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JP4322789B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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JP4322789B2
JP4322789B2 JP2004352562A JP2004352562A JP4322789B2 JP 4322789 B2 JP4322789 B2 JP 4322789B2 JP 2004352562 A JP2004352562 A JP 2004352562A JP 2004352562 A JP2004352562 A JP 2004352562A JP 4322789 B2 JP4322789 B2 JP 4322789B2
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Japan
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carrier
free energy
toner
resin
image forming
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JP2004352562A
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啓介 下山
伸二 納所
英雄 中森
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Description

本発明は少なくともトナー及び芯材表面に樹脂被覆層を有するキャリアからなる2成分現像剤と、導電性支持体の上に少なくとも感光層を有する感光体を用いる画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus using a two-component developer comprising at least a toner and a carrier having a resin coating layer on the surface of a core material, and a photoreceptor having at least a photosensitive layer on a conductive support.

一般に電子写真装置は、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、或いは中間転写体)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。以上のような画像形成プロセスが取られる。   In general, an electrophotographic apparatus irradiates a uniformly charged photosensitive member with writing light modulated by image data to form an electrostatic latent image on the photosensitive member, and forms this electrostatic latent image. Toner is supplied to the photosensitive member 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 transfer paper (recording paper or intermediate transfer body) at the transfer unit, and then heats and pressurizes the toner transferred onto the transfer paper at the fixing unit, and fixes it. The toner remaining on the surface of the photoreceptor is collected by a method such as scraping with a cleaning blade in a cleaning unit. The image forming process as described above is taken.

潜像担持体上に形成される潜像を現像する為の現像剤としては、キャリアとトナーとから成る二成分系現像剤および、キャリアを必要としない一成分系現像剤(磁性トナー、非磁性トナー)が知られているが、磁性キャリアが現像剤の攪拌、搬送、帯電などの機能を分担し、現像剤として機能分離がなされるため制御性が良いなどの理由で二成分現像剤が多く用いられている。また二成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像法は現像バイアスで現像レベルを変化できる事や、SN比が比較的良好で、実用上問題ない程度の高解像画像が得られること、さらに比較的コンパクト化できること等から、現在では殆どの画像形成装置で採用されている。   As a developer for developing a latent image formed on a latent image carrier, a two-component developer composed of a carrier and a toner and a one-component developer that does not require a carrier (magnetic toner, nonmagnetic) Toner) is known, but many two-component developers are used because the magnetic carrier shares functions such as developer agitation, transport, and charging, and functions are separated as a developer, so that control is good. It is used. In addition, the magnetic brush development method using a two-component developer can change the development level with a development bias, has a relatively good SN ratio, and can obtain a high-resolution image with no practical problem, Since it can be made compact, it is currently used in most image forming apparatuses.

近年、電子写真分野ではカラー化が進み、それに伴い高画質化、即ち高解像度、シャープネス、ハーフトーン再現性及び写真再現性などの品質に対する改良の要求が強くなっており、これらの要望に対し様々な角度から検討が行われている。高画質化を達成するために現像部においては静電潜像へトナーを安定的に供給し、階調性やベタ均一性を向上させることが求められている。しかし現像部において、静電潜像へのトナーの安定供給を阻害する問題としてトナーのキャリア表面へのスペントがある。キャリアへのトナーのスペントが起こると現像剤の帯電量が不安定になり、濃度ムラやかすれなどの画像劣化を招く。さらにトナーが固着した部分にはさらにトナーが付着しやすくなるため、現像時に現像バイアスがかかってもトナーが感光体に移行しにくくなってしまい、これも濃度ムラやかすれに繋がる。   In recent years, colorization has progressed in the field of electrophotography, and accordingly, there has been a strong demand for improvement in quality such as high resolution, sharpness, halftone reproducibility, and photographic reproducibility. Consideration is being carried out from various angles. In order to achieve high image quality, the developing unit is required to stably supply toner to the electrostatic latent image to improve gradation and solid uniformity. However, in the developing unit, there is a problem of toner spent on the carrier surface as a problem that hinders the stable supply of toner to the electrostatic latent image. When the toner spent on the carrier occurs, the charge amount of the developer becomes unstable, resulting in image deterioration such as density unevenness and fading. Further, since the toner is more likely to adhere to the portion where the toner is fixed, even if a development bias is applied at the time of development, it becomes difficult for the toner to transfer to the photoreceptor, which also leads to density unevenness and fading.

キャリアにおいて、高耐久化、帯電性の制御のために通常適当な樹脂材料からなるコート層または添加剤、微粒子を含む樹脂材料からなるコート層を設けることが行われているが、トナーのスペントを防ぐためにコート層に用いられる樹脂は低表面自由エネルギーのものが有利である。特許文献1、2などには低表面自由エネルギー特性を有する含フッ素系樹脂を用いることが、また、特許文献3、4等にはシリコーン樹脂を用いることが提案されている。   The carrier is usually provided with a coating layer or additive made of a resin material suitable for high durability and chargeability control, and a coating layer made of a resin material containing fine particles. In order to prevent this, the resin used for the coating layer is advantageously one having a low surface free energy. In Patent Documents 1 and 2, etc., it is proposed to use a fluorine-containing resin having a low surface free energy characteristic, and in Patent Documents 3, 4 etc., it is proposed to use a silicone resin.

しかしながら依然としてキャリアへのトナー付着の抑制は不十分であり、トナー付着による帯電性の不安定化、それに伴う画像劣化は問題である。今後さらなる高画質化、高解像度化のためにトナーの小粒径化が予想されるが、トナーが小粒径であるほどキャリアへのスペントを起こしやすくなるため、さらに改善が必要である。   However, the suppression of the toner adhesion to the carrier is still insufficient, and the chargeability instability due to the toner adhesion and the accompanying image deterioration are problems. In the future, it is anticipated that the toner particle size will be reduced for higher image quality and higher resolution. However, the smaller the toner particle size, the easier it is to spend on the carrier, so further improvement is necessary.

特開昭58−208754号公報JP 58-208754 A 特開昭60−176048号公報JP 60-176048 A 特公昭59−026945号公報Japanese Examined Patent Publication No.59-026945 特開平05−100499号公報JP 05-1000049 A

本発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、トナーのキャリア表面へのスペントがなく、それに伴う異常画像も発生せず、高画質な画像を得るための画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus for obtaining a high-quality image without causing toner to be spent on the carrier surface and without causing an abnormal image. And

本発明者らは、前述の課題を解決すべく、鋭意検討した結果、キャリアの被覆樹脂層(以下では「キャリアコート層」ともいう。)の表面自由エネルギーが15〜30mN/mであり且つ感光体表面の表面自由エネルギーより小さい場合、キャリアへのトナースペントによる帯電性低下が起こらず、さらにトナーがキャリアから感光体に移行しやすいため、感光体上の静電潜像を現像する際に濃度ムラなどがなく、結果として高画質な画像を得ることができることを見いだした。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that the surface free energy of the carrier coating resin layer (hereinafter also referred to as “carrier coating layer”) is 15 to 30 mN / m and is photosensitive. When the surface free energy is smaller than the surface free energy of the body surface, the chargeability due to the toner spent on the carrier does not decrease, and the toner easily moves from the carrier to the photoreceptor. It was found that there was no unevenness and as a result high quality images could be obtained.

キャリアコート層の表面自由エネルギーが30mN/m以下であるとキャリアへのトナー付着を抑制され、トナースペントによる帯電性の不安定化が起こらない。しかし15mN/m未満であるとトナーとキャリアの付着性が弱まりすぎ、摩擦帯電まで抑制され帯電性が低下してしまうため、キャリアコート層の表面自由エネルギーは15〜30mN/mがよい。さらに前記キャリアコート層の表面自由エネルギーが感光体の表面自由エネルギーより小さい場合、より好ましくは5mN/m以上小さい場合、現像を行う際にトナーがキャリアから感光体の方に付きやすくなり、現像されるべきトナーがしっかりと現像され、静電潜像へのトナーの安定供給が可能となる。このことにより、キャリアへのトナー付着をさらに押さえることができるとともに静電潜像部にムラなくトナーを供給することができる。   When the surface free energy of the carrier coat layer is 30 mN / m or less, toner adhesion to the carrier is suppressed, and charging property instability due to toner spent does not occur. However, if it is less than 15 mN / m, the adhesion between the toner and the carrier becomes too weak, and frictional charging is suppressed and the charging property is lowered. Further, when the surface free energy of the carrier coat layer is smaller than the surface free energy of the photoconductor, more preferably 5 mN / m or more, the toner tends to adhere to the photoconductor from the carrier during development. The toner to be developed is firmly developed, and the toner can be stably supplied to the electrostatic latent image. As a result, toner adhesion to the carrier can be further suppressed, and toner can be supplied to the electrostatic latent image portion without unevenness.

また感光体の表面自由エネルギーが45mN/m以下の場合、現像時に感光体上の静電潜像部以外へのトナー付着を抑制することができるが、15mN/m以下であると感光体上に現像されたトナーを保持する力が弱くなりすぎ、エッジ部でチリが起こり画像の輪郭が鮮明でなくなってしまうため15mN/m超45mN/m以下がよい。   In addition, when the surface free energy of the photoconductor is 45 mN / m or less, it is possible to suppress adhesion of toner to other than the electrostatic latent image portion on the photoconductor during development. The force to hold the developed toner becomes too weak, and dust is generated at the edge portion, so that the contour of the image becomes unclear. Therefore, the value is preferably more than 15 mN / m and less than 45 mN / m.

本発明は低電位現像に有利である。低電位現像では感光体の帯電電位を低く設定するため必然的に現像バイアスも小さくなる。したがって現像時にトナーを感光体に引き寄せる力が弱くなる。本発明では現像の際にトナーがキャリアから感光体に移動しやすい状況であるので現像バイアスが小さくなっても安定してトナーを供給することができる。
本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、その態様は下記の通りである。
The present invention is advantageous for low potential development. In the low potential development, the charging potential of the photosensitive member is set low, so that the development bias is inevitably small. Accordingly, the force for attracting the toner to the photoreceptor during development is weakened. In the present invention, since the toner easily moves from the carrier to the photoconductor during development, the toner can be stably supplied even when the development bias is reduced.
This invention is made | formed based on the said knowledge, The aspect is as follows.

本発明は以下の態様からなる。
(1)少なくともトナー及び芯材表面に樹脂被覆層を有するキャリアからなる2成分現像剤と、導電性支持体の上に少なくとも感光層及び保護層を有する感光体を用いる画像形成装置において、該保護層がフィラー材料としてフッ素樹脂粉末を有し、上記キャリアの樹脂被覆層の表面自由エネルギーが15〜30mN/mであり且つ感光体表面の表面自由エネルギーよりも小さいことを特徴とする画像形成装置
(2)前記キャリアの樹脂被覆層の表面自由エネルギーと感光体表面の表面自由エネルギーとの差が5mN/m以上であることを特徴とする上記(1)の画像形成装置。
(3)前記感光体表面の表面自由エネルギーが15mN/m以上45mN/m以下であることを特徴とする上記(1)記載の画像形成装置。
)少なくとも感光体と感光体表面に表面自由エネルギー低下剤を供給する表面自由エネルギー低下剤塗布機構を有することを特徴とする上記(1)〜()の画像形成装置。
)少なくとも感光体を均一帯電させる帯電工程と、露光による潜像形成工程と、感光体に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像行程と現像された現像剤像を転写する転写工程を行う画像形成装置において、感光体の帯電電位が絶対値で400V以下であることを特徴とする上記(1)〜()の画像形成装置。
The present invention comprises the following aspects.
(1) In an image forming apparatus using a two-component developer comprising at least a toner and a carrier having a resin coating layer on the surface of a core material, and a photoreceptor having at least a photosensitive layer and a protective layer on a conductive support, the protection An image forming apparatus characterized in that the layer has fluororesin powder as a filler material, and the surface free energy of the resin coating layer of the carrier is 15 to 30 mN / m and smaller than the surface free energy of the surface of the photoreceptor. 2) The image forming apparatus according to (1), wherein the difference between the surface free energy of the resin coating layer of the carrier and the surface free energy of the surface of the photoreceptor is 5 mN / m or more.
(3) The image forming apparatus according to (1), wherein the surface free energy of the surface of the photoreceptor is 15 mN / m or more and 45 mN / m or less.
( 4 ) The image forming apparatus according to any one of (1) to ( 3 ), further comprising a surface free energy reducing agent coating mechanism for supplying a surface free energy reducing agent to at least the photosensitive member and the surface of the photosensitive member.
( 5 ) At least a charging step for uniformly charging the photoconductor, a latent image forming step by exposure, a developing process for developing the electrostatic latent image formed on the photoconductor with a developer, and the developed developer image are transferred. The image forming apparatus according to any one of (1) to ( 4 ), wherein in the image forming apparatus performing the transfer process, the charged potential of the photoconductor is 400 V or less in absolute value.

本発明によれば、キャリアのトナースペントが起こらないために現像剤の帯電性が安定化し、またトナーがキャリアから感光体に移行しやすく、現像されるべきトナーが確実に現像されるため均一でムラのない画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。   According to the present invention, since the toner spent on the carrier does not occur, the chargeability of the developer is stabilized, the toner is easily transferred from the carrier to the photoconductor, and the toner to be developed is reliably developed, so that it is uniform. An image forming apparatus capable of obtaining an image without unevenness can be provided.

以下、本発明について詳しく説明する。
まず本発明に用いられるキャリアについて説明する。
二成分現像剤の磁性キャリアは、図1に示すように、芯材とコート材から構成される。
芯材は30〜90(μm)程度、コート材は0.5〜4(μm)程度である。
キャリアの芯材には、酸化鉄、コバルトなどの強磁性体、マグネタイトやヘマタイト、さらにLi系フェライト、Mn−Zn系フェライト、Cu−Zn系フェライト、Ni− Znフェライト、Baフェライトなどフェライト系の磁性粉が使用されるが、さらには磁性粉をフェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、などの公知の樹脂中に分散した形態を持つ、所謂樹脂分散キャリアなども使用できる。ただ、近年では飽和磁化、保持力が小さいフェライトが多く使用される傾向にある。
The present invention will be described in detail below.
First, the carrier used in the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the magnetic carrier of the two-component developer includes a core material and a coating material.
The core material is about 30 to 90 (μm), and the coating material is about 0.5 to 4 (μm).
The core material of the carrier includes ferromagnetic materials such as iron oxide and cobalt, magnetite and hematite, and ferrite-based magnetism such as Li-based ferrite, Mn-Zn-based ferrite, Cu-Zn-based ferrite, Ni-Zn ferrite, and Ba ferrite. A powder is used, but a so-called resin dispersion carrier having a form in which magnetic powder is dispersed in a known resin such as a phenol resin, an acrylic resin, or a polyester resin can also be used. However, in recent years, there is a tendency to use a lot of ferrite having a small saturation magnetization and a low coercive force.

飽和磁化が小さいと、穂立ちが短く、しなやかになるため、穂跡が目立たないソフトな画像品質になる。
飽和磁化は、酸化鉄では、120〜200(emu/g)、マグネタイトで80〜90(emu/g)、フェライトでは50〜70(emu/g)である。ただし、飽和磁化が余り小さいと穂立ちが悪くなり、トナーの供給が不足し、現像ムラが生じたり、コントラストの低い画像になる。
飽和磁化が大きすぎた場合には、穂にしなやかさが欠如するため、穂跡が目立つ様な画像になる。
If the saturation magnetization is small, the heading is short and supple, and the image quality is soft and the heading is not noticeable.
The saturation magnetization is 120 to 200 (emu / g) for iron oxide, 80 to 90 (emu / g) for magnetite, and 50 to 70 (emu / g) for ferrite. However, if the saturation magnetization is too small, the earing becomes worse, the supply of toner becomes insufficient, development unevenness occurs, and the image has a low contrast.
If the saturation magnetization is too large, the ear lacks the flexibility, resulting in a noticeable image.

芯材とされるキャリアは処理無しでも現像に供することが出来るが、キャリア同士が付着しやすいことや、フィルミングや吸湿などでキャリアの表面物性が変化すると画像品質が低下し、使えなくなる。キャリアは常にトナーと接触しているので、フィルミングを生じたり、吸湿する事で表面物性が変化して電荷が不安定になる。
したがって、良好な画像を安定的に得るために、耐久性が高く、安定した電荷を維持可能な被膜をコートする事が望ましい。
The carrier used as the core material can be used for development without processing, but if the carriers easily adhere to each other, or if the surface properties of the carrier change due to filming or moisture absorption, the image quality deteriorates and becomes unusable. Since the carrier is always in contact with the toner, filming occurs or moisture absorption causes the surface properties to change and the charge to become unstable.
Therefore, in order to stably obtain a good image, it is desirable to coat a film having high durability and capable of maintaining a stable charge.

コート材には、トナーとの摩擦帯電での電荷を保持する能力、流動性、キャリアの表面への異物付着を防ぎ、水分吸着を少なくするなどの機能が要求される。このため低表面エネルギーの物質を使用することが望ましい。
低表面エネルギーの被膜物質としては、たとえば、従来公知の下記の材料がある。
ポリ四弗化エチレン(PTFE)、パーフルオロアルコキシ・フッ素樹脂(PFA)、四弗化エチレン・六弗化プロピレン共重合体(FEP)、エチレン・四弗化エチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロ三弗化エチレン(PCTFE)、弗化ビニリデン(PVDF)、弗化ビニル(PVF)、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂などである。これら樹脂は2種以上混合して使用してもよい。
The coating material is required to have functions such as the ability to retain electric charge due to frictional charging with the toner, fluidity, prevention of adhesion of foreign matters to the surface of the carrier, and less moisture adsorption. For this reason, it is desirable to use a material having a low surface energy.
Examples of the low surface energy coating material include conventionally known materials described below.
Polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxy / fluororesin (PFA), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), ethylene / tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polychloro Examples thereof include ethylene fluoride (PCTFE), vinylidene fluoride (PVDF), vinyl fluoride (PVF), polyimide resin, polycarbonate resin, styrene resin, and acrylic resin. Two or more of these resins may be mixed and used.

コート層には抵抗制御、被膜強度アップなどのため、以下の様な物質を含有させることが出来る。これら物質は必要に応じて、1種以上のものを適当な量使用すれば良い。これら物質としては、導電性ZnO、Al等の金属粉、各種の方法で作られたSnO、種々の元素をドープしたSnO、ホウ化物例えばTiB、ZnB、MoB、炭化ケイ素、導電性高分子(ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリ(パラ−フェニレンスルフィド)、ポリピロール、カーボンブラック等である。
コート層の形成方法には、スプレードライ法、浸漬法、あるいはパウダーコーティング法など公知の方法が使用できる。
The coating layer can contain the following substances in order to control resistance and increase the film strength. One or more of these substances may be used in an appropriate amount as required. These include materials, conductive ZnO, metal powder such as Al, SnO 2 were made by various methods, SnO 2 doped with various elements, borides example TiB 2, ZnB 2, MoB 2 , silicon carbide, conductive Polymer (polyacetylene, polyparaphenylene, poly (para-phenylene sulfide), polypyrrole, carbon black and the like.
As a method for forming the coating layer, a known method such as a spray drying method, a dipping method, or a powder coating method can be used.

現像剤に使用されるキャリアの粒径は、重量平均粒径で、20〜100μmのものが使用可能であるが、望ましくは30〜90μmであり、さらに好ましくは35〜50μmである。
キャリアの粒径が小さいと、キャリアが保有する電荷が大きくなって、キャリアに対してムラなくトナーが静電付着するため、静電潜像に対する現像効率も高くなる。したがって、細線も良好な現像が行えるようになり、解像度の高い画像を得られやすくなる。
しかし、一方ではキャリアが凝集したり、飛散する現象が生じ、また、静電的に感光体に引っ張られ易くなる。このため、感光体に付着したキャリアは流動剤として添加されているシリカや酸化チタン等と共に、転写の際に転写紙に付着して、転写抜けを起こしたり、転写の際の圧接で感光体に凹みを生じ、クリーニング不良やメダカ現象の要因になる。キャリアの感光体への付着量が多くなると、感光体のみならずクリーニングブレードエッジを欠損させる要因にもなる。したがって、キャリアの粒径は20μm以上、好ましくは30μm以上である事が好ましい。
The carrier used in the developer may have a weight average particle diameter of 20 to 100 [mu] m, preferably 30 to 90 [mu] m, and more preferably 35 to 50 [mu] m.
If the particle size of the carrier is small, the charge held by the carrier increases, and the toner adheres to the carrier without unevenness, so that the development efficiency for the electrostatic latent image is also increased. Therefore, fine lines can be developed well, and an image with high resolution can be easily obtained.
However, on the other hand, a phenomenon in which the carriers are aggregated or scattered occurs, and the carrier is easily pulled electrostatically. For this reason, the carrier adhering to the photoconductor adheres to the transfer paper at the time of transfer together with silica and titanium oxide added as a fluidizing agent, causing transfer omission or pressure contact during transfer to the photoconductor. A dent is formed, which causes a cleaning failure and a medaka phenomenon. When the amount of carrier attached to the photoconductor increases, not only the photoconductor but also the cleaning blade edge may be lost. Accordingly, the particle size of the carrier is preferably 20 μm or more, and preferably 30 μm or more.

キャリアの粒径が大きくなるにしたがい、キャリアの保有する電荷が相対的に小さくなる(キャリア径dが大きくなるとQは小さくなる)ので、キャリアに静電的に付着するトナー量は必然的に少なくなる。したがって、現像能力が低下するため、現像が追いつかなくなり、多数枚複写の場合には濃度低下や、現像ムラを起こしやすくなる。
現像剤のトナー量が低下すると、キャリアは感光体にも付着し易くなるので、トナーとキャリアの粒径、分散量などのバランスを考慮する必要がある。したがって、キャリア径は100μm以下、好ましくは90μm以下にするのが好ましい。
As the carrier particle size increases, the charge held by the carrier becomes relatively small (Q decreases as the carrier diameter d increases), so the amount of toner that adheres electrostatically to the carrier is inevitably small. Become. Accordingly, the developing ability is lowered, so that development cannot catch up, and in the case of copying a large number of sheets, the density is lowered and development unevenness is likely to occur.
When the toner amount of the developer decreases, the carrier easily adheres to the photoconductor, so it is necessary to consider the balance between the toner and carrier particle size, the amount of dispersion, and the like. Therefore, the carrier diameter is preferably 100 μm or less, and preferably 90 μm or less.

次に本発明に用いられる感光体につい説明する。
まず、本発明の電子写真感光体の層構成を図面に基づいて説明する。図2は本発明に用いられる電子写真用感光体の模式断面図であり、導電性支持体上に電荷発生層、電荷輸送層を積層して構成される機能分離型の感光層を有し、さらに電荷輸送層の上に保護層が設けられたものである。
Next, the photoreceptor used in the present invention will be described.
First, the layer structure of the electrophotographic photoreceptor of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an electrophotographic photoreceptor used in the present invention, which has a function-separated type photosensitive layer constituted by laminating a charge generation layer and a charge transport layer on a conductive support, Furthermore, a protective layer is provided on the charge transport layer.

導電性支持体としては、体積抵抗1010 Ω・cm以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板およびそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した管などを使用することができる。また、特公昭52−36016号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体として用いることができる。 Examples of the conductive support include those having a volume resistance of 10 10 Ω · cm or less, such as metals such as aluminum, nickel, chromium, nichrome, copper, gold, silver, and platinum, tin oxide, and indium oxide. Metal oxide coated with film or cylindrical plastic or paper by vapor deposition or sputtering, or a plate made of aluminum, aluminum alloy, nickel, stainless steel, etc. After the conversion, a tube subjected to surface treatment such as cutting, superfinishing or polishing can be used. Further, an endless nickel belt and an endless stainless steel belt disclosed in Japanese Patent Publication No. 52-36016 can be used as the conductive support.

この他、上記支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものについても、本発明の導電性支持体として用いることができる。この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、またアルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズ、ITOなどの金属酸化物粉体などがあげられる。また、同時に用いられる結着樹脂には、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂が挙げられる。   In addition, those obtained by dispersing and coating conductive powder in an appropriate binder resin on the support can also be used as the conductive support of the present invention. Examples of the conductive powder include carbon black, acetylene black, metal powder such as aluminum, nickel, iron, nichrome, copper, zinc and silver, or metal oxide powder such as conductive tin oxide and ITO. It is done. The binder resin used at the same time is polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, polyester, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer. , Polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, polyarylate resin, phenoxy resin, polycarbonate, cellulose acetate resin, ethyl cellulose resin, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl toluene, poly-N-vinyl carbazole, acrylic resin, silicone resin, epoxy resin, Examples thereof include thermoplastic, thermosetting resins, and photocurable resins such as melamine resin, urethane resin, phenol resin, and alkyd resin.

このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。
さらに、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン(登録商標)などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、本発明の導電性支持体として良好に用いることができる。
Such a conductive layer can be provided by dispersing and coating these conductive powder and binder resin in a suitable solvent such as tetrahydrofuran, dichloromethane, methyl ethyl ketone, and toluene.
Furthermore, it is electrically conductive by a heat-shrinkable tube in which the conductive powder is contained in a material such as polyvinyl chloride, polypropylene, polyester, polystyrene, polyvinylidene chloride, polyethylene, chlorinated rubber, Teflon (registered trademark) on a suitable cylindrical substrate. Those provided with a conductive layer can also be used favorably as the conductive support of the present invention.

電荷発生層は、電荷発生物質を主成分とする層で、必要に応じてバインダ−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出来る。
無機系材料には、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−ヒ素化合物や、アモルファス・シリコンなどが挙げられる。アモルファス・シリコンにおいては、ダングリングボンドを水素原子、ハロゲン原子でタ−ミネ−トしたものや、ホウ素原子、リン原子などをド−プしたものが良好に用いられる。
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.
Inorganic materials include crystalline selenium, amorphous selenium, selenium-tellurium, selenium-tellurium-halogen, selenium-arsenic compounds, and amorphous silicon. In amorphous silicon, a dangling bond terminated with a hydrogen atom or a halogen atom, or a boron atom or a phosphorus atom doped is preferably used.

一方、有機系材料としては、公知の材料を用いることが出来る。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−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−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−ル骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系また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−ル系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独または2種以上の混合物として用いることが出来る。   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 a carbazole skeleton, azo pigments having a triphenylamine skeleton, azo pigments having a diphenylamine skeleton, dibenzo An azo pigment having a thiophene skeleton, an azo pigment having a fluorenone skeleton, an azo pigment having an oxadiazol skeleton, an azo pigment having a bisstilbene skeleton, an azo pigment having a distyryl oxadiazol skeleton, and a distyrylcarbazole skeleton Azo pigments, perylene pigments, anthraquinone or polycyclic quinone pigments, quinoneimine pigments, diphenylmethane and triphenylmethane pigments, benzoquinone and naphthoquinone pigments, cyanine and azomethine pigments, Jigoido pigments, bisbenzimidazo - such as Le based pigments. These charge generation materials can be used alone or as a mixture of two or more.

電荷発生層に必要に応じて用いられるバインダ−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、ポリアリレート、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−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−樹脂は、単独または2種以上の混合物として用いることが出来る。また、必要に応じて低分子電荷輸送物質を添加してもよい。   Binder resins used as necessary for the charge generation layer include polyamide, polyurethane, epoxy resin, polyketone, polycarbonate, polyarylate, silicone resin, acrylic resin, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl ketone, polystyrene, poly -N-vinylcarbazole, polyacrylamide, etc. are used. These binder resins can be used alone or as a mixture of two or more. Moreover, you may add a low molecular charge transport material as needed.

電荷発生層に併用できる電荷輸送物質には電子輸送物質と正孔輸送物質とがある。
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、単独または2種以上の混合物として用いることが出来る。
Charge transport materials that can be used in the charge generation layer include electron transport materials and hole transport materials.
Examples of the electron transport material include chloranil, bromanyl, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,4,5,7-tetranitro-9-fluorenone, 2,4 , 5,7-tetranitroxanthone, 2,4,8-trinitrothioxanthone, 2,6,8-trinitro-4H-indeno [1,2-b] thiophen-4-one, 1,3,7-tri Examples thereof include electron accepting substances such as nitrodibenzothiophene-5,5-dioxide. These electron transport materials can be used alone or as a mixture of two or more.

正孔輸送物質としては、以下に表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−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−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、単独または2種以上の混合物として用いることが出来る。   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, styryl Examples include pyrazoline, phenylhydrazones, α-phenylstilbene derivatives, thiazole derivatives, triazole derivatives, phenazine derivatives, acridine derivatives, benzofuran derivatives, benzimidazole derivatives, and thiophene derivatives. These hole transport materials can be used alone or as a mixture of two or more.

電荷発生層は、電荷発生物質、溶媒及び結着樹脂を主成分とするが、その中には、増感剤、分散剤、界面活性剤、シリコーンオイル等のいかなる添加剤が含まれていても良い。
電荷発生層を形成する方法には、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。前者の方法には、真空蒸着法、グロ−放電分解法、イオンプレ−ティング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、CVD法などが用いられ、上述した無機系材料、有機系材料が良好に形成出来る。また、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−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、ブタノンなどの溶媒を用いてボ−ルミル、アトライタ−、サンドミルなどにより分散し、分散液を適度に希釈して塗布することにより、形成出来る。塗布は、浸漬塗工法やスプレ−コ−ト法、ビ−ドコ−ト法などを用いて行なうことが出来る。
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。
The charge generation layer is mainly composed of a charge generation material, a solvent, and a binder resin, and may contain any additive such as a sensitizer, a dispersant, a surfactant, and silicone oil. good.
Methods for forming the charge generation layer include a vacuum thin film preparation method and a casting method from a solution dispersion system. For the former method, a vacuum deposition method, a glow discharge decomposition method, an ion plating method, a sputtering method, a reactive sputtering method, a CVD method, or the like is used, and the above-described inorganic materials and organic materials can be satisfactorily formed. . Further, in order to provide a charge generation layer by a casting method, a ball mill using a solvent such as tetrahydrofuran, cyclohexanone, dioxane, dichloroethane, butanone together with a binder resin if necessary with the inorganic or organic charge generation material described above, It can be formed by dispersing with an attritor, a sand mill or the like and applying the solution after diluting the dispersion appropriately. The coating can be performed using a dip coating method, a spray coating method, a bead coating method, or the like.
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.

電荷輸送層は、電荷輸送成分とバインダ−成分を主成分とする混合物ないし共重合体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出来る。
本発明において、バインダー成分として用いることのできる高分子化合物としては、例えば、ポリスチレン、スチレン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂などの熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの高分子化合物は単独または2種以上の混合物として、また、電荷輸送物質と共重合化して用いることができる。
The charge transport layer can be formed by dissolving or dispersing a mixture or copolymer mainly composed of a charge transport component and a binder component in an appropriate solvent, and applying and drying the mixture.
In the present invention, examples of the polymer compound that can be used as the binder component include polystyrene, styrene / acrylonitrile copolymer, styrene / butadiene copolymer, styrene / maleic anhydride copolymer, polyester, polyvinyl chloride, Vinyl chloride / vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, polyarylate resin, polycarbonate, cellulose acetate resin, ethyl cellulose resin, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl toluene, acrylic resin, silicone resin, fluorine resin, epoxy resin , Thermoplastic or thermosetting resins such as melamine resin, urethane resin, phenol resin, alkyd resin, etc., but are not limited thereto. These polymer compounds can be used singly or as a mixture of two or more kinds, or copolymerized with a charge transport material.

電荷輸送物質として用いることのできる材料は、上述の低分子型の電子輸送物質、正孔輸送物質が挙げられる。電荷輸送物質の使用量は高分子化合物100重量部に対して20〜200重量部、好ましくは50〜100重量部程度である。   Examples of the material that can be used as the charge transport material include the above-described low molecular weight electron transport materials and hole transport materials. The amount of the charge transport material used is 20 to 200 parts by weight, preferably about 50 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymer compound.

電荷輸送層塗工液を調製する際に使用できる分散溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ジオキサン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブなどのエーテル類、トルエン、キシレンなどの芳香族類、クロロベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類等を挙げることができる。   Examples of the dispersion solvent that can be used in preparing the charge transport layer coating solution include ketones such as methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone, ethers such as dioxane, tetrahydrofuran, and ethyl cellosolve, toluene, xylene, and the like. Examples include aromatics, halogens such as chlorobenzene and dichloromethane, and esters such as ethyl acetate and butyl acetate.

本発明では、保護層を感光層の上に設ける。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、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリアリレート、AS樹脂、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。 In the present invention, a protective layer is 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, Polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyethersulfone, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyimide, acrylic resin, polymethylbenten, polypropylene, polyphenylene oxide, polysulfone, polystyrene, polyarylate, AS resin, butadiene-styrene copolymer, polyurethane, polychlorinated Examples thereof include resins such as vinyl, polyvinylidene chloride, and epoxy resin.

また保護層中にフィラ−材料を添加する。フィラー材料としては、必須成分としてポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末を用いる。 A filler material is added to the protective layer . As the filler material, a fluororesin powder such as polytetrafluoroethylene is used as an essential component .

フィラ−材料は、電荷輸送物質や結着樹脂、溶媒等とともにボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などの従来方法を用いて分散することができる。フィラ−の一次粒径の平均は、0.01〜0.8μmであることが保護層等の透過率や耐摩耗性の点から好ましい。また、保護層に電荷輸送層で挙げた電荷輸送物質を添加することは、画質向上に対して有効な手段である。
保護層の形成法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の従来方法を用いることができる。
The filler material can be dispersed using a conventional method such as a ball mill, an attritor, a sand mill, or an ultrasonic wave together with a charge transport material, a binder resin, a solvent, and the like. The average primary particle size of the filler is preferably 0.01 to 0.8 μm from the viewpoint of the transmittance of the protective layer and the wear resistance. In addition, the addition of the charge transport material mentioned in the charge transport layer to the protective layer is an effective means for improving the image quality.
As a method for forming the protective layer, conventional methods such as dip coating, spray coating, beat coating, nozzle coating, spinner coating, and ring coating can be used.

本発明においては感光体表面の表面自由エネルギーが15mN/m超45mN/m以下であることが好ましく、感光体表面の表面自由エネルギーが前記の範囲内にない場合には表面自由エネルギー低下剤を感光体表面に塗布することにより前記の範囲内にすることができる。
表面自由エネルギー低下剤の機能を有するものとしては、固形タイプのものとして、オレイン酸鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸銅、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸鉄、ステアリン酸銅、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸銅、リノレン酸亜鉛等の金属脂肪酸、滑石(タルク)類、フッ素を含有する高分子で、ポリテトラフルオロエチレン(商品名:テフロン(登録商標))、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合物、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレンとオキサフルオロプロピレンとの共重合物、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリトリフルオロクロルエチレン、ジクロルジフルオロエチレン、ポリトリフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、フッ素樹脂を繊維化したフッ素繊維にポリフルオロカーボン、ポリテトラフルオロエチレン等の繊維物がある。粉末タイプとしては、ポリフッ化ビニリデンの粉末及び上記フッ素樹脂の粉末、滑石(タルク)の粉末などがある。
In the present invention, the surface free energy on the surface of the photoreceptor is preferably more than 15 mN / m and not more than 45 mN / m. When the surface free energy on the surface of the photoreceptor is not within the above range, the surface free energy reducing agent is sensitized. By applying to the body surface, it can be within the above range.
As a solid-type material having a function of a surface free energy reducing agent, lead oleate, zinc oleate, copper oleate, zinc stearate, cobalt stearate, iron stearate, copper stearate, zinc palmitate , Metal fatty acids such as copper palmitate, zinc linolenate, talc, fluorine-containing polymer, polytetrafluoroethylene (trade name: Teflon (registered trademark)), polychlorotrifluoroethylene, tetrafluoro Fluorine such as copolymer of ethylene and ethylene, polyvinylidene fluoride, copolymer of tetrafluoroethylene and oxafluoropropylene, polychlorotrifluoroethylene, polytrifluorochloroethylene, dichlorodifluoroethylene, polytrifluoroethylene, etc. Resin, fluororesin Fibrillated fluorocarbon fibers to polyfluorocarbon, there are fibers of such as polytetrafluoroethylene. Examples of the powder type include polyvinylidene fluoride powder, the above-mentioned fluororesin powder, and talc powder.

液状タイプでは、シリコーンオイル、フッ素系合成油系、鯨油、スクワランオイルなどの動物性オイル、菜種油、紅花油、ゴマ油、椿油、糠油などの植物性のオイル、パラフィン系やナフテン系の鉱物油、石油系、エステル系、ポリエーテル系、炭化水素系、シリコーン系、フッ素系の合成油系がある。ただし、長期安定性を考慮すると、シリコーンオイル、フッ素系のオイル等の合成オイルを使用するのが望ましい。シリコーンオイルには、メチルフェニルシリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、シリコーンポリエーテル共重合体のオイル類、変性シリコーンオイルとしては、フッ素変性、エポキシ変性、アルコール変性、アルキル変性、アミノ変性等のシリコーンオイルなどがあり、効果として多少の違いがあるが、良好な潤滑性を示すオイルである。フッ素系のオイルとしては、フルオロカーボン油、パーフルオロエーテル油などがある。
表面自由エネルギー低下剤としては上述のように様々なタイプのものが使用出来るが、ステアリン酸亜鉛、WAX、フッ素化油が特に好適である。
In the liquid type, animal oils such as silicone oil, fluorine-based synthetic oils, whale oil and squalane oil, vegetable oils such as rapeseed oil, safflower oil, sesame oil, coconut oil, coconut oil, paraffinic and naphthenic mineral oils, petroleum Type, ester type, polyether type, hydrocarbon type, silicone type, and fluorine type synthetic oil type. However, in consideration of long-term stability, it is desirable to use synthetic oils such as silicone oil and fluorine-based oil. Silicone oil includes methylphenyl silicone oil, dimethyl silicone oil, silicone polyether copolymer oils, and modified silicone oil includes fluorine-modified, epoxy-modified, alcohol-modified, alkyl-modified, amino-modified silicone oils, etc. Yes, the oil shows good lubricity, although there are some differences in its effect. Examples of the fluorinated oil include fluorocarbon oil and perfluoroether oil.
As the surface free energy reducing agent, various types can be used as described above, and zinc stearate, WAX, and fluorinated oil are particularly suitable.

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。設けられる下引き層は、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。   If necessary, an undercoat layer may be provided between the conductive support and the photosensitive layer. The provided undercoat layer is provided for the purpose of improving adhesiveness, preventing moire, improving the coatability of the upper layer, and reducing residual potential. In general, the undercoat layer is mainly composed of a resin, but these resins are resins having high resistance to dissolution in general organic solvents in consideration of applying a photosensitive layer thereon using a solvent. It is desirable.

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分散し含有させてもよい。これらの下引き層は、適当な溶媒、塗工法を用いて形成することができる。   Examples of such resins include water-soluble resins such as polyvinyl alcohol, casein, and sodium polyacrylate, alcohol-soluble resins such as copolymer nylon and methoxymethylated nylon, polyurethane, melamine resin, alkyd-melamine resin, and epoxy resin. And a curable resin that forms 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 dispersed and contained. These undercoat layers can be formed using a suitable solvent and coating method.

更に本発明の下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用して、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、本発明の下引き層には Al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、SnO,TiO,ITO,CeO等の無機物を真空薄膜作製法にて設けたものも良好に使用できる。下引き層の膜厚は0.1〜20μmが適当であり、好ましくは1〜10μmである。 Furthermore, a metal oxide layer formed by, 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 as the undercoat layer of the present invention. In addition, the undercoat layer of the present invention is provided with Al 2 O 3 by anodic oxidation, organic substances such as polyparaxylylene (parylene), SnO 2 , TiO 2 , ITO, CeO 2, etc. What provided the inorganic substance with the vacuum thin film preparation method can also be used favorably. The thickness of the undercoat layer is suitably from 0.1 to 20 μm, preferably from 1 to 10 μm.

次に本発明の画像形成装置について説明する。
図3は感光体への潤滑剤供給手段を備えた電子写真装置である。感光体101に帯電装置(ここではロール形状の接触帯電装置を示す)102により(±)400〜1400Vが帯電される。電荷の付与(荷電)が行われた後、画像露光系103により潜像形成が行われる。アナログ複写機の場合、露光ランプで照射された原稿像がミラーにより逆像の形で感光体に可視光投影され結像されるが、デジタルの場合にはCCD(電荷結合素子)で読みとられた原稿像は400〜780nmのLDやLEDのデジタル信号に変換されて、感光体上に結像される。従って、アナログとデジタルの波長域は異なる。結像によって感光層では電荷分離が行われ、感光体に潜像形成が行われる。原稿に応じた潜像形成が行われた感光体101は、現像装置104で現像剤により現像が行われ、現稿像は顕像化(トナー像)される。
Next, the image forming apparatus of the present invention will be described.
FIG. 3 shows an electrophotographic apparatus provided with means for supplying a lubricant to a photoreceptor. The photoconductor 101 is charged with (±) 400 to 1400 V by a charging device (here, a roll-shaped contact charging device) 102. After the charge is applied (charged), a latent image is formed by the image exposure system 103. In the case of an analog copying machine, a document image irradiated with an exposure lamp is projected onto a photosensitive member in the form of a reverse image by a mirror and formed into an image, but in the case of digital, it is read by a CCD (Charge Coupled Device). The original image is converted into a digital signal of LD or LED of 400 to 780 nm and formed on the photosensitive member. Therefore, the analog and digital wavelength ranges are different. By image formation, charge separation is performed in the photosensitive layer, and a latent image is formed on the photosensitive member. The photosensitive member 101 on which the latent image has been formed according to the original is developed with a developer by the developing device 104, and the current draft image is visualized (toner image).

次に、感光体上のトナー像は転写装置105によりコピー用紙109に転写され、定着装置108に送られハードコピー化される。一方、感光体101は転写後、クリーニング装置106(クリーニングブラシ106b及び弾性ゴムクリーニングブレード106aで構成)でトナー像が清掃され清浄化される。クリーニング後の感光体にはトナー像を形成されたあとの潜像(原稿像)が多少なりとも保持されているため、消去し均一化するために除電装置(一般に赤色光が使用される)107で除電され、次の潜像形成の準備を終え一連の複写プロセスが終了する。図3においては201が感光体表面への潤滑剤の供給装置であり、図はクリーニング後の感光体表面に潤滑剤塗布ブラシが接触して潤滑剤を塗布しているところである。   Next, the toner image on the photosensitive member is transferred to the copy sheet 109 by the transfer device 105 and sent to the fixing device 108 for hard copy. On the other hand, after the transfer, the toner image is cleaned and cleaned by the cleaning device 106 (consisting of the cleaning brush 106b and the elastic rubber cleaning blade 106a). Since the latent image (original image) after the toner image is formed is held on the photosensitive member after cleaning, a neutralization device (generally, red light is used) 107 for erasing and uniformizing. Then, the preparation for the next latent image formation is completed and a series of copying processes is completed. In FIG. 3, reference numeral 201 denotes a supply device of the lubricant to the surface of the photoreceptor, and FIG. 3 shows a state where the lubricant application brush is in contact with the surface of the photoreceptor after cleaning to apply the lubricant.

次に、表面自由エネルギー低下剤(潤滑剤)の感光体への供給方法について説明する。
潤滑剤塗布装置は複写プロセスのクリーニング装置と除電装置間に、クリーニング装置と併設若しくは単独に設置するのが好ましい。ここではクリーニングブラシを塗布装置としては使わない方式、すなわち、専用の潤滑剤塗布装置を設置する方法で説明する。トナー汚れによる画像への影響が回避可能であれば、クリーニング装置内に設置する方法も可能である。潤滑剤塗布装置部の概略図を図4に示す。また、クリーニング装置の上端部に潤滑剤塗布装置を組み込んだ例の概略図を図5(a)及び(b)に示す。
Next, a method for supplying the surface free energy reducing agent (lubricant) to the photoreceptor will be described.
It is preferable that the lubricant application device is installed between the cleaning device and the static eliminator in the copying process, or in combination with the cleaning device. Here, a method in which the cleaning brush is not used as an applicator, that is, a method of installing a dedicated lubricant applicator will be described. If the influence of the toner stain on the image can be avoided, a method of installing in the cleaning device is also possible. A schematic diagram of the lubricant application unit is shown in FIG. Moreover, the schematic of the example which incorporated the lubricant application apparatus in the upper end part of the cleaning apparatus is shown to Fig.5 (a) and (b).

塗布部材201aは潤滑剤を含浸した潤滑剤含浸部材或いは固形の潤滑剤で、塗布ブラシ201cに当接する構造である。塗布ブラシ201cはブラシ状回転体である。塗布ブラシ201cを使用する理由は、ブラシに塗布することと塗布後の感光体表面を均一に広げ、磨くという作用を持たすためである。すなわち、塗布しただけでは液膜は厚くなっており、均一性が全くないため、トナーが付着しやすく、画像の乱れを起こしやすい。
従って、正常な画像を得るためには均一な薄膜が必要であり、不必要な潤滑剤は除去する必要がある。このためにはブラシ状回転体とする。ブラシの材質は特に限定されないが、ムラの無い膜とするためにブラシの穂は密着植毛されているのが好ましく、耐久性があり、感光体を傷つけないような前記した材質のもの(化学繊維系)が有効である。
The application member 201a is a lubricant-impregnated member impregnated with a lubricant or a solid lubricant and has a structure in contact with the application brush 201c. The application brush 201c is a brush-like rotating body. The reason for using the coating brush 201c is to apply the brush to the brush and to uniformly spread and polish the surface of the photoreceptor after coating. In other words, the liquid film is thick only by application, and there is no uniformity at all, so that the toner is likely to adhere and the image is likely to be disturbed.
Therefore, in order to obtain a normal image, a uniform thin film is necessary, and unnecessary lubricants must be removed. For this purpose, a brush-like rotating body is used. The material of the brush is not particularly limited, but it is preferable that the brush ears are closely planted in order to obtain a uniform film, which is durable and does not damage the photosensitive member (chemical fiber). System) is effective.

潤滑剤が回転している塗布部材に間欠的にあるいは連続的に1〜3周程度に亘って塗布されたあとは、潤滑剤含浸部材201aは塗布ブラシ201cより離れ、塗布部材201cが回転し、感光体面に付着した潤滑剤を均一に広げ、薄膜化する。従って、感光体101に塗布される潤滑剤は出来るだけ少ない方が好ましい。この塗布作業は好ましくは複写終了前後が好ましいが、数100枚もの複写が行われる場合などではコピー中でも実施可能である。   After the lubricant is applied to the rotating application member intermittently or continuously over about 1 to 3 turns, the lubricant-impregnated member 201a is separated from the application brush 201c, and the application member 201c is rotated. The lubricant adhering to the surface of the photoconductor is uniformly spread and thinned. Therefore, it is preferable that the amount of lubricant applied to the photoconductor 101 is as small as possible. The coating operation is preferably performed before and after the completion of copying, but can be performed even during copying when several hundred copies are made.

潤滑剤含浸部材或いは固形潤滑剤201aを保持したケースには、前後に移動可能とする可動装置201b(主としてスプリング2012bとソレノイド2011bで構成)が具備されており、その可動装置201bはソレノイドを動作させる駆動装置203、更に駆動装置をコントロールするための制御装置204が接続されることも可能である。   The case holding the lubricant-impregnated member or the solid lubricant 201a is provided with a movable device 201b (mainly composed of a spring 2012b and a solenoid 2011b) that can move back and forth, and the movable device 201b operates the solenoid. It is also possible to connect a driving device 203 and a control device 204 for controlling the driving device.

図5(b)は別の例で、クリーニング装置からファーブラシをはずした例を示し、はずした分クリーニング装置が小型に出来、スペース面で有利になる。転写効率が高く、クリーニング性能が十分であるならば、ファーブラシは必ずしも必要としない。
以上が潤滑剤塗布方式の一例である。
FIG. 5B shows another example in which the fur brush is removed from the cleaning device. The amount of the removed cleaning device can be reduced in size, which is advantageous in terms of space. If the transfer efficiency is high and the cleaning performance is sufficient, the fur brush is not necessarily required.
The above is an example of the lubricant application method.

次に表面自由エネルギーについて説明する。
北崎寧昭、畑敏雄らは、日本接着協会誌8(3)、131−141(1972)で、表面自由エネルギー(表面張力と同義)に関し、非極性な分子間力について述べたFowkesの理論に対し、さらに極性、または水素結合性の分子間力による成分にまで拡張できると述べている。この拡張Fowkes理論により、各物質の表面自由エネルギーを3成分で求めることができる。
この理論は下記の3つの仮定で成立している。
Next, surface free energy will be described.
Ninoaki Kitazaki, Toshio Hata et al. In Fowkes' theory describing the nonpolar intermolecular force in terms of surface free energy (synonymous with surface tension) in Journal of Japan Adhesion Association 8 (3), 131-141 (1972) On the other hand, it states that it can be further expanded to a component by polar or hydrogen-bonded intermolecular forces. By this extended Fowkes theory, the surface free energy of each substance can be obtained with three components.
This theory is based on the following three assumptions.

〈仮定1〉
有機物質の表面自由エネルギーは3種の異なった成分の和として表される。
<Assumption 1>
The surface free energy of organic materials is expressed as the sum of three different components.

Figure 0004322789
Figure 0004322789

〈仮定2〉
2つの物質が接触する結果減少するそれぞれの表面自由エネルギーは、対応する表面自由エネルギーの幾何平均の和として表すことができ、一方に対応する成分がない場合は、その成分の相互作用はないと考える。
<Assumption 2>
Each surface free energy that decreases as a result of contact of two substances can be expressed as the sum of the geometric mean of the corresponding surface free energies, and if there is no corresponding component, there is no interaction between the components. Think.

Figure 0004322789
Figure 0004322789

〈仮定3〉
標準物質を以下の3種類に分類する。
(A) γ=γ型:飽和炭化水素の液体及び固体
(B) γ=γ+γ型:(A)及び(C)以外の液体及び固体
(C) γ=γ+γ+γ型:水に可溶または水との界面張力が小さく(γ12<30mN/m)、水素結合を持つような液体及び固体
日本接着協会誌8(3)、131−141(1972)には以下のデータが記載されている。
<Assumption 3>
Standard substances are classified into the following three types.
(A) γ = γ a type: liquid and solid of saturated hydrocarbon (B) γ = γ a + γ b type: liquid and solid other than (A) and (C) (C) γ = γ a + γ b + γ c Types: Liquids and solids that are soluble in water or have low interfacial tension with water (γ 12 <30 mN / m) and that have hydrogen bonds The Journal of Japan Adhesion Association 8 (3), 131-141 (1972) The data of is described.

Figure 0004322789
Figure 0004322789

Figure 0004322789
Figure 0004322789

Figure 0004322789
Figure 0004322789

これらの仮定をもとにすると、表面自由エネルギーは次のようにして求めることができる。
物質1と2の接着エネルギーをW12とすると、
Based on these assumptions, the surface free energy can be obtained as follows.
When the bonding energy of the substances 1 and 2 and W 12,

Figure 0004322789
Figure 0004322789

Figure 0004322789
Figure 0004322789

となる。
物質が固体と液体の場合、図6に示すように液滴が固体表面上で接触角θを保って平衡に達したとすると、次のヤングの式(5)が成り立つ。
It becomes.
When the substance is a solid and a liquid, the following Young's formula (5) is established, assuming that the droplet reaches the equilibrium while maintaining the contact angle θ on the solid surface as shown in FIG.

Figure 0004322789
Figure 0004322789

したがって、式(3)、(5)から接触角と接着エネルギーの間に次のような関係式(6)が成立する。   Therefore, the following relational expression (6) is established between the contact angle and the adhesive energy from the expressions (3) and (5).

Figure 0004322789
Figure 0004322789

式(4)、(6)から   From equations (4) and (6)

Figure 0004322789
Figure 0004322789

となる。
拡張Fowkes理論の式(7)において、
It becomes.
In the extended Fowkes theory (7),

Figure 0004322789
Figure 0004322789

とおくと、 After all,

Figure 0004322789
Figure 0004322789

となる。したがって固体の表面自由エネルギーの各成分(a,b,c)は、少なくとも3種類以上の、表面自由エネルギーの各成分が既知の液体による接触角データ(y;x1,x2,x3)からの線形回帰により求めることができる。しかし3種類の液体の接触角データから求めると3つの未知数を3本の式から求めることになるため何らかの影響で1つの液体の接触角が真値から大きくずれると、求まる固体の表面自由エネルギーもその影響を大きく受けてしまう。この接触角の真値からのずれの影響を平均化し、表面自由エネルギー測定結果における接触角測定誤差の影響を少なくするために、4種類以上の液体による接触角データから求めた方がよい。 It becomes. Therefore, each surface free energy component (a, b, c) of solid has at least three kinds of contact angle data (y; x 1 , x 2 , x 3 ) by liquids with known surface free energy components Can be obtained by linear regression from However, if the contact angle data of three types of liquids is used to determine the three unknowns from the three equations, if the contact angle of one liquid deviates greatly from the true value due to some influence, the surface free energy of the solid that is determined It will be greatly affected. In order to average the influence of the deviation of the contact angle from the true value and reduce the influence of the contact angle measurement error on the surface free energy measurement result, it is better to obtain from the contact angle data of four or more kinds of liquids.

また線形回帰により求める場合、R-2乗値(重相関係数)を計算することができる。R-2乗値が1に近ければ接触角データがすべて理論式(7)にのっていることになり、求まった固体の表面自由エネルギーは信頼性があると判断できる。つまりR-2乗値により測定の信頼性を容易に判断することができる。判断の基準として、R-2乗値が0.8以上のとき、測定結果は信頼できると考える。R-2乗値が小さく信頼性が低いと判断された場合は接触角が正確に測定できていないと考えられる。多くの場合この原因はサンプルの表面形状であり、表面粗さや空隙を少なくするようなサンプル形態の工夫が必要である。表面粗さや空隙の少ないサンプル作製方法として、樹脂などであればフィルム状に成型、その他であれば圧縮成型や熱溶融することなどがある。   Moreover, when calculating | requiring by linear regression, R-2 power value (multiple correlation coefficient) can be calculated. If the R-square value is close to 1, all contact angle data are in the theoretical formula (7), and it can be determined that the obtained surface free energy of the solid is reliable. In other words, the reliability of measurement can be easily determined from the R-square value. As a criterion for judgment, the measurement result is considered reliable when the R-squared value is 0.8 or more. If it is judged that the R-2 power value is small and the reliability is low, it is considered that the contact angle cannot be measured accurately. In many cases, the cause is the surface shape of the sample, and it is necessary to devise a sample form that reduces the surface roughness and voids. As a sample preparation method with less surface roughness and voids, a resin or the like may be molded into a film, and otherwise, compression molding or heat melting may be used.

上記の表面自由エネルギー測定方法に用いる標準物質としては、表面自由エネルギーの各成分が既知の4種以上の液体であって、すべての液体でγL b又はγL cが0とならない組み合わせであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。 The standard substance used for the above surface free energy measurement method is a combination of each of the surface free energy components of four or more known liquids, and γ L b or γ L c does not become zero in all liquids. If there is no restriction | limiting in particular, it can select suitably according to the objective.

表面自由エネルギーの各成分が既知の液体としては、例えば、上記表1〜表3に示すものがある。ただし、前記標準物質としては、拡張濡れを起こさないことが必要である。拡張濡れは固体上に液滴を乗せたとき、自発的に濡れが広がってしまう現象であり、この場合、接触角を測定することができない。多くの固体(有機物)に対して表1に記載のTypeAの液体は拡張濡れを起こすので好ましくない。   Examples of liquids having known components of surface free energy include those shown in Tables 1 to 3 above. However, it is necessary that the reference material does not cause extended wetting. Extended wetting is a phenomenon in which wetting spreads spontaneously when a droplet is placed on a solid, and in this case, the contact angle cannot be measured. The Type A liquids listed in Table 1 for many solids (organic substances) are not preferred because they cause extended wetting.

したがって、前記固体(有機物)の表面自由エネルギーを測定する際の標準物質の組み合わせとしてはTypeAの液体を用いず、TypeBの液体を2種類以上、TypeCの液体を2種類以上含む組み合わせが好ましい。例えば、TypeBの液体として、ジヨードメタン、α−ブロモナフタレン、TypeCの液体として、グリセリン、ジエチレングリコール、ホルムアミドをなどが挙げられる。   Therefore, the combination of standard substances for measuring the surface free energy of the solid (organic substance) is preferably a combination containing two or more types of Type B liquids and two or more types of Type C liquids without using Type A liquids. Examples of the Type B liquid include diiodomethane, α-bromonaphthalene, and Type C liquids such as glycerin, diethylene glycol, and formamide.

前記固体の表面自由エネルギー測定では、測定に用いる液体の組み合わせにより求まる値が変わってしまうが、TypeBの液体を2種類以上、TypeCの液体を2種類以上含む組み合わせではほぼ同じ値を示すので測定が安定する。
本発明においては表面自由エネルギーを求めるために、標準物質としてジヨードメタン、α−ブロモナフタレン、グリセリン、ジエチレングリコールを用いた。
In the measurement of the surface free energy of the solid, the value obtained depends on the combination of the liquids used for the measurement. However, the combination of two or more Type B liquids and two or more Type C liquids shows almost the same value. Stabilize.
In the present invention, in order to determine the surface free energy, diiodomethane, α-bromonaphthalene, glycerin, and diethylene glycol were used as standard substances.

ここで、前記接触角の測定法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、一般的な液滴法、メニスカス法等により測定することができる。なお、測定方法の詳しい説明については、「ぬれ技術ハンドブック〜基礎・測定評価・データ〜」(監修:石井淑夫、小石眞純、角田光雄 発行所:株式会社テクノシステム)に記載されている。   Here, the method for measuring the contact angle is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, the contact angle can be measured by a general droplet method, a meniscus method, or the like. Detailed description of the measurement method is described in “Wet Technology Handbook: Basics, Measurement Evaluation, Data” (Supervision: Ikuo Ishii, Jun Jun Koishi, Mitsuo Tsunoda Publishing Office: Techno System Co., Ltd.).

線形回帰による計算方法は以下の通りである。
〈線形回帰による計算方法〉
今n種類(n≧3)の液体による接触角データがあるとし、次のように書く。
The calculation method by linear regression is as follows.
<Calculation method by linear regression>
Assuming that there are contact angle data for n types (n ≧ 3) of liquid, write as follows.

Figure 0004322789
Figure 0004322789

誤差をεとすると、 If the error is ε,

Figure 0004322789
Figure 0004322789

この誤差の二乗和 Sum of squares of this error

Figure 0004322789
Figure 0004322789

が最小になるように(a,b,c)を決める。最小の条件は (A, b, c) is determined so that is minimized. The minimum requirement is

Figure 0004322789
Figure 0004322789

であり、計算すると、(12)より

Figure 0004322789
And when calculated, from (12)
Figure 0004322789

(13)より From (13)

Figure 0004322789
Figure 0004322789

(14)より From (14)

Figure 0004322789
Figure 0004322789

となる。(15)〜(17)の3元連立方程式を解けば(a,b,c)が求まる。求まった(a,b,c)をそれぞれ二乗することにより、固体の表面自由エネルギーが求まる。
しかしこのとき、a,b,cのいずれかが負になる場合がある。a,b,cは固体の表面自由エネルギーの平方根であるので、これが負というのは物理的におかしなことである。したがって上の計算はa≧0,b≧0,c≧0 の条件の下で解かなければならない。
It becomes. (A, b, c) can be obtained by solving the ternary simultaneous equations (15) to (17). The surface free energy of the solid can be obtained by squaring the obtained (a, b, c).
However, at this time, any of a, b, and c may be negative. Since a, b, and c are the square roots of the surface free energy of a solid, it is physically strange that this is negative. Therefore, the above calculation must be solved under the conditions of a ≧ 0, b ≧ 0, c ≧ 0.

S(a,b,c) はa,b,c に対して2次であるから、a,b,c のいずれかが負になった場合、例えばcが負になった場合は、c=0とおき、S(a,b,0) が最小になるように (a,b) を求めればよい。ここでbが負になった場合はさらにb=0とおき、S(a,0,0) が最小になるようにaを求める。しかしcが負になった場合でもb=0とおきS(a,0,c)が最小になるように(a,c)を求めた方がSが小さくなる場合もある。したがって実際には、a,b,c のいずれかが負になった場合、a=0、b=0、c=0、a=b=0、a=c=0、b=c=0としてそれぞれ計算し、a≧0,b≧0,c≧0かつSが最小となるものがa≧0,b≧0,c≧0の範囲で接触角データに最もよく合致する解となる。
またR-2乗値は次の式で求めることができる。
Since S (a, b, c) is quadratic with respect to a, b, c, if any of a, b, c becomes negative, for example, if c becomes negative, c = It is sufficient to obtain (a, b) so that S (a, b, 0) is minimized by setting 0. Here, when b becomes negative, b = 0 is set, and a is obtained so that S (a, 0,0) is minimized. However, even if c becomes negative, S may be smaller if (a, c) is determined so that b = 0 and S (a, 0, c) is minimized. Therefore, in actuality, if any of a, b, c is negative, a = 0, b = 0, c = 0, a = b = 0, a = c = 0, b = c = 0 Calculations are respectively made such that a ≧ 0, b ≧ 0, c ≧ 0, and S having the smallest value are solutions that best match the contact angle data in the range of a ≧ 0, b ≧ 0, c ≧ 0.
The R-squared value can be obtained by the following formula.

Figure 0004322789
Figure 0004322789

以下本発明を実施例によって説明する。尚、これらの具体例によって本発明の範囲は限定されるものではない。部は全て重量部である。
<キャリアの製造>
Hereinafter, the present invention will be described by way of examples. The scope of the present invention is not limited by these specific examples. All parts are parts by weight.
<Manufacture of carriers>

・芯材
Cu−Znフェライト粒子(重量平均径:45μm) 5000部
・コート材
トルエン 450部
アクリル樹脂溶液(固形分50重量%) A部
シリコーン樹脂SR2400 B部
(東レ・ダウコーニング・シリコーン製、不揮発分50%)
アミノシランSH6020 10部
(東レ・ダウコーニング・シリコーン製)
カーボンブラック 10部
・ Core material Cu-Zn ferrite particles (weight average diameter: 45 μm) 5000 parts ・ Coating material Toluene 450 parts Acrylic resin solution (solid content 50% by weight) A part Silicone resin SR2400 B part (made by Toray Dow Corning Silicone, non-volatile 50%)
Aminosilane SH6020 10 parts (made by Toray Dow Corning Silicone)
10 parts of carbon black

上記コート材を10分間スターラーで分散してコート液を調製し、このコート液と芯材を流動床内に回転式底板ディスクと攪拌羽根を設けた旋回流を形成させながらコートを行うコーティング装置に投入して、当該コート液を芯材上に塗布した。得られた塗布物を電気炉で250℃、2時間焼成し上記キャリアを得た。
ここでアクリル樹脂溶液とシリコーン樹脂の組成比A,Bは以下のような組み合わせをとった。またそれぞれのコート剤をブレードコート法によりアルミ板の上に塗布し電気炉で250℃、2時間乾燥したものについて表面自由エネルギーを測定した結果下記表のようであった。
The coating material is dispersed with a stirrer for 10 minutes to prepare a coating solution, and the coating solution and the core material are applied to a coating apparatus that performs coating while forming a swirling flow provided with a rotating bottom plate disk and stirring blades in a fluidized bed. The coating solution was applied on the core material. The obtained coated product was baked in an electric furnace at 250 ° C. for 2 hours to obtain the carrier.
Here, the composition ratios A and B of the acrylic resin solution and the silicone resin were as follows. Further, the surface free energy was measured for each coating agent coated on an aluminum plate by a blade coating method and dried in an electric furnace at 250 ° C. for 2 hours, and the results were as shown in the following table.

Figure 0004322789
Figure 0004322789

<現像剤の作製>
上記作製したキャリア95重量%に対しトナー5重量%の割合で均一混合し摩擦帯電させて現像剤を作製した。トナーにはリコー製imagio Color 8100用シアントナーを用いた。
<Production of developer>
A developer was prepared by uniformly mixing at 95% by weight of the prepared carrier at a ratio of 5% by weight of toner and tribocharging. A cyan toner for imgio Color 8100 manufactured by Ricoh was used as the toner.

<感光体サンプルの作製>
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電荷輸送層を形成した。実施例中の感光体は全て、下引き層の膜厚3.5μm、電荷発生層の膜厚0.2μm、電荷輸送層の膜厚22μmである。
<Preparation of photoreceptor sample>
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. All the photoreceptors in the examples have an undercoat layer thickness of 3.5 μm, a charge generation layer thickness of 0.2 μm, and a charge transport layer thickness of 22 μm.

◎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
◎ Undercoat layer coating liquid Titanium dioxide powder 400 parts Melamine resin 65 parts Alkyd resin 120 parts 2-Butanone 400 parts

◎電荷発生層塗工液
下記構造のビスアゾ顔料 12部
◎ Charge generation layer coating solution 12 parts of bisazo pigment with the following structure

Figure 0004322789
Figure 0004322789

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
Polyvinyl butyral 5 parts 2-butanone 200 parts cyclohexanone 400 parts

◎電荷輸送層塗工液
ポリカーボネート 8部
(Zポリカ、帝人化成製)
下記構造式の電荷輸送物質 10部
◎ Charge transport layer coating solution Polycarbonate 8 parts (Z Polyca, manufactured by Teijin Chemicals)
10 parts of charge transport material of the following structural formula

Figure 0004322789
Figure 0004322789

テトラヒドロフラン 100部       Tetrahydrofuran 100 parts

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/cm]を行い、150℃20分間乾燥して3μmの保護層を形成した。 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 ], dried at 150 ° C. for 20 minutes, and 3 μm protective layer Formed.

◎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)樹脂粒子分散液を得た。
◎ Protective layer coating solution A solution of 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) A resin particle dispersion was obtained.

PFA樹脂粒子(MPE−056、三井フロロケミカル製) a部
分散助剤(モディパーF210 日本油脂製) 0.55部
ポリカーボネート(Zポリカ、帝人化成製) b部
テトラヒドロフラン 200部
シクロヘキサノン 60部
PFA resin particles (MPE-056, manufactured by Mitsui Fluorochemical) Part a Dispersing aid (Modiper F210, manufactured by Nippon Oil & Fats) 0.55 part Polycarbonate (Z Polyca, manufactured by Teijin Chemicals) Part b Tetrahydrofuran 200 parts Cyclohexanone 60 parts

ここでPFA樹脂粒子とポリカーボネートの組成比a、bは下記表のような組合せを採った。また、その分散液で形成された保護層の表面自由エネルギーは下記表5の通りであった。   Here, the composition ratios a and b of the PFA resin particles and the polycarbonate are as shown in the following table. The surface free energy of the protective layer formed from the dispersion was as shown in Table 5 below.

Figure 0004322789
Figure 0004322789

<評価例>
以下に実施例における評価の方法及び条件を示す。
(キャリアへのトナースペントの評価)
作製した現像剤及び感光体をリコー製imagio Color 8100改造機に組み付け、10,000枚のランニング評価を行い、ランニングを終えたキャリアの帯電低下量で評価した。×、△、○、◎の順にランクが良くなる。
ここでいう帯電量低下量とは、初期のキャリア95重量%に対しトナー5重量%の割合で混合し摩擦帯電させたサンプルを、一般的なブローオフ法[東芝ケミカル(株)製:TB−200]にて測定した帯電量(Q1)から、ランニング後の現像剤中のトナーを前記ブローオフ装置にて除去し得たキャリアを、前記方法と同様の方法で測定した帯電量(Q2)を差し引いた量のことを言う。帯電量の低下の原因はキャリア表面へのトナースペントであるため、このトナースペントを減らすことで、帯電量低下を抑えることができる。
<Evaluation example>
The evaluation methods and conditions in the examples are shown below.
(Evaluation of toner spent on carrier)
The produced developer and photoconductor were assembled in a Ricoh imgio Color 8100 remodeling machine, 10,000 running evaluations were performed, and the charge reduction amount of the carrier after running was evaluated. The rank improves in the order of ×, Δ, ○, ◎.
The amount of charge reduction referred to here is a general blow-off method [TB-200 manufactured by Toshiba Chemical Co., Ltd.] prepared by friction charging with a mixture of 5% by weight of toner with respect to 95% by weight of the initial carrier. ], The amount of charge (Q2) measured by the same method as that described above was subtracted from the amount of charge (Q1) measured in the above method, from the carrier from which the toner in the developer after running was removed by the blow-off device. Say the amount. Since the cause of the decrease in the charge amount is the toner spent on the carrier surface, the decrease in the charge amount can be suppressed by reducing the toner spent.

(現像ムラの評価)
作製した現像剤及び感光体をリコー製imagio Color 8100改造機に組み付け、感光体上にベタ画像を形成し、感光体上のトナー像を透明なテープに転写した。トナー像を転写したテープを白紙に貼り付け濃度測定を行った。ベタ画像中の3点の濃度差がどの程度あるかで評価した。×、△、○、◎の順にランクが良くなる。
キャリアと感光体の組み合わせ例及び評価結果を下記表に示す。
(Evaluation of uneven development)
The produced developer and the photoconductor were assembled in a remodeled imgio Color 8100 machine manufactured by Ricoh to form a solid image on the photoconductor, and the toner image on the photoconductor was transferred to a transparent tape. The tape on which the toner image was transferred was stuck on a white paper and the density was measured. The degree of density difference between the three points in the solid image was evaluated. The rank improves in the order of ×, Δ, ○, ◎.
Examples of combinations of carrier and photoreceptor and evaluation results are shown in the following table.

Figure 0004322789
Figure 0004322789

評価結果から明らかなように本発明の範囲内である実施例1〜4ではトナースペントによるキャリアの帯電量低下も起こらずまた現像のムラもないという結果が得られた。また実施例3及び4からキャリアと感光体の表面自由エネルギーの差が5以上である方がより良好な画像が得られることがわかる。   As is apparent from the evaluation results, in Examples 1 to 4, which are within the scope of the present invention, there was obtained a result that the carrier charge amount did not decrease due to the toner spent and there was no uneven development. It can also be seen from Examples 3 and 4 that a better image is obtained when the difference in surface free energy between the carrier and the photoreceptor is 5 or more.

本発明の画像形成装置は、トナーのキャリア表面へのスペントがなく、それに伴う異常画像も発生しないので、電子写真装置などにおける高画質な画像を得るための画像形成装置として利用できる。   Since the image forming apparatus of the present invention does not spend toner on the carrier surface and does not generate abnormal images associated therewith, it can be used as an image forming apparatus for obtaining high-quality images in an electrophotographic apparatus or the like.

本発明の画像形成装置において用いる樹脂被覆キャリアの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the resin coating carrier used in the image forming apparatus of this invention. 本発明に用いられる電子写真用感光体の模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an electrophotographic photoreceptor used in the present invention. 感光体への潤滑剤供給手段を備えた電子写真装置を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an electrophotographic apparatus including a lubricant supply unit for a photoreceptor. 潤滑剤塗布装置部の構成の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of a structure of a lubrication agent application apparatus part. クリーニング装置の上端部に潤滑剤塗布装置を組み込んだ電子写真装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the electrophotographic apparatus which incorporated the lubricant coating device in the upper end part of the cleaning apparatus. 液滴が固体表面上で接触角θを保って平衡に達したときの状態を示す図である。It is a figure which shows a state when a droplet reaches | attains equilibrium, maintaining the contact angle (theta) on the solid surface.

符号の説明Explanation of symbols

101 感光体
102 帯電装置
103 画像露光系
104 現像装置
105 転写装置
109 コピー用紙
108 定着装置
106 クリーニング装置
106a 弾性ゴムクリーニングブレード
106b クリーニングブラシ
107 除電装置
201 潤滑剤供給装置
201a 塗布部材(固形潤滑剤)
201b 可動装置
2011b ソレノイド
2012b スプリング
201c 塗布ブラシ
203 駆動装置
204 制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Photoconductor 102 Charging device 103 Image exposure system 104 Developing device 105 Transfer device 109 Copy paper 108 Fixing device 106 Cleaning device 106a Elastic rubber cleaning blade 106b Cleaning brush 107 Static elimination device 201 Lubricant supply device 201a Application member (solid lubricant)
201b Movable device 2011b Solenoid 2012b Spring 201c Application brush 203 Drive device 204 Control device

Claims (5)

少なくともトナー及び芯材表面に樹脂被覆層を有するキャリアからなる2成分現像剤と、導電性支持体の上に少なくとも感光層及び保護層を有する感光体を用いる画像形成装置において、該保護層がフィラー材料としてフッ素樹脂粉末を有し、上記キャリアの樹脂被覆層の表面自由エネルギーが15〜30mN/mであり且つ感光体表面の表面自由エネルギーよりも小さいことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus using a two-component developer comprising at least a toner and a carrier having a resin coating layer on the surface of a core, and a photoreceptor having at least a photosensitive layer and a protective layer on a conductive support, the protective layer is a filler. An image forming apparatus comprising: a fluororesin powder as a material; and a surface free energy of the resin coating layer of the carrier being 15 to 30 mN / m and smaller than a surface free energy of a photoreceptor surface. 前記キャリアの樹脂被覆層の表面自由エネルギーと感光体表面の表面自由エネルギーとの差が5mN/m以上であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。   2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the difference between the surface free energy of the resin coating layer of the carrier and the surface free energy of the surface of the photosensitive member is 5 mN / m or more. 前記感光体表面の表面自由エネルギーが15mN/m超45mN/m以下であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。   2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the surface free energy of the surface of the photosensitive member is more than 15 mN / m and not more than 45 mN / m. 少なくとも感光体と感光体表面に表面自由エネルギー低下剤を供給する表面自由エネルギー低下剤塗布機構とを有することを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it has a surface free energy lowering agent coating mechanism for supplying the surface free energy lowering agent in at least a photosensitive member and the photosensitive member surface. 少なくとも感光体を均一帯電させる帯電工程と、露光による潜像形成工程と、感光体に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像行程と現像された現像剤像を転写する転写工程を行う画像形成装置において、感光体の帯電電位が絶対値で400V以下であることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の画像形成装置。 At least a charging step for uniformly charging the photosensitive member, a latent image forming step by exposure, a developing step for developing the electrostatic latent image formed on the photosensitive member with a developer, and a transfer step for transferring the developed developer image. an image forming apparatus for image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the charged potential of the photosensitive member is 400V or less in absolute value.
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