JP2005043621A - Electrophotographic photoreceptor, image forming apparatus and process cartridge for image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の感光体、画像形成装置及び画像形成装置用プロセスカートリッジに関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ及びファクシミリ装置等の画像形成装置においては、一様に帯電された感光体上に、画像データにより変調された書込光を照射して、感光体上に静電潜像を形成し、この静電潜像の形成された感光体に現像部によりトナーを供給してトナー画像を感光体上に形成して現像する。画像形成装置は、この感光体上のトナー画像を転写部で転写紙(記録紙)に転写した後、定着部で転写紙上に転写したトナーを加熱・加圧して定着させ、感光体表面に残留したトナーをクリーニング部でクリーニングブレードにより掻き取る等の方法により回収する。
【0003】
このような電子写真方式を利用した画像形成装置においては、従来から感光体表面の摩擦係数を低下させることで、不要なトナーの付着を防止し、地肌汚れのない画像が得られることなどが知られている。また、表面摩擦係数の小さい感光体は、表面の摩耗量が減少し感光体寿命を延ばすことができる。
すなわち、感光体の寿命を決定する原因としては、感光体の感光層の摩耗があり、感光層がある一定量削り取られると、感光体の電気特性が変化して、適正な作像プロセスを行えなくなる。この摩擦は、上記作像プロセスで、感光体と他の作像部である現像部や転写部等の接触する部位全てで発生するが、感光体表面の摩擦係数を低減させると、これらの接触部位で発生する摩耗を低減することができ、感光体の寿命を向上させることができる。
【0004】
さらに、感光体表面の摩擦係数を低減させることで、感光体上に形成されているトナー像を被転写体に転写する時の転写率が向上することが知られている。すなわち、虫食い版画の抑制や、転写後の残トナーの量を低減することができるので、廃トナー量の低減などの効果もある。
さらに、最近では、電子写真の高画質化の要求から、乳化重合法や、懸濁重合法等を用いて製造される球形トナーのクリーニングに対して、高い効果が得られることが明らかになってきている。
一般的に感光体上の転写残トナーのクリーニングには、ゴムなどによって形成されたブレードをカウンター方向に当接させ、該ブレードによってトナーを除去する方法が用いられている。しかし、球形トナーは、該クリーニングブレードと感光体との当接部にもぐりこみ、すり抜けてしまうため、クリーニング不良となってしまう場合が多い。これに対して、感光体表面を低摩擦係数化することによって、球形トナーのすり抜けが抑えられ、クリーニング不良を抑制することができるのである。
【0005】
このような感光体表面の低摩擦係数化の方法としては、特許文献1で提案されているように、感光体表面に潤滑剤を供給する機構が備わっている画像形成装置が従来提案され、実用化されている。しかしながら、感光体周辺にこのような機構を備えるために、装置の大型化、複雑化が避けられず、コストアップ、メンテナンス性の悪化などの不具合が発生する。また、感光体の低摩擦係数化の異なる方法として、感光体表面層に摩擦係数を低減するような潤滑剤を添加することが提案されている。
具体的には、特許文献2〜35などで提案されているものがある。
【0006】
潤滑材としては、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素原子含有樹脂、球状のアクリル樹脂などの粉末や、酸化ケイ素、酸化アルミニウムなどの金属酸化物粉末などが知られている。特にフッ素原子を多量に含むフッ素原子含有樹脂は、表面エネルギーが著しく小さいので潤滑材としての効果が大きい。この様なフッ素原子含有樹脂は、結晶性の微粒子として用いられ、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂などの結着材樹脂に分散させた後に、感光体の表面層や保護層として成膜される。
【0007】
しかしながら、フッ素樹脂微粒子の含有量が比較的少ない場合、初期の感光体表面の摩擦係数は低減できても、繰り返し画像を出力すると徐々に摩擦係数が上昇してしまう。そこで、低摩擦係数を持続させるための手段として、フッ素樹脂微粒子の添加量を増加させることが考えられる。しかし、フッ素樹脂微粒子の性質として、樹脂溶液中の凝集傾向が強く、均一な分散が困難であるといった問題がある。
例えば、フッ素樹脂微粒子の分散方法については、従来より様々な検討がなされ、提案されており、具体的には、特許文献36〜40などがある。
【0008】
しかしながら、これらの方法で作製されているフッ素樹脂微粒子含有表面層は、いずれもその含有量が比較的小さいものがほとんどで、長期にわたって低摩擦係数を持続するには不十分である。また、含有量の多い記載がある、特許文献38においても、分散後の粒径についての記載はなく、フッ素樹脂微粒子の含有量が高いので、より凝集しやすく、微細に分散することが困難であると考えられる。そのような塗工液を用いて塗膜を形成すると、塗膜中に巨大な二次凝集粒子が多く存在することとなり、塗膜表面の凹凸が大きくなってしまったり、塗膜表面のフッ素樹脂微粒子の局在化を引き起こしたりする。塗膜表面の凹凸が大きくなると、クリーニング不良やトナー画像の乱れを引き起こすことが考えられる。またフッ素樹脂微粒子の局在化は、感光体塗膜表面がミクロ的に摩擦係数が高い部分と低い部分が生じてしまうため、やはりクリーニング不良の原因となることが考えられる。さらに、フッ素微粒子の二次凝集径があまりに大きいと、レーザー光が凝集体上で散乱され、露光潜像の乱れ、光量が不足することによる電位コントラスト不足を引き起こし、異常画像の原因となることがある。
【0009】
また従来技術ではフッ素原子含有樹脂微粒子は、上述のようにその分散性及び凝集性に問題があり、均一で平滑な膜を形成することが困難であり、得られた表面層は画像ムラやピンホール等の画像欠陥を有することが多かったことに加えてこのようなフッ素原子含有樹脂微粒子は繰り返し使用においてその低い摩擦係数から摩耗が殆ど生じなくなる副作用として最表面に放電生成物が堆積したり、用いるトナーによってはトナー樹脂が感光体最表層上に膜状に付着する、いわゆるトナーフィルミングが発生しやすく、このため摩擦係数が大幅に上昇してしまう。このような現象が生じると高湿環境下で像流れが発生してしまう。
従って通常環境下では良好な画像が得られても、使用環境の変化、具体的には湿度が上昇した場合など像流れが発生する場合が見受けられた。
また繰り返し使用時により、使用する紙から発生する紙粉などが感光体表面に固着することにより起因する異常画像が発生する場合が見受けられた。
【0010】
さらに、フッ素原子含有樹脂微粒子は、用いる結着樹脂によっては、この結着樹脂の有する高い表面エネルギー、高い摩擦係数により表面層全体としての摩擦係数が上昇してしまう場合がある。
従って、これを改善するために、特許文献36の請求項にあるように、表面粗さを好適な範囲に収まるような設計を行ったり、特許文献37の請求項で提案されているように、表面を機械研磨したりする必要があったがこれらはいずれも感光体のコストアップを招くなどしていた。
また公知の潤滑性を有する樹脂を添加したものにおいては、単独で添加するのみでは摩耗量が大きすぎて実使用に耐えうる耐久性を全く有していないのが実情であった。
このように種々の潤滑剤を用いた感光体表面の摩擦係数低減が図られているが、繰り返し使用時における低摩擦係数の持続性、様々な使用環境下(特に高湿環境下)での異常画像の抑制、装置の小型化などを満足するようなものは得られていなかった。
【0011】
【特許文献1】特開昭56−142567号公報
【特許文献2】特開昭52−117134号公報
【特許文献3】特開昭53−107841号公報
【特許文献4】特開昭54−26740号公報
【特許文献5】特開昭54−27434号公報
【特許文献6】特開昭54−86340号公報
【特許文献7】特開昭54−143142号公報
【特許文献8】特開昭54−143148号公報
【特許文献9】特開昭56−99345号公報
【特許文献10】特開昭56−126838号公報
【特許文献11】特開昭57−14845号公報
【特許文献12】特開昭57−74748号公報
【特許文献13】特開昭57−35863号公報
【特許文献14】特開昭57−76553号公報
【特許文献15】特開昭57−201240号公報
【特許文献16】特開昭58−44444号公報
【特許文献17】特開昭58−70229号公報
【特許文献18】特開昭58−102949号公報
【特許文献19】特開昭58−162958号公報
【特許文献20】特開昭59−197042号公報
【特許文献21】特開昭62−272281号公報
【特許文献22】特開昭62−272282号公報
【特許文献23】特開昭63−30850号公報
【特許文献24】特開昭63−56658号公報
【特許文献25】特開昭63−58352号公報
【特許文献26】特開昭63−58450号公報
【特許文献27】特開昭63−61255号公報
【特許文献28】特開昭63−61256号公報
【特許文献29】特開昭63−65449号公報
【特許文献30】特開昭63−65450号公報
【特許文献31】特開昭63−65451号公報
【特許文献32】特開昭63−73267号公報
【特許文献33】特開昭63−221355号公報
【特許文献34】特開昭63−249152号公報
【特許文献35】特開昭63−311356号公報
【特許文献36】特開平5−045920号公報
【特許文献37】特開平5−265243号公報
【特許文献38】特開平6−130711号公報
【特許文献39】特開平6−332219号公報
【特許文献40】特開平8−087125号公報
【特許文献41】特開昭50−82056号公報
【特許文献42】特開昭54−9632号公報
【特許文献43】特開昭54−11737号公報
【特許文献44】特開平4−175337号公報
【特許文献45】特開平4−183719号公報
【特許文献46】特開平6−234841号公報
【特許文献47】特開昭57−78402号公報
【特許文献48】特開昭61−20953号公報
【特許文献49】特開昭61−296358号公報
【特許文献50】特開平1−134456号公報
【特許文献51】特開平1−179164号公報
【特許文献52】特開平3−180851号公報
【特許文献53】特開平3−180852号公報
【特許文献54】特開平3−50555号公報
【特許文献55】特開平5−310904号公報
【特許文献56】特開平6−234840号公報
【特許文献57】特開昭63−285552号公報
【特許文献58】特開平1−88461号公報
【特許文献59】特開平4−264130号公報
【特許文献60】特開平4−264131号公報
【特許文献61】特開平4−264132号公報
【特許文献62】特開平4−264133号公報
【特許文献63】特開平4−289867号公報
【特許文献64】特開平1−134457号公報
【特許文献65】特開平2−282264号公報
【特許文献66】特開平2−304456号公報
【特許文献67】特開平4−133065号公報
【特許文献68】特開平4−133066号公報
【特許文献69】特開平5−40350号公報
【特許文献70】特開平5−202135号公報
【特許文献71】特開昭51−73888号公報
【特許文献72】特開昭56−150749号公報
【特許文献73】特開平6−234836号公報
【特許文献74】特開平6−234837号公報
【特許文献75】特開平3−109406号公報
【特許文献76】特開昭64−1728号公報
【特許文献77】特開昭64−13061号公報
【特許文献78】特開昭64−19049号公報
【特許文献79】特開平4−11627号公報
【特許文献80】特開平4−225014号公報
【特許文献81】特開平4−230767号公報
【特許文献82】特開平4−320420号公報
【特許文献83】特開平5−232727号公報
【特許文献84】特開平7−56374号公報
【特許文献85】特開平9−127713号公報
【特許文献86】特開平9−222740号公報
【特許文献87】特開平9−265197号公報
【特許文献88】特開平9−211877号公報
【特許文献89】特開平9−304956号公報
【特許文献90】特開平9−166919号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記課題を解決し、低表面摩擦係数を持続し、かつ電子写真特性が良好で、繰返し使用時に安定した画像形成、クリーニングを行うことができる高耐久な電子写真感光体を提供し、長期に渡り信頼性の高い高画質画像形成装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者等は上記課題を達成するために、表面摩擦係数を低減し、その低摩擦係数が持続し且つあらゆる使用環境下においても異常画像の発生しない高耐久、高品質な最表層を有する電子写真感光体、およびそれを用いた画像形成装置について鋭意検討した結果、導電性支持体上に少なくとも感光層を有する電子写真用感光体において、最表層に
(a)フッ素樹脂微粒子、
(b)アクリルポリオール共重合体とイソシアネート化合物を反応させた共重合樹脂、
(c)無機導電性微粒子、
を含有し、該フッ素樹脂微粒子が最表層膜中において、一次粒子、及び一次粒子が複数個凝集して形成された二次粒子の表面に露出した部分の投影像の平均直径をDとした場合、0.15≦D≦3μmの範囲にある粒子の、表面に占める投影面積比の合計が10%以上であることとすることで、上記課題を解決し、長期間繰り返し使用しても、クリーニング不良などを発生することなく、良好な画像が出力できる電子写真感光体、および画像形成装置が得られることを見出し、本発明に至った。
ここで投影像の平均直径とは、最表層表面を略垂直方向から観察した時に見られる粒子または粒子の凝集体を1つの粒子とみなし、その投影像について、重心を通る内径を角度2度刻みで測定した平均値である。
【0014】
このような構成の最表層を有する電子写真感光体は、感光体表面の摩擦係数が非常に小さく、しかも、その低い摩擦係数が繰り返し使用しても維持されるため、長期間にわたって良好なクリーニング性を維持し、感光体の耐久性も高くなる。
このような構成の最表層を有する電子写真感光体が低い摩擦係数を繰り返し使用時においても維持し、長期間にわたって良好なクリーニング性を維持する理由については、以下のようなことが考えられる。
本発明の請求項に係る発明に該当しない範囲、まず一次粒子、及び一次粒子が複数個凝集して形成された二次粒子の表面に露出した部分の投影像の平均直径をDとした場合、0.15≦D≦3μmの範囲にある粒子の、表面に占める投影面積比の合計が塗膜表面に対して10%より小さい場合では、次のような形態が考えられる。
【0015】
第1の形態としては、表面層中のフッ素樹脂微粒子の含有量が少ない場合、第2の形態としては、表面に露出しているフッ素樹脂微粒子(二次粒子も含む)のほとんどが0.15μmより小さい場合、第3の形態としては、表面に露出しているフッ素樹脂微粒子のほとんどが3μmより大きい場合である。
第1の形態では、前述の通り、表面の低摩擦係数が繰り返し使用において維持できないため、やがてクリーニング不良などを引き起こすという可能性が考えられる。
第2の形態では、塗膜表面に露出している部分の平均直径が0.15μm未満と、あまり微小なフッ素樹脂微粒子ばかりが分散している塗膜表面であるため、低摩擦係数化に対する効果が不十分となり、クリーニング不良となってしまうことが考えられる。すなわち、感光体表面を低摩擦係数とすることでトナーの滑りクリーニング性が向上するという機構を考えたときに、フッ素樹脂微粒子の一次粒子及び二次粒子とトナーが接する面積が小さくなってしまう。そのため、トナーが感光体表面を滑るという効果が半減してしまい、クリーニング不良を引き起こすことが考えられる。
さらに、第3の形態では、3μmよりも大きな粒子が多数表面に露出しているので、前述のように表面粗さが大きくなり、クリーニング不良を引き起こしたり、レーザー光の散乱による静電潜像のシャープネスの劣化、電位コントラストの減少などによる異常画像の発生が考えられる。
【0016】
したがって、本発明に示すとおり、フッ素樹脂微粒子が最表層膜中において、一次粒子、及び一次粒子が複数個凝集して形成された二次粒子の表面に露出した部分の投影像の平均直径をDとした場合、0.15≦D≦3μmの範囲にある粒子の、表面に占める投影面積比の合計が10%以上であることが、重要不可欠となる。
【0017】
さらに、本発明においては、最表層中に含有するフッ素樹脂微粒子が20vol%〜60vol%であることをそのより好ましい態様の一つとして包含するものである。
フッ素樹脂微粒子の含有率が上記範囲であり、かつ二次粒子が最表層中に非局在化するように塗膜を形成することで、摩耗により最表層が減少しても、内在する二次粒子が順次露出して、常にその表面に占める投影面積比の合計が好適な範囲となり、また、必要以上にフッ素樹脂微粒子が存在しないために、最表層の機械的強度も好適な範囲に保たれるので耐摩耗性の低下も抑制される。
さらに本発明によれば最表層にアクリルポリオール共重合体と1分子中に2個以上のNCO基を有するイソシアネート化合物を反応させた共重合樹脂をバインダー樹脂として用い導電性微粒子を含有させることにより、著しく耐摩耗性を向上させることができる。前記バインダー樹脂は架橋型樹脂であり、その3次元構造から機械的ハザード、更に帯電ハザードによる感光体最表層表面の樹脂劣化に対しても強固であり、また、有機材料に比べ硬度の高い無機導電性微粒子の添加によってさらに機械的強度を向上させることができる。すなわち、繰返し使用しても低い摩擦係数を有しながら優れた耐摩耗性を併せ持つ感光体が提供でき、長期に渡り信頼性の高い高画質画像形成装置を提供することが可能となる。
【0018】
アクリルポリオール共重合体と1分子中に2個以上のNCO基を有するイソシアネート化合物を反応させた共重合樹脂はその反応成分の比率を合わせないと、硬化がうまくいかなかったり、残留反応基により感光体特性が非常に悪くなるため、イソシアネート化合物の量は、NCO基とアクリルポリオール共重合体におけるOH基との数の比(NCO/OH)が0.7〜1.3の範囲になる量であることが望ましい。
アクリルポリオール共重合体と1分子中に2個以上のNCO基を有するイソシアネート化合物を反応させた共重合樹脂を用いると感光体感度特性が悪くなる傾向にあるため、導電性微粒子を添加する必要がある。無機導電性微粒子の添加は、前述したように耐摩耗性の向上にも効いている。無機導電性微粒子としては酸化スズが好適であり、酸化スズ微粒子の粒径は大きすぎると摩擦係数が上昇したり、光の透過率が小さくなってしまい、粒径が小さすぎると導電性が悪くなるため、0.1〜1.0μmが良い。バインダー樹脂と酸化スズ微粒子の比率は、酸化スズが少ないと感度、耐摩耗性が悪くなり、酸化スズが多すぎると、膜の電気抵抗が小さくなり画像ボケが発生したり、膜が脆くなって摩耗しやすくなるため、アクリルポリオール共重合体とイソシアネート化合物を反応させた共重合樹脂に対して40〜80wt%が良い。
【0019】
さらに、本発明においては、少なくとも本発明の電子写真感光体、帯電手段、露光手段及び転写手段を有する画像形成装置、画像形成方法が提供される。これによって、長期間繰り返し使用によっても、感光体表面の低摩擦係数が持続するので、例えば、球形トナーを用いても、クリーニング不良がおきにくく、短波長レーザーを用いて高解像度としても、異常画像が発生しにくく、長期間良好な画像を得ることができる。
【0020】
また、本発明によれば、前記画像形成装置において、少なくとも電子写真感光体表面を加圧しながら接触して摺擦する接触部材を具備してなる画像形成装置が提供され、さらには、前記最表層に含有するフッ素樹脂微粒子が、該接触部材によって最表層表面上に延びて被覆されるような構成の画像形成装置、画像形成方法が提供される。
前記接触する接触部材の材質としてはウレタンゴムブレードが特に上記効果の持続性から好ましい。
これによって、低摩擦係数な表面積が増大することで、低摩擦係数化の効果が飛躍的に上がり、クリーニング性、耐摩耗性が著しく上昇する。この効果について、明確には分かっていないが、次のようなメカニズムが考えられる。
【0021】
フッ素樹脂微粒子が露出している最表層を接触部材が摺擦することにより、フッ素樹脂微粒子の露出部分が摺擦方向に延びて、フッ素樹脂微粒子が存在しない感光体表面も被覆する。この時、本発明の電子写真感光体の最表層表面のように、好適な大きさの粒子が好適な範囲で略均一に存在することによって、フッ素樹脂微粒子の含有量を増加させることなくフッ素樹脂微粒子が存在しない表面をほぼ全域にわたって被覆し、感光体表面の全域に置いて、ほぼ均一に、かつ低い摩擦係数を発現することができる。さらに、最表層が摩耗しても、内在するフッ素樹脂微粒子が析出してくるので、長期間にわたって、低摩擦係数な表面を持続することが可能となり、高いレベルでのクリーニング性を維持し、像流れなどの異常画像のない高品質な画像を長期にわたって得ることができる。
実際にSEM像によって摺擦された感光体表面を観察すると、上記現象によって表面を被覆しているフッ素樹脂の様子が観察された。
【0022】
また、本発明によれば、少なくとも複数の電子写真感光体、帯電手段、露光手段、転写手段を有するタンデム型画像形成装置、画像形成方法が提供される。
これによって、1ドラム型画像形成装置にくらべて、非常に高速で良好なフルカラー画像を得ることができる。
【0023】
また、本発明によれば、電子写真感光体上に現像されたトナー画像を中間転写体上に一次転写したのち、該中間転写体上のトナー画像を記録材上に二次転写する中間転写手段を有する画像形成装置であって、複数色のトナー画像を中間転写体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成し、該カラー画像を記録材上に一括で二次転写することで、色ズレを抑えた良好な画像が提供される。さらに中間転写体を介するレイアウトによって、画像形成装置内のレイアウトの自由度が向上し、装置の小型化、メンテナンス性の向上などが達成される。
【0024】
また、本発明によれば、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段の少なくとも一つと、本発明の電子写真感光体とを具備してなる画像形成装置用プロセスカートリッジが提供される。
これによって、電子写真感光体や、その他プロセス部材の交換を短時間に、容易に行うことができるので、メンテナンスに要する時間が短縮でき、コストダウンにつながる。また、プロセス部材と電子写真感光体が一体となっているので、取り付け位置の精度向上などの利点もある。
【0025】
すなわち、本発明は以下の通りである。
(1)導電性支持体上に少なくとも感光層を有する電子写真用感光体において、最表層に
(a)フッ素樹脂微粒子、
(b)アクリルポリオール共重合体とイソシアネート化合物を反応させた共重合樹脂、
(c)無機導電性微粒子、
を含有し、該フッ素樹脂微粒子(a)が最表層膜中において、一次粒子、及び一次粒子が複数個凝集して形成された二次粒子の表面に露出した部分の投影像の平均直径をDとした場合、0.15≦D≦3μmの範囲にある粒子の表面に占める投影面積比の合計が10%以上であることを特徴とする電子写真感光体、
(2)前記フッ素樹脂微粒子(a)の最表層に占める割合が20vol%〜60vol%であることを特徴とする前記(1)記載の電子写真感光体、
(3)前記共重合樹脂(b)が、
(b−1)アクリルポリオール共重合体、
(b−2)1分子中に2個以上のNCO基を有するイソシアネート化合物、
とを反応させた共重合樹脂であって、前記共重合樹脂(b)におけるイソシアネート化合物(b−2)の量は、NCO基と該アクリルポリオール共重合体(b−1)におけるOH基との数の比(NCO/OH)が0.7〜1.3の範囲になる量であることを特徴とする前記(1)又は(2)記載の電子写真感光体、
(4)前記無機導電性微粒子(c)が酸化スズ微粒子であり、その平均粒径が0.1〜1.0μmであることを特徴とする前記(1)〜(3)いずれか一に記載の電子写真感光体、
(5)感光体最表層に含まれる前記無機導電性微粒子(c)と前記共重合樹脂(b)の重量比率が、
0.4≦b/(b+c)≦0.8
であることを特徴とする前記(1)〜(4)記載の電子写真感光体、
(6)前記アクリルポリオール共重合体がメチルメタクリレート−2−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体又はスチレン−メチルメタクリレート−2−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体であることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれか一に記載の電子写真感光体、
【0026】
(7)少なくとも電子写真感光体、帯電手段、露光手段及び転写手段を有する画像形成装置において、該電子写真感光体が前記(1)〜(6)のいずれか一に記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置、
(8)画像形成に使用されるトナーの形状が、球状であることを特徴とする前記(7)記載の画像形成装置、
(9)前記感光体表面に接触する当接部材が、帯電ローラー、クリーニングブレード、クリーニングブラシ、中間転写ベルト及び感光体表面のフッ素樹脂微粒子を延展することのみを目的とする当接部材から少なくとも1つ以上選ばれたものであることを特徴とする前記(7)又は(8)記載の画像形成装置、
(10)前記画像形成装置が複数の電子写真感光体、帯電手段、現像手段、転写手段を有するタンデム型であることを特徴とする前記(7)〜(9)のいずれか一に記載の画像形成装置、
(11)前記画像形成装置が電子写真感光体上に現像されたトナー画像を中間転写体上に一次転写したのち、該中間転写体上のトナー画像を記録材上に二次転写する中間転写手段を有する画像形成装置であって、複数色のトナー画像を中間転写体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成し、該カラー画像を記録材上に一括で二次転写することを特徴とする前記(7)〜(10)のいずれか一に記載の画像形成装置、
(12)帯電手段、露光手段、現像手段、クリーニング手段、転写手段の少なくとも一つと前記(1)〜(6)のいずれか一に記載の電子写真感光体とを具備してなる画像形成装置用プロセスカートリッジ、
が提供される。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って本発明をさらに詳細に説明する。
図1は、本発明の電子写真感光体の模式断面図であり、導電性支持体上に感光層を設けた構成の電子写真感光体を示している。図2、図3及び図4は各々本発明における電子写真感光体の他の構成例を示すものである。図2は、感光層が電荷発生層(CGL)と電荷輸送層(CTL)より構成される機能分離型タイプの電子写真感光体を示し、図3は、導電性支持体と、機能分離型タイプの感光層との間に下引き層を入れた電子写真感光体を示している。図4は図3のタイプの感光層の上にさらに保護層を形成した電子写真感光体を示している。なお、本発明に係る電子写真感光体としては、導電性支持体上に少なくとも感光層を有していれば、上記以外のその他の層が形成されていてもよく、また、該感光層のタイプは任意に組み合わされていても構わない。
【0028】
本発明において電子写真感光体に使用される導電性支持体としては、導電体もしくは導電処理をした絶縁体、例えばAl、Ni、Fe、Cu、Auなどの金属、もしくはそれらの合金の他、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ガラス等の絶縁性基体上にAl、Ag、Au等の金属あるいはIn2O3、SnO2等の導電材料の薄膜を形成したもの、樹脂中にカーボンブラック、グラファイト、Al、Cu、Ni等の金属粉、導電性ガラス粉などを均一に分散させ、樹脂に導電性を付与した樹脂基体、導電処理をした紙等が使用できる。導電性支持体の形状は特に制約はなく、板状、ドラム状あるいはベルト状のいずれのものも使用できるが、ベルト状の支持体を用いると、内部に駆動ローラー、従動ローラーを設ける必要があるなど装置が複雑化したり、大型化する反面、レイアウトの自由度が増すなどのメリットがある。しかしながら、保護層を形成する場合は、該保護層の可撓性が不足して、表面にクラックとよばれる亀裂が入る可能性があり、それが原因で粒状の地肌汚れが発生することが考えられる。このようなことから、支持体としては剛性の高いドラム状のものが好ましく用いられる。
【0029】
導電性支持体と感光層との間には、必要に応じて下引き層を設けてもよい。かかる下引き層は、接着性を向上する、モアレなどを防止する、上層の塗工性を改良する、残留電位を低減するなどの目的で設けられる。下引き層は、一般に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剤を用いて塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶解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、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などが挙げられる。また、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、あるいは金属硫化物、金属窒化物などの微粉末を加えてもよい。これらの下引き層は、適当な溶媒を用いて、慣用される塗工法によって形成することができる。
更に、かかる下引き層としては、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して、例えばゾル−ゲル法等により形成した金属酸化物層も有用である。
この他に、かかる下引き層として、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、SnO2、TiO2、ITO、CeO2等の無機物を真空薄膜作製法にて設けてもよい。
下引き層の膜厚は約0.1〜5μmが適当である。
【0030】
本発明の電子写真感光体に用いられる感光層の種類は、Se系、OPC系等のいずれも適用できる。無機系材料としては、結晶セレン、アモルファス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物等が挙げられる。特に、環境に対して優しくかつ安価なOPCが良好である。これらのうち、OPC系について以下に簡単に説明する。
本発明における感光層は、単層型でも積層型でもよいが、ここでは積層型について述べる。はじめに、電荷発生層について説明することにする。
【0031】
電荷発生層は、電荷発生物質を主成分とする層であって、必要に応じてバインダー樹脂を用いることもある。電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を用いることができる。
無機系材料としては、結晶セレン、アモルファス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物等が挙げられる。
一方、有機系材料としては、公知の材料を用いることができる。例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系又は多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独又は2種以上の混合物として用いることができる。
【0032】
電荷発生層に必要に応じて用いられるバインダー樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミドなどが用いられる。これらのバインダー樹脂は、単独又は2種以上の混合物として用いることができる。
また、必要に応じて、電荷輸送性物質を添加してもよい。また、電荷発生層のバインダー樹脂として、上述のバインダー樹脂の他に、高分子電荷輸送性物質も良好に用いられる。
【0033】
電荷発生層を形成する方法としては、真空薄膜作製法と、溶液分散系からのキャスティング法とが大きく挙げられる。
前者の方法としては、グロー放電重合法、真空蒸着法、CVD法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、イオンプレーティング法、加速イオンインジェクション法等が挙げられる。この真空薄膜作製法は、上述した無機系材料又は有機系材料を良好に形成することができる。
また、後者のキャスティング法によって電荷発生層を設けるには、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を必要ならばバインダー樹脂と共に、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノン等の溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミル等により分散し、分散液を適度に希釈して塗布することにより、形成できる。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート法などの慣用されている方法を用いて行なうことができる。
以上のようにして設けられる電荷発生層の膜厚は、0.01〜5μm程度が適当であり、好ましくは0.05〜2μmである。
【0034】
電荷輸送層は、帯電電荷を保持させ、かつ、露光により電荷発生層で発生分離した電荷を移動させて保持していた帯電電荷と結合させることを目的とする層である。帯電電荷を保持させる目的を達成するためには、電気抵抗が高いことが要求される。また、保持していた帯電電荷で高い表面電位を得る目的を達成するためには、誘電率が小さく、かつ、電荷移動性が良いことが要求される。
これらの要件を満足させるための電荷輸送層は、電荷輸送性物質及び必要に応じて用いられるバインダー樹脂により構成される。かかる電荷輸送層は、これらの電荷輸送性物質及びバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。かかる電荷輸送層には、必要により、電荷輸送性物質及びバインダー樹脂以外に、可塑剤、酸化防止剤、レベリング剤などの添加剤を適量添加することもできる。
電荷輸送性物質としては、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。
【0035】
電子輸送物質としては、たとえば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイドなどの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独又は2種以上の混合物として用いることができる。
【0036】
正孔輸送物質としては、以下に表わされる電子供与性物質が挙げられ、良好に用いられる。たとえば、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、9−(p−ジエチルアミノスチリルアントラセン)、1,1−ビス−(4−ジベンジルアミノフェニル)プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられる。これらの正孔輸送物質は、単独又は2種以上の混合物として用いることができる。
【0037】
また、高分子電荷輸送性物質は、以下のような構造を有していてもよい。
(a)カルバゾール環を有する重合体
例えば、ポリ−N−ビニルカルバゾール、特許文献41〜46に記載の化合物等が例示される。
(b)ヒドラゾン構造を有する重合体
例えば、特許文献47〜56に記載の化合物等が例示される。
(c)ポリシリレン重合体
例えば、特許文献57〜63に記載の化合物等が例示される。
(d)トリアリールアミン構造を有する重合体
例えば、N,N−ビス(4−メチルフェニル)−4−アミノポリスチレン、特許文献64〜70に記載の化合物等が例示される。
(e)その他の重合体
例えば、ニトロピレンのホルムアルデヒド縮重合体、特許文献71〜74に記載の化合物等が例示される。
【0038】
本発明に使用される電子供与性基を有する重合体は、上記重合体だけでなく、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、例えば特許文献75に開示されているような電子供与性基を有する架橋重合体等を用いることも可能である。
また、本発明に用いられる高分子電荷輸送性物質として更に有用なトリアリールアミン構造を有するポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテルとしては、例えば、特許文献76〜89などに記載の化合物が例示される。
【0039】
更に、電荷輸送層に併用できるバインダー樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリスチレン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、アクリルポリオール共重合体とイソシアネート化合物を反応させた共重合樹脂、ポリ塩化ビニリデン、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、フェノキシ樹脂などが用いられる。これらのバインダー樹脂は、単独又は2種以上の混合物として用いることができる。
電荷輸送層の膜厚は、約5〜100μm程度が適当であるが、近年の高画質化の要求から、電荷輸送層を薄膜化することが図られており、1200dpi以上の高画質化を達成するためには、より好ましくは5〜30μm程度が適当である。
本発明における電荷輸送層中には、ゴム、プラスチック、油脂類などに用いられる他の酸化防止剤や可塑剤などの添加剤を添加してもかまわない。
更に、電荷輸送層中にレベリング剤を添加してもかまわない。かか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等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などが使用され、その使用量は、バインダー樹脂100重量部に対して、0〜1重量部が適当である。
塗工方法としては、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート法などの慣用されている方法を用いて行なうことができる。
【0040】
更に、電荷輸送層が感光体の最表層になる場合には、少なくとも電荷輸送層にフッ素樹脂微粒子、アクリルポリオール共重合体とイソシアネート化合物を反応させた共重合樹脂、無機導電性微粒子を含有する。
電荷輸送層中にフッ素樹脂微粒子を含有させる場合、より効率よく摩擦係数低減効果を得るためには、電荷輸送層の表面付近の含有量を多くすることが好ましい。すなわち、摩擦係数低減の効果を発揮するのは主として感光体表面に露出したフッ素樹脂微粒子であり、繰り返し使用による電荷輸送層の摩耗のために、もはや電子写真感光体としての機能を発揮できなくなる膜厚より上に含有させればよく、それより内部に含有したフッ素樹脂微粒子は無駄になってしまう上、逆に感光体の電子写真特性に悪影響を与える可能性もある。フッ素樹脂微粒子を電荷輸送層の表面付近に多く含有させる電子写真感光体の製造方法としては、例えば、フッ素樹脂微粒子を含有しない電荷輸送層形成用塗工液を塗布した後、フッ素樹脂微粒子を含有した電荷輸送層形成用塗工液を塗布するなどの方法が考えられる。
例えば、具体的に説明すると、電荷発生層上に、まずフッ素樹脂微粒子を含有しない電荷輸送層形成用塗工液を用いて第1の電荷輸送層を形成し、その上からフッ素樹脂微粒子の含有する電荷輸送層形成用塗工液を用いて第2の電荷輸送層を形成し、乾燥することによって、表面にフッ素樹脂微粒子を多く含有した電荷輸送層が形成できる。
【0041】
次に、感光層が単層構成の場合について説明する。
キャスティング法で単層感光層を設ける場合、多くの場合、かかる単層感光層は、電荷発生物質と低分子並びに高分子電荷輸送性物質を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。電荷発生物質並びに電荷輸送性物質としては、前述した材料を用いることができる。
また、かかる単層感光層には、必要により、可塑剤を添加することもできる。更に、必要に応じて用いることのできるバインダー樹脂としては、先に電荷輸送層で挙げたバインダー樹脂をそのまま用いることができる。その他に、電荷発生層で挙げたバインダー樹脂を混合して用いてもよい。
さらに、単層感光層が感光体の最表層となる場合には、少なくとも該単層感光層にフッ素樹脂微粒子、アクリルポリオール共重合体とイソシアネート化合物を反応させた共重合樹脂、無機導電性微粒子を含有する。
これによって、前述の電荷輸送層の場合と同じ効果が得られる。
また、前述の電荷輸送層の場合と同様に、表面付近のフッ素樹脂微粒子の含有量を多くするのが好ましく、その方法も同様の製造方法を用いることができる。
単層感光体の感光層の膜厚は、5〜100μm程度が適当である。
【0042】
本発明の感光体においては、感光層の上に、保護層が設けられることもある。保護層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、アリール樹脂、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、アクリルポリオール共重合体とイソシアネート化合物を反応させた共重合樹脂、エポキシ樹脂等の公知の樹脂が挙げられる。
保護層を用いる場合、保護層が最表層となるので、少なくとも該保護層中にフッ素樹脂微粒子、アクリルポリオール共重合体とイソシアネート化合物を反応させた共重合樹脂、無機導電性微粒子を含有する。保護層は主に機能分離を目的としている。本発明においては、フッ素樹脂微粒子を好適な分散状態で含有することで長期間繰り返し使用においても低摩擦係数が持続し、耐摩耗性が向上する。さらに、保護層は感光層の上に比較的小さな膜厚をもって設けられるため、感光体の電気特性への影響が比較的小さく、電荷輸送層にフッ素樹脂微粒子を含有させる場合よりも、含有量を大きくすることができたり、低摩擦係数化や耐摩耗性に特化した処方を用いて電荷輸送層と明確に機能分離させることができるなどの利点がある。
また、保護層に電荷輸送物質を含有させることも感光体の電気特性、特に繰り返し使用時の光感度劣化、残留電位の上昇を抑制するのに非常に有用である。これは、保護層にも電荷輸送性を持たせることで、感光体表面までスムーズに電荷が移動できるようになるためだと考えられる。かかる電荷輸送性物質としては、先に挙げた電荷輸送層で用いられる電荷輸送性物質を用いることができる。
更に、本発明に係る電子写真感光体の保護層には、接着性、平滑性、化学的安定性を向上させる目的で、種々の添加剤を加えてもかまわない。
【0043】
本発明に係る保護層は、浸漬塗工、スプレー塗工、ブレード塗工、ナイフ塗工等の常法の塗工方法を用いて感光層上に形成される。特に、量産性、塗膜品質などの面から浸漬塗工、スプレー塗工が有利である。
しかしながら、塗工における各種条件によっても、感光体表面のフッ素樹脂微粒子の分散状態が変わるので、塗工する際の条件設定は非常に重要である。
例えば、スプレー塗工においては、まず、塗工液の条件として、固形分濃度、混合溶媒の場合はその種類と混合比などがあり、スプレー装置の条件としては、塗工液の吐出量、霧化エア圧力、スプレー先端と被塗布部表面との距離、被塗布物表面の移動速度、重ね塗りの回数などが上げられる。例えば、塗工液の吐出量を小さくして、重ね塗り回数を増やすことで所望の膜厚の保護層を形成する場合は、よりドライな状態で塗膜が形成され、逆に吐出量を大きくして、重ね塗り回数を減らすと、よりウェットな状態で塗膜が形成されることになる。このように塗工中の塗膜の状態一つをとっても、表面のフッ素樹脂微粒子の状態に影響を及ぼすことが考えられる。従って、表面のフッ素樹脂微粒子が本発明のような状態になるように、各種塗工条件を検討し、好適な範囲を把握する必要がある。
こうして得られる保護層の膜厚は0.1〜15μmの範囲が適当であり、より好ましくは1〜10μmである。
【0044】
本発明の感光体においては、感光層と保護層との間に中間層を設けることも可能である。中間層には、一般にバインダー樹脂を主成分として用いる。これら樹脂としては、ポリアミド、アルコール可溶性ナイロン、水溶性ポリビニルブチラール、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。中間層の形成法としては、前述のごとく一般に用いられる塗布法が採用される。なお、中間層の厚さは0.05〜2μm程度が適当である。
【0045】
本発明の感光体最表層中のフッ素樹脂微粒子の二次粒子径の大きさは0.15〜3μmのものが表面を面積比で10%以上で被覆している必要があり、さらに好ましくは、二次粒子の大きさが0.3〜1.5μmである。二次粒子がこの範囲を超えると、前述のトナー接触面不足が生じたり、レーザー光の散乱による異常画像の原因となる。また、表面の被覆率が面積比で10%以下だと、ミクロに見たときの低表面摩擦係数が不十分となってしまう。
感光体最表層のフッ素樹脂微粒子の含有量としては、20vol%〜60vol%であることが好ましく、本発明の請求項に係る発明の範囲となるように、表面に分散して露出している必要がある。含有量が20vol%より小さいと、表面に露出する微粒子の投影面積比が小さくなってしまい、低摩擦係数の持続性が低下してしまうことがあり、また含有量が60vol%よりも大きいと、必然的にバインダー樹脂の含有量が小さくなり、塗膜の機械的強度が低下してしまうことが考えられる。
【0046】
次に、本発明のフッ素樹脂微粒子が表面に露出している部分の投影像の平均直径、面積比の算出方法の例として、走査型電子顕微鏡(SEM)による観察について説明するが、フッ素樹脂微粒子の露出状態が観察できるものであれば、この限りではない。
フッ素樹脂微粒子が分散された電子写真感光体の表面をSEMによって撮影し、得られたSEM像に映し出されているフッ素樹脂微粒子像を画像解析装置を用いて解析することで、微粒子の平均直径、個数、面積比等を得ることができる。この時、SEM像として得られる画像は表面の略垂直方向より投影したものであるので、映し出されるフッ素樹脂微粒子の像も垂直方向の投影像である。ここで投影像の平均直径とは、観察した時に見られる粒子または粒子の凝集体を1つの粒子とみなした投影像について、重心を通る内径を角度2度刻みで測定した平均値である。
【0047】
画像解析装置は、このフッ素樹脂微粒子の投影像と、その周りのバインダー樹脂とが二値的に区別でき、その中で複数の一次粒子が凝集した二次粒子を大きな粒子として近似できるような条件を選択できることが必要である。さらに、該フッ素樹脂微粒子の投影像一つ一つについて、少なくとも平均直径、面積比が算出できるようなプログラムが備わっていることが必要である。そのような画像解析装置としては、高詳細画像解析システムIP−1000(旭エンジニアリング社製)のような専用装置や、画像解析ソフトImage−Pro Plus(プラネトロン社製)を導入したコンピュータ等を用いることができる。
SEM像は、加速電圧が高いと、表面付近の内部の様子までが画像情報として得られる場合がある。バインダー樹脂にフッ素微粒子を分散した系においては、加速電圧が高いと表面に露出していない、表面近傍に内在するフッ素樹脂微粒子まで透過して観察される場合があるため、該加速電圧の設定は、表面に露出したフッ素樹脂微粒子が映し出されるように調整する必要がある。
例えば、SEMとして電界放出形走査電子顕微鏡 S−4200(日立製作所社製)を用いた場合、加速電圧としては、2kv〜6kv程度が好適であるが、これは、装置や感光体の材料などによって適宜調整する必要がある。
こうして得られた、表面のSEM画像を画像解析ソフトに取り込み、観察範囲においてカウントされた個々のフッ素樹脂微粒子の平均直径、面積比を算出させることによって、所望の感光体表面のフッ素樹脂微粒子の状態を観測することができるのである。
【0048】
本発明の感光体最表層に用られるフッ素樹脂微粒子としては、例えば四フッ化エチレン樹脂微粒子、パーフロロアルコキシ樹脂微粒子、三フッ化塩化エチレン樹脂微粒子、六フッ化エチレンプロピレン樹脂微粒子、フッ化ビニル樹脂微粒子、フッ化ビニリデン樹脂微粒子、フッ化二塩化エチレン樹脂微粒子及びこれ等の共重合体等が挙げられ、これ等の中から一種あるいはそれ以上が適宜選択されるが、特に四フッ化エチレン樹脂微粒子、パーフロロアルコキシ樹脂微粒子が好ましく、平均一次粒径が0.1〜0.3μmの範囲にあるものが好ましい。
フッ素樹脂微粒子は、少なくとも有機溶剤とともにアトライター、サンドミル、振動ミル、超音波などの従来方法を用いて分散することができる。この中でも、外界からの不純物の混入が少ないボールミル、または振動ミルによる分散が分散性の点からより好ましい。使用されるメディアの材質については、従来使用されているジルコニア、アルミナ、メノウ等すべてのメディアを使用することができるが、フッ素樹脂微粒子の分散性への効果の点から特にジルコニアを使用することがより好ましい。場合によっては、これらの分散方法を組み合わせることで更に分散性が高まることがある。また、該フッ素樹脂微粒子の一次粒径は、本発明の好適な一次粒子、および二次粒子の平均直径を満たすためには大きすぎても小さすぎても好ましくない。粒径は0.1〜10μm、好ましくは0.05〜2.0μmが使用可能であり、必要に応じて後述の分散処理によって粒径調整も可能である。
また、フッ素樹脂微粒子の分散性を制御する目的で分散剤を樹脂に添加してもよい。このような分散剤としては、フッ素系の界面活性剤、グラフトポリマー、ブロックポリマー及びカップリング剤等が使用できる。
【0049】
本発明の感光体最表層に用られるアクリポリオール共重合体としては、以下に限定されないが、メチルメタクリレート(「MMA」と略記する)−2−ヒドロキシエチルメタクリレート(「2−HEMA」と略記する)共重合体又はスチレン(「St」と略記する)−MMA−2−HEMA共重合体が特に望ましい。前記共重合体がMMA−2−HEMA共重合体である場合には、2−HEMAの含有量は15〜45重量%好ましくは25〜45重量%、更に好ましくは30〜40重量%のものが用いられる。また、前記共重合体がSt−MMA−2−HEMA共重合体である場合には、2−HEMAの含有量は15〜45重量%好ましくは25〜45重量%、更に好ましくは30〜40重量%であり、残りのSt及びMMAはMMA/St重量比が約8/2以上となるものが用いられる。
【0050】
本発明に使用する1分子中に2個以上のNCO基を有するイソシアネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネート[HMDI]、リジンジイソシアネート[LDI]、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート[TMDI]、ダイマー酸ジイソシアネト[DDI]などの脂肪族ジイソシアネート;4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)[水素化MDI]、メチルシクロヘキサン−2,4−(2,6)ジイソシアネート[水素化TDI]、1,3−(イソシアナートメチル)シクロヘキサン[水素化XDI]などの環状脂肪族ジイソシアネート;キシリレンジイソシアネート[XDI]、メタキシリレンジイソシアネート[MXDI]、イソホロンジイソシアネート[IPDI]などの芳香族性ジイソシアネートなどのジイソシアネートモノマーがあげられる。
上記のイソシアネート化合物と多価アルコールとを反応させたポリイソシアネートも使用できる。更に、目的に応じて、変性されたポリイソシアネートを用いてもよい。多価アルコールとしてトリメチロールプロパン[TMP]を選択し、ジイソシアネートとしてHMDI又は水素IPDIを選択し、これらを反応させたポリイソシアネートもあげられる。
【0051】
【化1】
【0052】
同様にイソシアネート重合体があげられる。例えば、HMDI 3モルの水1モル付加物もあげられる。
【化2】
【0053】
また、以下のようなウレトジオン、イソシアネートなども用いることができる。
【化3】
【0054】
具体例として、HMDIイソシアネート、IPDIイソシアネートが挙げられる。
【化4】
【0055】
また、
【化5】
などのイソシアネートも例示できる。
【0056】
アクリルポリオール共重合体と1分子中に2個以上のNCO基を有するイソシアネート化合物を反応させた共重合樹脂はその反応成分の比率を合わせないと、硬化がうまくいかなかったり、残留反応基により感光体特性が非常に悪くなるため、イソシアネート化合物の量は、NCO基とアクリルポリオール共重合体におけるOH基との数の比(NCO/OH)が0.7〜1.3の範囲になる量であることが望ましい。
これら共重合体樹脂の分子量は数平均で2,000〜200,000好ましくは10,000〜40,000である。
【0057】
感光体最表層にアクリルポリオール共重合体と1分子中に2個以上のNCO基を有するイソシアネート化合物を反応させた共重合樹脂を用いると感光体感度特性が悪くなる傾向にあるため、導電性微粒子を添加する必要がある。無機導電性微粒子の添加は、前述したように耐摩耗性の向上にも効いている。
本発明の感光体最表層に用られる無機導電性微粒子としては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、酸化錫、アンチモンをド−プした酸化錫、錫をド−プした酸化インジウム等の金属酸化物が挙げられるが、特に酸化錫が好適である。
酸化スズ微粒子の粒径は大きすぎると摩擦係数が上昇したり、光の透過率が小さくなってしまい、粒径が小さすぎると導電性が悪くなるため、0.1〜1.0μmが良い。バインダー樹脂と酸化スズ微粒子の比率は、酸化スズが少ないと感度、耐摩耗性が悪くなり、酸化スズが多すぎると、膜の電気抵抗が小さくなり画像ボケが発生したり、膜が脆くなって摩耗しやすくなるため、アクリルポリオール共重合体とイソシアネート化合物を反応させた共重合樹脂に対して40〜80wt%が良い。
【0058】
本発明の感光体最表層には、無機導電性微粒子以外に更に耐摩耗性を向上する目的でフィラ−材料を添加してもよい。フィラーとしては有機性フィラーと無機性フィラーがあるが、フィラーの硬度の点から無機性フィラーを用いることが耐摩耗性の向上に対し有利である。このような無機性フィラ−材料としては、シリカ、酸化チタン、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化ビスマス、酸化カルシウム等の金属酸化物、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウム等の金属フッ化物、チタン酸カリウム、窒化硼素などの無機材料が挙げられる。
【0059】
これらのフィラーは少なくとも1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すべて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。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。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。
【0060】
次に本発明の画像形成装置について、図を参照して説明する。
図5は、本発明の画像形成装置を説明するための概略図である。なお、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5に示すように、本発明に係る電子写真感光体を用いた画像形成装置は、本発明に係るドラム状の感光体1と、帯電チャージャ3と、転写前チャージャ7と、転写チャージャ10と、分離チャージャ11と、クリーニング前チャージャ13などから構成されている。なお、感光体1の形状は、ドラム状の形状に限定されるものではなく、例えば、シート状、エンドレスベルト状のものであっても良い。また、各種チャージャーとしては、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)、帯電ローラを始めとする公知の手段を用いることができる。
転写手段としては、一般には上記の帯電器が使用できるが、図示するような転写チャージャと分離チャージャとを併用したものが効果的である。
また、画像露光部5、除電ランプ2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。そして、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
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、感光体に光を照射することができる。
【0061】
さて、現像ユニット6により感光体1上に現像されたトナーは、転写紙9に転写されるが、全部が転写されるわけではなく、感光体1上にトナーが残存する。このようなトナーは、クリーニングブラシ14及びクリーニングブレード15により、感光体1より除去される。クリーニングは、クリーニングブラシ14又はクリーニングブレード15単独で行なわれることもあり、クリーニングブラシ14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。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、ポジ画像が得られるし、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。かかる現像手段としては、公知の方法が適用され、また、除電手段にも公知の方法が用いられる。
【0062】
本発明の画像形成装置は、電子写真感光体に接触して摺擦する接触部材を具備させることができる。
加圧された接触部材としては、フッ素樹脂微粒子の露出部分の摺擦を目的とした接触部材を設けても良いし、帯電ローラーなどの接触帯電部材、クリーニングブレード、クリーニングブラシなどのクリーニング部材、転写ベルト、中間転写ベルトなどの転写部材など一般的に画像形成装置に用いられる部材に加圧する機構を設けたようなものでもよい。ここでは、クリーニングブレード15によって感光体表面を摺擦する場合を例に挙げて説明する。クリーニングブレード15は、感光体1表面を略均等な圧力で押しながらほぼ全面を摺擦し、フッ素樹脂微粒子を均等に表面に付着させるという効果が大きく好ましい。
クリーニングブレード15によってフッ素樹脂を被覆させる場合、クリーニングブレード15の各種条件として、ブレード当接角10〜30度、当接圧力0.3〜4g/mm、ブレードとして用いるゴムのゴム硬度60〜70度、反発弾性30〜70%、ヤング率30〜60kgf/cm2、厚さ1.5〜3.0mm、自由長7〜12mm、ブレードエッジの感光体1への食い込み量0.2〜2mmの範囲が好適であり、このような物性を満たす材質としてウレタンゴムブレードが特に好適である。
【0063】
図6には、本発明による画像形成装置を用いた別のプロセスの例を示す。図6において、感光体22は、本発明の電子写真感光体であり、駆動ローラ23により駆動され、帯電チャージャ20による帯電、画像露光部21による像露光、現像(図示せず)、転写チャージャ25を用いる転写、クリーニングブラシ26によるクリーニング、除電ランプ27による除電が繰返し行なわれる。
【0064】
さらに、本発明を適用したフルカラー画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ(以下、単にプリンタという)の一実施形態について説明する。
図7は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。
図7において、潜像担持体たる感光体ドラム36は、図中反時計回りに回転駆動されながら、その表面がコロトロンやスコロトロンなどを用いる帯電チャージャ33によって一様帯電せしめられた後、図示しないレーザ光学装置から発せられるレーザ光Lの走査を受けて静電潜像を担持する。この走査はフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報に基づいてなされるため、感光体ドラム36上にはイエロー、マゼンタ、シアン又はブラックという単色用の静電潜像が形成される。感光体ドラム36の図中左側には、リボルバ現像ユニット30が配設されている。これは、回転するドラム状の筺体の中にイエロー現像器、マゼンタ現像器、シアン現像器、ブラック現像器を有しており、回転によって各現像器を感光体ドラム36に対向する現像位置に順次移動させる。なお、イエロー現像器、マゼンタ現像器、シアン現像器、ブラック現像器は、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーを付着せしめて静電潜像を現像するものである。感光体ドラム36上には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の静電潜像が順次形成され、これらはリボルバ現像ユニット30の各現像器によって順次現像されてイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像となる。
【0065】
上記現像位置よりも感光体ドラム36の回転下流側には中間転写ユニットが配設されている。これは、張架ローラ39a、転写手段たる中間転写バイアスローラ37、2次転写バックアップローラ39b、ベルト駆動ローラ39cによって張架している中間転写ベルト38を、ベルト駆動ローラ39cの回転駆動によって図中時計回りに無端移動せしめる。感光体ドラム36上で現像されたイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像は、感光体ドラム36と中間転写ベルト38とが接触する中間転写ニップに進入する。そして、中間転写バイアスローラ37からのバイアスの影響を受けながら、中間転写ベルト38上に重ね合わせて中間転写されて、4色重ね合わせトナー像となる。
【0066】
回転に伴って中間転写ニップを通過した感光体ドラム36表面は、ドラムクリーニングユニット35によって転写残トナーがクリーニングされる。このドラムクリーニングユニット35は、クリーニングバイアスが印加されるクリーニングローラによって転写残トナーをクリーニングするものであるがファーブラシ、マグファーブラシ等からなるクリーニングブラシや、クリーニングブレードなどを用いるものであってもよい。
【0067】
転写残トナーがクリーニングされた感光体ドラム36表面は、除電ランプ34によって除電せしめられる。除電ランプ34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(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)などが用いられている。また、上記レーザ光学装置の光源には半導体レーザが用いられている。これらから発せられる光については、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により、所望の波長域だけを用いるようにしてもよい。
一方、図示しない給紙カセットから送られてきた転写紙40を2つのローラ間に挟み込んでいるレジストローラ対41は、転写紙40を中間転写ベルト38上の4色重ね合わせトナー像に重ね合わせ得るタイミングで上記2次転写ニップに向けて送り込む。中間転写ベルト38上の4色重ね合わせトナー像は、2次転写ニップ内で紙転写バイアスローラー43からの2次転写バイアスの影響を受けて転写紙40上に一括して2次転写される。この2次転写により、転写紙40上にはフルカラー画像が形成される。
【0068】
フルカラー画像が形成された転写紙40は、転写ベルト42によって紙搬送ベルト44に送られる。
搬送ベルトは44は、転写ユニットから受け取った転写紙40を定着装置45内に送り込む。
定着装置45は、送り込まれた転写紙40を加熱ローラとバックアップローラとの当接によって形成された定着ニップに挟み込みながら搬送する。
転写紙40上のフルカラー画像は、加熱ローラからの加熱や、定着ニップ内での加圧力の影響を受けて転写紙40上に定着せしめられる。
【0069】
なお、図示を省略しているが、転写ベルト42や搬送ベルト44には、転写紙40を吸着させるためのバイアスが印加されている。また、転写紙40を除電する紙除電チャージャや、各ベルト(中間転写ベルト38、転写ベルト42、搬送ベルト44)を除電する3つのベルト除電チャージャが配設されている。また、中間転写ユニットは、ドラムクリーニングユニット35と同様の構成のベルトクリーニングユニットも備えており、これによって中間転写ベルト38上の転写残トナーをクリーニングする。
【0070】
図8は、本実施形態に係るプリンタの変形例である。この装置は、いわゆるタンデム方式のプリンタであり、感光体ドラム50を各色で共有させるのではなく、各色用の感光体ドラム50Y、50M、50C、50Bkを備えている。また、ドラムクリーニングユニット55、除電ランプ53、感光体ドラム50を一様帯電せしめる帯電ローラ54も、各色用のものを備えている。なお、図7に示したプリンタではドラム一様帯電手段として帯電チャージャ33を設けていたが、このプリンタでは帯電ローラ54を設けている。
タンデム方式では、各色の潜像形成や現像を並行して行うことができるため、リボルバ式よりも画像形成速度を遙かに高速化させることができる。
以上に示すような画像形成手段は、複写装置、ファクシミリ、プリンター内に固定して組み込まれていてもよいが、プロセスカートリッジの形でそれら装置内に組み込まれてもよい。プロセスカートリッジとは、感光体を内蔵し、他に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、除電手段を含んだ1つの装置(部品)である。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9に示すものが挙げられる。かかるプロセスカートリッジは、感光体ドラム66、帯電チャージャ67、画像露光部69、クリーニングブラシ68及び現像ローラ70などから構成されている。
【0071】
【実施例】
以下、本発明について実施例を挙げて説明するが、本発明は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>
アルミニウムシリンダー上に下記組成の下引き層塗工液、電荷発生層塗工液、および電荷輸送層塗工液を、浸漬塗工によって順次塗布、乾燥し、3.5μmの下引き層、0.2μmの電荷発生層、22μmの電荷輸送層を形成した。
◎下引き層塗工液
二酸化チタン粉末 400部
メラミン樹脂 65部
アルキッド樹脂 120部
2−ブタノン 400部
【0072】
◎電荷発生層塗工液
下記構造のビスアゾ顔料 12部
【化6】
ポリビニルブチラール 5部
2−ブタノン 200部
シクロヘキサノン 400部
【0073】
◎電荷輸送層塗工液
ポリカーボネート(Zポリカ、帝人化成製) 8部
下記構造式の電荷輸送物質 10部
【化7】
テトラヒドロフラン 100部
【0074】
電荷輸送層上にさらに、下記の保護層塗工液をスプレー塗工[スプレーガン:ピースコンPC308 オリンポス社製、エア圧:2kgf/cm2]を行い、150℃60分間乾燥して約5μmの保護層を形成し、電子写真感光体1を作製した。
【0075】
◎保護層塗工液
下記組成の溶液を高速液衝突分散装置(装置名:アルティマイザーHJP−25005 スギノマシン社製)において、100MPa圧力下、30min循環し、パーフロロアルコキシ(以下、PFAと省略)樹脂粒子分散液▲1▼を得た。
PFA樹脂粒子(MPE−056、三井フロロケミカル製) 38部
分散助剤(モディパーF210 日本油脂製) 3.8部
テトラヒドロフラン 1000部
シクロヘキサノン 300部
【0076】
次にアクリルポリオール共重合体であるスチレン(St)〜メチルメタクリレート(MMA)〜2−ヒドロキシエチルメタクリレート(2−HEMA)共重合体の溶液(溶媒はセロソルブアセテートとメチルイソブチルケトンとの混合溶媒)と酸化スズ粒子(三菱金属社製)を用意した。アクリルポリオール共重合体は、モノマー構成比(重量比)St/MMA/2−HEMA/2−HEMA=28/42/30を用いた。
前記St/MMA/2−HEMA共重合体溶液(固形分) 10部
酸化スズ粒子 90部
をシクロヘキサノンとテトラヒドロフラン(混合溶媒重量比100/30)の混合溶媒で全固形分濃度20wt%となるように配合し、100時間ボールミル分散した。続いて、この分散液と希釈用樹脂液(上記アクリルポリオール共重合体樹脂、濃度約10%)とHMDI系ポリイソシアネート(スミジュールHT、住友バイエルウレタン社製)とを、分散液中の酸化スズの粒子と樹脂固形分の割合が6:4、イソシアネート基とアクリルポリオール共重合体の水酸の数の比が1:1になるように混合し、分散液▲2▼を得た。
分散液▲1▼と分散液▲2▼を、表−1に示す組成比になるように混合した後、全固形分濃度が3wt%になるようにシクロヘキサノンとテトラヒドロフラン(混合溶媒重量比100/30)の混合溶媒で希釈し、その後、超音波を10分間照射して調整し、保護層塗工液を得た。
【0077】
<実施例2〜3、比較例1>
実施例1において、保護層の組成重量比を表−1に示すように変更した以外は同様にして、電子写真感光体2〜4を作製した。
<比較例2>
実施例1において、保護層塗工液を下記のように変更した以外は同様にして、電子写真感光体5を作製した。
【0078】
下記組成の溶液を配合し高速液衝突分散装置(装置名:アルティマイザーHJP−25005 スギノマシン社製)において、100MPa圧力下、30min循環し、保護層塗工液を作製した
PFA樹脂粒子(MPE−056、三井フロロケミカル製) 55部
分散助剤(モディパーF210 日本油脂製) 5.5部
ポリカーボネート(Zポリカ、帝人化成製) 39.5部
テトラヒドロフラン 2000部
シクロヘキサノン 600部
【0079】
<実施例4〜5>
実施例1において、保護層のイソシアネート化合物のNCO基とアクリルポリオール共重合体のOH基の比を表−1に示すように変更した以外は同様にして電子写真感光体6,7を作製した。
【0080】
<実施例6〜7>
実施例1において、保護層の酸化スズの添加量を表−1に示すように変更した以外は同様にして、電子写真感光体8,9を作製した。
【0081】
<実施例8〜9>
実施例1において、ボールミル時間を変えることによって酸化スズの平均粒径を表−1に示すように変更した以外は同様にして、電子写真感光体10,11を作製した。
【0082】
<実施例10〜11>
実施例1において、アクリルポリオール共重合体のSt/MMA/2−HEMA比を表−1に示すように変更した以外は同様にして、電子写真感光体12,13を作製した。
【0083】
<実施例12〜14>
実施例1において、イソシアネート化合物の種類を表−1に示すように変更した以外は同様にして、電子写真感光体14〜16を作製した。
【0084】
<実施例15>
実施例1において、PFA樹脂微粒子をポリテトラフルオロエチレン微粒子(TLP10F−1、三井フロロケミカル製)に変更した以外は同様にして、電子写真感光体17を作製した。
【0085】
【表1】
【0086】
次に、本実施例に使用した重合トナーの製造例を示す。
トナー製造例1
1)単量体組成物の作製
スチレンモノマー 70部
n−ブチルメタクリレート 30部
ポリスチレン 5部
3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸亜鉛塩 2部
カーボンブラック 6部
上記の重合性単量体混合物をボールミルを用いて24時間分散混合して単量体組成物を調製した。
2)造粒、重合
攪拌機、温度計、不活性ガス導入管及び細孔径110,000Å、細孔容積0.42cc/g、10φ×50mmの多孔質ガラス管を備えたフラスコに2%ポリビニルアルコール水溶液400mlを取り、窒素ガスを送りながら室温で攪拌を行い、反応容器中の酸素を窒素置換した。
【0087】
ついで1)の単量体組成物113gにアゾビスイソブチルニトリル1.56gを加え攪拌溶解し、ポンプを用いて多孔質ガラス管を通過させて、ポリビニルアルコール水溶液中へ加え、加え終った後ポリビニルアルコールと単量体組成物の混合物を、前記ポンプと多孔質ガラス管を用いて約120ml/minの割合で2時間循環させた後、内温を70℃とし8時間重合させた。
その後室温まで冷却し一晩静置後、上澄液を除き水を加えて1時間攪拌後濾過、乾燥しトナーを得た。このトナーをコールターカウンターで粒子径を測定したところ、平均粒子径8.5μmで5〜10μm径の範囲にある粒子は全体の95%であり極めて狭い粒度分布であった。
【0088】
評価例1
トナー製造例1で得られたトナー粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知し、得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である平均円形度を評価した。この値はフロー式粒子像分析装置FPIA−2000により平均円形度として計測することができ、具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加え、試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、分散液濃度を3000〜1万個/μlとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。これまでの検討の結果、0.960以上のトナーが適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効であることがわかっており、より好ましくは、平均円形度が0.980〜1.000である。トナー製造例1で作製したトナーの円形度は0.98であった。
【0089】
評価例2(二次粒子径、被覆面積比)
得られた電子写真感光体1〜17の表面の任意の観察点10点について、FE−SEMにより4500倍で撮影し、得られたSEM写真を画像処理ソフト(IMAGE Pro Plus)を用いて、フッ素樹脂微粒子の最表層膜中における一次粒子、及び一次粒子が複数個凝集して形成された二次粒子の表面に露出した部分の投影像の平均直径をDとした場合の、0.15≦D≦3μmの範囲にある粒子の、表面に占める投影面積比の合計を求めた。
【0090】
評価例3(表面摩擦係数)
得られた電子写真感光体1〜17について、特許文献90等にて開示されているオイラー・ベルト方式を用い表面摩擦係数を評価した。ここでいうベルトとは、中厚の上質紙で、紙すきが長手方向になるようにして、図10に示すように、感光体の円周1/4に張架し、ベルトの一方にW=100gの荷重を掛け、他方にフォースゲージ(バネ秤)を設置し、フォースゲージを徐々に引っ張りながらベルトの移動を観察し、移動が開始した時点での荷重を読み取って以下の式にて計算する。なお、図10では、荷重:100g分銅と、ベルト:Type6200/T目/A4用紙/30mm幅(すき目方向にカット)と、ダブルクリップ2個が使用される。また、式におけるμは摩擦係数を、Fは引っ張り力を、Wは荷重を表す。
μ=2/π×ln(F/W) W=100g
【0091】
評価例4(耐久寿命A)
得られた電子写真感光体1〜3及び6〜17、比較用電子写真感光体4、5を、リコー製imagio Color 5100改造機(画像露光光源を655nmの半導体レーザーに交換し潤滑剤塗布手段を除去したもの)に搭載し、連続してトータル15万枚の印刷を行い、その際初期画像及び15万枚印刷後の画像について評価を行った。また、初期及び15万枚印刷後の明部電位を測定した。さらに、初期及び15万枚印刷後での膜厚差より摩耗量の評価を行った。
【0092】
【表2】
【0093】
評価例5(耐久寿命B)
得られた電子写真感光体1〜18、比較用電子写真感光体1〜9を、リコー製imagio Color 5100改造機(トナーを製造例1で作成したものに変更し画像露光光源を655nmの半導体レーザーに交換、更に潤滑剤塗布手段を除去したもの)に搭載し、連続してトータル15万枚の印刷を行い、その際初期画像及び15万枚印刷後の画像について評価を行った。また、初期及び15万枚印刷後の明部電位を測定した。さらに、初期及び15万枚印刷後での膜厚差より摩耗量の評価を行った。
【0094】
【表3】
【0095】
評価例6(耐久寿命C)
得られた電子写真感光体1〜18、比較用電子写真感光体1〜9を、リコー製IPSiO Color 8100改造機(トナーを製造例1で作成したものに変更)に搭載し、連続してトータル7.5万枚の印刷を行い、その際初期画像及び7.5万枚印刷後の画像について評価を行った。また、初期及び7.5万枚印刷後の明部電位を測定した。さらに、初期及び7.5万枚印刷後での膜厚差より摩耗量の評価を行った。
【0096】
【表4】
【0097】
表−2、3、4の評価結果より、粉砕トナーの場合だけでなく、球形トナーにおいても感光体の最表面層に本発明の請求項の要件を満たす条件のフッ素樹脂微粒子を含有させることで、高安定な低表面摩擦係数の持続性を維持することが可能となった。また、それと同時に摩耗量についても抑制されており、耐摩耗性が大幅に向上していることが確認された。さらに、繰り返し印刷後においても明部電位上昇は少なく、クリーニング不良が発生せず高画質画像が安定に得られることが確認された。
一方、本発明の請求項の要件を満たしていない条件のフッ素樹脂微粒子を含有させた感光体やバインダー樹脂がアクリルポリオール共重合体とイソシアネート化合物を反応させた共重合樹脂でない感光体は、摩耗量が大きく、また、クリーニング不良も引き起こしていた。
【0098】
【発明の効果】
本発明によれば、感光体最表層にフッ素樹脂微粒子を含有し、該フッ素樹脂微粒子が最表層膜中において、一次粒子、及び一次粒子が複数個凝集して形成された二次粒子の表面に露出した部分の投影像の平均直径をDとした場合、0.15≦D≦3μmの範囲にある粒子の、表面に占める投影面積比の合計が10%以上とすることで、感光体表面の摩擦係数を長期渡り低く維持することができ、トナーのクリーニング性が向上する。感光体最表層のバインダー樹脂を熱硬化樹脂とし、無機導電性微粒子を添加することにより、感光体の耐摩耗性を著しく向上させることができる。
【0099】
すなわち、繰返し使用しても低い摩擦係数を有しながら優れた耐摩耗性を併せ持つ感光体が提供でき、長期に渡り信頼性の高い高画質画像形成装置の提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子写真感光体の一例を示す模式断面図である。
【図2】本発明における電子写真感光体の他の構成例の一例を示す模式断面図である。
【図3】本発明における電子写真感光体の他の構成例の一例を示す模式断面図である。
【図4】本発明における電子写真感光体の他の構成例の一例を示す模式断面図である。
【図5】本発明の画像形成装置を説明するための概略図である。
【図6】本発明による画像形成装置を用いた別のプロセスの例を示す概略図である。
【図7】本発明におけるプリンタの一例を示す概略図である。
【図8】本実施形態に係るプリンタの変形例を示す概略図である。
【図9】本発明に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略図である。
【図10】実施例における表面摩擦係数の評価法を示す概念図である。
【符号の説明】
1,22 感光体
2,27,34,53 除電ランプ
3,25,33,67 帯電チャージャ
5,69 画像露光部
6,30 現像ユニット
7 転写前チャージャ
14,26,68 クリーニングブラシ14
15 クリーニングブレード
36,50,66 感光体ドラム
38 中間転写ベルト
42 転写ベルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a photoconductor such as a copying machine, a printer, and a facsimile using an electrophotographic system, an image forming apparatus, and a process cartridge for the image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine using an electrophotographic system, a uniformly charged photosensitive member is irradiated with writing light modulated by image data, and the photosensitive member is irradiated on the photosensitive member. An electrostatic latent image is formed, and toner is supplied to the photosensitive member on which the electrostatic latent image is formed by a developing unit to form a toner image on the photosensitive member and develop. The image forming apparatus transfers the toner image on the photoconductor to the transfer paper (recording paper) by the transfer unit, and then fixes the toner transferred on the transfer paper by the fixing unit by heating and pressurizing, and remains on the surface of the photoconductor. The collected toner is collected by a method such as scraping with a cleaning blade at the cleaning unit.
[0003]
In an image forming apparatus using such an electrophotographic method, it has been known that, by reducing the coefficient of friction on the surface of the photoreceptor, unnecessary toner adhesion can be prevented and an image free of background stains can be obtained. It has been. In addition, a photoreceptor having a small surface friction coefficient can reduce the amount of surface wear and extend the life of the photoreceptor.
In other words, the reason for determining the life of the photoconductor is the wear of the photoconductive layer of the photoconductor. When a certain amount of the photoconductive layer is scraped off, the electrical characteristics of the photoconductor change and an appropriate image forming process can be performed. Disappear. This friction is generated in all the parts where the photoconductor and other image forming units such as the developing unit and the transfer unit are in contact with each other in the image forming process described above. It is possible to reduce the wear generated at the site and improve the life of the photoreceptor.
[0004]
Further, it is known that by reducing the coefficient of friction on the surface of the photoconductor, the transfer rate when the toner image formed on the photoconductor is transferred to the transfer target is improved. That is, since it is possible to suppress worm-eating prints and to reduce the amount of residual toner after transfer, there are also effects such as a reduction in the amount of waste toner.
Furthermore, recently, due to the demand for higher image quality of electrophotography, it has become clear that a high effect can be obtained for cleaning spherical toners produced using an emulsion polymerization method or a suspension polymerization method. ing.
In general, the toner remaining on the photosensitive member is cleaned by bringing a blade formed of rubber or the like into contact with the counter and removing the toner with the blade. However, since the spherical toner is rubbed into the contact portion between the cleaning blade and the photosensitive member and slips through, the cleaning toner often causes poor cleaning. On the other hand, by reducing the coefficient of friction on the surface of the photoconductor, it is possible to suppress slipping of the spherical toner and to suppress poor cleaning.
[0005]
As a method for reducing the coefficient of friction on the surface of the photoreceptor, an image forming apparatus having a mechanism for supplying a lubricant to the surface of the photoreceptor has been proposed and put to practical use, as proposed in Patent Document 1. It has become. However, since such a mechanism is provided around the photosensitive member, an increase in size and complexity of the apparatus cannot be avoided, and problems such as an increase in cost and deterioration in maintainability occur. Further, as a different method for reducing the coefficient of friction of the photoreceptor, it has been proposed to add a lubricant that reduces the friction coefficient to the surface layer of the photoreceptor.
Specifically, there are those proposed in Patent Documents 2 to 35 and the like.
[0006]
Known lubricants include fluorine atom-containing resins such as polytetrafluoroethylene, powders such as spherical acrylic resins, metal oxide powders such as silicon oxide and aluminum oxide, and the like. In particular, a fluorine atom-containing resin containing a large amount of fluorine atoms has a great effect as a lubricant since the surface energy is extremely small. Such a fluorine atom-containing resin is used as crystalline fine particles, and after being dispersed in a binder resin such as an acrylic resin, a polyester resin, a polyurethane resin, or a polycarbonate resin, it is formed as a surface layer or a protective layer of the photoreceptor. Be filmed.
[0007]
However, when the content of the fluororesin fine particles is relatively small, even if the initial friction coefficient of the photoreceptor surface can be reduced, if the image is repeatedly output, the friction coefficient gradually increases. Therefore, it is conceivable to increase the amount of the fluororesin fine particles added as a means for maintaining a low friction coefficient. However, the property of the fluororesin fine particles has a problem that the tendency of aggregation in the resin solution is strong and uniform dispersion is difficult.
For example, various investigations have been made and proposed for the dispersion method of fluororesin fine particles, and specific examples include
[0008]
However, most of the fluororesin fine particle-containing surface layers produced by these methods have a relatively small content, which is insufficient to maintain a low coefficient of friction over a long period of time. Also, in
[0009]
Further, in the prior art, the fluorine atom-containing resin fine particles have problems in dispersibility and agglomeration as described above, and it is difficult to form a uniform and smooth film. In addition to often having image defects such as holes, such fluorine atom-containing resin fine particles accumulate discharge products on the outermost surface as a side effect that wear hardly occurs due to its low friction coefficient in repeated use, Depending on the toner used, so-called toner filming, in which the toner resin adheres in the form of a film on the outermost surface layer of the photoreceptor, is likely to occur, and the coefficient of friction is thus greatly increased. When such a phenomenon occurs, image flow occurs in a high humidity environment.
Therefore, even when a good image was obtained under a normal environment, there was a case where image flow occurred, for example, when the usage environment changed, specifically when the humidity increased.
In addition, there were cases where abnormal images were generated due to the paper dust generated from the paper used being stuck to the surface of the photoreceptor due to repeated use.
[0010]
Furthermore, depending on the binder resin used, the fluorine atom-containing resin fine particles may increase the friction coefficient of the entire surface layer due to the high surface energy and high friction coefficient of the binder resin.
Therefore, in order to improve this, as in the claim of
In addition, in the case where a resin having a known lubricity is added, the amount of wear is too large if it is added alone, and it has no durability that can withstand actual use.
In this way, the friction coefficient of the photoreceptor surface using various lubricants has been reduced, but the durability of the low friction coefficient during repeated use and abnormalities under various usage environments (especially in high humidity environments) Nothing satisfying the suppression of the image and the miniaturization of the apparatus has been obtained.
[0011]
[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 56-142567
[Patent Document 2] JP-A-52-117134
[Patent Document 3] Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-107841
[Patent Document 4] Japanese Patent Laid-Open No. 54-26740
[Patent Document 5] JP-A-54-27434
[Patent Document 6] Japanese Patent Laid-Open No. 54-86340
[Patent Document 7] Japanese Patent Laid-Open No. 54-143142
[Patent Document 8] JP 54-143148 A
[Patent Document 9] JP-A-56-99345
[Patent Document 10] Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-126638
[Patent Document 11] Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-14845
[Patent Document 12] Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-74748
[Patent Document 13] Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-35863
[Patent Document 14] JP-A-57-76553
[Patent Document 15] JP-A-57-201240
[Patent Document 16] JP 58-44444 A
[Patent Document 17] JP 58-70229 A
[Patent Document 18] Japanese Patent Laid-Open No. 58-102949
[Patent Document 19] Japanese Patent Laid-Open No. 58-162958
[Patent Document 20] Japanese Patent Laid-Open No. 59-197042
[Patent Document 21] Japanese Patent Laid-Open No. 62-272281
[Patent Document 22] Japanese Patent Laid-Open No. 62-272282
[Patent Document 23] Japanese Patent Laid-Open No. 63-30850
[Patent Document 24] Japanese Patent Laid-Open No. 63-56658
[Patent Document 25] Japanese Patent Laid-Open No. 63-58352
[Patent Document 26] Japanese Patent Laid-Open No. 63-58450
[Patent Document 27] JP 63-61255 A
[Patent Document 28] JP-A-63-61256
[Patent Document 29] JP-A-63-65449
[Patent Document 30] JP-A-63-65450
[Patent Document 31] JP-A-63-65451
[Patent Document 32] Japanese Patent Laid-Open No. 63-73267
[Patent Document 33] Japanese Patent Laid-Open No. 63-221355
[Patent Document 34] Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-249152
[Patent Document 35] Japanese Patent Laid-Open No. 63-131356
[Patent Document 36] JP-A-5-045920
[Patent Document 37] JP-A-5-265243
[Patent Document 38] Japanese Patent Laid-Open No. 6-130711
[Patent Document 39] JP-A-6-332219
[Patent Document 40] JP-A-8-087125
[Patent Document 41] Japanese Patent Laid-Open No. 50-82056
[Patent Document 42] JP 54-9632 A
[Patent Document 43] Japanese Patent Laid-Open No. 54-11737
[Patent Document 44] JP-A-4-175337
[Patent Document 45] JP-A-4-183719
[Patent Document 46] Japanese Patent Laid-Open No. 6-234841
[Patent Document 47] JP-A-57-78402
[Patent Document 48] Japanese Patent Laid-Open No. 61-20953
[Patent Document 49] Japanese Patent Laid-Open No. 61-296358
[Patent Document 50] JP-A-1-134456
[Patent Document 51] JP-A-1-179164
[Patent Document 52] JP-A-3-180851
[Patent Document 53] Japanese Patent Laid-Open No. 3-180852
[Patent Document 54] Japanese Patent Laid-Open No. 3-50555
[Patent Document 55] JP-A-5-310904
[Patent Document 56] JP-A-6-234840
[Patent Document 57] Japanese Patent Laid-Open No. 63-285552
[Patent Document 58] JP-A-1-88461
[Patent Document 59] JP-A-4-264130
[Patent Document 60] JP-A-4-264131
[Patent Document 61] JP-A-4-264132
[Patent Document 62] JP-A-4-264133
[Patent Document 63] JP-A-4-289867
[Patent Document 64] JP-A-1-134457
[Patent Document 65] JP-A-2-282264
[Patent Document 66] JP-A-2-304456
[Patent Document 67] Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-133065
[Patent Document 68] Japanese Patent Laid-Open No. 4-133066
[Patent Document 69] JP-A-5-40350
[Patent Document 70] JP-A-5-202135
[Patent Document 71] Japanese Patent Laid-Open No. 51-73888
[Patent Document 72] Japanese Patent Laid-Open No. 56-150749
[Patent Document 73] Japanese Patent Laid-Open No. 6-234836
[Patent Document 74] JP-A-6-234837
[Patent Document 75] JP-A-3-109406
[Patent Document 76] Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-1728
[Patent Document 77] Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-13061
[Patent Document 78] Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-19049
[Patent Document 79] JP-A-4-11627
[Patent Document 80] JP-A-4-225014
[Patent Document 81] JP-A-4-230767
[Patent Document 82] JP-A-4-320420
[Patent Document 83] JP-A-5-232727
[Patent Document 84] Japanese Patent Laid-Open No. 7-56374
[Patent Document 85] JP-A-9-127713
[Patent Document 86] JP-A-9-222740
[Patent Document 87] JP-A-9-265197
[Patent Document 88] JP-A-9-211877
[Patent Document 89] Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-304956
[Patent Document 90] JP-A-9-166919
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a highly durable electrophotographic photosensitive member that solves the above problems, maintains a low surface friction coefficient, has good electrophotographic characteristics, and can perform stable image formation and cleaning during repeated use. An object of the present invention is to provide a high-quality image forming apparatus with high reliability over a long period of time.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in order to achieve the above-mentioned problems, the present inventors reduced the surface friction coefficient, maintained the low friction coefficient, and provided a highly durable, high-quality outermost layer that does not cause abnormal images under any use environment. As a result of intensive studies on an electrophotographic photosensitive member having an electrophotographic photosensitive member and an image forming apparatus using the electrophotographic photosensitive member, an electrophotographic photosensitive member having at least a photosensitive layer on a conductive support,
(A) fluororesin fine particles,
(B) a copolymer resin obtained by reacting an acrylic polyol copolymer with an isocyanate compound,
(C) inorganic conductive fine particles,
When the average diameter of the projected image of the portion exposed on the surface of the primary particles and the secondary particles formed by agglomerating a plurality of primary particles in the outermost layer film of the fluororesin fine particles is D , 0.15 ≦ D ≦ 3 μm, the total projected area ratio of the particles occupying the surface is 10% or more, so that the above-mentioned problems can be solved and cleaning can be performed even after repeated use over a long period of time. The present inventors have found that an electrophotographic photosensitive member and an image forming apparatus that can output a good image without causing defects and the like, and have reached the present invention.
Here, the average diameter of the projected image refers to a particle or an aggregate of particles observed when the surface of the outermost layer is observed from a substantially vertical direction as one particle, and the inner diameter passing through the center of gravity of the projected image is incremented by 2 degrees. It is the average value measured by.
[0014]
The electrophotographic photosensitive member having the outermost layer having such a structure has a very small coefficient of friction on the surface of the photosensitive member, and the low coefficient of friction is maintained even after repeated use. And the durability of the photoreceptor is also increased.
The reason why the electrophotographic photosensitive member having the outermost layer having such a configuration maintains a low coefficient of friction even during repeated use and maintains good cleaning properties for a long period of time is as follows.
When the average diameter of the projected image of the portion exposed to the surface of the secondary particles formed by aggregating a plurality of primary particles and primary particles first, the range not corresponding to the invention according to the claim of the present invention is D, In the case where the total projected area ratio of the particles in the range of 0.15 ≦ D ≦ 3 μm on the surface is smaller than 10% with respect to the coating film surface, the following forms can be considered.
[0015]
As the first form, when the content of the fluororesin fine particles in the surface layer is small, as the second form, most of the fluororesin fine particles (including secondary particles) exposed on the surface are 0.15 μm. When it is smaller, the third form is when most of the fluororesin fine particles exposed on the surface are larger than 3 μm.
In the first embodiment, as described above, since the low coefficient of friction of the surface cannot be maintained in repeated use, there is a possibility that it will eventually cause a cleaning failure.
In the second mode, since the average diameter of the exposed portion of the coating film surface is less than 0.15 μm and the coating film surface is dispersed only with very fine fluororesin particles, the effect on the reduction of the friction coefficient is achieved. May be insufficient, resulting in poor cleaning. That is, when considering a mechanism that improves the slip cleaning property of the toner by setting the surface of the photosensitive member to have a low friction coefficient, the area where the toner contacts the primary particles and the secondary particles of the fluororesin fine particles becomes small. For this reason, the effect that the toner slides on the surface of the photoconductor is reduced by half, which may cause a cleaning failure.
Further, in the third embodiment, since a large number of particles larger than 3 μm are exposed on the surface, the surface roughness becomes large as described above, causing cleaning failure, or electrostatic latent image due to scattering of laser light. The occurrence of abnormal images due to deterioration of sharpness, reduction in potential contrast, etc. can be considered.
[0016]
Therefore, as shown in the present invention, the average diameter of the projected image of the portion exposed to the surface of the primary particles and the secondary particles formed by agglomerating a plurality of primary particles in the outermost surface layer of the fluororesin fine particles is D In this case, it is essential that the total ratio of the projected area ratio of the particles in the range of 0.15 ≦ D ≦ 3 μm to the surface is 10% or more.
[0017]
Furthermore, in this invention, it is included as one of the more preferable aspects that fluororesin microparticles | fine-particles contained in the outermost layer are 20 vol%-60 vol%.
Even if the outermost layer is reduced due to wear, the existing secondary layer is formed by forming a coating so that the content of the fluororesin fine particles is in the above range and the secondary particles are delocalized in the outermost layer. Since the particles are sequentially exposed, the total projected area ratio occupying the surface is always in the preferred range, and since the fluororesin fine particles are not present more than necessary, the mechanical strength of the outermost layer is also kept in the preferred range. Therefore, a decrease in wear resistance is also suppressed.
Furthermore, according to the present invention, the outermost layer is made to contain conductive fine particles using a copolymer resin obtained by reacting an acrylic polyol copolymer and an isocyanate compound having two or more NCO groups in one molecule as a binder resin. Abrasion resistance can be remarkably improved. The binder resin is a cross-linked resin, and is strong against mechanical deterioration due to its three-dimensional structure, and further to resin degradation on the outermost surface of the photoreceptor due to charging hazard, and also has a higher hardness than organic materials. The mechanical strength can be further improved by adding functional fine particles. That is, it is possible to provide a photoconductor having a low friction coefficient and excellent wear resistance even after repeated use, and to provide a high-quality image forming apparatus with high reliability over a long period of time.
[0018]
A copolymer resin obtained by reacting an acrylic polyol copolymer with an isocyanate compound having two or more NCO groups in one molecule may not be cured successfully unless the ratio of the reaction components is matched, or may be sensitive to residual reactive groups. Since the body properties become very poor, the amount of the isocyanate compound is such that the ratio of the number of NCO groups to the OH groups in the acrylic polyol copolymer (NCO / OH) is in the range of 0.7 to 1.3. It is desirable to be.
When a copolymer resin obtained by reacting an acrylic polyol copolymer and an isocyanate compound having two or more NCO groups in one molecule is used, the sensitivity characteristic of the photosensitive member tends to be deteriorated. Therefore, it is necessary to add conductive fine particles. is there. The addition of inorganic conductive fine particles is also effective in improving the wear resistance as described above. As the inorganic conductive fine particles, tin oxide is suitable. If the particle size of the tin oxide fine particles is too large, the friction coefficient increases or the light transmittance decreases. If the particle size is too small, the conductivity is poor. Therefore, 0.1 to 1.0 μm is preferable. The ratio between the binder resin and tin oxide fine particles is low in sensitivity and wear resistance when there is little tin oxide, and when there is too much tin oxide, the electrical resistance of the film becomes small and image blurring occurs or the film becomes brittle. Since it becomes easy to wear, 40-80 wt% is good with respect to the copolymer resin which made the acrylic polyol copolymer and the isocyanate compound react.
[0019]
Furthermore, the present invention provides an image forming apparatus and an image forming method having at least the electrophotographic photosensitive member, the charging unit, the exposure unit, and the transfer unit of the present invention. As a result, the low coefficient of friction of the surface of the photosensitive member is maintained even after repeated use over a long period of time. For example, even if spherical toner is used, poor cleaning is unlikely to occur. Is less likely to occur and a good image can be obtained for a long time.
[0020]
According to the present invention, there is also provided an image forming apparatus comprising a contact member that contacts and rubs at least the surface of the electrophotographic photosensitive member while pressing the surface of the image forming apparatus. There are provided an image forming apparatus and an image forming method having a configuration in which the fluororesin fine particles contained therein are extended and covered on the surface of the outermost layer by the contact member.
A urethane rubber blade is particularly preferable as the material of the contact member that comes into contact because of the sustainability of the above effect.
As a result, the surface area with a low coefficient of friction is increased, so that the effect of reducing the coefficient of friction is remarkably improved, and the cleaning property and wear resistance are remarkably increased. Although this effect is not clearly understood, the following mechanism is conceivable.
[0021]
When the contact member rubs the outermost layer on which the fluororesin fine particles are exposed, the exposed portion of the fluororesin fine particles extends in the rubbing direction to cover the surface of the photoreceptor where the fluororesin fine particles are not present. At this time, as the surface of the outermost layer of the electrophotographic photosensitive member of the present invention, particles having a suitable size are present almost uniformly in a suitable range, so that the content of the fluororesin fine particles is not increased. The surface where fine particles are not present can be coated over almost the entire region, and placed over the entire surface of the photoreceptor, so that a low coefficient of friction can be expressed substantially uniformly. Furthermore, even if the outermost layer wears out, the inner fluororesin fine particles are deposited, so that it is possible to maintain a surface with a low coefficient of friction over a long period of time, maintaining a high level of cleaning performance and image quality. A high-quality image free from abnormal images such as a flow can be obtained over a long period of time.
When the surface of the photoreceptor rubbed with the SEM image was actually observed, the appearance of the fluororesin covering the surface due to the above phenomenon was observed.
[0022]
The present invention also provides a tandem image forming apparatus and an image forming method having at least a plurality of electrophotographic photoreceptors, charging means, exposure means, and transfer means.
As a result, a good full-color image can be obtained at a very high speed as compared with the one-drum type image forming apparatus.
[0023]
Further, according to the present invention, the intermediate transfer means for primarily transferring the toner image developed on the electrophotographic photosensitive member onto the intermediate transfer member and then secondary transferring the toner image on the intermediate transfer member onto the recording material. An image forming apparatus having a plurality of color toner images sequentially superimposed on an intermediate transfer member to form a color image, and the color image is secondarily transferred onto a recording material in a batch to thereby prevent color misregistration. A suppressed and good image is provided. Further, the layout through the intermediate transfer member improves the degree of freedom of layout in the image forming apparatus, and achieves downsizing of the apparatus and improvement in maintainability.
[0024]
The present invention also provides a process cartridge for an image forming apparatus comprising at least one of a charging unit, an exposure unit, a developing unit, and a transfer unit and the electrophotographic photosensitive member of the present invention.
As a result, the electrophotographic photosensitive member and other process members can be easily replaced in a short time, so that the time required for maintenance can be shortened and the cost can be reduced. Further, since the process member and the electrophotographic photosensitive member are integrated, there are also advantages such as improvement in the accuracy of the mounting position.
[0025]
That is, the present invention is as follows.
(1) In an electrophotographic photoreceptor having at least a photosensitive layer on a conductive support,
(A) fluororesin fine particles,
(B) a copolymer resin obtained by reacting an acrylic polyol copolymer with an isocyanate compound,
(C) inorganic conductive fine particles,
The average diameter of the projected image of the portion exposed to the surface of the primary particles and the secondary particles formed by agglomerating a plurality of primary particles in the outermost surface layer film of the fluororesin fine particles (a) is D. An electrophotographic photosensitive member, wherein the total projected area ratio occupying the surface of the particles in the range of 0.15 ≦ D ≦ 3 μm is 10% or more,
(2) The proportion of the fluororesin fine particles (a) in the outermost layer is 20 vol% to 60 vol%, The electrophotographic photosensitive member according to (1),
(3) The copolymer resin (b)
(B-1) an acrylic polyol copolymer,
(B-2) an isocyanate compound having two or more NCO groups in one molecule;
The amount of the isocyanate compound (b-2) in the copolymer resin (b) is the amount of the NCO group and the OH group in the acrylic polyol copolymer (b-1). The electrophotographic photosensitive member according to (1) or (2) above, wherein the ratio (NCO / OH) of the number is in an amount ranging from 0.7 to 1.3,
(4) The inorganic conductive fine particles (c) are tin oxide fine particles, and the average particle size thereof is 0.1 to 1.0 μm, as described in any one of (1) to (3) above Electrophotographic photoreceptors,
(5) The weight ratio of the inorganic conductive fine particles (c) and the copolymer resin (b) contained in the outermost surface layer of the photoreceptor is
0.4 ≦ b / (b + c) ≦ 0.8
The electrophotographic photosensitive member according to any one of (1) to (4) above,
(6) The above (1) to (5), wherein the acrylic polyol copolymer is a methyl methacrylate-2-hydroxyethyl methacrylate copolymer or a styrene-methyl methacrylate-2-hydroxyethyl methacrylate copolymer. The electrophotographic photoreceptor according to any one of
[0026]
(7) In an image forming apparatus having at least an electrophotographic photosensitive member, a charging unit, an exposing unit, and a transferring unit, the electrophotographic photosensitive member according to any one of (1) to (6). An image forming apparatus,
(8) The image forming apparatus as described in (7) above, wherein the shape of the toner used for image formation is spherical.
(9) The contact member that contacts the surface of the photosensitive member is at least one from a charging roller, a cleaning blade, a cleaning brush, an intermediate transfer belt, and a contact member that is only intended to extend fluororesin fine particles on the surface of the photosensitive member. The image forming apparatus according to (7) or (8), wherein two or more are selected,
(10) The image according to any one of (7) to (9), wherein the image forming apparatus is a tandem type having a plurality of electrophotographic photosensitive members, a charging unit, a developing unit, and a transfer unit. Forming equipment,
(11) Intermediate transfer means for primary transfer of the toner image developed on the electrophotographic photosensitive member onto the intermediate transfer member by the image forming apparatus and then secondary transfer of the toner image on the intermediate transfer member onto the recording material An image forming apparatus comprising: a plurality of color toner images sequentially superimposed on an intermediate transfer member to form a color image; and the color image is secondary-transferred collectively onto a recording material. (7) to (10), the image forming apparatus according to any one of
(12) For an image forming apparatus comprising at least one of a charging unit, an exposure unit, a developing unit, a cleaning unit, and a transfer unit and the electrophotographic photosensitive member according to any one of (1) to (6). Process cartridge,
Is provided.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an electrophotographic photosensitive member of the present invention, and shows an electrophotographic photosensitive member having a structure in which a photosensitive layer is provided on a conductive support. 2, 3 and 4 show other examples of the structure of the electrophotographic photosensitive member according to the present invention. FIG. 2 shows a function separation type electrophotographic photosensitive member in which the photosensitive layer is composed of a charge generation layer (CGL) and a charge transport layer (CTL). FIG. 3 shows a conductive support and a function separation type. 2 shows an electrophotographic photosensitive member having an undercoat layer interposed between the photosensitive layer and the photosensitive layer. FIG. 4 shows an electrophotographic photosensitive member in which a protective layer is further formed on the photosensitive layer of the type shown in FIG. The electrophotographic photosensitive member according to the present invention may have other layers other than the above as long as it has at least a photosensitive layer on a conductive support, and the type of the photosensitive layer. May be combined arbitrarily.
[0028]
The conductive support used in the electrophotographic photosensitive member in the present invention includes a conductor or an insulator subjected to a conductive treatment, for example, a metal such as Al, Ni, Fe, Cu, Au, or an alloy thereof, polyester Insulating substrate such as polycarbonate, polyimide, glass, etc., metal such as Al, Ag, Au or In 2 O 3 , SnO 2 A resin substrate in which a thin film of a conductive material such as carbon black, graphite, Al, Cu, Ni or the like is uniformly dispersed in a resin, and a conductive glass powder is uniformly dispersed to impart conductivity to the resin, Paper or the like that has been subjected to conductive treatment can be used. The shape of the conductive support is not particularly limited, and any of a plate shape, a drum shape, and a belt shape can be used. However, when a belt-like support is used, it is necessary to provide a driving roller and a driven roller inside. While the equipment is complicated and large, there are advantages such as increased flexibility in layout. However, when forming a protective layer, there is a possibility that cracks called cracks may occur on the surface due to insufficient flexibility of the protective layer, which may cause granular background stains. It is done. For this reason, a drum-like member having high rigidity is preferably used as the support.
[0029]
An undercoat layer may be provided between the conductive support and the photosensitive layer as necessary. Such an undercoat layer is provided for the purpose of improving adhesiveness, preventing moire, improving the coatability of the upper layer, and reducing residual potential. The undercoat layer generally contains a resin as a main component, but these resins are resins having high solubility resistance to general organic solvents in consideration of applying a photosensitive layer thereon with a solvent. It is desirable to be. 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 resins, alkyd-melamine resins, and epoxy resins. Examples thereof include curable resins that form a three-dimensional network structure. Further, fine powders such as metal oxides exemplified by titanium oxide, silica, alumina, zirconium oxide, tin oxide, indium oxide and the like, or metal sulfides and metal nitrides may be added. These undercoat layers can be formed by a common coating method using an appropriate solvent.
Further, as the undercoat layer, a metal oxide layer formed by using, for example, a sol-gel method using a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a chromium coupling agent, or the like is also useful.
In addition, as such an undercoat layer, Al 2 O 3 Anodic oxidation, organic materials such as polyparaxylylene (parylene), SnO 2 TiO 2 , ITO, CeO 2 An inorganic material such as the above may be provided by a vacuum thin film manufacturing method.
The thickness of the undercoat layer is suitably about 0.1 to 5 μm.
[0030]
As the kind of the photosensitive layer used in the electrophotographic photosensitive member of the present invention, any of Se type, OPC type and the like can be applied. Examples of inorganic materials include crystalline selenium, amorphous selenium, selenium-tellurium, selenium-tellurium-halogen, and selenium-arsenic compounds. In particular, environmentally friendly and inexpensive OPC is good. Of these, the OPC system will be briefly described below.
The photosensitive layer in the present invention may be either a single layer type or a laminated type, but here, a laminated type will be described. First, the charge generation layer will be described.
[0031]
The charge generation layer is a layer mainly composed of a charge generation material, and a binder resin may be used as necessary. As the charge generation material, inorganic materials and organic materials can be used.
Examples of inorganic materials include crystalline selenium, amorphous selenium, selenium-tellurium, selenium-tellurium-halogen, and selenium-arsenic compounds.
On the other hand, a known material can be used as the organic material. For example, phthalocyanine pigments such as metal phthalocyanine and metal-free phthalocyanine, azulenium salt pigments, squaric acid methine pigments, azo pigments having carbazole skeleton, azo pigments having triphenylamine skeleton, azo pigments having diphenylamine skeleton, dibenzothiophene skeleton Azo pigments having fluorenone skeleton, azo pigments having oxadiazole skeleton, azo pigments having bis-stilbene skeleton, azo pigments having distyryl oxadiazole skeleton, azo pigments having distyrylcarbazole skeleton, perylene Pigments, anthraquinone or polycyclic quinone pigments, quinoneimine pigments, diphenylmethane and triphenylmethane pigments, benzoquinone and naphthoquinone pigments, cyanine and azomethine pigments, Goido based pigments, and bisbenzimidazole pigments. These charge generation materials can be used alone or as a mixture of two or more.
[0032]
As a binder resin used as necessary for the charge generation layer, polyamide, polyurethane, epoxy resin, polyketone, polycarbonate, silicone resin, acrylic resin, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl ketone, polystyrene, poly-N-vinylcarbazole, Polyacrylamide or the like is used. These binder resins can be used alone or as a mixture of two or more.
Moreover, you may add a charge transport substance as needed. In addition to the binder resin described above, a polymer charge transporting material is also preferably used as the binder resin for the charge generation layer.
[0033]
As a method for forming the charge generation layer, a vacuum thin film preparation method and a casting method from a solution dispersion system can be largely mentioned.
Examples of the former method include a glow discharge polymerization method, a vacuum deposition method, a CVD method, a sputtering method, a reactive sputtering method, an ion plating method, and an accelerated ion injection method. This vacuum thin film manufacturing method can satisfactorily form the inorganic material or organic material described above.
In addition, in order to provide the charge generation layer by the latter casting method, a ball mill using a solvent such as tetrahydrofuran, cyclohexanone, dioxane, dichloroethane, butanone together with a binder resin, if necessary, the inorganic or organic charge generation material described above, It can be formed by dispersing with an attritor, sand mill or the like, and applying the solution after diluting the dispersion appropriately. The application can be performed using a commonly used method such as a dip coating method, spray coating, or bead coating.
The thickness of the charge generation layer provided as described above is suitably about 0.01 to 5 μm, preferably 0.05 to 2 μm.
[0034]
The charge transport layer is a layer intended to hold a charged charge and to couple the charge generated and separated in the charge generation layer by exposure to the charged charge that has been held. In order to achieve the purpose of holding the charged charge, it is required that the electric resistance is high. Further, in order to achieve the purpose of obtaining a high surface potential with the charged charge that has been held, it is required that the dielectric constant is small and the charge mobility is good.
The charge transport layer for satisfying these requirements is composed of a charge transport material and a binder resin used as necessary. Such a charge transport layer can be formed by dissolving or dispersing these charge transport materials and a binder resin in an appropriate solvent, and applying and drying them. If necessary, an appropriate amount of additives such as a plasticizer, an antioxidant, and a leveling agent can be added to the charge transport layer in addition to the charge transport material and the binder resin.
Examples of the charge transport material include a hole transport material and an electron transport material.
[0035]
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] thiophene-4-one, 1,3,7-tri Examples thereof include electron accepting substances such as nitrodibenzothiophene-5,5-dioxide. These electron transport materials can be used alone or as a mixture of two or more.
[0036]
Examples of the hole transporting material include the electron donating materials shown below and are used favorably. For example, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, triphenylamine derivatives, 9- (p-diethylaminostyrylanthracene), 1,1-bis- (4-dibenzylaminophenyl) propane, styrylanthracene, styrylpyrazoline , Phenylhydrazones, α-phenylstilbene derivatives, thiazole derivatives, triazole derivatives, phenazine derivatives, acridine derivatives, benzofuran derivatives, benzimidazole derivatives, thiophene derivatives, and the like. These hole transport materials can be used alone or as a mixture of two or more.
[0037]
Further, the polymer charge transporting material may have the following structure.
(A) a polymer having a carbazole ring
Examples thereof include poly-N-vinylcarbazole, compounds described in
(B) a polymer having a hydrazone structure
For example, the compounds described in Patent Documents 47 to 56 are exemplified.
(C) Polysilylene polymer
For example, the compounds described in
(D) a polymer having a triarylamine structure
Examples thereof include N, N-bis (4-methylphenyl) -4-aminopolystyrene, compounds described in Patent Documents 64-70, and the like.
(E) Other polymers
Examples include formaldehyde condensation polymers of nitropyrene, compounds described in Patent Documents 71 to 74, and the like.
[0038]
The polymer having an electron donating group used in the present invention is not limited to the above polymer, but also a copolymer of a known monomer, a block polymer, a graft polymer, a star polymer, or a patent document, for example. It is also possible to use a crosslinked polymer having an electron donating group as disclosed in JP-A-75.
In addition, examples of polycarbonates, polyurethanes, polyesters, and polyethers having a triarylamine structure that are further useful as the polymer charge transporting material used in the present invention include compounds described in Patent Documents 76 to 89. .
[0039]
Furthermore, examples of the binder resin that can be used in the charge transport layer include polycarbonate, polyester, methacrylic resin, acrylic resin, polyethylene, vinyl chloride, vinyl acetate, polystyrene, phenol resin, epoxy resin, polyurethane, acrylic polyol copolymer and isocyanate. A copolymer resin obtained by reacting a compound, polyvinylidene chloride, alkyd resin, silicone resin, polyvinyl carbazole, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyacrylate, polyacrylamide, phenoxy resin, or the like is used. These binder resins can be used alone or as a mixture of two or more.
The film thickness of the charge transport layer is suitably about 5 to 100 μm. However, due to the recent demand for higher image quality, it has been attempted to make the charge transport layer thinner and achieve higher image quality of 1200 dpi or more. For this purpose, a thickness of about 5 to 30 μm is more preferable.
Additives such as other antioxidants and plasticizers used for rubbers, plastics, fats and the like may be added to the charge transport layer in the present invention.
Furthermore, a leveling agent may be added in the charge transport layer. Examples of such leveling agents include silicone oils such as dimethyl silicone oil and methylphenyl silicone oil, polymers or oligomers having a perfluoroalkyl group in the side chain, and the amount used is 100 parts by weight of binder resin. From 0 to 1 part by weight is appropriate.
As the coating method, a commonly used method such as a dip coating method, spray coating, or bead coating method can be used.
[0040]
Further, when the charge transport layer is the outermost layer of the photoreceptor, at least the charge transport layer contains fluororesin fine particles, a copolymer resin obtained by reacting an acrylic polyol copolymer and an isocyanate compound, and inorganic conductive fine particles.
When the fluororesin fine particles are contained in the charge transport layer, it is preferable to increase the content in the vicinity of the surface of the charge transport layer in order to obtain the effect of reducing the friction coefficient more efficiently. That is, the fluororesin fine particles exposed mainly on the surface of the photoreceptor are the ones that exert the effect of reducing the friction coefficient, and the film that can no longer function as an electrophotographic photoreceptor due to wear of the charge transport layer due to repeated use. The fluororesin fine particles contained therein may be wasted, and may adversely affect the electrophotographic characteristics of the photoreceptor. As a method for producing an electrophotographic photosensitive member containing a large amount of fluororesin fine particles in the vicinity of the surface of the charge transport layer, for example, after applying a coating liquid for forming a charge transport layer that does not contain fluororesin fine particles, A method such as applying the applied charge transport layer forming coating solution is conceivable.
For example, specifically, a first charge transport layer is first formed on a charge generation layer using a coating liquid for forming a charge transport layer that does not contain fluororesin fine particles, and the content of fluororesin fine particles is formed thereon. By forming the second charge transport layer using the charge transport layer forming coating solution and drying it, a charge transport layer containing a large amount of fluororesin fine particles on the surface can be formed.
[0041]
Next, the case where the photosensitive layer has a single layer structure will be described.
When a single-layer photosensitive layer is provided by a casting method, in many cases, such a single-layer photosensitive layer is obtained by dissolving or dispersing a charge generating substance, a low molecular weight molecule, and a polymer charge transporting substance in an appropriate solvent, and applying and drying the solution. Can be formed. As the charge generating substance and the charge transporting substance, the materials described above can be used.
In addition, a plasticizer can be added to the single-layer photosensitive layer as necessary. Furthermore, as the binder resin that can be used as necessary, the binder resins mentioned above for the charge transport layer can be used as they are. In addition, the binder resin mentioned in the charge generation layer may be mixed and used.
Further, when the single-layer photosensitive layer is the outermost layer of the photosensitive member, at least the single-layer photosensitive layer contains a fluororesin fine particle, a copolymer resin obtained by reacting an acrylic polyol copolymer and an isocyanate compound, and inorganic conductive fine particles. contains.
As a result, the same effect as that of the charge transport layer described above can be obtained.
Further, as in the case of the above-described charge transport layer, it is preferable to increase the content of the fluororesin fine particles in the vicinity of the surface, and the same production method can be used for this method.
The thickness of the photosensitive layer of the single-layer photoreceptor is suitably about 5 to 100 μm.
[0042]
In the photoreceptor of the present invention, a protective layer may be provided on the photosensitive layer. Materials used for the protective layer include ABS resin, ACS resin, olefin-vinyl monomer copolymer, chlorinated polyether, aryl resin, phenol resin, polyacetal, polyamide, polyamideimide, polyacrylate, polyallylsulfone, polybutylene, Known resins such as polybutylene terephthalate, polycarbonate, a copolymer resin obtained by reacting an acrylic polyol copolymer and an isocyanate compound, and an epoxy resin can be used.
When the protective layer is used, since the protective layer is the outermost layer, the protective layer contains at least fluororesin fine particles, a copolymer resin obtained by reacting an acrylic polyol copolymer and an isocyanate compound, and inorganic conductive fine particles. The protective layer is mainly intended for functional separation. In the present invention, by containing the fluororesin fine particles in a suitable dispersed state, the low friction coefficient is maintained even after repeated use over a long period of time, and the wear resistance is improved. Furthermore, since the protective layer is provided on the photosensitive layer with a relatively small film thickness, the influence on the electrical characteristics of the photoreceptor is relatively small, and the content is higher than that in the case where the charge transport layer contains fluororesin fine particles. There are advantages such that it can be made large, and it can be clearly separated from the charge transport layer by using a prescription specialized for low friction coefficient and wear resistance.
In addition, the inclusion of a charge transport material in the protective layer is very useful for suppressing the electrical characteristics of the photoreceptor, in particular, the deterioration of photosensitivity during repeated use and the increase in residual potential. This is considered to be because the charge can be smoothly transferred to the surface of the photoreceptor by providing the protective layer also with charge transportability. As such a charge transporting substance, the charge transporting substance used in the charge transporting layer mentioned above can be used.
Furthermore, various additives may be added to the protective layer of the electrophotographic photoreceptor according to the present invention for the purpose of improving adhesiveness, smoothness, and chemical stability.
[0043]
The protective layer according to the present invention is formed on the photosensitive layer using a conventional coating method such as dip coating, spray coating, blade coating, knife coating or the like. In particular, dip coating and spray coating are advantageous in terms of mass productivity and coating film quality.
However, since the dispersion state of the fluororesin fine particles on the surface of the photoconductor also changes depending on various conditions in coating, the setting of conditions for coating is very important.
For example, in spray coating, first, the coating liquid conditions include solid content concentration, in the case of a mixed solvent, its type and mixing ratio, and the spray device conditions include the coating liquid discharge rate, fog The air pressure, the distance between the spray tip and the surface of the coated part, the moving speed of the surface of the coated object, the number of overcoating, etc. are increased. For example, when a protective layer having a desired film thickness is formed by reducing the discharge amount of the coating liquid and increasing the number of repeated coatings, the coating film is formed in a dry state, and conversely, the discharge amount is increased. If the number of overcoating is reduced, a coating film is formed in a wetter state. Thus, it can be considered that even if one state of the coating film being applied is taken, the state of the surface fluororesin fine particles is affected. Therefore, it is necessary to study various coating conditions so that the surface fluororesin fine particles are in a state as in the present invention and to grasp a suitable range.
The thickness of the protective layer thus obtained is suitably in the range of 0.1 to 15 μm, more preferably 1 to 10 μm.
[0044]
In the photoreceptor of the present invention, an intermediate layer can be provided between the photosensitive layer and the protective layer. In the intermediate layer, a binder resin is generally used as a main component. Examples of these resins include polyamide, alcohol-soluble nylon, water-soluble polyvinyl butyral, polyvinyl butyral, and polyvinyl alcohol. As a method for forming the intermediate layer, a generally used coating method as described above is employed. In addition, about 0.05-2 micrometers is suitable for the thickness of an intermediate | middle layer.
[0045]
The size of the secondary particle diameter of the fluororesin fine particles in the outermost surface layer of the photoreceptor of the present invention should be 0.15 to 3 μm and the surface should be coated with an area ratio of 10% or more, more preferably The size of the secondary particles is 0.3 to 1.5 μm. If the secondary particles exceed this range, the above-mentioned toner contact surface shortage may occur or abnormal images due to laser light scattering may be caused. Moreover, when the surface coverage is 10% or less in terms of area ratio, the low surface friction coefficient when viewed microscopically becomes insufficient.
The content of the fluororesin fine particles on the outermost layer of the photoreceptor is preferably 20 vol% to 60 vol%, and needs to be dispersed and exposed on the surface so as to fall within the scope of the invention according to the claims of the present invention. There is. If the content is less than 20 vol%, the projected area ratio of the fine particles exposed on the surface may be reduced, the sustainability of the low friction coefficient may be reduced, and if the content is greater than 60 vol%, It is considered that the binder resin content is inevitably reduced and the mechanical strength of the coating film is lowered.
[0046]
Next, observation by a scanning electron microscope (SEM) will be described as an example of a method for calculating the average diameter and area ratio of the projected image of the portion where the fluororesin fine particles of the present invention are exposed on the surface. This is not limited as long as the exposure state can be observed.
The surface of the electrophotographic photosensitive member in which the fluororesin fine particles are dispersed is photographed with an SEM, and the fluororesin fine particle image displayed in the obtained SEM image is analyzed using an image analyzer, The number, area ratio, etc. can be obtained. At this time, since the image obtained as the SEM image is projected from a substantially vertical direction of the surface, the projected image of the fluororesin fine particles is also a projected image in the vertical direction. Here, the average diameter of the projected image is an average value obtained by measuring the inner diameter passing through the center of gravity in increments of 2 degrees with respect to the projected image in which particles or aggregates of particles seen when observed are regarded as one particle.
[0047]
The image analysis device is capable of binaryly distinguishing the projection image of the fluororesin fine particles from the surrounding binder resin, and the condition that secondary particles in which a plurality of primary particles are aggregated can be approximated as large particles. It is necessary to be able to select. Furthermore, it is necessary to provide a program that can calculate at least the average diameter and the area ratio for each projected image of the fluororesin fine particles. As such an image analysis apparatus, a dedicated apparatus such as a high-detail image analysis system IP-1000 (manufactured by Asahi Engineering Co., Ltd.), a computer in which image analysis software Image-Pro Plus (manufactured by Planetron Co., Ltd.) is installed, or the like is used. Can do.
When the acceleration voltage is high, the SEM image may be obtained as image information up to the inside of the vicinity of the surface. In a system in which fluorine fine particles are dispersed in a binder resin, if the acceleration voltage is high, it may be observed through the fluororesin fine particles that are not exposed on the surface and are present near the surface. It is necessary to adjust so that the fluororesin fine particles exposed on the surface are projected.
For example, when a field emission scanning electron microscope S-4200 (manufactured by Hitachi, Ltd.) is used as the SEM, the acceleration voltage is preferably about 2 kv to 6 kv, but this depends on the device and the material of the photoreceptor. It is necessary to adjust accordingly.
The surface SEM image obtained in this way is taken into image analysis software, and the average diameter and area ratio of the individual fluororesin fine particles counted in the observation range are calculated. Can be observed.
[0048]
Examples of the fluororesin fine particles used for the outermost surface layer of the photoreceptor of the present invention include, for example, tetrafluoroethylene resin fine particles, perfluoroalkoxy resin fine particles, trifluorinated ethylene resin fine particles, hexafluoroethylene propylene resin fine particles, and vinyl fluoride resin. Fine particles, vinylidene fluoride resin fine particles, ethylene fluoride dichloride resin fine particles and copolymers thereof, and the like, and one or more of these are appropriately selected. Perfluoroalkoxy resin fine particles are preferable, and those having an average primary particle size in the range of 0.1 to 0.3 μm are preferable.
The fluororesin fine particles can be dispersed together with at least an organic solvent using a conventional method such as an attritor, a sand mill, a vibration mill, or an ultrasonic wave. Among these, dispersion by a ball mill or a vibration mill in which impurities from the outside are little mixed is more preferable from the viewpoint of dispersibility. As the material of the media used, all media such as zirconia, alumina, and agate that have been used in the past can be used. However, zirconia is particularly preferable from the viewpoint of the effect on the dispersibility of the fluororesin fine particles. More preferred. In some cases, dispersibility may be further increased by combining these dispersion methods. Moreover, it is not preferable that the primary particle diameter of the fluororesin fine particles is too large or too small to satisfy the average diameter of the preferred primary particles and secondary particles of the present invention. The particle size can be 0.1 to 10 μm, preferably 0.05 to 2.0 μm, and the particle size can be adjusted by a dispersion treatment described later as required.
Further, a dispersant may be added to the resin for the purpose of controlling the dispersibility of the fluororesin fine particles. As such a dispersant, a fluorine-based surfactant, a graft polymer, a block polymer, a coupling agent, and the like can be used.
[0049]
The acrylic polyol copolymer used for the outermost surface layer of the photoreceptor of the present invention is not limited to the following, but is methyl methacrylate (abbreviated as “MMA”)-2-hydroxyethyl methacrylate (abbreviated as “2-HEMA”). A copolymer or styrene (abbreviated as “St”)-MMA-2-HEMA copolymer is particularly desirable. When the copolymer is a MMA-2-HEMA copolymer, the content of 2-HEMA is 15 to 45% by weight, preferably 25 to 45% by weight, more preferably 30 to 40% by weight. Used. When the copolymer is a St-MMA-2-HEMA copolymer, the content of 2-HEMA is 15 to 45% by weight, preferably 25 to 45% by weight, more preferably 30 to 40% by weight. %, And the remaining St and MMA have a MMA / St weight ratio of about 8/2 or more.
[0050]
Examples of the isocyanate compound having two or more NCO groups in one molecule used in the present invention include hexamethylene diisocyanate [HMDI], lysine diisocyanate [LDI], trimethylhexamethylene diisocyanate [TMDI], and dimer acid diisocyanate [DDI]. Aliphatic diisocyanates: 4,4′-methylenebis (cyclohexyl isocyanate) [hydrogenated MDI], methylcyclohexane-2,4- (2,6) diisocyanate [hydrogenated TDI], 1,3- (isocyanatomethyl) cyclohexane Cycloaliphatic diisocyanates such as [hydrogenated XDI]; aromatic diisocyanates such as xylylene diisocyanate [XDI], metaxylylene diisocyanate [MXDI], and isophorone diisocyanate [IPDI] And diisocyanate monomers such as
Polyisocyanates obtained by reacting the above isocyanate compounds with polyhydric alcohols can also be used. Furthermore, a modified polyisocyanate may be used depending on the purpose. Examples thereof also include polyisocyanates obtained by selecting trimethylolpropane [TMP] as the polyhydric alcohol, selecting HMDI or hydrogen IPDI as the diisocyanate, and reacting them.
[0051]
[Chemical 1]
[0052]
Similarly, an isocyanate polymer is mentioned. For example, HMDI 3 mol water 1 mol adduct is also mentioned.
[Chemical 2]
[0053]
Moreover, the following uretdione, isocyanate, etc. can also be used.
[Chemical 3]
[0054]
Specific examples include HMDI isocyanate and IPDI isocyanate.
[Formula 4]
[0055]
Also,
[Chemical formula 5]
An isocyanate such as can also be exemplified.
[0056]
A copolymer resin obtained by reacting an acrylic polyol copolymer with an isocyanate compound having two or more NCO groups in one molecule may not be cured successfully unless the ratio of the reaction components is matched, or may be sensitive to residual reactive groups. Since the body properties become very poor, the amount of the isocyanate compound is such that the ratio of the number of NCO groups to the OH groups in the acrylic polyol copolymer (NCO / OH) is in the range of 0.7 to 1.3. It is desirable to be.
The molecular weight of these copolymer resins is 2,000 to 200,000, preferably 10,000 to 40,000 on a number average basis.
[0057]
The use of a copolymer resin obtained by reacting an acrylic polyol copolymer with an isocyanate compound having two or more NCO groups in one molecule as the outermost layer of the photoreceptor tends to deteriorate the sensitivity characteristics of the photoreceptor. Need to be added. The addition of inorganic conductive fine particles is also effective in improving the wear resistance as described above.
Examples of the inorganic conductive fine particles used in the outermost surface layer of the photoreceptor of the present invention include metal powders such as copper, tin, aluminum, and indium, tin oxide, tin oxide doped with antimony, tin oxide doped indium oxide, and the like. In particular, tin oxide is preferable.
If the particle size of the tin oxide fine particles is too large, the friction coefficient increases or the light transmittance decreases, and if the particle size is too small, the conductivity deteriorates, so 0.1 to 1.0 μm is preferable. The ratio between the binder resin and tin oxide fine particles is low in sensitivity and wear resistance when there is little tin oxide, and when there is too much tin oxide, the electrical resistance of the film becomes small and image blurring occurs or the film becomes brittle. Since it becomes easy to wear, 40-80 wt% is good with respect to the copolymer resin which made the acrylic polyol copolymer and the isocyanate compound react.
[0058]
In addition to the inorganic conductive fine particles, a filler material may be added to the outermost layer of the photoreceptor of the present invention for the purpose of further improving the wear resistance. As the filler, there are an organic filler and an inorganic filler. From the viewpoint of the hardness of the filler, the use of the inorganic filler is advantageous for improving the wear resistance. Examples of such inorganic filler materials include metal oxides such as silica, titanium oxide, alumina, zirconium oxide, bismuth oxide and calcium oxide, metal fluorides such as calcium fluoride and aluminum fluoride, potassium titanate, and nitride. Inorganic materials such as boron are exemplified.
[0059]
These fillers can be surface-treated with at least one surface treatment agent, and it is preferable to do so from the viewpoint of dispersibility of the filler. Decreasing the dispersibility of the filler not only increases the residual potential, but also decreases the transparency of the coating, causes defects in the coating, and decreases the wear resistance. It can develop into a big problem. As the surface treatment agent, all conventionally used surface treatment agents can be used, but a surface treatment agent capable of maintaining the insulating properties of the filler is preferable. For example, titanate coupling agents, aluminum coupling agents, zircoaluminate coupling agents, higher fatty acids, etc., or mixed treatment of these with silane coupling agents, Al 2 O 3 TiO 2 , ZrO 2 , Silicone, aluminum stearate, etc., or a mixture thereof is more preferable from the viewpoint of filler dispersibility and image blur. 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 dispersing effect cannot be obtained, and if the surface treatment amount is too much, the residual potential is significantly increased.
[0060]
Next, the image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a schematic view for explaining the image forming apparatus of the present invention. Note that the following modifications also belong to the category of the present invention.
As shown in FIG. 5, the image forming apparatus using the electrophotographic photosensitive member according to the present invention includes a drum-shaped photosensitive member 1, a charging charger 3, a
As the transfer means, the above charger can be generally used, but a combination of a transfer charger and a separation charger as shown in the figure is effective.
The light source such as the
Such a light source or the like can irradiate the photoreceptor with light by providing a transfer step, a static elimination step, a cleaning step, or a pre-exposure step in combination with light irradiation in addition to the steps shown in FIG. .
[0061]
The toner developed on the photosensitive member 1 by the developing
[0062]
The image forming apparatus of the present invention can include a contact member that contacts and rubs against the electrophotographic photosensitive member.
As the pressed contact member, a contact member for rubbing the exposed portion of the fluororesin fine particles may be provided, a contact charging member such as a charging roller, a cleaning member such as a cleaning blade or a cleaning brush, a transfer A mechanism for applying pressure to a member generally used in an image forming apparatus such as a transfer member such as a belt or an intermediate transfer belt may be provided. Here, a case where the surface of the photoreceptor is rubbed with the
When coating the fluororesin with the
[0063]
FIG. 6 shows an example of another process using the image forming apparatus according to the present invention. In FIG. 6, a
[0064]
An embodiment of an electrophotographic printer (hereinafter simply referred to as a printer) will be described as a full-color image forming apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the printer according to the present embodiment.
In FIG. 7, a
[0065]
An intermediate transfer unit is disposed on the downstream side of the
[0066]
The surface of the
[0067]
The surface of the
On the other hand, the
[0068]
The
The conveying
The fixing
The full-color image on the
[0069]
Although not shown, a bias for attracting the
[0070]
FIG. 8 shows a modification of the printer according to this embodiment. This apparatus is a so-called tandem printer, and does not share the
In the tandem system, latent image formation and development of each color can be performed in parallel, so that the image formation speed can be made much faster than the revolver system.
The image forming means as described above may be fixedly incorporated in a copying apparatus, a facsimile, or a printer, but may be incorporated in these apparatuses in the form of a process cartridge. The process cartridge is a single device (part) that contains a photosensitive member and includes a charging unit, an exposure unit, a developing unit, a transfer unit, a cleaning unit, and a charge eliminating unit. There are many shapes and the like of the process cartridge, but a general example is shown in FIG. The process cartridge includes a
[0071]
【Example】
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>
An undercoat layer coating solution, a charge generation layer coating solution, and a charge transport layer coating solution having the following composition are sequentially applied onto an aluminum cylinder by dip coating and dried to obtain a 3.5 μm undercoat layer, 0. A 2 μm charge generation layer and a 22 μm charge transport layer were formed.
◎ Undercoat layer coating solution
400 parts of titanium dioxide powder
65 parts of melamine resin
120 parts alkyd resin
2-butanone 400 parts
[0072]
◎ Charge generation layer coating solution
12 parts of bisazo pigment with the following structure
[Chemical 6]
2-butanone 200 parts
400 parts of cyclohexanone
[0073]
◎ Charge transport layer coating solution
Polycarbonate (Z polycarbonate, manufactured by Teijin Kasei) 8 parts
10 parts of charge transport material of the following structural formula
[Chemical 7]
Tetrahydrofuran 100 parts
[0074]
Further, the following protective layer coating solution is spray-coated on the charge transport layer [spray gun: Peacecon PC308, manufactured by Olympus, air pressure: 2 kgf / cm 2 The film was dried at 150 ° C. for 60 minutes to form a protective layer of about 5 μm, and the electrophotographic photosensitive member 1 was produced.
[0075]
◎ Protective layer coating solution
A solution having the following composition was circulated for 30 minutes under a 100 MPa pressure in a high-speed liquid collision dispersion device (device name: ULTIMIZER HJP-25005, manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.), and perfluoroalkoxy (hereinafter abbreviated as PFA) resin particle dispersion ▲ 1 I got ▼.
38 parts of PFA resin particles (MPE-056, manufactured by Mitsui Fluorochemicals)
Dispersing aid (Modiper F210, manufactured by NOF Corporation) 3.8 parts
1000 parts of tetrahydrofuran
300 parts of cyclohexanone
[0076]
Next, a solution of styrene (St) to methyl methacrylate (MMA) to 2-hydroxyethyl methacrylate (2-HEMA) copolymer which is an acrylic polyol copolymer (the solvent is a mixed solvent of cellosolve acetate and methyl isobutyl ketone) Tin oxide particles (manufactured by Mitsubishi Metal Corporation) were prepared. As the acrylic polyol copolymer, a monomer constitution ratio (weight ratio) St / MMA / 2-HEMA / 2-HEMA = 28/42/30 was used.
10 parts of the above St / MMA / 2-HEMA copolymer solution (solid content)
90 parts of tin oxide particles
Was mixed with a mixed solvent of cyclohexanone and tetrahydrofuran (mixed solvent weight ratio 100/30) so that the total solid content concentration was 20 wt%, and dispersed in a ball mill for 100 hours. Subsequently, the dispersion, the resin liquid for dilution (the above-mentioned acrylic polyol copolymer resin, concentration of about 10%), and HMDI polyisocyanate (Sumijoule HT, manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd.) are mixed with tin oxide in the dispersion. The mixture was mixed so that the ratio of the particles and the solid content of the resin was 6: 4, and the ratio of the number of hydroxyl groups of the isocyanate group and the acrylic polyol copolymer was 1: 1, whereby a dispersion (2) was obtained.
Dispersion liquid (1) and dispersion liquid (2) were mixed so as to have the composition ratio shown in Table 1, and then cyclohexanone and tetrahydrofuran (mixed solvent weight ratio 100/30) were adjusted so that the total solid content concentration became 3 wt%. ), And then adjusted by irradiation with ultrasonic waves for 10 minutes to obtain a protective layer coating solution.
[0077]
<Examples 2-3, Comparative Example 1>
In Example 1, electrophotographic photosensitive members 2 to 4 were produced in the same manner except that the composition weight ratio of the protective layer was changed as shown in Table-1.
<Comparative example 2>
An electrophotographic
[0078]
A solution having the following composition was blended and circulated for 30 minutes under a pressure of 100 MPa in a high-speed liquid collision dispersion device (device name: ULTIMIZER HJP-25005, manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) to prepare a protective layer coating solution.
55 parts of PFA resin particles (MPE-056, manufactured by Mitsui Fluorochemicals)
Dispersing aid (Modiper F210, manufactured by NOF Corporation) 5.5 parts
Polycarbonate (Z Polyca, Teijin Chemicals) 39.5 parts
Tetrahydrofuran 2000 parts
600 parts of cyclohexanone
[0079]
<Examples 4 to 5>
[0080]
<Examples 6 to 7>
Electrophotographic photoreceptors 8 and 9 were produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of tin oxide added to the protective layer was changed as shown in Table 1.
[0081]
<Examples 8 to 9>
[0082]
<Examples 10 to 11>
[0083]
<Examples 12 to 14>
[0084]
<Example 15>
An electrophotographic photoreceptor 17 was produced in the same manner as in Example 1, except that the PFA resin fine particles were changed to polytetrafluoroethylene fine particles (TLP10F-1, manufactured by Mitsui Fluorochemicals).
[0085]
[Table 1]
[0086]
Next, production examples of the polymerized toner used in this example are shown.
Toner production example 1
1) Preparation of monomer composition
70 parts of styrene monomer
30 parts of n-butyl methacrylate
5 parts of polystyrene
2,5-di-tert-butylsalicylic acid zinc salt 2 parts
The above polymerizable monomer mixture was dispersed and mixed for 24 hours using a ball mill to prepare a monomer composition.
2) Granulation and polymerization
Into a flask equipped with a stirrer, thermometer, inert gas introduction tube and a porous glass tube with a pore diameter of 110,000 kg, a pore volume of 0.42 cc / g, 10φ × 50 mm, 400 ml of 2% polyvinyl alcohol aqueous solution was taken, and nitrogen gas Was stirred at room temperature, and oxygen in the reaction vessel was replaced with nitrogen.
[0087]
Next, 1.56 g of azobisisobutylnitrile was added to 113 g of the monomer composition of 1), dissolved by stirring, passed through a porous glass tube using a pump, added into an aqueous polyvinyl alcohol solution, and after addition, polyvinyl alcohol The monomer composition was circulated at a rate of about 120 ml / min for 2 hours using the pump and the porous glass tube, and then the internal temperature was set to 70 ° C. and polymerization was performed for 8 hours.
After cooling to room temperature and allowing to stand overnight, the supernatant was removed, water was added, the mixture was stirred for 1 hour, filtered and dried to obtain a toner. When the particle diameter of this toner was measured with a Coulter counter, the average particle diameter was 8.5 μm, and the particles in the range of 5 to 10 μm were 95% of the total, and the particle size distribution was extremely narrow.
[0088]
Evaluation Example 1
The suspension containing the toner particles obtained in Toner Production Example 1 is passed through an imaging unit detection zone on a flat plate, the particle image is optically detected by a CCD camera, and the perimeter of an equivalent circle having the same projected area is obtained. The average circularity, which is a value obtained by dividing by the perimeter of real particles, was evaluated. This value can be measured as an average circularity by a flow type particle image analyzer FPIA-2000. As a specific measurement method, as a dispersant in 100 to 150 ml of water from which impure solids have been removed in advance. A surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added in an amount of 0.1 to 0.5 ml, and a sample to be measured is further added in an amount of about 0.1 to 0.5 g. It is obtained by performing dispersion treatment for ˜3 minutes and measuring the shape and distribution of the toner with the above apparatus at a dispersion concentration of 3000 to 10,000 / μl. As a result of the examination so far, it has been found that a toner having 0.960 or more is effective for forming a high-definition image having a reproducibility with an appropriate density. 980 to 1.000. The circularity of the toner produced in Toner Production Example 1 was 0.98.
[0089]
Evaluation Example 2 (Secondary particle diameter, coating area ratio)
Ten arbitrary observation points on the surface of the obtained electrophotographic photosensitive members 1 to 17 were photographed at 4500 times by FE-SEM, and the obtained SEM photograph was obtained using image processing software (IMAGE Pro Plus). 0.15 ≦ D, where D is the average diameter of the projected image of the primary particles in the outermost layer film of the resin fine particles and the exposed portions of the secondary particles formed by agglomerating a plurality of primary particles. The total projected area ratio of the particles in the range of ≦ 3 μm on the surface was determined.
[0090]
Evaluation example 3 (surface friction coefficient)
About the obtained electrophotographic photoreceptors 1-17, the surface friction coefficient was evaluated using the Euler belt system currently disclosed by patent document 90 grade | etc.,. As used herein, the belt is a medium-quality high-quality paper, and is stretched around the circumference of the photoconductor, as shown in FIG. Apply a load of 100 g, install a force gauge (spring balance) on the other side, observe the movement of the belt while gradually pulling the force gauge, read the load when the movement started, and calculate with the following formula . In FIG. 10, a load: 100 g weight, a belt: Type 6200 / T / A4 paper / 30 mm width (cut in the direction of the gap), and two double clips are used. In the equation, μ represents a friction coefficient, F represents a tensile force, and W represents a load.
μ = 2 / π × ln (F / W) W = 100 g
[0091]
Evaluation Example 4 (Durability Life A)
The obtained electrophotographic photoreceptors 1 to 3 and 6 to 17 and the comparative
[0092]
[Table 2]
[0093]
Evaluation example 5 (endurance life B)
The obtained electrophotographic photoconductors 1 to 18 and comparative electrophotographic photoconductors 1 to 9 were modified from Ricoh's imgio Color 5100 machine (the toner was changed to that prepared in Production Example 1 and the image exposure light source was a semiconductor laser having a wavelength of 655 nm. In addition, a total of 150,000 sheets were printed continuously, and the initial image and the image after 150,000 sheets were evaluated. Further, the light portion potential at the initial stage and after printing 150,000 sheets was measured. Furthermore, the amount of wear was evaluated from the difference in film thickness at the initial stage and after printing 150,000 sheets.
[0094]
[Table 3]
[0095]
Evaluation example 6 (endurance life C)
The obtained electrophotographic photoreceptors 1 to 18 and comparative electrophotographic photoreceptors 1 to 9 are mounted on a Ricoh IPSiO Color 8100 remodeling machine (the toner is changed to that prepared in Production Example 1), and the total is continuously obtained. 75,000 sheets were printed, and the initial image and the image after printing 75,000 sheets were evaluated. Further, the light portion potential at the initial stage and after printing 75,000 sheets was measured. Furthermore, the amount of wear was evaluated from the difference in film thickness at the initial stage and after printing 75,000 sheets.
[0096]
[Table 4]
[0097]
From the evaluation results of Tables 2, 3, and 4, the fluororesin fine particles satisfying the requirements of the claims of the present invention are contained in the outermost surface layer of the photoreceptor not only in the case of the pulverized toner but also in the spherical toner. It has become possible to maintain a highly stable and low surface friction coefficient. At the same time, the amount of wear was suppressed and it was confirmed that the wear resistance was greatly improved. Further, it was confirmed that even after repeated printing, the bright portion potential rises little, and no defective cleaning occurs and a high-quality image can be obtained stably.
On the other hand, a photoconductor containing fluororesin fine particles that do not satisfy the requirements of the claims of the present invention and a photoconductor that is not a copolymer resin obtained by reacting an acrylic polyol copolymer and an isocyanate compound as a binder resin have a wear amount. In addition, the cleaning was poor.
[0098]
【The invention's effect】
According to the present invention, the outermost surface layer of the photoreceptor contains fluororesin fine particles, and the fluororesin fine particles are formed on the surface of the secondary particles formed by agglomerating a plurality of primary particles and primary particles in the outermost layer film. When the average diameter of the projected image of the exposed portion is D, the total projected area ratio of the particles in the range of 0.15 ≦ D ≦ 3 μm to the surface is 10% or more. The friction coefficient can be kept low for a long period of time, and the toner cleaning property is improved. By using a thermosetting resin as the binder resin on the outermost layer of the photoreceptor and adding inorganic conductive fine particles, the abrasion resistance of the photoreceptor can be remarkably improved.
[0099]
That is, it is possible to provide a photoconductor having a low friction coefficient and excellent wear resistance even after repeated use, and to provide a highly reliable high-quality image forming apparatus for a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an electrophotographic photosensitive member of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of another configuration example of the electrophotographic photosensitive member in the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of another configuration example of the electrophotographic photosensitive member in the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of another configuration example of the electrophotographic photosensitive member in the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view showing another example of the process using the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a printer according to the present invention.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a modification of the printer according to the present embodiment.
FIG. 9 is a schematic view showing an example of a process cartridge according to the present invention.
FIG. 10 is a conceptual diagram showing a method for evaluating a surface friction coefficient in Examples.
[Explanation of symbols]
1,22 photoconductor
2,27,34,53 Static elimination lamp
3, 25, 33, 67 Charger charger
5,69 Image exposure unit
6,30 Development unit
7 Charger before transfer
14, 26, 68
15 Cleaning blade
36, 50, 66 Photosensitive drum
38 Intermediate transfer belt
42 Transfer belt
Claims (12)
(a)フッ素樹脂微粒子、
(b)アクリルポリオール共重合体とイソシアネート化合物を反応させた共重合樹脂、
(c)無機導電性微粒子、
を含有し、該フッ素樹脂微粒子(a)が最表層膜中において、一次粒子、及び一次粒子が複数個凝集して形成された二次粒子の表面に露出した部分の投影像の平均直径をDとした場合、0.15≦D≦3μmの範囲にある粒子の表面に占める投影面積比の合計が10%以上であることを特徴とする電子写真感光体。In an electrophotographic photoreceptor having at least a photosensitive layer on a conductive support, (a) fluororesin fine particles on the outermost layer of the electrophotographic photoreceptor,
(B) a copolymer resin obtained by reacting an acrylic polyol copolymer with an isocyanate compound,
(C) inorganic conductive fine particles,
The average diameter of the projected image of the portion of the fluororesin fine particles (a) exposed on the surface of the primary particles and the secondary particles formed by agglomerating a plurality of primary particles in the outermost layer film is D. In this case, the total of the projected area ratios on the surface of the grains in the range of 0.15 ≦ D ≦ 3 μm is 10% or more.
(b−1)アクリルポリオール共重合体、
(b−2)1分子中に2個以上のNCO基を有するイソシアネート化合物、
とを反応させた共重合樹脂であって、前記共重合樹脂(b)におけるイソシアネート化合物(b−2)の量は、NCO基と該アクリルポリオール共重合体(b−1)におけるOH基との数の比(NCO/OH)が0.7〜1.3の範囲になる量であることを特徴とする請求項1又は2記載の電子写真感光体。The copolymer resin (b) is
(B-1) an acrylic polyol copolymer,
(B-2) an isocyanate compound having two or more NCO groups in one molecule;
The amount of the isocyanate compound (b-2) in the copolymer resin (b) is the amount of NCO groups and OH groups in the acrylic polyol copolymer (b-1). The electrophotographic photosensitive member according to claim 1 or 2, wherein the number ratio (NCO / OH) is in an amount ranging from 0.7 to 1.3.
0.4≦b/(b+c)≦0.8
であることを特徴とする請求項1〜4記載の電子写真感光体。The weight ratio of the inorganic conductive fine particles (c) and the copolymer resin (b) contained in the outermost surface layer of the photoreceptor is
0.4 ≦ b / (b + c) ≦ 0.8
The electrophotographic photosensitive member according to claim 1, wherein:
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