JP2006251400A - Image forming method and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真法を利用した画像形成方法および画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming method and an image forming apparatus using electrophotography.
従来、電子写真法による画像の形成は、潜像担持体の表面を帯電、露光して作製した静電潜像を着色トナーにより現像してトナー像を作製し、トナー像を転写紙等に転写し、これを熱ロール等で定着して画像を形成することにより行われている。転写工程を終えた後の潜像担持体(以下、「感光体」と称す場合がある)表面には未転写のトナーや、帯電プロセスによって生成した放電生成物などが残留する。このため、これらの残留物を次の画像形成プロセスに先立って除去するクリーニングプロセスが必要になる。感光体をクリーニングする手段としては弾性クリーニングブレードを用いたブレードクリーニング方式や、磁気ブラシやファーブラシを用いたブラシクリーニング方式が使用されている。 Conventionally, an image is formed by electrophotography, in which the surface of a latent image carrier is charged and exposed to develop an electrostatic latent image produced with colored toner to produce a toner image, and the toner image is transferred to a transfer paper or the like. This is performed by fixing this with a heat roll or the like to form an image. Untransferred toner, discharge products generated by the charging process, and the like remain on the surface of the latent image carrier (hereinafter sometimes referred to as “photosensitive member”) after the transfer process. Therefore, a cleaning process for removing these residues prior to the next image forming process is required. As a means for cleaning the photosensitive member, a blade cleaning method using an elastic cleaning blade or a brush cleaning method using a magnetic brush or a fur brush is used.
この中でゴムブレードを感光体に当接させる方式が簡便であるがゆえに最も広く用いられている。しかしながら、クリーニングブレード方式はブレードと感光体との機械的摺擦によって、有機感光体を用いる場合は感光体の摩耗が進みやすく、感光体の大幅な長寿命化が計れないこと、特にオンデマンド印刷に使用されるような高速機において、クリーニングブレード先端部の摩滅や欠けが顕著であるため、クリーニング信頼性を長期に渡って維持できないなどの欠点を持っている。 Of these, the method of bringing the rubber blade into contact with the photosensitive member is the most widely used because of its simplicity. However, with the cleaning blade method, due to the mechanical friction between the blade and the photoreceptor, when the organic photoreceptor is used, the wear of the photoreceptor is likely to proceed, and the life of the photoreceptor cannot be significantly extended. However, the high-speed machine used in the above has a drawback that the cleaning blade tip is worn and chipped, so that the cleaning reliability cannot be maintained for a long time.
一方、近年とみにこの種の画像形成装置において高画質化の要求が進み、その一手段として、重合法によるトナーが用いられるようになってきた。重合法によるトナーは格段に小粒径化、粒度分布狭化、球形化が可能であり、ドットの再現性、現像性、転写性を向上させることができる。一方で、ブレードクリーニング方式を用いた場合、小粒径で球形に近いトナーは、従来の不定形粉砕トナーと比較して、トナー除去のために高いブレード押し付け圧を必要とし、クリーニングブレードの耐久性や感光体の傷が悪化するという問題点を有している。 On the other hand, in recent years, there has been a demand for higher image quality in this type of image forming apparatus, and as a means for this, toner by a polymerization method has been used. The toner produced by the polymerization method can be remarkably reduced in particle size, narrowed in particle size distribution, and spheroidized, and can improve dot reproducibility, developability, and transferability. On the other hand, when the blade cleaning method is used, a toner having a small particle size and a nearly spherical shape requires a higher blade pressing pressure for toner removal than the conventional irregularly pulverized toner, and the durability of the cleaning blade In addition, there is a problem that scratches on the photoconductor deteriorate.
ブレードクリーニング方式に対し、ファーブラシ等の導電性ブラシを利用したブラシクリーニング方式(例えば、特許文献1〜4等参照)は、クリーニング維持性の低下が少なく、高速機において、ブラシクリーニング方式はブレードクリーニング方式に対して有利である。またブラシクリーニングは積極的に電界を利用するクリーニング方式であるため、ブレード方式では困難であった球状トナーのクリーニングに対しても優位性を有する。
In contrast to the blade cleaning method, a brush cleaning method using a conductive brush such as a fur brush (see, for example,
しかしながら、これらファーブラシクリーニング方式はブレードクリーニング方式と比較して感光体表面の機械的掻き取り力が低く、帯電器から生じる放電生成物を充分に除去できないことによる画像ボケ(画像流れ)が発生しやすい。この原因は以下の様に考えられる。
感光体をコロナ帯電器や導電性ローラ等による帯電手段によって帯電させた場合、この過程でオゾンやNOxなどの放電生成物が発生することが知られている。感光体表面に付着したそれらのオゾンやNOxは雰囲気中の水分と結合して、感光体表面の電気抵抗を低下させ感光体上電荷の保持が困難になり、画像ボケが発生すると推測される。特に高速機では感光体を帯電させるために高い電流値に設定しなければならず、感光体表面に放電生成物が多く付着する傾向があり、画像ボケ現象がより加速されると考えられる。
また同様にブラシクリーニング方式はブレード方式と比較して掻き取り性が低いゆえに、現像剤成分であるシリカなどの外添剤のフィルミングが生じやすいと言った課題もある。また、トナーの形状が球状の場合、ブラシと感光体間に介在するトナーが転がるため感光体とブラシと間の摺擦力が低下し、さらに画像ボケやフィルミングが悪化することが分かってきた。
However, these fur brush cleaning methods have a lower mechanical scraping force on the surface of the photoreceptor than the blade cleaning method, and image blurring (image flow) occurs due to insufficient removal of discharge products generated from the charger. Cheap. The cause is considered as follows.
When the photosensitive member is charged by a charging means such as a corona charger or a conductive roller, it is known that discharge products such as ozone and NOx are generated in this process. Those ozone and NOx adhering to the surface of the photoconductor are combined with moisture in the atmosphere to reduce the electrical resistance of the surface of the photoconductor, making it difficult to hold the charge on the photoconductor, and it is assumed that image blurring occurs. In particular, in a high-speed machine, a high current value has to be set in order to charge the photoconductor, and a large amount of discharge products tend to adhere to the surface of the photoconductor, which is considered to accelerate the image blurring phenomenon.
Similarly, since the brush cleaning method is less scraping than the blade method, there is a problem that filming of an external additive such as silica as a developer component is likely to occur. Further, it has been found that when the shape of the toner is spherical, the toner interposed between the brush and the photoconductor rolls, so that the rubbing force between the photoconductor and the brush decreases, and further, image blur and filming deteriorate. .
このような摺擦力の低下に対しては、ブラシ繊維の剛性を上げ掻き取り性を大きくする事で、摺擦性を向上させることも可能である。しかし、この場合ブラシ毛先がレコード針のように繰り返し傷をなぞる傾向があり、クリーニングブレードの場合に比べて溝状に傷が深くなり、その結果、スジ状濃度ムラといった画質の著しい低下を招くこととなる。 To reduce the rubbing force, the rubbing property can be improved by increasing the rigidity of the brush fibers and increasing the scraping property. In this case, however, the brush tip tends to repeatedly scratch like a record needle, and the scratch becomes deeper than in the case of the cleaning blade. As a result, the image quality such as streak density unevenness is significantly reduced. It will be.
これらの課題に対しては、感光体の寿命を延ばすために、耐磨耗性を向上させた種々の感光体が利用でき、このような感光体としては、例えば、本出願人により提案された、電荷輸送能を有する構造単位を有し且つ架橋構造を有する樹脂を利用した感光体を一例として挙げることができる(特許文献5参照)。これらの感光体は従来のものに対し耐熱性、機械的強度が圧倒的に優れることから、感光体傷や摩耗による劣化を著しく減少させることができ、感光体の長寿命化が図れる。
しかしそれら耐摩耗性の高い感光体をブラシクリーニングに適用した場合、傷や摩耗は大きく良化するものの、感光体表面に付着した放電生成物を削り取ることが出来なくなるために、画像ボケやフィルミングはかえって悪化し、ただ単にブラシの剛性を上げて摺擦力を高めても改善されるものではないことが分かってきた。
In order to extend the life of the photoconductor, various photoconductors with improved wear resistance can be used for these problems, and such photoconductors have been proposed by the present applicant, for example. An example is a photoreceptor using a resin having a structural unit having a charge transporting ability and having a crosslinked structure (see Patent Document 5). Since these photoconductors are overwhelmingly superior in heat resistance and mechanical strength to conventional ones, deterioration due to photoconductor scratches and wear can be remarkably reduced, and the life of the photoconductor can be extended.
However, if these photoconductors with high wear resistance are applied to brush cleaning, scratches and wear are greatly improved, but discharge products adhering to the photoconductor surface cannot be scraped off. On the contrary, it has been found that simply increasing the rigidity of the brush and increasing the rubbing force does not improve it.
これらの耐摩耗性の高い感光体での放電生成物等の影響を抑制するために種々の検討がなされている。
例えば、耐摩耗性の高い感光体用いた場合において、感光体表面に付着した放電生成物の吸湿などによる画像ボケを抑制するために、感光体をヒーターなどで暖めることが方法が提案されている(例えば、特許文献6〜7等参照)。この場合感光体をヒーターなどで暖めることで吸湿した水分を除去し、画像流れを効果的に防止することが可能である。
Various studies have been made to suppress the influence of discharge products and the like on these photoconductors with high wear resistance.
For example, in the case of using a photoconductor with high wear resistance, a method of heating the photoconductor with a heater or the like has been proposed in order to suppress image blur due to moisture absorption of a discharge product attached to the surface of the photoconductor. (For example, see Patent Documents 6 to 7). In this case, it is possible to remove moisture absorbed by heating the photosensitive member with a heater or the like, and to effectively prevent the image flow.
しかしながらこの方法では画像形成装置が必要とする消費電力が増大したり、また感光体内部にヒーターの配置やヒーターへの給電機構が必要になるなど、装置が複雑化したりコストが高い物になってしまうといった課題が残っている。また放電生成物その物を除去するのではなく、吸湿した水分のみ除去する技術であるため、感光体表面への放電生成物の累積的な付着は防ぐことができず、フィルミング抑制に対しては充分な効果は得られない。 However, this method increases the power consumption required by the image forming apparatus, and requires an arrangement of a heater inside the photosensitive member and a power supply mechanism for the heater, resulting in complicated apparatus and high cost. The problem remains. In addition, since it is a technology that removes only moisture that has absorbed moisture, rather than removing the discharge product itself, cumulative adhesion of the discharge product to the surface of the photoreceptor cannot be prevented. Does not provide a sufficient effect.
また、感光体の回転方向において、ファーブラシよりも下流側(ファーブラシに対して帯電手段が設けられた側)に感光体を研磨する機能を有した研磨手段を配置する事が提案されている(例えば、特許文献8等参照)。
しかしこの方法に於いては放電生成物や外添剤などの除去性は向上するものの、感光体表面を均一に研磨する調整が困難である。加えて、感光体表層が有機層である有機感光体の場合は、耐摩耗性に優れた感光体であっても、その表面が傷付けられたり摩耗が加速したりする傾向にあり、これら感光体傷に起因した画質欠陥が生じやすい。
In addition, it has been proposed that a polishing unit having a function of polishing the photoconductor is disposed on the downstream side of the fur brush (the side where the charging unit is provided with respect to the fur brush) in the rotation direction of the photoconductor. (For example, refer patent document 8 etc.).
However, in this method, although the removability of discharge products and external additives is improved, it is difficult to adjust the surface of the photoreceptor uniformly. In addition, in the case of an organic photoreceptor whose surface layer is an organic layer, even if the photoreceptor has excellent wear resistance, the surface of the photoreceptor tends to be damaged or wear is accelerated. Image quality defects due to scratches are likely to occur.
また、ファーブラシとして、アニオン交換性層間化合物を含有する繊維を用いたファーブラシを利用することも提案されている(特許文献9参照)
しかしこの方法ではファーブラシ繊維がトナー成分で汚れてしまい、ブラシ繊維が直接感光体に接触しない場合が起こりやすく、また、ブラシ繊維による放電生成物の吸着能力は、感光体に接触するブラシ繊維の表面積で決まるため、ファーブラシが本来の機能を十分に発揮し難い。
In addition, as a fur brush, it has been proposed to use a fur brush using a fiber containing an anion exchangeable intercalation compound (see Patent Document 9).
However, in this method, the fur brush fibers are easily contaminated with the toner component, and the brush fibers are not likely to come into direct contact with the photosensitive member. Since it is determined by the surface area, it is difficult for the fur brush to fully perform its original function.
一方、トナーの飛散を抑制することにより画像班等の発生を防止し、優れた画質を得るために、有機粒子の表面に個数平均一次粒径が5〜100nmの無機微粒子を固着させた粒径が0.1〜5.0μmの複合粒子を含有するトナーを用い、非接触現像方式の現像手段を備えるクリーナレスタイプの画像形成装置が提案されている(特許文献10参照)。
しかしながら、上述した複合粒子を外添したトナーを用いたようなクリーナレスタイプの画像形成装置も含めて、ブレードのないクリーナレスシステムにおいては、この放電生成物の感光体表面からの除去が根本的に不充分な傾向にあるため、高湿度下で発生する画像ボケが問題となる。
However, in cleanerless systems that do not have blades, including cleanerless type image forming apparatuses that use toner with externally added composite particles as described above, the removal of discharge products from the surface of the photoreceptor is fundamental. Therefore, image blurring that occurs under high humidity becomes a problem.
本発明は、上記問題点を解決することを課題とする。すなわち、本発明は、長期に渡って画像ボケやフィルミングの発生を抑制できると共に、感光体表面の傷も抑制できる画像形成方法およびこれを用いた画像形成装置を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to solve the above problems. That is, an object of the present invention is to provide an image forming method and an image forming apparatus using the image forming method that can suppress the occurrence of image blurring and filming over a long period of time and can also prevent scratches on the surface of the photoreceptor.
上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、本発明は、
<1>
一方向に回転可能な潜像担持体の表面を帯電させる帯電工程と、帯電された前記潜像担持体表面に光を照射して潜像を形成させる潜像形成工程と、トナーを含む現像剤により前記潜像を現像しトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を被転写体に転写する転写工程と、前記被転写体にトナー像が転写された後の潜像担持体表面に残留したトナーを、前記潜像担持体表面に当接し、且つ、電圧が印加された状態で使用される導電性ブラシを備えたクリーニング手段によりクリーニングするクリーニング工程とを有する画像形成方法において、
前記クリーニング手段が、前記潜像担持体の回転方向に沿って配置された第1の導電性ブラシと第2の導電性ブラシとを含み、前記第1の導電性ブラシに印加される電圧の極性と前記第2の導電性ブラシに印加される電圧の極性とが逆極性であり、
前記トナーが、樹脂粒子中に無機微粒子を分散含有させた複合粒子を含むことを特徴とする画像形成方法である。
The above-mentioned subject is achieved by the following present invention. That is, the present invention
<1>
A charging step for charging the surface of the latent image carrier that can rotate in one direction, a latent image forming step for forming a latent image by irradiating the charged surface of the latent image carrier, and a developer containing toner. The latent image is developed on the surface of the latent image carrier after the toner image is transferred to the transfer body, the development step of developing the latent image to form a toner image, the transfer step of transferring the toner image to the transfer body. And a cleaning step in which the toner is cleaned by a cleaning means provided with a conductive brush that is in contact with the surface of the latent image carrier and is applied with a voltage.
The cleaning means includes a first conductive brush and a second conductive brush arranged along the rotation direction of the latent image carrier, and the polarity of the voltage applied to the first conductive brush And the polarity of the voltage applied to the second conductive brush is opposite,
In the image forming method, the toner includes composite particles in which inorganic fine particles are dispersed and contained in resin particles.
<2>
前記複合粒子の体積平均粒径が0.05〜2μmの範囲内であることを特徴とする<1>に記載の画像形成方法である。
<2>
The image forming method according to <1>, wherein the composite particles have a volume average particle diameter in a range of 0.05 to 2 μm.
<3>
前記複合粒子の個数平均粒径をd50とした時に、前記複合粒子の粒度分布において、
全粒子数に対する粒径が(1/2)×d50以下である粒子数の割合、および、全粒子数に対する粒径が(3/2)×d50以上である粒子数の割合が、それぞれ20個数%以下であることを特徴とする<1>に記載の画像形成方法である。
<3>
The number average particle diameter of the composite particles is taken as d 50, in the particle size distribution of the composite particles,
The ratio of the number of particles having a particle size of (1/2) × d 50 or less with respect to the total number of particles, and the ratio of the number of particles having a particle size of (3/2) × d 50 or more with respect to the total number of particles, respectively. <20> The image forming method according to <1>, wherein the number is 20% by number or less.
<4>
前記無機微粒子が、前記複合粒子表面に凸部を形成するように前記複合粒子表面近傍に分散していることを特徴とする<1>に記載の画像形成方法である。
<4>
The image forming method according to <1>, wherein the inorganic fine particles are dispersed in the vicinity of the surface of the composite particle so as to form a convex portion on the surface of the composite particle.
<5>
前記複合粒子が、窒素元素を含有する樹脂を含むことを特徴とする<1>に記載の画像形成方法である。
<5>
The image forming method according to <1>, wherein the composite particles include a resin containing a nitrogen element.
<6>
前記窒素原子を含有する樹脂が、メラミン樹脂であることを特徴とする<1>に記載の画像形成方法である。
<6>
The image forming method according to <1>, wherein the resin containing a nitrogen atom is a melamine resin.
<7>
下式(1)で規定される前記トナーの形状係数SFが100〜140の範囲内であることを特徴とする<1>に記載の画像形成方法である。
・式(1) SF=100×π×ML2/4A
〔但し、式(1)中、SFは前記トナーの形状係数、MLは前記トナー粒子の絶対最大長、Aは前記トナー粒子の投影面積を表す。〕
<7>
The image forming method according to <1>, wherein a shape factor SF of the toner defined by the following formula (1) is in a range of 100 to 140.
Formula (1) SF = 100 × π × ML 2 / 4A
[In the formula (1), SF represents the shape factor of the toner, ML represents the absolute maximum length of the toner particles, and A represents the projected area of the toner particles. ]
<8>
前記潜像担持体の最表面層が、電荷輸送能を有する構造単位を有し且つ架橋構造を有する樹脂を含有することを特徴とする<1>に記載の画像形成方法である。
<8>
<1> The image forming method according to <1>, wherein the outermost surface layer of the latent image carrier contains a resin having a structural unit having a charge transporting ability and a crosslinked structure.
<9>
前記電荷輸送能を有する構造単位を有し且つ架橋構造を有する樹脂が、水酸基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、チオール基及びアミノ基から選択される少なくとも1種の電荷輸送能を有する構造単位を含むフェノール系樹脂又はシロキサン系樹脂であることを特徴とする請求項8に記載の画像形成方法である。
<9>
A structure in which the resin having a structural unit having a charge transporting ability and having a crosslinked structure has at least one charge transporting ability selected from a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, a thiol group, and an amino group. The image forming method according to claim 8, wherein the image forming method is a phenol-based resin or a siloxane-based resin containing units.
<10>
一方向に回転可能な潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記潜像担持体表面に光を照射して潜像を形成させる潜像形成手段と、トナーを含む現像剤を前記潜像が形成された潜像担持体表面に供給することにより、前記潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記潜像担持体表面に当接し、且つ、電圧が印加された状態で使用される導電性ブラシを備え、前記導電性ブラシにより前記被転写体にトナー像が転写された後の潜像担持体表面に残留したトナーをクリーニングするクリーニング手段とを有し、
前記帯電手段、前記潜像形成手段、前記現像手段、前記転写手段、および、前記クリーニング手段が、この順に前記潜像担持体の回転方向に沿って前記潜像担持体の周囲に配置された画像形成装置において、
前記クリーニング手段が、前記潜像担持体の回転方向に沿って配置された第1の導電性ブラシと第2の導電性ブラシとを含み、前記第1の導電性ブラシに印加される電圧の極性と前記第2の導電性ブラシに印加される電圧の極性とが逆極性であり、
前記トナーが、樹脂粒子中に無機微粒子を分散含有させた複合粒子を含むことを特徴とする画像形成装置である。
<10>
A latent image carrier that is rotatable in one direction; a charging unit that charges the surface of the latent image carrier; and a latent image forming unit that forms a latent image by irradiating the charged surface of the latent image carrier with light. A developer containing toner is supplied to the surface of the latent image carrier on which the latent image is formed, thereby developing the latent image to form a toner image; and transferring the toner image to the transfer target And a transfer means that contacts the surface of the latent image carrier and is used in a state where a voltage is applied, and after the toner image is transferred to the transfer target by the conductive brush Cleaning means for cleaning the toner remaining on the surface of the latent image carrier,
An image in which the charging unit, the latent image forming unit, the developing unit, the transfer unit, and the cleaning unit are arranged in this order around the latent image carrier along the rotation direction of the latent image carrier. In the forming device,
The cleaning means includes a first conductive brush and a second conductive brush arranged along the rotation direction of the latent image carrier, and the polarity of the voltage applied to the first conductive brush And the polarity of the voltage applied to the second conductive brush is opposite,
In the image forming apparatus, the toner includes composite particles in which inorganic fine particles are dispersed and contained in resin particles.
以上に説明したように本発明によれば、長期に渡って画像ボケやフィルミングの発生を抑制できると共に、感光体表面の傷も抑制できる画像形成方法およびこれを用いた画像形成装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an image forming method and an image forming apparatus using the image forming method capable of suppressing the occurrence of image blur and filming over a long period of time and also suppressing the scratches on the surface of the photoreceptor. Can do.
本発明の画像形成方法は、一方向に回転可能な潜像担持体(以下、「感光体」と称す場合がある)の表面を帯電させる帯電工程と、帯電された前記潜像担持体表面に光を照射して潜像を形成させる潜像形成工程と、トナーを含む現像剤により前記潜像を現像しトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を被転写体に転写する転写工程と、前記被転写体にトナー像が転写された後の潜像担持体表面に残留したトナーを、前記潜像担持体表面に当接し、且つ、電圧が印加された状態で使用される導電性ブラシを備えたクリーニング手段によりクリーニングするクリーニング工程とを有する画像形成方法において、前記クリーニング手段が、前記潜像担持体の回転方向に沿って配置された第1の導電性ブラシと第2の導電性ブラシとを含み、前記第1の導電性ブラシに印加される電圧の極性と前記第2の導電性ブラシに印加される電圧の極性とが逆極性であり、前記トナーが、樹脂粒子中に無機微粒子を分散含有させた複合粒子を含むことを特徴とする。 The image forming method of the present invention comprises a charging step for charging the surface of a latent image carrier that can be rotated in one direction (hereinafter sometimes referred to as a “photosensitive member”), and a surface of the charged latent image carrier. A latent image forming step of forming a latent image by irradiating light; a developing step of developing the latent image with a developer containing toner to form a toner image; and a transferring step of transferring the toner image to a transfer object. The conductive brush used in a state in which the toner remaining on the surface of the latent image carrier after the toner image is transferred to the transfer target is in contact with the surface of the latent image carrier and a voltage is applied. A first cleaning brush and a second conductive brush disposed along the rotational direction of the latent image carrier. Including and before The polarity of the voltage applied to the first conductive brush is opposite to the polarity of the voltage applied to the second conductive brush, and the toner contains inorganic fine particles dispersed in the resin particles. It is characterized by containing composite particles.
本発明の画像形成方法に用いるクリーニング手段は、潜像担持体の回転方向に沿って配置された第1の導電性ブラシと第2の導電性ブラシとを含むものであり、クリーニングに際しては、第1の導電性ブラシに印加される電圧と、第2の導電性ブラシに印加される電圧とは、その極性が逆となるように選択される。
このようなクリーニング手段を用いる理由は以下の通りである。すなわち、転写工程を終えた後の感光体表面に残留するトナー(残留トナー)の極性は、現像時に感光体表面へ供給されるトナーの正規の極性と同極性の残留トナーの他に、これとは逆極性の残留トナーも必ず存在するためである。これは、転写時にトナーに加わる電界の影響を受けて、全体に占める割合は少ないものの一部の残留トナーの極性が、現像時に感光体表面へ供給されるトナーの正規の極性と逆に反転(逆極化)するからである。それゆえ、残留トナー中に正負両極性を帯びたトナーが混在することは避けられない。
The cleaning means used in the image forming method of the present invention includes a first conductive brush and a second conductive brush arranged along the rotation direction of the latent image carrier. The voltage applied to the first conductive brush and the voltage applied to the second conductive brush are selected so that their polarities are reversed.
The reason for using such a cleaning means is as follows. That is, the polarity of the toner (residual toner) remaining on the surface of the photoconductor after the transfer process is finished is not limited to the residual toner having the same polarity as the normal polarity of the toner supplied to the surface of the photoconductor during development. This is because there is always residual toner of reverse polarity. This is due to the influence of the electric field applied to the toner at the time of transfer, and although the proportion of the total toner is small, the polarity of a part of the residual toner is reversed opposite to the normal polarity of the toner supplied to the surface of the photoreceptor during development ( This is because the polarity is reversed. Therefore, it is inevitable that toners having both positive and negative polarities are mixed in the residual toner.
従って、クリーニング手段に用いる導電性ブラシが1個だけであったり、導電性ブラシが2個以上であったとしてもがいずれの導電性ブラシも一方の極性の電圧しか印加されないならば、感光体表面に付着した残留トナーのうち、いずれか一方の極性を有するトナーは、実質的に除去することできず、画質の劣化を招く。
なお、上述したようなクリーニング手段を用いることにより、クリーニングブレード方式と比べて感光体と導電性ブラシとの摺擦が少ないため、長期に渡る画像形成においても感光体表面の傷や磨耗が少なく、正負両極に帯電したものが混在する残留トナーを効率的にクリーニングできるが、画像ボケ等の原因となる感光体表面に付着した放電生成物やフィルミングに起因する付着物は十分に除去することはできない。
Therefore, if only one conductive brush is used for the cleaning means, or even if there are two or more conductive brushes, any one of the conductive brushes is applied with a voltage of one polarity, the surface of the photoreceptor Of the residual toner adhering to the toner, the toner having one of the polarities cannot be substantially removed, resulting in deterioration of image quality.
By using the cleaning means as described above, there is less rubbing between the photoconductor and the conductive brush compared to the cleaning blade method, so there is less damage and wear on the surface of the photoconductor even in image formation over a long period of time. Residual toner that contains both positive and negative charged particles can be efficiently cleaned, but the discharge products adhering to the surface of the photoconductor that cause image blurring and deposits due to filming can be removed sufficiently. Can not.
しかし、本発明においては、トナーが、樹脂粒子中に無機微粒子を分散含有させた複合粒子(以下、「複合粒子」と略す場合がある)を含む(外添されている)ため用いているため、この複合粒子が、感光体表面に付着した放電生成物等を長期に渡って安定して研磨除去する効果を発揮する。このため、高湿環境下でも画像ボケの発生が長期に渡って抑制できる。これは、複合粒子の表面近傍に存在する無機微粒子が、感光体表面に付着した放電生成物等の研磨効果を長期に渡って安定して発揮・維持するためであると考えられる。 However, in the present invention, toner is used because it contains (externally added) composite particles (hereinafter, may be abbreviated as “composite particles”) in which inorganic fine particles are dispersed and contained in resin particles. The composite particles exhibit an effect of polishing and removing the discharge product and the like adhering to the surface of the photoreceptor stably over a long period of time. For this reason, generation | occurrence | production of an image blur can be suppressed over a long period of time also in a high humidity environment. This is presumably because the inorganic fine particles existing in the vicinity of the surface of the composite particle stably exhibit and maintain the polishing effect of the discharge product or the like attached to the surface of the photoreceptor for a long period of time.
なお、特許文献10に開示された技術に用いられている複合粒子も無機微粒子を有するため、上述したような効果が期待できると考えられる。
しかし、この複合粒子は、無機微粒子を表面に固着させた粒子である。それゆえ、経時的にみた場合、現像機中における撹拌等のストレスが加わることによって、表面に固着させた無機微粒子が脱落したり、また、樹脂粒子本体部分から大きくはみ出るように無機微粒子が存在するため、無機微粒子に押圧力が集中して樹脂粒子内部へと埋没したりするものと考えられる。すなわち、このような場合、表面に固着させた無機微粒子による研磨効果は、初期には十二分に発揮されても経時的には低下するものと考えられる。このため、初期においては研磨効果が強過ぎて、感光体表面を傷つけたりする恐れがあり、経時的には、研磨効果が低くなり過ぎて、放電生成物が十分に除去できなくなる恐れがあるものと考えられる。
In addition, since the composite particle used for the technique disclosed in Patent Document 10 also has inorganic fine particles, it is considered that the effects described above can be expected.
However, the composite particles are particles in which inorganic fine particles are fixed to the surface. Therefore, when viewed over time, due to stress such as agitation in the developing machine, the inorganic fine particles fixed on the surface fall off, or the inorganic fine particles exist so as to largely protrude from the resin particle main body. Therefore, it is considered that the pressing force concentrates on the inorganic fine particles and is buried inside the resin particles. That is, in such a case, it is considered that the polishing effect by the inorganic fine particles fixed on the surface is lowered with time even if the polishing effect is sufficiently exhibited in the initial stage. For this reason, there is a risk that the polishing effect is too strong in the initial stage and may damage the surface of the photoreceptor, and over time, the polishing effect becomes too low and the discharge products may not be sufficiently removed. it is conceivable that.
これに対して、本発明で用いられる複合粒子は、樹脂粒子中の樹脂マトリックスにしっかりと無機微粒子が固定されているため、表面近傍に存在する無機微粒子が脱落したり、樹脂粒子表面から内部へと埋没することが無い。それゆえ、研磨効果が長期に渡って安定して維持される。 In contrast, in the composite particles used in the present invention, since the inorganic fine particles are firmly fixed to the resin matrix in the resin particles, the inorganic fine particles present in the vicinity of the surface fall off or from the resin particle surface to the inside. And will not be buried. Therefore, the polishing effect is stably maintained over a long period.
一方、感光体表面に付着した放電生成物等は、トナーに研磨剤を添加することによっても除去できる。しかし、研磨剤は100%無機材料からなる粒子であるため、感光体の表面が高強度でない場合には、研磨効果が強過ぎて研磨が不均一羽になり感光体表面の傷を招いてしまう。
これに対して、本発明で用いられる複合粒子は、研磨効果を発揮する表面近傍に存在する無機微粒子を囲む樹脂マトリックスが、無機微粒子に加わる圧力を適度に分散・吸収するクッションの役割を果たしたり、樹脂マトリックスによって保持されていない無機微粒子の表面が薄い樹脂層で覆われたりする等によって、感光体表面の傷の発生を抑制しつつも、放電生成物等を除去するに十分な研磨効果が確保できるものと考えられる。
On the other hand, discharge products and the like adhering to the surface of the photoreceptor can be removed by adding an abrasive to the toner. However, since the abrasive is a particle made of 100% inorganic material, if the surface of the photoconductor is not high in strength, the polishing effect is too strong and the polishing becomes uneven and causes scratches on the surface of the photoconductor. .
In contrast, the composite particles used in the present invention serve as a cushion in which the resin matrix surrounding the inorganic fine particles existing in the vicinity of the surface that exhibits the polishing effect appropriately disperses and absorbs the pressure applied to the inorganic fine particles. In addition, the surface of the inorganic fine particles not held by the resin matrix is covered with a thin resin layer, etc., and the polishing effect sufficient to remove discharge products and the like while suppressing the generation of scratches on the surface of the photoreceptor. It can be secured.
特に高画質を実現する重合法などで作製されたトナーは球形に近いものになる傾向を持っている。それらの重合トナーは球状で有るため導電性ブラシと感光体の間で転がりが生じやすいため感光体を摺擦する力が低く、不定形である従来の粉砕トナーと比較して更に放電生成物などの除去性が低下する傾向にある。これら球状のトナーであっても本発明に用いられる複合粒子をトナーに添加する事で充分な放電生成物除去効果を得ることが出来る。 In particular, toner produced by a polymerization method that achieves high image quality tends to be nearly spherical. Since these polymerized toners are spherical, rolling between the conductive brush and the photosensitive member is likely to occur, so that the force for rubbing the photosensitive member is low, and further, compared with conventional pulverized toner that is indefinite, discharge products, etc. There is a tendency that the removability of is reduced. Even in the case of these spherical toners, a sufficient discharge product removal effect can be obtained by adding the composite particles used in the present invention to the toner.
なお、感光体の回転方向に沿って配置された第1の導電性ブラシと第2の導電性ブラシとに印加される電圧の極性は、一方が他方に対して逆極性であれば特に限定されない。しかし、残留トナーの除去効率と、フィルミングおよび画像ボケ抑制効果とを高めるためには、(1)感光体回転方向上流側の導電性ブラシ(以下、「第1の導電性ブラシ」と称する場合がある)に対してトナーの正規の極性と逆極性の電圧を印加し、(2)感光体回転方向下流側の導電性ブラシ(以下、「第2の導電性ブラシ」と称する場合がある)に対してトナーの正規の極性と同極性の電圧を印加し、且つ、(3)トナーの正規の極性と逆極性に帯電する複合粒子を用いることが好ましい。
例えば、トナーの正規の極性をマイナスとすると、第1の導電性ブラシに印加される電圧はプラス、第2の導電性ブラシに印加される電圧はマイナス、複合粒子の帯電状態はプラスとなる。このような組合わせが好適な理由は必ずしも明確ではないが、本発明者らは以下のように推察する。
Note that the polarity of the voltage applied to the first conductive brush and the second conductive brush arranged along the rotation direction of the photosensitive member is not particularly limited as long as one is opposite to the other. . However, in order to enhance the removal efficiency of residual toner and the effect of suppressing filming and image blur, (1) a conductive brush on the upstream side in the rotation direction of the photosensitive member (hereinafter referred to as “first conductive brush”) (2) a conductive brush on the downstream side in the rotation direction of the photosensitive member (hereinafter sometimes referred to as a “second conductive brush”). It is preferable to use composite particles that apply a voltage having the same polarity as the normal polarity of the toner and (3) are charged to a polarity opposite to the normal polarity of the toner.
For example, if the normal polarity of the toner is negative, the voltage applied to the first conductive brush is positive, the voltage applied to the second conductive brush is negative, and the charged state of the composite particles is positive. The reason why such a combination is suitable is not necessarily clear, but the present inventors speculate as follows.
これは、転写後に、感光体表面は、第1の導電性ブラシ、第2の導電性ブラシによって順次クリーニングされるため、まず、トナーの正規の極性と逆極性の電圧が印加された第1の導電性ブラシにより残留トナー(すなわち、トナーの正規の極性と同極性の残留トナー)の大半をクリーニングし、トナーの正規の極性と同極性の第2の導電性ブラシによって、第1の導電性ブラシによりクリーニングし切れなかった少量の残留トナー(すなわち、トナーの正規の極性と逆極性の残留トナー)を回収することによって、残留トナーを効率的に回収することができる。 This is because, after the transfer, the surface of the photoconductor is sequentially cleaned by the first conductive brush and the second conductive brush, so that the first polarity to which the polarity opposite to the normal polarity of the toner is first applied. The majority of the residual toner (that is, residual toner having the same polarity as the normal polarity of the toner) is cleaned by the conductive brush, and the first conductive brush is cleaned by the second conductive brush having the same polarity as the normal polarity of the toner. By collecting a small amount of residual toner (that is, residual toner having a polarity opposite to the normal polarity of the toner) that has not been completely cleaned, residual toner can be efficiently recovered.
一方、ブラシクリーニングの場合、ブラシ繊維と感光体との間のスペーサー材としても機能するトナーが極端に不足すると、導電性ブラシによる感光体への摺擦熱が上昇し、導電性ブラシの劣化や外添剤の擦りつけによるフィルミングが発生することもある。このような状態は、上述したような場合において起こり易くなる。 On the other hand, in the case of brush cleaning, if the toner that also functions as a spacer material between the brush fiber and the photoconductor is extremely insufficient, the frictional heat to the photoconductor by the conductive brush increases, and the conductive brush deteriorates. Filming may occur due to rubbing of the external additive. Such a state is likely to occur in the case described above.
しかし、複合粒子は、トナーの正規の帯電とは逆極性の帯電を有するため、転写工程で被転写体側へと転写されにくく、第1の導電性ブラシと感光体との当接部(第1のクリーニング部)へと選択的に搬送される。更に、第1の導電性ブラシに印可される電圧と、複合粒子の極性とは同極性であるため、複合粒子は第1の導電性ブラシによっては回収され難く、複合粒子の多くは第2の導電性ブラシと感光体との当接部(第2のクリーニング部)へと供給される。
このため、第2の導電性ブラシと感光体との当接部へと供給される複合粒子は、第2の導電性ブラシと感光体との間のスペーサー材として機能する残留トナー不足を補って、フィルミングの発生を抑制する。加えて、複合粒子は、感光体と導電性ブラシとの機械的摺擦力によって、第1のクリーニング部のみならず、第2のクリーニング部でも放電生成物等の研磨除去する効果を十分に発揮するため、画像ボケやフィルミングをより確実に防止できる。
However, since the composite particles have a charge opposite in polarity to the regular charge of the toner, they are not easily transferred to the transfer target side in the transfer process, and the contact portion (first contact between the first conductive brush and the photosensitive member). To the cleaning section). Furthermore, since the voltage applied to the first conductive brush and the polarity of the composite particles are the same polarity, the composite particles are difficult to be collected by the first conductive brush, and most of the composite particles are the second particles. The toner is supplied to a contact portion (second cleaning portion) between the conductive brush and the photosensitive member.
For this reason, the composite particles supplied to the contact portion between the second conductive brush and the photosensitive member compensate for the shortage of residual toner that functions as a spacer material between the second conductive brush and the photosensitive member. , Suppress the occurrence of filming. In addition, the composite particles sufficiently exhibit the effect of polishing and removing discharge products and the like not only in the first cleaning portion but also in the second cleaning portion due to the mechanical rubbing force between the photoreceptor and the conductive brush. Therefore, image blurring and filming can be prevented more reliably.
−複合粒子−
次に、本発明に用いられる複合粒子についてより詳細に説明する。
本発明において、複合粒子とは、既述したように、樹脂粒子中に無機微粒子を分散含有させたものである。なお、無機微粒子の分散状態は特に限定されるものではないが、少なくとも一部の無機微粒子が複合粒子表面近傍に位置するように分散していることが必要である。
-Composite particles-
Next, the composite particles used in the present invention will be described in more detail.
In the present invention, the composite particles are particles in which inorganic fine particles are dispersed and contained in the resin particles as described above. The dispersion state of the inorganic fine particles is not particularly limited, but it is necessary that at least some of the inorganic fine particles are dispersed so as to be located in the vicinity of the composite particle surface.
さらに、十分な研磨能力を確保するために、複合粒子表面近傍に分散している無機微粒子は、複合粒子表面に凸部を形成していることが特に好ましい。このような状態で無機微粒子が分散していない場合には、複合粒子表面近傍に存在する無機微粒子が研磨能力を十分に発揮することができず、画像ボケが発生してしまう場合がある。
なお、「凸部を形成する」とは、複合粒子を電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡等で観察した場合に、複合粒子表面に、無機微粒子に起因する凸形状の存在が確認できる状態を意味する。
Furthermore, in order to ensure a sufficient polishing ability, it is particularly preferable that the inorganic fine particles dispersed in the vicinity of the composite particle surface have convex portions formed on the composite particle surface. When the inorganic fine particles are not dispersed in such a state, the inorganic fine particles existing in the vicinity of the composite particle surface cannot sufficiently exhibit the polishing ability, and image blur may occur.
“Forming convex portions” means a state in which the presence of convex shapes due to inorganic fine particles can be confirmed on the surface of the composite particles when the composite particles are observed with an electron microscope or a transmission electron microscope. .
また、複合粒子の体積平均粒径は0.05〜2.0μmの範囲のものが好ましく、0.10〜1.0μmの範囲がより好ましく、さらに好ましくは0.3〜0.6μmの範囲である。
体積平均粒径が0.05μmより小さいと放電生成物等の感光体表面の付着物に対する除去効果が不充分となる場合がある。一方、2.0μmより大きいと、帯電調整能が不充分となる場合がある。
The volume average particle size of the composite particles is preferably in the range of 0.05 to 2.0 μm, more preferably in the range of 0.10 to 1.0 μm, and still more preferably in the range of 0.3 to 0.6 μm. is there.
If the volume average particle size is smaller than 0.05 μm, the effect of removing the deposits on the surface of the photoreceptor such as discharge products may be insufficient. On the other hand, if it is larger than 2.0 μm, the charge adjusting ability may be insufficient.
複合粒子の体積平均粒径は、例えば,レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置[マスターサイザー2000(商品名)マルバーン社製]により測定することができる。「体積平均粒径」とは、粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャネル)に対して体積をそれぞれ小径側から累積分布を描いた場合に、累積が50%に達した時の粒径を意味する。 The volume average particle size of the composite particles can be measured by, for example, a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus [Mastersizer 2000 (trade name) manufactured by Malvern, Inc.]. “Volume average particle size” is the particle size when the cumulative distribution reaches 50% when the cumulative distribution is drawn from the small diameter side to the particle size range (channel) divided based on the particle size distribution. Means diameter.
また、トナー粒子に外添された複合粒子の脱落を防止するために、複合粒子の真比重は1.3〜2.0の範囲内であることが好ましく、1.4〜1.8の範囲内であることがより好ましい。
真比重が、2.0を超える場合には、トナー粒子に外添された複合粒子が、トナー粒子から脱落しやすくなる場合がある。一方、真比重が、1.3未満の場合には、複合粒子同士が凝集し易くなる場合がある。なお、本発明に用いられる複合粒子は、その表面近傍に無機微粒子が存在しているため、樹脂粒子のみを単独で用いた場合と比べると、粒子同士の接触点が少なく強い凝集を形成しにくいというメリットがある。
In order to prevent the composite particles externally added to the toner particles from falling off, the true specific gravity of the composite particles is preferably in the range of 1.3 to 2.0, and preferably in the range of 1.4 to 1.8. More preferably, it is within.
When the true specific gravity exceeds 2.0, the composite particles externally added to the toner particles may easily fall off from the toner particles. On the other hand, when the true specific gravity is less than 1.3, the composite particles may easily aggregate. In addition, since the composite particles used in the present invention have inorganic fine particles in the vicinity of the surface, compared with the case where only the resin particles are used alone, there are few contact points between the particles and it is difficult to form strong aggregation. There is a merit.
また、複合粒子の粒度分布はある程度の範囲に制御されていることが望ましい。具体的には、複合粒子の個数平均粒径をd50とした場合、複合粒子の粒度分布において、全粒子数に対する粒径が(1/2)×d50以下である粒子数の割合(以下、「小径側粒子比率」と略す場合がある)、および、全粒子数に対する粒径が(3/2)×d50以上である粒子数の割合(以下、「大径側粒子比率」と略す場合がある)が、それぞれ20個数%以下であることが好ましく、15個数%以下であることがより好ましく、10個数%以下であることが更に好ましい。
小径側粒子比率が20個数%を越える場合には、より小径の複合粒子が多くなるため、この小径の複合粒子が感光体表面に付着してしまう上に、トナーの帯電性も不安定にしてしまう場合がある。一方、大径側粒子比率が20個数%を越える場合には、帯電調整効果が小さくなる。
なお、個数平均粒径は、例えば、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置[マスターサイザー2000(商品名)マルバーン社製]により測定することができる。
Moreover, it is desirable that the particle size distribution of the composite particles is controlled within a certain range. Specifically, when the number average particle diameter of the composite particles is d 50 , in the particle size distribution of the composite particles, the ratio of the number of particles having a particle diameter of (1/2) × d 50 or less with respect to the total number of particles (hereinafter, , And may be abbreviated as “small diameter side particle ratio”), and the ratio of the number of particles having a particle size of (3/2) × d 50 or more with respect to the total number of particles (hereinafter abbreviated as “large diameter side particle ratio”). May be 20% by number or less, more preferably 15% by number or less, and still more preferably 10% by number or less.
When the ratio of the small-diameter side particles exceeds 20% by number, the smaller-diameter composite particles increase, so that the small-diameter composite particles adhere to the surface of the photoreceptor and the chargeability of the toner is also unstable. May end up. On the other hand, when the large-diameter side particle ratio exceeds 20% by number, the charge adjustment effect is reduced.
The number average particle diameter can be measured by, for example, a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus [Mastersizer 2000 (trade name) manufactured by Malvern, Inc.].
後述するトナー粒子に対する複合粒子の添加量は、トナー粒子100重量部に対し、0.1〜3.0重量%の範囲であることが好ましく、より好ましくは0.2〜1.0重量%である。添加量が0.1重量%より少ないと、高温高湿下に保管した後に、複合粒子を添加したトナーを用いると形成される画像の濃度ムラ及び高温高湿下の連続画像形成後の画像流れが悪化する場合がある。一方、添加量が3.0重量%より多いものでは、帯電調整効果が小さくなる。 The amount of the composite particles added to the toner particles to be described later is preferably in the range of 0.1 to 3.0% by weight, more preferably 0.2 to 1.0% by weight with respect to 100 parts by weight of the toner particles. is there. When the addition amount is less than 0.1% by weight, the image density after continuous image formation under high-temperature and high-humidity is formed when the toner added with composite particles is used after being stored under high-temperature and high-humidity. May get worse. On the other hand, when the addition amount is more than 3.0% by weight, the charge adjustment effect is reduced.
次に、複合粒子を構成する材料について説明する。複合粒子を構成する樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等、公知の各種の樹脂から適宜選択することができる。しかし、熱可塑性樹脂は、複合粒子全体の硬度を充分高めることができない場合があるため、熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。これは、複合粒子に、長期に渡って安定した研磨効果を付与するためには、現像機中における撹拌等のストレス下でも複合粒子が変形せず、また、複合粒子表面近傍に存在する無機微粒子の埋没を防止する必要があるためである。 Next, materials constituting the composite particles will be described. As resin which comprises composite particle | grains, it can select suitably from well-known various resin, such as a thermoplastic resin and a thermosetting resin. However, since the thermoplastic resin may not sufficiently increase the hardness of the composite particles as a whole, it is preferable to use a thermosetting resin. In order to give the composite particles a stable polishing effect over a long period of time, the composite particles do not deform even under stress such as stirring in a developing machine, and the inorganic fine particles exist in the vicinity of the composite particle surface. This is because it is necessary to prevent the burial of the earth.
熱可塑性樹脂の例としては、具体的には、ポリオレフィン系樹脂、例えばポリエチレン、ポリプロピレン;ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂、例えばポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン;塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体;スチレン−アクリル酸共重合体;オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコーン樹脂又はその変性品;フッ素樹脂、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン;ポリエステル;ポリカーボネート等が挙げられる。 Specific examples of the thermoplastic resin include polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene; polyvinyl and polyvinylidene resins such as polystyrene, acrylic resin, polyacrylonitrile, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl chloride. , Polyvinyl carbazole, polyvinyl ether and polyvinyl ketone; vinyl chloride-vinyl acetate copolymer; styrene-acrylic acid copolymer; straight silicone resin composed of organosiloxane bond or a modified product thereof; fluororesin such as polytetrafluoroethylene, polyfluoride And vinyl chloride, polyvinylidene fluoride, polychlorotrifluoroethylene; polyester; polycarbonate and the like.
なお、これら樹脂を利用した複合粒子の作製に際して、ジビニルベンゼン等の架橋成分も併用すれば、複合粒子の硬度をより高めることもできる。
熱硬化性樹脂の例としては、フェノール樹脂;アミノ樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂;エポキシ樹脂、等が挙げられる。
In producing composite particles using these resins, the hardness of the composite particles can be further increased by using a crosslinking component such as divinylbenzene together.
Examples of thermosetting resins include phenol resins; amino resins such as urea-formaldehyde resins, melamine resins, benzoguanamine resins, urea resins, polyamide resins; epoxy resins, and the like.
これらの樹脂の中では、電子付与能を有する窒素原子を含有する樹脂を用いることが好ましく、窒素原子を含有する樹脂の中でも特に、熱硬化性であり、電子付与能が高いメラミン樹脂を用いることが好ましい。
一方、無機微粒子としては、感光体表面の放電生成物等の付着物に対する研磨能力を有するものであれば特に限定されないが、例えば、モース硬度が3〜9の範囲内であることが好ましく、粒径(1次粒径)が5〜500nmの範囲内であることが好ましい。また、形状としては特に限定されないが、不定形、球形、立方体等が挙げられる。
上記のような無機微粒子としては、例えば、カーボンブラック、シリカ、アルミナ、チタニア、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、炭酸カルシウム等をあげることができるが、帯電付与能力を調整する目的からシリカを用いることが好ましい。
Among these resins, it is preferable to use a resin containing a nitrogen atom having an electron-donating ability, and among the resins containing a nitrogen atom, a melamine resin that is thermosetting and has a high electron-donating ability is used. Is preferred.
On the other hand, the inorganic fine particles are not particularly limited as long as they have a polishing ability for deposits such as discharge products on the surface of the photoreceptor. For example, the Mohs hardness is preferably in the range of 3 to 9, The diameter (primary particle diameter) is preferably in the range of 5 to 500 nm. Moreover, although it does not specifically limit as a shape, An indefinite shape, a spherical form, a cube, etc. are mentioned.
Examples of the inorganic fine particles include carbon black, silica, alumina, titania, zinc oxide, strontium titanate, cerium oxide, and calcium carbonate. For the purpose of adjusting the charge imparting ability, silica is used. It is preferable to use it.
なお、本発明の画像形成方法においては、複合粒子が転写されずにクリーニング部へと供給される効率を高めるために、複合粒子の帯電は、トナーの正規の極性と逆極性に帯電していることが好ましい。但し、極端に帯電性の強いものであるとトナー自体の帯電劣化を招くため好ましくない。
そのためにはトナーの正規の極性に対して、複合粒子を構成する樹脂成分として、トナーの正規の極性と反対側へシフトさせた帯電特性の材料を選択し、複合粒子を構成する無機微粒子(無機材料)として、樹脂成分の極性と反対側へシフトさせた帯電特性を有する材料を選択することが好ましい(すなわち、相対的な電位差で表せば、例えば、トナーの正規の極性がマイナスであるとすると、正規の極性に帯電したトナーと樹脂成分と無機微粒子との間の相対的な電位差の関係は、「正規の極性に帯電したトナー<樹脂成分>無機微粒子」、となる)。
この場合、複合粒子全体としてトナーの帯電性を安定化させつつ、トナーの正規の帯電と逆極性を示すため、クリーニング助剤として効率よく機能を発揮する。
In the image forming method of the present invention, the composite particles are charged to a polarity opposite to the normal polarity of the toner in order to increase the efficiency with which the composite particles are supplied to the cleaning unit without being transferred. It is preferable. However, it is not preferable that the toner has extremely strong chargeability because it causes charging deterioration of the toner itself.
For this purpose, a material having charging characteristics shifted to the opposite side of the normal polarity of the toner is selected as the resin component constituting the composite particle with respect to the normal polarity of the toner, and inorganic fine particles (inorganic As the material, it is preferable to select a material having charging characteristics shifted to the opposite side to the polarity of the resin component (that is, if the normal polarity of the toner is negative, for example, in terms of relative potential difference) The relationship of the relative potential difference between the toner charged to the normal polarity, the resin component, and the inorganic fine particles is “toner charged to the normal polarity <resin component> inorganic fine particles”).
In this case, the composite particles as a whole exhibit a function opposite to the normal charge of the toner while stabilizing the chargeability of the toner, and thus function efficiently as a cleaning aid.
なお、上述したような、トナーの正規の極性(マイナス)と樹脂成分と無機微粒子との間の相対的な電位差の関係:「正規の極性(マイナス)に帯電したとトナー<樹脂成分>無機微粒子」を満たす樹脂成分と無機微粒子との好適な組合せの一例としては、強い正帯電性を有するメラミン樹脂と、強い負帯電性を有するシリカとの組合せや強い正帯電性を有するフェノール樹脂と、強い負帯電性を有するシリカとの組合せや強い正帯電性を有するフェノール樹脂と、強い負帯電性を有するシリカとの組合せ等が挙げられる。
なお、トナーの正規の極性がプラスである場合も、上述したような考え方で樹脂成分と無機微粒子とを適宜選択すれば、トナーの正規の極性と逆極性に帯電させた複合粒子を得ることができる。
The relationship between the normal polarity (minus) of the toner and the relative potential difference between the resin component and the inorganic fine particles as described above: “Toner <resin component> inorganic fine particles when charged to the normal polarity (minus)” As an example of a suitable combination of a resin component satisfying the above and inorganic fine particles, a combination of a melamine resin having a strong positive charge and a silica having a strong negative charge or a phenol resin having a strong positive charge and a strong Examples thereof include a combination of silica having negative chargeability, a combination of a phenol resin having strong positive chargeability and silica having strong negative chargeability.
Even when the normal polarity of the toner is positive, composite particles charged with the opposite polarity to the normal polarity of the toner can be obtained by appropriately selecting the resin component and the inorganic fine particles based on the above-described concept. it can.
本発明に用いられる複合粒子は、特に限定されるものではないが、例えば、サスペンジョン重合、乳化重合、懸濁重合などの重合方法を利用して粒状樹脂を製造する方法、モノマーもしくはオリゴマーを貧溶媒中に分散して、架橋反応を行いつつ表面張力により粒状化する方法、低分子成分と架橋剤とを溶融混練などにより、混合反応させた後、風力、機械力により、所定の粒度に粉砕する方法等の公知の樹脂粒子の製造過程において、無機微粒子を混入させることで得ることができる。例えば、単量体等の樹脂成分の前駆体を少なくとも含む溶液に、無機微粒子を分散させた後、重合や架橋反応等により複合粒子を得ることができる。 The composite particles used in the present invention are not particularly limited. For example, a method for producing a granular resin by using a polymerization method such as suspension polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, monomer or oligomer as a poor solvent. A method of dispersing in and granulating by surface tension while carrying out a crosslinking reaction, a low molecular component and a crosslinking agent are mixed and reacted by melt kneading, etc., and then pulverized to a predetermined particle size by wind force and mechanical force In the production process of known resin particles such as a method, it can be obtained by mixing inorganic fine particles. For example, after dispersing inorganic fine particles in a solution containing at least a precursor of a resin component such as a monomer, composite particles can be obtained by polymerization or a crosslinking reaction.
また、無機微粒子による複合粒子表面の凹凸形状は、例えば、〔1〕使用する無機微粒子の使用量や粒径を調整したり、〔2〕液相中で、樹脂成分の前駆体(単量体等)と無機微粒子とからなる凝集体を形成後、この凝集体の重合や架橋反応による収縮を利用して、内部に埋没していた無機微粒子を表面に凸を形成するように露出させたり、〔3〕樹脂成分と無機微粒子とからなる潤湿状態の粒子を形成後、乾燥時の樹脂マトリックスの収縮を利用して内部に埋没していた無機微粒子を表面に凸を形成するように露出させたり、あるいは、〔4〕樹脂成分のみからなるコア粒子を形成後、樹脂成分と無機微粒子とからなる被覆層を形成したりすること等によって調整することができる。 The uneven shape on the surface of the composite particles by the inorganic fine particles may be, for example, [1] adjusting the amount and particle size of the inorganic fine particles used, or [2] a precursor of the resin component (monomer in the liquid phase). Etc.) and inorganic fine particles are formed, and then the inorganic fine particles buried inside are exposed so as to form protrusions on the surface by utilizing the shrinkage caused by polymerization or crosslinking reaction of the aggregates, [3] After forming wet particles composed of resin components and inorganic fine particles, the inorganic fine particles embedded inside are exposed so as to form protrusions on the surface by utilizing the shrinkage of the resin matrix during drying. Or [4] After forming the core particles composed only of the resin component, it can be adjusted by forming a coating layer composed of the resin component and the inorganic fine particles.
以下に、シリカ微粒子とメラミン樹脂とからなる複合粒子を例に、本発明に用いられる複合粒子の製造例を詳細に説明するが、本発明の複合粒子の製造例はこれに限定されるものではない。
まず、水性媒体に数nm〜数十nm程度の平均粒径を有するコロイダルシリカとメラミン化合物とアルデヒド化合物と含む溶液を懸濁しながら、塩基性条件下でメラミン化合物とアルデヒド化合物と反応させて、水に可溶なメラミン系樹脂の初期縮合物を含む水溶液を調整する(工程(a))。
Hereinafter, a composite particle made of silica fine particles and a melamine resin is taken as an example to describe in detail a production example of a composite particle used in the present invention. However, the production example of the composite particle of the present invention is not limited to this. Absent.
First, while suspending a solution containing colloidal silica having an average particle size of about several nanometers to several tens of nanometers, a melamine compound, and an aldehyde compound in an aqueous medium, the melamine compound and the aldehyde compound are reacted under basic conditions to form water. An aqueous solution containing an initial condensate of melamine resin that is soluble in water is prepared (step (a)).
続いて、(a)工程で得られた水溶液に酸触媒を加えることによって、シリカ微粒子がメラミン樹脂中に分散した球状の複合粒子を析出させる(工程(b))。
ここで、上記(a)工程で使用されるメラミン化合物としては、メラミン、メラミンのアミノ基の水素をアルキル基、アルケニル基、フェニル基で置換した置換メラミン化合物など公知のものが使用できる。この中では安価なメラミンが最も好ましい。
Subsequently, by adding an acid catalyst to the aqueous solution obtained in the step (a), spherical composite particles in which silica fine particles are dispersed in the melamine resin are precipitated (step (b)).
Here, as a melamine compound used at the said (a) process, well-known things, such as a substituted melamine compound which substituted hydrogen of the amino group of melamine and the melamine with the alkyl group, the alkenyl group, and the phenyl group, can be used. Of these, inexpensive melamine is most preferred.
また、上記(a)工程で使用されるアルデヒド化合物としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、フルフラールなどが挙げられるが、安価でメラミン化合物との反応性が良いホルムアルデヒドやパラホルムアルデヒドが好ましい。
また、アルデヒド化合物は、前記メラミン化合物1モルに対して有効アルデヒド基当たり1.1〜6.0モル、特に1.2〜4.0モルとなるように配合することが好ましい。
Examples of the aldehyde compound used in the step (a) include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, furfural and the like, but formaldehyde and paraformaldehyde which are inexpensive and have good reactivity with the melamine compound are preferable.
Moreover, it is preferable to mix | blend an aldehyde compound so that it may become 1.1-6.0 mol per effective aldehyde group with respect to 1 mol of said melamine compounds, especially 1.2-4.0 mol.
上記(a)工程で使用されるコロイダルシリカとしては、平均粒径が好ましくは5〜70nmの範囲内のものが使用できる。また、沈降性シリカパウダー、気相法シリカパウダーなどのパウダー状のコロイダルシリカを使用することもできるが、好ましくは媒体中で一次粒子レベルまで安定分散させたコロイダルシリカのゾルを使用するのが良い。 As the colloidal silica used in the step (a), those having an average particle diameter preferably in the range of 5 to 70 nm can be used. In addition, although powdered colloidal silica such as precipitated silica powder and vapor phase method silica powder can be used, it is preferable to use a colloidal silica sol stably dispersed to the primary particle level in the medium. .
コロイダルシリカの平均粒径が70nmを超える場合は、前記(b)工程で析出する複合粒子の形状が球状になり難くなる場合がある。また、5nmに満たないと、複合粒子の粒度分布をシャープに制御し難くなる場合がある。(b)工程を経て得られた複合粒子のS平均粒径は、一般的にメラミン系樹脂濃度が低いほど、またコロイダルシリカの平均粒径が小さいほど小さくなる。 When the average particle diameter of colloidal silica exceeds 70 nm, the shape of the composite particles deposited in the step (b) may be difficult to be spherical. If it is less than 5 nm, it may be difficult to sharply control the particle size distribution of the composite particles. The S average particle size of the composite particles obtained through the step (b) is generally smaller as the melamine resin concentration is lower and the average particle size of the colloidal silica is smaller.
コロイダルシリカの添加量は、メラミン化合物100重量部に対して0.5〜100重量部の範囲が好ましく、1〜50重量部の範囲がより好ましい。添加量が0.5重量部未満では、(b)工程で複合粒子を得ることが困難になる場合がある。また、添加量が100重量部を超えても複合粒子が得られるが、この場合、微小で球状でない凝集粒子が副生するので好ましくない場合がある。
以上、シリカ微粒子とメラミン樹脂とからなる複合粒子を例として、複合粒子自体の具体的な製造過程について説明したが、次に、無機微粒子や樹脂成分の種類に関係無く、本発明に用いることが可能な全ての種類の複合粒子に共通する事項について説明する。
The amount of colloidal silica added is preferably in the range of 0.5 to 100 parts by weight and more preferably in the range of 1 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the melamine compound. If the addition amount is less than 0.5 parts by weight, it may be difficult to obtain composite particles in step (b). Moreover, although composite particle | grains are obtained even if the addition amount exceeds 100 weight part, in this case, since it is a by-product of the minute and non-spherical aggregate particle | grains, it may be unpreferable.
As described above, the specific production process of the composite particle itself has been described by taking the composite particle composed of the silica fine particle and the melamine resin as an example. Next, regardless of the kind of the inorganic fine particle and the resin component, it can be used in the present invention. The matters common to all possible types of composite particles will be described.
まず、複合粒子は、その表面を下記一般式で示されるようなシランカップリング剤等のカップリング剤で表面処理しておいてもよい。
・一般式(a) R1Si(X)3
・一般式(b) R1R2Si(X)2
・一般式(c) R1R2R3SiX
First, the surface of the composite particles may be surface-treated with a coupling agent such as a silane coupling agent represented by the following general formula.
General formula (a) R 1 Si (X) 3
General formula (b) R 1 R 2 Si (X) 2
·
なお、上記各式中、R1は、炭素数1〜20のアルキル基またはパーフルオロアルキル基を表し、R2およびR3は、それぞれ、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、パーフルオロアルキル基、またはアリール基を表し、Xは塩素原子、アルコキシ基、NCO基、またはアセトキシ基を表す。
このような表面処理により、感光体表面のコメットやフィルミングの発生防止、トナーへの分散性や密着性、さらには疎水性の制御に伴う帯電の安定性、電荷交換性等の向上効果がより一層期待される。
In the above formulas, R 1 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a perfluoroalkyl group, and R 2 and R 3 are each a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or perfluoro. An alkyl group or an aryl group is represented, and X represents a chlorine atom, an alkoxy group, an NCO group, or an acetoxy group.
By such surface treatment, it is possible to prevent the occurrence of comet and filming on the surface of the photosensitive member, and to improve the dispersibility and adhesion to the toner, as well as the charging stability and charge exchange property associated with the hydrophobicity control. Expect more.
これらの中でも、帯電量の増加という点で、一般式(a)で示されるものが好ましく、特にCH3(CH2)nSi(OCH3)3(ただし、n=5〜19)が好ましい。また、同様の理由で、R1が炭素数7〜16のアルキル基またはパーフルオロアルキル基であるものが好ましい。
このような、カップリング剤による処理は、例えば、カップリング剤を含有する溶液中に複合粒子を浸漬し、乾燥する方法の場合は、均一な被覆を形成することができるので好ましい。前記カップリング剤の付着量は、複合粒子に対して0.1〜25重量%の範囲であることが好ましい。
Among these, those represented by the general formula (a) are preferable from the viewpoint of increasing the charge amount, and CH 3 (CH 2 ) nSi (OCH 3 ) 3 (where n = 5 to 19) is particularly preferable. For the same reason, R 1 is preferably an alkyl group having 7 to 16 carbon atoms or a perfluoroalkyl group.
Such a treatment with a coupling agent is preferable, for example, in the case of a method in which the composite particles are immersed in a solution containing the coupling agent and dried, whereby a uniform coating can be formed. The adhesion amount of the coupling agent is preferably in the range of 0.1 to 25% by weight with respect to the composite particles.
また、複合粒子自体の表面をシリコーンオイル等で処理しても良い。この処理には公知のシリコーンオイルを用いることができ、気相中で浮遊させられた複合粒子に対して処理剤または処理剤を含む溶液を噴霧するスプレードライ法等による乾式法や、処理剤を含有する溶液中に複合粒子を浸漬し、乾燥する湿式法を利用して処理することができる。
本発明に用いられる複合粒子中は、無機微粒子が均一に分散されていても、不均一に分散されていてもよいが、既述したように無機微粒子が複合粒子の表面近傍に必ず存在している必要がある。また、不均一に分散している場合には、十分な研磨効果を確保するために、無機微粒子は複合粒子の表面近傍に偏在していることが好ましい。
Further, the surface of the composite particle itself may be treated with silicone oil or the like. A known silicone oil can be used for this treatment, and a dry method such as a spray drying method in which a treatment agent or a solution containing a treatment agent is sprayed on composite particles suspended in a gas phase, or a treatment agent is used. It can process using the wet method which immerses a composite particle in the solution to contain, and dries.
In the composite particles used in the present invention, the inorganic fine particles may be uniformly dispersed or non-uniformly dispersed, but as described above, the inorganic fine particles are always present near the surface of the composite particles. Need to be. In the case of non-uniform dispersion, the inorganic fine particles are preferably unevenly distributed in the vicinity of the surface of the composite particles in order to ensure a sufficient polishing effect.
ここで、上記「偏在」とは、複合粒子の粒径方向に対し表面から深さ方向に10%の範囲に、複合粒子に含まれる無機微粒子の40〜100%の範囲(数)が存在することをいう。このような偏在状態は、複合粒子の製造プロセスを適宜最適化することにより調整することができ、例えば、上述したコロイダルシリカとメラミン樹脂とからなる複合粒子の製造方法によれば、このような偏在状態を得ることができる。
なお、トナーの流動性又は帯電性等の向上を目的として、複合粒子と共に、シリカ等の無機微粉末、脂肪酸又はその誘導体或いは金属塩等の有機微粉末、フッ素系樹脂微粉末等公知の微粉末を併用することもできる。
Here, the above-mentioned “uneven distribution” includes a range (number) of 40 to 100% of the inorganic fine particles contained in the composite particles in a range of 10% from the surface to the depth direction with respect to the particle size direction of the composite particles. That means. Such an uneven distribution state can be adjusted by appropriately optimizing the production process of the composite particles. For example, according to the above-described method for producing composite particles composed of colloidal silica and a melamine resin, such uneven distribution is performed. The state can be obtained.
For the purpose of improving the fluidity or chargeability of the toner, known fine powders such as inorganic fine powders such as silica, organic fine powders such as fatty acids or their derivatives or metal salts, fine powders of fluororesins, etc., together with composite particles Can also be used together.
また、トナーの流動性及び帯電性を制御するためには、トナー粒子表面を充分に被覆する必要があるが、複合粒子だけでは充分な被覆を得ることがでないことがあるため、複合粒子による放電生成物の除去効果を損なわない範囲において、無機化合物を併用することが好ましい。特に大粒径の複合粒子を用いる場合には、複合粒子による放電生成物の除去効果を損なわない範囲において、小粒径の無機化合物を併用することが好ましい。小粒径の無機化合物としては、体積平均粒径80nm以下の無機化合物が好ましく、300nm以下の無機化合物がより好ましい。
上記小粒径の無機化合物としては、公知のものを用いることができ、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸カルシウム、酸化セリウム等が挙げられる。また、目的に応じてこれら無機微粒子の表面には公知の表面処理を施してもよい。
In addition, in order to control the fluidity and chargeability of the toner, it is necessary to sufficiently coat the surface of the toner particles, but the composite particles alone may not provide a sufficient coating. It is preferable to use an inorganic compound in combination as long as the effect of removing the product is not impaired. In particular, when using composite particles having a large particle size, it is preferable to use an inorganic compound having a small particle size in combination as long as the effect of removing discharge products by the composite particles is not impaired. As the inorganic compound having a small particle size, an inorganic compound having a volume average particle size of 80 nm or less is preferable, and an inorganic compound having a particle size of 300 nm or less is more preferable.
As the inorganic compound having a small particle diameter, known compounds can be used, and examples thereof include silica, alumina, titania, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium phosphate, cerium oxide and the like. Further, a known surface treatment may be applied to the surface of these inorganic fine particles depending on the purpose.
このような小粒径の無機化合物の添加量は、トナー粒子100重量部に対して、0.3〜3重量部が好ましく、0.5〜2重量部がより好ましい。添加量が0.3重量部より少ないと、トナーの流動性が充分に得られない場合があり、また熱保管によるブロッキング抑制が不充分となりやすい場合がある。一方、添加量が3重量部より多いと、過剰被覆状態となり、過剰無機酸化物が接触部材に移行し、二次障害を引き起こす場合がある。 The addition amount of such an inorganic compound having a small particle diameter is preferably 0.3 to 3 parts by weight, and more preferably 0.5 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner particles. If the addition amount is less than 0.3 parts by weight, the toner fluidity may not be sufficiently obtained, and blocking suppression due to thermal storage may be insufficient. On the other hand, when the addition amount is more than 3 parts by weight, an excessive covering state is caused, and the excessive inorganic oxide may be transferred to the contact member to cause a secondary failure.
複合粒子は、トナー粒子に添加し、混合されるが、混合は、例えばV型ブレンダーやヘンシェルミキサーやレディゲミキサー等の公知の混合機によって行うことができる。また、この際必要に応じて種々の添加剤を添加してもよい。
これらの添加剤としては、他の流動化剤やポリスチレン微粒子、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリフッ化ビニリデン微粒子等のクリーニング助剤もしくは転写助剤等があげられる。
The composite particles are added to the toner particles and mixed. The mixing can be performed by a known mixer such as a V-type blender, a Henschel mixer, or a Redige mixer. At this time, various additives may be added as necessary.
Examples of these additives include other fluidizing agents, cleaning aids such as polystyrene fine particles, polymethyl methacrylate fine particles, and polyvinylidene fluoride fine particles, or transfer aids.
また、トナーへの外添方法としては、複合粒子を単独で外添しても、複合粒子と他の外添剤を同時に添加混合しても、複合粒子を先に添加混合した後他の外添剤を添加混合しても、他の外添剤を先に添加混合した後に複合粒子を添加混合しても構わない。
しかし、複合粒子と他の外添剤を併用する場合には、先ずトナーと複合粒子とを混合し、この混合時よりも弱いシア(剪断力)を加えて他の無機酸化物微粉末を添加することにより、高湿環境下でも画像ボケの発生を防止する効果をより顕著に発揮することができる。また、外添混合後に篩分プロセスを通しても一向にかまわない。
In addition, the external addition method to the toner may be the external addition of the composite particles alone, the simultaneous addition and mixing of the composite particles and other external additives, or the other external addition after the composite particles are added and mixed first. Even if the additive is added and mixed, the composite particles may be added and mixed after the other external additive is added and mixed first.
However, when composite particles and other external additives are used in combination, the toner and composite particles are first mixed, and a weaker shear (shearing force) is applied and other inorganic oxide fine powder is added. By doing so, the effect of preventing the occurrence of image blur can be exhibited more significantly even in a high humidity environment. Moreover, it does not matter even if it goes through a sieving process after external addition mixing.
−トナー(及び現像剤)−
次に本発明に用いられるトナーについて説明する。本発明の画像形成方法に用いられるトナーは、特に製造方法により限定されるものではなく、例えば結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等を混練、粉砕、分級する混練粉砕法;、混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力または熱エネルギーにて形状を変化させる方法;、結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化重合凝集法;、結着樹脂を得るための重合性単量体と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法;、結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等により得られるものが使用できる。
-Toner (and developer)-
Next, the toner used in the present invention will be described. The toner used in the image forming method of the present invention is not particularly limited by the production method. For example, a binder resin, a colorant, a release agent, and a charge control agent as necessary are kneaded, pulverized, and classified. A kneading and pulverizing method; a method of changing the shape of particles obtained by the kneading and pulverizing method by mechanical impact force or thermal energy; a dispersion formed by emulsion polymerization of a polymerizable monomer of a binder resin; Is mixed with a colorant, a release agent, and a dispersion of a charge control agent, if necessary, and agglomerated and heat-fused to obtain toner particles; polymerization for obtaining a binder resin; Suspension polymerization method in which a solution of a chargeable monomer, a colorant, a release agent, and a charge control agent, if necessary, is suspended in an aqueous solvent for polymerization; a binder resin, a colorant, a release agent, necessary Depending on the solution, it can be obtained by a suspension method in which a solution such as a charge control agent is suspended in an aqueous solvent and granulated. It shall can be used.
また上記方法で得られたトナーをコアにして、さらに被覆層を形成してコアシェル構造をもたせる製造方法など、公知の方法を使用することができるが、形状制御、粒度分布制御の観点から水系溶媒にて製造する懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法が好ましく、乳化重合凝集法が特に好ましい。 In addition, known methods such as a production method in which the toner obtained by the above method is used as a core and a coating layer is further formed to have a core-shell structure can be used, but from the viewpoint of shape control and particle size distribution control, an aqueous solvent Suspension polymerization method, emulsion polymerization aggregation method and dissolution suspension method produced by the above method are preferred, and emulsion polymerization aggregation method is particularly preferred.
トナー粒子は結着樹脂と、着色剤とを含み、その他必要に応じて、離型剤や、シリカ、帯電制御剤等を用いてもよい。体積平均粒径は2〜12μmの範囲が好ましく3〜9μmの範囲がより好ましい。
また、トナーの形状係数SFは、高い現像、転写性、及び高画質が得られる点から100〜140の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは125〜140である。特に、形状係数SFを125〜140の範囲内とすることにより、接触型の帯電部材を用いる場合でも、トナーや外添剤などの帯電部材への付着をより一層抑制することができる。
ここで、トナーの形状係数SFとは下式(1)で示される値を意味する。
・式(1) SF=100×π×ML2/4A
但し、式(1)中、SFは前記トナーの形状係数、MLは前記トナー粒子の絶対最大長、Aは前記トナー粒子の投影面積を表す。
The toner particles include a binder resin and a colorant, and a release agent, silica, a charge control agent, or the like may be used as necessary. The volume average particle diameter is preferably in the range of 2 to 12 μm, and more preferably in the range of 3 to 9 μm.
Further, the shape factor SF of the toner is preferably in the range of 100 to 140, more preferably 125 to 140, from the viewpoint of obtaining high development, transferability, and high image quality. In particular, by setting the shape factor SF within the range of 125 to 140, even when a contact-type charging member is used, adhesion of the toner and external additives to the charging member can be further suppressed.
Here, the toner shape factor SF means a value represented by the following expression (1).
Formula (1) SF = 100 × π × ML 2 / 4A
In Equation (1), SF represents the shape factor of the toner, ML represents the absolute maximum length of the toner particles, and A represents the projected area of the toner particles.
なお、式(1)に示されるトナー粒子の絶対最大長、トナーの投影面積は光学顕微鏡(ニコン製、Microphoto−FXA)を用いて倍率500倍に拡大したトナー粒子像を撮影し、得られた画像情報をインターフェースを介して例えばニコレ社製画像解析装置(LuzexIII)に導入して画像解析を行うことにより求めることができる。また、形状係数SF1の値は、無作為にサンプリングした1000個のトナー粒子を測定して得られたデータを元に、平均値として求めることができる。 The absolute maximum length of the toner particles represented by formula (1) and the projected area of the toner were obtained by photographing a toner particle image magnified 500 times using an optical microscope (Nikon, Microphoto-FXA). For example, the image information can be obtained by introducing the image information into an image analysis apparatus (Luzex III) manufactured by Nicole through an interface and performing image analysis. The value of the shape factor SF1 can be obtained as an average value based on data obtained by measuring 1000 toner particles sampled randomly.
使用される結着樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;等の単独重合体および共重合体を例示することができ、特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等を挙げることができる。 Binder resins used include styrenes such as styrene and chlorostyrene; monoolefins such as ethylene, propylene, butylene, and isoprene; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, and vinyl butyrate; Α-methylene aliphatic monocarboxylic acid esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, dodecyl acrylate, octyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, dodecyl methacrylate Examples of vinyl polymers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl butyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, vinyl isopropenyl ketone; Particularly typical binder resins include polystyrene, styrene-alkyl acrylate copolymer, styrene-alkyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene- Mention may be made of maleic anhydride copolymers, polyethylene, polypropylene and the like. Further examples include polyester, polyurethane, epoxy resin, silicone resin, polyamide, modified rosin, paraffin wax and the like.
また、トナーの着色剤としては、マグネタイト、フェライト等の磁性粉、カーボンブラック、アニリンブルー、カルイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等を代表的なものとして例示することができる。 In addition, toner colorants include magnetic powders such as magnetite and ferrite, carbon black, aniline blue, caryl blue, chrome yellow, ultramarine blue, DuPont oil red, quinoline yellow, methylene blue chloride, phthalocyanine blue, and malachite green oxa. Rate, lamp black, rose bengal, C.I. I. Pigment red 48: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment yellow 97, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment blue 15: 1, C.I. I. Pigment Blue 15: 3 can be exemplified as a representative one.
離型剤としては、低分子ポリエチレン、低分子ポリプロピレン、フィッシャートロプシュワックス、モンタンワックス、カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等を代表的なものとして例示することができる。
また、トナーには必要に応じて帯電制御剤が添加されてもよい。帯電制御剤としては、公知のものを使用することができるが、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤を用いることができる。湿式製法でトナーを製造する場合、イオン強度の制御と廃水汚染の低減との点で水に溶解しにくい素材を使用するのが好ましい。本発明に用いられるトナーは、磁性材料を内包する磁性トナー、および磁性材料を含有しない非磁性トナーのいずれであってもよい。
Typical examples of the release agent include low molecular polyethylene, low molecular polypropylene, Fischer-Tropsch wax, montan wax, carnauba wax, rice wax, and candelilla wax.
Further, a charge control agent may be added to the toner as necessary. Known charge control agents can be used, but azo metal complex compounds, metal complex compounds of salicylic acid, and resin type charge control agents containing polar groups can be used. When the toner is manufactured by a wet manufacturing method, it is preferable to use a material that is difficult to dissolve in water in terms of controlling ionic strength and reducing wastewater contamination. The toner used in the present invention may be either a magnetic toner containing a magnetic material or a non-magnetic toner containing no magnetic material.
トナーに添加することができる無機酸化物としては、粉体流動性、帯電制御等のため、1次粒径が40nm以下の小径無機酸化物を、更に付着力低減や帯電制御のため、それより大径の無機酸化物を挙げることができる。これらの無機酸化物微粒子は公知のものを使用することができるが、以下のような物が例示できる。
例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化セリウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化スズ、酸化テルル、酸化マンガン、酸化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ、炭酸カルシウム素、炭酸カルシウム、炭酸マグウネシウムおよびりん酸カルシウム等の各種無機酸化物、窒化物、ホウ化物等が好適に使用される。
As the inorganic oxide that can be added to the toner, a small-diameter inorganic oxide having a primary particle size of 40 nm or less is used for powder flowability, charge control, and the like. Mention may be made of large-diameter inorganic oxides. Although these inorganic oxide fine particles can use a well-known thing, the following things can be illustrated.
For example, silica, alumina, titania, zirconia, barium titanate, aluminum titanate, strontium titanate, magnesium titanate, zinc oxide, chromium oxide, cerium oxide, antimony oxide, tungsten oxide, tin oxide, tellurium oxide, manganese oxide, Various inorganic oxides such as boron oxide, silicon carbide, boron carbide, titanium carbide, silicon nitride, titanium nitride, boron nitride, calcium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate and calcium phosphate, nitrides, borides and the like are suitable. used.
また、上記無機微粒子にテトラブチルチタネート、テトラオクチルチタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルフォニルチタネート、ビス(ジオクチルパイロフォスフェート)オキシアセテートチタネートなどのチタンカップリング剤、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトエリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、o−メチルフェニルトリメトキシシラン、p−メチルフェニルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤などで処理を行っても良い。また、シリコーンオイル、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の高級脂肪酸金属塩による疎水化処理も好ましく行うことができる。 Further, titanium coupling agents such as tetrabutyl titanate, tetraoctyl titanate, isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tridecylbenzenesulfonyl titanate, bis (dioctyl pyrophosphate) oxyacetate titanate, γ- (2-amino) Ethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane Hydrochloride, hexamethyldisilazane, methyltrimethoxysilane, butyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, octyltrimethoxy The treatment may be performed with a silane coupling agent such as silane, decyltrimethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, o-methylphenyltrimethoxysilane, and p-methylphenyltrimethoxysilane. Further, hydrophobic treatment with a higher fatty acid metal salt such as silicone oil, aluminum stearate, zinc stearate, calcium stearate can be preferably performed.
上述した無機微粒子等の外添剤の添加は、トナー粒子及び外添剤をヘンシェルミキサー、あるいはVブレンダー等で混合することによって行なうことができる。また、トナー粒子を湿式にて製造する場合は、湿式にて外添することも可能である。
また、本発明に用いられるトナーがカラートナーである場合には、キャリアと混合して使用されることが好ましい。キャリアとしては、公知のキャリアが利用でき、例えば、鉄粉、ガラスビーズ、フェライト粉、ニッケル粉、またはそれ等の表面に樹脂コーテイングを施したものが使用される。また、キャリアとトナーとの混合割合は、適宜設定することができる。
The addition of the external additive such as the inorganic fine particles described above can be performed by mixing the toner particles and the external additive with a Henschel mixer or a V blender. In addition, when the toner particles are produced by a wet method, external addition can be performed by a wet method.
In addition, when the toner used in the present invention is a color toner, it is preferably used by mixing with a carrier. As the carrier, a known carrier can be used, and for example, iron powder, glass beads, ferrite powder, nickel powder, or those having a resin coating on the surface thereof are used. Further, the mixing ratio of the carrier and the toner can be set as appropriate.
−画像形成装置−
次に、本発明の画像形成方法を利用した本発明の画像形成装置について説明する。本発明の画像形成装置は、本発明の画像形成方法を利用して画像を形成するものであり、具体的には、一方向に回転可能な潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記潜像担持体表面に光を照射して潜像を形成させる潜像形成手段と、トナーを含む現像剤を前記潜像が形成された潜像担持体表面に供給することにより、前記潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記潜像担持体表面に当接し、且つ、電圧が印加された状態で使用される導電性ブラシを備え、前記導電性ブラシにより前記被転写体にトナー像が転写された後の潜像担持体表面に残留したトナーをクリーニングするクリーニング手段とを有し、前記帯電手段、前記潜像形成手段、前記現像手段、前記転写手段、および、前記クリーニング手段が、この順に前記潜像担持体の回転方向に沿って前記潜像担持体の周囲に配置された構成を有するものである。ここで、クリーニング手段としては、上述したクリーニング手段が用いられ、また、トナーとしては、上述した複合粒子を含むものが用いられる。
なお、前記帯電手段、前記潜像形成手段、前記現像手段、前記転写手段については公知のものが利用でき、必要に応じてその他公知の手段(例えば中間転写体等)を用いてもよい。
-Image forming device-
Next, the image forming apparatus of the present invention using the image forming method of the present invention will be described. The image forming apparatus of the present invention forms an image using the image forming method of the present invention. Specifically, the latent image carrier that can rotate in one direction and the surface of the latent image carrier are provided. A charging means for charging; a latent image forming means for forming a latent image by irradiating light onto the surface of the charged latent image carrier; and a latent image carrier surface on which the latent image is formed with a developer containing toner. A developing unit that develops the latent image to form a toner image, a transfer unit that transfers the toner image to a transfer target, a surface that contacts the surface of the latent image carrier, and a voltage is A conductive brush used in an applied state, and cleaning means for cleaning toner remaining on the surface of the latent image carrier after the toner image is transferred to the transfer target by the conductive brush. , The charging unit, the latent image forming unit, and the development Stage, the transfer unit, and the cleaning means has a deployed configuration around the latent image bearing member along a rotational direction of the latent image bearing member in this order. Here, as the cleaning unit, the above-described cleaning unit is used, and as the toner, a toner containing the above-described composite particles is used.
As the charging unit, the latent image forming unit, the developing unit, and the transfer unit, known units can be used, and other known units (for example, an intermediate transfer member) may be used as necessary.
以下、図面により、本発明の画像形成装置を、具体的に説明する。
図1は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略模式図であり、図1中、1は感光体、2は帯電装置(非接触帯電器)、3は露光装置、4は現像装置、5は転写装置、7はクリーニング装置、40は画像形成装置、41(41a〜41d)は画像形成ユニット、47はベルト搬送装置、48は搬送ベルト、49、50、51、52、53、54は張架ロール、55は吸着ロール、56は定着ロール、57は収容トレイ、58はテンションロール、59はベルトクリーナ、60は記録材供給装置を表す。
The image forming apparatus of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an image forming apparatus of the present invention. In FIG. 1, 1 is a photosensitive member, 2 is a charging device (non-contact charger), 3 is an exposure device, 4 is a developing device, 5 is a transfer device, 7 is a cleaning device, 40 is an image forming device, 41 (41a to 41d) is an image forming unit, 47 is a belt conveying device, 48 is a conveying belt, 49, 50, 51, 52, 53, 54 are A tension roll, 55 is a suction roll, 56 is a fixing roll, 57 is a storage tray, 58 is a tension roll, 59 is a belt cleaner, and 60 is a recording material supply device.
図1に示す画像形成装置40の主な構成は、搬送ベルト40等からなるベルト搬送装置47と、搬送ベルト40の回転方向に沿って配置されたの回転方向に沿って順次配置された各色のトナー像を形成する4つの画像形成ユニット41a、41b、41c、41dとからなる。なお、各々の画像形成ユニット41a、41b、41c、41dは、例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像を形成するものとすることができる。
画像形成ユニット41は、感光体1と、感光体1の周囲に、その回転方向に沿って以下の順で配置された、帯電装置2、露光装置3、現像装置4、転写装置5、および、クリーニング装置7とからなり、ロール状の転写装置5は、搬送ベルト40を介して感光体1を押圧するように対向配置されている。
The main configuration of the
The
ベルト搬送装置47は、搬送ベルト48と、搬送ベルト48を張架するために、その内周面に搬送ベルト48の回転方向に沿って以下の順に配置された張架ロール49、50、51、52、53、54と、張架ロール49と搬送ベルト48を挟んで対向配置された吸着ロール55と、搬送ベルト48の外周面に配置されたテンションロール58と、ベルトクリーナ59とからなる。
なお、張架ロール50、51、52、53は、4つの画像形成ユニット41a、41b、41c、41dと、互いに平行となるように直線状に配置され、互いに平行に配置された張架ロール50、51、52、53と、画像形成ユニット41a、41b、41c、41dとの間に、給紙側に張架ロール49が、排紙側に張架ロール50が配置されている。
The
The tension rolls 50, 51, 52, and 53 are linearly arranged so as to be parallel to the four
張架ロール49と、50との間の搬送ベルト48の内周面側には、各々の画像形成ユニットの感光体1に対向配置された転写装置5が配置されている。また、テンションロール58は、搬送ベルト48のテンションを調整するために、張架ロール52と、53との間の搬送ベルト48の外周面側を、押圧するように配置され、ベルトクリーナ59は、張架ロール53と、54との間の搬送ベルト48の外周面側に配置されている。
On the inner peripheral surface side of the
また、記録媒体を、4つの感光体1と搬送ベルト48との当接部(転写部)へと供給する記録材供給装置60が、張架ロール49の張架ロール50が設けられた側と反対側に配置されており、画像形成に際しては所定のタイミングで記録材供給装置60から吸着ロール55と搬送ベルト48との当接部を経て転写部へと記録媒体が供給される。
一方、張架ロール50の張架ロール49が設けられた側と反対側には1対の定着ロール56と、収容トレイ57とが配置されており、4つの転写部を通過した記録媒体が、1対の定着ロール56の当接部を経て収容トレイ57へと排紙されるようになっている。
In addition, a recording
On the other hand, a pair of fixing rolls 56 and a receiving
この画像形成装置40におけるカラー画像の形成は、次ぎのように行なわれる。まず、記録材供給装置60から記録媒体が、吸着ロール55と搬送ベルト48との当接部を経て4つの転写部へと供給される。ここで、各々の画像形成ユニット41a、41b、41c、41dにて形成された各色のトナー像は、記録媒体が転写部を通過する際に元の原稿画像情報と一致するように順次重ね合わせて転写される。続いて、4色のトナー像が重ね合わせて転写された記録媒体は、1対の定着ロール56の当接部へと搬送され、この当接部を通過する際にトナー像が加熱圧着されることにより記録媒体表面に定着され、そのまま収容トレイ57に排紙される。なお、記録媒体の搬送と転写とを終えた後の搬送ベルト48は、ベルトクリーナ59によりクリーニングされ次ぎの画像形成に備える。
The color image is formed in the
次に、このような画像形成装置40に用いられる画像形成ユニット41の詳細について説明する。
図2は本発明の画像形成装置に用いられる画像形成ユニットの一例を示す概略模式図であり、具体的には、図1に示す画像形成ユニット41を拡大した図を示す。図2において、図1中と同様の部材については同一の符号を付してある。なお、図2に示す画像形成ユニットは、図1に示す画像形成装置以外にも利用することができ、例えば、搬送ベルト48の代わりに中間転写ベルトを用いたような装置にも適用できる。また、図3に示すように帯電装置2を、帯電ロールのような接触型の帯電装置8に置き換えた画像形成ユニットであってもよい。
Next, details of the
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of an image forming unit used in the image forming apparatus of the present invention, and specifically shows an enlarged view of the
図2に示す画像形成ユニットにおけるトナー像の形成・転写は次ぎのようにして行なわれる。
まず、感光体1の回転と共に、帯電装置により感光体1表面が帯電させられ、次に、帯電させられた感光体1表面に露光装置3によって原稿画像情報に対応した光が照射されることにより潜像が形成される。続いて、この潜像が形成された感光体1表面に、現像装置からトナーを含む現像剤が供給されることによって、潜像が現像され、トナー像が形成される。このトナー像は、感光体1と搬送ベルト48との当接部(転写部)に搬送されてきた記録媒体(図2中、不図示)表面に転写される。なお、この転写に際しては、ロール状の転写装置5には、トナーの正規の極性と逆極性の電圧が印加される。続いて、転写を終えた後の感光体1の表面は、クリーニング装置7によりその表面に残留するトナー等の付着物が除去され、次ぎの画像形成に備える。
The toner image is formed and transferred in the image forming unit shown in FIG. 2 as follows.
First, along with the rotation of the
−クリーニング手段(クリーニング装置)−
次に、本発明に用いられるクリーニング手段について説明する。本発明に用いられるクリーニング手段は、既述したように、潜像担持体の回転方向に沿って配置された第1の導電性ブラシと第2の導電性ブラシとを含むものであり、クリーニング時には、互いの極性が逆極性となるように第1の導電性ブラシと第2の導電性ブラシとに電圧が印加されるものである。
なお、第1の導電性ブラシおよび第2の導電性ブラシは、通常、1対(2個)用いられるが、各々2個以上用いてもよい。たとえば、感光体の回転方向に沿って、第1の導電性ブラシ、第2の導電性ブラシ、第1の導電性ブラシ、第2の導電性ブラシの順や、第1の導電性ブラシ、第1の導電性ブラシ、第2の導電性ブラシ、第2の導電性ブラシの順に配置されたように4個であってもよい。
また、少なくとも第1の導電性ブラシと第2の導電性ブラシと各々少なくとも1個以上備えていれば、第1の導電性ブラシの個数と第2の導電性ブラシの個数とは同一でなくてもよい。
-Cleaning means (cleaning device)-
Next, the cleaning means used in the present invention will be described. As described above, the cleaning means used in the present invention includes the first conductive brush and the second conductive brush arranged along the rotation direction of the latent image carrier. A voltage is applied to the first conductive brush and the second conductive brush so that the polarities are opposite to each other.
The first conductive brush and the second conductive brush are usually used in one pair (two), but two or more each may be used. For example, in the order of the first conductive brush, the second conductive brush, the first conductive brush, the second conductive brush, the first conductive brush, Four may be sufficient as it arrange | positioned in order of 1 conductive brush, 2nd conductive brush, and 2nd conductive brush.
Further, if at least one of the first conductive brush and at least one of the second conductive brush are provided, the number of the first conductive brush and the number of the second conductive brush are not the same. Also good.
なお、以下の説明においては、第1の導電性ブラシおよび第2の導電性ブラシが1対(2個)用いられることを前提とし、感光体回転方向上流側に位置する導電性ブラシを第1の導電性ブラシとし、感光体回転方向下流側に位置する導電性ブラシを第2の導電性ブラシとして説明する。 In the following description, it is assumed that the first conductive brush and the second conductive brush are used in a pair (two), and the first conductive brush located on the upstream side in the photoconductor rotation direction is the first. The conductive brush located on the downstream side in the photoconductor rotation direction will be described as a second conductive brush.
図4は本発明で用いられるクリーニング装置の一例を示す概略模式図であり、図2(又は図3)に示すクリーニング装置7を拡大したものである。図4に示したクリーニング装置7はカートリッジ方式のもので、2つのクリーニングユニットを備えるものである。
すなわち、図4中、ハウジング700内には、ロール状ブラシ部材(第1の導電性ブラシ)701a、回収ロール部材702a及びスクレーパー703aからなる第1のクリーニングユニットと、ロール状ブラシ部材(第2の導電性ブラシ)701b、回収ロール部材702b及びスクレーパー703bからなる第2のクリーニングユニットとが収容されている。なお、回収ロール部材702a、702bのかわりに、ロール状ブラシ部材に付着したトナーを機械的に叩き落とすフリッキング部材を設置してもよい。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the cleaning device used in the present invention, and is an enlarged view of the
That is, in FIG. 4, a
ハウジング700の感光体1に近い側は開口しており、その開口部においてロール状ブラシ部材701a、701bの外周面(ブラシ先端で形成される面)がそれぞれ感光体1の外周面に当接している。
ロール状ブラシ部材701a(又は701b)は、シャフト705a(又は705b)の外周面上に、その中心から外周面方向に複数の繊維を配してロール状としたものである。シャフト705a、705bはそれぞれ感光体1との接線に平行に配置されており、ロール状ブラシ部材701a、701bはシャフト705a、705bを中心として回転可能である。また、シャフト705a、705bのそれぞれと感光体1との距離は、ロール状ブラシ部材701a、701bのブラシ先端の感光体1に対する食い込み量が所定の値(好ましくは0.5〜2.0mm、より好ましくは0.9〜1.8mm)となるように設定されている。
The side close to the
The roll-shaped brush member 701a (or 701b) is formed in a roll shape by arranging a plurality of fibers on the outer peripheral surface of the
ロール状ブラシ部材701a、701bの繊維としては、ナイロン、アクリル、ポリオレフィン、ポリエステル等の樹脂繊維が挙げられ、ベルトロン(カネボウ社製)、SA−7(東レ社製)、UUナイロン(ユニチカ社製)等の市販品を使用することができる。これらの繊維の太さは、好ましくは30デニール以下、より好ましくは20デニール以下、さらに好ましくは0.5〜10デニールである。また、繊維の密度は、好ましくは20,000本/inch2以上、より好ましくは60,000本/inch2以上である。
Examples of the fibers of the roll-shaped
回収ロール部材702a、702bは、熱硬化性樹脂を硬化させてロール状に成型し、シャフト705a、705bの外周に配したものである。回収ロール部材702a(又は702b)は、その外周面がロール状ブラシ部材701a(又は701b)のブラシ先端に当接している。また、シャフト705a(又は705b)はシャフト704a(又は704b)に平行に配置されており、回収ロール部材702a(又は702b)はシャフト705a(又は705b)を回転軸として回転可能となっている。
The
回収ロール部材702a、702bに用いられる熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。中でもフェノール樹脂は、寸法精度が高い、成型が容易である、成形体の表面平滑性に優れる、安価である等の利点を有するので好ましい。
Examples of the thermosetting resin used for the
回収ロール部材702a、702bの曲げ弾性率は700kPa以上であることが好ましい。曲げ弾性率が700kPa未満であると、回収ロール部材に撓みが生じてブラシ部材やブレード部材との当接位置や食い込み量を所定値に保持することが困難となる。また、曲げ弾性率が700kPa未満の材料を用いて回収ロール部材の肉厚を増加させて剛性を保持しようとすると、成形収縮が大きくなって寸法精度が不十分となり、さらには、重量が増加する、成形時間が増加する、後工程が必要となる等の問題が生じてコストが増大する。なお、ここでいう曲げ弾性率は、JIS K7203に準拠して測定される値をいう。
The bending elastic modulus of the
また、回収ロール部材702a、702bはそれぞれロール状ブラシ部材701a、701b及びスクレーパー703a、703bと接触状態にあるため、その動作により回収ロール部材702a、702bの外周面は磨耗し得る。
本発明では、回収ロール部材の外周面についてJIS K6902に準拠して磨耗量を測定したとき、当該磨耗量が20mg以下であることが好ましい。これにより、ブラシ部材及びブレード部材の当接圧や食い込み量を大きな値に設定することができ、また、その場合にも長期にわたって安定的なクリーニングを行うことができる。なお、磨耗量が20mgを超えると、回収ロール部材の寿命が不十分となって頻繁な交換が必要となる場合がある。
Further, since the
In the present invention, when the amount of wear is measured in accordance with JIS K6902 on the outer peripheral surface of the recovery roll member, the amount of wear is preferably 20 mg or less. Thereby, the contact pressure and the amount of biting of the brush member and the blade member can be set to a large value, and even in that case, stable cleaning can be performed over a long period of time. In addition, when the amount of wear exceeds 20 mg, the life | cycle of a collection | recovery roll member may become inadequate and frequent replacement | exchange may be needed.
また、回収ロール部材702a、702bのロックウェル硬さ(Mスケール)は100以上であることが好ましい。ロックウェル硬さが100以上であると、寸法精度の高い成形が可能となり、また、削れに対して非常に強いロール部材となる。なお、ここでいうロックウェル硬さとは、JIS K7202に準拠して測定される値をいう。
Further, the Rockwell hardness (M scale) of the
スクレーパー703a、703bは金属薄板からなるもので、その一端のエッジ部分が回収ロール部材702a、702bの外周面に当接するように配置されている。スクレーパー703a、703bの他端はそれぞれハウジング700に固定されるが、それらの固定方法は特に制限されず、スクレーパー703bのように取り付け金具706を用いて固定してもよく、スクレーパー703aのようにハウジング700に直接固定してもよい。
スクレーパー703a、703bの材質としては、高耐久性及び低コストの点から、ステンレス又はリン青銅が好ましい。スクレーパー703a、703bの厚みは、好ましくは0.02〜2mm、より好ましくは0.05〜1mmである。なお、スクレーパーの代わりにブレード部材を用いてもよい。
The
The material of the
上記構成を有するクリーニング装置7においては、先ず、転写後の感光体1上に残存する残留トナーがロール状ブラシ部材701a、701bにより除去される。次に、ロール状ブラシ部材701a、701bの回転により回収ロール部材702a、702bとの当接位置まで残留トナーが移送されて回収される。これにより、ロール状ブラシ部材701a、701bのブラシ先端は再生され、感光体1のクリーニングに繰り返し使用される。
回収ロール部材702a、702bに付着した残留トナーは、回収ロール部材702a、702bの回転によりスクレーパー703a、703bとの当接位置まで移送され、スクレーパー703a、703bにより除去される。これにより、回収ロール部材702a、702bの表面も再生され、ロール状ブラシ部材のブラシ先端の再生に繰り返し使用される。
In the
Residual toner adhering to the
なお、本発明においては、トナーや紙粉等の感光体1上の付着物を静電的に吸着除去するために、ロール状ブラシ部材701a、701bの双方には互いに極性の異なる電圧が印加されるが、さらに、ロール状ブラシ部材701a(又は701b)と回収ロール部材702a(又は702b)との間に電位差のあるクリーニングバイアスを印加する機構とすることが好ましい。
より具体的には、ロール状ブラシ部材701a(又は701b)に所定の電圧を印加することで、その静電誘因力により感光体1上の残留トナーをロール状ブラシ部材701a(又は701b)に付着させることができる。そして、回収ロール部材702a(又は702b)にロール状ブラシ部材701a(又は701b)への印加電圧よりも絶対値が大きく且つ極性が同じ電圧を印加することで、ロール状ブラシ部材701a(又は701b)に付着した残留トナーを回収ロール部材702a(又は702b)に付着させることができる。ロール状ブラシ部材と回収ロール部材との電位差(絶対値)は、好ましくは100V以上、より好ましくは200V以上、さらに好ましくは650Vである。
In the present invention, voltages having different polarities are applied to both of the roll-shaped
More specifically, by applying a predetermined voltage to the roll-shaped brush member 701a (or 701b), the residual toner on the
ロール状ブラシ部材701a、701bへの電圧の印加するには、ブラシ部材の繊維が導電性を有していることが必要である。ここで、当該ブラシ部材の繊維に導電性を付与する方法としては、繊維に導電性粉末やイオン導電材を配合する方法、繊維の内部又は外部に導電層を形成する方法等が挙げられる。また、導電性が付与された繊維の抵抗値は、繊維単体で102〜1011Ω・cmが好ましい。
また、回収ロール部材702a、702bの電気抵抗を調整する方法としては、無機フィラー及び/又は有機フィラーを充填する方法等が挙げられる。無機フィラーや有機フィラーを回収ロール部材に充填すると、回収ロール部材の剛性が増加するという利点もある。
In order to apply a voltage to the
Examples of a method for adjusting the electrical resistance of the
無機フィラーとしては、錫、鉄、銅、アルミ等の金属粉体や金属繊維、ガラス繊維等が挙げられる。有機フィラーとしては、カーボンブラック、炭素粉、グラファイト、磁性粉、酸化亜鉛、酸化すず、酸化チタン等の金属酸化物、硫化銅、硫化亜鉛等の金属硫化物、ストロンチウム、バリウム、希土類等の所謂ハードフェライト、マグネタイト、銅、亜鉛、ニッケル及びマンガン等のフェライト、またはこれらの表面を必要に応じ導電処理したもの、銅、鉄、マンガン、ニッケル、亜鉛、コバルト、バリウム、アルミニウム、錫、リチウム、マグネシウム、シリコン、リン等の異なる金属元素を含んだ酸化物、水酸化物、炭酸塩又は金属化合物等から選ばれ高温中で焼成して得られる金属酸化物の固溶体、所謂 複合金属酸化物等やポリアニリンが挙げられる。 Examples of the inorganic filler include metal powders such as tin, iron, copper, and aluminum, metal fibers, and glass fibers. Organic fillers include carbon black, carbon powder, graphite, magnetic powder, metal oxides such as zinc oxide, tin oxide and titanium oxide, metal sulfides such as copper sulfide and zinc sulfide, so-called hard such as strontium, barium and rare earth. Ferrite such as ferrite, magnetite, copper, zinc, nickel and manganese, or those whose surfaces are subjected to conductive treatment as necessary, copper, iron, manganese, nickel, zinc, cobalt, barium, aluminum, tin, lithium, magnesium, Metal oxide solid solutions obtained by firing at high temperatures selected from oxides, hydroxides, carbonates or metal compounds containing different metal elements such as silicon and phosphorus, so-called composite metal oxides, and polyanilines Can be mentioned.
回収ロール部材702a、702bに500Vの電圧を印加したときの抵抗値は、好ましくは1×105〜1×1010Ω・cm、より好ましくは1×106〜1×108Ω・cmである。抵抗値が1×105Ω未満の場合、回収ロール部材への電荷注入が起こり、ブラシ部材が掻き取ったトナーや紙粉等の微粉末の極性が反転するため、これらを電気的に吸着することが困難となる場合がある。他方、回収ロール部材の抵抗値が1×1010Ω・cmを超えると、回収ロール部材に電荷が蓄積される現象(チャージアップ)が起こりやすくなり、この場合もトナーや紙粉等の微粉末の電気的な吸着が困難となる場合がある。
The resistance value when a voltage of 500 V is applied to the
なお、図4に示したクリーニング装置はロール状ブラシ部材、回収ロール部材及びブレード部材からなるクリーニングユニットを2個備えるものであり、使用に際しては、双方のロール状ブラシ部材に印加される電圧の極性が互いに逆となるように調整される。
クリーニングユニットの個数が1個のみであると十分なクリーニング性能が得られないため、本発明においては、上述したような1対のクリーニングユニットを備えている必要があるが、必要であれば、更に他のクリーニングユニットを備えていてもよい。
Note that the cleaning device shown in FIG. 4 includes two cleaning units each including a roll brush member, a recovery roll member, and a blade member. In use, the polarity of the voltage applied to both roll brush members Are adjusted to be opposite to each other.
If the number of cleaning units is only one, sufficient cleaning performance cannot be obtained. Therefore, in the present invention, it is necessary to provide a pair of cleaning units as described above. Other cleaning units may be provided.
なお、転写後の感光体1上に残存する残留トナーの極性は、転写電界の影響によりばらつきやすい。すなわち、残留トナーの大半は、現像時に感光体1に供給されるトナーの極性と同極性のままで存在するが、その一部は逆極に反転する場合がある。
このような場合、ロール状ブラシ部材701a、回収ロール部材702a、スクレーパー703aからなるクリーニングユニットと、ロール状ブラシ部材701b、回収ロール部材702b、スクレーパー703bからなるクリーニングユニットとのロール状ブラシ部材に印加される電圧を互いに異なるものとすることにより、一方を正規の極性に帯電した残留トナーのクリーニング用、他方を逆極性に帯電した残留トナーのクリーニング用として使用することで、正規の極性に帯電した残留トナー及び逆極性に帯電した残留トナーの双方を効率的に除去することができる。
より具体的には、先ず、第1のクリーニングユニットにおいて、ロール状ブラシ部材701aと回収ロール部材702aとにトナーの正規の極性と異なる極性の電圧を印加して、残留トナーの大半を占める正規の極性のトナーを静電的に吸着除去する。次に第2のクリーニングユニットにおいて、ロール状ブラシ部材701bと回収ロール部材702bとにトナーの積器の極性と同極性の電圧を印加する事で、逆極性に帯電した残留トナーを静電的に吸着除去することが有効である。
Note that the polarity of the residual toner remaining on the
In such a case, it is applied to the roll brush member of the cleaning unit composed of the roll brush member 701a, the
More specifically, first, in the first cleaning unit, a voltage having a polarity different from the normal polarity of the toner is applied to the roll-shaped brush member 701a and the
−感光体−
次に本発明に用いられる感光体について説明する。本発明に用いられる感光体としては公知の感光体が利用できるが、例えば、以下に示す層構成を有する感光体を用いることが好ましい。
図4は、本発明の画像形成装置に用いられる感光体の一例を示す模式断面図であり、1が感光体、11が導電性基体、12が下引き層、13が電荷発生層、14が電荷輸送層、15が保護層、16が感光層を表す。
感光体1は、導電性基体11表面に、下引き層12、電荷発生層13、電荷輸送層14、保護層15をこの順に積層したものであり、電荷発生層13、電荷輸送層14および保護層15は感光層16を構成している。なお、感光体が図3に示すような積層構成からなる場合には、保護層15に架橋構造を有する樹脂が含まれていることが好ましい。また、保護層15は必要に応じて省略してもよい。
-Photoconductor-
Next, the photoreceptor used in the present invention will be described. As the photosensitive member used in the present invention, a known photosensitive member can be used. For example, it is preferable to use a photosensitive member having the following layer structure.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a photoreceptor used in the image forming apparatus of the present invention. 1 is a photoreceptor, 11 is a conductive substrate, 12 is an undercoat layer, 13 is a charge generation layer, and 14 is The charge transport layer, 15 represents a protective layer, and 16 represents a photosensitive layer.
The
次に、図4に示した感光体の各層の詳細について説明する。
導電性基体としては、例えば、アルミニウム、銅、亜鉛、ステンレス、クロム、ニッケル、モリブデン、バナジウム、インジウム、金、白金等の金属又は合金を用いた金属板、金属ドラム、金属ベルト、あるいは導電性ポリマー、酸化インジウム等の導電性化合物やアルミニウム、パラジウム、金等の金属又は合金を塗布、蒸着、あるいはラミネートした紙、プラスチックフィルム、ベルト等が挙げられる。感光ドラムがレーザープリンターに使用される場合には、レーザーの発振波長としては350nmから850nmのものが好ましく、短波長のものほど解像度に優れるため好ましい。
Next, details of each layer of the photoreceptor shown in FIG. 4 will be described.
Examples of conductive substrates include metal plates, metal drums, metal belts, or conductive polymers using metals or alloys such as aluminum, copper, zinc, stainless steel, chromium, nickel, molybdenum, vanadium, indium, gold, platinum, etc. In addition, a paper, a plastic film, a belt, or the like coated, vapor-deposited, or laminated with a conductive compound such as indium oxide or a metal or alloy such as aluminum, palladium, or gold. When the photosensitive drum is used in a laser printer, the laser oscillation wavelength is preferably from 350 nm to 850 nm, and the shorter wavelength is preferable because the resolution is excellent.
また、レーザー光を照射する際に生じる干渉縞を防止するために、支持体表面は、中心線平均粗さRaで0.04μm〜0.5μmに粗面化することが好ましい。Raが0.04μmより小さいと、鏡面に近くなるので干渉防止効果が得られなくなり、Raが0.5μmより大きいと、画質が粗くなる場合がある。非干渉光を光源に用いる場合には、干渉縞防止の粗面化は特に必要なく、基材の表面の凹凸による欠陥の発生が防げるため、より長寿命化に適する。 In order to prevent interference fringes generated when laser light is irradiated, the surface of the support is preferably roughened to a center line average roughness Ra of 0.04 μm to 0.5 μm. If Ra is smaller than 0.04 μm, it becomes close to a mirror surface, so that the effect of preventing interference cannot be obtained. If Ra is larger than 0.5 μm, the image quality may be coarse. When non-interfering light is used for the light source, it is not particularly necessary to roughen the interference fringes, and it is possible to prevent the occurrence of defects due to the unevenness of the surface of the base material, which is suitable for longer life.
粗面化の方法としては、研磨剤を水に懸濁させて支持体に吹き付けることによって行う湿式ホーニング、あるいは、回転する砥石に支持体を圧接し、連続的に研削加工を行うセンタレス研削、陽極酸化などが好ましい。
陽極酸化処理はアルミニウムを陽極とし電解質溶液中で陽極酸化することによりアルミニウム表面に酸化膜を形成するものである。電解質溶液としては硫酸溶液、シュウ酸溶液等が挙げられる。しかし、そのままの多孔質陽極酸化膜は化学的に活性であり、汚染され易く、環境による抵抗変動も大きい。そこで、陽極酸化膜の微細孔を加圧水蒸気または沸騰水中(ニッケル等の金属塩を加えてもよい)で水和反応による体積膨張でふさぎ、より安定な水和酸化物に変える封孔処理を行う。
As a roughening method, wet honing is performed by suspending an abrasive in water and spraying on the support, or centerless grinding in which the support is pressed against a rotating grindstone to perform continuous grinding, an anode Oxidation and the like are preferred.
The anodizing treatment is to form an oxide film on the aluminum surface by anodizing in an electrolyte solution using aluminum as an anode. Examples of the electrolyte solution include a sulfuric acid solution and an oxalic acid solution. However, the intact porous anodic oxide film is chemically active, easily contaminated, and has a large resistance fluctuation due to the environment. Therefore, the pores in the anodized film are sealed with pressurized water vapor or boiling water (a metal salt such as nickel may be added) by volume expansion due to a hydration reaction, and a sealing process is performed to change to a more stable hydrated oxide. .
陽極酸化膜の膜厚については0.3〜15μmが好ましい。0.3μmより薄い場合は注入に対するバリア性が乏しく効果が十分でない。また、15μmより厚い場合は繰り返し使用による残留電位の上昇を招く。
リン酸、クロム酸及びフッ酸からなる酸性処理液による処理は以下の様に実施される。酸性処理液におけるリン酸、クロム酸およびフッ酸の配合割合は、リン酸が、10〜11重量%の範囲、クロム酸が3〜5重量%の範囲、フッ酸が0.5〜2重量%の範囲であって、これらの酸全体の濃度は、13.5〜18重量%の範囲が好ましい。処理温度は、42〜48℃であるが、処理温度を高く保つことにより、一層速く、かつ厚い被膜を形成することができる。被膜の膜厚については0.3〜15μmが好ましい。0.3μmより薄い場合は注入に対するバリア性が乏しく効果が十分でない。また、15μmより厚い場合は繰り返し使用による残留電位の上昇を招く。
The thickness of the anodic oxide film is preferably 0.3 to 15 μm. When it is thinner than 0.3 μm, the barrier property against injection is poor and the effect is not sufficient. On the other hand, if it is thicker than 15 μm, the residual potential increases due to repeated use.
The treatment with an acidic treatment solution comprising phosphoric acid, chromic acid and hydrofluoric acid is carried out as follows. The mixing ratio of phosphoric acid, chromic acid and hydrofluoric acid in the acidic treatment liquid is such that phosphoric acid is in the range of 10 to 11% by weight, chromic acid is in the range of 3 to 5% by weight, and hydrofluoric acid is in the range of 0.5 to 2% by weight. The total concentration of these acids is preferably in the range of 13.5 to 18% by weight. The processing temperature is 42 to 48 ° C., but by keeping the processing temperature high, a thicker film can be formed faster. About the film thickness of a film, 0.3-15 micrometers is preferable. When it is thinner than 0.3 μm, the barrier property against injection is poor and the effect is not sufficient. On the other hand, if it is thicker than 15 μm, the residual potential increases due to repeated use.
陽極酸化処理は、90〜100℃の純水中に5〜60分間浸漬するか、90〜120℃の加熱水蒸気に5〜60分間接触させることにより行うことができる。被膜の膜厚については0.1〜5μmが好ましい。これをさらにアジピン酸、硼酸、硼酸塩、燐酸塩、フタル酸塩、マレイン酸塩、安息香酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩などの皮膜溶解性の低い電解質溶液を用いて陽極酸化処理してもよい。 The anodizing treatment can be performed by immersing in pure water at 90 to 100 ° C. for 5 to 60 minutes or by contacting with heated steam at 90 to 120 ° C. for 5 to 60 minutes. About the film thickness of a film, 0.1-5 micrometers is preferable. This can be further anodized using an electrolyte solution with low film solubility such as adipic acid, boric acid, borate, phosphate, phthalate, maleate, benzoate, tartrate, citrate. Good.
また、所望により導電性基体と感光層との間に中間層を形成することもできる。用いられる材料としてはジルコニウムキレート化合物、ジルコニウムアルコキシド化合物、ジルコニウムカップリング剤などの有機ジルコニウム化合物、チタンキレート化合物、チタンアルコキシド化合物、チタネートカップリング剤などの有機チタン化合物、アルミニウムキレート化合物、アルミニウムカップリング剤などの有機アルミニウム化合物のほか、アンチモンアルコキシド化合物、ゲルマニウムアルコキシド化合物、インジウムアルコキシド化合物、インジウムキレート化合物、マンガンアルコキシド化合物、マンガンキレート化合物、スズアルコキシド化合物、スズキレート化合物、アルミニウムシリコンアルコキシド化合物、アルミニウムチタンアルコキシド化合物、アルミニウムジルコニウムアルコキシド化合物、などの有機金属化合物、とくに有機ジルコニウム化合物、有機チタニル化合物、有機アルミニウム化合物は残留電位が低く良好な電子写真特性を示すため、好ましく使用される。 If desired, an intermediate layer can be formed between the conductive substrate and the photosensitive layer. Materials used include zirconium chelate compounds, zirconium alkoxide compounds, organic zirconium compounds such as zirconium coupling agents, titanium chelate compounds, titanium alkoxide compounds, organic titanium compounds such as titanate coupling agents, aluminum chelate compounds, aluminum coupling agents, etc. In addition to organic aluminum compounds, antimony alkoxide compounds, germanium alkoxide compounds, indium alkoxide compounds, indium chelate compounds, manganese alkoxide compounds, manganese chelate compounds, tin alkoxide compounds, tin chelate compounds, aluminum silicon alkoxide compounds, aluminum titanium alkoxide compounds, aluminum Zirconium alkoxide compounds, etc. Machine metal compounds, especially organic zirconium compound, an organic titanyl compound, an organic aluminum compound residual potential to show the good electrophotographic properties lower, are preferably used.
また、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス2メトキシエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシ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、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−2−アミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプロプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、β−3,4−エポキシシクロヘキシルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤を含有させて使用することができる。さらに、従来より下引き層に用いられるポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリ−N−ビニルイミダゾール、ポリエチレノキシド、エチルセルロース、メチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、ポリアミド、ポリイミド、カゼイン、ゼラチン、ポリエチレン、ポリエステル、フェノール樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エポキシ樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジン、ポリウレタン、ポリグルタミン酸、ポリアクリル酸等の公知の結着樹脂を用いることもできる。 Also, vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris-2-methoxyethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyl Triethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-2-aminoethylaminopropyltrimethoxysilane, γ-mercapropropyltrimethoxysilane, γ-ureidopropyltriethoxysilane, β-3,4-epoxycyclohexyltri It can be used by containing a silane coupling agent such as methoxysilane. Furthermore, polyvinyl alcohol, polyvinyl methyl ether, poly-N-vinyl imidazole, polyethylene oxide, ethyl cellulose, methyl cellulose, ethylene-acrylic acid copolymer, polyamide, polyimide, casein, gelatin, polyethylene, conventionally used for the undercoat layer Known binder resins such as polyester, phenol resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, epoxy resin, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl pyridine, polyurethane, polyglutamic acid, and polyacrylic acid can also be used.
これらの混合割合は、必要に応じて適宜設定することができる。また、下引き層中には電子輸送性顔料を混合/分散して使用することもできる。電子輸送性顔料としては、特開昭47−30330号公報に記載のペリレン顔料、ビスベンズイミダゾールペリレン顔料、多環キノン顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料等の有機顔料、また、シアノ基、ニトロ基、ニトロソ基、ハロゲン原子等の電子吸引性の置換基を有するビスアゾ顔料やフタロシアニン顔料等の有機顔料、酸化亜鉛、酸化チタン等の無機顔料が上げられる。これらの顔料の中ではペリレン顔料、ビスベンズイミダゾールペリレン顔料と多環キノン顔料、酸化亜鉛、酸化チタンが、電子移動性が高いので好ましく使用される。
また、これらの顔料の表面は、分散性、電荷輸送性を制御する目的で上記カップリング剤や、バインダーなどで表面処理しても良い。電子輸送性顔料は多すぎると下引き層の強度が低下し、塗膜欠陥を生じるため95重量%以下、好ましくは90重量%以下で使用される。
These mixing ratios can be appropriately set as necessary. Further, an electron transporting pigment may be mixed / dispersed in the undercoat layer. Examples of the electron transport pigment include organic pigments such as perylene pigment, bisbenzimidazole perylene pigment, polycyclic quinone pigment, indigo pigment, and quinacridone pigment described in JP-A-47-30330, cyano group, nitro group, Examples thereof include organic pigments such as bisazo pigments and phthalocyanine pigments having electron-withdrawing substituents such as nitroso groups and halogen atoms, and inorganic pigments such as zinc oxide and titanium oxide. Among these pigments, perylene pigments, bisbenzimidazole perylene pigments and polycyclic quinone pigments, zinc oxide, and titanium oxide are preferably used because of their high electron mobility.
Further, the surface of these pigments may be surface-treated with the above-mentioned coupling agent or binder for the purpose of controlling dispersibility and charge transport property. If the amount of the electron transporting pigment is too large, the strength of the undercoat layer is lowered and a coating film defect is caused.
混合/分散方法は、ボールミル、ロールミル、サンドミル、アトライター、超音波等をもちいる常法が適用される。混合/分散は有機溶剤中で行われるが、有機溶剤としては、有期金属化合物や樹脂を溶解し、また、電子輸送性顔料を混合/分散したときにゲル化や凝集を起こさないものであれば如何なるものでも使用できる。例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸n−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロルベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤を単独あるいは2種以上混合して用いることができる。 As the mixing / dispersing method, a conventional method using a ball mill, a roll mill, a sand mill, an attritor, an ultrasonic wave, or the like is applied. Mixing / dispersing is carried out in an organic solvent, as long as the organic solvent dissolves a periodical metal compound or resin and does not cause gelation or aggregation when an electron transporting pigment is mixed / dispersed. Anything can be used. For example, methanol, ethanol, n-propanol, n-butanol, benzyl alcohol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, n-butyl acetate, dioxane, tetrahydrofuran, methylene chloride, chloroform, chlorobenzene Ordinary organic solvents such as toluene can be used alone or in admixture of two or more.
下引き層の厚みは一般的には、0.1〜30μm、好ましくは0.2〜25μmが適当である。また、下引き層を設けるときに用いる塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。塗布したものを乾燥させて下引き層を得るが、通常、乾燥は溶剤を蒸発させ、製膜可能な温度で行われる。特に、酸性溶液処理、ベーマイト処理を行った基材は、基材の欠陥隠蔽力が不十分となり易いため、中間層を形成することが好ましい。 The thickness of the undercoat layer is generally 0.1 to 30 μm, preferably 0.2 to 25 μm. In addition, as the coating method used when the undercoat layer is provided, conventional methods such as a blade coating method, a Meyer bar coating method, a spray coating method, a dip coating method, a bead coating method, an air knife coating method, and a curtain coating method are used. Can be used. The coated layer is dried to obtain an undercoat layer. Usually, the drying is performed at a temperature at which the solvent can be evaporated to form a film. In particular, the base material that has been subjected to the acidic solution treatment and the boehmite treatment is preferably formed with an intermediate layer because the defect concealing power of the base material tends to be insufficient.
次に電荷発生層について説明する。
電荷発生材料は、ビスアゾ、トリスアゾなどのアゾ顔料、ジブロモアントアントロンなどの縮環芳香族顔料、ペリレン顔料、ピロロピロール顔料、フタロシアニン顔料等の有機顔料や、三方晶セレン、酸化亜鉛などの無機顔料など既知のもの全て使用することができるが、特に380nm〜500nmの露光波長を用いる場合には無機顔料が好ましく、700nm〜800nmの露光波長を用いる場合には、金属及び無金属フタロシアニン顔料が好ましい。
Next, the charge generation layer will be described.
Charge generation materials include azo pigments such as bisazo and trisazo, condensed aromatic pigments such as dibromoanthanthrone, organic pigments such as perylene pigments, pyrrolopyrrole pigments, and phthalocyanine pigments, and inorganic pigments such as trigonal selenium and zinc oxide. Although all known ones can be used, inorganic pigments are particularly preferable when an exposure wavelength of 380 nm to 500 nm is used, and metal and metal-free phthalocyanine pigments are preferable when an exposure wavelength of 700 nm to 800 nm is used.
その中でも、特開平5−263007号公報及び、特開平5−279591号公報に開示されたヒドロキシガリウムフタロシアニン、特開平5−98181号公報に開示されたクロロガリウムフタロシアニン、特開平5−140472号公報及び、特開平5−140473号公報に開示されたジクロロスズフタロシアニン、特開平4−189873号公報及び、特開平5−43813号公報に開示されたチタニルフタロシアニンが特に好ましい。 Among these, hydroxygallium phthalocyanine disclosed in JP-A-5-263007 and JP-A-5-279591, chlorogallium phthalocyanine disclosed in JP-A-5-98181, JP-A-5-140472 and Particularly preferred are dichlorotin phthalocyanine disclosed in JP-A-5-140473, titanyl phthalocyanine disclosed in JP-A-4-189873 and JP-A-5-43813.
また、電荷発生材料と混合して用いられる結着樹脂としては、広範な絶縁性樹脂から選択することができ、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン、ポリシランなどの有機光導電性ポリマーから選択することもできる。
好ましい結着樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂(ビスフェノールAとフタル酸の重縮合体等)、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂等の絶縁性樹脂をあげることができるが、これらに限定されるものではない。これらの結着樹脂は単独あるいは2種以上混合して用いることができる。
The binder resin used in combination with the charge generation material can be selected from a wide range of insulating resins, and organic photoconductive polymers such as poly-N-vinylcarbazole, polyvinylanthracene, polyvinylpyrene, and polysilane. You can also choose from.
Preferred binder resins include polyvinyl butyral resin, polyarylate resin (polycondensate of bisphenol A and phthalic acid, etc.), polycarbonate resin, polyester resin, phenoxy resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyamide resin, acrylic resin. Insulating resin such as polyacrylamide resin, polyvinyl pyridine resin, cellulose resin, urethane resin, epoxy resin, casein, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl pyrrolidone resin can be used, but is not limited thereto. These binder resins can be used alone or in admixture of two or more.
電荷発生材料と結着樹脂との配合比は(重量比)は10:1〜1:10の範囲が好ましい。またこれらを分散させる方法としてはボールミル分散法、アトライター分散法、サンドミル分散法等の通常の方法を用いることができるが、この際、分散によって該の結晶型が変化しない条件が必要とされる。ちなみに本発明で実施した前記の分散法のいずれについても分散前と結晶型が変化していないことが確認されている。
さらにこの分散の際、粒子を0.5μm以下、好ましくは0.3μm以下、さらに好ましくは0.15μm以下の粒子サイズにすることが有効である。またこれらの分散に用いる溶剤としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸n−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロルベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤を単独あるいは2種以上混合して用いることができる。
The blending ratio between the charge generation material and the binder resin (weight ratio) is preferably in the range of 10: 1 to 1:10. In addition, as a method for dispersing them, a normal method such as a ball mill dispersion method, an attritor dispersion method, a sand mill dispersion method, or the like can be used. . Incidentally, it has been confirmed that the crystal form is not changed from that before dispersion in any of the dispersion methods implemented in the present invention.
Further, at the time of this dispersion, it is effective to make the particles have a particle size of 0.5 μm or less, preferably 0.3 μm or less, more preferably 0.15 μm or less. Moreover, as a solvent used for these dispersions, methanol, ethanol, n-propanol, n-butanol, benzyl alcohol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, n-butyl acetate, dioxane, tetrahydrofuran Ordinary organic solvents such as methylene chloride, chloroform, chlorobenzene and toluene can be used alone or in admixture of two or more.
また、本発明で用いる電荷発生層の厚みは一般的には、0.1〜5μm、好ましくは0.2〜2.0μmが適当である。また、電荷発生層を設けるときに用いる塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。 The thickness of the charge generation layer used in the present invention is generally 0.1 to 5 μm, preferably 0.2 to 2.0 μm. In addition, as a coating method used when the charge generation layer is provided, usual methods such as a blade coating method, a Meyer bar coating method, a spray coating method, a dip coating method, a bead coating method, an air knife coating method, and a curtain coating method are used. Can be used.
次いで、電荷輸送層について説明する。
電荷輸送層としては、公知の技術によって形成されたものを使用できる。それらの電荷輸送層は、電荷輸送材料と結着樹脂とを用いて形成されるか、あるいは高分子電荷輸送材を用いて形成される。
電荷輸送材料としては、p−ベンゾキノン、クロラニル、ブロマニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、2,4,7−トリニトロフルオレノン等のフルオレノン化合物、キサントン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノビニル系化合物、エチレン系化合物等の電子輸送性化合物、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、アリールアルカン系化合物、アリール置換エチレン系化合物、スチルベン系化合物、アントラセン系化合物、ヒドラゾン系化合物などの正孔輸送性化合物があげられる。これらの電荷輸送材料は単独または2種以上混合して用いることができるが、これらに限定されるものではない。また、これらの電荷輸送材料は単独あるいは2種以上混合して用いることができるが、モビリティーの観点から、下式(A)〜(C)に示す構造のものが好ましい。
Next, the charge transport layer will be described.
As the charge transport layer, a layer formed by a known technique can be used. These charge transport layers are formed using a charge transport material and a binder resin, or are formed using a polymer charge transport material.
Charge transport materials include quinone compounds such as p-benzoquinone, chloranil, bromanyl, anthraquinone, tetracyanoquinodimethane compounds, fluorenone compounds such as 2,4,7-trinitrofluorenone, xanthone compounds, benzophenone compounds , Electron transport compounds such as cyanovinyl compounds and ethylene compounds, triarylamine compounds, benzidine compounds, arylalkane compounds, aryl-substituted ethylene compounds, stilbene compounds, anthracene compounds, hydrazone compounds, etc. Examples thereof include pore-transporting compounds. These charge transport materials can be used alone or in combination of two or more, but are not limited thereto. These charge transport materials can be used alone or in combination of two or more, but from the viewpoint of mobility, those having structures shown by the following formulas (A) to (C) are preferable.
式(A)中、R14は、水素原子またはメチル基を示す。また、nは1又は2を意味する。Ar6及びAr7は置換若しくは未置換のアリール基、又は、−C(R18)=C(R19)(R20)、―CH=CH―CH=C(Ar)2を表わし、置換基としてはハロゲン原子、炭素数が1〜5の範囲のアルキル基、炭素数が1〜5の範囲のアルコキシ基、又は炭素数が1〜3の範囲のアルキル基で置換された置換アミノ基を示す。
なお、R18、R19、R20は水素原子、置換又は未置換のアルキル基、または、置換若しくは未置換のアリール基を表す。また、Arは置換又は未置換のアリール基を表す。
In the formula (A), R 14 represents a hydrogen atom or a methyl group. N means 1 or 2. Ar 6 and Ar 7 represent a substituted or unsubstituted aryl group, or —C (R 18 ) ═C (R 19 ) (R 20 ), —CH═CH—CH═C (Ar) 2 , As a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a substituted amino group substituted with an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. .
R 18 , R 19 and R 20 each represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group. Ar represents a substituted or unsubstituted aryl group.
式(B)中、R15、R15’は同一でも異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5のアルキル基、または、炭素数1〜5のアルコキシ基を表わす。R16、R16’、R17、R17'は同一でも異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数1〜2のアルキル基で置換されたアミノ基、置換若しくは未置換のアリール基、または、−C(R18)=C(R19)(R20)、―CH=CH―CH=C(Ar)2を表わす。mおよびnは0〜2の整数である。なお、R18、R19、R20、Arは、式(A)において説明した場合と同様である。 In the formula (B), R 15 and R 15 ′ may be the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. R 16 , R 16 ′, R 17 and R 17 ′ may be the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or 1 to 2 carbon atoms. An amino group substituted with an alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or —C (R 18 ) ═C (R 19 ) (R 20 ), —CH═CH—CH═C (Ar) 2 Represent. m and n are integers of 0-2. R 18 , R 19 , R 20 and Ar are the same as described in the formula (A).
式(C)中、R21は水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基、置換若しくは未置換のアリール基、または、―CH=CH―CH=C(Ar)2を表す(Arは、置換又は未置換のアリール基を表す)。R22、R23は同一でも異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数1〜2のアルキル基で置換されたアミノ基、または、置換若しくは未置換のアリール基を表す。 In Formula (C), R 21 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group, or —CH═CH—CH═C (Ar ) 2 (Ar represents a substituted or unsubstituted aryl group). R 22 and R 23 may be the same or different, and are an amino group substituted with a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms. Represents a group or a substituted or unsubstituted aryl group.
さらに電荷輸送層に用いる結着樹脂は、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコン樹脂、シリコン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキッド樹脂や、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシラン、特開平8−176293号公報や特開平8−208820号公報に示されているポリエステル系高分子電荷輸送材など高分子電荷輸送材を用いることもできる。これらの結着樹脂は単独あるいは2種以上混合して用いることができる。電荷輸送材料と結着樹脂との配合比(重量比)は10:1〜1:5が好ましい。 Further, the binder resin used for the charge transport layer is polycarbonate resin, polyester resin, methacrylic resin, acrylic resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polystyrene resin, polyvinyl acetate resin, styrene-butadiene copolymer, vinylidene chloride- Acrylonitrile copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride copolymer, silicone resin, silicone-alkyd resin, phenol-formaldehyde resin, styrene-alkyd resin, poly-N- Vinyl carbazole, polysilane, and polymer charge transport materials such as polyester polymer charge transport materials disclosed in JP-A-8-176293 and JP-A-8-208820 can also be used. These binder resins can be used alone or in admixture of two or more. The blending ratio (weight ratio) between the charge transport material and the binder resin is preferably 10: 1 to 1: 5.
また、高分子電荷輸送材を単独で用いることもできる。高分子電荷輸送材としては、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシランなどの電荷輸送性を有する公知のものを用いることができる。
特に、特開平8−176293号公報や特開平8−208820号公報に示されているポリエステル系高分子電荷輸送材は、高い電荷輸送性を有しており、とくに好ましいものである。高分子電荷輸送材はそれだけでも電荷輸送層として使用可能であるが、上記結着樹脂と混合して成膜してもよい。
A polymer charge transport material can also be used alone. As the polymer charge transport material, known materials having charge transport properties such as poly-N-vinylcarbazole and polysilane can be used.
In particular, polyester polymer charge transport materials disclosed in JP-A-8-176293 and JP-A-8-208820 have a high charge transporting property and are particularly preferable. The polymer charge transport material alone can be used as the charge transport layer, but may be formed into a film by mixing with the binder resin.
本発明で用いる電荷輸送層の厚みは一般的には、5〜50μm、好ましくは10〜30μmが適当である。塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。
さらに電荷輸送層を設けるときに用いる溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロルベンゼン等の芳香族炭化水素類、アセトン、2−ブタノン等のケトン類、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロンゲン化脂肪族炭化水素類、テトラヒドロフラン、エチルエーテル等の環状もしくは直鎖状のエーテル類等の通常の有機溶剤を単独あるいは2種以上混合して用いることができる。また、複写機中で発生するオゾンや酸化性ガス、あるいは光、熱による感光体の劣化を防止する目的で、感光層中に酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤等の添加剤を添加することができる。
The thickness of the charge transport layer used in the present invention is generally 5 to 50 μm, preferably 10 to 30 μm. As a coating method, a normal method such as a blade coating method, a Meyer bar coating method, a spray coating method, a dip coating method, a bead coating method, an air knife coating method, or a curtain coating method can be used.
Furthermore, as a solvent used when providing a charge transport layer, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and chlorobenzene, ketones such as acetone and 2-butanone, and halogenation such as methylene chloride, chloroform and ethylene chloride Ordinary organic solvents such as aliphatic hydrocarbons, cyclic ethers such as tetrahydrofuran and ethyl ether and linear ethers can be used alone or in admixture of two or more. Additives such as antioxidants, light stabilizers, and heat stabilizers are added to the photosensitive layer to prevent photoconductor deterioration due to ozone, oxidizing gas, or light or heat generated in the copying machine. can do.
例えば、酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノンおよびそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物等があげられる。光安定剤の例としては、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、ジチオカルバメート、テトラメチルピペリジン等の誘導体があげられる。また、感度の向上、残留電位の低減、繰り返し使用時の疲労低減等を目的として、少なくとも1種の電子受容性物質を含有させることができる。
使用可能な電子受容物質としては、例えば、無水コハク酸、無水マレイン酸、ジブロム無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラブロム無水フタル酸、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、o−ジニトロベンゼン、m−ジニトロベンゼン、クロラニル、ジニトロアントラキノン、トリニトロフルオレノン、ピクリン酸、o−ニトロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、フタル酸等や、一般式(I)で示される化合物をあげることができる。これらのうち、フルオレノン系、キノン系やCl,CN,NO2等の電子吸引性置換基を有するベンゼン誘導体が特に好ましい。
For example, examples of the antioxidant include hindered phenol, hindered amine, paraphenylenediamine, arylalkane, hydroquinone, spirochroman, spiroidanone and derivatives thereof, organic sulfur compounds, and organic phosphorus compounds. Examples of the light stabilizer include derivatives such as benzophenone, benzotriazole, dithiocarbamate, and tetramethylpiperidine. In addition, at least one kind of electron accepting substance can be contained for the purpose of improving sensitivity, reducing residual potential, and reducing fatigue during repeated use.
Usable electron acceptors include, for example, succinic anhydride, maleic anhydride, dibromomaleic anhydride, phthalic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, o-dinitrobenzene, m- Examples thereof include dinitrobenzene, chloranil, dinitroanthraquinone, trinitrofluorenone, picric acid, o-nitrobenzoic acid, p-nitrobenzoic acid, phthalic acid and the like, and compounds represented by general formula (I). Of these, benzene derivatives having electron-withdrawing substituents such as fluorenone, quinone and Cl, CN, NO 2 are particularly preferred.
次いで、最表面層(あるいは保護層)について説明する。
次に、本発明に用いられる感光体の表面部分(最表面層;例えば、図4に示すような積層構成の場合は保護層15に相当する部分)には、架橋構造を有する樹脂画含まれていることが好ましい。
本発明においては、潜像担持体の表面(最表面層)に架橋構造を有する樹脂が含まれると、感光体表面の硬度を高めて耐磨耗性をより向上させることが可能になる。このため、より長期に渡って画像形成を行っても表面に傷が発生したり表面の磨耗が抑制されるため、より均一なクリーニングが可能となる。以下、最表面層が、図4に示すような保護層からなる場合を前提として説明する。
Next, the outermost surface layer (or protective layer) will be described.
Next, the surface portion (outermost surface layer; for example, the portion corresponding to the protective layer 15 in the case of the laminated structure shown in FIG. 4) of the photoreceptor used in the present invention includes a resin image having a crosslinked structure. It is preferable.
In the present invention, when the surface (outermost surface layer) of the latent image carrier contains a resin having a crosslinked structure, it is possible to increase the hardness of the surface of the photoreceptor and further improve the wear resistance. For this reason, even if image formation is performed for a longer period of time, scratches are generated on the surface or surface wear is suppressed, so that more uniform cleaning is possible. Hereinafter, description will be made on the assumption that the outermost surface layer is formed of a protective layer as shown in FIG.
この保護層を構成する材料としては、耐磨耗性を向上させ十分な硬度を確保するために、架橋構造を有する樹脂を用いることが好ましい。このような材料を用いない場合には、表面の硬度が低く十分な耐磨耗性が得られないため、傷が発生したり磨耗が進行し易く、より長期に渡って画像形成を行うことができなくなる場合がある。
なお、保護層には、架橋構造を有する樹脂以外にも必要に応じて、架橋構造を有さないバインダー樹脂や、導電性微粒子、電荷輸送材料(電荷輸送能を有する化合物)、また、フッ素樹脂やアクリル樹脂などからなる潤滑性微粒子が含まれていてもよく、保護層の形成に際しては、必要に応じてシリコンや、アクリルなどのハードコート剤を使用することができる。また、保護層の形成方法の詳細については後述するが、保護層の形成には架橋構造を有する樹脂を構成する前駆体を少なくとも含む保護層形成用溶液が用いられる。
As a material constituting the protective layer, it is preferable to use a resin having a crosslinked structure in order to improve wear resistance and ensure sufficient hardness. When such a material is not used, the surface hardness is low and sufficient wear resistance cannot be obtained, so that scratches and wear easily occur, and image formation can be performed for a longer period of time. It may not be possible.
In addition to the resin having a cross-linked structure, the protective layer may include a binder resin not having a cross-linked structure, conductive fine particles, a charge transporting material (compound having a charge transporting ability), and a fluororesin as necessary. Lubricating fine particles made of acrylic resin or acrylic resin may be included, and when forming the protective layer, a hard coating agent such as silicon or acrylic can be used as necessary. Although details of the method for forming the protective layer will be described later, a protective layer forming solution containing at least a precursor constituting a resin having a crosslinked structure is used for forming the protective layer.
なお、架橋構造を有する樹脂としては、保護層の硬度を確保する点から種々の材料を用いることができるが、特性上、フェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、シロキサン系樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができ、これらの中でも特にシロキサン系樹脂、フェノール系樹脂が耐久性の点で最も好ましい。 As the resin having a cross-linked structure, various materials can be used from the viewpoint of ensuring the hardness of the protective layer, but in terms of properties, mention may be made of phenolic resins, urethane resins, siloxane resins, epoxy resins, etc. Among these, siloxane resins and phenol resins are most preferable from the viewpoint of durability.
さらに電気特性や画質維持性などの観点からは、架橋構造を有する樹脂は、電荷輸送性を有している(電荷輸送能を有する構造単位を含む)ことが好ましい。この場合、図4に示すような積層構成型の潜像担持体では、保護層15が、電荷輸送層14の一部として機能することもできる。
Furthermore, from the viewpoint of electrical characteristics, image quality maintenance, and the like, the resin having a crosslinked structure preferably has charge transportability (including a structural unit having charge transportability). In this case, in the laminated structure type latent image carrier as shown in FIG. 4, the protective layer 15 can also function as a part of the
このような電荷輸送能を有する構造単位を含み、且つ、架橋構造を有する樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、チオール基及びアミノ基から選択される少なくとも1種の電荷輸送性材料(電荷輸送能を有する構造単位)を含むフェノール系樹脂又はシロキサン系樹脂であるであることがより好ましい。 The resin having a structural unit having such a charge transporting ability and having a crosslinked structure is at least one charge transport selected from a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, a thiol group, and an amino group. More preferably, it is a phenol-based resin or a siloxane-based resin containing a conductive material (structural unit having charge transporting ability).
なお、フェノール系樹脂の合成に用いられるフェノール誘導体としては、レゾルシン、ビスフェノール等、フェノール、クレゾール、キシレノール、パラアルキルフェノール、パラフェニルフェノール等の水酸基を1個含む置換フェノール類、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン等の水酸基を2個含む置換フェノール類、ビスフェノールA、ビスフェノールZ等のビスフェノール類、ビフェノール類等、フェノール構造を有する化合物が利用でき、一般にフェノール樹脂の合成用原料として市販されているものが利用できる。
また、フェノール誘導体は、メチロール基を含むものも利用でき、例えば、モノメチロールフェノール類、ジメチロールフェノール類若しくはトリメチロールフェノール類のモノマー、それらの混合物、それらがオリゴマー化されたもの、又はそれらモノマーとオリゴマーとの混合物が挙げられる。
なお、本明細書においては、分子の構造単位の繰り返しが2〜20程度の比較的大きな分子をオリゴマーといい、それ以下のものをモノマーという。
Examples of phenol derivatives used for the synthesis of phenolic resins include resorcin, bisphenol, substituted phenols containing one hydroxyl group such as phenol, cresol, xylenol, paraalkylphenol, paraphenylphenol, catechol, resorcinol, hydroquinone, etc. Compounds having a phenol structure such as substituted phenols containing two hydroxyl groups, bisphenols such as bisphenol A and bisphenol Z, and biphenols can be used, and generally those commercially available as raw materials for synthesizing phenol resins can be used.
In addition, as the phenol derivative, those containing a methylol group can be used, for example, monomers of monomethylolphenols, dimethylolphenols or trimethylolphenols, a mixture thereof, those obtained by oligomerization thereof, or those monomers and The mixture with an oligomer is mentioned.
In the present specification, a relatively large molecule having about 2 to 20 repeating molecular structural units is referred to as an oligomer, and a molecule smaller than that is referred to as a monomer.
また、フェノール系樹脂の合成に用いられるアルデヒド類としては、ホルムアルデヒドやパラホルムアルデヒド等が利用できる。フェノール系樹脂の合成にさいしては、これら原料を、酸触媒又はアルカリ触媒下で反応させることで得ることができるが、一般にフェノール樹脂として市販されているものも使用できる。 In addition, formaldehyde, paraformaldehyde, and the like can be used as aldehydes used in the synthesis of the phenolic resin. In synthesizing a phenolic resin, it can be obtained by reacting these raw materials in the presence of an acid catalyst or an alkali catalyst. However, commercially available phenolic resins can also be used.
上記酸触媒としては、硫酸、パラトルエンスルホン酸、リン酸等が用いられる。また、アルカリ触媒としては、NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等のアルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物やアミン系触媒が用いられる。
アミン系触媒としては、アンモニア、ヘキサメチレンテトラミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
塩基性触媒を使用した場合には、残留する触媒によりキャリアが著しくトラップされ、電子写真特性を悪化させる場合がある。このため、塩基性触媒を利用した場合は、触媒を利用した反応終了後に、酸で中和するか、シリカゲル等の吸着剤や、イオン交換樹脂等と接触させることにより不活性化又は除去することが好ましい。
本発明に用いられる架橋構造を有するフェノール系樹脂としては、上述したような公知のフェノール系樹脂を更に架橋反応させたものであってもよく、ノボラック型のようにフェノール系樹脂自体が架橋構造を有しているものであってもよい。なお、前者の場合は、レゾール型フェノール樹脂を用いることがより好ましい。
As the acid catalyst, sulfuric acid, paratoluenesulfonic acid, phosphoric acid and the like are used. As the alkali catalyst, hydroxides or amine catalysts of alkali metals and alkaline earth metals such as NaOH, KOH, Ca (OH) 2 and Ba (OH) 2 are used.
Examples of the amine catalyst include, but are not limited to, ammonia, hexamethylenetetramine, trimethylamine, triethylamine, and triethanolamine.
When a basic catalyst is used, carriers may be significantly trapped by the remaining catalyst, which may deteriorate electrophotographic characteristics. For this reason, when a basic catalyst is used, after the reaction using the catalyst is completed, it must be neutralized with an acid, or deactivated or removed by contacting with an adsorbent such as silica gel, an ion exchange resin, or the like. Is preferred.
The phenolic resin having a crosslinked structure used in the present invention may be one obtained by further crosslinking a known phenolic resin as described above, and the phenolic resin itself has a crosslinked structure like a novolac type. You may have. In the former case, it is more preferable to use a resol type phenol resin.
なお、水酸基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、チオール基及びアミノ基から選択される少なくとも1種の電荷輸送材料としては、下記一般式(I)〜(VII)で示される化合物であることが好ましい。また、複数のエポキシ基を有する電荷輸送材料としては、下記一般式(IV)で示される化合物であることが好ましい。
・一般式(I)
F−[(X1)m1−(R1)m2−Y]m3
The at least one charge transport material selected from a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, a thiol group, and an amino group is a compound represented by the following general formulas (I) to (VII). Is preferred. The charge transport material having a plurality of epoxy groups is preferably a compound represented by the following general formula (IV).
・ General formula (I)
F - [(X 1) m1 - (R 1) m2 -Y] m3
上記一般式(I)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基、X1は酸素原子又は硫黄原子を、R1はアルキレン基(炭素数は1〜15が好ましく、1〜10がより好ましい)を、Yは水酸基、カルボキシル基(−COOH)、チオール基(−SH)又はアミノ基(−NH2)を示し、m1及びm2はそれぞれ独立に0又は1を、m3は1〜4の整数を示す。 In the general formula (I), F is an organic group derived from a compound having a hole transporting ability, X 1 is an oxygen atom or a sulfur atom, R 1 is an alkylene group (the number of carbon atoms is preferably 1 to 15, preferably 1 10 is more preferable), Y represents a hydroxyl group, a carboxyl group (—COOH), a thiol group (—SH) or an amino group (—NH 2 ), m1 and m2 each independently represents 0 or 1, m3 represents An integer of 1 to 4 is shown.
・一般式(II)
F−[(X2)n1−(R2)n2−(Z)n3G]n4
上記一般式(II)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、X2は酸素原子又は硫黄原子を、R2はアルキレン基(炭素数は1〜15が好ましく、1〜10がより好ましい)を、Zはアルキレン基、酸素原子、硫黄原子、NH又はCOOを、Gはエポキシ基を、n1、n2及びn3はそれぞれ独立に0又は1を、n4は1〜4の整数を示す。
・ General formula (II)
F - [(X 2) n1 - (R 2) n2 - (Z) n3 G] n4
In the general formula (II), F represents an organic group derived from a compound having a hole transporting ability, X 2 represents an oxygen atom or a sulfur atom, R 2 represents an alkylene group (the number of carbon atoms is preferably 1 to 15, 1 to 10 is more preferable), Z is an alkylene group, oxygen atom, sulfur atom, NH or COO, G is an epoxy group, n1, n2 and n3 are each independently 0 or 1, n4 is 1 to 4 Indicates an integer.
・一般式(III)
F−[D−Si(R3)(3-a)Qa]b
一般式(III)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、Dは可とう性を有する2価の基を、R3は水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基(炭素数は1〜15が好ましく、1〜10がより好ましい)又は置換若しくは未置換のアリール基(炭素数は6〜20が好ましく、6〜15がより好ましい)を、Qは加水分解性基を、aは1〜3の整数を、bは1〜4の整数を示す。
・ General formula (III)
F- [D-Si (R 3 ) (3-a) Q a ] b
In general formula (III), F represents an organic group derived from a compound having a hole transporting ability, D represents a divalent group having flexibility, R 3 represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group. (The carbon number is preferably 1-15, more preferably 1-10) or a substituted or unsubstituted aryl group (the carbon number is preferably 6-20, more preferably 6-15), Q is a hydrolyzable group. A represents an integer of 1 to 3, and b represents an integer of 1 to 4.
また、上記可とう性を有する2価の基Dとしては、具体的には、光電特性を付与するためのFの部位と、3次元的な無機ガラス質ネットワークの構築に寄与する置換ケイ素基とを結びつける働きを担う2価の基である。また、Dは、堅い反面もろさも有する無機ガラス質ネットワークの部分に適度な可とう性を付与し、膜としての機械的強靱さを向上させる働きを担う有機基構造を表す。Dとして具体的には、−CαH2α−、−CβH2β-2−、−CγH2γ-4−で表わされる2価の炭化水素基(ここで、αは1〜15の整数を表し、βは2〜15の整数を表し、γは3〜15の整数を表す)、−COO−、−S−、−O−、−CH2−C6H4−、−N=CH−、−(C6H4)−(C6H4)−、及び、これらの特性基を任意に組み合わせた構造を有する特性基、更にはこれらの特性基の構成原子を他の置換基と置換したもの等が挙げられる。また、上記加水分解性基Qとしては、アルコキシ基が好ましく、炭素数1〜15のアルコキシ基がより好ましい。
In addition, as the divalent group D having flexibility, specifically, a site of F for imparting photoelectric characteristics, a substituted silicon group contributing to the construction of a three-dimensional inorganic glassy network, It is a divalent group that plays a role in linking. In addition, D represents an organic group structure that imparts moderate flexibility to the portion of the inorganic glassy network that is hard but brittle, and plays a role of improving mechanical toughness as a film. Specific examples D, -CαH 2 α -, - CβH 2 β -2 -, -
・一般式(IV)
F−[(X4)n1−(R4)n2−(Z)n3G]n4
上記一般式(IV)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、X4は酸素原子又は硫黄原子を、R4はアルキレン基(炭素数は1〜15が好ましく、1〜10がより好ましい)を、Zはアルキレン基、酸素原子、硫黄原子、NH又はCOOを、Gはエポキシ基を、n1、n2及びn3はそれぞれ独立に0又は1を、n4は2〜4の整数を示す。
・ General formula (IV)
F - [(X 4) n1 - (R 4) n2 - (Z) n3 G] n4
In the general formula (IV), F represents an organic group derived from a compound having a hole transporting ability, X 4 represents an oxygen atom or a sulfur atom, R 4 represents an alkylene group (the number of carbon atoms is preferably 1 to 15, 1 to 10 is more preferable), Z is an alkylene group, oxygen atom, sulfur atom, NH or COO, G is an epoxy group, n1, n2 and n3 are each independently 0 or 1, n4 is 2 to 4 Indicates an integer.
・一般式(V)
F−[(X5)n1R5−ZH]n2
ここで、上記一般式(V)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、X5は酸素原子又は硫黄原子を、R5はアルキレン基を、Zは酸素原子、硫黄原子、N又はCOOを、n1は0又は1を、n2は1〜4の整数を示す。なお、一般式(V)中、ZHは水酸基、チオール基、アミノ基又はカルボキシル基を示す。
・ General formula (V)
F-[(X 5 ) n1 R 5 -ZH] n2
Here, in the general formula (V), F represents an organic group derived from a compound having a hole transporting ability, X 5 represents an oxygen atom or a sulfur atom, R 5 represents an alkylene group, Z represents an oxygen atom, Sulfur atom, N or COO, n1 represents 0 or 1, and n2 represents an integer of 1 to 4. In general formula (V), ZH represents a hydroxyl group, a thiol group, an amino group, or a carboxyl group.
ここで、一般式(VI)中、Fは正孔輸送性を有するn7価の有機基を、Tは2価の基を、Yは酸素原子又は硫黄原子を、R6、R7及びR8はそれぞれ独立に水素原子又は1価の有機基を、R9は1価の有機基を、m1は0又は1を、n7は1〜4の整数を、それぞれ示す。但し、R8とR9は互いに結合してYをヘテロ原子とする複素環を形成してもよい。 Here, in general formula (VI), F is an n7 valent organic group having hole transportability, T is a divalent group, Y is an oxygen atom or a sulfur atom, R 6 , R 7 and R 8. Each independently represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, R 9 represents a monovalent organic group, m1 represents 0 or 1, and n7 represents an integer of 1 to 4. However, R 8 and R 9 may be bonded to each other to form a heterocycle having Y as a heteroatom.
ここで、一般式(VII)中、Fは正孔輸送性を有するn8価の有機基を、Tは2価の
基を、R10は1価の有機基を、m2は0又は1を、n8は1〜4の整数を、それぞれ示す。
Here, in general formula (VII), F is an n8-valent organic group having hole transportability, T is a divalent group, R 10 is a monovalent organic group, m2 is 0 or 1, n8 represents an integer of 1 to 4, respectively.
上記一般式(I)〜(VII)で示される化合物における正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基Fとしては、下記一般式(VIII)で示される化合物が好ましい。 As the organic group F derived from the compound having a hole transporting ability in the compounds represented by the general formulas (I) to (VII), a compound represented by the following general formula (VIII) is preferable.
一般式(VIII)中、Ar1〜Ar4はそれぞれ独立に置換又は未置換のアリール基を表し、Ar5は置換若しくは未置換のアリール基又はアリーレン基を表し、kは0または1である。
ここで、kが1の場合は、Ar1〜Ar5のうち1〜4個は、一般式(I)〜(VII)で示される化合物における、−[(X1)m1−(R1)m2−Y]、−[(X2)n1−(R2)n2−(Z)n3G]、−[D−Si(R3)(3-a)Qa]、−[(X4)n1−(R4)n2−(Z)n3G]n4、−[(X5)n1R5−ZH]n2で示される部位、一般式(VI)中の有機基Fと結合している部位(括弧内に示される基)、又は、一般式(VII)中の有機基Fと結合している部位(括弧内に示される基)と結合可能な結合手を有し、kが0の場合は、Ar1、Ar2、Ar5のうち1〜2個は、一般式(I)〜(VII)で示される化合物における、−[(X1)m1−(R1)m2−Y]、−[(X2)n1−(R2)n2−(Z)n3G]、−[D−Si(R3)(3-a)Qa]、−[(X4)n1−(R4)n2−(Z)n3G]n4、−[(X5)n1R5−ZH]n2で示される部位、一般式(VI)中の有機基Fと結合している部位(括弧内に示される基)、又は、一般式(VII)中の有機基Fと結合している部位(括弧内に示される基)と結合可能な結合手を有する。
In general formula (VIII), Ar 1 to Ar 4 each independently represents a substituted or unsubstituted aryl group, Ar 5 represents a substituted or unsubstituted aryl group or an arylene group, and k is 0 or 1.
Here, when k is 1, 1-4 of Ar 1 to Ar 5 are-[(X 1 ) m1- (R 1 ) in the compounds represented by the general formulas (I) to (VII). m2 -Y], - [(X 2) n1 - (R 2) n2 - (Z) n3 G], - [D-Si (R 3) (3-a) Q a], - [(X 4) n1 - (R 4) n2 - (Z) n3 G] n4, - [(X 5) n1 R 5 -ZH] sites represented by n2, the site which is bound to the organic group F in formula (VI) (Group shown in parentheses), or a bond that can be bonded to the site (group shown in parentheses) bonded to organic group F in general formula (VII), and k is 0 1 to 2 of Ar 1 , Ar 2 , and Ar 5 are-[(X 1 ) m1- (R 1 ) m2 -Y] in the compounds represented by the general formulas (I) to (VII), - [(X 2) n1 - (R 2) n2 - (Z) n3 G], - [ -Si (R 3) (3- a) Q a], - [(X 4) n1 - (R 4) n2 - (Z) n3 G] n4, - [(X 5) n1 R 5 -ZH] n2 The site | part couple | bonded with the organic group F in general formula (VI) (group | base shown in a parenthesis), or the site | part couple | bonded with the organic group F in general formula (VII) (parenthesis) And a bond capable of bonding to the group shown in FIG.
また、保護層には、残留電位を下げるために導電性粒子を添加してもよい。導電性粒子としては、金属、金属酸化物及びカーボンブラック等が挙げられる。これらの中でも、金属又は金属酸化物がより好ましい。
金属としては、アルミニウム、亜鉛、銅、クロム、ニッケル、銀及びステンレス等、又はこれらの金属をプラスチックの粒子の表面に蒸着したもの等が挙げられる。
金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジウム、アンチモンやタンタルをドープした酸化スズ、及びアンチモンをドープした酸化ジルコニウム等が挙げられる。
これらは単独で用いることも、2種以上を組み合わせて用いることもできる。2種以上を組み合わせて用いる場合は、単に混合しても、固溶体や融着の形にしてもよい。導電性粒子の平均粒径は保護層の透明性の観点から、0.3μm以下が好ましく、0.1μm以下が特に好ましい。
In addition, conductive particles may be added to the protective layer in order to lower the residual potential. Examples of the conductive particles include metals, metal oxides, and carbon black. Among these, metals or metal oxides are more preferable.
Examples of the metal include aluminum, zinc, copper, chromium, nickel, silver, and stainless steel, or those obtained by depositing these metals on the surface of plastic particles.
Examples of the metal oxide include zinc oxide, titanium oxide, tin oxide, antimony oxide, indium oxide, bismuth oxide, tin-doped indium oxide, antimony and tantalum-doped tin oxide, and antimony-doped zirconium oxide. It is done.
These can be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used in combination, they may be simply mixed, or may be in the form of a solid solution or fusion. From the viewpoint of transparency of the protective layer, the average particle size of the conductive particles is preferably 0.3 μm or less, and particularly preferably 0.1 μm or less.
また、保護層には、保護層の強度、膜抵抗等の種々の物性をコントロールするために、下記一般式(IX−1)で示される化合物を添加することもできる。
・一般式(IX−1) Si(R30)(4-c)Qc
上記式(IX−1)中、R30は水素原子、アルキル基又は置換若しくは未置換のアリール基を、Qは加水分解性基を、cは1〜4の整数を示す。
In addition, a compound represented by the following general formula (IX-1) can also be added to the protective layer in order to control various physical properties such as the strength and film resistance of the protective layer.
General formula (IX-1) Si (R 30 ) (4-c) Q c
In the above formula (IX-1), R 30 represents a hydrogen atom, an alkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group, Q represents a hydrolyzable group, and c represents an integer of 1 to 4.
上記一般式(IX−1)で示される化合物の具体例としては以下のようなシランカップリング剤が挙げられる。
すなわちシランカップリング剤としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等の四官能性アルコキシシラン(c=4);メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシ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、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)トリエトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシラン、3−(ヘプタフルオロイソプロポキシ)プロピルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H−パーフルオロアルキルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H−パーフルオロデシルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルトリエトシキシラン等の三官能性アルコキシシラン(c=3);ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン等の二官能性アルコキシシラン(c=2);トリメチルメトキシシラン等の1官能アルコキシシラン(c=1)等を挙げることができる。膜の強度を向上させるためには3及び4官能のアルコキシシランが好ましく、可とう性、成膜性を向上させるためには1及び2官能のアルコキシシランが好ましい。
Specific examples of the compound represented by the general formula (IX-1) include the following silane coupling agents.
That is, as the silane coupling agent, tetrafunctional alkoxysilanes such as tetramethoxysilane and tetraethoxysilane (c = 4); methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, methyltrimethoxyethoxysilane, vinyl Trimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltri Ethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydride Looctyl) triethoxysilane, (3,3,3-trifluoropropyl) trimethoxysilane, 3- (heptafluoroisopropoxy) propyltriethoxysilane, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluoroalkyltriethoxysilane, 1H , 1H, 2H, 2H-perfluorodecyltriethoxysilane, trifunctional alkoxysilanes such as 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane (c = 3); dimethyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methyl And bifunctional alkoxysilanes such as phenyldimethoxysilane (c = 2); monofunctional alkoxysilanes such as trimethylmethoxysilane (c = 1), and the like. Trifunctional and tetrafunctional alkoxysilanes are preferable for improving the strength of the film, and monofunctional and bifunctional alkoxysilanes are preferable for improving the flexibility and film formability.
また、主にこれらのカップリング剤より作製されるシリコン系ハードコート剤も用いることができる。市販のハードコート剤としては、KP−85、X−40−9740、X−40−2239(以上、信越シリコーン社製)、及びAY42−440、AY42−441、AY49−208(以上、東レダウコーニング社製)等を用いることができる。 In addition, a silicon-based hard coat agent produced mainly from these coupling agents can also be used. Commercially available hard coat agents include KP-85, X-40-9740, X-40-2239 (manufactured by Shin-Etsu Silicone), and AY42-440, AY42-441, AY49-208 (manufactured by Toray Dow Corning). Etc.) can be used.
また、保護層には、その強度を高めるために、一般式(IX−2)に示すような2つ以上のケイ素原子を有する化合物を用いることも好ましい。
・一般式(IX−2)
B−(Si(R31)(3-d)Qd)2
上記一般式(IX−2)中、Bは2価の有機基を、R31は水素原子、アルキル基又は置換若しくは未置換のアリール基を、Qは加水分解性基を、dは1〜3の整数を示す。
In order to increase the strength of the protective layer, it is also preferable to use a compound having two or more silicon atoms as shown in the general formula (IX-2).
・ General formula (IX-2)
B- (Si (R 31 ) (3-d) Q d ) 2
In the above general formula (IX-2), B represents a divalent organic group, R 31 represents a hydrogen atom, an alkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group, Q represents a hydrolyzable group, and d represents 1 to 3 Indicates an integer.
また、保護層には、ポットライフの延長、膜特性のコントロール、トルク低減、塗布膜表面の均一性向上のため、下記一般式(IX−3)で示される繰り返し構造単位を持つ環状化合物、若しくはその化合物からの誘導体を含有させることもできる。 Further, the protective layer has a cyclic compound having a repeating structural unit represented by the following general formula (IX-3) in order to extend pot life, control film characteristics, reduce torque, and improve the uniformity of the coating film surface, or Derivatives from the compounds can also be included.
上記式(IX−3)中、A1及びA2は、それぞれ独立に一価の有機基を示す。
一般式(IX−3)で示される繰り返し構造単位を持つ環状化合物としては、市販の環状シロキサンを挙げることができる。具体的には、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン等の環状ジメチルシクロシロキサン類、1,3,5−トリメチル−1,3,5−トリフェニルシクロトリシロキサン、1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラフェニルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7,9−ペンタメチル−1,3,5,7,9−ペンタフェニルシクロペンタシロキサン等の環状メチルフェニルシクロシロキサン類、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン等の環状フェニルシクロシロキサン類、3−(3,3,3−トリフルオロプロピル)メチルシクロトリシロキサン等のフッ素原子含有シクロシロキサン類、メチルヒドロシロキサン混合物、ペンタメチルシクロペンタシロキサン、フェニルヒドロシクロシロキサン等のヒドロシリル基含有シクロシロキサン類、ペンタビニルペンタメチルシクロペンタシロキサン等のビニル基含有シクロシロキサン類等の環状のシロキサン等を挙げることができる。これらの環状シロキサン化合物は1種を単独で用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。
In the above formula (IX-3), A 1 and A 2 each independently represent a monovalent organic group.
Examples of the cyclic compound having a repeating structural unit represented by the general formula (IX-3) include commercially available cyclic siloxanes. Specifically, cyclic dimethylcyclosiloxanes such as hexamethylcyclotrisiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, decamethylcyclopentasiloxane, dodecamethylcyclohexasiloxane, 1,3,5-trimethyl-1,3,5- Triphenylcyclotrisiloxane, 1,3,5,7-tetramethyl-1,3,5,7-tetraphenylcyclotetrasiloxane, 1,3,5,7,9-pentamethyl-1,3,5,7 , 9-pentaphenylcyclopentasiloxane and other cyclic methylphenylcyclosiloxanes, hexaphenylcyclotrisiloxane and other cyclic phenylcyclosiloxanes, and 3- (3,3,3-trifluoropropyl) methylcyclotrisiloxane and other fluorine Atom-containing cyclosiloxanes, methylhydrosiloxa Mixture, pentamethylcyclopentasiloxane, mention may be made of phenyl hydrosilyl group-containing cyclosiloxanes of hydrocyclosiloxane like, cyclic siloxanes and vinyl group-containing cyclosiloxanes such as penta vinyl pentamethylcyclopentasiloxane like. These cyclic siloxane compounds may be used alone or in combination of two or more.
更に、感光体表面の耐汚染物付着性、潤滑性、硬度等を制御するために、各種微粒子を保護層に添加することもできる。それらは、単独で用いることもできるが、2種以上を併用してもよい。
微粒子の一例として、ケイ素原子含有微粒子を挙げることができる。ケイ素原子含有微粒子とは、構成元素にケイ素を含む微粒子であり、具体的には、コロイダルシリカ及びシリコーン微粒子等が挙げられる。
Furthermore, various fine particles can be added to the protective layer in order to control the contamination resistance adhesion, lubricity, hardness, etc. of the photoreceptor surface. They can be used alone or in combination of two or more.
Examples of the fine particles include silicon atom-containing fine particles. The silicon atom-containing fine particles are fine particles containing silicon as a constituent element, and specific examples include colloidal silica and silicone fine particles.
ケイ素原子含有微粒子として用いられるコロイダルシリカは、平均粒径が好ましくは1〜100nm、より好ましくは10〜30nmであり、酸性若しくはアルカリ性の水分散液、或いはアルコール、ケトン、エステル等の有機溶媒中に分散させたものから選ばれ、一般に市販されているものを使用することができる。
保護層中のコロイダルシリカの固形分含有量は、特に限定されるものではないが、成膜性、電気特性、強度の面から保護層の固形分全量を基準として好ましくは0.1〜50重量%の範囲、より好ましくは0.1〜30重量%の範囲で用いられる。
The colloidal silica used as the silicon atom-containing fine particles preferably has an average particle diameter of 1 to 100 nm, more preferably 10 to 30 nm, in an acidic or alkaline aqueous dispersion, or an organic solvent such as alcohol, ketone or ester. What was chosen from what was disperse | distributed and generally marketed can be used.
The solid content of colloidal silica in the protective layer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 50 weight based on the total solid content of the protective layer in terms of film formability, electrical characteristics, and strength. %, More preferably in the range of 0.1 to 30% by weight.
ケイ素原子含有微粒子として用いられるシリコーン微粒子は、球状で、平均粒径が好ましくは1〜500nm、より好ましくは10〜100nmであり、シリコーン樹脂粒子、シリコーンゴム粒子及びシリコーン表面処理シリカ粒子から選ばれ、一般に市販されているものを使用することができる。 Silicon fine particles used as silicon atom-containing fine particles are spherical and preferably have an average particle diameter of 1 to 500 nm, more preferably 10 to 100 nm, and are selected from silicone resin particles, silicone rubber particles and silicone surface-treated silica particles, A commercially available product can be used.
シリコーン微粒子は、化学的に不活性で、樹脂への分散性に優れる小径粒子であり、さらに十分な特性を得るために必要とされる含有量が低いため、架橋反応を阻害することなく、感光体の表面性状を改善することができる。即ち、強固な架橋構造中に均一に取り込まれた状態で、感光体表面の潤滑性、撥水性を向上させ、長期間にわたって良好な耐摩耗性、耐汚染物付着性を維持することができる。保護層中のシリコーン微粒子の含有量は、保護層の固形分全量を基準として好ましくは0.1〜30重量%の範囲であり、より好ましくは0.5〜10重量%の範囲である。 Silicone fine particles are small particles that are chemically inert and excellent in dispersibility in resins, and because the content required to obtain sufficient properties is low, photosensitivity can be achieved without inhibiting the crosslinking reaction. The surface properties of the body can be improved. That is, it is possible to improve the lubricity and water repellency of the surface of the photoreceptor while being uniformly incorporated into a strong cross-linked structure, and maintain good wear resistance and contamination resistance adhesion over a long period of time. The content of the silicone fine particles in the protective layer is preferably in the range of 0.1 to 30% by weight, more preferably in the range of 0.5 to 10% by weight, based on the total solid content of the protective layer.
また、その他の微粒子としては、4弗化エチレン、3弗化エチレン、6弗化プロピレン、弗化ビニル、弗化ビニリデン等のフッ素系微粒子や”第8回ポリマー材料フォーラム講演予稿集 p89”に示される様な、フッ素樹脂と水酸基を有するモノマーを共重合させた樹脂からなる微粒子、ZnO−Al2O3、SnO2−Sb2O3、In2O3−SnO2、ZnO−TiO2、ZnO−TiO2、MgO−Al2O3、FeO−TiO2、TiO2、SnO2、In2O3、ZnO、MgO等の半導電性金属酸化物を挙げることができる。また、同様な目的でシリコーンオイル等のオイルを添加することもできる。 Other fine particles include fluorine-based fine particles such as ethylene tetrafluoride, trifluoride ethylene, propylene hexafluoride, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, and the 8th Polymer Material Forum Lecture Proceedings p89. Fine particles made of a resin obtained by copolymerizing a fluororesin and a monomer having a hydroxyl group, ZnO—Al 2 O 3 , SnO 2 —Sb 2 O 3 , In 2 O 3 —SnO 2 , ZnO—TiO 2 , ZnO Examples thereof include semiconductive metal oxides such as —TiO 2 , MgO—Al 2 O 3 , FeO—TiO 2 , TiO 2 , SnO 2 , In 2 O 3 , ZnO, and MgO. For the same purpose, an oil such as silicone oil can be added.
シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサン、フェニルメチルシロキサン等のシリコーンオイル、アミノ変性ポリシロキサン、エポキシ変性ポリシロキサン、カルボキシル変性ポリシロキサン、カルビノール変性ポリシロキサン、メタクリル変性ポリシロキサン、メルカプト変性ポリシロキサン、フェノール変性ポリシロキサン等の反応性シリコーンオイル等を挙げることができる。これらは、保護層形成用塗布液に予め添加してもよいし、感光体を作製後、減圧、或いは加圧下等で含浸処理してもよい。 Examples of the silicone oil include silicone oils such as dimethylpolysiloxane, diphenylpolysiloxane, and phenylmethylsiloxane, amino-modified polysiloxane, epoxy-modified polysiloxane, carboxyl-modified polysiloxane, carbinol-modified polysiloxane, methacryl-modified polysiloxane, and mercapto. Examples include reactive silicone oils such as modified polysiloxanes and phenol-modified polysiloxanes. These may be added in advance to the protective layer-forming coating solution, or may be impregnated under reduced pressure or increased pressure after producing the photoreceptor.
また、可塑剤、表面改質剤、酸化防止剤、光劣化防止剤等の添加剤を使用することもできる。
可塑剤としては、例えば、ビフェニル、塩化ビフェニル、ターフェニル、ジブチルフタレート、ジエチレングリコールフタレート、ジオクチルフタレート、トリフェニル燐酸、メチルナフタレン、ベンゾフェノン、塩素化パラフィン、ポリプロピレン、ポリスチレン、各種フルオロ炭化水素等が挙げられる。保護層にはヒンダートフェノール、ヒンダートアミン、チオエーテル又はホスファイト部分構造を持つ酸化防止剤を添加することができ、環境変動時の電位安定性・画質の向上に効果的である。
In addition, additives such as plasticizers, surface modifiers, antioxidants, and photodegradation inhibitors can also be used.
Examples of the plasticizer include biphenyl, biphenyl chloride, terphenyl, dibutyl phthalate, diethylene glycol phthalate, dioctyl phthalate, triphenyl phosphate, methyl naphthalene, benzophenone, chlorinated paraffin, polypropylene, polystyrene, and various fluorohydrocarbons. An antioxidant having a hindered phenol, hindered amine, thioether or phosphite partial structure can be added to the protective layer, which is effective in improving the potential stability and image quality when the environment changes.
酸化防止剤としては以下のような化合物が挙げられる。例えば、ヒンダートフェノール系としては、「Sumilizer BHT−R」、「Sumilizer MDP−S」、「Sumilizer BBM−S」、「Sumilizer WX−R」、「Sumilizer NW」、「Sumilizer BP−76」、「Sumilizer BP−101」、「Sumilizer GA−80」、「Sumilizer GM」、「Sumilizer GS」以上住友化学社製、「IRGANOX1010」、「IRGANOX1035」、「IRGANOX1076」、「IRGANOX1098」、「IRGANOX1135」、「IRGANOX1141」、「IRGANOX1222」、「IRGANOX1330」、「IRGANOX1425WL」、「IRGANOX1520L」、「IRGANOX245」、「IRGANOX259」、「IRGANOX3114」、「IRGANOX3790」、「IRGANOX5057」、「IRGANOX565」以上チバスペシャリティーケミカルズ社製、「アデカスタブAO−20」、「アデカスタブAO−30」、「アデカスタブAO−40」、「アデカスタブAO−50」、「アデカスタブAO−60」、「アデカスタブAO−70」、「アデカスタブAO−80」、「アデカスタブAO−330」以上旭電化製。ヒンダートアミン系としては、「サノールLS2626」、「サノールLS765」、「サノールLS770」、「サノールLS744」、「チヌビン144」、「チヌビン622LD」、「マークLA57」、「マークLA67」、「マークLA62」、「マークLA68」、「マークLA63」、「スミライザーTPS」、チオエーテル系としては、「スミライザーTP−D」、ホスファイト系としては、「マーク2112」、「マークPEP・8」、「マークPEP・24G」、「マークPEP・36」、「マーク329K」、「マークHP・10」が挙げられ、特にヒンダートフェノール、ヒンダートアミン系酸化防止剤が好ましい。さらに、これらは架橋膜を形成する材料と架橋反応可能な例えばアルコキシシリル基等の置換基で変性してもよい。 Examples of the antioxidant include the following compounds. For example, hindered phenols include “Sumilizer BHT-R”, “Sumilizer MDP-S”, “Sumilizer BBM-S”, “Sumizer WX-R”, “Sumizer NW”, “Sumizer BP-76”, “ Sumilizer BP-101 "," Sumilizer GA-80 "," Sumilizer GM "," Sumilizer GS "or more manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.," IRGANOX1010 "," IRGANOX1035 "," IRGANOX1076 "," IRGANOX1098 "," IRGANOX1098 "," 114 " ”,“ IRGANOX1222 ”,“ IRGANOX1330 ”,“ IRGANOX1425WL ”,“ IRGANOX1 20L "," IRGANOX 245 "," IRGANOX 259 "," IRGANOX 3114 "," IRGANOX 3790 "," IRGANOX 5057 "," IRGANOX 565 "or more, manufactured by Ciba Specialty Chemicals," ADK STAB AO-20 "," ADK STAB AO-30 "," ADEKA STAB " "AO-40", "ADK STAB AO-50", "ADK STAB AO-60", "ADK STAB AO-70", "ADK STAB AO-80", "ADK STAB AO-330" or more manufactured by Asahi Denka. Examples of hindered amines include “Sanol LS2626”, “Sanol LS765”, “Sanol LS770”, “Sanol LS744”, “Tinuvin 144”, “Tinuvin 622LD”, “Mark LA57”, “Mark LA67”, “Mark LA62”. ”,“ Mark LA68 ”,“ Mark LA63 ”,“ Smilizer TPS ”,“ Smilizer TP-D ”for thioethers,“ Mark 2112 ”,“ Mark PEP 8 ”,“ Mark PEP ”for phosphites -24G "," Mark PEP.36 "," Mark 329K "," Mark HP.10 ", and hindered phenols and hindered amine antioxidants are particularly preferable. Furthermore, these may be modified with a substituent such as an alkoxysilyl group capable of undergoing a crosslinking reaction with the material forming the crosslinked film.
また、保護層には、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂(ビスフェノールAとフタル酸の重縮合体等)、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂等の絶縁性樹脂を含有させてもよい。この場合、絶縁性樹脂は、所望の割合で添加することができ、これにより、保護層と接して形成される電荷輸送層との接着性、熱収縮やハジキによる塗布膜欠陥等を抑制することができる。 For the protective layer, polyvinyl butyral resin, polyarylate resin (polycondensate of bisphenol A and phthalic acid, etc.), polycarbonate resin, polyester resin, phenoxy resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyamide resin, acrylic resin Insulating resin such as polyacrylamide resin, polyvinyl pyridine resin, cellulose resin, urethane resin, epoxy resin, casein, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl pyrrolidone resin may be contained. In this case, the insulating resin can be added at a desired ratio, thereby suppressing adhesiveness with the charge transport layer formed in contact with the protective layer, coating film defects due to heat shrinkage and repelling, and the like. Can do.
保護層は、上述した構成材料を含有する保護層形成用塗布液を、電荷輸送層上に塗布して硬化させることで形成される。
保護層は、上述した電荷輸送材料を用いて形成されることから、保護層形成用塗布液に触媒を添加すること、又は、保護層形成用塗布液作製時に触媒を用いることが好ましい。
用いられる触媒としては、塩酸、酢酸、リン酸、硫酸等の無機酸、蟻酸、プロピオン酸、シュウ酸、パラトルエンスルホン酸、安息香酸、フタル酸、マレイン酸等の有機酸、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、アンモニア、トリエチルアミン等のアルカリ触媒、さらに系に不溶な固体触媒を用いることもできる。
The protective layer is formed by applying a protective layer-forming coating solution containing the above-described constituent materials onto the charge transport layer and curing it.
Since the protective layer is formed using the above-described charge transport material, it is preferable to add a catalyst to the protective layer forming coating solution or to use the catalyst when preparing the protective layer forming coating solution.
Catalysts used include inorganic acids such as hydrochloric acid, acetic acid, phosphoric acid and sulfuric acid, organic acids such as formic acid, propionic acid, oxalic acid, p-toluenesulfonic acid, benzoic acid, phthalic acid and maleic acid, potassium hydroxide, water An alkali catalyst such as sodium oxide, calcium hydroxide, ammonia, triethylamine, or a solid catalyst insoluble in the system can also be used.
また、架橋構造を有するフェノール系樹脂を含む保護層を形成する場合、得られた樹脂から合成時に利用した触媒を除去するために、樹脂をメタノール、エタノール、トルエン、酢酸エチル等の適当な溶剤に溶解させ、水洗、貧溶剤を用いた再沈殿等の処理を行うか、イオン交換樹脂、又は無機固体を用いて処理を行うことが好ましい。 In addition, when forming a protective layer containing a phenolic resin having a cross-linked structure, in order to remove the catalyst used at the time of synthesis from the obtained resin, the resin is put into an appropriate solvent such as methanol, ethanol, toluene, ethyl acetate or the like. It is preferable to dissolve and perform treatment such as washing with water, reprecipitation using a poor solvent, or treatment using an ion exchange resin or an inorganic solid.
例えば、イオン交換樹脂としては、アンバーライト15、アンバーライト200C、アンバーリスト15E(以上、ローム・アンド・ハース社製);ダウエックスMWC−1−H、ダウエックス88、ダウエックスHCR−W2(以上、ダウ・ケミカル社製);レバチットSPC−108、レバチットSPC−118(以上、バイエル社製);ダイヤイオンRCP−150H(三菱化成社製);スミカイオンKC−470、デュオライトC26−C、デュオライトC−433、デュオライト−464(以上、住友化学工業社製);ナフィオン−H(デュポン社製)等の陽イオン交換樹脂;アンバーライトIRA−400、アンバーライトIRA−45(以上、ローム・アンド・ハース社製)等の陰イオン交換樹脂が挙げられる。 For example, as an ion exchange resin, Amberlite 15, Amberlite 200C, Amberlyst 15E (above, manufactured by Rohm and Haas); Dowex MWC-1-H, Dowex 88, Dowex HCR-W2 (above Levacit SPC-108, Levacit SPC-118 (above, Bayer); Diaion RCP-150H (Mitsubishi Kasei); Sumikaion KC-470, Duolite C26-C, Duolite C-433, Duolite-464 (above, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.); Cation exchange resins such as Nafion-H (DuPont); Amberlite IRA-400, Amberlite IRA-45 (above, Rohm and Anion exchange resins such as (made by Haas) are listed.
また、無機固体としては、Zr(O3PCH2CH2SO3H)2,Th(O3PCH2CH2COOH)2等のプロトン酸基を含有する基が表面に結合されている無機固体;スルホン酸基を有するポリオルガノシロキサン等のプロトン酸基を含有するポリオルガノシロキサン;コバルトタングステン酸、リンモリブデン酸等のヘテロポリ酸;ニオブ酸、タンタル酸、モリブデン酸等のイソポリ酸;シリカゲル、アルミナ、クロミア、ジルコニア、CaO、MgO等の単元系金属酸化物;シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、シリカ−ジルコニア、ゼオライト類等複合系金属酸化物;酸性白土、活性白土、モンモリロナイト、カオリナイト等の粘土鉱物;LiSO4,MgSO4等の金属硫酸塩;リン酸ジルコニア、リン酸ランタン等の金属リン酸塩;LiNO3,Mn(NO3)2等の金属硝酸塩;シリカゲル上にアミノプロピルトリエトキシシランを反応させて得られた固体等のアミノ基を含有する基が表面に結合されている無機固体;アミノ変性シリコーン樹脂等のアミノ基を含有するポリオルガノシロキサン等が挙げられる。 Further, as the inorganic solid, an inorganic solid in which a group containing a protonic acid group such as Zr (O 3 PCH 2 CH 2 SO 3 H) 2 or Th (O 3 PCH 2 CH 2 COOH) 2 is bonded to the surface. A polyorganosiloxane containing a protonic acid group such as a polyorganosiloxane having a sulfonic acid group; a heteropolyacid such as cobalt tungstic acid or phosphomolybdic acid; an isopolyacid such as niobic acid, tantalic acid or molybdic acid; silica gel, alumina, Single metal oxides such as chromia, zirconia, CaO, MgO; complex metal oxides such as silica-alumina, silica-magnesia, silica-zirconia, zeolites; clay minerals such as acid clay, activated clay, montmorillonite, and kaolinite Metal sulfates such as LiSO4 and MgSO4; zirconia phosphate, lanthanum phosphate, etc. Genus phosphate; LiNO 3, Mn (NO 3 ) 2 and the like of a metal nitrate; group containing an amino group of a solid such as obtained by reacting aminopropyltriethoxysilane on silica gel is bonded to the surface Inorganic solids: Polyorganosiloxanes containing amino groups such as amino-modified silicone resins.
保護層形成用塗布液には、必要に応じてメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;テトラヒドロフラン;ジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類等の他、種々の溶媒が使用できる。なお、感光体の生産に一般的に使用されるディップコーティング法を適用するためには、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、又はそれらの混合系溶剤が好ましい。また、使用される溶媒の沸点は50〜150℃のものが好ましく、それら任意に混合して使用することができる。 For the coating liquid for forming the protective layer, alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; tetrahydrofuran; ethers such as diethyl ether and dioxane; Can be used. In order to apply the dip coating method generally used for the production of the photoreceptor, an alcohol solvent, a ketone solvent, or a mixed solvent thereof is preferable. In addition, the boiling point of the solvent used is preferably 50 to 150 ° C., and these can be arbitrarily mixed and used.
なお、溶剤としてアルコール系溶剤、ケトン系溶剤、又はそれらの混合系溶剤が好ましいことから、使用される保護層の形成に使用される電荷輸送材料としては、それらの溶剤に可溶であることが好ましい。
また、溶媒量は任意に設定できるが、少なすぎると構成材料が析出しやすくなるため、保護層形成用塗布液中に含まれる固形分の合計1重量部に対し好ましくは0.5〜30重量部、より好ましくは1〜20重量部とすることが好ましい。
Since the solvent is preferably an alcohol solvent, a ketone solvent, or a mixed solvent thereof, the charge transport material used for forming the protective layer to be used should be soluble in these solvents. preferable.
Further, the amount of the solvent can be arbitrarily set, but if the amount is too small, the constituent material is likely to be precipitated. Therefore, the amount of the solvent is preferably 0.5 to 30 wt. Parts, more preferably 1 to 20 parts by weight.
保護層形成用塗布液を用いて保護層を形成する際の塗布方法としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。ただし、1回の塗布により必要な膜厚が得られない場合、複数回重ね塗布することにより必要な膜厚を得ることができる。なお、複数回の重ね塗布を行なう場合、加熱処理は塗布の度に行なってもよいし、複数回重ね塗布した後でもよい。 Coating methods for forming a protective layer using a coating solution for forming a protective layer include blade coating, wire bar coating, spray coating, dip coating, bead coating, air knife coating, and curtain coating. A usual method such as can be used. However, when a required film thickness cannot be obtained by a single application, the necessary film thickness can be obtained by applying a plurality of times. In addition, when performing the multiple application | coating several times, a heat processing may be performed every time of application | coating, and may be after carrying out multiple application | coating several times.
電荷輸送層上に保護層形成用塗布液を塗布後には、硬化処理を行う。
なお、保護層が、電荷輸送能を有し且つ架橋構造を有するフェノール系樹脂を含む場合、通常、硬化処理の際には、フェノール誘導体の架橋反応を促進し、保護層の機械強度を上げるためには硬化温度は高く、硬化時間長いほど好ましい。
硬化処理の際の硬化温度は100〜170℃が好ましく、100〜150℃が、さらに100〜140℃がより好ましい。また、硬化時間は、30分〜2時間が好ましく、30分〜1時間がより好ましい。
After applying the coating liquid for forming the protective layer on the charge transport layer, a curing process is performed.
In the case where the protective layer contains a phenolic resin having a charge transporting ability and having a crosslinked structure, usually, during the curing treatment, the crosslinking reaction of the phenol derivative is promoted to increase the mechanical strength of the protective layer. For this, the curing temperature is high and the curing time is preferably longer.
The curing temperature during the curing treatment is preferably 100 to 170 ° C, more preferably 100 to 150 ° C, and even more preferably 100 to 140 ° C. The curing time is preferably 30 minutes to 2 hours, more preferably 30 minutes to 1 hour.
また、硬化処理(架橋反応)を行う雰囲気としては、窒素、ヘリウム、アルゴン等の、いわゆる酸化に対して不活性なガス雰囲気(不活性ガス雰囲気)下が効果的である。不活性ガス雰囲気下で架橋反応を行う場合には、空気雰囲気(酸素含有雰囲気)下よりも硬化温度を高く設定することができ、硬化温度は100〜160℃(好ましくは110〜150℃)とすることが可能である。また、硬化時間は30分〜2時間(好ましくは30分〜1時間)とすることが可能である。
また、一般式(I)で示される化合物を用いる場合において、「−(X1)m1−(R1)m2−Y」で示される部位が、「−CH2−OH」からなる場合が最も硬化温度による電気特性の影響が大きい傾向があり、酸化に対して敏感であるので、上記好ましい温度範囲で硬化処理を行うことが好ましい。
Further, as an atmosphere for performing the curing treatment (crosslinking reaction), a gas atmosphere (inert gas atmosphere) inert to so-called oxidation such as nitrogen, helium, and argon is effective. When the crosslinking reaction is performed in an inert gas atmosphere, the curing temperature can be set higher than in an air atmosphere (oxygen-containing atmosphere), and the curing temperature is 100 to 160 ° C. (preferably 110 to 150 ° C.). Is possible. The curing time can be 30 minutes to 2 hours (preferably 30 minutes to 1 hour).
In the case of using the compound represented by the general formula (I), the curing temperature is most when the site represented by “— (X1) m1- (R1) m2 —Y” is composed of “—CH 2 —OH”. It is preferable to perform the curing treatment in the above preferable temperature range because the influence of the electrical characteristics due to the above tends to be large and is sensitive to oxidation.
さらに、硬化処理の際には、硬化触媒を使用することが好ましい。
硬化触媒としては、例えば、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタンのようなビススルホニルジアゾメタン類、メチルスルホニルp−トルエンスルホニルメタンのようなビススルホニルメタン類、シクロヘキシルスルホニルシクロヘキシルカルボニルジアゾメタンのようなスルホニルカルボニルジアゾメタン類、2−メチル−2−(4−メチルフェニルスルホニル)プロピオフェノンのようなスルホニルカルボニルアルカン類、2−ニトロベンジルp−トルエンスルホネートのようなニトロベンジルスルホネート類、ピロガロールトリスメタンスルホネートのようなアルキル及びアリールスルホネート類(g)ベンゾイントシレートのようなベンゾインスルホネート類、、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミドのようなN−スルホニルオキシイミド類、(4−フルオロベンゼンスルホニルオキシ)−3,4,6−トリメチル−2−ピリドンのようなピリドン類、2,2,2−トリフルオロ−1−トリフルオロメチル−1−(3−ビニルフェニル)−エチル−4−クロロベンゼンスルホネートのようなスルホン酸エステル類、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネートのようなオニウム塩類等の光酸発生剤や、プロトン酸或いはルイス酸をルイス塩基で中和した化合物、ルイス酸とトリアルキルホスフェートの混合物、スルホン酸エステル類、リン酸エステル類、オニウム化合物、無水カルボン酸化合物等が挙げられる。
Furthermore, it is preferable to use a curing catalyst during the curing treatment.
Examples of the curing catalyst include bissulfonyldiazomethanes such as bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bissulfonylmethanes such as methylsulfonyl p-toluenesulfonylmethane, and sulfonylcarbonyldiazomethanes such as cyclohexylsulfonylcyclohexylcarbonyldiazomethane, 2 -Sulfonylcarbonyl alkanes such as methyl-2- (4-methylphenylsulfonyl) propiophenone, nitrobenzyl sulfonates such as 2-nitrobenzyl p-toluenesulfonate, alkyl and aryl sulfonates such as pyrogallol trismethanesulfonate (G) benzoin sulfonates such as benzoin tosylate, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) phthalimide N-sulfonyloxyimides, pyridones such as (4-fluorobenzenesulfonyloxy) -3,4,6-trimethyl-2-pyridone, 2,2,2-trifluoro-1-trifluoromethyl-1 Photoacid generators such as sulfonate esters such as-(3-vinylphenyl) -ethyl-4-chlorobenzenesulfonate, onium salts such as triphenylsulfonium methanesulfonate and diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, protonic acid or Lewis Examples thereof include compounds obtained by neutralizing acids with Lewis bases, mixtures of Lewis acids and trialkyl phosphates, sulfonic acid esters, phosphate esters, onium compounds, and carboxylic anhydride compounds.
プロトン酸或いはルイス酸をルイス塩基で中和した化合物としては、ハロゲノカルボン酸類、スルホン酸類、硫酸モノエステル類、リン酸モノ及びジエステル類、ポリリン酸エステル類、ホウ酸モノ及びジエステル類等を、アンモニア、モノエチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、ピペリジン、アニリン、モルホリン、シクロヘキシルアミン、n−ブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の各種アミン若しくはトリアルキルホスフィン、トリアリールホスフィン、トリアルキルホスファイト、トリアリールホスファイトで中和した化合物、さらには酸−塩基ブロック化触媒として市販されているネイキュア2500X、4167、X−47−110、3525、5225(商品名、キングインダストリー社製)等が挙げられる。
また、ルイス酸をルイス塩基で中和した化合物としては、例えば、BF3、FeCl3、SnCl4、AlCl3、ZnCl2等のルイス酸を上記のルイス塩基で中和した化合物が挙げられる。
Compounds obtained by neutralizing a protonic acid or Lewis acid with a Lewis base include halogenocarboxylic acids, sulfonic acids, sulfuric acid monoesters, phosphoric acid mono- and diesters, polyphosphoric acid esters, boric acid mono- and diesters, and the like. Various amines such as monoethylamine, triethylamine, pyridine, piperidine, aniline, morpholine, cyclohexylamine, n-butylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, or trialkylphosphine, triarylphosphine, trialkylphosphite, triaryl Compounds neutralized with phosphite, as well as NureCure 2500X, 4167, X-47-110, 3525, 5225 commercially available as acid-base blocking catalysts (trade name, King Ndasutori Co., Ltd.), and the like.
Examples of the compound obtained by neutralizing a Lewis acid with a Lewis base include compounds obtained by neutralizing a Lewis acid such as
オニウム化合物としては、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート等が挙げられる。 Examples of the onium compound include triphenylsulfonium methanesulfonate, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, and the like.
無水カルボン酸化合物としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、無水イソ酪酸、無水ラウリン酸、無水オレイン酸、無水ステアリン酸、無水n−カプロン酸、無水n−カプリル酸、無水n−カプリン酸、無水パルミチン酸、無水ミリスチン酸、無水トリクロロ酢酸、無水ジクロロ酢酸、無水モノクロロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、無水ヘプタフルオロ酪酸等が挙げられる。 Examples of the carboxylic anhydride compound include acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, isobutyric anhydride, lauric anhydride, oleic anhydride, stearic anhydride, n-caproic anhydride, n-caprylic anhydride, and n-capric anhydride. , Palmitic anhydride, myristic anhydride, trichloroacetic anhydride, dichloroacetic anhydride, monochloroacetic anhydride, trifluoroacetic anhydride, heptafluorobutyric anhydride, and the like.
ルイス酸の具体例としては、例えば、三フッ化ホウ素、三塩化アルミニウム、塩化第一チタン、塩化第二チタン、塩化第一鉄、塩化第二鉄、塩化亜鉛、臭化亜鉛、塩化第一スズ、塩化第二スズ、臭化第一スズ、臭化第二スズ等の金属ハロゲン化物、トリアルキルホウ素、トリアルキルアルミニウム、ジアルキルハロゲン化アルミニウム、モノアルキルハロゲン化アルミニウム、テトラアルキルスズ等の有機金属化合物、ジイソプロポキシエチルアセトアセテートアルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリス(アセチルアセトナト)アルミニウム、ジイソプロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタニウム、ジイソプロポキシ・ビス(アセチルアセトナト)チタニウム、テトラキス(n−プロピルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(アセチルアセトナト)ジルコニウム、テトラキス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジブチル・ビス(アセチルアセトナト)スズ、トリス(アセチルアセトナト)鉄、トリス(アセチルアセトナト)ロジウム、ビス(アセチルアセトナト)亜鉛、トリス(アセチルアセトナト)コバルト等の金属キレート化合物、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズエステルマレート、ナフテン酸マグネシウム、ナフテン酸カルシウム、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸鉄、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸ジルコニウム、ナフテン酸鉛、オクチル酸カルシウム、オクチル酸マンガン、オクチル酸鉄、オクチル酸コバルト、オクチル酸亜鉛、オクチル酸ジルコニウム、オクチル酸スズ、オクチル酸鉛、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛等の金属石鹸が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これら硬化触媒の使用量は特に制限されないが、保護層形成用塗布液に含まれる固形分の合計100重量部に対して0.1〜20重量部が好ましく、0.3〜10重量部が特に好ましい。
Specific examples of Lewis acids include, for example, boron trifluoride, aluminum trichloride, titanium chloride, ferric chloride, ferrous chloride, ferric chloride, zinc chloride, zinc bromide, stannous chloride. , Metal halides such as stannic chloride, stannous bromide, stannic bromide, organometallic compounds such as trialkylboron, trialkylaluminum, dialkylaluminum halide, monoalkylaluminum halide, tetraalkyltin , Diisopropoxyethyl acetoacetate aluminum, tris (ethyl acetoacetate) aluminum, tris (acetylacetonato) aluminum, diisopropoxy bis (ethyl acetoacetate) titanium, diisopropoxy bis (acetylacetonato) titanium, tetrakis (N-propylacetoacetate Zirconium, Tetrakis (acetylacetonato) zirconium, Tetrakis (ethylacetoacetate) zirconium, Dibutyl-bis (acetylacetonato) tin, Tris (acetylacetonato) iron, Tris (acetylacetonato) rhodium, Bis (acetyl) Acetonato) zinc, tris (acetylacetonato) cobalt metal chelate compounds, dibutyltin dilaurate, dioctyltin ester malate, magnesium naphthenate, calcium naphthenate, manganese naphthenate, iron naphthenate, cobalt naphthenate, copper naphthenate , Zinc naphthenate, zirconium naphthenate, lead naphthenate, calcium octylate, manganese octylate, iron octylate, cobalt octylate, zinc octylate, zirconium octylate, Tin chill acid, lead octylate, zinc laurate, magnesium stearate, aluminum stearate, calcium stearate, cobalt stearate, zinc stearate, and metal soaps such as stearate lead. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
The amount of these curing catalysts used is not particularly limited, but is preferably from 0.1 to 20 parts by weight, particularly from 0.3 to 10 parts by weight, based on a total of 100 parts by weight of the solid content contained in the protective layer forming coating solution. preferable.
また、保護層を形成する際に、有機金属化合物を触媒として用いる場合には、ポットライフ、硬化効率の面から、多座配位子を添加することが好ましい。このような多座配位子としては、以下に示すようなもの及びそれらから誘導されるものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
具体的には、アセチルアセトン、トリフルオロアセチルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、ジピバロイルメチルアセトン等のβ−ジケトン類;アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル等のアセト酢酸エステル類;ビピリジン及びその誘導体;グリシン及びその誘導体;エチレンジアミン及びその誘導体;8−オキシキノリン及びその誘導体;サリチルアルデヒド及びその誘導体;カテコール及びその誘導体;2−オキシアゾ化合物等の2座配位子;ジエチルトリアミン及びその誘導体;ニトリロトリ酢酸及びその誘導体等の3座配位子;エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)及びその誘導体等の6座配位子;等を挙げることができる。さらに、上記のような有機系配位子の他、ピロリン酸、トリリン酸等の無機系の配位子を挙げることができる。
多座配位子としては、特に2座配位子が好ましく、具体例としては、上記の他、下記一般式(IX−4)で示される2座配位子が挙げられる。
When an organic metal compound is used as a catalyst when forming the protective layer, it is preferable to add a polydentate ligand from the viewpoint of pot life and curing efficiency. Examples of such multidentate ligands include, but are not limited to, those shown below and those derived therefrom.
Specifically, β-diketones such as acetylacetone, trifluoroacetylacetone, hexafluoroacetylacetone, and dipivaloylmethylacetone; acetoacetates such as methyl acetoacetate and ethyl acetoacetate; bipyridine and derivatives thereof; glycine and its Derivatives; ethylenediamine and derivatives thereof; 8-oxyquinoline and derivatives thereof; salicylaldehyde and derivatives thereof; catechol and derivatives thereof; bidentate ligands such as 2-oxyazo compounds; diethyltriamine and derivatives thereof; nitrilotriacetic acid and derivatives thereof And tridentate ligands such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and derivatives thereof. In addition to the organic ligands as described above, inorganic ligands such as pyrophosphoric acid and triphosphoric acid can be exemplified.
As the multidentate ligand, a bidentate ligand is particularly preferable, and specific examples include a bidentate ligand represented by the following general formula (IX-4) in addition to the above.
上記式(IX−4)中、R32及びR33はそれぞれ独立に炭素数1〜10のアルキル基、フッ化アルキル基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を示す。
多座配位子としては、上記の中でも、下記一般式(IX−4)で示される2座配位子がより好ましく、下記一般式(IX−4)中のR32とR33とが同一のものが特に好ましい。R32とR33とを同一にすることで、室温付近での配位子の配位力が強くなり、保護層形成用塗布液のさらなる安定化を図ることができる。
In the above formula (IX-4), R 32 and R 33 each independently represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a fluorinated alkyl group, or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms.
Among the above, as the multidentate ligand, a bidentate ligand represented by the following general formula (IX-4) is more preferable, and R 32 and R 33 in the following general formula (IX-4) are the same. Are particularly preferred. By making R 32 and R 33 the same, the coordination power of the ligand near room temperature becomes strong, and the coating liquid for forming the protective layer can be further stabilized.
多座配位子の配合量は、任意に設定することができるが、有機金属化合物の使用量1モルに対し、好ましくは0.01モル以上、より好ましくは0.1モル以上、さらに好ましくは1モル以上である。
保護層の25℃における酸素透過係数は、4×1012fm/s・Pa以下であることが好ましく、3.5×1012fm/s・Pa以下であることがより好ましく、3×1012fm/s・Pa以下であることがさらに好ましい。
ここで、酸素透過係数は層の酸素ガス透過のし易さを表す尺度であるが、見方を変えると、層の物理的な隙間率の代用特性と捕らえることもできる。なお、ガスの種類が変われば透過率の絶対値は変わるものの、検体となる層間で大小関係の逆転は殆どない。したがって、酸素透過係数は、一般的なガスの透過のし易さを表現する尺度と解釈して良い。
The compounding amount of the polydentate ligand can be arbitrarily set, but is preferably 0.01 mol or more, more preferably 0.1 mol or more, and still more preferably with respect to 1 mol of the organometallic compound used. 1 mole or more.
Oxygen permeability at 25 ° C. of the protective layer is preferably not more than 4 × 10 12 fm / s · Pa, more preferably not more than 3.5 × 10 12 fm / s · Pa, 3 × 10 12 More preferably, it is fm / s · Pa or less.
Here, the oxygen permeation coefficient is a measure representing the ease of oxygen gas permeation of the layer. However, it can be regarded as a substitute characteristic of the physical gap ratio of the layer if the view is changed. In addition, although the absolute value of the transmittance changes if the type of gas changes, there is almost no reversal of the magnitude relationship between the layers serving as specimens. Therefore, the oxygen permeation coefficient may be interpreted as a measure expressing the ease of general gas permeation.
つまり、保護層の25℃における酸素透過係数が上記条件を満たす場合には、保護層においてガスが浸透しにくい。したがって、画像形成プロセスにより生じる放電生成物の浸透が抑制され、保護層に含有される化合物の劣化が抑制され、電気特性を高水準に維持することができ、高画質化、長寿命化に有効である。
また、保護層の25℃における酸素透過係数が上記条件を満たすようにすることで、電気特性がさらに向上し、さらに高画質を達成できる感光体が得られる。
保護層の膜厚は、0.5〜15μmが好ましく、1〜10μmがさらに好ましく、1〜5μmがより好ましい。
That is, when the oxygen permeation coefficient at 25 ° C. of the protective layer satisfies the above conditions, gas hardly penetrates into the protective layer. Therefore, the penetration of the discharge product generated by the image forming process is suppressed, the deterioration of the compound contained in the protective layer is suppressed, the electrical characteristics can be maintained at a high level, and it is effective for high image quality and long life. It is.
Further, by making the oxygen transmission coefficient at 25 ° C. of the protective layer satisfy the above condition, a photoreceptor that can further improve electrical characteristics and achieve higher image quality can be obtained.
The thickness of the protective layer is preferably 0.5 to 15 μm, more preferably 1 to 10 μm, and more preferably 1 to 5 μm.
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」はすべて「重量部」を意味する。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example at all. In the following description, “parts” means “parts by weight” unless otherwise specified.
[複合粒子の作製]
<複合粒子A>
撹拌機、還流コンデンサー及び温度計を装備した2Lの反応フラスコに、メラミン50.0部、37%ホルマリン96.5部、水性シリカゾル[日産化学工業(株)製、スノーテックスS(商品名):SiO2濃度30.5重量%、pH10.0、平均粒径7.9nm]20.7部、水720部を仕込み、25%アンモニア水にてpHを8.7に調整した。
[Production of composite particles]
<Composite particle A>
In a 2 L reaction flask equipped with a stirrer, a reflux condenser and a thermometer, 50.0 parts of melamine, 96.5 parts of 37% formalin, aqueous silica sol [manufactured by Nissan Chemical Industries, Snowtex S (trade name): SiO 2 concentration of 30.5 wt%, pH 10.0, average particle diameter 7.9 nm] 20.7 parts was charged with 720 parts of water and the pH adjusted with 25% ammonia water 8.7.
次に、上記混合物を撹拌しながら昇温し、温度を70℃に保ち、30分反応させてメラミン樹脂の初期縮合物を含む水溶液を調製した。次に温度70℃を維持したまま、得られた初期縮合物を含む水溶液にドデシルベンゼンスルホン酸を10重量%含む水溶液を添加してpHを7.0に調整した。約20分後に反応系内が白濁して、硬化したメラミン樹脂中にシリカ微粒子が分散した粒子が析出した。その後、温度を90℃まで昇温して3時間硬化反応を続けた。冷却後、得られた反応液を濾過、乾燥して白色の複合粒子Aを得た。 Next, the temperature of the mixture was increased while stirring, and the temperature was maintained at 70 ° C., and the mixture was reacted for 30 minutes to prepare an aqueous solution containing an initial condensate of melamine resin. Next, while maintaining the temperature at 70 ° C., an aqueous solution containing 10% by weight of dodecylbenzenesulfonic acid was added to the obtained aqueous solution containing the initial condensate to adjust the pH to 7.0. About 20 minutes later, the reaction system became cloudy, and particles in which silica fine particles were dispersed in the cured melamine resin were precipitated. Thereafter, the temperature was raised to 90 ° C. and the curing reaction was continued for 3 hours. After cooling, the resulting reaction solution was filtered and dried to obtain white composite particles A.
得られた複合粒子Aの体積平均粒径は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置[マスターサイザー2000(商品名)マルバーン社製]で測定したところ、0.3μmであった。また、個数平均粒径d50は0.27μmであり、小径側粒子比率(粒径が(1/2)×d50以下の粒子数/全粒子数)は5個数%、大径側粒子比率(粒径が(3/2)×d50以下の粒子数/全粒子数)は15個数%であった。 The volume average particle diameter of the obtained composite particles A was 0.3 μm as measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus [Mastersizer 2000 (trade name) manufactured by Malvern, Inc.]. The number average particle diameter d 50 is 0.27 μm, and the small diameter side particle ratio (particle diameter is (1/2) × d 50 or less particles / total number of particles) is 5% by number, large diameter side particle ratio. The number of particles having a particle size of (3/2) × d 50 or less / the total number of particles was 15% by number.
この複合粒子Aをそのままの状態で走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察し、およびスライス片の状態で透過型電子顕微鏡−エネルギ−分散型X線分析(TEM−EDX)にて観察したところ、その形状は球状で、かつ、コロイダルシリカが複合粒子Aの表面付近に偏在していることが確認された。また、複合粒子Aの表面は、凸凹しており、凸部はコロイダルシリカによって形成されていることが確認された。 When this composite particle A was observed with a scanning electron microscope (SEM) as it was, and observed with a transmission electron microscope-energy-dispersive X-ray analysis (TEM-EDX) in the state of a slice piece, It was confirmed that the shape was spherical and the colloidal silica was unevenly distributed near the surface of the composite particle A. Moreover, it was confirmed that the surface of the composite particle A is uneven, and the protrusion is formed of colloidal silica.
<複合粒子B>
撹拌機、還流コンデンサー及び温度計を装備した2Lの反応フラスコに、メラミン50.0部、37%ホルマリン96.5部、水性シリカゾル[日本アエロジル(株)製、RY40(商品名):SiO2濃度30.5重量%、pH10.0、平均粒径40nm]20.7部、水720部を仕込み、25%アンモニア水にてpHを8.5に調整した。その後、上記混合物を撹拌しながら昇温し、温度を70℃に保ち、30分反応させてメラミン樹脂の初期縮合物を含む水溶液を調製した。
<Composite particle B>
In a 2 L reaction flask equipped with a stirrer, a reflux condenser and a thermometer, 50.0 parts of melamine, 96.5 parts of 37% formalin, aqueous silica sol [manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., RY40 (trade name): SiO 2 concentration 30.5 wt%, pH 10.0,
次に、温度70℃を維持したまま、得られた初期縮合物を含む水溶液にドデシルベンゼンスルホン酸を10重量%含む水溶液を添加してpHを7.0に調整した。約25分後に反応系内が白濁して、硬化したメラミン樹脂中にシリカ微粒子が分散した粒子が析出した。その後、温度を90℃まで昇温して3時間硬化反応を続けた。冷却後、得られた反応液を濾過、乾燥して白色の複合粒子Bを得た。 Next, while maintaining the temperature at 70 ° C., an aqueous solution containing 10% by weight of dodecylbenzenesulfonic acid was added to the aqueous solution containing the obtained initial condensate to adjust the pH to 7.0. After about 25 minutes, the reaction system became cloudy, and particles in which silica fine particles were dispersed in the cured melamine resin were precipitated. Thereafter, the temperature was raised to 90 ° C. and the curing reaction was continued for 3 hours. After cooling, the resulting reaction solution was filtered and dried to obtain white composite particles B.
得られた複合粒子Bの体積平均粒径は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置[マスターサイザー2000(商品名)マルバーン社製]で測定したところ、1.65μmであった。また、個数平均粒径d50は1.5μmであり、小径側粒子比率(粒径が(1/2)×d50以下の粒子数/全粒子数)は10個数%、大径側粒子比率(粒径が(3/2)×d50以下の粒子数/全粒子数)は7個数%であった。 The volume average particle size of the obtained composite particles B was 1.65 μm as measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus [Mastersizer 2000 (trade name) manufactured by Malvern, Inc.]. The number average particle diameter d 50 is 1.5 μm, and the small diameter side particle ratio (particle diameter is (½) × d 50 or less / number of all particles) is 10% by number, large diameter side particle ratio. (The number of particles having a particle size of (3/2) × d 50 or less / the total number of particles) was 7% by number.
この複合粒子Aをそのままの状態で走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察し、およびスライス片の状態で透過型電子顕微鏡−エネルギ−分散型X線分析(TEM−EDX)にて観察したところ、その形状は球状で、かつ、コロイダルシリカが複合粒子Aの表面付近に偏在していることが確認された。また、複合粒子Aの表面は、凸凹しており、凸部はコロイダルシリカによって形成されていることが確認された。 When this composite particle A was observed with a scanning electron microscope (SEM) as it was, and observed with a transmission electron microscope-energy-dispersive X-ray analysis (TEM-EDX) in the state of a slice piece, It was confirmed that the shape was spherical and the colloidal silica was unevenly distributed near the surface of the composite particle A. Moreover, it was confirmed that the surface of the composite particle A is uneven, and the protrusion is formed of colloidal silica.
<複合粒子C>
撹拌機、還流コンデンサー及び温度計を装備した2Lの反応フラスコに、メラミン50.0部、37%ホルマリン96.5部、水性シリカゾル[日産化学工業(株)製、スノーテックスS(商品名):SiO2濃度30.5重量%、pH10.0、平均粒径7.9nm]133.5部、水1820部を仕込み、25%アンモニア水にてpHを8.5に調整した。その後、上記混合物を撹拌しながら昇温し、温度を70℃に保ち、30分反応させてメラミン樹脂の初期縮合物を含む水溶液を調製した。
<Composite particle C>
In a 2 L reaction flask equipped with a stirrer, a reflux condenser and a thermometer, 50.0 parts of melamine, 96.5 parts of 37% formalin, aqueous silica sol [manufactured by Nissan Chemical Industries, Snowtex S (trade name): The SiO 2 concentration was 30.5 wt%, pH 10.0, average particle size 7.9 nm] 133.5 parts, and 1820 parts of water were charged, and the pH was adjusted to 8.5 with 25% aqueous ammonia. Thereafter, the temperature of the mixture was increased while stirring, and the temperature was maintained at 70 ° C., and the mixture was reacted for 30 minutes to prepare an aqueous solution containing an initial condensate of melamine resin.
次に、温度70℃を維持したまま、得られた初期縮合物を含む水溶液にドデシルベンゼンスルホン酸を10重量%含む水溶液を添加してpHを7.0に調整した。約25分後に反応系内が白濁して、硬化したメラミン樹脂中にシリカ微粒子が分散した粒子が析出した。その後、温度を90℃まで昇温して3時間硬化反応を続けた。冷却後、得られた反応液を濾過、乾燥して白色の複合粒子Cを得た。
得られた複合粒子Cの体積平均粒径は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置[マスターサイザー2000(商品名)マルバーン社製]で測定したところ、0.05μmであった。個数平均粒径d50は0.03μmであり、小径側粒子比率(粒径が(1/2)×d50以下の粒子数/全粒子数)は15個数%、大径側粒子比率(粒径が(3/2)×d50以下の粒子数/全粒子数)は10個数%であった。
Next, while maintaining the temperature at 70 ° C., an aqueous solution containing 10% by weight of dodecylbenzenesulfonic acid was added to the aqueous solution containing the obtained initial condensate to adjust the pH to 7.0. After about 25 minutes, the reaction system became cloudy, and particles in which silica fine particles were dispersed in the cured melamine resin were precipitated. Thereafter, the temperature was raised to 90 ° C. and the curing reaction was continued for 3 hours. After cooling, the resulting reaction solution was filtered and dried to obtain white composite particles C.
The volume average particle size of the obtained composite particles C was 0.05 μm as measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus [Mastersizer 2000 (trade name) manufactured by Malvern, Inc.]. The number average particle diameter d 50 is 0.03 μm, the small diameter side particle ratio (particle diameter (1/2) × d 50 or less particles / total number of particles) is 15% by number, and the large diameter side particle ratio (particle size) The number of particles having a diameter of (3/2) × d 50 or less / the total number of particles) was 10% by number.
この複合粒子Cをそのままの状態で走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察し、およびスライス片の状態で透過型電子顕微鏡−エネルギ−分散型X線分析(TEM−EDX)にて観察したところ、その形状は球状で、かつ、コロイダルシリカが複合粒子Aの表面付近に偏在していることが確認された。また、複合粒子Aの表面は、凸凹しており、凸部はコロイダルシリカによって形成されていることが確認された。 When this composite particle C was observed with a scanning electron microscope (SEM) as it was, and was observed with a transmission electron microscope-energy-dispersive X-ray analysis (TEM-EDX) in a sliced state, It was confirmed that the shape was spherical and the colloidal silica was unevenly distributed near the surface of the composite particle A. Moreover, it was confirmed that the surface of the composite particle A is uneven, and the protrusion is formed of colloidal silica.
<複合粒子D>
1Lビーカーに、メタノール500部、メチルトリエトキシシラン10部を投入し、更に複合粒子A100部を投入して攪拌し、エバポレーターでメタノールを留去した後、取り出した粒子に120℃で1時間の加熱を施して疎水化処理された複合粒子Dを得た。
得られた複合粒子Dの体積平均粒径はレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置[マスターサイザー2000(商品名)マルバーン社製]で測定したところ、0.3μmであった。また、個数平均粒径d50は0.27μmであり、小径側粒子比率(粒径が(1/2)×d50以下の粒子数/全粒子数)は4個数%、大径側粒子比率(粒径が(3/2)×d50以下の粒子数/全粒子数)は18個数%であった。
<Composite particle D>
Into a 1 L beaker, 500 parts of methanol and 10 parts of methyltriethoxysilane were added, and then 100 parts of composite particles A were added and stirred. After the methanol was distilled off with an evaporator, the extracted particles were heated at 120 ° C. for 1 hour. To obtain composite particles D subjected to hydrophobic treatment.
The volume average particle diameter of the obtained composite particles D was 0.3 μm as measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer [Mastersizer 2000 (trade name) manufactured by Malvern, Inc.]. The number average particle diameter d 50 is 0.27 μm, and the small diameter side particle ratio (particle diameter is (½) × d 50 or less / total number of particles) is 4% by number, large diameter side particle ratio. The number of particles having a particle size of (3/2) × d 50 or less / the total number of particles was 18% by number.
複合粒子の組成等の概要を以下の表1に示す。 A summary of the composition and the like of the composite particles is shown in Table 1 below.
−トナーおよび現像剤の作製−
[トナー母粒子の製造]
(樹脂微粒子分散液の調整)
スチレン370g,n−ブチルアクリレート30g,アクリル酸8g、ドデカンチオール24g四臭化炭素4gを混合して溶解したものを、非イオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製)6g及びアニオン性界面活性剤(ネオゲンSC:第一工業製薬(株)製)10gをイオン交換水550gに溶解したフラスコ中で乳化重合させ、10分間ゆっくり混合しながら、これに過硫酸アンモニウム4gを溶解したイオン交換水50gを投入した。
窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。その結果、平均粒径が150nmであり、ガラス転移温度Tg=58℃、重量平均分子量Mw=11500の樹脂微粒子が分散された樹脂微粒子分散液が得られた。この分散液の固形分濃度は40重量%であった。
-Preparation of toner and developer-
[Manufacture of toner base particles]
(Adjustment of resin fine particle dispersion)
A mixture of 370 g of styrene, 30 g of n-butyl acrylate, 8 g of acrylic acid, 24 g of dodecanethiol and 4 g of carbon tetrabromide was dissolved in 6 g of a nonionic surfactant (Nonipol 400: manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.) and anion Ion exchange in which 10 g of a surfactant (Neogen SC: manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) is emulsion-polymerized in a flask in which 550 g of ion-exchanged water is dissolved, and 4 g of ammonium persulfate is dissolved in the flask while slowly mixing for 10 minutes. 50 g of water was added.
After carrying out nitrogen substitution, the inside of the flask was stirred and heated in an oil bath until the contents reached 70 ° C., and emulsion polymerization was continued for 5 hours. As a result, a resin fine particle dispersion in which resin fine particles having an average particle diameter of 150 nm, a glass transition temperature Tg = 58 ° C., and a weight average molecular weight Mw = 11500 was obtained. The solid content concentration of this dispersion was 40% by weight.
(着色剤分散液(1)の調整)
・カーボンブラック(モーガルL:キャボット製):60g
・ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製):6g
・イオン交換水:240g
以上の成分を混合して、溶解、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて分散処理して平均粒径が250nmである着色剤(カーボンブラック)粒子が分散された着色剤分散剤(1)を調整した。
(Adjustment of colorant dispersion (1))
・ Carbon black (Mogal L: Cabot): 60g
・ Nonionic surfactant (Nonipol 400: Sanyo Chemical Co., Ltd.): 6g
・ Ion exchange water: 240g
The above components are mixed, dissolved, stirred for 10 minutes using a homogenizer (Ultra Turrax T50: manufactured by IKA), and then dispersed with an optimizer (colorant (carbon) having an average particle size of 250 nm. Black) A colorant dispersant (1) in which particles were dispersed was prepared.
(着色剤分散液(2)の調整)
・Cyan顔料(C.I.ピグメントブルー15:3):60g
・ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製):5g
・イオン交換水:240g
以上の成分を混合して、溶解、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて分散処理して平均粒径が250nmである着色剤(Cyan顔料)粒子が分散された着色剤分散剤(2)を調整した。
(Adjustment of colorant dispersion (2))
Cyan pigment (CI Pigment Blue 15: 3): 60 g
-Nonionic surfactant (Nonipol 400: manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.): 5g
・ Ion exchange water: 240g
The above components are mixed, dissolved, stirred for 10 minutes using a homogenizer (Ultra Turrax T50: manufactured by IKA), and then dispersed with an optimizer (Cyan having an average particle diameter of 250 nm). Pigment) A colorant dispersant (2) in which particles were dispersed was prepared.
(着色剤分散液(3)の調整)
・Magenta顔料(C.I.ピグメントレッド122):60g
・ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製):5g
・イオン交換水:240g
以上の成分を混合して、溶解、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて分散処理して平均粒径が250nmである着色剤(Magenta顔料)粒子が分散された着色剤分散剤(3)を調整した。
(Adjustment of colorant dispersion (3))
Magenta pigment (CI Pigment Red 122): 60 g
-Nonionic surfactant (Nonipol 400: manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.): 5g
・ Ion exchange water: 240g
The above components are mixed, dissolved, stirred for 10 minutes using a homogenizer (Ultra Turrax T50: manufactured by IKA), and then dispersed with an optimizer (Magenta having an average particle size of 250 nm). Pigment) A colorant dispersant (3) in which particles were dispersed was prepared.
(着色分散液(4)の調整)
・Yellow顔料(C.I.ピグメントイエロー180):90g
・ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製):5g
・イオン交換水:240g
以上の成分を混合して、溶解、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて分散処理して平均粒径が250nmである着色剤(Yellow顔料)粒子が分散された着色剤分散剤(4)を調整した。
(Adjustment of colored dispersion (4))
Yellow pigment (CI Pigment Yellow 180): 90 g
-Nonionic surfactant (Nonipol 400: manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.): 5g
・ Ion exchange water: 240g
The above components are mixed, dissolved, stirred for 10 minutes using a homogenizer (Ultra Turrax T50: manufactured by IKA), then dispersed with an optimizer and a colorant having an average particle size of 250 nm (Yellow) Pigment) A colorant dispersant (4) in which particles were dispersed was prepared.
(離型剤分散液)
・パラフィンワックス(HNP0190:日本精蝋(株)製、融点85℃):100g
・カチオン性界面活性剤 (サニゾールB50:花王(株)製):5g
・イオン交換水:240g
以上の成分を、丸型ステンレス鋼製フラスコ中でホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、平均粒径が550nmである離型剤粒子が分散された離型剤分散液を調整した。
(Release agent dispersion)
Paraffin wax (HNP0190: Nippon Seiwa Co., Ltd., melting point 85 ° C.): 100 g
Cationic surfactant (Sanisol B50: manufactured by Kao Corporation): 5 g
・ Ion exchange water: 240g
The above components were dispersed in a round stainless steel flask using a homogenizer (Ultra Turrax T50: manufactured by IKA) for 10 minutes, and then dispersed with a pressure discharge type homogenizer, and the average particle size was 550 nm. A release agent dispersion in which the mold agent particles were dispersed was prepared.
<トナー母粒子Kの調整>
・樹脂微粒子分散液:234部
・着色剤分散液(1):30部
・離型剤分散液:40部
・ポリ水酸化アルミニウム(浅田化学社製、Paho2S):0.5部
・イオン交換水:600部
以上の成分を、丸型ステンレス鋼鉄フラスコ中でホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて混合し、分散した後、加熱用オイルバス中でフラスコ内を攪拌しながら40℃まで加熱した。40℃で30分保持した後、体積平均粒径D50vが4.5μmの凝集粒子が生成していることを確認した。更に加熱用オイルバスの温度を上げて56℃で1時間保持し、体積平均粒径D50vは5.3μmとなった。
<Adjustment of toner mother particle K>
-Resin fine particle dispersion: 234 parts-Colorant dispersion (1): 30 parts-Release agent dispersion: 40 parts-Polyaluminum hydroxide (Pho2S manufactured by Asada Chemical Co., Ltd.): 0.5 parts-Ion exchange water : 600 parts The above components were mixed and dispersed in a round stainless steel flask using a homogenizer (Ultra Turrax T50: manufactured by IKA), and then stirred at 40 ° C while stirring the flask in an oil bath for heating. Until heated. After maintaining at 40 ° C. for 30 minutes, it was confirmed that aggregated particles having a volume average particle diameter D50v of 4.5 μm were generated. Further, the temperature of the heating oil bath was raised and maintained at 56 ° C. for 1 hour, and the volume average particle diameter D50v was 5.3 μm.
その後、この凝集粒子を含む分散液に26重量部の樹脂微粒子分散液を追加した後、加熱用オイルバスの温度を50℃まで上げて30分間保持した。続いて、この凝集粒子を含む分散液に、1N水酸化ナトリウムを追加して、系のpHを7.0に調整した後ステンレス製フラスコを密閉し、磁気シールを用いて攪拌を継続しながら90℃まで加熱し、4時間保持した。冷却後、このトナー母粒子を濾別し、イオン交換水で4回洗浄した後、凍結乾燥してトナー母粒子K1を得た。トナー母粒子K1の体積平均粒径D50vが5.9μm、平均形状係数SFは123であった。 Thereafter, 26 parts by weight of the resin fine particle dispersion was added to the dispersion containing the aggregated particles, and then the temperature of the heating oil bath was raised to 50 ° C. and held for 30 minutes. Subsequently, 1N sodium hydroxide was added to the dispersion containing the aggregated particles to adjust the pH of the system to 7.0, and then the stainless steel flask was sealed, and stirring was continued using a magnetic seal while continuing the stirring. Heat to 0 ° C. and hold for 4 hours. After cooling, the toner base particles were separated by filtration, washed four times with ion exchange water, and then lyophilized to obtain toner base particles K1. The volume average particle diameter D50v of the toner base particles K1 is 5.9 μm, and the average shape factor SF is 123.
<トナー母粒子Cの調整>
着色粒子分散液(1)のかわりに、着色粒子分散液(2)を用いる以外はK1と同様にしてトナー母粒子C1を得た。このトナー母粒子C1の体積平均粒径D50vは5.8μm,平均形状係数SFは120であった。
<Adjustment of toner base particle C>
Toner mother particles C1 were obtained in the same manner as K1 except that the colored particle dispersion (2) was used instead of the colored particle dispersion (1). The toner base particle C1 has a volume average particle diameter D50v of 5.8 μm and an average shape factor SF of 120.
<トナー母粒子Mの調整>
着色粒子分散液(1)のかわりに、着色粒子分散液(3)を用いる以外はK1と同様にしてトナー母粒子M1を得た。このトナー母粒子M1の体積平均粒径D50vは5.5μm,平均形状係数SFは122であった。
<Adjustment of toner base particles M>
Toner mother particles M1 were obtained in the same manner as K1 except that the colored particle dispersion (3) was used instead of the colored particle dispersion (1). The toner mother particles M1 had a volume average particle diameter D50v of 5.5 μm and an average shape factor SF of 122.
<トナー母粒子Yの調整>
着色粒子分散液(1)のかわりに、着色粒子分散液(4)を用いる以外はK1と同様にしてトナー母粒子Y1を得た。このトナー母粒子Y1の体積平均粒径D50vは5.9μm,平均形状係数SFは120であった。
<Adjustment of toner base particle Y>
Toner mother particles Y1 were obtained in the same manner as K1 except that the colored particle dispersion (4) was used instead of the colored particle dispersion (1). The toner base particle Y1 has a volume average particle diameter D50v of 5.9 μm and an average shape factor SF of 120.
[キャリヤの製造]
・フェライト粒子(平均粒径:50μm):100部
・トルエン:14部
・スチレン/メタクリレート共重合体(スチレン/メタクリレートのモル比:90/10):2部
・カーボンブラック(R330:キャボット社製):0.2部
まず、フェライト粒子を除く上記成分を10分間スターラーで撹拌させて、分散した被覆液を調整し、次に、この被覆液とフェライト粒子を真空脱気型ニーダーに入れて、60℃において30分撹拌した後、さらに加温しながら減圧して脱気し、乾燥させることによりキャリヤを得た。このキャリヤは、1000V/cmの印加電界時の体積固有抵抗値が1011Ωcmであった。
[Manufacture of carriers]
Ferrite particles (average particle size: 50 μm): 100 parts Toluene: 14 parts Styrene / methacrylate copolymer (styrene / methacrylate molar ratio: 90/10): 2 parts Carbon black (R330: manufactured by Cabot Corporation) : 0.2 part First, the above components excluding ferrite particles were stirred with a stirrer for 10 minutes to prepare a dispersed coating solution, and then this coating solution and ferrite particles were put into a vacuum degassing type kneader. After stirring for 30 minutes at ° C, the carrier was obtained by further depressurizing while heating and degassing and drying. This carrier had a volume resistivity of 10 11 Ωcm at an applied electric field of 1000 V / cm.
トナー母粒子としてK1,C1,M1,Y1を用い、トナー100重量部に対して、外添剤として、メタチタン酸(平均一次粒径40nm、i−ブチルトリメトキシシラン処理)1部、シリカ(平均一次粒径12nm、ジメチルジメトキシシラン処理、気相酸化法により製造したもの)1.5部の他に、さらに複合粒子あるいはメラミン樹脂粒子については、以下の表2に示す組合せとなるように5Lヘンシェルミキサーで周速30m/s×15分間ブレンドを行った後、45μmの目開きのシーブを用いて粗大粒子を除去し、外添剤の組成が各々異なるトナー1〜6を得た。
K1, C1, M1, and Y1 are used as toner base particles, and 1 part of metatitanic acid (average
なお、メラミン樹脂粒子は、樹脂成分のみからなる粒子であり、日本触媒社製のエポスターS(体積平均粒子径0.3μm)を用いた。なお、エポスターSの表面形状は凹凸がない滑らかなものである。
また、キャリア100部と各々のトナー6部とをV−ブレンダーで、40rpm×20分間攪拌し、212μmの目開きを有するシーブで篩分することにより各々のトナー1〜6を用いた現像剤1〜6を得た。なお、いずれのトナーも、現像時に感光体表面に供給された際に、負極性に帯電するものである(すなわち、正規の極性がマイナスである)。
In addition, the melamine resin particle | grains are particles which consist only of a resin component, and Nippon Shokubai Co., Ltd. poster S (volume average particle diameter of 0.3 micrometer) was used. It should be noted that the surface shape of the eposter S is smooth with no irregularities.
Further, 100 parts of the carrier and 6 parts of each toner were stirred with a V-blender at 40 rpm × 20 minutes, and sieved with a sieve having an opening of 212 μm, thereby developing each developer 1-6. ~ 6 was obtained. Each toner is negatively charged when supplied to the surface of the photoreceptor during development (that is, the normal polarity is negative).
[感光体の作製]
<感光体1>
4重量部のポリビニルブチラール樹脂(エスレックBM−S、積水化学社製)を溶解したn−ブチルアルコール170重量部に、有機ジルコニウム化合物(アセチルアセトンジルコニウムブチレート)30重量部および有機シラン化合物(γ−アミノプロピルトリメトキシシラン)3重量部を添加、混合撹拌して下引き層形成用の塗布液を得た。
この塗布液を、ホーニング処理により粗面化された外径40mmのアルミニウム支持体の上に浸漬塗布し、室温で5分間風乾を行った後、支持体を10分間で50℃に昇温し、50℃、85%RH(露点47℃)の恒温恒湿槽中に入れて、20分間加湿硬化促進処理を行った。その後、熱風乾燥機に入れて170℃で10分間乾燥を行い下引き層を形成した。
[Production of photoconductor]
<
To 170 parts by weight of n-butyl alcohol in which 4 parts by weight of polyvinyl butyral resin (S-REC BM-S, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) is dissolved, 30 parts by weight of an organic zirconium compound (acetylacetone zirconium butyrate) and an organic silane compound (γ-amino) 3 parts by weight of propyltrimethoxysilane) was added, mixed and stirred to obtain a coating solution for forming an undercoat layer.
This coating solution is dip-coated on an aluminum support having an outer diameter of 40 mm roughened by a honing treatment, air-dried at room temperature for 5 minutes, and then the support is heated to 50 ° C. for 10 minutes, It was placed in a constant temperature and humidity chamber at 50 ° C. and 85% RH (
次に、電荷発生材料として、塩化ガリウムフタロシアニンを用い、その15重量部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂(VMCH、日本ユニオンカーバイト社製)10重量部およびn−ブチルアルコール300重量部からなる混合物をサンドミルにて4時間分散した。
得られた分散液を、上記下引き層上に浸漬塗布し、乾燥して、膜厚0.2μmの電荷発生層を形成した。
Next, gallium chloride phthalocyanine is used as a charge generation material, 15 parts by weight thereof, 10 parts by weight of vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin (VMCH, manufactured by Nippon Union Carbide) and 300 parts by weight of n-butyl alcohol. The resulting mixture was dispersed in a sand mill for 4 hours.
The obtained dispersion was dip-coated on the undercoat layer and dried to form a charge generation layer having a thickness of 0.2 μm.
次に、N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン40重量部とビスフェノールZポリカーボネート樹脂(分子量40,000)60重量部とをテトロヒドロフラン235重量部及びモノクロロベンゼン100重量部に十分に溶解混合して得られた塗布液を電荷発生層上に浸漬塗布し、乾燥することにより、膜厚20μmの電荷輸送層を形成し、感光体1を得た。
Next, 40 parts by weight of N, N'-bis (3-methylphenyl) -N, N'-diphenylbenzidine and 60 parts by weight of bisphenol Z polycarbonate resin (molecular weight 40,000) were added to 235 parts by weight of tetrohydrofuran and mono A coating solution obtained by sufficiently dissolving and mixing in 100 parts by weight of chlorobenzene was dip-coated on the charge generation layer and dried to form a charge transport layer having a thickness of 20 μm, whereby
<感光体2>
下記化合物1を5部、レゾール型フェノール樹脂(PL−4852、群栄化学社製)を7部、メチルフェニルポリシロキサンを0.03部、及びイソプロパノ−ルを20部混合して溶解し、保護層形成用塗布液を得た。この塗布液を浸漬コーティング法で感光体1の電荷輸送層上に塗布し、130℃で40分乾燥させ、膜厚3μmの保護層を形成し感光体2を得た。
<
5 parts of the following
<感光体3>
下記化合物2を2部、レジトップPL4852(群栄化学製)2部をイソプロピルアルコール10部に溶解させ、保護層形成用塗布液を得た。この保護層形成用塗布液を電荷輸送層の膜厚を22μmとする以外は感光体1と同じ条件で作製した感光体の電荷輸送層上に浸漬塗布し、室温で30分風乾した後、140℃で60分乾燥させ、膜厚4μmの保護層を形成して感光体3を得た。
<
2 parts of the following
<感光体4>
下記に示す構成材料を、イソプロピルアルコール5部、テトラヒドロフラン3部、蒸留水0.3部に溶解させ、イオン交換樹脂(アンバーリスト15E)0.5部を加え、室温で攪拌することにより24時間加水分解を行った。
−構成材料−
・化合物2:2部
・メチルトリメトキシシラン:2部
・テトラメトキシシラン:0.5部
・フッ素グラフトポリマー(ZX007C:富士化成製):0.5部
・シリカ:0.3部
なお、このシリカは、ゾルゲル法で得られたシリカゾルにHMDS(ヘキサメチルジシラザン)処理を行い、乾燥、粉砕することにより得られたもので、比重1.50、平均粒子径140nmの球形単分散シリカである。
<
The constituent materials shown below were dissolved in 5 parts of isopropyl alcohol, 3 parts of tetrahydrofuran and 0.3 part of distilled water, 0.5 parts of ion exchange resin (Amberlyst 15E) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. Decomposition was performed.
-Constituent material-
Compound 2: 2 parts Methyltrimethoxysilane: 2 parts Tetramethoxysilane: 0.5 parts Fluorine graft polymer (ZX007C: manufactured by Fuji Kasei): 0.5 parts Silica: 0.3 parts Is obtained by subjecting a silica sol obtained by the sol-gel method to HMDS (hexamethyldisilazane) treatment, drying and grinding, and is a spherical monodispersed silica having a specific gravity of 1.50 and an average particle diameter of 140 nm.
次に、加水分解後の溶液からイオン交換樹脂を濾過分離した液に対し、アルミニウムトリスアセチルアセトナート(Al(aqaq)3)を0.1部、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシトルエン(BHT)0.4部を加え、このコーティング液を感光体1の電荷輸送層の上にリング型浸漬塗布法により塗布し、室温で30分風乾した後、150℃で1時間加熱処理して硬化し、膜厚約3μmの保護層を形成し感光体4を得た。
Next, 0.1 part of aluminum trisacetylacetonate (Al (aqaq) 3 ) and 3,5-di-t-butyl-4- are used for the solution obtained by filtering and separating the ion exchange resin from the hydrolyzed solution. 0.4 parts of hydroxytoluene (BHT) is added, and this coating solution is applied onto the charge transport layer of the
[クリーニング装置]
クリーニング装置としては、図4に示す構成を有する以下のクリーニング装置1、クリーニング装置2およびクリーニング装置3(いずれもプロセスカートリッジ)を用いた。各部の構成の詳細およびクリーニング時の使用条件は以下の通りである。
[Cleaning device]
As the cleaning device, the following
−クリーニング装置1−
<第1のクリーニングユニット>
(1)ロール状ブラシ部材
ブラシ材質:導電性ナイロン、繊維太さ:2デニール(約17μm)、電気抵抗:1×105Ω、毛足長さ:4mm、繊維密度:50,000本/inch2、感光体への食い込み量:約1.0mm、周速:60mm/s、回転方向:感光体の回転方向に対して逆回転、ブラシ印加バイアス:+200V
-Cleaning device 1-
<First cleaning unit>
(1) Roll-shaped brush member Brush material: conductive nylon, fiber thickness: 2 denier (about 17 μm), electric resistance: 1 × 10 5 Ω, hair length: 4 mm, fiber density: 50,000 / inch 2 , the amount of biting into the photoconductor: about 1.0 mm, peripheral speed: 60 mm / s, rotation direction: reverse rotation with respect to the rotation direction of the photoconductor, brush application bias: +200 V
(2)回収ロール部材
材質:導電性カーボンを分散したフェノール樹脂、電気抵抗:1×106Ω、曲げ弾性率(JIS K7203):100MPa、磨耗量(JIS K6902):2mg、ロックウェル硬度(JIS K7202、Mスケール):120、ブラシ部材への食い込み量:1.5mm、周速:70mm/s、印加バイアス:+600V
(2) Collection roll member Material: phenol resin in which conductive carbon is dispersed, electric resistance: 1 × 10 6 Ω, flexural modulus (JIS K7203): 100 MPa, wear amount (JIS K6902): 2 mg, Rockwell hardness (JIS) K7202, M scale): 120, amount of biting into the brush member: 1.5 mm, peripheral speed: 70 mm / s, applied bias: +600 V
(3)スクレーパー
材質:SUS304、厚み:80μm、回収ロール部材への食い込み量:1.3mm、フリーレングス(自由長):8.0mm。
(3) Scraper Material: SUS304, thickness: 80 μm, amount of biting into the recovery roll member: 1.3 mm, free length (free length): 8.0 mm.
<第2のクリーニングユニット>
(1)ロール状ブラシ部材
ブラシ材質:導電性ナイロン、繊維太さ:2デニール(約17μm)、電気抵抗:1×105Ω、毛足長さ:4mm、繊維密度:50,000本/inch2、感光体への食い込み量:約1.0mm、周速:60mm/s、回転方向:感光体の回転方向に対して逆回転、ブラシ印加バイアス:−400V
<Second cleaning unit>
(1) Roll-shaped brush member Brush material: conductive nylon, fiber thickness: 2 denier (about 17 μm), electric resistance: 1 × 10 5 Ω, hair length: 4 mm, fiber density: 50,000 / inch 2 , the amount of biting into the photoconductor: about 1.0 mm, peripheral speed: 60 mm / s, rotation direction: reverse rotation with respect to the rotation direction of the photoconductor, brush application bias: −400 V
(2)回収ロール部材
材質:導電性カーボンを分散したフェノール樹脂、電気抵抗:1×106Ω、曲げ弾性率(JIS K7203):100MPa、磨耗量(JIS K6902):2mg、ロックウェル硬度(JIS K7202、Mスケール):120、ブラシ部材への食い込み量:1.5mm、周速:70mm/s、印加バイアス:−800V
(2) Collection roll member Material: phenol resin in which conductive carbon is dispersed, electric resistance: 1 × 10 6 Ω, flexural modulus (JIS K7203): 100 MPa, wear amount (JIS K6902): 2 mg, Rockwell hardness (JIS) K7202, M scale): 120, biting amount into the brush member: 1.5 mm, peripheral speed: 70 mm / s, applied bias: -800 V
(3)スクレーパー
材質:SUS304、厚み:80μm、回収ロール部材への食い込み量:1.3mm、フリーレングス(自由長):8.0mm。
(3) Scraper Material: SUS304, thickness: 80 μm, amount of biting into the recovery roll member: 1.3 mm, free length (free length): 8.0 mm.
−クリーニング装置2−
<第1のクリーニングユニット>
(1)ロール状ブラシ部材
ブラシ材質:導電性ナイロン、繊維太さ:2デニール(約50μm)、電気抵抗:1×105Ω、毛足長さ:2mm、繊維密度:150,000本/inch2、感光体への食い込み量:約0.5mm、周速:60mm/s、回転方向:感光体の回転方向に対して逆回転、ブラシ印加バイアス:+200V
-Cleaning device 2-
<First cleaning unit>
(1) Rolled brush member Brush material: conductive nylon, fiber thickness: 2 denier (about 50 μm), electrical resistance: 1 × 10 5 Ω, length of bristle length: 2 mm, fiber density: 150,000 / inch 2 , the amount of biting into the photoconductor: about 0.5 mm, peripheral speed: 60 mm / s, rotation direction: reverse rotation with respect to the rotation direction of the photoconductor, brush application bias: +200 V
(2)回収ロール部材
材質:導電性カーボンを分散したフェノール樹脂、電気抵抗:1×106Ω、曲げ弾性率(JIS K7203):100MPa、磨耗量(JIS K6902):2mg、ロックウェル硬度(JIS K7202、Mスケール):120、ブラシ部材への食い込み量:1.5mm、周速:70mm/s、印加バイアス:+600V
(2) Collection roll member Material: phenol resin in which conductive carbon is dispersed, electric resistance: 1 × 10 6 Ω, flexural modulus (JIS K7203): 100 MPa, wear amount (JIS K6902): 2 mg, Rockwell hardness (JIS) K7202, M scale): 120, amount of biting into the brush member: 1.5 mm, peripheral speed: 70 mm / s, applied bias: +600 V
(3)スクレーパー
材質:SUS304、厚み:80μm、回収ロール部材への食い込み量:1.3mm、フリーレングス(自由長):8.0mm。
(3) Scraper Material: SUS304, thickness: 80 μm, amount of biting into the recovery roll member: 1.3 mm, free length (free length): 8.0 mm.
<第2のクリーニングユニット>
(1)ロール状ブラシ部材
ブラシ材質:導電性ナイロン、繊維太さ:2デニール(約50μm)、電気抵抗:1×105Ω、毛足長さ:2mm、繊維密度:150,000本/inch2、感光体への食い込み量:約0.5mm、周速:60mm/s、回転方向:感光体の回転方向に対して逆回転、ブラシ印加バイアス:−400V
<Second cleaning unit>
(1) Rolled brush member Brush material: conductive nylon, fiber thickness: 2 denier (about 50 μm), electrical resistance: 1 × 10 5 Ω, length of bristle length: 2 mm, fiber density: 150,000 / inch 2 , the amount of biting into the photoconductor: about 0.5 mm, peripheral speed: 60 mm / s, rotation direction: reverse rotation with respect to the rotation direction of the photoconductor, brush application bias: -400 V
(2)回収ロール部材
材質:導電性カーボンを分散したフェノール樹脂、電気抵抗:1×106Ω、曲げ弾性率(JIS K7203):100MPa、磨耗量(JIS K6902):2mg、ロックウェル硬度(JIS K7202、Mスケール):120、ブラシへ部材への食い込み量:1.5mm、周速:70mm/s、印加バイアス:−800V
(2) Collection roll member Material: phenol resin in which conductive carbon is dispersed, electric resistance: 1 × 10 6 Ω, flexural modulus (JIS K7203): 100 MPa, wear amount (JIS K6902): 2 mg, Rockwell hardness (JIS) (K7202, M scale): 120, amount of biting into the member into the brush: 1.5 mm, peripheral speed: 70 mm / s, applied bias: -800 V
(3)スクレーパー
材質:SUS304、厚み:80μm、回収ロール部材への食い込み量:1.3mm、フリーレングス(自由長):8.0mm。
(3) Scraper Material: SUS304, thickness: 80 μm, amount of biting into the recovery roll member: 1.3 mm, free length (free length): 8.0 mm.
−クリーニング装置3−
クリーニング装置3は、クリーニング装置2の第2のクリーニングユニットにおけるロール状ブラシ部材に印可するバイアスを+400Vとし、回収ロール部材に印可するバイアスを+800Vとした以外は、クリーニング装置2と同様の構成・クリーニング条件で使用するものである。
-Cleaning device 3-
The
(実施例1〜9及び比較例1〜6)
実施例の評価には、図2に示す構成を有する画像形成ユニットを備えた富士ゼロックス製Color DocuTech 60をベースに、クリーニング装置1を組み込んだものを評価機1とした。
また、富士ゼロックス製Color DocuTech 60の帯電器を図3に示すように接触式ロール帯電器に改造し、クリーニング装置2を組み込んだものを評価機2とし、図2に示す構成を有する画像形成ユニットを備えた富士ゼロックス製Color DocuTech 60をベースに、クリーニング装置3を組み込んだものを評価機3とした。なお、接触帯電ロールは東海ゴム工業社性6C14を用いた。
この評価機1〜評価機3に対して、感光体1〜4とトナー1〜6(現像剤1〜6)とを以下の表3に示すように組合わせて、高温高湿(28℃、80%)及び低温低湿(10℃、20%RH)条件下でカラーモードで各2万枚、計4万枚の耐久試験を行い、フィルミング、感光体傷、感光体摩耗量を評価した。また、画像ボケに関しては、高温高湿環境(28℃、85%RH)下でハーフトーン画像(画像密度30%)を10万枚プリントした後に評価した。結果を以下の表4に示す。
(Examples 1-9 and Comparative Examples 1-6)
In the evaluation of the example, the
Further, an image forming unit having the configuration shown in FIG. 2 is obtained by modifying the charger of
For this
なお、表4中に示される画像ボケ、フィルミング、感光体傷、感光体摩耗量は、以下の測定方法および評価基準に基づくものである。 The image blur, filming, photoconductor scratches, and photoconductor wear shown in Table 4 are based on the following measurement methods and evaluation criteria.
〔画像ボケ〕
画像ボケは、以下のように評価した。まず、高温高湿環境(28℃、85%RH)下でハーフトーン画像(画像密度30%)を10万枚プリントし終えた後に、水溶性である放電生成物を除去するため感光体表面の一部分のみを水拭きした。
その後、再度ハーフトーン画像(画像密度30%)をプリントし、反射型濃度測定機(X−rite)により、感光体表面の水拭きした箇所と水拭きしていない箇所とに対応する画像部分の濃度差(ΔSAD)を測定し、以下の判断基準で評価した。なお、画像ボケ(文字滲み)は、感光体表面の水拭き後にプリントしたハーフトーン画像の濃度差を対応しているため、この評価法で代用した。
◎:ΔSADが0.15以下。
○:ΔSADが0.15を超え0.4未満。
×:ΔSADが0.4以上。
[Image blur]
Image blur was evaluated as follows. First, after 100,000 sheets of halftone images (image density 30%) have been printed under a high temperature and high humidity environment (28 ° C., 85% RH), the surface of the photoreceptor is removed to remove water-soluble discharge products. Only a part was wiped with water.
Thereafter, a halftone image (image density of 30%) is printed again, and an image portion corresponding to a portion where the surface of the photosensitive member is wiped with water and a portion where the surface is not wiped with a reflection type density measuring device (X-rite). The density difference (ΔSAD) was measured and evaluated according to the following criteria. Note that image blur (character bleeding) corresponds to the density difference of the halftone image printed after wiping the surface of the photoconductor, and thus this evaluation method was used instead.
A: ΔSAD is 0.15 or less.
○: ΔSAD is more than 0.15 and less than 0.4.
X: ΔSAD is 0.4 or more.
〔フィルミング〕
耐久試験後の感光体上フィルミングは目視観察による官能評価にて判断した。判断基準は以下の通りである。
◎:固着全くなし。
○:固着が多少あるが、画質に影響の出ないレベル。
×:表面に明らかに固着があり、色筋、白筋として画質に現れる。
[Filming]
Filming on the photoreceptor after the durability test was judged by sensory evaluation by visual observation. Judgment criteria are as follows.
A: No sticking at all.
○: There is a slight sticking, but the level does not affect the image quality.
X: The surface is clearly fixed, and appears as color streaks and white streaks in the image quality.
〔感光体傷〕
感光体傷は、耐久試験後の感光体表面を、表面粗さ計(東京精密(株)製Surfcom1400A)を利用して10点平均粗さ(Rz)を測定を行い評価した。判断基準は以下の通りである。
◎:Rzが1.5μm以下。
○:Rzが1.5μmを超え2.5μm未満(画質的に問題ないレベル)。
×:Rzが2.5μm以上(画像上に白筋発生)。
[Photoconductor scratches]
The photoconductor scratch was evaluated by measuring the surface of the photoconductor after the durability test by measuring a 10-point average roughness (Rz) using a surface roughness meter (Surfcom 1400A manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.). Judgment criteria are as follows.
A: Rz is 1.5 μm or less.
○: Rz exceeds 1.5 μm and is less than 2.5 μm (a level at which there is no problem in image quality).
X: Rz is 2.5 μm or more (white streaks appear on the image).
〔感光体摩耗〕
感光体の磨耗に関しては走行試験前と試験後の感光体の膜厚を渦電流式の膜厚計で計測しその差分にて判断した。なお、表4に示す値は感光体の1000回転あたりの摩耗量を示す。
(Photoconductor wear)
Regarding the wear of the photoreceptor, the film thickness of the photoreceptor before and after the running test was measured with an eddy current film thickness meter, and the difference was judged. The values shown in Table 4 indicate the amount of wear per 1000 revolutions of the photoreceptor.
表4からわかるように、本発明の画像形成装置は、ブラシクリーニング方式において樹脂粒子中に無機微粒子を分散含有させた複合粒子をトナーに添加することで、長期に渡って感光体表面の傷を抑制しつつ、画像ボケやフィルミングも抑制する事ができる。
また、架橋構造を有する樹脂含む保護層を有する感光体を用いることで、耐磨耗性が向上するため、ブラシ摺擦により発生する感光耐表面の傷を大幅に低減しブラシ毛先の傷に沿った摺擦を抑制し感光体を均一に摺擦することが可能となる。それゆえ、複合粒子による放電生成物および外添剤等のトナー成分の感光体表面からの除去効果をより均一に発現させることができる。
As can be seen from Table 4, in the image forming apparatus of the present invention, the composite surface in which inorganic fine particles are dispersed and contained in the resin particles is added to the toner in the brush cleaning method, so that the surface of the photoreceptor can be damaged over a long period of time. While suppressing, image blur and filming can also be suppressed.
In addition, by using a photoconductor having a protective layer containing a resin having a crosslinked structure, the abrasion resistance is improved, so that the scratch on the photosensitive surface caused by brush rubbing is greatly reduced and the brush tip is damaged. It is possible to suppress rubbing along the photoconductor and uniformly rub the photoreceptor. Therefore, the effect of removing toner components such as discharge products and external additives from the composite particles from the surface of the photoreceptor can be expressed more uniformly.
1…感光体
2…帯電装置(非接触帯電器)
3…露光装置
4…現像装置
5…転写装置
7…クリーニング装置
8…帯電装置(接触帯電器)
11…導電性基体
12…下引き層
13…電荷発生層
14…電荷輸送層
15…保護層
16…感光層
40…画像形成装置
41…画像形成ユニット
47…ベルト搬送装置
48…搬送ベルト
49、50、51、52、53、54…張架ロール
55…吸着ロール
56…定着ロール
57…収容トレイ
58…テンションロール
59…ベルトクリーナ
60…記録材供給装置
700…ハウジング
701a、701b…ロール状ブラシ部材
702a、702b…回収ロール部材
703a、703b…スクレーパー
704a、704b、705a、705b…シャフト
706…取り付け金具
DESCRIPTION OF
3 ...
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Conductive base | substrate 12 ... Undercoat layer 13 ...
Claims (10)
前記クリーニング手段が、前記潜像担持体の回転方向に沿って配置された第1の導電性ブラシと第2の導電性ブラシとを含み、前記第1の導電性ブラシに印加される電圧の極性と前記第2の導電性ブラシに印加される電圧の極性とが逆極性であり、
前記トナーが、樹脂粒子中に無機微粒子を分散含有させた複合粒子を含むことを特徴とする画像形成方法。 A charging step for charging the surface of the latent image carrier that can rotate in one direction, a latent image forming step for forming a latent image by irradiating the charged surface of the latent image carrier, and a developer containing toner. The latent image is developed on the surface of the latent image carrier after the toner image is transferred to the transfer body, the development step of developing the latent image to form a toner image, the transfer step of transferring the toner image to the transfer body. And a cleaning step in which the toner is cleaned by a cleaning means provided with a conductive brush that is in contact with the surface of the latent image carrier and is applied with a voltage.
The cleaning means includes a first conductive brush and a second conductive brush arranged along the rotation direction of the latent image carrier, and the polarity of the voltage applied to the first conductive brush And the polarity of the voltage applied to the second conductive brush is opposite,
An image forming method, wherein the toner includes composite particles in which inorganic fine particles are dispersed and contained in resin particles.
全粒子数に対する粒径が(1/2)×d50以下である粒子数の割合、および、全粒子数に対する粒径が(3/2)×d50以上である粒子数の割合が、それぞれ20個数%以下であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。 The number average particle diameter of the composite particles is taken as d 50, in the particle size distribution of the composite particles,
The ratio of the number of particles having a particle size of (1/2) × d 50 or less with respect to the total number of particles, and the ratio of the number of particles having a particle size of (3/2) × d 50 or more with respect to the total number of particles, respectively. 2. The image forming method according to claim 1, wherein the number is 20% by number or less.
・式(1) SF=100×π×ML2/4A
〔但し、式(1)中、SFは前記トナーの形状係数、MLは前記トナー粒子の絶対最大長、Aは前記トナー粒子の投影面積を表す。〕 2. The image forming method according to claim 1, wherein a shape factor SF of the toner defined by the following formula (1) is in a range of 100 to 140. 3.
Formula (1) SF = 100 × π × ML 2 / 4A
[In the formula (1), SF represents the shape factor of the toner, ML represents the absolute maximum length of the toner particles, and A represents the projected area of the toner particles. ]
前記帯電手段、前記潜像形成手段、前記現像手段、前記転写手段、および、前記クリーニング手段が、この順に前記潜像担持体の回転方向に沿って前記潜像担持体の周囲に配置された画像形成装置において、
前記クリーニング手段が、前記潜像担持体の回転方向に沿って配置された第1の導電性ブラシと第2の導電性ブラシとを含み、前記第1の導電性ブラシに印加される電圧の極性と前記第2の導電性ブラシに印加される電圧の極性とが逆極性であり、
前記トナーが、樹脂粒子中に無機微粒子を分散含有させた複合粒子を含むことを特徴とする画像形成装置。 A latent image carrier that is rotatable in one direction; a charging unit that charges the surface of the latent image carrier; and a latent image forming unit that forms a latent image by irradiating the charged surface of the latent image carrier with light. A developer containing toner is supplied to the surface of the latent image carrier on which the latent image is formed, thereby developing the latent image to form a toner image; and transferring the toner image to the transfer target And a transfer means that contacts the surface of the latent image carrier and is used in a state where a voltage is applied, and after the toner image is transferred to the transfer target by the conductive brush Cleaning means for cleaning the toner remaining on the surface of the latent image carrier,
An image in which the charging unit, the latent image forming unit, the developing unit, the transfer unit, and the cleaning unit are arranged in this order around the latent image carrier along the rotation direction of the latent image carrier. In the forming device,
The cleaning means includes a first conductive brush and a second conductive brush arranged along the rotation direction of the latent image carrier, and the polarity of the voltage applied to the first conductive brush And the polarity of the voltage applied to the second conductive brush is opposite,
An image forming apparatus, wherein the toner includes composite particles in which inorganic fine particles are dispersed and contained in resin particles.
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