JP2021131520A - 画像形成方法及び画像形成システム - Google Patents
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Images
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- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
このような電子写真システムにおいては、応答速度の速い電子写真感光体(以下、単に「感光体」ともいう。)が使用される。
前記電子写真感光体が感光層を有し、
当該感光層が、電荷輸送物質として、下記一般式(1)で表される構造を有する化合物を含有し、かつ、
前記静電荷像現像用トナーが、外添剤として一次粒子の個数平均粒径が10〜80nmの範囲内のチタン酸化合物粒子を含有することを特徴とする画像形成方法。
当該シリカ粒子の粒度分布の変動係数が20%以下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画像形成方法。
第1項から第7項までのいずれか一項に記載の画像形成方法を実施することを特徴とする画像形成システム。
このような化合物を感光層に電荷輸送物質として添加することで高速応答性に優れた電子写真感光体を得ることができる。
したがって、前記トナーに外添剤として一次粒子の個数平均粒径を適切な範囲内としたチタン酸化合物粒子を含有させることで、低温低湿環境でもトナーの過剰な帯電が抑制され、細線の再現性を向上させることができる。
したがって、トナーの過剰な帯電は長期にわたって抑制されやすくなる。
この特徴は、下記各実施形態に共通又は対応する技術的特徴である。
また、当該チタン酸化合物粒子が、ランタン元素を更に含有することが好ましい。
本発明の画像形成方法及び画像形成システムは、静電荷像現像用トナーと電子写真感光体を使用し、少なくとも帯電工程、露光工程、現像工程及び転写工程を有する画像形成方法であって、前記電子写真感光体が感光層を有し、当該感光層が、電荷輸送物質として、前記一般式(1)で表される構造を有する化合物を含有し、かつ、前記静電荷像現像用トナーが、外添剤として一次粒子の個数平均粒径が10〜80nmの範囲内のチタン酸化合物粒子を含有することを特徴とする。
以下において、本発明の画像形成方法及び画像形成システムの構成要素について順次説明する。
本発明の画像形成方法は、静電荷像現像用トナーと電子写真感光体を使用し、少なくとも帯電工程、露光工程、現像工程及び転写工程を有する画像形成方法である。
工程としては、下記の各種工程を含む形態であることが好ましい。各工程の詳細については後述する。
(b)帯電された前記感光体を露光することによって静電潜像を形成させる工程
(c)前記静電潜像を静電荷像現像用トナーによって現像する工程
(d)現像されたトナー像を転写材に転写する工程
(e)転写材に転写されたトナー像を定着する工程
(f)前記トナー像を転写した後に前記感光体上をクリーニングブレードにてクリーニ ングする工程
本発明に係る電子写真感光体は、感光層を有し、当該感光層が、電荷輸送物質として、前記一般式(1)で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする。
図1に、電子写真感光体の層構成の一例の概略部分断面図を示す。図1に示す電子写真感光体7は、導電性支持体4上に、下引層1、電荷発生層2及び電荷輸送層3がこの順序で積層された構造を有する。そして、電荷発生層2及び電荷輸送層3が感光層5を構成している。
以下、電子写真感光体の各要素について説明する。なお、各要素の符号は、省略して説明する。
本発明に係る感光層は、電荷発生又は電荷輸送の機能を担う電荷発生層と電荷輸送層とを有する。
前記感光層は、電荷輸送物質として、特定構造のトリフェニルアミン系化合物である下記一般式(1)で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする。
前記感光層が単一層(電荷発生/電荷輸送層)の場合は、例えば、電荷発生物質と電荷輸送物質と、必要に応じて、バインダー樹脂、及びその他周知の添加剤と、を含む層である。なお、これら材料は、後述する電荷発生層及び電荷輸送層で説明する物質と同様である。
前記単一層の層厚は、例えば、5〜50μmの範囲内がよく、好ましくは10〜40μmの範囲内である。
電荷輸送層は、例えば、電荷輸送物質とバインダー樹脂とを含む層である。
本発明に係る感光層は、電荷輸送物質として、特定構造のトリフェニルアミン系化合物である前記一般式(1)で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする。
トリフェニルアミン系電荷輸送物質は、トリフェニルアミン構造に、ブタジエン構造「−CH=CH−CH=C=」を含む基が3つ連結した電荷輸送物質である。具体的には、トリフェニルアミン構造の3つフェノール骨格に、各々、ブタジエン構造「−CH=CH−CH=C=」を含む基が連結した電荷輸送物質である。
ル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−イコシル基等が挙げられる。
基、イソヘプタデシルオキシ基、sec−ヘプタデシルオキシ基、tert−ヘプタデシルオキシ基、ネオヘプタデシルオキシ基、イソオクタデシルオキシ基、sec−オクタデシルオキシ基、tert−オクタデシルオキシ基、ネオオクタデシルオキシ基、イソノナデシルオキシ基、sec−ノナデシルオキシ基、tert−ノナデシルオキシ基、ネオノナデシルオキシ基、1−メチルオクチルオキシ基、イソイコシルオキシ基、sec−イコシルオキシ基、tert−イコシルオキシ基、ネオイコシルオキシ基等が挙げられる。
・−CH3:メチル基
・−OCH3:メトキシ基
ベンジジン系電荷輸送物質は、ベンジジン構造「N−Ph−Ph−N(ただし、Ph=フェニル基)」を有する電荷輸送物質である。
具体的には、ベンジジン系電荷輸送物質としては、下記一般式(2)で表される電荷輸送物質が挙げられる。
−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、イソペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、tert−ペンチルオキシ基、イソヘキシルオキシ基、sec−ヘキシルオキシ基、tert−ヘキシルオキシ基、イソヘプチルオキシ基、sec−ヘプチルオキシ基、tert−ヘプチルオキシ基、イソオクチルオキシ基、sec−オクチルオキシ基、tert−オクチルオキシ基、イソノニルオキシ基、sec−ノニルオキシ基、tert−ノニルオキシ基、イソデシルオキシ基、sec−デシルオキシ基、tert−デシルオキシ基等が挙げられる。
これらの中でも、アルコキシ基としては、メトキシ基が好ましい。
これらの中でも、アリール基としては、フェニル基が好ましい。
・−CH3:メチル基
・−C2H5:エチル基
・−OCH3:メトキシ基
・−OC2H5:エトキシ基
電荷輸送物質の含有量としては、例えば、電荷輸送層全体に対して、20〜80質量%の範囲内が好ましく、40〜60質量%の範囲内がより好ましい。
電荷輸送層に用いるバインダー樹脂は、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコーン樹脂、シリコーンアルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキッド樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシラン等が挙げられる。これらの中でも、バインダー樹脂としては、ポリカーボネート樹脂又はポリアリレート樹脂が好適である。これらのバインダー樹脂は1種を単独で又は2種以上で用いる。
これらの中でも、アルキル基としては、メチル基、エチル基等の低級アルキル基が好ましい。
これらの中でも、アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、ブチレン基等の低級アルキル基が好ましい。
シクロアルキレン基として具体的には、シクロプロピレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロオクチレン基、シクロドデカニレン基等が挙げられる。
これらの中でも、シクロアルキレン基としては、シクロヘキシレン基が好ましい。
一般式(PCB)において、RP3、及びRP4は、各々独立に、水素原子、又は炭素数1〜6のアルキル基を表し、XP1がアルキレン基、又はシクロアルキレン基を表すことが好ましい。
なお、バインダー樹脂(特に、ポリカーボネート樹脂)の粘度平均分子量の測定方法としては、次の方法により測定される値である。樹脂1gをメチレンクロライド100cm3に均一溶解し、25℃の測定環境下でウベローデ粘度計により、その比粘度ηspを測定し、ηsp/c=〔η〕+0.45〔η〕2cの関係式(ただしcは濃度(g/cm3)より極限粘度〔η〕(cm3/g)をもとめ、H.Schnellによって与えられている式、〔η〕=1.23×10−4Mv0.83の関係式より粘度平均分子量Mvを求める。
本発明においては、感光層に酸化防止剤を含有することが好ましい。
酸化防止剤は、電荷輸送層(感光層)の内部又は表面に存在する酸化性物質に対して、光、熱、放電などの条件下で酸素の作用を防止又は抑制する性質を有する物質である。
これら酸化防止剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
電荷輸送層には、その他、周知の添加剤が含まれていてもよい。
電荷輸送層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた電荷輸送層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥、必要に応じて加熱することで行う。
一般式(1)又は(2)で表される化合物の分析は、感光層を有機溶媒(アセトン)で溶解させ、NMR、LC/MS測定により各成分の定性を行った。また、有機溶媒(アセトン)可溶分について逆相HPLC/コロナCAD測定により電荷輸送材料の組成比算出を行うことができる。
電荷発生層は、例えば、電荷発生物質とバインダー樹脂とを含む層である。また、電荷発生層は、電荷発生物質の蒸着層であってもよい。
電荷発生物質としては、ビスアゾ、トリスアゾ等のアゾ顔料;ジブロモアントアントロン等の縮環芳香族顔料;ペリレン顔料;ピロロピロール顔料;フタロシアニン顔料;酸化亜鉛;三方晶系セレン等が挙げられる。
い電荷発生物質を用いたときに顕著となる。
なお、n−型の判定は、通常使用されるタイムオブフライト法を用い、流れる光電流の極性によって判定され、正孔よりも電子をキャリアとして流しやすいものをn−型とする。
特に、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料としては、例えば、600〜900nmの範囲内の波長域での分光吸収スペクトルにおいて、810〜839nmの範囲内の範囲に最大ピーク波長を有するヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料がより優れた分散性が得られる観点から好ましい。
電荷発生層に用いるバインダー樹脂としては、広範な絶縁性樹脂から選択され、また、バインダー樹脂としては、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン、ポリシラン等の有機光導電性ポリマーから選択してもよい。
バインダー樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂(ビスフェノール類と芳香族2価カルボン酸の重縮合体等)、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂等が挙げられる。ここで、「絶縁性」とは、体積抵抗率が1013Ωcm以上であることをいう。
これらのバインダー樹脂は1種を単独で又は2種以上を混合して用いられる。
電荷発生層には、その他、周知の添加剤が含まれていてもよい。
電荷発生層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた電荷発生層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱することで行う。なお、電荷発生層の形成は、電荷発生物質の蒸着により行ってもよい。電荷発生層の蒸着による形成は、特に、電荷発生物質として縮環芳香族顔料、ペリレン顔料を利用する場合に好適である。
なお、この分散の際、電荷発生層形成用塗布液中の電荷発生物質の平均粒径を0.5μm以下、好ましくは0.3μm以下、更に好ましくは0.15μm以下にすることが有効である。
導電性支持体としては、例えば、金属(アルミニウム、銅、亜鉛、クロム、ニッケル、モリブデン、バナジウム、インジウム、金、白金等)又は合金(ステンレス鋼等)を含む金属板、金属ドラム、及び金属ベルト等が挙げられる。また、導電性支持体としては、例えば、導電性化合物(例えば導電性ポリマー、酸化インジウム等)、金属(例えばアルミニウム、パラジウム、金等)又は合金を塗布、蒸着又はラミネートした紙、樹脂フィルム、ベルト等も挙げられる。ここで、「導電性」とは体積抵抗率が1013Ωcm未満であることをいう。
酸性処理液による処理は、例えば、以下のようにして実施される。先ず、リン酸、クロム酸及びフッ酸を含む酸性処理液を調製する。酸性処理液におけるリン酸、クロム酸及びフッ酸の配合割合は、例えば、リン酸が10〜11質量%の範囲、クロム酸が3〜5質量%の範囲、フッ酸が0.5〜2質量%の範囲であって、これらの酸全体の濃度は13.5〜18質量%の範囲がよい。処理温度は例えば42〜48℃が好ましい。被膜の膜厚は、0.3〜15μmが好ましい。
下引層は、例えば、無機粒子とバインダー樹脂とを含む層である。
無機粒子としては、例えば、粉体抵抗(体積抵抗率)102〜1011Ωcmの範囲内の無機粒子が挙げられる。
これらの中でも、上記抵抗値を有する無機粒子としては、例えば、酸化錫粒子、酸化チタン粒子、酸化亜鉛粒子、酸化ジルコニウム粒子等の金属酸化物粒子がよく、特に、酸化亜鉛粒子が好ましい。
無機粒子の体積平均粒径は、例えば、50〜2000nmの範囲内(好ましくは60〜1000nmの範囲内)がよい。
好ましい。
特に、電子受容性化合物としては、アントラキノン構造を有する化合物が好ましい。アントラキノン構造を有する化合物としては、例えば、ヒドロキシアントラキノン化合物、アミノアントラキノン化合物、アミノヒドロキシアントラキノン化合物等が好ましく、具体的には、例えば、アントラキノン、アリザリン、キニザリン、アントラルフィン、プルプリン等が好ましい。
下引層に用いるバインダー樹脂としては、例えば、電荷輸送性基を有する電荷輸送性樹脂、導電性樹脂(例えばポリアニリン等)等も挙げられる。
これらバインダー樹脂を2種以上組み合わせて使用する場合には、その混合割合は、必要に応じて設定される。
添加剤としては、多環縮合系、アゾ系等の電子輸送性顔料、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムアルコキシド化合物、有機チタニウム化合物、シランカップリング剤等の公知の材料が挙げられる。シランカップリング剤は前述のように無機粒子の表面処理に用いられるが、添加剤として更に下引層に添加してもよい。
クテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレート等が挙げられる。
下引層の表面粗さ(十点平均粗さ)は、モアレ像抑制のために、使用される露光用レーザー波長λの1/(4n)(nは上層の屈折率)から1/2までに調整されていることがよい。
表面粗さ調整のために下引層中に樹脂粒子等を添加してもよい。樹脂粒子としてはシリコーン樹脂粒子、架橋型ポリメタクリル酸メチル樹脂粒子等が挙げられる。また、表面粗さ調整のために下引層の表面を研磨してもよい。研磨方法としては、バフ研磨、サンドブラスト処理、湿式ホーニング、研削処理等が挙げられる。
これらの溶剤として具体的には、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロロベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤が挙げられる。
図示は省略するが、下引層と感光層との間に中間層をさらに設けてもよい。
中間層は、例えば、樹脂を含む層である。中間層に用いる樹脂としては、例えば、アセタール樹脂(例えばポリビニルブチラール等)、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、カゼイン樹脂、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−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂等の高分子化合物が挙げられる。
中間層は、有機金属化合物を含む層であってもよい。中間層に用いる有機金属化合物としては、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、マンガン、ケイ素等の金属原子を含有する有機金属化合物等が挙げられる。
これらの中間層に用いる化合物は、単独で又は複数の化合物の混合物若しくは重縮合物として用いてもよい。
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。
本発明に係る電子写真感光体は、更に保護層を設けることも好ましい。保護層は、重合性化合物、金属酸化物粒子、必要に応じて重合開始剤、特定のラジカル捕捉剤、及び電荷輸送物質、樹脂微粒子等の他の成分を公知の溶媒に添加して塗布液(以下、「保護層形成用塗布液」ともいう。)を調製し、この保護層形成用塗布液を電荷輸送層の外周面に塗布して塗膜を形成し、この塗膜を乾燥し、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膜中の重合性化合物成分を重合させ、硬化されることにより保護層を形成することができる。
保護層形成用塗布液は、円形スライドホッパー塗布装置を用いてスライドホッパー法にて塗布することが、保護層を極力溶解させないという観点から好ましく、例えば、特開2015−114454号公報など開示されている方法で塗布することができる。
照射条件はそれぞれのランプによって異なるが、活性線の照射量は、好ましくは5〜500mJ/cm2の範囲内、より好ましくは5〜100mJ/cm2の範囲内である。
必要な活性線の照射量を得るための照射時間としては、0.1秒間〜10分間が好ましく、作業効率の観点から0.1秒間〜5分間がより好ましい。
保護層の形成の工程においては、活性線を照射する前後、及び活性線を照射中に乾燥を行うことができ、乾燥を行うタイミングはこれらを組み合わせて適宜選択できる。
本発明の感光体は、特に制限されないが、下記工程を有する製造方法で製造されることが好ましい。
工程(1):必要に応じて、導電性支持体の外周面に下引層形成用の塗布液を塗布し、乾燥することにより、下引層を形成する工程、
工程(2):導電性支持体の外周面に、又は工程(1)により導電性支持体上に形成された下引層の外周面に、電荷発生層形成用の塗布液を塗布し、乾燥することにより電荷発生層を形成する工程、
工程(3):下引層上に形成された電荷発生層の外周面に電荷輸送層形成用の塗布液を塗布し、乾燥することにより電荷輸送層を形成する工程、
工程(4):電荷発生層上に形成された電荷輸送層の外周面に、保護層形成用の塗布液を塗布し、重合し、硬化させることにより保護層を形成する工程。
各層を形成するための塗布液において、導電性粒子や金属酸化物粒子等の粒子や電荷発生物質等の分散手段としては、超音波分散機、ボールミル、サンドミル、ホモミキサーなどを使用することができるが、これらに限定されるものではない。
各層を形成するための塗布液の塗布方法としては、特に制限されないが、例えば、浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、スピンナーコーティング法、ビードコーティング法、ブレードコーティング法、ビームコーティング法、スライドホッパー法、円形スライドホッパー法などの公知の方法が挙げられる。
塗膜の乾燥方法は、溶媒の種類、層厚に応じて適宜選択することができるが、熱乾燥が好ましい。
本発明の静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」ともいう。)は、少なくとも樹脂(以下、バインダー樹脂ともいう。)と着色剤とからなるトナー母体粒子と、外添剤とを含有する。本発明に係るトナー母体粒子は、バインダー樹脂及び着色剤のほか、必要に応じて離型剤、帯電制御剤、又は界面活性剤などの種々の内添剤を含有してもよい。
チタン酸化合物粒子が、ランタン、スズ、ケイ素、マグネシウム、ストロンチウム、カルシウム、又はバリウムを更に含有することが電気抵抗を下げる観点からより好ましい。
好ましい。
また、ランタンを含有させることで粒子形状が直方体ではなくやや丸みを帯びた形状となるため、トナーへの埋没抑制、感光体劣化抑制の観点からも好ましい。
小径で粒度分布がシャープなシリカ粒子は、トナー表面への分散性が良い。
また、負帯電性が強いため、どちらかというと正帯電性であるチタン酸化合物粒子を静電的に引き付ける。
これらのことにより、チタン酸化合物のトナー粒子表面への分散性が一層向上する。
以下において、外添剤等について詳細な説明をする。
本発明に係る静電荷像現像用トナーは、外添剤として一次粒子の個数平均粒径が10〜80nmの範囲内のチタン酸化合物粒子を含有する。このような外添剤は、トナー母体粒子の表面に添加(外添)されるものであり、本発明に係る静電苛現像用トナーにおいては、無機微粒子を含む。さらに無機微粒子は、表面修飾剤で疎水化処理されたチタン酸化合物を含む。
本発明で使用可能なチタン酸化合物としては、たとえば、酸化チタン(IV)と他の金属酸化物又は金属炭酸塩から生成される、いわゆるメタチタン酸塩と呼ばれる下記一般式で表される化合物がその代表的なものである。
一般式: MI2TiO3又はMIITiO3
(式中、MIは1価の金属原子、MIIは2価の金属原子を表すものである。)
本発明において、外添剤粒子として使用するチタン酸化合物は、表面修飾剤としては、一般的なシランカップリング剤、シリコーンオイル、脂肪酸、及び脂肪酸金属塩などを用いることができる。
ロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシランを代表的なものとして例示することができる。
式(1): X−Si(OR)3
(式中、Xは炭素数4〜12のアルキル基、Rはメチル基又はエチル基を表す。)
表面修飾方法としては、例えば、気相中で浮遊させられた粒子に対して修飾剤又は修飾剤を含む溶液を噴霧するスプレードライ法等による乾式法、修飾剤を含有する溶液中に粒子を浸漬し、乾燥する湿式法、修飾剤と粒子を混合機により混合する混合法などが挙げられる。
外添剤としてのチタン酸化合物の一次粒子の個数平均径は、トナー粒子に外添剤を外添(分散)させた後、外添剤の一次粒子100個を走査型電子顕微鏡「JSM−7401F」(日本電子(株)製)にて40000倍で観察し、一次粒子の画像解析によって粒子ごとの最長径及び最短径を測定し、この中間値から球相当径として測定する。そして、測定した一次粒子径の100個の平均を数平均一次粒子径とする。
外添剤は、チタン酸化合物の使用による効果が損なわれない限り、上記のチタン酸化合物以外の無機微粒子や有機微粒子、滑材を含んでもよい。
チタン酸化合物に含まれる金属は、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)「JSM−7401F」(日本電子製)にエネルギー分散型X線分析装置(EDS)「JED−2300」(日本電子製)を組み込んだ装置を用いて求めることができる。
EDS条件は、加速電圧:20kV、照射電流:2.56nA、PHAモード:T3である。
チタン酸化合物における円形度の測定は、100個のチタン酸化合物について走査型電子顕微鏡「JSM−7401F」(日本電子(株)製)にて40000倍の写真を撮影し、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)を用いて画像解析することにより行う。
上式において、Aはチタン酸化合物の投影面積、PMはチタン酸化合物の周囲長を表す。円形度は、1.0の場合は真球であり、数値が低いほど外周に凹凸があり、異形の度合いが高くなる。
一次粒子の個数平均粒径は、トナー粒子に外添剤を外添(分散)させた後、外添剤の一次粒子100個を走査型電子顕微鏡「JSM−7401F」(日本電子(株)製)にて40000倍で観察し、一次粒子の画像解析によって粒子ごとの最長径及び最短径を測定し、この中間値から球相当径として測定する。そして、測定した一次粒子径の100個の平均を、一次粒子の個数平均粒子径とする。
本発明に係るトナー母体粒子は、非晶性樹脂と結晶性樹脂とを含有することが好ましく、非晶性樹脂はポリエステル樹脂又はビニル樹脂であることがより好ましい。また、本発明に係るトナー母体粒子は、着色剤を含有し、さらに必要に応じて、離型剤(ワックス)及び荷電制御剤などの他の構成成分を含有してもよい。
本発明において、結晶性樹脂とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱変化ではなく、明確な吸熱ピークを有する樹脂をいう。明確な吸熱ピークとは、具体的には、示差走査熱量測定(DSC)において、昇温速度10℃/分で測定した際に、吸熱ピークの半値幅が15℃以内であるピークのことを意味する。
及び1,20−エイコサンジオールが含まれる。中でも、低温定着性及び転写性の両立との効果が得られやすい観点から、炭素数が2〜120の脂肪族ジオールが好ましく、さらに炭素数が4〜10の脂肪族ジオールがより好ましい。
本発明に係る非晶性樹脂は、上記の結晶性を有さない樹脂である。例えば、非晶性樹脂は、非晶性樹脂又はトナー粒子の示差走査熱量測定(DSC)を行ったときに、融点を有さず、比較的高いガラス転移温度(Tg)を有する樹脂である。
ブチルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレートなどのメタクリル酸エステル;が含まれる。
非晶性ポリエステル樹脂は、ポリエステル樹脂であって、示差走査熱量測定(DSC)を行った時に、融点を有さず、比較的高いガラス転移温度(Tg)を有する樹脂である。また、非晶性ポリエステル樹脂を構成する単量体は、結晶性ポリエステル樹脂を構成する単量体とは異なるため、例えば、NMR等の分析によって結晶性ポリエステル樹脂と区別することができる。
多価カルボン酸としては、不飽和脂肪族多価カルボン酸、芳香族多価カルボン酸、及び これらの誘導体を用いることが好ましい。非晶性の樹脂を形成することができれば、飽和脂肪族多価カルボン酸を併用しても良い。
多価アルコールとしては、結晶性ポリエステル樹脂との相溶性制御の観点から、不飽和脂肪族多価アルコール、芳香族多価アルコール及びこれらの誘導体を用いることが好ましい。非晶性の樹脂を得ることができれば、飽和脂肪族多価アルコールを併用しても良い。
本発明に係る着色剤は、1種でもそれ以上でもよい。典型的な着色剤の例には、マゼンタ、イエロー、シアン及びブラックの各色用の着色剤が含まれる。
<離型剤>
本発明に用いられる離型剤には、公知のものを使用することができる。
本発明に用いられる荷電制御剤には公知のものを利用することができ、その例には、ニグロシン系染料、ナフテン酸又は高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、及び、サリチル酸金属塩、が含まれる。
本発明に係るトナー粒子の製造方法としては、特に限定されず、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、分散重合法など公知の方法が挙げられる。
これらの中でも、粒径の均一性、形状の制御性の観点から、乳化凝集法が好ましい。乳化凝集法とは、界面活性剤や分散安定剤によって分散された結着樹脂の粒子の分散液を、必要に応じて、着色剤の粒子の分散液と混合し、所望のトナー粒径となるまで凝集させ、さらに結着樹脂の粒子間の融着を行うことにより形状制御を行うことで、トナー母体粒子を製造する方法である。ここで、結着樹脂の粒子は、任意に離型剤、荷電制御剤などを含有していてもよい。
低温定着性を向上させるという観点から、トナー母体粒子の平均円形度は0.920〜1.000の範囲内であることが好ましく、0.925〜0.975の範囲内であることがより好ましい。
また平均円形度は、各粒子の円形度を足し合わせ、測定した全粒子数で割った算術平均値である。
トナー母体粒子の粒径について、体積基準のメディアン径(D50)が3〜10μmであると好ましい。体積基準のメディアン径を上記範囲とすることにより、細線の再現性や、写真画像の高画質化が達成できるとともに、トナーの消費量を、大粒径トナーを用いた場合に比して削減することができる。また、トナー流動性も確保できる。
この工程は、トナー母体粒子に対して外添剤を添加する場合に行う工程である。
本発明に係るトナーは、磁性又は非磁性の1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2成分現像剤として使用してもよい。トナーを2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分散型キャリアなど用いてもよい。
本発明の画像形成システムは、前述の本発明に係る前記静電荷像現像用トナーと電子写真感光体を使用し、少なくとも帯電工程、露光工程、現像工程及び転写工程を有する画像形成システムである。すなわち、前記本発明に係る電子写真感光体を備え前記各工程等の工程を実施できる画像形成装置において本発明に係る前記静電荷像現像用トナーを用いて画像を形成するシステムである。
本発明の画像形成方法は、少なくとも潜像形成工程、現像工程、中間転写工程、転写工程を有する画像形成方法であって、前述の本発明に係る静電荷像現像用トナーと電子写真感光体を用いることを特徴とする。 なお、より具体的方法については、下記画像形成装置の説明において述べる。
本発明の画像形成方法に用いられる記録媒体(記録材、記録紙、記録用紙等ともいう)は、一般に用いられているものでよく、例えば、画像形成装置等による公知の画像形成方法により形成したトナー像を保持するものであれば特に限定されるものではない。使用可能な画像支持体として用いられるものには、例えば、薄紙から厚紙までの普通紙、上質紙、アート紙、又は、コート紙等の塗工された印刷用紙、市販の和紙やはがき用紙、OHP用のプラスチックフィルム、布、いわゆる軟包装に用いられる各種樹脂材料、又はそれをフィルム状に成形した樹脂フィルム、ラベル等が挙げられる。
本発明の画像形成方法は、従来公知の電子写真方式の画像形成装置において、本発明に係る前記静電荷像現像用トナーと電子写真感光体を用いることで行うことができる。
ではない。なお、実施例において「部」又は「%」の表示を用いるが、特に断りがない限
り「質量部」又は「質量%」を表す。
A.導電性支持体の準備
円筒形アルミニウム支持体の表面を切削加工し、導電性支持体を準備した。
下記成分を下記分量で混合し、分散機としてサンドミルを用いて、バッチ式で10時間の分散を行い、下引層用の塗布液を調製した。
また、酸化チタン粒子としてSMT500SAS(テイカ株式会社)を使用した。
酸化チタン粒子 11質量部
エタノール 200質量部
下記成分を下記分量で混合し、循環式超音波ホモジナイザー(RUS−600TCVP;株式会社日本精機製作所)を19.5kHz、600Wにて循環流量40L/時間で0.5時間分散することにより、電荷発生層用の塗布液を調製した。
ポリビニルブチラール樹脂 12質量部
混合液 400質量部
下記成分を下記分量で混合した電荷輸送層用の塗布液を浸漬塗布法によって電荷発生層の表面に塗布し、120℃で70分間乾燥することにより、層厚27μmの電荷輸送層を電荷輸送層上に形成した。
下記構造式(2)で表される電荷輸送物質 36質量部
ポリカーボネート樹脂 100質量部
酸化防止剤 4質量部
上記感光体1の作製において、電荷輸送層に添加する電荷輸送物質を表Iのとおりに変更した以外は同様にして感光体2及び3を作製した。
(1)チタン酸ストロンチウム粒子1の作製
硫酸法で得られたメタチタン酸を脱鉄漂白処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えpH9.0(測定温度25℃)とし、脱硫処理を行い、その後、塩酸によりpH5.8(測定温度25℃)まで中和し、ろ過水洗を行った。
、となるように合計0.719モル添加した後、TiO2濃度0.313モル/Lに調整した。
得られた沈殿をデカンテーション洗浄し、当該沈殿を含むスラリーに塩酸を加えpH6.5(測定温度25℃)に調整し、固形分に対して9質量%のイソブチルトリメトキシシランを添加して1時間撹拌保持を続けた。
チタン酸ストロンチウム粒子1の作製方法において、塩化ストロンチウム水溶液及び塩化ランタン水溶液を添加する際のモル比[Sr2+:La3+:Ti4+]と、5N水酸化ナトリウム水溶液296mLの添加時間を、表IIに示すように変更し、チタン酸ストロンチウム粒子2〜6を作製した。
チタン酸ストロンチウム粒子1の作製において、塩化ストロンチウム水溶液の代わりに塩化カルシウム水溶液を用いた以外はチタン酸ストロンチウム微粒子1の作製と同様に作製し、チタン酸カルシウム微粒子を得た。
チタン酸ストロンチウム粒子1の作製において、塩化ストロンチウム水溶液の代わりに塩化バリウム水溶液を用いた以外はチタン酸ストロンチウム微粒子1の作製と同様に作製し、チタン酸バリウム粒子を得た。
(1)シリカ粒子1の作製
撹拌機、滴下ロート及び温度計を備えた3リットルの反応器に、エタノール945質量部及びテトラエトキシトキシシラン405質量部を加えて撹拌し、35℃に調整した。
この水性懸濁液に室温でメチルトリメトキシシラン4.8質量部を滴下して、シリカ粒子表面を疎水化処理した。
得られた分散液に室温でヘキサメチルジシラザン130質量部を添加し60℃に加熱し9時間反応させ、シリカ粒子をトリメチルシリル化した。
その後溶媒を減圧下で留去してシリカ粒子1を作製した。
シリカ粒子1の作製において、表IIIのように28%アンモニア水の量及び添加時間を変化させてシリカ粒子2〜4を作製した。シリカ粒子2〜4の個数平均粒径及び変動係数は表IVの通りであった。
<スチレン−アクリル(StAc)樹脂粒子分散液の作製>
(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反応容器に、ドデシル硫酸ナトリウム(C10H21(OCH2CH2)2SO3Na)よりなるアニオン系界面活性剤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水溶液を入れた。
撹拌装置を取り付けたフラスコ内に、スチレン101.1質量部、n−ブチルアクリル酸62.2質量部、メタクリル酸12.3質量部及びn−オクチルメルカプタン1.75質量部からなる重合性単量体溶液を入れた。
第2段重合において得られたスチレン−アクリル樹脂粒子の分散液に、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た。
撹拌装置、窒素導入管、温度センサー及び精留塔を備えた反応容器に、多価カルボン酸単量体として、テレフタル酸139.5質量部及びイソフタル酸15.5質量部を、多価アルコール単量体として、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンプロピレンオキサイド2モル付加物(分子量460)290.4質量部及び2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンエチレンオキサイド2モル付加物(分子量404)60.2質量部を入れた。
撹拌動力を与えるアンカー翼を備えた反応容器に、メチルエチルケトンとイソプロピルアルコールを添加した。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、1,6−ヘキサンジオール118質量部、テトラデカン二酸271質量部、及び重縮合触媒としてチタンテトライソプロポキシド0.8質量部を10回に分割して入れ、235℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた。
次いで13.3kPa(100mmHg)の減圧下にて1時間反応を行い、結晶性ポリエステル樹脂を合成した。
ドデシル硫酸ナトリウム90質量部をイオン交換水1600質量部に溶解させた溶液を撹拌しながら、C.I.ピグメントブルー15:3(東洋インキ(株)製)420質量部を徐々に添加した。
次いで、撹拌装置「クレアミックス(エム・テクニック社製)」を用いて分散処理を行うことにより、着色剤粒子分散液を調製した。
撹拌装置、温度センサー、冷却管を取り付けた反応容器に、スチレンアクリル樹脂粒子分散液を固形分換算で270質量部、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を固形分換算で30質量部、イオン交換水2000質量部を投入後、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(測定温度25℃)に調整した。
次いで、塩化マグネシウム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℃において10分間かけて添加した。
上記のようにして作製したトナー母粒子と、チタン酸ストロンチウム1と、シリカ粒子1と、疎水性シリカ粒子(HМDS処理、疎水化度72%、一次粒子の個数平均粒子径20nm)とを混合し、外添処理を行った。
前記トナー粒子1の作製において、チタン酸化合物粒子、球形シリカ粒子を表Vに記載した通りに変更することで、トナー粒子2〜17を作製した。
<芯材粒子1の作製>
MnO:35mol%、MgO:14.5mol%、Fe2O3:50mol%及びSrO:0.5mol%になるように原料を秤量し、水と混合した後、湿式メディアミルで5時間粉砕してスラリーを得た。
シクロヘキシルメタクリレートモノマー100質量部、ドデカンチオール1質量部を混合して溶解したものを、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製ネオゲンSC)0.5質量部をイオン交換水400質量部に溶解したフラスコ中で乳化重合させ、10分間ゆっくり混合しながら、これに開始剤として過硫酸アンモニウム0.5質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入した。
水平撹拌羽根付き高速撹拌混合機に、芯材粒子として上記で準備した芯材粒子1を100質量部、及び被覆用樹脂1を4.5質量部投入し、水平回転翼の周速が8m/secとなる条件で、22℃で15分間混合撹拌した後、120℃で50分混合して機械的衝撃力(メカノケミカル法)の作用で芯材粒子の表面に被覆材を被覆させた後、室温まで冷却して、キャリア粒子1を作製した。
上記のようにして作製したトナー粒子1及びキャリア粒子1を、トナー濃度が9質量%となるようにして混合し、現像剤1を作製した。混合機はV型混合機(株式会社徳寿工作所製)を用い、25℃で30分間混合した。
トナー粒子1の作製において、トナー粒子1のかわりにトナー粒子2〜17を用いること以外は同様にして、現像剤2〜17を作製した。
画像形成装置AccurioPressC3070(コニカミノルタ社製)のシアン位置に作製した現像剤及び感光体を表VIの組み合わせで実装し、評価を行った。
次いで、印字率5%のA4画像を中性紙に横送りで100万枚両面連続出力する耐刷試験を実施した。
細線再現性及び感光体の減耗量は、下記の評価基準により評価し、◎、○、△を合格とした。
A4中性紙全面にドット径30μmの2dot幅の格子画像を印字した。印字画像の状態を観察し以下の評価を行った。
◎:格子画像が均一な幅で、鮮明にトナー画像として再現されている(合格)
○:格子画像の幅が均一でない部分もあるが、格子は全部再現されている(合格)
△:僅かに格子画像の欠損が発生している箇所がある(合格)
×:明らかに格子画像の欠損が発生している(不合格)
上記評価で100万の画出しを行い、初期層厚と100万枚後の層厚で評価した。
感光層の層厚は均一層厚部分(感光体の両端は層厚が不均一になりやすいので、少なくとの両端3cmは除く)をランダムに10か所測定し、その平均値を感光層の層厚とする。
◎:減耗量が1μm未満(合格)
○:減耗量が1μm以上2μm未満(合格)
△:減耗量が2μm以上3μm未満(合格)
×:減耗量が3μm以上(不合格)
2 電荷発生層
3 電荷輸送層
4 導電性支持体
5 感光層
7 電子写真感光体
1Y、1M、1C、1K 電子写真感光体
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(一次転写手段)
5b 二次転写ローラー(二次転写手段)
6Y、6M、6C、6K、6b クリーニング手段
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 給紙カセット
21 給紙手段
22A、22B、22C、22D 中間ローラー
23 レジストローラー
24 定着手段
25 排紙ローラー
26 排紙トレイ
70 中間転写体ユニット
71〜74 ローラー
77 無端ベルト状中間転写体
80 筐体
82R、82L 支持レール
100 画像形成装置
241 加熱ローラー
242 加圧ローラー
Claims (8)
- 静電荷像現像用トナーと電子写真感光体を使用し、少なくとも帯電工程、露光工程、現像工程及び転写工程を有する画像形成方法であって、
前記電子写真感光体が感光層を有し、
当該感光層が、電荷輸送物質として、下記一般式(1)で表される構造を有する化合物を含有し、かつ、
前記静電荷像現像用トナーが、外添剤として一次粒子の個数平均粒径が10〜80nmの範囲内のチタン酸化合物粒子を含有することを特徴とする画像形成方法。
- 前記チタン酸化合物粒子が、チタン以外の金属元素を更に含有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
- 前記チタン酸化合物粒子が、ランタン、スズ、ケイ素、マグネシウム、ストロンチウム、カルシウム又はバリウムを更に含有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成方法。
- 前記チタン酸化合物粒子が、チタン酸ストロンチウム粒子、チタン酸カルシウム粒子、又はチタン酸バリウム粒子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画像形成方法。
- 前記チタン酸化合物粒子が、ランタン元素を更に含有することを特徴とする請求項4に記載の画像形成方法。
- 前記静電荷像現像用トナーが、外添剤として、1次粒子の個数平均径が5〜40nmの範囲内のシリカ粒子を含有し、かつ、
当該シリカ粒子の粒度分布の変動係数が20%以下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画像形成方法。 - 静電荷像現像用トナーと電子写真感光体を使用し、少なくとも帯電工程、露光工程、現像工程及び転写工程を有する画像形成システムであって
請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の画像形成方法を実施することを特徴とする画像形成システム。
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