JP5509906B2 - 電子写真感光体と画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
(8)前記反応性二重結合を有する有機基が、アクリロイル基またはメタクリロイル基であることを特徴とする(7)項に記載の電子写真感光体。
0.005< Ac/M <0.012
(12)電子写真感光体の周辺に、少なくとも帯電手段、露光手段、現像手段を有し、繰り返し画像形成を行う画像形成装置において、該感光体が(1)〜(11)項のいずれか1項に記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置。
本発明において核となる無機微粒子としては特に限定はないが、特によく用いられる代表的なものとしは、酸化アルミニウム(アルミナ:Al2O3)、酸化チタン(チタニア:TiO2)、酸化珪素(シリカ:SiO2)、酸化ジルコニウム(ジルコニア:ZrO2)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)等である。
本発明の無機微粒子の表面処理に用いられる金属酸化物は特に限定はないが、代表的なものとしは、酸化チタン、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化亜鉛等がある。
次に、本発明で用いられる重合性官能基を有する化合物について説明する。
以下に、上記一般式(1)で示される化合物例を挙げる。
S−2 CH2=CHSi(OCH3)3
S−3 CH2=CHSiCl3
S−4 CH2=CHCOO(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2
S−5 CH2=CHCOO(CH2)2Si(OCH3)3
S−6 CH2=CHCOO(CH2)2Si(OC2H5)(OCH3)2
S−7 CH2=CHCOO(CH2)3Si(OCH3)3
S−8 CH2=CHCOO(CH2)2Si(CH3)Cl2
S−9 CH2=CHCOO(CH2)2SiCl3
S−10 CH2=CHCOO(CH2)3Si(CH3)Cl2
S−11 CH2=CHCOO(CH2)3SiCl3
S−12 CH2=C(CH3)COO(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2
S−13 CH2=C(CH3)COO(CH2)2Si(OCH3)3
S−14 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(CH3)(OCH3)2
S−15 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3)3
S−16 CH2=C(CH3)COO(CH2)2Si(CH3)Cl2
S−17 CH2=C(CH3)COO(CH2)2SiCl3
S−18 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(CH3)Cl2
S−19 CH2=C(CH3)COO(CH2)3SiCl3
S−20 CH2=CHSi(C2H5)(OCH3)2
S−21 CH2=C(CH3)Si(OCH3)3
S−22 CH2=C(CH3)Si(OC2H5)3
S−23 CH2=CHSi(OCH3)3
S−24 CH2=C(CH3)Si(CH3)(OCH3)2
S−25 CH2=CHSi(CH3)Cl2
S−26 CH2=CHCOOSi(OCH3)3
S−27 CH2=CHCOOSi(OC2H5)3
S−28 CH2=C(CH3)COOSi(OCH3)3
S−29 CH2=C(CH3)COOSi(OC2H5)3
S−30 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OC2H5)3
又、前記一般式(1)の化合物以外でも、下記のラジカル反応可能な反応性基を有するシラン化合物を用いてもよい。
次に、本発明に係わる重合性官能基を有する化合物による無機微粒子の表面処理方法を、前記した一般式(1)等で表されるシラン化合物を用いた場合を例に説明する。該表面処理を行うに際し、無機微粒子100質量部に対し、シラン化合物を表面処理剤として0.1〜200質量部、溶媒50〜5000質量部を用いて湿式メディア分散型装置を使用して処理することが好ましい。
即ち、無機微粒子に表面処理した重合性官能基と反応可能な反応性基を有する硬化性化合物を用いて、処理済み無機微粒子と反応させて、その反応生成物により表面層を形成することが出来る。
表面層は、上記処理済み無機微粒子及び硬化性化合物の他に、必要に応じて重合開始剤、滑剤粒子及び酸化防止剤等を配合した塗布液を塗布し、反応させて硬化膜を形成できる。
光硬化性樹脂の表面層を形成するには、表面層の塗布液(上記組成物)を感光層上に塗布した後、塗膜の流動性が無くなる程度まで1次乾燥した後、紫外線等を照射して表面層を硬化し、更に塗膜中の揮発性物質の量を規定量にするため2次乾燥を行って作製する方法が好ましい。
本発明で用いる支持体は導電性を有するものであればいずれのものでもよく、例えば、アルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛及びステンレスなどの金属をドラムまたはシート状に成形したもの、アルミニウムや銅などの金属箔をプラスチックフィルムにラミネートしたもの、アルミニウム、酸化インジウム及び酸化亜鉛などをプラスチックフィルムに蒸着したもの、導電性物質を単独またはバインダー樹脂と共に塗布して導電層を設けた金属、プラスチックフィルム及び紙などが挙げられる。
本発明においては、導電層と感光層の中間にバリアー機能と接着機能をもつ中間層を設けることもできる。
特に限定はないが、電荷発生層と電荷輸送層を有するいわゆる積層型の感光層が好ましい。
本発明に用いられる電荷発生層は、電荷発生物質とバインダー樹脂を含有し、電荷発生物質をバインダー樹脂溶液中に分散、塗布して形成したものが好ましい。
本発明の感光層に用いられる電荷輸送層は、電荷輸送物質とバインダー樹脂を含有し、電荷輸送物質をバインダー樹脂溶液中に溶解、塗布して形成される。
次に、本発明の有機感光体を用いた画像形成装置及び該装置に用いられるプロセスカートリッジについて説明する。
本発明の有機感光体上に形成された静電潜像は現像によりトナー像として顕像化される。現像に用いられるトナーは、粉砕トナーでも、重合トナーでもよいが、本発明に係わるトナーとしては、安定した粒度分布を得られる観点から、重合法で作製できる重合トナーが好ましい。
下記の様に感光体1を作製した。
直径60mmの円筒形アルミニウム支持体の表面を切削加工し、表面粗さRz=1.5(μm)の導電性支持体を用意した。
下記組成の分散液を同じ混合溶媒にて二倍に希釈し、一夜静置後に濾過(フィルター;日本ポール社製リジメッシュ5μmフィルター使用)し、中間層塗布液を作製した。
酸化チタンSMT500SAS(テイカ社製) 3部
メタノール 10部
分散機としてサンドミルを用いて、バッチ式で10時間の分散を行った。
電荷発生物質:チタニルフタロシアニン顔料(Cu−Kα特性X線回折スペクトル測定で、少なくとも27.3°の位置に最大回折ピークを有するチタニルフタロシアニン顔料) 20部
ポリビニルブチラール樹脂(#6000−C:電気化学工業社製) 10部
酢酸t−ブチル 700部
4−メトキシ−4−メチル−2−ペンタノン 300部を混合し、サンドミルを用いて10時間分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を前記中間層の上に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。
電荷輸送物質(4,4′−ジメチル−4″−(β−フェニルスチリル)
トリフェニルアミン) 225部
バインダー:ポリカーボネート(Z300:三菱ガス化学社製) 300部
酸化防止剤(Irganox1010:日本チバガイギー社製) 6部
THF(テトラヒドロフラン) 1600部
トルエン 400部
シリコーンオイル(KF−50:信越化学社製) 1部を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷発生層の上に円形スライドホッパー塗布機を用いて塗布し、乾燥膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。
無機微粒子として数平均一次粒子径が30nmの酸化アルミニウムを用い、金属酸化物として酸化チタンを用い、重合性官能基を有する化合物として例示化合物(S−5)を用い、以下に示すようにして、金属酸化物による表面処理と重合性官能基を有する化合物による表面処理とを行った無機微粒子の調製を行った。
(表面処理1)
まず、数平均一次粒子径が30nmの酸化アルミニウム粒子100部を50〜350g/Lの濃度で水中に分散させて水性スラリーとし、これに水溶性のチタン化合物10部を添加する。その後、アルカリ又は酸を添加して中和し、酸化アルミニウム粒子の表面に酸化チタンを析出させた。続いて濾過、洗浄、乾燥を行い金属酸化物により表面処理した酸化アルミニウム粒子を得た。
(表面処理2)
続いて、上記金属酸化物により表面処理した酸化アルミニウム粒子100部、例示化合物(S−5)100部、トルエン/イソプロピルアルコール=1/1(質量比)の混合溶媒300部の混合液を、ジルコニアビーズとともにサンドミルに入れ約40℃で、回転速度1500rpmで攪拌し、酸化アルミニウム粒子のラジカル重合性官能基を有する化合物による表面処理を行った。さらに、上記処理混合物を取り出し、ヘンシェルミキサーに投入して回転速度1500rpmで15分間攪拌した後、120℃で3時間乾燥することによって、ラジカル重合性官能基を有する化合物による酸化アルミニウム粒子の表面処理を終了し、表面処理済み酸化アルミニウムを得た。上記のラジカル重合性官能基を有する化合物による表面処理により、酸化アルミニウム粒子の粒子表面は金属酸化物及びラジカル重合性官能基を有する化合物により被覆されていた。
表面処理済み酸化アルミニウム 100部
n−プロピルアルコール 400部
メチルイソブチルケトン 100部
上記成分をサンドミルを用いて10時間分散した後、
重合開始剤1−6 50部を加え、遮光下で混合攪拌して溶解し表面層塗布液を作製した(保存中は遮光)。該塗布液を先に電荷輸送層まで作製した感光体上に円形スライドホッパー塗布機を用いて、表面層を塗布した。塗布後、室温で20分乾燥後(溶媒乾燥工程)、メタルハライドランプ(500W)を用いて100mmの位置で感光体を回転させながら1分間照射して(紫外線硬化工程)、膜厚3μmの表面層を得た。
以下、感光体1の作製条件を下記「表1」の如く変更して感光体2〜18を作製した。
(表面傷)
作製した各感光体を下記のように評価した。
○:100万枚印字後に表面傷1〜10箇所発生(実用上問題なし)
×:100万枚印字後に表面傷11箇所以上発生(実用上問題有り)。
上記評価で100万枚の画出しを行い、初期膜厚と100万枚後の膜厚差で評価した。感光層の膜厚は均一膜厚部分(感光体の両端は膜厚が不均一になりやすいので、少なくとの両端3cmは除く)をランダムに10ヶ所測定し、その平均値を感光層の膜厚とする。膜厚測定器は渦電流方式の膜厚測定器EDDY560C(HELMUT FISCHER GMBTE CO社製)を用いて行い、実写試験前後の感光層膜厚の差を膜厚減耗量とする。
○:減耗量が1.0μm〜3.0μm(実用上問題なし)
×:減耗量が3.0μmより大きい(実用上問題有り)。
環境条件を30℃、80%RHに変更した以外は、表面傷の評価条件でA4画像を中性紙に2.5万枚の印刷を行い、印刷終了後60秒で実機の主電源を停止した。停止12時間後に電源を入れ印字可能状態になった後直ちにA3中性紙全面にハーフトーン画像(マクベス濃度計で相対反射濃度0.4)とA3全面の6dot格子画像を印字した。印字画像の状態を観察し以下の評価を行った。
○:ハーフトーン画像のみに感光体軸方向の薄い帯状濃度低下が認められる(実用上問題なし)
×:画像ボケによる格子画像の欠損もしくは線幅の細りが発生(実用上問題有り)
結果を上記「表1」に示した。
前記環境条件30℃、80%RHでの100万枚の画出し耐刷試験後に評価した。カブリ濃度はべた白画像をマクベス社製RD−918を使用し反射濃度で測定した。該反射濃度は相対濃度(印刷していないA4紙の濃度を0.000とする)で評価した。
○:濃度が0.010以上、0.020以下(実用上問題ないレベル)
×:濃度が0.020より高い(実用上問題となるレベル)
1Y、1M、1C、1K 感光体
2Y、2M、2C、2K 帯電手段
3Y、3M、3C、3K 露光手段
4Y、4M、4C、4K 現像手段
Claims (13)
- 導電性支持体上に感光層、表面層を有する電子写真感光体において、該表面層が、金属酸化物による表面処理と重合性官能基を有する化合物による表面処理とを行った無機微粒子の反応生成物を含有し、
前記無機微粒子と前記表面処理に用いられる表面処理用金属酸化物との組み合わせが、酸化アルミニウム粒子と酸化チタン、酸化チタン粒子と酸化アルミニウム、酸化チタン粒子と酸化チタン、酸化亜鉛粒子と酸化チタン、酸化チタン粒子と酸化ジルコニウム、および、酸化アルミニウム粒子と水酸化チタニウム、のいずれかであることを特徴とする電子写真感光体。 - 前記反応生成物が、表面処理済み無機微粒子間の反応による生成物であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記無機微粒子と前記表面処理用金属酸化物とは異なる種類の金属酸化物であることを特徴とする請求項1または2に記載の電子写真感光体。
- 前記無機微粒子が酸化アルミニウム粒子であり、前記表面処理用金属酸化物が酸化チタンまたは水酸化チタニウムであることを特徴とする請求項3に記載の電子写真感光体。
- 前記重合性官能基が、ラジカル重合性官能基であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記重合性官能基を有する化合物が、ラジカル重合性官能基を有すシランカップリング剤であることを特徴とする請求項5に記載の電子写真感光体。
- 前記反応性二重結合を有する有機基が、アクリロイル基またはメタクリロイル基であることを特徴とする請求項7に記載の電子写真感光体。
- 前記反応生成物が、前記表面処理済み無機微粒子と、前記重合性官能基と反応可能な反応性基を有する硬化性化合物間の反応による生成物であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記硬化性化合物が、アクリロイル基またはメタクリロイル基を有するアクリル系化合物であることを特徴とする請求項9に記載の電子写真感光体。
- 前記アクリロイル基またはメタクリロイル基を有するアクリル系化合物の分子量Mと該アクリロイル基またはメタクリロイル基数Acの比(Ac/M)が下記の関係にあることを特徴とする請求項10に記載の電子写真感光体。
0.005< Ac/M <0.012 - 電子写真感光体の周辺に、少なくとも帯電手段、露光手段、現像手段を有し、繰り返し画像形成を行う画像形成装置において、該感光体が請求項1〜11のいずれか1項に記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置。
- 画像形成装置に装着され、その構成中に電子写真感光体を含むプロセスカートリッジにおいて、請求項1〜11のいずれか1項に記載の電子写真感光体と、帯電手段、像露光手段あるいは現像手段の少なくとも1つを一体とした構成を有し、該画像形成装置に出し入れ可能に装着されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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