JP5097410B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
<1> 電子写真感光体と、該電子写真感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、
前記電子写真感光体の最表面層のガラス転移温度が100℃以上であり、
前記トナーが、少なくとも活性水素基含有化合物と、該活性水素基含有化合物と反応可能な重合体とを含むトナー材料を有機溶剤に溶解乃至分散させた溶解乃至分散液を、樹脂微粒子を含む水系媒体中に乳化乃至分散させて、該水系媒体中で前記活性水素基含有化合物と、前記重合体とを反応させて、前記有機溶剤を除去して得られ、かつ前記樹脂微粒子のガラス転移温度が65℃〜85℃であることを特徴とする画像形成装置である。
<2> 電子写真感光体の最表面層が、下記構造式(1)で表される化合物を含有する前記<1>に記載の画像形成装置である。
<3> 電子写真感光体の最表面層が、下記構造式(2)で表される化合物を含有する前記<1>から<2>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<4> 電子写真感光体の最表面層が、下記構造式(3)で表される化合物を含有する前記<1>から<3>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<5> 電子写真感光体が、支持体と、該支持体上に少なくとも電荷発生層、及び電荷輸送層をこの順に有してなり、前記電荷輸送層が、最表面層である前記<1>から<4>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<6> 画像形成装置が、少なくとも電子写真感光体、該電子写真感光体表面を帯電させる帯電手段、現像手段、及び転写手段を含む画像形成要素を複数配列したタンデム型である前記<1>から<5>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<7> 画像形成装置が、電子写真感光体上に形成された可視像が一次転写される中間転写体と、該中間転写体上に担持された可視像を記録媒体に二次転写する転写手段とを有してなり、複数色のトナー画像を前記中間転写体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成し、該カラー画像を前記記録媒体上に一括で二次転写する前記<1>から<6>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<8> 画像形成装置が、電子写真感光体と、該電子写真感光体上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段とを少なくとも有するプロセスカートリッジを着脱可能に備えている前記<1>から<7>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<9> 電子写真感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、該静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程とを少なくとも含む画像形成方法であって、
前記電子写真感光体の最表面層のガラス転移温度が100℃以上であり、
前記トナーが、少なくとも活性水素基含有化合物と、該活性水素基含有化合物と反応可能な重合体とを含むトナー材料を有機溶剤に溶解乃至分散させた溶解乃至分散液を、樹脂微粒子を含む水系媒体中に乳化乃至分散させて、該水系媒体中で前記活性水素基含有化合物と、前記重合体とを反応させて、前記有機溶剤を除去して得られ、かつ前記樹脂微粒子のガラス転移温度が65℃〜85℃であることを特徴とする画像形成方法である。
<10> 電子写真感光体の最表面層が、下記構造式(1)で表される化合物を含有する前記<9>に記載の画像形成方法である。
<11> 電子写真感光体の最表面層が、下記構造式(2)で表される化合物を含有する前記<9>から<10>のいずれかに記載の画像形成方法である。
<12> 電子写真感光体の最表面層が、下記構造式(3)で表される化合物を含有する前記<9>から<11>のいずれかに記載の画像形成方法である。
<13> 電子写真感光体が、支持体と、該支持体上に少なくとも電荷発生層、及び電荷輸送層をこの順に有してなり、前記電荷輸送層が、最表面層である前記<9>から<12>のいずれかに記載の画像形成方法である。
本発明の画像形成装置においては、前記電子写真感光体の最表面層のガラス転移温度が100℃以上であり、前記トナーの樹脂微粒子のガラス転移温度が65℃〜85℃であることによって、トナーと感光体の最表面層との付着性が低下し、記録媒体へのトナー転写性が向上し、その結果、転写残留トナーを著しく低減でき、長期使用においても、地カブリない良好な画質を形成できる。
本発明の画像形成方法においては、前記電子写真感光体の最表面層のガラス転移温度が100℃以上であり、前記トナーの樹脂微粒子のガラス転移温度が65℃〜85℃であることによって、トナーと感光体の最表面層との付着性が低下し、記録媒体へのトナー転写性が向上し、その結果、転写残留トナーを著しく低減でき、長期使用においても、地カブリない良好な画質を形成できる。
本発明の画像形成装置は、電子写真感光体と、静電潜像形成手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
本発明の画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程等を含んでなる。
前記画像形成装置が、電子写真感光体上に形成された可視像が一次転写される中間転写体と、該中間転写体上に担持された可視像を記録媒体に二次転写する転写手段とを有してなり、複数色のトナー画像を前記中間転写体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成し、該カラー画像を前記記録媒体上に一括で二次転写することが好ましい。
前記画像形成装置が、電子写真感光体と、該電子写真感光体上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段とを少なくとも有するプロセスカートリッジを着脱可能に備えていることが好ましい。
前記静電潜像形成工程は、電子写真感光体上に静電潜像を形成する工程である。
<電子写真感光体>
前記電子写真感光体は、その層構成について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、第一の形態では、支持体上に単一の層構成である感光層(以下、「単層型感光層」と称することもある)を有してなり、更に必要に応じて、下引き層等のその他の層を有してなる。また、第二の形態では、支持体と、該支持体上に電荷発生層と、電荷輸送層とを積層した構成の感光層(以下、「積層型感光層」と称することもある)を有してなり、更に必要に応じて、下引き層等のその他の層を有してなる。なお、前記第二形態では、電荷発生層、及び電荷輸送層は逆に積層しても構わない。
前記最表面層としては、積層型感光層では、電荷輸送層、保護層などが挙げられる。また、単層型感光層では、単層型感光層、保護層などが好適に挙げられる。これらの中でも、電子写真感光体が、支持体と、該支持体上に少なくとも電荷発生層、及び電荷輸送層をこの順に有してなり、前記電荷輸送層が、最表面層である態様が特に好ましい。
ここで、前記最表面層のガラス転移温度は、例えば、以下のようにして測定することができる。
<最表面層のガラス転移温度の測定>
最表面層塗工液をアルミニウム蒸着ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上にブレード塗工し、感光体製造時と同様の乾燥条件で乾燥し、厚み2μmの塗膜を形成する。ただし、感光体製造時の乾燥条件が130℃を超える場合は、130℃にて1時間の乾燥とする。このようにして形成した塗膜を引き剥がし、アルミニウムパンに約2mg程度秤量し、理学電機株式会社製のThermo Plus DSC8230を用いて、標準試料としてα−Al2O3、昇温条件として昇温速度10℃/minにて室温から250℃まで昇温してDSC曲線を得た。得られたDSC曲線の吸熱カーブの接線とベースラインの接点を算出し、その温度を最表面層のガラス転移温度とする。
前記電荷輸送層が最表面層である場合には、該電荷輸送層が下記構造式(1)で表される化合物、下記構造式(2)で表される化合物、及び下記構造式(3)で表される化合物の少なくともいずれかを含有することが好ましい。
また、特公平5−42611号公報には、下記構造式(2)で表される化合物を電荷輸送層に用いると感光体特性に優れることが開示されているが、最表面層のガラス転移温度が高くなることについては何ら示されておらず、トナーの樹脂微粒子のガラス転移温度との関係からトナー転写率が著しく向上することは開示も示唆もされていない。
また、特開平9−297413号公報には、下記構造式(3)で表される化合物を電荷輸送層に用いると光疲労に優れることが開示されているが、最表面層のガラス転移温度が高くなることについては何ら示されておらず、トナーの樹脂微粒子のガラス転移温度との関係からトナー転写率が著しく向上することについては開示も示唆もされていない。
前記構造式(1)及び(2)におけるアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、スチリル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニル基などが挙げられる。
前記構造式(1)における二価のヘテロ環基としては、2−フリル基、2−チエニル基、5−メチル−2−チエニル基、2−ピリジル基などが挙げられる。
前記構造式(3)におけるアルキル基はアリール基を置換基として有していてもよく、該アリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、スチリル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニル基などが挙げられる。
前記支持体としては、体積抵抗が1010Ω・cm以下の導電性を示すものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、(1)アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金等の金属;酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を蒸着又はスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、(2)アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の板、又はこれらを押し出し、引き抜き等の工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理を施した管、(3)特開昭52−36016号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、又はエンドレスステンレスベルト、(4)厚み50μm〜150μmのニッケル箔、又は厚み50μm〜150μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの表面にアルミニウム蒸着等の導電加工を行ったもの、などが挙げられる。
前記導電性粉体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えばカーボンブラック、アセチレンブラック;アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀等の金属粉;導電性酸化スズ、ITO等の金属酸化物粉体などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えばポリスチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルトルエン樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどが挙げられる。
前記積層型感光層は、電荷発生層、及び電荷輸送層を少なくともこの順に有し、更に必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有してなる。
前記電荷発生層は、少なくとも電荷発生物質を含んでなり、バインダー樹脂、更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。
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、電荷発生層塗工液を用いて、浸漬塗工法やスプレーコート法、ビードコート法などの慣用されている方法を用いて行うことができる。
前記電荷発生層塗工液は、上記有機溶媒中に前記電荷発生物質と、バインダー樹脂を分散乃至溶解して調製する。有機顔料を有機溶媒に分散する方法としては、例えば、ボールミル、ビーズミル、サンドミル、振動ミル等の分散メディアを用いた分散方法;高速液衝突分散方法などが挙げられる。
前記電荷発生層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.01μm〜5μmが好ましく、0.05μm〜2μmがより好ましい。
前記電荷輸送層は、帯電電荷を保持させ、かつ露光により電荷発生層で発生分離した電荷を移動させて保持していた帯電電荷と結合させることを目的とする層である。帯電電荷を保持させる目的を達成するためには、電気抵抗が高いことが要求される。また、保持していた帯電電荷で高い表面電位を得る目的を達成するためには、誘電率が小さく、かつ電荷移動性がよいことが要求される。
前記電子輸送物質(電子受容性物質)としては、例えば、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、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(a)カルバゾール環を有する重合体としては、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などが挙げられる。
(b)ヒドラゾン構造を有する重合体としては、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などが挙げられる。
(c)ポリシリレン重合体としては、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などが挙げられる。
(d)トリアリールアミン構造を有する重合体としては、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などが挙げられる。
(e)その他の重合体としては、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などが挙げられる。
なお、前記電荷輸送層は、架橋性のバインダー樹脂と架橋性の電荷輸送材料との共重合体を含むこともできる。
前記電荷輸送材料の含有量は、前記電荷輸送層の30質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましい。前記含有量が30質量%未満であると、感光体へのレーザ書き込みにおけるパルス光露光において、高速電子写真プロセスでの十分な光減衰時間が得られないことがある。
前記電子写真感光体における電荷輸送層移動度は、2.5×105〜5.5×105V/cmの範囲の電荷輸送層電界強度の条件下で、3×10−5cm2/V・s以上が好ましく、7×10−5cm2/V・s以上がより好ましい。前記電荷輸送層移動度は、各使用条件下でこれを達成するように構成を適宜調整することができ、従来公知の(Time Of Flight)法により求めればよい。
前記電荷輸送層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5〜30μmが好ましい。
前記単層型感光層は、電荷発生物質、電荷輸送材料、及びバインダー樹脂を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。
前記電荷発生物質、電荷輸送材料、及びバインダー樹脂としては、上述した材料を用いることができる。前記その他の成分としては、例えば、可塑剤、微粒子、各種添加剤、などが挙げられる。
前記単層型感光層が最表面層である場合には、上記構造式(1)で表される化合物、上記構造式(2)で表される化合物、及び上記構造式(3)で表される化合物の少なくともいずれかを含有することが好ましい。
前記単層型感光層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5μm〜100μmが好ましく、5μm〜50μmがより好ましい。前記厚みが、5μm未満であると、帯電性が低下することがあり、100μmを超えると、感度の低下をもたらすことがある。
前記電子写真感光体では、最表面層として、前記感光層の保護及び耐久性の向上を目的として、フィラーを含有する保護層を感光層の上に形成することができる。前記保護層を有する場合には、上記構造式(1)で表される化合物、上記構造式(2)で表される化合物、及び上記構造式(3)で表される化合物の少なくともいずれかを含有することが好ましい。
前記バインダー樹脂としては、例えばABS樹脂、ACS樹脂、AS樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル樹脂、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、ポリブチレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。
前記保護層に添加されるフィラーの含有量は、10質量%〜40質量%が好ましく、20質量%〜30質量%がより好ましい。前記フィラーの量が10質量%未満であると、摩耗が大きく、耐久性に劣り、40質量%を超えると、露光時における明部電位の上昇が著しくなって、感度低下が無視できなくなるので望ましくない。フィラーの粒径は、平均1次粒径として0.3μm〜1.2μmが好ましく、0.3μm〜0.7μmがより好ましい。前記粒径が小さい場合には耐摩耗性が充分でなく、また、粒径が大きい場合には書き込み光を散乱させるため、好ましくない。
前記保護層の形成方法としては、スプレー塗工法やリング塗工法等通常の塗布法が採用される。前記保護層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.5μm〜10μmが好ましく、4μm〜6μmがより好ましい。
前記支持体と前記感光層との間には、必要に応じて、下引き層を設けてもよい。前記下引き層は、接着性を向上する、モアレなどを防止する、上層の塗工性を改良する、残留電位を低減するなどの目的で設けられる。
前記樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール樹脂、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂;共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂;ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の三次元網目構造を形成する硬化型樹脂、などが挙げられる。
前記微粉末としては、例えば酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物、金属硫化物、又は金属窒化物などが挙げられる。
前記下引き層の厚みについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、0.1μm〜10μmが好ましく、1μm〜5μmがより好ましい。
前記酸化防止剤として、例えば、フェノール系化合物、パラフェニレンジアミン類、有機硫黄化合物類、有機燐化合物類、などが挙げられる。
前記フェノール系化合物としては、例えば、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3,3’−ビス(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアッシド]クリコ−ルエステル、トコフェロール類などが挙げられる。
前記パラフェニレンジアミン類としては、例えば、N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジメチル−N,N’−ジ−t−ブチル−p−フェニレンジアミンなどが挙げられる。
前記ハイドロキノン類としては、例えば、2,5−ジ−t−オクチルハイドロキノン、2,6−ジドデシルハイドロキノン、2−ドデシルハイドロキノン、2−ドデシル−5−クロロハイドロキノン、2−t−オクチル−5−メチルハイドロキノン、2−(2−オクタデセニル)−5−メチルハイドロキノンなどが挙げられる。
前記有機硫黄化合物類としては、例えば、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−3,3’−チオジプロピオネートなどが挙げられる。
前記有機燐化合物類としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2,4−ジブチルフェノキシ)ホスフィンなどが挙げられる。
これら化合物は、ゴム、プラスチック、油脂類などの酸化防止剤として知られており、市販品を容易に入手できる。
前記酸化防止剤の添加量は、添加する層の総質量に対して0.01〜10質量%が好ましい。
前記静電潜像形成手段は、例えば、前記電子写真感光体の表面を帯電させる帯電器と、前記電子写真感光体の表面を像様に露光する露光器とを少なくとも備える。
前記帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のローラ、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、などが挙げられる。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記電子写真感光体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系、などの各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記電子写真感光体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記現像工程は、前記静電潜像を、トナー乃至現像剤を用いて現像して可視像を形成する工程である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、前記トナー乃至現像剤を収容し、前記静電潜像に該トナー乃至該現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられる。
前記トナーとしては、活性水素基含有化合物と、該活性水素基含有化合物と反応可能な重合体とを含むトナー材料を有機溶剤に溶解乃至分散させてトナー溶液を調製した後、該トナー溶液を、樹脂微粒子を含む水系媒体中に乳化乃至分散させて分散液を調製し、該水系媒体中で、前記活性水素基含有化合物と、前記重合体とを反応させて接着性基材を粒子状に生成させ、前記有機溶剤を除去して得られる。
前記トナー材料としては、活性水素基含有化合物と、該活性水素基含有化合物と反応可能な重合体とを、樹脂微粒子を含む水系媒体中で反応させて得られる接着性基材を少なくとも含み、更に必要に応じて、結着樹脂、着色剤、離型剤、帯電制御剤などのその他の成分を含む。
前記接着性基材は、紙等の記録媒体に対し接着性を示し、前記活性水素基含有化合物及び該活性水素基含有化合物と反応可能な重合体を、樹脂微粒子を含む水系媒体中で反応させてなる接着性ポリマーを少なくとも含み、更に公知の結着樹脂から適宜選択した結着樹脂を含んでいてもよい。
前記質量平均分子量が1,000未満であると、耐ホットオフセット性が悪化することがある。
前記接着性基材の粘性としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、測定周波数20Hzにおいて1,000ポイズとなる温度(Tη)が、180℃以下が好ましく、90℃〜160℃がより好ましい。該(Tη)が180℃を超えると、低温定着性が悪化することがある。
したがって、耐ホットオフセット性と低温定着性との両立を図る観点から、前記(TG’)は前記(Tη)よりも高いことが好ましい。即ち、(TG’)と(Tη)との差(TG’−Tη)は0℃以上が好ましく、10℃以上がより好ましく、20℃以上が更に好ましい。該差は大きければ大きいほどよい。
また、低温定着性と耐熱保存性との両立を図る観点からは、前記(TG’−Tη)は0℃〜100℃が好ましく、10℃〜90℃がより好ましく、20℃〜80℃が更に好ましい。
前記ポリエステル系樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ウレア変性ポリエステル系樹脂、などが特に好適に挙げられる。
前記ウレア変性ポリエステル系樹脂は、前記活性水素基含有化合物としてのアミン類(B)と、該活性水素基含有化合物と反応可能な重合体としてのイソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)とを前記水系媒体中で反応させて得られる。
前記ウレア変性ポリエステル系樹脂は、ウレア結合のほかに、ウレタン結合を含んでいてもよく、この場合、該ウレア結合と該ウレタン結合との含有モル比(ウレア結合/ウレタン結合)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、100/0〜10/90が好ましく、80/20〜20/80がより好ましく、60/40〜30/70が更に好ましい。前記ウレア結合が10未満であると、耐ホットオフセット性が悪化することがある。
前記活性水素基含有化合物は、前記水系媒体中で、前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体が伸長反応、架橋反応等する際の伸長剤、架橋剤等として作用する。
前記活性水素基含有化合物としては、活性水素基を有していれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体が前記イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)である場合には、該イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)と伸長反応、架橋反応等の反応により高分子量化可能な点で、前記アミン類(B)が好適である。
前記活性水素基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水酸基(アルコール性水酸基又は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、等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、アルコール性水酸基、が特に好ましい。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、ジアミン(B1)、ジアミン(B1)と少量の3価以上のポリアミン(B2)との混合物、が特に好ましい。
前記3価以上のポリアミン(B2)としては、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、等が挙げられる。
前記アミノアルコール(B3)としては、例えば、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリン、等が挙げられる。
前記アミノメルカプタン(B4)としては、例えば、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、等が挙げられる。
前記アミノ酸(B5)としては、例えば、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸、等が挙げられる。
前記B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、例えば、前記(B1)から(B5)のいずれか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等)から得られるケチミン化合物、オキサゾリゾン化合物、等が挙げられる。
前記混合当量比([NCO]/[NHx])が、1/3未満であると、低温定着性が低下することがあり、3/1を超えると、前記ウレア変性ポリエステル樹脂の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化することがある。
前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体(以下「プレポリマー」と称することがある)としては、前記活性水素基含有化合物と反応可能な部位を少なくとも有しているものであれば特に制限はなく、公知の樹脂等の中から適宜選択することができ、例えば、ポリオール樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、これらの誘導体樹脂、等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、溶融時の高流動性、透明性の点で、ポリエステル樹脂が特に好ましい。
前記ウレア結合生成基としては、例えば、イソシアネート基、等が挙げられる。前記ウレア結合生成基含有ポリエステル樹脂(RMPE)における該ウレア結合生成基が該イソシアネート基である場合、該ポリエステル樹脂(RMPE)としては、前記イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)等が特に好適に挙げられる。
前記アルキレングリコールとしては、炭素数2〜12のものが好ましく、例えば、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、1,6−ヘキサンジオール等が挙げられる。前記アルキレンエーテルグリコールとしては、例えば、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等が挙げられる。前記脂環式ジオールとしては、例えば、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等が挙げられる。前記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド付加物としては、例えば、前記脂環式ジオールに対し、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等のアルキレンオキサイドを付加物したもの等が挙げられる。前記ビスフェノール類としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等が挙げられる。前記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物としては、例えば、前記ビスフェノール類に対し、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等のアルキレンオキサイドを付加物したもの等が挙げられる。
これらの中でも、炭素数2〜12のアルキレングリコール、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物等が好ましく、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物と炭素数2〜12のアルキレングリコールとの混合物が特に好ましい。
前記3価以上の多価脂肪族アルコールとしては、例えば、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、ソルビトール等が挙げられる。前記3価以上のポリフェノール類としては、例えば、トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等が挙げられる。前記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物としては、例えば、前記3価以上のポリフェノール類に対し、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等のアルキレンオキサイドを付加物したもの等が挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、ジカルボン酸(DIC)単独、又はDICと少量の3価以上のポリカルボン酸(TC)との混合物が好ましい。
前記ジカルボン酸としては、例えば、アルキレンジカルボン酸、アルケニレンジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、等が挙げられる。
前記アルキレンジカルボン酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等が挙げられる。前記アルケニレンジカルボン酸としては、炭素数4〜20のものが好ましく、例えば、マレイン酸、フマル酸等が挙げられる。前記芳香族ジカルボン酸としては、炭素数8〜20のものが好ましく、例えば、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等が挙げられる。
これらの中でも、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸、炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸が好ましい。
前記芳香族ポリカルボン酸としては、炭素数9〜20のものが好ましく、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸等が挙げられる。
前記含有量が、0.5質量%未満であると、耐ホットオフセット性が悪化し、トナーの耐熱保存性と低温定着性とを両立させることが困難になることがあり、40質量%を超えると、低温定着性が悪化することがある。
前記脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、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、オクタメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、テトラデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサンジイソシアネート、テトラメチルヘキサンジイソシアネート等が挙げられる。前記脂環式ポリイソシアネートとしては、例えば、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等が挙げられる。前記芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、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、1,5−ナフチレンジイソシアネート、ジフェニレン−4,4’−ジイソシアネート、4,4’−ジイソシアナト−3,3’−ジメチルジフェニル、3−メチルジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、ジフェニルエーテル−4,4’−ジイソシアネート等が挙げられる。前記芳香脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。前記イソシアヌレート類としては、例えば、トリス−イソシアナトアルキル−イソシアヌレート、トリイソシアナトシクロアルキル−イソシアヌレート等が挙げられる。これらは、1種単独でも使用することができ、2種以上を併用してもよい。
前記イソシアネート基[NCO]が、5を超えると、低温定着性が悪化することがあり、1未満であると、耐オフセット性が悪化することがある。
前記含有量が、0.5質量%未満であると、耐ホットオフセット性が悪化し、耐熱保存性と低温定着性とを両立させることが困難になることがあり、40質量%を超えると、低温定着性が悪化することがある。
前記イソシアネート基の平均数が、1未満であると、前記ウレア結合生成基で変性されているポリエステル樹脂(RMPE)の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化することがある。
即ち、まず、40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定させる。この温度でカラム溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を毎分1mlの流速で流し、試料濃度を0.05質量%〜0.6質量%に調整した樹脂のテトラヒドロフラン試料溶液を50μl〜200μl注入して測定する。前記試料における分子量の測定に当たっては、試料の有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。前記検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、Pressure Chemical Co.又は東洋ソーダ工業株式会社製の分子量が6×102、2.1×102、4×102、1.75×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、及び4.48×106のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いることが好ましい。なお、前記検出器としてはRI(屈折率)検出器を用いることができる。
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエステル樹脂等が挙げられるが、特に、未変性ポリエステル樹脂(変性されていないポリエステル樹脂)が好ましい。
前記未変性ポリエステル樹脂を前記トナー中に含有させると、低温定着性及び光沢性を向上させることができる。
前記未変性ポリエステル樹脂としては、前記ウレア結合生成基含有ポリエステル樹脂と同様のもの、即ちポリオール(PO)とポリカルボン酸(PC)との重縮合物、等が挙げられる。該未変性ポリエステル樹脂は、その一部が前記ウレア結合生成基含有ポリエステル系樹脂(RMPE)と相溶していること、即ち、互いに相溶可能な類似の構造であるのが、低温定着性、耐ホットオフセット性の点で好ましい。
前記未変性ポリエステル樹脂のガラス転移温度としては、通常30℃〜70℃が好ましく、35℃〜70℃がより好ましく、35℃〜50℃が更に好ましく、35℃〜45℃が特に好ましい。前記ガラス転移温度が、30℃未満であると、トナーの耐熱保存性が悪化することがあり、70℃を超えると、低温定着性が不十分となることがある。
前記未変性ポリエステル樹脂の水酸基価としては、5mgKOH/g以上が好ましく、10mgKOH/g〜120mgKOH/gがより好ましく、20mgKOH/g〜80mgKOH/gが更に好ましい。前記水酸基価が、5mgKOH/g未満であると、耐熱保存性と低温定着性とが両立し難くなることがある。
前記未変性ポリエステル樹脂の酸価としては、1.0mgKOH/g〜50.0mgKOH/gが好ましく、1.0mgKOH/g〜45.0mgKOH/gがより好ましく、15.0mgKOH/g〜45.0mgKOH/gが更に好ましい。一般に前記トナーに酸価をもたせることによって負帯電性となり易くなる。
前記未変性ポリエステル樹脂を前記トナーに含有させる場合、前記ウレア結合生成基含有ポリエステル系樹脂(RMPE)と該未変性ポリエステル樹脂(PE)との混合質量比(RMPE/PE)としては、5/95〜25/75が好ましく、10/90〜25/75がより好ましい。
前記未変性ポリエステル樹脂(PE)の混合質量比が、95を超えると、耐ホットオフセット性が悪化し、耐熱保存性と低温定着性とが両立し難くなることがあり、25未満であると、光沢性が悪化することがある。
前記結着樹脂における前記未変性ポリエステル樹脂の含有量としては、例えば、50質量%〜100質量%が好ましく、70質量%〜95質量%がより好ましく、80質量%〜90質量%が更に好ましい。該含有量が50質量%未満であると、低温定着性や画像の光沢性が悪化することがある。
前記樹脂微粒子としては、水系媒体中で水性分散液を形成しうる樹脂であれば特に制限はなく、公知の樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができ、熱可塑性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂でもよく、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、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、微細な球状の樹脂粒子の水性分散液が得られ易い点で、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びポリエステル樹脂から選択される少なくとも1種で形成されているのが好ましい。
また、前記樹脂微粒子としては、少なくとも2つの不飽和基を有する単量体を含んでなる共重合体を用いることもできる。
前記少なくとも2つの不飽和基を持つ単量体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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」、三洋化成工業株式会社製)、ジビニルベンゼン、1,6−ヘキサンジオールアクリレートなどが挙げられる。
ここで、前記樹脂微粒子のガラス転移温度は、例えば、以下のようにして測定することができる。
<樹脂微粒子のガラス転移温度の測定>
試料をアルミニウムパンに約10mg程度秤量し、理学電機株式会社製TG−DSCシステムTAS−100を用いて、標準試料としてα−Al2O3を用いて測定した。昇温条件は、昇温速度10℃/minにて室温から150℃まで昇温した後、150℃で10min間放置し、室温まで試料を冷却して10min放置する。その後、窒素雰囲気下、150℃まで昇温速度10℃/minで加熱してDSC曲線を得た。得られたDSC曲線からガラス転移温度近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から樹脂微粒子のガラス転移温度を算出した。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、着色剤、離型剤、帯電制御剤、無機微粒子、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料、金属石鹸、等が挙げられる。
前記ワックス類としては、例えば、カルボニル基含有ワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素、等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、カルボニル基含有ワックスが好ましい。
前記カルボニル基含有ワックスとしては、例えば、ポリアルカン酸エステル、ポリアルカノールエステル、ポリアルカン酸アミド、ポリアルキルアミド、ジアルキルケトン、等が挙げられる。前記ポリアルカン酸エステルとしては、例えば、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ジステアレート等が挙げられる。前記ポリアルカノールエステルとしては、例えば、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等が挙げられる。前記ポリアルカン酸アミドとしては、例えば、ジベヘニルアミド等が挙げられる。前記ポリアルキルアミドとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリルアミド等が挙げられる。前記ジアルキルケトンとしては、例えば、ジステアリルケトン等が挙げられる。これらカルボニル基含有ワックスの中でも、ポリアルカン酸エステルが特に好ましい。
前記ポリオレフィンワッックスとしては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等が挙げられる。
前記長鎖炭化水素としては、例えば、パラフィンワッックス、サゾールワックス等が挙げられる。
前記離型剤の溶融粘度としては、該ワックスの融点より20℃高い温度での測定値として、5cps〜1,000cpsが好ましく、10cps〜100cpsがより好ましい。
前記溶融粘度が、5cps未満であると、離型性が低下することがあり、1,000cpsを超えると、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果が得られなくなることがある。
前記帯電制御剤は、市販品を使用してもよく、該市販品としては、例えば、第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(いずれも、オリエント化学工業株式会社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(いずれも、保土谷化学工業株式会社製)、第四級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(いずれも、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、キナクリドン、アゾ系顔料;スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等を有する高分子系の化合物、などが挙げられる。
前記帯電制御剤は、前記マスターバッチと共に溶融混練させた後、溶解乃至分散させてもよく、あるいは前記トナーの各成分と共に前記有機溶剤に直接、溶解乃至分散させる際に添加してもよく、あるいはトナー粒子製造後にトナー表面に固定させてもよい。
前記トナー溶液は、前記トナー材料を有機溶剤に溶解させることにより調製することができる。
前記有機溶剤としては、前記トナー材料を溶解乃至分散可能な溶媒であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、除去の容易性の点で沸点が150℃未満の揮発性のものが好ましく、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、等が挙げられる。これらの中でも、トルエン、キシレン、ベンゼン、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、等が好ましく、酢酸エチルが特に好ましい。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記有機溶剤の使用量としては、例えば、前記トナー材料100質量部に対し、40質量部〜300質量部が好ましく、60質量部〜140質量部がより好ましく、80質量部〜120質量部が更に好ましい。
前記分散液の調製は、前記トナー溶液を水系媒体中に分散させることにより行う。
前記トナー溶液を前記水系媒体中に分散させると、該水系媒体中に、前記トナー溶液からなる分散体(油滴)が形成される。
前記水系媒体としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、水、該水と混和可能な溶剤、これらの混合物、などが挙げられるが、これらの中でも、水が特に好ましい。
前記水と混和可能な溶剤としては、前記水と混和可能であれば特に制限はなく、例えば、アルコール、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類、低級ケトン類、などが挙げられる。
前記アルコールとしては、例えば、メタノール、イソプロパノール、エチレングリコール等が挙げられる。前記低級ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記分散の方法としては特に制限はなく、公知の分散機等を用いて適宜選択することができ、該分散機としては、例えば、低速せん断式分散機、高速剪断式分散機、摩擦式分散機、高圧ジェット式分散機、超音波分散機、などが挙げられる。これらの中でも、前記分散体(油滴)の粒径を2μm〜20μmに制御することができる点で、高速剪断式分散機が好ましい。
前記高速剪断式分散機を用いた場合、回転数、分散時間、分散温度などの条件については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記回転数としては、1,000rpm〜30,000rpmが好ましく、5,000rpm〜20,000rpmがより好ましく、前記分散時間としては、バッチ方式の場合は、0.1分間〜5分間が好ましく、前記分散温度としては、加圧下において0℃〜150℃が好ましく、40℃〜98℃がより好ましい。なお、前記分散温度は高温である方が一般に分散が容易である。
前記接着性基材を粒子状に生成させてトナーを造粒する方法においては、例えば、水系媒体相の調製、前記トナー溶液の調製、前記分散液の調製、前記水系媒体の添加、その他(前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体(プレポリマー)の合成、前記活性水素基含有化合物の合成等)を行う。
前記トナー溶液の調製は、前記有機溶剤中に、前記活性水素基含有化合物、前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体、前記着色剤、前記離型剤、前記帯電制御剤、前記未変性ポリエステル樹脂等のトナー材料を、溶解乃至分散させることにより行うことができる。
なお、前記トナー材料の中で、前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体(プレポリマー)以外の成分は、前記水系媒体相調製において、前記樹脂微粒子を前記水系媒体に分散させる際に該水系媒体中に添加混合してもよいし、あるいは、前記トナー溶液を前記水系媒体相に添加する際に、該トナー溶液と共に前記水系媒体相に添加してもよい。
前記接着性基材(例えば、前記ウレア変性ポリエステル樹脂)は、例えば、(1)前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体(例えば、前記イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A))を含む前記トナー溶液を、前記活性水素基含有化合物(例えば、前記アミン類(B))と共に、前記水系媒体相中に乳化乃至分散させ、分散体を形成し、該水系媒体相中で両者を伸長反応乃至架橋反応させることにより生成させてもよく、(2)前記トナー溶液を、予め前記活性水素基含有化合物を添加した前記水系媒体中に乳化乃至分散させ、分散体を形成し、該水系媒体相中で両者を伸長反応乃至架橋反応させることにより生成させてもよく、あるいは(3)前記トナー溶液を、前記水系媒体中に添加混合させた後で、前記活性水素基含有化合物を添加し、分散体を形成し、該水系媒体相中で粒子界面から両者を伸長反応乃至架橋反応させることにより生成させてもよい。なお、前記(3)の場合、生成するトナー表面に優先的に変性ポリエステル樹脂が生成され、該トナー粒子において濃度勾配を設けることもできる。
前記分散剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、界面活性剤、難水溶性の無機化合物分散剤、高分子系保護コロイド、等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、界面活性剤が好ましい。
前記陰イオン界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステル等が挙げられ、フルオロアルキル基を有するものが好適に挙げられる。該フルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、例えば、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸又はその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[オメガ−フルオロアルキル(炭素数6〜11)オキシ]−1−アルキル(炭素数3〜4)スルホン酸ナトリウム、3−[オメガ−フルオロアルカノイル(炭素数6〜8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(炭素数11〜20)カルボン酸又はその金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(炭素数7〜13)又はその金属塩、パーフルオロアルキル(炭素数4〜12)スルホン酸又はその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(炭素数6〜10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(炭素数6〜10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(炭素数6〜16)エチルリン酸エステル等が挙げられる。該フルオロアルキル基を有する界面活性剤の市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子株式会社製);フローラドFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M株式会社製);ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業株式会社製);メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ化学工業株式会社製);エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204(ト−ケムプロダクツ社製);フタージェントF−100、F150(ネオス社製)等が挙げられる。
前記両性界面活性剤としては、例えば、アラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシン、N−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタイン等が挙げられる。
前記高分子系保護コロイドとしては、例えば、酸類、水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、ビニルアルコール又はビニルアルコールとのエーテル類、ビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、アミド化合物又はこれらのメチロール化合物、クローライド類、窒素原子若しくはその複素環を有するもの等のホモポリマー又は共重合体、ポリオキシエチレン系、セルロース類、等が挙げられる。
前記酸類としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等が挙げられる。前記水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体としては、例えば、アクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド等が挙げられる。前記ビニルアルコール又はビニルアルコールとのエーテル類としては、例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル等が挙げられる。前記ビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類としては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等が挙げられる。前記アミド化合物又はこれらのメチロール化合物としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド酸、又はこれらのメチロール化合物、などが挙げられる。前記クローライド類としては、例えば、アクリル酸クローライド、メタクリル酸クローライド等が挙げられる。前記窒素原子若しくはその複素環を有するもの等ホモポリマー又は共重合体としては、例えば、ビニルビリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等が挙げられる。前記ポリオキシエチレン系としては、例えば、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、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フェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステル等が挙げられる。前記セルロース類としては、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等が挙げられる。
該分散安定剤としては、例えば、リン酸カルシウム塩等の酸、アルカリに溶解可能なもの等が挙げられる。
該分散安定剤を用いた場合は、塩酸等の酸によりリン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗する方法、酵素により分解する方法等によって、微粒子からリン酸カルシウム塩を除去することができる。
前記機械的衝撃力を印加する方法としては、例えば、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し加速させて粒子同士又は複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法、等が挙げられる。この方法に用いる装置としては、例えば、オングミル(ホソカワミクロン社製)、I式ミル(日本ニューマチック社製)を改造して粉砕エアー圧カを下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所製)、クリプトロンシステム(川崎重工業株式会社製)、自動乳鉢、等が挙げられる。
前記体積平均粒径が3μm未満であると、二成分現像剤では現像器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ることがあり、また、一成分現像剤では、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するため、ブレード等の部材へのトナー融着が発生し易くなることがある。一方、前記体積平均粒径が8μmを超えると、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなり、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ことがある。
前記体積平均粒径と個数平均粒径との比(Dv/Dn)が、1.25以下であると、前記トナーの粒度分布が比較的シャープであり、定着性が向上するが、1.00未満であると、二成分現像剤では現像器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、クリーニング性を悪化させることがあり、また、一成分現像剤では、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するため、ブレード等の部材へのトナー融着が発生し易くなることがあり、1.20を超えると、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなり、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ことがある。
<数式(2)>
円形度a=L0/L
ただし、前記数式(2)中、L0は粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長を示し、Lは粒子の投影像の周囲長を示す。
ここで、前記平均円形度は、例えば、東亜医用電子社製フロー式粒子像分析装置FPIA−1000を用いて測定することができる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150ml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0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で1〜3分間分散処理を行い、分散液濃度を3000〜10,000個/μlとして、前記装置によりトナーの形状を測定する。
前記現像剤は、前記トナーを少なくとも含有してなり、キャリア等の適宜選択したその他の成分を含有してなる。該現像剤としては、一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよいが、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンター等に使用する場合には、寿命向上等の点で前記二成分現像剤が好ましい。
前記トナーを用いた前記一成分現像剤の場合、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なく、現像ローラ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、現像器の長期の使用(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る。また、前記トナーを用いた前記二成分現像剤の場合、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、現像器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。
前記平均粒径(体積平均粒径(D50))が、10μm未満であると、キャリア粒子の分布において、微粉系が多くなり、1粒子当たりの磁化が低くなってキャリア飛散を生じることがあり、200μmを超えると、比表面積が低下し、トナーの飛散が生じることがあり、ベタ部分の多いフルカラーでは、特にベタ部の再現が悪くなることがある。
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、セルソルブ、ブチルアセテート、などが挙げられる。
前記焼付としては、特に制限はなく、外部加熱方式であってもよいし、内部加熱方式であってもよく、例えば、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉等を用いる方法、マイクロウエーブを用いる方法、などが挙げられる。
前記二成分系現像剤のトナーとキャリアの混合割合は、一般にキャリア100質量部に対しトナー1質量部〜10.0質量部が好ましい。
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記電子写真感光体(感光体)を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
なお、記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、OHP用のPETベース等も用いることができる。
前記定着工程は、記録媒体に転写された可視像を定着装置を用いて定着させる工程であり、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記定着部材としては、例えば、無端状ベルトとローラとの組合せ、ローラとローラとの組合せ、などが挙げられるが、ウォームアップ時間を短縮することができ、省エネルギー化の実現の点で、また、定着可能幅の拡大の点で、熱容量が小さい無端状ベルトとローラとの組合せであるのが好ましい。
定着ベルト123は、内部に回転可能に配置された加熱ローラ121と定着ローラ122とによって張架され、加熱ローラ121により所定の温度に加熱されている。加熱ローラ121は、内部には加熱源125が内蔵されており、加熱ローラ121の近傍に取り付けられた温度センサ127により温度調節可能に設計されている。定着ローラ122は、定着ベルト123の内側に、かつ定着ベルト123の内面に当接しながら回転可能に配置されている。加圧ローラ124は、定着ベルト123の外側に、かつ定着ベルト123の外面に、定着ローラ122を圧接するようにして当接し、回転可能に配置されている。また、前記画像接触側定着部材としての定着ベルト123の表面硬度は、前記画像非接触側定着部材としての加圧ローラ124の表面硬度よりも低く、定着ローラ122及び加圧ローラ124間に形成されたニップ部Nにおいては、記録媒体Sの導入側端及び排出側端の間に位置する中間領域が、前記導入側端及び前記排出側端よりも、定着ローラ122側に位置する。即ち、図3中、ニップ部Nは、上に凸の形状を有する。
次いで、トナー画像Tが定着された記録媒体Sは、定着ローラ122及び加圧ローラ124間を通過し、定着ベルト123から剥離され、ガイドGを経てトレイ(不図示)に搬送される。このとき、記録媒体Sが、前記画像非接触側定着部材としての加圧ローラ124側に向けて排出され、記録媒体Sの定着ベルト123への巻き付きが防止される。なお、定着ベルト123はクリーニングローラ126で清浄化される。ここで、トナーTは、その表面近傍に適量の前記ワックスが存在するため離型性に優れ、クリーニングローラ126から定着ベルト123へのトナーTの溶け出しが防止される。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記電子写真感光体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記電子写真感光体上に残留する前記電子写真トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
前記プロセスカートリッジは、電子写真感光体と、該電子写真感光体上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段とを少なくとも有するプロセスカートリッジを着脱可能に備えてなり、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
前記プロセスカートリッジは、各種電子写真方式の画像形成装置、ファクシミリ、プリンターに着脱可能に備えさせることができ、本発明の前記画像形成装置に着脱可能に備えさせるのが好ましい。
露光器3Yは、レーザスキャナであり、レーザ光源からのレーザ光をポリゴンミラーで反射させ、fθレンズや偏向ミラー等を用いた光学系を介してレーザ光を出射するように構成されている。感光体ドラム1Yの周面は、画像形成に際し、暗中にて帯電器2Yにより一様に帯電される。
その後、この帯電された感光体ドラム1Yの周面に、露光器3Yからのイエロー画像に対応した画像光からなるレーザ光が露光される。この露光により、感光体ドラム1Yの周面に、イエロー画像に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器4Yから供給されるイエロートナーにより可視像化される。これにより、感光体ドラム1Y上にイエロートナー像が形成される。
このようにして画像形成ユニット1Yでイエロー色のトナー像を転写された記録媒体Pは、搬送ベルト20によって次の画像形成ユニット10Mに搬送される。この画像形成ユニット10Mでは、画像形成ユニット10Y場合と同様のプロセスにより感光体ドラム1M上にマゼンタトナー像が形成される。このマゼンタトナー像は、感光体ドラム1Mと搬送ベルト20上の記録媒体Pとが接する転写位置で、転写器5Mにより記録媒体P上のイエロートナー像に重ね合わせて転写される。
このイエロートナー像及びマゼンタトナー像を転写された記録媒体Pは、搬送ベルト20によって次の画像形成ユニット10Cに搬送される。この画像形成ユニット10Cでは、画像形成ユニット10Y,10Mの場合と同様のプロセスにより感光体ドラム1C上にシアントナー像が形成される。このシアントナー像は、感光体ドラム1Cと搬送ベルト20上の記録媒体Pとが接する転写位置で、転写器5Cにより記録媒体P上のイエロートナー像及びマゼンタトナー像に重ね合わせて転写される。
このイエロー、マゼンタ、及びシアンの各色のトナー像を転写された記録媒体Pは、搬送ベルト20によって次の画像形成ユニット10Bkに搬送される。この画像形成ユニット10Bkでは、画像形成ユニット10Y,10M,10Cの場合と同様にして感光体ドラム1Bk上に黒トナー像が形成される。この黒トナー像は、感光体ドラム1Bkと搬送ベルト20上の記録媒体Pとが接する転写位置で、転写器5Bkにより記録媒体P上の各色のトナー像に重ね合わせて転写される。
以上により、記録媒体P上に、イエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の各色のトナー像が合成されたフルカラーのカラー画像が形成される。そして、このフルカラーの合成画像が形成された記録媒体Pは、画像形成ユニット10Bkを通過した後、搬送ベルト20から剥離されて定着装置40にて定着された後、排紙される。
下記実施例及び比較例において、トナーの体積平均粒径、及びトナーの平均円形度の測定は、以下のようにして行った。
トナーの体積平均粒径(Dv)は、粒度測定器(「マルチサイザーIII」、ベックマンコールター社製)を用い、アパーチャー径100μmで測定し、解析ソフト(Beckman Coulter Mutlisizer 3 Version3.51)にて解析を行った。
具体的には、ガラス製100mlビーカーに10質量%界面活性剤(アルキルベンゼンスフォン酸塩ネオゲンSC−A、第一工業製薬株式会社製)を0.5ml添加し、各トナー0.5g添加し、ミクロスパーテルでかき混ぜ、次いで、イオン交換水80mlを添加した。得られた分散液を超音波分散器(W−113MK−II、本多電子株式会社製)で10分間分散処理した。前記分散液を前記マルチサイザーIIIを用い、測定用溶液としてアイソトンIII(ベックマンコールター社製)を用いて測定を行った。測定は装置が示す濃度が8±2%になるように前記トナーサンプル分散液を滴下した。本測定法は粒径の測定再現性の点から前記濃度を8±2%にすることが重要である。この濃度範囲であれば粒径に誤差は生じない。
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置(「FPIA−2100」;東亜医用電子株式会社製)を用いて計測した。具体的には、容器中に、予め不純固形物を除去した水100ml〜150mlに分散剤としての界面活性剤(アルキルベンゼンスフォン酸塩)を0.1ml〜0.5ml添加し、更に、各トナーを0.1g〜0.5g添加して分散させた。得られた分散液を超音波分散器(ホンダエレクトロニクス社製)で1〜3分間分散処理して、分散液の濃度を3000万個/μl〜1万個/μlとしてトナーの形状及び分布を測定した。これらの測定結果から平均円形度を算出した。
−感光体1の作製−
アルミニウムシリンダー上に、下記組成の下引き層塗工液、電荷発生層塗工液、及び電荷輸送層塗工液を、浸漬塗工により順次塗布し、乾燥させて、厚み3.5μmの下引き層、厚み0.2μmの電荷発生層、及び厚み22μmの電荷輸送層をそれぞれ形成した。以上により、「感光体1」を作製した。
・二酸化チタン粉末・・・400質量部
・メラミン樹脂・・・65質量部
・アルキッド樹脂・・・120質量部
・2−ブタノン・・・400質量部
・下記構造式で表されるフタロシアニン顔料・・・19質量部
・2−ブタノン・・・1,000質量部
・ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(帝人化成株式会社製、TS2050)・・・10質量部
・下記構造式で表される電荷輸送物質・・・7質量部
−感光体2の作製−
製造例1において、電荷輸送層塗工液を下記組成の電荷輸送層塗工液に変更した以外は、製造例1と同様にして、「感光体2」を作製した。
−電荷輸送層塗工液の組成−
・ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(帝人化成株式会社製、TS2050)・・・10質量部
・下記構造式で表される電荷輸送物質・・・7質量部
・テトラヒドロフラン・・・100質量部
−感光体3の作製−
製造例1において、電荷輸送層塗工液を下記組成の電荷輸送層塗工液に変更した以外は、製造例1と同様にして、「感光体3」を作製した。
−電荷輸送層塗工液の組成−
・ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(帝人化成株式会社製、TS2050)・・・10質量部
・下記構造式で表される電荷輸送物質・・・7質量部
−感光体4の作製−
製造例1において、電荷輸送層塗工液を下記組成の電荷輸送層塗工液に変更した以外は、製造例1と同様にして、「感光体4」を作製した。
−電荷輸送層塗工液の組成−
・ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(帝人化成株式会社製、TS2050)・・・10質量部
・下記構造式で表される電荷輸送物質・・・3質量部
−感光体5の作製−
製造例1において、電荷輸送層塗工液を下記組成の電荷輸送層塗工液に変更した以外は、製造例1と同様にして、「感光体5」を作製した。
−電荷輸送層塗工液−
・ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(帝人化成株式会社製、TS2050)・・・10質量部
・下記構造式で表される電荷輸送物質・・・7質量部
−感光体6の作製−
製造例1において、電荷輸送層塗工液を下記組成の電荷輸送層塗工液に変更した以外は、製造例1と同様にして、「感光体6」を作製した。
−電荷輸送層塗工液の組成−
・ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(帝人化成株式会社製、TS2050)・・・10質量部
・下記構造式で表される電荷輸送物質・・・7質量部
−感光体7の作製−
製造例1において、電荷輸送層塗工液を下記組成の電荷輸送層塗工液に変更した以外は、製造例1と同様にして、「感光体7」を作製した。
−電荷輸送層塗工液の組成−
・ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(帝人化成株式会社製、TS2050)・・・10質量部
・下記構造式で表される電荷輸送物質・・・7質量部
−感光体8の作製−
製造例1において、電荷輸送層塗工液を下記組成の電荷輸送層塗工液に変更した以外は、製造例1と同様にして、感光体8を作製した。
−電荷輸送層塗工液の組成−
・ビスフェノールZポリカーボネート(帝人化成株式会社製、TS2050)・・・10質量部
・下記構造式で表される電荷輸送物質・・・7質量部
−感光体9の作製−
製造例1において、電荷輸送層塗工液を下記組成の電荷輸送層塗工液に変更した以外は、製造例1と同様にして、感光体9を作製した。
−電荷輸送層塗工液の組成−
・ビスフェノールZポリカーボネート(帝人化成株式会社製、TS2050)・・・10質量部
・下記構造式で表される電荷輸送物質・・・7質量部
−感光体10の作製−
製造例1において、電荷輸送層塗工液を下記組成の電荷輸送層塗工液に変更した以外は、製造例1と同様にして、感光体10を作製した。
−電荷輸送層塗工液の組成−
・ビスフェノールZポリカーボネート(帝人化成株式会社製、TS2050)・・・10質量部
・下記構造式で表される電荷輸送物質・・・7質量部
−比較感光体1の作製−
製造例1において、電荷輸送層塗工液を下記組成の電荷輸送層塗工液に変更した以外は、製造例1と同様にして、「比較感光体1」を作製した。
−電荷輸送層塗工液の組成−
・ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(帝人化成株式会社製、TS2050)・・・10質量部
・下記構造式で表される電荷輸送物質・・・7質量部
−比較感光体2の作製−
製造例1において、電荷輸送層塗工液を下記組成の電荷輸送層塗工液に変更した以外は、製造例1と同様にして、「比較感光体2」を作製した。
−電荷輸送層塗工液の組成−
・ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(帝人化成株式会社製、TS2050)・・・10質量部
・下記構造式で表される電荷輸送物質・・・10質量部
最表面層塗工液をアルミニウム蒸着ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上にブレード塗工し、感光体製造時と同様の乾燥条件で乾燥し、厚み約2μmの塗膜を形成した。ただし、感光体製造時の乾燥条件が130℃を超える場合は、130℃にて1時間の乾燥とする。このようにして形成した塗膜を引き剥がし、アルミニウムパンに約2mg程度秤量し、理学電機株式会社製Thermo Plus DSC8230を用いて、標準試料としてα−Al2O3、昇温条件として昇温速度10℃/minにて室温から250℃まで昇温してDSC曲線を得た。得られたDSC曲線の吸熱カーブの接線とベースラインの接点を算出し、それを最表面層のガラス転移温度とした。
<トナー1の作製>
−樹脂微粒子エマルションの合成−
撹拌棒、及び温度計をセットした反応容器内に、水683質量部、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」、三洋化成工業株式会社製)11質量部、スチレン83質量部、メタクリル酸83質量部、アクリル酸ブチル110質量部、及び過硫酸アンモニウム1質量部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌し、白色の乳濁液を得た。得られた乳濁液を加熱して、系内温度75℃まで昇温して5時間反応させた。次いで、1質量%過硫酸アンモニウム水溶液30質量部を添加し、75℃にて5時間熟成してビニル樹脂粒子(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)の水性分散液を調製した。これを「微粒子分散液(1)」という。
得られた微粒子分散液(1)の一部を乾燥して樹脂分を単離し、該樹脂分のガラス転移温度(Tg)を以下のようにして測定したところ、80℃であった。
試料をアルミニウムパンに10mg程度秤量し、理学電機株式会社製TG−DSCシステムTAS−100を用いて、標準試料としてα−Al2O3を用いて測定した。昇温条件は、昇温速度10℃/minにて室温から150℃まで昇温した後、150℃で10min間放置し、室温まで試料を冷却して10min放置する。その後、窒素雰囲気下、150℃まで昇温速度10℃/minで加熱してDSC曲線を得た。得られたDSC曲線からガラス転移温度近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から樹脂微粒子のガラス転移温度を算出した。
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器内に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物220質量部、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質量部、テレフタル酸218質量部、アジピン酸48質量部、及びジブチルチンオキサイド2質量部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応し、更に10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器内に無水トリメリット酸45質量部を入れ、常圧下、180℃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、及び窒素導入管の付いた反応容器内に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682質量部、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質量部、テレフタル酸283質量部、無水トリメリット酸22質量部、及びジブチルチンオキサイド2質量部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応し、次いで、10〜15mmHgの減圧で5時間反応させて、[中間体ポリエステル1]を得た。
得られた[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2,100、質量平均分子量9,500、ガラス転移温度(Tg)=55℃、酸価0.5mgKOH/g、水酸基価49mgKOH/gであった。
次に、冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器内に、[中間体ポリエステル1]411質量部、イソホロンジイソシアネート89質量部、及び酢酸エチル500質量部を入れ、100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。
撹拌棒、及び温度計をセットした反応容器内に、イソホロンジアミン170質量部、及びメチルエチルケトン75質量部を仕込み、50℃で5時間反応を行い、[ケチミン化合物1]を得た。
撹拌棒、及び温度計をセットした容器内に、[低分子ポリエステル1]628質量部、カルナウバワックス110質量部、帯電制御剤(CCA;サリチル酸金属錯体:商品名E−84、オリエント化学工業株式会社製)22質量部、及び酢酸エチル947質量部を仕込み、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、容器内にカーボンブラック(商品名:リーガル400R、キャボット社製)250質量部、及び酢酸エチル500質量部を仕込み、1時間混合して、[原料溶解液1]を得た。
得られた[原料溶解液1]1,324質量部を容器内に移し、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%充填し、3パスの条件で、カーボンブラック、及びワックスの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル1]の65質量%酢酸エチル溶液1324質量部加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料及びワックス分散液1]を得た。
[顔料及びワックス分散液1]648質量部、[プレポリマー1]154質量部、及び[ケチミン化合物1]6.6質量部を容器内に入れ、TKホモミキサー(特殊機化株式会社製)を用いて5,000rpmで1分間混合して、[油相混合液1]を得た。
水990質量部、[微粒子分散液1]80質量部、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質量%水溶液(商品名エレミノールMON−7、三洋化成工業株式会社製)40質量部、及び酢酸エチル90質量部を容器内に入れ、TKホモミキサー(特殊機化株式会社製)で3,000rpmで1分間混合した後、容器内に[油相混合液1]809質量部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで20分間混合し、[乳化スラリー1]を得た。
次に、撹拌機、及び温度計をセットした容器内に、[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時間熟成を行い、[分散スラリー1]を得た。
[乳化スラリー1]100質量部を減圧濾過した後、以下のようにして、洗浄及び乾燥を行った。
(1)濾過ケーキにイオン交換水300質量部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する操作を3回行い[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、トナー母体粒子を作製した。
得られたトナー母体粒子100質量部に対し、疎水性シリカ0.7質量部と、疎水化酸化チタン0.3質量部をヘンシェルミキサーにて混合した。以上により、「トナー1」を作製した。
得られた「トナー1」の体積平均粒径は5.5μm、平均円形度は0.96であった。
−トナー2の作製−
製造例11のトナー1の製造方法の樹脂微粒子エマルションの合成工程において、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」、三洋化成工業株式会社製)を11質量部から8質量部に変え、スチレンを83質量部から80質量部に変え、メタクリル酸を83質量部から80質量部に変え、アクリル酸ブチルを110質量部から113質量部に変えた以外は、製造例11と同様にして、「トナー2」を作製した。
得られた「トナー2」の体積平均粒径は5.6μm、平均円形度は0.95であった。なお、製造例11のトナー1と同様の方法で「トナー2」における樹脂微粒子のガラス転移温度(Tg)を測定したところ、71℃であった。
−比較トナー1の作製−
製造例11のトナー1の製造方法の樹脂微粒子エマルションの合成工程において、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」、三洋化成工業株式会社製)11質量部を8質量部に変え、スチレン83質量部を79質量部に変え、メタクリル酸83質量部を79質量部に変え、アクリル酸ブチル110質量部を115質量部に変え、1,6−ヘキサンジオールジアクリレートを10質量部添加した以外は、製造例11のトナー1と同様にして、「比較トナー1」を作製した。
得られた「比較トナー1」の体積平均粒径は5.5μm、平均円形度は0.96であった。なお、製造例11のトナー1と同様の方法により、「比較トナー1」における樹脂微粒子のガラス転移温度(Tg)を測定したところ、92℃であった。
−比較トナー2の作製−
製造例11のトナー1の製造方法の樹脂微粒子エマルションの合成工程において、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」、三洋化成工業株式会社製)11質量部を8質量部に変え、スチレン83質量部を70質量部に変え、メタクリル酸83質量部を70質量部に変え、アクリル酸ブチル110質量部を125質量部に変えた以外は、製造例11と同様にして、「比較トナー2」を作製した。
得られた「比較トナー2」の体積平均粒径は5.4μm、平均円形度は0.96であった。なお、製造例11と同様の方法により「比較トナー2」における樹脂微粒子のガラス転移温度を測定したところ、64℃であった。
得られた各感光体及び各トナーを用いて、表2及び表3に示す組み合わせで画像形成を行い、以下のようにして、諸特性を評価した。結果を表2及び表3に示す。
得られた感光体及びトナーを用いて、表2及び表3に示す組み合わせで、タンデム型画像形成装置(株式会社リコー製、イマジオネオC455)の改造機に搭載し、画像濃度0.3のハーフトーンベタを連続して10枚印刷を行い、最後の印刷中に強制的に停止した。感光体上の転写後の残留トナーを日東電工株式会社製のプリンタックCテープで剥離し、白紙に貼付し、反射濃度をX−rite社製939で測定し、下記基準で評価した。なお、反射濃度の値が小さいほど転写性が優れていることを示す。
〔評価基準〕
○:反射濃度が0.13未満
△:反射濃度が0.13以上0.15未満
×:反射濃度が0.15以上
50mlのガラス容器内に各トナーを充填し、50℃の恒温槽に20時間放置した。このトナーを室温に冷却し、針入度試験(JIS K2235−1991)により針入度を測定し、下記基準により評価した。なお、前記針入度の値が大きいほど耐熱保存性が優れていることを示す。
〔評価基準〕
○:針入度が25mm以上
△:針入度が10mm以上25mm未満
×:針入度が10mm未満
図3に示すベルト定着装置を備えたタンデム型画像形成装置(株式会社リコー製、イマジオネオC455)の改造機を用いて、記録媒体(株式会社リコー製、タイプ6200)をセットし、複写テストを行った。得られた定着画像をパットで擦った後の画像濃度の残存率が70%以上となる定着ロール温度をもって定着下限温度とし、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
○:定着ロール温度が120℃以下
△:定着ロール温度が121℃以上140℃未満
×:定着ロール温度が140℃以上
1Y イエロー用感光体
1M マゼンタ用感光体
1C シアン用感光体
10K ブラック用画像形成ユニット
10Y イエロー用画像形成ユニット
10M マゼンタ用画像形成ユニット
10C シアン用画像形成ユニット
20 搬送ベルト
40 定着装置
50 給紙トレイ
101 帯電ブラシ
102 摺擦部材
103 露光光
104 転写ローラ
105Y、105M、105C、105Bk 感光体
106 現像部
110 ベルト式定着装置
121 加熱ローラ
122 定着ローラ
123 定着ベルト
124 加圧ローラ
125 加熱源
126 クリーニングローラ
127 温度センサ
201 支持体
202 感光層
203 電荷発生層
204 電荷輸送層
P 記録媒体
Claims (6)
- 電子写真感光体と、該電子写真感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、
前記電子写真感光体の最表面層のガラス転移温度が100℃以上であり、前記電子写真感光体の最表面層が、下記構造式で表される化合物から選択される少なくとも1種を含み、
前記トナーが、少なくとも活性水素基含有化合物と、該活性水素基含有化合物と反応可能な重合体とを含むトナー材料を有機溶剤に溶解乃至分散させた溶解乃至分散液を、樹脂微粒子を含む水系媒体中に乳化乃至分散させて、該水系媒体中で前記活性水素基含有化合物と、前記重合体とを反応させて、前記有機溶剤を除去して得られ、かつ前記樹脂微粒子のガラス転移温度が65℃〜85℃であることを特徴とする画像形成装置。
- 電子写真感光体が、支持体と、該支持体上に少なくとも電荷発生層、及び電荷輸送層をこの順に有してなり、前記電荷輸送層が、最表面層である請求項1に記載の画像形成装置。
- 画像形成装置が、少なくとも電子写真感光体、該電子写真感光体表面を帯電させる帯電手段、現像手段、及び転写手段を含む画像形成要素を複数配列したタンデム型である請求項1から2のいずれかに記載の画像形成装置。
- 画像形成装置が、電子写真感光体上に形成された可視像が一次転写される中間転写体と、該中間転写体上に担持された可視像を記録媒体に二次転写する転写手段とを有してなり、複数色のトナー画像を前記中間転写体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成し、該カラー画像を前記記録媒体上に一括で二次転写する請求項1から3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 画像形成装置が、電子写真感光体と、該電子写真感光体上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段とを少なくとも有するプロセスカートリッジを着脱可能に備えている請求項1から4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 電子写真感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、該静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程とを少なくとも含む画像形成方法であって、
前記電子写真感光体の最表面層のガラス転移温度が100℃以上であり、前記電子写真感光体の最表面層が、下記構造式で表される化合物から選択される少なくとも1種を含み、
前記トナーが、少なくとも活性水素基含有化合物と、該活性水素基含有化合物と反応可能な重合体とを含むトナー材料を有機溶剤に溶解乃至分散させた溶解乃至分散液を、樹脂微粒子を含む水系媒体中に乳化乃至分散させて、該水系媒体中で前記活性水素基含有化合物と、前記重合体とを反応させて、前記有機溶剤を除去して得られ、かつ前記樹脂微粒子のガラス転移温度が65℃〜85℃であることを特徴とする画像形成方法。
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