JP7110844B2 - 電子写真感光体、画像形成方法、および画像形成装置 - Google Patents

電子写真感光体、画像形成方法、および画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、電子写真感光体、画像形成方法、および画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置は、形成しようとする画像に対応した光信号に応じた静電潜像を形成するための手段として、電子写真感光体(以下、単に「感光体」とも称する)を有している。当該感光体には、有機光導電性物質を含有する有機感光体が広く用いられているが、画像形成における帯電、露光、現像、滑剤供給、転写、およびクリーニングなどの各種工程において、電気エネルギー、光エネルギー、機械的な力などが供給される。したがって、上記感光体には、画像形成の繰り返しによっても帯電安定性や電位保持性などが損なわれないことが求められている。このような要求に対し、感光体の表面に無機粒子を含む保護層を設ける技術が知られている。
また、近年、高精細、高画質の画像への要求の高まりから、小粒子径の球形トナーが主流になっている。小粒子径の球形トナーは感光体表面への付着力が大きく、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。ゴムブレードを用いたクリーニング方式では、トナーのすり抜けが発生しやすくなり、それを解決するためにはブレードの感光体への当接圧力を高くする必要があるが、繰り返し使用することにより感光体の表面が摩耗し耐久性が不足するという問題も発生する。
感光体の耐久性(耐摩耗性)やクリーニング性を向上させる技術として、たとえば、特許文献1には、重合性官能基を7個以上有する化合物(A)と重合性官能基を2個以上4個以下有する化合物(B)と重合性官能基を有する表面処理剤によって表面処理された、表面処理金属酸化物微粒子を含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、保護層に体積平均粒子径の異なる2種類以上の絶縁性フィラーを含有し、該保護層中の絶縁性フィラーの粒子径分布が、感光層側から表面側に向かい連続的に大きくなる粒度分布傾斜を有する電子写真感光体が開示されている。
特開2012-123238号公報 特開2002-351114号公報
しかしながら、上記特許文献1~2に記載されている技術では、感光体の耐摩耗性やクリーニング性の向上効果が未だ不十分であるという問題がある。
また、電子写真方式の画像形成装置では、プリント速度(時間当たりのプリント枚数)の高速化への対応が求められている。プリント速度を高速化するためには、画像形成装置のラインスピードを速くする必要があり、そのため感光体の回転数を高くし、同時に現像器の現像スリーブの回転数を上げて現像性を確保する必要が生じる。しかしながら、感光体の回転数や現像スリーブの回転数を上げると、トナー飛散が発生し易くなることから、飛散したトナーの一部が感光体の表面に付着し、その結果、画像にかぶり(地肌かぶり)が生じ、低画質化を招いてしまう。上記特許文献1~2に記載の技術では、このようなかぶりを抑制する効果についても不十分であるという問題があった。
そこで、本発明は、電子写真感光体において、耐摩耗性およびクリーニング性を向上させ、かぶりを抑制する手段を提供することを目的とする。
本発明者らは鋭意研究を積み重ねた。その結果、最外層に、重合性モノマーと、異なる数平均一次粒子径を有する2種以上の導電性金属酸化物粒子と、を含む組成物の硬化物を含み、前記2種以上の導電性金属酸化物粒子のうちの少なくとも1種は、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いる、電子写真感光体により上記課題が解決することを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、電子写真感光体の表面を帯電させる帯電工程と、帯電された前記電子写真感光体を露光し、静電潜像を形成する露光工程と、前記静電潜像が形成された前記電子写真感光体にトナーを供給してトナー像を形成する現像工程と、前記電子写真感光体上に形成されたトナー像を転写する転写工程と、前記電子写真感光体の表面に滑剤を供給する滑剤供給工程と、前記電子写真感光体の表面に残存したトナーを除去するクリーニング工程と、を有する画像形成方法に用いられる電子写真感光体であって、前記電子写真感光体は、導電性支持体と、前記導電性支持体の上に配置される感光層と、前記感光層の上に配置される最外層と、を有し、前記最外層は、重合性モノマーと、異なる数平均一次粒子径を有する2種以上の導電性金属酸化物粒子と、を含む組成物の硬化物を含み、前記2種以上の導電性金属酸化物粒子のうちの少なくとも1種は、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いる、電子写真感光体である。
本発明によれば、電子写真感光体において、耐摩耗性およびクリーニング性を向上させ、かぶりを抑制する手段が提供される。
本発明の一実施形態による画像形成装置を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態による画像形成装置に備えられる滑剤供給手段の一例を示す概略構成図である。 複合粒子(コア-シェル粒子)の作製に用いられる製造装置の一例を示す概略構成図である。
以下、本発明の好ましい実施形態を説明する。なお、本明細書において、範囲を示す「X~Y」は「X以上Y以下」を意味する。また、本明細書において、特記しない限り、操作および物性等の測定は、室温(20~25℃)/相対湿度40~50%RHの条件で行う。
[電子写真感光体]
本発明の一実施形態による電子写真感光体は、電子写真感光体の表面を帯電させる帯電工程と、帯電された前記電子写真感光体を露光し、静電潜像を形成する露光工程と、前記静電潜像が形成された前記電子写真感光体にトナーを供給してトナー像を形成する現像工程と、前記電子写真感光体上に形成されたトナー像を転写する転写工程と、前記電子写真感光体の表面に滑剤を供給する滑剤供給工程と、前記電子写真感光体の表面に残存したトナーを除去するクリーニング工程と、を有する画像形成方法に用いられる。そして、当該電子写真感光体は、導電性支持体と、前記導電性支持体の上に配置される感光層と、前記感光層の上に配置される最外層と、を有し、前記最外層は、重合性モノマーと、異なる数平均一次粒子径を有する2種以上の導電性金属酸化物粒子と、を含む組成物の硬化物を含み、前記2種以上の導電性金属酸化物粒子のうちの少なくとも1種は、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いる。
なぜ、本発明の電子写真感光体により、上記の効果が得られるのか、その発現機構や作用機構(メカニズム)については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
電子写真画像形成装置においては、通常、負帯電性のトナーと、帯電工程で帯電された表面の極性がトナーと同じ負帯電性となる感光体と、が使用される。そして、帯電工程で帯電した感光体表面の表面電位(V0)から、像露光によって電位の絶対値が低下した部分に対して、帯電したトナーが付着することで、可視化(現像)がなされる。ここで、感光体とトナーとが接触する際に、これらの間で擦過が生じるため、摩擦帯電が発生する。このとき、感光体の表面電位(V0)の絶対値が低下する方向に帯電するため、暗所においても(像露光のない状態でも)、感光体の表面電位は帯電工程で帯電したときの表面電位(V0)より低下してしまう。この感光体の表面電位(V0)の絶対値の低下によって、トナーと感光体表面との間の斥力が小さくなり、トナーが感光体表面に付着し易くなって、感光体表面の露光部分以外の部分に付着したトナーによるかぶりが発生する。特に、高速の電子写真画像形成装置においては、感光体と現像スリーブとの回転数が高く、感光体の表面とトナーとの擦過力が大きくなり、擦過による摩擦帯電の効果も大きくなることから、かぶりが増大するものと考えられる。
本発明で使用する側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤などのシリコーン材料は、擦過帯電序列において、トナーと同極性の負帯電性を有する。そのため、感光体の最外層に、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導電性金属酸化物粒子を添加し、当該粒子を感光体表面に露出させることで、電子写真プロセスにおいて帯電させた感光体の表面電位(V0)の絶対値が現像スリーブの擦過により低下することを抑制する。その結果、トナーの飛散が生じても、感光体表面へのトナーの付着が生じ難くなり、かぶりが抑制される。
また、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤は、嵩高い構造を有しており、表面処理後の導電性金属酸化物粒子上のシリコーン鎖の濃度をより高くすることができ、導電性金属酸化物粒子の表面の疎水化をより効率的に行うことができる。その結果、表面処理後の導電性金属酸化物粒子の凝集がより低減され、当該粒子の最外層中での分散性がより高まり、フィラー効果が効率よく得られ、感光体表面の耐摩耗性がより向上する。
さらに、本発明の感光体では、異なる数平均一次粒子径を有する2種以上の導電性金属酸化物粒子が使用される。数平均一次粒子径が小さい導電性金属酸化物粒子のみを使用した場合、感光体表面の強度を高め耐摩耗性を向上させるフィラー効果は得られる。しかし、感光体表面の凹凸が多くなり、トナーとの接触点が増加することによって、トナーが感光体表面に付着しやすくなり、トナーの転がり性も悪くなることからクリーニング性が悪くなる。また、トナーと感光体表面の導電性金属酸化物粒子との接触点の増加は、トナーの電荷が感光体表面に注入されやすくなるといえ、感光体表面の電位の変化が起こり、かぶりが悪化しやすい。
一方、数平均一次粒子径が大きい導電性金属酸化物粒子のみを使用した場合、トナーと感光体表面の導電性金属酸化物粒子との接触点減少によるクリーニング性やかぶりの改善効果は得られる。しかしながら、感光体表面に深い傷が入りやすく、トナーのすり抜けが起こりやすくなることから、クリーニング不良が発生してしまう。
本発明の感光体は、異なる数平均一次粒子径を有する2種以上の導電性金属酸化物粒子を含むため、上記のような導電性金属酸化物粒子1種のみを使用した場合の欠点を互いに補い合い、耐摩耗性およびクリーニング性が向上し、かぶりが抑制されるという効果が得られる。
加えて、上述したように、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤は、擦過帯電序列において負帯電性を示すことから、正帯電性である滑剤を引き寄せ保持しやすくなる。したがって、繰り返し使用により感光体への滑剤供給量が少なくなった状態であっても、感光体表面のクリーニング性や耐傷性の向上といった、滑剤使用による効果がより得られやすくなる。
なお、上記メカニズムは推測に基づくものであり、その正誤が本発明の技術的範囲に影響を及ぼすものではない。
電子写真感光体とは、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。電子写真感光体は、後述する最外層を有する以外は、従来の感光体と同様の構成を有することができ、また従来の感光体と同様に作製することが可能である。また、最外層においても、後述する特徴を含む以外は、従来の最外層と同様の構成を有し、従来の最外層と同様に作製することが可能である。最外層以外の部分は、たとえば、特開2012-078620号公報に記載の感光体における最外層以外の部分と同様の構成とすることができる。また、最外層も、材料が異なる以外は、特開2012-078620号公報に記載の構成と同様の構成とすることができる。
本発明の電子写真感光体は、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最外層を含む。以下、かような構成を有する電子写真感光体について詳細に説明する。
(導電性支持体)
導電性支持体は、感光層を支持し、かつ導電性を有する部材である。導電性支持体の好ましい例としては、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、または導電性物質とバインダ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、紙等が挙げられる。上記金属の好ましい例としては、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等が挙げられ、上記導電性物質の好ましい例としては、上記金属、酸化インジウムおよび酸化スズ等が挙げられる。
(感光層)
感光層は、後述する露光手段により、所期の画像の静電潜像を感光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。感光層の好ましい例としては、電荷輸送物質と、電荷発生物質とを含有する単層、および電荷輸送物質を含有する電荷輸送層と、電荷発生物質を含有する電荷発生層との積層物等が挙げられる。
(保護層)
保護層は、感光体表面の機械的強度を向上させ、耐傷性や耐摩耗性を向上させるための層である。当該保護層の好ましい例としては、重合性モノマーを含む組成物の重合硬化物を含む層が挙げられる。
(他の構成)
感光体は、上記の導電性支持体、感光層および保護層以外の他の構成をさらに含んでいてもよい。当該他の構成の好ましい例としては、中間層等が挙げられる。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。
(最外層)
本明細書において、感光体の最外層とは、トナーと接触する側の最外部に配置される層を表す。最外層は、特に制限されないが、上記の保護層であることが好ましい。本発明の一形態において、最外層は、重合性モノマーと、異なる平均一次粒子径を有する2種以上の導電性金属酸化物粒子(ただし、そのうち少なくとも1種は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いる)と、を含む組成物(以下、最外層形成用組成物とも称する)の硬化物を含む。
下記では、最外層の構成成分について詳細に説明する。
<導電性金属酸化物粒子>
最外層は、異なる数平均一次粒子径を有する2種以上の導電性金属酸化物粒子を含む組成物(最外層形成用組成物)の硬化物を含み、上記導電性金属酸化物粒子の少なくとも1種は、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いる。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導電性金属酸化物粒子は、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤を含む表面処理剤由来の化学種(被覆層)および導電性金属酸化物粒子を含む被覆粒子となると考えられる。なお、表面処理された導電性金属酸化物粒子は、その表面上の少なくとも一部に表面処理剤由来の化学種(被覆層)を有していればよい。
以下では、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤を、単に「シリコーン表面処理剤」とも称し、「シリコーン表面処理剤」による表面処理を、単に「シリコーン表面処理」とも称し、シリコーン表面処理が施された導電性金属酸化物粒子を、単に「シリコーン表面処理粒子」とも称する。
また、重合性基を有する表面処理剤を、単に「反応性表面処理剤」とも称し、「反応性表面処理剤」による表面処理を、単に「反応性表面処理」とも称し、反応性表面処理が施された導電性金属酸化物粒子を、単に「反応性表面処理粒子」とも称する。
さらに、「シリコーン表面処理」および「反応性表面処理」の少なくとも一方が施された導電性金属酸化物粒子を、単に「表面処理粒子」と総称する場合もある。
・導電性金属酸化物粒子
本明細書において、導電性金属酸化物粒子とは、少なくともその表面が導電性金属酸化物から構成される粒子をいう。
導電性金属酸化物粒子を構成する導電性金属酸化物の例としては、特に制限されないが、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉛、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、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化バナジウム、銅アルミ酸化物、アンチモンイオンをドープした酸化スズ等が挙げられる。これら導電性金属酸化物粒子は、単独でもまたは2種以上を組み合わせても用いることができる。また、導電性金属酸化物粒子は合成品であってもよいし、市販品であってもよい。
これらの中でも、酸化スズ(SnO)、酸化チタン(TiO)が好ましい。
導電性金属酸化物粒子の数平均一次粒子径の下限値は、特に制限されないが、1nm以上であることが好ましく、5nm以上であることがより好ましく、10nm以上であることがさらに好ましい。また、導電性金属酸化物粒子の数平均一次粒子径の上限値は、特に制限されないが、700nm以下であることが好ましく、600nm以下であることがより好ましく、500nm以下であることがさらに好ましい。
なお、本明細書において、導電性金属酸化物粒子の数平均一次粒子径は、以下の方法で測定される数平均一次粒子径と定義する。
まず、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。次いで、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(登録商標)AP ソフトウエアVer.1.32(株式会社ニレコ製)を使用して2値化処理して、当該粒子像のそれぞれの水平方向フェレ径を算出する。そして、当該粒子像のそれぞれの水平方向フェレ径の平均値を算出して数平均一次粒子径とする。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、導電性金属酸化物粒子の数平均一次粒子径の測定は、表面処理剤由来の化学種(被覆層)を含まない導電性金属酸化物粒子について行うものとする。
また、本明細書において、「最外層が異なる数平均一次粒子径を有する2種以上の導電性金属酸化物粒子を含む」とは、上記方法により最外層に含まれる導電性金属酸化物粒子の数平均一次粒子径を測定し、その粒度分布を求めたとき、2峰以上の多峰性分布を示すことを意味する。
本発明に係る最外層は、異なる数平均一次粒子径を有する2種以上の導電性金属酸化物粒子を含むが、そのうち最小の数平均一次粒子径を有する第1の導電性金属酸化物粒子(D1)の数平均一次粒子径をd1とし、最大の数平均一次粒子径を有する第2の導電性金属酸化物粒子(D2)の数平均一次粒子径をd2としたとき、d1とd2との比(d1/d2)は、0を超え0.7以下であることが好ましく、0を超え0.6以下であることがより好ましく、下記式(1)を満足することがさらに好ましい。
Figure 0007110844000001
d1/d2が上記のような範囲であれば、2種以上の導電性金属酸化物粒子を使用する効果が効率よく得られる。
なお、d1/d2の下限値は、0超、0.03以上、0.04以上、0.1以上、0.2以上であってもよい。
前記d1は、1nm以上50nm未満であることが好ましく、5nm以上50nm未満であることがより好ましく、10nm以上40nm以下であることがさらに好ましい。また、前記d2は、30nm以上700nm以下であることが好ましく、40nm以上600nm以下であることが好ましく、50nm以上500nm以下であることがさらに好ましい。d1およびd2がこのような範囲であれば、耐摩耗性およびクリーニング性が向上し、かぶりが抑制されるという本発明の効果がより得られやすくなる。
d1が小さくなりすぎると、クリーニング性の低下に繋がったり、かぶり抑制の効果が得られなかったりする場合がある。d2が大きくなりすぎると、導電性金属酸化物粒子の分散性の低下や、最外層の光透過性の低下に伴う硬化不良を招く場合がある。
また、D1とD2との混合質量比(D1/D2)は、特に制限されないが、5/95~95/5であることが好ましく、30/70~70/30であることがより好ましい。この範囲であれば、本発明の効果をより効率よく得ることができる。
本発明に係る導電性金属酸化物粒子のうち、少なくとも1種は、シリコーン表面処理剤により表面処理されている。シリコーン表面処理剤としては、特に制限されないが、高分子主鎖の側鎖にシリコーン鎖を有し、さらに表面処理官能基を有するものが好ましい。表面処理官能基としては、カルボン酸基、水酸基、-Rd-COOH(Rdは、2価の炭化水素基)、アルキルシリル基、ハロゲン化シリル基、およびアルコキシシリル基等の導電性金属酸化物粒子と結合しうる基が挙げられる。これらの中でもカルボン酸基、水酸基またはアルコキシシリル基が好ましい。
上記シリコーン表面処理剤が有する高分子主鎖は、ポリ(メタ)アクリレート主鎖またはシリコーン主鎖であることが好ましく、シリコーン主鎖であることがより好ましい。主鎖および側鎖の両方にシリコーン鎖を有する表面処理剤により表面処理された導電性金属酸化物粒子は、シリコーン鎖をより多く有することから、最外層中での分散性がより高まり、最外層の耐摩耗性がより向上する。
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り返し単位として有することが好ましく、その繰り返し単位数は3~100個であるものが好ましく、3~50個であるものがより好ましく、3~30個であるものがさらに好ましい。
シリコーン表面処理剤の重量平均分子量は、特に制限されないが、1,000以上50,000以下であることが好ましい。なお、シリコーン表面処理剤の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。
シリコーン表面処理剤は、単独でもまたは2種以上組み合わせても用いることができる。また、シリコーン表面処理剤は、合成品であってもよいし、市販品であってもよい。ポリ(メタ)アクリレート主鎖の側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤の市販品の具体例としては、サイマック(登録商標)US-350(以上、東亞合成株式会社製)、KP-541、KP-574、およびKP-578(以上、信越化学工業株式会社製)等を挙げることができる。また、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の市販品の具体例としては、KF-9908、KF-9909(以上、信越化学工業株式会社製)等を挙げることができる。
上記した導電性金属酸化物粒子D1、D2のうち、少なくとも最大の数平均一次粒子径を有する第2の導電性金属酸化物粒子(D2)が、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いることが好ましい。D2がシリコーン表面処理されていることにより、最外層での導電性金属酸化物粒子の分散性が向上し、耐摩耗性がより向上しうる。また、トナーと接触しやすい大きい粒子径の粒子が表面処理されていることで、感光体表面の電位の変化が起こりにくくなり、かぶり抑制の効果も得られやすい。
また、上記した導電性金属酸化物粒子D1、D2のうち、最大の数平均一次粒子径を有する第2の導電性金属酸化物粒子(D2)は、芯材(コア)と、導電性金属酸化物からなる外殻(シェル)と、を有する、コア-シェル構造を有する粒子(複合粒子)であることが好ましい。コア-シェル構造を有さない粒子の場合、重合性モノマーとの屈折率の差が大きくなって、最外層の硬化に用いられる活性エネルギー線(特には紫外線)の透過性が低下し、その結果、硬化後の最外層の膜強度が不十分になる場合がある。第2の導電性金属酸化物粒子をコア-シェル構造とすれば、粒子表面の表面処理剤の量を多くすることができ、その結果、最外層中での第2の導電性金属酸化物粒子の分散性が高まり、活性エネルギー線(特には紫外線)の透過性を高めることができる。これにより、硬化後の最外層の膜強度を高めることができ、耐摩耗性がより向上する。
当該複合粒子の芯材(コア)を構成する材料は、特に制限されないが、硫酸バリウム、アルミナ、酸化ケイ素等が挙げられる。これらの中でも、最外層の光透過性を確保する観点から、硫酸バリウム(BaSO)が好ましい。また、当該複合粒子の外殻(シェル)を構成する材料は、上記導電性金属酸化物粒子を構成する導電性金属酸化物の例として挙げたものと同様である。コア-シェル構造の複合粒子の好ましい例としては、硫酸バリウムからなる芯材と、酸化スズからなる外殻と、を有する複合粒子が挙げられる。なお、芯材の数平均一次粒子径と、外殻の厚みとの比率は、使用する芯材および外殻の種類、ならびにこれらの組み合わせに応じて、適宜設定すればよい。
・側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤(シリコーン表面処理剤)による表面処理方法
シリコーン表面処理剤による表面処理方法は、特に制限されず、導電性金属酸化物粒子の表面上にシリコーン表面処理剤を付着(または結合)することができる方法であればよい。かような方法としては、一般的に、湿式処理方法と乾式処理方法との二通りに大別されるが、いずれを用いてもよい。
なお、後述する反応性表面処理後の導電性金属酸化物粒子をシリコーン表面処理する場合は、導電性金属酸化物粒子の表面上または反応性表面処理剤上に、シリコーン表面処理剤が付着(または結合)する。
湿式処理方法とは、導電性金属酸化物粒子と、シリコーン表面処理剤とを溶剤中で分散することによって、シリコーン表面処理剤を導電性金属酸化物粒子の表面上に付着(または結合)させる方法である。当該方法としては、導電性金属酸化物粒子と、シリコーン表面処理剤とを溶剤中で分散させ、得られた分散液を乾燥し溶剤を除去する方法が好ましく、その後さらに加熱処理を行い、シリコーン表面処理剤と導電性金属酸化物粒子とを反応させることによって、シリコーン表面処理剤を導電性金属酸化物粒子の表面上に付着(または結合)させる方法がより好ましい。また、シリコーン表面処理剤と導電性金属酸化物粒子とを溶剤中で分散した後、得られた分散液を湿式粉砕することにより、導電性金属酸化物粒子を微細化すると同時に表面処理を進行させてもよい。
導電性金属酸化物粒子およびシリコーン表面処理剤を溶剤中で分散させる手段としては、特に制限されず公知の手段を用いることができ、その例としては、ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル等の一般的な分散手段を挙げることができる。
溶剤としては、特に制限されず公知の溶剤を用いることができ、その好ましい例としては、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、sec-ブタノール(2-ブタノール)、tert-ブタノール、ベンジルアルコールなどのアルコール系溶剤や、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤等が挙げられる。これらは単独でもまたは2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、メタノール、2-ブタノール、トルエン、および2-ブタノールとトルエンとの混合溶剤がより好ましい。
分散時間は、特に制限されないが、たとえば、1分以上600分以下であることが好ましく、10分以上360分以下であることがより好ましく、30分以上120分以下であることがより好ましい。
溶剤の除去方法としては、特に制限されず公知の方法を用いることができ、その例としては、エバポレーターを用いる方法、室温下で溶剤を揮発させる方法等が挙げられる。
加熱温度としては、特に制限されないが、50℃以上250℃以下であることが好ましく、70℃以上200℃以下であることがより好ましく、90℃以上150℃以下であることがさらに好ましい。また、加熱時間としては、特に制限されないが、1分以上600分以下であることが好ましく、10分以上300分以下であることがより好ましく、30分以上90分以下であることがさらに好ましい。なお、加熱方法は、特に制限されず、公知の方法を用いることができる。
乾式処理方法とは、溶剤を用いず、シリコーン表面処理剤と導電性金属酸化物粒子とを混合し混練を行うことによって、シリコーン表面処理剤を導電性金属酸化物の表面上に付着(または結合)させる方法である。当該方法としては、シリコーン表面処理剤と、導電性金属酸化物粒子とを混合し混練した後、さらに加熱処理を行い、シリコーン表面処理剤と導電性金属酸化物粒子とを反応させることによって、シリコーン表面処理剤を導電性金属酸化物粒子の表面上に付着(または結合)させる方法であってもよい。また、導電性金属酸化物粒子と、シリコーン表面処理剤とを混合し混練する際に、これらを乾式粉砕することにより、導電性金属酸化物粒子を微細化すると同時に表面処理を進行させてもよい。
シリコーン表面処理剤の使用量は、処理前の導電性金属酸化物粒子(後述する反応性表面処理後の導電性金属酸化物粒子をシリコーン表面処理する場合は、反応性表面処理後の導電性金属酸化物粒子)100質量部に対して、0.1質量部以上であることが好ましく、1質量部以上であることがより好ましく、2質量部以上であることがさらに好ましい。この範囲であれば、最外層の耐摩耗性およびかぶり抑制効果がより向上する。
また、シリコーン表面処理剤の使用量は、シリコーン表面処理前の導電性金属酸化物粒子(後述する反応性表面処理後の導電性金属酸化物粒子をシリコーン表面処理する場合は、反応性表面処理後の導電性金属酸化物粒子)100質量部に対して、100質量部以下であることが好ましく、10質量部以下であることがより好ましく、5質量部以下であることがさらに好ましい。この範囲であると、未反応のシリコーン表面処理剤による最外層の膜強度の低下が抑制され、最外層の耐摩耗性が向上する。
未処理の導電性金属酸化物粒子や反応性表面処理後の導電性金属酸化物粒子にシリコーン表面処理が施されたことは、熱重量・示差熱(TG/DTA)測定、走査型電子顕微鏡(SEM)または透過電子顕微鏡(TEM)による観察、エネルギー分散型X線分光法(EDX)による分析等によって確認することができる。
シリコーン表面処理粒子は、重合性基由来の基を有することが好ましい。シリコーン表面処理粒子が重合性基由来の基を有することにより、最外層の耐摩耗性が向上する。この理由は、最外層を構成する硬化物中で、シリコーン表面処理粒子と重合性モノマーとが化学結合した状態となり、最外層の膜強度が向上するからであると推測される。重合性基の種類は、特に制限されないが、ラジカル重合性基が好ましい。重合性基の導入方法としては、特に制限されないが、導電性金属酸化物粒子に対して重合性基を有する表面処理剤で表面処理を行う方法が好ましい。
シリコーン表面処理粒子が重合性基を有することや、最外層中のシリコーン表面処理粒子が重合性基由来の基を有することは、熱重量・示差熱(TG/DTA)測定、走査型電子顕微鏡(SEM)または透過電子顕微鏡(TEM)による観察、エネルギー分散型X線分光法(EDX)による分析、質量分析等によって確認することができる。
・重合性基を有する表面処理剤(反応性表面処理剤)による表面処理方法
シリコーン表面処理が施された導電性金属酸化物粒子は、反応性表面処理剤でさらに表面処理されることが好ましい。重合性基は、反応性表面処理によって、導電性金属酸化物粒子の表面に担持され、その結果、シリコーン表面処理粒子は、さらに重合性基を有することとなる。そして、最外層中で、当該シリコーン表面処理粒子が重合性基を介して重合性モノマーと重合することになり、膜強度がより高い最外層が形成され、最外層の耐摩耗性がさらに向上する。このとき、シリコーン表面処理粒子は、最外層中で重合性基由来の基を有する構造として存在することとなる。
反応性表面処理剤は、重合性基および表面処理官能基を有する。重合性基の種類は、特に制限されないが、ラジカル重合性基が好ましい。ここで、ラジカル重合性基は、炭素-炭素二重結合を有するラジカル重合可能な基を表す。ラジカル重合性基の例としては、ビニル基および(メタ)アクリロイル基等が挙げられ、これらの中でもメタクリロイル基が好ましい。また、表面処理官能基とは、導電性金属酸化物粒子の表面に存在する水酸基などの極性基への反応性を有する基を表す。表面処理官能基の例としては、カルボン酸基、水酸基、-R’-COOH(R’は、二価の炭化水素基)、アルキルシリル基、ハロゲン化シリル基、アルコキシシリル基等が挙げられ、これらの中でもアルキルシリル基、ハロゲン化シリル基、アルコキシシリル基が好ましい。
反応性表面処理剤は、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く、その例としては、下記式S-1~S-32で表される化合物等が挙げられる。
Figure 0007110844000002
反応性表面処理剤は、単独でもまたは2種以上を組み合わせても用いることができる。また、反応性表面処理剤は、合成品であってもよいし市販品であってもよい。市販品の具体例としては、KBM-502、KBM-503、KBE-502、KBE-503、KBM-5103(以上、信越化学工業株式会社製)等を挙げることができる。
シリコーン表面処理および反応性表面処理の両方を行う場合、反応性表面処理を行った後にシリコーン表面処理を行うことが好ましい。この順序で表面処理を行うことにより、最外層の耐摩耗性がより向上する。この理由は、撥油効果を有するシリコーン鎖によって、反応性表面処理剤の導電性金属酸化物粒子表面への接触が妨げられることがないため、導電性金属酸化物粒子への重合性基の導入がより効率よく行われるからである。
反応性表面処理の方法は、特に制限されず、反応性表面処理剤を用いる以外は、シリコーン表面処理で説明した方法と同様の方法を採用することができる。また、公知の金属酸化物粒子の表面処理技術を用いてもよい。
湿式処理方法により反応性表面処理を用いる場合、溶剤としては、メタノール、エタノール、トルエンが好ましく、メタノール、トルエンがより好ましい。
反応性表面処理剤の使用量は、反応性表面処理前の導電性金属酸化物粒子100質量部に対して、0.5質量部以上であることが好ましく、1質量部以上であることがより好ましく、1.5質量部以上であることがさらに好ましい。この範囲であると、最外層の耐摩耗性およびかぶり抑制効果がより向上する。また、反応性表面処理剤の使用量は、処理前の導電性金属酸化物粒子100質量部に対して、15質量部以下であることが好ましく、10質量部以下であることがより好ましく、8質量部以下であることがさらに好ましい。この範囲であると、粒子表面の水酸基数に対して反応性表面処理剤の量が過剰とはならずより適切な範囲となり、未反応の反応性表面処理剤による最外層の膜強度の低下が抑制され、最外層の耐摩耗性がより向上する。
<重合性モノマー>
最外層形成用組成物は、重合性モノマーを含む。本明細書において、重合性モノマーとは、重合性基を有し、紫外線、可視光線、電子線等の活性エネルギー線の照射により、または加熱等のエネルギーの付加により、重合(硬化)して、最外層のバインダ樹脂となる化合物を表す。なお、本明細書でいう重合性モノマーには、上記の反応性表面処理剤を含めないものとし、後述する潤滑剤として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を用いる場合にはこれらも含めないものとする。
重合性モノマーが有する重合性基の種類は、特に制限されないが、ラジカル重合性基が好ましい。ここで、ラジカル重合性基は、炭素-炭素二重結合を有するラジカル重合可能な基を表す。ラジカル重合性基の例としては、ビニル基および(メタ)アクリロイル基等が挙げられ、(メタ)アクリロイル基が好ましい。重合性基が(メタ)アクリロイル基であると、最外層の耐摩耗性およびかぶり抑制効果が向上する。最外層の耐摩耗性の向上の理由は、少ない光量または短い時間での効率的な硬化が可能となるからであると推測される。
重合性モノマーの例としては、スチレン系モノマー、(メタ)アクリル系モノマー、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る。これら重合性モノマーは、単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。
重合性モノマーが有する1分子中の重合性基の数は、特に制限されないが、2個以上であることが好ましく、3個以上であることがより好ましい。この範囲であると、最外層の耐摩耗性が向上する。この理由は、最外層の架橋密度が増加し、膜強度がより向上するからであると推測される。また、重合性モノマーが有する1分子中の重合性基の数は、特に制限されないが、6個以下であることが好ましく、5個以下であることがより好ましく、4個以下であることがさらに好ましい。この範囲であると、最外層の均一性が高まり、かぶりの抑制効果が向上する。この理由は、架橋密度が一定以下となり、硬化収縮が起こりにくくなるからであると推測される。これらの観点から、重合性モノマーが有する1分子中の重合性基の数は、3個であることが最も好ましい。
重合性モノマーの具体例としては、特に制限されないが、下記の化合物M1~M11が挙げられ、これらの中でも、下記の化合物M2が特に好ましい。下記の各式中、Rは、アクリロイル基(CH=CHCO-)を表し、R’は、メタクリロイル基(CH=C(CH)CO-)を表す。
Figure 0007110844000003
重合性モノマーは、単独でもまたは2種以上組み合わせて用いてもよい。また、重合性モノマーは、合成品であってもよいし市販品であってもよい。
<重合開始剤>
最外層形成用組成物は、さらに重合開始剤を含むことが好ましい。重合開始剤は、上記重合性モノマーを重合反応することによって得られる硬化樹脂(バインダ樹脂)を製造する過程で使用されるものである。重合開始剤は、熱重合開始剤であっても、光重合開始剤であってもよいが、光重合開始剤であることが好ましい。また、重合性モノマーがラジカル重合性モノマーである場合、ラジカル重合開始剤であることが好ましい。ラジカル重合開始剤としては、特に制限されず公知のものを用いることができ、その例としては、アルキルフェノン系化合物、ホスフィンオキサイド系化合物等が挙げられる。これらの中でも、α-アミノアルキルフェノン構造またはアシルホスフィンオキサイド構造を有する化合物が好ましく、アシルホスフィンオキサイド構造を有する化合物がより好ましい。アシルホスフィンオキサイド構造を有する化合物の一例としては、IRGACURE(登録商標)819(ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド)(BASFジャパン株式会社製)が挙げられる。
これら重合開始剤は、単独でもまたは2種以上を混合して用いてもよい。
重合開始剤の使用量は、重合性モノマー100質量部に対して0.1~40質量部であることが好ましく、0.5~20質量部であることがより好ましい。
<電荷輸送物質>
最外層形成用組成物は、さらに電荷輸送物質を含んでもよい。電荷輸送物質としては、特に制限されず、公知のものを用いることができる。その例としては、カルバゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、イミダゾロン誘導体、イミダゾリジン誘導体、ビスイミダゾリジン誘導体、スチリル化合物、ヒドラゾン化合物、ピラゾリン化合物、オキサゾロン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、キナゾリン誘導体、ベンゾフラン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、アミノスチルベン誘導体、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、ベンジジン誘導体等が挙げられる。これらの中でも、トリアリールアミン誘導体が好ましい。トリアリールアミン誘導体としては、下記化学式1で表されるものが好ましい。
Figure 0007110844000004
上記化学式1中、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、炭素数1~7のアルキル基、または炭素数1~7のアルコキシ基を表す。k,lおよびnは、それぞれ独立して、0~5の整数を示し、mは0~4の整数を示す。ただし、k、l、nまたはmが2以上である場合においては、複数存在するR、R、RおよびRは、互いに同一のものであっても、異なるものであってもよい。これらの中でも、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、炭素数1~3のアルキル基であることが好ましい。また、k、l、nおよびmは、それぞれ独立して、0~1の整数であることが好ましい。
上記化学式1で表される化合物としては、たとえば、特開2015-114454号公報に記載のものを使用でき、また、公知の合成方法、たとえば、特開2006-143720号公報で開示されている方法などで合成することができる。
<他の成分>
最外層形成用組成物は、上記成分以外の他の成分をさらに含んでいてもよい。他の成分の例としては、特に制限されないが、最外層が保護層である場合、潤滑剤等が挙げられる。潤滑剤は、特に制限されず公知のものを用いることができ、その例としては、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等が挙げられる。
(電子写真感光体の製造方法)
本発明の一形態に係る電子写真感光体は、本発明に係る最外層形成用組成物を含む最外層形成用塗布液を用いる以外は、特に制限されず公知の電子写真感光体の製造方法によって製造することができる。中でも、導電性支持体上に形成された感光層の表面に、最外層形成用組成物を含む塗布液を塗布する工程と、塗布された最外層形成用塗布液に活性エネルギー線を照射して、または塗布された最外層形成用塗布液を加熱して、最外層形成用組成物の硬化物を得る工程と、を含む方法によって製造することが好ましい。
最外層形成用塗布液は、重合性モノマーと、導電性金属酸化物粒子(および/または表面処理粒子)と、を含む最外層形成用組成物を含むものである。最外層形成用組成物は、重合開始剤等他の成分をさらに含んでいてもよい。また、最外層形成用塗布液は、最外層形成用組成物と、分散媒とを含むことが好ましい。
最外層形成用塗布液に用いられる分散媒としては、重合性モノマー、導電性金属酸化物粒子(および/または表面処理粒子)、さらに必要に応じて添加される重合開始剤等を溶解または分散させることができれば、いずれのものでも使用できる。具体的には、たとえば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、2-ブタノール(sec-ブタノール)、tert-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等が挙げられる。分散媒は、単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。
最外層形成用塗布液の総質量に対する分散媒の含有量は、特に制限されないが、1質量%以上99質量%以下であることが好ましく、40質量%以上90質量%以下であることがより好ましく、50質量%以上80質量%以下であることがさらに好ましい。
最外層形成用組成物中の重合性モノマーの含有量は、特に制限されないが、30質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることがさらに好ましい。この範囲であると、最外層の架橋密度が増加し、膜強度がより向上し、最外層の耐摩耗性がより向上する。また、最外層形成用組成物中の重合性モノマーの含有量は、特に制限されないが、80質量%以下であることが好ましく、70質量%以下であることがより好ましく、60質量%以下であることがさらに好ましい。
最外層形成用組成物中の導電性金属酸化物粒子(および/または表面処理粒子)の含有量は、特に制限されないが、20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、40質量%以上であることがさらに好ましい。この範囲であると、最外層の架橋密度が増加し、機械的強度がより向上し、最外層の耐摩耗性がより向上する。また、最外層形成用組成物中の重合性モノマーの含有量は、特に制限されないが、70質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であることがさらに好ましい。
最外層形成用組成物が重合開始剤を含む場合、その含有量は、特に制限されないが、重合性モノマー100質量部に対して、0.1質量部以上であることが好ましく、1質量部以上であることがより好ましく、5質量部以上であることがさらに好ましい。この範囲であると、最外層の耐摩耗性が向上する。この理由は、最外層の架橋密度が増加し、機械的強度がより向上し、最外層の耐摩耗性がより向上する。また、最外層形成用組成物中の重合開始剤の含有量は、特に制限されないが、重合性モノマー100質量部に対して、40質量部以下であることが好ましく、30質量部以下であることがより好ましく、20質量部以下であることがさらに好ましい。
最外層形成用塗布液の調製方法も、特に制限はなく、重合性モノマー、導電性金属酸化物粒子(および/または表面処理粒子)、さらに必要に応じて添加される重合開始剤などの各種添加剤を分散媒に加えて、溶解または分散するまで攪拌混合すればよい。
本発明に係る最外層は、上記方法で調製した最外層形成用塗布液を感光層の上に塗布した後、乾燥および硬化させることにより形成することができる。
上記塗布、乾燥、および硬化の過程で、重合性モノマー間の反応、重合性モノマーと反応性表面処理された導電性金属酸化物粒子との間の反応、反応性表面処理された導電性金属酸化物粒子同士の反応等が進行し、最外層形成用組成物の硬化物を含む最外層(保護層)が形成される。
最外層形成用塗布液の塗布方法は、特に制限されず、たとえば、浸漬塗布法、スプレーコーティング法、スピンナーコーティング法、ビードコーティング法、ブレードコーティング法、ビームコーティング法、スライドホッパー塗布法、円形スライドホッパー塗布法などの公知の方法を用いることができる。
上記塗布液を塗布した後は、自然乾燥または熱乾燥を行い、塗膜を形成した後、活性エネルギー線を照射して塗膜を硬化させる。活性エネルギー線としては紫外線や電子線が好ましく、紫外線がより好ましい。
紫外線光源としては、紫外線を発生する光源であれば制限なく使用できる。たとえば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、フラッシュ(パルス)キセノンランプ等を用いることができる。照射条件はそれぞれのランプによって異なるが、紫外線の照射量(積算光量)は、好ましくは5~5000mJ/cmであり、より好ましくは10~2000mJ/cmである。また、紫外線の照度は、好ましくは5~500mW/cmであり、より好ましくは10~100mW/cmである。
必要な活性エネルギー線の照射量(積算光量)を得るための照射時間としては、0.1秒~10分が好ましく、作業効率の観点から0.1秒~5分がより好ましい。
保護層を形成する過程においては、活性エネルギー線を照射する前後や、活性エネルギー線を照射中に乾燥を行うことができ、乾燥を行うタイミングはこれらを組み合わせて適宜選択できる。
乾燥の条件は、溶媒の種類、膜厚などによって適宜選択できる。乾燥温度は、好ましくは20~180℃であり、より好ましくは80~140℃であり、乾燥時間は、好ましくは1~200分であり、より好ましくは5~100分である。
最外層の膜厚は、1~10μmであることが好ましく、1.5~5μmであることがより好ましい。
なお、最外層が上記組成物の硬化物を含むことは、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分析方法によって確認することができる。
[画像形成装置]
本発明の電子写真感光体は、電子写真方式の画像形成装置に好適に用いられる。すなわち、本発明は、本発明の電子写真感光体と、前記電子写真感光体の表面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段により帯電された前記電子写真感光体を露光し静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像が形成された前記電子写真感光体にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、前記電子写真感光体の表面に滑剤を供給する滑剤供給手段と、前記電子写真感光体上に形成されたトナー像を転写する転写手段と、前記電子写真感光体の表面に残存したトナーを除去するクリーニング手段と、を備える画像形成装置をも提供する。
図1は、本発明の画像形成装置の構成の一例を示す断面概略図である。図1に示す画像形成装置100は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、4組の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bk、無端ベルト状中間転写体ユニット7、給紙手段21、定着手段24等を備えている。画像形成装置100の装置本体Aの上部には、原稿画像読み取り装置SCが配置されている。
イエロー色の画像を形成する画像形成ユニット10Yは、ドラム状の感光体1Yの周囲に感光体1Yの回転方向に沿って順次配置された、帯電手段2Y、露光手段3Y、現像手段4Y、一次転写ローラー(一次転写手段)5Y、およびクリーニング手段6Yを有する。
マゼンタ色の画像を形成する画像形成ユニット10Mは、ドラム状の感光体1Mの周囲に感光体1Mの回転方向に沿って順次配置された、帯電手段2M、露光手段3M、現像手段4M、一次転写ローラー(一次転写手段)5M、およびクリーニング手段6Mを有する。
シアン色の画像を形成する画像形成ユニット10Cは、ドラム状の感光体1Cの周囲に感光体1Cの回転方向に沿って順次配置された、帯電手段2C、露光手段3C、現像手段4C、一次転写ローラー(一次転写手段)5C、およびクリーニング手段6Cを有する。
黒色画像を形成する画像形成ユニット10Bkは、ドラム状の感光体1Bkの周囲に感光体1Bkの回転方向に沿って順次配置された、帯電手段2Bk、露光手段3Bk、現像手段4Bk、一次転写ローラー(一次転写手段)5Bk、およびクリーニング手段6Bkを有する。
感光体1Y、1M、1C、1Bkとしては、本発明に係る電子写真感光体を用いる。
画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bkは、感光体1Y、1M、1C、1Bk上に形成するトナー像の色が異なるのみで同様に構成される。したがって、画像形成ユニット10Yを例にとって詳細に説明し、画像形成ユニット10M、10C、10Bkの説明を省略する。
画像形成ユニット10Yは、像形成体である感光体1Yの周囲に、帯電手段2Y、露光手段3Y、現像手段4Y、一次転写ローラー(一次転写手段)5Y、およびクリーニング手段6Yを有し、感光体1Y上にイエロー(Y)のトナー像を形成するものである。また、本実施形態においては、画像形成ユニット10Yのうち、少なくとも感光体1Y、帯電手段2Y、現像手段4Y、およびクリーニング手段6Yが一体化されて設けられている。
帯電手段2Yは、感光体1Yに対して一様な電位を与える手段であって、たとえば、コロナ放電型の帯電器が用いられる。
露光手段3Yは、帯電手段2Yによって一様な電位を与えられた感光体1Y上に、画像信号(イエロー)に基づいて露光を行い、イエローの画像に対応する静電潜像を形成する手段である。露光手段3Yとしては、たとえば、感光体1Yの軸方向にアレイ状に発光素子を配列したLEDと結像素子とから構成されるもの、またはレーザー光学系が用いられる。
現像手段4Yは、たとえば、マグネットを内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブおよび感光体1Yとこの現像スリーブとの間に直流および/または交流バイアス電圧を印加する電圧印加装置よりなるものである。
一次転写ローラー5Yは、感光体1Y上に形成されたトナー像を無端ベルト状の中間転写体70に転写する手段(一次転写手段)である。一次転写ローラー5Yは、中間転写体70と当接して配置されている。
感光体1Yの表面に滑剤を供給する(塗布する)滑剤供給手段116Yは、たとえば図2に示すように、一次転写ローラー(一次転写手段)5Yの下流側かつクリーニング手段6Yの上流側に設けられている。ただし、クリーニング手段6Yの下流側であってもよい。
滑剤供給手段116Yを構成するブラシローラー121としては、たとえば、基布に繊維の束をパイル糸として織り込んだパイル織り生地をリボン状生地にし、起毛した面を外側にして金属製シャフトの周囲に螺旋状に巻き付け、接着したものが挙げられる。この例のブラシローラー121は、たとえばポリプロピレンなどの樹脂製のブラシ繊維が高密度に植設されてなる長尺の織布がローラー基体の周面に形成されてなるものである。
ブラシ毛は、金属製シャフトに対し垂直方向に起毛させる、直毛タイプが滑剤の塗布能力の観点から好ましい。ブラシ毛に用いる糸は、フィラメント糸が望ましく、材料としては、6-ナイロン、12-ナイロンなどのポリアミド、ポリエステル、アクリル樹脂、ビニロン等の合成樹脂が挙げられ、導電性を高める目的でカーボンやニッケル等の金属を練り込んだものでもよい。ブラシ繊維の太さはたとえば3~7デニール、ブラシ繊維の毛長はたとえば2~5mm、ブラシ繊維の電気抵抗率はたとえば1×1010Ω以下、ブラシ繊維のヤング率は4900~9800N/mm、ブラシ繊維の植設密度(単位面積あたりのブラシ繊維数)は、たとえば5万~20万本/平方インチ(50k~200k本/inch)が好ましい。ブラシローラー121の感光体に対する食込み量は、0.5~1.5mmであることが好ましい。ブラシローラーの回転速度は、たとえば感光体の周速比で0.3~1.5とされ、感光体の回転方向と同じ方向の回転であっても、逆の方向の回転であってもよい。
加圧バネ123は、ブラシローラー121の感光体1Yに対する押圧力が、たとえば0.5~1.0Nとなるよう、滑剤122を感光体1Yに近接する方向に押圧するものが用いられる。
滑剤供給手段116Yにおいては、感光体1Yの表面1cm当たりに対する塗布量が0.5×10-7~1.5×10-7g/cmとされるよう、たとえば滑剤122のブラシローラー121に対する押圧力およびブラシローラー121の回転速度が調整される。
滑剤122の種類としては、特に制限されず、公知のものを適宜選択することができるが、脂肪酸金属塩を含有することが好ましい。
脂肪酸金属塩としては、炭素数10以上の飽和または不飽和脂肪酸の金属塩が好ましく、たとえば、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸インジウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸銅、オレイン酸鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸アルミニウム、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸コバルト、パルミチン酸鉛、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸アルミニウム、パルミチン酸カルシウム、カプリン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、リシノール酸亜鉛、リシノール酸カドミウムなどが挙げられる。
クリーニング手段6Yは、クリーニングブレードと、このクリーニングブレードより上流側に設けられたブラシローラーとにより構成される。
無端ベルト状中間転写体ユニット7は、複数のローラー71~74により巻回され、回動可能に支持された無端ベルト状の中間転写体70を有する。無端ベルト状中間転写体ユニット7には、中間転写体70上にトナーを除去するクリーニング手段6bが配置されている。
また、画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bkと、無端ベルト状中間転写体ユニット7とにより筐体8が構成されている。筐体8は、装置本体Aから支持レール82L、82Rを介して引き出し可能に構成されている。
定着手段24としては、たとえば、内部に加熱源を備えた加熱ローラーと、この加熱ローラーに定着ニップ部が形成されるよう圧接された状態で設けられた加圧ローラーとにより構成されてなる熱ローラー定着方式のものが挙げられる。
なお、上記した実施形態においては、画像形成装置100がカラーのレーザープリンターであるものとしたが、モノクロのレーザープリンター、コピー機、複合機等であってもよい。また、露光光源は、レーザー以外の光源、たとえばLED光源等であってもよい。
[画像形成方法]
本発明の画像形成方法は、本発明の電子写真感光体の表面を帯電させる帯電工程と、帯電された前記電子写真感光体を露光し静電潜像を形成する露光工程と、前記静電潜像が形成された前記電子写真感光体にトナーを供給してトナー像を形成する現像工程と、前記電子写真感光体上に形成されたトナー像を転写する転写工程と、前記電子写真感光体の表面に滑剤を供給する滑剤供給工程と、前記電子写真感光体の表面に残存したトナーを除去するクリーニング工程と、を有する。
上記のように構成される画像形成装置100においては、次のようにして用紙P上に画像が形成される。
まず、帯電手段2Y、2M、2C、2Bkにより、感光体1Y、1M、1C、1Bkの表面を負に帯電させる(帯電工程)。
次いで、露光手段3Y、3M、3C、3Bkで、感光体1Y、1M、1C、1Bkの表面を画像信号に基づいて露光し、静電潜像を形成する(露光工程)。
次いで、現像手段4Y、4M、4C、4Bkにより、感光体1Y、1M、1C、1Bkの表面にトナーを付与して現像し、トナー像を形成する(現像工程)。
次いで、一次転写ローラー5Y、5M、5C、5Bkにより、感光体1Y、1M、1C、1Bk上にそれぞれ形成した各色のトナー像を、回動する中間転写体70上に逐次転写(一次転写、転写工程)させて、中間転写体70上にカラー画像を形成する。
そして、一次転写ローラー5Y、5M、5C、5Bkと中間転写体70とを分離させた後、滑剤供給手段により感光体1Y、1M、1C、1Bkの表面に滑剤を供給する(滑剤供給工程)。
その後、感光体1Y、1M、1C、1Bkの表面に残存したトナーを、クリーニング手段6Y、6M、6C、6Bkで除去する。
そして、次の画像形成プロセスに備えて、帯電手段2Y、2M、2C、2Bkにより感光体1Y、1M、1C、1Bkを負に帯電させる。
一方、給紙カセット20から給紙手段21により用紙Pを給紙し、複数の中間ローラー22A、22B、22C、22D、レジストローラー23を経て二次転写部(二次転写手段)5bに搬送する。そして、二次転写部5bにより、用紙P上にカラー画像を転写(二次転写)する。
このようにしてカラー画像が転写された用紙Pを、定着手段24で定着処理した後、排紙ローラー25で挟持して装置外に排紙し、排紙トレイ26上に載置する。また、用紙Pが中間転写体70から分離された後、クリーニング手段6bにより中間転写体70上の残存トナーを除去する。
以上のようにして、用紙P上に画像を形成することができる。
〔トナー〕
本発明の画像形成方法および画像形成装置において使用されるトナーは、特に限定されないが、結着樹脂および着色剤を含むトナー粒子を含有することが好ましく、該トナー粒子は、必要に応じて離型剤などの他の成分が含有されていてもよい。
該トナー粒子は、高画質化を企図する観点から、その体積平均粒子径が2~8μmであることが好ましい。
上記のトナーを製造する方法としては、特に制限されないが、たとえば、通常の粉砕法や、分散媒中で作製する湿式溶融球形化法や、懸濁重合、分散重合、乳化重合凝集法等の既知の重合法などが挙げられる。
また、トナー粒子には、外添剤として、平均粒子径10~300nm程度のシリカおよびチタニア等の無機粒子、平均粒子径0.2~3μm程度の研磨剤等を適宜添加することができる。
トナーは、磁性または非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。
トナーを二成分現像剤として使用する場合において、キャリアとしては、鉄などの強磁性金属、強磁性金属とアルミニウムおよび鉛などとの合金、フェライトおよびマグネタイトなどの強磁性金属の化合物など、従来公知の材料からなる磁性粒子を用いることができ、特にフェライトが好ましい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
また、本発明の画像形成装置には、滑剤を感光体の表面から除去する滑剤除去手段が設けられてもよい。具体的には、たとえば感光体1Yの回転方向において、クリーニング手段6Yの下流側かつ帯電手段2Yの上流側に滑剤供給手段116Yが設けられ、さらに当該滑剤供給手段116Yの下流側かつ帯電手段2Yの上流側に滑剤除去手段が配置されて、画像形成装置が構成される。
滑剤除去手段は、除去部材が感光体1Y表面に接触し、機械的作用によって滑剤を除去する手段であることが好ましく、ブラシローラーや発泡ローラーなどの除去部材を用いることができる。
すなわち、本発明の画像形成方法は、滑剤除去工程をさらに有してもよい。
本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。なお、下記実施例において、特記しない限り、操作は室温(25℃)で行われた。また、特記しない限り、「%」および「部」は、それぞれ、「質量%」および「質量部」を意味する。
各種粒子の数平均一次粒子径は、以下のようにして測定した。まず、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。次いで、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(登録商標)AP ソフトウエアVer.1.32(株式会社ニレコ製)を使用して2値化処理して当該粒子像のそれぞれの水平方向フェレ径を算出する。そして、当該粒子像のそれぞれの水平方向フェレ径の平均値を算出して数平均一次粒子径とした。この際、導電性金属酸化物粒子の数平均一次粒子径の測定は、表面処理剤由来の化学種(被覆層)を含まない導電性金属酸化物粒子について行った。
[合成例1:複合粒子(コア-シェル粒子)の作製]
(複合粒子1)
図3に示す製造装置を用い、硫酸バリウム(BaSO)芯材(コア)の表面に酸化スズ(SnO)の被覆層(シェル)が形成されてなる複合粒子を作製した。
具体的には、母液槽11中に純水3500cmを投入し、次に数平均一次粒子径が80nmである球状の硫酸バリウム芯材900gを投入して、5パス循環させた。母液槽11から流出するスラリーの流速は、2280cm/minであった。また、強分散装置13の攪拌速度を16000rpmとした。循環完了後のスラリーを純水で全量9000cmにメスアップし、そこに1600gのスズ酸ナトリウム、および2.3cmの水酸化ナトリウム水溶液(濃度25N)を投入して5パス循環させた。このようにして母液を得た。
この母液を、母液槽41から流出する流速S1が200cmとなるように循環させながら、強分散装置43としてのホモジナイザー「magic LAB(登録商標)」(IKAジャパン株式会社製)に20%硫酸を供給した。供給速度S3を9.2cm/minとした。ホモジナイザーの容積は20cm、攪拌速度は16000rpmであった。循環を15分間行い、その間硫酸を連続的にホモジナイザーに供給し、粒子を含むスラリーを得た。
得られたスラリーを、その導電率が600μS/cm以下となるまでリパルプ洗浄した後、ヌッチェ濾過を行い、ケーキを得た。このケーキを大気中、150℃で10時間乾燥させた。次いで、乾燥ケーキを粉砕し、その粉砕粉を1体積%H/N雰囲気下で450℃、45分間還元焼成した。このようにして、硫酸バリウムの芯材(コア)の表面に酸化スズの外殻(シェル)が形成されてなる、数平均一次粒子径が100nmである複合粒子1を作製した。
ここで、図3に示す製造装置において、符号42および44は、母液槽41と強分散装置43との間の循環路を形成する循環配管を、符号45および46は、循環配管42および44にそれぞれ設けられたポンプを、符号41aは攪拌翼を、符号43aは攪拌部を、符号41bおよび43bはシャフトを、符号41cおよび43cはモーターを、それぞれ示す。
(複合粒子2)
数平均一次粒子径が80nmである硫酸バリウム芯材の代わりに、数平均一次粒子径が30nmである硫酸バリウム芯材を使用したこと以外は、複合粒子1と同様にして、複合粒子2(数平均一次粒子径:50nm)を得た。
(複合粒子3)
数平均一次粒子径が80nmである硫酸バリウム芯材の代わりに、数平均一次粒子径が25nmである硫酸バリウム芯材を使用したこと以外は、複合粒子1と同様にして、複合粒子3(数平均一次粒子径:45nm)を得た。
(複合粒子4)
数平均一次粒子径が80nmである硫酸バリウム芯材の代わりに、数平均一次粒子径が15nmである硫酸バリウム芯材を使用したこと以外は、複合粒子1と同様にして、複合粒子4(数平均一次粒子径:35nm)を得た。
(複合粒子5)
数平均一次粒子径が80nmである硫酸バリウム芯材の代わりに、数平均一次粒子径が480nmである硫酸バリウム芯材を使用したこと以外は、複合粒子1と同様にして、複合粒子5(数平均一次粒子径:500nm)を得た。
(複合粒子6)
数平均一次粒子径が80nmである硫酸バリウム芯材の代わりに、数平均一次粒子径が580nmである硫酸バリウム芯材を使用したこと以外は、複合粒子1と同様にして、複合粒子6(数平均一次粒子径:600nm)を得た。
[合成例2:表面処理剤で表面処理が施された導電性金属酸化物粒子(表面処理粒子)の作製]
(合成例2-1:表面処理粒子1の作製)
メタノール 10mLに未処理導電性金属酸化物粒子である酸化スズ(数平均一次粒子径:100nm)5gを加え、USホモジナイサーを用いて室温で30分間分散させた。次いで、反応性表面処理剤である3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(「KBM-503」、信越化学工業株式会社製)0.25gおよびトルエン 10mLを加え、室温で60分攪拌した。エバポレーターによって溶剤を除去した後、120℃で60分加熱することにより、反応性表面処理剤で表面処理が施された導電性金属酸化物粒子を得た。
上記で得られた導電性金属酸化物粒子 5gを、2-ブタノール 40gに加え、USホモジナイザーを用いて室温で60分間分散させた。次いで、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(「KF-9908」、信越化学工業株式会社製)0.15gを加えて、さらに、室温で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、120℃で60分間乾燥させることにより、反応性表面処理剤および側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤で表面処理が施された導電性金属酸化物粒子(以下、表面処理粒子とも称する)1を作製した。
(合成例2-2:表面処理粒子2の作製)
2-ブタノール 10mLに酸化スズ(数平均一次粒子径:100nm)5gを加え、USホモジナイサーを用いて室温で60分間分散させた。次いで、反応性表面処理剤である3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(「KBM-503」、信越化学工業株式会社製)0.15gを加えて、さらに、室温で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、120℃で60分間乾燥させることにより、反応性表面処理剤で表面処理が施された表面処理粒子2を作製した。
(合成例2-3:表面処理粒子3の作製)
数平均一次粒子径が100nmである酸化スズの代わりに、数平均一次粒子径が20nmである酸化スズを使用したこと以外は、合成例2-1と同様にして、表面処理粒子3を作製した。
(合成例2-4:表面処理粒子4の作製)
数平均一次粒子径が100nmである酸化スズの代わりに、数平均一次粒子径が20nmである酸化スズを使用したこと以外は、合成例2-2と同様にして、表面処理粒子4を作製した。
(合成例2-5:表面処理粒子5の作製)
数平均一次粒子径が100nmである酸化スズの代わりに、数平均一次粒子径が30nmである酸化スズを使用したこと以外は、合成例2-1と同様にして、表面処理粒子5を作製した。
(合成例2-6:表面処理粒子6の作製)
数平均一次粒子径が100nmである酸化スズの代わりに、数平均一次粒子径が10nmである酸化スズを使用したこと以外は、合成例2-1と同様にして、表面処理粒子6を作製した。
(合成例2-7:表面処理粒子7の作製)
数平均一次粒子径が100nmである酸化スズの代わりに、上記で得られた複合粒子1を使用したこと以外は、合成例2-1と同様にして、表面処理粒子7を作製した。
(合成例2-8:表面処理粒子8の作製)
数平均一次粒子径が100nmである酸化スズの代わりに、上記で得られた複合粒子1を使用したこと以外は、合成例2-2と同様にして、表面処理粒子8を作製した。
(合成例2-9:表面処理粒子9の作製)
KBM-503による表面処理を行わなかったこと以外は、合成例2-7と同様にして、表面処理粒子9を作製した。
(合成例2-10:表面処理粒子10の作製)
数平均一次粒子径が100nmである酸化スズの代わりに、上記で得られた複合粒子2を使用したこと以外は、合成例2-1と同様にして、表面処理粒子10を作製した。
(合成例2-11:表面処理粒子11の作製)
数平均一次粒子径が100nmである酸化スズの代わりに、上記で得られた複合粒子3を使用したこと以外は、合成例2-1と同様にして、表面処理粒子11を作製した。
(合成例2-12:表面処理粒子12の作製)
数平均一次粒子径が100nmである酸化スズの代わりに、上記で得られた複合粒子4を使用したこと以外は、合成例2-1と同様にして、表面処理粒子12を作製した。
(合成例2-13:表面処理粒子13の作製)
数平均一次粒子径が100nmである酸化スズの代わりに、上記で得られた複合粒子5を使用したこと以外は、合成例2-1と同様にして、表面処理粒子13を作製した。
(合成例2-14:表面処理粒子14の作製)
数平均一次粒子径が100nmである酸化スズの代わりに、上記で得られた複合粒子6を使用したこと以外は、合成例2-1と同様にして、表面処理粒子14を作製した。
(合成例2-15:表面処理粒子15の作製)
KF-9908の代わりに、ポリ(メタ)アクリレート主鎖の側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤(「KP-578」、信越化学工業株式会社製)を用いたこと以外は、合成例2-7と同様にして、表面処理粒子15を作製した。
(合成例2-16:表面処理粒子16の作製)
KF-9908の代わりに、フッ素系表面処理剤であって、側鎖にシリコーン鎖を有さない表面処理剤(「Novec2702」、スリーエムジャパン株式会社製)を用いたこと以外は、合成例2-7と同様にして、表面処理粒子16を作製した。
(合成例2-17:表面処理粒子17の作製)
KF-9908の代わりに、シリコーン主鎖を有し、側鎖にシリコーン鎖を有さない表面処理剤(「KF-9901」、信越化学工業株式会社製)を用いたこと以外は、合成例2-7と同様にして、表面処理粒子17を作製した。
(合成例2-18:表面処理粒子18の作製)
数平均一次粒子径が100nmである酸化スズの代わりに、数平均一次粒子径が100nmである酸化チタン(TiO)を用いたこと以外は、合成例2-1と同様にして、表面処理粒子18を作製した。
(合成例2-19:表面処理粒子19の作製)
数平均一次粒子径が100nmである酸化スズの代わりに、数平均一次粒子径が20nmである酸化チタン(TiO)を用いたこと以外は、合成例2-2と同様にして、表面処理粒子19を作製した。
表面処理粒子1~19の構成を、下記表1に示す。
Figure 0007110844000005
[電子写真感光体の作製]
(実施例1)
A.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。
B.中間層の作製
下記成分を下記の分量で混合し、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、中間層形成用塗布液を調製した。当該塗布液を浸漬塗布法によって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。なお、ポリアミド樹脂としてX1010(ダイセル・エボニック株式会社製)を使用し、酸化チタン粒子としてSMT-500SAS(テイカ株式会社製、数平均一次粒子径:0.035μm)を使用した:
ポリアミド樹脂 10質量部
酸化チタン粒子 11質量部
エタノール 200質量部。
C.電荷発生層の作製
下記成分を下記分量で混合し、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)を用いて、19.5kHz、600Wにて循環流量40L/時間で0.5時間にわたって分散することにより、電荷発生層形成用塗布液を調製した。得られた塗布液を浸漬塗布法によって中間層の表面に塗布し、風乾することにより、膜厚0.3μmの電荷発生層を中間層上に形成した。なお、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°、および26.5°に明確なピークを有するチタニルフタロシアニン、ならびに(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との混晶を使用した。また、ポリビニルブチラール樹脂としてエスレック(登録商標)BL-1(積水化学工業株式会社製)を使用した。また、混合溶媒として、3-メチル-2-ブタノン/シクロヘキサノン=4/1(体積比)を使用した:
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
混合溶媒 400質量部。
D.電荷輸送層の作製
下記成分を下記分量で混合した電荷輸送層用の塗布液を、浸漬塗布法によって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発生層上に形成した。なお、ポリカーボネート樹脂としてユーピロン(登録商標)Z300(三菱ガス化学株式会社製、ビスフェノールZ型ポリカーボネート)を使用した。また、酸化防止剤として、IRGANOX(登録商標)1010(BASFジャパン株式会社製)を使用した:
下記化学式2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。
Figure 0007110844000006
E.保護層(最外層)の作製
下記成分を下記分量で混合した保護層形成用塗布液(最外層形成用塗布液)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。得られた塗布液の膜に、メタルハライドランプを用いて紫外線(主波長:365nm)を1分間照射して(紫外線照度:16mW/cm、積算光量:960mJ/cm)、当該膜を硬化させることにより、膜厚3.0μmの保護層を電荷輸送層上に形成した。これにより、感光体1を作製した。なお、重合開始剤は、IRGACURE(登録商標)819(BASFジャパン株式会社製)を使用した:
重合性モノマー(上記化学式M2で表される化合物) 120質量部
表面処理粒子1 50質量部
表面処理粒子4 50質量部
重合開始剤 10質量部
2-ブタノール 400質量部。
(実施例2~17、比較例1~7)
表面処理粒子の種類を下記表2のように変更したこと以外は、実施例1と同様にして、感光体2~17、および比較感光体1~7を作製した。
なお、感光体が表面処理粒子を2種含む場合、その質量部の比はいずれも50質量部/50質量部であり、表面処理粒子を1種のみ含む場合、その使用量は100質量部である。また、実施例1~17で得られた感光体1~17、および比較例3、6、7で得られた比較感光体3、6、7の最外層中の導電性金属酸化物粒子の粒度分布を測定したところ、いずれも2峰性の分布を示していることを確認した。
[評価]
<耐摩耗性>
上記で得られた各感光体を、フルカラー印刷機(bizhub PRESS(登録商標)C1070、コニカミノルタ株式会社製)に搭載した。該フルカラー印刷機は、固形状の滑剤と、ブラシローラーよりなる滑剤塗布部材とにより構成される滑剤供給手段を備える。
10℃、15%RHの低温低湿環境(LL環境)で、カバレジ50%のシアンベタ縦帯画像をA4横送りの向きで300,000枚連続印刷する耐久試験を実施し、耐久試験前後における、感光体の最外層である保護層の膜厚の減耗量により評価した。
具体的には、保護層の膜厚は、均一膜厚部分(塗布の先端部および後端部の膜厚変動部分を、膜厚プロフィールを作製して除く)をランダムに10ヶ所測定し、その平均値を表面層の膜厚とした。膜厚測定器は、渦電流方式の膜厚測定器「EDDY560C」(HELMUT FISCHER GMBTE CO社製)を用い、耐久試験前後の保護層の膜厚の差を膜厚減耗量(μm)として算出し、下記評価基準に従って評価した。本評価では、保護層の膜厚減耗量が2.0μm以下であれば、すなわち下記の評価A~Bであれば、実用上問題ない:
A:膜厚減耗量が1.0μm以下(実用上問題なし)
B:膜厚減耗量が1.0μm超2.0μm以下(実用上問題なし)
C:膜厚減耗量が2.0μm超3.0μm以下(実用上問題あり)
D:膜厚減耗量が3.0μm超(実用上問題あり)。
<クリーニング性>
上記で得られた各感光体を、フルカラー印刷機(bizhub PRESS(登録商標)C1070、コニカミノルタ株式会社製)に搭載した。上記したように、該フルカラー印刷機は、固形状の滑剤と、ブラシローラーよりなる滑剤塗布部材とにより構成される滑剤供給手段を備える。
10℃、15%RHの低温低湿環境(LL環境)で、カバレジ50%のシアンベタ縦帯画像をA4横送りの向きで300,000枚連続印刷する耐久試験を実施し、耐久試験前におけるクリーニング性(初期クリーニング性)および耐久試験後におけるクリーニング性(耐久後クリーニング性)を評価した。
具体的には、感光体およびクリーニングブレードを用いて、低温低湿環境(温度10℃、湿度15%RH)でカバレジ50%のシアンベタ縦帯画像を、A4縦送りの向きで5,000枚連続印刷した後、全面ハーフ画像を出力し、該全面ハーフ画像を目視で観察した(初期クリーニング性)。
その後、10℃、15%RHの低温低湿環境(LL環境)で、カバレジ50%のシアンベタ縦帯画像をA4横送りの向きで300,000枚連続印刷する耐久試験を実施した。耐久試験後に、低温低湿環境(温度10℃、湿度15%RH)でカバレジ50%のシアンベタ縦帯画像を、A4縦送りの向きで5,000枚連続印刷した後、全面ハーフ画像を出力し、該全面ハーフ画像を目視で観察した(耐久後クリーニング性)。
下記評価基準に従って、初期クリーニング性および耐久後クリーニング性を評価した。下記の評価A~Bであれば、実用上問題ない:
A:全面拭き残しなし(実用上問題なし)
B:チッピング発生も画像への影響なし(実用上問題なし)
C:ブレードチッピング部のみで拭き残しが発生し画像へ影響あり(実用上問題あり)
D:全面拭き残し発生し、画像に影響あり(実用上問題あり)。
<かぶり>
フルカラー印刷機(bizhub PRESS(登録商標)C1070、コニカミノルタ株式会社製)に上記耐久試験が終わった後の感光体を搭載した。10℃、15%RHの低温低湿環境(LL環境)で白ベタ画像を20枚プリントし、20枚目の画像をスキャナーでスキャンした。このスキャン画像を、画像編集ソフト「Adobe Photoshop(登録商標)CS6」(アドビシステムズ株式会社製)で取り込み、モノクロ画像に変換した。その後、同ソフトにてスキャン画像の黒率を算出した。この黒率を黒化率として評価し、10点平均した値を採用した。ここでは、白地部にトナーがかぶった部分が黒として、認識される。黒化率とは、画像の黒点部分の面積率を表し、ベタ黒画像は黒化率100%、白紙は0%となる。黒化率が0.15%未満であれば、すなわち下記の評価A~Bであれば、実用上問題ない:
A:黒化率が0.05%未満(実用上問題なし)
B:黒化率が0.05%以上0.15%未満(実用上問題なし)
C:黒化率が0.15%以上0.3%未満(実用上問題あり)
D:黒化率が0.3%以上(実用上問題あり)。
感光体の構成および評価結果を、下記表2に示す。なお、下記表2中、「シリコーン種」の欄には、側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤(シリコーン表面処理剤)の種類を、「反応性種」の欄は、重合性基を有する表面処理剤(反応性表面処理剤)の種類を、それぞれ示している。
Figure 0007110844000007
上記表2から明らかなように、実施例の感光体は、優れた耐摩耗性およびクリーニング性を有し、またかぶりも抑制されることがわかった。一方、比較例の感光体では、耐摩耗性、クリーニング性、およびかぶりの程度の少なくとも1つが、実用可能なレベルに達しないことが分かった。
1Y、1M、1C、1Bk 電子写真感光体、
2Y、2M、2C、2Bk 帯電手段、
3Y、3M、3C、3Bk 露光手段、
4Y、4M、4C、4Bk 現像手段、
5Y、5M、5C、5Bk 一次転写ローラー(一次転写手段)、
5b 二次転写部(二次転写手段)、
6Y、6M、6C、6Bk、6b クリーニング手段、
7 中間転写体ユニット、
8、120 筐体、
10Y、10M、10C、10Bk 画像形成ユニット、
20 給紙カセット、
21 給紙手段、
22A、22B、22C、22D 中間ローラー、
23 レジストローラー、
24 定着手段、
25 排紙ローラー、
26 排紙トレイ、
41 母液槽、
41a 攪拌翼、
41b、43b シャフト、
41c、43c モーター、
42、44 循環配管、
43 強分散装置、
43a 攪拌部、
45、46 ポンプ、
70 中間転写体、
82R、82L 支持レール、
100 画像形成装置、
116Y 滑剤供給手段、
121 ブラシローラー、
122 滑剤、
122a 表面、
123 加圧バネ、
A 本体、
P 用紙、
SC 原稿画像読み取り装置。

Claims (9)

  1. 電子写真感光体の表面を帯電させる帯電工程と、
    帯電された前記電子写真感光体を露光し、静電潜像を形成する露光工程と、
    前記静電潜像が形成された前記電子写真感光体にトナーを供給してトナー像を形成する現像工程と、
    前記電子写真感光体上に形成されたトナー像を転写する転写工程と、
    前記電子写真感光体の表面に滑剤を供給する滑剤供給工程と、
    前記電子写真感光体の表面に残存したトナーを除去するクリーニング工程と、
    を有する画像形成方法に用いられる電子写真感光体であって、
    前記電子写真感光体は、導電性支持体と、前記導電性支持体の上に配置される感光層と、前記感光層の上に配置される最外層と、を有し、
    前記最外層は、重合性モノマーと、異なる数平均一次粒子径を有する2種以上の導電性金属酸化物粒子と、を含む組成物の硬化物を含み、
    前記2種以上の導電性金属酸化物粒子のうちの少なくとも1種は、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いる、電子写真感光体。
  2. 前記2種以上の導電性金属酸化物粒子に含まれる、最小の数平均一次粒子径を有する第1の導電性金属酸化物粒子(D1)の数平均一次粒子径をd1とし、最大の数平均一次粒子径を有する第2の導電性金属酸化物粒子(D2)の数平均一次粒子径をd2としたとき、d1とd2との比(d1/d2)が、下記式(1)を満足する、請求項1に記載の電子写真感光体。
    Figure 0007110844000008
  3. 前記d1が5nm以上50nm未満であり、前記d2が50nm以上500nm以下である、請求項2に記載の電子写真感光体。
  4. 少なくとも前記第2の導電性金属酸化物粒子(D2)が、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いる、請求項2または3に記載の電子写真感光体。
  5. 前記第2の導電性金属酸化物粒子は、芯材と、導電性金属酸化物からなる外殻と、を有する、コア-シェル構造を有する粒子である、請求項2~4のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  6. 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ている導電性金属酸化物粒子は、重合性基由来の基を有する、請求項1~5のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  7. 前記側鎖にシリコーン鎖を有する表面処理剤は、ポリ(メタ)アクリレート主鎖またはシリコーン主鎖を有する、請求項1~6のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  8. 電子写真感光体の表面を帯電させる帯電工程と、
    帯電された前記電子写真感光体を露光し静電潜像を形成する露光工程と、
    露光された前記電子写真感光体にトナーを供給してトナー像を形成する現像工程と、
    前記電子写真感光体上に形成されたトナー像を転写する転写工程と、
    前記電子写真感光体の表面に滑剤を供給する滑剤供給工程と、
    前記電子写真感光体の表面に残存したトナーを除去するクリーニング工程と、を有する画像形成方法であって、
    前記電子写真感光体は、請求項1~7のいずれか1項に記載の電子写真感光体である、画像形成方法。
  9. 電子写真感光体と、
    前記電子写真感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
    帯電された前記電子写真感光体を露光し静電潜像を形成する露光手段と、
    前記静電潜像が形成された前記電子写真感光体にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、
    前記電子写真感光体の表面に滑剤を供給する滑剤供給手段と、
    前記電子写真感光体上に形成されたトナー像を転写する転写手段と、
    前記電子写真感光体の表面に残存したトナーを除去するクリーニング手段と、
    を備える画像形成装置であって、
    前記電子写真感光体は、請求項1~7のいずれか1項に記載の電子写真感光体である、画像形成装置。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005208485A (ja) 2004-01-26 2005-08-04 Canon Inc 電子写真装置およびプロセスカートリッジ
JP2006039020A (ja) 2004-07-23 2006-02-09 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像形成方法、画像形成装置、電子写真感光体、画像形成ユニット
JP2008076465A (ja) 2006-09-19 2008-04-03 Konica Minolta Business Technologies Inc 電子写真感光体
JP2012123238A (ja) 2010-12-09 2012-06-28 Konica Minolta Business Technologies Inc 電子写真感光体
JP2012247749A (ja) 2011-05-31 2012-12-13 Ricoh Co Ltd 画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ
JP2013182240A (ja) 2012-03-05 2013-09-12 Ricoh Co Ltd 電子写真感光体及び画像形成装置
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

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4905228B2 (ja) * 2007-04-09 2012-03-28 富士ゼロックス株式会社 電子写真感光体、プロセスカートリッジ及び画像形成装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005208485A (ja) 2004-01-26 2005-08-04 Canon Inc 電子写真装置およびプロセスカートリッジ
JP2006039020A (ja) 2004-07-23 2006-02-09 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像形成方法、画像形成装置、電子写真感光体、画像形成ユニット
JP2008076465A (ja) 2006-09-19 2008-04-03 Konica Minolta Business Technologies Inc 電子写真感光体
JP2012123238A (ja) 2010-12-09 2012-06-28 Konica Minolta Business Technologies Inc 電子写真感光体
JP2012247749A (ja) 2011-05-31 2012-12-13 Ricoh Co Ltd 画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ
JP2013182240A (ja) 2012-03-05 2013-09-12 Ricoh Co Ltd 電子写真感光体及び画像形成装置
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

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