JP2014139665A - 静電荷現像用現像剤、及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】最表面層にフッ素樹脂粒子が分散され、静電潜像を保持する電子写真感光体10と、電子写真感光体10と対向するように配置され、トナーを含む現像剤を保持する現像ロール42とを備えた画像形成装置に用いられる静電荷像現像用現像剤であって、現像ロール42を現像性を向上させるように設定し、かつトナー粒子に外添される外添剤として体積平均粒径が80nm以上400nm以下と大きい外添剤を用いることで転写性を向上させた場合でも、外添剤の平均円形度が0.7以上0.85以下である異形形状とすることで、最表面層にフッ素樹脂粒子が分散された電子写真感光体10と外添剤とが逆極性に摩擦帯電することにより、外添剤が付着するのを抑制した。
【選択図】図1
Description
前記像保持体と対向するように配置され、少なくともトナーを含む現像剤を保持する現像剤保持体と、
を備え、
前記現像剤保持体上に保持された単位面積当たりの現像剤量を前記像保持体に対する前記現像剤保持体の最近接距離で除算した値が0.8以上1.8以下であり、前記現像剤保持体の前記像保持体に対する周速比が1.5以上5.0以下又は前記現像剤保持体が対向部において前記像保持体と逆方向に移動する画像形成装置に用いられる静電荷像現像用現像剤であって、
前記トナーは、少なくとも結着樹脂、及び着色剤を含むトナー粒子と、
体積平均粒径が80nm以上400nm以下であり、かつ平均円形度が0.7以上0.85以下である外添剤と、
を有することを特徴とする静電荷像現像用現像剤である。
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電された像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記像保持体の表面に形成された静電潜像を請求項1乃至4のいずれかに記載された静電荷像現像用現像剤を保持した現像剤保持体によってトナー像に現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、
前記記録媒体上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
この実施の形態1に係る画像形成装置1は、図1に示されるように、時計回り方向に回転する像保持体の一例としてのドラム状に形成された電子写真感光体10を備えており、この電子写真感光体10の周囲に、次のような各装置が主に配置されている。主な装置とは、電子写真感光体10の像形成が可能な周面(像保持面)を所要の電位に帯電させる帯電手段の一例としての帯電装置20と、電子写真感光体10の帯電された周面に画像の情報(信号)に基づく光を照射して電位差のある静電潜像を形成する静電潜像形成手段の一例としての露光装置30と、その静電潜像を静電荷像現像用現像剤のトナーで現像してトナー像にする現像手段の一例としての現像装置40と、電子写真感光体10の表面に接触して移動し、電子写真感光体10の表面に現像されたトナー像を記録媒体Pに転写する転写手段としての中間転写装置50と、電子写真感光体10の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃手段の一例としてのドラム清掃装置60等である。
この実施の形態に係る静電潜像現像用現像剤は、トナーとキャリアを含む二成分系現像剤である。トナーは、例えば、結着樹脂、着色剤、及び必要に応じて離型剤等の他の添加剤を含むトナー粒子と、体積平均粒径が50nm以上400nm以下であり、平均円形度が0.7以上0.85以下である外添剤と、を含んで構成される。
結着樹脂としては、特に制限はないが、スチレン類(例えばスチレン、クロロスチレン等)、モノオレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等)、ビニルエステール類(例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等)、α−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類(例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等)、ビニルケトン類(例えばビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)等の単独重合体および共重合体、ジカルボン酸類とジオール類との共重合によるポリエステル樹脂等が挙げられる。
また、代表的な結着樹脂としては、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等も挙げられる。
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成或いは鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
トナー粒子は、平均形状係数(形状係数=(ML2/A)×(π/4)×100で表される形状係数の個数平均、ここでMLは粒子の最大長を表し、Aは粒子の投影面積を表す)が100以上150以下であることが望ましく、105以上145以下であることがより望ましく、110以上140以下であることがさらに望ましい。
トナー粒子の体積平均粒径D50vが上記範囲であっても、筋状のカブリの発生が抑制される。
なお、トナー粒子の粒径を小径化することで、画像の粒状性(画質)が良化する一方で、2.0μmを下回ると、トナー粒子一粒あたりの電荷が小さくな過ぎてしまい、カブリの発生、転写不良が発生することがある。
まず、分散剤として界面活性剤(望ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム)の5質量%水溶液2ml中に、測定試料を0.5mg以上50mg以下加え、これを電解液100ml以上150ml以下中に添加した。この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で約1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーII型(ベックマン−コールター社製)により、アパーチャー径が100μmのアパーチャーを用いて、粒径が2.0μm以上60μm以下の範囲の粒子の粒度分布を測定する。測定する粒子数は50,000とする。
得られた粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、小粒径側から体積累積分布を引いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとする。
外添剤のトナーに対する異形外添剤量は、1質量%以上5質量%以下であることが望ましい。異形外添剤のトナーに対する添加量が1質量%未満であると、トナー表面上の被覆率が低下するとともに、経時的なストレスによって外添剤がトナーに埋没することにより、外添剤のスペーサーとしての機能が低下し転写性能が悪化する。また、異形外添剤のトナーに対する添加量が5質量%より多いと、トナーから遊離する外添剤が増え、感光体表面の汚染や流動性の低下、帯電特性の悪化が生じる。
そこで、外添剤は、その平均円形度が0.7以上0.85以下であることが好ましい。外添剤の平均円形度は、製造上の観点から0.7以上とし、電子写真感光体10の表面での転がりを抑えて摩擦帯電させる観点から0.85以下とする。外添剤の円形度は、外添剤の形状を顕微鏡で観察し、次式で求められる。
円形度=(投影面積の等しい円の周長)/(粒子の周長)
異形状の外添剤の製造方法としては、例えば、ケイ素塩化物を気化し高温の水素炎中において気相反応によりシリカ微粒子を合成するヒュームドシリカや、アルコールを含有する水系溶媒中でアルキルシリケートを加水分解する触媒の存在下で加水分解し、生成するゾル−ゲル法などが挙げられる。
まず、トナー粒子は、特に製造方法により限定されるものではないが、例えば、結着樹脂、着色剤及び離型剤、必要に応じて帯電制御剤等を加えて混練、粉砕、分級する混練粉砕法;混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力又は熱エネルギーにて形状を変化させる方法;結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤及び離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化重合凝集法;結着樹脂を得るための重合性単量体と、着色剤及び離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法;結着樹脂と、着色剤及び離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液とを水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等により製造されるトナー粒子が使用される。
また、キャリアの体積平均粒度分布指標GSDvにおいて、例えば、粒径45μm以上のキャリア粒子がキャリア全体で10%以下(望ましくは8%以下、より望ましくは5%以下)であることがよい。
キャリアの体積平均粒度分布指標GSDvは、粗大側粒子(粒径45μm以上のキャリア粒子)の存在が多すぎると、磁気ブラシのブラシ粗さが大きくなる傾向となり、筋状のカブリが発生し易くなることから、上記関係を満たすことがよい。
レーザー散乱粒度測定装置(日機装(株)製、マイクロトラック)で測定されたキャリアの粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャネル)に対して体積をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積50%となる粒径が体積平均粒径D50vとし、体積平均粒度分布指標GSDvにおいて、チャネルから粒径45μmの粒子の比率を求めた。
キャリアの真比重は、次のようにして求められる値である。
キャリアの真比重ρは、例えば、被覆キャリアの場合、用いる磁性粉の種類により調整され、磁性粉分散型キャリアの場合、用いる磁性粉の種類、磁性粉充填量等により調整される。
なお、磁性粉分散型キャリア、樹脂含浸型キャリアは、マトリックス樹脂中に磁性粉が分散・配合された粒子や、多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた粒子を芯材とし、これに被覆樹脂により被覆したキャリアであってもよい。
なお、芯材に被覆する被覆樹脂や、磁性粉を分散・配合する樹脂には、導電材料等、その他添加剤を含ませてもよい。
具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
芯材が露出し過ぎてしまうと、露出した芯材が感光体(像保持体)と接触すると、電荷リークが生じ易くなることがある。
このため、被覆樹脂の芯材に対する被覆量は、上記範囲であることがよい。
溶剤可溶の被覆樹脂の場合は、精量したキャリアを可溶溶剤(例えば、トルエン)に溶解させ、磁性粉を磁石で保持し、被覆樹脂が溶解した溶液を洗い流す。これを数度繰り返す事により、被服樹脂が取り除かれた磁性粉が残る。乾燥させ、磁性粉の質量を測定し、差分をキャリア量で割る事により被覆量が算出される。
具体的には、キャリア20.0gを計り取り、ビーカーに入れ、トルエン100gを加え攪拌翼で10分攪拌する。ビーカーの底に磁石をあて、芯材(磁性粉)が流れ出さないようにトルエンを流す。これを4回繰り返し、洗い流した後のビーカーを乾燥させる。乾燥後磁性粉量を測定し、式[(キャリア量−洗浄後の磁性粉量)/キャリア量]で被覆量を算出する。
一方、溶剤不溶の被覆樹脂の場合は、Rigaku社製Thermo plus EVOII 差動型示差熱天秤 TG8120を用い、窒素雰囲気下で、室温(25℃)以上1000℃以下の範囲で加熱し、その質量減少から被覆量を算出する。
現像装置40は、図1に示されるように、現像領域において電子写真感光体10と対向するように配置され、内部にトナー及びキャリアを含む現像剤(二成分現像剤)を収容する現像装置本体41を備えている。
この実施の形態では、上述したように、トナーの転写性を向上させるため、現像剤のトナー粒子に大径の外添剤を付着させている。トナー粒子に大径の外添剤を付着させた場合には、外添剤の体積に対するトナー粒子との接触面積が減少するため、外添剤がトナー粒子から剥離しやすくなる。また、現像装置40では、現像性を向上させるため、MOS/DRSの値を相対的に大きく設定しており、外添剤がトナー粒子から剥離しやすい傾向にある。負極性に帯電した外添剤がトナー粒子から遊離すると電子写真感光体10の表面に強固に付着し、ドラム清掃装置60では除去し難く、電子写真感光体10の表面を帯電装置20によって帯電する際に、表面に存在する外添剤を含めて電子写真感光体10の表面が帯電される。そして、現像装置40で電子写真感光体10表面の静電潜像を現像する際に、現像剤の磁気ブラシによって電子写真感光体10の表面に付着した外添剤が掻き取られ、外添剤が付着していた領域の帯電電位が外添剤が付着していない領域の帯電電位よりも低下して両者の間に電位差が発生し、現像像にポジゴーストを誘発しやすくなる。
なお、電荷発生層及び電荷輸送層は機能分離型の感光層である。また、電子写真感光体10において、下引層は設けてもよいし、設けなくてもよい。
以下、各層の詳細について説明する。
導電性基体としては、従来から使用されているものであれば、如何なるものを使用してもよい。例えば、薄膜(例えばアルミニウム、ニッケル、クロム、ステンレス鋼等の金属類、及びアルミニウム、チタニウム、ニッケル、クロム、ステンレス鋼、金、バナジウム、酸化錫、酸化インジウム、酸化錫インジウム(ITO)等の膜)を設けたプラスチックフィルム等、導電性付与剤を塗布又は含浸させた紙、導電性付与剤を塗布又は含浸させたプラスチックフィルム等が挙げられる。基体の形状は円筒状に限られず、シート状、プレート状としてもよい。
なお、導電性基体粒子は、例えば体積抵抗率が107Ω・cm未満の導電性を有するものがよい。
下引層は、導電性基体表面における光反射の防止、導電性基体から感光層への不要なキャリアの流入の防止などの目的で、必要に応じて設けられる。
下引層に含まれる結着樹脂としては、ポリビニルブチラールなどのアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、カゼイン、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂などの公知の高分子樹脂化合物、また電荷輸送性基を有する電荷輸送性樹脂やポリアニリン等の導電性樹脂などが挙げられる。これらの中でも、上層の塗布溶剤に不溶な樹脂が望ましく用いられ、特にフェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などが望ましく用いられる。
また、導電性粒子は、疎水化処理剤(例えばカップリング剤)等により表面処理を施して、抵抗調整して用いてもよい。
導電性粒子の含有量は、例えば、結着樹脂に対して、10質量%以上80質量%以下であることが望ましく、より望ましくは40質量%以上80質量%以下である。
また、下引層形成用塗布液中に粒子を分散させる方法としては、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、横型サンドミル等のメディア分散機や、攪拌、超音波分散機、ロールミル、高圧ホモジナイザー等のメディアレス分散機が利用される。ここで、高圧ホモジナイザーとしては、高圧状態で分散液を液−液衝突や液−壁衝突させて分散する衝突方式や、高圧状態で微細な流路を貫通させて分散する貫通方式などが挙げられる。
中間層を形成する塗布方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が用いられる。
電荷発生層は、例えば、電荷発生材料と結着樹脂中とを含んで構成される。かかる電荷発生材料としては、無金属フタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、ジクロロスズフタロシアニン、チタニルフタロシアニン等のフタロシアニン顔料が挙げられ、特に、CuKα特性X線に対するブラッグ角(2θ±0.2゜)の少なくとも7.4゜、16.6゜、25.5゜及び28.3゜に強い回折ピークを有するクロロガリウムフタロシアニン結晶、CuKα特性X線に対するブラッグ角(2θ±0.2゜)の少なくとも7.7゜、9.3゜、16.9゜、17.5゜、22.4゜及び28.8゜に強い回折ピークを有する無金属フタロシアニン結晶、CuKα特性X線に対するブラッグ角(2θ±0.2゜)の少なくとも7.5゜、9.9゜、12.5゜、16.3゜、18.6゜、25.1゜及び28.3゜に強い回折ピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶、CuKα特性X線に対するブラッグ角(2θ±0.2゜)の少なくとも9.6゜、24.1゜及び27.2゜に強い回折ピークを有するチタニルフタロシアニン結晶が挙げられる。その他、電荷発生材料としては、キノン顔料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、ビスベンゾイミダゾール顔料、アントロン顔料、キナクリドン顔料等が挙げられる。また、これらの電荷発生材料は、単独又は2種以上を混合して用いてもよい。
なお、電荷発生材料と結着樹脂の配合比は、例えば10:1乃至1:10の範囲が望ましい。
電荷輸送層は、電荷輸送材料と、必要に応じて結着樹脂と、を含んで構成される。そして、電荷輸送層が最表面層に該当する場合、上記如く、電荷輸送層は、上記比表面積を持つフッ素樹脂粒子を含む。
なお、電荷輸送材料と上記結着樹脂との配合比は、例えば10:1乃至1:5が望ましい。
電荷輸送層の膜厚は、望ましくは5μm以上50μm以下、より望ましくは10μm以上40μm以下の範囲に設定される。
単層型感光層は(電荷発生/電荷輸送層)、例えば、電荷発生材料の含有量が10質量%以上85質量%以下(望ましくは20質量%以上50質量%以下)であり、電荷輸送材料の含有量が5質量%以上50質量%以下とすることが望ましい。
単層型感光層(電荷発生/電荷輸送層)の形成方法は、電荷発生層や電荷輸送層の形成方法と同様である。
単層型感光層(電荷発生/電荷輸送層)の膜厚は、例えば、5μm以上50μm以下程度が望ましく、10μm以上40μm以下とするのが更に望ましい。
保護層は、フッ素樹脂粒子を含む硬化膜から構成される。
具体的には、例えば、保護層は、フッ素樹脂粒子と硬化性樹脂と電荷輸送材料とを含む硬化性樹脂組成物の硬化膜で構成されることがよい。
熱硬化性樹脂としては、例えば、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、ポリイミド樹脂、硬化性アクリル樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの熱硬化性樹脂は、1種を単独で又は2種以上を混合して用いてもよい。
但し、硬化性樹脂としては、グアナミン化合物およびメラミン化合物から選択される少なくとも1種の他、他の硬化性樹脂(例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキッド樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等)や、スピロアセタール系グアナミン樹脂(例えば「CTU−グアナミン」(味の素ファインテクノ(株)))などを併用してもよい。
グアナミン化合物は、グアナミン骨格(構造)を有する化合物であり、単量体であってもよいし、多量体であってもよい。ここで、多量体は、単量体を構造単位として重合されたオリゴマーであり、その重合度は例えば2以上200以下(望ましくは2以上100以下)である。
グアナミン化合物の市販品としては、例えば、"スーパーベッカミン(R)L−148−55、スーパーベッカミン(R)13−535、スーパーベッカミン(R)L−145−60、スーパーベッカミン(R)TD−126"以上DIC社製、"ニカラックBL−60、ニカラックBX−4000"以上日本カーバイド社製、などが挙げられる。
グアナミン化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
メラミン化合物は、メラミン骨格(構造)であり、単量体であってもよいし、多量体であってもよい。ここで、多量体は、単量体を構造単位として重合されたオリゴマーであり、その重合度は例えば2以上200以下(望ましくは2以上100以下)である。
メラミン化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
特定の電荷輸送性材料としては、例えば、−OH、−OCH3、−NH2、−SH、及び−COOHから選択される置換基(以下単に「特定の反応性官能基」と称す場合がある)の少なくとも1つを持つものが好適に挙げられる。特に、特定の電荷輸送性材料としては、上記特定の反応性官能基を少なくとも2つ持つものが好適に挙げられ、さらには3つ持つものが好適に挙げられる。
一般式(I)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を示し、R1およびR2はそれぞれ独立に炭素数1以上5以下の直鎖状若しくは分鎖状のアルキレン基を示し、n1は0または1を示し、n2は1以上4以下の整数を示し、n3は0または1を示す。Xは酸素、NH、または硫黄原子を示し、Yは−OH、−OCH3、−NH2、−SH、又は−COOH(即ち上記特定の反応性官能基)を示す。
フッ素樹脂粒子としては、特に限定されるものではないが、例えば、4フッ化エチレン樹脂(PTFE)、3フッ化塩化エチレン樹脂、6フッ化プロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、2フッ化2塩化エチレン樹脂およびそれらの共重合体の中から1種あるいは2種以上を選択するのが望ましいが、さらに望ましくは4フッ化エチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂であり、特に望ましくは4フッ化エチレン樹脂である。
なお、フッ素樹脂粒子の平均一次粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置LA−920(堀場製作所製)を用いて、フッ素樹脂粒子が分散された分散液と同じ溶剤に希釈した測定液を屈折率1.35で測定した値をいう。
フッ化アルキル基含有共重合体としては、特に限定されるものではないが、下記構造式(1)および構造式(2)で表される繰り返し単位を含むフッ素系グラフトポリマーであることが望ましく、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、等からなるマクロモノマーおよびパーフルオロアルキルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロアルキル(メタ)アクリレートを用いて例えばグラフト重合により合成される樹脂であることがより望ましい。ここで、(メタ)アクリレートはアクリレートまたはメタクリレートを示す。
フッ化アルキル基含有共重合体は、構造式(3)で表される繰り返し単位をさらに含んでもよい。構造式(3)の含有量は、構造式(1)および構造式(2)の含有量の合計即ちl+mとの比で、l+m:zとして10:0乃至7:3が望ましく、9:1乃至7:3がさらに望ましい
保護層には、界面活性剤、酸化防止剤、硬化触媒、その他添加物を含んでいてもよい。
帯電装置20としては、例えば、導電性の帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電フィルム、帯電ゴムブレード、帯電チューブ等を用いた接触型帯電器が挙げられる。また、帯電装置20としては、例えば、非接触方式のローラ帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器やコロトロン帯電器等のそれ自体公知の帯電器等も挙げられる。帯電装置20としては、接触型帯電器がよい。
なお、本実施形態では、直流に交流を重畳した電圧を印加する方式の帯電器を採用しても、放電生成物が生じ易い方式であるが、このような方式を採用しても、電子写真感光体10に放電生成物の付着・堆積が抑制され、画像の白抜けが抑制される。
露光装置30としては、例えば、電子写真感光体10表面に、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッタ光等の光を、像様に露光する光学系機器等が挙げられる。光源の波長は電子写真感光体10の分光感度領域にあるものがよい。半導体レーザーの波長としては、例えば、780nm前後に発振波長を有する近赤外がよい。しかし、この波長に限定されず、600nm台の発振波長レーザーや青色レーザーとして400nm以上450nm以下に発振波長を有するレーザーも利用してもよい。また、露光装置30としては、例えばカラー画像形成のためにはマルチビーム出力するタイプの面発光型のレーザー光源も有効である。
一次転写装置51、及び二次転写装置52としては、例えば、ベルト、ローラ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等のそれ自体公知の転写帯電器が挙げられる。
ドラム清掃装置60は、筐体61と、筐体61から突出するように配設されるクリーニングブレード62と、を含んで構成されている。
なお、クリーニングブレード62は、筐体61の端部で支持された形態であってもよし、別途、支持部材(ホルダー)により支持される形態であってもよいが、この実施の形態では、筐体61の端部で支持された形態を示している。
クリーニングブレード62は、電子写真感光体10の回転軸に沿った方向に延びた板状のものであって、電子写真感光体10の回転方向(矢印A)の上流側に、先端部が圧力を掛けつつ接触されるように設けられている。
クリーニングブレード62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、プロロピレンゴム、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たとえば1,4−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、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よい。
プロセスカートリッジ1aの構成は、これに限られず、例えば、少なくとも、電子写真感光体10と現像装置40とドラム清掃装置60を備えていればよく、その他、例えば、帯電装置20、露光装置30、及び一次転写装置51から選択される少なくとも一つを備えていてもよい。
図2はこの発明の実施の形態2に係る画像形成装置の要部を示すものである。
(電子写真感光体1の作製)
−下引層の形成−
酸化亜鉛:(平均粒子径70nm:テイカ社製:比表面積値15m2/g)100質量部をトルエン500質量部と攪拌混合し、シランカップリング剤(KBM503:信越化学社製)1.3質量部を添加し、2時間攪拌した。その後トルエンを減圧蒸留にて留去し、120℃で3時間焼き付けを行い、シランカップリング剤表面処理酸化亜鉛を得た。
電荷発生物質としてのCukα特性X線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも7.3゜,16.0゜,24.9゜,28.0゜の位置に回折ピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン15質量部、結着樹脂としての塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体樹脂(VMCH、日本ユニカー社製)10質量部、n−酢酸ブチル200質量部からなる混合物を、直径1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて4時間分散した。得られた分散液にn−酢酸ブチル175質量部、メチルエチルケトン180質量部を添加し、攪拌して電荷発生層用塗布液を得た。この電荷発生層用塗布液を下引層上に浸漬塗布し、常温(25℃)で乾燥して、膜厚が0.2μmの電荷発生層を形成した。
N,N'−ジフェニル−N,N'−ビス(3−メチルフェニル)−[1,1']ビフェニル−4,4'−ジアミン45質量部およびビスフェノールZポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:5万)55質量部をクロルベンゼン800質量部に加えて溶解し、電荷輸送層用塗布液を得た。この塗布液を電荷発生層上に塗布し、130℃、45分の乾燥を行って膜厚が20μmの電荷輸送層を形成した。
4フッ化エチレン樹脂粒子としてルブロンL−2(ダイキン工業製)5質量部、および下記構造式(4)で表される繰り返し単位を含むフッ化アルキル基含有共重合体(重量平均分子量50,000、l:m=1:1、s=1、n=60)0.25質量部を、シクロペンタノン(環状脂肪族ケトン化合物)17質量部に十分に攪拌混合して、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を作製した。
−ポリエステル樹脂分散液の調製−
・テレフタル酸 30mol%
・フマル酸 70mol%
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物 20mol%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物 80mol%
攪拌装置、窒素導入管、温度センサー、精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに上記成分を仕込み、1時間を要して190℃まで温度を上昇させ、反応系内が攪拌されていることを確認した後、ジブチル錫オキサイド1.2質量部を投入した。
さらに生成する水を留去しながら同温度から6時間を要して240℃まで温度を上げ、240℃でさらに3時間脱水縮合反応を継続し、酸価が12.0mg/KOH、重量平均分子量9700である非晶質ポリエステル樹脂を得た。
別途準備した水性媒体タンクには試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈した0.37質量%濃度の希アンモニア水を入れ、熱交換器で120℃に加熱しながら毎分0.1リットルの速度で、上記非晶質ポリエステル樹脂1溶融体と同時にキャビトロンCD1010(株式会社ユーロテック製)に移送した。
回転子の回転速度が60Hz、圧力が5kg/cm2の条件でキャビトロンを運転し、平均粒径0.16μm、固形分量30質量部のポリエステル樹脂からなる樹脂分散液を得た。
・シアン顔料(銅フタロシアニンB15:3:大日精化社製) 45質量部
・イオン性界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬社製) 5質量部
・イオン交換水 200質量部
上記成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKAウルトラタラックス)により10分間分散し、中心粒径168nm、固形分量22.0質量部の着色剤分散液を得た。
・パラフィンワックス HNP9(融点75℃:日本精鑞社製) 45質量部
・カチオン性界面活性剤 ネオゲンRK(第一工業製薬社製) 5質量部
・イオン交換水 200質量部
上記成分を95℃に加熱して、IKA製ウルトラタラックスT50にて分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、中心径200nm、固形分量20.0質量部の離型剤分散液を得た。
・ポリエステル樹脂分散液 278.9質量部
・着色剤分散液 27.3質量部
・離型剤分散液 35質量部
その後、0.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを9.0にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら96℃まで加熱し、5時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過、イオン交換水で洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固
液分離を施した。これを更に40℃のイオン交換水1Lに再分散し、15分300rpm
で攪拌・洗浄した。
これを更に5回繰り返し、濾液のpHが7.5、電気伝導度7.0μS/cmtとなったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続した。
(造粒工程)
−アルカリ触媒溶液準備工程〔アルカリ触媒溶液(1)の調製〕−
金属製撹拌棒、滴下ノズル(テフロン(登録商標)製マイクロチューブポンプ)、及び、温度計を有した容積3Lのガラス製反応容器にメタノール157.9部、10%アンモニア水25.89部を入れ、攪拌混合して、アルカリ触媒溶液(1)を得た。
−粒子生成工程〔シリカ粒子懸濁液の調製〕−
次に、アルカリ触媒溶液(1)の温度を47℃に調整し、アルカリ触媒溶液(1)を窒素置換した。その後、アルカリ触媒溶液(1)を撹拌しながら、テトラメトキシシラン(TMOS)28.73部と、触媒(NH3)濃度が3.8%のアンモニア水とを、下記供給量で、同時に滴下を行いシリカ粒子の懸濁液(シリカ粒子懸濁液(1))を得た。
ここで、テトラメトキシシラン(TMOS)の供給量は、5.27部/min、3.8%アンモニア水の供給量は、3.18部/minとした。
得られたシリカ粒子懸濁液(1)の粒子を、既述の粒度測定装置で測定したところ体積平均粒子径(D50v)は118nmであった。
得られた親水性シリカ粒子の懸濁液(親水性シリカ粒子分散液)を、スプレードライにより乾燥して、溶媒を除去し、親水性シリカ粒子の粉末を得た。得られた親水性シリカ粒子の粉末100部をミキサーに入れ、窒素雰囲気下で200℃に加熱しながら200rpmで撹拌し、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)を親水性シリカ粒子の粉末に対し、30部滴下し2時間反応させた。その後、冷却させ疎水処理された疎水性シリカ粒子の粉末を得た。得られた疎水性シリカ粒子(1)を、粒径100μmの樹脂粒子に添加し、疎水性シリカ粒子(1)の一次粒子100個についてSEM写真撮影を行った。次に、得られたSEM写真に対して、画像解析を行った結果、疎水性シリカ粒子(1)の一次粒子は、平均円形度が0.78であった。
(造粒工程)
−アルカリ触媒溶液準備工程〔アルカリ触媒溶液(2)の調製〕−
金属製撹拌棒、滴下ノズル(テフロン(登録商標)製マイクロチューブポンプ)、及び、温度計を有した容積3Lのガラス製反応容器にメタノール157.9部、10%アンモニア水25.1部を入れ、攪拌混合して、アルカリ触媒溶液(2)を得た。
次に、アルカリ触媒溶液(2)の温度を58℃に調整し、アルカリ触媒溶液(2)を窒素置換した。その後、アルカリ触媒溶液(2)を撹拌しながら、テトラメトキシシラン(TMOS)28.73部と、触媒(NH3)濃度が3.8%のアンモニア水とを、下記供給量で、同時に滴下を行いシリカ粒子の懸濁液(シリカ粒子懸濁液(2))を得た。
ここで、テトラメトキシシラン(TMOS)の供給量は、6.4部/min、3.8%アンモニア水の供給量は、3.18部/minとした。
得られたシリカ粒子懸濁液(2)の粒子を、既述の粒度測定装置で測定したところ体積平均粒子径(D50v)は86nmであった。
得られた親水性シリカ粒子の懸濁液(親水性シリカ粒子分散液)を、スプレードライにより乾燥して、溶媒を除去し、親水性シリカ粒子の粉末を得た。得られた親水性シリカ粒子の粉末100部をミキサーに入れ、窒素雰囲気下で200℃に加熱しながら200rpmで撹拌し、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)を親水性シリカ粒子の粉末に対し、30部滴下し2時間反応させた。その後、冷却させ疎水処理された疎水性シリカ粒子の粉末を得た。
得られた疎水性シリカ粒子(2)を、粒径100μmの樹脂粒子に添加し、疎水性シリカ粒子(2)の一次粒子100個についてSEM写真撮影を行った。次に、得られたSEM写真に対して、画像解析を行った結果、疎水性シリカ粒子(1)の一次粒子は、平均円形度が0.75であった。
(造粒工程)
−アルカリ触媒溶液準備工程〔アルカリ触媒溶液(3)の調製〕−
金属製撹拌棒、滴下ノズル(テフロン(登録商標)製マイクロチューブポンプ)、及び、温度計を有した容積3Lのガラス製反応容器にメタノール157.9部、10%アンモニア水25.89部を入れ、攪拌混合して、アルカリ触媒溶液(1)を得た。
次に、アルカリ触媒溶液(1)の温度を45℃に調整し、アルカリ触媒溶液(1)を窒素置換した。その後、アルカリ触媒溶液(1)を撹拌しながら、テトラメトキシシラン(TMOS)28.73部と、触媒(NH3)濃度が3.8%のアンモニア水とを、下記供給量で、同時に滴下を行いシリカ粒子の懸濁液(シリカ粒子懸濁液(1))を得た。
ここで、テトラメトキシシラン(TMOS)の供給量は、3.0部/min、3.8%アンモニア水の供給量は、3.18部/minとした。
得られたシリカ粒子懸濁液(1)の粒子を、既述の粒度測定装置で測定したところ体積平均粒子径(D50v)は122nmであった。
得られた親水性シリカ粒子の懸濁液(親水性シリカ粒子分散液)を、スプレードライにより乾燥して、溶媒を除去し、親水性シリカ粒子の粉末を得た。得られた親水性シリカ粒子の粉末100部をミキサーに入れ、窒素雰囲気下で200℃に加熱しながら200rpmで撹拌し、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)を親水性シリカ粒子の粉末に対し、30部滴下し2時間反応させた。その後、冷却させ疎水処理された疎水性シリカ粒子の粉末を得た。
得られた疎水性シリカ粒子(1)を、粒径100μmの樹脂粒子に添加し、疎水性シリカ粒子(1)の一次粒子100個についてSEM写真撮影を行った。次に、得られたSEM写真に対して、画像解析を行った結果、疎水性シリカ粒子(1)の一次粒子は、平均円形度が0.83であった。
トナー粒子100質量部に、外添剤としてシリカ粒子3質量部及びチタニア粒子(P25(日本アエロジル社製)):1質量部を加え、5リットルヘンシェルミキサーを用い、周速30m/sで15分間ブレンドを行った後、45μmの目開きの篩を用いて粗大粒子を除去し、トナー1を作製した。
・綜研化学社製「ポリメタクリル酸メチル(PMMA)樹脂(Mw72,000、Mn36,000): 3質量部
・和光純薬工業株式会社 トルエン(特級): 30質量部
・芯材[パウダーテック社製磁性粉「Mn−Mgフェライトコア(平均粒径30μm、飽和磁化58A/m2/kg(1kOe時)、真比重4.6g/cm3)]: 100質量部 まず、上記組成のうち、PMMA樹脂をトルエンに溶解させPMMA樹脂のトルエン溶液を作製する。次に、芯材であるフェライトコア(磁性粉)を80℃に加熱したニーダーに投入し、攪拌させる。フェライトコアが50℃になった時点で、PMMAのトルエン溶液を投入し、密閉し10分攪拌させる。
次に、攪拌したまま、真空にし、トルエンを蒸発させる。30分後真空を解除し、取り出す。そして、放置冷却させ30℃になった後、45μmの目開きの篩を用いて篩分を実施し、キャリア1を得た。
上記トナー1の4部とキャリア96部とをV−ブレンダーを用いて40rpmで20分間攪拌し、250μmの目開きの篩を用いて篩分を実施し、現像剤を作成した。
得られた電子写真感光体及び現像剤について次のような評価を行った。
シリカ被覆率は、画像密度5%の画像を連続して1000枚出力した後の電子写真感光体10表面のクリーニング部から帯電装置20までの区間における画像部の領域をレーザー顕微鏡(キーエンス社製 VK9500)で撮影し、シリカが付着した部分は黒くなる為、画像解析により2値化解析し、外添剤の被覆率を算出した。更に説明すると、白黒超探査モードでレーザー顕微鏡の撮影画像(×3000)を画像処理ソフト"Image J"で二値化し、シリカ付着箇所の面積率を算出することでシリカ被覆率を求めた。
・現像ロールと電子写真感光体との対向間距離(DRS)中心:300μm (要因比較水準250μm〜300μm)
・現像ロール上の現像剤量(MOS)中心:300g/m2(要因比較水準:250g/m2〜420g/m2)
・現像ロールの回転速度(プロセススピード)300mm/sec
・現像ロールの回転方向(MRS)
:感光体と同方向(with方向)で周速比1.7〜2.3
:電子写真感光体と逆方向(against方向)で周速比1.2
・現像ロール表面形状・粗さ:溝スリーブ0.8mmピッチ
・現像ロールの径Φ18mm
・現像ロール上の現像極磁力125mmT
・現像ロールのマグネットセットアングル(MSA):上流側3°
・現像ロールに印加する電圧の直流成分電圧550V
・現像ロールに印加する電圧の直流成分電圧と画像の背景部に対応する感光体表面電位との差(Vcln)125V
・現像ローラ印加する直流成分電圧(DC)に重畳する交流成分電圧(現像ACバイアス)波形:sine波(矩形波)
・現像ACバイアスの振幅(Vp-p:peak to peak電圧)1.75kV
・印加電圧の交流成分電圧が占める割合(現像ACバイアスDuty)50%
・現像ACバイアスの周波数10kHz
(現像性)
○:トナー現像量4.0(g/m2)以上
△:トナー現像量3.5(g/m2)以上4.0(g/m2)未満
×:トナー現像量3.5(g/m2)未満
○:95%を超える
△:90%以上95%以下
×:90%未満
○:10%未満
△:10%以上20%以下
×:20%を超える
○:問題無し
△:使用可能
×:使用不可
実施例1における現像装置40のMOSの値を250(g/m2)に変更し、MOS/DRSの値を0.83とした以外は、実施例1と同様にして評価を行った。その結果は、図3及び図4に示されるように、現像性が3.8(g/m2)と実施例1に比較して低下し、感光体汚染が17%と悪化する傾向にあった。総合判定結果は、使用可能である。
実施例1における現像装置のMOSの値を350(g/m2)に変更してMOS/DRSの比を1.17に設定した以外は、実施例1と同様の評価を行った。現像性が4.3(g/cm2)と実施例1に比較してと増加し、感光体汚染も7%とわずかではあるが改善する傾向にあった。
実施例1における現像装置40のMOSの値を420(g/m2)に変更してMOS/DRSの比を1.67と高い値に設定した以外は、実施例1と同様の評価を行った。現像性が4.6(g/m2)と実施例1に比較して大幅に増加し、感光体汚染も6%と改善される傾向にあった。ただし、実施例4では、現像装置40のMOSの値が420(g/m2)と多いため、現像ロールを駆動する駆動トルクの増加が見られた。
実施例1において、現像装置40の現像ロール42と電子写真感光体10との周速比を2.3に変更した以外は、実施例1と同様の評価を行った。現像性が4.5(g/m2)と実施例1に比較して増加し、感光体汚染が5%とかなり改善する傾向が見られた。これは、現像装置40の現像ロール42と電子写真感光体10との周速比を2.3と大きな値に設定することにより、電子写真感光体10の表面に付着した外添剤の摩擦帯電が促進され、感光体汚染が改善されたものと考えられる。
実施例1において、現像装置の現像ロール42を電子写真感光体10と同方向に回転させ、対向部における現像ロール42と電子写真感光体10の移動方向を逆方向に設定するとともに周速比を1.2に変更した以外は、実施例1と同様の評価を行った。現像性が4.2(g/m2)と実施例1に比較して僅かに増加し、感光体汚染が5%とかなり改善する傾向が見られた。
実施例1において、現像剤の外添剤として粒子径86nm、平均円形度0.75のものを用いた以外は、実施例1と同様の評価を行った。現像性が4.0(g/m2)と実施例1に比較して僅かであるが低下し、転写性も92%に低下する傾向が見られたが、感光体汚染は6%とかなり改善する傾向が見られた。これは、外添剤として粒子径が86nmと相対的に小さいものを用いたため、転写性が低下したものと考えられる。
実施例1において、現像剤の外添剤として粒子径122nm、平均円形度0.83のものを用いた以外は、実施例1と同様の評価を行った。現像性が実施例1に比較して4.0(g/cm2)と僅かであるが低下したが、転写性は実施例1に比較して98%と向上した。これは、外添剤として粒子径122nmと相対的に粒子径が大きいものを用いたため、転写性が向上したものと考えられる。ただし、感光体汚染は16%とかなり悪化する傾向が見られた。
<外添剤4の作製>
(造粒工程)
−アルカリ触媒溶液準備工程〔アルカリ触媒溶液の調製〕−
金属製撹拌棒、滴下ノズル(テフロン(登録商標)製マイクロチューブポンプ)、及び、温度計を有した容積3Lのガラス製反応容器にメタノール300重量部、10%アンモニア水51.9重量部を入れ、攪拌混合して、アルカリ触媒溶液を得た。
次に、アルカリ触媒溶液の温度を25℃に調整し、アルカリ触媒溶液を窒素置換した。その後、アルカリ触媒溶液を撹拌しながら、テトラメトキシシラン(TMOS)450重量部と、触媒(NH3)濃度が4.44%のアンモニア水270重量とを、下記供給量で、同時に滴下を行いシリカ粒子の懸濁液(シリカ粒子懸濁液)を得た。
ここで、テトラメトキシシラン(TMOS)の供給量は、6.37重量部/min、4.44%アンモニア水の供給量は、3.82重量部/minとした。
得られたシリカ粒子懸濁液の粒子を、既述の粒度測定装置で測定したところ体積平均粒子径(D50v)は250nmであった。
得られた親水性シリカ粒子の懸濁液(親水性シリカ粒子分散液)を、スプレードライにより乾燥して、溶媒を除去し、親水性シリカ粒子の粉末を得た。
(疎水化処理工程)
得られた親水性シリカ粒子の粉末100部をミキサーに入れ、窒素雰囲気下で200℃に加熱しながら200rpmで撹拌し、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)を親水性シリカ粒子の粉末に対し、30重量部滴下し2時間反応させた。その後、冷却させ疎水処理された疎水性シリカ粒子の粉末(S1)を得た。
得られた疎水性シリカ粒子(S1)を、トナー粒子に添加し、疎水性シリカ粒子(S1)の一次粒子100個についてSEM写真撮影を行った。次に、得られたSEM写真に対して、画像解析を行った結果、疎水性シリカ粒子(S1)の一次粒子は、平均円形度が0.78であった。なお、それぞれの粒径、平均円形度は図3のようであった。
上記の如く製造したシリカ粒子を添加したトナーを用いた以外、実施例1と同様の評価を行った。現像性は実施例1よりも僅かに高く4.3(g/cm2)であり、転写性も98%と良好であったが、感光体汚染が16%と増加し、判定結果は使用可であった。
<外添剤5の作製>
(造粒工程)
−アルカリ触媒溶液準備工程〔アルカリ触媒溶液の調製〕−
金属製撹拌棒、滴下ノズル(テフロン(登録商標)製マイクロチューブポンプ)、及び、温度計を有した容積3Lのガラス製反応容器にメタノール300重量部、10%アンモニア水54.3重量部を入れ、攪拌混合して、アルカリ触媒溶液を得た。
次に、アルカリ触媒溶液の温度を25℃に調整し、アルカリ触媒溶液を窒素置換した。その後、アルカリ触媒溶液を撹拌しながら、テトラメトキシシラン(TMOS)450重量部と、触媒(NH3)濃度が4.44%のアンモニア水270重量とを、下記供給量で、同時に滴下を行いシリカ粒子の懸濁液(シリカ粒子懸濁液)を得た。
ここで、テトラメトキシシラン(TMOS)の供給量は、6.37重量部/min、4.44%アンモニア水の供給量は、3.82重量部/minとした。
得られたシリカ粒子懸濁液の粒子を、既述の粒度測定装置で測定したところ体積平均粒子径(D50v)は350nmであった。
次に、得られた親水性シリカ粒子の懸濁液(親水性シリカ粒子分散液)を、スプレードライにより乾燥して、溶媒を除去し、親水性シリカ粒子の粉末を得た。
(疎水化処理工程)
得られた親水性シリカ粒子の粉末100部をミキサーに入れ、窒素雰囲気下で200℃に加熱しながら200rpmで撹拌し、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)を親水性シリカ粒子の粉末に対し、30重量部滴下し2時間反応させた。その後、冷却させ疎水処理された疎水性シリカ粒子の粉末(S2)を得た。
得られた疎水性シリカ粒子(S2)を、トナー粒子に添加し、疎水性シリカ粒子(S2)の一次粒子100個についてSEM写真撮影を行った。次に、得られたSEM写真に対して、画像解析を行った結果、疎水性シリカ粒子(S2)の一次粒子は、平均円形度が0.78であった。
上記の如く製造したシリカ粒子を添加したトナーを用いた以外、実施例1と同様の評価を行った。現像性は実施例1よりも僅かに高く4.3(g/cm2)であり、転写性も98%と良好であったが、感光体汚染が18%と増加し、判定結果は使用可であった。
比較例1は、電子写真感光体10として最表面層にフッ素樹脂粒子を添加しないものを用いた以外、実施例1と同様の評価を行った。現像性は実施例1と同じ4.1(g/cm2)であったが、転写性が92%と低下し、感光体汚染が32%と大幅に悪化する結果が得られ、判定結果は使用不可であった。
これは、電子写真感光体10として最表面層にフッ素樹脂粒子を添加しないものを用いたため、電子写真感光体10の表面に付着した外添剤が除去できず、感光体汚染が大幅に悪化したものと考えられる。
比較例2は、次のようにして製造した外添剤を用いた。
(造粒工程)
−アルカリ触媒溶液準備工程(アルカリ触媒溶液(4)の調整)−
金属製攪拌棒、滴下ノズル(テフロン(登録商標)製マイクロチューブポンプ)、及び、温度計を有した容積3Lのガラス製反応容器にメタノール300質量部、10%アンモニア水47.4重量部を入れ、攪拌混合して、アルカリ触媒溶液(4)を得た。
−粒子生成工程−〔シリカ粒子懸濁液の調整〕
次に、アルカリ触媒溶液(4)の温度を25℃に調整し、アルカリ触媒溶液(4)を窒素置換した。その後、アルカリ触媒溶液(4)を攪拌しながら、テトラメトキリシラン(TMOS)450質量部と、触媒(NH3)濃度が4.44%のアンモニア水270質量部とを、下記供給量で、同時に滴下を行い、シリカ粒子の懸濁液(シリカ粒子懸濁液(4))を得た。
ここで、テトラメモキシシランの供給量は、7.08質量部/min、4.44%のアンモニア水の供給量は、4.25質量部/minとした。
得られたシリカ粒子懸濁液(4)の粒子を、既述の粒度測定装置で測定したところ体積平均粒子径(D50v)は58nmであった。
次に、得られた親水性シリカ粒子の懸濁液(親水性シリカ粒子分散液)を、スプレードライにより乾燥して、溶媒を除去し、親水性シリカ粒子の粉末を得た。
得られた親水性シリカ粒子の粉末100質量部をミキサーに入れ、窒素雰囲気下で200℃に加熱しながら200rpmで攪拌し、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)を親水性シリカ粒子の粉末に対し、30質量部滴下し2時間反応させた。その後、冷却させ疎水処理された疎水性シリカ粒子の粉末を得た。
得られた疎水性シリカ粒子(4)を、トナー粒子に添加し、疎水性シリカ粒子の一次粒子100個についてSEM写真撮影を行った。次に、得られたSEM写真に対して、画像解析を行った結果、疎水性シリカ粒子の一次粒子は、平均円形度が0.75であった。
比較例3は、次のようにして製造した外添剤を用いた。
−アルカリ触媒溶液準備工程(アルカリ触媒溶液(5)の調整)−
金属攪拌棒、滴下ノズル(テフロン(登録商標)製マイクロチューブポンプ)、及び、温度計を有した容積3Lのガラス製反応容器にメタノール300質量部、10%アンモニア水48.9質量部を入れ、攪拌混合して、アルカリ触媒溶液(5)を得た。
−粒子生成工程(シリカ粒子懸濁液の調整)−
次に、アルカリ触媒溶液(5)の温度を25℃に調整し、アルカリ触媒溶液(5)を窒素置換した。その後、アルカリ触媒溶液(5)を攪拌しながら、テトラメトキシシラン(TMOS)450質量部と、触媒(NH3)濃度が4.44%のアンモニア水270質量部とを、下記供給量で、同時に滴下を行い、シリカ粒子の懸濁液(シリカ粒子懸濁液(5))を得た。
ここで、テトラメトキシシランの供給量は、2.12質量部/min、4.44%アンモニア水の供給量は、1.27質量部/minとした。
得られたシリカ粒子懸濁液の粒子を、既述の粒度測定装置で測定したところ体積平均粒子径(D50v)は120nmであった。
次に、得られた親水性シリカ粒子の懸濁液(親水性シリカ粒子分散液)を、スプレードライにより乾燥して、溶媒を除去し、親水性シリカ粒子の粉末を得た。
得られた親水性シリカ粒子(5)の粉末100重量部をミキサーに入れ、窒素雰囲気下で200℃に加熱しながら200rpmで攪拌し、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)を親水性シリカ粒子の粉末に対し、30質量部滴下し2時間反応させた。その後、冷却させ疎水処理された疎水シリカ粒子の粉末を得た。
得られた疎水性シリカ粒子(5)を、トナー粒子に添加し、疎水性シリカ粒子の一次粒子100個についてSEM写真撮影を行った。次に、得られたSEM写真に対して、画像解析を行った結果、疎水性シリカ粒子の一次粒子は、平均円形度が0.96であった。
比較例4は、次のようにして製造した外添剤を用いた。
(造粒工程)
−アルカリ触媒溶液準備工程〔アルカリ触媒溶液の調製〕−
金属製撹拌棒、滴下ノズル(テフロン(登録商標)製マイクロチューブポンプ)、及び、温度計を有した容積3Lのガラス製反応容器にメタノール300重量部、10%アンモニア水56.6重量部を入れ、攪拌混合して、アルカリ触媒溶液を得た。
次に、アルカリ触媒溶液の温度を25℃に調整し、アルカリ触媒溶液を窒素置換した。その後、アルカリ触媒溶液を撹拌しながら、テトラメトキシシラン(TMOS)450重量部と、触媒(NH3)濃度が4.44%のアンモニア水270重量とを、下記供給量で、同時に滴下を行いシリカ粒子の懸濁液(シリカ粒子懸濁液)を得た。
ここで、テトラメトキシシラン(TMOS)の供給量は、6.37重量部/min、4.44%アンモニア水の供給量は、3.82重量部/minとした。
得られたシリカ粒子懸濁液の粒子を、既述の粒度測定装置で測定したところ体積平均粒子径(D50v)は450nmであった。
次に、得られた親水性シリカ粒子の懸濁液(親水性シリカ粒子分散液)を、スプレードライにより乾燥して、溶媒を除去し、親水性シリカ粒子の粉末を得た。
(疎水化処理工程)
得られた親水性シリカ粒子の粉末100部をミキサーに入れ、窒素雰囲気下で200℃に加熱しながら200rpmで撹拌し、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)を親水性シリカ粒子の粉末に対し、30重量部滴下し2時間反応させた。その後、冷却させ疎水処理された疎水性シリカ粒子の粉末(S3)を得た。
得られた疎水性シリカ粒子(S3)を、トナー粒子に添加し、疎水性シリカ粒子(S3)の一次粒子100個についてSEM写真撮影を行った。次に、得られたSEM写真に対して、画像解析を行った結果、疎水性シリカ粒子(S3)の一次粒子は、平均円形度が0.78であった。
Claims (6)
- 最表面層にフッ素樹脂粒子が分散され、静電潜像を保持する像保持体と、
前記像保持体と対向するように配置され、少なくともトナーを含む現像剤を保持する現像剤保持体と、
を備え、
前記現像剤保持体上に保持された単位面積当たりの現像剤量を前記像保持体に対する前記現像剤保持体の最近接距離で除算した値が0.8以上1.8以下であり、前記現像剤保持体の前記像保持体に対する周速比が1.5以上5.0以下又は前記現像剤保持体が対向部において前記像保持体と逆方向に移動する画像形成装置に用いられる静電荷像現像用現像剤であって、
前記トナーは、少なくとも結着樹脂、及び着色剤を含むトナー粒子と、
体積平均粒径が80nm以上400nm以下であり、かつ平均円形度が0.7以上0.85以下である外添剤と、
を有することを特徴とする静電荷像現像用現像剤。 - 前記フッ素樹脂粒子の平均一次粒径が、0.05μm以上1μm以下に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用現像剤。
- 前記フッ素樹脂粒子の含有量が、1質量%以上30質量%以下に設定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の静電荷像現像用現像剤。
- 前記外添剤のトナーに対する添加量が1%以上であることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用現像剤。
- 静電潜像を保持する像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電された像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記像保持体の表面に形成された静電潜像を請求項1乃至4のいずれかに記載された静電荷像現像用現像剤を保持した現像剤保持体によってトナー像に現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、
前記記録媒体上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記現像手段は、前記像保持体との対向部において、前記像保持体の表面と逆方向に移動する第1の現像剤保持体と、前記第1の現像剤保持体よりも前記像保持体の移動方向に沿った下流側に配置され、前記像保持体の表面と同方向に移動する第2の現像剤保持体とを備えたことを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
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