度的附着力为多少都可以抑制过度的附着力,另外,能抑制对于纸屑等异物的附着力,因此,可以容易地从电子照相感光体表面除去过剩的显影剂和异物。这样一来,可以不降低显影性能,而使清洁性能提高。因此,可实现难以因附着于表面的异物而发生损伤,寿命长,在长期稳定地形成图像时不发生质量下降的耐久性优良的电子照相感光体。
另外,在感光层含有的就X射线衍射光谱中的布喇格角2θ而言至少在27.3°显示衍射峰的晶形的氧钛酞菁,因为在适于数字图像形成的光学输入装置即激光器和LED光的振荡波长780nm和660nm的近红外光或者与此接近的长波长光,具有非常高的电荷产生能力,所以可实现高敏感度、高分辨率、高图像质量的电子照相感光体。这样根据本发明可提供清洁性和高敏感度特性都满足的电子照相感光体。
另外,本发明的特征在于,所述氧钛酞菁是就X射线衍射光谱中的布喇格角2θ而言在9.4°或者9.7°显示最大衍射峰,而且,至少在7.3°、9.4°、9.7°、以及27.3°显示衍射峰的晶形的氧钛酞菁。
按照本发明,通过将就X射线衍射光谱中的布喇格角2θ而言在9.4°或者9.7°显示最大衍射峰,而且,至少在7.3°、9.4°、9.7°、以及27.3°显示衍射峰的晶形的氧钛酞菁用于电子照相感光体,在提高敏感度的同时,能提供高质量的图像。另外,能够实现反复使用时的电位稳定性优良、在使用反转显影的电子照相过程中灰雾等的产生很少、在长波长区域的敏感度显著提高、而且有高的耐久性的电子照相感光体。
另外,本发明的特征在于,所述感光层通过将含有电荷产生物质的电荷产生层和含有电荷输送物质的电荷输送层层压而构成。
按照本发明,电子照相感光体的感光层,通过将含有电荷产生物质的电荷产生层和含有电荷输送物质的电荷输送层层压而构成。通过这样将感光层设为多层层压的型式,增加构成各层的材料以及其组合的自由度,所以,容易地将电子照相感光体表面的表面自由能值设定在期望的范围。
另外,本发明提供图像形成装置,其特征在于,包括上述的任何一种电子照相感光体。
按照本发明,在图像形成装置中,包含清洁性能优良、而且高敏感度的电子照相感光体。因此,可提供一种可长时间稳定地进行图像质量不下降的图像形成、而且低成本、维护频度少的图像形成装置。
附图说明
从下面详细的说明和附图可以更加明确本发明的目的、特色、以及优点。
图1是示意表示本发明的第1实施方式的电子照相感光体1的结构的部分剖面图。
图2是表示就布喇格角2θ而言在9.7°显示最大衍射峰,而且至少在7.3°、9.4°、9.7°、27.3°显示明确的衍射峰的氧钛酞菁结晶的X射线衍射光谱的图。
图3是表示浸渍涂布装置10的结构的图。
图4是示意表示本发明的第2实施方式的感光体7的结构的部分剖面图。
图5是示意表示的本发明的第3实施方式的图像形成装置30的结构的配置侧视图。
图6是例示附着润湿状态的侧视图。
具体实施方式
以下参考附图详细说明本发明的最佳实施例。
图1是示意表示本发明的第1实施方式的电子照相感光体1的结构的部分剖面图。本实施方式的电子照相感光体1(以后简称为感光体)包含由导电材料构成的导电衬底2、层叠在导电衬底2上的底涂层3、层叠在底涂层3上、且含有电荷产生物质的电荷产生层4、层叠电荷产生层4上、且包含电荷输送物质的电荷输送层5。电荷产生层4和电荷输送层5构成感光层6。
导电衬底2具有圆筒形状,适合采用如下材料(a)铝、铜、黄铜、锌、镍、不锈钢、铬、钼、钒、铟、钛、金、白金等金属材料以及合金材料,(b)蒸镀或者涂布了铝、铝合金、氧化锡、金、氧化铟等的聚酯膜、纸管、金属膜,(c)包含导电粒子的塑料或纸,(d)含有导电聚合物的塑料等。
导电衬底2起到作为感光体1的电极的作用,并且,也具有作为其他各层3、4、5的支撑部件的作用。再有,导电衬底2的形状不限于圆筒状,也可以是圆柱状、板状、膜状以及带状的任何一种。
底涂层3,在向导电衬底2上形成感光层6时,出于导电衬底2表面的损伤以及凸凹的覆盖、反复使用时的带电性能的劣化防止、低温/低湿环境下的带电特性的改善等理由,而设置在导电衬底2和感光层6之间。为了形成底涂层3,使用目前已知的聚酰胺、共聚尼龙、聚乙烯醇、聚氨酯、聚酯、环氧树脂、酚树脂、酪素、纤维素、明胶等,特别适宜使用醇溶性共聚尼龙。
使上述的底涂层形成用材料分散到水以及各种有机溶剂,特别是水、甲醇、乙醇、丁醇等单独溶剂,或者各种混合溶剂中,调制底涂层用涂布液。各种混合溶剂例如有:水和醇类的混合溶剂、至少2种醇类的混合溶剂、丙酮或二氧戊环等与醇类的混合溶剂、二氯乙烷、氯仿和三氯乙烷等含氯溶剂与醇类的混合溶剂。
另外,根据需要,为了底涂层3的体积电阻率的调节、低温/低湿环境下的反复老化特性的改善的目的,通过使用球磨机、戴诺磨(ダイノ一ミル)、超声波振荡器等分散机分散氧化锌、氧化钛、氧化锡、氧化铟、二氧化硅、氧化锑等无机颜料,使底涂层用涂布液中含有它们。底涂层3中的无机颜料的比例优选30~95重量%。底涂层3涂布到干燥后的膜厚为约0.1~约0.5μm。
电荷产生层4通过在底涂层3上浸渍涂布电荷产生层用涂布液而形成。电荷产生层用涂布液,是以通过光照射而产生电荷的电荷产生物质为主成分,根据需要可含有公知的粘结树脂、增塑剂、感光剂。在本实施方式中,其特征在于,含有就X射线衍射光谱中的布喇格角2θ而言在27.3°显示明确衍射峰的氧钛酞菁,特别是在9.4°或9.7°显示最大衍射峰、而且至少在7.3°、9.4°、9.7°、27.3°显示明确衍射峰的氧钛酞菁结晶作为电荷产生物质。
图2是表示就布喇格角2θ而言在9.7°显示最大衍射峰,而且至少在7.3°、9.4°、9.7°、27.3°显示明确衍射峰的氧钛酞菁结晶的X射线衍射光谱的图。如图2所示的那种含有特定的晶形的氧钛酞菁的感光体1可提供高敏感度且高质量的图像,同时,反复使用时的电位稳定性优良,且在使用反转显影的电子照相工艺中灰雾等的产生非常少。
具有上述特定晶形的氧钛酞菁也可以与其他电荷产生物质例如:具有与上述特定晶形的氧钛酞菁不同晶形的氧钛酞菁系颜料、偶氮颜料、二萘嵌苯酰亚胺、二萘嵌苯酸酐等二萘嵌苯系颜料,喹吖酮、蒽醌等多环醌类颜料、方芳基鎓(squarylium)色素、薁鎓、硫代吡喃鎓系色素等并用。
具有与具有上述特定晶形的氧钛酞菁不同晶形的酞菁类颜料,列举:含有α型、β型、γ型、无定形氧钛酞菁的金属酞菁,非金属酞菁、卤化非金属酞菁等。另外,偶氮颜料列举具有如下咔唑骨架、苯乙烯基芪骨架、三苯基胺骨架、二苯并噻吩骨架、噁二唑骨架、芴酮骨架、双芪骨架、二苯乙烯基噁二唑骨架或二苯乙烯基咔唑骨架的偶氮颜料。
具有特别高的电荷产生能力的颜料列举:非金属酞菁颜料,氧钛酞菁颜料、镓(氯)酞菁颜料、金属酞菁和非金属酞菁的混晶,具有芴环或芴酮环的双偶氮颜料、芳香族胺构成的双偶氮颜料及三偶氮颜料,通过使用这些颜料,可实现高敏感度的感光体。
具有上述特定晶形的氧钛酞菁和其它电荷产生物质的并用,由于可容易地将感光体的曝光量-敏感度特性调整为任意的光衰减曲线,故在设计图像形成工艺方面,自由度更宽。
粘接树脂列举如:蜜胺树脂、环氧树脂、硅树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯-聚乙烯醇共聚树脂、聚碳酸酯树脂、苯氧基树脂、酚醛树酯、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚芳酯树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂等。使这些树脂溶解的溶剂例如有:丙酮、甲基乙基酮、环己酮等酮类,乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类,四氢呋喃、二氧六环、二氧戊环、二甲氧基乙烷等醚类,苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类,N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜等非质子极性溶剂等。
电荷产生层用涂布液,优选由具有上述特定晶形的氧钛酞菁结晶、作为粘结树脂的缩丁醛树脂、硅油、以及至少两种的非卤系有机溶剂的混合溶剂构成,另外,混合溶剂更优选二甲氧基乙烷和环己酮的混合溶剂。
作为电荷产生层的形成方法,有通过真空蒸镀直接将作为电荷产生物质的化合物成膜的方法、及将在粘接树脂溶液中分散有电荷产生物质的涂布液涂布而成膜的方法,但通常优选后一种方法,在本实施方式中,使用后述的浸渍涂布方法。向粘接树脂溶液中混合分散电荷产生物质的方法及电荷产生层用涂布液的涂布方法使用与底涂层3相同的方法。电荷产生层中的电荷产生物质的比例优选30~90重量%的范围。电荷产生层的膜厚优选0.05~5μm,更优选0.1~1.5μm。
在电荷产生层4上设置电荷输送层5。电荷输送层5接受电荷产生物质产生的电荷,可含有具有输送该电荷的能力的电荷输送物质、粘接树脂、根据需要可含有公知的增塑剂、增感剂等。
电荷输送物质例如可以举出:聚-N-乙烯基咔唑及其衍生物,聚-γ-咔唑基乙基谷氨酸盐及其衍生物、芘-甲醛缩合物及其衍生物、聚乙烯基芘、聚乙烯基菲、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、9-(对-二乙基氨基苯乙烯基)蒽、1,1-双(4-二苄基氨基苯基)丙烷、苯乙烯基蒽、苯乙烯基吡唑啉、吡唑啉衍生物、苯基腙类、腙衍生物、三苯基胺类化合物、三苯基甲烷类化合物、芪类化合物、具有3-甲基-2-苯并噻唑啉环的吖嗪化合物等电子供给性物质。另外,列举芴酮衍生物、二苯并噻吩衍生物、茚并噻吩衍生物、菲醌衍生物、茚并吡啶衍生物、噻吨酮衍生物、苯并[c]噌啉、叶枯净衍生物、四氰基乙烯、四氰基对苯醌二甲烷衍生物、四溴代对苯醌、四氯代对苯醌、苯醌等电子接受性物质。
构成电荷输送层5的粘接树脂只要与电荷输送物质具有相容性即可,可以列举例如:聚碳酸酯及共聚聚碳酸酯、聚芳酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺、聚酯、环氧树脂、聚氨酯、聚酮、聚乙烯基酮、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、酚醛树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂、及它们的共聚树脂等。也可以将它们单独使用或混合至少两种使用。其中,聚苯乙烯、聚碳酸酯、共聚聚碳酸酯、聚芳酯、聚酯等树脂的体积电阻率不低于1013Ω,成膜性及电位特性等也优良。
溶解粘接树脂的溶剂可以使用:甲醇、乙醇等醇类;丙酮、甲基乙基酮、环己酮等酮类、乙醚、四氢呋喃、二氧六环、二氧戊环等醚类;氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷等脂肪族卤代烃;苯、氯苯、甲苯等芳香族类等。
电荷输送层用涂布液通过向粘接树脂溶液中溶解电荷输送物质而配制。电荷输送层5中的电荷输送物质的比例优选30~80重量%。向粘接树脂溶液中混合分散电荷输送物质的方法及电荷输送层用涂布液的涂布方法使用与底涂层3相同的方法。电荷输送层5的膜厚优选10~50μm,更优选15~40μm。
另外,在本实施方式中,是在电荷产生层上形成电荷输送层的结构,但不限于此,也可以是在电荷输送层上形成电荷产生层的结构。
在本实施方式中,在导电衬底2上层压的各层3、4、5通过浸渍涂布法进行涂布而形成。下面,说明浸渍涂布法。浸渍涂布法是,在充满底涂层用涂布液或含有感光材料的涂布液的涂布槽内浸渍圆筒状导电衬底或形成了底涂层等的圆筒状导电衬底后,通过以恒定速度或任意改变的速度提起,形成感光体的层的方法。该浸渍涂布法比较简单,在生产率及成本方面优良,因此,多用于感光体的制造。图3是表示浸渍涂布装置10的结构图。参照图3,对形成底涂层3的情况的浸渍涂布进行例示。
浸渍涂布装置(10)大致上含有升降装置11、涂布槽12、涂布液供给装置13。升降装置11含有:夹持导电衬底2的夹持部14、沿箭头15方向升降驱动夹持部14的驱动部件16、作为驱动源的电机17、将电机17的驱动力传递到驱动部件16上的齿轮部18。驱动部件16例如通过滚珠螺杆等实现。由夹持部14夹持导电衬底2,通过控制电机17的旋转量,可使导电衬底2沿箭头15方向移动所希望的距离。
涂布槽12是金属或合成树脂制的中空容器,在其内部空间容纳底涂层用涂布液19。另外,容纳于涂布槽12内的涂布液不限于底涂层用涂布液,在形成电荷产生层时,容纳电荷产生层用涂布液,在形成电荷输送层时,容纳电荷输送层用涂布液。
涂布液供给装置13具有:辅助槽21,其回收从涂布槽12沿箭头20方向溢出的涂布液;搅拌装置22,其通过搅拌叶片22a搅拌辅助槽21内的涂布液19a;粘度测定计23,其测定辅助槽21内的涂布液19a的粘度;溶剂追加装置24,其用于为了调整辅助槽21内的涂布液19a的粘度而追加溶剂;供给泵26,其将辅助槽21内的涂布液19a在箭头25的方向向涂布槽12;过滤器27,其设于涂布液19a的供给管路中间。
上端部被夹持部14紧密保持的导电衬底2利用升降装置11下降,被浸渍在容纳于涂布槽12内的涂布液19中。
在充分浸渍导电衬底2后,夹持部14利用升降装置11上升,将导电衬底2从涂布液19提起。另外,升降导电衬底2的结构没有限制,也可以升降涂布槽12。
在将导电衬底2向容纳于涂布槽12内的涂布液19中浸渍时,从涂布槽12溢出的涂布液向箭头20方向流动,回收到辅助槽21内。在辅助槽21内,利用粘度测定计23进行测定的同时通过追加装置24调整溶剂的溶剂追加量,使涂布液19a的粘度恒定,同时,利用搅拌装置22进行搅拌。辅助槽21中的涂布液19a通过过滤器27过滤液体中的异物,通过泵26返回涂布槽12内,用于浸渍涂布。
底涂层3、电荷产生层4及电荷输送层5在通过上述那样的浸渍涂布法顺序涂布形成后,或当涂布形成各层时,使用热风或远红外线等的干燥机进行干燥,结束感光体1的层形成。干燥条件优选在40℃~130℃下干燥约10分钟~约2小时。
另外,在浸渍涂布装置10中,在使用作为颜料分散涂布液的电荷产生层用涂布液时,为使涂布液的分散性稳定,也可以设置以超声波产生装置为代表的涂布液分散装置。
另外,也可以使由电荷产生层4及电荷输送层5构成的感光层6上含有一种或至少两种电子接受物质或色素,由此提高感光度,抑制反复使用时的残留电位的上升或疲劳等。电子接受物质列举有:琥珀酸酐、马来酸酐、苯二甲酸酐、和4-氯萘二甲酸酐等酸酐;四氰基乙烯和对苯二丙二腈等氰基化合物;4-硝基苯甲醛等醛类;蒽醌和1-硝基蒽醌等蒽醌类;2,4,7-三硝基芴酮和2,4,5,7-四硝基芴酮等多环或杂环硝基化合物,可将它们作为化学增敏剂使用。
色素列举例如:呫吨类色素、噻嗪类色素、三苯基甲烷色素、喹啉类颜料及铜酞菁等有机光电导化合物,可将它们作为光学增敏剂使用。
另外,也可以使感光层6中含有周知的增塑剂,从而使成型性、可挠性、机械强度提高。增塑剂列举例如:二元酸酯、脂肪酸酯、磷酸酯、苯二甲酸酯、氯化石蜡、环氧型增塑剂等。另外,在感光层6中,根据需要,也可以含有聚硅氧烷等用于防止桔皮现象的均化剂、用于提高耐久性的酚类化合物、受阻胺类化合物、氢醌类化合物、生育酚类化合物、对苯二胺、芳基链烷及其衍生物、胺类化合物、有机硫化合物及有机磷化合物等抗氧剂、紫外线吸收剂等。
图4是示意表示本发明第二实施方式的感光体7的结构的部分剖面图。本实施方式的感光体7与第一实施方式的感光体1类似,对应的部分使用相同的参照符号,省略说明。在感光体7上,应当注意的时,在导电衬底2上形成单层构成的感光层8。构成单层型感光层7的感光层8可以举出,在导电衬底2上,在与第一实施方式相同的粘接树脂中分散电荷产生物质的感光层,或在含有电荷输送物质的电荷输送层中以颜料粒子的形态分散有电荷产生物质的感光层。
分散于感光层8内的电荷产生物质的量优选0.5~50重量%,更优选1~20重量%。感光层8的膜厚优选5~50μm,更优选10~40μm。在单层型感光体7的情况下,与第一实施方式的层压型感光体1相同,也可以在感光层7中添加用于改善成膜性、可挠性、机械强度等的公知的增塑剂;用于抑制残留电位的添加剂;用于使分散稳定提高的分散辅助剂;用于改善涂布性的均化剂;表面活性剂;其它添加剂。
本实施方式的单层型感光体7适合作为臭氧产生少的正带电型图像形成装置用的感光体,另外,由于要涂布的感光层8仅为一层,故与层压型感光体1相比,制造成本或成品率优良。另外,在层压型感光体1及单层型感光体7的任一个中,用于各层形成的涂布液的溶剂使用在上述中也使用的非卤素类、特别是非氯类的有机溶剂,在地球环境及作业的安全卫生方面是优选的。但是,涂布液的溶剂不限于非卤素类。
如上这样得到的本发明实施方式的感光体1、7的特征在于,由于敏感度波长区域的极大值在800nm附近,故对长波长区域的光、特别是半导体激光器及LED的光具有最佳感光波长区域。另外,作为电荷产生物质使用的特定的晶形氧钛酞菁由于对溶剂、热、机械应变的结晶稳定性优良,晶形极其稳定,故含有特定晶形的氧钛酞菁的感光体在敏感度、带电性能、电位稳定性方面优良。
另外,控制设定感光体1、7的表面、即感光层6、8表面的表面自由能(γ),使其通过扩展Forkes理论算出的值为20mN/m~35mN/m,优选28mN/m~35nM/m。
在表面自由能小于20mN/m时,调色剂等对感光体的附着力减少造成的危害显著。危害之一是,伴随调色剂等对感光体的附着力的减少,转印率提高,朝向清洁铲(cleaning blade)的残留调色剂减少。其结果是在感光体上产生铲的翻转或铲的跳跃痕,导致图像质量降低。另外,由于伴随附着力的减少,调色剂的飞散加速,故对记录纸表面或背面产生飞散的调色剂造成的影响。
当表面自由能超过35mN/m时,由于调色剂或纸屑等对感光体表面的附着力增大,故感光体表面容易产生缺陷,该表面的缺陷造成清洁性恶化。因此,将表面自由能设为20~35mN/m。
感光体表面的表面自由能在上述范围内的控制设定如下进行。可通过将以具有较低的表面自由能值的例如聚四氟乙烯(简称PTEE)为代表的氟类材料、聚硅氧烷类材料等导入感光层中,调整其含有量来实现。另外,也可以通过改变感光层中包含的电荷产生物质、电荷输送物质及粘接树脂的种类、它们的组成比来实现。另外,也可以通过调整形成感光层时的干燥温度来实现。
如上所述,这样控制设定的感光体表面的表面自由能通过使用如上所述表面自由能的偶极成分、分散成分及氢键成分的试剂,测定与该试剂的粘附性求出。具体地,可在试剂中使用纯水、二碘甲烷、α-溴代萘,使用接触角测量计CA-X(商品名,协和界面株式会社制),测定对于感光体表面的接触角,基于测定结果,使用表面自由能解析软件EG-11(商品名,协和界面株式会社制),算出各成分的表面自由能。另外,试剂不限于上述的纯水、二碘甲烷、α-溴代萘,也可以使用将偶极成分、分散成分、氢键成分适宜组合的试剂。另外,测定方法也不限于上述的方法,也可以使用例如Wilhelmy法(浮板法)或Du Nouy法等。
图5是示意表示本发明第三实施方式的图像形成装置30的结构的配置侧面图。图5所示的图像形成装置30是安装有本发明第一实施方式的感光体1的激光打印机。下面,参照图5,说明激光打印机30的结构及图像形成动作。另外,图5记载的激光打印机30是本发明的示例,以下的记载内容不能限制本发明的图像形成装置。
作为图像形成装置的激光打印机30包括感光体1、半导体激光器31、旋转多面镜32、成像透镜33、镜34、电晕带电器35、显影器36、转印带电器37、分离带电器38、清洁器39、转印纸盒40、送纸辊41、注册辊42、搬运带43、定影器44、排纸盘45。
感光体1安装于激光打印机30上,使其可通过未图示的驱动装置沿箭头46的方向旋转。从半导体激光31射出的激光束47通过旋转多面镜32对感光体1的表面沿其纵向(主扫描方向)反复扫描。成像透镜33具有f-θ特性,利用镜34反射激光束47,在感光体1的表面成像并曝光。通过在旋转感光体1的同时,使激光束47如上述那样扫描并成像,在感光体1的表面形成静电潜影。
上述的电晕带电器35、显影器36、转印带电器37、分离带电器38及清洁器39从箭头46所示的感光体1的旋转方向上游侧朝向下游侧顺序设置。电晕带电器35比激光束47的成像点靠感光体1的旋转方向上游侧设置,使感光体1的表面均匀带电。因此,激光束47将均匀带电的感光体表面曝光,在通过激光束47曝光的部位的带电量和没有曝光的部位的带电量上产生差异,形成上述的静电潜影。
显影器36比激光束47的成像点靠旋转方向下游侧设置,向形成于感光体表面上的静电潜影供给调色剂,将静电潜影作为调色剂图像显影。容纳于转印纸盒40内的转印纸48通过送纸辊41一张一张地被取出,通过注册辊42在向感光体1进行曝光的同时,供给到转印带电器37。通过转印带电器37在转印纸48上转印调色剂图像。靠近转印带电器37设置的分离带电器38将转印有调色剂图像的转印纸除电,从感光体1分离。
从感光体1分离的转印纸48通过搬运带43被搬送到定影器44,通过定影器44定影调色剂图像。这样,形成有图像的转印纸48朝向排纸盘45排纸。另外,在通过分离带电器38分离转印纸48后,进一步继续旋转的感光体1利用清洁器39清扫残留于其表面的调色剂或纸屑等异物。通过清洁器39清扫表面后的感光体1在通过设于清洁器39和定影带电器35之间的未图示的除电灯除电后,反复进行上述图像形成动作。
在激光打印机30的图像形成中,由于感光体1表面自由能被设定在适宜的范围,故形成调色剂图像的调色剂容易地从感光体1表面移动转印到转印纸48上,不容易产生残留调色剂,另外,在转印时,接触的转印纸的纸屑等也难于附着于感光体1的表面上。因此,可将为清扫调色剂图像转印后的感光体1表面而设置的清洁器39的清洁铲的研磨能力设定为弱,另外,也可以将清洁铲相对于感光体1表面的接触压力设定为小,因此,感光体1的寿命延长。另外,由于不会在感光体1表面附着调色剂或纸屑等异物,而长时间保持洁净的状态,故可长期间稳定地形成图像质量良好的图像。这样,清洁性优良,可长时间稳定地形成图像质量不会降低的图像,且感光体1的寿命延长,清洁器39也简单,因此,可以以低成本实现维护频率少的装置。
实施例
下面,说明本发明的实施例。首先,在直径30mm、长度340mm的铝制导电衬底上以各种条件形成感光层,对作为实施例及比较例准备的感光体予以说明。
实施例的S1~S6感光体
(S1感光体):将氧化钛(TTO55A:石原产业社制)7重量份及共聚合尼龙(CM8000:东レ社制)13重量份添加到甲醇159重量份和1,3二氧戊环106重量份的混合溶剂中,通过涂料振荡器分散处理8小时,调制底涂层用涂布液。使该涂布液充满涂布槽,浸渍导电衬底后将其提起,进行自然干燥,形成厚度1μm的底涂层。
其次,将在X射线衍射光谱中就布喇格角2θ而言在9.4°显示最大衍射峰、且至少在7.3°、9.4°、9.7°及27.3°显示衍射峰的晶形的氧钛酞菁结晶1.8重量份、缩丁醛树脂(积水化学社制:エスレツクBM-2)1.2重量份、聚二甲基硅氧烷硅油(信越化学社制:KF-96)0.06重量份、二甲氧基乙烷77.6重量份、环己酮19.4重量份混合,通过涂料振荡器分散,调制电荷产生层用涂布液。将该涂布液利用与底涂层的情况相同的浸渍涂布方法涂布于上述的底涂层上,使其自然干燥,形成层厚0.4μm的电荷产生层。
作为电荷输送物质,将下记结构式(I)表示的苯乙烯基系化合物5重量份、聚酯树脂(Vylon290:东洋纺株式会社制)2.25重量份、聚碳酸酯树脂(G400:出光兴产株式会社制)5.25重量份、スミライザ一BHT(住友化学株式会社制)0.05重量份混合,以四氢呋喃47重量份为溶剂,调制电荷输送层用涂布液。利用浸渍涂布法将该涂布液涂布于上述的电荷产生层上,在110℃下干燥1小时,形成厚度28μm的电荷输送层。这样制作了S1感光体。
(S2感光体):与S1感光体相同,形成底涂层及电荷产生层。然后,将作为电荷输送物质的下述结构式(II)表示的丁二烯类化合物5重量份、四种聚碳酸酯树脂即J500(出光兴产株式会社制)2.4重量份、G400(出光兴产株式会社制)1.6重量份、GH503(出光兴产株式会社制)1.6重量份、TS2020(帝人化成株式会社制)2.4重量份、以及スミライザ一BHT(住友化学株式会社制)0.25重量份混合,以四氢呋喃49重量份为溶剂,调制电荷输送层用涂布液。利用浸渍涂布法将该涂布液涂布于电荷产生层上,在130℃下干燥1小时,形成厚度28μm的电荷输送层。这样制作了S2感光体。
(S3感光体):在形成电荷输送层时,除将GH503(出光兴产株式会社制)44重量份、TS2020(帝人化成株式会社制)4重量份用作聚碳酸酯树脂以外,与S2感光体相同,制作了S3感光体。
(S4感光体):与S1感光体相同,形成底涂层及电荷产生层。然后,将作为电荷输送物质的上述结构式(II)表示的丁二烯类化合物3.5重量份、下述结构式(III)表示的苯乙烯基类化合物1.5重量份、四种聚碳酸酯树脂即J500(出光兴产株式会社制)2.2重量份、G400(出光兴产株式会社制)2.2重量份、GH503(出光兴产株式会社制)1.8重量份、TS2020(帝人化成株式会社制)1.8重量份、以及スミライザ一BHT(住友化学株式会社制)1.5重量份混合,以四氢呋喃55重量份为溶剂,调制电荷输送层用涂布液。利用浸渍涂布法将该涂布液涂布于电荷产生层上,在120℃下干燥1小时,形成厚度28μm的电荷输送层。这样制作了S4感光体。
(S5、S6感光体):与S1感光体相同,形成底涂层及电荷产生层。然后,除在形成电荷输送层时使用表面自由能(γ)低的树脂即PTFE代替聚碳酸酯树脂的一部分之外,与S2感光体相同,调制涂布液。利用浸渍涂布法将该涂布液涂布于电荷产生层上,在120℃下干燥1小时,形成厚度28μm的电荷输送层。另外,关于PTFE在电荷输送层形成用的涂布液中所占的含有比例,使S5感光体比S6感光体大,使S5感光体的γ比S6感光体的γ小,而分别进行制作。
(比较例R1~R6感光体)
(R1感光体):与S1感光体相同,形成底涂层及电荷产生层。然后,将作为电荷输送物质的上述结构式(II)表示的丁二烯类化合物5重量份、二种聚碳酸酯树脂即G400(出光兴产株式会社制)2.4重量份、TS2020(帝人化成株式会社制)4重量份、聚酯树脂Vylon290(东洋纺株式会社制)1.6重量份、以及スミライザ一BHT(住友化学株式会社制)0.25重量份混合,以四氢呋喃49重量份为溶剂,调制电荷输送层用涂布液。利用浸渍涂布法将该涂布液涂布于电荷产生层上,在130℃下干燥1小时,形成厚度28μm的电荷输送层。这样制作了1感光体。
(R2感光体):与R1感光体相同,形成底涂层及电荷产生层。然后,将作为电荷输送物质的上述结构式(II)表示的丁二烯类化合物5重量份、二种聚碳酸酯树脂即J500(出光兴产株式会社制)4.4重量份、TS2020(帝人化成株式会社制)3.6重量份、以及スミライザ一BHT(住友化学株式会社制)0.25重量份混合,以四氢呋喃49重量份为溶剂,调制电荷输送层用涂布液。利用浸渍涂布法将该涂布液涂布于电荷产生层上,在120℃下干燥1小时,形成厚度28μm的电荷输送层。这样制作了R2感光体。
(R3感光体):除在形成电荷输送层时将J500(出光兴产株式会社制)4.4重量份置换为G400(出光兴产株式会社制)作为聚碳酸酯树脂以外,与R2感光体相同,制作了R3感光体。
(R4感光体):与R1感光体相同,形成底涂层及电荷产生层。然后,除在形成电荷输送层时使用γ低的树脂即PTFE代替聚碳酸酯树脂的一部分之外,与R1感光体相同,调制涂布液。利用浸渍涂布法将该涂布液涂布于电荷产生层上,在120℃下干燥1小时,形成厚度28μm的电荷输送层。这样制作了R4感光体。
(RS感光体):除在形成电荷产生层时置换为X型非金属酞菁(大日本インキ制Fastogen Blue 8120BS)作为电荷产生物质以外,与S1感光体相同,制作了R5感光体。
(R6感光体):除在形成电荷产生层时置换为就X射线折射光谱中的布喇格角2θ而言在7.5°、12.3°、16.3°、25.3°、28.7°显示峰即α型氧钛酞菁作为电荷产生物质以外,与S1感光体相同,制作了R6感光体。
如上,在实施例的S1~S6及比较例R1~R6的各感光体的制作中,在改变电荷输送层用涂布液中含有的树脂的种类及含有比例的同时,改变涂布后的干燥温度,由此,调整感光体表面的表面自由能(γ),使其达到所希望的值。这样的感光体表面的γ通过接触角测定机CA-X(协和界面株式会社制)及解析软件EG-11(协和界面株式会社制)求出。
将实施例的S1~S6感光体及比较例的R1~R6感光体分别安装在为了试验改造的数字复印机AR-450(シヤ一プ株式会社制)上,并形成图像,由此进行敏感度、清洁性、图像稳定性、安宁性及表面粗糙度的评价试验。其次,说明各性能的评价方法。
清洁性:上述数字复印机AR-450中具有的清洁器的清洁铲经调整,使得与感光体接触的接触压力即所谓的清洁铲压以初期线压调整为21gf/cm。在温度25℃、相对湿度50%的环境中,使用上述复印机,将印刷率6%的文字试验原稿复印在试验纸SF-4AM3(シヤ一プ株式会社制)10万张上。
另外,在本实施例中,在后述的其它评价试验中,也通用该文字试验原稿及试验纸。通过观察图像形成前(试验前)和10万张试验后形成的图像,试验黑白两色分界部的鲜明度、是否有在感光体旋转方向的调色剂泄漏造成的黑条纹,进而通过后述的测定器求出灰雾量Wk,评价清洁性。形成图像的灰雾量Wk通过使用日本电色工业株式会社制Z-∑90COLOR MEASURING SYSTEM测定反射浓度求出。首先,测定图像形成前的记录纸的反射平均浓度Wr。其次,对该记录纸形成图像,在形成图像后,测定记录纸的白底部分各个的反射浓度。将从判断为灰雾最多的部分即白底部分、且浓度最深的部分的反射浓度Ws、和上述Wr,通过下式{100×(Wr-Ws)/Wr}求出的Wk定义为灰雾量。
清洁性的评价基准如下。
◎:非常良好。鲜明度良好,没有黑条纹。灰雾量Wk小于3%。
○:良好。鲜明度良好,没有黑条纹。灰雾量Wk为3%~小于5%。
△:实用上没有问题,鲜明度为在实际使用上没有问题的水平,黑条纹的长度不超过2.0,且不超过5个。灰雾量Wk为5%~小于10%。
×:不能实用,鲜明度在实际使用上有问题。黑条纹超过上述△的范围。灰雾量Wk为10%或更高。
图像质量稳定性:与评价上述的清洁性相同,进行10万张试验,在形成图像(试验前)和形成10万张后,通过使用サカタインクス株式会社制Machbes RD918测定试验纸印刷部的反射浓度Dr,进行图像质量稳定性的评价试验。将从反射浓度Dr和规定目标最低反射浓度Ds,由下式(Dr-Ds=△D)求出的△D定义为图像浓度保证水平,通过图像浓度保证水平△D评价图像质量稳定性。
图像质量稳定性的评价基准如下。
◎:非常良好。△D为不低于0.3。
○:良好。△D为0.1~小于0.3。
△:稍微不良,△D为-0.2~小于0.1。
×:不良,△D在负方向比-0.2大。
宁静性:使用初期设定为与评价上述清洁性相同的清洁铲压的复印机,在温度35℃、相对湿度85%的高温/高湿环境中,将文字试验原稿形成在试验纸10万张上。在图像形成前(试验前)和形成10万张后,操作者通过听声检测由感光体和清洁铲的摩擦产生的异常振动音即所谓的“尖叫声”的有无。
宁静性的评价基准如下。
◎:非常良好。无尖叫声。
○:良好。仅在感光体的旋转开始或结束的任一时间有尖叫声。
△:稍微不良,感光体的旋转开始和结束的两方均有尖叫声。
×:不良,在感光体的旋转中有连续的尖叫声。
表面粗糙度:以和上述清洁性的评价试验相同的条件进行10万张的图像形成,在图像形成结束后,使用株式会社东京精密社制SurfCom570A,测定将感光体表面的日本工业标准(JIS)B0601规定的最大高度Rmax。图像形成结束后最大高度Rmax小的情况评价为耐久性优良。
评价结果
表1表示全部的评价结果。γ位于本发明范围内的实施例S1~S6感光体及比较例R5、R6感光体为清洁性都为良好(○)或更好的评价结果。特别是γ处于28~35mN/m范围内的实施例S1~S4感光体表现非常良好(◎)的清洁性。
另一方面,在γ比本发明的范围小的比较例R4的感光体中,调色剂等对感光体的附着力减少造成的危害显著。危害之一是,伴随调色剂等对感光体的附着力的减少,转印率提高,朝向清洁铲的残留调色剂减少。其结果是在感光体上产生铲的翻转或铲的跳跃痕迹,导致图像质量降低。另外,由于伴随附着力的减少,调色剂的飞散加速,故对记录纸表面或背面产生飞散的调色剂造成的影响。其结果是黑条纹或灰雾容易产生,清洁性恶化。另外,在γ比本发明范围大的比较例R1~R3的感光体中,伴随γ变大,调色剂或纸屑等由于挂在清洁铲上而使感光体表面缺陷,在感光体表面产生的缺陷造成清洁性恶化。
其次,在图像质量稳定性即图像浓度保证水平△D的评价中,实施例S1~S6的感光体通过试验前后,充分得到图像质量浓度,都评价为非常良好(◎:△D为不低于0.3)。比较例R1~R4的感光体中的R2、R3感光体的△D在试验前分别为非常良好(◎),但在试验后劣化。R2感光体为良好(○:△D为0.1~小于0.3),R3感光体为稍微不良(△:△D为-0.2~小于0.1)。这考虑为,由于感光体的γ大,因此,试验后的感光体表面的最大高度Rmax变大,即,由于缺陷等使表面粗糙度变粗,由于用于图像形成的激光在感光体表面随机反射,从而不能得到足够的光量,而使敏感度恶化。
另外,在比较例R5的感光体中,用于使用X型非金属酞菁作为电荷产生物质,故敏感度非常不好,通过试验前后,规定目标最低反射浓度Ds显著变差。另外,在比较例R6的感光体中,作为电荷产生物质使用就X射线折射光谱中的布喇格角2θ而言在7.5°、12.3°、16.3°、25.3°、28.7°显示峰即所谓的α型氧钛酞菁,由于长期的稳定性比本发明的氧钛酞菁差,因此,试验前良好(○:△D为0.1~小于0.3),但在试验后图像浓度保证水平稍微不良(△:△D为-0.2~小于0.1)的结果。
其次,在全部实施例的S1~S6感光体及比较例的R1~R6感光体中,进行宁静性即尖叫声的检测评价,其结果是,伴随γ的增大,有“尖叫声”的产生增加的倾向,判断为宁静性不好。
测定形成10万张图像后感光体表面的最大高度Rmax,其结果是,与实施例的S1~S6感光体及比较例R4~R6感光体相比,比较例R1~R3感光体的最大高度Rmax大,表面粗糙度大。比较例R1~R3的感光体中,γ大,超过本发明范围,伴随γ的增大,表面粗糙度变大的倾向显著。由此,确认了伴随γ的增大,异物对感光体表面的附着力增大,由于附着的异物产生的缺陷等,而使表面粗糙度变大。
表1
感光体 | γ(mN/m) | 清洁性 | 图像稳定性 | 宁静性 | 表面粗糙度Rmax(μm) | ||||
初期 | 10万张后 | 初期 | 10万张后 | 初期 | 10万张后 | 10万张后 | |||
实施例 | S5 | 22.0 | ◎ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 0.63 |
S6 | 25.1 | ◎ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | 0.50 | |
S1 | 28.3 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | △ | 0.49 | |
S2 | 30.5 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | △ | 0.47 | |
S3 | 33.0 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | △ | 0.55 | |
S4 | 34.8 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | △ | 0.48 | |
比较例 | R4 | 19.8 | △ | × | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 0.70 |
R5 | 28.4 | ◎ | ◎ | × | × | ○ | △ | 0.51 | |
R6 | 28.3 | ◎ | ◎ | ○ | △ | ○ | △ | 0.48 | |
R1 | 36.0 | ◎ | △ | ◎ | ◎ | △ | × | 0.90 | |
R2 | 40.5 | ○ | × | ◎ | ○ | × | × | 1.63 | |
R3 | 44.3 | △ | × | ◎ | △ | × | × | 2.01 |
如上所述的作为本实施方式的图像形成装置的激光打印机30不限于上述图5所示的结构,如为使用本发明的感光体的结构,则也可以为其它不同的结构。
例如,在感光体的外径不超过40mm的情况下,也可以设置分离带电器38。另外,也可以使感光体1与电晕带电器35、显影器36及清洁器39中的至少一个构成一体,作为工序盒。例如,可形成组装有感光体1、电晕带电器35、显影器36和清洁器39的工序盒、组装有感光体1、电晕带电器35和显影器36的工序盒、组装有感光体1和清洁器39的处理盒、组装有感光体1和显影器36的工序盒等的结构。通过使用将这样的部件形成一体化的工序盒,可使装置的保存管理变得容易。
另外,带电器不限于电晕带电器35,可使用电晕管带电器、スコロトロン(scorotron)带电器、锯齿带电器、辊带电器等。显影器36也可以使用接触式或非接触式中的至少一种。清洁器39也可以使用清洁铲或刷式清洁器等。另外,通过设计施加显影偏压等高压的时机等,也可以是省去除电灯的结构。特别是在感光体的直径小低端打印机等中,多不设置。
不脱离本发明的精神或主要特征,本发明也可以以其它各种形式实施。因此,上述实施方式只不过以所有点简单的示例,本发明的范围在权利要求的范围内表示,在说明书中没有任何限制。另外,属于权利要求范围的变形或变更都在本发明的范围内。
产业上的可利用性
根据本发明,电子照相感光体的感光层含有就X射线折射光谱中的布喇格角2θ而言至少在27.3°显示衍射峰的晶形的氧钛酞菁,且将表面的表面自由能(γ)设为20mN/m~35mN/m,优选设为28mN/m~35mN/m。
电子照相感光体表面的表面自由能为例如显影剂或纸屑等对于电子照相感光体表面的濡湿性即附着力的指标。通过将表面自由能设为上述优选的范围,特别对于显影剂与显影所需程度的附着力的显现无关,可以抑制过度的附着力,可抑制对于纸屑等异物的附着力,因此,可容易地从电子照相感光体表面除去过剩的显影剂或异物。这样,可不降低显影性能,而提高清洁性能。因此,不容易产生附着于表面的异物造成的缺陷,实现寿命长,长时间稳定地不会在形成图像时产生品质降低的耐久性优良的电子照相感光体。
另外,包含于感光体中、且就X射线衍射光谱中的布喇格角2θ而言至少在27.3°显示衍射峰值的晶形的氧钛酞菁,对于作为适合形成数字图像的光输入装置的激光器光或LED光的振荡波长为780nm或660nm的近红外光、或与其接近的长波长区域具有非常高的电荷产生能力,因此,可实现高敏感度、高分辨度、高图像质量的电子照相感光体。这样,根据本发明,可提供同时满足清洁性和高敏感度的电子照相感光体。
另外,根据本发明,通过在电子照相感光体中使用就X射线折射光谱中的布喇格角2θ而言在9.4°或9.7°显示最大衍射峰、且至少在7.3°、9.4°、9.7°及27.3°显示衍射峰的晶形的氧钛酞菁,可提高敏感度,同时,可提供高品质的图像。另外,可以实现反复使用时的电位稳定性优良,使用反转图像的电子照相工艺中灰雾等的产生非常少,长波长区域的敏感度显著提高,且高耐久性的电子照相感光体。
根据本发明,电子照相感光体的感光层通过层压含有电荷产生物质的电荷产生层和含有电荷输送物质的电荷输送层而构成。这样,通过将感光层设为层压多层的类型,增加构成各层的材料及其组合的自由度,因此,容易地将电子照相感光体表面的表面自由能值设定在所希望的范围。
另外,根据本发明,在图像形成装置中具有清洁性能优良,且高感光度的电子照相感光体。因此,提供可在长时间稳定地形成图像质量不会降低的图像,且以低的成本实现维护频率少的图像形成装置。
Claims (5)
1.电子照相感光体,其具有导电衬底及设于导电衬底上的感光层,通过以对应图像信息的光对均匀带电的感光层进行曝光,形成静电潜影,其特征在于,
所述感光层含有就X射线折射光谱中的布喇格角2θ而言在27.3°显示衍射峰晶形的氧钛酞菁,且表面的表面自由能(γ)为20mN/m~35mN/m。
2.如权利要求1所述的电子照相感光体,其特征在于,所述表面自由能(γ)为28mN/m~35mN/m。
3.如权利要求1或2所述的电子照相感光体,其特征在于,所述氧钛酞菁是就X射线折射光谱中的布喇格角2θ而言在9.4°或9.7°显示最大衍射峰、且在7.3°、9.4°、9.7°及27.3°显示衍射峰的晶形的氧钛酞菁。
4.如权利要求1~3中任一项所述的电子照相感光体,其特征在于,所述感光层通过层压含有电荷产生物质的电荷产生层和含有电荷输送物质的电荷输送层而构成。
5.图像形成装置,其特征在于,具有权利要求1~4中任一项所述的电子照相感光体。
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