(57)【要約】【課題】クリーニング性が良好であり耐久性に優れた電子写真感光体を提供する。【解決手段】導電性支持体上に、少なくとも感光層及び保護層を設けた電子写真感光体において、保護層が、金属酸化物と、結着樹脂としての光硬化性樹脂と、光反応性グラフトポリマーとを含み、光反応性グラフトポリマーの枝部分がシリコーンであり、かつ、反応基としてアクリロイル基又はメタクリロイル基を含有することを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性支持体上に、少なくとも感光層及び保護層を設けた電子写真感光体において、
該保護層が、金属酸化物と、結着樹脂としての光硬化性樹脂と、光反応性グラフトポリマーとを含み、
該光反応性グラフトポリマーの枝部分がシリコーンであり、かつ、反応基としてアクリロイル基又はメタクリロイル基を含有することを特徴とする電子写真感光体。
【請求項２】
前記光反応性グラフトポリマーの主鎖が、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルの重合体から成る、アクリル系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。
【請求項３】
前記光硬化性樹脂が持つ反応基が、アクリロイル基又はメタクリロイル基であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子写真感光体。
【請求項４】
前記金属酸化物が、アスペクト比3以上の針状、又は粒径が300nm以下であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電子写真感光体。
【請求項５】
前記金属酸化物が、酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛のいずれか1種類であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電子写真感光体。
【請求項６】
前記金属酸化物表面が、アクリロイル基又はメタクリロイル基を有するシランカップリング剤で処理されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の電子写真感光体。
【請求項７】
前記シランカップリング剤が メタクリロキシプロピルトリメトキシシランであることを特徴とする請求項６に記載の電子写真感光体。
【請求項８】
前記枝部分のシリコーンは、ｎが10〜100である下記化学式で示される
構造であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の電子写真感光体。
【化１】
2015132639.tif 000003
【請求項９】
前記光反応性グラフトポリマーの重量平均分子量は500〜50000であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の電子写真感光体。
【請求項１０】
少なくとも請求項１乃至９の何れかに記載の電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、帯電された電子写真感光体に対して露光を施す露光手段と、露光によって形成される静電潜像を現像する現像手段と、現像されたトナー像を転写する転写手段と、を備えることを特徴とする電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性支持体上に、少なくとも感光層及び保護層を設けた電子写真感光体及び電子写真装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体表面に付着した、酸性ガスによって生じる親水性物質を適度に除去するため、また、トナーや紙粉を除去するため、感光体表面にクリーニングブレードを当接させるクリーニング方法が一般的である。
【０００３】
しかし、感光体表面の摩擦抵抗が大きいと、クリーニングブレードの反転や、ブレード鳴きといった現象が起こってしまう。このため、感光表面の摩擦抵抗を抑え、クリーニング性を向上させることが、長期にわたって安定した画像を得るためには重要である。
【０００４】
耐刷性という観点から感光体の機械的特性向上のため、感光体表面に保護層を設け、硬化性樹脂を含有したり、フィラーを含有したりする例がある。例えば、特許文献１には、硬化性樹脂を含有させた保護層が記載されている。また、特許文献２には、更にフィラーを含有させた保護層が記載されている。しかしながら、機械的強度を強くしただけでは、クリーニング性が不十分であり、耐刷性・クリーニング性・耐キズ性の全てにおいて良好な感光体を得ることは困難である。
【０００５】
そこで、感光体表面の摩擦抵抗改善のため、シリコーンオイルや、フッ素樹脂を添表面の潤滑性を向上させる例がある。特許文献３及び４には、フッ素樹脂粒子を添加した保護層が記載されている。特許文献５には、シリコーンオイルを添加した保護層が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３２６２４８８号公報
【特許文献２】特開２００８−２６１９７１号公報
【特許文献３】特開昭６３−７３２６７号公報
【特許文献４】特開２００６−３８９１９号公報
【特許文献５】特開２００５−１０７４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、このような潤滑剤は表面に偏析してしまう場合が多く、表面が削れると徐々にその効果が失われてしまい、ライフを通じて良好なクリーニング性を維持するには不十分であった。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、クリーニング性が良好であり耐久性に優れた電子写真感光体及びその電子写真感光体を使用した電子写真装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる電子写真感光体は、導電性支持体上に、少なくとも感光層及び保護層を設けた電子写真感光体において、該保護層が、金属酸化物と、結着樹脂としての光硬化性樹脂と、光反応性グラフトポリマーとを含み、該光反応性グラフトポリマーの枝部分がシリコーンであり、かつ、反応基としてアクリロイル基又はメタクリロイル基を含有することを特徴とする。
【００１０】
本発明にかかる電子写真装置は、少なくとも前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、帯電された電子写真感光体に対して露光を施す露光手段と、露光によって形成される静電潜像を現像する現像手段と、現像されたトナー像を転写する転写手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、クリーニング性が良好であり耐久性に優れた電子写真感光体が得られる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について具体的に説明するが、当該実施形態は本発明の原理の理解を容易にするためのものであり、本発明の範囲は、下記の実施形態に限られるものではなく、当業者が以下の実施形態の構成を適宜置換した他の実施形態も、本発明の範囲に含まれる。
【００１３】
本実施形態にかかる電子写真感光体は、導電性支持体上に、少なくとも感光層及び保護層を備えている。
【００１４】
（導電性支持体）
導電性支持体は、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等の金属をドラム又はシート状に成形したもの、アルミニウムや銅等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スズ等をプラスチックフィルムに蒸着したもの、導電性物質を単独又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等が挙げられる。
【００１５】
（感光層）
感光層は単層型、積層型のいずれであってもよく、積層型感光層は、少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層が積層されることによって構成されている。
【００１６】
電荷発生層は、電荷発生機能を有する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ー樹脂を併用することもできる。電荷発生層には、公知の電荷発生物質を用いることが可能である。例えば、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、非対称ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルベンゼン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、ペリレン顔料、及びフタロシアニン顔料等が挙げられる。なお、これらの電荷発生物質は、単独で用いても２種以上混合して用いてもよい。電荷発生層に必要に応じて用いられるバインダー樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン等が挙げられる。これらのバインダー樹脂は、単独又は２種以上の混合物として用いることができる。電荷発生層は、電荷発生物質を必要に応じてバインダー樹脂と共に、ボールミル、アトライター、サンドミル、ビーズミル、超音波等の公知の分散方法を用いて溶剤中に分散して、塗工液を得ることができる。
【００１７】
電荷輸送層は、電荷輸送構造を有する層で、電荷輸送物質及びバインダー樹脂を主成分とする層である。電荷輸送層には電荷輸送物質として正孔輸送物質は含有されるが、必要に応じて電子輸送物質を含有してもよい。
【００１８】
電子輸送物質としては、例えばクロルアニル、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−フルオレノン等の電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独又は２種以上の混合物として用いることができる。
【００１９】
正孔輸送物質としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメート及びその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物及びその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、オキサゾール誘導体等が挙げられる。これらの正孔輸送物質は、単独又は２種以上混合して用いられる。
【００２０】
バインダー樹脂としては、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、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００２１】
（保護層）
保護層は前述の感光層の上に最表面層として形成される。保護層には、耐摩耗性の向上の観点から、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、ジルコニア、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化カルシウム、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等の金属酸化物が含有され、表面層の電気抵抗が高くなりすぎず、残留電位上昇の抑制にも効果があり、特に好ましいのは酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタンである。
【００２２】
金属酸化物は、アスペクト比が3以上の針状又は粒径が10nm〜300nmであることが好ましい。金属酸化物の粒径が300nmよりも大きいと、画質劣化を引き起こし、また感光体表面に形成される線状傷の幅が大きくなる虞があるからである。また金属酸化物の粒径が10nmよりも小さいと、凝集性が高くなり、耐摩耗性の低下を引き起こす虞があるからである。
【００２３】
金属酸化物の表面は、シランカップリング剤またはリン酸エステル系の処理剤で表面処理されていることが好ましい。特に、アクリロイル基又はメタクリロイル基を有するシランカップリング剤で処理されていることが好ましい。シランカップリング剤は特に限定されるものではないが、例えばメタクリロキシプロピルトリメトキシシランを用いることが可能である。
【００２４】
保護層には、バインダー樹脂として光硬化性樹脂が含有され、このバインダー樹脂を硬化して用いることにより耐摩耗性をさらに高めることが可能となる。光硬化性樹脂は、モノマー、ポリマー、オリゴマー、デンドリマーのうち、単独、又は2種類以上の混合物として用いることができる。また、光硬化性の共重合樹脂も用いることができる。光硬化性樹脂は、好ましくは３官能以上のラジカル重合性モノマーであり、反応性官能基がアクリロイル基又はメタクリロイル基であることが好ましい。
【００２５】
保護層には、耐刷性を改善するための添加剤として、光反応性グラフトポリマーが含まれる。光反応性グラフトポリマーを用いることによって、表面に潤滑剤が偏析してしまうのを防ぎ、削れていっても潤滑性が持続する。この光反応性グラフトポリマーは、主鎖がアクリル系単量体の重合体であり、好ましくはアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルの重合体である。例えば、イソブチルアクリレートやエチルメタクリレート等を用いることが可能である。光反応性グラフトポリマーの枝部分は、例えば繰り返し単位が10〜100のジメチルシリコーンである。光反応性グラフトポリマーはアクリル系反応基を有しており、好ましくは反応性のアクリロイル基又はメタクリロイル基である。この光反応性グラフトポリマーの平均分子量は、好ましくはMw=500〜50000である。
【００２６】
なお、保護層にはさらに電荷輸送物質を含有させることも可能である。保護層に電荷輸送物質を含有させることによって残留電位の低減や感度劣化の抑制が可能となる。保護層に用いられる電荷輸送物質は、前述の電荷輸送層に記述されたすべての電荷輸送物質を使用することが可能である。
【００２７】
保護層の膜厚は0.1〜10μmが好ましく、1〜7μmがより好ましい。
【００２８】
本発明で、保護層の硬化は、活性線を照射することでラジカル重合をし、分子間で架橋結合を形成して硬化することが好ましい。活性線の種類としては、電子線、紫外線があるが、量産性などを考えると、紫外線がより好ましい。
【００２９】
また、本発明の感光体を構成する感光層、保護層は、公知の塗布方法により形成することができる。具体的には、ブレード塗布法、浸漬塗布法、スプレー塗布法などが挙げられる。本実施形態にかかる電子写真装置は、本実施形態にかかる電子写真感光体と、電子写真感光体の周面を帯電させる帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、を備えて構成される。
【００３０】
本実施形態にかかる電子写真感光体はドラム状であり、軸を中心に所定の周速度で回転駆動される。電子写真感光体は、回転過程において、帯電手段によりその周面に正又は負の所定電位の均一帯電を受ける。印加される電圧としては、例えば直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧である。帯電装置は、帯電部材を感光体に接触させて電荷を与える接触帯電装置が使用される。次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光等の露光手段からの露光を受け、電子写真感光体の周面に静電潜像が順次形成されていく。形成された静電潜像は、次いで現像手段によりトナー現像され、現像されたトナー像は、転写手段により給紙された転写材に転写されていく。
【００３１】
なお、本実施形態にかかる電子写真感光体、帯電手段、現像手段等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やレーザービームプリンター等の電子写真装置本体に対して着脱自在に構成することも可能である。
【実施例】
【００３２】
（実施例１）
〈導電性支持体〉
導電性支持体として、外径30mmのアルミニウム素管を用いた。
【００３３】
〈中間層〉
ポリアミド樹脂 CM8000(東レ株式会社製) 5重量部と、酸化チタン TTO55A(石原産業株式会社製) 5重量部と、メタノール 60重量部とをサンドミルを使用して10時間分散した。分散した液を浸漬塗布して、膜厚1μmの感光層を設けた。
【００３４】
〈電荷発生層〉
Y型チタニルフタロシアニン (山陽色素株式会社製) 10重量部と、ブチラール樹脂BX-1（積水化学株式会社製）10重量部と、MEK 1000重量部とを、サンドミルを使用して10時間分散した。分散した液を浸漬塗布し、膜厚0.2μmの電荷発生層を形成した。
【００３５】
〈電荷輸送層〉
電荷輸送物質：1,1-ビス(4-ジエチルアミノフェニル)-4,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン10重量部と、バインダー：ポリカーボネートZ300（三菱ガス化学株式会社社製）15重量部と、酸化防止剤：Irganox1010 （チバ・ジャパン株式会社製）0.1重量部と、THF 125重量部とを混合し、溶解した液を浸漬塗布し、膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。塗布後、135℃で30分乾燥を行った。
【００３６】
〈保護層〉
１当量分の3-メタクリロキシトリメトキシシラン Dynasylan MEMO (Evonik社)で表面処理をした平均１次粒径20nmの酸化錫 S-2000(三菱電子マテリアル化成株式会社) 5重量部と、メタノール/ n-プロパノール＝重量比7/3  20重量部とをサンドミルを使用して10時間分散した。
【００３７】
重合開始剤 Irgacure907（チバ・ジャパン株式会社製）１重量部と、樹脂 SR355 ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート 4官能（サートマー株式会社）20重量部と、メタノール/n-プロパノール＝重量比7/3 10重量部と、シリコーングラフトポリマー GL-02R（共栄社化学株式会社）0.4重量部とに、前記分散液 25重量部を加えて、遮光下で混合撹拌し、保護層塗布液を作製した。
【００３８】
そしてこの保護層塗布液を浸漬塗布して、塗布後は60℃で10分溶媒の乾燥を行った。乾燥後、メタルハライドランプを用いて、ランプからの距離が100ｍｍの位置で感光体を回転させながら１分間照射し、膜厚5μmの保護層を得た。
【００３９】
（実施例２）
メチルメタクリレート 300重量部、ジメチルアミノエチルメタクリレート 314重量部、2-ヒドロキシメタクリレート 130重量部、ジメチルポリシロキサン 15重量部、α，α’-アゾビスイソブチロニトリル 2.5重量部、トルエン 1000重量部、及び、メチルエチルケトン 250重量部を、反応容器中にて反応させる重合反応を10時間行なった。次いで、反応溶液中にトルエン1000重量部とアリルブロマイド250重量部とメチルアルコール200重量部とを添加し、80℃にて４時間反応させ、反応溶液を得た。しかる後に、反応溶液にトリレンジイソシアネートアダクト体［日本ポリウレタン（株）製：コロネートＬ］を、固形分にて1.5重量部を添加し、シリコーングラフトポリマーを得た。前記の実施例１において、保護層に加えるシリコーングラフトポリマーを、上記シリコーングラフトポリマーに変更した以外は、実施例１と同様にして感光体を作製した。
【００４０】
（実施例３）
保護層に加える樹脂をSR399ジペンタエリスリトールペンタアクリレート5官能（サートマー株式会社）とした以外は実施例１と同様にして感光体を作製した。
【００４１】
（実施例４）
保護層に加える金属酸化物を、針状の酸化錫 FS-10P(石原産業株式会社製、アスペクト比20〜30)とした以外は実施例１と同様にして感光体を作製した。
【００４２】
（実施例５）
保護層に加える金属酸化物を、酸化錫から酸化チタン MT500B(テイカ株式会社、平均一次粒径30nm)とした以外は実施例1と同様にして感光体を作製した。
【００４３】
（実施例６）
保護層に加える金属酸化物を、酸化錫から酸化亜鉛 MZ500B(テイカ株式会社、平均一次粒径20nm)とした以外は実施例１と同様にして感光体を作製した。
【００４４】
（比較例１）
保護層にグラフトポリマーを添加しなかったこと以外は、実施例１と同様にして感光体を作製した。
【００４５】
（比較例２）
保護層に加えるグラフトポリマーの枝部分にシリコーンを持たないグラフトポリマーに変更した以外は、実施例１と同様にして感光体を作製した。
【００４６】
結果を下記表１に示す。
【００４７】
【表１】
2015132639.tif 000002
【００４８】
なお、本発明の電子写真感光体を、三星電子製CLX-8650NDに搭載し、30℃80%で-1300Vかけたときの帯電電位をVh、露光後電位をVL、残留電位をVrとし、100K印刷後の帯電電位をVh100K、露光後電位をVL100K、残留電位をVr100Kとし、差を△Vh △VL △Vrとして、それぞれの電位変動を確認した。
【００４９】
また、30℃80%で100K印刷後にテキスト5％チャートを印字し、画像ボケ・流れ発生無しを◎とし、軽微な画像ボケ・流れ発生（実用上問題無し）を○とし、画像ボケ・流れ発生を×とした。
【００５０】
また、30℃80%で100K印刷後の感光体の鳴き、感光体上の傷・ブレード反転等を目視確認した。
【００５１】
また、25℃50%で100K印刷後の膜の減耗量を確認した。減耗量は、渦電流方式の膜厚測定器FISCHERSCOPE MMS（HELMUT FISCHER社製）を用いて行い、実写試験前後の膜厚の差を求めた。
【００５２】
また、10℃10%で100K印刷後の感光体上のフィルミング・傷を目視確認した。
【００５３】
上記表１に示されたように、比較例1、2から判るように、シリコーングラフトポリマーを含有させないと、特に高温高湿環境ではブレードとの摩擦抵抗が大きくなり、ブレード反転が起こってしまう。また、特に低温低湿環境では、クリーニング不良により感光上にフィルミングが発生し、感光体上の傷も顕著となる。これに対して、本発明の感光体では、保護層による電気特性の劣化もなく、画像欠陥のない安定した画像を与え、クリーニング性が良好であり耐久性に優れた電子写真感光体が得られることが示された。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
電子写真感光体に利用できる。