JP4931726B2 - Cleaning blade, and image forming method, image forming apparatus, and process cartridge using the same - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に好適であり、高い耐摩耗性を示し、低温環境下においても良好なクリーニング性を達成でき、長寿命かつ高い信頼性を有するクリーニングブレード、並びに該クリーニングブレードを用いた画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジに関する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer, exhibits high wear resistance, can achieve good cleaning properties even in a low temperature environment, has a long life and high The present invention relates to a cleaning blade having reliability, an image forming method using the cleaning blade, an image forming apparatus, and a process cartridge.
従来より、電子写真方式では、静電潜像担持体(以下、「電子写真感光体」、「感光体」、「潜像担持体」と称することもある)表面を帯電し、露光して形成した静電潜像をトナーで現像して可視像としてのトナー像を形成し、該トナー像を転写紙等の記録媒体に転写し、これを加熱加圧することで記録媒体上に定着して画像を形成している。そして、トナー像の転写を終えた静電潜像担持体表面には、未転写のトナーが残留するため、この残留トナーを、次の画像形成プロセスに先立ってクリーニング手段を用いて除去することが必要になる。このクリーニング手段により、静電潜像担持体表面に付着したトナー以外の異物についても残留トナーと共に除去される。 Conventionally, in an electrophotographic system, the surface of an electrostatic latent image carrier (hereinafter also referred to as “electrophotographic photosensitive member”, “photosensitive member”, or “latent image carrier”) is charged and exposed to light. The developed electrostatic latent image is developed with toner to form a visible toner image, the toner image is transferred to a recording medium such as transfer paper, and is heated and pressed to be fixed on the recording medium. An image is formed. Since the untransferred toner remains on the surface of the latent electrostatic image bearing member after the transfer of the toner image, the residual toner can be removed using a cleaning unit prior to the next image forming process. I need it. By this cleaning means, foreign matters other than the toner adhering to the surface of the electrostatic latent image carrier are also removed together with the residual toner.
このような転写後の残留トナー等を除去するクリーニング手段としては、ファーブラシ、磁気ブラシ等を使用する方法、ゴムブレードを使用する方法などの各種の方法がある。これらの中でも、材質が弾性体であるゴムブレードにて静電潜像担持体表面を摺擦して残留トナーを掻き落とすクリーニング手段が、コストと性能のバランスから広く一般的に使用されている。前記ゴムブレードの材質としては、耐摩耗性に優れているポリウレタンゴムが一般的に用いられている。 As cleaning means for removing such residual toner after transfer, there are various methods such as a method using a fur brush, a magnetic brush or the like, and a method using a rubber blade. Among these, a cleaning means that scrapes off the residual toner by rubbing the surface of the electrostatic latent image carrier with a rubber blade made of an elastic material is widely used from a balance of cost and performance. As the material of the rubber blade, polyurethane rubber having excellent wear resistance is generally used.
近年、電子写真方式の画像形成装置において高画質化が進み、該高画質化のための一つの方向として、トナーの小径化及び球形化が進められるようになってきている。小径化により、静電潜像担持体表面に形成されるトナー画像のドットの再現性を向上させることができ、球形化により現像性、及び転写性を向上させることができる。
しかし、このような小径かつ球形のトナーを使用した場合には、ゴムブレードを使用したブレードクリーニング方式では、良好なクリーニング性能が得られないという不具合がある。これはゴムブレードを用いたクリーニング方式では、ゴムブレードを静電潜像担持体表面に摺擦することで未転写トナー等を掻き落としているため、静電潜像担持体表面とゴムブレードとの摩擦抵抗によりゴムブレードのエッジ先端が変形し、両者の間に微小な楔状の空間を形成する。この空間には、小径のトナーであればあるほどエッジ先端に侵入しやすく、またエッジ先端に侵入したトナーは入れ替わり難く、トナーが流動しない領域を生み出すこととなる。この流動しない領域のトナーと静電潜像担持体との摩擦抵抗が比較的小さく、トナーが静電潜像担持体に対して滑っている状態ではクリーニング性は損なわれないが、静電潜像担持体との摺擦により外添剤が離脱し、トナーと静電潜像担持体の摩擦力が増加すると、球形トナーは転がり摩擦が従来の粉砕法の不定形トナーと比べて小さいため、クリーニングブレードと静電潜像担持体との間で転がり始め、すり抜けてしまうと考えられる。
また、球形トナーでかつ粒度分布がシャープな場合には、不定形トナーと比較して最密充填し易いため、クリーニングブレードのエッジと静電潜像担持体との接触点近傍の微小な空間で圧密化されやすく、静電潜像担持体とトナーの摩擦力が上昇し、トナーが転がりやすくなると考えられる。更に、低温環境下ではトナーの帯電量が高くなるため、静電潜像担持体とトナーとの付着力が増加し、トナーの転がりが加速されると考えられる。
2. Description of the Related Art In recent years, image quality has been improved in an electrophotographic image forming apparatus, and as one direction for achieving the higher image quality, toner diameter and spheroidization have been promoted. By reducing the diameter, it is possible to improve the reproducibility of the dots of the toner image formed on the surface of the electrostatic latent image carrier, and it is possible to improve the developability and transferability by making it spherical.
However, when such a small-diameter and spherical toner is used, the blade cleaning method using a rubber blade has a problem that good cleaning performance cannot be obtained. In the cleaning method using a rubber blade, since the untransferred toner is scraped off by sliding the rubber blade against the surface of the electrostatic latent image carrier, the surface of the electrostatic latent image carrier and the rubber blade The tip of the edge of the rubber blade is deformed by the frictional resistance, and a minute wedge-shaped space is formed between them. In this space, the smaller the diameter of the toner, the easier it is to enter the edge tip, and the toner that has entered the edge tip is less likely to be replaced, creating a region where the toner does not flow. The frictional resistance between the toner in the non-flowing region and the electrostatic latent image carrier is relatively small, and the cleaning performance is not impaired when the toner slides against the electrostatic latent image carrier. When the external additive is removed by rubbing with the carrier and the frictional force between the toner and the electrostatic latent image carrier increases, the rolling friction of the spherical toner is smaller than that of the irregular toner of the conventional pulverization method. It is considered that rolling starts between the blade and the electrostatic latent image carrier and slips through.
In addition, when the toner is spherical and has a sharp particle size distribution, it is easier to close-pack than an irregular toner. It is considered that the toner is easily compacted, the frictional force between the electrostatic latent image carrier and the toner increases, and the toner is likely to roll. Furthermore, since the charge amount of the toner becomes high under a low temperature environment, it is considered that the adhesion between the electrostatic latent image carrier and the toner increases, and the rolling of the toner is accelerated.
また、ブレードクリーニング方式においては、主な構成材料であるポリウレタンゴムのガラス転移温度(Tg)が室温付近に存在するため、低温低湿度環境下でガラス状態を示し、これを用いた場合にはクリーニング性の低下が免れないのが実状である。このため、ゴムブレードの静電潜像担持体表面への当接圧を高くすればクリーニング性は向上するが、このように当接圧が高いまま高温高湿度環境下で使用すると、静電潜像担持体とゴムブレードとの凝着力が増し、ブレード先端の変形量が増加する。その結果、ブレードエッジの欠け、又はクリーニングブレードの捲れを引き起こす原因となる。このように球形トナーを使用する場合、及びいかなる環境下においても長期間安定した良好なクリーニング性を得るため、クリーニングブレードのゴム物性、及びブレードを装着する条件設定を厳密に調整することが要求され、しかもそのバランスを取ることは極めて困難である。 Also, in the blade cleaning system, the glass transition temperature (Tg) of polyurethane rubber, which is the main constituent material, is near room temperature, so it shows a glass state in a low-temperature and low-humidity environment. The reality is that the decline in sex is inevitable. For this reason, if the contact pressure of the rubber blade to the surface of the electrostatic latent image carrier is increased, the cleaning property is improved. However, when the contact pressure is high, the electrostatic latent latent image carrier is used in a high temperature and high humidity environment. The adhesion force between the image carrier and the rubber blade increases, and the amount of deformation of the blade tip increases. As a result, the blade edge may be chipped or the cleaning blade may be swollen. When spherical toner is used in this way, and in order to obtain good cleaning properties that are stable for a long period of time in any environment, it is required to strictly adjust the rubber properties of the cleaning blade and the setting conditions for mounting the blade. Moreover, it is extremely difficult to balance that.
そこで、球形トナーを用いた画像形成装置において、クリーニングブレードのクリーニング不良を防止するため、球形トナーと不定形トナーとを混合したトナーを用いて画像形成を行う方法が提案されている(特許文献1及び特許文献2参照)。しかし、これらの方法においては、球形トナーと不定形トナーとを混合したものをトナーとして現像に使用しているため、球形トナーのみを現像した場合と比較して緻密で均一な画像や、球形トナーの利点である高い転写効率が得られないという不具合がある。
また、球形トナーを用いた画像形成装置でクリーニングブレードのクリーニング不良を防止する別の手段として、静電潜像担持体に潤滑剤等を供給する方法が提案されている(特許文献3参照)。しかし、この提案では、静電潜像担持体への潤滑剤供給が不足するとクリーニング不良が発生し、供給過剰では静電潜像担持体への付着による悪影響が起こりやすいため、潤滑剤を長期に亘って均一に静電潜像担持体に供給する必要があり、設計が非常に困難である。
また最近では、画像形成装置の小型化が進んでおり、小径の静電潜像担持体を用いた画像形成装置においては潤滑剤を静電潜像担持体表面に直接供給する潤滑剤供給装置のスペースを確保することは非常に困難である。特に、タンデム方式の画像形成装置では各静電潜像担持体に潤滑剤供給装置を具備させる必要があるため、低コスト化の面で非常に不利である。
Therefore, in an image forming apparatus using spherical toner, a method of forming an image using a toner obtained by mixing spherical toner and irregular toner has been proposed in order to prevent cleaning failure of the cleaning blade (Patent Document 1). And Patent Document 2). However, in these methods, a mixture of spherical toner and irregular toner is used as a toner for development, so a dense and uniform image compared with the case where only spherical toner is developed, or spherical toner There is a problem that high transfer efficiency which is an advantage of the above cannot be obtained.
Further, as another means for preventing a cleaning failure of a cleaning blade in an image forming apparatus using spherical toner, a method of supplying a lubricant or the like to an electrostatic latent image carrier has been proposed (see Patent Document 3). However, in this proposal, if the supply of the lubricant to the electrostatic latent image carrier is insufficient, a cleaning failure occurs.If the supply is excessive, adverse effects due to adhesion to the electrostatic latent image carrier are likely to occur. Therefore, it is necessary to supply the electrostatic latent image carrier uniformly over the entire surface, which is very difficult to design.
In recent years, the size of image forming apparatuses has been reduced, and in an image forming apparatus using a small-diameter electrostatic latent image carrier, a lubricant supply device that directly supplies lubricant to the surface of the electrostatic latent image carrier. It is very difficult to secure space. In particular, a tandem image forming apparatus is extremely disadvantageous in terms of cost reduction because it is necessary to provide each electrostatic latent image carrier with a lubricant supply device.
近時、低温環境下におけるクリーニング性の向上を目的として、ポリプロピレングリコールを相溶化剤として用いることでシロキサン鎖を均一分散したポリウレタンエラストマーをクリーニングブレードに用いる方法が提案されている(特許文献4参照)。この提案によれば、耐摩耗性に優れるウレタン結合に低温特性に優れたポリジメチルシロキサン鎖を取り込むことで耐久性が高く、物性の温度依存性が小さいクリーニングブレードが得られる。しかし、この提案では、ウレタン結合とシロキサン鎖が均一に相溶した状態で存在するため、それぞれの化学構造に由来する特性の効果が半減されてしまう。具体的には、ウレタン結合のみからなるポリウレタンエラストマー製のクリーニングブレードと比較すると耐摩耗性が低く、またシロキサンエラストマーのみからなるクリーニングブレードと比較すると低温特性が劣ってしまい、十分満足できるクリーニング性能を有しているとは言えないのが現状である。 Recently, for the purpose of improving the cleaning property in a low temperature environment, a method of using a polyurethane elastomer in which a siloxane chain is uniformly dispersed by using polypropylene glycol as a compatibilizing agent has been proposed (see Patent Document 4). . According to this proposal, a cleaning blade having high durability and low temperature dependence of physical properties can be obtained by incorporating a polydimethylsiloxane chain having excellent low-temperature characteristics into a urethane bond having excellent wear resistance. However, in this proposal, since the urethane bond and the siloxane chain exist in a state of being uniformly mixed, the effect of the characteristics derived from the respective chemical structures is halved. Specifically, the abrasion resistance is lower than that of a polyurethane elastomer cleaning blade made of only urethane bonds, and the low temperature characteristics are inferior to that of a cleaning blade made of only a siloxane elastomer. The current situation is that it cannot be said.
本発明は、従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、小粒径かつ球形のトナーを用いた場合、及び低温環境下でも良好なクリーニング性を備えており、高い耐摩耗性を示し、長寿命かつ高い信頼性を有するクリーニングブレード、並びに該クリーニングブレードを用いた画像形成方法、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。 An object of the present invention is to solve various problems in the prior art and achieve the following objects. That is, the present invention provides a cleaning blade having a good cleaning property even when using a toner having a small particle size and a spherical shape and in a low temperature environment, exhibiting high wear resistance, and having a long life and high reliability. It is another object of the present invention to provide an image forming method, an image forming apparatus, and a process cartridge using the cleaning blade.
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> 静電潜像担持体表面に残留したトナーを除去するクリーニングブレードであって、
前記クリーニングブレードがポリウレタンエラストマーを含有してなり、該ポリウレタンエラストマーが、数平均分子量1,000〜5,000のジオール(A)と、ジイソシアネート(B)と、2つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン(C)と、酸発生剤(D)とを反応させてなることを特徴とするクリーニングブレードである。
<2> ポリシロキサン(C)が、下記一般式(1)で表される加水分解性アルコキシ基を有するシラン化合物の1種以上の縮合物である前記<1>に記載のクリーニングブレードである。
R1 mSi(OR2)4−m ・・・ 一般式(1)
ただし、前記一般式(1)中、R1は炭素数1〜12の脂肪族飽和炭化水素基、及び芳香族炭化水素基のいずれかを表す。R2は炭素数1〜4のアルキル基を表す。mは0〜2の整数である。
<3> ポリシロキサン(C)の数平均分子量が、500〜6,000である前記<1>から<2>のいずれかに記載のクリーニングブレードである。
<4> ポリシロキサン(C)の含有量が、ポリウレタンエラストマーの固形分質量に対し5質量%〜30質量%である前記<1>から<3>のいずれかに記載のクリーニングブレードである。
<5> 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程と、静電潜像担持体表面の残留トナーを除去するクリーニング工程とを少なくとも含む画像形成方法であって、
前記クリーニング工程が、前記<1>から<4>のいずれかに記載のクリーニングブレードを用いて行われることを特徴とする画像形成方法である。
<6> 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段と、静電潜像担持体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、
前記クリーニング手段が、前記<1>から<4>のいずれかに記載のクリーニングブレードを有することを特徴とする画像形成装置である。
<7> 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に形成した静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段と、静電潜像担持体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段とを少なくとも有するプロセスカートリッジであって、
前記クリーニング手段が、前記<1>から<4>のいずれかに記載のクリーニングブレードを有することを特徴とするプロセスカートリッジである。
Means for solving the problems are as follows. That is,
<1> A cleaning blade for removing toner remaining on the surface of the electrostatic latent image carrier,
The cleaning blade contains a polyurethane elastomer, and the polyurethane elastomer contains a diol (A) having a number average molecular weight of 1,000 to 5,000, a diisocyanate (B), and two or more hydrolyzable alkoxy groups. A cleaning blade obtained by reacting polysiloxane (C) having an acid generator (D).
<2> The cleaning blade according to <1>, wherein the polysiloxane (C) is at least one condensate of a silane compound having a hydrolyzable alkoxy group represented by the following general formula (1).
R 1 m Si (OR 2 ) 4-m ... General formula (1)
In the general formula (1), R 1 represents any of saturated aliphatic hydrocarbon group and aromatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. R 2 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. m is an integer of 0-2.
<3> The cleaning blade according to any one of <1> to <2>, wherein the polysiloxane (C) has a number average molecular weight of 500 to 6,000.
<4> The cleaning blade according to any one of <1> to <3>, wherein the content of the polysiloxane (C) is 5% by mass to 30% by mass with respect to the solid mass of the polyurethane elastomer.
<5> An electrostatic latent image forming step of forming an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier, a developing step of developing the electrostatic latent image with toner to form a visible image, Image formation including at least a transfer step of transferring a visible image to a recording medium, a fixing step of fixing the transferred image transferred to the recording medium, and a cleaning step of removing residual toner on the surface of the electrostatic latent image carrier A method,
In the image forming method, the cleaning step is performed using the cleaning blade according to any one of <1> to <4>.
<6> An electrostatic latent image carrier, electrostatic latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier, and developing the electrostatic latent image with toner to make it visible Developing means for forming an image, transfer means for transferring the visible image to a recording medium, fixing means for fixing the transferred image transferred to the recording medium, and residual toner on the surface of the electrostatic latent image carrier An image forming apparatus having at least a cleaning unit
An image forming apparatus, wherein the cleaning unit includes the cleaning blade according to any one of <1> to <4>.
<7> An electrostatic latent image carrier, development means for developing the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier with toner to form a visible image, and the surface of the electrostatic latent image carrier A process cartridge having at least a cleaning means for removing the residual toner,
The process cartridge includes the cleaning blade according to any one of <1> to <4>.
本発明のクリーニングブレードは、ポリウレタンエラストマーを含有してなり、該ポリウレタンエラストマーが、数平均分子量1,000〜5,000のジオール(A)と、ジイソシアネート(B)と、2つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン(C)と、酸発生剤(D)とを反応させてなるので、使用経時におけるクリーニングブレードの摩耗及びエッジ領域の欠けを抑制することができ、また低温環境においてもクリーニングブレードの物性変動が抑えられることから良好なクリーニング特性を発現でき、高寿命かつ高信頼性のクリーニングブレードを提供できる。
その理由としては、ポリウレタンエラストマーのウレタンセグメントと、ポリシロキサンセグメントとが微視的に相分離していることが挙げられる。この様子は電子顕微鏡を用いた微小な領域での観察結果から数十nmというサイズの海島構造が見られており、それぞれがウレタンセグメントとポリシロキサンセグメントに対応していると考えられる。即ち、それぞれのセグメントが均一に相溶しておらず、微小な領域でそれぞれの特徴を維持できるようにドメインを形成しており、各分子構造由来の特徴が損なわれることなく、ウレタン構造の特徴である耐摩耗性とシロキサン構造の特徴である低いガラス転移点や高弾性という特徴が両立可能となる。また目視での観察のように巨視的にみると透明なエラストマーが得られており、構成材料の相溶性が悪いわけではない。あくまで分子レベルサイズでの相分離により、高耐久かつ低温環境下での良好なクリーニング性の両立が実現できるものと推測する。
したがって静電潜像担持体表面に残留するトナーを除去するクリーニングブレードは、数平均分子量1,000〜5,000のジオール(A)と、ジイソシアネート(B)と、2つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン(C)と、酸発生剤(D)とを反応させてなるポリウレタンエラストマーを含有しているので、高い耐摩耗性と低温環境下でのクリーニング性の向上が両立でき、小粒径かつ球形のトナーを用いた場合でも、長期間に亘って高画質画像出力を実現できる。
The cleaning blade of the present invention comprises a polyurethane elastomer, and the polyurethane elastomer comprises a diol (A) having a number average molecular weight of 1,000 to 5,000, a diisocyanate (B), and two or more hydrolyzable substances. Since the polysiloxane (C) having an alkoxy group is reacted with the acid generator (D), it is possible to suppress the abrasion of the cleaning blade and the chipping of the edge region over time, and cleaning is also performed in a low temperature environment. Since fluctuations in the physical properties of the blade are suppressed, good cleaning characteristics can be exhibited, and a long-life and highly reliable cleaning blade can be provided.
The reason is that the urethane segment of the polyurethane elastomer and the polysiloxane segment are microscopically phase-separated. From this observation result in a minute region using an electron microscope, a sea-island structure having a size of several tens of nanometers is observed, and each of these states is considered to correspond to a urethane segment and a polysiloxane segment. In other words, each segment is not uniformly compatible, and the domain is formed so that each feature can be maintained in a minute region, and the features derived from each molecular structure are not impaired. Thus, it is possible to achieve both the wear resistance and the low glass transition point and the high elasticity characteristic of the siloxane structure. Further, when viewed macroscopically as in visual observation, a transparent elastomer is obtained, and the compatibility of the constituent materials is not necessarily poor. It is presumed that phase separation at the molecular level can achieve both good durability and good cleanability in a low temperature environment.
Accordingly, the cleaning blade for removing the toner remaining on the surface of the electrostatic latent image carrier has a diol (A) having a number average molecular weight of 1,000 to 5,000, a diisocyanate (B), and two or more hydrolyzable alkoxy compounds. Since it contains a polyurethane elastomer obtained by reacting a polysiloxane (C) having a group with an acid generator (D), both high wear resistance and improvement in cleanability in a low temperature environment can be achieved. Even when a toner having a particle size and a spherical shape is used, high-quality image output can be realized over a long period of time.
本発明によると、従来における諸問題を解決することができ、小粒径かつ球形のトナーを用いた場合、及び低温環境下でも良好なクリーニング性を備えており、高い耐摩耗性を示し、長寿命かつ高い信頼性を有するクリーニングブレード、並びに該クリーニングブレードを用いた画像形成方法、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ができる。 According to the present invention, various problems in the prior art can be solved, and when a toner having a small particle size and a spherical shape is used, and also in a low temperature environment, it has a good cleaning property, exhibits high wear resistance, and is long. A cleaning blade having a long life and high reliability, and an image forming method, an image forming apparatus, and a process cartridge using the cleaning blade can be provided.
(クリーニングブレード)
本発明のクリーニングブレードは、回転駆動され、表面にトナー像を担持するドラム状、無端ベルト状等の静電潜像担持体に当接するように配置され、前記静電潜像担持体に担持されたトナー像が、紙等の記録媒体、又は無端ベルト等の中間転写媒体に転写された後に、前記静電潜像担持体表面に残留する転写残トナーを除去するものである。
(Cleaning blade)
The cleaning blade of the present invention is arranged to be in contact with an electrostatic latent image carrier such as a drum or endless belt that carries a toner image on its surface and is carried by the electrostatic latent image carrier. After the toner image is transferred to a recording medium such as paper or an intermediate transfer medium such as an endless belt, the transfer residual toner remaining on the surface of the electrostatic latent image carrier is removed.
前記クリーニングブレードは、以下に詳細に説明するポリウレタンエラストマーを含有してなるゴムブレードであれば、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記クリーニングブレードの当接面の形状としては、例えば、平面、曲面、微細凹凸面、微細穴面、線条溝面などが挙げられる。前記クリーニングブレードの先端形状としては、例えば、平面形状、曲面形状などが挙げられる。前記クリーニングブレードの全体形状としては、例えば、矩形板状などが挙げられる。
前記クリーニングブレードの一般的な構造としては、1種単独の部材により形成されるもの、2種以上の部材により形成されるものなどが挙げられる。後者の場合には、支持部材とゴムブレードとの組み合わせなどが挙げられ、少なくとも静電潜像担持体に当接する部材が、以下に説明するポリウレタンエラストマーを含有してなるゴムブレードである。
If the said cleaning blade is a rubber blade containing the polyurethane elastomer demonstrated in detail below, there will be no restriction | limiting in particular in the shape, a structure, a magnitude | size, and it can select suitably according to the objective.
Examples of the shape of the contact surface of the cleaning blade include a flat surface, a curved surface, a fine uneven surface, a fine hole surface, and a linear groove surface. Examples of the tip shape of the cleaning blade include a planar shape and a curved surface shape. Examples of the overall shape of the cleaning blade include a rectangular plate shape.
Examples of the general structure of the cleaning blade include those formed by one type of member and those formed by two or more types of members. In the latter case, a combination of a support member and a rubber blade can be used, and at least the member in contact with the electrostatic latent image carrier is a rubber blade containing a polyurethane elastomer described below.
本発明のクリーニングブレードは、少なくともポリウレタンエラストマーを含有してなり、
前記ポリウレタンエラストマーが、数平均分子量1,000〜5,000のジオール(A)と、ジイソシアネート(B)と、2つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン(C)と、酸発生剤(D)と、好ましくは、鎖伸長剤(E)、触媒、更に必要に応じてその他の成分を反応させて得られる。
The cleaning blade of the present invention comprises at least a polyurethane elastomer,
The polyurethane elastomer comprises a diol (A) having a number average molecular weight of 1,000 to 5,000, a diisocyanate (B), a polysiloxane (C) having two or more hydrolyzable alkoxy groups, an acid generator ( D) is preferably obtained by reacting a chain extender (E), a catalyst, and, if necessary, other components.
−数平均分子量1,000〜5,000のジオール(A)−
前記数平均分子量(Mn)1,000〜5,000のジオール(A)としては、ポリエステルジオール(A1)、ポリエステルジオール(A2)が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
-Diol (A) having a number average molecular weight of 1,000 to 5,000-
Examples of the diol (A) having a number average molecular weight (Mn) of 1,000 to 5,000 include polyester diol (A1) and polyester diol (A2). These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
前記ポリエーテルジオール(A1)としては、例えば低分子ジオール、2価のフェノール類等の2つの水酸基を含有する化合物に、炭素数2〜5のアルキレンオキサイド(以下AOと略記することがある)をブロック又はランダム付加した化合物などが挙げられる。これらの中でも、低分子ジオールにAOが付加したものが好ましく、脂肪族ジオールに1,4−ブチレンオキサイドが付加したポリテトラメチレングリコール(PTMG)が特に好ましい。
前記ポリエステルジオール(A2)としては、低分子ジオールと、ジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体[例えば酸無水物、低級アルキル(炭素数1〜4)エステル、酸ハライド等]との縮合重合体;低分子ジオールを開始剤としたラクトンモノマーの開環重合体;これらの2種以上の混合物などが挙げられる。
これらのジオール(A)の中でも、ポリエーテルジオール(A1)が好ましく、低分子ジオールにAOが付加したポリエーテルジオールがより好ましく、ポリテトラメチレングリコールが特に好ましい。
As the polyether diol (A1), for example, a low molecular diol, a compound containing two hydroxyl groups such as divalent phenols, an alkylene oxide having 2 to 5 carbon atoms (hereinafter sometimes abbreviated as AO) is used. Examples of the compound include a block or a random addition. Among these, those obtained by adding AO to a low molecular diol are preferable, and polytetramethylene glycol (PTMG) obtained by adding 1,4-butylene oxide to an aliphatic diol is particularly preferable.
As the polyester diol (A2), a condensation polymer of a low molecular diol and a dicarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof [eg, acid anhydride, lower alkyl (carbon number 1 to 4) ester, acid halide, etc.]; low Examples thereof include a ring-opening polymer of a lactone monomer using a molecular diol as an initiator; a mixture of two or more of these.
Among these diols (A), polyether diol (A1) is preferable, polyether diol obtained by adding AO to low molecular diol is more preferable, and polytetramethylene glycol is particularly preferable.
前記ジオール(A)の数平均分子量(Mn)は、エラストマーの伸び及び強度の観点から、1,000〜5,000であり、1,500〜4,000が好ましく、2,000〜3,500がより好ましい。
前記数平均分子量が、1,000未満であると、作製したブレードの柔軟性や伸びが劣ることがあり、5,000を超えると、ブレードの硬度が低下することがある。
前記数平均分子量は、例えばゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。
The number average molecular weight (Mn) of the diol (A) is 1,000 to 5,000, preferably 1,500 to 4,000, preferably 2,000 to 3,500, from the viewpoint of elongation and strength of the elastomer. Is more preferable.
When the number average molecular weight is less than 1,000, flexibility and elongation of the produced blade may be inferior, and when it exceeds 5,000, the hardness of the blade may be lowered.
The number average molecular weight can be measured, for example, by gel permeation chromatography (GPC).
−ジイソシアネート(B)−
前記ジイソシアネート(B)としては、例えば、(1)炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様)2〜18の脂肪族ジイソシアネート、(2)炭素数4〜15の脂環族ジイソシアート、(3)炭素数6〜14の芳香族ジイソシアネート、(4)炭素数8〜15の芳香脂肪族ジイソシアネート、(5)これらのジイソシアネートの変性物、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
-Diisocyanate (B)-
Examples of the diisocyanate (B) include (1) an aliphatic diisocyanate having 2 to 18 carbon atoms (excluding carbon in the NCO group, the same shall apply hereinafter), (2) an alicyclic diisocyanate having 4 to 15 carbon atoms, 3) aromatic diisocyanates having 6 to 14 carbon atoms, (4) araliphatic diisocyanates having 8 to 15 carbon atoms, and (5) modified products of these diisocyanates. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
前記(1)炭素数2〜18の脂肪族ジイソシアネートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばエチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエート、などが挙げられる。
前記(2)炭素数4〜15の脂環族ジイソシアートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばイソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロへキセン、などが挙げられる。
前記(3)炭素数6〜14の芳香族ジイソシアネートとしては、例えば(i)1,3−フェニレンジイソシアネート及び1,4−フェニレンジイソシアネートの少なくともいずれか、(ii)2,4−トリレンジイソシアネート(TDI)及び2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)の少なくともいずれか、(iii)粗製TDI、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)及び4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)の少なくともいずれか、(iv)4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン、粗製MDI、1,5−ナフチレンジイソシアネート、などが挙げられる。
前記炭素数8〜15の芳香脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば(i)m−キシリレンジイソシアネート(XDI)及びp−キシリレンジイソシアネート(XDI)の少なくともいずれか、(ii)α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、などが挙げられる。
前記(5)これらのジイソシアネートの変性物としては、例えばカーボジイミド基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、ウレア基等を有するジイソシアネート変性物、などが挙げられる。
これらの中でも、(2)脂環族ジイソシアネート、(3)芳香族ジイソシアネート、(4)芳香脂肪族ジイソシアネートが好ましく、IPDI、水添MDI、MDI、XDI、TMXDIが特に好ましい。
The (1) C2-C18 aliphatic diisocyanate is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), and dodecamethylene diisocyanate. 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, bis (2-isocyanatoethyl) fumarate, bis (2-isocyanatoethyl) carbonate, 2-isocyanato And ethyl-2,6-diisocyanatohexanoate.
The (2) C 4-15 alicyclic diisocyanate is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, isophorone diisocyanate (IPDI), dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate ( Hydrogenated MDI), cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate (hydrogenated TDI), bis (2-isocyanatoethyl) -4-cyclohexene, and the like.
Examples of the (3) C6-C14 aromatic diisocyanate include (i) at least one of 1,3-phenylene diisocyanate and 1,4-phenylene diisocyanate, and (ii) 2,4-tolylene diisocyanate (TDI). ) And 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), (iii) crude TDI, at least one of 2,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), iv) 4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanatodiphenylmethane, crude MDI, , 5-naphthylene diisocyanate, and the like.
Examples of the araliphatic diisocyanate having 8 to 15 carbon atoms include (i) at least one of m-xylylene diisocyanate (XDI) and p-xylylene diisocyanate (XDI), (ii) α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), and the like.
Examples of (5) modified products of these diisocyanates include modified diisocyanates having a carbodiimide group, a uretdione group, a uretoimine group, a urea group, and the like.
Among these, (2) alicyclic diisocyanate, (3) aromatic diisocyanate, and (4) araliphatic diisocyanate are preferable, and IPDI, hydrogenated MDI, MDI, XDI, and TMXDI are particularly preferable.
−2つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン(C)−
前記2つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン(C)としては、例えば下記一般式(i)で表される加水分解性アルコキシ基を、1分子中に2つ以上有するポリシロキサンなどが挙げられる。
Examples of the polysiloxane (C) having two or more hydrolyzable alkoxy groups include polysiloxane having two or more hydrolyzable alkoxy groups represented by the following general formula (i) in one molecule. Can be mentioned.
前記一般式(i)において、Rは炭素数1〜4のアルキル基を表し、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基などが挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基が特に好ましい。
前記一般式(i)で示される加水分解性アルコキシ基は、ポリシロキサンのいずれの部分に存在してもよく、例えば、分子末端にのみ、又は分子中の繰り返し単位に存在していてもよい。
In the general formula (i), R represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, and a sec-butyl group. Among these, a methyl group and an ethyl group are particularly preferable.
The hydrolyzable alkoxy group represented by the general formula (i) may be present in any part of the polysiloxane, for example, may be present only at the molecular end or in the repeating unit in the molecule.
前記2つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン(C)は、(I)低分子シラン化合物の縮合、又は(II)ポリシロキサンへのアルコキシ基の導入によって得られる。 The polysiloxane (C) having two or more hydrolyzable alkoxy groups can be obtained by (I) condensation of a low-molecular silane compound or (II) introduction of an alkoxy group into the polysiloxane.
前記(I)の低分子シラン化合物の縮合によって得られるものとしては、下記一般式(1)で表される加水分解性アルコキシ基を有するシラン化合物の1種以上の縮合物が好適に挙げられる。
R1 mSi(OR2)4−m ・・・ 一般式(1)
ただし、前記一般式(1)中、R1は、炭素数1〜12の脂肪族飽和炭化水素基又は芳香族炭化水素基を表す。R2は、炭素数1〜4のアルキル基を表す。mは、0〜2の整数である。
前記一般式(1)におけるR1のうち、前記脂肪族飽和炭化水素基としては、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、及び脂環式飽和炭化水素基のいずれかが挙げられる。
前記直鎖アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−オクチル基、n−ドデシル基、又はこれらの重水素置換体、などが挙げられる。
前記分岐アルキル基としては、例えばイソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、2−エチルヘキシル基、などが挙げられる。
前記環式飽和炭化水素基としては、例えばシクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、メチルシクロヘキシル基、などが挙げられる。
前記一般式(1)におけるR1のうち、前記芳香族炭化水素基としては、例えばアリール基、アラルキル基、アルキルアリール基、などが挙げられる。
前記アリール基としては、例えばフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、又はこれらの重水素、フッ素もしくは塩素の各置換体、などが挙げられる。
前記アラルキル基としては、例えばトリル基、キシリル基、メシチル基、又はこれらの重水素、フッ素もしくは塩化物、などが挙げられる。
前記アルキルアリール基としては、例えばメチルフェニル、エチルフェニル基、などが挙げられる。
これらR1の中でも、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、及びアリール基が好ましく、直鎖アルキル基及びアリール基がより好ましく、メチル基、エチル基、フェニル基及びこれらの併用が特に好ましい。
前記縮合物のうち、特に好ましいのは、その他の成分との相溶性の観点から、上記一般式(1)におけるR1がフェニル基であるシラン化合物の縮合物、又はR1がフェニル基であるシラン化合物とR1が直鎖アルキル基であるシラン化合物を含む2種以上のシラン化合物の縮合物である。
Preferred examples of the product obtained by condensation of the low molecular silane compound (I) include one or more condensates of a silane compound having a hydrolyzable alkoxy group represented by the following general formula (1).
R 1 m Si (OR 2 ) 4-m ... General formula (1)
In the general formula (1), R 1 represents an aliphatic saturated hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. R 2 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. m is an integer of 0-2.
Of R 1 in the general formula (1), examples of the aliphatic saturated hydrocarbon group include a linear alkyl group, a branched alkyl group, and an alicyclic saturated hydrocarbon group.
Examples of the linear alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-octyl group, an n-dodecyl group, or a deuterium substitution product thereof.
Examples of the branched alkyl group include isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, 2-ethylhexyl group, and the like.
Examples of the cyclic saturated hydrocarbon group include a cyclohexyl group, a cyclooctyl group, a cyclohexylmethyl group, a cyclohexylethyl group, and a methylcyclohexyl group.
Of R 1 in the general formula (1), examples of the aromatic hydrocarbon group include an aryl group, an aralkyl group, and an alkylaryl group.
Examples of the aryl group include a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, or their respective deuterium, fluorine or chlorine substituents.
Examples of the aralkyl group include a tolyl group, a xylyl group, a mesityl group, or their deuterium, fluorine, or chloride.
Examples of the alkylaryl group include methylphenyl and ethylphenyl groups.
Among these R 1 , a linear alkyl group, a branched alkyl group, and an aryl group are preferable, a linear alkyl group and an aryl group are more preferable, and a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, and a combination thereof are particularly preferable.
Among the condensates, particularly preferred is a condensate of a silane compound in which R 1 in the general formula (1) is a phenyl group, or R 1 is a phenyl group, from the viewpoint of compatibility with other components. It is a condensate of two or more silane compounds including a silane compound and a silane compound in which R 1 is a linear alkyl group.
前記一般式(1)におけるR2としては、上記一般式(i)におけるRと同様のアルキル基が挙げられ、好ましいものも同様である。
前記一般式(1)において、mは0〜2の整数である。
mが0、即ちアルコキシ基を4つ有する4官能シラン化合物としては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、などが挙げられる。
mが1、即ちアルコキシ基を3つ有する3官能シラン化合物としては、例えばフェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、などが挙げられる。
mが2、即ちアルコキシ基を2つ有する2官能シラン化合物としては、例えばジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、などが挙げられる。
これらの中でも、オルガノポリシロキサンの均一なネットワークの形成の観点から、mが1、即ち3官能シラン化合物が特に好ましい。
Examples of R 2 in the general formula (1) include the same alkyl groups as those in R in the general formula (i), and preferred examples are also the same.
In the said General formula (1), m is an integer of 0-2.
Examples of the tetrafunctional silane compound in which m is 0, that is, four alkoxy groups include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, and the like.
Examples of the trifunctional silane compound in which m is 1, that is, three alkoxy groups include phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, and the like.
Examples of the bifunctional silane compound in which m is 2, that is, two alkoxy groups include diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, and phenylmethyldiethoxysilane. Can be mentioned.
Among these, m is 1, that is, a trifunctional silane compound is particularly preferable from the viewpoint of forming a uniform network of organopolysiloxane.
前記(I)のシラン化合物の縮合物の製造方法としては、例えば、乾燥雰囲気下で、シラン化合物中に所定量の水及び必要に応じて触媒を攪拌しながら10分間〜60分間かけて滴下し、その後、副生するアルコールの沸点以下の温度(例えば0℃〜150℃)で1時間〜12時間かけて熟成することにより得られる。
反応において添加する水の量をXモル、シラン化合物中のアルコキシ基のモル数をYとした場合、X/Yが小さすぎると縮合物の収量と分子量が低下することがある。一方、X/Yが大きすぎると、分子量が大きくなりすぎて保存安定性が低下する傾向にある。このことから、0.1<X/Y<5の範囲が好ましく、0.3<X/Y<3の範囲がより好ましい。なお、添加する水としては、イオン交換水又は蒸留水が好適である。
また必要に応じて、分子量調整の目的で、1つの加水分解性アルコキシ基を有するシラン化合物を添加することもできる。前記1つの加水分解性アルコキシ基を有するシラン化合物としては、例えばフェニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、などが挙げられる。
As the method for producing the condensate of the silane compound (I), for example, in a dry atmosphere, a predetermined amount of water and, if necessary, a catalyst is stirred for 10 to 60 minutes while stirring the catalyst. Then, it is obtained by aging at a temperature below the boiling point of the by-produced alcohol (for example, 0 ° C. to 150 ° C.) over 1 hour to 12 hours.
If the amount of water added in the reaction is X mole and the number of moles of alkoxy groups in the silane compound is Y, the yield and molecular weight of the condensate may be reduced if X / Y is too small. On the other hand, if X / Y is too large, the molecular weight becomes too large and the storage stability tends to decrease. Therefore, a range of 0.1 <X / Y <5 is preferable, and a range of 0.3 <X / Y <3 is more preferable. In addition, as water to add, ion-exchange water or distilled water is suitable.
If necessary, a silane compound having one hydrolyzable alkoxy group can be added for the purpose of adjusting the molecular weight. Examples of the silane compound having one hydrolyzable alkoxy group include phenyltrimethoxysilane and methyltrimethoxysilane.
前記触媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば蟻酸、酢酸、蓚酸、乳酸、マロン酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、コハク酸、フマル酸、フタル酸、ピロメリット酸、p−トルエンスルフォン酸、メタンスルフォン酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルフォン酸等の1価、2価もしくは3価の有機酸;塩酸、リン酸、硝酸、フッ酸、臭素酸、塩素酸、過塩素酸等の無機酸;アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類水酸化物、第4級アルキルアンモニウムの水酸化物、炭酸塩、又は1〜3級アミン類等のアルカリ塩;第4級アルキルアンモニウムハロゲン化物;次亜塩素酸ナトリウム;スズ、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、硼素等のケイ素以外の金属のアルコキシド、又はそれらのキレート錯体;などが挙げられる。これらの中でも、有機酸、無機酸、金属アルコキシド、金属アルコキシドのキレート化合物等の酸性触媒が好ましく、有機酸が特に好ましい。
前記触媒の添加量は、前記シラン化合物100質量部に対して、0.0001質量部〜10質量部が好ましく、0.001質量部〜1質量部がより好ましい。
前記触媒の添加方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、水溶液として加えるのが好ましい。
また、反応温度は20℃〜100℃が好ましい。
The catalyst is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, formic acid, acetic acid, succinic acid, lactic acid, malonic acid, citric acid, tartaric acid, malic acid, succinic acid, fumaric acid, phthalic acid, Monovalent, divalent or trivalent organic acids such as pyromellitic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, trifluoroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid; hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, bromic acid, chlorine Inorganic acids such as acids and perchloric acids; alkali metal hydroxides, alkaline earth hydroxides, quaternary alkyl ammonium hydroxides, carbonates, alkali salts such as primary to tertiary amines; Secondary alkylammonium halides; sodium hypochlorite; alkoxides of metals other than silicon such as tin, zirconium, titanium, aluminum, boron, or their key Over preparative complex; and the like. Among these, acidic catalysts such as organic acids, inorganic acids, metal alkoxides, and metal alkoxide chelate compounds are preferable, and organic acids are particularly preferable.
The amount of the catalyst added is preferably 0.0001 to 10 parts by mass, and more preferably 0.001 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the silane compound.
There is no restriction | limiting in particular as the addition method of the said catalyst, Although it can select suitably according to the objective, It is preferable to add as aqueous solution.
The reaction temperature is preferably 20 ° C to 100 ° C.
前記(II)ポリシロキサンへのアルコキシ基の導入によって得られるものとしては、1分子中に加水分解性アルコキシ基及び他の反応性官能基を有するシラン化合物と、該反応性官能基と反応しうる官能基を1分子中に2つ以上有するポリシロキサンとの反応物が挙げられる。
前記シラン化合物における他の反応性官能基としては、例えば水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基、グリシジル基、などが挙げられる。
前記シラン化合物としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、などが挙げられる。
前記ポリシロキサン中の官能基としては、例えばカルボキシル基、アミノ基、水酸基、メルカプト基、などが挙げられる。
前記シラン化合物中の他の反応性官能基がグリシジル基の場合は、前記ポリシロキサン中の官能基はカルボキシル基又はアミノ基であることが好ましく、前記シラン化合物中の他の反応性官能基がメルカプト基の場合は、前記ポリシロキサン中の官能基はグリシジル基又はカルボキシル基であることが好ましい。
前記ポリシロキサンとしては、例えば、カルボキシル基を両末端に有するポリシロキサン、アミノ基を両末端に有するポリシロキサン、及びグリシジル基を両末端に有するポリシロキサンなどが挙げられる。
The compound obtained by introducing an alkoxy group into the polysiloxane (II) can react with the reactive functional group with a silane compound having a hydrolyzable alkoxy group and another reactive functional group in one molecule. Examples thereof include a reaction product with polysiloxane having two or more functional groups in one molecule.
Examples of other reactive functional groups in the silane compound include a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, a mercapto group, and a glycidyl group.
Examples of the silane compound include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, and the like.
Examples of the functional group in the polysiloxane include a carboxyl group, an amino group, a hydroxyl group, and a mercapto group.
When the other reactive functional group in the silane compound is a glycidyl group, the functional group in the polysiloxane is preferably a carboxyl group or an amino group, and the other reactive functional group in the silane compound is a mercapto. In the case of a group, the functional group in the polysiloxane is preferably a glycidyl group or a carboxyl group.
Examples of the polysiloxane include polysiloxanes having carboxyl groups at both ends, polysiloxanes having amino groups at both ends, and polysiloxanes having glycidyl groups at both ends.
前記(II)の反応物の製造方法としては、例えばカルボキシル基を両末端に有するポリシロキサンに、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを反応させて得られる。
前記反応温度は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、70℃〜110℃が好ましい。
前記反応時間は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、5時間〜30時間が好ましい。
更に必要に応じて触媒(例えばトリフェニルホスフィン等)を用いることもできる。
The reaction product (II) can be obtained, for example, by reacting γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane with polysiloxane having carboxyl groups at both ends.
There is no restriction | limiting in particular in the said reaction temperature, According to the objective, it can select suitably, 70 to 110 degreeC is preferable.
The reaction time is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. It is preferably 5 hours to 30 hours.
Further, if necessary, a catalyst (for example, triphenylphosphine) can be used.
前記2つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン(C)の数平均分子量(Mn)は、ポリウレタンエラストマーとなったときの機械特性と耐熱性の観点から、500〜6,000が好ましく、1,000〜5,000がより好ましく、2,000〜4,000が更に好ましい。前記数平均分子量(Mn)が、500未満であると、作製したブレードの柔軟性や伸びが劣ることがあり、6,000を超えると、ブレードの硬度が低下することがある。
前記数平均分子量は、例えばゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。
前記ポリシロキサン(C)の含有量は、前記ポリウレタンエラストマーの固形分質量に対し、5質量%〜30質量%が好ましく、6質量%〜20質量%がより好ましく、8質量%〜15質量%が更に好ましい。前記含有量が、5質量%以上であれば伸びが更に良好に発揮でき、30質量%以下であれば強度が更に良好に発揮できる。
The number average molecular weight (Mn) of the polysiloxane (C) having two or more hydrolyzable alkoxy groups is preferably 500 to 6,000 from the viewpoint of mechanical properties and heat resistance when it becomes a polyurethane elastomer, 1,000-5,000 are more preferable, and 2,000-4,000 are still more preferable. When the number average molecular weight (Mn) is less than 500, the flexibility and elongation of the produced blade may be inferior, and when it exceeds 6,000, the blade hardness may be lowered.
The number average molecular weight can be measured, for example, by gel permeation chromatography (GPC).
The content of the polysiloxane (C) is preferably 5% by mass to 30% by mass, more preferably 6% by mass to 20% by mass, and more preferably 8% by mass to 15% by mass with respect to the solid mass of the polyurethane elastomer. Further preferred. If the content is 5% by mass or more, the elongation can be exhibited better, and if the content is 30% by mass or less, the strength can be further improved.
−酸発生剤(D)−
前記酸発生剤(D)は、光又は熱で酸を発生する化合物であり、縮合反応の促進のために添加される。
前記酸発生剤(D)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば(i)スルホン化合物、(ii)スルホン酸エステル化合物、(iii)スルホンイミド化合物、(iv)ジスルホニルジアゾメタン化合物、(v)ジスルホニルメタン化合物、(vi)オニウム塩、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
-Acid generator (D)-
The acid generator (D) is a compound that generates an acid by light or heat, and is added to accelerate the condensation reaction.
The acid generator (D) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include (i) a sulfone compound, (ii) a sulfonic acid ester compound, (iii) a sulfonimide compound, (iv) ) Disulfonyldiazomethane compounds, (v) disulfonylmethane compounds, (vi) onium salts, and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
前記(i)スルホン化合物としては、例えばフェナシルフェニルスルホン、4−トリスフェナシルスルホン−ケトスルホン、β−スルホニルスルホン、又はこれらのα−ジアゾ化合物、などが挙げられる。
前記(ii)スルホン酸エステル化合物としては、例えばベンゾイントシレート、ピロガロールトリストリフルオロメタンスルホネート、ピロガロールメタンスルホン酸トリエステル、α−メチロールベンゾイントシレート、α−メチロールベンゾインドデシルスルホネート、などが挙げられる。
前記(iii)スルホンイミド化合物としては、例えばN−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(p−トルエンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(パーフルオロオクタンスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(ベンゼンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ベンゼンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ベンゼンスルホニルオキシ)ナフチルイミド、などが挙げられる。
前記(iv)ジスルホニルジアゾメタン化合物としては、例えばビス(トリフルオロメチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4−ジメチルベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1−メチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1、4−ジオキサスピロ[4,5]デカン−7−スルホニル)ジアゾメタンなどが挙げられる。
前記(vi)オニウム塩としては、例えばスルホニウム塩〔ビス[4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィドビスヘキサフルオロホスフェート、アリルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート塩等〕、ヨードニウム塩(ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート等)、ホスホニウム塩(エチルトリフェニルホスホニウムテトラフルオロボレート等)、ジアゾニウム塩(フェニルジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート等)、アンモニウム塩(1−ベンジル−2−シアノピリジニウムヘキサフルオロホスフェート等)、フェロセン〔(2,4−シクロペンタジエン−1−イル)[(1−メチルエチル)ベンゼン]−Fe(II)ヘキサフルオロホスフェート塩〕、などが挙げられる。
これら酸発生剤(D)の中でも、スルホンイミド化合物、ジスルホニルジアゾメタン化合物が好ましく、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタンが特に好ましい。
Examples of the (i) sulfone compound include phenacylphenylsulfone, 4-trisphenacylsulfone-ketosulfone, β-sulfonylsulfone, and α-diazo compounds thereof.
Examples of the (ii) sulfonic acid ester compound include benzoin tosylate, pyrogallol tris trifluoromethanesulfonate, pyrogallol methanesulfonic acid triester, α-methylol benzoin tosylate, α-methylol benzoindodecyl sulfonate, and the like.
Examples of the (iii) sulfonimide compound include N- (trifluoromethylsulfonyloxy) succinimide, N- (p-toluenesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-di. Carboximide, N- (perfluorooctanesulfonyloxy) naphthylimide, N- (benzenesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (benzenesulfonyloxy) ) Bicyclo [2.2.1] heptane-5,6-oxy-2,3-dicarboximide, N- (benzenesulfonyloxy) naphthylimide, and the like.
Examples of the (iv) disulfonyldiazomethane compound include bis (trifluoromethylsulfonyl) diazomethane, bis (phenylsulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (2,4-dimethylbenzenesulfonyl) diazomethane, and bis. (1-methylethylsulfonyl) diazomethane, bis (1,4-dioxaspiro [4,5] decan-7-sulfonyl) diazomethane, and the like.
Examples of the (vi) onium salt include sulfonium salts [bis [4- (diphenylsulfonio) phenyl] sulfide bishexafluorophosphate, allylsulfonium hexafluorophosphate salts, etc.], iodonium salts (diphenyliodonium hexafluorophosphate, etc.), Phosphonium salts (such as ethyltriphenylphosphonium tetrafluoroborate), diazonium salts (such as phenyldiazonium hexafluorophosphate), ammonium salts (such as 1-benzyl-2-cyanopyridinium hexafluorophosphate), ferrocene [(2,4-cyclopentadiene -1-yl) [(1-methylethyl) benzene] -Fe (II) hexafluorophosphate salt], and the like.
Among these acid generators (D), sulfonimide compounds and disulfonyldiazomethane compounds are preferable, and N- (trifluoromethylsulfonyloxy) succinimide and bis (phenylsulfonyl) diazomethane are particularly preferable.
前記酸発生剤の含有量は、前記ポリウレタンエラストマーの固形分質量に対し10質量%以下が好ましく、0.01質量%〜7質量%がより好ましく、0.05質量%〜5質量%が更に好ましい。前記含有量が、0.01質量%以上であれば機械特性が良好に発揮でき、10質量%以下であれば耐熱性が更に良好に発揮できる。 The content of the acid generator is preferably 10% by mass or less, more preferably 0.01% by mass to 7% by mass, and still more preferably 0.05% by mass to 5% by mass with respect to the solid content mass of the polyurethane elastomer. . If the content is 0.01% by mass or more, the mechanical properties can be exhibited well, and if the content is 10% by mass or less, the heat resistance can be further improved.
<ポリウレタンエラストマーの製造方法>
前記ポリウレタンエラストマーの製造方法としては、プレポリマー法とワンショット法とがある。
前記プレポリマー法は、ジイソシアネートとポリオールとをジイソシアネート過剰で反応させイソシアネート(NCO)末端プレポリマー製造し、鎖伸長剤でエラストマーとする2段法である。
前記ワンショット法は、NCO末端プレポリマーを製造せずに、ジイソシアネート、ポリオール及び鎖伸長剤を一度に反応器内で混合攪拌し、成形用金型に注型した後、反応硬化させてエラストマーを得る方法である。
前記ワンショット法に比較してプレポリマー法は得られる成形体の強度、耐久性が一般に高く、本発明のポリウレタンエラストマーの製造方法としてはプレポリマー法が好ましい。
<Method for producing polyurethane elastomer>
As a method for producing the polyurethane elastomer, there are a prepolymer method and a one-shot method.
The prepolymer method is a two-stage method in which diisocyanate and polyol are reacted in an excess of diisocyanate to produce an isocyanate (NCO) -terminated prepolymer, and an elastomer is used as a chain extender.
In the one-shot method, without producing an NCO-terminated prepolymer, diisocyanate, polyol and chain extender are mixed and stirred at once in a reactor, cast into a molding die, and then cured by reaction to cure the elastomer. How to get.
Compared to the one-shot method, the prepolymer method generally has high strength and durability of the molded article obtained, and the prepolymer method is preferred as the method for producing the polyurethane elastomer of the present invention.
前記プレポリマー法は、数平均分子量が1,000〜5,000のジオール(A)と、ジイソシアネート(B)を反応させてなるNCO末端ポリウレタンプレポリマーを、好ましくは鎖伸長剤(E)で鎖伸長反応させた後に、2つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン(C)と、酸発生剤(D)とを加えて反応させてポリウレタンエラストマーを得ることができる。 In the prepolymer method, an NCO-terminated polyurethane prepolymer obtained by reacting a diol (A) having a number average molecular weight of 1,000 to 5,000 with a diisocyanate (B) is preferably chained with a chain extender (E). After the elongation reaction, a polyurethane elastomer can be obtained by adding and reacting a polysiloxane (C) having two or more hydrolyzable alkoxy groups and an acid generator (D).
−鎖伸長剤(E)−
前記鎖伸長剤(E)としては、数平均分子量が好ましくは50〜300、機械強度の観点から更に好ましくは50〜150のジオール(E1)、数平均分子量が好ましくは50〜300、機械強度の観点から更に好ましくは50〜150のジアミン(E2)などが挙げられる。これらの中でも、ジオール(E1)が特に好ましい。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
-Chain extender (E)-
As the chain extender (E), the number average molecular weight is preferably 50 to 300, and from the viewpoint of mechanical strength, more preferably 50 to 150 diol (E1), the number average molecular weight is preferably 50 to 300, and the mechanical strength. More preferably, 50-150 diamine (E2) etc. are mentioned from a viewpoint. Among these, diol (E1) is particularly preferable. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
前記ジオール(E1)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば脂肪族ジオール類[エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、3−メチル1,5−ペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、1,2−、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオールなど];脂環族ジオール類[1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、m−キシリレングリコール、p−キシリレングリコール;ビスフェノールAのエチレンオキサイド(以下、EOと略記することがある)、プロピレンオキサイド(以下、POと略記することがある)付加物(分子量50〜300)など]、又はこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
これらの中でも、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールAのEO付加物又はPO付加物が特に好ましい。
The diol (E1) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include aliphatic diols [ethylene glycol, diethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, , 5-pentanediol, 1,6-hexanediol, propylene glycol, neopentyl glycol, 3-methyl 1,5-pentanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 1,2-, 1, 3-butanediol, 2,3-butanediol, etc.]; alicyclic diols [1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, m-xylylene glycol, p-xylylene glycol; bisphenol A ethylene oxide , Sometimes abbreviated as EO), propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO) It is) adducts (molecular weight 50 to 300), etc.], or a mixture of two or more thereof.
Among these, ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, EO addition product or PO addition product of bisphenol A are particularly preferable.
前記ジアミン(E2)としては、例えば芳香族ジアミン、脂肪族ジアミン、脂環族ジアミン、又はこれら2種以上の混合物が挙げられる。
前記芳香族ジアミンとしては、例えば4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、1,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3’−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、3,4−ジアミノジフェニルスルフォン、3,3’−ジアミノジフェニルスルフォン、4,4’−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、2,6’−ジアミノトルエン、2,4−ジアミノクロロベンゼン、1,2−ジアミノアントラキノン、1,4−ジアミノアントラキノン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、3,4−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノビベンジル、R(+)−2,2’−ジアミノ−1,1’−ビナフタレン、S(+)−2,2’−ジアミノ−1,1’−ビナフタレン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)アルカン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)アルカン、1,5−ビス(4−アミノフェノキシ)アルカン等の1,n−ビス(4−アミノフェノキシ)アルカン(nは、3〜10)、1,2−ビス[2−(4−アミノフェノキシ)エトキシ]エタン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、4,4’−ジアミノベンズアニリドなどが挙げられる。
前記脂肪族ジアミンとしては、例えば1,2−ジアミノメタン、1,4−ジアミノブタン、テトラメチレンジアミン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,8−ジアミノオクタン、1,10−ジアミノドデカン、1,11−ジアミノウンデカン、などが挙げられる。
前記脂環族ジアミンとしては、例えば1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、などが挙げられる。
これらの中でも、脂肪族ジアミンが好ましく、1,2−ジアミノメタン、1,4−ジアミノブタン、テトラメチレンジアミンが特に好ましい。
Examples of the diamine (E2) include aromatic diamines, aliphatic diamines, alicyclic diamines, or mixtures of two or more thereof.
Examples of the aromatic diamine include 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, and 4,4′-bis (3-aminophenoxy). Biphenyl, 1,4′-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3′-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, o-phenylenediamine, m- Phenylenediamine, p-phenylenediamine, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,4-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-methylene-bis (2-chloroaniline), 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 4,4 ′ -Diaminodiphenyl sulfide, 2,6'-diaminotoluene, 2,4-diaminochlorobenzene, 1,2-diaminoanthraquinone, 1,4-diaminoanthraquinone, 3,3'-diaminobenzophenone, 3,4-diaminobenzophenone, 4 , 4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobibenzyl, R (+)-2,2'-diamino-1,1'-binaphthalene, S (+)-2,2'-diamino-1,1 1, n-bis (1, -bis (4-aminophenoxy) alkane, 1,4-bis (4-aminophenoxy) alkane, 1,5-bis (4-aminophenoxy) alkane, etc. 4-aminophenoxy) alkane (n is 3 to 10), 1,2-bis [2- (4-aminophenoxy) ethoxy] ethane, 9,9-bis (4- Minofeniru) fluorene, 4,4'-diamino benzanilide and the like.
Examples of the aliphatic diamine include 1,2-diaminomethane, 1,4-diaminobutane, tetramethylenediamine, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,8-diaminooctane, 1,10 -Diaminododecane, 1,11-diaminoundecane, and the like.
Examples of the alicyclic diamine include 1,4-diaminocyclohexane, 1,2-diaminocyclohexane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, and 4,4′-diaminodicyclohexylmethane.
Among these, aliphatic diamines are preferable, and 1,2-diaminomethane, 1,4-diaminobutane, and tetramethylenediamine are particularly preferable.
本発明に用いられるNCO末端プレポリマーは、ジオール(A)の水酸基(OH)当量に対するジイソシアネート(B)のNCO当量の比(NCO/OH)は1.2〜5が好ましく、好ましくは1.5〜3となるように混合し、必要により触媒(F)を添加した後に加熱し、反応を完結することにより得られる。
前記(NCO/OH)比が1.2以上では、プレポリマーの粘度が低くなり、成型性が良好である。前記(NCO/OH)比が5以下では得られたエラストマーは低温での弾性が良好である。
前記NCO末端プレポリマー製造時の温度は、100℃〜200℃が好ましい。前記温度が100℃以上ではポリイソシアネート成分が溶融し、製造時間が短くなる。前記温度が200℃以下ではウレタンは熱分解せず、安定である。
更に、こうして得られたNCO末端プレポリマーに、好ましくは鎖伸長剤(E)で伸長させてポリウレタンエラストマーを製造する。
前記鎖伸長剤(E)の配合量は、NCO当量に対する鎖伸長剤の活性水素当量(ただし、カルボン酸とスルホン酸の活性水素は除外する)の比(H/NCO)は、0.7〜1が好ましく、0.8〜1がより好ましい。前記(H/NCO)比が0.7以上では、機械的性質が良好となり、1以下では得られたエラストマーは低温で弾性が低下しないことがある。
In the NCO-terminated prepolymer used in the present invention, the ratio of the NCO equivalent of the diisocyanate (B) to the hydroxyl (OH) equivalent of the diol (A) (NCO / OH) is preferably 1.2 to 5, preferably 1.5. It mixes so that it may become-3, and after adding a catalyst (F) if necessary, it heats and is obtained by complete | finishing reaction.
When the (NCO / OH) ratio is 1.2 or more, the viscosity of the prepolymer is low and the moldability is good. When the (NCO / OH) ratio is 5 or less, the obtained elastomer has good elasticity at low temperatures.
The temperature during the production of the NCO-terminated prepolymer is preferably 100 ° C to 200 ° C. When the temperature is 100 ° C. or higher, the polyisocyanate component melts and the production time is shortened. When the temperature is 200 ° C. or lower, urethane does not thermally decompose and is stable.
Furthermore, the NCO-terminated prepolymer thus obtained is preferably extended with a chain extender (E) to produce a polyurethane elastomer.
The blending amount of the chain extender (E) is such that the ratio (H / NCO) of the active hydrogen equivalent of the chain extender to the NCO equivalent (excluding the active hydrogen of carboxylic acid and sulfonic acid) is 0.7 to 1 is preferable and 0.8-1 is more preferable. When the (H / NCO) ratio is 0.7 or more, the mechanical properties are good, and when it is 1 or less, the obtained elastomer may not be less elastic at low temperatures.
前記プレポリマー合成に必要に応じて用いることのできる触媒(F)としては、例えばアミン類、有機金属触媒、などが挙げられる。 Examples of the catalyst (F) that can be used as needed for the synthesis of the prepolymer include amines and organometallic catalysts.
前記アミン類としては、例えばモノアミン類、ジアミン類、トリアミン類、環状アミン類、アルコールアミン類、エーテルアミン類などが挙げられる。
前記モノアミン類としては、例えばトリエチルアミン(TEA)、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン(DMEDA)などが挙げられる。
前記ジアミン類としては、例えばN,N,N’,N'−テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)、N,N,N’,N'−テトラメチルプロパン1,3−ジアミン(TMPDA)、N,N,N’,N'−テトラメチルヘキサン−1,6−ジアミン(TMHMDA)などが挙げられる。
前記トリアミン類としては、例えばN,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン(PMDETA)、N,N,N',N”,N”−ペンタメチルジプロピレン−トリアミン(PMDPTA)、テトラメチルグアニジン(TMG)などが挙げられる。
前記環状アミン類としては、例えばトリエチレンジアミン(TEDA)、N,N'−ジメチルピペラジン(DMP)、N−メチル−N'−(2−ジメチルアミノ)−エチルピペラジン(TMNAEP)、N−メチルモルホリン(NMMO)、N−(N',N'−ジメチルアミノエチル)−モルホリン(DMAEMO)、1,2−ジメチルイミダゾール(DMIZ)などが挙げられる。
前記アルコールアミン類としては、例えばジメチルアミノエタノール(DMEA)、ジメチルアミノエトキシエタノール(DMAEE)、N,N,N’−トリメチルアミノエチル−エタノールアミン(TMAEEA)、N−メチル−N'−(2−ヒドロキシエチル)−ピペラジン(MHEP)、N−(2−ヒドロキシエチル)モルホリン(HEMO)などが挙げられる。
前記エーテルアミン類としては、例えばビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル(BDMEE)、エチレングリコールビス(3−ジメチル)−アミノプロピルエーテル、などが挙げられる。
Examples of the amines include monoamines, diamines, triamines, cyclic amines, alcohol amines, ether amines, and the like.
Examples of the monoamines include triethylamine (TEA) and N, N-dimethylcyclohexylamine (DMEDA).
Examples of the diamines include N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine (TMEDA), N, N, N ′, N′-tetramethylpropane 1,3-diamine (TMPDA), N, N, N ′, N′-tetramethylhexane-1,6-diamine (TMHMDA) and the like can be mentioned.
Examples of the triamines include N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine (PMDETA), N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldipropylene-triamine (PMDPTA), Examples include tetramethylguanidine (TMG).
Examples of the cyclic amines include triethylenediamine (TEDA), N, N′-dimethylpiperazine (DMP), N-methyl-N ′-(2-dimethylamino) -ethylpiperazine (TMNAEP), N-methylmorpholine ( NMMO), N- (N ′, N′-dimethylaminoethyl) -morpholine (DMAEMO), 1,2-dimethylimidazole (DMIZ) and the like.
Examples of the alcohol amines include dimethylaminoethanol (DMEA), dimethylaminoethoxyethanol (DMAEE), N, N, N′-trimethylaminoethyl-ethanolamine (TMAEEA), N-methyl-N ′-(2- Hydroxyethyl) -piperazine (MHEP), N- (2-hydroxyethyl) morpholine (HEMO) and the like.
Examples of the ether amines include bis (2-dimethylaminoethyl) ether (BDMEE) and ethylene glycol bis (3-dimethyl) -aminopropyl ether.
前記有機金属触媒としては、例えばスタナスオクトエート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、ジブチルチンマーカプチド、ジブチルチンチオカルボキシレート、ジブチルチンジマレエート、ジオクチルチンマーカプチド、ジオクチルチンチオカルボキシレート、フェニル水銀プロピオン酸塩、フェニル水銀オクテン酸塩、などが挙げられる。 Examples of the organometallic catalyst include stannous octoate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin marker peptide, dibutyltin thiocarboxylate, dibutyltin dimaleate, dioctyltin marker peptide, dioctyltin thiocarboxylate, phenylmercury. Examples include propionate and phenylmercury octenoate.
前記ポリウレタンエラストマー製造時の温度は、80℃〜200℃が好ましい。前記温度が80℃以上ではポリウレタンエラストマーが溶融し、製造時間が短くなる。温度が200℃以下ではウレタンが熱分解しにくい。 The temperature during the production of the polyurethane elastomer is preferably 80 ° C to 200 ° C. When the temperature is 80 ° C. or higher, the polyurethane elastomer is melted and the production time is shortened. When the temperature is 200 ° C. or lower, urethane is hardly thermally decomposed.
前記ポリウレタンエラストマーの数平均分子量(Mn)は、10,000〜200,000が好ましく、20,000〜100,000がより好ましい。前記数平均分子量(Mn)が10,000以上では成形体の強度が得られ、200,000以下では成溶融粘度が低くなり成形性が良好である。
ここで、前記数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することができ、例えばHLC−8220(東ソー・テクノシステム株式会社製)を使用して、ジメチルフォルムアミドを溶媒に、ポリスチレン樹脂を分子量の校正試薬として測定することができる。
The number average molecular weight (Mn) of the polyurethane elastomer is preferably 10,000 to 200,000, and more preferably 20,000 to 100,000. When the number average molecular weight (Mn) is 10,000 or more, the strength of the molded product is obtained, and when it is 200,000 or less, the resultant melt viscosity is low and the moldability is good.
Here, the number average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC). For example, using HLC-8220 (manufactured by Tosoh Techno System Co., Ltd.), dimethylformamide as a solvent, polystyrene resin Can be measured as a molecular weight calibration reagent.
前記ポリウレタンエラストマーは、熱可塑性であり、例えばメルトフローレイト(測定条件:温度230℃、荷重2.16kg)は、0.1g/10分〜10g/10分が好ましく、0.5g/10分〜5g/10分がより好ましい。
前記ポリウレタンエラストマーの硬度(JIS K6301に準じてショアA硬さの測定による)は、30〜100が好ましく、50〜80がより好ましい。
前記ポリウレタンエラストマーの軟化温度(JIS K7206に準じる測定による)は、145℃〜220℃が好ましく、165℃〜195℃がより好ましい。
The polyurethane elastomer is thermoplastic. For example, the melt flow rate (measurement conditions: temperature 230 ° C., load 2.16 kg) is preferably 0.1 g / 10 min to 10 g / 10 min, preferably 0.5 g / 10 min to 5 g / 10 min is more preferable.
30-100 are preferable and, as for the hardness (by the measurement of Shore A hardness according to JISK6301) of the said polyurethane elastomer, 50-80 are more preferable.
The softening temperature of the polyurethane elastomer (measured according to JIS K7206) is preferably 145 ° C to 220 ° C, more preferably 165 ° C to 195 ° C.
前記クリーニングブレードには、前記ポリウレタンエラストマー以外にも、必要に応じて可塑剤、顔料、及びその他の添加剤を添加することができる。これらの添加剤はポリオール中に添加してもよいし、NCO末端プレポリマーに予め添加していてもよい。
前記可塑剤としては、例えばフタル酸ジアルキルエステルなどが挙げられる。
前記顔料としては、例えば二酸化チタンなどが挙げられる。
前記その他の添加剤としては、例えば酸化防止剤、充填剤、などが挙げられる。
前記充填剤としては、極小量の摩耗性を付与するため、一次粒子の平均粒径の極小さいものを添加することができる。該充填剤の大きさとしては、トナーの粒径よりも小さいものが好ましく、1μm以下がより好ましい。
前記充填剤の添加量は、クリーニングブレードの粘弾性的機械特性の点や極微量な摩耗性付与の点、及びより耐久寿命を延ばす点から、5質量%以上が好ましい。
前記充填剤としては、有機系の樹脂微粉末(例えば、超高密度ポリエチレン、ナイロン、フッ素系樹脂等の樹脂)、無機系の微粉末(例えば、二硫化モリブデン、フルオロカーボン、シリカ等)の1成分もしくは多成分系のものでよい。これらの中でも、粒径及び分散性の点や静電潜像担持体表面への傷の問題などから微粉末シリカ(例えば湿式シリカ、乾式シリカ)などが好ましく、分散性を改良した疎水性処理シリカがより好ましく、また粒径の点では乾式シリカや疎水性乾式処理シリカが更に好ましい。
In addition to the polyurethane elastomer, a plasticizer, a pigment, and other additives can be added to the cleaning blade as necessary. These additives may be added to the polyol or may be added in advance to the NCO-terminated prepolymer.
Examples of the plasticizer include phthalic acid dialkyl esters.
Examples of the pigment include titanium dioxide.
Examples of the other additives include an antioxidant and a filler.
As the filler, in order to impart a minimal amount of wear, a filler having a very small average particle size of primary particles can be added. The size of the filler is preferably smaller than the particle size of the toner, and more preferably 1 μm or less.
The amount of the filler added is preferably 5% by mass or more from the viewpoint of viscoelastic mechanical properties of the cleaning blade, imparting a very small amount of wear, and extending the durability life.
Examples of the filler include one component of organic resin fine powder (for example, resin such as ultra-high density polyethylene, nylon, and fluorine resin) and inorganic fine powder (for example, molybdenum disulfide, fluorocarbon, silica, and the like). Alternatively, a multicomponent system may be used. Among these, fine powder silica (for example, wet silica and dry silica) is preferable from the viewpoints of particle size and dispersibility, and scratches on the surface of the electrostatic latent image carrier. Hydrophobic treated silica with improved dispersibility In view of the particle size, dry silica and hydrophobic dry-treated silica are more preferable.
前記静電潜像担持体に対するクリーニングブレードの圧接力の変動は、その変動幅が所定の最低圧接力より低下すると、残留するトナーのクリーニングができなくなることがある。このため、圧接力を維持する必要がある。しかし、前記ポリウレタンエラストマーには、圧接力に対しポリウレタンエラストマー内部での塑性流動に起因して起こる非可逆的な変形、即ちクリープがあるため、クリーニングブレードとしてはクリープの小さいものが好ましく、この目安として圧縮永久歪は20%以下が好ましく、10%以下がより好ましい。 When the fluctuation range of the pressure contact force of the cleaning blade with respect to the electrostatic latent image carrier decreases below the predetermined minimum pressure contact force, the remaining toner may not be cleaned. For this reason, it is necessary to maintain the pressure contact force. However, since the polyurethane elastomer has irreversible deformation caused by the plastic flow inside the polyurethane elastomer with respect to the pressure contact force, that is, creep, a cleaning blade having a small creep is preferable. The compression set is preferably 20% or less, more preferably 10% or less.
前記クリーニングブレードを静電潜像担持体、例えば曲率のある円筒型の感光体ドラムに精度よく当て、クリーニング性能を向上させるため、クリーニングブレードの寸法精度そのものを良くする必要がある。このため、クリーニングブレードの製造方法としては、高寸法精度な成形用金型を高圧で型締めした金型に、射出成形機で成形する方法が最も寸法精度が良好であり、射出時に高せん断なゴム流動が得られ、かつ射出反応時間も短時間で行え、生産上有利である。
また、支持部材と、成形したクリーニングブレードとは強固な接着力が得にくいという問題があるため、射出成形時にポリウレタンエラストマー組成物と接合する部位に予め接着剤を塗った支持部材を金型に挿入し、ポリウレタンエラストマーと一体に成形することにより、該ポリウレタンエラストマーを成形時のゴム化反応を利用して強固に接着できるようにすることが好ましい。これにより成形時間が短く、品質上優れたクリーニングブレードを製造することができる。
In order to improve the cleaning performance by accurately applying the cleaning blade to an electrostatic latent image carrier, for example, a cylindrical photosensitive drum having a curvature, it is necessary to improve the dimensional accuracy of the cleaning blade itself. For this reason, as a method for manufacturing a cleaning blade, a method in which a molding die having a high dimensional accuracy is clamped at a high pressure and molded by an injection molding machine has the best dimensional accuracy, and has a high shear rate at the time of injection. Rubber flow is obtained, and the injection reaction time can be shortened, which is advantageous in production.
In addition, since there is a problem that it is difficult to obtain a strong adhesive force between the support member and the molded cleaning blade, a support member that is pre-coated with an adhesive is inserted into the mold at the part to be joined with the polyurethane elastomer composition at the time of injection molding. In addition, it is preferable that the polyurethane elastomer can be firmly bonded by using a rubberization reaction at the time of molding by integrally molding with the polyurethane elastomer. As a result, a cleaning blade with a short molding time and excellent quality can be manufactured.
(画像形成方法及び画像形成装置)
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、静電潜像形成手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段と、クリーニング手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば除電手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
本発明の画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程と、クリーニング工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、除電工程、リサイクル工程、制御工程等を含んでなる。
本発明の画像形成方法は、本発明の画像形成装置により好適に実施することができ、前記静電潜像形成工程は前記静電潜像形成手段により行うことができ、前記現像工程は前記現像手段により行うことができ、前記転写工程は前記転写手段により行うことができ、前記定着工程は前記定着手段により行うことができ、前記クリーニング工程は前記クリーニング手段により行うことができ、前記その他の工程は前記その他の手段により行うことができる。
(Image forming method and image forming apparatus)
The image forming apparatus of the present invention comprises at least an electrostatic latent image carrier, an electrostatic latent image forming unit, a developing unit, a transfer unit, a fixing unit, and a cleaning unit, and further if necessary. And other means appropriately selected, for example, static elimination means, recycling means, control means, and the like.
The image forming method of the present invention includes at least an electrostatic latent image forming step, a developing step, a transfer step, a fixing step, and a cleaning step, and further other steps appropriately selected as necessary, for example, static elimination. Process, recycling process, control process, etc.
The image forming method of the present invention can be preferably carried out by the image forming apparatus of the present invention, the electrostatic latent image forming step can be performed by the electrostatic latent image forming means, and the developing step is the developing The transfer step can be performed by the transfer unit, the fixing step can be performed by the fixing unit, the cleaning step can be performed by the cleaning unit, and the other steps. Can be performed by the other means.
−静電潜像形成工程及び静電潜像形成手段−
静電潜像形成工程は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。
<静電潜像担持体>
前記静電潜像担持体としては、その層構成について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、第一の形態では、支持体上に単一の層構成である感光層(以下、「単層型感光層」と称することもある)を有してなり、更に必要に応じて、保護層、下引き層等のその他の層を有してなる。また、第二の形態では、支持体と、該支持体上に電荷発生層と、電荷輸送層とを積層した構成の感光層(以下、「積層型感光層」と称することもある)を有してなり、更に必要に応じて、保護層、下引き層等のその他の層を有してなる。なお、第二形態では、電荷発生層、及び電荷輸送層は逆に積層しても構わない。
-Electrostatic latent image forming step and electrostatic latent image forming means-
The electrostatic latent image forming step is a step of forming an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier.
<Electrostatic latent image carrier>
The electrostatic latent image carrier is not particularly limited in its layer structure and can be appropriately selected according to the purpose. In the first embodiment, the photosensitive layer has a single layer structure on the support. (Hereinafter also referred to as “single-layer type photosensitive layer”), and further includes other layers such as a protective layer and an undercoat layer as necessary. In the second embodiment, there is provided a support, and a photosensitive layer having a structure in which a charge generation layer and a charge transport layer are stacked on the support (hereinafter sometimes referred to as “laminated photosensitive layer”). Furthermore, it has other layers, such as a protective layer and an undercoat layer, if necessary. In the second embodiment, the charge generation layer and the charge transport layer may be laminated in reverse.
ここで、前記静電潜像担持体について、機能分離型の積層タイプを例にして説明する。
図1は、支持体201上に、電荷発生物質を含有する電荷発生層203と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層204とからなる感光層202が積層され、更に電荷輸送層表面に保護層205を有する。
図2は、支持体201上に、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層204と、電荷発生物質を含有する電荷発生層203とからなる感光層202が積層され、更に電荷発生層表面に保護層205を有する。
Here, the electrostatic latent image carrier will be described by taking a function separation type stacked type as an example.
In FIG. 1, a
In FIG. 2, a
−支持体−
支持体としては、体積抵抗1010Ω・cm以下の導電性を示すものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金等の金属;酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を蒸着又はスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいはアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板又はそれらを押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理を施した管などを使用することができる。また、特開昭52−36016号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも支持体として用いることができる。また、厚み50μm〜150μmのニッケル箔でもよく、あるいは厚み50μm〜150μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの表面にアルミニウム蒸着等の導電加工を行ったものでもよい。
-Support-
The support is not particularly limited as long as it has a conductivity of 10 10 Ω · cm or less, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, aluminum, nickel, chromium, nichrome, copper, Metals such as gold, silver, platinum, etc .; metal oxides such as tin oxide, indium oxide, etc. deposited or sputtered on film or cylindrical plastic, paper coated, or aluminum, aluminum alloy, nickel, stainless steel, etc. It is possible to use a plate or a tube subjected to surface treatment such as cutting, super-finishing or polishing after forming a raw tube by a method such as extruding and drawing them. Further, an endless nickel belt and an endless stainless steel belt disclosed in JP-A-52-36016 can also be used as a support. Further, a nickel foil having a thickness of 50 μm to 150 μm may be used, or a surface of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 50 μm to 150 μm may be subjected to conductive processing such as aluminum deposition.
その他、支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものについても、支持体として用いることができる。前記導電性粉体としては、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック、また、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズ、ITO等の金属酸化物粉体などが挙げられる。また、同時に用いられる結着樹脂としては、例えばポリスチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルトルエン樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。
前記導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。
更に、円筒基体上に、例えばポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン(登録商標)などの素材に導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、導電性支持体として良好に用いることができる。
In addition, those in which conductive powder is dispersed and coated on an appropriate binder resin on the support can also be used as the support. Examples of the conductive powder include carbon black, acetylene black, metal powder such as aluminum, nickel, iron, nichrome, copper, zinc, silver, or metal oxide powder such as conductive tin oxide and ITO. Etc. Examples of the binder resin used simultaneously include polystyrene resin, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, polyester resin, polyvinyl chloride resin, vinyl chloride-acetic acid. Vinyl copolymer, polyvinyl acetate resin, polyvinylidene chloride resin, polyarylate resin, phenoxy resin, polycarbonate resin, cellulose acetate resin, ethyl cellulose resin, polyvinyl butyral resin, polyvinyl formal resin, polyvinyl toluene resin, poly-N-vinyl carbazole , Acrylic resin, silicone resin, epoxy resin, melamine resin, urethane resin, phenol resin, alkyd resin, and the like.
The conductive layer can be provided by dispersing and applying these conductive powder and binder resin in a solvent such as tetrahydrofuran, dichloromethane, methyl ethyl ketone, or toluene.
Furthermore, it is conductive by a heat shrinkable tube containing conductive powder in a material such as polyvinyl chloride, polypropylene, polyester, polystyrene, polyvinylidene chloride, polyethylene, chlorinated rubber, Teflon (registered trademark) on a cylindrical substrate. Those provided with a layer can also be used favorably as a conductive support.
〔積層型感光層〕
積層型感光層は、電荷発生層、及び電荷輸送層を少なくともこの順に有してなる。
−電荷発生層−
前記電荷発生層は、少なくとも電荷発生材料を含有してなり、バインダー樹脂、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記電荷発生材料としては、無機材料又は有機材料が用いられ、代表的なものとしては、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、フタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料、セレン、セレン−テルル合金、セレン−ヒ素合金、アモルファス・シリコン等が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよい。
[Laminated photosensitive layer]
The laminated photosensitive layer has a charge generation layer and a charge transport layer at least in this order.
-Charge generation layer-
The charge generation layer contains at least a charge generation material, and contains a binder resin and, if necessary, other components.
As the charge generation material, an inorganic material or an organic material is used, and typical examples include a monoazo pigment, a disazo pigment, a trisazo pigment, a perylene pigment, a perinone pigment, a quinacridone pigment, and a quinone condensed polycyclic compound. Squalic acid dyes, phthalocyanine pigments, naphthalocyanine pigments, azulenium salt dyes, selenium, selenium-tellurium alloys, selenium-arsenic alloys, amorphous silicon, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
前記バインダー樹脂としては、例えばポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルケトン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリアミド樹脂、などが挙げられる。
前記バインダー樹脂の含有量は、前記電荷発生材料1質量部に対して、0質量部〜2質量部が好ましい。
前記電荷発生層は、前記電荷発生材料を適宜バインダー樹脂と共に、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、2−ブタノン、ジクロルエタン等の溶媒を用いて、ボールミル、アトライター、サンドミル等により分散し、分散液を塗布することにより形成することができる。塗布としては、例えば浸漬塗工法、スプレーコート法、ビードコート法等が挙げられる。
前記電荷発生層の厚みは、0.01μm〜5μmが好ましく、0.1μm〜2μmがより好ましい。
Examples of the binder resin include polyamide resin, polyurethane resin, polyester resin, epoxy resin, polyketone resin, polycarbonate resin, silicone resin, acrylic resin, polyvinyl butyral resin, polyvinyl formal resin, polyvinyl ketone resin, polystyrene resin, polyacrylic resin, And polyamide resin.
The content of the binder resin is preferably 0 to 2 parts by mass with respect to 1 part by mass of the charge generation material.
In the charge generation layer, the charge generation material is dispersed by a ball mill, an attritor, a sand mill or the like using a solvent such as tetrahydrofuran, cyclohexanone, dioxane, 2-butanone or dichloroethane together with a binder resin, and a dispersion is applied. Can be formed. Examples of the application include a dip coating method, a spray coating method, and a bead coating method.
The thickness of the charge generation layer is preferably 0.01 μm to 5 μm, and more preferably 0.1 μm to 2 μm.
−電荷輸送層−
前記電荷輸送層は、少なくとも電荷輸送材料、及びバインダー樹脂を含有し、更に必要に応じて可塑剤、レベリング剤等を適当な溶剤に溶解乃至分散し、これを塗布し、乾燥することにより形成することができる。
前記電荷輸送材料のうち低分子電荷輸送材料としては、電子輸送材料と正孔輸送材料とがある。前記電子輸送材料としては、例えば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイドなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記正孔輸送材料としては、例えば、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、9−(p−ジエチルアミノスチリルアントラセン)、1,1−ビス−(4−ジベンジルアミノフェニル)プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、前記電荷輸送材料として高分子電荷輸送材料を用いることができる。高分子電荷輸送材料としては、低分子電荷輸送材料に電荷輸送性置換基を主鎖又は側鎖に有した材料が好ましい。前記高分子電荷輸送材料としては、例えばポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテル等が挙げられ、これらの中でも、トリアリールアミン構造を有するポリカーボネートが特に好ましい。
前記電荷輸送材料の含有量は、前記電荷輸送層の40質量%以上が好ましい。前記含有量が40質量%未満であると、感光体へのレーザー書き込みにおけるパルス光露光において、高速電子写真プロセスでの充分な光減衰時間が得られないことがある。
-Charge transport layer-
The charge transport layer contains at least a charge transport material and a binder resin, and is formed by further dissolving or dispersing a plasticizer, a leveling agent, etc. in an appropriate solvent, if necessary, and applying and drying. be able to.
Among the charge transport materials, low molecular charge transport materials include electron transport materials and hole transport materials. Examples of the electron transporting material include chloroanil, bromoanil, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,4,5,7-tetranitro-9-fluorenone, 2 , 4,5,7-tetranitroxanthone, 2,4,8-trinitrothioxanthone, 2,6,8-trinitro-4H-indeno [1,2-b] thiophene-4-one, 1,3,7- And trinitrodibenzothiophene-5,5-dioxide. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Examples of the hole transport material include oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, triphenylamine derivatives, 9- (p-diethylaminostyrylanthracene), 1,1-bis- (4-dibenzylaminophenyl). Examples include propane, styrylanthracene, styrylpyrazoline, phenylhydrazones, α-phenylstilbene derivatives, thiazole derivatives, triazole derivatives, phenazine derivatives, acridine derivatives, benzofuran derivatives, benzimidazole derivatives, and thiophene derivatives. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
In addition, a polymer charge transport material can be used as the charge transport material. The polymer charge transporting material is preferably a material having a charge transporting substituent in the main chain or side chain in a low molecular charge transporting material. Examples of the polymer charge transport material include polycarbonate, polyurethane, polyester, polyether, and the like. Among these, a polycarbonate having a triarylamine structure is particularly preferable.
The content of the charge transport material is preferably 40% by mass or more of the charge transport layer. When the content is less than 40% by mass, sufficient light decay time in a high-speed electrophotographic process may not be obtained in pulsed light exposure in laser writing on a photoreceptor.
前記電荷輸送層には、必要に応じて、バインダー樹脂、可塑剤、レベリング剤、潤滑剤等を適量添加することもできる。
前記バインダー樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばポリスチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルトルエン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、などが挙げられる。
前記可塑剤としては、例えばジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等、樹脂に汎用の可塑剤を挙げることができ、その使用量は、バインダー樹脂に対して0質量%〜30質量%が好ましい。
前記レベリング剤としては、例えばジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー又はオリゴマーが挙げられ、その使用量は、バインダー樹脂に対して0質量%〜1質量%が好ましい。
前記電荷輸送層は、これらの電荷輸送物質及びバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解乃至分散し、これを塗布し、乾燥させることにより形成できる。
前記電荷輸送層には、電荷輸送物質及びバインダー樹脂以外に、更に必要に応じて、可塑剤、酸化防止剤、レベリング剤等などの添加剤を適量添加することもできる。前記溶剤としては、例えばテトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、2−ブタノン、モノクロルベンゼン、ジクロルエタン、塩化メチレン、などが挙げられる。
前記電荷輸送層の厚みは、5μm〜30μmが好ましく、所望の感光体特性に応じて適宜選択することができる。
An appropriate amount of a binder resin, a plasticizer, a leveling agent, a lubricant and the like can be added to the charge transport layer as necessary.
There is no restriction | limiting in particular as said binder resin, According to the objective, it can select suitably, For example, a polystyrene resin, a styrene-acrylonitrile copolymer, a styrene-butadiene copolymer, a styrene-maleic anhydride copolymer, polyester Resin, polyvinyl chloride resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate resin, polyvinylidene chloride resin, polyarylate resin, phenoxy resin, polycarbonate resin, cellulose acetate resin, ethyl cellulose resin, polyvinyl butyral resin, polyvinyl formal resin , Polyvinyl toluene resin, acrylic resin, silicone resin, epoxy resin, melamine resin, urethane resin, phenol resin, alkyd resin, and the like.
Examples of the plasticizer include general-purpose plasticizers such as dibutyl phthalate and dioctyl phthalate, and the amount used is preferably 0% by mass to 30% by mass with respect to the binder resin.
Examples of the leveling agent include silicone oils such as dimethyl silicone oil and methylphenyl silicone oil, and polymers or oligomers having a perfluoroalkyl group in the side chain. The amount used is 0% by mass with respect to the binder resin. -1 mass% is preferable.
The charge transport layer can be formed by dissolving or dispersing these charge transport materials and a binder resin in an appropriate solvent, applying the solution, and drying.
In addition to the charge transport material and the binder resin, an appropriate amount of additives such as a plasticizer, an antioxidant, and a leveling agent can be added to the charge transport layer as necessary. Examples of the solvent include tetrahydrofuran, dioxane, toluene, 2-butanone, monochlorobenzene, dichloroethane, methylene chloride, and the like.
The thickness of the charge transport layer is preferably 5 μm to 30 μm, and can be appropriately selected according to desired photoreceptor characteristics.
〔単層型感光層〕
前記単層型感光層は、電荷発生物質、電荷輸送物質、バインダー樹脂、更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。電荷発生物質、電荷輸送物質、及びバインダー樹脂としては、上述した材料を用いることができる。その他の成分としては、例えば、可塑剤、微粒子、各種添加剤、などが挙げられる。
前記電荷発生物質の添加量は、前記バインダー樹脂100質量部に対し5質量部〜40質量部が好ましい。
前記電荷輸送物質の添加量は、前記バインダー樹脂100質量部に対し0質量部〜190質量部が好ましく、50質量部〜150質量部がより好ましい。
前記単層型感光層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、5μm〜25μmが好ましい。
(Single layer type photosensitive layer)
The single-layer type photosensitive layer includes a charge generation material, a charge transport material, a binder resin, and other components as necessary. As the charge generation material, the charge transport material, and the binder resin, the above-described materials can be used. Examples of other components include plasticizers, fine particles, and various additives.
The amount of the charge generating material added is preferably 5 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
The addition amount of the charge transport material is preferably 0 to 190 parts by mass, more preferably 50 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
The thickness of the single-layer type photosensitive layer is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, and is preferably 5 μm to 25 μm.
−下引き層−
支持体と感光層との間には、必要に応じて、下引き層を設けてもよい。前記下引き層は、接着性を向上する、モアレなどを防止する、上層の塗工性を改良する、残留電位を低減するなどの目的で設けられる。
前記下引き層は、少なくとも樹脂、及び微粉末を含み、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリビニルアルコール樹脂、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂;共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂;ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の三次元網目構造を形成する硬化型樹脂、などが挙げられる。
前記微粉末としては、例えば酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物、金属硫化物、又は金属窒化物などが挙げられる。
また、下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤などを含むものを使用することもできる。更に、下引き層として、Al2O3を陽極酸化にて設けたもの、ポリパラキシリレン(パリレン)等の有機物、SiO2、SnO2、TiO2、ITO、CeO2等の無機物を真空薄膜作製法にて設けたものなども使用できる。
前記下引き層の厚みについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、0.1μm〜10μmが好ましく、1μm〜5μmがより好ましい。
-Undercoat layer-
An undercoat layer may be provided between the support and the photosensitive layer as necessary. The undercoat layer is provided for the purpose of improving adhesiveness, preventing moire, improving the coatability of the upper layer, and reducing residual potential.
The undercoat layer contains at least a resin and fine powder, and further contains other components as necessary.
The resin is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include water-soluble resins such as polyvinyl alcohol resin, casein and sodium polyacrylate; alcohols such as copolymer nylon and methoxymethylated nylon. Soluble resins; curable resins that form a three-dimensional network structure such as polyurethane resins, melamine resins, alkyd-melamine resins, and epoxy resins.
Examples of the fine powder include metal oxides such as titanium oxide, silica, alumina, zirconium oxide, tin oxide, and indium oxide, metal sulfides, and metal nitrides.
Moreover, what contains a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a chromium coupling agent etc. as an undercoat layer can also be used. Further, as an undercoat layer, an anodized layer of Al 2 O 3 , an organic material such as polyparaxylylene (parylene), or an inorganic material such as SiO 2 , SnO 2 , TiO 2 , ITO, or CeO 2 is vacuum thin film. Those provided by the manufacturing method can also be used.
There is no restriction | limiting in particular about the thickness of the said undercoat layer, According to the objective, it can select suitably, 0.1 micrometer-10 micrometers are preferable, and 1 micrometer-5 micrometers are more preferable.
−保護層−
前記静電潜像担持体には、最表層として、感光層の保護及び耐久性の向上を目的として、保護層を有することが好ましい。
前記保護層は、バインダー樹脂と、フィラーを含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記バインダー樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばオレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル樹脂、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、ポリブチレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリスルホン樹脂、AS樹脂、ABS樹脂、ACS樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、エポキシ樹脂、などが挙げられる。
前記保護層には、耐摩耗性を向上させる目的でフィラーが添加される。該フィラーとしては、アルミナ粒子、酸化チタン粒子、シリカ粒子などが挙げられる。これらの中でも、アルミナ粒子、酸化チタン粒子が特に好ましい。
前記フィラーの前記保護層における添加量は、10質量%〜40質量%が好ましく、20質量%〜30質量%がより好ましい。前記フィラーの添加量が、10質量%未満であると、摩耗が大きく、耐久性に劣ることがあり、40質量%を超えると、露光時における明部電位の上昇が著しくなって、感度低下が無視できなくなることがある。
-Protective layer-
The electrostatic latent image carrier preferably has a protective layer as an outermost layer for the purpose of protecting the photosensitive layer and improving durability.
The protective layer contains a binder resin and a filler, and further contains other components as necessary.
There is no restriction | limiting in particular as said binder resin, According to the objective, it can select suitably, For example, an olefin-vinyl monomer copolymer, chlorinated polyether resin, allyl resin, phenol resin, polyacetal resin, polyamide resin, polyamide Imide resin, polyacrylate resin, polyallylsulfone resin, polybutylene resin, polybutylene terephthalate resin, polycarbonate resin, polyethersulfone resin, polyether resin, polyethylene terephthalate resin, polyimide resin, acrylic resin, polymethylpentene resin, polypropylene resin, polyphenylene Oxide resin, polysulfone resin, AS resin, ABS resin, ACS resin, polyurethane resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, epoxy resin, etc. That.
A filler is added to the protective layer for the purpose of improving wear resistance. Examples of the filler include alumina particles, titanium oxide particles, and silica particles. Among these, alumina particles and titanium oxide particles are particularly preferable.
The addition amount of the filler in the protective layer is preferably 10% by mass to 40% by mass, and more preferably 20% by mass to 30% by mass. If the added amount of the filler is less than 10% by mass, the wear may be large and the durability may be inferior. It may not be negligible.
前記保護層には、フィラーの分散性を向上させるために分散助剤を添加することができる。該分散助剤としては塗料等に使用されるもの(例えば、変性エポキシ樹脂縮合物、不飽和ポリカルボン酸低分子量ポリマー等)が適宜利用でき、その量は含有するフィラーの量に対して0.5質量%〜4質量%が好ましく、1質量%〜2質量%がより好ましい。
また、前記保護層には、前述の電荷輸送材料を添加することも極めて有効であり、その添加量も同様でよく、露光に対する特性を向上させることができる。更に、酸化防止剤も必要に応じて添加することができる。酸化防止剤については後記する。
また、保護層の別の形態としては特開2007−108651号公報、特開2007−041202号公報、特開2007−025161号公報、特開2006−227567号公報、特開2007−17672号公報、特開2007−017633号公報、特開2006−243342号公報、特開2005−227761号公報、特開2006−003863号公報、特開2006−138951号公報等で開示されている架橋型の保護層も有効に用いることができる。
これらは架橋型樹脂、及び架橋型電荷輸送性物を重合することで、飛躍的な耐摩耗性の向上を実現しており、本発明のクリーニングブレードと併せて用いることで、より高耐久性を向上した画像形成ユニットを実現することが可能となる。
前記保護層の形成方法としては、浸漬塗工法、スプレー法等の通常の塗布法が採用される。
前記保護層の厚みは、0.5μm〜10μmが好ましく、4μm〜6μmがより好ましい。
A dispersion aid can be added to the protective layer in order to improve the dispersibility of the filler. As the dispersion aid, those used in coatings and the like (for example, modified epoxy resin condensate, unsaturated polycarboxylic acid low molecular weight polymer, etc.) can be used as appropriate, and the amount is 0.000 relative to the amount of filler contained. 5 mass%-4 mass% are preferable, and 1 mass%-2 mass% are more preferable.
In addition, it is very effective to add the above-described charge transport material to the protective layer, and the addition amount may be the same, and the characteristics for exposure can be improved. Further, an antioxidant can be added as necessary. The antioxidant will be described later.
Further, as other forms of the protective layer, JP 2007-108651 A, JP 2007-042002 A, JP 2007-025161, JP 2006-227567 A, JP 2007-17672 A, Japanese Patent Application Publication No. 2007-017633, Japanese Patent Application Publication No. 2006-243342, Japanese Patent Application Publication No. 2005-227761, Japanese Patent Application Publication No. 2006-003863, Japanese Patent Application Publication No. 2006-138951, etc. Can also be used effectively.
These have dramatically improved wear resistance by polymerizing the crosslinkable resin and the crosslinkable charge transport material, and when used in combination with the cleaning blade of the present invention, higher durability is achieved. An improved image forming unit can be realized.
As a method for forming the protective layer, a normal coating method such as a dip coating method or a spray method is employed.
The thickness of the protective layer is preferably 0.5 μm to 10 μm, more preferably 4 μm to 6 μm.
−中間層−
感光層と保護層との間に別の中間層を形成することも可能である。前記中間層は、バインダー樹脂を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記バインダー樹脂としては、例えばポリアミド樹脂、アルコール可溶性ナイロン、水溶性ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂などが挙げられる。
前記中間層の形成方法としては、上記の通常の塗布法が採用され、前記中間層の厚みは、0.05μm〜2μmが好ましい。
-Intermediate layer-
It is also possible to form another intermediate layer between the photosensitive layer and the protective layer. The intermediate layer contains a binder resin, and further contains other components as necessary.
Examples of the binder resin include polyamide resin, alcohol-soluble nylon, water-soluble polyvinyl butyral resin, polyvinyl butyral resin, and polyvinyl alcohol resin.
As the method for forming the intermediate layer, the above-described normal coating method is adopted, and the thickness of the intermediate layer is preferably 0.05 μm to 2 μm.
なお、前記静電潜像担持体においては、耐環境性の改善のため、感度低下、残留電位の上昇を防止する目的で、電荷発生層、電荷輸送層、下引き層、保護層、単層型感光層等の各層に酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質、レベリング剤などを添加することができる。 In the electrostatic latent image carrier, for the purpose of improving the environmental resistance, the charge generation layer, the charge transport layer, the subbing layer, the protective layer, and the single layer are used for the purpose of preventing a decrease in sensitivity and an increase in residual potential. An antioxidant, a plasticizer, a lubricant, an ultraviolet absorber, a low molecular charge transport material, a leveling agent, and the like can be added to each layer such as a type photosensitive layer.
前記酸化防止剤として、例えば、フェノール系化合物、パラフェニレンジアミン類、有機硫黄化合物類、有機燐化合物類、などが挙げられる。 Examples of the antioxidant include phenolic compounds, paraphenylenediamines, organic sulfur compounds, and organic phosphorus compounds.
前記可塑剤として、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばリン酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、芳香族カルボン酸エステル系可塑剤、脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤、脂肪酸エステル誘導体、オキシ酸エステル系可塑剤、エポキシ可塑剤、二価アルコールエステル系可塑剤、含塩素可塑剤、ポリエステル系可塑剤、スルホン酸誘導体、クエン酸誘導体、その他の可塑剤などが挙げられる。 The plasticizer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include phosphate ester plasticizers, phthalate ester plasticizers, aromatic carboxylic ester plasticizers, and aliphatic dibasic acids. Ester plasticizers, fatty acid ester derivatives, oxyacid ester plasticizers, epoxy plasticizers, dihydric alcohol ester plasticizers, chlorine-containing plasticizers, polyester plasticizers, sulfonic acid derivatives, citric acid derivatives, other plasticizers Etc.
前記滑剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば炭化水素系化合物、脂肪酸系化合物、脂肪酸アミド系化合物、エステル系化合物、アルコール系化合物、金属石けん、天然ワックス、その他の滑剤などが挙げられる。 The lubricant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include hydrocarbon compounds, fatty acid compounds, fatty acid amide compounds, ester compounds, alcohol compounds, metal soaps, natural waxes, Other lubricants can be mentioned.
前記紫外線吸収剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サルシレート系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、クエンチャー(金属錯塩系)紫外線吸収剤、HALS(ヒンダードアミン)などが挙げられる。 The ultraviolet absorber is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a benzophenone ultraviolet absorber, a salicylate ultraviolet absorber, a benzotriazole ultraviolet absorber, a cyanoacrylate ultraviolet absorber, Examples include quencher (metal complex salt) ultraviolet absorbers and HALS (hindered amine).
<帯電工程及び露光工程>
静電潜像の形成は、静電潜像担持体の表面を帯電させた後、像様に露光することにより行うことができ、静電潜像形成手段により行うことができる。静電潜像形成手段は、例えば、潜像担持体の表面を帯電させる帯電器と、静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光器とを少なくとも備える。帯電は、例えば、帯電器を用いて静電潜像担持体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
前記帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のローラ、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、などが挙げられる。帯電部材の形状としてはローラの他にも、磁気ブラシ、ファーブラシ等、どのような形態をとってもよく、画像形成装置の仕様や形態にあわせて選択可能である。磁気ブラシを用いる場合、磁気ブラシは例えばZn−Cuフェライト等、各種フェライト粒子を帯電部材として用い、これを支持させるための非磁性の導電スリーブ、これに内包されるマグネットロールによって構成される。また、ブラシを用いる場合、例えば、ファーブラシの材質としては、カーボン、硫化銅、金属又は金属酸化物により導電処理されたファーを用い、これを金属や他の導電処理された芯金に巻き付けたり張り付けたりすることで帯電器とする。帯電器は、上記のような接触式の帯電器に限定されるものではないが、帯電器から発生するオゾンが低減された画像形成装置が得られるので、接触式の帯電器を用いることが好ましい。
<Charging process and exposure process>
The formation of the electrostatic latent image can be performed by charging the surface of the electrostatic latent image carrier and then exposing it like an image, and can be performed by electrostatic latent image forming means. The electrostatic latent image forming unit includes, for example, at least a charger that charges the surface of the latent image carrier and an exposure device that exposes the surface of the electrostatic latent image carrier imagewise. Charging can be performed, for example, by applying a voltage to the surface of the electrostatic latent image carrier using a charger.
The charger is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, a known contact charging device including a conductive or semiconductive roller, brush, film, rubber blade, etc. And non-contact chargers using corona discharge such as corotrons and corotrons. The shape of the charging member may take any form such as a magnetic brush or a fur brush in addition to the roller, and can be selected according to the specifications and form of the image forming apparatus. In the case of using a magnetic brush, the magnetic brush is composed of various ferrite particles such as Zn—Cu ferrite as a charging member, a non-magnetic conductive sleeve for supporting it, and a magnet roll included therein. In addition, when using a brush, for example, as a material of the fur brush, a fur treated with carbon, copper sulfide, metal or metal oxide is used, and this is wound around a metal or other conductive core. Make it a charger by sticking. The charger is not limited to the contact charger as described above, but it is preferable to use a contact charger because an image forming apparatus with reduced ozone generated from the charger can be obtained. .
前記露光は、例えば、露光器を用いて静電潜像担持体の表面を像様に露光することにより行うことができる。露光器としては、帯電器により帯電された静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、などの各種露光器が挙げられる。なお、本発明においては、静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。 The exposure can be performed, for example, by exposing the surface of the electrostatic latent image carrier imagewise using an exposure device. The exposure device is not particularly limited as long as it can expose the surface of the electrostatic latent image carrier charged by the charger as an image to be formed, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples include various exposure devices such as a copying optical system, a rod lens array system, a laser optical system, and a liquid crystal shutter optical system. In the present invention, a back light system in which imagewise exposure is performed from the back side of the electrostatic latent image carrier may be employed.
<現像工程及び現像手段>
前記現像工程は、静電潜像を、トナー乃至現像剤を用いて現像して可視像を形成する工程である。可視像の形成は、例えば、静電潜像をトナー乃至現像剤を用いて現像することにより行うことができ、現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、トナー乃至現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、トナー乃至現像剤を収容し、静電潜像にトナー乃至現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられる。現像器は、乾式現像方式のものであってもよいし、湿式現像方式のものであってもよく、また、単色用現像器であってもよいし、多色用現像器であってもよく、例えば、トナー乃至現像剤を摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラとを有してなるもの、などが好適に挙げられる。現像器内では、例えば、トナーとキャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦によりトナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。マグネットローラは、潜像担持体近傍に配置されているため、マグネットローラの表面に形成された磁気ブラシを構成するトナーの一部は、電気的な吸引力によって静電潜像担持体の表面に移動する。その結果、静電潜像がトナーにより現像されて静電潜像担持体の表面にトナーによる可視像が形成される。現像器に収容させる現像剤は、トナーを含む現像剤であるが、現像剤としては一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。
<Development process and development means>
The developing step is a step of forming a visible image by developing the electrostatic latent image using a toner or a developer. The visible image can be formed, for example, by developing the electrostatic latent image using a toner or a developer, and can be performed by a developing unit.
The developing unit is not particularly limited as long as it can be developed using, for example, toner or developer, and can be appropriately selected from known ones. Preferable examples include those having at least a developing device capable of applying toner or developer to the latent image in a contact or non-contact manner. The developing unit may be of a dry development type, may be of a wet development type, may be a single color developer, or may be a multicolor developer. Suitable examples include those having a stirrer for charging toner and developer by frictional stirring and a rotatable magnet roller. In the developing device, for example, the toner and the carrier are mixed and stirred, and the toner is charged by friction at that time, and held on the surface of the rotating magnet roller in a raised state, thereby forming a magnetic brush. Since the magnet roller is disposed in the vicinity of the latent image carrier, a part of the toner constituting the magnetic brush formed on the surface of the magnet roller is applied to the surface of the electrostatic latent image carrier by an electric attractive force. Moving. As a result, the electrostatic latent image is developed with toner, and a visible image is formed with toner on the surface of the electrostatic latent image carrier. The developer accommodated in the developing device is a developer containing toner, but the developer may be a one-component developer or a two-component developer.
<トナー>
次に、前記現像工程に用いられるトナーについて詳細に説明する。前記トナーの体積平均粒径は5.5μm以下が好ましく、4.5μm〜5.5μmがより好ましい。前記体積平均粒径が5.5μmを超えると、形成される画像の高精細性が達成されにくくなることがある。
ここで、トナーの体積平均粒径の測定は、例えばコールターカウンター法による。
前記トナーの平均円形度は0.97以上が好ましく、0.97〜0.98がより好ましい。前記平均円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合1.00を示し、表面形状が複雑になるほど平均円形度は小さな値となる。前記平均円形度が0.97未満であると、いわゆる重合法による小粒径トナーの製造法においては本来球形に近いものが形成されるが、追加工程で異形化処理を施すことによって成されるものであり、異形化処理はクリーニング性が不十分であったために必要とされていたものである。したがって製造上のコスト面から上記範囲が好ましい。
ここで、前記平均円形度は、例えばフロー式粒子像分析装置(東亜医用電子株式会社製、FPIA−1000)を用いて測定することができる。
<Toner>
Next, the toner used in the developing process will be described in detail. The toner preferably has a volume average particle size of 5.5 μm or less, and more preferably 4.5 μm to 5.5 μm. When the volume average particle size exceeds 5.5 μm, it may be difficult to achieve high definition of the formed image.
Here, the volume average particle diameter of the toner is measured by, for example, a Coulter counter method.
The average circularity of the toner is preferably 0.97 or more, more preferably 0.97 to 0.98. The average circularity is an index of the degree of unevenness of the toner particles, and indicates 1.00 when the toner is a perfect sphere, and the average circularity becomes smaller as the surface shape becomes more complicated. When the average circularity is less than 0.97, the so-called polymerization method for producing a small particle size toner is essentially close to a sphere, but is formed by carrying out a deforming process in an additional step. Therefore, the deforming treatment is necessary because the cleaning property is insufficient. Therefore, the above range is preferable from the viewpoint of production cost.
Here, the average circularity can be measured using, for example, a flow-type particle image analyzer (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd., FPIA-1000).
小粒径かつ球形トナーとしては、前記平均円形度及び体積平均粒径を満たせば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、懸濁重合法、必要な添加剤の乳化液を加え、液中(水系媒体中)にて単量体を乳化重合して微粒の重合体粒子(樹脂粒子)を調整し、その後、有機溶媒及び凝集剤等を添加して樹脂粒子を会合する方法で製造することができる。
このような小粒径かつ球形トナーは、バインダー樹脂、顔料、電荷制御剤、及び離型剤を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
The small particle size and spherical toner is not particularly limited as long as it satisfies the above average circularity and volume average particle size, and can be appropriately selected according to the purpose. In addition, a method in which monomers are emulsion polymerized in a liquid (in an aqueous medium) to prepare fine polymer particles (resin particles), and then an organic solvent and a flocculant are added to associate the resin particles. Can be manufactured.
Such a small particle size and spherical toner contains a binder resin, a pigment, a charge control agent, and a release agent, and further contains other components as necessary.
前記バインダー樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンアクリル樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂、などが挙げられる。これらの中でも、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂が特に好ましい。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 The binder resin is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, polystyrene resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, styrene acrylic resin, styrene methacrylate resin, polyurethane resin, vinyl resin, Examples include polyolefin resins, styrene butadiene resins, phenol resins, polyethylene resins, silicone resins, butyral resins, terpene resins, polyol resins, and the like. Among these, vinyl resins and polyester resins are particularly preferable. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
前記ビニル樹脂としては、例えば、ポリスチレン、ポリ−p−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体:スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体:ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、などが挙げられる。 Examples of the vinyl resin include homopolymers of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene, and substituted products thereof: styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene- Vinyl toluene copolymer, styrene-vinyl naphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, Styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinylmethyl Ether copolymer, styrene-vinyl Ethyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid Styrenic copolymers such as ester copolymers: polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, and the like.
前記ポリエステル樹脂としては、以下のA群に示したような2価のアルコールと、B群に示したような二塩基酸塩からなるものであり、更にC群に示したような3価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分として加えてもよい。
A群としては、例えば、エチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4ブテンジオール、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2'−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3,3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2,0)−2,2'−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンなどが挙げられる。
B群としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタール酸、テレフタール酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、リノレイン酸、又はこれらの酸無水物又は低級アルコールのエステル、などが挙げられる。
C群としては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の3価以上のアルコール、トリメリト酸、ピロメリト酸等の3価以上のカルボン酸などが挙げられる。
The polyester resin is composed of a dihydric alcohol as shown in the following group A and a dibasic acid salt as shown in the group B, and more than trivalent as shown in the group C. Alcohol or carboxylic acid may be added as a third component.
Examples of Group A include ethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4 butanediol, neopentyl glycol, 1,4 butenediol, 1,4-bis ( Hydroxymethyl) cyclohexane, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, polyoxyethylenated bisphenol A, polyoxypropylene (2,2) -2,2′-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (3,3 ) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene (2,0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (2,0) -2,2 ′ -Bis (4-hydroxyphenyl) propane and the like.
Examples of the group B include maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, malonic acid, Linolenic acid, or acid anhydrides or esters of lower alcohols thereof can be used.
Examples of Group C include trivalent or higher alcohols such as glycerin, trimethylolpropane and pentaerythritol, and trivalent or higher carboxylic acids such as trimellitic acid and pyromellitic acid.
前記ポリオール樹脂としては、エポキシ樹脂と2価フェノールのアルキレンオキサイド付加物、もしくはそのグリシジルエーテルとエポキシ基と反応する活性水素を分子中に1つ有する化合物と、エポキシ樹脂と反応する活性水素を分子中に2つ以上有する化合物を反応してなるものなどが挙げられる。 Examples of the polyol resin include an alkylene oxide adduct of an epoxy resin and a dihydric phenol, or a compound having one active hydrogen that reacts with the glycidyl ether and an epoxy group in the molecule, and an active hydrogen that reacts with the epoxy resin in the molecule. And those obtained by reacting a compound having two or more thereof.
前記顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、黒色顔料、黄色顔料、橙色顔料、赤色顔料、紫色顔料、青色顔料、緑色顔料、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記黒色顔料としては、例えば、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物などが挙げられる。
前記黄色顔料としては、例えば、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキなどが挙げられる。
前記橙色顔料としては、例えば、モリブデンオレンジ、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、インダンスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダンスレンブリリアントオレンジGKなどが挙げられる。
前記赤色顔料としては、例えば、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bなどが挙げられる。
前記紫色顔料としては、例えば、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキなどが挙げられる。
前記青色顔料としては、例えば、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーBCなどが挙げられる。
前記緑色顔料としては、例えば、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキなどが挙げられる。
これらの中でも、カラートナーとしては、良好な顔料の均一分散が必須となり、顔料を直接大量の樹脂中に投入するのではなく、一度高濃度に顔料を分散させたマスターバッチを作製し、それを希釈する形で投入する方式が用いられている。
There is no restriction | limiting in particular as said pigment, According to the objective, it can select suitably, For example, a black pigment, a yellow pigment, an orange pigment, a red pigment, a purple pigment, a blue pigment, a green pigment etc. are mentioned. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Examples of the black pigment include azine dyes such as carbon black, oil furnace black, channel black, lamp black, acetylene black, and aniline black, metal salt azo dyes, metal oxides, and composite metal oxides.
Examples of the yellow pigment include cadmium yellow, mineral fast yellow, nickel titanium yellow, navel yellow, naphthol yellow S, Hansa Yellow G, Hansa Yellow 10G, Benzidine Yellow GR, Quinoline Yellow Lake, Permanent Yellow NCG, Tartrazine Lake. Etc.
Examples of the orange pigment include molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, Vulcan orange, indanthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, indanthrene brilliant orange GK and the like.
Examples of the red pigment include Bengala, Cadmium Red, Permanent Red 4R, Resol Red, Pyrazolone Red, Watching Red Calcium Salt, Lake Red D, Brilliant Carmine 6B, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Alizarin Lake, Brilliant Carmine 3B, and the like. Is mentioned.
Examples of the purple pigment include fast violet B and methyl violet lake.
Examples of the blue pigment include cobalt blue, alkali blue, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue partial chlorinated product, first sky blue, and indanthrene blue BC.
Examples of the green pigment include chrome green, chromium oxide, pigment green B, and malachite green lake.
Among these, as a color toner, it is essential to uniformly disperse a good pigment. Instead of putting the pigment directly into a large amount of resin, a master batch in which the pigment is once dispersed at a high concentration is prepared. A method of feeding in a diluted form is used.
前記電荷制御剤は、トナー粒子内部に配合(内添)しても、トナー粒子と混合(外添)して用いてもよい。該電荷制御剤によって、現像システムに応じた最適の電荷量コントロールが可能となり、本発明では、粒度分布と電荷量とのバランスを更に安定したものとすることが可能である。
トナーを正電荷性に制御するものとしては、例えば、ニグロシン、四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系染料、イミダゾール金属錯体又はその塩類を、単独あるいは2種類以上組み合わせて用いることができる。
また、トナーを負電荷性に制御するものとしては、例えば、サリチル酸金属錯体又はその塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物などが挙げられる。
The charge control agent may be blended (internally added) inside the toner particles or mixed (externally added) with the toner particles. The charge control agent makes it possible to control the optimum charge amount according to the development system, and in the present invention, the balance between the particle size distribution and the charge amount can be further stabilized.
For controlling the toner to be positively charged, for example, nigrosine, a quaternary ammonium salt, a triphenylmethane dye, an imidazole metal complex or a salt thereof can be used alone or in combination of two or more.
Examples of toners that control negative charge include salicylic acid metal complexes or salts thereof, organic boron salts, calixarene compounds, and the like.
前記離型剤としては、例えば、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス等の天然ワックス;モンタンワックス又はその誘導体、パラフィンワックス又はその誘導体、ポリオレフィンワックス又はその誘導体、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル、などが挙げられる。
前記離型剤の融点は、65℃〜90℃であることが好ましい。該融点が65℃未満であると、トナー保存時のブロッキングが発生しやすくなることがあり、90℃を超えると、定着ローラ温度が低い領域でオフセットが発生しやすくなることがある。
Examples of the release agent include natural waxes such as candelilla wax, carnauba wax, and rice wax; montan wax or derivatives thereof, paraffin wax or derivatives thereof, polyolefin wax or derivatives thereof, sazol wax, low molecular weight polyethylene, Low molecular weight polypropylene, alkyl phosphate ester, etc. are mentioned.
The melting point of the release agent is preferably 65 ° C to 90 ° C. If the melting point is less than 65 ° C., blocking during storage of the toner tends to occur, and if it exceeds 90 ° C., offset tends to occur in a region where the fixing roller temperature is low.
前記離型剤等の分散性を向上させるなどの目的のため、添加剤を加えてもよい。添加剤としては、例えばスチレン−アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Additives may be added for the purpose of improving dispersibility of the release agent and the like. Examples of additives include styrene-acrylic resin, polyethylene resin, polystyrene resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, styrene methacrylate resin, polyurethane resin, vinyl resin, polyolefin resin, styrene butadiene resin, phenol resin, butyral resin, terpene. Examples thereof include resins and polyol resins. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
前記トナーは、トナー母体粒子表面に外添剤を埋設して表面改質を行ってもよい。母体粒子の1/10以下の有機樹脂粒子や無機微粒子などを混合し、加熱処理などにより母体表面に固定化することでトナー表面に微小な凹凸を形成することができる。
前記外添剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、シリカ微粒子、疎水化されたシリカ微粒子、脂肪酸金属塩(例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムなど);金属酸化物(例えばチタニア、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモンなど)又はこれらの疎水化物、フルオロポリマーなどが挙げられる。これらの中でも、疎水化されたシリカ微粒子、チタニア粒子、疎水化されたチタニア微粒子が特に好ましい。
前記シリカ微粒子としては、例えばHDK H 2000、HDK H 2000/4、HDK H 2050EP、HVK21、HDK H1303(いずれも、ヘキスト社製);R972、R974、RX200、RY200、R202、R805、R812(いずれも、日本アエロジル株式会社製)などが挙げられる。
前記チタニア微粒子としては、例えばP−25(日本アエロジル株式会社製);STT−30、STT−65C−S(いずれも、チタン工業株式会社製);TAF−140(富士チタン工業株式会社製);MT−150W、MT−500B、MT−600B、MT−150A(いずれも、テイカ株式会社製)などが挙げられる。
前記疎水化された酸化チタン微粒子としては、例えばT−805(日本アエロジル株式会社製);STT−30A、STT−65S−S(いずれも、チタン工業株式会社製);TAF−500T、TAF−1500T(いずれも、富士チタン工業株式会社製);MT−100S、MT−100T(いずれも、テイカ株式会社製);IT−S(石原産業株式会社製)などが挙げられる。
前記疎水化されたシリカ微粒子、疎水化されたチタニア微粒子、疎水化されたアルミナ微粒子を得るためには、親水性の微粒子をメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤で処理して得ることができる。
前記疎水化処理剤としては、例えばジアルキルジハロゲン化シラン、トリアルキルハロゲン化シラン、アルキルトリハロゲン化シラン、ヘキサアルキルジシラザン等のシランカップリング剤;シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、シリコーンワニスなどが挙げられる。
The toner may be subjected to surface modification by embedding an external additive on the surface of the toner base particles. Fine unevenness can be formed on the toner surface by mixing organic resin particles or inorganic fine particles of 1/10 or less of the base particles, and fixing to the base surface by heat treatment or the like.
The external additive is not particularly limited and may be appropriately selected from known ones according to the purpose. For example, silica fine particles, hydrophobized silica fine particles, fatty acid metal salts (for example, zinc stearate, And aluminum oxide stearate); metal oxides (for example, titania, alumina, tin oxide, antimony oxide, etc.) or their hydrophobized products, fluoropolymers, and the like. Among these, hydrophobized silica fine particles, titania particles, and hydrophobized titania fine particles are particularly preferable.
Examples of the silica fine particles include HDK H 2000, HDK H 2000/4, HDK H 2050EP, HVK21, HDK H1303 (all manufactured by Hoechst); R972, R974, RX200, RY200, R202, R805, R812 (all , Manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.).
Examples of the titania fine particles include P-25 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.); STT-30, STT-65C-S (both manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.); TAF-140 (manufactured by Fuji Titanium Industry Co., Ltd.); Examples include MT-150W, MT-500B, MT-600B, MT-150A (all manufactured by Teika Corporation).
Examples of the hydrophobized titanium oxide fine particles include T-805 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.); STT-30A, STT-65S-S (both manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.); TAF-500T, TAF-1500T. (Both manufactured by Fuji Titanium Industry Co., Ltd.); MT-100S, MT-100T (both manufactured by Teika Co., Ltd.); IT-S (produced by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) and the like.
In order to obtain the hydrophobized silica fine particles, the hydrophobized titania fine particles, and the hydrophobized alumina fine particles, the hydrophilic fine particles are made of silane cups such as methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, and octyltrimethoxysilane. It can be obtained by treating with a ring agent.
Examples of the hydrophobizing agent include silane coupling agents such as dialkyldihalogenated silanes, trialkylhalogenated silanes, alkyltrihalogenated silanes, and hexaalkyldisilazanes; silylating agents and silane couplings having a fluorinated alkyl group. Agents, organic titanate coupling agents, aluminum coupling agents, silicone oils, silicone varnishes and the like.
また、無機微粒子にシリコーンオイルを必要ならば熱を加えて処理したシリコーンオイル処理無機微粒子も好適である。
前記無機微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸パリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などが挙げられる。これらの中でも、シリカ、二酸化チタンが特に好ましい。
前記シリコーンオイルとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、エポキシ・ポリエーテル変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、アクリル変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイルなどが挙げられる。
Further, silicone oil-treated inorganic fine particles obtained by treating the inorganic fine particles with silicone oil if necessary are also suitable.
The inorganic fine particles are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, iron oxide, oxidation Copper, zinc oxide, tin oxide, silica sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth, chromium oxide, cerium oxide, pengala, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, parium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, carbonized Examples thereof include silicon and silicon nitride. Among these, silica and titanium dioxide are particularly preferable.
The silicone oil is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, chlorophenyl silicone oil, methyl hydrogen silicone oil, alkyl-modified silicone oil, fluorine-modified Silicone oil, polyether modified silicone oil, alcohol modified silicone oil, amino modified silicone oil, epoxy modified silicone oil, epoxy / polyether modified silicone oil, phenol modified silicone oil, carboxyl modified silicone oil, mercapto modified silicone oil, acrylic modified silicone Examples thereof include oil, methacryl-modified silicone oil, and α-methylstyrene-modified silicone oil.
前記無機微粒子の一次粒子の平均粒径は、1nm〜100nmが好ましく、3nm〜70nmがより好ましい。前記平均粒径が、1nm未満であると、無機微粒子がトナー中に埋没し、その機能が有効に発揮されにくいことがあり、100nmを超えると、静電潜像担持体表面を不均一に傷つけてしまうことがある。
前記外添剤としては、無機微粒子、疎水化処理無機微粒子を併用することができるが、疎水化処理された一次粒子の平均粒径は1nm〜100nmが好ましく、5nm〜70nmがより好ましい。また、疎水化処理された一次粒子の平均粒径が20nm以下の無機微粒子を少なくとも2種類含み、かつ30nm以上の無機微粒子を少なくとも1種類含むことがより好ましい。また、前記無機微粒子のBET法による比表面積は、20m2/g〜500m2/gであることが好ましい。
前記外添剤の添加量は、前記トナーに対し0.01質量%〜5質量%が好ましく、0.03質量%〜2質量%がより好ましい。
The average particle size of primary particles of the inorganic fine particles is preferably 1 nm to 100 nm, and more preferably 3 nm to 70 nm. When the average particle size is less than 1 nm, the inorganic fine particles are embedded in the toner, and the function may not be effectively exhibited. When the average particle size exceeds 100 nm, the surface of the electrostatic latent image carrier is damaged unevenly. May end up.
As the external additive, inorganic fine particles and hydrophobic treated inorganic fine particles can be used in combination. The average particle size of the hydrophobized primary particles is preferably 1 nm to 100 nm, and more preferably 5 nm to 70 nm. More preferably, the primary particles subjected to the hydrophobization treatment include at least two types of inorganic fine particles having an average particle diameter of 20 nm or less and at least one type of inorganic fine particles of 30 nm or more. Further, BET specific surface area of the inorganic fine particles is preferably 20m 2 / g~
The addition amount of the external additive is preferably 0.01% by mass to 5% by mass and more preferably 0.03% by mass to 2% by mass with respect to the toner.
<転写工程及び転写手段>
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記電子写真感光体を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
<Transfer process and transfer means>
The transfer step is a step of transferring the visible image onto a recording medium. After the primary transfer of the visible image onto the intermediate transfer member using an intermediate transfer member, the visible image is transferred onto the recording medium. A primary transfer step of forming a composite transfer image by transferring a visible image onto an intermediate transfer body using two or more colors, preferably full color toner as the toner, and a composite transfer image; A mode including a secondary transfer step of transferring the transfer image onto the recording medium is more preferable.
The transfer can be performed, for example, by charging the electrophotographic photosensitive member with the visible image using a transfer charger, and can be performed by the transfer unit. The transfer means includes a primary transfer means for transferring a visible image onto an intermediate transfer member to form a composite transfer image, and a secondary transfer means for transferring the composite transfer image onto a recording medium. Embodiments are preferred.
The intermediate transfer member is not particularly limited and may be appropriately selected from known transfer members according to the purpose. For example, a transfer belt and the like are preferable.
前記転写手段(前記第一次転写手段、前記第二次転写手段)は、前記電子写真感光体上に形成された前記可視像を前記記録媒体側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有するのが好ましい。前記転写手段は、1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。前記転写器としては、例えば、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器、などが挙げられる。
前記記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、OHP用のPETベース等も用いることができる。
The transfer unit (the primary transfer unit and the secondary transfer unit) includes at least a transfer unit that peels and charges the visible image formed on the electrophotographic photosensitive member toward the recording medium. preferable. There may be one transfer means or two or more transfer means. Examples of the transfer device include a corona transfer device using corona discharge, a transfer belt, a transfer roller, a pressure transfer roller, and an adhesive transfer device.
The recording medium is typically plain paper, but is not particularly limited as long as it can transfer an unfixed image after development, and can be appropriately selected according to the purpose. Etc. can also be used.
<定着工程及び定着手段>
前記定着工程は記録媒体に転写された可視像を定着装置を用いて定着させる工程であり、各色のトナーに対し記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。定着手段としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、定着部材と該定着部材を加熱する熱源とを有するものが用いられる。定着部材としては、例えば、無端状ベルトとローラとの組合せ、ローラとローラとの組合せ、などが挙げられるが、ウォームアップ時間を短縮することができ、省エネルギー化の実現の点で、また、定着可能幅の拡大の点で、熱容量が小さい無端状ベルトとローラとの組合せであるのが好ましい。
<Fixing process and fixing means>
The fixing step is a step of fixing the visible image transferred to the recording medium using a fixing device, and may be performed each time the toner of each color is transferred to the recording medium, or may be performed on the toner of each color. You may carry out simultaneously in the state which laminated | stacked. The fixing unit is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. A fixing unit and a heat source for heating the fixing member are used. Examples of the fixing member include a combination of an endless belt and a roller, and a combination of a roller and a roller. However, the warm-up time can be shortened, and in terms of realizing energy saving, the fixing is also performed. A combination of an endless belt and a roller having a small heat capacity is preferable in terms of expanding the possible width.
−除電工程及び除電手段−
前記除電工程は静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、除電手段により好適に行うことができる。前記除電手段としては、静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加することができれば特に制限はなく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
-Static elimination process and static elimination means-
The neutralization step is a step of performing neutralization by applying a neutralization bias to the electrostatic latent image carrier, and can be suitably performed by a neutralization unit. The neutralization means is not particularly limited as long as a neutralization bias can be applied to the electrostatic latent image carrier, and can be appropriately selected from known neutralizers. It is done.
−クリーニング工程及びクリーニング手段−
前記クリーニング工程は、静電潜像担持体上に残留するトナー及び該トナー以外の異物を除去する工程であり、クリーニング手段により行うことができる。前記クリーニング手段としては、機構が複雑にならずコストを低く抑えることができる本発明の前記クリーニングブレードを用いる。
なお、公知のクリーナ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等と組み合わせることでも良好なクリーニング工程として有効である。
-Cleaning process and cleaning means-
The cleaning step is a step of removing toner remaining on the electrostatic latent image carrier and foreign matters other than the toner, and can be performed by a cleaning unit. As the cleaning means, the cleaning blade of the present invention that can keep the cost low without complicating the mechanism is used.
A combination with a known cleaner such as a magnetic brush cleaner, electrostatic brush cleaner, magnetic roller cleaner, brush cleaner, web cleaner, etc. is also effective as a good cleaning process.
−リサイクル工程及びリサイクル手段−
前記リサイクル工程はクリーニング工程により除去したトナーを現像手段にリサイクルさせる工程であり、リサイクル手段により好適に行うことができる。前記リサイクル手段としては特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
-Recycling process and recycling means-
The recycling process is a process in which the toner removed by the cleaning process is recycled to the developing unit, and can be suitably performed by the recycling unit. There is no restriction | limiting in particular as said recycling means, A well-known conveyance means etc. are mentioned.
−制御工程及び制御手段−
前記制御工程は各工程を制御する工程であり、制御手段により好適に行うことができる。前記制御手段としては、各工程の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
-Control process and control means-
The said control process is a process of controlling each process, and can be suitably performed by a control means. The control means is not particularly limited as long as the movement of each process can be controlled, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include devices such as a sequencer and a computer.
ここで、本発明の画像形成装置について図面を参照して説明する。図3は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略図である。
静電潜像担持体1は、ドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであってもよい。静電潜像担持体1の周囲には、必要に応じて、転写前チャージャ7(転写手段)、転写チャージャ10(転写手段)、分離チャージャ11、クリーニング前チャージャ15が配置され、これらはコロトロン、スコロトロン、固体帯電器(ソリッド・ステート・チャージャー)、帯電ローラをはじめとする公知の手段を用いることができる。
Here, the image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic view showing an example of the image forming apparatus of the present invention.
Although the electrostatic latent image carrier 1 has a drum shape, it may be a sheet or an endless belt. Around the electrostatic latent image carrier 1, a pre-transfer charger 7 (transfer means), a transfer charger 10 (transfer means), a
帯電手段3には、ワイヤー方式の帯電器やローラ形状の帯電器が用いられる。高速帯電が必要とされる場合にはスコロトロン方式の帯電器が良好に使用され、コンパクト化や静電潜像担持体を複数使用するタンデム方式の画像形成装置においては、酸性ガス(NOx、SOx等)やオゾン発生量の少ないローラ形状の帯電器が有効に使用される。この帯電器により、静電潜像担持体には帯電が施されるが、静電潜像担持体に印加される電界強度は高いほどドット再現性が良好になるため、20V/μm以上の電界強度が印加されることが好ましい。しかし、感光体の絶縁破壊や現像時のキャリア付着の問題を生み出す可能性があり、上限値は60V/μm以下が好ましく、50V/μm以下がより好ましい。
帯電ローラ3(帯電手段)は感光体と当接していてもよいが、両者の間に適当なギャップ(10μm〜200μm程度)を設けた近接配置とすることにより、両者の摩耗量が低減できると共に帯電部材へのトナーフィルミングを抑制でき、好ましく使用できる。帯電手段に印加する電圧は、帯電の安定化と帯電ムラの抑制のために、直流成分に交流成分を重畳したものとすることが効果的である。
転写手段としては、一般に、前記帯電器が使用できるが、転写ベルトを使用したものも有効である。
また、画像露光部5(図3では装置は図示せず)、除電ランプ2(除電手段)等の光源としては、例えば蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザー(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)等の発光物全般を用いることができる。そして、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルター等の各種フィルターを用いることもできる。これらの光源は図3に示される工程の外に、光照射を併用した転写工程、除電工程、クリーニング工程、又は前露光等の工程に用いられ、静電潜像担持体に光が照射される。
現像ユニット6(現像手段)により静電潜像担持体上に現像されたトナーは転写紙等の記録媒体9に転写されるが全部が転写されるわけではなく、静電潜像担持体上に残存するトナーもあり、このようなトナーはファーブラシ14(クリーニング手段)及びクリーニングブレード15(クリーニング手段)により静電潜像担持体から除去される。
クリーニングは本発明の前記クリーニングブレードのみで行われることもあるが、必要に応じてファーブラシ等のクリーニングブラシを組み合わせて用いることができる。
As the charging means 3, a wire-type charger or a roller-type charger is used. When high speed charging is required, scorotron type chargers are used favorably. In compact and tandem type image forming apparatuses that use a plurality of electrostatic latent image carriers, acid gases (NOx, SOx, etc.) ) And roller-shaped chargers that generate less ozone. Although the electrostatic latent image carrier is charged by this charger, the higher the electric field strength applied to the electrostatic latent image carrier, the better the dot reproducibility. Therefore, an electric field of 20 V / μm or more. It is preferred that strength be applied. However, there is a possibility that problems such as dielectric breakdown of the photoreceptor and carrier adhesion during development may occur, and the upper limit is preferably 60 V / μm or less, and more preferably 50 V / μm or less.
The charging roller 3 (charging means) may be in contact with the photosensitive member, but by providing a suitable gap (approximately 10 μm to 200 μm) between them, the wear amount of both can be reduced. Toner filming on the charging member can be suppressed and can be preferably used. The voltage applied to the charging means is effective when the AC component is superimposed on the DC component in order to stabilize charging and suppress charging unevenness.
In general, the charger can be used as a transfer unit, but a transfer belt is also effective.
Further, as a light source such as an image exposure unit 5 (the device is not shown in FIG. 3), a static elimination lamp 2 (static elimination means), for example, a fluorescent lamp, a tungsten lamp, a halogen lamp, a mercury lamp, a sodium lamp, a light emitting diode (LED) In general, light emitting materials such as a semiconductor laser (LD) and electroluminescence (EL) can be used. Various types of filters such as a sharp cut filter, a band pass filter, a near infrared cut filter, a dichroic filter, an interference filter, and a color temperature conversion filter can be used to irradiate only light in a desired wavelength range. In addition to the steps shown in FIG. 3, these light sources are used for a transfer step, a static elimination step, a cleaning step, or a pre-exposure step in combination with light irradiation, and the electrostatic latent image carrier is irradiated with light. .
The toner developed on the electrostatic latent image carrier by the developing unit 6 (developing means) is transferred to a
Although cleaning may be performed only with the cleaning blade of the present invention, a cleaning brush such as a fur brush may be used in combination as necessary.
除電ランプ2等の光源には、前記静電潜像担持体に対し除電を行うことができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、半導体レーザー(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)等が好適に挙げられる。
前記半導体レーザー(LD)、及びエレクトロルミネッセンス(EL)以外にも、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、キセノンランプ等を用いることができる。また、波長を特定化するため、前記光源と組み合わせて、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
なお、図3中8はレジストローラ、12は分離爪である。
The light source such as the
In addition to the semiconductor laser (LD) and electroluminescence (EL), a fluorescent lamp, a tungsten lamp, a halogen lamp, a mercury lamp, a sodium lamp, a xenon lamp, or the like can be used. In order to specify the wavelength, various filters such as a sharp cut filter, a band pass filter, a near infrared cut filter, a dichroic filter, an interference filter, and a color temperature conversion filter can be used in combination with the light source.
In FIG. 3, 8 is a registration roller, and 12 is a separation claw.
以上説明した画像形成装置における画像形成手段は、複写装置、ファクシミリ、プリンタ内に固定されていてもよいが、以下に説明するプロセスカートリッジの形で画像形成装置内に組み込まれていてもよい。 The image forming means in the image forming apparatus described above may be fixed in the copying apparatus, facsimile, or printer, but may be incorporated in the image forming apparatus in the form of a process cartridge described below.
(プロセスカートリッジ)
本発明のプロセスカートリッジは、静電潜像担持体と、該静電潜像担持上にトナーで静電潜像を現像して可視像を形成する現像手段と、前記静電潜像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段とを少なくとも有し、更に必要に応じて帯電手段、露光手段、転写手段、除電手段等のその他の手段を有してなる。
前記プロセスカートリッジは、各種電子写真方式の画像形成装置、ファクシミリ、プリンタに着脱可能に備えさせることができ、本発明の前記画像形成装置に着脱可能に備えさせるのが特に好ましい。
(Process cartridge)
The process cartridge of the present invention includes an electrostatic latent image carrier, developing means for developing the electrostatic latent image with toner on the electrostatic latent image carrier to form a visible image, and the electrostatic latent image carrier. And at least cleaning means for removing the residual toner on the top, and further, other means such as charging means, exposure means, transfer means, and static elimination means as necessary.
The process cartridge can be detachably provided in various electrophotographic image forming apparatuses, facsimiles, and printers, and it is particularly preferable that the process cartridge is detachably provided in the image forming apparatus of the present invention.
ここで、前記プロセスカートリッジは、例えば、図4に示すように、電子写真感光体101を内蔵し、帯電手段102、現像手段104、転写手段108、クリーニング手段107を含み、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。図4中、103は露光手段による露光、105は記録媒体をそれぞれ示す。
次に、図4に示すプロセスカートリッジによる画像形成プロセスについて示すと、電子写真感光体101は、矢印方向に回転しながら、帯電手段102による帯電、露光手段(不図示)による露光103により、その表面に露光像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段104で現像され、得られた可視像は転写手段108により、記録媒体105に転写され、プリントアウトされる。次いで、像転写後の電子写真感光体表面は、クリーニング手段107によりクリーニングされ、更に除電手段(不図示)により除電されて、再び、以上の操作を繰り返すものである。
Here, for example, as shown in FIG. 4, the process cartridge includes an electrophotographic
Next, the image forming process using the process cartridge shown in FIG. 4 will be described. The electrophotographic
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
以下の合成例、実施例、及び比較例において、以下のようにして、ポリシロキサン、ジオール、及びポリウレタンエラストマーの数平均分子量、トナーの平均円形度、及びトナーの体積平均粒径を測定した。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
In the following synthesis examples, examples, and comparative examples, the number average molecular weight, the average circularity of the toner, and the volume average particle diameter of the toner were measured as follows.
<数平均分子量>
ポリシロキサン、ジオール、及びポリウレタンエラストマーの数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。付帯的には、HLC−8220(東ソー・テクノシステム株式会社製)を使用して、ジメチルフォルムアミドを溶媒とし、ポリスチレン樹脂を分子量の校正試薬として測定した。
<Number average molecular weight>
The number average molecular weight of the polysiloxane, diol, and polyurethane elastomer was measured by gel permeation chromatography (GPC). Incidentally, HLC-8220 (manufactured by Tosoh Techno System Co., Ltd.) was used, and measurement was performed using dimethylformamide as a solvent and polystyrene resin as a molecular weight calibration reagent.
<トナーの体積平均粒径>
トナーの体積平均粒径は、粒度測定器(「マルチサイザーIII」、ベックマンコールター社製)を用い、アパーチャー径100μmで測定し、解析ソフト(Beckman Coulter Mutlisizer 3 Version3.51)にて解析を行った。
具体的には、ガラス製100mlビーカーに10質量%界面活性剤(アルキルベンゼンスフォン酸塩ネオゲンSC−A、第一工業製薬株式会社製)を0.5ml添加し、各トナー0.5g添加し、ミクロスパーテルでかき混ぜ、次いで、イオン交換水80mlを添加した。得られた分散液を超音波分散器(W−113MK−II、本多電子株式会社製)で10分間分散処理した。前記分散液を前記マルチサイザーIIIを用い、測定用溶液としてアイソトンIII(ベックマンコールター社製)を用いて測定を行った。測定は装置が示す濃度が8±2%になるように前記トナーサンプル分散液を滴下した。本測定法は粒径の測定再現性の点から前記濃度を8±2%にすることが重要である。この濃度範囲であれば粒径に誤差は生じない。
<Volume average particle diameter of toner>
The volume average particle size of the toner was measured with a particle size measuring device (“Multisizer III”, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) with an aperture diameter of 100 μm, and analyzed with analysis software (Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51). .
Specifically, 0.5 ml of 10% by weight surfactant (alkylbenzene sulfonate Neogen SC-A, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) is added to a 100 ml glass beaker, and 0.5 g of each toner is added. The mixture was stirred with a micropartel, and then 80 ml of ion exchange water was added. The obtained dispersion was subjected to a dispersion treatment for 10 minutes with an ultrasonic disperser (W-113MK-II, manufactured by Honda Electronics Co., Ltd.). The dispersion was measured using the Multisizer III and Isoton III (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) as the measurement solution. In the measurement, the toner sample dispersion was dropped so that the concentration indicated by the apparatus was 8 ± 2%. In this measurement method, it is important that the concentration is 8 ± 2% from the viewpoint of the reproducibility of the particle size. Within this concentration range, no error occurs in the particle size.
<トナーの平均円形度>
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置(「FPIA−2100」、東亜医用電子株式会社製)を用いて計測した。具体的には、容器中に、予め不純固形物を除去した水100mL〜150mLに分散剤としての界面活性剤(アルキルベンゼンスフォン酸塩)を0.1mL〜0.5mL添加し、更に、各トナーを0.1g〜0.5g添加して分散させた。得られた分散液を超音波分散器(ホンダエレクトロニクス社製)で1分間〜3分間分散処理して、分散液の濃度を3,000〜1万個/μLとしてトナーの形状及び分布を測定した。これらの測定結果から平均円形度を算出した。
<Average circularity of toner>
The average circularity of the toner was measured using a flow type particle image analyzer (“FPIA-2100”, manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.). Specifically, 0.1 mL to 0.5 mL of a surfactant (alkylbenzene sulfonate) as a dispersant is added to 100 mL to 150 mL of water from which impure solids have been removed in advance, and each toner is further added. 0.1 g to 0.5 g was added and dispersed. The obtained dispersion liquid was subjected to a dispersion treatment for 1 minute to 3 minutes with an ultrasonic disperser (manufactured by Honda Electronics Co., Ltd.), and the shape and distribution of the toner were measured at a dispersion liquid concentration of 3,000 to 10,000 / μL. . The average circularity was calculated from these measurement results.
(合成例1)
−3つの加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン(C−1)の合成−
コルベン内に、メチルトリメトキシシラン100質量部(0.74モル)、フェニルトリメトキシシラン80質量部(0.40モル)、イオン交換水45質量部(2.5モル)、及びシュウ酸0.1質量部(0.001モル)を仕込み、60℃にて6時間の条件で加熱撹拌し、更にエバポレーターを用いて、加水分解により副生したメタノールを50mmHgの減圧下で2時間かけて除去し、ポリシロキサン(C−1)(数平均分子量(Mn)=2,800)を合成した。
(Synthesis Example 1)
-Synthesis of polysiloxane (C-1) having three hydrolyzable alkoxy groups-
In Kolben, 100 parts by mass (0.74 mol) of methyltrimethoxysilane, 80 parts by mass (0.40 mol) of phenyltrimethoxysilane, 45 parts by mass of ion-exchanged water (2.5 mol), and 0. 1 part by mass (0.001 mol) was charged and heated and stirred at 60 ° C. for 6 hours. Further, by using an evaporator, methanol produced as a by-product by hydrolysis was removed over 2 hours under a reduced pressure of 50 mmHg. Polysiloxane (C-1) (number average molecular weight (Mn) = 2,800) was synthesized.
(合成例2)
−2つの加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン(C−2)の合成−
コルベン内に、ジフェニルジメトキシシラン170質量部(0.74モル)、フェニルトリメトキシシラン80質量部(0.40モル)、イオン交換水40質量部(2.2モル)、及びシュウ酸0.1質量部(0.001モル)を仕込み、60℃にて6時間の条件で加熱撹拌し、更にエバポレーターを用いて、加水分解により副生したメタノールを50mmHgの減圧下で2時間かけて除去し、ポリシロキサン(C−2)(数平均分子量(Mn)=5,000)を合成した。
(Synthesis Example 2)
-Synthesis of polysiloxane (C-2) having two hydrolyzable alkoxy groups-
In Kolben, 170 parts by mass (0.74 mol) of diphenyldimethoxysilane, 80 parts by mass (0.40 mol) of phenyltrimethoxysilane, 40 parts by mass of ion-exchanged water (2.2 mol), and 0.1 oxalic acid A mass part (0.001 mol) was charged, and the mixture was heated and stirred at 60 ° C. for 6 hours. Further, by using an evaporator, methanol by-produced by hydrolysis was removed under reduced pressure of 50 mmHg over 2 hours. Polysiloxane (C-2) (number average molecular weight (Mn) = 5,000) was synthesized.
(合成例3)
−3つの加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン(C−3)の合成−
コルベン内に、両末端カルボキシ基変性ポリシロキサン(「X−22−162C」、信越化学工業株式会社製)50質量部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン8質量部、トリフェニルホスフィン1質量部、及びp−メトキシフェノール0.2質量部を仕込み、110℃にて10時間反応させ、ポリシロキサン(C−3)(数平均分子量(Mn)=1,500)を合成した。
(Synthesis Example 3)
-Synthesis of polysiloxane (C-3) having three hydrolyzable alkoxy groups-
In Kolben, both ends carboxy group-modified polysiloxane ("X-22-162C", manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 50 parts by mass, γ-
(比較合成例1)
−1つの加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン(C−4)の合成−
コルベン内に、トリメチルモノメトキシシラン119質量部(1.14モル)、イオン交換水45質量部(2.5モル)、及びシュウ酸0.1質量部(0.001モル)を仕込み、60℃にて6時間の条件で加熱撹拌した。更にエバポレーターを用いて、加水分解により副生したメタノールを50mmHgの減圧下で2時間かけて除去し、比較合成例1のポリシロキサン(C−4)(数平均分子量(Mn)=350)を合成した。
(Comparative Synthesis Example 1)
-Synthesis of polysiloxane (C-4) having one hydrolyzable alkoxy group-
In Kolben, 119 parts by mass (1.14 mol) of trimethylmonomethoxysilane, 45 parts by mass (2.5 mol) of ion-exchanged water, and 0.1 part by mass (0.001 mol) of oxalic acid were charged at 60 ° C. The mixture was stirred under heating for 6 hours. Further, by using an evaporator, methanol produced as a by-product by hydrolysis was removed under reduced pressure of 50 mmHg over 2 hours to synthesize polysiloxane (C-4) (number average molecular weight (Mn) = 350) of Comparative Synthesis Example 1. did.
(実施例1)
−クリーニングブレードの作製−
数平均分子量(Mn)が1,000のポリテトラメチレングリコール(三洋化成工業株式会社製)1,000質量部、ジフェニルメタンジイソシアネート(日本ポリウレタン株式会社製)198質量部、及び触媒としてトリエチルアミン1質量部を4つ口フラスコ内に仕込み、反応温度100℃、6時間反応させて、両末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを合成した。
このプレポリマーに鎖伸長剤として1,4−ブタンジオール(分子量=90)36質量部を添加し、100℃で5分間反応させた。
これに、合成例1のポリシロキサン(C−1)250質量部、及び酸発生剤としてN−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド0.1質量部を加え、100℃で3時間反応させた。以上によりポリウレタンエラストマーを作製した。得られたポリウレタンエラストマーの数平均分子量(Mn)は、36,000であった。
Example 1
-Preparation of cleaning blade-
1,000 parts by mass of polytetramethylene glycol (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) having a number average molecular weight (Mn) of 1,000, 198 parts by mass of diphenylmethane diisocyanate (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.), and 1 part by mass of triethylamine as a catalyst. The mixture was charged into a four-necked flask and reacted at a reaction temperature of 100 ° C. for 6 hours to synthesize a prepolymer having isocyanate groups at both ends.
To this prepolymer, 36 parts by mass of 1,4-butanediol (molecular weight = 90) was added as a chain extender and reacted at 100 ° C. for 5 minutes.
To this, 250 parts by mass of polysiloxane (C-1) of Synthesis Example 1 and 0.1 part by mass of N- (trifluoromethylsulfonyloxy) succinimide as an acid generator were added and reacted at 100 ° C. for 3 hours. A polyurethane elastomer was produced as described above. The number average molecular weight (Mn) of the obtained polyurethane elastomer was 36,000.
次に、作製したポリウレタンエラストマーを、成形用金型を有する射出成形機を用いて射出成形した。具体的には、成形用金型は予め100℃に加熱しておき、該金型に加硫接着剤で接着処理した支持部材を挿入した状態で、ポリウレタンエラストマーを成形用金型に射出し、射出後60秒間して、成形されたクリーニングブレードを金型から取り出し、100℃の循風乾燥機で20時間二次加硫を行った。その後、エッジ加工して、実施例1のクリーニングブレードを作製した。 Next, the produced polyurethane elastomer was injection molded using an injection molding machine having a molding die. Specifically, the molding die is heated to 100 ° C. in advance, and a polyurethane elastomer is injected into the molding die in a state where a supporting member bonded with a vulcanizing adhesive is inserted into the die, Sixty seconds after injection, the molded cleaning blade was removed from the mold and subjected to secondary vulcanization for 20 hours with a circulating dryer at 100 ° C. Thereafter, edge cleaning was performed to produce the cleaning blade of Example 1.
(実施例2)
−クリーニングブレードの作製−
実施例1において、数平均分子量(Mn)が1,000のポリテトラメチレングリコールを、数平均分子量(Mn)が2,000のポリテトラメチレングリコール(三洋化成工業株式会社製)に変えた以外は、実施例1と同様にして、実施例2のクリーニングブレードを作製した。
(Example 2)
-Preparation of cleaning blade-
In Example 1, except that polytetramethylene glycol having a number average molecular weight (Mn) of 1,000 was changed to polytetramethylene glycol having a number average molecular weight (Mn) of 2,000 (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.). The cleaning blade of Example 2 was produced in the same manner as Example 1.
(実施例3)
−クリーニングブレードの作製−
実施例1において、数平均分子量(Mn)が1,000のポリテトラメチレングリコールを、数平均分子量(Mn)が3,000のポリテトラメチレングリコール(三洋化成工業株式会社製)に変えた以外は、実施例1と同様にして、実施例3のクリーニングブレードを作製した。
(Example 3)
-Preparation of cleaning blade-
In Example 1, except that polytetramethylene glycol having a number average molecular weight (Mn) of 1,000 was changed to polytetramethylene glycol having a number average molecular weight (Mn) of 3,000 (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.). A cleaning blade of Example 3 was produced in the same manner as Example 1.
(実施例4)
−クリーニングブレードの作製−
実施例1において、数平均分子量(Mn)が1,000のポリテトラメチレングリコールを、数平均分子量(Mn)が4,000のポリテトラメチレングリコール(三洋化成工業株式会社製)に変えた以外は、実施例1と同様にして、実施例4のクリーニングブレードを作製した。
Example 4
-Preparation of cleaning blade-
In Example 1, except that polytetramethylene glycol having a number average molecular weight (Mn) of 1,000 was changed to polytetramethylene glycol having a number average molecular weight (Mn) of 4,000 (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.). A cleaning blade of Example 4 was produced in the same manner as Example 1.
(実施例5)
−クリーニングブレードの作製−
実施例1において、数平均分子量(Mn)が1,000のポリテトラメチレングリコールを、数平均分子量(Mn)が5,000のポリテトラメチレングリコール(三洋化成工業株式会社製)に変えた以外は、実施例1と同様にして、実施例5のクリーニングブレードを作製した。
(Example 5)
-Preparation of cleaning blade-
In Example 1, except that polytetramethylene glycol having a number average molecular weight (Mn) of 1,000 was changed to polytetramethylene glycol having a number average molecular weight (Mn) of 5,000 (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.). A cleaning blade of Example 5 was produced in the same manner as Example 1.
(実施例6)
−クリーニングブレードの作製−
実施例2において、合成例1のポリシロキサン(C−1)を、合成例3のポリシロキサン(C−3)に変えた以外は、実施例2と同様にして、実施例6のクリーニングブレードを作製した。
(Example 6)
-Preparation of cleaning blade-
In Example 2, the cleaning blade of Example 6 was changed in the same manner as Example 2 except that the polysiloxane (C-1) of Synthesis Example 1 was changed to the polysiloxane (C-3) of Synthesis Example 3. Produced.
(実施例7)
−クリーニングブレードの作製−
実施例2において、合成例1のポリシロキサン(C−1)を、合成例2のポリシロキサン(C−2)50質量部に変えた以外は、実施例2と同様にして、実施例7のクリーニングブレードを作製した。
(Example 7)
-Preparation of cleaning blade-
In Example 2, except that the polysiloxane (C-1) of Synthesis Example 1 was changed to 50 parts by mass of the polysiloxane (C-2) of Synthesis Example 2, the same procedure as in Example 2 was repeated. A cleaning blade was produced.
(実施例8)
−クリーニングブレードの作製−
実施例2において、合成例1のポリシロキサン(C−1)を、合成例2のポリシロキサン(C−2)80質量部に変えた以外は、実施例2と同様にして、実施例8のクリーニングブレードを作製した。
(Example 8)
-Preparation of cleaning blade-
In Example 2, except that the polysiloxane (C-1) of Synthesis Example 1 was changed to 80 parts by mass of the polysiloxane (C-2) of Synthesis Example 2, the same procedure as in Example 2 was repeated. A cleaning blade was produced.
(実施例9)
−クリーニングブレードの作製−
実施例2において、合成例1のポリシロキサン(C−1)を、合成例2のポリシロキサン(C−2)530質量部に変えた以外は、実施例2と同様にして、実施例9のクリーニングブレードを作製した。
Example 9
-Preparation of cleaning blade-
In Example 2, except that the polysiloxane (C-1) of Synthesis Example 1 was changed to 530 parts by mass of the polysiloxane (C-2) of Synthesis Example 2, the same procedure as in Example 2 was repeated. A cleaning blade was produced.
(実施例10)
−クリーニングブレードの作製−
実施例2において、合成例1のポリシロキサン(C−1)を、合成例2のポリシロキサン(C−2)600質量部に変えた以外は、実施例2と同様にして、実施例10のクリーニングブレードを作製した。
(Example 10)
-Preparation of cleaning blade-
In Example 2, except that the polysiloxane (C-1) of Synthesis Example 1 was changed to 600 parts by mass of the polysiloxane (C-2) of Synthesis Example 2, the same procedure as in Example 2 was repeated. A cleaning blade was produced.
(比較例1)
−クリーニングブレードの作製−
実施例1において、数平均分子量(Mn)が1,000のポリテトラメチレングリコールを、数平均分子量(Mn)が500のポリテトラメチレングリコール(三洋化成工業社株式会社製)に変えた以外は、実施例1と同様にして、比較例1のクリーニングブレードを作製した。
(Comparative Example 1)
-Preparation of cleaning blade-
In Example 1, except that polytetramethylene glycol having a number average molecular weight (Mn) of 1,000 was changed to polytetramethylene glycol (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) having a number average molecular weight (Mn) of 500, A cleaning blade of Comparative Example 1 was produced in the same manner as Example 1.
(比較例2)
−クリーニングブレードの作製−
実施例1において、数平均分子量(Mn)が1,000のポリテトラメチレングリコールを、数平均分子量(Mn)が6,000のポリテトラメチレングリコール(三洋化成工業株式会社製)に変えた以外は、実施例1と同様にして、比較例2のクリーニングブレードを作製した。
(Comparative Example 2)
-Preparation of cleaning blade-
In Example 1, except that polytetramethylene glycol having a number average molecular weight (Mn) of 1,000 was changed to polytetramethylene glycol having a number average molecular weight (Mn) of 6,000 (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.). In the same manner as in Example 1, a cleaning blade of Comparative Example 2 was produced.
(比較例3)
−クリーニングブレードの作製−
実施例3において、合成例1のポリシロキサン(C−1)を、比較合成例1のポリシロキサン(C−4)に変えた以外は、実施例3と同様にして、比較例3のクリーニングブレードを作製した。
(Comparative Example 3)
-Preparation of cleaning blade-
In Example 3, the cleaning blade of Comparative Example 3 was the same as Example 3 except that the polysiloxane (C-1) of Synthesis Example 1 was changed to the polysiloxane (C-4) of Comparative Synthesis Example 1 Was made.
(比較例4)
−クリーニングブレードの作製−
実施例3において、合成例1のポリシロキサン(C−1)の添加量を0質量部に変えた以外は、実施例3と同様にして、比較例4のクリーニングブレードを作製した。
(Comparative Example 4)
-Preparation of cleaning blade-
A cleaning blade of Comparative Example 4 was produced in the same manner as in Example 3 except that the amount of polysiloxane (C-1) added in Synthesis Example 1 was changed to 0 part by mass in Example 3.
(比較例5)
−クリーニングブレードの作製−
実施例3において、酸発生剤としてのN−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミドの添加量を0質量部に変えた以外は、実施例3と同様にして、比較例5のクリーニングブレードを作製した。
(Comparative Example 5)
-Preparation of cleaning blade-
A cleaning blade of Comparative Example 5 was produced in the same manner as in Example 3 except that the amount of N- (trifluoromethylsulfonyloxy) succinimide added as the acid generator in Example 3 was changed to 0 parts by mass. .
次に、作製した実施例1〜10及び比較例1〜5の各クリーニングブレードについて、その構成を表1に纏めて示す。 Next, the constructions of the cleaning blades of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 5 are summarized in Table 1.
(製造例1)
−静電潜像担持体の作製−
評価用に用いる静電潜像担持体として架橋型保護層を有する積層型感光体ドラムを作製した。
まず、直径30mmのアルミニウムシリンダー上に、下記組成の下引き層用塗工液、電荷発生層用塗工液、及び電荷輸送層用塗工液を順次、塗布し、乾燥することにより、厚み3.5μmの下引き層、厚み0.2μmの電荷発生層、及び厚み23μmの電荷輸送層を形成した。
次に、電荷輸送層上に、下記組成の架橋保護層用塗工液をスプレー塗工し、Fusion社製UVランプシステムを用いて、バルブ種:Dバルブ、ランプ出力:200W/cm、照射強度:2,200mW/cm2、照射時間:30秒間の条件で光照射を行い、更に150℃で20分間乾燥を行い、厚み5μmの架橋保護層を形成した。以上により、評価用の静電潜像担持体を作製した。
(Production Example 1)
-Production of electrostatic latent image carrier-
A laminated photosensitive drum having a crosslinkable protective layer as an electrostatic latent image carrier used for evaluation was prepared.
First, an undercoat layer coating solution, a charge generation layer coating solution, and a charge transport layer coating solution having the following composition are sequentially applied on an aluminum cylinder having a diameter of 30 mm and dried to obtain a thickness of 3 An undercoat layer of 0.5 μm, a charge generation layer having a thickness of 0.2 μm, and a charge transport layer having a thickness of 23 μm were formed.
Next, a coating solution for a cross-linking protective layer having the following composition is spray-coated on the charge transport layer, and using a Fusion UV lamp system, bulb type: D bulb, lamp output: 200 W / cm, irradiation intensity : Light irradiation under the conditions of 2,200 mW / cm 2 , irradiation time: 30 seconds, and further drying at 150 ° C. for 20 minutes to form a crosslinked protective layer having a thickness of 5 μm. Thus, an electrostatic latent image carrier for evaluation was produced.
(1)下引き層用塗工液
・アルキッド樹脂(ベッコゾール1307−60−EL、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・6質量部
・メラミン樹脂(スーパーベッカミン G−821−60、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・4質量部
・酸化チタン・・・40質量部
・メチルエチルケトン・・・50質量部
(1) Coating liquid for undercoat layer-Alkyd resin (Beckosol 1307-60-EL, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) ... 6 parts by mass-Melamine resin (Super Becamine G-821-60, large Made by Nippon Ink Chemical Co., Ltd.) ... 4 parts by mass-Titanium oxide ... 40 parts by mass-Methyl ethyl ketone ... 50 parts by mass
(2)電荷発生層用塗工液
・下記構造式で表されるビスアゾ顔料・・・2.5質量部
・シクロヘキサノン・・・200質量部
・メチルエチルケトン・・・80質量部
(2) Charge generation layer coating solution-Bisazo pigment represented by the following structural formula: 2.5 parts by mass
(3)電荷輸送層用塗工液
・ビスフェノールZポリカーボネート(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)・・・10質量部
・下記構造式で表される電荷輸送性化合物・・・7質量部
・シリコーンオイル(KF50−100CS、信越化学工業株式会社製)・・・0.002質量部
(3) Coating liquid for charge transport layer-Bisphenol Z polycarbonate (Panlite TS-2050, manufactured by Teijin Chemicals Ltd.) ... 10 parts by mass-Charge transporting compound represented by the following structural formula: 7 parts by mass Part
(4)架橋保護層用塗工液
・トリメチロールプロパントリアクリレート(KAYARAD TMPTA、日本化薬株式会社製)・・・10質量部
・下記構造式で表される電荷輸送性化合物・・・10質量部
・酢酸ブチル・・・80質量部
・テトラヒドロフラン・・・40質量部
(4) Coating liquid for crosslinking protective layer-Trimethylolpropane triacrylate (KAYARAD TMPTA, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) ... 10 parts by mass-Charge transporting compound represented by the following structural formula ... 10 parts by mass Part
(製造例2)
−トナーの作製−
重合法によりトナーを作製した。
得られたトナー(トナー母体粒子)の平均円形度は0.98であり、体積平均粒径は4.9μmであった。
得られたトナー母体粒子100質量部に対し、小粒径シリカ1.5質量部(クラリアント社製、H2000)、小粒径酸化チタン0.5質量部(テイカ社製、MT−150AI)、及び大粒径シリカ1.0質量部(電気化学工業株式会社製、UFP−30H)を常法により外添して、評価用トナーを作製した。
(Production Example 2)
-Preparation of toner-
A toner was prepared by a polymerization method.
The obtained toner (toner base particles) had an average circularity of 0.98 and a volume average particle size of 4.9 μm.
With respect to 100 parts by weight of the obtained toner base particles, 1.5 parts by weight of small particle size silica (manufactured by Clariant, H2000), 0.5 parts by weight of small particle size titanium oxide (manufactured by Teica, MT-150AI), and A toner for evaluation was prepared by externally adding 1.0 part by mass of silica with a large particle size (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., UFP-30H).
<通紙評価>
実施例1〜10及び比較例1〜5における通紙評価は、カラー複合機(株式会社リコー製、imagio Neo C455)に上記評価用静電潜像担持体を搭載し、上記評価用トナーを用いて、以下のブレード当接条件で、下記条件にて評価を行った。結果を表2に示す。
<Passing evaluation>
In the paper passing evaluation in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 5, the evaluation electrostatic latent image carrier is mounted on a color multifunction peripheral (Imagio Neo C455, manufactured by Ricoh Co., Ltd.), and the evaluation toner is used. Then, the following conditions were evaluated under the following blade contact conditions. The results are shown in Table 2.
−ブレード当接条件−
・線圧:20g/cm
・クリーニング角:78度
-Blade contact condition-
・ Line pressure: 20 g / cm
・ Cleaning angle: 78 degrees
−評価環境−
・温度20℃、湿度65%RH
・温度10℃、湿度15%RH
-Evaluation environment-
・ Temperature 20 ℃, humidity 65% RH
・
−通紙条件−
・画像面積比率5%チャート
・3プリント(A4サイズ横)/ジョブ
・温度20℃、湿度65%RHで5,000枚、温度10℃、湿度15%RHで5,000枚
-Paper feeding conditions-
-
<クリーニング不良>
各評価環境下における通紙評価終了後のクリーニング不良の発生の有無を目視で観察した。結果を表2に示す。
<Poor cleaning>
The presence or absence of cleaning failure after completion of the paper passing evaluation in each evaluation environment was visually observed. The results are shown in Table 2.
<ブレードエッジの摩耗量>
通紙評価終了後のクリーニングブレードについて、超深度形状測定顕微鏡(VK8500、キーエンス社製)で観察し、観察した様子から摩耗量の大きさを評価した。結果を表2に示す。
<Abrasion amount of blade edge>
About the cleaning blade after completion | finish of paper passing evaluation, it observed with the ultra-deep shape measuring microscope (VK8500, product made by Keyence Corporation), and the magnitude | size of the abrasion amount was evaluated from the observed state. The results are shown in Table 2.
これに対し、比較例1、2、3、及び5は、クリーニングブレードの機械特性が不十分であり、ブレードエッジ摩耗量がやや多くなっている。またブレードエッジの摩耗量が多いために帯状のクリーニング不良が発生した。
また、比較例4は、ポリウレタンエラストマーがポリシロキサンを含有していないため、機械特性が満足されておらず摩耗量が多くなっており、また低温環境下でのクリーニングブレード特性も変動しているために低温環境下で出力画像の全面に渡り明らかなクリーニング不良が発生した。
したがって静電潜像担持体表面に残留するトナーを除去するクリーニングブレードが、数平均分子量1,000〜5,000のジオール(A)と、ジイソシアネート(B)と、2つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン(C)と、酸発生剤(D)とを反応させてなるポリウレタンエラストマーを含有してなるので、高い耐摩耗性と低温環境下でのクリーニング性の向上が両立でき、小粒径かつ球形のトナーを用いた場合でも、長期間に亘って高画質画像出力を実現できることが分かった。
In contrast, in Comparative Examples 1, 2, 3, and 5, the mechanical properties of the cleaning blade are insufficient, and the blade edge wear amount is slightly increased. Also, due to the large amount of wear on the blade edge, a belt-like cleaning failure occurred.
Further, in Comparative Example 4, since the polyurethane elastomer does not contain polysiloxane, the mechanical properties are not satisfied, the wear amount is increased, and the cleaning blade characteristics in a low temperature environment also fluctuate. In particular, there was a clear cleaning defect over the entire output image in a low temperature environment.
Accordingly, the cleaning blade for removing the toner remaining on the surface of the electrostatic latent image carrier has a diol (A) having a number average molecular weight of 1,000 to 5,000, a diisocyanate (B), and two or more hydrolyzable alkoxy compounds. Since it contains a polyurethane elastomer obtained by reacting a polysiloxane (C) having a group and an acid generator (D), both high wear resistance and improvement in cleanability in a low temperature environment can be achieved. It was found that high-quality image output can be realized over a long period of time even when a toner having a particle size and a spherical shape is used.
本発明のクリーニングブレードは、小粒径かつ球形のトナーを用いた場合、及び低温環境下でも良好なクリーニング性を備えており、高い耐摩耗性を示し、長寿命かつ高い信頼性を有するので、電子写真方式のレーザープリンタ、デジタル複写機、フルカラー複写機、フルカラーレーザープリンターなどに好適である。 The cleaning blade of the present invention has a good cleaning property even when a toner having a small particle diameter and a spherical shape is used, and even in a low temperature environment, and exhibits high wear resistance, long life and high reliability. It is suitable for electrophotographic laser printers, digital copying machines, full-color copying machines, full-color laser printers, and the like.
1 静電潜像担持体
2 除電ランプ
3 帯電器
5 画像露光部
6 現像ユニット
7 転写前チャージャ
8 レジストローラ
9 転写紙
10 転写チャージャ
11 分離チャージャ
12 分離爪
13 クリーニング前チャージャ
14 ファーブラシ
15 クリーニングブレード
101 静電潜像担持体
102 帯電手段
103 露光手段
104 現像手段
105 記録媒体
106 転写手段
107 クリーニング手段
108 除電手段
201 支持体
202 感光層
203 電荷発生層
204 電荷輸送層
205 保護層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrostatic
Claims (7)
前記クリーニングブレードがポリウレタンエラストマーを含有してなり、該ポリウレタンエラストマーが、数平均分子量1,000〜5,000のジオール(A)と、ジイソシアネート(B)と、2つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン(C)と、酸発生剤(D)とを反応させてなることを特徴とするクリーニングブレード。 A cleaning blade for removing toner remaining on the surface of the electrostatic latent image carrier,
The cleaning blade contains a polyurethane elastomer, and the polyurethane elastomer contains a diol (A) having a number average molecular weight of 1,000 to 5,000, a diisocyanate (B), and two or more hydrolyzable alkoxy groups. A cleaning blade obtained by reacting polysiloxane (C) having an acid generator (D).
R1 mSi(OR2)4−m ・・・ 一般式(1)
ただし、前記一般式(1)中、R1は炭素数1〜12の脂肪族飽和炭化水素基、及び芳香族炭化水素基のいずれかを表す。R2は炭素数1〜4のアルキル基を表す。mは0〜2の整数である。 The cleaning blade according to claim 1, wherein the polysiloxane (C) is one or more condensates of a silane compound having a hydrolyzable alkoxy group represented by the following general formula (1).
R 1 m Si (OR 2 ) 4-m ... General formula (1)
In the general formula (1), R 1 represents any of saturated aliphatic hydrocarbon group and aromatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. R 2 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. m is an integer of 0-2.
前記クリーニング工程が、請求項1から4のいずれかに記載のクリーニングブレードを用いて行われることを特徴とする画像形成方法。 An electrostatic latent image forming step of forming an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier, a developing step of developing the electrostatic latent image with toner to form a visible image, and the visible image The image forming method includes at least a transfer step for transferring the toner image to a recording medium, a fixing step for fixing the transferred image transferred to the recording medium, and a cleaning step for removing residual toner on the surface of the electrostatic latent image carrier. And
An image forming method, wherein the cleaning step is performed using the cleaning blade according to claim 1.
前記クリーニング手段が、請求項1から4のいずれかに記載のクリーニングブレードを有することを特徴とする画像形成装置。 An electrostatic latent image carrier, electrostatic latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier, and developing the electrostatic latent image with toner to form a visible image Developing means, transfer means for transferring the visible image to a recording medium, fixing means for fixing the transferred image transferred to the recording medium, and cleaning means for removing residual toner on the surface of the electrostatic latent image carrier An image forming apparatus having at least
An image forming apparatus, wherein the cleaning unit includes the cleaning blade according to claim 1.
前記クリーニング手段が、請求項1から4のいずれかに記載のクリーニングブレードを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。 An electrostatic latent image carrier, developing means for developing the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier using toner to form a visible image, and residual toner on the surface of the electrostatic latent image carrier A process cartridge having at least cleaning means for removing
5. A process cartridge, wherein the cleaning means has the cleaning blade according to claim 1.
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