JP4194930B2 - 画像形成装置、画像形成方法、画像形成装置用プロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
電気的潜像を現像する方式には、大別して、絶縁性有機液体中に各種の顔料や染料を微細に分散させた現像剤を用いる液体現像方式と、カスケード法、磁気ブラシ法、パウダークラウド法などのように天然又は合成樹脂にカーボンブラックなどの着色剤を分散したトナーを用いる乾式現像方式があり、現在、乾式現像方式が広く使用されている。
感光体表面の低摩擦係数化・低表面エネルギー化の方法としては、感光体表面に潤滑剤を供給する機構が備わっている画像形成装置が従来提案され、実用化されている(例えば、特許文献4参照)。しかしながら、感光体周辺にこのような機構を備えるために、装置の大型化、複雑化が避けられず、コストアップ、メンテナンス性の悪化などの不具合が発生する。
潤滑剤としては、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素原子含有樹脂(以下フッ素樹脂)、球状のアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂などの粉末や、酸化ケイ素、酸化アルミニウムなどの金属酸化物粉末、シリコーンオイルなどの潤滑性液体などが知られている。特にフッ素原子を多量に含むフッ素樹脂は、表面エネルギーが著しく小さいので潤滑剤としての効果が大きい。この様なフッ素樹脂は、結晶性の微粒子として用いられ、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂などの結着材樹脂に分散させた後に、感光体の表面層や保護層として成膜される。
しかしながら、フッ素樹脂微粒子の含有量が比較的少ない場合、初期の感光体表面の摩擦係数は低減できても、繰り返し画像を出力すると徐々に摩擦係数が上昇してしまう。そこで、低摩擦係数を持続させるための手段として、フッ素樹脂微粒子の添加量を増加させることが考えられる。しかし、フッ素樹脂微粒子の性質として、樹脂溶液中の凝集傾向が強く、均一な分散が困難であるといった問題がある。
例えば、フッ素樹脂微粒子の分散方法については、従来より様々な検討がなされ、提案されている(例えば、特許文献39〜43参照)。
また、特許文献41においても、含有量の多い記載があるが、分散後の粒径についての記載はなく、フッ素樹脂微粒子の含有量が高いので、より凝集しやすく、微細に分散することが困難であると考えられる。そのような塗工液を用いて塗膜を形成すると、塗膜中に巨大な二次凝集粒子が多く存在することとなり、塗膜表面の凹凸が大きくなってしまったり、塗膜表面のフッ素樹脂微粒子の局在化を引き起こしたりする。塗膜表面の凹凸が大きくなると、クリーニング不良やトナー画像の乱れを引き起こすことが考えられる。またフッ素樹脂微粒子の局在化は、感光体塗膜表面がミクロ的に摩擦係数・表面エネルギーが高い部分と低い部分が生じてしまうため、やはりクリーニング不良、及びフィルミングの原因となることが考えられる。さらに、フッ素微粒子の二次凝集径があまりに大きいと、レーザー光が凝集体上で散乱され、露光潜像の乱れ、光量が不足することによる電位コントラスト不足を引き起こし、異常画像の原因となることがある。
また、表面層のバインダー樹脂としてポリアリレート樹脂を含有する方法(例えば、特許文献50参照)があるが、単一成分からなる一般的なポリアリレート樹脂では充分な効果が発揮されないのが現状である。これまでのところ、この連続使用における異常画像の発生を良好に解決する手段は見いだされていない。
電子写真感光体表面が低摩擦係数化・低表面エネルギー化されているため、トナー表面の僅かな残存樹脂微粒子の付着が防止され、さらには、耐摩耗性の高いポリアリレート樹脂成分を含む前記共重合ポリアリレート樹脂を用いることで、フッ素樹脂微粒子への強い親和性により、フッ素樹脂微粒子を覆うような状態となり、耐摩耗性を維持しながら、フッ素樹脂微粒子近傍の低抵抗化も抑制すると考えられる。
また、上記課題は、本発明の(18)「少なくとも電子写真感光体表面に接触して摺擦する接触部材を具備してなる前記第(1)項乃至第(13)項のいずれかに記載の画像形成装置を用いることを特徴とする画像形成方法」、(19)「前記最表層に含有されるフッ素樹脂微粒子が、前記接触部材によって電子写真感光体最表層表面上に延ばされ、最表層表面を被覆することを特徴とする前記第(18)項に記載の画像形成方法」、(20)「前記画像形成装置が、複数の電子写真感光体、帯電手段、現像手段、転写手段を有するタンデム型であることを特徴とする前記第(18)項又は第(19)項に記載の画像形成方法」、(21)「前記画像形成装置が、電子写真感光体上に現像されたトナー画像を中間転写体上に一次転写したのち、該中間転写体上のトナー画像を記録媒体上に二次転写する中間転写手段を有する画像形成装置であって、複数色のトナー画像を中間転写体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成し、該カラー画像を記録媒体上に一括で二次転写するものであることを特徴とする前記第(18)項乃至第(20)項のいずれかに記載の画像形成方法」によって解決される。
また、上記課題は、本発明の(22)「電子写真用感光体と、静電荷現像用トナーを含む現像手段、帯電手段、露光手段、転写手段のうちの少なくとも一つとを具備してなる画像形成装置用プロセスカートリッジであって、前記トナーは、少なくとも、有機溶媒中に、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体、結着樹脂、着色剤、離型剤を溶解または分散させ、該溶液または分散液を2種類以上の樹脂微粒子含有水系媒体中で分散させ、該重合体を活性水素基を有する化合物と反応させた後、もしくは反応させながら、該有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥したものであって該トナーのトナー粒子表面に2種類以上の樹脂微粒子が付着し、そのうちガラス転移点が最も高い樹脂微粒子Aと、最も低い樹脂微粒子Bのガラス転移点の差が20℃〜150℃である静電荷像現像用トナーであり、前記電子写真用感光体は、導電性支持体上に少なくとも感光層を有し、最表層にフッ素樹脂微粒子を含有し、該フッ素樹脂微粒子は、その一次粒子及び一次粒子が複数個凝集して形成された二次粒子として前記感光体最表層の表面に露出した部分の投影像による平均直径(D)が0.15μm≦D≦3μmの範囲にある粒子の前記最表面にしめる投影面積比の合計が10%〜60%であり、且つ、該最表層の結着樹脂がアルキレン−アリールジカルボキシレート構造単位を有する共重合ポリアリレート樹脂であることを特徴とする画像形成装置用プロセスカートリッジ」によって解決される。
(アルキレン−アリールジカルボキシレート構造単位を有する共重合ポリアリレート樹脂)
(特開2002−351113号公報参照)
一般的なポリアリレート樹脂はアリール−アリールジカルボキシレート構造単位が繰り返した下記一般式(III)のポリマーを指し、代表的なものとしてビスフェノールAとテレフタル酸とからなる下記構造(IV)のポリアリレート樹脂が挙げられる。
前記アルキル−アリールジカルボキシレート構造単位を構成する芳香族ジカルボン酸成分は、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラクロルフタル酸、クロルフタル酸、ニトロフタル酸、ジフェニル−4,4’−ジカルボン酸、ジフェニル−3,3’−ジカルボン酸、ジフェニルメタン−4,4’−ジカルボン酸、1,1−ジフェニルエタン−4,4’−ジカルボン酸、2,2−ジフェニルプロパン−4,4’−ジカルボン酸、ベンゾフェノン−4,4’−ジカルボン酸、ナフタレン−1,4−ジカルボン酸、ナフタレン−1,5−ジカルボン酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、ナフタレン−2,7−ジカルボン酸、ジフェニルエーテル−4,4’−ジカルボン酸、ジフェニルチオエーテル−4,4’−ジカルボン酸、ジフェニルスルフィド−4,4’−ジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸化合物から誘導され、2種以上を混合して用いても良い。これらの中で特に、テレフタル酸、イソフタル酸及びこれらの混合物が有効に用いられる。
前記アリレート構造を構成する芳香族ジカルボン酸成分は、アルキル−アリールジカルボキシレート構造単位を構成する芳香族ジカルボン酸成分と同様なものから誘導され、特に、テレフタル酸、イソフタル酸及びこれらの混合物が有効に用いられる。
本発明のアルキレン−アリールジカルボキシレート構造単位を有する共重合ポリアリレート樹脂の製造方法としては、アルキレン−アリールジカルボキシレート構造単位、ポリアリレート構造を誘導するそれぞれのジカルボン酸化合物、ジオール化合物又はその誘導体を用いた溶融重合法、溶液重合法及び界面重合法が利用可能であるが、中でも界面重合法が有効に用いられる。また、全て芳香族成分からなる一般的なポリアリレート樹脂とポリエチレンテレフタレート等のアルキレン−アリールジカルボキシレート構造を有するポリエステル樹脂の溶融混練エステル交換反応を用いた製造法も可能である。
なお、本発明において、投影像の平均直径とは、最表層表面を略垂直方向から観察した時に見られる粒子または粒子の凝集体を1つの粒子とみなし、その投影像について、重心を通る内径を角度2度刻みで測定した平均値である。
図1は、本発明の電子写真感光体の模式断面図であり、導電性支持体上に感光層を設けた構成の電子写真感光体を示している。図2、図3及び図4は各々本発明における電子写真感光体の他の構成例を示すものである。図2は、感光層が電荷発生層(CGL)と電荷輸送層(CTL)より構成される機能分離型タイプの電子写真感光体を示し、図3は、導電性支持体と機能分離型タイプの感光層のCGL、CTLとの間に下引き層を入れた電子写真感光体を示している。図4は図3のタイプの感光層の上にさらに保護層を形成した電子写真感光体を示している。なお、本発明に係る電子写真感光体としては、導電性支持体上に少なくとも感光層を有していれば、上記以外のその他の層が形成されていてもよく、また、該感光層のタイプは任意に組み合わされていても構わない。
この他に、かかる下引き層として、Al2O3を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン(パリレン)等の有機物や、SnO2、TiO2、ITO、CeO2等の無機物を真空薄膜作製法にて設けてもよい。
下引き層の膜厚は約0.1〜5μmが適当である。
電荷発生層は、電荷発生物質を主成分とする層であって、必要に応じてバインダー樹脂を用いることもある。電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を用いることができる。
一方、有機系材料としては、公知の材料を用いることができる。例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系又は多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独又は2種以上の混合物として用いることができる。
また、必要に応じて、電荷輸送性物質を添加してもよい。また、電荷発生層のバインダー樹脂として、上述のバインダー樹脂の他に、高分子電荷輸送性物質も良好に用いられる。
前者の方法としては、グロー放電重合法、真空蒸着法、CVD法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、イオンプレーティング法、加速イオンインジェクション法等が挙げられる。この真空薄膜作製法は、上述した無機系材料又は有機系材料を良好に形成することができる。
また、後者のキャスティング法によって電荷発生層を設けるには、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を必要ならばバインダー樹脂と共に、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノン等の溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミル等により分散し、分散液を適度に希釈して塗布することにより、形成できる。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート法などの慣用されている方法を用いて行なうことができる。
以上のようにして設けられる電荷発生層の膜厚は、0.01〜5μm程度が適当であり、好ましくは0.05〜2μmである。
これらの要件を満足させるための電荷輸送層は、電荷輸送性物質及び必要に応じて用いられるバインダー樹脂により構成される。かかる電荷輸送層は、これらの電荷輸送性物質及びバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。かかる電荷輸送層には、必要により、電荷輸送性物質及びバインダー樹脂以外に、可塑剤、酸化防止剤、レベリング剤等などの添加剤を適量添加することもできる。
電子輸送物質としては、たとえば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイドなどの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独又は2種以上の混合物として用いることができる。
(a)カルバゾール環を有する重合体
例えば、ポリ−N−ビニルカルバゾール、特開昭50−82056号公報、特開昭54−9632号公報、特開昭54−11737号公報、特開平4−175337号公報、特開平4−183719号公報、特開平6−234841号公報に記載の化合物等が例示される。
(b)ヒドラゾン構造を有する重合体
例えば、特開昭57−78402号公報、特開昭61−20953号公報、特開昭61−296358号公報、特開平1−134456号公報、特開平1−179164号公報、特開平3−180851号公報、特開平3−180852号公報、特開平3−50555号公報、特開平5−310904号公報、特開平6−234840号公報に記載の化合物等が例示される。
(c)ポリシリレン重合体
例えば、特開昭63−285552号公報、特開平1−88461号公報、特開平4−264130号公報、特開平4−264131号公報、特開平4−264132号公報、特開平4−264133号公報、特開平4−289867号公報に記載の化合物等が例示される。
(d)トリアリールアミン構造を有する重合体
例えば、N,N−ビス(4−メチルフェニル)−4−アミノポリスチレン、特開平1−134457号公報、特開平2−282264号公報、特開平2−304456号公報、特開平4−133065号公報、特開平4−133066号公報、特開平5−40350号公報、特開平5−202135号公報に記載の化合物等が例示される。
(e)その他の重合体
例えば、ニトロピレンのホルムアルデヒド縮重合体、特開昭51−73888号公報、特開昭56−150749号公報、特開平6−234836号公報、特開平6−234837号公報に記載の化合物等が例示される。
本発明における電荷輸送層中には、ゴム、プラスチック、油脂類などに用いられる他の酸化防止剤や可塑剤などの添加剤を添加してもかまわない。
更に、電荷輸送層中にレベリング剤を添加してもかまわない。かかるレベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマーなどが使用され、その使用量は、バインダー樹脂100重量部に対して、0〜1重量部が適当である。
塗工方法としては、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート法などの慣用されている方法を用いて行なうことができる。
電荷輸送層中にフッ素樹脂微粒子を含有させる場合、より効率よく摩擦係数低減・低表面エネルギー化効果を得るためには、電荷輸送層の表面付近の含有量を多くすることが好ましい。すなわち、摩擦係数低減・低表面エネルギー化効果を発揮するのは感光体表面に露出したフッ素樹脂微粒子であり、繰り返し使用による電荷輸送層の摩耗のために、もはや電子写真感光体としての機能を発揮できなくなる膜厚より上に含有させればよく、それより内部に含有したフッ素樹脂微粒子は無駄になってしまう上、逆に感光体の電気特性に悪影響を与える可能性もある。フッ素樹脂微粒子を電荷輸送層の表面付近に多く含有させる電子写真感光体の製造方法としては、例えば、フッ素樹脂微粒子を含有しない電荷輸送層形成用塗工液を塗布した後、フッ素樹脂微粒子を含有した電荷輸送層形成用塗工液を塗布するなどの方法が考えられる。
塗工方法としては、浸漬塗工、スプレー塗工など公知の方法が考えられる。
該フッ素樹脂微粒子の含有量としては、20vol%〜70vol%であることが好ましく、本発明の請求項の範囲となるように、表面に分散して露出している必要がある。含有量が20vol%より小さいと、表面に露出する微粒子の投影面積比が小さくなってしまい、低摩擦係数・低表面エネルギー化の持続性が低下してしまうことがあり、また含有量が70vol%よりも大きいと、必然的にバインダー樹脂の含有量が小さくなり、塗膜の機械的強度が低下してしまうことが考えられる。
また、該フッ素樹脂微粒子の一次粒径は、本発明の好適な一次粒子、および二次粒子の平均直径を満たすためには大きすぎても小さすぎても好ましくない。具体的には平均粒径が0.1〜0.3μmの範囲にあるものが好ましい。
フッ素樹脂微粒子が分散された電子写真感光体の表面をSEMによって撮影し、得られたSEM像に映し出されているフッ素樹脂微粒子像を画像解析装置を用いて解析することで、微粒子の平均直径、個数、面積比等を得ることができる。この時、SEM像として得られる画像は表面の垂直方向より投影したものであるので、映し出されるフッ素樹脂微粒子の像も垂直方向の投影像である。ここで投影像の平均直径とは、観察した時に見られる粒子または粒子の凝集体を1つの粒子とみなした投影像について、重心を通る内径を角度2度刻みで測定した平均値である。
例えば、SEMとして電界放出形走査電子顕微鏡S−4200(日立製作所社製)を用いた場合、加速電圧としては、2kv〜6kv程度が好適であるが、これは、装置や感光体の材料などによって適宜調整する必要がある。
こうして得られた、表面のSEM画像を画像解析ソフトに取り込み、観察範囲においてカウントされた個々のフッ素樹脂微粒子の平均直径、面積比を算出させることによって、所望の感光体表面のフッ素樹脂微粒子の状態を観測することができるのである。
フィラー材料としては、有機性フィラー材料と無機性フィラー材料とがある。有機性フィラー材料としては、シリコーン樹脂粉末、a−カーボン粉末等が挙げられ、無機性フィラー材料としては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化カルシウム、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等の金属酸化物、フッ化錫、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウム等の金属フッ化物、チタン酸カリウム、窒化硼素などの無機材料が挙げられる。
その中でも高い絶縁性を有し、熱安定性が高い上に、耐摩耗性が高い六方最密構造であるα型アルミナは、画像ボケの抑制や耐摩耗性の向上の点から特に有用である。このようなフィラー材料は単独もしくは2種類以上を混合して用いてもよい。
フィラーの平均一次粒径が0.05μmよりも小さすぎると耐摩耗性が不充分となる場合がある。一方、フィラーの平均一次粒径が1.0μmよりも大きすぎると潜像担持体に照射される光書き込み光が該フィラーで散乱して透過率が低下し、画像ボケや文字太りが生じてしまうことがある。
キャスティング法で単層感光層を設ける場合、多くの場合、かかる単層感光層は、電荷発生物質と低分子並びに高分子電荷輸送性物質を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。電荷発生物質並びに電荷輸送性物質としては、前述した材料を用いることができる。
また、かかる単層感光層には、必要により、可塑剤を添加することもできる。その他に、電荷発生層で挙げたバインダー樹脂を混合して用いてもよい。
さらに、単層感光層が感光体の最表層となる場合には、少なくとも該単層感光層にフッ素樹脂微粒子を含有し、該フッ素樹脂微粒子は本発明の分散状態で存在する。
これによって、前述の電荷輸送層の場合と同じ効果が得られる。
また、前述の電荷輸送層の場合と同様に、表面付近のフッ素樹脂微粒子の含有量を多くするのが好ましく、その方法も同様の製造方法を用いることができる。
単層感光体の感光層の膜厚は、5〜100μm程度が適当である。
また、保護層にはさらなる耐摩耗性を付与するためにフィラー材料を含有してもよい。フィラーとしては、前述のものを用いることができ、また、これらのフィラー材料は単独もしくは2種類以上を混合して用いられる。
また、保護層に電荷輸送物質を含有させることも感光体の電気特性、特に繰り返し使用時の光感度劣化、残留電位の上昇を抑制するのに非常に有用である。これは、保護層にも電荷輸送性を持たせることで、感光体表面までスムーズに電荷が移動できるようになるためだと考えられる。かかる電荷輸送性物質としては、先に挙げた電荷輸送層で用いられる電荷輸送性物質を用いることができる。
本発明にかかる保護層は、浸漬塗工、スプレー塗工、ブレード塗工、ナイフ塗工等の常法の塗工方法を用いて感光層上に形成される。特に、量産性、塗膜品質などの面から浸漬塗工、スプレー塗工が有利である。
例えば、スプレー塗工においては、まず、塗工液の条件として、固形分濃度、混合溶媒の場合はその種類と混合比などがあり、スプレー装置の条件としては、塗工液の吐出量、霧化エア圧力、スプレー先端と被塗布部表面との距離、被塗布物表面の移動速度、重ね塗りの回数などが上げられる。例えば、塗工液の吐出量を小さくして、重ね塗り回数を増やすことで所望の膜厚の保護層を形成する場合は、よりドライな状態で塗膜が形成され、逆に吐出量を大きくして、重ね塗り回数を減らすと、よりウェットな状態で塗膜が形成されることになる。このように塗工中の塗膜の状態一つをとっても、表面のフッ素樹脂微粒子の状態に影響を及ぼすことが考えられる。従って、表面のフッ素樹脂微粒子が本発明のような状態になるように、各種塗工条件を検討し、好適な範囲を把握する必要がある。
こうして得られる保護層の膜厚は0.1〜15μmの範囲が適当であり、より好ましくは1〜10μmである。
(樹脂微粒子)
樹脂微粒子は水性分散体を形成しうる樹脂であれば公知の樹脂が使用でき、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよいが、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を3種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。
ビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられる。
樹脂微粒子の重合は、特に限定されないが、以下の方法が挙げられる。
ビニル系樹脂の場合において、モノマーを出発原料として、懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法または分散重合法等の重合反応により、直接、樹脂微粒子の水性分散液を製造する方法。
ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の重付加あるいは縮合系樹脂の場合において、前駆体(モノマー、オリゴマー等)またはその溶剤溶液を適当な分散剤存在下で水性媒体中に分散させ、その後に加熱したり、硬化剤を加えたりして硬化させて樹脂微粒子の水性分散体を製造する方法。
ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の重付加あるいは縮合系樹脂の場合において、前駆体(モノマー、オリゴマー等)またはその溶剤溶液(液体であることが好ましい。加熱により液状化しても良い)中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化する方法。
あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であっても良い)により作成した樹脂を機械回転式またはジェット式等の微粉砕機を用いて粉砕し、次いで、分級することによって樹脂微粒子を得た後、適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法。
あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であっても良い)により作成した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液を霧状に噴霧することにより樹脂微粒子を得た後、該樹脂微粒子を適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法。
あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であっても良い)により作成した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液に貧溶剤を添加するか、またはあらかじめ溶剤に加熱溶解した樹脂溶液を冷却することにより樹脂微粒子を析出させ、次いで、溶剤を除去して樹脂粒子を得た後、該樹脂粒子を適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法。
あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であっても良い)により作成した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液を、適当な分散剤存在下で水性媒体中に分散させ、これを加熱または減圧等によって溶剤を除去する方法。
あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であっても良い)により作成した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化する方法。
上記重合反応において、2つ以上の不飽和基を持つ単量体を0.3部〜20部加え共重合させることで、有機溶剤への溶解度を変え、樹脂微粒子のトナー表面への付着状態をコントロールすることができる。20部以上ではトナーと樹脂微粒子の相溶性が低下し、トナー表面への付着力が低下する。
本発明における樹脂微粒子のガラス転移点は、好ましくは、樹脂微粒子Aは、55〜150℃。樹脂微粒子Bは、25〜100℃である。また、それぞれの樹脂微粒子のガラス転移点の差は20℃以上であるのが好ましく、より好ましくは25〜70℃である。ガラス転移点の温度差がこの範囲より小さい場合には、当該樹脂微粒子Aおよび樹脂微粒子Bのそれぞれの優れた特性の発現が、抑制され、その結果、低温定着性、耐オフセット性、耐熱保存性の何れかの特性が不充分となる場合がある。
本発明におけるガラス転移点は島津製作所製示差走査熱量計DSC−60を用いて、10℃/分で室温から200℃まで昇温した後、降温速度10℃/分で室温まで冷却した後、昇温速度10℃/分で測定した際に、ガラス転移点以下のベースラインとガラス転移点以上のベースラインの高さhが1/2に相当する曲線をガラス転移点とした。
また、微粒子Aと微粒子Bを上記のような配合重量比にて配合する事により、トナー表面の耐熱保存性を保持できる適切な量の微粒子をトナー表面上に残すことができ、更に低温定着性、耐オフセット性に優れた静電像現像用トナーが得られる。
本発明における樹脂微粒子において微粒子Cのテトラヒドロフラン可溶成分の分子量分布におけるその重量平均分子量は通常100,000〜6,000,000、好ましくは300,000〜300,000、さらに好ましくは500,000〜1,000,000である。分子量6,000,000以上の成分が増えると単純には低温定着性が低下傾向になる。一方、微粒子Dのテトラヒドロフラン可溶成分の分子量分布におけるその重量平均分子量は通常8,000〜800,000、好ましくは50,000〜600,000、さらに好ましくは100,000〜400,000である。分子量8,000未満の成分の量が増えると耐熱保存性が悪化する傾向となるが、バランスコントロールでその悪化を極力押さえることも可能である。
本発明トナーにおける樹脂微粒子は、後述するトナー形状(円形度、粒度分布など)を制御するために、製造工程で添加されるが、該樹脂微粒子の平均粒径が20〜400nmであり、該トナーのBET比表面積を0.5〜6.0m2/gにすることが重要である。樹脂微粒子の平均粒径が20nm未満、及び/又はBET比表面積0.5m2/g未満では、トナー表面上に残存する有機微粒子が皮膜化またはトナー表面全体を密に覆う状態となり、樹脂微粒子がトナー内部のバインダー樹脂成分と定着紙との接着性を阻害し、定着下限温度の上昇が見られる。また、樹脂微粒子がワックスのしみ出しを阻害し、ワックスの離型性効果が得られず、オフセットの発生が見られる。また、樹脂微粒子の平均粒径が400nm以上、及び/又はBET比表面積6.0m2/g以上では、トナー表面上に残存する樹脂微粒子が凸部として大きく突出したり、粗状態の多重層として樹脂微粒子が残存したりし、やはり樹脂微粒子がトナー内部のバインダー樹脂成分と定着紙との接着性を阻害し、定着下限温度の上昇が見られる。また、樹脂微粒子がワックスのしみ出しを阻害し、ワックスの離型性効果が充分得られず、オフセットの発生が見られる。
樹脂微粒子の平均粒径は、レーザー光散乱法を用いた粒径分布測定装置LA−920(堀場製作所社製)用いて測定することができる。また、トナーの比表面積は、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多点法を用いて測定することができる。
本発明トナーにおける樹脂微粒子は、後述するトナー形状(円形度、粒度分布など)を制御するために、製造工程で添加されるが、トナーに対する残存率が0.5〜8.0wt%にすることが重要である。残存率が、0.5wt%未満のとき、トナーの保存性が悪化してしまい、保管時および現像機内でブロッキングの発生が見られ、また、残存量が8.0wt%以上では、樹脂微粒子がワックスのしみ出しを阻害し、ワックスの離型性効果が得られず、オフセットの発生が見られる。
樹脂微粒子の残存率は、トナーに起因せず樹脂微粒子に起因する物質を熱分解ガスクロマトグラフ質量分析計で分析し、そのピーク面積から算出し測定することができる。
検出器としては、質量分析計が好ましいが、特に制限はない。
また樹脂微粒子は、トナーに対する被覆率を75%〜100%にすることが重要であり、樹脂微粒子の被覆率が75%以下の場合、トナー保存性が悪化してしまい、保管時および現像機内でブロッキングを発生してしまう。被覆率は、トナー表面の電子顕微鏡写真を画像解析装置を用いて、トナー表面に対する樹脂微粒子の被覆率を測定する。測定条件については後述する。
イソシアネート基を有するポリエステル化合物(B1)としては、ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物でかつ活性水素基を有するポリエステルをさらにポリイソシアネート化合物(3)と反応させたものなどが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基およびフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
ポリエステル化合物(B1)としては、特に限定される物ではなく、有機溶剤に可溶で有れば公知のポリエステル樹脂が使用される。例としてポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物などが挙げられる。
ポリオール(1)としては、ジオールおよび3価以上のポリオールが挙げられ、該ジオール単独、またはジオールと少量の3価以上のポリカルボン酸の混合物が好ましい。ジオールとしては、炭素数2〜18のアルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、ドデカンジオールなど);炭素数4〜1000のアルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);炭素数5〜18の脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);炭素数12〜23のビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールまたはビスフェノール類の炭素数2〜18のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、α−オレフィンオキサイドなど)付加物(付加モル数は2〜20)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類の炭素数2〜18のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類(特にビスフェノールA)のアルキレンオキサイド付加物(特にエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイドの2〜3モル付加物)、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコール(特にエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール)との併用である。併用の場合の比率は、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物が、通常30モル%以上、好ましくは50モル%以上、特に好ましくは70モル%以上である。3価以上のポリオールとしては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価〜8価またはそれ以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノール3mボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類の炭素数2〜18のアルキレンオキサイド付加物(付加モル数は2〜20)などが挙げられる。
ポリカルボン酸(2)としては、ジカルボン酸および3価以上のポリカルボン酸が挙げられ、ジカルボン酸単独、およびジカルボン酸と少量の3価以上のポリカルボン酸の混合物が好ましい。ジカルボン酸としては、炭素数2〜20のアルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、ドデセニルコハク酸、ドデシルコハク酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸(特にアジピン酸およびドデセニルコハク酸)および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸(特にイソフタル酸およびテレフタル酸)である。3価以上のポリカルボン酸としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、ポリカルボン酸(2)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてポリオール(1)と反応させてもよい。
ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]のモル比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/2、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.3/1〜1/1.3である。
ポリイソシアネート化合物(3)としては、脂肪族ポリイソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアヌレート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。ポリイソシアネート化合物(3)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、変性ポリエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。イソシアネート基を有する化合物(B)中のポリイソシアネート(3)構成成分の含有量は、通常0.5〜40重量%、好ましくは1〜30重量%、さらに好ましくは2〜20重量%である。0.5重量%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40重量%を超えると低温定着性が悪化する。イソシアネート基を有する化合物(B)中の1分子当たりに含有するイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、化合物(A)との反応による高分子成分の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性等が悪化する。
本発明においては、必要に応じてその他の結着樹脂を用いられる。結着樹脂としては、特に限定されるものではなく公知のものが用いられ、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。その中でも前述のポリアルコールとポリカルボン酸とからなるポリエステル樹脂が好ましい。その使用量は特に限定されるものではないが、通常はトナー100重量部中20〜95重量部、好ましくは30〜90重量部用いられる。
本発明において、架橋剤及び/又は伸長剤として、アミン類を用いることができる。アミン類(B)としては、ジアミン(B1)、3価以上のポリアミン(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。ジアミン(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上のポリアミン(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。(B1)〜(B5)のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記(B1)〜(B5)のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、(B1)および(B1)と少量の(B2)の混合物である。
アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2より大きい又は1/2未満では、ウレタン変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
本発明に用いられる着色剤は、無機顔料または有機顔料、有機染料のいずれでも良く、またはこれらの組み合わせでも良い。
これらの具体的な例としては、カーボンブラック、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエロー、ローダミン系染顔料、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、モノアゾ系、ジスアゾ系、縮合アゾ系染顔料など、公知の任意の染顔料を単独あるいは混合して用いることができる。フルカラートナーの場合にはイエローとしてベンジジンイエロー、モノアゾ系、縮合アゾ系染顔料、マゼンタとしてキナクリドン、モノアゾ系染顔料、シアンとしてフタロシアニンブルーをそれぞれ用いるのが好ましい。これらの内、シアン着色剤としては、ピグメントブルー15:3、イエロー着色剤としてはピグメントイエロー74、ピグメントイエロー93、マゼンタ着色剤としてはキナクリドン系化合物が好ましく用いられる。着色剤の添加量は、トナー全体成分100重量部に対して2〜25重量部の範囲が好ましい。本発明で用いる着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。本マスターバッチは、マスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練してマスターバッチを得る事ができる。この際着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、水や有機溶剤を用いる事ができる。またいわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も着色剤のウエットケーキをそのまま用いる事ができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
本発明に用いられる離型剤としては公知のものが使用でき、またトナー中への導入の仕方は、本発明の範疇で有れば公知の方法、例えば、有機溶剤への溶解・分散などが用いられる。その種類としては、ポリオレフィンワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど);長鎖炭化水素(パラフィンワッックス、サゾールワックスなど);カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。これらのうち好ましいものは、カルボニル基含有ワックスである。カルボニル基含有ワックスとしては、ポリアルカン酸エステル(カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオール−ビス−ステアレートなど);ポリアルカノールエステル(トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなど);ポリアルカン酸アミド(エチレンジアミンジベヘニルアミドなど);ポリアルキルアミド(トリメリット酸トリステアリルアミドなど);およびジアルキルケトン(ジステアリルケトンなど)などが挙げられる。その他に融点挙動を示すような結晶性ポリエステル樹脂なども挙げられる。これらカルボニル基含有ワックスのうち、好ましいものはポリアルカン酸エステルや結晶性ポリエステル樹脂であり、さらに効果的には溶融挙動の異なる2種類以上を用いることが好ましい。トナー中の離型剤の含有量は通常0.5〜40重量部であり、好ましくは2〜30重量%、特に好ましくは3〜25重量%である。
本発明のトナーにおいて必要に応じて用いられる。帯電制御剤としては、公知の任意のものを単独ないしは併用して用いることができ、金属キレート類、有機酸の金属塩、含金属染料、ニグロシン染料、アミド基含有化合物、フェノール化合物、ナフトール化合物及びそれらの金属塩、ウレタン結合含有化合物、酸性もしくは電子吸引性の有機物質が挙げられる。また、カラートナー適応性(帯電制御剤自体が無色ないしは淡色でトナーへの色調障害がないこと)を勘案すると、負帯電性としてはサリチル酸もしくはアルキルサリチル酸のクロム、亜鉛、アルミニウムなどとの金属塩、金属錯体や、ベンジル酸の金属塩、金属錯体、アミド化合物、フェノール化合物、ナフトール化合物、フェノールアミド化合物、4,4'−メチレンビス〔2−〔N−(4−クロロフェニル)アミド〕−3−ヒドロキシナフタレン〕等のヒドロキシナフタレン化合物が好ましい。その使用量はトナーに所望の帯電量により決定すればよいが、通常はトナー100重量部に対し0.01〜10重量部用い、更に好ましくは0.1〜10重量部用いる。
本発明で得られた着色粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。この無機微粒子の一次粒子径は、5nm〜2nmであることが好ましく、特に5nm〜500nmであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5.0重量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0重量%であることが好ましい.無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
この他、高分子系微粒子たとえばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
このような流動化剤は表面処理を行なって、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。
本発明におけるトナーは特定の形状とその分布を有すことが望ましく、平均円形度が0.90未満で、球形からあまりに離れた不定形の形状のトナーでは、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られない。なお形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である平均円形度が0.94〜0.96のトナーが適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効である事が判明した。より好ましくは、平均円形度が0.945〜0.955で円形度が0.94未満の粒子が10%以下である。また、平均円形度が0.96以上の場合、ブレードクリーニングなどを採用しているシステムでは、感光体上および転写ベルトなどのクリーニング不良が発生し、画像上の汚れを引き起こす。例えば、画像面積率の低い現像・転写では転写残トナーが少なく、クリーニング不良が問題となることはないが、写真画像など画像面積率の高いもの、さらには、給紙不良等で未転写の画像形成したトナーが感光体上に転写残トナーとして発生することがあり、蓄積すると画像の地汚れを発生してしまう。また、感光体を接触帯電させる帯電ローラ等を汚染してしまい、本来の帯電能力を発揮できなくなってしまう。
該トナーの重量平均粒径が4〜8μmであり、個数平均粒径との比が1.25以下、好ましくは1.10〜1.25である乾式トナーにより、フルカラー複写機などに用いた場合に画像の光沢性に優れ、更に二成分現像剤においては、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なくなり、現像装置における長期の撹拌においても、良好で安定した現像性が得られる。また、一成分現像剤として用いた場合において、トナーの収支が行なわれても、トナーの粒子径の変動が少なくなると共に、現像ローラーへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するためのブレード等の部材へのトナーの融着がなく、現像装置の長期の使用(撹拌)においても、良好で安定した現像性及び画像が得られた。
一般的には、トナーの粒子径は小さければ小さい程、高解像で高画質の画像を得るために有利であると言われているが、逆に転写性やクリーニング性に対しては不利である。また、本発明の範囲よりも体積平均粒子径が小さい場合、二成分現像剤では現像装置における長期の撹拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させたり、一成分現像剤として用いた場合には、現像ローラーへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するためのブレード等の部材へのトナーの融着を発生させやすくなる。
また、これらの現象は微粉の含有率が本発明の範囲より多いトナーにおいても同様である。
逆に、トナーの粒子径が本発明の範囲よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなる場合が多い。また、体積平均粒子径/個数平均粒子径が1.25よりも大きい場合も同様であることが明らかとなった。
本発明のトナーを2成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いれば良く、現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア100重量部に対してトナー1〜10重量部が好ましい。磁性キャリアとしては、粒子径20〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公知のものが使用できる。また、被覆材料としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等があげられる。またポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂およびスチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、およびシリコーン樹脂等が使用できる。また必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が使用できる。これらの導電粉は、平均粒子径1μm以下のものが好ましい。平均粒子径が1μmよりも大きくなると、電気抵抗の制御が困難になる。
また、本発明のトナーはキャリアを使用しない1成分系の磁性トナー或いは、非磁性トナーとしても用いることができる。
本発明のトナー製造方法は、少なくとも、有機溶媒中に、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体、結着樹脂、着色剤、離型剤を溶解または分散させ、該溶液または分散液を2種類以上の樹脂微粒子含有水系媒体中で分散させ、該活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体を反応させた後、もしくは反応させながら、該有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥したトナーであればその製法において限定されるものではない。その1例を示すと、有機溶剤に活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する組成物、着色剤、離型剤、結着樹脂を溶解させ、低速剪断方式及び又は高速剪断方式の分散機にて、所定の粒径まで分散及び又は溶解せしめ、その後、所定の水媒体中に所定の粒子径で分散させる。分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜20分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは10〜98℃である。
分散体100部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満では分散体の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。20000重量部を超えると経済的でない。また、必要に応じて、分散剤を用いることもできる。分散剤を用いたほうが、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。分散剤としては、水溶性高分子(ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロール、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドンなど)、無機粉末(炭酸カルシウム粉末、リン酸カルシウム粉末、ハイドロキシアパタイト粉末、シリカ微粉末など)および界面活性剤(ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤など)など公知のものが使用できる。アニオン界面活性剤の具体例としては、ステアリン酸ナトリウム、ドデカン酸ナトリウム、等の脂肪酸石けん、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム等があげられる。さらに、ノニオン界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンドデシルエーテル、ポリオキシエチレンヘキサデシルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレアートエーテル、モノデカノイルショ糖、等があげられる。また、(メタ)アクリル酸などを共重合した乳化重合エマルジョンなども効果的に分散安定化させる。
図5は、本発明の画像形成装置を説明するための概略図である。なお、下記するような変形例も本発明の範疇に属するものである。
図5に示すように、本発明に係る電子写真感光体を用いた画像形成装置は、本発明に係るドラム状の感光体(1)と、帯電チャージャ(3)と、転写前チャージャ(7)と、転写チャージャ(10)と、分離チャージャ(11)と、クリーニング前チャージャ(13)などから構成されている。
なお、感光体(1)の形状は、ドラム状の形状に限定されるものではなく、例えば、シート状、エンドレスベルト状のものであっても良い。また、各種チャージャーとしては、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器(ソリッド・ステート・チャージャ)、帯電ローラを始めとする公知の手段を用いることができる。
転写手段としては、一般には上記の帯電器が使用できるが、図示するような転写チャージャと分離チャージャとを併用したものが効果的である。
かかる光源等は、図5に示される工程の他に、光照射を併用した転写工程、除電工程、クリーニング工程、あるいは前露光などの工程を設けることにより、感光体に光を照射することができる。
加圧された接触部材としては、フッ素樹脂微粒子の露出部分の摺擦を目的とした接触部材を設けても良いし、帯電ローラーなどの接触帯電部材、クリーニングブレード、クリーニングブラシなどのクリーニング部材、転写ベルト、中間転写ベルトなどの転写部材など一般的に画像形成装置に用いられる部材に加圧する機構を設けたようなものでもよい。ここでは、クリーニングブレード(15)によって感光体表面を摺擦する場合を例に挙げて説明する。クリーニングブレードは、感光体表面を均等な圧力で感光体表面を押しながらほぼ全面を摺擦し、フッ素樹脂微粒子を均等に表面に付着させるという効果が大きく好ましい。
クリーニングブレードによってフッ素樹脂を被覆させる場合、クリーニングブレードの各種条件として、ブレード当接角10〜30度、当接圧力0.3〜4g/mm、ブレードとして用いるウレタンゴムのゴム硬度60〜70度、反発弾性、30〜70%、ヤング率30〜60kgf/cm2、厚さ1.5〜3.0mm、自由長7〜12mm、ブレードエッジの感光体への食い込み量0.2〜2mmの範囲が好適である。
図6において、感光体(22)は、本発明の電子写真感光体であり、駆動ローラ(23)により駆動され、帯電チャージャ(20)による帯電、光源(21)による像露光、現像(図示せず)、帯電器(25)を用いる転写、ブラシ(26)によるクリーニング、光源(27)による除電が繰返し行なわれる。
図7は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。図において、潜像担持体たる感光体(56)は、図中反時計回りに回転駆動されながら、その表面がコロトロンやスコロトロンなどを用いる帯電チャージャ(53)によって一様帯電せしめられた後、図示しないレーザ光学装置から発せられるレーザ光Lの走査を受けて静電潜像を担持する。この走査はフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報に基づいてなされるため、感光体ドラム(56)上にはイエロー、マゼンタ、シアン又はブラックという単色用の静電潜像が形成される。感光体ドラム(56)の図中左側には、リボルバ現像ユニット(50)が配設されている。これは、回転するドラム状の筺体の中にイエロー現像器、マゼンタ現像器、シアン現像器、ブラック現像器を有しており、回転によって各現像器を感光体ドラム(56)に対向する現像位置に順次移動させる。なお、イエロー現像器、マゼンタ現像器、シアン現像器、ブラック現像器は、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーを付着せしめて静電潜像を現像するものである。感光体ドラム(56)上には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の静電潜像が順次形成され、これらはリボルバ現像ユニット(50)の各現像器によって順次現像されてイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像となる。
一方、図示しない給紙カセットから送られてきた転写紙(60)を2つのローラ間に挟み込んでいるレジストローラ対(61)は、転写紙(60)を中間転写ベルト(58)上の4色重ね合わせトナー像に重ね合わせ得るタイミングで上記2次転写ニップに向けて送り込む。中間転写ベルト(58)上の4色重ね合わせトナー像は、2次転写ニップ内で紙転写バイアスローラー(63)からの2次転写バイアスの影響を受けて転写紙(60)上に一括して2次転写される。この2次転写により、転写紙(60)上にはフルカラー画像が形成される。
フルカラー画像が形成された転写紙(60)は、転写ベルト(62)によって紙搬送ベルト(64)に送られる。
搬送ベルトは(64)は、転写ユニットから受け取った転写紙(60)を定着装置(65)内に送り込む。
定着装置(65)は、送り込まれた転写紙(60)を加熱ローラとバックアップローラとの当接によって形成された定着ニップに挟み込みながら搬送する。
転写紙(60)上のフルカラー画像は、加熱ローラからの加熱や、定着ニップ内での加圧力の影響を受けて転写紙(60)上に定着せしめられる。
なお、図示を省略しているが、転写ベルト(62)や搬送ベルト(64)には、転写紙(60)を吸着させるためのバイアスが印加されている。また、転写紙(60)を除電する紙除電チャージャや、各ベルト(中間転写ベルト(58)、転写ベルト(62)、搬送ベルト(64))を除電する3つのベルト除電チャージャが配設されている。また、中間転写ユニットは、ドラムクリーニングユニット(55)と同様の構成のベルトクリーニングユニットも備えており、これによって中間転写ベルト(58)上の転写残トナーをクリーニングする。
この装置は、中間転写ベルト(87)を有するタンデム方式の画像形成装置であり、感光体ドラム(80)を各色で共有させるのではなく、各色用の感光体ドラム(80Y)、(80M)、(80C)、(80Bk)を備えている。また、ドラムクリーニングユニット(85)、除電ランプ(83)、ドラムを一様帯電せしめる帯電ローラ(84)も、各色用のものを備えている。なお、図7に示したプリンタではドラム一様帯電手段として帯電チャージャ(53)を設けていたが、この装置では帯電ローラ(84)を設けている。
タンデム方式では、各色の潜像形成や現像を並行して行なうことができるため、リボルバ式よりも画像形成速度を遙かに高速化させることができる。
<トナー製造例1>
(有機微粒子エマルションの合成)
微粒子分散液1
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)6部、スチレン85部、メタクリル酸85部、アクリル酸ブチル111部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌し、白色の乳濁液を得た。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液1]を得た。[微粒子分散液1]をLA−920で測定した重量平均粒径は、300nmであった。[微粒子分散液1]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のガラス転移点(Tg)は78℃、数平均分子量2100、重量平均分子量9900であった。
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)5部、スチレン81部、メタクリル酸81部、アクリル酸ブチル107部、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート13部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌し、白色の乳濁液を得た。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液2]を得た。[微粒子分散液2]をLA−920で測定した重量平均粒径は、295nmであった。[微粒子分散液2]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは105℃、数平均分子量10,000、重量平均分子量1,000,000であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物220部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物561部、テレフタル酸218部、アジピン酸48部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸45部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、[低分子ポリエステル1]を得た。
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2100、重量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価49であった。
次に、冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル1]411部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れ100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部とメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応を行ない、[ケチミン化合物1]を得た。
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル1]628部、カルナウバWAX110部、CCA(サリチル酸金属錯体E−84:オリエント化学工業)22部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで容器にカーボンブラック(キャボット社製リーガル400R):250部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液1]を得た。
[原料溶解液1]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液1324部加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液1]を得た。
[顔料・WAX分散液1]648部、[プレポリマー1]を154部、[ケチミン化合物1]6.6部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5000rpmで1分間混合し[油相混合液1]を得た。
水990部、[微粒子分散液1]72部、[微粒子分散液2]8部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノールMON−7):三洋化成工業製)40部、酢酸エチル90部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で3000rpmで1分間混合した後、容器に[油相混合液1]809部を加え、TKホモミキサーで、回転数13000rpmで20分間混合し[乳化スラリー1]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で4時間熟成を行ない、[分散スラリー1]を得た。[分散スラリー1]は、重量平均粒径4.95μm、個数平均粒径4.45μm(マルチサイザーIIで測定)であった。
[乳化スラリー1]100部を減圧濾過した後、
(1)濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12000rpmで10分間)した後濾過する操作を3回行ない[濾過ケーキ1]を得た。
(2)[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、得たトナー100部に疎水性シリカ0.7部と、疎水化酸化チタン0.3部をヘンシェルミキサーにて混合し、[トナー1]を得た。
(有機微粒子エマルションの合成)
微粒子分散液3
[微粒子分散液1]において、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)5部、スチレン81部、メタクリル酸81部、アクリル酸ブチル107部、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート13部を用いる代わりに、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)21部、スチレン77部、メタクリル酸77部、アクリル酸ブチル103部、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート13部用いる以外は微粒子分散液2と同様の方法により[微粒子分散液3]を得た。[微粒子分散液3]をLA−920で測定した重量平均粒径は、42nmであった。[微粒子分散液3]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のガラス転移点(Tg)は107℃、数平均分子量320000、重量平均分子量2100000であった。
[微粒子分散液2]において、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)6部、スチレン85部、メタクリル酸85部、アクリル酸ブチル111部を用いる代わりに、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)21部、スチレン80部、メタクリル酸80部、アクリル酸ブチル106部用いる以外は微粒子分散液1と同様の方法により[微粒子分散液4]を得た。[微粒子分散液4]をLA−920で測定した重量平均粒径は、40nmであった。[微粒子分散液4]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のガラス転移点(Tg)は79℃、数平均分子量300000、重量平均分子量300000であった。
トナー製造例1での[微粒子分散液1]の代わりに[微粒子分散液3]を40部、[微粒子分散液2]の代わりに[微粒子分散液4]を40部使用した以外はトナー製造例1と同様にして[トナー2]を得た。
アルキッド樹脂(ベッコライトM6401−50(大日本インキ化学工業社製))15重量部、メラミン樹脂(スーパーベッカミンG−821−60(大日本インキ化学工業社製))10重量部をメチルエチルケトン150重量部に溶解し、これに酸化チタン粉末(タイペールCR−EL(石原産業社製))90重量部を加えボールミルで12時間分散し、下引層用塗工液を作製した。
これをφ90mm、長さ392mmの円筒状アルミニウム基体に浸漬塗工法によって塗工し130℃20分間乾燥し厚み3.5μmの下引き層を形成した。
次にポリビニルブチラール樹脂(XYHL(UCC社製))4重量部をシクロヘキサノン150重量部に溶解し、これを下記構造式(1)に示す。
(l,mは成分のモル比、l=0.32、m=0.68を表わす。)
こうして得られた保護層形成用塗工液を電荷輸送層上にスプレーガン(ピースコンPC308、オリンポス社製)を用い、2kgf/cm2のエア圧でスプレー塗工を行ない、3回重ね塗りした後、130℃20分間乾燥して、厚み5μmの保護層を形成し、(感光体1)を作製した。
構造式(A)の樹脂の代わりに、構造式(B)の樹脂を用いる以外は、感光体製造例1と同様にして(感光体2)を得た。
構造式(A)の樹脂の代わりに、ビスフェノールZ型ポリカーボネートを用いる以外は、感光体製造例1と同様にして(感光体3)を得た。
構造式(A)の樹脂の代わりに、ポリアリレート樹脂:U−100(ユニチカ製)を用いる以外は、感光体製造例1と同様にして(感光体4)を得た。
トナー製造例1での[微粒子分散液1]72部を40部に、[微粒子分散液2]の代わりに [微粒子分散液4]を40部使用した以外は、トナー製造例1と同様にして[比較トナー1]を得た。
(a).フルカラーレーザープリンター Imagio Color 8100(リコー社製)に感光体製造例に示した感光体1〜2、比較感光体1〜2をそれぞれ搭載し、さらに、トナー製造例に示したトナー1〜2、比較トナー1を5wt%とシリコーン樹脂を被覆した平均粒径が40μmの銅−亜鉛フェライトキャリア95wt%からなる現像剤を用い、非露光部電位(VD)が−700Vになるように帯電器の電圧を調節したのち、600dpi相当の書き込みによって、A4サイズ、画像面積率5%となるテスト画像を出力するランニング試験を35℃90%環境下にて5万枚行なう前後にて、異常画像評価パターンを出力し、目視により、解像度低下、中間調濃度のぬけ、細線の太り等の異常画像評価を行った。また、ランニング試験後、膜厚減少量を測定した。
評価結果を表1に示す。
2 除電ランプ
3 帯電チャージャ
4 イレーサ
5 画像露光部
6 現像ユニット
7 転写前チャージャ
8 レジストローラ
9 転写紙
10 転写チャージャ
11 分離チャージャ
12 分離爪
13 クリーニング前チャージャ
14 ファーブラシ
15 クリーニングブレード(クリーニングブラシ)
20 帯電チャージャ
21 像露光光源
22 感光体
23 駆動ローラ
24 テンションローラ
25 転写チャージャ
26 クリーニングブラシ
27 除電光源
28 従動ローラ
50 現像ユニット
53 帯電チャージャ
54 除電ランプ
55 ドラムクリーニングユニット
56 感光体
57 バイアスローラ
58 中間転写ベルト
59a 張架ローラ
59b バックアップローラ
59c ベルト駆動ローラ
60 転写紙(像担持体)
61 レジストローラ
62 転写ベルト
63 紙転写バイアスローラ
64 搬送ベルト
65 定着ユニット
80 感光体
81 露光光源
82 現像ユニット
83 除電ランプ
84 帯電ローラ
85 クリーニングユニット
86 バイアスローラ
87 中間転写ベルト
88 レジストローラ
89 紙(像担体)
90 紙転写バイアスローラ
91 転写ベルト
92 搬送ベルト
93 定着ユニット
94 ファーブラシ
Claims (21)
- 電子写真用感光体と、帯電手段により感光体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視化させる現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する手段と、記録媒体に転写された可視像を定着する定着手段とを少なくとも具備してなる画像形成装置において、前記トナーは、少なくとも、有機溶媒中に、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体、結着樹脂、着色剤、離型剤を溶解または分散させ、該溶液または分散液を2種類以上の樹脂微粒子含有水系媒体中で分散させ、該重合体及び活性水素基を有する化合物を反応させた後、もしくは反応させながら、該有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥したトナーであって、該トナーのトナー粒子表面に2種類以上の樹脂微粒子が付着し、そのうちガラス転移点が最も高い樹脂微粒子Aと、最も低い樹脂微粒子Bのガラス転移点の差が20℃〜150℃である静電荷像現像用トナーであり、前記電子写真感光体は、導電性支持体上に少なくとも感光層を有し、最表層にフッ素樹脂微粒子を含有し、該フッ素樹脂微粒子は、その一次粒子及び一次粒子が複数個凝集して形成された二次粒子として前記感光体最表層の表面に露出した部分の投影像による平均直径(D)が0.15μm≦D≦3μmの範囲にある粒子の前記最表面にしめる投影面積比の合計が10%〜60%であり、且つ、該最表層の結着樹脂がアルキレン−アリールジカルボキシレート構造単位を有する共重合ポリアリレート樹脂であることを特徴とする画像形成装置。
- 前記アルキレン−アリールジカルボキシレート構造単位を有する共重合ポリアリレート樹脂が下記一般式(II)の共重合ポリアリレート樹脂であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記一般式(I)、(II)の共重合ポリアリレート樹脂のAr1,Ar2がフェニレン基であることを特徴とする請求項2又は3に記載の画像形成装置。
- 前記一般式(I)、(II)の共重合ポリアリレート樹脂の2価のアルキル基Xがエチレン基であることを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記樹脂微粒子の粒径が20nm〜400nmである静電荷像現像用トナーを用いたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。
- 画像解析装置による該トナーのトナー粒子表面上に付着している前記全樹脂微粒子による該トナー粒子表面の被覆率が75%〜100%である静電荷像現像用トナーを用いたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記樹脂微粒子のうち樹脂微粒子Aと樹脂微粒子Bの比が10:90〜50:50である静電荷像現像用トナーを用いたことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記フッ素樹脂微粒子の一次粒子、及び一次粒子が複数個凝集して形成された二次粒子のうち、平均直径Dが0.2≦D≦1.5μmの範囲にある粒子の、表面にしめる投影面積比の合計が10%〜60%である電子写真感光体を用いたことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記フッ素樹脂微粒子の最表層にしめる割合が20vol%〜70vol%である電子写真感光体を用いたことを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記感光層のフッ素樹脂粒子が導電性支持体側より最も離れた表面側で高い含有率を示す電子写真感光体を用いたことを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記感光層が、少なくとも電荷発生物質、電荷輸送物質を含有する層と、その上に積層された保護層とからなり、該保護層が少なくともバインダー樹脂とフッ素樹脂微粒子を含有する層である電子写真感光体を用いたことを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記最表層に少なくとも電荷輸送物質を含有する電子写真感光体を用いたことを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の画像形成装置。
- 少なくとも電子写真感光体表面に接触して摺擦する接触部材を具備してなることを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記最表層に含有されるフッ素樹脂微粒子が、前記接触部材によって電子写真感光体最表層表面上に延ばされ、最表層表面を被覆することを特徴とする請求項14に記載の画像形成装置。
- 複数の電子写真感光体、帯電手段、現像手段、転写手段を有するタンデム型であることを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載の画像形成装置。
- 電子写真感光体上に現像されたトナー画像を中間転写体上に一次転写したのち、該中間転写体上のトナー画像を記録媒体上に二次転写する中間転写手段を有する画像形成装置であって、複数色のトナー画像を中間転写体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成し、該カラー画像を記録媒体上に一括で二次転写することを特徴とする請求項1乃至16のいずれかに記載の画像形成装置。
- 少なくとも電子写真感光体表面に接触して摺擦する接触部材を具備してなる請求項1乃至13のいずれかに記載の画像形成装置を用いることを特徴とする画像形成方法。
- 前記最表層に含有されるフッ素樹脂微粒子が、前記接触部材によって電子写真感光体最表層表面上に延ばされ、最表層表面を被覆することを特徴とする請求項18に記載の画像形成方法。
- 前記画像形成装置が、複数の電子写真感光体、帯電手段、現像手段、転写手段を有するタンデム型であることを特徴とする請求項18または19に記載の画像形成方法。
- 前記画像形成装置が、電子写真感光体上に現像されたトナー画像を中間転写体上に一次転写したのち、該中間転写体上のトナー画像を記録媒体上に二次転写する中間転写手段を有する画像形成装置であって、複数色のトナー画像を中間転写体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成し、該カラー画像を記録媒体上に一括で二次転写するものであることを特徴とする請求項18乃至20のいずれかに記載の画像形成方法。
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