JP2007233357A - 画像形成方法ならびに該画像形成方法を用いた電子写真装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】帯電工程、露光工程、現像工程および転写工程を少なくとも有する画像形成方法において、結着樹脂および着色材を少なくとも含有するトナー粒子と無機微粉体とを有し、平均円形度が0.925〜0.995であるトナーを使用し、そして表面形状として複数の各々独立した凹部を有する感光体を使用する。該凹部の開口の平均短軸径LpcはDg<Lpc<Dt(Dtは該トナーの重量平均粒径を表し、Dgは該無機微紛体を構成する1種または2種以上の無機微粉体それぞれの個数平均粒径のうち最大の個数平均粒径を表す)の関係を満す。
【選択図】なし
Description
電子写真感光体の表面からの転写材の分離を容易にするために、電子写真感光体の表面粗さ(周面の粗さ)を規定の範囲内に収める技術、また表面層を形成する際の乾燥条件を制御することにより、電子写真感光体の表面をユズ肌状に粗面化する方法(特許文献6参照);
表面層に粒子を含有させることで、電子写真感光体の表面を粗面化する技術(特許文献7参照);
金属製のワイヤーブラシを用いて表面層の表面を研磨することによって、電子写真感光体の表面を粗面化する技術(特許文献8参照);
特定のクリーニング手段およびトナーを用い、特定のプロセススピード以上の電子写真装置で使用した場合に問題となるクリーニングブレードの反転(メクレ)やエッジ部の欠けを解決するために有機電子写真感光体の表面を粗面化する技術(特許文献9参照);
フィルム状研磨材を用いて表面層の表面を研磨することによって、電子写真感光体の表面を粗面化する技術(特許文献10参照);および
ブラスト処理により電子写真感光体の周面を粗面化する技術(特許文献11参照)。
しかしながら、このようにして粗面化した電子写真感光体の表面の形状の詳細は具体的には記載されていない。
帯電された感光体に像露光によって静電潜像を形成する露光工程;
該静電潜像を現像装置が有するトナーによって現像し、トナー像を形成する現像工程;および
該感光体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写する転写工程
を少なくとも有する画像形成方法において、
前記トナーが、結着樹脂および着色材を少なくとも含有するトナー粒子と無機微粉体とを有しており、
前記感光体の表面に複数の各々独立した凹部が形成されており、該凹部の開口の平均短軸径Lpcが下記式(1)
Dg<Lpc<Dt ・・・(1)
(Dtは前記トナーの重量平均粒径を表し、Dgは前記無機微紛体を構成する1種または2種以上の無機微粉体それぞれの個数平均粒径のうち最大の個数平均粒径を表す)
を満たすことを特徴とする画像形成方法に関する。
電子写真感光体の表面において形成される複数の凹部は、すべてが同一の形状、大きさ、深さであってもよいし、あるいは異なる形状、大きさのものが混在していてもよい。
凹部の形状、長軸径、深さおよび開口面積のような凹部の孔解析パラメーターは、形成されたディンプルによって各々最適化することができるが、例えば最長径10μm程度のディンプルの観察および測定を行う場合、最長径上限を15μm、最長径下限を1μm、深さ下限を0.1μm、体積下限を1μm3とした。そして、解析画面上でディンプル形状と判別できる凹部の個数をカウントし、これを凹部の個数とした。
(凹部の合計開口面積/総面積)×100(%)
から凹部の開口面積率を算出した。(以下、単に面積率と表記したものは、この開口面積率を示す)
また、感光体に対して圧力を均一に付与する目的で、モールドと加圧装置の間に弾性体を設置することも可能である。
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像測定装置「FPIA−2100型」(シスメックス社製)を用いて測定を行い、下式を用いて算出する。
C≧−0.0241×Log(tan−1((Epc−Epch)/Edv))/Epc+0.917 ・・・数式2
(Epcは、各々独立した凹部の開口の感光体円周方向最長径を表し、
Edvは、該円周方向最長径を含み感光体の回転軸に垂直な凹部の断面における最大深さを表し、
Epchは、前記最大深さの半分の深さにおける、該凹部の感光体の円周方向の径
を示し、Cはトナーの平均円形度を示す)
であることが好ましい。C≦−0.0241×Log(tan−1((Epc−Epch)/Edv))/Epc+0.917の領域では、600dpiにて1ライン−1スペース画像を形成した場合等の高MTFチャート出力時において、潜像電荷密度の低い位置に対しても、現像ニップを通過する時にトナーが感光体の表面の凹部形状にトラップされてしまう傾向にあり、ライン再現性の低下をおこしやすい。
トナーの形状としては上記範囲にあることが好ましいが、この範囲は、上記トナーの粉砕条件や表面処理改質処理条件を調整することで達成できる。
上述のとおり、本発明の電子写真感光体は、支持体および該支持体上に設けられた有機感光層(以下単に「感光層」ともいう。)を有する電子写真感光体である。一般的には、円筒状支持体上に感光層を形成した円筒状有機電子写真感光体が広く用いられるが、ベルト状あるいはシート状の形状も可能である。
<感光体製造例1>
直径84mm、長さ370.0mmの表面切削加工されたアルミニウムシリンダーを支持体(円筒状支持体)とした。
次に、酸化スズの被覆層を有する硫酸バリウム粒子からなる粉体〔商品名:パストランPC1、三井金属鉱業(株)製〕60部、酸化チタン〔商品名:TITANIX JR、テイカ(株)製〕15部、レゾール型フェノール樹脂〔商品名:フェノライト J−325、大日本インキ化学工業(株)製、固形分70質量%〕43部、シリコーンオイル〔商品名:SH28PA、東レシリコーン(株)製〕0.015部、シリコーン樹脂〔商品名:トスパール120、東芝シリコーン(株)製〕3.6部、2−メトキシ−1−プロパノール50部/メタノール50部からなる溶液を約20時間、ボールミルで分散し導電層用塗料を調製した。このようにして調合した導電層用分散液をアルミニウムシリンダー上に浸漬法によって塗布し、温度140℃のオーブンで1時間加熱硬化することにより、膜厚が15μmの樹脂層を形成した。
得られた電子写真感光体の最表面層にKrFエキシマレーザー(波長λ=248nm、パルス幅=17ns)を用いて凹部を形成した。この時、図14に示すように、直径30μmの円形のレーザー光透過部bが10μm間隔で配列するパターンを有する石英ガラス製のマスクを用い、照射エネルギーを0.9J/cm2とし、1回照射あたりの照射面積は1.4mm四方であった。aはレーザー光遮蔽部である。図6に示すように、感光体を回転させ、照射位置を軸方向にずらしつつ照射を行って感光体No.1を得た。
得られた感光体No.1の表面形状をレーザー顕微鏡((株)キーエンス製VK−9500)で拡大観察したところ、図15Aに示すように、凹部の開口の短軸径Lpc、長軸径Rpc、および感光体の円周方向の最長径Epcが共に6.0μmであるエッジを有しない円柱状の凹部が2.0μmの間隔で形成されていることが確認された。図15Bは図15Aの線15B−15Bにおける断面図であり、図15Cは図15Aの線15C−15Cにおける断面図である。図15Bおよび図15Cに示すように、凹部の深さRdvとEdvは共に1.0μm、凹部の深さ(Edv)の1/2の深さにおける感光体No.1の円周方向の開口径Epchは5.9μmであった。また、10000μm2あたりの凹部の個数は156個、凹部の開口の面積率は43%であった。
得られた電子写真感光体No.1を、温度23℃/湿度50%RH環境下に24時間放置した後、弾性変形率およびユニバーサル硬さ(HU)を測定した。結果、弾性変形率値は54%、ユニバーサル硬さ(HU)値は180N/mm2であった。
感光体製造例1と同様に電子写真感光体No.2を作製した。
得られた電子写真感光体に対して、図9に示した装置において、図16に示した形状転写用のモールドを設置し表面加工を行った。図16において、16−1は上方向から見たモールドの形状を示し、16−2は横方向から見たモールドの形状を示す。また、D、EおよびFはそれぞれ凸部の最長径、間隔および高さを表す。加圧部分の電荷輸送層の温度が110℃となるように電子写真感光体およびモールドの温度を制御し、4.9MPa(50kg/cm2)の圧力で加圧しながら、感光体を周方向に回転させて形状転写を行い、感光体No.2を得た。
得られた感光体No.2の表面形状をレーザー顕微鏡((株)キーエンス製VK−9500)で拡大観察したところ、図17に示すように、長軸径Rpc:5.0μm、深さRdv:1.0μmのエッジを有する円柱状の凹部が1.0μm間隔で形成されていることがわかった。図17において、17−1は感光体表面の凹部の配列状態を示し、17−2は感光体の凹部を有する表面の断面形状を示す。形状計測結果は表1に示すとおりである。
感光体製造例1と同様に電子写真感光体No.3を作製した。
感光体製造例2で使用したモールドを、図18に示した山型形状のモールドに換えた以外は実施例2と同様に加工を行って感光体No.3を得た。なお、図18において、18−1は上方向から見たモールドの形状を示し、18−2は横方向から見たモールドの形状を示す。また、D、EおよびFはそれぞれ凸部の最長径、間隔および高さを表す。
得られた感光体No.3の一部を採取し、電子顕微鏡により観察したところ、図19に示したように、長軸径Rpc:1.0μm、深さRdv:0.9μmの山状の凹部が0.2μm間隔で形成されていることがわかった。図19において、19−1は感光体表面の凹部の配列状態を示し、19−2は感光体の凹部を有する表面の断面形状を示す。形状計測結果を表1に示す。
感光体製造例1と同様に電子写真感光体No.4を作製した。
感光体製造例3で使用したモールドにおいて、D:0.5μm、E:0.1μm、F:1.6μmとした以外は感光体製造例3と同様に加工を行って感光体No.4を得た。
得られた感光体No.4の一部を採取し、電子顕微鏡により観察したところ、長軸径Rpc:0.5μm、深さRdv:0.7μmのエッジを有する円柱状の凹部が0.1μm間隔で形成されていることがわかった。形状計測結果を表1に示す。
感光体製造例1と同様に電子写真感光体No.5を作製した。
感光体製造例3で使用したモールドにおいて、D:0.15μm、E:0.03μm、F:1.2μmとした以外は感光体製造例3と同様に加工を行って感光体No.5を得た。
得られた感光体No.5の一部を採取し、電子顕微鏡により観察したところ、長軸径Rpc:0.15μm、深さRdv:0.5μmのエッジを有する円柱状の凹部が0.03μm間隔で形成されていることがわかった。形状計測結果を表1に示す。
感光体製造例1と同様に電子写真感光体No.6を作製した。
感光体製造例1で用いた図14に示すようなマスクを、直径30μmの円形のレーザー光透過部が20μm間隔で配列されたパターンを有する石英ガラス製のマスクに換え、1回照射あたりのマスク投影面積を2.0mm四方とした以外は感光体製造例1と同様に加工を行って感光体No.6を得た。形状計測結果を表1に示す。
感光体製造例1と同様に電子写真感光体No.7を作製した。
感光体製造例1で用いた図14に示すようなマスクを、直径70μmの円形のレーザー光透過部が7μm間隔で配列されたパターンを有する石英ガラス製のマスクに換えた以外は感光体製造例6と同様に加工を行って感光体No.7を得た。
得られた感光体の表面形状をレーザー顕微鏡((株)キーエンス製VK−9500)で拡大観察したところ、長軸径Rpc:20.5μmのエッジを有しない円柱状の凹部が2.1μmの間隔で形成されていることが確認された。凹部の深さRdvは0.9μmであった。形状計測結果を表1に示す。
感光体製造例1と同様に電子写真感光体No.8を作製した。
感光体製造例1で用いた図14に示すようなマスクを、直径100μmの円形のレーザー光透過部が10μm間隔で配列されたパターンを有する石英ガラス製のマスクに換えた以外は感光体製造例6と同様に加工を行って感光体No.8を得た。
得られた感光体No.8の表面形状をレーザー顕微鏡((株)キーエンス製VK−9500)で拡大観察したところ、長軸径Rpc:29.2μmのエッジを有しない円柱状の凹部が2.9μmの間隔で形成されていることが確認された。凹部の深さRdvは0.9μmであった。形状計測結果を表1に示す。
感光体製造例1と同様に電子写真感光体No.9を作製した。
感光体製造例2で使用したモールドにおいて、D:0.10μm、E:0.02μm、F:1.0μmとした以外は感光体製造例2と同様に加工を行って感光体No.9を得た。
得られた感光体No.9の一部を採取し、電子顕微鏡により観察したところ、長軸径Rpc:0.10μm、深さRdv:0.4μmのエッジを有する円柱状の凹部が0.02μm間隔で形成されていることがわかった。形状計測結果を表1に示す。
感光体製造例1と同様に電子写真感光体No.10を作製した。
感光体製造例2で使用したモールドを、図20に示した立方体形状の凸部を有するモールドに換えた以外は感光体製造例2と同様に加工を行って感光体No.10を得た。図20において、20−1は上方向から見たモールドの形状を示し、20−2は横方向から見たモールドの形状を示す。また、E、F、GおよびHはそれぞれ凸部の間隔、高さ、最長径および最短径を示す。
得た感光体No.10の一部を採取し、電子顕微鏡により観察したところ、
短軸径Lpc:1.0μm、長軸径Rpc:1.4μm、深さRdv:1.0μmのエッジを有する立方体状の凹部が0.1μm間隔で形成されていることがわかった。形状計測結果を表1に示す。
感光体製造例1と同様に電子写真感光体No.11を作製した。
感光体製造例2で使用したモールドを、図21Aおよび図21Bに示した山型形状のモールドに換えた以外は実施例2と同様に加工を行って感光体No.11を得た。なお、図21Aは上方向から見たモールドの形状を示し、図21Bは図21Aの線21B−21Bにおける断面の形状を示す。また、図21Aおよび図21Bにおいて、E'、F、GおよびHはそれぞれ凸部の間隔、高さ、最長径および最短径を表す。
得られた感光体No.11の表面形状をレーザー顕微鏡((株)キーエンス製VK−9500)で拡大観察したところ、短軸径Lpc:4.0μm、長軸径Rpc:8.0μm、深さRdv:0.9μmの山状の凹部が形成されていることがわかった。形状計測結果を表1に示す。
感光体製造例1と同様に電子写真感光体No.12を作製した。
感光体製造例2で使用したモールドにおいて、D:3.1μm、E:0.6μm、F:1.6μmとした以外は感光体製造例2と同様に加工を行って感光体No.12を得た。
得られた感光体No.12の表面形状をレーザー顕微鏡((株)キーエンス製VK−9500)で拡大観察したところ、長軸径Rpc:3.1μm、深さRdv:1.5μmのエッジを有する円柱状の凹部が0.6μm間隔で形成されていることがわかった。形状計測結果を表1に示す。
感光体製造例1と同様に電子写真感光体No.13を作製した。
感光体製造例2で使用したモールドを、図22Aおよび図22Bに示した楕円柱形状の凸部を有するモールドに換えた以外は実施例2と同様に加工を行って感光体No.13を得た。図22Aは上方向から見たモールドの形状を示し、図22Bは図22Aの線22B−22Bにおける断面の形状を示す。また、図22Aおよび図22Bにおいて、E'、F、GおよびHはそれぞれ凸部の間隔、高さ、最長径および最短径を表す。
得られた感光体No.13の表面形状をレーザー顕微鏡((株)キーエンス製VK−9500)で拡大観察したところ、短軸径Lpc:4.5μm、長軸径Rpc:5.0μm、深さRdv:1.2μmのエッジを有する円柱状の凹部が0.6μm間隔で形成されていることがわかった。形状計測結果を表1に示す。
感光体製造例1と同様に電子写真感光体No.14を作製した。
<モールド圧接形状転写による凹部の形成>
感光体製造例10で使用したモールドにおいて、H:3.0μm、G:4.2μm、E:0.3μm、F:0.8μmとした以外は感光体製造例2と同様に加工を行って感光体No.14を得た。
得られた感光体No.14の表面形状をレーザー顕微鏡((株)キーエンス製VK−9500)で拡大観察したところ、短軸径Lpc:3.0μm、長軸径Rpc:4.2μm、深さRdv:0.4μmのエッジを有する立方体状の凹部が0.3μm間隔で形成されていることがわかった。形状計測結果を表1に示す。
感光体製造例1と同様に電子写真感光体No.15を作製した。
感光体製造例1で使用したレーザー加工法において、照射光源を再生増幅モードロック Ti:Sapphire レーザー(波長800nm、パルス幅100fs)とし、1回照射あたりのマスク投影面積を1.17mm四方とした以外は感光体製造例1と同様に加工を行って感光体No.15を得た。
得られた感光体No.15の表面形状をレーザー顕微鏡((株)キーエンス製VK−9500)で拡大観察したところ、長軸径Rpc:5.0μmのエッジを有する円柱状の凹部が1.7μmの間隔で形成されていることが確認された。凹部の深さRdvは1.0μmであった。形状計測結果を表1に示す。
実施例A-1において、ポリカーボネート樹脂〔ユーピロンZ400、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)社製〕の換わりに、下記構造式(4)で示される共重合型ポリアリレート樹脂を用いて電荷輸送層を形成した。その後、第二電荷輸送層を形成しないものを電子写真感光体No.16として得た。
なお、上記ポリアリレート樹脂中のテレフタル酸構造とイソフタル酸構造とのモル比(テレフタル酸構造:イソフタル酸構造)は50:50である。また、重量平均分子量(Mw)は、130,000である。
感光体製造例2で使用したモールドにおいて、D:5.0μm、E:1.0μm、F:2.5μmとし、加工時の電子写真感光体表面の温度を150℃とした以外は、感光体製造例2と同様に加工を行なって感光体No.16を得た。
得られた感光体No.16の表面形状をレーザー顕微鏡((株)キーエンス製VK−9500)で拡大観察したところ、長軸径Rpc:5.0μmのエッジを有する円柱状の凹部が2.0μmの間隔で形成されていることが確認された。凹部の深さRdvは1.0μmであった。形状計測結果を表1に示す。
感光体製造例1と同様に電子写真感光体No.17を作製した。
感光体製造例2で使用したモールドにおいて、D:5.0μm、E:1.0μm、F:3.0μmとし、加工時の電子写真感光体およびモールドの温度を125℃に制御し、2.5MPa(25kg/cm2)の圧力で加圧した以外は感光体製造例2と同様に加工を行って感光体No.17を得た。
得られた感光体No.17の表面形状をレーザー顕微鏡((株)キーエンス製VK−9500)で拡大観察したところ、長軸径Rpc:4.2μm、深さRdv:1.0μmのエッジを有さないディンプル形状の凹部が1.0μm間隔で形成されていることがわかった。形状計測結果を表1に示す。
感光体製造例1と同様に電子写真感光体No.18を作製した。
感光体製造例2で使用したモールドにおいて、D:2.4μm、E:0.4μm、F:1.0μmとした以外は感光体製造例2と同様に加工を行って感光体No.18を得た。
得られた感光体の表面形状をレーザー顕微鏡((株)キーエンス製VK−9500)で拡大観察したところ、長軸径Rpc:2.4μm、深さRdv:0.8μmのエッジを有する円柱状の凹部が0.4μm間隔で形成されていることがわかった。形状計測結果を表1に示す。
<非磁性トナー製造例1>
イオン交換水405部に0.1N−Na3PO4水溶液250部を投入し60℃に加温した後、1.07N−CaCl2水溶液40.0部を徐々に添加して燐酸カルシウム塩を含む水系媒体を得た。
一方、下記処方をアトライター(三井三池化工機(株))を用いて均一に分散混合し、単量体組成物を調製した。
・スチレン 80部
・n−ブチルアクリレート 20部
・ジビニルベンゼン 0.2部
・飽和ポリエステル樹脂(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAとイソフタル酸との重縮合物、Tg=70℃、Mw=41000、酸価=15mgKOH/g、水酸基価=25) 4.0部
・負帯電性荷電制御剤(ジ-ターシャリーブチルサリチル酸のAl化合物) 1部
・C.Iピグメントブルー15:3 6.0部
次に、上記粒子を40℃にて12時間乾燥して着色粒子(トナー粒子)を得た。
C.Iピグメントブルー15:3を6.0部用いる換わりに、C.I.ピグメントレッド122を8.0部用いたこと以外は、非磁性トナー製造例1と同様にして重合性単量体系を調製した。この重合性単量体系を製造例1と同様の水系媒体中に投入し、62℃、N2雰囲気下においてTK式ホモミキサー(特殊機化工業(株))を用いて10,000rpmで15分間撹拌し、造粒した。その後、パドル撹拌翼で撹拌しつつ、62℃で6時間反応させた。その後液温を80℃とし更に4時間撹拌を続けた。反応終了後、80℃で更に3時間蒸留を行い、その後、懸濁液を冷却し、塩酸を加えて燐酸カルシウム塩を溶解し、濾過・水洗を行い、湿潤着色粒子を得た。
次に、上記粒子を40℃にて12時間乾燥して着色粒子(トナー粒子)を得た。
このトナー粒子100部と、一次粒径が12nmの疎水性シリカ微粒子(ヘキサメチルジシラザン8質量%処理の後にシリコーンオイル2質量%処理、BET比表面積値130m2/g)1.0部および一次粒径が110nmの疎水性シリカ微粒子(シリコーンオイル5質量%処理)1.5部とをヘンシェルミキサー(三井三池化工機(株))で混合して、非磁性トナー(マゼンタトナー)2を得た。非磁性トナー2の物性を表2に示す。
C.Iピグメントブルー15:3を6.0部用いた換わりにC.I.ピグメントイエロー17を8.0部用いたこと以外は、非磁性トナー製造例1と同様にして重合性単量体系を調製した。この重合性単量体系を製造例1と同様の水系媒体中に投入し、58℃、N2雰囲気下においてTK式ホモミキサー(特殊機化工業(株))を用いて10,000rpmで15分間撹拌し、造粒した。その後パドル撹拌翼で撹拌しつつ、58℃で6時間反応させた。その後、液温を80℃とし更に4時間撹拌を続けた。反応終了後、80℃で更に3時間蒸留を行い、その後、懸濁液を冷却し、塩酸を加えて燐酸カルシウム塩を溶解し、濾過・水洗を行い、湿潤着色粒子を得た。
次に、上記粒子を40℃にて12時間乾燥して着色粒子(トナー粒子)を得た。
このトナー粒子100部と、ヘキサメチルジシラザンで処理したBET値が120m2/gであり、一次粒径が20nmの疎水性シリカ微粒子(ヘキサメチルジシラザン5質量%処理、BET比表面積値120m2/g)1.0部および一次粒径が110nmの疎水性シリカ微粒子(シリコーンオイル5質量%処理)1.5部とをヘンシェルミキサー(三井三池化工機(株))で混合して、非磁性トナー(イエロートナー)3を得た。非磁性トナー3の物性を表2に示す。
スチレン/n−ブチルアクリレート共重合体 80部
(質量比85/15、Mw=330000)
飽和ポリエステル樹脂(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAとイソフタル酸との重縮合物、Tg=56℃、Mw=18000、酸価=8、水酸基価=13)
4.5部
負荷電性制御剤(ジターシャリーブチルサリチル酸のAl化合物) 3部
C.I.ピグメントブルー15:3 7部
ベヘニン酸ベヘニルを主体とするエステルワックス 5部
(DSCにおける昇温測定時の最大吸熱ピーク72℃)
次に、得られた球形化トナー粒子100部に対して、一次粒径が12nmの疎水性シリカ微粒子(シリコーンオイル10質量%処理、BET比表面積値130m2/g)1.0部および一次粒径が110nmの疎水性シリカ微粒子(シリコーンオイル5質量%処理)1.5部をヘンシェルミキサー(三井三池化工機(株))で混合して、非磁性トナー(シアントナー)4を得た。非磁性トナー4の物性を表2に示す。
非磁性トナー製造例4において、風力分級後のバッチ式衝撃式表面処理装置における球形化処理条件を緩和(処理温度40℃、回転式処理ブレード周速30m/sec、処理時間2.0分)した以外は、非磁性トナー製造例4と同様にして、非磁性トナー(シアントナー)5を得た。非磁性トナー5の物性を表2に示す。
非磁性トナー製造例4において、風力分級後のバッチ式衝撃式表面処理装置における球形化処理条件をさらに緩和(処理温度40℃、回転式処理ブレード周速25m/sec、処理時間1.0分)した以外は、非磁性トナー製造例4と同様にして、非磁性トナー(シアントナー)6を得た。非磁性トナー6の物性を表2に示す。
トナーの粗粉砕物をジェットミル(日本ニューマチック工業(株)製)にて微粉砕し、かつ、球形化処理を行わなかったこと以外は非磁性トナー製造例4と同様にして、非磁性トナー(シアントナー)7を得た。非磁性トナー7の物性を表2に示す。
非磁性トナー製造例1において、乾燥後の着色粒子(トナー粒子)を風力分級機(エルボウジェットラボEJ−L3、日鉄鉱業(株)製)で分級して粒度調整を行うことを除いては、非磁性トナー製造例1と同様にして非磁性トナー(シアントナー)8を得た、非磁性トナー8の物性を表2に示す。
非磁性トナー製造例4において、ベヘニン酸ベヘニルを主体とするエステルワックス5部を用いた代わりに、フィッシャートロプシュワックス(DSCにおける昇温測定時の最大吸熱ピーク105℃)を5部使用した以外は、非磁性トナー製造例4と同様にして、非磁性トナー(シアントナー)9を得た。非磁性トナー9の物性を表2に示す。
非磁性トナー製造例4において、ベヘニン酸ベヘニルを主体とするエステルワックス5部を用いた代わりに、ステアリン酸ステアリルを主体とするエステルワックス5部(DSCにおける昇温測定時の最大吸熱ピーク65℃)を使用した以外は、非磁性トナー製造例4と同様にして、非磁性トナー(シアントナー)10を得た。非磁性トナー10の物性を表2に示す。
非磁性トナー製造例4において、ベヘニン酸ベヘニルを主体とするエステルワックス5部を用いた代わりに、ポリエチレンワックス(DSCにおける昇温測定時の最大吸熱ピーク108℃)5部を使用した以外は、非磁性トナー製造例4と同様にして、非磁性トナー(シアントナー)11を得た。非磁性トナー11の物性を表2に示す。
非磁性トナー製造例4において、ベヘニン酸ベヘニルを主体とするエステルワックス5部を用いた代わりに、精製ノルマルパラフィン(DSCにおける昇温測定時の最大吸熱ピーク60℃)5部を使用した以外は、非磁性トナー製造例4と同様にして、非磁性トナー(シアントナー)12を得た。非磁性トナー12の物性を表2に示す。
・スチレン/n−ブチルアクリレート共重合体 84.5部
(質量比85/15、Mw=330000)
・飽和ポリエステル樹脂(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAとイソフタル酸との重縮合物、Tg=56℃、Mw=18000、酸価=8、水酸基価=13)
2.5部
・負荷電性制御剤(ジターシャリーブチルサリチル酸のAl化合物) 3部
・カーボンブラック 7.0部
・精製ノルマルパラフィンワックス 5部
(DSCにおける昇温測定時の最大吸熱ピーク74℃)
上記材料をブレンダーにて混合し、110℃に加熱した二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミル(ホソカワミクロン(株)製)で粗粉砕し、次いで、エアージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。衝突板は衝突する方向に対して90度となるよう調整した。得られた微粉砕物を風力分級してトナー粒子を得た。その後、バッチ式の衝撃式表面処理装置で球形化処理を行った(処理温度40℃、回転式処理ブレード周速75m/sec、処理時間3分)。
次に、得られた球形化トナー粒子100部に対して、ルチル型酸化チタン微粒子(一次粒径35nm、イソブチルシランカップリング剤10質量%処理)1.0部、一次粒径15nmの疎水性シリカ微粒子(シリコーンオイル10質量%処理)0.7部、一次粒径110nmの疎水性シリカ粒子(シリコーンオイル5質量%処理)2.5部、をヘンシェルミキサーにより外添して非磁性トナー(ブラックトナー)13を得た。非磁性トナー13の物性を表2に示す。
カーボンブラックを7.0部用いた代わりに、C.Iピグメントブルー15:3を7.0部用いたこと以外は、非磁性トナー製造例1と同様にして、非磁性トナー(シアントナー)14を得た。非磁性トナー14の物性を表2に示す。
<キャリア1の製造>
・フェノール(ヒドロキシベンゼン) 50部
・37質量%のホルマリン水溶液 80部
・水 50部
・シラン系カップリング剤(KBM403;信越化学工業(株)製)で表面処理されたマグネタイト微粒子 320部
・シラン系カップリング剤(KBM403;信越化学工業(株)製)で表面処理されたα−Fe2O3微粒子 80部
・25質量%のアンモニア水 15部
上記材料を四ツ口フラスコに入れ、撹拌混合しながら50分間で85℃まで昇温し、この温度で、120分間反応・硬化させた。その後30℃まで冷却し500部の水を添加した後、上澄み液を除去し、沈殿物を水洗し、風乾した。次いで、これを減圧下(665Pa=5mmHg)160℃で24時間乾燥して、フェノール樹脂をバインダ樹脂とする磁性キャリアコア(A)を得た。
上記処理機内のシランカップリング剤で処理された磁性キャリアコア(A)を50℃で撹拌しながら、シリコーン樹脂SR2410(東レダウコーニング(株)製)を、シリコーン樹脂固形分として20%になるようトルエンで希釈した後、減圧下で添加して、0.5質量%の樹脂被覆を行った。
以後、窒素ガスの雰囲気下で2時間撹拌しつつ、トルエンを揮発させた後、窒素ガスによる雰囲気下で140℃、2時間熱処理を行い、凝集をほぐした後、200メッシュ(75μmの目開き)以上の粗粒を除去し、キャリア1を得た。
得られたキャリア1の体積平均粒径は35μm、真比重は3.7g/cm3であった。
非磁性トナー1とキャリア1とをトナー濃度8%で混合して二成分系現像剤No.1を作製した。
次に、電子写真感光体1を、キヤノン(株)製の電子写真複写機iRC6800の改造機(負帯電型に改造)に装着し、以下のように評価を行った。
まず、温度23℃/湿度50%RH環境下で、電子写真感光体の暗部電位(Vd)が−700V、明部電位(Vl)が−200Vになるように電位の条件を設定し、電子写真感光体の初期電位を調整した。
次に、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレードを、電子写真感光体表面に対して、当接角26°、当接圧0.294N/cm(30g/cm)となるように設定した。
その後、前述の現像剤1を用い、出力解像度600dpiとして1ライン−1スペース画像を出力し、光学顕微鏡により100倍に拡大してライン再現性を下記の基準に従って評価した。評価結果は表3に示すとおりである。
A:非常に明瞭
B:明瞭
C:ラインが一部不明瞭
D:ライン判別が困難)
A:良好
B:ごく軽微な融着による画像欠陥あり
C:軽微な融着による画像欠陥あり
D:融着による画像欠陥あり
E:定着不良による汚れあり
転写効率の測定を行った。測定結果は表3に示すとおりである。
A:良好
B:部分的に欠けあり
C:部分的にえぐれあり
A:良好
B:輪郭が一部不明瞭
C:輪郭が全体的に不明瞭)
本実施例の画像形成方法においては、高濃度テストチャート出力時における良好なライン再現性と低濃度テストチャートにおける良好なクリーニング特性との両立が達成された。また耐久時にもトルク上昇が抑制され、その結果、耐久を通じて画像欠陥の発生はなかった。さらに、高温高湿下におけるドット再現性も良好であった。
画像出力に用いる感光体および現像剤を表3に示すように変更した以外は、実施例1と同様に、画像出力試験を行い、評価を行なった。
本実施例の画像形成方法においては、低濃度テストチャートにおいても良好なクリーニング特性を示していたが、高濃度テストチャート出力時のライン再現性は実施例1に対して劣っていた。しかし、耐久時にもトルク上昇は抑制され、その結果、耐久を通じて画像欠陥の発生はなかった。また、高温高湿下におけるドット再現性も良好であった。評価結果を表3に示す。
画像出力に用いる感光体および現像剤を表3に示すように変更した以外は、実施例1と同様に画像出力試験を行い、評価を行なった。
本実施例の画像形成方法においては、高濃度テストチャート出力時のライン再現性は不十分な場合が見られたものの、いずれの場合においても、低濃度テストチャートにおいても良好なクリーニング特性を示していた。評価結果を表3に示す。また、感光体表面形状指数K(K=tan−1((Epc−Epch)/Edv)を横軸に、トナー平均円形度を縦軸にして高濃度チャート出力時のライン再現性評価結果をプロットしたグラフを図21に示す。
画像出力に用いる感光体および現像剤を表3に示すように変更した以外は、実施例1と同様に画像出力試験を行った。
本比較例の画像出力方法は、感光体に対するクリーニング特性が劣り、耐久時にもトルク上昇が増大し、その結果、耐久末期において画像不良の発生が見られた。また、高温高湿下におけるドット再現性も良好でない場合があった。評価結果を表3に示す。
2 軸
3 帯電手段
4 露光光
5 現像手段
6 転写手段
7 クリーニング手段
8 定着手段
9 プロセスカートリッジ
10 案内手段
P 転写材
a レーザー光遮蔽部
b レーザー光透過部
c エキシマレーザー光照射器
d ワーク回転用モーター
e ワーク移動装置
f 感光体ドラム
g 凹部非形成部
h 凹部形成部
A 加圧装置
B モールド
C 感光体
Claims (13)
- 静電潜像を担持するための感光体を帯電する帯電工程;
帯電された感光体に像露光によって静電潜像を形成する露光工程;
該静電潜像を現像装置が有するトナーによって現像し、トナー像を形成する現像工程;および
該感光体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写する転写工程
を少なくとも有する画像形成方法において、
前記トナーが、結着樹脂および着色材を少なくとも含有するトナー粒子と無機微粉体とを有しており、
前記感光体の表面に複数の各々独立した凹部が形成されており、該凹部の開口の平均短軸径Lpcが下記式(1):
Dg<Lpc<Dt ・・・(1)
(Dtは前記トナーの重量平均粒径を表し、Dgは前記無機微紛体を構成する1種または2種以上の無機微粉体それぞれの個数平均粒径のうち最大の個数平均粒径を表す)
を満たし、
前記トナーの平均円形度が0.925以上0.995以下であることを特徴とする画像形成方法。 - 前記トナーの形状係数SF−1の値が100<SF−1≦160であり、SF−2の値が100<SF−2≦140であり、形状係数SF−1に対するSF−2の比(SF−2/SF−1)の値が0.63以上1.00以下である請求項1に記載の画像形成方法。
- 前記トナーが、DSCによる融点測定において温度65℃から105℃までの間に最大吸熱ピークを有する請求項1乃至2のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記凹部の開口の平均短軸径Lpcが下記式(2):
Dg<Lpc<Dt−σ ・・・(2)
(Dt−σはDtから前記トナーの粒度分布の標準偏差を引いた値を表す)
を満たす請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成方法。 - 前記凹部の形状が下記式(3):
(1/2)×Rdv×Rpc<Sdv<Rdv×Rpc ・・・式(3)
(Rdvは凹部の深さを表し、Rpcは凹部の開口の長軸径を表し、そしてSdvは、凹部の開口の長軸径を含み感光体の回転軸に垂直な凹部の断面の面積を表す)
を満たす請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成方法。 - 前記凹部が、非凹部と明確な境界線を持たず、連続した曲面で形成されるディンプル形状である請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記凹部が、レーザーアブレーション加工によって形成されたものである請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- レーザーアブレーション加工に用いるレーザーの発振パルス幅が、1ps以上100ns以下である請求項7に記載の画像形成方法。
- 前記凹部が、表面に凹凸形状を有するモールドを圧接処理することによって形成されたものである請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記感光体の表面の弾性変形率が40%以上65%以下である請求項9に記載の画像形成方法。
- 前記トナー粒子の形状と前記凹部の形状が下記式(4):
C≧−0.0241×Log(tan−1((Epc−Epch)/Edv))/Epc+0.917 ・・・式(4)
(Epcは、各々独立した凹部の開口の感光体円周方向最長径を表し、
Edvは、該円周方向最長径を含み感光体の回転軸に垂直な凹部の断面における最大深さを表し、
Epchは、前記最大深さの半分の深さにおける、該凹部の感光体の円周方向の径を表し、
Cは、トナーの平均円形度を表す)
を満たす請求項1に記載の画像形成方法。 - クリーニングブレードを有するクリーニング装置を用いて、該感光体上の残留粉体をクリーニングする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の画層形成方法。
- 感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段およびクリーニング手段を有し、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の画層形成方法を用いて画像出力を行うための電子写真装置であることを特徴とする電子写真装置。
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