JP2012220829A - Degradation determining device for electrophotographic photoreceptor, and image forming apparatus using the device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真感光体の劣化判定装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic photoreceptor deterioration determination apparatus and an image forming apparatus including the apparatus.
電子写真技術を用いて画像を形成する電子写真方式の画像形成装置(「電子写真装置」ともいう)は、複写機、プリンター、ファクシミリ装置などに多用されている。この画像形成装置に搭載される電子写真感光体としては、有機光導電性物質を用いたいわゆる有機感光体(OPC感光体)が実用化されてきている。以下、「電子写真感光体」を「感光体」と略称する場合がある。 2. Description of the Related Art An electrophotographic image forming apparatus (also referred to as “electrophotographic apparatus”) that forms an image using electrophotographic technology is widely used in copying machines, printers, facsimile machines, and the like. As an electrophotographic photoreceptor mounted in this image forming apparatus, a so-called organic photoreceptor (OPC photoreceptor) using an organic photoconductive substance has been put into practical use. Hereinafter, the “electrophotographic photosensitive member” may be abbreviated as “photosensitive member”.
画像形成の際、一般にコロナ放電で発生するイオンを感光体表面に散布することにより、感光体表面を帯電させる。このとき、コロナ放電時に空気中の酸素や窒素から必然的にオゾンやNOxが生成する。また、画像形成装置の設置環境でNOxが発生している場合があり、例えば、小規模な個人商店や事務所などで冬期に石油またはガスストーブを使用している例が挙げられる。
このような場合、画像形成装置は、自らが発生するオゾンやNOx及び設置環境で発生するNOxを含む雰囲気に曝されることとなる。
At the time of image formation, the surface of the photoconductor is generally charged by dispersing ions generated by corona discharge on the surface of the photoconductor. At this time, ozone and NOx are inevitably generated from oxygen and nitrogen in the air during corona discharge. Further, NOx may be generated in the installation environment of the image forming apparatus. For example, an example in which oil or a gas stove is used in winter in a small private store or office can be given.
In such a case, the image forming apparatus is exposed to an atmosphere containing ozone and NOx generated by itself and NOx generated in the installation environment.
OPC感光体は生産性が高く安価であるが、オゾンといった酸化性ガスやNOxといった酸性ガスによって、帯電電位の低下や、感度変動及び残留電位増加等の電子写真特性の劣化が起り易い。さらに、反転現像を用いた画像形成装置では画像濃度の低下を引き起こす。これらの原因としては 酸化性ガス及び酸性ガスによって電荷輸送物質が加水分解されアルデヒド類を生じる化学反応が進行することが要因であると考えられている。 Although the OPC photoreceptor is highly productive and inexpensive, an oxidizing gas such as ozone or an acidic gas such as NOx tends to cause deterioration in electrophotographic characteristics such as a decrease in charging potential, sensitivity fluctuation, and increase in residual potential. Further, an image forming apparatus using reversal development causes a decrease in image density. These causes are thought to be caused by the progress of a chemical reaction in which the charge transport material is hydrolyzed by an oxidizing gas and an acidic gas to produce aldehydes.
このような不具合を回避するために、OPC感光体に酸化防止剤を添加することが知られている。例えば、電荷輸送層に2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT)等の酸化防止剤を添加する方法(例えば、特許文献1参照)、感光層にヒンダードアミン類等の酸化防止剤を添加する方法(例えば、特許文献2参照)が知られている。しかしながら、酸化防止剤は電荷トラップとして作用するため、多量に添加すると、電気特性の悪化を招くという新たな問題が生じる。 In order to avoid such problems, it is known to add an antioxidant to the OPC photoreceptor. For example, a method of adding an antioxidant such as 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT) to the charge transport layer (see, for example, Patent Document 1), an antioxidant such as hindered amines to the photosensitive layer There is known a method of adding (see, for example, Patent Document 2). However, since the antioxidant acts as a charge trap, when added in a large amount, a new problem of causing deterioration of electrical characteristics arises.
一方、感光体寿命を判定する方法として、画像形成装置内に表面電位計を設置し、感光体の表面電位の変化から感光体寿命を判定する方法が提案されている(例えば、特許文献3及び4参照)。さらに、画像形成装置内に温度計も設置し、表面電位の温度依存性を考慮して感光体寿命を判定する方法も提案されている(例えば、特許文献5参照)。
一般に電子写真感光体に用いられる電荷輸送物質は、蛍光色素と化学構造的に類似しており、紫外光によって励起すると蛍光を発することが知られている。例えば、当分野で広く用いられるアミン系化合物の場合、430nm付近あるいは530nm付近にピークを有する蛍光が観測されることが知られている(例えば、特許文献6参照)。
On the other hand, as a method for determining the life of a photoconductor, a method has been proposed in which a surface potential meter is installed in the image forming apparatus and the life of the photoconductor is determined from a change in the surface potential of the photoconductor (for example,
In general, charge transport materials used in electrophotographic photoreceptors are similar in chemical structure to fluorescent dyes, and are known to emit fluorescence when excited by ultraviolet light. For example, in the case of amine compounds widely used in this field, it is known that fluorescence having a peak around 430 nm or around 530 nm is observed (for example, see Patent Document 6).
前記のように提案されている従来の方法においては、表面電位計で感光体劣化による電位変化を検知し、感光体の寿命がきたと判断した場合には感光体の交換を促すことになる。
しかしながら、表面電位の変化と出力される画像の劣化とはほぼ対応するため、表面電位によって感光体が劣化していると判断できた時には、既に画像上問題がある状態になってしまっている。よって、画像に問題が生じてから感光体を交換するという対応では、ユーザーの業務に支障をきたしてしまう。
In the conventional method proposed as described above, a change in potential due to deterioration of the photoconductor is detected by a surface potentiometer, and if it is determined that the lifetime of the photoconductor has been reached, replacement of the photoconductor is urged.
However, since the change in the surface potential substantially corresponds to the deterioration of the output image, when it can be determined that the photoreceptor is deteriorated by the surface potential, there is already a problem on the image. Therefore, the response of exchanging the photoconductor after a problem has occurred in the image hinders the user's work.
本発明は、前記課題に鑑みなされたものであり、出力画像の品質が低下する前に電子写真感光体の寿命(交換時期)を判定することができる劣化判定装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a deterioration determination device capable of determining the life (replacement time) of an electrophotographic photosensitive member before the quality of an output image is deteriorated, and an image forming apparatus including the deterioration determination device. The purpose is to provide.
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、蛍光色素と化学構造的に類似した電子写真感光体の電荷輸送物質が発する蛍光の強度から、電荷輸送物質が分解し消失した程度を推定でき、さらには感光体の寿命を判定できることを見出し、本発明を完成させるに到った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have decomposed the charge transport material from the intensity of the fluorescence emitted from the charge transport material of the electrophotographic photoreceptor similar in chemical structure to the fluorescent dye. The present inventors have found that the degree of disappearance can be estimated and that the lifetime of the photoreceptor can be determined, and the present invention has been completed.
かくして、本発明によれば、所定波長を有する紫外光を受光し励起して蛍光を発光する電荷輸送物質を含有する層を外周部に有する電子写真感光体の劣化判定装置であって、
判定対象の前記電子写真感光体の前記電荷輸送物質を励起させて蛍光を生じさせる前記所定波長を有する紫外光を前記電荷輸送物質含有層に照射する光照射部と、
前記電荷輸送物質が発する蛍光を受光して蛍光強度を測定する蛍光検出部と、
前記蛍光検出部によって測定した前記蛍光強度と、前記電子写真感光体の前記電荷輸送物質含有層が未使用状態のときに予め測定した初期蛍光強度とを比較することにより、前記電荷輸送物質含有層の劣化度を判定する評価部とを備えた電子写真感光体の劣化判定装置が提供される。
Thus, according to the present invention, there is provided an apparatus for determining deterioration of an electrophotographic photoreceptor having a layer containing a charge transport material that receives and excites ultraviolet light having a predetermined wavelength and emits fluorescence to emit fluorescence,
A light irradiation unit that irradiates the charge transport material-containing layer with ultraviolet light having the predetermined wavelength that excites the charge transport material of the electrophotographic photosensitive member to be determined to generate fluorescence;
A fluorescence detector that receives fluorescence emitted by the charge transport material and measures fluorescence intensity;
By comparing the fluorescence intensity measured by the fluorescence detector with the initial fluorescence intensity measured in advance when the charge transport material-containing layer of the electrophotographic photoreceptor is unused, the charge transport material-containing layer An electrophotographic photosensitive member deterioration determination apparatus including an evaluation unit that determines the degree of deterioration of the image is provided.
本発明の劣化判定装置によれば、電子写真感光体の電荷輸送物質含有層中の電荷輸送物質が有する蛍光特性を利用するため、電位特性の変化よりも前に感光体劣化の兆候を検知することができる。この結果、形成画像の問題が発生する前に電子写真感光体を交換することができるため、ユーザーの業務に支障をきたすことを回避できる。 According to the degradation determination apparatus of the present invention, since the fluorescent property of the charge transport material in the charge transport material-containing layer of the electrophotographic photoreceptor is used, the sign of the photoreceptor degradation is detected before the change of the potential property. be able to. As a result, since the electrophotographic photosensitive member can be replaced before the problem of the formed image occurs, it can be avoided that the work of the user is hindered.
本発明の電子写真感光体の劣化判定装置は、前記のように、光照射部と、蛍光検出部と、評価部とを備え、電子写真感光体の電荷輸送物質含有層中の電荷輸送物質が有する蛍光特性を利用して電子写真感光体の劣化を判定することができる。具体的には、電荷輸送物質は分解すると蛍光を発しなくなるため、電荷輸送物質含有層の蛍光強度の変化を観測することで、電荷輸送物質含有層の劣化度を判定することができる。 As described above, the electrophotographic photoconductor degradation determination apparatus of the present invention includes the light irradiation unit, the fluorescence detection unit, and the evaluation unit, and the charge transport material in the charge transport material-containing layer of the electrophotographic photoconductor is Degradation of the electrophotographic photosensitive member can be determined using the fluorescence characteristics possessed. Specifically, since the charge transport material does not emit fluorescence when decomposed, the deterioration degree of the charge transport material-containing layer can be determined by observing the change in the fluorescence intensity of the charge transport material-containing layer.
前記光照射部は、判定対象の前記電子写真感光体の前記電荷輸送物質を励起させて蛍光を生じさせる所定波長を有する紫外光を前記電荷輸送物質含有層に照射する機能を有する。
前記蛍光検出部は、前記電荷輸送物質が発する蛍光を受光して蛍光強度を測定する機能を有する。
前記評価部は、前記蛍光検出部によって測定した前記蛍光強度と、前記電子写真感光体の前記電荷輸送物質含有層が未使用状態のときに予め測定した初期蛍光強度とを比較することにより、前記電荷輸送物質含有層の劣化度を判定する機能を有する。
The light irradiation unit has a function of irradiating the charge transport material-containing layer with ultraviolet light having a predetermined wavelength that excites the charge transport material of the electrophotographic photosensitive member to be determined to generate fluorescence.
The fluorescence detection unit has a function of receiving fluorescence emitted from the charge transport material and measuring fluorescence intensity.
The evaluation unit compares the fluorescence intensity measured by the fluorescence detection unit with the initial fluorescence intensity measured in advance when the charge transport material-containing layer of the electrophotographic photosensitive member is unused. It has a function of determining the degree of deterioration of the charge transport material-containing layer.
本発明の劣化判定装置を備えることができる電子写真方式の画像形成装置としては、特に限定されず、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はこれらの複合機が含まれる。 The electrophotographic image forming apparatus that can be provided with the degradation determination apparatus of the present invention is not particularly limited, and includes, for example, an electrophotographic copying machine, a printer, a facsimile machine, or a complex machine thereof.
この電子写真感光体の劣化判定装置は、次の(1)〜(4)のように構成されてもよく、これらが適宜組み合わされてもよい。
(1)前記評価部は、前記初期蛍光強度を基準値Dとし、かつ前記蛍光強度を測定値Dmとした場合に、Dm<Db×α(αは1より小さい係数)と判断すると警告信号を出力するよう構成されている。
このようにすれば、この劣化判定装置を備えた画像形成装置のユーザーに対して、形成画像の品質が低下する前に、電子写真感光体の交換時期を積極的に知らせることが可能となる。
The electrophotographic photosensitive member deterioration determination apparatus may be configured as in the following (1) to (4), and these may be combined as appropriate.
(1) When the evaluation unit determines that Dm <Db × α (α is a coefficient smaller than 1) when the initial fluorescence intensity is the reference value D and the fluorescence intensity is the measurement value Dm, a warning signal is output. It is configured to output.
In this way, it is possible to actively inform the user of the image forming apparatus provided with this deterioration determining device about the replacement time of the electrophotographic photosensitive member before the quality of the formed image is lowered.
(2)前記光照射部が紫外発光ダイオードであり、前記蛍光検出部がシリコンフォトダイオードである。
このようにすれば、大規模な分析装置は不要であるため、低コストにて劣化判定装置を作製することができる。また、光照射部は、ランプを用いず、紫外発光ダイオードを用いて構成されるため、落下や衝撃に強い劣化判定装置を得ることができる。
(2) The light irradiation unit is an ultraviolet light emitting diode, and the fluorescence detection unit is a silicon photodiode.
In this way, since a large-scale analysis device is not necessary, a deterioration determination device can be manufactured at low cost. In addition, since the light irradiation unit is configured using an ultraviolet light emitting diode without using a lamp, a deterioration determination device that is resistant to dropping and impact can be obtained.
(3)前記蛍光検出部が受光面にフィルターを有していてもよい。
このようにすれば、光照射部からの直接光及び反射光は、フィルターにて確実にカットされて蛍光検出部への入射を阻止される。その結果、蛍光検出部は、電荷輸送物質が励起して発した蛍光のみを受光することができる。
よって、構成(3)によれば、高精度な劣化判定を行うことができると共に、高精度な劣化判定を行うための光照射部及び蛍光検出部の配置が容易となる。
なお、光照射部の発光波長と蛍光検出部の感度波長がある程度異なれば、例えば、100nm以上の差があれば、光照射部からの直接光及び反射光が蛍光と混合して蛍光検出部に入射しても、蛍光検出部による蛍光のみの検知が可能である。そのため、本発明において、フィルターは必須要件ではない。
また、蛍光検出部のシリコンフォトダイオードの感度は可視光全域であり、紫外光領域での感度は低いため、フィルターなしに直接受光しても蛍光の検知が可能であるが、紫外光LEDの長波長成分や画像露光に用いる赤外光の短波長成分による誤動作を防ぐためバンドパスフィルターを設けることが好ましい。
(3) The fluorescence detection unit may have a filter on the light receiving surface.
If it does in this way, the direct light and reflected light from a light irradiation part will be cut reliably by a filter, and the entrance to a fluorescence detection part will be blocked | prevented. As a result, the fluorescence detection unit can receive only the fluorescence emitted by excitation of the charge transport material.
Therefore, according to the configuration (3), it is possible to perform highly accurate deterioration determination, and it is easy to arrange the light irradiation unit and the fluorescence detection unit for performing highly accurate deterioration determination.
If the emission wavelength of the light irradiator and the sensitivity wavelength of the fluorescence detector differ to some extent, for example, if there is a difference of 100 nm or more, direct light and reflected light from the light irradiator are mixed with the fluorescence to the fluorescence detector. Even if it is incident, only the fluorescence can be detected by the fluorescence detection unit. Therefore, in the present invention, the filter is not an essential requirement.
In addition, the sensitivity of the silicon photodiode in the fluorescence detector is in the entire visible light region, and the sensitivity in the ultraviolet light region is low. Therefore, it is possible to detect fluorescence even when directly receiving light without a filter. It is preferable to provide a band-pass filter in order to prevent malfunction due to wavelength components and short wavelength components of infrared light used for image exposure.
(4)前記光照射部は発光波長360〜460nmの光を照射可能に構成され、前記蛍光検出部は波長510〜580nmの光を検知可能に構成されている。
このようにすれば、電荷輸送物質が発する蛍光の蛍光波長が蛍光検出部の特性に合致するため、判定ミスを抑制し、より高精度な劣化判定を行うことができる。
(4) The light irradiation unit is configured to be able to irradiate light having an emission wavelength of 360 to 460 nm, and the fluorescence detection unit is configured to be able to detect light having a wavelength of 510 to 580 nm.
In this way, since the fluorescence wavelength of the fluorescence emitted by the charge transport material matches the characteristics of the fluorescence detection unit, it is possible to suppress determination mistakes and perform deterioration determination with higher accuracy.
また、本発明の別の観点によれば、静電潜像が形成される表面を有する電子写真感光体と、前記劣化判定装置と、前記感光体の表面を帯電させる帯電部と、前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光部と、前記感光体の表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部と、前記感光体の表面のトナー像を記録媒体に転写する転写部と、前記感光体の表面を清浄化するクリーニング部と、トナー像を記録媒体に定着させる定着部とを備えた画像形成装置が提供される。
この画像形成装置によれば、電子写真感光体の劣化による形成画像の不良を未然に防止できる。
According to another aspect of the present invention, an electrophotographic photosensitive member having a surface on which an electrostatic latent image is formed, the deterioration determining device, a charging unit for charging the surface of the photosensitive member, and the photosensitive member An exposure unit that forms an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive member, a developing unit that supplies toner to the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive member to form a toner image, and a toner image on the surface of the photosensitive member. An image forming apparatus is provided that includes a transfer unit that transfers the toner image, a cleaning unit that cleans the surface of the photoconductor, and a fixing unit that fixes a toner image on a recording medium.
According to this image forming apparatus, it is possible to prevent defects in the formed image due to deterioration of the electrophotographic photosensitive member.
この画像形成装置は、次の(A)〜(C)のように構成されてもよい。 This image forming apparatus may be configured as follows (A) to (C).
(A)前記劣化判定装置の前記評価部は、前記初期蛍光強度を基準値Dとし、かつ前記蛍光強度を測定値Dmとした場合に、Dm<Db×α(αは1より小さい係数)と判断すると警告信号を出力するよう構成され、
前記画像形成装置は、前記警告信号が入力される制御部と、該制御部と電気的に接続された表示部及び駆動部とをさらに備え、
前記制御部は、前記警告信号に基づいて、前記電子写真感光体の交換を促す表示を表示させるよう前記表示部を制御する機能を有する。
このようにすれば、障害が発生する前に、電子写真感光体の交換すべき時期をユーザーが知ることができるため、業務の中断がない画像形成装置を実現できる。
(A) The evaluation unit of the degradation determination apparatus, when the initial fluorescence intensity is a reference value D and the fluorescence intensity is a measurement value Dm, Dm <Db × α (α is a coefficient smaller than 1) and When judged, it is configured to output a warning signal,
The image forming apparatus further includes a control unit to which the warning signal is input, a display unit and a drive unit electrically connected to the control unit,
The control unit has a function of controlling the display unit to display a display prompting replacement of the electrophotographic photosensitive member based on the warning signal.
In this way, the user can know when the electrophotographic photosensitive member should be replaced before a failure occurs, so that an image forming apparatus without interruption of business can be realized.
(B)前記制御部は、前記警告信号に基づいて、画像形成動作を開始させない停止維持信号を出力するよう構成されている。
このようにすれば、不良画像を出力して用紙を無駄に消費することを回避できる。
(B) The control unit is configured to output a stop maintaining signal that does not start the image forming operation based on the warning signal.
In this way, it is possible to avoid wasteful consumption of paper by outputting a defective image.
(C)前記電子写真感光体は、下記一般式(I):
Ar1及びAr2は、互いに同一または異なって、置換基を有してもよいアリール基または置換基を有してもよい複素環基を表し、
Ar3は、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい複素環基、置換基を有してもよいアラルキル基または置換基を有してもよいアルキル基を表し、
Ar4及びAr5は、互いに同一または異なって、水素原子、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい複素環基、置換基を有してもよいアラルキル基または置換基を有してもよいアルキル基を表し、ただし、Ar4及びAr5が共に水素原子ではなく、Ar4及びAr5は、原子または原子団を介して互いに結合して環構造を形成してもよく、
aは、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいジアルキルアミノ基、置換基を有してもよいアリール基、ハロゲン原子または水素原子を表し、
mは1〜6の整数であり、mが2以上のとき、複数のaは、互いに同一または異なって、互いに結合して環構造を形成してもよく、
R11は、水素原子、ハロゲン原子または置換基を有してもよいアルキル基を表し、
R12、R13及びR14は、互いに同一または異なって、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい複素環基または置換基を有してもよいアラルキル基を表し、
nは0〜3の整数であり、nが2または3のとき、複数のR12は、互いに同一または異なり、複数のR13は、互いに同一または異なり、ただし、nが0のとき、Ar3は置換基を有してもよい複素環基を表す)
で示される電荷輸送物質を含有する電荷輸送物質含有層を有する。
(C) The electrophotographic photosensitive member has the following general formula (I):
Ar 1 and Ar 2 are the same or different from each other, and each represents an aryl group which may have a substituent or a heterocyclic group which may have a substituent,
Ar 3 represents an aryl group that may have a substituent, a heterocyclic group that may have a substituent, an aralkyl group that may have a substituent, or an alkyl group that may have a substituent. ,
Ar 4 and Ar 5 are the same or different from each other, and are a hydrogen atom, an aryl group that may have a substituent, a heterocyclic group that may have a substituent, an aralkyl group that may have a substituent, or Represents an alkyl group which may have a substituent, provided that Ar 4 and Ar 5 are not hydrogen atoms, and Ar 4 and Ar 5 are bonded to each other via an atom or an atomic group to form a ring structure. You can,
a represents an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, a dialkylamino group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, a halogen atom; Or a hydrogen atom,
m is an integer of 1 to 6, and when m is 2 or more, a plurality of a may be the same or different from each other and may be bonded to each other to form a ring structure;
R 11 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group which may have a substituent,
R 12 , R 13, and R 14 are the same or different from each other, and are a hydrogen atom, an alkyl group that may have a substituent, an aryl group that may have a substituent, or a complex that may have a substituent. Represents an aralkyl group which may have a ring group or a substituent,
n is an integer of 0 to 3, and when n is 2 or 3, the plurality of R 12 are the same or different from each other, and the plurality of R 13 are the same or different from each other, provided that when n is 0, Ar 3 Represents a heterocyclic group which may have a substituent.
A charge transport material-containing layer containing a charge transport material represented by
前記一般式(I)で示される電荷輸送物質は、高い電荷移動度を有している。そのため、この電荷輸送物質の層(電荷輸送物質含有層)を有する電子写真感光体を備えた画像形成装置は、高速画像形成を行うことができる。換言すると、高速画像形成が可能な画像形成装置の電子写真感光体の劣化判定に好適となる。
この一般式(I)で示される化合物は、例えば、特開2004−151666号公報に記載の製造方法により製造できる。
なお、前記一般式(I)で示される電荷輸送物質はエナミン系化合物であり、オゾンといった酸化性ガスまたはNOxといった酸性ガスの雰囲気下では、加水分解により、窒素原子とR11との間のC炭素原子と前記窒素原子との結合が切れると推定される。
The charge transport material represented by the general formula (I) has high charge mobility. Therefore, an image forming apparatus including an electrophotographic photosensitive member having this charge transport material layer (charge transport material-containing layer) can perform high-speed image formation. In other words, it is suitable for determining deterioration of the electrophotographic photosensitive member of the image forming apparatus capable of high-speed image formation.
The compound represented by the general formula (I) can be produced, for example, by the production method described in JP-A No. 2004-151666.
Note that the charge transport material represented by the general formula (I) is an enamine-based compound, and in an atmosphere of an oxidizing gas such as ozone or an acidic gas such as NOx, C is formed between the nitrogen atom and R 11 by hydrolysis. It is presumed that the bond between the carbon atom and the nitrogen atom is broken.
以下、本発明の電子写真感光体の劣化判定装置及びそれを備えた画像形成装置の具体的な実施形態について詳説する。 Hereinafter, specific embodiments of an electrophotographic photosensitive member deterioration determination apparatus and an image forming apparatus including the same will be described in detail.
図1は本発明の劣化判定装置を備えた画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図であり、図2は本発明の劣化判定装置の一実施形態を示す概略構成図であり、図3は図1の劣化判定装置を備えた画像形成装置のブロック図であり、図4は図1の画像形成装置に備えられた電子写真感光体の積層構造を示す一部拡大断面図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an image forming apparatus provided with the degradation determination device of the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the degradation determination device of the present invention. FIG. 4 is a block diagram of an image forming apparatus provided with the degradation determination device of FIG. 1, and FIG. 4 is a partially enlarged sectional view showing a laminated structure of electrophotographic photosensitive members provided in the image forming device of FIG.
図1と図3に示すように、この画像形成装置(レーザープリンタ)100は、電子写真感光体1(以下、「感光体1」と略称する場合がある)と、帯電部(帯電器)32と、露光部(半導体レーザー)31と、現像部(現像器)33と、転写部(転写帯電器)34と、クリーニング部(クリーナ)36と、除電部(除電器)30と、搬送ベルト(図示せず)と、定着部(定着器)35と、制御部41と、表示部42と、駆動部43とを備え、さらに、本発明の劣化判定装置2を備えている。
また、感光体1は、導電性基体11上に、中間層12、電荷発生物質13aを含有する電荷発生層13及び電荷輸送物質14aを含有する電荷輸送層(電荷輸送物質含有層)14がこの順序で積層されてなる。
以下、図1〜図4を参照しながら劣化判定装置2、感光体1及び画像形成装置100を具体的に説明する。
As shown in FIGS. 1 and 3, the image forming apparatus (laser printer) 100 includes an electrophotographic photosensitive member 1 (hereinafter sometimes abbreviated as “
In addition, the
Hereinafter, the
<劣化判定装置>
劣化判定装置2は、光照射部2Aと、蛍光検出部2Bと、評価部2Cとを備えている。
光照射部2Aは、感光体1の電荷輸送物質13aを励起させて蛍光を発光させることができる波長の紫外光(励起光)を照射する。
電荷輸送物質は、特定波長の紫外光によって励起されると共に、固有の蛍光波長の蛍光を発する。つまり、電荷輸送物質の種類が異なれば、励起光の波長(励起波長)及び蛍光波長も異なる。そのため、光照射部2Aは、判定対象の感光体1に用いられている電荷輸送物質13aを励起させて蛍光Lfを発光させることができる波長の紫外光Leを照射するものである必要がある。
<Deterioration determination device>
The
The
The charge transport material is excited by ultraviolet light having a specific wavelength and emits fluorescence having a specific fluorescence wavelength. That is, the wavelength of the excitation light (excitation wavelength) and the fluorescence wavelength differ depending on the type of charge transport material. Therefore, the
さらに、励起光Leの励起波長は、次の理由により、360〜460nmであることが好ましい。
励起波長が360nm未満であると、励起光Leによって感光体1の電荷輸送層14、電荷発生層13等の膜が劣化して感光体1の感度が低下するおそれがある。また、使用する電荷輸送物質13aの種類にもよるが、励起波長が460nmを越えると、電荷輸送物質13aの蛍光波長と励起波長の差が50nm未満に小さくなる場合が生じ、その結果、蛍光検出部2Bが励起光Leを検知し易くなるため、蛍光検出部2Bによる蛍光強度の測定を高精度に行い難くなる。
よって、光照射部2Aとしては、360〜460nmの励起光Leを照射するものを用いることが好ましい。これに伴い、電荷輸送物質13aとしては、360〜460nmの励起光Leによって蛍光Lfを発するものを用いることが好ましい。
360〜460nmの励起光Leを照射可能な光照射部2Aとしては、例えば、発光ダイオードや半導体レーザといった発光素子を用いることができる。具体的に、発光ダイオードとしては紫外発光ダイオードを用いることができ、半導体レーザとしては青紫色半導体レーザを用いることができる。
Furthermore, the excitation wavelength of the excitation light Le is preferably 360 to 460 nm for the following reason.
If the excitation wavelength is less than 360 nm, films such as the
Therefore, it is preferable to use what irradiates the excitation light Le of 360-460 nm as the
For example, a light emitting element such as a light emitting diode or a semiconductor laser can be used as the
前記のように、電荷輸送物質13aとしては、360〜460nmの励起光Leによって蛍光Lfを発するものを用いることが好ましく、さらに、蛍光検出部2Bによる高精度な検知を行う観点から、460nmの励起波長よりも50nm以上、好ましくは100nm以上の差を有する蛍光波長(ピーク波長)の蛍光Lfを発するものがより好ましい。つまり、510nm以上の蛍光波長の蛍光Lf、好ましくは560nm以上の蛍光波長の蛍光Lfを発する電荷輸送物質13aを用いることが好ましい。例えば、本発明においては、360〜580nmの蛍光波長を有する電荷輸送物質13aを用いることができる。
As described above, it is preferable to use the
これに伴い、蛍光検出部2Bは、510nm以上の蛍光波長を検出できるもの(検出波長510nm以上)を用いることが好ましい。蛍光検出部2Bの検出波長の上限は、特に限定されず、用いる電荷輸送物質13aの蛍光波長の上限(例えば、580nm)とすることができる。なお、蛍光検出部2Bの検出波長の上限は、580nmを越えてもよいが、画像露光波長が赤色光である場合、画像書き込み光による誤動作を防止する観点から、580nmとするのがよい。
蛍光検出部2Bとしては、例えば、フォトダイオードといった受光素子を用いることができる。さらに、蛍光検出部2Bは、所定波長を含む特定の波長領域の光のみを検出するために、受光面にフィルター(例えば干渉フィルター)を有してもよい。紫外発光ダイオードまたは青紫色半導体レーザを光照射部2Aとして用いる場合、フィルターとしては紫外線カットフィルターを用いる。
Accordingly, it is preferable to use a
As the
光照射部2Aと蛍光検出部2Bは、二点鎖線で示す筐体3によって一体化されると共に、例えば、除電部30と帯電部32との間の感光体1の外周面近傍に配置されている。この位置は、トナーが除去され、かつ除電されているため、感光体1の外周面部分の劣化判定を正確に行えると共に、運転中の画像形成に影響を与えないため、筐体3を固定する位置として好ましい。なお、後述する評価部2Cは、筐体3によって光照射部2A及び蛍光検出部2Bと一体化されてもよいが、別の位置に設けられてもよい。
また、例えば、光照射部2Aと蛍光検出部2Bは、感光体1の回転軸線44と平行な方向に並んで配置される。
さらに好ましくは、光照射部2Aと蛍光検出部2Bは、感光体1の画像形成域外の一方の端部に設けることである。
The
For example, the
More preferably, the
評価部2Cは、図示しない信号入力部、記憶部、演算部及び信号出力部を備える。なお、評価部2Cは、前記筐体3内に配置されてもよいし、あるいは画像形成装置100の装置本体内の適当な箇所に配置されてもよい。
信号入力部は、蛍光検出部2Bから信号線を介して蛍光強度信号が入力されると共に、その蛍光強度信号を測定値Dmに変換する機能を有する。
記憶部は、判定対象の感光体1が未使用状態のときの電荷輸送層14の電荷輸送物質14aの初期蛍光強度(基準値Db)を記憶する機能を有する。なお、基準値Dbの記憶部への入力は、例えば、この劣化判定装置を用いて未使用の電荷輸送層14の電荷輸送物質14aの初期蛍光強度を測定する際、基準値Dbを信号入力部から記憶部へ転送することにより行うことができる。
The evaluation unit 2C includes a signal input unit, a storage unit, a calculation unit, and a signal output unit (not shown). Note that the
The signal input unit receives a fluorescence intensity signal from the
The storage unit has a function of storing the initial fluorescence intensity (reference value Db) of the
演算部は、信号入力部からの測定値Dm及び記憶部からの基準値Dbが入力されると共に、例えば、測定値Dmが所定値(Db×α)を下回ると判断した場合に警告信号を信号出力部へ出力する機能を有する。
ここで、前記所定値(Db×α)は、警告信号を出力すべきか否かを判断する値であり、この値を下回ると警告信号を出力すべきと判断される。また、警告信号を出力すべき時期は、感光体1によって形成画像に問題が生じる前であって、所定枚数(例えば、1000枚)の印刷を開始すると形成画像に問題が生じ始める時期とされる。なお、所定値(Db×α)中のαは、所定値を算出するための1より小さい係数であり、事前の実験により求めることができる。
信号出力部は、演算部からの警告信号を画像形成装置100の後述する表示部及び制御部へ出力する機能を有する。
The arithmetic unit receives the measurement value Dm from the signal input unit and the reference value Db from the storage unit, and outputs a warning signal when determining that the measurement value Dm is below a predetermined value (Db × α), for example. It has a function to output to the output unit.
Here, the predetermined value (Db × α) is a value for determining whether or not a warning signal should be output, and if it falls below this value, it is determined that a warning signal should be output. The warning signal should be output before the problem occurs in the formed image by the
The signal output unit has a function of outputting a warning signal from the calculation unit to a display unit and a control unit described later of the
<電子写真感光体>
前記のように、感光体1は、導電性基体11上に、中間層12、電荷発生物質13aを含有する電荷発生層13、及び電荷輸送物質14aを含有する電荷輸送層14がこの順序で積層されてなる。この場合、電荷発生層13及び電荷輸送層14から2層構造の感光層が構成されている。
しかしながら、本実施形態における感光体1は例示であり、本発明において感光体1はこの構成に限定されるものではない。例えば、中間層は任意の構成要素であるため省略することができる。また、感光体1の最表面に保護層が設けられていてもよい。
以下、本実施形態で例示した感光体1を構成する各構成要素について説明する。
<Electrophotographic photoreceptor>
As described above, in the
However, the
Hereafter, each component which comprises the
[導電性基体]
導電性基体11の構成材料は、電子写真感光体の電極としての機能と支持部材としての機能を有し、当該分野で用いられる材料であれば特に限定されない。
具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、亜鉛、ステンレス鋼、チタンなどの金属材料;金属箔、金属蒸着層、あるいは導電性高分子、酸化スズ、酸化インジウムなどの導電性化合物の蒸着層又は塗布層が、支持体の表面に積層されてなる積層材料などを用いることができる。なお、前記支持体の材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリスチレンなどの高分子材料、硬質紙又はガラスなどが挙げられる。
導電性基体11の構成材料として、特に好ましくは、JIS3003系、JIS5000系及びJIS6000系などのアルミニウム合金が用いられる。
[Conductive substrate]
The constituent material of the
Specifically, a metal material such as aluminum, aluminum alloy, copper, zinc, stainless steel, and titanium; a metal foil, a metal deposition layer, or a deposition layer of a conductive compound such as a conductive polymer, tin oxide, or indium oxide; A laminated material in which the coating layer is laminated on the surface of the support can be used. Examples of the material of the support include polymer materials such as polyethylene terephthalate, nylon, and polystyrene, hard paper, and glass.
As the constituent material of the
導電性基体の形状は、円筒状又は円柱状が好ましい。
導電性基体11の表面には、必要に応じて、画質に影響のない範囲内で、陽極酸化皮膜処理、薬品若しくは熱水などによる表面処理、着色処理、又は表面を粗面化するなどの乱反射処理を施してもよい。
乱反射処理は、レーザを露光光源として用いる場合に特に有効である。すなわち、レーザを露光光源として用いる電子写真プロセスでは、レーザ光の波長が揃っているので、感光体表面で反射されるレーザ光と感光体内部で反射されるレーザ光とが干渉を起こす。この結果、前記干渉による干渉縞が画像上に現れて画像欠陥となることがある。導電性基体の表面に乱反射処理を施すことにより、波長の揃ったレーザ光の干渉による画像欠陥を防止することができる。
The shape of the conductive substrate is preferably cylindrical or columnar.
If necessary, the surface of the
The irregular reflection process is particularly effective when a laser is used as an exposure light source. That is, in the electrophotographic process using a laser as an exposure light source, the wavelengths of the laser light are uniform, so that the laser light reflected on the surface of the photoconductor and the laser light reflected inside the photoconductor cause interference. As a result, interference fringes due to the interference may appear on the image, resulting in an image defect. By subjecting the surface of the conductive substrate to irregular reflection treatment, it is possible to prevent image defects caused by interference of laser light having a uniform wavelength.
[中間層]
本実施形態のように、感光体1は、導電性基体11と電荷発生層13との間に中間層12を有していることが好ましい。
中間層(「下引き層」ともいう)12は、導電性基体11から感光層(電荷発生層13及び電荷輸送層14)への電荷の注入を防止する機能を有する。そのため、感光体1の帯電性の低下を防ぐことができ、露光によって消去されるべき部分以外の表面電荷の減少を抑え、画像にかぶりなどの欠陥が発生することを防止できる。特に、反転現像プロセスによる画像形成では、白地部分にトナーからなる微小な黒点が形成されることによる画像かぶりの発生が防止される。
中間層12は、例えば、樹脂材料を適当な溶剤に溶解させて中間層形成用塗布液を調製し、この塗布液を導電性基体11の表面に塗布し、乾燥により有機溶剤を除去することによって形成できる。
[Middle layer]
As in the present embodiment, the
The intermediate layer (also referred to as “undercoat layer”) 12 has a function of preventing charge injection from the
The
前記樹脂材料としては、後述の電荷発生層13に含まれるものと同様のバインダ樹脂に加えて、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、エチルセルロースなどの天然高分子材料などが挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用できる。これらの樹脂の中でも、ポリアミド樹脂が好ましく、特にアルコール可溶性ナイロン樹脂が特に好ましい。
アルコール可溶性ナイロン樹脂としては、例えば6−ナイロン、6,6−ナイロン、6,10−ナイロン、11−ナイロン、2−ナイロン及び12−ナイロンなどを共重合させた、いわゆる共重合ナイロン、ならびにN−アルコキシメチル変性ナイロン及びN−アルコキシエチル変性ナイロンのようにナイロンを化学的に変性させた樹脂などが挙げられる。
Examples of the resin material include natural polymer materials such as casein, gelatin, polyvinyl alcohol, and ethyl cellulose in addition to the same binder resin as that included in the
Examples of alcohol-soluble nylon resins include 6-nylon, 6,6-nylon, 6,10-nylon, 11-nylon, 2-nylon and 12-nylon, which are so-called copolymer nylon, and N- Examples thereof include resins obtained by chemically modifying nylon such as alkoxymethyl-modified nylon and N-alkoxyethyl-modified nylon.
樹脂材料を溶解又は分散させる溶剤としては、例えば、水、メタノール、エタノール、ブタノールなどのアルコール類、メチルカルビトール、ブチルカルビトールなどのグライム類、ジクロロエタン、クロロホルム、トリクロロエタンなどの塩素系溶剤、アセトン、ジオキソラン、これらの溶剤を2種以上混合した混合溶剤などが挙げられる。これらの溶剤の中でも、環境汚染を考慮すると、非ハロゲン系有機溶剤が好適に用いられる。
中間層12の塗布方法としては、スプレー法、バーコート法、ロールコート法、ブレード法、リング法、インクジェット塗布法及び浸漬塗布法などを挙げることができる。
Examples of the solvent for dissolving or dispersing the resin material include water, alcohols such as methanol, ethanol and butanol, glymes such as methyl carbitol and butyl carbitol, chlorinated solvents such as dichloroethane, chloroform and trichloroethane, acetone, Examples include dioxolane and mixed solvents in which two or more of these solvents are mixed. Among these solvents, non-halogen organic solvents are preferably used in consideration of environmental pollution.
Examples of the coating method of the
また、中間層形成用塗布液は、金属酸化物粒子を含んでいてもよい。
金属酸化物粒子は、中間層12の体積抵抗値を容易に調節でき、各種環境下において感光体1の電気特性を維持できる。
また、金属酸化物粒子は中間層12の導電性基体11でのレーザー光の反射を抑制して干渉縞状の不良画像(モアレ)の発生を防止する。
金属酸化物粒子としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化スズなどが挙げられる。
中間層形成用塗布液におけるバインダ樹脂と金属酸化物粒子との合計重量Cと溶剤の重量Dとの比率(C/D)は、1/99〜40/60が好ましく、2/98〜30/70が特に好ましい。
また、バインダ樹脂の重量Eと金属酸化物粒子の重量Fとの比率E/Fは、90/10〜1/99が好ましく、70/30〜5/95が特に好ましい。
Moreover, the coating liquid for intermediate | middle layer formation may contain the metal oxide particle.
The metal oxide particles can easily adjust the volume resistance value of the
Further, the metal oxide particles suppress the reflection of the laser beam on the
Examples of the metal oxide particles include titanium oxide, aluminum oxide, aluminum hydroxide, and tin oxide.
The ratio (C / D) of the total weight C of the binder resin and metal oxide particles in the coating liquid for forming an intermediate layer to the weight D of the solvent is preferably 1/99 to 40/60, and 2/98 to 30 /. 70 is particularly preferred.
The ratio E / F between the weight E of the binder resin and the weight F of the metal oxide particles is preferably 90/10 to 1/99, and particularly preferably 70/30 to 5/95.
中間層12の膜厚は特に限定されないが、0.01〜20μmが好ましくは、0.05〜10μmが特に好ましい。
中間層12の膜厚が20μmを超える場合には、均一な膜厚の中間層12を形成し難く、そのため中間層12上に均一な膜厚の電荷発生層13を形成し難くなり、感光体1の感度が低下するおそれがある。一方、中間層12の膜厚が0.01μm未満の場合には、下引き層として実質的に機能しなくなり、導電性基体11の欠陥を被覆して均一な中間層表面が得られないおそれがある。すなわち、導電性基体11からの感光層への電荷の注入を防止することができなくなり、感光体1の帯電性の低下が生じる。
なお、導電性基体11の構成材料がアルミニウムの場合には、アルマイトを含む層(アルマイト層)を形成し、その層を中間層12として機能させることができる。
The film thickness of the
When the thickness of the
When the constituent material of the
[電荷発生層]
電荷発生層13は、光を吸収することによって電荷を発生する電荷発生物質13を主成分として含有する。
電荷発生物質13aとしては、例えば、モノアゾ系顔料、ビスアゾ系顔料及びトリスアゾ系顔料などのアゾ系顔料;インジゴ及びチオインジゴなどのインジゴ系顔料;ペリレンイミド及びペリレン酸無水物などのペリレン系顔料;アントラキノン及びピレンキノンなどの多環キノン系顔料;オキソチタニウムフタロシアニン化合物といった金属フタロシアニン及び無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物;スクアリリウム色素、ピリリウム塩類、チオピリリウム塩類、トリフェニルメタン系色素などの有機光導電性材料;セレン及び非晶質シリコンなどの無機光導電性材料などが挙げられる。
これらの電荷発生物質は、1種が単独で使用されてもよく、あるいは2種以上が組合わされて使用されてもよい。
これらの電荷発生物質の中でも、下記一般式(A)で示されるオキソチタニウムフタロシアニン化合物を用いることが好ましい。
[Charge generation layer]
The
Examples of the
One of these charge generation materials may be used alone, or two or more of these charge generation materials may be used in combination.
Among these charge generating materials, it is preferable to use an oxotitanium phthalocyanine compound represented by the following general formula (A).
前記一般式(A)において、X1,X2,X3及びX4は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、アルキル基又はアルコキシ基を示し、r,s,y及びzは、それぞれ0〜4の整数を示す。
オキソチタニルフタロシアニンは、現在一般的に用いられているレーザ光及びLED光の発振波長域(近赤外光)で高い電荷発生効率と電荷注入効率とを有する電荷発生物質である。そのため、オキソチタニルフタロシアニンは、光を吸収することによって多量の電荷を発生させるとともに、発生した電荷をその内部に蓄積することなく電荷輸送物質に効率よく注入する。
In the general formula (A), X 1 , X 2 , X 3 and X 4 each represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group or an alkoxy group, and r, s, y and z are each 0-4. Indicates an integer.
Oxo titanyl phthalocyanine is a charge generation material having high charge generation efficiency and charge injection efficiency in the oscillation wavelength region (near infrared light) of laser light and LED light that is generally used at present. Therefore, oxo titanyl phthalocyanine generates a large amount of charge by absorbing light, and efficiently injects the generated charge into the charge transport material without accumulating inside it.
前記一般式(A)で示されるオキソチタニウムフタロシアニン化合物は、例えば、Moser及びThomasによるPhthalocyanine Compounds、Reinhold Publishing Corp.、New York、1963に記載されている方法などの従来公知の製造方法に従って製造することができる。
例えば、前記一般式(A)で示されるオキソチタニウムフタロシアニン化合物のうち、X1,X2,X3及びX4が共に水素原子であるオキソチタニウムフタロシアニンは、フタロニトリルと四塩化チタンとを、加熱融解するか、又はα−クロロナフタレンなどの適当な溶媒中で加熱反応させることによってジクロロチタニウムフタロシアニンを合成し、次いで、塩基又は水で加水分解することによって製造することができる。また、イソインドリンとテトラブトキシチタンなどのチタニウムテトラアルコキシドとを、N−メチルピロリドンなどの適当な溶媒中で加熱反応させることによっても、オキソチタニウムフタロシアニンを製造することができる。
The oxotitanium phthalocyanine compound represented by the general formula (A) is produced according to a conventionally known production method such as, for example, the method described in Phthhalocyanine Compounds by Moser and Thomas, Reinhold Publishing Corp., New York, 1963. Can do.
For example, among the oxotitanium phthalocyanine compounds represented by the general formula (A), oxotitanium phthalocyanine in which X 1 , X 2 , X 3 and X 4 are all hydrogen atoms is obtained by heating phthalonitrile and titanium tetrachloride. Dichlorotitanium phthalocyanine can be synthesized by melting or heat-reacting in a suitable solvent such as α-chloronaphthalene and then hydrolyzing with a base or water. Alternatively, oxotitanium phthalocyanine can also be produced by reacting isoindoline with titanium tetraalkoxide such as tetrabutoxytitanium in a suitable solvent such as N-methylpyrrolidone.
電荷発生層13には、結着性を向上させるために、バインダ樹脂が含有されてもよい。バインダ樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂及びポリビニルホルマール樹脂などの樹脂、並びにこれらの樹脂を構成する繰返し単位のうちの2つ以上を含む共重合体樹脂などが挙げられる。
The
共重合体樹脂の具体例としては、例えば、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体樹脂及びアクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂などの絶縁性樹脂などを挙げることができる。
バインダ樹脂は上記のものに限定されず、この分野において一般に用いられる樹脂をバインダ樹脂として使用することもできる。バインダ樹脂は、1種が単独で使用されてもよく、あるいは2種以上が併用されてもよい。
Specific examples of the copolymer resin include insulating resins such as vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride copolymer resin, and acrylonitrile-styrene copolymer resin. Can be mentioned.
The binder resin is not limited to the above, and a resin generally used in this field can be used as the binder resin. Binder resin may be used individually by 1 type, or 2 or more types may be used together.
電荷発生層13における電荷発生物質の割合は、10重量%〜99重量%であることが好ましい。電荷発生物質の割合が10重量%未満であると、感光体1の感度が低下するおそれがある。また、電荷発生物質の割合が99重量%を超えると、バインダ樹脂の含有量が低すぎて、電荷発生層13の膜強度が低下する可能性がある。さらに、電荷発生層13における電荷発生物質の分散性が低下して電荷発生物質の粗大粒子が増大し、消去されるべき部分以外の表面電荷が露光によって減少する。その結果、画像欠陥、特に白地にトナーが付着し微小な黒点が形成され、画像のかぶりが多くなるおそれもある。
The ratio of the charge generation material in the
電荷発生層13の形成方法としては、前記電荷発生物質13aを導電性基体11上に真空蒸着する真空蒸着法、溶剤中に電荷発生物質13aを含む電荷発生層用塗布液を導電性基体11の表面に塗布する塗布法などが挙げられる。これらの中でも簡便な塗布法が好適に用いられる。
電荷発生層用塗布液は、例えば、適当な溶剤中に電荷発生物質13a及び必要に応じて前述のバインダ樹脂を加え、従来公知の方法で分散させることによって調製することができる。
As a method for forming the
The coating solution for the charge generation layer can be prepared, for example, by adding the
電荷発生層用塗布液に使用される溶剤としては、例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサンなどのエーテル類、1,2−ジメトキシエタンといったエチレングリコールのアルキルエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどの非プロトン性極性溶剤などが挙げられる。これらの溶剤は、1種が単独で使用されてもよく、または2種以上が混合されて混合溶剤として使用されてもよい。環境汚染を考慮すると、非ハロゲン溶剤を用いることが好ましい。 Solvents used in the coating solution for the charge generation layer include, for example, halogenated hydrocarbons such as dichloromethane and dichloroethane, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone, esters such as ethyl acetate and butyl acetate, tetrahydrofuran (THF ), Ethers such as dioxane, alkyl ethers of ethylene glycol such as 1,2-dimethoxyethane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, etc. Examples include aprotic polar solvents. One of these solvents may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used as a mixed solvent. In consideration of environmental pollution, it is preferable to use a non-halogen solvent.
電荷発生物質13aは、溶剤中に分散される前に、予め粉砕機によって粉砕処理されてもよい。粉砕処理に用いられる粉砕機としては、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライタ、振動ミル及び超音波分散機などが挙げられる。
電荷発生物質13aを溶剤中に分散させる際に用いられる分散機としては、例えば、ペイントシェーカ、ボールミル及びサンドミルなどを挙げることができる。このときの分散条件としては、用いる容器及び分散機を構成する部材の摩耗などによる不純物の混入が起こらないように適当な条件を選択する。
電荷発生層用塗布液の塗布方法としては、例えば、スプレー法、バーコート法、ロールコート法、ブレード法、リング法、インクジェット塗布法及び浸漬塗布法などが挙げられる。
The
Examples of the disperser used when dispersing the
Examples of the coating method for the charge generation layer coating solution include a spray method, a bar coating method, a roll coating method, a blade method, a ring method, an inkjet coating method, and a dip coating method.
電荷発生層13の層厚は、0.05〜5μmであることが好ましく、より好ましくは0.1〜1μmである。電荷発生層13の層厚が0.05μm未満であると、光吸収の効率が低下し、感光体1の感度が低下するおそれがある。一方、電荷発生層13の層厚が5μmを超えると、電荷発生層13内部での電荷移動が感光層表面の電荷を消去する過程の律速段階となり、感光体1の感度が低下するおそれがある。
The layer thickness of the
[電荷輸送層]
本発明において、電荷輸送物質14aとしては、前記のように、例えば、360〜460nm)の波長領域内の光を吸収することにより蛍光を生じる電荷輸送物質を用いることができ、520〜580nmにピーク波長を有する蛍光を生じる電荷輸送物質が好ましい。
具体的に、電荷輸送物質14aとしては、例えば、エナミン系化合物、スチリル系化合物、ヒドラゾン系化合物、トリアリールアミン誘導体、トリアリールメタン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体及びベンジジン誘導体などのような種々の公知の電荷輸送物質が挙げられる。
これらの中でも、前記一般式(I)で示される化合物が好ましい。
[Charge transport layer]
In the present invention, as the
Specifically, examples of the
Among these, the compound represented by the general formula (I) is preferable.
特に、下記一般式(II):
Ar4及びAr5は、互いに同一または異なって、水素原子、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい複素環基、置換基を有してもよいアラルキル基または置換基を有してもよいアルキル基を表し、ただし、Ar4及びAr5が共に水素原子ではなく、Ar4及びAr5は、原子または原子団を介して互いに結合して環構造を形成してもよく、
aは、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいジアルキルアミノ基、置換基を有してもよいアリール基、ハロゲン原子または水素原子を表し、
mは1〜6の整数であり、mが2以上のとき、複数のaは、同一または異なって、互いに結合して環構造を形成してもよく、
b、cおよびdは、同一または異なって、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいジアルキルアミノ基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアリールチオ基、ハロゲン原子または水素原子であり、
i、kおよびjは、同一または異なって、1〜5の整数であり、iが2以上のとき、複数のbは、同一または異なって、互いに結合して環構造を形成してもよく、kが2以上のとき、複数のcは、同一または異なって、互いに結合して環構造を形成してもよく、jが2以上のとき、複数のdは、同一または異なって、互いに結合して環構造を形成してもよい。)
で示される化合物が好ましい。
In particular, the following general formula (II):
Ar 4 and Ar 5 are the same or different from each other, and are a hydrogen atom, an aryl group that may have a substituent, a heterocyclic group that may have a substituent, an aralkyl group that may have a substituent, or Represents an alkyl group which may have a substituent, provided that Ar 4 and Ar 5 are not hydrogen atoms, and Ar 4 and Ar 5 are bonded to each other via an atom or an atomic group to form a ring structure. You can,
a represents an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, a dialkylamino group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, a halogen atom; Or a hydrogen atom,
m is an integer of 1 to 6, and when m is 2 or more, a plurality of a may be the same or different and may be bonded to each other to form a ring structure;
b, c and d are the same or different and each has an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, a dialkylamino group which may have a substituent, or a substituent. An aryl group which may have a substituent, an aryloxy group which may have a substituent, an arylthio group which may have a substituent, a halogen atom or a hydrogen atom,
i, k and j are the same or different and each represents an integer of 1 to 5, and when i is 2 or more, a plurality of b may be the same or different and may be bonded to each other to form a ring structure; When k is 2 or more, a plurality of c may be the same or different and may be bonded to each other to form a ring structure. When j is 2 or more, a plurality of d is the same or different and are bonded to each other. To form a ring structure. )
The compound shown by these is preferable.
一般式(II)で表される化合物のうち、図5は下記の化合物(1)に370nmの励起光を照射して発生させた蛍光の蛍光スペクトルを分光光度計(MCPD−3700:大塚電子(株)製)で測定した結果を示すグラフである。化合物(1)において、蛍光波長の最大ピーク波長は530nmである。
また、一般式(II)で表される化合物としては、下記の化合物(2)も含まれる。この化合物(2)も、化合物(1)と同様に、励起光を照射して発生させた蛍光の蛍光スペクトルを測定したところ、蛍光波長の最大ピーク波長は532nmであった。
また、図6は一般的な電荷輸送物質である下記の化合物(3)であるトリアリールアミン誘導体に、化合物(1)と同様に、励起光を照射して発生させた蛍光の蛍光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。化合物(3)において、蛍光波長の最大ピーク波長は430nmである。
Among the compounds represented by the general formula (II), FIG. 5 shows a fluorescence spectrum of fluorescence generated by irradiating the following compound (1) with excitation light of 370 nm (MCPD-3700: Otsuka Electronics ( It is a graph which shows the result measured by Co., Ltd. product. In the compound (1), the maximum peak wavelength of the fluorescence wavelength is 530 nm.
Further, the compound represented by the general formula (II) includes the following compound (2). Similarly to compound (1), this compound (2) was also measured for the fluorescence spectrum of fluorescence generated by irradiation with excitation light. The maximum peak wavelength of the fluorescence wavelength was 532 nm.
FIG. 6 shows the fluorescence spectrum of the fluorescence generated by irradiating the triarylamine derivative, which is the following compound (3), which is a general charge transport material, with excitation light in the same manner as the compound (1). It is a graph which shows the result. In the compound (3), the maximum peak wavelength of the fluorescence wavelength is 430 nm.
前記化合物(1)(2)は、例えば、特開2004-141666号公報に記載の方法により得ることができる。
前記化合物(3)は、例えば、東京化成工業(株)より試薬として購入することができる。
The compounds (1) and (2) can be obtained, for example, by the method described in JP-A-2004-141666.
The compound (3) can be purchased as a reagent from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., for example.
電荷輸送層14に用いられるバインダ樹脂としては、電荷輸送物質14aとの相溶性に優れるものが好ましい。そのようなバインダ樹脂の具体例としては、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などのビニル重合体樹脂及びこれらの共重合体樹脂、並びにポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリルアミド樹脂及びフェノール樹脂などが挙げられる。また、これらの樹脂を部分的に架橋した熱硬化性樹脂も挙げられる。これらの樹脂は、1種が単独で使用されてもよく、または2種以上が混合されて使用されてもよい。
前記の樹脂の中でも、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂及びポリフェニレンオキサイドは、体積抵抗率が1013Ω・cm以上であり、電気絶縁性に優れており、さらに皮膜性及び電位特性などにも優れているため、好適に用いられる。
As the binder resin used for the
Among the above resins, polystyrene resin, polycarbonate resin, polyarylate resin, and polyphenylene oxide have a volume resistivity of 10 13 Ω · cm or more, and are excellent in electrical insulation, and also in film properties and potential characteristics. Since it is excellent, it is preferably used.
電荷輸送層14において、電荷輸送物質14aの重量(A)に対するバインダ樹脂の重量(B)の重量比(A/B)は、例えば、10/12〜10/30とすることが好ましい。
重量比A/Bが10/30を超えると、バインダ樹脂の比率が高くなり過ぎるため、電荷輸送層14を浸漬塗布法によって形成する場合には、塗布液の粘度が増大して塗布速度が低下し、生産性が著しく悪くなるおそれがある。また、塗布液の粘度の増大を抑えるために塗布液中の溶剤の量を多くすると、ブラッシング現象が発生し、形成された電荷輸送層14に白濁が発生する可能性がある。一方、重量比A/Bが10/12を下回ると、バインダ樹脂の比率が低くなり過ぎるため、電荷輸送層14の耐摩耗性が低下して表層の摩耗量が増加し、感光体1の帯電性が低下するおそれがある。
In the
When the weight ratio A / B exceeds 10/30, the binder resin ratio becomes too high. Therefore, when the
電荷輸送層14には、成膜性、可撓性及び表面平滑性を向上させるために、可塑剤、レベリング剤などの添加剤を必要に応じて添加してもよい。
可塑剤としては、例えば、フタル酸エステルのような二塩基酸エステル、脂肪酸エステル、リン酸エステル、塩素化パラフィン及びエポキシ型可塑剤などを挙げることができる。
レベリング剤としては、例えば、シリコーン系レベリング剤を挙げることができる。
また、電荷輸送層14には、機械的強度の増加や電気的特性の向上を図るために、無機化合物と有機化合物の微粒子を必要に応じて添加してもよい。
そのような無機化合物の具体的な例としては、酸化チタンといった金属酸化物微粒子が挙げられる。また、有機化合物の微粒子の具体的な例としては、四フッ化エチレン重合体微粒子といったフッ素原子含有ポリマーの微粒子が挙げられる。
In order to improve the film formability, flexibility and surface smoothness, additives such as a plasticizer and a leveling agent may be added to the
Examples of the plasticizer include dibasic acid esters such as phthalate esters, fatty acid esters, phosphate esters, chlorinated paraffins, and epoxy type plasticizers.
As a leveling agent, a silicone type leveling agent can be mentioned, for example.
The
Specific examples of such an inorganic compound include metal oxide fine particles such as titanium oxide. Specific examples of organic compound fine particles include fine particles of fluorine atom-containing polymers such as tetrafluoroethylene polymer fine particles.
電荷輸送層14は、電荷輸送物質及びバインダ樹脂、必要に応じて添加剤を溶剤中に溶解又は分散させて電荷輸送層用塗布液を調製し、この塗布液を電荷発生層13の表面に塗布し、次いで乾燥して有機溶剤を除去することによって形成できる。
電荷輸送層用塗布液に用いられる溶剤としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン及びモノクロルベンゼンなどの芳香族炭化水素、ジクロロメタン及びジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素、THF、ジオキサン及びジメトキシメチルエーテルなどのエーテル類、並びにN,N−ジメチルホルムアミドといった非プロトン性極性溶剤などが挙げられる。溶剤は、1種を単独で使用してもよく、または2種以上が混合して使用してもよい。また、前記溶剤に、アルコール類、アセトニトリル又はメチルエチルケトンなどの溶剤を必要に応じて加えて使用することもできる。これらの溶剤の中でも、環境汚染を考慮すると、非ハロゲン系有機溶剤が好適に用いられる。
The
Examples of the solvent used for the charge transport layer coating solution include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and monochlorobenzene, halogenated hydrocarbons such as dichloromethane and dichloroethane, and ethers such as THF, dioxane and dimethoxymethyl ether. And aprotic polar solvents such as N, N-dimethylformamide. A solvent may be used individually by 1 type, or 2 or more types may be mixed and used for it. In addition, a solvent such as alcohols, acetonitrile or methyl ethyl ketone may be added to the solvent as necessary. Among these solvents, non-halogen organic solvents are preferably used in consideration of environmental pollution.
電荷輸送層14は、スプレー法、バーコート法、ロールコート法、ブレード法、リング法、インクジェット塗布法又は浸漬塗布法などの公知の塗布法を用いて、電荷輸送層用塗布液を電荷発生層13上に塗布することで形成できる。
電荷輸送層14の膜厚は、5〜50μmであることが好ましく、より好ましくは10〜40μmである。
電荷輸送層14の膜厚が5μm未満であると、感光体1の表面の帯電保持能が低下するおそれがある。一方、電荷輸送層14の膜厚が50μmを超えると、感光体1の解像度が低下するおそれがある。
The
The film thickness of the
If the thickness of the
<画像形成装置の構成>
図1と図3に示すように、画像形成装置100において、感光体1は、図示しない装置本体に回転自在に支持されると共に、駆動部43によって回転軸線44回りに矢印41の方向に回転駆動される。駆動部43は、例えば、モータとギアとを含んで構成され、その駆動力を感光体1の芯体としての導電性基体11に伝えることによって、感光体1を所定の周速度で回転させる。
帯電部32、露光部31、現像部33、転写部34、クリーニング部36、除電部30及び劣化判定装置2は、この順序で、感光体1の外周面に沿って、矢印41で示される感光体1の回転方向上流側から下流側に向って配置されている。
帯電部32は、感光体1の外周面を均一に所定の電位に帯電させる帯電器である。
<Configuration of image forming apparatus>
As shown in FIGS. 1 and 3, in the
The charging
The charging
露光部31は、近赤外半導体レーザーを光源として備え、光源から出力されるレーザービームの光を、帯電部32と現像部33の間の感光体1の表面(外周面)に照射することによって、帯電された感光体1の表面に画像情報に応じた露光を行う。光源の光は、主走査方向である感光体1の回転軸線44の延びる方向に繰返し走査されることにより、感光体1の表面に静電潜像が順次形成される。すなわち、帯電部32によって均一に帯電された感光体1の帯電量がレーザービームの照射及び非照射によって差異が生じて静電潜像が形成される。
露光部31としては、赤外半導体レーザーを用いてもよい。
The
An infrared semiconductor laser may be used as the
現像部33は、露光によって感光体1の表面に形成される静電潜像を現像剤(トナー)によって現像する現像器であり、感光体1を臨む位置に配置されている。現像部33は、感光体1の外周面にトナーを供給する現像ローラ33aと、現像ローラ33aを感光体1の回転軸線44と平行な回転軸線まわりに回転可能に支持すると共にその内部空間にトナーを含む現像剤を収容するケーシング33bとを備える。
The developing
転写部34は、現像によって感光体1の外周面に形成される可視像としてのトナー像を記録媒体としての転写紙39上に転写させる転写帯電器である。つまり、転写帯電器34は、例えば、転写紙39にトナーと逆極性の電荷を与えることによってトナー像を転写紙39上に転写させる非接触式の転写手段である。なお、転写紙39は、図示しない搬送手段によって矢印42の方向へ搬送されて感光体1と転写部34の間に供給される。
The
クリーニング部36は、転写部34による転写動作後における感光体1の外周面に残留するトナーを除去し回収するクリーナであり、感光体1の外周面に残留するトナーを剥離させるクリーニングブレード36aと、クリーニングブレード36aによって剥離されたトナーを収容する回収用ケーシング36bとを備える。
除電部30は、感光体1の外周面に除電光(例えば、波長が600nm〜850nm)を照射して除電する除電ランプである。前記波長領域の光を除電光として用いることにより、除電光の照射による感光体1の劣化を抑えることができる。
The
The
定着部35は、感光体1と転写部34との間を通過した転写紙39上の転写画像を定着させる定着器である。定着部35は、図示しない加熱手段を有する加熱ローラ35aと、加熱ローラ35aに対向して配置され、転写紙39を加熱ローラ35a側に押し付ける加圧ローラ35bとを備える。
なお、図1において、符号37は、転写紙39を感光体1から分離する分離手段を示し、符号38は、画像形成装置100の各構成部を収容するハウジング(ケーシング)を示している。
The fixing
In FIG. 1,
表示部42は、画像形成装置の状態を表示する表示パネル(例えば、液晶パネル)と、表示パネルに表示するための各種表示内容が記憶されたメモリ等を備えている。ここで、各種表示内容とは、画像形成装置100の状態を説明する内容であり、それらの表示内容のうち、感光体1の交換を促す表示内容が含まれている。
制御部41は、画像形成装置100の各構成部を制御するよう構成されている。具体的には、制御部41は、表示部42および駆動部43と信号線にて電気的に接続されており、画像形成装置100の状態に応じた表示内容を表示部42に表示させるよう制御すると共に、所定のタイミングで駆動部43の駆動と停止を制御するよう構成されている。
The
The
<画像形成装置の動作>
この画像形成装置100による画像形成動作は、次のようにして行われる。
まず、感光体1が駆動部34によって矢印41方向に回転駆動されると、帯電部32によって感光体1の表面が正の所定電位に均一に帯電される。
次いで、露光部31から感光体1の表面に向かって画像情報に応じた光が照射される。この露光によって、感光体1における光が照射された部分の表面電荷が除去され、光が照射された部分の表面電位と光が照射されなかった部分の表面電位とに差異が生じ、静電潜像が形成される。
<Operation of Image Forming Apparatus>
The image forming operation by the
First, when the
Next, light corresponding to the image information is irradiated from the
次に、露光部31による光の結像点よりも感光体1の回転方向下流側に配置された現像部33から、静電潜像を有する感光体1の表面にトナーが供給され、それによって静電潜像が現像されてトナー像が形成される。
感光体1に対する露光と同期して、感光体1と転写部34との間に転写紙39が供給される。転写部34によって、転写紙39にトナーと逆極性の電荷が与えられることにより、感光体1の表面に形成されたトナー像が転写紙39上に転写される。
Next, toner is supplied to the surface of the
In synchronization with the exposure of the
トナー像が転写された転写紙39は、搬送手段によって定着部35に搬送され、定着部35の加熱ローラ35aと加圧ローラ35bとの間の当接部を通過する。この際、転写紙39は加熱及び加圧され、これによりトナー像が転写紙39に定着されて堅牢な画像となる。このようにして画像が形成された転写紙39は、搬送手段によって画像形成装置100の外部へ排紙される。
The transfer sheet 39 onto which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing
一方、転写部34によってトナー像を転写紙39へ転写した後、感光体1の表面上に残留するトナーは、クリーニング部36によって感光体1の表面から剥離されて回収される。
トナーが除去された感光体1の表面の電荷は、除電部(除電ランプ)30からの光によって除去され、それによって感光体1の表面上の静電潜像が消失する。
その後、感光体1はさらに回転駆動され、再度帯電から始まる一連の動作が繰返されて連続的に画像が形成される。
On the other hand, after the toner image is transferred to the transfer paper 39 by the
The charge on the surface of the
Thereafter, the
<劣化判定装置の動作>
次に、図1〜図4を参照しながら、本発明の電子写真感光体の劣化判定装置の動作について説明する。
この劣化判定装置2による感光体1の劣化判定は、感光体1が静止した状態(駆動部43の停止状態)で行われてもよいし、感光体1が回転している状態(駆動部43の駆動状態)で行われてもよい。
感光体1が回転している状態で劣化判定を行う場合、光照射部2Aから照射される励起光Leによって発光した電荷輸送物質14aの蛍光の検出を行う際、蛍光の検出のタイミングが感光体1の回転と同期するように制御されることが好ましい。
つまり、感光体1における画像域内に検出領域が存在する場合には、感光体1の回転開始時から画像形成動作開始時までの間または画像形成動作終了時から感光体1の回転停止時までの間に判定を行う。
なお、感光体1における画像域外に検出領域を設ければ、特に画像形成のタイミングに蛍光検出を同期させる必要はない。
<Operation of degradation determination device>
Next, the operation of the electrophotographic photoreceptor deterioration determination apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
The deterioration determination of the
When the deterioration determination is performed in a state where the
In other words, when a detection region exists in the image area of the
If a detection area is provided outside the image area of the
また、劣化判定装置2による感光体1の劣化判定は、例えば、画像形成装置100による累積印刷枚数あるいは累積運転時間等を管理して定期的に行われる。この場合、例えば、累積印刷枚数が8000枚、8500枚、8600枚、8650枚のとき、あるいは累積運転時間が1000時間、1100時間、1150時間、1175時間のときに劣化判定を行うというように、劣化判定を複数回に分けて、かつ画像形成装置100の累積使用量が増えるにつれて劣化判定の間隔を短くしていくようにしてもよい。
Further, the deterioration determination of the
駆動部43の停止時または駆動時において、劣化判定装置2によって感光体1の劣化判定が行われる際、光照射部2Aから照射された励起光Leが電荷輸送層14に入射して電荷輸送物質14aが励起する。そして、それによって発生した蛍光Lfが電荷輸送層14から外部に放射し、その蛍光Lfが蛍光検出部2Bにて検出され、蛍光強度に応じた蛍光強度信号が蛍光検出部2Bから評価部2Cの前記信号入力部へ送られる。
信号入力部に入力された蛍光強度信号は、測定値Dmに変換されて前記演算部へ入力される。一方、前記記憶部から演算部へ基準値Dbが入力される。その後、演算部において、測定値Dm<所定値(Db×α)の式を満たすか否かが判定され、この式を満たすと判定されると、警告信号が演算部から信号出力部を介して画像形成装置100の制御部41に入力される。
なお、前記式を満たさないと判定された場合は、制御部41に警告信号が入力されない。
When the
The fluorescence intensity signal input to the signal input unit is converted into a measurement value Dm and input to the calculation unit. On the other hand, a reference value Db is input from the storage unit to the calculation unit. Thereafter, in the calculation unit, it is determined whether or not the equation of measured value Dm <predetermined value (Db × α) is satisfied. If it is determined that this equation is satisfied, a warning signal is transmitted from the calculation unit via the signal output unit. Input to the
If it is determined that the above expression is not satisfied, no warning signal is input to the
制御部41に警告信号が入力されると、前記の感光体の交換を促す表示内容を表示させる指令信号が制御部41から表示部42に送信される。これにより、例えば、「感光体を交換してください」という文字が表示部42の表示パネルに表示される。したがって、画像形成装置100のユーザーは、この表示を見ることによって、形成画像に問題が生じる前に感光体1の交換時期を認識し、サービスマンへ感光体1の交換を依頼することができる。また、例えば、感光体1の交換が終了したことを検出するまで警告信号が制御部41に入力され続け、サービスマンが画像形成装置100の内部に設けられたリセットボタンを押すことによって送信がストップする。
When a warning signal is input to the
さらに、制御部41に警告信号が入力されると、駆動部43を停止させる指令信号が性呼ぶ41から駆動部43へ送信されてもよい。この場合、感光体1が回転した印刷中に駆動部43を停止させると、ユーザーの業務に支障がでる。したがって、感光体1が停止しているときに停止状態を維持させるよう、制御部41にて駆動部43を制御することが好ましい。あるいは、例えば、表示部42にタッチパネルを採用し、タッチパネルに表示された「感光体を交換してください」という文字の横に「OK」と表示させ、ユーザーが「OK」の表示部分を指でタッチすることにより感光体1の停止状態が解除されるようにしてもよい。
Furthermore, when a warning signal is input to the
<電子写真感光体の作製>
〔実施例1〕
図4に示した積層構造の感光体1を次のようにして作製した。
まず、酸化チタン(石原産業株式会社製:TTO55A)7重量部と、共重合ナイロン樹脂(東レ株式会社製:アミランCM8000)13重量部とを、メタノール159重量部及び1,3−ジオキソラン106重量部を含有する混合溶媒に加え、ペイントシェーカで8時間分散処理し、中間層用塗布液を調製した。得られた中間層用塗布液を塗工槽に満たし、この塗工槽に、直径40mm、長さ340mmの円筒状のアルミニウム製基体11を浸漬した。その後、基体11を引き上げて自然乾燥することにより、基体11の外周面に層厚1μmの中間層12を形成した。
<Production of electrophotographic photoreceptor>
[Example 1]
The
First, 7 parts by weight of titanium oxide (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd .: TTO55A) and 13 parts by weight of copolymer nylon resin (manufactured by Toray Industries, Inc .: Amilan CM8000) were mixed with 159 parts by weight of methanol and 106 parts by weight of 1,3-dioxolane. In addition to the mixed solvent containing, a coating shaker was dispersed for 8 hours to prepare an intermediate layer coating solution. The obtained intermediate layer coating solution was filled in a coating tank, and a
次いで、テトラヒドロフラン(THF)98重量部に、バインダ樹脂18としてポリビニルブチラール樹脂(積水化学工業株式会社製:エスレックBX−1)1重量部を溶解させ、さらに、電荷発生物質13aとしてチタニルフタロシアニン(化合物(B))1重量部を加えた後、ペイントシェーカで2時間分散させて、電荷発生層用塗布液を調製した。得られた電荷発生層用塗布液で満たされた塗工槽に、中間層12が積層された基体11を浸漬し、中間層12上に電荷発生用塗布液を塗布した後、基体11を引き上げて自然乾燥することにより、層厚0.3μmの電荷発生層13を形成した。
Next, 1 part by weight of polyvinyl butyral resin (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd .: ESREC BX-1) as binder resin 18 is dissolved in 98 parts by weight of tetrahydrofuran (THF), and titanyl phthalocyanine (compound ( B)) After adding 1 part by weight, the mixture was dispersed with a paint shaker for 2 hours to prepare a charge generation layer coating solution. The
続いて、電荷輸送物質14aとしてエナミン系化合物である前記化合物(1)10重量部と、バインダ樹脂17であるビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製:ユーピロンZ−200)18重量部とを、THF160重量部に溶解させ、電荷輸送層用塗布液を調製した。得られた電荷輸送層用塗布液で満たされた塗工槽に、中間層12及び電荷発生層13が積層された基体11を浸漬した。その後、基体11を引き上げて自然乾燥することにより、基体11の外周面に層厚25μmの電荷輸送層14を形成して、感光体1を得た。
Subsequently, 10 parts by weight of the compound (1) which is an enamine compound as the
〔実施例2〕
電荷輸送層14の形成に際して、電荷輸送物質14aとして、前記化合物(1)に代えて、エナミン系化合物である下記化合物(2)を用いた以外は、実施例1と同様の手順で、感光体1を得た。
[Example 2]
In the formation of the
〔実施例3〕
電荷輸送層14の形成に際して、電荷輸送物質14aとして、前記化合物(1)に代えて、アミン系化合物である下記化合物(3)を用いた以外は、実施例1と同様の手順で、感光体1を得た。
Example 3
In the formation of the
<実施例1〜3の感光体の劣化判定>
市販の複写機(シャープ株式会社製のAR−C160)を改造し、ドラムマーキングセンサーの代わりに、本発明の劣化判定装置を搭載した。具体的には、実施例1〜3に用いる改造機が次のように作製された。
<Deterioration Determination of Photoreceptors of Examples 1 to 3>
A commercially available copying machine (AR-C160 manufactured by Sharp Corporation) was modified, and the deterioration determination device of the present invention was mounted instead of the drum marking sensor. Specifically, the modified machine used for Examples 1-3 was produced as follows.
光照射部と蛍光検出部を組み合わせたユニットとして、紫外発光ダイオードとシリコンフォトダイオードを組み合わせた反射型フォトセンサ(新光電子社製KR1570)を用いた。
このフォトセンサにおいて、紫外発光ダイオードの励起光は約365nmをピークとする発光スペクトルを有すると共に、シリコンフォトダイオードは約470nm〜近赤外光領域に亘って感度を有する。また、実施例1と2のシリコンフォトダイオードのみに、その受光面に紫外線カットフィルターを設けた。
実施例1および2に用いる改造機のフォトセンサによれば、紫外発光ダイオードからの直接光および反射光はカットされ、前記化合物1の図5に示す蛍光および前記化合物2の蛍光を検出することができる。
As a unit combining the light irradiation unit and the fluorescence detection unit, a reflection type photosensor (KR1570 manufactured by Shinko Denshi Co., Ltd.) combining an ultraviolet light emitting diode and a silicon photodiode was used.
In this photosensor, the excitation light of the ultraviolet light emitting diode has an emission spectrum with a peak at about 365 nm, and the silicon photodiode has sensitivity over a range of about 470 nm to near infrared light. Further, only the silicon photodiodes of Examples 1 and 2 were provided with an ultraviolet cut filter on the light receiving surface.
According to the photosensor of the modified machine used in Examples 1 and 2, the direct light and the reflected light from the ultraviolet light emitting diode are cut, and the fluorescence shown in FIG. 5 of the
また、フォトセンサの出力をモニタし、蛍光強度が前記所定値(Db×α)を下回る場合(測定値Dm<所定値(Db×α)の場合)に、表示パネルに感光体1の交換を促す表示を行うように、前記複写機を改造した。また、短時間で評価結果が確認できるように、劣化判定時に感光体1周辺の排気ファンを止めて、オゾンガス、NOx等が装置内で高濃度な状態で滞留するように、前記複写機を改造した。
Further, the output of the
この改造機に実施例1で作製した感光体1を搭載し、感光体1の劣化判定を次のように行った。
まず、初期状態において、警告表示がなされていないことを確認した後、プリント出力を開始した。そして、サイズA4のテストチャートを連続出力したところ、8000枚出力時点で電子写真感光体の交換を促す警告が表示されたが、画像での濃度ムラ等はなかった。その後、感光体1を交換せずに継続して出力したところ、10000枚を超えるとハーフトーンが一部白く抜ける画像欠陥が発生した。
前記改造機に実施例2で作製した感光体1を搭載し、実施例1と同様に感光体1の劣化判定を行ったところ、実施例1と同様の結果が得られた。
The
First, in the initial state, after confirming that no warning was displayed, print output was started. When a size A4 test chart was continuously output, a warning prompting replacement of the electrophotographic photosensitive member was displayed when 8000 sheets were output, but there was no density unevenness in the image. After that, when the
When the
前記改造機に実施例3で作製した感光体1を搭載し、実施例1と同様に感光体1の劣化判定を行ったところ、実施例1および2の場合よりもやや検出精度が低下し、誤動作をする場合があった。具体的には、ハーフトーンが一部白く抜ける画像欠陥が発生しているのにも関わらず電子写真感光体の交換を促す警告が表示されない場合があった。
誤作動の原因は、実施例3においては、電荷輸送物質の蛍光スペクトルが短波長であるため、蛍光検出部に紫外線カットフィルターを設けることができず、その結果、紫外発光ダイオードからの直接光および/または反射光が蛍光と混合し、この混合光をシリコンフォトダイオードが検出したことによると思われる。
When the
The cause of the malfunction is that in Example 3, the fluorescence spectrum of the charge transport material has a short wavelength, and therefore an ultraviolet cut filter cannot be provided in the fluorescence detection unit. As a result, direct light from the ultraviolet light emitting diode and This may be due to the fact that the reflected light is mixed with the fluorescence and this mixed light is detected by the silicon photodiode.
このように、本発明の劣化判定装置によれば、警告表示の時点で感光体1を交換すれば、画像上の問題で中断することなく、良好な画像特性を維持しながら業務の効率を向上させることができることを確認できた。
さらに、実施例1および2のように、電荷輸送物質としてエナミン系化合物を用いることが、誤作動を防止できる上で好ましいことがわかった。
As described above, according to the degradation determination apparatus of the present invention, if the
Furthermore, as in Examples 1 and 2, it was found that the use of an enamine compound as a charge transport material is preferable in terms of preventing malfunction.
1 電子写真感光体
2 劣化判定装置
2A 光照射部
2B 蛍光検出部
2C 評価部
3 筐体
11 導電性基体
12 中間層
13 電荷発生層
13a 電荷発生物質
14 電荷輸送層(電荷輸送物質含有層)
14a 電荷輸送物質
30 除電部
31 露光部
32 帯電部
33 現像部
34 転写部
35 定着部
36 クリーニング部
41 制御部
42 表示部
43 駆動部
Le 励起光(紫外光)
Lf 蛍光
DESCRIPTION OF
14a
Lf fluorescence
Claims (9)
判定対象の前記電子写真感光体の前記電荷輸送物質を励起させて蛍光を生じさせる前記所定波長を有する紫外光を前記電荷輸送物質含有層に照射する光照射部と、
前記電荷輸送物質が発する蛍光を受光して蛍光強度を測定する蛍光検出部と、
前記蛍光検出部によって測定した前記蛍光強度と、前記電子写真感光体の前記電荷輸送物質含有層が未使用状態のときに予め測定した初期蛍光強度とを比較することにより、前記電荷輸送物質含有層の劣化度を判定する評価部とを備えたことを特徴とする電子写真感光体の劣化判定装置。 An electrophotographic photoreceptor deterioration determination device having a layer containing a charge transport material that receives and excites ultraviolet light having a predetermined wavelength and emits fluorescence to emit fluorescence,
A light irradiation unit that irradiates the charge transport material-containing layer with ultraviolet light having the predetermined wavelength that excites the charge transport material of the electrophotographic photosensitive member to be determined to generate fluorescence;
A fluorescence detector that receives fluorescence emitted by the charge transport material and measures fluorescence intensity;
By comparing the fluorescence intensity measured by the fluorescence detector with the initial fluorescence intensity measured in advance when the charge transport material-containing layer of the electrophotographic photoreceptor is unused, the charge transport material-containing layer An apparatus for determining deterioration of an electrophotographic photosensitive member, comprising: an evaluation unit that determines a degree of deterioration of the electrophotographic photoreceptor.
前記画像形成装置は、前記警告信号が入力される制御部と、該制御部と電気的に接続された表示部及び駆動部とをさらに備え、
前記制御部は、前記警告信号に基づいて、前記電子写真感光体の交換を促す表示を表示させるよう前記表示部を制御する機能を有する請求項6に記載の画像形成装置。 The evaluation unit of the deterioration determination device warns that Dm <Db × α (α is a coefficient smaller than 1) when the initial fluorescence intensity is a reference value D and the fluorescence intensity is a measured value Dm. Configured to output a signal,
The image forming apparatus further includes a control unit to which the warning signal is input, a display unit and a drive unit electrically connected to the control unit,
The image forming apparatus according to claim 6, wherein the control unit has a function of controlling the display unit to display a display prompting replacement of the electrophotographic photosensitive member based on the warning signal.
Ar1及びAr2は、互いに同一または異なって、置換基を有してもよいアリール基または置換基を有してもよい複素環基を表し、
Ar3は、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい複素環基、置換基を有してもよいアラルキル基または置換基を有してもよいアルキル基を表し、
Ar4及びAr5は、互いに同一または異なって、水素原子、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい複素環基、置換基を有してもよいアラルキル基または置換基を有してもよいアルキル基を表し、ただし、Ar4及びAr5が共に水素原子ではなく、Ar4及びAr5は、原子または原子団を介して互いに結合して環構造を形成してもよく、
aは、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいジアルキルアミノ基、置換基を有してもよいアリール基、ハロゲン原子または水素原子を表し、
mは1〜6の整数であり、mが2以上のとき、複数のaは、互いに同一または異なって、互いに結合して環構造を形成してもよく、
R11は、水素原子、ハロゲン原子または置換基を有してもよいアルキル基を表し、
R12、R13及びR14は、互いに同一または異なって、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい複素環基または置換基を有してもよいアラルキル基を表し、
nは0〜3の整数であり、nが2または3のとき、複数のR12は、互いに同一または異なり、複数のR13は、互いに同一または異なり、ただし、nが0のとき、Ar3は置換基を有してもよい複素環基を表す)
で示される電荷輸送物質を含有する電荷輸送物質含有層を有する請求項6〜8のいずれか1つに記載の画像形成装置。 The electrophotographic photosensitive member has the following general formula (I):
Ar 1 and Ar 2 are the same or different from each other, and each represents an aryl group which may have a substituent or a heterocyclic group which may have a substituent,
Ar 3 represents an aryl group that may have a substituent, a heterocyclic group that may have a substituent, an aralkyl group that may have a substituent, or an alkyl group that may have a substituent. ,
Ar 4 and Ar 5 are the same or different from each other, and are a hydrogen atom, an aryl group that may have a substituent, a heterocyclic group that may have a substituent, an aralkyl group that may have a substituent, or Represents an alkyl group which may have a substituent, provided that Ar 4 and Ar 5 are not hydrogen atoms, and Ar 4 and Ar 5 are bonded to each other via an atom or an atomic group to form a ring structure. You can,
a represents an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, a dialkylamino group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, a halogen atom; Or a hydrogen atom,
m is an integer of 1 to 6, and when m is 2 or more, a plurality of a may be the same or different from each other and may be bonded to each other to form a ring structure;
R 11 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group which may have a substituent,
R 12 , R 13, and R 14 are the same or different from each other, and are a hydrogen atom, an alkyl group that may have a substituent, an aryl group that may have a substituent, or a complex that may have a substituent. Represents an aralkyl group which may have a ring group or a substituent,
n is an integer of 0 to 3, and when n is 2 or 3, the plurality of R 12 are the same or different from each other, and the plurality of R 13 are the same or different from each other, provided that when n is 0, Ar 3 Represents a heterocyclic group which may have a substituent.
The image forming apparatus according to claim 6, further comprising a charge transport material-containing layer containing a charge transport material represented by the formula:
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