JP5067013B2 - 下引き層を形成するための塗布液、下引き層を形成するための塗布液の製造方法、電子写真感光体、画像形成装置及び電子写真カートリッジ - Google Patents
下引き層を形成するための塗布液、下引き層を形成するための塗布液の製造方法、電子写真感光体、画像形成装置及び電子写真カートリッジ Download PDFInfo
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Description
本発明は、前記の電子写真技術の背景を鑑みて創案されたもので、高い安定性を有する下引き層を形成するための塗布液及びその製造方法、様々な使用環境下でも高い画質の画像を形成することが可能で、しかも黒点や色点などの画像欠陥が発現し難い高性能の電子写真感光体、並びに、該電子写真感光体を用いた画像形成装置及び電子写真カートリッジを提供することを目的とする。
そして、該塗布液を製造する際に用いる湿式攪拌ボールミルにおいて、金属酸化物粒子が接する少なくとも一部が、特定の材料からなるものを用いることにより、得られた塗布液を塗布、乾燥して得られる下引き層を有する感光体は、異なる使用環境においても良好な電気特性を有するという知見も得た。さらに、該感光体を用いた画像形成装置によれば高品質な画像を形成することが可能であり、しかも絶縁破壊などにより発生すると考えられる黒点や色点などの画像欠陥が極めて発現し難いとの知見も得た。
即ち、本発明の要旨は、金属酸化物粒子およびバインダー樹脂を含有する、電子写真感光体用の下引き層を形成するための塗布液の製造方法において、該金属酸化物粒子を、ステータと、ステータの一端に設けられるスラリーの供給口と、ステータの他端に設けられるスラリーの排出口と、ステータ内に充填されるメディアと供給口より供給されたスラリーを攪拌混合するロータと、遠心力の作用によりメディアとスラリーに分離して、スラリーを排出口より排出するセパレータとを有する湿式攪拌ボールミルであって、該金属酸化物粒子が接する、ステータ上下部カバー、セパレータ、及びロータの群より選ばれる少なくとも一部品が、曲げ弾性率500MPa〜2000MPaの樹脂材料からなることを特徴とする湿式攪拌ボールミルと、平均粒子径5〜200μmの分散メディアを用いて、分散処理することを特徴とする、電子写真感光体用の下引き層を形成するための塗布液の製造方法にある(請求項1)。このとき、該湿式攪拌ボールミルにおける前記セパレータが、前記排出口に連結されて前記ロータと一体に回転するものである、湿式攪拌ボールミルを用いることが好ましく(請求項2)、該湿式攪拌ボールミルにおける前記セパレータが、対向する内側面にブレードの嵌合溝を備えた二枚のディスクと、嵌合溝に嵌合してディスク間に介在するブレードと、ブレードを介在させたディスクを両側より挟持する支持手段とからなるものである、湿式攪拌ボールミルを用いることが好ましく(請求項3)、該湿式攪拌ボールミルにおける前記セパレータを回転駆動するシャフトが、前記排出口と通ずる中空な排出路を有するものである、湿式攪拌ボールミルを用いることが好ましく(請求項4)、該樹脂材料が、熱可塑性樹脂材料である、湿式攪拌ボールミルを用いることが好ましい(請求項5)。
本発明の別の要旨は、電子写真感光体と、該電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、帯電した該電子写真感光体に対し像露光を行い静電潜像を形成する像露光手段と、この静電潜像をトナーで現像する現像手段と、トナーを被転写体に転写する転写手段とを有することを特徴とする画像形成装置において、該電子写真感光体が、本発明の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置に存する(請求項7)。このとき、前記帯電手段が、前記電子写真感光体に接触配置することが好ましく(請求項8)、前記像露光手段に用いられる光の波長が、350nm〜600nmであることが好ましい(請求項9)。
本発明は、電子写真感光体の下引き層を形成するための塗布液及びその製造方法、並びに、前記下引き層を形成するための塗布液を塗布形成してなる下引き層を有する電子写真感光体、前記電子写真感光体を用いる画像形成装置、及び、前記電子写真感光体を用いた電子写真カートリッジに係るものである。
本発明の下引き層を形成するための塗布液は、下引き層を形成するために用いられるもので、金属酸化物粒子と、バインダー樹脂とを含有する。また、通常、本発明の下引き層を形成するための塗布液は溶媒を含有している。さらに、本発明の下引き層を形成するための塗布液は、本発明の効果を著しく損なわない範囲において、その他の成分を含有していてもよい。
[I−1−1.金属酸化物粒子の種類]
本発明に係る金属酸化物粒子としては、電子写真感光体に使用可能な如何なる金属酸化物粒子も使用することができる。
前記の金属酸化物粒子を形成する金属酸化物の中でも、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素及び酸化亜鉛が好ましく、酸化チタン及び酸化アルミニウムがより好ましく、酸化チタンが特には好ましい。
特に、金属酸化物粒子として酸化チタン粒子を用いる場合には、有機珪素化合物により表面処理されていることが好ましい。有機珪素化合物としては、例えば、ジメチルポリシロキサン、メチル水素ポリシロキサン等のシリコーンオイル;メチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等のオルガノシラン;ヘキサメチルジシラザン等のシラザン;ビニルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のシランカップリング剤等が挙げられる。
また、前記式(i)中、R3は、アルキル基又はアルコキシ基を表わす。R3の炭素数に制限は無いが、通常1以上であって、通常18以下、好ましくは10以下、より好ましくは6以下で、特には3以下である。これにより、金属酸化物粒子との反応性が好適になるという利点が得られる。炭素数が多くなりすぎると、金属酸化物粒子との反応性が低下したり、処理後の金属酸化物粒子の塗布液中での分散安定性が低下する可能性がある。
酸化チタン粒子の具体的な商品の例としては、表面処理を施していない超微粒子酸化チタン「TTO−55(N)」;Al2O3被覆を施した超微粒子酸化チタン「TTO−55(A)」、「TTO−55(B)」;ステアリン酸で表面処理を施した超微粒子酸化チタン「TTO−55(C)」;Al2O3とオルガノシロキサンで表面処理を施した超微粒子酸化チタン「TTO−55(S)」;高純度酸化チタン「CR−EL」;硫酸法酸化チタン「R−550」、「R−580」、「R−630」、「R−670」、「R−680」、「R−780」、「A−100」、「A−220」、「W−10」;塩素法酸化チタン「CR−50」、「CR−58」、「CR−60」、「CR−60−2」、「CR−67」;導電性酸化チタン「SN−100P」、「SN−100D」、「ET−300W」;(以上、石原産業株式会社製)等が挙げられる。また、「R−60」、「A−110」、「A−150」などの酸化チタン;をはじめ、Al2O3被覆を施した「SR−1」、「R−GL」、「R−5N」、「R−5N−2」、「R−52N」、「RK−1」、「A−SP」;SiO2、Al2O3被覆を施した「R−GX」、「R−7E」;ZnO、SiO2、Al2O3被覆を施した「R−650」;ZrO2、Al2O3被覆を施した「R−61N」;(以上、堺化学工業株式会社製)等も挙げられる。さらに、SiO2、Al2O3で表面処理された「TR−700」;ZnO、SiO2、Al2O3で表面処理された「TR−840」、「TA−500」の他、「TA−100」、「TA−200」、「TA−300」など表面未処理の酸化チタン;Al2O3で表面処理を施した「TA−400」(以上、富士チタン工業株式会社製);表面処理を施していない「MT−150W」、「MT−500B」;SiO2、Al2O3で表面処理された「MT−100SA」、「MT−500SA」;SiO2、Al2O3とオルガノシロキサンで表面処理された「MT−100SAS」、「MT−500SAS」(テイカ株式会社製)等も挙げられる。 また、酸化アルミニウム粒子の具体的な商品の例としては、「Aluminium Oxide C」(日本アエロジル社製)等が挙げられる。
また、酸化スズ粒子の具体的な商品の例としては、「SN−100P」(石原産業株式会社製)等が挙げられる。
さらに、酸化亜鉛粒子の具体的な商品の例としては「MZ−305S」(テイカ株式会社製)等が挙げられる。
本発明の下引き層を形成するための塗布液中において、金属酸化物粒子は、一次粒子として存在するのが望ましい。しかし、通常は、そのようなことは少なく、凝集して凝集体二次粒子として存在するか、両者が混在する場合がほとんどである。したがって、その状態での粒度分布が如何にあるべきかは非常に重要である。
また、動的光散乱法により測定される金属酸化物粒子の粒度分布のうち、体積平均径をMvとし、金属酸化物粒子の個数平均径をMpとした場合に、その粒径分布に関し、次の条件を満たすものが好ましい。
〔体積平均径Mvに関する条件〕
本発明に係る塗布液中の金属酸化物粒子は、前記の体積平均径Mvが、0.1μm以下、好ましくは95nm以下、より好ましくは90nm以下であることが好ましい。
なお、金属酸化物粒子の体積平均径Mvの下限に制限は無いが、通常5nm以上、好ましくは10nm以上、より好ましくは20nm以上である。
〔体積平均径Mvと個数平均径Mpとの比Mv/Mpに関する条件〕
本発明に係る塗布液中の金属酸化物粒子は、その体積平均径Mvと個数平均径Mpとの比Mv/Mpが、1.10以上、好ましくは1.20以上、また、1.40以下、好ましくは1.35以下であるものが、より好適である。したがって、本発明に係る金属酸化物粒子は、下記式(1)を満たすものであるか、好ましくは下記式(2)を満たすものであるものが、好適である。
1.20 ≦ Mv/Mp ≦ 1.35 (2)
本発明に係る金属酸化物粒子が球形で一次粒子として存在するのであれば、前記の比Mv/Mp=1.0であり、これは望ましいことではある。しかし、このように比Mv/Mp=1.0となる金属酸化物粒子は、実際には実用上得られるものではない。本発明者らは、仮に金属酸化物粒子が凝集していても、その凝集状態が球に近いものであれば、具体的には前記式(1)の範囲を満たすものであれば、下引き層を形成するための塗布液としてゲル化や粘性変化が少なく、長期保存が可能であり、結果として下引き層形成後の膜厚及び表面性が均一となることを見出した。一方、下引き層を形成するための塗布液中の金属酸化物粒子が前記式(1)を満たさない場合は、液中でのゲル化や粘性変化が大きく、結果として下引き層形成後の膜厚及び表面性が不均一となる場合があり、その上層(電荷発生層など)の品質にも悪影響を及ぼすことになる可能性がある。
本発明に係る金属酸化物粒子の、前記、体積中心径、累積90%粒子径、体積平均径Mv、および個数平均径Mpは、本発明の下引き層を形成するための塗布液中において金属酸化物粒子を動的光散乱法により直接測定して得られる値である。この際、金属酸化物粒子がどのような存在形態であっても、前記動的光散乱法により測定された値を用いるものとする。
測定上限 :5.9978μm
測定下限 :0.0035μm
チャンネル数 :44
測定時間 :300sec.
測定温度 :25℃
粒子透過性 :吸収
粒子屈折率 :N/A(適用しない)
粒子形状 :非球形
密度 :4.20g/cm3(*)
分散媒種類 :下引き層を形成するための塗布液に用いた溶媒
分散媒屈折率 :下引き層を形成するための塗布液に用いた溶媒の屈折率
(*)密度の値は二酸化チタン粒子の場合であり、他の粒子の場合は、前記取扱説明書に記載の数値を用いる。
測定の際に下引き層を形成するための塗布液が濃すぎて、その濃度が測定装置の測定可能範囲外となっている場合には、下引き層を形成するための塗布液を、メタノールと1−プロパノールとの混合溶媒(重量比:メタノール/1−プロパノール=7/3;屈折率=1.35)で希釈し、当該下引き層を形成するための塗布液の濃度を測定装置が測定可能な範囲に収めるようにする。例えば、上記のUPAの場合、測定に適したサンプル濃度指数(SIGNAL LEVEL)が0.6〜0.8になるように、メタノールと1−プロパノールとの混合溶媒で下引き層を形成するための塗布液を希釈する。
本発明の下引き層を形成するための塗布液を、メタノールと1−プロパノールとを7:3の重量比で混合した溶媒に分散した液の、波長400nmの光に対する吸光度と波長1000nmの光に対する吸光度との差は、金属酸化物粒子の屈折率が2.0以上の場合には1.0(Abs)以下であることが好ましく、金属酸化物粒子の屈折率が2.0以下の場合には0.02(Abs)以下であることが好ましい。
また、測定する際のセルサイズ(光路長)は、10mmのものを用いる。使用するセルは、400nm〜1000nmの範囲において実質的に透明であるものであればどのようなものを用いてもかまわないが、石英のセルを用いることが好ましく、特には試料セルと標準セルの透過率特性の差が特定範囲内にあるようなマッチドセルを用いることが好ましい。
本発明に係る金属酸化物粒子の平均一次粒子径に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。ただし、本発明に係る金属酸化物粒子の平均一次粒子径は、通常1nm以上、好ましくは5nm以上、また、通常100nm以下、好ましくは70nm以下、より好ましくは50nm以下である。
また、本発明に係る金属酸化物粒子の屈折率にも制限はなく、電子写真感光体に用いることのできるものであれば、どのようなものも使用可能である。本発明に係る金属酸化物粒子の屈折率は、通常1.3以上、好ましくは1.4以上、より好ましくは1.5以上であり、通常3.0以下、好ましくは2.9以下、より好ましくは2.8以下である。
本発明の下引き層を形成するための塗布液において使用されるバインダー樹脂としては、本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。通常は、有機溶剤等の溶媒に可溶であって、且つ、形成後の下引き層が、感光層形成用の塗布液に用いられる有機溶剤等の溶媒に不溶であるか、溶解性の低く、実質上混合しないものを用いる。
R4〜R7で表される有機置換基として好適なものの例を挙げると、ヘテロ原子を含んでいても構わない炭化水素基が挙げられる。この中でも好ましいものとしては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基等のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基等のアルコキシ基;フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基等のアリール基が挙げられ、更に好ましくはアルキル基、またはアルコキシ基である。特に好ましくは、メチル基、エチル基である。
なお、バインダー樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
本発明の下引き層を形成するための塗布液におけるバインダー樹脂の含有率は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。ただし、本発明の下引き層を形成するための塗布液におけるバインダー樹脂の含有率は、通常0.5重量%以上、好ましくは1重量%以上であって、通常20重量%以下、好ましくは10重量%以下の範囲で用いる。
本発明の下引き層を形成するための塗布液に用いる溶媒(下引き層用溶媒)としては、本発明に係るバインダー樹脂を溶解させうるものであれば、任意のものを使用することができる。この溶媒としては、通常は有機溶媒を使用する。溶媒の例を挙げると、メタノール、エタノール、1−プロパノールまたは2−プロパノール等の炭素数5以下のアルコール類;クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、ジクロロメタン、トリクレン、四塩化炭素、1,2−ジクロロプロパン等のハロゲン化炭化水素類;ジメチルホルムアミド等の含窒素有機溶媒類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類などが挙げられる。
本発明の下引き層を形成するための塗布液において、溶媒と、金属酸化物粒子、バインダー樹脂などの固形分との量比は、下引き層を形成するための塗布液の塗布方法により異なり、適用する塗布方法において均一な塗膜が形成されるように適宜変更して用いればよい。
本発明の下引き層を形成するための塗布液は、本発明の効果を著しく損なわない限り、上述した金属酸化物粒子、バインダー樹脂及び溶媒以外の成分を含有していてもよい。例えば、下引き層を形成するための塗布液には、その他の成分として添加剤を含有させてもよい。
[I−5.本発明の下引き層を形成するための塗布液の利点]
本発明の下引き層を形成するための塗布液は、保存安定性が高い。保存安定性の指標としては様々なものがあるが、例えば、本発明の下引き層を形成するための塗布液は、作製時と室温120日保存後の粘度変化率(即ち、120日保存後の粘度と作製時との粘度の差を、作製時の粘度で除した値)が、通常20%以下、好ましくは15%以下、より好ましくは10%以下である。なお、粘度は、E型粘度計(トキメック社製、製品名 ED)を用い、JIS Z 8803に準じた方法で測定できる。
また、本発明の下引き層を形成するための塗布液を用いれば、電子写真感光体を高品質に、且つ、高効率に製造することが可能である。
本発明に係る下引き層を形成するための塗布液は、上述したように金属酸化物粒子を含有するものであり、金属酸化物粒子は下引き層を形成するための塗布液中に分散されて存在する。したがって、本発明の下引き層を形成するための塗布液の製造方法は、通常、金属酸化物粒子を分散させる分散工程を有し、当該分散工程において本発明の製造方法を利用すれば、その他の工程について本発明に規定する要件以外には特に制限は無い。
本発明において金属酸化物粒子を分散させるには、該金属酸化物粒子を、ステータと、ステータの一端に設けられるスラリーの供給口と、ステータの他端に設けられるスラリーの排出口と、ステータ内に充填されるメディアと供給口より供給されたスラリーを攪拌混合するロータと、遠心力の作用によりメディアとスラリーに分離して、スラリーを排出口より排出するセパレータとを有する、湿式攪拌ボールミルにより分散する。
分散の際には、金属酸化物粒子を溶媒(以下適宜、分散時に使用する溶媒を「分散溶媒」という)中にて湿式分散すれば良く、湿式分散の際に供給されるスラリーは、少なくとも金属酸化物粒子と分散溶媒とを含有している。この分散工程により、本発明に係る金属酸化物粒子は分散され、特に特性の好ましいものは、上述した所定の粒径分布を有するようになる。また、分散溶媒は、下引き層を形成するための塗布液に用いる溶媒を使用してもよく、それ以外の溶媒を使用してもよい。ただし、分散溶媒として下引き層を形成するための塗布液に用いる溶媒以外の溶媒を用いる場合は、分散後に金属酸化物粒子と下引き層を形成するための塗布液に用いる溶媒とを混合したり溶媒交換したりすることになるが、この際には、金属酸化物粒子が凝集して所定の粒径分布を有さなくならないようにしながら、前記の混合や溶媒交換などをすることが好ましい。湿式分散の手法の中でも、特に、分散メディアを利用して分散するものが好ましい。
本発明の電子写真感光体用の下引き層を形成するための塗布液の製造方法においては、分散を行なう際、平均粒子径が、通常5μm以上、好ましくは10μm以上、また、通常200μm以下、好ましくは100μm以下の分散メディアを使用する。小さな粒径の分散メディアの方が短時間で均一な分散液を与える傾向があるが、過度に粒径が小さくなると分散メディアの質量が小さくなりすぎて効率よい分散ができなくなる可能性がある。
分散メディアは通常、真球に近い形状をしているため、例えば、JIS Z 8801:2000等に記載のふるいによりふるい分けする方法や、画像解析により測定することにより平均粒子径を求めることができ、アルキメデス法により密度を測定することができる。具体的には例えば、(株)ニレコ製のLUZEX50等に代表される画像解析装置により、分散メディアの平均粒子径と真球度を測定することが可能である。
また、前記湿式攪拌ボールミルの中でも、特に、ステータが円筒形であるものが好適に用いることができる。また、セパレータが排出口に連結すると共に、回転可能に設けられ、遠心力の作用により分散メディアとスラリーとを分離し、スラリーを排出口より排出するインペラタイプのセパレータとを備えるものを用いることが好ましい。
本発明に係る湿式攪拌ボールミルにおいて、ステータとは、内部に中空部を有する筒状の容器で、その一端にはスラリーの供給口が形成され、その他端にはスラリーの排出口が形成されている。さらに、内部の中空部には分散メディアが充填され、当該分散メディアによってスラリー中の金属酸化物粒子が分散されるようになっている。また、供給口からはステータ内にスラリーが供給され、ステータ内のスラリーは排出口からステータの外に排出されるようになっている。
さらに、セパレータは、分散メディアとスラリーとを分離するものである。このセパレータは、ステータの排出口に連結するように設けられている。そして、ステータ内のスラリー及び分散メディアを分離し、スラリーをステータの排出口からステータの外部に送出するように構成されている。
また、湿式攪拌ボールミルは、前記のセパレータの回転軸となるシャフトを備えていることが好ましい。さらに、このシャフトの軸心には、排出口と通ずる中空な排出路が形成されていることが好ましい。即ち、湿式攪拌ボールミルを、少なくとも、円筒形のステータと、ステータの一端に設けられるスラリーの供給口と、ステータの他端に設けられるスラリーの排出口と、ステータ内に充填される分散メディア、及び、供給口より供給されるスラリーを攪拌混合するロータと、排出口に連結すると共に、回転可能に設けられ、遠心力の作用により分散メディアとスラリーとを分離し、スラリーを排出口より排出するインペラタイプのセパレータと、セパレータの回転軸となるシャフトとを備えるように構成し、更に、シャフトの軸心に、排出口と通ずる中空な排出路が形成されていることが好ましい。
排出口をミル上端に設ける場合には、供給口はミル底部に設けられることになる。この場合、より好ましい態様としては、供給口を、弁座と、弁座に昇降可能に嵌合し、弁座のエッジと線接触が可能なV形、台形或いはコーン状の弁体とにより構成する。これにより、弁座のエッジと弁体との間に分散メディアが通過し得ないような環状のスリットを形成することができるようになる。したがって、供給口において、スラリーは供給されるが、分散メディアの落ち込みは防止できるようになる。また、弁体を上昇させることによりスリットを広げて分散メディアを排出させたり、或いは弁体を降下させることによりスリットを閉じてミルを密閉させることが可能である。更にスリットは弁体と弁座のエッジで形成されるため、スラリー中の租粒子(金属酸化物粒子)が噛み込み難く、噛み込んでも上下に抜け出し易く詰まりを生じにくい。
また、湿式攪拌ボールミルを縦置きにして、シャフトをステータの上端に軸支すると共に、ステータ上端のシャフトを支承する軸承部に、Oリングと、メイティングリングを有するメカニカルシールとを設け、更に、軸承部にOリングが嵌合する環状溝を形成して当該環状溝にOリングを装着するようにした場合には、当該環状溝の下側部に、下方に向かって拡開するテーパ状の切込みを形成することが好ましい。即ち、湿式攪拌ボールミルを、円筒形の縦型のステータと、ステータの底部に設けられるスラリーの供給口と、ステータの上端に設けられるスラリーの排出口と、ステータの上端に軸支され、モータ等の駆動手段によって回転駆動されるシャフトと、シャフトに固定され、ステータ内に充填される分散メディア及び供給口より供給されたスラリーを攪拌混合するピン、ディスク或いはアニューラタイプのロータと、排出口近くに設けられ、スラリーより分散メディアを分離するセパレータと、ステータ上端のシャフトを支承する軸承部に設けられるメカニカルシールとを備えて構成すると共に、メカニカルシールのメイティングリングと接触するOリングが嵌合する環状溝の下側部に下方に向かって拡開するテーパ状の切込みを形成することが好ましい。
その上、Oリングが嵌合する環状溝の下側部は、切込みにより下方に向かって拡開し、クリアランスが広がっているため、スラリーや分散メディアが入り込んで噛み込んだり、固化することによる詰まりを生じ難く、メイティングリングのシールリングへの追随が円滑に行なわれてメカニカルシールの機能維持が行なわれる。なお、Oリングが嵌合する嵌合溝の下側部は断面V形をなし、全体が薄肉となる訳ではないから、強度が損なわれることはないし、Oリングの保持機能が損なわれることもない。
図1は、この実施形態の湿式攪拌ボールミルの構成を模式的に表わす縦断面図である。図1において、スラリー(図示省略)は、縦型湿式攪拌ボールミルに供給され、該ミルで分散メディア(図示省略)と共に攪拌されることにより粉砕されたのち、セパレータ14で分散メディアを分離してシャフト15の軸心に形成された排出路19を通って排出され、戻される経路(図示省略)を辿り、循環粉砕されるようになっている。
スリットでの詰まりを解消するため、弁体35が短い周期で上限位置まで上昇する上下動を繰返して噛み込みを解消できるようにしてある。この弁体35の振動は、常時行なっておいてもよいし、スラリー中に粗粒子が多量に含まれる場合に行なってもよく、また詰まりによってスラリーの供給圧が上昇したとき、これに連動して行なわれるようにしてもよい。
本実施形態の湿式攪拌ボールミルは以上のように構成されているので、スラリーの分散を行なう際には、以下のような手順により行なう。即ち、本実施形態の湿式攪拌ボールミルのステータ17内に分散メディア(図示せず)を充填し、外部動力により駆動されてロータ21及びセパレータ14が回転駆動される一方、スラリーが一定量、供給口26に送られる。これにより、弁座のエッジと弁体35との間に形成されるスリット(図示せず)を通してステータ7の内にスラリーが供給される。
さらに、分散メディアの使用量に制限は無い。ただし、分散メディアは、通常、スラリーに対し、容積比で、1〜5倍用いる。分散メディア以外に、分散後に容易に除去することのできる分散助剤を併用して実施することも可能である。分散助剤の例としては、食塩、ぼう硝等が挙げられる。
分散溶媒としては、特に制限されないが、前記の下引き層を形成するための塗布液に用いる溶媒を用いれば、分散後に溶媒交換などの工程を経る必要が無くなり好適である。これらの分散溶媒は何れか1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用し、混合溶媒として用いても良い。
また、機械的分散時の温度としては、溶媒(または混合溶媒)の凝固点以上、沸点以下で行なうことが可能であるが、製造時の安全性の面から、通常、10℃以上、200℃以下の範囲で行なわれる。
振動周波数等の超音波処理時の条件には特に制限はないが、通常10kHz以上、好ましくは15kHz以上、また、通常40kHz以下、好ましくは35kHz以下の周波数の発振器により超音波振動を加える。
さらに、通常、多量のスラリーを大出力の超音波発振機による超音波で処理するよりも、少量のスラリーを小出力の超音波発振機による超音波で処理する方が分散効率が良い。そのため、一度に処理するスラリーの量は、通常1L以上、好ましくは5L以上、より好ましくは10L以上、また、通常50L以下、好ましくは30L以下、より好ましくは20L以下である。また、この場合の超音波発振機の出力は、通常200W以上、好ましくは300W以上、より好ましくは500W以上、また、通常3kW以下、好ましくは2kW以下、より好ましくは1.5kW以下である。
超音波発振機により振動を加えた液体の中にスラリーを納めた容器を浸漬する方法では、該液体の温度により超音波処理の効率が変化するため、該液体の温度を一定に保つことが好ましい。加えた超音波振動により振動を加えた液体の温度が上昇することがある。該液体の温度は、通常5℃以上、好ましくは10℃以上、より好ましくは15℃以上、また、通常60℃以下、好ましくは50℃以下、より好ましくは40℃以下の温度範囲において超音波処理することが好ましい。
本発明の下引き層を形成するための塗布液の製造方法によれば、本発明の下引き層を形成するための塗布液を効率よく生産できる上に、より保存安定性が高い下引き層を形成するための塗布液を得ることができる。したがって、より高品質の電子写真感光体を効率よく得ることができる。
本発明の下引き層を形成するための塗布液を導電性支持体上に塗布し、乾燥することにより、電子写真感光体の下引き層を形成することができる。本発明の下引き層を形成するための塗布液を塗布する方法に制限は無いが、例えば、浸漬塗布、スプレー塗布、ノズル塗布、スパイラル塗布、リング塗布、バーコート塗布、ロールコート塗布、ブレード塗布等が挙げられる。なお、これらの塗布法は1種のみで実施しても良く、2種以上を任意に組み合わせて実施しても良い。
スパイラル塗布法としては、特開昭52−119651号公報に開示されている注液塗布機またはカーテン塗布機を用いた方法、特開平1−231966号公報に開示されている微小開口部から塗料を筋状に連続して飛翔させる方法、特開平3−193161号公報に開示されているマルチノズル体を用いた方法等がある。
塗布後、塗布膜を乾燥するが、必要且つ充分な乾燥が行なわれる様に乾燥温度、時間を調整することが好ましい。乾燥温度は、通常100℃以上、好ましくは110℃以上、より好ましくは115℃以上、また、通常250℃以下、好ましくは170℃以下、より好ましくは140℃以下の範囲である。乾燥方法に制限は無く、例えば、熱風乾燥機、蒸気乾燥機、赤外線乾燥機および遠赤外線乾燥機などを用いることができる。
本発明の電子写真感光体は、導電性支持体上に、下引き層と、前記下引き層上に形成される感光層とを有する。したがって、下引き層は、導電性支持体と感光層との間に設けられる。
また、感光層の構成は、公知の電子写真感光体に適用可能な如何なる構成も採用することが可能である。具体例を挙げると、光導電性材料をバインダー樹脂中に溶解又は分散させた単層の感光層(即ち、単層型感光層)を有する、いわゆる単層型感光体;電荷発生物質を含有する電荷発生層と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層を積層してなる複数の層からなる感光層(即ち、積層型感光層)を有する、いわゆる積層型感光体などが挙げられる。一般に光導電性材料は、単層型でも積層型でも、機能としては同等の性能を示すことが知られている。
以下、本発明の電子写真感光体の構成要素につき、実施形態を挙げて説明する。ただし、本発明の電子写真感光体の構成要素は以下の実施形態に限定されるものではない。
導電性支持体に特に制限は無いが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、銅、ニッケル等の金属材料;金属、カーボン、酸化錫などの導電性粉体を混合して導電性を付与した樹脂材料;アルミニウム、ニッケル、ITO(酸化インジウム酸化錫合金)等の導電性材料をその表面に蒸着又は塗布した樹脂、ガラス、紙などが主として使用される。
さらに、導電性支持体としてアルミニウム合金等の金属材料を用いた場合、陽極酸化処理を施してから用いてもよい。陽極酸化処理を施した場合、公知の方法により封孔処理を施すのが望ましい。
上記低温封孔処理の場合に使用されるフッ化ニッケル水溶液濃度は、適宜選べるが、3〜6g/Lの範囲で使用された場合、より好ましい結果が得られる。また、封孔処理をスムーズに進めるために、処理温度としては、通常25℃以上、好ましくは30℃以上、また、通常40℃以下、好ましくは35℃以下の範囲が好ましい。また、同様の観点から、フッ化ニッケル水溶液pHは、通常4.5以上、好ましくは5.5以上、また、通常6.5以下、好ましくは6.0以下の範囲で処理するのが好ましい。pH調節剤としては、例えば、シュウ酸、ホウ酸、ギ酸、酢酸、水酸化ナトリウム、酢酸ナトリウム、アンモニア水等を用いることが出来る。また、処理時間は、被膜の膜厚1μmあたり1〜3分の範囲で処理することが好ましい。なお、被膜物性を更に改良するために、例えばフッ化コバルト、酢酸コバルト、硫酸ニッケル、界面活性剤等をフッ化ニッケル水溶液に含有させておいてもよい。次いで水洗、乾燥して低温封孔処理を終える。
下引き層は、バインダー樹脂及び金属酸化物粒子を含有する層である。また、下引き層は、本発明の効果を著しく損なわない限りその他の成分を含有していてもよい。なお、これらのバインダー樹脂、金属酸化物粒子、及びその他の成分は、本発明の下引き層を形成するための塗布液の説明において述べたものと同様である。
1.20 ≦ Mv’/Mp’ ≦ 1.35 (4)
上記範囲を満たさない場合、本発明者らの検討によれば、感光体として、低温低湿下での露光−帯電繰り返し特性が安定せず、得られる画像に黒点、色点などの画像欠陥が発現する可能性がある。
下引き層の膜厚は任意であるが、本発明の電子写真感光体の感光体特性及び塗布性を向上させる観点から、通常は0.1μm以上、20μm以下の範囲が好ましい。また、下引き層には、公知の酸化防止剤等の添加剤を含有させてもよい。
本発明に係る下引き層を分散して分散液とする際には、下引き層を結着するバインダー樹脂については実質上溶解せず、下引き層の上に形成されている感光層などを溶解できる溶媒により下引き層上の層を溶解除去した後、下引き層を結着するバインダー樹脂を溶媒に溶解することによって分散液とすることができる。この際、下引き層を溶解できる溶媒としては、400nm〜1000nmの波長領域において大きな光吸収を持たない溶媒を使用すればよい。
本発明に係る下引き層を、メタノールと1−プロパノールとを7:3の重量比で混合した溶媒で分散した分散液の、波長400nmの光に対する吸光度と波長1000nmの光に対する吸光度との差(吸光度差)は、以下の通りである。即ち、前記の吸光度差は、金属酸化物粒子の屈折率が2.0以上の場合には、好ましくは0.3(Abs)以下、より好ましくは0.2(Abs)以下である。また、金属酸化物粒子の屈折率が2.0未満の場合には、好ましくは0.02(Abs)以下、より好ましくは0.01(Abs)以下である。
また、本発明に係る下引き層の正反射率は、通常、本発明に特定の値を示す。本発明に係る下引き層の正反射率とは、導電性支持体に対する、導電性支持体上の下引き層の正反射率を示している。この下引き層の正反射率は、下引き層の膜厚によって変化するため、ここでは下引き層の膜厚を2μmとした場合の反射率として規定する。
一方、下引き層が含有する金属酸化物粒子の屈折率が2.0未満の場合には、該下引き層が2μmである場合に換算した、該導電性支持体の波長400nmの光に対する正反射に対する、該下引き層の波長400nmの光に対する正反射の比が、好ましくは50%以上である。
特定の単色光が下引き層を通過し、導電性支持体上で正反射し、ふたたび下引き層を通過して検出される場合に、光に対して垂直な厚さdLの薄い層を仮定する。
厚さdLの薄い層を通過後の光の強度の減少量−dIは、前記の層を通過する前の光の強度Iと、層の厚さdLとに比例すると考えられ、式で表現すると次のように書くことができる(kは定数)。
式(C)を変形すると次の様になる。
−dI/I=kdL (D)
式(D)の両辺をそれぞれ、I0からIまで、0からLまでの区間で積分すると次の様な式が得られる。なお、I0は入射光の強度である。
式(E)は、溶液系に於いてLambertの法則と呼ばれるものと同じであり、本発明に於ける反射率の測定にも適用することができる。
式(E)を変形すると、
I=I0exp(−kL) (F)
となり、入射光が導電性支持体表面に到達するまでの挙動が式(F)で表される。
すると、式(F)に従って導電性支持体表面に到達した光は、反射率Rを乗じられた上で正反射し、ふたたび光路長Lを通って下引き層表面に出ていく。すなわち、
I=I0exp(−kL)・R・exp(−kL) (G)
となり、R=I1/I0を代入し、さらに変形することで、
I/I1=exp(−2kL) (H)
という関係式を得ることができる。これが、導電性支持体に対する反射率に対する、下引き層に対する反射率の値であり、これを正反射率と定義する。 さて、上述の通り、2μmの下引き層に於いて光路長は往復で4μmになるが、任意の導電性支持体上の下引き層の反射率Tは、下引き層の膜厚L(このとき光路長2Lとなる)の関数であり、T(L)と表される。式(H)から、
T(L)=I/I1=exp(−2kL) (I)
が成立する。
T(2)=I/I1=exp(−4k) (J)
となり、式(I)と式(J)を連立させてkを消去すると、
T(2)=T(L)2/L (K)
となる。 即ち、下引き層の膜厚がL(μm)であるとき、該下引き層の反射率T(L)を測定することで、下引き層が2μmである場合の反射率T(2)を相当の確度で見積もることができる。下引き層の膜厚Lの値は、粗さ計などの任意の膜厚計測装置で計測することができる。
[IV−3−1.電荷発生物質]
本発明で電子写真感光体に用いる電荷発生物質としては、従来から本用途に用いることが提案されている任意の物質を用いることができる。このような物質としては例えば、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、アントアントロン系顔料、キナクリドン系顔料、シアニン系顔料、ピリリウム系顔料、チアピリリウム系顔料、インジゴ系顔料、多環キノン系顔料、スクエアリック酸系顔料などが挙げられる。特にフタロシアニン顔料、またはアゾ顔料が好ましい。フタロシアニン顔料は、比較的長波長のレーザー光に対して高感度の感光体が得られる点で、また、アゾ顔料は、白色光及び比較的短波長のレーザー光に対し十分な感度を持つ点で、それぞれ優れている。
電荷発生物質は、感光層形成用塗布液中に分散されるが、該感光層形成用塗布液中に分散される前に、予め前粉砕されていても構わない。前粉砕は、種々の装置を用いて行なうことができるが、通常はボールミル、サンドグラインドミルなどを用いて行なう。これらの粉砕装置に投入する粉砕媒体としては、粉砕処理に際して、粉砕媒体が粉化することがなく、かつ分散処理後は容易に分離できるものであればどのようなものでも使用することが可能で、例えば、ガラス、アルミナ、ジルコニア、ステンレス、セラミックス等の、ビーズやボールなどが挙げられる。前粉砕では、体積平均粒子径で500μm以下となるよう粉砕することが好ましく、より好ましくは250μm以下まで粉砕する。なお、電荷発生物質の体積平均粒子径は、当業者が通常用いるどのような方法で測定しても構わないが、通常は、通常沈降法や遠心沈降法で測定される。
電荷輸送物質に制限は無い。電荷輸送物質の例を挙げると、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリグリシジルカルバゾール、ポリアセナフチレン等の高分子化合物;ピレン、アントラセン等の多環芳香族化合物;インドール誘導体、イミダゾール誘導体、カルバゾール誘導体、ピラゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアジアゾール誘導体等の複素環化合物;p−ジエチルアミノベンズアルデヒド−N,N−ジフェニルヒドラゾン、N−メチルカルバゾール−3−カルバルデヒド−N,N−ジフェニルヒドラゾン等のヒドラゾン系化合物;5−(4−(ジ−p−トリルアミノ)ベンジリデン)−5H−ジベンゾ(a,d)シクロヘプテン等のスチリル系化合物;p−トリトリルアミン等のトリアリールアミン系化合物;N,N,N’,N’−テトラフェニルベンジジン等のベンジジン系化合物;ブタジエン系化合物;ジ−(p−ジトリルアミノフェニル)メタン等のトリフェニルメタン系化合物などが挙げられる。これらの中でも、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、スチリル系化合物、ブタジエン系化合物、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、もしくはこれらが複数結合されたものが好適に用いられる。これらの電荷輸送物質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
本発明の電子写真感光体に係る感光層は、光導電性材料を各種バインダー樹脂で結着した形で形成する。感光層用バインダー樹脂としては、電子写真感光体に用いることができる公知の如何なるバインダー樹脂も使用可能である。感光層用バインダー樹脂の具体例を挙げると、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリアクル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリエステル、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリエステルポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリビニルアセトアセタール、ポリビニルプロピオナール、ポリビニルブチラール、ポリスルホン、ポリイミド、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、セルロースエステル、セルロースエーテル、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニルなどのビニル重合体、及びその共重合体等が用いられる。またこれらの部分的架橋硬化物も使用できる。なお、感光層用バインダー樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
・積層型感光体
本発明の電子写真感光体がいわゆる積層型感光体である場合、電荷発生物質を含有する層は、通常、電荷発生層である。ただし、積層型感光体において、本発明の効果を著しく損なわない限り、電荷発生物質が電荷輸送層中に含まれていても構わない。
電荷発生物質を含有する層が電荷発生層である場合、当該電荷発生層中の電荷発生物質の使用比率は、電荷発生層に含まれる感光層用バインダー樹脂100重量部に対して、通常30重量部以上、好ましくは50重量部以上、また、通常500重量部以下、好ましくは300重量部以下である。電荷発生物質の使用量が少なすぎると電子写真感光体としての電気特性が十分ではなくなる可能性があり、多すぎると塗布液の安定性を損なう可能性がある。
・単層型感光体
本発明の電子写真感光体がいわゆる単層型感光体である場合、後に記載する電荷輸送層と同様の配合割合の感光層用バインダー樹脂と電荷輸送物質とを主成分とするマトリックス中に、前記電荷発生物質が分散される。
単層型感光層の膜厚は任意であるが、通常5μm以上、好ましくは10μm以上、また、通常50μm以下、好ましくは45μm以下である。
感光層内に分散される電荷発生物質の量は任意であるが、少なすぎると十分な感度が得られなくなる可能性があり、多すぎると帯電性の低下、感度の低下などが生じる可能性がある。このため、単層型感光層中の電荷発生物質の含有率は、通常0.5重量%以上、好ましくは10重量%以上、また、通常50重量%以下、好ましくは45重量%以下である。
本発明の電子写真感光体がいわゆる積層型感光体である場合、電荷輸送物質を含有する層は、通常、電荷輸送層である。電荷輸送層は、電荷輸送機能を有する樹脂単独で形成されても良いが、前記電荷輸送物質が感光層用バインダー樹脂中に分散または溶解された構成がより好ましい。
一方、本発明の電子写真感光体がいわゆる単層型感光体である場合、単層型感光層は、電荷発生物質の分散されるマトリックスとして、前記電荷輸送物質がバインダー樹脂中に分散または溶解された構成が用いられる。
本発明の電子写真感光体は、上述した下引き層及び感光層以外にも、その他の層を有していてもよい。
例を挙げると、最表面層として従来公知の、例えば熱可塑性あるいは熱硬化性ポリマーを主体とする表面保護層やオーバーコート層を設けてもよい。
感光体が有する下引き層以外の各層の形成方法に制限は無く、任意の方法を用いることができる。例えば、本発明の下引き層を形成するための塗布液で下引き層を形成する場合のように、層に含有させる物質を溶媒に溶解又は分散させて得られた塗布液(感光層形成用塗布液、電荷発生層形成用塗布液、電荷輸送層形成用塗布液など)を、例えば浸漬塗布方法、スプレー塗布方法、リング塗布方法等の公知の方法を用いて順次塗布し、乾燥させて形成される。この場合、塗布液は、必要に応じて塗布性を改善するためのレベリング剤や酸化防止剤、増感剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。
なお、塗布液に用いる溶媒の量に制限は無く、塗布液の組成や塗布方法などに応じて、適切な量を用いるようにすれば良い。
本発明の電子写真感光体は、様々な使用環境下でも高い画質の画像を形成することが可能である。また、耐久安定性に優れ、しかも黒点や色点などの画像欠陥が発現し難い。したがって、本発明の電子写真感光体は、画像形成に用いた場合、環境による影響を抑制しながら、高品質の画像を形成することが可能である。
次に、本発明の電子写真感光体を用いた画像形成装置(本発明の画像形成装置)の実施の形態について、装置の要部構成を示す図2を用いて説明する。但し、実施の形態は以下の説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意に変形して実施することができる。
また、本発明の画像形成装置では、感光体1として、上述した本発明の電子写真感光体を備えている。即ち、本発明の画像形成装置は、電子写真感光体と、該電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、帯電した該電子写真感光体に対し像露光を行ない静電潜像を形成する像露光手段と、前記静電潜像をトナーで現像する現像手段と、前記トナーを被転写体に転写する転写手段とを備える画像形成装置において、該電子写真感光体が、導電性支持体上に、バインダー樹脂及び金属酸化物粒子を含有する下引き層と、該下引き層上に形成される感光層とを有し、メタノールと1−プロパノールとを7:3の重量比で混合した溶媒に該下引き層を分散させた液中において動的光散乱法により測定される、該金属酸化物粒子の体積平均径をMv’とし、該金属酸化物粒子の個数平均粒子径をMp’とした場合に、前記Mv’が0.1μm以下であって、且つ、前記Mv’と前記Mp’との比Mv’/Mp’が上記式(3)を満たす、画像形成装置として構成されているのである。この際、前記の比Mv’/Mp’は、上記式(4)を満たすことが、より一層好ましい。
帯電装置2は、電子写真感光体1を帯電させるもので、電子写真感光体1の表面を所定電位に均一帯電させる。本発明の効果を有効に活用するには、帯電装置は、電気写真感光体1に対して接触配置することが好ましい。図2では帯電装置2の一例としてローラ型の帯電装置(帯電ローラ)を示しているが、他にもコロトロンやスコロトロン等のコロナ帯電装置、帯電ブラシ等の接触型帯電装置などがよく用いられる。
現像ローラ44は、電子写真感光体1と供給ローラ43との間に配置され、電子写真感光体1及び供給ローラ43に各々当接している。供給ローラ43及び現像ローラ44は、回転駆動機構(図示せず)によって回転される。供給ローラ43は、貯留されているトナーTを担持して、現像ローラ44に供給する。現像ローラ44は、供給ローラ43によって供給されるトナーTを担持して、電子写真感光体1の表面に接触させる。
トナーTの種類は任意であり、粉状トナーのほか、懸濁重合法や乳化重合法などを用いた重合トナー等を用いることができる。特に、重合トナーを用いる場合には径が4〜8μm程度の小粒径のものが好ましく、また、トナーの粒子の形状も球形に近いものからポテト状の球形から外れたものまで様々に使用することができる。重合トナーは、帯電均一性、転写性に優れ、高画質化に好適に用いられる。
なお、定着装置についてもその種類に特に限定はなく、ここで用いたものをはじめ、熱ローラ定着、フラッシュ定着、オーブン定着、圧力定着など、任意の方式による定着装置を設けることができる。
続いて、帯電された感光体1の感光面を、記録すべき画像に応じて露光装置3により露光し、感光面に静電潜像を形成する。そして、その感光体1の感光面に形成された静電潜像の現像を、現像装置4で行なう。
現像ローラ44に担持された帯電トナーTが感光体1の表面に接触すると、静電潜像に対応するトナー像が感光体1の感光面に形成される。そしてこのトナー像は、転写装置5によって記録紙Pに転写される。この後、転写されずに感光体1の感光面に残留しているトナーが、クリーニング装置6で除去される。
なお、画像形成装置は、上述した構成に加え、例えば除電工程を行なうことができる構成としても良い。除電工程は、電子写真感光体に露光を行なうことで電子写真感光体の除電を行なう工程であり、除電装置としては、蛍光灯、LED等が使用される。また除電工程で用いる光は、強度としては露光光の3倍以上の露光エネルギーを有する光である場合が多い。
なお、感光体1は、上記のように帯電装置2と組み合わせてカートリッジとして構成する場合、さらに、現像装置4を備えて構成することが好ましい。さらに、前記の感光体1に、必要に応じて、帯電装置2、露光装置3、現像装置4、転写装置5、クリーニング装置6、及び定着装置7のうち1つ又は2つ以上と組み合わせて、一体型のカートリッジ(電子写真カートリッジ)として構成し、この電子写真カートリッジを複写機やレーザービームプリンタ等の電子写真装置本体に対して着脱可能な構成にしてもよい。即ち、本発明の電子写真カートリッジは、少なくとも、電子写真感光体と、該電子写真感光体を帯電させる帯電手段、該電子写真感光体に形成される静電潜像をトナーで現像する現像手段、この静電潜像をトナーで現像する現像手段、トナーを被転写体に転写する転写手段、被転写体に転写されたトナーを定着させる定着手段、及び、該電子写真感光体に付着したトナーを回収するクリーニング手段のうち少なくとも一つとを有することが好ましい。また、この電子写真カートリッジにおいて、該電子写真感光体が、導電性支持体上に、バインダー樹脂及び金属酸化物粒子を含有する下引き層と、該下引き層上に形成される感光層とを有し、メタノールと1−プロパノールとを7:3の重量比で混合した溶媒に該下引き層を分散させた液中において動的光散乱法により測定される、該金属酸化物粒子の体積平均径をMv’とし、該金属酸化物粒子の個数平均粒子径をMp’とした場合に、前記Mv’が0.1μm以下であって、且つ、前記Mv’と前記Mp’との比Mv’/Mp’が上記式(3)を満たすように構成することが好ましい。この際、前記の比Mv’/Mp’は、上記式(4)を満たすことが、より一層好ましい。また、特に、本発明においては、前記のように、帯電手段が前記電子写真感光体に接触配置した場合に、その効果が顕著に発揮されるから、この構成が望ましい。
この場合、上記実施形態で説明したカートリッジと同様に、例えば電子写真感光体1やその他の部材が劣化した場合に、この電子写真カートリッジを画像形成装置本体から取り外し、別の新しい電子写真カートリッジを画像形成装置本体に装着することにより、画像形成装置の保守・管理が容易となる。
[VI.本発明の主な利点]
本発明によれば、以下に説明する利点の少なくとも一つを得ることが可能である。
そして、本発明の電子写真感光体を用いた画像形成装置によれば、黒点や色点などの画像欠陥の極めて少ない良好な画像を形成することができ、特に該電子写真感光体に接触配置する帯電手段により帯電される画像形成装置において、黒点や色点などの画像欠陥の極めて少ない良好な画像を形成することができる。
[実施例1]
平均一次粒子径13nmの酸化アルミニウム(デグサ社製Aluminium Oxide C)50部と、メタノール120部を混合してなる原料スラリー1kgを、直径約50μmのジルコニアビーズ(株式会社ニッカトー製 YTZ)を分散メディアとして、ミル容積約0.15Lの寿工業株式会社製ウルトラアペックスミル(UAM−015型)を用い、ロータ周速10m/秒、液流量10kg/時間の液循環状態で2時間分散処理し、酸化アルミニウム分散液を作製した。使用したウルトラアペックスミルの接液部は、ステータ内側ライナーは、20℃でのヤング率が240GPaのジルコニア強化アルミナ(Zirconia Toughened Alumina : ZTA)であり、ステータ上下部カバー、セパレータ、およびロータは、温度23℃±2℃、相対湿度50%±10%の環境下で、JIS K 7171 1994 に従った方法で測定した曲げ弾性率が1000MPaの高密度ポリエチレンで作製、取り付けされているものを用いた。
外径30mm、長さ250mm、肉厚0.8mmのアルミニウム管(引抜鏡面管、切削ピッチ0.6mmの切削管、および切削ピッチ0.95mmの切削管)上に、乾燥後の膜厚が2μmになるように、塗布液Aを塗布、乾燥して下引き層を形成した。
実施例1において使用した高密度ポリエチレンのかわりに、曲げ弾性率が780MPaのポリウレタンを用いた以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体用の下引き層を形成するための塗布液Bを作製した。この下引き層を形成するための塗布液Bについて、実施例1の場合と同様にして、各種物性を測定した。結果を表2に示す。
[比較例1]
実施例1記載のミルに代えて、ステータ上下部カバー、セパレータ、およびロータが、20℃でのヤング率が210GPaの酸化イットリウム準安定化ジルコニアで作製、取り付けされている、寿工業株式会社製ウルトラアペックスミル(UAM−015型)を用いた以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体用の下引き層を形成するための塗布液Cを作製した。この下引き層を形成するための塗布液Cについて、実施例1の場合と同様にして、各種物性を測定した。結果を表2に示す。
・サンプル作成
塗布液A,B,Cの各サンプルを適量灰化皿にとり、ホットプレートにかけ溶媒を乾かした後、乳棒で磨り潰し粉末の状態にする。それを天秤で0.08g秤量し錠剤にしたものをサンプルとする。
・標準作成
ジルコニアビーズを酸化チタン粉末と混合して、Zr約1%の標準試料を作成する。天秤でジルコニアビーズを約0.01g量り、チタニア粉末で約1gに定容する。それを天秤で0.08g秤量し、加圧成型により錠剤にしたものをサンプルとする。
測定装置としては、Rigaku ZSK100eを用いて、ターゲットはRhとし、Al−KAでは、管電圧50kV、管電流120mA、分光結晶PET、検出器PCとし、Zr−KAでは、管電圧30kV、管電流120mA、分光結晶LiF1、検出器SCとした。ジルコニア混入率は、実施例1の場合も実施例2の場合も、いずれも0%であった。
実施例1で作製した塗布液Aを、外径24mm、長さ236.5mm、肉厚0.75mmのアルミニウム切削管上に、浸漬塗布により、乾燥後の膜厚が2μmとなるように塗布し、乾燥させて下引き層を形成した。下引き層の表面を走査型電子顕微鏡により観察をしたところ、凝集物は殆ど観察されなかった。
次にこの電荷発生層の上に、下記に示すヒドラゾン化合物56部と、
また、該感光体を電子写真学会測定標準に従って作製された電子写真特性評価装置(続電子写真技術の基礎と応用、電子写真学会編、コロナ社、404〜405頁記載)に装着し、表面電位が−700Vになるように帯電させた後、780nmのレーザー光を5.0μJ/cm2の強度で照射し、露光後100m秒後の表面電位(以下、VLということがある)を、温度25℃、相対湿度50%(以下、NN環境ということがある)環境下、および温度5℃、相対湿度10%(以下、LL環境ということがある)で測定した。その結果を下記表3に示す。
<実施例4>
下引き層を形成するための塗布液として、前記実施例2に記載の塗布液Bを用いた以外は、実施例3と同様にして電子写真感光体P2を作製した。この際の下引き層を、実施例3と同様に、表面を走査型電子顕微鏡により観察をしたところ凝集物は殆ど観察されなかった。更に、実施例3と同様にして電子写真感光体P2を評価した結果を下記表3に示す。
<実施例5>
下引き層を形成するための塗布液として、実施例1において作製した塗布液Aを用い、外径30mm、長さ285mm、肉厚0.8mmのアルミニウム切削管上に、浸漬塗布により、乾燥後の膜厚が2.4μmとなるように塗布し、乾燥させて下引き層を形成した。下引き層の表面を走査型電子顕微鏡により観察をしたところ、凝集物は殆ど観察されなかった。
実施例3と同様にして作製した電荷発生層用塗布液を、上記の下引き層上に、乾燥後の膜厚が0.4μmとなるように、浸漬塗布により塗布、乾燥して電荷発生層を形成した。
この電子写真感光体の感光層94.2cm2を、テトラヒドロフラン100cm3に浸漬し、出力600Wの超音波発信器により5分間超音波処理して溶解除去した後、同部分をメタノール70g、1−プロパノール30gの混合用液に浸漬し、出力600Wの超音波発信器により5分間超音波処理して下引き層分散液を得て、該分散液中の金属酸化物凝集体二次粒子の粒度分布を実施例1と同様の方法で測定したところ、体積平均粒子径は0.09μmであって、累積90%粒子径が0.14μmであった。
また、下引き層を形成するための塗布液Aを3ヵ月間保存し、3ヶ月後に、同様の操作により電子写真感光体を作成し、フルカラー画像を形成した。得られた画像1.6cm四方中に観察される微小色点の数を、3ヵ月後の画像欠陥として表4に示す。
下引き層を形成するための塗布液Aを、外径24mm、長さ236.5mm、肉厚0.75mmのアルミニウム切削管上に、浸漬塗布により、乾燥後の膜厚が2μmとなるように塗布し、乾燥させて下引き層を形成した。
以上で得られた電子写真感光体を、電子写真学会標準に従って作製された電子写真特性評価装置(続電子写真技術の基礎と応用、電子写真学会編、コロナ社、404〜405頁記載)に装着し、以下の手順に従って、帯電、露光、電位測定、除電のサイクルによる電気特性の評価を行なった。
15 シャフト
16 ジャケット
17 ステータ
19 排出路
21 ロータ
24 プーリ
25 ロータリージョイント
26 原料スラリーの供給口
27 スクリーンサポート
28 スクリーン
29 製品スラリー取出し口
31 ディスク
32 ブレード
35 弁体
1 感光体
2 帯電装置(帯電ローラ)
3 露光装置
4 現像装置
5 転写装置
6 クリーニング装置
7 定着装置
41 現像槽
42 アジテータ
43 供給ローラ
44 現像ローラ
45 規制部材
71 上部定着部材(定着ローラ)
72 下部定着部材(定着ローラ)
73 加熱装置
T トナー
P 記録紙
Claims (11)
- 金属酸化物粒子およびバインダー樹脂を含有する、電子写真感光体用の下引き層を形成するための塗布液の製造方法において、該金属酸化物粒子を、ステータと、ステータの一端に設けられるスラリーの供給口と、ステータの他端に設けられるスラリーの排出口と、ステータ内に充填されるメディアと供給口より供給されたスラリーを攪拌混合するロータと、遠心力の作用によりメディアとスラリーに分離して、スラリーを排出口より排出するセパレータとを有する湿式攪拌ボールミルであって、該金属酸化物粒子が接する、ステータ上下部カバー、セパレータ、及びロータの群より選ばれる少なくとも一部品が、曲げ弾性率500MPa〜2000MPaの樹脂材料からなることを特徴とする湿式攪拌ボールミルと、平均粒子径5〜200μmの分散メディアを用いて、分散処理することを特徴とする、電子写真感光体用の下引き層を形成するための塗布液の製造方法。
- 前記湿式攪拌ボールミルにおける前記セパレータが、前記排出口に連結されて前記ロータと一体に回転するものである、湿式攪拌ボールミルを用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用の下引き層を形成するための塗布液の製造方法。
- 前記湿式攪拌ボールミルにおける前記セパレータが、対向する内側面にブレードの嵌合溝を備えた二枚のディスクと、嵌合溝に嵌合してディスク間に介在するブレードと、ブレードを介在させたディスクを両側より挟持する支持手段とからなるものである、湿式攪拌ボールミルを用いることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の電子写真感光体用の下引き層を形成するための塗布液の製造方法。
- 前記湿式攪拌ボールミルにおける前記セパレータを回転駆動するシャフトが、前記排出口と通ずる中空な排出路を有するものである、湿式攪拌ボールミルを用いることを特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電子写真感光体用の下引き層を形成するための塗布液の製造方法。
- 前記樹脂材料が、熱可塑性樹脂材料である、湿式攪拌ボールミルを用いることを特徴とする、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の電子写真感光体用の下引き層を形成するための塗布液の製造方法。
- 導電性支持体上に、金属酸化物粒子とバインダー樹脂を含有する下引き層、および該層上に形成される感光層を有する電子写真感光体において、該下引き層が、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の塗布液を塗布形成してなる下引き層であることを特徴とする、電子写真感光体。
- 電子写真感光体と、該電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、帯電した該電子写真感光体に対し像露光を行い静電潜像を形成する像露光手段と、この静電潜像をトナーで現像する現像手段と、トナーを被転写体に転写する転写手段とを有することを特徴とする画像形成装置において、該電子写真感光体が、請求項6に記載の電子写真感光体であることを特徴とする、画像形成装置。
- 前記帯電手段が、前記電子写真感光体に接触配置することを特徴とする、請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記像露光手段に用いられる光の波長が、350nm〜600nmであることを特徴とする、請求項7または請求項8に記載の画像形成装置。
- 電子写真感光体と、該電子写真感光体を帯電させる帯電手段、帯電した該電子写真感光体に対し像露光を行い静電潜像を形成する像露光手段、この静電潜像をトナーで現像する現像手段、トナーを被転写体に転写する転写手段、被転写体に転写されたトナーを定着させる定着手段、及び、該電子写真感光体に付着したトナーを回収するクリーニング手段のうち、少なくとも一つとを有する電子写真カートリッジにおいて、該電子写真感光体が請求項6に記載の電子写真感光体であることを特徴とする、電子写真カートリッジ。
- 前記帯電手段が、前記電子写真感光体に接触配置することを特徴とする、請求項10に記載の電子写真カートリッジ。
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