JP2014044287A - 電子写真画像形成装置及び静電荷像現像用トナー - Google Patents
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Abstract
【課題】クリーニングブレードと感光体の耐摩耗性が高く、クリーニング性能が良好で、高画質の画像を長期に亘って得ることができる電子写真画像形成装置、及び当該電子写真画像形成装置に適した静電荷像現像用トナーを提供する。
【解決手段】少なくとも、電子写真感光体及びクリーニング手段を備えた電子写真画像形成装置であって、前記電子写真感光体は有機感光層および架橋構造を有する樹脂を含む保護層を有し、前記クリーニング手段はクリーニングブレードを含み、該クリーニングブレードが2層以上の層構成を有し、該層構成のうち、前記保護層に接する層の硬度が最も高く、かつ数平均一次粒径が30〜150nmの範囲内のシリカ微粒子と、当該シリカ微粒子の3.0〜10.0倍の範囲内の数平均一次粒径を持つ有機微粒子とを、前記電子写真感光体上に供給する供給手段とを有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【選択図】なし
【解決手段】少なくとも、電子写真感光体及びクリーニング手段を備えた電子写真画像形成装置であって、前記電子写真感光体は有機感光層および架橋構造を有する樹脂を含む保護層を有し、前記クリーニング手段はクリーニングブレードを含み、該クリーニングブレードが2層以上の層構成を有し、該層構成のうち、前記保護層に接する層の硬度が最も高く、かつ数平均一次粒径が30〜150nmの範囲内のシリカ微粒子と、当該シリカ微粒子の3.0〜10.0倍の範囲内の数平均一次粒径を持つ有機微粒子とを、前記電子写真感光体上に供給する供給手段とを有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【選択図】なし
Description
本発明は、電子写真画像形成装置及び当該電子写真画像形成装置に適した静電荷像現像用トナーに関する。
近年商業印刷分野におけるデジタル印刷の普及に伴い、特にデジタル印刷においては、高画質な画像を安定して、かつ高速で出力されることが求められている。また、温湿度環境が変化した場合でも高速で安定した画像が得られることが求められている。
商業印刷分野におけるデジタル印刷(プロダクションプリント)は、少部数で必要時にその都度繰り返し出力することが可能であるという利点がある一方で、ユーザーの要求は多様化してきている。電子写真画像形成システムは、そのニーズを達成できる一出力手段である。特にデジタル印刷では写真画像を容易に取り込めることから、ユーザーの画像品質に対する要求は高く、メーカーも日々研鑽を重ねている状況である。
電子写真画像形成システムにおいて、静電荷像現像用トナー(以下、単にトナーともいう。)として、小粒径のケミカルトナーの採用は、高画質を達成できる一手段である。しかし、一方で、小粒径になるほどクリーニングブレードによる電子写真感光体(以下、単に感光体ともいう。)上の転写後の残留トナーの除去は困難となり、あらゆる使用環境においてクリーニング性能の確保が大きな課題となっている。
小粒径のケミカルトナーのクリーニング性能向上の一改良手段として、数平均一次粒径が80〜300nmの範囲内のゾルゲル法によるシリカを外添剤として添加する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この技術によれば感光体上へのトナーの過度な付着を抑え、クリーニングブレードによるトナーの除去が容易になる。しかし、外添剤のトナーへの埋没や粒径の大きいシリカがクリーニングブレードや感光体の摩耗を促進するため、大量プリントにおいてクリーニング性能を長く維持することには課題を残している。
クリーニングブレードと感光体の耐久性を改良する手段として、クリーニングブレードを多層構成とし、感光体に接する側の硬度を高くしてクリーニングブレードの摩耗を抑制できるクリーニングブレードと、感光体の最表層にフッ素樹脂粒子を含有し、感光層表面の潤滑性を上げることにより感光層の摩耗が抑制された感光体とを有する電子写真画像形成装置が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。この技術においても前述のクリーニング性能の向上を目的とした大粒径のシリカを外添したトナーを用いた場合、感光体、及びクリーニングブレードの摩耗においては未だ充分な改善とはいえないものであった。
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、小粒径の静電荷像現像用トナーを用いた電子写真画像形成プロセスにおいても、クリーニングブレードと感光体の耐摩耗性が高く、クリーニング性能が良好で、高画質の画像を長期に亘って得ることができる電子写真画像形成装置、及び当該電子写真画像形成装置に適した静電荷像現像用トナーを提供することである。
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、電子写真感光体の最表層に架橋樹脂を含有する保護層を有し、クリーニングブレードが多層構成を有し、かつ、シリカ微粒子と、シリカ微粒子より粒径の大きい有機微粒子とを電子写真感光体表面に供給する供給手段を有する電子写真画像形成装置を用いることにより、上記課題が解決できることを見出し本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
1.少なくとも、電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、及びクリーニング手段を備えた電子写真画像形成装置であって、
前記電子写真感光体は有機感光層および該有機感光層上に架橋樹脂を含有する保護層を有し、
前記クリーニング手段はクリーニングブレードを含み、該クリーニングブレードが2層以上の層構成を有し、該層構成のうち、前記保護層に接する層の硬度が最も高く、
かつ数平均一次粒径が30〜150nmの範囲内のシリカ微粒子と、前記シリカ微粒子の3.0〜10.0倍の範囲内の数平均一次粒径を持つ有機微粒子とを、
前記電子写真感光体上に供給する供給手段とを有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
前記電子写真感光体は有機感光層および該有機感光層上に架橋樹脂を含有する保護層を有し、
前記クリーニング手段はクリーニングブレードを含み、該クリーニングブレードが2層以上の層構成を有し、該層構成のうち、前記保護層に接する層の硬度が最も高く、
かつ数平均一次粒径が30〜150nmの範囲内のシリカ微粒子と、前記シリカ微粒子の3.0〜10.0倍の範囲内の数平均一次粒径を持つ有機微粒子とを、
前記電子写真感光体上に供給する供給手段とを有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
2.前記シリカ微粒子の平均円形度が、0.950〜1.000の範囲内であることを特徴とする第1項に記載の電子写真画像形成装置。
3.前記シリカ微粒子の製造方法が、ゾルゲル法もしくは溶融法による製造方法であることを特徴とする第1項又は第2項に記載の電子写真画像形成装置。
4.前記有機微粒子のガラス転移点が、100〜150℃の範囲内であることを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。
5.前記有機微粒子が、架橋樹脂を含有する有機微粒子であることを特徴とする第1項から第4項までのいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。
6.前記シリカ微粒子と前記有機微粒子とを電子写真感光体上に供給する供給手段が、現像剤と現像手段であることを特徴とする第1項から第5項までのいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。
7.前記シリカ微粒子と前記有機微粒子とを電子写真感光体上に供給する供給手段が、電子写真感光体に当接し、前記シリカ微粒子及び前記有機微粒子を搬送するローラ部材を含む供給手段であることを特徴とする第1項から第6項までのいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。
8.第1項から第7項までのいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置に使用される静電荷像現像用トナーであって、
前記静電荷像現像用トナーが、結着樹脂と離型剤と外添剤とを含有し、当該外添剤が、数平均一次粒径が、30〜150nmの範囲内であるシリカ微粒子と、数平均一次粒径が、当該シリカ微粒子の数平均一次粒径の3.0〜10.0倍の範囲内である有機微粒子とを含有することを特徴とする静電荷像現像用トナー。
前記静電荷像現像用トナーが、結着樹脂と離型剤と外添剤とを含有し、当該外添剤が、数平均一次粒径が、30〜150nmの範囲内であるシリカ微粒子と、数平均一次粒径が、当該シリカ微粒子の数平均一次粒径の3.0〜10.0倍の範囲内である有機微粒子とを含有することを特徴とする静電荷像現像用トナー。
本発明の上記手段により、小粒径トナーを用いた画像形成プロセスにおいても、クリーニングブレードと感光体の耐摩耗性が高く、クリーニング性能が良好で、高画質の画像を長期に亘って得ることができる電子写真画像形成装置、及び当該電子写真画像形成装置に適した静電荷像現像用トナーを提供することができる。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
本発明においては、数平均一次粒径30〜150nmの範囲内のシリカ微粒子と、前記シリカ微粒子の数平均一次粒径の3.0〜10.0倍の範囲内の数平均一次粒径を持つ有機微粒子とを共に電子写真感光体(以下、単に感光体ともいう。)表面に付与することにより、感光体表面とクリーニングブレードとの間隙にシリカ微粒子と有機微粒子が混和した堆積層が形成され、該堆積層が感光体上の不要トナーを感光体とブレード間隙へ進入することを防げることにより、クリーニング性能が向上するものと考えられる。
すなわち、粒子を充填させる場合、大きな粒径の粒子と小さな粒径の粒子とを組み合わせることにより最密充填され易く、その粒径の相対比率が3.0〜10.0倍の範囲内であるとより緻密な最密充填になり易い。緻密な最密充填構造でクリーニングブレードと感光体の間隙に堆積層を形成させると、その堆積層によって、クリーニングブレードと感光体との間隙へ不要トナーが進入することが制止され、クリーニング性能が向上するものと考えられる。
また、クリーニングブレードが2層以上の層構成を有し、感光体表面の保護層とクリーニングブレードが接する層の硬度を高くすると、クリーニングブレードの当接圧力を高くすることができ、クリーニング性能は向上する。一方、当接圧力を高くするとクリーニングブレードと感光体表面の摩耗は進行しやすくなる。しかし、前述の堆積層に柔軟性を持つ有機微粒子が含まれると、当接圧力を緩和させることができるので、感光体表面とクリーニングブレードの摩耗の進行が抑制できると考えられる。
さらに有機微粒子が高いガラス転移点を有していたり、有機微粒子の樹脂が架橋されていて高い強度を有していると、前述の堆積層形成が長期ランニングに亘って安定に維持され、感光体表面とクリーニングブレードの摩耗の進行を長期に亘って抑制する効果が働き、良好なクリーニング性能の維持が可能となると推察している。
本発明の電子写真画像形成装置は、少なくとも、電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段とを備えた電子写真画像形成装置であって、前記電子写真感光体は有機感光層および該有機感光層上に架橋樹脂を含有する保護層を有し、前記クリーニング手段はクリーニングブレードを含み、該クリーニングブレードが2層以上の層構成を有し、該層構成のうち、前記保護層に接する層の硬度が最も高く、かつ、数平均一次粒径が30〜150nmの範囲内のシリカ微粒子と、当該シリカ微粒子の3.0〜10.0倍の範囲内の数平均一次粒径を持つ有機微粒子とを、前記電子写真感光体上に供給する供給手段とを有することを特徴とする。この特徴は、請求項1から請求項8までの請求項に係る発明に共通の技術的特徴である。
本発明に実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記シリカ微粒子の平均円形度が0.950〜1.000の範囲内であるとクリーニングブレードと感光体の間隙に形成される堆積層が細密充填されやすくなる効果があるので好ましい。
また、前記シリカ微粒子の製造方法が、ゾルゲル法、もしくは溶融法による製造方法であると、形状が球形のシリカ微粒子を得られやすい点でより好ましい。
また、前記有機微粒子のガラス転移点が、100〜150℃の範囲内であると、電子写真画像形成プロセスにおいて生じる圧力やせん断に対して変形しにくく、有機微粒子の堆積層形成によるクリーニングブレード当接圧力の緩和作用が長期ランニングに亘って維持されるので好ましい。
さらに前記有機微粒子が、架橋樹脂を含有する有機微粒子であると有機微粒子の強度が更に高まり、堆積層形成が長期ランニングに亘って安定に維持され、結果、クリーニング性能が長期に亘り確保される。
また、前記シリカ微粒子と前記有機微粒子とを電子写真感光体上に供給する供給手段が現像剤と現像手段であると電子写真画像形成装置の構成が簡略化できるので好ましい。
また、前記シリカ微粒子と前記有機微粒子とを電子写真感光体上に供給する供給手段が電子写真感光体に当接し、前記シリカ微粒子及び前記有機微粒子を搬送するローラ部材を含む供給手段であると感光体上全面に均一にむらなく供給できるので好ましい。
また本発明においては、前記電子写真画像形成装置に使用される静電荷像現像用トナーであって、前記静電荷像現像用トナーが、結着樹脂と離型剤と外添剤とを含有し、当該外添剤が、数平均一次粒径が、30〜150nmの範囲内であるシリカ微粒子と、数平均一次粒径が、当該シリカ微粒子の数平均一次粒径の3.0〜10倍の範囲内である有機微粒子とを含有する静電荷像現像用トナーであることが、クリーニング性が良好で、クリーニングブレードと電子写真感光体の摩耗が抑制され、耐久性が向上する効果が得られるので好ましい。
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明を行う。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載されている数字を下限値及び上限値として含無意味で使用する。
<電子写真画像形成装置>
本発明の電子写真画像形成装置は、
(1)電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、
(2)帯電された前記電子写真感光体を露光して電子写真感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、
(3)トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
(4)前記電子写真感光体上に形成されたトナー像を転写体に転写する転写手段と、
(5)前記電子写真感光体に当接して該電子写真感光体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを備えた電子写真画像形成装置であって、前記電子写真感光体は有機感光層および該有機感光層上に架橋樹脂を含有する保護層を有し、前記クリーニング手段はクリーニングブレードを含み、該クリーニングブレードが2層以上の層構成を有し、該層構成のうち、前記保護層に接する層の硬度が最も高く、かつ数平均一次粒径が、30〜150nmの範囲内のシリカ微粒子と、当該シリカ微粒子の3.0〜10.0倍の範囲内の数平均一次粒径を持つ有機微粒子とを前記電子写真感光体上に供給する供給手段とを有することを特徴としている。
本発明の電子写真画像形成装置は、
(1)電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、
(2)帯電された前記電子写真感光体を露光して電子写真感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、
(3)トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
(4)前記電子写真感光体上に形成されたトナー像を転写体に転写する転写手段と、
(5)前記電子写真感光体に当接して該電子写真感光体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを備えた電子写真画像形成装置であって、前記電子写真感光体は有機感光層および該有機感光層上に架橋樹脂を含有する保護層を有し、前記クリーニング手段はクリーニングブレードを含み、該クリーニングブレードが2層以上の層構成を有し、該層構成のうち、前記保護層に接する層の硬度が最も高く、かつ数平均一次粒径が、30〜150nmの範囲内のシリカ微粒子と、当該シリカ微粒子の3.0〜10.0倍の範囲内の数平均一次粒径を持つ有機微粒子とを前記電子写真感光体上に供給する供給手段とを有することを特徴としている。
本発明の電子写真画像形成装置の構成の一例を図1を用いて説明する。
〔画像形成装置の構成〕
図1は、本発明の電子写真画像形成装置の一例の形態を示す電子写真カラー画像形成装置の断面構成図である。
図1は、本発明の電子写真画像形成装置の一例の形態を示す電子写真カラー画像形成装置の断面構成図である。
この電子写真カラー画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、4組の画像形成部(画像形成ユニット)10Y、10M、10C、及び10Bkと、無端ベルト状中間転写体ユニット7と、給紙搬送手段21及び定着手段24とから成る。電子写真画像形成装置の本体Aの上部には、原稿画像読み取り装置SCが配置されている。
イエロー色の画像を形成する画像形成部10Yは、像担持体としてのドラム状の感光体1Yの周囲に配置された帯電手段(帯電工程)2Y、露光手段(露光工程)3Y、現像手段(現像工程)4Y、一次転写手段(一次転写工程)としての一次転写ローラ5Y、及びクリーニング手段6Yを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部10Mは、像担持体としてのドラム状の感光体1M、帯電手段2M、露光手段3M、現像手段4M、一次転写手段としての一次転写ローラ5M、及びクリーニング手段6Mを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部10Cは、像担持体としてのドラム状の感光体1C、帯電手段2C、露光手段3C、現像手段4C、一次転写手段としての一次転写ローラ5C、クリーニング手段6Cを有する。黒色画像を形成する画像形成部10Bkは、像担持体としてのドラム状の感光体1Bk、帯電手段2Bk、露光手段3Bk、現像手段4Bk、一次転写手段としての一次転写ローラ5Bk、及びクリーニング手段6Bkを有する。
前記4組の画像形成ユニット10Y、10M、10C、及び10Bkは、感光体1Y、1M、1C、及び1Bkを中心に、帯電手段2Y、2M、2C、及び2Bkと、像露光手段3Y、3M、3C、及び3Bkと、回転する現像手段4Y、4M、4C、及び4Bk、感光体1Y、1M、1C、及び1Bkをクリーニングするクリーニング手段6Y、6M、6C、及び6Bkより構成されている。
前記画像形成ユニット10Y、10M、10C、及び10Bkは、感光体1Y、1M、1C、及び1Bkにそれぞれ形成するトナー画像の色が異なるだけで、同じ構成であり、画像形成ユニット10Yを例にして詳細に説明する。
画像形成ユニット10Yは、像形成体である感光体1Yの周囲に、帯電手段2Y(以下、単に帯電手段2Y、あるいは、帯電器2Yという)、露光手段3Y、現像手段4Y、及びクリーニング手段6Yを配置し、感光体1Y上にイエロー(Y)のトナー画像を形成するものである。また、本実施の形態においては、この画像形成ユニット10Yのうち、少なくとも感光体1Y、帯電手段2Y、現像手段4Y、及びクリーニング手段6Yを一体化するように設けている。
クリーニング手段6Yは感光体の軸方向に沿った板状のクリーニングブレードを、感光体に当接するように具備している。
帯電手段2Yは、感光体1Yに対して一様な電位を与える手段であって、本実施の形態においては、感光体1Yにコロナ放電型の帯電器2Yが用いられている。
像露光手段3Yは、帯電器2Yによって一様な電位を与えられた感光体1Y上に、画像信号(イエロー)に基づいて露光を行い、イエローの画像に対応する静電潜像を形成する手段であって、この露光手段3Yとしては、感光体1Yの軸方向にアレイ状に発光素子を配列したLEDと結像素子とから構成されるもの、あるいは、レーザー光学系などが用いられる。
本発明の電子写真画像形成装置としては、上述の感光体と、現像器、クリーニング器等の構成要素をプロセスカートリッジ(画像形成ユニット)として一体に結合して構成し、この画像形成ユニットを装置本体に対して着脱自在に構成しても良い。また、帯電器、像露光器、現像器、転写又は分離器、及びクリーニング器の少なくとも1つを感光体とともに一体に支持してプロセスカートリッジ(画像形成ユニット)を形成し、装置本体に着脱自在の単一画像形成ユニットとし、装置本体のレールなどの案内手段を用いて着脱自在の構成としても良い。
無端ベルト状中間転写体ユニット7は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の第2の像担持体としての無端ベルト状中間転写体70を有する。
画像形成ユニット10Y、10M、10C、又は10Bkより形成された各色の画像は、一次転写手段としての一次転写ローラ5Y、5M、5C、及び5Bkにより、回動する無端ベルト状中間転写体70上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット20内に収容された転写材(定着された最終画像を担持する画像支持体:例えば普通紙、透明シート等)としての画像支持体P(転写材ともいう。)は、給紙手段21により給紙され、複数の中間ローラ22A、22B、22C、22D、及びレジストローラ23を経て、二次転写手段としての二次転写ローラ5bに搬送され、画像支持体P上に二次転写してカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された画像支持体Pは、定着手段24により定着処理され、排紙ローラ25に挟持されて機外の排紙トレイ26上に載置される。ここで、中間転写体や画像支持体等の感光体上に形成されたトナー画像の転写支持体を総称して転写媒体という。
一方、二次転写手段としての二次転写ローラ5bにより画像支持体Pにカラー画像を転写した後、画像支持体Pを曲率分離した無端ベルト状中間転写体70は、クリーニング手段6bにより残留トナーが除去される。
画像形成処理中、一次転写ローラ5Bkは常時、感光体1Bkに当接している。他の一次転写ローラ5Y、5M、及び5Cはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体1Y、1M、又は1Cに当接する。
二次転写ローラ5bは、ここを画像支持体Pが通過して二次転写が行われる時にのみ、無端ベルト状中間転写体70に当接する。
また、装置本体Aから筐体8を支持レール82L、及び82Rを介して引き出し可能にしてある。
筐体8は、画像形成部10Y、10M、10C、及び10Bkと、無端ベルト状中間転写体ユニット7とから成る。
画像形成部10Y、10M、10C、及び10Bkは、垂直方向に縦列配置されている。感光体1Y、1M、1C、及び1Bkの図示左側方には無端ベルト状中間転写体ユニット7が配置されている。無端ベルト状中間転写体ユニット7は、ローラ71、72、73、及び74を巻回して回動可能な無端ベルト状中間転写体70、一次転写ローラ5Y、5M、5C、5Bk、及びクリーニング手段6bとから成る。
なお、図1の電子写真画像形成装置では、カラーのレーザプリンタを示したが、勿論、モノクローのレーザプリンタやコピーにも同様に適用可能である。また、露光光源もレーザ以外の光源、例えばLED光源を用いてもよい。
<クリーニングブレード>
本発明の電子写真画像形成装置に用いられるクリーニングブレードは2層以上の層構成を有しており、該層構成のうち、感光体の保護層(感光体の最表層)に接する層(接触層)の硬度が最も高くなっている。該接触層のクリーニングブレードの硬さはタイプAデュプロメータ硬さで評価され、このタイプAデュプロメータ硬さが75〜85の範囲内であることが、クリーニングブレードの当接圧力を高く獲得でき、クリーニングブレード強度を確保でき、耐摩耗性を確保する点においても好ましい。
本発明の電子写真画像形成装置に用いられるクリーニングブレードは2層以上の層構成を有しており、該層構成のうち、感光体の保護層(感光体の最表層)に接する層(接触層)の硬度が最も高くなっている。該接触層のクリーニングブレードの硬さはタイプAデュプロメータ硬さで評価され、このタイプAデュプロメータ硬さが75〜85の範囲内であることが、クリーニングブレードの当接圧力を高く獲得でき、クリーニングブレード強度を確保でき、耐摩耗性を確保する点においても好ましい。
ここで、タイプAデュプロメータ硬さとは、JIS K7311に示される硬さ試験法に従い、JIS K7215に規定されるタイプAデュプロメータを用いて測定された値をいう。
一方、前記接触層以外の層(ベース層)はクリーニングブレードに厚みを付与し、クリーニングブレード全体の強度を確保するとともに、硬度が低いことによりクリーニングブレードに柔軟性を付与し、クリーニングブレードの感光体への密着性を向上させる効果が得られる。
クリーニングブレードの層構成としては2層以上の多層構造であって、感光体表面に接触する接触層とベース層の間に中間層を複数設けてもよい。
クリーニングブレードの接触層とベース層を構成する材料としては、ウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、クロロピレンゴム、ブタジエンゴム等が挙げられる。これらの中で、ウレタンゴムが強度と柔軟性の面でよい。
ウレタンゴム(ポリウレタン)は、例えば、通常ポリウレタンの形成に用いられるものであれば特に限定されないが、例えばポリエチレンアジペート、ポリカプロラクトンなどのポリエステルポリオールなどのポリオールとジフェニルメタンジイソシアネートなどのイソシアネートとからなるウレタンプレポリマー、及び1,4−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、又はエチレングリコールやこれらの混合物などの架橋剤を原料とするものがよい。
クリーニングブレードを上記ウレタンゴム(ポリウレタン)から製造する際には、通常、用いられるポリウレタン成形方法を用いればよく、例えば、以下に示す方法等が挙げられる。まず、脱水処理を行った上記ポリオールと上記イソシアネートとを混合し、温度100℃以上120℃以下で30分間以上90分間以下反応させて得られるプレポリマーに、上記架橋剤等を加えて、140℃に予熱した遠心成形機の金型内に注入して、30分間以上60分間以下硬化させる。上記硬化反応後、金型から取り出すことにより、厚さ2mm以上3mm以下の円柱状のシート体を得る。これを短冊状にカットし、クリーニングブレードを得る。
なお、上記積層体からなるクリーニングブレードは、例えば、プレポリマーを遠心成形機の金型内に注入する際、時間差を設けて、他の種のプレポリマーを注入することで得られる。
また、各クリーニングブレードの特性(硬度、反発弾性等)は、その構成材料種等により調整することができる。
次に、クリーニングブレード92の配置条件について図3で説明する。クリーニングブレード92は、電子写真感光体90に接する角度θが7.0°以上15.5°以下(望ましくは9.0°以上12.0°以下)であり、かつ、電子写真感光体10に対する押し付け圧Nが0.6gf/mm2以上6.0gf/mm2以下(望ましくは1.5gf/mm2以上5.0gf/mm2以下)に設定して、配置させることがよい。
クリーニングブレード92の厚み(総厚)は、例えば1mm以上3mm以下であることがよく、望ましくは1.5mm以上2.5mm以下、より望ましくは1.8mm以上2.2mm以下である。
一方、接触層92Aの厚みは、例えば、0.05mm以上1.5mm以下であること望ましく、より望ましくは0.1mm以上1.0mm以下である。また、ベース層92Bの厚みは、例えば、0.9mm以上2.9mm以下であることが望ましく、より望ましくは1.5mm以上2.0mm以下である。
<電子写真感光体>
本発明の電子写真画像形成方法に用いられる電子写真感光体は、有機材料から構成される有機感光体が好ましく、有機感光体は、導電性支持体上に有機感光層および架橋樹脂を含有する保護層がこの順に積層されてなり、保護層が、当該保護層を構成する架橋樹脂を形成すべき重合性化合物と無機微粒子とを含有する保護層形成用塗布液による塗布膜を重合して得られたものが好ましい。
本発明の電子写真画像形成方法に用いられる電子写真感光体は、有機材料から構成される有機感光体が好ましく、有機感光体は、導電性支持体上に有機感光層および架橋樹脂を含有する保護層がこの順に積層されてなり、保護層が、当該保護層を構成する架橋樹脂を形成すべき重合性化合物と無機微粒子とを含有する保護層形成用塗布液による塗布膜を重合して得られたものが好ましい。
有機感光体の層構成としては、導電性支持体上に、有機感光層および保護層がこの順に積層されてなるものであれば特に限定されないが、具体的には下記(1)及び(2)の層構成を有するものが挙げられる。
(1)導電性支持体上に、中間層、有機感光層として電荷発生層及び電荷輸送層、並びに保護層がこの順に積層されてなる層構成。
(2)導電性支持体上に、中間層、有機感光層として電荷発生物質及び電荷輸送物質を含む単層、並びに保護層がこの順に積層されてなる層構成。
本発明において、有機感光体とは、電子写真有機感光体の構成に必要不可欠な電荷発生機能および電荷輸送機能の少なくとも一方の機能が有機化合物により発揮されて構成されるものをいい、公知の有機電荷発生物質または有機電荷輸送物質から構成される有機感光層を有する有機感光体、電荷発生機能と電荷輸送機能とが高分子錯体により構成される有機感光層を有する有機感光体など公知の有機感光体全てを含むものをいう。
有機感光層は、従来公知の原材料を用いて従来公知の種々の製法により作製することができる。
(保護層)
本発明の画像形成方法に用いられる有機感光体における保護層は、保護層を構成する架橋樹脂を形成すべき重合性化合物、重合開始剤、無機微粒子、及び必要に応じて滑剤粒子や酸化防止剤あるいは架橋樹脂以外の樹脂を公知の溶媒に添加して保護層形成用塗布液を調製し、この保護層形成用塗布液を有機感光層の外周面に塗布して塗布膜を形成し、この塗布膜を乾燥し、紫外線や電子線などの活性線を照射することによって塗布膜中の重合性化合物を重合反応させて架橋樹脂を合成し硬化することにより形成されるものが好ましい。
本発明の画像形成方法に用いられる有機感光体における保護層は、保護層を構成する架橋樹脂を形成すべき重合性化合物、重合開始剤、無機微粒子、及び必要に応じて滑剤粒子や酸化防止剤あるいは架橋樹脂以外の樹脂を公知の溶媒に添加して保護層形成用塗布液を調製し、この保護層形成用塗布液を有機感光層の外周面に塗布して塗布膜を形成し、この塗布膜を乾燥し、紫外線や電子線などの活性線を照射することによって塗布膜中の重合性化合物を重合反応させて架橋樹脂を合成し硬化することにより形成されるものが好ましい。
保護層の層厚は、0.2〜10μmであることが好ましく、より好ましくは0.5〜5μmである。
保護層は、架橋樹脂と共に公知の樹脂を併用して構成することもできる。
公知の樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、及びアルキド樹脂などが挙げられる。
(重合性化合物)
架橋樹脂を形成すべき重合性化合物としては、特に限定されないが、例えば、スチレン系モノマー、アクリル系モノマー、メタアクリル系モノマー、ビニルトルエン系モノマー、酢酸ビニル系モノマー、及びN−ビニルピロリドン系モノマーなどが挙げられる。これらの重合性化合物は、単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
架橋樹脂を形成すべき重合性化合物としては、特に限定されないが、例えば、スチレン系モノマー、アクリル系モノマー、メタアクリル系モノマー、ビニルトルエン系モノマー、酢酸ビニル系モノマー、及びN−ビニルピロリドン系モノマーなどが挙げられる。これらの重合性化合物は、単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
重合性化合物は、少ない光量または短い時間での硬化が可能であることから重合性官能基として、アクリロイル基(CH2=CHCO−)又はメタクリロイル基(CH2=CCH3CO−)を有するものが好ましく、重合性官能基として2〜6基有する化合物が架橋密度が高くなり、耐摩耗特性が向上する点で好ましい。これら化合物は特開2011−175140号公報に記載されており、そのうち、代表的な化合物の一部を以下に例示する。
ここで、Rは下記アクリロイル基、R′は下記メタクリロイル基を表す。
(無機微粒子)
本発明において感光体の保護層は、無機微粒子を含有しても良く、酸化アルミニウム(アルミナ:Al2O3)、酸化チタン(チタニア:TiO2)、酸化ケイ素(シリカ:SiO2)、酸化ジルコニウム(ジルコニア:ZrO2)、酸化スズ(SnO2)、又は酸化亜鉛(ZnO)等の金属酸化物の微粒子を用いることができる。この中で、酸化アルミニウム微粒子、及び酸化スズ微粒子が好ましい。
本発明において感光体の保護層は、無機微粒子を含有しても良く、酸化アルミニウム(アルミナ:Al2O3)、酸化チタン(チタニア:TiO2)、酸化ケイ素(シリカ:SiO2)、酸化ジルコニウム(ジルコニア:ZrO2)、酸化スズ(SnO2)、又は酸化亜鉛(ZnO)等の金属酸化物の微粒子を用いることができる。この中で、酸化アルミニウム微粒子、及び酸化スズ微粒子が好ましい。
無機微粒子の数平均一次粒径は1〜300nm、特には3〜100nmが好ましい。粒径があまりに小さいと耐摩耗性改善性能が十分でなく、反対に粒径が大きすぎると画像書き込み時の光を散乱させたり、表面層形成時に光硬化反応を阻害したりしてやはり耐摩耗性に悪影響を与える可能性がある。
上記無機微粒子の数平均一次粒径は、走査型電子顕微鏡(日本電子製等)により10万倍の拡大写真を撮影し、ランダムに300個の粒子をスキャナーにより取り込んだ写真画像(凝集粒子は除いた)を自動画像処理解析装置「LUZEX(登録商標) AP」((株)ニレコ製)ソフトウェアバージョン Ver.1.32を使用して数平均一次粒径を算出する。
保護層に含まれる無機微粒子は、感光体の耐久性向上の観点から、重合性官能基を有する化合物で処理し、架橋性を付与しても良い。
重合性官能基とは、その代表例はラジカル重合性官能基であり、従って、ラジカル重合性官能基を有する化合物が好ましく、かつ無機微粒子表面を被うことができる化合物であれば本発明に用いることができる。中でも本発明において特に好ましいラジカル重合性官能基は反応性アクロイル基またはメタクリロイル基であり、無機微粒子表面を覆うために該無機微粒子表面に結合する部分はシランカップリング剤としての構造を有する。
そのため本発明で好ましく用いることができる重合性官能基を有する化合物は、反応性ビニル基、アクリロイル基またはメタクリロイル基を有するシランカップリング剤である。例えば、下記一般式(1)として表される化合物である。
式中、R3は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数1〜10のアラルキル基、R4はビニル基、アクリロイル基またはメタクリロイル基などの反応性二重結合を有する有機基を表し、Xはハロゲン原子、アルコキシ基、アシロキシ基、アミノキシ基、又はフェノキシ基を表す。nは1〜3の整数である。
以下に、上記一般式(1)で示される化合物例を挙げる。
S−1 CH2=CHSi(CH3)(OCH3)2
S−2 CH2=CHSi(OCH3)3
S−3 CH2=CHSiCl3
S−4 CH2=CHCOO(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2
S−5 CH2=CHCOO(CH2)2Si(OCH3)3
S−6 CH2=CHCOO(CH2)2Si(OC2H5)(OCH3)2
S−7 CH2=CHCOO(CH2)3Si(OCH3)3
S−8 CH2=CHCOO(CH2)2Si(CH3)Cl2
S−9 CH2=CHCOO(CH2)2SiCl3
S−10 CH2=CHCOO(CH2)3Si(CH3)Cl2
S−11 CH2=CHCOO(CH2)3SiCl3
S−12 CH2=C(CH3)COO(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2
S−13 CH2=C(CH3)COO(CH2)2Si(OCH3)3
S−14 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(CH3)(OCH3)2
S−15 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3)3
S−16 CH2=C(CH3)COO(CH2)2Si(CH3)Cl2
S−17 CH2=C(CH3)COO(CH2)2SiCl3
S−18 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(CH3)Cl2
S−19 CH2=C(CH3)COO(CH2)3SiCl3
S−20 CH2=CHSi(C2H5)(OCH3)2
S−21 CH2=C(CH3)Si(OCH3)3
S−22 CH2=C(CH3)Si(OC2H5)3
S−23 CH2=CHSi(OCH3)3
S−24 CH2=C(CH3)Si(CH3)(OCH3)2
S−25 CH2=CHSi(CH3)Cl2
S−26 CH2=CHCOOSi(OCH3)3
S−27 CH2=CHCOOSi(OC2H5)3
S−28 CH2=C(CH3)COOSi(OCH3)3
S−29 CH2=C(CH3)COOSi(OC2H5)3
S−30 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OC2H5)3
これらのシラン化合物は単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
S−1 CH2=CHSi(CH3)(OCH3)2
S−2 CH2=CHSi(OCH3)3
S−3 CH2=CHSiCl3
S−4 CH2=CHCOO(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2
S−5 CH2=CHCOO(CH2)2Si(OCH3)3
S−6 CH2=CHCOO(CH2)2Si(OC2H5)(OCH3)2
S−7 CH2=CHCOO(CH2)3Si(OCH3)3
S−8 CH2=CHCOO(CH2)2Si(CH3)Cl2
S−9 CH2=CHCOO(CH2)2SiCl3
S−10 CH2=CHCOO(CH2)3Si(CH3)Cl2
S−11 CH2=CHCOO(CH2)3SiCl3
S−12 CH2=C(CH3)COO(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2
S−13 CH2=C(CH3)COO(CH2)2Si(OCH3)3
S−14 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(CH3)(OCH3)2
S−15 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3)3
S−16 CH2=C(CH3)COO(CH2)2Si(CH3)Cl2
S−17 CH2=C(CH3)COO(CH2)2SiCl3
S−18 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(CH3)Cl2
S−19 CH2=C(CH3)COO(CH2)3SiCl3
S−20 CH2=CHSi(C2H5)(OCH3)2
S−21 CH2=C(CH3)Si(OCH3)3
S−22 CH2=C(CH3)Si(OC2H5)3
S−23 CH2=CHSi(OCH3)3
S−24 CH2=C(CH3)Si(CH3)(OCH3)2
S−25 CH2=CHSi(CH3)Cl2
S−26 CH2=CHCOOSi(OCH3)3
S−27 CH2=CHCOOSi(OC2H5)3
S−28 CH2=C(CH3)COOSi(OCH3)3
S−29 CH2=C(CH3)COOSi(OC2H5)3
S−30 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OC2H5)3
これらのシラン化合物は単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
〔重合性官能基を有する化合物による表面処理方法〕
次に、本発明に係わる重合性官能基を有する化合物(以下、重合性有機基を有する表面処理剤ともいう。)による無機微粒子の表面処理方法を、前記した一般式(1)等で表されるシラン化合物を用いた場合を例に説明する。該表面処理を行うに際し、無機微粒子100質量部に対し、シラン化合物を表面処理剤として0.1〜200質量部、溶媒50〜5000質量部を用いて湿式メディア分散型装置を使用して処理することが好ましい。
次に、本発明に係わる重合性官能基を有する化合物(以下、重合性有機基を有する表面処理剤ともいう。)による無機微粒子の表面処理方法を、前記した一般式(1)等で表されるシラン化合物を用いた場合を例に説明する。該表面処理を行うに際し、無機微粒子100質量部に対し、シラン化合物を表面処理剤として0.1〜200質量部、溶媒50〜5000質量部を用いて湿式メディア分散型装置を使用して処理することが好ましい。
なお、本発明において無機微粒子表面が重合性官能基を有する化合物により被覆されていることは、光電子分光法(ESCA)、オージェ電子分光法(Auger)、2次イオン質量分析法(SIMS)や拡散反射FT−IR等の表面分析手法を複合することによって確認することができる。
(重合開始剤)
本発明の保護層に用いられる重合性化合物を反応させる際には、電子線開裂で反応する方法、ラジカル重合開始剤を添加して、光、熱で反応する方法などが用いられる。重合開始剤は光重合開始剤、熱重合開始剤のいずれも使用することができる。また、光、熱の両方の開始剤を併用することもできる。
本発明の保護層に用いられる重合性化合物を反応させる際には、電子線開裂で反応する方法、ラジカル重合開始剤を添加して、光、熱で反応する方法などが用いられる。重合開始剤は光重合開始剤、熱重合開始剤のいずれも使用することができる。また、光、熱の両方の開始剤を併用することもできる。
これら光硬化性化合物のラジカル重合開始剤としては、光重合開始剤が好ましく、中でも、アルキルフェノン系化合物、あるいはフォスフィンオキサイド系化合物が好ましい。特に、α−ヒドロキシアセトフェノン構造、あるいはアシルフォスフィンオキサイド構造を有する化合物が好ましい。また、カチオン重合を開始させる化合物としては、例えば、ジアゾニウム、アンモニウム、ヨードニウム、スルホニウム、及びホスホニウムなどの芳香族オニウム化合物のB(C6F5)4 −、PF6 −、AsF6 −、SbF6 −、及びCF3SO3 −塩などのイオン系重合開始剤やスルホン酸を発生するスルホン化物、又はハロゲン化水素を発生するハロゲン化物あるいは、鉄アレン錯体等の非イオン系重合開始剤を挙げることができる。特に、非イオン系重合開始剤であるスルホン酸を発生するスルホン化物、又はハロゲン化水素を発生するハロゲン化物が好ましい。
一方、熱重合開始剤としては、ケトンパーオキサイド系化合物、パーオキシケタール系化合物、ハイドロパーオキサイド系化合物、ジアルキルパオキサイド系化合物、ジアシルパーオキサイド系化合物、パーオキシジカーボネート系化合物、又はパーオキシエステル系化合物等が用いられ、これらの熱重合開始剤は企業の製品カタログ等で公開されている。
本発明には、これらの熱重合開始剤を、前記の光重合開始剤と同様に、処理済みの金属酸化物粒子と必要に応じてラジカル重合性化合物とを含有する組成物と混合して、保護層の塗布液を作製し、該塗布液を感光層の上に塗布後、加熱乾燥して、本発明に係わる保護層を形成する。熱重合開始剤としては、前記その他のラジカル重合開始剤等を用いることができる。
これらの重合開始剤は1種または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、重合性化合物100質量部に対し0.1〜20質量部、さらには0.5〜10質量部であることが好ましい。この範囲であると、保護層内の樹脂の架橋が充分に進み、感光体表面のユニバーサル硬さHUが、200〜500N/mm2の範囲内にすることができる。
感光体表面のユニバーサル硬さHUは、ISO/FDIS14577に準拠するフィッシャー・インストルメンツ社製のフィッシャースコープH100V(商品名)を用いる表面被膜物性試験から得られる硬さ値である。測定には、対面角度が136°に規定されている四角錘のダイヤモンド製の圧子を使用する。そして、上記硬さ値は、この圧子に測定荷重F(単位:N)を段階的にかけて被測定試料に押し込んでいき、荷重をかけた状態での押し込み深さh(単位:mm)を電気的に検出し、下記式(ア)によって計算される値である。なお、下記式(ア)において、K=1/26.43である。
式(ア)
HU=K×F/h2[N/mm2]
本発明の画像形成装置においては、数平均一次粒径が30〜150nmの範囲のシリカ微粒子および前記シリカ微粒子の3.0〜10.0倍の範囲内の数平均一次粒径を持つ有機微粒子を感光体上に供給することが必須であり、それら微粒子を供給する手段として、感光体に当接するローラ部材を具備する微粒子供給装置を具備してもよい。
HU=K×F/h2[N/mm2]
本発明の画像形成装置においては、数平均一次粒径が30〜150nmの範囲のシリカ微粒子および前記シリカ微粒子の3.0〜10.0倍の範囲内の数平均一次粒径を持つ有機微粒子を感光体上に供給することが必須であり、それら微粒子を供給する手段として、感光体に当接するローラ部材を具備する微粒子供給装置を具備してもよい。
<微粒子供給装置>
図2はシリカ微粒子及び/又は有機微粒子の供給手段としての微粒子供給装置の模式図である。槽Vは本発明に係るシリカ微粒子および有機微粒子、もしくはシリカ微粒子と有機微粒子を両方を備蓄する槽であり、該槽に備蓄された微粒子と電子写真感光体1aに当接するようにローラ部材1bが配置されている。ローラ部材は微粒子を均一安定的に感光体に運搬する役割を有する。ローラ部材は微粒子を運搬する目的の範囲で公知のものが利用でき、金属ローラ、ゴムローラ、ブラシローラなどが利用できる。微粒子を備蓄する槽Vの内部には、微粒子を均一に撹拌するためのパドルを設けてもよい。
図2はシリカ微粒子及び/又は有機微粒子の供給手段としての微粒子供給装置の模式図である。槽Vは本発明に係るシリカ微粒子および有機微粒子、もしくはシリカ微粒子と有機微粒子を両方を備蓄する槽であり、該槽に備蓄された微粒子と電子写真感光体1aに当接するようにローラ部材1bが配置されている。ローラ部材は微粒子を均一安定的に感光体に運搬する役割を有する。ローラ部材は微粒子を運搬する目的の範囲で公知のものが利用でき、金属ローラ、ゴムローラ、ブラシローラなどが利用できる。微粒子を備蓄する槽Vの内部には、微粒子を均一に撹拌するためのパドルを設けてもよい。
別の微粒子供給手段としては、トナーの外添剤もしくは現像剤に数平均一次粒径が30〜150nmの範囲のシリカ微粒子および前記シリカ微粒子の3.0〜10.0倍の範囲内の数平均一次粒径を持つ有機微粒子を含有させ、この現像剤から現像手段としての現像機の現像スリーブを供給手段として利用する方法が挙げられる。この場合、現像機及び現像スリーブは公知のものを利用でき、その他の特別な供給手段を必要としないので、コスト上も有利である。
<シリカ微粒子>
本発明に係るシリカ微粒子は、感光体に供給され得るシリカ微粒子で、数平均一次粒径30〜150nmの範囲内のシリカ微粒子である。この粒径範囲は、感光体とクリーニングブレードとの間隙に微粒子による堆積層を形成するのに必要な要件である。前述の堆積層をより安定に形成するために、シリカ微粒子の数平均一次粒径は80〜120nmであることがより好ましい。
本発明に係るシリカ微粒子は、感光体に供給され得るシリカ微粒子で、数平均一次粒径30〜150nmの範囲内のシリカ微粒子である。この粒径範囲は、感光体とクリーニングブレードとの間隙に微粒子による堆積層を形成するのに必要な要件である。前述の堆積層をより安定に形成するために、シリカ微粒子の数平均一次粒径は80〜120nmであることがより好ましい。
その平均円形度が0.950〜1.000の範囲内であることが好まししく、この範囲であるとその形状が球形となり、微粒子が感光体とクリーニングブレードとの間隙の先端に進入し易くなり、感光体とクリーニングブレードとの間隙に堆積層を形成するのに有利である。
本発明に係るシリカ微粒子としては、数平均一次粒径が30〜150nmであれば、公知のシリカ微粒子が利用できる。
〔シリカ微粒子の製造方法〕
シリカ微粒子の製造方法としては、公知の製造方法、すなわち燃焼法、アーク法、溶融法などの乾式法によるもの、沈降法、ゲル法、ゾルゲル法などの湿式法などによるものが挙げられる。これらの製造方法のうち溶融法、ゾルゲル法は形状が球形のシリカ微粒子を得られやすい点で、より好ましく、更には、粒度分布の狭さからゾルゲル法が好ましい。従って、このようなシリカ微粒子を外添剤の原材料として用いることにより、トナー粒子表面の帯電性を均一なものとすることができる。
シリカ微粒子の製造方法としては、公知の製造方法、すなわち燃焼法、アーク法、溶融法などの乾式法によるもの、沈降法、ゲル法、ゾルゲル法などの湿式法などによるものが挙げられる。これらの製造方法のうち溶融法、ゾルゲル法は形状が球形のシリカ微粒子を得られやすい点で、より好ましく、更には、粒度分布の狭さからゾルゲル法が好ましい。従って、このようなシリカ微粒子を外添剤の原材料として用いることにより、トナー粒子表面の帯電性を均一なものとすることができる。
(ゾルゲル法)
ゾルゲル法によって作製されるシリカ微粒子は、ヒドロカルビルオキシシラン化合物(アルコキシシラン化合物やフェノキシシラン化合物など)の加水分解により作製される。
ゾルゲル法によって作製されるシリカ微粒子は、ヒドロカルビルオキシシラン化合物(アルコキシシラン化合物やフェノキシシラン化合物など)の加水分解により作製される。
ゾルゲル法によってシリカ微粒子を作製し、その後、表面処理することによりシリカ微粒子を作製する方法としては、例えば、以下の手順が挙げられる。
(1)アンモニア水を触媒に用い、テトラメトキシシランあるいはテトラエトキシシランを、温度をかけながら水とアルコールの混合溶媒中に滴下し撹拌を行うことで反応させる。このようにしてシリカゾル懸濁液を形成する。
(2)反応により形成されたシリカゾル懸濁液を遠心分離し、湿潤シリカゲルとアルコール、アンモニア水に分離する。
(3)湿潤シリカゲルに溶剤を添加して再度シリカゾルの状態にし、疎水化処理剤を添加することによりシリカコア材表面の疎水化処理を行う。
(4)疎水化処理を行ったシリカゾルから溶媒を除去し、乾燥、シーブを行うことにより、目的のシリカ微粒子が得られる。
(1)アンモニア水を触媒に用い、テトラメトキシシランあるいはテトラエトキシシランを、温度をかけながら水とアルコールの混合溶媒中に滴下し撹拌を行うことで反応させる。このようにしてシリカゾル懸濁液を形成する。
(2)反応により形成されたシリカゾル懸濁液を遠心分離し、湿潤シリカゲルとアルコール、アンモニア水に分離する。
(3)湿潤シリカゲルに溶剤を添加して再度シリカゾルの状態にし、疎水化処理剤を添加することによりシリカコア材表面の疎水化処理を行う。
(4)疎水化処理を行ったシリカゾルから溶媒を除去し、乾燥、シーブを行うことにより、目的のシリカ微粒子が得られる。
ゾルゲル法で作製されるシリカコア材の平均一次粒径は、加水分解時や縮重合時に原料のアルコキシシラン、アンモニア、アルコール、水等の化合物の添加量や反応温度、撹拌速度、供給速度等の制御により所望の粒径にできる。
シリカ微粒子の添加割合は、トナー母体粒子100質量部に対して0.5〜5.0質量部であることが好ましく、より好ましくは1.0〜3.0質量部である。
これらのシリカ微粒子は疎水化処理剤で表面処理されていても良い。
これらのシリカ微粒子は疎水化処理剤で表面処理されていても良い。
〔疎水化処理〕
本発明に係るシリカ微粒子は、下記一般式(2)で表されるアルキルアルコキシシランカップリング剤で疎水化処理されたものであることが好ましい。
本発明に係るシリカ微粒子は、下記一般式(2)で表されるアルキルアルコキシシランカップリング剤で疎水化処理されたものであることが好ましい。
一般式(2)
R1−Si(OR2)3
上記一般式(2)中、R1は炭素数6以上のアルキル基である。炭素数が6より小さいと、疎水性の効果が小さくなるためである。また、R1は炭素数20以下のアルキル基であることが好ましい。20より小さいと処理剤の粘度が低く、均一な表面処理ができるので好ましい。
R1−Si(OR2)3
上記一般式(2)中、R1は炭素数6以上のアルキル基である。炭素数が6より小さいと、疎水性の効果が小さくなるためである。また、R1は炭素数20以下のアルキル基であることが好ましい。20より小さいと処理剤の粘度が低く、均一な表面処理ができるので好ましい。
また、より好ましくは、R1は炭素数8以上16以下である。R2は炭素数1又は2のアルキル基を表し、反応性の観点より、R2のアルキル基は、炭素数1が好ましい。また、R1のアルキル基は置換基を有してもよく、R1のアルキル基への置換基としては、疎水性基が好ましい。疎水性基の中でも、ハロゲン原子がより好ましく、特に、フッ素原子が好ましい。
R1のアルキル基としては、置換基を有しても良い炭素数6以上のアルキル基である。この炭素数6以上の長鎖のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランカップリング剤であることにより、表面処理したときのシリカの疎水性が向上し、帯電量の環境依存性を低減させることができるものと考えられる。また、アルキル鎖の長いアルキルシランカップリング剤で疎水化することにより、長いアルキル鎖のためにシリカ表面に残っている未反応のシラノール基に水分が吸着しにくくなるという効果を発揮するものと考えられる。
〔アルキルアルコキシシランカップリング剤〕
上記一般式(2)で表されるアルコキシシランの化合物例としては、CH3−(CH2)5−Si(OCH3)3、CH3−(CH2)5−Si(OC2H5)3、CH3−(CH2)7−Si(OCH3)3、CH3−(CH2)7−Si(OC2H5)3、CH3−(CH2)9−Si(OCH3)3、CH3−(CH2)9−Si(OC2H5)3、CH3−(CH2)11−Si(OCH3)3、CH3−(CH2)11−Si(OC2H5)3、CH3−(CH2)13−Si(OCH3)3、CH3−(CH2)13−Si(OC2H5)3、CH3−(CH2)15−Si(OCH3)3、CH3−(CH2)15−Si(OC2H5)3、CH3−(CH2)17−Si(OCH3)3、CH3−(CH2)17−Si(OC2H5)3、CH3−(CH2)19−Si(OCH3)3、CH3−(CH2)19−Si(OC2H5)3、CF3−(CF2)3−CH2CH2−Si(OC2H5)3、CF3−(CF2)5−CH2CH2−Si(OCH3)3、CF3−(CF2)5−CH2CH2−Si(OC2H5)3、CF3−(CF2)7−CH2CH2−Si(OCH3)3、CF3−(CF2)7−CH2CH2−Si(OC2H5)3、CF3−(CF2)9−CH2CH2−Si(OCH3)3、及びCF3−(CF2)9−CH2CH2−Si(OC2H5)3などがあるが、上記一般式(2)を満たせば、これらに限定されるものではない。
上記一般式(2)で表されるアルコキシシランの化合物例としては、CH3−(CH2)5−Si(OCH3)3、CH3−(CH2)5−Si(OC2H5)3、CH3−(CH2)7−Si(OCH3)3、CH3−(CH2)7−Si(OC2H5)3、CH3−(CH2)9−Si(OCH3)3、CH3−(CH2)9−Si(OC2H5)3、CH3−(CH2)11−Si(OCH3)3、CH3−(CH2)11−Si(OC2H5)3、CH3−(CH2)13−Si(OCH3)3、CH3−(CH2)13−Si(OC2H5)3、CH3−(CH2)15−Si(OCH3)3、CH3−(CH2)15−Si(OC2H5)3、CH3−(CH2)17−Si(OCH3)3、CH3−(CH2)17−Si(OC2H5)3、CH3−(CH2)19−Si(OCH3)3、CH3−(CH2)19−Si(OC2H5)3、CF3−(CF2)3−CH2CH2−Si(OC2H5)3、CF3−(CF2)5−CH2CH2−Si(OCH3)3、CF3−(CF2)5−CH2CH2−Si(OC2H5)3、CF3−(CF2)7−CH2CH2−Si(OCH3)3、CF3−(CF2)7−CH2CH2−Si(OC2H5)3、CF3−(CF2)9−CH2CH2−Si(OCH3)3、及びCF3−(CF2)9−CH2CH2−Si(OC2H5)3などがあるが、上記一般式(2)を満たせば、これらに限定されるものではない。
これらの中でも、CH3−(CH2)7−Si(OCH3)3、CH3−(CH2)9−Si(OCH3)3、CH3−(CH2)11−Si(OCH3)3、CH3−(CH2)13−Si(OCH3)3、CH3−(CH2)15−Si(OCH3)3、及びCF3−(CF2)7−CH2CH2−Si(OCH3)3が好ましい。
疎水化処理は、通常よく行われる方法にて行うことができ、例えば、乾式法又は湿式法を使用することができる。
乾式法は、流動層反応器内でシリカ微粒子と、前記一般式(2)で表されるアルキルアルコキシシランを攪拌又は混合することによって行う。
湿式法は、シリカ微粒子を溶剤中に分散させてシリカ微粒子のスラリーを形成し、次いで、このスラリーに前記一般式(2)で表されるアルキルアルコキシシランを加えて、シリカ微粒子の表面をアルキルアルコキシシランにより変性させる。
さらに、乾燥シリカ粉末を十分に混合しながら、液体又は蒸気のアルキルアルコキシシランに接触させるバッチ法又は連続法を使用して疎水化処理することもできる。
また、シリカ微粒子とアルキルアルコキシシランとの混合物は、100〜200℃の範囲で0.5〜5時間加熱することによって、シリカ微粒子表面のシラノール基をアルキルアルコキシシランで効果的に修飾することができる。
なお、表面処理剤である上記アルキルアルコキシシランの量としては、シリカ微粒子100質量部に対して5〜30質量部の範囲が好ましく、8〜20質量部の範囲がより好ましい。
(シリカ微粒子の数平均一次粒径の測定法)
シリカ微粒子の数平均一次粒径は、画像解析法により測定される。具体的には、走査型電子顕微鏡「JSM−7401(JEOL社製)」を用いて、倍率10万倍でトナーの写真を撮影し、この写真画像をスキャナーにより取り込み、画像処理解析装置「LUZEX(登録商標) AP」((株)ニレコ製)ソフトウェアバージョン Ver.1.32を用いて、写真画像上のシリカ微粒子について2値化処理し、シリカ微粒子の任意の100個についての水平方向フェレ径を算出、その平均値を数平均一次粒径とする。ここで水平方向フェレ径とは、外添剤の画像を2値化処理したときの外接長方形のx軸に平行な辺の長さをいう。
シリカ微粒子の数平均一次粒径は、画像解析法により測定される。具体的には、走査型電子顕微鏡「JSM−7401(JEOL社製)」を用いて、倍率10万倍でトナーの写真を撮影し、この写真画像をスキャナーにより取り込み、画像処理解析装置「LUZEX(登録商標) AP」((株)ニレコ製)ソフトウェアバージョン Ver.1.32を用いて、写真画像上のシリカ微粒子について2値化処理し、シリカ微粒子の任意の100個についての水平方向フェレ径を算出、その平均値を数平均一次粒径とする。ここで水平方向フェレ径とは、外添剤の画像を2値化処理したときの外接長方形のx軸に平行な辺の長さをいう。
なお、外添剤の数平均一次粒径が小径であり凝集体としてトナー表面に存在する場合は、該凝集体を形成する一次粒子の数平均一次粒径を測定するものとする。
<有機微粒子>
本発明に係る有機微粒子は、感光体に供給され得る有機微粒子で、数平均一次粒径が、前記シリカ微粒子数平均一次粒径の3.0〜10.0倍の範囲内ものである。この範囲内であるとシリカ微粒子と混和してクリーニングブレード−感光体間隙に堆積層を形成したときに層内が最密充填になり易く、強固な堆積層を形成できる。有機微粒子の数平均一次粒径は、前記シリカ微粒子数平均一次粒径の3.0〜9.0倍、さらには3.0〜4.0倍であると、さらに強固な堆積層を形成でき、より好ましい。本発明に係る有機微粒子とは公知の有機素材で粒子状をしたものをいう。有機素材はシリカ粒子に対し、柔軟性、弾力性に富み、堆積層に柔軟性を与えることができ、クリーニングブレード−感光体間隙の当接圧力を緩和し、クリーニングブレード、感光体表面の摩耗の抑制により、長期に渡ってクリーニング性能を確保することができる。本発明に係る有機微粒子の形状は球形であることが好ましく、その平均円形度は0.950〜1.000であることが好ましい。
本発明に係る有機微粒子は、感光体に供給され得る有機微粒子で、数平均一次粒径が、前記シリカ微粒子数平均一次粒径の3.0〜10.0倍の範囲内ものである。この範囲内であるとシリカ微粒子と混和してクリーニングブレード−感光体間隙に堆積層を形成したときに層内が最密充填になり易く、強固な堆積層を形成できる。有機微粒子の数平均一次粒径は、前記シリカ微粒子数平均一次粒径の3.0〜9.0倍、さらには3.0〜4.0倍であると、さらに強固な堆積層を形成でき、より好ましい。本発明に係る有機微粒子とは公知の有機素材で粒子状をしたものをいう。有機素材はシリカ粒子に対し、柔軟性、弾力性に富み、堆積層に柔軟性を与えることができ、クリーニングブレード−感光体間隙の当接圧力を緩和し、クリーニングブレード、感光体表面の摩耗の抑制により、長期に渡ってクリーニング性能を確保することができる。本発明に係る有機微粒子の形状は球形であることが好ましく、その平均円形度は0.950〜1.000であることが好ましい。
有機微粒子を形成する有機素材としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどのポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックスなどの長鎖炭化水素系ワックス、ジステアリルケトンなどのジアルキルケトン系ワックス、カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、及びジステアリルマレエートなどのエステル系ワックス、エチレンジアミンベヘニルアミド、及びトリメリット酸トリステアリルアミドなどのアミド系ワックス等のワックス類、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、及びステアリン酸リチウムなどの金属石鹸、メタクリル酸メチル、スチレンやその他重合性モノマーを構成成分として重合されたアクリル系樹脂、スチレン系樹脂、及びポリフッ化ビニリデンやポリテトラフロロエチレンなどのフッ素系樹脂を構成成分とした樹脂微粒子等が挙げられる。
また、本発明に係る有機微粒子は、100〜150℃のガラス転移点を有することが好ましい。ガラス転移点が、この範囲内である有機微粒子は堆積層形成によるクリーニングブレード当接圧力の緩和作用が長期ランニングに亘って維持される効果が得られる。
(ガラス転移点の測定法)
本発明に係る有機微粒子のガラス転移点は、「ダイアモンド DSC」(パーキンエルマー社製)を用いて行うことができる。
測定手順としては、トナー3.0mgをアルミニウム製パンに封入し、ホルダーにセットする。リファレンスは空のアルミニウム製パンを使用した。測定条件としては、測定温度0℃〜200℃、昇温速度10℃/分、降温速度10℃/分で、Heat−cool−Heatの温度制御で行い、その2nd.Heatにおけるデータをもとに解析を行った。
ガラス転移点は、第1の吸熱ピークの立ち上がり前のベースラインの延長線と、第1のピークの立ち上がり部分からピーク頂点までの間で最大傾斜を示す接線を引き、その交点をガラス転移点として示す。
本発明に係る有機微粒子のガラス転移点は、「ダイアモンド DSC」(パーキンエルマー社製)を用いて行うことができる。
測定手順としては、トナー3.0mgをアルミニウム製パンに封入し、ホルダーにセットする。リファレンスは空のアルミニウム製パンを使用した。測定条件としては、測定温度0℃〜200℃、昇温速度10℃/分、降温速度10℃/分で、Heat−cool−Heatの温度制御で行い、その2nd.Heatにおけるデータをもとに解析を行った。
ガラス転移点は、第1の吸熱ピークの立ち上がり前のベースラインの延長線と、第1のピークの立ち上がり部分からピーク頂点までの間で最大傾斜を示す接線を引き、その交点をガラス転移点として示す。
(架橋度)
前述の有機微粒子を形成する有機素材に架橋剤を作用させ架橋構造を付与した有機微粒子は、クリーニングブレード−感光体間隙から与えられる当接圧力によってもその形状、有機素材による弾力性が維持され、クリーニング性能を長期に維持できる点で更に好ましい。有機微粒子の架橋度は80%以上であることが、その形状、弾性力の維持の上で好ましい。
前述の有機微粒子を形成する有機素材に架橋剤を作用させ架橋構造を付与した有機微粒子は、クリーニングブレード−感光体間隙から与えられる当接圧力によってもその形状、有機素材による弾力性が維持され、クリーニング性能を長期に維持できる点で更に好ましい。有機微粒子の架橋度は80%以上であることが、その形状、弾性力の維持の上で好ましい。
有機微粒子の架橋度は、乾燥した樹脂粒子約0.3gを試料として秤取し、3.0gのトルエンに投入して24時間攪拌する。攪拌後、遠心分離機により45000Gにて5分間遠心分離を行った後、上記トルエンへの溶解物が抽出された上澄み液を除去する。次いで、上記トルエンへの未溶解物を真空乾燥機で乾燥した後、その質量を測定し、下式により架橋度(質量%)を算出する。
架橋度(質量%)=(トルエン未溶解物の質量(g)/0.3(g))×100
(有機微粒子の数平均一次粒径の測定法)
有機微粒子の数平均一次粒径の測定は、前述のシリカ微粒子の数平均一次粒径と同様に行う。
(有機微粒子の数平均一次粒径の測定法)
有機微粒子の数平均一次粒径の測定は、前述のシリカ微粒子の数平均一次粒径と同様に行う。
(シリカ微粒子と有機微粒子の平均円形度の測定法)
シリカ微粒子と有機微粒子の円形度の測定は以下のようにして行う。
シリカ微粒子と有機微粒子の円形度の測定は以下のようにして行う。
それぞれの微粒子について、走査型電子顕微鏡「JSM−7401(JEOL社製)」を用いて10万倍写真を撮影し、この写真画像をスキャナーに取り込む。画像処理解析装置「LUZEX(登録商標) AP」((株)ニレコ製)ソフトウェアバージョン Ver.1.32を用いて、該写真画像の任意の粒子100個についての粒子の投影面積及び粒子の周長から、円形度を算出し、その平均値を微粒子の平均円形度とする。
円形度=(投影面積の等しい円の周長)/(粒子の周長)
<電子写真感光体上へのシリカ微粒子と有機微粒子の供給手段>
本発明において「数平均一次粒径30〜150nmの範囲内のシリカ粒子」、「前記シリカ粒子の数平均一次粒径の3.0〜10.0倍の範囲内の数平均一次粒径を持つ有機微粒子」を共に感光体上に供給する手段としては、種々の方法が挙げられる。
<電子写真感光体上へのシリカ微粒子と有機微粒子の供給手段>
本発明において「数平均一次粒径30〜150nmの範囲内のシリカ粒子」、「前記シリカ粒子の数平均一次粒径の3.0〜10.0倍の範囲内の数平均一次粒径を持つ有機微粒子」を共に感光体上に供給する手段としては、種々の方法が挙げられる。
ひとつは、感光体に接触するようにローラ部材を具備する供給手段で、該ローラ部材で前述のシリカ微粒子及び有機微粒子を搬送することで供給する方法が挙げられる。
別の手段としては、トナーの外添剤、もしくは現像剤への添加剤として前述のシリカ微粒子及び有機微粒子を添加する方法も挙げられる。
また、別の方法では、シリカ微粒子又は有機微粒子を前述のブラシローラを介して供給し、もう一方のシリカ微粒子又は有機微粒子をトナーの外添剤、もしくは現像剤への添加剤として添加する方法も挙げられる。本発明においては、上記いずれの方法も適用可能であるが、装置のコンパクト化やコストダウンの観点から、シリカ微粒子、有機微粒子を共にトナーの外添剤として、もしくは現像剤への添加材として現像剤に添加する方法が好ましい。
<トナー>
本発明の電子写真画像形成装置に用いられるトナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤を含有し、必要に応じて離型剤及び荷電制御剤等を含有するトナー母体粒子に外添剤を添加したものが用いられる。
本発明の電子写真画像形成装置に用いられるトナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤を含有し、必要に応じて離型剤及び荷電制御剤等を含有するトナー母体粒子に外添剤を添加したものが用いられる。
〔結着樹脂〕
トナー母体粒子を構成する結着樹脂としては、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
トナー母体粒子を構成する結着樹脂としては、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
このような結着樹脂としては、一般にトナー母体粒子を構成する結着樹脂として用いられているものを特に制限なく用いることができ、具体的には、例えば、スチレン系樹脂やアルキルアクリレート及びアルキルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、スチレンアクリル系共重合体樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、オレフィン系樹脂、アミド樹脂又はエポキシ樹脂などが挙げられる。
この中でも、溶融特性が低粘度で高いシャープメルト性を有するスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレンアクリル系共重合体樹脂、又はポリエステル樹脂が好適に挙げられ、主要樹脂として、スチレンアクリル系共重合体樹脂を50%以上用いることが好ましい。これらは1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、結着樹脂を得るための重合性単量体としては、例えばスチレン、メチルスチレン、メトキシスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、クロルスチレンなどのスチレン系単量体;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート、などの(メタ)アクリレートエステル系単量体;アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸などのカルボン酸系単量体などを使用することができる。
これらは1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
トナー母体粒子を構成する結着樹脂としては、低温定着化の観点からガラス転移点(Tg)が30〜50℃であることが好ましい。結着樹脂のガラス転移点が30℃より低い場合においては、得られるトナーを十分な耐熱性を有するものとすることができず、保管時にトナー同士の凝集が発生するおそれがある。
結着樹脂のガラス転移点は、前述の有機微粒子のガラス転移点の測定と同様の方法で測定できる。
測定手順としては、トナー3.0mgをアルミニウム製パンに封入し、ホルダーにセットする。リファレンスは空のアルミニウム製パンを使用した。測定条件としては、測定温度0℃〜200℃、昇温速度10℃/分、降温速度10℃/分で、Heat−cool−Heatの温度制御で行い、その2nd.Heatにおけるデータをもとに解析を行う。
ガラス転移点は、第1の吸熱ピークの立ち上がり前のベースラインの延長線と、第1のピークの立ち上がり部分からピーク頂点までの間で最大傾斜を示す接線を引き、その交点をガラス転移点として示す。
また、結着樹脂の軟化点が80〜130℃であることが好ましく、より好ましくは90〜120℃である。
〔着色剤〕
トナー母体粒子を構成する着色剤としては、公知の無機または有機着色剤を使用することができる。
トナー母体粒子を構成する着色剤としては、公知の無機または有機着色剤を使用することができる。
また、着色剤の添加量はトナー母体粒子全体に対して1〜30質量%、好ましくは2〜20質量%の範囲内が好ましい。
〔離型剤〕
トナー母体粒子には、離型剤が含有されていてもよい。ここに、離型剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどのポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの分枝鎖状炭化水素ワックス、パラフィンワックス、サゾールワックスなどの長鎖炭化水素系ワックス、ジステアリルケトンなどのジアルキルケトン系ワックス、カルナバワックス、モンタンワックス、ベヘン酸ベヘネート、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなどのエステル系ワックス、エチレンジアミンベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミドなどのアミド系ワックスなどが挙げられる。
トナー母体粒子には、離型剤が含有されていてもよい。ここに、離型剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどのポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの分枝鎖状炭化水素ワックス、パラフィンワックス、サゾールワックスなどの長鎖炭化水素系ワックス、ジステアリルケトンなどのジアルキルケトン系ワックス、カルナバワックス、モンタンワックス、ベヘン酸ベヘネート、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなどのエステル系ワックス、エチレンジアミンベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミドなどのアミド系ワックスなどが挙げられる。
トナー母体粒子中における離型剤の含有割合としては、トナー母体粒子形成用結着樹脂100質量部に対して通常1〜30質量部とされ、より好ましくは、5〜20質量部の範囲内が好ましい。
〔荷電制御剤〕
トナー母体粒子には、荷電制御剤が含有されていてもよい。例えば、サリチル酸誘導体の亜鉛やアルミニウムによる金属錯体(サリチル酸金属錯体)、カリックスアレーン系化合物、有機ホウ素化合物、含フッ素4級アンモニウム塩化合物などを挙げることができる。
トナー母体粒子には、荷電制御剤が含有されていてもよい。例えば、サリチル酸誘導体の亜鉛やアルミニウムによる金属錯体(サリチル酸金属錯体)、カリックスアレーン系化合物、有機ホウ素化合物、含フッ素4級アンモニウム塩化合物などを挙げることができる。
トナー母体粒子中における荷電制御剤の含有割合としては、結着樹脂100質量部に対して通常0.1〜5.0質量部の範囲内が好ましい。
〔トナー粒子の製造方法〕
本発明のトナーは、トナー母体粒子に外添剤が添加されてなるものであるが、当該トナー母体粒子を製造する方法としては、混練粉砕法、懸濁重合法、乳化凝集法、溶解懸濁法、ポリエステル伸長法、分散重合法などが挙げられる。
本発明のトナーは、トナー母体粒子に外添剤が添加されてなるものであるが、当該トナー母体粒子を製造する方法としては、混練粉砕法、懸濁重合法、乳化凝集法、溶解懸濁法、ポリエステル伸長法、分散重合法などが挙げられる。
これらの中でも、高画質化、高安定性に有利となる粒子径の均一性、形状の制御性、コアシェル構造形成の容易性の観点より、乳化凝集法を採用することが好ましい。
乳化凝集法は、界面活性剤や分散安定剤によって分散された樹脂微粒子の分散液を、必要に応じて着色剤微粒子などのトナー粒子構成成分の分散液と混合し、凝集剤を添加することによって所望のトナーの粒子径となるまで凝集させ、その後または凝集と同時に、樹脂微粒子間の融着を行い、形状制御を行うことにより、トナー粒子を製造する方法である。
ここで、樹脂微粒子を、任意に離型剤、荷電制御剤などの内添剤を含有したものとしてもよく、組成の異なる樹脂によりなる2層以上の構成とする複数層で形成された複合粒子とすることもできる。
また、凝集時に、異種の樹脂微粒子を添加し、コアシェル構造のトナー母体粒子とすることもトナー構造設計の観点から好ましい。
樹脂微粒子は、例えば、乳化重合法、ミニエマルション重合法、転相乳化法などにより製造、またはいくつかの製法を組み合わせて製造することができる。樹脂微粒子に内添剤を含有させる場合には、中でもミニエマルション重合法を用いることが好ましい。
〔トナー粒子の粒径〕
トナー粒子の粒径は、例えば体積基準のメディアン径で3〜10μmの範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは4〜8μmの範囲である。この体積基準のメディアン径は、トナーの製造方法が例えば乳化重合凝集法などである場合には、使用する凝集剤(塩析剤)の濃度や有機溶媒の添加量、融着時間、重合体の組成によって制御することができる。
トナー粒子の粒径は、例えば体積基準のメディアン径で3〜10μmの範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは4〜8μmの範囲である。この体積基準のメディアン径は、トナーの製造方法が例えば乳化重合凝集法などである場合には、使用する凝集剤(塩析剤)の濃度や有機溶媒の添加量、融着時間、重合体の組成によって制御することができる。
体積基準のメディアン径が上記の範囲にあることにより、転写効率が高くなってハーフトーンの画質が向上し、細線やドットなどの画質が向上する。
トナー粒子の体積基準のメディアン径(D50)は、「マルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)」に、データ処理用のコンピューターシステムを接続した装置を用いて測定、算出することができる。
具体的には、トナー0.02gを界面活性剤溶液20ml(トナーの分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)で馴染ませた後、超音波分散を1分間行い、トナー分散液を作製する。このトナー分散液をサンプルスタンド内の「ISOTONII(ベックマン・コールター社製)」の入ったビーカーに測定濃度5〜10%になるまでピペットにて注入し、測定機カウントを25000個に設定して測定する。なお、「マルチサイザー3」のアパチャー径は50μmのものを使用する。
〔外添剤〕
本発明に係るトナー母体粒子には、流動性、帯電性を改良する目的で、本発明に係るシリカ微粒子と有機微粒子の他にその他の外添剤を乾式で添加混合することができる。
本発明に係るトナー母体粒子には、流動性、帯電性を改良する目的で、本発明に係るシリカ微粒子と有機微粒子の他にその他の外添剤を乾式で添加混合することができる。
本発明に係るその他の外添剤としては、少なくとも数平均一次粒径が5〜150nmの範囲内で、かつ、疎水化処理されたものが好ましい。
外添剤の混合装置としては、ヘンシェルミキサー、コーヒーミルなどの公知の混合装置を使用することができる。
また、外添剤として、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタンなどの無機酸化物微粒子やこれらの複合酸化物微粒子、あるいは、チタン酸ストロンチウム、チタン酸亜鉛などのチタン酸化合物の粒子などを併用してもかまわない。本発明に係るシリカ微粒子と有機微粒子と組み合わせることで、20nm以下の小径粒子は、帯電量への影響が小さくなる傾向があるため、流動性向上のために、併用した方が好ましい。
また、これら無機酸化物微粒子はシランカップリング剤やチタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコンオイルなどによって、耐熱保管性の向上、環境安定性の向上のために、表面処理(疎水化処理)が行われていることが好ましい。
これらの種々の外添剤の添加量は、その合計が、トナー100質量部に対して0.1〜10質量部の範囲内であることが好ましい。
本発明において、数平均一次粒径が30〜150nmの範囲のシリカ微粒子および前記シリカ微粒子の3.0〜10.0倍の範囲内の数平均一次粒径を持つ有機微粒子をトナーの外添剤、又は現像剤の添加剤として感光体上に供給する場合には、前述の数平均一次粒径が30〜150nmの範囲のシリカ微粒子および前記シリカ微粒子の3.0〜10.0倍の範囲内の数平均一次粒径を持つ有機微粒子をトナーに外添することができる。
上記方法を選択する場合、その添加量は共にトナー母体粒子100質量部に対して0.5〜5.0質量部の範囲で添加することが好ましい。この範囲であると、現像剤、現像機のスリーブを介して、安定的に感光体表面に前述の微粒子を供給することが可能となる。また前述の微粒子を外添する混合装置としては、前述の装置を利用することができる。
〔現像剤〕
本発明のトナーは、磁性または非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。このトナーを二成分現像剤として使用する場合において、キャリアとしては、鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属、それらの金属とアルミニウム、鉛などの金属との合金などの従来から公知の材料からなる磁性粒子を用いることができ、特にフェライト粒子が好ましい。また、キャリアとしては、磁性粒子の表面を樹脂などの被覆剤で被覆したコートキャリアや、バインダー樹脂中に磁性体微粉末を分散してなるバインダー型キャリアなど用いてもよい。
本発明のトナーは、磁性または非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。このトナーを二成分現像剤として使用する場合において、キャリアとしては、鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属、それらの金属とアルミニウム、鉛などの金属との合金などの従来から公知の材料からなる磁性粒子を用いることができ、特にフェライト粒子が好ましい。また、キャリアとしては、磁性粒子の表面を樹脂などの被覆剤で被覆したコートキャリアや、バインダー樹脂中に磁性体微粉末を分散してなるバインダー型キャリアなど用いてもよい。
コートキャリアを構成する被覆樹脂としては、特に限定はないが、例えばオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。また、バインダー型キャリアを構成するバインダー樹脂としては、特に限定されず公知のものを使用することができ、例えばスチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂などを使用することができる。これらの中では、スチレン−アクリル系樹脂やアクリル系樹脂でコートしたコートキャリアが帯電性、耐久性の観点から好ましい。
キャリアは、高画質の画像が得られること、及びキャリアかぶりが抑制されることから、その体積平均粒径が20〜100μmの範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは25〜80μmの範囲内である。キャリアの体積平均粒径は、代表的には湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)(シンパティック(SYMPATEC)社製)」により測定することができる。
以下、本発明を実施例を挙げて具体的に説明するが本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において、「部」あるいは「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量%」を表す。
<1.クリーニングブレードの作製>
(クリーニングブレード1の作製)
ポリカプロラクトンポリオール(ダイセル化学工業(株)製、プラクセル205、平均分子量529、ヒドロキシ価(水酸基価)212KOHmg/g)40質量部、ポリカプロラクトンポリオール(ダイセル化学工業(株)製、プラクセル240、平均分子量4155、水酸基価27KOHmg/g)40質量部、2つ以上のヒドロキシ基を含むアクリル樹脂(綜研化学(株)製、アクトフローUMB−2005B)20質量部の混合物に、イソシアネート化合物として4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(日本ポリウレタン工業(株)製、ミリオネートMT、以下「MD1」という)を6.26質量部加え、窒素雰囲気下で70℃、3時間反応させた。次いで、上記反応物に前述のイソシアネート化合物を更に34.3質量部加え、窒素雰囲気下で70℃、3時間反応させて、プレポリマーを得た。このプレポリマーを100℃に昇温し、減圧下で1時間脱泡した後、プレポリマー100質量部に対して、1,4−ブタンジオールとトリメチロールプロパンとの混合物(質量比=60/40)を7.14質量部加え、3分間泡をかまないように充分に混合した。この混合物を、金型を調整した遠心成形機にて140℃で10分硬化させ、ブレード接触層用材料を得た。
(クリーニングブレード1の作製)
ポリカプロラクトンポリオール(ダイセル化学工業(株)製、プラクセル205、平均分子量529、ヒドロキシ価(水酸基価)212KOHmg/g)40質量部、ポリカプロラクトンポリオール(ダイセル化学工業(株)製、プラクセル240、平均分子量4155、水酸基価27KOHmg/g)40質量部、2つ以上のヒドロキシ基を含むアクリル樹脂(綜研化学(株)製、アクトフローUMB−2005B)20質量部の混合物に、イソシアネート化合物として4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(日本ポリウレタン工業(株)製、ミリオネートMT、以下「MD1」という)を6.26質量部加え、窒素雰囲気下で70℃、3時間反応させた。次いで、上記反応物に前述のイソシアネート化合物を更に34.3質量部加え、窒素雰囲気下で70℃、3時間反応させて、プレポリマーを得た。このプレポリマーを100℃に昇温し、減圧下で1時間脱泡した後、プレポリマー100質量部に対して、1,4−ブタンジオールとトリメチロールプロパンとの混合物(質量比=60/40)を7.14質量部加え、3分間泡をかまないように充分に混合した。この混合物を、金型を調整した遠心成形機にて140℃で10分硬化させ、ブレード接触層用材料を得た。
次に、140℃に金型を調整した遠心成形機に上記ブレード接触層用材料を流し込み、10分硬化反応させ、平板状のブレード接触層(厚さ0.5mm)を形成した。このブレード接触層のタイプAデュプロメータ硬さは75であった。
ここでタイプAデュプロメータ硬さとは、JISK7311に示される硬さ試験法に従い、JISK7215に規定されるタイプAデュプロメータを用いて測定された値をいう。
続いて、ポリオール成分としてコロネート4086(日本ポリウレタン工業(株)製)100質量部に、イソシアネート化合物としてニッポラン4038(日本ポリウレタン工業(株)製)を6.8質量部加えた窒素雰囲気下で70℃、3時間反応させた。得られた反応物に今度はイソシアネート化合物として4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(日本ポリウレタン工業(株)製、ミリオネートMT、以下「MD1」という)を30質量部加え、窒素雰囲気下で70℃、3時間反応させて、ブレードベース層用材料を得た。
先のブレード接触層を平板状に形成した遠心成形機に、ブレードベース層用材料を流し込み、1時間硬化反応させ、接触層上に平板状のブレードベース層を形成し、2層構造の平板を得た。この平板を110℃で24時間加熱して架橋反応を進行させた後、冷却し、所定寸法にカットして厚さ2mm、幅333mmのクリーニングブレード1を得た。
なお、別途同条件でベース層のみ1層で作製したブレードベース層のタイプAデュプロメータ硬さを計測したところ60であった。
なお、別途同条件でベース層のみ1層で作製したブレードベース層のタイプAデュプロメータ硬さを計測したところ60であった。
(クリーニングブレード2の作製)
140℃に金型を調整した遠心成形機に前述のブレード接触層用材料を流し込み、10分硬化反応させ、厚さ2.0mmを有する平板を形成した。この平板を110℃で24時間架橋反応を進行させた後、冷却し、所定寸法にカットして厚さ2mm幅333mmのクリーニングブレード2を得た。このタイプAデュプロメータ硬さは75であった。
140℃に金型を調整した遠心成形機に前述のブレード接触層用材料を流し込み、10分硬化反応させ、厚さ2.0mmを有する平板を形成した。この平板を110℃で24時間架橋反応を進行させた後、冷却し、所定寸法にカットして厚さ2mm幅333mmのクリーニングブレード2を得た。このタイプAデュプロメータ硬さは75であった。
<2.感光体の作製>
(感光体1の作製)
下記の様に感光体1を作製した。
(感光体1の作製)
下記の様に感光体1を作製した。
直径60mmの円筒形アルミニウム支持体の表面を切削加工し、表面を細かく粗面にした導電性支持体を用意した。
〈中間層〉
下記組成の分散液を同じ混合溶媒にて二倍に希釈し、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5μmフィルター使用)し、中間層塗布液を作製した。
下記組成の分散液を同じ混合溶媒にて二倍に希釈し、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5μmフィルター使用)し、中間層塗布液を作製した。
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) 3質量部
メタノール 10質量部
分散機としてサンドミルを用いて、バッチ式で10時間の分散を行った。
酸化チタン(SMT500SAS:テイカ社製) 3質量部
メタノール 10質量部
分散機としてサンドミルを用いて、バッチ式で10時間の分散を行った。
上記塗布液を用いて前記支持体上に、乾燥膜厚2μmとなるよう浸漬塗布法で塗布した。
〈電荷発生層〉
電荷発生物質:下記顔料(CG−1): 20質量部
ポリビニルブチラール樹脂(#6000−C:電気化学工業社製) 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
上記成分を混合し、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。この塗布液を前記中間層の上に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。
電荷発生物質:下記顔料(CG−1): 20質量部
ポリビニルブチラール樹脂(#6000−C:電気化学工業社製) 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
上記成分を混合し、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。この塗布液を前記中間層の上に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。
(顔料の合成(CG−1))
(1)無定形チタニルフタロシアニンの合成
1,3−ジイミノイソインドリン;29.2質量部をオルトジクロロベンゼン200質量部に分散し、チタニウムテトラ−n−ブトキシド;20.4質量部を加えて窒素雰囲気下に150〜160℃で5時間加熱した。放冷後、析出した結晶を濾過し、クロロホルムで洗浄、2%塩酸水溶液で洗浄、水洗メタノール洗浄して、乾燥後、26.2質量部(収率91%)の粗チタニルフタロシアニンを得た。
(1)無定形チタニルフタロシアニンの合成
1,3−ジイミノイソインドリン;29.2質量部をオルトジクロロベンゼン200質量部に分散し、チタニウムテトラ−n−ブトキシド;20.4質量部を加えて窒素雰囲気下に150〜160℃で5時間加熱した。放冷後、析出した結晶を濾過し、クロロホルムで洗浄、2%塩酸水溶液で洗浄、水洗メタノール洗浄して、乾燥後、26.2質量部(収率91%)の粗チタニルフタロシアニンを得た。
ついで粗チタニルフタロシアニンを5℃以下で濃硫酸250質量部中で1時間攪拌して溶解し、これを20℃の水5000質量部に注いだ。析出した結晶を濾過し、充分に水洗してウエットペースト品225質量部を得た。
ついでウエットペースト品を冷凍庫にて凍結し、再度解凍した後、濾過、乾燥して無定形チタニルフタロシアニン24.8質量部(収率86%)を得た。
(2)(2R,3R)−2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニン(CG−1)の合成
前述の無定型チタニルフタロシアニン10.0質量部と(2R,3R)−2,3−ブタンジオール0.94質量部(0.6当量比)(当量比はチタニルフタロシアニンに対する当量比、以後同じ)をオルトジクロロベンゼン200質量部中に混合し60〜70℃で6.0時間加熱撹拌した。一夜放置後、該反応液にメタノールを加えて生じた結晶を濾過し、濾過後の結晶をメタノールで洗って((2R,3R)−2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニンを含有する顔料)CG−1:10.3質量部を得た。CG−1のX線回折スペクトルでは、8.3°、24.7°、25.1°、26.5°に明確なピークがある。マススペクトルにおいて576と648にピークがあり、IRスペクトルでは970cm−1付近のTi=O、630cm−1付近にO−Ti−Oの両吸収が現れる。また熱分析(TG)では390〜410℃に約7%の質量減少があることから、チタニルフタロシアニンと(2R,3R)−2,3−ブタンジオールの1:1付加体と非付加体(付加していない)チタニルフタロシアニンの混合物と推定される。
前述の無定型チタニルフタロシアニン10.0質量部と(2R,3R)−2,3−ブタンジオール0.94質量部(0.6当量比)(当量比はチタニルフタロシアニンに対する当量比、以後同じ)をオルトジクロロベンゼン200質量部中に混合し60〜70℃で6.0時間加熱撹拌した。一夜放置後、該反応液にメタノールを加えて生じた結晶を濾過し、濾過後の結晶をメタノールで洗って((2R,3R)−2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニンを含有する顔料)CG−1:10.3質量部を得た。CG−1のX線回折スペクトルでは、8.3°、24.7°、25.1°、26.5°に明確なピークがある。マススペクトルにおいて576と648にピークがあり、IRスペクトルでは970cm−1付近のTi=O、630cm−1付近にO−Ti−Oの両吸収が現れる。また熱分析(TG)では390〜410℃に約7%の質量減少があることから、チタニルフタロシアニンと(2R,3R)−2,3−ブタンジオールの1:1付加体と非付加体(付加していない)チタニルフタロシアニンの混合物と推定される。
得られたCG−1のBET比表面積を流動式比表面積自動測定装置(マイクロメトリックス・フローソープ型:島津製作所)で測定したところ、31.2m2/gであった。
〈電荷輸送層〉
電荷輸送物質(下記化合物A) 225質量部
バインダー:ポリカーボネートZ(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
THF(テトラヒドロフラン) 1600質量部
トルエン 400質量部
シリコーンオイル(KF−50: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。
電荷輸送物質(下記化合物A) 225質量部
バインダー:ポリカーボネートZ(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
THF(テトラヒドロフラン) 1600質量部
トルエン 400質量部
シリコーンオイル(KF−50: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円形スライドホッパー塗布機を用いて塗布し、乾燥膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。
〈保護層〉
無機微粒子として下記特性を示す酸化スズを用い、ラジカル重合性官能基を有する化合物として前記例示化合物(S−15)を用い、以下に示すように、ラジカル重合性官能基を有する化合物による表面処理を行った。
無機微粒子として下記特性を示す酸化スズを用い、ラジカル重合性官能基を有する化合物として前記例示化合物(S−15)を用い、以下に示すように、ラジカル重合性官能基を有する化合物による表面処理を行った。
まず、酸化スズ100質量部、例示化合物(S−15:CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3)3)30質量部、トルエン/イソプロピルアルコール=1/1(質量比)の混合溶媒300質量部の混合液を、ジルコニアビーズとともにサンドミルに入れ約40℃で、回転速度1500rpmで撹拌し、酸化チタン粒子のラジカル重合性官能基を有する化合物による表面処理を行った。さらに、上記処理混合物を取り出し、ヘンシェルミキサーに投入して回転速度1500rpmで15分間撹拌した後、120℃で3時間乾燥することによって、ラジカル重合性官能基を有する化合物による酸化スズの表面処理を終了し、表面処理済み酸化スズを得た。上記のラジカル重合性官能基を有する化合物による表面処理により、酸化スズの粒子表面はS−15の化合物により被覆されていた。
なお、酸化スズは、CIKナノテック社製の下記特性を有する酸化スズである。
数平均一次粒子径:20nm、体積抵抗率:1.05×105(Ω・cm)
続いて下記のような方法で保護層を形成した。
続いて下記のような方法で保護層を形成した。
保護層の塗布液組成
表面処理済み酸化スズ(S−15にて表面処理済) 80質量部
重合性化合物(前記例示化合物M1) 100質量部
電荷輸送物質(下記CTM−8) 20質量部
重合開始剤(イルガキュアー819:BASFジャパン社製) 10質量部
2−ブタノール 320質量部
テトラヒドロフラン 80質量部
上記塗布液組成を混合撹拌し、十分に溶解・分散し、保護層塗布液を作製した。該塗布液を先に電荷輸送層まで作製した感光体上に円形スライドホッパー塗布機を用いて、保護層を塗布した。塗布後、メタルハライドランプを用いて紫外線を1分間照射して、乾燥膜厚3.0μmの保護層を形成し感光体1を作製した。
得られた感光体1のユニバーサル硬さHUを前述の方法により測定したところ、240N/mm2であった。
表面処理済み酸化スズ(S−15にて表面処理済) 80質量部
重合性化合物(前記例示化合物M1) 100質量部
電荷輸送物質(下記CTM−8) 20質量部
重合開始剤(イルガキュアー819:BASFジャパン社製) 10質量部
2−ブタノール 320質量部
テトラヒドロフラン 80質量部
上記塗布液組成を混合撹拌し、十分に溶解・分散し、保護層塗布液を作製した。該塗布液を先に電荷輸送層まで作製した感光体上に円形スライドホッパー塗布機を用いて、保護層を塗布した。塗布後、メタルハライドランプを用いて紫外線を1分間照射して、乾燥膜厚3.0μmの保護層を形成し感光体1を作製した。
得られた感光体1のユニバーサル硬さHUを前述の方法により測定したところ、240N/mm2であった。
(感光体2の作製)
電荷輸送層の形成までは、感光体1の作製と同様に行い、電荷輸送層の上に下記組成の保護層を形成した。
電荷輸送層の形成までは、感光体1の作製と同様に行い、電荷輸送層の上に下記組成の保護層を形成した。
〈保護層2〉
下記組成よりなる保護層塗布液組成を混合撹拌し、十分に溶解・分散し、保護層塗布液を作製した。該塗布液を先に電荷輸送層まで作製した感光体上に円形スライドホッパー塗布機を用いて、保護層を塗布した。塗布後、120℃の熱風により10分間の乾燥処理を行い、乾燥膜厚6μmの架橋樹脂を含有しない保護層を有する感光体2を作製した。得られた感光体2のユニバーサル硬さHUを前述の方法により測定したところ、178N/mm2であった。
下記組成よりなる保護層塗布液組成を混合撹拌し、十分に溶解・分散し、保護層塗布液を作製した。該塗布液を先に電荷輸送層まで作製した感光体上に円形スライドホッパー塗布機を用いて、保護層を塗布した。塗布後、120℃の熱風により10分間の乾燥処理を行い、乾燥膜厚6μmの架橋樹脂を含有しない保護層を有する感光体2を作製した。得られた感光体2のユニバーサル硬さHUを前述の方法により測定したところ、178N/mm2であった。
保護層の塗布液組成
酸化スズ(CIKナノテック社製) 80質量部
ポリカーボネート樹脂(ユピゼータFPC−6535A:三菱ガス化学社製)
110質量部
電荷輸送物質(CTM−8) 20質量部
2−ブタノール 320質量部
テトラヒドロフラン 80質量部
<3.シリカ微粒子の作製>
(シリカ微粒子1の作製)
気相法により製造された数平均一次粒径20nmのシリカ微粒子12質量部を、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)10質量部をトルエン100質量部に希釈した溶液に添加し、超音波をかけながら1時間攪拌した。次に、シリカ微粒子を分散させた溶液をエバポレーターで減圧留去し、液量が半分になった時点でエタノール100質量部を添加した。エバポレーターで減圧留去し、さらに120℃で3時間の加熱を加えて得られた固形物を粉砕して、数平均一次粒径20nm、平均円形度は0.911のシリカ微粒子1を得た。
酸化スズ(CIKナノテック社製) 80質量部
ポリカーボネート樹脂(ユピゼータFPC−6535A:三菱ガス化学社製)
110質量部
電荷輸送物質(CTM−8) 20質量部
2−ブタノール 320質量部
テトラヒドロフラン 80質量部
<3.シリカ微粒子の作製>
(シリカ微粒子1の作製)
気相法により製造された数平均一次粒径20nmのシリカ微粒子12質量部を、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)10質量部をトルエン100質量部に希釈した溶液に添加し、超音波をかけながら1時間攪拌した。次に、シリカ微粒子を分散させた溶液をエバポレーターで減圧留去し、液量が半分になった時点でエタノール100質量部を添加した。エバポレーターで減圧留去し、さらに120℃で3時間の加熱を加えて得られた固形物を粉砕して、数平均一次粒径20nm、平均円形度は0.911のシリカ微粒子1を得た。
(数平均一次粒径の測定)
上記のシリカ微粒子1の数平均一次粒径は、前述の方法に従い、以下のようにして測定した。すなわち、上記シリカ微粒子をカーボンテープが添付された試料台に展開して、走査型電子顕微鏡「JSM−7401(JEOL社製)」を用いて、倍率10万倍でトナーの写真を撮影した。この写真画像をスキャナーにより取り込み、画像処理解析装置「LUZEX(登録商標) AP((株)ニレコ製)」ソフトウェアバージョン Ver.1.32を用いて、写真画像上のシリカ微粒子について2値化処理し、シリカ微粒子の任意の100個についての水平方向フェレ径を算出、その平均値を数平均一次粒径とした。
上記のシリカ微粒子1の数平均一次粒径は、前述の方法に従い、以下のようにして測定した。すなわち、上記シリカ微粒子をカーボンテープが添付された試料台に展開して、走査型電子顕微鏡「JSM−7401(JEOL社製)」を用いて、倍率10万倍でトナーの写真を撮影した。この写真画像をスキャナーにより取り込み、画像処理解析装置「LUZEX(登録商標) AP((株)ニレコ製)」ソフトウェアバージョン Ver.1.32を用いて、写真画像上のシリカ微粒子について2値化処理し、シリカ微粒子の任意の100個についての水平方向フェレ径を算出、その平均値を数平均一次粒径とした。
(平均円形度の測定)
シリカ微粒子1の円形度の測定は、前述したように、走査型電子顕微鏡「JSM−7401(JEOL社製)」を用いて10万倍写真を撮影し、この写真画像をスキャナーに取り込んだ。画像処理解析装置「LUZEX(登録商標) AP」((株)ニレコ製)ソフトウェアバージョン Ver.1.32を用いて、該写真画像の任意の粒子100個についての粒子の投影面積および粒子の周長から、円形度を算出し、その平均値を微粒子の平均円形度とした。
シリカ微粒子1の円形度の測定は、前述したように、走査型電子顕微鏡「JSM−7401(JEOL社製)」を用いて10万倍写真を撮影し、この写真画像をスキャナーに取り込んだ。画像処理解析装置「LUZEX(登録商標) AP」((株)ニレコ製)ソフトウェアバージョン Ver.1.32を用いて、該写真画像の任意の粒子100個についての粒子の投影面積および粒子の周長から、円形度を算出し、その平均値を微粒子の平均円形度とした。
円形度=(投影面積の等しい円の周長)/(粒子の周長)
(シリカ微粒子2の作製)
気相法により製造された数平均一次粒径30nmのシリカ微粒子12質量部を、HMDS10質量部をトルエン100質量部に希釈した溶液に添加し、超音波をかけながら1時間攪拌した。次に、シリカ微粒子を分散させた溶液をエバポレーターで減圧留去し、液量が半分になった時点でエタノール100質量部を添加した。エバポレーターで減圧留去し、さらに120℃で3時間の加熱を加えて得られた固形物を粉砕して、数平均一次粒径30nm、平均円形度は0.915のシリカ微粒子2を得た。
(シリカ微粒子2の作製)
気相法により製造された数平均一次粒径30nmのシリカ微粒子12質量部を、HMDS10質量部をトルエン100質量部に希釈した溶液に添加し、超音波をかけながら1時間攪拌した。次に、シリカ微粒子を分散させた溶液をエバポレーターで減圧留去し、液量が半分になった時点でエタノール100質量部を添加した。エバポレーターで減圧留去し、さらに120℃で3時間の加熱を加えて得られた固形物を粉砕して、数平均一次粒径30nm、平均円形度は0.915のシリカ微粒子2を得た。
(シリカ微粒子3の作製(ゾルゲル法))
窒素雰囲気下、反応容器にエタノール200質量部、テトラエトキシシラン12質量部、水6質量部を入れ、500rpmで攪拌しているところに20%アンモニア水10質量部を10分かけて滴下した。30℃で4時間攪拌した後、液量が半分になるまでエバポレーターで濃縮留去した。ここに水を400質量部加え0.3M硝酸でpH4(25℃)に調整したものを、遠心沈降機によって生成物を沈殿させた。上澄み液をデカンテーションで除去した後、凍結乾燥機で約60時間凍結乾燥させた後、シリカ微粒子を白色粉末として得た。このシリカ微粒子粉末を、HMDS10質量部をトルエン100質量部に希釈した溶液に添加し、超音波をかけながら1時間攪拌した。次に、シリカ微粒子を分散させた溶液をエバポレーターで減圧留去し、液量が半分になった時点でエタノール100質量部を添加した。エバポレーターで減圧留去し、さらに120℃で3時間の加熱を加えて得られた固形物を粉砕して、数平均一次粒径80nm、平均円形度は0.980の粒状のシリカ微粒子3を得た。
窒素雰囲気下、反応容器にエタノール200質量部、テトラエトキシシラン12質量部、水6質量部を入れ、500rpmで攪拌しているところに20%アンモニア水10質量部を10分かけて滴下した。30℃で4時間攪拌した後、液量が半分になるまでエバポレーターで濃縮留去した。ここに水を400質量部加え0.3M硝酸でpH4(25℃)に調整したものを、遠心沈降機によって生成物を沈殿させた。上澄み液をデカンテーションで除去した後、凍結乾燥機で約60時間凍結乾燥させた後、シリカ微粒子を白色粉末として得た。このシリカ微粒子粉末を、HMDS10質量部をトルエン100質量部に希釈した溶液に添加し、超音波をかけながら1時間攪拌した。次に、シリカ微粒子を分散させた溶液をエバポレーターで減圧留去し、液量が半分になった時点でエタノール100質量部を添加した。エバポレーターで減圧留去し、さらに120℃で3時間の加熱を加えて得られた固形物を粉砕して、数平均一次粒径80nm、平均円形度は0.980の粒状のシリカ微粒子3を得た。
(シリカ微粒子4の作製(ゾルゲル法))
窒素雰囲気下、反応容器にエタノール160質量部、テトラエトキシシラン12質量部、水6質量部を入れ、200rpmで攪拌しているところに20%アンモニア水10質量部を10分かけて滴下した。30℃で4時間攪拌した後、液量が半分になるまでエバポレーターで濃縮留去した。ここに水を400質量部加え0.3M硝酸でpH4(25℃)に調整したものを、遠心沈降機によって生成物を沈殿させた。上澄み液をデカンテーションで除去した後、凍結乾燥機で約60時間凍結乾燥させた後、シリカ微粒子を白色粉末として得た。このシリカ微粒子粉末を、HMDS10質量部をトルエン100質量部に希釈した溶液に添加し、超音波をかけながら1時間攪拌した。次に、シリカ微粒子を分散させた溶液をエバポレーターで減圧留去し、液量が半分になった時点でエタノール100質量部を添加した。エバポレーターで減圧留去し、さらに120℃で3時間の加熱を加えて得られた固形物を粉砕して、数平均一次粒径110nm、平均円形度は0.978の球状のシリカ微粒子4を得た。
窒素雰囲気下、反応容器にエタノール160質量部、テトラエトキシシラン12質量部、水6質量部を入れ、200rpmで攪拌しているところに20%アンモニア水10質量部を10分かけて滴下した。30℃で4時間攪拌した後、液量が半分になるまでエバポレーターで濃縮留去した。ここに水を400質量部加え0.3M硝酸でpH4(25℃)に調整したものを、遠心沈降機によって生成物を沈殿させた。上澄み液をデカンテーションで除去した後、凍結乾燥機で約60時間凍結乾燥させた後、シリカ微粒子を白色粉末として得た。このシリカ微粒子粉末を、HMDS10質量部をトルエン100質量部に希釈した溶液に添加し、超音波をかけながら1時間攪拌した。次に、シリカ微粒子を分散させた溶液をエバポレーターで減圧留去し、液量が半分になった時点でエタノール100質量部を添加した。エバポレーターで減圧留去し、さらに120℃で3時間の加熱を加えて得られた固形物を粉砕して、数平均一次粒径110nm、平均円形度は0.978の球状のシリカ微粒子4を得た。
(シリカ微粒子5の作製)
気相法により製造された体積平均一次粒径300nmのシリカ微粒子粉末(平均円形度は0.982)12質量部を、HMDS10質量部をトルエン100質量部に希釈した溶液に添加し、超音波をかけながら1時間攪拌した。次に、シリカ微粒子を分散させた溶液をエバポレーターで減圧留去し、液量が半分になった時点でエタノール100質量部を添加した。エバポレーターで減圧留去し、さらに120℃で3時間の加熱を加えて得られた固形物を粉砕して、数平均一次粒径300nm、平均円形度は0.982の球状のシリカ微粒子5を得た。
気相法により製造された体積平均一次粒径300nmのシリカ微粒子粉末(平均円形度は0.982)12質量部を、HMDS10質量部をトルエン100質量部に希釈した溶液に添加し、超音波をかけながら1時間攪拌した。次に、シリカ微粒子を分散させた溶液をエバポレーターで減圧留去し、液量が半分になった時点でエタノール100質量部を添加した。エバポレーターで減圧留去し、さらに120℃で3時間の加熱を加えて得られた固形物を粉砕して、数平均一次粒径300nm、平均円形度は0.982の球状のシリカ微粒子5を得た。
(シリカ微粒子6の作製(ゾルゲル法))
窒素雰囲気下、反応容器にエタノール160質量部、テトラエトキシシラン16質量部、水6質量部を入れ、200rpmで攪拌しているところに20%アンモニア水10質量部を10分かけて滴下した。30℃で4時間攪拌した後、液量が半分になるまでエバポレーターで濃縮留去した。ここに水を400質量部加え0.3M硝酸でpH4(25℃)に調整したものを、遠心沈降機によって生成物を沈殿させた。上澄み液をデカンテーションで除去した後、凍結乾燥機で約60時間凍結乾燥させた後、シリカ微粒子を白色粉末として得た。このシリカ微粒子粉末を、HMDS10質量部をトルエン100質量部に希釈した溶液に添加し、超音波をかけながら1時間攪拌した。次に、シリカ微粒子を分散させた溶液をエバポレーターで減圧留去し、液量が半分になった時点でエタノール100質量部を添加した。エバポレーターで減圧留去し、さらに120℃で3時間の加熱を加えて得られた固形物を粉砕して、数平均一次粒径150nm、平均円形度は0.977の球状のシリカ微粒子6を得た。
窒素雰囲気下、反応容器にエタノール160質量部、テトラエトキシシラン16質量部、水6質量部を入れ、200rpmで攪拌しているところに20%アンモニア水10質量部を10分かけて滴下した。30℃で4時間攪拌した後、液量が半分になるまでエバポレーターで濃縮留去した。ここに水を400質量部加え0.3M硝酸でpH4(25℃)に調整したものを、遠心沈降機によって生成物を沈殿させた。上澄み液をデカンテーションで除去した後、凍結乾燥機で約60時間凍結乾燥させた後、シリカ微粒子を白色粉末として得た。このシリカ微粒子粉末を、HMDS10質量部をトルエン100質量部に希釈した溶液に添加し、超音波をかけながら1時間攪拌した。次に、シリカ微粒子を分散させた溶液をエバポレーターで減圧留去し、液量が半分になった時点でエタノール100質量部を添加した。エバポレーターで減圧留去し、さらに120℃で3時間の加熱を加えて得られた固形物を粉砕して、数平均一次粒径150nm、平均円形度は0.977の球状のシリカ微粒子6を得た。
上記シリカ微粒子1からシリカ微粒子6の数平均一次粒径と平均円形度を表1に示した。
<4.有機微粒子の作製>
(有機微粒子1の作製(PMMA 150nm))
攪拌機、滴下ロート、窒素導入管及び還流冷却器を備えた内容積2Lのセパラブルフラスコ中にイオン交換水100質量部を仕込み、窒素ガス気流下、一定の攪拌状態のもとで70℃に昇温し、30分間経過後に重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.6質量部を添加した。次に、イオン交換水54質量部、メタルメタクリレート30質量部及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの16質量%水溶液24質量部をホモジナイザーにより乳化して得られた乳化分散液108質量部を一括添加した後、重合反応系の温度を70℃に維持し、約3時間重合反応を行った。重合終了後、限外濾過装置および熱風乾燥機を用いて数平均一次粒径150nm、平均円形度0.996のポリメタクリル酸メチル(ガラス転移点77℃、軟化点82℃)よりなる球状の有機微粒子1を得た。
(有機微粒子1の作製(PMMA 150nm))
攪拌機、滴下ロート、窒素導入管及び還流冷却器を備えた内容積2Lのセパラブルフラスコ中にイオン交換水100質量部を仕込み、窒素ガス気流下、一定の攪拌状態のもとで70℃に昇温し、30分間経過後に重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.6質量部を添加した。次に、イオン交換水54質量部、メタルメタクリレート30質量部及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの16質量%水溶液24質量部をホモジナイザーにより乳化して得られた乳化分散液108質量部を一括添加した後、重合反応系の温度を70℃に維持し、約3時間重合反応を行った。重合終了後、限外濾過装置および熱風乾燥機を用いて数平均一次粒径150nm、平均円形度0.996のポリメタクリル酸メチル(ガラス転移点77℃、軟化点82℃)よりなる球状の有機微粒子1を得た。
有機微粒子1の数平均一次粒径と平均円形度は、前述のシリカ微粒子1と同様にして測定した。
(有機微粒子2の作製(PMMA 200nm))
メチルメタクリレート30質量部を36質量部に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの16質量%水溶液25質量部を18質量部に変更した以外は、有機微粒子1の作製と同様の操作を行い、数平均一次粒径200nm、平均円形度0.990のポリメタクリル酸メチル(ガラス転移点77℃、軟化点82℃)よりなる球状の有機微粒子2を得た。
メチルメタクリレート30質量部を36質量部に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの16質量%水溶液25質量部を18質量部に変更した以外は、有機微粒子1の作製と同様の操作を行い、数平均一次粒径200nm、平均円形度0.990のポリメタクリル酸メチル(ガラス転移点77℃、軟化点82℃)よりなる球状の有機微粒子2を得た。
(有機微粒子3の作製(PMMA 240nm))
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの16質量%水溶液25質量部を18質量部に変更した以外は、有機微粒子1の作製と同様の操作を行い、数平均一次粒径240nm、平均円形度0.990のポリメタクリル酸メチル(ガラス転移点77℃、軟化点82℃)よりなる球状の有機微粒子3を得た。
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの16質量%水溶液25質量部を18質量部に変更した以外は、有機微粒子1の作製と同様の操作を行い、数平均一次粒径240nm、平均円形度0.990のポリメタクリル酸メチル(ガラス転移点77℃、軟化点82℃)よりなる球状の有機微粒子3を得た。
(有機微粒子4の作製(PMMA 500nm))
メチルメタクリレート30質量部を40質量部に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの16質量%水溶液25質量部を15質量部に変更した以外は、有機微粒子1の作製と同様の操作を行い、数平均一次粒径500nm、平均円形度0.992のポリメタクリル酸メチル(ガラス転移点77℃、軟化点82℃)よりなる球状の有機微粒子4を得た。
メチルメタクリレート30質量部を40質量部に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの16質量%水溶液25質量部を15質量部に変更した以外は、有機微粒子1の作製と同様の操作を行い、数平均一次粒径500nm、平均円形度0.992のポリメタクリル酸メチル(ガラス転移点77℃、軟化点82℃)よりなる球状の有機微粒子4を得た。
(有機微粒子5の作製(PMMA 800nm))
メチルメタクリレート30質量部を45質量部に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの16質量%水溶液25質量部を12質量部に変更した以外は、有機微粒子1の作製と同様の操作を行い、数平均一次粒径800nm、平均円形度0.988のポリメタクリル酸メチル(ガラス転移点77℃、軟化点82℃)よりなる球状の有機微粒子5を得た。
メチルメタクリレート30質量部を45質量部に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの16質量%水溶液25質量部を12質量部に変更した以外は、有機微粒子1の作製と同様の操作を行い、数平均一次粒径800nm、平均円形度0.988のポリメタクリル酸メチル(ガラス転移点77℃、軟化点82℃)よりなる球状の有機微粒子5を得た。
(有機微粒子6の作製(PMMA 1000nm))
メチルメタクリレート30質量部を50質量部に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの16質量%水溶液25質量部を10質量部に変更した以外は、有機微粒子1の作製と同様の操作を行い、数平均一次粒径1000nm、平均円形度0.988のポリメタクリル酸メチル(ガラス転移点77℃、軟化点82℃)よりなる球状の有機微粒子6を得た。
メチルメタクリレート30質量部を50質量部に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの16質量%水溶液25質量部を10質量部に変更した以外は、有機微粒子1の作製と同様の操作を行い、数平均一次粒径1000nm、平均円形度0.988のポリメタクリル酸メチル(ガラス転移点77℃、軟化点82℃)よりなる球状の有機微粒子6を得た。
(有機微粒子7の作製(PMMA 1200nm))
メチルメタクリレート30質量部を55質量部に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの16質量%水溶液25質量部を10質量部に変更した以外は、有機微粒子1の作製と同様の操作を行い、数平均一次粒径1200nm、平均円形度0.986のポリメタクリル酸メチル(ガラス転移点77℃、軟化点82℃)よりなる球状の有機微粒子7を得た。
メチルメタクリレート30質量部を55質量部に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの16質量%水溶液25質量部を10質量部に変更した以外は、有機微粒子1の作製と同様の操作を行い、数平均一次粒径1200nm、平均円形度0.986のポリメタクリル酸メチル(ガラス転移点77℃、軟化点82℃)よりなる球状の有機微粒子7を得た。
(有機微粒子8の作製(ポリスチレン 300nm))
メチルメタクリレート30質量部をスチレン40質量部に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの16質量%水溶液25質量部を15質量部に変更した以外は、有機微粒子1の作製と同様の操作を行い、数平均一次粒径300nm、平均円形度0.990のポリスチレン(ガラス転移点100℃、軟化点150℃)よりなる球状の有機微粒子8を得た。
メチルメタクリレート30質量部をスチレン40質量部に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの16質量%水溶液25質量部を15質量部に変更した以外は、有機微粒子1の作製と同様の操作を行い、数平均一次粒径300nm、平均円形度0.990のポリスチレン(ガラス転移点100℃、軟化点150℃)よりなる球状の有機微粒子8を得た。
(有機微粒子9の作製(PTFE粒子 200nm))
ポリテトラフルオロエチレン微粒子の水分散体LDW−410(数平均粒径200nm、固形分40質量%:ダイキン工業社)を凍結乾燥機で約60時間凍結乾燥させた後、粉砕することで、数平均一次粒径200nm、平均円形度0.985のポリテトラフルオロエチレン(ガラス転移点20℃、軟化点180℃)よりなる球状の有機微粒子9を得た。
ポリテトラフルオロエチレン微粒子の水分散体LDW−410(数平均粒径200nm、固形分40質量%:ダイキン工業社)を凍結乾燥機で約60時間凍結乾燥させた後、粉砕することで、数平均一次粒径200nm、平均円形度0.985のポリテトラフルオロエチレン(ガラス転移点20℃、軟化点180℃)よりなる球状の有機微粒子9を得た。
(有機微粒子10の作製(カルナバワックス粒子 500nm))
1号カルナバワックス90質量部とポリビニルアルコール樹脂(ゴーセノールC−500;日本合成化学社製)10質量部をオイルバスで120℃に加温しながら、ディゾルバーで20分間撹拌し、混合物を得た。純水495質量部とトリエチルアミン5質量部の混合溶媒をウォーターバスで95℃に加温した水分散媒を、ホモジナイザー T50ベーシックウルトラタラックス(IKA社製)を用いて10000rpmで撹拌しながら前述の混合物を滴下する。滴下後、20分間の撹拌を続けた後、撹拌を続けながらウォーターバスの温度20℃まで低下させ、カルナバワックス粒子の水分散物を得る。
得られた水分散物を凍結乾燥機約60時間凍結乾燥させた後、粉砕することで、数平均一次粒径500nm、平均円形度0.985のカルナバワックス(融点75℃)よりなる球状の有機微粒子10を得た。
1号カルナバワックス90質量部とポリビニルアルコール樹脂(ゴーセノールC−500;日本合成化学社製)10質量部をオイルバスで120℃に加温しながら、ディゾルバーで20分間撹拌し、混合物を得た。純水495質量部とトリエチルアミン5質量部の混合溶媒をウォーターバスで95℃に加温した水分散媒を、ホモジナイザー T50ベーシックウルトラタラックス(IKA社製)を用いて10000rpmで撹拌しながら前述の混合物を滴下する。滴下後、20分間の撹拌を続けた後、撹拌を続けながらウォーターバスの温度20℃まで低下させ、カルナバワックス粒子の水分散物を得る。
得られた水分散物を凍結乾燥機約60時間凍結乾燥させた後、粉砕することで、数平均一次粒径500nm、平均円形度0.985のカルナバワックス(融点75℃)よりなる球状の有機微粒子10を得た。
(有機微粒子11の作製(ステアリン酸亜鉛粒子 500nm))
ステアリン酸亜鉛(川村化成工業(株)製)をオイルバスで150℃に加熱して溶融状態にさせた。
ステアリン酸亜鉛(川村化成工業(株)製)をオイルバスで150℃に加熱して溶融状態にさせた。
純水490質量部とノニオン系界面活性剤(ラウリルアルコールアルコキシレート アデカトールLA;(株)アデカ製)10質量部の混合溶媒をウォーターバスで95℃に加温した水分散媒を、ホモジナイザー T50ベーシックウルトラタラックス(IKA社製)を用いて10000rpmで撹拌しながら前述のステアリン酸亜鉛溶融物を滴下する。滴下後、20分間の撹拌を続けた後、撹拌を続けながらウォーターバスの温度20℃まで低下させ、ステアリン亜鉛粒子の水分散物を得る。
得られた水分散物を凍結乾燥機約60時間凍結乾燥させた後、粉砕することで、数平均一次粒径500nm、平均円形度0.979のステアリン酸亜鉛(融点115℃)よりなる球状の有機微粒子11を得た。
(有機微粒子12の作製(架橋スチレンアクリル樹脂粒子 400nm))
攪拌機、滴下ロート、窒素導入管及び還流冷却器を備えた内容積2Lのセパラブルフラスコ中にイオン交換水95質量部、分散安定剤としてピロリン酸マグネシウム1質量部、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(ネオゲンSL−200;第一工業製薬(株)製)4質量部を仕込み、撹拌して均一化した。
攪拌機、滴下ロート、窒素導入管及び還流冷却器を備えた内容積2Lのセパラブルフラスコ中にイオン交換水95質量部、分散安定剤としてピロリン酸マグネシウム1質量部、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(ネオゲンSL−200;第一工業製薬(株)製)4質量部を仕込み、撹拌して均一化した。
窒素ガス導入されたセパラブルフラスコに、一定の攪拌状態の下、予め調整しておいたスチレン(35質量部)、メタクリル酸メチル(10質量部)、ジビニルベンゼン(5質量部)過酸化ベンゾイル(3質量部)の混合液を10g/minの滴下速度で滴下した。滴下後、撹拌を続けながら85℃で3時間、さらに95℃に昇温して2時間の重合を行なった後、20℃に冷却し、架橋されたアクリル粒子の水分散物を得た。
得られた水分散物を凍結乾燥機約60時間凍結乾燥させた後、粉砕することで、数平均一次粒径400nm、平均円形度0.985の架橋スチレンアクリル樹脂粒子(ガラス転移点100℃、軟化点220℃)よりなる球状の有機微粒子12を得た。
(有機微粒子13の作製(架橋スチレンアクリル樹脂粒子 400nm))
予め調整しておいたスチレン(35質量部)、メタクリル酸メチル(10質量部)、ジビニルベンゼン(5質量部)過酸化ベンゾイル(3質量部)の混合液を、スチレン(37質量部)、メタクリル酸メチル(5質量部)、ジビニルベンゼン(8質量部)、過酸化ベンゾイル(3質量部)の混合液に変更した以外は、有機微粒子13と同様の操作により、数平均一次粒径400nm、平均円形度0.987の架橋スチレンアクリル樹脂粒子(ガラス転移点102℃、軟化点250℃)よりなる球状の有機微粒子13を得た。
予め調整しておいたスチレン(35質量部)、メタクリル酸メチル(10質量部)、ジビニルベンゼン(5質量部)過酸化ベンゾイル(3質量部)の混合液を、スチレン(37質量部)、メタクリル酸メチル(5質量部)、ジビニルベンゼン(8質量部)、過酸化ベンゾイル(3質量部)の混合液に変更した以外は、有機微粒子13と同様の操作により、数平均一次粒径400nm、平均円形度0.987の架橋スチレンアクリル樹脂粒子(ガラス転移点102℃、軟化点250℃)よりなる球状の有機微粒子13を得た。
上記のようにして作製した有機微粒子1〜13の材料、物性、数平均一次粒径及び平均円形度を表2に示した。
<5.トナーの作製>
〔トナーの製造例1〕
(1)コア部用樹脂微粒子〔1〕の作製工程
下記に示す第1段重合、第2段重合および第3段重合を経て多層構造を有するコア部用樹脂微粒子〔1〕を作製した。
〔トナーの製造例1〕
(1)コア部用樹脂微粒子〔1〕の作製工程
下記に示す第1段重合、第2段重合および第3段重合を経て多層構造を有するコア部用樹脂微粒子〔1〕を作製した。
(a)第1段重合(樹脂微粒子〔A1〕)
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、ポリオキシエチレン−2−ドデシルエーテル硫酸ナトリウム4質量部をイオン交換水3040質量部に溶解させた界面活性剤溶液を仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。この界面活性剤溶液に、重合開始剤(過硫酸カリウム:KPS)10質量部をイオン交換水400質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加し、温度を75℃とした後、スチレン532質量部、n−ブチルアクリレート200質量部、メタクリル酸68質量部、n−オクチルメルカプタン16.4質量部からなる単量体混合液を1時間かけて滴下し、この系を75℃にて2時間加熱、撹拌することによって重合(第1段重合)を行い、樹脂微粒子〔A1〕の分散液を作製した。なお、第1段重合で作製した樹脂粒子〔A1〕の質量平均分子量(Mw)は16,500であった。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、ポリオキシエチレン−2−ドデシルエーテル硫酸ナトリウム4質量部をイオン交換水3040質量部に溶解させた界面活性剤溶液を仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。この界面活性剤溶液に、重合開始剤(過硫酸カリウム:KPS)10質量部をイオン交換水400質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加し、温度を75℃とした後、スチレン532質量部、n−ブチルアクリレート200質量部、メタクリル酸68質量部、n−オクチルメルカプタン16.4質量部からなる単量体混合液を1時間かけて滴下し、この系を75℃にて2時間加熱、撹拌することによって重合(第1段重合)を行い、樹脂微粒子〔A1〕の分散液を作製した。なお、第1段重合で作製した樹脂粒子〔A1〕の質量平均分子量(Mw)は16,500であった。
質量平均分子量(Mw)の測定は、「HLC−8220」(東ソー社製)およびカラム「TSKguardcolumn+TSKgelSuperHZM−M3連」(東ソー社製)を用い、カラム温度を40℃に保持しながら、キャリア溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を流速0.2ml/minで流し、測定試料を室温において超音波分散機を用いて5分間処理を行う溶解条件で濃度1mg/mlになるようにテトラヒドロフランに溶解させ、次いで、ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで処理して試料溶液を得、この試料溶液10μlを上記のキャリア溶媒と共に装置内に注入し、屈折率検出器(RI検出器)を用いて検出し、測定試料の有する分子量分布を単分散のポリスチレン標準粒子を用いて測定した検量線を用いて算出する。検量線測定用の標準ポリスチレン試料としては、Pressure Chemical社製の分子量が6×102、2.1×103、4×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×106、8.6×105、2×106、4.48×106のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を測定し、検量線を作成した。また、検出器には屈折率検出器を用いた。
(b)第2段重合(樹脂微粒子〔A2〕:中間層の形成)
撹拌装置を取り付けたフラスコ内において、スチレン101.1質量部、n−ブチルアクリレート62.2質量部、メタクリル酸12.3質量部、n−オクチルメルカプタン1.75質量部からなる単量体混合液に、離型剤として、パラフィンワックス「HNP−57」(日本精鑞社製)93.8質量部を添加し、90℃に加温して溶解させた。
撹拌装置を取り付けたフラスコ内において、スチレン101.1質量部、n−ブチルアクリレート62.2質量部、メタクリル酸12.3質量部、n−オクチルメルカプタン1.75質量部からなる単量体混合液に、離型剤として、パラフィンワックス「HNP−57」(日本精鑞社製)93.8質量部を添加し、90℃に加温して溶解させた。
一方、ポリオキシエチレン−2−ドデシルエーテル硫酸ナトリウム3質量部をイオン交換水1560質量部に溶解させた界面活性剤溶液を98℃に加熱し、この界面活性剤溶液に、前述の樹脂微粒子〔A1〕の分散液32.8質量部(固形分換算)添加し、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス」(エム・テクニック社製)により、前記パラフィンワックスを含有する単量体溶液を8時間混合分散させ、分散粒子径340nmを有する乳化粒子を含む分散液を調製した。次いで、この乳化粒子分散液に、過硫酸カリウム6質量部をイオン交換水200質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加し、この系を98℃にて12時間加熱撹拌することにより重合(第2段重合)を行い、樹脂微粒子〔A2〕の分散液を作製した。なお、第2段重合で調製した樹脂微粒子〔A2〕のMwは23,000であった。
(c)第3段重合(コア部用樹脂微粒子〔1〕:外層の形成)
上記樹脂微粒子〔A2〕の分散液に、過硫酸カリウム5.45質量部をイオン交換水220質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加し、80℃の温度条件下で、スチレン293.8質量部、n−ブチルアクリレート154.1質量部、n−オクチルメルカプタン7.08質量部からなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間加熱撹拌することにより重合(第3段重合)を行った後、28℃まで冷却しコア部用樹脂微粒子〔1〕の分散液を得た。なお、コア部用樹脂微粒子〔1〕のMwは26,800であった。また、コア部用樹脂微粒子〔1〕の体積平均粒径は125nmであった。さらに、このコア部用樹脂微粒子〔1〕のガラス転移点(Tg)は28.1℃であった。
上記樹脂微粒子〔A2〕の分散液に、過硫酸カリウム5.45質量部をイオン交換水220質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加し、80℃の温度条件下で、スチレン293.8質量部、n−ブチルアクリレート154.1質量部、n−オクチルメルカプタン7.08質量部からなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間加熱撹拌することにより重合(第3段重合)を行った後、28℃まで冷却しコア部用樹脂微粒子〔1〕の分散液を得た。なお、コア部用樹脂微粒子〔1〕のMwは26,800であった。また、コア部用樹脂微粒子〔1〕の体積平均粒径は125nmであった。さらに、このコア部用樹脂微粒子〔1〕のガラス転移点(Tg)は28.1℃であった。
(2)シェル層用樹脂微粒子〔1〕の作製工程
上記コア部用樹脂微粒子〔1〕の第1段重合において、スチレンを548質量部、2−エチヘキシルアクリレートを156質量部、メタクリル酸を96質量部、n−オクチルメルカプタンを16.5質量部に変更した単量体混合液を用いた以外は同様にして、重合反応及び反応後の処理を行い、シェル層用樹脂微粒子〔1〕の分散液を作製した。なお、シェル層用樹脂微粒子〔1〕のTgは53.0℃であった。
上記コア部用樹脂微粒子〔1〕の第1段重合において、スチレンを548質量部、2−エチヘキシルアクリレートを156質量部、メタクリル酸を96質量部、n−オクチルメルカプタンを16.5質量部に変更した単量体混合液を用いた以外は同様にして、重合反応及び反応後の処理を行い、シェル層用樹脂微粒子〔1〕の分散液を作製した。なお、シェル層用樹脂微粒子〔1〕のTgは53.0℃であった。
(3)着色剤微粒子分散液の調製
ドデシル硫酸ナトリウム90質量部をイオン交換水1600質量部に添加し、この溶液を撹拌しながら、カーボンブラック「リーガル330R」(キャボット社製)420質量部を徐々に添加し、次いで、撹拌装置「クレアミックス」(エム・テクニック社製)を用いて分散処理することにより、着色剤微粒子が分散されてなる着色剤微粒子分散液〔1〕を調製した。
ドデシル硫酸ナトリウム90質量部をイオン交換水1600質量部に添加し、この溶液を撹拌しながら、カーボンブラック「リーガル330R」(キャボット社製)420質量部を徐々に添加し、次いで、撹拌装置「クレアミックス」(エム・テクニック社製)を用いて分散処理することにより、着色剤微粒子が分散されてなる着色剤微粒子分散液〔1〕を調製した。
この着色剤微粒子分散液〔1〕における着色剤微粒子の粒子径を電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子杜製)を用いて測定したところ、110nmであった。
(4)トナー1の作製
(a)コア部〔1〕の形成
コア部用樹脂微粒子〔1〕の分散液420質量部(固形分換算)と、イオン交換水900質量部と、着色剤微粒子分散液〔1〕100質量部とを、温度センサー、冷却管、窒素導入装置、撹拌装置を取り付けた反応容器に入れて撹拌した。反応容器内の温度を30℃に調整した後、この溶液に5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを8〜11に調整した。
(a)コア部〔1〕の形成
コア部用樹脂微粒子〔1〕の分散液420質量部(固形分換算)と、イオン交換水900質量部と、着色剤微粒子分散液〔1〕100質量部とを、温度センサー、冷却管、窒素導入装置、撹拌装置を取り付けた反応容器に入れて撹拌した。反応容器内の温度を30℃に調整した後、この溶液に5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを8〜11に調整した。
次いで、塩化マグネシウム・6水和物60質量部をイオン交換水60質量部に溶解した水溶液を、撹拌下、30℃にて10分間かけて添加した。3分間放置した後に昇温を開始し、この系を80分間かけて80℃(コア部形成温度)まで昇温した。その状態で「コールターマルチサイザー3」(コールター社製)にて粒子の粒径を測定し、粒子の体積基準におけるメディアン径(D50)が5.8μmになった時点で、塩化ナトリウム40.2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を添加して粒径成長を停止させ、さらに、熟成処理として液温度80℃(コア部熟成温度)にて1時間加熱撹拌することにより融着を継続させ、コア部〔1〕を形成した。なお、コア部〔1〕の円形度を「FPIA2100」(シスメックス社製)にて測定したところ0.930であった。また、電界放出形走査電子顕微鏡JSM−7401F(日本電子社製)を用いて走査透過電子顕微鏡法にてコア部〔1〕を10000倍にて観察し、着色剤が結着樹脂に溶解し、着色剤分散微粒子が残っていないことを確認した。
(b)シェル層の形成(トナー母体粒子〔1〕の作製)
次いで、65℃においてシェル層用樹脂微粒子〔1〕の分散液46.8質量部(固形分換算)を添加し、さらに塩化マグネシウム・6水和物2質量部をイオン交換水60質量部に溶解した水溶液を、10分間かけて添加した後、80℃(シェル化温度)まで昇温し、1時間撹拌を継続し、コア部〔1〕の表面に、シェル層用樹脂微粒子〔1〕の粒子を融着させた後、80℃(シェル熟成温度)で所定の円形度まで熟成処理を行い、シェル層を形成させた。ここで、塩化ナトリウム40.2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を加え、8℃/分の条件で30℃まで冷却し、生成した融着粒子を濾過し、45℃のイオン交換水で繰り返し洗浄し、その後、40℃の温風で乾燥することにより、コア部表面にシェル層を有する、体積基準におけるメディアン径(D50)が5.9μm、Tgが31℃のトナー母体粒子〔1〕を得た。
次いで、65℃においてシェル層用樹脂微粒子〔1〕の分散液46.8質量部(固形分換算)を添加し、さらに塩化マグネシウム・6水和物2質量部をイオン交換水60質量部に溶解した水溶液を、10分間かけて添加した後、80℃(シェル化温度)まで昇温し、1時間撹拌を継続し、コア部〔1〕の表面に、シェル層用樹脂微粒子〔1〕の粒子を融着させた後、80℃(シェル熟成温度)で所定の円形度まで熟成処理を行い、シェル層を形成させた。ここで、塩化ナトリウム40.2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を加え、8℃/分の条件で30℃まで冷却し、生成した融着粒子を濾過し、45℃のイオン交換水で繰り返し洗浄し、その後、40℃の温風で乾燥することにより、コア部表面にシェル層を有する、体積基準におけるメディアン径(D50)が5.9μm、Tgが31℃のトナー母体粒子〔1〕を得た。
(c)外添剤の添加(トナー1の作製)
乾燥されたトナー母体粒子〔1〕100質量部に、小径シリカ外添剤RX−200(フュームドシリカ HMDS処理、数平均粒径12nm;日本アエロジル社製)を0.75質量部、前述のシリカ微粒子3(球状シリカ粒子 HMDS処理、数平均粒径80nm)を1.50質量部、及び有機微粒子2(球状PMMA粒子 ガラス転移点77℃、軟化点82℃、数平均粒径200nm)を0.50質量部を添加し、ヘンシェルミキサー「FM10B」(三井三池化工機社製)を用いて撹拌羽根周速を40m/秒、処理温度30℃で15分間混合し、その後、目開き90μmの篩を用いて粗大粒子を除去することにより、トナー1を作製した。
乾燥されたトナー母体粒子〔1〕100質量部に、小径シリカ外添剤RX−200(フュームドシリカ HMDS処理、数平均粒径12nm;日本アエロジル社製)を0.75質量部、前述のシリカ微粒子3(球状シリカ粒子 HMDS処理、数平均粒径80nm)を1.50質量部、及び有機微粒子2(球状PMMA粒子 ガラス転移点77℃、軟化点82℃、数平均粒径200nm)を0.50質量部を添加し、ヘンシェルミキサー「FM10B」(三井三池化工機社製)を用いて撹拌羽根周速を40m/秒、処理温度30℃で15分間混合し、その後、目開き90μmの篩を用いて粗大粒子を除去することにより、トナー1を作製した。
〔トナーの製造例2〜23〕
乾燥されたトナー母体粒子〔1〕100質量部に、小径シリカ外添剤RX−200を0.75質量部と表3に示す外添剤を各々添加し、ヘンシェルミキサー「FM10B」(三井三池化工機社製)を用いて撹拌羽根周速を40m/秒、処理温度30℃で15分間混合し、その後、目開き90μmの篩を用いて粗大粒子を除去することにより、トナー2〜23を各々作製した。
乾燥されたトナー母体粒子〔1〕100質量部に、小径シリカ外添剤RX−200を0.75質量部と表3に示す外添剤を各々添加し、ヘンシェルミキサー「FM10B」(三井三池化工機社製)を用いて撹拌羽根周速を40m/秒、処理温度30℃で15分間混合し、その後、目開き90μmの篩を用いて粗大粒子を除去することにより、トナー2〜23を各々作製した。
上記のようにして作製したトナー1〜トナー23の外添剤組成と、シリカ微粒子と有機微粒子の粒径比の値を表3に示した。
〔現像剤の製造例1〜23〕
トナー1〜23の各々に対して、シリコーン樹脂を被覆した体積基準のメディアン径が35μmのフェライトキャリア1を、トナー濃度が7.5質量%となるよう混合することにより、現像剤1〜23を作製した。
トナー1〜23の各々に対して、シリコーン樹脂を被覆した体積基準のメディアン径が35μmのフェライトキャリア1を、トナー濃度が7.5質量%となるよう混合することにより、現像剤1〜23を作製した。
<7.評価>
〔画像形成1〕
評価用電子写真画像形成装置として、市販の電子写真画像形成装置「bizhub C6500」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)を改造し、感光体として感光体1を、クリーニングユニットに設置するクリーニングブレードとして、クリーニングブレード1をクリーニングブレードの当接圧力が7.0gf/mm2となるように設置した。また、現像器内にトナー1よりなる現像剤1を投入した。
〔画像形成1〕
評価用電子写真画像形成装置として、市販の電子写真画像形成装置「bizhub C6500」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)を改造し、感光体として感光体1を、クリーニングユニットに設置するクリーニングブレードとして、クリーニングブレード1をクリーニングブレードの当接圧力が7.0gf/mm2となるように設置した。また、現像器内にトナー1よりなる現像剤1を投入した。
20℃・50%RHの環境下にて、A4サイズの記録用紙に印字面積率10%平網画像と印字面積率0%画像(白紙)を半々ずつ含む画像を1000枚まで出力した。次いで、低温低湿度(10℃・20%RH)の環境下にて、同一の画像を50,000枚まで連続で出力した。
〔画像形成2〜25〕
感光体、クリーニングブレード、及び現像剤を構成するトナーを表4のように選択し、画像形成1と同様にして、画像形成2〜25を実施した。
感光体、クリーニングブレード、及び現像剤を構成するトナーを表4のように選択し、画像形成1と同様にして、画像形成2〜25を実施した。
なお、画像形成11においては、図2のように感光体周囲にブラシローラを配置し、有機微粒子4(球状PMMA粒子 ガラス転移点77℃、軟化点82℃、数平均一次粒径500nm、平均円形度0.992)を該ブラシローラを介して感光体に供給した。
また、画像形成12においては、同様にシリカ微粒子3(球状シリカ粒子 HMDS処理 数平均粒径80nm、平均円形度0.980)と有機微粒子4(球状PMMA粒子 ガラス転移点77℃、軟化点82℃、数平均一次粒径500nm、平均円形度9.992)とをブラシローラを介して感光体に供給した。
また、画像形成19においては、同様にシリカ微粒子3(球状シリカ粒子 HMDS処理 数平均粒径80nm、平均円形度0.980)をブラシローラを介して感光体に供給した。
また、画像形成19においては、同様にシリカ微粒子3(球状シリカ粒子 HMDS処理 数平均粒径80nm、平均円形度0.980)をブラシローラを介して感光体に供給した。
〔1.クリーニング性能評価〕
画像形成1〜25について1,000枚目、50,000枚目の出力サンプルの0%画像部分にクリーニング劣化による地汚れもしくはスジ状の汚れが発生観られるか、以下の基準に従って評価した。なお、評価の中で、0%画像部分の反射濃度はマクベス反射濃度計RD907を用い、未出力の紙面濃度を0として、相対反射濃度として計測した。
画像形成1〜25について1,000枚目、50,000枚目の出力サンプルの0%画像部分にクリーニング劣化による地汚れもしくはスジ状の汚れが発生観られるか、以下の基準に従って評価した。なお、評価の中で、0%画像部分の反射濃度はマクベス反射濃度計RD907を用い、未出力の紙面濃度を0として、相対反射濃度として計測した。
◎:0%画像部の反射濃度が0.02未満であり、地汚れは全くない
○:0%画像部の反射濃度が0.02以上0.05未満であるが、外観上、地汚れは認められない
△:0%画像部の反射濃度が0.05以上0.10未満であり、軽微な地汚れが認められる
×:0%画像部の反射濃度が0.10以上であり、地汚れが認められる。または、地汚れは0.10未満であるが、スジ状の汚れが1か所以上発生している。
○:0%画像部の反射濃度が0.02以上0.05未満であるが、外観上、地汚れは認められない
△:0%画像部の反射濃度が0.05以上0.10未満であり、軽微な地汚れが認められる
×:0%画像部の反射濃度が0.10以上であり、地汚れが認められる。または、地汚れは0.10未満であるが、スジ状の汚れが1か所以上発生している。
〔2.クリーニングブレードの摩耗評価〕
50,000枚出力した後、電子写真画像形成装置からクリーニングブレードを取り外し、レーザーマイクロスコープVK9500を用いて(倍率150倍、観察幅700μm)、クリーニングブレードの中央及び、左右端部から50mmの位置の3か所におけるクリーニングブレードの感光体当接部観察を行い、クリーニングブレードの摩耗状態を以下の基準で評価した。
50,000枚出力した後、電子写真画像形成装置からクリーニングブレードを取り外し、レーザーマイクロスコープVK9500を用いて(倍率150倍、観察幅700μm)、クリーニングブレードの中央及び、左右端部から50mmの位置の3か所におけるクリーニングブレードの感光体当接部観察を行い、クリーニングブレードの摩耗状態を以下の基準で評価した。
◎:摩耗はほとんど観られず、観察視野中の欠けの合計が5未満である
○:摩耗は進行しているが、観察視野中の欠けの合計が5未満である
△:摩耗が進行しており、観察視野中の欠けの合計が5以上20未満である
×:摩耗がかなり進行しており、観察視野中の欠けの合計が20以上である。
○:摩耗は進行しているが、観察視野中の欠けの合計が5未満である
△:摩耗が進行しており、観察視野中の欠けの合計が5以上20未満である
×:摩耗がかなり進行しており、観察視野中の欠けの合計が20以上である。
〔3.感光体の摩耗評価〕
感光体の摩耗量をレーザーマイクロスコープVK9500(倍率20倍、観察視野5.20mm×3.80mm)を用いて観察し、その摩耗量から、以下の基準で評価した。
感光体の摩耗量をレーザーマイクロスコープVK9500(倍率20倍、観察視野5.20mm×3.80mm)を用いて観察し、その摩耗量から、以下の基準で評価した。
◎:摩耗量は0μm以上1μm未満である
○:摩耗量は1μm以上2μm未満である
△:摩耗量が2μm以上5μm未満である
×:摩耗量が5μm以上である。
○:摩耗量は1μm以上2μm未満である
△:摩耗量が2μm以上5μm未満である
×:摩耗量が5μm以上である。
〔4.評価結果〕
以上のようにして評価した結果を表5に示した。
以上のようにして評価した結果を表5に示した。
トナーに(a)数平均一次粒径30〜150nmの範囲内のシリカ微粒子、および(b)前述のシリカ微粒子の数平均粒径の3.0〜10.0倍の範囲内の数平均一次粒径を持つ有機微粒子が共に外添されたトナーを使用し、クリーニングブレードに多層構成で前記感光体に接する側の層のタイプAデュプロメータ硬さが最も高いクリーニングブレードを使用し、架橋樹脂を含有した保護層を有する感光体を使用した、画像形成2〜4、画像形成7〜9、および画像形成13〜18においては、1,000枚出力後、50,000枚出力後のクリーニングブレード−感光体間隙にそれら外添剤が均一に混在した状態で堆積層を形成しており、不要なトナーのクリーニングブレード−感光体間隙への進入をこの堆積層が抑制していることが観察された。またクリーニングブレード−感光体に掛かる当接圧力を、該層構造を形成する有機微粒子が応力緩和するため、クリーニングブレード、感光体表面の摩耗が少ないことが観察された。
特に、画像形成17、18において、有機微粒子としてTgが100〜150℃、軟化点が150〜250℃、架橋度が80%以上の架橋されたスチレンアクリル樹脂粒子を使用した場合、有機微粒子の強度が高まり、前述の層構造が長期に亘り維持されるため、50,000枚出力後においてもクリーニング性を維持し、クリーニングブレード、感光体表面の摩耗が最も少なかった。
また、ブラシローラ、トナーを介して(a)数平均一次粒径30〜150nmの範囲内のシリカ微粒子、および(b)前述のシリカ微粒子の数平均粒径の3.0〜10.0倍の範囲内の数平均一次粒径を持つ有機微粒子を感光体上に供給した画像形成11、12及び19においても、同様の効果が見られた。
一方、トナーに(a)数平均一次粒径30〜150nmの範囲内のシリカ微粒子、および(b)前述のシリカ微粒子の数平均一次粒径の3.0〜10.0倍の範囲内の数平均一次粒径を持つ有機微粒子が共に外添されていないトナーを使用した画像形成1、画像形成5、画像形成6、画像形成10、画像形成20、21及び24においては、1,000枚出力後、50,000枚出力後のクリーニングブレード−感光体間隙には小さな堆積層しか観察できず、クリーニング性能の確保が困難であった。
また、トナーに(a)数平均一次粒径30〜150nmの範囲内シリカ微粒子、および(b)前述のシリカ微粒子の数平均一次粒径の3.0〜10.0倍の範囲内の数平均一次粒径を持つ有機微粒子が共に外添されたトナー7を使用した場合でも、クリーニングブレードが単層構成の場合(画像形成23)、もしくは架橋樹脂を含有する保護層を有する感光体を使用していない場合(画像形成22)は、1,000枚出力までのクリーニング性能は良好であったが、50,000枚出力まではクリーニングブレード、及び感光体の耐久性が続かず、クリーニング性能の劣化が見られた。
1Y、1M、1C、1Bk 感光体
2Y、2M、2C、2Bk 帯電手段
3Y、3M、3C、3Bk 露光手段
4Y、4M、4C、4Bk 現像手段
10Y、10M、10C、10Bk 画像形成ユニット
7 中間転写体
P 画像支持体(普通紙等の転写材)
1a 電子写真感光体
1b 微粒子を搬送するローラ部材
1c シリカ微粒子及び/又は有機微粒子
V 槽
90 電子写真感光体
91 筐体
92 クリーニングブレード
92A クリーニングブレード接触層
92B クリーニングブレードベース層
θ 感光体とブレードが接する角度
L 接線
N 押し付け圧
2Y、2M、2C、2Bk 帯電手段
3Y、3M、3C、3Bk 露光手段
4Y、4M、4C、4Bk 現像手段
10Y、10M、10C、10Bk 画像形成ユニット
7 中間転写体
P 画像支持体(普通紙等の転写材)
1a 電子写真感光体
1b 微粒子を搬送するローラ部材
1c シリカ微粒子及び/又は有機微粒子
V 槽
90 電子写真感光体
91 筐体
92 クリーニングブレード
92A クリーニングブレード接触層
92B クリーニングブレードベース層
θ 感光体とブレードが接する角度
L 接線
N 押し付け圧
Claims (8)
- 少なくとも、電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、及びクリーニング手段を備えた電子写真画像形成装置であって、
前記電子写真感光体は有機感光層および該有機感光層上に架橋樹脂を含有する保護層を有し、
前記クリーニング手段はクリーニングブレードを含み、該クリーニングブレードが2層以上の層構成を有し、該層構成のうち、前記保護層に接する層の硬度が最も高く、
かつ数平均一次粒径が30〜150nmの範囲内のシリカ微粒子と、当該シリカ微粒子の3.0〜10.0倍の範囲内の数平均一次粒径を持つ有機微粒子とを、
前記電子写真感光体上に供給する供給手段とを有することを特徴とする電子写真画像形成装置。 - 前記シリカ微粒子の平均円形度が、0.950〜1.000の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真画像形成装置。
- 前記シリカ微粒子の製造方法が、ゾルゲル法もしくは溶融法による製造法であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電子写真画像形成装置。
- 前記有機微粒子のガラス転移点が、100〜150℃の範囲内であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。
- 前記有機微粒子が、架橋樹脂を含有する有機微粒子であることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。
- 前記シリカ微粒子と前記有機微粒子とを電子写真感光体上に供給する供給手段が、現像剤と現像手段であることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。
- 前記シリカ微粒子と前記有機微粒子とを電子写真感光体上に供給する供給手段が、電子写真感光体に当接し、前記シリカ微粒子及び前記有機微粒子を搬送するローラ部材を含む供給手段であることを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。
- 請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置に使用される静電荷像現像用トナーであって、
前記静電荷像現像用トナーが、結着樹脂と離型剤と外添剤とを含有し、当該外添剤が、数平均一次粒径が、30〜150nmの範囲内であるシリカ微粒子と、数平均一次粒径が、当該シリカ微粒子の数平均一次粒径の3.0〜10倍の範囲内である有機微粒子とを含有することを特徴とする静電荷像現像用トナー。
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JP2016018135A (ja) * | 2014-07-10 | 2016-02-01 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像形成装置 |
JP2017021262A (ja) * | 2015-07-14 | 2017-01-26 | 富士ゼロックス株式会社 | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法 |
JP2017122783A (ja) * | 2016-01-06 | 2017-07-13 | コニカミノルタ株式会社 | 潤滑剤、画像形成方法及び電子写真画像形成装置 |
WO2017141554A1 (ja) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 静電潜像現像用トナー |
JP2018010128A (ja) * | 2016-07-13 | 2018-01-18 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 静電潜像現像用トナー及びその製造方法 |
JP2018063302A (ja) * | 2016-10-11 | 2018-04-19 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成方法および画像形成装置 |
CN110398886A (zh) * | 2018-04-25 | 2019-11-01 | 京瓷办公信息系统株式会社 | 调色剂 |
CN111665692A (zh) * | 2019-03-07 | 2020-09-15 | 柯尼卡美能达株式会社 | 图像形成方法 |
JP2021047237A (ja) * | 2019-09-17 | 2021-03-25 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像形成装置及びトナーカートリッジ |
JP7347049B2 (ja) | 2019-09-13 | 2023-09-20 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 画像形成装置及びプロセスカートリッジ |
WO2024034483A1 (ja) * | 2022-08-09 | 2024-02-15 | 日油株式会社 | トナー用クリーニング剤、トナー用クリーニング剤の製造方法、及びトナー組成物 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000187358A (ja) * | 1998-10-12 | 2000-07-04 | Fuji Xerox Co Ltd | 電子写真用カラ―トナ―、電子写真用現像剤、及び画像形成方法 |
JP2002006710A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-11 | Fuji Xerox Co Ltd | クリーニング装置 |
JP2004045668A (ja) * | 2002-07-10 | 2004-02-12 | Ricoh Co Ltd | 静電荷像現像用現像剤、画像形成装置及び画像形成方法 |
JP2010231086A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置、及びプロセスカートリッジ |
-
2012
- 2012-08-27 JP JP2012186240A patent/JP2014044287A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000187358A (ja) * | 1998-10-12 | 2000-07-04 | Fuji Xerox Co Ltd | 電子写真用カラ―トナ―、電子写真用現像剤、及び画像形成方法 |
JP2002006710A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-11 | Fuji Xerox Co Ltd | クリーニング装置 |
JP2004045668A (ja) * | 2002-07-10 | 2004-02-12 | Ricoh Co Ltd | 静電荷像現像用現像剤、画像形成装置及び画像形成方法 |
JP2010231086A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置、及びプロセスカートリッジ |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016018135A (ja) * | 2014-07-10 | 2016-02-01 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像形成装置 |
JP2017021262A (ja) * | 2015-07-14 | 2017-01-26 | 富士ゼロックス株式会社 | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法 |
JP2017122783A (ja) * | 2016-01-06 | 2017-07-13 | コニカミノルタ株式会社 | 潤滑剤、画像形成方法及び電子写真画像形成装置 |
WO2017141554A1 (ja) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 静電潜像現像用トナー |
JPWO2017141554A1 (ja) * | 2016-02-18 | 2018-03-29 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 静電潜像現像用トナー |
JP2018010128A (ja) * | 2016-07-13 | 2018-01-18 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 静電潜像現像用トナー及びその製造方法 |
JP2018063302A (ja) * | 2016-10-11 | 2018-04-19 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成方法および画像形成装置 |
CN110398886A (zh) * | 2018-04-25 | 2019-11-01 | 京瓷办公信息系统株式会社 | 调色剂 |
CN110398886B (zh) * | 2018-04-25 | 2022-09-27 | 京瓷办公信息系统株式会社 | 调色剂 |
CN111665692A (zh) * | 2019-03-07 | 2020-09-15 | 柯尼卡美能达株式会社 | 图像形成方法 |
JP7347049B2 (ja) | 2019-09-13 | 2023-09-20 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 画像形成装置及びプロセスカートリッジ |
JP2021047237A (ja) * | 2019-09-17 | 2021-03-25 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像形成装置及びトナーカートリッジ |
JP7395897B2 (ja) | 2019-09-17 | 2023-12-12 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 画像形成装置及びトナーカートリッジ |
WO2024034483A1 (ja) * | 2022-08-09 | 2024-02-15 | 日油株式会社 | トナー用クリーニング剤、トナー用クリーニング剤の製造方法、及びトナー組成物 |
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