JP3937927B2 - Electrophotographic apparatus and process cartridge - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やレーザープリンター及び普通紙ファクシミリ等の電子写真装置及びプロセスカートリッジに関し、より詳しくは画質、耐久安定性に優れた電子写真装置及び プロセスカートリッジに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、情報産業の急速な発展に伴い、産業上又はオフィス用途として高画質な画像記録が望まれている。これらの要望に対して電子写真法、熱転写法、インクジェット法等の種々の方法が提案され、実用化されている。中でも電子写真法はその高速印字性及び高画質のメリットからオフィスで多用されているが、最近ではグラフィック画像の記録のケースも多くなってきており、より一層の高画質化、高精細化が求められてきている。これら市場の要求に対して、レーザープリンターにおいては従来の240dpiから600、1200dpiとより高解像度化されつつあり、また、複写機におけるデジタル化、高解像度化を進める等、電子写真装置における高画質化、高精彩化が進められている。
【0003】
これらの動きに対して、装置開発の側からは、精密加工技術の開発、高精度の制御技術の開発及び使用等が提案され検討されているが、トナー開発の側からは、トナーサイズの小径化による高画質化、ならびに円形度の高いトナーによる高画質、高精彩化の技術開発が活発に行われている。これらのトナーの小径化、円形度の向上において、従来の着色剤と結着樹脂を混練、粉砕、分級してトナーを得る粉砕法トナーでは粉砕の細密化、分級手段、研磨等の後処理による小径化、球形化等が盛んに研究されているが、一方、着色剤を含有したエチレン性不飽和単量体を分散剤の存在下に水中に分散した後、重合して得られる重合トナーが注目され、精力的に研究開発が行われており、重合トナーがトナーの小径化、円形度の向上の有力な手段であることが確認されている。このように小径で円形度の高いトナーは、感光体上の静電潜像を忠実にかつ精度良く現像し、また高い転写性を発揮することで画像の高画質化や高精細化に絶大な効果をもたらす。
【0004】
また近年、半導電性、又は表面に誘電層を有する弾性ローラを現像ローラとして用いて感光体の表面に押し当てながら現像を行う、いわゆる接触一成分現像方法が提案されている。例えば、Japan Hardcopy’89論文集25〜28頁、FUJITSU Sci.Tech.J.,28,4,pp.473−480(December 1992)、特開平5−188756号公報及び特開平5−188752号公報に一成分接触現像に関する技術が記載されている。
【0005】
接触一成分現像方法においては、感光体表面と現像電極が非常に近接しているため、現像のエッジ効果を低減できる利点があり、更に上記のような球形トナーを用いた場合、より一層の高画質化、高精細化の可能性がある。
【0006】
接触一成分現像方法では現像ローラと感光体とがそれぞれの軸方向に均一なニップ幅を安定して維持するために、現像ローラにはゴムローラやスポンジローラー等の弾性ローラが当接し、そして現像ローラは、感光体へ強く圧接されると共に現像ローラの表面よりトナーを感光体により多く現像させるために、現像ローラの周速を感光体の周速より速く設定する必要がある。このため感光体と現像ローラ間の駆動トルクが高くなり、長期間使用による感光体表面の傷や摩耗、トナー融着を引き起こし、耐久特性が劣化するという問題を有している。
【0007】
また、トナーとして球形トナーを用いた場合、現像ローラ上に形成されるトナー層が不均一になり、画像濃度の低下や、カブリ等、画質低下の問題があり、例えば特開平9−62085号公報には表面粗さが10μm以下の現像ローラを用いることで現像ローラ上に均一なトナー層を形成する方法が、特開平9−319208号公報にはトナーの平均粒径と現像ローラ表面の凹凸、表面粗さを規定し、現像ローラ上に均一なトナー層を形成する方法が開示されているが、表面粗さを大きくするとトナーと現像ローラ表面との接触機会が増加するため現像ローラ上へのトナーコート量も増加し、結果として現像ローラと感光ドラムとの当接圧が上がり、現像ローラの駆動トルクが大きくなり、やはり感光体の摩耗量の増加やトナー融着の発生という問題が生じてくる。
【0008】
特に、感光層が電荷発生層、電荷輸送層の2層で構成される有機積層型感光体では電荷輸送層がトナー、現像ローラと強く当接し摺動するため、感光体表面は傷付き、摩耗する。感光層の傷や不均一な摩耗は感光体の耐久性を落とすと共に、現像ローラの感光体表面との接触を不均一にし、スジ、カブリ等の画像欠陥を引き起こしてしまう。現像ローラの当接圧を下げると初期の感光体の傷、摩耗といった問題は解決できるものの、現像性の低下を防ぐために現像ローラと感光体との周速比をかなり大きくする必要があり、結果として繰り返し画像出力においては感光体の傷や摩耗は増加し、更にはトナーの劣化を引き起こす等の問題が発生し易い傾向にあった。
【0009】
感光体の摩耗量を低減する方法として、感光層中にシリコーン樹脂微粒子やフッ素樹脂粒子の添加による感光体表面の滑り性を上げることによる摩耗量低減が特開昭63−65449号公報に開示されているが、これらの方法により感光体の滑り性は増しても感光層は依然として機械的強度が低くトナー添加剤であるシリカ、アルミナ及びチタニア等の無機化合物粉末が感光層表面に深い溝を掘るようなアブレシブ摩耗する等、傷は発生し易く、また上記トナー添加剤が感光層表面に融着し更にそれがきっかけとなりトナー融着が発生することもあり十分な対策とはなっていない。
【0010】
一方、前述のように小径で円形度の高いトナーは感光体上の静電潜像を忠実にかつ精度良く現像し、また高い転写性を発揮することで画像の高画質化、高精細化に絶大な効果があるが、反面クリーニング性は低く、複写機やプリンターでの印字試験に際してクリーニング不良等の問題が頻発するという欠点を有する。
【0011】
複写機やプリンター等の電子写真装置においては、感光体表面に形成されたトナー像を転写材に転写した後、感光体表面には未転写トナーが残留し、残留トナーはブラシ、磁気ブラシ又はブレード等で感光体表面から除去される。ブラシクリーニングは、ポリエステルやアクリル系の繊維が使用されループ状や直毛状等の形状、繊維の硬度、太さ等を変化させ最適化を図り使用している。しかしブラシのみのクリーニングは、微粉トナーの除去ができず繊維間をすり抜け十分な除去にいたらない。磁気ブラシに至っても同様であり、また電界の印加で静電的除去も試みられているが、トナー飛散が発生し十分でない。従って現在、残留トナーの除去性、コスト、小型化等から弾性ブレードを用いたブレードクリーニングが主流である。ブレードクリーニングの改良に関する報告は多く、特許公報に開示されている。例えば特開平5−35156号公報にはウレタンゴムブレードの硬度、弾性率、伸び等の物性値とクリーニング特性についての検討結果が開示されている。
【0012】
このように他の方式と比較してもクリーニング性能の高いブレードクリーニングであるが、前述の、小径で円形度が高いトナーをクリーニングした場合には、複写機やプリンターを使用するあらゆる環境で十分なクリーニング性能を発揮することは困難であり、特に高温高湿や低温低湿の環境でクリーニング不良が発生しがちであった。特に、小径で円形度が高いトナーを用いた場合には、初期においてはクリーニングブレードと感光体表面との間をトナーがすり抜ける状態のクリーニング不良が発生し易く、繰り返し使用時においては感光層の傷や不均一な摩耗によるクリーニングブレードと感光体表面の不均一な接触に起因するスジ状のクリーニング不良が発生し易い。初期のすり抜け状のクリーニング不良を改善するためにクリーニングブレードの感光体表面への当接圧力を増加すると、初期のクリーニング性は向上するが繰り返し画像出力においては感光体表面の傷、不均一な摩耗がいっそう増し、結果としてクリーニング性の悪化を引き起こし易い傾向にあり、また、クリーニングブレードの感光体表面への当接圧が高過ぎるとブレードめくれが発生し易くなるという弊害がある。
【0013】
従って、接触現像方法において球形トナーの現像性を維持しつつトナークリーニング性、感光体の耐久性を維持することが難しいのが現状である。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、小径で円形度の高いトナーを用いた接触現像方法では球形トナーの現像性の維持及びトナークリーニング性と感光体、特に有機感光体の耐久性の両立に問題があり、その改善が求められていた。
【0015】
本発明の目的は、かかる課題を解決するものとして、トナーに小径で円形度の高いトナーを用いた電子写真現像方法においても現像性を維持しつつ、繰り返し画像出力時の特性にも優れ、高い画像品質かつ高精細な画像の供給が長期に亘り可能となる電子写真装置及びプロセスカートリッジを提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明に従って、電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、転写手段、定着手段及びクリーニング手段少なくとも有する電子写真装置において、
現像手段が弾性ローラ上にトナー層を形成し、該弾性ローラと電子写真感光体を相互に回動させながら、該トナー層を該電子写真感光体の表面に接触させることにより該電子写真感光体上に形成された静電潜像を該トナー層のトナーで現像してトナー像を形成する手段であり、
該トナーがフロー式粒子像測定装置で計測されるトナーの個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラムにおいて該トナーの円相当個数平均径が210μmであり、かつ平均円形度が0.9500.995で、円形度標準偏差が0.040未満である乾式成分トナーであり、
該電子写真感光体が導電性支持体上に電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に積層した電子写真感光体であって、該電荷輸送層の結着樹脂がポリアリレート樹脂であり、該電荷輸送層の表面から1μmの押し込み深さにおけるユニバーサル硬度HUが248N/mm以上254N/mm以下で弾性変形率が37%以上43.2%以下、かつ、表面から5μmの押し込み深さにおけるユニバーサル硬度HUが290N/mm以上305N/mm 以下で弾性変形率が33.9%以上38.2%以下であることを特徴とする電子写真装置及びプロセスカートリッジが提供される。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0018】
本発明の電子写真装置に用いられるトナーは粒子径が小さく、円形度の高いトナーである。トナーの円相当個数平均径は210μmであり、好ましくは58μmと小径化することにより、画像の輪郭部分、特に文字画像やラインパターンの現像での再現性が良好なものになる。しかし、一般的にトナー粒子径を小径化すると、必然的に微小径のトナーの存在比率が高くなるため、トナーの感光体表面や現像ローラへの付着力が高くなり、結果として転写残トナーの増加や画像カブリの発生等の問題を招いていた。
【0019】
しかし、本発明に用いられるトナーでは円形度を高く、平均円形度が0.9500.995で、円形度標準偏差が0.040未満とすることにより、従来では困難であった小粒径を呈するトナーの転写性を大幅に改善すると共に低電位潜像に対する現像能力も格段に向上する。
【0020】
具体的には、フロー式粒子像測定装置で計測されるトナーの個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラムにおいて、該トナーの円相当個数平均径が210μmであり、かつ平均円形度が0.9500.995で、円形度標準偏差が0.040未満の乾式成分トナーである。
【0021】
本発明に使用されるトナーの円相当径、円形度及びそれらの頻度分布とは、トナー粒子の形状を定量的に表現する簡便な方法として用いたものであり、本発明ではフロー式粒子像測定装置FPIA−1000型(東亜医用電子社製)を用いて測定を行い、下式を用いて算出した。
【0022】
【数1】
【0023】
ここで、「粒子投影面積」とは二値化されたトナー粒子像の面積であり、「粒子投影像の周囲長」とは該トナー粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線の長さと定義する。
【0024】
本発明における円形度はトナー粒子の凹凸の度合いを示す指標であり、トナー粒子が完全な球形の場合に1.000を示し、表面形状が複雑になる程、円形度は小さな値となる。
【0025】
本発明において、トナーの個数基準の粒径頻度分布の平均値を意味する円相当個数平均径dと粒径標準偏差SDdは、粒度分布の分割点iでの粒径(中心値)をdi、頻度をfiとすると次式から算出される。
【0026】
【数2】
【0027】
また、円形度頻度分布の平均値を意味する平均円形度cと円形度標準偏差SDcは、粒度分布の分割点iでの円形度(中心値)をci、頻度をfciとすると、次式から算出される。
【0028】
【数3】
【0029】
具体的な測定方法としては、容器中に予め不純固形物等を除去したイオン交換水10mlを用意し、その中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を加えた後、更に測定試料を0.02g加え、均一に分散させる。分散させる手段としては、超音波分散機UH−50型(エスエムテー社製)に振動子としてφ5mmのチタン合金チップを装着したものを用い、5分間分散処理を用い、測定用の分散液とする。その際、該分散液の温度が40℃以上とならない様に適宜冷却する。
【0030】
トナー粒子の形状測定には、前記フロー式粒子像測定装置を用い、測定時のトナー粒子濃度が30001万個/μlとなる様に該分散液濃度を再調整し、トナー粒子を1000個以上計測する。計測後、このデータを用いて、トナーの円相当径や円形度頻度分布等を求める。
【0031】
本発明にトナーに使用されるワックス成分としては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタム等の石油系ワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス及びその誘導体、ポリエチレンに代表されるポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス、キャンデリラワックス等、天然ワックス及びそれらの誘導体等で、誘導体には酸化物や、ビニルモノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物も含み、また、高級脂肪族アルコール等のアルコール;ステアリン酸、パルミチン酸等の脂肪酸あるいはその化合物;酸アミド、エステル、ケトン、硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物ワックス、動物ワックス等スチレンモノマーへの溶解温度が4080℃のものであれば、どれでも用いることが可能である。
【0032】
これらの中でもポリオレフィン、フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス、石油系ワックス、高級アルコール、もしくは、高級エステルである場合、現像性や転写性の改善効果が更に高くなる。
【0033】
上述したワックス成分は、結着樹脂100質量部に対して130質量部使用するのが好ましい。
【0034】
本発明のトナーに用いられる結着樹脂としては、一般的に用いられているスチレン−(メタ)アクリル共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂及びスチレン−ブタジエン共重合体が挙げられる。重合法により直接トナー粒子を得る方法においては、それらを形成するための単量体が用いられる。具体的にはスチレン;o−(m−,p−)メチルスチレン、m−(p−)エチルスチレンの如きスチレン系単量体;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチルの如き(メタ)アクリル酸エステル系単量体;ブタジエン、イソプレン、シクロヘキセン、(メタ)アクリロニトリル、アクリル酸アミドの如きエン系単量体が好ましく用いられる。これらは、単独、又は、一般的には出版物ポリマーハンドブック第2版III−P139192(John Wiley&Sons社製)に記載の理論ガラス転移温度(Tg)が、4075℃を示すように単量体を適宜混合して用いられる。理論ガラス転移温度が40℃未満の場合にはトナーの保存安定性や耐久安定性の面から問題が生じ易く、一方75℃を超える場合はトナーの定着点の上昇をもたらす。特に、フルカラー画像を形成するためのカラートナーの場合においては各色トナーの定着時の混色性が低下し色再現性に乏しく、更にOHP画像の透明性が低下するため好ましくない。
【0035】
結着樹脂の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される。低軟化点物質を外殻樹脂で内包化した所謂コア−シェル構造を有するトナーの場合、具体的なGPCの測定方法としては、予めトナーをソックスレー抽出器を用いトルエン溶剤で20時間抽出を行った後、ロータリーエバポレーターでトルエンを留去せしめて抽出物を得て、更に低軟化点物質は溶解するが外殻樹脂は溶解しない有機溶剤(例えばクロロホルム等)を抽出物に加え十分洗浄を行った後、残留物をテトラヒドロフラン(THF)に溶解した溶液をポア径が0.3μmの耐溶剤性メンブランフィルターでろ過したサンプル(THF溶液)をウォーターズ社製150Cを用いて測定する。カラム構成は昭和電工製A−801、802、803、804、805、806及び807を連結し、標準ポリスチレン樹脂の検量線を用い分子量分布を測定し得る。本発明に係る結着樹脂の主たるピーク分子量は5000100万、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が2100を示すものが本発明には好ましい。
【0036】
本発明に使用されるトナーに用いられる着色剤は、以下に示すイエロー着色剤、マゼンタ着色剤及びシアン着色剤が挙げられ、黒色着色剤としてカーボンブラック、磁性体又は以下に示すイエロー着色剤/マゼンタ着色剤/シアン着色剤を混合して黒色に調色されたものが利用される。
【0037】
イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物又はアリルアミド化合物が用いられる。具体的には、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、109、110、111、128、129、147、168又は180等が好適に用いられる。
【0038】
マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アンスラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物又はペリレン化合物が用いられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48;2、48;3、48;4、57;1、81;1、144、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221又は254等が特に好適に用いられる。
【0039】
シアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アンスラキノン化合物又は塩基染料レーキ化合物等が利用できる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62又は66等が特に好適に用いられる。
【0040】
これらの着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。着色剤は、色相、彩度、明度、耐候性、OHP透明性、トナー粒子中への分散性の点から選択される。該着色剤の添加量は、樹脂成分100質量部に対し120質量部使用するのが好ましい。
【0041】
黒色着色剤として磁性体を用いた場合には、他の着色剤と異なり、樹脂100質量部に対し40150質量部使用するのが好ましい。
【0042】
本発明に使用されるトナーには公知の荷電制御剤を併用することができ、特に帯電スピードが速く、かつ、一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。更に、トナー粒子を直接重合法を用いる場合には、重合阻害性が無く水系分散媒体への可溶化物の無い荷電制御剤が好ましい。
【0043】
具体的化合物としては、ネガ系荷電制御剤としてサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸の如き芳香族カルボン酸の金属化合物;スルホン酸又はカルボン酸基を側鎖に持つ高分子型化合物;ホウ素化合物;尿素化合物;ケイ素化合物;カリークスアレーン等が挙げられる。ポジ系荷電制御剤として、四級アンモニウム塩;該四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物;グアニジン化合物;イミダゾール化合物等が挙げられる。
【0044】
しかしながら、本発明において荷電制御剤の添加は必須ではなく、二成分現像方法を用いた場合においては、キャリヤーとの摩擦帯電を利用し、非磁性一成分ブレードコーティング現像方法を用いた場合においては、ブレード部材やスリーブ部材との摩擦帯電を積極的に利用することでトナー粒子中に必ずしも荷電制御剤を含む必要はない。
【0045】
本発明に使用されるトナーに無機微粉体を添加することは、現像性、転写性、帯電安定性、流動性及び耐久性向上のために好ましい実施形態である。該無機微粉体としては公知のものが使用可能であるが、特にシリカ、アルミナ、チタニアあるいはその複酸化物の中から選ばれることが好ましい。更には、シリカであることがより好ましい。例えば、かかるシリカは硅素ハロゲン化物やアルコキシドの蒸気相酸化により生成されたいわゆる乾式法又はヒュームドシリカと称される乾式シリカ及びアルコキシドや水ガラス等から製造されるいわゆる湿式シリカの両者が使用可能であるが、表面及びシリカ微粉体の内部にあるシラノール基が少なく、またNaOやSO 2−等の製造残渣の少ない乾式シリカの方が好ましい。また、乾式シリカにおいては、製造工程において例えば、塩化アルミニウム及び塩化チタン等の他の金属ハロゲン化合物を硅素ハロゲン化合物と共に用いることによって、シリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能でありそれらも包含する。
【0046】
本発明に使用されるトナーに用いられる無機微粉体は、BET法で測定した窒素吸着による比表面積が30m/g以上、特に50400m/gの範囲のものが良好な結果を与え、トナー100質量部に対してシリカ微粉末0.18質量部、好ましくは0.55質量部、更に好ましくは1.0を超えて3.0質量部まで使用するのが特によい。
【0047】
また、本発明に使用されるトナーに用いられる無機微粉体は、必要に応じ、疎水化、帯電性制御等の目的でシリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を有するシランカップリング剤、その他の有機硅素化合物、有機チタン化合物等の処理剤で、あるいは、種々の処理剤で併用して処理されていることも可能であり好ましい。
【0048】
比表面積はBET法に従って、比表面積測定装置オートソーブ1(湯浅アイオニクス社製)を用いて試料表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用いて比表面積を算出した。
【0049】
高い帯電量を維持し、低消費量及び高転写率を達成するためには、無機微粉体は少なくともシリコーンオイルで処理されることが更に好ましい。
【0050】
本発明に使用するトナーにおいては、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばポリテトラフルオロエチレン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末;酸化セリウム粉末、炭化硅素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末等の研磨剤;例えば酸化チタン粉末、酸化アルミニウム粉末等の流動性付与剤;ケーキング防止剤、あるいは例えばカーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末等の導電性付与剤、また、逆極性の有機微粒子及び無機微粒子を現像性向上剤として少量用いることもできる。
【0051】
本発明に使用するトナーを製造する方法としては、樹脂、低軟化点物質からなる離型剤、着色剤、荷電制御剤等を加圧ニーダーやエクストルーダー又はメディア分散機を用い均一に分散せしめた後、機械的又はジェット気流下でターゲットに衝突させ、所望のトナー粒径に微粉砕化せしめた後(必要により、トナー粒子の平滑化及び球形化の工程を付加)、更に分級工程を経て粒度分布をシャープにせしめトナーにする粉砕方法によるトナーの製造方法の他に、特公昭56−13945号公報等に記載のディスク又は多流体ノズルを用い溶融混合物を空気中に霧化し球状トナーを得る方法や、特公昭36−10231号公報、特開昭59−53856号公報及び特開昭59−61842号公報に開示されている懸濁重合方法を用いて直接トナーを生成する方法や、単量体には可溶で得られる重合体が不溶な水系有機溶剤を用い直接トナーを生成する分散重合方法又は水溶性極性重合開始剤存在下で直接重合しトナーを生成するソープフリー重合法に代表される乳化重合方法等を用いトナーを製造することが可能である。
【0052】
粉砕法を用いてトナーを製造する方法においては、トナー粒子の形状を所望の円形度頻度分布の範囲に納めることが困難であり、溶融スプレー法においては、ある程度の円形度を得ることができるが、得られるトナーの粒度分布が広くなり易い傾向があると共に、トナーの表面状態をコントロールすることが困難である。他方、分散重合法においては、得られるトナーは極めてシャープな粒度分布を示すが、使用する材料の選択が狭いことや有機溶剤の利用が廃溶剤の処理や溶剤の引火性に関する観点から製造装置が複雑で煩雑化し易い。ソープフリー重合に代表される乳化重合方法は、トナーの粒度分布が比較的揃うため有効であるが、使用した乳化剤や重合開始剤末端がトナー粒子表面に存在し時に環境特性を悪化させ易い。
【0053】
本発明においては、トナー粒子の円形度頻度分布のコントロールが重要であり、比較的容易に円相当個数平均径が26μmの微粒子トナーが得られる常圧下、又は、加圧下での乳化重合法又は懸濁重合方法を用い、予め得られた重合体にメディアを用い定形化したり、直接加圧衝突板に重合体を衝突せしめる方法や、更には得られた重合体を水系中にて凍結せしめたり、塩折や反対表面電荷を有する粒子をpH等の条件を考慮することで合体し、凝集、合一せしめる凝集方法が特に好ましい。更に、一旦得られた重合粒子に更に単量体を吸着せしめた後、重合開始剤を用い重合せしめるシード重合方法も本発明に好適に利用することができる。中でも懸濁重合方法が本発明においては特に好ましい。
【0054】
トナーの製造方法として直接重合方法を利用する場合、トナー粒子の円形度頻度分布及び粒径頻度分布の制御は、難水溶性の無機塩や保護コロイド作用をする分散剤の種類や添加量を変える方法や機械的装置条件(例えばローターの周速、パス回数、攪拌羽根形状等の攪拌条件や容器形状)又は、水溶液中での固形分濃度等を制御することにより所定のトナー粒子を得ることができる。また、前述の如くトナー粒子の乾燥に用いられる円錘型乾燥機の攪拌条件、処理時間を調整することによっても所定のトナー粒子を得ることができる。
【0055】
また、トナーを加熱乾燥する際にもトナー粒子に球形化処理を施すことが可能で、例えば流動層乾燥機を用い、回転翼の攪拌条件と処理時間を調整することによりトナー粒子形状を好ましいものにすることができる。
【0056】
本発明のトナーは、ワックス成分の物理特性を前述の如き特定することにより、上記の如きトナー粒子の球形化処理に対してもトナーの粗粒化やワックス成分による影響を最小限とすることができるので非常に有効なものとなる。
【0057】
直接重合法によりトナーを製造する際、用いられる重合開始剤として例えば、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル及びアゾビスイソブチロニトリルの如きアゾ系又はジアゾ系重合開始剤;ベンゾイルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド及びラウロイルペルオキシドの如き過酸化物系重合開始剤が用いられる。該重合開始剤の使用量は、目的とする重合度により変化するが一般的には重合性単量体に対し0.5〜20質量%用いられる。重合開始剤の種類は、重合法により若干異なるが、十時間半減期温度を参考に、単独又は混合して使用される。
【0058】
重合度を制御するため公知の架橋剤、連鎖移動剤、重合禁止剤等を更に添加し、用いてもよい。
【0059】
トナーの製法として分散安定剤を用いた懸濁重合法を利用する場合、用いる分散安定剤としては、無機化合物として、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ及びアルミナ等が挙げられる。有機化合物としては、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、ポリアクリル酸及びその塩、デンプン等が挙げられる。これらを水相に分散させて使用できる。これら分散安定剤は、重合性単量体100質量部に対して0.220質量部を使用することが好ましい。
【0060】
分散安定剤として、無機化合物を用いる場合、市販のものをそのまま用いてもよいが、細かい粒子を得るために、分散媒体中にて該無機化合物の微粒子を生成してもよい。例えば、リン酸三カルシウムの場合、高速攪拌下において、リン酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液を混合するのが好ましい。
【0061】
これら分散安定剤の微細な分散のために、0.0010.1質量部の界面活性剤を併用してもよい。これは上記分散安定剤の所期の作用を促進するためのものであり、例えば、ドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム及びオレイン酸カルシウム等が挙げられる。
【0062】
本発明で使用するトナーの製造方法として直接重合法を用いる場合においては、以下の如き製造方法が可能である。
【0063】
重合性単量体中に、低軟化点物質からなる離型剤、着色剤、荷電制御剤、重合開始剤その他の添加剤を加え、ホモジナイザーや超音波分散機等によって均一に溶解又は分散せしめた単量体組成物を、分散安定剤を含有する水相中に通常の攪拌機、ホモミキサー又はホモジナイザー等により分散せしめる。好ましくは単量体組成物の液滴が所望のトナー粒子のサイズを有するように攪拌速度、攪拌時間を調整し、造粒する。その後は分散安定剤の作用により、粒子状態が維持され、かつ粒子の沈降が防止される程度の攪拌を行えばよい。重合温度は40℃以上、一般的には5090℃の温度に設定して重合を行うのが好ましい。重合反応後半に昇温してもよく、更に、本発明における画像形成方法における耐久性向上の目的で、未反応の重合性単量体や副生成物等を除去するために反応後半、又は、反応終了後に一部水系媒体を反応系から留去してもよい。反応終了後、生成したトナー粒子を洗浄・濾過により回収し、乾燥する。懸濁重合法においては、通常単量体組成物100質量部に対して水3003000質量部を分散媒体として使用するのが好ましい。
【0064】
本発明の電子写真装置は、現像ローラとしての弾性ローラ表面に、一成分現像剤としてトナーをコーティングし、これを感光体表面と接触させる方法を採用しているプロセスカートリッジが挙げられる。トナーは非磁性トナーが好ましいが、磁性トナーでもよい。現像ローラ上のトナーと感光体表面が接触するようにすることが重要である。トナー担持体は実質的に感光体表面と接触しているが、これは、トナー担持体からトナーを除いたときに該トナー担持体が感光体と接触しているということを意味する。このとき、トナーを介して、感光体と感光体表面に対向する現像ローラ間に働く電界によってエッジ効果のないトナー画像を得るためには、現像ローラ表面あるいは、現像ローラの表面近傍に電位をもち、感光体表面とトナー担持体表面間で電界を形成する必要がある。このため、現像ローラの弾性ゴムが中抵抗領域に抵抗制御されて感光体表面との導通を防ぎつつ電界を形成するか、又は導電性ローラの表面層に薄層の誘電層を設けるか、更には、導電性ローラ上に感光体表面に対向する側を絶縁性物質により被覆した導電性樹脂スリーブあるいは、絶縁性スリーブで感光体に対向しない側に導電層を設けたいずれの構成でも可能である。
【0065】
本発明において、トナーを担持する現像ローラは感光体の周速同方向に回転していてもよいし、逆方向に回転していてもよい。その回転が同方向である場合感光体の周速に対して、周速比で100%以上、より好ましくは120300%、更に好ましくは140250%にして周速差を生じさせるのがよい。100%未満であると、ラインの切れが悪い等の画像品質に問題を残すことがある。周速比が高くなると、現像部位に供給されるトナーの量は多く、潜像に対しトナーの脱着頻度が多くなり、不要な部分は掻き落とされ必要な部分には付与されるという繰り返しにより、潜像に忠実な画像が得られる。
【0066】
本発明は、トナーを磁性キャリヤーから形成される磁気ブラシを用いる二成分現像方法についてはこれを包含していない。
【0067】
本発明に用いられるクリーニング部材としては、ブレード、ローラ、ファーブラシ、磁気ブラシ等を用いることができる。これらのクリーニング部材の2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【0068】
本発明に用いられる電子写真感光体は、導電性支持体上に電荷発生材料を含有する電荷発生層と電荷輸送材料を含有する電荷輸送層とをこの順に積層した構成もしくは、導電性支持体上に電荷発生材料を含有する電荷発生層と電荷輸送材料を含有する電荷輸送層をこの順に積層した構成である。
【0069】
本発明に用いる感光体の電荷輸送層は、表面から1μmの押し込み深さにおけるユニバーサル硬度HUが248N/mm以上254N/mm以下で弾性変形率が37%以上43.2%以下かつ、表面から5μmの押し込み深さにおけるユニバーサル硬度HUが290N/mm以上305N/mm 以下で弾性変形率が33.9%以上38.2%以下である必要がある。
【0070】
本発明者らは鋭意検討の結果、電子写真感光体の電荷輸送層の硬度と変形率に着目し、表面皮膜硬度計を用いて得られるユニバーサル硬さ値(H)と弾性変形率(塑性変形率)の値が、ある数値以上の場合に、接触現像方法において球形トナーの現像性を維持しつつトナークリーニング性、感光体の耐久性を維持することが可能であることを見出した。
【0071】
電子写真感光体における電荷輸送層の表面近傍のユニバーサル硬さ、すなわち表面から1μmの押し込み深さにおけるユニバーサル硬度HUが248N/mm未満では本発明の電子写真装置においては、感光体の機械的強度が十分でなく、また、表面から1μmの押し込み深さにおける弾性変形率が37%未満ではトナークリーニング性が十分でなく、トナー外添剤の埋め込み等に起因したトナー融着が引き起こる。また、表面から1μmの押し込み深さにおけるユニバーサル硬度HUが254N/mmより大きくなると、感光体電荷輸送層の摩耗量が少なくなるためにブレードめくれが発生する。
【0072】
一方、電子写真感光体における電荷輸送層の内部のユニバーサル硬さ、すなわち表面から5μmの押し込み深さにおけるユニバーサル硬度HUが290N/mm未満であるか、弾性変形率が33.9%未満である場合、本発明の電子写真装置においては、感光体の繰り返し使用時の電荷輸送層における傷、不均一な摩耗に対する耐久性が十分でなく、特にスジ状のトナークリーニング不良発生の原因となる傷がより深く成長する。
【0073】
本発明における電子写真感光体の電荷輸送層の表面硬度は、計装化圧子圧入法(nanoindentation methods)によるユニバーサル硬さ(HU:単位N/mm)で測定する。
【0074】
本発明において、ユニバーサル硬さはHelmut Fisher GMBH+Co.製のFISHERSCOPE H100Vを用いて測定した。試料は、ガラス板上に18μmの膜厚で形成した。測定は圧子に一定の荷重をかけ圧子の押し込み深さを1μm、5μmと代えて測定した。また、弾性変形率はユニバーサル硬度測定時に圧子の荷重を減少させることにより、膜の弾性エネルギー(塑性エネルギー)を解析することもできる。弾性変形率(塑性変形率)は圧子が膜に対して行った仕事量(エネルギー)、すなわち圧子の膜に対する荷重の増減によるエネルギーの変化より求めたものであり、下式からその値は求まる;
弾性変形率(%)=弾性変形に要したエネルギー/(塑性変形に要したエネルギー+弾性変形に要したエネルギー)
【0075】
本発明の感光体の具体例を以下に説明する。
【0076】
本発明の感光体に使用する支持体は、導電性を有するものであればよく、アルミニウム、ステンレス等の金属、あるいは導電層を設けた金属、紙、プラスチック等が挙げられ、形状はシート状、円筒状等が挙げられる。特に、LBP等の画像入力がレーザー光の場合は、散乱による干渉縞防止、又は支持体の傷を被覆することを目的とした導電層を設けることが好ましい。これは、カーボンブラックや金属粒子等の導電性粉体を結着樹脂に分散させて形成することができる。導電層の膜厚は540μmが好ましく、特には1030μmが好ましい。
【0077】
その上に必要に応じて接着機能及びバリアー機能を有する中間層を設けることができる。中間層の材料としては、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、カゼイン、ポリウレタン及びポリエーテルウレタン等が挙げられる。これらは適当な溶剤に溶解して塗布される。中間層の膜厚は0.055μmが好ましく、特には0.31μmが好ましい。
【0078】
導電性支持体あるいは中間層の上には電荷発生層が形成される。本発明に用いられる電荷発生材料としては、セレン−テルル、ピリリウム、チアピリリウム系染料、フタロシアニン、アントアントロン、ジベンズピレンキノン、トリスアゾ、シアニン、ジスアゾ、モノアゾ、インジゴ、キナクリドン及び非対称キノシアニン系の各顔料が挙げられる。電荷発生層は前記電荷発生材料を0.34倍量の結着樹脂及び溶剤と共にホモジナイザー、超音波分散、ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル又は液衝突型高速分散機等を使用して十分に分散し、分散液を塗布、乾燥させて形成される。電荷発生層の膜厚は5μm以下が好ましく、特には0.12μmが好ましい。
【0079】
電荷輸送層は、主として電荷輸送材料と結着樹脂とを溶剤中に溶解させた塗料を塗布、乾燥して形成する。用いられる電荷輸送材料としては、トリアリールアミン系化合物、ヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、ピラゾリン系化合物、オキサゾール系化合物、トリアリルメタン系化合物及びチアゾール系化合物等が挙げられる。これらは0.52倍量の結着樹脂と組み合わされ、塗布、乾燥して電荷輸送層を形成する。
【0080】
電荷輸送層の膜厚は540μmであることが好ましく、1030μmであることがより好ましく、特に接触現像プロセスにおいては1020μmであることがより好ましい。
【0081】
電荷輸送層に用いられる結着樹脂、ポリアリレート樹脂であり、その重量平均分子量(Mw)は50000以上200000以下が好ましい。50000未満では、結着樹脂として機械的強度が十分でなくなり、電荷輸送層の耐摩耗性の低下やトナー融着が発生し易く、200000を超えると、電荷輸送層用塗料の粘度が高くなり過ぎ、塗工性が極度に悪化し、生産性が低下し易くなる。
【0082】
本発明に用いられる電子写真感光体の電荷輸送層は、表面から1μmの押し込み深さにおけるユニバーサル硬度HUが248N/mm以上254N/mm以下で弾性変形率が37%以上43.2%以下かつ、表面から5μmの押し込み深さにおけるユニバーサル硬度HUが290N/mm以上305N/mm 以下で弾性変形率が33.9%以上38.2%以下であればよいが、上記のような低分子量の電荷輸送材料を結着樹脂中に分散した電荷輸送層では、その膜の機械的強度及び変形率は結着樹脂の機械的強度及び電荷輸送材料の含有量に大きく依存しする。しかも低分子量の電荷輸送材料を分子分散しているため、その分散状態により電荷輸送層の膜の機械的強度及び変形率は表面近傍と内部で異なる値となる。特に、電荷輸送層形成時の膜の乾燥条件により電荷輸送層中の電荷輸送材料の分散状態が異なってくる。従って、本発明に用いる電荷輸送層を、低分子量の電荷輸送材料を結着樹脂中に分散した膜によって得るためには、結着樹脂として、ポリアリレート樹脂のような硬度の高いかつ高分子量の樹脂を選択し、更に低分子量の電荷輸送材料の含有量を極力小さくする必要がある。更に、適当な乾燥条件を選択することにより、本発明のような膜の表面近傍と内部で硬度と弾性変形率が異なる電荷輸送層を形成することが可能である。
【0083】
電荷輸送層の硬度は上述のように多くの因子で決まるため、一概には決定されないが、結着樹脂及び電荷輸送材料の組み合わせと混合比、更に乾燥条件の選択によっては表面から1μmの押し込み深さにおけるユニバーサル硬度HUが248N/mm以上254N/mm以下で弾性変形率が37%以上43.2%以下かつ、表面から5μmの押し込み深さにおけるユニバーサル硬度HUが290N/mm以上305N/mm 以下で弾性変形率が33.9%以上38.2%以下は達成される。
【0084】
本発明に使用される感光体の電荷輸送層には、各種添加剤を添加することができる。該添加剤とは酸化防止剤及び紫外線吸収剤等の劣化防止剤である。
【0085】
【実施例】
以下、本発明を具体的な実施例を挙げてより詳細に説明する。但し、本発明はこれのみに限定されない。なお、実施例中「部」は質量部を意味する。
【0086】
本発明の電子写真装置について、図2を参照しながら説明する。本発明の電子写真装置としての複写機又はプリンター等の装置の一例として図2に示す装置があり、現像手段2にはトナーTが収容されている。トナーTは、非磁性トナーである。
【0087】
バイアス印加手段により電圧が印加されている帯電手段(例えば、接触帯電手段である帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電ブレード等)1で感光体6の表面を帯電し、露光光(例えば、レーザー光又はハロゲンランプの光)Lにより静電荷像を感光体6に形成する。トナー塗布ブレード(例えば、弾性ブレードや金属ブレード等)3、10〜10Ω・cmの中抵抗の弾性層又は誘電層を表面に有する現像ローラ4を具備している現像手段2に収容されているトナーTで、静電荷像を現像する。現像は、正規現像方式又は反連現像方式を使用する。現像部において、現像ローラ7にバイアス印加手段により直流バイアス又は交互バイアスが必要により印加される。転写材8が搬送されて、転写部にくると、バイアス印加手段により電圧が印加されている転写手段(例えば、転写ローラや転写ベルト等)7により転写材8の背面(感光体6側とは反対の側)から押圧しながら帯電することにより、感光体6表面上のトナー像を転写材8上へ静電的に転写する。場合により、感光体6上のトナー像を図示していない中間転写体(例えば、中間転写ドラムや中間転写ベルト等)へ転写し、中間転写体から転写材8へトナー像を転写してもよい。
【0088】
感光体6から分離された転写材P上のトナー像は、加熱加圧手段(例えば、加熱加圧ローラ定着手段等)11により転写材8に定着される。転写工程後の感光体6に残留するトナーは、必要によりクリーニング手段(例えば、クリーニングブレード、クリーニングローラ、クリーニングブラシ等)9により感光体6の表面から除去される。クリーニング後の感光体6は、再度帯電手段1により帯電工程から始まる工程が繰り返される。
【0089】
更に、図3は、電子写真装置本体から取り出したプロセスカートリッジの一具体例の概略的断面図を示す。プロセスカートリッジは、現像手段と静電荷像保持体とを少なくとも一体的にカートリッジ化し、プロセスカートリッジは、電子写真装置本体(例えば、複写機やレーザビームプリンタ等)に着脱自在なように形成される。図3に示すプロセスカートリッジにおいては、現像器2に現像ローラ(弾性ローラ)4が感光ドラム6にニップ部が形成されるように押圧されて設置されてあり、現像ローラ4には塗布ブレード3及び塗布ローラ5が圧接して設けられてある。更に、帯電ローラ1及びクリーニングブレード9が感光ドラム6に圧接して設けられてある。
【0090】
本発明の画像形成方法においては、感光体とトナー担持体とがトナーを介して当接しており、感光体とトナー担持体の何れかが、弾性体もしくはフレキシブルベルト乃至はチューブであることが好ましい。例えば、感光ドラム−現像用弾性ローラ、感光ドラム−現像用フレキシブルチューブ、感光ベルト−現像用弾性ローラの組み合わせがある。
【0091】
[トナーの製造例]
高速攪拌装置TK式ホモミキサー(特殊機化工業社製)を備えた2リットル用4ッ口フラスコ中にイオン交換水650gと0.1mol/リットル−NaPO水溶液500gを投入し、回転数を12000rpmに調整し、70℃に加温せしめた。ここに1.0mol/リットル−CaCl水溶液70部を徐々に添加し、微小な難水溶性分散安定剤Ca(POを含む水系分散媒体を調製した。
【0092】
一方、分散質として、
スチレン 78部
2−エチルヘキシルアクリレート 22部
ジビニルベンゼン 0.2部
カーボンブラック(粒径=45nm) 5部
ポリカーボネート樹脂(ピーク分子量=7000) 5部
ジ−tert−ブチルサリチル酸のクロム化合物 2部
エステルワックス(mp=62℃) 10部
からなる混合物をアトライター(三井金属社製)を用い3時間分散させた後、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)10部を添加し重合性単量体組成物を調製した。
【0093】
次に、前記水系分散媒体中に該重合性単量体組成物を投入し、内温70℃のN雰囲気下で、高速攪拌器の回転数を12000rpmに維持しつつ、15分間攪拌し、該重合性単量体組成物を造粒した。その後、攪拌器をプロペラ攪拌羽根に換え50rpmで攪拌しながら同温度に5時間保持し、更に80℃に昇温して10時間保持して重合を完了した。
【0094】
重合終了後、懸濁液を冷却し、次いで希塩酸を添加し分散安定剤を除去せしめた。更に水洗浄を数回繰り返した後、流動層乾燥機(大川原製作所製)を用い、熱風中で攪拌しながら10時間トナー粒子の球形化処理と乾燥処理を行い、重合体粒子(A)を得た。
【0095】
該重合体粒子(A)は、円相当個数平均径が4.1μmで、円形度頻度分布における平均円形度が0.990で、円形度標準偏差が0.030で、GPCによる分子量分布で、ピーク分子量が1.5万、Mw/Mnが18であった。
【0096】
上記重合体粒子(A)100部と疎水性オイル処理シリカ微粉体(BET;200m/g)2部をヘンシェルミキサー(三井金属社製)で乾式混合して、本発明のトナーを調製した。
【0097】
<感光体の製造例1>
直径30mmのアルミニウムシリンダーを支持体とし、これに、以下の材料より構成される塗料を支持体上に浸漬塗布し、140℃で30分間熱硬化し、膜厚が15μmの導電層を形成した。
【0098】
導電性顔料:SnO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
結着樹脂: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 20部
【0099】
次に、この導電層上に、N−メトキシメチル化ナイロン3部及び共重合ナイロン3部をメタノール65部/n−ブタノール30部の混合溶媒に溶解した溶液を浸漬法で塗布し、膜厚が0.5μmの中間層を形成した。
【0100】
次に、CuKαの特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)の9.0°、14.2°、23.9°及び27.1°に強いピークを有するTiOPc4部とポリビニルブチラール(商品名:エスレックBM2、積水化学製)2部及びシクロヘキサノン60部をφ1mmガラスビーズを用いたサンドミル装置で4時間分散した後、エチルアセテート100部を加えて電荷発生層用分散液を調製した。これを浸漬法で塗布し、膜厚が0.3μmの電荷発生層を形成した。
【0101】
次に、電荷輸送層を形成するために、下記式で示される構成単位を有するポリアリレート樹脂(Mw=101000)10部と
【0102】
【化1】
【0103】
下記式のアミン化合物7部
【0104】
【化2】
【0105】
とモノクロロベンゼン50部/ジクロロメタン50部の混合溶媒中に溶解して調製した電荷輸送層用塗料を用いて、前記電荷発生層上にこの塗料を浸漬法で塗布し、100℃で1時間乾燥し、膜厚が18μmの電荷輸送層を形成し、感光体1を作製した。このとき電荷輸送層のユニバーサル硬度及び弾性変形率を表1に示す。
【0106】
<感光体の製造例2>
感光体製造例1において用いたアミン化合物を7部から5部に代えた以外は、感光体製造例1と同様にして感光体2を作製した。このとき電荷輸送層のユニバーサル硬度及び弾性変形率を表1に示す。
【0107】
<感光体の比較製造例1>
感光体製造例1と同様にして支持体、導電層、下引き層、電荷発生層を形成した。
【0108】
次に、製造例1で用いたポリアリレート樹脂に代え重量平均分子量Mwが40000のZ型ポリカーボネート樹脂25部をモノクロロベンゼン50部/ジクロロメタン20部の混合溶媒中に溶解して調製した電荷輸送層用塗料を用いて前記電荷発生層上に浸漬法で塗布し、100℃で1時間乾燥し、膜厚が18μmの電荷輸送層を形成し、電子写真感光体を得た。このときの電荷輸送層のユニバーサル硬度及び弾性変形率を表1に示す。
【0109】
<感光体の比較製造例2>
感光体製造例1において用いたアミン化合物を7部から10部に代えた以外は、感光体製造例1と同様にして感光体を作製した。このときの電荷輸送層のユニバーサル硬度及び弾性変形率を表1に示す。
【0110】
<感光体の比較製造例3>
感光体製造例1において電荷輸送層形成時の乾燥条件を125℃で1時間にした以外は、感光体製造例1と同様にして感光体を作製した。このときの電荷輸送層のユニバーサル硬度及び弾性変形率を表1に示す。
【0111】
<感光体の比較製造例4>
感光体製造例1と同様にして支持体、導電層、下引き層、電荷発生層を形成した。
【0112】
次に、下記式のスチリル化合物7部
【0113】
化3
【0114】
及び下記式の構成単位を有するポリカーボネート樹脂(Mw=180000)10部
【0115】
化4
【0116】
をモノクロロベンゼン50部/ジクロロメタン20部の混合溶媒中に溶解して調製した電荷輸送層用塗料を用いて、前記電荷発生層上にこの塗料を浸漬法で塗布し、125℃で1時間乾燥し、膜厚が18μmの電荷輸送層を形成し、感光体を作製した。このときの電荷輸送層のユニバーサル硬度及び弾性変形率を表1に示す。
【0117】
【表1】
【0118】
(実施例1)
電子写真装置として、ヒューレットパッカード製LBP「レーザージェット4000」(プロセススピード94.2mm/秒)を改造して用いた。図1を参照しながら装置の概略を説明する。この装置は帯電ローラ1を用い感光体(直径30mmの感光ドラム)6を一様に帯電する。帯電に次いで、レーザー光で画像部分を露光することにより静電潜像を形成し、トナーにより可視画像(トナー画像)とした後に、電圧を印加した転写ローラ7によりトナー像を転写材8に転写する。
【0119】
装置は以下の様に改造した。感光体の帯電は高圧電源をDC電源のみとし、定電圧制御で行った。
【0120】
プロセスカートリッジにおける現像部分2を次の如く改造した。トナー供給体であるマグネットを内包したアルミニウムスリーブの代わりに発泡ウレタンからなる電気抵抗値10Ω・cmを有する中抵抗ゴムローラ(直径16mm;芯金6mm、アスカーC硬度=48度、Rz=6.8μm)を現像ローラ4とし、感光ドラム6にニップ約3mmとなるように当接した。該現像ローラの回転周速は、感光体との接触部分において同方向であり、該感光体回転周速に対し150%となるように駆動した。該現像ローラの周速は141.3mm/秒であり、感光体表面の周速は94.2mm/秒であった。
【0121】
現像ローラ4にトナーを塗布する手段として、現像容器2内部に塗布ローラ5を設け、該現像ローラ4に当接させた。接触部において現像ローラ4と反対方向に回転することによりトナーを現像ローラ4上に塗布した。更に、該現像ローラ4上のトナーのコート層制御のために樹脂をコートしたステンレス製ブレード3を取付けた。クリーニング部材として、クリーナー容器10においてブレード9を用い、設定圧45g/cmに設定した。
【0122】
感光体として製造例1の感光体1を用い、トナーとして前記製造例のトナーを用い、以下の条件を満足するようプロセス条件を設定した。
【0123】
感光体暗部電位 −600V
感光体明部電位 −150V
現像バイアス −450V(直流成分のみ)
【0124】
本機を温湿度23℃/60%の環境に設置し、トナーを補給しつつ、A4サイズ紙に面積比率4%印字の文字パターンで10000枚の連続画出し試験を行い、評価を行った。また、耐久前後において、感光体の表面粗さを測定した。評価結果を表2に示す。
【0125】
(実施例2及び比較例1〜4)
感光体として前記製造例の感光体2〜を用いた以外は、実施例1と同様に評価を行った。結果を表2に示す。
【0126】
(実施例及び比較例5、6)
実施例1の電子写真装置においてクリーニングブレードの設定圧は60g/cmとし、感光体として感光体1及び3、5を用いて、実施例1と同様の評価を行った。結果を表3に示す。
【0127】
【表2】
【0128】
【表3】
【0129】
表2及び表3より明らかなように、本発明における実施例の電子写真装置は球形トナーを用いた接触現像方法においてトナーの現像性を維持しつつ、トナークリーニング性、感光体の耐久性を維持することが可能となり、高画質、高精細な画像を長期間安定して提供することができる。
【0130】
【発明の効果】
本発明によれば、トナーに小径で円形度の高いトナーを用いた接触現像方式の電子写真装置において、電子写真感光体の電荷輸送層が、表面から1μmの押し込み深さにおけるユニバーサル硬度HUが248N/mm以上254N/mm以下で弾性変形率が37%以上43.2%以下かつ、表面から5μmの押し込み深さにおけるユニバーサル硬度HUが290N/mm以上305N/mm 以下で弾性変形率が33.9%以上38.2%以下であることにより、トナー現像性、トナークリーニング性を維持しつつ、繰り返し画像出力時の感光体の機械的摩耗を抑え、高画質、高安定な電子写真装置及びプロセスカートリッジを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の電子写真装置の概略構成を示す図である。
【図2】 本発明の電子写真装置としての複写機又はプリンター等の装置の概略的断面図を示す図である。
【図3】 電子写真装置本体から取り出したプロセスカートリッジの概略的断面図を示す図である。
【符号の説明】
1 帯電ローラ
2 現像手段
3 塗布ブレード
4 現像ローラ
5 塗布ローラ
6 感光体
7 転写ローラ
8 転写材
9 クリーニングブレード
10 クリーニング手段
11 加熱加圧手段
L 露光光
T トナー
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a laser printer, and a plain paper facsimile.And process cartridgeMore specifically, an electrophotographic apparatus having excellent image quality and durability stabilityas well as Process cartridgeAbout.
[0002]
[Prior art]
  In recent years, with the rapid development of the information industry, high-quality image recording is desired for industrial or office use. In response to these demands, various methods such as an electrophotographic method, a thermal transfer method, and an ink jet method have been proposed and put into practical use. Among them, the electrophotographic method is frequently used in offices because of its high-speed printability and merits of high image quality. Recently, there are many cases of recording graphic images, and there is a demand for higher image quality and higher definition. It has been. In response to these market demands, the resolution of laser printers has been increased from 240 dpi to 600 and 1200 dpi, and higher image quality has been achieved in electrophotographic devices, such as digitalization and higher resolution in copying machines. High-definition is being promoted.
[0003]
  In response to these movements, development of precision processing technology and development and use of high-precision control technology have been proposed and studied from the device development side, but from the toner development side, the small diameter of the toner size has been proposed. The development of high image quality by high-quality, high-quality and high-definition technology by toner with high circularity is being actively carried out. In order to reduce the diameter and improve the circularity of these toners, the conventional colorant and binder resin are kneaded, pulverized, and classified to obtain toner. Researches have been actively made to reduce the diameter, spheroidization, etc. On the other hand, a polymerized toner obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer containing a colorant after being dispersed in water in the presence of a dispersant. Attention has been focused on and research and development has been carried out vigorously, and it has been confirmed that the polymerized toner is an effective means for reducing the diameter of the toner and improving the circularity. This small diameter and high circularity toner develops the electrostatic latent image on the photoreceptor faithfully and accurately, and exhibits high transferability, which is great for high image quality and high definition. Bring effect.
[0004]
  In recent years, a so-called contact one-component development method has been proposed in which development is performed while pressing against the surface of a photoreceptor using a semiconductive or elastic roller having a dielectric layer on the surface as a developing roller. For example, Japan Hardcopy '89, 25-28, FUJITSU Sci. Tech. J. et al. , 28, 4, pp. 473-480 (December 1992), Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-188756 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-188752 describe techniques relating to one-component contact development.
[0005]
  In the contact one-component development method, since the surface of the photoreceptor and the development electrode are very close to each other, there is an advantage that the edge effect of the development can be reduced. There is a possibility of higher image quality and higher definition.
[0006]
  In the contact one-component development method, in order to stably maintain a uniform nip width in the axial direction between the developing roller and the photosensitive member, an elastic roller such as a rubber roller or a sponge roller is in contact with the developing roller, and the developing roller In this case, it is necessary to set the peripheral speed of the developing roller faster than the peripheral speed of the photoconductor in order to develop a larger amount of toner on the photoconductor than the surface of the developing roller. For this reason, the driving torque between the photosensitive member and the developing roller is increased, causing a problem that the surface of the photosensitive member is scratched or worn and the toner is fused due to long-term use, and the durability characteristics deteriorate.
[0007]
  Further, when spherical toner is used as the toner, the toner layer formed on the developing roller becomes non-uniform, and there is a problem of image quality deterioration such as image density reduction and fogging. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-62085 Is a method of forming a uniform toner layer on the developing roller by using a developing roller having a surface roughness of 10 μm or less. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-319208 discloses an average toner particle size and irregularities on the developing roller surface, Although a method for defining the surface roughness and forming a uniform toner layer on the developing roller is disclosed, increasing the surface roughness increases the chance of contact between the toner and the developing roller surface. The toner coat amount also increases, resulting in an increase in the contact pressure between the developing roller and the photosensitive drum, which increases the driving torque of the developing roller, which also increases the amount of wear on the photosensitive member and the occurrence of toner fusion. Cormorant problem arises.
[0008]
  In particular, in an organic laminated type photoreceptor composed of a photosensitive layer comprising a charge generation layer and a charge transport layer, the charge transport layer strongly contacts and slides against the toner and the developing roller, so that the surface of the photoreceptor is scratched and worn. To do. The scratches and uneven wear of the photosensitive layer decrease the durability of the photosensitive member and make the contact between the developing roller and the surface of the photosensitive member uneven, thereby causing image defects such as streaks and fogging. Although lowering the contact pressure of the developing roller can solve problems such as scratches and abrasion of the initial photoconductor, the peripheral speed ratio between the developing roller and the photoconductor needs to be considerably increased in order to prevent deterioration in developability. In repeated image output, scratches and abrasion of the photoconductor increase, and problems such as toner deterioration tend to occur.
[0009]
  JP-A 63-65449 discloses a method for reducing the wear amount of a photoconductor by increasing the slipperiness of the surface of the photoconductor by adding silicone resin fine particles or fluororesin particles in the photosensitive layer. However, even if the slipperiness of the photoreceptor is increased by these methods, the photosensitive layer still has low mechanical strength, and inorganic compound powders such as silica, alumina, and titania, which are toner additives, dig deep grooves on the surface of the photosensitive layer. Scratches are likely to occur due to such abrasive wear, and the toner additive is fused to the surface of the photosensitive layer, which may cause toner fusion, which is not a sufficient countermeasure.
[0010]
  On the other hand, as described above, toner with a small diameter and high circularity faithfully and accurately develops the electrostatic latent image on the photoreceptor, and exhibits high transferability to improve image quality and resolution. Although it has an enormous effect, it has a disadvantage that cleaning properties are low, and problems such as poor cleaning frequently occur during a printing test in a copying machine or a printer.
[0011]
  In electrophotographic apparatuses such as copying machines and printers, after a toner image formed on the surface of a photoconductor is transferred to a transfer material, untransferred toner remains on the surface of the photoconductor, and the residual toner is a brush, a magnetic brush, or a blade. Or the like from the surface of the photoreceptor. For brush cleaning, polyester and acrylic fibers are used, and the shape of loops and straight hairs, the hardness and thickness of the fibers, etc. are changed for optimization. However, cleaning with a brush alone cannot remove the fine powder toner, and cannot pass through the fibers sufficiently. The same applies to the magnetic brush, and electrostatic removal is also attempted by applying an electric field, but toner scattering occurs and is not sufficient. Therefore, at present, blade cleaning using an elastic blade is mainly used from the standpoint of removal of residual toner, cost, miniaturization, and the like. There are many reports regarding improvements in blade cleaning, which are disclosed in patent publications. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-35156 discloses examination results of physical property values such as hardness, elastic modulus and elongation of a urethane rubber blade and cleaning characteristics.
[0012]
  In this way, the blade cleaning has high cleaning performance compared with other methods. However, when the above-mentioned toner having a small diameter and high circularity is cleaned, it is sufficient in any environment where a copying machine or a printer is used. It is difficult to exhibit the cleaning performance, and cleaning failure tends to occur particularly in an environment of high temperature and high humidity and low temperature and low humidity. In particular, when a toner having a small diameter and a high degree of circularity is used, a cleaning defect in which the toner slips between the cleaning blade and the surface of the photosensitive member is likely to occur at the initial stage. In addition, streaky cleaning defects are likely to occur due to uneven contact between the cleaning blade and the surface of the photoreceptor due to uneven wear. Increasing the contact pressure of the cleaning blade to the photoreceptor surface in order to improve the initial slipping-out cleaning failure improves the initial cleaning performance, but the photoreceptor surface is scratched and unevenly worn during repeated image output. As a result, the cleaning performance tends to be deteriorated. As a result, if the contact pressure of the cleaning blade to the surface of the photosensitive member is too high, the blade is likely to be turned over.
[0013]
  Therefore, it is difficult to maintain the toner cleaning property and the durability of the photosensitive member while maintaining the developing property of the spherical toner in the contact developing method.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
  As described above, the contact development method using a toner having a small diameter and a high degree of circularity has problems in maintaining the developability of the spherical toner and in achieving compatibility between the toner cleaning property and the durability of the photoreceptor, particularly the organic photoreceptor. Was demanded.
[0015]
  An object of the present invention is to solve such a problem, and in an electrophotographic developing method using a toner having a small diameter and a high circularity as a toner, while maintaining developability, it is excellent in characteristics at the time of repeated image output and high. An object of the present invention is to provide an electrophotographic apparatus and a process cartridge that can supply an image quality and a high-definition image over a long period of time.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
  In accordance with the present invention,With electrophotographic photoreceptor, Charging means, developing means, transfer means, fixing means, and cleaning meansWhenTheat leastIn an electrophotographic apparatus having
  TheThe developing means forms a toner layer on the elastic roller, and the elastic rollerTheThe electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive member is developed with the toner of the toner layer by bringing the toner layer into contact with the surface of the electrophotographic photosensitive member while rotating the electrophotographic photosensitive member relative to each other. And a means for forming a toner image,
  The toner is measured by a flow type particle image measuring device. The number-of-circle-based equivalent diameter of the toner-the circularity scattergram has a circle-equivalent number average diameter of 2.10 μm and average circularity of 0.950Dry type with 0.995 and circularity standard deviation less than 0.040oneComponent toner,
  The electricityThe photoconductor is composed of a charge generation layer and a charge transport layer in this order on a conductive support.An electrophotographic photosensitive member, wherein the charge transport layer binder resin is a polyarylate resin,Universal hardness HU at an indentation depth of 1 μm from the surface of the charge transport layer is248N / mm2more than254N / mm2The elastic deformation rate is37%more than43.2% or less,And the universal hardness HU at the indentation depth of 5 μm from the surface is290N / mm2more than305 N / mm 2 Less thanThe elastic deformation rate is33.9%more than38.2% or lessAn electrophotographic apparatus and a process cartridge are provided.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[0018]
  The toner used in the electrophotographic apparatus of the present invention is a toner having a small particle diameter and high circularity. The circle equivalent number average diameter of toner is 210 μm, preferably 5By reducing the diameter to 8 μm, the reproducibility in the development of the contour portion of the image, particularly the character image or the line pattern is improved. However, generally, when the toner particle diameter is reduced, the ratio of the toner having a small diameter is inevitably increased, so that the adhesion force of the toner to the surface of the photosensitive member and the developing roller is increased. This causes problems such as an increase and occurrence of image fogging.
[0019]
  However, in the present inventionUseToner has a high circularity and an average circularity of 0.950.By setting the standard deviation of circularity to less than 0.040 at 0.995, the transferability of a toner having a small particle diameter, which has been difficult in the past, is greatly improved and the developing ability for a low potential latent image is remarkably improved. improves.
[0020]
  Specifically, in the toner-based circle-equivalent diameter-circularity scattergram measured by the flow type particle image measuring apparatus, the circle-equivalent number average diameter of the toner is 210 μm and average circularity of 0.950Dry type with 0.995 and circularity standard deviation less than 0.040oneComponent toner.
[0021]
  The equivalent circle diameter, circularity, and frequency distribution of the toner used in the present invention are used as a simple method for quantitatively expressing the shape of the toner particles. In the present invention, flow type particle image measurement is used. Measurement was performed using an apparatus FPIA-1000 (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.), and calculation was performed using the following equation.
[0022]
[Expression 1]
[0023]
  Here, the “particle projected area” is the area of the binarized toner particle image, and the “peripheral length of the particle projected image” is the length of the contour line obtained by connecting the edge points of the toner particle image. Define.
[0024]
  In the present invention, the circularity is an index indicating the degree of unevenness of the toner particles, and is 1.000 when the toner particles are completely spherical. The more complicated the surface shape, the smaller the circularity.
[0025]
  In the present invention, a circle-equivalent number average diameter d means an average value of the number-based particle size frequency distribution of toner.1The particle size standard deviation SDd is calculated from the following equation where the particle size (center value) at the division point i of the particle size distribution is di and the frequency is fi.
[0026]
[Expression 2]
[0027]
  Further, the average circularity c and the circularity standard deviation SDc, which mean the average value of the circularity frequency distribution, are ci and circularity (center value) at the division point i of the particle size distribution, and frequency is f.ciThen, it is calculated from the following equation.
[0028]
[Equation 3]
[0029]
  As a specific measurement method, 10 ml of ion-exchanged water from which impure solids and the like are previously removed is prepared in a container, and a surfactant, preferably an alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant therein, and then further measurement is performed. Add 0.02 g of sample and disperse uniformly. As a means for dispersion, an ultrasonic disperser UH-50 type (manufactured by SMT Co., Ltd.) equipped with a titanium alloy tip of φ5 mm as a vibrator is used, and a dispersion for measurement is made using a dispersion treatment for 5 minutes. In that case, it cools suitably so that the temperature of this dispersion may not be 40 degreeC or more.
[0030]
  To measure the shape of the toner particles, the flow particle image measuring device is used, and the toner particle concentration at the time of measurement is 3000The concentration of the dispersion is readjusted to 10,000 particles / μl, and 1000 or more toner particles are measured. After the measurement, using this data, the equivalent circle diameter of the toner, the circularity frequency distribution, and the like are obtained.
[0031]
  The wax component used in the toner of the present invention includes petroleum wax such as paraffin wax, microcrystalline wax, petrolactam and derivatives thereof, montan wax and derivatives thereof, hydrocarbon wax and derivatives thereof by Fischer-Tropsch method, polyethylene Representative polyolefin waxes and derivatives thereof, carnauba wax, candelilla wax, natural waxes and derivatives thereof, etc., including derivatives, oxides, block copolymers with vinyl monomers, graft modified products, Alcohols such as higher aliphatic alcohols; fatty acids such as stearic acid and palmitic acid or compounds thereof; acid amides, esters, ketones, hydrogenated castor oil and derivatives thereof, styrene monomers such as vegetable waxes and animal waxes There 40Any one having a temperature of 80 ° C. can be used.
[0032]
  Of these, polyolefin, Fischer-Tropsch hydrocarbon wax, petroleum wax, higher alcohol, or higher ester can further improve the developability and transferability.
[0033]
  The wax component described above is 1 per 100 parts by mass of the binder resin.It is preferable to use 30 parts by mass.
[0034]
  Examples of the binder resin used in the toner of the present invention include commonly used styrene- (meth) acrylic copolymers, polyester resins, epoxy resins, and styrene-butadiene copolymers. In a method for directly obtaining toner particles by a polymerization method, a monomer for forming them is used. Specifically, styrene; styrene monomers such as o- (m-, p-) methylstyrene, m- (p-) ethylstyrene; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, (meth ) Propyl acrylate, butyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, behenyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, ( (Meth) acrylic acid ester monomers such as dimethylaminoethyl acrylate and diethylaminoethyl (meth) acrylate; ene monomers such as butadiene, isoprene, cyclohexene, (meth) acrylonitrile and acrylamide Preferably used. These can be used alone or generally in the publication Polymer Handbook 2nd edition III-P139.The theoretical glass transition temperature (Tg) described in 192 (John Wiley & Sons) is 40.Monomers are appropriately mixed and used so as to exhibit 75 ° C. When the theoretical glass transition temperature is less than 40 ° C., problems are likely to occur from the viewpoint of storage stability and durability stability of the toner. In particular, in the case of a color toner for forming a full-color image, the color mixing property at the time of fixing each color toner is lowered, the color reproducibility is poor, and the transparency of the OHP image is further lowered.
[0035]
  The molecular weight of the binder resin is measured by gel permeation chromatography (GPC). In the case of a toner having a so-called core-shell structure in which a low softening point material is encapsulated with an outer shell resin, as a specific GPC measurement method, the toner was previously extracted with a toluene solvent using a Soxhlet extractor for 20 hours. Then, after removing toluene with a rotary evaporator to obtain an extract, an organic solvent (such as chloroform) that dissolves the low softening point substance but not the outer shell resin is added to the extract and thoroughly washed. A sample (THF solution) obtained by filtering a solution obtained by dissolving the residue in tetrahydrofuran (THF) through a solvent-resistant membrane filter having a pore diameter of 0.3 μm is measured using 150C manufactured by Waters. The column structure can connect Showa Denko A-801, 802, 803, 804, 805, 806 and 807, and measure the molecular weight distribution using a standard polystyrene resin calibration curve. The main peak molecular weight of the binder resin according to the present invention is 5000.1 million, the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) is 2Those showing 100 are preferred for the present invention.
[0036]
  Examples of the colorant used in the toner used in the present invention include the following yellow colorant, magenta colorant, and cyan colorant. As the black colorant, carbon black, a magnetic material, or the following yellow colorant / magenta A colorant / cyan colorant mixed to black is used.
[0037]
  As the yellow colorant, a condensed azo compound, an isoindolinone compound, an anthraquinone compound, an azo metal complex, a methine compound, or an allylamide compound is used. Specifically, C.I. I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 129, 147, 168 or 180 are preferably used.
[0038]
  As the magenta colorant, condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinones, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds or perylene compounds are used. Specifically, C.I. I. Pigment Red 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48; 2, 48; 3, 48; 4, 57; 1, 81; 1, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221 or 254 is particularly preferably used.
[0039]
  As the cyan colorant, a copper phthalocyanine compound and a derivative thereof, an anthraquinone compound, a basic dye lake compound, or the like can be used. Specifically, C.I. I. Pigment Blue 1, 7, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 60, 62, or 66 is particularly preferably used.
[0040]
  These colorants can be used alone or in combination and further in the form of a solid solution. The colorant is selected from the viewpoints of hue, saturation, brightness, weather resistance, OHP transparency, and dispersibility in the toner particles. The amount of the colorant added is 1 with respect to 100 parts by mass of the resin component.It is preferable to use 20 parts by mass.
[0041]
  When a magnetic material is used as a black colorant, unlike other colorants, it is 40 with respect to 100 parts by mass of the resin.It is preferable to use 150 parts by mass.
[0042]
  A known charge control agent can be used in combination with the toner used in the present invention. Particularly, a charge control agent that has a high charging speed and can stably maintain a constant charge amount is preferable. Further, when the toner particles are directly polymerized, a charge control agent having no polymerization inhibition and no solubilized product in an aqueous dispersion medium is preferable.
[0043]
  Specific compounds include metal compounds of aromatic carboxylic acids such as salicylic acid, naphthoic acid and dicarboxylic acid as negative charge control agents; polymer compounds having a sulfonic acid or carboxylic acid group in the side chain; boron compounds; urea Compound; silicon compound; calixarene and the like. Examples of the positive charge control agent include quaternary ammonium salts; polymer type compounds having the quaternary ammonium salt in the side chain; guanidine compounds; imidazole compounds.
[0044]
  However, in the present invention, it is not essential to add a charge control agent. When a two-component development method is used, friction charging with a carrier is used, and when a non-magnetic one-component blade coating development method is used, It is not always necessary to include a charge control agent in the toner particles by actively utilizing frictional charging with the blade member or the sleeve member.
[0045]
  Addition of inorganic fine powder to the toner used in the present invention is a preferred embodiment for improving developability, transferability, charging stability, fluidity and durability. As the inorganic fine powder, known ones can be used, and it is particularly preferred to be selected from silica, alumina, titania or a double oxide thereof. Further, silica is more preferable. For example, the silica can be either a so-called dry process produced by vapor phase oxidation of silicon halide or alkoxide, or a dry silica called fumed silica and a so-called wet silica produced from alkoxide or water glass. There are few silanol groups on the surface and in the silica fine powder, and Na2O or SO3 2-For example, dry silica with less production residue is preferred. In addition, in dry silica, it is possible to obtain composite fine powders of silica and other metal oxides by using other metal halogen compounds such as aluminum chloride and titanium chloride together with silicon halogen compounds in the production process. Yes, including them.
[0046]
  The inorganic fine powder used in the toner used in the present invention has a specific surface area of 30 m by nitrogen adsorption measured by the BET method.2/ G or more, especially 50400m2/ G range gives good results, silica fine powder 0.1% to 100 parts by mass of toner.8 parts by weight, preferably 0.5It is particularly good to use 5 parts by weight, more preferably more than 1.0 to 3.0 parts by weight.
[0047]
  In addition, the inorganic fine powder used in the toner used in the present invention is optionally made of silicone varnish, various modified silicone varnishes, silicone oil, various modified silicone oils, silane coupling for the purpose of hydrophobization, chargeability control, etc. It is also possible to treat with an agent, a silane coupling agent having a functional group, another organic silicon compound, an organic titanium compound, or a combination of various treatment agents.
[0048]
  The specific surface area was calculated according to the BET method by using a specific surface area measuring device Autosorb 1 (manufactured by Yuasa Ionics Co., Ltd.) to adsorb nitrogen gas on the sample surface and calculating the specific surface area using the BET multipoint method.
[0049]
  In order to maintain a high charge amount and achieve a low consumption and a high transfer rate, the inorganic fine powder is more preferably treated with at least silicone oil.
[0050]
  In the toner used in the present invention, other additives within a range that does not have a substantial adverse effect, for example, lubricant powder such as polytetrafluoroethylene powder, zinc stearate powder, polyvinylidene fluoride powder; cerium oxide powder, Polishing agents such as silicon carbide powder and strontium titanate powder; fluidity imparting agents such as titanium oxide powder and aluminum oxide powder; anti-caking agents or conductivity imparting such as carbon black powder, zinc oxide powder and tin oxide powder In addition, a small amount of a reverse polarity organic fine particle and inorganic fine particle can also be used as a developability improver.
[0051]
  As a method for producing the toner used in the present invention, a resin, a release agent composed of a low softening point substance, a colorant, a charge control agent, and the like were uniformly dispersed using a pressure kneader, an extruder, or a media dispersing machine. After that, after colliding with a target under a mechanical or jet stream, and pulverizing to a desired toner particle size (adding toner particle smoothing and spheroidizing steps if necessary), the particle size is passed through a classification step. In addition to a method for producing toner by a pulverization method in which the toner has a sharp distribution and a toner is obtained, a spherical toner is obtained by atomizing a molten mixture into air using a disk or a multi-fluid nozzle described in JP-B-56-13945 In addition, the toner is directly added using suspension polymerization methods disclosed in Japanese Patent Publication Nos. 36-10231, 59-53856 and 59-61842. And a direct polymerization in the presence of a water-soluble polar polymerization initiator using a water-based organic solvent that is soluble in the monomer and insoluble in the resulting polymer, or directly in the presence of a water-soluble polar polymerization initiator to produce a toner. The toner can be produced using an emulsion polymerization method represented by a soap-free polymerization method.
[0052]
  In the method of producing toner using the pulverization method, it is difficult to keep the shape of the toner particles within a desired circularity frequency distribution range. In the melt spray method, a certain degree of circularity can be obtained. In addition, the particle size distribution of the obtained toner tends to be wide, and it is difficult to control the surface state of the toner. On the other hand, in the dispersion polymerization method, the obtained toner shows a very sharp particle size distribution, but the production equipment is used from the viewpoint of the processing of the waste solvent and the flammability of the solvent due to the narrow selection of materials to be used and the use of organic solvents. Complex and easy to complicate. The emulsion polymerization method represented by soap-free polymerization is effective because the particle size distribution of the toner is relatively uniform, but the used emulsifier and polymerization initiator terminals are present on the surface of the toner particles, and the environmental characteristics are likely to deteriorate.
[0053]
  In the present invention, it is important to control the frequency distribution of the circularity of toner particles.Using an emulsion polymerization method or suspension polymerization method under normal pressure or under pressure to obtain a 6 μm fine particle toner, the polymer is preliminarily shaped using a medium, or the polymer is directly applied to a pressure impingement plate. A method of colliding, and further a method of freezing the obtained polymer in an aqueous system or agglomerating and coalescing particles having a salt break or opposite surface charge by considering conditions such as pH. Is particularly preferred. Furthermore, a seed polymerization method in which a monomer is further adsorbed to the obtained polymer particles and then polymerized using a polymerization initiator can be suitably used in the present invention. Of these, the suspension polymerization method is particularly preferred in the present invention.
[0054]
  When the direct polymerization method is used as a toner production method, the control of the toner particle circularity frequency distribution and particle size frequency distribution changes the kind and addition amount of a poorly water-soluble inorganic salt and a protective colloid dispersing agent. Predetermined toner particles can be obtained by controlling the method and mechanical device conditions (for example, the circumferential speed of the rotor, the number of passes, the stirring conditions such as the shape of the stirring blades and the shape of the container) or the solid content concentration in the aqueous solution. it can. Further, as described above, predetermined toner particles can be obtained also by adjusting the stirring conditions and the processing time of the conical dryer used for drying the toner particles.
[0055]
  Further, when the toner is heated and dried, the toner particles can be spheroidized. For example, by using a fluidized bed dryer and adjusting the stirring conditions of the rotor blades and the processing time, the toner particle shape is preferable. Can be.
[0056]
  By specifying the physical properties of the wax component as described above, the toner of the present invention can minimize the influence of toner coarsening and the wax component on the spheroidizing treatment of the toner particles as described above. It can be very effective because it can.
[0057]
  When the toner is produced by the direct polymerization method, examples of the polymerization initiator used include 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1. Azo or diazo polymerization initiators such as' -azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2'-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile and azobisisobutyronitrile; benzoyl peroxide Peroxide-based polymerization initiators such as methyl ethyl ketone peroxide, diisopropyl peroxycarbonate, cumene hydroperoxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide and lauroyl peroxide are used. The amount of the polymerization initiator used varies depending on the desired degree of polymerization, but is generally 0.5 to 20% by mass based on the polymerizable monomer. The kind of the polymerization initiator is slightly different depending on the polymerization method, but is used alone or in combination with reference to the 10-hour half-life temperature.
[0058]
  In order to control the degree of polymerization, a known crosslinking agent, chain transfer agent, polymerization inhibitor or the like may be further added and used.
[0059]
  When a suspension polymerization method using a dispersion stabilizer is used as a toner production method, the dispersion stabilizer used is an inorganic compound such as tricalcium phosphate, magnesium phosphate, aluminum phosphate, zinc phosphate, calcium carbonate, Examples include magnesium carbonate, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium metasilicate, calcium sulfate, barium sulfate, bentonite, silica, and alumina. Examples of the organic compound include polyvinyl alcohol, gelatin, methyl cellulose, methyl hydroxypropyl cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose sodium salt, polyacrylic acid and its salt, starch and the like. These can be used by dispersing in an aqueous phase. These dispersion stabilizers are 0.2 to 100 parts by mass of the polymerizable monomer.It is preferable to use 20 parts by weight.
[0060]
  When an inorganic compound is used as the dispersion stabilizer, a commercially available product may be used as it is, but in order to obtain fine particles, fine particles of the inorganic compound may be generated in a dispersion medium. For example, in the case of tricalcium phosphate, it is preferable to mix an aqueous sodium phosphate solution and an aqueous calcium chloride solution under high-speed stirring.
[0061]
  Due to the fine dispersion of these dispersion stabilizers, 0.001You may use 0.1 mass part surfactant together. This is to promote the intended action of the dispersion stabilizer, for example, sodium dodecylbenzene sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium oleate, sodium laurate, potassium stearate. And calcium oleate.
[0062]
  When the direct polymerization method is used as a method for producing the toner used in the present invention, the following production method is possible.
[0063]
  A release agent composed of a low softening point substance, a colorant, a charge control agent, a polymerization initiator and other additives were added to the polymerizable monomer, and the mixture was uniformly dissolved or dispersed by a homogenizer or an ultrasonic disperser. The monomer composition is dispersed in an aqueous phase containing a dispersion stabilizer by a normal stirrer, homomixer or homogenizer. Preferably, granulation is performed by adjusting the stirring speed and stirring time so that the droplets of the monomer composition have the desired toner particle size. Thereafter, stirring may be performed to such an extent that the particle state is maintained and the sedimentation of the particles is prevented by the action of the dispersion stabilizer. The polymerization temperature is 40 ° C. or higher, generally 50The polymerization is preferably performed at a temperature of 90 ° C. The temperature may be raised in the latter half of the polymerization reaction, and for the purpose of improving durability in the image forming method of the present invention, in order to remove unreacted polymerizable monomers and by-products, the latter half of the reaction, or After completion of the reaction, a part of the aqueous medium may be distilled off from the reaction system. After completion of the reaction, the produced toner particles are recovered by washing and filtration and dried. In the suspension polymerization method, water 300 is usually used for 100 parts by mass of the monomer composition.3000 parts by weight are preferably used as the dispersion medium.
[0064]
  The electrophotographic apparatus of the present invention includes a process cartridge that employs a method in which a surface of an elastic roller serving as a developing roller is coated with toner as a one-component developer and brought into contact with the surface of a photoreceptor. The toner is preferably a non-magnetic toner, but may be a magnetic toner. It is important that the toner on the developing roller is in contact with the surface of the photoreceptor. The toner carrier is substantially in contact with the surface of the photoreceptor, which means that the toner carrier is in contact with the photoreceptor when the toner is removed from the toner carrier. At this time, in order to obtain a toner image having no edge effect by the electric field acting between the photosensitive member and the developing roller facing the surface of the photosensitive member via the toner, a potential is applied to the surface of the developing roller or in the vicinity of the surface of the developing roller. It is necessary to form an electric field between the surface of the photoreceptor and the surface of the toner carrier. For this reason, the elastic rubber of the developing roller is resistance controlled to the middle resistance region to form an electric field while preventing conduction with the surface of the photoreceptor, or a thin dielectric layer is provided on the surface layer of the conductive roller. Can be any configuration in which a conductive resin sleeve on the side facing the surface of the photoconductor is covered with an insulating material on a conductive roller, or a conductive layer is provided on the side of the insulating sleeve that does not face the photoconductor. .
[0065]
  In the present invention, the developing roller carrying the toner may be rotated in the same direction as the circumferential speed of the photosensitive member, or may be rotated in the opposite direction. When the rotation is in the same direction, the peripheral speed ratio is 100% or more, more preferably 120% with respect to the peripheral speed of the photoreceptor.300%, more preferably 140A peripheral speed difference should be generated by setting it to 250%. If it is less than 100%, there may be a problem in image quality such as poor line cutting. As the peripheral speed ratio increases, the amount of toner supplied to the development site increases, the frequency of toner desorption with respect to the latent image increases, and unnecessary portions are scraped off and applied to the necessary portions. An image faithful to the latent image can be obtained.
[0066]
  The present invention does not include a two-component developing method using a magnetic brush in which toner is formed from a magnetic carrier.
[0067]
  As the cleaning member used in the present invention, a blade, a roller, a fur brush, a magnetic brush, or the like can be used. Two or more of these cleaning members may be used in combination.
[0068]
  The electrophotographic photoreceptor used in the present invention has a structure in which a charge generation layer containing a charge generation material and a charge transport layer containing a charge transport material are laminated in this order on a conductive support, or on a conductive support. The charge generation layer containing the charge generation material and the charge transport layer containing the charge transport material are stacked in this order.
[0069]
  The charge transport layer of the photoreceptor used in the present invention has a universal hardness HU at an indentation depth of 1 μm from the surface.248N / mm2more than254N / mm2The elastic deformation rate is37%more than43.2% or lessAnd the universal hardness HU at the indentation depth of 5 μm from the surface is290N / mm2more than305 N / mm 2 Less thanThe elastic deformation rate is33.9%more than38.2% or lessNeed to be.
[0070]
  As a result of intensive studies, the present inventors paid attention to the hardness and deformation rate of the charge transport layer of the electrophotographic photosensitive member, and obtained a universal hardness value (HU) And elastic deformation rate (plastic deformation rate) are more than a certain value, it is possible to maintain the toner cleaning property and the durability of the photoreceptor while maintaining the developing property of the spherical toner in the contact developing method. I found out.
[0071]
  The universal hardness near the surface of the charge transport layer in the electrophotographic photosensitive member, that is, the universal hardness HU at an indentation depth of 1 μm from the surface is248N / mm2In the electrophotographic apparatus of the present invention, the mechanical strength of the photosensitive member is not sufficient, and the elastic deformation rate at the indentation depth of 1 μm from the surface is low.37If it is less than%, the toner cleaning property is not sufficient, and toner fusion due to embedding of the toner external additive or the like is caused. Moreover, the universal hardness HU at the indentation depth of 1 μm from the surface is254N / mm2If it is larger, the amount of wear of the photoconductor charge transport layer is reduced, so that blade turning occurs.
[0072]
  On the other hand, the universal hardness inside the charge transport layer in the electrophotographic photosensitive member, that is, the universal hardness HU at an indentation depth of 5 μm from the surface is290N / mm2Or the elastic deformation rate is less than33.9If it is less than%, the electrophotographic apparatus of the present invention is not sufficiently durable against scratches and uneven wear in the charge transport layer during repeated use of the photoreceptor, and in particular causes the occurrence of streaky toner cleaning defects. The wound that grows deeper.
[0073]
  The surface hardness of the charge transport layer of the electrophotographic photosensitive member in the present invention is a universal hardness (HU: unit N / mm) by an instrumentation indentation method.2) To measure.
[0074]
  In the present invention, the universal hardness is Helmut Fisher GMBH + Co. It measured using FISHERSCOPE H100V made from. The sample was formed on a glass plate with a film thickness of 18 μm. The measurement was performed by applying a constant load to the indenter and changing the indentation depth of the indenter to 1 μm and 5 μm. In addition, the elastic deformation rate can be analyzed for the elastic energy (plastic energy) of the film by reducing the load of the indenter at the time of universal hardness measurement. The elastic deformation rate (plastic deformation rate) is obtained from the work (energy) performed by the indenter on the membrane, that is, the change in energy due to the increase or decrease of the load of the indenter on the membrane, and the value can be obtained from the following equation;
  Elastic deformation rate (%) = energy required for elastic deformation / (energy required for plastic deformation + energy required for elastic deformation)
[0075]
  Specific examples of the photoreceptor of the present invention will be described below.
[0076]
  The support used in the photoreceptor of the present invention may be any material having conductivity, and examples thereof include metals such as aluminum and stainless steel, metals provided with a conductive layer, paper, plastics, and the like. A cylindrical shape etc. are mentioned. In particular, when the image input of LBP or the like is laser light, it is preferable to provide a conductive layer for the purpose of preventing interference fringes due to scattering or covering scratches on the support. This can be formed by dispersing conductive powder such as carbon black or metal particles in a binder resin. The thickness of the conductive layer is 540 μm is preferred, especially 1030 μm is preferable.
[0077]
  An intermediate layer having an adhesive function and a barrier function can be provided thereon as necessary. Examples of the material for the intermediate layer include polyamide, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, ethyl cellulose, casein, polyurethane, and polyether urethane. These are dissolved in an appropriate solvent and applied. The film thickness of the intermediate layer is 0.055 μm is preferable, particularly 0.31 μm is preferred.
[0078]
  A charge generation layer is formed on the conductive support or the intermediate layer. Examples of the charge generating material used in the present invention include selenium-tellurium, pyrylium, thiapyrylium dyes, phthalocyanine, anthanthrone, dibenzpyrenequinone, trisazo, cyanine, disazo, monoazo, indigo, quinacridone, and asymmetric quinocyanine pigments. Can be mentioned. The charge generation layer contains 0.3% of the charge generation material.Disperse thoroughly using a homogenizer, ultrasonic dispersion, ball mill, vibration ball mill, sand mill, attritor, roll mill, liquid collision type high-speed disperser, etc. together with 4 times the amount of binder resin and solvent, and apply and dry the dispersion. Formed. The film thickness of the charge generation layer is preferably 5 μm or less, in particular 0.12 μm is preferred.
[0079]
  The charge transport layer is formed by applying and drying a paint in which a charge transport material and a binder resin are mainly dissolved in a solvent. Examples of the charge transport material used include triarylamine compounds, hydrazone compounds, stilbene compounds, pyrazoline compounds, oxazole compounds, triallylmethane compounds, and thiazole compounds. These are 0.5Combined with twice the amount of binder resin, applied and dried to form a charge transport layer.
[0080]
  The thickness of the charge transport layer is 5Preferably it is 40 μm.More preferably, it is 30 μm, especially 10 in the contact development process.More preferably, it is 20 μm.
[0081]
  Binder resin used for charge transport layerIs, Polyarylate resinAnd thatThe weight average molecular weight (Mw) is preferably 50,000 or more and 200,000 or less. If it is less than 50000, the mechanical strength as a binder resin will be insufficient, and the wear resistance of the charge transport layer and toner fusion will tend to occur. If it exceeds 200,000, the viscosity of the paint for the charge transport layer will be too high. The coatability is extremely deteriorated, and the productivity is easily lowered.
[0082]
  The charge transport layer of the electrophotographic photosensitive member used in the present invention has a universal hardness HU at an indentation depth of 1 μm from the surface.248N / mm2more than254N / mm2The elastic deformation rate is37%more than43.2% or lessAnd the universal hardness HU at the indentation depth of 5 μm from the surface is290N / mm2more than305 N / mm 2 Less thanThe elastic deformation rate is33.9%more than38.2% or lessHowever, in the charge transport layer in which the low molecular weight charge transport material as described above is dispersed in the binder resin, the mechanical strength and deformation rate of the film are the same as the mechanical strength of the binder resin and the charge transport material. It depends greatly on the content of. In addition, since the low molecular weight charge transport material is molecularly dispersed, the mechanical strength and deformation rate of the film of the charge transport layer differ depending on the dispersion state between the vicinity of the surface and the inside. In particular, the dispersion state of the charge transport material in the charge transport layer varies depending on the drying conditions of the film when forming the charge transport layer. Therefore, in order to obtain the charge transport layer used in the present invention by a film in which a low molecular weight charge transport material is dispersed in a binder resin, a polyarylate resin is used as the binder resin.GreasyIt is necessary to select a resin having a high hardness and a high molecular weight and to further reduce the content of the charge transport material having a low molecular weight. Furthermore, by selecting appropriate drying conditions, it is possible to form a charge transport layer having different hardness and elastic deformation rate near and inside the surface of the film as in the present invention.
[0083]
  Since the hardness of the charge transport layer is determined by many factors as described above, it is not unconditionally determined. However, depending on the combination of the binder resin and the charge transport material, the mixing ratio, and the selection of drying conditions, an indentation depth of 1 μm from the surface Universal hardness HU248N / mm2more than254N / mm2The elastic deformation rate is37%more than43.2% or lessAnd the universal hardness HU at the indentation depth of 5 μm from the surface is290N / mm2more than305 N / mm 2 Less thanThe elastic deformation rate is33.9%more than38.2% or lessIs achieved.
[0084]
  Various additives can be added to the charge transport layer of the photoreceptor used in the present invention. The additive is a deterioration inhibitor such as an antioxidant and an ultraviolet absorber.
[0085]
【Example】
  Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to this. In the examples, “parts” means parts by mass.
[0086]
  The electrophotographic apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. As an example of an apparatus such as a copying machine or a printer as an electrophotographic apparatus of the present invention, there is an apparatus shown in FIG. 2, and the developing means 2 contains toner T. The toner T is a nonmagnetic toner.
[0087]
  The surface of the photosensitive member 6 is charged by a charging unit (for example, a charging roller, a charging brush, a charging blade, or the like which is a contact charging unit) to which a voltage is applied by a bias applying unit, and exposure light (for example, laser light or halogen). An electrostatic charge image is formed on the photoreceptor 6 by the light L of the lamp. Toner application blade (for example, elastic blade, metal blade, etc.) 3, 103-109The electrostatic charge image is developed with the toner T accommodated in the developing means 2 having the developing roller 4 having an elastic layer or dielectric layer having a medium resistance of Ω · cm on the surface. For the development, a regular development system or an anti-ream development system is used. In the developing unit, a DC bias or an alternating bias is applied to the developing roller 7 by a bias applying unit as required. When the transfer material 8 is conveyed and arrives at the transfer portion, the back surface of the transfer material 8 (from the photosensitive member 6 side) is transferred by a transfer means (for example, a transfer roller or a transfer belt) 7 to which a voltage is applied by a bias applying means. The toner image on the surface of the photoreceptor 6 is electrostatically transferred onto the transfer material 8 by charging while pressing from the opposite side. In some cases, the toner image on the photosensitive member 6 may be transferred to an intermediate transfer member (not shown) (for example, an intermediate transfer drum or an intermediate transfer belt), and the toner image may be transferred from the intermediate transfer member to the transfer material 8. .
[0088]
  The toner image on the transfer material P separated from the photoreceptor 6 is fixed to the transfer material 8 by a heating and pressing means (for example, a heating and pressing roller fixing means). The toner remaining on the photoconductor 6 after the transfer process is removed from the surface of the photoconductor 6 by a cleaning means 9 (for example, a cleaning blade, a cleaning roller, a cleaning brush, etc.) if necessary. After the cleaning, the process starting from the charging process is repeated by the charging unit 1 again.
[0089]
  FIG. 3 is a schematic sectional view showing a specific example of the process cartridge taken out from the electrophotographic apparatus main body. In the process cartridge, the developing means and the electrostatic charge image holding member are at least integrally formed as a cartridge, and the process cartridge is formed so as to be detachable from the main body of the electrophotographic apparatus (for example, a copying machine or a laser beam printer). In the process cartridge shown in FIG. 3, a developing roller (elastic roller) 4 is installed in the developing unit 2 so as to be pressed so that a nip portion is formed on the photosensitive drum 6. An application roller 5 is provided in pressure contact. Further, a charging roller 1 and a cleaning blade 9 are provided in pressure contact with the photosensitive drum 6.
[0090]
  In the image forming method of the present invention, it is preferable that the photosensitive member and the toner carrier are in contact with each other through the toner, and either the photosensitive member or the toner carrier is an elastic body, a flexible belt, or a tube. . For example, there is a combination of a photosensitive drum-developing elastic roller, a photosensitive drum-developing flexible tube, and a photosensitive belt-developing elastic roller.
[0091]
  [Example of toner production]
  650 g of ion-exchanged water and 0.1 mol / liter-Na in a 2-liter four-necked flask equipped with a high-speed stirring device TK type homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.)3PO4500 g of an aqueous solution was added, the rotation speed was adjusted to 12000 rpm, and the mixture was heated to 70 ° C. Here 1.0 mol / liter-CaCl2Gradually add 70 parts of an aqueous solution to form a slightly water-insoluble dispersion stabilizer Ca3(PO4)2An aqueous dispersion medium containing was prepared.
[0092]
  On the other hand, as dispersoid,
  78 parts of styrene
  2-ethylhexyl acrylate 22 parts
  0.2 parts of divinylbenzene
  Carbon black (particle size = 45nm) 5 parts
  Polycarbonate resin (peak molecular weight = 7000) 5 parts
  2 parts of chromium compound of di-tert-butylsalicylic acid
  Ester wax (mp = 62 ° C) 10 parts
The mixture consisting of 1 is dispersed for 3 hours using an attritor (manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd.), and 10 parts of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) is added to prepare a polymerizable monomer composition. did.
[0093]
  Next, the polymerizable monomer composition is put into the aqueous dispersion medium, and N2While maintaining the rotation speed of the high-speed stirrer at 12000 rpm in an atmosphere, the mixture was stirred for 15 minutes to granulate the polymerizable monomer composition. Thereafter, the stirrer was changed to a propeller stirring blade and held at the same temperature for 5 hours while stirring at 50 rpm, and further heated to 80 ° C. and held for 10 hours to complete the polymerization.
[0094]
  After completion of the polymerization, the suspension was cooled, and then diluted hydrochloric acid was added to remove the dispersion stabilizer. Further, after washing with water several times, the toner particles are spheroidized and dried for 10 hours while stirring in hot air using a fluidized bed dryer (manufactured by Okawara Seisakusho) to obtain polymer particles (A). It was.
[0095]
  The polymer particle (A) has a circle-equivalent number average diameter of 4.1 μm, an average circularity in a circularity frequency distribution of 0.990, a circularity standard deviation of 0.030, and a molecular weight distribution by GPC. The peak molecular weight was 15,000 and Mw / Mn was 18.
[0096]
  100 parts of the above polymer particles (A) and hydrophobic oil-treated silica fine powder (BET; 200 m2/ G) 2 parts were dry-mixed with a Henschel mixer (Mitsui Metals Co., Ltd.) to prepare the toner of the present invention.
[0097]
  <Photoconductor Production Example 1>
  An aluminum cylinder having a diameter of 30 mm was used as a support, and a coating composed of the following materials was applied on the support by dip coating, followed by thermosetting at 140 ° C. for 30 minutes to form a conductive layer having a thickness of 15 μm.
[0098]
  Conductive pigment: SnO2Coated barium sulfate 10 parts
  Resistance control pigment: Titanium oxide 2 parts
  Binder resin: 6 parts of phenol resin
  Leveling material: 0.001 part of silicone oil
  Solvent: methanol / methoxypropanol = 0.2 / 0.8 20 parts
[0099]
  Next, a solution obtained by dissolving 3 parts of N-methoxymethylated nylon and 3 parts of copolymer nylon in a mixed solvent of 65 parts of methanol / 30 parts of n-butanol was applied onto this conductive layer by a dipping method. An intermediate layer of 0.5 μm was formed.
[0100]
  Next, 4 parts of TiOPc and polyvinyl butyral having strong peaks at 9.0 °, 14.2 °, 23.9 ° and 27.1 ° of the Bragg angles (2θ ± 0.2 °) in the characteristic X-ray diffraction of CuKα (Product name: ESREC BM2, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) 2 parts and 60 parts of cyclohexanone were dispersed in a sand mill apparatus using φ1 mm glass beads for 4 hours, and then 100 parts of ethyl acetate was added to prepare a dispersion for charge generation layer. This was applied by a dipping method to form a charge generation layer having a thickness of 0.3 μm.
[0101]
  Next, in order to form a charge transport layer, 10 parts of a polyarylate resin (Mw = 101000) having a structural unit represented by the following formula:
[0102]
[Chemical 1]
[0103]
  7 parts of an amine compound of the formula
[0104]
[Chemical 2]
[0105]
Using a coating for a charge transport layer prepared by dissolving in a mixed solvent of 50 parts of monochlorobenzene and 50 parts of monochlorobenzene, this paint is applied onto the charge generation layer by a dipping method and dried at 100 ° C. for 1 hour. Then, a charge transport layer having a film thickness of 18 μm was formed, and the photoreceptor 1 was produced. Table 1 shows the universal hardness and elastic deformation rate of the charge transport layer.
[0106]
  <Photoconductor Production Example 2>
  Photoreceptor 2 was produced in the same manner as Photoreceptor Production Example 1, except that the amine compound used in Photoreceptor Production Example 1 was changed from 7 parts to 5 parts. Table 1 shows the universal hardness and elastic deformation rate of the charge transport layer.
[0107]
  <Photoconductor Comparative Production Example 1>
  In the same manner as in photoreceptor production example 1, a support, a conductive layer, an undercoat layer, and a charge generation layer were formed.
[0108]
  Next, in place of the polyarylate resin used in Production Example 1, 25 parts of a Z-type polycarbonate resin having a weight average molecular weight Mw of 40,000 was dissolved in a mixed solvent of 50 parts of monochlorobenzene / 20 parts of dichloromethane. An electrophotographic photosensitive member is formed by applying the coating layer onto the charge generation layer by dipping and drying at 100 ° C. for 1 hour to form a charge transport layer having a thickness of 18 μm.3Got. Table 1 shows the universal hardness and elastic deformation rate of the charge transport layer at this time.
[0109]
  <Photoconductor Comparative Production Example 2>
  Photoconductor in the same manner as in Photoconductor Production Example 1, except that the amine compound used in Photoconductor Production Example 1 was changed from 7 parts to 10 parts.4Was made. Table 1 shows the universal hardness and elastic deformation rate of the charge transport layer at this time.
[0110]
  <Photoconductor Comparative Production Example 3>
  Photoconductor in the same manner as in Photoconductor Production Example 1 except that the drying condition for forming the charge transport layer in Photoconductor Production Example 1 was 1 hour at 125 ° C.5Was made. Table 1 shows the universal hardness and elastic deformation rate of the charge transport layer at this time.
[0111]
  <Photoconductor Comparative Production Example 4>
  In the same manner as in photoreceptor production example 1, a support, a conductive layer, an undercoat layer, and a charge generation layer were formed.
[0112]
Next, 7 parts of a styryl compound of the formula
[0113]
[Chemical 3]
[0114]
And 10 parts of a polycarbonate resin (Mw = 18000) having a structural unit of the following formula
[0115]
[4]
[0116]
Using a coating material for a charge transport layer prepared by dissolving in a mixed solvent of 50 parts of monochlorobenzene / 20 parts of dichloromethane, and applying the paint on the charge generation layer by a dipping method.1 hour at 125 ° CDry to form a charge transport layer with a film thickness of 18 μm,Photoconductor6Was made. Table 1 shows the universal hardness and elastic deformation rate of the charge transport layer at this time.
[0117]
[Table 1]
[0118]
  Example 1
  A modified Hewlett-Packard LBP “Laser Jet 4000” (process speed 94.2 mm / sec) was used as the electrophotographic apparatus. The outline of the apparatus will be described with reference to FIG. This apparatus uses a charging roller 1 to uniformly charge a photosensitive member (photosensitive drum having a diameter of 30 mm) 6. After charging, the image portion is exposed with a laser beam to form an electrostatic latent image, and a visible image (toner image) is formed with toner, and then the toner image is transferred to a transfer material 8 by a transfer roller 7 to which voltage is applied. To do.
[0119]
  The equipment was modified as follows. The photosensitive member was charged by constant voltage control using only a DC power source as a high voltage power source.
[0120]
  The developing part 2 in the process cartridge was modified as follows. An electric resistance value of 10 made of urethane foam instead of an aluminum sleeve containing a magnet as a toner supply body5A medium resistance rubber roller (diameter 16 mm; core metal 6 mm, Asker C hardness = 48 degrees, Rz = 6.8 μm) having Ω · cm was used as the developing roller 4, and contacted with the photosensitive drum 6 so that the nip was about 3 mm. The rotational peripheral speed of the developing roller was the same direction at the contact portion with the photoconductor, and the developing roller was driven to be 150% with respect to the peripheral speed of the photoconductor. The peripheral speed of the developing roller was 141.3 mm / second, and the peripheral speed of the photoreceptor surface was 94.2 mm / second.
[0121]
  As a means for applying toner to the developing roller 4, an applying roller 5 is provided inside the developing container 2 and brought into contact with the developing roller 4. The toner was applied onto the developing roller 4 by rotating in the opposite direction to the developing roller 4 at the contact portion. Further, a stainless steel blade 3 coated with a resin for controlling the toner coating layer on the developing roller 4 was attached. A blade 9 was used in the cleaner container 10 as a cleaning member, and the setting pressure was set to 45 g / cm.
[0122]
  The photoconductor 1 of Production Example 1 was used as the photoconductor, the toner of the above Production Example was used as the toner, and process conditions were set so as to satisfy the following conditions.
[0123]
  Photoconductor dark part potential -600V
  Photoreceptor bright part potential -150V
  Development bias -450V (DC component only)
[0124]
  This machine was installed in an environment with a temperature and humidity of 23 ° C./60%, and while replenishing toner, a continuous image output test of 10000 sheets with a character pattern with an area ratio of 4% printed on A4 size paper was performed and evaluated. . Further, the surface roughness of the photoreceptor was measured before and after durability. The evaluation results are shown in Table 2.
[0125]
  (Example2 andAnd Comparative Examples 1 to 4)
  As the photosensitive member, the photosensitive member 2 to 2 in the production example described above.6Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that was used. The results are shown in Table 2.
[0126]
  (Example3And Comparative Examples 5 and 6)
  In the electrophotographic apparatus of Example 1, the set pressure of the cleaning blade is 60 g / cm, and the photosensitive member is a photosensitive member.1 and 3, 5The same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 3.
[0127]
[Table 2]
[0128]
[Table 3]
[0129]
  As is apparent from Tables 2 and 3, the electrophotographic apparatus according to the embodiment of the present invention maintains the toner cleaning property and the durability of the photosensitive member while maintaining the developing property of the toner in the contact developing method using the spherical toner. Therefore, it is possible to stably provide high-quality and high-definition images for a long period of time.
[0130]
【The invention's effect】
  According to the present invention, in a contact developing type electrophotographic apparatus using a toner having a small diameter and high circularity as a toner, the charge transport layer of the electrophotographic photosensitive member has a universal hardness HU at an indentation depth of 1 μm from the surface.248N / mm2more than254N / mm2The elastic deformation rate is37%more than43.2% or lessAnd the universal hardness HU at the indentation depth of 5 μm from the surface is290N / mm2more than305 N / mm 2 Less thanThe elastic deformation rate is33.9%more than38.2% or lessAs a result, it is possible to provide a high-quality, highly stable electrophotographic apparatus and process cartridge that maintain the toner developability and the toner cleaning property, suppress the mechanical abrasion of the photoreceptor during repeated image output, and provide high image quality and high stability. became.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an electrophotographic apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view of an apparatus such as a copying machine or a printer as an electrophotographic apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a process cartridge taken out from an electrophotographic apparatus main body.
[Explanation of symbols]
  1 Charging roller
  2 Development means
  3 Application blade
  4 Development roller
  5 Application roller
  6 Photoconductor
  7 Transfer roller
  8 Transfer material
  9 Cleaning blade
  10 Cleaning means
  11 Heating and pressing means
  L Exposure light
  T Toner

Claims (6)

電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、転写手段、定着手段及びクリーニング手段少なくとも有する電子写真装置において、
現像手段が弾性ローラ上にトナー層を形成し、該弾性ローラと電子写真感光体を相互に回動させながら、該トナー層を該電子写真感光体の表面に接触させることにより該電子写真感光体上に形成された静電潜像を該トナー層のトナーで現像してトナー像を形成する手段であり、
該トナーがフロー式粒子像測定装置で計測されるトナーの個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラムにおいて該トナーの円相当個数平均径が210μmであり、かつ平均円形度が0.9500.995で、円形度標準偏差が0.040未満である乾式成分トナーであり、
該電子写真感光体が導電性支持体上に電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に積層した電子写真感光体であって、該電荷輸送層の結着樹脂がポリアリレート樹脂であり、該電荷輸送層の表面から1μmの押し込み深さにおけるユニバーサル硬度HUが248N/mm以上254N/mm以下で弾性変形率が37%以上43.2%以下、かつ、表面から5μmの押し込み深さにおけるユニバーサル硬度HUが290N/mm以上305N/mm 以下で弾性変形率が33.9%以上38.2%以下であることを特徴とする電子写真装置。
An electrophotographic photosensitive member, charging means, developing means, transfer means, at least with an electrophotographic apparatus and a fixing means and cleaning means,
It said developing means to form a toner layer on the elastic roller, electrophotographic by while mutually rotate the elastic roller and said electrophotographic photosensitive member, contacting the toner layer on the surface of the electrophotographic photosensitive member A means for developing an electrostatic latent image formed on a photoreceptor with toner of the toner layer to form a toner image;
Circle-equivalent diameter based on the number of toner the toner is measured with a flow type particle image measuring device - in circularity scattergram circle-equivalent number average diameter 2 of the toner - a 10 [mu] m, and an average circularity of 0.950 - at 0.995, a dry one-component toner circularity standard deviation is less than 0.040,
A charge generation layer and a charge transport layer to the power terminal photoreceptor conductive substrate comprising an electrophotographic photosensitive member obtained by laminating in this order, the binder resin of the charge transport layer is a polyarylate resin, the charge Universal hardness HU at an indentation depth of 1 μm from the surface of the transport layer is 248 N / mm 2 or more and 254 N / mm 2 or less, an elastic deformation rate is 37 % or more and 43.2% or less, and an indentation depth of 5 μm from the surface electrophotographic apparatus, wherein the universal hardness HU is 290 N / mm 2 or more 305N / mm 2 or less elastic deformation rate is less than 38.2% or more 33.9% at.
前記ポリアリレート樹脂の重量平均分子量50000以上200000以下である請求項1に記載の電子写真装置。The weight average molecular weight of polyarylate resin electrophotographic apparatus according to claim 1, 200,000 hereinafter to 50,000. 前記トナーが懸濁重合法を用いて製造された請求項1又は2に記載の電子写真装置。  The electrophotographic apparatus according to claim 1, wherein the toner is produced using a suspension polymerization method. 少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体に構成したプロセスカートリッジにおいて、
現像手段が弾性ローラ上にトナー層を形成し、該弾性ローラと電子写真感光体を相互に回動させながら、該トナー層を該電子写真感光体の表面に接触させることにより該電子写真感光体上に形成された静電潜像を該トナー層のトナーで現像してトナー像を形成する手段であり、
該トナーがフロー式粒子像測定装置で計測されるトナーの個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラムにおいて該トナーの円相当個数平均径が210μmであり、かつ平均円形度が0.9500.995で、円形度標準偏差が0.040未満である乾式成分トナーであり、
該電子写真感光体が導電性支持体上に電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に積層した電子写真感光体であって、該電荷輸送層の結着樹脂がポリアリレート樹脂であり、該電荷輸送層の表面から1μmの押し込み深さにおけるユニバーサル硬度HUが248N/mm以上254N/mm以下で弾性変形率が37%以上43.2%以下、かつ、表面から5μmの押し込み深さにおけるユニバーサル硬度HUが290N/mm以上305N/mm 以下で弾性変形率が33.9%以上38.2%以下であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
A process cartridge configured to at least developing means and an electrophotographic photosensitive member to one body,
It said developing means to form a toner layer on the elastic roller, electrophotographic by while mutually rotate the elastic roller and said electrophotographic photosensitive member, contacting the toner layer on the surface of the electrophotographic photosensitive member A means for developing an electrostatic latent image formed on a photoreceptor with toner of the toner layer to form a toner image;
Circle-equivalent diameter based on the number of toner the toner is measured with a flow type particle image measuring device - in circularity scattergram circle-equivalent number average diameter 2 of the toner - a 10 [mu] m, and an average circularity of 0.950 - at 0.995, a dry one-component toner circularity standard deviation is less than 0.040,
A charge generation layer and a charge transport layer to the power terminal photoreceptor conductive substrate comprising an electrophotographic photosensitive member obtained by laminating in this order, the binder resin of the charge transport layer is a polyarylate resin, the charge Universal hardness HU at an indentation depth of 1 μm from the surface of the transport layer is 248 N / mm 2 or more and 254 N / mm 2 or less, an elastic deformation rate is 37 % or more and 43.2% or less, and an indentation depth of 5 μm from the surface process cartridge universal hardness HU is 290 N / mm 2 or more 305N / mm 2 or less in the elastic deformation rate is equal to or less than 38.2% or more 33.9% at.
前記ポリアリレート樹脂の重量平均分子量50000以上200000以下である請求項4に記載のプロセスカートリッジ。The process cartridge according to claim 4 the weight average molecular weight of polyarylate resin is 200,000 hereinafter 50,000. 前記トナーが懸濁重合法を用いて製造された請求項4又は5に記載のプロセスカートリッジ。  The process cartridge according to claim 4, wherein the toner is manufactured using a suspension polymerization method.
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