电子照相感光体的制造方法、电子照相感光体及图像形成装置转让专利

申请号 : CN200610170065.6

文献号 : CN1983039B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 木原彰子松尾力也

申请人 : 夏普株式会社

摘要 :

电子照相感光体的制造方法包括:第一涂敷工序(S3),将包括具有升华性的抗氧化剂及光导电性物质的涂液涂敷到导电性支撑体上,形成第一涂膜;第一干燥工序(S4),使第一涂膜加热干燥并形成第一感光层;第二涂敷工序(S5),将第一涂敷工序中使用的涂液涂敷到第一感光层,并形成第二涂膜;以及第二干燥工序(S6),使第二涂膜加热干燥并形成第二感光层,在第二干燥工序中,使干燥条件与第一干燥工序中的干燥条件不同,以使抗氧化剂的升华率低于第一干燥工序中的抗氧化剂的升华率。

权利要求 :

1.一种电子照相感光体的制造方法,在导电性支撑体上至少依次层叠第一感光层和第二感光层,其特征在于,包括以下工序:第一涂敷工序,将包含抗氧化剂及光导电性物质的涂液涂敷到导电性支撑体上,形成第一涂膜,所述抗氧化剂是在1.013×105Pa下的升华温度为120℃以上140℃以下的具有升华性的抗氧化剂;

第一干燥工序,通过对形成的第一涂膜进行加热而使之干燥,形成第一感光层;

第二涂敷工序,将第一涂敷工序中使用的涂液涂敷到第一感光层上,形成第二涂膜;以及第二干燥工序,通过对形成的第二涂膜进行加热而使之干燥,形成第二感光层,在第二干燥工序中,使第二涂膜的干燥条件与第一干燥工序中的第一涂膜的干燥条件不同,以使升华了的抗氧化剂的重量相对于涂液中含有的抗氧化剂的重量的比率,在第二干燥工序中比在第一干燥工序中低。

2.根据权利要求1所述的电子照相感光体的制造方法,其特征在于,上述光导电性物质是电荷传送物质,

第一感光层是第一电荷传送层,

第二感光层是第二电荷传送层。

3.根据权利要求1所述的电子照相感光体的制造方法,其特征在于,具有升华性的抗氧化剂是下述通式(1)所表示的受阻酚类化合物:

其中,R1表示支链烷基,R2~R4各自表示氢原子、羟基、烷基或芳基;R5表示支链烷基或芳基;构成R1~R5的原子的原子量总和为117以上400以下;受阻酚类化合物(1)包括以下结构:R2~R4相同或不同的结构、或者R2~R4中的至少二个互相结合并与结合至R2~R4的碳原子一起形成环的结构。

4.根据权利要求3所述的电子照相感光体的制造方法,其特征在于,通式(1)所表示的受阻酚类化合物是下述结构式(1aa)所表示的受阻酚类化合物:

5.根据权利要求1所述的电子照相感光体的制造方法,其特征在于,上述干燥条件,包括第一干燥工序及第二干燥工序中的加热温度或加热时间。

6.根据权利要求1所述的电子照相感光体的制造方法,其特征在于,在第一干燥工序中,在常压下以高于120℃的加热温度进行加热,从而使第一涂膜干燥,在第二干燥工序中,在常压下以120℃以下的加热温度进行加热,从而使第二涂膜干燥。

7.一种电子照相感光体,其特征在于,通过权利要求1所述的电子照相感光体的制造方法来制造。

8.一种图像形成装置,其特征在于,包括:权利要求7所述的电子照相感光体;

使电子照相感光体带电的带电单元;

曝光单元,对带电的电子照相感光体进行曝光,形成静电潜影;

显影单元,通过含有色粉的显影剂使电子照相感光体上形成的静电潜影显影,并形成色粉图像;以及转印单元,将色粉图像转印到记录介质上,并在记录介质上形成图像。

说明书 :

技术领域

本发明涉及到一种电子照相感光体的制造方法、电子照相感光体及图像形成装置。

背景技术

电子照相感光体(以下也称为感光体)具有将含有光导电性物质的感光层层叠到导电性支撑体的结构。电子照相感光体使用具有感光层无机感光体,上述感光层以硒、氧化锌、硫化镉等无机光导电性物质为主要成分。
作为感光体的基本性质,要求具有较好的电气性能,例如要求具有良好的电荷保持能力、在暗处的放电较少、良好的光敏度、通过光照射可快速放电等。并且为了可长时间地在感光体中形成均质的图像,即使反复使用上述电气性能也可保持稳定,要求电气性能具有较高的稳定性(以下也称为性能稳定性)。
无机感光体虽然具有作为感光体的基本性质,但存在感光层成膜困难、感光体表面可塑性差而容易产生伤口、制造成本高的缺点。并且上述无机光导电性物质毒性较强,在制造和处理中存在较大制约。
为了取代这种使用无机光导电性物质的无机感光体,进行了使用有机光导电性物质的有机感光体的研究开发。有机光导电性物质的研究开发在较大范围内展开,其不仅利用于电子照相感光体等静电记录元件,而且也应用于传感器、有机场致发光(Electro Luminescent)元件等。
使用有机光导电性物质的有机感光体除了感光层成膜性较好、可塑性较好外,还具有轻便和透明性强的优点。并且,有机感光体通过添加化学增感剂或光学增感剂等方法具有以下优点:对大范围波长区域的光可产生游离电荷,可使光敏度良好。有机感光体的耐久性和无机感光体相比存在一定问题,但由于具有上述多个优点,因此成为电子照相感光体的主流。
作为有机感光体开发了由不同的物质分别分担电荷产生功能和电荷传送功能的功能分离型电子照相感光体。功能分离型电子照相感光体中,作为承担电荷产生功能的电荷产生物质及承担电荷传送功能的电荷传送物质,使用不同的物质。这样一来,可容易地选择电荷产生物质及电荷传送物质分别使用的材料,可使有机感光体的光敏度进一步良好,因此可较容易地制造具有任意特性的电子照相感光体。
功能分离型感光体从大的方面分为:单层型感光体,具有在称作粘合树脂的具有粘合性的树脂中同时分散电荷产生物质和电荷传送物质的感光层;层叠型感光体,具有层叠了分散有电荷产生物质的电荷产生层和分散有电荷传送物质的电荷传送层的感光层。单层型感光体及层叠型感光体均通过以下工序来制造:涂敷工序(以下将涂敷到导电性支撑体的涂液称为涂膜),将涂液以平均的厚度涂敷到导电性支撑体,上述涂液是将含有电荷产生物质或电荷传送物质的有机光导电性物质、称为粘合树脂的具有粘合性的树脂等感光层形成材料溶解或分散到可溶解粘合树脂的溶剂中;干燥工序,使涂膜干燥并去除涂膜中含有的溶剂。
作为层叠型感光体,普遍使用如下所示的正二层型感光体:电荷产生层设置在导电性支撑体一侧,电荷传送层设置在感光体的外表面一侧,即相对于电荷产生层设置在导电性支撑体的相反侧。正二层型感光体在电荷产生层的表面、即在电荷产生层的与导电性支撑体相反的一侧层叠有电荷传送层,并且电荷传送层具有空穴传送功能,因此在带负电的状态下具有光敏度,可在负带电时使用。并且作为在正带电状态下可使用的层叠型感光体,也开发了如下所示的逆二层型感光体:电荷传送层设置在导电性支撑体一侧,电荷产生层设置在感光体的表面一侧。
如上所述,作为感光体存在具有各种形态的有机感光体的方案。这种有机感光体可对应于较广泛的需求,但有机感光体存在性能稳定性不充分的共同问题。有机感光体因反复使用而产生带电电位下降、残留电位上升等疲劳恶化。因此在使用有机感光体的图像形成装置中,会引起分辨率下降、泛白、黑带等图像不良。泛白是指在应附着色粉的部分存在色粉未附着的部分的现象。黑带是指在应附着色粉的部分和其以外的部分,产生色粉以带状附着的部分的现象。
使性能稳定性下降的感光体疲劳恶化是因以下原因产生的:使感光体带电时作为带电单元使用的带电器,其使用电晕放电方式(以下称为电晕放电带电器),伴随电晕放电产生的臭氧及产生的臭氧与空气中的氮反应,产生氮氧化物等氧化性气体。该氧化性气体使感光体的外表面一侧形成的感光层的该感光体外表面附近所存在的光导电性物质氧化。感光体被反复使用,光导电性物质被氧化时,因该光导电性物质的氧化,产生感光层的疲劳恶化,感光体的寿命缩短。
作为解决感光层的疲劳恶化问题的方法提出了以下方案:在搭载感光体的图像形成装置内设置排气单元,排出电晕放电带电器周边的氧化性气体。通过在图像形成装置内设置排气单元,排出电晕放电带电器周边的氧化性气体,可防止光导电性物质的氧化,但产生图像形成装置结构复杂化的问题。
并且例如也尝试作为感光层粘合树脂使用具有良好阻气性的双酚Z型聚碳酸酯树脂等来提高感光层表面的阻气性,并使氧化性气体难于透过感光层,从而抑制感光层的疲劳恶化,但仍未实现不降低感光层中含有的光导电性物质的电气性能、可充分发挥阻气性的感光层。
并且,作为防止感光层表面附近存在的光导电性物质的氧化性气体引起的氧化的方法,存在向感光层添加抗氧化剂、稳定剂等的提案。例如存在以下提案:将具有三嗪环及受阻酚骨架的化合物等受阻酚类抗氧化剂添加到感光层(例如参照特开昭62-105151号公报)。
并且其他现有技术还包括以下提案:向含有特定的芳基胺化合物的感光层中,作为添加剂添加作为具有受阻酚骨架的化合物的受阻酚类抗氧化剂、或亚磷酸酯类抗氧化剂、或胺类抗氧化剂等(例如参照特开平8-292587号公报)。其他现有技术进一步包括以下提案:向感光层添加具有受阻胺骨架的化合物和具有特定结构的胺化合物如三苄胺等(例如参照特开平8-292587号公报)。
在这些现有技术文献中公开的具有受阻酚骨架的化合物是指在酚类羟基的相邻位上具有例如支链状烷基、环烷基、芳基或杂环基等大取代基的酚化合物。并且,具有受阻胺结构的化合物是指氨基氢原子被例如支链状烷基、环烷基、芳基或杂环基等大取代基被取代的胺化合物。
将特开昭62-105151号公报、特开平8-292587号公报、特开平10-282696号公报公开的抗氧化剂等添加到感光层后,可防止氧化性气体引起的光导电性物质的氧化,并防止感光体的疲劳恶化。但是,当把可防止光导电性物质氧化的量的抗氧化剂等添加到感光层时,会产生感光波长区域变化引起的感光体的光敏度的下降、光响应性的下降等,在反复进行带电、曝光、放电等一系列电子照相工艺时,产生带电电位下降及残留电位上升等问题。为了避免该问题而减少抗氧化剂的含量时,无法充分防止光导电性物质的氧化。因此在现有技术中,没有实现同时满足良好的电气性能和对氧化性气体的耐性这两者的感光体。
针对这一问题存在以下提案:不向感光层的构成材料自身添加抗氧化剂等,使感光层的表面存在作为抗氧化剂的、具有受阻胺骨架的化合物(以下称为受阻酚化合物)(例如参照特开平2-146556号公报)。在特开平2-146556号公报公开的技术中提出以下方法:使弹性辊、弹性叶片等接触部件与感光体接触并将受阻胺类化合物提供到感光层的表面;将含有受阻胺类化合物的保护层形成在感光层的表面等。通过使感光层的表面存在抗氧化剂,可防止感光层的感光体外表面附近存在的光导电性物质的氧化性气体引起的氧化,并可防止感光体的性能稳定性的下降。并且由于在感光层自身不含有抗氧化剂,因此可防止感光体的电气性能的下降。
特开平2-146556号公报公开的技术可防止光导电性物质的氧化性气体引起的气体,但存在以下问题。例如,使弹性辊、弹性叶片等接触部件与感光体接触,并将受阻胺类化合物提供到感光体表面的情况下,需要使构成接触部件的弹性材料中含有受阻胺类化合物。这种接触部件的制造工艺较复杂,并且因接触部件和感光体的接触压力的大小不同,有时无法向感光体表面提供可施加给氧化性气体的充分的量的受阻胺类化合物。为了向感光体的表面提供充分的量的受阻胺类化合物而使接触部件和感光体的接触压力较大时,因该接触压力,作为感光体的表面层的感光层受损,感光层的厚度减小,产生电气性能下降、感光体寿命减小的问题。
并且将受阻胺类化合物添加到感光层的表面上设置的保护层时,必须在感光体上形成保护层,感光体制造所使用的涂液的种类增加。在感光体的形成中,涂液的粘度在规定感光层的厚度上是非常重要的物理值,高精度地进行涂液的粘度管理是有效进行感光体制造的必要条件。因此,涂液种类的增加会产生以下问题:涂液管理的复杂化问题、用于进行粘度管理的生产设备的投资问题、为了补充因蒸发而减少的溶剂即粘度管理所使用的溶剂等材料方面成本上升的问题。
针对这些问题,要求通过简单的方法、不使涂液的种类相对于形成的感光层的个数而增加、且不会降低电气性能、可提高感光层对氧化性气体的耐性并防止感光体的性能稳定性的下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单的电子照相感光体的制造方法、电子照相感光体及图像形成装置,不使涂液的种类增加到由涂液形成的感光层的个数以上,即可提高感光层对氧化性气体的耐性,并可防止电气性能及性能稳定性的下降。
本发明是一种电子照相感光体的制造方法,在导电性支撑体上至少依次层叠第一感光层和第二感光层,其特征在于,包括以下工序:第一涂敷工序,将包含抗氧化剂及光导电性物质的涂液涂敷到导电性支撑体上,形成第一涂膜,所述抗氧化剂具有升华性;第一干燥工序,通过对形成的第一涂膜进行加热而使之干燥,形成第一感光层;第二涂敷工序,将第一涂敷工序中使用的涂液涂敷到第一感光层上,形成第二涂膜;以及第二干燥工序,通过对形成的第二涂膜进行加热而使之干燥,形成第二感光层,在第二干燥工序中,使第二涂膜的干燥条件与第一干燥工序中的第一涂膜的干燥条件不同,以使抗氧化剂的升华率低于第一干燥工序中的抗氧化剂的升华率。
根据本发明,提供一种制造电子照相感光体(以下也称为感光体)的制造方法,在导电性支撑体上至少依次层叠第一感光层和第二感光层,其包括:第一涂敷工序,将包括具有升华性的抗氧化剂及光导电性物质的涂液涂敷到导电性支撑体上,形成第一涂膜:第一干燥工序,通过加热使形成的第一涂膜干燥,形成第一感光层;第二涂敷工序,将第一涂敷工序中使用的涂液涂敷到第一感光层,形成第二涂膜;第二干燥工序,通过加热使形成的第二涂膜干燥,形成第二感光层,在第二干燥工序中,使第二涂膜的干燥条件与第一干燥工序中的第一涂膜的干燥条件不同,以使抗氧化剂的升华率低于第一干燥工序中的抗氧化剂的升华率。
在该感光体的制造方法中,使用具有升华性的抗氧化剂(以下也称为升华性抗氧化剂),在第二干燥工序中,使干燥条件不同,以使抗氧化剂的升华率低于第一干燥工序中的抗氧化剂的升华率,从而使第二感光层中残留的抗氧化剂的含有率高于形成的第一感光层中残留的抗氧化剂的含有率。这样一来,在作为比第一感光层距离导电性支撑体更远的一侧的层、即靠近感光体表面一侧的层的第二感光层中,与第一感光层相比,可提高抗氧化剂的含有率,因此可防止第二感光层的表面附近存在的光导电性物质的氧化。因此可提高含有第一感光层及第二感光层的感光层对氧化性气体的耐性。并且在作为比第二感光层距离感光体表面更远的层的第一感光层中,与第二感光层相比,可降低抗氧化剂的含有率,因此可防止第一感光层的电气性能下降。从而可通过提高对氧化性气体的耐性,对感光体赋予较好的性能稳定性,并且可制造感光体整体电气性能较好的感光体。
并且通过使用相同的涂液并使抗氧化剂的升华率不同,可形成抗氧化剂含有率不同的第一感光层和第二感光层。作为涂液由于使用相同的涂液,因此不会增加用于形成感光层的涂液的种类。从而可防止涂液管理的复杂化,并可抑制用于涂液的粘度管理的生产设备的投资及粘度管理所使用的溶剂等成本上升。
并且在本发明中,其特征在于,上述光导电性物质是电荷传送物质,第一感光层是第一电荷传送层,第二感光层是第二电荷传送层。
并且根据本发明,提供一种感光体的制造方法,其中,上述光导电性物质是电荷传送物质,第一感光层是第一电荷传送层,第二感光层是第二电荷传送层。在该感光体的制造方法中,可使第二电荷传送层中含有的抗氧化剂的含有率高于第一电荷传送层中含有的抗氧化剂的含有率。这样一来,在作为比第一电荷传送层距离导电性支撑体更远的一侧的层、即靠近感光体表面一侧的层的第二感光层中,与第一电荷传送层相比,可提高抗氧化剂的含有率,可防止第二电荷传送层中含有的电荷传送物质的氧化。并且在第一电荷传送层中,与第二电荷传送层相比,抗氧化剂的含有率较低,因此可防止抗氧化剂的含有率变高引起的第一电荷传送层的电气性能的下降。因此,作为包括第一电荷传送层及第二电荷传送层的电荷传送层整体,具有良好的电气性能及性能稳定性,可形成对氧化性气体具有耐性的感光体。
并且在本发明中,其特征在于,具有升华性的抗氧化剂是下述通式(1)所表示的受阻酚类化合物:
(化学式3)
其中,R1表示支链烷基,R2~R4各自表示氢原子、羟基、烷基或芳基;R5表示支链烷基或芳基;构成R1~R5的原子的原子量总和为117以上400以下;受阻酚类化合物(1)包括以下结构:R2~R4相同及不同的结构、R2~R4中的至少二个互相结合并与结合至R2~R4的碳原子一起形成环的结构。
并且根据本发明,具有升华性的抗氧化剂是上述通式(1)所表示的受阻酚类化合物。在第一干燥工序及第二干燥工序中使涂液干燥时的加热温度例如被设定为包含在如下优选温度范围内:可有效地去除第一涂膜及第二涂膜中含有的溶剂,并且低于涂液所使用的溶剂的沸点的温度,且在光导电性物质的耐热温度以下。上述通式(1)所示的受阻酚类化合物在该优选温度附近具有升华性,因此可使第一干燥工序及第二干燥工序中的加热温度保持合适的温度,同时可使防抗氧剂的含有率在第一感光层和第二感光层之间不同。并且通过使用这种抗氧化剂,可使第一干燥工序及第二干燥工序中的加热温度为适合的温度,因此可防止第一涂膜及第二涂膜中含有的溶剂的残留及光导电性物质的恶化,并可制造具有更好的电气性能的感光体。
并且在本发明中,其特征在于,通式(1)所表示的受阻酚类化合物是下述结构式(1aa)所表示的受阻酚类化合物:
(化学式4)
并且根据本发明,通式(1)所表示的受阻酚类化合物是上述结构式(1aa)所表示的受阻酚类化合物。上述结构式(1aa)所示的受阻酚类化合物,在上述通式(1)的受阻酚类化合物中是升华温度较低的低分子量的化合物,其在合适的加热温度下以更接近的温度升华,因此可良好地进行第一涂膜及第二涂膜的干燥,同时可容易地使抗氧化剂的含有率在第一感光层和第二感光层之间不同。
并且在本发明中,其特征在于,上述干燥条件,包括第一干燥工序及第二干燥工序中的加热温度或加热时间。
并且根据本发明,上述干燥条件,包括第一干燥工序及第二干燥工序中的加热温度或加热时间。例如干燥条件包括第一干燥工序及第二干燥工序中的加热温度时,通过使第二干燥工序中的加热温度低于第一干燥工序中的加热温度,可使第二干燥工序中的抗氧化剂的升华率低于第一干燥工序中的抗氧化剂的升华率。并且当干燥条件包括第一干燥工序及第二干燥工序中的加热时间时,通过使第二干燥工序中的加热时间长于第一干燥工序中的加热时间,可使第二干燥工序中的抗氧化剂的升华率低于第一干燥工序中的抗氧化剂的升华率。这样一来,通过改变加热温度或加热时间,利用相同的涂液可使第一感光层及第二感光层的抗氧化剂的含有率不同。
并且在本发明中,其特征在于,在第一干燥工序中,在常压下以高于120℃的加热温度进行加热,从而使第一涂膜干燥,在第二干燥工序中,在常压下以120℃以下的加热温度进行加热,从而使第二涂膜干燥。
并且根据本发明,在第一干燥工序中,以高于120℃的加热温度进行加热,从而使第一涂膜干燥,在第二干燥工序中,以120℃以下的加热温度进行加热,从而使第二涂膜干燥。例如将通式(1)所示的受阻酚类化合物用作抗氧化剂时,使第一干燥工序中的加热温度高于作为接近常压(1.013×105Pa)下的抗氧化剂的升华温度(120~140℃)的120℃,可增大抗氧化剂的升华率,降低第一感光层中的抗氧化剂的含有率。并且通过使第二干燥工序中的加热温度为120℃以下,可使抗氧化剂的升华率低于第一干燥工序中的抗氧化剂的升华率,提高第二感光层中的抗氧化剂的含有率。
此外,本发明是一种电子照相感光体,其特征在于,通过上述任意一项所述的电子照相感光体的制造方法来制造。
此外根据本发明,提供一种通过上述本发明的电子照相感光体的制造方法而制造的电子照相感光体。通过本发明的制造方法获得的感光体,其感光层对氧化性气体具有耐性,具有良好的性能稳定性,并具有良好的电气性能。因此该感光体具有良好的光敏度及光响应性,即使反复使用也不会产生带电电位下降、残留电位上升等疲劳恶化。
并且,本发明是一种图像形成装置,其特征在于包括:上述电子照相感光体;使电子照相感光体带电的带电单元;曝光单元,对带电的电子照相感光体进行曝光,形成静电潜影;显影单元,通过含有色粉的显影剂使电子照相感光体上形成的静电潜影显影,并形成色粉图像;以及转印单元,将色粉图像转印到记录介质上,并在记录介质上形成图像。
并且根据本发明,提供一种图像形成装置,其包括:上述本发明的电子照相感光体;使电子照相感光体带电的带电单元;曝光单元,对带电的电子照相感光体进行曝光,形成静电潜影;显影单元,通过含有色粉的显影剂使电子照相感光体上形成的静电潜影显影,并形成色粉图像;以及转印单元,将色粉图像转印到记录介质上,并在记录介质上形成图像。该图像形成装置中,感光体具有良好的光敏度及光响应性,即使反复使用其光敏度及光响应性也不会下降,因此可长时间地形成没有泛白、黑带等图像不良的良好图像。
本发明的目的、特色、优点可通过下述说明及附图进一步明确。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的电子照相感光体的制造方法的顺序的流程图。
图2是简要表示通过图1的流程图所示的本发明的第一实施方式的电子照相感光体的制造方法所制造的电子照相感光体的结构的部分截面图。
图3是表示通过本发明的感光体制造方法制造的感光体的第一电荷传送层及第二电荷传送层中含有的升华性抗氧化剂的含有率的图。
图4是简要表示通过本发明的第二实施方式的电子照相感光体的制造方法所制造的感光体的结构的部分截面图。
图5是简要表示具有通过本发明的感光体的制造方法制造的感光体的图像形成装置的配置侧面图。

具体实施方式

以下参照附图详细说明本发明的优选实施方式。
图1是表示本发明的第一实施方式的电子照相感光体的制造方法的顺序的流程图,图2是简要表示通过图1的流程图所示的本发明的第一实施方式的电子照相感光体的制造方法所制造的电子照相感光体1的结构的部分截面图。本实施方式的电子照相感光体(以下简称为感光体)1的制造方法中,在导电性支撑体2上至少依次层叠作为第一感光层的第一电荷传送层5、和作为第二感光层的第二电荷传送层6,其特征在于,包括以下工序:第一涂敷工序,将包括作为光导电性物质的电荷传送物质及具有升华性的抗氧化剂的涂液涂敷到导电性支撑体2上,形成第一涂膜;第一干燥工序,通过对形成的第一涂膜进行加热而使之干燥,形成第一电荷传送层5;第二涂敷工序,将第一涂敷工序中使用的涂液涂敷到第一感光层上,形成第二涂膜;以及第二干燥工序,通过对形成的第二涂膜进行加热而使之干燥,形成第二电荷传送层6,其中,在第二干燥工序中,使第二涂膜的干燥条件与第一干燥工序中的第一涂膜的干燥条件不同,以使抗氧化剂的升华率低于第一干燥工序中的抗氧化剂的升华率。
通过本实施方式的感光体的制造方法制造的感光体1包括:导电性支撑体2、底涂层3、电荷产生层4、第一电荷传送层5、以及第二电荷传送层6,并按照上述顺序依次层叠形成。第一电荷传送层5和第二电荷传送层6构成电荷传送层7。电荷传送层7和电荷产生层4构成感光层8。以下说明制造感光体1的本实施方式的感光体的制造方法。
本实施方式的感光体的制造方法包括:底涂层形成工序,将用于形成底涂层的涂液涂敷到导电性支撑体2上,形成底涂层3;电荷产生层形成工序,将用于形成电荷产生层的涂液涂敷到底涂层3上,形成电荷产生层4;以及上述第一涂敷工序、第一干燥工序、第二涂敷工序、第二干燥工序。
导电性支撑体2在本实施方式中具有圆筒形状。导电性支撑体2由以下材料形成:(a)铝、不锈钢、铜或镍等金属材料;或(b)在聚酯薄膜、酚树脂管、纸管等绝缘物的表面上设置由铝、铜、钯、氧化锡、氧化铟等导电性材料构成的层而形成的层叠材料等。金属材料、导电性材料优选体积电阻率为1010Ω·cm以下的具有导电性的材料。导电性支撑体2上也可对表面实施氧化处理,以调整上述体积电阻。
导电性支撑体2是使感光体接地的接地用导电性部件,并且作为其他各层3、4、5、6的支撑部件发挥作用。导电性支撑体2的形状在本实施方式中为圆筒状,但不限于此,例如也可以是圆柱状、板状、片状、薄膜状、带状等。
在步骤S1的底涂层形成工序中,在圆筒状的导电性支撑体2的外周面涂敷底涂层形成用的涂液,在导电性支撑体2表面形成底涂层3。底涂层3起到作为导电性支撑体2和感光层8的粘接层的作用,并且还作为阻挡层发挥作用,以抑制电荷从导电性支撑体2流入到感光层8。因此通过设置底涂层3可抑制电荷从导电性支撑体2流入到感光层8,可维持感光体1的带电特性,并且可延长感光体1的寿命。
底涂层3例如由以下材料形成:聚酰胺、聚氨酯、纤维素、硝化纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺等树脂材料;明胶、淀粉、酪蛋白等天然高分子材料;N-甲氧基甲基化尼龙等。并且当导电性支撑体2由铝构成、或由表面上形成有铝层的绝缘性物质构成时,也可将铝阳极氧化薄膜用作底涂层3。将铝阳极氧化薄膜用作底涂层3时,进行阳极氧化薄膜形成工序,不进行在导电性支撑体2的外周面上涂敷底涂层形成用的涂液的下述工序。
并且底涂层3中也可含有金属氧化物等粒子。通过含有这些粒子,可调节底涂层3的体积电阻率,并进一步抑制电荷从导电性支撑体2注入到感光层8,并且即使温度、湿度发生变化时也可保持感光体1的电气性能。作为金属氧化物粒子例如包括氧化钛、氧化铝、氧化锡等粒子。
用于形成底涂层3的涂液如下制作:将上述树脂等材料及根据需要使用的金属氧化物粒子分散到溶剂中。树脂用液的溶剂例如可使用:甲醇、乙醇、丙醇等醇类、水等的单独溶剂;水及醇类、二种以上的醇类等的混合溶剂;丙酮等酮类、二噁茂烷等醚类和醇类的混合溶剂:二氯乙烷、氯仿、三氯乙烷等氯类溶剂和醇类的混合溶剂。其中优选使用非氯类有机溶剂。
将树脂材料及根据需要为了调节体积电阻率而使用的金属氧化物粒子分散到溶剂中的方法,可应用使用球磨机、混砂机、粉碎机、振动球磨机、超声波分散机等的方法。
树脂材料及金属氧化物的总重量相对于底涂层形成用涂液中的溶剂重量的比率(树脂材料及金属氧化物的总重量/溶剂的重量),根据形成的底涂层的厚度等来确定,优选为1/99以上40/60以下(=0.01以上0.67以下),进一步优选2/98以上30/70以下(=0.02以上0.43以下)。当树脂材料及金属氧化物的总重量相对于溶剂的重量的比率小于1/99时,溶剂的重量过大,干燥需要较长时间,并且为了形成具有所需厚度的底涂层,必须进行多次涂敷。当树脂材料及金属氧化物的总重量相对于溶剂的重量的比率大于40/60时,底涂层形成用涂液的粘度过大,形成的底涂层的厚度可能会变得不均。
并且,当底涂层3中含有金属氧化物时,金属氧化物的含量相对于树脂材料的含量的比率(金属氧化物的含量/树脂材料的含量),优选为1/99以上90/10以下(=0.01以上9.0以下),进一步优选5/95以上70/30以下(=0.05以上2.33以下)。当金属氧化物的含量相对于树脂材料的含量的比率小于1/99时,无法充分获得通过含有金属氧化物来调节体积电阻率的效果,当大于90/10时,底涂层的体积电阻率过小,电荷可能会从导电性支撑体2流入到感光层8。
作为将底涂层形成用涂液涂敷到导电性支撑体2上的涂敷方法,当导电性支撑体2是本实施方式这样的圆筒状或圆柱状时,可使用溅射法、垂直环绕法、浸渍涂敷法等。并且形成有底涂层3的导电性支撑体2的形状为板状、片状、薄膜状等时,可使用烘干敷料器、刮棒涂敷机、浇铸机(caster)、匀胶机(spin coater)等来涂敷涂液。将底涂层形成用涂液涂敷到导电性支撑体2上后,使涂液干燥并去除涂液中的溶剂。涂敷到导电性支撑体2上的底涂层形成用涂液的干燥,可以和下述形成第一电荷传送层5或第二电荷传送层6时的干燥一样地通过加热来进行,特别是也可不进行加热而在室温下放置来进行。
底涂层3在干燥后的厚度优选为0.1μm以上10μm以下。当干燥后的底涂层3的厚度小于0.1μm时,无法充分发挥设置底涂层3的效果,电荷有可能从导电性支撑体2流入到感光层8,导致感光体1的带电性下降。当底涂层3的厚度超过10μm时,感光体1的光敏度可能会下降。
在导电性支撑体2上形成底涂层3后,在底涂层3上、即底涂层3的与导电性支撑体2相反一侧的表面上形成电荷产生层4,也就是进行步骤S2的电荷产生层形成工序。在步骤S2的电荷产生层形成工序中,在形成于导电性支撑体2上的底涂层3的表面上涂敷电荷产生层形成用的涂液,在底涂层3上形成电荷产生层4。
电荷产生层4包括电荷产生物质。作为电荷产生物质使用吸收光并产生游离电荷的物质。作为构成吸收光并产生游离电荷的物质的材料,例如包括无机颜料、有机颜料、有机染料等。作为无机颜料包括硒及其合金、砷-硒、硫化镉、氧化锌、非晶硅等无机光导电性物质等。作为有机颜料包括酞菁类化合物、偶氮类化合物、喹吖啶酮类化合物、多环醌类化合物、二萘嵌苯类化合物等。作为有机染料包括噻吡喃鎓盐、方酸内鎓盐等。上述电荷产生物质中,优选有机颜料及有机染料等有机光导电性物质。进一步,在有机光导电性物质中优选使用酞菁类化合物,特别是优选使用下述通式(2)所示的钛氧基酞菁化合物。通过使用下述通式(2)所示的钛氧基酞菁化合物,可提高感光体1的光敏度及带电性,实现具有良好图像再现性的感光体1。
(化学式5)
在通式(2)中,R11、R12、R13及R14分别表示氢原子、卤素原子、烷基或烷氧基。r、s、y及z分别表示1~4的整数。作为标号R11、R12、R13及R14中所示的卤素原子包括氟原子、氯原子、溴原子等,其中优选氟原子、氯原子。作为烷基包括甲基、乙基、正丙基、正丁基等直链状烷基;以及异丙基、叔丁基等支链状烷基等,其中优选碳原子数1~4的烷基。作为烷氧基包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基等直链状烷氧基;以及异丙氧基等支链状烷氧基等,其中优选碳原子数1~4的烷氧基。
上述通式(2)所示的钛氧基酞菁化合物例如可通过莫瑟(Moser)及托马斯(Thomas)著的“酞菁化合物(Phthalocyanine Compounds)”所述的方法等制造方法来制造。例如,通式(2)所示的钛氧基酞菁化合物中,R11、R12、R13及R14均为氢原子的钛氧基酞菁可通过以下方法获得:加热熔解酞腈和四氯化钛,或使其在α-氯萘等适当的溶剂中加热反应,在合成二氯化钛酞菁后,通过碱或水进行加水分解来获得。并且,通过将异吲哚啉和四丁醇钛等四烷醇钛在N-甲基吡咯烷酮等适当的溶剂中加热反应,也可制造钛氧基酞菁。
电荷产生层4中除了上述电荷产生物质外,也可添加化学增感剂、光学增感剂等增感剂。化学增感剂包括电子受容性物质,具体例如四氰基乙烯、7,7,8,8-四氰基对醌二甲烷等氰基化合物,蒽醌、对苯醌等醌类,2,4,7-三硝基芴酮、2,4,5,7-四硝基芴酮等硝基化合物等。光学增感剂包括呫吨染料、噻嗪染料、三苯甲烷染料等。
用于形成电荷产生层4的涂液,在适当的溶剂中分散上述电荷产生物质,进一步加入作为粘合剂的粘合树脂等来制造。在加入上述增感剂时,该增感剂也分散到溶剂中。电荷产生物质分散到溶剂中前,也可提前通过粉碎机等粉碎。粉碎机包括球磨机、砂磨机、涂料摇摆器、超声波分散机等。
加入到用于形成电荷产生层4的涂液中的粘合树脂,使用具有粘合性的材料。粘合树脂例如包括:聚芳酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚碳酸酯、聚酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、苯氧基树脂、环氧树脂、硅树脂、聚丙烯酸酯等。
电荷产生物质,相对于电荷产生层4整体的重量,优选含有10重量%以上99重量%以下。当电荷产生物质的含有率小于10重量%时,感光体1的光敏度有可能下降。当电荷产生物质的含有率超过99重量%时,电荷产生层4中的粘合树脂的含有率下降,不仅机械强度降低,而且电荷产生物质在粘合树脂中的分散性降低,变为粗大的粒子,表面电荷应减少的部分以外的表面电荷因曝光而减少,所以会较多地产生图像缺陷,特别是会产生较多的色粉附着到白底而产生微小的黑点的称之为黑色小点的图像模糊现象。
形成电荷产生层4的涂液所使用的溶剂例如包括:异丙醇等醇类,环己酮、丙酮、甲基乙基甲酮等酮类,环己烷等脂肪族烃类,甲苯、二甲苯等芳香族烃类,四氢呋喃、二噁烷、二噁茂烷等醚类,乙基溶纤剂、乙二醇二甲醚、1,2-二甲氧基乙烷等乙二醇烷基醚类,乙酸乙酯、乙酸甲酯等酯类,二氯甲烷、二氯乙烷、一氯代苯等卤代烃类,N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺类等。这些溶剂可单独使用一种,也可同时使用二种以上。
作为电荷产生物质使用容易引起结晶转变的无机颜料或有机颜料时,为了防止电荷产生物质的粉碎及制粉时的结晶转变而引起的光敏度下降、及粘胶剂适用期引起的性能下降,作为溶剂优选使用环已烷、1,2-二甲氧基乙烷、甲基乙基酮及四氢呋喃的任意一种或其混合溶剂。
电荷产生物质及粘合树脂的总重量相对于电荷产生层形成用涂液中的溶剂重量的比率(电荷产生物质及粘合树脂的总重量/溶剂重量),优选为1/99以上40/60以下(=0.01以上0.67以下),进一步优选2/98以上30/70以下(=0.02以上0.43以下)。当电荷产生物质及粘合树脂的总重量相对于溶剂的重量的比率小于1/99时,溶剂的重量过大,干燥可能会需要很长时间。当电荷产生物质及粘合树脂的总重量相对于溶剂的重量的比率大于40/60时,电荷产生层形成用涂液的粘度过大,形成的电荷产生层的厚度变得不均。
用于形成电荷产生层4的涂液在底涂层3表面上的涂敷,和下述用于形成底涂层3的涂液在导电性支撑体2上的涂敷同样地来进行。
电荷产生层4干燥后的厚度优选为0.05μm以上5μm以下,进一步优选为0.1μm以上1μm以下。当电荷产生层4的厚度小于0.05μm时,光吸收率下降,感光体1的光敏度可能下降。当电荷产生层4的厚度超过5μm时,电荷产生层4内部的电荷移动变为使感光层8表面的电荷减少的过程的限速阶段,可能会导致感光体1的光敏度下降。
在底涂层3上形成电荷产生层4后,进行以下工序:用于在电荷产生层4上形成第一电荷传送层5的第一涂敷工序(S3)及第一干燥工序(S4);用于在第一电荷传送层5上形成第二电荷传送层6的第二涂敷工序(S5)及第二干燥工序(S6)。由第一电荷传送层5及第二电荷传送层6构成的电荷传送层7包括:电荷传送物质,具有接收、传送电荷产生层4中含有的电荷产生物质所产生的电荷的能力;和使电荷传送物质粘合的粘合树脂。
在本实施方式的感光体的制造方法中,第一电荷传送层5的形成及第二电荷传送层6的形成使用相同的涂液。
电荷传送层7中含有的电荷传送物质,只要是具有接收、传送电荷产生层4中含有的电荷产生物质所产生的电荷的能力的物质即可,没有特别限定。电荷传送物质例如包括:聚-N-乙烯基咔唑及其衍生物、聚-g-咔唑基乙基谷氨酸酯及其衍生物、聚乙烯基芘、聚乙烯基菲、嗯唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、9-(对二乙氨基苯乙烯基)蒽、1,1-双(4-苄氨基苯基)丙烷、苯乙烯基蒽、苯乙烯基吡唑啉、吡唑啉衍生物、苯基腙类、腙衍生物、三苯基胺类化合物、四苯基二胺类化合物、均二苯代乙烯类化合物、具有3-甲基-2-苯并噻唑啉环的吖嗪化合物、烯胺类化合物、丁二烯类化合物等供电子性物质等。
通过本发明的感光体的制造方法制造的感光体1的电荷传送层7中含有具有升华性的抗氧化剂。该升华性抗氧化剂在常压(1气压,1.013×105Pa)下的升华温度优选为120℃以上140℃以下。使在第一涂敷工序中形成的第一涂膜干燥的第一干燥工序、及使在第二涂敷工序中形成的第二涂膜干燥的第二干燥工序中,根据涂液中含有的溶剂的种类、作为光导电性物质的电荷传送物质、电荷产生物质的耐热温度等,以适当的温度进行加热。该第一干燥工序及第二干燥工序中的优选温度将在稍后论述。
当升华性抗氧化剂的升华温度为120℃以上140℃以下时,通过以感光体制造中的优选温度进行加热,使升华性抗氧化剂升华,因此通过下述第一干燥工序及第二干燥工序,可使第一电荷传送层5中的升华性抗氧化剂的含有率和第二电荷传送层6中的升华性抗氧化剂的含有率不同。其中,第一电荷传送层5中的升华性抗氧化剂的含有率是指,第一电荷传送层5中含有的、升华性抗氧化剂的重量相对于光导电性物质、即本实施方式中的电荷传送物质的重量的比率。并且第二电荷传送层6中的升华性抗氧化剂的含有率是指,第二电荷传送层6中含有的、升华性抗氧化剂的重量相对于光导电性物质、即本实施方式中的电荷传送物质的重量的比率。
这种升华性抗氧化剂,例如可使用下述通式(1)所示的受阻酚类化合物(以下称为受阻酚类化合物(1))。受阻酚类化合物(1)如下述通式(1)所示,是在分子内具有受阻酚结构单位的化合物,上述受阻酚结构单位是在酚羟基的相邻位置上存在大取代基的酚类结构单位。
(化学式6)
在通式(1)中,R1表示支链烷基,R2~R4表示氢原子、羟基、烷基或芳基。R5表示支链烷基或芳基。构成R1~R5的原子的原子量总和为117以上400以下。受阻酚类化合物(1)包括以下结构:R2~R4相同及不同的结构;以及R2~R4中的至少二个互相结合,并与结合至R2~R4的碳原子一起形成环的结构。
当受阻酚类化合物(1)中的构成R1~R5的原子的原子量总和超过400时,受阻酚类化合物的升华温度变高,从而可能会导致在第一干燥工序及第二干燥工序中的上述优选温度下,受阻酚类化合物不升华。当受阻酚类化合物不升华时,在第一电荷传送层5和第二电荷传送层6之间,无法使升华性抗氧化剂的含有率不同。并且当通式(1)中的构成R1~R5的原子的原子量总和小于117时,无法构成受阻酚类化合物。
在通式(1)中,标号R1所示的支链烷基包括:叔丁基、叔戊基、叔辛基等叔烷基;仲丁基、仲辛基、仲十八基等仲烷基。其中,优选作为分子量较小、体积较大的取代基的叔丁基。
在通过(1)中,标号R2、R3及R4所示的烷基包括:甲基、乙基、己基、辛基等直链状烷基,叔丁基、叔戊基等支链状烷基。此外,标号R2、R3及R4所示的芳基包括苯基、萘基、蒽基、联苯基等。
在通式(1)中,标号R5所示的支链烷基包括:叔丁基、叔戊基、叔辛基等叔烷基;仲丁基、仲辛基、仲十八基等仲烷基。并且标号R5所示的芳基包括苯基、萘基、蒽基、联苯基等。在该烷基及芳基中,R5优选碳原子数小、体积大的取代基。并且,R5优选配置供电子性的取代基,以使酚羟基的电子密度较大。R5特别优选碳原子数小、体积大、供电子性的取代基的叔丁基。
这些烷基及芳基可具有取代基,取代基例如包括酯基、羧酸基、磷酸基、硫醚基等。
进一步,受阻酚类化合物(1)中优选使用下述结构式(1a)所示的化合物。其中标号R3a表示烷基或芳基。
(化学式7)
作为这种受阻酚类化合物(1)的具体示例,例如包括下述结构式(1aa)~(1ac)所示的受阻酚类化合物,但不限于此。
(化学式8)
(化学式9)

(化学式10)

上述结构式(1aa)所示的受阻酚类化合物,在上述通式(1)中,构成R1~R5的原子的原子量总和为131。并且上述结构式(1ab)所示的受阻酚类化合物,在上述通式(1)中,构成R1~R5的原子的原子量总和为251。并且,上述结构式(1ac)所示的受阻酚类化合物,在上述通式(1)中,构成R1~R5的原子的原子量总和为273。上述通式(1)所示的受阻酚类化合物,例如可单独使用从上述结构式(1aa)~(1ac)构成的组中所选择的一种,也可同时使用二种以上。
在受阻酚类化合物(1)中,优选使用上述结构式(1aa)所示的受阻酚类化合物。上述结构式(1aa)所示的受阻酚类化合物,在受阻酚类化合物(1)中是升华温度最低的低分子量的化合物,在适当的加热温度下以更接近的温度升华。通过使用上述结构式(1aa)所示的受阻酚类化合物,可良好地进行第一涂膜及第二涂膜的干燥,同时易于使升华性抗氧化剂的含有率在第一感光层和第二感光层之间不同。
在含有升华性抗氧化剂和电荷传送物质的电荷传送层形成用涂液中,至少含有使升华性抗氧化剂及电荷传送物质分散的溶剂、及作为粘合剂的粘合树脂。
粘合树脂只要是可与电荷传送物质相溶的树脂即可,例如包括:聚碳酸酯、共聚碳酸酯、聚芳酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺、聚酯、环氧树脂、聚氨酯、聚酮、聚乙烯酮、聚苯乙烯、聚丙烯胺、酚醛树脂、苯氧树脂、聚砜树脂、及含有构成它们的重复单位中的二个以上的共聚物树脂等。这些树脂可单独使用,也可混合二种以上来使用。在上述粘合树脂中,聚苯乙烯、聚碳酸酯、共聚碳酸酯、聚芳酯及聚酯的体积电阻率为1013Ω·cm以上,具有良好的电绝缘性,并且在成膜性、电位性能等方面也较良好,因此优选使用。
并且通过在电荷传送层中含有一种以上的电子受容性物质等,可提高感光体1的光敏度,抑制反复使用时的残留电位的上升、疲劳等。作为电子受容性物质例如包括:琥珀酸酐、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、4-氯萘二甲酸酐等酸酐;四氰乙烯、对苯二甲丙二腈等氰基化合物;4-硝基苯甲醛等醛类;蒽醌、1-硝基蒽醌等蒽醌类;2,4,7-三硝基芴酮、2,4,5,7-四硝基芴酮等多环或杂环硝基化合物等,可将其作为化学增感剂使用。
作为电荷传送层形成用涂液中含有的溶剂,例如可使用:甲醇、乙醇等醇类;丙酮、甲基乙基甲酮、环己酮等酮类:乙醚、四氢呋喃、二噁烷、二噁茂烷等醚类;氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷等脂肪族卤代烃类;苯、氯苯、甲苯等芳香族烃类等。这些溶剂可单独使用一种,也可同时使用二种以上。
将电荷传送物质、升华性抗氧化剂、粘合树脂、电子受容性物质等固体成分分散到溶剂中的方法,可应用使用球磨机、混砂机、粉碎机、振动球磨机、超声波分散机等的方法。
涂液中的电荷传送物质、升华性抗氧化剂、粘合树脂、电子受容性物质等的总重量、即固体成分的重量相对于溶剂的重量的比率(固体成分的重量/溶剂的重量),根据形成的第一电荷传送层5及第二电荷传送层6的厚度等确定,但优选为1/99以上40/60以下(=0.01以上0.67以下),进一步优选2/98以上30/70以下(=0.02以上0.43以下)。当固体成分的重量相对于溶剂的重量的比率小于1/99时,通过加热进行溶剂去除所需的时间很长,可能会因加热温度而使升华性抗氧化剂的升华率变得过大。当固体成分的重量相对于溶剂的重量的比率大于40/60时,涂液的粘度变得过大,难于获得具有平均厚度的第一电荷传送层5及第二电荷传送层6。
并且,电荷传送层7中含有的电荷传送物质,优选以如下比例包含在涂液中:相对于构成电荷传送层7的电荷传送物质、升华性抗氧化剂、粘合树脂、电子受容性物质等的总重量、即固体成分的重量,为30重量%以上80重量%以下。当电荷传送物质的含有率小于30重量%时,电荷传送层7中的粘合树脂的含有率降低,耐久性变低,电荷传送层7的损耗量增大,因此耐久寿命会降低。当电荷传送物质的含有率超过80重量%时,电荷传送层7中的粘合树脂的含有率变大,从而涂液的粘度增大,会导致涂敷速度下降,生产性明显下降。进一步为了抑制粘度增大而使涂液中溶剂的量比上述优选的量多时,在形成的电荷传送层中会产生浑浊的刷损(brushing)现象。
并且用于形成第一电荷传送层5及第二电荷传送层6的涂液中的升华性抗氧化剂的含有率,优选相对于电荷传送物质为5重量%以上45重量%以下,即相对于电荷传送物质100重量份为5重量份以上45重量份以下。升华性抗氧化剂,通过在下述第一干燥工序及第二干燥工序中升华,而使得第一电荷传送层4及第二电荷传送层5中的升华性抗氧化剂的含有率下降,因此使涂液中含有干燥后的第二电荷传送层6中应含有的量以上的升华性抗氧化剂。
在步骤S3的第一涂敷工序中,将含有作为光导电性物质的电荷传送物质及升华性抗氧化剂的电荷传送层形成用涂液,涂敷到形成底涂层3及电荷产生层4的导电性支撑体2上,形成第一涂膜。第一涂敷工序中涂液的涂敷,与用于形成下述底涂层3的底涂层形成用涂液的涂敷、及用于形成电荷产生层4的电荷产生层形成用涂液的涂敷同样地来进行。在第一涂敷工序中形成的第一涂膜,通过在第一干燥工序中干燥而变为第一电荷传送层5。
在第一涂敷工序中,根据应形成的第一电荷传送层5的厚度涂敷涂液,形成第一涂膜。关于应形成的第一电荷传送层5的厚度,在说明根据应形成的第二电荷传送层6的厚度涂敷的下述第二涂敷工序中的第二涂膜的形成的同时进行说明。
在第一涂敷工序中形成第一涂膜后,在步骤S4中进行第一干燥工序。在步骤S4的第一干燥工序中,通过对在第一涂敷工序中形成的第一涂膜进行加热而使之干燥,形成第一电荷传送层5。
在第一干燥工序中,例如使用将热风、远红外线等作为热源的干燥机使第一涂膜干燥。在第一干燥工序中,也可通过微波加热法、电介质加热法、感应加热法等加热方法来加热,使第一涂膜干燥。第一干燥工序中的加热温度、加热时间等干燥条件,可根据涂液所使用的溶剂、第一电荷传送层5的厚度等各种条件来适当设定。关于该第一干燥工序中的第一涂膜的干燥条件,在说明下述第二干燥工序中的第二涂膜的干燥条件的同时进行说明。
通过第一干燥工序中的加热去除第一涂膜中的溶剂,形成第一电荷传送层5后,接着进行用于形成第二电荷传送层6的第二涂敷工序(S5)及第二干燥工序(S6)。
在步骤S5的第二涂敷工序中,将在第一涂敷工序中使用的涂液涂敷到在第一干燥工序中形成的第一电荷传送层5上,形成第二涂膜。第二涂敷工序中涂液的涂敷,与上述用于形成底涂层3的底涂层形成用涂液的涂敷同样地来进行。在第二涂敷工序中形成的第二涂膜,在第二干燥工序中被干燥,形成第二电荷传送层6。
在第二涂敷工序中,根据应形成的第二电荷传送层6的厚度调整涂膜的厚度并涂敷涂液。以下说明优选的第一电荷传送层5的厚度及第二电荷传送层6的厚度。电荷传送层7的厚度、即本实施方式中的第一电荷传送层5及第二电荷传送层6的总厚度,优选为10μm以上50μm以下,进一步优选为15μm以上40μm以下。当电荷传送层7的厚度小于10μm时,感光体1表面的带电保持能力可能下降。当电荷传送层7的厚度超过50μm时,感光体1的分辨率可能下降。
并且电荷传送层7中含有的第二电荷传送层6的厚度尺寸,由第一电荷传送层5及第二电荷传送层6中含有的升华性抗氧化剂的含有率来确定。如本实施方式所示,通过第一电荷传送层5及第二电荷传送层6这两层构成电荷传送层7时,第二电荷传送层6的厚度优选形成得小于第一电荷传送层5的厚度。第二电荷传送层6形成得比第一电荷传送层5薄,可防止电荷传送层7的电气性能的下降。
进一步,第二电传传送层6的厚度优选为电荷传送层7的厚度的25%以上40%以下。换言之,由第一电荷传送层5及第二电荷传送层6这两层形成电荷传送层7时,第一电荷传送层5的厚度优选为电荷传送层7的厚度的60%以上75%以下。
当由第一电荷传送层5及第二电荷传送层6这两层形成电荷传送层7时的、第二电荷传送层6的厚度小于电荷传送层7的厚度的25%时,电荷传送层7对氧化性气体的耐性不够。并且当第二电荷传送层6的厚度超过40%时,升华性抗氧化剂的含有率较高的第二电荷传送层6所占的部分增大,电荷传送层7整体的升华性抗氧化剂的含有率过高,因此会降低电荷传送层7的电气性能。
在第二涂敷工序中形成第二涂膜后,进行步骤S6的第二干燥工序。在步骤S6的第二干燥工序中,通过对第二涂敷工序中形成的第二涂膜进行加热而使之干燥,形成第二电荷传送层6。
在第二干燥工序中,使第二涂膜的干燥条件和第一干燥工序中的第一涂膜的干燥条件不同,以使升华性抗氧化剂的升华率比第一干燥工序中的升华性抗氧化剂的升华率低。升华性抗氧化剂的升华率是指,升华了的升华性抗氧化剂的重量相对于涂液中含有的升华性抗氧化剂的重量的比率(升华了的升华性抗氧化剂的重量/涂液中含有的升华性抗氧化剂的重量)。当升华性抗氧化剂的升华率变高时,未升华的升华性抗氧化剂的重量相对于涂液中含有的升华性抗氧化剂的重量的比率、即升华性抗氧化剂的残留率变低。并且电荷传送材料不具有升华性。因此,当升华性抗氧化剂的升华率变高时,升华性抗氧化剂的重量相对于电荷传送材料的重量的比率、即升华性抗氧化剂的含有率变低。
这样一来,通过使第一干燥工序中的升华性抗氧化剂的升华率与第二干燥工序中的升华性抗氧化剂的升华率不同,可使第一电荷传送层5中含有的升华性抗氧化剂的含有率、与第二电荷传送层6中含有的升华性抗氧化剂的含有率不同。进一步通过使第二干燥工序中的升华性抗氧化剂的升华率低于第一干燥工序中的升华性抗氧化剂的升华率低,可降低靠近导电性支撑体2一侧的第一电荷传送层5中的升华性抗氧化剂的含有率,并提高靠近感光体1外表面一侧的第二电荷传送层6中的升华性抗氧化剂的含有率。
其中,第一干燥工序及第二干燥工序中的干燥条件是指,例如加热温度、加热时间、干燥机内的气压等。通过使第二干燥工序中的干燥条件与第一干燥工序中的干燥条件不同,使第二干燥工序中的升华性抗氧化剂的升华率低于第一干燥工序中的升华性抗氧化剂的升华率,对于其方法在以下进行说明。
首先,对下述方法进行说明:通过使加热温度不同,而使第一电荷传送层5中的升华性抗氧化剂的含有率与第二电荷传送层6中的升华性抗氧化剂的含有率不同。其中,第一干燥工序中的加热温度是在第一干燥工序中作为加热干燥的对象的第一涂膜的温度,第二干燥工序中的加热温度是在第二干燥工序中作为加热干燥对象的第二涂膜的温度。第一涂膜和第二涂膜加热相同时间时,为了使第二干燥工序中的升华性抗氧化剂的升华率低于第一干燥工序中的升华性抗氧化剂的升华率,而使第二干燥工序中的加热温度小于第一干燥工序中的加热温度。
当使第一干燥工序中的加热温度与第二干燥工序中的加热温度为不同温度时,这些干燥工序中的加热温度在任意一个干燥工序中,均需处于与涂液中使用的溶剂、第一电荷传送层5的厚度等各种条件对应的优选温度范围内。该优选温度范围具体而言,由涂液中使用的溶剂的沸点、光导电性物质的耐热温度、光导电物质中耐热温度低的电荷产生物质的温度等决定。当加热温度大幅超过溶剂的沸点时,溶剂中产生大量气泡,干燥后的第一电荷传送层5及第二电荷传送层6中产生气泡、厚度不均等。并且当加热温度超过光导电性物质的耐热温度时,感光体1的电气性能会下降。
因此,第一干燥工序及第二干燥工序中的加热温度需要为涂液中使用的溶剂的沸点以上、且不会大幅超过溶剂的沸点的温度,且是光导电性物质的耐热温度以下的温度。当使用上述示例的溶剂及光导电性物质时,第一干燥工序及第二干燥工序的加热温度优选为70℃以上℃180℃以下,进一步优选为70℃以上140℃以下。当干燥工序中的加热温度小于70℃时,加热效率降低,难于短时间内进行涂膜的干燥。
进一步优选:在第一干燥工序中,以高于120℃的加热温度加热,使第一涂膜干燥;在第二干燥工序中,以120℃以下的加热温度加热,使第二涂膜干燥。作为升华性抗氧化剂使用上述通式(1)所示的受阻酚类化合物时,通过使第一干燥工序中的加热温度大于120℃来提高升华性抗氧化剂的升华率,可使第一感光层中的升华性抗氧化剂的含有率低于涂液中的升华性抗氧化剂的含有率。并且使第一干燥工序中的加热温度为120℃以下,从而难于产生升华性抗氧化剂的升华,升华性抗氧化剂的升华率降低,因此可使第二感光层中的升华性抗氧化剂的含有率高于第一感光层中的升华性抗氧化剂的含有率。
以下列举具体实验例说明将受阻酚类化合物(1)用作升华性抗氧化剂的一个例子使用时,该升华性抗氧化剂的升华在120℃以下的加热温度下难于产生、升华性抗氧化剂的升华率下降的情况。作为实验例的感光体如下制成:在圆筒状的导电性支撑体的外周面上依次层叠形成底涂层及电荷产生层,在电荷产生层的表面上涂敷包含升华性抗氧化剂的电荷传送层形成用涂液,以120℃的加热温度进行加热,使涂膜干燥并形成电荷传送层。导电性支撑体、底涂层及电荷产生层的结构与下述实施例1所述的结构相同,在此省略其说明。
以下说明电荷传送层形成用涂液。将100重量份作为电荷传送物质的下述结构式(3)所示的丁二烯类化合物T405(商品名,株式会社高砂化学制造)、200重量份作为粘合树脂的TS2020(商品名,帝人化成株式会社制造)、30重量份作为升华性抗氧化剂的受阻酚类化合物混合,并分散到980重量份的四氢呋喃中,调制成电荷传送层形成用涂液。作为受阻酚类化合物使用上述结构式(1aa)所示的受阻酚类化合物,调制电荷传送层形成用涂液A。
(化学式11)

并且,作为受阻酚类化合物,使用上述结构式(1ac)所示的受阻酚类化合物代替上述结构式(1aa)所示的受阻酚类化合物,除此以外与涂液A一样,调制出电荷传送层形成用涂液B。
并且,作为受阻酚类化合物,使用下述结构式(4)所示的受阻酚类化合物,代替上述结构式(1aa)所示的受阻酚类化合物,除此以外与涂液A一样,调制出电荷传送层形成用的涂液C。
(化学式12)

将该涂液A涂敷到形成有电荷产生层及底涂层的导电性支撑体上,该导电性支撑体在表面上安装有Cu-Ni合金的T热电偶(石福金属兴业株式会社制造),在导电性支撑体的上述热电偶安装侧的电荷产生层上,分别通过浸渍涂敷法形成干燥后的厚度为8μm的涂膜。之后,使具有这样形成的涂膜的三个导电性支撑体通过恒温空气干燥机(商品名:WINDY OVEN WFO-1001SD,东京理化器械株式会社制造)进行加热,使各涂膜的温度变为120℃的时间分别为1小时、1.5小时、2小时,在导电性支撑体上形成电荷传送层,制造出感光体。从制造的感光体剥离电荷传送层的一部分并析出为丙酮,将分离了作为不溶成分的粘合树脂的取样液体在以下分析条件下通过液相色谱-质谱分析法(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry,简称LC-MS)进行分析,根据获得的结果做成标准物质的(作为电荷传送物质的丁二烯类化合物T405,非升华性)的标定线。
测量装置:Agilent 1100 Series(横河分析系统(アナリテイカルシステム,Analytical Systems)株式会社制造)
柱(Column):Inertsil ODS-3.22.1×100mm(GL科学(ジ一エルサイエンス,GL Science)株式会社制造)
柱(Column)温度:40℃
溶离液:甲醇(MeOH)/H2O=90/10重量%
注入量:5μL
检测器:波长254nm的紫外线(UV)检测器
通过基于标定线的确定值,计算出受阻酚类化合物和标准物质(丁二烯类化合物T405)的比率。在由涂液A形成、不进行加热而在常温(25℃)下放置4天的电荷传送层中,作为电荷传送物质的丁二烯类化合物为100重量%时,上述结构式(1aa)所示的受阻酚类化合物存在30重量%。
对于利用涂液B、涂液C形成的电荷传送层,与利用涂液A形成的电荷传送层同样地,计算出受阻酚类化合物和标准物质(丁二烯类化合物T405)的比率。在由涂液B、C形成、不进行加热而在常温(25℃)下放置4天的电荷传送层中,电荷传送物质为100重量%时,上述结构式(1ac)所示的受阻酚类化合物及结构式(4)所示的受阻酚类化合物分别存在30重量%。
在120℃的加热温度下使涂膜加热干燥并形成电荷传送层时的加热时间、及加热后的电荷传送层中含有的受阻酚类化合物的含有率的关系如表1所示。
表1
升华性抗氧化剂   加热时间   不加热   1小时   1.5小时   2小时 结构式(1aa)   30  (重量%)   29.00   28.80   28.40 结构式(1ac)   29.90    29    29  结构式(4)   30   30   30
从表1可知,在加热温度为120℃的条件下,即使延长加热时间,升华性抗氧化剂的升华率也不会过高,所有电荷传送层中含有的受阻酚类化合物的含有率大约为30重量%。
接下来,利用上述涂液A、B、C,在安装了片状热电偶的导电性支撑体的上述热电偶安装一侧的面上,分别通过浸渍涂敷法形成干燥后的厚度为12μm的涂膜,该导电性支撑体上形成有电荷产生层和底涂层。之后将形成各涂膜的导电性支撑体,如上述那样加热,使加热温度变为120℃、130℃、135℃的时间分别为1小时、1.5小时、2小时,使涂膜干燥,制造出在导电性支撑体上形成电荷传送层的感光体。通过和上述一样的方法计算出制成的感光体的电荷传送层中含有的受阻酚类化合物的含有率。加热干燥涂膜并形成电荷传送层时的加热温度及加热时间、及加热后的电荷传送层中含有的受阻酚类化合物的含有率的关系如表2所示。
表2
升华性抗氧化剂   干燥条件 不加热   120℃   130℃ 135℃ 1小时 (h)  1.5h   2h    1h  1.5h  2h  1h  1.5h    2h  结构式(1aa)  30(重 量%) 29.20   28.90   28.60    18.40  16.70  15.70  16.00  14.60    13.70  结构式(1ac)  29.90   29.40   29.30    26.70  24.10  22.20  23.70  22.30    21.20  结构式(4) 30  30  30   30 30 30 30 30   30
如表2所示,上述结构式(4)所示的化合物是受阻酚类化合物,但由于通式(1)中构成R1~R5的原子的原子量总和大于400,而使升华温度上升,因此在加热感光体时的优选温度附近的加热温度下基本不升华。其结果是,无法降低电荷传送层中的结构式(4)所示的化合物的含有率。
上述结构式(1aa)所示的受阻酚类化合物及结构式(1ac)所示的受阻酚类化合物,在加热温度为120℃时,升华率较低,电荷传送层中含有的受阻酚类化合物的含有率约为30重量%,但当加热温度为高于120℃的温度时,化合物升华,电荷传送层中含有的受阻酚类化合物的含有率下降。因此,结构式(1aa)所示的受阻酚类化合物及结构式(1ac)所示的受阻酚类化合物中,通式(1)中构成R1~R5的原子的原子量总和为117以上400以下,在加热感光体时的优选温度范围的加热温度下升华,因此易于使电荷传送层中的升华性抗氧化剂的含有率为不同的值。
因此,通过使加热温度不同,可使第一电荷传送层5中的升华性抗氧化剂的含有率和第二电荷传送层6中的升华性抗氧化剂的含有率不同。进一步,作为升华性抗氧化剂使用结构式(1aa)、(1ac)所示的化合物等通式(1)所示的受阻酚化合物时,在第一干燥工序中,通过以高于120℃的加热温度加热使第一涂膜干燥,在第二干燥工序中,通过以120℃以下的加热温度加热使第二涂膜干燥,从而可使第二干燥工序中的升华性抗氧化剂的升华率低于第一干燥工序中的升华性抗氧化剂的升华率。
作为使第一电荷传送层5中的升华性抗氧化剂的含有率和第二电荷传送层6中的升华性抗氧化剂的含有率不同的方法可以是:在第一干燥工序和第二干燥工序之间,并不是使加热温度不同,而是使加热时间不同。
如表2所示,当加热温度不变时,结构式(1aa)及结构式(1ac)所示的受阻酚类化合物的升华率,在加热时间越长时就越高,因此电荷传送层中含有的升华性抗氧化剂的含有率变低。通过使加热时间不同,可使第一电荷传送层5中的升华性抗氧化剂的含有率和第二电荷传送层6中的升华性抗氧化剂的含有率不同。此时,加热温度优选为大于120℃。
第一干燥工序及第二干燥工序中的加热时间,在表2所示的实验中为加热温度、即涂膜温度变为120℃、130℃、135℃的时间,但也可是涂膜的温度超过120℃的时间。通过使第二干燥工序中的加热时间短于第一干燥工序中的加热时间,可使第二干燥的升华性抗氧化剂的升华率低于第一干燥工序中的升华性抗氧化剂的升华率,可使第二电荷传送层6中的升华性抗氧化剂的含有率大于第一电荷传送层5的升华性抗氧化剂的含有率。
作为使第一电荷传送层5中的升华性抗氧化剂的含有率和第二电荷传送层6中的升华性抗氧化剂的含有率不同的方法,也可使用使加热温度和加热时间双方在第一干燥工序和第二干燥工序之间不同的方法。并且,例如当进行第一干燥工序及第二干燥工序的干燥机内的空间为密封空间时,也可使干燥机内的气压在第一干燥工序和第二干燥工序之间不同。通过使第二干燥工序中的干燥内的气压大于第一干燥工序中的干燥机内的气压,第二干燥工序中的升华性抗氧化剂的升华温度大于第一干燥工序中的升华性抗氧化剂的升华温度,在第二干燥工序中升华性抗氧化剂难于升华。这样一来,通过使干燥机内的气压不同,也可使第一干燥工序中的升华性抗氧化剂的升华率和第二干燥工序中的升华性抗氧化剂的升华率不同。
并且,作为使第一电荷传送层5中的升华性抗氧化剂的含有率和第二电荷传送层6中的升华性抗氧化剂的含有率不同的方法,不限于使干燥条件不同,也可使第一涂敷工序及第二涂敷工序中的涂敷条件不同。第一涂敷工序及第二涂敷工序中的涂敷条件例如是第一涂敷工序中形成的第一涂膜及第二涂敷工序中形成的第二涂膜的厚度尺寸等。
为了表明通过使第一涂敷工序中形成的第一涂膜的厚度、第二涂敷工序中形成的第二涂膜的厚度不同,可使第一电荷传送层中含有的升华性抗氧化剂的含有率和第二电荷传送层中含有的升华性抗氧化剂的含有率不同,进行了以下实验。
利用上述涂液A、B,在安装了片状热电偶、并形成有电荷产生层及底涂层的导电性支撑体的、上述热电偶安装侧的面上,通过浸渍涂敷法形成干燥后的厚度分别为8μm、12μm、20μm的涂膜。之后,与上述同样地对形成了各涂膜的导电性支撑体进行加热,使加热温度变为130℃的时间为1小时,制造出在导电性支撑体上形成电荷传送层的感光体。此外同样利用涂液A、B,在形成了电荷产生层及底涂层的导电性支撑体上,形成干燥后的厚度为20μm的涂膜,使加热温度变为135℃的时间为1小时,使涂膜干燥并形成电荷传送层。这样形成电荷传送层,通过与上述同样的方法将制成的感光体的电荷传送层中含有的受阻酚类化合物的含有率计算出来。干燥后的涂膜的厚度和加热后的电荷传送层中含有的升华性抗氧化剂的含有率的关系如表3所示。
表3
  干燥条件   不加热   130℃/小时   135℃/小时   电荷传送层    的厚度   -    8μm    12μm    20μm    20μm    抗氧  化剂   结构式(1aa)   30重量  (%)   15.00   18.40   21.00   16.00   结构式(1ac)   25.00   26.70   27.10   23.70
如表3所示,即使在加热温度及加热时间相等的同一干燥条件下,通过在涂敷工序中以使涂膜厚度不同的方式涂敷涂液,也可使电荷传送层中含有的升华性抗氧化剂的含有率不同。具体而言,以使干燥后的第二电荷传送层的厚度大于干燥后的第一电荷传送层的厚度的方式,在第一涂敷工序及第二涂敷工序中涂敷涂液,从而即使加热温度、加热时间等干燥条件为相同的条件,也可使第二电荷传送层中含有的升华性抗氧化剂的含有率大于第一电荷传送层中含有的升华性抗氧化剂的含有率。
这样一来,通过使干燥条件或涂敷条件不同,可使第一电荷传送层5中含有的升华性抗氧化剂的含有率和第二电荷传送层6中含有的升华性抗氧化剂的含有率不同。
第一干燥工序后,第一电荷传送层5中含有的升华性抗氧化剂的重量相对于电荷传送物质的重量的比率、即升华性抗氧化剂的含有率,只要是低于第二干燥工序后的第二电荷传送层6的升华性抗氧化剂的含有率的值即可。
第一电荷传送层的升华性抗氧化剂的含有率相对于第二电荷传送层的升华性抗氧化剂的含有率的比率(第一电荷传送层的升华性抗氧化剂的含有率/第二电荷传送层抗氧化剂的含有率),优选为60%以上并小于100%。
进一步,在第一干燥工序后,第一电荷传送层5中含有的升华性抗氧化剂的重量相对于电荷传送物质的重量的比率、即升华性抗氧化剂的含有率,优选为27重量%以下,进一步优选小于20重量%。当第一电荷传送层5中含有的升华性抗氧化剂的含有率超过27重量%时,电荷传送层7整体含有的升华性抗氧化剂的含有率过高,电气性能可能下降。
并且,在第二干燥工序后,第二电荷传送层6中含有的升华性抗氧化剂的重量相对于电荷传送物质的重量的比率、即升华性抗氧化剂的含有率,优选为28重量%以上,进一步优选为30重量%以上。当第二电荷传送层6中含有的升华性抗氧化剂的含有率低于28重量%时,对氧化性气体的耐性不够。当第一电荷传送层5及第二电荷传送层6中含有的升华性抗氧化剂的含有率为上述优选范围时,涂液中的升华性抗氧化剂的含有率优选为28重量%以上45重量%以下。
如上所述,进行第二干燥工序,使第二干燥工序中的升华性抗氧化剂的升华率低于第一干燥工序中的升华性抗氧化剂的升华率,形成第二电荷传送层。经过各工序,结束具有电荷传送层7的感光体1的制造,该电荷传送层7中,第二电荷传送层6中含有的升华性抗氧化剂的含有率高于第一电荷传送层5中含有的升华性抗氧化剂的含有率。
图3是表示通过本发明的感光体制造方法制造的感光体1的第一电荷传送层5及第二电荷传送层6中含有的升华性抗氧化剂的含有率的图。在本发明的感光体1的制造方法中,如图3所示,可使第二电荷传送层6中含有的升华性抗氧化剂的含有率大于第一电荷传送层5中含有的升华性抗氧化剂的含有率,其中,所述第二电荷传送层6为比第一电荷传送层5距离导电性支撑体2更远侧的层,也就是靠近感光体1的表面一侧的层。
通过形成了这种电荷传送层7的感光体1,可防止作为靠近感光体1的表面一侧的层的第二电荷传送层6的表面附近存在的电荷传送物质的氧化,提高电荷传送层7对氧化性气体的耐性。并且在比第二电荷传送层距离感光体1表面更远的层、即第一电荷传送层中,可防止因升华性抗氧化剂的含有率变高而产生的第一电荷传送层的电气性能下降。因此可获得对于氧化性气体具有耐性的、包括第一电荷传送层及第二电荷传送层的电荷传送层整体,即可获得感光层整体的电气性能及性能稳定性优异的感光体1。
并且作为用于形成升华性抗氧化剂的含有率不同的第一电荷传送层和第二电荷传送层的涂液,由于使用了相同的涂液,因此用于形成感光层的涂液的种类,与分别使用第一电荷传送层形成用涂液和第二电荷传送层形成用涂液时相比,不会增加。因此可防止涂液粘度管理等的复杂化,并可抑制对生产设备的投资及粘度管理所使用的溶剂等的成本上升。
以下对感光体1中的静电潜影形成动作进行简要说明。感光体1上设置的感光层8,通过带电器等均匀地带上例如负电,在带电状态下当向电荷产生层4照射具有吸收波长的光时,在电荷产生层4中产生电子及空穴的电荷。空穴由电荷传送层7中含有的电荷传送物质传送到感光体1表面,将表面的负电荷中和,电荷产生层4中的电子向感应出正电荷的导电性支撑体2一侧移动,将正电荷中和。这样一来,曝光的部位的带电量和未曝光的部位的带电量产生差异,在感光层8上形成静电潜影。
在本实施方式中,感光层8由电荷产生层4和电荷传送层7层叠形成。因此通过由不同的层分担电荷产生功能和电荷传送功能,作为构成各层的材料可选择分别适于电荷产生功能及电荷传送功能的最佳材料,因此可获得具有良好光敏度、带电性能及图像再现性的感光体1。
本发明的感光体1的制造方法不限于上述方法,可进行各种变更。例如电荷传送层7不限于由第一电荷传送层及第二电荷传送层二层构成,也可由三层以上构成。电荷传送层由三层以上构成时,用于构成各层的涂液使用相同的涂液。
并且电荷传送层由三层以上的层构成时,优选通过以下方式进行干燥工序:越远离导电性支撑体一侧的层、即越靠近感光体1的表面一侧的层,其电荷传送层中的升华性抗氧化剂的含有率越高,越靠近导电性支撑体一侧的层、即越远离感光体1表面一侧的层,其电荷传送层中的升华性抗氧化剂的含有率越低。这样一来,在电荷传送层中可使升华性抗氧化剂的含有率具有坡度,使靠近感光体外表面的感光层表面附近的光导电性物质对氧化性气体具有耐性,并且可降低感光层整体的升华性抗氧化剂的含有率,可制造出具有良好电气性能的感光体。
图4是简要表示通过本发明的第二实施方式的电子照相感光体的制造方法所制造的感光体11的结构的部分截面图。通过本实施方式的感光体的制造方法制造的感光体11,类似于图2所示的本发明的第一实施方式的感光体1,对对应的部分标以相同的标号并省略其说明。对感光体11应注意的是,在底涂层3上设有感光层14,该感光层14由含有电荷产生物质和电荷传送物质两者的第一感光层12及第二感光层13构成。
本实施方式的感光体11的制造方法中,在导电性支撑体2上至少依次层叠第一感光层12和第二感光层13,其特征在于,包括:第一涂敷工序,将涂液涂敷到导电性支撑体2上,形成第一涂膜,其中,所述涂液包括作为光导电性物质的电荷产生物质及电荷传送物质、以及具有升华性的抗氧化剂;第一干燥工序,通过对形成的第一涂膜进行加热而使之干燥,形成第一感光层12;第二涂敷工序,将第一涂敷工序中使用的涂液涂敷到第一感光层12上,形成第二涂膜;第二干燥工序,通过对形成的第二涂膜进行加热而使之干燥,形成第二感光层13,其中,在第二干燥工序中,使干燥条件与第一干燥工序中的干燥条件不同,以使升华性抗氧化剂的升华率低于第一干燥工序中的升华性抗氧化剂的升华率。
本实施方式的感光体11的制造方法,除了下述内容外与上述第一实施方式所示的感光体1的制造方法相同:在第一涂敷工序和第二涂敷工序中,在感光层形成用涂液中含有上述电荷产生物质;不进行电荷产生层形成工序。
本实施方式的感光体11,优选作为臭氧产生量少的正带电型图像形成装置用的感光体。并且本实施方式的感光体11中,应在底涂层3上涂敷的层仅为第一感光层12及第二感光层13这两层,因此与在底涂层3上层叠电荷产生层4、第一电荷传送层5、及第二电荷传送层6的实施方式1的感光体的制造方法所制造的感光体1相比,在制造成本及成品率方面较为优越。
以下简要说明感光体11中的静电潜影形成动作。感光体11上设置的感光层14,通过带电器等均匀地带上例如正电,在带电状态下当向电荷产生物质照射具有吸收波长的光时,在感光层14的表面附近产生电子及空穴的电荷。电子将感光层14表面附近的正电荷中和,空穴由电荷传送物质传送到感应出负电荷的导电性支撑体2一侧,将在导电性支撑体2感应出的负电荷中和。这样一来,曝光的部位的带电量和未曝光的部位的带电量产生差异,在感光层14上形成静电潜影。
根据本实施方式的感光体的制造方法,作为包括作为光导电性物质的电荷产生物质及电荷传送物质的感光层,形成第一感光层及第二感光层,可使第二感光层中含有的升华性抗氧化剂的含有率大于第一感光层中含有的升华性抗氧化剂的含有率。从而可制造出不用增加涂液的种类即可确保感光层14对氧化性气体的耐性、并可防止电气性能及性能稳定性下降的感光体11。
在本实施方式中,感光层14是由第一感光层12及第二感光层13这两层构成的结构,但不限于此,也可是三层以上的结构。这种情况下,各层的形成使用相同的涂液,各层优选随着远离感光体的表面,升华性抗氧化剂的含有率降低。
图5是简要表示具有通过本发明的感光体的制造方法制造的感光体的图像形成装置21的配置侧面图。图5所示的图像形成装置21,作为通过本发明的感光体的制造方法所制造的感光体,搭载上述图2所示的圆筒状的感光体1。
图像形成装置21具有:可旋转地支撑在未图示的装置主体上的上述感光体22;和驱动感光体22使其绕旋转轴线23在箭头24方向上旋转的未图示的驱动机构。驱动机构例如具有电机作为动力源,经由未图示的齿轮将来自电机的动力传递到构成感光体22的芯体的导电性支撑体,从而使感光体22以预定的圆周速度旋转驱动。
在感光体22的周围,从箭头24所示的感光体22的旋转方向的上游一侧到下流一侧依次配置有带电器25、曝光单元26、显影器27、转印器28、和清洁器29。清洁器29与未图示的除电灯一起设置。
带电器25是使感光体22的表面30以预定电位带电的带电单元。带电器25例如是电晕放电带电器等非接触式的带电单元。
曝光部26,例如具有半导体激光等作为光源,通过与图像信息相对应地从光源输出的激光等光31,使带电的感光体22的表面30曝光,从而在感光体22的表面30上形成静电潜影。
显影器27是通过显影剂使感光体22表面上形成的静电潜影显影,并形成作为可视图像的色粉图像的显影单元。显影器27具有:显影辊32,与感光体22相对设置,向感光体22的表面提供色粉;和箱体33,可绕与感光体22的旋转轴线23平行的旋转轴线旋转地支撑显影辊32,并且在其内部空间中收容含有色粉的显影剂。
转印器28是将感光体22表面30上形成的色粉图像从感光体22的表面30转印到作为记录介质的记录纸张34的转印单元。转印器28例如具有电晕放电带电器等带电单元,是通过向记录纸张34赋予和色粉相反极性的电荷、而使色粉图像转印到记录纸张34上的非接触式的转印单元。
清洁器29是清洁转印了色粉图像后的感光体22的表面30的清洁单元。清洁器29与感光体表面30弹性抵接,具有:清洁刮刀35,将在转印器28进行转印动作后残留在感光体22的表面30上的色粉、纸粉等异物从上述表面30剥离;以及收容由清洁刮刀35剥离的色粉等异物的回收用箱体36。在感光体22的表面30上形成色粉图像的色粉不全部转印到记录纸张34上,有时在感光体22的表面30上略有残留。残留在感光体表面30的色粉称为残留色粉,残留色粉的存在成为导致形成的图像质量下降的原因,因此通过与感光体表面30抵接的上述清洁刮刀35,将残留色粉与纸粉等其他异物从感光体22的表面30同时去除。
并且,与由转印器28将色粉图像从感光体22转印到记录纸张34上的转印位置相比在记录纸张34的传送方向下游一侧,设有使转印到记录纸张34的色粉图像在记录纸张34上定影的、作为定影单元的定影器37。定影器37具有:具有未图示的加热机构的加热辊38;和加压辊39,其与加热辊38相对设置,与加热辊38弹性抵接,并形成抵接部。
这种图像形成装置21,利用电子照相方式形成图像,搭载到复印机、打印机、传真装置等。电子照相方式是利用了感光体22的光导电现象的信息记录方式之一,通过以下电子照相处理形成图像。
首先,根据来自未图示的控制部的命令,感光体22由驱动机构驱动而在箭头24方向上旋转,通过比来自曝光单元26的光31的受光位置靠近感光体22的旋转方向上游一侧设置的带电器25,使其表面均匀地带电为正或负的预定电位。
接着根据来自控制部的命令,从曝光单元26向带电的感光体22的表面30照射光31。来自光源的光31,根据图像信息在作为主扫描方向的感光体22的旋转轴线方向上反复扫描。驱动感光体22使之旋转,并根据图像信息反复扫描来自光源的光31,从而可向感光体22的表面30实施和图像信息对应的曝光。通过该曝光,照射了光31的部分的表面电荷减少,照射了光31的部分的表面电位和未照射光31的部分的表面电位产生差异,在感光体22的表面30上形成静电潜影。并且记录纸张34由未图示的传送机构沿箭头40的方向供给到转印器28和感光体22之间的转印位置上。
接着,通过设置在比来自光源的光31的受光位置靠近感光体22的旋转方向下游一侧的显影器27的显影辊32,在形成静电潜影的感光体22的表面30上形成作为可视图像的色粉图像。当记录纸张被提供到感光体22和转印器28之间时,通过转印器28向记录纸张34提供与色粉相反极性的电荷,由此将感光体22表面30上形成的色粉图像转印到记录纸张34上。
转印了色粉图像的记录纸张34,由传送机构传送到定影器37,在通过定影器37的加热辊38和加压辊39之间时,被加热辊38和加压辊39夹持而被加热、加压。记录纸张34上的色粉图像定影到记录纸张34上成为牢固的图像。这样形成了图像的记录纸张34由传送机构排出到图像形成装置21的外部。
当色粉图像转印到记录纸张34后,进一步在箭头24方向上旋转的感光体22,其表面30被清洁器29具有的清洁刮刀35擦过,而被清洁。去除了色粉等异物的感光体22的表面30由来自除电灯的光除去电荷。从而使感光体22表面30的静电潜影消失。之后,感光体22进一步被旋转驱动,再度重复进行从感光体22的带电开始的一系列动作。通过以上动作连续形成图像。
上述电子照相方式相关的技术不限于复印机等领域,也应用于使用银盐照相方式的印刷版材、幻灯片、微型胶片等领域。
通过本发明的制造方法制造的感光体22具有良好的电气性能,并且因光导电性物质对氧化性气体的耐性得到提高而具有良好的性能稳定性。图像形成装置21搭载了这样的感光体22,因此即使反复使用也不会出现泛白、黑带等图像不良,可形成良好图像。
如上所述,本实施方式的图像形成装置21搭载的感光体22是上述图2所示的实施方式1的感光体1。感光体22不限于上述结构,例如也可具有与上述图4所示的实施方式2的感光体11相同的层状结构。
本发明的图像形成装置不限于上述图5所示的图像形成装置21的结构,只要是可使用通过本发明的制造方法制造的感光体的结构即可,可以是其他不同的结构。
例如,在本实施方式的图像形成装置21中,曝光单元26是半导体激光,但也可是发光二极管(Light Emitting Diode,简称LED)、阴极射线管(Cathode Ray Tube,简称CRT)等。并且,带电器25是非接触式的带电单元,但不限于此,例如也可是带电辊等接触式的带电单元。并且转印器28是不使用挤压力进行转印的非接触式的转印单元,但不限于此,也可是利用挤压力进行转印的接触式的转印单元。作为接触式的转印单元,例如可使用如下装置:具有转印辊,从记录纸张与感光体22的表面30的抵接面的相反一侧的表面使转印辊挤压感光体22,使感光体22和记录纸张34在压接的状态下,从转印辊向记录纸张34施加和色粉极性相反的电荷,从而使色粉图像转印到记录纸张34上。
根据这种图像形成装置21,感光体22具有良好的光敏度及光响应性,反复使用时其光敏度及光响应性也不会下降,因此可形成长时间内不会产生泛白、黑带等图像不良的良好图像。
实施例
以下说明本发明的实施例。
(实施例1)
如下所示,进行底涂层形成工序、电荷产生层形成工序、第一涂敷工序、第一干燥工序、第二涂敷工序及第二干燥工序,在外径为30mm、长度方向的长度尺寸为346mm的铝制圆筒状导电性支撑体的外周面上,形成底涂层、电荷产生层、第一电荷传送层、及第二电荷传送层,制造出实施例1的感光体。
(底涂层形成工序)
将3重量份的氧化钛(商品名TTO-D1(用Al2O3及ZrO2进行了表面处理的树枝状金红石型,钛成分85%),石原产业株式会社制造)、3重量份的醇可溶性尼龙树脂(商品名:CM8000,东丽(東レ/Toray)株式会社制造),加入到60重量份的甲醇、40重量份的1,3-二噁茂烷的混合溶剂中,在涂料摇摆器中进行10小时分散处理,调制成底涂层形成用涂液。使该涂液充满涂液槽,在浸泡导电性支撑体后提起,自然干燥后形成厚0.9μm的底涂层。
(电荷产生层形成工序)
将10重量份的聚乙烯醇缩丁醛(商品名:S-LEC BL-2,积水化学工业株式会社制造)、1400重量份的1,3-二噁茂烷、及15重量份的钛氧基酞菁(上述通式(2)中,R11、R12、R13、R14分别是氢原子,r、s、y及z分别是4),通过球磨机进行72小时的分散处理,调制成电荷产生层用涂液。将该涂液通过与形成底涂层同样的浸渍涂敷法涂敷到之前形成的底涂层上,自然干燥并形成厚度为0.2μm的电荷产生层。
(第一涂敷工序)
混合100重量份作为电荷传送物质的上述结构式(3)所示的丁二烯类化合物(商品名:T405,高砂化学公司制造)、200重量份作为粘合树脂的TS2020(商品名,帝人化成公司制造)、30重量份作为升华性抗氧化剂的上述结构式(1aa)所示受阻酚类化合物,并分散到980重量份四氢呋喃中,调制成电荷传送层用涂液。将该涂液通过和形成底涂层相同的浸渍涂敷法涂敷到之前形成的电荷产生层上,形成第一涂膜。
(第一干燥工序)
将形成的第一涂膜通过恒温空气干燥机(商品名:WINDY OVENWFO-1001SD,东京理化器械株式会社制造)在加热温度130℃、加热时间1小时下进行加热干燥,形成厚度12μm的第一电荷传送层。加热温度的测定通过以下方式进行:与实施例1的感光体一样,通过Cu-Ni合金的T热电偶(石福金属兴业株式会社制造)来测定另行制造的加热温度测量用的感光体上形成的涂膜温度。
(第二涂敷工序)
将第一涂敷工序中调制的涂液,通过与底涂层的形成同样的浸渍涂敷法涂敷到之前形成的第一电荷传送层上,形成第二涂膜。
(第二干燥工序)
通过除了加热温度为120℃、加热时间为1小时以外,其他条件与第一干燥工序相同的方法,对形成的第二涂膜进行加热干燥,形成厚8μm的第二电荷传送层。
(实施例2)
除了作为升华性抗氧化剂使用上述结构式(1ac)所示的受阻酚类化合物以外,其他和实施例1一样,来制造实施例2的感光体。
(实施例3)
除了第一干燥工序中的加热温度为135℃以外,其他和实施例1一样,来制造实施例3的感光体。
(实施例4)
除了作为升华性抗氧化剂使用上述结构式(1ac)所示的受阻酚类化合物,且第一干燥工序中的加热温度为135℃以外,其他和实施例1一样,来制造实施例4的感光体。
(实施例5)
除了第一干燥工序中的加热时间为1.5小时以外,其他和实施例1一样,来制造实施例5的感光体。
(比较例1)
除了作为升华性抗氧化剂使用上述结构式(4)所示的受阻酚类化合物以外,其他和实施例1一样,来制造比较例1的感光体。
(比较例2)
除了在第一涂敷工序及第一干燥工序中形成厚20μm的电荷传送层、且不进行第二涂敷工序及第二干燥工序以外,其他和实施例1一样,制造出比较例2的感光体。
(比较例3)
除了第一干燥工序中的加热温度为120℃以外,其他和比较例2一样,制造出比较例3的感光体。
对通过上述方法制造的实施例1~5及比较例1~3的感光体的电气性能及对氧化性气体的耐性进行以下评估。并且根据电气性能及氧化性气体的耐性评估结果进行以下综合评估。
(感光体电气性能评估)
将实施例1~5及比较例1~3的各感光体分别搭载到图像形成装置(市场有售的激光打印机,商品名:AR-450,从夏普株式会社制造的装置取下感光体的装置)上,在温度5℃、相对湿度20%的低温/低湿(L/L:Low Temperature/Low Humidity)环境下及温度35℃、相对湿度85%的高温/高湿(H/H:High Temperature/High Humidity)环境下等分别不同的环境下,通过以下方式评估光响应性。图像形成装置中,作为使感光体带电的带电单元,具有电晕放电带电器。并且图像形成装置中设有表面电位计(商品名:CATE751,Jentec(ジエンテツク)公司制造),可测量图像形成过程中的感光体的表面电位。并且,激光打印机AR-450是使感光体的表面带负电并进行电子照相处理的负带电型的图像形成装置。
使用搭载了实施例1~5及比较例1~3的各感光体的图像形成装置,在通过带电器使感光体表面从接地电位带电到负(-)550V后,以通过激光进行曝光后的感光体的表面电位的绝对值为曝光电位VL[V]来测量。曝光电位VL越小光响应性越好。评价基准如下。
◎:优。L/L环境下的VL为135V以下,且H/H环境下的VL为40V以下。
○:良。L/L环境下的VL大于135V并在170V以下,且H/H环境下的VL大于40V并在80V以下。
×:差。L/L环境下的VL大于170V。或者H/H环境下的VL大于80V。
(对氧化性气体的耐性评估)
将实施例1~5及比较例1~3的各感光体分别搭载到具有电晕放电带电器作为使感光体带电的带电单元的市场销售的全彩复印机(商品名:ARC-150,夏普株式会社制造)上,在温度5℃、相对湿度20%的低温/低湿(L/L)环境下,将预定图案的测试图像连续复印到5000张记录纸张上。之后切断复印机电源,放置一晚(约20小时)后,在记录纸张复印半色调图像,将其作为评估用图像。其中,半色调图像是用黑白点对图像的浓淡进行灰度级表现的图像。
目视观察形成的评估用图像,判断各点是否模糊,即是否发生了图像模糊。并且判断从在切断复印机电源的期间最靠近电晕放电带电器配置的感光体的该靠近部分转印了色粉图像的部分所对应的记录纸张的部分中,是否产生泛白、黑带。根据该判断结果,通过图像模糊、泛白、黑带等图像缺陷的发生程度,评估感光体对氧化性气体的耐性。感光体对氧化性气体的耐性的评估基准如下。
◎:优。完全不会发生图像缺陷。
○:良。虽然发生较少的图像缺陷,但是可忽略的程度。
×:差。发生很多图像缺陷,不可实际使用。
(综合评估)
通过电气性能的评估结果及对氧化性气体的耐性的评估结果两者进行综合评估。评估基准如下。
◎:优。电气性能及对氧化性气体的耐性两者的判断均为优(◎),性能非常良好。
○:良。电气性能及对氧化性气体的耐性两者的判断均为良(○)以上的评价,实际使用中不会产生问题。
×:差。在电气性能或耐氧化性气体性能方面,其中任意一个为差(×)的评估。
实施例1~5及比较例1~3的感光体的电气性能、对氧化性气体的耐性及综合评估的结果如表4所示。
表4
  抗氧化剂   结构式   第一电荷传送层   第二电荷传送层   电气性能   耐性   评估   综合   评估   厚   度   加热   温度   加热   时间   厚   度   加热   温度   加热   时间   VL(V)     评估   μm   ℃   小时   μm   ℃   小时   L/L   H/H  实施例1   (1aa)   12   130   1   8   120   1   105   32   ◎   ◎   ◎  实施例2   (1ac)   12   130   1   8   120   1   145   50   ○   ◎   ○  实施例3   (1aa)   12   135   1   8   120   1   98   29   ◎   ○   ○  实施例4   (1ac)   12   135   1   8   120   1   135   42   ○   ◎   ○  实施例5   (1aa)   12   130   1.5   8   120   1   97   29   ◎   ○   ○  比较例1   (4)   12   130   1   8   120   1   210   98   ×   ◎   ×  比较例2   (1aa)   20   130   1   -   130   32   ◎   ×   ×  比较例3   (1aa)   20   120   1   -   172   88   ×   ◎   ×
如表4所示,把上述结构式(4)所示的化合物作为抗氧化剂使用时(比较例1),因升华温度较高,当加热温度为130℃左右时,结构式(4)所示的化合物不会升华,无法使第一电荷传送层和第二电荷传送层的抗氧化剂的含有率不同。这样一来,无法降低靠近导电性支撑体一侧的第一电荷传送层的抗氧化剂的含有率,在H/H环境下及L/L环境下曝光电位VL均较高,感光体的光响应性较差。
当电荷传送层为单层时(比较例2及3),电荷传送层整体上平均地含有升华性抗氧化剂。这种单层的电荷传送层中,电荷传送层整体含有的升华性抗氧化剂的含有率低至21%的比较例2的感光体,无法获得对氧化性气体的耐性。并且电荷传送层整体含有的升华性抗氧化剂的含有率高达30%的比较例3,虽可获得对氧化性气体的耐性,但在H/H环境及L/L环境下曝光单元VL均较高,光响应性较差。
电荷传送层由第一电荷传送层及第二电荷传送层构成、且第二电荷传送层中含有的升华性抗氧化剂的含有率高于第一电荷传送层中含有的升华性抗氧化剂的含有率高的感光体(实施例1~5),对氧化性气体具有耐性,并且具有良好的电气性能。其中,作为升华性抗氧化剂使用上述结构式(1aa)所示的受阻酚化合物的实施例1、3及5,可降低第一电荷传送层中的升华性抗氧化剂的含有率,特别是可获得良好的电气性能。
作为升华性抗氧化剂使用上述结构式(1ac)所示的受阻酚化合物的实施例2及4,可获得良好的对氧化性气体的耐性。
并且比较实施例1和实施例2,结构式(1aa)所示的受阻酚类化合物和结构式(1ac)所示的受阻酚化合物相比,分子量较小,因此升华温度较低,可进一步降低第一电荷传送层中的升华性抗氧化剂的含有率,特别是可获得良好的电气性能。并且结构式(1aa)所示的受阻酚类化合物和结构式(1ac)所示受阻酚化合物相比,升华温度较低,因此可容易地进行升华性抗氧化剂的含有率的控制。这样一来,可使第一干燥工序中的加热温度较低,可减少加热所需的能量成本。
本发明在不脱离其精神及主要特征的前提下可通过其他各种方式实施。因此上述实施方式从各方面而言仅是单纯的示例,本发明的范围如权利要求范围所示,不受说明书正文的任何约束。并且属于权利要求范围内的变形、变更均属本发明的范围之内。