JP7205115B2 - Electrophotographic photoreceptor and process cartridge using the same - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真用感光体(以下、単に「感光体」とも称する)に関し、詳しくは、電子写真方式のプリンターや複写機、ファックスなどの画像成形装置に用いられる電子写真用感光体、および、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジに関する。 The present invention relates to an electrophotographic photoreceptor (hereinafter also simply referred to as a "photoreceptor"), and more specifically, an electrophotographic photoreceptor used in image forming apparatuses such as electrophotographic printers, copiers and facsimiles, and and a process cartridge detachable from an image forming apparatus main body.
電子写真プロセスにおいて、印字濃度を一定に保つためには、像担持体である感光体と、感光体の表面にトナーを供給する現像スリーブとの間の間隔を一定間隔に制御する必要がある。そのための方法の一つとして、現像スリーブの端部位置に現像コロなどと呼ばれる間隙保証部材を設けて、現像コロの外周部を感光体の外周部に接触させたままの状態で双方を回転させ、間隙保証部材の肉厚を所定の値とすることで現像スリーブと感光体との間のギャップを適正な間隔に管理する方法が知られている。 In the electrophotographic process, in order to keep the print density constant, it is necessary to control the distance between the photoreceptor, which is an image carrier, and the developing sleeve, which supplies the toner to the surface of the photoreceptor, at a constant distance. One method for this is to provide a gap ensuring member called a developing roller at the end position of the developing sleeve, and rotate both while keeping the outer peripheral portion of the developing roller in contact with the outer peripheral portion of the photoreceptor. , a method of controlling the gap between the developing sleeve and the photoreceptor to a proper distance by setting the thickness of the gap guarantee member to a predetermined value.
このギャップが適正範囲より小さいと、特に帯電方式が帯電ローラによる接触帯電方式である場合、白地カブリや黒点などの画像不具合が発生しやすくなる。そのため、回転に伴うギャップの変化をできるだけ抑えるために、間隙保証部材は、現像スリーブまたは現像スリーブの回転軸穴を備える枠体部材に対し、強固に固定されることが一般的である。 If the gap is smaller than the appropriate range, image defects such as white background fogging and black spots are likely to occur, especially when the charging method is a contact charging method using a charging roller. Therefore, in order to suppress changes in the gap due to rotation as much as possible, the gap assurance member is generally firmly fixed to the developing sleeve or a frame member provided with a rotation shaft hole of the developing sleeve.
このような間隙保証部材に関して、例えば、特許文献1には、間隙保証部材の摩耗に起因する像担持体と現像ローラとの表面間ギャップの変動による記録画像品質の低下を抑制する目的で、円筒感光管の両端縁内に各々フランジを圧入してそれら両フランジの中心に回転軸を貫挿するドラム状の像担持体を用い、この円筒感光管の両端縁外周に突き当て部を突き当てて現像装置を位置決めし、その現像装置で像担持体上の潜像を可視像化し、その可視像を転写して用紙に記録を行う画像形成装置において、フランジを圧入したときにできる円筒感光管の両端縁外周のテーパに合わせて突き当て部にテーパを形成する技術が開示されている。 With respect to such a gap guarantee member, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-100001 discloses a cylindrical roller for the purpose of suppressing deterioration in recorded image quality due to fluctuations in the gap between the surfaces of an image bearing member and a developing roller caused by wear of the gap guarantee member. A drum-shaped image carrier is used in which flanges are press-fitted into both edges of a photosensitive tube, and a rotating shaft is inserted through the center of both flanges. Cylindrical exposure that occurs when the flange is press-fitted in an image forming apparatus that positions the developing device, visualizes the latent image on the image carrier with the developing device, transfers the visible image, and records it on paper. A technique is disclosed for forming a taper at the abutting portion in accordance with the taper of the outer periphery of both end edges of the pipe.
近年、プリントコストの削減や廃棄物の削減の目的で、感光体にはより長寿命化が要求されている。感光体の感光層は現像スリーブやクリーニングブレードなどの周辺部材との接触により摩耗していくことから、長寿命化の手段として、感光層膜厚を厚膜化する方法が知られている。 In recent years, for the purpose of reducing printing costs and reducing waste, photoreceptors are required to have a longer life. Since the photosensitive layer of the photoreceptor wears due to contact with peripheral members such as a developing sleeve and a cleaning blade, a method of increasing the film thickness of the photosensitive layer is known as a means for extending the life of the photosensitive layer.
これに対し、感光層膜厚を厚膜化した感光体を、前述の間隙保証部材を備えた現像プロセスを有するプロセスカートリッジまたは電子写真装置に搭載すると、感光層表面の間隙保証部材との接触領域が選択的に摩耗するか、または、感光層の剥離が発生して、現像スリーブと感光体との間のギャップが小さくなり、白地カブリや黒点などの画像不具合が発生する場合があった。また、特に、帯電方式が帯電ローラによる接触帯電方式である場合、感光層膜厚を厚くすることにより帯電の均一性が悪化して、黒点などの画像不具合が発生する場合もあった。 On the other hand, when a photoreceptor with a thick photosensitive layer is mounted in a process cartridge or an electrophotographic apparatus having a developing process equipped with the above-described gap guarantee member, the contact area with the gap guarantee member on the surface of the photosensitive layer is selectively worn, or peeling of the photosensitive layer occurs, the gap between the developing sleeve and the photosensitive member becomes small, and image defects such as white background fogging and black spots may occur. In particular, when the charging method is a contact charging method using a charging roller, increasing the film thickness of the photosensitive layer deteriorates charging uniformity, and image defects such as black spots may occur.
そこで本発明の目的は、間隙保証部材を備えた現像プロセスを有するプロセスカートリッジに用いられる電子写真用感光体において、感光層の厚膜化により長寿命化を図っても、画像品質を確保しつつ画像不具合の発生を抑制することができる電子写真用感光体、およびそれを用いたプロセスカートリッジを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrophotographic photoreceptor that is used in a process cartridge having a development process that includes a gap guarantee member. An object of the present invention is to provide an electrophotographic photoreceptor capable of suppressing the occurrence of image defects, and a process cartridge using the same.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、感光体に用いる導電性基体における、画像形成領域を含む中心部の外径と、その外側に位置する複数の端部それぞれの外径とが、所定の関係を満足するものとすることで、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成させるに至った。 The present inventors have made intensive studies to solve the above problems, and found that the outer diameter of the central portion including the image forming area and the plurality of outer end portions of the conductive substrate used for the photoreceptor The inventors have found that the above problems can be solved by satisfying a predetermined relationship between the respective outer diameters, and have completed the present invention.
すなわち、本発明の第一の態様は、円筒状を有する導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた有機感光層と、を含む電子写真用感光体であって、
前記導電性基体が、回転軸方向において、画像形成領域を含む外径D0の円筒状の中心部と、前記中心部の外側に位置する外径D1の円筒状の2つの端部とを有し、
前記中心部の外周に、前記有機感光層が形成され、
前記有機感光層の膜厚が26~34μmであって(有機感光層の膜厚には、下引き層を設ける場合には、下引き層の膜厚も含む)、
前記中心部の外径D0と前記2つの端部それぞれの外径D1とが、下記式、
50μm≦(D1-D0)/2≦90μm (1)
で示される関係を満足するものである。ここで、前記中心部と前記2つの端部との間に、それぞれスロープ部が設けられていることが好ましい。
That is, a first aspect of the present invention is an electrophotographic photoreceptor comprising a cylindrical conductive substrate and an organic photosensitive layer provided on the conductive substrate,
The conductive substrate has, in the rotation axis direction, a cylindrical central portion having an outer diameter D0 including an image forming area and two cylindrical end portions having an outer diameter D1 located outside the central portion. ,
The organic photosensitive layer is formed on the periphery of the central portion,
The thickness of the organic photosensitive layer is 26 to 34 μm (the thickness of the organic photosensitive layer includes the thickness of the undercoat layer when an undercoat layer is provided),
The outer diameter D0 of the central portion and the outer diameter D1 of each of the two ends are determined by the following formula,
50 μm≦(D1−D0)/2≦90 μm (1)
It satisfies the relationship shown by Here, preferably, slope portions are provided between the central portion and the two end portions.
また、本発明の第二の態様は、電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
上記第一の態様に係る電子写真用感光体と、
前記電子写真用感光体に形成された静電潜像を、現像剤を用いて現像する現像スリーブと、
前記現像スリーブに支持されて、前記電子写真用感光体と前記現像スリーブとの間隙を規定する間隙保証部材と、を備え、
前記間隙保証部材が、前記電子写真用感光体のうち前記端部の外周面と接触するものである。
A second aspect of the present invention provides a process cartridge detachable from an electrophotographic image forming apparatus main body,
an electrophotographic photoreceptor according to the first aspect;
a developing sleeve for developing the electrostatic latent image formed on the electrophotographic photoreceptor using a developer;
a gap guarantee member that is supported by the developing sleeve and defines a gap between the electrophotographic photoreceptor and the developing sleeve;
The gap guarantee member is in contact with the outer peripheral surface of the end portion of the electrophotographic photoreceptor.
上記プロセスカートリッジは、さらに、前記電子写真用感光体を帯電するための帯電ローラを備えるものとすることができる。また、前記電子写真用感光体のうち前記有機感光層の表面と、前記現像スリーブの表面との間の間隔は、好適には220~260μmの範囲である。 The process cartridge may further include a charging roller for charging the electrophotographic photoreceptor. Further, the distance between the surface of the organic photosensitive layer of the electrophotographic photoreceptor and the surface of the developing sleeve is preferably in the range of 220 to 260 μm.
本発明によれば、間隙保証部材を備えた現像プロセスを有するプロセスカートリッジに用いられる電子写真用感光体において、感光層の厚膜化により長寿命化を図っても、画像品質を確保しつつ画像不具合の発生を抑制することができる電子写真用感光体およびプロセスカートリッジを提供することができる。 According to the present invention, in an electrophotographic photoreceptor used in a process cartridge having a developing process with a gap guarantee member, even if the photosensitive layer is made thicker to extend the life, image quality can be ensured. It is possible to provide an electrophotographic photoreceptor and a process cartridge that can suppress the occurrence of defects.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(電子写真用感光体)
図1は、本発明の電子写真用感光体の一構成例を示す説明図である。図示するように、本発明の実施形態の電子写真用感光体10は、円筒状を有する導電性基体1と、この導電性基体1上に設けられた有機感光層2と、を含んでいる。導電性基体1は、回転軸を有してよく、共通の回転軸を有し径が異なる2以上の円筒の組み合わせを含んでよい。
(Photoreceptor for electrophotography)
FIG. 1 is an explanatory view showing one structural example of the electrophotographic photoreceptor of the present invention. As illustrated, an
また、図2は、電子写真装置またはプロセスカートリッジに組み込んだ際における、本発明の電子写真用感光体10、現像スリーブ20および帯電ローラ30の配置構成の一例を示す説明図である。現像スリーブ20の軸方向両端部には、円筒状の間隙保証部材40が装着されており、所定の押圧力にて感光体10に圧接されている。ここで、プロセスカートリッジとは、感光体や現像スリーブ、帯電ローラ等の各部材を含む現像ユニットなどを一体的にカートリッジ化したものであり、電子写真画像形成装置本体に着脱可能に形成される。また、プロセスカートリッジには、複数のカートリッジの組合せも含まれる。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the arrangement configuration of the
図1に示すように、導電性基体1は、回転軸方向において、画像形成領域を含む中心部1Cと、中心部1Cの外側にそれぞれ位置する2つの端部1Eとを有している。図示するように、中心部1Cは一端および一端の反対側の他端を有し、2つの端部1Eは、一方が中心部1Cの一端側に、他方が他端側にそれぞれ配置されてよい。有機感光層2は、中心部1Cの外周に形成され、両端の端部1Eには形成されないものとすることができる。また、導電性基体1の、中心部1Cの外径D0と2つの端部1Eの外径D1とは、下記式、
50μm≦(D1-D0)/2 (1)
で示される関係を満足する。
中心部1Cおよび2つの端部1Eの形状は、実質的に、それぞれ外径D0およびD1を有する円筒であってよい。2つの端部1Eは、回転軸を中心部1Cと共有し、中心部1Cを間に挟むよう配置されてよい。
As shown in FIG. 1, the
50 μm≦(D1−D0)/2 (1)
satisfies the relationship shown by
The shape of the
図6は、従来の電子写真用感光体50、現像スリーブ20および帯電ローラ30の配置構成の一例を示す説明図である。図示するように、外径差を有しない導電性基体51を用いた従来の感光体50を用いた場合、現像スリーブ20の表面と感光体50の表面との間の間隔(ギャップ)Gは、間隙保証部材40の厚みのみにより規定される。
これに対し、本発明の実施形態の感光体において、有機感光層の膜厚が一定である場合、現像スリーブ20の表面と感光体10の表面との間の間隔は、間隙保証部材40の厚み、および、感光体の中心部1Cと端部1Eとの外径差により決定される。具体的には、現像スリーブ20の外径D3と間隙保証部材の外径D4との外径差の1/2の値である間隙保証部材40の厚み(D4-D3)/2、および、感光体10の中心部1Cの外径D0と端部1Eの外径D1との外径差の1/2の値である(D1-D0)/2により、決定される。よって、本発明の実施形態の感光体を用いることで、現像スリーブ20の表面と感光体50の感光層表面との間の間隔Gを、間隙保証部材40の厚みによらず、上記感光体の中心部1Cと端部1Eとの外径差により制御することが可能となる。(D1-D0)/2の値は、50μm以上が好ましく、さらには50μm以上90μm以下、特には60μm以上90μm以下、あるいは、60μm以上80μm以下の範囲であってもよい。
FIG. 6 is an explanatory view showing an example of the arrangement configuration of a conventional
On the other hand, in the photoreceptor of the embodiment of the present invention, when the thickness of the organic photoreceptor layer is constant, the gap between the surface of the developing
すなわち、導電性基体1における、有機感光層2を形成する画像形成領域を含む中心部1Cと、画像形成領域外であって間隙保証部材40を当接させる部位となる端部1Eとが、上記関係を満足するような異なる外径を有するものとしたことで、感光層膜厚を厚膜化しても、間隙保証部材40による感光層の摩耗や剥がれがないため、これに起因する現像スリーブと感光体との間のギャップGの変化を抑えて、白地カブリや黒点などの画像不具合の発生を抑制することができる。また、感光層膜厚を厚膜化した感光体に帯電ローラ30による接触帯電方式を採用した場合でも、帯電の均一性を保持することができ、良好な画像品質を得ることができる。よって、感光層の厚膜化により長寿命化を図っても、印字濃度を保持しつつ白地カブリや黒点などの画像不具合の発生を抑制した感光体を得ることができる。このような本発明の実施形態の感光体において、有機感光層2の膜厚は24μm以上とすることができ、好適には26~34μmである。ここでいう有機感光層2の膜厚には、感光体に後述する下引き層を設ける場合には、下引き層の膜厚も含む。また、画像形成領域における感光体の外径D2は、導電性基体1の外径D0に、有機感光層2の膜厚を加算した値となる。
That is, in the
図示する例では、導電性基体1は、回転軸方向において、外径D0を有する中心部1Cと外径D1を有する端部1Eとの間にそれぞれ、外径の段差を緩和するためのスロープ部1Sを有している。スロープ部1Sの長さや傾斜角度は、特に限定されるものではなく、画像品質に影響がないように設けられていればよく、スロープ部1Sを設けなくてもよい。スロープ部1Sの回転軸方向長さL1は、具体的には例えば、10mm以下とすることができ、特には、7~3mmとすることができる。また、有機感光層2は、図示する例では中心部1Cのみに設けられているが、中心部1Cからスロープ部1Sまでに跨って設けてもよい。さらに、有機感光層2のうち後述する下引き層については、中心部1Cから端部1Eまでにわたって形成してもよい。中心部1Cからスロープ部1Sまでにわたって形成してもよい。画像形成領域は、中心部1C上に設けられた有機感光層2において画定されてよい。
In the illustrated example, the
導電性基体1は、感光体の電極としての役目と同時に感光体を構成する各層の支持体ともなるものである。導電性基体1の材質としては、アルミニウム合金、ステンレス鋼、ニッケルなどの金属類、または、ガラス、樹脂などの表面に導電処理を施したものなどを使用できる。導電性基体1は、アルミニウム合金の場合には押し出し加工や引き抜き加工、樹脂の場合には射出成形により、円筒状に形成した後、切削加工等により、上記所定の形状および寸法に仕上げることができる。導電性基体1の表面は、必要に応じて、ダイヤモンドバイトによる切削加工などにより、適当な表面粗さに加工される。その後、弱アルカリ性洗剤などの水系洗剤を用いて脱脂、洗浄を行って、表面を清浄化する。
The
導電性基体1上に設けられる有機感光層2の層構成については、特に制限されない。電子写真用感光体は、積層型(機能分離型)感光体としての、いわゆる負帯電積層型感光体および正帯電積層型感光体と、主として正帯電型で用いられる単層型感光体とに大別される。図3は、本発明の電子写真用感光体の一例の負帯電型の積層型電子写真用感光体を示す模式的断面図である。また、図4は、本発明の電子写真用感光体の他の例の正帯電型の単層型電子写真用感光体を示す模式的断面図である。さらに、図5は、本発明の電子写真用感光体のさらに他の例の正帯電型の積層型電子写真用感光体を示す模式的断面図である。
The layer structure of the organic
図示するように、負帯電積層型感光体においては、導電性基体1の上に、下引き層3を介して、電荷発生機能を備えた電荷発生層4および電荷輸送機能を備えた電荷輸送層5を有する積層型の感光層6が、順次積層されている。また、正帯電単層型感光体においては、導電性基体1の上に、下引き層3を介して、電荷発生および電荷輸送の両機能を併せ持つ単層型の感光層7が積層されている。さらに、正帯電積層型感光体においては、導電性基体1の上に、下引き層3を介して、電荷輸送機能を備えた電荷輸送層5、並びに、電荷発生および電荷輸送の両機能を備えた電荷発生層4を有する積層型の感光層8が、順次積層されている。なお、いずれのタイプの感光体においても、下引き層3は必要に応じ設ければよい。
As shown in the figure, in the negative charging laminated photoreceptor, a
下引き層3は、樹脂を主成分とする層やアルマイトなどの金属酸化皮膜からなるものである。下引き層3は、導電性基体1から感光層への電荷の注入性の制御や、導電性基体1の表面の欠陥の被覆、感光層と導電性基体1との接着性の向上などの目的で、必要に応じて設けられる。下引き層3に用いられる樹脂材料としては、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、メラミン、セルロースなどの絶縁性高分子や、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性高分子が挙げられ、これらの樹脂は単独、または、適宜組み合わせて混合して用いることができる。また、これらの樹脂に、二酸化チタンや酸化亜鉛などの金属酸化物を含有させて用いてもよい。
The
[負帯電積層型感光体]
前述したように、負帯電積層型感光体において、感光層6は、電荷発生層4および電荷輸送層5を有する。
[Negative charging multilayer photoreceptor]
As described above, in the negatively charged layered photoreceptor, the
負帯電積層型感光体において、電荷発生層4は、電荷発生材料の粒子が樹脂バインダ中に分散された塗布液を塗布するなどの方法により形成され、光を受容して電荷を発生する。電荷発生層4は、その電荷発生効率が高いことと同時に発生した電荷の電荷輸送層5への注入性が重要であり、電場依存性が少なく、低電場でも注入の良いことが望ましい。
In the negative charging laminated photoreceptor, the
電荷発生層4の電荷発生材料としては、具体的にはX型無金属フタロシアニン、τ型無金属フタロシアニン、α型チタニルフタロシアニン、Y型チタニルフタロシアニン、γ型チタニルフタロシアニン、アモルファス型チタニルフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン,ε型銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、各種アゾ顔料、アントアントロン顔料、チアピリリウム顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、スクアリリウム顔料、キナクリドン顔料等を単独、または適宜組み合わせて用いることができ、画像形成に使用される露光光源の光波長領域に応じて好適な物質を選ぶことができる。特には、フタロシアニン化合物を好適に用いることができる。電荷発生層4は、電荷発生材料を主体として、これに電荷輸送材料などを添加して使用することも可能である。
Specific examples of the charge generation material for the
電荷発生層4の樹脂バインダとしては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ボリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メタクリル酸エステル樹脂の重合体および共重合体などを適宜組み合わせて使用することが可能である。
Resin binders for the
電荷発生層4における電荷発生材料の含有量は、電荷発生層4中の固形分に対して、好適には20~80質量%、より好適には30~70質量%である。電荷発生層4における樹脂バインダの含有量は、電荷発生層4中の固形分に対して、好適には20~80質量%、より好適には30~70質量%である。また、電荷発生層4は、電荷発生機能を有すればよいので、その膜厚は一般的には0.01~1μmであり、好適には0.05~0.5μmである。
The content of the charge generation material in the
負帯電積層型感光体において、電荷輸送層5は、主として電荷輸送材料と樹脂バインダとにより構成される。
In the negative charging laminated photoreceptor, the
電荷輸送層5の電荷輸送材料としては、各種ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、ジアミン化合物、ブタジエン化合物、インドール化合物、アリールアミン化合物等を単独、あるいは適宜組み合わせて混合して用いることができる。
As the charge transport material for the
電荷輸送層5の樹脂バインダとしては、ポリアリレート樹脂、ビスフェノールA型、ビスフェノールZ型、ビスフェノールC型、ビスフェノールA型-ビフェニル共重合体、ビスフェノールZ型-ビフェニル共重合体などの各種ポリカーボネート樹脂を単独で、または複数種を混合して用いることができる。また、分子量の異なる同種の樹脂を混合して用いてもよい。その他、ポリフェニレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリスルホン樹脂、メタクリル酸エステルの重合体およびこれらの共重合体などを用いることができる。なお、上記樹脂バインダの質量平均分子量は、ポリスチレン換算によるGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)分析において、5,000~250,000が好適であり、より好適には10,000~200,000である。
As the resin binder for the
電荷輸送層5における電荷輸送材料の含有量としては、電荷輸送層5の固形分に対して、好適には10~80質量%、より好適には20~70質量%である。電荷輸送層5における樹脂バインダの含有量としては、電荷輸送層5の固形分に対して、好適には20~90質量%、より好適には30~80質量%である。また、電荷輸送層5の膜厚としては、実用上有効な表面電位を維持するためには3~50μmの範囲が好ましく、15~40μmの範囲がより好ましい。
The content of the charge transport material in the
[正帯電単層型感光体]
正帯電単層型感光体において、単層型感光層7は、主として電荷発生材料、電荷輸送材料としての正孔輸送材料および電子輸送材料(アクセプター性化合物)、並びに、樹脂バインダからなる。
[Positive charging single-layer photoreceptor]
In the positive charging single-layer type photoreceptor, the single-layer type
単層型感光層7の電荷発生材料としては、具体的には例えば、フタロシアニン系顔料、アゾ顔料、アントアントロン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、多環キノン顔料、スクアリリウム顔料、チアピリリウム顔料、キナクリドン顔料等を使用することができる。これら電荷発生材料は、単独で、または、2種以上を組み合わせて使用することが可能である。特に、アゾ顔料としては、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン顔料としては、N,N’-ビス(3,5-ジメチルフェニル)-3,4:9,10-ペリレン-ビス(カルボキシイミド)、フタロシアニン系顔料としては、無金属フタロシアニン、銅フタロシアニン、チタニルフタロシアニンを用いることが好ましい。また、X型無金属フタロシアニン、τ型無金属フタロシアニン、ε型銅フタロシアニン、α型チタニルフタロシアニン、Y型チタニルフタロシアニン、アモルファス型チタニルフタロシアニン、特開平8-209023号公報、米国特許第5736282号明細書および米国特許第5874570号明細書に記載のCuKα:X線回析スペクトルにてブラッグ角2θが9.6°を最大ピークとするチタニルフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニンを用いると、感度、耐久性および画質の点で著しく改善された効果を示すため、好ましい。
Specific examples of charge generating materials for the single-layer
単層型感光層7の正孔輸送材料としては、例えば、ヒドラゾン化合物、ピラゾリン化合物、ピラゾロン化合物、オキサジアゾール化合物、オキサゾール化合物、アリールアミン化合物、ベンジジン化合物、スチルべン化合物、スチリル化合物、ポリ-N-ビニルカルバゾール、ポリシラン等を使用することができる。これら正孔輸送材料は、単独で、または、2種以上を組み合わせて使用することが可能である。正孔輸送材料としては、光照射時に発生する正孔の輸送能力が優れている他、電荷発生材料との組み合せにおいて好適なものが好ましい。
Examples of hole-transporting materials for the single-layer
単層型感光層7の電子輸送材料(アクセプター性化合物)としては、無水琥珀酸、無水マレイン酸、ジブロモ無水琥珀酸、無水フタル酸、3-ニトロ無水フタル酸、4-ニトロ無水フタル酸、無水ピロメリット酸、ピロメリット酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸、フタルイミド、4-ニトロフタルイミド、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、クロラニル、ブロマニル、o-ニトロ安息香酸、マロノニトリル、トリニトロフルオレノン、トリニトロチオキサントン、ジニトロベンゼン、ジニトロアントラセン、ジニトロアクリジン、ニトロアントラキノン、ジニトロアントラキノン、チオピラン系化合物、キノン系化合物、ベンゾキノン化合物、ジフェノキノン系化合物、ナフトキノン系化合物、アントラキノン系化合物、スチルベンキノン系化合物、アゾキノン系化合物等を挙げることができる。これら電子輸送材料は、単独で、または、2種以上を組み合わせて使用することが可能である。
Electron transport materials (acceptor compounds) for the single-layer
単層型感光層7の樹脂バインダとしては、ビスフェノールA型、ビスフェノールZ型、ビスフェノールA型-ビフェニル共重合体、ビスフェノールZ型-ビフェニル共重合体などの他の各種ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、メタクリル酸エステルの重合体およびこれらの共重合体などを用いることができる。さらに、分子量の異なる同種の樹脂を混合して用いてもよい。
As the resin binder for the single-layer type
単層型感光層7における電荷発生材料の含有量は、単層型感光層7の固形分に対して、好適には0.1~20質量%、より好適には0.5~10質量%である。単層型感光層7における正孔輸送材料の含有量は、単層型感光層7の固形分に対して、好適には3~80質量%、より好適には5~60質量%である。単層型感光層7における電子輸送材料の含有量は、単層型感光層7の固形分に対して、好適には1~50質量%、より好適には5~40質量%である。単層型感光層7における樹脂バインダの含有量としては、単層型感光層7の固形分に対して、好適には10~90質量%、より好適には20~80質量%である。また、単層型感光層7の膜厚は、実用的に有効な表面電位を維持するためには3~100μmの範囲が好ましく、5~40μmの範囲がより好ましい。
The content of the charge-generating material in the single-layer type
[正帯電積層型感光体]
前述したように、正帯電積層型感光体において、感光層8は、電荷輸送層5および電荷発生層4を有する。
[Positive charging multilayer photoreceptor]
As described above, in the positively charged layered photoreceptor, the
正帯電積層型感光体において、電荷輸送層5は、主として電荷輸送材料と樹脂バインダとにより構成される。かかる電荷輸送材料および樹脂バインダとしては、負帯電積層型感光体の電荷輸送層5について挙げたものと同様の材料を用いることができる。各材料の含有量、および、電荷輸送層5の膜厚についても、負帯電積層型感光体と同様とすることができる。
In the positive charging laminated photoreceptor, the
電荷輸送層5上に設けられる電荷発生層4は、主として上記電荷発生材料、電荷輸送材料としての正孔輸送材料および電子輸送材料(アクセプター性化合物)、並びに、樹脂バインダからなる。電荷発生材料、正孔輸送材料、電子輸送材料および樹脂バインダとしては、単層型感光体の単層型感光層7について挙げたものと同様の材料を用いることができる。各材料の含有量、および、電荷発生層4の膜厚についても、単層型感光体の単層型感光層7と同様とすることができる。
The charge-generating
本発明の実施形態においては、積層型または単層型のいずれの感光層中にも、形成した膜のレべリング性の向上や潤滑性の付与を目的として、シリコーンオイルやフッ素系オイル等のレベリング剤を含有させることができる。また、膜硬度の調整や摩擦係数の低減、潤滑性の付与等を目的として、シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化カルシウム、アルミナ、酸化ジルコニウム等の金属酸化物、硫酸バリウム、硫酸カルシウム等の金属硫酸塩、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の金属窒化物の微粒子、または、4フッ化エチレン樹脂等のフッ素系樹脂粒子、フッ素系クシ型グラフト重合樹脂等を含有してもよい。さらにまた、必要に応じて、電子写真特性を著しく損なわない範囲で、その他公知の添加剤を含有させることもできる。 In the embodiment of the present invention, silicone oil, fluorine-based oil, or the like may be added to the photosensitive layer of either the laminated type or the single layer type for the purpose of improving the leveling property of the formed film and imparting lubricity. A leveling agent can be included. In addition, metal oxides such as silica, titanium oxide, zinc oxide, calcium oxide, alumina, and zirconium oxide, and metals such as barium sulfate and calcium sulfate are used for the purpose of adjusting film hardness, reducing friction coefficient, and imparting lubricity. Fine particles of metal nitrides such as sulfates, silicon nitrides and aluminum nitrides, fluororesin particles such as ethylene tetrafluoride resin, fluorine-based comb-type graft polymerized resins, and the like may also be contained. Further, if necessary, other known additives may be added within a range that does not significantly impair the electrophotographic properties.
また、感光層中には、耐環境性や有害な光に対する安定性を向上させる目的で、酸化防止剤や光安定剤などの劣化防止剤を含有させることができる。このような目的に用いられる化合物としては、トコフェロールなどのクロマノール誘導体およびエステル化化合物、ポリアリールアルカン化合物、ハイドロキノン誘導体、エーテル化化合物、ジエーテル化化合物、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、チオエーテル化合物、フェニレンジアミン誘導体、ホスホン酸エステル、亜リン酸エステル、フェノール化合物、ヒンダードフェノール化合物、直鎖アミン化合物、環状アミン化合物、ヒンダードアミン化合物等が挙げられる。 Further, the photosensitive layer may contain an anti-deterioration agent such as an antioxidant and a light stabilizer for the purpose of improving environmental resistance and stability against harmful light. Compounds used for such purposes include chromanol derivatives and esterified compounds such as tocopherol, polyarylalkane compounds, hydroquinone derivatives, etherified compounds, dietherified compounds, benzophenone derivatives, benzotriazole derivatives, thioether compounds, and phenylenediamine derivatives. , phosphonates, phosphites, phenol compounds, hindered phenol compounds, linear amine compounds, cyclic amine compounds, hindered amine compounds, and the like.
本発明の実施形態の電子写真用感光体は、各種マシンプロセスに適用することにより所期の効果が得られるものである。具体的には、ローラやブラシなどの帯電部材を用いた接触帯電方式、コロトロンやスコロトロンなどを用いた非接触帯電方式等の帯電プロセス、並びに、非磁性一成分、磁性一成分、二成分などの現像方式を用いた接触現像および非接触現像方式などの現像プロセスにおいても、十分な効果を得ることができる。 The electrophotographic photoreceptor of the embodiment of the present invention can obtain desired effects by applying it to various machine processes. Specifically, charging processes such as a contact charging method using a charging member such as a roller or a brush, a non-contact charging method using a corotron or scorotron, etc. Sufficient effects can also be obtained in development processes such as contact development using a development system and non-contact development system.
本発明の実施形態の感光体は、その構成に応じて、導電性基体1上に、所望に応じ下引き層3を介して、上述のような各層を、常法に従い順次積層形成することによって製造することができる。各層は、それぞれの構成材料を適切な有機溶媒に分散、溶解させた塗布液を、浸漬塗布法など通常の方法で塗布し、乾燥することによって形成される。塗布液の調製に用いる溶媒の種類や、塗工条件、乾燥条件等については、常法に従い適宜選択することができ、特に制限されるものではない。
The photoreceptor according to the embodiment of the present invention is formed by sequentially laminating each layer as described above on a
ここで、前述したように、導電性基体1のうち端部1Eは、画像形成領域外であって間隙保証部材40を当接させる部位であるので、有機感光層2は通常設けない。例えば、浸漬塗工法を用いて有機感光層2を形成する場合には、導電性基体1を軸方向が垂直方向になるようにして塗布液中に浸漬するので、導電性基体1のうち有機感光層2を設けない上側の端部1Eについては、浸漬位置の制御により塗布液の未塗布領域を設けることで、形成することができる。一方、導電性基体1のうち下側の端部1Eについては、塗布液に浸漬して有機感光層2の塗膜を形成した後、この端部1Eに相当する部位から塗膜を除去することにより、未塗膜形成部を設けることができる。塗膜の除去は、塗膜を溶解させることができる溶剤(塗膜可溶性溶剤)を用いて行うことができ、具体的には例えば、塗膜可溶性溶剤を付着させたブラシや板材を用いる他、塗膜可溶性溶剤を含浸させた不織布製のクリーニングテープなどを用いることもできる。塗膜可溶性溶剤としては、例えば、ジクロロメタンやテトラヒドロフラン、ジオキサンなどを用いることができる。
Here, as described above, the
(プロセスカートリッジ)
本発明の実施形態のプロセスカートリッジは、上記電子写真用感光体10と、電子写真用感光体10に形成された静電潜像を、現像剤を用いて現像する現像スリーブ20と、現像スリーブ20に支持されて、電子写真用感光体10と現像スリーブ20との間隙を規定する間隙保証部材40と、を備える。間隙保証部材40は現像スリーブ20の両端にそれぞれ設けられてよい。図2に示すように、さらに、電子写真用感光体10を帯電するための帯電ローラ30を備えるものとすることもできる。
(process cartridge)
The process cartridge of the embodiment of the present invention comprises the
本発明の実施形態のプロセスカートリッジにおいては、2つの間隙保証部材40がそれぞれ、電子写真用感光体10のうち端部1Eの外周面と接触する。このような構成とすることで、間隙保証部材40に起因して有機感光層2が摩耗や剥離を生ずることがないので、現像スリーブと感光体との間のギャップの変化を抑えて、白地カブリや黒点などの画像不具合の発生を抑制することができる。また、間隙保証部材40により現像スリーブと感光体との間の間隔を一定に保持できるので、感光層膜厚を厚膜化した感光体に帯電ローラ30による接触帯電方式を採用した場合でも、帯電の均一性を保持することができ、良好な画像品質を得ることができる。よって、感光層の厚膜化により長寿命化を図っても、印字濃度を保持しつつ白地カブリや黒点などの画像不具合の発生を抑制したプロセスカートリッジを得ることができる。
In the process cartridge of the embodiment of the present invention, the two
本発明の実施形態のプロセスカートリッジにおいては、現像スリーブ20、帯電ローラ30および間隙保証部材40の具体的構成については特に制限はなく、常法に従い適宜選定することができる。例えば、導電性基体1の中心部1Cおよび端部1Eはいずれも回転軸方向に沿って外径が実質的に一定に形成されているので、このうち端部1Eの外周面に当接する間隙保証部材40の外周面も回転軸方向に沿って外径は実質的に一定であり、よって端部1Eの外周面と間隙保証部材40の外周面とは互いに回転軸方向に平行な状態で当接する。なお、感光体10のうち有機感光層2の表面と、現像スリーブ20の表面との間の間隔Gは、黒点等の画像不具合を生ずることなく適正な印字濃度を得る観点からは、好適には220~260μmの範囲であり、より好適には234~260μmである。また、間隙保証部材40の外径D4は、一般的に15~30mmの範囲である。
上記のプロセスカートリッジは、端部1Eと、端部1Eに接する間隙保証部材40とからなる2つの組を含むが、端部1Eと、端部1Eに接する間隙保証部材40とからなる単一の組のみ含んでもよい。
In the process cartridge of the embodiment of the present invention, the specific configurations of the developing
The process cartridge described above includes two sets of the
以下、本発明の具体的態様を、実施例を用いてさらに詳細に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例によって限定されるものではない。 Specific embodiments of the present invention will be described in more detail below using examples. The present invention is not limited by the following examples as long as the gist thereof is not exceeded.
導電性基体として、下記の表中に示す条件を有するものを用いて、以下に従い、各実施例および比較例の電子写真用感光体を作製した。導電性基体はアルミニウム製であって円筒状を有し、押出し/引抜き加工を経た上で、精密旋盤により、回転軸方向において、画像形成領域を含む中心部と、スロープ部を介してその外側に位置する2つの端部とを有する形状に加工した。導電性基体の全長は357.5mmであった。また、スロープ部の回転軸方向における長さL1は5mmとした。 Using conductive substrates having the conditions shown in the table below, electrophotographic photoreceptors of Examples and Comparative Examples were produced. The conductive substrate is made of aluminum and has a cylindrical shape. It was machined into a shape with two located ends. The total length of the conductive substrate was 357.5 mm. Also, the length L1 of the slope portion in the rotation axis direction was set to 5 mm.
まず、アルコール可溶性ナイロン(東レ(株)製、商品名「CM8000」)5質量部と、アミノシラン処理された酸化チタン微粒子5質量部とを、メタノール90質量部に溶解、分散させて、下引き層形成用塗布液を調製した。上記導電性基体のうち中心部の外周に、この下引き層形成用塗布液を浸漬塗工し、温度100℃で30分間乾燥して、膜厚3μmの下引き層を形成した。 First, 5 parts by mass of alcohol-soluble nylon (manufactured by Toray Industries, Inc., trade name "CM8000") and 5 parts by mass of aminosilane-treated titanium oxide fine particles are dissolved and dispersed in 90 parts by mass of methanol to form an undercoat layer. A forming coating liquid was prepared. This undercoat layer-forming coating liquid was dip-coated on the periphery of the central portion of the conductive substrate and dried at 100° C. for 30 minutes to form an undercoat layer having a thickness of 3 μm.
電荷発生材料としてのY型チタニルフタロシアニン(Y-TiOPc)1.5質量部と、樹脂バインダとしてのポリビニルブチラール樹脂(積水化学(株)製、商品名「エスレックBM-1」)1質量部とを、ジクロロメタン60質量部に溶解させて、電荷発生層用塗布液を調製した。上記下引き層上に、この電荷発生層用塗布液を浸漬塗布し、温度80℃で30分間乾燥して、膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。 1.5 parts by mass of Y-type titanyl phthalocyanine (Y-TiOPc) as a charge generating material and 1 part by mass of polyvinyl butyral resin (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., trade name "S-Lec BM-1") as a resin binder. , and 60 parts by mass of dichloromethane to prepare a charge generating layer coating solution. This charge generation layer coating solution was dip-coated on the undercoat layer and dried at a temperature of 80° C. for 30 minutes to form a charge generation layer having a thickness of 0.3 μm.
電荷輸送材料(CTM)としての下記構造式、
で示される化合物8質量部と、樹脂バインダとしての下記構造式、
で示される繰り返し単位を有する樹脂12質量部とを、テトラヒドロフラン80質量部に溶解して、電荷輸送層形成用塗布液を作製した。上記電荷発生層上に、この電荷輸送層形成用塗布液を浸漬塗工し、温度120℃で60分間乾燥して、下記の表中に示す有機感光層膜厚となるような膜厚で電荷輸送層を形成し、負帯電積層型感光体を作製した。
The following structural formula as a charge transport material (CTM),
8 parts by mass of the compound represented by the following structural formula as a resin binder,
was dissolved in 80 parts by mass of tetrahydrofuran to prepare a coating liquid for forming a charge transport layer. This coating solution for forming a charge transport layer was dip-coated on the charge generation layer and dried at a temperature of 120° C. for 60 minutes. A transport layer was formed to prepare a negatively charged laminated photoreceptor.
各実施例および比較例で得られた感光体を、現像スリーブと、その両端部に固定された間隙保証部材と、帯電ローラと、を備えるプロセスカートリッジに組み込み、得られたプロセスカートリッジをキヤノン社製プリンターimage RUNNER 2545に搭載した。このプロセスカートリッジにおいて、間隙保証部材は、感光体の両端部の外周面に所定の押圧力にて圧接されていた。また、現像スリーブの外径D3は20mmであり、間隙保証部材の外径D4は20.4mmであった。帯電ローラの外径は14mmであった。 The photoreceptor obtained in each example and comparative example was incorporated into a process cartridge comprising a developing sleeve, a gap guarantee member fixed to both ends of the sleeve, and a charging roller. It was mounted on the printer image RUNNER 2545. In this process cartridge, the gap assurance member is pressed against the outer peripheral surface of both ends of the photoreceptor with a predetermined pressing force. The outer diameter D3 of the developing sleeve was 20 mm, and the outer diameter D4 of the gap assurance member was 20.4 mm. The charging roller had an outer diameter of 14 mm.
このプリンターにおいて常温常湿(24℃50%)の環境下で印字を行い、白紙画像上の黒点発生レベルを0.5刻みで評価するとともに、印字濃度を測定した。黒点レベルが、4以上の場合を×、3.5の場合を△、3以下の場合を○とし、印字濃度が1.33以上の場合を○、1.32以下の場合を×として、いずれかの評価が×である場合は×、×はないが△がある場合は△、○のみの場合を○として判定した。その結果を、下記の表中に併せて示す。 Printing was performed with this printer under normal temperature and humidity (24° C., 50%) environment, and the black spot generation level on the blank image was evaluated in increments of 0.5, and the print density was measured. If the black dot level is 4 or higher, it is indicated by x, if it is 3.5, it is indicated by △, if it is 3 or lower, it is indicated by o, if the print density is 1.33 or higher, it is indicated by o, and if it is 1.32 or lower, it is indicated by x. When the evaluation was x, it was determined as x, when there was no x but there was △, it was determined as △, and when only ○ was evaluated, it was determined as ○. The results are also shown in the table below.
上記表中に示すように、中心部の外径D0と前記端部の外径D1とが所定条件を満足する導電性基体を用いた各実施例の感光体は、感光層の厚膜化により長寿命化を図っても、間隙保証部材を備えた現像プロセスを有するプロセスカートリッジに組み込んだ際に、画像品質を確保しつつ画像不具合の発生を抑制することができることが確かめられた。 As shown in the above table, the photoreceptor of each example using a conductive substrate satisfying predetermined conditions for the outer diameter D0 of the central portion and the outer diameter D1 of the end portion was obtained by increasing the thickness of the photosensitive layer. It was confirmed that even if the life span was extended, image defects could be suppressed while maintaining image quality when incorporated in a process cartridge having a developing process with a gap guarantee member.
1,51 導電性基体
1C 中心部
1E 端部
1S スロープ部
2 有機感光層
3 下引き層
4 電荷発生層
5 電荷輸送層
6,8 積層型の感光層
7 単層型の感光層
10,50 電子写真用感光体
20 現像スリーブ
30 帯電ローラ
40 間隙保証部材
1, 51
Claims (5)
前記導電性基体が、回転軸方向において、画像形成領域を含む外径D0の円筒状の中心部と、前記中心部の外側に位置する外径D1の円筒状の2つの端部とを有し、
前記中心部の外周に、前記有機感光層が形成され、
前記有機感光層の膜厚が26~34μmであって(有機感光層の膜厚には、下引き層を設ける場合には、下引き層の膜厚も含む)、
前記中心部の外径D0と前記2つの端部それぞれの外径D1とが、下記式、
50μm≦(D1-D0)/2≦90μm (1)
で示される関係を満足する電子写真用感光体。 An electrophotographic photoreceptor comprising a cylindrical conductive substrate and an organic photosensitive layer provided on the conductive substrate,
The conductive substrate has, in the rotation axis direction, a cylindrical central portion having an outer diameter D0 including an image forming area and two cylindrical end portions having an outer diameter D1 located outside the central portion. ,
The organic photosensitive layer is formed on the periphery of the central portion,
The thickness of the organic photosensitive layer is 26 to 34 μm (the thickness of the organic photosensitive layer includes the thickness of the undercoat layer when an undercoat layer is provided) ,
The outer diameter D0 of the central portion and the outer diameter D1 of each of the two ends are determined by the following formula,
50 μm≦(D1−D0)/2≦90 μm (1)
An electrophotographic photoreceptor that satisfies the relationship represented by:
請求項1または2記載の電子写真用感光体と、
前記電子写真用感光体に形成された静電潜像を、現像剤を用いて現像する現像スリーブと、
前記現像スリーブに支持されて、前記電子写真用感光体と前記現像スリーブとの間隙を規定する間隙保証部材と、を備え、
前記間隙保証部材が、前記電子写真用感光体のうち前記端部の外周面と接触するプロセスカートリッジ。 In the process cartridge detachable to the main body of the electrophotographic image forming apparatus,
an electrophotographic photoreceptor according to claim 1 or 2;
a developing sleeve for developing the electrostatic latent image formed on the electrophotographic photoreceptor using a developer;
a gap guarantee member that is supported by the developing sleeve and defines a gap between the electrophotographic photoreceptor and the developing sleeve;
A process cartridge in which the gap guarantee member is in contact with the outer peripheral surface of the end portion of the electrophotographic photoreceptor.
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