JP2010009026A - 画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、感光体、及び滑剤塗布工程を備える画像形成方法において、該感光体が少なくとも導電性支持体と感光層と無機微粒子を含有する保護層を有し、感光体駆動方向と垂直方向における該感光体の表面粗さ曲線要素の平均長さRSm(μm)と画像形成に用いるトナーの個数基準メディアン径D50(μm)との比RSm/D50が0.4以上2.0以下であり、且つ、感光体駆動方向と垂直方向における該感光体の表面粗さ曲線のスキューネスRskが−3.0以上0.0以下であることを特徴とする画像形成方法。
【選択図】なし
Description
本発明で用いられる感光体は、導電性支持体と感光層と無機微粒子を含有する保護層を有し、感光体駆動方向と垂直方向における該感光体の表面粗さ曲線要素の平均長さRSm(μm)と画像形成に用いるトナーの個数基準メディアン径D50(μm)との比(RSm/D50)が0.4以上2.0以下であり、且つ、感光体駆動方向と垂直方向における該感光体の表面粗さ曲線のスキューネスRskが−3.0以上0.0以下の感光体である。
図1は、感光体のRSm及びRskを測定する場所を示す。
評価長さ:2mm
測定速度:0.03mm/sec
カットオフ:0.08mm
ピーク閾値:0
RSmは下記式によって求められる値をいう。
n:平均粗さ曲線要素の数(正の整数)
Rskは下記式によって求められる値をいう。
Ir:X軸方向の長さ
Z(x):x位置でのz軸方向の高さ
次に、本発明の画像形成方法を用いた装置について説明する。
本発明に係る画像形成装置は、少なくとも帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、感光体、及び滑剤塗布手段を備えたものである。
滑剤としては、感光体の表面の接触角(純水に対する接触角)を1°以上増加させる材料であれば、脂肪酸金属塩或いはフッ素系樹脂等の材料に限定されない。
本発明に係る感光体は、少なくとも導電性支持の上に感光層を、その上に無機微粒子を含有する保護層(以下、単に保護層ともいう)を有するものである。
2)導電性支持体上に中間層を形成し、その上に感光層として電荷発生層および電荷輸送層を順次積層し、その上に保護層を積層した構成;
3)導電性支持体上に中間層を形成し、その上に感光層として電荷輸送材料と電荷発生材料とを含む単層の感光層を形成し、その上に保護層を積層した構成;
本発明では上記2)の構成が好ましく用いられる。
本発明で用いる導電性支持体としては、シート状又は円筒状支持体が用いられるが、画像形成装置の設計の容易さからは円筒状支持体が好ましい。円筒状導電性支持体とは回転することによりエンドレスに画像を形成できるに必要な円筒状の支持体を意味し、円筒度が5〜40μmが好ましく、7〜30μmがより好ましい。
本発明においては円筒状導電性支持体と前記感光層のとの接着性改良、或いは該支持体からの電荷注入を防止するために、該支持体と前記感光層の間に中間層(下引層も含む)を設けることもできる。該中間層の材料としては、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂並びに、これらの樹脂の繰り返し単位のうちの2つ以上を含む共重合体樹脂が挙げられる。これら下引き樹脂の中で繰り返し使用に伴う残留電位増加を小さくできる樹脂としてはポリアミド樹脂が好ましい。又、これら樹脂を用いた中間層の膜厚は0.01〜0.5μmが好ましい。
電荷発生層は、電荷発生物質と必要に応じバインダー樹脂とから構成される。
電荷輸送層は、電荷輸送物質(CTM)とCTMを分散し製膜するバインダー樹脂とから構成される。その他の物質としては必要により酸化防止剤等の添加剤を含有しても良い。
保護層は、バインダー樹脂に無機微粒子を添加して調製した塗布液を電荷輸送層の上に塗布して形成し、その後追加工して特定のRSmとRskの値を有する表面を形成したものである。なお、保護層には酸化防止剤を含有させることが好ましい。
保護層表面に特定のRsmとRskを付与する方法は、特に限定されないが、保護層用塗布液を塗布・乾燥して形成した塗膜に追加工して特定形状の粗さ曲線プロフィールを表面に設けて作製する方法が好ましい。
本発明の画像形成方法で用いられるトナーは、高速でプリントしても消費電力が少なくて済む低温定着特性を有し、高品質のプリント画像を得るためその粒径が個数基準メディアン径D50で3〜8μmのものが好ましく用いられる。
(1)特定構造のエステル化合物をラジカル重合性単量体に溶解或いは分散する溶解/分散工程
(2)樹脂微粒子の分散液を調製するための重合工程
(3)水系媒体中で樹脂微粒子と着色剤粒子を融着させて着色粒子(会合粒子)を得る融着工程
(4)着色粒子の分散液を冷却する冷却工程
(5)冷却された着色粒子の分散液から当該着色粒子を固液分離し、当該着色粒子から界面活性剤などを除去する洗浄工程
(6)洗浄処理された着色粒子を乾燥する乾燥工程
必要に応じ
(7)乾燥処理された着色粒子に外添剤を添加する工程が含まれていてもよい。
〈研磨シートの準備〉
下記の研磨部材を準備した。研磨部材は、市販の厚さ75μmのポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム基体上に砥粒子(材質、平均粒径)と結着樹脂(市販のレゾールフェノール樹脂)で形成してなるものである。これらはいずれも立体形状の部位を規則的に配列させた研磨面を有するシート状の研磨部材である。
研磨部材2:砥粒子(ダイヤモンド、平均粒径2.5、0.2μm)
研磨部材3:砥粒子(ダイヤモンド、平均粒径10μm)
研磨部材4:砥粒子(アルミナ、平均粒径3.5μm)
研磨部材5:砥粒子(アルミナ、平均粒径10μm)
なお、上記平均粒径は、体積基準メディアン径であり、研磨部材2は、平均粒径の異なる2種類の研磨粒子を用いたものである。
(導電性支持体)
導電性支持体として、洗浄済みの表面粗さRzを0.92μmに切削加工により調整した円筒状アルミニウム支持体を「基体」として準備した。
中間層分散液の作製
ポリアミド樹脂CM8000(東レ社製) 1質量部
酸化チタンSMT500SAS(テイカ社製;表面処理は、シリカ処理、アルミナ処理、及びメチルハイドロジェンポリシロキサン処理) 3質量部
メタノール 10質量部
をサンドミル分散機で分散時間を10時間、バッチ式にて分散して、中間層分散液を作製した。
中間層分散液を同じ混合溶媒を用いて2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フィルター公称濾過精度:5μm、圧力;5×104Pa)し、中間層塗布液を作製した。
下記塗布液を混合し、サンドミルを用いて分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を浸漬塗布装置により塗布し、前記中間層の上に乾燥膜厚0.3μmの「電荷発生層」を形成した。
Y型オキシチタニルフタロシアニン(Cu−Kα特性X線によるX線回折の最大ピーク角度が2θで27.3) 20質量部
シリコーン樹脂「KR−5240」(信越化学工業(株)製) 10質量部
酢酸t−ブチル 700質量部
4−メトキシ−4−メチル−2−ペンタノン 300質量部
(電荷輸送層)
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質量部
ポリカーボネート(Z300:三菱ガス化学社製) 300質量部
酸化防止剤(Irganox1010:日本チバガイギー社製) 6質量部
ジクロロメタン 2000質量部
シリコンオイル(KF−54:信越化学社製) 1質量部
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浸漬塗布法で塗布し、110℃70分の乾燥を行い、乾燥膜厚18.0μmの「電荷輸送層」を形成した。
次に、保護層用の塗布液を下記のようにして作製した。
シリカ(数平均一次粒径40nm) 3質量部
テトラヒドロフラン(THF)/トルエン(TOL) 54質量部/18質量部
を混合し、UH600MC((株)エスエムテー社製)分散機を用い、分散液の循環をさせながら、機械的撹拌及び超音波分散(35kHz、600W)を30分間行った。
結着樹脂(ポリカーボネート) 15質量部
テトラヒドロフラン/トルエン 48質量部/12質量部
を混合し、結着樹脂溶液を作製した。
第1の混合液に上記結着樹脂溶液を添加して第2の混合液を作製し、該第2の混合液を上記UH600MCの分散機を用い、分散液の循環をさせながら、機械的撹拌及び超音波分散(35kHz、600W)を30分間行った。その後、該第2の混合液に、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)20質量部を添加して溶解し、保護層塗布液を得た。
(尚、超音波分散機としてはSHARP製UT604を用いた)
次に、電荷輸送層の上に、上記保護層塗布液を用い、円形スライド型塗布装置により独立に塗布し、前記電荷輸送層上に、乾燥膜厚6.0μm(110℃70分の乾燥を行い)の「保護層」を作製した。
図4(a)に示す方式の研磨装置に「研磨部材1」をセットして保護層表面の研磨作業を行った。すなわち、感光体の回転速度、研磨部材の搬送速度、送り速度、切込量を任意の値に設定して研磨作業を行った。
感光体1の作製において用いた無機微粒子、保護層表面の加工を表1のように変更した以外は同様にして、「感光体2〜14」を作製した。
以下のようにしてトナーを作製した。
(着色粒子Bk1の作製)
(1)低分子量樹脂粒子の合成
攪拌装置、冷却管及び温度センサを装着した四頭コルベンに、スチレン509.83質量部と、n−ブチルアクリレート88.67質量部と、メタクリル酸34.83質量部と、tert−ドデシルメルカプタン21.83質量部と、化合物(1)66.7質量部とを入れ、内温を80℃に昇温し、化合物(1)が溶解するまで攪拌し、そのまま温度を保持した。一方、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.0質量部を純水2700質量部に溶解させた界面活性剤水溶液を同様に内温80℃になるよう加熱し、そのまま保持した。80℃に保温した前記界面活性剤水溶液を攪拌しながら、化合物(1)を溶解したモノマー溶液を添加し、超音波乳化装置を用いて乳化を行って乳化液を得た。次いで、攪拌装置、冷却管、窒素導入管及び温度センサを装着した四頭コルベンに、前記乳化液を投入し、攪拌を行いながら、窒素気流下、内温を70℃に保持し、過硫酸アンモニウム7.52質量部を純水500質量部に溶解した重合開始剤水溶液を添加し、4時間重合を行った後、室温まで冷却し、濾過を行い、樹脂粒子を得た。反応後において重合残渣は認められず、安定した樹脂粒子が得られた。これを「樹脂粒子分散液(L−1)」とする。
攪拌装置、冷却管及び温度センサを装着した四頭コルベンに、スチレン92.47質量部と、n−ブチルアクリレート30.4質量部と、メタクリル酸3.80質量部と、tert−ドデシルメルカプタン0.12質量部と、化合物(1)13.34質量部とを入れ、内温を80℃に昇温し、前記化合物(1)が溶解するまで攪拌し、そのまま温度を保持した。一方、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.27質量部を純水540gに溶解させた界面活性剤水溶液を同様に内温80℃になるよう加熱し、そのまま保持した。80℃に保温した前記界面活性剤水溶液を攪拌しながら、化合物(1)を溶解したモノマー溶液を添加し、超音波乳化装置を用いて乳化を行って乳化液を得た。次いで、攪拌装置、冷却管、窒素導入管及び温度センサを装着した四頭コルベンに、前記乳化液を投入し、攪拌を行いながら、窒素気流下、内温を70℃に保持し、過硫酸アンモニウム0.27質量部を純水100質量部に溶解した重合開始剤水溶液を添加し、4時間重合を行った後、室温まで冷却し、濾過を行い、樹脂粒子を得た。反応後において重合残渣は認められず、安定した樹脂粒子が得られた。これを「樹脂粒子分散液(H−1)」とする。
攪拌装置、冷却管及び温度センサを装着した四頭コルベンに、樹脂粒子分散液(H−1)250質量部(固形分として)と、樹脂粒子分散液(L−1)1000質量部(固形分として)と、純水900質量部と、界面活性剤水溶液(ドデシル硫酸ナトリウム9.2質量部を純水160質量部に溶解した水溶液)にカーボンブラック「リーガル330R」(キャボット社製)20質量部を分散してなるカーボンブラック分散液とを仕込み、攪拌しながら5Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを10に調整した。更に、塩化マグネシウム・6水和物28.5質量部を純水1000質量部に溶解した水溶液を攪拌しながら室温下に添加した後、内温が95℃になるまで昇温した。そのまま内温を95℃に維持しながら、「コールターカウンター3」(ベックマン・コールター社製)を用いて分散粒子の粒径を測定し、その粒径が6.5μmになったところで、塩化ナトリウム80.6質量部を純水700質量部に溶解した水溶液を添加し、内温を95℃に維持しながら6時間反応を継続させた。反応終了後、得られた会合粒子の分散液(95℃)を、45℃になるまで10分間冷却した(冷却速度=5℃/min)。このようにして生成した会合粒子(着色粒子Bk)を濾過し、純水への再懸濁及び濾過を繰り返して洗浄を行った後、乾燥することによって着色粒子Bkを作製した。これを「着色粒子Bk1」とする。「着色粒子Bk1」の粒径を「コールターカウンター3」(ベックマン・コールター社製)を用いて測定したところ、個数基準メディアン径D50は6.5μmであった。
トナーBk1の作製において、塩化ナトリウムを純水に溶解した水溶液を添加する条件を変更して、個数基準メディアン径D50が5.0μmの「トナーBk2」を作製した。
トナーBk1、Bk2の作製において用いた「リーガル330R」を、「C.I.ピグメントブルー15:3」に変更した以外は同様にして「トナーC1、C2」を作製した。
トナーBk1、Bk2の作製において用いた「リーガル330R」を、「C.I.ピグメントレッド122」に変更した以外は同様にして「トナーM1、M2」を作製した。
トナーBk1、Bk2の作製において用いた「リーガル330R」を、「C.I.ピグメントイエロー17」に変更した以外は同様にして「トナーY1、Y2」を作製した。
上記で作製した各トナーの各々に、シリコーン樹脂を被覆した体積基準メディアン径60μmのフェライトキャリアを、前記トナーの濃度が6質量%になるよう混合して「現像剤Bk1、Bk2」、「現像剤C1、C2」、「現像剤M1、M2」「現像剤Y1、Y2」を調製した。
画像の評価機として、図2の構成を有するデジタル複写機「bizhub PRO C6500」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)を準備した。このデジタル複写機に上記で作製した感光体とトナー及び現像剤を順次搭載してプリントを行い評価した。プリントは、常温常湿(20℃60%RH)で、カバレッジ各色20%のベタ画像を用いて2万枚のプリントを行い、評価は、得られたプリントの画像欠陥の発生程度で行った。
スジ欠陥は、スタート時、1000枚毎に、A3判のハーフトーン画像(画像濃度0.4)をプリントし、ハーフトーン画像を目視で評価して、感光体周方向のスジ状の欠陥(スジ欠陥)の程度で評価した。
◎:スジ欠陥なし(良好)
○:スジが1〜2本わずかに見える(実用上問題なし)
×:鋭いスジが1本以上見える(実用上問題あり)。
雨だれ状の画像欠陥は、スタート時、1000枚毎に、A3判のハーフトーン画像(画像濃度0.4)をプリントし、周期性が感光体の周期と一致し、直径0.4mm以上の雨だれ状の画像欠陥が、感光体の一回転あたり何個あるかで判定した。
◎:雨だれ状の画像欠陥が、0〜2個(良好)
○:雨だれ状の画像欠陥が、3個〜10個(実用上問題なし)
×:雨だれ状の画像欠陥が、11個以上発生(実用上問題有り)。
2Y、2M、2C、2K 帯電手段
3Y、3M、3C、3K 露光手段
4Y、4M、4C、4K 現像手段
5A 二次転写ローラ(二次転写手段)
5Y、5M、5C、5K 一次転写ローラ(一次転写手段)
6、6A、6Y、6M、6C、6K クリーニング手段
7 無端ベルト状中間転写体ユニット
10Y、10M、10C、10K 画像形成部
61 ブレード
62 ブラケット
63 支軸
70 無端ベルト状中間転写体
Claims (7)
- 少なくとも帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、感光体、及び滑剤塗布工程を備える画像形成方法において、該感光体が少なくとも導電性支持体と感光層と無機微粒子を含有する保護層を有し、感光体駆動方向と垂直方向における該感光体の表面粗さ曲線要素の平均長さRSm(μm)と画像形成に用いるトナーの個数基準メディアン径D50(μm)との比RSm/D50が0.4以上2.0以下であり、且つ、感光体駆動方向と垂直方向における該感光体の表面粗さ曲線のスキューネスRskが−3.0以上0.0以下であることを特徴とする画像形成方法。
- 前記RSm/D50が0.5以上1.5以下であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
- 前記Rskが−2.5以上−0.5以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成方法。
- 前記Rskが−2.5以上−1.0以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成方法。
- 前記滑剤塗布工程で用いる滑剤が脂肪酸金属塩であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記脂肪酸金属塩がステアリン酸亜鉛であることを特徴とする請求項5に記載の画像形成方法。
- 前記保護層が個数平均一次粒径1〜300nmの無機微粒子を含有していることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成方法。
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