JP2021086064A - 画像形成装置およびプロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
Description
通常、クリーニング装置を有する画像形成装置では、感光体の表面に付着した紙等の填料や添加物は、感光体上のトナー(転写残トナー)と共に、感光体に当接されたクリーニングブレード等によりかき取られ、クリーニング容器に回収される。さらに、感光体の表面に填料等が強固に付着しクリーニングブレード等によりかき取られなかった場合でも、従来の感光体では、感光体の表面が削れることによって表面に付着した填料等を除去することができていた。しかし、感光体の耐久性向上に伴い表面が削れなくなると、感光体の表面がリフレッシュされず、強固に付着した填料等が感光体表面に連れ周ってしまう。特に、メデイアとしてタルクを含有した紙を使用した場合は、強ネガ性のタルクが感光体表面に強固に付着するため、クリーニングブレード等によりかき取れずに感光体表面に固定化されやすく、画像流れが発生しやすい。
感光体の表面に付着したタルク等を掻きとるには、クリーニングブレードの当接圧を上げるといった手法が有効ではある。しかしながら、近年の画像形成装置の高速化および小型化により、感光体とクリーニングブレードによる摺擦によるトルク上昇や昇温が問題となる場合が多く、他の手法が期待されている。
感光体の表面のクリーニング性を高度に制御する手法として、感光体の硬度および弾性変形率を制御し、かつ大粒径シリカ微粒子を外添したトナーを用いる手法が提案されている(特許文献1)。
したがって、本発明の目的は高耐久性をもつ感光体へのタルク等の強固な付着を抑制し、耐久を通して画像流れを抑制できる画像形成装置およびプロセスカートリッジを提供することである。
前記電子写真感光体に当接し前記電子写真感光体を帯電するための帯電手段と、
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画像を形成するためのトナーを有する現像手段と、
前記電子写真感光体にブレードを当接し前記電子写真感光体上の前記トナーを除去するクリーニング手段と、を有する画像形成装置であって、
前記トナーは、結着樹脂を含有するトナー粒子を有し、粉体流動性測定において、測定容器内で40Nの垂直荷重を加えて作製した前記トナーの粉体層の表面に、プロペラ型ブレードを該プロペラ型ブレードの最外縁部の周速10mm/secで回転させながら、侵入させたときのTotal Energy(TE)が150mJ以上400mJ以下であり、かつ、前記トナーの真密度が1.25g/cm3以上1.80g/cm3以下であり、
前記電子写真感光体は、支持体及び表面層を有し、前記電子写真感光体の表面のユニバーサル硬さ値(HU)が150N/mm2以上270N/mm2以下であり、かつ弾性変形率(We)が40%以上65%以下であることを特徴とする画像形成装置に関する。
また、本発明は、画像形成装置の、装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
前記プロセスカートリッジは、電子写真感光体と、
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画像を形成するためのトナーを有する現像手段と、
前記電子写真感光体にクリーニングブレードを当接し前記電子写真感光体上の前記トナーを除去するクリーニング手段と、
を有するプロセスカートリッジであって、
前記トナーは、結着樹脂を含有するトナー粒子を有し、粉体流動性測定において、測定容器内で40Nの垂直荷重を加えて作製した前記トナーの粉体層の表面に、プロペラ型ブレードを該プロペラ型ブレードの最外縁部の周速10mm/secで回転させながら、侵入させたときのTotal Energy(TE)が150mJ以上400mJ以下であり、かつ、前記トナーの真密度が1.25g/cm3以上1.80g/cm3以下であり、
前記電子写真感光体は、支持体及び表面層を有し、前記電子写真感光体の表面のユニバーサル硬さ値(HU)が150N/mm2以上270N/mm2以下であり、かつ弾性変形率(We)が40%以上65%以下であることを特徴とするプロセスカートリッジに関する。
性が低下する。
トナーは、磁性体を含有するトナー粒子を有することが好ましい。磁性体を含有することで、トナーの真密度が大きくなり、阻止層でより緻密なトナー層を形成することができる。
CpH2p+1−Si−(OCqH2q+1)3 (I)
式(I)中、pは6以上20以下(好ましくは8以上16以下、より好ましくは10以上14以下)の整数を示し、qは1以上3以下(好ましくは1又は2、より好ましくは1)の整数を示す。
本発明の感光体は、支持体と、支持体上に表面層と、を有することを特徴とする。
本発明において、感光体は、支持体を有する。本発明において、支持体は導電性を有する導電性支持体であることが好ましい。また、支持体の形状としては、円筒状、ベルト状、シート状などが挙げられる。中でも、円筒状支持体であることが好ましい。また、支持体の表面に、陽極酸化などの電気化学的な処理や、ブラスト処理、切削処理などを施してもよい。
本発明において、支持体の上に、導電層を設けてもよい。導電層を設けることで、支持体表面の傷や凹凸を隠蔽することや、支持体表面における光の反射を制御することができる。
本発明において、支持体または導電層の上に、下引き層を設けてもよい。下引き層を設けることで、層間の接着機能が高まり、電荷注入阻止機能を付与することができる。
感光体の感光層は、主に、(1)積層型感光層と、(2)単層型感光層とに分類される。(1)積層型感光層は、電荷発生物質を含有する電荷発生層と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層と、を有する。(2)単層型感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質を共に含有する感光層を有する。
積層型感光層は、電荷発生層と、電荷輸送層と、を有する。
電荷発生層は、電荷発生物質と、樹脂と、を含有することが好ましい。
電子写真感光体が後述する保護層を有しない場合、電荷輸送層は本発明における表面層である。すなわち、電荷輸送層は、ユニバーサル硬さ値(HU)が150N/mm2以上270N/mm2以下であり、かつ弾性変形率(We)が40%以上65%以下である。
単層型感光層は、電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂および溶剤を含有する感光層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥させることで形成することができる。電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂としては、上記「(1)積層型感光層」における材料の例示と同様である。
本発明の一態様に係る電子写真感光体は、感光層の上に保護層を有してもよい。電子写真感光体が保護層を有する場合は、保護層が本発明における表面層となる。
本発明で用いられるクリーニングブレードの材料としては、ポリウレタンゴム、ネオプレンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム又はフッ素ゴム等があり、好ましくはウレタンゴムである。また、ウレタンゴムは高硬度でしかも弾性に富み、更に極性を持ちやすい耐磨耗性や、機械的強度や、耐油性や、耐オゾン性などに優れる点でも好ましい。ウレタンゴムとしては、一般にイソシアネートとポリオール及び各種水素含有化合物との付加反応を経て合成されるポリウレタンが用いられており、ポリオール成分として、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテル系ポリオールやアジペート系ポリオール、ポリカプロラクタム系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール等のポリエステル系ポリオールを用い、ポリイソシアネート成分として、トリレンジイソシアネート、4,4’ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、トルイジンジイソシアネート等の芳香族系ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂肪族系ポリイソシアネートを用いてウレタンプレポリマーを調製し、これに硬化剤を加えて、所定の型内に注入し、架橋硬化させた後、常温で熟成することによって製造されている。上記硬化剤としては、1,4−ブタンジオール等の二価アルコールとトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の三価以上の多価アルコールとが併用される。
本発明は、電子写真感光体と、
前記電子写真感光体に当接し前記電子写真感光体を帯電するための帯電手段と、
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画像を形成するためのトナーを有する現像手段と、
前記電子写真感光体にブレードを当接し前記電子写真感光体上の前記トナーを除去するクリーニング手段と、を有することを基本構成としたものである。
本発明における、TE1及びTE2は、回転式プロペラ型ブレードを備えた粉体流動性測定装置(パウダーレオメータFT−4、Freeman Technology社製;以下、FT−4と省略する)を用いて測定する。
上述のFT−4測定専用容器にトナーを4.5cm3加える。粉体の体積は、島津製作所製の乾式自動密度計アキュピック1330により測定された真密度(g/cm3)から算出する。FT−4測定専用の圧縮ピストンを取り付け40Nで60秒間圧密を行う。さらに、トナーを4.5cm3加え、同様に圧縮操作を計3回行う。測定容器のスプリット部分で圧縮されたトナー層をすり切り、粉体層上部を取り除く。
トナー粉体層表面に対して時計回り(ブレードの回転によりトナー粉体層を押し込まない方向)の回転方向で、ブレードの周速(ブレードの最外縁部の周速)を10mm/secとし、トナー粉体層への垂直方向の進入速度を、移動中のブレードの最外縁部が描く。
トナー粒子の真密度は、島津製作所製の乾式自動密度計「アキュピック1330」を用い、当該機器の操作マニュアルに従い測定する。
トナー(粒子)の平均円形度の測定には、フロー式粒子像分析装置である「FPIA−3000型」(シスメックス(株)製)を用い、校正作業時の測定・解析条件で測定する。
磁性体の一次粒子の個数平均粒径の測定は、走査型電子顕微鏡「S−4800」(商品名;日立製作所製)を用いて行う。エポキシ樹脂中へ観察すべきトナーを十分に分散させた後、温度40℃の雰囲気中で2日間硬化させて硬化物を得る。得られた硬化物をミクロトームにより薄片状のサンプルとして、S−4800において1万〜4万倍の拡大倍率の画像を撮影し、該画像中の100個の磁性体の一次粒子の投影面積を測定する。そして、該投影面積に等しい円の相当径を磁性体の一次粒子の粒子径とし、該100個の平均値を磁性体の一次粒子の個数平均粒径とする。
トナーの透過型電子顕微鏡(TEM)による断面観察は以下のようにして実施することができる。まず、カバーガラス(松波硝子社、角カバーグラス 正方形 No.1)上にトナーを一層となるように散布し、オスミウム・プラズマコーター(filgen社、OPC80T)を用いて、保護膜としてトナーにOs膜(5nm)及びナフタレン膜(20nm)を施す。次に、PTFE製のチューブ(内径Φ1.5mm×外径Φ3mm×3mm)に光硬化性樹脂D800(日本電子社)を充填し、チューブの上に前記カバーガラスをトナーが光硬化性樹脂D800に接するような向きで静かに置く。この状態で光を照射して樹脂を硬化させた後、カバーガラスとチューブを取り除くことで、最表面にトナーが包埋された円柱型の樹脂を形成する。
走査透過型電子顕微鏡(STEM)で観察されるトナー粒子の断面における、磁性体の表面偏在度の測定方法は、以下の通りである。
下記装置を下記条件にて使用し、トナー表面の元素分析を行う。
・測定装置:Quantum2000(商品名、アルバックファイ(株)製)
・X線源:モノクロAl Kα
・Xray Setting:100μmφ(25W(15KV))
・光電子取りだし角:45度
・中和条件:中和銃とイオン銃の併用
・分析領域:300μm×200μm
・Pass Energy:58.70eV
・ステップサイズ:1.25eV
・解析ソフト:Multipak(PHI社)
シリカ微粒子の被覆率を求める場合は、C 1c(B.E.280〜295eV)、O1s(B.E.525〜540eV)及びSi 2p(B.E.95〜113eV)のピークを使用してSi原子の定量値を算出する。ここで得られたSi原子の定量値をY1とする。
X1(面積%)=(Y1/Y2)×100
まず、イオン交換水100mLに、コンタミノンN(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業(株)製)を6mL入れ分散媒を作製する。この分散媒に、トナー5gを添加し、超音波分散機(アズワン(株)VS−150)で5分間分散させる。その後、いわき産業(株)製「KM Shaker」(model:V.SX)にセットし、1分当たり350往復の条件で20分間振盪する。
イオン交換水100mLにスクロース(キシダ化学製)160gを加え、湯せんをしながら溶解させショ糖濃厚液を調製する。遠心分離用チューブに該ショ糖濃厚液31gと、6mLのコンタミノンNを入れ、分散液を作製する。この分散液にトナー1gを添加し、スパチュラなどでトナーのかたまりをほぐす。
細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置(商品名:コールター・カウンター Multisizer 3)と、専用ソフト(商品名:ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51、ベックマン・コールター社製)を用いる。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250mL丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mLを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、前記専用ソフトの「アパーチャーチューブのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100mL平底ビーカーに前記電解水溶液約30mLを入れる。ここにコンタミノンN(商品名)(精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業(株)製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を約0.3mL加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器(商品名:Ultrasonic Dispersion System Tetora150、日科機バイオス(株)製)の水槽内にイオン交換水所定量とコンタミノンN(商品名)を約2mL添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー(粒子)約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナー(粒子)を分散した前記(5)の電解水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)又は個数平均粒径(D1)を算出する。なお、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、「分析/個数統計値(算術平均)」画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)である。
トナーの軟化点の測定は、定荷重押し出し方式の細管式レオメータ「流動特性評価装置 フローテスターCFT−500D」(島津製作所社製)を用い、装置付属のマニュアルに従って行なう。本装置では、測定試料の上部からピストンによって一定荷重を加えつつ、シリンダに充填した測定試料を昇温させて溶融し、シリンダ底部のダイから溶融された測定試料を押し出し、この際のピストン降下量と温度との関係を示す流動曲線を得ることができる。
試験モード:昇温法
開始温度:40℃
到達温度:200℃
測定間隔:1.0℃
昇温速度:4.0℃/min
ピストン断面積:1.000cm2
試験荷重(ピストン荷重):10.0kgf(0.9807MPa)
予熱時間:300秒
ダイの穴の直径:1.0mm
ダイの長さ:1.0mm
ユニバーサル硬さ値(HU)および弾性変形率は、25℃/50%RH環境下、微小硬さ測定装置フィシャースコープH100V(Fischer社製)を用いて測定した。
硫酸第一鉄水溶液中に、鉄イオンに対して1.0当量の苛性ソーダ溶液(Feに対しP換算で1質量%のヘキサメタリン酸ナトリウムを含有)を混合し、水酸化第一鉄を含む水溶液を調製した。水溶液をpH9に維持しながら、空気を吹き込み、80℃で酸化反応を行い、種晶を生成させるスラリー液を調製した。
シンプソン・ミックスマーラに磁性体1を10.0kg投入し、シランカップリング剤として、n−デシルトリメトキシシランを110g添加し、1時間作動することにより、磁性体1の粒子表面を上記シランカップリング剤で疎水化処理することで磁性体2を得た。得られた磁性体2は、一次粒子の個数平均粒径が200nmであり、疎水化度は66%であった。
硫酸第一鉄水溶液中に、鉄イオンに対して1.0当量の苛性ソーダ溶液(Feに対しP換算で1質量%のヘキサメタリン酸ナトリウムを含有)を混合し、水酸化第一鉄を含む水溶液を調製した。水溶液をpH9に維持しながら、空気を吹き込み、80℃で酸化反応を行い、種晶を生成させるスラリー液を調製した。
国際公開第2013/063291号の実施例1に従って、シリカ含有の有機無機複合微粒子である外添剤1を製造した。この外添剤1の1次粒子の個数平均径は80nmであり、真密度は1.6g/cm3であった。
イオン交換水720部に0.1mol/L−Na3PO4水溶液450部を投入し温度60℃に加温した後、1.0mol/L−CaCl2水溶液67.7部を添加して分散安定剤を含む水系媒体を得た。
・n−ブチルアクリレート 25.00部
・架橋剤(1,6−ヘキサンジオールジアクリレート) 0.65部
・ポリエステル樹脂 4.0部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物とテレフタル酸との縮合反応により得られる飽和ポリエステル樹脂 Mn=5000、酸価=1.0mgKOH/g、Tg=68℃)
・磁性体2 65.00部
上記処方をアトライター(日本コークス工業(株))を用いて均一に分散混合した。得られた単量体組成物を温度60℃に加温し、そこに以下の材料を混合及び溶解し、重合性単量体組成物とした。
・負荷電制御剤T−77(保土谷化学工業製) 1.00部
・離型剤 8.00部
(フィッシャートロプッシュワックス(HNP−51:日本精蝋(株)製))
・重合開始剤 9.00部
(t−ブチルパーオキシピバレート(25%トルエン溶液))
トナー1の製造例において、表1のように処方変更した以外は、トナー1の製造例と同様にして、2〜15を得た。物性を表2に示す。
(ポリエステル樹脂1の製造)
・テレフタル酸 30.0部
・トリメリット酸 5.0部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド(2モル)付加物 160.0部
・ジブチルスズオキシド 0.1部
上記材料を加熱乾燥した二口フラスコに入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち撹拌しながら昇温した。その後、140℃から220℃に約12時間かけて昇温させながら縮重合反応させた後、210℃〜240℃の範囲で減圧しながら重縮合反応を進行させ、ポリエステル樹脂1を得た。
・ポリエステル樹脂1 100.0部
・磁性体1 100.0部
・離型剤 5.0部
(フィッシャートロプッシュワックス(HNP−51:日本精蝋(株)製))
・荷電制御剤 (T−77:保土ヶ谷化学社製) 2.0部
上記材料をFMミキサ(日本コークス工業社製)で前混合した後、二軸混練押し出し機(池貝鉄工(株)製PCM−30型))によって、溶融混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗粉砕した後、得られた粗粉砕物を、ターボミルT−250(ターボ工業社製)を用いて、フィード量を20kg/hrとし、排気温度が40℃になるようエアー温度を調整して微粉砕し、コアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて分級して、トナー粒子13を得た。
下記材料をアトライタ(三井三池化工機株式会社)に投入し、さらに直径1.7mmのジルコニア粒子を用いて、220rpmで5時間分散させ、顔料マスターバッチを得た。
・スチレン 60部
・カーボンブラック(Nipex35 デグサジャパン社製) 7部
・荷電制御剤(オリエント社製:ボントロンE−89) 0.10部
・スチレン 12部
・n−ブチルアクリレート 28部
・1,6ヘキサンジオールジアクリレート 1.0部
・顔料マスターバッチ 67.1部
・ポリエステル樹脂 4.0部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物とテレフタル酸との縮合反応により得られる飽和ポリエステル樹脂 Mn=5000、酸価=1.0mgKOH/g、Tg=68℃)
上記材料をアトライタ(三井三池化工機(株)製)を用いて均一に分散混合した。得られた単量体組成物を温度60℃に加温し、そこに以下の材料を混合及び溶解し、重合性単量体組成物とした。
・負荷電制御剤T−77(保土谷化学工業製) 1.00部
・離型剤 8.00部
(フィッシャートロプッシュワックス(HNP−51:日本精蝋(株)製))
・重合開始剤 9.00部
(t−ブチルパーオキシピバレート(25%トルエン溶液))
トナー1の製造例において、外添剤2を、個数平均粒径が8nmのシリカ微粒子をヘキサメチルジシラザンで処理をしたものに変更し、部数を0.8部としたこと以外は、トナー1の製造例と同様の操作を行い、トナー18を得た。得られたトナーの物性を表2に示す。
・ポリエステル樹脂1 100.0部
・カーボンブラック(Nipex35 デグサジャパン社製) 7.0部
・離型剤 5.0部
(フィッシャートロプッシュワックス(HNP−51:日本精蝋(株)製))
・荷電制御剤 (T−77:保土ヶ谷化学社製) 2.0部
上記材料をFMミキサ(日本コークス工業社製)で前混合した後、二軸混練押し出し機(池貝鉄工(株)製PCM−30型))によって、溶融混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗粉砕した後、得られた粗粉砕物を、ターボミルT−250(ターボ工業社製)を用いて、フィード量を20kg/hrとし、排気温度が40℃になるようエアー温度を調整して微粉砕し、コアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて分級して、トナー粒子15を得た。
・スチレンアクリル共重合体 100部
(スチレンとn−ブチルアクリレートの質量比が78.0:22.0、メインピーク分子量Mpが10000)
・磁性体1 90部
・モノアゾ染料の鉄錯体(T−77:保土谷化学工業(株)) 2.0部
・フィッシャートロプシュワックス 4部
(融点:74℃、数平均分子量Mn:500)
上記混合物をヘンシェルミキサーで前混合した後、温度110℃に加熱された2軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミルで粗粉砕してトナー粗粉砕物を得た。得られた粗粉砕物をターボミルT−250(ターボ工業社製)を用いて、フィード量を20kg/hrとし、排気温度が40℃になるようエアー温度を調整して微粉砕し、コアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて分級して、トナー粒子16を得た。
トナー16の製造例において、磁性体1の添加量と、外添剤1および外添剤2の添加量を表1のように変更した以外は同様の操作を行い、トナー21を得た。得られたトナーの物性を表2に示す。
(ポリエステル樹脂2の製造例)
・テレフタル酸 48.0部
・ドデセニルコハク酸 17.0部
・トリメリット酸 10.2部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド(2モル)付加物 80.0部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド(2モル)付加物 74.0部
・ジブチルスズオキシド 0.1部
上記材料を加熱乾燥した二口フラスコに入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち撹拌しながら昇温した。その後、150〜230℃で約13時間縮重合反応させた後、210〜250℃で徐々に減圧して、ポリエステル樹脂2を得た。
撹拌装置のついたビーカーに、100.0部の酢酸エチル、30.0部のポリエステル樹脂2、0.1mol/Lの水酸化ナトリウム0.3部、及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK)0.2部を投入し、60.0℃に加熱して、完全に溶解するまで撹拌を続け、樹脂溶解液1を調製した。
・ベヘン酸ベヘニル 50.0部
・アニオン性界面活性剤 0.3部
(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK)
・イオン交換水 150.0部
以上を混合して95℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した。その後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社製)で分散処理し、ワックス粒子を分散させてなるワックス分散液1(固形分濃度:25質量%)を調製した。得られたワックス粒子の体積平均粒径は0.22μmであった。
・磁性体2 25.0部
・イオン交換水 75.0部
上記材料を混合して、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて8000rpmで10分間分散し、磁性体分散液1を得た。磁性体分散液1中の磁性体の体積平均粒径は0.32μmであった。
・樹脂粒子分散液1(固形分25.0質量%) 195.0部
・ワックス分散液1(固形分25.0質量%) 15.0部
・磁性体分散液1(固形分25.0質量%) 117.0部
ビーカーに、上記材料を投入し、水の総部数が250部になるように調整した後、30.0℃に温調した。その後、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて、5000rpmで1分間撹拌することにより混合した。さらに凝集剤として10.0部の硫酸マグネシウム2.0質量%水溶液を徐々に添加した。
直径24mm、長さ257.5mmのアルミニウムシリンダー(JIS−A3003、アルミニウム合金)を支持体(導電性支持体)とした。
次に、以下の材料を用意した。
・金属酸化物粒子としての酸素欠損型酸化スズ(SnO2)で被覆されている酸化チタン(TiO2)粒子(平均一次粒径230nm)214部
・結着材料としてのフェノール樹脂(フェノール樹脂のモノマー/オリゴマー)(商品名:プライオーフェンJ−325、大日本インキ化学工業(株)製、樹脂固形分:60質量%)132部
・溶剤としての1−メトキシ−2−プロパノール98部を、直径0.8mmのガラスビーズ450部
以下の材料を用意した。
・下記式(E)で示される電子輸送物質4部
・ブロックイソシアネート(商品名:デュラネートSBN−70D、旭化成ケミカルズ(株)製)5.5部
・ポリビニルブチラール樹脂(エスレックKS−5Z、積水化学工業(株)製)0.3部
・触媒としてのヘキサン酸亜鉛(II)(三津和化学薬品(株)製)0.05部
これらを、テトラヒドロフラン50部と1−メトキシ−2−プロパノール50部の混合溶媒に溶解して下引き層用塗布液を調製した。この下引き層用塗布液を導電層上に浸漬塗布し、これを30分間170℃で加熱することによって、膜厚が0.7μmの下引き層を形成した。
次に、CuKα特性X線回折より得られるチャートにおいて、7.5°および28.4°の位置にピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン10部とポリビニルブチラール樹脂(商品名:エスレックBX−1、積水化学工業社製)5部を用意した。これらをシクロヘキサノン200部に添加し、直径0.9mmのガラスビーズを用いたサンドミル装置で6時間分散し、これにシクロヘキサノン150部と酢酸エチル350部をさらに加えて希釈して電荷発生層用塗布液を得た。得られた塗布液を下引き層上に浸漬塗布し、95℃で10分間乾燥することにより、膜厚が0.20μmの電荷発生層を形成した。なお、X線回折の測定は、次の条件で行ったものである。
使用測定機:理学電気(株)製、X線回折装置RINT−TTRII
X線管球:Cu
管電圧:50KV
管電流:300mA
スキャン方法:2θ/θスキャン
スキャン速度:4.0°/min
サンプリング間隔:0.02°
スタート角度(2θ):5.0°
ストップ角度(2θ):40.0°
アタッチメント:標準試料ホルダー
フィルター:不使用
インシデントモノクロ:使用
カウンターモノクロメーター:不使用
発散スリット:開放
発散縦制限スリット:10.00mm
散乱スリット:開放
受光スリット:開放
平板モノクロメーター:使用
カウンター:シンチレーションカウンター。
次に、以下の材料を用意した。
・下記式(C−1)で示される化合物(電荷輸送物質(正孔輸送性化合物))6部
・下記式(C−2)で示される化合物(電荷輸送物質(正孔輸送性化合物))3部
・下記式(C−3)で示される化合物(電荷輸送物質(正孔輸送性化合物))1部
・ポリカーボネート(商品名:ユーピロンZ400、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製)10部
・(C−4)と(C−5)の共重合ユニットを有するポリカーボネート樹脂0.02部(x/y=9/1:Mw=20000)
これらをo−キシレン25部/安息香酸メチル25部/ジメトキシメタン25部の混合溶剤に溶解させることによって電荷輸送層用塗布液を調製した。この電荷輸送層用塗布液を電荷発生層上に浸漬塗布して塗膜を形成し、塗膜を30分間120℃で乾燥させることによって、膜厚が12μmの電荷輸送層を形成した。
以下に示す材料を用意した。
・下記式(A−12)で示される化合物10部
・下記式(A−25)で示される化合物10部
・1−プロパノール50部
・1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン(商品名:ゼオローラH、日本ゼオン(株)製)25部
直径30mm×357.5mmのアルミニウムシリンダーを支持体とし、それに、以下の材料より構成される塗料を支持体上に浸漬コーティング法で塗布し、140℃で30分熱硬化して、膜厚が18μmの導電層を形成した。
導電性顔料:SnO2コート処理硫酸バリウム 10部
抵抗調節用顔料:酸化チタン 2部
バインダー樹脂:フェノール樹脂 6部
レベリング材:シリコーンオイル 0.001部
溶剤:メタノール、メトキシプロパノール0.2/0.8 15部
次に、この上にN−メトキシメチル化ナイロン3部および共重合ナイロン3部をメタノール65部およびnブタノール30部の混合溶媒に溶解した溶液を浸漬コーティング法で塗布して、膜厚が0.7μmの中間層を形成した。
感光体2の製造において、正孔輸送性化合物32部を下記構造式(A−27)の化合物20部に変更した。それ以外は、感光体2と同様にして感光体3を製造した。感光体3の物性を表3に示す。
感光体2の製造例における保護層用塗料の調製を、正孔輸送性化合物45部をn−プロピルアルコール55部に溶解し、37部のポリテトラフルオロエチレン微粒子(テフロン(登録商標)、デュポン社)を添加して高圧分散機(マイクロフルイタイザー、Microfluidics社製)にて分散した以外は同様にして、感光体4を製造した。感光体4の物性を表3に示す。
感光体1の製造例において、保護層の製造条件の電子線の照射時間を5.0秒間にした以外は同様にして、感光体5を製造した。感光体5の物性を表3に示す。
感光体1の製造において、保護層用塗布液を調製に用いる材料を以下のように変更した。
・下記式(A−12)で示される化合物20部
感光体6の製造において、保護層用塗布液の調製に用いる材料を以下のように変更した以外は同様にして、感光体7を製造した。
・上記式(A−12)で示される化合物10部
・下記式(O−1)で示される化合物10部
感光体2の製造において、保護層を形成しなかった以外は同様にして、感光体8を製造した。感光体8の物性を表3に示す。
感光体2の製造例において表面保護層用の塗料の調製を下記の手順により作製した。
感光体2の製造例において、電子線の線量を25kGyとし、照射後の加熱を行わなかったこと以外同様にして、感光体10を得た。感光体10の物性を表3に示す。
感光体1の製造において、電子線の照射時間を1.6秒間とし、塗膜の乾燥温度を110℃、膜厚を18μmとし、保護層を形成しなかった以外は、感光体1と同様にして感光体11を製造した。感光体11の物性を表3に示す。
HP製プリンター(HP LaserJet Enterprise Color M553dn)を改造して、評価用画像形成装置とした。改造点としては、プロセススピードを1.3倍となるようにした他、中間転写ベルトに具備されているクリーニングブレードを取り外した。中間転写ベルトに具備されているクリーニングブレードを取り外すことで、紙の填料が中間転写ベルトを介して電子写真感光体に付着し易くなる。このため、直接紙に転写するような画像形成装置と同様に、画像流れの評価ではより厳しい条件となる。
評価結果を表4に示す。
上述のプリンターに、メディアとして填料にタルクを用いた紙であるCTM−2(王子製紙(株)製)をセットし、32.5℃/80%RHにて、印字率4%の文字パターン画像を10,000枚通紙した。この時、2枚/1ジョブとして、ジョブとジョブの間にマシンがいつたん停止してから次のジョプが始まるように設定したモードで通紙を行った。その後、電源をOFFして3日間放置した。放置後、印字率4%の文字パターンの画像を連続出力した。出力した画像を確認し、画像流れが消えるまで画像出力に要した出力枚数に応じて以下のランク分けを行い、C以上を良好と判断した。
[評価基準]
A:発生無し
B:5枚未満で消失
C:5枚以上20枚未満で消失
D:20枚以上で消失
上述のプリンターに、メディアとしてoffice70(キヤノン製)をセットし、32.5℃/80%RHにて、画像の印刷面の一部にマスクのため付箋を貼り付けた紙を用いて、全白画像を出力した(白画像1)。その後、印字率4%の文字パターン画像を10,000枚通紙した。この時、2枚/1ジョブとして、ジョブとジョブの間にマシンがいつたん停止してから次のジョプが始まるように設定したモードで通紙を行った。次に、再度、像の印刷面の一部にマスクのため付箋を貼り付けた紙を用いて、全白画像を出力した(白画像2)。
[評価基準]
A:初期と耐久後のかぶり差が0.5%未満
B:初期と耐久後のかぶり差が0.5%以上1.5%未満
C:初期と耐久後のかぶり差が1.5%以上2.5%未満
D:初期と耐久後のかぶり差が2.5%以上
上述のプリンターに、メディアとしてoffice70(キヤノン製)をセットし、15℃/10%RHにて、印字率4%の文字パターン画像を20,000枚通紙した。その後、トナーの載り量が0.2mg/cm2であるハーフトーン画像を5枚印刷し、評価した。その後、C以上を良好と判断した。
A:クリーニング不良画像なし、帯電ローラー汚れもなし。
B:クリーニング不良画像なし、帯電ローラー汚れあり。
C:ハーフトーン画像上にクリーニング不良が少し確認できる。
D:ハーフトーン画像上にクリーニング不良が目立つ。
上述のプリンターに、メディアとしてoffice70(キヤノン製)をセットし、15℃/10%RHにて、印字率4%の文字パターン画像を20,000枚通紙した。この時、2枚/1ジョブとして、ジョブとジョブの間にマシンがいつたん停止してから次のジョプが始まるように設定したモードで通紙を行った。その後、電源をOFFして3日間放置した。
A:横しま状の画像は発生しない。
B:1枚目のみに横しま状の画像が認められる。
C:2枚目以降にも横しま状の画像がわずかに認められる。
D:横しま状の画像が目立つ
トナー及び感光体とクリーニングブレードの線圧の条件を表4の組み合せにするほかは実施例1と同様に評価を行った。評価結果を表4に示す。
Claims (8)
- 電子写真感光体と、
前記電子写真感光体に当接し前記電子写真感光体を帯電するための帯電手段と、
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画像を形成するためのトナーを有する現像手段と、
前記電子写真感光体にクリーニングブレードを当接し前記電子写真感光体上の前記トナーを除去するクリーニング手段と、を有する画像形成装置であって、
前記トナーは、結着樹脂を含有するトナー粒子を有し、粉体流動性測定において、測定容器内で40Nの垂直荷重を加えて作製した前記トナーの粉体層の表面に、プロペラ型ブレードを該プロペラ型ブレードの最外縁部の周速10mm/secで回転させながら、侵入させたときのTotal Energy(TE)が150mJ以上400mJ以下であり、かつ、前記トナーの真密度が1.25g/cm3以上1.80g/cm3以下であり、
前記電子写真感光体は、支持体及び表面層を有し、前記電子写真感光体の表面のユニバーサル硬さ値(HU)が150N/mm2以上270N/mm2以下であり、かつ弾性変形率(We)が40%以上65%以下であることを特徴とする画像形成装置。 - 前記トナーの平均円形度が0.955以上である請求項1に記載の画像形成装置。
- X線光電子分光分析により測定される、前記シリカ微粒子による前記トナー粒子表面の被覆率X1が30%以上65%以下である請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記トナーの軟化点が100℃以上140℃以下である請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記トナー粒子が磁性体を含有しており、走査透過型電子顕微鏡による前記トナーの断面観察において前記トナー粒子の断面の輪郭から該断面の重心方向へ200nm以下の領域における、前記磁性体が占める面積比率をA1としたとき、前記面積比率A1が38%以上85%以下である請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 走査透過型電子顕微鏡による前記トナーの断面観察において前記トナー粒子の断面の輪郭から前記断面の重心方向へ200nm以上400nm以下の領域における、前記磁性体が占める面積比率をA2としたとき、前記面積比率A1に対するA2の比(A2/A1)が0以上0.75以下である請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記電子写真感光体に当接するクリーニングブレードの当接圧が、線圧で45g/cm以上100g/cm以下である請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 画像形成装置の、装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
前記プロセスカートリッジは、電子写真感光体と、
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画像を形成するためのトナーを有する現像手段と、
前記電子写真感光体にクリーニングブレードを当接し前記電子写真感光体上の前記トナーを除去するクリーニング手段と、
を有するプロセスカートリッジであって、
前記トナーは、結着樹脂を含有するトナー粒子を有し、粉体流動性測定において、測定容器内で40Nの垂直荷重を加えて作製した前記トナーの粉体層の表面に、プロペラ型ブレードを該プロペラ型ブレードの最外縁部の周速10mm/secで回転させながら、侵入させたときのTotal Energy(TE)が150mJ以上400mJ以下であり、かつ、前記トナーの真密度が1.25g/cm3以上1.80g/cm3以下であり、
前記電子写真感光体は、支持体及び表面層を有し、前記電子写真感光体の表面のユニバーサル硬さ値(HU)が150N/mm2以上270N/mm2以下であり、かつ弾性変形率(We)が40%以上65%以下であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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