JP5339039B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
(1)コロトロン型コロナ帯電器
コロトロン型コロナ帯電器とそれを用いた帯電法の構成を図1(a)に示す。コロトロン型コロナ帯電器は直径50〜100umのタングステンワイヤを1cm程度離して金属でシールドした構成である。開口面を被帯電体に対向して配置した状態で、コロナワイヤに5〜10kVの高電圧を印加し、これによって発生した正または負イオンを被帯電体表面に移動させて帯電する。図2(a)に示すようにコロトロン型コロナ帯電器は一定量の電荷発生を行うので、被帯電体表面を均一に一定電位に帯電することは必ずしも得意ではない。一定電荷を記録紙に与えることを目的とする転写用の帯電器としては特に有効である。
スコロトロン型コロナ帯電器は、被帯電体表面の帯電電位のムラを少なくするために考案されたものである。図1(b)に示すようにコロトロンの開口面に数本のワイヤ或いはメッシュをグリッド電極として配置した構成である。このスコロトロン型帯電器の開口面を被帯電体に対向させ、グリッド電極にバイアス電圧を印加する。
スコロトロン型コロナ帯電器の帯電特性を図2(b)に示す。スコロトロン型コロナ帯電器の特徴は帯電時間が長くなってもグリッド電極に印加された電圧によって帯電電位が規制され、表面電位が飽和することである。この飽和値はグリッド印加電圧により制御できる。スコロトロン型コロナ帯電器は、コロトロン型に比べて構造が複雑で帯電効率も劣るが、帯電電位の均一性に優れ、広く使用される。電子写真方式の画像形成装置におけるグリッド電極は帯電グリッドと呼ばれる。
<環境への影響>
負のコロナ放電を行うコロナ帯電器を用いた場合、放電により空気中の物質が反応し放電生成物と呼ばれる物質が生成されることが知られている。その中には酸素が酸化されたオゾン(O3)や、オゾンによって窒素が酸化された一酸化窒素(NO)および二酸化窒素(NO2)等の窒素酸化物(NOx)が含まれている。オゾンは0.1ppm程度で臭気を感じ、呼吸器系に悪影響を与える物質である。窒素酸化物はその中でも二酸化窒素(NO2)が人の呼吸器に悪影響を与えるため、環境基準で一時間値の一日平均値が0.04〜0.06ppm以下と定められているのに加え、窒素酸化物は紫外線による光化学反応で光化学オキシダント(Ox)という物質に変化し、この物質も0.06ppm以下と環境基準が定められている。放電によるそれぞれの発生量はオゾンが数10ppm、窒素酸化物が数ppmであり、現状コピー機においては活性炭等のフィルターを用いて機外への排出量を削減している。
(コロナ帯電器直下濃度ムラ)
コロナ帯電器から発生する放電生成物により起こる課題としてはまず長時間放電後の放置によるコロナ帯電器直下濃度ムラがある。これは作像動作中の放電時に発生し、コロナ帯電器の内壁に付着した放電生成物が、装置が停止している間に徐々に被帯電体を汚染し、コロナ帯電器直下部とそれ以外の部分での表面電位に差が生じ、結果として画像濃度ムラが発生するという課題である。この課題は20%RH程度の低湿環境下でより顕著に発生し、常温常湿環境下に置かれることで次第に回復する。被帯電体表面が放電生成物と可逆的に反応し、静電容量が増大または抵抗が低下しているために電位差が生じることが確認されている。いずれの感光体においても発生が確認されているが、特に保護層として表面に架橋性の硬化膜を設けた感光体での発生が顕著である。
図3(a)はコロナ帯電器直下濃度ムラが生じた場合の画像の様子を示す図であり、図3(b)は該画像に対応する感光体表面電位を示す図である。
複写機などの電子写真法を使用した画像形成装置では、放電を伴う帯電方式を使用している限り、大なり小なり画像流れ(又は像流れ、画像ボケなど)による解像度低下が生じる。画像流れは紙粉付着や使用環境にも依存するが、主たる要因は放電生成物であり、画像流れから解放されるためにはオゾン、NOx等を排出しない帯電方法の発明(注入帯電法でも画像流れ有り)を行わない限り現在では不可能に近い。前記要因で起こる画像流れは原因物質を必要最小限に研磨したり、研磨できない場合には加熱することによって改善する事が出来るが、感光体の寿命の低下、電力やスペース、制御手段などが課題となる。被帯電体表面を積極的に削ることで画像ボケの発生を抑制されることから、像流れの抑制には表面に付着した放電生成物を除去する必要があるが、近年開発が進められている高耐久被帯電体では磨耗量が少ないため、原因物質の除去が困難である。
画像流れを改善するためには状況に応じた手を打つ必要が有るが、それには画像流れの状況を把握して、適切な手段を行う事によって解決を図る事が重要である。
すなわち、高解像度画像を形成するためには、少なくとも感光体の体積抵抗率は1013(Ω・cm)オーダー以上、表面抵抗率は1015(Ω・cm)オーダー以上であることが必要である。
コロナ放電を行うスコロトロン帯電器を用いた画像形成装置では、出力画像に図5に示すような雨だれ状のムラが発生することがある(ハーフトーン中の薄い縦線が雨だれ状ムラである)。これは帯電器による感光体の帯電において、小さな範囲で帯電量に大きなムラが存在することによるものである。このムラが生じるのは例えば帯電ワイヤに付着したトナーやその添加剤であるシリカや放電生成物の局部的な付着による放電不良や、帯電グリッドに同様の電気抵抗の高い物質が付着し、放電され発生した電荷がグリッドを流れずに感光体への移動量が増加した、または静電容量が高くなった帯電グリッド自体が帯電し、帯電グリッドに印加した電圧以上に感光体表面電位が局所的に上がってしまうことが考えられる。
機外に排出する放電生成物を削減するには排出までの経路にフィルター等に担持させた形態で効果を発揮するが、放電生成物により最も汚染されるのはコロナ帯電器直下にある被帯電体であり、コロナ帯電器と被帯電体間は安定した帯電が行われるために1〜2mm程度の一定間隔を設けて固定されていることが多い。そのため放電生成物による被帯電体の汚染を抑制するためには放電後コロナ帯電器と被帯電体間に遮蔽物を入れる、またはコロナ帯電器および被帯電体を移動させるといった複雑な機構が必要である。しかしながら、このようなメカ的機構を設けることは、画像形成装置の大型化、複雑化の要因となり、コストアップやメンテナンス性の低下を招くことになる。
そのため、前記のような複雑な機構を用いずにコロナ帯電器で発生する窒素酸化物による被帯電体表面の変質を抑制する、様々な検討がされてきた。
例えば、特許文献4の請求項に寄れば、感光体の表面保護層として、コロイダルシリカ含有硬化性シリコーン樹脂を用いることが提案されている。しかし、前記コロイダルシリカ含有硬化性シリコーン樹脂の表面層は耐摩耗特性は改善されるが、繰り返し使用時の電子写真特性が不十分であり、カブリや画像ボケが発生しやすく、また、近年要求される高寿命感光体としての耐久性に対しては不十分である。
ところが、コロナ帯電器は、前述の通りオゾンや窒素酸化物の発生量が多く、感光体表面の低抵抗化への影響が大きい。しかも、該電荷輸送性ウレタン樹脂層を最表層とした耐摩耗性の高い電子写真感光体を用いると、表面が研磨されることによる表面低抵抗化物質の除去がなかなか行われず、画像ボケなどの異常画像が特に顕著に発生してしまい、実用化は困難であった。
すなわち、本発明は、電子写真方式(特に、トリクル現像方式)の画像形成装置において、搭載された静電潜像担持体(特に、有機感光体)が高い耐摩耗性を有することで優れた耐久性と高品質な画像形成を長期間にわたり安定し、しかもほぼメンテナンスフリーに行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、
該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、
該静電潜像に対してトナーとキャリアとを含む二成分系現像剤により現像してトナー像化するための現像手段を有する画像形成装置において、
前記潜像担持体が、支持体と、該支持体上に少なくとも感光層を有する静電潜像担持体であって、前記静電潜像担持体の最表面層が、少なくとも2つ以上の水酸基を有する反応性電荷輸送性物質とイソシアネート化合物とを架橋して形成される架橋性樹脂と、下記一般式(I)で表される3級アミンから選ばれる少なくとも1種のアミンを含有しており、
かつ前記帯電手段が、絶縁性の端部とその間に支持されているコロナ放電に用いられる少なくとも1本の細い導電性のワイヤ電極と、自身に印加される電圧により静電潜像担持体の表面電位を規制可能な帯電グリッドを有するコロナ発生器であって、該帯電グリッドがゼオライトと抵抗制御剤とバインダー樹脂を含む組成物により被覆されてなり、
前記抵抗制御剤が、非ドーピング型金属酸化物であり、
前記帯電グリッドに被覆されている組成物中、ゼオライトの含有率が20〜70wt%の範囲、抵抗制御剤の含有率が20〜50wt%の範囲、バインダー樹脂の含有率が10〜60wt%の範囲であることを特徴とする画像形成装置により解決される。
該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、
該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、
該静電潜像に対してトナーとキャリアとを含む二成分系現像剤により現像してトナー像化するための現像手段を有する画像形成装置において、
前記潜像担持体が、支持体と、該支持体上に少なくとも感光層を有する静電潜像担持体であって、前記静電潜像担持体の最表面層が、少なくとも2つ以上の水酸基を有する反応性電荷輸送性物質とイソシアネート化合物とを架橋して形成される架橋性樹脂と、下記一般式(I)で表される3級アミンから選ばれる少なくとも1種のアミンを含有しており、
かつ前記帯電手段が、絶縁性の端部とその間に支持されているコロナ放電に用いられる少なくとも1本の細い導電性のワイヤ電極と、自身に印加される電圧により静電潜像担持体の表面電位を規制可能な帯電グリッドを有するコロナ発生器であって、該帯電グリッドがゼオライトと抵抗制御剤とバインダー樹脂を含む組成物により被覆されてなることを特徴とするものである。
以下、静電潜像担持体について詳細に説明する。
(静電潜像担持体)
前記静電潜像担持体は、第一の形態では、支持体上に単層型感光層を設けてなり、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。
また、前記静電潜像担持体は、第二の形態では、支持体と、該支持体上に電荷発生層、及び電荷輸送層を少なくともこの順に有する積層型感光層を設けてなり、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。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。
前記単層型感光層では、最表面層としては感光層、又は該感光層上に形成された保護層が該当する。前記積層型感光層では、最表面層としては、電荷輸送層、又は該電荷輸送層上に形成された保護層が該当する。
前記最表面層は、少なくとも2つ以上の水酸基を有する反応性電荷輸送性物質とイソシアネート化合物とを架橋して形成される架橋性樹脂と、前記一般式(I)で表される3級アミンから選ばれる少なくとも1種のアミンを含有してなる。
その理由としては明確には解明していないが、以下のような作用であると考えている。すなわち、反応性電荷輸送物質は、使用条件により生じるオゾンやNOxなどの酸化性ガスが吸着しやすく、場合によっては、最表面の低抵抗化を招き、静電潜像流れによる画像ボケ等の問題を引き起こす可能性がある。この酸化性ガスによって引き起こされる課題を解決するために、前記一般式で表される3級アミンから選ばれる少なくとも1種類を含有させることが効果的である。該化合物の構造内に含まれる3級アミン骨格が酸化性ガスに対して有効なラジカル物質生成抑制を行っているものと推測される。また、アミノ基の3つの置換基のうち、1つがアリール基である場合、添加に伴う残留電位上昇等の電気的な特性劣化が小さい。その理由については、現時点では明らかになっていないが、おそらく、それ自身が少なからず電荷輸送能力を有しており、電荷担体のトラップとしての副作用が小さいためではないかと考えている。さらに、該アミン化合物が有する水酸基がアルコール性水酸基である場合、前記酸化性ガスの影響をより低減することから、より好ましい。
前記x、y、及びzは、各元素のモル比を表す。前記導電性微粒子がZnxSbyOzの場合には、1:1.6〜2.4:5〜7である。前記導電性微粒子がInxSbyOzの場合には、1:0.02〜1.25:1.55〜4.63である。
これらの導電性微粒子は、単独で用いることも、2種以上を組み合わせて用いることもできる。
前記導電性微粒子の前記最表面層における含有量は、0.5〜65質量%が好ましく、5〜45質量%がより好ましい。前記含有量が0.5質量%未満であると、残留電位低減効果が不十分になったり、耐摩耗性向上の効果が発現しないことがあり、65質量%を超えると、最表面層のバルク抵抗が低くなりすぎて、画像ボケが発生してしまったり、塗膜が脆くなってしまい、耐摩耗性が低下してしまうことがある。
前記静電潜像担持体の最表面層には、MxSbyOz(ただし、Mは、金属元素を表す。x、y、及びzは、各元素のモル比を表す。)で表される導電性微粒子以外の微粒子を含有してもよい。
前記少なくとも2つ以上の水酸基を有する反応性電荷輸送性物質とイソシアネート化合物とを架橋して形成される架橋性樹脂は、ウレタン結合を形成する一種のポリウレタン樹脂である。ポリウレタン樹脂は、多官能のイソシアネート化合物とポリオール化合物が架橋することで三次元網目構造を形成するため、耐摩耗性が高いバインダー樹脂として好適に用いられる。しかしながら、ポリオール化合物として反応性電荷輸送物質を用いる場合、少なくともそれに対するイソシアネート化合物が相当量必要となるため、イソシアネート化合物の特徴が静電潜像担持体の電子写真特性に大きく影響を与えることになる。発明者らの検討の結果、イソシアネート化合物がHDI(ヘキサメチレンジイソシアネート)に代表されるような芳香環を持たない、イソシアネート化合物(脂肪族系イソシアネート)を用いた場合、低速もしくは短期的な電子写真特性は実用上問題の無いものであったが、高速かつ長期にわたって連続的に電子写真プロセス(帯電、露光、現像、転写、除電を繰り返すプロセス)を行うと、露光部電位の上昇が発生し、やがて画像濃度低下等の異常画像を発生させてしまうことがわかった。
それに対して、芳香環を有するイソシアネート化合物(芳香族系イソシアネート)を用いることで、上記静電疲労付加直後の露光部残留電位の上昇を大幅に低減することができた。この理由については、明確にはわかっていないが、以下のような効果があるのではないかと考えられる。
なお、NCO%とは、イソシアネート化合物1分子あたりのNCO基が占める割合を重量%で表したもので、NCO%=[NCO基の化学式量]×[NCO基の数]/[イソシアネート化合物の分子量]×100で算出される。
さらに、前記芳香環を有するイソシアネート化合物が、ジイソシアネート化合物とポリオールとのアダクト型であることも本発明の好適な態様である。
このような芳香族系イソシアネートとしては市販品を用いることができる。例えば、三井武田ケミカル社製のコスモネートTシリーズ、コスモネートMシリーズ、コスモネートND、タケネート500及びそのアダクト型であるタケネートD-110N、トリレンジイソシアネートのアダクト型である大日本インキ化学工業社製のバーノックD750、日本ポリウレタン工業社製のコロネートL等が挙げられる。これらの中でも、キシレンジイソシアネートやキシレンジイソシアネートのアダクト型は、芳香環とイソシアネート基がメチレン基で結合した構造を有していることから、前述のような理由で架橋構造を形成しやすく、好ましく用いられる。
NCO%が大きいほど形成される架橋点が多くなる、すなわち架橋密度が高くなるため、耐摩耗性が向上することが考えられる。NCO%が3より小さいと、水酸基/イソシアネート基を当量とした場合のポリオールに対するイソシアネート化合物の含有量が相対的に大きくなってしまい、架橋密度が低下し、耐摩耗性が不十分となってしまう可能性がある。またNCO%が50より大きい場合、イソシアネート化合物の反応性が高くなりすぎて、塗工液中で反応が進んでしまうなどして、塗工液の寿命が短くなり、製造工程でのハンドリングの悪化や、有機廃液の増加といった環境負荷を招くおそれがある。
また、ポリイソシアネートとしては、電荷発生性分子骨格を有するポリイソシアネートあるいは電荷輸送性分子骨格を有するポリイソシアネートなども用いられる。
次に、本発明に好適に用いられる水酸基を有する反応性電荷輸送物質について説明する。
前記最表面層は、少なくとも2つ以上の水酸基を有する反応性電荷輸送性物質と芳香環を有するイソシアネート化合物とを架橋して形成される架橋性樹脂を含有し、該反応性電荷輸送物質が下記一般式(1)で表される分子構造を有してなることは本発明の好適な態様である。
上記式(1)において、有機基が、炭素数1〜6のアルキル基、又はアルコキシ基であるものが更に好ましい。すなわち、前記式(1)中、nは、1〜4の整数を表し、nが1のときYは少なくとも2つの水酸基を有する炭素数1〜6のアルキル基、又はアルコキシ基であり、nが2以上のとき、Yは水酸基であるか、または少なくとも1つの水酸基を有する炭素数1〜6のアルキル基、又はアルコキシ基であり、Xは電荷輸送性化合物基を表す。前記アルキル基又はアルコキシ基は水酸基以外の置換基を有していてもよい。
式(4)において、2価の有機基Rとして、より好ましくは、炭素数1〜4の置換又は無置換のアルキル基、又はアルコキシ基を挙げることができる。すなわち、前記式(4)中、Rは炭素数1〜4の置換又は無置換のアルキル基、又はアルコキシ基を表し、Xは電荷輸送性化合物基を表す。また、nは1〜4の整数を表す。
例えば、本発明で使用される反応性電荷輸送性物質以外の構造を有する電荷輸送物質を用いた場合について考えると、電荷輸送化合物基が樹脂骨格の末端にぶら下がるペンダント構造となる。このような構造は、電荷輸送化合物基内などにポリオール成分がなければ末端分子となり、高分子構造を形成できず、樹脂層を形成することは不可能である。このため、このようなペンダント型構造は三次元網目構造を形成できず、ポリウレタンの三次元網目構造形成が阻害され、その結果、耐摩耗性は大幅に劣化してしまう。その対策として反応性電荷輸送物質含有量を低減し、ポリウレタン樹脂成分を増加すると、最表層の電荷移動性が低下し、光感度の低下、残留電位の上昇などの不具合が発生する可能性が大となる。すなわち、最表層の耐摩耗性と電気特性がトレードオフの関係になってしまう。
第1のものとしては、隣接する2つの炭素原子に水酸基を有するものを挙げることができる。特に前記第1のものとして、前記一般式(1)において、Y基が、前記一般式(4)で表される基を挙げることができる。
これらの組み合わせにおいて、前記一般式(II)、(III)、(2)、(3)、(IV)におけるAr1〜Ar6は、それぞれ独立して置換又は無置換の芳香族基(アリール基)を表す。ただし、Ar1〜Ar6がY基と結合している場合には、これら置換又は無置換の芳香族基は2価の芳香族基(アリーレン基)が挙げられる。
上記炭素数1〜50の2価の有機基としては、より具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンテン基、ヘキシレン基などの炭素数1〜50のアルキレン基、メトキシレン基、エトキシレン基、プロポキシレン基、ブトキシレン基、ペントキシレン基、ヘキソキシレン基などの炭素数1〜50の2価のアルコキシレン基、炭素数1〜50の2価のアルキレンカルボニルオキシ基などを挙げることができる。これらは、1種単独(たとえばメチレンオキシ基)で、または1種類で複数あるいは2種以上の複数種から、適宜選択することができる。例えば、1種類で複数の例としては、メチレンオキシプロポキシレン基など、2種以上の複数種の例としては、2価のアルコキシアルキレン基(たとえばメトキシエチレン基)、アルコキシアルキレンカルボニルオキシ基(メトキシペンテンカルボニルオキシ基など)などを挙げることができる。
化16〜化21には、前記式(1)において、X基が前記式(II)で表され、Y基が前記式(4)で表される化合物の例;前記式(1)において、X基が前記式(II)で表され、Y基が前記式(6)で表される化合物の例;前記式(1)において、X基が前記式(III)で表され、Y基が前記式(4)で表される化合物の例;前記式(1)において、X基が前記式(III)で表され、Y基が前記式(6)で表される化合物の例;前記式(1)において、X基が前記式(IV)で表され、Y基が前記式(4)で表される化合物の例;前記式(1)において、X基が前記式(IV)で表され、Y基が前記式(6)で表される化合物のうち代表的なものの例を示している。
すなわち、架橋性樹脂の形成に用いられる反応性電荷輸送性物質が、例えば、少なくとも水酸基を有する炭素数1〜6のアルキル基又はアルコキシ基が2個以上電荷輸送性化合物基と結合した構造を有しており、ポリウレタン鎖に2以上の架橋点を有しながら主鎖に組み込まれる。
ここで、水酸基は炭素数1〜6のアルキレン基又はアルコキシレン基を介して電荷輸送性化合物基と結合しているため、電荷輸送化合物基とウレタン結合との間に炭素数2〜6のアルキレン基又はアルコキシレン基が存在する構造となる。炭素数1〜6のアルキレン基又はアルコキシレン基は、炭素鎖のコンフォメーションの自由度が非常に高いため、主鎖に組み込まれても、得られたポリウレタン鎖の二次構造の影響を受けにくく、電荷輸送化合物基に立体的なひずみが生じにくいため、電荷移動性の低下が生じにくく、感度低下や残留電位上昇を抑え、かつ高い耐摩耗性を達成していると考えられる。
例えば、前記一般式(2)のスチルベン系化合物、一般式(3)のαフェニルスチルベン系化合物基は、水酸基を有していない非反応性電荷輸送物質として非常に良好な電荷輸送能を有しているため、水酸基を2つ有するアルキル基、アルコキシ基を導入した反応性電荷輸送物質の構造となっても、同様に非常に良好な電荷輸送能を発揮するものと考えられる。
すなわち、2つの水酸基が隣接した炭素原子と結合していることから、それらがともにイソシアネートと架橋すると、2つのポリウレタン結合が炭素−炭素結合でつながった構造となる。そこに電荷輸送化合物基がペンダント型にぶら下がった構造を形成するので、反応性電荷輸送物質に対する立体ひずみはほとんど起こらず、また、ポリウレタン鎖の主鎖に含まれる炭素数が最も少ない構成となり、網目構造がより密に形成され、耐摩耗性が向上するために、電荷輸送能の低下はほとんど起こらずに、良好な電子写真特性を保持しつつ、耐摩耗性の向上を達成することができると考えられる。
好ましく用いられるものとしてトリメチロールプロパン、あるいは、ヒドロキシエチル基が導入されたスチレン−アクリル共重合体下記構造式(I)で示されるポリオールが挙げられる(例えば、式中、l=28、m=42、n=30(数平均分子量1000以上、重量平均分子量約31000))。このようなポリオールの例として、例えば、下記構造式(b)で示される[スチレン/メチルメタクリレート/2-ヒドロキシエチルメタクリレート];スチレン−アクリル共重合体LZR−170(藤倉化成社製)が挙げられる。
この場合、複数のポリオールの少なくとも1種類は、水酸基数に対する分子量の割合(分子量/水酸基数=OH当量)が30以上150未満であることが好ましく、40以上120未満であることがさらに好ましい。
OH当量が30以上150未満のポリオールを組み合せることにより、耐摩耗性の高い最表面層を形成することができる。すなわち、OH当量の小さいポリオールの含有量を大きくすると、架橋密度が増加して、よりきめの細かい三次元網目構造を形成して耐摩耗性が向上すると考えられる。
30以上150未満であるポリオールの含有量が10%より小さいと、耐摩耗性向上効果があまり発揮されない。また、90%よりも大きいと、架橋密度が高くなるために、保護層の耐摩耗性は高くなるが、官能基の数が多くなるために反応性も高くなり、塗工液とした場合の貯蔵安定性が低下して寿命が短くなってしまう。そのため、製造工程での不具合が発生しやすく、大量の有機廃液を発生させてしまう恐れがある。また、架橋点が多くなることから、架橋時の体積収縮が大きくなり、塗膜の割れやハジキによる欠陥が発生してしまう場合がある。
複数のポリオールの少なくとも1種類を、OH当量が150以上1500未満のポリオールとすると、成膜性が良好でかつ形成された最表面層は高い耐摩耗性を有し、しかも最表面層形成用塗工液とした場合の貯蔵安定性が高く非常に良好な保存性を示す。
この理由としては、上記規定されたOH当量を有するポリオールは、分子量が比較的大きいため、塗工液に適度な粘性を持たせ、OH当量の小さいポリオールやポリイソシアネート、本発明に用いられる反応性電荷輸送物質の均一な混合状態を保持し、ウェット状態の塗膜のレベリング性、均一性が向上するためと考えられる。
5wt%よりも少ないと、導電性微粒子を含有した本発明の形態においても、電荷輸送能が不十分となり、残留電位が上昇してしまうことがあり、45wt%よりも多い場合、酸化性ガスに暴露されると画像濃度の低下が著しく、不具合が発生する場合があった。たとえば、コロトロンやスコロトロン帯電方式を用いた画像形成装置や、ブルーヒーターを使用している室内に設置された画像形成装置のように、装置内の酸化性ガス濃度が高くなりやすい場合、正常な画像を形成できなくなってしまうという現象が発生することが懸念される。さらに、本発明の画像形成装置のようにトリクル現像方式では、ほぼメンテナンスフリーに長期間使用されるため、帯電器などの交換間隔も長くなる。一般的に帯電器特にコロトロンやスコロトロン帯電方式では、長期間使用された帯電器の方が異常画像を引き起こしやすいことが知られており、本発明のように酸化性ガスに耐性がある静電潜像担時体が非常に有効である。
最表層は、例えば、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前記感光層上に形成される。これらの中でも、量産性、塗膜品質などの面から浸漬塗工、スプレー塗工が特に好ましい。
0.5μmより薄いと、摩耗による消失や傷などに対する余裕度が小さすぎて、十分な耐久性を確保できないことが多い。一方、50μmよりも厚いと、残留電位の上昇などの不具合を発生させてしまう場合がある。従って、摩耗や傷に対する余裕度の確保と残留電位の発生が少なくなるような好適な膜厚で最表層を形成する必要がある。
次に、本発明の静電潜像担持体を構成する積層形感光層(複層型感光層)および単層型感光層について説明する。
<複層型感光層>
複層型感光層は、支持体上に電荷発生層CGL)と電荷輸送層(CTL)が、通常この順に積層されて形成される。
前記電荷発生層は、少なくとも電荷発生物質を含有し、バインダー樹脂やさらに必要に応じてその他の成分を含んでなる。
電荷発生物質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、無機系材料と有機系材料とのいずれかを用いることができる。
なお、必要に応じて電荷輸送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、高分子電荷輸送物質を添加することもできる。
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また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、電荷発生層形成用塗工液を用いて、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うことができる。
これらの中でも、沸点が40℃〜80℃のテトラヒドロフラン、メチルエチルケトン、ジクロロメタン、メタノール、エタノールは、塗工後の乾燥が容易であることから特に好適である。
本発明に置いては、電荷輸送層が最表層の場合は、前述のとおり、少なくとも感光層を有する静電潜像担持体において、前記静電潜像担持体の最表面層が、少なくとも2つ以上の水酸基を有する反応性電荷輸送性物質とイソシアネート化合物とを架橋して形成される架橋性樹脂、及び導電性微粒子を含有してなる。
一方、高分子電荷輸送物質としては、以下のような構造を有するものが挙げられる。
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。
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。
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。
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。
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。
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物質との共重合体を含むこともできる。
<単層型感光層>
単層型感光層は、電荷発生物質、電荷輸送物質、バインダー樹脂、さらに必要に応じてその他の成分を含んでなる。
キャスティング法により単層感光層を設ける場合、かかる単層感光層は、例えば、少なくとも、電荷発生物質と、熱硬化性バインダー樹脂と、架橋性官能基を有する電荷輸送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することができる。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。
本発明の電潜像担持体における支持体は、導電性を有する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。
支持体としては、導電体または導電処理をした絶縁体が好適であり、例えば、Al、Ni、Fe、Cu、Au等の金属、またはそれらの合金;ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ガラス等の絶縁性基体上にAl、Ag、Au等の金属、あるいはIn2O3、SnO2等の導電材料の薄膜を形成したもの;樹脂中にカーボンブラック、グラファイト、Al、Cu、Ni等の金属粉、導電性ガラス粉などを均一に分散させ、樹脂に導電性を付与した樹脂基体、導電処理をした紙などが挙げられる。
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段とを少なくとも有し、転写手段、定着手段、クリーニング手段、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、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。なお、帯電手段と、露光手段とを合わせて静電潜像形成手段と称することもある。
本発明の画像形成方法は、帯電工程と、露光工程と、現像工程とを少なくとも含み、転写工程、定着工程、クリーニング工程、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、リサイクル工程、制御工程等を含んでなる。なお、帯電工程と、露光工程とを合わせて静電潜像形成工程と称することもある。
前記画像形成装置は、少なくとも静電潜像担持体、帯電手段、現像手段及び転写手段を有する画像形成要素を複数備えたタンデム型であることが好ましい。
本発明の画像形成装置に用いられる前記帯電手段としては、絶縁性の端部とその間に支持されているコロナ放電に用いられる少なくとも1本以上の細い導電性のワイヤ電極と、自身に印加される電圧により被帯電体の表面電位を規制可能な帯電グリッドを有するコロナ発生器、いわゆるスコロトロン型コロナ帯電器が用いられる。
前記スコロトロン帯電器は、前記コロトロン帯電器にグリッド電極を追加したものであり、グリッド電極は電子写真感光体表面から1.0mm〜2.0mm離れた位置に設けられている。
<帯電グリッド基材>
コロナ帯電器の制御電極である帯電グリッドの基材としては従来使用されているものを用いることができる。帯電グリッドの材質としては、電極として機能するため導電体である金属が用いられる。電極としての機能としては金属であるアルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属のほとんどが使用できるが、帯電器はコロナ放電により発生するオゾンやNOx等に曝露されるため、耐蝕性の高い金属が好ましく、クロムやニッケルを含んだステンレス等が用いられている。形状としてはコロナ放電で発生した電荷を感光体上へ移動させ、かつ制御電極としての機能を有する必要性から金属薄板にパンチング、エッチング等により開口部を設けたもの、または金属ワイヤを並べたものが通常用いられる。
(ゼオライト)
本発明では放電生成物除去にゼオライトを利用している。ゼオライトは水晶のような結晶で、主にアルミニウムとケイ素から構成されている。結晶は非常に小さく、目視では形や大きさを見ることはできない。拡大して見ると、細孔と呼ばれる孔が多く存在することが確認できる。この独自の構造を持つゼオライトは、今まで自然界に40種類以上発見されている。
吸着・分解機能に代表されるゼオライトの特徴をさらに活かすため、工業的に作られたものを合成ゼオライトと呼ぶ。合成ゼオライトは、能力が高く天然ゼオライトにはない種類のものが多数存在するが、コストが高いことが欠点である。
第3のゼオライトとして登場したのが人工ゼオライトである。石炭灰などの廃棄物と考えられていた物質を処理することで、地球と人類に有益なゼオライトに変える。しかも低コストであるため、現在、大きな注目を集めている材料である。
ゼオライトは様々なものを吸着する働きがあり、そのメカニズムは脱臭剤や乾燥剤と類似している。この機能を活かすことで、有害物質の吸着や悪臭の除去が可能である。
・陽イオン交換機能
ゼオライトは天然ゼオライトの約2〜3倍という高い陽イオン交換機能を持っており、この機能を活かすことで、酸性を中和する土壌改良や汚水・排水中のアンモニウムイオンの除去などが可能である。
・触媒機能
ゼオライトには触媒としての機能があり、この機能を利用して、窒素酸化物(NOx)の分解等が研究されている。
ゼオライトを帯電グリッドに保持する目的でバインダー樹脂を用いる。バインダー樹脂は天然樹脂、合成樹脂を問わず使用でき、合成樹脂の例では、ポリスチレン、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、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、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、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、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、アルキド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。塗工膜は放電に対する耐久性とバインダー樹脂での密着性が求められるが、ゼオライト表面を覆うことによる放電生成物除去効果の阻害が起こらない範囲のバインダー樹脂比が望ましい。そのため、熱による重合反応で網目構造を形成する熱硬化性樹脂が少ないバインダー樹脂比で密着性が良いため好ましい。また、場合により2種類のバインダー樹脂を用いることもできる。
バインダー樹脂がゼオライトを覆ってしまうことによる放電生成物除去機能の低下が起きないとされるバインダー比は通常10wt%程度とされていたが、評価によりバインダー樹脂比が30wt%付近でも放電生成物除去機能は低下しておらず、密着性との両立が可能であることが確認されている。
ワイヤ又は金属板の加工品からなる帯電グリッド基材は本来導電性を有するが、ゼオライトとバインダー樹脂に覆われるため電気抵抗が大きくなり、表面電位制御の役割を果たさない。そのため導電性を付与させる目的で、導電剤をバインダー樹脂中に分散させている。ここで導電剤にはグラファイト、ニッケル、銅、銀等の金属微粒子の類やアンチモンドープ酸化スズ(ATO)、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化スズ、アンチモン酸亜鉛等の金属酸化物の類や活性炭といった導電性の粒子を用いることができる。帯電グリッドは使用中常に放電下に置かれるため、用いる材料は放電に対する耐久性が求められ、グラファイトやニッケル等の金属、および酸化スズ、アンチモン酸亜鉛のような非ドーピング型金属酸化物が経時使用および環境変動に対して安定しており好ましい。また、導電剤は含有率が少ないほど、他の機能である膜の密着性や放電生成物除去機能を阻害しないため、粒子自体の導電性は高く、粒径は小さいほうが好ましい。本発明では粒径0.01mm〜15mmの範囲の導電性微粒子を使用した。また導電性を示すバインダー樹脂も導電剤として用いることができる。場合により2種類の導電剤を用いることもできる。
塗工液はまずバインダー樹脂を溶媒に対して比率5〜10wt%程度となるように作成し、攪拌している中にゼオライト粒子および導電剤を加えることにより作成した。スプレー塗工の際には塗工液固形分濃度は30wt%以下とした。
作成した液を帯電グリッドへ塗工する方法としては、ディッピング方式、ローラ塗工、電気泳動電着法等があるが、今回最も塗工ムラの少ないスプレー方式を用いた。帯電グリッドを長軸方向両端からテンションを張り直径30mmの円筒状の基盤の長手方向に設置し、円筒を周方向に170rpmの速度で回転させているところを水平方向にスプレーを10mm/sec.の速度で走査させることにより塗工を行った。両面を塗工するために3mm程度基盤から浮かせて帯電グリッドを設置した。スプレー塗工後乾燥機によって130℃で30分加熱し、乾燥することで膜を固定した。
塗工は表裏を片面ずつ行ない、片面の塗工が済み10分放置させた後反対面を塗工した。塗工膜厚は30μmとした。
また、帯電グリッドの基材がワイヤである場合には、ワイヤの周囲に均一な塗膜を形成する。
前記では導電剤を含む塗膜形成材料を用いて塗膜を形成したが、バインダー樹脂とゼオライトからなる塗膜形成材料を用いて塗膜を形成した後に導電剤を後から塗布するか打ち込むことによって塗膜を形成してもよい。
前記露光は、例えば、前記露光手段を用いて前記静電潜像担持体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
前記露光における光学系は、アナログ光学系とデジタル光学系とに大別される。前記アナログ光学系は、原稿を光学系により直接静電潜像担持上に投影する光学系であり、前記デジタル光学系は、画像情報が電気信号として与えられ、これを光信号に変換して静電潜像担持体を露光し作像する光学系である。
前記露光手段としては、前記帯電手段により帯電された前記静電潜像担持体の表面に、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、LED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、前記静電潜像担持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。
前記現像手段が、キャリア及び二成分現像剤のいずれかを該現像手段の内部に供給する供給手段と、前記現像手段に収容されたキャリア及び二成分現像剤のいずれかを該現像手段の外部に排出する排出手段とを有することが好ましい。
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。
前記トナーは、少なくともバインダー樹脂、着色剤、及び外添剤を含有してなり、好ましくは離型剤、帯電制御剤を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記バインダー樹脂としては、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、ポリスチレン、ポリクロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン又はその置換体の単重合体;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/ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン/ビニルエチルエーテル共重合体、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等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、ポリビニルブチルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又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。
前記着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン、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。
マゼンタ用着色顔料としては、例えばC.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48、48:1、49、50、51、52、53、53:1、54、55、57、57:1、58、60、63、64、68、81、83、87、88、89、90、112、114、122、123、163、177、179、202、206、207、209、211;C.I.ピグメントバイオレット19;C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35などが挙げられる。
シアン用着色顔料としては、例えばC.I.ピグメントブルー2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17、60;C.I.バットブルー6;C.I.アシッドブルー45又フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1〜5個置換した銅フタロシアニン顔料、グリーン7、グリーン36などが挙げられる。
イエロー用着色顔料としては、例えばC.I.ピグメントイエロー0−16、1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、55、65、73、74、83、97、110、151、154、180;C.I.バットイエロー1、3、20、オレンジ36などが挙げられる。
前記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、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、長鎖炭化水素等のワックス類が挙げられる。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、5〜1000cpsが好ましく、10〜100cps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、1000cps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。
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、公知のもの中から目的に応じて適宜選択することができるが、有色材料を用いると色調が変化することがあるため、無色乃至白色に近い材料が好ましく、例えば、トリフェニルメタン系染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又はその化合物、タングステンの単体又はその化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。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、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。
前記外添剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、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、酸化鉄、酸化銅、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、硫酸パリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。その中でも、シリカ、酸化チタンの2種を用いる場合には、トナーに対して添加剤の埋没を抑制する効果と、トナーの帯電を安定させる効果とが特に大きく発揮される。
前記外添剤の添加量は、前記トナーに対し0.1質量%〜5質量%が好ましく、0.3質量%〜3質量%がより好ましい。
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、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。
前記トナーの製造方法としては、特に制限はなく、従来公知のトナーの製造方法の中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、混練・粉砕法、重合法、溶解懸濁法、噴霧造粒法等が挙げられる。
前記混練・粉砕法は、例えば、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナー材料を溶融混練し、得られた混練物を粉砕し、分級することにより、前記トナーの母体粒子を製造する方法である。
前記溶融混練では、前記トナー材料を混合し、該混合物を溶融混練機に仕込んで溶融混練する。該溶融混練機としては、例えば、一軸又は二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。例えば、神戸製鋼所製KTK型二軸押出機、東芝機械社製TEM型押出機、ケイシーケイ社製二軸押出機、池貝鉄工所製PCM型二軸押出機、ブス社製コニーダー等が好適に用いられる。この溶融混練は、結着樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが好ましい。具体的には、溶融混練温度は、結着樹脂の軟化点を参考にして行われ、該軟化点より高温過ぎると切断が激しく、低温すぎると分散が進まないことがある。
前記粉砕及び分級が終了した後に、粉砕物を遠心力などで気流中に分級し、所定の粒径のトナー母体粒子を製造することができる。
前記重合法によるトナーの製造方法としては、例えば、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てトナー溶液を調製した後、該トナー溶液を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、前記活性水素基含有化合物と反応可能な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製造する方法が好適であり、具体的には、有機溶媒中に少なくともウレア又はウレタン結合し得る変性されたポリエステル系樹脂と、着色剤と、離型剤を含むトナー材料溶解乃至分散させる。そして、この溶解乃至分散物を水系媒体中に分散し、重付加反応させ、この分散液の溶媒を除去し、洗浄して得られる。
前記3価以上の多価アミン化合物(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などが挙げられる。
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などが挙げられる。
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などが挙げられる。
前記アミノ酸(B5)としては、例えばアミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。
測定は、フィルターを通して微細なごみを取り除き、その結果として10ー3cm3の水中に測定範囲(例えば、円相当径0.60μm以上、159.21μm未満)の粒子数が20個以下の水10ml中にノニオン系界面活性剤(好ましくは和光純薬株式会社製コンタミノンN)を数滴加え、更に、測定試料を5mg加え、超音波分散器(SMT社製、UH−50)で20kHz,50W/10cm3の条件で1分間分散処理を行い、更に、合計5分間の分散処理を行い測定試料の粒子濃度が4,000〜8,000個/10−3cm3(測定円相当径範囲の粒子を対象として)の試料分散液を用いて、0.60μm以上、159.21μm未満の円相当径を有する粒子の粒度分布を測定する。
試料分散液は、フラットで偏平な透明フローセル(厚み約200μm)の流路(流れ方向に沿って広がっている)を通過させる。フローセルの厚みに対して交差して通過する光路を形成するために、ストロボとCCDカメラが、フローセルに対して、相互に反対側に位置するように装着される。試料分散液が流れている間に、ストロボ光がフローセルを流れている粒子の画像を得るために1/30秒間隔で照射され、その結果、それぞれの粒子は、フローセルに平行一定範囲を有する2次元画像として撮影される。それぞれの粒子の2次元画像の面積から、同一の面積を有する円の直径を円相当径として算出する。
約1分間で、1,200個以上の粒子の円相当径を測定することができ、円相当径分布に基づく数及び規定された円相当径を有する粒子の割合(個数%)を測定できる。結果(頻度%及び累積%)は、0.06〜400μmの範囲を226チャンネル(1オクターブに対し30チャンネルに分割)に分割して得ることができる。実際の測定では、円相当径が0.60μm以上、159.21μm未満の範囲で粒子の測定を行う。
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。なお、体積平均粒子径(Dv)の測定は、コールターエレクトロニクス社製の粒度測定器「「コールターカウンターTAII」」を用いてアパーチャー径100μmで測定した体積平均粒子径(Dv)の値により自動的に測定される。
前記体積平均粒径と個数平均粒径との比(体積平均粒径/個数平均粒径)が、1.25を超えると、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、トナーが薄層化し、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、また、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。
前記現像剤は、前記トナーとキャリアとからなる二成分現像剤が好ましく用いられる。
前記キャリアとしては、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、芯材と、該芯材を被覆する樹脂層とを有するものが好ましい。
前記シリコーン樹脂としては、市販品を用いることができ、ストレートシリコーン樹脂としては、例えば、信越化学工業株式会社製のKR271、KR255、KR152;東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製のSR2400、SR2406、SR2410などが挙げられる。
なお、シリコーン樹脂を単体で用いることも可能であるが、架橋反応する成分、帯電量調整成分等を同時に用いることも可能である。
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。
さらに、本発明の画像形成装置はトリクル現像方式であるため、トナーの消費量に従って、プレミックストナー中に含まれるキャリア粒子も補給される。キャリア粒子の粒径にはある程度の幅があり、平均粒子径が30μm未満のキャリアは、さらに粒径の小さいキャリア粒子も含んでいることになり、これらは、キャリア付着を起こしやすく、感光体摩耗の要因となってしまう。また、60μmを超えると、ベタ均一性が悪く、ベタ部にキャリアの引っかき傷が生じる場合がある。また、絵の原稿をコピーした場合、画像の先端部(コピー紙の排紙方向に対して)エッジ効果が生じる、ドット再現性がよくない、ザラツキ感がよくない等の画像品質の低下が見られることがある。
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。
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。
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。
図6中1は、画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、2は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、20Y、20M、20C、20BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応したプロセスカートリッジ、21は各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKにそれぞれ収容された本発明の静電潜像担持体としての感光体ドラム、22は感光体ドラム21上を帯電する帯電部、23Y、23M、23C、23BKは感光体ドラム21上に形成される静電潜像を現像する現像部(現像装置)、24は感光体ドラム21上に形成されたトナー像を中間転写ベルト27に転写する転写バイアスローラ、25は感光体ドラム21上の未転写トナーを回収するクリーニング部を示す。
まず、原稿Dは、原稿搬送部51の搬送ローラによって、原稿台から図6中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部55のコンタクトガラス53上に載置される。そして、原稿読込部55で、コンタクトガラス53上に載置された原稿Dの画像情報が光学的に読み取られる。
帯電器としては、前述のスコロトロン型コロナ帯電器が用いられる。
書込み部2において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー3に入射して反射した後に、レンズ4、5を透過する。レンズ4、5を透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程)。
例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、などの各種露光器が挙げられる。
その後、感光体ドラム21表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム21における一連の作像プロセスが終了する。
ここで、第2転写バイアスローラ28位置の記録媒体Pは、給紙部61から搬送ガイド63、レジストローラ64等を経由して搬送されたものである。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラ69によって、装置本体1外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
次に、後述する本発明に係る静電潜像担持体の作製において保護層を形成するために用いる電荷輸送性ポリオール(反応性電荷輸送物質)は、例えば、特許公報第3540056号等に開示された合成法によって得ることができる。
以下に、具体的な合成法を示す
〔4−メトキシベンジルホスホン酸ジエチルの合成〕
4−メトキシベンジルクロリドと亜リン酸トリエチルを150℃で5時間反応させた。その後、減圧蒸留により、過剰な亜リン酸トリエチルと副生物のエチルクロリドを留去し、4−メトキシベンジルホスホン酸ジエチルを得た。
等モルの4−メトキシベンジルホスホン酸ジエチルと4−(ジ−p−トリルアミノ)ベンズアルデヒドをN,N−ジメチルホルムアミドに溶解し、水冷下撹拌しながらtert-ブトキシカリウムを少しづつ添加した。室温で5時間撹拌後、水を添加し、酸性にして析出した目的物の粗収物を得た。更に、シリカゲルによるカラムクロマトグラフにより精製して目的物の4−メトキシ−4’−(ジ−p−トリルアミノ)スチルベンを得た。
得られた4−メトキシ−4’−(ジ−p−トリルアミノ)スチルベンと二倍当量のナトリウムエタンチオラートとをN,N-ジメチルホルムアミドに溶解させ、130℃で5時間反応させた。その後、冷却して水に開け、塩酸で中和し、酢酸エチルで目的物を抽出した。抽出液を水洗、乾燥、溶媒留去して粗収物を得た。更に、シリカゲルによるカラムクロマトグラフにより精製して、下記構造式(CTP−1)に示す、目的物の4−ヒドロキシ−4’−(ジ−p−トリルアミノ)スチルベンを得た。
かき混ぜ装置、温度計、冷却管、滴下漏斗をつけた反応容器に、4−ヒドロキシ−4’−(ジ−p−トリルアミノ)スチルベン11.75g、グリシジルメタクリレート4.35g、トルエン8mlを入れ、90℃に昇温した後、トリエチルアミン0.16gを加え、95℃で8時間加熱撹拌した。その後、トルエン16ml、10%水酸化ナトリウム水溶液20mlを加え、更に95℃で8時間加熱撹拌した。
反応終了後、酢酸エチルで希釈し、酸洗浄後水洗してから溶媒を留去して粗収物19gを得た。更に、シリカゲルを用いたカラムクロマトグラフ(溶媒:酢酸エチル)により、下記構造式(CTP−2)に示す、目的物1、2−ジヒドロキシ−3−[4’−(ジ−p−トリルアミノ)スチルベン−4−イルオキシ]プロパン(OH当量232.80)を得た(収量9.85g、黄色結晶、融点127〜128.7℃)。また、IR測定データを図3(IRデータNo.1)に示す。
上記反応経路において、水酸基を有する電荷輸送物質とグリシジルメタクリレートを反応させた後、アルカリ加水分解を経ることで、1,2−ジヒドロキシプロピルオキシ基を導入することができるので、電荷輸送性と耐摩耗性のバランスを図りながら水酸基数を任意に決定することができる。なお、水酸基を有する電荷輸送物質の水酸基数は分子構造の設計により任意(理論的には無限)に増やすことが可能である。本発明においては、1,2−ジヒドロキシプロピルオキシ基は、1〜4とするのが好ましい。
先ず、(CTP−3)を合成する。
すなわち、目的化合物の構造に必要な誘導体を用い、上記の合成例と同様の反応経路により、下記構造式(CTP−3)に示すヒドロキシαフェニルスチルベン誘導体({4-[2,2-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)-ビニル]-フェニル}-ジ-p-トルイル-アミン)を合成する。
p−アミノフェネチルアルコール9.6g(70mmol)、炭酸カリウム38.7g(280mmol)、及びモノクロロベンゼン100mlを四ツ口フラスコ中、アルゴン雰囲気下、120℃で加熱撹拌した。ここへヨウ化エチル32.8g(210mmol)を5時間かけて滴下し、滴下後更に5時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、ジクロロメタンで希釈し、3回水洗した。このジクロロメタン溶液を無水硫酸マグネシウムで乾燥後溶媒を留去し、トルエン/酢酸エチル(2/1)混合溶媒を溶離液とするシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、p−ジエチルアミノフェネチルアルコール12.1g(収率:89質量%)を合成した。
上記のように、水酸基を有する1級または2級アミンとハロゲン化アルキルを反応させることで、容易に所望の3級アミンを得ることができる。
以下の手順で静電潜像担持体1を作製した。
〈下引き層の形成〉
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質量部、及びメラミン樹脂(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質量部を、メチルエチルケトン150質量部に溶解した。これに酸化チタン粉末(タイペールCR−EL、石原産業社製)90質量部を加え、ボールミルで12時間分散し、下引層用塗工液を作製した。
次に、得られた下引層用塗工液を直径60mmの円筒状アルミニウム基体に浸漬塗工法により塗工し、130℃にて20分間乾燥して、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質量部をシクロヘキサノン150質量部に溶解した。これに下記構造式(A)で表されるビスアゾ顔料10質量部を加え、ボールミルで48時間分散した後、シクロヘキサノン210質量部を加えて3時間分散を行った。これを容器に取り出し固形分が1.5質量%となるようにシクロヘキサノンで稀釈し、電荷発生層用塗工液を調製した。
次に、テトラヒドロフラン100質量部に、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂10質量部、シリコーンオイル(KF−50、信越化学工業社製)0.002質量部、及び下記構造式(B)で表される電荷輸送物質7質量部を加えて溶解し、電荷輸送層用塗工液を調製した。
ポリオール[スチレン、メチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレートからなるスチレン−アクリル共重合体LZR−170(OH当量約367)、(固形分41質量%):藤倉化成社製]20質量部、2-(4-{2-[4-(ジ-p-トルイル-アミノ)フェニル-]-1-[4-(2-ヒドロキシ-エトキシ)-フェニル]-ビニル}-フェノキシ)-エタノール〔前記構造式(CTP−4)〕20質量部、p-ジエチルアミノフェネチルアルコール5質量部をシクロヘキサノン50質量部、及びテトラヒドロフラン200質量部に溶解し、更にトリレンジイソシアネートのポリオールアダクト体[コロネートL:NCO%=13%、固形分75%;日本ポリウレタン工業社製]38質量部を溶解し、保護層形成用塗工液を作製した。
得られた保護層形成用塗工液を、前記電荷輸送層上にスプレー塗工法により塗布し、150℃30分間加熱して膜厚8μmの保護層(最表面層)を形成した。
以上により、アルミニウム基体上に下引き層、電荷発生層、電荷輸送層、保護層を順に形成した静電潜像担持体1を作製した。
静電潜像担持体1と同様にして、電荷輸送層まで形成した後、次の条件で保護層(最表面層)を形成した。
<保護層の形成>
テトラヒドロフラン100質量部に、アンチモン酸亜鉛ゾル(商品名;セルナックスCX−Z210、日産化学工業社製、固形分20質量%、体積平均粒径0.04μm)16質量部を添加し、10分間の超音波照射を実施して分散処理し、分散液Iを調製した。
次に、ポリオール[スチレン、メチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレートからなるスチレン−アクリル共重合体LZR−170(OH当量約367)、(固形分41質量%):藤倉化成社製]21質量部、2-(4-{2-[4-(ジ-p-トルイル-アミノ)フェニル-]-1-[4-(2-ヒドロキシ-エトキシ)-フェニル]-ビニル}-フェノキシ)-エタノール〔前記構造式(CTP−4)〕20質量部、p-ジエチルアミノフェネチルアルコール5.3重量部をシクロヘキサノン51質量部、及びテトラヒドロフラン80質量部に溶解し、更にヘキサメチレンジイソシアネートのポリオールアダクト体[スミジュールHT:NCO%=13%、固形分75%;住化バイエルン社製]39質量部を溶解し、前述した分散液Iに加え、保護層形成用塗工液を作製した。
得られた保護層形成用塗工液を、前記電荷輸送層上にスプレー塗工法により塗布し、150℃30分間加熱して膜厚8μmの保護層を形成した。
以上により、アルミニウム基体上に下引き層、電荷発生層、電荷輸送層、保護層を順に形成した静電潜像担持体2を作製した。
静電潜像担持体1と同様にして、電荷輸送層まで形成した後、次の条件で保護層(最表面層)を形成した。
<保護層の形成>
テトラヒドロフラン100質量部に、アンチモン酸亜鉛ゾル(商品名;セルナックスCX−Z210、日産化学工業社製、固形分20質量%、体積平均粒径0.04μm)17質量部を添加し、10分間の超音波照射を実施して分散処理し、分散液IIを調製した。
次に、ポリオール[スチレン、メチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレートからなるスチレン−アクリル共重合体LZR−170(OH当量約367)、(固形分41質量%):藤倉化成社製]27.5質量部、2-(4-{2-[4-(ジ-p-トルイル-アミノ)フェニル-]-1-[4-(2-ヒドロキシ-エトキシ)-フェニル]-ビニル}-フェノキシ)-エタノール〔構造式(CTP−4)〕20質量部、p-ジエチルアミノフェネチルアルコール5.7重量部をシクロヘキサノン55質量部、及びテトラヒドロフラン90質量部に溶解し、更にトリレンジイソシアネートのポリオールアダクト体[コロネートL:NCO%=13%、固形分75%;日本ポリウレタン工業社製]42質量部を溶解し、前述の分散液IIに加え、保護層形成用塗工液を作製した。
得られた保護層形成用塗工液を、前記電荷輸送層上にスプレー塗工法により塗布し、150℃30分間加熱して膜厚8μmの保護層を形成した。
以上により、アルミニウム基体上に下引き層、電荷発生層、電荷輸送層、保護層を順に形成した静電潜像担持体3を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、p-ジエチルアミノフェネチルアルコールの代わりに、ベンジルメチルエタノールアミン(アルドリッチ社製)を用い、さらにポリオール(LZR−170)を16質量部、2-(4-{2-[4-(ジ-p-トルイル-アミノ)フェニル-]-1-[4-(2-ヒドロキシ-エトキシ)-フェニル]-ビニル}-フェノキシ)-エタノール〔前記構造式(CTP−4)〕を23.6質量部、イソシアネート(コロネートL)を43質量部とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体4を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、p-ジエチルアミノフェネチルアルコールの代わりに、4−ジエチルアミノフェノール(アルドリッチ社製)を用い、さらにポリオール(LZR−170)を16質量部、2-(4-{2-[4-(ジ-p-トルイル-アミノ)フェニル-]-1-[4-(2-ヒドロキシ-エトキシ)-フェニル]-ビニル}-フェノキシ)-エタノール〔前記構造式(CTP−4)〕を23.6質量部、イソシアネート(コロネートL)を43質量部とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体5を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、p-ジエチルアミノフェネチルアルコールの代わりに、p-ジベンジルアミノフェネチルアルコールを用い、さらにポリオール(LZR−170)を22質量部、2-(4-{2-[4-(ジ-p-トルイル-アミノ)フェニル-]-1-[4-(2-ヒドロキシ-エトキシ)-フェニル]-ビニル}-フェノキシ)-エタノール〔前記構造式(CTP−4)〕を23.6質量部、イソシアネート(コロネートL)を40質量部とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体6を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、ポリオール(LZR−170)を23質量部、2-(4-{2-[4-(ジ-p-トルイル-アミノ)フェニル-]-1-[4-(2-ヒドロキシ-エトキシ)-フェニル]-ビニル}-フェノキシ)-エタノール〔構造式(CTP−4)〕の代わりに、{4-[2,2-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)-ビニル]-フェニル}-ジ-p-トルイル-アミン〔前記構造式(CTP−3)〕20質量部、イソシアネート(コロネートL)を44質量部としたを加えた以外は、静電潜像担持体3と同様にして静電潜像担持体7を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、ポリオール(LZR−170)を32質量部、CTP−4の代わりに下記構造式(CTP−5)で示される電荷輸送物質を20質量部、イソシアネート(コロネートL)を40質量部とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体8を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、ポリオール(LZR−170)を7.5質量部、CTP−4の代わりに下記構造式(CTP−6)で示される電荷輸送物質を20質量部、イソシアネート(コロネートL)を53質量部とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体9を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、ポリオール(LZR−170)を22質量部、CTP−4の代わりに前記構造式(CTP−2)で示される電荷輸送物質を20質量部、イソシアネート(コロネートL)を45質量部とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体10を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、ポリオール(LZR−170)を20質量部、CTP−4の代わりに下記構造式(CTP−7)の電荷輸送物質を20質量部、イソシアネート(コロネートL)を46質量部とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体11を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、ポリオール(LZR−170)を27質量部、CTP−4の代わりに下記構造式(CTP−8)で示される電荷輸送物質を20質量部、イソシアネート(コロネートL)を42質量部とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体12を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、ポリオール(LZR−170)を29質量部、CTP−4の代わりに下記構造式(CTP−9)で示される電荷輸送物質を20質量部、イソシアネート(コロネートL)を41質量部とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体13を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、ポリオール(LZR−170)を12質量部、CTP−4の代わりに下記構造式(CTP−10)で示される電荷輸送物質を20質量部、イソシアネート(コロネートL)を50質量部とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体14を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、ポリオール(LZR−170)を66質量部、CTP−4を6質量部、イソシアネート(コロネートL)を39質量部とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体15を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、ポリオール(LZR−170)を74質量部、CTP−4を2.5質量部、イソシアネート(コロネートL)を39質量部とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体16を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、ポリオール(LZR−170)を12質量部、CTP−4を26質量部、イソシアネート(コロネートL)を42質量部とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体17を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、ポリオール(LZR−170)を0.1質量部、CTP−4を33質量部、イソシアネート(コロネートL)を44質量部とし、アンチモン酸亜鉛を加えなかった以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体18を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、ポリオール(LZR−170)を59質量部、イソシアネートとしてキシレンジイソシアネート[タケネート500:NCO%=45%;三井武田ケミカル社製]を22質量部、p-ジエチルアミノフェネチルアルコールを7.2質量部、とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体19を作製した。
静電潜像担持体19の作製において、ポリオール(LZR−170)を62質量部、イソシアネートとして、トリレンジイソシアネート[コスモネートT-80:NCO%=48%;三井武田ケミカル社製]を21質量部とした以外は静電潜像担持体19と同様にして、静電潜像担持体20を作製した。
静電潜像担持体19の作製において、ポリオール(LZR−170)を56質量部、イソシアネートとして、ナフタレンジイソシアネート[コスモネートND:NCO%=40%;三井武田ケミカル社製]を7.2質量部とした以外は静電潜像担持体19と同様にして、静電潜像担持体21を作製した。
静電潜像担持体19の作製において、ポリオール(LZR−170)を47質量部、イソシアネートとして、ポリメリックMDI[コスモネートM-100:NCO%=30%;三井武田ケミカル社製]を29質量部とした以外は実施例19と同様にして、静電潜像担持体22を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、ポリオール(LZR−170)の代わりにトリメチロールプロパン(OH当量:45)を7質量部、イソシアネート(コロネートL)を53質量部とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体23を作製した。
静電潜像担持体23の作製において、トリメチロールプロパンを6質量部、イソシアネート(コロネートL)を49質量部、アンチモン酸亜鉛の代わりに、酸化スズコロイド(商品名;サンコロイドHIT301M1、日産化学工業社製、固形分30質量%、体積平均粒径0.01μm)を24質量部とした以外は静電潜像担持体23と同様にして、静電潜像担持体24を作製した。
静電潜像担持体23の作製において、トリメチロールプロパンを7質量部、イソシアネート(コロネートL)を53質量部、アンチモン酸亜鉛の代わりに、導電性酸化チタン微粒子(商品名;ET-500W、石原産業社製、体積平均粒径0.25μm)を3.5質量部とした以外は静電潜像担持体23と同様にして、静電潜像担持体25を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、アンチモン酸亜鉛ゾルの代わりに特開平7−144917号公報の実施例2に開示されている方法に基づき、アンチモン酸インジウムのメタノールゾル(固形分18質量%、体積平均粒径 0.026μm)を作製し、アンチモン酸亜鉛ゾルの代わりに20質量部添加した以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体26を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、p-ジエチルアミノフェネチルアルコールを加えず、さらにポリオール(LZR−170)を46質量部、イソシアネート(コロネートL)を39質量部とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体27を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、p-ジエチルアミノフェネチルアルコールの代わりに、ベンジルエタノールアミン(アルドリッチ社製)を用い、さらにポリオール(LZR−170)を11質量部、イソシアネート(コロネートL)を50質量部とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体28を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、p-ジエチルアミノフェネチルアルコールの代わりに、ジベンジルアミン(アルドリッチ社製)を用い、さらにポリオール(LZR−170)を28質量部、イソシアネート(コロネートL)を42質量部とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体29を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、p-ジエチルアミノフェネチルアルコールの代わりに、N−ベンジル−N−エチルアニリン(アルドリッチ社製)を用い、さらにポリオール(LZR−170)を38質量部、イソシアネート(コロネートL)を36質量部とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体30を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、ポリオール(LZR−170)を34質量部、イソシアネート(コロネートL)を38質量部、CTP−4のかわりに、下記構造式(CTP−11)に示される電荷輸送物質を20質量部とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体31を作製した。
静電潜像担持体3の作製において、ポリオール(LZR−170)を34質量部、イソシアネート(コロネートL)を38質量部、CTP−4のかわりに、下記構造式(CTP−1)で示される電荷輸送物質を20質量部とした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体32を作製した。
以下に示す材料を用いて塗工液を作成した。ゼオライト/導電剤/バインダー樹脂の重量比は5/3/2とし、液の固形分濃度は30wt%となるよう調整した。
〈塗工液〉
ゼオライト:β型ゼオライト(980HOA 東ソー製)
導電剤:アンチモン酸亜鉛(セルナックス CX-Z210IP日産化学工業製)
バインダー樹脂:アルキド樹脂(ベッコゾール;1307-60-EL、大日本インキ化学工業製)/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製);[アルキド樹脂/メラミン樹脂=3/2(重量比)]
分散媒:2−ブタノン
−ポリオール樹脂1の合成−
撹拌装置、温度計、N2導入口、及び冷却管を備えたセパラブルフラスコ内に、低分子ビスフェノールA型エポキシ樹脂(数平均分子量1000)1000g、テレフタル酸50g、安息香酸10g、及びキシレン300gを加えた。N2雰囲気下で70〜100℃まで昇温して、塩化リチウムを0.183g加え、更に160℃まで昇温し減圧下でキシレンを留去し、180℃の反応温度で6〜9時間重合させ、ポリオール樹脂1を合成した。
得られたポリオール樹脂1の数平均分子量2,800、質量平均分子量16,500、ガラス転移温度(Tg)61℃であった。
次に、下記処方のトナー材料を、ヘンシェルミキサー(三井三池株式会社製)を用いて混合した後、ロール表面を60℃に設定した2本ロールにより30分間混練を行った。その後、圧延冷却、粗粉砕後、ジェットミル方式の粉砕機(I−2式ミル、日本ニューマチック工業社製)と旋回流による風力分級(DS分級機、日本ニューマチック工業株式会社製)を行い、トナー母体粒子1を作製した。
〈トナー処方〉
バインダー樹脂:ポリオール樹脂1…100質量部
着色剤:シアン顔料(銅フタロシアニン)…5質量部
帯電制御剤:ボントロンE−84(オリエント化学工業株式会社製)…2質量部
トナーの体積平均粒径(Dv)は、コールターカウンター法により測定することができる。コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)が挙げられる。以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えば、ISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの質量平均粒径(D4)、個数平均粒径を求めることができる。
チャンネルとしては、2.00μm以上2.52μm未満;2.52μm以上3.17μm未満;3.17μm以上4.00μm未満;4.00μm以上5.04μm未満;5.04μm以上6.35μm未満;6.35μm以上8.00μm未満;8.00μm以上10.08μm未満;10.08μm以上12.70μm未満;12.70μm以上16.00μm未満;16.00μm以上20.20μm未満;20.20μm以上25.40μm未満;25.40μm以上32.00μm未満;32.00μm以上40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満の粒子を対象とする。また、(Dv/Dn)は上記の値より自動的に算出した。
平均円形度は、フロー式粒子像分析装置(Flow Particle Image Analyzer)を使用して測定することができる。フロー式粒子像分析装置(Flow Particle Image Analyzer)を使用した測定方法に関して以下に説明する。
トナー、トナー粒子及び外添剤のフロー式粒子像分析装置による測定は、例えば、東亜医用電子株式会社製フロー式粒子像分析装置FPIA−2000を用いて測定することができる。
測定は、フィルターを通して微細なごみを取り除き、その結果として10-3cm3の水中に測定範囲(例えば、円相当径0.60μm以上159.21μm未満)の粒子数が20個以下の水10ml中にノニオン系界面活性剤(和光純薬株式会社製、コンタミノンN)を数滴加え、更に、測定試料を5mg加え、超音波分散器(STM社製、UH−50)で20kHz、50W/10cm3の条件で1分間分散処理を行い、更に、合計5分間の分散処理を行い測定試料の粒子濃度が4000〜8000個/10-3cm3(測定円相当径範囲の粒子を対象として)の試料分散液を用いて、0.60μm以上159.21μm未満の円相当径を有する粒子の粒度分布を測定する。
試料分散液は、フラットで偏平な透明フローセル(厚み200μm)の流路(流れ方向に沿って広がっている)を通過させる。フローセルの厚みに対して交差して通過する光路を形成するために、ストロボとCCDカメラが、フローセルに対して、相互に反対側に位置するように装着される。試料分散液が流れている間に、ストロボ光がフローセルを流れている粒子の画像を得るために1/30秒間隔で照射され、その結果、それぞれの粒子は、フローセルに平行一定範囲を有する2次元画像として撮影される。それぞれの粒子の2次元画像の面積から、同一の面積を有する円の直径を円相当径として算出した。
約1分間で、1200個以上の粒子の円相当径を測定することができ、円相当径分布に基づく数及び規定された円相当径を有する粒子の割合(個数%)を測定できる。結果(頻度%及び累積%)は、表1に示す通り、0.06μm〜400μmの範囲を226チャンネル(1オクターブに対し30チャンネルに分割)に分割して得ることができる。実際の測定では、円相当径が0.60μm以上159.21μm未満の範囲で粒子の測定を行う。
実施例1〜26として、上記で得られた静電潜像担時体1〜26を用い、また、比較例1〜6として、上記で得られた静電潜像担時体27〜32を用いて、以下の通紙試験、劣化加速試験を実施した。
27℃80%RH環境下、静電潜像担持体をプロセスカートリッジに装着し、画像露光光源として655nmの半導体レーザーを用いた株式会社リコー製imagio Neo C600改造機(スコロトロン型コロナ帯電器を全ステーションに搭載し、該コロナ帯電器の帯電グリッドには、前記帯電グリッド1を用いた。また、トナーとして前記トナー1を用いた。)を用い、初期暗部電位を−800Vに設定した。その後、A4サイズ5万枚の通紙試験を実施した。通紙試験に用いた原稿画像は、画像上のトナー被覆面積率が各色20%となるような全面ハーフトーン画像を用いた。通紙試験の後、装置の電源を切り、16時間放置した。放置後、再度装置の電源を入れ、全面ハーフトーン画像出力により、コロナ帯電器直下の画像流れの発生有無ならびに、その他異常画像の発生の有無を確認した。なお、評価は下記基準により行った。
◎・・・コロナ帯電器直下画像ボケ発生せず
○・・・コロナ帯電器直下画像ボケが発生するが、許容レベル
△・・・コロナ帯電器直下画像ボケがわかる程度に発生し、許容できないレベル
×・・・コロナ帯電器直下画像ボケがくっきり発生し、許容できないレベル
さらに、5万枚複写後のコロナ帯電器直下以外の画像、及び5万枚複写後の膜厚減少量を測定した。膜厚減少量は、該通紙試験前後の感光層の厚みを渦電流式膜厚計(フィッシャースコープMMS、フィッシャー社製)を用いて1cm間隔に30点測定し、その平均値を算出し、両者の平均値の差を膜厚減少量とした。
上記で得られた各静電潜像担持体を、特開2002−139958公報に開示されている感光体劣化加速試験装置を用いて、表面電位-800V、ドラム通過電流−35μA、試験時間4時間の劣化加速試験を施した後、現像スリーブ部に表面電位計(トレック社製 モデル344)のプローブが設置されるように改造した現像ユニットを搭載した上記画像形成装置に搭載し、さらに、非露光部電位(VD)が−800Vになるように帯電器の電圧を調節した後、1200dpi全面ベタ画像相当の書き込みを行った時の現像スリーブ部での表面電位を測定して、露光部電位の残留電位を評価した。
以上の評価結果を下記表1に示す。
静電潜像担持体3の作製において、円筒状アルミニウム基体の直径を100mmのものとした以外は静電潜像担持体3と同様にして、静電潜像担持体33を作製した。
導電剤として活性炭(RP−20 クラレケミカル製)を用いた以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド2を作製した。
導電剤として酸化スズ(S2000三菱マテリアル製)を用いた以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド3を作製した。
バインダーにメラミン樹脂(スーパーベッカミン G−821−60 大日本インキ化学工業製)のみを用いた以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド4を作製した。
バインダーにビスフェノールZ型ポリカーボネート(ユーピロンZ300:三菱ガス化学社製)のみを用いた以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド5を作製した。
ゼオライト/導電剤/バインダー樹脂の重量比を7/2/1とした以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド6を作製した。
ゼオライト/導電剤/バインダー樹脂の重量比を5/2/3とした以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド7を作製した。
ゼオライト/導電剤/バインダー樹脂の重量比を2/2/6とした以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド8を作製した。
ゼオライト/導電剤/バインダー樹脂の重量比を5/4/1とした以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド9を作製した。
ゼオライト/導電剤/バインダー樹脂の重量比を4/5/1とした以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド10を作製した。
ゼオライト/導電剤/バインダー樹脂の重量比を8/1/1とした以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド11を作製した。
ゼオライト/導電剤/バインダー樹脂の重量比を1/5/4とした以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド12を作製した。
ゼオライト/導電剤/バインダー樹脂の重量比を3/6/1とした以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド13を作製した。
ゼオライト/導電剤/バインダー樹脂の重量比を2.5/1/6.5とした以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド14を作製した。
ゼオライト/導電剤/バインダー樹脂の重量比を8.5/1/0.5とした以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド15を作製した。
ゼオライト/導電剤/バインダー樹脂の重量比を8.5/1/0.5とし、バインダー樹脂をメラミン樹脂(スーパーベッカミン G−821−60 大日本インキ化学工業製)とした以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド16を作製した。
ゼオライト/導電剤/バインダー樹脂の重量比を8.5/1/0.5とし、バインダー樹脂をポリスチレン樹脂(WAKO製)とした以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド17を作製した。
帯電グリッドには何も塗工していないコロナ帯電器を用いた以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド18を作製した。
塗工液に導電剤を含まず、ゼオライト/バインダー樹脂の重量比を9/1とした以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド19を作製した。
塗工液に導電剤を含まず、ゼオライト/バインダー樹脂の重量比を8/2とした以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド20を作製した。
塗工液に導電剤を含まず、ゼオライト/バインダー樹脂の重量比を1/9とした以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド21を作製した。
塗工液にゼオライトを含まず、導電剤/バインダー樹脂の重量比を9/1とした以外は帯電グリッド1の作製と同様にして、帯電グリッド22を作製した。
実施例27〜43として、上記で得られた帯電グリッド1〜17を用い、比較例7〜11として、上記で得られた帯電グリッド18〜22を用いて、以下のコロナ帯電器の評価、および出力画像の評価を実施した。
(1)膜密着性評価
帯電グリッドに塗工された膜の密着度合いが実使用に耐えられるかを、力を入れて強く擦ったときと指を乗せる程度の負荷で塗工面をウエスで10回拭いたときの剥がれの程度で評価した。また耐久性評価として200時間コロナ帯電器を放電させた後にも同様に評価を行った。以下の評価基準(それぞれの記号の程度を示す)により評価を行った。
〈評価基準〉
◎:強く擦ってもウエスに付着せず
○:強く擦ると微量にウエスに付着するが実使用に耐えられる
△:普通に擦ると微量にウエスに付着するが実使用に耐えられる
×:普通に擦ると多量にウエスに付着し、実使用に耐えられない
帯電グリッドを10℃15%RH環境下に置いたImagio Neo 1050proに取り付けた。帯電ワイヤに一定電流が流れるように電圧を印加することでコロナ放電を行い、帯電グリッドに−900Vを印加した際の被帯電体である感光体の表面電位を測定した。その後中間調(ハーフトーン)画像を出力し、局所的な帯電不良時に発生する雨だれ状のムラの有無を確認した。以下の評価基準(それぞれの記号の程度を示す)により評価を行った。
〈評価基準〉
◎:雨だれ状ムラは発生せず
○:雨だれ状ムラは若干発生するが、許容レベル
×:雨だれ状ムラ発生
帯電グリッドを10℃15%RH環境下に置いたImagio Neo 1050proに取り付けた。作像動作を行うことでコロナ帯電器を3時間放電後機械の電源を切り15時間放置した。再度機械の電源を入れコロナ帯電器直下部の被帯電体表面電位の落ち込み量を測定および中間調(ハーフトーン)画像出力によりコロナ帯電器直下の濃度ムラの発生有無を確認した。以下の評価基準(それぞれの記号の程度を示す)により評価を行った。
〈評価基準〉
◎:コロナ帯電器直下濃度ムラ発生せず
○:コロナ帯電器直下濃度ムラが発生するが、許容レベル
△:コロナ帯電器直下濃度ムラがわかる程度に発生し、許容できないレベル
×:コロナ帯電器直下濃度ムラがくっきり発生し、許容できないレベル
帯電グリッドを27℃80%RH環境下に置いたImagio Neo 1050proに取り付けた。作像動作を行うことでコロナ帯電器を3時間放電後機械の電源を切り15時間放置した。再度機械の電源を入れ、中間調(ハーフトーン)画像出力によりコロナ帯電器直下の画像ボケの発生有無を確認した。以下の評価基準(それぞれの記号の程度を示す)により評価を行った。
〈評価基準〉
◎:コロナ帯電器直下画像ボケ発生せず
○:コロナ帯電器直下画像ボケが発生するが、許容レベル
△:コロナ帯電器直下画像ボケがわかる程度に発生し、許容できないレベル
×:コロナ帯電器直下画像ボケがくっきり発生し、許容できないレベル
これに対して、比較例7〜11では、帯電性御機能や放電生成物除去機能が不足し、雨だれ状ムラ、帯電器直下濃度ムラ、画像流れといった、コロナ帯電器を用いた画像形成装置における高耐久感光体使用時の課題が達成できていないことが確認できた。
トナー製造例1で得られた「トナー母体粒子1」100質量部に対し、外添剤として疎水性シリカ(HDK2000H、クラリアントジャパン社製)を1.1質量部、酸化チタン(JMT−150IB、テイカ社製、帯電量−78μC/g、疎水化度68%)を0.9質量部添加し、ヘンシェルミキサーで混合して、トナー2を作製した。
トナー製造例1で得られた「トナー母体粒子1」100質量部に対し、外添剤として疎水性シリカ(HDK2000H、クラリアントジャパン社製)を1.2質量部、酸化チタン(SMT−150AI、テイカ社製、帯電量−35μC/g、疎水化度65%)を0.9質量部添加し、ヘンシェルミキサーで混合して、トナー3を作製した。
トナー製造例1で得られた「トナー母体粒子1」100質量部に対し、外添剤として疎水性シリカ(HDK2000H、クラリアントジャパン社製)を1.2質量部、酸化チタン(MT−150AFM、テイカ社製、帯電量−30μC/g、疎水化度30%)を0.9質量部添加し、ヘンシェルミキサーで混合して、トナー4を作製した。
冷却管、攪拌機、及び窒素導入管の付いた反応槽内に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724質量部、イソフタル酸276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10mmHg〜15mmHgの減圧で5時間反応した後、160℃まで冷却して、これに32質量部の無水フタル酸を加えて2時間反応した。
次に、80℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソフォロンジイソシアネート188質量部と2時間反応を行い、イソシアネート含有プレポリマー(P1)を得た。
次いで、プレポリマー(P1)267質量部とイソホロンジアミン14質量部を50℃で2時間反応させ、質量平均分子量64,000のウレア変性ポリエステル(U1)を得た。
上記と同様にビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724質量部、テレフタル酸276質量部を常圧下、230℃で8時間重縮合し、次いで、10mmHg〜15mmHgの減圧で5時間反応して、ピーク分子量5,000の変性されていないポリエステル(E1)を得た。
ウレア変性ポリエステル(U1)200質量部と変性されていないポリエステル(E1)800質量部を酢酸エチル/MEK(1/1)混合溶剤2,000質量部に溶解し、混合して、結着樹脂(B1)の酢酸エチル/MEK溶液を得た。
一部減圧乾燥し、結着樹脂(B1)を単離した。ガラス転移温度(Tg)は62℃であった。
・テレフタル酸・・・60質量部
・ドデセニル無水コハク酸・・・25質量部
・無水トリメリット酸・・・15質量部
・ビスフェノールA(2,2)プロピレンオキサイド・・・70質量部
・ビスフェノールA(2,2)エチレンオキサイド・・・50質量部
上記組成物を、温度計、攪拌器、コンデンサー、及び窒素ガス導入管を備えた容量1Lの4つ口丸底フラスコ内に入れ、このフラスコをマントルヒーターにセットし、窒素ガス導入管より窒素ガスを導入してフラスコ内を不活性雰囲気下に保った状態で昇温し、次いで0.05gのジブチルスズオキシドを加えて温度を200℃に保って反応させポリエステルA得た。このポリエステルAのピーク分子量は4,200であり、ガラス転移温度(Tg)は59.4℃であった。
・顔料としてC.I.Pigment Yellow155:40質量部
・結着樹脂としてポリエステル樹脂A: 60質量部
・水: 30質量部
上記原材料をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロ−ル表面温度130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行い、パルベライザーで直径1mmの大きさに粉砕し、マスターバッチ(M1)を作製した。
ビーカー内に前記結着樹脂(B1)の酢酸エチル/MEK溶液240質量部、ペンタエリスリトールテトラベヘネート(融点81℃、溶融粘度25cps)20質量部、マスターバッチ(M1)8質量部を入れ、60℃でTK式ホモミキサーにて12,000rpmで攪拌し、均一に溶解し、分散させて、トナー材料液を用意した。
ビーカー内にイオン交換水706質量部、ハイドロキシアパタイト10質量%懸濁液(日本化学工業株式会社製、スーパタイト10)294質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2質量部を入れ、均一に溶解した。
次いで、60℃に昇温し、TK式ホモミキサーにて12,000rpmに攪拌しながら、上記トナー材料液を投入し、10分間攪拌した。
次いで、この混合液を攪拌棒、及び温度計を備えたコルベン内に移し、98℃まで昇温して溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、「トナー母体粒子2」を作製した。
得られた「トナー母体粒子2」100質量部に疎水性シリカ(HDK2000H、クラリアントジャパン株式会社製)を1.0質量部、帯電量:−45μC/g、疎水化度:67%の酸化チタン(JMT−150IB、テイカ株式会社製)を1.0質量部添加し、ヘンシェルミキサーにて混合して、トナー5を作製した。
トナー製造例5で製造したウレア変性ポリエステル樹脂(U1)850質量部と、変性されていないポリエステル樹脂(E1)150質量部とを酢酸エチル/MEK(1/1)混合溶剤2000質量部に溶解し、混合させて結着樹脂(B2)の酢酸エチル/MEK(1/1)溶液を得た。これの一部を減圧乾燥して結着樹脂(B2)を単離した。
次いで、トナー製造例5で用いた結着樹脂(B1)に代えて結着樹脂(B2)を用いた以外は、トナー製造例5と同様にして、トナー6を作製した。
上記作製したトナー2〜6を用いた以外は、実施例3と同様にして、通紙試験を行い、画像濃度、画像精細性を評価した。
画像精細性は、文字画像部の再現性によって評価した。評価方法は、画像面積5%の文字チャート(1文字の大きさが2mm×2mm程度)を出力し、その文字再現性を画像により評価した。その結果を下記表4に示す。
1 画像形成装置本体
2 書き込み部
3 ポリゴンミラー
4、5 レンズ
6〜15 ミラー
20Y、20M、20C、20BK プロセスカートリッジ
21 静電潜像担持体(感光体)
22 帯電部
23Y、23M、23C、23BK 現像部(現像装置)
24 転写バイアスローラ
25 クリーニング部
27 中間転写ベルト
28 第2転写バイアスローラ
29 中間転写ベルトクリーニング部
30 搬送ベルト
32Y、32M、32C、32BK トナー補給部
47Y、47M、47C、47BK キャリア補給部
51 原稿搬送部
53 コンタクトガラス
55 原稿読込部
61 給紙部
66 定着部
P 記録媒体
D 原稿
(図7の符号)
1 帯電器
2 ケーシング
3 エンドブロック(絶縁性)
4 エンドブロック(絶縁性)
6 帯電グリッド
8 グリッドを張るための爪
9 グリッドバイアス印加電極
9a グリッドを張るための爪(バイアス印加電極とグリッドとを導通させている)
(図8〜13の符号)
201 支持体
202 感光層
203 電荷発生層
204 電荷輸送層
205 下引き層
206 保護層
207 中間層
Claims (21)
- 静電潜像を担持するための潜像担持体と、
該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、
該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、
該静電潜像に対してトナーとキャリアとを含む二成分系現像剤により現像してトナー像化するための現像手段を有する画像形成装置において、
前記潜像担持体が、支持体と、該支持体上に少なくとも感光層を有する静電潜像担持体であって、前記静電潜像担持体の最表面層が、少なくとも2つ以上の水酸基を有する反応性電荷輸送性物質とイソシアネート化合物とを架橋して形成される架橋性樹脂と、下記一般式(I)で表される3級アミンから選ばれる少なくとも1種のアミンを含有しており、
かつ前記帯電手段が、絶縁性の端部とその間に支持されているコロナ放電に用いられる少なくとも1本の細い導電性のワイヤ電極と、自身に印加される電圧により静電潜像担持体の表面電位を規制可能な帯電グリッドを有するコロナ発生器であって、該帯電グリッドがゼオライトと抵抗制御剤とバインダー樹脂を含む組成物により被覆されてなり、
前記抵抗制御剤が、非ドーピング型金属酸化物であり、
前記帯電グリッドに被覆されている組成物中、ゼオライトの含有率が20〜70wt%の範囲、抵抗制御剤の含有率が20〜50wt%の範囲、バインダー樹脂の含有率が10〜60wt%の範囲であることを特徴とする画像形成装置。
- 前記静電潜像担持体が、感光層上に保護層を有し、該保護層が最表面層であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記静電潜像担持体の最表面層が導電性微粒子を含有し、該導電性微粒子が、次式、MxSbyOz(ただし、Mは、金属元素を表す。x、y、及びzは、各元素のモル比を表す。)で表される少なくとも1種の導電性微粒子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MxSbyOz(ただし、Mは、金属元素を表す。x、y、及びzは、各元素のモル比を表す。)で表される導電性微粒子が、アンチモン酸亜鉛(ZnSb2O6)を含むことを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記イソシアネート化合物が、芳香環を有し、かつ少なくとも2つ以上のイソシアネート基を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記芳香環を有するイソシアネート化合物が、ジイソシアネート化合物とポリオールとのアダクト型であることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記イソシアネート化合物のNCO%が3〜50である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。
- 前記最表面層における反応性電荷輸送性物質の含有量が5〜45wt%である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。
- 前記少なくとも2つ以上の水酸基を有する反応性電荷輸送性物質が、下記一般式(1)で表される分子構造を有する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。
- 前記一般式(1)で表される反応性電荷輸送物質において、電荷輸送性化合物基Xが下記一般式(2)で表される分子構造を有することを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
- 前記一般式(1)で表される反応性電荷輸送物質において、電荷輸送性化合物基Xが下記一般式(3)で表される分子構造を有することを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
- 前記一般式(1)で表される反応性電荷輸送物質が、少なくとも隣接する2つの炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した構造を有することを特徴とする請求項9乃至11のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記少なくとも隣接する2つの炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した構造を有する反応性電荷輸送物質が、下記一般式(4)で表される分子構造を有することを特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。
- 前記最表面層が、電荷輸送性化合物基を有しないポリオール化合物を少なくとも1種類含有し、該ポリオール化合物とイソシアネート化合物とを架橋して形成される架橋性樹脂を含有す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。
- 前記ポリオール化合物の少なくとも1種類は、水酸基数に対する分子量の割合(分子量/水酸基数;以下OH当量と称する)が150未満であることを特徴とする請求項14に記載の画像形成装置。
- 前記抵抗制御剤が、酸化スズまたはアンチモン酸亜鉛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。
- 前記帯電グリッドに被覆されている組成物中のバインダー樹脂が、熱硬化性樹脂であ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。
- 前記バインダー樹脂が、アルキド・メラミン樹脂であることを特徴とする請求項17に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成装置が、複数色のトナーを順次重ね合わせてカラー画像を形成可能に構成されたことを特徴とする請求項1乃至18のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記画像形成装置が、少なくとも静電潜像担持体、帯電手段、現像手段、及び転写手段を有する画像形成要素を複数備えたタンデム型の構成とされたことを特徴とする請求項1乃至19のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記画像形成装置が、静電潜像担持体上に形成されたトナー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トナー像を記録媒体に二次転写する転写手段とを備えてなり、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構成とされたことを特徴とする請求項1乃至20のいずれかに記載の画像形成装置。
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