JP5600817B1 - Electrophotographic process cartridge and electrophotographic apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】帯電ムラの改善と、帯電部材と電子写真感光体とのスリップに起因するバンディング画像の発生の抑制。
【解決手段】帯電部材と該帯電部材によって接触帯電される電子写真感光体とを有し、該帯電部材は、導電性基体、及び該導電性基体上に形成された表面層を有し、該表面層は、少なくともバインダー樹脂、電子導電剤及び内部に複数の空孔を有する樹脂粒子を含有し、また該表面層は、その表面に該樹脂粒子に由来する凸部を有しており、かつ、該電子写真感光体は、支持体及び該支持体上に形成された感光層を有し、該電子写真感光体の表面層が特定の成分を含有するものである電子写真プロセスカートリッジ。
【選択図】図6An object of the present invention is to improve charging unevenness and to suppress generation of a banding image due to slippage between a charging member and an electrophotographic photosensitive member.
A charging member and an electrophotographic photosensitive member contact-charged by the charging member, the charging member having a conductive substrate and a surface layer formed on the conductive substrate, The surface layer contains at least a binder resin, an electronic conductive agent, and resin particles having a plurality of pores therein, and the surface layer has convex portions derived from the resin particles on the surface, and The electrophotographic photosensitive member has a support and a photosensitive layer formed on the support, and the surface layer of the electrophotographic photosensitive member contains a specific component.
[Selection] Figure 6
Description
本発明は、電子写真プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置(以下、「電子写真装置」という。)に関する。 The present invention relates to an electrophotographic process cartridge and an electrophotographic image forming apparatus (hereinafter referred to as “electrophotographic apparatus”).
電子写真感光体の表面の帯電方式として、電子写真感光体の表面に当接させた帯電部材を用いる接触帯電方式がある。接触帯電方式は、帯電部材と電子写真感光体との間での放電領域が狭いため、電子写真感光体の表面に帯電ムラが生じ易いと言われている。このような課題に対して、表面層に粗さ形成粒子を含有させ、表面を粗面化させてなる帯電部材が提案されている(特許文献1)。 As a charging method for the surface of the electrophotographic photosensitive member, there is a contact charging method that uses a charging member in contact with the surface of the electrophotographic photosensitive member. In the contact charging method, it is said that uneven charging easily occurs on the surface of the electrophotographic photosensitive member because the discharge region between the charging member and the electrophotographic photosensitive member is narrow. For such a problem, a charging member has been proposed in which roughness-forming particles are included in the surface layer and the surface is roughened (Patent Document 1).
一方、電子写真装置に搭載されている電子写真感光体の表面には、転写工程において紙等の被転写材に転写されなかったトナーが付着している場合がある。以下、このようなトナーを残留トナーともいう。残留トナーを電子写真感光体の表面から除去し、電子写真感光体を次の電子写真画像形成プロセスに供するために、電子写真感光体の表面には、クリーニング部材等が当接させられている。そのため、電子写真感光体の表面には、適度な潤滑性や滑り性が求められている。かかる課題に対し、ポリジメチルシロキサン等のシリコーンオイルを電子写真感光体の表面層に含有させることが提案されている(特許文献2)。 On the other hand, toner that has not been transferred to a transfer material such as paper in the transfer process may adhere to the surface of the electrophotographic photoreceptor mounted in the electrophotographic apparatus. Hereinafter, such toner is also referred to as residual toner. In order to remove the residual toner from the surface of the electrophotographic photosensitive member and to use the electrophotographic photosensitive member for the next electrophotographic image forming process, a cleaning member or the like is brought into contact with the surface of the electrophotographic photosensitive member. Therefore, appropriate lubricity and slipperiness are required for the surface of the electrophotographic photosensitive member. In order to deal with this problem, it has been proposed to include a silicone oil such as polydimethylsiloxane in the surface layer of the electrophotographic photoreceptor (Patent Document 2).
本発明者らの検討によれば、表面の潤滑性を向上させた電子写真感光体に対して、表面を粗面化してなる帯電部材を用いて接触帯電を行った場合、電子写真感光体と帯電部材とのニップにおける接触面積が減少するため、電子写真感光体と帯電部材とが当接して回転する際に微小なスリップが発生することがあった。このようなスリップは、電子写真感光体に帯電ムラを生じさせ、電子写真画像に横スジを生じさせる原因となる。なお、以下、横スジの生じた電子写真画像を「バンディング画像」と称することがある。 According to the study by the present inventors, when contact charging is performed using a charging member having a roughened surface for an electrophotographic photoreceptor having improved surface lubricity, the electrophotographic photoreceptor and Since the contact area at the nip with the charging member is reduced, a minute slip may occur when the electrophotographic photosensitive member and the charging member are in contact with each other and rotate. Such slip causes uneven charging on the electrophotographic photosensitive member and causes horizontal stripes on the electrophotographic image. Hereinafter, an electrophotographic image having a horizontal stripe may be referred to as a “banding image”.
そこで、本発明の目的は、接触帯電方式の課題であるところの帯電ムラの改善と、帯電部材と電子写真感光体とのスリップに起因するバンディング画像の発生の抑制とを達成することのできる電子写真プロセスカートリッジの提供にある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an electronic device capable of improving the uneven charging, which is a problem of the contact charging method, and suppressing the generation of banding images due to the slip between the charging member and the electrophotographic photosensitive member. The provision of a photographic process cartridge.
また、本発明の他の目的は、高品位な電子写真画像を形成することのできる電子写真装置の提供にある。 Another object of the present invention is to provide an electrophotographic apparatus capable of forming a high-quality electrophotographic image.
本発明によれば、帯電部材と該帯電部材によって接触帯電される電子写真感光体とを有する電子写真プロセスカートリッジにおいて、該帯電部材は、導電性基体、及び該導電性基体上に形成された表面層を有し、該表面層は、少なくともバインダー樹脂、電子導電剤及び内部に複数の空孔を有する樹脂粒子を含有し、また該表面層は、その表面に該樹脂粒子に由来する凸部を有しており、かつ、該電子写真感光体は、支持体及び該支持体上に形成された感光層を有し、該電子写真感光体の表面層が下記の樹脂(1)、樹脂(2)及び化合物(3)を含有する電子写真プロセスカートリッジが提供される。 According to the present invention, in an electrophotographic process cartridge having a charging member and an electrophotographic photosensitive member that is contact-charged by the charging member, the charging member includes a conductive substrate and a surface formed on the conductive substrate. The surface layer contains at least a binder resin, an electronic conductive agent, and resin particles having a plurality of pores therein, and the surface layer has convex portions derived from the resin particles on the surface. The electrophotographic photoreceptor has a support and a photosensitive layer formed on the support, and the surface layer of the electrophotographic photoreceptor has the following resin (1) and resin (2). And an electrophotographic process cartridge containing compound (3).
樹脂(1):末端にシロキサン構造を有さないポリカーボネート樹脂、及び末端にシロキサン構造を有さないポリエステル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂;
樹脂(2):末端にシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂、末端にシロキサン構造を有するポリエステル樹脂、及び末端にシロキサン構造を有するアクリル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂;
化合物(3):安息香酸メチル、安息香酸エチル、酢酸ベンジル、3−エトキシプロピオン酸エチル、及びジエチレングリコールエチルメチルエーテルからなる群より選択される少なくとも1種の化合物。
Resin (1): at least one resin selected from the group consisting of a polycarbonate resin having no siloxane structure at the terminal and a polyester resin having no siloxane structure at the terminal;
Resin (2): at least one resin selected from the group consisting of a polycarbonate resin having a siloxane structure at a terminal, a polyester resin having a siloxane structure at a terminal, and an acrylic resin having a siloxane structure at a terminal;
Compound (3): At least one compound selected from the group consisting of methyl benzoate, ethyl benzoate, benzyl acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, and diethylene glycol ethyl methyl ether.
また、本発明によれば、前記電子写真プロセスカートリッジが搭載された電子写真装置が提供される。 In addition, according to the present invention, there is provided an electrophotographic apparatus on which the electrophotographic process cartridge is mounted.
本発明によれば、表面の粗面化された帯電部材の使用により、接触帯電方式の課題である放電領域の狭さに由来する帯電ムラの抑制を図ることができる。また、本発明によれば、表面の粗面化された帯電部材を、表面の潤滑性を高めた電子写真感光体に接触させて帯電させる場合においても、帯電部材と電子写真感光体とのスリップが抑制され、当該スリップに起因するバンディング画像の発生を有効に抑制することができる。 According to the present invention, by using a charging member having a rough surface, it is possible to suppress uneven charging due to the narrowness of the discharge region, which is a problem of the contact charging method. In addition, according to the present invention, even when a charging member having a rough surface is brought into contact with an electrophotographic photosensitive member having improved surface lubricity and charged, the slip between the charging member and the electrophotographic photosensitive member is caused. Is suppressed, and generation of banding images due to the slip can be effectively suppressed.
<バンディング画像の抑制メカニズム>
本発明に係る電子写真プロセスカートリッジは、帯電部材と該帯電部材によって接触帯電される電子写真感光体とを有している。
<Suppression mechanism of banding image>
The electrophotographic process cartridge according to the present invention includes a charging member and an electrophotographic photosensitive member that is contact-charged by the charging member.
帯電部材は、導電性基体、及び該導電性基体上に形成された表面層を有し、該表面層は、少なくともバインダー樹脂、電子導電剤及び内部に複数の空孔を有する樹脂粒子を含有し、また該表面層は、その表面に該樹脂粒子に由来する凸部を有している。 The charging member has a conductive substrate and a surface layer formed on the conductive substrate, and the surface layer contains at least a binder resin, an electronic conductive agent, and resin particles having a plurality of pores therein. In addition, the surface layer has a convex portion derived from the resin particles on the surface.
一方、電子写真感光体は、支持体及び該支持体上に形成された感光層を有し、該電子写真感光体の表面層が下記の樹脂(1)、樹脂(2)及び化合物(3)を含有している。 On the other hand, the electrophotographic photoreceptor has a support and a photosensitive layer formed on the support, and the surface layer of the electrophotographic photoreceptor has the following resin (1), resin (2) and compound (3). Contains.
樹脂(1):末端にシロキサン構造を有さないポリカーボネート樹脂、及び末端にシロキサン構造を有さないポリエステル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂;
樹脂(2):末端にシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂、末端にシロキサン構造を有するポリエステル樹脂、及び末端にシロキサン構造を有するアクリル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂;
化合物(3):安息香酸メチル、安息香酸エチル、酢酸ベンジル、3−エトキシプロピオン酸エチル、及びジエチレングリコールエチルメチルエーテルからなる群より選択される少なくとも1種の化合物。
Resin (1): at least one resin selected from the group consisting of a polycarbonate resin having no siloxane structure at the terminal and a polyester resin having no siloxane structure at the terminal;
Resin (2): at least one resin selected from the group consisting of a polycarbonate resin having a siloxane structure at a terminal, a polyester resin having a siloxane structure at a terminal, and an acrylic resin having a siloxane structure at a terminal;
Compound (3): At least one compound selected from the group consisting of methyl benzoate, ethyl benzoate, benzyl acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, and diethylene glycol ethyl methyl ether.
本発明らは、上記した帯電部材および電子写真感光体とを組み合わせてなる電子写真プロセスカートリッジが、バンディング画像の発生を抑制し得るメカニズムについて、以下のように推定している。 The present inventors have presumed as follows the mechanism by which an electrophotographic process cartridge comprising a combination of the charging member and the electrophotographic photosensitive member can suppress the generation of banding images.
本発明に係る電子写真感光体の表面層に存在する化合物(3)は極性を有している。そのため、電子写真画像の形成時に帯電部材に直流電圧が印加されると、表面層中で化合物(3)が分極し、電子写真感光体および電子写真感光体に接している帯電部材の凸部の間に電気的な引力が作用し、電子写真感光体が帯電部材の表面の凸部に押し付けられることになる。このとき、帯電部材の表面層の表面に凸部を生じさせている樹脂粒子は、その内部に複数の空孔を有するため、電子写真感光体で圧接された凸部が歪み、電子写真感光体と帯電部材との接触面積が増大する。その結果、電子写真感光体と帯電部材とのニップにおける両者の微小なスリップの発生が抑制され、結果的にバンディング画像が抑制されるものと推定している。 The compound (3) present in the surface layer of the electrophotographic photoreceptor according to the present invention has polarity. Therefore, when a DC voltage is applied to the charging member during the formation of the electrophotographic image, the compound (3) is polarized in the surface layer, and the convex portions of the charging member that is in contact with the electrophotographic photosensitive member and the electrophotographic photosensitive member. An electric attractive force acts between them, and the electrophotographic photosensitive member is pressed against the convex portion on the surface of the charging member. At this time, since the resin particles generating the convex portions on the surface layer of the charging member have a plurality of holes therein, the convex portions pressed by the electrophotographic photosensitive member are distorted, and the electrophotographic photosensitive member is deformed. The contact area between the charging member and the charging member increases. As a result, it is presumed that the occurrence of minute slips in the nip between the electrophotographic photosensitive member and the charging member is suppressed, and as a result, the banding image is suppressed.
<電子写真感光体>
本発明に係る電子写真感光体は、支持体、及び該支持体上に形成された感光層を有する。感光層としては、電荷輸送物質と電荷発生物質を同一の層に含有する単層型感光層、または、電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層とに分離された積層型(機能分離型)感光層、が挙げられる。本発明においては、積層型感光層が好ましい。また、電荷発生層を積層構造としてもよく、電荷輸送層を積層構成としてもよい。また、電子写真感光体の耐久性を向上させることを目的として、感光層上に保護層を形成してもよい。
<Electrophotographic photoreceptor>
The electrophotographic photosensitive member according to the present invention has a support and a photosensitive layer formed on the support. The photosensitive layer is separated into a single-layer type photosensitive layer containing a charge transport material and a charge generation material in the same layer, or a charge generation layer containing a charge generation material and a charge transport layer containing a charge transport material. And a laminated type (function separation type) photosensitive layer. In the present invention, a laminated photosensitive layer is preferred. In addition, the charge generation layer may have a stacked structure, and the charge transport layer may have a stacked structure. Further, for the purpose of improving the durability of the electrophotographic photosensitive member, a protective layer may be formed on the photosensitive layer.
〔表面層〕
本発明に係る電子写真感光体は、その表面層が、樹脂(1)、樹脂(2)及び化合物(3)を含有する。ここで、電荷輸送層が電子写真感光体の表面層である場合は、電荷輸送層が表面層である。また、電荷輸送層上に保護層が設けられている場合は、保護層が表面層である。
[Surface layer]
The surface layer of the electrophotographic photoreceptor according to the present invention contains the resin (1), the resin (2), and the compound (3). Here, when the charge transport layer is the surface layer of the electrophotographic photosensitive member, the charge transport layer is the surface layer. When a protective layer is provided on the charge transport layer, the protective layer is a surface layer.
樹脂(1)は、末端にシロキサン構造を有さないポリカーボネート樹脂、および末端にシロキサン構造を有さないポリエステル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂である。樹脂(2)は、末端にシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂、末端にシロキサン構造を有するポリエステル樹脂、及び末端にシロキサン構造を有するアクリル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂である。化合物(3)は、安息香酸メチル、安息香酸エチル、酢酸ベンジル、3−エトキシプロピオン酸エチル、及びジエチレングリコールエチルメチルエーテルからなる群より選択される少なくとも1種の化合物である。 The resin (1) is at least one resin selected from the group consisting of a polycarbonate resin having no terminal siloxane structure and a polyester resin having no terminal siloxane structure. The resin (2) is at least one resin selected from the group consisting of a polycarbonate resin having a siloxane structure at a terminal, a polyester resin having a siloxane structure at a terminal, and an acrylic resin having a siloxane structure at a terminal. Compound (3) is at least one compound selected from the group consisting of methyl benzoate, ethyl benzoate, benzyl acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, and diethylene glycol ethyl methyl ether.
[樹脂(1)]
樹脂(1)において、末端にシロキサン構造を有さないポリカーボネート樹脂は、下記式(A)で示される構造単位を有するポリカーボネート樹脂Aであることが好ましい。また、末端にシロキサン構造を有さないポリエステル樹脂は、下記式(B)で示される構造単位を有するポリエステル樹脂Bであることが好ましい。
[Resin (1)]
In the resin (1), the polycarbonate resin having no siloxane structure at the terminal is preferably a polycarbonate resin A having a structural unit represented by the following formula (A). Moreover, it is preferable that the polyester resin which does not have a siloxane structure at the terminal is the polyester resin B which has a structural unit shown by following formula (B).
式(A)中、R21〜R24は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を示す。X1は、単結合、シクロヘキシリデン基、または下記式(C)で示される構造単位を有する2価の基を示す。 In formula (A), R 21 to R 24 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. X 1 represents a single bond, a cyclohexylidene group, or a divalent group having a structural unit represented by the following formula (C).
式(B)中、R31〜R34は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を示す。X2は、単結合、シクロヘキシリデン基、または下記式(C)で示される構造単位を有する2価の基を示す。Y1は、m−フェニレン基、p−フェニレン基、または2つのp−フェニレン基が酸素原子を介して結合した2価の基を示す。 In formula (B), R 31 to R 34 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group. X 2 represents a single bond, a cyclohexylidene group, or a divalent group having a structural unit represented by the following formula (C). Y 1 represents an m-phenylene group, a p-phenylene group, or a divalent group in which two p-phenylene groups are bonded via an oxygen atom.
式(C)中、R41およびR42は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、またはフェニル基を示す。 In formula (C), R 41 and R 42 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, or a phenyl group.
以下に、式(A)で示されるポリカーボネート樹脂Aの構造単位の具体例を示す。 Below, the specific example of the structural unit of polycarbonate resin A shown by Formula (A) is shown.
ポリカーボネート樹脂Aは、上記の式(A−1)〜(A−8)で示される構造単位から選ばれる一種の構造単位のみを含む重合体、またはこれらの構造単位の2種以上を含む共重合体であることが好ましい。これらの構造単位の中でも、式(A−1)、(A−2)、及び(A−4)で示される構造単位が好ましい。 The polycarbonate resin A is a polymer containing only one type of structural unit selected from the structural units represented by the above formulas (A-1) to (A-8), or a co-polymer containing two or more of these structural units. It is preferably a coalescence. Among these structural units, structural units represented by formulas (A-1), (A-2), and (A-4) are preferable.
以下に、式(B)で示されるポリエステル樹脂Bの構造単位の具体例を示す。 Below, the specific example of the structural unit of the polyester resin B shown by Formula (B) is shown.
ポリエステル樹脂Bは、上記の式(B−1)〜(B−9)で示される構造単位から選ばれる一種の構造単位のみを含む重合体、またはこれらの構造単位の2種以上を含む共重合体であることが好ましい。これらの構造単位の中でも、式(B−1)、(B−2)、(B−3)、(B−6)、(B−7)、及び(B−8)で示される構造単位が好ましい。 The polyester resin B is a polymer containing only one type of structural unit selected from the structural units represented by the above formulas (B-1) to (B-9), or a co-polymer containing two or more of these structural units. It is preferably a coalescence. Among these structural units, structural units represented by formulas (B-1), (B-2), (B-3), (B-6), (B-7), and (B-8) are included. preferable.
上記ポリカーボネート樹脂A、および上記ポリエステル樹脂Bは、例えば、公知のホスゲン法で合成することができる。また、エステル交換法によって合成することも可能である。 The polycarbonate resin A and the polyester resin B can be synthesized by, for example, a known phosgene method. It can also be synthesized by transesterification.
上記ポリカーボネート樹脂Aまたはポリエステル樹脂Bが共重合体である場合、その共重合形態は、ブロック共重合、ランダム共重合、及び交互共重合のいずれの形態であってもよい。これらのポリカーボネート樹脂A、およびポリエステル樹脂Bは、公知の方法で合成することができる。例えば、特開2007−047655号公報、特開2007−072277号公報に記載の方法で合成することができる。 When the polycarbonate resin A or the polyester resin B is a copolymer, the form of copolymerization may be any form of block copolymerization, random copolymerization, and alternating copolymerization. These polycarbonate resin A and polyester resin B can be synthesized by a known method. For example, it is compoundable by the method as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2007-047655 and 2007-072277.
ポリカーボネート樹脂A、およびポリエステル樹脂Bの質量平均分子量としては、20,000以上、300,000以下が好ましく、50,000以上、200,000以下がより好ましい。尚、樹脂の質量平均分子量とは、常法に従い、特開2007−79555号公報に記載の方法により測定されたポリスチレン換算の質量平均分子量である。 The mass average molecular weight of the polycarbonate resin A and the polyester resin B is preferably 20,000 or more and 300,000 or less, and more preferably 50,000 or more and 200,000 or less. The mass average molecular weight of the resin is a polystyrene equivalent mass average molecular weight measured by the method described in JP-A-2007-79555 in accordance with a conventional method.
また、樹脂(1)としてのポリカーボネート樹脂Aまたはポリエステル樹脂Bは、上記の式(A)、または式(B)で示される構造単位に加えて、主鎖中にシロキサン構造を含む構造単位を有する共重合体であってもよい。このような構造単位としては、具体的には、下記の式(H−1)、または式(H−2)で示される構造単位が挙げられる。さらに、下記の式(H−3)で示される構造単位を有してもよい。 Further, the polycarbonate resin A or the polyester resin B as the resin (1) has a structural unit containing a siloxane structure in the main chain in addition to the structural unit represented by the above formula (A) or the formula (B). A copolymer may also be used. Specific examples of such a structural unit include structural units represented by the following formula (H-1) or formula (H-2). Furthermore, you may have a structural unit shown by the following formula (H-3).
以下に、樹脂(1)として用いられる具体的な樹脂を示す。 The specific resin used as resin (1) is shown below.
表1中、樹脂B(1)、および樹脂B(2)における上記式(B−1)および式(B−6)で示される構造単位において、テレフタル酸構造とイソフタル酸構造のモル比(テレフタル酸骨格/イソフタル酸骨格)は5/5である。 In Table 1, in the structural units represented by the above formulas (B-1) and (B-6) in the resin B (1) and the resin B (2), the molar ratio of the terephthalic acid structure to the isophthalic acid structure (terephthalic acid) (Acid skeleton / isophthalic acid skeleton) is 5/5.
[樹脂(2)]
樹脂(2)は、末端にシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂、末端にシロキサン構造を有するポリエステル樹脂、及び末端にシロキサン構造を有するアクリル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂である。これらの樹脂(2)は、樹脂(1)の樹脂との相溶性がよく、電子写真感光体の表面層の機械的耐久性が高く維持される。また、末端にシロキサン部位を有することで、表面層は高い潤滑性を有し、表面層の初期摩擦係数を低減することが可能となる。末端にジメチルポリシロキサン(シロキサン)部位を有することで、シロキサン部分の自由度が増加し、樹脂(2)が表面層中の表層部へ移行する確率が高く、電子写真感光体の表面に存在しやすいためであると思われる。
[Resin (2)]
The resin (2) is at least one resin selected from the group consisting of a polycarbonate resin having a siloxane structure at a terminal, a polyester resin having a siloxane structure at a terminal, and an acrylic resin having a siloxane structure at a terminal. These resins (2) have good compatibility with the resin of the resin (1), and the mechanical durability of the surface layer of the electrophotographic photosensitive member is maintained high. Further, by having a siloxane moiety at the terminal, the surface layer has high lubricity, and the initial friction coefficient of the surface layer can be reduced. By having a dimethylpolysiloxane (siloxane) moiety at the end, the degree of freedom of the siloxane portion is increased, and there is a high probability that the resin (2) will migrate to the surface layer in the surface layer, and it exists on the surface of the electrophotographic photoreceptor. It seems that it is easy.
本発明において、前記末端にシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂は、下記式(A’)で示される構造単位と下記式(D)で示される末端構造とを有するポリカーボネート樹脂A’であることが好ましい。また、前記末端にシロキサン構造を有するポリエステル樹脂は、下記式(B’)で示される構造単位と下記式(D)で示される末端構造とを有するポリエステル樹脂B’であることが好ましい。 In the present invention, the polycarbonate resin having a siloxane structure at the terminal is preferably a polycarbonate resin A ′ having a structural unit represented by the following formula (A ′) and a terminal structure represented by the following formula (D). Further, the polyester resin having a siloxane structure at the terminal is preferably a polyester resin B ′ having a structural unit represented by the following formula (B ′) and a terminal structure represented by the following formula (D).
式(A’)中、R25〜R28は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を示す。X3は、単結合、シクロヘキシリデン基、または下記式(C’)で示される構造単位を有する2価の基を示す。 In formula (A ′), R 25 to R 28 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. X 3 represents a single bond, a cyclohexylidene group, or a divalent group having a structural unit represented by the following formula (C ′).
式(B’)中、R35〜R38は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を示す。X4は、単結合、シクロヘキシリデン基、または下記式(C’)で示される構造単位を有する2価の基を示す。Y2は、m−フェニレン基、p−フェニレン基、または2つのp−フェニレン基が酸素原子を介して結合した2価の基を示す。 In formula (B ′), R 35 to R 38 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. X 4 represents a single bond, a cyclohexylidene group, or a divalent group having a structural unit represented by the following formula (C ′). Y 2 represents an m-phenylene group, a p-phenylene group, or a divalent group in which two p-phenylene groups are bonded through an oxygen atom.
式(C’)中、R43およびR44は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、またはフェニル基を示す。 In formula (C ′), R 43 and R 44 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, or a phenyl group.
式(D)中、aおよびbは、括弧内の構造単位の繰り返し数を示し、aの平均値は20以上、100以下であり、bの平均値は1以上、10以下である。より好ましくは、aの平均値が30以上、60以下であり、bの平均値が3以上、10以下である。 In the formula (D), a and b represent the number of repeating structural units in parentheses, the average value of a is 20 or more and 100 or less, and the average value of b is 1 or more and 10 or less. More preferably, the average value of a is 30 or more and 60 or less, and the average value of b is 3 or more and 10 or less.
本発明において、ポリカーボネート樹脂A’、およびポリエステル樹脂B’は、樹脂の片末端、または両末端に上記式(D)で示される末端構造を有する。上記式(D)で示される末端構造を樹脂の片末端に有する場合は、分子量調節剤(末端停止剤)を用いる。この分子量調節剤としては、フェノール、p−クミルフェノール、p−tert−ブチルフェノール、または安息香酸が挙げられる。本発明においては、フェノール、またはp−tert−ブチルフェノールが好ましい。 In the present invention, the polycarbonate resin A ′ and the polyester resin B ′ have a terminal structure represented by the above formula (D) at one or both ends of the resin. In the case where the terminal structure represented by the above formula (D) is present at one end of the resin, a molecular weight regulator (terminal stopper) is used. Examples of the molecular weight regulator include phenol, p-cumylphenol, p-tert-butylphenol, or benzoic acid. In the present invention, phenol or p-tert-butylphenol is preferable.
上記式(D)で示される末端構造を樹脂の片末端に有する場合において、もう一方の片末端の構造(他の末端構造)は、下記に示される構造である。 In the case where the terminal structure represented by the above formula (D) is present at one end of the resin, the structure at the other end (other terminal structure) is the structure shown below.
以下に、式(D)で示される末端シロキサン構造の具体例を示す。 Below, the specific example of the terminal siloxane structure shown by Formula (D) is shown.
ポリカーボネート樹脂A’において、式(A’)で示される構造単位の具体例としては、前記式(A−1)〜(A−8)で示される構造単位が挙げられる。ポリカーボネート樹脂A’は、式(A−1)〜(A−8)で示される構造単位から選ばれる一種の構造単位のみを含む重合体、またはこれらの構造単位の2種以上を含む共重合体であることが好ましい。これらの構造単位の中でも、式(A−1)、(A−2)及び(A−4)、特には、式(A−4)で示される構造単位が好ましい。 Specific examples of the structural unit represented by the formula (A ′) in the polycarbonate resin A ′ include structural units represented by the formulas (A-1) to (A-8). Polycarbonate resin A ′ is a polymer containing only one type of structural unit selected from the structural units represented by formulas (A-1) to (A-8), or a copolymer containing two or more of these structural units. It is preferable that Among these structural units, the formulas (A-1), (A-2) and (A-4), particularly the structural unit represented by the formula (A-4) is preferable.
ポリエステル樹脂B’において、式(B’)で示される構造単位の具体例としては、前記式(B−1)〜(B−9)で示される構造単位が挙げられる。ポリエステル樹脂B’は、式(B−1)〜(B−9)で示される構造単位から選ばれる一種の構造単位のみを含む重合体、またはこれらの構造単位の2種以上を含む共重合体であることが好ましい。これらの構造単位の中でも、式(B−1)、(B−2)、(B−3)、(B−6)、(B−7)、及び(B−8)で示される構造単位、更には、式(B−1)および(B−3)で示される構造単位が特に好ましい。 In the polyester resin B ′, specific examples of the structural unit represented by the formula (B ′) include structural units represented by the formulas (B-1) to (B-9). Polyester resin B ′ is a polymer containing only one type of structural unit selected from the structural units represented by formulas (B-1) to (B-9), or a copolymer containing two or more of these structural units. It is preferable that Among these structural units, structural units represented by formulas (B-1), (B-2), (B-3), (B-6), (B-7), and (B-8), Furthermore, the structural units represented by the formulas (B-1) and (B-3) are particularly preferable.
上記ポリカーボネート樹脂A’またはポリエステル樹脂B’が共重合体である場合、その共重合形態は、ブロック共重合、ランダム共重合、及び交互共重合のいずれの形態であってもよい。また、ポリカーボネート樹脂A’またはポリエステル樹脂B’は、その主鎖中にシロキサン構造を有する構造単位を有してもよい。そのような樹脂として、例えば、下記式(H)で示される構造単位を有する共重合体が挙げられる。 When the polycarbonate resin A ′ or the polyester resin B ′ is a copolymer, the copolymer form may be any of block copolymerization, random copolymerization, and alternating copolymerization. The polycarbonate resin A ′ or the polyester resin B ′ may have a structural unit having a siloxane structure in the main chain. Examples of such a resin include a copolymer having a structural unit represented by the following formula (H).
式(H)中、fおよびgは、括弧内の構造単位の繰り返し数を示し、fの平均値は20以上、100以下、gの平均値は1以上、10以下である。式(H)で示される構造単位の具体例として、上記式(H−1)または(H−2)で示される構造単位が挙げられる。 In formula (H), f and g represent the number of repeating structural units in parentheses, the average value of f is 20 or more and 100 or less, and the average value of g is 1 or more and 10 or less. Specific examples of the structural unit represented by the formula (H) include the structural unit represented by the formula (H-1) or (H-2).
本発明においてポリカーボネート樹脂A’およびポリエステル樹脂B’の「シロキサン部位」とは、下記の式(D−S)で示される末端構造の点線の枠内のことをいう。さらに、ポリカーボネート樹脂A’およびポリエステル樹脂B’が、式(H)で示される構造単位を有する場合、シロキサン部位として、下記の式(H−S)で示される構造単位の点線の枠内の構造も含まれる。 In the present invention, the “siloxane moiety” of the polycarbonate resin A ′ and the polyester resin B ′ refers to the area within the dotted line frame of the terminal structure represented by the following formula (DS). Further, when the polycarbonate resin A ′ and the polyester resin B ′ have the structural unit represented by the formula (H), the structure within the dotted frame of the structural unit represented by the following formula (HS) as the siloxane moiety Is also included.
本発明において、ポリカーボネート樹脂A’、およびポリエステル樹脂B’は、公知の方法、例えば、特開2007−199688号公報に記載の方法で合成することが出来る。本発明においても同様の合成方法を用い、ポリカーボネート樹脂A’、およびポリエステル樹脂B’に応じた原材料を用いて、表2の合成例に示すポリカーボネート樹脂A’、およびポリエステル樹脂B’を合成できる。なお、ポリカーボネート樹脂A’、およびポリエステル樹脂B’の精製は、サイズ排除クロマトグラフィーを用いて分画分離した後、各分画成分を1H−NMR測定し、上記シロキサン部位の樹脂中の相対比により樹脂組成を確定できる。合成したポリカーボネート樹脂A’、およびポリエステル樹脂B’の質量平均分子量及びシロキサン部位の含有量を表2に示す。 In the present invention, the polycarbonate resin A ′ and the polyester resin B ′ can be synthesized by a known method, for example, a method described in JP-A-2007-199688. In the present invention, the same synthesis method can be used to synthesize the polycarbonate resin A ′ and the polyester resin B ′ shown in the synthesis examples in Table 2 using raw materials corresponding to the polycarbonate resin A ′ and the polyester resin B ′. The purification of the polycarbonate resin A ′ and the polyester resin B ′ is carried out by fractionation and separation using size exclusion chromatography, and each fraction component is subjected to 1 H-NMR measurement to determine the relative ratio of the siloxane moiety in the resin. Can determine the resin composition. Table 2 shows the weight average molecular weight and the content of the siloxane moiety of the synthesized polycarbonate resin A ′ and polyester resin B ′.
以下に、ポリカーボネート樹脂A’およびポリエステル樹脂B’の具体例を示す。 Specific examples of the polycarbonate resin A ′ and the polyester resin B ′ are shown below.
表2中、樹脂A’(3)において、主鎖の各構造単位の質量比は、(A−4):(H−2)=9:1である。 In Table 2, in resin A ′ (3), the mass ratio of each structural unit in the main chain is (A-4) :( H−2) = 9: 1.
本発明において、末端にシロキサン構造を有するアクリル樹脂は、下記の式(F−1)、式(F−2)及び式(F−3)で示される構造単位からなる群より選択される少なくとも一つの構造単位を有するアクリル樹脂Fであることが好ましい。 In the present invention, the acrylic resin having a siloxane structure at the terminal is at least one selected from the group consisting of structural units represented by the following formula (F-1), formula (F-2) and formula (F-3). An acrylic resin F having one structural unit is preferable.
式(F−1)中、R51は、水素、またはメチル基を表す。cは、括弧内の繰り返し数を示し、cの平均値は、0以上、5以下である。R52〜R54は、それぞれ独立に、下記式(F−1−2)で示される構造、メチル基、メトキシ基、またはフェニル基を示す。R52〜R54の少なくとも1つは、下記の式(F−1−2)で示される構造を有する。 In formula (F-1), R 51 represents hydrogen or a methyl group. c represents the number of repetitions in parentheses, and the average value of c is 0 or more and 5 or less. R 52 to R 54 each independently represent a structure represented by the following formula (F-1-2), a methyl group, a methoxy group, or a phenyl group. At least one of R 52 to R 54 has a structure represented by the following formula (F-1-2).
式(F−1−2)中、dは、括弧内の繰り返し数を示し、dの平均値は10以上、50以下である。R55は、水酸基またはメチル基を示す。 In formula (F-1-2), d represents the number of repetitions in parentheses, and the average value of d is 10 or more and 50 or less. R 55 represents a hydroxyl group or a methyl group.
式(F−3)中、R56は水素、メチル基、またはフェニル基を表す。eは、0または1を示す。 In the formula (F-3), R 56 represents hydrogen, a methyl group, or a phenyl group. e represents 0 or 1;
本発明において、アクリル樹脂Fの「シロキサン部位」とは、下記の式(F−S)または式(F−T)で示される構造の点線の枠内を指す。 In the present invention, the “siloxane moiety” of the acrylic resin F refers to the inside of a dotted line frame having a structure represented by the following formula (FS) or formula (FT).
以下の表3−1〜表3−4にアクリル樹脂Fの構造単位の具体例を示す。なお、表3−1〜表3−4中の、「構造単位の質量比」は、「(F−1)/(F−2)又は(F−3)」である。又、表3−3及び表3−4中、「Ar」はアリール基を示す。 Specific examples of structural units of the acrylic resin F are shown in Tables 3-1 to 3-4 below. In Tables 3-1 to 3-4, the “mass ratio of structural units” is “(F-1) / (F-2) or (F-3)”. In Tables 3-3 and 3-4, “Ar” represents an aryl group.
上記表3−1〜表3−4に示したアクリル樹脂Fの具体例のうち、化合物例(F−B)及び(F−E)で表わされる樹脂が好ましい。 Of the specific examples of the acrylic resin F shown in Tables 3-1 to 3-4, resins represented by the compound examples (FB) and (FE) are preferable.
これらのアクリル樹脂は、公知の方法、例えば、特開昭58−167606号公報や特開昭62−75462号公報に記載の方法で合成することが出来る。 These acrylic resins can be synthesized by known methods, for example, the methods described in JP-A Nos. 58-167606 and 62-75462.
表面層の初期摩擦係数の低減の観点と、繰り返し使用時の明部電位変動の抑制の観点から、電子写真感光体の表面層に含有される樹脂(2)の含有量は、樹脂(1)の全質量に対して、0.1質量%以上、50質量%以下であることが好ましい。その含有量は、より好ましくは、1質量%以上、50質量%以下である。樹脂(2)の含有量を上記範囲内とすることで、表面層内での化合物(3)の自由度が向上し、分極し易い状態となるため、帯電部材とのグリップ性が向上する効果を発現する。 The content of the resin (2) contained in the surface layer of the electrophotographic photosensitive member from the viewpoint of reducing the initial friction coefficient of the surface layer and suppressing the bright portion potential fluctuation during repeated use is the resin (1). It is preferable that it is 0.1 to 50 mass% with respect to the total mass of. The content is more preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less. By setting the content of the resin (2) within the above range, the degree of freedom of the compound (3) in the surface layer is improved and it becomes easy to polarize, so that the grip property with the charging member is improved. Is expressed.
[化合物(3)]
本発明に係る電子写真感光体の表面層は、化合物(3)として、安息香酸メチル、安息香酸エチル、酢酸ベンジル、3−エトキシプロピオン酸エチル、およびジエチレングリコールエチルメチルエーテルからなる群より選択される少なくとも1種の化合物を含有する。
[Compound (3)]
The surface layer of the electrophotographic photoreceptor according to the present invention is at least selected from the group consisting of methyl benzoate, ethyl benzoate, benzyl acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, and diethylene glycol ethyl methyl ether as the compound (3). Contains one compound.
表面層がこれらの化合物を含有することにより、電子写真感光体は、繰り返し使用時の電位の安定性と帯電部材との滑りの抑制の効果が得られると共に、画像形成時に表面層上で化合物(3)が分極し、帯電部材とのグリップ性も向上する効果が得られる。そのため、化合物(3)の添加量は、表面層の全質量に対して、0.001質量%以上、0.5質量%以下であることが好ましい。化合物(3)は、表面層を形成する際の加熱乾燥工程において揮発しやすいため、表面層用塗工液中における化合物(3)の含有量(質量%)は、表面層中における化合物(3)の含有量(質量%)よりも多くすることが好ましい。したがって、表面層用塗工液中における化合物(3)の含有量は、表面層用塗工液の全質量に対して、5質量%以上、80質量%以下が好ましい。 When the surface layer contains these compounds, the electrophotographic photosensitive member can obtain the effect of the stability of potential during repeated use and the suppression of slippage with the charging member, and the compound ( 3) is polarized, and the effect of improving the grip with the charging member is obtained. Therefore, it is preferable that the addition amount of a compound (3) is 0.001 mass% or more and 0.5 mass% or less with respect to the total mass of a surface layer. Since the compound (3) is easily volatilized in the heating and drying step when forming the surface layer, the content (% by mass) of the compound (3) in the surface layer coating solution is the compound (3) in the surface layer. ) Content (mass%) is preferable. Therefore, the content of the compound (3) in the surface layer coating solution is preferably 5% by mass or more and 80% by mass or less with respect to the total mass of the surface layer coating solution.
表面層中における化合物(3)の含有量は、例えば、以下に示す測定方法により求めることができる。
HP7694 Headspace samper(アジレント・テクノロジー(株)製)と、HP6890 series GS System(アジレント・テクノロジー(株)製)を用いて測定する。製造した電子写真感光体から、表面層を含み5mm×40mmのサイズの試料片を切り出す。この試料片をバイアル瓶にいれ、ヘッドスペースサンプラー(HP7694 Headspace samper)の設定をOven 150℃、Loop170℃、Transfer Line 190℃に設定し、該試料片から発生するガスをガスクロマトグラフィー(HP6890 series GS System)で測定する。
また、該試料片の該表面層の質量は以下のようにして測定する。まず、上記測定に供した試料片の質量を量る。ここで、上記ガスクロマトグラフィーでの測定によって表面層から揮発した化合物(3)の質量は、無視し得るものとみなしている。次いで、該試料片をメチルエチルケトンに5分間浸漬して、表面層を剥離し、100℃で5分間乾燥させる。得られた表面層剥離後の試料片の質量を量る。これらの質量の差分から、試料片が有する表面層の質量を求める。
Content of the compound (3) in a surface layer can be calculated | required with the measuring method shown below, for example.
It is measured using HP7694 Headspace sampler (manufactured by Agilent Technologies) and HP6890 series GS System (manufactured by Agilent Technologies). A sample piece having a surface layer and a size of 5 mm × 40 mm is cut out from the manufactured electrophotographic photosensitive member. The sample piece is placed in a vial, the headspace sampler (HP7694 Headspace sampler) is set to 150 ° C., 150 ° C., and 150 ° C. transfer line, and the gas generated from the sample piece is gas chromatographed (HP 6890 series GS). System).
Further, the mass of the surface layer of the sample piece is measured as follows. First, the mass of the sample piece subjected to the above measurement is measured. Here, the mass of the compound (3) volatilized from the surface layer by the measurement by the gas chromatography is considered to be negligible. Next, the sample piece is immersed in methyl ethyl ketone for 5 minutes to peel off the surface layer and dried at 100 ° C. for 5 minutes. The mass of the obtained sample piece after surface layer peeling is measured. From the difference between these masses, the mass of the surface layer of the sample piece is determined.
〔支持体〕
電子写真感光体の支持体としては、導電性を有するもの(導電性支持体)である。例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、ニッケル、亜鉛の如き金属または合金が挙げられる。アルミニウムやアルミニウム合金性の支持体の場合は、ED管、EI管や、これらを切削、電解複合研磨(電解作用を有する電極と電解質溶液による電解および研磨作用を有する砥石による研磨)、湿式または乾式ホーニング処理したものを用いることもできる。また、金属支持体上または樹脂支持体上に、アルミニウム、アルミニウム合金、または酸化インジウム−酸化スズ合金の如き導電性材料の薄膜を形成したものも挙げられる。
[Support]
The support for the electrophotographic photosensitive member is one having conductivity (conductive support). For example, metals or alloys such as aluminum, stainless steel, copper, nickel, and zinc can be used. In the case of an aluminum or aluminum alloy support, ED tube, EI tube, and these are cut, electrolytic composite polishing (electrolysis with an electrode having an electrolytic action and polishing with a grindstone having a polishing action), wet or dry type A honing treatment can also be used. Moreover, what formed the thin film of electrically conductive materials like aluminum, an aluminum alloy, or an indium oxide tin oxide alloy on the metal support body or the resin support body is also mentioned.
また、カーボンブラック、酸化スズ粒子、酸化チタン粒子、銀粒子のような導電性粒子を樹脂などに含浸した支持体や、導電性結着樹脂を有するプラスチックを用いることもできる。導電性支持体の表面は、レーザー光の散乱による干渉縞の防止などを目的として、切削処理、粗面化処理、またはアルマイト処理を施してもよい。 In addition, a support in which conductive particles such as carbon black, tin oxide particles, titanium oxide particles, and silver particles are impregnated in a resin, or a plastic having a conductive binder resin can also be used. The surface of the conductive support may be subjected to cutting treatment, surface roughening treatment, or alumite treatment for the purpose of preventing interference fringes due to scattering of laser light.
〔導電層〕
本発明に係る電子写真感光体において、支持体上に、導電性粒子と樹脂を有する導電層を設けてもよい。導電層は、導電性粒子を結着樹脂に分散させた導電層用塗工液を用いて形成される層である。
[Conductive layer]
In the electrophotographic photosensitive member according to the present invention, a conductive layer having conductive particles and a resin may be provided on the support. The conductive layer is a layer formed using a conductive layer coating liquid in which conductive particles are dispersed in a binder resin.
導電性粒子としては、カーボンブラック、アセチレンブラック;アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀の如き金属の粉;導電性酸化スズ、ITOの如き金属酸化物の粉体などが挙げられる。 Examples of the conductive particles include carbon black, acetylene black; powders of metals such as aluminum, nickel, iron, nichrome, copper, zinc, and silver; powders of metal oxides such as conductive tin oxide and ITO.
導電層に用いられる結着樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂が挙げられる。 Examples of the binder resin used for the conductive layer include polyester resin, polycarbonate resin, polyvinyl butyral resin, acrylic resin, silicone resin, epoxy resin, melamine resin, urethane resin, phenol resin, and alkyd resin.
導電層用塗工液の溶剤としては、エーテル系溶剤、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、または芳香族炭化水素溶剤が挙げられる。導電層の膜厚は、0.2μm以上、40μm以下、特には、1μm以上、35μm以下、さらには5μm以上、30μm以下であることが好ましい。 Examples of the solvent for the conductive layer coating liquid include ether solvents, alcohol solvents, ketone solvents, and aromatic hydrocarbon solvents. The thickness of the conductive layer is preferably 0.2 μm or more and 40 μm or less, particularly 1 μm or more and 35 μm or less, more preferably 5 μm or more and 30 μm or less.
〔中間層〕
導電性支持体または導電層と、感光層との間に中間層を設けてもよい。中間層は、感光層の接着性改良、塗工性改良、導電性支持体からの電荷注入性改良、感光層の電気的破壊に対する保護のために形成される。
[Middle layer]
An intermediate layer may be provided between the conductive support or conductive layer and the photosensitive layer. The intermediate layer is formed to improve the adhesion of the photosensitive layer, improve the coating property, improve the charge injection property from the conductive support, and protect the photosensitive layer from electrical breakdown.
中間層は、結着樹脂を含有する中間層用塗工液を導電性支持体上、または、導電層上に塗布し、これを乾燥または硬化させることによって形成することができる。 The intermediate layer can be formed by applying an intermediate layer coating solution containing a binder resin on the conductive support or the conductive layer, and drying or curing it.
中間層の結着樹脂としては、ポリアクリル酸類、メチルセルロース、エチルセルロース、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド酸樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂が挙げられる。中間層に用いられる結着樹脂は熱可塑性樹脂が好ましく、具体的には、熱可塑性のポリアミド樹脂が好ましい。ポリアミド樹脂としては、溶液状態で塗布できるような低結晶性または非結晶性の共重合ナイロンが好ましい。中間層用塗工液の溶剤としては、エーテル系溶剤、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、及び芳香族炭化水素溶剤が挙げられる。中間層の膜厚は、0.05μm以上、40μm以下であることが好ましく、0.1μm以上、30μm以下であることがより好ましい。また、中間層には、半導電性粒子あるいは電子輸送物質、あるいは電子受容性物質を含有させてもよい。 Examples of the binder resin for the intermediate layer include polyacrylic acids, methylcellulose, ethylcellulose, polyamide resin, polyimide resin, polyamideimide resin, polyamic acid resin, melamine resin, epoxy resin, and polyurethane resin. The binder resin used for the intermediate layer is preferably a thermoplastic resin, and specifically, a thermoplastic polyamide resin is preferable. The polyamide resin is preferably a low crystalline or non-crystalline copolymer nylon that can be applied in a solution state. Examples of the solvent for the intermediate layer coating solution include ether solvents, alcohol solvents, ketone solvents, and aromatic hydrocarbon solvents. The thickness of the intermediate layer is preferably 0.05 μm or more and 40 μm or less, and more preferably 0.1 μm or more and 30 μm or less. Further, the intermediate layer may contain semiconductive particles, an electron transporting material, or an electron accepting material.
〔感光層〕
導電性支持体、導電層または中間層上には、感光層(電荷発生層、電荷輸送層)が形成される。電荷発生層は、電荷発生物質を結着樹脂および溶剤とともに分散して得られる電荷発生層用塗工液を塗布し、これを乾燥させることによって形成することができる。また、電荷発生層は、電荷発生物質の蒸着膜としてもよい。
(Photosensitive layer)
A photosensitive layer (charge generation layer, charge transport layer) is formed on the conductive support, the conductive layer, or the intermediate layer. The charge generation layer can be formed by applying a charge generation layer coating solution obtained by dispersing a charge generation material together with a binder resin and a solvent and drying the coating solution. The charge generation layer may be a vapor generation film of a charge generation material.
電荷発生物質としては、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、インジゴ顔料、及びペリレン顔料が挙げられる。これら電荷発生物質は1種のみ用いてもよく、2種以上を用いてもよい。これらの中でも、特にオキシチタニウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、及びクロロガリウムフタロシアニンが高感度であるため好ましい。 Examples of the charge generating material include azo pigments, phthalocyanine pigments, indigo pigments, and perylene pigments. These charge generation materials may be used alone or in combination of two or more. Among these, oxytitanium phthalocyanine, hydroxygallium phthalocyanine, and chlorogallium phthalocyanine are particularly preferable because of high sensitivity.
電荷発生層に用いられる結着樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、尿素樹脂、及び、樹脂の原料である単量体を共重合させた共重合樹脂が挙げられる。これらの中でも、ブチラール樹脂が特に好ましい。これらの樹脂は、単独で、または2種以上を用いることができる。 As the binder resin used for the charge generation layer, polycarbonate resin, polyester resin, polybutyral resin, polyvinyl acetal resin, acrylic resin, vinyl acetate resin, urea resin, and a monomer that is a raw material of the resin are copolymerized. And copolymer resins. Among these, a butyral resin is particularly preferable. These resins can be used alone or in combination of two or more.
分散方法としては、たとえば、ホモジナイザー、超音波、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミルを用いた方法が挙げられる。電荷発生物質と結着樹脂との割合は、結着樹脂1質量部に対して、電荷発生物質が0.1質量部以上、10質量部以下の範囲が好ましく、1質量部以上、3質量部以下がより好ましい。電荷発生層用塗工液に用いられる溶剤は、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤または芳香族炭化水素溶剤が挙げられる。電荷発生層の膜厚は、0.01μm以上、5μm以下であることが好ましく、0.1μm以上、2μm以下であることがより好ましい。 Examples of the dispersion method include a method using a homogenizer, an ultrasonic wave, a ball mill, a sand mill, an attritor, and a roll mill. The ratio between the charge generating material and the binder resin is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 1 part by weight of the binder resin, preferably 1 to 3 parts by weight. The following is more preferable. Examples of the solvent used in the charge generation layer coating liquid include alcohol solvents, sulfoxide solvents, ketone solvents, ether solvents, ester solvents, and aromatic hydrocarbon solvents. The thickness of the charge generation layer is preferably from 0.01 μm to 5 μm, and more preferably from 0.1 μm to 2 μm.
また、電荷発生層には、種々の増感剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤を必要に応じて添加することもできる。また、電荷発生層において電荷(キャリア)の流れが滞らないようにするために、電荷発生層には、電子輸送物質、電子受容性物質を含有させてもよい。積層型感光層を有する電子写真感光体において、電荷発生層上には、電荷輸送層が設けられる。電荷輸送層は、電荷輸送物質および結着樹脂を溶剤に溶解させることによって得られる電荷輸送層用塗工液を塗布し、これを乾燥させることによって形成することができる。電荷輸送物質としては、トリアリールアミン化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、またはスチルベン化合物が挙げられる。好ましくは、下記構造式(CTM−1)〜(CTM−7)で示される化合物である。 In addition, various sensitizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, and plasticizers can be added to the charge generation layer as necessary. Further, in order to prevent the flow of electric charges (carriers) in the charge generation layer, the charge generation layer may contain an electron transport material and an electron accepting material. In an electrophotographic photosensitive member having a multilayer photosensitive layer, a charge transport layer is provided on the charge generation layer. The charge transport layer can be formed by applying a charge transport layer coating solution obtained by dissolving a charge transport material and a binder resin in a solvent, and drying it. Examples of the charge transport material include triarylamine compounds, hydrazone compounds, styryl compounds, and stilbene compounds. A compound represented by the following structural formulas (CTM-1) to (CTM-7) is preferable.
本発明において、電荷輸送層が表面層である場合は、結着樹脂としては、前記樹脂(1)と、前記樹脂(2)を含有するが、他の樹脂をさらに混合して用いてもよい。混合して用いてもよい他の樹脂は、上述のとおりである。電荷輸送層の膜厚は、好ましくは5〜50μm、より好ましくは10〜30μmである。電荷輸送物質と結着樹脂との質量比は、好ましくは5:1〜1:5、より好ましくは3:1〜1:3である。電荷輸送層用塗工液に用いられる溶剤としては、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤または芳香族炭化水素溶剤が挙げられる。好ましくは、キシレン、トルエン、およびテトラヒドロフランである。 In the present invention, when the charge transport layer is a surface layer, the binder resin contains the resin (1) and the resin (2), but other resins may be further mixed and used. . Other resins that may be used in combination are as described above. The thickness of the charge transport layer is preferably 5 to 50 μm, more preferably 10 to 30 μm. The mass ratio of the charge transport material and the binder resin is preferably 5: 1 to 1: 5, more preferably 3: 1 to 1: 3. Examples of the solvent used in the charge transport layer coating solution include alcohol solvents, sulfoxide solvents, ketone solvents, ether solvents, ester solvents, and aromatic hydrocarbon solvents. Xylene, toluene, and tetrahydrofuran are preferable.
本発明に係る電子写真感光体の各層には、各種添加剤を添加することができる。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、対光安定剤のような劣化防止剤や、有機微粒子、無機微粒子が挙げられる。劣化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系耐光安定剤、硫黄原子含有酸化防止剤、リン原子含有酸化防止剤が挙げられる。有機微粒子としては、フッ素原子含有樹脂粒子、ポリスチレン微粒子、ポリエチレン樹脂粒子のような高分子樹脂粒子が挙げられる。無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナのような金属酸化物が挙げられる。上記各層の塗工液を塗布する際には、浸漬塗布法(浸漬コーティング法)、スプレーコーティング法、スピンナーコーティング法、ローラーコーティング法、マイヤーバーコーティング法、ブレードコーティング法の塗布方法を用いることができる。なかでも浸漬塗布法が好ましい。上記各層の塗工液を乾燥させて塗膜を形成する乾燥温度としては、60℃以上、150℃以下が好ましい。このうち、電荷輸送層用塗工液(表面層用塗工液)の乾燥温度としては、特には110℃以上、140℃以下が好ましい。また、乾燥時間としては、10〜60分間が好ましく、20〜60分間がより好ましい。 Various additives can be added to each layer of the electrophotographic photoreceptor according to the present invention. Examples of the additive include deterioration inhibitors such as antioxidants, ultraviolet absorbers, and light stabilizers, organic fine particles, and inorganic fine particles. Examples of the deterioration inhibitor include hindered phenol antioxidants, hindered amine light resistance stabilizers, sulfur atom-containing antioxidants, and phosphorus atom-containing antioxidants. Examples of the organic fine particles include polymer resin particles such as fluorine atom-containing resin particles, polystyrene fine particles, and polyethylene resin particles. Examples of the inorganic fine particles include metal oxides such as silica and alumina. When applying the coating liquid for each of the above layers, a dip coating method (dip coating method), a spray coating method, a spinner coating method, a roller coating method, a Meyer bar coating method, or a blade coating method can be used. . Of these, the dip coating method is preferable. The drying temperature at which the coating liquid for each layer is dried to form a coating film is preferably 60 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. Among these, the drying temperature of the charge transport layer coating liquid (surface layer coating liquid) is particularly preferably 110 ° C. or higher and 140 ° C. or lower. Moreover, as drying time, 10 to 60 minutes are preferable and 20 to 60 minutes are more preferable.
<帯電部材>
本発明に係る帯電部材は、ローラ形状、平板形状、またはベルト形状等の形状を取ることができる。以下、図1A、図1B及び図1Cに示すローラ形状の帯電部材(以下、「帯電ローラ」ともいう。)を例に、本発明に係る帯電部材について説明する。図1Aに示した帯電ローラは、導電性基体1及び該基体上に形成された表面層2を有している。図1Bに示した帯電ローラは、導電性基体1と表面層2の間に、導電性弾性層3を有している。導電性弾性層3は、複数の層構成を有してもよい。また、図1Cに示した帯電ローラは、導電性基体1と導電性弾性層3の間に導電性接着層4を設けた例である。
<Charging member>
The charging member according to the present invention can take a shape such as a roller shape, a flat plate shape, or a belt shape. Hereinafter, the charging member according to the present invention will be described by taking the roller-shaped charging member (hereinafter also referred to as “charging roller”) shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C as an example. The charging roller shown in FIG. 1A has a
〔表面層〕
表面層は、バインダー樹脂、電子導電剤及び内部に複数の空孔を有する樹脂粒子を含有しており、該表面層は、その表面に該樹脂粒子に由来する凸部を有している。上記含有物以外に、表面層は、絶縁性金属粒子、レベリング剤、可塑剤、軟化剤を任意に含有することができる。表面層の膜厚は、該樹脂粒子に由来する凸部を形成させるため、0.1μmから100μm程度であることが好ましい。
[Surface layer]
The surface layer contains a binder resin, an electronic conductive agent, and resin particles having a plurality of pores therein, and the surface layer has a convex portion derived from the resin particles on the surface. In addition to the inclusions, the surface layer can optionally contain insulating metal particles, a leveling agent, a plasticizer, and a softening agent. The film thickness of the surface layer is preferably about 0.1 μm to 100 μm in order to form convex portions derived from the resin particles.
表面層の体積抵抗率は、温度25℃、相対湿度50%の環境において、1×102Ω・cm以上、1×1016Ω・cm以下であることが好ましい。電子写真感光体との放電により適切に帯電するためには、1×105Ω・cm以上、1×108Ω・cm以下の範囲がより好ましい。 The volume resistivity of the surface layer is preferably 1 × 10 2 Ω · cm or more and 1 × 10 16 Ω · cm or less in an environment of a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 50%. In order to appropriately charge by discharging with the electrophotographic photosensitive member, a range of 1 × 10 5 Ω · cm to 1 × 10 8 Ω · cm is more preferable.
表面層の体積抵抗率は、以下のようにして求められる。まず、帯電部材から、表面層を、縦5mm、横5mm、厚さ1mm程度の切片に切り出す。次いでこの切片の両面に金属を蒸着して測定用サンプルを得る。表面層が薄膜で切り出せない場合には、アルミニウム製シートの上に表面層形成用の導電性樹脂組成物を塗布して塗膜を形成し、塗膜面に金属を蒸着して測定用サンプルを得る。得られた測定用サンプルについて微小電流計(商品名:ADVANTEST R8340A ULTRA HIGH RESISTANCE METER、(株)アドバンテスト製)を用いて200Vの電圧を印加する。そして、30秒後の電流を測定し、膜厚と電極面積とから計算して体積抵抗率を求める。表面層の体積抵抗率は、導電性微粒子及びイオン導電剤等の電子導電剤により調整することができる。 The volume resistivity of the surface layer is determined as follows. First, a surface layer is cut out from the charging member into sections having a length of 5 mm, a width of 5 mm, and a thickness of about 1 mm. Next, a sample for measurement is obtained by vapor-depositing metal on both sides of the section. If the surface layer cannot be cut out as a thin film, apply a conductive resin composition for forming the surface layer on the aluminum sheet to form a coating film, deposit a metal on the coating surface, and prepare a measurement sample. obtain. A voltage of 200 V is applied to the obtained measurement sample using a microammeter (trade name: ADVANTEST R8340A ULTRA HIGH RESISTANCE METER, manufactured by Advantest Corporation). Then, the current after 30 seconds is measured, and the volume resistivity is obtained by calculating from the film thickness and the electrode area. The volume resistivity of the surface layer can be adjusted by an electronic conductive agent such as conductive fine particles and an ionic conductive agent.
〔複数の空孔を有する樹脂粒子〕
帯電部材の表面に凸部を生じさせている樹脂粒子は、複数の空孔を内部に有している。空孔とは、内部に空気を含む領域のことである。複数の空孔を有する樹脂粒子に起因する凸部を有する帯電部材は、後述する「中空粒子」及び「多孔質粒子」を用いて形成することができる。
[Resin particles having a plurality of pores]
The resin particles that have raised portions on the surface of the charging member have a plurality of holes therein. A void | hole is an area | region which contains air inside. A charging member having a convex portion caused by resin particles having a plurality of pores can be formed using “hollow particles” and “porous particles” described later.
ここで、「多孔質粒子」は、表面に貫通する空孔(以降、「貫通孔」又は「細孔」ともいう)を有する粒子、と定義される。貫通孔とともに、内部に空気を含み、表面に貫通していない空孔(以降、「非貫通孔」ともいう)を併有している粒子も、「多孔質粒子」と定義する。
一方、「中空粒子」とは、非貫通孔のみを有する粒子、と定義される。
Here, “porous particles” are defined as particles having pores penetrating the surface (hereinafter also referred to as “through holes” or “pores”). Particles that contain air in the interior and have pores that do not penetrate the surface (hereinafter also referred to as “non-through holes”) are also defined as “porous particles”.
On the other hand, “hollow particles” are defined as particles having only non-through holes.
多孔質粒子及び中空粒子の判別は、例えば、下記の方法により行うことができる。
すなわち、判別対象としての樹脂粒子を、光硬化性樹脂、例えば、可視光硬化性の包埋樹脂(商品名:D−800、日新EM(株)製、商品名:Epok812セット、応研商事(株)製等)を用いて包埋する。このとき、判別対象の樹脂粒子が多孔質粒子である場合、樹脂粒子内の貫通孔に上記包埋樹脂が侵入する。一方、判別対象の樹脂粒子が中空粒子である場合、樹脂粒子内の非貫通孔には上記包埋樹脂粒子が侵入できない。
次に、ダイヤモンドナイフ(商品名:DiATOMECRYO DRY、DIATOME社製)を装着したウルトラミクロトーム(商品名:LEICA EM UCT、ライカ社製)、及び、クライオシステム(商品名:LEICA EM FCS、ライカ社製)を使用して、面出しをした後、樹脂粒子の中央(図8に示す重心17近辺が含まれるように)を切り出し、100nmの厚みの切片を作成する。この後、四酸化オスミウム、四酸化ルテニウム、あるいは、リンタングステン酸のいずれかの染色剤を使用して、包埋樹脂を染色する。次いで、該切片を、透過型電子顕微鏡(商品名:H−7100FA、(株)日立製作所製)にて、樹脂粒子の断面画像を撮影する。
これにより、包埋樹脂が侵入した貫通孔は黒色部として観察される。一方、包埋樹脂が侵入できない非貫通孔は、樹脂部分よりもより明るい白色部分として観察される。
従って、包埋樹脂が侵入した空孔が黒色部として観察される場合には、判別対象の樹脂粒子が多孔質粒子であることが分かる。また、当該黒色部が観察されず、包埋樹脂で包埋されていない空孔であるところの明るい白色部が観察される場合には、判別対象の樹脂粒子が中空粒子であることが分かる。以降、上記の方法を「包埋法」と称することがある。
The discrimination between the porous particles and the hollow particles can be performed, for example, by the following method.
That is, the resin particles to be discriminated are made into a photocurable resin, for example, a visible light curable embedding resin (trade name: D-800, manufactured by Nissin EM Co., Ltd., trade name: Epok812 set, Oken Shoji ( Etc.). At this time, when the resin particles to be discriminated are porous particles, the embedded resin enters the through holes in the resin particles. On the other hand, when the resin particles to be discriminated are hollow particles, the embedded resin particles cannot enter the non-through holes in the resin particles.
Next, an ultramicrotome (trade name: LEICA EM UCT, manufactured by Leica) equipped with a diamond knife (trade name: DiATOMECRYRO DRY, manufactured by DIATOME), and a cryo system (trade name: LEICA EM FCS, manufactured by Leica) After chamfering, the center of the resin particles (so that the vicinity of the center of
Thereby, the through-hole which embedded resin penetrate | invaded is observed as a black part. On the other hand, the non-through hole into which the embedding resin cannot enter is observed as a brighter white portion than the resin portion.
Therefore, when the void into which the embedding resin has entered is observed as a black portion, it can be seen that the resin particles to be discriminated are porous particles. Moreover, when the said black part is not observed and the bright white part which is the hole which is not embedded with embedding resin is observed, it turns out that the resin particle of discrimination | determination object is a hollow particle. Hereinafter, the above method may be referred to as “embedding method”.
図2A及び図2Bは、多孔質粒子を用いて形成した表面層の、該多孔質粒子に起因する凸部近傍の断面を示している。 FIG. 2A and FIG. 2B show a cross section of the surface layer formed using the porous particles in the vicinity of the convex portion due to the porous particles.
図2Aは、多孔質粒子を用いて形成した、本発明の第一の態様に係る表面層の断面図であり、樹脂粒子6の内部の空孔7が樹脂粒子6の「凸部頂点側領域」に集中している状態を示す。なお、符号5は、表面層中の樹脂組成物(導電性樹脂組成物)を示す。
図2Bは、多孔質粒子を用いて形成した、本発明の第二の態様に係る表面層の断面図であり、樹脂粒子6の内部の空孔7が樹脂粒子6の内層部に集中している状態を示す。
表面層中における樹脂粒子は、「凸部頂点側領域」における空孔率が5体積%以上であることが好ましい。また、この空孔率は、20体積%以下であることが好ましい。尚、「凸部頂点側領域」とは、帯電部材の表面層の凸部を形成している樹脂粒子について、該樹脂粒子が空孔を有しない中実粒子であると仮定したときの該中実粒子内の11体積%を占める領域であって、導電性基体からの距離が最も遠い領域を意味する。「凸部頂点側領域」は、具体的には、図7の符号18で示される領域である。「凸部頂点側領域」における空孔率の測定方法は、後述する(実施例参照)。
FIG. 2A is a cross-sectional view of the surface layer according to the first embodiment of the present invention formed using porous particles, in which the
FIG. 2B is a cross-sectional view of the surface layer according to the second embodiment of the present invention formed using porous particles, and the
The resin particles in the surface layer preferably have a porosity in the “convex portion apex side region” of 5% by volume or more. Moreover, it is preferable that this porosity is 20 volume% or less. Note that the “convex portion apex side region” means that when the resin particles forming the convex portions of the surface layer of the charging member are assumed to be solid particles having no pores, It means a region that occupies 11% by volume in the actual particles and has the longest distance from the conductive substrate. Specifically, the “convex portion apex side region” is a region indicated by
本発明においては、例えば、後述する多孔質粒子を用いて表面層を形成することにより、内部に複数の空孔を有する樹脂粒子に由来する凸部を有する表面層を形成することができる。多孔質粒子は、その内部に空気を含む領域を有する空孔(貫通孔)を複数有する。表面層の形成過程において、当該空孔内には、バインダー樹脂等が浸入することがあるが、表面層の製造条件を調整することにより、該空孔を完全に埋没させないようにすることができる。そのため、表面層に凸部を形成させてなる樹脂粒子内には空孔を存在させ得る。 In the present invention, for example, a surface layer having convex portions derived from resin particles having a plurality of pores therein can be formed by forming a surface layer using porous particles described later. The porous particles have a plurality of pores (through holes) each having a region containing air. In the formation process of the surface layer, binder resin or the like may enter the pores, but the pores can be prevented from being completely buried by adjusting the manufacturing conditions of the surface layer. . For this reason, pores can exist in the resin particles formed by forming convex portions on the surface layer.
この残留する空孔の数やサイズは、具体的には、多孔質粒子、電子導電剤およびバインダー樹脂を含有する表面層形成用の塗工液の種類、塗工条件及び当該塗工液の塗膜の乾燥条件等を制御することで、空孔径や空孔率を制御することができる。 Specifically, the number and size of the remaining pores are determined depending on the type of coating liquid for forming the surface layer containing the porous particles, the electronic conductive agent, and the binder resin, the coating conditions, and the application of the coating liquid. By controlling the drying conditions of the membrane, the pore diameter and the porosity can be controlled.
本発明に係る表面層の形成方法は、表面層中に、帯電部材の表面に凸部を生じさせる、内部に複数の空孔を有する樹脂粒子を存在させることができる方法であれば、いかなる方法でも用いることができる。具体的には、例えば、表面層形成用の塗工液を用いたディップ塗工法やリング形状の塗工ヘッドを用いたリング塗工法が挙げられる。 The surface layer forming method according to the present invention may be any method as long as the surface layer can be provided with convex portions on the surface of the charging member and can have resin particles having a plurality of pores therein. But it can also be used. Specifically, for example, a dip coating method using a coating solution for forming a surface layer and a ring coating method using a ring-shaped coating head can be mentioned.
本発明では、さらに、帯電部材の表面に凸部を生じさせる樹脂粒子の内部に有する空孔が、樹脂粒子の「凸部頂点側領域」に集中している状態であることがより好ましい。このような状態の帯電部材が電子写真感光体と当接すると、樹脂粒子由来の凸部頂点近傍のみが歪むため、ニップ内放電を弱めることなく、電子写真感光体と帯電部材との間のスリップを抑制する効果をより確実に発揮させることができる。 In the present invention, it is more preferable that the vacancies in the resin particles that cause the convex portions on the surface of the charging member are concentrated in the “convex apex side region” of the resin particles. When the charging member in such a state comes into contact with the electrophotographic photosensitive member, only the vicinity of the apex of the convex portion derived from the resin particles is distorted, so that the slip between the electrophotographic photosensitive member and the charging member does not weaken the discharge in the nip. The effect which suppresses can be exhibited more reliably.
図3は、中空粒子を用いて形成した表面層の、該中空粒子に起因する凸部近傍の断面を示している。 FIG. 3 shows a cross section in the vicinity of the convex portion due to the hollow particles of the surface layer formed using the hollow particles.
以下に、本発明に係る表面層中の樹脂粒子の原料としての「多孔質粒子」と「中空粒子」について詳細に説明する。 Hereinafter, “porous particles” and “hollow particles” as raw materials for the resin particles in the surface layer according to the present invention will be described in detail.
[多孔質粒子]
多孔質粒子としては、粒子の外層部の空孔率と空孔径を、それぞれ、粒子の内層部の空孔率と空孔径よりも大きくすることが好ましい。このようなコアシェル構造を有する多孔質粒子を用いることで、図2Aに示すような状態を形成することができる。また、前記コアシェル構造を有さない多孔質粒子を用いると、図2Bに示すような状態を形成することができる。
[Porous particles]
As the porous particles, it is preferable that the porosity and the pore diameter of the outer layer portion of the particle are larger than the porosity and the pore diameter of the inner layer portion of the particle, respectively. By using porous particles having such a core-shell structure, a state as shown in FIG. 2A can be formed. Moreover, when the porous particle which does not have the said core-shell structure is used, a state as shown to FIG. 2B can be formed.
多孔質粒子の材質としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリロニトリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、塩化ビニル樹脂を例示することができる。これらの樹脂は、単独で、または、2種以上を用いることができる。更に、これらの樹脂の原料となる単量体を共重合させ、共重合体としても用いても良い。これらの樹脂を主成分として、必要に応じてその他公知の樹脂を含有しても良い。 Examples of the material of the porous particles include acrylic resin, styrene resin, acrylonitrile resin, vinylidene chloride resin, and vinyl chloride resin. These resins can be used alone or in combination of two or more. Furthermore, monomers used as raw materials for these resins may be copolymerized and used as a copolymer. You may contain other well-known resin as needed for these resins as a main component.
本発明における多孔質粒子は、懸濁重合法、界面重合法、界面沈殿法、液中乾燥法、または、樹脂溶液に樹脂の溶解度を低下させる溶質や溶媒を添加し析出させる方法、等の公知の製法により作製することができる。例えば、懸濁重合法においては、架橋性単量体の存在下、重合性単量体に多孔化剤を溶解し、油性混合液を作製する。この油性混合液を用いて界面活性剤や分散安定剤を含有する水性媒体中で水性懸濁重合を行い、重合終了後、洗浄、乾燥工程を行うことで水及び多孔化剤を取り除き、樹脂粒子を得ることができる。尚、重合性単量体の官能基と反応する反応性基を有する化合物、有機フィラーを添加することもできる。また、多孔質粒子の内部に細孔を形成するために、架橋性単量体の存在下に重合を行うことが好ましい。 The porous particles in the present invention are known in the art such as suspension polymerization method, interfacial polymerization method, interfacial precipitation method, in-liquid drying method, or a method in which a solute or solvent that lowers the solubility of the resin is added to the resin solution and precipitated. It can produce by the manufacturing method of. For example, in the suspension polymerization method, a porous agent is dissolved in a polymerizable monomer in the presence of a crosslinkable monomer to prepare an oily mixed solution. Using this oily mixture, aqueous suspension polymerization is carried out in an aqueous medium containing a surfactant and a dispersion stabilizer, and after completion of the polymerization, washing and drying steps are performed to remove water and the porosifying agent, and resin particles Can be obtained. A compound having a reactive group that reacts with the functional group of the polymerizable monomer, or an organic filler can also be added. In order to form pores inside the porous particles, it is preferable to perform polymerization in the presence of a crosslinkable monomer.
重合性単量体としては、例えば以下のものが挙げられる。スチレン、p−メチルスチレン、及びp−tert−ブチルスチレン等のスチレン系モノマー;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸tert−ブチル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸ヒドロフルフリル、及びメタクリル酸ラウリル等の(メタ)アクリル酸エステル系モノマー。これらの重合性単量体は、単独で場合によっては2種以上を組み合わせて使用される。なお、本発明において、用語「(メタ)アクリル」とは、アクリルおよびメタクリルの両方を含む概念である。 Examples of the polymerizable monomer include the following. Styrene monomers such as styrene, p-methylstyrene, and p-tert-butylstyrene; methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, methyl methacrylate, Ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, benzyl methacrylate, phenyl methacrylate, isobornyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, glycidyl methacrylate, hydrofurfuryl methacrylate, and methacryl (Meth) acrylic acid ester monomers such as lauryl acid. These polymerizable monomers may be used alone or in combination of two or more. In the present invention, the term “(meth) acryl” is a concept including both acrylic and methacrylic.
架橋性単量体としては、ビニル基を複数個有するものであれば特に限定されず、以下のものを例示することができる。エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、デカエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタデカエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタコンタヘクタエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、メタクリル酸アリル、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、フタル酸ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレートの如き(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、およびこれらの誘導体。これらは単独でまたは複数種を組み合わせて用いることができる。 The crosslinkable monomer is not particularly limited as long as it has a plurality of vinyl groups, and the following can be exemplified. Ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, decaethylene glycol di (meth) acrylate, pentadecaethylene glycol di (meth) acrylate, pentacontactor ethylene glycol di ( (Meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, allyl methacrylate , Trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate phthalate, caprolactone-modified dipentaeri Ritoruhekisa (meth) acrylate, caprolactone-modified hydroxypivalic acid ester neopentyl glycol diacrylate, polyester acrylates, such as urethane acrylate (meth) acrylic acid ester monomer, divinylbenzene, divinyl naphthalene, and derivatives thereof. These can be used alone or in combination of two or more.
架橋性単量体は、単量体混合物中において5質量%以上、90質量%となるように使用するのが好ましい。本範囲内とすることにより、多孔質粒子の内部に確実に細孔を形成することが可能になる。 The crosslinkable monomer is preferably used in an amount of 5% by mass to 90% by mass in the monomer mixture. By setting it within this range, it is possible to reliably form pores inside the porous particles.
多孔化剤としては、非重合性溶媒や、重合性単量体の混合物に溶解する直鎖状ポリマーと非重合性溶媒との混合物や、セルロース樹脂を使用することができる。
非重合性溶媒としては、以下のものを例示することができる。トルエン、ベンゼン、酢酸エチル、酢酸ブチル、ノルマルヘキサン、ノルマルオクタン、ノルマルドデカン。
セルロース樹脂としては、特に限定されないが、エチルセルロースを挙げることができる。これらの多孔化剤は、単独であるいは2種類以上を組み合わせて使用することができる。
多孔化剤は使用目的に応じ適宜添加量を選択することができるが、重合性単量体、架橋性単量体および多孔化剤からなる油相100質量部中において、20質量部から90質量部の範囲で使用するのが好ましい。本範囲内とすることにより、多孔質粒子がもろくなりにくく、帯電部材と電子写真感光体とのニップにおいて空隙を形成しやすくなる。
As the porosifying agent, a non-polymerizable solvent, a mixture of a linear polymer and a non-polymerizable solvent dissolved in a mixture of polymerizable monomers, or a cellulose resin can be used.
The following can be illustrated as a non-polymerizable solvent. Toluene, benzene, ethyl acetate, butyl acetate, normal hexane, normal octane, normal dodecane.
Although it does not specifically limit as a cellulose resin, Ethyl cellulose can be mentioned. These porous agents can be used alone or in combination of two or more.
The amount of the porosifying agent can be appropriately selected according to the purpose of use, but from 20 parts by mass to 90 parts by mass in 100 parts by mass of the oil phase comprising the polymerizable monomer, the crosslinkable monomer and the porosifying agent. It is preferable to use within the range of parts. By setting it within this range, the porous particles are not easily fragile, and a void is easily formed in the nip between the charging member and the electrophotographic photosensitive member.
重合開始剤としては、特に限定されないが、重合性単量体に可溶なものが好ましい。公知のパーオキサイド開始剤及びアゾ開始剤を使用でき、以下のものを例示することができる。2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビスシクロヘキサン1−カーボニトリル、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、及び2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル。 Although it does not specifically limit as a polymerization initiator, A thing soluble in a polymerizable monomer is preferable. Known peroxide initiators and azo initiators can be used, and the following can be exemplified. 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobiscyclohexane 1-carbonitrile, 2,2′-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, and 2,2′- Azobis-2,4-dimethylvaleronitrile.
界面活性剤としては、以下のものを例示することができる。ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレン(重合度1〜100)ラウリル硫酸ナトリウム、及びポリオキシエチレン(重合度1〜100)ラウリル硫酸トリエタノールアミンの如きアニオン性界面活性剤;塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、ステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド乳酸塩、ジラウリルアミン塩酸塩、及びオレイルアミン乳酸塩の如きカチオン性界面活性剤;アジピン酸ジエタノールアミン縮合物、ラウリルジメチルアミンオキシド、モノステアリン酸グリセリン、モノラウリン酸ソルビタン、及びステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド乳酸塩の如きノニオン性界面活性剤;ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリルヒドロキシスルホベタイン、及びβ−ラウリルアミノプロピオン酸ナトリウムの如き両性界面活性剤;ポリビニルアルコール、デンプン、及び、カルボキシメチルセルロースの如き高分子型分散剤。 The following can be illustrated as surfactant. Anionic surfactants such as sodium lauryl sulfate, polyoxyethylene (degree of polymerization 1-100) sodium lauryl sulfate, and polyoxyethylene (degree of polymerization 1-100) lauryl sulfate triethanolamine; stearyltrimethylammonium chloride, diethylamino stearate Cationic surfactants such as ethylamide lactate, dilaurylamine hydrochloride, and oleylamine lactate; adipic acid diethanolamine condensate, lauryldimethylamine oxide, glyceryl monostearate, sorbitan monolaurate, and diethylaminoethylamide lactate stearate Nonionic surfactants such as salt; palm oil fatty acid amidopropyldimethylaminoacetic acid betaine, lauryl hydroxysulfobetaine, and β-laurylaminopropion Ampholytic agents such as sodium; polyvinyl alcohol, starch, and, such as polymer dispersant carboxymethylcellulose.
分散安定剤としては、以下のものを例示することができる。ポリスチレン微粒子、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリアクリル酸微粒子及びポリエポキシド微粒子の如き有機微粒子;コロイダルシリカの如きシリカ;炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、水酸化アルミニウム、炭酸バリウム、及び、水酸化マグネシウム。 The following can be illustrated as a dispersion stabilizer. Organic fine particles such as polystyrene fine particles, polymethyl methacrylate fine particles, polyacrylic acid fine particles and polyepoxide fine particles; silica such as colloidal silica; calcium carbonate, calcium phosphate, aluminum hydroxide, barium carbonate, and magnesium hydroxide.
上記重合法のうち、特に、懸濁重合法の具体的一例について、下記に示す。懸濁重合は、耐圧容器を用い、密閉下で行うことが好ましく、重合前に原料成分を分散機で懸濁してから、耐圧容器に移して懸濁重合してもよく、耐圧容器内で懸濁させてもよい。重合温度は、50℃〜120℃がより好ましい。重合は、大気圧下で行ってもよいが、多孔化剤を気体状にさせないようにするため加圧下(大気圧に0.1〜1MPaを加えた圧力下)で行うことが好ましい。重合終了後は、遠心分離や濾過によって、固液分離及び洗浄を行ってもよい。固液分離や洗浄の後、樹脂粒子を構成する樹脂の軟化温度以下の温度にて乾燥や粉砕してもよい。乾燥及び粉砕は、公知の方法により行うことができ、気流乾燥機、順風乾燥機またはナウターミキサーを使用できる。また、乾燥及び粉砕は粉砕乾燥機によって同時に行うこともできる。界面活性剤及び分散安定剤は、製造後に洗浄濾過を繰り返すことにより除去することができる。 Among the above polymerization methods, a specific example of the suspension polymerization method is shown below. Suspension polymerization is preferably carried out in a sealed manner using a pressure vessel. The raw material components may be suspended in a disperser before polymerization and then transferred to the pressure vessel for suspension polymerization. It may be clouded. The polymerization temperature is more preferably 50 ° C to 120 ° C. The polymerization may be performed under atmospheric pressure, but it is preferably performed under pressure (under a pressure obtained by adding 0.1 to 1 MPa to atmospheric pressure) in order to prevent the porous agent from being gaseous. After completion of the polymerization, solid-liquid separation and washing may be performed by centrifugation or filtration. After solid-liquid separation and washing, drying or pulverization may be performed at a temperature lower than the softening temperature of the resin constituting the resin particles. Drying and pulverization can be performed by a known method, and an air flow dryer, a normal air dryer or a Nauta mixer can be used. Further, drying and pulverization can be simultaneously performed by a pulverization dryer. Surfactants and dispersion stabilizers can be removed by repeating washing filtration after production.
多孔質粒子の粒径は、重合性単量体や多孔化剤からなる油性混合液と界面活性剤や分散安定剤を含有する水性媒体との混合条件や、分散安定剤の添加量、撹拌分散条件により調整することができる。分散安定剤の添加量を増加させることで、平均粒径を下げることができる。また、撹拌分散条件において、撹拌速度を上げることで、多孔質粒子の平均粒径を下げることが可能である。本発明における多孔質粒子の体積平均粒径は、5〜60μmの範囲であることが好ましい。更には、10〜50μmの範囲であることがより好ましい。本範囲内とすることで、上記ニップ内放電をより安定して発生させることができる。なお、体積平均粒径は、後述する実施例に記載する方法で測定することができる。 The particle size of the porous particles depends on the mixing conditions of the oil-based liquid mixture composed of a polymerizable monomer and a porosizing agent and an aqueous medium containing a surfactant and a dispersion stabilizer, the amount of dispersion stabilizer added, and stirring and dispersing. It can be adjusted according to conditions. By increasing the addition amount of the dispersion stabilizer, the average particle diameter can be lowered. Moreover, it is possible to reduce the average particle diameter of the porous particles by increasing the stirring speed under stirring dispersion conditions. The volume average particle size of the porous particles in the present invention is preferably in the range of 5 to 60 μm. Furthermore, it is more preferable that it is the range of 10-50 micrometers. By setting it within this range, the discharge in the nip can be generated more stably. In addition, a volume average particle diameter can be measured by the method described in the Example mentioned later.
また、多孔質粒子の細孔径及び内部の空孔径、更に、空気を含む領域の割合は、架橋性単量体の添加量、多孔化剤の種類や添加量により調整することができる。 Moreover, the pore diameter of the porous particles, the pore diameter inside, and the ratio of the region containing air can be adjusted by the addition amount of the crosslinkable monomer and the kind and addition amount of the porous agent.
空孔径は、架橋性単量体の添加量を増やすことで、小さくすることができる。また、多孔化剤としてセルロース樹脂を用いることで、細孔径を更に大きくすることができる。 The pore diameter can be reduced by increasing the addition amount of the crosslinkable monomer. Moreover, a pore diameter can be further enlarged by using a cellulose resin as a porosifying agent.
多孔質粒子における細孔径は、10〜500nm、かつ、樹脂粒子の平均粒径に対して20%以下の範囲内であることが好ましい。更には、20〜200nm、かつ、樹脂粒子の平均粒径に対して10%以下の範囲内であることがより好ましい。本範囲内とすることで、表面層に添加した際に、樹脂粒子の内層部に複数の空孔を有する図2Bに示すような状態を形成することができる。凸部を形成する樹脂粒子内部の空孔径は60〜300nmであることが好ましい。より好ましくは80〜150nmである。このより好ましい範囲を満たすことにより、樹脂粒子由来の凸部の硬度が低下し、電子写真感光体と当接した凸部の歪みを大きくすることができる。その結果、電子写真感光体と帯電部材との当接状態が安定する。 The pore diameter of the porous particles is preferably 10 to 500 nm and within a range of 20% or less with respect to the average particle diameter of the resin particles. Furthermore, it is more preferable that it is in the range of 20 to 200 nm and 10% or less with respect to the average particle diameter of the resin particles. By being within this range, when added to the surface layer, a state as shown in FIG. 2B having a plurality of pores in the inner layer portion of the resin particles can be formed. It is preferable that the hole diameter inside the resin particle which forms a convex part is 60-300 nm. More preferably, it is 80-150 nm. By satisfying this more preferable range, the hardness of the convex portion derived from the resin particles is reduced, and the distortion of the convex portion in contact with the electrophotographic photosensitive member can be increased. As a result, the contact state between the electrophotographic photosensitive member and the charging member is stabilized.
また、前述のように、図2Aに示すような樹脂粒子の内部に有する空孔が樹脂粒子の「凸部頂点側領域」に集中している状態を形成するためには、樹脂粒子の外層部の空孔率と空孔径を、それぞれ、樹脂粒子の内層部の空孔率と空孔径よりも大きくすることが好ましい。 In addition, as described above, in order to form a state in which the pores included in the resin particle as shown in FIG. 2A are concentrated in the “convex portion apex region” of the resin particle, It is preferable to make the porosity and the pore diameter of the resin particles larger than the porosity and the pore diameter of the inner layer portion of the resin particles, respectively.
本発明に用いる内層部の空孔率よりも外層部の空孔率が大きく、且つ、内層部の空孔径よりも外層部の空孔径が大きい多孔質粒子は、2種類の多孔化剤を使用すること、特に、溶解度パラメーター(以下、「SP値」と称す。)に差のある2種類の多孔化剤を使用することにより、作製することができる。 Two types of porosifying agents are used for porous particles in which the porosity of the outer layer portion is larger than the porosity of the inner layer portion used in the present invention and the outer layer portion has a larger pore size than the inner layer portion. In particular, it can be produced by using two kinds of porosifying agents having different solubility parameters (hereinafter referred to as “SP values”).
具体的な一例として、多孔化剤に、ノルマルへキサンと酢酸エチルを使用した場合を例にして以下説明する。上記2種の多孔化剤を使用した場合、重合性単量体及び多孔化剤を混合した油性混合液を水性媒体に投入すると、水とSP値の近い酢酸エチルが、水性媒体側、即ち、懸濁液滴の外層部に多く存在することになる。一方、液滴の内層部には、ノルマルへキサンがより多く存在する。液滴の外層部に存在する酢酸エチルは、水とSP値が近いため、酢酸エチル中に、ある程度の水が溶解することになる。この場合、液滴の内層部と比較して液滴の外層部においては、重合性単量体に対する多孔化剤の溶解性が低下し、重合性単量体と多孔化剤とが、内層部と比較して分離し易い状態になっている。即ち、上記液滴の外層部においては、多孔化剤が、内層部と比較してより大きな塊で存在しやすい状態となる。この様に、液滴の内層部と外層部で、多孔化剤の存在が異なるように制御した状態で、前述した重合反応、更に後処理を行うことにより、前述したコアシェル構造の多孔質粒子を作製することができる。 As a specific example, a case where normal hexane and ethyl acetate are used as the porosifying agent will be described below as an example. When the above two kinds of porosifying agents are used, when an oily mixture obtained by mixing a polymerizable monomer and a porosifying agent is added to an aqueous medium, ethyl acetate having an SP value close to that of water is obtained on the aqueous medium side, that is, Many of them are present in the outer layer portion of the suspension droplet. On the other hand, more normal hexane exists in the inner layer portion of the droplet. Since ethyl acetate present in the outer layer portion of the droplet has a SP value close to that of water, a certain amount of water is dissolved in ethyl acetate. In this case, in the outer layer portion of the droplet compared to the inner layer portion of the droplet, the solubility of the porous agent in the polymerizable monomer is reduced, and the polymerizable monomer and the porous agent are separated from each other in the inner layer portion. It is in the state which is easy to separate compared with. That is, in the outer layer portion of the droplet, the porosifying agent tends to exist in a larger mass than the inner layer portion. In this way, by performing the above-described polymerization reaction and further post-treatment in a state in which the presence of the porosifying agent is controlled to be different between the inner layer portion and the outer layer portion of the droplet, Can be produced.
従って、2種類の多孔化剤のうちの1種類を、媒体である水とのSP値の差が小さいものとすることで、多孔質粒子の外層部の空孔径を大きく、且つ、空孔率を大きくすることができる。上記手段に使用する好ましい多孔化剤としては、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、アセトン、及び、メチルエチルケトンが例示できる。一方で、もう1種類として、重合性単量体の溶解性が高く、水とのSP値の差が大きい多孔化剤を使用することで、前述したコアシェル構造の多孔質粒子を作製することができる。上記手段に使用する好ましい多孔化剤としては、ノルマルへキサン、ノルマルオクタン、及びノルマルドデカンが例示できる。 Therefore, by making one of the two types of porosifying agents have a small difference in SP value from water as the medium, the pore diameter of the outer layer portion of the porous particles is increased and the porosity is increased. Can be increased. Preferred examples of the porosifying agent used in the above means include ethyl acetate, methyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, acetone, and methyl ethyl ketone. On the other hand, by using a porous agent having a high solubility of the polymerizable monomer and a large SP value difference with water, it is possible to produce the core-shell structure porous particles described above. it can. Preferable porosifying agents used in the above means include normal hexane, normal octane, and normal dodecane.
[中空粒子]
中空粒子の材質としては、上記多孔質粒子と同様の樹脂を例示することができる。これらの樹脂は、単独で、または、2種以上を用いることができる。更に、これらの樹脂の原料となる単量体を共重合させ、共重合体としても用いても良い。これらの樹脂を主成分として、必要に応じてその他公知の樹脂を含有しても良い。
[Hollow particles]
Examples of the material of the hollow particles include the same resin as that of the porous particles. These resins can be used alone or in combination of two or more. Furthermore, monomers used as raw materials for these resins may be copolymerized and used as a copolymer. You may contain other well-known resin as needed for these resins as a main component.
本発明における中空粒子は、懸濁重合法、界面重合法、界面沈殿法、液中乾燥法等の公知の製法により製造することができる。これらの製法の内で、好ましい懸濁重合法として以下の(a)の製法が挙げられる。 The hollow particles in the present invention can be produced by a known production method such as a suspension polymerization method, an interfacial polymerization method, an interfacial precipitation method, or a submerged drying method. Among these production methods, the following production method (a) is mentioned as a preferred suspension polymerization method.
(a)水性媒体を用いる方法
架橋性単量体の存在下、疎水性の重合性単量体(疎水性単量体)と、親水性の重合性単量体(親水性単量体)と重合開始剤とからなる油性混合液を作製する。この油性混合液を、分散安定化剤を含有する水性媒体液中で水性懸濁重合を行い、重合終了後、洗浄、乾燥工程を経て、中空粒子を得ることができる。
この方法によれば、重合過程において、油性混合液と水性媒体液とを混合する際に、油性混合液の液滴中に水が入り込む。その後、水が取り込まれたままで液滴中の重合性単量体を重合させることで、水が取り込まれた樹脂粒子が形成される。この樹脂粒子を100℃以上の温度で乾燥させて、樹脂粒子内の水を気化させることで、樹脂粒子内に非貫通孔を形成させることができる。なお、上記乾燥工程によっても水は、樹脂粒子内に止まっていると考えられ、貫通孔は形成されない。また、あらかじめ、油性混合液に水を添加し、エマルジョン化した混合液を、水性媒体液に分散させ、更に、懸濁重合を行って、上記中空粒子を得ることもできる。
(A) Method using aqueous medium In the presence of a crosslinkable monomer, a hydrophobic polymerizable monomer (hydrophobic monomer), a hydrophilic polymerizable monomer (hydrophilic monomer), An oily mixed solution composed of a polymerization initiator is prepared. This oily mixture is subjected to aqueous suspension polymerization in an aqueous medium containing a dispersion stabilizer, and after completion of the polymerization, hollow particles can be obtained through washing and drying processes.
According to this method, in the polymerization process, when the oily mixed liquid and the aqueous medium liquid are mixed, water enters the droplets of the oily mixed liquid. Thereafter, the polymerizable monomer in the droplets is polymerized while the water is taken in, thereby forming resin particles in which the water is taken up. By drying the resin particles at a temperature of 100 ° C. or higher to vaporize water in the resin particles, non-through holes can be formed in the resin particles. In addition, it is thought that water remains in the resin particle also by the said drying process, and a through-hole is not formed. Alternatively, the hollow particles can be obtained by previously adding water to an oily mixed solution and dispersing the emulsified mixed solution in an aqueous medium solution and further performing suspension polymerization.
上記の場合、疎水性単量体と親水性単量体の合計に対し、疎水性単量体は、70質量%から99.5質量%、親水性単量体は、0.5質量%から30質量%に調整することが好ましい。これにより、中空粒子を形成し易くなる。 In the above case, with respect to the total of the hydrophobic monomer and the hydrophilic monomer, the hydrophobic monomer is from 70% by mass to 99.5% by mass, and the hydrophilic monomer is from 0.5% by mass. It is preferable to adjust to 30 mass%. Thereby, it becomes easy to form hollow particles.
疎水性単量体としては、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、多官能(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、スチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系モノマー、及び酢酸ビニルが挙げられる。この内、熱分解性の観点から(メタ)アクリル酸エステル系モノマーが好ましく、メタクリル酸エステル系モノマーがより好ましい。(メタ)アクリル酸エステル系モノマーとしては、例えば以下のものが挙げられる。(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル。上記疎水性単量体は、複数種を組み合わせて用いてもよい。 Examples of hydrophobic monomers include (meth) acrylic acid ester monomers, polyfunctional (meth) acrylic acid ester monomers, styrene monomers such as styrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, and vinyl acetate. It is done. Among these, from the viewpoint of thermal decomposability, (meth) acrylic acid ester monomers are preferred, and methacrylic acid ester monomers are more preferred. Examples of the (meth) acrylic acid ester monomer include the following. Methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate , 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate. You may use the said hydrophobic monomer in combination of multiple types.
親水性単量体としては、水酸基末端ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレートが挙げられ、例えば、以下のものが挙げられる。ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−プロピレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール−テトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート。これらは複数種を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the hydrophilic monomer include a hydroxyl group-terminated polyalkylene glycol mono (meth) acrylate, and examples thereof include the following. Polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, poly (ethylene glycol-propylene glycol) mono (meth) acrylate, polyethylene glycol-polypropylene glycol mono (meth) acrylate, poly (meth) acrylate, poly (propylene Glycol-tetramethylene glycol) mono (meth) acrylate, propylene glycol polybutylene glycol mono (meth) acrylate. You may use these in combination of multiple types.
架橋性単量体としては、前記多孔質粒子の製造の場合と同様の単量体を使用することができる。前記疎水性単量体と親水性単量体の合計に対し、0.5質量%から60質量%に調整することが好ましい。本範囲内とすることにより、多孔質粒子の内部に確実に空孔を形成することが可能になる。 As the crosslinkable monomer, the same monomer as in the production of the porous particles can be used. It is preferable to adjust from 0.5% by mass to 60% by mass with respect to the total of the hydrophobic monomer and the hydrophilic monomer. By setting it within this range, it becomes possible to reliably form pores inside the porous particles.
その他、重合開始剤、界面活性剤、分散安定剤については、前記多孔質粒子の製造の場合と同様の化合物を使用可能である。上記の重合開始剤、分散安定剤及び界面活性剤は、それぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。重合開始剤の使用割合は、単量体100質量部に対して0.01質量部から2質量部であることが好ましい。分散安定剤の使用割合は、単量体100質量部に対して0.5質量部から30質量部であることが好ましい。界面活性剤の使用割合は、水100質量部に対し0.001質量部から0.3質量部であることが好ましい。 In addition, for the polymerization initiator, the surfactant, and the dispersion stabilizer, the same compounds as in the production of the porous particles can be used. The polymerization initiators, dispersion stabilizers and surfactants may be used alone or in combination of two or more. The use ratio of the polymerization initiator is preferably 0.01 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer. The proportion of the dispersion stabilizer used is preferably 0.5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer. The proportion of the surfactant used is preferably 0.001 to 0.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of water.
重合反応は、油性混合液と水性媒体とを混合した後、撹拌しながら昇温して行う。重合温度は40℃から90℃、重合時間は1時間から10時間程度が好ましい。本範囲内とすることにより、中空粒子の内部に確実に空孔(非貫通孔)を形成することが可能になる。この時、単量体と水との混合条件及び撹拌条件をコントロールすることで、中空粒子の平均粒子径を適宜決定することができる。 The polymerization reaction is performed by mixing the oily mixture and the aqueous medium and then raising the temperature while stirring. The polymerization temperature is preferably 40 to 90 ° C., and the polymerization time is preferably about 1 to 10 hours. By setting it within this range, it becomes possible to reliably form holes (non-through holes) inside the hollow particles. At this time, the average particle diameter of the hollow particles can be appropriately determined by controlling the mixing conditions and stirring conditions of the monomer and water.
中空粒子の中に含まれる空孔(非貫通孔)の平均直径は、0.05μm以上、15μm以下であることが好ましい。より好ましくは、0.1μm以上、10μm以下である。本範囲内とすることで、樹脂粒子由来の凸部の硬度が低下し、凸部の歪みが大きくなり、電気的引力が強くなり、電子写真感光体と帯電部材の当接状態を、より一層安定化させることができる。 The average diameter of the pores (non-through holes) contained in the hollow particles is preferably 0.05 μm or more and 15 μm or less. More preferably, it is 0.1 μm or more and 10 μm or less. By setting it within this range, the hardness of the convex portion derived from the resin particles is reduced, the distortion of the convex portion is increased, the electric attractive force is increased, and the contact state between the electrophotographic photosensitive member and the charging member is further improved. Can be stabilized.
〔バインダー樹脂〕
バインダー樹脂としては、公知のゴムまたは樹脂が挙げられる。ゴムとしては、例えば、天然ゴムやこれを加硫処理したもの、合成ゴムを挙げることができる。
[Binder resin]
Examples of the binder resin include known rubbers or resins. Examples of rubber include natural rubber, a vulcanized product thereof, and synthetic rubber.
合成ゴムとしては、以下のものが挙げられる。エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム(IR)、ブチルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム及びフッ素ゴム。 The following are mentioned as a synthetic rubber. Ethylene propylene rubber, styrene butadiene rubber (SBR), silicone rubber, urethane rubber, isoprene rubber (IR), butyl rubber, acrylonitrile butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), acrylic rubber, epichlorohydrin rubber and fluorine rubber.
樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂の如き樹脂が使用できる。中でも、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂がより好ましく、特に好ましいのは、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂である。この樹脂を用いることで、帯電部材と電子写真感光体との当接状態が安定化し、スリップを抑制し易くなる。 As the resin, for example, a resin such as a thermosetting resin or a thermoplastic resin can be used. Among these, fluorine resin, polyamide resin, acrylic resin, polyurethane resin, acrylic urethane resin, silicone resin, and butyral resin are more preferable, and acrylic resin and polyurethane resin are particularly preferable. By using this resin, the contact state between the charging member and the electrophotographic photosensitive member is stabilized, and slip is easily suppressed.
これらは、単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。また、これらバインダー樹脂の原料である単量体を共重合させ、共重合体としてもよい。これらの中でも、バインダー樹脂は、上述した樹脂を使用することが好ましい。これは、電子写真感光体との密着性及び摩擦性の制御を、より容易に行うことができるためである。 These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, it is good also as a copolymer by copolymerizing the monomer which is the raw material of these binder resins. Among these, it is preferable to use the above-mentioned resin as the binder resin. This is because it is possible to more easily control adhesion and friction with the electrophotographic photosensitive member.
〔電子導電剤〕
電子導電剤としては、以下のものが挙げられる。アルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀の如き金属系の微粒子や繊維;酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛の如き金属酸化物;前記の金属系の微粒子、繊維、及び金属酸化物表面に、電解処理、スプレー塗工、混合振とうにより表面処理した複合粒子;ファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック;PAN(ポリアクリロニトリル)系カーボン、ピッチ系カーボンの如きカーボン粉。ファーネスブラックとしては以下のものが挙げられる。SAF−HS、SAF、ISAF−HS、ISAF、ISAF−LS、I−ISAF−HS、HAF−HS、HAF、HAF−LS、T−HS、T−NS、MAF、FEF、GPF、SRF−HS−HM、SRF−LM、ECF、及びFEF−HS。サーマルブラックとしては、FT、及びMTが挙げられる。
[Electronic conductive agent]
Examples of the electronic conductive agent include the following. Metal-based fine particles and fibers such as aluminum, palladium, iron, copper, and silver; metal oxides such as titanium oxide, tin oxide, and zinc oxide; electrolytic treatment on the surface of the metal-based fine particles, fibers, and metal oxides Composite particles surface-treated by spray coating and mixed shaking; furnace black, thermal black, acetylene black, ketjen black; carbon powder such as PAN (polyacrylonitrile) carbon and pitch carbon. Examples of furnace black include the following. SAF-HS, SAF, ISAF-HS, ISAF, ISAF-LS, I-ISAF-HS, HAF-HS, HAF, HAF-LS, T-HS, T-NS, MAF, FEF, GPF, SRF-HS- HM, SRF-LM, ECF, and FEF-HS. Examples of the thermal black include FT and MT.
また、これら電子導電剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、電子導電剤は、平均一次粒径が0.01μmから0.9μmがより好ましく、0.01μmから0.5μmであることが更に好ましい。この範囲内であれば、帯電部材の表面層の体積抵抗率の制御が容易になる。表面層中における電子導電剤の平均一次粒径の測定は、例えば、以下のようにして行う。すなわち、ミクロトームを用いて厚さ100ナノメータ程度の試験片を切り出し、当該試験片を電子顕微鏡を用いて80000〜100000倍の倍率の拡大写真を撮影する。得られた写真から、凝集していない100個の電子導電剤を選択する。選択した電子導電剤の各々について、写真上の最大長さを各電子導電剤の直径とみなして、写真の拡大倍率に基づき各電子導電剤の直径の値を算出する。算出した各電子導電剤の直径の算術平均値を、当該試験片に含まれる電子導電剤の平均一次粒径とする。 Moreover, these electronic conductive agents can be used individually or in combination of 2 or more types. Further, the electronic conductive agent has an average primary particle size of more preferably 0.01 μm to 0.9 μm, still more preferably 0.01 μm to 0.5 μm. Within this range, the volume resistivity of the surface layer of the charging member can be easily controlled. The average primary particle size of the electronic conductive agent in the surface layer is measured as follows, for example. That is, a test piece having a thickness of about 100 nanometers is cut out using a microtome, and an enlarged photograph at a magnification of 80000 to 100000 times is taken using the test piece using an electron microscope. From the obtained photograph, 100 electronic conductive agents that are not aggregated are selected. For each selected electronic conductive agent, the maximum length on the photograph is regarded as the diameter of each electronic conductive agent, and the value of the diameter of each electronic conductive agent is calculated based on the magnification of the photograph. Let the arithmetic average value of the diameter of each calculated electronic conductive agent be an average primary particle diameter of the electronic conductive agent contained in the said test piece.
表面層中におけるこれらの電子導電剤の含有量は、バインダー樹脂100質量部に対して2質量部から80質量部、好ましくは20質量部から60質量部の範囲が適当である。 The content of these electronic conductive agents in the surface layer is suitably 2 to 80 parts by mass, preferably 20 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
また、電子導電剤は、その表面を表面処理してもよい。表面処理剤としては、アルコキシシラン、フルオロアルキルシラン、ポリシロキサンの如き有機ケイ素化合物;シラン系、チタネート系、アルミネート系及びジルコネート系の各種カップリング剤;オリゴマー又は高分子化合物が使用可能である。これらは一種で使用しても、二種以上を用いても良い。好ましくは、アルコキシシラン、ポリシロキサンの如き有機ケイ素化合物;シラン系、チタネート系、アルミネート系又はジルコネート系の各種カップリング剤であり、更に好ましくは、有機ケイ素化合物である。上記表面処理剤を用いることにより、電子導電剤の分散性が向上し、所望の電気特性が得られやすくなる。 Further, the surface of the electronic conductive agent may be surface-treated. As the surface treatment agent, organosilicon compounds such as alkoxysilanes, fluoroalkylsilanes, and polysiloxanes; various coupling agents such as silane, titanate, aluminate, and zirconate; oligomers or polymer compounds can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Preferred are organosilicon compounds such as alkoxysilanes and polysiloxanes; various silane, titanate, aluminate or zirconate coupling agents, and more preferred are organosilicon compounds. By using the surface treatment agent, the dispersibility of the electronic conductive agent is improved, and desired electrical characteristics are easily obtained.
電子導電剤として、カーボンブラックを使用する際は、金属酸化物系微粒子にカーボンブラックを被覆した複合導電性微粒子として使用することが更に好ましい。カーボンブラックは、ストラクチャーを形成するため、バインダー樹脂に対して、均一に存在させることが困難な傾向にある。カーボンブラックを金属酸化物に被覆した複合導電性微粒子として使用すると、電子導電剤をバインダー樹脂へ均一に存在させることができ、帯電部材の表面層の体積抵抗率の制御がより容易になる。 When carbon black is used as the electronic conductive agent, it is more preferably used as composite conductive fine particles obtained by coating metal oxide fine particles with carbon black. Since carbon black forms a structure, it tends to be difficult for the carbon black to exist uniformly with respect to the binder resin. When carbon black is used as composite conductive fine particles coated with a metal oxide, the electronic conductive agent can be uniformly present in the binder resin, and the volume resistivity of the surface layer of the charging member can be more easily controlled.
〔その他の材料〕
本発明に係る帯電部材の表面層は、前記の電子導電剤に加え、絶縁性粒子を含有してもよい。絶縁性粒子の材質としては以下のものが挙げられる。酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム、酸化チタン(二酸化チタン、一酸化チタン等)、酸化鉄、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、硫酸バリウム、二硫化モリブデン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、タルク、カオリンクレー、マイカ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ゼオライト、ウオラストナイト、けいそう土、ガラスビーズ、ベントナイト、モンモリナイト、中空ガラス球、有機金属化合物及び有機金属塩。また、フェライト、マグネタイト、ヘマタイトの如き酸化鉄類や活性炭も使用することができる。
[Other materials]
The surface layer of the charging member according to the present invention may contain insulating particles in addition to the electronic conductive agent. Examples of the material of the insulating particles include the following. Zinc oxide, tin oxide, indium oxide, titanium oxide (titanium dioxide, titanium monoxide, etc.), iron oxide, silica, alumina, magnesium oxide, zirconium oxide, strontium titanate, calcium titanate, magnesium titanate, barium titanate, Calcium zirconate, barium sulfate, molybdenum disulfide, calcium carbonate, magnesium carbonate, dolomite, talc, kaolin clay, mica, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zeolite, wollastonite, diatomaceous earth, glass beads, bentonite, montmorillonite , Hollow glass spheres, organometallic compounds and organometallic salts. Further, iron oxides such as ferrite, magnetite and hematite and activated carbon can also be used.
帯電部材の表面層には、更に、離型性を向上させるために、離型剤を含有させても良い。表面層に離型剤を含有させることで、帯電部材の表面に汚れが付着することを防ぎ、帯電部材の耐久性を向上させることができる。離型剤が液体の場合は、表面層を形成する際にレベリング剤としても作用する。また、表面層は、表面処理が施されていてもよい。表面処理としては、UVや電子線を用いた表面加工処理や、化合物を表面に付着及び/又は含浸させる表面改質処理を挙げることができる。 The surface layer of the charging member may further contain a release agent in order to improve the releasability. By including a release agent in the surface layer, it is possible to prevent dirt from adhering to the surface of the charging member and improve the durability of the charging member. When the release agent is a liquid, it also acts as a leveling agent when forming the surface layer. The surface layer may be subjected to surface treatment. Examples of the surface treatment include a surface processing treatment using UV or electron beam and a surface modification treatment for attaching and / or impregnating a compound to the surface.
〔導電性基体〕
帯電部材の導電性基体は、導電性を有し、その上に設けられる表面層を支持する機能を有するものである。材質としては、例えば、鉄、銅、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケルの如き金属やその合金を挙げることができる。また、これらの表面に耐傷性付与を目的として、導電性を損なわない範囲で、メッキ処理を施してもよい。さらに、導電性基体(導電性のシャフト)として、樹脂製の基材の表面を金属で被覆して表面導電性としたものや導電性樹脂組成物から製造されたものも使用可能である。
[Conductive substrate]
The conductive substrate of the charging member is conductive and has a function of supporting the surface layer provided thereon. Examples of the material include metals such as iron, copper, stainless steel, aluminum, and nickel, and alloys thereof. In addition, for the purpose of imparting scratch resistance to these surfaces, plating treatment may be performed within a range not impairing conductivity. Further, as the conductive substrate (conductive shaft), the surface of a resin base material coated with a metal to be surface conductive, or one manufactured from a conductive resin composition can be used.
〔導電性弾性層〕
本発明に係る帯電部材において、導電性基体と表面層との間には、必要に応じて導電性弾性層を配置することができる。導電性弾性層としては、樹脂(ゴム)と導電性物質を混合した材料を用いるのが一般的である。樹脂(ゴム)としては、アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴムが使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。より好ましい樹脂(ゴム)としては、アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴムである。
[Conductive elastic layer]
In the charging member according to the present invention, a conductive elastic layer can be disposed between the conductive substrate and the surface layer as necessary. As the conductive elastic layer, a material obtained by mixing a resin (rubber) and a conductive substance is generally used. As the resin (rubber), acrylonitrile butadiene rubber, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber, urethane rubber, ethylene propylene rubber, styrene butadiene rubber, silicone rubber, and acrylic rubber can be used. These may be used alone or in combination of two or more. More preferable resins (rubbers) are acrylonitrile butadiene rubber, acrylic rubber, and epichlorohydrin rubber.
導電性の弾性層に適用できる導電性材料としては、電子導電剤とイオン導電剤の二種類がある。電子導電剤としては、アルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀の如き金属系の微粒子や繊維;酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛の如き金属酸化物;金属系微粒子、カーボンブラック、及び、カーボン系微粒子が挙げられる。また、これらを、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。電子導電剤の中でも、長期間に亘って電気抵抗を維持できることからカーボンブラックが好適に用いられる。これは、カーボンブラックが酸化劣化によって、高抵抗化しないからである。導電性の弾性層が含有する電子導電剤の量は、樹脂(ゴム)100質量部に対して2質量部から200質量部、好ましくは5質量部から100質量部の範囲が適当である。 There are two types of conductive materials that can be applied to the conductive elastic layer: an electronic conductive agent and an ionic conductive agent. Examples of electronic conductive agents include metal-based fine particles and fibers such as aluminum, palladium, iron, copper, and silver; metal oxides such as titanium oxide, tin oxide, and zinc oxide; metal-based fine particles, carbon black, and carbon-based fine particles. Is mentioned. Moreover, these can be used individually or in combination of 2 or more types. Among electronic conductive agents, carbon black is preferably used because it can maintain electric resistance over a long period of time. This is because carbon black does not increase in resistance due to oxidative degradation. The amount of the electronic conductive agent contained in the conductive elastic layer is suitably 2 to 200 parts by mass, preferably 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin (rubber).
イオン導電剤としては、過塩素酸リチウムの如き無機イオン物質、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェートの如き陽イオン性界面活性剤、ジメチルアルキルラウリルベタインの如き両性イオン界面活性剤、過塩素酸トリメチルオクタデシルアンモニウムの如き第四級アンモニウム塩、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム等の有機酸リチウム塩が挙げられる。これらを単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。イオン導電剤の中でも、環境変化に対して抵抗が安定なことから特に過塩素酸4級アンモニウム塩が好適に用いられる。導電性弾性層が含有するイオン導電剤の量は、樹脂(ゴム)100質量部に対して0.01質量部から5質量部、好ましくは0.1質量部から2質量部の範囲が適当である。 Examples of ionic conductive agents include inorganic ionic substances such as lithium perchlorate, cationic surfactants such as modified aliphatic dimethylethylammonium ethosulphate, zwitterionic surfactants such as dimethylalkyllauryl betaine, and trimethyloctadecyl perchlorate. Examples thereof include quaternary ammonium salts such as ammonium and organic acid lithium salts such as lithium trifluoromethanesulfonate. These can be used alone or in combination of two or more. Among ionic conductive agents, quaternary ammonium perchlorate is particularly preferably used because of its resistance to environmental changes. The amount of the ionic conductive agent contained in the conductive elastic layer is suitably 0.01 to 5 parts by mass, preferably 0.1 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin (rubber). is there.
導電性基体は、その直上の導電性弾性層と、導電性接着層を介して接着してもよい。この場合、導電性接着層を形成するために導電性接着剤を用いることが好ましい。接着剤を導電性とするためには、公知の導電剤を用いることができる。接着剤のバインダーとしては、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が挙げられるが、ウレタン系、アクリル系、ポリエステル系、ポリエーテル系、エポキシ系の公知のものを用いることができる。接着剤に導電性を付与するための導電剤としては、前記電子導電剤や前記イオン導電剤から適宜選択し、単独でまたは2種類以上を組み合わせて用いることができる。 The conductive substrate may be bonded to the conductive elastic layer directly thereon via a conductive adhesive layer. In this case, it is preferable to use a conductive adhesive to form the conductive adhesive layer. In order to make the adhesive conductive, a known conductive agent can be used. Examples of the binder of the adhesive include a thermosetting resin and a thermoplastic resin, and known urethane, acrylic, polyester, polyether, and epoxy resins can be used. As a conductive agent for imparting conductivity to the adhesive, it can be appropriately selected from the electronic conductive agent and the ionic conductive agent, and can be used alone or in combination of two or more.
〔帯電部材の製造方法〕
本発明に係る帯電部材は、導電性基体上に表面層を形成することによって製造することができ、また、導電性基体上に導電性弾性層形成し、更にその上に表面層を形成することによって製造することができる。
[Method of manufacturing charging member]
The charging member according to the present invention can be manufactured by forming a surface layer on a conductive substrate, and a conductive elastic layer is formed on the conductive substrate, and a surface layer is further formed thereon. Can be manufactured by.
[導電性弾性層の形成方法]
先ず、導電性の弾性層を形成するための材料として、樹脂(ゴム)、導電剤、可塑剤、増量材、その他各種添加剤(加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、発泡剤等)を混練機で混練して原料ゴム組成物を作製する。混練機としては、リボンブレンダー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、バンバリーミキサー、加圧ニーダーが挙げられる。また、加硫剤、加硫促進剤を混練する工程では、温度の上昇による樹脂(ゴム)の加硫の進行を防止するために、オープンロールを用いた混練が望ましい。
[Method of forming conductive elastic layer]
First, as a material for forming the conductive elastic layer, resin (rubber), conductive agent, plasticizer, filler, other various additives (vulcanizing agent, vulcanization accelerator, anti-aging agent, foaming agent, etc. ) In a kneader to produce a raw rubber composition. Examples of the kneader include a ribbon blender, a Nauta mixer, a Henschel mixer, a super mixer, a Banbury mixer, and a pressure kneader. Further, in the step of kneading the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator, kneading using an open roll is desirable in order to prevent the vulcanization of the resin (rubber) due to the temperature rise.
原料ゴム組成物から導電性の弾性層を形成する方法としては、例えば、クロスヘッドを具備する押出成形装置を用いて、接着剤を塗布した導電性基体を中心軸として、同軸上に円筒状に原料ゴム組成物を被覆して、導電性基体と原料ゴム組成物を一体的に押出して作製する方法が挙げられる。クロスヘッドは、一般に電線や針金の被覆に用いられている装置であり、押出機のシリンダのゴム排出部に取り付けて使用されるものである。 As a method for forming a conductive elastic layer from a raw rubber composition, for example, using an extrusion molding apparatus equipped with a crosshead, a conductive base coated with an adhesive is used as a central axis and is coaxially cylindrical. Examples thereof include a method in which the raw rubber composition is coated and the conductive substrate and the raw rubber composition are integrally extruded. The crosshead is a device generally used for covering electric wires and wires, and is used by being attached to a rubber discharge portion of a cylinder of an extruder.
また、原料ゴム組成物からゴムチューブを形成し、接着剤を塗布した導電性の基体を該チューブに挿入し、接着する方法が挙げられる。また、接着剤を塗布した導電性基体を未加硫のゴムシートで被覆し、金型内で加硫を行う方法が挙げられる。 Another example is a method in which a rubber tube is formed from the raw rubber composition, a conductive substrate coated with an adhesive is inserted into the tube, and bonded. Another example is a method in which a conductive substrate coated with an adhesive is coated with an unvulcanized rubber sheet and vulcanized in a mold.
得られた帯電部材は、その表面を研磨してもよい。所定の外径寸法を形成する円筒研磨機としては、トラバース方式のNC円筒研磨機、プランジカット方式のNC円筒研磨機などを用いることができる。プランジカット方式のNC円筒研磨機は、トラバース方式に比べ幅広な研削砥石を用いるため加工時間を短くすることができ、また研削砥石の径変化が少ないので好ましい。 The surface of the obtained charging member may be polished. As a cylindrical polishing machine that forms a predetermined outer diameter, a traverse NC cylindrical polishing machine, a plunge cut NC cylindrical polishing machine, or the like can be used. The plunge cut type NC cylindrical polishing machine is preferable because it uses a grinding wheel that is wider than the traverse method, so that the processing time can be shortened and the diameter change of the grinding wheel is small.
[表面層の形成方法]
表面層の形成方法としては、以下の方法を例示することができる。先ず、前述の方法等によって導電性基体の上に、導電性の弾性層を形成する。次いで、この弾性層の表面を、後述する表面層用の塗工液の層で被覆し、乾燥、硬化、または、架橋を行う方法である。被覆方法としては、静電スプレー塗布法、ディッピング塗布法、ロール塗布法、所定の膜厚に成膜されたシート形状又はチューブ形状の層を接着又は被覆する方法、型内で該弾性層の外周部に表面層用の塗工液を配置して硬化する方法、が挙げられる。
[Method for forming surface layer]
Examples of the method for forming the surface layer include the following methods. First, a conductive elastic layer is formed on a conductive substrate by the method described above. Then, the surface of the elastic layer is covered with a layer of a surface layer coating liquid described later, followed by drying, curing, or crosslinking. Coating methods include electrostatic spray coating method, dipping coating method, roll coating method, method of adhering or coating a sheet-shaped or tube-shaped layer formed to a predetermined film thickness, and the outer periphery of the elastic layer in the mold. And a method of curing by disposing a coating solution for the surface layer in the part.
また、これらの塗布法を使用する場合、バインダー樹脂中に、樹脂粒子、イオン導電剤や導電性微粒子等の電子導電剤を分散した「表面層用の塗工液」が調製される。樹脂粒子の空孔率の制御をより容易なものにするため、塗工液には、溶剤を使用することが好ましい。特に、上記バインダー樹脂を溶解することが可能であり、更に、樹脂粒子と親和性の高い、極性溶剤を使用することが好ましい。溶剤として具体的には以下のものが挙げられる。アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンの如きケトン類;メタノール、エタノール、イソプロパノールの如きアルコール類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドの如きアミド類;ジメチルスルホキシドの如きスルホキシド類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテルの如きエーテル類;酢酸メチル、酢酸エチルの如きエステル類。 Further, when these coating methods are used, a “surface layer coating solution” is prepared in which resin particles, an electronic conductive agent such as an ionic conductive agent or conductive fine particles are dispersed in a binder resin. In order to make the control of the porosity of the resin particles easier, it is preferable to use a solvent for the coating liquid. In particular, it is preferable to use a polar solvent capable of dissolving the binder resin and having high affinity with the resin particles. Specific examples of the solvent include the following. Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol; amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; tetrahydrofuran Ethers such as dioxane and ethylene glycol monomethyl ether; esters such as methyl acetate and ethyl acetate.
なお、上記塗工液に、バインダー樹脂、樹脂粒子、イオン導電剤や導電性微粒子等の電子導電剤を分散する方法としては、ボールミル、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミルの如き溶液分散手段を用いることができる。 In addition, as a method of dispersing the binder resin, resin particles, an electronic conductive agent such as an ionic conductive agent or conductive fine particles in the coating liquid, solution dispersing means such as a ball mill, a sand mill, a paint shaker, a dyno mill, and a pearl mill are used. be able to.
表面層の形成方法の具体的な一例を下記に示す。まず、バインダー樹脂に樹脂粒子以外の分散成分、例えば導電性微粒子等を、直径0.8mmのガラスビーズとともに混合し、ペイントシェーカー分散機を用いて5時間から36時間かけて分散する。次いで、樹脂粒子を添加して分散する。分散時間としては2分間以上、30分間以内が好ましい。ここで、樹脂粒子が粉砕することがないような条件であることが必要である。その後、粘度3〜30mPa・s、より好ましくは3〜20mPa・sになるように調整して表面層用の塗工液を得る。次いで、ディッピングにより導電性弾性層の上に、乾燥後の膜厚が0.5〜50μm、より好ましくは1〜20μm、特に好ましくは1〜10μmとなるように、表面層を形成することが好ましい。 A specific example of the method for forming the surface layer is shown below. First, a dispersion component other than resin particles, such as conductive fine particles, is mixed with a binder resin together with glass beads having a diameter of 0.8 mm and dispersed using a paint shaker disperser for 5 to 36 hours. Next, resin particles are added and dispersed. The dispersion time is preferably 2 minutes or longer and within 30 minutes. Here, it is necessary for the resin particles to be in a condition that prevents the resin particles from being pulverized. Then, it adjusts so that it may become a viscosity of 3-30 mPa * s, More preferably, 3-20 mPa * s, The coating liquid for surface layers is obtained. Next, it is preferable to form a surface layer on the conductive elastic layer by dipping so that the film thickness after drying is 0.5 to 50 μm, more preferably 1 to 20 μm, and particularly preferably 1 to 10 μm. .
なお、表面層の膜厚は、帯電部材の断面を鋭利な刃物で切り出して光学顕微鏡や電子顕微鏡で観察して測定することができる。帯電部材の長手方向において任意の3点、更に、周方向に3点の計9点において測定を行い、その平均値をもって膜厚とする。 The film thickness of the surface layer can be measured by cutting the cross section of the charging member with a sharp blade and observing with an optical microscope or an electron microscope. Measurements are made at a total of 9 points, 3 points in the longitudinal direction of the charging member and 3 points in the circumferential direction, and the average value is taken as the film thickness.
膜厚が厚い場合、即ち、上記塗工液の溶剤量が少ない場合、表層中に気泡が発生しやすくなることがある。従って、上記塗工液の固形分濃度は、比較的小さくすることが好ましい。塗工液に対して、溶剤の占める割合は、40質量%以上が好ましく、より好ましくは、50質量%以上、特には、60質量%以上とすることが好ましい。 When the film thickness is large, that is, when the amount of solvent of the coating solution is small, bubbles may be easily generated in the surface layer. Therefore, it is preferable that the solid content concentration of the coating liquid is relatively small. The proportion of the solvent with respect to the coating liquid is preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and particularly preferably 60% by mass or more.
塗工液の比重としては、0.8000以上、1.200以下に調整することが好ましく、0.9000以上、1.000以下がより好ましい。本範囲内とすることで、上記塗工液の流れを発生させやすくなり、気泡が抜けやすくなる。また、樹脂粒子の比重と、上記塗工液の比重の差を、更に小さく制御することは、上記塗工液の流れによる樹脂粒子の移動が容易になり、樹脂粒子の沈降が抑制されるため、更に好ましい。 As specific gravity of a coating liquid, it is preferable to adjust to 0.8000 or more and 1.200 or less, and 0.9000 or more and 1.000 or less are more preferable. By setting it within this range, it becomes easy to generate the flow of the coating liquid and bubbles are easily removed. In addition, controlling the difference between the specific gravity of the resin particles and the specific gravity of the coating liquid to be smaller can facilitate the movement of the resin particles due to the flow of the coating liquid and suppress the sedimentation of the resin particles. More preferred.
また、上記塗工液の塗布後は、温度20〜50℃程度の環境で、一旦乾燥させることが好ましい。硬化、または、架橋等の処理を行う場合には、上記の乾燥後に行うことが好ましい。塗工液の塗布直後に高温(例えば、溶剤の沸点以上)の温度をかけてしまうと、溶剤の突沸が発生し、塗膜が均一に形成され難くなるため好ましくない。硬化または架橋処理等に高温を必要とする際には、前記突沸を抑えるために、硬化処理前に、20〜30℃程度の環境で前乾燥を行うことが好ましい。これにより、均一な塗膜形成を確実に行うことが可能になる。 Moreover, after application | coating of the said coating liquid, it is preferable to make it dry once at the temperature of about 20-50 degreeC. When the treatment such as curing or crosslinking is performed, it is preferably performed after the drying. If a high temperature (for example, higher than the boiling point of the solvent) is applied immediately after application of the coating liquid, bumping of the solvent occurs and it is difficult to form a coating film uniformly, which is not preferable. When a high temperature is required for curing or crosslinking treatment, pre-drying is preferably performed in an environment of about 20 to 30 ° C. before the curing treatment in order to suppress the bumping. This makes it possible to reliably form a uniform coating film.
本発明において、図2Aに示すように、凸部頂点側領域に空孔が集中している樹脂粒子を表面層中に存在させるためには、樹脂粒子の原料として、内層部の空孔率よりも外層部の空孔率が大きく、且つ、内層部の空孔径よりも外層部の空孔径が大きい多孔質粒子を用いることが好ましい。 In the present invention, as shown in FIG. 2A, in order to make the resin particles in which the pores are concentrated in the convex portion apex side region exist in the surface layer, as a raw material for the resin particles, the porosity of the inner layer portion is used. It is also preferable to use porous particles having a large porosity in the outer layer portion and a larger pore diameter in the outer layer portion than in the inner layer portion.
このような多孔質粒子を用いて表面層を形成した場合、帯電部材の表面の凸部において、上記空孔率の制御がより容易になる理由を図10A〜図10Eを用いて以下に説明する。 When the surface layer is formed using such porous particles, the reason why the porosity is more easily controlled in the convex portion on the surface of the charging member will be described below with reference to FIGS. 10A to 10E. .
図10Aは、導電性基体の表面または、導電性弾性層の表面に、上記表面層用の塗工液の塗膜26を前述の塗工方法により塗布した直後の状態を示す模式図である。塗膜26は、溶剤、バインダー樹脂、電子導電剤、及び、多孔質粒子23を含有しており、多孔質粒子23は、内層部領域24と外層部領域25により形成されている。そして、多孔質粒子においては、内部層領域の空孔率よりも外層部領域の空孔率が大きく、内層部領域の空孔径よりも外層部領域の空孔径が大きい状態を示している。なお、上記状態において、多孔質粒子の空孔内部には、少なくとも溶剤及びバインダー樹脂が均等に浸透していると推察される。そして、上記塗工液を導電性基体の表面に塗布した直後より、塗工液も表面側から溶剤の揮発が発生する。この際、溶剤の揮発は図10Bの27で示す方向に進行するため、塗膜26の表面側は、バインダー樹脂の濃度が高まってくる。塗膜の内部では、溶剤とバインダー樹脂との濃度を一定に維持しようとする力が働き、塗膜中のバインダー樹脂は、28で示す方向に流れることになる。
FIG. 10A is a schematic view showing a state immediately after the
一方、多孔質粒子の内層部領域24は、外層部領域25よりも空孔径が小さく、且つ、空孔率が小さいため、内層部領域24における溶剤及びバインダー樹脂の移動速度は、外層部領域25における溶剤及びバインダー樹脂の移動速度よりも遅い。従って、バインダー樹脂は、28の方向に移動するものの、多孔質粒子の内層部領域と外層部領域における上記移動速度の差により、内層部領域におけるバインダー樹脂の濃度よりも、外層部領域におけるバインダー樹脂の濃度が高まる状態が発生する。図10Cは、内層部領域24と比較し、外層部領域25において、バインダー樹脂の濃度が高い状態を示している。
On the other hand, the inner
そして、多孔質粒子の内層部領域と外層部領域のバインダー樹脂の濃度差を緩和する方向に、バインダー樹脂の流れ29が発生する。そして、溶剤の揮発は常に27の方向に進行しているため、多孔質粒子の内層部領域と比較して、外層部領域のバインダー樹脂の濃度が低下する状態、即ち、図10Dに示す状態となる。
Then, a
上記図10Dの状態で、使用している溶剤の沸点以上の温度で、塗膜を、乾燥、硬化、または、架橋等を行うことにより、多孔質粒子の外層部領域に残存した溶剤が、一気に揮発し、最終的に、多孔質粒子の外層部領域に空孔30を形成することができる。 In the state shown in FIG. 10D, the solvent remaining in the outer layer region of the porous particles at a time by drying, curing, or crosslinking the coating film at a temperature equal to or higher than the boiling point of the solvent used. It volatilizes and, finally, pores 30 can be formed in the outer layer region of the porous particles.
上記手法を用いることにより、上述した帯電部材の凸部の空孔率の制御を確実に行うことが可能になると本発明者らは考察している。 The present inventors consider that the use of the above method makes it possible to reliably control the porosity of the convex portion of the charging member described above.
上記制御をより容易に行うため、多孔質粒子の内層部領域と外層部領域の空孔率及び空孔径の比率を制御することがより好ましい。即ち、内層部の空孔率に対し、外層部の空孔率は、1.5倍以上、3倍以下とすることが好ましく、且つ、内層部の空孔径に対し、外層部の空孔径は、2倍以上、10倍以下とすることが好ましい。また、上記溶剤の流れを制御するため、多孔質粒子と親和性の高い、前述した極性溶剤を使用することが好ましい。上記の溶剤の中でも、ケトン類、及び、エステル類を使用することが更に好ましい。 In order to perform the above control more easily, it is more preferable to control the ratio of the porosity and the pore diameter of the inner layer region and the outer layer region of the porous particles. That is, the porosity of the outer layer part is preferably 1.5 times or more and 3 times or less of the porosity of the inner layer part, and the pore diameter of the outer layer part is smaller than the hole diameter of the inner layer part. It is preferable to be 2 times or more and 10 times or less. Moreover, in order to control the flow of the solvent, it is preferable to use the polar solvent described above having high affinity with the porous particles. Among the above solvents, it is more preferable to use ketones and esters.
表面層用の塗工液を塗布した後の、乾燥、硬化、または、架橋等の工程は、温度及び時間を制御することが好ましい。温度及び時間を制御することにより、上記溶剤及びバインダー樹脂の移動速度を制御することが可能になる。そして、具体的に、塗膜形成後の工程は、三段階以上とすることが好ましい。以下、塗膜形成後の工程を三段階とした場合の状態を詳細に説明する。 In the step of drying, curing, or crosslinking after applying the surface layer coating solution, it is preferable to control the temperature and time. By controlling the temperature and time, the moving speed of the solvent and the binder resin can be controlled. And specifically, it is preferable to make the process after coating film formation into three steps or more. Hereafter, the state at the time of making the process after coating-film formation into three steps is demonstrated in detail.
一段階目は、塗膜形成後に、室温雰囲気下で、15分間以上、1時間以下、放置することが好ましい。これにより、前述した図10Bの状態を緩やかに形成することが容易になる。 In the first stage, it is preferable that the film is allowed to stand for 15 minutes or more and 1 hour or less in a room temperature atmosphere after forming the coating film. Thereby, it becomes easy to form the state of FIG. 10B described above gently.
二段階目は、室温以上の温度、かつ使用する溶剤の沸点以下の温度で、15分間以上、1時間以下、放置することが好ましい。使用する溶剤の種類によって若干の違いは見られるものの、具体的には、40℃以上、100℃以下に制御し、30分間以上、50分間以下、放置することがより好ましい。そして、この二段階目により、図10Cの溶剤の揮発速度が大きくなり、多孔質粒子の内層部領域24のバインダー樹脂の濃度を高める制御を、より容易に行うことができる。
In the second stage, it is preferable to stand at a temperature not lower than room temperature and not higher than the boiling point of the solvent used for 15 minutes or longer and 1 hour or shorter. Although there are some differences depending on the type of solvent used, specifically, it is more preferable that the temperature is controlled to 40 ° C. or higher and 100 ° C. or lower and left for 30 minutes or longer and 50 minutes or shorter. And by this 2nd step, the volatilization rate of the solvent of FIG. 10C becomes large, and the control which raises the density | concentration of the binder resin of the inner layer part area |
三段階目は、溶剤の沸点以上の温度における、乾燥、硬化、または、架橋の工程である。その際、二段階目と三段階目の温度は、急激に昇温させて制御することが好ましい。これにより、凸部頂点近傍に空孔を形成しやすくなる。具体的には、同一の乾燥炉内での温度制御ではなく、二段階目と三段階目の乾燥炉は、別の装置、或いは、別エリアとすることが好ましく、装置あるいはエリアの移動は、できる限り短い時間とすることが好ましい。 The third stage is a drying, curing, or crosslinking process at a temperature equal to or higher than the boiling point of the solvent. At that time, it is preferable to control the temperature of the second stage and the third stage by rapidly raising the temperature. Thereby, it becomes easy to form a hole near the convex portion apex. Specifically, instead of temperature control in the same drying furnace, the second and third stage drying furnaces are preferably different devices or different areas, and the movement of the devices or areas is It is preferable to set the time as short as possible.
即ち、本発明の帯電部材の表面層の形成方法としては、例えば、以下の工程(1)と工程(2)を有する方法が挙げられる。
(1)導電性基体の表面、または、該導電性基体上に形成した導電性樹脂層(導電性弾性層)の表面に、バインダー樹脂、溶剤、電子導電剤、及び、原料としての樹脂粒子(多孔質粒子)とを含む表面層用の塗工液の塗膜を形成する工程、
(2)該塗膜中の溶剤を揮発させて表面層を形成する工程。
That is, examples of the method for forming the surface layer of the charging member of the present invention include a method having the following steps (1) and (2).
(1) On the surface of the conductive substrate or the surface of the conductive resin layer (conductive elastic layer) formed on the conductive substrate, a binder resin, a solvent, an electronic conductive agent, and resin particles as a raw material ( Forming a coating film of a coating liquid for the surface layer containing porous particles),
(2) A step of volatilizing the solvent in the coating film to form a surface layer.
工程(2)は、塗膜中の溶剤を揮発させる過程で、以下の工程(3)と工程(4)とを有することが好ましい。
(3)多孔質粒子の空孔中に浸透した溶剤を該バインダー樹脂に置換させる工程、
(4)塗膜を溶剤の沸点以上の温度で乾燥する工程。
前記多孔質粒子は、内層部領域の空孔率よりも外層部領域の空孔率が大きく、且つ、内層部領域の空孔径よりも外層部の空孔径が大きい多孔質形状の樹脂粒子であることが好ましい。
Step (2) is a process of volatilizing the solvent in the coating film, and preferably includes the following step (3) and step (4).
(3) a step of replacing the binder resin with the solvent that has penetrated into the pores of the porous particles;
(4) A step of drying the coating film at a temperature not lower than the boiling point of the solvent.
The porous particles are porous resin particles in which the porosity of the outer layer region is larger than the porosity of the inner layer region, and the pore diameter of the outer layer portion is larger than the pore diameter of the inner layer region. It is preferable.
〔物性値の測定方法〕
図4に帯電ローラ8の電気抵抗値の測定法を示す。帯電ローラの導電性基体の両端に荷重をかけて、該帯電ローラを電子写真感光体と同じ曲率の円柱形金属9に、平行になるように当接させる。この状態で、モータ(不図示)により円柱形金属を回転させ、当接した帯電ローラを従動回転させながら安定化電源から直流電圧−200Vを印加する。この時に流れる電流を電流計で測定し、帯電ローラの電気抵抗値を計算する。本発明において、荷重は各500gとし、円柱形金属は直径30mm、円柱形金属の回転は周速45mm/secとされる。
[Measurement method of physical properties]
FIG. 4 shows a method for measuring the electric resistance value of the charging
本発明に係る帯電ローラは、電子写真感光体に対して、長手方向のニップ幅を均一にするという観点から、長手方向の中央部が一番太く、長手方向の両端部にいくほど細くなるクラウン形状が好ましい。クラウン量(中央部の外径d1と中央部から両端部方向へ各90mm離れた位置の外径d2との差の平均値)は、30μm以上、200μm以下であることが好ましい。 The charging roller according to the present invention has a crown that is thickest at the center in the longitudinal direction and narrows toward both ends in the longitudinal direction from the viewpoint of making the nip width in the longitudinal direction uniform with respect to the electrophotographic photosensitive member. Shape is preferred. The crown amount (average value of the difference between the outer diameter d1 of the central portion and the outer diameter d2 at positions 90 mm away from the central portion in the direction of both ends) is preferably 30 μm or more and 200 μm or less.
帯電部材の表面の硬度は、マイクロ硬度(MD−1型)で90°以下が好ましく、より好ましくは、40°以上、80°以下である。本範囲内とすることにより、帯電部材と電子写真感光体との当接を安定させることが容易となり、より安定したニップ内放電を行うことができる。 The surface hardness of the charging member is preferably 90 ° or less, more preferably 40 ° or more and 80 ° or less in terms of micro hardness (MD-1 type). By setting it within this range, it is easy to stabilize the contact between the charging member and the electrophotographic photosensitive member, and more stable in-nip discharge can be performed.
帯電部材の表面の十点平均表面粗さ(Rzjis)は、8μm以上、100μm以下が、好ましい。より好ましくは、12μm以上、60μm以下である。また、表面の凹凸平均間隔(Rsm)は、20μm以上、300μm以下、より好ましくは、50μm以上、200μm以下である。本範囲内とすることにより、帯電部材と電子写真感光体とのニップにおいて空隙を形成しやすくなり、安定したニップ内放電を行うことができる。 The 10-point average surface roughness (Rzjis) of the surface of the charging member is preferably 8 μm or more and 100 μm or less. More preferably, they are 12 micrometers or more and 60 micrometers or less. Further, the average unevenness (Rsm) on the surface is 20 μm or more and 300 μm or less, more preferably 50 μm or more and 200 μm or less. By setting it within this range, it becomes easy to form a gap in the nip between the charging member and the electrophotographic photosensitive member, and stable in-nip discharge can be performed.
なお、十点平均表面粗さ及び凹凸平均間隔は、JIS B 0601−1994表面粗さの規格に準じて測定し、表面粗さ測定器「SE−3500」(商品名、(株)小坂研究所製)を用いて行なわれる。十点平均表面粗さは、帯電部材について任意の6箇所を測定し、その平均値である。また、凹凸平均間隔は、前記任意の6箇所において、それぞれ10点の凹凸間隔を測定してその平均値を求め、「6箇所の各平均値」の平均値として算出する。測定に際し、カットオフ値は0.8mm、評価長さは8mmに設定される。 The ten-point average surface roughness and the uneven average interval were measured according to the standard of JIS B 0601-1994, and the surface roughness measuring instrument “SE-3500” (trade name, Kosaka Laboratory Ltd.) Made). The ten-point average surface roughness is an average value obtained by measuring six arbitrary points on the charging member. Further, the average unevenness interval is calculated as an average value of “each average value of 6 locations” by measuring 10 unevenness intervals at each of the 6 arbitrary locations and obtaining an average value thereof. In the measurement, the cutoff value is set to 0.8 mm, and the evaluation length is set to 8 mm.
本発明に係る、樹脂粒子に由来する凸部を表面に有する帯電部材の表面粗さ(Rzjis、Rsm)は、主に、原料としての樹脂粒子の粒径、表面層形成用の塗工液の粘度、表面層形成用の塗工液中の樹脂粒子の含有量、表面層の厚さによって調整される。例えば、原料としての樹脂粒子の粒径を大きくすることは、Rzjisを大きくする方向に作用する。表面層形成用の塗工液の比重や粘度を高めることは、Rzjisを小さくする方向に作用する。また、表面層の厚さを厚くすることは、Rzjisを小さくする方向に作用する。更に、原料としての樹脂粒子の塗工液中における含有量を増やすことは、Rsmを小さくする方向に作用する。これらを踏まえて、上記の各要素を適宜調整することで、所望の表面粗さを有する帯電部材を得ることが可能である。 According to the present invention, the surface roughness (Rzjis, Rsm) of the charging member having convex portions derived from the resin particles on the surface is mainly the particle size of the resin particles as the raw material, the coating liquid for forming the surface layer It is adjusted by the viscosity, the content of the resin particles in the coating liquid for forming the surface layer, and the thickness of the surface layer. For example, increasing the particle size of the resin particles as the raw material acts to increase Rzjis. Increasing the specific gravity and viscosity of the coating liquid for forming the surface layer acts to reduce Rzjis. Further, increasing the thickness of the surface layer acts in the direction of reducing Rzjis. Furthermore, increasing the content of the resin particles as a raw material in the coating liquid acts in the direction of reducing Rsm. Based on these, it is possible to obtain a charging member having a desired surface roughness by appropriately adjusting the above-described elements.
[ニップ内の放電の評価]
本発明に係る帯電部材の表面層は、内部に複数の空孔を有する樹脂粒子によって、表面層の表面に凸部が形成されていることで、ニップ内の放電が安定化する。この理由は、樹脂粒子が内部に複数の空孔を有することで、樹脂粒子で形成される凸部が適度に歪み、放電に必要なギャップを保持し易くなるからである。この歪みは、帯電部材と電子写真感光体とのスリップを低減させる効果があり、放電ギャップの安定化にも寄与する。すなわち、内部に複数の空孔を有する樹脂粒子を用いることで、バンディング画像の抑制とニップ内放電の安定化を両立することができる。
[Evaluation of discharge in nip]
The surface layer of the charging member according to the present invention has a convex portion formed on the surface of the surface layer by resin particles having a plurality of pores therein, so that the discharge in the nip is stabilized. This is because the resin particles have a plurality of pores therein, so that the convex portions formed of the resin particles are appropriately distorted, and it is easy to maintain a gap necessary for discharge. This distortion has the effect of reducing the slip between the charging member and the electrophotographic photosensitive member, and contributes to the stabilization of the discharge gap. That is, by using resin particles having a plurality of holes therein, it is possible to achieve both suppression of banding images and stabilization of discharge in the nip.
ニップ内の放電を観察する方法は、暗室内において、透明材料で形成された導電性基盤に帯電部材を当接し、帯電部材に所望の電圧を印加することで、導電性基盤上に発生する放電光を高速度高感度カメラで観測する方法が挙げられる。評価の詳細については、後述する。帯電部材として、帯電ローラを用いる場合には、帯電ローラを回転駆動させながら放電光を観察することが望ましい。回転させた方が、より実機に近い構成となるからである。また、放電光は、撮像管を用いて、光を電気信号に用いることで、光の強度から、放電量を見積もることができる。本発明でも、微弱な光を増幅することができるイメージインテンシファイアを用いて、放電光から放電量を見積もることにより、ニップ内の放電の安定性を評価している。 The method of observing the discharge in the nip is to discharge the electric charge generated on the conductive substrate by bringing the charging member into contact with the conductive substrate formed of a transparent material in the dark room and applying a desired voltage to the charging member. A method of observing light with a high-speed and high-sensitivity camera can be mentioned. Details of the evaluation will be described later. When a charging roller is used as the charging member, it is desirable to observe the discharge light while rotating the charging roller. This is because the rotated configuration is more similar to the actual machine. Further, the discharge light can be estimated from the intensity of the light by using the imaging tube and using the light as an electric signal. In the present invention, the stability of the discharge in the nip is evaluated by estimating the discharge amount from the discharge light using an image intensifier capable of amplifying weak light.
<電子写真プロセスカートリッジ>
本発明に係る電子写真プロセスカートリッジは、前記帯電部材と前記電子写真感光体を有する電子写真プロセスカートリッジである。図6に、前記電子写真感光体、前記帯電装置、現像装置、及びクリーニング装置等を一体化し、電子写真装置に着脱可能に設計された電子写真プロセスカートリッジを示す。
<Electrophotographic process cartridge>
The electrophotographic process cartridge according to the present invention is an electrophotographic process cartridge having the charging member and the electrophotographic photosensitive member. FIG. 6 shows an electrophotographic process cartridge in which the electrophotographic photosensitive member, the charging device, the developing device, the cleaning device, and the like are integrated and designed to be detachable from the electrophotographic device.
<電子写真装置>
本発明に係る電子写真装置は、本発明に係る電子写真プロセスカートリッジが搭載された電子写真装置である。図5に示す電子写真装置は、電子写真感光体、帯電装置、現像装置、及びクリーニング装置等が一体化された電子写真プロセスカートリッジと、潜像形成装置、現像装置、転写装置、定着装置等から構成されている。
<Electrophotographic device>
The electrophotographic apparatus according to the present invention is an electrophotographic apparatus equipped with the electrophotographic process cartridge according to the present invention. The electrophotographic apparatus shown in FIG. 5 includes an electrophotographic process cartridge in which an electrophotographic photosensitive member, a charging device, a developing device, a cleaning device, and the like are integrated, a latent image forming device, a developing device, a transfer device, and a fixing device. It is configured.
電子写真感光体10は、導電性支持体上に感光層を有する回転ドラム型である。電子写真感光体は矢示の方向に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動される。帯電装置は、電子写真感光体に所定の押圧力で当接されることにより接触配置される接触式の帯電ローラ8を有する。帯電ローラは、電子写真感光体の回転に従い回転する従動回転であり、帯電用電源から所定の直流電圧を印加することにより、電子写真感光体を所定の電位に帯電する。
The
電子写真感光体に静電潜像を形成する潜像形成装置11は、例えば、レーザービームスキャナーなどの露光装置が用いられる。一様に帯電された電子写真感光体に画像情報に対応した露光を行うことにより、静電潜像が形成される。現像装置は、電子写真感光体に近接又は接触して配設される現像ローラ12を有する。電子写真感光体の帯電極性と同極性に静電的処理されたトナーを反転現像により、静電潜像をトナー像に可視化現像する。
For example, an exposure apparatus such as a laser beam scanner is used as the latent
転写装置は、接触式の転写ローラ13を有する。電子写真感光体からトナー像を普通紙などの転写材14に転写する。転写材は、搬送部材を有する給紙システムにより搬送される。クリーニング装置は、ブレード型のクリーニング部材15、回収容器を有し、転写した後、電子写真感光体上に残留する転写残トナーを機械的に掻き落とし回収する。ここで、現像装置にて転写残トナーを回収する現像同時クリーニング方式を採用することにより、クリーニング装置を省くことも可能である。定着装置16は、加熱されたロール等で構成され、転写されたトナー像を転写材に定着し、機外に排出する。
The transfer device has a contact-
以下に、具体的な実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。まず、実施例に先立ち、電子写真感光体の製造例A1〜A12、樹脂粒子の評価方法、樹脂粒子の製造例B1〜B20、微粒子の製造例C1及C2、並びに、帯電部材の製造例D1〜D20について説明する。尚、以下の説明において、「部」とは「質量部」を意味する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. First, prior to Examples, electrophotographic photoreceptor production examples A1 to A12, resin particle evaluation methods, resin particle production examples B1 to B20, fine particle production examples C1 and C2, and charging member production examples D1 to D1 D20 will be described. In the following description, “part” means “part by mass”.
<A.電子写真感光体の製造例>
〔製造例A1〕
直径24mm、長さ261.6mmのアルミニウム製シリンダーを支持体とした。次に、SnO2コート処理硫酸バリウム(導電性粒子)10部、酸化チタン(抵抗調節用顔料)2部、フェノール樹脂(結着樹脂)6部、シリコーンオイル(レベリング剤)0.001部、メタノール4部、およびメトキシプロパノール16部の混合溶剤を用いて導電層用塗工液を調製した。この導電層用塗工液を支持体上に浸漬塗布し、これを30分間140℃で硬化(熱硬化)させることによって、支持体上に膜厚が15μmの導電層を形成した。
<A. Production example of electrophotographic photoreceptor>
[Production Example A1]
An aluminum cylinder having a diameter of 24 mm and a length of 261.6 mm was used as a support. Next, SnO 2 coated barium sulfate (conductive particles) 10 parts, titanium oxide (resistance pigment) 2 parts, phenol resin (binder resin) 6 parts, silicone oil (leveling agent) 0.001 part, methanol A conductive layer coating solution was prepared using a mixed solvent of 4 parts and 16 parts of methoxypropanol. This conductive layer coating solution was dip-coated on a support and cured (thermosetting) at 140 ° C. for 30 minutes to form a conductive layer having a thickness of 15 μm on the support.
次に、N−メトキシメチル化ナイロン3部および共重合ナイロン3部をメタノール65部およびn−ブタノール30部の混合溶剤に溶解させることによって、中間層用塗工液を調製した。この中間層用塗工液を導電層上に浸漬塗布し、これを10分間80℃で乾燥させることによって、導電層上に膜厚が0.7μmの中間層を形成した。 Next, an intermediate layer coating solution was prepared by dissolving 3 parts of N-methoxymethylated nylon and 3 parts of copolymer nylon in a mixed solvent of 65 parts of methanol and 30 parts of n-butanol. This intermediate layer coating solution was dip-coated on the conductive layer and dried at 80 ° C. for 10 minutes to form an intermediate layer having a thickness of 0.7 μm on the conductive layer.
次に、電荷発生物質としてCuKα特性X線回折におけるブラッグ角2θ±0.2°の7.5°、9.9°、16.3°、18.6°、25.1°および28.3°に強いピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶(電荷発生物質)10部を用いた。これをシクロヘキサノン250部にポリビニルブチラール樹脂(商品名:エスレックBX−1.積水化学工業(株)製)5部を溶解させた液に加えた。これを、直径1mmのガラスビーズを用いたサンドミル装置で23±3℃雰囲気下1時間分散し、酢酸エチル250部を加えることによって、電荷発生層用塗工液を調製した。この電荷発生層用塗工液を中間層上に浸漬塗布し、これを10分間100℃で乾燥させることによって、中間層上に膜厚が0.26μmの電荷発生層を形成した。 Next, 7.5 °, 9.9 °, 16.3 °, 18.6 °, 25.1 ° and 28.3 with Bragg angles 2θ ± 0.2 ° in CuKα characteristic X-ray diffraction as charge generation materials. 10 parts of a crystalline hydroxygallium phthalocyanine crystal (charge generation material) having a strong peak at 0 ° was used. This was added to a solution obtained by dissolving 5 parts of polyvinyl butyral resin (trade name: ESREC BX-1, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) in 250 parts of cyclohexanone. This was dispersed in a sand mill apparatus using glass beads with a diameter of 1 mm in an atmosphere of 23 ± 3 ° C. for 1 hour, and 250 parts of ethyl acetate was added to prepare a charge generation layer coating solution. This charge generation layer coating solution was dip coated on the intermediate layer and dried at 100 ° C. for 10 minutes to form a charge generation layer having a thickness of 0.26 μm on the intermediate layer.
次に、上記式(CTM−1)で示される化合物(電荷輸送物質)5.6部、上記式(CTM−2)で示される化合物(電荷輸送物質)2.4部と、ポリカーボネート樹脂A(1)(表1に示される樹脂A(1))10部、および、ポリカーボネート樹脂A’(1)(表2に示される樹脂A’(1))0.36部、安息香酸メチル2.5部を、ジメトキシメタン20部およびo−キシレン30部に溶解させることによって、電荷輸送層用塗工液を調製した。この電荷輸送層用塗工液を前記電荷発生層上に浸漬塗布し、これを125℃で30分間乾燥させることによって、電荷発生層上に膜厚が15μmの電荷輸送層を形成した。形成された電荷輸送層には、安息香酸メチルが0.028質量%が含有されていることがガスクロマトグラフィーにより確認された。 Next, 5.6 parts of the compound represented by the above formula (CTM-1) (charge transporting substance), 2.4 parts of the compound represented by the above formula (CTM-2) (charge transporting substance), polycarbonate resin A ( 1) 10 parts of (resin A (1) shown in Table 1) and 0.36 part of polycarbonate resin A ′ (1) (resin A ′ (1) shown in Table 2) 2.5 methyl benzoate A part was dissolved in 20 parts of dimethoxymethane and 30 parts of o-xylene to prepare a charge transport layer coating solution. The charge transport layer coating solution was dip-coated on the charge generation layer and dried at 125 ° C. for 30 minutes to form a charge transport layer having a thickness of 15 μm on the charge generation layer. It was confirmed by gas chromatography that the formed charge transport layer contained 0.028% by mass of methyl benzoate.
このようにして、電荷輸送層が表面層である電子写真感光体A1を製造した。 Thus, an electrophotographic photoreceptor A1 having a charge transport layer as a surface layer was produced.
〔製造例A2〜A6〕
製造例A1において、化合物(3)の種類と含有量を表4に示すように変更した以外は、製造例A1と同様にして電子写真感光体A2〜A6を製造した。
[Production Examples A2 to A6]
Electrophotographic photoreceptors A2 to A6 were produced in the same manner as in Production Example A1, except that in Production Example A1, the type and content of compound (3) were changed as shown in Table 4.
〔製造例A7〕
製造例A1において、電荷輸送層を形成する際の乾燥温度、時間を145℃、60分間に変更し、溶剤の混合比率を表4に記載の通りに変更した。それら以外は、製造例A1と同様にして電子写真感光体A7を製造した。
[Production Example A7]
In Production Example A1, the drying temperature and time for forming the charge transport layer were changed to 145 ° C. for 60 minutes, and the solvent mixing ratio was changed as shown in Table 4. Otherwise, the electrophotographic photoreceptor A7 was produced in the same manner as in Production Example A1.
〔製造例A8及びA9〕
製造例A1において、電荷輸送層の膜厚を製造例A8では30μm、製造例A9では10μmに変更した以外は、製造例A1と同様にして電子写真感光体A8及びA9を製造した。
[Production Examples A8 and A9]
Electrophotographic photoreceptors A8 and A9 were produced in the same manner as in Production Example A1, except that the thickness of the charge transport layer in Production Example A1 was changed to 30 μm in Production Example A8 and 10 μm in Production Example A9.
〔製造例A10及びA11〕
製造例A1における電荷輸送層を形成する際の乾燥温度、時間および電荷輸送層の膜厚を、製造例A10では130℃、60分間、10μm、製造例A11では120℃、20分間、10μmに変更した以外は、製造例A1と同様にして電子写真感光体A10及びA11を製造した。
[Production Examples A10 and A11]
The drying temperature, time, and thickness of the charge transport layer when forming the charge transport layer in Production Example A1 were changed to 130 ° C., 60 minutes, 10 μm in Production Example A10, and 120 ° C., 20 minutes, 10 μm in Production Example A11. Except that, electrophotographic photoreceptors A10 and A11 were produced in the same manner as in Production Example A1.
〔製造例A12〕
製造例A1において、化合物(3)を用いなかった以外は、製造例A1と同様にして電子写真感光体A12を製造した。
[Production Example A12]
In Production Example A1, an electrophotographic photosensitive member A12 was produced in the same manner as in Production Example A1, except that compound (3) was not used.
製造例A1〜A12の表面層の製造条件等を表4に示す。 Table 4 shows the production conditions and the like of the surface layers of Production Examples A1 to A12.
〔樹脂粒子の評価方法〕
(1−1)原料としての樹脂粒子(中空粒子及び多孔質粒子)の立体的な粒子形状の測定
本発明に係る樹脂粒子の原料としての樹脂粒子(以降、単に「原料としての樹脂粒子」ともいう)として用いられる中空粒子及び多孔質粒子については、二次凝集した粒子を除いた一次粒子のみを、20nmずつ集束イオンビーム加工観察装置(商品名:FB−2000C、(株)日立製作所製)を用いて切断し、その断面の画像を撮影する。同一粒子について、撮影した断面画像を20nm間隔で組み合わせて、測定対象の粒子の「立体的な粒子形状」を算出する。この作業を、任意の粒子100個について行う。なお、上記断面画像においては、樹脂部分は灰色に写り、空気の領域は白色に写るため、樹脂部分と空気の領域とは判別が可能である。
[Method for evaluating resin particles]
(1-1) Measurement of three-dimensional particle shape of resin particles (hollow particles and porous particles) as raw materials Resin particles as raw materials for resin particles according to the present invention (hereinafter simply referred to as “resin particles as raw materials”) As for hollow particles and porous particles used for the above, only the primary particles excluding the secondary agglomerated particles are focused on a focused ion beam by 20 nm (trade name: FB-2000C, manufactured by Hitachi, Ltd.) And cut an image of the cross section. For the same particle, the photographed cross-sectional images are combined at intervals of 20 nm to calculate the “three-dimensional particle shape” of the particle to be measured. This operation is performed for 100 arbitrary particles. In the cross-sectional image, since the resin portion appears gray and the air region appears white, the resin portion and the air region can be distinguished.
(1−2)原料としての樹脂粒子の体積平均粒径の測定
前記(1−1)に記載の方法で得られた「立体的な粒子形状」の粒子について、空気を含む領域を含めた総体積を算出し、この体積と等しい体積を持つ球の直径を求める。得られた計100個の球の平均直径を樹脂粒子の「体積平均粒径dv」とする。
(1-2) Measurement of Volume Average Particle Size of Resin Particles as Raw Material For the “stereoscopic particle shape” particles obtained by the method described in (1-1), the total including the region containing air The volume is calculated, and the diameter of a sphere having a volume equal to this volume is obtained. The average diameter of a total of 100 obtained spheres is defined as the “volume average particle diameter dv” of the resin particles.
(1−3)原料としての樹脂粒子の内部における空気を含む領域の割合の測定
前記(1−1)に記載の方法で得られた「立体的な粒子形状」から、空気を含む領域を算出し、上記領域の総体積が、前記樹脂粒子の空気を含む領域を含めた総体積に占める割合を算出する。原料としての樹脂粒子の100個各々の上記割合(空気を含む領域の総体積が、樹脂粒子の空気を含む領域を含めた総体積に占める割合)の算術平均値を、原料としての「樹脂粒子の空気を含む領域の割合」とする。
(1-3) Measurement of ratio of region containing air inside resin particles as raw material From the “three-dimensional particle shape” obtained by the method described in (1-1), a region containing air is calculated. And the ratio which the total volume of the said area | region occupies for the total volume including the area | region containing the air of the said resin particle is calculated. The arithmetic average value of the above-mentioned ratios of 100 resin particles as raw materials (the ratio of the total volume of the region including air to the total volume including the region including the air of the resin particles) The ratio of the area including air ”.
(1−4)原料としての樹脂粒子(多孔質粒子、中空粒子)の非貫通孔の平均径の測定
前記(1−1)に記載の方法で得られた「立体的な粒子形状」から、空気を含む領域のうち、樹脂粒子の表面に貫通していない部分(非貫通孔)の任意の10箇所に関し、各体積を算出し、この体積と等しい体積をもつ球の直径を求める。この作業を任意の樹脂粒子10個について行い、得られた計100個の球の平均直径を算出する。これを樹脂粒子の「非貫通孔の平均径dH」とする。
(1-4) Measurement of average diameter of non-through holes of resin particles (porous particles, hollow particles) as a raw material From the “three-dimensional particle shape” obtained by the method described in (1-1) above, Each volume is calculated about arbitrary 10 places of the part (non-through-hole) which does not penetrate the surface of the resin particle among the regions containing air, and the diameter of a sphere having a volume equal to this volume is obtained. This operation is performed for 10 arbitrary resin particles, and the average diameter of a total of 100 obtained spheres is calculated. This is defined as the “average diameter d H of non-through holes” of the resin particles.
(1−5)原料としての樹脂粒子(多孔質粒子)の貫通孔の平均径の測定
前記(1−1)に記載の方法で得られた「立体的な粒子形状」から、空気を含む領域のうち、樹脂粒子の表面に貫通している部分(貫通孔)の任意の10箇所に関し、断面図を撮影する。この断面図から、貫通孔の断面積を算出し、この面積に等しい面積をもつ円の直径を求める。この作業を任意の樹脂粒子10個について行い、得られた計100個の円の平均直径を算出する。これを樹脂粒子の「貫通孔の平均径dP」とする。
(1-5) Measurement of average diameter of through-hole of resin particle (porous particle) as raw material Region containing air from “stereoscopic particle shape” obtained by the method according to (1-1) Among these, a cross-sectional view is taken for any 10 portions of the portion (through hole) penetrating the surface of the resin particle. From this cross-sectional view, the cross-sectional area of the through hole is calculated, and the diameter of a circle having an area equal to this area is obtained. This operation is performed for 10 arbitrary resin particles, and the average diameter of a total of 100 obtained circles is calculated. This is defined as “the average diameter d P of the through holes” of the resin particles.
(2−1)コアシェル構造を有する、原料としての多孔質粒子の断面の観察
コアシェル構造を有する、原料としての樹脂粒子について、まず、当該樹脂粒子を光硬化型樹脂、例えば、可視光硬化性包埋樹脂(商品名:D−800、日新EM(株)製、あるいは、商品名:Epok812セット、応研商事(株)製)により包埋する。次に、ダイヤモンドナイフ(商品名:DiATOMECRYO DRY、DIATOME社製)を装着したウルトラミクロトーム(商品名:LEICA EM UCT、ライカ社製)、及び、クライオシステム(商品名:LEICA EM FCS、ライカ社製)を使用して、面出しをした後、樹脂粒子の中央(図8に示す重心17近辺が含まれるように)を切り出し、100nmの厚みの切片を作成する。この後、四酸化オスミウム、四酸化ルテニウム、あるいは、リンタングステン酸のいずれかの染色剤を使用して染色処理を行い、透過型電子顕微鏡(商品名:H−7100FA、(株)日立製作所製)にて、樹脂粒子の断面画像を撮影する。これを任意の粒子100個につき行う。この際、樹脂部分は白く、空孔部分は、黒く観察される。なお、包埋する樹脂、及び、染色剤は、樹脂粒子の材質により、適宜適切なものを選択して行う。この際、樹脂粒子の空孔が鮮明に確認できる組み合わせを選択する。例えば、下記製造例B1で作製した樹脂粒子は、可視光硬化型包埋樹脂D−800と四酸化ルテニウムを使用して観察することにより、可視光硬化型包埋樹脂が侵入した空孔を鮮明に確認することができる。
(2-1) Observation of a cross section of porous particles as a raw material having a core-shell structure For resin particles as a raw material having a core-shell structure, first, the resin particles are converted into a photocurable resin, for example, a visible light curable package. Embed by embedding resin (trade name: D-800, manufactured by Nissin EM Co., Ltd., or trade name: Epok 812 set, manufactured by Oken Shoji Co., Ltd.). Next, an ultramicrotome (trade name: LEICA EM UCT, manufactured by Leica) equipped with a diamond knife (trade name: DiATOMECRYRO DRY, manufactured by DIATOME), and a cryo system (trade name: LEICA EM FCS, manufactured by Leica) After chamfering, the center of the resin particles (so that the vicinity of the center of
(2−2)コアシェル構造を有する、原料としての多孔質粒子の空孔率
コアシェル構造を有する、原料としての多孔質粒子の空孔率の算出方法について、図11を用いて、下記に詳述する。
(2-2) Porosity of porous particles as a raw material having a core-shell structure A method for calculating the porosity of porous particles as a raw material having a core-shell structure will be described in detail below with reference to FIG. To do.
上記(2−1)で得られた粒子の断面画像と同一の面積を有する円201の中心108を算出する。この円を、その中心108と樹脂粒子の重心17とが一致するように断面画像上に重ね合わせ、円201の外周を均等に100分割した点(例えば113)を算出し、円周上の点と樹脂粒子の重心を結ぶ直線を引く。円の中心108から粒子の外側、例えば108から113の方向に向かって、粒子直径110の√3/4倍移動した位置(例えば109)を算出する。この計算を上記100分割した円周上の点(113−1、113−2、113−3、・・・・)全てについて行い、上記109に対応する100箇所の点(109−1、109−2、109−3、・・・・)を求める。これらの100箇所の点を直線で結んだ領域の該中心108側の領域112を樹脂粒子の内層部領域、外部側111の領域を樹脂粒子の外層部領域とする。
The
そして、上記樹脂粒子の内層部領域及び外層部領域それぞれにおいて、空孔部分を含む領域を含めた総面積に対し、上記断面画像において、空孔部分の総面積の割合を算出する。この平均を空孔率とする。 Then, in each of the inner layer portion region and the outer layer portion region of the resin particle, the ratio of the total area of the hole portion in the cross-sectional image is calculated with respect to the total area including the region including the hole portion. This average is defined as the porosity.
(2−3)コアシェル構造を有する、原料としての多孔質粒子の空孔径
上記樹脂粒子の内層部領域及び外層部領域のそれぞれについて、黒く観察される空孔部分をランダムに10箇所を選び、各箇所の面積を測定し、当該面積と等面積の円の直径の算術平均値を、コアシェル構造を有する多孔質粒子の空孔径とする。
(2-3) Pore diameter of porous particles as a raw material having a core-shell structure For each of the inner layer portion region and outer layer portion region of the resin particles, ten randomly selected hole portions observed in black are selected, and The area of the part is measured, and the arithmetic average value of the diameters of the circles having the same area as the area is defined as the pore diameter of the porous particle having the core-shell structure.
(3)表面層中に含まれる樹脂粒子の「立体的な粒子形状」の測定
帯電部材の表面の任意の凸部において、帯電部材の表面に並行になるような、縦200μm、横200μmの領域に亘って、帯電部材の凸部頂点側から20nmずつ集束イオンビーム(商品名:FB−2000C、(株)日立製作所製)にて切り出し、その断面画像を撮影する。そして同じ粒子を撮影した画像を20nm間隔で組み合わせ、「立体的な粒子形状」を算出する。この作業を、帯電部材の表面の任意の100箇所について行う。
(3) Measurement of “three-dimensional particle shape” of resin particles contained in surface layer An area of 200 μm in length and 200 μm in width that is parallel to the surface of the charging member at an arbitrary convex portion on the surface of the charging member Then, it is cut out by a focused ion beam (trade name: FB-2000C, manufactured by Hitachi, Ltd.) by 20 nm from the apex side of the convex portion of the charging member, and a cross-sectional image thereof is taken. And the image which image | photographed the same particle | grains is combined by 20 nm space | interval, and a "three-dimensional particle shape" is calculated. This operation is performed at any 100 locations on the surface of the charging member.
(4)表面層中に含まれる樹脂粒子の体積平均粒径の測定
上記(3)に記載の方法で得られた「立体的な粒子形状」において、空孔を含む領域を含めた総体積を算出する。これが、該樹脂粒子が中実粒子であると仮定したときの、該樹脂粒子の体積となる。そして、この体積と等しい体積を持つ球の直径を求める。得られた計100個の球の平均直径を算出し、これを樹脂粒子の「体積平均粒径dv」とする。
(4) Measurement of volume average particle diameter of resin particles contained in surface layer In “stereoscopic particle shape” obtained by the method described in (3) above, the total volume including the region containing pores is calculate. This is the volume of the resin particles when the resin particles are assumed to be solid particles. Then, the diameter of a sphere having a volume equal to this volume is obtained. The average diameter of a total of 100 obtained spheres is calculated, and this is defined as the “volume average particle diameter dv” of the resin particles.
(5)表面層中に含まれる樹脂粒子の空孔率の測定
上記(3)に記載の方法で得られた「立体的な粒子形状」から、該樹脂粒子が中実粒子であると仮定したときの該中実粒子の「凸部頂点側領域」を算出する。図7と図8は、帯電部材の表面の凸部を形成する樹脂粒子の断面図と立体的な模式図である。本図を使用して空孔率の算出方法を下記に説明する。まず、「立体的な粒子形状」より、樹脂粒子の重心17を算出する。そして、帯電部材の表面と平行し、且つ、樹脂粒子の重心を通る仮想平面19を作製し、この平面を、樹脂粒子の重心から、上記球の半径rの√3/2倍の距離だけ凸部頂点側の位置20、即ち、重心17を仮想平面21の位置まで、平行移動させる。この仮想平面21と樹脂粒子の表面とによって囲まれた凸部頂点側の領域を、該樹脂粒子が中実粒子であると仮定したときの該中実粒子の「凸部頂点側領域」とする。そして、該領域において、上記「立体的な粒子形状」から、空孔の総体積を算出し、該領域の空孔を含めた総体積に対する割合を算出する。これを「凸部頂点側領域」の空孔率(以下、「空孔率B」ともいう。)とする。
(5) Measurement of porosity of resin particles contained in surface layer From the “three-dimensional particle shape” obtained by the method described in (3) above, it was assumed that the resin particles were solid particles. The “convex vertex side region” of the solid particle at the time is calculated. 7 and 8 are a cross-sectional view and a three-dimensional schematic diagram of the resin particles forming the convex portions on the surface of the charging member. The method for calculating the porosity will be described below using this drawing. First, the
また、上記「立体的な粒子形状」から、樹脂粒子全体の空孔の総体積を算出し、前記樹脂粒子の空孔を含む領域を含めた総体積に対する割合を算出する。これを樹脂粒子全体の空孔率(以下、「空孔率A」ともいう。)とする。 Further, the total volume of pores of the entire resin particle is calculated from the “three-dimensional particle shape”, and the ratio to the total volume including the region including the pore of the resin particle is calculated. This is the porosity of the entire resin particle (hereinafter also referred to as “porosity A”).
(6)表面層中に含まれる樹脂粒子の空孔径の測定
樹脂粒子が中実粒子であると仮定したときの該中実粒子の「凸部頂点側領域」において、上記で得られた「立体的な粒子形状」から、空孔部の10箇所に関し、空孔部の最大長さと最小長さを測定し、この2つの長さの平均値を算出する。そして、この作業を任意の樹脂粒子10個について行う。得られた計100個の測定値の平均値を算出し、これを、樹脂粒子の「凸部頂点側領域」における空孔径とする。
(6) Measurement of pore diameter of resin particles contained in surface layer In the “convex portion apex region” of the solid particles when the resin particles are assumed to be solid particles, the “three-dimensional” From the “typical particle shape”, the maximum length and the minimum length of the pores are measured for 10 locations of the pores, and the average value of these two lengths is calculated. And this operation | work is performed about arbitrary resin particles. An average value of 100 measured values obtained in total is calculated, and this is defined as a pore diameter in the “convex portion apex side region” of the resin particles.
<B.原料としての樹脂粒子の製造例>
(製造例B1)
脱イオン水400質量部に、第三リン酸カルシウム8質量部を添加し、水性媒体を調製した。次いで、メチルメタクリレート20質量部、1,6−へキサンジオールジメタクリレート10質量部、n−へキサン75質量部、及び過酸化ベンゾイル0.3質量部を混合して、油性混合液を調製した。この油性混合液をホモミキサーにより、回転数3000rpmにて上記水性媒体中に分散させた。その後、窒素置換した重合反応容器内へ仕込み、250rpmで撹拌しながら、60℃で6時間かけて懸濁重合を行い、多孔質粒子とn−へキサンを含む水性懸濁液を得た。この水性懸濁液に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.4質量部を加え、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの濃度を水に対し、0.1質量%に調整した。
<B. Example of production of resin particles as raw material>
(Production Example B1)
An aqueous medium was prepared by adding 8 parts by mass of tricalcium phosphate to 400 parts by mass of deionized water. Next, 20 parts by mass of methyl methacrylate, 10 parts by mass of 1,6-hexanediol dimethacrylate, 75 parts by mass of n-hexane, and 0.3 parts by mass of benzoyl peroxide were mixed to prepare an oily mixture. This oily mixture was dispersed in the aqueous medium with a homomixer at a rotational speed of 3000 rpm. Thereafter, the mixture was charged into a nitrogen-substituted polymerization reaction vessel, and suspension polymerization was carried out at 60 ° C. for 6 hours while stirring at 250 rpm to obtain an aqueous suspension containing porous particles and n-hexane. To this aqueous suspension, 0.4 parts by mass of sodium dodecylbenzenesulfonate was added, and the concentration of sodium dodecylbenzenesulfonate was adjusted to 0.1% by mass with respect to water.
得られた水性懸濁液を蒸留してn−へキサンを除去し、残った水性懸濁液に関し、ろ過と水洗を繰り返した後、80℃で5時間乾燥した。音波式分級機により、解砕及び分級処理をおこない、体積平均粒径dvが30.5μmの樹脂粒子B1を得た。前述した包埋法により観察したところ、樹脂粒子B1は、表面に貫通している多数の細孔を内部に有する多孔質粒子であった。 The obtained aqueous suspension was distilled to remove n-hexane, and the remaining aqueous suspension was repeatedly filtered and washed with water, followed by drying at 80 ° C. for 5 hours. Crushing and classification were performed with a sonic classifier to obtain resin particles B1 having a volume average particle diameter dv of 30.5 μm. When observed by the above-described embedding method, the resin particle B1 was a porous particle having a large number of pores penetrating the surface.
(製造例B2〜B4)
ホモミキサーの回転数をそれぞれ、4500rpm、5000rpm、2500rpmに変更した以外は、製造例B1と同様にして、樹脂粒子B2〜B4を得た。いずれの樹脂粒子も樹脂粒子B1と同様に、多孔質粒子であった。
(Production Examples B2 to B4)
Resin particles B2 to B4 were obtained in the same manner as in Production Example B1, except that the number of rotations of the homomixer was changed to 4500 rpm, 5000 rpm, and 2500 rpm, respectively. All the resin particles were porous particles like the resin particles B1.
(製造例B5)
脱イオン水300質量部に、第三リン酸カルシウム10.5量部、及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.015質量部を加え、水性媒体を調製した。次いで、ラウリルメタクリレート65質量部、エチレングリコールジメタクリレート30質量部、ポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリコール)モノメタクリレート5質量部、及びアゾビスイソブチロニトリル0.5質量部を混合して油性混合液を調製した。この油性混合液をホモミキサーにより、回転数4000rpmにて上記水性媒体中に分散させた。その後、窒素置換した重合反応容器内へ仕込み、250rpmで撹拌しながら、70℃で8時間かけて懸濁重合を行った。冷却後、得られた懸濁液に塩酸を加えリン酸カルシウムを分解し、更に、ろ過と水洗を繰り返した。80℃で5時間乾燥した後、音波式分級機により、解砕及び分級処理をおこない、体積平均粒径dv35.2μmの樹脂粒子B5を得た。前述した包埋法により観察したところ、樹脂粒子B5は、粒子内部に複数の中空部(非貫通孔)のみを有する中空粒子であった。なお、非貫通孔の平均径dHは、3.5μmであった。
(Production Example B5)
An aqueous medium was prepared by adding 10.5 parts by weight of tricalcium phosphate and 0.015 parts by weight of sodium dodecylbenzenesulfonate to 300 parts by weight of deionized water. Subsequently, 65 parts by mass of lauryl methacrylate, 30 parts by mass of ethylene glycol dimethacrylate, 5 parts by mass of poly (ethylene glycol-tetramethylene glycol) monomethacrylate, and 0.5 parts by mass of azobisisobutyronitrile are mixed to form an oily mixture. Was prepared. This oily mixture was dispersed in the aqueous medium at a rotational speed of 4000 rpm with a homomixer. Thereafter, the polymer was charged into a polymerization reaction vessel purged with nitrogen, and suspension polymerization was performed at 70 ° C. for 8 hours while stirring at 250 rpm. After cooling, hydrochloric acid was added to the resulting suspension to decompose calcium phosphate, and filtration and washing were repeated. After drying at 80 ° C. for 5 hours, pulverization and classification were performed with a sonic classifier to obtain resin particles B5 having a volume average particle diameter dv of 35.2 μm. When observed by the above-described embedding method, the resin particle B5 was a hollow particle having only a plurality of hollow portions (non-through holes) inside the particle. The average diameter d H of blind holes was 3.5 [mu] m.
(製造例B6、B10、B12及びB13)
ホモミキサーの回転数をそれぞれ、3500rpm、2700rpm、3000rpm、及び2500rpmに変更した以外は、製造例B5と同様にして、樹脂粒子B6、B10、B12及びB13を得た。いずれの樹脂粒子も樹脂粒子B5と同様に中空粒子であった。
(Production Examples B6, B10, B12 and B13)
Resin particles B6, B10, B12, and B13 were obtained in the same manner as in Production Example B5, except that the number of rotations of the homomixer was changed to 3500 rpm, 2700 rpm, 3000 rpm, and 2500 rpm, respectively. All the resin particles were hollow particles like the resin particle B5.
(製造例B7)
脱イオン水400質量部に、ポリビニルアルコール(鹸化度85%)8質量部を添加し、水性媒体を調製した。次いで、メチルメタクリレート6.5質量部、スチレン6.5質量部、ジビニルベンゼン9質量部、n−へキサン85質量部、及び過酸化ラウロイル0.3質量部を混合して油性混合液を調製した。この油性混合液をホモミキサーにより、回転数2000rpmにて上記水性媒体中に分散させた。その後、窒素置換した重合反応容器内へ仕込み、250rpmで撹拌しながら、60℃で6時間かけて懸濁重合を行い、多孔質粒子とn−へキサンを含む水性懸濁液を得た。この後、製造例B1と同様にして、樹脂粒子B7を得た。この樹脂粒子は、樹脂粒子B1と同様に、多孔質粒子であった。
(Production Example B7)
8 parts by mass of polyvinyl alcohol (saponification degree 85%) was added to 400 parts by mass of deionized water to prepare an aqueous medium. Next, 6.5 parts by mass of methyl methacrylate, 6.5 parts by mass of styrene, 9 parts by mass of divinylbenzene, 85 parts by mass of n-hexane, and 0.3 parts by mass of lauroyl peroxide were mixed to prepare an oily mixture. . This oily mixture was dispersed in the aqueous medium with a homomixer at a rotational speed of 2000 rpm. Thereafter, the mixture was charged into a nitrogen-substituted polymerization reaction vessel, and suspension polymerization was carried out at 60 ° C. for 6 hours while stirring at 250 rpm to obtain an aqueous suspension containing porous particles and n-hexane. Thereafter, resin particles B7 were obtained in the same manner as in Production Example B1. This resin particle was a porous particle similarly to the resin particle B1.
(製造例B8)
ホモミキサーの回転数を1800rpmに変更した以外は、製造例B7と同様にして、樹脂粒子B8を得た。この樹脂粒子は、樹脂粒子B1と同様に、多孔質粒子であった。
(Production Example B8)
Resin particles B8 were obtained in the same manner as in Production Example B7, except that the number of revolutions of the homomixer was changed to 1800 rpm. This resin particle was a porous particle similarly to the resin particle B1.
(製造例B9)
脱イオン水400質量部に、第三リン酸カルシウム8質量部を添加し、水性媒体を調製した。次いで、メチルメタクリレート33質量部、1,6−へキサンジオールジメタクリレート17質量部、n−へキサン50質量部、及び過酸化ベンゾイル0.3質量部を混合して油性混合液を調製した。この油性混合液をホモミキサーにより、回転数4800rpmにて上記水性媒体中に分散させた。その後、窒素置換した重合反応容器内へ仕込み、250rpmで撹拌しながら、60℃で6時間かけて懸濁重合を行い、多孔質粒子とn−へキサンを含む水性懸濁液を得た。この水性懸濁液に、ラウリル硫酸ナトリウム0.2質量部を加え、ラウリル硫酸ナトリウムの濃度を水に対し、0.05質量%に調整した。この後、製造例B1と同様にして、樹脂粒子B9を得た。この樹脂粒子は、樹脂粒子B1と同様に、多孔質粒子であった。
(Production Example B9)
An aqueous medium was prepared by adding 8 parts by mass of tricalcium phosphate to 400 parts by mass of deionized water. Next, 33 parts by mass of methyl methacrylate, 17 parts by mass of 1,6-hexanediol dimethacrylate, 50 parts by mass of n-hexane, and 0.3 parts by mass of benzoyl peroxide were mixed to prepare an oily mixture. This oily mixture was dispersed in the aqueous medium with a homomixer at a rotational speed of 4800 rpm. Thereafter, the mixture was charged into a nitrogen-substituted polymerization reaction vessel, and suspension polymerization was carried out at 60 ° C. for 6 hours while stirring at 250 rpm to obtain an aqueous suspension containing porous particles and n-hexane. To this aqueous suspension, 0.2 parts by mass of sodium lauryl sulfate was added, and the concentration of sodium lauryl sulfate was adjusted to 0.05% by mass with respect to water. Thereafter, resin particles B9 were obtained in the same manner as in Production Example B1. This resin particle was a porous particle similarly to the resin particle B1.
(製造例B15〜B17)
架橋ポリメチルメタクリレート樹脂粒子(商品名:MBX−30、積水化成品工業(株)製)を分級処理し、体積平均粒径がそれぞれ、18.2μm、及び12.5μmの樹脂粒子B15及びB16を得た。また、MBX−30の非分級品を樹脂粒子B17とした。本製造例の樹脂粒子は、内部に空孔を有していなかった。
(Production Examples B15 to B17)
Cross-linked polymethyl methacrylate resin particles (trade name: MBX-30, manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd.) are classified, and resin particles B15 and B16 having volume average particle diameters of 18.2 μm and 12.5 μm, respectively, are obtained. Obtained. Further, a non-classified product of MBX-30 was designated as resin particle B17. The resin particles of this production example did not have pores inside.
(製造例B11)
ホモミキサーの回転数を1500rpmに変更した以外は、製造例B8と同様にして、樹脂粒子B11を得た。この樹脂粒子は、樹脂粒子B1と同様に、多孔質粒子であった。
(Production Example B11)
Resin particles B11 were obtained in the same manner as in Production Example B8, except that the rotation speed of the homomixer was changed to 1500 rpm. This resin particle was a porous particle similarly to the resin particle B1.
(製造例B14)
ホモミキサーの回転数を5000rpmに変更した以外は、製造例B9と同様にして、樹脂粒子B14を得た。この樹脂粒子は、樹脂粒子B1と同様に、多孔質粒子であった。
(Production Example B14)
Resin particles B14 were obtained in the same manner as in Production Example B9, except that the number of revolutions of the homomixer was changed to 5000 rpm. This resin particle was a porous particle similarly to the resin particle B1.
(製造例B18)
脱イオン水400質量部に、第三リン酸カルシウム8.0質量部を添加し、水性媒体を調製した。次いで、重合性単量体としてのメチルメタクリレート38.0質量部と、架橋性単量体としてのエチレングリコールジメタクリレート26.0質量部、第1の多孔化剤としてのノルマルへキサン34.1質量部、第2の多孔化剤としての酢酸エチル8.5質量部、及び、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.3質量部を混合して油性混合液を調製した。この油性混合液をホモミキサーにより、回転数2000rpmにて上記水性媒体に分散させた。その後、窒素置換した重合反応容器内へ仕込み、250rpmで撹拌しながら、60℃で6時間かけて懸濁重合を行い、多孔質の樹脂粒子とノルマルへキサン及び酢酸エチルを含む水性懸濁液を得た。この水性懸濁液に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.4質量部を加え、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの濃度を水に対し、0.1質量%に調整した。
(Production Example B18)
To 400 parts by mass of deionized water, 8.0 parts by mass of tricalcium phosphate was added to prepare an aqueous medium. Next, 38.0 parts by weight of methyl methacrylate as a polymerizable monomer, 26.0 parts by weight of ethylene glycol dimethacrylate as a crosslinkable monomer, and 34.1 parts by weight of normal hexane as a first porogen An oily mixture was prepared by mixing 8.5 parts by weight of ethyl acetate as a second porosifying agent and 0.3 parts by weight of 2,2′-azobisisobutyronitrile. This oily mixture was dispersed in the aqueous medium with a homomixer at a rotational speed of 2000 rpm. Then, it is charged into a polymerization reaction vessel purged with nitrogen and subjected to suspension polymerization at 60 ° C. for 6 hours while stirring at 250 rpm. An aqueous suspension containing porous resin particles, normal hexane and ethyl acetate is obtained. Obtained. To this aqueous suspension, 0.4 parts by mass of sodium dodecylbenzenesulfonate was added, and the concentration of sodium dodecylbenzenesulfonate was adjusted to 0.1% by mass with respect to water.
得られた水性懸濁液を蒸留してノルマルへキサン及び酢酸エチルを除去し、残った水性懸濁液に関し、ろ過と水洗を繰り返した後、80℃で5時間乾燥した。音波式分級機により、解砕及び分級処理をおこない、体積平均粒径dv30.5μmの樹脂粒子B18を得た。前述した方法により、粒子の断面を観察したところ、樹脂粒子B18は、樹脂粒子の内層部領域に、直径21nm程度の空孔を有し、外層部領域に直径87nm程度の空孔を有する多孔質粒子であった。 The obtained aqueous suspension was distilled to remove normal hexane and ethyl acetate, and the remaining aqueous suspension was repeatedly filtered and washed with water, and then dried at 80 ° C. for 5 hours. Crushing and classification were performed with a sonic classifier to obtain resin particles B18 having a volume average particle diameter dv of 30.5 μm. When the cross section of the particle is observed by the above-described method, the resin particle B18 is porous having pores having a diameter of about 21 nm in the inner layer region of the resin particles and pores having a diameter of about 87 nm in the outer layer region. It was a particle.
(製造例B19及びB20)
油性混合液として、重合性単量体、架橋性単量体、第1の多孔化剤、第2の多孔化剤を、表5に示すように変更し、且つ、ホモミキサーの回転数を表5に示すように変更した以外は、製造例B18と同様にして、樹脂粒子B19及びB20を得た。得られた樹脂粒子は、多孔質粒子であった。
(Production Examples B19 and B20)
As the oily mixture, the polymerizable monomer, the crosslinkable monomer, the first porogen, and the second porogen are changed as shown in Table 5, and the rotation speed of the homomixer is expressed. Resin particles B19 and B20 were obtained in the same manner as in Production Example B18, except that changes were made as shown in FIG. The obtained resin particles were porous particles.
(樹脂粒子の特性評価)
前記の各製造例において得られた樹脂粒子B1〜B17のそれぞれについて、体積平均粒径dv、粒子の形状、非貫通孔の平均径dH、非貫通孔の数(複数か否か)、貫通孔の平均径dP、及び粒子中における空気を含む領域の割合を測定した。結果を表6に示す。
(Characteristic evaluation of resin particles)
For each of the resin particles B1 to B17 obtained in each of the above production examples, the volume average particle diameter dv, the shape of the particles, the average diameter d H of the non-through holes, the number of non-through holes (whether there are a plurality of through holes), and the penetration The average diameter d P of the pores and the ratio of the region containing air in the particles were measured. The results are shown in Table 6.
また、前記の各製造例において得られた樹脂粒子B18〜B20のそれぞれについて、体積平均粒径dv、内層部領域及び外層部領域の空孔率、並びに、内層部領域及び外層部領域の空孔径を測定した。結果を表7に示す。 Further, for each of the resin particles B18 to B20 obtained in each of the above production examples, the volume average particle diameter dv, the porosity of the inner layer region and the outer layer region, and the pore diameter of the inner layer region and the outer layer region Was measured. The results are shown in Table 7.
<C.導電性粒子及び絶縁性粒子の製造例>
〔製造例C1〕
シリカ粒子(平均粒径15nm、体積抵抗率1.8×1012Ω・cm)7.0kgに、メチルハイドロジェンポリシロキサン140gを、エッジランナーを稼動させながら添加し、588N/cm(60kg/cm)の線荷重で30分間混合撹拌を行った。この時の撹拌速度は22rpmであった。その中に、カーボンブラック「#52」(商品名、三菱化学(株)製)7.0kgを、エッジランナーを稼動させながら10分間かけて添加し、更に588N/cm(60kg/cm)の線荷重で60分間混合撹拌を行った。このようにしてメチルハイドロジェンポリシロキサンで被覆されたシリカ粒子の表面にカーボンブラックを付着させた後、乾燥機を用いて80℃で60分間乾燥を行い、複合導電性微粒子C1を作製した。この時の撹拌速度は22rpmであった。なお、得られた複合導電性微粒子は、平均一次粒径が15nmであり、体積抵抗率は1.1×102Ω・cmであった。
<C. Production example of conductive particles and insulating particles>
[Production Example C1]
To 7.0 kg of silica particles (
〔製造例C2〕
針状ルチル型酸化チタン粒子(平均粒径15nm、縦:横=3:1、体積抵抗率2.3×1010Ω・cm)1000gに、表面処理剤としてイソブチルトリメトキシシラン110g及び溶媒としてトルエン3000gを配合してスラリーを調製した。このスラリーを、撹拌機で30分間混合した後、有効内容積の80%が平均粒子径0.8mmのガラスビーズで充填されたビスコミルに供給し、温度35±5℃で湿式解砕処理を行った。湿式解砕処理して得たスラリーを、ニーダーを用いて減圧蒸留(バス温度:110℃、製品温度:30〜60℃、減圧度:約100Torr)によりトルエンを除去し、120℃で2時間表面処理剤の焼付け処理を行った。焼付け処理した粒子を室温まで冷却した後、ピンミルを用いて粉砕して、表面処理酸化チタン粒子C2を作製した。なお、得られた表面処理酸化チタン粒子(絶縁性粒子)は、平均一次粒径が15nmであり、体積抵抗率は5.2×1015Ω・cmであった。
[Production Example C2]
1000 g of acicular rutile type titanium oxide particles (
<D.帯電部材の製造例>
〔製造例D1〕
(1.導電性基体の作製)
直径6mm、長さ244mmのステンレス鋼製の基体に、カーボンブラックを10質量%含有させた熱硬化性接着剤を塗布し、乾燥したものを導電性基体として使用した。
<D. Manufacturing example of charging member>
[Production Example D1]
(1. Production of conductive substrate)
A thermosetting adhesive containing 10% by mass of carbon black was applied to a stainless steel substrate having a diameter of 6 mm and a length of 244 mm, and the dried product was used as a conductive substrate.
(2.導電性ゴム組成物の作製)
エピクロルヒドリンゴム(EO−EP−AGE三元共重合体、EO/EP/AGE=73mol%/23mol%/4mol%)100質量部に対し下記表8に示す他の7種類の材料を加えて、50℃に調節した密閉型ミキサーで10分間混練して、原料コンパウンドを調製した。
(2. Production of conductive rubber composition)
Epichlorohydrin rubber (EO-EP-AGE terpolymer, EO / EP / AGE = 73 mol% / 23 mol% / 4 mol%) 100 parts by mass, other seven kinds of materials shown in Table 8 below were added, and 50 A raw material compound was prepared by kneading for 10 minutes in a closed mixer adjusted to ° C.
これに、加硫剤として硫黄0.8質量部、加硫促進剤としてジベンゾチアジルスルフィド(DM)1質量部及びテトラメチルチウラムモノスルフィド(TS)0.5質量部を添加した。次いで20℃に冷却した二本ロール機にて10分間混練し、導電性ゴム組成物を作製した。その際、二本ロールの間隙を1.5mmに調整した。 To this, 0.8 part by mass of sulfur as a vulcanizing agent, 1 part by mass of dibenzothiazyl sulfide (DM) and 0.5 part by mass of tetramethylthiuram monosulfide (TS) were added as a vulcanization accelerator. Subsequently, it knead | mixed for 10 minutes with the double roll machine cooled at 20 degreeC, and produced the conductive rubber composition. At that time, the gap between the two rolls was adjusted to 1.5 mm.
(3.弾性ローラの作製)
クロスヘッドを具備する押出成形装置を用いて、前記導電性基体を中心軸として、その外周部を同軸円筒状に前記導電性ゴム組成物によって被覆し、ゴムローラを得た。被覆したゴム組成物の厚みは、1.75mmに調整した。
(3. Fabrication of elastic roller)
Using an extrusion molding apparatus equipped with a cross head, the outer peripheral portion of the conductive base was covered with the conductive rubber composition in the form of a coaxial cylinder with the conductive base as the central axis to obtain a rubber roller. The thickness of the coated rubber composition was adjusted to 1.75 mm.
このゴムローラを、熱風炉にて160℃で1時間加熱したのち、導電性の弾性層の端部を除去して、長さが226mmとし、更に、160℃で1時間2次加熱を行い、層厚1.75mmの予備被覆層を有するローラを作成した。 After heating this rubber roller in a hot air oven at 160 ° C. for 1 hour, the end of the conductive elastic layer is removed to a length of 226 mm, and further, secondary heating is performed at 160 ° C. for 1 hour. A roller having a pre-coating layer having a thickness of 1.75 mm was prepared.
得られたローラの外周面を、プランジカット式の円筒研磨機を用いて研磨した。研磨砥石としてビトリファイド砥石を用い、砥粒は緑色炭化珪素(GC)で粒度は100メッシュとした。ローラの回転数を350rpmとし、研磨砥石の回転数を2050rpmとした。ローラの回転方向と研磨砥石の回転方向は、同方向(従動方向)とした。切込み速度は、砥石が未研磨ローラに接してからΦ9mmに研磨されるまでに10mm/minから0.1mm/minまで段階的に変化させ、スパークアウト時間(切込み0mmでの時間)は5秒間に設定し、導電性の弾性ローラを作製した。弾性層の厚みは、1.5mmに調整した。なお、このローラのクラウン量は100μmとした。 The outer peripheral surface of the obtained roller was polished using a plunge cut type cylindrical polishing machine. A vitrified wheel was used as the polishing wheel, the abrasive grains were green silicon carbide (GC), and the particle size was 100 mesh. The rotational speed of the roller was 350 rpm, and the rotational speed of the grinding wheel was 2050 rpm. The rotation direction of the roller and the rotation direction of the grinding wheel were the same direction (driven direction). The cutting speed is changed stepwise from 10 mm / min to 0.1 mm / min from when the grindstone contacts the unpolished roller until it is polished to Φ9 mm, and the spark-out time (time at 0 mm cutting) is 5 seconds. A conductive elastic roller was prepared. The thickness of the elastic layer was adjusted to 1.5 mm. The crown amount of this roller was 100 μm.
(4.表面層形成用の塗工液の作製)
カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液「プラクセルDC2016」(商品名、(株)ダイセル製)にメチルイソブチルケトンを加え、固形分が12質量%となるように調整した。この溶液834質量部(カプロラクトン変性アクリルポリオール固形分100質量部)に対して、下記表9の成分(1)の欄に示す他の4種類の材料を加え、混合溶液を調製した。尚、このとき、ブロックイソシアネート混合物は、イソシアネート量としては「NCO/OH=1.0」となる量であった。
(4. Preparation of coating solution for surface layer formation)
Methyl isobutyl ketone was added to a caprolactone-modified acrylic polyol solution “Placcel DC2016” (trade name, manufactured by Daicel Corporation) to adjust the solid content to 12% by mass. Four other kinds of materials shown in the column of component (1) in Table 9 below were added to 834 parts by mass of this solution (100 parts by mass of caprolactone-modified acrylic polyol solid content) to prepare a mixed solution. At this time, the blocked isocyanate mixture was such that the amount of isocyanate was “NCO / OH = 1.0”.
次いで、内容積450mLのガラス瓶中に上記混合溶液188.5gを、メディアとしての平均粒径0.8mmのガラスビーズ200gと共に入れ、ペイントシェーカー分散機を用いて20時間分散した。分散後、樹脂粒子B1を7.2g添加した。尚これは、カプロラクトン変性アクリルポリオール固形分100質量部に対して、樹脂粒子B1が40質量部相当量である。その後、5分間分散し、ガラスビーズを除去して表面層用の塗工液を作製した。上記塗工液の比重は、0.9260であった。なお、比重は、塗工液に市販の比重計を投入して測定した。 Next, 188.5 g of the above mixed solution was put in a glass bottle having an internal volume of 450 mL together with 200 g of glass beads having an average particle diameter of 0.8 mm as a medium, and dispersed for 20 hours using a paint shaker disperser. After dispersion, 7.2 g of resin particles B1 were added. In addition, this is 40 mass parts equivalent amount of resin particle B1 with respect to 100 mass parts of caprolactone modified acrylic polyol solid content. Then, it was dispersed for 5 minutes, and the glass beads were removed to prepare a coating solution for the surface layer. The specific gravity of the coating solution was 0.9260. The specific gravity was measured by putting a commercially available hydrometer into the coating solution.
(5.表面層の形成)
前記弾性ローラを、その長手方向を鉛直方向にして、前記表面層用の塗工液中に浸漬してディッピング法で塗工した。浸漬時間は9秒間、引き上げ速度は初期速度が20mm/s、最終速度は2mm/s、その間は時間に対して直線的に速度を変化させた。得られた塗工物を23℃で30分間風乾した後、熱風循環乾燥機にて温度80℃で1時間、更に温度160℃で1時間乾燥して塗膜を硬化させて、弾性層の外周部に表面層が形成された帯電ローラD1を得た。表面層の膜厚は、5.6μmであった。なお、表面層の膜厚は、樹脂粒子が存在しない箇所において測定した。
(5. Formation of surface layer)
The elastic roller was coated in the dipping method by immersing it in the surface layer coating solution with its longitudinal direction set to the vertical direction. The dipping time was 9 seconds, the pulling speed was 20 mm / s for the initial speed, 2 mm / s for the final speed, and the speed was changed linearly with respect to the time. The obtained coated material is air-dried at 23 ° C. for 30 minutes, and then dried by a hot air circulating dryer at a temperature of 80 ° C. for 1 hour and further at a temperature of 160 ° C. for 1 hour to cure the coating film, and the outer circumference of the elastic layer A charging roller D1 having a surface layer formed on the part was obtained. The film thickness of the surface layer was 5.6 μm. In addition, the film thickness of the surface layer was measured in the location where the resin particle does not exist.
〔製造例D2〜D20〕
下記表10と表11に記載の材料に変更した以外は、製造例D1と同様の方法で帯電ローラD2〜D20を作製した。完成した帯電ローラの物性値、及び、該帯電ローラの表面層中に含まれる樹脂粒子の物性値を、表10及び表11に示す。なお、各帯電ローラの表面粗さ(Rzjis及びRsm)は、前記した方法により測定したものである。
[Production Examples D2 to D20]
Charging rollers D2 to D20 were produced in the same manner as in Production Example D1, except that the materials shown in Table 10 and Table 11 were changed. Tables 10 and 11 show the physical property values of the completed charging roller and the physical property values of the resin particles contained in the surface layer of the charging roller. The surface roughness (Rzjis and Rsm) of each charging roller is measured by the method described above.
<実施例1>
〔1.バンディング画像の発生状況の評価(評価A)〕
帯電ローラD18と電子写真感光体A1を電子写真装置に組み込んで、低温低湿環境下(温度15℃、相対湿度10%)において耐久試験を行った。電子写真装置として、キヤノン(株)製カラーレーザージェットプリンター(商品名:SateraLBP5400)を記録メディアの出力スピード200mm/sec(A4縦出力)に改造して用いた。また、帯電ローラの軸受けに使用するバネを変更して、帯電ローラが電子写真感光体に対して一端で2.9N、両端で5.9Nの押し圧力で当接するように改造した。このように当接圧力を下げることで、バンディング画像が、より発生しやすい状況をすることができる。画像の解像度は、600dpi、1次帯電の出力は直流電圧−1100Vである。電子写真プロセスカートリッジとして、前記プリンター用の電子写真プロセスカートリッジを用いた。出力画像としては、電子写真感光体の回転方向と垂直方向に幅1ドット、間隔2ドットの横線を描くようなハーフトーン画像とした。そして、出力されたハーフトーン画像を目視にて、電子写真感光体の回転方向、すなわち、紙の排出方向に対して垂直な方向に延びる、帯電ローラの回転周期と同期して現れるスジの有無を観察した。そして、以下の基準で評価した。評価結果を表12に示す。
<Example 1>
[1. Evaluation of banding image occurrence (Evaluation A)]
The charging roller D18 and the electrophotographic photosensitive member A1 were incorporated into an electrophotographic apparatus, and a durability test was performed in a low temperature and low humidity environment (
ランク1;スジが認められない。
ランク2;スジがわずかに認められる。
ランク3;スジが顕著に認められる。
Rank 1: No streak is recognized.
Rank 2: A slight streak is recognized.
Rank 3: streaks are noticeable.
〔2.ニップ内放電強度の評価(評価B)〕
ガラス板(縦300mm、横240mm、厚み4.5mm)の表面上に5μmのITO膜を形成し、更に、その上に、電荷輸送層のみを17μmに成膜した。図9に示すように、上記成膜後のガラス板22の表面側から、帯電ローラ8を、一端で4.9N、両端で合計9.8Nのバネによる押し圧力で当接できるような工具を作成し、更に、ガラス板22を200mm/sで走査できるようにした。上記ガラス板22を電子写真感光体として、当接部下側(ガラス板22の表面と反対側)から高速度ゲートI.I.ユニットC9527−2(製品名、浜松ホトニクス(株)製)を介して、高速度カメラFASTCAM−SA1.1(製品名、浜松ホトニクス(株)製)で撮影した。帯電ローラ8に印加する電圧は、交流と直流の重畳電圧とし、交流電圧は、ピークピーク電圧(Vpp)1400V、周波数(f)1350Hz、直流電圧(Vdc)は−560Vとした。測定環境は、低温低湿環境(温度15℃、相対湿度10%)とした。
[2. Evaluation of discharge strength in nip (Evaluation B)]
An ITO film having a thickness of 5 μm was formed on the surface of a glass plate (length 300 mm, width 240 mm, thickness 4.5 mm), and only a charge transport layer was formed thereon to a thickness of 17 μm. As shown in FIG. 9, from the surface side of the
撮影条件としては、撮影速度3000fpsで、撮影時間が約0.3秒間である。また、撮影に際しては、適宜感度を調整し、撮影画像の明るさを調整した。そして、得られた動画を平均化処理した画像を作成した。この画像を、ニップ内放電画像と称する。このようなニップ内放電画像を、初期および耐久試験後の各々について作成し、それらを対比して、下記基準に基づき評価した。評価結果を表12に示す。 The shooting conditions are a shooting speed of 3000 fps and a shooting time of about 0.3 seconds. In photographing, the sensitivity was adjusted as appropriate, and the brightness of the photographed image was adjusted. And the image which averaged the obtained moving image was created. This image is referred to as an in-nip discharge image. Such in-nip discharge images were prepared for each of the initial stage and after the endurance test, and were compared and evaluated based on the following criteria. The evaluation results are shown in Table 12.
ランク1;耐久後においても、ニップ内の放電強度が初期と変化していない。
ランク2;耐久後に、ニップ内の放電強度が初期に比較してわずかに変化した。
ランク3;耐久後に、ニップ内の放電強度が初期に比較して大きく低下した。
ランク4;耐久後には、ニップ内放電が生じなくなった。
Rank 1: Even after endurance, the discharge intensity in the nip has not changed from the initial level.
Rank 2: After the endurance, the discharge intensity in the nip slightly changed compared to the initial stage.
Rank 3: After the endurance, the discharge intensity in the nip was greatly reduced compared to the initial stage.
Rank 4: No discharge occurred in the nip after the endurance.
<実施例2〜110>
表12に示す、帯電ローラと電子写真感光体とを組み合わせた電子写真プロセスカートリッジについて、バンディング画像の評価及びニップ内放電強度の評価を行った。評価結果を表12に示す。
<Examples 2-110>
With respect to the electrophotographic process cartridge shown in Table 12 in which the charging roller and the electrophotographic photosensitive member are combined, the banding image and the in-nip discharge strength were evaluated. The evaluation results are shown in Table 12.
<比較例1>
電子写真感光体A1を電子写真感光体A12に変更した以外は、実施例1と同様の方法で電子写真プロセスカートリッジについて、バンディング画像の評価及びニップ内放電強度の評価を行った。評価結果を表13に示す。
<Comparative Example 1>
Except for changing the electrophotographic photosensitive member A1 to the electrophotographic photosensitive member A12, the banding image and the in-nip discharge intensity were evaluated for the electrophotographic process cartridge in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 13.
<比較例2〜64>
表13に示す、帯電ローラと電子写真感光体を組み合わせた電子写真プロセスカートリッジについて、バンディング画像の評価及びニップ内放電強度の評価を行った。評価結果を表13に示す。
<Comparative Examples 2 to 64>
With respect to the electrophotographic process cartridge shown in Table 13 in which the charging roller and the electrophotographic photosensitive member are combined, the banding image and the discharge strength in the nip were evaluated. The evaluation results are shown in Table 13.
1.導電性基体
2.表面層
3.導電性弾性層
4.導電性接着層
5.表面層中の樹脂組成物
6.樹脂粒子
7.空孔
8.帯電ローラ
9.円柱形金属
10.電子写真感光体
11.潜像形成装置
12.現像ローラ
13.転写ローラ
14.転写材
15.クリーニング部材
16.定着装置
17.樹脂粒子の重心
18.樹脂粒子の凸部頂点側領域
19.樹脂粒子の重心を通る仮想平面
20.樹脂粒子の重心から半径の√3/2倍の距離だけ凸部頂点側に移動した点
21.仮想平面19に平行な、符号20の点を通る仮想平面
22.ガラス板
23.多孔質粒子
24.内層部領域
25.外層部領域
26.塗膜
27.溶剤の揮発方向
28.塗膜中のバインダー樹脂が流れる方向
29.塗膜中のバインダー樹脂が流れる方向
30.空孔
1. 1.
Claims (9)
該帯電部材は、
導電性基体、及び該導電性基体上に形成された表面層を有し、
該表面層は、少なくともバインダー樹脂、電子導電剤及び内部に複数の空孔を有する樹脂粒子を含有し、また該表面層は、その表面に該樹脂粒子に由来する凸部を有しており、かつ、
該電子写真感光体は、支持体及び該支持体上に形成された感光層を有し、該電子写真感光体の表面層が下記の樹脂(1)、樹脂(2)及び化合物(3)を含有することを特徴とする電子写真プロセスカートリッジ:
樹脂(1):末端にシロキサン構造を有さないポリカーボネート樹脂、及び末端にシロキサン構造を有さないポリエステル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂;
樹脂(2):末端にシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂、末端にシロキサン構造を有するポリエステル樹脂、及び末端にシロキサン構造を有するアクリル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂;
化合物(3):安息香酸メチル、安息香酸エチル、酢酸ベンジル、3−エトキシプロピオン酸エチル、及びジエチレングリコールエチルメチルエーテルからなる群より選択される少なくとも1種の化合物。 In an electrophotographic process cartridge having a charging member and an electrophotographic photosensitive member that is contact-charged by the charging member,
The charging member is
A conductive substrate and a surface layer formed on the conductive substrate;
The surface layer contains at least a binder resin, an electronic conductive agent, and resin particles having a plurality of pores therein, and the surface layer has a convex portion derived from the resin particles on the surface, And,
The electrophotographic photoreceptor has a support and a photosensitive layer formed on the support, and the surface layer of the electrophotographic photoreceptor comprises the following resin (1), resin (2) and compound (3). An electrophotographic process cartridge characterized by containing:
Resin (1): at least one resin selected from the group consisting of a polycarbonate resin having no siloxane structure at the terminal and a polyester resin having no siloxane structure at the terminal;
Resin (2): at least one resin selected from the group consisting of a polycarbonate resin having a siloxane structure at a terminal, a polyester resin having a siloxane structure at a terminal, and an acrylic resin having a siloxane structure at a terminal;
Compound (3): At least one compound selected from the group consisting of methyl benzoate, ethyl benzoate, benzyl acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, and diethylene glycol ethyl methyl ether.
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