JP2011248249A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子写真感光体において導電性基体上の感光層に含まれるバインダ樹脂として下式の共重合ポリカーボネートを含む樹脂を用い、トナーにおけるシリカの含有量をトナーの質量中2.5質量%以上6質量%以下とする。
〔式(I)中、n+m=1であり、0.35≦m<0.7である。W1は単結合、−O−、又は−CO−である。R1〜R4はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基であり、R3及びR4は互いに結合してシクロアルキリデン基を形成してもよい。〕
【選択図】図3
Description
前記電子写真感光体が、導電性基体上に感光層が形成されており、
前記感光層は、
1)少なくとも電荷発生剤を含有する電荷発生層、少なくとも電荷輸送剤とバインダ樹脂とを含有する電荷輸送層が順次積層された感光層、又は、
2)少なくとも電荷発生剤、電荷輸送剤、及びバインダ樹脂を含有する感光層であり、
前記バインダ樹脂は下記一般式(I)で表される共重合ポリカーボネート樹脂を含有し、
前記トナーにおける前記シリカの含有量がトナーの質量中、2.5質量%以上6質量%以下であることを特徴とする画像形成装置。
本発明の画像形成装置において像担持体として使用する電子写真感光体(以下、単に感光体と記載する場合がある)は有機感光体である。電子写真感光体には、単層型と積層型とがあるが、本発明の画像形成装置ではいずれも適用可能である。
図1(a)に示すように、積層型感光体10は、導電性基体11上に蒸着又は塗布等の手段によって、電荷発生剤を含有する電荷発生層12を形成し、次いで電荷発生層12上に、電荷輸送剤と特定のバインダ樹脂とを含む塗布液を塗布した後に乾燥させて電荷輸送層13を形成することにより作成できる。
積層型感光体において用いる導電性基体は、電子写真感光体の導電性基体として用いることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、導電性を有する材料で少なくとも表面部が構成されるもの等が挙げられる。すなわち、具体的には、例えば、導電性を有する材料からなるものであってもよいし、プラスチック材料等の表面を、導電性を有する材料で被覆したものであってもよい。また、導電性を有する材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、錫、白金、銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドニウム、チタン、ニッケル、パラジウム、インジウム、ステンレス鋼、真鍮等が挙げられる。また、導電性を有する材料としては、導電性を有する材料を1種で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて、例えば、合金等として用いてもよい。また、導電性基体としては、上記の中でも、アルミニウム又はアルミニウム合金からなることが好ましい。そうすることによって、より好適な画像を形成することができる感光体を提供することができる。このことは、感光層から導電性基体への電荷の移動が良好であることによると考えられる。
<感光層を構成する材料>
積層型感光体は、導電性基体上に形成された、少なくとも電荷発生剤を含む電荷発生層、及び少なくとも電荷輸送剤とバインダ樹脂とを含む電荷輸送層から構成され、電荷発生層はベース樹脂を含んでいてもよい。以下、バインダ樹脂、電荷輸送剤、電荷発生剤、ベース樹脂について順に説明する。
積層型感光体の電荷輸送層に用いるバインダ樹脂は、下記一般式(I)で表される共重合ポリカーボネート樹脂(以下、バインダ樹脂Iとも称する)を含む樹脂を用いる。また、バインダ樹脂は、バインダ樹脂Iに加え、下記一般式(II)で表されるポリカーボネート樹脂(以下、バインダ樹脂IIとも称する)を含有する樹脂がより好ましい。バインダ樹脂I及びバインダ樹脂IIを含む樹脂をバインダ樹脂として用いる場合、電荷輸送層に含まれる電荷輸送剤の結晶化を抑制しやすく、感光体を電気特性に優れたものとすることができる。
電荷輸送剤は、電子写真感光体の感光層に含まれる電荷輸送剤として用いることができるものであれば、特に限定されない。また、電荷輸送剤としては、一般的に、正孔輸送剤と電子輸送剤とが挙げられる。
積層型感光体の感光層に用いる電荷発生剤は、電子写真感光体の電荷発生剤として用いることができるものであれば特に限定されない。具体的には、X型無金属フタロシアニン(x−H2Pc)、Y型オキソチタニルフタロシアニン(Y−TiOPc)、ペリレン顔料、ビスアゾ顔料、ジチオケトピロロピロール顔料、無金属ナフタロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン顔料、スクアライン顔料、トリスアゾ顔料、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミウム、アモルファスシリコン等の無機光導電材料の粉末、ピリリウム塩、アンサンスロン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン系顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料、及びキナクリドン系顔料等が挙げられる。
電荷発生層を導電性基体上に、電荷発生剤を含む溶液を塗布して形成する場合、電荷発生剤とともにベース樹脂が使用される。電荷発生層に用いるベース樹脂は、電荷輸送層において用いるバインダ樹脂を用いることができ、電荷輸送層において用いるバインダ樹脂の他の樹脂を用いることもできる。電荷発生層のベース樹脂として使用できる、電荷輸送層において用いるバインダ樹脂の他の樹脂の具体例としては、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂、ビスフェノールZC型ポリカーボネート樹脂、ビスフェノールC型ポリカーボネート樹脂、ビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、アクリル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシアクリレート樹脂、及びウレタン−アクリレート樹脂等が挙げられる。電荷発生層に用いるベース樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
積層型感光体における感光層は、導電性基体上、又は、導電性基体上に形成された下引き層の上に、電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層して形成される。
本発明において用いる電子写真感光体は、正負いずれの帯電方式においても使用できること、感光層が単一の層であることから感光体の製造が容易であること、層間の界面が少なく光学的特性に優れること等から、単層型感光体とすることも好ましい。
単層型感光体に用いる導電性基体は、前述の積層型感光体に用いる導電性基体と同様の材料からなる基体を使用できる。また、導電性基体の形状は、使用する画像形成装置の構造に合わせて適宜選択することができ、例えば、シート状、ドラム状等の基体が好適に使用できる。
<感光層を構成する材料>
単層型感光体における感光層を構成する主たる材料としては、バインダ樹脂、電荷輸送剤、及び電荷発生剤が挙げられる。バインダ樹脂は、積層型感光体の電荷輸送層に含まれるバインダ樹脂と同様に、バインダ樹脂Iを含む樹脂を用いる。また、電荷輸送剤及び電荷発生剤は、積層型感光体と同様の材料を使用できる。
単層型感光体の感光層は、電荷輸送剤、電荷発生剤、バインダ樹脂、及び溶媒から塗布液を調製し、積層型感光体における電荷発生層、及び電荷輸送層の形成方法と同様の方法により形成することができる。
本発明の画像形成装置が備える現像部は、感光体表面を露光することにより形成された静電潜像にトナーを供給して、静電潜像をトナー像として現像する。現像部により形成されたトナー像は転写部によって、被転写体に転写される。
本発明において、トナーに含まれる樹脂としては、本発明の画像形成装置の画像特性が損なわれない限り特に限定されず、従来トナー用の樹脂として使用されている種々の樹脂から適宜選択できる。トナーに含まれる樹脂の具体例としては、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系共重合体、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、N−ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの樹脂の中でも、トナー中の着色剤に対する分散性、トナーの帯電性、用紙に対する定着性の面から、ポリエステル系樹脂が好ましい。
本発明においてトナーに含まれる着色剤としては、例えば、アセチレンブラック、ランブラック、アニリンブラック等の黒色顔料;黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマンネントイエローNCG、タートラジンレーキ等の黄色顔料;赤口黄鉛、モリブテンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジGK等の橙色顔料;ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3B等の赤色顔料;マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等の紫色顔料;紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBC等の青色顔料;クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーンG等の緑色顔料;亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等の白色顔料を使用できる。トナー中の着色剤の含有量は、樹脂100質量部に対して1.0〜20.0質量部が好ましく、3.0〜10.0質量部がより好ましい。
本発明においてトナーに含有される離型剤としては、本発明の目的を阻害しない範囲で従来トナーに使用されている種々のワックスを用いることができる。本発明において使用できるワックスの好適な例としては、ヒドロキシ酸エステルワックス、及びパラフィンワックスが挙げられる。ヒドロキシ酸エステルワックスとしては、カルナウバワックス、ライスワックス、モンタンワックス等の天然ワックスや、セリル−ω−ヒドロキシセロテート、セリル−ω−ヒドロキシメリセート、ミリシル−ω−ヒドロキシメリセート等の合成ワックスが挙げられる。これらのワックスの中では耐オフセット性の点から、ヒドロキシ酸エステルワックスが好ましく、天然ワックスがより好ましく、カルナウバワックスがさらに好ましい。
本発明においては、外添剤としてシリカを用いる。外添剤として使用するシリカは、本発明の目的を阻害しない範囲で限定されず、トナー用に使用されているシリカから適宜選択できる。シリカの使用量は、トナーの質量に対して2.5質量%以上6質量%以下が好ましく、3質量%以上5質量%以下がより好ましい。シリカの使用量をかかる範囲とすることにより、流動性及び帯電特性に優れるトナーが得られるとともに画像濃度の異常やダッシュマーク等の画像不良の発生を抑制できる。
本発明において用いるトナーは、トナーの摩擦帯電特性を制御するために帯電制御剤を含んでいてもよい。帯電制御剤は、トナーの帯電極性に応じて正帯電制御用及び/又は負帯電制御用の帯電制御剤を用いる。帯電制御剤の種類は、特に限定されず、例えば、ニグロシン、トリフェニルメタン系染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩、アルキルアミド、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属錯体、サリチル酸誘導体の金属錯体、オキシナフトエ酸の金属錯体、オキシナフトエ酸誘導体の金属錯体、フェノール系縮合物、キナクリドン、アゾ顔料等が挙げられる。
本発明において用いるトナーの製造方法は特に限定されず、混練粉砕法、重合法、紡糸法等の方法によりトナーを製造できる。トナーの製造方法が混練粉砕法である場合、例えば、以下のような手順で製造する。
接触方式の帯電部として使用される帯電ローラは、帯電ローラが感光体表面と接触したまま、感光体表面を帯電させることができれば特に限定されない。帯電ローラとしては、例えば、ドラム形態の感光体の表面と接触したまま、電子写真感光体の回転に従属して回転するものが挙げられる。帯電ローラの構成としては、例えば、回転可能に軸支された芯金と、芯金上に形成された樹脂層と、芯金に電圧を印加する電圧印加部を備えるもの等が挙げられる。このような帯電ローラは、電圧印加部により芯金に電圧を印加することによって、ローラ表面の樹脂層を介して感光体表面を帯電させることができる。
本発明の画像形成装置は、前述の像担持体である電子写真感光体と、電子写真感光体の表面を帯電させるための帯電ローラと、電子写真感光体の表面に形成された静電潜像をトナー像として現像するための現像部とを備えるものであれば特に限定されない。
(下引き層の形成)
アルミナとシリカとで表面処理した後、湿式分散によりメチルハイドロジェンポリシロキサンにより表面処理された酸化チタン(テイカ株式会社製、SMT−A(試作品)、数平均一次粒子径10nm)2質量部と、6,12,66,610四元共重合ポリアミド樹脂(東レ株式会社製、アミランCM8000)1質量部とを、メタノール10質量部、ブタノール1質量部、及びトルエン1質量部からなる溶媒を用いて、ビーズミルにより5時間分散処理して下引き層用塗布液を調製した。
チタニルフタロシアニン(電荷発生剤)1.5質量部と、ポリビニルブチラール樹脂(ベース樹脂、電気化学工業株式会社製、デンカブチラール#6000C)1質量部と、プロピレングリコールモノメチルエーテル40質量部及びテトラヒドロフラン40質量部からなる分散媒とを混合し、ビーズミルにより2時間分散処理して電荷発生層用塗布液を調製した。得られた電荷発生層用塗布液を開口3μmのフィルタでろ過した後、下引き層上にディップコート法により電荷発生層用塗布液を塗布した。塗布液の塗布後、50℃で5分間処理し、膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。
樹脂としてポリエステル樹脂(数平均分子量Mn=3700、ガラス転移温度Tg=62℃)100質量部、帯電制御剤(サリチル酸金属錯体、ボントロンE−84、オリヱント化学工業株式会社製)1.2質量部、着色剤(ピグメント・ブルー15:3[ECB−301]、大日精化工業株式会社製)4.0質量部、及び離型剤(ヒドロキシ酸エステルワックス、カルナバウワックス1号粉末、融点83℃、株式会社加藤洋行製)5.0質量部をヘンシェルミキサーを用いて混合した。得られた混合物を二軸押出機により溶融混練し、冷却後、直径2mmのスクリーンを有するカッターミルで粗粉砕した後、衝突板式粉砕機(ディスパージョンセパレータ、日本ニューマチック工業株式会社製)を用いて粉砕し、さらに風力分級機を用いて分級することによりトナー母粒子を得た。
正孔輸送剤(HTM)、バインダ樹脂I、及びバインダ樹脂IIの種類及び使用量を表1に記載の種類及び使用量に変えることの他は、実施例1と同様にして感光体を形成した。また、シリカの使用量を表1に記載の量に変更し、ワックスの種類を表1に記載の種類に変えることの他は、実施例1と同様にしてトナーを作成した。なお、実施例14では粉砕時間及び分級条件を調節し、粒子径6.5μmのトナーを得た。
WAX−1:ヒドロキシ酸エステルワックス(カルナウバワックス1号粉末、融点83℃)
WAX−2:パラフィンワックス(C40パラフィン、和光純薬工業株式会社製、融点83℃)
実施例及び比較例で作成した電子写真感光体を、負帯電反転現像プロセスを採用し、帯電ローラを備えた市販のプリンタに装着した。次いで、内部を清掃されたトナーカートリッジ(色:シアン)に実施例及び比較例で製造したトナーを充填し、トナーが充填されたトナーカートリッジをプリンタにセットした後、下記の方法に従い感光体の膜厚変化、画像不良の発生、及び感光体表面の外観の変化を評価した。膜厚変化、画像不良の発生、及び感光体表面の外観の変化の評価結果を表1に示す。
A4サイズの紙を用い、室温環境下に、1万枚、連続して白紙印字を行い、印字前後の感光層の膜厚変化を測定した。
ベタ画像を出力した際に画像不良がない場合を○とし、画像不良が発生した場合を×とした。画像評価はベタ画像(100%)をA4用紙全面にプリントし、目視にて判定した。画像縦方向0.8mm以上の長さのダッシュマークが10個以上あるものを×とした。
感光体表面にトナー成分の付着がない場合を◎とし、トナー成分が僅かに付着している場合を○とし、トナー成分が多量に付着している場合を×とした。
具体的には、感光体表面(2mm×2mm)をドラム軸方向に略均等な距離に6等分した5箇所(ドラム上端から41mm、82mm、123mm、164mm、205mm)において、ダッシュマークの個数を光学顕微鏡にて観察することにより外観評価を行った。5箇所の平均の個数に関して、ダッシュマークが10個以下の場合を◎、50個以下の場合を○、50個を超える場合を×とした。
10’ 下引き層を有する積層型感光体
11 導電性基体
12 電荷発生層
13 電荷輸送層
14 下引き層
20 単層型感光体
20’ 下引き層を有する単層型感光体
21 感光層
前記電子写真感光体が、導電性基体上に感光層が形成されており、
前記感光層は、
1)少なくとも電荷発生剤を含有する電荷発生層、少なくとも電荷輸送剤とバインダ樹脂とを含有する電荷輸送層が順次積層された感光層、又は、
2)少なくとも電荷発生剤、電荷輸送剤、及びバインダ樹脂を含有する感光層であり、
前記バインダ樹脂は下記一般式(I)で表される共重合ポリカーボネート樹脂を含有し、
前記トナーにおける前記シリカの含有量がトナーの質量中、2.5質量%以上6質量%以下であることを特徴とする画像形成装置。
本発明の画像形成装置において像担持体として使用する電子写真感光体(以下、単に感光体と記載する場合がある)は有機感光体である。電子写真感光体には、単層型と積層型とがあるが、本発明の画像形成装置ではいずれも適用可能である。
図1(a)に示すように、積層型感光体10は、導電性基体11上に蒸着又は塗布等の手段によって、電荷発生剤を含有する電荷発生層12を形成し、次いで電荷発生層12上に、電荷輸送剤と特定のバインダ樹脂とを含む塗布液を塗布した後に乾燥させて電荷輸送層13を形成することにより作成できる。
積層型感光体において用いる導電性基体は、電子写真感光体の導電性基体として用いることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、導電性を有する材料で少なくとも表面部が構成されるもの等が挙げられる。すなわち、具体的には、例えば、導電性を有する材料からなるものであってもよいし、プラスチック材料等の表面を、導電性を有する材料で被覆したものであってもよい。また、導電性を有する材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、錫、白金、銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドミウム、チタン、ニッケル、パラジウム、インジウム、ステンレス鋼、真鍮等が挙げられる。また、導電性を有する材料としては、導電性を有する材料を1種で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて、例えば、合金等として用いてもよい。また、導電性基体としては、上記の中でも、アルミニウム又はアルミニウム合金からなることが好ましい。そうすることによって、より好適な画像を形成することができる感光体を提供することができる。このことは、感光層から導電性基体への電荷の移動が良好であることによると考えられる。
<感光層を構成する材料>
積層型感光体は、導電性基体上に形成された、少なくとも電荷発生剤を含む電荷発生層、及び少なくとも電荷輸送剤とバインダ樹脂とを含む電荷輸送層から構成され、電荷発生層はベース樹脂を含んでいてもよい。以下、バインダ樹脂、電荷輸送剤、電荷発生剤、ベース樹脂について順に説明する。
積層型感光体の電荷輸送層に用いるバインダ樹脂は、下記一般式(I)で表される共重合ポリカーボネート樹脂(以下、バインダ樹脂Iとも称する)を含む樹脂を用いる。また、バインダ樹脂は、バインダ樹脂Iに加え、下記一般式(II)で表されるポリカーボネート樹脂(以下、バインダ樹脂IIとも称する)を含有する樹脂がより好ましい。バインダ樹脂I及びバインダ樹脂IIを含む樹脂をバインダ樹脂として用いる場合、電荷輸送層に含まれる電荷輸送剤の結晶化を抑制しやすく、感光体を電気特性に優れたものとすることができる。
電荷輸送剤は、電子写真感光体の感光層に含まれる電荷輸送剤として用いることができるものであれば、特に限定されない。また、電荷輸送剤としては、一般的に、正孔輸送剤と電子輸送剤とが挙げられる。
積層型感光体の感光層に用いる電荷発生剤は、電子写真感光体の電荷発生剤として用いることができるものであれば特に限定されない。具体的には、X型無金属フタロシアニン(x−H2Pc)、Y型オキソチタニルフタロシアニン(Y−TiOPc)、ペリレン顔料、ビスアゾ顔料、ジチオケトピロロピロール顔料、無金属ナフタロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン顔料、スクアライン顔料、トリスアゾ顔料、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミウム、アモルファスシリコン等の無機光導電材料の粉末、ピリリウム塩、アンサンスロン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン系顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料、及びキナクリドン系顔料等が挙げられる。
電荷発生層を導電性基体上に、電荷発生剤を含む溶液を塗布して形成する場合、電荷発生剤とともにベース樹脂が使用される。電荷発生層に用いるベース樹脂は、電荷輸送層において用いるバインダ樹脂を用いることができ、電荷輸送層において用いるバインダ樹脂の他の樹脂を用いることもできる。電荷発生層のベース樹脂として使用できる、電荷輸送層において用いるバインダ樹脂の他の樹脂の具体例としては、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂、ビスフェノールZC型ポリカーボネート樹脂、ビスフェノールC型ポリカーボネート樹脂、ビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、アクリル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシアクリレート樹脂、及びウレタン−アクリレート樹脂等が挙げられる。電荷発生層に用いるベース樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
積層型感光体における感光層は、導電性基体上、又は、導電性基体上に形成された下引き層の上に、電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層して形成される。
本発明において用いる電子写真感光体は、正負いずれの帯電方式においても使用できること、感光層が単一の層であることから感光体の製造が容易であること、層間の界面が少なく光学的特性に優れること等から、単層型感光体とすることも好ましい。
単層型感光体に用いる導電性基体は、前述の積層型感光体に用いる導電性基体と同様の材料からなる基体を使用できる。また、導電性基体の形状は、使用する画像形成装置の構造に合わせて適宜選択することができ、例えば、シート状、ドラム状等の基体が好適に使用できる。
<感光層を構成する材料>
単層型感光体における感光層を構成する主たる材料としては、バインダ樹脂、電荷輸送剤、及び電荷発生剤が挙げられる。バインダ樹脂は、積層型感光体の電荷輸送層に含まれるバインダ樹脂と同様に、バインダ樹脂Iを含む樹脂を用いる。また、電荷輸送剤及び電荷発生剤は、積層型感光体と同様の材料を使用できる。
単層型感光体の感光層は、電荷輸送剤、電荷発生剤、バインダ樹脂、及び溶媒から塗布液を調製し、積層型感光体における電荷発生層、及び電荷輸送層の形成方法と同様の方法により形成することができる。
本発明において現像部に用いるトナーは、少なくとも樹脂、着色剤、離型剤、及びシリカを含むトナーである。また本発明において、用いるトナーは所望により帯電制御剤を含んでもよい。以下、樹脂、着色剤、離型剤、シリカ、帯電制御剤、及びトナーの製造方法について順に説明する。
本発明において、トナーに含まれる樹脂としては、本発明の画像形成装置の画像特性が損なわれない限り特に限定されず、従来トナー用の樹脂として使用されている種々の樹脂から適宜選択できる。トナーに含まれる樹脂の具体例としては、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系共重合体、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、N−ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの樹脂の中でも、トナー中の着色剤に対する分散性、トナーの帯電性、用紙に対する定着性の面から、ポリエステル系樹脂が好ましい。
本発明においてトナーに含まれる着色剤としては、例えば、アセチレンブラック、ランブラック、アニリンブラック等の黒色顔料;黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマンネントイエローNCG、タートラジンレーキ等の黄色顔料;赤口黄鉛、モリブテンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジGK等の橙色顔料;ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3B等の赤色顔料;マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等の紫色顔料;紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBC等の青色顔料;クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーンG等の緑色顔料;亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等の白色顔料を使用できる。トナー中の着色剤の含有量は、樹脂100質量部に対して1.0〜20.0質量部が好ましく、3.0〜10.0質量部がより好ましい。
本発明においてトナーに含有される離型剤としては、本発明の目的を阻害しない範囲で従来トナーに使用されている種々のワックスを用いることができる。本発明において使用できるワックスの好適な例としては、ヒドロキシ酸エステルワックス、及びパラフィンワックスが挙げられる。ヒドロキシ酸エステルワックスとしては、カルナウバワックス、ライスワックス、モンタンワックス等の天然ワックスや、セリル−ω−ヒドロキシセロテート、セリル−ω−ヒドロキシメリセート、ミリシル−ω−ヒドロキシメリセート等の合成ワックスが挙げられる。これらのワックスの中では耐オフセット性の点から、ヒドロキシ酸エステルワックスが好ましく、天然ワックスがより好ましく、カルナウバワックスがさらに好ましい。
本発明においては、外添剤としてシリカを用いる。外添剤として使用するシリカは、本発明の目的を阻害しない範囲で限定されず、トナー用に使用されているシリカから適宜選択できる。シリカの使用量は、トナーの質量に対して2.5質量%以上6質量%以下であり、3質量%以上5質量%以下が好ましい。シリカの使用量をかかる範囲とすることにより、流動性及び帯電特性に優れるトナーが得られるとともに画像濃度の異常やダッシュマーク等の画像不良の発生を抑制できる。
本発明において用いるトナーは、トナーの摩擦帯電特性を制御するために帯電制御剤を含んでいてもよい。帯電制御剤は、トナーの帯電極性に応じて正帯電制御用及び/又は負帯電制御用の帯電制御剤を用いる。帯電制御剤の種類は、特に限定されず、例えば、ニグロシン、トリフェニルメタン系染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩、アルキルアミド、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属錯体、サリチル酸誘導体の金属錯体、オキシナフトエ酸の金属錯体、オキシナフトエ酸誘導体の金属錯体、フェノール系縮合物、キナクリドン、アゾ顔料等が挙げられる。
本発明において用いるトナーの製造方法は特に限定されず、混練粉砕法、重合法、紡糸法等の方法によりトナーを製造できる。トナーの製造方法が混練粉砕法である場合、例えば、以下のような手順で製造する。
本発明の画像形成装置が備える現像部は、感光体表面を露光することにより形成された静電潜像にトナーを供給して、静電潜像をトナー像として現像する。現像部により形成されたトナー像は転写部によって、被転写体に転写される。
接触方式の帯電部として使用される帯電ローラは、帯電ローラが感光体表面と接触したまま、感光体表面を帯電させることができれば特に限定されない。帯電ローラとしては、例えば、ドラム形態の感光体の表面と接触したまま、電子写真感光体の回転に従属して回転するものが挙げられる。帯電ローラの構成としては、例えば、回転可能に軸支された芯金と、芯金上に形成された樹脂層と、芯金に電圧を印加する電圧印加部を備えるもの等が挙げられる。このような帯電ローラは、電圧印加部により芯金に電圧を印加することによって、ローラ表面の樹脂層を介して感光体表面を帯電させることができる。
本発明の画像形成装置は、前述の像担持体である電子写真感光体と、電子写真感光体の表面を帯電させるための帯電ローラと、電子写真感光体の表面に形成された静電潜像をトナー像として現像するための現像部とを備えるものであれば特に限定されない。
以下の方法により、導電性基体状に下引き層と感光層とをこの順に形成して感光体を作成した。
(下引き層の形成)
アルミナとシリカとで表面処理した後、湿式分散によりメチルハイドロジェンポリシロキサンにより表面処理された酸化チタン(テイカ株式会社製、SMT−A(試作品)、数平均一次粒子径10nm)2質量部と、6,12,66,610四元共重合ポリアミド樹脂(東レ株式会社製、アミランCM8000)1質量部とを、メタノール10質量部、ブタノール1質量部、及びトルエン1質量部からなる溶媒を用いて、ビーズミルにより5時間分散処理して下引き層用塗布液を調製した。
チタニルフタロシアニン(電荷発生剤)1.5質量部と、ポリビニルブチラール樹脂(ベース樹脂、電気化学工業株式会社製、デンカブチラール#6000C)1質量部と、プロピレングリコールモノメチルエーテル40質量部及びテトラヒドロフラン40質量部からなる分散媒とを混合し、ビーズミルにより2時間分散処理して電荷発生層用塗布液を調製した。得られた電荷発生層用塗布液を開口3μmのフィルタでろ過した後、下引き層上にディップコート法により電荷発生層用塗布液を塗布した。塗布液の塗布後、50℃で5分間処理し、膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。
樹脂としてポリエステル樹脂(数平均分子量Mn=3700、ガラス転移温度Tg=62℃)100質量部、帯電制御剤(サリチル酸金属錯体、ボントロンE−84、オリヱント化学工業株式会社製)1.2質量部、着色剤(ピグメント・ブルー15:3[ECB−301]、大日精化工業株式会社製)4.0質量部、及び離型剤(ヒドロキシ酸エステルワックス、カルナバウワックス1号粉末、融点83℃、株式会社加藤洋行製)5.0質量部をヘンシェルミキサーを用いて混合した。得られた混合物を二軸押出機により溶融混練し、冷却後、直径2mmのスクリーンを有するカッターミルで粗粉砕した後、衝突板式粉砕機(ディスパージョンセパレータ、日本ニューマチック工業株式会社製)を用いて粉砕し、さらに風力分級機を用いて分級することによりトナー母粒子を得た。
正孔輸送剤(HTM)、バインダ樹脂I、及びバインダ樹脂IIの種類及び使用量を表1に記載の種類及び使用量に変えることの他は、実施例1と同様にして感光体を形成した。また、シリカの使用量を表1に記載の量に変更し、ワックスの種類を表1に記載の種類に変えることの他は、実施例1と同様にしてトナーを作成した。なお、実施例14では粉砕時間及び分級条件を調節し、粒子径6.5μmのトナーを得た。
WAX−1:ヒドロキシ酸エステルワックス(カルナウバワックス1号粉末、融点83℃)
WAX−2:パラフィンワックス(C40パラフィン、和光純薬工業株式会社製、融点83℃)
実施例及び比較例で作成した電子写真感光体を、負帯電反転現像プロセスを採用し、帯電ローラを備えた市販のプリンタに装着した。次いで、内部を清掃されたトナーカートリッジ(色:シアン)に実施例及び比較例で製造したトナーを充填し、トナーが充填されたトナーカートリッジをプリンタにセットした後、下記の方法に従い感光体の膜厚変化、画像不良の発生、及び感光体表面の外観の変化を評価した。膜厚変化、画像不良の発生、及び感光体表面の外観の変化の評価結果を表1に示す。
A4サイズの紙を用い、室温環境下に、1万枚、連続して白紙印字を行い、印字前後の感光層の膜厚変化を測定した。
ベタ画像を出力した際に画像不良がない場合を○とし、画像不良が発生した場合を×とした。画像評価はベタ画像(100%)をA4用紙全面にプリントし、目視にて判定した。画像縦方向0.8mm以上の長さのダッシュマークが10個以上あるものを×とした。
感光体表面にトナー成分の付着がない場合を◎とし、トナー成分が僅かに付着している場合を○とし、トナー成分が多量に付着している場合を×とした。
具体的には、感光体表面(2mm×2mm)をドラム軸方向に略均等な距離に6等分した5箇所(ドラム上端から41mm、82mm、123mm、164mm、205mm)において、ダッシュマークの個数を光学顕微鏡にて観察することにより外観評価を行った。5箇所の平均の個数に関して、ダッシュマークが10個以下の場合を◎、50個以下の場合を○、50個を超える場合を×とした。
10’ 下引き層を有する積層型感光体
11 導電性基体
12 電荷発生層
13 電荷輸送層
14 下引き層
20 単層型感光体
20’ 下引き層を有する単層型感光体
21 感光層
Claims (7)
- 像担持体である電子写真感光体と、少なくとも樹脂、着色剤、離型剤、及びシリカを含むトナーを用いる現像部と、前記電子写真感光体表面に電圧を印加する帯電ローラとを備える画像形成装置であって、
前記電子写真感光体が、導電性基体上に感光層が形成されており、
前記感光層は、
1)少なくとも電荷発生剤を含有する電荷発生層、少なくとも電荷輸送剤とバインダ樹脂とを含有する電荷輸送層が順次積層された感光層、又は、
2)少なくとも電荷発生剤、電荷輸送剤、及びバインダ樹脂を含有する感光層であり、
前記バインダ樹脂は下記一般式(I)で表される共重合ポリカーボネート樹脂を含有し、
前記トナーにおける前記シリカの含有量がトナーの質量中、2.5質量%以上6質量%以下であることを特徴とする画像形成装置。
- 前記トナーの平均粒径が4.5〜6.5μmである、請求項1記載の画像形成装置。
- 前記離型剤がヒドロキシ酸エステルワックスであることを特徴とする、請求項1又は2記載の画像形成装置。
- 前記トナー中の樹脂がポリエステル系樹脂であることを特徴とする、請求項1〜3いずれか記載の画像形成装置。
- 前記感光体において、前記電荷輸送剤の含有量が、前記バインダ樹脂100質量部に対して55質量部以下であることを特徴とする、請求項1〜5いずれか記載の画像形成装置。
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