JP2009204922A - 電子写真感光体 - Google Patents
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Abstract
【課題】多数枚(例えば、75万枚)プリントしても保護層の摩耗や傷の発生がなく、クリーニング不良が発生しない電子写真感光体の提供。
【解決手段】少なくとも基体と有機感光層と保護層を有する電子写真感光体であって、該保護層が数平均粒径5〜200nmの粒子を含有する粗さ層と、ナノインデンテーション法で測定した硬度が2〜7GPaの堆積層から形成されていることを特徴とする電子写真感光体。
【選択図】なし
【解決手段】少なくとも基体と有機感光層と保護層を有する電子写真感光体であって、該保護層が数平均粒径5〜200nmの粒子を含有する粗さ層と、ナノインデンテーション法で測定した硬度が2〜7GPaの堆積層から形成されていることを特徴とする電子写真感光体。
【選択図】なし
Description
本発明は、電子写真感光体に関する。
電子写真感光体(以下、単に感光体ともいう)には、使用される電子写真プロセスに応じた所要の感度、電気特性、及び光学特性を備えていることが要求されるが、更に何度も繰り返し使用される感光体にあっては、感光体の保護層、即ち基体より最も離れている層には、帯電、露光、現像、転写、クリーニング等の電気的、機械的外力が直接加えられるためにそれらに対する耐久性が要求される。具体的には、摺擦による表面の摩耗や傷の発生、帯電時に発生するオゾン、窒素酸化物による表面の劣化等に対する耐久性が要求されている。一方、トナーによる現像及びクリーニングブレードによるクリーニングの繰り返しにより保護層へトナーの付着や異物の堆積が発生するという問題もあり、これに対しては保護層のクリーニング性を向上することも求められている。
多くの場合、感光体の耐久性は保護層の膜摩耗による電位特性の悪化や保護層の傷による画像欠陥によって支配されている。
保護層の膜摩耗や傷に対する耐久性を向上させる目的で、感光体表面に硬化性化合物を用いた保護層を設け、膜強度を向上させる方法が開示されている(例えば、特許文献1〜3参照。)。
上記で開示された硬化性化合物を用いた保護層を設けた感光体は摩耗や傷の発生が著しく減少し、膜強度の点では高耐久性が達成されている。
特開2007−086522号公報
特開2007−139993号公報
特開2007−248914号公報
しかしながら、硬化性化合物、特に光ラジカル硬化性化合物を保護層の構成部材とした感光体では、膜強度は向上されているが、多数枚プリントしたとき、クリーニング不良が発生するという問題が発生していた。
本発明は、多数枚(例えば、75万枚)プリントしても保護層の摩耗や傷の発生がなく、クリーニング不良が発生しない電子写真感光体を提供することにある。
本発明は、下記構成を採ることにより達成される。
1.
少なくとも基体と感光層と保護層を有する電子写真感光体において、
該保護層が数平均粒径5〜200nmの粒子を含有する粗さ層と、
ナノインデンテーション法で測定した硬度が2〜7GPaの堆積層
から構成されていることを特徴とする電子写真感光体。
少なくとも基体と感光層と保護層を有する電子写真感光体において、
該保護層が数平均粒径5〜200nmの粒子を含有する粗さ層と、
ナノインデンテーション法で測定した硬度が2〜7GPaの堆積層
から構成されていることを特徴とする電子写真感光体。
2.
前記粗さ層が、粗さ層全体積に対し前記粒子を3〜100体積%を含有していることを特徴とする前記1に記載の電子写真感光体。
前記粗さ層が、粗さ層全体積に対し前記粒子を3〜100体積%を含有していることを特徴とする前記1に記載の電子写真感光体。
3.
前記堆積層が、大気圧プラズマ法で形成されたものであることを特徴とする前記1に記載の電子写真感光体。
前記堆積層が、大気圧プラズマ法で形成されたものであることを特徴とする前記1に記載の電子写真感光体。
本発明の感光体は、多数枚(例えば、75万枚)プリントしても保護層の摩耗や傷の発生が少なく、クリーニング不良が発生しない優れた効果を有する。
感光体表面に摩耗の極めて少ない保護層を設けることは、大気圧プラズマCVD法(AGP)等の堆積手段により可能であるが、得られた感光体は多数枚プリントを行うと比較的早期にクリーニング不良が発生するという問題があった。
本発明において、クリーニング不良とは、
クリーニングブレードを用いて感光体表面から転写残トナーをクリーニングするとき、転写残トナーを完全にクリーニングできず、プリント画像にクリーニング不良に起因する画像欠陥が発生することをいう。
クリーニングブレードを用いて感光体表面から転写残トナーをクリーニングするとき、転写残トナーを完全にクリーニングできず、プリント画像にクリーニング不良に起因する画像欠陥が発生することをいう。
クリーニング不良の発生は、実験の結果、感光体表面の平滑性が良くなる(鏡面状)と、転写残トナーをクリーニング時にクリーニングブレードが感光体表面で振動(びびり)し、クリーニング不良が発生していることが判った。
本発明者らは、感光体表面の平滑をマットにすることで、クリーニング不良の発生を防止できるのではないかと考え検討を行った。
種々検討の結果、感光層の上に粗さ層と被覆層を順次形成した保護層を設けることにより、多数枚(例えば、75万枚)プリントしても摩耗や傷やひび割れが発生せず、クリーニング不良も発生しない感光体が得られることを見いだした。
具体的には、基体の外周に感光層を設け、その上に数平均粒径5〜200nmの粒子を含有する粗さ層とナノインデンテーション法で測定した硬度が2〜7GPaの堆積層から構成される保護層を設けた感光体は、耐摩耗、耐傷、クリーニング性に優れていることを見いだした。
本発明者らは、上記問題を解決できたのは、数平均粒径5〜200nmの粒子を含有する粗さ層を設けることにより感光体表面に微細な凹凸が形成(マット化)され、この微細な凹凸によりクリーニング性が確保(クリーニングブレードが感光体表面でびびることが無くなり)でき、ナノインデンテーション法で測定した硬度が2〜7GPaの堆積層を設けることにより摩耗や表面硬度が硬すぎてひび割れを起こすこともなく耐摩耗性と耐傷性が確保でき、繰り返しプリントしても感光体表面の摩耗や傷の発生が無く、クリーニング不良の発生を防止できたものと推察している。
粗さ層と堆積層を形成する方法としては、特に限定されず公知の方法で作製することができる。例えば、粗さ層は特定粒径の粒子をバインダー樹脂溶液中に分散して作製した塗布液を感光層(例えば、電荷輸送層)の上に塗布する方法、或いは特定粒径の粒子を静電付着させる方法でことに形成できる。ナノインデンテーション法で測定した硬度が2〜7GPaの堆積層は大気圧プラズマCVD法により形成することができる。
粗さ層の形成に用いる粒子の数平均粒径を5nm以上とすることで粒子の2次凝集が抑えられて良好に分散でき、且つ感光層及び堆積層との接着性も確保できる。又、粒子の数平均粒径を200nm以下とすることで粗さ層の光散乱が無く、且つクリーニング性も確保できる。
堆積層のナノインデンテーション法で測定した硬度を2GPa以上とすることで、堆積層がクリーニングブレードにより摩耗されたり傷が発生するのを防止できる。又、7GPa以下とすることで硬くなりすぎることによる堆積層のひび割れやクリーニングブレードのエッジ部の摩耗を抑えることができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
先ず、粒子の数平均粒径を測定する方法と堆積層の硬度を測定する方法について説明する。
《粒子の数平均粒径の測定》
感光体の粒子の数平均粒径は、感光体の表面を透過型電子顕微鏡観察によって100000倍に拡大し、ランダムに100個の粒子を観察し(必要に応じて、写真撮影をする)、画像解析によりフェレ径の数平均粒径として測定し求めることができる。
感光体の粒子の数平均粒径は、感光体の表面を透過型電子顕微鏡観察によって100000倍に拡大し、ランダムに100個の粒子を観察し(必要に応じて、写真撮影をする)、画像解析によりフェレ径の数平均粒径として測定し求めることができる。
又、粗さ層の形成に用いる粒子の数平均粒径は、粒子を水中に分散させ、分散状態の粒子を透過型電子顕微鏡観察によって100000倍に拡大し、ランダムに100個の粒子を観察し(必要に応じて、写真撮影をする)、画像解析によりフェレ径の数平均粒径として測定し求めることができる。
《堆積層のナノインデンテーション法による硬度の測定》
堆積層のナノインデンテーション法による硬度は、堆積層の表面を直接測定して求めた値である。
堆積層のナノインデンテーション法による硬度は、堆積層の表面を直接測定して求めた値である。
ナノインデンテーション法による硬度の測定方法は、微小なダイヤモンド圧子を薄膜に押し込みながら荷重と押し込み深さ(変位量)の関係を測定し、測定値から硬度を算出する方法である。
図1は、ナノインデンテーション法により硬度を測定する測定装置の一例を示す模式図である。
図1において、31はトランスデューサー、32は先端形状が正三角形のダイヤモンドBerkovich圧子、1は感光体、11は基体、13は感光層、16は保護層を示す。
この測定装置はトランスデューサー31とダイヤモンドBerkovich圧子32を用いて、μNオーダーの荷重を加えながらナノメートルの精度で変位量を測定をすることができる。この測定には市販の「NANO Indenter XP/DCM」(MTS Systems社/MST NANO Insturuments社製)を用いることができる。
図2は、圧子と試料が接触している状態を示す模式図である。
硬度Hは、下記式(1)から求められる。
式(1)
H=Pmax/A
ここで、Pは圧子に加えられた最大荷重であり、Aはそのときの圧子と試料間の接触射影面積である。
H=Pmax/A
ここで、Pは圧子に加えられた最大荷重であり、Aはそのときの圧子と試料間の接触射影面積である。
接触射影面積Aは、図2におけるhcを用いて、下記式(2)で表すことができる。
式(2)
A=24.5hc2
ここでhcは、図2に示すように接触点の周辺表面の弾性へこみにより、全体の押し込み深さhより浅くなり、下記式(3)で表される。
A=24.5hc2
ここでhcは、図2に示すように接触点の周辺表面の弾性へこみにより、全体の押し込み深さhより浅くなり、下記式(3)で表される。
式(3)
hc=h−hs
ここでhsは、弾性によるへこみの量であり、圧子の押し込み後の荷重曲線の勾配(図4の勾配S)と圧子形状から下記式(4)
式(4)
hs=ε×P/S
と表される。
hc=h−hs
ここでhsは、弾性によるへこみの量であり、圧子の押し込み後の荷重曲線の勾配(図4の勾配S)と圧子形状から下記式(4)
式(4)
hs=ε×P/S
と表される。
ここで、εは圧子形状に関する定数で、Berkovich圧子では0.75である。
この様な測定装置を用いて、保護層表面及び電荷輸送層の硬度を測定することができる。
測定条件
測定機:NANO Indenter XP/DCM(MTS Systems社製)
測定圧子:先端形状が正三角形のダイヤモンドBerkovich圧子
測定環境:20℃、60%RH
測定試料:5cm×5cmの大きさに感光体を切断して測定試料を作製
最大荷重設定:25μN
押し込み速度:最大荷重25μNに5secで達する速度で、時間に比例して加重を印加する
尚、測定は各資料ともランダムに10点測定し、その平均値をナノインデンテーション法により測定した硬度とする。
測定機:NANO Indenter XP/DCM(MTS Systems社製)
測定圧子:先端形状が正三角形のダイヤモンドBerkovich圧子
測定環境:20℃、60%RH
測定試料:5cm×5cmの大きさに感光体を切断して測定試料を作製
最大荷重設定:25μN
押し込み速度:最大荷重25μNに5secで達する速度で、時間に比例して加重を印加する
尚、測定は各資料ともランダムに10点測定し、その平均値をナノインデンテーション法により測定した硬度とする。
次に、感光体の層構成について説明する。
《感光体の層構成》
本発明の感光体は、基体の上に感光層を設け、その上に保護層を設けたものである。尚、保護層は粗さ層と堆積層からなる。又、基体と感光層の接着性をより向上させるため基体と感光層の間に中間層を設けることができる。
本発明の感光体は、基体の上に感光層を設け、その上に保護層を設けたものである。尚、保護層は粗さ層と堆積層からなる。又、基体と感光層の接着性をより向上させるため基体と感光層の間に中間層を設けることができる。
図3は、本発明の感光体の層構成の一例を示す模式図である。
図3において、1は感光体、11は基体、12は中間層、13は感光層、14は電荷発生層、15は電荷輸送層、16は保護層、17は粗さ層、18は堆積層、19は粒子を示す。
図3の(a)は、基体11の外周上に、感光層13、保護層16として粒子19を含有する粗さ層17と堆積層18を設けて作製された感光体の模式図である。
図3の(b)は、基体11の外周上に電荷発生層14と電荷輸送層15からなる感光層13、保護層16として粒子19を含有する粗さ層17と堆積層18を設けて作製された感光体の模式図である。
図3の(c)は、基体11の外周上に中間層12を設け、その上に電荷発生層14と電荷輸送層15からなる感光層13、保護層16として粒子19を含有する粗さ層17と堆積層18を設けて作製された感光体の模式図である。
これらの中では、図3の(c)に示す構成が、基体と感光層との接着性も良好で好ましい。
先ず、保護層について説明する。
《保護層》
本発明に係る保護層は、基体の外周に設けられた感光層の上に粗さ層を形成し、更にその上に堆積層を形成して作製される。
本発明に係る保護層は、基体の外周に設けられた感光層の上に粗さ層を形成し、更にその上に堆積層を形成して作製される。
〈粗さ層〉
粗さ層は、特定粒径の粒子を含有する層である。粗さ層の形成に用いる粒子の数平均粒径は、5〜200nm、好ましくは15〜150nmである。
粗さ層は、特定粒径の粒子を含有する層である。粗さ層の形成に用いる粒子の数平均粒径は、5〜200nm、好ましくは15〜150nmである。
粗さ層は、粗さ層全体積に対し粒子を3〜100体積%含有していることが好ましく、5〜95体積%含有していることがより好ましい。粒子の含有量を上記範囲含有することにより、クリーニング性を確保することができ好ましい。
尚、粗さ層全体積に対し粒子の体積%は、感光体の断面を電子顕微鏡を用いて10000倍に拡大し、ランダムに10画像を撮影し(必要に応じ、写真撮影をする)、画像解析により求めることができる。
粗さ層の膜厚は、0.1〜20μmが好ましく、0.2〜10μmがより好ましい。尚、粗さ層の膜厚は、感光体の断面を電子顕微鏡を用いて10000倍に拡大し、ランダムに10画像を撮影し(必要に応じ、写真撮影をする)、画像解析により求めることができる。
粒子としては、粗さ層を形成する塗布溶媒に溶解しない無機粒子或いは有機粒子が挙げられる。
有機粒子の具体例としては架橋アクリル系樹脂粒子、ナイロン6等のポリアミド系樹脂粒子、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子、フェノール系樹脂粒子、ポリウレタン系樹脂粒子、スチレン系樹脂粒子、ベンゾグアナミン粒子等が挙げられる。これらの中では架橋アクリル系樹脂粒子が好ましく用いられる。
〈堆積層〉
堆積層の硬度は、ナノインデンテーション法による測定で2〜7GPa、好ましくは4〜7GPaである。
堆積層の硬度は、ナノインデンテーション法による測定で2〜7GPa、好ましくは4〜7GPaである。
本発明における堆積層は1層以上あれば良い。堆積層の層は、粗さ層直上から、粗さ層から最も離れた堆積層の表面に向かって、徐々に又は順次硬度が高くなるような構造とすることが好ましい。
堆積層の膜厚は、硬度と接着性が満足できる10〜1500nmが好ましく、20〜1000nmがより好ましい。
堆積層の膜厚を10nm以上とすることで耐久性や表面強度が満足でき、厚紙への転写などにより擦り傷が発生せず、最終的には薄膜が不均一に摩耗し転写率の低下や転写ムラの発生を防止できる。又、1500nm以下とすることで密着性や屈曲耐性が良好になり多数枚使用しても割れや剥離が発生せず、且つ成膜に必要な時間も短くなり生産上の観点からも好ましい。
堆積層の膜厚は、「MXP21(マックサイエンス社製)」を用いて測定して得られた値である。具体的な膜厚の測定は、以下の方法で行うことができる。
X線源のターゲットには銅を用い、42kV、500mAで作動させる。インシデントモノクロメータには多層膜パラボラミラーを用いる。入射スリットは0.05mm×5mm、受光スリットは0.03mm×20mmを用いる。2θ/θスキャン方式で0から5°をステップ幅0.005°、1ステップ10秒のFT法にて測定を行う。得られた反射率曲線に対し、マックサイエンス社製Reflectivity Analysis Program Ver.1を用いてカーブのフィッティングを行い、実測値とフィッティングカーブの残差平方和が最小になるように各パラメータを求める。各パラメータから積層膜の膜厚を求める。
本発明に係る堆積層としては、酸化物膜、窒化物膜、ケイ素膜、或いは炭素膜であることが好ましい。具体的には、酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素、窒化ケイ素、窒化炭素、酸化チタン、酸化窒化チタン、窒化チタン又は酸化アルミニウム等が挙げられる。
これらの中では目的の硬度を得られやすい酸化ケイ素膜が好ましい。又、それらの混合物からなる無機化合物も好ましい。
次に、感光体の作製について説明する。
《感光体の作製》
以下、図3の(C)で示す基体の外周に中間層、電荷発生層、電荷輸送層、粗さ層、堆積層の順で設ける感光体の作製方法について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
以下、図3の(C)で示す基体の外周に中間層、電荷発生層、電荷輸送層、粗さ層、堆積層の順で設ける感光体の作製方法について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
(基体)
本発明における感光体の基体としては、導電性のドラムやシームレスベルトを用いることができる。
本発明における感光体の基体としては、導電性のドラムやシームレスベルトを用いることができる。
本発明で用いる基体の材料は導電性を有するものであれば何れのものでもよく、例えば、アルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛及びステンレスなどの金属をドラム又はシームレスベルト状に成形したもの、アルミニウムや銅などの金属箔をプラスチックフィルムにラミネートしたもの、アルミニウム、酸化インジウム及び酸化スズなどをプラスチックフィルムに蒸着したもの、導電性物質を単独又はバインダー樹脂と共に塗布して導電層を設けた金属、プラスチックフィルム及び紙などが挙げられる。
(中間層)
本発明においては、基体と感光層の中間にバリアー機能と接着機能をもつ中間層を設けることができる。中間層はカゼイン、ポリビニルアルコール、ニトロセルロース、エチレン−アクリル酸コポリマー、ポリアミド、ポリウレタン及びゼラチンなどによって形成できる。中でもアルコール可溶性のポリアミドが好ましい。中間層の膜厚は好ましくは0.1〜15μmである。
本発明においては、基体と感光層の中間にバリアー機能と接着機能をもつ中間層を設けることができる。中間層はカゼイン、ポリビニルアルコール、ニトロセルロース、エチレン−アクリル酸コポリマー、ポリアミド、ポリウレタン及びゼラチンなどによって形成できる。中でもアルコール可溶性のポリアミドが好ましい。中間層の膜厚は好ましくは0.1〜15μmである。
又、中間層の導電性調整の目的で各種の導電性微粒子や金属酸化物微粒子を含有させることができる。例えば、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス等の各種金属酸化物。スズをドープした酸化インジウム、アンチモンをドープした酸化スズ及び酸化ジルコニウムなどの超微粒子を用いることができる。これら微粒子は、分散性や導電性調整等の目的で1回以上の表面処理を行っても良い。又、これら微粒子を1種類もしくは2種類以上混合して用いてもよい。2種類以上混合した場合には、固溶体又は融着の形をとってもよい。この様な微粒子の平均粒径は好ましくは0.3μm以下、より好ましくは0.1μm以下である。
(電荷発生層)
電荷発生層は、スーダンレッド及びダイアンブルーなどのアゾ原料、ビレンキノン及びアントアントロン、ピランスロンなどのキノン顔料、キノシアニン顔料、ペリレン顔料、インジゴ及びチオインジゴなどのインジゴ顔料、フタロシアニン顔料などの電荷発生物質を単独、もしくは公知のバインダー樹脂中に分散した塗布液を塗布乾燥して形成する。バインダー樹脂としてはホルマール樹脂、ブチラール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル及びアクリル樹脂などが望ましい。
電荷発生層は、スーダンレッド及びダイアンブルーなどのアゾ原料、ビレンキノン及びアントアントロン、ピランスロンなどのキノン顔料、キノシアニン顔料、ペリレン顔料、インジゴ及びチオインジゴなどのインジゴ顔料、フタロシアニン顔料などの電荷発生物質を単独、もしくは公知のバインダー樹脂中に分散した塗布液を塗布乾燥して形成する。バインダー樹脂としてはホルマール樹脂、ブチラール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル及びアクリル樹脂などが望ましい。
バインダー樹脂と電荷発生物質との割合は、バインダー樹脂100質量部に対して電荷発生物質20〜1000質量部が好ましい。
電荷発生層の膜厚は、0.05〜5μmが好ましく、0.05〜3μmがより好ましい。尚、電荷発生層用の塗布液は塗布前に異物や凝集物を濾過することで画像欠陥の発生を防ぐことができる。
(電荷輸送層)
電荷輸送層は、主として電荷輸送物質とバインダー樹脂とを溶剤中に溶解させた塗布液を塗布乾燥して形成する。電荷輸送物質としては、トリアリールアミン系化合物、ヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、ピラゾリン系化合物、オキサゾール系化合物、トリアリルメタン系化合物及びチアゾール系化合物などが挙げられる。
電荷輸送層は、主として電荷輸送物質とバインダー樹脂とを溶剤中に溶解させた塗布液を塗布乾燥して形成する。電荷輸送物質としては、トリアリールアミン系化合物、ヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、ピラゾリン系化合物、オキサゾール系化合物、トリアリルメタン系化合物及びチアゾール系化合物などが挙げられる。
これらは0.5〜2倍量のバインダー樹脂と組み合わされて塗布液が作製される。バインダー樹脂としては、例えば、ポリスチレン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、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、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、並びにこれらの樹脂の繰り返し単位構造の内の2つ以上を含む共重合体樹脂が用いられる。又、これらの絶縁性樹脂の他、ポリ−N−ビニルカルバゾール等の高分子有機半導体が挙げられる。
又、電荷輸送層には酸化防止剤を含有させることが好ましい。該酸化防止剤とは、その代表的なものは感光体中に存在する自動酸化性物質に対して、光、熱、放電等の条件下で酸素の作用を防止、ないし抑制する性質を有する化合物である。
電荷輸送層の膜厚は、5〜40μmが好ましく、15〜30μmがより好ましい。
(粗さ層)
粗さ層は、粒子とバインダー樹脂を含有する塗布液を電荷輸送層の上に塗布、乾燥して形成することができる。
粗さ層は、粒子とバインダー樹脂を含有する塗布液を電荷輸送層の上に塗布、乾燥して形成することができる。
バインダー樹脂としては、公知の樹脂を用いることができる。具体的にはポリスチレン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、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、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂等を挙げることができる。
(堆積層)
堆積層は、粗さ層の上にプラズマCVD法により形成することができる。
堆積層は、粗さ層の上にプラズマCVD法により形成することができる。
本発明における堆積層は1層以上あれば良い。堆積層の層は、粗さ層直上から、粗さ層から最も離れた堆積層の表面に向かって、徐々に又は順次硬度が高くなるような構造とすることが好ましい。
図4は、堆積層を製造する第1の製造装置の説明図である。
図4において、10は基体の外周に少なくとも感光層と粗さ層を設けたもの(以下、感光体Aともいう)、3はプラズマCVD装置、20は電極、21は固定電極、23は放電空間、Gは混合ガス、24は混合ガス供給装置、29は放電容器、25は第1の電源、25aは第1のフィルタ、26は第2の電源、26aは第2のフィルタ、G1は励起した混合ガス、G’は使用済みの排ガス、28は排気部を示す。
プラズマCVD装置3は粗さ層上に堆積層を形成するもので、矢印方向に回転する感光体A10を電極20とし、感光体A10の表面に堆積層を形成する成膜装置であるプラズマCVD装置3より構成されている。
プラズマCVD装置3は、感光体A10を電極とする電極20の外周に沿って配列された少なくとも1式の固定電極21と、固定電極21と電極20との対向領域で放電が行われる放電空間23と、少なくとも原料ガスと放電ガスを混合して放電空間23に混合ガスGを供給する混合ガス供給装置24と、放電空間23等に空気の流入することを軽減する放電容器29と、感光体A11に接続された第2の電源26と、固定電極21に接続された第1の電源25と、使用済みの排ガスG’を排気する排気部28とを有している。
混合ガス供給装置24は堆積層を形成する原料ガスと、窒素ガス或いはアルゴンガス等の放電ガスを混合した混合ガスを放電空間23に供給する。
第1の電源26は周波数ω1の電圧を出力し、第2の電源25は周波数ω2の電圧を出力し、これらの電圧により放電空間23に周波数ω1とω2とが重畳された電界Vを発生する。そして、電界Vにより混合ガスGはプラズマ化され、励起された混合ガスG1となり、混合ガスGに含まれる原料ガスに応じた膜(堆積層)が粗さ層の表面に堆積される。
以上説明したように、感光体Aを電極20とし、感光体Aの外側に沿って他方の電極である少なくとも1対の固定電極を設け、これら電極間に大気圧又は大気圧近傍下で電界を発生させプラズマ放電を行わせ、粗さ層表面に膜を堆積・形成する。
更に他の形態として、感光体Aの電極及び固定電極の内、一方の電極をアースに接続して、他方の電極に電源を接続しても良い。この場合の電源は第2の電源25を使用することが緻密な膜形成を行え好ましく、特に放電ガスにアルゴン等の放電ガスを用いる場合に好ましい。
尚、本発明に係わる混合ガスとは、放電ガス、反応ガス、原料ガスの混合ガスのことである。
図5は、堆積層を製造する第2の製造装置の説明図である。
図5において、10は感光体A、4はプラズマCVD装置、21aは第1の電源に接続された固定電極、21bは第2の電源に接続された固定電極、23aは放電空間、Gは混合ガス、G2は励起された混合ガス、24は混合ガス供給装置、29は放電容器、25は第1の電源、25aは第1のフィルタ、26は第2の電源、26aは第2のフィルタ、G’は使用済みの排ガス、28は排気部を示す。
プラズマCVD装置4は、感光体A10の表面に堆積層を形成するもので、矢印方向に回転する感光体A11と、その表面に堆積層を形成する成膜装置である。
プラズマCVD装置4は前述したプラズマCVD装置3と、電極に対する電源の接続と混合ガスの供給と膜の堆積に係る部分とが異なり、以下異なる部分について説明する。
プラズマCVD装置4は、感光体A10の外周に沿って配列された少なくとも1対の固定電極を有し、第1の電源25に接続された固定電極21aと第2の電源26に接続された固定電極21bとの対向領域で放電が行われる放電空間23aと、少なくとも原料ガスと放電ガスとの混合ガスGを生成して放電空間23aに混合ガスGを供給する混合ガス供給装置24と、放電空間23a等に空気の流入することを軽減する放電容器29と、固定電極21aに接続された第1の電源25と、固定電極21bに接続された第2の電源26と、使用済みの排ガスG’を排気する排気部28とを有している。
混合ガス供給装置24は堆積層を形成する原料ガスと、窒素ガス或いはアルゴンガス等の放電ガスを混合した混合ガスを放電空間23aに供給する。
第1の電源25は周波数ω1の電圧を出力し、第2の電源26は周波数ω1より高い周波数ω2の電圧を出力し、これらの電圧により放電空間23aに周波数ω1とω2とが重畳された電界Vを発生する。そして、電界Vにより混合ガスGはプラズマ化され、励起された混合ガスG1となり、励起された混合ガスG1は膜形成領域41へ噴射され、感光体A10の表面に噴射された励起された混合ガスG1に含まれる原料ガスに応じた膜が粗さ層表面に堆積・形成される。
更に他の形態として、1対の固定電極の内、一方の固定電極をアースに接続して、他方の固定電極に電源を接続しても良い。この場合の電源は第2の電源を使用することが緻密な薄膜形成を行え好ましく、特に放電ガスにアルゴン等の放電ガスを用いる場合に好ましい。
図6は、堆積層を製造する第3の製造装置の説明図である。
図6は、図5の第2の製造膜装置に混合ガス供給装置を追加した装置で、同時に多数の混合ガスを用いて薄膜形成を行うことができる。
本発明に係わる放電ガスとは、上記のような条件においてプラズマ励起される気体をいい、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン等及びそれらの混合物などが挙げられる。
堆積層を形成するための原料ガスとしては、常温で気体又は液体の有機金属化合物、特にアルキル金属化合物や金属アルコキシド化合物、有機金属錯体化合物が用いられる。これら原料における相状態は常温常圧において必ずしも気相である必要はなく、混合ガス供給装置24で加熱或いは減圧等により溶融、蒸発、昇華等を経て気化し得るものであれば、液相でも固相でも使用可能である。
原料ガスとしては、放電空間でプラズマ状態となり、薄膜を形成する成分を含有するものであり、有機金属化合物、有機化合物、無機化合物等である。
例えば、ケイ素化合物として、シラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン(TEOS)、テトラn−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−ブトキシシラン、テトラt−ブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ビス(ジメチルアミノ)ジメチルシラン、ビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(エチルアミノ)ジメチルシラン、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ビス(トリメチルシリル)カルボジイミド、ジエチルアミノトリメチルシラン、ジメチルアミノジメチルシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、ヘプタメチルジシラザン、ノナメチルトリシラザン、オクタメチルシクロテトラシラザン、テトラキスジメチルアミノシラン、テトライソシアナートシラン、テトラメチルジシラザン、トリス(ジメチルアミノ)シラン、トリエトキシフルオロシラン、アリルジメチルシラン、アリルトリメチルシラン、ベンジルトリメチルシラン、ビス(トリメチルシリル)アセチレン、1,4−ビストリメチルシリル−1,3−ブタジイン、ジ−t−ブチルシラン、1,3−ジシラブタン、ビス(トリメチルシリル)メタン、シクロペンタジエニルトリメチルシラン、フェニルジメチルシラン、フェニルトリメチルシラン、プロパルギルトリメチルシラン、テトラメチルシラン、トリメチルシリルアセチレン、1−(トリメチルシリル)−1−プロピン、トリス(トリメチルシリル)メタン、トリス(トリメチルシリル)シラン、ビニルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロテトラシロキサン、Mシリケート51などが挙げられるがこれらに限定されない。
チタン化合物としては、テトラジメチルアミノチタンなどの有機金属化合物、モノチタン、ジチタンなどの金属水素化合物、二塩化チタン、三塩化チタン、四塩化チタンなどの金属ハロゲン化合物、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタンなどの金属アルコキシドなどが挙げられるがこれらに限定されない。
アルミニウム化合物としては、アルミニウムn−ブトキシド、アルミニウムs−ブトキシド、アルミニウムt−ブトキシド、アルミニウムジイソプロポキシドエチルアセトアセテート、アルミニウムエトキシド、アルミニウムヘキサフルオロペンタンジオネート、アルミニウムイソプロポキシド、4−ペンタンジオネート、ジメチルアルミニウムクロライドなどが挙げられるがこれらに限定されない。
又、これらの原料は、単独で用いても良いが、2種以上の成分を混合して使用するようにしても良い。
反応ガスとしては、酸素を挙げることができる。
堆積層の硬度は、成膜速度や原料ガスの種類や放電ガスとの混合量比などによって調整することができる。
次に、画像形成装置について説明する。
(画像形成装置)
本発明の感光体は、電子写真法による画像形成装置に利用するのみならず、レーザビームプリンター、CRTプリンター、及びレーザ製版など電子写真応用分野にも広く用いることができる。
本発明の感光体は、電子写真法による画像形成装置に利用するのみならず、レーザビームプリンター、CRTプリンター、及びレーザ製版など電子写真応用分野にも広く用いることができる。
以下、本発明の感光体が好ましく用いられる画像形成装置について説明する。
図7は、本発明の感光体が使用可能な画像形成装置の一例を示す断面構成図である。
図7に示す画像形成装置1は、デジタル方式による画像形成が可能なものであり、大きく分けて画像読取部A、画像処理部B、画像形成部C、転写紙搬送部Dから構成される。
画像読取部Aの上部には、原稿を自動搬送する自動原稿送り手段が設けられ、原稿載置台11上に載置された原稿は原稿搬送ローラ12により1枚毎に分離搬送され、読取位置13aで画像の読取りが行われる。画像の読取りが終了した原稿は原稿搬送ローラ12によって原稿排紙皿14上に排出される。
図7の画像形成装置1は上述した自動での画像読取りの他に、プラテンガラス13上に原稿を1枚ずつ置いて読取りを行うことも可能である。プラテンガラス13上で読取りを行う場合、原稿画像の読取りは走査光学系を構成する照明ランプと第1ミラーからなる第1ミラーユニット15と2つのミラーをV字状に配置した構造の第2ミラーユニット16とをそれぞれ移動させて行う。図7の画像形成装置では、第1ミラーユニット15の移動速度をv、第2ミラーユニットの移動速度をv/2にして、原稿画像の読取りを行う。
画像読取部Aで前述の手順により読み取られた画像は、次の画像処理部Bでデジタルの画像信号に変換される。画像処理部Bでは、先ず、画像読取部Aで読み取られた画像が、投影レンズ17を通してラインセンサである撮像素子CCDの受光面に結像される。撮像素子CCD上に結像したライン状の光学画像は順次電気信号(輝度信号)に光電変換され、更に、A(アナログ)/D(デジタル)信号に変換処理される。そして、デジタル信号に変換された画像信号は濃度変換やフィルタ処理等の処理が施され、形成された画像情報は画像信号としていったんメモリに格納される。
画像形成部Cは、画像処理部Bで形成されたデジタル信号を用いてトナー画像形成を行うもので、図7に示す様に画像形成に使用する部品を組み立ててなるユニット構造を有するものである。画像形成部Cを構成する画像形成ユニットは、ドラム状の感光体21を有し、感光体21の外周に感光体21を帯電する帯電手段(帯電工程)22、感光体21にトナー供給を行う現像手段(現像工程)23等を配置している。又、感光体21の外周には、感光体21で形成したトナー画像を用紙P等上に転写する転写手段(転写工程)である転写搬送ベルト装置45、感光体21上の残留トナーを除去するクリーニング装置(クリーニング工程)26、次の画像形成に備えて感光体21表面を除電する光除電手段(光徐電工程)であるプレチャージランプ27が配置されている。感光体21の外周に配置された帯電手段22から光除電手段27に到るこれら部材は、画像形成時に行われる動作の順番に配置されている。
又、現像手段23の下流側には感光体21上に現像されたパッチ画像の反射濃度を測定する反射濃度検出手段222が設けられている。感光体21には、本発明に係る電子写真感光体であるブラッグ角12.3°、20.5°、25.3°、及び、28.3°にピークを有するピランスロン化合物が電荷発生物質として使用され、感光体21は画像形成時に図示方向、すなわち、時計方向に駆動回転するものである。
次に、感光体21への露光方法について説明する。感光体21は図示しない駆動手段により回転し、感光体21は回転中に帯電手段22により一様帯電され、像露光手段(像露光工程)30で示す露光光学系により、画像処理部Bのメモリから呼び出された画像信号に基づいて像露光される。
感光体21に画像情報を書き込む書込手段に該当する像露光手段30は、図示しないレーザダイオードを発光光源とし、ポリゴンミラー31、fθレンズ34、シリンドリカルレンズ35及び反射ミラー32により送られてきた露光光により主走査を行う。この様に送られてきた露光光を図中の位置Aoで感光体21上に照射することにより像露光が行われ、感光体21の回転(副走査)により静電潜像が形成される。
本発明では、感光体21上に静電潜像を形成するに際、発振波長が350〜500nmの半導体レーザ又は発光ダイオードを露光光源として用い、これら露光光源からの露光光のドット径を10〜50μmに設定して露光を行うことが好ましい。露光光源の発振波長と露光ドット径が上記範囲内にあるいわゆる微細ドット光を用いた露光により、感光体21上にデジタル画像形成に対応可能な高精細なドット画像を形成することが可能になる。すなわち、発振波長と露光ドット径を上記範囲とすると、感光体21上には例えば1200dpi(1インチあたりのドット数(1インチは2.54cm))以上の高解像度の画像形成を行うことが可能になる。
又、上記露光ドット径は、当該露光ビームの強度がピーク強度の1/e2以上となる領域の主走査方向に沿った露光ビームの長さをいうものである。露光ビームの光源としては、例えば、半導体レーザを用いた走査光学系や発光ダイオード(LED)を用いた固体スキャナー等が挙げられる。又、露光ビームの強度はガウス分布やローレンツ分布等により分布を表現することもできるが、本発明では光強度の分布を特定する必要はなく、ピーク強度の1/e2以上となる領域からなる直径が10〜50μmのドット径を形成することができればよい。
又、露光ビームとして、縦横それぞれ3本以上のレーザビーム発光点を有する面発光レーザアレイを用いると、電子写真感光体への静電潜像の書込みが迅速に行えるので、高速のプリント作製を行う上で好ましい。そして、画像形成を繰り返し行っても安定した潜像形成が可能な本発明に係る電子写真感光体上に面発光レーザアレイで露光を行うことにより、安定した画質を有するプリント物を迅速に作製することができる様になる。
感光体21上に形成された静電潜像は、現像手段23よりトナー供給を受けて現像が行われ、感光体21表面に可視像であるトナー画像が形成される。デジタル対応の高精細な画像形成を実現する上で、現像手段23により供給される現像剤は重合トナーを用いることが好ましい。すなわち、重合トナーは、その生産工程で形状や粒度分布を制御しながら作製することが行える。したがって、重合法による形状と大きさを揃えた小径トナーと、ブラッグ角12.3°、20.5°、25.3°、及び、28.3°にピークを有するピランスロン化合物を含有する電子写真感光体とを併用することで、鮮鋭性に優れた高精細な画像形成を実現する。
次に、転写紙搬送部Dは、画像形成部Cで感光体21の外周に形成されたトナー画像を転写手段45により転写した用紙Pを次の定着手段50に向けて搬送するものである。転写紙搬送部Dには、画像形成ユニットの下方に異なるサイズの転写紙Pが収納された転写紙収納手段である給紙ユニット41(A)、41(B)、41(C)が設けられ、又、給紙ユニットの側方には手差し給紙を行う手差し給紙ユニット42が設けられている。これらの転写紙収納手段のいずれかより転写紙Pは選択され、案内ローラ43により搬送路40に沿って給紙される。
転写紙搬送部Dには、給紙される転写紙Pの傾きと偏りを修正する対で構成される給紙レジストローラ44が設けられ、給紙レジストローラ44により転写紙Pは一時停止を行った後再給紙される。再給紙された転写紙Pは、搬送路40、転写前ローラ43a、給紙経路46及び進入ガイド板47に案内される。
感光体21上に形成されたトナー画像は、転写位置Boにおいて転写極24及び分離極25により転写紙P上に転写される。このとき、転写紙Pは転写搬送ベルト装置45の転写搬送ベルト454に載置搬送された状態で紙面上にトナー画像の転写を受け、トナー画像が転写された転写紙Pは感光体21面より分離し、転写搬送ベルト装置45により定着手段50に向けて搬送される。
定着手段50は、定着ローラ51と加圧ローラ52とを有するもので、転写紙Pが定着ローラ51と加圧ローラ52の間を通過すると、加熱、加圧により、転写紙P上のトナー画像を定着させる。この様にして、トナー画像が転写紙P上に定着されると、転写紙Pは排紙トレイ64上に排出される。
以上の手順により、図7の画像形成装置は転写紙Pの片面にトナー画像を転写して、片面に画像を形成したプリント物を作成することができるが、転写紙Pの両面にトナー画像を転写したプリント物を作成することも可能である。
転写紙Pの両面にトナー画像を形成する場合、転写紙搬送部Dの排紙切換部材170が作動して、転写紙案内部177が開放され、片面にトナー画像を形成した転写紙Pは破線矢印の方向に搬送される。転写紙Pは、搬送機構178により下方に搬送され、転写紙反転部179でスイッチバック搬送させられ、転写紙Pの後端部だった側が先端になって両面プリント用給紙ユニット130内に搬送される。
転写紙Pは、両面複写用給紙ユニット130に設けられた搬送ガイド131を給紙方向に移動し、給紙ローラ132で転写紙Pが再度給紙されて、転写紙Pは搬送路40に案内される。そして、前述の手順により、感光体21方向に転写紙Pが搬送され、転写紙Pの裏面にもトナー画像が転写され、定着手段50で定着された後、排紙トレイ64に排紙される。この様な手順により、転写紙Pの両面にトナー画像を形成したプリント物を作成することが可能である。
又、図7に示す画像形成装置では、上記感光体21と、現像手段21、クリーニング装置26等の構成要素を一体に結合させたユニット構造のいわゆるプロセスカートリッジを形成し、これを装置本体に着脱自在に構成する方式を採ることもできる。又、プロセスカートリッジの様に全ての構成要素をユニット化するものの他に、帯電器、像露光器、現像手段23、転写又は分離装置、及び、クリーニング装置の少なくとも1つを感光体21と一体に支持した構造のカートリッジを形成し、装置本体に対して着脱自在にセット可能なユニットとすることも可能である。
本発明の感光体を用いた画像形成装置により形成されるトナー画像は、上記の様に、最終的に転写紙P上に転写され、定着工程を経て、転写紙P上に固定される。上記画像形成装置に使用される転写紙Pは、トナー画像を保持する支持体で、通常画像支持体、記録材或いは転写材ともよばれるものである。具体的には普通紙や上質紙と呼ばれる市販のコピー用紙や、アート紙やコート紙等の塗工処理が施された印刷用紙、市販の和紙やはがき用紙、OHP用のプラスチックフィルム、布等が挙げられるが、本発明に使用可能なものはこれらに限定されるものではない。
以下、本発明を実施例によって詳しく説明するが、これによって本発明が限定されるものではない。
《感光体の作製》
下記のようにして感光体を作製した。
下記のようにして感光体を作製した。
(基体の準備)
円筒状アルミニウムを切削加工(JISB−0601規定の十点表面粗さRz:0.81μm)後、洗浄して基体を準備した。これを「基体1」とする。
円筒状アルミニウムを切削加工(JISB−0601規定の十点表面粗さRz:0.81μm)後、洗浄して基体を準備した。これを「基体1」とする。
〈感光体1の作製〉
(中間層の形成)
バインダー樹脂(N−1)1質量部をエタノール/n−プロピルアルコール/テトラヒドロフラン(45:20:35容量比)20質量部に加え攪拌溶解後、質量比で5%のメチルハイドロジェンポリシロキサンで表面処理済みルチル型酸化チタン粒子4.2質量部を混合し、該混合液をビーズミルを用い分散した。この際、平均粒径0.1〜0.5mmを用い、充填率80%、周速設定4m/sec、ミル滞留時間3時間で分散し、中間層塗布液を作製した。同液を5μmフィルタで濾過した後、該中間層塗布液を上記で準備した「基体1」の外周に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚2μmの「中間層1」を形成した。
(中間層の形成)
バインダー樹脂(N−1)1質量部をエタノール/n−プロピルアルコール/テトラヒドロフラン(45:20:35容量比)20質量部に加え攪拌溶解後、質量比で5%のメチルハイドロジェンポリシロキサンで表面処理済みルチル型酸化チタン粒子4.2質量部を混合し、該混合液をビーズミルを用い分散した。この際、平均粒径0.1〜0.5mmを用い、充填率80%、周速設定4m/sec、ミル滞留時間3時間で分散し、中間層塗布液を作製した。同液を5μmフィルタで濾過した後、該中間層塗布液を上記で準備した「基体1」の外周に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚2μmの「中間層1」を形成した。
(電荷発生層の形成)
下記成分を混合し、サンドミル分散機を用いて分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を浸漬塗布法で中間層の上に塗布し、乾燥膜厚0.3μmの「電荷発生層1」を形成した。
下記成分を混合し、サンドミル分散機を用いて分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を浸漬塗布法で中間層の上に塗布し、乾燥膜厚0.3μmの「電荷発生層1」を形成した。
Y−チタニルフタロシアニン(Cu−Kα特性X線によるX線回折のスペクトルでブラッグ角(2θ±0.2°)27.3°に最大回折ピークを有するチタニルフタロシン顔料) 20質量部
ポリビニルブチラール(BX−1、積水化学(株)製) 10質量部
メチルエチルケトン 700質量部
シクロヘキサノン 300質量部
(電荷輸送層の形成)
下記成分を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷発生層上に浸漬塗布法で塗布し、120℃で70分乾燥して乾燥膜厚20μmの「電荷輸送層1」を形成した。
ポリビニルブチラール(BX−1、積水化学(株)製) 10質量部
メチルエチルケトン 700質量部
シクロヘキサノン 300質量部
(電荷輸送層の形成)
下記成分を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷発生層上に浸漬塗布法で塗布し、120℃で70分乾燥して乾燥膜厚20μmの「電荷輸送層1」を形成した。
電荷輸送物質(下記構造) 50質量部
ポリカーボネート樹脂「ユーピロン−Z300」(三菱ガス化学社製)100質量部
酸化防止剤(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール) 8質量部
テトラヒドロフラン/トルエン(体積比8/2) 750質量部
ポリカーボネート樹脂「ユーピロン−Z300」(三菱ガス化学社製)100質量部
酸化防止剤(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール) 8質量部
テトラヒドロフラン/トルエン(体積比8/2) 750質量部
(粗さ層の形成)
先ず、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された数平均粒径15nmのシリカ粒子100質量部とテトラヒドロフラン(THF)1000質量部を混合し、循環式超音波ホモジナイザーで30時間分散してシリカ粒子分散液を調製した。次いで、ポリカーボネート樹脂「ユーピロン−Z300」(三菱ガス化学社製)25質量部にトルエン200質量部を加えて樹脂を溶解して樹脂溶解液を調製した。この2つの液を混合後、循環式超音波ホモジナイザーで5時間分散して粗さ層塗布液を作製した。
先ず、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された数平均粒径15nmのシリカ粒子100質量部とテトラヒドロフラン(THF)1000質量部を混合し、循環式超音波ホモジナイザーで30時間分散してシリカ粒子分散液を調製した。次いで、ポリカーボネート樹脂「ユーピロン−Z300」(三菱ガス化学社製)25質量部にトルエン200質量部を加えて樹脂を溶解して樹脂溶解液を調製した。この2つの液を混合後、循環式超音波ホモジナイザーで5時間分散して粗さ層塗布液を作製した。
この粗さ層塗布液を、濾過(フィルタ;日本ポール社製リジメッシュフィルター公称濾過精度5μm)処理しながら円形スライドホッパ型塗布機に投入し、前記「電荷輸送層1」上に塗布、110℃で70分の乾燥処理を行い、乾燥膜厚1.5μmの「粗さ層1」を形成した。
粗さ層全体積に対する粒子の含有率は50体積%であった。尚、粗さ層全体積に対する粒子の含有率は前記の方法で求めた値である。
尚、前記円形スライドホッパ型塗布機については例えば特開昭58−189061号公報に詳細に記載されている。
(堆積層の形成)
次に、上記の「粗さ層1」の上に、図5に示す「堆積層を製造する第2の製造装置(プラズマ放電処理装置)」を用いて堆積層を形成した。
次に、上記の「粗さ層1」の上に、図5に示す「堆積層を製造する第2の製造装置(プラズマ放電処理装置)」を用いて堆積層を形成した。
堆積層の原料ガスとしては、テトラエトキシシラン(TEOS)を用いた。この時のプラズマ放電処理装置の各電極を被覆する誘電体は対向する両電極共に、セラミックス溶射加工により片肉で1mm厚のアルミナを被覆したものを使用した。第1の電極と第2の電極の電極間隙は1mmに設定した。又誘電体を被覆した金属母材は、冷却水による冷却機能を有するステンレス製ジャケット仕様であり、放電中は冷却水による電極温度コントロールを行いながら「堆積層1」を形成した。
堆積層1の成膜条件を表1に示す。各原料ガスは加熱することで蒸気を生成し、あらかじめ原料が凝集しないように余熱を行った放電ガス及び反応ガスと混合・希釈した後、放電空間への供給を行った。
得られた堆積層のナノインデンテーション法で測定した硬度は4であった。尚、ナノインデンテーション法で測定した硬度は前記の方法で行って得られた値である。
(堆積層の成膜条件)
放電ガス:N2ガス
反応ガス:02ガスを全ガスに対し19体積%
原料ガス:テトラエトキシシラン(TEOS)を全ガスに対し1.4体積%
低周波側電源電力(神鋼電機製高周波電源(50kHz)):10W/cm2
高周波側電源電力(パール工業製高周波電源(13.56MHz)):3W/cm2
〈感光体2の作製〉
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径5nmのシリカ粒子に変更した以外は同様にして「粗さ層2」を形成した。堆積層は高周波側電源電力を3W/cm2から13W/cm2に変えた以外は同様にして「堆積層2」を形成し、「感光体2」を作製した。得られた堆積層のナノインデンテーション法で測定した硬度は2であった。
放電ガス:N2ガス
反応ガス:02ガスを全ガスに対し19体積%
原料ガス:テトラエトキシシラン(TEOS)を全ガスに対し1.4体積%
低周波側電源電力(神鋼電機製高周波電源(50kHz)):10W/cm2
高周波側電源電力(パール工業製高周波電源(13.56MHz)):3W/cm2
〈感光体2の作製〉
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径5nmのシリカ粒子に変更した以外は同様にして「粗さ層2」を形成した。堆積層は高周波側電源電力を3W/cm2から13W/cm2に変えた以外は同様にして「堆積層2」を形成し、「感光体2」を作製した。得られた堆積層のナノインデンテーション法で測定した硬度は2であった。
〈感光体3の作製〉
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径150nmのシリカ粒子に変更した以外は同様にして「粗さ層3」を形成した。堆積層は高周波側電源電力を3W/cm2から15W/cm2に変えた以外は同様にして「堆積層3」を形成し、「感光体3」を作製した。得られた堆積層のナノインデンテーション法で測定した硬度は7であった。
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径150nmのシリカ粒子に変更した以外は同様にして「粗さ層3」を形成した。堆積層は高周波側電源電力を3W/cm2から15W/cm2に変えた以外は同様にして「堆積層3」を形成し、「感光体3」を作製した。得られた堆積層のナノインデンテーション法で測定した硬度は7であった。
〈感光体4の作製〉
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径200nmのシリカ粒子に変更した以外は同様にして「粗さ層4」を形成し、「感光体4」を作製した。
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径200nmのシリカ粒子に変更した以外は同様にして「粗さ層4」を形成し、「感光体4」を作製した。
〈感光体5の作製〉
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径60nmのシリカ粒子に変更し、その添加量を粗さ層全体積に対する粒子の含有率が3体積%になるよう変更した以外は同様にして「粗さ層5」を形成し、「感光体5」を作製した。
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径60nmのシリカ粒子に変更し、その添加量を粗さ層全体積に対する粒子の含有率が3体積%になるよう変更した以外は同様にして「粗さ層5」を形成し、「感光体5」を作製した。
〈感光体6の作製〉
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径60nmのシリカ粒子に変更し、その添加量を粗さ層全体積に対する粒子の含有率が99体積%になるよう変更した以外は同様にして「粗さ層5」を形成し、「感光体5」を作製した。
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径60nmのシリカ粒子に変更し、その添加量を粗さ層全体積に対する粒子の含有率が99体積%になるよう変更した以外は同様にして「粗さ層5」を形成し、「感光体5」を作製した。
〈感光体7の作製〉
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径60nmのシリカ粒子に変更し、その添加量を粗さ層全体積に対する粒子の含有率が2体積%になるよう変更した以外は同様にして「粗さ層5」を形成し、「感光体5」を作製した。
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径60nmのシリカ粒子に変更し、その添加量を粗さ層全体積に対する粒子の含有率が2体積%になるよう変更した以外は同様にして「粗さ層5」を形成し、「感光体5」を作製した。
〈感光体8の作製〉
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径60nmのシリカ粒子に変更し、その添加量を粗さ層全体積に対する粒子の含有率が95体積%になるよう変更した以外は同様にして「粗さ層5」を形成し、「感光体5」を作製した。
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径60nmのシリカ粒子に変更し、その添加量を粗さ層全体積に対する粒子の含有率が95体積%になるよう変更した以外は同様にして「粗さ層5」を形成し、「感光体5」を作製した。
〈感光体9の作製〉
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径3nmのシリカ粒子に変更した以外は同様にして「粗さ層9」を形成し、「感光体9」を製造した。
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径3nmのシリカ粒子に変更した以外は同様にして「粗さ層9」を形成し、「感光体9」を製造した。
〈感光体10の作製〉
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径220nmのシリカ粒子に変更した以外は同様にして「粗さ層10」を形成し、「感光体10」を製造した。
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径220nmのシリカ粒子に変更した以外は同様にして「粗さ層10」を形成し、「感光体10」を製造した。
〈感光体11の作製〉
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径60nmのシリカ粒子に変更した以外は同様にして「粗さ層11」を形成した。堆積層は高周波側電源電力を3W/cm2から0.5W/cm2に変えた以外は同様にして「堆積層11」を形成し、「感光体11」を作製した。得られた堆積層のナノインデンテーション法で測定した硬度は1であった。
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径60nmのシリカ粒子に変更した以外は同様にして「粗さ層11」を形成した。堆積層は高周波側電源電力を3W/cm2から0.5W/cm2に変えた以外は同様にして「堆積層11」を形成し、「感光体11」を作製した。得られた堆積層のナノインデンテーション法で測定した硬度は1であった。
〈感光体12の作製〉
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径60nmのシリカ粒子に変更した以外は同様にして「粗さ層12」を形成した。堆積層は高周波側電源電力を3W/cm2から7W/cm2に変えた以外は同様にして「堆積層12」を形成し、「感光体12」を作製した。得られた堆積層のナノインデンテーション法で測定した硬度は8であった。
感光体1の作製において、粗さ層の形成で用いた数平均粒径15nmのシリカ粒子を、数平均粒径60nmのシリカ粒子に変更した以外は同様にして「粗さ層12」を形成した。堆積層は高周波側電源電力を3W/cm2から7W/cm2に変えた以外は同様にして「堆積層12」を形成し、「感光体12」を作製した。得られた堆積層のナノインデンテーション法で測定した硬度は8であった。
〈感光体13の作製〉
感光体1の作製において、粗さ層1を形成せず、電荷輸送層上に直接「堆積層1」を形成した以外は同様にして「感光体13」を作製した。得られた堆積層のナノインデンテーション法で測定した硬度は4であった。
感光体1の作製において、粗さ層1を形成せず、電荷輸送層上に直接「堆積層1」を形成した以外は同様にして「感光体13」を作製した。得られた堆積層のナノインデンテーション法で測定した硬度は4であった。
〈感光体14の作製〉
感光体1の作製において、「粗さ層1」を形成し、堆積層1を形成しかった以外は同様にして「感光体14」を作製した。得られた堆積層のナノインデンテーション法で測定した硬度は0.5であった。
感光体1の作製において、「粗さ層1」を形成し、堆積層1を形成しかった以外は同様にして「感光体14」を作製した。得られた堆積層のナノインデンテーション法で測定した硬度は0.5であった。
表1に、感光体1〜14の粗さ層の形成に用いた粒子、材料、数平均粒径、被覆層の形成材料、高周波側電源電力、保護層の硬度を示す。
《評価》
〈実写評価〉
実写評価用の画像形成装置として「bizhub PRO1050e」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)を準備し、上記で作製した感光体を順次装填して下記の評価項目について評価を行った。尚、評価結果は◎と○を合格とする。
〈実写評価〉
実写評価用の画像形成装置として「bizhub PRO1050e」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)を準備し、上記で作製した感光体を順次装填して下記の評価項目について評価を行った。尚、評価結果は◎と○を合格とする。
(クリーニング性)
クリーニング性は、クリーニング不良が発生しやすい低温低湿(10℃、20%RH)環境で印字率5%の画像を75万枚プリントし、75万枚のプリントを目視で観察し、クリーニング不良による画像欠陥(クリーニング不良によるスジ故障)の発生状態で評価した。
クリーニング性は、クリーニング不良が発生しやすい低温低湿(10℃、20%RH)環境で印字率5%の画像を75万枚プリントし、75万枚のプリントを目視で観察し、クリーニング不良による画像欠陥(クリーニング不良によるスジ故障)の発生状態で評価した。
評価基準
◎:75万枚を通じて、クリーニング不良による画像欠陥が全く認められない
○:75万枚を通じて、クリーニング不良による画像欠陥がやや有るが、実用上問題とならないレベル
×:75万枚に達する前に、実用上問題となるクリーニング不良による画像欠陥が発生。
◎:75万枚を通じて、クリーニング不良による画像欠陥が全く認められない
○:75万枚を通じて、クリーニング不良による画像欠陥がやや有るが、実用上問題とならないレベル
×:75万枚に達する前に、実用上問題となるクリーニング不良による画像欠陥が発生。
(クリーニングブレードの欠損)
クリーニングブレードの欠損は、クリーニングブレードの欠損が発生しやすい高温高湿(30℃、80%RH)環境で印字率5%の画像を75万枚プリントし、75万枚プリント終了時のプリント画像上に発生したクリーニングブレードの欠陥による画像欠陥の程度を目視で評価した。
クリーニングブレードの欠損は、クリーニングブレードの欠損が発生しやすい高温高湿(30℃、80%RH)環境で印字率5%の画像を75万枚プリントし、75万枚プリント終了時のプリント画像上に発生したクリーニングブレードの欠陥による画像欠陥の程度を目視で評価した。
評価基準
◎:クリーニングブレードの欠損による画像欠陥が全く認められない
○:クリーニングブレードの欠損による画像欠陥がやや有るが、実用上問題とならないレベル
×:クリーニングブレードの欠損による画像欠陥が発生し、実用上問題となるレベル。
◎:クリーニングブレードの欠損による画像欠陥が全く認められない
○:クリーニングブレードの欠損による画像欠陥がやや有るが、実用上問題とならないレベル
×:クリーニングブレードの欠損による画像欠陥が発生し、実用上問題となるレベル。
(感光体の傷)
感光体の傷は、感光体に傷が発生しやすい低温低湿(10℃、20%RH)環境で印字率5%の画像を75万枚プリントし、その後、現像剤とクリーニングブレードを新品と交換し、画像濃度0.4のハーフトーン画像をプリントし、感光体の傷による画像欠陥の程度を目視で評価した。
感光体の傷は、感光体に傷が発生しやすい低温低湿(10℃、20%RH)環境で印字率5%の画像を75万枚プリントし、その後、現像剤とクリーニングブレードを新品と交換し、画像濃度0.4のハーフトーン画像をプリントし、感光体の傷による画像欠陥の程度を目視で評価した。
評価基準
◎:感光体の傷による画像欠陥が全く認められない
○:感光体の傷による画像欠陥がやや有るが、実用上問題とならないレベル
×:感光体の傷による画像欠陥が多く、実用上問題となるレベル。
◎:感光体の傷による画像欠陥が全く認められない
○:感光体の傷による画像欠陥がやや有るが、実用上問題とならないレベル
×:感光体の傷による画像欠陥が多く、実用上問題となるレベル。
表2に、実写評価結果を示す。
表2より、実施例1〜8の感光体「1〜8」は、75万枚プリント後のクリーニング性、クリーニングブレードの欠損、傷による画像欠陥の発生の評価で優れていることが判る。
一方、比較例1〜6の「感光体9〜14」は評価項目の全てに優れるということはなく本発明の目的が達成されていないことが判る。
1 感光体
11 基体
12 中間層
13 感光層
14 電荷発生層
15 電荷輸送層
16 保護層
17 粗さ層
18 堆積層
19 粒子
11 基体
12 中間層
13 感光層
14 電荷発生層
15 電荷輸送層
16 保護層
17 粗さ層
18 堆積層
19 粒子
Claims (3)
- 少なくとも基体と感光層と保護層を有する電子写真感光体において、
該保護層が数平均粒径5〜200nmの粒子を含有する粗さ層と、
ナノインデンテーション法で測定した硬度が2〜7GPaの堆積層
から構成されていることを特徴とする電子写真感光体。 - 前記粗さ層が、粗さ層全体積に対し前記粒子を3〜100体積%を含有していることを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記堆積層が、大気圧プラズマ法で形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008047565A JP2009204922A (ja) | 2008-02-28 | 2008-02-28 | 電子写真感光体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008047565A JP2009204922A (ja) | 2008-02-28 | 2008-02-28 | 電子写真感光体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009204922A true JP2009204922A (ja) | 2009-09-10 |
Family
ID=41147254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008047565A Withdrawn JP2009204922A (ja) | 2008-02-28 | 2008-02-28 | 電子写真感光体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009204922A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014191179A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Fuji Xerox Co Ltd | 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 |
US9581919B1 (en) | 2015-09-25 | 2017-02-28 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Image forming apparatus and process cartridge |
JP2017062400A (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 富士ゼロックス株式会社 | 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 |
-
2008
- 2008-02-28 JP JP2008047565A patent/JP2009204922A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014191179A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Fuji Xerox Co Ltd | 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 |
US9341963B2 (en) | 2013-03-27 | 2016-05-17 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Electrophotographic photoreceptor, process cartridge, and image forming apparatus |
US9581919B1 (en) | 2015-09-25 | 2017-02-28 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Image forming apparatus and process cartridge |
JP2017062400A (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 富士ゼロックス株式会社 | 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 |
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