JP4849080B2 - Electrophotographic photoreceptor, image forming apparatus and process cartridge - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真用感光体、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。 The present invention relates to an electrophotographic photoreceptor, an image forming apparatus, and a process cartridge.
近年、電子写真法は複写機やプリンター技術として大きな広がりを見せている。電子写真法に使用される電子写真用感光体(以下、単に「感光体」と称することがある。)は、電子写真法による画像形成プロセスにおける多くの接触機構やストレス機構などの、さまざまの劣化要因に曝される。さらに、デジタル化やカラー化にともなって電子写真用感光体にはさらなる高速信頼性が求められてきている。 In recent years, the electrophotographic method has greatly expanded as a copier and printer technology. Electrophotographic photoreceptors used in electrophotography (hereinafter sometimes simply referred to as “photoreceptors”) have various degradations such as many contact mechanisms and stress mechanisms in the image forming process by electrophotography. Exposed to factors. Further, along with digitization and colorization, further high-speed reliability is required for electrophotographic photoreceptors.
電子写真法の帯電プロセスにおいて、非接触帯電方式を用いた場合には電子写真用感光体の表面に放電生成物が付着し、画像ぼけなどが発生することがある。放電生成物の除去のために現像剤中に研磨機能を持つ粒子を混合してクリーニング部などでかきとる研磨手段が採用されることがある。この場合感光体表面は磨耗することによって劣化する。また、近年帯電プロセスにおいて接触帯電方式が広く使用されているが、この方式により磨耗が加速される場合がある。このような背景から電子写真用感光体にはさらなる長寿命化が求められている。 In the electrophotographic charging process, when the non-contact charging method is used, discharge products may adhere to the surface of the electrophotographic photoreceptor, and image blurring may occur. In order to remove discharge products, a polishing means may be employed in which particles having a polishing function are mixed in the developer and scraped off by a cleaning unit or the like. In this case, the surface of the photoreceptor deteriorates due to wear. In recent years, the contact charging method is widely used in the charging process, but wear may be accelerated by this method. From such a background, the electrophotographic photoreceptor is required to have a longer life.
電子写真用感光体の長寿命化には耐磨耗性の観点から高い表面硬度が要求される。電子写真用感光体の表面を硬度の高いアモルファスシリコンで覆うと、表面に付着した放電生成物が原因で画像ボケや画像ながれが特に高湿時に発生することがあるため、炭素系の膜が電子写真用感光体の表面層として多く使用されている。しかしながら炭素系の膜[例えば水素化アモルファス炭素膜(a−C:H)あるいはフッ素化された水素化アモルファス炭素膜(a−C:H,F)]に十分な硬度を持たせると有色膜となるため表面の磨耗につれて光透過が大きくなり感度が高くなることがある。また磨耗が不均一に起こると感度も不均一となり特に中間調での画像むらとして影響が表われることがある。 In order to extend the life of the electrophotographic photoreceptor, a high surface hardness is required from the viewpoint of wear resistance. If the surface of an electrophotographic photoreceptor is covered with high-hardness amorphous silicon, image blurring and image drift may occur due to discharge products adhering to the surface, especially at high humidity. It is often used as the surface layer of photographic photoreceptors. However, if a carbon-based film [for example, a hydrogenated amorphous carbon film (aC: H) or a fluorinated hydrogenated amorphous carbon film (aC: H, F)] has sufficient hardness, Therefore, as the surface wears, light transmission increases and sensitivity may increase. In addition, when wear occurs unevenly, the sensitivity is also uneven, and an influence may appear as image unevenness particularly in a halftone.
電子写真用感光体表面の耐磨耗性を高くすることによって電子写真用感光体を長寿命化する試みとして、フッ化マグネシウムを主成分とする表面層を用いる提案がされている(例えば、特許文献1参照。)。 As an attempt to extend the life of an electrophotographic photoreceptor by increasing the wear resistance of the electrophotographic photoreceptor surface, a proposal has been made to use a surface layer mainly composed of magnesium fluoride (for example, a patent). Reference 1).
また、有機感光層の上に触媒CVD法によるアモルファスシリコンカーバイド表面保護層の成膜形成を行う提案がなされている(例えば、特許文献2参照。)。さらには、アモルファス炭素中に微量のガリウム原子を含有させることにより電子写真用感光体の耐湿性や耐刷性を改善することも提案されている(例えば、特許文献3参照。)。一方、ダイヤモンド結合を有するアモルファス窒化炭素(例えば、特許文献4参照。)や非単結晶の水素化窒化物半導体(例えば、特許文献5参照。)を表面層に有する電子写真用感光体が提案されている。 In addition, a proposal has been made to form an amorphous silicon carbide surface protective layer on the organic photosensitive layer by catalytic CVD (see, for example, Patent Document 2). Furthermore, it has also been proposed to improve the moisture resistance and printing durability of an electrophotographic photoreceptor by incorporating a small amount of gallium atoms in amorphous carbon (see, for example, Patent Document 3). On the other hand, an electrophotographic photoreceptor having a surface layer of amorphous carbon nitride having a diamond bond (see, for example, Patent Document 4) or non-single-crystal hydrogenated nitride semiconductor (for example, see Patent Document 5) has been proposed. ing.
一方、炭素系の薄膜材料であるダイアモンドライクカーボンやダイヤモンド膜を半導体材料、耐磨耗材料、低摩擦材料、ガスバリア性材料、電子放出材料などとして応用することを目的に広く研究開発が行われている。
同様に近年、窒化炭素膜の研究開発が行われている。
On the other hand, diamond-like carbon and diamond films, which are carbon-based thin films, are widely researched and developed with the aim of applying them as semiconductor materials, wear resistant materials, low friction materials, gas barrier materials, electron emission materials, etc. Yes.
Similarly, research and development of carbon nitride films have been conducted in recent years.
また、本発明者らにより、有機感光体の表面層として、13族元素と15原子%以上の酸素とから形成される表面層が提案されている(例えば、特許文献6参照。)。
In addition, the present inventors have proposed a surface layer formed of a
また塗布により形成される硬質表面層が提案されており、例えば、シロキサン結合を有する高分子化合物を表面層に用いた電子写真用感光体が提案されている(例えば、特許文献7参照。)。
シロキサン結合を有する高分子化合物を表面層に用いた場合、磨耗的には改善があるものの硬度が低く、傷の発生や磨耗の際にトナー成分が付着しやすくなり感光体の寿命が低下することがある。
また、スパッタリングやCVD法その他製膜時に昇温を伴う方法を用いて表面層を形成する場合、表面層の製膜プロセスにおいて有機感光層等の下地の熱膨張等により表面層に応力が生じ、表面層に歪みが生ずることがあった。この表面層の歪みは、電子写真法で画像を形成する場合の画像ムラの原因となる。
本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、画像ムラの生じにくい電子写真用感光体並びにこれを用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
When a polymer compound having a siloxane bond is used for the surface layer, although there is an improvement in wear, the hardness is low, and the toner component tends to adhere when the scratches or wear occurs, and the life of the photoreceptor is reduced. There is.
In addition, when forming a surface layer using a method involving a temperature increase during film formation by sputtering, CVD method or the like, stress is generated in the surface layer due to thermal expansion of a base such as an organic photosensitive layer in the film formation process of the surface layer, The surface layer may be distorted. This distortion of the surface layer causes image unevenness when an image is formed by electrophotography.
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide an electrophotographic photosensitive member in which image unevenness is unlikely to occur, and an image forming apparatus and a process cartridge using the same.
上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明者等は、以下の本発明により当該課題を解決できることを見出した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the following problems can be solved by the present invention.
すなわち請求項1に係る発明は、導電性基体と、有機高分子中に導電性フィラーの分散した厚さ5μm以上50μm以下の下引き層と、有機感光層と、13族元素と酸素とを少なくとも含有し酸素の13族元素に対する元素組成比が0.9以上1.4以下である表面層と、をこの順に備える電子写真用感光体である。
That is, the invention according to
請求項2に係る発明は、導電性基体と、有機高分子中に導電性フィラーの分散した厚さ5μm以上50μm以下の下引き層と、有機感光層と、13族元素と窒素とを少なくとも含有し窒素の13族元素に対する元素組成比が0.4以上0.8以下である表面層と、をこの順に備える電子写真用感光体である。
The invention according to
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に記載の表面層の最表面部の酸素の13族元素に対する元素組成比が1.4以上1.6以下である電子写真用感光体である。
The invention according to
請求項4に係る発明は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の表面層が水素をさらに含有する電子写真用感光体である。
The invention according to
請求項5に係る発明は、請求項1又は2に記載の電子写真用感光体と、
前記電子写真用感光体表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記電子写真用感光体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを少なくとも含む現像剤を用いて前記電子写真用感光体表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する画像形成手段と、
前記電子写真用感光体表面に形成されたトナー画像を被転写体表面に転写する転写手段と、
前記被転写体表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を有する画像形成装置である。
The invention according to claim 5 is an electrophotographic photoreceptor according to
Charging means for charging the surface of the electrophotographic photoreceptor;
An electrostatic latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the charged electrophotographic photoreceptor;
Image forming means for developing a latent electrostatic image formed on the surface of the electrophotographic photoreceptor using a developer containing at least a toner to form a toner image;
Transfer means for transferring the toner image formed on the surface of the electrophotographic photoreceptor to the surface of the transfer target;
And a fixing unit that fixes the toner image transferred to the surface of the transfer target.
請求項6に係る発明は、請求項5に記載のトナーの形状係数SF1が、100以上140以下である画像形成装置である。 A sixth aspect of the invention is an image forming apparatus in which the toner has a shape factor SF1 of 100 or more and 140 or less.
請求項7に係る発明は、請求項5又は6に記載の現像剤が、樹脂被覆キャリアをさらに含む画像形成装置である。 The invention according to claim 7 is an image forming apparatus in which the developer according to claim 5 or 6 further includes a resin-coated carrier.
請求項8に係る発明は、請求項5〜請求項7のいずれか1項に記載の画像形成装置が、転写後の前記電子写真用感光体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段をさらに有する画像形成装置である。 According to an eighth aspect of the present invention, the image forming apparatus according to any one of the fifth to seventh aspects further includes a cleaning unit that removes residual toner on the surface of the electrophotographic photoreceptor after transfer. Forming device.
請求項9に係る発明は、請求項8に記載のクリーニング手段が、クリーニングブレードである画像形成装置である。 The invention according to claim 9 is the image forming apparatus, wherein the cleaning means according to claim 8 is a cleaning blade.
請求項10に係る発明は、請求項9に記載のクリーニングブレードの前記電子写真用感光体表面への圧接力が、5gf/cm以上25gf/cm以下である画像形成装置である。 A tenth aspect of the present invention is an image forming apparatus in which the pressure contact force of the cleaning blade according to the ninth aspect to the surface of the electrophotographic photoreceptor is 5 gf / cm or more and 25 gf / cm or less.
請求項11に係る発明は、請求項9又は10に記載のクリーニング手段が、前記クリーニングブレードの上流側に配置された静電ブラシをさらに有する画像形成装置である。 The invention according to an eleventh aspect is the image forming apparatus, wherein the cleaning means according to the ninth or tenth aspect further includes an electrostatic brush disposed on the upstream side of the cleaning blade.
請求項12に係る発明は、請求項5〜請求項11のいずれか1項に記載の画像形成手段の下流側であって且つ前記転写手段の上流側に配置され、前記トナー画像を形成する際にトナーと共に前記電子写真用感光体表面へ転移した不正キャリアを磁力によって捕集するキャリア捕集手段をさらに有する画像形成装置である。 According to a twelfth aspect of the present invention, the toner image is formed on the downstream side of the image forming unit according to any one of the fifth to eleventh aspects and on the upstream side of the transfer unit. In addition, the image forming apparatus further includes a carrier collecting unit that collects illegal carriers transferred to the surface of the electrophotographic photosensitive member together with the toner by a magnetic force.
請求項13に係る発明は、請求項5〜請求項12のいずれか1項に記載の帯電手段が、接触型帯電器である画像形成装置である。 A thirteenth aspect of the present invention is an image forming apparatus in which the charging unit according to any one of the fifth to twelfth aspects is a contact-type charger.
請求項14に係る発明は、請求項1又は2に記載の電子写真用感光体と、
前記電子写真用感光体表面を帯電する帯電手段、帯電した前記電子写真用感光体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段、トナーを少なくとも含む現像剤を用いて前記電子写真用感光体表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する画像形成手段、前記トナー画像を形成する際にトナーと共に前記電子写真用感光体表面へ転移した不正キャリアを磁力によって捕集するキャリア捕集手段、前記電子写真用感光体表面に形成されたトナー画像を被転写体表面に転写する転写手段、前記被転写体表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段及び転写後の前記電子写真用感光体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段からなる群より選択される少なくとも一種と、を一体に有し、
画像形成装置本体から脱着可能とされたプロセスカートリッジである。
The invention according to
A charging means for charging the surface of the electrophotographic photosensitive member, an electrostatic latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the charged surface of the electrophotographic photosensitive member, and a developer containing at least a toner. Image forming means for developing an electrostatic latent image formed on the surface of the photoconductor to form a toner image, and illegal carriers transferred to the electrophotographic photoconductor surface together with the toner when the toner image is formed are captured by magnetic force. Carrier collecting means for collecting, transfer means for transferring the toner image formed on the surface of the electrophotographic photoreceptor to the surface of the transfer target, fixing means for fixing the toner image transferred to the surface of the transfer target, and after transfer And at least one selected from the group consisting of cleaning means for removing residual toner on the surface of the electrophotographic photoreceptor.
The process cartridge is removable from the main body of the image forming apparatus.
請求項1に係る発明によれば、画像ムラの生じにくい電子写真用感光体を得ることができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to obtain an electrophotographic photoreceptor that is less likely to cause image unevenness.
請求項2に係る発明によれば、画像ムラの生じにくい電子写真用感光体を得ることができる。 According to the second aspect of the present invention, an electrophotographic photosensitive member that is less likely to cause image unevenness can be obtained.
請求項3に係る発明によれば、画像の解像度低下の防止効果を有する電子写真用感光体を得ることができる。
According to the invention of
請求項4に係る発明によれば、表面層の表面エネルギーを小さくすることができ、その結果として放電生成物や転写残トナーの付着を抑制することができる。
According to the invention which concerns on
請求項5に係る発明によれば、画像ムラの少ない画像を形成可能な画像形成装置を得ることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, an image forming apparatus capable of forming an image with little image unevenness can be obtained.
請求項6に係る発明によれば、高精細な画像を形成可能になる。 According to the invention which concerns on Claim 6, a high-definition image can be formed.
請求項7に係る発明によれば、微小キャリアによる電子写真用感光体表面の傷の発生を抑制することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to suppress the occurrence of scratches on the surface of the electrophotographic photoreceptor due to the minute carriers.
請求項8に係る発明によれば、電子写真用感光体表面の残留トナーを除去することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, residual toner on the surface of the electrophotographic photoreceptor can be removed.
請求項9に係る発明によれば、簡易な構成で確実に電子写真用感光体表面の残留トナーを除去することができる。 According to the ninth aspect of the invention, the residual toner on the surface of the electrophotographic photoreceptor can be reliably removed with a simple configuration.
請求項10に係る発明によれば、クリーニングブレードの電子写真用感光体表面への圧接力が小さいため電子写真用感光体の摩耗を抑制することができる。
According to the invention of
請求項11に係る発明によれば、不正キャリアによる感光体表面の傷の発生を抑制することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, it is possible to suppress the occurrence of scratches on the surface of the photoreceptor due to unauthorized carriers.
請求項12に係る発明によれば、不正キャリアによる感光体表面の傷の発生を抑制することができる。 According to the twelfth aspect of the present invention, it is possible to suppress the occurrence of scratches on the surface of the photoreceptor due to unauthorized carriers.
請求項13に係る発明によれば、電子写真用感光体表面を帯電する際に発生するオゾン量を減少することができる。
According to the invention of
請求項14に係る発明によれば、画像ムラの生じにくい電子写真用感光体の取り扱いを容易にし、種々の構成の画像形成装置への適応性を高めることができる。 According to the fourteenth aspect of the present invention, it is possible to facilitate the handling of the electrophotographic photosensitive member that is less likely to cause image unevenness, and to improve the adaptability to image forming apparatuses having various configurations.
以下、本発明の電子写真用感光体、画像形成装置及びプロセスカートリッジの実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the electrophotographic photoreceptor, the image forming apparatus, and the process cartridge of the present invention will be described in detail.
<電子写真用感光体>
第一の実施形態に係る電子写真用感光体は、導電性基体と、有機高分子中に導電性フィラーの分散した厚さ5μm以上50μm以下の下引き層と、有機感光層と、13族元素と酸素とを少なくとも含有し酸素の13族元素に対する元素組成比が0.9以上1.4以下である表面層と、をこの順に備える。酸素の13族元素に対する元素組成比は0.9以上1.35以下が好ましく、0.95以上1.3以下がさらに好ましい。
また、第二の実施形態に係る電子写真用感光体は、導電性基体と、有機高分子中に導電性フィラーの分散した厚さ5μm以上50μm以下の下引き層と、有機感光層と、13族元素と窒素とを少なくとも含有し窒素の13族元素に対する元素組成比が0.4以上0.8以下である表面層と、をこの順に備える。窒素の13族元素に対する元素組成比は0.45以上0.75以下が好ましく、0.5以上0.7以下がさらに好ましい。
<Electrophotographic photoreceptor>
The electrophotographic photoreceptor according to the first embodiment includes a conductive substrate, an undercoat layer having a thickness of 5 μm to 50 μm in which a conductive filler is dispersed in an organic polymer, an organic photosensitive layer, and a
An electrophotographic photoreceptor according to the second embodiment includes a conductive substrate, an undercoat layer having a thickness of 5 μm or more and 50 μm or less in which a conductive filler is dispersed in an organic polymer, an organic photosensitive layer, 13 A surface layer containing at least a group element and nitrogen and having an elemental composition ratio of nitrogen to
第一の実施形態及び第二の実施形態に係る電子写真用感光体(以下、単に「本実施形態の電子写真用感光体」と称することがある。)は有機高分子中に導電性フィラーの分散した厚さ5μm以上50μm以下の下引き層を有する。下引き層の厚みが5μm未満では電子写真感光体の帯電性や繰り返し特性が不十分となることがある。さらに、下引き層の厚みが5μm未満であると、13族元素と酸素又は窒素とを少なくとも含有し酸素又は窒素の13族元素に対する元素組成を所定の比率とした表面層を形成する際に生ずる応力により、有機感光層全体にトラップを形成することとなり初期の電子写真用感光体の残留電位が高くなることがある。この残留電位は暗所放置でも回復するものであるが、下引き層が5μm未満では表面層を設けることによるこの電気特性の回復に長時間が必要となり、部分的に回復のムラが発生しやすくその結果として画質ムラが生じ画質上実用的でない。
The electrophotographic photoreceptors according to the first embodiment and the second embodiment (hereinafter sometimes simply referred to as “the electrophotographic photoreceptor of this embodiment”) are made of a conductive filler in an organic polymer. An undercoat layer having a dispersed thickness of 5 μm or more and 50 μm or less is provided. If the thickness of the undercoat layer is less than 5 μm, the electrophotographic photosensitive member may have insufficient chargeability and repeatability. Furthermore, when the thickness of the undercoat layer is less than 5 μm, it occurs when forming a surface layer containing at least a
厚さ5μm以上の下引き層であっても、表面層として組成が化学量論比の13族元素酸化物や窒化物を設けたものは残留電位等の電気特性の回復に長時間が必要となる。また、残留電位の値は表面層の無い電子写真用感光体に比べて、数10V程度の増加で実用範囲にあるが、画像でみると電位回復のムラによる電位ムラが発生しやすく、その結果として画質ムラが発生するという問題がある。これは、有機感光層全体に空間電荷が発生しやすくなり、光照射後に電荷輸送層を移動した電荷が高抵抗な表面層により消去できないため電荷輸送層内部に蓄積し、この空間電荷のムラが発生することが原因と推定している。
Even if it is a subbing layer having a thickness of 5 μm or more, a surface layer provided with a
これに対して、表面層として組成が化学量論比より酸素欠乏あるいは窒素欠乏状態の表面層と、5μm以上の下引き層とを設けた本実施形態の電子写真用感光体は、表面層形成時の応力による感光層での歪が減少して、成膜後に短時間で安定した電気特性となるほか、空間電荷消去の回復が均一であり、カラー画像の出力用として実用的なハーフトーン画像の均一性が得られる。
なお、下引き層を50μmよりも厚くした場合には、下引き層による残留電位や繰り返し特性が不十分になり、繰り返し使用により安定な画像を出力できないことがある。
In contrast, the electrophotographic photoreceptor of the present embodiment in which the surface layer is provided with a surface layer whose composition is oxygen-deficient or nitrogen-deficient from the stoichiometric ratio and an undercoat layer of 5 μm or more is formed as a surface layer. In addition to reducing distortion in the photosensitive layer due to time stress, stable electrical characteristics in a short time after film formation, and uniform recovery of space charge erasure, practical halftone image for color image output Uniformity is obtained.
When the undercoat layer is made thicker than 50 μm, the residual potential and repeat characteristics due to the undercoat layer become insufficient, and a stable image may not be output by repeated use.
また、下引き層を5μm以上50μm以下にすることによって、高画質用の電子写真用感光体として電荷輸送層を薄くした場合に下引き層の厚さで全体の厚さを調整することで表面層形成時の残留応力による歪を小さくすることができる。また、導電性フィラーを含む下引き層は応力緩和効果が高い。
下引き層と有機感光層との間に、硬さや膨張率、密着性の向上などの観点から中間層を設けても良い。
Further, when the charge transport layer is thinned as an electrophotographic photosensitive member for high image quality by adjusting the undercoat layer to 5 μm or more and 50 μm or less, the surface thickness can be adjusted by adjusting the thickness of the undercoat layer. Distortion due to residual stress during layer formation can be reduced. Moreover, the undercoat layer containing a conductive filler has a high stress relaxation effect.
An intermediate layer may be provided between the undercoat layer and the organic photosensitive layer from the viewpoint of improvement in hardness, expansion rate, and adhesion.
本実施形態の電子写真用感光体の層構成は、導電性基体と下引き層と有機感光層と表面層とをこの順に備えるものであれば特に限定されない。また、必要に応じてその他の層を備えていてもよい。以下、本実施形態の電子写真用感光体の層構成の具体例について、より詳細に説明する。 The layer structure of the electrophotographic photoreceptor of this embodiment is not particularly limited as long as it comprises a conductive substrate, an undercoat layer, an organic photosensitive layer, and a surface layer in this order. Moreover, you may provide the other layer as needed. Hereinafter, a specific example of the layer configuration of the electrophotographic photoreceptor of the exemplary embodiment will be described in more detail.
図1及び図2は、本実施形態の電子写真用感光体の層構成の一例を示す断面図である。図1及び図2において、1は導電性基体、2は下引き層、3は有機感光層、3Aは電荷発生層、3Bは電荷輸送層、4は表面層を示す。 1 and 2 are cross-sectional views showing an example of the layer structure of the electrophotographic photoreceptor of this embodiment. 1 and 2, 1 is a conductive substrate, 2 is an undercoat layer, 3 is an organic photosensitive layer, 3A is a charge generation layer, 3B is a charge transport layer, and 4 is a surface layer.
有機感光層を形成する有機高分子化合物は熱可塑性であっても熱硬化性のものであっても、また2種類の分子を反応させて形成するものでも良い。また、有機感光層と表面層との間に、硬度や膨張係数、弾力性の調整、密着性の向上などの観点から中間層を設けても良い。中間層は、表面層の物性および有機感光層(機能分離型の場合は電荷輸送層)の物性の両者に対して、中間的な特性を示すものが好適である。また、中間層を設ける場合には、中間層は、電荷をトラップする層として機能しても良い。 The organic polymer compound forming the organic photosensitive layer may be thermoplastic or thermosetting, or may be formed by reacting two types of molecules. In addition, an intermediate layer may be provided between the organic photosensitive layer and the surface layer from the viewpoint of adjusting hardness, expansion coefficient, elasticity, and improving adhesion. The intermediate layer preferably exhibits intermediate properties with respect to both the physical properties of the surface layer and the organic photosensitive layer (in the case of the function separation type, the charge transport layer). In the case where an intermediate layer is provided, the intermediate layer may function as a layer for trapping charges.
有機感光層は、図1に示すように機能一体型であってもよいし、図2に示すように電荷発生層と電荷輸送層とに分かれた機能分離型でも良い。機能分離型の場合には感光体の表面側に電荷発生層を設けたものでも良いし、表面側に電荷輸送層を設けたものでも良い。 The organic photosensitive layer may be a function-integrated type as shown in FIG. 1, or may be a function-separated type divided into a charge generation layer and a charge transport layer as shown in FIG. In the case of the function separation type, a charge generation layer may be provided on the surface side of the photoreceptor, or a charge transport layer may be provided on the surface side.
有機感光層上に、後述する方法により表面層を形成する場合、熱以外の短波長電磁波の照射により有機感光層が分解したりすることを防ぐため、有機感光層表面には、表面層を形成する前に紫外線などの短波長光吸収層を予め設けてもよい。また、短波長光が有機感光層に照射されないように、表面層を形成する初期の段階で、バンドギャップの小さい層を最初に形成することもできる。有機感光層側に設けられるバンドギャップの小さい層の組成としては、例えば、Inを含んだ13族元素比としてGaXIn(1−X)(0≦X≦0.99)が好適である。
When a surface layer is formed on the organic photosensitive layer by a method described later, a surface layer is formed on the surface of the organic photosensitive layer in order to prevent the organic photosensitive layer from being decomposed by irradiation with a short wavelength electromagnetic wave other than heat. A short-wavelength light absorption layer such as ultraviolet rays may be provided in advance before the operation. Further, a layer having a small band gap can be formed first in the initial stage of forming the surface layer so that the short wavelength light is not irradiated onto the organic photosensitive layer. As the composition of the layer having a small band gap provided on the organic photosensitive layer side, for example, Ga X In (1-X) (0 ≦ X ≦ 0.99) is preferable as the
また、紫外線吸収剤を含む層(例えば、高分子樹脂に分散させた層を塗布等を利用して形成される層)を有機感光層表面に設けても良い。
このように、表面層を形成する前に感光体表面に中間層を設けることで、表面層を形成するときの紫外線や、画像形成装置内で感光体が使用された場合のコロナ放電や各種の光源からの紫外線などの短波長光による有機感光層への影響を防ぐことができる。
A layer containing an ultraviolet absorber (for example, a layer formed by applying a layer dispersed in a polymer resin or the like) may be provided on the surface of the organic photosensitive layer.
As described above, by providing an intermediate layer on the surface of the photoreceptor before forming the surface layer, ultraviolet rays when forming the surface layer, corona discharge when the photoreceptor is used in the image forming apparatus, and various types of The influence on the organic photosensitive layer by short wavelength light such as ultraviolet rays from the light source can be prevented.
−表面層−
次に、表面層の特性等についてより詳細に説明する。
表面層は表面の傷を防止し、また均一な研磨を保証し、窒素酸化物などの吸着がおこり難く、またオゾンや窒素酸化物による酸化雰囲気にたいして表面の酸素濃度が高く耐性を示すものである。また透明性が高く緻密で硬度に優れた膜である。
本実施形態に係る表面層は表面電荷を表面にトラップしても、また内部にトラップするものでも良い。また表面電荷を積極的に注入させるものでも良い。表面層の内部に電荷を注入する場合には有機感光層との界面に電荷がトラップする構成が必要であり、負帯電で表面層が電子を注入する場合には正孔輸送層の表面が電荷トラップの機能を果たしても良いし、電荷注入阻止とトラップのための層を設けても良い。正帯電性の場合にも同様にすることができる。
-Surface layer-
Next, the characteristics of the surface layer will be described in more detail.
The surface layer prevents scratches on the surface, guarantees uniform polishing, hardly adsorbs nitrogen oxides, etc., and has high resistance to oxygen in an oxidizing atmosphere with ozone or nitrogen oxides. . It is a highly transparent and dense film with excellent hardness.
The surface layer according to the present embodiment may trap surface charge on the surface or trap it inside. Further, a surface charge may be positively injected. In order to inject charges into the surface layer, it is necessary to trap the charges at the interface with the organic photosensitive layer. When the surface layer injects electrons under negative charge, the surface of the hole transport layer is charged. A trap function may be achieved, or a layer for blocking charge injection and trapping may be provided. The same applies to the case of positive charging.
本実施形態に係る表面層は、13族元素と酸素又は窒素とを少なくとも含有し、酸素の13族元素に対する元素組成比が0.9以上1.4以下又は窒素の13族元素に対する元素組成比が0.4以上0.8以下とされている。
本実施形態に係る表面層は、13族元素と酸素あるいは窒素を含む13族酸化物あるいは窒化物半導体であり、硬度も高く、電気抵抗が潜像を保持するとともに表面層での電荷蓄積を防止するように制御できる。また、大気中の酸素や酸化雰囲気中においても耐酸化性に優れ、経時的な物性変化が極めて小さい。
The surface layer according to the present embodiment contains at least a
The surface layer according to the present embodiment is a
本実施形態に係る表面層は、13族元素と酸素あるいは窒素のみからなるものであってもよいが、この他にも水素等の第4の元素が必要に応じて含まれていてもよく、特に水素が含まれていることが好ましい。この場合、水素が、13族元素と酸素との結合により発生したダングリングボンドや構造欠陥を補償することによって電気的な安定性、化学的安定性、機械的な安定性を増すと共に、高い硬度と透明性に加えて表面層表面の高い撥水性や低摩擦係数も得ることができる。
The surface layer according to the present embodiment may be composed of only a
表面層の厚み方向の組成は、均一であってもよいが、13族元素と酸素あるいは窒素を含むものであれば、膜の厚み方向において組成に傾斜構造を有していたり、多層構成からなるものであってもよい。
表面層の厚み方向における酸素あるいは窒素の濃度分布は基材側に向かって減少し、表面は化学量論比となつていても良い。
酸素あるいは窒素の量が減少することにより、表面層は表面にむかって抵抗は高く、硬度は高く、光吸収は減少し、有機感光層の光電特性を低下させずまた長期安定性に優れた表面層となる。
The composition in the thickness direction of the surface layer may be uniform, but if it contains a
The concentration distribution of oxygen or nitrogen in the thickness direction of the surface layer decreases toward the substrate side, and the surface may have a stoichiometric ratio.
By reducing the amount of oxygen or nitrogen, the surface layer has high resistance toward the surface, high hardness, light absorption is reduced, the surface does not deteriorate the photoelectric characteristics of the organic photosensitive layer, and has excellent long-term stability. Become a layer.
なお、13族元素と表面層中の酸素の化学量論比は2:3であり、窒素との化学量論比は1:1であり、本実施形態においては窒素又は酸素が欠乏状態となっている。酸素あるいは窒素が欠乏状態の酸化物又は窒化物の抵抗は化学量論比にあるそれらの化合物よりも抵抗が低くなる。酸素又は窒素の13族元素に対する元素組成比が各々0.9未満又は0.4未満であると表面層の電気抵抗が低くなり静電潜像を保持出来なくなることがある。
The stoichiometric ratio of the
さらに、表面層が水素を含む場合には、表面層の最表面の表面エネルギーが小さくなるために放電生成物や転写残トナーの付着が抑制でき、放電生成物の付着に起因する画像欠陥の発生も抑制できる。これに加えて、表面層の最表面の摩擦係数も小さくなるため、磨耗の進行や傷の発生をより一層抑制することができる。
さらに、表面層の最表面の摩擦係数が小さいため、クリーニングブレードで感光体表面の転写残トナーを除去する際に低いトルクでクリーニングすることができる。クリーニングブレードは、他のクリーニング手段と比べると感光体表面を傷つけ、また、磨耗を促進しやすいものである。しかし、本実施形態の電子写真用感光体の表面は滑らかで滑り性に富むため、長期に渡る使用においても、感光体表面の傷の発生や磨耗を抑制することができる。
Furthermore, when the surface layer contains hydrogen, the surface energy on the outermost surface of the surface layer becomes small, so that adhesion of discharge products and transfer residual toner can be suppressed, and image defects due to the adhesion of discharge products are generated. Can also be suppressed. In addition, since the friction coefficient of the outermost surface of the surface layer is reduced, the progress of wear and the generation of scratches can be further suppressed.
Further, since the friction coefficient of the outermost surface of the surface layer is small, cleaning can be performed with a low torque when the transfer residual toner on the surface of the photoreceptor is removed by the cleaning blade. The cleaning blade is likely to damage the surface of the photosensitive member and promote wear compared to other cleaning means. However, since the surface of the electrophotographic photosensitive member of the present embodiment is smooth and slidable, it is possible to suppress the occurrence of scratches and abrasion on the surface of the photosensitive member even during long-term use.
表面層中の水素の含有量としては0.1原子%以上40原子%以下の範囲が好ましく、0.5以上30原子%以下の範囲内がより好ましい。
水素の含有量が0.1原子%未満の場合には膜内部に構造的な乱れを内蔵したままとなり、電気的に不安定となったり機械的な特性も不十分となる場合がある。また、40原子%を超える場合には水素が13族元素に2原子以上結合する確率が増加して、三次元構造を保つことができず硬度や化学的安定性(特に耐水性)などが不十分となる場合がある。
The hydrogen content in the surface layer is preferably in the range of 0.1 atomic percent to 40 atomic percent, and more preferably in the range of 0.5 atomic percent to 30 atomic percent.
When the hydrogen content is less than 0.1 atomic%, structural disturbances remain built in the film, which may cause electrical instability and insufficient mechanical characteristics. In addition, when it exceeds 40 atomic%, the probability that hydrogen bonds to two or more atoms in the
なお、本実施形態において、表面層中の水素含有量はハイドロジェンフォワードスキャタリング(HFS)により求められた値を意味する。
HFSは、加速器としてNEC社の3SDH Pelletronを用い、エンドステーションとしてCE&A社のRBS−400を用い、システムとしてCE&A社の3S−R10を用いた。
解析にはCE&A社のHYPRAプログラムを用いた。
In the present embodiment, the hydrogen content in the surface layer means a value obtained by hydrogen forward scattering (HFS).
HFS used NEC 3SDH Pelletron as an accelerator, CE & A RBS-400 as an end station, and CE & A 3S-R10 as a system.
For the analysis, the CE & A HYPRA program was used.
HFSの測定条件は、以下の通りである。
He++イオンビームエネルギー:2.275eV
検出角度160°入射ビームに対してGrazing Angle30°である。
The measurement conditions of HFS are as follows.
He ++ ion beam energy: 2.275 eV
A detection angle of 160 ° is Grazing
HFS測定は、He++イオンビームに対して検出器が30°に、試料が法線から75°になるようにセットすることにより、試料の前方に散乱する水素のシグナルを拾うことが可能である。この時検出器を薄いアルミ箔で覆い、水素とともに散乱するHe原子を取り除くことが良い。定量は参照用試料と被測定試料との水素のカウントを阻止能で規格化した後に比較することによっておこなう。参照用試料としてSi中にHをイオン注入した試料と白雲母を使用した。
白雲母は水素濃度が約6.5原子%であることが知られている。
最表面に吸着しているHは、清浄なSi表面に吸着しているH量を差し引くことによって補正を行うことができる。
The HFS measurement can pick up the hydrogen signal scattered in front of the sample by setting the detector at 30 ° to the He ++ ion beam and the sample at 75 ° from the normal. At this time, the detector is preferably covered with a thin aluminum foil to remove He atoms scattered together with hydrogen. The quantification is performed by comparing the hydrogen counts of the reference sample and the sample to be measured after normalization with the stopping power. As a reference sample, a sample obtained by ion implantation of H into Si and muscovite were used.
It is known that muscovite has a hydrogen concentration of about 6.5 atomic%.
The H adsorbed on the outermost surface can be corrected by subtracting the amount of H adsorbed on the clean Si surface.
表面層中には、炭素も含まれていてもよいが、この場合の炭素含有量は10原子%以下であることが好ましい。とくに炭素が−CH2,−CH3として存在する場合には、表面層内部に含まれる水素が多くなるため、結果として表面層の大気中での化学的安定性等が不充分となる場合がある。
表面層に含まれる13族元素としては、具体的には、B,Al,Ga,Inから選ばれる少なくとも一つの元素を用いることができ、これらの元素から選択される二つ以上の元素を組み合わせて用いることもできる。
この場合、これらの原子の表面層中の含有量の組み合わせに制限は無いが、上記4つの元素のうち、Inの窒化物の場合には可視光域に吸収があり、In以外の元素は可視光域に吸収がないため、使用する13族元素を適宜選択することにより、表面層の光に対する感応波長域を任意に調整することが可能である。本実施形態に係る表面層においては、この感光体を備えた画像形成装置の露光波長やイレーズ波長などに対して、これらの光を出来るだけ吸収しないように元素を選択する必要がある。
The surface layer may contain carbon, but the carbon content in this case is preferably 10 atomic% or less. In particular, when carbon is present as —CH 2 or —CH 3 , the amount of hydrogen contained in the surface layer increases, and as a result, the chemical stability of the surface layer in the atmosphere may be insufficient. is there.
Specifically, as the
In this case, the combination of the contents of these atoms in the surface layer is not limited, but among the above four elements, in the case of In nitride, there is absorption in the visible light region, and elements other than In are visible. Since there is no absorption in the light region, it is possible to arbitrarily adjust the sensitive wavelength region of the surface layer with respect to light by appropriately selecting the
なお、本実施形態において、表面層中の13族元素や窒素、酸素、炭素等の元素の含有量は、膜厚方向の分布も含めてラザフォードバックスキャタリング(RBS)により求めた値を意味する。
In the present embodiment, the content of
RBSは、加速器としてNEC社の3SDH Pelletronを、エンドステーションとしてCE&A社のRBS−400を、システムとしてCE&A社の3S−R10を用いた。解析にはCE&A社のHYPRAプログラム等を用いた。 RBS used NEC 3SDH Pelletron as an accelerator, CE & A RBS-400 as an end station, and CE & A 3S-R10 as a system. The analysis used the CE & A HYPRA program.
RBSの測定条件は以下のとおりである。
He++イオンビームエネルギー:2.275eV
検出角度 160°入射ビームに対してGrazing Angle 109°である。
The RBS measurement conditions are as follows.
He ++ ion beam energy: 2.275 eV
Detection angle 160 ° Grazing Angle 109 ° with respect to incident beam.
RBS測定はHe++イオンビームを試料に対して垂直に入射し、検出器をイオンビームに対して、160°にセットし、後方散乱されたHeのシグナルを測定する。検出したHeのエネルギーと強度から組成比と膜厚を決定する。
組成比と膜厚を求める精度を向上させるために二つの検出角度でスペクトルを測定しても良い。深さ方向分解能や後方散乱力学の異なる二つの検出角度で測定しクロスチェックすることにより精度を向上できる。
ターゲット原子によって後方散乱されるHe原子の数は1)ターゲット原子の原子番号、2)散乱前のHe原子のエネルギー 3)散乱角度
の3つの要素のみにより決まる。
測定された組成から密度を計算によって仮定して、これを用いて膜厚を算出する。密度の誤差は20%以内である。
In the RBS measurement, a He ++ ion beam is incident on the sample perpendicularly, a detector is set at 160 ° with respect to the ion beam, and the backscattered He signal is measured. The composition ratio and the film thickness are determined from the detected energy and intensity of He.
In order to improve the accuracy of obtaining the composition ratio and the film thickness, the spectrum may be measured at two detection angles. Accuracy can be improved by measuring and cross-checking at two detection angles with different depth resolution and backscattering dynamics.
The number of He atoms back-scattered by the target atom is 1) the atomic number of the target atom, 2) the energy of the He atom before scattering, and 3) the scattering angle.
It is determined only by these three elements.
The density is assumed by calculation from the measured composition, and this is used to calculate the film thickness. The density error is within 20%.
ここで、上述した「13族元素と酸素又は窒素との元素組成比(酸素又は窒素/13族元素)」とは、最表面から深さ10nmの範囲を除いた、表面層の膜厚方向に平均化された値を意味する。最表面から深さ10nmの範囲を含まないのは、汚染による炭素等の影響をなくすことと、自然酸化の影響を除くためである。なお、最表面から10nm以内の深さで自然酸化により化学量論比の絶縁膜が形成されていても、感光体の電気特性に与える悪影響はほとんどない。なお、最表面から少なくとも深さ10nmの範囲を除いた領域で、元素組成比は膜厚方向に対して異なった値を有していてもよい。この場合、「元素組成比」とは、膜厚方向に対して平均化された値を意味する。
Here, the above-mentioned “element composition ratio of
表面層の結晶性/非結晶性は特に限定されないが、微結晶、多結晶、あるいは、非晶質のいずれであってもよい。
なお、表面層は、安定性や硬度から微結晶が含まれた非晶質、非晶質が含まれた微結晶/多結晶であっても良いが、表面層表面の平滑性や摩擦の点からは非晶質であることが好ましい。結晶性/非晶質性は、RHEED(反射高速電子線回折)測定により得られた回折像の点や線の有無により判別することができる。また、非晶質性は、X線回折スペクトル測定によっても回折角に固有の鋭いピークが現れないことによっても判別することができる。
The crystallinity / non-crystallinity of the surface layer is not particularly limited, but may be any of microcrystal, polycrystal, or amorphous.
The surface layer may be amorphous including microcrystals or microcrystal / polycrystal including amorphous materials due to stability or hardness. Is preferably amorphous. Crystallinity / amorphous property can be determined by the presence or absence of a point or a line in a diffraction image obtained by RHEED (reflection high-energy electron diffraction) measurement. Amorphousness can also be determined by the absence of a sharp peak specific to the diffraction angle even by X-ray diffraction spectrum measurement.
表面層には、導電型の制御や導電性の制御のために種々のドーパントを添加することができる。表面層の導電性をn型に制御する場合には、例えば、Si,Ge,Snから選ばれる一つ以上の元素を用いることができ、p型に制御する場合には、例えば、Be,Mg,Ca,Zn,Srから選ばれる一つ以上の元素を用いることができる。また通常ドープしていない半導体はn型が多く、さらに暗抵抗を高くするためにp型化で使用する元素を使用することができる。 Various dopants can be added to the surface layer in order to control the conductivity type and the conductivity. When controlling the conductivity of the surface layer to n-type, for example, one or more elements selected from Si, Ge, and Sn can be used, and when controlling to p-type, for example, Be, Mg One or more elements selected from Ca, Zn and Sr can be used. In addition, normally undoped semiconductors have many n-types, and elements used for p-type conversion can be used to further increase dark resistance.
本実施形態に係る表面層は、その結晶性/非結晶性が、微結晶、多結晶あるいは非晶質のいずれの場合においても、その内部構造に結合欠陥や、転位欠陥、結晶粒界の欠陥などが多く含まれる傾向にある。このため、これらの欠陥の不活性化のために表面層中には、水素および/またはハロゲン元素が含まれていても良い。表面層中の水素やハロゲン元素は結合欠陥などに取り込まれて、反応活性点を消失させ、電気的な補償を行う働きを有するため、表面層内のキャリアの拡散や移動に関係するトラップが抑制される。
十分な機械的強度を保つために本実施形態に係る表面層が厚膜とされた場合にも、帯電と露光が繰り返された場合の電荷の内部蓄積による感光体表面の残留電位やそのサイクルアップを抑え、帯電特性をより安定化することができる。
The surface layer according to the present embodiment has a bond defect, a dislocation defect, and a grain boundary defect in its internal structure regardless of whether the crystallinity / non-crystallinity is microcrystalline, polycrystalline, or amorphous. Etc. tend to be included. For this reason, hydrogen and / or a halogen element may be contained in the surface layer in order to inactivate these defects. Hydrogen and halogen elements in the surface layer are incorporated into bonding defects, etc., which eliminates reactive sites and performs electrical compensation, thereby suppressing traps related to carrier diffusion and movement in the surface layer. Is done.
Even when the surface layer according to the present embodiment is a thick film in order to maintain sufficient mechanical strength, the residual potential on the surface of the photoreceptor due to the internal accumulation of charges and the cycle up when charging and exposure are repeated And charging characteristics can be further stabilized.
表面層は、既述したように非晶性あるいは結晶性のいずれでもよいが、有機感光層(あるいは中間層)との密着性を高めかつ感光体表面の滑りを良くするためには、表面層は非晶質性であることが好ましい。また表面層の下層(有機感光層側)が微結晶性であり、上層(感光体表面側)が非晶質性であっても良い。 As described above, the surface layer may be either amorphous or crystalline. However, in order to improve the adhesion with the organic photosensitive layer (or the intermediate layer) and improve the slip of the photoreceptor surface, the surface layer Is preferably amorphous. Further, the lower layer (organic photosensitive layer side) of the surface layer may be microcrystalline, and the upper layer (photosensitive member surface side) may be amorphous.
表面層は、帯電時、表面層に注入させるものでも良い。この場合表面層と有機感光層の界面で電荷がトラップする必要がある。また電荷が表面層の表面にトラップしても良い。例えば、有機感光層が図2に示すように機能分離型である場合、負帯電で表面層が電子を注入する場合には電荷輸送層の表面層側の面が電荷トラップの機能を果たしても良いし、電荷の注入阻止とトラップのために、電荷輸送層と表面層との間に中間層を設けても良い。正帯電性の場合にも同様にすることができる。
表面層の厚さは0.01μm以上5μm以下の範囲内が好ましい。厚みが0.01μm未満では有機感光層の影響を受けやすく、機械的強度が不十分となる場合がある。5μmよりも厚い場合には帯電露光の繰り返しによって残留電位が上昇し、また有機感光層に対する機械的な内部応力が増加して、剥離やひび割れが発生しやすくなる場合がある。
The surface layer may be injected into the surface layer during charging. In this case, charges must be trapped at the interface between the surface layer and the organic photosensitive layer. Moreover, electric charges may be trapped on the surface of the surface layer. For example, when the organic photosensitive layer is a function separation type as shown in FIG. 2, when the surface layer injects electrons with negative charge, the surface of the charge transport layer on the surface layer side may serve as a charge trap. An intermediate layer may be provided between the charge transport layer and the surface layer for blocking and trapping charge injection. The same applies to the case of positive charging.
The thickness of the surface layer is preferably in the range of 0.01 μm to 5 μm. If the thickness is less than 0.01 μm, it is easily affected by the organic photosensitive layer, and the mechanical strength may be insufficient. If it is thicker than 5 μm, the residual potential increases due to repeated charging and exposure, and mechanical internal stress on the organic photosensitive layer increases, and peeling and cracking are likely to occur.
また、表面層は電荷注入阻止層、あるいは、電荷注入層としての機能を兼ねてもよい。この場合、既述したように表面層の導電型をn型やp型に調整することによって、表面層を電荷注入阻止層、あるいは、電荷注入層としても機能させることができる。
表面層が電荷注入層としても機能する場合には、中間層や有機感光層の表面(表面層側の面)で電荷がトラップされる。負帯電の場合にn型の表面層は電荷注入層として機能し、p型の表面層は電荷注入阻止層として機能する。正帯電の場合にはn型の表面層は電荷注入阻止層として機能し、p型の表面層は電荷注入層として機能する。
また、静電潜像を維持するため、高抵抗としたi型の半導体膜を表面層として形成しても良い。本実施形態では抵抗を酸素あるいは窒素原子の13族原子との比で制御する。
The surface layer may also function as a charge injection blocking layer or a charge injection layer. In this case, as described above, the surface layer can also function as a charge injection blocking layer or a charge injection layer by adjusting the conductivity type of the surface layer to n-type or p-type.
When the surface layer also functions as a charge injection layer, charges are trapped on the surface of the intermediate layer or the organic photosensitive layer (surface on the surface layer side). In the case of negative charging, the n-type surface layer functions as a charge injection layer, and the p-type surface layer functions as a charge injection blocking layer. In the case of positive charging, the n-type surface layer functions as a charge injection blocking layer, and the p-type surface layer functions as a charge injection layer.
In order to maintain the electrostatic latent image, an i-type semiconductor film having a high resistance may be formed as the surface layer. In this embodiment, the resistance is controlled by the ratio of oxygen or nitrogen atoms to
本実施形態においては、表面層の最表面部の酸素の13族元素に対する元素組成比が1.4以上1.6以下であることが好ましい。これにより、化学的安定性と高撥水性の効果が得られる。なお、本実施形態において「最表面層」とは表面より10nmまでの部分をいう。最表面組成はX線光電子分光(XPS)を用いて測定することができる。最表面は炭素化合物が吸着している場合があるがAr+スパッターを行っても良い。最表面は自然酸化でも良いし膜を作製しても良い。
In the present embodiment, the elemental composition ratio of oxygen in the outermost surface portion of the surface layer to the
−導電性基体−
導電性基体としては、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス、亜鉛、ニッケル等の金属ドラム;シート、紙、プラスチック、ガラス等の基材上にアルミニウム、銅、金、銀、白金、パラジウム、チタン、ニッケル−クロム、ステンレス鋼、銅−インジウム等の金属を蒸着したもの;酸化インジウム、酸化スズ等の導電性金属化合物を上記基材に蒸着したもの;金属箔を上記基材にラミネートしたもの;カーボンブラック、酸化インジウム、酸化スズ−酸化アンチモン粉、金属粉、ヨウ化銅等を結着樹脂に分散し、上記基材に塗布することによって導電処理したもの等が挙げられる。また、導電性基体の形状は、ドラム状、シート状、プレート状のいずれであってもよい。なお、本実施形態において「導電性」とは1000Ω/□以下の条件を満たすことをいう。
-Conductive substrate-
Conductive substrates include metal drums such as aluminum, copper, iron, stainless steel, zinc, nickel; aluminum, copper, gold, silver, platinum, palladium, titanium, nickel on a substrate such as sheet, paper, plastic, glass, etc. -Deposited metal such as chromium, stainless steel, copper-indium; Deposited conductive metal compound such as indium oxide and tin oxide on the substrate; Laminated metal foil on the substrate; Carbon black Indium oxide, tin oxide-antimony oxide powder, metal powder, copper iodide, and the like are dispersed in a binder resin and applied to the substrate to conduct a conductive treatment. The shape of the conductive substrate may be any of a drum shape, a sheet shape, and a plate shape. In the present embodiment, “conductivity” means that the condition of 1000Ω / □ or less is satisfied.
また、導電性基体として金属製パイプ基体を用いる場合、当該金属製パイプ基体の表面は素管のままのものであってもよいが、予め表面処理により基体表面を粗面化しておくことも可能である。かかる粗面化により、露光光源としてレーザービーム等の可干渉光源を用いた場合に、感光体内部で発生し得る干渉光による木目状の濃度ムラを防止することができる。表面処理の方法としては、鏡面切削、エッチング、陽極酸化、粗切削、センタレス研削、サンドブラスト、ウエットホーニング等が挙げられる。 When a metal pipe base is used as the conductive base, the surface of the metal pipe base may be a raw pipe, but the base surface may be roughened by surface treatment in advance. It is. Such roughening can prevent grain-like density unevenness due to interference light that can be generated inside the photosensitive member when a coherent light source such as a laser beam is used as the exposure light source. Examples of the surface treatment method include mirror cutting, etching, anodizing, rough cutting, centerless grinding, sand blasting, wet honing and the like.
特に、有機感光層との密着性向上や成膜性向上の点で、以下のようにアルミニウム基体の表面に陽極酸化処理を施したものを導電性基体として用いることが好ましい。 In particular, from the viewpoint of improving the adhesion to the organic photosensitive layer and improving the film-forming property, it is preferable to use an anodized surface of the aluminum substrate as described below as the conductive substrate.
以下、表面に陽極酸化処理を施した導電性基体の製造方法について説明する。まず、基体として純アルミ系あるいはアルミニウム合金(例えば、JISH4080に規定されている合金番号1000番台、3000番台、6000番台のアルミニウムあるいはアルミニウム合金)を用意する。次に陽極酸化処理を行う。陽極酸化処理は、クロム酸、硫酸、蓚酸、リン酸、硼酸、スルファミン酸などの酸性浴中において行うが、硫酸浴による処理がよく用いられる。陽極酸化処理は、例えば、硫酸濃度:10質量%以上20質量%以下、浴温:5℃以上25℃以下、電流密度:1A/dm2以上4A/dm2以下、電解電圧:5V以上30V以下、処理時間:5分以上60分以下程度の条件で行われるが、これに限定するものではない。 Hereinafter, a method for producing a conductive substrate having an anodized surface will be described. First, pure aluminum or aluminum alloy (for example, alloy numbers 1000, 3000, and 6000 series aluminum or aluminum alloy defined in JISH4080) is prepared as a substrate. Next, an anodizing process is performed. The anodizing treatment is performed in an acidic bath such as chromic acid, sulfuric acid, oxalic acid, phosphoric acid, boric acid, sulfamic acid, etc., but the treatment with a sulfuric acid bath is often used. The anodizing treatment is, for example, sulfuric acid concentration: 10 mass% to 20 mass%, bath temperature: 5 ° C. to 25 ° C., current density: 1 A / dm 2 to 4 A / dm 2 and electrolysis voltage: 5 V to 30 V. The treatment time is 5 to 60 minutes, but is not limited thereto.
このようにしてアルミニウム基体上に成膜された陽極酸化皮膜は、多孔質であり、又絶縁性が高く、表面が非常に不安定であるため、皮膜形成後にその物性値が経時的に変化しやすくなっている。この物性値の変化を防止するため、陽極酸化皮膜を更に封孔処理することが行われる。封孔処理の方法には、フッ化ニッケルや酢酸ニッケルを含有する水溶液に陽極酸化皮膜を浸漬する方法、陽極酸化皮膜を沸騰水に浸漬する方法、加圧水蒸気により処理する方法などがある。これらの方法のうち、酢酸ニッケルを含有する水溶液に浸漬する方法が最もよく用いられる。 The anodized film formed on the aluminum substrate in this way is porous, has high insulating properties, and has a very unstable surface. Therefore, its physical properties change over time after the film is formed. It has become easier. In order to prevent the change of the physical property values, the anodized film is further sealed. Examples of the sealing treatment include a method of immersing the anodized film in an aqueous solution containing nickel fluoride and nickel acetate, a method of immersing the anodized film in boiling water, and a method of treating with pressurized steam. Of these methods, the method of immersing in an aqueous solution containing nickel acetate is most often used.
このようにして封孔処理が行われた陽極酸化皮膜の表面には、封孔処理により付着した金属塩等が過剰に残留している。金属塩等が基体の陽極酸化皮膜上に過剰に残存すると、陽極酸化皮膜上に形成する塗膜の品質に悪影響を与えるだけでなく、一般的に低抵抗成分が残ってしまう傾向にあるため、この基体を感光体に用いて画像を形成した場合に地汚れの発生原因になる。 On the surface of the anodic oxide film that has been subjected to the sealing treatment in this way, an excessive amount of metal salt or the like attached by the sealing treatment remains. If the metal salt or the like is excessively left on the anodic oxide film of the substrate, it not only adversely affects the quality of the coating film formed on the anodic oxide film, but generally tends to leave low resistance components. When an image is formed using this substrate as a photoconductor, it causes a background stain.
そこで、封孔処理に引き続き、封孔処理により付着した金属塩等を除去するために陽極酸化皮膜の洗浄処理が行われる。洗浄処理は純水により基体の洗浄を1回行うことでも構わないが、多段階の洗浄工程により基体の洗浄を行うのが好ましい。この際、最終の洗浄工程における洗浄液としては、可能な限りきれいな(脱イオンされた)洗浄液が用いられる。また、多段階の洗浄工程のうち、いずれか1工程において、ブラシ等の接触部材を用いた物理的なこすり洗浄を施すことがよりさらに好ましい。 Therefore, following the sealing process, an anodic oxide film is cleaned to remove metal salts and the like attached by the sealing process. The cleaning treatment may be performed by cleaning the substrate once with pure water, but the substrate is preferably cleaned by a multi-step cleaning process. At this time, a cleaning liquid that is as clean as possible (deionized) is used as the cleaning liquid in the final cleaning step. Moreover, it is more preferable to perform physical rubbing cleaning using a contact member such as a brush in any one of the multi-step cleaning steps.
以上のようにして形成される導電性基体表面の陽極酸化皮膜の膜厚は、3μm以上15μm以下程度の範囲内であることが好ましい。陽極酸化皮膜上には多孔質陽極酸化膜のポーラスな形状の極表面に沿ってバリア層といわれる層が存在する。バリア層の膜厚は1nm以上100nm以下の範囲内であることが好ましい。以上のようにして、陽極酸化処理された導電性基体を得ることができる。 The film thickness of the anodized film on the surface of the conductive substrate formed as described above is preferably in the range of about 3 μm to 15 μm. On the anodized film, there is a layer called a barrier layer along the porous extreme surface of the porous anodized film. The thickness of the barrier layer is preferably in the range of 1 nm to 100 nm. As described above, an anodized conductive substrate can be obtained.
このように得られた導電性基体は、陽極酸化処理により基体上に成膜された陽極酸化皮膜が高いキャリアブロッキング性を有している。そのため、この導電性基体を用いた感光体を画像形成装置に装着して反転現像(ネガ・ポジ現像)を行う場合に発生する点欠陥(黒ポチ、地汚れ)を防止することができるとともに、接触帯電時に生じやすい接触帯電器からの電流リーク現象を防止することができる。また、陽極酸化皮膜に封孔処理を施すことにより、陽極酸化皮膜の作製後における物性値の経時変化を防止することができる。また、封孔処理後に導電性基体の洗浄を行うことにより、封孔処理により導電性基体表面に付着した金属塩等を除去することができ、この導電性基体を用いて作製した感光体を備えた画像形成装置により画像を形成した場合に地汚れの発生を防止することができる。 The conductive substrate thus obtained has a high carrier blocking property in the anodized film formed on the substrate by anodization. Therefore, it is possible to prevent point defects (black spots, background stains) that occur when a photoconductor using this conductive substrate is mounted on an image forming apparatus and reversal development (negative / positive development) is performed, It is possible to prevent a current leakage phenomenon from a contact charger that is likely to occur during contact charging. Further, by subjecting the anodized film to a sealing treatment, it is possible to prevent a change in physical property values with time after the preparation of the anodized film. In addition, by washing the conductive substrate after the sealing treatment, metal salts and the like attached to the surface of the conductive substrate can be removed by the sealing treatment, and a photoconductor produced using this conductive substrate is provided. When an image is formed by the image forming apparatus, it is possible to prevent the occurrence of background stains.
−下引き層−
次に、下引き層について説明する。
本実施形態に係る下引き層は、有機高分子中に導電性フィラーが分散されており厚さが5μm以上50μm以下とされたものである。
下記の分散型下引層用塗布剤を用いることで下引き層を形成することができる。これにより、適度に下引き層の抵抗値を調整することにより残留電荷の蓄積を防ぐことができるとともに、下引き層の膜厚をより厚くすることが可能となるため感光体の耐リーク性、とくに接触帯電時のリークの防止を図ることができる。
-Undercoat layer-
Next, the undercoat layer will be described.
In the undercoat layer according to this embodiment, a conductive filler is dispersed in an organic polymer, and the thickness is 5 μm or more and 50 μm or less.
The undercoat layer can be formed by using the following dispersion type undercoat layer coating agent. As a result, it is possible to prevent the accumulation of residual charges by appropriately adjusting the resistance value of the undercoat layer, and to increase the thickness of the undercoat layer. In particular, leakage during contact charging can be prevented.
この分散型下引層用塗布剤としては、導電性フィラーを結着樹脂である有機高分子中に分散したものが挙げられる。導電性フィラーとしては、平均1次粒径0.5μm以下の金属酸化物粒子が好ましく用いられる。平均1次粒径が大きすぎる場合には局部的な導電路形成を起こしやすく、電流のリークが発生しやすく、その結果かぶりの発生や帯電器からの大電流のリークが生じる場合がある。下引き層はリーク耐性の向上のために適切な抵抗値に調整されることが必要である。そのため、上述の金属酸化物粒子は、102Ω・cm以上1011Ω・cm以下程度の粉体抵抗を有することが好ましい。 Examples of the dispersion-type undercoat layer coating agent include those obtained by dispersing a conductive filler in an organic polymer as a binder resin. As the conductive filler, metal oxide particles having an average primary particle size of 0.5 μm or less are preferably used. If the average primary particle size is too large, local conductive path formation is likely to occur, current leakage is likely to occur, and as a result, fogging or large current leakage from the charger may occur. The undercoat layer needs to be adjusted to an appropriate resistance value in order to improve leakage resistance. Therefore, the metal oxide particles described above preferably have a powder resistance of about 10 2 Ω · cm to 10 11 Ω · cm.
好ましい導電性フィラーとしては、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化チタン、ITO、ヨウ化銅や金属粉末等が挙げられる。これらの中でも、酸化スズ、酸化亜鉛等の金属酸化物が好ましい。
導電性フィラーの好ましい平均1次粒径は、0.1μm以上5μm以下であり、0.2μm以上3μm以下がさらに好ましく、0.2μm以上2μm以下が特に好ましい。なお、本実施形態において平均1次粒径は、膜の断面観察により測定された値をいう。
Preferred conductive fillers include antimony oxide, indium oxide, tin oxide, zinc oxide, titanium oxide, ITO, copper iodide, metal powder, and the like. Among these, metal oxides such as tin oxide and zinc oxide are preferable.
A preferable average primary particle size of the conductive filler is 0.1 μm or more and 5 μm or less, more preferably 0.2 μm or more and 3 μm or less, and particularly preferably 0.2 μm or more and 2 μm or less. In the present embodiment, the average primary particle size is a value measured by observing the cross section of the film.
なお、上記範囲の下限よりも金属酸化物粒子の抵抗値が低いと十分なリーク耐性が得られず、この範囲の上限よりも高いと残留電位上昇を引き起こす場合ある。従って、中でも上記の範囲内の抵抗値を有する酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物粒子がより好ましく用いられる。また、金属酸化物粒子は2種以上混合して用いることもできる。さらに、金属酸化物粒子にカップリング剤による表面処理を行うことで、粉体の抵抗を制御することができる。また、これらのカップリング剤は2種以上を混合して用いることもできる。 In addition, if the resistance value of the metal oxide particles is lower than the lower limit of the above range, sufficient leakage resistance cannot be obtained, and if the resistance value is higher than the upper limit of this range, the residual potential may be increased. Accordingly, metal oxide particles such as tin oxide, titanium oxide, and zinc oxide having a resistance value within the above range are more preferably used. Moreover, 2 or more types of metal oxide particles can be mixed and used. Furthermore, the resistance of the powder can be controlled by subjecting the metal oxide particles to a surface treatment with a coupling agent. Moreover, these coupling agents can also be used in mixture of 2 or more types.
カップリング剤としては従来公知のカップリング剤を選択して使用することができる。本実施形態で使用可能なカップリング剤としては、例えば、ビニルトリクロルシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン,γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、チタンカップリング剤等が挙げられる。これらの中でもγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤が好ましい。 A conventionally well-known coupling agent can be selected and used as a coupling agent. Examples of coupling agents that can be used in this embodiment include vinyltrichlorosilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, and γ-chloropropyltrimethoxysilane. , Silane coupling agents such as γ-aminopropyltrimethoxysilane, titanium coupling agents and the like. Among these, silane coupling agents such as γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane and N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane are preferable.
この金属酸化物粒子の表面処理においては、公知の方法であればいかなる方法でも使用可能であるが、乾式法あるいは湿式法を用いることができる。
乾式法を用いる場合においては、まず、金属酸化物粒子を加熱乾燥して表面吸着水を除去する。表面吸着水を除去することによって、金属酸化物粒子表面に均一にカップリング剤を吸着させることができる。次に、金属酸化物粒子をせん断力の大きなミキサ等で攪拌しながら、直接あるいは有機溶媒または水に溶解させたカップリング剤を滴下、乾燥空気や窒素ガスとともに噴霧させることによって均一に処理される。カップリング剤を添下あるいは噴霧する際には、50℃以上の温度で行われることが好ましい。カップリング剤を添加あるいは噴霧した後、さらに100℃以上で焼き付けを行うことが好ましい。焼き付けの効果によりカップリング剤を硬化させ金属酸化物粒子と堅固な化学反応を起こさせることができる。焼き付けは、所望の電子写真特性が得られる温度、時間であれば任意の範囲で実施できる。
For the surface treatment of the metal oxide particles, any known method can be used, but a dry method or a wet method can be used.
In the case of using the dry method, first, the metal oxide particles are dried by heating to remove surface adsorbed water. By removing the surface adsorbed water, the coupling agent can be uniformly adsorbed on the surface of the metal oxide particles. Next, while the metal oxide particles are stirred with a mixer having a large shearing force or the like, the coupling agent dissolved directly or in an organic solvent or water is dropped and sprayed together with dry air or nitrogen gas to be uniformly treated. . When adding or spraying the coupling agent, it is preferably performed at a temperature of 50 ° C. or higher. After adding or spraying the coupling agent, baking is preferably performed at 100 ° C. or higher. Due to the effect of baking, the coupling agent can be cured to cause a solid chemical reaction with the metal oxide particles. Baking can be carried out in an arbitrary range as long as the temperature and the time at which desired electrophotographic characteristics are obtained.
湿式法を用いる場合においては、乾式法と同様に、まず、金属酸化物粒子の表面吸着水を除去する。この表面吸着水を除去する方法として、乾式法と同様の加熱乾燥の他に、表面処理に用いる溶剤中で攪拌加熱しながら除去する方法、溶剤と共沸させて除去する方法等が実施できる。次に、金属酸化物粒子を溶剤中に攪拌、超音波、サンドミルやアトライター、ボールミルなどを用いて分散し、カップリング剤溶液を添加し攪拌あるいは分散したのち、溶剤除去することで均一に処理される。溶剤除去した後、さらに100℃以上で焼き付けを行うことができる。焼き付けは所望の電子写真特性が得られる温度、時間であれば任意の範囲で実施できる。 In the case of using the wet method, the surface adsorbed water of the metal oxide particles is first removed as in the dry method. As a method for removing the surface adsorbed water, in addition to the heat drying similar to the dry method, a method of removing with stirring and heating in a solvent used for the surface treatment, a method of removing by azeotropy with the solvent, and the like can be performed. Next, the metal oxide particles are dispersed in a solvent using stirring, ultrasonic waves, a sand mill, an attritor, a ball mill, etc., added with a coupling agent solution, stirred or dispersed, and then uniformly removed by removing the solvent. Is done. After removing the solvent, baking can be performed at 100 ° C. or higher. Baking can be carried out in an arbitrary range as long as the temperature and time allow the desired electrophotographic characteristics to be obtained.
金属酸化物粒子に対する表面処理剤の量は所望の電子写真特性が得られる量であることが必須である。電子写真特性は表面処理後に金属酸化物粒子に表面処理剤が付着している量によって影響される。シランカップリング剤の場合、その付着量は蛍光X線分析により測定される(シランカップリング剤に起因する)Si強度と、使用されている金属酸化物の主たる金属元素強度とから求められる。この蛍光X線分析により測定されるSi強度は用いられる金属酸化物の主たる金属元素強度の1.0×10−5倍以上1.0×10−3倍以下の範囲であることが好ましい。この範囲を下回った場合、かぶりなどの画質欠陥が発生しやすく、この範囲を上回った場合、残留電位の上昇による濃度低下が発生しやすくなる場合がある。 It is essential that the amount of the surface treatment agent with respect to the metal oxide particles is an amount capable of obtaining desired electrophotographic characteristics. The electrophotographic characteristics are affected by the amount of the surface treatment agent attached to the metal oxide particles after the surface treatment. In the case of a silane coupling agent, the amount of adhesion is determined from the Si intensity (derived from the silane coupling agent) measured by fluorescent X-ray analysis and the main metal element strength of the metal oxide used. The Si intensity measured by this fluorescent X-ray analysis is preferably in the range of 1.0 × 10 −5 times or more and 1.0 × 10 −3 times or less of the main metal element strength of the metal oxide used. If it falls below this range, image quality defects such as fog are likely to occur, and if it exceeds this range, density reduction due to an increase in residual potential may easily occur.
分散型下引層用塗布剤に含まれる結着樹脂としては、ポリビニルブチラールなどのアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、カゼイン、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、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、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂などの公知の高分子樹脂化合物、また電荷輸送性基を有する電荷輸送性樹脂やポリアニリン等の導電性樹脂などが挙げられる。
中でも下引き層上に形成される層の塗布溶剤に不溶な樹脂が好ましく用いられ、特にフェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などが好ましく用いられる。
分散型下引層形成用塗布液中(即ち下引き層中)の金属酸化物粒子と結着樹脂との比率(質量基準)としては、10:100〜100:10が好ましく、20:100〜100:20がさらに好ましく、30:100〜100:30が特に好ましい。
Examples of the binder resin contained in the dispersion type undercoat layer coating agent include acetal resins such as polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol resin, casein, polyamide resin, cellulose resin, gelatin, polyurethane resin, polyester resin, methacrylic resin, acrylic resin, Known polymer resin compounds such as polyvinyl chloride resin, polyvinyl acetate resin, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride resin, silicone resin, silicone-alkyd resin, phenol resin, phenol-formaldehyde resin, melamine resin, urethane resin, In addition, a charge transporting resin having a charge transporting group, a conductive resin such as polyaniline, and the like can be given.
Among them, a resin insoluble in the coating solvent for the layer formed on the undercoat layer is preferably used, and in particular, a phenol resin, a phenol-formaldehyde resin, a melamine resin, a urethane resin, an epoxy resin, and the like are preferably used.
The ratio (mass basis) between the metal oxide particles and the binder resin in the dispersion-type undercoat layer-forming coating liquid (that is, in the undercoat layer) is preferably 10: 100 to 100: 10, and 20: 100 to 100: 20 is more preferable, and 30: 100 to 100: 30 is particularly preferable.
また、上述した下引層形成用塗布液には、少なくとも1種の電子受容性物質を含有させておくことが好ましい。電子受容性物質の具体例としては、無水琥珀酸、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、フタル酸などが挙げられる。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より好ましく用いられる。これにより、有機感光層における光感度の向上や残留電位の低減を図るとともに、繰り返し使用した場合の光感度の劣化を低減することができ、下引き層に電子受容性物質を含む感光体を備えた画像形成装置により形成したトナー像の濃度ムラを防止することができる。
電子受容性物質の好ましい含有量は、金属酸化物に対して0.1質量%以上5質量%以下が好ましく、0.5質量%以上3質量%以下がさらに好ましい。
In addition, it is preferable that the above-described undercoat layer forming coating solution contains at least one electron accepting substance. Specific examples of the electron accepting substance include succinic anhydride, maleic anhydride, dibromomaleic anhydride, phthalic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, o-dinitrobenzene, m-di Examples thereof include nitrobenzene, chloranil, dinitroanthraquinone, trinitrofluorenone, picric acid, o-nitrobenzoic acid, p-nitrobenzoic acid, phthalic acid and the like. Of these, fluorenone-based, quinone-based, and benzene derivatives having an electron-withdrawing substituent such as Cl, CN, NO 2 are more preferably used. As a result, the photosensitivity in the organic photosensitive layer can be improved and the residual potential can be reduced, and the deterioration of the photosensitivity when repeatedly used can be reduced. The undercoat layer includes a photoconductor containing an electron-accepting substance. The density unevenness of the toner image formed by the image forming apparatus can be prevented.
The content of the electron accepting substance is preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or more and 3% by mass or less with respect to the metal oxide.
上述した方法により表面処理された金属酸化物粒子を結着樹脂に分散させる方法としては、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、横型サンドミル等のメディア分散機や、攪拌、超音波分散機、ロールミル、高圧ホモジナイザー等のメディアレス分散機を用いた方法が挙げられる。さらに、高圧ホモジナイザーとして、高圧状態で分散液を液−液衝突や液−壁衝突させて分散する衝突方式や、高圧状態で微細な流路を貫通させて分散する貫通方式などが挙げられる。
また、下引き層を形成するための下引層形成用塗布液に用いる溶媒としては、公知の有機溶剤、例えば、トルエン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n―ブタノール等の脂肪族アルコール系溶剤、アセトン、シクロヘキサノン、2−ブタノン等のケトン系溶剤、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコール、ジエチルエーテル等の環状あるいは直鎖状エーテル系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル系溶剤等が挙げられる。また、これらの溶剤は単独あるいは2種以上を混合して用いることができる。なお2種以上の溶媒を混合する場合に使用できる溶媒としては、混合溶媒として結着樹脂を溶かす事ができる溶媒であれば、いかなるものでも使用することができる。
Examples of the method for dispersing the metal oxide particles surface-treated by the above-described method in the binder resin include a media disperser such as a ball mill, a vibration ball mill, an attritor, a sand mill, a horizontal sand mill, an agitator, an ultrasonic disperser, and a roll mill. And a method using a medialess disperser such as a high-pressure homogenizer. Further, examples of the high-pressure homogenizer include a collision method in which the dispersion liquid is dispersed by liquid-liquid collision or liquid-wall collision in a high pressure state, and a penetration method in which the fine liquid is penetrated and dispersed in a high pressure state.
Moreover, as a solvent used for the undercoat layer forming coating solution for forming the undercoat layer, known organic solvents, for example, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and chlorobenzene, methanol, ethanol, n-propanol, Aliphatic alcohol solvents such as iso-propanol and n-butanol, ketone solvents such as acetone, cyclohexanone and 2-butanone, halogenated aliphatic hydrocarbon solvents such as methylene chloride, chloroform and ethylene chloride, tetrahydrofuran, dioxane and ethylene Examples thereof include cyclic or linear ether solvents such as glycol and diethyl ether, and ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, and n-butyl acetate. These solvents can be used alone or in admixture of two or more. As a solvent that can be used when two or more solvents are mixed, any solvent can be used as long as it can dissolve the binder resin as a mixed solvent.
下引き層の形成は、まず、下引層用塗布剤および溶媒を分散及び混合して調合された下引層形成用塗布液を用意し、導電性基体表面に塗布することにより行う。下引層形成用塗布液の塗布方法としては、浸漬塗布法、リング塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法を用いることができる。下引き層を形成する場合には、その膜厚は5μm以上50μm以下の範囲内となるように形成される。下引き層の膜厚をこのような膜厚範囲内とすることにより、電気的な障壁を過剰に強くすることなく減感及び繰り返しによる電位の上昇を防止することができる。 The undercoat layer is formed by first preparing an undercoat layer forming coating solution prepared by dispersing and mixing an undercoat layer coating agent and a solvent, and applying the prepared undercoat layer to the surface of the conductive substrate. As a coating method for the coating solution for forming the undercoat layer, it is possible to use usual methods such as a dip coating method, a ring coating method, a wire bar coating method, a spray coating method, a blade coating method, a knife coating method, and a curtain coating method. it can. In the case of forming the undercoat layer, the film thickness is formed in the range of 5 μm to 50 μm. By setting the film thickness of the undercoat layer within such a film thickness range, it is possible to prevent an increase in potential due to desensitization and repetition without excessively strengthening the electrical barrier.
このようにして導電性基体上に下引き層を形成することにより、下引き層上に形成される層を塗布形成する際の濡れ性の改善を図ることができるとともに、電気的なブロッキング層としての機能を十分に果たすことができる。 By forming the undercoat layer on the conductive substrate in this way, it is possible to improve wettability when applying and forming a layer formed on the undercoat layer, and as an electrical blocking layer. The function of can be sufficiently fulfilled.
上記により形成された下引き層の表面粗さは、使用される露光用レーザ波長λの1/(4n)倍(但し、nは下引き層よりも外周側に設けられる層の屈折率)〜1倍程度の範囲内の粗度を有するように調整することが可能である。表面粗さの調整は、下引層形成用塗布液中に樹脂粒子を添加することにより行われる。これにより下引き層の表面粗さを調整して作製した感光体を画像形成装置に用いた場合に、レーザ光源による干渉縞像をより十分に防止することができる。
なお、樹脂粒子としては、シリコーン樹脂粒子、架橋型PMMA樹脂粒子等を用いることができる。また、表面粗さの調整のために下引き層表面を研磨することもできる。研磨方法としては、バフ研磨、サンドブラスト処理、ウエットホーニング、研削処理等を用いることができる。なお、正帯電構成の画像形成装置に用いられる感光体では、レーザ入射光は感光体の極表面近傍で吸収され、さらに有機感光層中で散乱されるため、下引き層の表面粗さの調整は強くは必要とされない。
The surface roughness of the undercoat layer formed as described above is 1 / (4n) times the exposure laser wavelength λ used (where n is the refractive index of the layer provided on the outer peripheral side of the undercoat layer) to It is possible to adjust to have a roughness within a range of about 1 time. The surface roughness is adjusted by adding resin particles to the coating solution for forming the undercoat layer. As a result, when a photoreceptor prepared by adjusting the surface roughness of the undercoat layer is used in an image forming apparatus, an interference fringe image caused by a laser light source can be more sufficiently prevented.
As the resin particles, silicone resin particles, cross-linked PMMA resin particles, and the like can be used. In addition, the surface of the undercoat layer can be polished to adjust the surface roughness. As a polishing method, buffing, sand blasting, wet honing, grinding, or the like can be used. In the photosensitive member used for the positively charged image forming apparatus, the laser incident light is absorbed in the vicinity of the extreme surface of the photosensitive member and further scattered in the organic photosensitive layer, so that the surface roughness of the undercoat layer is adjusted. Is not strongly required.
−有機感光層:電荷輸送層−
次に、有機感光層について、電荷輸送層と電荷発生層とに分けてこの順に以下に説明する。
電荷輸送層に用いられる電荷輸送材料としては、下記に示すものが例示できる。即ち2,5−ビス(p−ジエチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾールなどのオキサジアゾール誘導体、1,3,5−トリフェニル−ピラゾリン、1−[ピリジル−(2)]−3−(p−ジエチルアミノスチリル)−5−(p−ジエチルアミノスチリル)ピラゾリンなどのピラゾリン誘導体、トリフェニルアミン、トリ(p−メチル)フェニルアミン、N,N−ビス(3,4−ジメチルフェニル)ビフェニル−4−アミン、ジベンジルアニリン、9,9−ジメチル−N,N−ジ(p−トリル)フルオレノン−2−アミンなどの芳香族第3級アミノ化合物、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−[1,1−ビフェニル]−4,4’−ジアミンなどの芳香族第3級ジアミノ化合物、3−(4’ジメチルアミノフェニル)−5,6−ジ−(4’−メトキシフェニル)−1,2,4−トリアジンなどの1,2,4−トリアジン誘導体、4−ジエチルアミノベンズアルデヒド−1,1−ジフェニルヒドラゾン、4−ジフェニルアミノベンズアルデヒド−1,1−ジフェニルヒドラゾン、[p−(ジエチルアミノ)フェニル](1−ナフチル)フェニルヒドラゾン、1−ピレンジフェニルヒドラゾン、9−エチル−3−[(2メチル−1−インドリニルイミノ)メチル]カルバゾール、4−(2−メチル−1−インドリニルイミノメチル)トリフェニルアミン、9−メチル−3−カルバゾールジフェニルヒドラゾン、1,1−ジ−(4,4’−メトキシフェニル)アクリルアルデヒドジフェニルヒドラゾン、β,β−ビス(メトキシフェニル)ビニルジフェニルヒドラゾンなどのヒドラゾン誘導体、2−フェニル−4−スチリル−キナゾリンなどのキナゾリン誘導体、6−ヒドロキシ−2,3−ジ(p−メトキシフェニル)−ベンゾフランなどのベンゾフラン誘導体、p−(2,2−ジフェニルビニル)−N,N−ジフェニルアニリンなどのα−スチルベン誘導体、エナミン誘導体、N−エチルカルバゾールなどのカルバゾール誘導体、ポリ−N−ビニルカルバゾールおよびその誘導体などの正孔輸送物質が用いられる。あるいは、上記化合物からなる基を主鎖又は側鎖に有する重合体などが挙げられる。これらの電荷輸送材料は、単独又は2種以上を組み合せて使用できる。
-Organic photosensitive layer: Charge transport layer-
Next, the organic photosensitive layer will be described below in this order, divided into a charge transport layer and a charge generation layer.
Examples of the charge transport material used for the charge transport layer include those shown below. That is, oxadiazole derivatives such as 2,5-bis (p-diethylaminophenyl) -1,3,4-oxadiazole, 1,3,5-triphenyl-pyrazoline, 1- [pyridyl- (2)]- Pyrazoline derivatives such as 3- (p-diethylaminostyryl) -5- (p-diethylaminostyryl) pyrazoline, triphenylamine, tri (p-methyl) phenylamine, N, N-bis (3,4-dimethylphenyl) biphenyl Aromatic tertiary amino compounds such as -4-amine, dibenzylaniline, 9,9-dimethyl-N, N-di (p-tolyl) fluorenon-2-amine, N, N′-diphenyl-N, N Aromatic tertiary diamino compounds such as' -bis (3-methylphenyl)-[1,1-biphenyl] -4,4'-diamine, 3- (4'dimethylaminophenyl) 1,5,6-di- (4'-methoxyphenyl) -1,2,4-triazine, 1,2,4-triazine derivatives, 4-diethylaminobenzaldehyde-1,1-diphenylhydrazone, 4-diphenyl Aminobenzaldehyde-1,1-diphenylhydrazone, [p- (diethylamino) phenyl] (1-naphthyl) phenylhydrazone, 1-pyrenediphenylhydrazone, 9-ethyl-3-[(2methyl-1-indolinylimino) methyl Carbazole, 4- (2-methyl-1-indolinyliminomethyl) triphenylamine, 9-methyl-3-carbazole diphenylhydrazone, 1,1-di- (4,4′-methoxyphenyl) acrylaldehyde diphenylhydrazone , Β, β-bis (methoxyphenyl) vinyldiphenyl Hydrazone derivatives such as razone, quinazoline derivatives such as 2-phenyl-4-styryl-quinazoline, benzofuran derivatives such as 6-hydroxy-2,3-di (p-methoxyphenyl) -benzofuran, p- (2,2-diphenyl) Hole transport materials such as α-stilbene derivatives such as vinyl) -N, N-diphenylaniline, enamine derivatives, carbazole derivatives such as N-ethylcarbazole, poly-N-vinylcarbazole and derivatives thereof are used. Or the polymer etc. which have the group which consists of the said compound in a principal chain or a side chain are mentioned. These charge transport materials can be used alone or in combination of two or more.
電荷輸送層に用いられる結着樹脂には任意のものを用いることができるが、結着樹脂は、特に電荷輸送材料と相溶性を有し適当な強度を有するものであることが望ましい。 Any binder resin can be used for the charge transport layer, but the binder resin is preferably compatible with the charge transport material and has an appropriate strength.
この結着樹脂の例として、ビスフェノールAやビスフェノールZ,ビスフェノールC,ビスフェノールTPなどからなる各種のポリカーボネート樹脂やその共重合体、ポリアリレート樹脂やその共重合体、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樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンアルキッド樹脂、フェノールーホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アクリル共重合体樹脂、アチレン−アルキッド樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は単独あるいは2種以上の混合物として使用することができる。 Examples of this binder resin include various polycarbonate resins and copolymers thereof, such as bisphenol A, bisphenol Z, bisphenol C, and bisphenol TP, polyarylate resins and copolymers thereof, polyester resins, methacrylic resins, acrylic resins, Polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polystyrene resin, polyvinyl acetate resin, styrene-butadiene copolymer resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride copolymer resin, silicone Resin, silicone alkyd resin, phenol-formaldehyde resin, styrene-acrylic copolymer resin, ethylene-alkyd resin, poly-N-vinylcarbazole resin, polyvinyl butyral resin, polyphenylene ether resin, etc. And the like. These resins can be used alone or as a mixture of two or more.
電荷輸送層に用いられる結着樹脂の分子量は、有機感光層の膜厚や溶剤などの成膜条件によって選択されるが、通常は粘度平均分子量で3000以上30万以下の範囲内が好ましく、2万以上20万以下の範囲内がより好ましい。 The molecular weight of the binder resin used in the charge transporting layer is selected depending on the film thickness of the organic photosensitive layer and the film forming conditions such as a solvent, but it is usually preferably within the range of 3000 to 300,000 in terms of viscosity average molecular weight. A range of 10,000 to 200,000 is more preferable.
電荷輸送層および/または後述する電荷発生層は、画像形成装置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、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤などの添加剤を含んでもよい。
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、スピロインダノン又はそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物などが挙げられる。
The charge transport layer and / or the charge generation layer, which will be described later, are used for the purpose of preventing deterioration of the photoreceptor due to ozone, oxidizing gas, light, or heat generated in the image forming apparatus. Additives such as stabilizers may be included.
Examples of the antioxidant include hindered phenols, hindered amines, paraphenylenediamines, arylalkanes, hydroquinones, spirochromans, spiroidanones or their derivatives, organic sulfur compounds, and organic phosphorus compounds.
酸化防止剤の具体的な化合物例として、フェノール系酸化防止剤では、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、スチレン化フェノール、n−オクタデシル−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2−t−ブチル−6−(3’−t−ブチル−5’−メチル−2’−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、4,4’−ブチリデン−ビス−(3−メチル−6−t−ブチル−フェノール)、4,4’−チオ−ビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,3,5−トリス(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)イソシアヌレート、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシ−フェニル)プロピオネート]−メタン、3,9−ビス[2−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]−1,1−ジメチル エチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、3−3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸ステアリルなどが挙げられる。 As specific examples of antioxidants, phenolic antioxidants include 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, styrenated phenol, n-octadecyl-3- (3 ′, 5′- Di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl) -propionate, 2,2'-methylene-bis- (4-methyl-6-t-butylphenol), 2-t-butyl-6- (3'-t- Butyl-5'-methyl-2'-hydroxybenzyl) -4-methylphenyl acrylate, 4,4'-butylidene-bis- (3-methyl-6-tert-butyl-phenol), 4,4'-thio- Bis- (3-methyl-6-tert-butylphenol), 1,3,5-tris (4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl) isocyanurate, tetrakis- [methylene- -(3 ', 5'-di-t-butyl-4'-hydroxy-phenyl) propionate] -methane, 3,9-bis [2- [3- (3-t-butyl-4-hydroxy-5- Methylphenyl) propionyloxy] -1,1-dimethylethyl] -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane, 3-3 ′, 5′-di-t-butyl-4′- And hydroxyphenyl) stearyl propionate.
ヒンダードアミン系化合物では、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、1−[2−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]−4−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、8−ベンジル−7,7,9,9−テトラメチル−3−オクチル−1,3,8−トリアザスピロ[4,5]ウンデカン−2,4−ジオン、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、コハク酸ジメチル−1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物、ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイミル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,3,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]、2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン−2,4−ビス[N−ブチル−N−(1,2,2,6,6,−ペンタメチル−4ピペリジル)アミノ]−6−クロロ−1,3,5−トリアジン縮合物などが挙げられる。 Among hindered amine compounds, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate, 1- [2- [ 3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyloxy] ethyl] -4- [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyloxy] -2 , 2,6,6-tetramethylpiperidine, 8-benzyl-7,7,9,9-tetramethyl-3-octyl-1,3,8-triazaspiro [4,5] undecane-2,4-dione, 4-benzoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, dimethyl-1- (2-hydroxyethyl) -4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine succinate Condensate, poly [{6- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) imino-1,3,5-triazine-2,4-diimyl} {(2,2,6,6-tetramethyl- 4-piperidyl) imino} hexamethylene {(2,3,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino}], 2- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) -2- n-Butylmalonate bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl), N, N′-bis (3-aminopropyl) ethylenediamine-2,4-bis [N-butyl-N— (1,2,2,6,6, -pentamethyl-4piperidyl) amino] -6-chloro-1,3,5-triazine condensate and the like.
有機イオウ系酸化防止剤では、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス−(β−ラウリル−チオプロピオネート)、ジトリデシル−3,3’−チオジプロピオネート、2−メルカプトベンズイミダゾールなどが挙げられる。
有機燐系酸化防止剤では、トリスノニルフェニルフォスフィート、トリフェニルフォスフィート、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−フォスフィートなどが挙げられる。
Among organic sulfur antioxidants, dilauryl-3,3′-thiodipropionate, dimyristyl-3,3′-thiodipropionate, distearyl-3,3′-thiodipropionate, pentaerythritol-tetrakis- (Β-lauryl-thiopropionate), ditridecyl-3,3′-thiodipropionate, 2-mercaptobenzimidazole and the like.
Examples of the organophosphorus antioxidant include trisnonylphenyl phosfte, triphenyl phosfeft, tris (2,4-di-t-butylphenyl) -phosfte, and the like.
なお、有機硫黄系および有機燐系酸化防止剤は2次酸化防止剤と言われるもので、フェノール系あるいはアミン系などの1次酸化防止剤と併用することにより酸化防止効果を相乗的により高めることができる。 Organic sulfur and organophosphorus antioxidants are called secondary antioxidants, and when used in combination with primary antioxidants such as phenols or amines, the antioxidant effect is increased synergistically. Can do.
光安定剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ジチオカルバメート系、テトラメチルピペリジン系などの誘導体が挙げられる。
ベンゾフェノン系光安定剤として、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2,2’−ジ−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノンなどが挙げられる。
ベンゾトリアゾール系光安定剤として、2−(−2’−ヒドロキシ−5’メチルフェニル−)−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’−(3’’,4’’,5’’,6’’−テトラ−ヒドロフタルイミド−メチル)−5’−メチルフェニル]−ベンゾトリアゾール、2−(−2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル 5’−メチルフェニル−)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル−)−5−クロロ ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−t−ブチルフェニル−)−ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−オクチルフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−アミルフェニル−)−ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
その他の光安定剤としては、2,4,ジ−t−ブチルフェニル−3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシベンゾエート、ニッケルジブチル−ジチオカルバメートなどがある。
Examples of the light stabilizer include benzophenone, benzotriazole, dithiocarbamate, and tetramethylpiperidine derivatives.
Examples of the benzophenone light stabilizer include 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone, and 2,2′-di-hydroxy-4-methoxybenzophenone.
As the benzotriazole light stabilizer, 2-(-2′-hydroxy-5′methylphenyl-)-benzotriazole, 2- [2′-hydroxy-3 ′-(3 ″, 4 ″, 5 ″) , 6 ″ -tetra-hydrophthalimido-methyl) -5′-methylphenyl] -benzotriazole, 2-(-2′-hydroxy-3′-t-butyl 5′-methylphenyl-)-5-chlorobenzo Triazole, 2- (2′-hydroxy-3′-t-butyl-5′-methylphenyl-)-5-chlorobenzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3 ′, 5′-t-butylphenyl- ) -Benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-5′-t-octylphenyl) -benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-t-amylphenyl-)-benzotriazole Etc.
Other light stabilizers include 2,4, di-t-butylphenyl-3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxybenzoate, nickel dibutyl-dithiocarbamate, and the like.
電荷輸送層は、上記に示した電荷輸送材料及び結着樹脂を適当な溶媒に溶解させた溶液を塗布し、乾燥させることによって形成することができる。電荷輸送層形成用塗布液の調製に用いられる溶媒としては、例えばベンゼン、トルエン、クロルベンゼン等の芳香族炭化水素系、アセトン、2ー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ゲン化脂肪族炭化水素類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコール、ジエチルエーテル等の環状或るいは直鎖状エーテル等、あるいはこれ等の混合溶媒を用いることができる。
また電荷輸送層形成用塗布液には、塗布形成される塗膜の平滑性向上のためのレベリング剤としてシリコーンオイルを微量添加することもできる。
The charge transport layer can be formed by applying a solution obtained by dissolving the charge transport material and the binder resin described above in an appropriate solvent and drying the solution. Examples of the solvent used for the preparation of the coating solution for forming the charge transport layer include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and chlorobenzene, ketones such as acetone and 2-butanone, and halogens such as methylene chloride, chloroform and ethylene chloride. Cyclic aliphatic hydrocarbons, cyclic or linear ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol and diethyl ether, or a mixed solvent thereof can be used.
In addition, a small amount of silicone oil can be added to the charge transport layer forming coating solution as a leveling agent for improving the smoothness of the coating film to be formed.
電荷輸送材料と結着樹脂との配合比は、質量比で10:1乃至1:5であることが好ましい。また電荷輸送層の膜厚は一般には5μm以上50μm以下の範囲内とすることが好ましく、10μm以上40μm以下の範囲内がより好ましく、10μm以上30μm以下の範囲内がさらに好ましい。 The mixing ratio of the charge transport material and the binder resin is preferably 10: 1 to 1: 5 by mass ratio. The thickness of the charge transport layer is generally preferably in the range of 5 μm to 50 μm, more preferably in the range of 10 μm to 40 μm, and still more preferably in the range of 10 μm to 30 μm.
電荷輸送層形成用塗布液の塗布は、感光体の形状や用途に応じて、浸漬塗布法、リング塗布法、スプレー塗布法、ビード塗布法、ブレード塗布法、ローラー塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法などの塗布法を用いて行うことが出来る。乾燥は、室温での指触乾燥の後に加熱乾燥することが好ましい。加熱乾燥は、30℃以上200℃以下の温度域で5分以上2時間の範囲の時間で行うことが望ましい。 The coating solution for forming the charge transport layer can be applied by dip coating, ring coating, spray coating, bead coating, blade coating, roller coating, knife coating, curtain coating, depending on the shape and application of the photoreceptor. It can be performed using a coating method such as a coating method. The drying is preferably performed by heating after touch-and-drying at room temperature. The heat drying is desirably performed in a temperature range of 30 ° C. or higher and 200 ° C. or lower for a time in the range of 5 minutes to 2 hours.
−有機感光層:電荷発生層−
電荷発生層は、電荷発生材料を真空蒸着法により蒸着させて形成するか、有機溶剤及び結着樹脂を含む溶液を塗布することにより形成される。
-Organic photosensitive layer: Charge generation layer-
The charge generation layer is formed by depositing a charge generation material by a vacuum deposition method or by applying a solution containing an organic solvent and a binder resin.
電荷発生材料としては、非晶質セレン、結晶性セレン、セレン−テルル合金、セレン−ヒ素合金、その他のセレン化合物;セレン合金、酸化亜鉛、酸化チタン等の無機系光導電体;又はこれらを色素増感したもの、無金属フタロシアニン,チタニルフタロシアニン,銅フタロシアニン,錫フタロシアニン,ガリウムフタロシアニンなどの各種フタロシアニン化合物;スクエアリウム系、アントアントロン系、ペリレン系、アゾ系、アントラキノン系、ピレン系、ピリリウム塩、チアピリリウム塩等の各種有機顔料;又は染料が用いられる。
また、これらの有機顔料は一般に数種の結晶型を有しており、特にフタロシアニン化合物ではα型、β型などをはじめとしてさまざまな結晶型が知られているが、目的にあった感度その他の特性が得られる顔料であるならば、これらのいずれの結晶型でも用いることが可能である。
Examples of charge generation materials include amorphous selenium, crystalline selenium, selenium-tellurium alloy, selenium-arsenic alloy, and other selenium compounds; inorganic photoconductors such as selenium alloy, zinc oxide, and titanium oxide; Sensitized, various phthalocyanine compounds such as metal-free phthalocyanine, titanyl phthalocyanine, copper phthalocyanine, tin phthalocyanine, gallium phthalocyanine; Various organic pigments such as salts; or dyes are used.
In addition, these organic pigments generally have several types of crystals. In particular, phthalocyanine compounds have various crystal types including α type and β type. Any of these crystal forms can be used as long as it is a pigment capable of obtaining characteristics.
なお、上述した電荷発生材料の中でも、フタロシアニン化合物が好ましい。この場合、有機感光層に光が照射されると、有機感光層に含まれるフタロシアニン化合物がフォトンを吸収してキャリアを発生させる。このとき、フタロシアニン化合物は、高い量子効率を有するため、吸収したフォトンを効率よく吸収してキャリアを発生させることができる。 Of the charge generation materials described above, phthalocyanine compounds are preferred. In this case, when the organic photosensitive layer is irradiated with light, the phthalocyanine compound contained in the organic photosensitive layer absorbs photons and generates carriers. At this time, since the phthalocyanine compound has a high quantum efficiency, the absorbed photons can be efficiently absorbed to generate carriers.
更にフタロシアニン化合物の中でも、下記(1)〜(3)に示すフタロシアニンがより好ましい。すなわち、
(1)電荷発生材料としてCukα線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)において、少なくとも7.6°,10.0°,25.2°,28.0°の位置に回折ピークを有する結晶型のヒドロキシガリウムフタロシアニン。
(2)電荷発生材料としてCukα線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)において、少なくとも7.3°,16.5°,25.4°,28.1°の位置に回折ピークを有する結晶型のクロルガリウムフタロシアニン。
(3)電荷発生材料としてCukα線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)において、少なくとも9.5°,24.2°,27.3°の位置に回折ピークを有する結晶型のチタニルフタロシアニン。
Furthermore, among the phthalocyanine compounds, phthalocyanines shown in the following (1) to (3) are more preferable. That is,
(1) At least 7.6 °, 10.0 °, 25.2 °, 28.0 ° in the Bragg angle (2θ ± 0.2 °) of the X-ray diffraction spectrum using Cukα rays as the charge generation material Crystalline hydroxygallium phthalocyanine having a diffraction peak at the position.
(2) At least 7.3 °, 16.5 °, 25.4 °, 28.1 ° in the Bragg angle (2θ ± 0.2 °) of the X-ray diffraction spectrum using Cukα rays as the charge generation material Crystalline chlorogallium phthalocyanine having a diffraction peak at the position.
(3) Diffraction peaks at positions of at least 9.5 °, 24.2 °, and 27.3 ° in the Bragg angle (2θ ± 0.2 °) of the X-ray diffraction spectrum using Cukα rays as the charge generation material. A crystalline form of titanyl phthalocyanine.
これらのフタロシアニン化合物は、特に、光感度が高いだけでなく、その光感度の安定性も高いため、これらフタロシアニン化合物を含む有機感光層を有する感光体は、高速な画像形成及び繰り返し再現性が要求されるカラー画像形成装置の感光体として好適である。 Since these phthalocyanine compounds have not only high photosensitivity but also high stability of photosensitivity, a photoreceptor having an organic photosensitive layer containing these phthalocyanine compounds requires high-speed image formation and reproducibility. It is suitable as a photoreceptor for a color image forming apparatus.
なお、結晶の形状や測定方法によりこれらのピーク強度や位置が微妙にこれらの値から外れることも有るが、X線回折パターンが基本的に一致しているものであれば同じ結晶型であると判断できる。 Note that the peak intensity and position may slightly deviate from these values depending on the crystal shape and measurement method. However, if the X-ray diffraction patterns are basically the same, the same crystal type is assumed. I can judge.
電荷発生層に用いられる結着樹脂としては、以下のものを例示することができる。即ちビスフェノールAタイプあるいはビスフェノールZタイプなどのポリカーボネート樹脂およびその共重合体、ポリアリレート樹脂、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樹脂、塩化ビニリデン−アクリルニトリル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコン−アルキド樹脂、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、ポリ−N−ビニルカルバゾールなどである。 Examples of the binder resin used for the charge generation layer include the following. That is, polycarbonate resin such as bisphenol A type or bisphenol Z type and copolymers thereof, polyarylate resin, polyester resin, methacrylic resin, acrylic resin, polyvinyl chloride resin, polystyrene resin, polyvinyl acetate resin, styrene-butadiene copolymer resin Vinylidene chloride-acrylonitrile copolymer resin, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride resin, silicone resin, silicon-alkyd resin, phenol-formaldehyde resin, styrene-alkyd resin, poly-N-vinylcarbazole and the like.
これらの結着樹脂は、単独であるいは2種以上混合して用いることが可能である。電荷発生材料と結着樹脂との配合比(電荷発生材料:結着樹脂)は、質量比で、10:1乃至1:10の範囲が望ましい。また電荷発生層の厚みは、一般には0.01μm以上5μm以下の範囲内であることが好ましく0.05μm以上2.0μm以下の範囲内であることがより好ましい。 These binder resins can be used alone or in admixture of two or more. The mixing ratio of the charge generation material and the binder resin (charge generation material: binder resin) is preferably in the range of 10: 1 to 1:10 by mass ratio. The thickness of the charge generation layer is generally preferably in the range of 0.01 μm to 5 μm, and more preferably in the range of 0.05 μm to 2.0 μm.
また電荷発生層は、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してもよい。電荷発生層に用いられる電子受容性物質としては、例えば無水琥珀酸、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、ピークリン酸、o−ニトロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、フタル酸などを挙げることができる。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よい。 The charge generation layer may contain at least one electron accepting substance for the purpose of improving sensitivity, reducing residual potential, reducing fatigue during repeated use, and the like. Examples of the electron accepting material used in the charge generation layer include succinic anhydride, maleic anhydride, dibromomaleic anhydride, phthalic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, and o-dinitrobenzene. M-dinitrobenzene, chloranil, dinitroanthraquinone, trinitrofluorenone, peak phosphoric acid, o-nitrobenzoic acid, p-nitrobenzoic acid, phthalic acid and the like. Of these, fluorenone-based, quinone-based, and benzene derivatives having electron-withdrawing substituents such as Cl, CN, NO 2 are particularly preferable.
電荷発生材料を樹脂中に分散させる方法としては、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、ダイノーミル、サンドミル、コロイドミルなどの方法を用いることができる。
電荷発生層を形成する為の塗布液の溶媒として公知の有機溶剤、例えば、トルエン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n―ブタノール等の脂肪族アルコール系溶剤、アセトン、シクロヘキサノン、2−ブタノン等のケトン系溶剤、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコール、ジエチルエーテル等の環状あるいは直鎖状エーテル系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル系溶剤等が挙げられる。
As a method for dispersing the charge generating material in the resin, methods such as a roll mill, a ball mill, a vibrating ball mill, an attritor, a dyno mill, a sand mill, and a colloid mill can be used.
Known organic solvents as coating solution solvents for forming the charge generation layer, for example, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and chlorobenzene, fats such as methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, and n-butanol Aromatic alcohol solvents, ketone solvents such as acetone, cyclohexanone and 2-butanone, halogenated aliphatic hydrocarbon solvents such as methylene chloride, chloroform and ethylene chloride, cyclic or straight chain such as tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol and diethyl ether And ether solvents such as methyl ether, methyl acetate, ethyl acetate, and n-butyl acetate.
また、これらの溶媒は単独あるいは2種以上混合して用いることができる。2種類以上の溶媒を混合して用いる場合には、混合溶媒として結着樹脂を溶かす事ができる溶媒であれば使用することができる。但し、有機感光層が、導電性基体側から、電荷輸送層と電荷発生層とをこの順に形成した層構成を有する場合に、浸漬塗布のように下層を溶解しやすい塗布方法を利用して電荷発生層を形成する際には、電荷輸送層等の下層を溶解しない溶媒を用いることが望ましい。また、比較的下層の侵食性の少ないスプレー塗布塗布法やリング塗布法を利用して電荷発生層を形成する場合には溶媒の選択範囲を広げることができる。 These solvents can be used alone or in combination of two or more. When two or more kinds of solvents are mixed and used, any solvent that can dissolve the binder resin as the mixed solvent can be used. However, when the organic photosensitive layer has a layer structure in which the charge transport layer and the charge generation layer are formed in this order from the conductive substrate side, the charge is applied by using a coating method that easily dissolves the lower layer, such as dip coating. When forming the generation layer, it is desirable to use a solvent that does not dissolve the lower layer such as the charge transport layer. In addition, when the charge generation layer is formed by using a spray coating method or a ring coating method with a relatively low erosion property of the lower layer, the selection range of the solvent can be expanded.
−中間層−
例えば、帯電器により感光体表面を帯電させる際に、帯電電荷が感光体表面から対抗電極である感光体の導電性基体にまで注入して帯電電位が得られなくなることを防止するために必要に応じて表面層と電荷発生層との間に電荷注入阻止層として中間層を形成することができる。
電荷注入阻止層の材料としては上記に列挙したシランカップリング剤、チタンカップリング剤、有機ジルコニウム化合物、有機チタン化合物、その他の有機金属化合物、ポリエステル、ポリビニルブチラールなどの汎用樹脂を用いることができる。電荷注入阻止層の膜厚は0.001μm以上5μm以下程度の範囲内で成膜性及びキャリアブロッキング性を考慮して設定される。
-Intermediate layer-
For example, when charging the surface of the photoconductor with a charger, it is necessary to prevent the charged potential from being obtained from the surface of the photoconductor to the conductive substrate of the photoconductor as the counter electrode. Accordingly, an intermediate layer can be formed as a charge injection blocking layer between the surface layer and the charge generation layer.
As the material for the charge injection blocking layer, general-purpose resins such as the silane coupling agents, titanium coupling agents, organic zirconium compounds, organic titanium compounds, other organic metal compounds, polyesters, and polyvinyl butyral listed above can be used. The film thickness of the charge injection blocking layer is set in the range of about 0.001 μm or more and 5 μm or less in consideration of film forming properties and carrier blocking properties.
(表面層の製造方法)
次に本実施形態に係る表面層の製造方法について説明する。本実施形態に係る表面層は、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法、有機金属気相成長法、分子線エキタピシー法、蒸着、スパッタリング等の公知の気相成膜法が利用できるが有機金属気相成長法を用いることが好ましい。
この場合、窒素を含む物質あるいは酸素を含む物質を反応に必要なエネルギー状態または励起状態に活性化する活性化手段によって、前記窒素を含む物質あるいは前記酸素を含む物質を活性種とし、前記活性種と、活性化していない13族元素を含む有機金属化合物とを反応させることにより、基材上に本実施形態に係る表面層を形成することが好ましい。
これにより、基材が有機材料を含む場合、例えば、有機感光体である場合においても、導電性基体や有機感光層に熱的なダメージを与えることなく、感光体の表面層として上述した特性を有する表面層を形成することができる。なお、表面層の形成に際しては、基材の表面を予めプラズマによりクリーニングしてもよい。
13族元素を含む有機金属化合物を活性化させるとともに、窒素を含む物質あるいは酸素を含む物質を反応に必要なエネルギー状態または励起状態に活性化させた種とを反応させることによって基材上に表面層を形成してもよい。
(Manufacturing method of surface layer)
Next, the manufacturing method of the surface layer concerning this embodiment is demonstrated. For the surface layer according to the present embodiment, a known vapor deposition method such as a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method, a metal organic vapor phase epitaxy method, a molecular beam epitaxy method, vapor deposition, or sputtering can be used. It is preferable to use a growth method.
In this case, the substance containing nitrogen or the substance containing oxygen is made an active species by activating means for activating the substance containing nitrogen or the substance containing oxygen to an energy state or an excited state necessary for the reaction, and the active species It is preferable to form the surface layer according to the present embodiment on the substrate by reacting with an organometallic compound containing a
Thereby, when the base material contains an organic material, for example, even when it is an organic photoreceptor, the above-described characteristics as the surface layer of the photoreceptor are obtained without causing thermal damage to the conductive substrate or the organic photosensitive layer. A surface layer can be formed. When forming the surface layer, the surface of the base material may be previously cleaned with plasma.
Activate the organometallic compound containing a
なお、上述した表面層の形成は、通常は、窒素を含む物質や、酸素を含む物質、13族元素を含む有機金属化合物からなるガスまたはこれらを気化したガスの各々を、基材が配置された反応室(成膜室)内に供給しつつ、反応を終えたガスを反応室から排気しながら行われる。このような観点からは、13族元素を含む有機金属化合物を、窒素を含む物質又は酸素を含む物質を活性化する活性化手段の下流側に導入することが好ましい。あるいは基体を回転する場合には平面上で13族元素を回転の上流に、活性化手段を回転の下流として空間的に分離しても良い。分離手段として仕切りを用いても良いし空間的に距離を置いて設置したものでも良い。
これにより、13族元素を含む有機金属化合物が導入された位置よりも上流あるいは回転下流側で、活性化された窒素を含む物質又は酸素を含む物質が合流するため、活性化していない13族元素を含む有機金属化合物と活性化した窒素を含む物質又は酸素を含む物質とを反応させることができる。
基体の回転させる場合には上述の位置関係のほかに、回転上流側に窒素を含む物質又は酸素を含む物質を活性化する活性化手段を、回転下流側に13族元素を含む有機金属化合物からなるガスまたはこれらを気化したガスを供給しても良い。
Note that the surface layer is usually formed by placing a substrate on each of a substance containing nitrogen, a substance containing oxygen, a gas composed of an organometallic compound containing a
As a result, the activated nitrogen-containing substance or oxygen-containing substance is joined upstream or downstream of the position where the organometallic compound containing the
In the case of rotating the substrate, in addition to the positional relationship described above, an activating means for activating a substance containing nitrogen or a substance containing oxygen on the upstream side of the rotation from an organometallic compound containing a
また、本実施形態に係る表面層を基材上に形成する際の基材表面の最高温度は、100℃以下であることが好ましく、50℃以下であることが好ましく、基材表面の最高温度は常温に近ければ近いほど好ましい。100℃を超えると、基材が変形したり、基材に含まれる有機材料の分解等によりその物性が劣化してしまう場合がある。また成膜時の熱膨張率の違いによる有機感光層内部での残留応力が多く発生し、電子写真用感光体の電気特性の劣化を引き起こす。具体的には感度低下、有機感光層内部での空間電荷発生による残留電位の上昇や、空間電荷のばらつきによる画質ムラ等の問題である。 Further, the maximum temperature of the substrate surface when the surface layer according to this embodiment is formed on the substrate is preferably 100 ° C. or less, preferably 50 ° C. or less, and the maximum temperature of the substrate surface. The closer to normal temperature, the better. When the temperature exceeds 100 ° C., the base material may be deformed or the physical properties may be deteriorated due to decomposition of an organic material contained in the base material. Also, a large amount of residual stress is generated inside the organic photosensitive layer due to the difference in thermal expansion coefficient during film formation, which causes deterioration of the electrical characteristics of the electrophotographic photoreceptor. Specifically, there are problems such as a decrease in sensitivity, an increase in residual potential due to the generation of space charges inside the organic photosensitive layer, and image quality unevenness due to variations in space charges.
以下に、表面層の製造方法について、より詳細に説明する。
図3は、表面層の形成に用いる成膜装置の一例を示す概略模式図であり、図3Aは、成膜装置を側面から見た場合の模式断面図を表し、図3Bは、図3Aに示す成膜装置のA1−A2間における模式断面図を表す。図3中、10は成膜室、11は排気口、12は基体回転部、13は基体ホルダー、14は基体、15は平板電極、16はガス導入管、17はガスノズル、18はガス導入管、19は高周波電力供給部、20は高周波電源部である。
Below, the manufacturing method of a surface layer is demonstrated in detail.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a film forming apparatus used for forming the surface layer. FIG. 3A is a schematic cross-sectional view when the film forming apparatus is viewed from the side, and FIG. The schematic cross section between A1-A2 of the film-forming apparatus shown is represented. In FIG. 3, 10 is a film forming chamber, 11 is an exhaust port, 12 is a substrate rotating part, 13 is a substrate holder, 14 is a substrate, 15 is a plate electrode, 16 is a gas introduction tube, 17 is a gas nozzle, and 18 is a gas introduction tube. , 19 is a high frequency power supply unit, and 20 is a high frequency power supply unit.
図3に示す成膜装置において、成膜室10の一端には、不図示の真空排気装置に接続された排気口11が設けられており、成膜室10の排気口11が設けられた側と反対側に、高周波電源20、高周波電力供給部19および平板電極15からなるプラズマ発生装置が設けられている。
この平板電極15には、内部に第二の非成膜性ガス供給用のガス導入管16が接続されている。この平板電極15の基体に向き合う面には基体にガス供給するためのガス穴が開いている。穴の間隔は均等にあけても良いし、不均一に分配しても良い。
基体に近接して第一のガスを導入するためのガスノズル17が設けられている。ガスノズルにはガス供給のためのガス導入管18が接続されている。
このガス導入管18のもう一方の端は、成膜室10外に設けられた不図示の第1のガス供給源に接続されている。
In the film forming apparatus shown in FIG. 3, an
A
A
The other end of the
平板電極15の放電面側には、放電面と略平行な棒状のシャワーノズルを接続しても良い。ガス導入管16は成膜室10外に設けられた不図示の第2のガス供給源と接続されている。
また、成膜室10外には、基体回転部12が設けられており、円筒状の基体14が、平板電極15、ガスノズル17と基体14の軸方向とが略平行に対面するように基体ホルダー13を介して基体回転部12に取りつけられるようになっている。成膜に際しては、基体回転部12が回転することによって、基体14が周方向に回転させることができる。なお、基体14としては、予め有機感光層まで積層された感光体、あるいは、有機感光層上に中間層までが積層された感光体が用いられる。回転方向は平行電極15からガスノズル17に向かう方向でも良いし、反対方向でも良い。
A rod-shaped shower nozzle substantially parallel to the discharge surface may be connected to the discharge surface side of the
In addition, a
表面層の形成は、例えば以下のように実施することができる。まず、H2ガスとHeガスと酸素ガスあるいは窒素ガスとをガス導入管16から平板電極15に導入し、13.56MHzのラジオ波を供給すると、平板電極15と基体の間にプラズマが形成される。ここで、ガス導入管16から平板電極15を通って導入されたガスは成膜室10を平板電極15側から排気口11側へと流れる。
平板電極15は電極の周りをアースシールドで囲んだものが好ましい。また、基体を同心円状に囲んだ円筒状の電極でも良い。
次に、水素をキャリアガスとして用いて希釈したトリメチルガリウムガスをガス導入管18、活性化手段である平板電極15の隣接部に位置するガスノズル17を介して成膜室10に導入することによって、基体14表面にガリウムと窒素あるいは酸素を含む非単結晶膜を成膜することができる。窒素量あるいは酸素量は、飽和酸素あるいは飽和窒素で形成した膜が化学量論比となっている場合から減じて組成を制御する。たとえば酸素ガス濃度の増加に対して特性が変化しない酸素量での膜組成を酸化物の化学量論比とすることができる。あるいは窒素ガス濃度の増加に対して特性が変化しない窒素量での膜組成を窒化物の化学量論比とすることができる。但し飽和点よりも過剰な酸素あるいは窒素ガスを導入した場合には化学量論比で決定する膜との別の化学組成の膜が生成することがある。
The formation of the surface layer can be performed, for example, as follows. First, when H 2 gas, He gas, oxygen gas or nitrogen gas is introduced from the
The
Next, by introducing a trimethylgallium gas diluted with hydrogen as a carrier gas into the
成膜時の表面層の形成温度は特に限定されないが、感光体を作製する場合において、表面層の成膜時の基体14表面の温度は、100℃以下が好ましく、80℃以下がより好ましく、50℃以下が特に好ましい。基体14表面の温度が成膜開始当初は100℃以下であっても、プラズマの影響で150℃より高くなる場合には有機感光層が熱で損傷を受ける場合があるため、このような影響を考慮して基体14の表面温度を制御することが好ましい。
基体14表面の温度は加熱および/または冷却手段(図中、不図示)によって制御しても良いし、放電時の自然な温度の上昇に任せてもよい。基体14を加熱する場合にはヒータを基体14の外側や内側に設置しても良い。基体14を冷却する場合には基体14の内側に冷却用の気体または液体を循環させても良い。
放電による基体14表面の温度の上昇を避けたい場合には、基体14表面に当たる高エネルギーの気体流を調節することが効果的である。この場合、ガス流量や放電出力、圧力などの条件を所要温度となるように調整する。
The formation temperature of the surface layer at the time of film formation is not particularly limited, but in the case of producing a photoreceptor, the temperature of the surface of the
The temperature of the surface of the
In order to avoid an increase in the temperature of the surface of the
13族元素を含むガスとしてはトリメチルガリウムガスの代わりにインジウム、アルミニウムを含む有機金属化合物やジボランのような水素化物を用いることもでき、これらを2種類以上混合してもよい。
例えば、表面層の形成の初期において、トリメチルインジウムをガス導入管16、平板電極15を介して成膜室10内に導入することにより、基体14上に窒素とインジウムとを含む膜を成膜すれば、この膜が、継続して成膜する場合に発生し、有機感光層を劣化させる紫外線を吸収することができる。このため、成膜時の紫外線の発生による有機感光層へのダメージを抑制できる。
As the gas containing a
For example, in the initial stage of forming the surface layer, trimethylindium is introduced into the
また、表面層には、その導電型を制御するためにドーパントを添加することができる。成膜時におけるドーパントのドーピングの方法としてはn型用としてはSiH3,SnH4を、p型用としては、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム、ジメチルカルシウム、ジメチルストロンチウム、ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛、などをガス状態で使用できる。また、ドーパント元素を表面層中にドーピングするには、熱拡散法、イオン注入法等の公知の方法を採用することもできる。
具体的には、少なくとも一つ以上のドーパント元素を含むガスをガス導入管16、平板電極15を介して成膜室10内に導入することによってn型、p型等任意の導電型の表面層を得ることができる。
In addition, a dopant can be added to the surface layer in order to control its conductivity type. As a dopant doping method at the time of film formation, SiH 3 and SnH 4 are used for n-type, and biscyclopentadienyl magnesium, dimethyl calcium, dimethyl strontium, dimethyl zinc, diethyl zinc, etc. are used for p-type. Can be used in the gas state. In order to dope the dopant element into the surface layer, a known method such as a thermal diffusion method or an ion implantation method may be employed.
Specifically, a surface layer of any conductivity type such as n-type or p-type is introduced by introducing a gas containing at least one dopant element into the
なお、13族原子の供給材料として水素原子を含む有機金属化合物を用い、13族原子と窒素原子あるいは酸素とを主に含む表面層を形成する場合、成膜室10内には活性水素が存在することが好ましい。活性水素は、キャリアガスとして使用する水素ガスや有機金属化合物に含まれる水素原子から供給されるものでもよい。
例えば、図3に示す成膜装置において、水素ガスと窒素ガスあるいは酸素ガスとを別々の位置から成膜装置内に導入する場合には、水素ガスの活性化状態と、窒素ガスあるいは酸素ガスの活性化状態とを各々独立して制御できるように、複数のプラズマ発生装置を設けてもよい。また、これに対して、装置の簡素化という点では、水素および窒素ガスあるいは酸素ガスの供給材料としてNH3等の窒素原子と水素原子とを同時に含むガスを用いたり、酸素と水素を同時に含むH2Oガスを用いたり、酸素ガスと水素ガスを混合したガスを用いて、プラズマにより活性化することが好ましい。
また、キャリアガスとしてヘリウムなどの希ガスや、水素を組み合わせて用いれば、ヘリウムなどの希ガスと水素による基体14表面で成長している膜のエッチング効果により100℃以下の低温でも高温成長時と同等の水素の少ない非晶質の13族元素と窒素あるいは酸素の化合物を形成できる。
Note that when an organometallic compound containing a hydrogen atom is used as a supply material for a
For example, in the film forming apparatus shown in FIG. 3, when hydrogen gas and nitrogen gas or oxygen gas are introduced into the film forming apparatus from different positions, the hydrogen gas activation state and the nitrogen gas or oxygen gas A plurality of plasma generators may be provided so that the activated state can be independently controlled. On the other hand, in terms of simplification of the apparatus, as a supply material for hydrogen and nitrogen gas or oxygen gas, a gas containing simultaneously nitrogen atoms and hydrogen atoms such as NH 3 is used, or oxygen and hydrogen are simultaneously contained. It is preferable to activate by plasma using H 2 O gas or a gas in which oxygen gas and hydrogen gas are mixed.
Further, when a rare gas such as helium or hydrogen is used in combination as a carrier gas, the etching effect of the film grown on the surface of the
上述した方法により、活性化された水素、窒素あるいは酸素、希ガスおよび、13族原子が基体14表面近傍上に存在し、さらに、活性化された希ガスや水素が、有機金属化合物を構成するメチル基やエチル基等の炭化水素基の水素を分子として脱離させる効果を有する。それゆえ、基体14表面には、水素含有量が少なく、窒素あるいは酸素と13族元素が三次元的な結合を構成する硬質膜からなる表面層が低温で形成される。
このような硬質膜は、非晶質炭素膜に含まれるsp2結合性の炭素原子とは異なり、ダイヤモンドを構成する炭素原子のように、GaとNとがsp3結合を形成するため透明となる。さらに、この膜は透明且つ硬質である上に、膜の表面は撥水性であり同時に低摩擦となる。またGaとOの場合にはOが八面体構造の結合をとる割合が多く硬質で化学的安定な膜となる。AlやInの場合にも同様である。
By the above-described method, activated hydrogen, nitrogen or oxygen, a rare gas, and a
Such a hard film is different from sp 2 -bonding carbon atoms contained in an amorphous carbon film, and is transparent because Ga and N form sp 3 bonds like carbon atoms constituting diamond. Become. Furthermore, the film is transparent and hard, and the film surface is water repellent and at the same time has low friction. In the case of Ga and O, O has a large proportion of O in the octahedral structure and is a hard and chemically stable film. The same applies to Al and In.
図3に示す成膜装置のプラズマ発生手段は、高周波発振装置を用いたものであるが、これに限定されるものではなく、例えば、マイクロ波発振装置を用いたり、エレクトロサイクロトロン共鳴方式やヘリコンプラズマ方式の装置をもちいてもよい。また、高周波発振装置の場合は、誘導型でも容量型でも良い。
さらに、これらの装置を2種類以上組み合わせて用いてもよく、あるいは、同種の装置を2つ以上用いてもよい。プラズマの照射によって基体14表面の温度が上昇しないようにするためには高周波発振装置が好ましいが、熱の照射を防止する装置を設けても良い。
一つの基体の周りに複数の電極を設けても良いし、複数のガスノズルを設けても良い。さらに電極とガスノズルを一対として設けても良い。
The plasma generating means of the film forming apparatus shown in FIG. 3 uses a high-frequency oscillation device, but is not limited to this. For example, a microwave oscillation device, an electrocyclotron resonance method, or a helicon plasma is used. You may use the apparatus of a system. In the case of a high-frequency oscillation device, it may be inductive or capacitive.
Furthermore, two or more of these devices may be used in combination, or two or more of the same types of devices may be used. In order to prevent the temperature of the
A plurality of electrodes may be provided around one substrate, or a plurality of gas nozzles may be provided. Further, an electrode and a gas nozzle may be provided as a pair.
2種類以上の異なるプラズマ発生装置(プラズマ発生手段)を用いる場合には、同じ圧力で同時に放電が生起できるようにする必要がある。また、放電する領域と、成膜する領域(基体が設置された部分)とに圧力差を設けても良い。これらの装置は、成膜装置内をガスが導入される部分から排出される部分へと形成されるガス流に対して直列に配置してもよいし、いずれの装置も基体の成膜面に対向するように配置してもよい。
また、異なる2種類のプラズマ発生装置を同一の圧力下で利用する場合、例えば、マイクロ波発振装置と高周波発振装置とを用いる場合、励起種の励起エネルギーを大きく変えることができ、膜質の制御に有効である。また、放電は大気圧近傍で行っても良い。
大気圧近傍で放電を行う場合にはキャリアガスとしてHeを使用することが望ましい。
When two or more types of different plasma generators (plasma generating means) are used, it is necessary to be able to generate discharges simultaneously at the same pressure. In addition, a pressure difference may be provided between the discharge region and the film formation region (the portion where the base is installed). These apparatuses may be arranged in series with respect to the gas flow formed in the film forming apparatus from the part where the gas is introduced to the part where the gas is discharged. You may arrange | position so that it may oppose.
In addition, when two different types of plasma generators are used under the same pressure, for example, when using a microwave oscillator and a high-frequency oscillator, the excitation energy of the excited species can be greatly changed, and the film quality can be controlled. It is valid. Moreover, you may perform discharge near atmospheric pressure.
When discharging near atmospheric pressure, it is desirable to use He as a carrier gas.
なお、表面層の形成に際しては、上述した方法以外にも、通常の有機金属気相成長法や分子線エピタキシー法を使用することが出来るが、これらの方法による成膜に際しても、活性水素、活性酸素、活性窒素を使用することは低温化に有効である。 In addition to the above-described methods, the surface metal layer can be formed by a normal metal organic vapor phase epitaxy method or molecular beam epitaxy method. Use of oxygen and active nitrogen is effective for lowering the temperature.
<画像形成装置>
次に、本実施形態の画像形成装置について説明する。
本実施形態の画像形成装置は、上記実施形態に係る電子写真用感光体と、前記電子写真用感光体表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記電子写真用感光体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、トナーを少なくとも含む現像剤を用いて前記電子写真用感光体表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する画像形成手段と、前記電子写真用感光体表面に形成されたトナー画像を被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を有するものである。
本実施形態の画像形成装置は、必要に応じて転写後の前記電子写真用感光体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段や、トナー画像を形成する際にトナーと共に前記電子写真用感光体表面へ転移した不正キャリアを磁力によって捕集するキャリア捕集手段をさらに有していてもよい。
<Image forming apparatus>
Next, the image forming apparatus of this embodiment will be described.
The image forming apparatus of this embodiment includes an electrophotographic photoreceptor according to the above embodiment, a charging unit that charges the surface of the electrophotographic photoreceptor, and an electrostatic latent image on the charged surface of the electrophotographic photoreceptor. An electrostatic latent image forming means for forming; an image forming means for developing a latent electrostatic image formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member using a developer containing at least toner; and forming the toner image; The image forming apparatus includes a transfer unit that transfers the toner image formed on the surface of the photographic photosensitive member to the surface of the transfer target, and a fixing unit that fixes the toner image transferred to the surface of the transfer target.
The image forming apparatus according to the present exemplary embodiment includes a cleaning unit that removes residual toner on the surface of the electrophotographic photosensitive member after transfer, as necessary, and the surface of the electrophotographic photosensitive member together with the toner when forming a toner image. You may further have the carrier collection means which collects the transferred improper carrier by magnetic force.
なお、この画像形成装置において、例えば電子写真用感光体を含む部分が、画像形成装置本体に対して脱着可能に装着されたカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。
以下、本実施形態の画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主用部を説明し、その他はその説明を省略する。
In this image forming apparatus, for example, the portion including the electrophotographic photoreceptor may be a cartridge structure (process cartridge) that is detachably attached to the main body of the image forming apparatus.
Hereinafter, although an example of the image forming apparatus of this embodiment is shown, it is not necessarily limited to this. The main parts shown in the figure will be described, and the description of the other parts will be omitted.
図4は、4連タンデム方式のフルカラー画像形成装置を示す概略構成図である。図4に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づくイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1〜第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kを備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称する)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに所定距離離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置本体に対して脱着可能なプロセスカートリッジであってもよい。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a four-tandem full-color image forming apparatus. The image forming apparatus shown in FIG. 4 is a first to first electrophotographic method that outputs yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) images based on color-separated image data. Fourth
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの図面における上方には、各ユニットを通して中間転写体としての中間転写ベルト20が延設されている。中間転写ベルト20は、図における左から右方向に互いに離間して配置された駆動ローラ22および中間転写ベルト20内面に接する支持ローラ24に巻回されて設けられ、第1ユニット10Yから第4ユニット10Kに向う方向に走行されるようになっている。尚、支持ローラ24は、図示しないバネ等により駆動ローラ22から離れる方向に付勢されており、両者に巻回された中間転写ベルト20に所定の張力が与えられている。また、中間転写ベルト20の感光体側面には、駆動ローラ22と対向して中間転写体クリーニング装置30が備えられている。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(画像形成手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収容されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーが供給可能とされている。
Above each of the
Further, each of the developing devices (image forming means) 4Y, 4M, 4C, and 4K of the
上述した第1〜第4ユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向の上流側に配設されたイエロー画像を形成する第1ユニット10Yについて代表して説明する。尚、第1ユニット10Yと同等の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を付した参照符号を付すことにより、第2〜第4ユニット10M、10C、10Kの説明を省略する。
Since the first to
第1ユニット10Yは、電子写真用感光体(感光体)1Yを有している。感光体1Yの周囲には、感光体1Yの表面を所定の電位に帯電させる接触型帯電器である帯電ローラ2Y(帯電手段)、帯電された感光体1Yの表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線3Yによって露光して静電潜像を形成する露光装置3(静電潜像形成手段)、静電潜像に帯電したトナーを供給して静電潜像を現像する現像装置(画像形成手段)4Y、トナー像を中間転写ベルト20上に転写する1次転写ローラ5Y(1次転写手段)、および1次転写後に感光体1Yの表面に残存するトナーを除去するクリーニングブレード(クリーニング手段)6Yが配設されている。
尚、1次転写ローラ5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。更に、各1次転写ローラ5Y、5M、5C、5Kには、1次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各1次転写ローラに印加する転写バイアスを可変する。
The first unit 10Y has an electrophotographic photoreceptor (photoconductor) 1Y. Around the
The
以下、第1ユニット10Yにおいてイエロー画像を形成する動作について説明する。まず、動作に先立って、帯電ローラ2Yによって感光体1Yの表面が−600Vから−800V程度の電位に帯電される。
帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の有機感光層に照射され、それにより、イエロー印字パターンの静電潜像が感光体1Yの表面に形成される。
Hereinafter, an operation of forming a yellow image in the first unit 10Y will be described. First, prior to the operation, the surface of the
A
静電潜像は、電荷によって感光体1Yの表面にいわゆるネガ潜像として形成される。
このようにして感光体1Y上に形成された静電潜像は、感光体1Yの回転に従って所定の現像位置まで搬送される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電潜像が、現像装置4Yによって可視像(トナー像)化される。
The electrostatic latent image is formed as a so-called negative latent image on the surface of the
The electrostatic latent image formed on the
現像装置4Y内には、イエロートナーとキャリアとを含む現像剤(二成分現像剤)が収容されている。イエロートナーは、現像装置4Yの内部で攪拌されることで摩擦帯電し、感光体1Y上に帯電した帯電荷と同極性(負極性)の電荷を有して現像剤ロール(現像剤保持体)上に保持されている。そして感光体1Yの表面が現像装置4Yを通過していくことにより、感光体1Y表面上の除電された潜像部にイエロートナーが静電的に付着し、静電潜像がイエロートナーによって現像される。イエローのトナー像が形成された感光体1Yは、引続き所定速度で回転し、感光体1Y上に現像されたトナー像が所定の1次転写位置へ搬送される。
A developer (two-component developer) containing yellow toner and a carrier is accommodated in the developing
感光体1Y上のイエロートナー像が1次転写位置へ搬送されると、1次転写ローラ5Yに所定の1次転写バイアスが印加され、感光体1Yから1次転写ローラ5Yに向う静電気力がトナー像に作用し、感光体1Y上のトナー像が中間転写ベルト20上に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と逆極性の(+)極性であり、例えば第1ユニット10Yでは制御部に(図示せず)よって+10μA程度に制御されている。
一方、感光体1Y上に残留したトナーはクリーニングブレード6Yで除去されて回収される。
When the yellow toner image on the
On the other hand, the toner remaining on the
以下、同様にして第2ユニット10Mではマゼンタトナー像が、第3ユニット10Cではシアントナー像が、第4ユニット10Kではブラックトナー像が順次形成され、中間転写ベルト20において重ね合わせられて、多重トナー像が形成される。
Similarly, a magenta toner image is sequentially formed in the
4色のトナー像が多重転写された中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20と中間転写ベルト20内面に接する支持ローラ24と中間転写ベルト20の像保持面側に配置された2次転写ローラ(2次転写手段)26とから構成された2次転写部へと至る。一方、記録紙P(被転写体)が供給機構を介して2次転写ローラ26と中間転写ベルト20とが圧接されている隙間に所定のタイミングで給紙され、所定の2次転写バイアスが支持ローラ24に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と同極性の(−)極性であり、中間転写ベルト20から記録紙Pに向う静電気力がトナー像に作用し、中間転写ベルト20上のトナー像が記録紙P上に転写される。尚、この際の2次転写バイアスは2次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段(図示せず)により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、電圧制御されている。
The
この後、記録紙Pは定着装置(定着手段)28へと送り込まれてトナー像が加熱され、色重ねしたトナー像が溶融して記録紙P上へ定着される。カラー画像の定着が完了した記録紙Pは、排出部へ向けて搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了する。
なお、上記例示した画像形成装置は、中間転写ベルト20を介してトナー像を記録紙Pに転写する構成となっているが、この構成に限定されるものではなく、感光体から直接トナー像が記録紙に転写される構造であってもよい。
Thereafter, the recording paper P is fed into a fixing device (fixing means) 28, where the toner image is heated, and the color-superposed toner image is melted and fixed on the recording paper P. The recording paper P on which the color image has been fixed is unloaded to the discharge unit, and a series of color image forming operations is completed.
The image forming apparatus exemplified above is configured to transfer the toner image onto the recording paper P via the
本実施形態の画像形成装置においては帯電手段として接触型帯電器である帯電ローラ2を用いているが、ブラシ状、フィルム状又はピン電極状の導電性又は半導電性の帯電部材を用いた接触型帯電器を用いてもよいし、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器やコロトロン帯電器などの非接触型帯電器などを用いることもできる。接触型帯電器は非接触型帯電器に比べて感光体を帯電させるときに発生するオゾンの発生量を抑えることができるが、微小放電により感光体の寿命を短くしてしまうことがある。しかし、本実施形態の電子写真用感光体は所定の表面層を備えるため、接触型帯電器を用いても感光体の寿命を長くすることができる。
In the image forming apparatus of the present embodiment, the charging
クリーニングブレード6の材料としては公知のゴム材料を用いることができる。例えばウレタンゴム、シリコンゴム、フッソゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム等を用いることができる。その中で耐摩耗性に優れていることからウレタンゴム(ポリウレタン弾性体)を用いる事が好ましい。
ポリウレタン弾性体としては、一般にイソシアネートとポリオール及び各種水素含有化合物との付加反応を経て合成されるポリウレタンが用いられており、ポリオール成分として、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテル系ポリオールや、アジペート系ポリオール、ポリカプロラクタム系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール等のポリエステル系ポリオールを用い、ポリイソシアネート成分として、トリレンジイソシアネート、4,4′ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、トルイジンジイソシアネート、等の芳香族系ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂肪族系ポリイソシアネートを用いてウレタンプレポリマーを調製し、これに硬化剤を加えて、所定の型内に注入し、架橋硬化させた後、常温で熟成することによって製造されている。上記硬化剤としては、通常、1,4−ブタンジオール等の二価アルコールとトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の三価以上の多価アルコールとが併用される。
A known rubber material can be used as the material of the cleaning blade 6. For example, urethane rubber, silicon rubber, fluorine rubber, chloroprene rubber, butadiene rubber, or the like can be used. Among them, urethane rubber (polyurethane elastic body) is preferably used because of its excellent wear resistance.
As the polyurethane elastic body, a polyurethane generally synthesized through an addition reaction between an isocyanate and a polyol and various hydrogen-containing compounds is used. As a polyol component, a polyether-based polyol such as polypropylene glycol or polytetramethylene glycol, Polyester polyols such as adipate polyols, polycaprolactam polyols, polycarbonate polyols are used, and polyisocyanate components include aromatics such as tolylene diisocyanate, 4,4'diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenyl polyisocyanate, toluidine diisocyanate, etc. Polyisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, xylylene diisocyanate, dicyclo It is manufactured by preparing a urethane prepolymer using an aliphatic polyisocyanate such as xylmethane diisocyanate, adding a curing agent to the urethane prepolymer, pouring it into a predetermined mold, crosslinking and curing, and then aging at room temperature. ing. As the curing agent, a dihydric alcohol such as 1,4-butanediol and a trihydric or higher polyhydric alcohol such as trimethylolpropane or pentaerythritol are usually used in combination.
クリーニングブレード6の物性としては、硬度(JIS Aスケール)が50〜90,ヤング率が(kg/cm 2 )40〜90,100%モジュラス(kg/cm 2 )が20〜65,300%モジュラス(kg/cm 2 )が70〜150,引っ張り強さ(kg/cm 2 )が240〜500,伸び(%)が290〜500,反発弾性(%)が30〜70,引裂強さ(kg/cm 2 )が25〜75,永久伸(%)が4.0以下のものが好ましい。 The physical properties of the cleaning blade 6, the hardness (JIS A scale) 50 to 90, Young's modulus (kg / cm 2) 40~90,100% modulus (kg / cm 2) is 20~65,300% modulus ( kg / cm 2 ) of 70 to 150, tensile strength (kg / cm 2 ) of 240 to 500, elongation (%) of 290 to 500, rebound resilience (%) of 30 to 70, tear strength (kg / cm 2 ) 25 to 75 and permanent elongation (%) of 4.0 or less are preferable.
クリーニングブレード6の感光体1への圧接力は5gf/cm以上25gf/cm以下であることが好ましく、7gf/cm以上23gf/cm以下であることがさらに好ましい。クリーニングブレード6の感光体1への圧接力を5gf/cm以上25gf/cm以下とすることにより、摩耗による感光体の劣化を防ぐことができ、そのため感光体の寿命を延ばすことができる。本実施形態に係る電子写真用感光体の表面は滑らかで滑り性に富むため、クリーニングブレードの押圧を低下させることができる。このため従来よりも押圧力を軽い設定にても使用することができる。なお、従来のクリーニングブレードの感光体に対する押圧力は通常30gf/cm程度である。
従来の摩耗を前提とする表面層ではスクラッチ傷や窪みなどの外傷は摩耗により消えて行くので大きな問題にならない。これに対して、摩耗が少なく薄い硬質表面層を持つ有機感光体では、表面に傷や窪みなどの外傷の発生が最大の問題で、このためブレードクリーニングでは異物などによる傷を発生しないようにする必要がある。本実施形態に係る電子写真用感光体は表面の摩擦が低くかつトナーフィルミングや放電成生物の付着が起こらずクリーニング不良が起こりにくいためクリーニングブレードの押圧力を低下させることが出来る。その結果として長期での安定な画質を提供できる
The pressure contact force of the cleaning blade 6 to the
In the conventional surface layer premised on wear, scratches and dents such as dents disappear due to wear and thus do not become a big problem. In contrast, organic photoreceptors with low wear and a thin hard surface layer have the greatest problem of scratches and dents on the surface. For this reason, blade cleaning does not cause scratches due to foreign matters. There is a need. The electrophotographic photosensitive member according to this embodiment has a low surface friction, does not cause toner filming and discharge product adhesion, and is unlikely to cause poor cleaning. Therefore, the pressing force of the cleaning blade can be reduced. As a result, long-term stable image quality can be provided.
本実施形態の画像形成装置においては、クリーニング手段がクリーニングブレードの上流側に配置された静電ブラシをさらに有してもよい。クリーニングブレードの上流側に静電ブラシを配置することにより、クリーニングブレードによる残留トナーの除去の前に静電ブラシにより該残留トナーの多くを除去することができる。そのため、残留トナー中に含まれる感光体表面に転移した不正キャリアが感光体とクリーニングブレードとの接触部に突入する量を減らすことができるようになる。その結果として、感光体表面の傷の発生を抑制することができる。 In the image forming apparatus according to this embodiment, the cleaning unit may further include an electrostatic brush disposed on the upstream side of the cleaning blade. By disposing the electrostatic brush on the upstream side of the cleaning blade, most of the residual toner can be removed by the electrostatic brush before the residual toner is removed by the cleaning blade. Therefore, it is possible to reduce the amount of the illegal carrier transferred to the surface of the photoconductor included in the residual toner and entering the contact portion between the photoconductor and the cleaning blade. As a result, the occurrence of scratches on the surface of the photoreceptor can be suppressed.
静電ブラシとしては、カーボンブラック、金属酸化物等の導電性フィラーを含有させた樹脂からなる繊維状の物質、あるいは、前記導電性フィラーを表面に被覆した繊維状の物質を使用することができるが、これらに限定されるものではない。 As the electrostatic brush, a fibrous substance made of a resin containing a conductive filler such as carbon black or a metal oxide, or a fibrous substance having a surface coated with the conductive filler can be used. However, it is not limited to these.
本実施形態の画像形成装置においては、現像装置4の下流側であって且つ1次転写ローラ5の上流側に配置され、トナー画像を形成する際にトナーと共に感光体1表面へ転移した不正キャリアを磁力によって捕集するキャリア捕集手段をさらに有していてもよい。
In the image forming apparatus according to the present embodiment, the illegal carrier is disposed on the downstream side of the developing
現像時に、理論的には、キャリアが感光体1へ転移することはないが、実際には、キャリアがトナーと共に感光体1表面へ転移してしまう場合がある(以下、転移したキャリアを不正キャリアという)。
Theoretically, the carrier does not transfer to the
この不正キャリアは、画像の白抜け等、画質に悪影響を及ぼす原因となるとともに、一次転写部において感光体1表面に傷を生じさせる一因ともなる。そのため、転写前に不正キャリアを捕集する必要がある。
This illegal carrier causes a bad influence on the image quality such as an image blank, and also causes a scratch on the surface of the
そこで、感光体1の周面における現像装置4と1次転写ローラ5との間には、キャリア捕集手段が配設されてもよい。
Therefore, a carrier collecting unit may be disposed between the developing
キャリア捕集手段は、感光体1の周面に対向配置されたマグネットキャッチアップロールと、このマグネットキャッチアップロールを覆うロールハウジングとで構成することができる。
The carrier collecting means can be composed of a magnet catch-up roll disposed to face the peripheral surface of the
マグネットキャッチアップロールは、磁力を有するロール本体と、このロール本体の周面を覆うように配設された導電性スリーブによって構成される。この結果、感光体1に直接接触するのは、導電性スリーブとなる。
The magnet catch-up roll includes a roll body having magnetic force and a conductive sleeve disposed so as to cover the peripheral surface of the roll body. As a result, the conductive sleeve is in direct contact with the
マグネットキャッチアップロールは、感光体1の回転に従動して回転し、不正キャリアを磁界力によって捕集する機能を有している。
The magnet catch-up roll rotates following the rotation of the
これにより、現像装置4から排出された不正キャリアは、1次転写ローラ5へ至る前に捕集され、適正な転写を行うことができる。
Thereby, the illegal carrier discharged from the developing
なお、本実施形態に係る電子写真用感光体の表面層が水素を含有する場合、上述のように表面層の最表面における表面エネルギーが低下する。そのため、感光体表面上の転写残トナーの量が抑制される。そのため、本実施形態の画像形成装置をクリーニング手段を備えない画像形成装置として構成することも可能となる。 When the surface layer of the electrophotographic photoreceptor according to the present embodiment contains hydrogen, the surface energy on the outermost surface of the surface layer is reduced as described above. Therefore, the amount of toner remaining on the photoreceptor surface is suppressed. Therefore, the image forming apparatus according to the present embodiment can be configured as an image forming apparatus that does not include a cleaning unit.
<プロセスカートリッジ>
図5は、本実施形態のプロセスカートリッジの好適な一例を示す概略構成図である。プロセスカートリッジ200は、感光体107とともに、帯電装置108、現像装置111、クリーニング手段113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117を取り付けレール116を用いて組み合わせ、そして一体化したものである。
そして、このプロセスカートリッジ200は、転写装置112と、定着装置115と、図示しない他の構成部分とから構成される画像形成装置本体に対して着脱自在としたものであり、画像形成装置本体とともに画像形成装置を構成するものである。なお、300は記録紙である。
<Process cartridge>
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a preferred example of the process cartridge of the present embodiment. In the
The
図5で示すプロセスカートリッジでは、感光体107、帯電装置108、現像装置111、クリーニング装置113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117を備えているが、これら装置は選択的に組み合わせることが可能である。
なお、本実施形態のプロセスカートリッジは、本実施形態の電子写真用感光体と、前記電子写真用感光体表面を帯電する帯電手段、帯電した前記電子写真用感光体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段、トナーを少なくとも含む現像剤を用いて前記電子写真用感光体表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する画像形成手段、前記トナー画像を形成する際にトナーと共に前記電子写真用感光体表面へ転移した不正キャリアを磁力によって捕集するキャリア捕集手段、前記電子写真用感光体表面に形成されたトナー画像を被転写体表面に転写する転写手段、前記被転写体表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段及び転写後の前記電子写真用感光体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段からなる群より選択される少なくとも一種と、を一体に有し、画像形成装置本体から脱着可能とされていればよい。
The process cartridge shown in FIG. 5 includes a
The process cartridge according to this embodiment forms an electrostatic latent image on the surface of the electrophotographic photosensitive member, the charging means for charging the surface of the electrophotographic photosensitive member, and the charged surface of the electrophotographic photosensitive member. An electrostatic latent image forming means for developing, an image forming means for forming a toner image by developing an electrostatic latent image formed on the surface of the electrophotographic photoreceptor using a developer containing at least toner, and forming the toner image A carrier collecting means for collecting illegal carriers transferred to the surface of the electrophotographic photosensitive member together with the toner by magnetic force, and a transfer for transferring the toner image formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member to the surface of the transfer target. Selected from the group consisting of: fixing means for fixing the toner image transferred to the surface of the transfer member; and cleaning means for removing residual toner on the surface of the electrophotographic photosensitive member after transfer. Having at least a one, the integral is only to be detachable from the image forming apparatus main body.
−トナー−
本実施形態に用いられるトナーとしては、公知のトナーであれば特に限定されない。
また、トナーの形状係数SF1は100以上140以下であることが好ましく、110以上135以下がさらに好ましい。この形状係数SF1が140よりも大きくなると、良好な転写性等が得られにくくなり、得られる画像の高画質化が困難となる場合がある。
なお、形状係数SF1とは下式で定義される値である。
SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
式中、MLはトナー粒子の絶対最大長、Aはトナー粒子の投影面積を各々示す。
-Toner-
The toner used in the exemplary embodiment is not particularly limited as long as it is a known toner.
The toner shape factor SF1 is preferably 100 or more and 140 or less, and more preferably 110 or more and 135 or less. If the shape factor SF1 is greater than 140, it may be difficult to obtain good transferability and the like, and it may be difficult to improve the image quality of the obtained image.
The shape factor SF1 is a value defined by the following equation.
SF1 = (ML 2 / A) × (π / 4) × 100
In the formula, ML represents the absolute maximum length of the toner particles, and A represents the projected area of the toner particles.
形状係数SF1はルーゼックス画像解析装置(株式会社ニレコ製、FT)を用いて以下のように測定することができる。
まず、スライドグラス上に散布したトナーの光学顕微鏡像をビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置に取り込み、50個以上のトナーについて最大長(ML)と投影面積(A)を測定する。次に、個々のトナーについて、最大長の2乗/(4×投影面積/π)、すなわち、ML2/(4A/π)を算出し、これを平均した値を形状係数SF1として求めた。
The shape factor SF1 can be measured as follows using a Luzex image analyzer (manufactured by Nireco Corporation, FT).
First, an optical microscope image of the toner spread on the slide glass is taken into a Luzex image analyzer through a video camera, and the maximum length (ML) and the projected area (A) are measured for 50 or more toners. Next, for each toner, the maximum length squared / (4 × projected area / π), that is, ML 2 / (4A / π), was calculated, and an average value thereof was obtained as the shape factor SF1.
一方、本実施形態に用いられるトナーは、高い画質を得るためには、その体積平均粒子径は好ましくは2〜8μmである。
本実施形態に用いられるトナーは、結着樹脂及び着色剤を含有し、必要に応じて離型剤やその他の添加剤を含有したものである。その結着樹脂は、従来よりトナーに用いられている結着樹脂を用いることができ、特に制限されない。
On the other hand, the toner used in the exemplary embodiment preferably has a volume average particle diameter of 2 to 8 μm in order to obtain high image quality.
The toner used in this embodiment contains a binder resin and a colorant, and contains a release agent and other additives as necessary. As the binder resin, a binder resin conventionally used for toner can be used and is not particularly limited.
結着樹脂としては、具体的には、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル等のアクリル系単量体;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のメタクリル系単量体;アクリル酸、メタクリル酸、スチレンスルフォン酸ナトリウム等のエチレン性不飽和酸単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類;ビニルメチルエーテル、ビニルイソ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、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;エチレン、プロピレン、ブタジエン等のオレフィン類などの単量体からなる単独重合体、それらの単量体を2種以上組み合せた共重合体、又はそれらの混合物を挙げられる。
さらには、これら単独重合体、共重合体又は混合物と、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等の非ビニル縮合系樹脂との混合物、非ビニル縮合系樹脂の共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等を挙げることができる。
Specific examples of the binder resin include styrenes such as styrene, parachlorostyrene, and α-methylstyrene; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, lauryl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and the like. Acrylic monomers such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, lauryl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, etc .; acrylic acid, methacrylic acid, sodium styrenesulfonate, etc. Ethylenically unsaturated acid monomers; vinyl nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; vinyl ethers such as vinyl methyl ether and vinyl isobutyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone and vinyl isopropenyl ketone; Ren, propylene, homopolymer consisting of a monomer such as olefins such as butadiene, copolymers combinations thereof monomers of two or more, or the like mixtures thereof.
Furthermore, mixtures of these homopolymers, copolymers or mixtures with non-vinyl condensation resins such as epoxy resins, polyester resins, polyurethane resins, polyamide resins, cellulose resins, polyether resins, non-vinyl condensation resins Examples thereof include a graft polymer obtained by polymerizing a vinyl monomer in the coexistence.
上記着色剤は、従来より公知の着色剤を用いることができ、特に制限されない。例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオクサレレートなどの種々の顔料や、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系などの各種染料などを1種又は2種以上を併せて使用することができる。
A conventionally known colorant can be used as the colorant, and is not particularly limited. For example, carbon black, chrome yellow, hansa yellow, benzidine yellow, selenium yellow, quinoline yellow, permanent orange GTR, pyrazolone orange, vulcan orange, watch young red, permanent red,
本実施形態に用いられるトナーに必要に応じて添加できる離型剤としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類;シリコーン類、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス;ミツロウのごとき動物系ワックス;モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物系又は石油系のワックス、及びそれらの変性物などを挙げることができる。これらのうちの少なくとも1種をトナー粒子内に含有させるのがよい。 Release agents that can be added to the toner used in the exemplary embodiment as necessary include low molecular weight polyolefins such as polyethylene, polypropylene, and polybutene; silicones, oleic acid amide, erucic acid amide, ricinoleic acid amide, and stearic acid amide. Fatty acid amides such as carnauba wax, rice wax, candelilla wax, tree wax, jojoba oil, etc .; animal waxes such as beeswax; montan wax, ozokerite, ceresin, paraffin wax, microcrystalline wax, fisher Examples thereof include mineral-based or petroleum-based waxes such as Tropsch wax, and modified products thereof. At least one of these may be contained in the toner particles.
また、トナーには、上記成分の他に、さまざまな特性を制御するために、種々の成分を含有させることができる。例えば、磁性トナーとして用いる場合、磁性粉(例えばフェライトやマグネタイト)、還元鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属、合金又はこれら金属を含む化合物などを含有させることもできる。さらに必要に応じて、4級アンモニウム塩、ニグロシン系化合物やトリフェニルメタン系顔料等の通常使用される帯電制御剤を選択して含有させてもよい。 In addition to the above components, the toner can contain various components in order to control various characteristics. For example, when used as a magnetic toner, a magnetic powder (for example, ferrite or magnetite), a metal such as reduced iron, cobalt, nickel, or manganese, an alloy, or a compound containing these metals may be included. Furthermore, if necessary, a charge control agent that is usually used, such as a quaternary ammonium salt, a nigrosine compound, or a triphenylmethane pigment, may be selected and contained.
さらに、トナーには、必要に応じて研磨剤や潤滑剤、転写助剤等の公知の外添剤を外添することができる。 Furthermore, known external additives such as abrasives, lubricants, and transfer aids can be externally added to the toner as necessary.
トナーに外添される潤滑剤としては滑性粒子を用いることもできる。この滑性粒子は、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩や、グラファイト、二硫化モリブデン、滑石、脂肪酸等の固体潤滑剤や、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、加熱により軟化点を有するシリコーン類、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪族アミド類やカルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス、ミツロウの動物系ワックス、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物、石油系ワックス、及びそれらの変性物が使用でき、これら列挙した材料を単独あるいは併用しても良い。これらの中でも、本実施形態においては、ステアリン酸亜鉛を用いることが好ましい。 Lubricating particles can also be used as the lubricant externally added to the toner. These lubricating particles have a fatty acid metal salt such as zinc stearate, solid lubricants such as graphite, molybdenum disulfide, talc and fatty acids, low molecular weight polyolefins such as polypropylene, polyethylene and polybutene, and a softening point upon heating. Aliphatic amides such as silicones, oleic acid amide, erucic acid amide, ricinoleic acid amide, stearic acid amide, plant waxes such as carnauba wax, rice wax, candelilla wax, tree wax, jojoba oil, beeswax animals Mineral wax, montan wax, ozokerite, ceresin, paraffin wax, microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax and other minerals, petroleum wax, and modified products thereof can be used, and these listed materials may be used alone or in combination. Among these, in this embodiment, it is preferable to use zinc stearate.
滑性粒子の体積平均一次粒径としては、0.1μm以上10μm以下の範囲内が好ましく、0.2μm以上8μm以下の範囲内がより好ましい。なお、滑性粒子を粉砕することにより、粒度分布を小さくし、粒径を揃えてもよい。滑性粒子の添加量は、トナー粒子およびこの表面に外添された全ての添加剤に対して0.05〜2.0質量%の範囲内が好ましく、0.1〜1.5質量%の範囲内がより好ましい。 The volume average primary particle size of the slippery particles is preferably in the range of 0.1 μm to 10 μm, and more preferably in the range of 0.2 μm to 8 μm. In addition, by pulverizing the slipping particles, the particle size distribution may be reduced and the particle sizes may be made uniform. The addition amount of the lubricious particles is preferably in the range of 0.05 to 2.0% by mass, preferably 0.1 to 1.5% by mass with respect to the toner particles and all additives externally added to the surface. Within the range is more preferable.
本実施形態に用いられるトナーを製造する方法は、特に制約されるものではないが、例えば、通常の粉砕法や、分散媒中で作製する湿式溶融球形化法や、懸濁重合、分散重合、乳化重合凝集法等の既知の重合法によるトナー製造法などを用いることができる。これらの中でも、形状係数SF1が100以上140以下のトナーを製造容易な重合法が好ましい。
また、本実施形態に用いられるトナーには、上述した研磨剤、潤滑剤の他にも、例えば平均粒径10〜300nm程度のシリカおよびチタニア等の無機粒子などの種々の外添剤を適宜量外添することができる。
The method for producing the toner used in the present embodiment is not particularly limited. For example, a normal pulverization method, a wet melt spheronization method prepared in a dispersion medium, suspension polymerization, dispersion polymerization, A toner production method by a known polymerization method such as an emulsion polymerization aggregation method can be used. Among these, a polymerization method that can easily produce a toner having a shape factor SF1 of 100 to 140 is preferable.
In addition to the above-described abrasives and lubricants, the toner used in the exemplary embodiment may appropriately include various external additives such as inorganic particles such as silica and titania having an average particle diameter of about 10 to 300 nm. Can be added externally.
−キャリア−
二成分現像剤に使用し得るキャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアを用いることができるが、特に、酸化鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物などの芯材(コア)を樹脂により被覆した樹脂被覆キャリアを用いることが好ましい。
-Career-
The carrier that can be used for the two-component developer is not particularly limited, and a known carrier can be used. In particular, a magnetic metal such as iron oxide, nickel, and cobalt, and a magnetic oxide such as ferrite and magnetite can be used. It is preferable to use a resin-coated carrier in which a core material (core) is coated with a resin.
樹脂被覆キャリアは現像器中でトナーや外添剤とともに攪拌されることで帯電する。樹脂被覆キャリアは表面が樹脂に覆われているために、機械的な摺擦力による破損が小さく、また砕けて微粉を発生することが極めて少ない。
微粉等の発生が著しかった従来のキャリアでは、転写工程において該微粉等が感光体に対して押付けられ、感光体を傷つけたりあるいは刺さることがあり、更に感光体に一度刺さった微粉等は抜けにくく、長期にわたってクリーニングブレードに突入するため、ブレード先端部の欠けが問題であった。ブレード先端部が欠けた箇所からはトナーが漏れ出し、そのトナーが後工程の画像に入ることで画質欠陥を生じていた。しかし、樹脂被覆キャリアでは微粉等の発生が極めて少なく、これらの問題が格段に改善される。
The resin-coated carrier is charged by being stirred together with the toner and the external additive in the developing device. Since the surface of the resin-coated carrier is covered with the resin, the damage due to the mechanical rubbing force is small, and the resin-coated carrier is hardly crushed to generate fine powder.
In the conventional carrier in which the generation of fine powder or the like has been remarkable, the fine powder or the like may be pressed against the photoconductor in the transfer process, and the photoconductor may be damaged or pierced. Since it rushes into the cleaning blade over a long period of time, chipping of the blade tip has been a problem. The toner leaks from the portion where the blade tip is missing, and the toner enters an image in a later process, resulting in an image quality defect. However, in the resin-coated carrier, generation of fine powder and the like is extremely small, and these problems are significantly improved.
樹脂被覆キャリアに使用される樹脂としては、キャリア用の樹脂層材料として用いられているものであれば公知の樹脂が利用でき、二種類以上の樹脂をブレンドして用いても良い。樹脂層を構成する樹脂としては大別すると、トナーに帯電性を付与するための帯電付与樹脂と、トナー成分のキャリアへの移行を防止するために用いられる表面エネルギーの低い樹脂とが挙げられる。
ここで、トナーに負帯電性を付与するための帯電付与樹脂としては、アミノ系樹脂、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、尿素樹脂、ポリアミド樹脂、およびエポキシ樹脂等があげられ、さらにポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、スチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エチルセルロース樹脂等のセルロース系樹脂等があげられる。
また、トナーに正帯電性を付与するための帯電付与樹脂としては、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等が挙げられる。
トナー成分のキャリアへの移行を防止するために用いられる表面エネルギーの低い樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、およびシリコーン樹脂等があげられる。
As a resin used for the resin-coated carrier, a known resin can be used as long as it is used as a resin layer material for a carrier, and two or more kinds of resins may be blended and used. The resin constituting the resin layer is roughly classified into a charge imparting resin for imparting chargeability to the toner and a resin having a low surface energy used for preventing the toner component from being transferred to the carrier.
Here, examples of the charge imparting resin for imparting negative chargeability to the toner include amino resins such as urea-formaldehyde resin, melamine resin, benzoguanamine resin, urea resin, polyamide resin, and epoxy resin. Furthermore, polystyrene resins such as polyvinyl and polyvinylidene resins, acrylic resins, polymethyl methacrylate resins, styrene acrylic copolymer resins, polyacrylonitrile resins, polyvinyl acetate resins, polyvinyl acetate resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl butyral resins, ethyl cellulose resins And the like.
Examples of the charge imparting resin for imparting positive chargeability to the toner include polystyrene resins, halogenated olefin resins such as polyvinyl chloride, polyester resins such as polyethylene terephthalate resins and polybutylene terephthalate resins, and polycarbonate resins. Can be mentioned.
Examples of the resin having a low surface energy used for preventing the transfer of the toner component to the carrier include polyethylene resin, polyvinyl fluoride resin, polyvinylidene fluoride resin, polytrifluoroethylene resin, polyhexafluoropropylene resin, fluororesin. Fluoroterpolymers such as copolymers of vinylidene fluoride and acrylic monomers, copolymers of vinylidene fluoride and vinyl fluoride, terpolymers of tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride and non-fluorinated monomers, And silicone resin.
また、樹脂層には、抵抗調整を目的として導電性粒子を添加してもよい。導電性粒子としては金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が挙げられる。これらの導電粉は平均粒径1μm以下のものが好ましい。更に、必要に応じて、複数の導電性樹脂等を併用することができる。 Moreover, you may add electroconductive particle to a resin layer for the purpose of resistance adjustment. Examples of the conductive particles include metal powder, carbon black, titanium oxide, tin oxide, and zinc oxide. These conductive powders preferably have an average particle size of 1 μm or less. Furthermore, a plurality of conductive resins and the like can be used in combination as necessary.
また、樹脂層には、帯電制御を目的として樹脂粒子を含有しても良い。樹脂粒子を構成する樹脂としては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂が利用できる。
熱可塑性樹脂の場合、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;ポリビニルおよ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およ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ン樹脂またはその変性品;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。
The resin layer may contain resin particles for the purpose of charge control. As the resin constituting the resin particles, a thermoplastic resin or a thermosetting resin can be used.
In the case of thermoplastic resins, 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 an organosiloxane bond or a modified product thereof; fluororesin such as polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride, polyfluoride And vinylidene chloride, polychlorotrifluoroethylene; polyester; polycarbonate and the like.
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;エポキシ樹脂などが挙げられる。 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.
また、樹脂被覆キャリアの芯材としては、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物が挙げられる。芯材の体積平均粒径としては、一般的には10μm以上500μm以下であり、好ましくは30μm以上100μm以下である。 Examples of the core material of the resin-coated carrier include magnetic metals such as iron, nickel, and cobalt, and magnetic oxides such as ferrite and magnetite. The volume average particle diameter of the core material is generally 10 μm or more and 500 μm or less, preferably 30 μm or more and 100 μm or less.
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
<<電子写真用感光体>>
(実施例1)
まず、以下に説明する手順により、Al基体上に、下引き層と電荷発生層と電荷輸送層とをこの順に積層形成した有機感光体を作製した。
<< Electrophotographic photoreceptor >>
Example 1
First, an organic photoreceptor was produced by laminating an undercoat layer, a charge generation layer, and a charge transport layer in this order on an Al substrate by the procedure described below.
−下引き層の形成−
平均1次粒径が70nmの酸化亜鉛100質量部をテトラヒドラフラン500質量部と攪拌混合し、シランカップリング剤(KBM603:信越化学社製)1.25質量部を添加し、2時間攪拌した。その後、焼き付けを行いシランカップリング剤表面処理酸化亜鉛顔料を得た。
前記表面処理した酸化亜鉛60質量部とアリザリン0.6質量部と硬化剤ブロック化イソシアネート(スミジュール3173:住友バイエルンウレタン社製)13.5質量部とブチラール樹脂(エスレックBM−1:積水化学社製)15質量部をメチルエチルケトン85質量部に溶解した溶液38質量部とメチルエチルケトン25質量部とを混合し、1mmΦのガラスビーズを用いてサンドミルにて2時間の分散を行い分散液を得た。得られた分散液に触媒としてジオクチルスズジウラレート0.005質量部、シリコーン樹脂粒子(トスパール145:GE東芝シリコーン社製)4.0質量部を添加し、下引き層塗布液を得た。この塗布液を浸漬塗布法にてアルミニウム基材上に塗布し、170℃40分の乾燥硬化を行い厚さ5μmの下引き層を得た
-Formation of undercoat layer-
100 parts by mass of zinc oxide having an average primary particle size of 70 nm was mixed with 500 parts by mass of tetrahydrafuran, 1.25 parts by mass of a silane coupling agent (KBM603: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added, and the mixture was stirred for 2 hours. . Thereafter, baking was performed to obtain a silane coupling agent surface-treated zinc oxide pigment.
60 parts by mass of the surface-treated zinc oxide, 0.6 parts by mass of alizarin, 13.5 parts by mass of a hardener-blocked isocyanate (Sumijoule 3173: manufactured by Sumitomo Bayern Urethane Co., Ltd.), and butyral resin (ESREC BM-1: Sekisui Chemical) (Manufactured) 38 parts by mass of a solution in which 15 parts by mass of methyl ethyl ketone was dissolved in 85 parts by mass of methyl ethyl ketone and 25 parts by mass of methyl ethyl ketone were mixed and dispersed in a sand mill for 2 hours using 1 mmφ glass beads to obtain a dispersion. As a catalyst, 0.005 parts by mass of dioctyltin diurarate and 4.0 parts by mass of silicone resin particles (Tospearl 145: manufactured by GE Toshiba Silicone) were added to the resulting dispersion to obtain an undercoat layer coating solution. This coating solution was applied onto an aluminum substrate by a dip coating method, followed by drying and curing at 170 ° C. for 40 minutes to obtain an undercoat layer having a thickness of 5 μm.
−電荷発生層の形成−
次に、電荷発生材料としてクロロガリウムフタロシアニン1質量部を、ポリビニルブチラール(商品名:積水化学社製エスレックBM−S)1質量部および酢酸n−ブチル100質量部と混合して得られた混合物をガラスビーズとともにペイントシェーカーで1時間分散し、電荷発生層形成用分散液を得た。
この分散液を浸漬塗布法により下引き層の上に塗布した後、100℃で10分間乾燥させ、膜厚0.15μmの電荷発生層を形成した。
-Formation of charge generation layer-
Next, a mixture obtained by mixing 1 part by mass of chlorogallium phthalocyanine as a charge generation material with 1 part by mass of polyvinyl butyral (trade name: S-REC BM-S manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) and 100 parts by mass of n-butyl acetate. Dispersion with a glass bead with a paint shaker for 1 hour gave a dispersion for forming a charge generation layer.
This dispersion was applied on the undercoat layer by a dip coating method and then dried at 100 ° C. for 10 minutes to form a charge generation layer having a thickness of 0.15 μm.
−電荷輸送層の形成−
次に、下記構造式(1)で表される化合物を2質量部、および、下記構造式(2)で表される高分子化合物(粘度平均分子量:39000)3質量部をクロロベンゼン20質量部に溶解させて電荷輸送層形成用塗布液を得た。
-Formation of charge transport layer-
Next, 2 parts by mass of a compound represented by the following structural formula (1) and 3 parts by mass of a polymer compound (viscosity average molecular weight: 39000) represented by the following structural formula (2) are added to 20 parts by mass of chlorobenzene. Dissolved to obtain a coating liquid for forming a charge transport layer.
この塗布液を、浸漬塗布法により電荷発生層上に塗布し、110℃で40分間加熱して膜厚20μmの電荷輸送層を形成し、Al基体上に、下引き層と電荷発生層と電荷輸送層とをこの順に積層形成した有機感光体(以下、「ノンコート感光体」と称す場合がある)を得た。 This coating solution is applied onto the charge generation layer by a dip coating method, heated at 110 ° C. for 40 minutes to form a charge transport layer having a thickness of 20 μm, and the undercoat layer, the charge generation layer, and the charge are formed on the Al substrate. An organic photoreceptor (hereinafter sometimes referred to as “non-coated photoreceptor”) in which a transport layer was laminated in this order was obtained.
−表面層の形成−
ノンコート感光体表面への表面層の形成は、図3に示す構成を有する成膜装置を用いて行った。
まず、ノンコート感光体を、成膜装置の成膜室10内の基体ホルダー13に載せ、排気口11を介して成膜室10内を、圧力が0.1Pa程度になるまで真空排気した。次に、Heガスと水素ガスとHeで4%に希釈した酸素ガスとを図示にしない混合装置にて混合したガスをガス導入管16を介して、長さ350mmの平板電極15内に約450sccm(Heガス250sccm、水素200sccm、酸素2sccm)導入し、高周波電力供給部19および高周波電源部20により、13.56MHzのラジオ波を出力80Wにセットしチューナでマッチングを取り平板電極15で放電を行った。この時の反射波は0Wであった。
次に、トリメチルガリウムガスをガス導入管18を介してガスノズル17から成膜室10内に、1.0sccmとなるように導入した。この時、バラトロン真空計で測定した成膜室10内の反応圧力は30Paであった。
-Formation of surface layer-
The surface layer was formed on the surface of the non-coated photoreceptor using a film forming apparatus having the configuration shown in FIG.
First, the non-coated photoreceptor was placed on the
Next, trimethylgallium gas was introduced from the
この状態で、ノンコート感光体を100rpmの速度で回転させながら60分間成膜し、膜厚0.5μmの水素を含むGaO膜を形成し電荷輸送層表面に表面層が設けられた有機感光体を得た。なお、成膜に際しては、ノンコート感光体の加熱処理は行わなかった。また、同じ条件にて、Al箔を基体に貼り付けて表面層のみを形成したものも作成した。この時、成膜時の温度をモニターするために、成膜前に予め基体表面に貼り付けておいたサーモテープの色を、成膜後に確認したところ、42℃であった。 In this state, an organic photoreceptor having a surface layer provided on the surface of the charge transport layer is formed by forming a non-coated photoreceptor for 60 minutes while rotating at a speed of 100 rpm, forming a GaO film containing hydrogen having a thickness of 0.5 μm. Obtained. In the film formation, the non-coated photoconductor was not heat-treated. Moreover, what formed only the surface layer by affixing Al foil on a base | substrate on the same conditions was also created. At this time, in order to monitor the temperature at the time of film formation, the color of the thermotape previously attached to the substrate surface before film formation was confirmed after film formation, and was found to be 42 ° C.
−表面層の分析・評価−
サンプル膜の組成をラザフォード・バック・スキャタリングを用いて測定した。ガリウムと酸素との元素組成比はガリウム1.0に対して、酸素は1.2の比であった。酸素は表面層全体に分布しており、表面層中に含まれる水素はハイドロジェン・フォワードスキヤタリング法で測定し全体の18原子%含まれることが分かった。
-Analysis and evaluation of surface layer-
The composition of the sample film was measured using Rutherford back scattering. The elemental composition ratio between gallium and oxygen was 1.2 with respect to gallium 1.0. Oxygen was distributed throughout the surface layer, and hydrogen contained in the surface layer was measured by the hydrogen forward scattering method and was found to be contained in 18 atomic% of the whole.
RHEED(反射高速電子線回折)測定により得られた回折像にはハローパターンのみが見え、膜は非晶質膜であることがわかった。
以上の分析・評価結果から、ノンコート感光体表面に形成された表面層は、非晶質膜で、水素を含んだ酸化ガリウムで、耐水性、撥水性および十分な硬度をもっていることが分った。
さらに、表面層の最表面部の13族元素と酸素との元素組成比を測定した。得られた結果を表1に示す。
Only the halo pattern was seen in the diffraction image obtained by RHEED (reflection high energy electron diffraction) measurement, and it was found that the film was an amorphous film.
From the above analysis and evaluation results, it was found that the surface layer formed on the surface of the non-coated photoreceptor is an amorphous film and is gallium oxide containing hydrogen and has water resistance, water repellency and sufficient hardness. .
Furthermore, the elemental composition ratio between the
−評価−
次に、この表面層を設けた有機感光体の電子写真特性を評価した。まず、上述の表面層形成前のノンコート感光体と、Al箔上に形成した表面層と、表面層を設けた感光体とに対して、露光用の光(光源:半導体レーザー、波長780nm、出力5mW)を用い、表面を走査しながら40rpmで回転させながら、スコロトロン帯電器によりノンコート感光体が−700Vに負帯電する電流量に設定した状態で、帯電電位及び露光用の光を照射した後の表面の残留電位を測定した。
その結果、Al箔上に形成した表面層の帯電電位は1μm厚に換算すると50V/μmであった。これに対して、表面層付きの感光体の帯電電位(初期帯電電位)は−600Vで少し電位が低かった。残留電位は−130Vであり、Al箔上の表面層の帯電電位と比較すると空間電荷による電位上昇が見られた。また1サイクルから100サイクルで残留電位(サイクル特性)は−40V増加した。ここで「サイクル」とは帯電から次の帯電までをいう。この感光体を一週間後に測定すると残留電位は40V低下し−90Vになっていた。なお、感光体の電位測定にはトレック社のモデル344表面電位計を用い20℃50%RHで測定した
-Evaluation-
Next, the electrophotographic characteristics of the organic photoreceptor provided with this surface layer were evaluated. First, exposure light (light source: semiconductor laser, wavelength 780 nm, output) is applied to the non-coated photoreceptor before the surface layer formation, the surface layer formed on the Al foil, and the photoreceptor provided with the surface layer. 5 mW), while rotating at 40 rpm while scanning the surface, with a scorotron charger set to a current amount that causes the non-coated photoreceptor to be negatively charged to −700 V, after being irradiated with the charging potential and exposure light. The residual potential on the surface was measured.
As a result, the charging potential of the surface layer formed on the Al foil was 50 V / μm when converted to 1 μm thickness. On the other hand, the charging potential (initial charging potential) of the photoconductor with the surface layer was −600 V, which was a little lower. The residual potential was -130 V, and an increase in potential due to space charge was observed as compared with the charged potential of the surface layer on the Al foil. Further, the residual potential (cycle characteristics) increased by −40 V from 1 cycle to 100 cycles. Here, “cycle” means from one charge to the next. When this photoconductor was measured after one week, the residual potential decreased by 40V to -90V. The potential of the photoconductor was measured at 20 ° C. and 50% RH using a Trek model 344 surface potential meter.
次に、この表面層を設けた感光体を、富士ゼロックス社製DocuCentre Colar 500に取り付けて、高温高湿環境(28℃ 80%RH)下で、連続20万枚の画像形成試験を実施した。このコピープリンターは帯電器にスコロトロンを用いている。また、トナーの形状係数SF1は130である。 Next, the photoconductor provided with this surface layer was attached to DocuCenter Color 500 manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd., and an image forming test was continuously performed on 200,000 sheets under a high temperature and high humidity environment (28 ° C., 80% RH). This copy printer uses a scorotron as a charger. Further, the shape factor SF1 of the toner is 130.
その結果、画像形成の初期(10枚目)および画像形成の終期(20万枚目)のいずれにおいてもノンコート感光体を用いて形成された画像形成の初期(10枚目)より少し低いがほぼ同様の画像濃度が得られ、鮮明で濃度ムラも無く網点部での画像ボケの無い画像で10本/mmの解像度を得ることができた。傷は微小の打痕傷であった。 As a result, both the initial stage of image formation (10th sheet) and the final stage of image formation (200,000th sheet) are slightly lower than the initial stage of image formation (10th sheet) formed using the non-coated photoreceptor. A similar image density was obtained, and a resolution of 10 lines / mm could be obtained with a clear image having no density unevenness and no image blur at the halftone dots. The wound was a fine dent.
画像形成の終期(20万枚目)に得られた画像について下記基準に基づき評価した。さらに、画像形成試験終了後の感光体表面の傷を目視により下記基準に基づき評価した。評価結果を表1に示す。
光学干渉法を用いた膜厚測定による膜厚低下量は平均10nmであった。光学干渉法による膜厚低下量の測定は、ライン干渉膜厚計(自社製)を用いて実施した。
以上の結果から、表面層を設けた感光体は、耐久性が向上すると共に、感度や画像ボケのように画質の点では実用上問題ないレベルであることがわかった。
Images obtained at the end of image formation (200,000th sheet) were evaluated based on the following criteria. Furthermore, the scratches on the surface of the photoreceptor after the completion of the image formation test were visually evaluated based on the following criteria. The evaluation results are shown in Table 1.
The amount of film thickness reduction by the film thickness measurement using the optical interference method was 10 nm on average. The measurement of the amount of film thickness reduction by the optical interferometry was carried out using a line interference film thickness meter (manufactured in-house).
From the above results, it was found that the photoconductor provided with the surface layer has improved durability and is practically satisfactory in terms of image quality such as sensitivity and image blur.
表1中に示す各項目の評価方法およびその評価基準は以下の通りである。
−濃度−
上記画像形成試験において、ノンコート感光体で濃度調整した後に、ベタ黒画像のプリント出力を行い、標準プリント濃度と比較して下記基準に基づき評価した。なお、標準プリント濃度はノンコート感光体を用いて形成された画像形成の初期(10枚目)の画像の濃度とした。さらに、濃度の比較は目視により行った。
○ :同じ
○− :わずかに薄い
△ :やや薄い
X :薄い
The evaluation method of each item shown in Table 1 and its evaluation criteria are as follows.
-Concentration-
In the image formation test, after adjusting the density with a non-coated photoconductor, a solid black image was printed and evaluated based on the following criteria compared with the standard print density. The standard print density was the density of the image at the initial stage (10th sheet) of image formation using a non-coated photoreceptor. Further, the comparison of the concentration was made visually.
○: Same ○-: Slightly thin Δ: Slightly thin X: Thin
−濃度ムラ−
上記画像形成試験において、ノンコート感光体で濃度調整した後に、画像密度30%で300線/インチのハーフトーンパターンを用いて感光体全面画像のプリント出力を行い、全体的な画像濃度の均一性を目視により評価した。
○ :均一
○− :わずかにムラがある
△ :ややムラがある
X :ムラがある
-Density unevenness-
In the above image forming test, after adjusting the density with a non-coated photoconductor, the entire surface of the photoconductor is printed using a halftone pattern of 300 lines / inch with an image density of 30%, and the overall image density is uniform. Visual evaluation was made.
○: Uniform ○-: Slightly uneven Δ: Slightly uneven X: Uneven
−細線再現性−
上記画像形成試験において、ノンコート感光体で濃度調整した後に、レーザビームの1on,1offの条件でプリント出力を行い、線幅の広がりを目視によりノンコート感光体を用いて形成された画像形成の初期(10枚目)の画像(この画像を標準画像とする)と連続20万枚の画像形成試験後の画像とを比較して評価した。
○ :標準画像と同じ
○− :わずかに広がりがある
△ :ひろがりがある
X :線が分離されていない
-Fine line reproducibility-
In the above image formation test, after the density adjustment with the non-coated photoconductor, print output is performed under the conditions of 1 on and 1 off of the laser beam, and the widening of the line width is visually observed at the initial stage of image formation using the non-coated photoconductor ( The 10th image (this image is used as a standard image) was compared with 200,000 consecutive images after the image formation test.
○: Same as standard image ○-: Slightly spread Δ: Expanded X: Lines are not separated
−画像ボケ−
連続20万枚の画像形成試験後に、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を水拭きした。
その後、ハーフトーン画像(画像密度30%)をプリントし、ハーフトン画像中に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ような濃度差が目視で確認できるか否かにより画像ボケを判断した。濃度差が一見して容易に確認できる場合は画像ボケが発生しているものと判断した。
-Image blur-
After 200,000 continuous image formation tests, a part of the photoreceptor surface was wiped with water in order to remove water-soluble discharge products.
Thereafter, a halftone image (image density of 30%) is printed, and whether or not a density difference corresponding to a location where the surface of the photoreceptor is wiped with water and a location where it is not wiped can be visually confirmed in the halftone image. Based on this, the image blur was determined. When the density difference could be easily confirmed at a glance, it was determined that the image was blurred.
−表面傷−
光学顕微鏡(キーエンス社のデジタルマイクロスコープモデルVNX)を用いて、長軸の径が5μm以上の微小の傷の単位面積あたりの数を求め、下記基準に基づいて評価した。
A : 10個/mm2以下
B : 10〜50個/mm2以下
C : 50〜100個/mm2以下
-Surface scratches-
Using the optical microscope (Keyence Corporation digital microscope model VNX), the number per unit area of minute scratches having a major axis diameter of 5 μm or more was determined and evaluated based on the following criteria.
A: 10 pieces / mm 2 or less B: 10-50 pieces / mm 2 or less C: 50-100 pieces / mm 2 or less
(実施例2〜実施例6)
実施例1において、表1に示したように酸素の流量と放電出力を変えた以外は、実施例1と同様に成膜をおこない表面層を形成した感光体を作製し、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。但し有機感光体の下引き層の厚さを、5,10,20,30,50μmとしたものを使用した。
(Example 2 to Example 6)
In Example 1, except that the flow rate of oxygen and the discharge output were changed as shown in Table 1, film formation was performed in the same manner as in Example 1 to produce a photoreceptor, and the same as in Example 1. And evaluated. The results are shown in Table 1. However, the thickness of the undercoat layer of the organic photoreceptor was 5, 10, 20, 30, 50 μm.
(実施例7〜実施例10)
実施例4において、放電出力を180Wとして、酸素量を表1のように流量を変えた以外は実施例1と同様に成膜をおこない表面層を形成した感光体を作製し、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
(Example 7 to Example 10)
In Example 4, the discharge output was 180 W, and the amount of oxygen was changed as shown in Table 1, except that the flow rate was changed as shown in Table 1 to form a photoconductor having a surface layer formed as in Example 1. Evaluation was performed in the same manner. The results are shown in Table 1.
(実施例11〜実施例13)
実施例1において、表1に示したように酸素に替えて、窒素を用い流量と放電出力を変えた以外は、実施例1と同様に成膜をおこない表面層を形成した感光体を作製し、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
(Example 11 to Example 13)
In Example 1, as shown in Table 1, except that oxygen was used instead of oxygen and the flow rate and the discharge output were changed, the film was formed in the same manner as in Example 1 to produce a photoreceptor having a surface layer formed. Evaluation was conducted in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(実施例14〜実施例15)
実施例14及び15において、トリメチルガリウム(TMG)に替えて、表1に示すようにトリメチルアルミニウム(TMA)を用い、窒素を用い流量と放電出力を変えた以外は、実施例1と同様に成膜をおこない表面層を形成した感光体を作製し、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
(Examples 14 to 15)
In Examples 14 and 15, the same procedure as in Example 1 was performed except that trimethylaluminum (TMA) was used instead of trimethylgallium (TMG), nitrogen was used, and the flow rate and discharge output were changed as shown in Table 1. A photoreceptor having a surface layer formed thereon was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(比較例1,2)
表1に示したように下引き層の厚さを変えた以外は実施例2と同じ条件で同様に成膜をおこない表面層を形成した感光体を作製し、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
比較例1では表面層の帯電電位は低いが空間電荷の発生が多くまた残留電位の変化も少なく、画像濃度が低く、画像ムラが大きく実用に適さない。
また比較例2では残留電位の放置による低下は大きいが下引き層での電荷蓄積が大きく画像濃度が低く、画像ムラが大きく実用に適さない。
(Comparative Examples 1 and 2)
As shown in Table 1, except that the thickness of the undercoat layer was changed, film formation was performed in the same manner as in Example 2 to produce a photoconductor having a surface layer formed, and evaluation was performed in the same manner as in Example 1. did. The results are shown in Table 1.
In Comparative Example 1, the charge potential of the surface layer is low, but a large amount of space charge is generated, the change of the residual potential is small, the image density is low, the image unevenness is large, and is not suitable for practical use.
In Comparative Example 2, the decrease due to the residual potential is large, but the charge accumulation in the undercoat layer is large, the image density is low, the image unevenness is large, and it is not suitable for practical use.
(比較例3,4)
実施例7において、表1に示したように酸素の流量を変えた以外は、実施例1と同様に成膜をおこない表面層を形成した感光体を作製し、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
(Comparative Examples 3 and 4)
In Example 7, except that the flow rate of oxygen was changed as shown in Table 1, film formation was performed in the same manner as in Example 1 to produce a photoreceptor, and evaluation was performed in the same manner as in Example 1. did. The results are shown in Table 1.
(比較例5,6)
実施例11において、表1に示したように窒素の流量を変えた以外は、実施例1と同様に成膜をおこない表面層を形成した感光体を作製し、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
(Comparative Examples 5 and 6)
In Example 11, except that the flow rate of nitrogen was changed as shown in Table 1, film formation was performed in the same manner as in Example 1 to produce a photoconductor having a surface layer, and evaluation was performed in the same manner as in Example 1. did. The results are shown in Table 1.
(比較例7,8)
実施例14において、表1に示したように窒素の流量を変えた以外は、実施例1と同様に成膜をおこない表面層を形成した感光体を作製し、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
(Comparative Examples 7 and 8)
In Example 14, except that the flow rate of nitrogen was changed as shown in Table 1, film formation was performed in the same manner as in Example 1 to produce a photoreceptor having a surface layer, and evaluation was performed in the same manner as in Example 1. did. The results are shown in Table 1.
(実施例16)
実施例8の感光体を、富士ゼロックス社製DocuCenter Colar a450に取り付けて、高温高湿環境(28℃ 80%RH)下で、連続20万枚の画像形成試験を行った。このコピープリンターはロール帯電器を用いている。また、ブードクリーニング押圧は10kgf/cmとした。
その結果、画像形成の初期(10枚目)および画像形成の終期(20万枚目)のいずれにおいてもノンコート感光体を用いて形成された画像形成の初期(10枚目)の画像と同様の画像濃度が得られ、鮮明で濃度ムラも無く網点部での画像ボケの無い画像で10本/mmの解像度を得ることができた。
(Example 16)
The photoconductor of Example 8 was attached to DocuCenter Color a450 manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd., and 200,000 continuous image forming tests were performed under a high temperature and high humidity environment (28 ° C., 80% RH). This copy printer uses a roll charger. The hood cleaning pressure was 10 kgf / cm.
As a result, both the initial image formation (10th sheet) and the final image formation (200,000th sheet) are the same as the initial image formation (10th sheet) formed using the non-coated photoreceptor. An image density was obtained, and a resolution of 10 lines / mm could be obtained with a clear image having no density unevenness and no image blur at the halftone dots.
また、ブードクリーニング押圧を4kgf/cmから35kgf/cmで変化させ、ブードクリーニング押圧の違いによるクリーニング不良の有無を目視により評価した。さらに感光体表面の傷の数を数えた。得られた結果を表2に示す。
Further, the hood cleaning pressure was changed from 4 kgf / cm to 35 kgf / cm, and the presence or absence of cleaning failure due to the difference in the hood cleaning pressure was visually evaluated. Further, the number of scratches on the photoreceptor surface was counted. The obtained results are shown in Table 2.
(比較例9)
比較例9では、下引き層を3μmとし、感光層の厚さを電荷輸送層のみ変化させて22μmとし、全体の厚さを25μmとして実施例1と同じ厚さとしたものを作製し同様に評価した。得られた結果を表1に示す。
(Comparative Example 9)
In Comparative Example 9, the undercoat layer was 3 μm, the thickness of the photosensitive layer was changed only to the charge transport layer to 22 μm, the total thickness was 25 μm, and the same thickness as in Example 1 was prepared and evaluated in the same manner. did. The obtained results are shown in Table 1.
1 導電性基体
2 下引き層
3 感光層
3A 電荷発生層
3B 電荷輸送層
4 表面層
10 成膜室
11 排気口
12 基体回転部
13 基体ホルダー
14 基体
15 平板電極
16 ガス導入部
17 ガスノズル
18 ガス導入部
19 高周波電力導入部
20 高周波電源部
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記電子写真用感光体表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記電子写真用感光体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを少なくとも含む現像剤を用いて前記電子写真用感光体表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する画像形成手段と、
前記電子写真用感光体表面に形成されたトナー画像を被転写体表面に転写する転写手段と、
前記被転写体表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を有する画像形成装置。 The electrophotographic photoreceptor according to claim 1 or 2,
Charging means for charging the surface of the electrophotographic photoreceptor;
An electrostatic latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the charged electrophotographic photoreceptor;
Image forming means for developing a latent electrostatic image formed on the surface of the electrophotographic photoreceptor using a developer containing at least a toner to form a toner image;
Transfer means for transferring the toner image formed on the surface of the electrophotographic photoreceptor to the surface of the transfer target;
An image forming apparatus comprising: a fixing unit configured to fix the toner image transferred to the surface of the transfer target.
前記電子写真用感光体表面を帯電する帯電手段、帯電した前記電子写真用感光体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段、トナーを少なくとも含む現像剤を用いて前記電子写真用感光体表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する画像形成手段、前記トナー画像を形成する際にトナーと共に前記電子写真用感光体表面へ転移した不正キャリアを磁力によって捕集するキャリア捕集手段、前記電子写真用感光体表面に形成されたトナー画像を被転写体表面に転写する転写手段、前記被転写体表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段及び転写後の前記電子写真用感光体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段からなる群より選択される少なくとも一種と、を一体に有し、
画像形成装置本体から脱着可能とされたプロセスカートリッジ。 The electrophotographic photoreceptor according to claim 1 or 2,
A charging means for charging the surface of the electrophotographic photosensitive member, an electrostatic latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the charged surface of the electrophotographic photosensitive member, and a developer containing at least a toner. Image forming means for developing an electrostatic latent image formed on the surface of the photoconductor to form a toner image, and illegal carriers transferred to the electrophotographic photoconductor surface together with the toner when the toner image is formed are captured by magnetic force. Carrier collecting means for collecting, transfer means for transferring the toner image formed on the surface of the electrophotographic photoreceptor to the surface of the transfer target, fixing means for fixing the toner image transferred to the surface of the transfer target, and after transfer And at least one selected from the group consisting of cleaning means for removing residual toner on the surface of the electrophotographic photoreceptor.
A process cartridge that is removable from the main body of the image forming apparatus.
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