JP2006133254A - 電子写真画像形成方法、形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】現像手段がトナーとキャリアを含む二成分現像剤を使用し、且つ磁力により形成された磁気ブラシが現像スリーブ長手方向に対し均一に穂立ちを起こして像担持体に接触する現像手段であり、該像担持体が少なくとも感光層と架橋型電荷輸送層を有し、該架橋型電荷輸送層が少なくとも電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーと1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化することにより形成された像担持体であることを特徴とする画像形成方法。
【選択図】図13
Description
これまで上記の要求を満たすため、幾つもの検討がなされてきた。
画質向上のための現像方法の改良について述べる。
電子写真式の画像形成装置においては、転写性、ハーフトーンの再現性、温度・湿度に対する現像特性の安定性などの点から、トナーとキャリアからなる2成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像方式が主流になってきている。現像装置では現像剤担持体上に2成分現像剤がブラシチェーン状に穂立ちを起こし、現像領域において現像剤中のトナーを潜像担持体上の潜像に供給するものである。
(1)「像担持体に画像露光し、潜像を形成し、現像手段によってトナー像を形成し、転写材に転写し、転写材上のトナー像を定着する画像形成方法において、該現像手段がトナーとキャリアを含む二成分現像剤を使用し、且つ磁力により形成された磁気ブラシが現像スリーブ長手方向に対し均一に穂立ちを起こして像担持体に接触する現像手段であり、該像担持体が少なくとも感光層と架橋型電荷輸送層を有し、該架橋型電荷輸送層が少なくとも電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーと1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化することにより形成された像担持体であることを特徴とする画像形成方法」;
(2)「像担持体に画像露光し、潜像を形成し、現像手段によってトナー像を形成し、転写材に転写し、転写材上のトナー像を定着する画像形成方法において、該現像手段がトナーとキャリアを含む二成分現像剤を使用し、且つ磁力により形成された磁気ブラシが現像スリーブ長手方向に対し均一に像担持体から離間し、穂倒れを起こす現像手段であり、該像担持体が少なくとも感光層と架橋型電荷輸送層を有し、該架橋型電荷輸送層が少なくとも電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーと1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化することにより形成された像担持体であることを特徴とする画像形成方法」;
(3)「像担持体に画像露光し、潜像を形成し、現像手段によってトナー像を形成し、転写材に転写し、転写材上のトナー像を定着する画像形成方法において、該現像手段がトナーとキャリアを含む二成分現像剤を使用し、且つ現像剤を立ち上げる主磁極の磁力形成を補助する補助磁極を形成する構成を有する現像手段であり、該像担持体が少なくとも感光層と架橋型電荷輸送層を有し、該架橋型電荷輸送層が少なくとも電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーと1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化することにより形成された像担持体であることを特徴とする画像形成方法」;
(4)「現像剤を立ち上げる主磁極と現像剤搬送方向上流側及び/又は下流側の搬送磁極との間に主磁極磁力の形成を補助する補助磁極を形成することを特徴とする前記第(3)項に記載の画像形成方法」;
(5)「前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載の画像形成方法に使用する現像手段であって、該現像手段の現像剤担持体が非磁性スリーブと当該スリーブ内に固定配置された磁石ローラとからなり、該磁石ローラが現像剤汲み上げ磁極、現像剤搬送磁極、現像剤穂立ちのための主磁極を備え、前記主磁極の法線方向磁束密度の減衰率が40%以上であることを特徴とする画像形成方法」;
(6)「架橋型電荷輸送層の膜厚が1μm以上、10μm以下であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(5)項のいずれかに記載の画像形成方法」;
(7)「前記架橋型電荷輸送層の膜厚が2μm以上、8μm以下であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(5)項のいずれかに記載の画像形成方法」;
(8)「前記架橋型電荷輸送層に用いられる電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマー及び1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物のラジカル重合官能基がアクリロイルキシ基および/又はメタクリロイルキシ基であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(7)項のいずれかに記載の画像形成方法」;
(9)「上記主磁極を形成する磁石が希土類金属合金によって構成されることを特徴とする前記第(5)項に記載の画像形成方法」;
(10)「現像剤担持体が非磁性スリーブと該スリーブ内に固定配置された磁石ローラとからなり、該磁石ローラが現像剤汲み上げ磁極、現像剤搬送磁極、現像剤穂立ちのための主磁極を備える現像剤担持体であって、上記主磁極の半値幅が22°以下であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載の画像形成方法」;
(11)「現像剤担持体が非磁性スリーブと該スリーブ内に固定配置された磁石ローラとからなり、該磁石ローラが現像剤汲み上げ磁極、現像剤搬送磁極、現像剤穂立ちのための主磁極を備える現像装置であって、前記主磁極の磁力形成を補助する補助磁石を備えた現像装置を搭載することを特徴とする前記第(1)項乃至第(10)項のいずれかに記載の画像形成方法」;
(12)「上記補助磁石を、上記主磁極を形成する主磁石の現像剤搬送方向上流側及び/又は下流側に配置することを特徴とする前記第(11)項に記載の画像形成方法」;
(13)「上記主磁石と補助磁石とによる磁石ローラにおける中心角を35°以下で構成することを特徴とする前記第(12)項に記載の画像形成方法」;
(14)「上記補助磁石の半値幅を40°以下で構成することを特徴とする前記第(11)項又は第(12)項に記載の画像形成方法」;
(15)「上記補助磁石と更にその外側に位置する現像剤搬送磁極のための磁石との磁極変極点による磁石ローラにおける中心角を120°以下で構成することを特徴とする前記第(12)項に記載の画像形成方法」;
(16)前記第(1)項乃至第(15)項のいずれかに記載の画像形成方法を用いた画像形成装置」;
(17)「少なくとも像担持体と現像手段を有し、画像形成装置に搭載される画像形成装置用プロセスカートリッジであって、該現像手段がトナーとキャリアを含む二成分現像剤を使用し、且つ磁力により形成された磁気ブラシが現像スリーブ長手方向に対し均一に穂立ちを起こして像担持体に接触する現像手段であり、該像担持体が少なくとも感光層と架橋型電荷輸送層を有し、該架橋型電荷輸送層が少なくとも電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーと1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化することにより形成された像担持体であることを特徴とする画像形成装置用プロセスカートリッジ」。
本発明に用いられる電子写真感光体を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の電子写真感光体を表わす断面図であり、導電性支持体(1)上に、電荷発生機能を有する電荷発生層(2)と、電荷輸送物機能を有する電荷輸送層(3)とさらに架橋型電荷輸送層(4)が積層された積層構造の感光体である。図2に示されるような従来の厚い電荷輸送層にする必要がない。
導電性支持体(1)としては、体積抵抗1011Ω・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を施した管などを使用することができる。また、特開昭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。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。
(電荷発生層)
電荷発生層(2)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。電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を用いることができる。
中でも以下の下記構造式(1)で示されるオキシチタニウムフタロシアニンが好ましいものの一つである。
前者の方法には、真空蒸着法、グロー放電分解法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、CVD法等が用いられ、上述した無機系材料、有機系材料が良好に形成できる。
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。
電荷輸送層(2)は電荷輸送機能を有する層で、電荷輸送機能を有する電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層(1)上に塗布、乾燥することにより形成させる。
電荷輸送物質としては、前記電荷発生層(1)で記載した電子輸送物質、正孔輸送物質及び高分子電荷輸送物質を用いることができる。前述したように高分子電荷輸送物質を用いることにより、架橋型電荷輸送層塗工時の下層の溶解性を低減でき、とりわけ有用である。
電荷輸送層の塗工に用いられる溶媒としては前記電荷発生層と同様なものが使用できるが、電荷輸送物質及び結着樹脂を良好に溶解するものが適している。これらの溶剤は単独で使用しても2種以上混合して使用してもよい。また、電荷輸送層の下層部分の形成には電荷発生層と同様な塗工法が可能である。
電荷輸送層に併用できる可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等の一般の樹脂の可塑剤として使用されているものがそのまま使用でき、その使用量は、結着樹脂100重量部に対して0〜30重量部程度が適当である。
電荷輸送層に併用できるレベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマーが使用され、その使用量は、結着樹脂100重量部に対して0〜1重量部程度が適当である。
電荷輸送層の膜厚は、5〜40μm程度が適当であり、好ましくは10〜30μm程度が適当である。このようにして形成された電荷輸送層上に、前述の架橋型電荷輸送層塗工液を塗布、必要に応じて乾燥後、熱や光照射の外部エネルギーにより硬化反応を開始させ、架橋型電荷輸送層が形成される。
架橋型電荷輸送層(図1中の4、網かけ部)は電荷輸送機能を有する架橋構造を有する層で、少なくとも電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーと1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷輸送層(3)上に塗布、乾燥することにより形成させる。
本発明に用いられる電荷輸送性を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーとは、例えばトリアリールアミン、ヒドラゾン、ピラゾリン、カルバゾールなどの正孔輸送性構造、例えば縮合多環キノン、ジフェノキノン、シアノ基やニトロ基を有する電子吸引性芳香族環などの電子輸送構造を有しておらず、且つラジカル重合性官能基を3個以上有するモノマーを指す。このラジカル重合性官能基とは、炭素−炭素2重結合を有し、ラジカル重合可能な基であれば何れでもよい。これらラジカル重合性官能基としては、例えば、下記に示す1−置換エチレン官能基、1,1−置換エチレン官能基等が挙げられる。
これらの置換基を具体的に例示すると、ビニル基、スチリル基、2−メチル−1,3−ブタジエニル基、ビニルカルボニル基、アクリロイルオキシ基、アクリロイルアミド基、ビニルチオエーテル基等が挙げられる。
これらの置換基を具体的に例示すると、α−塩化アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、α−シアノエチレン基、α−シアノアクリロイルオキシ基、α−シアノフェニレン基、メタクリロイルアミノ基等が挙げられる。
これらのラジカル重合性官能基の中では、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り、3個以上のアクリロイルオキシ基を有する化合物は、例えば水酸基がその分子中に3個以上ある化合物とアクリル酸(塩)、アクリル酸ハライド、アクリル酸エステルを用い、エステル反応あるいはエステル交換反応させることにより得ることができる。また、3個以上のメタクリロイルオキシ基を有する化合物も同様にして得ることができる。また、ラジカル重合性官能基を3個以上有する単量体中のラジカル重合性官能基は、同一でも異なってもよい。
前記一般式(1)、(2)において、R1の置換基中、アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等、アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等が、アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基が、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等がそれぞれ挙げられ、これらは、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、メチル基、エチル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基等のアリールオキシ基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等により置換されていてもよい。
R1の置換基のうち、特に好ましいものは水素原子、メチル基である。
置換もしくは未置換のAr3、Ar4はアリール基であり、アリール基としては縮合多環式炭化水素基、非縮合環式炭化水素基及び複素環基が挙げられる。
該縮合多環式炭化水素基としては、好ましくは環を形成する炭素数が18個以下のもの、例えば、ペンタニル基、インデニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、as−インダセニル基、s−インダセニル基、フルオレニル基、アセナフチレニル基、プレイアデニル基、アセナフテニル基、フェナレニル基、フェナントリル基、アントリル基、フルオランテニル基、アセフェナントリレニル基、アセアントリレニル基、トリフェニレル基、ピレニル基、クリセニル基、及びナフタセニル基等が挙げられる。
また、前記Ar3、Ar4で表わされるアリール基は例えば以下に示すような置換基を有してもよい。
(1)ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基等。
(2)アルキル基、好ましくは、C1〜C12とりわけC1〜C8、さらに好ましくはC1〜C4の直鎖または分岐鎖のアルキル基であり、これらのアルキル基にはさらにフッ素原子、水酸基、シアノ基、C1〜C4のアルコキシ基、フェニル基又はハロゲン原子、C1〜C4のアルキル基もしくはC1〜C4のアルコキシ基で置換されたフェニル基を有していてもよい。具体的にはメチル基、エチル基、n−ブチル基、i−プロピル基、t−ブチル基、s−ブチル基、n−プロピル基、トリフルオロメチル基、2−ヒドロキエチル基、2−エトキシエチル基、2−シアノエチル基、2−メトキシエチル基、ベンジル基、4−クロロベンジル基、4−メチルベンジル基、4−フェニルベンジル基等が挙げられる。
(3)アルコキシ基(−OR2)であり、R2は(2)で定義したアルキル基を表わす。具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、t−ブトキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基、i−ブトキシ基、2−ヒドロキシエトキシ基、ベンジルオキシ基、トリフルオロメトキシ基等が挙げられる。
(4)アリールオキシ基であり、アリール基としてはフェニル基、ナフチル基が挙げられる。これは、C1〜C4のアルコキシ基、C1〜C4のアルキル基またはハロゲン原子を置換基として含有してもよい。具体的には、フェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、4−メトキシフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基等が挙げられる。
(5)アルキルメルカプト基またはアリールメルカプト基であり、具体的にはメチルチオ基、エチルチオ基、フェニルチオ基、p−メチルフェニルチオ基等が挙げられる。
(6)
具体的には、アミノ基、ジエチルアミノ基、N−メチル−N−フェニルアミノ基、N,N−ジフェニルアミノ基、N,N−ジ(トリール)アミノ基、ジベンジルアミノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、ピロリジノ基等が挙げられる。
(7)メチレンジオキシ基、又はメチレンジチオ基等のアルキレンジオキシ基又はアルキレンジチオ基等が挙げられる。
(8)置換又は無置換のスチリル基、置換又は無置換のβ−フェニルスチリル基、ジフェニルアミノフェニル基、ジトリルアミノフェニル基等。
置換もしくは無置換のアルキレン基としては、C1〜C12、好ましくはC1〜C8、さらに好ましくはC1〜C4の直鎖または分岐鎖のアルキレン基であり、これらのアルキレン基にはさらにフッ素原子、水酸基、シアノ基、C1〜C4のアルコキシ基、フェニル基又はハロゲン原子、C1〜C4のアルキル基もしくはC1〜C4のアルコキシ基で置換されたフェニル基を有していてもよい。具体的にはメチレン基、エチレン基、n−ブチレン基、i−プロピレン基、t−ブチレン基、s−ブチレン基、n−プロピレン基、トリフルオロメチレン基、2−ヒドロキエチレン基、2−エトキシエチレン基、2−シアノエチレン基、2−メトキシエチレン基、ベンジリデン基、フェニルエチレン基、4−クロロフェニルエチレン基、4−メチルフェニルエチレン基、4−ビフェニルエチレン基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアルキレンエーテル基としては、エチレンオキシ、プロピレンオキシ、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリプロピレングリコールを表わし、アルキレンエーテル基アルキレン基はヒドロキシル基、メチル基、エチル基等の置換基を有してもよい。
ビニレン基は、
置換もしくは未置換のアルキレン基としは、前記Xのアルキレン基と同様なものが挙げられる。
置換もしくは無置換のアルキレンエーテル基としては、前記Xのアルキレンエーテル基が挙げられる。アルキレンオキシカルボニル基としては、カプロラクトン変性基が挙げられる。
本発明の1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物の具体例を以下に示すが、これらの構造の化合物に限定されるものではない。
また、本発明の架橋型電荷輸送層は少なくとも電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーと1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化したものであるが、必要に応じてこの硬化反応を効率よく進行させるために架橋型電荷輸送層塗布液中に重合開始剤を含有させてもよい。
これらの重合開始剤は1種又は2種以上を混合して用いてもよい。重合開始剤の含有量は、ラジカル重合性を有する総含有物100重量部に対し、0.5〜40重量部、好ましくは1〜20重量部である。
熱硬化の場合、加熱温度は100〜170℃が好ましく、例えば加熱手段として送風型オーブンを用い、加熱温度を150℃に設定した場合、加熱時間は20分〜3時間である。
硬化終了後は、さらに残留溶媒低減のため100〜150℃で10分〜30分加熱して、本発明の電子写真感光体を得る。
電子写真感光体は帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、除電手段の一連のプロセスが繰り返される環境で使用され、この過程で感光体が摩耗したり傷が発生することにより、画像劣化を引き起こし寿命となる。この摩耗、傷をもたらす要因としては、(1)帯電、除電時の放電による感光体表面組成物の分解及び酸化性ガスによる化学的劣化、(2)現像時におけるキャリア付着、(3)転写時における紙との摩擦、(4)クリーニング時におけるクリーニングブラシ、クリーニングブレード及び介在するトナーや付着キャリアとの摩擦などが挙げられる。これらのハザードに強い感光体を設計するためには、表面層を高硬度、高弾性で且つ均一にすることが重要で、膜構造からは緻密で且つ均質な3次元網目構造を形成する方法が有望である。本発明の表面にあたる架橋電荷輸送層は、3官能以上のラジカル重合性モノマーを硬化した架橋構造有するため3次元の網目構造が発達し、架橋密度が非常に高い高硬度、且つ高弾性表面層が得られ、高い耐摩耗性、耐傷性が達成される。このように感光体表面の架橋密度すなわち単位体積あたりの架橋結合数を増加させることが重要であるが、硬化反応において瞬時に多数の結合を形成させるため体積収縮による内部応力が発生する。この内部応力は架橋層の膜厚が厚くなるほど増加するため電荷輸送層全層を硬化させると、クラックや膜剥がれが発生しやすくなる。この現象は初期的に現れなくても、電子写真プロセス上で繰り返し使用され帯電、現像、転写、クリーニングのハザード及び熱変動の影響を受けることにより、経時で発生しやすくなることもある。
本発明の感光体においては、電荷輸送層と架橋型電荷輸送層の間に、架橋型電荷輸送層への電荷輸送層成分混入を抑える又は両層間の接着性を改善する目的で中間層を設けることが可能である。このため、中間層としては架橋型電荷輸送層塗工液に対し不溶性または難溶性であるものが適しており、一般にバインダー樹脂を主成分として用いる。これら樹脂としては、ポリアミド、アルコール可溶性ナイロン、水溶性ポリビニルブチラール、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。中間層の形成法としては、前述のごとく一般に用いられる塗工法が採用される。なお、中間層の厚さは0.05〜2μm程度が適当である。
本発明の感光体においては、導電性支持体(1)と感光層との間に下引き層を設けることができる。下引き層は一般には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で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。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、フェノール樹脂、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等が挙げられる。また、下引き層にはモアレ防止、残留電位の低減等のために酸化チタン、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の微粉末顔料を加えてもよい。
また、本発明においては、耐環境性の改善のため、とりわけ、感度低下、残留電位の上昇を防止する目的で、架橋型電荷輸送層、電荷輸送層、電荷発生層、下引き層、中間層等の各層に酸化防止剤を添加することができる。
(フェノール系化合物)
2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3,3’−ビス(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアッシド]クリコ−ルエステル、トコフェロール類など。
N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジメチル−N,N’−ジ−t−ブチル−p−フェニレンジアミンなど。
2,5−ジ−t−オクチルハイドロキノン、2,6−ジドデシルハイドロキノン、2−ドデシルハイドロキノン、2−ドデシル−5−クロロハイドロキノン、2−t−オクチル−5−メチルハイドロキノン、2−(2−オクタデセニル)−5−メチルハイドロキノンなど。
ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−3,3’−チオジプロピオネートなど。
トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2,4−ジブチルフェノキシ)ホスフィンなど。
これら化合物は、ゴム、プラスチック、油脂類などの酸化防止剤として知られており、市販品を容易に入手できる。
本発明における酸化防止剤の添加量は、添加する層の総重量に対して0.01〜10重量%である。
本発明における1官能の電荷輸送性構造を有する化合物は、例えば特許第3164426号公報記載の方法にて合成される。また、下記にこの一例を示す。
(1)ヒドロキシ基置換トリアリールアミン化合物(下記構造式B)の合成
メトキシ基置換トリアリールアミン化合物(下記構造式A)113.85g(0.3mol)と、ヨウ化ナトリウム138g(0.92mol)にスルホラン240mlを加え、窒素気流中で60℃に加温した。この液中にトリメチルクロロシラン99g(0.91mol)を1時間かけて滴下し、約60℃の温度で4時間半撹拌し反応を終了させた。この反応液にトルエン約1.5Lを加え室温まで冷却し、水と炭酸ナトリウム水溶液で繰り返し洗浄した。その後、このトルエン溶液から溶媒を除去し、カラムクロマトグラフィー処理(吸着媒体:シリカゲル、展開溶媒:トルエン:酢酸エチル=20:1)にて精製した。得られた淡黄色オイルにシクロヘキサンを加え、結晶を析出させた。このようにして下記構造式Bの白色結晶88.1g(収率=80.4%)を得た。
融点:64.0〜66.0℃
上記(1)で得られたヒドロキシ基置換トリアリールアミン化合物(構造式B)82.9g(0.227mol)をテトラヒドロフラン400mlに溶解し、窒素気流中で水酸化ナトリウム水溶液(NaOH:12.4g,水:100ml)を滴下した。この溶液を5℃に冷却し、アクリル酸クロライド25.2g(0.272mol)を40分かけて滴下した。その後、5℃で3時間撹拌し反応を終了させた。この反応液を水に注ぎ、トルエンにて抽出した。この抽出液を炭酸水素ナトリウム水溶液と水で繰り返し洗浄した。その後、このトルエン溶液から溶媒を除去し、カラムクロマトグラフィー処理(吸着媒体:シリカゲル、展開溶媒:トルエン)にて精製した。得られた無色のオイルにn−ヘキサンを加え、結晶を析出させた。このようにして例示化合物No.54の白色結晶80.73g(収率=84.8%)を得た。
融点:117.5〜119.0℃
本発明における2官能の電荷輸送性構造を有する化合物ジヒドロキメチルトリフェニルアミンは、公知の方法にて製造できる。
温度計、冷却管、攪拌装置、滴下ロートの付いたフラスコに、化合物(1)49gとオキシ塩化リン184gを入れ加熱溶解した。滴下ロートよりジメチルホルムアミド117gを徐々に滴下し、その後反応液温を85〜95℃に保ち、約15時間攪拌を行なった。次に反応液を大過剰の温水に徐々に注いだ後、攪拌しながらゆっくり冷却した。
析出した結晶を濾過及び乾燥した後、シリカゲル等により不純物吸着及びアセトニトリルでの再結晶により精製を行なって化合物(2)を得た。収量は30gであった。
化合物(2)30gとエタノール100mlをフラスコに投入し攪拌した。水素化ホウ素ナトリウム1.9gを徐々に添加した後、液温を40〜60℃に保ち、約2時間攪拌を行なった。次に反応液を約300mlの水に徐々にあけ、攪拌して結晶を析出させた。濾過後充分水洗して、乾燥し化合物(3)を得た。収量は30gであった。
本発明においてクリーニングブレードの感光体への当接荷重(P)、当接角(θ)の好ましい値としては、P=5〜50g/cm、θ=5〜35°である。自由長L=3〜15mmが好ましい。厚さ0.5〜10mmが好ましい。
前記ブレードクリーニング方式に用いられるゴムブレードの材質としてはウレタンゴム、シリコーンゴム、フッソゴム、クロロピレンゴム、ブタジエンゴム等が知られているが、ウレタンゴム特に好ましい。ゴムブレードの硬度と反発弾性を同時にコントロールすることにより有効にブレードの反転を抑制できることが知られている。25±5℃におけるブレードのJISA硬度が65よりも小さくなるとブレードの反転が起こり易くなり、80より大きくなるとクリーニング性能が低下する。また、反発弾性が75%を超えるとブレードの反転がおこり易く、20%以下だとクリーニング性能が低下する(JISA硬度及び反発弾性ともJISK6301の加硫ゴム物理試験方法に基づき測定する)。
図面を用いて本発明の画像形成装置を詳しく説明する。本発明の画像形成方法は、4つの感光体を並列したタンデム型カラープリンタ、或いは1つの感光体に4つの現像装置を設けたリボルバー型のプリンタ等に適用できる。図4は、本発明の画像形成方法をタンデム方式フルカラー画像形成装置に採用したプリンタの概略図であり、下記するような変形例も本発明の範疇に属するものである。
次に、本発明の画像形成方法に用いる現像手段の詳細を図に示す例に基づいて説明する。図6は、本発明の現像装置を含む感光体ユニット全体である。
現像装置(4)内には、現像ローラ(41)が感光体ドラム(1)に近接するように配置されていて、双方の対向部分には、感光体ドラムと磁気ブラシが接触する現像領域が形成されている。現像ローラ(41)では、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒形にした現像スリーブ(43)が不図示の回転駆動機構によって時計回り方向に回転されるようになっている。
測定に使用した計測装置はADS社製ガウスメーター(HGM-8300)並びにADS社製A1型アキシャルプローブであり、円チャートレコーダにて記録した。
尚、条件1は従来の磁石ローラを搭載した現像手段によるものであり、線速比が上がると共に後端白抜け/ギザギザが発生する。
このカラー複写機は、カラー画像読取装置(以下、カラースキャナという)(11)、カラー画像記録装置(以下、カラープリンタという)(12)、給紙バンク(13)等で構成されている。
上記感光体ドラム(20)は矢印の反時計方向に回転し、その周りには、感光体クリーニング装置(201)、除電ランプ(202)、帯電器(203)、電位センサ(204)、リボルバ現像ユニット(23)の選択された現像器、現像濃度パターン検知器(205)、中間転写装置(26)の中間転写ベルト(261)などが配置されている。
(感光体製造例1)
φ90mmのアルミニウムシリンダー上に、下記組成の下引き層用塗工液、電荷発生層用塗工液、電荷輸送層用塗工液を順次、塗布、乾燥することにより、3.5μmの下引き層、0.2μmの電荷発生層、17μmの電荷輸送層を形成した。この電荷輸送層上に下記組成の最表面層用塗工液をスプレー塗工し、メタルハライドランプ:160W/cm、照射距離:120mm、照射強度:200mW/cm2、照射時間:60秒の条件で光照射を行ない、更に130℃で30分乾燥を加え5μmの表面架橋層を設け、本発明の電子写真感光体I−5を得た。
アルキッド樹脂(ベッコゾール 1307-60-EL,大日本インキ化学工業製) 6部
メラミン樹脂(スーパーベッカミン G-821-60,大日本インキ化学工業製) 4部
酸化チタン 40部
メチルエチルケトン 50部
下記構造式(a)のビスアゾ顔料 2.5部
ポリビニルブチラール(XYHL、UCC製) 0.5部
シクロヘキサノン 200部
メチルエチルケトン 80部
ビスフェノールZポリカーボネート(パンライト TS-2050,帝人化成製) 10部
下記構造式(h)の低分子電荷輸送物質 7部
テトラヒドロフラン 100部
シリコーンオイル1%含有テトラヒドロフラン溶液(KF50-100CS,信越化学工業製)
0.2部
酸化防止剤(ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート) 0.02部
電荷輸送性構造を有さない3官能以上のラジカル重合性モノマー 10部
トリメチロールプロパントリアクリレート(カヤラッドTMPTA,日本化薬製)
分子量:296、官能基数:3官能、分子量/官能基数=99
1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物 10部
(例示化合物No.54)
光重合開始剤 1部
1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン
(イルガキュア184,チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製)
テトラヒドロフラン 100部
感光体製造例1において、以下の架橋型表面層塗工液を用いた以外同様にして2μmの架橋表面層を有する感光体II−2を製造した。
電荷輸送性構造を有さない3官能以上のラジカル重合性モノマー 10部
トリメチロールプロパントリアクリレート(カヤラッドTMPTA,日本化薬製)
分子量:296、官能基数:3官能、分子量/官能基数=99
1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物 10部
(例示化合物No.127)
光重合開始剤 1部
1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン
(イルガキュア184,チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製)
テトラヒドロフラン 100部
感光体製造例1において、架橋型表面層に代えて以下のフィラーを含有した4.0μm表面保護層を設けた以外全く同様にして感光体III−4を製造した。
ビスフェノールZポリカーボネート(パンライトTS-2050,帝人化成製) 10部
下記構造式(h)の低分子電荷輸送物質 7部
酸化チタン(石原産業社製:CR97) 7部
テトラヒドロフラン 100部
シリコーンオイル1%含有テトラヒドロフラン溶液 0.2部
(KF50-100CS,信越化学工業製)
酸化防止剤(ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート) 0.02部
感光体製造例1において、以下の表面層塗工液を用いた以外同様にして4.0μmの表面層に高分子型電荷輸送物質を含有する感光体IV−4製造した。尚P9は、電荷輸送性構造を有するユニットと電荷輸送性構造を有しないユニットがランダム共重合(数字は比率を表わす)したものである。
下記構造式の高分子電荷輸送物質(P9) 15部
感光体製造例1において、アルミニウムシリンダー上に下引き層、電荷発生層、電荷移動層まで全く同様にした感光体を得た。次に下記構造式(f)で示される電荷輸送材料45部および下記構造式(g)示される電荷輸送材料5部、下記構造式(e)で示される熱重合開始剤0.4部、クロルメタン30部およびトルエン70部のこの保護層塗工液を電荷輸送層上に塗布し、140度で2時間熱硬化反応を行ない厚さ約2.0μmの保護層を形成し感光体V−2を製造した。
実施例1と同様に支持体上に、以下の下引き層、電荷発生層、電荷輸送層、樹脂層を設け、感光体VI−2を製造した。
以下の成分を混合し、溶解して中間層塗布液を調製した。
チタンキレート化合物(松本製薬製:TC−750) 30部
シランカップリング剤 17部
2−プロパノール 150部
この塗布液を支持体上に浸漬塗布法で塗布し、120℃1時間乾燥して膜厚1.0μmの下引き層を形成した。
以下の成分を混合し、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。
Y型チタニルフタロシアニン 60部
シリコーン樹脂溶液 700部
(信越化学社製:KR5240、15%キシレン−ブタノール溶液)
2−ブタノン 2000部
この塗布液を前記下引き層の上に浸漬塗布法で塗布し、膜厚0.2μmの電荷発生層を形成した。
以下の成分を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液を調製した。
電荷輸送材 200部
4−メトキシ−4′−(4−メチル−α−フェニルスチリル)トリフェニルアミン
ビスフェノールZ型ポリカーボネート
(ユーピロンZ300:三菱ガス化学社製) 300部
1,2−ジクロロエタン 2000部
この塗布液を前記電荷発生層上に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。
以下の成分を混合して60℃で2時間攪拌した後、さらに370部の1−ブタノールを加えて48時間攪拌を続けた。
トリメトキシメチルシラン 180部
1−ブタノール 280部
1%酢酸水溶液 106部
これに、前述のジヒドロキシメチルトリフェニルアミン(2官能の電荷輸送性構造を有する化合物)67.5部、酸化防止剤(サノールLS2626:三共社製)1.7部、ジブチル錫アセテート4.5部を加えて混合した。次いで、この塗布液を塗布して、120℃1時間の加熱硬化を行ない、膜厚1μmの樹脂層を設けた感光体VI−1製造した。
本発明において、トナー、キャリア、現像剤と特性等は以下の方法による。
<被覆率>
キャリア、キャリア芯材及びトナーに関していう重量平均粒径Dwは、個数基準で測定された粒子の粒径分布(個数頻度と粒径との関係)に基づいて算出されたものである。この場合の重量平均粒径Dwは以下の式で表わされる。
本発明明細書においてキャリア及びキャリア芯材粒子に関していう個数平均粒径Dpは、個数基準で測定された粒子の粒径分布に基づいて算出されたものである。この場合の個数平均粒径Dpは以下の式で表わされる。
(1)粒径範囲:100〜8μm
(2)チャネル長さ(チャネル幅):2μm
(3)チャネル数:46
磁気モーメントの測定は、B−Hトレーサー(BHU−60/理研電子(株)製)を使用し、円筒のセルにキャリア芯材粒子1.0gを詰めて装置にセットする。磁場を徐々に大きくし3000エルステッドまで変化させ、次に徐々に小さくして零にした後、反対向きの磁場を徐々に大きくし3000エルステッドとする。更に徐々に磁場を小さくして零にした後、最初と同じ方向に磁場をかける。このようにして、B−Hカーブを図示し、この図より1000エルステッドの磁気モーメントを算出する。
キャリア抵抗率の測定は、図26に示すように、電極間距離2mm、表面積2×4cmの電極(12a、12b)を収容したフッ素樹脂製容器からなるセル(11)にキャリア(13)を充填し、両極間に100Vの直流電圧を印加し、ハイレジスタンスメーター4329A(4329A High Resistance Meter;横川ヒューレットパッカード株式会社製)にて直流抵抗を測定し、電気抵抗率LogR(Ωcm)を算出する。
(トナー製造例1)
ポリエステル樹脂 60部
スチレンアクリル樹脂 25部
カルナウバワックス1号品 5部
カーボンブラック(三菱化学社製:#44) 9部
含クロムアゾ化合物(保土ヶ谷化学T−77) 3部
以上の各成分をブレンダーにて充分に混合した後、2軸式押出し機にて溶融混練し、放冷後カッターミルで粗粉砕し、ついでジェット気流式微粉砕機で微粉砕し、さらに風力分級機を用いて分級して、重量平均平均粒径8.3μm、真比重1.25g/cm3のトナー母粒子を得た。更に、このトナー母粒子100部に対して、疎水性シリカ微粒子(R972:日本アエロジル社製)0.7部を加え、ヘンシェルミキサーで混合して、トナーIを得た。
風力分級機で重量平均粒径4.8μm、真比重1.25g/cm3にした以外、トナー製造例1と同様にして、トナーIIを得た。
本発明で使用するキャリアの一覧表を表6に示した。
(キャリア製造例1)
シリコーン樹脂(SR2411:トーレダウコーニングシリコーン社製)を希釈して、シリコーン樹脂溶液(固形分:5%)を得た。流動床型コーティング装置を用いて、表6に示した性状を持つキャリア芯材粒子(1)(Cu−Znフェライト)5Kgの粒子表面上に、上記のシリコーン樹脂溶液を100℃の雰囲気下で約40g/minの割合で塗布し、更に270℃で2時間加熱して、膜厚0.43μm、真比重5.0g/cm3のキャリアAを得た。膜厚の調整はコート液量により行なった。
表6のキャリア芯材粒子(2)を使用する以外は製造実施例1と全く同様にして、膜厚0.43μm、真比重5.0g/cm3の比較用キャリアBを得た。
表6のキャリア芯材粒子(3)を使用する以外は製造実施例1と全く同様にして、膜厚0.42μm、真比重5.0g/cm3の比較用キャリアCを得た。
表6のキャリア芯材粒子(4)を使用する以外は製造実施例1と全く同様にして、膜厚0.43μm、真比重5.0g/cm3の比較用キャリアDを得た。
シリコーン樹脂(SR2411:トーレダウコーニングシリコーン社製)を希釈して、固形分5%のシリコーン樹脂溶液を得た。流動床型コーティング装置を用いて、表6に示したキャリア芯材粒子(1)(Cu−Znフェライト)5Kgの各粒子表面上に、上記のシリコーン樹脂溶液を、100℃の雰囲気下で約40g/minの割合で塗布し、更に230℃で2時間加熱して、膜厚0.41μm、真比重5.0g/cm3のキャリアEを得た。膜厚の調整はコート液量により行なった。
シリコーン樹脂(SR2411:トーレダウコーニングシリコーン社製)中に、樹脂固形分に対して7%のカーボン(ライオンアクゾ社製、ケッチェンブラックEC−DJ600)をボールミルにて60分間分散し、この分散液を希釈して固形分5wt%の分散液を得た。流動床型コーティング装置を用いて、表6に示したキャリア芯材粒子(1)(Cu−Znフェライト)5Kgの各粒子表面上に、上記の分散液を、100℃の雰囲気下で約40g/minの割合で塗布し、更に350℃で2時間加熱して、膜厚0.43μm、真比重5.1g/cm3のキャリアFを得た。膜厚の調整はコート液量により行なった。
表6のキャリア芯材粒子(5)を使用する以外は製造実施例1と全く同様にして、膜厚0.44μm真比重5.1g/cm3のキャリアGを得た。
シリコーン樹脂(SR2411:トーレダウコーニングシリコーン社製)に、樹脂固形分に対して7%のカーボン(ライオンアクゾ社製、ケッチェンブラックEC−DJ600)をボールミルにて60分間分散し、この分散液を希釈して、固形分5%の分散液を得た後、これに更にミノシランカップリング剤(NH2(CH2)3Si(OCH3)3)を、シリコーン樹脂の固形分に対して3%添加・混合させて分散液を得た。流動床型コーティング装置を用いて、表6に示したキャリア芯材粒子(1)(Cu−Znフェライト)5Kgの各粒子表面上に、上記の分散液を、100℃の雰囲気下で約40g/minの割合で塗布し、更に200℃で2時間加熱して、膜厚0.44μm、真比重5.1g/cm3のキャリアHを得た。膜厚の調整はコート液量により行なった。
表6のキャリア芯材粒子(6)(Cu−Znフェライト)を使用する以外は製造実施例1と全く同様にして、膜厚0.44μmのキャリアIを得た。
表6のキャリア芯材(4)・5Kgを、超音波発振振動子を有する振動ふるい機で5分間振動させて、表6に示す性状を持つキャリア芯材(7)を得た。振動ふるい機は図1に示す構造を有するもので、フレーム(9)に支持された70cmφの金網(635メッシュ)(5)に直接接触して共振リング(6)を取付け、そのリング(6)に36kHzの超音波を発振する振動子(8)を設けたふるい装置(1)である。金網(5)は、ベース(4)にスプリング(3)を介して支持された円筒容器(2)内に配設されている。ベース(4)内には図示しない振動モータが設置され、その駆動により発生する高周波電流はケーブル(7)を介して共振リング(6)に取付けた振動子(8)に送られ、超音波が発振される。この超音波により、共振リング(6)が振動し、その振動は網面(5)全体の垂直方向の振動を生じさせる。円筒容器(2)内の金網(5)上に供給されたキャリア芯材(4)はふるい処理を受けた後、円筒容器(2)の下部にキャリア芯材(7)として回収された。メッシュの目詰まりは全くなかった。超音波発振器付きの振動ふるい機(1)を用いることにより、22μm未満の比率を6.3重量%から0.2重量%と極めて少量にすることが出来た。収率は、約92重量%あった。このキャリア芯材を用い、キャリア製造例1と全く同じ方法でコートキャリアJを得た。
キャリア製造例4でキャリア芯材(4)を用いて得た比較用のキャリアDを、キャリア製造例で用いたふるい装置(1)によりふるい処理(微粒子をカット)して、表6に示す粒径特性をもつ本発明のキャリアD’を得た。キャリアDの芯材(4)は22μm未満の粒子を6.3重量%含有するものであったが、ふるい処理により、キャリアD’の22μm未満粒子含有量は0.4重量%となっていた。ふるい処理中、メッシュの目詰まりは全くなかった。
表6のキャリア芯材粒子(8)及び(9)(Mn−フェライト)をキャリア芯材粒子(1)に代えて使用する以外は製造例1と全く同様にして、それぞれ膜厚0.43μm及び0.44μmのキャリアK及びLを得た。キャリアK及びLに用いた芯材粒子の1KOeの磁界を印加時の磁気モーメントはそれぞれ76emu/g及び85emu/gであった。
以上の感光体製造例で得た感光体I〜VIを画像形成機(図20、プリテール300改造機)に搭載した。また、トナー製造例で得たトナーIとIIと、キャリア製造例1〜13で得たキャリアA〜Lを用いて、種々の現像剤を製造した。そして、得られた現像剤を用いて画像形成を行ない、その画像品質確認および耐久性試験等の特性試験を行なった。
(1)画像濃度:上記現像条件における、30mm×30mmのベタ部の中心をマクベス濃度計で5個所測定し平均値を出す。(目標:1.30以上)
(2)地汚れ:上記現像条件における地肌部の地汚れを10段階で評価した。ランクが高い程地汚れが少なく、ランク10が最少の地汚れを示す。(目標:ランク7以上)
(3)平均ドット径/ばらつきの分散:プリンターモードで、400DPIの1ドット独立(主走査・副走査共)の網点画像を作成し、ドット16個を5個所計測して、合計80個のドット径の平均径と、それらのドット平均径のバラツキ(分散:σ)を計測した。(目標:σ≦0.15)
(4)穂跡:現像バイアスを350V印加したときの、黒ベタ部の穂跡を10段階で評価した。ランクが高い程穂跡が少なく、ランク10が最少の穂跡を示す。(目標:ランク6以上)
(5)キャリア付着:キャリア付着が発生すると、感光体ドラムや定着ローラの傷の原因となり、画像品質の低下を招く。キャリア付着しても全て紙に転写して来ないので、評価が難しい。そこで、キャリア付着を直接感光体ドラム上で観察・評価した。また、現像バイアスが同じでも、画像パターンによってキャリア付着発生のし方が異なるため、次の方法でキャリア付着の起こり難さを評価した。即ち、画像全体を地肌(即ち、非画像部であり帯電電位は−700ボルトである)とし、現像バイアスを標準のDC−450Vから変化させて、キャリア付着の発生し始める電圧(Vc)を求めた。印加するバイアスの絶対値が小さいほど、キャリア付着しにくいキャリア、または現像剤である。
(6)地汚れ:トナーを補給しながら画像面積率6%の文字画像チャートでランニング評価を行なった。上記現像条件における地肌部の地汚れを10段階で評価した。ランクが高い程地汚れ少なく、ランク10が最少の地汚れを示す。(目標:ランク7以上)
(7)画像流れ:高温高湿環境(30℃85%)下、20万枚ランニング後に文字画像にて判定した。
文字画像チャートの画数の多い文字を3つ指定して、不明瞭になった度合いにより分けた。×:3つ判読不可、△:2つ判読不可、○:3つ判読可能、◎:初期画像と同等に判読可能
(8)後端白抜け:ランク1〜5(ランクが高い程良好)
5cm角ベタ画像で紙の進行方向後端に係る部分の約5mmφの面積を画像濃度測定し、ランク1〜5に付けした。
(9)縦横線比:ランク1〜5(ランクが高い程良好)
オリジナル画像及び標準サンプルを参考にして目視評価した。
(10)感光体表面の観察
目視、ルーペ、顕微鏡にて凹凸、傷を観察し、キャリア付着が原因の深い傷を数えた。
キャリアA(100部)に対して、トナーI(11.0部)を加えて、ボールミルで20分攪拌して、10.0%の現像剤を作成した。キャリアに対するトナーの被覆率は50%であり、トナー帯電量は、−43μc/gであった。そして、常温常湿環境(25℃65%)にて前記画像評価装置を使用し、前述の測定評価方法により、まず画像品質の確認を行なった。画像濃度は1.42、地汚れはランク8、分散が0.17とバラツキの少ない小径ドットが形成されていた。また、キャリア付着、穂跡はほとんど発生しておらず、高画質であった。引き続いて、画像面積率6%の文字画像チャート5万枚のランニング評価を行なった。5万枚ランニング後の地汚れはランク8であり良好であり、他の画像品質も高画質が維持されていた。次いで、高温高湿環境(30℃85%)下、画像面積率6%の文字画像チャートで20万枚ランニング評価をした。20万枚ランニング後に、地汚れを確認したところ、地汚れはランク8と良好なレベルであり、他の画像品質も初期と同じ高画質が維持されていた。画像流れがないことを確認した。又、感光体を取り出し、目視、顕微鏡或いはルーペにて感光体表面にある凹凸、傷を観察したが、キャリア付着による深い傷はなかった。
組み合わせ表7に示すように変えて、被覆率50%の現像剤を作成した以外は、実施例1と全く同様にして評価を行なった。尚、実施例6において、現像条件のうち現像バイアスDC−450Vに換えて4KHzの矩形波を用い、AC電圧の積分平均値で表示した電圧が−450Vとなる値にした。
キャリアB(100部)に対して、トナーI(11.0部)を加えて、ボールミルで20分攪拌して、トナー濃度10.0%の現像剤を得た。キャリアに対する被覆率は50%であり、トナー帯電量は−43μC/gであった。実施例1と全く同様にして画像評価を行なったところ、キャリア付着は問題なかったが、ドットのバラツキが大きく、また穂跡も発生していた。高温高湿環境にて20万枚ランニングしたところ、地汚れが増えているが許容できる程度であったが、ドット周辺でトナー散りが見られた。
表6に示すようにして画像評価を行なったところ、実施例13と同じくキャリア付着は問題なかったが、ドットのバラツキが大きく、また穂跡も発生していた。高温高湿環境にて20万枚ランニングしたところ、地汚れが増えているが許容できる程度であったが、ドット周辺でトナー散りが見られた。
本発明の好適な小粒径キャリアを用いた場合であっても、感光体の表面層にフィラーを含有させるとキャリア付着電位が550Vになり、キャリア付着し易いことが判明した。また、高温高湿環境における20万枚のランニング後に、感光体表面に深い傷が認められた。顕微鏡観察の結果、この傷は感光体表面にキャリアが付着し、クリーニングブレードに捲き込まれ、押圧力によってキャリアが感光体表面に押し込まれて生じたと判定された。
本発明の好適な小粒径キャリアを採用しても、長期の繰り返し画像形成において、感光体表面の強度が不足し摩耗する感光体を使用した比較例5の場合は、感光体の誘電的性質が変化するために、トナー現像の安定性が乏しく、また感光体表面の強度が高く摩耗しない比較例6、7であっては、誘電的性質が変化しないが、摩耗量が少な過ぎて画像流れが発生した。
実施例1の画像形成評価機に、従来の磁石ローラ(表4に記載された構成の磁性ローラ)を搭載した現像装置を取付け、本発明の感光体I−2、III−4とトナーIとキャリアAとを搭載し、常温常湿、高温高湿の画像品質を耐久評価した。その結果を表7に示す。
1 導電支持体
2 電荷発生層
3 電荷輸送層
4 架橋型電荷輸送層
図3
P 当接荷重
θ 当接角
図4
1C,1M,1Y,1K 感光体
2C,2M,2Y,2K 帯電部材
3C,3M,3Y,3K レーザ光
4C,4M,4Y,4K 現像部材
5C,5M,5Y,5K クリーニング部材
6C,6M,6Y,6K 画像形成要素
7 転写紙
8 給紙コロ
9 レジストローラ
10 転写搬送ベルト
11C,11M,11Y,11K 転写ブラシ
12 定着装置
図5
1 ドラム状感光体
2 帯電手段
3 現像手段
3−1 現像スリーブ
3−2 現像剤規制手段
4 像露光手段
5 転写手段
7 クリーニング手段
7−1 クリーニングブレード
図6
1 感光体ドラム
2 帯電装置
3 画像露光
4 現像装置
5 転写装置
7 クリーニング装置
8 除電ランプ
図7
41 現像ローラ
43 現像スリーブ
44 磁石ローラ体
45 ドクタブレード
46 現像ケーシング
47 スクリュー
P1b 現像主磁石
P1a,P1b 主磁極磁力形成補助磁石
P2,P3 磁極
P4,P5,P6 磁石
図20
10 原稿
11 カラースキャナ
12 カラープリンタ
13 給紙バンク
20 感光ドラム
21 手差しトレイ
22 書き込み光学ユニット
23 リボルバ現像ユニット
26 中間転写装置
27 定着装置
28 給紙コロ
29 レジストローラ対
30a,30b,30c 記録紙カセット
31a,31b,31c 給紙コロ
101 コンタクトガラス
102 照明ランプ
103a,103b,103c ガラス群
104 レンズ
105 カラーセンサ
201 感光体クリーニング装置
202 除電ランプ
203 帯電器
204 電位センサ
205 現像濃度パターン検知器
207 記録紙カセット
211 搬送ベルト
221 半導体レーザ
222 ポリゴンミラー
223 回転用モータ
224 f/θレンズ
225 反射ミラー
231K,231C,231M,231Y 現像器
261 中間転写ベルト
262 ベルトクリーニング装置
263 紙転写器
265 ベルト転写器
271 定着ローラ
272 加圧ローラ
図21
283 現像器ケーシング部
284 現像ローラ
285 現像スリーブ
286 磁石ローラ体
287 ドクタブレード
288 第1搬送スクリュー
289 第2搬送スクリュー
Claims (17)
- 像担持体に画像露光し、潜像を形成し、現像手段によってトナー像を形成し、転写材に転写し、転写材上のトナー像を定着する画像形成方法において、該現像手段がトナーとキャリアを含む二成分現像剤を使用し、且つ磁力により形成された磁気ブラシが現像スリーブ長手方向に対し均一に穂立ちを起こして像担持体に接触する現像手段であり、該像担持体が少なくとも感光層と架橋型電荷輸送層を有し、該架橋型電荷輸送層が少なくとも電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーと1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化することにより形成された像担持体であることを特徴とする画像形成方法。
- 像担持体に画像露光し、潜像を形成し、現像手段によってトナー像を形成し、転写材に転写し、転写材上のトナー像を定着する画像形成方法において、該現像手段がトナーとキャリアを含む二成分現像剤を使用し、且つ磁力により形成された磁気ブラシが現像スリーブ長手方向に対し均一に像担持体から離間し、穂倒れを起こす現像手段であり、該像担持体が少なくとも感光層と架橋型電荷輸送層を有し、該架橋型電荷輸送層が少なくとも電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーと1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化することにより形成された像担持体であることを特徴とする画像形成方法。
- 像担持体に画像露光し、潜像を形成し、現像手段によってトナー像を形成し、転写材に転写し、転写材上のトナー像を定着する画像形成方法において、該現像手段がトナーとキャリアを含む二成分現像剤を使用し、且つ現像剤を立ち上げる主磁極の磁力形成を補助する補助磁極を形成する構成を有する現像手段であり、該像担持体が少なくとも感光層と架橋型電荷輸送層を有し、該架橋型電荷輸送層が少なくとも電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーと1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化することにより形成された像担持体であることを特徴とする画像形成方法。
- 現像剤を立ち上げる主磁極と現像剤搬送方向上流側及び/又は下流側の搬送磁極との間に主磁極磁力の形成を補助する補助磁極を形成することを特徴とする請求項3に記載の画像形成方法。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成方法に使用する現像手段であって、該現像手段の現像剤担持体が非磁性スリーブと当該スリーブ内に固定配置された磁石ローラとからなり、該磁石ローラが現像剤汲み上げ磁極、現像剤搬送磁極、現像剤穂立ちのための主磁極を備え、前記主磁極の法線方向磁束密度の減衰率が40%以上であることを特徴とする画像形成方法。
- 架橋型電荷輸送層の膜厚が1μm以上、10μm以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記架橋型電荷輸送層の膜厚が2μm以上、8μm以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記架橋型電荷輸送層に用いられる電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマー及び1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物のラジカル重合官能基がアクリロイルキシ基および/又はメタクリロイルキシ基であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の画像形成方法。
- 上記主磁極を形成する磁石が希土類金属合金によって構成されることを特徴とする請求項5に記載の画像形成方法。
- 現像剤担持体が非磁性スリーブと該スリーブ内に固定配置された磁石ローラとからなり、該磁石ローラが現像剤汲み上げ磁極、現像剤搬送磁極、現像剤穂立ちのための主磁極を備える現像剤担持体であって、上記主磁極の半値幅が22°以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成方法。
- 現像剤担持体が非磁性スリーブと該スリーブ内に固定配置された磁石ローラとからなり、該磁石ローラが現像剤汲み上げ磁極、現像剤搬送磁極、現像剤穂立ちのための主磁極を備える現像装置であって、前記主磁極の磁力形成を補助する補助磁石を備えた現像装置を搭載することを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の画像形成方法。
- 上記補助磁石を、上記主磁極を形成する主磁石の現像剤搬送方向上流側及び/又は下流側に配置することを特徴とする請求項11に記載の画像形成方法。
- 上記主磁石と補助磁石とによる磁石ローラにおける中心角を35°以下で構成することを特徴とする請求項12に記載の画像形成方法。
- 上記補助磁石の半値幅を40°以下で構成することを特徴とする請求項11又は12に記載の画像形成方法。
- 上記補助磁石と更にその外側に位置する現像剤搬送磁極のための磁石との磁極変極点による磁石ローラにおける中心角を120°以下で構成することを特徴とする請求項12に記載の画像形成方法。
- 前記請求項1乃至15のいずれかに記載の画像形成方法を用いた画像形成装置。
- 少なくとも像担持体と現像手段を有し、画像形成装置に搭載される画像形成装置用プロセスカートリッジであって、該現像手段がトナーとキャリアを含む二成分現像剤を使用し、且つ磁力により形成された磁気ブラシが現像スリーブ長手方向に対し均一に穂立ちを起こして像担持体に接触する現像手段であり、該像担持体が少なくとも感光層と架橋型電荷輸送層を有し、該架橋型電荷輸送層が少なくとも電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーと1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化することにより形成された像担持体であることを特徴とする画像形成装置用プロセスカートリッジ。
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