説明

電子写真感光体、その製造方法および画像形成装置

【課題】人体および環境への悪影響が低減され、工程が簡略化された、繰り返し特性および環境安定性に優れた、有機感光層を有する感光体の製造方法、それにより得られた電子写真感光体およびそれを備えた画像形成装置を提供することを課題とする。
【解決手段】導電性支持体を水で洗浄する洗浄工程と、洗浄された前記導電性支持体上に、水性媒体からなる中間層用塗工液を用いて中間層を形成する中間層形成工程と、形成された前記中間層上に感光層を形成する感光層形成工程とを含むことを特徴とする有機感光層を有する電子写真感光体の製造方法により、上記の課題を解決する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子写真用感光体の製造方法、それにより得られた電子写真感光体およびそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、電子写真感光体(以下「感光体」ともいう)は、導電性支持体上に感光層を形成することにより製造される。この際、導電性支持体表面が加工時の切削屑や油分、空気中の粉塵、人の指紋などで汚染されていると、均一な層が形成できず、ムラのある層が形成されてしまう。また、汚染原因の付着物自体が感光特性に悪影響を及ぼし、画像欠陥が生じてしまう。したがって、導電性支持体上に感光層を形成する前には、まず導電性支持体の表面を十分に洗浄する必要がある。
【0003】
導電性支持体を洗浄するためには、従来からトリクロロエチレン、トリクロロエタン、ジクロロメタン、四塩化炭素に代表されるハロゲン化炭化水素などの有機溶剤が、脱脂性や不燃性および速乾性などの面から使用されている。しかしながら、これらの有機溶剤は人体に有害であり、環境に対しても悪影響がある。これらの悪影響を防止するためには大掛かりな設備が必要であり、その設置場所や費用などの面でも問題がある。
【0004】
そこで、有機溶剤を使用せず、水を使用する洗浄方法が提案されている。
水は有機溶剤に比べて脱脂性に劣るために、一般的には界面活性剤などの洗剤を添加した水が用いられる。
また、特開2007−50401号公報(特許文献1)には、洗剤を使用せず、マイナスイオン水に超音波振動を加えて、金属製素材を洗浄する技術が開示されている。
しかしながら、いずれの方法でも、水は有機溶剤に比べて格段に揮発性に劣るために、導電性支持体の洗浄後、感光体層の形成(塗工)前に、十分に乾燥する必要がある。
【0005】
一方、感光体は、導電性支持体上に、中間層と、電荷発生層と電荷輸送層とがこの順で積層された積層型(機能分離型)感光層とがこの順で積層された構成が主流となっている。
中間層は、導電性支持体上の欠陥被覆などによる感光層の接着性向上や成膜性(塗工性)改善、導電性支持体からの不要な電荷注入の阻止、それに伴う帯電性改善などの機能を有し、樹脂単独からなるものと、顔料を含有させた樹脂からなるものに大別される。
中間層に用いられる樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、カゼインなどの水溶性樹脂、共重合ナイロン樹脂などのアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シロキサン樹脂など三次元網目構造を形成する熱硬化型樹脂などが挙げられる。
【0006】
しかしながら、水溶性樹脂やアルコール可溶性樹脂は、水分の吸着性、親和性に富むため、物性の環境依存性が非常に高くなり、湿度によって感光体特性が変化してしまうという問題がある。特に高湿では中間層が大量の水分を吸収するために、感光体を高温高湿や低温低湿で繰り返し使用するとその特性が大きく変動し、黒ポチや濃度低下などの異常画像が引き起こされる。
そこで、耐溶剤性、環境安定性に優れた三次元網目構造を形成する熱硬化型樹脂が採用された。
【0007】
しかしながら、例えば、特許第3657138号公報(特許文献2)に開示されているメラミン樹脂、例えば、特許第2707341号公報(特許文献3)に開示されているフェノール樹脂およびメトキシメチル化ナイロンなどの樹脂は、樹脂製造時にシックハウス症候群の原因物質の一つといわれ、現在大気汚染防止法における対象物質に挙げられているホルムアルデヒドが大量に使用される。そのため、樹脂内に製造時の未反応物が吸蔵され、感光体の中間層形成後の熱架橋処理過程においてホルムアルデヒドが発生するという問題がある。発生したホルムアルデヒドの大気放出を防ぐためには回収設備が必要であり、明らかに設備導入にはコストがかかる。
【0008】
また、例えば、特許第2790380号公報(特許文献4)に開示されているウレタン樹脂は、ポリオール化合物などの活性水素含有基と硬化剤であるイソシアネート化合物のイソシアネート基とが3次元網目状の架橋反応を開始して硬化膜が形成されるので、ホルムアルデヒドの発生はない。しかし、イソシアネート基の反応性が非常に高いために、これらを用いた塗工液のポットライフが非常に短いという問題がある。
そこで、イソシアネート基がオキシムなどのブロック剤で保護されたブロックイソシアネート化合物を用いる方法が報告され、有機溶剤を用いた塗工液のポットライフはかなり改善されている(例えば、特開2005-115351号公報(特許文献5)参照)。
これらの樹脂を塗工液とするための溶媒としては、メタノール、プロパノール、ジオキソランなどの有機溶剤が使用されている。
【0009】
【特許文献1】特開2007−50401号公報
【特許文献2】特許第3657138号公報
【特許文献3】特許第2707341号公報
【特許文献4】特許第2790380号公報
【特許文献5】特開2005-115351号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、人体および環境への悪影響が低減され、工程が簡略化された、繰り返し特性および環境安定性に優れた、有機感光層を有する感光体の製造方法、それにより得られた電子写真感光体およびそれを備えた画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
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、導電性支持体を水で洗浄する洗浄工程と、水性媒体からなる中間層用塗工液を用いて中間層を形成する中間層形成工程とを組み合せることにより、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【0012】
本発明によれば、導電性支持体を水で洗浄する洗浄工程と、
洗浄された前記導電性支持体上に、水性媒体からなる中間層用塗工液を用いて中間層を形成する中間層形成工程と、
形成された前記中間層上に感光層を形成する感光層形成工程と
を含むことを特徴とする有機感光層を有する感光体の製造方法が提供される。
【0013】
また、本発明によれば、上記の製造方法により得られたことを特徴とする感光体が提供される。
さらに、本発明によれば、上記の感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、帯電された前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、露光によって形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、現像によって形成された前記トナー像を記録材上に転写する転写手段と、転写された前記トナー像を前記記録材上に定着して画像を形成する定着手段と、前記感光体に残留するトナーを除去し回収するクリーニング手段と、前記感光体に残留する表面電荷を除電する除電手段を少なくとも備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、人体および環境への悪影響が低減され、工程が簡略化された、繰り返し特性および環境安定性に優れた、有機感光層を有する感光体の製造方法、それにより得られた電子写真感光体およびそれを備えた画像形成装置を提供することができる。
すなわち、導電性支持体を水で洗浄すること、および水性媒体からなる中間層用塗工液を用いることにより、人体および環境への悪影響が低減される。
また、導電性支持体の洗浄後および中間層の形成前における導電性支持体の乾燥時間を短縮でき、感光体の製造における工程の簡略化と共に、低エネルギー化を図ることができる。
さらに、導電性支持体の洗浄後における不純物の残留や乾燥ムラが低減されるので、画像欠陥が生じ難い画像形成装置を提供することができる。
【0015】
さらに、中間層用塗工液の溶剤として水性媒体を用いる場合には、水に親和性の高い樹脂を使用しなければならず、このような中間層塗工液を用いて形成された中間層を有する感光体は耐湿特性に劣る。しかし、本発明では、樹脂をイソシアネート化合物と熱硬化反応させ、樹脂における親水性の官能基を減少させ、かつ硬化膜として塗膜を緻密化させるので、感光体の耐湿性が改善され、優れた環境安定性を得ることができる。
【0016】
イソシアネート化合物のイソシアネート基は水と容易に反応する。しかし、本発明では、水中でも安定な保護基でイソシアネート基を保護したブロックイソシアネート化合物を用いるので、従来の有機溶剤系の塗工液と同等以上のポットライフを実現することができる。
また、水酸基やアミド基などのイソシアネート基と反応可能な活性水素含有基を2つ以上有する樹脂を用いることにより、イソシアネート化合物と容易に熱硬化反応させることができる。
さらに、本発明では、イソシアネート基が、樹脂中の活性水素含有基に対して0.5以上1.5以下のモル比でブロックイソシアネート化合物中に存在することにより、緻密な硬化膜を形成することができ、感光体として優れた環境特性を実現することができる。
【0017】
中間層用塗工液に、針状酸化チタン微粒子を含有させることにより、分散性や保存安定性に優れた塗工液が得られ、塗布ムラなしに中間層を作製できる。したがって、繰り返し使用しても、残留電位の蓄積が少なく、光感度劣化の少ない感光体を作製できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
本発明の有機感光層を有する感光体の製造方法は、導電性支持体を水で洗浄する洗浄工程と、洗浄された前記導電性支持体上に、水性媒体からなる中間層用塗工液を用いて中間層を形成する中間層形成工程と、形成された前記中間層上に感光層を形成する感光層形成工程とを含むことを特徴とする。
以下に各工程について説明する。
【0019】
(洗浄工程)
導電性支持体を水で洗浄する。
洗浄工程は、導電性支持体を水に浸漬して超音波を印加し、次いで導電性支持体を水から速度2〜10mm/s、好ましくは3〜10mm/s、より好ましくは5〜7mm/sで引き上げることからなるのが好ましい。
超音波を印加する方法の代わりに、導電性支持体にブラシやブレードを圧接させつつ移動させる方法、ジェットノズルなどにより高圧水を噴射する方法であってもよい。
また、導電性支持体を水から引き上げる代わりに、導電性支持体を純水シャワーで処理してもよい。
超音波の条件は、導電性支持体の大きさや水の容量などにより適宜調整すればよく、例えば、周波数10〜60kHz、出力0.5〜2kWで、1〜3分間である。
【0020】
本発明の洗浄工程における「水」とは、一般に当該技術分野において材料、装置、器具などの洗浄に用いられる水を意味する。
水は、導電率1μS/cm以下、好ましくは0.8〜1.0μS/cmの純水であるのが好ましい。
また、水は、温度25〜50℃、好ましくは40〜50℃を有しているのが好ましい。
純水または温水、好ましくは純温水を用いることにより、さらに高い洗浄効果を得ることができる。
【0021】
(予備洗浄工程)
本発明の感光体の製造方法は、洗浄工程前に、界面活性剤を含む水で導電性支持体を洗浄する予備洗浄工程をさらに含むのが好ましい。
また、水は、洗浄効果を高めるために、界面活性剤以外の弱酸〜弱アルカリの公知の補助剤を含有していてもよい。
界面活性剤は、疎水基と親水基とからなる化合物であり、2物質間(支持体と不純物としての油)の界面に集まりやすい性質をもち、その2物質間の離脱に効果がある。
このような界面活性剤しては、公知の化合物が挙げられ、例えば、脂肪族高級アルコール硫酸エステルナトリウム塩、アルキルトリメチルアンモニウムクロライドおよびアルキルジメチルベタインなどのイオン系化合物、および脂肪族高級アルコールエチレンオキサイド付加物(ポリエチレングリコールアルキルエーテル)などの非イオン系化合物が挙げられる。
【0022】
界面活性剤の含有割合は、導電性支持体の汚染の程度により適宜設定すればよく、例えば、水100重量部に対して0.1〜20重量部程度である。
界面活性剤を含有する水(洗浄媒体)を用いることにより、さらに高い洗浄効果を得ることができる。
【0023】
(水切り工程)
本発明の感光体の製造方法は、洗浄工程と中間層形成工程との間に、導電性支持体上に付着する水を除去する水切り工程をさらに含むのが好ましい。
水きり工程により、その後の乾燥を短縮でき、あるいは乾燥工程自体をなくすことができる
水切り工程は、(1)導電性支持体を回転させ、その遠心力により水を飛散させること、または(2)樹脂製ブレードを導電性支持体に圧接させつつ移動させることにより、導電性支持体上に付着する水を除去することからなるのが好ましい。
これらの方法は、小型でかつ簡単な装置で、効率よく確実に水切りすることができる。
【0024】
図1は、方法(1)に用いられる水きり装置を示す模式図である。
なお、下記は主要部材の説明であり、周辺部材は、導電性支持体に不純物が再付着しないように適宜設定されていればよい。
この装置は、円筒型導電性支持体1の上下端面を支持するホルダー51および52と回転手段(モーター)Mからなる。下側のホルダー52は円筒型導電性支持体1の円筒軸を中心に回動自在であり、上側のホルダー51は、回転手段Mに係合され、その回転駆動により、円筒軸を中心に矢印の方向に円筒型導電性支持体1が回転する。
水切り時の回転手段Mの回転数は、円筒型導電性支持体の大きさなどにより適宜設定すればよく、例えば、200〜1000rpm程度である。
【0025】
図2および3は、方法(2)に用いられる水きり装置を示す模式分解図および模式図である。
なお、下記は主要部材の説明であり、周辺部材は、導電性支持体に不純物が再付着しないように適宜設定されていればよい。
この装置は、同心円にくり貫かれた穴を有する円盤状の水きり部材40とそれを上下から挟持する、同心円にくり貫かれた穴を有する円盤状のブロック41および42からなり、図3に示すように水きり部材40を円筒型導電性支持体1が通過するような構造である。
【0026】
水切り部材は、硬度A 20〜90度(JIS K6253デュローメータタイプA)で、円筒型導電性支持体に圧接させつつ移動させることにより、導電性支持体上に付着する水を除去することができるものであれば特に限定されず、例えば、ポリウレタンのような樹脂製ブレードが挙げられる。
水切り部材の穴の直径は、円筒型導電性支持体の場合、その直径よりも小さく、例えば円筒型導電性支持体の直径30mmに対して、穴の直径29mm程度である。
また、ブロック41および42は、水切り部材を支持する機能を有し、その穴の直径は、水切り部材の穴の直径よりも大きく、例えば水切り部材の穴の直径29mmに対して、ブロック41および42の穴の直径40mm程度である。
装置は、ブロック41および42に支持された水切り部材40が固定され、円筒型導電性支持体1が矢印の方向に駆動する構造、円筒型導電性支持体1が固定され、ブロック41および42に支持された水切り部材40が矢印の方向に駆動する構造のいずれであってもよい。
【0027】
(乾燥工程)
本発明の感光体の製造方法は、洗浄工程と中間層形成工程との間であり、かつ水切り工程に付す場合にはその後に、導電性支持体を温度95〜130℃、好ましくは100〜120℃の温風で乾燥する乾燥工程をさらに含むのが好ましい。
【0028】
本発明の感光体の製造方法は、中間層形成工程前に、
界面活性剤を含む水で導電性支持体を洗浄する予備洗浄工程、
導電性支持体を導電率1μS/cm以下の純温水に浸漬して超音波を印加し、次いで導電性支持体を水から引き上げる洗浄工程、
導電性支持体上に付着する水を除去する水切り工程、および
導電性支持体を温風で乾燥する乾燥工程
を含む複数工程からなるのが好ましい(実施例1、実施例9−1および実施例10−1参照)。
【0029】
水は、有機溶媒に比べて揮発性に劣り、乾燥自体に時間が掛かる。また導電性支持体の表面に付着した水分のムラが乾燥ムラとなり、中間層の塗布ムラとなる。その結果、画像欠陥が生じてしまう。上記の方法では、水分の付着ムラをなくし、乾燥ムラを防ぐとともに、水切り工程により付着水分量を少なくできるので、乾燥時間を短縮することができる。
【0030】
次に中間層形成工程および感光層形成工程について説明する。
洗浄された導電性支持体上に、水性媒体からなる中間層用塗工液を用いて中間層を形成する。
本発明の中間層形成工程は、導電性支持体上に中間層用塗工液を塗布した後に熱硬化処理することにより、中間層を形成することからなり、かつ中間層用塗工液は、ブロックイソシアネート化合物と、前記ブロックイソシアネート化合物中のイソシアネート基と反応可能な活性水素含有基を2つ以上有する樹脂と、水性媒体とを含むのが好ましい。
このような中間層用塗工液を用いることにより、製造過程におけるVOCによる大気汚染の問題がなくなるだけでなく、従来使用されている石油系溶剤のようなCO2排出の問題がないため、地球温暖化の防止にも寄与し、さらに火災の危険性がないため、製造システムを簡略化でき、製造コストを低減することができる。
【0031】
ブロックイソシアネート化合物は、水に溶解あるいは分散可能な水性イソシアネート化合物のイソシアネート基が、例えばオキシムなどのブロック剤で保護された化合物で、加熱により水酸基やアミド基などのイソシアネート基と反応可能な活性水素含有基を有する樹脂と付加反応を開始し、ブロック剤が外れて架橋反応が進む。すなわち、ブロックイソシアネート化合物は、樹脂の架橋剤となる。
【0032】
水性イソシアネート化合物は、一分子中に複数個のイソシアネート基を有する有機ポリイソシアネートを、ポリエチレンオキサイド、カルボキシル基またはスルホン酸基等の各種親水性基によって変性して溶解あるいは自己乳化型にした形態、または界面活性剤などによって強制乳化して水分散可能にした形態の化合物である。
【0033】
上記有機ポリイソシアネートとしては、例えば、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、水素添加トルエンジイソシアネート、テトラメチレンキシリレンジイソシアネート;および前記イソシアネートのビウレット変成体、ウレトジオン変成体、カルボジイミド変成体、イソシアヌレート変成体およびウレトンイミン変成体などが挙げられる。これらの有機ポリイソシアネートは1種を単独でまたは2種以上を組み合せて使用することができる。
これらの有機ポリイソシアネートの中でも、ヘキサメチレンジイソシアネートおよびイソホロンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネートベースの有機ポリイソシアネートは、水との親和性を持たせやすく、そのため水への溶解・分散が容易で、また架橋密度を高めることも容易なことから特に好ましい。
【0034】
また、有機ポリイソシアネートから誘導される種々のプレポリマー類など、さらには、これらの有機ポリイソシアネート中のイソシアネート基をブロック化するブロック剤としては、酢酸エチル、アセチルアセトンなどの活性メチレン系化合物;ブチルメルカプタン、ドデシルメルカプタンなどのメルカプタン系化合物、アセトアニリド、酢酸アミドなどの酸アミド系化合物;ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタムなどのラクタム系化合物;コハク酸イミド、マレイン酸イミドなどの酸イミド系化合物;イミダゾール、2−メチルイミダゾールなどのイミダゾール系化合物;尿素、チオ尿素、エチレン尿素などの尿素系化合物;ホルムアミドオキシム、アセトアルドオキシム、アセトンオキシム、メチルエチルケトオキシム、メチルイソブチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシムなどのオキシム系化合物;ジフェニルアニリン、アニリン、カルバゾール、エチレンイミン、ポリエチレンイミンなどのアミン系化合物が挙げられ、これらのブロック剤は1種を単独でまたは2種以上を組合せて使用することができる。
これらのブロック剤の中でも、汎用性、製造の簡易さ、作業性の点から、メチルエチルケトオキシムなどのオキシム系化合物およびε−カプロラクタムなどのラクタム系化合物は特に好ましい。
【0035】
また、イソシアネート基は水とも容易に反応するため、塗膜中の水が揮発した後にブロック剤の解離が起こるように、解離温度が110℃以上のブロック剤を使用することが好ましい。
したがって、ブロックイソシアネート化合物は、キサメチレンジイソシアネートまたはイソホロンジイソシアネートをオキシム系またはラクタム系のブロック剤でブロック化した構造を有するものが好ましい。
【0036】
ブロックイソシアネート化合物としては、例えば、
住化バイエルウレタン株式会社製、製品名:バイヒジュールBL5140、BL5235およびVPLS2310;
三井化学ポリウレタン株式会社製、製品名:タケネートWB−700WB−820およびWB−920;
日本ポリウレタン工業株式会社製、開発品名:BWD−102
旭化成ケミカルズ株式会社製、開発品名:X1238、X1248およびX1258
などが挙げられる。
【0037】
ブロックイソシアネート化合物中のイソシアネート基と反応可能な活性水素含有基を2つ以上有する樹脂における活性水素含有基は、イソシアネート基と高収率で反応可能な水酸基またはアミド基であるのが好ましい。
すなわち、硬化剤であるブロックイソシアネートと架橋構造を形成するために2つ以上の水酸基またはアミド基を有する(1つの官能基しか有さない場合には架橋構造とはならず、高分子量となる)ポリオール樹脂やポリアミド樹脂が好適である。また、これらポリオール樹脂やポリアミド樹脂の構造を制御することにより、良好に水に分散および溶解させることができ、さらにこれらの樹脂は基板との接着性が高く。感光体とした時の基板との接触不良による画像欠陥も効果的に防止できる。
【0038】
これらポリオール樹脂やポリアミド樹脂としては、例えば、
日本ポリウレタン工業株式会社製、製品名:AQD−457およびAQD−473、旭硝子株式会社製、製品名:エクセノール420および720、三洋化成工業株式会社製、製品名:サンニックスGP−400、GP−700およびSP−750などのポリエーテルポリオール系樹脂;
日立化成工業株式会社製、製品名:フタルキッドW2343、DIC株式会社製、製品名:ウォーターゾールS−118、CD−520およびBCD−3040、ハリマ化成株式会社製、製品名:ハリディップWH−1188などのポリエステルポリオール系樹脂;
DIC株式会社製、製品名:バーノックWE−300、WE−304およびWE−306、亜細亜工業株式会社製、製品名:WAP−473−FDおよびWAP−548などのポリアクリルポリオール系樹脂;
【0039】
株式会社クラレ製、製品名:クラレポバールPVA−203およびPVA−205などのポリビニルアルコール変性体のようなポリビニルアルコール系樹脂;
積水化学工業株式会社製、製品名:エスレックK KW−1およびKW−3などのポリビニルアセタール系樹脂;
信越化学工業株式会社製、製品名:メトローズ65SH−50および65SH−400などの水溶性セルロースエーテルのようなセルロース;
ナガセケムテックス株式会社製、製品名:トレジンFS−350およびFS−500などの水溶性ナイロン(ポリアミド化合物系樹脂)
などが挙げられる。
【0040】
ブロックイソシアネート化合物のイソシアネート基は、樹脂の活性水素含有基に対して0.5以上1.5以下のモル比でブロックイソシアネート化合物中に存在するのが好ましく、0.5以上1.2以下がより好ましく、0.6以上1.1以下がさらに好ましい。
このモル比(H/B)が0.5未満の場合または1.5を超える場合には、未反応の官能基が多く残存して、架橋密度が低くなり、形成された中間層を有する感光体の環境安定性が低下するおそれがある。
【0041】
本発明の中間層用塗工液は、無機酸化物微粒子をさらに含んでいてもよい。
無機酸化物微粒子は、感光体としたときの中間層の体積抵抗値を調節し、導電性支持体から感光層へのキャリアの注入を防止すると共に、各種環境下での感光体の電気特性を維持する機能を有する。
【0042】
無機酸化物微粒子としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化ケイ素、酸化インジウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウムおよび硫酸バリウムなどの微粒子が挙げられる。これらの中でも導電性や分散性の点で酸化チタン、酸化亜鉛および酸化アルミニウムの微粒子が好ましく、酸化チタンおよび酸化亜鉛の微粒子が特に好ましい。
【0043】
無機酸化物微粒子の形状は、樹枝状、針状および粒状のいずれであってもよい。
また、無機酸化物微粒子の平均一次粒径は、20〜500nm程度が好ましい。
【0044】
無機酸化物微粒子としては、例えば、
石原産業株式会社製、製品名:TTO−55D(形状:粒状、平均一次粒径:30〜50nm)、TTO−D−1(形状:樹枝状、平均一次粒径:短軸40〜70nm、長軸200〜300nm)、ST−21(形状:粒状、平均一次粒径(X線により測定):70nm)、PT−401M(形状:粒状、平均一次粒径:70nm)およびCR−EL(形状:粒状、平均一次粒径:250nm)、
堺化学工業株式会社製、製品名:GTR100(形状:粒状、平均一次粒径:260nm)、
テイカ株式会社製、製品名:MT−500SAS(形状:粒状、平均一次粒径:35nm)およびJR−603(形状:粒状、平均一次粒径:280nm)
などの酸化チタンの微粒子;
【0045】
石原産業株式会社製、製品名:FZO−50(形状:粒状、平均一次粒径:21nm)、
堺化学工業株式会社製、製品名:FINEX30(形状:粒状、平均一次粒径:35nm)、
テイカ株式会社製、製品名:MZ−300(形状:粒状、平均一次粒径:30〜40nm)
ハクスイテック株式会社製、製品名:F−2(形状:棒状、平均一次粒径:65nm)
などの酸化亜鉛の微粒子が挙げられる。
【0046】
無機酸化物微粒子(P)は、架橋樹脂(ブロックイソシアネート化合物および樹脂の合計:R)に対して1/1〜9/1の範囲の重量比(P/R)であるのが好ましい。
この重量比(P/R)が1/1未満の場合、中間層の特性が架橋樹脂の特性に依存し、特に温湿度の変化および繰り返し使用において感光体特性が大きく変化するおそれがある。一方、この重量比(P/R)が9/1を超える場合、無機酸化物微粒子の分散性が低下して凝集体が生じる可能性が高くなると共に、導電性支持体との接着性が低下して黒ポチなどの画像欠陥が発生するおそれがある。
【0047】
本発明の中間層用塗工液は、消泡剤をさらに含んでいてもよい。
消泡剤は、中間層用塗工液にごく微量添加することによって泡を抑えることを目的としている。
本発明の中間層用塗工液のように溶剤として水を使用し、また特に水溶性の樹脂を添加する場合には、調製時の分散や攪拌により発泡して分散や攪拌効率を低下させるだけでなく、塗布時に発泡して塗膜欠陥を引き起こすことがある。消泡剤はこれらの問題を抑制する。
【0048】
消泡剤としては、例えば、シリコーン系、界面活性剤系、ポリエーテル系、高級アルコール系、エマルション系、オイルコンパウンド系などが挙げられる。これらの中でも、破泡性の強いシリカ粉を含有しているオイルコンパウンド系が特に好ましい。
消泡剤としては、例えば、サンノプコ株式会社製、製品名:SNデフォーマー444、470、485、PC(ポリエーテル系)、SNデフォーマー1311、1316(シリコーン系)、SNデフォーマー777、328、480、Hー2(オイルコンパウンド系)、日硝産業株式会社製、製品名:TSA750(オイルコンパウンド系)、TSA770(エマルション系)、東レ・ダウコーニング株式会社製:製品名:DK Q1−1247のようなシリコーン・エマルションなどが挙げられる。
【0049】
消泡剤は、架橋樹脂(ブロックイソシアネート化合物および樹脂の合計:R)1重量部に対して0.05〜0.0005重量部であるのが好ましい。
消泡剤が0.05重量部を超える場合、感光体の電気特性を悪化させるおそれがあり、0.0005重量部未満の場合、有効な破泡効果が得られないおそれがある。
【0050】
本発明の中間層用塗工液は、本発明の効果を阻害しない範囲で、粘弾性調整剤、防腐剤、硬化触媒などの添加剤を含んでいてもよい。
【0051】
粘弾性調整剤としては、例えば、サンノプコ株式会社製、製品名:SNシックナー601、A816(ポリエーテル系)、SNシックナー607(ウレタン変性ポリエーテル系)、SNシックナー617(変性ポリアクリル酸系)、信越化学工業株式会社製、製品名:メトローズ65SH−4000のような水溶性セルロースエーテルなどが挙げられる。
【0052】
防腐剤としては、例えば、サンノプコ株式会社製、製品名:ノプコサイドSN−135Wのような有機窒素硫黄系化合物などが挙げられる。
【0053】
硬化触媒としては、例えば、トリエチルアミン、ジエチルエタノールアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのアミン系化合物;ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジラウレートなどの有機スズ化合物が挙げられる。
【0054】
また、本発明の中間層用塗工液は、導電性を調節するために電子輸送物質を含んでいてもよい。
電子輸送物質としては、例えば、ペリレン系色素類、ジフェノキノンやナフトキノンの誘導体などのキノン類、テトラシアノエチレンやテレフタルマロンジニトリルなどのシアノ化合物、4−ニトロベンズアルデヒドなどのアルデヒド類、アントラキノンやアリザリンなどのアントラキノン類が挙げられる。
【0055】
本発明の中間層用塗工液は、ブロックイソシアネート化合物、イソシアネート基と反応可能な活性水素含有基を2つ以上有する樹脂および任意の添加剤を水性媒体に溶解または分散させることにより調製することができる。
水性媒体は、水、水と低級アルコールなどの親水性有機溶剤との混合媒体を意味するが、本発明においては水のみが好ましい。
【0056】
中間層用塗工液の構成成分、特に無機酸化物微粒子を水に分散させるために、ペイントシェーカ、ボールミル、サンドミルなどの一般的な分散機、ボールミル、サンドミル、アトライタ、振動ミル、超音波分散機などの一般的な粉砕機を用いてもよい。
【0057】
また、この分散を安定させるために中間層用塗工液に分散安定剤を添加してもよい。
分散安定剤としては、例えば、株式会社三洋化成製、製品名:キャリボンL−400、エレスタットAP−130、サンスパールPS−8、PDN−173、イオネットS−85およびニューポールPE−61、サンノプコ株式会社製、製品名:ローマPWA−40、ノブコサントRFA、SNディスパーサント2060、5020、5029、5468、7347CおよびSNウェットP、日信化学工業株式会社製、製品名:サーフィノール104EおよびオルフィンPD−003、花王株式会社製、製品名:ポイズ520、530、ホモゲノールL 100、第一工業製薬株式会社製、シャロールAN−103P、AH−144P、ディスコートN−14、東邦化学工業株式会社製、製品名:ディブロジンA−100、ネオスコープ30などが挙げられる。
【0058】
(感光体形成工程)
本発明の感光体の製造方法では、形成された中間層上に感光層を形成する。
感光層の形成工程については、他の感光体の構成と共に後述する。
【0059】
本発明の感光体は、本発明の感光体の製造方法により得られたことを特徴とする。
次に本発明の感光体について図面を用いて具体的に説明する。
図4〜6は、本発明の感光体の要部の構成を示す模式断面図である。
図4は、感光層が電荷発生層と電荷輸送層とがこの順で積層された積層型感光層(「機能分離型感光層」ともいう)である積層型感光体の要部の構成を示す模式断面図である。
図5は、感光層が電荷輸送層と電荷発生層とがこの順で積層された逆二層型の積層型感光層である積層型感光体の要部の構成を示す模式断面図である。
図6は、感光層が一層からなる単層型感光層である単層型感光体の要部の構成を示す模式断面図である。
図4および5の積層型感光層はいずれであってもよいが、図4の積層型感光層が好ましい。
【0060】
図4の感光体は、導電性支持体1の表面に、中間層2と、電荷発生物質を含有する電荷発生層3と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層4とがこの順で積層された積層型感光層5がこの順で形成されている。
図5の感光体は、導電性支持体1の表面に、中間層2と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層4と電荷発生物質を含有する電荷発生層3とがこの順で積層された逆二層型の積層型感光層5がこの順で形成されている。
図6の感光体は、導電性支持体1の表面に、中間層2と、電荷発生物質と電荷輸送物質とを含有する単層型感光層5’がこの順で形成されている。
【0061】
[導電性支持体1]
導電性支持体は、感光体の電極としての役割を果たすとともに、他の各層の支持部材としても機能する。
導電性支持体の構成材料は、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、真鍮、亜鉛、ニッケル、ステンレス鋼、クロム、モリブデン、バナジウム、インジウム、チタン、金、白金などの金属および合金材料:ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリエステル、ポリオキシメチレン、ポリスチレン、セルロース、ポリ乳酸などの高分子材料、硬質紙、ガラスなどからなる基体表面に金属箔をラミネートしたもの、金属材料または合金材料を蒸着したもの、導電性高分子、酸化スズ、酸化インジウム、カーボンブラックなどの導電性化合物の層を蒸着もしくは塗布したものなどが挙げられる。
【0062】
導電性支持体の形状としては、シート状、円筒状、円柱状、無端ベルト(シームレスベルト)状などが挙げられる。
導電性支持体の表面には、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、熱水などによる表面処理、着色処理、表面を粗面化するなどの乱反射処理が施されていてもよい。
【0063】
乱反射処理は、レーザを露光光源として用いる電子写真プロセスにおいて本発明による感光体を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、感光体の表面で反射されたレーザ光と感光体の内部で反射されたレーザ光とが干渉を起こし、この干渉による干渉縞が画像に現れて画像欠陥の発生することがある。そこで、導電性支持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。
【0064】
[中間層(「下引き層」ともいう)2]
中間層は、導電性支持体から単層型感光層または積層型感光層への電荷の注入を防止する機能を有する。すなわち、単層型感光層または積層型感光層の帯電性の低下が抑制され、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が抑えられ、かぶりなどの画像欠陥の発生が防止される。特に、反転現像プロセスによる画像形成の際に、白地部分にトナーからなる微小な黒点が形成される黒ポチと呼ばれる画像かぶりが発生するのが防止される。
【0065】
また、導電性支持体の表面を被覆する中間層は、導電性支持体の表面の欠陥である凹凸の度合を軽減して表面を均一化し、単層型感光層または積層型感光層の成膜性を高め、導電性支持体と単層型感光層または積層型感光層との密着性(接着性)を向上させることができる。
【0066】
中間層は、例えば、前述の中間層用塗工液を導電性支持体上に形成された中間層表面に塗布し、得られた塗膜を硬化することにより得られる。
中間層用塗工液の塗布方法は、シートの場合にはベーカーアプリケーター法、バーコーター法(例えば、ワイヤーバーコーター法)、キャスティング法、スピンコート法、ロール法、ブレード法、ビード法、カーテン法など、ドラムの場合にはスプレー法、垂直リング法、浸漬塗工法などが挙げられる。
塗布方法は、塗工液の物性や生産性などを考慮して最適な方法を選択すればよく、浸漬塗布法、ブレードコーター法およびスプレー法が特に好ましい。
【0067】
浸漬塗布法は、塗工液を満たした塗工槽に導電性支持体1を浸漬した後、一定速度または逐次変化する速度で引上げることによって導電性支持体1上に層を形成する方法である。この方法は比較的簡単で、生産性および原価の点で優れているので、感光体を製造する場合に多く利用されている。なお、浸漬塗布法に用いる装置には、塗工液の分散性を安定させるために超音波発生装置に代表される塗工液分散装置を設けてもよい。
【0068】
塗膜の硬化は、ブロックイソシアネート化合物のブロック剤が外れて、ブロックイソシアネート化合物中のイソシアネート基と反応可能な活性水素含有基を2つ以上有する樹脂がイソシアネート化合物と付加反応を開始し、樹脂が架橋すればよく、熱硬化が好ましい。
熱硬化は、熱風乾燥炉および遠赤外線乾燥炉などの公知の装置を用いて行うことができ、その条件は、用いるブロックイソシアネート化合物や樹脂の種類、配合割合などにより適宜設定すればよく、通常、温度110〜150℃、好ましくは130〜150℃で、時間10分間〜1時間程度である。
【0069】
中間層の膜厚は特に限定されないが、0.1〜20μmが好ましく、0.5〜10μmが特に好ましい。中間層の膜厚が0.1μm未満では、実質的に中間層として機能しなくなり、導電性支持体の欠陥を被覆して均一な表面性が得られず、導電性支持体からのキャリアの注入を防止することができなくなり、帯電性の低下が生じるおそれがある。一方、中間層の膜厚が20μmを超えると、均一な塗膜が形成し難くなり、感光体の感度が低下するおそれがある。
【0070】
本発明の感光体における中間層は、単層だけでなく、複数層であってもよい。
例えば、導電性の無機酸化物微粒子を含有する膜厚2〜20μmの第1中間層(導電層)と無機酸化物微粒子を含有しない膜厚0.2〜1μmの第2中間層(絶縁層)との組み合わせ、無機酸化物微粒子を含有しない膜厚0.2〜1μmの第1中間層(絶縁層またはブロックング層)と導電性の無機酸化物微粒子を含有する膜厚3〜10μmの第2中間層(モアレ防止層)との組み合わせなどが挙げられる。
【0071】
[積層型感光層5]
積層型感光層5は、電荷発生層3と電荷輸送層4とからなる。このように電荷発生機能と電荷輸送機能とを別々の層に担わせることにより、各層を構成する最適な材料を独立して選択することができる。
以下の説明では、電荷発生層と電荷輸送層とがこの順で積層された積層型感光層(図4)について説明するが、逆二層型の積層型感光層(図5)の場合には積層順が異なるだけで基本的に同様である。
【0072】
[電荷発生層3]
電荷発生層は、照射された光を吸収することにより電荷を発生する電荷発生能を有する電荷発生物質を主成分とし、任意に公知の添加剤およびバインダ樹脂(結合剤)を含有する。
【0073】
電荷発生物質としては、当該分野で用いられる化合物を使用できる。
具体的には、アゾ系顔料(カルバゾール骨格、スチリルスチルベン骨格、トリフェニルアミン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、オキサジアゾール骨格、フルオレノン骨格、ビススチルベン骨格、ジスチリルオキサジアゾール骨格またはジスチリルカルバゾール骨格を有する、モノアゾ系顔料、ビスアゾ系顔料、トリスアゾ系顔料など)、ペリレン系顔料(ペリレンイミド、ペリレン酸無水物など)、多環キノン系顔料(キナクリドン、アントラキノン、ピレンキノンなど)、フタロシアニン系顔料(金属フタロシアニン、無金属フタロシアニン、ハロゲン化無金属フタロシアニンなど)、インジゴ系顔料(インジゴ、チオインジゴなど)、スクアリリウム色素、アズレニウム色素、チオピリリウム色素、ピリリウム塩類、トリフェニルメタン系色素などの有機顔料または染料、さらにセレン、非晶質シリコンなどの無機材料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は1種を単独でまたは2種以上を組合せて使用することができる。
これらの電荷発生物質の中でも、フタロシアニン系顔料、アゾ系顔料、ぺリレン系顔料は高感度を有することから特に好ましい。
【0074】
電荷発生層は、本発明の好ましい特性が損なわれない範囲内で、化学増感剤、光学増感剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、分散安定剤、増感剤、レベリング剤、可塑剤、無機化合物もしくは有機化合物の微粒子などから選ばれる1種または2種以上の公知の添加剤を適量含有していてもよい。これらの添加剤は、後述する電荷輸送層に含有されてもよく、電荷発生層および電荷輸送層の両方に含有されてもよい
【0075】
化学増感剤および光学増感剤は、感光体の感度を向上させ、繰返し使用による残留電位の上昇および疲労などを抑え、電気的耐久性を向上させる。
【0076】
化学増感剤としては、例えば無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、4−クロルナフタル酸無水物などの酸無水物;テトラシアノエチレン、テレフタルマロンジニトリルなどのシアノ化合物、4−ニトロベンズアルデヒドなどのアルデヒド類;アントラキノン、1−ニトロアントラキノンなどのアントラキノン類;2,4,7−トリニトロフルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロフルオレノンなどの多環もしくは複素環ニトロ化合物;ジフェノキノン化合物などの電子吸引性材料およびこれらの電子吸引性材料を高分子化したものなどが挙げられる。
【0077】
光学増感剤としては、例えばキサンテン系色素、キノリン系顔料、銅フタロシアニンなどの有機光導電性化合物、メチルバイオレット、クリスタルバイオレット、ナイトブルーおよびビクトリアブルーなどに代表されるトリフェニルメタン系染料;エリスロシン、ローダミンB、ローダミン3R、アクリジンオレンジおよびフラペオシンなどに代表されるアクリジン染料;メチレンブルーおよびメチレングリーンなどに代表されるチアジン染料;カプリブルーおよびメルドラブルーなどに代表されるオキサジン染料;シアニン染料;スチリル染料;ピリリウム塩染料およびチオピリリウム塩染料などが挙げられる。
【0078】
酸化防止剤は、長期にわたって感度安定性を維持させることができる。
酸化防止剤としては、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール(2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール:BHT)のようなヒンダードフェノールなどのフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミンなどのアミン系酸化防止剤、ビタミンE、ハイドロキノン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカンおよびそれらの誘導体、有機硫黄系化合物、有機燐系化合物などが挙げられ、これらを単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0079】
酸化防止剤の添加量は、電荷発生物質100重量部に対して0.1〜40重量部が好ましく、0.5〜15重量部が特に好ましい。
酸化防止剤の添加量が0.1重量部未満であると、塗工液の安定性の向上および感光体の耐久性の向上に充分な効果が得られないおそれがある。また、酸化防止剤の添加量が40重量部を超えると、感光体特性に悪影響を及ぼすおそれがある。
【0080】
レベリング剤および可塑剤は、成膜性、可撓性および表面平滑性を向上させることができる。
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などが挙げられる。
可塑剤としては、例えばフタル酸エステルなどの二塩基酸エステル、脂肪酸エステル、リン酸エステル、塩素化パラフィンおよびエポキシ型可塑剤などが挙げられる。
【0081】
無機化合物または有機化合物の微粒子は、機械的強度を増強し、電気特性を向上させることができる。このような微粒子としては、例えば、後述する中間層において例示する微粒子が挙げられる。
【0082】
電荷発生層は、公知の乾式法および湿式法により形成することができる。
乾式法としては、例えば、電荷発生物質を導電性支持体の表面に真空蒸着する方法が挙げられる。
湿式法としては、例えば、電荷発生物質、必要に応じて添加剤およびバインダ樹脂を適当な有機溶剤に溶解または分散して電荷発生層形成用塗工液を調製し、この塗工液を導電性支持体上に形成された中間層表面に塗布し、次いで乾燥して有機溶剤を除去する方法が挙げられる。
【0083】
バインダ樹脂は、電荷発生層の機械的強度や耐久性、層間の結着性などを向上させることができ、当該分野で用いられる結着性を有する樹脂を使用できる。
具体的には、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルなどのビニル系樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエステルカーボネート、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリアミド、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエーテル、ポリアクリルアミド、ポリフェニレンオキサイドなどの熱可塑性樹脂;フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマールなどの熱硬化性樹脂、これらの樹脂の部分架橋物、これらの樹脂に含まれる構成単位のうちの2つ以上を含む共重合体樹脂(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、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)などが挙げられる。これらのバインダ樹脂は1種を単独でまたは2種以上を組み合せて使用することができる。
【0084】
電荷発生物質とバインダ樹脂との配合比は特に限定されないが、通常、電荷発生物質が10〜99重量%程度である。
電荷発生物質が10重量%未満であると、感光体の感度が低下するおそれがある。
一方、電荷発生物質が99重量%を超えると、電荷発生層の膜強度が低下するだけでなく、電荷発生物質の分散性が低下して粗大粒子が増大することがある。そのため、露光によって消去されるべき部分以外の表面電荷が減少し、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る黒ぽちと呼ばれる画像のかぶりが多くなるおそれがある。
【0085】
有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、ジフェニルメタン、ジメトキシベンゼン、ジクロルベンゼンなどの芳香族炭化水素類;ジクロロメタン、ジクロロエタン、テトラクロロプロパンなどのハロゲン化炭化水素;テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン、ジベンジルエーテル、ジメトキシメチルエーテル、1,2−ジメトキシエタンなどのエーテル類;メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン、イソホロンなどのケトン類;安息香酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、ジフェニルスルフィドなどの含イオウ溶剤;ヘキサフロオロイソプロパノールなどのフッ素系溶剤;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、これらは単独または混合溶剤として使用できる。また、このような溶剤に、アルコール類、アセトニトリルまたはメチルエチルケトンを加えた混合溶剤を使用することもできる。これらの溶剤の中でも、地球環境に対する配慮から、非ハロゲン系有機溶剤が好適に用いられる。
【0086】
構成物質を樹脂溶液に溶解または分散させるに先立ち、電荷発生物質を予備粉砕してもよい。
予備粉砕は、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライタ、振動ミル、超音波分散機などの一般的な粉砕機を用いて行うことができる。
構成物質の樹脂溶液への溶解または分散は、例えば、ペイントシェーカ、ボールミル、サンドミルなどの一般的な分散機を用いて行うことができる。このとき、容器および分散機を構成する部材から摩耗などによって不純物が発生し、塗工液中に混入しないように、分散条件を適宜設定するのが好ましい。
【0087】
電荷発生層形成用塗工液の塗布方法は、シートの場合にはベーカーアプリケーター法、バーコーター法、キャスティング法、スピンコート法、ロール法、ブレード法など、ドラムの場合にはスプレー法、垂直リング法、浸漬塗工法などが挙げられる。
【0088】
塗膜の乾燥工程における温度は、使用した有機溶剤を除去し得る温度であれば特に限定されないが、50〜140℃が適当であり、80〜130℃が特に好ましい。
乾燥温度が50℃未満では、乾燥時間が長くなることがある。また、乾燥温度が140℃を超えると、感光体の繰返し使用時の電気的特性が悪化して、得られる画像が劣化するおそれがある。
【0089】
電荷発生層の膜厚は特に限定されないが、0.05〜5μmが好ましく、0.1〜1μmが特に好ましい。電荷発生層の膜厚が0.05μm未満では、光吸収の効率が低下し、感度が低下するおそれがある。一方、電荷発生層の膜厚が5μmを超えると、電荷発生層内部での電荷輸送が感光体表面の電荷を消去する過程の律速段階となり、感度が低下するおそれがある。
【0090】
[電荷輸送層4]
電荷輸送層は、電荷発生物質で発生した電荷を受け入れ、それを輸送する能力を有する電荷輸送物質と、バインダ樹脂(結合剤)とを主成分として含有する。
【0091】
電荷輸送物質としては、当該分野で用いられる化合物を使用できる。
具体的には、ポリ−N−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、9−(p−ジエチルアミノスチリル)アントラセン、1,1−ビス(4−ジベンジルアミノフェニル)プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、ピラゾリン誘導体、フェニルヒドラゾン類、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルアミン系化合物、テトラフェニルジアミン系化合物、トリフェニルメタン系化合物、スチルベン系化合物、3−メチル−2−ベンゾチアゾリン環を有するアジン化合物などの電子供与性物質;
【0092】
フルオレノン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インデノチオフェン誘導体、フェナンスレンキノン誘導体、インデノピリジン誘導体、チオキサントン誘導体、ベンゾ[c]シンノリン誘導体、フェナジンオキサイド誘導体、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、プロマニル、クロラニル、ベンゾキノンなどの電子受容性物質
が挙げられる。これらの電荷輸送物質は1種を単独でまたは2種以上を組合せて使用することができる。
【0093】
電荷輸送物質の重量Eとバインダ樹脂の重量Bとの比率E/Bは、10/12〜10/25、好ましくは10/16〜10/20である。
比率E/Bが10/25未満であると、電荷輸送物質に対するバインダ樹脂の相対量比が高くなり、十分な感度が得られないおそれがある。
一方、比率E/Bが10/12を超えると、電荷輸送層の耐刷性や感光体の耐久性が低下するおそれがある。
【0094】
バインダ樹脂は、電荷発生層に含まれるものと同様のバインダ樹脂の1種または2種以上を使用できる。
これらの樹脂の中でも、ポリカーボネートを主成分とする樹脂、ポリアリレート樹脂およびポリスチレン樹脂は、光化学的に安定で、電荷輸送物質との相溶性に優れ、さらに体積抵抗値が1013Ω以上であって電気絶縁性に優れ、かつ成膜性、電位特性などにも優れるので好ましい。
【0095】
電荷輸送層は、本発明の効果を阻害しない範囲内で必要に応じて、電荷発生層に含まれるものと同様の添加剤を適量含有していてもよい。
【0096】
電荷輸送層は、電荷輸送物質、バインダ樹脂および必要に応じて他の添加剤を適当な有機溶剤に溶解または分散して電荷輸送層形成用塗工液を調製し、この塗工液を電荷発生層の表面に塗布し、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。より具体的には、例えば、バインダ樹脂を有機溶剤に溶解してなる樹脂溶液に電荷輸送物質および必要に応じて他の添加剤を溶解または分散させることにより、電荷輸送層形成用塗工液を調製する。
その他の工程およびその条件は、電荷発生層の形成に準ずる。
【0097】
電荷輸送層の膜厚は特に限定されないが、10〜60μmが好ましく、10〜40μmが特に好ましい。電荷輸送層の膜厚が10μm未満であると、帯電保持能が低下するおそれがあり、逆に電荷輸送層の膜厚が60μmを超えると、鮮鋭性の低下や残留電位の上昇が発生し、著しく画像劣化が生じるおそれがある。
【0098】
[単層型感光層5’]
単層型感光層は、電荷発生物質と、電荷輸送物質と、バインダ樹脂(結合剤)とを主成分として含有する。
単層型感光層は、本発明の効果を阻害しない範囲内で必要に応じて、電荷発生層に含まれるものと同様の添加剤を適量含有していてもよい。
【0099】
単層型感光層は、電荷発生物質、電荷輸送物質および必要に応じて他の添加剤を適当な有機溶剤に溶解および/または分散して単層型感光層形成用塗工液を調製し、この塗工液を導電性支持体上に形成された中間層の表面に塗布し、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。
その他の工程およびその条件は、電荷発生層および電荷輸送層の形成に準ずる。
【0100】
単層型感光層の膜厚特に限定されないが、10〜100μmが好ましく、15〜50μmが特に好ましい。単層型感光層の膜厚が10μm未満であると、感光体表面の帯電保持能が低下するおそれがあり、単層型感光層の膜厚が100μmを超えると、生産性が低下するおそれがある。
【0101】
[保護層(図示せず)]
本発明の感光体は、積層型感光層5および単層型感光層5’の表面に保護層(図示せず)を有していてもよい。
保護層は、感光層の摩耗性の改善やオゾン、窒素酸化物などによる化学的悪影響の防止の機能を有する。
【0102】
保護層は、例えば、適当な有機溶剤にバインダ樹脂、必要に応じて酸化防止剤や紫外線吸収剤などの添加剤を溶解または分散させて保護層形成用塗工液を調製し、この保護層形成用塗工液を単層型感光層または積層型感光層の表面に塗布し、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。
その他の工程およびその条件は、電荷発生層の形成に準ずる。
【0103】
保護層の膜厚は特に制限されないが、0.5〜10μmが好ましく、1〜5μmが特に好ましい。表面保護層5の膜厚が0.5μm未満では、感光体表面の耐擦過性が劣り、耐久性が不十分になるおそれがあり、逆に10μmを超えると、感光体の解像度が低下するおそれがある。
【0104】
本発明の画像形成装置は、本発明の感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、帯電された前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、露光によって形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、現像によって形成された前記トナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、転写された前記トナー像を前記記録材上に定着して画像を形成する定着手段と、前記感光体に残留するトナーを除去し回収するクリーニング手段と、前記感光体に残留する表面電荷を除電する除電手段を少なくとも備えたことを特徴とする。
【0105】
図面を用いて本発明の画像形成装置について説明するが、以下の記載内容に限定されるものではない。
図7は、本発明の画像形成装置の構成を示す模式側面図である。
図7の画像形成装置20は、本発明の感光体21(例えば、図4〜6の感光体のいずれか1つ)と、帯電手段(帯電器)24と、露光手段28と、現像手段(現像器)25と、転写手段(転写器)26と、クリーニング手段(クリーナ)27と、定着手段(定着器)31と、除電手段(図示せず、クリーニング手段27に併設される)を含んで構成される。図番30は転写紙を示す。
【0106】
感光体21は、図示しない画像形成装置20本体に回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって回転軸線22回りに矢符23方向に回転駆動される。駆動手段は、例えば電動機と減速歯車とを含んで構成され、その駆動力を感光体21の芯体を構成する導電性支持体に伝えることによって、感光体21を所定の周速度で回転駆動させる。帯電器24、露光手段28、現像器25、転写器26およびクリーナ27は、この順序で、感光体21の外周面に沿って、矢符23で示される感光体21の回転方向上流側から下流側に向って設けられる。
【0107】
帯電器24は、感光体21の外周面を所定の電位に帯電させる帯電手段である。具体的には、例えば帯電器24は、接触式の帯電ローラ24aや帯電ブラシあるいはコロトロンやスコロトロンなどのチャージャーワイヤによって実現される。図番24bはバイアス電源を示す。
【0108】
露光手段28は、例えば半導体レーザなどを光源として備え、光源から出力されるレーザビームなどの光28aを、感光体21の帯電器24と現像器25との間に照射することによって、帯電された感光体21の外周面に対して画像情報に応じた露光を施す。光28aは、主走査方向である感光体21の回転軸線22の延びる方向に繰返し走査され、これに伴って感光体21の表面に静電潜像が順次形成される。
【0109】
現像器25は、露光によって感光体21の表面に形成される静電潜像を、現像剤によって現像する現像手段であり、感光体21を臨んで設けられ、感光体21の外周面にトナーを供給する現像ローラ25aと、現像ローラ25aを感光体21の回転軸線22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25bとを備える。
【0110】
転写器26は、現像によって感光体21の外周面に形成される可視像であるトナー像を、図示しない搬送手段によって矢符29方向から感光体21と転写器26との間に供給される記録媒体である転写紙30上に転写させる転写手段である。転写器26は、例えば、帯電手段を備え、転写紙30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30上に転写させる非接触式の転写手段である。
【0111】
クリーナ27は、転写器26による転写動作後に感光体21の外周面に残留するトナーを除去し回収する清掃手段であり、感光体21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27aと、クリーニングブレード27a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27bとを備える。また、このクリーナ27は、図示しない除電ランプと共に設けられる。
【0112】
また、画像形成装置20には、感光体21と転写器26との間を通過した転写紙30が搬送される下流側に、転写された画像を定着させる定着手段である定着器31が設けられる。定着器31は、図示しない加熱手段を有する加熱ローラ31aと、加熱ローラ31aに対向して設けられ、加熱ローラ31aに押圧されて当接部を形成する加圧ローラ31bとを備える。
【0113】
この画像形成装置20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21が駆動手段によって矢符23方向に回転駆動されると、露光手段28による光28aの結像点よりも感光体21の回転方向上流側に設けられる帯電器24によって、感光体21の表面が正または負の所定電位に均一に帯電される。
【0114】
次いで、露光手段28から、感光体21の表面に対して画像情報に応じた光28aが照射される。感光体21は、この露光によって、光28aが照射された部分の表面電荷が除去され、光28aが照射された部分の表面電位と光28a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。
【0115】
次いで、露光手段28による光28aの結像点よりも感光体21の回転方向下流側に設けられる現像器25から、静電潜像の形成された感光体21の表面にトナーが供給されて静電潜像が現像され、トナー像が形成される。
【0116】
感光体21に対する露光と同期して、感光体21と転写器26との間に、転写紙30が供給される。転写器26によって、供給された転写紙30にトナーと逆極性の電荷が与えられ、感光体21の表面に形成されたトナー像が、転写紙30上に転写される。
【0117】
次いで、トナー像の転写された転写紙30は、搬送手段によって定着器31に搬送され、定着器31の加熱ローラ31aと加圧ローラ31bとの当接部を通過する際に加熱および加圧され、トナー像が転写紙30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30は、搬送手段によって画像形成装置20の外部へ排紙される。
【0118】
一方、転写器26によるトナー像の転写後も感光体21の表面上に残留するトナーは、クリーナ27によって感光体21の表面から剥離されて回収される。このようにしてトナーが除去された感光体21の表面の電荷は、除電ランプからの光によって除去され、感光体21の表面上の静電潜像が消失する。その後、感光体21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り返されて連続的に画像が形成される。
【実施例】
【0119】
以下に実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、これらの実施例により本発明が限定されるものではない。
【0120】
(実施例1)
まず、イオン交換水(1μS/cm程度)に、界面活性剤(中性洗剤)としてライオン株式会社製、製品名:サンウォッシュFM−20を添加して5重量%水溶液を調製し、洗浄液とした。
得られた洗浄液を第1洗浄槽(300mm×300mm×深さ500mm)に入れ、これに外径30mm×長さ340mm×厚さ0.8mmのアルミニウム製の円筒型導電性支持体を浸漬し、周波数40kHz、出力600Wで2分間、超音波振動を加えた。
その後、第1洗浄槽から円筒型導電性支持体を取り出し、イオン交換水(1μS/cm程度)のみを入れた第2洗浄槽(第1洗浄槽と同型)に浸漬し、第1洗浄槽の場合と同条件で2分間、超音波振動を加えた。
次いで、第2洗浄槽から円筒型導電性支持体を取り出し、純水(0.8〜1.0μS/cm)のみを入れた第3洗浄槽(第1洗浄槽と同型)に浸漬し、第1洗浄槽の場合と同条件で2分間、超音波振動を加えた。
次いで、第3洗浄槽から円筒型導電性支持体を取り出し、温度42±5℃に制御した温純水の入った第4洗浄槽(第1洗浄槽と同型)に1分間浸漬した後、速度6mm/s(=mm/秒)でゆっくりと引き上げた。
次いで、円筒型導電性支持体を温度120℃で30分間乾燥させた。
【0121】
ペイントシェーカを用いて、下記の成分を6時間分散処理して中間層用塗工液を調製した。
導電性微粒子としての、酸化アルミニウム(Al23)と二酸化ジルコニウム(ZrO2)とで表面処理された樹枝状の酸化チタン微粒子(平均一次粒径:短軸40〜70nm、長軸200〜300nm、石原産業株式会社製、製品名:TTO−D−1):12重量部
樹脂としての、水性ポリアクリルポリオール(固形分:45%、OH価:80、DIC株式会社製、製品名:バーノックWE−300):8.4重量部
ブロックイソシアネート化合物(固形分:40%、NCO含有率:5.4%、三井化学ポリウレタン株式会社製、製品名:タケネートWB−920):10.5重量部
消泡剤(ポリエーテル系抑泡剤、サンノプコ株式会社製、製品名:SNデフォーマー470):0.08重量部
分散安定剤(サンノプコ株式会社製、製品名:ローマPWA−40):0.03重量部
水:69重量部
ブロックイソシアネート化合物のイソシアネート基は、樹脂の活性水素含有基に対して1.0のモル比で、導電性微粒子(P)は、架橋樹脂(ブロックイソシアネート化合物および樹脂の合計:R)に対して6/4の重量比(P/R)であった。
得られた中間層形成用塗工液を塗布槽に満たし、前記洗浄済みの導電性支持体を浸漬した後引き上げ、得られた塗膜を温度150℃で30分間乾燥・硬化させて、膜厚1.0μmの中間層を形成した。
【0122】
次いで、ペイントシェーカを用いて、下記の成分を1時間分散処理して電荷発生層用塗工液を調製した。
電荷発生物質としての、Y型オキソチタニウムフタロシアニン(山陽色素株式会社製):2重量部
バインダ樹脂としての、ポリビニルブチラール樹脂(積水化学工業株式会社製、製品名:エスレックB BM−S):1重量部
有機溶剤としての、メチルエチルケトン:97重量部
得られた電荷発生層用塗工液を、中間層と同様の浸漬塗布法で、先に形成した中間層上に塗布し、自然乾燥して膜厚0.4μmの電荷発生層を形成した。
【0123】
次いで、下記の成分を下記の有機溶剤に溶解させて電荷輸送層用塗工液を調製した。
電荷輸送物質としての、下記構造式(1)で示されるトリフェニルアミン化合物:10重量部
バインダ樹脂としての、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、製品名:ユーピロンZ400):18重量部:
酸化防止剤としての、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール:0.5重量部
レベリング剤としての、ジメチルポリシロキサン(信越化学工業株式会社製、製品名:KF−96):0.004重量部
有機溶剤としての、テトラヒドロフラン(THF):110重量部
得られた電荷輸送層用塗工液を、中間層と同様の浸漬塗布法で、先に形成した電荷発生層上に塗布し、得られた塗膜を温度130℃で1時間乾燥させて、膜厚23μmの電荷輸送層を形成した。
以上のようにして、実施例1の感光体を作製した。
【0124】
【化1】

【0125】
(実施例2)
中間層用塗工液を下記成分で調製したこと以外は、実施例1と同様にして実施例2の感光体を作製した。
導電性微粒子としての、酸化アルミニウム(Al23)と二酸化ジルコニウム(ZrO2)とで表面処理された樹枝状の酸化チタン微粒子(平均一次粒径:短軸40〜70nm、長軸200〜300nm、石原産業株式会社製、製品名:TTO−D−1):12重量部
樹脂としての、ポリエーテルポリオール(固形分:35%、OH価:60、日本ポリウレタン工業株式会社製、製品名:AQD−473):14.3重量部
ブロックイソシアネート化合物(固形分:42%、NCO含有率:7.5%、日本ポリウレタン工業株式会社製、開発品名:BWD−102):7.1重量部
消泡剤(ポリエーテル系抑泡剤、サンノプコ株式会社製、製品名:SNデフォーマー470):0.08重量部
水:67重量部
ブロックイソシアネート化合物のイソシアネート基は、樹脂の活性水素含有基に対して1.0のモル比で、導電性微粒子(P)は、架橋樹脂(ブロックイソシアネート化合物および樹脂の合計:R)に対して6/4の重量比(P/R)であった。
【0126】
(実施例3)
中間層用塗工液を下記成分で調製したこと以外は、実施例1と同様にして実施例3の感光体を作製した。
無機酸化物微粒子としての、酸化チタン微粒子(平均一次粒径:35nm、テイカ株式会社製、製品名:MT-500SAS):12重量部
樹脂としての、ポリビニルアセタール(固形分:20%、OH価:960、積水化学工業株式会社製、製品名:KW−1):4.0重量部
ブロックイソシアネート化合物(固形分:70%、NCO含有率:7.9%、旭旭化成ケミカルズ株式会社製、開発品名:X1248)10.3重量部
消泡剤(オイルコンパウンド系、サンノプコ株式会社製、製品名:SNデフォーマー777):0.08重量部
分散安定剤(三洋化成工業会社製、製品名:キャリボンL−400):0.03重量部
水:74重量部
ブロックイソシアネート化合物のイソシアネート基は、樹脂の活性水素含有基に対して1.0のモル比で、無機酸化物微粒子(P)は、架橋樹脂(ブロックイソシアネート化合物および樹脂の合計:R)に対して6/4の重量比(P/R)であった。
【0127】
(実施例4)
中間層用塗工液を下記成分で調製したこと以外は、実施例1と同様にして実施例4の感光体を作製した。
導電性微粒子としての、酸化亜鉛微粒子(平均一次粒子径:35nm、堺化学工業株式会社製、製品名:FINEX30):12重量部
樹脂としての、水溶性セルロース(OH価:360、信越化学工業株式会社製、製品名:メトローズ65SH−50):0.96重量部
ブロックイソシアネート化合物(固形分:37.5%、NCO含有率:3.7%、住化バイエルウレタン株式会社製、製品名:バイヒジュールVPLS2310):18.8重量部
消泡剤(ポリエーテル系抑泡剤、サンノプコ株式会社製、製品名:SNデフォーマー470):0.08重量部
水:68重量部
ブロックイソシアネート化合物のイソシアネート基は、樹脂の活性水素含有基に対して1.0のモル比で、導電性微粒子(P)は、架橋樹脂(ブロックイソシアネート化合物および樹脂の合計:R)に対して6/4の重量比(P/R)であった。
【0128】
(実施例5)
中間層用塗工液を下記成分で調製したこと以外は、実施例1と同様にして実施例5の感光体を作製した。
導電性微粒子としての、酸化亜鉛微粒子(平均一次粒子径:35nm、堺化学工業株式会社製、製品名:FINEX30):12重量部
樹脂としての、水溶性ナイロン(固形分:20%、NH含有率:10%、ナガセケムテックス株式会社製、製品名:トレジンFS−350):8.8重量部
ブロックイソシアネート化合物(固形分:45%、NCO含有率:7.0%、三井化学ポリウレタン株式会社製、製品名:タケネートWB−820):13.9重量部
消泡剤(ポリエーテル系抑泡剤、サンノプコ株式会社製、製品名:SNデフォーマー470):0.08重量部
分散安定剤(サンノプコ株式会社製、製品名:ローマPWA−40):0.03重量部
水:65重量部
ブロックイソシアネート化合物のイソシアネート基は、樹脂の活性水素含有基に対して1.0のモル比で、導電性微粒子(P)は、架橋樹脂(ブロックイソシアネート化合物および樹脂の合計:R)に対して6/4の重量比(P/R)であった。
【0129】
(実施例6)
中間層用塗工液を下記成分で調製したこと以外は、実施例1と同様にして実施例6の感光体を作製した。
導電性微粒子としての、酸化アルミニウム(Al23)と二酸化ジルコニウム(ZrO2)とで表面処理された樹枝状の酸化チタン微粒子(平均一次粒径:短軸40〜70nm、長軸200〜300nm、石原産業株式会社製、製品名:TTO−D−1):12重量部
樹脂としての、ポリエーテルポリオール(固形分:35%、OH価:60、日本ポリウレタン工業株式会社製、製品名:AQD−473):18.4重量部
ブロックイソシアネート化合物(固形分:42%、NCO含有率:7.5%、日本ポリウレタン工業株式会社製、開発品名:BWD−102):3.7重量部
消泡剤(ポリエーテル系抑泡剤、サンノプコ株式会社製、製品名:SNデフォーマー470):0.08重量部
水:66重量部
ブロックイソシアネート化合物のイソシアネート基は、樹脂の活性水素含有基に対して0.4のモル比で、導電性微粒子(P)は、架橋樹脂(ブロックイソシアネート化合物および樹脂の合計:R)に対して6/4の重量比(P/R)であった。
【0130】
(実施例7)
中間層用塗工液を下記成分で調製したこと以外は、実施例1と同様にして実施例7の感光体を作製した。
導電性微粒子としての、酸化アルミニウム(Al23)と二酸化ジルコニウム(ZrO2)とで表面処理された樹枝状の酸化チタン微粒子(平均一次粒径:短軸40〜70nm、長軸200〜300nm、石原産業株式会社製、製品名:TTO−D−1):12重量部
樹脂としての、ポリエーテルポリオール(固形分:35%、OH価:60、日本ポリウレタン工業株式会社製、製品名:AQD−473):11.7重量部
ブロックイソシアネート化合物(固形分:42%、NCO含有率:7.5%、日本ポリウレタン工業株式会社製、開発品名:BWD−102):9.3重量部
消泡剤(ポリエーテル系抑泡剤、サンノプコ株式会社製、製品名:SNデフォーマー470):0.08重量部
水:67重量部
ブロックイソシアネート化合物のイソシアネート基は、樹脂の活性水素含有基に対して1.6のモル比で、導電性微粒子(P)は、架橋樹脂(ブロックイソシアネート化合物および樹脂の合計:R)に対して6/4の重量比(P/R)であった。
【0131】
(実施例8)
下記のように、2層の中間層を形成したこと以外は、実施例1と同様にして実施例8の感光体を作製した
下記成分を攪拌混合して第1中間層用塗工液(導電性微粒子なし)を調製した。
樹脂としての、ポリエーテルポリオール(固形分:35%、OH価:60、日本ポリウレタン工業株式会社製、製品名:AQD−473):17.9重量部
ブロックイソシアネート化合物(固形分:42%、NCO含有率:7.5%、日本ポリウレタン工業株式会社製、開発品名:BWD−102):8.9重量部
水:73重量部
ブロックイソシアネート化合物のイソシアネート基は、樹脂の活性水素含有基に対して1.0のモル比であった。
得られた第1中間層形成用塗工液を塗布槽に満たし、前記洗浄済みの導電性支持体を浸漬した後引き上げ、得られた塗膜を温度150℃で30分間乾燥・硬化させて、膜厚0.5μmの第1中間層(ブロッキング層)を形成した。
【0132】
次に、ペイントシェーカを用いて、下記の成分を6時間分散処理して第2中間層用塗工液を調製した
導電性微粒子としての、酸化チタン微粒子(平均一次粒径:250nm、石原産業株式会社製、製品名:CR−EL):14重量部
樹脂としての、ポリエーテルポリオール(固形分:35%、OH価:60、日本ポリウレタン工業株式会社製、製品名:AQD−473):10.7重量部
ブロックイソシアネート化合物(固形分:42%、NCO含有率:7.5%、日本ポリウレタン工業株式会社製、開発品名:BWD−102):5.4重量部
消泡剤(ポリエーテル系抑泡剤、サンノプコ株式会社製、製品名:SNデフォーマー470):0.08重量部
水:70重量部
ブロックイソシアネート化合物のイソシアネート基は、樹脂の活性水素含有基に対して1.0のモル比で、導電性微粒子(P)は、架橋樹脂(ブロックイソシアネート化合物および樹脂の合計:R)に対して7/3の重量比(P/R)であった。
得られた第2中間層形成用塗工液を塗布槽に満たし、第1中間層と同様の浸漬塗布法で、先に形成した第1中間層上に塗布し、得られた塗膜を温度150℃で30分間乾燥・硬化させて、膜厚10μmの第2中間層(導電層)を形成した。
【0133】
実施例1〜8において得られた感光体を、画像形成装置である市販のデジタル複写機(シャープ株式会社製、型式:MX-M450)に組み込み、画像特性を評価した。それらの結果、背景かぶりのない、十分な濃度を有し、その他の画像不良のない良好な画像が得られた。また、使用経時においても良好な画像が得られた。
【0134】
(実施例9−1)
円筒型導電性支持体の乾燥前、すなわち円筒型導電性支持体を第4洗浄槽から引き上げた後に、図1に示す水きり装置で円筒型導電性支持体を水切りしたこと、および温度120℃で15分間(実施例1では30分間)乾燥させたこと以外は、実施例1と同様にして実施例9−1の感光体を作製した。
具体的には、円筒型導電性支持体を第4洗浄槽から引き上げた後に、円筒型導電性支持体1の上下端面を図1に示す水きり装置の導電性支持体保持部(ホルダー)51および52で支持した。次いで、回転手段(モーター)Mを回転速度200rpmで20秒間回転させて、水切りした。次いで、円筒型導電性支持体を温度120℃で15分間乾燥させ、その後、実施例1と同様にして実施例9−1の感光体を作製した。
【0135】
(実施例9−2〜9−8)
実施例1と同様とする代わりにそれぞれ実施例2〜8と同様にして感光体を作製したこと以外は、実施例9−1と同様にして実施例9−2〜9−8の感光体を作製した。
【0136】
実施例9−1〜9−8において得られた感光体を、画像形成装置である市販のデジタル複写機(シャープ株式会社製、型式:MX-M450)に組み込み、画像特性を評価した。それらの結果、背景かぶりのない、十分な濃度を有し、その他の画像不良のない良好な画像が得られた。また、使用経時においても良好な画像が得られた。
【0137】
(実施例10−1)
円筒型導電性支持体を第4洗浄槽に浸漬した後に、図2および3に示す水きり装置における水きり部材の開口部に円筒型導電性支持体を通し、速度10mm/sで引き上げて水切りしたこと、および温度120℃で15分間(実施例1では30分間)乾燥させたこと以外は、実施例1と同様にして実施例10−1の感光体を作製した。
具体的には、円筒型導電性支持体を第4洗浄槽に浸漬した後に、図2および3に示す水きり装置における水きり部材40の開口に円筒型導電性支持体1を通し、速度10mm/sで引き上げて、水切りした。次いで、円筒型導電性支持体を温度120℃で15分間乾燥させ、その後、実施例1と同様にして実施例10−1の感光体を作製した。
水きり部材40は、硬度A70±2度(JIS K6253デュローメータタイプA)のポリウレタン製の厚さ0.5mmのシートを、直径50mmに加工し、かつ直径29mmの同心円にくり貫き加工したものを、図2に示すように、直径40mmの同心円にくり貫き加工した、直径60mm×厚さ10mmの一組のアルミ合金製のブロック41および42で挟み込んで使用した。ブロック41および42を固定手段(図示せず)に固定し、さらに保持手段(図示せず)で保持して使用した。
【0138】
(実施例10−2〜10−8)
実施例1と同様とする代わりにそれぞれ実施例2〜8と同様にして感光体を作製したこと以外は、実施例10−1と同様にして実施例10−2〜10−8の感光体を作製した。
【0139】
実施例10−1〜9−8において得られた感光体を、画像形成装置である市販のデジタル複写機(シャープ株式会社製、型式:MX-M450)に組み込み、画像特性を評価した。それらの結果、背景かぶりのない、十分な濃度を有し、その他の画像不良のない良好な画像が得られた。また、使用経時においても良好な画像が得られた。
【0140】
(比較例1)
中間層用塗工液(有機溶剤系、硬化なし)を下記成分で調製したこと以外は、実施例1と同様にして比較例1の感光体を作製した。
導電性微粒子としての、酸化アルミニウム(Al23)と二酸化ジルコニウム(ZrO2)とで表面処理された樹枝状の酸化チタン微粒子(平均一次粒径:短軸40〜70nm、長軸200〜300nm、石原産業株式会社製、製品名:TTO−D−1):6重量部
樹脂としての、共重合ナイロン(東レ株式会社製、製品名:アミランCM8000):4重量部
有機溶剤としての、メタノール:50重量部および1,3−ジオキソラン:40重量部
【0141】
(試験例1)
導電性支持体洗浄後の乾燥時間を0分間(乾燥なし)、15分間、30分間、45分間および60分間と変化させたこと以外は、それぞれ比較例1、実施例1〜8、実施例9−1および実施例10−5と同様にして、各感光体を20本作製した。
得られた感光体を、画像形成装置である市販のデジタル複写機(シャープ株式会社製、型式:MX-M450)に組み込み、画像出力して画像不良の発生しない、良好な画像が得られた感光体の本数(良品)をカウントした。得られた結果を表1に示す。
【0142】
【表1】

【0143】
表1の結果から、円筒型導電性支持体を水洗浄した後に、従来の有機系溶媒の塗工液を用いて中間層を形成する場合(比較例1)には、洗浄後に十分な乾燥が必要であることがわかる。一方、水性媒体の塗工液を用いて中間層を形成する場合(実施例1〜8、実施例9−1および実施例10−5)には、短時間の乾燥でも良好な感光体が得られることがわかる。また、円筒型導電性支持体を水洗浄した後に、水切りした場合(実施例9−1および実施例10−5)には、より短時間の乾燥でも良好な感光体が得られることがわかる。
【0144】
(比較例2)
トリクロロエタンを入れた洗浄槽に円筒型導電性支持体を浸漬し、周波数40kHz、出力600Wで2分間、超音波振動を加え、引き上げ後、数分間常温で乾燥したこと、および比較例1の中間層用塗工液を用いて中間層を形成したこと以外は、実施例1と同様にして比較例2の感光体を作製した(有機溶剤洗浄、有機溶剤系中間層用塗工液、硬化なし)。
【0145】
(比較例3)
トリクロロエタンを入れた洗浄槽に円筒型導電性支持体を浸漬し、周波数40kHz、出力600Wで2分間、超音波振動を加え、引き上げ後、数分間常温で乾燥したこと、および実施例1の中間層用塗工液を用いて中間層を形成したこと以外は、実施例1と同様にして比較例3の感光体を作製した(有機溶剤洗浄、水系中間層用塗工液、硬化あり)。
【0146】
(試験例2)
比較例1〜3および実施例1において得られた感光体を、画像形成装置である市販のデジタル複写機(シャープ株式会社製、型式:MX-M450)に組み込み、画像出力したところいずれの画像も良好であった。比較例2および3では、円筒型導電性支持体の洗浄性能が高く、洗浄後の乾燥時間もほとんど必要ないが、これらで用いられた有機溶剤は人体ならびに環境への悪影響が強く、除去するために大掛かりな装置が別途必要となってしまうという問題を有している。
得られた結果を表2にまとめる。
【0147】
【表2】

【図面の簡単な説明】
【0148】
【図1】本発明の水きり装置の一例を示す模式図である。
【図2】本発明の水きり装置の他例を示す模式分解図である。
【図3】本発明の水きり装置の他例を示す模式図である。
【図4】本発明の感光体の要部の構成を示す模式断面図である。
【図5】本発明の感光体の要部の構成を示す模式断面図である。
【図6】本発明の感光体の要部の構成を示す模式断面図である。
【図7】本発明の画像形成装置の構成を示す模式側面図である。
【符号の説明】
【0149】
1 導電性支持体
2 中間層(下引き層)
3 電荷発生層
4 電荷輸送層
5 積層型感光層
5’ 単層型感光層
【0150】
20 画像形成装置
22 回転軸線
23、29 矢符
24 帯電手段(帯電器)
24a 帯電ローラ
24b バイアス電源
25 現像手段(現像器)
25a 現像ローラ
25b ケーシング
26 転写手段(転写器)
27 クリーニング手段(クリーナ)
27a クリーニングブレード
27b 回収用ケーシング
28 露光手段
28a 光
30 転写紙
31 定着手段(定着器)
31a 加熱ローラ
31b 加圧ローラ
40 水切り部材(樹脂ブレード)
41、42 水きり部材保持部
51、52 導電性支持体保持部(ホルダー)
M 回転手段(モーター)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
導電性支持体を水で洗浄する洗浄工程と、
洗浄された前記導電性支持体上に、水性媒体からなる中間層用塗工液を用いて中間層を形成する中間層形成工程と、
形成された前記中間層上に感光層を形成する感光層形成工程と
を含むことを特徴とする有機感光層を有する電子写真感光体の製造方法。
【請求項2】
前記洗浄工程が、前記導電性支持体を前記水に浸漬して超音波を印加し、次いで前記導電性支持体を前記水から速度2〜10mm/sで引き上げることからなる請求項1に記載の電子写真感光体の製造方法。
【請求項3】
前記洗浄工程が、温度25〜50℃の水を使用することからなる請求項1または2に記載の電子写真感光体の製造方法。
【請求項4】
前記洗浄工程が、導電率1μS/cm以下の純水を使用することからなる請求項1〜3のいずれか1つに記載の電子写真感光体の製造方法。
【請求項5】
前記洗浄工程前に、界面活性剤を含む水で前記導電性支持体を洗浄する予備洗浄工程をさらに含む請求項1〜4のいずれか1つに記載の電子写真感光体の製造方法。
【請求項6】
前記洗浄工程と前記中間層形成工程との間に、前記導電性支持体上に付着する水を除去する水切り工程をさらに含む請求項1〜5のいずれか1つに記載の電子写真感光体の製造方法。
【請求項7】
前記水切り工程が、前記導電性支持体を回転させ、その遠心力により前記水を飛散させること、または樹脂製ブレードを前記導電性支持体に圧接させつつ移動させることにより、前記導電性支持体上に付着する前記水を除去することからなる請求項6に記載の電子写真感光体の製造方法。
【請求項8】
前記洗浄工程と前記中間層形成工程との間であり、かつ前記水切り工程に付す場合にはその後に、前記導電性支持体を温度95〜130℃の温風で乾燥する乾燥工程をさらに含む請求項1〜7のいずれか1つに記載の電子写真感光体の製造方法。
【請求項9】
前記中間層形成工程が、前記導電性支持体上に前記中間層用塗工液を塗布した後に熱硬化処理することにより、中間層を形成することからなり、かつ前記中間層用塗工液が、ブロックイソシアネート化合物と、前記ブロックイソシアネート化合物中のイソシアネート基と反応可能な活性水素含有基を2つ以上有する樹脂と、水性媒体とを含む請求項1〜8にいずれか1つに記載の電子写真感光体の製造方法。
【請求項10】
前記活性水素含有基が、水酸基またはアミド基である請求項9に記載の電子写真感光体の製造方法。
【請求項11】
前記イソシアネート基が、前記活性水素含有基に対して0.5以上1.5以下のモル比で前記ブロックイソシアネート化合物中に存在する請求項9または10に記載の電子写真感光体の製造方法。
【請求項12】
前記ブロックイソシアネート化合物が、ヘキサメチレンジイソシアネートまたはイソホロンジイソシアネートをオキシム系またはラクタム系のブロック剤でブロック化した構造を有する請求項9〜11のいずれか1つに記載の電子写真感光体の製造方法。
【請求項13】
前記樹脂が、ポリエーテルポリオール系樹脂、ポリエステルポリオール系樹脂、ポリアクリルポリオール系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、セルロースおよびポリアミド系樹脂から選択される請求項9〜12のいずれか1つに記載の電子写真感光体の製造方法。
【請求項14】
前記中間層用塗工液が、無機酸化物微粒子をさらに含む請求項9〜13のいずれか1つに記載の電子写真感光体の製造方法。
【請求項15】
前記無機酸化物微粒子が、酸化チタンまたは酸化亜鉛の微粒子である請求項14に記載の電子写真感光体の製造方法。
【請求項16】
請求項1〜15のいずれか1つに記載の電子写真感光体の製造方法により得られたことを特徴とする電子写真感光体。
【請求項17】
請求項16に記載の電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、帯電された前記電子写真感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、露光によって形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、現像によって形成された前記トナー像を記録材上に転写する転写手段と、転写された前記トナー像を前記記録材上に定着して画像を形成する定着手段と、前記電子写真感光体に残留するトナーを除去し回収するクリーニング手段と、前記電子写真感光体に残留する表面電荷を除電する除電手段を少なくとも備えたことを特徴とする画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2010−145617(P2010−145617A)
【公開日】平成22年7月1日(2010.7.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−321013(P2008−321013)
【出願日】平成20年12月17日(2008.12.17)
【出願人】(000005049)シャープ株式会社 (33,933)
【Fターム(参考)】