JP2007219377A - 電子写真感光体、電子写真装置及び電子写真感光体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特に露光工程から現像工程までの移動時間が短い高速の複写機では、ドット画像や細線が鮮明に再現できないなどの問題があったため、電子写真感光体は長波長域に高い感度を有する電荷発生剤を含んだ電荷発生層と、高耐刷、高移動度の電荷移動剤をバインダー樹脂に分散させた電荷移動層とに、機能を分離させて感光層を形成する積層型電子写真感光体が提案され、実用化されている。
また電荷移動物質が比較的低分子化合物であり、バインダー樹脂としてポリカーボネートやアクリルのような機械的特性に優れたポリマーにも電荷移動物質を容易に固溶させることができるため、電荷移動層が比較的耐摩耗性に優れ、このため感度だけでなく寿命においても比較的満足のいくものが得られるようになった。
一般に、電荷移動層は電荷移動剤とバインダー樹脂とを塗料化溶剤に溶解して塗布液を作成し、該塗布液を導電性支持体上に塗布、乾燥して形成される。
しかし、電荷移動剤は、種々の溶剤に対して十分には溶解し難く、また種々のバインダー樹脂に対しても十分には溶解し難い物質である。
従来では、塗料化溶剤として、塩化メチレンやジクロロエタンの使用が検討されているこれらの塗料化溶剤は、上記電荷移動物質やバインダー樹脂の溶解性が比較的高く、しかも低沸点であって塗布膜厚の均一性が得やすく乾燥も容易と考えられる。(例えば、特許文献1参照。)
またこの問題解決のため長時間の加熱乾燥を行った場合には、電荷移動層にクラックが発生し画像ノイズとなる問題があり、適切な乾燥条件の決定が難しく、量産歩留まりが向上し難い問題があった。
本発明は上記課題を解決するものであり、電子写真感光体の画像ノイズやクラックを防止し、歩留まり高く生産できる電子写真感光体を提供することを目的とするものである。
また、高画質化、小型化、高速化に向かっているデジタル方式の複写機、プリンター等の電子写真装置に適用する高解像性の電子写真感光体、及び該電子写真感光体を用いた電子写真装置を提供することにある。
係る知見に基づいて成された請求項1記載の発明は、導電性支持体上に少なくとも電荷発生剤と電荷移動剤を含有する感光層が形成され、像露光工程から現像工程までの電子写真感光体の周速度が0.1秒以下のプロセススピードでトナー画像を形成する電子写真装置に用いられる電子写真感光体において、前記電荷移動剤は、下記一般式(1)で表される化合物を含有し、前記感光層は、前記電荷移動剤をテトラヒドロフランに溶解させ、前記テトラヒドロフランを蒸発して形成されており、前記感光層には、残留する前記テトラヒドロフランが含有されたことを特徴とする電子写真感光体である。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の電子写真感光体であって、前記電荷移動剤は、下記化学式(1a)で表される化合物である電子写真感光体である。
請求項4記載の発明は、電子写真感光体を有し、像露光工程から現像工程までの電子写真感光体の周速度が0.1秒以下のプロセススピードでトナー画像を形成する電子写真装置であって、前記電子写真感光体は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の電子写真感光体である電子写真装置。
請求項5記載の発明は、導電性支持体と、前記導電性支持体上に配置された感光層とを有する電子写真感光体の製造方法であって、下記一般式(1)で表される電荷移動剤と、バインダー樹脂とをテトラヒドロフランを含有する溶媒に溶解して塗布液を作成し、前記塗布液を導電性支持体上に塗布乾燥して前記感光層を形成する電子写真感光体の製造方法である。
請求項6記載の発明は、請求項5記載の電子写真感光体の製造方法であって、前記電荷移動剤は、下記化学式(1a)で表される化合物である電子写真感光体の製造方法である。
一般式(1)に示す化合物において、特に下記化学式(1a)〜(1d)に示す化合物がテトラヒドロフランとの相性がよく好ましい。
以下、具体的化合物を示すがこれらに限定されるものではない。
電荷移動層23が上記電荷移動剤を含有することによって、感光層25は耐光性,帯電性に優れたものになる。
さらにこの電荷移動層23の塗料化溶剤として、後述するテトラヒドロフランを用いることによって、電荷移動層23中に残留する溶剤による局部的帯電電位の低下による画像ノイズの発生を減少させるものである。
このように、電荷移動層23を形成する際に高温又は長時間乾燥させる必要が無く、容易に適切な乾燥条件を設定できるから、出来上がった電荷移動層23にはクラックの発生が無く、耐光性,帯電性に優れ高感度な感光体を、画像品質の良い状態で安定して歩留まり高く生産できるものである。
本発明の積層型電子写真感光体11は導電性支持体21上の感光層25が、少なくとも電荷発生層22上に電荷移動層23を積層してなる積層型有機感光体である。
本発明の電子写真感光体11の電荷発生層22に用いる電荷発生物質としては、フタロシアニン系,アゾ系,スクエアリリウム系,シアニン系,キノン系,ペリレン系などの各種顔料あるいは染料があげられる。
電荷発生層22の形成工程を説明すると、先ず、上述した電荷発生物質と、適当なバインダー樹脂とを、塗料化溶剤に溶解あるいは分散させて塗料化し、電荷発生層用塗料を得る。
また、塗料化溶剤としては電荷発生物質、バインダー樹脂を溶解あるいは分散させ得るものであればよく、具体的には、ハロゲン化炭化水素類,芳香族炭化水素類,ケトン類,エステル類,エーテル類,アルコール類などを用いることができる。
電荷発生層22はこの電荷発生層用塗料を、浸漬塗工法,スピン塗工法,スプレイ塗工法,静電塗工法等の通常の塗布法によって、導電性支持体21上に塗布・乾燥し、数μm、好ましくは0.02μm以上2μm以下の膜厚で形成する。
上記塗料を用いて電荷発生層22上に浸漬塗工法,スピン塗工法,スプレイ塗工法,静電塗工法等の通常の塗布法によって塗布層を形成し、更にその塗布層を乾燥させて過剰なテトラヒドロフランを除去して電荷移動層23を形成する。
尚、上記塗料の塗布方法によっては結露、ゆず肌等の問題が生じるため、その改善のために塗料に適当な添加剤を併せて加えても良い。電荷移動層23の膜厚としては数μm以上数十μm以下、より好ましくは5μm以上25μm以下である。
これらのバインダー樹脂は1種類だけを電荷移動層23に含有させてもよいし、2種類以上を同じ電荷移動層23に含有させてもよい。
電荷移動層23中の一般式(1)で表される化合物の含有量は、バインダー樹脂1重量部に対し、0.5重量部以上0.8重量部以下とすることが好ましい。この化合物の含有量が0.5重量部より少ないと、残留電位が上昇するなど電気特性が悪化する。他方、0.8重量部より多いと、耐摩耗性等の機械特性が低下する。
この樹脂層には、ポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、ナイロン樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂等の各種樹脂を用いることができる。これらの樹脂層は、単独の樹脂で構成してもよく、2種類以上の樹脂を混合して構成してもよい。
また、樹脂層中に金属化合物、カーボン、シリカ、樹脂粉末等を分散させることもできる。さらに、特性改善のために各種顔料、電子受容性物質や電子供与性物質等を含有させることもできる。これらの添加剤は、単体で用いてもよいが、2種以上混合して使用することも可能である。樹脂層に分子量の異なった樹脂を混合して用いた場合には、硬度や耐摩耗性を改善できて好ましい。
特に酸化防止剤は電子写真感光体11の耐久性向上に寄与し有用で、フェノール系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、芳香族アミン系酸化防止剤が好ましい。さらに、分散安定剤、沈降防止剤、色分かれ防止剤、レベリング剤、消泡剤、増粘剤、艶消し剤等を添加すれば、電子写真感光体11の仕上がり外観や、塗布液の寿命を改善できる。
形状は、シ−ト状、フイルム状、ベルト状等フレキシブルな形状であればいずれのものでもよく、そして、無端、有端を問わない。
導電性支持体21としては、上記フレキシブルな形状の金属担体や加工体を円筒形状に成形したものが用いられ、その円筒の内径は、60mm以下、好ましくは30mm以下のものが特に有効である。
この中でも、JIS3000系、JIS5000系、JIS6000系等のアルミニウム合金が用いられ、EI(Extrusion Ironing)法、ED(Extrusion Drawing)法、DI(Drawing Ironing)法、II(Impact Ironing)法等一般的な方法により成形を行なった導電性支持体21が好ましく、更に、その導電性支持体21の表面に、ダイヤモンドバイト等による表面切削加工や研磨、陽極酸化処理等の表面処理、またはこれらの加工、処理を行なわない無切削管などいずれのものでもよい。
さらに、電荷発生剤と電荷移動剤とを同一層35に含有させた単層型電子写真感光体31にも適用できる(図2)。
露光方式は、LED、LD等いずれでもよい。現像方式は、2成分、1成分、磁性/非磁性いずれでもよい。転写方式もロ−ラ−、ベルト等いずれでもよい。本発明の電子写真感光体は、接触帯電方式の電子写真感光体に使用した電子写真装置の場合に優れた特性を発揮する。
電子写真感光体11は、円柱又は円筒状の導電性支持体21の側面に上述した感光層25が形成されて構成されており、全体の形状は円柱又は円筒状にされている。電子写真感光体11は不図示の回転手段によって、その中心軸線を中心として回転するように構成されている。
電子写真感光体11の周囲には、帯電装置12と、露光装置14と、現像装置15と、転写装置16と、クリーニング装置17とが、記載した順番に電子写真感光体11の回転方向に沿って並べられている。
トナー像が転写された記録紙5は電子写真感光体11から定着装置19に送られ、定着装置19は記録紙5上のトナーを加熱、加圧して記録紙5に定着させる。
尚、記録紙5にトナー像が転写された後の感光層25は、電子写真感光体11の回転によってクリーニング装置17に送られ、クリーニング後は、再び帯電装置12に送られて、上述した帯電、露光、現像、転写の工程が繰り返される。
その際の、本発明の電子写真装置において、電子写真感光体11の露光位置から現像位置まで感光体の周速度が0.1秒以下として画像を形成するものである。
露光位置から現像位置までの感光体の周速度、即ち、像露光工程から現像工程までの感光体の周速度は、像露光光の照射が完了する位置から、現像によりトナーが付着しはじめる位置へ到達するまでの時間を言う。
アルキド樹脂(商品名「ベッコライトM-6401-50」、大日本インキ化学工業(株)社製)とアミノ樹脂(商品名「スーパーベッカミンG-821-60」、大日本インキ化学工業(株)社製)とを65:35(重量比)の割合で混合し、さらに前記混合樹脂と酸化チタン(商品名「CR-EL」、石原産業(株)社製)を1:3(重量比)の割合とし、それぞれメチルエチルケトンに溶解して塗布液を作成した。直径30mmのアルミニウム合金からなる円筒ドラムを導電性支持体21とし、上記塗布液をそのドラム上に、塗布、乾燥して、膜厚1.5μmの下引層を形成した。
次いで、バインダー樹脂としてポリビニルブチラール樹脂(商品名「BM-1」積水化学工業(株)社製)を用いたγ型オキシチタニウムフタロシアニン(三菱製紙(株)社製)分散液を浸漬塗布工程により塗布した後、乾燥し、膜厚0.1μmの電荷発生層22を前記下引層上に積層した。
次いで、上記化学式(1a)の電荷移動剤と、添加剤である酸化防止剤(N−phenyl−1−naphthylamine)と、バインダー樹脂であるポリカーボネート樹脂(商品名「Z400」、三菱瓦斯化学(株)社製)とをテトラヒドロフランに溶解し、電荷移動層用塗料を得た。
この塗料を前記電荷発生層22上に浸漬塗布し、加熱乾燥させて膜厚18μmの電荷移動層23を形成し、実施例1の電子写真感光体11を得た。
電荷移動物質として化学式(1a)の化合物を化学式(1b)の化合物に代えた以外は、実施例1と同じ条件で実施例2の電子写真感光体11を作成した。
電荷移動物質として化学式(1a)の化合物を化学式(1c)の化合物に代えた以外は、実施例1と同じ条件で実施例3の電子写真感光体11を作成した。
電荷移動物質として化学式(1a)の化合物を化学式(1d)の化合物に代えた以外は、実施例1と同じ条件で実施例4の電子写真感光体11を作成した。
電荷移動層に用いる酸化防止剤として、フェノール系酸化防止剤を用いて電荷移動層用塗料を作製した以外は、実施例1と同じ条件で実施例5の電子写真感光体11を作成した。
尚、上記実施例1〜6の電子写真感光体から電荷移動層を剥離し、熱分解ガスクロマトグラフイー(GCMS−QP2000GF:島津製作所製)にて電荷移動層中の残留THF(テトラヒドロフラン)の定性試験を行ったところ、各電荷移動層中にTHFがそれぞれ残留していることが確認された。
電荷移動層用塗料に用いる塗料化溶剤として、テトラヒドロフランの代わりに塩化メチレンを用いて電荷移動層用塗料を作製した以外は、実施例1と同じ条件で比較例1の電子写真感光体を作成した。
電荷移動層用塗料に用いる塗料化溶剤として、テトラヒドロフランの代わりにクロロホルムを用いて電荷移動層用塗料を作製した以外は、実施例1と同じ条件で比較例2の電子写真感光体を作成した。
評価方法は、以下に述べるとおりである。
〔静電特性の測定〕
電子写真感光体評価装置(山梨電子工業(株)社製)に、上記実施例1〜4、比較例1〜6の電子写真感光体11を装着して、図3に示したような電子写真装置1とした。
帯電、露光、現像、転写を1サイクルとして、1サイクル目の電位を初期とし、さらに1万サイクル後の表面電位(V0)、残留電位(VL)の静電特性を測定し、変化量を求めることにより評価した。
また、像露光工程から現像工程までの移動時間(周速度)を表1の通り設定した。
その結果を表1に示す。
上記表1から明らかなように、実施例1〜5は一般式(1)の化合物とテトラヒドロフランの組み合わせにより、初期帯電電位、残留電位、1万サイクル後の帯電電位、残留電位も大きな変化がなく、感光体特性として良好なものであった。
また、実施例6も感光体特性に優れており、本願の電子写真感光体は、周速度が0.1秒以下と短い場合だけでなく、0.1秒を超える場合であっても使用可能なことが分かる。
これに対し、比較例1、2は、テトラヒドラフラン以外の溶媒を用いた結果、1万サイクル後の帯電電位が大きく変化し、感光体特性として満足できるものでなかった。
また、比較例3、4は、一般式(1)以外の化合物を電荷移動剤として用いた結果、初期残留電位及び1万サイクル後の残留電位が大きく変化し、感光体特性として満足できるものでなかった。
このように、感光層25の作成工程において、テトラヒドロフラン以外の溶剤を使用したり、一般式(1)以外の化合物を電荷移動剤として用いると、特に、周速度が0.1秒以下と速い装置においては感光特性が満足できないことがわかる。
Claims (6)
- 導電性支持体上に少なくとも電荷発生剤と電荷移動剤を含有する感光層が形成され、
像露光工程から現像工程までの電子写真感光体の周速度が0.1秒以下のプロセススピードでトナー画像を形成する電子写真装置に用いられる電子写真感光体において、
前記電荷移動剤は、下記一般式(1)で表される化合物を含有し、
前記感光層は、前記電荷移動剤をテトラヒドロフランに溶解させ、前記テトラヒドロフランを蒸発して形成されており、
前記感光層には、残留する前記テトラヒドロフランが含有されたことを特徴とする電子写真感光体。
- 前記感光層はバインダー樹脂を含有し、
前記電荷移動剤と、前記バインダー樹脂との重量比が5/10以上8/10以下である請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の電子写真感光体。 - 電子写真感光体を有し、
像露光工程から現像工程までの電子写真感光体の周速度が0.1秒以下のプロセススピードでトナー画像を形成する電子写真装置であって、
前記電子写真感光体は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の電子写真感光体である電子写真装置。
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