JP7069783B2 - 電子写真用の像担持体 - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真用の像担持体に関する。
近年、電子写真方式の画像形成装置では、高精細、高画質の画像への要求の高まりから、小粒径のトナーを用いることが主流になっている。小粒径のトナーは、画像形成装置における感光体や中間転写体などの電子写真用の像担持体の表面に対して、大きな付着力を有している。このため、画像形成装置では、上記像担持体の表面に付着した転写残トナーなどの残留トナーの除去が不十分となりやすい。たとえば、ゴムブレードを用いたクリーニング方式を採用した画像形成装置では、トナーのすり抜けが発生しやすくなる。当該トナーのすり抜けを防止するためには、上記ゴムブレードの像担持体への当接圧力を高くする必要があるが、当該当接圧力が高い程、繰り返し使用により像担持体の表面が摩耗し、像担持体の耐久性が低下する傾向にある。
像担持体とトナーとの付着力を低減させ、クリーニング性を向上させるために、像担持体の表面層へのフッ素系微粒子やフッ素系潤滑剤などのフッ素系材料の添加が提案されている。しかしながら、フッ素系材料の添加量を増やすと、表面硬度の低下を招きやすく、その結果、耐摩耗性や耐傷性などの機械的特性の低下を招く傾向にある。また、フッ素系材料は、その高い表面配向性により、像担持体の表面近傍に高濃度で存在する傾向にある。このため、当該像担持体は、その使用初期では高潤滑性を有するものの、繰り返し使用により表面が減耗すると、その潤滑性が減少し、十分な効果が得られにくくなる。
像担持体の耐摩耗性とクリーニング性との両方を向上させるための技術としては、表面処理を施した金属酸化物微粒子を含む層を像担持体の表面に設ける方法が提案されている。例えば、特許文献1には、メチルハイドロジェンシリコーンオイルを用いた表面処理を施された導電性粒子を含有する保護層を有する電子写真感光体が開示されている。また、特許文献2には、反応性有機基を有する表面処理剤とシリコーンオイルにより表面処理された金属酸化物微粒子の反応生成物を含有する保護層を設けた、静電潜像現像用有機感光体が開示されている。
特開平5-265244号公報 特開2011-154067号公報
本発明者らの研究によると、特許文献1や特許文献2に開示されている、表面処理された金属酸化物微粒子(導電性粒子)を含む保護層を有する像担持体は、初期のクリーニング性は良好であったものの、耐久性試験後には、クリーニング性が不十分となることがあった。このように、従来の像担持体では、耐摩耗性と高いクリーニング性の持続性とを両立させる観点から検討の余地が残されている。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、耐摩耗性や耐傷性といった機械的特性が高く、且つトナー離型性に優れ、これら特徴を持続可能な電子写真用の像担持体を提供することを、その目的とする。
上記課題を解決するための電子写真用の像担持体は、表面層を有し、当該表面層が、重合性モノマーと、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤で表面処理された金属酸化物粒子とを含む組成物の重合硬化物で形成されている。
本発明においては、重合性モノマーと、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤で表面処理された金属酸化物粒子とを組み合わせた表面層を使用することで、高い機械的特性(耐摩耗性や耐傷性)およびトナー離型性(クリーニング性)の両方を持続可能な像担持体の提供を可能にした。その理由は明らかではないが、次のように考えられる。
側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤で金属酸化物粒子の表面処理を行うと、金属酸化物粒子は効率的に疎水化され、その表面上には高濃度のシリコーン鎖が存在することとなる。このように表面処理された金属酸化物粒子と、重合性モノマーとを用いて組成物を調製し、その重合硬化物で像担持体の表面層を形成すると、当該表面処理された金属酸化物粒子は、粒子表面上にシリコーン鎖が高濃度に存在するため、未処理の金属酸化物粒子よりも低摩擦性であり、且つトナーの付着性も低いことから、像担持体表面のクリーニング性を高めることができる。
さらに、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤で表面処理された金属酸化物粒子は、表面層の膜厚方向全体にわたって均一に分散することが可能となる。金属酸化物粒子が均一に分散した重合硬化物で形成された表面層を有する像担持体は、繰り返し使用により表面が減耗すると、金属酸化物粒子よりも硬度の低い重合体部分(即ち、重合性モノマーの重合物硬化物からなる部分)が優先的に減耗し、内部に存在している当該金属酸化物粒子が表層部分に現れる。よって、表面層の最表面が減耗下後でも、当該金属酸化物粒子による効果が発揮されるため、高い機械的特性(耐摩耗性や耐傷性)およびトナー離型性(クリーニング性)の両方が持続することとなる。
図1は、本発明の一実施の形態に係る像担持体が使用される画像形成装置の構成の一例を模式的に示す図である。
以下、本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態に係る像担持体は、電子写真用の像担持体であり、表面層を有する。
電子写真用の像担持体とは、電子写真方式の画像形成方法において潜像または顕像をその表面に担持する物体である。当該像担持体の例には、電子写真感光体および中間転写体(例えば中間転写ベルトや中間転写ドラムなど)が含まれる。
像担持体は、後述する表面層を有する以外は、従来の像担持体と同様の構成を有し、同様に作製することが可能である。また、上記表面層においても、後述する特徴を含む範囲において、従来の表面層と同様の構成を有し、同様に作製することが可能である。たとえば、電子写真感光体としての上記像担持体は、特開2012-078620号公報に記載の像担持体における表面層以外の部分と同じに構成することが可能である。また、上記表面層も、材料が異なる以外は、特開2012-078620号公報に記載されているように構成することが可能である。
以下、電子写真感光体を例に、上記像担持体をさらに詳しく説明する。
電子写真感光体は、導電性支持体と、当該導電性支持体上に配置される感光層と、当該感光層上に配置される表面層と、を有する。
導電性支持体は、感光層を支持可能で、かつ導電性を有する部材である。導電性支持体の例には、金属製のドラムまたはシート、ラミネートされた金属箔を有するプラスチックフィルム、蒸着された導電性物質の膜を有するプラスチックフィルム、導電性物質またはそれとバインダー樹脂とからなる塗料を塗布してなる導電層を有する金属部材やプラスチックフィルム、紙などが含まれる。上記金属の例には、アルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛およびステンレス鋼が含まれ、上記導電性物質の例には、上記金属、酸化インジウムおよび酸化スズが含まれる。
感光層は、後述する露光により所期の画像の静電潜像を上記像担持体の表面に形成するための層である。当該感光層は、単層でもよいし、積層された複数の層で構成されていてもよい。上記感光層の例には、電荷輸送化合物と電荷発生化合物とを含有する単層、および、電荷輸送化合物を含有する電荷輸送層と、電荷発生化合物を含有する電荷発生層との積層物、が含まれる。
また、上記像担持体は、本実施形態に係る効果が得られる範囲において、上記導電性支持体および上記感光層以外の他の構成をさらに含んでいてもよい。当該他の構成の例には、中間層が含まれる。当該中間層は、例えば、上記導電性支持体と上記感光層との間に配置される、バリア機能と接着機能とを有する層である。
表面層は、像担持体の表面を形成する層であり、当該像担持体の断面における最外部に配置されている層である。表面層の厚さは、像担持体の種類に応じて適宜に決めることができ、0.2μm以上15μm以下であることが好ましく、0.5μm以上10μm以下であることがより好ましい。
本発明の像担持体において、表面層は、重合性モノマーと、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤で表面処理された金属酸化物粒子とを含む組成物の重合硬化物で形成されている。
(1)側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤で表面処理された金属酸化物粒子
(1)-1 金属酸化物粒子
表面処理剤で表面処理された金属酸化物粒子における、金属酸化物の例としては、シリカ(酸化ケイ素)、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉛、アルミナ(酸化アルミニウム)、酸化スズ、酸化タンタル、酸化インジウム、酸化ビスマス、酸化イットリウム、酸化コバルト、酸化銅、酸化マンガン、酸化セレン、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化ゲルマニウム、酸化錫、二酸化チタン、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化バナジウムおよび銅アルミ酸化物が挙げられる。中でも、アルミナ(Al)、酸化スズ(SnO)、二酸化チタン(TiO)、銅アルミ複合酸化物(CuAlO)が好ましい。上記金属酸化物粒子は、一種であってもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
また、上記金属酸化物粒子は、芯材の表面に、上述したような金属酸化物からなる外殻が形成されてなるコア-シェル構造の複合微粒子であってもよい。上記芯材(コア)の材料の例としては、硫酸バリウム、アルミナおよびシリカが挙げられる。
金属酸化物粒子の数平均一次粒径は、10nm以上200nm以下が好ましく、20nm以上150nm以下であることが更に好ましい。金属酸化物粒子の数平均一次粒径が10nm未満である場合、十分な耐摩耗性が得られないおそれがある。また、金属酸化物粒子の数平均一次粒径が200nm超である場合、表面層の形成時に金属酸化物粒子を溶剤に分散させるときに、分散液中で金属酸化物粒子の沈降が生じやすくなり、像担持体の製造が困難となるおそれがある。金属酸化物粒子の粒度分布は、本実施形態の効果が得られる範囲内で適宜調整されうる。金属酸化物粒子の標準偏差σは、例えば、10nm以上30nm以下である。
金属酸化物粒子の数平均一次粒径は、例えば、以下のようにして測定することができる。走査型電子顕微鏡(日本電子株式会社製)により撮影された10000倍の拡大写真をスキャナーに取り込む。得られた写真画像から、凝集粒子を除く300個の粒子像を、ランダムに自動画像処理解析システム「ルーゼックス AP」(株式会社ニレコ製、「LUZEX」は同社の登録商標、ソフトウエアVer.1.32)を使用して2値化処理し、当該粒子像のそれぞれの水平方向フェレ径を算出し、その平均値を算出して数平均一次粒径とする。ここで、水平方向フェレ径とは、上記粒子像を2値化処理したときの外接長方形の、x軸に平行な辺の長さをいう。
また、金属酸化物粒子の数平均一次粒径は、表面層の膜強度の観点から、表面層に含まれ得る他の成分や、それらの含有量に応じて適宜調整することもできる。
(1)-2 側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤
金属酸化物粒子の表面処理を行うための表面処理剤は、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤である。当該表面処理剤は、高分子主鎖の側鎖にシリコーン鎖を有し、更に表面処理官能基を有するものである。
表面処理剤の高分子主鎖としては、 (メタ)アクリル酸エステル共重合体鎖またはシリコーン鎖が好ましい。
表面処理官能基としては、カルボン酸基、水酸基、およびアルコキシシリル基等が挙げられる。
側鎖および主鎖のシリコーン鎖は、ジメチルシロキサン構造を繰返し単位として有するものが好ましく、繰り返し単位数は3個以上100個以下が好ましく、3個以上50以下がより好ましく、3個以上30個以下がさらに好ましい。
側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤の分子量は、数平均分子量で1,000以上300,000以下であることが好ましい。
アクリル主鎖から分岐した側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤の具体例としては、サイマックUS-350(東亞合成製)、KP-541、KP-574、およびKP-578(いずれも信越化学工業製)等を挙げることができる。
シリコーン主鎖から分岐した側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤の具体例としては、KF-9908、KF-9909(共に信越化学工業製)等を挙げることができる。
表面処理剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用することもできる。
側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤による金属酸化物粒子の表面処理の方法に特に限定はない。例えば、メタノール、2-ブタノールなどのアルコール系分散媒に金属酸化物粒子を分散させ、そこに当該表面処理剤を添加して混合し、その後、分散媒を揮発することによって金属酸化物粒子の表面処理を行うことができる。また、分散媒を揮発させた後に、金属酸化物粒子を加熱処理に付してもよい。
側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤の使用量は、未処理の金属酸化物100質量部に対して、0.5質量部以上20質量部以下であることが好ましく、1質量部以上10質量部以下であることがより好ましい。
金属酸化物粒子に側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤による表面処理が施されていることは、示差熱・熱重量(TG/DTA)測定や質量分析等によって確認することができる。
(1)-3 重合性表面処理剤
側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤で表面処理された金属酸化物粒子は、さらに重合性基を有することが好ましい。当該重合性基とは、ラジカル重合性基、カチオン重合性基のいずれでもよいが、ラジカル重合性基が好ましい。表面処理された金属酸化物粒子がさらに重合性基を有することにより、表面層を形成する重合硬化物において、金属酸化物粒子がモノマーの重合体と化学結合した状態で存在するため、表面層の強度を高めることが可能となる。
重合性基は、重合性基および表面処理官能基を有する重合性表面処理剤による表面処理によって、金属酸化物粒子の表面に担持させることができる。重合性表面処理剤の表面処理官能基とは、金属酸化物粒子の表面に存在する水酸基などの極性基に対する反応性を有する基である。重合性表面処理剤の重合性官能基とは、重合性モノマー(特にラジカル重合性モノマー)または炭素-炭素二重結合を有し、且つラジカル重合可能な基であり、その例としては、ビニル基および(メタ)アクリロイル基が挙げられる。
上記重合性表面処理剤としては、ラジカル重合性基を有するシランカップリング剤が好ましい。具体例としては、下記式S-1~S-31で表される化合物が挙げられる。
S-1: CH=CHSi(CH)(OCH
S-2: CH=CHSi(OCH
S-3: CH=CHSiCl
S-4: CH=CHCOO(CHSi(CH)(OCH
S-5: CH=CHCOO(CHSi(OCH
S-6: CH=CHCOO(CHSi(OC)(OCH
S-7: CH=CHCOO(CHSi(OCH
S-8: CH=CHCOO(CHSi(CH)Cl
S-9: CH=CHCOO(CHSiCl
S-10: CH=CHCOO(CHSi(CH)Cl
S-11: CH=CHCOO(CHSiCl
S-12: CH=C(CH)COO(CHSi(CH)(OCH
S-13: CH=C(CH)COO(CHSi(OCH
S-14: CH=C(CH)COO(CHSi(CH)(OCH
S-15: CH=C(CH)COO(CHSi(OCH
S-16: CH=C(CH)COO(CHSi(CH)Cl
S-17: CH=C(CH)COO(CHSiCl
S-18: CH=C(CH)COO(CHSi(CH)Cl
S-19: CH=C(CH)COO(CHSiCl
S-20: CH=CHSi(C)(OCH
S-21: CH=C(CH)Si(OCH
S-22: CH=C(CH)Si(OC
S-23: CH=CHSi(OC
S-24: CH=C(CH)Si(CH)(OCH
S-25: CH=CHSi(CH)Cl
S-26: CH=CHCOOSi(OCH
S-27: CH=CHCOOSi(OC
S-28: CH=C(CH)COOSi(OCH
S-29: CH=C(CH)COOSi(OC
S-30: CH=C(CH)COO(CHSi(OC
S-31: CH=CHCOO(CHSi(CH(OCH
このような重合性表面処理剤は、一種を単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
重合性基を金属酸化物粒子の表面に担持させる方法に特に限定はなく、金属酸化物粒子の公知の表面処理技術によって行うことが可能である。例えば、特開2012-078620号公報に記載されているような、表面修飾剤による金属酸化物粒子の表面処理方法によって行うことができる。
本発明においては、金属酸化物粒子に対して、重合性表面処理剤による表面処理を施した後に、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤による表面処理を施すことが好ましい。これは、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤による表面処理の後に重合性表面処理剤による表面処理を施すと、シリコーン鎖の撥油効果によって、金属酸化物粒子の表面上に重合性表面処理剤が導入されにくく、重合性表面処理剤の効果が十分に得られないおそれがあるためである。
例えば、重合性表面処理済みの金属酸化物粒子をメタノール、2-ブタノールなどのアルコール系分散媒に分散させた状態において、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤を添加して混合し、分散媒を揮発することによって、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤で表面処理されており、且つ重合性基を有する、金属酸化物粒子を得ることができる。
金属酸化物粒子が重合性基を有することは、示差熱・熱重量(TG/DTA)測定や質量分析等によって確認することができる。
(2)重合性モノマー
側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤で表面処理された金属酸化物粒子と共に組成物に含まれる重合性モノマーは、重合性基を有し、紫外線、可視光線、電子線等の活性線の照射により、又は加熱等のエネルギーの付加により、重合(硬化)して、一般に感光体等の像担持体のバインダー樹脂として用いられる樹脂となる化合物である。なお、本願でいう重合性モノマーには、重合性シリコーン化合物および重合性パーフルオロポリエーテル化合物を含めないものとする。
重合性モノマーとしては、ラジカル重合反応を経て硬化するラジカル重合性モノマーであることが好ましい。重合性モノマーとしては、例えば、スチレン系モノマー、アクリル系モノマー、メタクリル系モノマー、ビニルトルエン系モノマー、酢酸ビニル系モノマー、N-ビニルピロリドン系モノマー等が挙げられ、バインダー樹脂としては、例えば、ポリスチレン、ポリアクリレート等が挙げられる。
重合性モノマーが有する重合性基は、炭素-炭素二重結合を有し、重合可能な基である。重合性基は、少ない光量又は短い時間での硬化が可能であることから、アクリロイル基(CH=CHCO-)又はメタクリロイル基(CH=C(CH)CO-)であることが特に好ましい。
重合性モノマーの具体例としては、以下の化合物M1~M11が挙げられるが、これらに限定されるものではない。下記の各式中、Rは、アクリロイル基を表し、R’は、メタクリロイル基を表す。
Figure 0007069783000001
上記重合性モノマーは、公知の方法で合成することができ、また市販品としても入手することができる。また、重合性モノマーとしては、重合性基を3個以上有する化合物であることが、架橋密度の高い、高硬度の表面層を形成する観点から好ましい。
(3)潤滑剤
像担持体の表面層に用いる組成物は、潤滑剤をさらに含むことが好ましい。従来技術においては、潤滑剤と、表面処理を施した金属酸化物微粒子とを併用した、像担持体の表面層も提案されている。一方、潤滑剤の表面エネルギーが低いことに起因して、表面処理を施した金属酸化物微粒子は凝集しやすく、かえってクリーニング性が低下する場合もあった。しかし、本発明のように、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤で表面処理された金属酸化物粒子と潤滑剤とを併用すると、潤滑剤存在下においても金属酸化物微粒子の分散性は高い。また、潤滑剤と表面処理済みの金属酸化物粒子との親和性が高まることで、表面層のバルク全体にわたって潤滑剤が存在しやすくなり、最表面が減耗した後も、高クリーニング性を維持するために十分な量の潤滑剤が表面層に存在し続けることができるようになると考えられる。
潤滑剤としては、電子写真感光体等の像担持体と当接される部材間の摩擦を低減できるものである限り特に限定はなく、固体潤滑剤や液体潤滑剤を使用することができる。
固体潤滑剤の例としては、二硫化モリブデン、有機モリブデン化合物、メラミンシアヌレート、窒化ホウ素、グラファイト、マイカ、タルク、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ナイロン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。上記固体潤滑剤としては、粒子状やパウダー状のものも良好に用いることができ、例えば、シリコーン微粒子やフッ素樹脂微粒子等を使用することもできる。
液体潤滑剤の例としては、シリコーン化合物やパーフルオロポリエーテル化合物が挙げられる。中でも重合性官能基を有する、重合性シリコーン化合物や重合性パーフルオロポリエーテル化合物が好ましい。当該化合物は、重合性モノマーと反応して架橋構造を形成することができるため、高強度な表面層を得ることが可能となる。
(3)-1 重合性シリコーン化合物
本発明で潤滑剤として使用する重合性シリコーン化合物とは、ラジカル重合性の官能基を有するシリコーン化合物であり、1つ以上のラジカル重合性官能基を有し、且つジメチルシロキサン構造を繰返し単位として有するものが好ましい。このラジカル重合性官能基としては、特にアクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基が有用である。更にラジカル重合性官能基の数としては、架橋密度の向上を目的として、1官能のものよりは2官能以上のものが良好に使用でき、反応性シリコーンオイルの両末端ジ(メタ)アクリレート体が良好な特性を示す。また反応性シリコーンオイルの分子量としては、20000以下が好ましく、より好ましくは、10000以下である。分子量が20000以下であれば、相溶性が高いことから、表面平滑性の高い表面層が得られやすい。
ラジカル重合性官能基を有する反応性シリコーンオイルの具体例として、ラジカル重合性官能基が1つ及び2つのものをそれぞれ一般式(1)および(2)に示す。
Figure 0007069783000002
(上記一般式(1)において、
は、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等を表し、
、R、R、R、Rは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~12のアルキル基、またはアリール基を表し、
Aは単結合を表し、
nは2以上の整数である。)
Figure 0007069783000003
(上記一般式(2)において、
、Rは、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等を表し、
、R、R、Rは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~12のアルキル基、又はアリール基を表し、
Aは炭素数2~6のアルキレン基又は単結合を表し、
nは2以上の整数である。)
一般式(1)および(2)においては、ラジカル重合性官能基がポリシロキサン構造の端部に位置している。しかし、本発明において潤滑剤として使用する重合性シリコーン化合物におけるラジカル重合性官能基の位置は端部に限定されず、シロキサン構造の側鎖部分に置換したものについても有効に使用することができる。
また、重合性シリコーン化合物は、側鎖にシリコーン鎖と重合性官能基とを有する重合性シリコーン変性ポリマーでもよい。側鎖のシリコーン鎖としては、繰り返し単位が3個以上100個以下のジメチルシリコーンが挙げられる。
これらの重合性シリコーン化合物としては、市販品を用いることもできる。市販品としては、例えば、X-22-164A(分子量860、信越化学(株)製)、X-22-164B(信越化学(株)製)、X-22-164C(信越化学(株)製)、X-24-164E(信越化学(株)製)、X-22-174DX(信越化学(株)製)、X-24-8201(信越化学(株)製)、X-22-2426(信越化学(株)製)、サイラプレーンFM-7711(チッソ(株)製)、サイラプレーンFM-07721(チッソ(株)製)、サイラプレーンFM-7725(チッソ(株)製)、サイラプレーン0711(チッソ(株)製)、片末端サイラプレーンFM-0721(分子量5000、チッソ(株)製)、片末端サイラプレーンFM-0725(分子量10000、チッソ(株)製)、片末端サイラプレーンTM-0701(分子量423、チッソ(株)製)、片末端サイラプレーンTM-0701T(分子量423、チッソ(株)製)、BYK-UV3500(ビッグケミー・ジャパン(株)製)、BYK-UV3510(ビッグケミー・ジャパン(株)製)、BYK-UV3570(ビッグケミー・ジャパン(株)製)、TEGO Rad2100(テゴケミーサービス社製)、TEGO Rad2200N(テゴケミーサービス社製)、TEGO Rad2250(テゴケミーサービス社製)、TEGO Rad2500(テゴケミーサービス社製)、TEGO Rad2600(テゴケミーサービス社製)、TEGO Rad2600(テゴケミーサービス社製)、TEGO Rad2700(テゴケミーサービス社製)、フルシェード(東洋インキ社製)、8SS-723(大成ファインケミカル社製)等を挙げることができる。
上記反応性シリコーン化合物は、官能基当量が150g/mol以上15,000g/mol以下のものが好ましく、500g/mol以上6,000g/mol以下が更に好ましく、1,000g/mol以上4,000g/mol以下が特に好ましい。これらの反応性シリコーン化合物は1種または2種以上混合して用いてもよい。本発明に使用できる反応性シリコーン化合物はこれらに限定されるものではない。
(3)-2 重合性パーフルオロポリエーテル化合物
本発明で潤滑剤として使用する重合性パーフルオロポリエーテル化合物(以下、しばしば、「重合性PFPE化合物」と略す)は、パーフルオロアルキレンエーテルを繰り返し単位として有するオリゴマー又はポリマーである。パーフルオロアルキレンエーテルの繰り返し単位としては、パーフルオロメチレンエーテル、パーフルオロエチレンエーテル、及びパーフルオロプロピレンエーテルの繰り返し単位が挙げられる。
複数の構造単位を有する場合は、ブロック共重合体構造を形成していても、ランダム共重合体構造を形成していてもよい。
重合性PFPE化合物は、重合性基としてラジカル重合性基を有するものが好ましい。ラジカル重合性基を有することで、ラジカル重合性モノマーと反応して重合硬化物を形成することにより、重合性PFPE化合物の表面への移動を抑制し、表面層膜厚方向全体にわたって重合性PFPE化合物を存在させることができる。
重合性PFPE化合物の数平均分子量は、300以上20,000以下であることが好ましく、500以上20,000以下であることがより好ましい。
重合性PFPE化合物は、下記一般式(3)で表される重合性PFPE化合物が好ましい。
Figure 0007069783000004
(一般式(3)において、
mおよびnはいずれも0以上の整数であり、且つm+n≧5であり、
Aは、それぞれ独立に、(q+1)価の連結基を表し、
Xはラジカル重合性基を表し、
qは1以上の整数を表す。)
mおよびnは、それぞれ2~20の整数であることが好ましく、2~15の整数であることがより好ましい。
また、式(3)において、パーフルオロエチレンエーテル構造単位とパーフルオロメチレンエーテル構造単位とは、ブロック共重合体構造を形成していても、ランダム共重合体構造を形成していてもよい。
上記一般式(3)において、Aで表される連結基としては、例えば、以下の構造を有するものが挙げられる。なお、下記式中、*1は、上記一般式(3)における-CFO(CFCFO)(CFO)CF-の末端の炭素原子との結合部位を表し、*2は、上記一般式(3)におけるXとの結合部位を表す。
Figure 0007069783000005
Figure 0007069783000006
Xで表されるラジカル重合性基は、炭素-炭素2重結合を有し、ラジカル重合可能な基である限り特に限定はないが、アクリロイル基、メタクリロイル基が特に有用である。
PFPE鎖の両末端にラジカル重合性基を有することにより、ラジカル重合性モノマーと反応して高次な架橋膜を生成するとともに、PFPE化合物の表面への移動を抑制し、表面層膜厚方向全体にわたってPFPE化合物が存在しやすくなるため、上記像担持体の耐摩耗性およびクリーニング性を高める観点から特に好ましい。
重合性PFPE化合物の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。なお、下記PFPE-1~PFPE-10は、上記一般式(3)で表される構造を有する重合性PFPE化合物の具体例であり、下記PFPE-11及びPFPE-12は、それ以外の重合性PFPE化合物の具体例である。下記の各式中、Xは、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を表し、m及びnは、それぞれ独立に、0以上の整数を表し、m+n≧5である。
Figure 0007069783000007
ラジカル重合性基を有するPFPE化合物の具体例としては、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製のFluorolink AD1700、MD500、MD700、5101X、5113X、Fomblin MT70(「FLUOROLINK」および「FOMBLIN」は、いずれも同社の登録商標)、ダイキン工業株式会社製のオプツールDAC、および、信越化学工業株式会社製のKY-1203、DIC株式会社のメガファックRS-78,メガファックRS-90が挙げられる。
また、ラジカル重合性PFPE化合物は、末端に水酸基やカルボキシル基を有するPFPE化合物を原料として、適宜に合成することも可能であり、そのような合成品を使用してもよい。
末端に水酸基を有するPFPE化合物の具体例としては、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製のFomblin D2、Fluorolink D4000、Fluorolink E10H、5158X、5147X、Fomblin Ztetraol、および、ダイキン工業株式会社製のDemnum-SAが挙げられる。末端にカルボキシル基を有するPFPEの具体例としては、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製のFomblin ZDIZAC4000、および、ダイキン工業株式会社製のDemnum-SHが挙げられる。
表面層を形成するための組成物中の重合性PFPE化合物の含有量は、クリーニング性を十分に発現させる観点から、例えば、重合性モノマー100質量部に対して、10質量部以上であることが好ましく、20質量部以上であることがより好ましい。また、耐摩耗性を十分に発現させる観点から、例えば、100質量部以下であることが好ましく、70質量部以下であることがより好ましい。
(4)表面層を有する像担持体の製造方法
本発明の像担持体は、後述する表面層用塗布液を用いる以外は、公知の像担持体の製造方法によって製造することができる。たとえば、電子写真感光体としての上記像担持体は、導電性支持体上に形成された感光層の表面に、表面層用塗布液を塗布する工程と、塗布された表面層用塗布液に活性線を照射して、あるいは塗布された表面層用塗布液を加熱して、表面層用塗布液中の重合性モノマーを重合させる工程と、を含む方法によって製造することが可能である。
表面層の形成に用いる表面層用塗布液は、重合性モノマーと、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤で表面処理された金属酸化物粒子とを含むものである。上記表面層用塗布液は、前述した組成物そのもので構成することが可能である。
また、当該塗布液は溶剤を含んでもよい。当該溶剤は、一種でもそれ以上でもよい。溶剤の例としては、メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブタノール、t-ブタノール、sec-ブタノール、ベンジルアルコール、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、テトラヒドロフラン、1,3-ジオキサン、1,3-ジオキソラン、ピリジンおよびジエチルアミンが挙げられる。
後述する表面層を形成する工程における硬化を促進するために、塗布液はラジカル重合開始剤を含んでもよい。ラジカル重合開始剤の含有量は、塗布液に含まれるラジカル重合性の成分(例えば、ラジカル重合性PFPE化合物とラジカル重合性モノマーの総量)100質量部に対して、0.1質量部以上40質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以上20質量部以下であることがより好ましい。
表面層用塗布液は、溶剤に、重合性モノマーおよび表面処理された金属酸化物粒子、所望により潤滑剤やラジカル重合開始剤を加えることで調製することができる。調製した表面層用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥および硬化させる(紫外線や電子線などの活性線の照射により重合を生じさせる)ことによって、上記表面層を形成することができる。
使用する金属酸化物微粒子が重合性基を有する場合、上記表面層中では、重合性モノマーと重合性基を有する金属酸化物微粒子と(所望により含まれる、重合性基を有する潤滑剤)は、表面層を形作る一体的な重合物(重合硬化物)を構成している。当該重合硬化物が上記の重合性の化合物の重合体であることは、熱分解GC-MS、核磁気共鳴(NMR)、フーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)、元素分析などの公知の機器分析技術による上記重合硬化物の分析によって確認することが可能である。
(5)像担持体を含む画像形成装置
上記像担持体は、前述したように、例えば電子写真方式の画像形成装置における電子写真感光体(有機感光体)として使用される。たとえば、上記画像形成装置は、上記像担持体と、上記像担持体の表面を帯電させるための帯電装置と、帯電した上記像担持体の表面に光を照射して静電潜像を形成するための露光装置と、静電潜像が形成された上記像担持体にトナーを供給してトナー像を形成するための現像装置と、上記像担持体の表面の上記トナー像を記録媒体に転写するための転写装置と、上記トナー像が上記記録媒体に転写した後の上記像担持体の表面に残留するトナーを除去するためのクリーニング装置と、を有する。
また、上記像担持体は、静電潜像が形成された上記像担持体の表面にトナーを供給して上記静電潜像に応じたトナー像を上記像担持体の表面に形成し、上記トナー像を上記像担持体の表面から記録媒体に転写し、上記像担持体の表面に残留する上記トナーをクリーニング装置で除去する画像形成方法に適用される。当該画像形成方法は、例えば、上記の画像形成装置によって行われる。
図1は、上記像担持体を有する画像形成装置の構成の一例を模式的に示す図である。図1に示す画像形成装置100は、画像読取部110、画像処理部30、画像形成部40、用紙搬送部50および定着装置60を有する。
画像形成部40は、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色トナーによる画像を形成する画像形成ユニット41Y、41M、41Cおよび41Kを有する。これらは、収容されるトナー以外はいずれも同じ構成を有するので、以後、色を表す記号を省略することがある。画像形成部40は、さらに、中間転写ユニット42および二次転写ユニット43を有する。これらは、転写装置に相当する。
画像形成ユニット41は、露光装置411、現像装置412、前述の像担持体413、帯電装置414、およびドラムクリーニング装置415を有する。帯電装置414は、例えばコロナ帯電器である。帯電装置414は、帯電ローラーや帯電ブラシ、帯電ブレードなどの接触帯電部材を像担持体413に接触させて帯電させる接触帯電装置であってもよい。露光装置411は、例えば、光源としての半導体レーザーと、形成すべき画像に応じたレーザー光を像担持体413に向けて照射する光偏向装置(ポリゴンモータ)とを含む。
現像装置412は、二成分現像方式の現像装置である。現像装置412は、例えば、二成分現像剤を収容する現像容器と、当該現像容器の開口部に回転自在に配置されている現像ローラー(磁性ローラー)と、二成分現像剤が連通可能に現像容器内を仕切る隔壁と、現像容器における開口部側の二成分現像剤を現像ローラーに向けて搬送するための搬送ローラーと、現像容器内の二成分現像剤を撹拌するための撹拌ローラーと、を有する。上記現像容器には、例えば、二成分現像剤が収容されている。
像担持体413に滑剤が塗布される場合では、当該滑剤は、例えば転写後の像担持体の表面に当接するように、ドラムクリーニング装置415内またはドラムクリーニング装置415と帯電装置414との間に配置される。あるいは、上記滑剤は、二成分現像剤の外添剤として現像時に像担持体413の表面に供給されてもよい。
中間転写ユニット42は、中間転写ベルト421、中間転写ベルト421を像担持体413に圧接させる一次転写ローラー422、バックアップローラー423Aを含む複数の支持ローラー423、およびベルトクリーニング装置426を有する。中間転写ベルト421は、複数の支持ローラー423にループ状に張架される。複数の支持ローラー423のうちの少なくとも一つの駆動ローラーが回転することにより、中間転写ベルト421は矢印A方向に一定速度で走行する。
二次転写ユニット43は、無端状の二次転写ベルト432、および二次転写ローラー431Aを含む複数の支持ローラー431を有する。二次転写ベルト432は、二次転写ローラー431Aおよび支持ローラー431によってループ状に張架される。
定着装置60は、例えば、定着ローラー62と、定着ローラー62の外周面を覆い、用紙S上のトナー画像を構成するトナーを加熱、融解するための無端状の発熱ベルト10と、用紙Sを定着ローラー62および発熱ベルト10に向けて押圧する加圧ローラー63と、を有する。用紙Sは、記録媒体に相当する。
画像形成装置100は、さらに、画像読取部110、画像処理部30および用紙搬送部50を有する。画像読取部110は、給紙装置111およびスキャナー112を有する。用紙搬送部50は、給紙部51、排紙部52、および搬送経路部53を有する。給紙部51を構成する三つの給紙トレイユニット51a~51cには、坪量やサイズなどに基づいて識別された用紙S(規格用紙、特殊用紙)が予め設定された種類ごとに収容される。搬送経路部53は、レジストローラー対53aなどの複数の搬送ローラー対を有する。
画像形成装置100による画像の形成を説明する。
スキャナー112は、コンタクトガラス上の原稿Dを光学的に走査して読み取る。原稿Dからの反射光がCCDセンサー112aにより読み取られ、入力画像データとなる。入力画像データは、画像処理部30において所定の画像処理が施され、露光装置411に送られる。
像担持体413は一定の周速度で回転する。帯電装置414は、像担持体413の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置411では、ポリゴンモータのポリゴンミラーが高速で回転し、各色成分の入力画像データに対応するレーザー光が、像担持体413の軸方向に沿って展開し、当該軸方向に沿って像担持体413の外周面に照射される。こうして像担持体413の表面には、静電潜像が形成される。
現像装置412では、上記現像容器内の二成分現像剤の撹拌、搬送によってトナー粒子が帯電し、二成分現像剤は上記現像ローラーに搬送され、当該現像ローラーの表面で磁性ブラシを形成する。帯電したトナー粒子は、上記磁性ブラシから像担持体413における静電潜像の部分に静電的に付着する。こうして、像担持体413の表面の静電潜像が可視化され、像担持体413の表面に、静電潜像に応じたトナー画像が形成される。なお、「トナー画像」とは、トナーが画像状に集合した状態を言う。
像担持体413の表面のトナー画像は、中間転写ユニット42によって中間転写ベルト421に転写される。転写後に像担持体413の表面に残存する転写残トナーは、像担持体413の表面に摺接されるドラムクリーニングブレードを有するドラムクリーニング装置415によって除去される。
像担持体413の表面層は、前述したように、重合性モノマーと、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤で表面処理された金属酸化物粒子とを含む組成物の重合硬化物によって形成されており、金属酸化物微粒子は、表面層の表層部分だけでなく、表面層膜厚方向全体にわたって均一に分散している。よって、表層部分が減耗により失われた後は、内部に存在している当該金属酸化物粒子が表層部分に現れてその機能を発揮することによって、耐摩耗性、耐傷性およびクリーニング性を長期に亘って発現する。
一次転写ローラー422によって中間転写ベルト421が像担持体413に圧接することにより、像担持体413と中間転写ベルト421とによって、一次転写ニップが像担持体ごとに形成される。当該一次転写ニップにおいて、各色のトナー画像が中間転写ベルト421に順次重なって転写される。
一方、二次転写ローラー431Aは、中間転写ベルト421および二次転写ベルト432を介して、バックアップローラー423Aに圧接される。それにより、中間転写ベルト421と二次転写ベルト432とによって、二次転写ニップが形成される。当該二次転写ニップを用紙Sが通過する。用紙Sは、用紙搬送部50によって二次転写ニップへ搬送される。用紙Sの傾きの補正および搬送のタイミングの調整は、レジストローラー対53aが配設されたレジストローラー部により行われる。
上記二次転写ニップに用紙Sが搬送されると、二次転写ローラー431Aへ転写バイアスが印加される。この転写バイアスの印加によって、中間転写ベルト421に担持されているトナー画像が用紙Sに転写される。トナー画像が転写された用紙Sは、二次転写ベルト432によって、定着装置60に向けて搬送される。
定着装置60は、発熱ベルト10と加圧ローラー63とによって、定着ニップを形成し、搬送されてきた用紙Sを当該定着ニップ部で加熱、加圧する。こうしてトナー画像が用紙Sに定着する。トナー像が定着された用紙Sは、排紙ローラー52aを備えた排紙部52により機外に排紙される。
なお、二次転写後に中間転写ベルト421の表面に残存する転写残トナーは、中間転写ベルト421の表面に摺接されるベルトクリーニングブレードを有するベルトクリーニング装置426によって除去される。
像担持体413は、前述したように、耐摩耗性、耐傷性およびクリーニング性に優れ、かつこれらの特性を長期に亘って発現する。よって、画像形成装置100は、所期の画質の画像を長期に亘って安定して形成することができる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
1.潤滑剤の合成
(ラジカル重合性シリコーン化合物-A)
以下のようにして、ラジカル重合性シリコーン化合物-Aを合成した。
片末端メタクリロキシ基含有ポリシロキサン化合物(チッソ社製「サイラプレーンFM-0721」)25質量部、メタクリロイルオキシエチルイソシアネート30質量部、ブチルメタクリレート45質量部、メチルエチルケトン200質量部を混合し、窒素気流下で攪拌しながら80℃まで昇温した。そこに、アゾビスイソブチロニトリル1.6質量部を加えて2時間の重合反応を行い、さらにアゾビスイソブチロニトリル0.4質量部を加えて2時間の重合をさらに行った。次いで、2-ヒドロキシエチルメタクリレート25.2質量部とオクチル酸錫0.6質量部とをメチルエチルケトン20質量部で溶解した溶液を約10分間かけて滴下し、滴下後2時間反応させた。得られた溶液の不揮発分が50質量%となるようにシクロヘキサノンを添加して、ラジカル重合性シリコーン化合物-Aの溶液を得た。ラジカル重合性シリコーン化合物-Aの重量平均分子量は約24,000であった。
(ラジカル重合性パーフルオロポリエーテル化合物-A)
以下のようにして、パーフルオロポリエーテル化合物(PFPE)-A(X=アクリロイルオキシ基)を合成した。
下記の両末端ヒドロキシ基含有パーフルオロポリエーテル(P-1)14.4質量部、重合禁止剤としてp-メトキシフェノール0.01質量部、ウレタン化触媒としてジブチルスズジラウレート0.01質量部、メチルエチルケトン10質量部を混合し、空気気流下で撹拌を開始し、80℃に昇温した。
Figure 0007069783000008
上記構造式中、mの平均値は8、nの平均値は5である。
次いで、2-(アクリロイルオキシ)エチルイソシアネート2.8質量部を添加し、80℃で10時間撹拌することにより反応を行った。
IRスペクトル測定でイソシアネート基由来の2360cm-1付近の吸収ピークの消失を確認した後、溶媒を留去し、下記パーフルオロポリエーテル(PFPE-A)17.2質量部を得た。
Figure 0007069783000009
上記構造式中、mの平均値は8、nの平均値は5であり、Xはアクリロイルオキシ基である。
(PFPE-B)
以下のようにして、PFPE-B(X=アクリロイルオキシ基)を合成した。
下記の両末端ヒドロキシ基含有パーフルオロポリエーテル(P-2)21.8質量部、p-メトキシフェノール0.01質量部、ジブチルスズジラウレート0.01質量部、メチルエチルケトン20質量部を混合し、空気気流下で撹拌を開始し、80℃に昇温した。
Figure 0007069783000010
上記構造式中、mの平均値は12、nの平均値は7である。
次いで、2-(メタクリロイルオキシ)エチルイソシアネート6.2質量部を添加し、80℃で10時間撹拌することにより反応を行った。
IRスペクトル測定でイソシアネート基由来の2360cm-1付近の吸収ピークの消失を確認した後、溶媒を留去し、下記パーフルオロポリエーテル(PFPE-B)28.0質量部を得た。
Figure 0007069783000011
上記構造式中、mの平均値は12、nの平均値は7であり、Xはメタクリロイルオキシ基である。
その他の潤滑剤としては、以下の市販の化合物を使用した。
重合性シリコーン-B: 信越シリコーン社製の「X-22-164C」
重合性PFPE-C: ソルベイスペシャルティポリマーズジャパン社製の「Fluorolink MD700」
重合性PFPE-D: ソルベイスペシャルティポリマーズジャパン社製の「FomblinMT70」
重合性PFPE-E: ソルベイスペシャルティポリマーズジャパン社製の「Fluorolink AD1700」
シリコーン微粒子: モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製の「XC99-A8808」
2.表面処理済み金属酸化物粒子の作製
(金属酸化物粒子1)
2-ブタノール10mLに酸化錫(数平均一次粒径=100nm)5gを加え、USホモジナイサーを用いて60分間分散させた。次いで、アクリル主鎖の側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤(信越化学社製の「KP-574」)0.15gを加えて、さらに60分間USホモジナイザーを用いて分散を行った。分散後、溶剤を室温下で揮発させ、80℃で60分間乾燥させることにより、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤による表面処理が施された金属酸化物粒子1を得た。
(金属酸化物粒子2)
メタノール10mLに酸化錫(数平均一次粒径=100nm)5gを加え、USホモジナイサーを用いて30分間分散させた。次いで、カップリング剤として3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン社製の「KBM503」)0.25gおよびトルエン10mLを加え、室温で1時間撹拌した。エバポレーターによって溶剤を除去した後、120℃で1時間加熱することにより、重合性基を有する金属酸化物粒子を得た。
上記で得られた金属酸化物粒子5gを、2-ブタノール40gに加え、USホモジナイザーを用いて60分間分散させた。次いで、アクリル主鎖の側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤(信越化学社製の「KP-574」)0.15gを加えて、さらに60分間USホモジナイザーを用いて分散を行った。分散後、溶剤を室温下で揮発させ、80℃で60分間乾燥させることにより、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理が施され、且つ重合性基を有する金属酸化物粒子2を得た。
(金属酸化物粒子3)
酸化錫を数平均一次粒径が20nmのものに変更し、表面処理剤を表1に記載のものに変更する以外は金属酸化物粒子2と同様にして、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤によって表面処理された、重合性基を有する金属酸化物粒子3を得た。
(金属酸化物粒子4)
酸化錫を数平均一次粒径が20nmのものに変更し、表面処理剤を表1に記載のものに変更するする以外は金属酸化物粒子1と同様にして、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤によって表面処理された、金属酸化物粒子4を得た。
(金属酸化物粒子5~8、10~13)
金属酸化物の種類および数平均一次粒径、ならびに表面処理剤の種類を表1に記載したように変更する以外は金属酸化物粒子2と同様にして、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤によって表面処理された、重合性基を有する金属酸化物粒子5~8、10~13をそれぞれ得た。
(金属酸化物粒子9)
メタノール10mLに酸化錫(数平均一次粒径=100nm)5gを加え、USホモジナイサーを用いて30分間分散させた。次いで、カップリング剤として3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン社製の「KBM503」)0.25gおよびトルエン10mLを加え、室温で1時間撹拌した。エバポレーターによって溶剤を除去した後、120℃で1時間加熱することにより、重合性基を有する金属酸化物粒子9を得た。
表面処理が施された金属酸化物粒子の材料および表面処理剤を表1に示す。
Figure 0007069783000012
尚、表中の表面処理剤は、以下の化合物である。
KP-574: アクリル主鎖の側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤(信越化学社製の「KP-574」)
KP-578: アクリル主鎖の側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤(信越化学社製の「KP-578」)
KF-9908: シリコーン主鎖の側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤(信越化学社製の「KF-9908」)
KF-9909: シリコーン主鎖の側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤(信越化学社製のの「KF-9909」)
KF-9901: 下記式で表される、直鎖型のメチルハイドロジェンシリコーンオイル(信越化学社製の「KF-9901」)
Figure 0007069783000013
X-22-4015: 下記式で表される、直鎖型のカルビノール変性シリコーンオイル(信越化学社製のの「X-22-4015」)
Figure 0007069783000014
KBM503: メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン社製の「KBM503」)
KBM5803: メタクリロキシオクチルトリメトキシシラン(信越シリコーン社製の「KBM5803」)
3.電子写真感光体の作製
[実施例1 電子写真感光体1の作製]
(1)導電性支持体の準備
円筒形アルミニウム支持体の表面を切削加工し、導電性支持体を準備した。
(2)中間層の作製
ポリアミド樹脂(X1010、ダイセルデグサ株式会社製) 10質量部
酸化チタン粒子(SMT500SAS、テイカ株式会社製) 11質量部
エタノール 200質量部
上記中間層用材料を混合し、分散機としてサンドミルを用いて、バッチ式で10時間の分散を行い、中間層用の塗布液を調製した。当該塗布液を浸漬塗布法によって上記導電性支持体の表面に塗布し、110℃で20分間乾燥し、膜厚2μmの中間層を導電性支持体上に形成した。
(3)電荷発生層の作製
電荷発生物質 24質量部
ポリビニルブチラール樹脂 12質量部
混合液 400質量部
上記電荷発生層用材料を混合し、循環式超音波ホモジナイザー「RUS-600TCVP(株式会社日本精機製作所製)」を19.5kHz、600Wにて循環流量40L/時間で0.5時間に亘って分散することにより、電荷発生層用の塗布液を調製した。上記電荷発生物質は、Cu-Kα特性X線回折スペクトル測定で8.3°、24.7°、25.1°、26.5°に明確なピークを有するチタニルフタロシアニンおよび(2R,3R)-2,3-ブタンジオールの1:1付加体と、未付加のチタニルフタロシアニンの混晶である。また、上記ポリビニルブチラール樹脂は、積水化学工業株式会社製の「エスレックBL-1」であり、「エスレック」は同社の登録商標である。また、上記混合液は、3-メチル-2-ブタノンとシクロヘキサノンとの混合溶媒であり、その混合比は、体積比で3-メチル-2-ブタノン/シクロヘキサノン=4/1である。
当該塗布液を浸漬塗布法によって上記中間層の表面に塗布し、乾燥させて、膜厚0.3μmの電荷発生層を中間層上に形成した。
(4)電荷輸送層の作製
下記構造式(A)で表される電荷輸送物質 60質量部
ポリカーボネート樹脂 100質量部
酸化防止剤 4質量部
上記電荷輸送層用材料を混合、溶解させることにより電荷輸送層用の塗布液を調製した。当該塗布液を浸漬塗布法によって上記電荷発生層の表面に塗布し、120℃で70分間乾燥することにより、膜厚24μmの電荷輸送層を電荷輸送層上に形成した。なお、上記ポリカーボネート樹脂は、三菱ガス化学株式会社製の「Z300」であり、上記酸化防止剤は、BASF社製の「IRGANOX1010」である。「IRGANOX」は同社の登録商標である。
Figure 0007069783000015
(5)表面層の作製
ラジカル重合性モノマーM2 60質量部
ラジカル重合性シリコーン化合物-A 20質量部
下記構造式(B)で表される電荷輸送物質 60質量部
金属酸化物微粒子1 100質量部
重合開始剤 5質量部
2-ブタノール 300質量部
テトラヒドロフラン 30質量部
上記表面層用材料を混合して溶解/分散し、表面層用の塗布液を調製した。当該塗布液を電荷輸送層の表面に、円形スライドホッパー塗布機を用いて塗布した。なお、ラジカル重合性モノマーM2は、下記構造式(C)の化合物であり、重合開始剤は、イルガキュア819(BASFジャパン社製、「イルガキュア」はBASF社の登録商標)である。
Figure 0007069783000016
Figure 0007069783000017
次いで、塗布された上記塗布液の膜に、メタルハライドランプから紫外線を1分間照射して当該膜を硬化させることにより、膜厚3.0μmの表面層を電荷輸送層上に形成した。こうして、電子写真感光体1を作製した。
[実施例2~18および比較例1~4 電子写真感光体2~22の作製]
金属酸化物微粒子および潤滑剤の種類を表2に記載のように変更した点以外は、実施例1と同様にして感光体2~22をそれぞれ作製した。
4.電子写真感光体の評価
電子写真感光体1~22のそれぞれについて、以下の方法で評価した。
具体的には、電子写真感光体1~22のそれぞれを、フルカラー複写機(商品名:「bizhub PRO C6501」、コニカミノルタ株式会社製、「bizhub」は同社の登録商標)に搭載し、10℃、15%RHの環境下において、2本の縦帯状ベタ画像(幅4cm)からなるテスト画像をA4横送りにおいて10万枚連続印刷する耐久試験を実施した。次いで、電子写真感光体の耐摩耗性およびクリーニング性の評価を行った。
(1)耐摩耗性
上記耐久試験前後における電子写真感光体の均一膜厚部分(像担持体の両端は膜厚が不均一になりやすいので、少なくとも両端3cmを除く)を、渦電流方式の膜厚測定器(商品名:「EDDY560C」、HELMUT FISCHER GMBTE CO社製)を用いてランダムに10か所測定し、その平均値を求め、電子写真感光体上の層の厚さとした。そして、上記耐久試験前後の上記層の厚さの差を減耗量とし、下記評価基準に従って耐摩耗性を評価した。
A: 減耗量が0.1μm以下
B: 減耗量が0.1μm超、0.2μm以下
C: 減耗量が0.2μm超
尚、減耗量0.2μm以下を実用可能と判断した。
(2)クリーニング性
上記耐久試験後に、10℃、15%RHの環境下において、紙の搬送方向の前方部に黒地部、後方部に白地部が位置するように、ハーフトーン画像を、A3版中性紙に100枚プリントした。100枚目のプリントの白地部について、トナーのすり抜けにより発生した汚れを目視により観察し、下記評価基準にしたがって、クリーニング性を評価した。
A: 白地部に汚れが見られなかった
B: 白地部に軽微なスジ状の汚れが発生したが、実用上の問題はないレベル
C: 白地部に明らかなスジ状の汚れが発生した(実用上問題あり)
尚、評価結果が「A」および「B」の場合を合格と判定した。
感光体1~22の評価結果を、使用した金属酸化物微粒子および潤滑剤の種類と共に表2に示した。
Figure 0007069783000018
表2に示されるように、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤で表面処理された金属酸化物粒子1~8を含む表面層を有する実施例1~18の電子写真感光体1~18は、良好な耐摩耗性とクリーニング性を有する。側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤で表面処理された金属酸化物粒子は、表面層膜厚方向全体にわたって均一に分散しているため、表層部分が減耗により失われた耐久試験後であっても、内部に存在している金属酸化物粒子が表層部分に現れてその機能を発揮するため、耐摩耗性とクリーニング性が共に良好であったと考えられる。また、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤として、アクリル主鎖から分岐したシリコーン側鎖を有するものを使用した金属酸化物粒子1~4、およびシリコーン主鎖から分岐したシリコーン側鎖を有するものを使用した金属酸化物粒子5~8は同様に優れた効果を発揮した。
特に、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤と、反応性表面処理剤との両方による表面処理を施された金属産物粒子2を含む表面層を有する実施例2の電子写真感光体2は、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤のみで処理された金属酸化物粒子1を含むこと以外は同様の組成からなる表面層を有する実施例1の電子写真感光体1と比較して、耐摩耗性に優れていた。これは、金属酸化物粒子が重合性基を有することによって、表面層を形成する重合硬化物において、金属酸化物粒子が重合体と化学結合した状態で存在し、表面層の強度が高められたためと考えられる。
さらに、潤滑剤を含む表面層を有する実施例12、13、16の電子写真感光体12、13、16は、潤滑剤を含まないこと以外は同様の組成からなる表面層を有する実施例17の電子写真感光体17と比較して、クリーニング性に優れていた。また、潤滑剤として重合性シリコーン化合物を含む表面層を有する実施例12の電子写真感光体12と、重合性PFPE化合物を含む表面層を有する実施例13の電子写真感光体と13は、潤滑剤が固体潤滑剤であること以外は同様の組成からなる表面層を有する実施例16の電子写真感光体16と比較して、耐摩耗性に優れていた。
一方、重合性基を有するが、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤による表面処理を施されていない金属酸化物粒子9を含む表面層を有する比較例1の電子写真感光体19は、耐摩耗性およびクリーニング性の両方が実用レベルに達していなかった。これは、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤による表面処理を施されていない金属酸化物粒子を用いた場合、金属酸化物粒子表面にシリコーン鎖が存在しないため、感光体の摩擦やトナーの付着性が高いためと考えられる。また、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤による表面処理を施されていない金属酸化物粒子9と、潤滑剤とを含む表面層を有する比較例4の電子写真感光体22も、耐摩耗性およびクリーニング性の両方が実用レベルに達していなかった。よって、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤による表面処理を施されていない金属酸化物粒子を使用する場合、潤滑剤を併用しても、耐摩耗性およびクリーニング性が実用可能なレベルにまで向上させることはできなかった。
また、表面処理剤としてシリコーン主鎖を有する表面処理剤を用いた金属酸化物粒子10および11を用いた比較例2および3の電子写真感光体20と21は、クリーニング性が実用レベルに達していなかった。これは、主鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤による表面処理を施された金属酸化物粒子は、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤による表面処理を施された金属酸化物粒子と比較して、その表面上に高濃度のシリコーン鎖が存在しないため、トナーの付着性が高く、クリーニング性が低下したと考えられる。
5.中間転写ベルトの作製
[実施例19 中間転写ベルト1の作製]
(1)表面層形成用塗布液の調製
重合性シリコーン-Aを25体積部(固形分として)と、金属酸化物粒子12を20体積部と、重合性モノマーM10を75体積部と、を、メチルイソプロピルケトン800体積部に混合、溶解した。得られた混合物を横型循環分散機(ディスパーマット:英弘精機)に仕込み、またφ0.3mmのジルコニアビーズを充填率80体積%となるように仕込み、1,000rpmで分散を行った。
尚、原料として使用した重合性モノマーM10は、下記構造式(D)の化合物である。
その後、固形分濃度が5質量%となるようにメチルイソプロピルケトンで希釈し、得られた希釈液100質量部に対して、光重合開始剤(イルガキュアー379:チバガイギー)0.25質量部を混合した。こうして、表面層形成用塗布液1を調製した。
Figure 0007069783000019
(2)中間転写ベルトの作製
無端ベルト状の基体(PIベルト)を準備し、その表面に、浸漬塗布装置を使用し、浸漬塗布方法で、乾燥膜厚が2μmとなるように下記塗布条件下で表面層形成用塗布液1を塗布して塗布膜を形成した。その後、紫外線を、下記紫外線照射条件によって前記塗布膜に照射し、前記塗布膜を硬化して表面層を形成した。こうして、中間転写ベルト1を作製した。なお、前記塗布膜への紫外線の照射は、光源を固定し、前記塗布膜が表面に形成されたPIベルトを円筒上基体で保持し、この円筒状基体を60mm/sで回転することによって行った。
(塗布条件)
塗布液供給量:1L/min
引き上げ速度:4.5mm/min
(紫外線照射条件)
光源の種類:高圧水銀ランプ(H04-L41:アイグラフィックス(株)製)
照射口からPIベルトの表面までの距離:100mm
照射光量:1J/cm2
照射時間(円筒状基体を回転させている時間):240秒
[比較例5 中間転写ベルト2の作製]
金属酸化物微粒子12を金属酸化物粒子13に変更した点以外は、実施例19と同様にして中間転写ベルト2を作製した。
6.中間転写ベルトの評価
中間転写ベルト1および2のそれぞれについて、実際の耐久性に代わる特性として、転写率、耐キズ性、および耐フィルミング性を評価した。
(1)転写率
フルカラー画像形成装置としては、コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製bizhub PRO C6500(レーザー露光、反転現像、中間転写体のタンデムカラー複合機)を、中間転写ベルトの評価用に改造した装置を用いた。
前記評価機における露光量を適正化し、前記評価機に中間転写ベルト1または2を搭載し、20℃、50%RHで、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、及びブラック(Bk)の各色の印字率が2.5%の画像を、中性紙に100万枚印刷した。
この印刷後の中間転写ベルトの転写率を下記方法で求めた。
吸引装置を用いて、一次転写後であって二次転写前の中間転写ベルト上の所定の面積の領域(10mm×50mmを三点)のトナーを採取し、二次転写前のトナーの重量(A)を測定した。
次に、二次転写後の中間転写ベルト上の転写残トナーを、ブッカーテープにより採取し、白色用紙に貼り付け、分光測色計(コニカミノルタセンシング(株)製、CM-2002)を用い、白色用紙を測色し、予め検量していたトナー重量と測色値の関係から、転写残トナーの重量(B)を求めた。
転写率(η)は、下記式から求めた。
η=(1-B/A)×100(%)
(2)耐キズ性
転写率の評価と同じ方法で100万枚の印刷を行い、印刷前後に中間転写ベルトの表面状態を観察し、100mm×100mmの領域内にあるキズを数えた。
(3)耐フィルミング性
転写率の評価と同じ方法で100万枚の印刷を行い、印刷前後の中間転写ベルトの色差ΔEを求めた。中間転写ベルトの色は、分光測色計(コニカミノルタセンシング(株)製、CM-2002)を用いて測定した。そして、印刷前後の色の値の差ΔEを算出した。ΔEが小さい程、耐フィルミング性は良好であり、低表面自由エネルギー特性を有することを意味する。
中間転写ベルト1および2の評価結果を、使用した金属酸化物微粒子および潤滑剤の種類と共に表3に示した。
Figure 0007069783000020
表3に示されるように、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤で表面処理された金属酸化物粒子12を含む表面層を有する実施例19の中間転写ベルト1は、転写率が高く、キズの発生がなく、さらに耐フィルミング性が良好であった。一方、シリコーン主鎖を有する表面処理剤を用いた金属酸化物粒子13を用いたこと以外は実施例19と同様の組成からなる表面層を有する比較例5の中間転写ベルト2は、中間転写ベルト1と比較して、転写率が低く、キズの発生が認められ、さらには耐フィルミング性が悪かった。これら結果から、比較例5の中間転写ベルト2は、実施例19の中間転写ベルト1よりも、実際の耐久性に代わる特性に劣ることが明らかである。
本発明によれば、電子写真方式の画像形成装置の電子写真像担持体において、耐摩耗性や耐傷性といった機械的特性が高く、且つトナー離型性に優れ、これら特徴を持続可能な電子写真用の像担持体を提供することができる。よって、本発明によれば、電子写真方式の画像形成装置におけるさらなる高性能化、高耐久化および普及が期待される。
10 発熱ベルト
30 画像処理部
40 画像形成部
41Y、41M、41C、41K 画像形成ユニット
42 中間転写ユニット
43 二次転写ユニット
50 用紙搬送部
51 給紙部
51a、51b、51c 給紙トレイユニット
52 排紙部
52a 排紙ローラー
53 搬送経路部
53a レジストローラー対
60 定着装置
62 定着ローラー
63 加圧ローラー
100 画像形成装置
110 画像読取部
111 給紙装置
112 スキャナー
112a CCDセンサー
411 露光装置
412 現像装置
413 像担持体
414 帯電装置
415 ドラムクリーニング装置
421 中間転写ベルト
422 一次転写ローラー
423、431 支持ローラー
423A バックアップローラー
426 ベルトクリーニング装置
431A 二次転写ローラー
432 二次転写ベルト
D 原稿
S 用紙

Claims (6)

  1. 表面層を有する電子写真用の像担持体であって、
    前記表面層が、重合性モノマーと、側鎖にシリコーン鎖を有し、分子内にカルボン酸基またはアルコキシシリル基を有し、かつ分子内に重合性官能基を有さない表面処理剤で表面処理された金属酸化物粒子とを含む組成物の重合硬化物で形成されている、像担持体。
  2. 前記側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤が、アクリル主鎖から分岐したシリコーン側鎖を有するものである、請求項1に記載の像担持体。
  3. 前記側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤が、シリコーン主鎖から分岐したシリコーン側鎖を有するものである、請求項1に記載の像担持体。
  4. 前記側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤で表面処理された金属酸化物粒子が、重合性基を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の像担持体。
  5. 前記組成物が、潤滑剤をさらに含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の像担持体。
  6. 前記潤滑剤が、重合性シリコーン化合物または重合性パーフルオロポリエーテル化合物である、請求項5に記載の像担持体。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7155864B2 (ja) * 2018-10-22 2022-10-19 コニカミノルタ株式会社 電子写真感光体
JP7367426B2 (ja) * 2019-09-26 2023-10-24 コニカミノルタ株式会社 電子写真感光体及び電子写真画像形成装置
JP2021113901A (ja) * 2020-01-20 2021-08-05 株式会社リコー 電子デバイス及びその製造方法、画像形成方法、並びに画像形成装置
US11740572B2 (en) * 2021-04-22 2023-08-29 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic belt and electrophotographic image forming apparatus
US20230152723A1 (en) * 2021-08-11 2023-05-18 Lexmark International, Inc. Organic photoconductor drum having an overcoat containing nano metal oxide particles and acryl-functional pdms
US20230055873A1 (en) * 2021-08-11 2023-02-23 Lexmark International, Inc. Photoconductor overcoat consisting of nano metal oxide particles, urethane resin, crosslinkable siloxaines, acrylic copolymer and no transport materials
US20230152721A1 (en) * 2021-08-11 2023-05-18 Lexmark International, Inc. Organic photoconductor drum having an overcoat containing nano metal oxide particles and acryl-functional pdms
US20230066324A1 (en) * 2021-08-11 2023-03-02 Lexmark International, Inc. Organic photoconductor drum having an overcoat containing nano metal oxide particles and acryl-functional pdms
US20230152722A1 (en) * 2021-08-11 2023-05-18 Lexmark International, Inc. Organic photoconductor drum having an overcoat containing nano metal oxide particles and acryl-functional pdms

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011170129A (ja) 2010-02-19 2011-09-01 Konica Minolta Business Technologies Inc 電子写真感光体
JP2014145891A (ja) 2013-01-29 2014-08-14 Konica Minolta Inc 有機感光体および画像形成装置
JP2016126040A (ja) 2014-12-26 2016-07-11 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド 電子写真感光体および電子写真装置
JP2017107004A (ja) 2015-12-08 2017-06-15 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド 電子写真感光体及び電子写真装置
JP2017107128A (ja) 2015-12-11 2017-06-15 コニカミノルタ株式会社 電子写真感光体
JP2017134271A (ja) 2016-01-28 2017-08-03 コニカミノルタ株式会社 電子写真像担持体

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5385797A (en) 1991-09-24 1995-01-31 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic photosensitive member, and electrophotographic apparatus, device unit, and facsimile machine employing the same
JP2011154067A (ja) 2010-01-26 2011-08-11 Konica Minolta Business Technologies Inc 静電潜像現像用有機感光体と画像形成方法
US9696642B2 (en) * 2015-12-08 2017-07-04 S-Printing Solution Co., Ltd. Electrophotographic photoreceptor and electrophotographic imaging apparatus employing the same
JP2017194641A (ja) * 2016-04-22 2017-10-26 コニカミノルタ株式会社 電子写真用の像担持体およびその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011170129A (ja) 2010-02-19 2011-09-01 Konica Minolta Business Technologies Inc 電子写真感光体
JP2014145891A (ja) 2013-01-29 2014-08-14 Konica Minolta Inc 有機感光体および画像形成装置
JP2016126040A (ja) 2014-12-26 2016-07-11 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド 電子写真感光体および電子写真装置
JP2017107004A (ja) 2015-12-08 2017-06-15 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド 電子写真感光体及び電子写真装置
JP2017107128A (ja) 2015-12-11 2017-06-15 コニカミノルタ株式会社 電子写真感光体
JP2017134271A (ja) 2016-01-28 2017-08-03 コニカミノルタ株式会社 電子写真像担持体

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