JP4251486B2 - Method for producing electrophotographic photosensitive member - Google Patents
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Description
本発明は、レーザービームプリンタ、ファクシミリ、デジタルコピー等に用いる電子写真感光体の製造方法に関する。 The present invention relates to a laser beam printer, a facsimile, producing how the electrophotographic photosensitive member used in the digital copy and the like.
近年、電子写真方式を用いた情報処理システム機の発展は目覚ましいものがある。特に情報をデジタル信号に変換して、光によって情報記録を行なう光プリンターは、そのプリント品質、信頼性において向上が著しい。このデジタル記録技術は、プリンターのみならず通常の複写機にも応用され、いわゆるデジタル複写機が開発されている。また、従来からあるアナログ複写にこのデジタル記録技術を搭載した複写機は、種々様々な情報処理機能が付加されるため、今後その需要性が益々高まっていくと予想される。さらに、パーソナルコンピュータの普及、及び性能の向上にともない、画像及びドキュメントのカラー出力を行なうためのデジタルカラープリンターの進歩も急激に進んでいる。 In recent years, there has been a remarkable development of information processing system machines using electrophotography. In particular, an optical printer that converts information into a digital signal and records information by light has a remarkable improvement in print quality and reliability. This digital recording technology is applied not only to printers but also to ordinary copying machines, and so-called digital copying machines have been developed. In addition, since a variety of information processing functions are added to a conventional copying machine equipped with this digital recording technology for analog copying, it is expected that its demand will increase further in the future. In addition, with the spread of personal computers and the improvement in performance, the progress of digital color printers for performing color output of images and documents is rapidly progressing.
これらの電子写真画像形成装置に用いる電子写真感光体は光導電性素材として、従来用いられたSe、CdS、ZnO等の無機材料に対し、感度、熱安定性、毒性等に優位性を有する有機光導電性材料を用いた電子写真感光体が主流になっている。この有機光導電性材料を用いた電子写真感光体の感光層を形成する場合、電荷発生層上に電荷輸送層を積層した機能分離型のものが感度、耐久性に優れるため一般に用いられている。 The electrophotographic photoreceptor used in these electrophotographic image forming apparatuses is an organic material having superiority in sensitivity, thermal stability, toxicity, etc., as a photoconductive material, compared to inorganic materials such as Se, CdS, and ZnO that are conventionally used. Electrophotographic photoreceptors using photoconductive materials have become mainstream. When forming a photosensitive layer of an electrophotographic photoreceptor using this organic photoconductive material, a function separation type in which a charge transport layer is laminated on a charge generation layer is generally used because of its excellent sensitivity and durability. .
この電荷発生層に含まれる電荷発生物質としては、各種アゾ顔料、多環キノン系顔料、三方晶形セレン、各種フタロシアニン顔料等多くの電荷発生物質が開発されている。それらの内、フタロシアニン顔料は600〜800nmの長波長光に対して高感度を示すため、光源がLEDやLDである電子写真プリンターやデジタル複写機用の感光体用材料として極めて重要かつ有用である。 As the charge generation material contained in the charge generation layer, many charge generation materials such as various azo pigments, polycyclic quinone pigments, trigonal selenium, various phthalocyanine pigments have been developed. Among them, the phthalocyanine pigment exhibits high sensitivity to light having a long wavelength of 600 to 800 nm, and thus is extremely important and useful as a photosensitive material for electrophotographic printers and digital copying machines whose light sources are LEDs and LDs. .
このフタロシアニン顔料を用いた電子写真感光体は、フタロシアニン顔料、結着樹脂、溶媒等を含有する分散液を円筒状ドラムに浸漬塗布することによって作製するのが一般的である。しかしながら、フタロシアニン顔料を含有する分散液を塗布した場合、塗膜の濃度がドラム面の位置によって異なる、すなわち濃度ムラが発生しやすく、このような濃度ムラが発生した電子写真感光体を用いて画像形成を行った際は、特にハーフトーン画像において、濃度のムラが顕著に現れるという問題を有していた。さらに、浸漬塗工における、ドラム引き上げ開始時、すなわちドラムの上端の濃度と、ドラム引き上げ終了時、すなわちドラムの下端側の濃度が異なる濃度ムラが発生した場合は、形成した画像の両端で濃度が異なる等の不具合が発生する問題が生じていた。 In general, an electrophotographic photoreceptor using the phthalocyanine pigment is prepared by dip-coating a dispersion containing a phthalocyanine pigment, a binder resin, a solvent, and the like onto a cylindrical drum. However, when a dispersion containing a phthalocyanine pigment is applied, the density of the coating film varies depending on the position of the drum surface, that is, density unevenness is likely to occur, and an image is produced using an electrophotographic photosensitive member in which such density unevenness has occurred. When forming, there is a problem that uneven density appears remarkably in a halftone image. Further, in the dip coating, if density unevenness occurs at the start of drum lifting, that is, the density at the upper end of the drum, and at the end of drum lifting, that is, the density at the lower end of the drum, the density is increased at both ends of the formed image. There was a problem that a malfunction such as a difference occurred.
このような異常画像を解決するため、電荷発生層用塗料として電荷発生物質とバインダー樹脂とポリジメチルシロキサンと塗料化溶剤を用いて感光体を作製する(特許文献1参照)、あるいは電荷発生物質とバインダー樹脂とポリジメチルシロキサンで疎水化された気相合成シリカと塗料化溶剤を用いて感光体を作製する方法が提案されている(特許文献2、特許文献3参照)。しかしながら、これらの方法は、感度劣化等の特性の悪化を引き起こしてしまうことや、効果が充分でない等の問題があった。
In order to solve such an abnormal image, a photoconductor is produced using a charge generation material, a binder resin, polydimethylsiloxane, and a coating solvent as a charge generation layer coating (see Patent Document 1), or There has been proposed a method of producing a photoconductor using vapor phase synthetic silica hydrophobized with a binder resin and polydimethylsiloxane and a coating solvent (see
また、濃度ムラを低減する別の方法として、浸漬槽の液面上に生じる溶剤の蒸気層の高さ寸法を一定以下にする感光層の成膜方法が提案されている(特許文献4参照)。しかしながら、この方法においても、設備上の改造を要するため容易に行えないことや、効果が充分でない等の問題があった。
上記のような実情を考慮し、本発明の目的は、高感度でかつ濃度ムラ等のない電子写真感光体の製造方法を提供することである。 Considering circumstances described above, an object of the present invention is to provide a manufacturing how without an electrophotographic photosensitive member having such high sensitivity and uneven density.
本発明者等は、少なくともフタロシアニン顔料を含有する電荷発生層用塗工液を用いた場合に濃度ムラ等の異常画像が発生する問題に関して鋭意検討を行ない、上記課題が、以下の手段によって解決されることを見出した。 The present inventors have intensively studied the problem that abnormal images such as density unevenness occur when a charge generation layer coating solution containing at least a phthalocyanine pigment is used, and the above problems are solved by the following means. I found out.
(1)導電性支持体上に少なくとも電荷発生層、電荷輸送層を順に設けた電子写真感光体の製造方法において、前記電荷発生層は少なくとも平均粒径0.3μm以下のフタロシアニン顔料、30〜40mol%の水酸基を有するポリビニルアセタール樹脂、有機溶媒、及び0.01〜0.99重量%の水分を含有し、10℃以下の液温で、少なくとも分散室と0.4nm以上の孔径を有する合成ゼオライト吸着剤を分散液に対して1〜20重量%浸漬させた循環タンク間で分散液の循環を複数回実施して分散処理される電荷発生層用塗工液から形成されることを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
(1) In the method for producing an electrophotographic photosensitive member in which at least a charge generation layer and a charge transport layer are sequentially provided on a conductive support, the charge generation layer is a phthalocyanine pigment having an average particle size of 0.3 μm or less, 30 to 40 mol Synthetic zeolite containing at least a dispersion chamber and a pore size of 0.4 nm or more at a liquid temperature of 10 ° C. or less, containing a polyvinyl acetal resin having a% hydroxyl group, an organic solvent, and water of 0.01 to 0.99 wt% It is formed from a coating solution for a charge generation layer that is dispersed by performing circulation of the dispersion several times between circulation tanks in which 1 to 20% by weight of the adsorbent is immersed in the dispersion. A method for producing an electrophotographic photoreceptor.
(2)前記フタロシアニン顔料がCu−Kα線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの27.2±0.2°に最大ピークを有するチタニルフタロシアニン顔料であることを特徴とする前記(1)に記載の電子写真感光体の製造方法。
(3)前記チタニルフタロシアニンがCu−Kα線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの27.2±0.2°に最大ピークと最低角7.3±0.2°にピークを有し、7.4〜9.4゜の範囲にピークを有さないことを特徴とする前記(2)に記載の電子写真感光体の製造方法。
(2) In the above ( 1) , the phthalocyanine pigment is a titanyl phthalocyanine pigment having a maximum peak at 27.2 ± 0.2 ° of the Bragg angle 2θ with respect to the Cu—Kα ray (wavelength 1.542Å). A method for producing the electrophotographic photosensitive member according to claim.
(3 ) The titanyl phthalocyanine has a maximum peak at a Bragg angle 2θ of 27.2 ± 0.2 ° and a peak at a minimum angle of 7.3 ± 0.2 ° with respect to a Cu—Kα ray (wavelength 1.542 mm), The method for producing an electrophotographic photosensitive member according to ( 2) above, wherein no peak is present in the range of 7.4 to 9.4 °.
本発明において、電荷発生層は少なくとも平均粒径0.3μm以下のフタロシアニン顔料、30mol%以上の水酸基を有するポリビニルアセタール樹脂、有機溶媒、及び0.01〜0.99重量%の水分を含有した電荷発生層用塗工液から形成されることによって、高感度でかつ濃度ムラ等のない感光体が得られる理由は定かではないが、下記のように推定される。 In the present invention, the charge generation layer comprises a phthalocyanine pigment having an average particle size of 0.3 μm or less, a polyvinyl acetal resin having a hydroxyl group of 30 mol% or more, an organic solvent, and a charge containing 0.01 to 0.99% by weight of water. The reason why a photoconductor with high sensitivity and no density unevenness can be obtained by forming from the generation layer coating solution is not clear, but is estimated as follows.
すなわち、電荷発生材料であるフタロシアニン顔料は、平均粒径を0.3μm以下の小粒径化を達成することによって、電荷発生材料粒子内部で生成された光キャリアの多くは粒子表面までの移動距離が短くなるため、粒子表面のキャリア発生サイトに到達する前に失活する可能性が低くなること(光キャリア発生効率の増加)、いま1つは、粒子の小粒径化に伴い表面積の増加が起こり、顔料粒子表面を取り巻く電荷輸送物質との接触量の増加に基づく光キャリア注入効率が増加することにより、光感度を増加させることが可能になる。 In other words, the phthalocyanine pigment, which is a charge generation material, achieves a smaller average particle size of 0.3 μm or less, so that most of the photocarriers generated inside the charge generation material particles move to the particle surface. Is less likely to be deactivated before reaching the carrier generation site on the particle surface (increased photocarrier generation efficiency). The other is that the surface area increases as the particle size decreases. And the photocarrier injection efficiency based on the increase in the amount of contact with the charge transporting material surrounding the pigment particle surface increases, thereby making it possible to increase the photosensitivity.
この小粒径化を達成する方法としては、アルミナやジルコニア等の分散メディアを高速撹拌させることで高い分散効率を得ることが可能な、ビーズミル分散装置を用いた分散方式が望ましいが、高速撹拌の際の発熱により温度上昇が生じることから、温度上昇を防ぐため、分散室を冷却しながら分散する必要がある。
しかしながら、冷却を行いながら分散処理をするため、分散液の温度も低下し、分散装置の結露等によって塗工液中に水分が入り込みやすくなる。そのため、電荷発生層用塗工液中の水分量が増加した場合、液の表面エネルギーが変化し、塗膜形成時に濃度ムラが生じやすくなる。従って、電荷発生層用塗工液中の水分量を0.01〜0.99重量%にすることによって、濃度ムラの発生のない電荷発生層用塗工液を得られるものと思われる。
さらに、電荷発生層に用いる樹脂として、30mol%以上の水酸基を有するポリビニルアセタール樹脂を用いることで、顔料と樹脂の吸着が増加し分散性が向上することや、電荷発生層の塗布面との接着性が向上することから、濃度ムラが生じにくくなるものと推定される。
As a method for achieving this reduction in particle size, a dispersion method using a bead mill dispersion device that can obtain high dispersion efficiency by stirring a dispersion medium such as alumina or zirconia at high speed is desirable. Since the temperature rises due to the generated heat, it is necessary to disperse while cooling the dispersion chamber in order to prevent the temperature rise.
However, since the dispersion treatment is performed while cooling, the temperature of the dispersion liquid also decreases, and moisture easily enters the coating liquid due to condensation of the dispersion apparatus. Therefore, when the amount of moisture in the charge generation layer coating solution increases, the surface energy of the solution changes, and density unevenness is likely to occur during coating film formation. Therefore, it is considered that the charge generation layer coating solution free from density unevenness can be obtained by setting the water content in the charge generation layer coating solution to 0.01 to 0.99% by weight.
Further, as a resin used for the charge generation layer, a polyvinyl acetal resin having a hydroxyl group of 30 mol% or more is used, so that the adsorption of the pigment and the resin is increased and the dispersibility is improved. It is estimated that density unevenness is less likely to occur due to the improvement of the properties.
本発明で用いられるフタロシアニン顔料としては、無金属フタロシアニンまたは金属フタロシアニンが挙げられ、モーザーおよびトーマスの「フタロシアニン化合物」(ラインホールド社、1963)等に記載されている合成法、及び他の適当な方法によって得られるものを使用する。 Examples of the phthalocyanine pigment used in the present invention include metal-free phthalocyanine or metal phthalocyanine, and synthetic methods described in Moser and Thomas' "phthalocyanine compound" (Rheinhold, 1963), and other suitable methods. Use the one obtained by
金属フタロシアニンの一例としては、銅、銀、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、インジウム、ナトリウム、リチウム、チタン、錫、鉛、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルトなどを中心金属にもつものが挙げられる。また、フタロシアニンの中心核には前記金属原子の代わりに、三価以上の原子価を有するハロゲン化金属が存在していても良い。なお、フタロシアニンは各種結晶形が知られているが、α型、β型、Y型、ε型、τ型、X型などの結晶形、及び非晶形など公知のものが使用できる。 Examples of metal phthalocyanines include those having a central metal such as copper, silver, beryllium, magnesium, calcium, zinc, indium, sodium, lithium, titanium, tin, lead, vanadium, chromium, manganese, iron, and cobalt. . Further, a metal halide having a valence of 3 or more may be present in the central nucleus of phthalocyanine instead of the metal atom. Although various crystal forms of phthalocyanine are known, known forms such as crystal forms such as α-type, β-type, Y-type, ε-type, τ-type, and X-type, and amorphous forms can be used.
さらに本発明によれば、下記に示すように中心金属にチタンを有するチタニルフタロシアニン(以下TiOPc)が特に感度が高く優れた特性を示しており、より望ましい。
TiOPcの合成法や電子写真特性に関する文献としては、例えば特開昭57−148745号公報、特開昭59−36254号公報、特開昭59−44054号公報、特開昭59−31965号公報、特開昭61−239248号公報、特開昭62−67094号公報などが挙げられる。また、TiOPcには種々の結晶系が知られており、特開昭59−49544号公報、特開昭59−166959号公報、特開昭61−239248号公報、特開昭62−67094号公報、特開昭63−366号公報、特開昭63−116158号公報、特開昭63−196067号公報、特開昭64−17066号公報、特開2001−19871号公報等に各々結晶形の異なるTiOPcが記載されている。
これらの結晶形のうち、ブラッグ角2θの27.2°に最大回折ピークを有するTiOPcが特に優れた感度特性を示し、良好に使用される。特に、特開2001−19871号公報に記載されている27.2°に最大回析ピークを有し、かつ最も低角側の回析ピークとして7.3°にピークを有し、7.4〜9.4゜の範囲にピークを有さないTiOPcを用いることによって、高感度を失うことなく、繰り返し使用しても帯電性の低下を生じない安定した電子写真感光体を得ることができる。更に、上記結晶型のうち、26.3°にピークを有さない結晶型を使用すると、本発明の効果を一層顕著なものにすることができる。
References relating to the synthesis method and electrophotographic characteristics of TiOPc include, for example, JP-A-57-148745, JP-A-59-36254, JP-A-59-44054, JP-A-59-31965, JP-A 61-239248, JP-A 62-67094 and the like can be mentioned. Various crystal systems are known for TiOPc. JP 59-49544 A, JP 59-166959 A, JP 61-239248 A, and JP 62-67094 A. JP-A-63-366, JP-A-63-116158, JP-A-63-196067, JP-A-64-17066, JP-A-2001-19871, etc. Different TiOPc are described.
Of these crystal forms, TiOPc having a maximum diffraction peak at a Bragg angle 2θ of 27.2 ° exhibits particularly excellent sensitivity characteristics and is used favorably. In particular, it has a maximum diffraction peak at 27.2 ° described in JP-A-2001-19871, and has a peak at 7.3 ° as the lowest diffraction peak, and 7.4. By using TiOPc having no peak in the range of ˜9.4 °, it is possible to obtain a stable electrophotographic photosensitive member that does not lose chargeability even when it is repeatedly used without losing high sensitivity. Furthermore, the use of a crystal form having no peak at 26.3 ° among the above crystal forms can make the effects of the present invention more remarkable.
前記電荷発生材料の平均粒径を求める方法としては、分散液を塗布し塗膜を形成したものを電子顕微鏡で観察することで求めることができる。なお、電荷発生材料の粒子形状は、米粒形状、針状形状等種々の形態を有し、いずれの形態もとりうる。したがって、直接観察の際は複数個の粒子(少なくとも10個以上)の長軸方向の長さを測定し、算術平均を求めることにより平均粒径を求めることができる。 As a method for obtaining the average particle diameter of the charge generating material, it can be obtained by observing with an electron microscope a coating film formed by applying a dispersion. The particle shape of the charge generation material has various forms such as a rice grain shape and a needle shape, and any shape can be adopted. Therefore, in the case of direct observation, the average particle diameter can be obtained by measuring the length in the major axis direction of a plurality of particles (at least 10 particles) and calculating the arithmetic average.
また、本発明においては電荷発生層用塗工液に30mol%以上、好ましくは30〜40mol%の水酸基を有するポリビニルアセタール樹脂を含むことが必要である。ポリビニルアセタール樹脂は重合度、アセタール化度、水酸基、アセチル基の割合により異なる特性を示すが、水酸基が特定の割合で存在することによって、顔料分散性、及び接着性に関して良好な特性を示するため、濃度ムラが低減し、静電特性上も良好な特性を示すものと思われる。
また、本発明においては電荷発生層用塗工液に有機溶媒、及び0.01〜0.99重量%の水分を含むことが必要である。有機溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセルソルブ、酢酸エチル、酢酸メチル、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、リグロイン等の非ハロゲン系溶媒が望ましい。また水分量が0.01%より少ない場合、感度が悪くなる等の不具合が生じ、また水分量が0.99%より多い場合、塗膜の濃度ムラが顕著になる。従って、電荷発生層用塗工液に水分を添加する、あるいは脱水処理により水分を除去することで、水分量を0.01〜0.99重量%にすることが必要である。 In the present invention, it is necessary that the charge generation layer coating solution contains an organic solvent and 0.01 to 0.99% by weight of water. As the organic solvent, for example, non-halogen solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, tetrahydrofuran, dioxane, ethyl cellosolve, ethyl acetate, methyl acetate, cyclohexane, toluene, xylene, ligroin and the like are desirable. Further, when the water content is less than 0.01%, problems such as poor sensitivity occur, and when the water content is more than 0.99%, the coating film has uneven density. Therefore, it is necessary to make the water content 0.01 to 0.99% by adding water to the charge generation layer coating liquid or removing the water by dehydration.
本発明においては、これらのフタロシアニン顔料、ポリビニルアセタール樹脂、有機溶媒を、前述のように、高い分散効率を得ることが可能なビーズミル分散装置を用いて分散処理し電荷発生層用塗工液を作製することで、高感度でかつ濃度ムラ等のない電子写真感光体を得ることが可能となる。ビーズミル分散装置の構造を図1に示す。台(9)の上に載置されている分散室(2)と吸着剤が投入された循環タンク(4)、循環ポンプ(5)およびそれらをつなぐ配管、即ち分散室(2)と循環タンク(4)をつなぐ配管(3)、循環タンク(4)と循環ポンプ(5)をつなぐ配管(7)及び循環ポンプ(5)と分散室(2)をつなぐ配管(8)からなり、分散室(2)の中には高速で回転するローターが入っていて、このローターはモーター(1)により駆動され、分散液は分散室(2)から配管(3)を通って循環タンク(4)へ流出し、また循環タンク(4)から配管(7)を通って循環ポンプ(5)に導入され、循環ポンプ(5)から遮断が可能な弁(6)を経て分散室(2)に循環される。 In the present invention, these phthalocyanine pigment, polyvinyl acetal resin, and organic solvent are dispersed using a bead mill dispersing device capable of obtaining high dispersion efficiency as described above to produce a coating solution for a charge generation layer. By doing so, it is possible to obtain an electrophotographic photosensitive member with high sensitivity and no density unevenness. The structure of the bead mill dispersing apparatus is shown in FIG. The dispersion chamber (2) placed on the table (9), the circulation tank (4) charged with the adsorbent, the circulation pump (5) and the piping connecting them, that is, the dispersion chamber (2) and the circulation tank A pipe (3) connecting (4), a pipe (7) connecting the circulation tank (4) and the circulation pump (5), and a pipe (8) connecting the circulation pump (5) and the dispersion chamber (2). (2) contains a rotor that rotates at high speed, and this rotor is driven by the motor (1), and the dispersion liquid passes from the dispersion chamber (2) through the pipe (3) to the circulation tank (4). It flows out from the circulation tank (4) through the pipe (7) to the circulation pump (5) and is circulated from the circulation pump (5) to the dispersion chamber (2) through a valve (6) that can be shut off. The
この際、分散液の液温度を10℃以下に冷却を行うことで、装置の発熱による温度上昇を防ぐことができ、さらに分散液も安定に保つことが可能となる。また、分散室と吸着剤を浸漬させた循環タンク間で分散液の循環を複数回実施して分散処理することで、分散液を低い液温で繰り返し分散させることができると同時に、水分量を0.01〜0.99重量%に制御することが可能となり望ましい。なお、本発明における複数回の分散処理とは、分散装置に投入されている分散液の量に対する、循環流量の比から容易に計算することができる。
なお、ビーズミル分散装置では分散しようとする材料の粒径が大きいと、充分に分散できず、分散不良が発生することがあるので、それを防止するため、あらかじめ他の手段で分散しておく方法(このような処理はプレ分散と呼ばれる)も用いることが可能である。
At this time, by cooling the liquid temperature of the dispersion liquid to 10 ° C. or less, it is possible to prevent a temperature rise due to heat generation of the apparatus, and it is possible to keep the dispersion liquid stable. In addition, the dispersion liquid can be repeatedly circulated between the dispersion chamber and the circulation tank in which the adsorbent is immersed to disperse the dispersion liquid repeatedly at a low liquid temperature, and at the same time, the water content can be reduced. It can be controlled to 0.01 to 0.99% by weight, which is desirable. In the present invention, the plurality of dispersion treatments can be easily calculated from the ratio of the circulation flow rate to the amount of the dispersion charged in the dispersion apparatus.
In addition, when the particle size of the material to be dispersed is large in the bead mill dispersing device, it cannot be sufficiently dispersed and a dispersion failure may occur. In order to prevent this, a method of dispersing in advance by other means (Such processing is called pre-dispersion).
本発明に用いる吸着剤は、循環タンク中に浸漬させることで、繰返し分散処理と吸着処理を実施することが可能となるものである。吸着剤は循環タンク内で保持され、分散室へ入りこまないような構造にすれば、いかなる方法で使用することも可能であり、合成ゼオライト、シリカゲル、活性炭、活性アルミナ、硫酸カルシウム、水素化カルシウム、炭酸カリウム等の吸着剤を用いることができる。これらのうち、合成ゼオライトは、水分吸着に適した孔径を有しており、吸着能力が高いことからより好ましく、特に0.4nm以上の孔径を有する合成ゼオライトが望ましい。また吸着剤の量は分散液に対し0.5〜30重量%、好ましくは1〜20重量%が適当である。 The adsorbent used in the present invention can be repeatedly dispersed and adsorbed by being immersed in a circulation tank. The adsorbent can be used in any way as long as the adsorbent is held in the circulation tank and does not enter the dispersion chamber. Synthetic zeolite, silica gel, activated carbon, activated alumina, calcium sulfate, calcium hydride Adsorbents such as potassium carbonate can be used. Of these, synthetic zeolite has a pore size suitable for moisture adsorption and is more preferable because of its high adsorption capacity, and synthetic zeolite having a pore size of 0.4 nm or more is particularly desirable. The amount of adsorbent is 0.5 to 30% by weight, preferably 1 to 20% by weight, based on the dispersion.
また本発明における分散液は分散処理終了後、3μm以下の有効孔径を有するフィルター、より好ましくは1μm以下の有効孔径を有するフィルターを用いて濾過工程を行うことで、分散液に吸着剤が入り込んだ際にも除去することが可能となり、また分散液中に残存する粗大粒子を取り除くこともできる。これによって、感光層中に異物が混入されるのを防ぐことが可能となり、黒ポチ等の画像欠陥を防ぐことが可能となる。なお、フィルターの材質は、濾過する分散液に使用される溶媒に対して耐性のあるものであれば、いかなるものでも使用することが可能である。 Moreover, the dispersion liquid in the present invention is subjected to a filtration step using a filter having an effective pore diameter of 3 μm or less, more preferably a filter having an effective pore diameter of 1 μm or less after the dispersion treatment is completed, so that the adsorbent enters the dispersion liquid. The coarse particles remaining in the dispersion can also be removed. Accordingly, it is possible to prevent foreign matters from being mixed into the photosensitive layer, and it is possible to prevent image defects such as black spots. Any material can be used for the filter as long as it is resistant to the solvent used in the dispersion to be filtered.
本発明によれば、高感度でかつ濃度ムラ等のない電子写真感光体、及びその製造方法、電子写真感光体を用いた画像形成装置ならびに画像形成装置用プロセスカートリッジが提供される。 According to the present invention, there are provided an electrophotographic photosensitive member having high sensitivity and no density unevenness, a manufacturing method thereof, an image forming apparatus using the electrophotographic photosensitive member, and a process cartridge for the image forming apparatus.
続いて、本発明に用いられる電子写真感光体について、図面を用いて詳しく説明する。
図2は、本発明に用いられる電子写真感光体の構成例を示す断面図であり、導電性支持体(31)上に、電荷発生材料を主成分とする電荷発生層(35)と、電荷輸送材料を主成分とする電荷輸送層(37)とが、積層された構成をとっている。
Next, the electrophotographic photosensitive member used in the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the electrophotographic photosensitive member used in the present invention. On the conductive support (31), a charge generation layer (35) mainly composed of a charge generation material, and a charge The charge transport layer (37) mainly composed of a transport material has a laminated structure.
また図3は、本発明に用いられる電子写真感光体の構成例を示す別の断面図であり、導電性支持体(31)上に、中間層(33)、電荷発生材料を主成分とする電荷発生層(35)と、電荷輸送材料を主成分とする電荷輸送層(37)とが、積層された構成をとっている。
更に図4は、本発明に用いられる電子写真感光体の更に別の構成例を示す断面図であり、導電性支持体(31)上に、中間層(33)、電荷発生層(35)と電荷輸送層(37)を設け、その上に保護層(39)が積層された構成をとっている。
FIG. 3 is another cross-sectional view showing a structural example of the electrophotographic photosensitive member used in the present invention. The conductive layer (31) has an intermediate layer (33) and a charge generation material as main components. The charge generation layer (35) and the charge transport layer (37) mainly composed of the charge transport material are stacked.
FIG. 4 is a sectional view showing still another structural example of the electrophotographic photosensitive member used in the present invention. On the conductive support (31), an intermediate layer (33), a charge generation layer (35) and A charge transport layer (37) is provided, and a protective layer (39) is laminated thereon.
導電性支持体(31)としては、体積抵抗1010Ω・cm以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板およびそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法で素管化したもの、特開昭52−36016号公報に記載のエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルト等が挙げられ、これらのものの表面を切削加工で刃具により連続した粗さに形成する方法、液体ホーニング、超仕上げ、湿式又は乾式ブラスト、あるいは陽極酸化皮膜の形成等により粗面化処理したものも良好に使用される。 Examples of the conductive support (31) include those having a volume resistance of 10 10 Ω · cm or less, for example, metals such as aluminum, nickel, chromium, nichrome, copper, gold, silver, platinum, tin oxide, oxidation Metal oxide such as indium by vapor deposition or sputtering, film or cylindrical plastic, paper coated, or aluminum, aluminum alloy, nickel, stainless steel plates, etc. and methods such as extrusion and drawing And endless nickel belts, endless stainless steel belts and the like described in JP-A-52-36016, and a method for forming the surface of these belts into a continuous roughness with a cutting tool, liquid, Honing, superfinishing, wet or dry blasting, or anodic oxide film formation, etc. Is also preferably used more that surface-roughened.
本発明の電子写真感光体には、導電性支持体(31)と感光層との間に中間層を設けることができる。中間層は一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶媒で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。
このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。また、中間層にはモアレ防止、残留電位の低減等のために酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。
In the electrophotographic photoreceptor of the present invention, an intermediate layer can be provided between the conductive support (31) and the photosensitive layer. In general, the intermediate layer is mainly composed of a resin. However, considering that the photosensitive layer is coated with a solvent on these resins, it is desirable that the resin be a resin having high solvent resistance with respect to a general organic solvent. .
Examples of such resins include water-soluble resins such as polyvinyl alcohol, casein, and sodium polyacrylate, alcohol-soluble resins such as copolymer nylon and methoxymethylated nylon, polyurethane, melamine resin, phenol resin, alkyd-melamine resin, and epoxy. Examples thereof include a curable resin that forms a three-dimensional network structure such as a resin. Further, fine powder pigments of metal oxides exemplified by titanium oxide, silica, alumina, zirconium oxide, tin oxide, indium oxide and the like may be added to the intermediate layer in order to prevent moire and reduce residual potential.
これらの中間層に用いられる溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセルソルブ、酢酸エチル、酢酸メチル、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、リグロイン等の非ハロゲン系溶媒が望ましい。更に本発明の中間層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することもできる。この他、本発明の中間層には、Al2O3を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン(パリレン)等の有機物やSiO2、SnO2、TiO2、ITO、CeO2等の無機物を真空薄膜作成法にて設けたものも良好に使用できる。このほかにも公知のものを用いることができる。中間層の膜厚は0〜5μmが適当である。
また中間層塗布液の塗工法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の方法を用いることができる。
Examples of the solvent used in these intermediate layers include methanol, ethanol, isopropanol, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, tetrahydrofuran, dioxane, ethyl cellosolve, ethyl acetate, methyl acetate, cyclohexane, toluene, xylene, ligroin, and other non-halogen-based solvents. A solvent is desirable. Furthermore, a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a chromium coupling agent, or the like can be used as the intermediate layer of the present invention. In addition, in the intermediate layer of the present invention, Al 2 O 3 is provided by anodic oxidation, organic matter such as polyparaxylylene (parylene), SiO 2 , SnO 2 , TiO 2 , ITO, CeO 2, etc. Those provided with an inorganic material by a vacuum thin film forming method can also be used satisfactorily. In addition, known ones can be used. The thickness of the intermediate layer is suitably from 0 to 5 μm.
As the coating method for the intermediate layer coating solution, methods such as dip coating, spray coating, beat coating, nozzle coating, spinner coating, and ring coating can be used.
次に感光層について説明する。
感光層は前述のように、電荷発生層(35)と電荷輸送層(37)で構成される積層型が感度、耐久性において優れた特性を示し、良好に使用される。電荷発生層(35)は、電荷発生材料として前述のフタロシアニン顔料及びポリビニルアセタール樹脂を溶媒中に分散し、これを導電性支持体上に塗布し、乾燥することにより形成されるものであり、ビーズミル装置を用いて分散を行い、塗工法としては前述の方法を用いることが可能である。
またこれらの電荷発生層は添加剤等を加えることも可能であり、膜厚は0.01〜5μm程度が適当であり、好ましくは0.1〜2μmである。
Next, the photosensitive layer will be described.
As described above, as the photosensitive layer, a laminated type composed of the charge generation layer (35) and the charge transport layer (37) exhibits excellent characteristics in sensitivity and durability, and is used favorably. The charge generation layer (35) is formed by dispersing the above-mentioned phthalocyanine pigment and polyvinyl acetal resin as a charge generation material in a solvent, coating this on a conductive support, and drying. Dispersion is performed using an apparatus, and the above-described method can be used as a coating method.
These charge generation layers can be added with additives and the like, and the film thickness is suitably about 0.01 to 5 μm, preferably 0.1 to 2 μm.
電荷輸送層(37)は、電荷輸送物質および結着樹脂を、適当な溶媒、好ましくは非ハロゲン系溶媒であるテトラヒドロフランやジオキソラン、ジオキサン等の環状エーテルやトルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素、及びそれらの誘導体に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。 The charge transport layer (37) contains a charge transport material and a binder resin in a suitable solvent, preferably a cyclic ether such as tetrahydrofuran, dioxolane or dioxane, which is a non-halogen solvent, an aromatic hydrocarbon such as toluene or xylene, In addition, it can be formed by dissolving or dispersing in a derivative thereof and applying and drying this on the charge generation layer. Moreover, a plasticizer, a leveling agent, antioxidant, etc. can also be added as needed.
電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。電子輸送物質としては、例えばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4−オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイド、ベンゾキノン誘導体等の電子受容性物質が挙げられる。 Charge transport materials include hole transport materials and electron transport materials. Examples of the electron transport material include chloroanil, bromanyl, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,4,5,7-tetranitro-9-fluorenone, 2,4 , 5,7-tetranitroxanthone, 2,4,8-trinitrothioxanthone, 2,6,8-trinitro-4H-indeno [1,2-b] thiophen-4-one, 1,3,7-tri Examples thereof include electron-accepting substances such as nitrodibenzothiophene-5,5-dioxide and benzoquinone derivatives.
正孔輸送物質としては、ポリ−N−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、9−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジェン誘導体、ピレン誘導体等、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体等その他公知の材料が挙げられる。これらの電荷輸送物質は単独、または2種以上混合して用いられる。 Examples of the hole transport material include poly-N-vinylcarbazole and derivatives thereof, poly-γ-carbazolylethyl glutamate and derivatives thereof, pyrene-formaldehyde condensates and derivatives thereof, polyvinylpyrene, polyvinylphenanthrene, polysilane, oxazole derivatives, Oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, monoarylamine derivatives, diarylamine derivatives, triarylamine derivatives, stilbene derivatives, α-phenylstilbene derivatives, benzidine derivatives, diarylmethane derivatives, triarylmethane derivatives, 9-styrylanthracene derivatives, pyrazolines Derivatives, divinylbenzene derivatives, hydrazone derivatives, indene derivatives, butadiene derivatives, pyrene derivatives, etc., bisstilbene derivatives, enamine derivatives, etc. Other known materials may be mentioned. These charge transport materials may be used alone or in combination of two or more.
結着樹脂としてはポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアレート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられ、特にポリカーボネートは電気特性や耐磨耗性において優れた特性を示す。 Binder resins include polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, polyester, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, poly Vinylidene chloride, polyarate, phenoxy resin, polycarbonate, cellulose acetate resin, ethyl cellulose resin, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl toluene, poly-N-vinyl carbazole, acrylic resin, silicone resin, epoxy resin, melamine resin, urethane resin, phenol resin And thermoplastic or thermosetting resins such as alkyd resins, and polycarbonates in particular exhibit excellent electrical properties and wear resistance.
電荷輸送物質の量は結着樹脂100重量部に対し、20〜300重量部、好ましくは40〜150重量部が適当である。また、電荷輸送層の膜厚は5〜100μm程度とすることが好ましい。
また、電荷輸送層には電荷輸送物質としての機能とバインダー樹脂の機能を持った高分子電荷輸送物質も良好に使用される。これら高分子電荷輸送物質から構成される電荷輸送層は耐摩耗性に優れたものである。耐摩耗性を向上させることは、繰り返し使用における感光体にかかる電界強度の上昇を低減し、本発明の効果をより一層顕著にするものである。高分子電荷輸送物質としては、公知の材料が使用できるが、下記構造式に示すようなトリアリールアミン構造を主鎖および/または側鎖に含むポリカーボネートは良好に用いられる。
The amount of the charge transport material is appropriately 20 to 300 parts by weight, preferably 40 to 150 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin. The thickness of the charge transport layer is preferably about 5 to 100 μm.
In addition, a polymer charge transport material having a function as a charge transport material and a function of a binder resin is also preferably used for the charge transport layer. The charge transport layer composed of these polymer charge transport materials is excellent in wear resistance. Improving the wear resistance reduces the increase in the electric field strength applied to the photoreceptor in repeated use, and makes the effect of the present invention even more remarkable. A known material can be used as the polymer charge transport material, but a polycarbonate having a triarylamine structure as shown in the following structural formula in the main chain and / or side chain is preferably used.
また、電荷輸送層に使用される高分子電荷輸送物質として、上述の高分子電荷輸送物質の他に、電荷輸送層の成膜時には電子供与性基を有するモノマーあるいはオリゴマーの状態で、成膜後に硬化反応あるいは架橋反応をさせることで、最終的に2次元あるいは3次元の架橋構造を有する重合体も含むものである。
その他の電子供与性基を有する重合体としては、公知単量体の共重合体や、ブロック重合体、グラフト重合体、スターポリマーや、また、例えば特開平3−109406号公報、特開2000−206723号公報、特開2001−34001号公報等に記載されているような電子供与性基を有する架橋重合体などを用いることも可能である。
Further, as the polymer charge transport material used in the charge transport layer, in addition to the polymer charge transport material described above, in the state of the monomer or oligomer having an electron donating group at the time of film formation of the charge transport layer, A polymer having a two-dimensional or three-dimensional crosslinked structure is finally included by carrying out a curing reaction or a crosslinking reaction.
Examples of other polymers having an electron donating group include copolymers of known monomers, block polymers, graft polymers, star polymers, and, for example, JP-A-3-109406, JP-A-2000- It is also possible to use a crosslinked polymer having an electron donating group as described in JP-A-206723, JP-A No. 2001-34001, and the like.
本発明において電荷輸送層(37)中に可塑剤やレベリング剤を添加してもよい。可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレートなど一般の樹脂の可塑剤として使用されているものがそのまま使用でき、その使用量は、結着樹脂に対して0〜30重量%程度が適当である。レベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどのシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいは、オリゴマーが使用され、その使用量は結着樹脂に対して、0〜1重量%が適当である。 In the present invention, a plasticizer or a leveling agent may be added to the charge transport layer (37). As the plasticizer, those used as general plasticizers such as dibutyl phthalate and dioctyl phthalate can be used as they are, and the amount used is suitably about 0 to 30% by weight based on the binder resin. As the leveling agent, silicone oils such as dimethyl silicone oil and methylphenyl silicone oil, polymers or oligomers having a perfluoroalkyl group in the side chain are used, and the amount used is 0 to 0 with respect to the binder resin. 1% by weight is suitable.
本発明においては、黒ポチ、かぶり等の異常画像を防止するのに、保護層(39)を感光層の上に設けられることも有効な手段である。保護層(39)に使用される材料としてはABS樹脂、ACS樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリスチレン、AS樹脂、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂等の樹脂や、ポリテトラフルオロエチレンのような弗素樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。又これらの樹脂に酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、チタン酸カリウム、シリカ及びそれらの表面処理品等の無機材料を分散したものを用いることができる。 In the present invention, it is also effective to provide a protective layer (39) on the photosensitive layer in order to prevent abnormal images such as black spots and fog. Materials used for the protective layer (39) include ABS resin, ACS resin, olefin-vinyl monomer copolymer, chlorinated polyether, allyl resin, phenol resin, polyacetal, polyamide, polyamideimide, polyacrylate, polyallylsulfone. , Polybutylene, polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyarylate, polyethersulfone, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyimide, acrylic resin, polymethylpentene, polypropylene, polyphenylene oxide, polysulfone, polystyrene, AS resin, butadiene-styrene copolymer, polyurethane Resin such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, and epoxy resin, fluorine resin such as polytetrafluoroethylene, and silicone resin. That. Also, those obtained by dispersing inorganic materials such as titanium oxide, aluminum oxide, tin oxide, zinc oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, potassium titanate, silica, and surface-treated products thereof in these resins can be used.
また、感光体の保護層に用いられるフィラー材料のうち有機性フィラー材料としては、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、シリコーン樹脂粉末、a−カーボン粉末等が挙げられ、無機性フィラー材料としては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等の金属酸化物、チタン酸カリウムなどの無機材料が挙げられる。特に、フィラーの硬度の点からは、この中でも無機材料を用いることが有利である。特に、シリカ、酸化チタン、アルミナが特に有効に使用でき、電気絶縁性が高く(比抵抗が1010Ω・cm以上)画像ボケが発生しにくいフィラーとして有効に使用できる。更に、この中でも六方ちょう密構造を有するα−アルミナが画像ボケの抑制や耐摩耗性の向上の点から最も有効に使用できる。 Among the filler materials used for the protective layer of the photoreceptor, examples of the organic filler material include fluorine resin powder such as polytetrafluoroethylene, silicone resin powder, a-carbon powder, and the like. Metals such as copper, tin, aluminum and indium, silica, tin oxide, zinc oxide, titanium oxide, indium oxide, antimony oxide, bismuth oxide, tin oxide doped with antimony, tin doped indium oxide and other metals Examples thereof include inorganic materials such as oxides and potassium titanate. In particular, it is advantageous to use an inorganic material among them from the viewpoint of the hardness of the filler. In particular, silica, titanium oxide, and alumina can be used particularly effectively, and can be used effectively as a filler that has high electrical insulation (specific resistance is 10 10 Ω · cm or more) and is less likely to cause image blur. Further, among these, α-alumina having a hexagonal close-packed structure can be most effectively used from the viewpoint of suppressing image blur and improving wear resistance.
保護層中のフィラー濃度は使用するフィラー種により、また感光体を使用する電子写真プロセス条件によっても異なるが、保護層の最表層側において全固形分に対するフィラーの比で5重量%以上、好ましくは10重量%以上、50重量%以下、好ましくは30重量%以下程度が良好である。
また、使用するフィラーの体積平均粒径は、0.1μm〜2μmの範囲が良好に使用され、好ましくは0.3μm〜1μmの範囲である。この場合、平均粒径が小さすぎると耐摩耗性が充分に発揮されず、大きすぎると塗膜の表面性が悪くなったり、塗膜そのものが形成できなかったりするからである。
The filler concentration in the protective layer varies depending on the type of filler used and also on the electrophotographic process conditions using the photoconductor, but the ratio of filler to the total solid content on the outermost layer side of the protective layer is preferably 5% by weight or more, preferably It is 10% by weight or more and 50% by weight or less, preferably about 30% by weight or less.
Further, the volume average particle size of the filler used is preferably in the range of 0.1 μm to 2 μm, and preferably in the range of 0.3 μm to 1 μm. In this case, if the average particle size is too small, the wear resistance is not sufficiently exhibited, and if it is too large, the surface property of the coating film is deteriorated or the coating film itself cannot be formed.
本発明において使用するフィラーの比抵抗は以下のように定義される。フィラーのような粉体は、充填率によりその比抵抗値が異なるので、一定の条件下で測定する必要がある。本発明においては、特開平5−94049号公報の図1に示される装置、特開平5−113688号公報の図1に示される測定装置と同様の構成の装置を用いて、フィラーの比抵抗値を測定し、この値を用いた。測定装置において、電極面積は4.0cm2である。測定前に片側の電極に4kgの荷重を1分間かけ、電極間距離が4mmになるように試料量を調節する。 The specific resistance of the filler used in the present invention is defined as follows. Since the specific resistance value of a powder such as a filler varies depending on the filling rate, it is necessary to measure under certain conditions. In the present invention, the specific resistance value of the filler using the apparatus shown in FIG. 1 of JP-A-5-94049 and the apparatus having the same configuration as the measuring apparatus shown in FIG. 1 of JP-A-5-113688. Was measured and this value was used. In the measuring device, the electrode area is 4.0 cm 2 . Prior to measurement, a load of 4 kg is applied to one electrode for 1 minute, and the sample amount is adjusted so that the distance between the electrodes is 4 mm.
測定の際には、上部電極の重量(1kg)の荷重状態で測定を行ない、印加電圧は100Vにて測定する。106Ω・cm以上の領域は、HIGH RESISTANCEMETER(横河ヒューレットパッカード製)、それ以下の領域についてはデジタルマルチメーター(フルーク製)により測定した。これにより得られた比抵抗値を本発明の云うところの比抵抗値と定義するものである。
更に、これらのフィラーは、少なくとも一種の表面処理剤で表面処理させることが可能であり、そうすることがフィラーの分散性の面から好ましい。フィラーの分散性の低下は残留電位の上昇だけでなく、塗膜の透明性の低下や塗膜欠陥の発生、さらには耐摩耗性の低下をも引き起こすため、高耐久化あるいは高画質化を妨げる大きな問題に発展する可能性がある。表面処理剤としては、従来用いられている表面処理剤を使用することができるが、フィラーの絶縁性を維持できる表面処理剤が好ましい。
At the time of measurement, the measurement is performed with the upper electrode weight (1 kg) loaded, and the applied voltage is measured at 100V. The area of 10 6 Ω · cm or higher was measured with a HIGH RESISTANCE METER (manufactured by Yokogawa Hewlett Packard), and the area below it was measured with a digital multimeter (manufactured by Fluke). The specific resistance value thus obtained is defined as the specific resistance value of the present invention.
Further, these fillers can be surface-treated with at least one kind of surface treatment agent, and it is preferable from the viewpoint of filler dispersibility. Lowering the dispersibility of the filler not only increases the residual potential, but also lowers the transparency of the coating, causes defects in the coating, and lowers the wear resistance. It can develop into a big problem. As the surface treatment agent, a conventionally used surface treatment agent can be used, but a surface treatment agent capable of maintaining the insulating properties of the filler is preferable.
例えば、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコアルミネート系カップリング剤、高級脂肪酸等、あるいはこれらとシランカップリング剤との混合処理や、Al2O3、TiO2、ZrO2、シリコーン、ステアリン酸アルミニウム等、あるいはそれらの混合処理がフィラーの分散性及び画像ボケの点からより好ましい。 For example, a titanate coupling agent, an aluminum coupling agent, a zircoaluminate coupling agent, a higher fatty acid, etc., or a mixed treatment of these with a silane coupling agent, Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , Silicone, aluminum stearate, or the like, or a mixture thereof is more preferable from the viewpoint of filler dispersibility and image blur.
シランカップリング剤による処理は、画像ボケの影響が強くなるが、上記の表面処理剤とシランカップリング剤との混合処理を施すことによりその影響を抑制できる場合がある。表面処理量については、用いるフィラーの平均一次粒径によって異なるが、3〜30wt%が適しており、5〜20wt%がより好ましい。表面処理量がこれよりも少ないとフィラーの分散効果が得られず、また多すぎると残留電位の著しい上昇を引き起こす。これらフィラー材料は単独もしくは2種類以上混合して用いられる。フィラーの表面処理量に関しては、上述のようにフィラー量に対して使用する表面処理剤の重量比で定義される。
これらフィラー材料は、適当な分散機を用いることにより分散できる。また、保護層の透過率の点から使用するフィラーは1次粒子レベルまで分散され、凝集体が少ない方が好ましい。
The treatment with the silane coupling agent is strongly influenced by image blur, but the influence may be suppressed by performing a mixing treatment of the surface treatment agent and the silane coupling agent. The surface treatment amount varies depending on the average primary particle size of the filler used, but is preferably 3 to 30 wt%, more preferably 5 to 20 wt%. If the surface treatment amount is less than this, the filler dispersion effect cannot be obtained, and if it is too much, the residual potential is significantly increased. These filler materials may be used alone or in combination of two or more. The surface treatment amount of the filler is defined by the weight ratio of the surface treatment agent used with respect to the filler amount as described above.
These filler materials can be dispersed by using an appropriate disperser. Further, from the viewpoint of the transmittance of the protective layer, it is preferable that the filler used is dispersed to the primary particle level and has less aggregates.
また、高速応答性や残留電位低減のために保護層に電荷輸送物質を加えることができ、有効な手段である。保護層に用いることのできる電荷輸送物質は、前述の電荷輸送層の説明で記載した電荷輸送物質が使用される。
また、高分子電荷輸送物質を用いることは、感光体の耐久性を高める点で非常に有利である。保護層のフィラー以外の成分を高分子だけで構成することにより、機械的な耐摩耗性を向上させるだけでなく、化学的な安定性を高めることもできる。高分子は低分子に比べて化学的な反応性に乏しく、帯電部材から発生する酸化性ガスへの耐性、あるいは放電によるスパッタリング効果に対する耐性も高い。保護層のように耐摩耗性の高い膜を表面に有する場合、繰り返し使用での画像ボケの問題が非常に顕著になる。これは、感光体表面に、酸化性ガスの吸着や低抵抗物質の付着(吸着)が起こるためであると考えられるが、上述のようにフィラー及び高分子成分だけから構成される保護層を採用した場合には、吸着サイトが減少することになり、画像ボケに対して高い効果を示すものである。
保護層の形成法としては通常の塗布法が採用される。なお保護層の厚さは0.1〜10μm程度が適当である。
In addition, a charge transport material can be added to the protective layer for high-speed response and residual potential reduction, which is an effective means. As the charge transport material that can be used for the protective layer, the charge transport materials described in the description of the charge transport layer are used.
The use of a polymer charge transport material is very advantageous in terms of enhancing the durability of the photoreceptor. By constituting the components other than the filler of the protective layer only with the polymer, not only the mechanical wear resistance can be improved, but also the chemical stability can be enhanced. A polymer has poor chemical reactivity compared to a low molecule, and has a high resistance to an oxidizing gas generated from a charging member, or a high resistance to a sputtering effect caused by a discharge. When the surface has a highly wear-resistant film such as a protective layer, the problem of image blur due to repeated use becomes very significant. This is thought to be due to adsorption of oxidizing gas and adhesion (adsorption) of low-resistance substances on the surface of the photoconductor. However, as described above, a protective layer consisting only of filler and polymer components is used. In this case, the number of adsorption sites is reduced, which shows a high effect on image blur.
As a method for forming the protective layer, a normal coating method is employed. In addition, about 0.1-10 micrometers is suitable for the thickness of a protective layer.
また本発明においては、保護層の低表面エネルギー化を向上させるため、架橋樹脂に、反応性水酸基を有するフッ素系界面活性剤を架橋反応させて得られる樹脂を用いる方法は有効な手段である。
本発明において用いることのできる架橋樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂等が挙げられ、特にメラミン樹脂が良好に使用される。
また本発明におけるフッ素系界面活性剤は公知の材料を用いることができる。例えば、特開平07−068398号公報段落番号[0017]に記載される(1)フルオロアルキル基を有する(メタ)アクリレートを含む共重合体として、例えば特開昭60−221410号公報および特開昭60−228588号公報に記載のフッ素を含まないビニル型モノマーと含フッ素ビニル型モノマーとからなるブロック共重合体、(2)フッ素系グラフトポリマーとして、例えば特開昭60−187921号公報に記載のポリメチルメタクリレートを側鎖にもつメタクリレートマクロモノマーとフルオロアルキル基を有する(メタ)アクリレートを共重合した櫛型グラフトポリマーが挙げられる。これらのフッ素系樹脂は、塗料添加剤として市販されており、例えば、含フッ素ランダム共重合体としては旭硝子株式会社から樹脂表面改質剤SC−101、SC−105として市販されている。含フッ素ブロック共重合体として、フッ化アルキル基含有重合体セグメントとアクリル系重合体セグメントからなるブロック共重合体として日本油脂株式会社から市販されているモディパーFシリーズ(例えば、F100、F110、F200、F210、F2020)がある。フッ素系グラフトポリマーとしては、東亜合成株式会社よりアロンGF−150、GF−300の名前で市販されており、有用である。
In the present invention, in order to improve the reduction in surface energy of the protective layer, a method using a resin obtained by crosslinking reaction of a fluorosurfactant having a reactive hydroxyl group with the crosslinked resin is an effective means.
Examples of the crosslinked resin that can be used in the present invention include acrylic resins, urethane resins, melamine resins, alkyd resins, and the like, and melamine resins are particularly preferably used.
Moreover, a well-known material can be used for the fluorine-type surfactant in this invention. For example, as a copolymer containing (1) a (meth) acrylate having a fluoroalkyl group described in paragraph No. [0017] of JP-A-07-068398, for example, JP-A-60-212410 and JP-A No. A block copolymer comprising a fluorine-free vinyl monomer and a fluorine-containing vinyl monomer described in JP-A-60-228588, and (2) a fluorine-based graft polymer, for example, described in JP-A-60-187721 Examples thereof include a comb-type graft polymer obtained by copolymerizing a methacrylate macromonomer having polymethyl methacrylate in the side chain and a (meth) acrylate having a fluoroalkyl group. These fluororesins are commercially available as paint additives. For example, fluorine-containing random copolymers are commercially available from Asahi Glass Co., Ltd. as resin surface modifiers SC-101 and SC-105. As the fluorine-containing block copolymer, Modiper F series (for example, F100, F110, F200, commercially available from Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) as a block copolymer comprising a fluoroalkyl group-containing polymer segment and an acrylic polymer segment. F210, F2020). Fluorine-based graft polymers are commercially available from Toa Gosei Co., Ltd. under the names Aron GF-150 and GF-300.
また、架橋性樹脂を用いる際には、保護層中を光誘起電荷キャリアが移動できる程度に電荷輸送性の官能基を架橋樹脂中に結合させるか、高分子電荷輸送物質を配合することが望ましい。低分子型の電荷輸送物質と架橋樹脂とを混合することが可能であれば、低分子型の電荷輸送物質を混合しても良いが、保護層内に固定できず、低分子成分が表面に析出することがある。このようなケースに対して前述の高分子電荷輸送物質を用いることで析出を防ぎ、感度特性の向上を図ることができる。 In addition, when a crosslinkable resin is used, it is desirable to combine a charge transporting functional group in the crosslinkable resin to such an extent that photoinduced charge carriers can move in the protective layer, or to incorporate a polymer charge transport material. . If it is possible to mix the low molecular charge transport material and the cross-linked resin, the low molecular charge transport material may be mixed, but it cannot be fixed in the protective layer, and the low molecular component is on the surface. May precipitate. By using the above-described polymer charge transport material for such a case, precipitation can be prevented and sensitivity characteristics can be improved.
次に、本発明の新規な電子写真感光体が搭載された電子写真画像形成装置について詳しく説明する。
図5は、本発明の電子写真プロセスおよび電子写真画像形成装置を説明するための概略図である。
図5において、感光体(10)は導電性支持体上に少なくとも電荷発生層、電荷輸送層を含む感光層が設けられてなる。感光体(10)はドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであっても良い。帯電ローラ(12)、転写前チャージャ(15)、転写チャージャ(18)、分離チャージャ(19)、クリーニング前チャージャ(23)には、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器(ソリッド・ステート・チャージャー)、帯電ローラ、転写ローラを始めとする公知の手段が用いられる。
Next, an electrophotographic image forming apparatus equipped with the novel electrophotographic photosensitive member of the present invention will be described in detail.
FIG. 5 is a schematic view for explaining the electrophotographic process and the electrophotographic image forming apparatus of the present invention.
In FIG. 5, the photoreceptor (10) is formed by providing a photosensitive layer including at least a charge generation layer and a charge transport layer on a conductive support. The photoconductor (10) has a drum shape, but may be a sheet or endless belt. A charging roller (12), a pre-transfer charger (15), a transfer charger (18), a separation charger (19), and a pre-cleaning charger (23) include a corotron, a scorotron, a solid state charger, and charging. Known means such as a roller and a transfer roller are used.
これらの帯電方式のうち、特に接触帯電方式、あるいは非接触の近接配置方式がより望ましく、帯電効率が高くオゾン発生量が少ない、装置の小型化が可能である等のメリットを有する。
また、画像露光部(13)、除電ランプ(11)等の光源には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザー(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)などの発光物全般を用いることができる。
また、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
Among these charging methods, the contact charging method or the non-contact proximity arrangement method is more desirable, and has advantages such as high charging efficiency, a small amount of ozone generation, and miniaturization of the apparatus.
Further, light sources such as an image exposure unit (13) and a charge removal lamp (11) include fluorescent lamps, tungsten lamps, halogen lamps, mercury lamps, sodium lamps, light emitting diodes (LEDs), semiconductor lasers (LD), electroluminescence (EL). ) And other luminescent materials can be used.
In addition, various types of filters such as a sharp cut filter, a band pass filter, a near infrared cut filter, a dichroic filter, an interference filter, and a color temperature conversion filter can be used to irradiate only light in a desired wavelength range.
これらの光源のうち、発光ダイオード、及び半導体レーザーは照射エネルギーが高く、また600〜800nmの長波長光を有するため、前述の電荷発生材料であるフタロシアニン顔料が高感度を示すことから良好に使用される。
かかる光源等は、図5に示される工程の他に光照射を併用した転写工程、除電工程、クリーニング工程、あるいは前露光などの工程を設けることにより、感光体に光が照射される。
Among these light sources, light emitting diodes and semiconductor lasers have high irradiation energy and long wavelength light of 600 to 800 nm, so that the above-mentioned phthalocyanine pigment, which is a charge generation material, exhibits high sensitivity and is used well. The
Such a light source or the like irradiates the photosensitive member with light by providing a transfer process, a static elimination process, a cleaning process, or a pre-exposure process using light irradiation in addition to the process shown in FIG.
さて、現像ユニット(14)により感光体(10)上に現像されたトナーは、転写紙(17)に転写されるが、全部が転写されるわけではなく、感光体(10)上に残存するトナーも生ずる。このようなトナーは、ファーブラシ(22)およびブレード(23)により、感光体より除去される。クリーニングは、クリーニングブラシだけで行なわれることもあり、クリーニングブラシにはファーブラシ、マグファーブラシを始めとする公知のものが用いられる。 The toner developed on the photoconductor (10) by the developing unit (14) is transferred to the transfer paper (17), but not all is transferred and remains on the photoconductor (10). Toner is also produced. Such toner is removed from the photoreceptor by the fur brush (22) and the blade (23). Cleaning may be performed only with a cleaning brush, and a known brush such as a fur brush or a mag fur brush is used as the cleaning brush.
電子写真感光体に正(負)帯電を施し、画像露光を行なうと、感光体表面上には正(負)の静電潜像が形成される。これを負(正)極性のトナー(検電微粒子)で現像すれば、ポジ画像が得られ、また正(負)極性のトナーで現像すれば、ネガ画像が得られる。
かかる現像手段には、公知の方法が適用されるし、また、除電手段にも公知の方法が用いられる。
When the electrophotographic photosensitive member is positively (negatively) charged and image exposure is performed, a positive (negative) electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive member. If this is developed with toner of negative (positive) polarity (electrodetection fine particles), a positive image can be obtained, and if developed with toner of positive (negative) polarity, a negative image can be obtained.
A known method is applied to the developing unit, and a known method is also used for the charge eliminating unit.
次に、本発明の新規な電子写真感光体が搭載された画像形成要素について、説明する。
画像形成要素は、電子写真感光体と、その周りに少なくとも帯電部材、現像部材およびクリーニング部材が配置されたユニットとして構成され、複数色のトナーが用いられるカラー電子写真画像形成装置の場合には、その色の数に応じた数の画像形成要素が搭載され、また各画像形成要素は画像形成装置に固定しても、また個別に差し替え使用可能とすることもできる。
Next, an image forming element on which the novel electrophotographic photosensitive member of the present invention is mounted will be described.
In the case of a color electrophotographic image forming apparatus in which an image forming element is configured as a unit in which an electrophotographic photosensitive member and at least a charging member, a developing member, and a cleaning member are disposed around the electrophotographic photosensitive member, The number of image forming elements corresponding to the number of colors is mounted, and each image forming element can be fixed to the image forming apparatus or can be individually replaced.
図6は、画像形成要素を複数具備してなる電子写真画像形成装置(一般的には、タンデム方式のフルカラー電子写真画像形成装置と呼ばれる)を説明するための概略図であり、下記するような変形例も本発明の範疇に属するものである。
図6において、符号(1C、1M、1Y、1K)はドラム状の感光体であり、この感光体(1C、1M、1Y、1K)は図中の矢印方向に回転し、その周りに少なくとも回転順に帯電部材(2C、2M、2Y、2K)、現像部材(4C、4M、4Y、4K)、クリーニング部材(5C、5M、5Y、5K)が配置されている。帯電部材(2C、2M、2Y、2K)は、感光体表面を均一に帯電するための帯電装置を構成する帯電部材である。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining an electrophotographic image forming apparatus (generally called a tandem type full-color electrophotographic image forming apparatus) having a plurality of image forming elements. Modifications also belong to the category of the present invention.
In FIG. 6, reference numeral (1C, 1M, 1Y, 1K) denotes a drum-shaped photoconductor, and this photoconductor (1C, 1M, 1Y, 1K) rotates in the direction of the arrow in the figure and rotates at least around it. In order, a charging member (2C, 2M, 2Y, 2K), a developing member (4C, 4M, 4Y, 4K), and a cleaning member (5C, 5M, 5Y, 5K) are arranged. The charging members (2C, 2M, 2Y, 2K) are charging members that constitute a charging device for uniformly charging the surface of the photoreceptor.
この帯電部材(2C、2M、2Y、2K)と現像部材(4C、4M、4Y、4K)の間の感光体裏面側より、図示しない露光部材からのレーザー光(3C、3M、3Y、3K)が照射され、感光体(1C、1M、1Y、1K)に静電潜像が形成されるようになっている。そして、このような感光体(1C、1M、1Y、1K)を中心とした4つの画像形成要素(6C、6M、6Y、6K)が、転写材搬送手段である転写搬送ベルト(10)に沿って並置されている。転写搬送ベルト(24)は各画像形成ユニット(6C、6M、6Y、6K)の現像部材(4C、4M、4Y、4K)とクリーニング部材(5C、5M、5Y、5K)の間で感光体(1C、1M、1Y、1K)に当接しており、転写搬送ベルト(24)の感光体側の裏側に当たる面(裏面)には転写バイアスを印加するための転写ブラシ(11C、11M、11Y、11K)が配置されている。各画像形成要素(6C、6M、6Y、6K)は現像装置内部のトナーの色が異なることであり、その他は全て同様の構成となっている。 Laser light (3C, 3M, 3Y, 3K) from an exposure member (not shown) from the back side of the photoreceptor between the charging member (2C, 2M, 2Y, 2K) and the developing member (4C, 4M, 4Y, 4K) , And an electrostatic latent image is formed on the photoconductor (1C, 1M, 1Y, 1K). Then, four image forming elements (6C, 6M, 6Y, 6K) centering on such a photoreceptor (1C, 1M, 1Y, 1K) are along a transfer conveyance belt (10) which is a transfer material conveyance means. Are juxtaposed. The transfer / conveying belt (24) is provided between the developing member (4C, 4M, 4Y, 4K) and the cleaning member (5C, 5M, 5Y, 5K) of each image forming unit (6C, 6M, 6Y, 6K). 1C, 1M, 1Y, and 1K), and a transfer brush (11C, 11M, 11Y, and 11K) for applying a transfer bias to the back surface (back surface) of the transfer conveyance belt (24) that contacts the back side of the photoconductor. Is arranged. Each image forming element (6C, 6M, 6Y, 6K) is different in the color of the toner inside the developing device, and the others are the same in configuration.
図6に示す構成のカラー電子写真画像形成装置において、画像形成動作は次のようにして行なわれる。まず、各画像形成要素(6C、6M、6Y、6K)において、感光体(1C、1M、1Y、1K)が矢印方向(感光体と連れ周り方向)に回転する帯電部材(2C、2M、2Y、2K)により帯電され、次に感光体の内側に配置された露光部(図示しない)でレーザー光(3C、3M、3Y、3K)により、作成する各色の画像に対応した静電潜像が形成される。 In the color electrophotographic image forming apparatus having the configuration shown in FIG. 6, the image forming operation is performed as follows. First, in each image forming element (6C, 6M, 6Y, 6K), the charging member (2C, 2M, 2Y) in which the photoconductor (1C, 1M, 1Y, 1K) rotates in the direction of the arrow (the direction along with the photoconductor). 2K), and then an electrostatic latent image corresponding to the image of each color to be created by laser light (3C, 3M, 3Y, 3K) by an exposure unit (not shown) disposed inside the photoconductor. It is formed.
次に現像部材(4C、4M、4Y、4K)により潜像を現像してトナー像が形成される。現像部材(4C、4M、4Y、4K)は、それぞれC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)のトナーで現像を行なう現像部材で、4つの感光体(1C、1M、1Y、1K)上で作られた各色のトナー像は転写紙上で重ねられる。
転写紙(25)は給紙コロ(26)によりトレイから送り出され、一対のレジストローラ(27)で一旦停止し、上記感光体上への画像形成とタイミングを合わせて転写搬送ベルト(24)に送られる。転写搬送ベルト(24)上に保持された転写紙(25)は搬送されて、各感光体(1C、1M、1Y、1K)との当接位置(転写部)で各色トナー像の転写が行なわれる。
Next, the latent image is developed by a developing member (4C, 4M, 4Y, 4K) to form a toner image. The developing members (4C, 4M, 4Y, 4K) are developing members that perform development with toners of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and K (black), respectively. 1M, 1Y, 1K) toner images of each color are superimposed on the transfer paper.
The transfer paper (25) is fed out of the tray by a paper feed roller (26), temporarily stopped by a pair of registration rollers (27), and transferred to the transfer conveyance belt (24) in synchronism with the image formation on the photosensitive member. Sent. The transfer paper (25) held on the transfer / conveying belt (24) is transported, and each color toner image is transferred at a contact position (transfer portion) with each photoconductor (1C, 1M, 1Y, 1K). It is.
感光体上のトナー像は、転写ブラシ(11C、11M、11Y、11K)に印加された転写バイアスと感光体(1C、1M、1Y、1K)との電位差から形成される電界により、転写紙(25)上に転写される。そして4つの転写部を通過して4色のトナー像が重ねられた記録紙(25)は定着装置(28)に搬送され、トナーが定着されて、図示しない排紙部に排紙される。また、転写部で転写されずに各感光体(1C、1M、1Y、1K)上に残った残留トナーは、クリーニング装置(5C、5M、5Y、5K)で回収される。 The toner image on the photosensitive member is transferred onto the transfer paper (by the electric field formed by the potential difference between the transfer bias applied to the transfer brush (11C, 11M, 11Y, 11K) and the photosensitive member (1C, 1M, 1Y, 1K). 25) Transferred onto. Then, the recording paper (25) on which the toner images of four colors are superimposed through the four transfer portions is conveyed to the fixing device (28), where the toner is fixed, and is discharged to a paper discharge portion (not shown). Further, residual toner that is not transferred by the transfer unit and remains on the photosensitive members (1C, 1M, 1Y, 1K) is collected by a cleaning device (5C, 5M, 5Y, 5K).
なお、図6の例では画像形成要素は、転写紙搬送方向上流側から下流側に向けて、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)の色の順で並んでいるが、この順番に限るものではなく、色順は任意に設定されるものである。
また、黒色のみの原稿を作成する際には、黒色以外の画像形成要素(6C、6M、6Y)が停止するような機構を設けることは本発明に特に有効に利用できる。更に、図6において帯電部材は感光体と当接しているが、両者の間に適当なギャップ(10〜200μm程度)を設けることにより、両者の摩耗量が低減できると共に、帯電部材へのトナーフィルミングが少なくて済み良好に使用できる。
In the example of FIG. 6, the image forming elements are arranged in the order of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and K (black) from the upstream side to the downstream side in the transfer paper conveyance direction. However, it is not limited to this order, and the color order is arbitrarily set.
Further, when a black-only document is created, it is particularly effective to use the present invention to provide a mechanism that stops the image forming elements (6C, 6M, 6Y) other than black. Further, in FIG. 6, the charging member is in contact with the photoreceptor, but by providing an appropriate gap (about 10 to 200 μm) between them, the wear amount of both can be reduced and the toner film on the charging member can be reduced. It can be used satisfactorily with less ming.
以上説明した画像形成要素は、複写機、ファクシミリあるいはプリンター等の電子写真画像形成装置内に固定して組み込まれていても良いが、プロセスカートリッジの形でそれら装置に脱着自在の構成にして組み込まれてもよい。
また、このプロセスカートリッジとしては、フルカラー電子写真画像形成装置に用いられる前記の画像形成要素と言う意味でなく、1色のみの画像形成用のモノカラー画像形成装置に脱着自在の構成であって、本発明の電子写真感光体を内蔵し、さらに他に少なくとも帯電手段、現像手段を具備するものを示す。プロセスカートリッジの形状等は多く挙げられるが、一般的な例として図7に示すものが挙げられる。なお、図7において図5の符号と同一の個所は同一名称部分を表す。
The image forming element described above may be fixedly incorporated in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer. However, the image forming element is incorporated into the apparatus in the form of a process cartridge. May be.
In addition, the process cartridge does not mean the image forming element used in a full-color electrophotographic image forming apparatus, but is configured to be detachable from a monocolor image forming apparatus for image formation of only one color, A device incorporating the electrophotographic photosensitive member of the present invention and further comprising at least a charging means and a developing means will be described. There are many shapes and the like of the process cartridge, but a general example is shown in FIG. In FIG. 7, the same parts as those in FIG. 5 represent the same name portions.
以下、本発明を実施例を挙げて説明するが、本発明が実施例により制約を受けるものではない。なお、部はすべて重量部である。
(実施例1)
まず、72時間ボールミル分散を行ない作製した下記中間層用塗工液を直径30mm×長さ340mmのアルミドラムに塗布し、125℃で20分間乾燥して、膜厚3μmの中間層を形成した。
[中間層用塗工液]
酸化チタン(CR−EL:石原産業社製) 70部
アルキッド樹脂 15部
{ベッコライトM6401−50−S(固形分50%)
:大日本インキ化学工業製}
メラミン樹脂 10部
{スーパーベッカミンL−121−60(固形分60%)
:大日本インキ化学工業製}
メチルエチルケトン 100部
Hereinafter, although an example is given and the present invention is explained, the present invention is not restricted by an example. All parts are parts by weight.
Example 1
First, the following intermediate layer coating solution prepared by ball mill dispersion for 72 hours was applied to an aluminum drum having a diameter of 30 mm and a length of 340 mm, and dried at 125 ° C. for 20 minutes to form an intermediate layer having a thickness of 3 μm.
[Coating liquid for intermediate layer]
Titanium oxide (CR-EL: manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) 70
: Dainippon Ink and Chemicals}
: Dainippon Ink and Chemicals}
100 parts of methyl ethyl ketone
次に以下の手順でチタニルフタロシアニンの合成を実施した。
<合成例>
1,3−ジイミノイソインドリン29.2gとスルホラン200mlを混合し、窒素気流下でチタニウムテトラブトキシド20.4gを滴下する。滴下終了後、徐々に180℃まで昇温し、反応温度を170℃〜180℃の間に保ちながら5時間撹拌して反応を行なった。反応終了後、放冷した後析出物を濾過し、クロロホルムで粉体が青色になるまで洗浄し、つぎにメタノールで数回洗浄し、さらに80℃の熱水で数回洗浄した後乾燥し、粗チタニルフタロシアニンを得た。粗チタニルフタロシアニンを20倍量の濃硫酸に溶解し、100倍量の氷水に撹拌しながら滴下し、析出した結晶をろ過、ついで洗浄液が中性になるまで水洗いを繰り返し、チタニルフタロシアニン顔料のウェットケーキを得た。得られたこのウェットケーキ2gをテトラヒドロフラン20gに投入し、4時間攪拌を行なった。
これにメタノール100gを追加して、1時間攪拌を行なった後、濾過を行ない、乾燥して、本発明のチタニルフタロシアニン粉末を得た。得られたチタニルフタロシアニン粉末を、下記の条件によりX線回折スペクトル測定したところ、Cu−Kα線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θが27.2±0.2°に最大ピークと最低角7.3±0.2°にピークを有し、かつ7.4〜9.4°の範囲にピークを有さず、かつ26.3°にピークを有さないチタニルフタロシアニン粉末を得られた。その結果を図8に示す。
Next, titanyl phthalocyanine was synthesized by the following procedure.
<Synthesis example>
29.2 g of 1,3-diiminoisoindoline and 200 ml of sulfolane are mixed, and 20.4 g of titanium tetrabutoxide is added dropwise under a nitrogen stream. After completion of the dropwise addition, the temperature was gradually raised to 180 ° C., and the reaction was carried out by stirring for 5 hours while maintaining the reaction temperature between 170 ° C. and 180 ° C. After completion of the reaction, the mixture was allowed to cool, and then the precipitate was filtered, washed with chloroform until the powder turned blue, then washed several times with methanol, further washed several times with hot water at 80 ° C., and dried. Crude titanyl phthalocyanine was obtained. Dissolve the crude titanyl phthalocyanine in 20 times the amount of concentrated sulfuric acid, add dropwise to 100 times the amount of ice water with stirring, filter the precipitated crystals, and then repeat washing with water until the washing solution becomes neutral. Got. 2 g of the obtained wet cake was put into 20 g of tetrahydrofuran and stirred for 4 hours.
100 g of methanol was added to this and stirred for 1 hour, followed by filtration and drying to obtain a titanyl phthalocyanine powder of the present invention. The obtained titanyl phthalocyanine powder was subjected to X-ray diffraction spectrum measurement under the following conditions. As a result, the Bragg angle 2θ with respect to Cu-Kα ray (wavelength 1.542Å) was 27.2 ± 0.2 °, and the maximum peak and minimum angle 7 A titanyl phthalocyanine powder having a peak at .3 ± 0.2 °, no peak in the range of 7.4 to 9.4 °, and no peak at 26.3 ° was obtained. The result is shown in FIG.
(X線回折スペクトル測定条件)
X線管球:Cu
電圧:50kV
電流:30mA
走査速度:2°/分
走査範囲:3°〜40°
時定数:2秒
次に、前述のビーズミル分散装置を用いて、得られたチタニルフタロシアニン粉末及び下記に示す材料の分散処理を実施した。なお分散条件として、分散液温度は8℃に設定し、循環タンク中に0.4nmの孔径を有する合成ゼオライトであるモレキュラシーブ4A(キシダ化学社製)60部を投入して5時間分散を行った。続いて、3μmの濾過精度を有するコットンフィルターであるマイクロ・ワインドII型(キュノ社製)を用いて、濾過を行い電荷発生層用塗工液を作製した。
(X-ray diffraction spectrum measurement conditions)
X-ray tube: Cu
Voltage: 50kV
Current: 30mA
Scanning speed: 2 ° / min Scanning range: 3 ° -40 °
Time constant: 2 seconds Next, the obtained titanyl phthalocyanine powder and the following materials were dispersed using the bead mill dispersing device described above. As a dispersion condition, the dispersion temperature was set to 8 ° C., and 60 parts of molecular sieve 4A (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.), which is a synthetic zeolite having a pore size of 0.4 nm, was put in a circulation tank and dispersed for 5 hours. . Subsequently, filtration was performed using a micro-wind type II (manufactured by Cuno Co., Ltd.), which is a cotton filter having a filtration accuracy of 3 μm, to prepare a charge generation layer coating solution.
[電荷発生層用塗工液]
合成例1のチタニルフタロシアニン顔料 15部
ポリビニルアセタール樹脂(水酸基35mol%) 10部
メチルエチルケトン 600部
得られた電荷発生層用塗工液は顔料の平均粒径が0.2μm、塗工液中の水分量が0.3%であり、これを前記中間層上に浸漬塗布した。続いて、80℃で20分間乾燥し、膜厚0.2μmの電荷発生層を形成した。
続いて、下記組成の電荷輸送層塗工液を前記電荷発生層上に塗布し、125℃で20分間乾燥して膜厚25μmの電荷輸送層を形成し、電子写真感光体を作製した。
[Coating liquid for charge generation layer]
Titanyl phthalocyanine pigment of Synthesis Example 1 15 parts Polyvinyl acetal resin (
Subsequently, a charge transport layer coating solution having the following composition was applied onto the charge generation layer and dried at 125 ° C. for 20 minutes to form a charge transport layer having a thickness of 25 μm, thereby preparing an electrophotographic photosensitive member.
[電荷輸送層塗工液]
ポリカーボネート(ユーピロンZ200:三菱ガス化学社製 10部
下記構造式(1)の電荷輸送物質 8部
テトラヒドロフラン 80部
Polycarbonate (Iupilon Z200: Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd. 10 parts Charge transport material of the following structural formula (1) 8 parts Tetrahydrofuran 80 parts
(実施例2)
循環タンク中に投入したモレキュラシーブ4Aの量を15部に変更した以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。なお、このとき得られた電荷発生層用塗工液は顔料の平均粒径が0.2μm、塗工液中の水分量が0.8%であった。
(Example 2)
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of the molecular sieve 4A charged into the circulation tank was changed to 15 parts. The charge generation layer coating solution obtained at this time had an average pigment particle size of 0.2 μm and a water content of 0.8% in the coating solution.
(実施例3)
循環タンク中に投入したモレキュラシーブ4Aの量を120部に変更した以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。なお、このとき得られた電荷発生層用塗工液は顔料の平均粒径が0.2μm、塗工液中の水分量が0.05%であった。
(Example 3)
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of the molecular sieve 4A charged into the circulation tank was changed to 120 parts. The charge generation layer coating solution obtained at this time had an average pigment particle size of 0.2 μm and a moisture content of 0.05% in the coating solution.
(比較例1)
循環タンク中に投入したモレキュラシーブ4Aの量を5部に変更した以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。なお、このとき得られた電荷発生層用塗工液は顔料の平均粒径が0.2μm、塗工液中の水分量が1.4%であった。
(Comparative Example 1)
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of the molecular sieve 4A charged into the circulation tank was changed to 5 parts. The charge generation layer coating solution obtained at this time had an average pigment particle size of 0.2 μm and a water content of 1.4% in the coating solution.
(比較例2)
循環タンク中にモレキュラシーブを投入せずに分散処理を実施した以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。なお、このとき得られた電荷発生層用塗工液は顔料の平均粒径が0.2μm、塗工液中の水分量が3.9%であった。
(Comparative Example 2)
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 except that the dispersion treatment was performed without introducing the molecular sieve into the circulation tank. The charge generation layer coating liquid obtained at this time had an average pigment particle size of 0.2 μm and a water content of 3.9% in the coating liquid.
(比較例3)
循環タンク中に投入したモレキュラシーブ4Aの量を200部に変更した以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。なお、このとき得られた電荷発生層用塗工液は顔料の平均粒径が0.2μm、塗工液中の水分量が0.007%であった。
(Comparative Example 3)
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of the molecular sieve 4A charged into the circulation tank was changed to 200 parts. The charge generation layer coating solution obtained at this time had an average pigment particle size of 0.2 μm and a water content of 0.007% in the coating solution.
(実施例4)
実施例1において、電荷発生層用塗工液に含まれるポリビニルアセタール樹脂を水酸基が33mol%のものに変更した以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
(Example 4)
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 except that the polyvinyl acetal resin contained in the charge generation layer coating solution was changed to one having a hydroxyl group of 33 mol%.
(実施例5)
実施例1において、電荷発生層用塗工液に含まれるポリビニルアセタール樹脂を水酸基が30mol%のものに変更した以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
(Example 5)
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 except that the polyvinyl acetal resin contained in the charge generation layer coating solution was changed to one having a hydroxyl group of 30 mol%.
(比較例4)
実施例1において、電荷発生層用塗工液に含まれるポリビニルアセタール樹脂を水酸基が25mol%のものに変更した以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
(Comparative Example 4)
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1, except that the polyvinyl acetal resin contained in the charge generation layer coating solution was changed to one having a hydroxyl group of 25 mol%.
(比較例5)
実施例1において、電荷発生層用塗工液に含まれるポリビニルアセタール樹脂を水酸基が22mol%のものに変更した以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
(Comparative Example 5)
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 except that the polyvinyl acetal resin contained in the charge generation layer coating solution was changed to one having a hydroxyl group of 22 mol%.
得られた電子写真感光体を、図7のような画像形成装置用プロセスカートリッジに装着した。像露光手段に780nmの半導体レーザーを使用し、帯電手段に接触ローラ帯電器を備えた電子写真画像形成装置(株式会社リコー製imagio MF−2200)に搭載し、画像評価を実施した。その結果を表1に示す。
(実施例6)
循環タンク中に0.5nmの孔径を有する合成ゼオライトであるモレキュラシーブ5A(キシダ化学社製)を用いた以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。なお、このとき得られた電荷発生層用塗工液は顔料の平均粒径が0.2μm、塗工液中の水分量が0.15%であった。
(Example 6)
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 except that molecular sieve 5A (manufactured by Kishida Chemical Co.), which is a synthetic zeolite having a pore size of 0.5 nm, was used in the circulation tank. The charge generation layer coating solution obtained at this time had an average pigment particle size of 0.2 μm and a water content of 0.15% in the coating solution.
(実施例7)
循環タンク中に1.0nmの孔径を有する合成ゼオライトであるモレキュラシーブ13X(キシダ化学社製)を用いた以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。なお、このとき得られた電荷発生層用塗工液は顔料の平均粒径が0.2μm、塗工液中の水分量が0.06%であった。
(Example 7)
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 except that molecular sieve 13X (manufactured by Kishida Chemical Co.), which is a synthetic zeolite having a pore size of 1.0 nm, was used in the circulation tank. The charge generation layer coating solution obtained at this time had an average pigment particle size of 0.2 μm and a water content of 0.06% in the coating solution.
(比較例6)
循環タンク中に0.3nmの孔径を有する合成ゼオライトであるモレキュラシーブ3A(キシダ化学社製)を用いた以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。なお、このとき得られた電荷発生層用塗工液は顔料の平均粒径が0.2μm、塗工液中の水分量が2.1%であった。
(Comparative Example 6)
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 except that molecular sieve 3A (manufactured by Kishida Chemical Co.), which is a synthetic zeolite having a pore size of 0.3 nm, was used in the circulation tank. The charge generation layer coating solution obtained at this time had an average pigment particle size of 0.2 μm and a moisture content of 2.1% in the coating solution.
(実施例8)
1μmの濾過精度を有するコットンフィルターであるマイクロ・ワインドII型(キュノ
社製)を用いて、濾過を行った以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。なお、このとき得られた電荷発生層用塗工液は顔料の平均粒径が0.14μm、塗工液中の水分量が0.3%であった。
(Example 8)
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 except that filtration was performed using a micro-wind type II (manufactured by Cuno), which is a cotton filter having a filtration accuracy of 1 μm. The charge generation layer coating solution obtained at this time had an average pigment particle size of 0.14 μm and a water content of 0.3% in the coating solution.
(比較例7)
5μmの濾過精度を有するコットンフィルターであるマイクロ・ワインドII型(キュノ
社製)を用いて、濾過を行った以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。なお、このとき得られた電荷発生層用塗工液は顔料の平均粒径が0.31μm、塗工液中の水分量が0.3%であった。
(Comparative Example 7)
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 except that filtration was performed using a micro-wind type II (manufactured by Cuno), which is a cotton filter having a filtration accuracy of 5 μm. The charge generation layer coating solution obtained at this time had an average pigment particle size of 0.31 μm and a water content of 0.3% in the coating solution.
(比較例8)
10μmの濾過精度を有するコットンフィルターであるマイクロ・ワインドII型(キュ
ノ社製)を用いて、濾過を行った以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。なお、このとき得られた電荷発生層用塗工液は顔料の平均粒径が0.43μm、塗工液中の水分量が0.3%であった。
(Comparative Example 8)
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 except that filtration was performed using a micro-wind type II (manufactured by Cuno), which is a cotton filter having a filtration accuracy of 10 μm. The charge generation layer coating solution obtained at this time had an average pigment particle size of 0.43 μm and a water content of 0.3% in the coating solution.
得られた電子写真感光体を、図7のような画像形成装置用プロセスカートリッジに装着した。像露光手段に780nmの半導体レーザーを使用し、帯電手段に接触ローラ帯電器を備えた電子写真画像形成装置(株式会社リコー製imagio MF−2200)に搭載し、初期画像及びA4サイズPPC用紙を縦方向送りで30万枚通紙後の画像評価を実施した。その結果を表2に示す。 The obtained electrophotographic photosensitive member was mounted on a process cartridge for an image forming apparatus as shown in FIG. Mounted in an electrophotographic image forming apparatus (Imagio MF-2200, manufactured by Ricoh Co., Ltd.) using a 780 nm semiconductor laser as the image exposure means and a contact roller charger as the charging means, the initial image and A4 size PPC paper are Image evaluation after passing 300,000 sheets by direction feeding was performed. The results are shown in Table 2.
1 モーター
2 分散室
3 配管
4 循環タンク
5 循環ポンプ
6 弁
7 配管
8 配管
9 台
31 導電性支持体
33 中間層
35 電荷発生層
37 電荷輸送層
39 保護層
10 感光体
11 除電ランプ
12 帯電ローラ
13 画像露光部
14 現像ユニット
15 転写前チャージャ
16 レジストローラ
17 転写紙
18 転写チャージャ及び転写ローラ
19 分離チャージャ
20 分離爪
21 クリーニング前チャージャ
22 ファーブラシ
23 クリーニングブラシ及びクリーニングブレード
1C、1M、1Y、1K 感光体
2C、2M、2Y、2K 帯電部材
3C、3M、3Y、3K レーザー光
4C、4M、4Y、4K 現像部材
5C、5M、5Y、5K クリーニング部材
6C、6M、6Y、6K 画像形成要素
11C、11M、11Y、11K 転写ブラシ
24 転写搬送ベルト
25 転写紙
26 給紙コロ
27 レジストローラ
28 定着装置
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