JP2018049050A - 電子写真画像形成装置及び電子写真画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記クリーニング手段の下流で前記帯電手段までに、前記感光体に当接し、前記現像手段に用いられるトナーへの熱伝達を防止する遮蔽部材を備え、当該遮蔽部材と前記クリーニング手段との間に位置する前記感光体の表面を加熱する加熱手段を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
前記クリーニング工程の下流で前記帯電工程までに、感光体に当接し、前記現像工程に用いられるトナーへの熱伝達を防止する遮蔽部材を備え、当該遮蔽部材と前記クリーニング工程との間に位置する前記感光体の表面を加熱する加熱工程を有することを特徴とする電子写真画像形成方法。
本発明の電子写真画像形成装置は、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有する電子写真画像形成装置であって、前記クリーニング手段の下流で前記帯電手段までに、前記感光体に当接し、前記現像手段に用いられるトナーへの熱伝達を防止する遮蔽部材を備え、当該遮蔽部材と前記クリーニング手段との間に位置する前記感光体の表面を加熱する加熱手段を有することを特徴とする。
本発明では、クリーニング手段の下流で前記帯電手段までに、前記感光体に当接し、前記現像手段に用いられるトナーへの熱伝達を防止する遮蔽部材を備え、当該遮蔽部材と前記クリーニング手段との間に位置する前記感光体の表面を加熱する加熱手段を有することを特徴とする。
遮蔽部材は、クリーニング手段の下流で、帯電手段までの位置まで設けることが必要で、帯電手段より下流で現像手段までの位置に設けた場合、現像手段の温度上昇を効果的に抑えることができない。また、感光体の帯電潜像を乱してしまう点で不利である。
感光体1Yは、硬化表面層を有することが好ましい。具体的には、感光体1Yは、架橋型硬化樹脂による保護層として硬化表面層を有するものであることが好ましく、導電性支持体上に、中間層を有し、この中間層上に、電荷発生物質を含有する電荷発生層及び電荷輸送物質を含有する電荷輸送層がこの順に積層されてなる感光層が形成され、この感光層(電荷輸送層)上に表面層が形成された層構成を有していることが好ましい。なお、感光層は、電荷発生物質及び電荷輸送物質を含有する単層構造の層構成を有するものであってもよい。このような構造とすることで感光体の耐久性(耐摩耗性)を増すことができる。
架橋型硬化樹脂は、紫外線や電子線などの活性線の照射や加熱により、重合性官能基を2個以上有する重合性化合物を重合し、架橋反応による架橋結合を形成して硬化することにより得られる架橋重合体からなるものである。重合性化合物としては、重合性官能基を2個以上有するものを用い、重合性官能基を1個有するものを併用することもできる。具体的には、重合性化合物としては、例えば、スチレン系モノマー、アクリル系モノマー、メタクリル系モノマー、ビニルトルエン系モノマー、酢酸ビニル系モノマー、N−ビニルピロリドン系モノマーなどが挙げられる。
表面層には、膜強度及び導電性の観点から、金属酸化物微粒子が含有されていてもよい。また、この金属酸化物微粒子は、表面処理剤によって表面処理されたものであることが好ましい。
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
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S−12:CH2=C(CH3)COO(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2
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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
S−31:CH2=CHCOO(CH2)2Si(CH3)2(OCH3)
S−32:CH2=CHCOO(CH2)2Si(CH3)(OCOCH3)2
S−33:CH2=CHCOO(CH2)2Si(CH3)(ONHCH3)2
S−34:CH2=CHCOO(CH2)2Si(CH3)(OC6H5)2
S−35:CH2=CHCOO(CH2)2Si(C10H21)(OCH3)2
S−36:CH2=CHCOO(CH2)2Si(CH2C6H5)(OCH3)2
表面処理剤は1種を単独で又は2種以上を混合して用いてもよい。
なお、表面層のユニバーサル硬さは、表面層を形成する際の硬化処理条件(活性線の照射時間や活性線種)や重合性化合物の種類によって制御することができる。
本発明で用いる支持体は導電性を有するものであればいずれのものでもよく、例えば、アルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛及びステンレスなどの金属をドラム又はシート状に成形したもの、アルミニウムや銅などの金属箔をプラスチックフィルムにラミネートしたもの、アルミニウム、酸化インジウム及び酸化スズなどをプラスチックフィルムに蒸着したもの、導電性物質を単独又はバインダー樹脂とともに塗布して導電層を設けた金属、プラスチックフィルム及び紙などが挙げられる。
本発明においては、導電性支持体と感光層の中間にバリアー機能と接着機能をもつ中間層を設けることもできる。
本発明に用いられる電荷発生層は、電荷発生物質とバインダー樹脂を含有し、電荷発生物質をバインダー樹脂溶液中に分散、塗布して形成したものが好ましい。
本発明に係る感光体に用いられる電荷輸送層は、電荷輸送物質(CTM)とバインダー樹脂を含有し、電荷輸送物質をバインダー樹脂溶液中に溶解、塗布して形成されることが好ましい。
帯電手段2Yは、感光体表面を所定の電位に一様に帯電させるものであり、公知の手段を用いることができる。具体的には、スコロトロン帯電器のようなコロナ放電現象を利用したものでも良いし、画像形成装置の小型化を図ることも容易であるなどの理由から、近年注目されている近接帯電方式の帯電手段でも良い。
露光手段3Yは、帯電手段2Yによって一様な電位を与えられた感光体1Y表面に、画像信号(イエローの画像信号)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る。露光手段3Yは、感光体1Yの軸方向にアレイ状に発光素子が配列されたLEDと結像素子とから構成されるもの、又はレーザー光学系などを用いることが好ましい。
現像手段4Yは、感光体1Y表面にトナーを供給し、感光体1Y表面に形成された静電潜像を現像し、トナー像を形成する手段である。この例の現像手段4Yは、具体的には、現像剤が収容されたハウジングと、当該ハウジング内に備えられ、マグネットを内蔵して現像剤を保持して回転する現像スリーブと、感光体及び当該現像スリーブの間に現像電界を形成するための直流及び/又は交流バイアス電圧を印加する電圧印加装置により構成された現像器よりなることが好ましい。
本発明に用いられるトナーは、静電荷像現像用トナーであって、少なくとも結着樹脂と離型剤とを含むトナー母体粒子を含有することが好ましい。
本発明に係るトナー母体粒子は、少なくとも結着樹脂と離型剤とを含んで構成されていることが好ましい。
離型剤は、エステルワックスを含む第1の離型剤成分とマイクロクリスタリンワックスを含む第2の離型剤成分とを含有し、離型剤中、第1の離型剤成分の含有率が40〜98質量%の範囲内であり、第2の離型剤成分の含有率が2〜60質量%の範囲内であることが好ましい。
第1及び第2の離型剤成分の融点差(Tmw2−Tmw1)は、より好ましくは10〜15℃の範囲内である。
なお、本発明において、第1及び第2の離型剤成分や結晶性ポリエステル樹脂由来の融点は、トナーの示差走査熱量測定(Differential Scanning Calorimetry:DSC)を行うことにより求めることができる。示差走査熱量測定には、例えば、示差走査熱量計「ダイヤモンドDSC」(パーキンエルマー社製)を用いることができる。
本発明に係る第1の離型剤成分に含まれるエステルワックスは、少なくともエステルを含んでいる。
一般式(2) R1−COO−(CH2)n−OCO−R2
一般式(3) R1−OCO−(CH2)n−COO−R2
一般式(1)〜(3)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、置換又は無置換の炭素数13〜30の炭化水素基を表す。R1及びR2は、同一であっても、異なっていてもよい。nは、1〜30の整数を表す。
式(1−2) CH3−(CH2)14−COO−(CH2)15−CH3
式(1−3) CH3−(CH2)16−COO−(CH2)17−CH3
式(1−4) CH3−(CH2)16−COO−(CH2)21−CH3
式(1−5) CH3−(CH2)20−COO−(CH2)17−CH3
式(1−6) CH3−(CH2)20−COO−(CH2)21−CH3
式(1−7) CH3−(CH2)25−COO−(CH2)25−CH3
式(1−8) CH3−(CH2)28−COO−(CH2)29−CH3
上記一般式(2)及び一般式(3)で表される構造を有するジエステルの具体例としては、例えば、以下の式(2−1)〜(2−7)、及び式(3−1)〜(3−3)で表される構造を有する化合物を例示することができる。
式(2−2) CH3−(CH2)18−COO−(CH2)4−OCO−(CH2)18−CH3
式(2−3) CH3−(CH2)20−COO−(CH2)2−OCO−(CH2)20−CH3
式(2−4) CH3−(CH2)22−COO−(CH2)2−OCO−(CH2)22−CH3
式(2−5) CH3−(CH2)16−COO−(CH2)4−OCO−(CH2)16−CH3
式(2−6) CH3−(CH2)26−COO−(CH2)2−OCO−(CH2)26−CH3
式(2−7) CH3−(CH2)20−COO−(CH2)6−OCO−(CH2)20−CH3
式(3−1) CH3−(CH2)21−OCO−(CH2)6−COO−(CH2)21−CH3
式(3−2) CH3−(CH2)23−OCO−(CH2)6−COO−(CH2)23−CH3
式(3−3) CH3−(CH2)19−OCO−(CH2)6−COO−(CH2)19−CH3
上記一般式(4)で表される構造を有するトリエステルの具体例としては、例えば、以下の式(4−1)〜(4−6)で表される構造を有する化合物を例示することができる。
本発明に係る第2の離型剤成分には、少なくともマイクロクリスタリンワックスが含まれていることが好ましい。
(式(i)中、C1は1級炭素原子に係るピーク面積、C2は2級炭素原子に係るピーク面積、C3は3級炭素原子に係るピーク面積、C4は4級炭素原子に係るピーク面積を表す。)
(13C−NMR測定方法の条件)
測定装置 :FT NMR装置 Lambda400(日本電子社製)
測定周波数 :100.5MHz
パルス条件 :4.0μs
データポイント:32768
遅延時間 :1.8sec
周波数範囲 :27100Hz
積算回数 :20000回
測定温度 :80℃
溶媒 :ベンゼン−d6/o−ジクロロベンゼン−d4=1/4(v/v)
試料濃度 :3質量%
試料管 :径5mm
測定モード :1H完全デカップリング法
〈結着樹脂〉
本発明に係る結着樹脂は、少なくとも非晶性ビニル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを含有している。
本発明に係る非晶性ビニル樹脂は、ビニル基を有する単量体(以下、「ビニル単量体」という。)を用いて形成されるものであり、非晶性ビニル樹脂としては、スチレン・アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂などが挙げられ、中でも、スチレン・アクリル樹脂であることが好ましい。
スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン及びこれらの誘導体など。
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル及びこれらの誘導体など。
プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルなど。
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテルなど。
ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルヘキシルケトンなど。
N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドンなど。
ビニルナフタレン、ビニルピリジンなどのビニル化合物類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドなどのアクリル酸又はメタクリル酸誘導体など。
結晶性ポリエステル樹脂は、結着樹脂中における含有率が5〜20質量%の範囲内であることが好ましい。結晶性ポリエステル樹脂の含有量が5質量%以上の場合には、低温定着性が良好で、20質量%以下の場合には、光沢ムラが良好である。
結晶性ポリエステル樹脂の融点は、好ましくは70〜80℃の範囲内である。
C(acid)≧10 式(B)
C(alcohol)≦6 式(C)
原料の炭素数が規定された結晶性ポリエステル樹脂は、主鎖の鎖長が異なる多価アルコール成分と多価カルボン酸とを用いて形成されていることから、炭素数の短い分岐鎖と炭素数の長い分岐鎖とが、交互にポリエステル鎖に結合されたものとなる。このため、結晶化する際、規則性が低い部分が存在すると考えられる。したがって、結着樹脂を構成する結晶性ポリエステル樹脂として、原料の炭素数が規定された結晶性ポリエステル樹脂を用いることにより、熱定着において結晶性ポリエステル樹脂の融点より高い温度の熱エネルギーが付与された際に、結晶の規則性が低い部分から順次に融解していくため、良好な低温定着性が得られる。
ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂ユニットは、上記結晶性ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂に由来する部分である。
結着樹脂に含まれるハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂の製造方法は、上記結晶性ポリエステル樹脂ユニットと非晶性樹脂ユニットとを分子結合させた構造の共重合体を形成することが可能な方法であれば、特に制限されるものではない。ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂の具体的な製造方法としては、例えば、以下に示す方法が挙げられる。
この方法では、まず、上述した非晶性樹脂ユニットを構成する単量体(好ましくは、スチレン単量体と(メタ)アクリル酸エステル単量体といったビニル単量体)を付加反応させて非晶性樹脂ユニットを形成する。
この方法では、まず、多価アルコール成分と多価カルボン酸成分とを重縮合反応させて結晶性ポリエステル樹脂ユニットを形成する。また、結晶性ポリエステル樹脂ユニットを形成する反応系とは別に、上述した非晶性樹脂ユニットを構成する単量体を付加重合させて非晶性樹脂ユニットを形成する。このとき、結晶性ポリエステル樹脂ユニットと非晶性樹脂ユニットとが互いに反応可能な部位を組み込んでおくと好ましい。なお、このような反応可能な部位を組み込む方法は、上述のとおりであるため、その詳細な説明は省略する。
この方法では、まず、多価アルコール成分と多価カルボン酸とを重縮合反応させて、結晶性ポリエステル樹脂ユニットを形成しておく。
着色剤としては、一般に知られている染料及び顔料を用いることができる。
荷電制御剤としては、公知の種々の化合物を用いることができる。
本発明に係るトナー母体粒子は、そのままで本発明に係る静電荷像現像用トナーを構成することができるが、流動性、帯電性、クリーニング性などを改良するために、当該トナー母体粒子に、いわゆる後処理剤である流動化剤、クリーニング助剤などの外添剤を添加してもよい。
トナー粒子の平均粒径は、例えば、体積基準のメジアン径(d50)で3〜10μmの範囲内であることが好ましく、5〜8μmの範囲内であることがより好ましい。
トナー粒子は、帯電特性の安定性、低温定着性の観点から、平均円形度が0.930〜1.000の範囲内であることが好ましく、0.950〜0.995の範囲内であることがより好ましい。
円形度=(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
〈現像剤〉
トナーは、磁性又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。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、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の従来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。
〈トナー母体粒子の製造方法〉
本発明に係るトナー母体粒子の製造方法としては、例えば、懸濁重合法、乳化凝集法、その他の公知の方法等を挙げることができるが、中でも乳化凝集法を用いることが好ましい。この乳化凝集法によれば、製造コスト及び製造安定性の観点から、トナー粒子の小粒径化を容易に図ることができる。
(1)離型剤を含有する非晶性ビニル樹脂微粒子を作製する、非晶性ビニル樹脂微粒子作製工程
(2)結晶性ポリエステル樹脂を有機溶媒に溶解し、水系分散媒中に乳化分散させ、有機溶媒を除去することにより結晶性ポリエステル樹脂微粒子を作製する、結晶性ポリエステル樹脂微粒子作製工程
(3)水系媒体中に着色剤微粒子が分散されてなる、着色剤微粒子の水系分散液調製工程
(4)水系媒体中において、非晶性ビニル樹脂微粒子と着色剤微粒子と結晶性ポリエステル樹脂微粒子とを凝集させてコア粒子を形成する、コア粒子形成工程
(5)会合粒子を熱エネルギーにより熟成させて形状を制御しトナー母体粒子を得る、熟成工程
(6)トナー母体粒子の分散液を冷却する、冷却工程
(7)水系媒体からトナー母体粒子を濾別し、当該トナー母体粒子から界面活性剤等を除去する、濾過・洗浄工程
(8)洗浄されたトナー母体粒子を乾燥する、乾燥工程
(9)乾燥されたトナー母体粒子に外添剤を添加する、外添剤添加工程
〔転写手段〕
図1で説明した電子写真画像形成装置においては、感光体上に形成されたトナー像を一次転写ローラー(一次転写手段)5Y、5M、5C、5Kによって中間転写体70に転写し、中間転写体70上に転写された各トナー像を二次転写ローラー(二次転写手段)5Aと対向ローラー74に搬送され、転写材に転写する中間転写方式が採用されている。
クリーニング手段6Yは、感光体1Y表面に残存したトナーを除去する手段である。このクリーニング手段6Yは、例えば、図2及び図3に示すようにクリーニングブレードCbYを有している。
[シアントナー粒子(1)及び(2)の製造]
(ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂(c1)の合成)
両反応性モノマーを含む、下記の付加重合系樹脂(スチレンアクリル樹脂:StAc)ユニットの原料モノマー及びラジカル重合開始剤を滴下ロートに入れた。
n−ブチルアクリレート 12質量部
アクリル酸 2質量部
重合開始剤(ジ−t−ブチルパーオキサイド) 7質量部
また、下記の重縮合系樹脂(結晶性ポリエステル樹脂:CPEs)ユニットの原料モノマーを、窒素導入管、脱水管、撹拌器及び熱電対を装備した四つ口フラスコに入れ、170℃に加熱し溶解させた。
1,10−デカンジオール 318質量部
次いで、撹拌下で付加重合系樹脂(StAc)の原料モノマーを90分かけて滴下し、60分間熟成を行った後、減圧下(8kPa)にて未反応の付加重合モノマーを除去した。なお、このとき除去されたモノマー量は、上記の樹脂の原料モノマー比に対してごく微量であった。
<第1段重合>
撹拌装置、温度センサー、冷却管、及び窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、ドデシル硫酸ナトリウム8質量部及びイオン交換水3000質量部を仕込み、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。昇温後、過硫酸カリウム10質量部をイオン交換水200質量部に溶解させたものを添加し、再度液温80℃とし、
スチレン 480質量部
n−ブチルアクリレート 250質量部
メタクリル酸 68質量部
からなる単量体混合液を1時間かけて滴下後、80℃にて2時間加熱、撹拌することにより重合を行い、樹脂微粒子の分散液(x1)を調製した。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、及び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7質量部をイオン交換水3000質量部に溶解させた溶液を仕込み、98℃に加熱後、樹脂微粒子の分散液(x1)260質量部と、
スチレン(St) 284質量部
n−ブチルアクリレート(BA) 92質量部
メタクリル酸(MAA) 13質量部
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート 1.5質量部
離型剤:ベヘン酸ベヘネート(融点73℃) 190質量部
からなる単量体及び離型剤を90℃にて溶解させた溶液を添加し、循環経路を有する機械式分散機「CLEARMIX」(エム・テクニック社製)により、1時間混合分散させ、乳化粒子(油滴)を含む分散液を調製した。
さらに、樹脂微粒子の分散液(x2)にイオン交換水400質量部を添加し、よく混合した後、過硫酸カリウム11質量部をイオン交換水400質量部に溶解させた溶液を添加し、82℃の温度条件下で、
スチレン(St) 350質量部
n−ブチルアクリレート(BA) 215質量部
アクリル酸(AA) 30質量部
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート 8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時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行った後、28℃まで冷却し、ビニル樹脂からなる非晶性樹脂微粒子の水系分散液(X1)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質量部に添加した。この溶液を撹拌しながら、銅フタロシアニン(C.I.Pigment Blue 15:3)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、着色剤粒子の水系分散液(Cy1)を調製した。
撹拌装置、温度センサー、及び冷却管を取り付けた反応容器に、非晶性樹脂微粒子の水系分散液(X1)288質量部(固形分換算)、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂微粒子の水系分散液(C1)70質量部(固形分換算)、イオン交換水2000質量部を投入した後、5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを10に調整した。
上記シアントナー粒子(1)の製造において、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂微粒子の水系分散液(C1)を添加しないこと以外は同様に製造することで、シアントナー母体粒子(2)を得た。
シアントナー粒子(1)と(2)に対して、アクリル樹脂を被覆した体積平均粒径60μmのフェライトキャリアを、トナー粒子濃度が6質量%となるように添加して混合することにより、現像剤(1)及び(2)をそれぞれ製造した。
トナーの軟化点は、「フローテスターCFT−500」(島津製作所社製)を用い、トナーにより、高さ10mmの円柱形状体を形成し、この円柱形状体を、昇温速度6℃/minで加熱しながらプランジャーによって1.96×106Paの圧力を加え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押しだすようにし、これにより、プランジャーからの降下量と温度との関係を示す軟化流動曲線を得ることによって測定した、降下量5mmにおける温度を軟化点とした。その結果トナー(1)及び(2)の軟化点はそれぞれ105℃及び113℃であった。
直径30mmのアルミニウム製の円筒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〔1〕を用意した。
下記組成の分散液を下記溶媒と同じ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、中間層形成用塗布液〔1〕を調製した。
金属酸化物粒子:酸化チタン「SMT500SAS」(テイカ社製) 3部
溶媒:メタノール 10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。
電荷発生物質:下記顔料(CG−1)20部、バインダー樹脂:ポリビニルブチラール樹脂「#6000−C」(デンカ社製)10部、溶媒:酢酸t−ブチル700部、溶媒:4−メトキシ−4−メチル−2−ペンタノン300部を混合し、サンドミルを用いて10時間分散し、電荷発生層形成用塗布液〔1〕を調製した。この電荷発生層形成塗布液〔1〕を中間層〔1〕上に浸漬コーティング法で塗布し、乾燥膜厚0.3μmの電荷発生層〔1〕を形成した。
(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部をo−ジクロロベンゼン200部に分散し、チタニウムテトラ−n−ブトキシド;20.4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部(収率91%)の粗チタニルフタロシアニンを得た。
上記無定形チタニルフタロシアニン10.0部と(2R,3R)−2,3−ブタンジオール0.94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(ODB)200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部を得た。顔料(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。
電荷輸送物質:下記化合物A225部、バインダー樹脂:ポリカーボネート樹脂「Z300」(三菱ガス化学社製)300部、酸化防止剤:「Irganox1010」(BASFジャパン社製)6部、溶媒:THF(テトラヒドロフラン)1600部、溶媒:トルエン400部、シリコーンオイル「KF−50」(信越化学社製)1部を混合し、溶解して電荷輸送層形成用塗布液〔1〕を調製した。
(1)金属酸化物微粒子の作製
酸化スズ(数平均一次粒径:20nm)100部、表面処理剤として上記例示化合物(S−13)30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、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。これを金属酸化物微粒子〔1〕とする。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上記例示化合物(S−13)により被覆されていた。
金属酸化物微粒子〔1〕100部、重合性化合物:上記例示化合物(M1)100部、溶媒:sec−ブタノール320部、溶媒:THF(テトラヒドロフラン)80部を遮光下で混合し、分散機としてサンドミルを用いて5時間分散した後、重合開始剤:「イルガキュア」(BASFジャパン社製)10部を加え、遮光下で撹拌して溶解させ、表面層形成用塗布液〔1〕を調製した。この表面層形成用塗布液〔1〕を電荷輸送層〔1〕上に円形スライドホッパー塗布装置を用いて塗布して塗膜を形成した。その後、この塗膜を室温で15分間乾燥し、キセノンランプを用いて窒素気流下において、光源と塗膜との間の離間距離を10mmとして、ランプ出力1kWで紫外線を1分間照射して、乾燥膜厚3.0μmの表面層〔1〕を形成し、硬化表面層を有する感光体〔1〕を作製した。
上記硬化表面層を有する感光体〔1〕の作製において、電荷輸送層の乾燥膜厚を20μmから26μmに変更して、さらに表面層を設けないことにより、表面が熱可塑性樹脂からなる、硬化表面層を有さない感光体〔2〕を製造した。
電子写真画像形成装置「bizhub 287」(コニカミノルタ社製)に、Y、M、Kの所定の現像剤、シアンに関しては上記作製した現像剤(1)及び感光体〔1〕とを搭載し、さらに、図2で示したように、遮蔽部材を、クリーニング手段を構成するクリーニングブレードと、帯電手段である非接触型のスコロトロン帯電器との間に感光体と当接するように設けた。また、遮蔽部材とクリーニング手段との間に位置する感光体の表面を加熱する加熱手段としてカートリッジヒーター(八光電機製作所:型番HLE1203 全長100mm φ10mm)を感光体の対向部に離間して設置した。
−カートリッジヒーター−
加熱手段として上記用いたカートリッジヒーターは、棒状のセラミックに巻き付けた発熱線(ニクロム線)をパイプ(標準品は耐熱ステンレス鋼)の中に挿入し、発熱線とパイプの隙間を高熱伝導性と高絶縁性に優れたMgOで封じ込めた、電力密度の高い棒状ヒーターである。これを、感光体から30mmの位置に設置した。
−遮蔽部材−
硬化ポリウレタン製のクリーニングブレードを遮蔽部材として使用した。大きさは2mm×15mm×350mmの硬化ポリウレタン製ゴムが金属ホルダーに接着されたものを用いた。
〈画像流れ〉
上記作製した実施例1の評価機を用いて、高温高湿環境(温度30℃・湿度80%RH:以下HH環境ともいう。)下の試験室に一晩放置し、電源ON後全く感光体が回転しない状態から、A3ハーフ画像を連続で画出しする。出力したハーフ画像の画像流れが回復する枚数を数える。画像流れしたときはハーフ画像の白抜けが発生するので、白抜けが無くなった状態を回復状態とする。10枚以内が実用レベルである。
HH環境下にて所定のチャート(文字比率5%のチャート A4)で連続で5000枚耐久試験を実施した後、ハーフ画像を出力し、部分的な転写不良により発生する転写ムラ(ホタル)の発生数をカウントし、以下のようにランク分けした。○が実用レベルである。
× :1個/cm2超〜6個/cm2以下
××:6個超/cm2
〈低温定着性〉
上記作製した電子写真画像形成装置「bizhub PRO(登録商標)287」(コニカミノルタ株式会社製)改造機において、定着装置を、定着用ヒートローラーの表面温度を100〜210℃の範囲内で変更することができるように改造したものに、現像剤をそれぞれ装填した。評価紙として、「NPi上質紙(128g/m2)」(日本製紙社製)を用い、常温常温(温度20℃、相対湿度55%)において、トナー付着量8mg/10cm2のベタ画像を定着させる定着実験を、設定される定着温度を95℃から5℃刻みで増加させるよう変更しながら200℃まで繰り返し行った。
ランク4:一部折れ目に従った剥離あり
ランク3:折れ目に従った細かい線状の剥離あり
ランク2:折れ目に従った太い線状の剥離あり
ランク1:大きな剥離あり
〈感光体表面温度〉
加熱手段に対向する感光体1Cの表面温度を、放射温度計を用いて測定した。
実施例1で作製した評価機から遮蔽部材を除き、スコロトロン帯電器から接触型の接触帯電ローラーに改造した。
実施例1で作製した評価機から感光体を感光体〔1〕から感光体〔2〕に変更した。
実施例1で作製した評価機からカートリッジヒーターと遮蔽部材とを除く改造を行った。
比較例1で作製した評価機の感光体素管内面全体を加熱できるシート状ヒーターを設置し、外部から通電することでヒーターが稼働し感光体全体を内面から加熱することができる改造を行った。
実施例1で作製した評価機から遮蔽部材を除く改造を行った。
実施例4〜6、比較例4〜6は、それぞれ、実施例1〜3、比較例1〜3で用いた評価機に対して、シアン現像剤を、現像剤〔1〕から現像剤〔2〕に変えた評価機に変更した。
2Y、2M、2C、2K 帯電手段
3Y、3M、3C、3K 露光手段
4Y、4M、4C、4K 現像手段
5Y、5M、5C、5K 一次転写ローラー
5A 二次転写ローラー
6A クリーニング手段
10Y、10M、10C、10K 画像形成部
24 熱ロール式定着装置
70 中間転写体
74 対向ローラー
P 記録部材
HY、HM、HC、HK 加熱手段
S1Y、S1M、S1C、S1K 遮蔽部材
S22Y 接触帯電ローラー(遮蔽部材を兼ねる)
Claims (7)
- 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有する電子写真画像形成装置であって、
前記クリーニング手段の下流で前記帯電手段までに、前記感光体に当接し、前記現像手段に用いられるトナーへの熱伝達を防止する遮蔽部材を備え、当該遮蔽部材と前記クリーニング手段との間に位置する前記感光体の表面を加熱する加熱手段を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。 - 前記現像手段に用いられるトナーの軟化点が、70〜110℃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。
- 前記帯電手段として前記感光体に当接する接触帯電ローラーが用いられ、当該接触帯電ローラーが、前記遮蔽部材を兼ね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。
- 前記加熱手段に用いられる熱源が、前記感光体に対向離間して設置されてい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。
- 前記感光体が、硬化表面層を有す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。
- 前記転写手段が、前記感光体上に形成されたトナー像を直接転写材に転写する直接転写方式の転写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。
- 帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程及びクリーニング工程を有する電子写真画像形成方法であって、
前記クリーニング工程の下流で前記帯電工程までに、感光体に当接し、前記現像工程に用いられるトナーへの熱伝達を防止する遮蔽部材を備え、当該遮蔽部材と前記クリーニング工程との間に位置する前記感光体の表面を加熱する加熱工程を有することを特徴とする電子写真画像形成方法。
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