JP4972897B2 - Cleaning device, image forming apparatus, and process cartridge - Google Patents
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Description
本発明は、被クリーニング部材表面の残留物を除去するクリーニング装置と、該クリーニング装置を備えたプロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a cleaning device that removes residues on the surface of a member to be cleaned, a process cartridge including the cleaning device, and an image forming apparatus.
従来、電子写真法による画像の形成は、潜像担持体の表面を帯電、露光して作製した静電潜像を着色トナーにより現像してトナー像を形成し、トナー像を転写紙等に転写し(又は中間転写体を介して転写紙等に転写し)、これを熱ロール等で定着して画像を形成することにより行われている。
転写工程を終えた後の潜像担持体表面、特に感光体表面には未転写のトナーや、帯電プロセスによって生成した放電生成物などが残留する。このため、これらの残留物を次の画像形成プロセスに先立って除去するクリーニングプロセスが必要となる。
Conventionally, an image is formed by electrophotography in which the surface of a latent image carrier is charged and exposed to develop an electrostatic latent image formed with colored toner to form a toner image, and the toner image is transferred to a transfer paper or the like. (Or transferred to a transfer sheet or the like via an intermediate transfer member), and this is fixed by a heat roll or the like to form an image.
Untransferred toner, discharge products generated by the charging process, and the like remain on the surface of the latent image carrier after the transfer process, particularly on the surface of the photoreceptor. Therefore, a cleaning process for removing these residues prior to the next image forming process is required.
感光体をクリーニングする手段としては弾性クリーニングブレードを用いたブレードクリーニング方式や、磁気ブラシやファーブラシを用いたブラシクリーニング方式が使用されている。この中で弾性ブレードを感光体に当接させる方式が簡便であるがゆえに最も広く用いられている。 As a means for cleaning the photosensitive member, a blade cleaning method using an elastic cleaning blade or a brush cleaning method using a magnetic brush or a fur brush is used. Of these, the method of bringing the elastic blade into contact with the photosensitive member is most widely used because of its simplicity.
しかしながら、クリーニングブレード方式はブレードと感光体との機械的摺擦により残留物を除去しているため、有機感光体を用いる場合は感光体の傷や摩耗が進みやすく、感光体の大幅な長寿命化が計れないのが実情である。
また同様に機械的摺擦によりクリーニングブレード先端部の摩滅や欠けが進みやすく、それらクリーニングブレード先端部の損傷や感光体の表面の凹凸によりクリーニングブレードと感光体の間で空隙が生じることで、クリーニング信頼性を長期に渡って維持できないなどの欠点を有している。
However, the cleaning blade method removes the residue by mechanical rubbing between the blade and the photoconductor. Therefore, when using an organic photoconductor, the photoconductor is likely to be scratched and worn, resulting in a significantly long life of the photoconductor. The reality is that it cannot be realized.
Similarly, the cleaning blade tip is easily worn and chipped by mechanical rubbing, and the cleaning blade tip is damaged and the surface of the photoconductor is uneven, resulting in a gap between the cleaning blade and the photoconductor. It has a drawback that reliability cannot be maintained for a long time.
これら機械的摺擦によるブレード先端部の損傷は、感光体とクリーニングブレード間の摩擦力の大きくなる高温高湿条件下や、クリーニングブレード先端部における外添剤の枯渇しやすくなる低画像密度の画像を連続して採取した場合などで増大する傾向があり、使用条件により感光体やクリーニング性能の寿命が左右されてしまうという欠点を有している。
またこれらの現象は特にオンデマンド印刷に使用されるような高速機や、感光体の摩擦上昇の大きくなる接触帯電器を用いた場合など、クリーニングブレード先端部の摩滅や欠けが顕著に悪化する傾向がある。
Damage to the blade tip due to mechanical rubbing can be caused by high-temperature and high-humidity conditions in which the frictional force between the photoconductor and the cleaning blade increases, or low-image-density images that can easily deplete external additives at the cleaning blade tip. However, there is a drawback that the life of the photosensitive member and the cleaning performance is affected by the use conditions.
In addition, these phenomena tend to significantly deteriorate the abrasion and chipping of the tip of the cleaning blade, especially when using a high-speed machine used for on-demand printing or a contact charger that increases the friction of the photoreceptor. There is.
一方、近年特に、この種の画像形成装置において高画質化の要求が進み、その一手段として、重合法によるトナーが用いられるようになってきた。重合法によるトナーは格段に小粒径化、粒度分布狭化、球形化が可能であり、ドットの再現性、現像性、転写性を向上させることができる。一方で、ブレードクリーニング方式を用いた場合、小粒径で球形に近いトナーは、従来の不定形粉砕トナーと比較して、トナー除去のために高いブレード押し付け圧を必要とし、クリーニングブレードの耐久性や感光体の傷/摩耗が悪化するという問題点を有している。 On the other hand, in particular, in this type of image forming apparatus, a demand for higher image quality has progressed, and as a means for this, toner by a polymerization method has been used. The toner produced by the polymerization method can be remarkably reduced in particle size, narrowed in particle size distribution, and spheroidized, and can improve dot reproducibility, developability, and transferability. On the other hand, when the blade cleaning method is used, a toner having a small particle size and a nearly spherical shape requires a higher blade pressing pressure for toner removal than the conventional irregularly pulverized toner, and the durability of the cleaning blade In addition, there is a problem that scratches / wear of the photoconductor deteriorates.
また中間転写体などの像担持体も次の画像形成プロセスに先立ち表面の残留物を除去する必要があり、同様に転写ベルト、転写ロール、帯電ロールや導電性ファーブラシクリーナに当接しファーブラシからトナーを回収する回収ロールなども表面付着物の堆積により本来機能が低下するため、付着物を除去する必要が有り、クリーニングブレード方式を用いた場合、上記感光体の場合と同様な課題を本質的に有する。 Also, the image bearing member such as an intermediate transfer member needs to remove the surface residue prior to the next image forming process, and similarly contacts the transfer belt, transfer roll, charging roll or conductive fur brush cleaner from the fur brush. Since the function of the collecting roll for collecting the toner is originally deteriorated due to the accumulation of the surface adhering material, it is necessary to remove the adhering material. When the cleaning blade method is used, the same problems as those in the case of the above photoreceptor are essential. Have.
これらの課題を解決するための様々な提案がなされている。
例えばクリーニングブレードのエッジ部にゴム、樹脂を主成分とする低摩擦層が形成されたクリーニングブレードが提案されている(例えば、特許文献1〜3参照。)。
このクリーニングブレードは、ウレタンゴム、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、フッ素ゴム、フッ素樹脂、ナイロン等のバインダーに、シリコーンパウダー、フッ素樹脂パウダー、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)パウダー等を混合した低摩擦層形成材料を、クリーニングブレードの像担持体接触部(エッジ部)にディッピング法等により塗工して低摩擦層を形成したものである。このようにすれば、像担持体とクリーニングブレードとの摩擦を軽減することができ、クリーニングブレードの損傷は防止されるようになる。
Various proposals have been made to solve these problems.
For example, there has been proposed a cleaning blade in which a low friction layer mainly composed of rubber and resin is formed on the edge portion of the cleaning blade (see, for example,
This cleaning blade is a low friction layer forming material in which silicone powder, fluororesin powder, polymethyl methacrylate (PMMA) powder, etc. are mixed in a binder such as urethane rubber, silicone rubber, silicone resin, fluororubber, fluororesin, nylon, etc. Is applied to the image carrier contact portion (edge portion) of the cleaning blade by dipping or the like to form a low friction layer. In this way, friction between the image carrier and the cleaning blade can be reduced, and damage to the cleaning blade can be prevented.
しかしながら、上記低摩擦層が形成されたクリーニングブレードは、初期は効果を発揮するものの感光体とブレードの摺擦により低摩擦層が摩耗していく為維持性は期待できない物であった。 However, the cleaning blade on which the low friction layer is formed is effective in the initial stage, but it cannot be maintained because the low friction layer is worn by the friction between the photosensitive member and the blade.
さらに、クリーニングブレードを構成する材料であるウレタンゴムに、粉体又は液状の潤滑剤を添加し、潤滑性を高める方法も数多く提案されている(例えば、特許文献4参照)。 Furthermore, many methods have been proposed in which a powder or liquid lubricant is added to urethane rubber, which is a material constituting the cleaning blade, to improve lubricity (see, for example, Patent Document 4).
しかし、例えば、粉体の潤滑剤を添加して得られたウレタンゴム製のクリーニングブレードは、脆くなり、クリーニングブレードのエッジ部の欠けが加速されてしまう場合が生じる。また、上記液状の潤滑剤を添加して得られたウレタンゴム製のクリーニングブレードを用いると、液状の潤滑剤がクリーニングブレード表面に滲出して像担持体を汚染するという問題が生じる。 However, for example, a urethane rubber cleaning blade obtained by adding a powder lubricant becomes brittle, and chipping of the edge portion of the cleaning blade may be accelerated. Further, when a urethane rubber cleaning blade obtained by adding the above liquid lubricant is used, there arises a problem that the liquid lubricant exudes to the surface of the cleaning blade and contaminates the image carrier.
また、従来から、クリーニングブレードを高硬度化することで感光体とクリーニングブレードの摩擦を低減しブレードの長寿命化を計る提案がなされている(例えば特許文献5〜7参照。)。
それらの高硬度のクリーニングブレードは、ブレードと感光体の接触面積を減少させ摩擦上昇は抑制させることが可能であるものの、高硬度化するだけでは感光体の傷を防止することはできず、また高硬度化で必ずしも摩擦抑制効果が充分に説明できるものではないことが分かってきた。
Further, conventionally, a proposal has been made to increase the life of the blade by reducing the friction between the photosensitive member and the cleaning blade by increasing the hardness of the cleaning blade (see, for example,
These high-hardness cleaning blades can reduce the contact area between the blade and the photoconductor and suppress the increase in friction, but it is not possible to prevent scratches on the photoconductor only by increasing the hardness. It has been found that the increase in hardness does not necessarily fully explain the friction suppressing effect.
以上のように上記課題を根本的に解決し長期に渡って安定したクリーニング性能を満足する技術は未だ見出されていないのが実情である。
本発明は、従来技術の上記のような実情に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、特にクリーニング性能の寿命及び感光体寿命をのばし、長期にわたり欠陥のない均一な画像形成が可能なクリーニング装置、画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances of the prior art. That is, an object of the present invention is to provide a cleaning apparatus and an image forming apparatus that can extend the life of the cleaning performance and the life of the photosensitive member, and can form a uniform image without defects over a long period of time.
本発明者らは上記の事情に鑑み鋭意研究した結果、下記本発明を完成するに至ったものである。 As a result of intensive studies in view of the above circumstances, the present inventors have completed the present invention described below.
<1> 被クリーニング部材表面に接触することで、被クリーニング部材表面の残留物を掻き取るクリーニング部材を備えたクリーニング装置であって、前記クリーニング部材における被クリーニング部材との当接部が、下記式(1)を満たすゴム弾性体で構成されてなり、非当接面は、前記当接面を構成する前記式(1)を満たすゴム弾性体よりも100%モジュラスの低い弾性材料で構成されてなり、前記式(1)における23℃、55%RHでの水との接触角Aは、75〜100°であり、23℃での100%モジュラスBは、6.3〜19.6Mpaであり、
前記クリーニング部材は、感光体に当接される際に、5〜30°の範囲内の当接角度かつ1.5〜5.0gf/mmの圧接力で用いられることを特徴とするクリーニング装置。
A≧−2.5×B+102 …式(1)
〔式(1)中、Aは、23℃・55%RHにおける純水との接触角(°)を表し、Bは、23℃での100%モジュラス(MPa)を表す。〕
<1> A cleaning device including a cleaning member that scrapes off residues on the surface of the member to be cleaned by contacting the surface of the member to be cleaned, wherein a contact portion of the cleaning member with the member to be cleaned is represented by the following formula: The rubber elastic body satisfying (1) is configured, and the non-contact surface is formed of an elastic material having a
The cleaning member, when it is in contact with the photosensitive member, a cleaning device according to claim Rukoto used in pressure-contact force of the contact angles and 1.5~5.0gf / mm in the range of 5 to 30 ° .
A ≧ −2.5 × B + 102 (1)
[In Formula (1), A represents the contact angle (°) with pure water at 23 ° C. and 55% RH, and B represents 100% modulus (MPa) at 23 ° C. ]
<2> 前記ゴム弾性体において、前記被クリーニング部材に当接しない面側に保持部材を設け、該保持部材が回転自在に筐体に取り付けられ、該筐体に付設された付勢手段によって、前記保持部材が動作することを特徴とする前記<1>に記載のクリーニング装置。 <2> In the rubber elastic body, a holding member is provided on a surface side that does not come into contact with the member to be cleaned, the holding member is rotatably attached to the housing, and an urging unit attached to the housing The cleaning apparatus according to <1>, wherein the holding member operates.
<3> 前記ゴム弾性体において、前記被クリーニング部材に当接しない面側に板状バネ部材を設けてなることを特徴とする前記<1>又は<2>に記載のクリーニング装置。 <3> The cleaning device according to <1> or <2>, wherein the rubber elastic body is provided with a plate-like spring member on a surface side that does not contact the member to be cleaned.
<4> 感光体と、該感光体の表面を帯電する帯電装置と、帯電された感光体表面を露光し静電潜像を形成する露光装置と、静電潜像をトナー粒子で現像し前記感光体の表面にトナー像を形成する現像装置と、前記トナー像を被転写体に転写する転写装置と、転写後の感光体表面の残留物を除去するクリーニング装置と、を備えた画像形成装置であって、
前記クリーニング装置が、前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。
<4> A photoconductor, a charging device for charging the surface of the photoconductor, an exposure device for exposing the charged photoconductor surface to form an electrostatic latent image, and developing the electrostatic latent image with toner particles. An image forming apparatus comprising: a developing device that forms a toner image on the surface of a photoconductor; a transfer device that transfers the toner image to a transfer target; and a cleaning device that removes residues on the surface of the photoconductor after transfer. Because
The image forming apparatus, wherein the cleaning device includes the cleaning device according to any one of <1> to <3>.
<5> 感光体と、該感光体の表面を帯電する帯電装置と、帯電された感光体表面を露光し静電潜像を形成する露光装置と、静電潜像をトナー粒子で現像し前記感光体の表面にトナー像を形成する現像装置と、前記トナー像を中間転写体に転写する第一の転写装置と、中間転写体の表面に形成されたトナー像を被転写体に転写する第二の転写装置と、転写後の中間転写体表面の残留物を除去するクリーニング装置と、を備えた画像形成装置であって、
前記クリーニング装置が、前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。
<5> A photoconductor, a charging device for charging the surface of the photoconductor, an exposure device for exposing the charged photoconductor surface to form an electrostatic latent image, and developing the electrostatic latent image with toner particles. A developing device that forms a toner image on the surface of the photosensitive member, a first transfer device that transfers the toner image to the intermediate transfer member, and a first transfer device that transfers the toner image formed on the surface of the intermediate transfer member to the transfer member. An image forming apparatus comprising: a second transfer device; and a cleaning device for removing residues on the surface of the intermediate transfer member after transfer,
The image forming apparatus, wherein the cleaning device includes the cleaning device according to any one of <1> to <3>.
<6> 前記被転写体が中間転写体であって、該中間転写体をクリーニングするクリーニング装置を有し、該クリーニング装置が前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のクリーニング装置を含むことを特徴とする前記<4>に記載の画像形成装置。 <6> The transfer device according to any one of <1> to <3>, wherein the transfer target is an intermediate transfer member and includes a cleaning device that cleans the intermediate transfer member. The image forming apparatus according to <4>, further comprising:
<7> 前記感光体の最表面に設けられる層に、フッ素系樹脂を含有してなることを特徴とする前記<4>〜<6>のいずれか1項に記載の画像形成装置。 <7> The image forming apparatus according to any one of <4> to <6>, wherein the layer provided on the outermost surface of the photoreceptor contains a fluorine-based resin.
<8> 前記感光体の最表面に設けられる保護層に、電荷輸送能を有する構造単位と架橋構造とを有する樹脂を含有してなることを特徴とする前記<4>〜<7>のいずれか1項に記載の画像形成装置。
<8> Any of the above <4> to <7>, wherein the protective layer provided on the outermost surface of the photoreceptor contains a resin having a structural unit having a charge transporting ability and a crosslinked structure The image forming apparatus according to
<9> 前記保護層が、架橋構造とメチロール基とを有するフェノール誘導体又は架橋構造を有するシロキサン系樹脂を含み、更に、水酸基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、チオール基及びアミノ基からなる群より選択される少なくとも1種を含む電荷輸送材料を含有することを特徴とする前記<4>〜<8>のいずれか1項に記載の画像形成装置。 <9> The protective layer includes a phenol derivative having a crosslinked structure and a methylol group or a siloxane-based resin having a crosslinked structure, and further includes a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, a thiol group, and an amino group. The image forming apparatus according to any one of <4> to <8>, further comprising a charge transport material containing at least one selected from the group.
<10> 少なくとも像担持体と、転写後の前記像担持体表面の残留物を除去するクリーニング装置とを備える、画像形成装置に対して脱着可能なプロセスカートリッジであって、
前記クリーニング装置が、前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のクリーニング装置を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
<10> A process cartridge detachable from the image forming apparatus, comprising at least an image carrier and a cleaning device for removing residues on the surface of the image carrier after transfer,
The process cartridge includes the cleaning device according to any one of <1> to <3>.
<11> 前記像担持体が感光体であって、該感光体の最表面に設けられる層に、フッ素系樹脂を含有してなることを特徴とする前記<10>に記載のプロセスカートリッジ。 <11> The process cartridge according to <10>, wherein the image bearing member is a photosensitive member, and a layer provided on the outermost surface of the photosensitive member contains a fluorine-based resin.
<12> 前記像担持体が感光体であって、該感光体の最表層に設けられる保護層に、電荷輸送能を有する構造単位をもち、かつ架橋構造を有する樹脂を含有してなることを特徴とする前記<10>に記載のプロセスカートリッジ。 <12> The image carrier is a photoreceptor, and a protective layer provided on the outermost layer of the photoreceptor contains a resin having a structural unit having a charge transporting function and having a crosslinked structure. The process cartridge according to <10>, wherein the process cartridge is characterized in that
<13> 前記保護層が、架橋構造を有する樹脂としてメチロール基を有するフェノール誘導体又はシロキサン系樹脂で構成し、更に、水酸基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、チオール基及びアミノ基からなる群より選択される少なくとも1種を含む電荷輸送材料を含有することを特徴とする前記<12>に記載のプロセスカートリッジ。 <13> The protective layer is composed of a phenol derivative having a methylol group or a siloxane-based resin as a resin having a crosslinked structure, and further comprising a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, a thiol group, and an amino group. The process cartridge according to <12>, further comprising a charge transport material containing at least one selected from the above.
<14> 前記像担持体が中間転写体であって、該中間転写体をクリーニングするクリーニング装置を有し、該クリーニング装置が前記<1>又は<3>のいずれか1項に記載のクリーニング装置を含むことを特徴とする前記<12>又は<13>に記載の画像形成装置。 <14> The image carrier is an intermediate transfer member, and has a cleaning device for cleaning the intermediate transfer member, and the cleaning device is the cleaning device according to any one of <1> or <3>. The image forming apparatus according to <12> or <13>, further comprising:
本発明によれば、クリーニング性能の寿命及び感光体寿命をのばし、長期にわたり欠陥のない均一な画像形成が可能なクリーニング装置、画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cleaning device and an image forming apparatus capable of extending the life of the cleaning performance and the life of the photosensitive member and forming a uniform image without defects over a long period of time.
まず、本発明のクリーニング装置について詳細に説明し、次に該クリーニング装置を備える画像形成装置及びプロセスカートリッジについて説明を行う。 First, the cleaning device of the present invention will be described in detail, and then the image forming apparatus and process cartridge provided with the cleaning device will be described.
<クリーニング装置>
(1) 式(1)の説明
本発明のクリーニング装置は、被クリーニング部材表面に接触することで、被クリーニング部材表面の残留物を掻き取るクリーニング部材を備える。かかるクリーニング部材は、少なくとも被クリーニング部材との当接部において、下記式(1)を満たすゴム弾性体で構成され、非当接面は、前記当接面を構成する前記式(1)を満たすゴム弾性体よりも100%モジュラスの低い弾性材料で構成されている。
<Cleaning device>
(1) Explanation of Formula (1) The cleaning device of the present invention includes a cleaning member that scrapes off the residue on the surface of the member to be cleaned by contacting the surface of the member to be cleaned. Such a cleaning member is formed of a rubber elastic body that satisfies the following formula (1) at least in a contact portion with the member to be cleaned, and the non-contact surface satisfies the formula (1) that constitutes the contact surface. It is made of an elastic material having a
A≧−2.5×B+102 …式(1)
式(1)中、Aは、23℃・55%RHにおける純水との接触角(°)を表し、Bは、23℃での100%モジュラス(MPa)を表す。
A ≧ −2.5 × B + 102 (1)
In formula (1), A represents a contact angle (°) with pure water at 23 ° C. and 55% RH, and B represents 100% modulus (MPa) at 23 ° C.
接触角Aはゴニオメーター等を用いて測定することができる。
本発明においては、23℃・55%RHの環境下において、帯電部材の表面に純水を滴下し、10秒間放置後の接触角を、接触角測定装置CA−Xロール型(協和界面科学社製)を用いて測定する。測定場所を変えて5回繰り返し測定した際の平均値を接触角Aとして定義する。
The contact angle A can be measured using a goniometer or the like.
In the present invention, pure water is dropped on the surface of the charging member in an environment of 23 ° C. and 55% RH, and the contact angle after standing for 10 seconds is determined as a contact angle measuring device CA-X roll type (Kyowa Interface Science Co., Ltd.). ). The average value when the measurement place is changed and the measurement is repeated five times is defined as the contact angle A.
100%モジュラスBは100%伸張時の応力をいう。
本発明において、JIS K 6254:93(加硫ゴム物理試験方法)に準拠した測定で、23°Cの環境下で求めた値(MPa)をモジュラスBと定義する。
100% modulus B refers to the stress at 100% elongation.
In this invention, the value (MPa) calculated | required in the environment of 23 degreeC by the measurement based on JISK6254: 93 (vulcanized rubber physical test method) is defined as a modulus B.
本発明の効果が奏されるメカニズムについては明らかになっていないが、本発明者らは以下のように推測する。
従来、感光体表面と接触したクリーニングブレードの先端部は感光体との摩擦作用により、感光体回転方向下流側に引っ張られ変形した状態で使用されている。クリーニングブレードは平滑な感光体表面と直接接触すると密着によって摩擦抵抗が上昇しブレード先端部の変形が増加するが、外添剤粒子などの介在物によって実質の接触面積が低減されるため摩擦抵抗が下がり、ブレード先端部の変形は有る程度の平衡状態になる。
しかしながら、低画像密度の画像が続くとブレードの先端部において外添剤粒子が枯渇するため、クリーニングブレード先端部の変形が顕著に現れる。この変形の反発応力により圧接力が増大するため、感光体やブレード先端部において、大きな摩滅が発生する。また先端部の変形が増大することでキャリアや異物等が感光体とブレード先端部の間に挟み込みやすくなることで、感光体の傷やブレード先端部の欠けが発生するものと考えられる。
Although the mechanism by which the effect of the present invention is achieved is not clarified, the present inventors presume as follows.
Conventionally, the tip of the cleaning blade that is in contact with the surface of the photoconductor is used in a state of being deformed by being pulled downstream in the photoconductor rotation direction due to friction with the photoconductor. When the cleaning blade comes into direct contact with the smooth photoreceptor surface, the frictional resistance increases due to the close contact and the deformation of the blade tip increases, but the substantial contact area is reduced by inclusions such as external additive particles, so the frictional resistance is reduced. The blade tip is lowered and the blade tip is in a certain equilibrium state.
However, when an image having a low image density continues, the external additive particles are depleted at the tip of the blade, so that the deformation of the tip of the cleaning blade appears remarkably. Since the pressure contact force increases due to the repulsive stress of this deformation, large wear occurs at the photoreceptor and the blade tip. Further, since the deformation of the tip portion is increased, it is considered that carriers and foreign matters are easily sandwiched between the photosensitive member and the blade tip portion, so that the photoconductor is scratched or the blade tip portion is chipped.
本発明によれば、クリーニングブレードの被クリーニング部材との当接面において、該当接部分の水との接触角を従来よりも大きくすることで、被クリーニング部材とクリーニングブレードとの凝着力が低くなり、摩擦を低減できる。なお、クリーニングブレードの当接部分における水の接触角は、被クリーニング部材とクリーニングブレードとの凝着力に関連ある因子と考えられ、実際に、水の接触角を高くすることで、被クリーニング部材とクリーニングブレードとの間の摩擦抵抗が低減する。 According to the present invention, the adhesion force between the member to be cleaned and the cleaning blade is reduced by increasing the contact angle of the contact portion with water on the contact surface of the cleaning blade with the member to be cleaned as compared with the prior art. , Can reduce friction. Note that the contact angle of water at the contact portion of the cleaning blade is considered to be a factor related to the adhesion force between the member to be cleaned and the cleaning blade, and in fact, by increasing the contact angle of water, The frictional resistance with the cleaning blade is reduced.
さらに100%モジュラスを高くすることでブレード先端部の変形が抑制され、接触面積の変動が小さくなり摩擦抵抗の上昇を抑制することができる。
本発明者らは鋭意検討の結果、水との接触角及び100%モジュラスが式(1)の関係にある場合、高速で低画像密度の画像を連続して形成した場合でもブレード先端部の変形が増加しにくいことを見出した。
Further, by increasing the 100% modulus, the deformation of the blade tip is suppressed, the variation of the contact area is reduced, and the increase in frictional resistance can be suppressed.
As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have found that when the contact angle with water and the 100% modulus are in the relationship of formula (1), the blade tip is deformed even when images with a low image density are continuously formed at high speed. Found that the increase is difficult.
従来のクリーニングブレードの場合、使用によりブレード先端部における外添剤の量が極度に少なくなると、凝着力が高く変形しやすくなって摩擦抵抗が大きくなるが、式(1)を満たす本発明のクリーニングブレードを用いると、たとえブレードが被クリーニング部材表面と直接接触する面積が増えたとしても摩擦が少なく、クリーニングブレード先端部の変形を安定に、かつ変形を抑えた状態に保つことができる。 In the case of the conventional cleaning blade, if the amount of the external additive at the blade tip portion is extremely reduced by use, the adhesion force is high and the material is easily deformed to increase the frictional resistance. When the blade is used, even if the area where the blade is in direct contact with the surface of the member to be cleaned is increased, the friction is small, and the deformation of the tip of the cleaning blade can be maintained stably and suppressed.
然るに、どのような画像においてもブレードに過剰なストレスがかからないため、ブレードの損傷が極めて少なくエッジの摩耗も均一である。更にクリーニングの困難な球状のトナーを用いた場合でも、ブレード先端部の変形を抑制することでクリーニング性を向上させることができ、球状のトナーを用いた場合でもクリーニングブレード当接圧を低く設定できることで、感光体やブレードの損傷を好適に抑えることができ、長寿命化が達成できる。 However, since no excessive stress is applied to the blade in any image, the blade is hardly damaged and the edge wear is uniform. Furthermore, even when spherical toner that is difficult to clean is used, the cleaning performance can be improved by suppressing the deformation of the blade tip, and the cleaning blade contact pressure can be set low even when spherical toner is used. Thus, damage to the photoreceptor and the blade can be suitably suppressed, and a long life can be achieved.
また、ブレードにおける摩耗抵抗の低減効果に関し、必ずしもゴム硬度のみで説明できず、100%モジュラスで示すことが実状に沿う理由として以下のように推測する。
電子写真において一般に使用されるブレードのゴム材料は、高変形領域までを考慮すると複雑な「応力−歪み」の関係を示す。歪みゲージによるブレード先端部の歪み状態の測定結果やニップ観察等から走行におけるブレード先端部の変形量は、数百μmから数mmに及ぶことが推定される。
しかし、硬度の測定は微小変形領域での挙動を示すものであるため、実態と合わないことがある。
それに対して100%モジュラスは中間〜大変形領域における挙動に即しており、実際走行におけるブレード先端変形量の測定値と良い相関を示し、長期におけるブレード摩耗との関係が現れるものと思われる。
Moreover, regarding the effect of reducing the wear resistance of the blade, it is not necessarily explained only by the rubber hardness, and it is presumed as follows that it is indicated by 100% modulus as the actual condition.
The rubber material of the blade generally used in electrophotography shows a complicated “stress-strain” relationship when considering a high deformation region. From the measurement result of the strain state of the blade tip by the strain gauge, nip observation, and the like, it is estimated that the amount of deformation of the blade tip during running ranges from several hundred μm to several mm.
However, since the measurement of hardness shows the behavior in the minute deformation region, it may not match the actual situation.
On the other hand, the 100% modulus is in line with the behavior in the middle to large deformation region, and shows a good correlation with the measured value of the blade tip deformation amount in actual running, and seems to have a relationship with the blade wear in the long term.
以下、図1を用いて本発明の効果を説明する。
図1は富士ゼロックスDocuCentre Color400を用いてクリーニング性能の維持性と、クリーニングブレードの水との接触角A、100%モジュラスBとの関係を示したものである。このテストは、接触帯電器に印加する交流電圧出力値をDocuCenter Color400オリジナルの設定値より高く設定し、かつ高温高湿条件下で、低画像密度の画像を連続で流したもので、通常走行よりストレスが加速された実験である。
クリーニング維持性の評価は、走行後のクリーニングブレードの先端部を顕微鏡(キーエンス社(株)製レーザー顕微鏡VK8500)で観察しブレードエッジの損傷具合と、ベタ画像を連続で流した時のクリーニング不良具合により判断したものである。図1中、○は、ブレードエッジの損傷とクリーニング性が良好なものを示し、×は不具合が発生したものを示す。
Hereinafter, the effect of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 shows the relationship between the maintenance performance of the cleaning performance, the contact angle A of the cleaning blade with water, and the 100% modulus B using Fuji Xerox DocuCenter Color400. In this test, the AC voltage output value to be applied to the contact charger is set higher than the original setting value of the DocuCenter Color 400, and images of low image density are continuously flowed under high temperature and high humidity conditions. This is an experiment in which stress is accelerated.
The maintenance of cleaning is evaluated by observing the tip of the cleaning blade after running with a microscope (Laser Microscope VK8500, manufactured by Keyence Corporation), and the damage state of the blade edge and the poor cleaning condition when the solid image is continuously flowed. It was judged by. In FIG. 1, ◯ indicates that the blade edge is damaged and has good cleaning properties, and X indicates that a defect has occurred.
図1から、ブレード100%モジュラスと水との接触角が特定の範囲にあるブレードを用いると、クリーニングブレード先端部の損傷が抑制され、クリーニング性能が改善されることが明確である。
From FIG. 1, it is clear that when the blade having a contact angle between the
(2)クリーニング部材
本発明のクリーニング装置のクリーニング部材としては、少なくとも被クリーニング部材との当接部が、上記式(1)を満たすゴム弾性体で構成されることを特徴とする。
(2) Cleaning member The cleaning member of the cleaning device of the present invention is characterized in that at least the contact portion with the member to be cleaned is made of a rubber elastic body satisfying the above formula (1).
本発明にかかるクリーニング部材に用いるゴム弾性体の種類としては、公知のものを用いることが可能であり、例えばウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム等を用いることができる。その中で耐摩耗性に優れていることからポリウレタン弾性体を用いることが好ましい。 As a kind of rubber elastic body used for the cleaning member concerning the present invention, a publicly known thing can be used, for example, urethane rubber, silicone rubber, fluorine rubber, chloroprene rubber, butadiene rubber, etc. can be used. Among them, it is preferable to use a polyurethane elastic body because of its excellent wear resistance.
ポリウレタン弾性体としては、一般にイソシアネートとポリオール及び各種水素含有化合物との付加反応を経て合成されるポリウレタンが用いられており、ポリオール成分として、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテル系ポリオールや、アジペート系ポリオール、ポリカプロラクタム系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール等のポリエステル系ポリオールを用い、ポリイソシアネート成分として、トリレンジイソシアネート、4,4’ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、トルイジンジイソシアネート、等の芳香族系ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂肪族系ポリイソシアネートを用いてウレタンプレポリマーを調製し、これに硬化剤を加えて、所定の型内に注入し、架橋硬化させた後、常温で熟成することによって製造されている。
上記硬化剤としては、通常、1,4−ブタンジオール等の二価アルコールとトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の三価以上の多価アルコールとが併用される。
As the polyurethane elastic body, a polyurethane generally synthesized through an addition reaction between an isocyanate and a polyol and various hydrogen-containing compounds is used. As a polyol component, a polyether-based polyol such as polypropylene glycol or polytetramethylene glycol, Polyester polyols such as adipate polyols, polycaprolactam polyols, polycarbonate polyols are used, and polyisocyanate components include aromatics such as tolylene diisocyanate, 4,4'diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenyl polyisocyanate, toluidine diisocyanate, etc. Polyisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, xylylene diisocyanate, dicyclohexane It is manufactured by preparing a urethane prepolymer using an aliphatic polyisocyanate such as xylmethane diisocyanate, adding a curing agent to the urethane prepolymer, pouring it into a predetermined mold, crosslinking and curing, and then aging at room temperature. ing.
As the curing agent, a dihydric alcohol such as 1,4-butanediol and a trihydric or higher polyhydric alcohol such as trimethylolpropane or pentaerythritol are usually used in combination.
上記式(1)を満たすポリウレタン弾性体を得るためには、ポリオール材料、ポリオールの分子量、イソシアネートと架橋剤の材料及び配合を調整することで得ることができる。 In order to obtain the polyurethane elastic body satisfying the above formula (1), it can be obtained by adjusting the polyol material, the molecular weight of the polyol, and the material and blending of the isocyanate and the crosslinking agent.
一般に、ポリオールの分子量を低くすると、架橋点間分子鎖長さが短くなりミクロブラウン運動が低下して高モジュラス化するが、極性が高くなり水との接触角は低くなる。また、架橋剤の量を多くして架橋密度を増大させて高モジュラス化が可能であるが、やはり水との接触角が低くなる傾向がある。 In general, when the molecular weight of the polyol is lowered, the molecular chain length between cross-linking points is shortened and the micro Brownian motion is lowered to increase the modulus, but the polarity is increased and the contact angle with water is lowered. Further, although the amount of the crosslinking agent can be increased to increase the crosslinking density to increase the modulus, the contact angle with water tends to be lowered.
これを図1を用いて説明する。図1中、×で使用したクリーニングブレードは、公知のゴム弾性体を備えている。一般的に、同じ原料を用いて単に100%モジュラスを高くしようとすると、架橋点間分子量を低くする方向にあるため、水の接触角が小さくなる。結果、×で使用したクリーニングブレードのゴム弾性体の物性は、図1中の矢印Pの方向へ移動し、本発明の物性値を有するゴム弾性体(図1中、○で示したもの)とは異なるものとなる。 This will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the cleaning blade used in x has a known rubber elastic body. In general, if the same raw material is used to simply increase the 100% modulus, the contact angle of water decreases because the molecular weight between crosslinking points tends to decrease. As a result, the physical properties of the rubber elastic body of the cleaning blade used in x move in the direction of the arrow P in FIG. 1, and the rubber elastic body having physical property values of the present invention (shown by ◯ in FIG. 1) Will be different.
このように単純にポリオールの分子量のみの変更や架橋密度の調整だけではモジュラスと接触角を式(1)を満たす範囲にすることは困難であるが、物性のバランスを取りつつ前述したポリオール材料、ポリオールの分子量、イソシアネートと架橋剤の材料及び配合の組み合わせにて製造できるものである。 Thus, it is difficult to make the modulus and the contact angle in a range satisfying the formula (1) only by changing only the molecular weight of the polyol or adjusting the crosslinking density, but the above-described polyol material while balancing the physical properties, It can be produced by a combination of the molecular weight of the polyol, the material of the isocyanate and the crosslinking agent, and the combination.
なお、本発明にかかるクリーニング部材に用いるゴム弾性体は、式(1)を満たすことが重要であって、純水との接触角Aと100%モジュラスBとの関係式(1)を提示しさえすれば、ゴム製造等にかかわる当業者であれば、本発明にかかるゴム弾性体を得ることができる。 It is important that the rubber elastic body used for the cleaning member according to the present invention satisfies the formula (1), and the relational expression (1) between the contact angle A with pure water and the 100% modulus B is presented. As long as it is done, those skilled in the art relating to rubber production and the like can obtain the rubber elastic body according to the present invention.
また、弾性体の23℃での100%モジュラスは式(1)を満たした上で、更に6.3〜19.6Mpa(65〜200kgf/cm2)とすることが好ましく(図1において、破線で示す。)、より好ましくは、6.3〜14.7Mpa(65〜150kgf/cm2)とする場合である。
23℃での100%モジュラスが6.3Mpa(65kgf/cm2)より低いと、高速で低画像密度の画像の連続走行等のストレス条件下でのブレード先端部の変形を抑制しきれない場合が生じやすい。一方、19.6Mpa(200kgf/cm2)を越えると、感光体表面にスクラッチ傷が発生した場合、ゴムの凹凸に対する追従性が不十分となり、特に球状のトナーを用いた場合はクリーニング不良が生じやすくなる場合がある。
Further, the 100% modulus at 23 ° C. of the elastic body preferably satisfies 6.3 to 19.6 Mpa (65 to 200 kgf / cm 2 ) after satisfying the formula (1) (in FIG. 1, a broken line). More preferably, it is a case where it is set to 6.3 to 14.7 Mpa (65 to 150 kgf / cm 2 ).
If the 100% modulus at 23 ° C. is lower than 6.3 Mpa (65 kgf / cm 2 ), it may not be possible to suppress the blade tip deformation under stress conditions such as continuous running of high-speed and low-image density images. Prone to occur. On the other hand, if it exceeds 19.6 Mpa (200 kgf / cm 2 ), if scratches are generated on the surface of the photoreceptor, the followability to the unevenness of the rubber becomes insufficient. In particular, when a spherical toner is used, poor cleaning occurs. It may be easier.
23℃、55%RHでの水との接触角は、式(1)を満たした上で、更に75〜100°とすることがより好ましく(図1において、破線で示す。)、より好ましくは、80〜95°とする場合である。75°より低いと、特に接触帯電器を用いると放電生成物付着により感光体表面が非常に高摩擦になった場合はブレードと感光体間の摩擦上昇を抑えきれない場合が生じる。また100°より高いとゴムの分子間凝集力の低下によって摩耗が加速されやすくなる。 The contact angle with water at 23 ° C. and 55% RH satisfies the formula (1), and is more preferably 75 to 100 ° (indicated by a broken line in FIG. 1), more preferably. , 80 to 95 °. If the angle is less than 75 °, particularly when a contact charger is used, the increase in friction between the blade and the photoconductor may not be suppressed when the surface of the photoconductor becomes extremely high friction due to the adhesion of discharge products. On the other hand, if the angle is higher than 100 °, wear tends to be accelerated due to a decrease in cohesive force between rubber molecules.
(3)クリーニング装置
図2〜図7に本発明のクリーニング装置の構成の概略図を示す。
(3) Cleaning Device FIG. 2 to FIG. 7 are schematic views showing the configuration of the cleaning device of the present invention.
図2では、弾性材料を積層して構成するゴム弾性体20を備え、ゴム弾性体20を保持具33で支持する構成のクリーニングブレードを示す。
ゴム弾性体20は、被クリーニング部材1との当接面に設ける第1層30を式(1)を満たす弾性体で構成し、非当接面に設ける第2層31を第1層30よりも100%モジュラスの低い弾性材料で構成する。
このような構成とすることで、クリーニングブレード先端部の振動を吸収できるとともに、クリーニングブレード全体の当接圧が好適に調整可能となり、より安定してブレード先端部の変形を制御可能となる。
FIG. 2 shows a cleaning blade having a rubber
In the rubber
By adopting such a configuration, it is possible to absorb the vibration of the cleaning blade tip, and to suitably adjust the contact pressure of the entire cleaning blade, and to control the deformation of the blade tip more stably.
第2層31の23℃での100%モジュラスは、3.0〜6.2MPaであることが好ましく、より好ましくは、3.5〜6.0MPaである。
The 100% modulus of the
また前記第2層の構成材料の永久伸びを第1層よりも小さくすることで、クリーニングブレード全体の長期保管でのヘタリを好適に抑制することが可能となりより好ましい。
第1層30の永久伸びは、23℃において8%以下であることが好ましく、より好ましくは、5%以下である。第2層30の永久伸びは、23℃において5%以下であることが好ましく、より好ましくは、3%以下である。ここで、永久伸びの測定は、JIS K6262:97で規定する方法に準じ、100%伸長、20分放置での値である。
Further, it is more preferable that the permanent elongation of the constituent material of the second layer is smaller than that of the first layer, so that the settling of the entire cleaning blade during long-term storage can be suitably suppressed.
The permanent elongation of the
さらに、前記第2層31の構成材料の反発弾性率を第1層30よりも大きくすることで、クリーニングブレード全体の動的な追従性を向上させることも可能である。
第1層30の23℃における反発弾性率は、30〜60%であることが好ましく、より好ましくは、40〜60%である。第2層30の23℃における反発弾性率は、10〜40%であることが好ましく、より好ましくは、10〜30%である。ここで、反発弾性率の測定は、JIS K6255:96で規定する方法に準ずる。
Furthermore, by making the rebound resilience of the constituent material of the
The rebound resilience at 23 ° C. of the
このように第1層と第2層とを積層するゴム弾性体20の場合、第1層30の厚さは全体の厚さの25%以下、より好ましくは、20%以下とすることが好ましい。
また、ゴム弾性体20の全体の厚みは、1.0〜4.0mmであることが好ましく、より好ましくは1.5〜3.0mmである。
In the case of the rubber
Further, the overall thickness of the rubber
なお、図2では、ゴム弾性体20は2層の積層体として示したが、第1層30のみからなる単層体として設けてもよい。但し、第1層30は、式(1)を満たす弾性体で構成される。
しかしながら、上述のように、第2層31を設け、第2層31の100%モジュラス、永久伸び、及び反発弾性率を調製すると、ブレード先端部の変形、長期保管でのヘタリ、動的な追従性を調整しやすくなるため、ゴム弾性体20は積層構造とすることが好適である。
In FIG. 2, the rubber
However, as described above, when the
更に、ゴム弾性体20を3層以上の積層体としてもよい。
Furthermore, the rubber
図3〜図5で示すクリーニング装置は、参考例であり、板状バネ部材を有するクリーニングブレードである。
ゴム弾性体20において、被クリーニング部材1に当接しない面側に板状バネ部材32を設ける。
板状バネ部材で全体の当接圧を制御することが可能であり、使用環境や長期保管でのヘタリなどの影響を受けず、安定した当接圧の制御が可能である。
The cleaning apparatus shown in FIGS. 3 to 5 is a reference example, and is a cleaning blade having a plate spring member.
In the rubber
It is possible to control the entire contact pressure with the plate spring member, and it is possible to control the contact pressure stably without being affected by the use environment, settling in long-term storage, and the like.
前記板バネ部材の材料としては、板状の板バネ部材であれば特に限定しないが金属製の薄板やプラスチック製の薄板等板バネ部材を好適に用いることができる。
金属製の薄板材料としては柔軟性のある金属薄板であれば、どのような金属材料でも用いることができるが、好ましくはSUS系のステンレス板、リン青銅板等が用いられる。
プラスチック製の薄板に用いられる高分子材料としてはポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアリレート、スチレンアクリレート共重合体等の熱可塑性樹脂、ガラス繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック等の強化プラスチック、或いは3次元架橋により硬化させたゴム弾性が小さい熱硬化性高分子材料等が好ましく用いられる。
The material of the plate spring member is not particularly limited as long as it is a plate-like plate spring member, but a plate spring member such as a metal thin plate or a plastic thin plate can be suitably used.
As the metal thin plate material, any metal material can be used as long as it is a flexible metal thin plate, but a SUS stainless steel plate, phosphor bronze plate, or the like is preferably used.
Polymer materials used for plastic sheets include reinforcement of thermoplastic resins such as polyethylene terephthalate, polystyrene, polyacrylate, polyethylene, polypropylene, polyarylate, and styrene acrylate copolymers, glass fiber reinforced plastic, and carbon fiber reinforced plastic. A plastic or a thermosetting polymer material having a small rubber elasticity cured by three-dimensional crosslinking is preferably used.
また、板状バネ部材とゴム弾性体は既知の接着方法(ホットメルト、両面テープ、瞬間接着剤等)で接着することができる。 Further, the plate spring member and the rubber elastic body can be bonded by a known bonding method (hot melt, double-sided tape, instantaneous adhesive, etc.).
クリーニング装置19は、第1層30が、被クリーニング部材1に当接するように設けられれば、板状バネ部材のいかなる位置にゴム弾性体20を設けてもよい。
例えば、板状バネ部材の一方の端部に保持具33を設け、他方の端部にゴム弾性体20を設ける。図3に示すように、板状バネ部材の長さに合わせて、ゴム弾性体20の先端と板状バネ部材の先端とを合わせて取り付けてもよいし、図4に示すように、第1層30を板状バネ部材の先端よりもゴム弾性体20の先端が突き出るように自由長を有して、ゴム弾性体を取り付けてもよい。あるいは、図5に示すように、板状バネ部材の長さ方向の半ばに取り付けてもよい。但し、図5に示す場合には、板状バネ部材が被クリーニング部材1に接しないよう、一方ゴム弾性体20の第1層30は被クリーニング部材1に当接するように取り付けなければならない。
In the
For example, the
板状バネ部材に取りつけられたゴム弾性体20が被クリーニング部材1に当接する際の当接圧は、10〜80g/cmが好ましく、より好ましくは、15〜50g/cmである。この範囲内の当接圧でクリーニング部材を当接させると、クリーニング性及び耐久性が良好である。当接圧の調整としては板バネ部材の材質、厚み、長さ、食い込み量を適時調整することで設定可能である。
The contact pressure when the rubber
図3〜図5で示す板状バネ部材を備えるクリーニング装置の場合、ゴム弾性体で構成される第1層30の厚みは、0.3〜3.0mmであることが好ましく、0.5〜2.0mmであることがより好ましい。
In the case of the cleaning device provided with the plate-like spring member shown in FIGS. 3 to 5, the thickness of the
更に、図6及び図7に示すクリーニング装置は、弾性材料を積層構造とし、且つ板状バネ部材を設けるクリーニングブレードである。
第1層30を式(1)を満たすゴム弾性体で構成し、非当接面の第2層を100%モジュラスの低い弾性材料で構成することで、クリーニングブレード先端部の振動を吸収できるとともに、クリーニングブレード全体の当接圧が好適に調整可能となり、より安定してブレード先端部の変形を制御可能となる。また、板状バネ部材で全体の当接圧を制御することが可能であり、使用環境や長期保管でのヘタリなどの影響を受けず、安定した当接圧の制御が可能である。
Further, the cleaning device shown in FIGS. 6 and 7 is a cleaning blade having a laminated structure of elastic materials and provided with a plate spring member.
The
図6及び図7に示すクリーニング装置では、図2で示した積層構造のゴム弾性体及び図3〜5で示した板状バネ部材を適用することができる。 In the cleaning apparatus shown in FIGS. 6 and 7, the rubber elastic body having the laminated structure shown in FIG. 2 and the plate-like spring member shown in FIGS.
図6及び図7で示すクリーニング装置の場合、第1層30と第2層31とで構成されるゴム弾性体全体の厚みは、1.0〜4.0mmであることが好ましく、1.5〜3.0mmであることがより好ましい。
第1層30の厚さは全体の厚さの25%以下、より好ましくは、20%以下とすることが好ましい。
In the case of the cleaning device shown in FIGS. 6 and 7, the total thickness of the rubber elastic body composed of the
The thickness of the
図8〜図10で示すクリーニング装置は、筐体に回転自在に取り付けられた保持部材が上記ゴム弾性体に設けられ、筐体に付設された付勢手段によって保持部材が動作するクリーニングブレードである。 The cleaning device shown in FIGS. 8 to 10 is a cleaning blade in which a holding member rotatably attached to a housing is provided on the rubber elastic body, and the holding member is operated by an urging means attached to the housing. .
上記式(1)を満たすゴム弾性体は、式(1)における水との接触角を考慮すると、従来のものよりも100%モジュラスが高くなる傾向にあるために、振動を吸収しにくくなっている。そこで、既述のように、本発明にかかるゴム弾性体20は、非当接面に第2層31を設けることが好ましい。第2層31を第1層30の100%モジュラスよりも低い弾性材料で構成すると、第2層31によってクリーニングブレード先端部の振動が吸収されやすくなる。
さらに好適な構成として、本発明では図8〜図10のクリーニング装置を提示する。図8〜図10のクリーニング装置では、上記付勢手段によって、クリーニングブレード全体の当接圧をより好適に調整することが可能になる。
The rubber elastic body satisfying the above formula (1) is less likely to absorb vibration because it tends to have a higher modulus of 100% than the conventional one when the contact angle with water in the formula (1) is considered. Yes. Therefore, as described above, the rubber
As a more preferred configuration, the present invention presents the cleaning device of FIGS. In the cleaning apparatus of FIGS. 8 to 10, the urging means can more suitably adjust the contact pressure of the entire cleaning blade.
図8に示すクリーニング装置は、保持具(筐体)33に保持部材34が回転軸35を中心に回転自在に取り付けられ、筐体33に付設された付勢手段38によって、支持部材36を介して保持部材34を動作させる。保持部材34にはゴム弾性体20が取り付けられている。保持部材34とゴム弾性体20は既知の接着方法(ホットメルト、両面テープ、瞬間接着剤等)で接着することができる。
In the cleaning device shown in FIG. 8, a holding
付勢手段38による保持部材34の動作を説明する。付勢手段38は、保持部材34に結合する支持部材36と保持具(筐体)33とを結合する。付勢手段38が収縮したときには、保持部材34と筐体33とのなす角度が小さくなるように、保持部材34が回転軸35を中心に回転し、それに伴い保持部材34に結合するゴム弾性体20が動作し、図8の(A)の状態になる。一方、付勢手段が伸長した場合には、保持部材34と筐体33とのなす角度が大きくなるように、保持部材34が回転軸35を中心に回転し、それに伴い保持部材34に結合するゴム弾性体20が動作し、図8の(B)の状態になる。
The operation of the holding
付勢手段38の伸縮は、実際には主にゴム弾性体と被クリーニング部材1の間の当接応力或いは摩擦に起因する。例えば、非画像形成時或いは画像形成時であっても画像密度が少ない画像が作成される時などは、クリーニングブレードと被クリーニング部材の間へ潤滑剤として供給されるトナー成分(トナーの外添剤など)が枯渇し易くなる為、クリーニングブレードと被クリーニング部材1の間の摩擦が大きく上昇し、結果として付勢手段38には伸びる方向に負荷が加わる。反対に、上記潤滑剤が十分に供給されるような場合には、摩擦は低下していく為、図8の(A)のように相対的に縮む方向に負荷が加わる。
潤滑剤の供給量は、実際には変動するものであることから、クリーニングブレードは、付勢手段38の伸縮に伴い、被クリーニング部材1に対する自身の姿勢を都度変えながら当接応力を調整していると考えられる。ただ、潤滑剤がある程度以上確保されている状態であれば、多少の姿勢変動があっても、付勢手段38のもつ元の位置に戻ろうとする力でそれを安定化させることが出来る。
The expansion and contraction of the urging means 38 is actually caused mainly by contact stress or friction between the rubber elastic body and the
Since the supply amount of the lubricant actually fluctuates, the cleaning blade adjusts the contact stress while changing its posture with respect to the member to be cleaned 1 each time the urging means 38 expands and contracts. It is thought that there is. However, as long as the lubricant is secured to some extent, even if there is a slight change in posture, it can be stabilized by the force of returning to the original position of the biasing means 38.
ところが、このように、被クリーニング部材1に対するクリーニングブレードの当接姿勢或いは角度(以下、「WA」(Working Angle)と称する。)が基本的に変動することを許容させるかたちで当接圧調整に対応させようとした場合、クリーニングブレードがもつトナークリーニング性能を不安定にしてしまうという問題も一方で存在する。そこではWAは小さくなればなるほどクリーニング性能を低下させてしまう傾向となる。
図8に示す当接圧調整では、先述のとおり潤滑剤が減少してきた場合、WAが安定化出来る許容範囲を超えて大きくなる方向に状態変化していくが、例えばこのような状態の直後に、潤滑剤となるトナー及びトナー成分が供給されると、これがいわばトリガーとなり、クリーニングブレードは元の位置に戻ろうと姿勢を変える。しかし、その際、付勢手段38自身及びクリーニングブレード自身それぞれのもつ元の位置に戻そうとする力が同時に働くことになる為、過剰な復元力となり、結果的にWAが小さくなり過ぎたり、或いは一度元の位置に戻ったWAがそのまま大きく振動し続けてしまったりという状態になることがまま起こる。
However, in this way, the contact pressure adjustment is performed in such a manner that the contact posture or angle of the cleaning blade with respect to the member to be cleaned 1 (hereinafter referred to as “WA” (Working Angle)) is allowed to basically change. On the other hand, there is a problem that the toner cleaning performance of the cleaning blade becomes unstable when trying to cope with it. In this case, the smaller the WA is, the lower the cleaning performance tends to be.
In the contact pressure adjustment shown in FIG. 8, when the lubricant has decreased as described above, the state changes in a direction in which the WA increases beyond an allowable range that can be stabilized. For example, immediately after such a state, When the toner and the toner component serving as the lubricant are supplied, this acts as a trigger, and the cleaning blade changes its posture to return to the original position. However, at that time, the force for returning to the original positions of the urging means 38 and the cleaning blade itself simultaneously acts, resulting in an excessive restoring force, and as a result, the WA becomes too small. Alternatively, the WA once returned to the original position may continue to vibrate as it is.
そこで、本発明では、これらの問題を解消すべく、上記式(1)を満たすクリーニングブレードと組み合わせるクリーニング装置として、図8〜10に示すクリーニング装置を提示する。本発明者等は、上記クリーニング性能が不安定となる問題が、クリーニングブレードが被クリーニング部材に当接する際に生じるブレード歪の大きさに起因していることに着目した。そして、そのクリーニングブレードに、歪が絶対的に小さくなる上記式(1)を満たすクリーニングブレードを用いることで問題が解決できることを見出した。
特にWAが小さくなり過ぎた場合、従来のクリーニングブレードでは、被クリーニング部材に対しその先端がいわば腹当たり状態で当接する格好になりやすかったのに対し、上記式(1)を満たすクリーニングブレードでは、歪を絶対的に少なくさせることが出来る為、そのようにはならず、常にスクレーパーのような姿勢で被クリーニング部材表面に当接し続けることが可能となる。この結果、上記潤滑剤量の変動などでWAが変動する状況下においても、クリーニング性能を安定に保つことが可能となる。
Therefore, in the present invention, in order to solve these problems, a cleaning device shown in FIGS. 8 to 10 is presented as a cleaning device combined with a cleaning blade that satisfies the above formula (1). The present inventors have noted that the problem that the cleaning performance becomes unstable is caused by the magnitude of blade distortion that occurs when the cleaning blade comes into contact with the member to be cleaned. Then, it was found that the problem can be solved by using a cleaning blade satisfying the above formula (1) in which the distortion is absolutely reduced.
In particular, when WA has become too small, the conventional cleaning blade tends to come into contact with the member to be cleaned in a so-called abdominal contact state, whereas in the cleaning blade satisfying the above formula (1), Since distortion can be reduced absolutely, this is not the case, and it is possible to always keep contact with the surface of the member to be cleaned in a posture like a scraper. As a result, it is possible to keep the cleaning performance stable even under a situation where the WA varies due to the variation in the amount of lubricant.
図9のクリーニング装置は、保持具(筐体)33に切欠した凹部40が設けられ、凹部40に係合する支軸42を介し保持部材34を連結させる。支軸42は付勢手段38によって凹部内で摺動する。
The cleaning device of FIG. 9 is provided with a
図9において、付勢手段38による保持部材34の動作を説明する。
凹部40の開口部は、保持部材34の長手方向に切り欠かれる。開口部の形状は、長方形、楕円形いずれの形であってもよいが、長辺或いは長径の方向が、保持部材34の長手方向と略一致する。付勢手段38は、その伸縮方向が保持部材の長手方向と略一致するように、凹部40の開口部と支軸42とに結合する。
付勢手段38の伸縮に伴い、保持部材34が、凹部40の切欠方向(保持部材34の長手方向)に沿って摺動する。このとき、WAは変動しない。
In FIG. 9, the operation of the holding
The opening of the
As the biasing means 38 expands and contracts, the holding
例えば、使用によりゴム弾性体にヘタリが生じた場合、被クリーニング部材1の回転に引き摺られるようになり、付勢手段38は伸びる方向に負荷が加わるが、付勢手段38によって縮もうとする力が働き、元の位置に戻される。しかも、WAの変動がないため、クリーニング性能が安定し、長期にわたり欠陥のない均一な画像形成が可能となる。
なお、凹部40は、保持具33を貫通させた穴であってもよい。また、図9のクリーニング装置に、図8のクリーニング装置の構成を組み合わせて、凹部40と支軸42との間、及び支持部材36と筐体33との間の二箇所に付勢手段を設けてもよい。
For example, when settling occurs in the rubber elastic body due to use, the member to be cleaned 1 is dragged by the rotation of the
Note that the
図10のクリーニング装置は、回転軸が2つ存在するものである。保持具(筐体)33に第一の保持部材44が第一の回転軸46を中心に回転自在に取り付けられる。また、第二の保持部材48は第二の回転軸50を中心に回転自在に取り付けられる。第二の保持部材48にゴム弾性体20を備える。筐体33に設置された第一の支持部材52と第一の保持部材との間を第一の付勢手段54で結合する。また、第二の保持部材48に設置された第二の支持部材56との間を第二の付勢手段58で結合する。
The cleaning device of FIG. 10 has two rotating shafts. A first holding
第一の付勢手段54と第二の付勢手段58によるゴム弾性体20の動作を説明する。
第一の付勢手段54が収縮するときには、第一の保持部材44が第一の回転軸46を中心、回転軸50が支持部材52に近づく方向に回転する。第二の付勢手段58による第二の保持部材48の動作は、図8のクリーニング装置の場合と同様である。
すなわち、図10のクリーニング装置では、第二の付勢手段によって図8のクリーニング装置と同様に被クリーニング部材1の回転方向に近似した方向で動作し、且つ、第一の付勢手段によって、図9のクリーニング装置に略同様に、第二の保持部材48の長手方向に近似した方向に動作する。つまり、図10では、図8のクリーニング装置の効果と図9のクリーニング装置の効果を享受することが可能である。
さらに、回転軸と付勢手段とがそれぞれ2つずつ存在するために、応力を緩和しやすく、クリーニングブレード先端部の振動をより吸収しやすい。
The operation of the rubber
When the first urging means 54 contracts, the first holding
That is, in the cleaning device of FIG. 10, the second urging means operates in a direction similar to the rotation direction of the
Further, since there are two each of the rotating shaft and the urging means, it is easy to relieve the stress and more easily absorb the vibration at the tip of the cleaning blade.
図8〜図10において、付勢手段は、コイルスプリングや蛇腹状のバネ、或いはゴムや合成樹脂等の弾性材料を用いることができる。
また、図8〜図10において、ゴム弾性体20を、第1層30と第2層31とで構成されるもので示したが、第1層30のみの単層からなるものであってもよい。
8 to 10, the urging means can be a coil spring, a bellows-like spring, or an elastic material such as rubber or synthetic resin.
8 to 10, the rubber
(4)被クリーニング部材
本発明における被クリーニング部材は、感光体、中間転写体、転写ベルト、転写ロール、帯電ロール、導電性ファーブラシクリーナに当接しファーブラシからトナーを回収する回収ロールなど、トナーや放電生成物が堆積する部位をいう。
以下、本発明のクリーニング装置と当接する被クリーニング部材について説明する。
(4) Member to be cleaned The member to be cleaned in the present invention is a toner such as a photoreceptor, an intermediate transfer member, a transfer belt, a transfer roll, a charging roll, a collecting roll that contacts a conductive fur brush cleaner and collects toner from the fur brush. And the part where discharge products accumulate.
Hereinafter, a member to be cleaned that comes into contact with the cleaning device of the present invention will be described.
(i)感光体
本発明の画像形成装置、プロセスカートリッジに用いられる感光体としては、有機感光体や、アモルファスシリコン感光体やセレン系感光体などの無機系の感光体など公知も感光体を用いることができるが、コスト、製造性及び廃棄性等の点で優れた利点を有する有機感光体が好適に用いられる。
(I) Photosensitive member As the photosensitive member used in the image forming apparatus and the process cartridge of the present invention, a known photosensitive member such as an organic photosensitive member, an inorganic photosensitive member such as an amorphous silicon photosensitive member or a selenium photosensitive member is used. However, an organic photoreceptor having excellent advantages in terms of cost, manufacturability, discardability and the like is preferably used.
有機感光体の最表層の電荷輸送層としては、公知の技術によって形成されたものを適用できる。それらの電荷輸送層は、電荷輸送材料と結着樹脂を含有して形成されるか、あるいは高分子電荷輸送材を含有して形成される。
有機感光体では、単層からなる感光層の場合と、機能分離型の多層積層構造の感光層の場合があるが、本発明においてはいずれの場合であってもよい。
As the charge transport layer as the outermost layer of the organic photoreceptor, one formed by a known technique can be applied. These charge transport layers are formed containing a charge transport material and a binder resin, or are formed containing a polymer charge transport material.
In the organic photoreceptor, there are a case where the photosensitive layer is a single layer and a case where the photosensitive layer has a function-separated multi-layer laminated structure, and any case may be used in the present invention.
図11は、感光体の好適な一実施形態を示す模式断面図である。図11に示す感光体10は、機能分離型感光体であり、感光体10が備える感光層18には電荷発生層14と電荷輸送層15とが別個に設けられている。
より詳しくは、図11に示した感光体10においては、導電性基体11上に下引き層13、電荷発生層14、電荷輸送層15、及び保護層16がこの順で積層されて構成される。
以下、感光体のなかでも、特に、本発明のクリーニング装置が当接する最外層の保護層16、及び保護層を設けない場合には最外層となる電荷輸送層15について詳細に説明する。導電性基体11、下引き層13、及び電荷発生層14については、公知の技術を適用することができる。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a preferred embodiment of the photoreceptor. A
More specifically, in the
In the following, the outermost
(電荷輸送層)
電荷輸送層15としては、公知の技術によって形成されたものを使用できる。それらの電荷輸送層は、電荷輸送材料と結着樹脂を含有して形成されるか、あるいは高分子電荷輸送材料を含有して形成される。
電荷輸送材料としては、p−ベンゾキノン、クロラニル、ブロマニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、2,4,7−トリニトロフルオレノン等のフルオレノン化合物、キサントン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノビニル系化合物、エチレン系化合物等の電子輸送性化合物、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、アリールアルカン系化合物、アリール置換エチレン系化合物、スチルベン系化合物、アントラセン系化合物、ヒドラゾン系化合物などの正孔輸送性化合物があげられる。これらの電荷輸送材料は単独又は2種以上混合して用いることができるが、これらに限定されるものではない。
また、これらの電荷輸送材料は単独あるいは2種以上混合して用いることができるが、モビリティーの観点から、下記一般式(3)、(4)、(5)で表される化合物が好ましい。
(Charge transport layer)
As the
Charge transport materials include quinone compounds such as p-benzoquinone, chloranil, bromanyl, anthraquinone, tetracyanoquinodimethane compounds, fluorenone compounds such as 2,4,7-trinitrofluorenone, xanthone compounds, benzophenone compounds , Electron transport compounds such as cyanovinyl compounds and ethylene compounds, triarylamine compounds, benzidine compounds, arylalkane compounds, aryl-substituted ethylene compounds, stilbene compounds, anthracene compounds, hydrazone compounds, etc. Examples thereof include pore-transporting compounds. These charge transport materials may be used alone or in combination of two or more, but are not limited thereto.
These charge transport materials can be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of mobility, compounds represented by the following general formulas (3), (4) and (5) are preferred.
一般式(3)中、R14は、水素原子又はメチル基を示す。また、nは1又は2を表す。Ar6及びAr7は、置換若しくは無置換のアリール基、−C(R18)=C(R19)(R20)、又は−CH=CH−CH=C(Ar)2を表わし、R18、R19、R20は水素原子、置換又は無置換のアルキル基、又は、置換若しくは無置換のアリール基を表し、Arは置換又は無置換のアリール基を表す。
一般式(3)におけるアリール基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1〜5の範囲のアルキル基、炭素数1〜5の範囲のアルコキシ基、又は炭素数1〜3の範囲のアルキル基で置換された置換アミノ基が好ましい。
In the general formula (3), R 14 represents a hydrogen atom or a methyl group. N represents 1 or 2. Ar 6 and Ar 7 each represent a substituted or unsubstituted aryl group, —C (R 18 ) ═C (R 19 ) (R 20 ), or —CH═CH—CH═C (Ar) 2 , and R 18 , R 19 and R 20 represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group, and Ar represents a substituted or unsubstituted aryl group.
As the substituent of the aryl group in the general formula (3), a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. A substituted amino group substituted with is preferred.
一般式(4)中、R15及びR15’は、同一でも異なってもよく、水素原子、ハロゲン原
子、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルコキシ基、を表わす。
R16、R16’、R17及びR17’は同一でも異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、
炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数1〜2のアルキル基で置換されたアミノ基、置換若しくは無置換のアリール基、−C(R18)=C(R19)(R20)、又は−CH=CH−CH=C(Ar)2を表わす。
一般式(4)におけるR18、R19、R20及びArは、一般式(3)におけるR18、R19、R20及びArとそれぞれ同義である。m及びnは各々独立に0〜2の整数である。
In the general formula (4), R 15 and R 15 ′ may be the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
R 16 , R 16 ′ , R 17 and R 17 ′ may be the same or different, and may be a hydrogen atom, a halogen atom,
An alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an amino group substituted with an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group, -C (R 18 ) = C ( R 19 ) (R 20 ), or —CH═CH—CH═C (Ar) 2 .
R 18, R 19 in the general formula (4), R 20 and Ar are respectively the same as R 18, R 19, R 20 and Ar in the general formula (3). m and n are each independently an integer of 0 to 2.
一般式(5)中、R21は水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、又は、−CH=CH−CH=C(Ar)2を表す。Arは、置換又は無置換のアリール基を表す。
R22及びR23は、同一でも異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数1〜2のアルキル基で置換されたアミノ基、又は、置換若しくは無置換のアリール基を表す。
In General Formula (5), R 21 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group, or —CH═CH—CH═C ( Ar) 2 is represented. Ar represents a substituted or unsubstituted aryl group.
R 22 and R 23 may be the same or different and substituted with a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms. An amino group or a substituted or unsubstituted aryl group is represented.
さらに電荷輸送層に用いる結着樹脂は、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキッド樹脂や、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシラン、特開平8−176293号公報や特開平8−208820号公報に示されているポリエステル系高分子電荷輸送材など高分子電荷輸送材を用いることもできる。
これらの結着樹脂は単独あるいは2種以上混合して用いることができる。電荷輸送材料と結着樹脂との配合比(重量比)は10:1〜1:5が好ましい。
Further, the binder resin used for the charge transport layer is polycarbonate resin, polyester resin, methacrylic resin, acrylic resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polystyrene resin, polyvinyl acetate resin, styrene-butadiene copolymer, vinylidene chloride- Acrylonitrile copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride copolymer, silicone resin, silicone-alkyd resin, phenol-formaldehyde resin, styrene-alkyd resin, poly-N- Vinyl carbazole, polysilane, and polymer charge transport materials such as polyester polymer charge transport materials disclosed in JP-A-8-176293 and JP-A-8-208820 can also be used.
These binder resins can be used alone or in admixture of two or more. The blending ratio (weight ratio) between the charge transport material and the binder resin is preferably 10: 1 to 1: 5.
また、高分子電荷輸送材料を単独で用いることもできる。高分子電荷輸送材としては、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシランなどの電荷輸送性を有する公知のものを用いることができる。
特に、特開平8−176293号公報や特開平8−208820号公報に示されているポリエステル系高分子電荷輸送材は、高い電荷輸送性を有しており、とくに好ましいものである。高分子電荷輸送材はそれだけでも電荷輸送層として使用可能であるが、上記結着樹脂と混合して成膜してもよい。
In addition, the polymer charge transport material can be used alone. As the polymer charge transporting material, known materials having charge transporting properties such as poly-N-vinylcarbazole and polysilane can be used.
In particular, polyester polymer charge transport materials disclosed in JP-A-8-176293 and JP-A-8-208820 have a high charge transporting property and are particularly preferable. The polymer charge transport material alone can be used as the charge transport layer, but it may be formed by mixing with the binder resin.
本発明で用いる電荷輸送層の厚みは一般的には、5〜50μm、好ましくは10〜30μmが適当である。 The thickness of the charge transport layer used in the present invention is generally 5 to 50 μm, preferably 10 to 30 μm.
塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。 As a coating method, a normal method such as a blade coating method, a Meyer bar coating method, a spray coating method, a dip coating method, a bead coating method, an air knife coating method, or a curtain coating method can be used.
さらに電荷輸送層を設けるときに用いる溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロルベンゼン等の芳香族炭化水素類、アセトン、2−ブタノン等のケトン類、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロンゲン化脂肪族炭化水素類、テトラヒドロフラン、エチルエーテル等の環状もしくは直鎖状のエーテル類等の通常の有機溶剤を単独あるいは2種以上混合して用いることができる。 Furthermore, as a solvent used when providing a charge transport layer, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and chlorobenzene, ketones such as acetone and 2-butanone, and halogenation such as methylene chloride, chloroform and ethylene chloride Ordinary organic solvents such as aliphatic hydrocarbons, cyclic ethers such as tetrahydrofuran and ethyl ether and linear ethers can be used alone or in admixture of two or more.
また、複写機中で発生するオゾンや酸化性ガス、あるいは光、熱による感光体の劣化を防止する目的で、感光層中に酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤等の添加剤を添加することができる。
例えば、酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノン及びそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物等があげられる。
光安定剤の例としては、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、ジチオカルバメート、テトラメチルピペリジン等の誘導体があげられる。
Additives such as antioxidants, light stabilizers, and heat stabilizers are added to the photosensitive layer to prevent photoconductor deterioration caused by ozone, oxidizing gas, or light or heat generated in the copying machine. can do.
For example, examples of the antioxidant include hindered phenol, hindered amine, paraphenylenediamine, arylalkane, hydroquinone, spirochroman, spiroidanone and derivatives thereof, organic sulfur compounds, and organic phosphorus compounds.
Examples of the light stabilizer include derivatives such as benzophenone, benzotriazole, dithiocarbamate, and tetramethylpiperidine.
また、感度の向上、残留電位の低減、繰り返し使用時の疲労低減等を目的として、少なくとも1種の電子受容性物質を含有させることができる。
本発明の感光体に使用可能な電子受容物質としては、例えば、無水コハク酸、無水マレイン酸、ジブロム無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラブロム無水フタル酸、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、o−ジニトロベンゼン、m−ジニトロベンゼン、クロラニル、ジニトロアントラキノン、トリニトロフルオレノン、ピクリン酸、o−ニトロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、フタル酸等をあげることができる。これらのうち、フルオレノン系、キノン系やCl,CN,NO2等の電子吸引性置換基を有するベンゼン誘導体が特に好ましい。
In addition, at least one kind of electron accepting substance can be contained for the purpose of improving sensitivity, reducing residual potential, and reducing fatigue during repeated use.
Examples of the electron acceptor usable in the photoreceptor of the present invention include succinic anhydride, maleic anhydride, dibromomaleic anhydride, phthalic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, o -Dinitrobenzene, m-dinitrobenzene, chloranil, dinitroanthraquinone, trinitrofluorenone, picric acid, o-nitrobenzoic acid, p-nitrobenzoic acid, phthalic acid and the like. Of these, benzene derivatives having electron-withdrawing substituents such as fluorenone, quinone and Cl, CN, NO 2 are particularly preferred.
また本発明の感光体は、電荷輸送層が最表面に設けられる場合には、特に、フッ素樹脂粒子を含有することが好ましい。また、電荷輸送層が最表面に設けられない場合(保護層を設ける場合)であっても、フッ素樹脂粒子を含有してもよい。
フッ素樹脂粒子を含有することで、更にクリーニングブレードと感光体の摺擦摩擦力が低減し、感光体の傷や摩耗、クリーニングブレード先端部の摩滅や欠けを抑制し、感光体の長寿命化がより計れると共に、長期使用での感光体とクリーニングブレードとの空隙を抑制可能となり、よりクリーニング性能の長寿命化を得ることが可能となる。
The photoreceptor of the present invention preferably contains fluororesin particles particularly when the charge transport layer is provided on the outermost surface. Further, even when the charge transport layer is not provided on the outermost surface (when a protective layer is provided), fluororesin particles may be contained.
By containing fluororesin particles, the frictional force between the cleaning blade and the photoconductor is further reduced, and scratches and abrasion of the photoconductor and abrasion and chipping of the tip of the cleaning blade are suppressed, thereby extending the life of the photoconductor. In addition, the gap between the photosensitive member and the cleaning blade can be suppressed in a long-term use, and the lifetime of the cleaning performance can be further increased.
電荷輸送層中のフッ素系樹脂の含有率は、電荷輸送層全量に対し、0.1〜40質量%が好ましく、1〜30質量%がより好ましく、特には3〜10質量%が好ましい。含有率が0.1質量%未満ではフッ素系樹脂粒子の分散による摩擦低減効果が接触型帯電器との組合せにおいては十分でなく、一方、40質量%を越えると光通過性及び電荷輸送性顕著に低下し、かつ、繰返し使用による残留電位の上昇が生じてくる。 The content of the fluororesin in the charge transport layer is preferably 0.1 to 40% by mass, more preferably 1 to 30% by mass, and particularly preferably 3 to 10% by mass with respect to the total amount of the charge transport layer. If the content is less than 0.1% by mass, the friction reducing effect due to the dispersion of the fluororesin particles is not sufficient in combination with the contact-type charger. On the other hand, if the content exceeds 40% by mass, the light transmission property and the charge transport property are remarkable. And the residual potential increases due to repeated use.
本発明で用いるフッ素系樹脂粒子としては、4フッ化エチレン樹脂、3フッ化塩化エチレン樹脂、6フッ化プロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、2フッ化2塩化エチレン樹脂及びそれらの共重合体の中から1種あるいは2種以上を適宜選択するのが望ましいが、特に、4フッ化エチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂が好ましい。前記フッ素系樹脂の一次粒径は0.05〜1μmが良く、更に好ましくは0.1〜0.5μmが好ましい。一次粒径が0.05μmを下回ると分散時の凝集が進みやすくなる。又、1μmを上回ると画質欠陥が発生しやすくなる。 Examples of the fluorine resin particles used in the present invention include a tetrafluoroethylene resin, a trifluorinated ethylene resin, a hexafluoropropylene resin, a vinyl fluoride resin, a vinylidene fluoride resin, a difluorodiethylene chloride resin, and their It is desirable to appropriately select one or two or more types from among the copolymers, but tetrafluoroethylene resin and vinylidene fluoride resin are particularly preferable. The primary particle size of the fluororesin is preferably 0.05 to 1 μm, more preferably 0.1 to 0.5 μm. When the primary particle size is less than 0.05 μm, aggregation during dispersion tends to proceed. If it exceeds 1 μm, image quality defects are likely to occur.
(保護層)
本発明にかかる感光体では、図11に示すように、表面層の傷などに対する耐性を高めるための保護層16として、高強度表面層を設けることが好ましい。高強度表面層で傷などに対する耐性を高めることで、感光体の長寿命化が計れると共に、長期使用での感光体とクリーニングブレードとの空隙を抑制可能となり、よりクリーニング性能の長寿命化を得ることが可能となる。
(Protective layer)
In the photoreceptor according to the present invention, as shown in FIG. 11, it is preferable to provide a high-strength surface layer as the
通常のクリーニングブレードでは、このような高強度な表面層を有する感光体に当接すると劣化が早まるため、短期間でクリーニングブレードを取替えなければならない。しかしながら、本発明のクリーニングブレードを用いると、高強度表面層を有する感光体に対しても、長期間劣化せず、クリーニング性能を維持することができる。 A normal cleaning blade deteriorates faster when it comes into contact with a photoconductor having such a high-strength surface layer. Therefore, the cleaning blade must be replaced in a short period of time. However, when the cleaning blade of the present invention is used, the cleaning performance can be maintained without deteriorating for a long time even for a photoreceptor having a high-strength surface layer.
この高強度表面層としては、バインダー樹脂中に導電性微粒子を分散したもの、通常の電荷輸送層材料にフッ素樹脂、アクリル樹脂などの潤滑性微粒子を分散させたもの、シリコーンや、アクリルなどのハードコート剤を使用することができるが、膜強度の観点から、架橋構造を有するものが好ましい。 As this high-strength surface layer, conductive fine particles dispersed in a binder resin, lubricating fine particles such as fluororesin and acrylic resin dispersed in a normal charge transport layer material, hard materials such as silicone and acrylic A coating agent can be used, but those having a crosslinked structure are preferable from the viewpoint of film strength.
架橋構造を形成するものとしては種々の材料を用いることができるが、特性上、フェノール樹脂、シロキサン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、硬化性アクリル樹脂などが好ましく、特にフェノール樹脂からなるものが好ましい。 Various materials can be used to form a crosslinked structure, but in terms of characteristics, phenol resin, siloxane resin, urethane resin, epoxy resin, melamine resin, curable acrylic resin, etc. are preferable, especially those made of phenol resin Is preferred.
なお、保護層には、架橋構造を有する樹脂以外にも必要に応じて、架橋構造を有さないバインダー樹脂や、導電性微粒子、また、フッ素樹脂やアクリル樹脂などからなる潤滑性微粒子が含まれていてもよく、最表面層の形成に際しては、必要に応じてシリコーンや、アクリルなどのハードコート剤を使用することができる。 In addition to the resin having a crosslinked structure, the protective layer includes a binder resin not having a crosslinked structure, conductive fine particles, and lubricating fine particles made of a fluororesin or an acrylic resin, if necessary. In forming the outermost surface layer, a hard coat agent such as silicone or acrylic can be used as necessary.
また、最表面層の形成方法の詳細については後述するが、最表面層の形成には架橋構造を有する樹脂を構成する前駆体を少なくとも含む最表面層形成用溶液が用いられる。 The details of the method for forming the outermost surface layer will be described later. For the formation of the outermost surface layer, a solution for forming the outermost surface layer containing at least a precursor constituting a resin having a crosslinked structure is used.
さらに電気特性や画質維持性などの観点から、保護層は、電荷輸送能を有することが好ましい。保護層に電荷輸送能を付与する方法としては、(1)架橋構造を有する樹脂に電荷輸送能を有する構造単位を含ませる、又は(2)架橋構造を有する樹脂と、電荷輸送材料とを含有させる、等の方法が挙げられる。また、(1)と(2)とを組み合わせて、保護層に、架橋構造を有する樹脂に電荷輸送能を有する構造単位を含ませた上で、電荷輸送材料を含有させてもよい。 Furthermore, from the viewpoint of electrical characteristics, image quality maintenance, etc., the protective layer preferably has a charge transport capability. As a method for imparting charge transporting capability to the protective layer, (1) a resin having a crosslinked structure includes a structural unit having charge transporting capability, or (2) a resin having a crosslinked structure and a charge transporting material are contained. And the like. Further, by combining (1) and (2), the protective layer may contain a charge transporting material after including a structural unit having a charge transporting ability in a resin having a crosslinked structure.
上記(1)の電荷輸送能を有する構造単位を含み架橋構造を有する樹脂を用いる場合、図11に示すような積層構成型の感光体では、保護層16が、電荷輸送層15の一部として機能することもできる。 In the case of using a resin having a cross-linked structure including the structural unit having the charge transporting capability (1) above, in the laminated structure type photoreceptor as shown in FIG. It can also function.
まず、上記(1)の架橋構造を有する樹脂に電荷輸送能を有する構造単位を含ませ、保護層に電荷輸送能を付与する方法を説明する。 First, a method for adding a charge transporting ability to the protective layer by including a structural unit having a charge transporting ability in the resin having the crosslinked structure (1) will be described.
電荷輸送能を有する構造単位としては、下記一般式(I)〜(V)で示される化合物又はその誘導体を用いて構成する場合が、強度、安定性に優れ特に好ましい。 As the structural unit having a charge transporting ability, a case where it is constituted by using a compound represented by the following general formulas (I) to (V) or a derivative thereof is particularly preferable because of excellent strength and stability.
F−[D−Si(R1)(3-a)Qa]b 一般式(I)
一般式(I)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を表し、Dは可とう性を有する2価の基を表し、R1は水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基(炭素数は1〜15が好ましく、1〜10がより好ましい)又は置換若しくは無置換のアリール基(炭素数は6〜20が好ましく、6〜15がより好ましい)を表し、Qは加水分解性基を表し、aは1〜3の整数を表し、bは1〜4の整数を表す。
なお、aが3の場合には、加水分解により3次元架橋構造のシロキサン樹脂となり、aが2の場合には直鎖構造のシロキサンポリマーとなる。すなわち、aの比率を変更することで、架橋率を変えることができる。
F- [D-Si (R 1 ) (3-a) Q a ] b General formula (I)
In general formula (I), F represents an organic group derived from a compound having a hole transporting ability, D represents a divalent group having flexibility, and R 1 represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted group. Represents an alkyl group (carbon number is preferably 1-15, more preferably 1-10) or a substituted or unsubstituted aryl group (carbon number is preferably 6-20, more preferably 6-15); Represents a decomposable group, a represents an integer of 1 to 3, and b represents an integer of 1 to 4;
When a is 3, it becomes a siloxane resin having a three-dimensional crosslinked structure by hydrolysis, and when a is 2, it becomes a siloxane polymer having a linear structure. That is, the crosslinking ratio can be changed by changing the ratio of a.
また、上記可とう性を有する2価の基Dとしては、具体的には、光電特性を付与するためのFの部位と、3次元的な無機ガラス質ネットワークの構築に寄与する置換ケイ素基とを結びつける働きを担う2価の基である。また、Dは、堅い反面もろさも有する無機ガラス質ネットワークの部分に適度な可とう性を付与し、膜としての機械的強靱さを向上させる働きを担う有機基構造を表す。 In addition, as the divalent group D having flexibility, specifically, a site of F for imparting photoelectric characteristics, a substituted silicon group contributing to the construction of a three-dimensional inorganic glassy network, It is a divalent group that plays a role in linking. In addition, D represents an organic group structure that imparts moderate flexibility to the portion of the inorganic glassy network that is hard but brittle, and plays a role of improving mechanical toughness as a film.
Dとして具体的には、−CαH2α−、−CβH2β-2−、−CγH2γ-4−で表わされる2価の炭化水素基(ここで、αは1〜15の整数を表し、βは2〜15の整数を表し、γは3〜15の整数を表す)、−COO−、−S−、−O−、−CH2−C6H4−、−N=CH−、−(C6H4)−(C6H4)−、及び、これらの特性基を任意に組み合わせた構造を有する特性基、更にはこれらの特性基の構成原子を他の置換基と置換したもの等が挙げられる。
また、上記加水分解性基Qとしては、アルコキシ基が好ましく、炭素数1〜15のアルコキシ基がより好ましい。
Specific examples D, -CαH 2 α -, - CβH 2 β -2 -, - CγH 2 γ -4 - 2 divalent hydrocarbon group (here represented by, alpha is an integer from 1 to 15 , Β represents an integer of 2 to 15, and γ represents an integer of 3 to 15), —COO—, —S—, —O—, —CH 2 —C 6 H 4 —, —N═CH—, -(C 6 H 4 )-(C 6 H 4 )-and a characteristic group having a structure in which these characteristic groups are arbitrarily combined, and further, constituent atoms of these characteristic groups are substituted with other substituents And the like.
The hydrolyzable group Q is preferably an alkoxy group, more preferably an alkoxy group having 1 to 15 carbon atoms.
F−[(X1)n1R2−ZH]n2 一般式(II) F-[(X 1 ) n1 R 2 —ZH] n2 general formula (II)
ここで、上記一般式(II)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、X1は酸素原子又は硫黄原子を、R2はアルキレン基を、Zは酸素原子、硫黄原子、NH又はCOOを、n1は0又は1を、n2は1〜4の整数を示す。なお、一般式(II)中、ZHは水酸基、チオール基、アミノ基又はカルボキシル基を示す。 Here, in the general formula (II), F represents an organic group derived from a compound having a hole transporting ability, X 1 represents an oxygen atom or a sulfur atom, R 2 represents an alkylene group, Z represents an oxygen atom, Sulfur atom, NH or COO, n1 represents 0 or 1, and n2 represents an integer of 1 to 4. In general formula (II), ZH represents a hydroxyl group, a thiol group, an amino group, or a carboxyl group.
F−[(X2)n3−(R3)n4−(Z)n5G]n6 一般式(III)
上記一般式(III)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、X2は酸素原子又は硫黄原子を、R3はアルキレン基(炭素数は1〜15が好ましく、1〜10がより好ましい)を、Zは酸素原子、硫黄原子、NH又はCOOを、Gはエポキシ基を、n3、n4及びn5はそれぞれ独立に0又は1を、n6は1〜4の整数を示す。
F-[(X 2 ) n 3- (R 3 ) n 4- (Z) n 5 G] n 6 general formula (III)
In the general formula (III), F represents an organic group derived from a compound having a hole transporting ability, X 2 represents an oxygen atom or a sulfur atom, R 3 represents an alkylene group (the number of carbon atoms is preferably 1 to 15, 1 to 10 is more preferable), Z represents an oxygen atom, sulfur atom, NH or COO, G represents an epoxy group, n3, n4 and n5 each independently represents 0 or 1, and n6 represents an integer of 1 to 4. Show.
ここで、一般式(IV)中、Fは正孔輸送性を有するn7価の有機基を、Tは2価の基を、Yは酸素原子又は硫黄原子を、R4、R5及びR6はそれぞれ独立に水素原子又は1価の有機基を、R7は1価の有機基を、m1は0又は1を、n7は1〜4の整数を、それぞれ示す。但し、R6とR7は互いに結合してYをヘテロ原子とする複素環を形成してもよい。 Here, in the general formula (IV), F represents an n7-valent organic group having hole transportability, T represents a divalent group, Y represents an oxygen atom or a sulfur atom, R 4 , R 5 and R 6. Each independently represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, R 7 represents a monovalent organic group, m1 represents 0 or 1, and n7 represents an integer of 1 to 4. However, R 6 and R 7 may combine with each other to form a heterocycle having Y as a heteroatom.
ここで、一般式(V)中、Fは正孔輸送性を有するn8価の有機基を、Tは2価の基を、R8は1価の有機基を、m2は0又は1を、n8は1〜4の整数を、それぞれ示す。 Here, in general formula (V), F is an n8-valent organic group having hole transportability, T is a divalent group, R 8 is a monovalent organic group, m2 is 0 or 1, n8 represents an integer of 1 to 4, respectively.
次に、上記(2)の、架橋構造を有する樹脂と電荷輸送材料とを含有させ、保護層に電荷輸送能を付与する方法を説明する。 Next, the method (2) of adding a resin having a crosslinked structure and a charge transporting material to impart charge transporting capability to the protective layer will be described.
架橋構造を有する樹脂としては、上述のように、種々の材料を用いることができるが、フェノール樹脂、シロキサン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、硬化性アクリル樹脂などが好ましく、フェノール樹脂又はシロキサン系樹脂がより好ましく、特に、メチロール基を有するフェノール誘導体が好ましい。 As the resin having a crosslinked structure, various materials can be used as described above, and phenol resin, siloxane resin, urethane resin, epoxy resin, melamine resin, curable acrylic resin, etc. are preferable, and phenol resin or siloxane is used. Based resins are more preferable, and phenol derivatives having a methylol group are particularly preferable.
上記メチロール基を有するフェノール誘導体としては、モノメチロールフェノール類、ジメチロールフェノール類若しくはトリメチロールフェノール類のモノマー、それらの混合物、それらがオリゴマー化されたもの、又はそれらモノマーとオリゴマーの混合物が挙げられる。 Examples of the phenol derivative having a methylol group include monomers of monomethylolphenols, dimethylolphenols or trimethylolphenols, mixtures thereof, oligomers thereof, or mixtures of these monomers and oligomers.
このようなメチロール基を有するフェノール誘導体は、レゾルシン、ビスフェノール等、フェノール、クレゾール、キシレノール、パラアルキルフェノール、パラフェニルフェノール等の水酸基を1個含む置換フェノール類、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン等の水酸基を2個含む置換フェノール類、ビスフェノールA、ビスフェノールZ等のビスフェノール類、ビフェノール類等、フェノール構造を有する化合物と、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド等とを、酸触媒又はアルカリ触媒下で反応させることで得られるもので、一般にフェノール樹脂として市販されているものも使用できる。なお、本明細書では、分子の構造単位の繰り返しが2〜20程度の比較的大きな分子をオリゴマーといい、それ以下のものをモノマーという。 Such phenol derivatives having a methylol group include resorcin, bisphenol, etc., substituted phenols containing one hydroxyl group such as phenol, cresol, xylenol, paraalkylphenol, paraphenylphenol, and two hydroxyl groups such as catechol, resorcinol, hydroquinone, etc. It is obtained by reacting a compound having a phenol structure, such as substituted phenols, bisphenol A, bisphenol Z, and the like having a phenol structure with formaldehyde, paraformaldehyde, etc. in the presence of an acid catalyst or an alkali catalyst, Generally what is marketed as a phenol resin can also be used. In the present specification, a relatively large molecule having about 2 to 20 repeating molecular structural units is referred to as an oligomer, and a molecule smaller than that is referred to as a monomer.
上記酸触媒としては、硫酸、パラトルエンスルホン酸、リン酸等が用いられる。また、アルカリ触媒としては、NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等のアルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物やアミン系触媒が用いられる。 As the acid catalyst, sulfuric acid, paratoluenesulfonic acid, phosphoric acid and the like are used. As the alkali catalyst, hydroxides or amine catalysts of alkali metals and alkaline earth metals such as NaOH, KOH, Ca (OH) 2 and Ba (OH) 2 are used.
アミン系触媒としては、アンモニア、ヘキサメチレンテトラミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。塩基性触媒を使用した場合には、残留する触媒によりキャリアが著しくトラップされ、電子写真特性を悪化させる傾向がある。そのため、酸で中和するか、シリカゲル等の吸着剤や、イオン交換樹脂等と接触させることにより不活性化又は除去することが好ましい。 Examples of the amine catalyst include, but are not limited to, ammonia, hexamethylenetetramine, trimethylamine, triethylamine, and triethanolamine. When a basic catalyst is used, the carrier is remarkably trapped by the remaining catalyst, and the electrophotographic characteristics tend to be deteriorated. Therefore, it is preferable to inactivate or remove by neutralizing with an acid or contacting with an adsorbent such as silica gel or an ion exchange resin.
また、メチロール基を有するフェノール誘導体としては、フェノール樹脂が好ましく、レゾール型フェノール樹脂がより好ましい。 Moreover, as a phenol derivative which has a methylol group, a phenol resin is preferable and a resol type phenol resin is more preferable.
保護層に含有する電荷輸送材料としては、水酸基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、チオール基及びアミノ基からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
このような電荷輸送材料としては、上記一般式(I)〜(V)で示される化合物又はその誘導体を用いることが好ましい。
The charge transport material contained in the protective layer is preferably at least one selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, a thiol group, and an amino group.
As such a charge transport material, it is preferable to use a compound represented by the above general formulas (I) to (V) or a derivative thereof.
上記一般式(I)、(II)、(III)、(IV)又は(V)で示される化合物における正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基Fとしては、下記一般式(VI)で示される化合物が好ましい。 As the organic group F derived from the compound having a hole transporting ability in the compound represented by the general formula (I), (II), (III), (IV) or (V), the following general formula (VI) The compound shown by these is preferable.
ここで、一般式(VI)中、Ar1、Ar2、Ar3及びAr4はそれぞれ独立に置換又は無置換のアリール基を、Ar5は置換若しくは無置換のアリール基又はアリーレン基を、kは0又は1を、それぞれ示す。但し、Ar1、Ar2、Ar3、Ar4及びAr5のうち1〜4個は、上記一般式(I)、(II)、(III)、(IV)又は(V)で示される化合物における、−[D−Si(R1)(3-a)Qa]、−[(X1)n1R2−ZH]、−[(X2)n3−(R3)n4−(Z)n5G]、下記一般式(IV−1)で示される構造単位、又は下記一般式(V−1)で示される構造単位で表される部位と結合するための結合手を有する。なお、下記一般式(IV−1)におけるT、Y、R4、R5、R6、R7及びm1は、上記一般式(IV)におけるT、Y、R4、R5、R6、R7及びm1とそれぞれ同義であり、一般式(V−1)におけるT、R8及びm2は、上記一般式(V)におけるT、R8及びm2とそれぞれ同義である。 Here, in general formula (VI), Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 each independently represents a substituted or unsubstituted aryl group, Ar 5 represents a substituted or unsubstituted aryl group or arylene group, k Represents 0 or 1, respectively. However, 1-4 of Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 , Ar 4 and Ar 5 are compounds represented by the above general formula (I), (II), (III), (IV) or (V) in, - [D-Si (R 1) (3-a) Q a], - [(X 1) n1 R 2 -ZH], - [(X 2) n3 - (R 3) n4 - (Z) n5 G], a structural unit represented by the following general formula (IV-1), or a bond for binding to a site represented by the structural unit represented by the following general formula (V-1). In the following general formula (IV-1), T, Y, R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and m1 are T, Y, R 4 , R 5 , R 6 , are each with R 7 and m1 synonymous, T, R 8 and m2 in formula (V-1), respectively synonymous T, and R 8 and m2 in formula (V).
保護層16には、残留電位を下げるために導電性粒子を添加してもよい。
導電性粒子としては、金属、金属酸化物及びカーボンブラック等が挙げられる。これらの中でも、金属又は金属酸化物がより好ましい。
金属としては、アルミニウム、亜鉛、銅、クロム、ニッケル、銀及びステンレス等、又はこれらの金属をプラスチックの粒子の表面に蒸着したもの等が挙げられる。
金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジウム、アンチモンやタンタルをドープした酸化スズ、及びアンチモンをドープした酸化ジルコニウム等が挙げられる。
Conductive particles may be added to the
Examples of the conductive particles include metals, metal oxides, and carbon black. Among these, metals or metal oxides are more preferable.
Examples of the metal include aluminum, zinc, copper, chromium, nickel, silver, and stainless steel, or those obtained by depositing these metals on the surface of plastic particles.
Examples of the metal oxide include zinc oxide, titanium oxide, tin oxide, antimony oxide, indium oxide, bismuth oxide, tin-doped indium oxide, antimony and tantalum-doped tin oxide, and antimony-doped zirconium oxide. It is done.
これらは単独で用いることも、2種以上を組み合わせて用いることもできる。2種以上を組み合わせて用いる場合は、単に混合しても、固溶体や融着の形にしてもよい。
導電性粒子の平均粒径は保護層の透明性の観点から、0.3μm以下が好ましく、0.1μm以下が特に好ましい。
These can be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used in combination, they may be simply mixed, or may be in the form of a solid solution or fusion.
From the viewpoint of transparency of the protective layer, the average particle size of the conductive particles is preferably 0.3 μm or less, and particularly preferably 0.1 μm or less.
また、保護層16には、保護層の強度、膜抵抗等の種々の物性をコントロールするために、下記一般式(VII−1)で示される化合物を添加することもできる。
In addition, a compound represented by the following general formula (VII-1) can also be added to the
Si(R30)(4-c)Qc 一般式(VII−1)
上記一般式(VII)中、R30は水素原子、アルキル基又は置換若しくは無置換のアリール基を、Qは加水分解性基を、cは1〜4の整数を示す。
Si (R 30 ) (4-c) Q c General formula (VII-1)
In the general formula (VII), R 30 represents a hydrogen atom, an alkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group, Q represents a hydrolyzable group, and c represents an integer of 1 to 4.
上記一般式(VII)で示される化合物の具体例としては以下のようなシランカップリング剤が挙げられる。
シランカップリング剤としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等の四官能性アルコキシシラン(c=4);メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)トリエトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシラン、3−(ヘプタフルオロイソプロポキシ)プロピルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H−パーフルオロアルキルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H−パーフルオロデシルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルトリエトシキシラン等の三官能性アルコキシシラン(c=3);ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン等の二官能性アルコキシシラン(c=2);トリメチルメトキシシラン等の1官能アルコキシシラン(c=1)等を挙げることができる。
膜の強度を向上させるためには3及び4官能のアルコキシシランが好ましく、可とう性、成膜性を向上させるためには1及び2官能のアルコキシシランが好ましい。
Specific examples of the compound represented by the general formula (VII) include the following silane coupling agents.
Examples of silane coupling agents include tetrafunctional silanes such as tetramethoxysilane and tetraethoxysilane (c = 4); methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, methyltrimethoxyethoxysilane, vinyltri Methoxysilane, vinyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxy Silane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl L) Triethoxysilane, (3,3,3-trifluoropropyl) trimethoxysilane, 3- (heptafluoroisopropoxy) propyltriethoxysilane, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluoroalkyltriethoxysilane, 1H , 1H, 2H, 2H-perfluorodecyltriethoxysilane, trifunctional alkoxysilanes such as 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane (c = 3); dimethyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methyl And bifunctional alkoxysilanes such as phenyldimethoxysilane (c = 2); monofunctional alkoxysilanes such as trimethylmethoxysilane (c = 1), and the like.
Trifunctional and tetrafunctional alkoxysilanes are preferable for improving the strength of the film, and monofunctional and bifunctional alkoxysilanes are preferable for improving the flexibility and film formability.
また、主にこれらのカップリング剤より作製されるシリコーン系ハードコート剤も用いることができる。市販のハードコート剤としては、KP−85、X−40−9740、X−40−2239(以上、信越化学工業社製)、及びAY42−440、AY42−441、AY49−208(以上、東レダウコーニング社製)等を用いることができる。 In addition, silicone-based hard coating agents mainly produced from these coupling agents can also be used. Commercially available hard coat agents include KP-85, X-40-9740, X-40-2239 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and AY42-440, AY42-441, AY49-208 (manufactured by Toray Dow). Corning) or the like can be used.
また、保護層には、その強度を高めるために、一般式(VII−2)に示すような2つ以上のケイ素原子を有する化合物を用いることも好ましい。 In order to increase the strength of the protective layer, it is also preferable to use a compound having two or more silicon atoms as shown in the general formula (VII-2).
一般式(VII−2): B−(Si(R31)(3-d)Qd)2 Formula (VII-2): B- (Si (R 31 ) (3-d) Q d ) 2
上記一般式(VII−2)中、Bは2価の有機基を、R31は水素原子、アルキル基又は置換若しくは無置換のアリール基を、Qは加水分解性基を、dは1〜3の整数を示す。 In the general formula (VII-2), B represents a divalent organic group, R 31 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group, Q represents a hydrolyzable group, and d represents 1 to 3 Indicates an integer.
また、保護層には、ポットライフの延長、膜特性のコントロール、トルク低減、塗布膜表面の均一性向上のため、下記一般式(VII−3)で示される繰り返し構造単位を持つ環状化合物、若しくはその化合物からの誘導体を含有させることもできる。 The protective layer has a cyclic compound having a repeating structural unit represented by the following general formula (VII-3) for extending pot life, controlling film characteristics, reducing torque, and improving the uniformity of the coating film surface, or Derivatives from the compounds can also be included.
上記一般式(VII−3)中、A1及びA2は、それぞれ独立に一価の有機基を示す。 In the general formula (VII-3), A 1 and A 2 each independently represent a monovalent organic group.
一般式(VII−3)で示される繰り返し構造単位を持つ環状化合物としては、市販の環状シロキサンを挙げることができる。具体的には、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン等の環状ジメチルシクロシロキサン類、1,3,5−トリメチル−1,3,5−トリフェニルシクロトリシロキサン、1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラフェニルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7,9−ペンタメチル−1,3,5,7,9−ペンタフェニルシクロペンタシロキサン等の環状メチルフェニルシクロシロキサン類、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン等の環状フェニルシクロシロキサン類、3−(3,3,3−トリフルオロプロピル)メチルシクロトリシロキサン等のフッ素原子含有シクロシロキサン類、メチルヒドロシロキサン混合物、ペンタメチルシクロペンタシロキサン、フェニルヒドロシクロシロキサン等のヒドロシリル基含有シクロシロキサン類、ペンタビニルペンタメチルシクロペンタシロキサン等のビニル基含有シクロシロキサン類等の環状のシロキサン等を挙げることができる。
これらの環状シロキサン化合物は1種を単独で用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。
Commercially available cyclic siloxane can be mentioned as a cyclic compound which has a repeating structural unit shown by general formula (VII-3). Specifically, cyclic dimethylcyclosiloxanes such as hexamethylcyclotrisiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, decamethylcyclopentasiloxane, dodecamethylcyclohexasiloxane, 1,3,5-trimethyl-1,3,5- Triphenylcyclotrisiloxane, 1,3,5,7-tetramethyl-1,3,5,7-tetraphenylcyclotetrasiloxane, 1,3,5,7,9-pentamethyl-1,3,5,7 , 9-pentaphenylcyclopentasiloxane and other cyclic methylphenylcyclosiloxanes, hexaphenylcyclotrisiloxane and other cyclic phenylcyclosiloxanes, and 3- (3,3,3-trifluoropropyl) methylcyclotrisiloxane and other fluorine Atom-containing cyclosiloxanes, methylhydrosiloxa Mixture, pentamethylcyclopentasiloxane, mention may be made of phenyl hydrosilyl group-containing cyclosiloxanes of hydrocyclosiloxane like, cyclic siloxanes and vinyl group-containing cyclosiloxanes such as penta vinyl pentamethylcyclopentasiloxane like.
These cyclic siloxane compounds may be used alone or in combination of two or more.
更に、感光体表面の耐汚染物付着性、潤滑性、硬度等を制御するために、各種微粒子を添加することもできる。それらは、単独で用いることもできるが、2種以上を併用してもよい。 Furthermore, various fine particles can be added in order to control the contamination resistance adhesion, lubricity, hardness, etc. of the photoreceptor surface. They can be used alone or in combination of two or more.
微粒子の一例として、ケイ素原子含有微粒子を挙げることができる。
ケイ素原子含有微粒子とは、構成元素にケイ素を含む微粒子であり、具体的には、コロイダルシリカ及びシリコーン微粒子等が挙げられる。
Examples of the fine particles include silicon atom-containing fine particles.
The silicon atom-containing fine particles are fine particles containing silicon as a constituent element, and specific examples include colloidal silica and silicone fine particles.
ケイ素原子含有微粒子として用いられるコロイダルシリカは、体積平均粒子径が好ましくは1〜100nm、より好ましくは10〜30nmであり、酸性若しくはアルカリ性の水分散液、或いはアルコール、ケトン、エステル等の有機溶媒中に分散させたものから選ばれ、一般に市販されているものを使用することができる。
保護層中のコロイダルシリカの固形分含有量は、特に限定されるものではないが、成膜性、電気特性、強度の面から保護層の固形分全量を基準として好ましくは0.1〜50質量%の範囲、より好ましくは0.1〜30質量%の範囲で用いられる。
The colloidal silica used as the silicon atom-containing fine particles preferably has a volume average particle diameter of 1 to 100 nm, more preferably 10 to 30 nm, in an acidic or alkaline aqueous dispersion, or an organic solvent such as alcohol, ketone or ester. It is selected from those dispersed in, and commercially available products can be used.
The solid content of colloidal silica in the protective layer is not particularly limited, but preferably 0.1 to 50 mass based on the total solid content of the protective layer in terms of film formability, electrical properties, and strength. %, More preferably 0.1 to 30% by mass.
ケイ素原子含有微粒子として用いられるシリコーン微粒子は、球状で、平均粒子径が好ましくは1〜500nm、より好ましくは10〜100nmであり、シリコーン樹脂粒子、シリコーンゴム粒子及びシリコーン表面処理シリカ粒子から選ばれ、一般に市販されているものを使用することができる。 The silicone fine particles used as the silicon atom-containing fine particles are spherical and preferably have an average particle size of 1 to 500 nm, more preferably 10 to 100 nm, and are selected from silicone resin particles, silicone rubber particles, and silicone surface-treated silica particles. A commercially available product can be used.
シリコーン微粒子は、化学的に不活性で、樹脂への分散性に優れる小径粒子であり、さらに十分な特性を得るために必要とされる含有量が低いため、架橋反応を阻害することなく、感光体の表面性状を改善することができる。即ち、強固な架橋構造中に均一に取り込まれた状態で、感光体表面の潤滑性、撥水性を向上させ、長期間にわたって良好な耐摩耗性、耐汚染物付着性を維持することができる。 Silicone fine particles are small particles that are chemically inert and excellent in dispersibility in resins, and because the content required to obtain sufficient properties is low, photosensitivity can be achieved without inhibiting the crosslinking reaction. The surface properties of the body can be improved. That is, it is possible to improve the lubricity and water repellency of the surface of the photoreceptor while being uniformly incorporated into a strong cross-linked structure, and maintain good wear resistance and contamination resistance adhesion over a long period of time.
保護層中のシリコーン微粒子の含有量は、保護層の固形分全量を基準として好ましくは0.1〜30質量%の範囲であり、より好ましくは0.5〜10質量%の範囲である。 The content of the silicone fine particles in the protective layer is preferably in the range of 0.1 to 30% by mass, more preferably in the range of 0.5 to 10% by mass, based on the total solid content of the protective layer.
また、その他の微粒子としては、4弗化エチレン、3弗化エチレン、6弗化プロピレン、弗化ビニル、弗化ビニリデン等のフッ素系微粒子や「第8回ポリマー材料フォーラム講演予稿集 p89」に示されるような、フッ素樹脂と水酸基を有するモノマーを共重合させた樹脂からなる微粒子、ZnO−Al2O3、SnO2−Sb2O3、In2O3−SnO2、ZnO−TiO2、ZnO−TiO2、MgO−Al2O3、FeO−TiO2、TiO2、SnO2、In2O3、ZnO、MgO等の半導電性金属酸化物を挙げることができる。また、同様な目的でシリコーンオイル等のオイルを添加することもできる。 Other fine particles include fluorine-based fine particles such as ethylene tetrafluoride, trifluoride ethylene, propylene hexafluoride, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, and the 8th Polymer Materials Forum Lecture Proceedings p89. Fine particles comprising a resin obtained by copolymerizing a fluororesin and a monomer having a hydroxyl group, ZnO—Al 2 O 3 , SnO 2 —Sb 2 O 3 , In 2 O 3 —SnO 2 , ZnO—TiO 2 , ZnO Examples thereof include semiconductive metal oxides such as —TiO 2 , MgO—Al 2 O 3 , FeO—TiO 2 , TiO 2 , SnO 2 , In 2 O 3 , ZnO, and MgO. For the same purpose, an oil such as silicone oil can be added.
シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサン、フェニルメチルシロキサン等のシリコーンオイル、アミノ変性ポリシロキサン、エポキシ変性ポリシロキサン、カルボキシル変性ポリシロキサン、カルビノール変性ポリシロキサン、メタクリル変性ポリシロキサン、メルカプト変性ポリシロキサン、フェノール変性ポリシロキサン等の反応性シリコーンオイル等を挙げることができる。
これらは、保護層形成用塗布液に予め添加してもよいし、感光体を作製後、減圧、或いは加圧下等で含浸処理してもよい。
Examples of the silicone oil include silicone oils such as dimethylpolysiloxane, diphenylpolysiloxane, and phenylmethylsiloxane, amino-modified polysiloxane, epoxy-modified polysiloxane, carboxyl-modified polysiloxane, carbinol-modified polysiloxane, methacryl-modified polysiloxane, and mercapto. Examples include reactive silicone oils such as modified polysiloxanes and phenol-modified polysiloxanes.
These may be added in advance to the protective layer-forming coating solution, or may be impregnated under reduced pressure or increased pressure after producing the photoreceptor.
また、可塑剤、表面改質剤、酸化防止剤、光劣化防止剤等の添加剤を使用することもできる。可塑剤としては、例えば、ビフェニル、塩化ビフェニル、ターフェニル、ジブチルフタレート、ジエチレングリコールフタレート、ジオクチルフタレート、トリフェニル燐酸、メチルナフタレン、ベンゾフェノン、塩素化パラフィン、ポリプロピレン、ポリスチレン、各種フルオロ炭化水素等が挙げられる。 In addition, additives such as plasticizers, surface modifiers, antioxidants, and photodegradation inhibitors can also be used. Examples of the plasticizer include biphenyl, biphenyl chloride, terphenyl, dibutyl phthalate, diethylene glycol phthalate, dioctyl phthalate, triphenyl phosphate, methyl naphthalene, benzophenone, chlorinated paraffin, polypropylene, polystyrene, and various fluorohydrocarbons.
保護層にはヒンダートフェノール、ヒンダートアミン、チオエーテル又はホスファイト部分構造を持つ酸化防止剤を添加することができ、環境変動時の電位安定性・画質の向上に効果的である。 An antioxidant having a hindered phenol, hindered amine, thioether or phosphite partial structure can be added to the protective layer, which is effective in improving the potential stability and image quality when the environment changes.
酸化防止剤としては以下のような化合物が挙げられる。
例えば、ヒンダートフェノール系としては、「Sumilizer BHT−R」、「Sumilizer MDP−S」、「Sumilizer BBM−S」、「Sumilizer WX−R」、「Sumilizer NW」、「Sumilizer BP−76」、「Sumilizer BP−101」、「Sumilizer GA−80」、「Sumilizer GM」、「Sumilizer GS」以上住友化学社製、「IRGANOX1010」、「IRGANOX1035」、「IRGANOX1076」、「IRGANOX1098」、「IRGANOX1135」、「IRGANOX1141」、「IRGANOX1222」、「IRGANOX1330」、「IRGANOX1425WL」、「IRGANOX1520L」、「IRGANOX245」、「IRGANOX259」、「IRGANOX3114」、「IRGANOX3790」、「IRGANOX5057」、「IRGANOX565」以上チバスペシャリティーケミカルズ社製、「アデカスタブAO−20」、「アデカスタブAO−30」、「アデカスタブAO−40」、「アデカスタブAO−50」、「アデカスタブAO−60」、「アデカスタブAO−70」、「アデカスタブAO−80」、「アデカスタブAO−330」以上旭電化製。ヒンダートアミン系としては、「サノールLS2626」、「サノールLS765」、「サノールLS770」、「サノールLS744」、「チヌビン144」、「チヌビン622LD」、「マークLA57」、「マークLA67」、「マークLA62」、「マークLA68」、「マークLA63」、「スミライザーTPS」、チオエーテル系としては、「スミライザーTP−D」、ホスファイト系としては、「マーク2112」、「マークPEP・8」、「マークPEP・24G」、「マークPEP・36」、「マーク329K」、「マークHP・10」が挙げられ、特にヒンダートフェノール、ヒンダートアミン系酸化防止剤が好ましい。さらに、これらは架橋膜を形成する材料と架橋反応可能な例えばアルコキシシリル基等の置換基で変性してもよい。
Examples of the antioxidant include the following compounds.
For example, hindered phenols include “Sumilizer BHT-R”, “Sumizer MDP-S”, “Sumizer BBM-S”, “Sumizer WX-R”, “Sumizer NW”, “Sumizer BP-76”, Sumilizer BP-101 "," Sumilizer GA-80 "," Sumilizer GM "," Sumilizer GS "or more manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.," IRGANOX1010 "," IRGANOX1035 "," IRGANOX1076 "," IRGANOX1098 "," IRGANOX1098 "," IRGANOX1098 "," IRGANOX1098 " ”,“ IRGANOX1222 ”,“ IRGANOX1330 ”,“ IRGANOX1425WL ”,“ IRGANOX1520L ” ”,“ IRGANOX 245 ”,“ IRGANOX 259 ”,“ IRGANOX 3114 ”,“ IRGANOX 3790 ”,“ IRGANOX 5057 ”,“ IRGANOX 565 ”or more manufactured by Ciba Specialty Chemicals,“ ADK STAB AO-20 ”,“ ADK STAB AO-30 ”,“ ADK STAB AO ” -40 "," ADK STAB AO-50 "," ADK STAB AO-60 "," ADK STAB AO-70 "," ADK STAB AO-80 "," ADK STAB AO-330 "or more manufactured by Asahi Denka. Examples of hindered amines include “Sanol LS2626”, “Sanol LS765”, “Sanol LS770”, “Sanol LS744”, “Tinuvin 144”, “Tinuvin 622LD”, “Mark LA57”, “Mark LA67”, “Mark LA62”. ”,“ Mark LA68 ”,“ Mark LA63 ”,“ Smilizer TPS ”,“ Smilizer TP-D ”for thioethers,“ Mark 2112 ”,“ Mark PEP 8 ”,“ Mark PEP ”for phosphites -24G "," Mark PEP.36 "," Mark 329K "," Mark HP.10 ", and hindered phenols and hindered amine antioxidants are particularly preferable. Furthermore, these may be modified with a substituent such as an alkoxysilyl group capable of undergoing a crosslinking reaction with the material forming the crosslinked film.
また、保護層には、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂(ビスフェノールAとフタル酸の重縮合体等)、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂等の絶縁性樹脂を含有させてもよい。この場合、絶縁性樹脂は、所望の割合で添加することができ、これにより、電荷輸送層15との接着性、熱収縮やハジキによる塗布膜欠陥等を抑制することができる。
For the protective layer, polyvinyl butyral resin, polyarylate resin (polycondensate of bisphenol A and phthalic acid, etc.), polycarbonate resin, polyester resin, phenoxy resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyamide resin, acrylic resin Insulating resin such as polyacrylamide resin, polyvinyl pyridine resin, cellulose resin, urethane resin, epoxy resin, casein, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl pyrrolidone resin may be contained. In this case, the insulating resin can be added at a desired ratio, thereby suppressing adhesion with the
保護層は、上述した構成材料を含有する保護層形成用塗布液を、電荷輸送層15上に塗布して硬化させることで形成される。
The protective layer is formed by applying a coating liquid for forming a protective layer containing the above-described constituent materials on the
保護層は、上述した電荷輸送材料を用いて形成されることから、保護層形成用塗布液に触媒を添加すること、又は保護層形成用塗布液作製時に触媒を用いることが好ましい。用いられる触媒としては、塩酸、酢酸、リン酸、硫酸等の無機酸、蟻酸、プロピオン酸、シュウ酸、パラトルエンスルホン酸、安息香酸、フタル酸、マレイン酸等の有機酸、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、アンモニア、トリエチルアミン等のアルカリ触媒、さらに系に不溶な固体触媒を用いることもできる。 Since the protective layer is formed using the above-described charge transport material, it is preferable to add a catalyst to the protective layer forming coating solution or to use the catalyst when preparing the protective layer forming coating solution. Catalysts used include inorganic acids such as hydrochloric acid, acetic acid, phosphoric acid and sulfuric acid, organic acids such as formic acid, propionic acid, oxalic acid, paratoluenesulfonic acid, benzoic acid, phthalic acid and maleic acid, potassium hydroxide, water An alkali catalyst such as sodium oxide, calcium hydroxide, ammonia, triethylamine, or a solid catalyst insoluble in the system can also be used.
また、メチロール基を有するフェノール誘導体から、合成時の触媒を除去するために、フェノール誘導体をメタノール、エタノール、トルエン、酢酸エチル等の適当な溶剤に溶解させ、水洗、貧溶剤を用いた再沈殿等の処理を行うか、イオン交換樹脂、又は無機固体を用いて処理を行うことが好ましい。 In addition, in order to remove the catalyst at the time of synthesis from a phenol derivative having a methylol group, the phenol derivative is dissolved in a suitable solvent such as methanol, ethanol, toluene, ethyl acetate, washed with water, reprecipitation using a poor solvent, etc. It is preferable to perform the above treatment or to perform treatment using an ion exchange resin or an inorganic solid.
例えば、イオン交換樹脂としては、アンバーライト15、アンバーライト200C、アンバーリスト15E(以上、ローム・アンド・ハース社製);ダウエックスMWC−1−H、ダウエックス88、ダウエックスHCR−W2(以上、ダウ・ケミカル社製);レバチットSPC−108、レバチットSPC−118(以上、バイエル社製);ダイヤイオンRCP−150H(三菱化成社製);スミカイオンKC−470、デュオライトC26−C、デュオライトC−433、デュオライト−464(以上、住友化学工業社製);ナフィオン−H(デュポン社製)等の陽イオン交換樹脂;アンバーライトIRA−400、アンバーライトIRA−45(以上、ローム・アンド・ハース社製)等の陰イオン交換樹脂が挙げられる。
For example, as an ion exchange resin,
また、無機固体としては、Zr(O3PCH2CH2SO3H)2,Th(O3PCH2CH2COOH)2等のプロトン酸基を含有する基が表面に結合されている無機固体;スルホン酸基を有するポリオルガノシロキサン等のプロトン酸基を含有するポリオルガノシロキサン;コバルトタングステン酸、リンモリブデン酸等のヘテロポリ酸;ニオブ酸、タンタル酸、モリブデン酸等のイソポリ酸;シリカゲル、アルミナ、クロミア、ジルコニア、CaO、MgO等の単元系金属酸化物;シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、シリカ−ジルコニア、ゼオライト類等複合系金属酸化物;酸性白土、活性白土、モンモリロナイト、カオリナイト等の粘土鉱物;LiSO4,MgSO4等の金属硫酸塩;リン酸ジルコニア、リン酸ランタン等の金属リン酸塩;LiNO3,Mn(NO3)2等の金属硝酸塩;シリカゲル上にアミノプロピルトリエトキシシランを反応させて得られた固体等のアミノ基を含有する基が表面に結合されている無機固体;アミノ変性シリコーン樹脂等のアミノ基を含有するポリオルガノシロキサン等が挙げられる。 Further, as the inorganic solid, an inorganic solid in which a group containing a protonic acid group such as Zr (O 3 PCH 2 CH 2 SO 3 H) 2 or Th (O 3 PCH 2 CH 2 COOH) 2 is bonded to the surface. A polyorganosiloxane containing a protonic acid group such as a polyorganosiloxane having a sulfonic acid group; a heteropolyacid such as cobalt tungstic acid or phosphomolybdic acid; an isopolyacid such as niobic acid, tantalic acid or molybdic acid; silica gel, alumina, Single metal oxides such as chromia, zirconia, CaO, MgO; complex metal oxides such as silica-alumina, silica-magnesia, silica-zirconia, zeolites; clay minerals such as acid clay, activated clay, montmorillonite, and kaolinite Metal sulfates such as LiSO 4 and MgSO 4 ; gold such as zirconia phosphate and lanthanum phosphate Metal nitrate; LiNO 3 , Mn (NO 3 ) 2, etc. Metal nitrate; Group containing amino group such as solid obtained by reacting aminopropyltriethoxysilane on silica gel is bonded to the surface Inorganic solids: Polyorganosiloxanes containing amino groups such as amino-modified silicone resins.
保護層形成用塗布液には、必要に応じてメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;テトラヒドロフラン;ジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類等の他、種々の溶媒が使用できる。なお、感光体の生産に一般的に使用されるディップコーティング法を適用するためには、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、又はそれらの混合系溶剤が好ましい。また、使用される溶媒の沸点は50〜150℃のものが好ましく、それら任意に混合して使用することができる。 For the coating liquid for forming the protective layer, alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; tetrahydrofuran; ethers such as diethyl ether and dioxane; Can be used. In order to apply the dip coating method generally used for the production of the photoreceptor, an alcohol solvent, a ketone solvent, or a mixed solvent thereof is preferable. In addition, the boiling point of the solvent used is preferably 50 to 150 ° C., and these can be arbitrarily mixed and used.
なお、溶剤としてアルコール系溶剤、ケトン系溶剤、又はそれらの混合系溶剤が好ましいことから、使用される保護層の形成に使用される電荷輸送材料としては、それらの溶剤に可溶であることが好ましい。 In addition, since an alcohol solvent, a ketone solvent, or a mixed solvent thereof is preferable as the solvent, the charge transport material used for forming the protective layer to be used may be soluble in these solvents. preferable.
また、溶媒量は任意に設定できるが、少なすぎると構成材料が析出しやすくなるため、保護層形成用塗布液中に含まれる固形分の合計1質量部に対し好ましくは0.5〜30質量部、より好ましくは1〜20質量部とすることが好ましい。 The amount of the solvent can be set arbitrarily, but if the amount is too small, the constituent materials are likely to be precipitated. Therefore, the amount of the solvent is preferably 0.5 to 30 mass with respect to the total 1 mass part of the solid content contained in the coating liquid for forming the protective layer. Parts, more preferably 1 to 20 parts by mass.
保護層形成用塗布液を用いて保護層を形成する際の塗布方法としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。ただし、1回の塗布により必要な膜厚が得られない場合、複数回重ね塗布することにより必要な膜厚を得ることができる。なお、複数回の重ね塗布を行なう場合、加熱処理は塗布の度に行なってもよいし、複数回重ね塗布した後でもよい。 Coating methods for forming a protective layer using a coating solution for forming a protective layer include blade coating, wire bar coating, spray coating, dip coating, bead coating, air knife coating, and curtain coating. A usual method such as can be used. However, when a required film thickness cannot be obtained by a single application, the necessary film thickness can be obtained by applying a plurality of times. In addition, when performing the multiple application | coating several times, a heat processing may be performed every time of application | coating, and after multiple application | coating may be carried out.
電荷輸送層上に保護層形成用塗布液を塗布後には、硬化処理を行う。通常、硬化処理の際には、フェノール誘導体の架橋反応を促進し、保護層の機械強度を上げるためには硬化温度は高く、硬化時間長いほど好ましい。 After applying the coating liquid for forming the protective layer on the charge transport layer, a curing process is performed. Usually, during the curing treatment, the curing temperature is higher and the curing time is longer, in order to promote the crosslinking reaction of the phenol derivative and increase the mechanical strength of the protective layer.
硬化処理の際の硬化温度は100〜170℃が好ましく、110〜160℃が、さらに120〜150℃がより好ましい。また、硬化時間は、30分〜2時間が好ましく、30分〜1時間がより好ましい。
また、硬化処理(架橋反応)を行う雰囲気としては、窒素、ヘリウム、アルゴン等の、いわゆる酸化に対して不活性なガス雰囲気(不活性ガス雰囲気)で行うことが、吸光度比(P2/P1)を小さくするのに効果的である。なお、赤外吸収スペクトルにおいて、1560cm-1〜1640cm-1に存在する最大吸収ピーク(P1)は、フェノール誘導体の芳香族C−C伸縮振動に相当し、1645cm-1〜1700cm-1に存在する最大吸収ピーク(P2)は、ホルミル基等の酸化物に由来すると考えられる。
不活性ガス雰囲気下で架橋反応を行う場合には、空気雰囲気(酸素含有雰囲気)下よりも硬化温度を高く設定することができ、硬化温度は100〜160℃(好ましくは110〜150℃)とすることが可能である。また、硬化時間は30分〜2時間(好ましくは30分〜1時間)とすることが可能である。
The curing temperature during the curing treatment is preferably 100 to 170 ° C, more preferably 110 to 160 ° C, and even more preferably 120 to 150 ° C. The curing time is preferably 30 minutes to 2 hours, more preferably 30 minutes to 1 hour.
In addition, as an atmosphere for performing the curing treatment (crosslinking reaction), the absorbance ratio (P2 / P1) may be performed in a so-called oxidation inert gas atmosphere (inert gas atmosphere) such as nitrogen, helium, and argon. It is effective in reducing the size. Incidentally, in the infrared absorption spectrum, the maximum absorption peaks at 1560cm -1 ~1640cm -1 (P1) corresponds to the aromatic C-C stretching vibration of a phenol derivative, present in 1645cm -1 ~1700cm -1 The maximum absorption peak (P2) is considered to be derived from an oxide such as a formyl group.
When the crosslinking reaction is performed in an inert gas atmosphere, the curing temperature can be set higher than in an air atmosphere (oxygen-containing atmosphere), and the curing temperature is 100 to 160 ° C. (preferably 110 to 150 ° C.). Is possible. The curing time can be 30 minutes to 2 hours (preferably 30 minutes to 1 hour).
さらに、硬化処理の際には、硬化触媒を使用することが好ましい。
硬化触媒としては、例えば、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタンのようなビススルホニルジアゾメタン類、メチルスルホニルp−トルエンスルホニルメタンのようなビススルホニルメタン類、シクロヘキシルスルホニルシクロヘキシルカルボニルジアゾメタンのようなスルホニルカルボニルジアゾメタン類、2−メチル−2−(4−メチルフェニルスルホニル)プロピオフェノンのようなスルホニルカルボニルアルカン類、2−ニトロベンジルp−トルエンスルホネートのようなニトロベンジルスルホネート類、ピロガロールトリスメタンスルホネートのようなアルキル及びアリールスルホネート類(g)ベンゾイントシレートのようなベンゾインスルホネート類、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミドのようなN−スルホニルオキシイミド類、(4−フルオロベンゼンスルホニルオキシ)−3,4,6−トリメチル−2−ピリドンのようなピリドン類、2,2,2−トリフルオロ−1−トリフルオロメチル−1−(3−ビニルフェニル)−エチル−4−クロロベンゼンスルホネートのようなスルホン酸エステル類、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネートのようなオニウム塩類等の光酸発生剤や、プロトン酸或いはルイス酸をルイス塩基で中和した化合物、ルイス酸とトリアルキルホスフェートの混合物、スルホン酸エステル類、リン酸エステル類、オニウム化合物、無水カルボン酸化合物等が挙げられる。
Furthermore, it is preferable to use a curing catalyst during the curing treatment.
Examples of the curing catalyst include bissulfonyldiazomethanes such as bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bissulfonylmethanes such as methylsulfonyl p-toluenesulfonylmethane, and sulfonylcarbonyldiazomethanes such as cyclohexylsulfonylcyclohexylcarbonyldiazomethane, 2 -Sulfonylcarbonyl alkanes such as methyl-2- (4-methylphenylsulfonyl) propiophenone, nitrobenzyl sulfonates such as 2-nitrobenzyl p-toluenesulfonate, alkyl and aryl sulfonates such as pyrogallol trismethanesulfonate (G) Benzoinsulfonates such as benzoin tosylate, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) phthalimide N-sulfonyloxyimides, pyridones such as (4-fluorobenzenesulfonyloxy) -3,4,6-trimethyl-2-pyridone, 2,2,2-trifluoro-1-trifluoromethyl-1 Photoacid generators such as sulfonate esters such as-(3-vinylphenyl) -ethyl-4-chlorobenzenesulfonate, onium salts such as triphenylsulfonium methanesulfonate and diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, protonic acid or Lewis Examples thereof include compounds obtained by neutralizing acids with Lewis bases, mixtures of Lewis acids and trialkyl phosphates, sulfonic acid esters, phosphate esters, onium compounds, and carboxylic anhydride compounds.
プロトン酸或いはルイス酸をルイス塩基で中和した化合物としては、ハロゲノカルボン酸類、スルホン酸類、硫酸モノエステル類、リン酸モノ及びジエステル類、ポリリン酸エステル類、ホウ酸モノ及びジエステル類等を、アンモニア、モノエチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、ピペリジン、アニリン、モルホリン、シクロヘキシルアミン、n−ブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の各種アミン若しくはトリアルキルホスフィン、トリアリールホスフィン、トリアルキルホスファイト、トリアリールホスファイトで中和した化合物、さらには酸−塩基ブロック化触媒として市販されているネイキュア2500X、4167、X−47−110、3525、5225(商品名、キングインダストリー社製)等が挙げられる。また、ルイス酸をルイス塩基で中和した化合物としては、例えば、BF3、FeCl3、SnCl4、AlCl3、ZnCl2等のルイス酸を上記のルイス塩基で中和した化合物が挙げられる。 Compounds obtained by neutralizing a protonic acid or Lewis acid with a Lewis base include halogenocarboxylic acids, sulfonic acids, sulfuric acid monoesters, phosphoric acid mono- and diesters, polyphosphoric acid esters, boric acid mono- and diesters, and the like. Various amines such as monoethylamine, triethylamine, pyridine, piperidine, aniline, morpholine, cyclohexylamine, n-butylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, or trialkylphosphine, triarylphosphine, trialkylphosphite, triaryl Compounds neutralized with phosphite, as well as NureCure 2500X, 4167, X-47-110, 3525, 5225 commercially available as acid-base blocking catalysts (trade name, King Ndasutori Co., Ltd.), and the like. Examples of the compound obtained by neutralizing a Lewis acid with a Lewis base include compounds obtained by neutralizing a Lewis acid such as BF 3 , FeCl 3 , SnCl 4 , AlCl 3 , and ZnCl 2 with the above Lewis base.
オニウム化合物としては、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート等が挙げられる。 Examples of the onium compound include triphenylsulfonium methanesulfonate, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, and the like.
無水カルボン酸化合物としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、無水イソ酪酸、無水ラウリン酸、無水オレイン酸、無水ステアリン酸、無水n−カプロン酸、無水n−カプリル酸、無水n−カプリン酸、無水パルミチン酸、無水ミリスチン酸、無水トリクロロ酢酸、無水ジクロロ酢酸、無水モノクロロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、無水ヘプタフルオロ酪酸等が挙げられる。 Examples of the carboxylic anhydride compound include acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, isobutyric anhydride, lauric anhydride, oleic anhydride, stearic anhydride, n-caproic anhydride, n-caprylic anhydride, and n-capric anhydride. , Palmitic anhydride, myristic anhydride, trichloroacetic anhydride, dichloroacetic anhydride, monochloroacetic anhydride, trifluoroacetic anhydride, heptafluorobutyric anhydride, and the like.
ルイス酸の具体例としては、例えば、三フッ化ホウ素、三塩化アルミニウム、塩化第一チタン、塩化第二チタン、塩化第一鉄、塩化第二鉄、塩化亜鉛、臭化亜鉛、塩化第一スズ、塩化第二スズ、臭化第一スズ、臭化第二スズ等の金属ハロゲン化物、トリアルキルホウ素、トリアルキルアルミニウム、ジアルキルハロゲン化アルミニウム、モノアルキルハロゲン化アルミニウム、テトラアルキルスズ等の有機金属化合物、ジイソプロポキシエチルアセトアセテートアルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリス(アセチルアセトナト)アルミニウム、ジイソプロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタニウム、ジイソプロポキシ・ビス(アセチルアセトナト)チタニウム、テトラキス(n−プロピルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(アセチルアセトナト)ジルコニウム、テトラキス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジブチル・ビス(アセチルアセトナト)スズ、トリス(アセチルアセトナト)鉄、トリス(アセチルアセトナト)ロジウム、ビス(アセチルアセトナト)亜鉛、トリス(アセチルアセトナト)コバルト等の金属キレート化合物、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズエステルマレート、ナフテン酸マグネシウム、ナフテン酸カルシウム、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸鉄、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸ジルコニウム、ナフテン酸鉛、オクチル酸カルシウム、オクチル酸マンガン、オクチル酸鉄、オクチル酸コバルト、オクチル酸亜鉛、オクチル酸ジルコニウム、オクチル酸スズ、オクチル酸鉛、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛等の金属石鹸が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Specific examples of Lewis acids include, for example, boron trifluoride, aluminum trichloride, ferrous chloride, ferric chloride, ferrous chloride, ferric chloride, zinc chloride, zinc bromide, stannous chloride. , Metal halides such as stannic chloride, stannous bromide, stannic bromide, organometallic compounds such as trialkylboron, trialkylaluminum, dialkylaluminum halide, monoalkylaluminum halide, tetraalkyltin , Diisopropoxyethyl acetoacetate aluminum, tris (ethyl acetoacetate) aluminum, tris (acetylacetonato) aluminum, diisopropoxy bis (ethyl acetoacetate) titanium, diisopropoxy bis (acetylacetonato) titanium, tetrakis (N-propylacetoacetate Zirconium, tetrakis (acetylacetonato) zirconium, tetrakis (ethylacetoacetate) zirconium, dibutyl bis (acetylacetonato) tin, tris (acetylacetonato) iron, tris (acetylacetonato) rhodium, bis (acetyl) Acetonato) zinc, tris (acetylacetonato) cobalt and other metal chelate compounds, dibutyltin dilaurate, dioctyltin ester malate, magnesium naphthenate, calcium naphthenate, manganese naphthenate, iron naphthenate, cobalt naphthenate, copper naphthenate , Zinc naphthenate, zirconium naphthenate, lead naphthenate, calcium octylate, manganese octylate, iron octylate, cobalt octylate, zinc octylate, zirconium octylate, Tin chill acid, lead octylate, zinc laurate, magnesium stearate, aluminum stearate, calcium stearate, cobalt stearate, zinc stearate, and metal soaps such as stearate lead. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
これら硬化触媒の使用量は特に制限されないが、保護層形成用塗布液に含まれる固形分の合計100質量部に対して0.1〜20質量部が好ましく、0.3〜10質量部が特に好ましい。 Although the usage-amount of these curing catalysts is not specifically limited, 0.1-20 mass parts is preferable with respect to a total of 100 mass parts of solid content contained in the coating liquid for protective layer formation, and 0.3-10 mass parts is especially preferable. preferable.
また、保護層を形成する際に、有機金属化合物を触媒として用いる場合には、ポットライフ、硬化効率の面から、多座配位子を添加することが好ましい。このような多座配位子としては、以下に示すようなもの及びそれらから誘導されるものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
具体的には、アセチルアセトン、トリフルオロアセチルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、ジピバロイルメチルアセトン等のβ−ジケトン類;アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル等のアセト酢酸エステル類;ビピリジン及びその誘導体;グリシン及びその誘導体;エチレンジアミン及びその誘導体;8−オキシキノリン及びその誘導体;サリチルアルデヒド及びその誘導体;カテコール及びその誘導体;2−オキシアゾ化合物等の2座配位子;ジエチルトリアミン及びその誘導体;ニトリロトリ酢酸及びその誘導体等の3座配位子;エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)及びその誘導体等の6座配位子;等を挙げることができる。
さらに、上記のような有機系配位子の他、ピロリン酸、トリリン酸等の無機系の配位子を挙げることができる。多座配位子としては、特に2座配位子が好ましく、具体例としては、上記の他、下記一般式(VII−4)で示される2座配位子が挙げられる。
Moreover, when using an organometallic compound as a catalyst when forming a protective layer, it is preferable to add a polydentate ligand from the surface of pot life and hardening efficiency. Examples of such multidentate ligands include, but are not limited to, those shown below and those derived therefrom.
Specifically, β-diketones such as acetylacetone, trifluoroacetylacetone, hexafluoroacetylacetone, and dipivaloylmethylacetone; acetoacetates such as methyl acetoacetate and ethyl acetoacetate; bipyridine and derivatives thereof; glycine and its Derivatives; ethylenediamine and derivatives thereof; 8-oxyquinoline and derivatives thereof; salicylaldehyde and derivatives thereof; catechol and derivatives thereof; bidentate ligands such as 2-oxyazo compounds; diethyltriamine and derivatives thereof; nitrilotriacetic acid and derivatives thereof And tridentate ligands such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and derivatives thereof.
In addition to the organic ligands as described above, inorganic ligands such as pyrophosphoric acid and triphosphoric acid can be exemplified. As the multidentate ligand, a bidentate ligand is particularly preferable, and specific examples include a bidentate ligand represented by the following general formula (VII-4) in addition to the above.
上記一般式(VII−4)中、R32及びR33は、それぞれ独立に、炭素数1〜10のアルキル基、フッ化アルキル基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を示す。 In the general formula (VII-4), R 32 and R 33 each independently represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a fluorinated alkyl group, or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms.
多座配位子としては、上記の中でも、上記一般式(VII−4)で示される2座配位子がより好ましく、上記一般式(VII−4)中のR32とR33とが同一のものが特に好ましい。R32とR33とを同一にすることで、室温付近での配位子の配位力が強くなり、保護層形成用塗布液のさらなる安定化を図ることができる。 Among the above, as the multidentate ligand, a bidentate ligand represented by the general formula (VII-4) is more preferable, and R 32 and R 33 in the general formula (VII-4) are the same. Are particularly preferred. By making R 32 and R 33 the same, the coordination power of the ligand near room temperature becomes strong, and the coating liquid for forming the protective layer can be further stabilized.
多座配位子の配合量は、任意に設定することができるが、有機金属化合物の使用量1モルに対し、好ましくは0.01モル以上、より好ましくは0.1モル以上、さらに好ましくは1モル以上である。 The compounding amount of the polydentate ligand can be arbitrarily set, but is preferably 0.01 mol or more, more preferably 0.1 mol or more, and still more preferably with respect to 1 mol of the organometallic compound used. 1 mole or more.
保護層の25℃における酸素透過係数は、4×1012fm/s・Pa以下であることが好ましく、3.5×1012fm/s・Pa以下であることがより好ましく、3×1012fm/s・Pa以下であることがさらに好ましい。
ここで、酸素透過係数は層の酸素ガス透過のし易さを表す尺度であるが、見方を変えると、層の物理的な隙間率の代用特性と捕らえることもできる。なお、ガスの種類が変われば透過率の絶対値は変わるものの、検体となる層間で大小関係の逆転は殆どない。したがって、酸素透過係数は、一般的なガス透過のし易さを表現する尺度と解釈して良い。
つまり、保護層の25℃における酸素透過係数が上記条件を満たす場合には、保護層においてガスが浸透しにくい。したがって、画像形成プロセスにより生じる放電生成物の浸透が抑制され、保護層に含有される化合物の劣化が抑制され、電気特性を高水準に維持することができ、高画質化、長寿命化に有効である。
Oxygen permeability at 25 ° C. of the protective layer is preferably not more than 4 × 10 12 fm / s · Pa, more preferably not more than 3.5 × 10 12 fm / s · Pa, 3 × 10 12 More preferably, it is fm / s · Pa or less.
Here, the oxygen permeation coefficient is a scale representing the ease of oxygen gas permeation of the layer, but it can also be regarded as a substitute characteristic of the physical gap ratio of the layer if the view is changed. In addition, although the absolute value of the transmittance changes if the type of gas changes, there is almost no reversal of the magnitude relationship between the layers serving as specimens. Therefore, the oxygen permeation coefficient may be interpreted as a measure expressing the general ease of gas permeation.
That is, when the oxygen permeation coefficient at 25 ° C. of the protective layer satisfies the above conditions, the gas hardly penetrates into the protective layer. Therefore, the penetration of the discharge product generated by the image forming process is suppressed, the deterioration of the compound contained in the protective layer is suppressed, the electrical characteristics can be maintained at a high level, and it is effective for high image quality and long life. It is.
また、赤外吸収スペクトルの吸光度比(P2/P1)が上記条件を満たすように保護層を形成しようとする場合には、空気雰囲気下では硬化温度を比較的低く設定することが必要である。そのため、保護層の25℃における酸素透過係数を下げることは困難であるが、吸光度比(P2/P1)が上記条件を満たすようにすると共に、保護層の25℃における酸素透過係数が上記条件を満たすようにすることで、電気特性がさらに向上し、さらに高画質を達成できる感光体が得られる。 When the protective layer is to be formed so that the absorbance ratio (P2 / P1) of the infrared absorption spectrum satisfies the above conditions, it is necessary to set the curing temperature relatively low in an air atmosphere. Therefore, it is difficult to lower the oxygen transmission coefficient at 25 ° C. of the protective layer, but the absorbance ratio (P2 / P1) satisfies the above condition, and the oxygen transmission coefficient at 25 ° C. of the protective layer satisfies the above condition. By satisfying these conditions, a photoreceptor that can further improve electrical characteristics and achieve higher image quality can be obtained.
保護層の膜厚は、0.5〜15μmが好ましく、1〜10μmがさらに好ましく、1〜6μmがより好ましい。 The thickness of the protective layer is preferably 0.5 to 15 μm, more preferably 1 to 10 μm, and more preferably 1 to 6 μm.
(ii)中間転写体
1.ベルト形状の中間転写体
ベルト状の中間転写体の場合、基体として用いる樹脂材料としては、従来公知の樹脂を用いることができる。例えば、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂(PC)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリアルキレンテレフタレート(PAT)、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)/PC、ETFE/PAT、PC/PATのブレンド材料、ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド等の樹脂材料及びこれらを主原料としてなる樹脂材料が挙げられる。さらに、樹脂材料と弾性材料をブレンドして用いることができる。
(Ii) Intermediate transfer member Belt-shaped intermediate transfer member In the case of a belt-shaped intermediate transfer member, a conventionally known resin can be used as the resin material used as the substrate. For example, polyimide resin, polycarbonate resin (PC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyalkylene terephthalate (PAT), ethylenetetrafluoroethylene copolymer (ETFE) / PC, ETFE / PAT, PC / PAT blend material, polyester Resin materials such as polyether ether ketone and polyamide, and resin materials using these as main raw materials. Furthermore, a resin material and an elastic material can be blended and used.
弾性材料としては、ポリウレタン、塩素化ポリイソプレン、NBR、クロロピレンゴム、EPDM、水素添加ポリブタジエン、ブチルゴム、シリコーンゴム等を1種類、又は2種類以上をブレンドしてなる材料を用いることができる。これらの基体に用いる樹脂材料及び弾性材料に、必要に応じて、電子伝導性を付与する導電剤やイオン伝導性を有する導電剤を1種類又は2種類以上を組み合わせて添加する。この中でも、機械強度に優れる点で、導電剤を分散させたポリイミド樹脂を用いることが好ましい。上記の導電剤としては、カーボンブラック、金属酸化物、ポリアニリン等の導電性ポリマーを用いることができる。 As an elastic material, polyurethane, chlorinated polyisoprene, NBR, chloropyrene rubber, EPDM, hydrogenated polybutadiene, butyl rubber, silicone rubber, or the like can be used, or a material obtained by blending two or more kinds can be used. If necessary, a conductive agent imparting electron conductivity or a conductive agent having ionic conductivity is added to the resin material and elastic material used for these substrates, or a combination of two or more types. Among these, it is preferable to use a polyimide resin in which a conductive agent is dispersed from the viewpoint of excellent mechanical strength. As the conductive agent, a conductive polymer such as carbon black, metal oxide, or polyaniline can be used.
中間転写体としてベルトの形状の構成を採用する場合、一般にベルトの厚さは50〜500μmが好ましく、60〜150μmがより好ましいが、材料の硬度に応じて適宜選択することができる。
例えば、導電剤を分散させたポリイミド樹脂からなるベルトは、特開昭63−311263号公報に記載されているように、ポリイミド前駆体であるポリアミド酸の溶液中に導電剤として5〜20質量%のカーボンブラックを分散させ、分散液を金属ドラム上に流延して乾燥した後、ドラムから剥離したフィルムを高温下に延伸してポリイミドフィルムを形成し、さらに適当な大きさに切り出してエンドレスベルトとすることにより製造することができる。
When a belt-shaped configuration is employed as the intermediate transfer member, generally the thickness of the belt is preferably 50 to 500 μm, more preferably 60 to 150 μm, but it can be appropriately selected according to the hardness of the material.
For example, a belt made of a polyimide resin in which a conductive agent is dispersed is 5 to 20% by mass as a conductive agent in a polyamic acid solution, which is a polyimide precursor, as described in JP-A-63-311263. After the carbon black is dispersed, the dispersion is cast on a metal drum and dried, and then the film peeled off from the drum is stretched at a high temperature to form a polyimide film. Can be produced.
上記フィルム成形は、一般には、導電剤を分散したポリアミド酸溶液の成膜用原液を円筒金型に注入して、例えば、100〜200℃に加熱しつつ500〜2000rpmの回転数で円筒金型を回転させながら、遠心成形法によりフィルム状に成膜し、次いで、得られたフィルムを半硬化した状態で脱型して鉄芯に被せ、300℃以上の高温でポリイミド化反応(ポリアミド酸の閉環反応)を進行させて本硬化させることにより行うことができる。また、成膜原液を金属シート上に均一な厚みに流延して、上記と同様に100〜200℃に加熱して溶媒の大半を除去し、その後300℃以上の高温に段階的に昇温してポリイミドフィルムを形成する方法もある。また、中間転写体は表面層を有していても良い。 The film molding is generally performed by injecting a polyamic acid solution film-forming stock solution in which a conductive agent is dispersed into a cylindrical mold and, for example, heating at 100 to 200 ° C. at a rotational speed of 500 to 2000 rpm. The film was formed into a film by a centrifugal molding method while rotating, and then the obtained film was demolded in a semi-cured state and covered with an iron core. It can be carried out by proceeding a ring-closing reaction) and carrying out main curing. In addition, the stock solution is cast on a metal sheet to a uniform thickness and heated to 100 to 200 ° C. to remove most of the solvent in the same manner as described above, and then gradually raised to a high temperature of 300 ° C. or higher. There is also a method of forming a polyimide film. The intermediate transfer member may have a surface layer.
2.ドラム形状の中間転写体
ドラム状の中間転写体の場合、基体としては、アルミニウム、ステンレス鋼(SUS)、銅等で形成された円筒状基体を用いることが好ましい。この円筒状基体上に、必要に応じて弾性層を被覆し、該弾性層上に表面層を形成することができる。
2. Drum-shaped intermediate transfer member In the case of a drum-shaped intermediate transfer member, a cylindrical substrate formed of aluminum, stainless steel (SUS), copper, or the like is preferably used as the substrate. If necessary, an elastic layer can be coated on the cylindrical substrate, and a surface layer can be formed on the elastic layer.
(iii)転写ロール
転写ローラは、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼製の芯金上に弾性層、離型層等が配置されたものが好適に用いられる。
該弾性層としてはシリコーンゴム等が用いられ、表面離型層としてはフッ素ゴム、フッ素樹脂等々が用いられており、特に離型性が良好であることからフッ素樹脂がよく用いられている。
(Iii) Transfer Roll A transfer roller in which an elastic layer, a release layer, etc. are arranged on a core bar made of aluminum, iron, or stainless steel is preferably used.
Silicone rubber or the like is used as the elastic layer, and fluororubber, fluororesin or the like is used as the surface release layer, and fluororesin is often used because of particularly good release properties.
(iv)帯電ロール
帯電ロールとしては、芯材の外周面に弾性層、抵抗層、保護層等を設けたものが好適に用いられる。
芯材の材質としては、導電性を有するもの、例えば、鉄、銅、真鍮、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等が用いられる。また、導電性粒子等を分散した樹脂成形品等を用いることができる。
弾性層の材質としては、導電性あるいは半導電性を有するもの、例えば、ゴム材に導電性粒子あるいは半導電性粒子を分散したものが使用可能である。ゴム材としてはEPDM、ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイソブチレン、SBR、CR、NBR、シリコーンゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、SBS、熱可塑性エラストマー、ノルボーネンゴム、フロロシリコーンゴム、エチレンオキシドゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、エポキシゴム等が用いられる。導電性粒子あるいは半導電性粒子としてはカーボンブラック、亜鉛、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、クロム、チタニウム等の金属、ZnO−Al2O3、SnO2−Sb2O3、In2O3−SnO2、ZnO−TiO2、MgO−Al2O3、FeO−TiO2、TiO2、SnO2、Sb2O3、In2O3、ZnO、MgO等の金属酸化物が用いることができる。これらの材料は1種を単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
(Iv) Charging roll As the charging roll, one provided with an elastic layer, a resistance layer, a protective layer and the like on the outer peripheral surface of the core material is preferably used.
As the material of the core material, a conductive material such as iron, copper, brass, stainless steel, aluminum, nickel, or the like is used. Also, a resin molded product in which conductive particles or the like are dispersed can be used.
As the material of the elastic layer, a material having conductivity or semiconductivity, for example, a material in which conductive particles or semiconducting particles are dispersed in a rubber material can be used. EPDM, polybutadiene, natural rubber, polyisobutylene, SBR, CR, NBR, silicone rubber, urethane rubber, epichlorohydrin rubber, SBS, thermoplastic elastomer, norbornene rubber, fluorosilicone rubber, ethylene oxide rubber, chloroprene rubber, isoprene Rubber, epoxy rubber or the like is used. Examples of the conductive particles or semiconductive particles include carbon black, zinc, aluminum, copper, iron, nickel, chromium, titanium, and other metals, ZnO—Al 2 O 3 , SnO 2 —Sb 2 O 3 , In 2 O 3 — Metal oxides such as SnO 2 , ZnO—TiO 2 , MgO—Al 2 O 3 , FeO—TiO 2 , TiO 2 , SnO 2 , Sb 2 O 3 , In 2 O 3 , ZnO, and MgO can be used. These materials can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
抵抗層及び保護層の材質としては結着樹脂に導電性粒子あるいは半導電性粒子を分散し、その抵抗を制御したものである。結着樹脂としてはアクリル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、メトキシメチル化ナイロン、エトキシメチル化ナイロン、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリチオフェン樹脂、PFA、FEP、PET等のポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂等が用いられる。導電性粒子あるいは半導電性粒子としては弾性層と同様のカーボンブラック、金属、金属酸化物が用いられる。また必要に応じてヒンダードフェノール、ヒンダードアミン等の酸化防止剤、クレー、カオリン等の充填剤や、シリコーンオイル等の潤滑剤を添加することができる。これらの層を形成する手段としてはブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法、溶融成形法、注入成形法等を用いることができる。 As the material of the resistance layer and the protective layer, conductive particles or semiconductive particles are dispersed in a binder resin, and the resistance is controlled. As binder resin, acrylic resin, cellulose resin, polyamide resin, methoxymethylated nylon, ethoxymethylated nylon, polyurethane resin, polycarbonate resin, polyester resin, polyethylene resin, polyvinyl resin, polyarylate resin, polythiophene resin, PFA, FEP, A polyolefin resin such as PET, a styrene butadiene resin, or the like is used. As the conductive particles or semiconductive particles, the same carbon black, metal, and metal oxide as the elastic layer are used. If necessary, an antioxidant such as hindered phenol and hindered amine, a filler such as clay and kaolin, and a lubricant such as silicone oil can be added. As a means for forming these layers, blade coating method, Meyer bar coating method, spray coating method, dip coating method, bead coating method, air knife coating method, curtain coating method, melt molding method, injection molding method, etc. should be used. Can do.
これらの導電性部材を用いて感光体を帯電させる際には、導電性部材に電圧が印加されるが、かかる印加電圧は直流電圧、直流電圧に交流電圧を重畳したもののいずれでもよい。 When the photosensitive member is charged using these conductive members, a voltage is applied to the conductive member. The applied voltage may be a DC voltage or a DC voltage superimposed with an AC voltage.
(v)回収ロール
ロール状の導電性ファーブラシよりトナーを回収する回収ローラは、金属シャフトの外周に抵抗層を設けた構成からなる。抵抗層を構成するバインダー樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ABS、EVA、メタクリル樹脂等の汎用熱可塑性樹脂;エポキシ、フェノール、ユリア・メラミン、ポリウレタン、シリコーン等の熱硬化樹脂;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン11、ナイロン12、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリイミド等のエンジニアリングプラスチック類;ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイドといった液晶ポリマー;テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体(ETFE)等のフッ素樹脂を挙げることができるが、特にこれらに限定されない。
(V) Collection Roll A collection roller that collects toner from a roll-shaped conductive fur brush has a configuration in which a resistance layer is provided on the outer periphery of a metal shaft. Examples of the binder resin constituting the resistance layer include general-purpose thermoplastic resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, ABS, EVA, and methacrylic resin; thermosetting resins such as epoxy, phenol, urea / melamine, polyurethane, and silicone; nylon 6 Engineering plastics such as nylon 66,
<被クリーニング部材表面の残留物>
上記被クリーニング部材には、未転写のトナーや、帯電プロセスによって生成した放電生成物などが残留する。以下、トナーについて説明を行う。
<Residue on the surface of the member to be cleaned>
Untransferred toner, discharge products generated by the charging process, and the like remain on the member to be cleaned. Hereinafter, the toner will be described.
本発明の画像形成方法に用いられるトナーは、特に製造方法により限定されるものではない。例えば、結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等を混練、粉砕、分級する混練粉砕法、混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力又は熱エネルギーにて形状を変化させる方法、結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化重合凝集法、結着樹脂を得るための重合性単量体と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法、結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等により得られるものが使用できる。 The toner used in the image forming method of the present invention is not particularly limited by the production method. For example, the particles obtained by kneading and pulverizing method, kneading and pulverizing method of kneading, pulverizing, and classifying binder resin and colorant, release agent, charge control agent, etc., if necessary, to mechanical impact force or thermal energy The method of changing the shape, emulsion polymerization of the polymerizable monomer of the binder resin, and mixing the formed dispersion with a dispersion of a colorant, a release agent, and a charge control agent as necessary. An emulsion polymerization aggregation method for obtaining toner particles by aggregation, heat fusion, a solution of a polymerizable monomer and a colorant, a release agent, and a charge control agent as necessary in order to obtain a binder resin in an aqueous solvent Suspension polymerization method in which the polymer is suspended and polymerized, a solution such as a binder resin and a colorant, a release agent, and a charge control agent, if necessary, suspended in an aqueous solvent and granulated, etc. What is obtained can be used.
また上記方法で得られたトナーをコアにして、さらに凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル構造をもたせる製造方法など、公知の方法を使用することができるが、形状制御、粒度分布制御の観点から水系溶媒にて製造する懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法が好ましく、乳化重合凝集法が特に好ましい。 In addition, a known method such as a production method in which the toner obtained by the above method is used as a core, and agglomerated particles are further adhered and heat-fused to give a core-shell structure can be used, but from the viewpoint of shape control and particle size distribution control Suspension polymerization method, emulsion polymerization aggregation method, and dissolution suspension method, which are produced from an aqueous solvent, are preferred, and emulsion polymerization aggregation method is particularly preferred.
トナー粒子は結着樹脂と着色剤、離型剤等とからなり、必要であれば、シリカや帯電制御剤を用いてもよい。 The toner particles include a binder resin, a colorant, a release agent, and the like. If necessary, silica or a charge control agent may be used.
トナー粒子の体積平均粒径は2〜12μmの範囲が好ましく、3〜9μmの範囲がより好ましい。
また、トナーの平均形状指数(100×π×ML2/(A×4):MLはトナー粒子の絶対最大長、Aはトナー粒子の投影面積、πは円周率を各々示す)が100〜145の範囲のものを用いることにより、高い現像、転写性、及び高画質の画像を得ることができる。さらに好ましくは125〜140である。平均形状指数が125〜140のトナーを用いることにより、高画質の転写画像を得ることができると共に、クリーニング不良による接触帯電部材へのトナーもしくは外添剤などの付着悪化を抑えることが可能となる。
The volume average particle size of the toner particles is preferably in the range of 2 to 12 μm, more preferably in the range of 3 to 9 μm.
Further, the average shape index of toner (100 × π × ML 2 / (A × 4): ML is the absolute maximum length of toner particles, A is the projected area of toner particles, and π is the circumferential ratio) is 100 to By using those in the range of 145, it is possible to obtain images with high development, transferability and high image quality. More preferably, it is 125-140. By using a toner having an average shape index of 125 to 140, it is possible to obtain a high-quality transfer image and to suppress the deterioration of the adhesion of the toner or the external additive to the contact charging member due to poor cleaning. .
このような小粒径かつ球状化されたトナーを用いると高画質な画像が得られるが、かかるトナーはクリーニングが難しい。したがって、従来のクリーニングブレードでは当接圧を高くして被クリーニング部材からトナーを掻き取っていた。
しかし、本発明のクリーニング装置を用いると、上記形状のトナーを適用する場合であっても、被クリーニング部材が傷付き難く、且つクリーニングブレードの欠損も起こり難い。その結果、被クリーニング部材とクリーニングブレードを長期にわたり継続使用できる。
When such a small particle size and spheroidized toner is used, a high quality image can be obtained, but such toner is difficult to clean. Therefore, in the conventional cleaning blade, the contact pressure is increased and the toner is scraped off from the member to be cleaned.
However, when the cleaning device of the present invention is used, even when the toner having the above shape is applied, the member to be cleaned is hardly damaged and the cleaning blade is not easily damaged. As a result, the member to be cleaned and the cleaning blade can be used continuously for a long time.
トナーに使用される結着樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;等の単独重合体及び共重合体を例示することができ、特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。
さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等を挙げることができる。
Binders used in toners include styrenes such as styrene and chlorostyrene; monoolefins such as ethylene, propylene, butylene, and isoprene; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, and vinyl butyrate. Class: α-methylene aliphatic monocarboxylic acid such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, dodecyl acrylate, octyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, dodecyl methacrylate Examples of homopolymers and copolymers of acid esters; vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether and vinyl butyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone and vinyl isopropenyl ketone; Particularly typical binder resins include polystyrene, styrene-alkyl acrylate copolymer, styrene-alkyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene. -Maleic anhydride copolymer, polyethylene, polypropylene and the like.
Further examples include polyester, polyurethane, epoxy resin, silicone resin, polyamide, modified rosin, paraffin wax and the like.
また、トナーの着色剤としては、マグネタイト、フェライト等の磁性粉、カーボンブラック、アニリンブルー、カルイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等を代表的なものとして例示することができる。 In addition, toner colorants include magnetic powders such as magnetite and ferrite, carbon black, aniline blue, caryl blue, chrome yellow, ultramarine blue, DuPont oil red, quinoline yellow, methylene blue chloride, phthalocyanine blue, and malachite green oxa. Rate, lamp black, rose bengal, C.I. I. Pigment red 48: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment yellow 97, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment blue 15: 1, C.I. I. Pigment Blue 15: 3 can be exemplified as a representative one.
トナーに使用される離型剤としては、低分子ポリエチレン、低分子ポリプロピレン、フィッシャートロプシュワックス、モンタンワックス、カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等を代表的なものとして例示することができる。 Typical examples of the release agent used for the toner include low molecular polyethylene, low molecular polypropylene, Fischer-Tropsch wax, montan wax, carnauba wax, rice wax, and candelilla wax.
また、トナーには必要に応じて帯電制御剤が添加されてもよい。
帯電制御剤としては、公知のものを使用することができるが、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤を用いることができる。湿式製法でトナーを製造する場合、イオン強度の制御と廃水汚染の低減との点で水に溶解しにくい素材を使用するのが好ましい。
In addition, a charge control agent may be added to the toner as necessary.
Known charge control agents can be used, but azo metal complex compounds, metal complex compounds of salicylic acid, and resin type charge control agents containing polar groups can be used. When the toner is manufactured by a wet manufacturing method, it is preferable to use a material that is difficult to dissolve in water in terms of controlling ionic strength and reducing wastewater contamination.
本発明におけるトナーは、磁性材料を内包する磁性トナー、及び磁性材料を含有しない非磁性トナーのいずれであってもよい。 The toner in the present invention may be either a magnetic toner containing a magnetic material or a non-magnetic toner not containing a magnetic material.
トナーに添加される無機酸化物としては、粉体流動性、帯電制御等のため、1次粒径が40nm以下の小径無機酸化物を、更に付着力低減や帯電制御のため、それより大径の無機酸化物を挙げることができる。これらの無機酸化物微粒子は公知のものを使用することができるが、以下のような物が例示できる。シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化セリウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化スズ、酸化テルル、酸化マンガン、酸化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ、炭酸カルシウム素、炭酸カルシウム、炭酸マグウネシウム及びりん酸カルシウム等の各種無機酸化物、窒化物、ホウ化物等が好適に使用される。また、上記無機微粒子にテトラブチルチタネート、テトラオクチルチタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルフォニルチタネート、ビス(ジオクチルパイロフォスフェート)オキシアセテートチタネートなどのチタンカップリング剤、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトエリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、o−メチルフェニルトリメトキシシラン、p−メチルフェニルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤などで処理を行っても良い。また、シリコーンオイル、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の高級脂肪酸金属塩による疎水化処理も好ましく行うことができる。 As the inorganic oxide added to the toner, a small-diameter inorganic oxide having a primary particle size of 40 nm or less is used for powder flowability, charge control, etc., and a larger diameter is used for further reducing adhesion and controlling charge. Inorganic oxides can be mentioned. As these inorganic oxide fine particles, known ones can be used, and the following can be exemplified. Silica, alumina, titania, zirconia, barium titanate, aluminum titanate, strontium titanate, magnesium titanate, zinc oxide, chromium oxide, cerium oxide, antimony oxide, tungsten oxide, tin oxide, tellurium oxide, manganese oxide, boron oxide Various inorganic oxides such as silicon carbide, boron carbide, titanium carbide, silicon nitride, titanium nitride, boron nitride, calcium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate and calcium phosphate, nitrides and borides are preferably used. The Further, titanium coupling agents such as tetrabutyl titanate, tetraoctyl titanate, isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tridecyl benzene sulfonyl titanate, bis (dioctyl pyrophosphate) oxyacetate titanate, γ- (2-amino) Ethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane Hydrochloride, hexamethyldisilazane, methyltrimethoxysilane, butyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, octyltrimethoxy The treatment may be performed with a silane coupling agent such as silane, decyltrimethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, o-methylphenyltrimethoxysilane, and p-methylphenyltrimethoxysilane. Further, hydrophobic treatment with a higher fatty acid metal salt such as silicone oil, aluminum stearate, zinc stearate, calcium stearate can be preferably performed.
本発明におけるトナーは、前記トナー粒子及び上記外添剤をヘンシェルミキサー、あるいはVブレンダー等で混合することによって製造することができる。また、トナー粒子を湿式にて製造する場合は、湿式にて外添することも可能である。 The toner in the present invention can be produced by mixing the toner particles and the external additive with a Henschel mixer or a V blender. In addition, when the toner particles are produced by a wet method, external addition can be performed by a wet method.
また、本発明におけるトナーをカラートナーとして用いる場合には、キャリアと混合して使用されることが好ましいが、該キャリアとしては、鉄粉、ガラスビーズ、フェライト粉、ニッケル粉、又はそれ等の表面に樹脂コーティングを施したものが使用される。また、キャリアとトナーとの混合割合は、適宜設定することができる。 In addition, when the toner in the present invention is used as a color toner, it is preferably used by mixing with a carrier. Examples of the carrier include iron powder, glass beads, ferrite powder, nickel powder, or the surface thereof. A resin coating is used. Further, the mixing ratio of the carrier and the toner can be set as appropriate.
<画像形成装置>
本発明の画像形成装置は、感光体と、該感光体の表面を帯電する帯電装置と、帯電された感光体表面を露光し静電潜像を形成する露光装置と、静電潜像をトナー粒子で現像し前記感光体の表面にトナー像を形成する現像装置と、前記トナー像を被転写体に転写する転写装置と、転写後の感光体表面の残留物を除去するクリーニング装置と、を備える。当該クリーニング装置には、上述のクリーニング部材を備えるクリーニング装置を適用する。
また、本発明の画像形成装置では、被転写体が中間転写体であってもよく、中間転写体をクリーニングするクリーニング装置を更に備えていてもよい。
<Image forming apparatus>
An image forming apparatus of the present invention includes a photosensitive member, a charging device that charges the surface of the photosensitive member, an exposure device that exposes the charged surface of the photosensitive member to form an electrostatic latent image, and the electrostatic latent image as a toner. A developing device for developing with particles and forming a toner image on the surface of the photoconductor; a transfer device for transferring the toner image to a transfer target; and a cleaning device for removing residues on the surface of the photoconductor after transfer. Prepare. The cleaning device including the above-described cleaning member is applied to the cleaning device.
In the image forming apparatus of the present invention, the transfer target may be an intermediate transfer member, and may further include a cleaning device that cleans the intermediate transfer member.
図12に本発明の画像形成装置を示す概略図を示す。なお、図12では、感光体をクリーニングするクリーニング装置を示す。 FIG. 12 is a schematic view showing an image forming apparatus of the present invention. FIG. 12 shows a cleaning device for cleaning the photoconductor.
図12に示す画像形成装置100は、感光体107と、感光体107を帯電させる帯電装置108と、帯電装置108に接続された電源109と、帯電装置108により帯電される感光体107を露光して静電潜像を形成する露光装置110と、露光装置110により形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置111と、現像装置111により形成されたトナー像を被転写媒体500に転写する転写装置112と、転写後に感光体107に残留しているトナーを除去するクリーニング装置113と、除電器114と、被転写媒体500上に転写されたトナー像を定着させる定着装置115と、を備える。なお、本発明においては、除電器114が設けられていない画像形成装置であってもよい。
An
図12においては、クリーニング装置113は、上述のクリーニング装置を適用する。クリーニング装置に含まれるクリーニングブレードは、感光体107に当接される。当接角度は、5〜30°が好ましく、10〜25°がより好ましい。
In FIG. 12, the
また、感光体107についても上述のものを適用することが好ましい。
帯電装置108は、帯電方式に制限はなく、非接触方式、接触方式いずれであっても良いが、接触方式を採用する場合には、上記帯電ローラを備えることが好ましい。
転写装置112についても、帯電方式に制限はなく、非接触方式、接触方式いずれであっても良いが、接触方式を採用する場合には、上記転写ローラを備えることが好ましい。
Further, it is preferable to apply the above-described one to the
The charging
The
現像装置111としては、一成分系、二成分系等の正規または反転現像剤を用いた公知の現像装置等を用いることができる。
なお、現像装置111に使用されるトナーについては、前述のトナーを用いることが好ましい。
また、現像は、トナーからなる1成分現像剤、又はキャリアと前記トナーとからなる2成分現像剤のいずれを用いてもよい。
As the developing
The toner used in the developing
For development, either a one-component developer composed of toner or a two-component developer composed of a carrier and the toner may be used.
露光装置110、除電器114は、通常使用されている公知のものを適宜適用することができる。
As the
図13は、中間転写体のクリーニングについての説明図である。
図13では、中間転写体として、中間転写ベルト150を備える。中間転写ベルト150は、テンションロール152、バックアップロール154及び駆動ロール(図示せず)により所定の張力をもって支持されており、これらのロールの回転によりたわみを生じることなく回転可能となっている。
FIG. 13 is an explanatory diagram for cleaning the intermediate transfer member.
In FIG. 13, an
中間転写ベルト150は、バックアップロール154と転写ロール156との間を通過した後、例えば駆動ロール152の近傍に配置されたクリーニング装置113により清浄面化され、次の画像形成プロセスに繰り返し供される。
After the
なお、中間転写ベルトを用いた画像形成の工程は、次に示す通りである。
感光体(図示せず)に形成されたトナー像は、1次転写ロール(図示せず)との間に挟持された中間転写ベルト150上に転写される。図10に示す転写ロール156は、中間転写ベルト150を介してバックアップロール154と当接するように配置されており、中間転写ベルト150上のトナー像は、転写ロール156とバックアップロール154との間に挟持された被転写媒体500に転写される。
The image forming process using the intermediate transfer belt is as follows.
A toner image formed on a photoreceptor (not shown) is transferred onto an
図13では感光体を図示していないが、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの4色のトナーに対応した4つの感光体を備え、カラー印刷を行う画像形成装置であってもよく、この場合には、各感光体をクリーニングするクリーニング装置、中間転写体をクリーニングするクリーニング装置を備えることも好適である。 Although a photoconductor is not illustrated in FIG. 13, an image forming apparatus that includes four photoconductors corresponding to four color toners of black, yellow, magenta, and cyan and performs color printing may be used. It is also preferable to include a cleaning device for cleaning each photoconductor and a cleaning device for cleaning the intermediate transfer member.
(6)本発明のプロセスカートリッジ
プロセスカートリッジとは、画像形成装置の消耗部品を適時交換する目的で、画像形成装置の構成部品のいくつかをカートリッジに組み込み、容易に交換作業を行えるようにしたものである。プロセスカートリッジは、画像形成装置の中に装着された状態で取引される他、交換部品あるいは補修部品として、単体でも取引されている。
(6) Process Cartridge of the Present Invention The process cartridge is a cartridge in which some of the components of the image forming apparatus are incorporated into the cartridge for the purpose of replacing the consumable parts of the image forming apparatus in a timely manner so that the replacement work can be easily performed. It is. The process cartridge is traded in a state where it is mounted in the image forming apparatus, and is also traded alone as a replacement part or a repair part.
本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも像担持体と、転写後の前記像担持体表面の残留物を除去するクリーニング装置とを備え、画像形成装置に対して脱着可能なプロセスカートリッジである。かかるクリーニング装置は、これまでに説明したクリーニング部材を備える。 The process cartridge of the present invention is a process cartridge that includes at least an image carrier and a cleaning device that removes residues on the surface of the image carrier after transfer, and is detachable from the image forming apparatus. Such a cleaning apparatus includes the cleaning member described so far.
プロセスカートリッジに備えられる像担持体は、感光体、中間転写体のいずれであってもよく、本発明のクリーニング装置は、感光体や中間転写体をクリーニングする。なお、プロセスカートリッジに、感光体と中間転写体の両方を備える場合には、少なくとも一方をクリーニングするクリーニング装置が備えられていればよく、より好ましくは、感光体と中間転写体の両方についてクリーニング装置を備える場合である。 The image carrier provided in the process cartridge may be either a photosensitive member or an intermediate transfer member, and the cleaning device of the present invention cleans the photosensitive member and the intermediate transfer member. In the case where the process cartridge is provided with both the photosensitive member and the intermediate transfer member, it is sufficient that a cleaning device for cleaning at least one of them is provided, and more preferably, the cleaning device for both the photosensitive member and the intermediate transfer member. Is provided.
続いて本発明の実施例について説明する。以下、本発明を実施例及び比較例でより具体的に説明するが、これらの記載が本発明をなんら限定するものではない。 Next, examples of the present invention will be described. EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention more concretely, these description does not limit this invention at all.
<実施例1>
(本発明のクリーニング部材1〜9及び比較のクリーニング部材1〜8の作製)
本発明のクリーニング部材1〜9及び比較のクリーニング部材1〜8に用いた感光体接触部ゴム弾性体を表1に示す。
ゴム弾性体はポリウレタンゴムで、ポリオール材料、ポリオールの分子量、イソシアネートと架橋剤の材料及び配合を変えることで100%モジュラス及び水との接触角を変化させて作製した。
<Example 1>
(Preparation of cleaning members 1-9 of the present invention and comparative cleaning members 1-8)
Table 1 shows the photosensitive member contact portion rubber elastic bodies used in the
The rubber elastic body was a polyurethane rubber, and was prepared by changing the polyol material, the molecular weight of the polyol, the material and the compounding of the isocyanate and the cross-linking agent, and changing the 100% modulus and the contact angle with water.
クリーニング部材は、図2に示す2層構造で成型した物で感光体当接面の第1層を表1の材料で構成し、厚さを0.3mmとした。第2層の材料は比較のクリーニング部材3の材料を用い、第2層の厚みを1.7mmとし、ゴム弾性体の厚み全体で2mmとした。また、比較のクリーニング部材3のみ、単層構造とした。 The cleaning member was molded with the two-layer structure shown in FIG. 2, and the first layer on the photoreceptor contact surface was made of the material shown in Table 1 and the thickness was 0.3 mm. The material of the second layer was the material of the comparative cleaning member 3, the thickness of the second layer was 1.7 mm, and the total thickness of the rubber elastic body was 2 mm. Only the comparative cleaning member 3 has a single-layer structure.
クリーニングブレードの自由長及び感光体への食い込み量を調整し感光体への圧接力はいずれも3.5gf/mmとなるように設定した。 The free length of the cleaning blade and the amount of biting into the photosensitive member were adjusted, and the pressure contact force to the photosensitive member was set to 3.5 gf / mm.
(感光体3の作製)
4重量部のポリビニルブチラール樹脂(エスレックBM−S、積水化学社製)を溶解したn−ブチルアルコール170重量部に、有機ジルコニウム化合物(アセチルアセトンジルコニウムブチレート)30重量部及び有機シラン化合物(γ−アミノプロピルトリメトキシシラン)3重量部を添加、混合撹拌して下引き層形成用の塗布液を得た。この塗布液を、ホーニング処理により粗面化されたアルミニウム支持体の上に浸漬塗布し、室温で5分間風乾を行った後、支持体を10分間で50℃に昇温し、50℃、85%RH(露点47℃)の恒温恒湿槽中に入れて、20分間加湿硬化促進処理を行った。その後、熱風乾燥機に入れて170℃で10分間乾燥を行い、下引層を形成した。
(Preparation of photoreceptor 3)
To 170 parts by weight of n-butyl alcohol in which 4 parts by weight of polyvinyl butyral resin (S-REC BM-S, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) is dissolved, 30 parts by weight of an organic zirconium compound (acetylacetone zirconium butyrate) and an organic silane compound (γ-amino) 3 parts by weight of propyltrimethoxysilane) was added, mixed and stirred to obtain a coating solution for forming an undercoat layer. This coating solution is dip-coated on an aluminum support roughened by a honing treatment, air-dried at room temperature for 5 minutes, and then the support is heated to 50 ° C. in 10 minutes, 50 ° C. and 85 ° C. It was put in a constant temperature and humidity chamber of% RH (dew point 47 ° C.) and subjected to a humidification hardening acceleration treatment for 20 minutes. Then, it put into the hot air dryer and dried for 10 minutes at 170 degreeC, and formed the undercoat layer.
電荷発生材料として、塩化ガリウムフタロシアニンを用い、その15重量部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂(VMCH、日本ユニオンカーバイト社製)10重量部及びn−ブチルアルコール300重量部からなる混合物をサンドミルにて4時間分散した。
得られた分散液を、上記下引き層上に浸漬塗布し、乾燥して、膜厚0.2μmの電荷発生層を形成した。
As a charge generating material, gallium chloride phthalocyanine is used, and a mixture comprising 15 parts by weight thereof, 10 parts by weight of vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin (VMCH, manufactured by Nippon Union Carbide) and 300 parts by weight of n-butyl alcohol. Dispersed for 4 hours in a sand mill.
The obtained dispersion was dip-coated on the undercoat layer and dried to form a charge generation layer having a thickness of 0.2 μm.
次に、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン40部とビスフェノールZポリカーボネート樹脂(分子量40,000)60重量部とをテトロヒドロフラン235重量部及びモノクロロベンゼン100重量部に十分に溶解混合して得られた塗布液を準備し、かかる塗布液を電荷発生層まで塗布したアルミニウム支持体上に浸漬塗布し、120°で40分乾燥することにより、膜厚22μmの電荷輸送層を形成した。 Next, 40 parts by weight of N, N′-bis (3-methylphenyl) -N, N′-diphenylbenzidine and 60 parts by weight of bisphenol Z polycarbonate resin (molecular weight 40,000) were added to 235 parts by weight of tetrohydrofuran and monochlorobenzene. A coating solution obtained by sufficiently dissolving and mixing in 100 parts by weight is prepared, the coating solution is dip-coated on an aluminum support coated up to the charge generation layer, and dried at 120 ° for 40 minutes to obtain a film thickness. A 22 μm charge transport layer was formed.
次に、下記化合物1を2部、レジトップPL4852(群栄化学製)を2部をイソプロピルアルコール10部に溶解させ、保護層形成用塗布液を得た。
この保護層形成用塗布液を、塗布形成した電荷輸送層上に浸漬塗布し、室温で30分風乾した後、140℃で60分乾燥させ、膜厚4μmの保護層を形成し、感光体3を作製した。
Next, 2 parts of the following
This protective layer-forming coating solution is dip-coated on the applied charge transport layer, air-dried at room temperature for 30 minutes, and then dried at 140 ° C. for 60 minutes to form a protective layer having a thickness of 4 μm. Was made.
(評価)
富士ゼロックスDocuCentre Color400を用い、接触帯電器に印加する交流電圧出力値をDocuCentre Color400オリジナルの設定値より高く設定し、かつ28℃、80%RHの高温高湿条件下で、低画像密度の画像を連続で2万枚形成したもので、通常の走行における環境条件よりも厳しい条件にして、加速実験を行った。
(Evaluation)
Using Fuji Xerox DocuCentre Color 400, the AC voltage output value applied to the contact charger is set higher than the original setting value of DocuCentre Color 400, and images of low image density are obtained under high temperature and high humidity conditions of 28 ° C. and 80% RH. Accelerated experiments were conducted under the condition that 20,000 sheets were continuously formed and conditions more severe than the environmental conditions in normal driving.
クリーニング維持性の評価は、走行後のクリーニングブレードの先端部を顕微鏡(キーエンス社(株)製レーザー顕微鏡VK8500)で観察し、ブレードエッジの損傷具合と、ベタ画像を連続で形成した時のクリーニング不良具合を下記評価方法に基づき判断し、その結果を図1に示す。なお、図1中、ブレードエッジの損傷具合とクリーニング不良具合のいずれか一方でも、×又は××の評価となったクリーニングブレードは×とし、それ以外を○として記載した。 Evaluation of cleaning maintainability is based on observation of the tip of the cleaning blade after running with a microscope (Laser Microscope VK8500 manufactured by Keyence Corporation), and the damage of the blade edge and poor cleaning when a solid image is formed continuously. A condition is judged based on the following evaluation method, and the result is shown in FIG. In FIG. 1, the cleaning blade evaluated as “x” or “xx” in any one of the blade edge damage condition and the defective cleaning condition is indicated as “x”, and the others are indicated as “◯”.
《ブレードエッジの損傷具合の評価》
ブレードエッジダメージは、レーザー顕微鏡により(キーエンス(株)VK8500)エッジ先端部のダメージ状態を観察し官能評価を行った。判断基準は以下の通りである。
<Evaluation of blade edge damage>
Blade edge damage was evaluated by sensory evaluation by observing the damage state of the edge tip with a laser microscope (Keyence Co., Ltd. VK8500). Judgment criteria are as follows.
◎:エッジ摩耗小
○:エッジ摩耗中
×:エッジ摩耗大
××:エッジ摩耗大、エッジ欠け多
◎: Small edge wear ○: During edge wear ×: Large edge wear XX: Large edge wear, many edge defects
《クリーニング不良具合の評価》
低温低湿下での走行中のプリント画像中のクリーニング不良画像の有無と定期的に未転写のA3サイズの画像密度100%画像をクリーニングすることで評価を行った。判断基準は以下の通りである。
<Evaluation of poor cleaning conditions>
The evaluation was performed by cleaning the presence or absence of a poorly-cleaned image in the printed image while running under low temperature and low humidity, and periodically cleaning an untransferred A3-
◎:プリント画像中、未転写画像共にクリーニング性問題なし
○:プリント画像中クリーニング性問題なし、未転写画像に機微にクリーニング不良発生
×:プリント画像中クリーニング不良発生
◎: There is no cleaning problem in both the printed image and the untransferred image. ○: There is no cleaning problem in the printed image.
その評価結果を図1に示す。
図1から分かるように、ブレード100%モジュラスと水との接触角が特定の範囲にあるブレードを用いると、クリーニングブレード先端部の損傷が抑制され、クリーニング性能が改善されることが明確である。
The evaluation results are shown in FIG.
As can be seen from FIG. 1, it is clear that the use of a blade having a contact angle between the
<実施例2>
実施例1では、感光体の種類を固定し、クリーニングブレードの構成も図2に示すもののみでクリーニング性の評価を行ったが、実施例2では、感光体の種類及びクリーニングブレードの構成を種々変えて、詳細に評価を行った。
<Example 2>
In Example 1, the type of the photoconductor was fixed, and the cleaning performance was evaluated only with the configuration of the cleaning blade shown in FIG. 2, but in Example 2, the type of photoconductor and the configuration of the cleaning blade were various. The details were evaluated by changing.
(本発明のクリーニング部材10〜12及び比較のクリーニング部材9の作製)
本発明のクリーニング部材10〜12及び比較のクリーニング部材9に用いた感光体接触部ゴム弾性体を表2に示す。実施例1と同様、ゴム弾性体はポリウレタンゴムで、ポリオール材料、ポリオールの分子量、イソシアネートと架橋剤の材料及び配合を変えることで100%モジュラス及び水との接触角を変化させて作製した。
(Preparation of cleaning members 10-12 of the present invention and comparative cleaning member 9)
Table 2 shows the photosensitive member contact portion rubber elastic bodies used in the
本発明のクリーニング部材10〜12及び比較のクリーニング部材9は、実施例1と同様、第1層を表2の材料で構成し厚さを0.3mmとし、第2層の材料は比較のクリーニング部材3の材料を用い、第2層の厚みを1.7mmとし、ゴム弾性体の厚み全体で2mmとした。
In the
本発明のクリーニング部材10〜12は、クリーニング部材1のゴム弾性体を図6及び図7に示す構造で板状バネ部材32の先端にホットメルトで取り付けた。板バネ部材は0.08mm厚のSUS材を用いた。
In the
本発明のクリーニング部材10〜12も他のクリーニング部材と同様に、感光体への圧接力はいずれも3.5gf/mmとなるように設定されている。
なお、本発明のクリーニング部材10〜12は、板状バネ部材32により感光体へ荷重が付与されるが、この圧接力は以下に示す式(2)で表すことができる。
Similarly to the other cleaning members, the
In the
式(2);圧接力=((3×E×I)/L3)×食い込み量)/ブレード長手方向長さ Formula (2); pressure contact force = ((3 × E × I) / L 3 ) × bite amount) / blade longitudinal length
式(2)中、E:板状バネ部材32のヤング率を表し、I:板状バネ部材32の断面2次モーメントを表し、L:板状バネ部材32の長さを表す。
In the formula (2), E represents the Young's modulus of the
比較のクリーニング部材9は、図2に示す構成で、且つ単層で作製し、その厚みが2mmとなるようにした。 The comparative cleaning member 9 has the structure shown in FIG. 2 and is made of a single layer so that its thickness is 2 mm.
その他、クリーニング部材として、実施例で作製した本発明のクリーニング部材1〜3及び比較のクリーニング部材1〜3を用いた。
In addition, the
(感光体1の作製)
4重量部のポリビニルブチラール樹脂(エスレックBM−S、積水化学社製)を溶解したn−ブチルアルコール170重量部に、有機ジルコニウム化合物(アセチルアセトンジルコニウムブチレート)30重量部及び有機シラン化合物(γ−アミノプロピルトリメトキシシラン)3重量部を添加、混合撹拌して下引き層形成用の塗布液を得た。この塗布液を、ホーニング処理により粗面化されたアルミニウム支持体の上に浸漬塗布し、室温で5分間風乾を行った後、支持体を10分間で50℃に昇温し、50℃、85%RH(露点47℃)の恒温恒湿槽中に入れて、20分間加湿硬化促進処理を行った。その後、熱風乾燥機に入れて170℃で10分間乾燥を行い、下引層を形成した。
(Preparation of photoreceptor 1)
To 170 parts by weight of n-butyl alcohol in which 4 parts by weight of polyvinyl butyral resin (S-REC BM-S, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) is dissolved, 30 parts by weight of an organic zirconium compound (acetylacetone zirconium butyrate) and an organic silane compound (γ-amino) 3 parts by weight of propyltrimethoxysilane) was added, mixed and stirred to obtain a coating solution for forming an undercoat layer. This coating solution is dip-coated on an aluminum support roughened by a honing treatment, air-dried at room temperature for 5 minutes, and then the support is heated to 50 ° C. in 10 minutes, 50 ° C. and 85 ° C. It was put in a constant temperature and humidity chamber of% RH (dew point 47 ° C.) and subjected to a humidification hardening acceleration treatment for 20 minutes. Then, it put into the hot air dryer and dried for 10 minutes at 170 degreeC, and formed the undercoat layer.
電荷発生材料として、塩化ガリウムフタロシアニンを用い、その15重量部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂(VMCH、日本ユニオンカーバイト社製)10重量部及びn−ブチルアルコール300重量部からなる混合物をサンドミルにて4時間分散した。
得られた分散液を、上記下引き層上に浸漬塗布し、乾燥して、膜厚0.2μmの電荷発生層を形成した。
As a charge generating material, gallium chloride phthalocyanine is used, and a mixture comprising 15 parts by weight thereof, 10 parts by weight of vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin (VMCH, manufactured by Nippon Union Carbide) and 300 parts by weight of n-butyl alcohol. Dispersed for 4 hours in a sand mill.
The obtained dispersion was dip-coated on the undercoat layer and dried to form a charge generation layer having a thickness of 0.2 μm.
次に、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン40部とビスフェノールZポリカーボネート樹脂(分子量40,000)60重量部とをテトロヒドロフラン235重量部及びモノクロロベンゼン100重量部に十分に溶解混合して得られた塗布液を、電荷発生層まで塗布したアルミニウム支持体上に浸漬塗布し、120°で40分乾燥することにより、膜厚26μmの電荷輸送層を形成し、感光体1を作製した。
Next, 40 parts by weight of N, N′-bis (3-methylphenyl) -N, N′-diphenylbenzidine and 60 parts by weight of bisphenol Z polycarbonate resin (molecular weight 40,000) were added to 235 parts by weight of tetrohydrofuran and monochlorobenzene. A coating solution obtained by sufficiently dissolving and mixing in 100 parts by weight is dip-coated on an aluminum support coated up to the charge generation layer and dried at 120 ° for 40 minutes to form a charge transport layer having a thickness of 26 μm. The
(感光体2の作製)
感光体1の作製において、下記電荷輸送層に変更した以外は同様にして、感光体2を作製した。
N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン40部とビスフェノールZポリカーボネート樹脂(分子量40,000)60重量部とをテトロヒドロフラン280重量部及びトルエン120重量部に十分に溶解混合した後、4フッ化エチレン樹脂粒子10重量部を加え、さらに混合した。このとき、室温を25℃に設定し、混合工程における液温度を25℃に保った。
その後、ガラスビーズを用いたサンドグラインダーにて分散し、4フッ化エチレン樹脂粒子分散液を作成した。このとき、サンドクラインダーのベッセルに24度の水を流し、分散液の温度を50度に保持し、電荷輸送層塗布液を得た。
得られた塗布液を、感光体1と同様の方法で、電荷発生層まで作製した物の上に浸漬塗布し、120°で40分乾燥することにより、膜厚26μmの電荷輸送層を形成し、感光体2を作製した。
(Preparation of photoconductor 2)
Photosensitive member 2 was prepared in the same manner as in the preparation of
40 parts by weight of N, N′-bis (3-methylphenyl) -N, N′-diphenylbenzidine and 60 parts by weight of bisphenol Z polycarbonate resin (molecular weight 40,000) were added to 280 parts by weight of tetrohydrofuran and 120 parts by weight of toluene. After sufficiently dissolving and mixing, 10 parts by weight of tetrafluoroethylene resin particles were added and further mixed. At this time, the room temperature was set to 25 ° C., and the liquid temperature in the mixing step was kept at 25 ° C.
Then, it disperse | distributed with the sand grinder using a glass bead, and the tetrafluoroethylene resin particle dispersion liquid was created. At this time, water at 24 degrees was passed through the vessel of the sand cylinder and the temperature of the dispersion was maintained at 50 degrees to obtain a charge transport layer coating solution.
The obtained coating solution is dip-coated on the product up to the charge generation layer in the same manner as the
(試料作製)
試験機として帯電器を接触帯電ロール(直流電圧を重畳した交流電圧を印加)に改造した富士ゼロックスDocu−Center Color 500を用い、クリーニング部材及び感光体を上記作製したものに交換し、フルカラーにて高温高湿(28℃、80%RH)及び低温低湿(10℃、20%RH)で低画像密度画像での10万枚の耐久試験を行い、下記のクリーニング性、クリーニング先端部の損傷具合、感光体の摩耗量、感光体傷、の測定を行った。
(Sample preparation)
Using Fuji Xerox Docu-
(クリーニング性の評価)
低温低湿下での走行中のプリント画像中のクリーニング不良画像の有無と定期的に未転写のA3サイズの画像密度100%画像をクリーニングすることで評価を行った。判断基準は以下の通りである。
(Evaluation of cleaning properties)
The evaluation was performed by cleaning the presence or absence of a poorly-cleaned image in the printed image while running under low temperature and low humidity, and periodically cleaning an untransferred A3-
◎:プリント画像中、未転写画像共にクリーニング性問題なし
○:プリント画像中クリーニング性問題なし、未転写画像に機微にクリーニング不良発生
×:プリント画像中クリーニング不良発生
◎: There is no cleaning problem in both the printed image and the untransferred image. ○: There is no cleaning problem in the printed image.
(ブレードエッジダメージの評価)
ブレードエッジダメージは、レーザー顕微鏡により(キーエンス(株)VK8500)エッジ先端部のダメージ状態を観察し官能評価を行った。判断基準は以下の通りである。
(Evaluation of blade edge damage)
Blade edge damage was evaluated by sensory evaluation by observing the damage state of the edge tip with a laser microscope (Keyence Co., Ltd. VK8500). Judgment criteria are as follows.
◎:エッジ摩耗小
○:エッジ摩耗中
×:エッジ摩耗大
××:エッジ摩耗大、エッジ欠け多
◎: Small edge wear ○: During edge wear ×: Large edge wear XX: Large edge wear, many edge defects
(感光体の摩耗量の測定)
初期の感光体の膜厚と、耐久試験後の感光体の膜厚と、の差分から、感光体の摩耗量を求めた。
(Measurement of photoconductor wear)
From the difference between the initial film thickness of the photoconductor and the film thickness of the photoconductor after the durability test, the wear amount of the photoconductor was determined.
(感光体の傷の測定)
耐久試験後の感光体の10点平均粗さRzを、表面粗さ計(東京精密社製、サーフコム1400D)を用いて測定した。なおRzはJIS B0601:94に準じて行った。またRzの測定に関して基準長さ、評価長さについては前記JIS規格に標準値であれば省略することができる旨の記載があり、特に記載にない限り基準長さ、評価長さは標準値を用いた。
(Measurement of photoconductor scratches)
The 10-point average roughness Rz of the photoreceptor after the durability test was measured using a surface roughness meter (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd., Surfcom 1400D). Rz was performed according to JIS B0601: 94. Regarding the Rz measurement, there is a description that the standard length and the evaluation length can be omitted if they are standard values in the JIS standard. Unless otherwise specified, the standard length and evaluation length are standard values. Using.
クリーニング部材、感光体の組合せ、及び結果を表3に示す。
表3に示すとおり、本発明にかかるクリーニング部材を用いた場合、クリーニング性、エッジダメージ、感光体磨耗、感光体傷において、良好な結果が得られた。特に、感光体表面の硬度が高い感光体3においても、本発明にかかるクリーニング部材では、エッジダメージが少なく、耐久性に優れ、かつクリーニング性も良好であった。 As shown in Table 3, when the cleaning member according to the present invention was used, good results were obtained in cleaning properties, edge damage, photoconductor wear, and photoconductor scratches. In particular, even in the photosensitive member 3 having a high hardness on the surface of the photosensitive member, the cleaning member according to the present invention has little edge damage, excellent durability, and good cleaning properties.
<実施例3>
試験機として実施例2と同じものを用い、中間転写ベルト用のクリーニング部材を試験用のものと交換し、フルカラーにて高温高湿(28℃、80%)及び低温低湿(10℃、20%RH)で低画像密度画像での10万枚の耐久試験を行い、中間転写ベルト用のクリーニング部材のクリーニング性、クリーニング先端部の損傷具合の測定を行った。
なお、クリーニング部材は表1に準じ、いずれのクリーニング部材も中間転写ベルトへの当接圧は3.0gf/mmとなるように設定した。試験用クリーニング部材及び結果を表4に示す。
<Example 3>
The same test machine as in Example 2 was used, the cleaning member for the intermediate transfer belt was replaced with a test member, and full color high temperature and high humidity (28 ° C., 80%) and low temperature and low humidity (10 ° C., 20%) RH), a durability test of 100,000 sheets with a low image density image was performed, and the cleaning property of the cleaning member for the intermediate transfer belt and the degree of damage of the cleaning tip were measured.
The cleaning members were set in accordance with Table 1 so that the contact pressure on the intermediate transfer belt was 3.0 gf / mm for all the cleaning members. Table 4 shows the test cleaning members and the results.
(クリーニング性)
低温低湿下での走行中におけるプリント画像中のクリーニング不良画像の有無と、定期的に未転写のA3サイズの画像密度300%画像(3色重ね合わせ)をクリーニングすることで評価を行った。判断基準は以下の通りである。実用上使用可能な範囲は、◎及び○である。
(Cleanability)
Evaluation was performed by cleaning the presence or absence of poorly-cleaned images in the printed image while running under low temperature and low humidity, and periodically cleaning an untransferred A3-sized image density 300% image (3-color overlay). Judgment criteria are as follows. The practically usable range is ◎ and ○.
◎:プリント画像中、未転写画像共にクリーニング性問題なし
○:プリント画像中クリーニング性問題なし、未転写画像に機微にクリーニング不良発生×:プリント画像中クリーニング不良発生
◎: There is no cleaning problem in both the printed image and the untransferred image. ○: There is no cleaning problem in the printed image.
(ブレードエッジダメージ)
ブレードエッジダメージは、レーザー顕微鏡により(キーエンス(株)VK8500)エッジ先端部のダメージ状態を観察し官能評価を行った。判断基準は以下の通りである。実用上使用可能な範囲は、◎及び○である。
(Blade edge damage)
Blade edge damage was evaluated by sensory evaluation by observing the damage state of the edge tip with a laser microscope (Keyence Co., Ltd. VK8500). Judgment criteria are as follows. The practically usable range is ◎ and ○.
◎:エッジ摩耗小
○:エッジ摩耗中
×:エッジ摩耗大
××:エッジ摩耗大、エッジ欠けが多い。
◎: Edge wear is small ○: Edge wear is in progress ×: Edge wear is large XX: Edge wear is large and edge chipping is large.
表4に示すとおり、本発明にかかるクリーニング部材を用いると、中間転写体のクリーニングにおいても、クリーニング性、エッジダメージの評価で良好な結果が得られた。 As shown in Table 4, when the cleaning member according to the present invention was used, good results were obtained in the cleaning performance and edge damage evaluation even in the cleaning of the intermediate transfer member.
<実施例4>
実施例2では、板バネ部材を備えるクリーニングブレードでクリーニング性を評価したが、実施例4では、図8に示す構成のクリーニングブレードで詳細に評価を行った。
<Example 4>
In Example 2, the cleaning performance was evaluated using a cleaning blade having a leaf spring member, but in Example 4, detailed evaluation was performed using a cleaning blade having the configuration shown in FIG.
(ゴム弾性体)
実施例4で用いたゴム弾性体は、表5に示すように、実施例1で作製した本発明のクリーニング部材1及び2と、比較のクリーニング部材3に用いたゴム弾性体を適用した。なお、表5では、本発明のクリーニング部材1に用いたゴム弾性体を試料1、本発明のクリーニング部材2に用いたゴム弾性体を試料2、比較のクリーニング部材3に用いたゴム弾性体を試料3として示した。
(Rubber elastic body)
As shown in Table 5, the rubber elastic bodies used in Example 4 were the rubber elastic bodies used in the
(クリーニングブレードの構成)
図8に示すように、鋼鉄製で2mm×40mm×390mmの保持部材34を、回転軸35を中心に回転自在となるよう、筐体33に取り付けた。保持部材34にはゴム弾性体20の第2層31側を接着した。なお、ゴム弾性体20は、クリーニングブレードに自由長を有さないよう、第2層31の表面全体が保持部材34で保持される状態で取り付けた。また、付勢手段38としては、真鍮製のバネ(形成する真鍮の太さφ0.5mm、バネの幅5mm)を用いた。
また、実施例2と同様に、図6の構造を有するクリーニングブレードである「本発明のクリーニング部材10」を用いて評価した。
(Configuration of cleaning blade)
As shown in FIG. 8, a 2 mm × 40 mm × 390
Further, in the same manner as in Example 2, the “cleaning
(評価)
試験機として富士ゼロックスDocu−Center Color 500を用い、但し、表5に示すゴム弾性体、クリーニングブレードの構成、及び感光体となるように変更して、フルカラーにて高温高湿(28℃、80%RH)の環境下で、低画像密度画像での10万枚の耐久走行試験を行った。
評価項目は、走行中においては、クリーニングブレードの圧接力の変動をモニターする為にクリーニングブレード先端の変形量及び感光体のトルク変動を測定し、さらに走行後においては実施例1と同様の方法で、クリーニング不良具合、ブレードエッジの損傷具合、感光体の摩耗量、感光体の傷の評価を行った。
(Evaluation)
Fuji Xerox Docu-
The evaluation items were to measure the deformation amount of the tip of the cleaning blade and the torque fluctuation of the photosensitive member in order to monitor the fluctuation of the pressure contact force of the cleaning blade during running, and after running the same method as in Example 1. In addition, evaluation was made for poor cleaning, damage to the blade edge, wear amount of the photoreceptor, and scratches on the photoreceptor.
表6に示すとおり、本発明にかかるゴム弾性体を用い、且つクリーニングブレードの構成を図8に示すような付勢手段によって保持部材を動作させる構成とすることで、感光体に対するクリーニングブレードの圧接応力及びWAの変動を確実に抑えることができ、クリーニング性、エッジダメージ、感光体磨耗、感光体傷において、より良好な結果が得られた。
したがって、図8の構成を有するクリーニングブレードの場合、クリーニング性能の寿命および感光体寿命を更に延ばし、長期にわたりディフェクトのない均一な画像形成が可能であることがわかる。
As shown in Table 6, the rubber elastic body according to the present invention is used, and the structure of the cleaning blade is configured to operate the holding member by the urging means as shown in FIG. The fluctuations in stress and WA could be reliably suppressed, and better results were obtained in cleaning properties, edge damage, photoconductor wear, and photoconductor scratches.
Therefore, in the case of the cleaning blade having the configuration of FIG. 8, it can be seen that the cleaning performance and the photoreceptor life can be further extended, and uniform image formation without defects can be performed over a long period of time.
1 被クリーニング部材
10 感光体
13 下引き層
14 電荷発生層
15 電荷輸送層
16 保護層
18 感光層
19 クリーニング装置
20 ゴム弾性体
32 板状バネ部材
33 筐体(保持具)
100 画像形成装置
107 感光体
108 帯電装置
109 電源
110 露光装置
111 現像装置
112 転写装置
113 クリーニング装置
114 除電器
115 定着装置
150 中間転写ベルト
152 テンションロール
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記クリーニング部材は、感光体に当接される際に、5〜30°の範囲内の当接角度かつ1.5〜5.0gf/mmの圧接力で用いられることを特徴とするクリーニング装置。
A≧−2.5×B+102 …式(1)
〔式(1)中、Aは、23℃・55%RHにおける純水との接触角(°)を表し、Bは、23℃での100%モジュラス(MPa)を表す。〕 A cleaning device including a cleaning member that scrapes off residues on the surface of the member to be cleaned by contacting the surface of the member to be cleaned, wherein a contact portion of the cleaning member with the member to be cleaned is represented by the following formula (1) it consists of a rubber elastic body which satisfies the non-abutting surface, said Ri Na consists of low elastic material 100% modulus than the formula rubber elastic body which satisfies the (1) which constitutes the abutment surface, The contact angle A with water at 23 ° C. and 55% RH in the formula (1) is 75 to 100 °, and the 100% modulus B at 23 ° C. is 6.3 to 19.6 Mpa,
The cleaning member, when it is in contact with the photosensitive member, a cleaning device according to claim Rukoto used in pressure-contact force of the contact angles and 1.5~5.0gf / mm in the range of 5 to 30 ° .
A ≧ −2.5 × B + 102 (1)
[In Formula (1), A represents the contact angle (°) with pure water at 23 ° C. and 55% RH, and B represents 100% modulus (MPa) at 23 ° C. ]
前記クリーニング装置が、請求項1又は請求項2に記載のクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。 A photoconductor, a charging device for charging the surface of the photoconductor, an exposure device for exposing the charged photoconductor surface to form an electrostatic latent image, and developing the electrostatic latent image with toner particles. An image forming apparatus comprising: a developing device that forms a toner image on a surface; a transfer device that transfers the toner image to a transfer target; and a cleaning device that removes residues on the surface of the photoreceptor after transfer. ,
An image forming apparatus comprising the cleaning device according to claim 1 or 2.
前記クリーニング装置が、請求項1又は請求項2に記載のクリーニング装置を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。 A process cartridge detachable from an image forming apparatus, comprising at least an image carrier and a cleaning device for removing residues on the surface of the image carrier after transfer;
3. A process cartridge comprising the cleaning device according to claim 1 or 2.
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