專利名稱：電子照相感光體及圖像形成裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子照相感光體及圖像形成裝置。
背景技術：
隨著近年來人們的需要，電子照相方式的圖像形成裝置，不只是復印機，特別是作為計算機等的輸出單元的打印機等也得到廣泛利用。在電子照相方式的圖像形成裝置中，通過帶電器使裝置所具備的電子照相感光體的感光層均勻帶電，對應于圖像信息利用例如激光等曝光，對于通過曝光形成的靜電潛影，從顯影器供給被稱為色粉的微粒子狀的顯影劑，形成色粉圖像。
通過作為顯影劑成分的色粉在電子照相感光體表面附著而形成的色粉圖像，用轉印單元轉印在記錄紙等轉印材料上，但是，電子照相感光體表面的色粉不是全部都轉印轉移在記錄紙上，其中一部分殘留在電子照相感光體表面。另外，在顯影時和電子照相感光體接觸的記錄紙的紙粉，有時也會直接附著在電子照相感光體表面殘留。
由于這樣的電子照相感光體表面的殘留色粉及附著紙粉會對形成的圖像品質帶來不良影響，因此，通過清潔裝置將該殘留色粉及附著紙粉除去。另外，近年來，隨著無清潔單元化技術的進步，通過不具有獨立的清潔單元而是附加在顯影單元的清潔功能將殘留色粉回收，即所謂的顯影兼清潔系統(tǒng)，可以除去該殘留色粉及附著紙粉。由于這樣的電子照相感光體要反復進行帶電、曝光、顯影、轉印、清潔及除電的動作，因此要求其具備對于電氣及機械要素的耐久性。具體地要求其具有對應由電子照相感光體表面被擦拭發(fā)生的磨耗和缺陷等的耐磨耗性、對應通過帶電器在帶電時發(fā)生的臭氧和NOx等活性物質的附著引起的表面層的老化等的耐久性。
為了實現(xiàn)電子照相方式的圖像形成裝置的低成本化及無需維護，重要的是電子照相感光體要具有充分的耐磨耗性及耐久性，能長時間穩(wěn)定地操作。這樣的電子照相感光體的耐磨耗性、耐久性及操作的長期穩(wěn)定性，與構成電子照相感光體的表面層的物理性質有很大關系。以前，通過使表面層所用的高分子粘結劑的比率增加，或使用分子量大的粘結劑，作為提高電子照相感光體的耐久性的設計。但是，粘結劑比率的增加會降低感光體的靈敏度，不適合高速化。另外，分子量大的粘結劑帶來涂敷液的高粘度化，會存在生產性不足的問題。根據(jù)以上分析，需要尋求上述以外的方法和通過定量評價方法使感光體高耐刷化的方法。
不限于電子照相感光體表面的物理性質，廣泛評價材料的物理性質，特別是機械性質的指標之一是硬度。硬度被定義為相對壓頭的壓入，材料產生的應力。將該硬度用作已知材料物理性質的物理參數(shù)，從而可以嘗試將構成電子照相感光體表面這樣的膜的機械性質定量化。例如劃痕強度試驗、鉛筆硬度試驗及維氏硬度試驗，都是廣為周知的測定硬度的試驗方法。
但是，在所有的硬度試驗中，也如由有機物構成的膜一樣，在測定表示可塑性、彈性(含有延遲成分)及蠕變性的復合成的復雜舉動的材料的機械性質時也有問題。例如，維氏硬度是測定對膜的壓痕的長度來評價硬度的，但是，這只能反映膜的可塑性，不能正確評價象有機物這樣的還含較大比例的彈性變形的具有變性形態(tài)物質的機械性質。因而，對由有機物構成的膜的機械性質，必須考慮多種性質進行評價。
在表面層具有有機感光層的電子照相感光體中，提出了用例如塑性能量比(塑性變形率、ηplast、％)、彈性功效(彈性變形率、ηHU、％)等作為判斷有機感光層的長期耐磨耗性、耐久性及操作穩(wěn)定性的物理性質的方案(例如，參照特開2000-10320號公報及特開2002-6526號公報)。所謂塑性能量比，是指將塑性變形功量相對于塑性變形功量(塑性變形需要的能量)和彈性功量(彈性變形需要的能量)之和的比例用百分率表示的參數(shù)。另外，所謂彈性功效，是指將彈性變形功量相對于塑性變形功量和彈性功量之和的比例用百分率表示的參數(shù)。因而，塑性能量比和彈性功效之和為100％。
進一步具體地講，特開2000-10320號公報提出，將塑性能量比(塑性變形率)設定為30～70％，并且將通過DIN50359-1規(guī)定的通用硬度試驗測定的通用硬度值設定為230～700N/mm2。根據(jù)特開2000-10320號公報的記載，通過設定這樣的數(shù)值范圍，可以防止感光體表面層的機械老化。但是，塑性能量比在30～70％的數(shù)值范圍，包括含有現(xiàn)在一般使用的粘結劑樹脂的有機感光層的幾乎全部的范圍。因而，即使塑性能量比在前述范圍內，也未必能得到具有長期的耐磨耗性、優(yōu)良的耐久性及操作穩(wěn)定性的有機感光層。
另外，特開2002-6526號公報提出，導電性襯底上具有作為有機感光層及粘結劑樹脂的包含固化性樹脂的保護層，而且該保護層的彈性功效ηHU(＝(彈性功量/[塑性功量+彈性功量])×100]為32～60％的電子照相感光體。但是，彈性功效為32～60％的數(shù)值和塑性能量比40～68％意義相同，和特開2000-10320號公報同樣，將現(xiàn)在使用的作為表面層的有機感光層形成的電子照相感光體幾乎全部包含的范圍。而且，作為粘結劑樹脂使用的固化性樹脂，也是在電子照相感光體的技術領域中一般的物質。因而，作為用于得到長期的耐磨耗性、耐久性及操作穩(wěn)定性優(yōu)良的有機感光層的解決方法，在特開2002-6526號公報中也沒有實質性的記載。而且，特開2002-6526號公報的電子照相感光體，還存在由含有固化性樹脂的保護層的形成帶來成本提高的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，提供一種耐磨耗性、耐久性及動作穩(wěn)定性優(yōu)良，長時間使用可以形成沒有缺陷及濃度不均的圖像的電子照相感光體及具備該電子照相感光體的圖像形成裝置。
本發(fā)明涉及一種電子照相感光體，具有導電性襯底和有機感光層，其特征在于，在溫度為25℃、相對濕度為50％的環(huán)境下，在表面加載壓入最大負荷為5mN時，其有機感光層(7，54)的蠕變值CIT為2.70％或2.70％以上且彈性功效ηHU為47％或47％以上。
另外，本發(fā)明的特征在于，有機感光層含有以下結構式(1)表示的化合物。
而且，本發(fā)明的特征在于，有機感光層含有以下述結構式(3)表示的化合物。
而且，本發(fā)明的特征在于，蠕變值CIT為3.00％或3.00％以上。
而且，本發(fā)明涉及一種圖像形成裝置，其特征在于，包括前述的電子照相感光體、和使轉印了色粉圖像后的電子照相感光體的表面清潔化的清潔單元。
而且，本發(fā)明的特征在于，還包括使前述電子照相感光體的表面均勻帶電的帶電單元；將帶電后的前述電子照相感光體曝光，形成靜電潛影的曝光單元；將前述靜電潛影顯影形成可視圖像的顯影單元；將前述可視圖像轉印到轉印材料上的轉印單元。
根據(jù)本發(fā)明，涉及一種用于電子照相方式的圖像形成的、具有導電性襯底和有機感光層的電子照相感光體，其表面物理性質設定為在溫度為25℃、相對濕度為50％的環(huán)境下，在表面加載壓入最大負荷為5mN時的蠕變值CIT為2.70％或2.70％以上，優(yōu)選為3.00％或3.00％以上，且彈性功效ηHU為47％或47％以上。這樣一來，可以適當保持形成電子照相感光體表面層的膜的柔軟性，即粘性和彈性的均衡，相對外部應力形成不脆的適宜狀態(tài)。因而，即使在帶電、曝光、顯影、轉印、清潔及除電的圖像形成動作反復進行長期使用時，膜減量降低，另外，由于膜的損傷發(fā)生也減輕，并保持感光體表面的平滑性，因此可以防止在形成的圖像上發(fā)生缺陷及濃度不均。
而且，通過前述感光層含有用上述結構式(1)表示的化合物，可以實現(xiàn)耐磨耗壽命及帶耐缺陷性優(yōu)良的電子照相感光體。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由于具備耐磨耗壽命及帶耐缺陷性優(yōu)良的電子照相感光體，因此可以實現(xiàn)在經過長時間使用形成的圖像上不會發(fā)生缺陷及濃度不均的圖像形成裝置。


本發(fā)明的目的、特點及優(yōu)點，通過下述的詳細說明和附圖進行更明確的闡述。
圖1是簡單表示本發(fā)明第1實施方式的電子照相感光體的構成的局部剖面圖。
圖2是簡單表示具備圖1表示的電子照相感光體的本發(fā)明其他實施方式的圖像形成裝置的構成的配置側面圖。
圖3是說明求得蠕變值CIT及彈性功效ηHU的方法的圖。
圖4是簡單表示本發(fā)明其他實施方式的感光體的構成的局部剖面圖。
具體實施例方式
以下，參考附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
圖1是簡單表示本發(fā)明第1實施方式的電子照相感光體1的構成的局部剖面圖。圖2是簡單表示具備圖1表示的電子照相感光體1的本發(fā)明其他實施方式的圖像形成裝置2的構成的配置側面圖。
電子照相感光體1(以后簡稱為感光體)包括由導電性材料構成的導電性襯底3、導電性襯底3上層疊的內層4、層疊于內層4上的層并含有電荷發(fā)生物質的電荷發(fā)生層5、電荷發(fā)生層5上再層疊的層并含有電荷輸送物質的電荷輸送層6。電荷發(fā)生層5和電荷輸送層6構成感光層7。
導電性襯底3具有圓筒形狀，可以適當采用在(a)鋁、不銹鋼、銅或鎳等金屬材料、(b)聚酯薄膜、酚醛樹脂管或紙管等絕緣性物質的表面設有鋁、銅、鈀、氧化錫或氧化銦等導電性層的材料，優(yōu)選具有體積電阻為1010Ω·cm以下的導電性。為了調整上述的體積電阻，也可以在導電性襯底3的表面進行氧化處理。導電性襯底3具有感光體1的電極作用，并且還有其他各層4、5、6的支持部件的功能。另外，導電性支持3的形狀，并不限定于圓筒狀，也可以是板狀、薄膜狀及帶狀中的任一種。
內層4可以由下列物質形成，例如有聚酰胺、聚氨酯、纖維素、硝化纖維素、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、陽極化鋁膜、明膠、淀粉、酪蛋白或N-甲氧基甲基化尼龍。另外，也可以在內層4中分散氧化鈦、氧化錫、氧化鋁等粒子。形成的內層4的膜厚約為0.1～10μm。該內層4具有導電性襯底3和感光層7的粘結層的作用，并且還有抑制電荷從導電性襯底3向感光層7流入的阻擋層的作用。如上所述由于內層4具有維持感光體1的帶電特性的作用，因此，可以延長感光體1的壽命。
電荷發(fā)生層5的構成可以含有公知的電荷發(fā)生物質。電荷發(fā)生物質如果是吸收可見光產生自由電荷的物質，可以使用無機顏料、有機顏料及有機染料的任一種。無機顏料例如有硒及其合金、砷-硒、硫化鎘、氧化鋅、非晶硅或其它的無機光導物質等。有機顏料例如有酞菁系化合物、偶氮系化合物、喹吖酮系化合物、多環(huán)醌系化合物或苝系化合物等。有機染料例如有硫代吡喃嗡(thiapyrylium)鹽或方芳基鎓(スクァリリウム)鹽等。在前述的電荷發(fā)生物質中，優(yōu)選使用有機顏料及有機染料等有機光電導性化合物，而且，在有機光電導性化合物中還優(yōu)選酞菁系化合物，特別最適合使用鈦氧基酞菁化合物，可以得到良好的感光特性、帶電特性及再現(xiàn)性。電荷發(fā)生物質可以單獨使用一種，也可以兩種以上并用。
電荷發(fā)生層5中除上述例舉的顏料及染料之外，也可以添加化學增敏劑或光學增敏劑?；瘜W增敏劑例如為電子接受性物質，例如有四氰基乙烯或7，7，8，8-四氰基醌二甲烷等氰基化合物、蒽醌或對-苯醌等醌類、2，4，7-三硝基芴酮或2，4，5，7-四硝基芴酮等硝基化合物等。光學增敏劑例如有氧雜蒽系色素、噻嗪色素或三苯基甲烷系色素等色素?；瘜W增敏劑及光學增敏劑分別可以單獨使用一種，也可以兩種以上并用。
電荷發(fā)生層5是將上述的電荷發(fā)生物質隨粘結劑樹脂分散在適當?shù)娜軇┲校趦葘?上層疊，使其干燥或固化，成膜形成的。粘結劑樹脂具體例如有聚芳酯、聚乙烯醇縮丁醛、聚碳酸酯、聚酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、苯氧樹脂、環(huán)氧樹脂、硅樹脂和聚丙烯酸酯等。粘結劑樹脂可以單獨使用一種，也可以兩種以上并用。溶劑例如有異丙醇、環(huán)己酮、環(huán)己烷、甲苯、二甲苯、丙酮、甲基乙基酮、四氫呋喃、二氧雜環(huán)己烷、二氧雜環(huán)戊烷、乙基溶纖劑、乙酸乙酯、乙酸甲酯、二氯甲烷、二氯乙烷、一氯代苯或乙二醇二甲醚等。
并且，溶劑并不限定上述的物質，可以從醇類、酮類、酰胺類、酯類、醚類、烴類、鹵代烴類及芳香族烴類中選擇任一溶劑類單獨或混合使用。但是，在考慮到由電荷發(fā)生物質的粉碎及磨碎時的結晶轉變而來的靈敏度下降及由有效時間帶來的特性下降的情況，優(yōu)選使用無機和有機顏料中難以引起結晶轉變的環(huán)己酮、1，2-二甲氧基乙烷、甲基乙基甲酮及四氫醌中的任一種。
電荷發(fā)生層5的形成中可以使用真空蒸鍍法、濺射法或CVD法等氣相沉積法或涂敷方法等。使用涂敷方法時，用球磨機、混砂機(sandgrinder)、涂料混合器(paint shaker)或超聲波分散機等將電荷發(fā)生物質粉碎，分散在溶劑中，根據(jù)需要添加粘結劑樹脂，配制涂敷液，利用公知的涂敷方法，將該涂敷液涂敷在內層4上。形成內層4的導電性襯底3為圓筒狀的情況下，涂敷法可以利用噴射法、垂直環(huán)法或浸漬涂敷法等。電荷發(fā)生層5的膜厚優(yōu)選約0.05～5μm，更優(yōu)選約0.1～1μm。
并且，形成內層4的導電性襯底3的形狀為片狀的情況下，涂敷法可以使用涂覆器、刮棒涂覆機、鑄造、旋涂等。
電荷輸送層6的構成可以含有公知的電荷輸送物質和粘結劑樹脂。電荷輸送物質只要是接受電荷發(fā)生層5中含有的電荷發(fā)生物質發(fā)生的電荷，具有將其輸送的能力的物質即可，作為電荷輸送物質，例如用下述結構式(1)表示的化合物、聚-N-乙烯基咔唑及其衍生物、聚-g-咔唑基乙基谷氨酸鹽及其衍生物、聚乙烯基芘、聚乙烯基菲、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、9-(對-二乙基氨基苯乙烯基)蒽、1，1-二(4-二芐基氨基苯基)丙烷、苯乙烯基蒽、苯乙烯基吡唑啉、吡唑啉衍生物、苯基腙類、腙衍生物、三苯基胺類化合物、四苯基二胺系化合物、芪系化合物或具有3-甲基-2-苯并噻唑啉環(huán)的嗪化合物等電子給予性物質等。其中特別優(yōu)選用結構式(1)表示的化合物。電荷輸送物質可以單獨使用一種，或兩種以上并用。
作為構成電荷輸送層6的粘結樹脂，可以是與電荷輸送物質相容性好的物質，例如有聚碳酸酯、共聚聚碳酸酯、聚烯丙基化物、聚乙烯醇縮丁醛、聚酰胺、聚酯、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、聚酮、聚乙烯基酮、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、酚醛樹脂、苯氧樹脂、聚砜樹脂或其共聚樹脂等。這些樹脂可以單獨使用一種，也可以混合使用兩種以上。前述的粘結樹脂中，聚苯乙烯、聚碳酸酯及共聚碳酸酯、聚丙烯基化物、聚酯等樹脂具有1013Ω以上的體積電阻率，成膜性及電位特性等也優(yōu)良。
另外，溶解這些材料的溶劑可以使用甲醇、乙醇等醇類，丙酮、甲基乙基酮或環(huán)己酮等酮類，乙基醚、四氫呋喃、二氧雜環(huán)己烷或二氧雜環(huán)戊烷等醚類，氯仿、二氯甲烷或二氯乙烷等脂肪族鹵化烴類，苯、氯苯或甲苯等芳香族烴類等。這些溶劑可以單獨使用一種，也可以混合兩種以上使用。
用于形成電荷輸送層6的電荷輸送層用涂敷液，通過向粘結樹脂溶液中溶解電荷輸送物質配制而成。電荷輸送層6中含有的電荷輸送物質的比例優(yōu)選為30～80重量％的范圍。在電荷發(fā)生層5上形成電荷輸送層6，可以與上述在內層4上形成電荷發(fā)生層5的情況相同地進行。電荷輸送層6的膜厚優(yōu)選10～50μm，更優(yōu)選15～40μm。
另外，通過在電荷輸送層6中含有1種以上的電子接收性物質或色素，可以提高靈敏度，進一步抑制反復使用時的殘留電位的上升及疲勞損耗等。電子接收性物質例如有琥珀酸酐、馬來酸酐、苯二甲酸酐、4-氯萘二甲酸酐等酸酐，四氰基乙烯、對苯二丙二腈(テレフタルマロンジニトリル)等氰基化合物，4-硝基苯甲醛等醛類、蒽醌、1-硝基蒽醌等蒽醌類、2，4，7-三硝基芴酮或2，4，5，7-四硝基芴酮化合物等多環(huán)或雜環(huán)硝基化合物，可以將其作為化學增敏劑使用。色素例如有氧雜蒽系色素、噻嗪色素、三苯基甲烷色素、喹啉系顏料或銅酞菁等有機光電導性化合物等，可以將這些作為光學增敏劑使用。這些電子接收性物質可以單獨使用一種，也可以兩種以上并用。
而且，通過使電荷輸送層6含有公知的增塑劑，可以提高其成形性、可撓性及機械強度。增塑劑例如有二元酸酯、脂肪酸酯、磷酸酯、苯二甲酸酯、氯化鏈烷烴或環(huán)氧型增塑劑等。另外，還可以根據(jù)需要在感光層7中含有聚硅氧烷等用于防止桔皮面的均化劑，用于提高耐久性的酚類化合物、氫醌類化合物、生育酚類化合物或胺類化合物等抗氧化劑或紫外線吸收劑等。
如上所述構成的感光體1的表面膜物理性質，即膜狀形成的感光層7的表面膜物理性質，可以按如下設定在溫度為25℃、相對濕度為50％的環(huán)境下，在表面負載壓入最大負荷為5mN時的蠕變值CIT為2.70％或2.70％以上，優(yōu)選3.00％或3.00％以上，更優(yōu)選3.00～5.00％，且彈性功效ηHU為47％或47％以上，優(yōu)選47～60％。
下面對蠕變值CIT進行說明。對一般的固體材料而言，即使在比較低的負荷時，伴隨著負載負荷的保持時間的過程，也會顯現(xiàn)緩慢連續(xù)地變形現(xiàn)象即所謂的蠕變，特別是有機高分子材料的情況，其蠕變更加明顯。蠕變大致區(qū)分為含有延遲彈性變形成分和塑性變形成分，可以用作表示材料的柔軟性亦即粘彈性的指標，可以說特別對粘性貢獻大。圖3是說明求得感光體蠕變值CIT及彈性功效ηHU的方法的圖。蠕變值CIT是指在承載經由壓頭預先在感光體表面的負載一定時間后的狀態(tài)的壓頭的壓入量的變化量，亦即評價感光體表面膜相對壓入負荷的緩和程度的參數(shù)。
圖3所示的滯后線8表示在感光體1的表面，開始壓入負荷負載到達到預先設定的壓入最大負荷Fmax的壓入過程(A B)、在壓入最大負荷Fmax下保持一定時間t的負載負荷保持過程(B C)、從去除負荷開始到負荷為零(0)完成去除負荷的去除負荷過程(C D)組成的變形(壓入深度的變化)歷史，蠕變值CIT通過在負載負荷保持過程(B C)的壓入量的變化量給出。
在本實施方式中，蠕變值CIT是在溫度為25℃、相對濕度為50％的環(huán)境下，在壓頭使用正方錐體形金剛石壓頭(Vickers壓頭)，在壓入最大負荷Fmax＝5mN下，保持負載一定時間t＝5秒的條件下測定的。蠕變值CIT具體可以通過式(1)設定。
CIT＝100×(h2-h1)/h1...(1)在此，h1在達到最大負荷5mN時(B)的壓入深度h2在最大負荷5mN保持時間t時(C)的壓入深度這樣的蠕變值CIT，可以通過例如フィッシヤ一スコ一プH100V(株式會社フイツシャ一·インストルメント制)求得。
下面，對限定感光體1表面的蠕變值CIT的理由進行說明。感光體1的表面通過清潔部件等擠壓時賦予的能量進行變形，但通過使蠕變值CIT為2.70％或2.70％以上附加柔軟性，可以緩和(分散)由變形引起的內部能量，能夠抑制磨耗的進行。亦即提高感光體的耐磨耗壽命。蠕變值CIT小于2.70％時，感光體表面的柔軟性低劣，由與清潔部件等的擦過引起的耐磨耗性下降，壽命變短。
并且，蠕變值CIT的上限不特別限定，但優(yōu)選設定為5.0％或5.0％以下。當蠕變值CIT超過5.0％時，感光體表面過于柔軟，例如用清潔部件擦過時的壓入變形量大，有時會得不到充分的清潔效果。
下面，對彈性功效ηHU進行說明。在固體材料上負載負荷時，壓入中被消耗的機械功量Wtotal，只有一部分被用作塑性變形功量Wplast，剩下的被作為去除負荷時的彈性恢復功量(彈性變形功量)Welast被釋放。另外，彈性恢復功量(彈性變形功量)Welast包括瞬時彈性變形成分和延遲彈性變形成分。彈性功效ηHU和蠕變值CIT同樣表示材料的粘彈性，是對彈性恢復有用的參數(shù)。在本實施方式中的彈性功效ηHU，可以用如下方法求得。首先，在先前求得蠕變值CIT時的滯后線8中，由于機械功量WtotalW＝∫Fdh，可以用負荷增大過程中壓入深度曲線(AB)和壓入深度h1圍成的面積表示。其中的彈性恢復功量Welast可以用負荷去除過程中壓入深度曲線(CD)和壓入深度h2圍成的面積表示。這時不包括負荷保持過程(BC)的壓入即蠕變。該功量的比率為彈性功效ηHU，可以用式(2)表示。
ηHU＝Welast/Wtotal×100(％)----(2)其中，Wtotal＝Welast+Wplast這樣的彈性功效ηHU，和先前的蠕變值CIT同樣可以用例如フィツシャ一スコ一プH100V求得。
下面就限定感光體1表面的彈性功效ηHU的理由進行說明。由于感光體由樹脂及低分子物質的混合物組成，因此不能成為完全的塑性體，一定多少含有彈性成分。ηHU變小的方向，是指外力施加時的彈性恢復小，也就是說近似于塑性體。ηHU小于47％時，相對于外部應力的彈性恢復小，施加上的外力容易與其原表面的變形相關，變得容易引起磨耗和缺陷。而且，通過負載負荷的物質，即使感光體表面的變形少，也容易引起例如清潔刮板的倒轉等。因而，選擇彈性功效ηHU在47％以上。
將蠕變值CIT和彈性功效ηHU設定在特定范圍內的感光體1，能夠適當保持形成其表面層即感光層7的膜的粘彈性。也就是說，在感光體的表面施加負荷時，可以通過能量分散且反沖減輕使每單位面積附加的垂直方向的力變小。因而，即使長時間反復進行帶電、曝光、顯影、轉印、清潔及除電形成圖像時，膜減量也減輕，而且由于膜的缺陷發(fā)生也減輕，可以保持感光體表面的平滑性，因此，能夠防止形成的圖像上產生缺陷及濃度不均。感光體1表面的蠕變值CIT和彈性功效ηHU的調整，可以通過控制構成感光層7的電荷輸送材料及粘結樹脂的種類和配比、感光層7的層疊構造例如電荷發(fā)生層5的厚度和電荷輸送層6的厚度的組合、或電荷發(fā)生層5和電荷輸送層6形成后的熱處理條件等而實現(xiàn)。
以下對感光體1中的靜電潛影形成動作進行簡單地說明。感光體1中形成的感光層7，通過帶電器等例如帶成均勻地負電，當在帶電狀態(tài)下對電荷發(fā)生層5照射具有吸收波長的光時，在電荷發(fā)生層5中就發(fā)生電子及空穴的電荷?？昭ㄓ须姾奢斔蛯?中含有的電荷輸送材料而移動到感光體1表面，中和表面的負電荷，電荷發(fā)生層5中的電子向誘發(fā)了正電荷的導電性襯底3側移動，中和正電荷。這樣所曝光部位的帶電量和未曝光部位的帶電量之間存在差異，在感光層7形成靜電潛影。
下面，參照圖2對設有前述感光體1的圖像形成裝置2的構成及圖像形成動作進行說明。作為本實施的實施方式例示的圖像形成裝置2是數(shù)字復印機2。
數(shù)字復印機2大致由掃描部11和激光記錄部12構成。掃描部11包括由透明玻璃構成的原稿放置臺13、用于向原稿放置臺13上自動供給傳送原稿的雙面對應自動原稿輸送裝置(RADF)14、用于對原稿放置臺13上放置的原稿的圖像掃描讀取的原稿圖像讀取單元即掃描單元15。在該掃描部11讀取到的原稿圖像，作為圖像數(shù)據(jù)被送往后述的圖像數(shù)據(jù)輸入部，對圖像數(shù)據(jù)進行特定的圖像處理。RADF 14是在RADF 14具備的未圖示的原稿盤上一次放置多張原稿，其將放置的原稿一張一張自動向原稿放置臺13上給送的裝置。另外，RADF 14為了按照操作者的選擇使原稿的單面或雙面被掃描裝置15讀取，其構成包括用于單面原稿的傳送路徑、用于雙面原稿的傳送路徑、傳送路徑的切換單元、掌握通過各部的原稿的狀態(tài)從而進行管理的傳感器組、控制部等。
掃描單元15包括將原稿表面曝光的燈反射器組件16；光電轉換元件；例如CCC圖像傳感器23；搭載了第1反射鏡17的第1掃描單元18，該第1反射鏡17反射從原稿而來的反射光，用于將從原稿而來的反射光像導入CCD圖像傳感器23；搭載了第2及第3反射鏡19、20的第2掃描單元21，該第2及第3反射鏡19、20用于將從第1反射鏡17的反射光像導入CCD圖像傳感器23；用于使從原稿而來的反射光像在經由前述各反射鏡17、19、20轉換成電氣圖像信號的CCD圖像傳感器23上成像的光學透鏡22。
掃描部11是這樣構成的通過RADF 14和掃描單元15的關聯(lián)動作，在將待讀取的原稿順序給送放置在原稿放置臺13上的同時，沿原稿放置臺13的下面移動掃描單元15讀取原稿圖像。第1掃描單元18沿原稿放置臺13在原稿圖像的讀取方向(圖2中面向紙面從左向右)以一定速度V移動，另外，第2掃描單元21以相對于前述速度V的二分之一(V/2)的速度，在和前述讀取方向同一方向平行移動。通過該第1及第2掃描單元18、21的掃描動作，可以讀取原稿放置臺13上放置的原稿圖像每1行順序向CCD圖像傳感器23成像的圖像。
將原稿圖像在掃描單元15讀取得到的圖像數(shù)據(jù)送往后述的圖像處理部，進行各種圖像處理后，被圖像處理部的存儲器暫時存儲，根據(jù)輸出指示將存儲器內的圖像數(shù)據(jù)讀出并轉送到激光記錄部13，在作為記錄介質的記錄紙上形成圖像。
激光記錄部12包括記錄紙的傳送系統(tǒng)33、作為曝光單元的激光寫入單元26、用于形成圖像的電子照相處理部27。激光寫入單元26包括根據(jù)在被前述的掃描單元15讀取被存儲器存儲后從存儲器讀出的圖像數(shù)據(jù)、或從外部裝置轉送的圖像數(shù)據(jù)而發(fā)射激光的半導體激光源；將激光等角速度偏轉的多棱鏡；和f-θ透鏡等，進行校正，使得以等角速度偏轉的激光在電子照相處理部27所具備的感光體1上以等角速度偏轉。
電子照相處理部27中，在前述感光體1周圍，作為帶電單元的帶電器28、作為顯影單元的顯影器29、作為轉印單元的轉印器30、作為清潔單元的清潔器31，沿箭頭32所示的從感光體1的旋轉方向的上游側到下游側，按照該順序設置。前述那樣的感光體1通過帶電器28均勻帶電，在帶電狀態(tài)下由從電子照相處理部27發(fā)射的對應于原稿圖像數(shù)據(jù)的激光進行曝光。通過曝光在感光體1表面形成的靜電潛影，由顯影器29供給的色粉顯影，形成可見圖像即色粉圖像。感光體1表面形成的色粉圖像，通過轉印器30被轉印至由后述的傳送系統(tǒng)33供給的作為轉印材料的記錄紙上。并且，清潔單元可以通過附加于顯影器29的清潔功能將殘留色粉回收，用所謂顯影兼清潔系統(tǒng)實現(xiàn)。
沿箭頭32方向旋轉的感光體1，在色粉圖像被轉印在記錄紙上后，其表面由清潔器31設有的清潔刮板31a擦過。在感光體1表面形成色粉圖像的色粉不都轉印在記錄紙上，少量殘留在感光體1的表面上。該感光體1表面殘留的色粉被稱為殘留色粉，殘留色粉的存在是形成圖像質量劣化的原因，因此利用按壓在感光體表面上的上述清潔刮板31a，與紙粉等其它的異物一起被從感光體表面清掃除去。
記錄紙的傳送系統(tǒng)33包括向形成圖像的電子照相處理部27特別是配置轉印器30的轉印位置傳送記錄紙的傳送部34；用于向傳送部34送入記錄紙的第1～第3盒給紙裝置35、36、37；用于將所希望大小的記錄紙適當送紙的手動送紙裝置38；將從感光體1轉印在記錄紙上的圖像，特別是色粉圖像定影的定影器39；用于在色粉圖像定影后的記錄紙的反面(色粉圖像形成的表面的相反側的面)進一步形成圖像，而再供給記錄紙的再供給路徑40。在該傳送系統(tǒng)33的傳送路徑上，設有多個傳送輥41，通過傳送輥41將記錄紙傳送到傳送系統(tǒng)33內的預定位置。
通過定影器39將色粉圖像定影處理后的記錄紙，被送給應該在反面形成圖像的再供給路徑40，或用排紙輥42送至后處理裝置43。被被送到再供給路徑40的記錄紙，反復進行前述動作而在反面形成圖像。被送到后處理裝置43的記錄紙，進行后處理后，向后處理工序決定的排紙端，即第1或第2排紙盒44、45的任一個進行排紙，從而數(shù)字復印機2的一系列圖像形成動作結束。數(shù)字復印機2設置的感光體1，形成感光層7的膜的柔軟性優(yōu)良，而且膜的塑性不過軟也不脆。因而，由于感光體1的膜減量減輕，并且膜的缺陷發(fā)生也減輕，能夠保持感光體1表面的平滑性，因此可以實現(xiàn)形成的圖像上不會發(fā)生缺陷及濃度不均的圖像形成裝置。
圖4是簡單表示本發(fā)明其他實施方式的感光體53的構成的局部剖面圖。本實施方式的感光體53與圖1所示的本發(fā)明第1實施方式的感光體1類似，對對應部分標以同一標號而省略說明。感光體53值得注意的是，在導電性襯底3上形成由單層組成的感光層54。
感光層54使用與用于第1實施方式的感光體1的同樣的電荷發(fā)生物質、電荷輸送物質、粘結樹脂等而形成。使用在粘結樹脂中將電荷發(fā)生物質及電荷輸送物質分散或在包含電荷輸送物質的感光層中使電荷發(fā)生物質以顏料粒子的形式分散調制成的感光層用涂敷液，用與圖1所示的本發(fā)明第1實施方式的感光體1形成電荷發(fā)生層5同樣的方法，在導電性襯底3上形成單層的感光層。本實施方式的單層型感光體53，由于應形成的感光層54只有一層，因此，與電荷發(fā)生層及電荷輸送層層疊構成的層疊型相比，其制造成本及材料利用率優(yōu)良。
下面利用實施例和比較例更加具體地說明本發(fā)明。需要說明的是，「份」是表示「重量份」。
本實施例使用的各成分，具體敘述如下。
用商品名TTO-MI-1，Al2O3及ZrO2進行表面處理后的樹枝狀金紅石型氧化鈦，鈦成分85％，石原產業(yè)株式會社制[醇可溶性尼龍樹脂]商品名CM8000，東レ株式會社制[丁縮醛樹脂]商品名S-LEC BL-2，積水化學工業(yè)株式會社制[聚碳酸酯樹脂]商品名GH-503，出光興產株式會社制商品名GK-400，出光興產株式會社制商品名J-500，出光興產株式會社制商品名TS2040，帝人化成株式會社制[聚酯樹脂]商品名V290，東洋紡織株式會社制 商品名Irganox1010，チバ·スペシャルテ?！ぅ饱撺毳褐晔綍缰粕唐访攻撺楗ぅ?BHT，住友化學工業(yè)株式會社制以下，對這些各成分記載其商品名。
將氧化鈦(TTO-MI-1)3份及醇可溶性尼龍樹脂(CM8000)3份，添加在甲醇60份和1，3-二氧雜戊環(huán)40份的混合溶劑中，用涂料混合器分散處理10小時，配制內層用涂敷液。將該涂敷液填滿在涂敷槽中，浸漬鋁制圓筒狀導電性襯底(直徑30mm、長度346mm)后撈出，自然干燥，形成膜厚0.9μm的內層。
然后，將丁縮醛樹脂(S-LEC BL-2)10份、用下述結構式(2)表示的鈦氧基酞菁15份及1，3-二氧雜戊環(huán)1400份用球磨機分散處理72小時，配制電荷發(fā)生層用涂敷液。將該涂敷液用和內層的情況相同的浸漬涂敷法在前述的內層上涂敷，自然干燥，形成膜厚0.4μm的電荷發(fā)生層。
然后，將作為電荷輸送物質的用前述結構式(1)表示的烯胺類化合物100份、聚碳酸酯樹脂(GH-503)99份、聚碳酸酯樹脂(TS2040)81份及抗氧化劑(Irganox1010)2.5份在四氫呋喃1140份中混合溶解，配制成電荷輸送層用涂敷液。將該涂敷液用浸漬涂敷法在前述的電荷發(fā)生層上涂敷，在溫度130℃下干燥1小時，形成膜厚28μm的電荷輸送層，制作成實施例1的感光體。
[實施例2]除使用下述結構式(3)表示的雙丁二烯類化合物作為電荷輸送物質之外，其它和實施例1同樣，制作成感光體。
[實施例3]除使用聚碳酸酯樹脂(GK-400)99份并且聚碳酸酯樹脂(GH503)81份作為電荷輸送層用粘結樹脂外，其它和實施例1同樣，制作成感光體。
除使用將下述結構式(4)表示的丁二烯類化合物(電荷輸送物質)100份、聚碳酸酯樹脂(GH-503)99份、聚碳酸酯樹脂(TS2040)81份及抗氧化劑(スミライザ-BHT)5份在四氫呋喃1140份中混合溶解的電荷輸送層用涂敷液外，其它和實施例1同樣，制作成感光體。
[比較例2]除使用聚碳酸酯樹脂(G-400)99份或聚碳酸酯樹脂(GH503)81份作為電荷輸送層用粘結樹脂外，其它和實施例1同樣，制作成感光體。
除使用聚碳酸酯樹脂(J-500)54份、聚碳酸酯樹脂(G-400)36份、聚碳酸酯樹脂(GH503)36份或聚碳酸酯樹脂(TS2040)54份作為電荷輸送層用粘結樹脂外，其它和實施例1同樣，制作成感光體。
除使用將上述結構式(4)表示的丁二烯類化合物(電荷輸送物質)100份、聚碳酸酯樹脂(TS2040)180份及抗氧化劑(スミラィザ-BHT)5份在四氫呋喃1140份中混合溶解后的電荷輸送層用涂敷液外，其它和實施例1同樣，制作成感光體。
除使用將下述結構式(5)表示的苯乙烯基類化合物(電荷輸送物質)100份、聚碳酸酯樹脂(G-400)88份及聚碳酸酯樹脂(TS2020)72份在四氫呋喃997份中溶解后的電荷輸送層用涂敷液、電荷輸送層的干燥溫度為110℃外，其它和實施例1同樣，制作成感光體。
[比較例6]除使用將下述結構式(6)表示的苯乙烯基類化合物(電荷輸送物質)100份、聚碳酸酯樹脂(G-400)120份、聚碳酸酯樹脂(V290)30份及抗氧化劑(スミラィザ-BHT)1份在四氫呋喃890份中溶解后的電荷輸送層用涂敷液外，其它和實施例1同樣，制作成感光體。而且，電荷輸送層是將前述電荷輸送層用涂敷液用浸漬涂敷法在電荷發(fā)生層上涂敷，在溫度110℃下干燥1小時形成的。該層的膜厚為28μm。
在如上所述實施例1～3和比較例1～6各感光體制作中，通過改變電荷輸送物質及電荷輸送層用涂敷液所含樹脂的種類及含有比率，調整感光體表面的蠕變值CIT和彈性功效ηHU至所希望的值。這些實施例1～3和比較例1～6的感光體表面的蠕變值CIT和彈性功效ηHU，是在溫度為25℃、相對濕度為50％的環(huán)境下，用フイッシャ一スコ一プH100V(株式會社フイッシャ一·インストルメント制)測定的。測定條件是壓入最大負荷W＝5mN、到壓入最大負荷負載所需要的時間5秒，負荷保持時間t＝5秒，去除負荷時間10秒。
將實施例1～3和比較例1～6的各感光體，裝載到將具有非接觸帶電裝置的復合機AR-450(夏普株式會社)改造成試驗用AR-450改造機上，通過形成圖像，進行耐刷性及畫質穩(wěn)定性的評價試驗，下面，對各性能的評價方法進行說明。
AR-450改造機設有的清潔器的清潔刮板，調整與感光體抵接的壓力，即所謂的清潔刮板壓為初期線壓下21gf/cm(2.06×10-1N/cm)。在溫度25℃、相對濕度50％的常溫/常濕(N/NNormal Teperature/NoralHumidity)環(huán)境中，在每個感光體上將文字測試圖表轉印10萬張進行耐刷性試驗。
通過光衍射法使用瞬間多路測光裝置(商品名MCPD-1100，大塚電子株式會社制)測定耐刷試驗開始時和轉印記錄用紙10萬張后的膜厚即感光層的層厚，從耐刷試驗開始時的膜厚和轉印記錄用紙10萬張后的膜厚之差求出感光體輥筒的膜減量。膜減量越多，評價為耐刷性越不好。
在裝載了各感光體的改造機中，在轉印記錄用紙10萬張后，再轉印中間色調、全白、全黑圖像。通過目測觀察這些圖像，由此檢測出由缺陷引起的畫質不良，評價由耐刷試驗后的感光體的缺陷引起的畫質下降水平即畫質穩(wěn)定性。缺陷的判定基準如下。
○優(yōu)。中間色調、白色、黑色圖像中沒有由缺陷引起的圖像不良。
△實際應用上沒有問題的水平。圖像中有少許由缺陷引起的圖像不良。
×實際應用上成問題的水平。圖像中有由缺陷引起的圖像不良。
評價結果如表1所示。


在本發(fā)明的感光體即蠕變值CIT為2.70％以上且彈性功效ηHU為47％以上的范圍的感光體中，膜減量少耐刷性優(yōu)良，即使在10萬張耐刷試驗后的圖像中也觀察不到缺陷。特別是在蠕變值CIT為3.00％以上的實施例1及2的感光體中，膜減量稍稍少一點。這樣就可以認為構成感光體表面的感光層，其蠕變值代表的膜的柔軟性，特別是粘性，和彈性功效ηHU代表的膜的彈性均衡恰當。
另一方面，比較例1～4的感光體，其CIT為3.00％以上但ηHU小，結果對缺陷而言，表示良好結果的膜減量大耐刷性不好。這可以認為是由于被彈性功效ηHU反映的膜的彈性稍小，在由滑擦引起缺陷前膜被削掉的緣故。
另外，在實施例1和比較例1的感光體中，只有電荷輸送物質和添加劑不同，但使用前述結構式(1)表示的烯胺類化合物的實施例1，結果彈性功效ηHU大膜減量少耐刷性優(yōu)良，可以說即使使用相同樹脂，前述結構式(1)的電荷輸送物質也優(yōu)良。
比較例5的感光體中，CIT小，形成對缺陷稍弱的結果。這可以認為是由于比起彈性功效ηHU反映的膜的彈性，蠕變值代表的膜的柔軟性，特別是粘性小，所以由外部應力擦拭形成回不到原樣的缺陷。
比較例6的感光體中，CIT、ηHU都小，結果膜減量缺陷都不好。這可以認為是膜的粘彈性全都小，柔軟性欠缺形成脆的膜的緣故。
如上所述，在本實施方式中，感光體表面是由感光層構成的，在感光層的外層再設置表面保護層的情況，不限定于此。
不脫離本發(fā)明的精神及主要特征，可以采用另外的各種方式實施。因此，上述的實施方式在所有點只不過是例舉，本發(fā)明的范圍由權利要求范圍表示，不受說明書的任何限制。而且，屬于權利要求范圍的變形及變更都屬于本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種電子照相感光體，具有導電性襯底(3)和有機感光層(7，54)，其特征在于，在溫度為25℃、相對濕度為50％的環(huán)境下，在表面加載壓入最大負荷為5mN時，有機感光層(7，54)的蠕變值CIT為2.70％或2.70％以上，且彈性功效ηHU為47％或47％以上。
2.如權利要求1所述的電子照相感光體，其特征在于，有機感光層(7，54)含有結構式(1)表示的化合物。[化學式1]
3.如權利要求1所述的電子照相感光體，其特征在于，有機感光層(7，54)含有結構式(3)表示的化合物。
4.如權利要求1所述的電子照相感光體，其特征在于，其蠕變值CIT為3.00％或3.00％以上。
5.一種圖像形成裝置，其特征在于，包括權利要求1～4的任一項所述的電子照相感光體(1，53)；和使轉印了色粉圖像后的電子照相感光體(1，53)的表面清潔化的清潔單元。
6.如權利要求5所述的圖像形成裝置，其特征在于，還包括使前述電子照相感光體(1，53)的表面均勻帶電的帶電單元(28)；將帶電后的前述電子照相感光體(1，53)曝光形成靜電潛影的曝光單元(26)；將前述靜電潛影進行顯影形成可視圖像的顯影單元(29)；和將前述可視圖像轉印到轉印材料上的轉印單元(30)。
全文摘要
一種在表面層具有有機感光層的電子照相感光體，可以改善表面層的耐磨耗性、耐久性及動作穩(wěn)定性，長時間使用也可以形成沒有缺陷及濃度不均的圖像。電子照相感光體(1)包含導電性襯底(3)、內層(4)、由電荷發(fā)生層(5)及電荷輸送層(6)組成的感光層(7)。在電子照相感光體(1)中，在溫度為25℃、相對濕度為50％的環(huán)境下，對表面加載壓入最大負荷為5mN時，感光層(7)的蠕變值C
文檔編號G03G15/01GK1770020SQ200510091179
公開日2006年5月10日 申請日期2005年8月9日 優(yōu)先權日2004年8月9日
發(fā)明者金澤朋子, 福島功太郎 申請人:夏普株式會社