JP7275678B2 - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。
電子写真法による画像の形成は、例えば、電子写真感光体表面を帯電させた後、この電子写真感光体表面に画像情報に応じて静電荷像を形成し、次いでこの静電荷像を、静電荷像現像用トナーを含む現像剤で現像して静電荷像現像用トナー画像を形成し、この静電荷像現像用トナー画像を記録媒体表面に転写及び定着することにより行われる。
ここで、特許文献1には、結着樹脂及び着色剤を含む電子写真用静電荷像現像用トナーであって、前記結着樹脂として、ガラス転移温度(Tg)から損失弾性率(G’)がG’=1×10Paになる温度の間に、該結着樹脂のtanδの極小が存在し、そのtanδの極小値が1.2未満であり、そのtanδの極小における温度での貯蔵弾性率(G’)がG’=5×10Pa以上であり、且つ、G’=1×10Paになる温度でのtanδの値が3.0以上である樹脂を用いることを特徴とする電子写真用静電荷像現像用トナーが開示されている。
特許文献2には、導電性支持体上に感光層および保護層を有する電子写真感光体において、保護層が特定の構造を有する硬化型アクリル系モノマーに導電性金属酸化物微粒子を分散した塗工液を用い、これを感光層の上に塗工、硬化させて形成されることを特徴とする電子写真感光体が開示されている。
特開平11-194542号公報 特開平06-011876号公報
電子写真感光体、帯電手段、静電荷像形成手段、トナー粒子を有する静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を収容し前記静電荷像現像剤により前記電子写真感光体の表面に形成された静電荷像を静電荷像現像用トナー画像として現像する現像手段、転写手段、並びに、清掃手段を備える画像形成装置(以下、「特定画像形成装置」とも称す)が知られている。
従来の特定画像形成装置は、クリーニングブレードと電子写真感光体との接触位置においてトナー粒子が潰れ、引き伸ばされた状態で電子写真感光体表面に付着する現象(以下、「フィルミング」とも称す)による筋状の画像欠陥が発生することがあった。また、特定画像形成装置において、クリーニングブレードからの残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥が発生することがあった。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、下記(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)が-0.14超である静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を備える特定画像形成装置である場合、又は下記(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)が-0.15未満である静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を備える特定画像形成装置に比べて、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方を抑制する画像形成装置を提供することである。
前記課題を解決するための具体的手段には、下記の態様が含まれる。
[1] 感光層及び前記感光層の上に設けられる表面保護層を有する電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
トナー粒子を有する静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を収容し前記静電荷像現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電荷像を静電荷像現像用トナー画像として現像する現像手段と、
前記電子写真感光体の表面に形成された静電荷像現像用トナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記電子写真感光体の表面に接触し前記電子写真感光体の表面を清掃するクリーニングブレードを有する清掃手段と、
を備え、
前記静電荷像現像用トナーが、T1=60℃における静電荷像現像用トナーの粘度ηをη(T1)、T2=90℃における静電荷像現像用トナーの粘度ηをη(T2)、T3=130℃における静電荷像現像用トナーの粘度ηをη(T3)としたとき、(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)が-0.14以下であり、(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)が-0.15以上であり、前記(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)よりも前記(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)が大きい値である、画像形成装置。
[2] 前記静電荷像現像用トナーは、T0=40℃における静電荷像現像用トナーの粘度ηをη(T0)としたとき、(lnη(T0)-lnη(T1))/(T0-T1)が-0.12以上であり、(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)よりも(lnη(T0)-lnη(T1))/(T0-T1)が大きい値である前記[1]に記載の画像形成装置。
[3] 前記静電荷像現像用トナーは、(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)が-0.16以下である前記[1]又は[2]に記載の画像形成装置。
[4] 前記静電荷像現像用トナーは、(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)が-0.13以上である前記[1]~[3]のいずれか1項に記載の画像形成装置。
[5] 前記静電荷像現像用トナーが離型剤を含有し、
前記静電荷像現像用トナー中の前記離型剤のアスペクト比が5以上の個数をa、5より下の個数をbとしたとき、1.0<a/b<8.0である前記[1]~[4]のいずれか1項に記載の画像形成装置。
[6] 前記静電荷像現像用トナーが離型剤を含有し、
前記静電荷像現像用トナー中の前記離型剤のアスペクト比が5以上の面積をc、5より下の面積をdとしたとき、1.0<c/d<4.0である前記[1]~[5]のいずれか1項に記載の画像形成装置。
[7] 前記静電荷像現像用トナーは、最大吸熱ピーク温度が70℃以上100℃以下である前記[1]~[6]のいずれか1項に記載の画像形成装置。
[8] 前記静電荷像現像用トナーは、最大吸熱ピーク温度が75℃以上95℃以下である前記[7]に記載の画像形成装置。
[9] 前記静電荷像現像用トナーは、結着樹脂として、スチレンアクリル樹脂を含む前記[1]~[8]のいずれか1項に記載の画像形成装置。
[10] 前記静電荷像現像用トナーは、結着樹脂として、非晶性ポリエステル樹脂を含む前記[1]~[8]のいずれか1項に記載の画像形成装置。
[11] 前記クリーニングブレードの硬度(HBLD)と前記表面保護層の硬度(HOCL)との比(HBLD/HOCL)が、0.8以下である、前記[1]~[10]のいずれか1項に記載の画像形成装置。
[12] 前記表面保護層は、反応性基及び電荷輸送性骨格を同一分子内に有する反応性基含有電荷輸送材料を含む組成物の硬化物から構成されている、前記[1]~[11]のいずれか1項に記載の画像形成装置。
[13] 前記反応性基含有電荷輸送材料は、前記反応性基としてアクリロイル基及びメタクリロイル基の少なくとも一方を有する反応性基含有電荷輸送材料を含む、前記[12]に記載の画像形成装置。
[14] 前記反応性基含有電荷輸送材料は、前記電荷輸送性骨格としてトリアリールアミン骨格を有する反応性基含有電荷輸送材料を含む、前記[12]又は[13]に記載の画像形成装置。
[15] 前記クリーニングブレードが、ポリウレタンを含む、前記[1]~[14]のいずれか1項に記載の画像形成装置。
[16] トナー粒子を有する静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を収容し前記静電荷像現像剤により、電子写真感光体の表面に形成された静電荷像を静電荷像現像用トナー画像として現像する現像手段と、
前記電子写真感光体の表面に接触し、前記電子写真感光体の表面を清掃するクリーニングブレードを有する清掃手段と、
を備え、
前記静電荷像現像用トナーが、T1=60℃における静電荷像現像用トナーの粘度ηをη(T1)、T2=90℃における静電荷像現像用トナーの粘度ηをη(T2)、T3=130℃における静電荷像現像用トナーの粘度ηをη(T3)としたとき、(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)が-0.14以下であり、(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)が-0.15以上であり、前記(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)よりも前記(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)が大きい値であり、
画像形成装置に着脱する、プロセスカートリッジ。
[1]、[9]又は[10]に係る発明によれば、下記(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)が-0.14超である静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を備える特定画像形成装置である場合、又は下記(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)が-0.15未満である静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を備える特定画像形成装置に比べて、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方を抑制する画像形成装置が提供される。
[2]に係る発明によれば、下記(lnη(T0)-lnη(T1))/(T0-T1)が-0.12未満である画像形成装置に比べ、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方を抑制する画像形成装置が提供される。
[3]に係る発明によれば、下記(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)が-0.16超である画像形成装置に比べ、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方を抑制する画像形成装置が提供される。
[4]に係る発明によれば、下記(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)が-0.13未満である画像形成装置に比べ、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方を抑制する画像形成装置が提供される。
[5]に係る発明によれば、静電荷像現像用トナー中の離型剤のアスペクト比に関する前記a/bが1.0以下であるか、又は、8.0以上である画像形成装置に比べ、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方を抑制する画像形成装置が提供される。
[6]に係る発明によれば、静電荷像現像用トナー中の離型剤のアスペクト比に関する前記c/dが1.0以下であるか、又は、4.0以上である画像形成装置に比べ、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方を抑制する画像形成装置が提供される。
[7]に係る発明によれば、静電荷像現像用トナーの最大吸熱ピーク温度が70℃未満、又は、100℃超である画像形成装置に比べ、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方を抑制する画像形成装置が提供される。
[8]に係る発明によれば、静電荷像現像用トナーの最大吸熱ピーク温度が75℃未満、又は、95℃超である画像形成装置に比べ、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方を抑制する画像形成装置が提供される。
[11]に係る発明によれば、前記クリーニングブレードの硬度(HBLD)と前記表面保護層の硬度(HOCL)との比(HBLD/HOCL)が0.8超えである特定画像形成装置に比べて、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方をより抑制する画像形成装置が提供される。
[12]、[13]又は[14]に係る発明によれば、前記表面保護層が非反応性の電荷輸送材料と反応性基のみを有する反応性基含有非電荷輸送材料とを含む組成物の硬化膜で構成された層である特定画像形成装置に比べて、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方をより抑制する画像形成装置が提供される。
[15]に係る発明によれば、クリーニングブレードがシリコーンゴムを含む特定画像形成装置に比べて、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方をより抑制する画像形成装置が提供される。
[16]に係る発明によれば、下記(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)が-0.14超である静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を備えるプロセスカートリッジである場合、又は下記(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)が-0.15未満である静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を備えるプロセスカートリッジに比べて、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方を抑制するプロセスカートリッジが提供される。
本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 本実施形態に係る画像形成装置における電子写真感光体の層構成の一例を示す模式断面図である。 本実施形態に係る画像形成装置における電子写真感光体の層構成の他の例を示す模式断面図である。 図1の画像形成装置においてクリーニングブレードと電子写真感光体とが接触する位置を拡大して示す拡大図である。
以下に、本開示の実施形態について説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、実施形態の範囲を制限するものではない。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。本開示において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
<画像形成装置>
本実施形態に係る画像形成装置は、感光層及び前記感光層の上に設けられる表面保護層を有する電子写真感光体と、前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記電子写真感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、トナー粒子を有する静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を収容し前記静電荷像現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電荷像を静電荷像現像用トナー画像として現像する現像手段と、前記電子写真感光体の表面に形成された静電荷像現像用トナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、前記電子写真感光体の表面にクリーニングブレードを接触させ前記電子写真感光体の表面を清掃する清掃手段と、を備える画像形成装置である。以下、この構成を有する画像形成装置を「特定画像形成装置」とも称す。
さらに、本実施形態に係る画像形成装置は、以下の特性を有する静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を収容する。具体的に、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーは、T1=60℃における静電荷像現像用トナーの粘度ηをη(T1)、T2=90℃における静電荷像現像用トナーの粘度ηをη(T2)、T3=130℃における静電荷像現像用トナーの粘度ηをη(T3)としたとき、(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)が-0.14以下であり、(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)が-0.15以上であり、前記(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)よりも前記(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)が大きい値である。以下、上記特性を有する本実施形態に係る前記静電荷像現像用トナーを、単に「特定トナー」とも称す。
以下、本実施形態に用いられる特定トナーが有する特性について説明する。
前述の式(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)は、温度60℃から90℃の範囲でのトナーの粘度の変化の程度を示す指標であり、この値が-0.14以下であることは、60℃から90℃の範囲において粘度の変化が大きいトナーであることを意味する。一方、前述の式(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)は、温度90℃から120℃の範囲でのトナーの粘度の変化の程度を示す指標であり、この値が-0.15以上であり、且つ(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)よりも(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)が大きい値であることは、90℃から120℃の範囲において粘度の変化が小さいトナーであることを意味する。つまり、特定トナーは、60℃から90℃の範囲での粘度変化が急峻であり、一方90℃から120℃の範囲での粘度変化が小さい。このような粘度変化の特性を示すトナーは、トナー粒子中に含まれる結着樹脂において低分子量成分と高分子量成分とが共に適度な割合で含まれているものと考えられる。すなわち、結着樹脂に低分子量成分が含まれることで、60℃から90℃の範囲における粘度が変化し易くなり、一方結着樹脂に高分子量成分が含まれることで90℃から120℃の高温の範囲での粘度が変化し難くなると考えられる。
特定トナーは、上記のような粘度変化の特性を示すことから、室温(例えば20℃)から60℃の範囲においては粘度の変化が小さく且つ適度な粘弾性を有するものと考えられる。つまり、特定トナーが結着樹脂に低分子量成分と高分子量成分とが適度な割合で含まれることで、60℃以下の範囲では粘度が変化し難くなると共に、その粘弾性も適度な範囲に保たれる。したがって、前記特性を有する特定トナーは、室温から60℃の範囲においては粘度が変化し難く且つ適度な粘弾性を有するものと考えられる。
電子写真方式の画像形成装置では、電子写真感光体の表面に形成された静電荷像を、静電荷像現像用トナーを含む現像剤により現像して静電荷像現像用トナー画像を形成し、この静電荷像現像用トナー画像を電子写真感光体から記録媒体の表面に転写した後、静電荷像現像用トナー画像が定着されることで記録媒体上に画像が形成される。静電荷像現像用トナー画像が転写された後の電子写真感光体では、転写されずに残留した静電荷像現像用トナー等を除去するため清掃手段によって電子写真感光体表面の清掃が行われる。そして、この清掃手段として電子写真感光体表面にクリーニングブレードを接触させて清掃する清掃手段が用いられている。
しかしながら、従来の特定画像形成装置は、繰り返し画像を形成したときに、筋状の画像欠陥が生じることがあった。この要因は、必ずしも明らかではないが、以下の様に推測される。
(筋状の画像欠陥を引き起こす理由の推定1:トナーの粘弾性が低い場合)
従来、特定画像形成装置では、電子写真感光体の表面に設けられる表面保護層に、クリーニングブレードを接触させ、前記電子写真感光体の表面に残留した静電荷像現像用トナー(以下、単に「残留トナー」と称す)等を清掃する。この際、静電荷像現像用トナーの粘弾性が低いと、前記残留トナーが、特定画像形成装置の表面保護層とクリーニングブレードとに押しつぶされてしまうことがある。前記押しつぶされた残留トナーは、清掃されずに、電子写真感光体の表面に付着して皮膜を形成する現象(以下、「フィルミング」とも称す。)を起こすことがある。その結果、特定画像形成装置を用いて繰り返し画像を形成すると、電子写真感光体の表面に筋状の画像欠陥が発生することがある。特に、表面保護層を有する電子写真感光体を備える画像形成装置は、表面保護層を有しない電子写真感光体を備える画像形成装置に比べて、このフィルミングによる筋状の画像欠陥が生じ易い傾向にある。
一方、本実施形態に係る特定画像形成装置では、静電荷像現像用トナーとして前記特定トナーを用いる。つまり、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーは、粘弾性が低すぎず、前記残留トナーが、特定画像形成装置の表面保護層とクリーニングブレードとに押しつぶされ難い傾向にある。そのため、特定画像形成装置を用いて繰り返し画像を形成したときも、フィルミングが抑制され、フィルミングによる筋状の画像欠陥が抑制されると考えられる。
(筋状の画像欠陥を引き起こす理由の推定2:トナーの粘弾性が高い場合)
従来、特定画像形成装置では、電子写真感光体の表面に設けられる表面保護層に、クリーニングブレードを接触させ、前記電子写真感光体の表面に残留した静電荷像現像用トナー等を清掃する。この際、使用する静電荷像現像用トナーの粘弾性が高いと、転写後の電子写真感光体の表面に残留する残留トナーと、クリーニングブレードが摩耗してしまう又は部分的に破損してしまうことがある。そのため、残留トナーが、クリーニングブレードと電子写真感光体との間をすり抜け、清掃不良が生じることがある。その結果、筋状の画像欠陥が発生することがある。特に、表面保護層を有する電子写真感光体を備える画像形成装置は、表面保護層を有しない電子写真感光体を備える画像形成装置に比べて、この残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥が生じ易い傾向にある。
一方、本実施形態に係る特定画像形成装置では、先述の性質を有する静電荷像現像用トナーを備える。つまり、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーは、粘弾性が高すぎず、前記残留トナーが、クリーニングブレードを摩耗し難い及び破損させ難い傾向にある。そのため、特定画像形成装置を用いて繰り返し画像を形成したときも、前記残留トナーがクリーニングブレードと電子写真感光体との間をすり抜け難く、残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥が抑制されると考えられる。
以上の様に、本実施形態に係る特定画像形成装置では、フィルミングによる筋状の画像欠陥、及び、残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方が抑制されると考えられる。
次いで、本実施形態に係る画像形成装置の構成を詳しく説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、感光層及び前記感光層の上に設けられる表面保護層を有する電子写真感光体と、前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記電子写真感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、トナー粒子を有する静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を収容し前記静電荷像現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電荷像を静電荷像現像用トナー画像として現像する現像手段と、前記電子写真感光体の表面に形成された静電荷像現像用トナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、前記電子写真感光体の表面に接触し前記電子写真感光体の表面を清掃するクリーニングブレードを有する清掃手段と、を備える。
本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真感光体の表面に形成された静電荷像現像用トナー画像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;電子写真感光体の表面に形成された静電荷像現像用トナー画像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写された静電荷像現像用トナー画像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;静電荷像現像用トナー画像の転写後、帯電前に電子写真感光体の表面に除電光を照射して除電する除電装置を備える装置等の周知の画像形成装置に適用される。
中間転写方式の装置の場合、転写装置は、例えば、表面に静電荷像現像用トナー画像が転写される中間転写体と、電子写真感光体の表面に形成された静電荷像現像用トナー画像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写装置と、中間転写体の表面に転写された静電荷像現像用トナー画像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写装置と、を有する構成が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置は、例えば、電子写真感光体を少なくとも含む部分が、画像形成装置に対して脱着されるカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
本実施形態に係る画像形成装置10には、図1に示すように、例えば、電子写真感光体12が設けられている。電子写真感光体12は、円柱状とされ、モータ等の駆動部27にギア等の駆動力伝搬部材(不図示)を介して連結されており、当該駆動部27により、黒点で示す回転軸の周りに回転駆動される。図1に示す例では、矢印A方向に回転駆動される。
電子写真感光体12の周辺には、例えば、帯電装置15(帯電手段の一例)、静電荷像形成装置16(静電荷像形成手段の一例)、現像装置18(現像手段の一例)、転写装置31(転写手段の一例)、クリーニング装置22(清掃手段の一例)、及び除電装置24が、電子写真感光体12の回転方向に沿って順に配設されている。そして、画像形成装置10には、定着部材26Aと、定着部材26Aに接触して配置される加圧部材26Bと、を有する定着装置26も配設されている。また、画像形成装置10は、各装置(各部)の動作を制御する制御装置36を有している。なお、電子写真感光体12、帯電装置15、静電荷像形成装置16、現像装置18、転写装置31、クリーニング装置22を含むユニットが画像形成ユニットに該当する。
画像形成装置10において、少なくとも電子写真感光体12は、他の装置と一体化したプロセスカートリッジとして備えてもよい。
以下、画像形成装置10の各装置(各部)の詳細について説明する。
[電子写真感光体]
本実施形態に係る画像形成装置における電子写真感光体は、感光層及び前記感光層の上に設けられる表面保護層を有する。
感光層は、電荷発生材料と電荷輸送材料とを同一の感光層に含有して機能を一体化した単層型感光層でもよく、電荷発生層と電荷輸送層とを有する機能が分離された積層型感光層でもよい。感光層が積層型感光層である場合、電荷発生層と電荷輸送層との順序は特に限定されないが、電子写真感光体は、導電性基体上に、電荷発生層、電荷輸送層、及び表面保護層をこの順に有する構成が好ましい。また、電子写真感光体は、これらの層以外の層を含んでいてもよい。
図2は、本実施形態に係る画像形成装置における電子写真感光体の層構成の一例を示す模式断面図である。電子写真感光体107Aは、導電性基体104上に、下引層101が設けられ、その上に電荷発生層102、電荷輸送層103、及び表面保護層106が順次形成された構造を有する。電子写真感光体107Aにおいては、電荷発生層102と電荷輸送層103とに機能が分離された感光層105が構成されている。
また、図3は、本実施形態に係る画像形成装置における電子写真感光体の層構成の他の例を示す模式断面図である。図3に示す電子写真感光体107Bは、導電性基体104上に、下引層101が設けられ、感光層105及び表面保護層106が順次形成された構造を有する。電子写真感光体107Bにおいては、電荷発生材料と電荷輸送材料とを同一の感光層105に含有して機能を一体化した単層型感光層が構成されている。
なお、本実施形態における電子写真感光体は、下引層101を設けてもよいし、設けなくてもよい。
以下、本実施形態における電子写真感光体の詳細について説明するが、符号は省略して説明する。
(導電性基体)
導電性基体としては、例えば、金属(アルミニウム、銅、亜鉛、クロム、ニッケル、モリブデン、バナジウム、インジウム、金、白金等)又は合金(ステンレス鋼等)を含む金属板、金属ドラム、及び金属ベルト等が挙げられる。また、導電性基体としては、例えば、導電性化合物(例えば導電性ポリマー、酸化インジウム等)、金属(例えばアルミニウム、パラジウム、金等)又は合金を塗布、蒸着又はラミネートした紙、樹脂フィルム、ベルト等も挙げられる。ここで、「導電性」とは体積抵抗率が1013Ωcm未満であることをいう。
導電性基体の表面は、電子写真感光体がレーザプリンタに使用される場合、レーザ光を照射する際に生じる干渉縞を抑制する目的で、中心線平均粗さRaで0.04μm以上0.5μm以下に粗面化されていることが好ましい。なお、非干渉光を光源に用いる場合、干渉縞防止の粗面化は、特に必要ないが、導電性基体の表面の凹凸による欠陥の発生を抑制するため、より長寿命化に適する。
粗面化の方法としては、例えば、研磨剤を水に懸濁させて支持体に吹き付けることによって行う湿式ホーニング、回転する砥石に導電性基体を圧接し、連続的に研削加工を行うセンタレス研削、陽極酸化処理等が挙げられる。
粗面化の方法としては、導電性基体の表面を粗面化することなく、導電性又は半導電性粉体を樹脂中に分散させて、導電性基体の表面上に層を形成し、その層中に分散させる粒子により粗面化する方法も挙げられる。
陽極酸化による粗面化処理は、金属製(例えばアルミニウム製)の導電性基体を陽極とし電解質溶液中で陽極酸化することにより導電性基体の表面に酸化膜を形成するものである。電解質溶液としては、例えば、硫酸溶液、シュウ酸溶液等が挙げられる。しかし、陽極酸化により形成された多孔質陽極酸化膜は、そのままの状態では化学的に活性であり、汚染され易く、環境による抵抗変動も大きい。そこで、多孔質陽極酸化膜に対して、酸化膜の微細孔を加圧水蒸気又は沸騰水中(ニッケル等の金属塩を加えてもよい)で水和反応による体積膨張でふさぎ、より安定な水和酸化物に変える封孔処理を行うことが好ましい。
陽極酸化膜の膜厚は、例えば、0.3μm以上15μm以下が好ましい。この膜厚が上記範囲内にあると、注入に対するバリア性が発揮される傾向があり、また繰り返し使用による残留電位の上昇が抑えられる傾向にある。
導電性基体には、酸性処理液による処理又はベーマイト処理を施してもよい。
酸性処理液による処理は、例えば、以下のようにして実施される。先ず、リン酸、クロム酸及びフッ酸を含む酸性処理液を調製する。酸性処理液におけるリン酸、クロム酸及びフッ酸の配合割合は、例えば、リン酸が10質量%以上11質量%以下の範囲、クロム酸が3質量%以上5質量%以下の範囲、フッ酸が0.5質量%以上2質量%以下の範囲であって、これらの酸全体の濃度は13.5質量%以上18質量%以下の範囲がよい。処理温度は例えば42℃以上48℃以下が好ましい。被膜の膜厚は、0.3μm以上15μm以下が好ましい。
ベーマイト処理は、例えば90℃以上100℃以下の純水中に5分から60分間浸漬すること、又は90℃以上120℃以下の加熱水蒸気に5分から60分間接触させて行う。被膜の膜厚は、0.1μm以上5μm以下が好ましい。これをさらにアジピン酸、硼酸、硼酸塩、燐酸塩、フタル酸塩、マレイン酸塩、安息香酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩等の被膜溶解性の低い電解質溶液を用いて陽極酸化処理してもよい。
(下引層)
下引層は、例えば、無機粒子と結着樹脂とを含む層である。
無機粒子としては、例えば、粉体抵抗(体積抵抗率)10Ωcm以上1011Ωcm以下の無機粒子が挙げられる。これらの中でも、上記抵抗値を有する無機粒子としては、例えば、酸化錫粒子、酸化チタン粒子、酸化亜鉛粒子、酸化ジルコニウム粒子等の金属酸化物粒子がよく、特に、酸化亜鉛粒子が好ましい。
無機粒子のBET法による比表面積は、例えば、10m/g以上がよい。
無機粒子の体積平均粒径は、例えば、50nm以上2000nm以下(好ましくは60nm以上1000nm以下)がよい。
無機粒子の含有量は、例えば、結着樹脂に対して、10質量%以上80質量%以下であることが好ましく、より好ましくは40質量%以上80質量%以下である。
無機粒子は、表面処理が施されていてもよい。無機粒子は、表面処理の異なるもの、又は、粒子径の異なるものを2種以上混合して用いてもよい。
表面処理剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、界面活性剤等が挙げられる。特に、シランカップリング剤が好ましく、アミノ基を有するシランカップリング剤がより好ましい。
アミノ基を有するシランカップリング剤としては、例えば、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
シランカップリング剤は、2種以上混合して使用してもよい。例えば、アミノ基を有するシランカップリング剤と他のシランカップリング剤とを併用してもよい。この他のシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、3-メタクリルオキシプロピル-トリス(2-メトキシエトキシ)シラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
表面処理剤による表面処理方法は、公知の方法であればいかなる方法でもよく、乾式法又は湿式法のいずれでもよい。
表面処理剤の処理量は、例えば、無機粒子に対して0.5質量%以上10質量%以下が好ましい。
ここで、下引層は、無機粒子と共に電子受容性化合物(アクセプター化合物)を含有することが、電気特性の長期安定性、キャリアブロック性が高まる観点からよい。
電子受容性化合物としては、例えば、クロラニル、ブロモアニル等のキノン系化合物;テトラシアノキノジメタン系化合物;2,4,7-トリニトロフルオレノン、2,4,5,7-テトラニトロ-9-フルオレノン等のフルオレノン化合物;2-(4-ビフェニル)-5-(4-t-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール、2,5-ビス(4-ナフチル)-1,3,4-オキサジアゾール、2,5-ビス(4-ジエチルアミノフェニル)-1,3,4オキサジアゾール等のオキサジアゾール系化合物;キサントン系化合物;チオフェン化合物;3,3’,5,5’テトラ-t-ブチルジフェノキノン等のジフェノキノン化合物;等の電子輸送性物質等が挙げられる。
特に、電子受容性化合物としては、アントラキノン構造を有する化合物が好ましい。アントラキノン構造を有する化合物としては、例えば、ヒドロキシアントラキノン化合物、アミノアントラキノン化合物、アミノヒドロキシアントラキノン化合物等が好ましく、具体的には、例えば、アントラキノン、アリザリン、キニザリン、アントラルフィン、プルプリン等が好ましい。
電子受容性化合物は、下引層中に無機粒子と共に分散して含まれていてもよいし、無機粒子の表面に付着した状態で含まれていてもよい。
電子受容性化合物を無機粒子の表面に付着させる方法としては、例えば、乾式法、又は、湿式法が挙げられる。
乾式法は、例えば、無機粒子をせん断力の大きなミキサ等で攪拌しながら、直接又は有機溶媒に溶解させた電子受容性化合物を滴下、乾燥空気や窒素ガスとともに噴霧させて、電子受容性化合物を無機粒子の表面に付着する方法である。電子受容性化合物の滴下又は噴霧するときは、溶剤の沸点以下の温度で行うことがよい。電子受容性化合物を滴下又は噴霧した後、更に100℃以上で焼き付けを行ってもよい。焼き付けは電子写真特性が得られる温度、時間であれば特に制限されない。
湿式法は、例えば、攪拌、超音波、サンドミル、アトライター、ボールミル等により、無機粒子を溶剤中に分散しつつ、電子受容性化合物を添加し、攪拌又は分散した後、溶剤除去して、電子受容性化合物を無機粒子の表面に付着する方法である。溶剤除去方法は、例えば、ろ過又は蒸留により留去される。溶剤除去後には、更に100℃以上で焼き付けを行ってもよい。焼き付けは電子写真特性が得られる温度、時間であれば特に限定されない。湿式法においては、電子受容性化合物を添加する前に無機粒子の含有水分を除去してもよく、その例として溶剤中で攪拌加熱しながら除去する方法、溶剤と共沸させて除去する方法が挙げられる。
なお、電子受容性化合物の付着は、表面処理剤による表面処理を無機粒子に施す前又は後に行ってよく、電子受容性化合物の付着と表面処理剤による表面処理と同時に行ってもよい。
電子受容性化合物の含有量は、例えば、無機粒子に対して0.01質量%以上20質量%以下がよく、好ましくは0.01質量%以上10質量%以下である。
下引層に用いる結着樹脂としては、例えば、アセタール樹脂(例えばポリビニルブチラール等)、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、カゼイン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル-無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン-アルキッド樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、フェノール-ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂等の公知の高分子化合物;ジルコニウムキレート化合物;チタニウムキレート化合物;アルミニウムキレート化合物;チタニウムアルコキシド化合物;有機チタニウム化合物;シランカップリング剤等の公知の材料が挙げられる。
下引層に用いる結着樹脂としては、例えば、電荷輸送性基を有する電荷輸送性樹脂、導電性樹脂(例えばポリアニリン等)等も挙げられる。これらの中でも、下引層に用いる結着樹脂としては、上層の塗布溶剤に不溶な樹脂が好適であり、特に、尿素樹脂、フェノール樹脂、フェノール-ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂;ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂及びポリビニルアセタール樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂と硬化剤との反応により得られる樹脂が好適である。
これら結着樹脂を2種以上組み合わせて使用する場合には、その混合割合は、必要に応じて設定される。
下引層には、電気特性向上、環境安定性向上、画質向上のために種々の添加剤を含んでいてもよい。
添加剤としては、多環縮合系、アゾ系等の電子輸送性顔料、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムアルコキシド化合物、有機チタニウム化合物、シランカップリング剤等の公知の材料が挙げられる。シランカップリング剤は前述のように無機粒子の表面処理に用いられるが、添加剤として更に下引層に添加してもよい。
添加剤としてのシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、3-メタクリルオキシプロピル-トリス(2-メトキシエトキシ)シラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
ジルコニウムキレート化合物としては、例えば、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセト酢酸エチル、ジルコニウムトリエタノールアミン、アセチルアセトネートジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムオキサレート、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムホスホネート、オクタン酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、イソステアリン酸ジルコニウム、メタクリレートジルコニウムブトキシド、ステアレートジルコニウムブトキシド、イソステアレートジルコニウムブトキシド等が挙げられる。
チタニウムキレート化合物としては、例えば、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ(2-エチルヘキシル)チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレート等が挙げられる。
アルミニウムキレート化合物としては、例えば、アルミニウムイソプロピレート、モノブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムブチレート、ジエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)等が挙げられる。
これらの添加剤は、単独で、又は複数の化合物の混合物若しくは重縮合物として用いてもよい。
下引層は、ビッカース硬度が35以上であることがよい。
下引層の表面粗さ(十点平均粗さ)は、モアレ像抑制のために、使用される露光用レーザ波長λの1/(4n)(nは上層の屈折率)から1/2までに調整されていることがよい。
表面粗さ調整のために下引層中に樹脂粒子等を添加してもよい。樹脂粒子としてはシリコーン樹脂粒子、架橋型ポリメタクリル酸メチル樹脂粒子等が挙げられる。また、表面粗さ調整のために下引層の表面を研磨してもよい。研磨方法としては、バフ研磨、サンドブラスト処理、湿式ホーニング、研削処理等が挙げられる。
下引層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた下引層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱することで行う。
下引層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、公知の有機溶剤、例えば、アルコール系溶剤、芳香族炭化水素溶剤、ハロゲン化炭化水素溶剤、ケトン系溶剤、ケトンアルコール系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤等が挙げられる。
これらの溶剤として具体的には、例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、iso-プロパノール、n-ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロロベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤が挙げられる。
下引層形成用塗布液を調製するときの無機粒子の分散方法としては、例えば、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、コロイドミル、ペイントシェーカー等の公知の方法が挙げられる。
下引層形成用塗布液を導電性基体上に塗布する方法としては、例えば、ブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
下引層の膜厚は、例えば、好ましくは15μm以上、より好ましくは20μm以上50μm以下の範囲内に設定される。
(中間層)
図示は省略するが、下引層と感光層との間に中間層をさらに設けてもよい。
中間層は、例えば、樹脂を含む層である。中間層に用いる樹脂としては、例えば、アセタール樹脂(例えばポリビニルブチラール等)、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、カゼイン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル-無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン-アルキッド樹脂、フェノール-ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂等の高分子化合物が挙げられる。
中間層は、有機金属化合物を含む層であってもよい。中間層に用いる有機金属化合物としては、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、マンガン、ケイ素等の金属原子を含有する有機金属化合物等が挙げられる。
これらの中間層に用いる化合物は、単独で又は複数の化合物の混合物若しくは重縮合物として用いてもよい。
これらの中でも、中間層は、ジルコニウム原子又はケイ素原子を含有する有機金属化合物を含む層であることが好ましい。
中間層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた中間層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥、必要に応じて加熱することで行う。
中間層を形成する塗布方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が用いられる。
中間層の膜厚は、例えば、好ましくは0.1μm以上3μm以下の範囲に設定される。なお、中間層を下引層として使用してもよい。
(電荷発生層)
電荷発生層は、例えば、電荷発生材料と結着樹脂とを含む層である。また、電荷発生層は、電荷発生材料の蒸着層であってもよい。電荷発生材料の蒸着層は、LED(Light Emitting Diode)、有機EL(Electro-Luminescence)イメージアレー等の非干渉性光源を用いる場合に好適である。
電荷発生材料としては、ビスアゾ、トリスアゾ等のアゾ顔料;ジブロモアントアントロン等の縮環芳香族顔料;ペリレン顔料;ピロロピロール顔料;フタロシアニン顔料;酸化亜鉛;三方晶系セレン等が挙げられる。
これらの中でも、近赤外域のレーザ露光に対応させるためには、電荷発生材料としては、金属フタロシアニン顔料、又は無金属フタロシアニン顔料を用いることが好ましい。具体的には、例えば、特開平5-263007号公報、特開平5-279591号公報等に開示されたヒドロキシガリウムフタロシアニン;特開平5-98181号公報等に開示されたクロロガリウムフタロシアニン;特開平5-140472号公報、特開平5-140473号公報等に開示されたジクロロスズフタロシアニン;特開平4-189873号公報等に開示されたチタニルフタロシアニンがより好ましい。
一方、近紫外域のレーザ露光に対応させるためには、電荷発生材料としては、ジブロモアントアントロン等の縮環芳香族顔料;チオインジゴ系顔料;ポルフィラジン化合物;酸化亜鉛;三方晶系セレン;特開2004-78147号公報、特開2005-181992号公報に開示されたビスアゾ顔料等が好ましい。
450nm以上780nm以下に発光の中心波長があるLED,有機ELイメージアレー等の非干渉性光源を用いる場合にも、上記電荷発生材料を用いてもよいが、解像度の観点より、感光層を20μm以下の薄膜で用いるときには、感光層中の電界強度が高くなり、基体からの電荷注入による帯電低下、いわゆる黒点と呼ばれる画像欠陥を生じやすくなる。これは、三方晶系セレン、フタロシアニン顔料等のp-型半導体で暗電流を生じやすい電荷発生材料を用いたときに顕著となる。
これに対し、電荷発生材料として、縮環芳香族顔料、ペリレン顔料、アゾ顔料等のn-型半導体を用いた場合、暗電流を生じ難く、薄膜にしても黒点と呼ばれる画像欠陥を抑制し得る。n-型の電荷発生材料としては、例えば、特開2012-155282号公報の段落[0288]~[0291]に記載された化合物(CG-1)~(CG-27)が挙げられるがこれに限られるものではない。
なお、n-型の判定は、通常使用されるタイムオブフライト法を用い、流れる光電流の極性によって判定され、正孔よりも電子をキャリアとして流しやすいものをn-型とする。
電荷発生層に用いる結着樹脂としては、広範な絶縁性樹脂から選択され、また、結着樹脂としては、ポリ-N-ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン、ポリシラン等の有機光導電性ポリマーから選択してもよい。
結着樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂(ビスフェノール類と芳香族2価カルボン酸の重縮合体等)、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂等が挙げられる。ここで、「絶縁性」とは、体積抵抗率が1013Ωcm以上であることをいう。
これらの結着樹脂は1種を単独で又は2種以上を混合して用いられる。
なお、電荷発生材料と結着樹脂の配合比は、質量比で10:1から1:10までの範囲内であることが好ましい。
電荷発生層には、その他、周知の添加剤が含まれていてもよい。
電荷発生層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた電荷発生層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱することで行う。なお、電荷発生層の形成は、電荷発生材料の蒸着により行ってもよい。電荷発生層の蒸着による形成は、特に、電荷発生材料として縮環芳香族顔料、ペリレン顔料を利用する場合に好適である。
電荷発生層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、メタノール、エタノール、n-プロパノール、n-ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸n-ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロロベンゼン、トルエン等が挙げられる。これら溶剤は、1種を単独で又は2種以上を混合して用いる。
電荷発生層形成用塗布液中に粒子(例えば電荷発生材料)を分散させる方法としては、例えば、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、横型サンドミル等のメディア分散機や、攪拌、超音波分散機、ロールミル、高圧ホモジナイザー等のメディアレス分散機が利用される。高圧ホモジナイザーとしては、例えば、高圧状態で分散液を液-液衝突や液-壁衝突させて分散する衝突方式や、高圧状態で微細な流路を貫通させて分散する貫通方式等が挙げられる。
なお、この分散の際、電荷発生層形成用塗布液中の電荷発生材料の平均粒径を0.5μm以下、好ましくは0.3μm以下、更に好ましくは0.15μm以下にすることが有効である。
電荷発生層形成用塗布液を下引層上(又は中間層上)に塗布する方法としては、例えばブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
電荷発生層の膜厚は、例えば、好ましくは0.1μm以上5.0μm以下、より好ましくは0.2μm以上2.0μm以下の範囲内に設定される。
(電荷輸送層)
電荷輸送層は、例えば、電荷輸送材料と結着樹脂とを含む層である。電荷輸送層は、高分子電荷輸送材料を含む層であってもよい。
電荷輸送材料としては、p-ベンゾキノン、クロラニル、ブロマニル、アントラキノン等のキノン系化合物;テトラシアノキノジメタン系化合物;2,4,7-トリニトロフルオレノン等のフルオレノン化合物;キサントン系化合物;ベンゾフェノン系化合物;シアノビニル系化合物;エチレン系化合物等の電子輸送性化合物が挙げられる。電荷輸送材料としては、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、アリールアルカン系化合物、アリール置換エチレン系化合物、スチルベン系化合物、アントラセン系化合物、ヒドラゾン系化合物等の正孔輸送性化合物も挙げられる。これらの電荷輸送材料は1種を単独で又は2種以上で用いられるが、これらに限定されるものではない。
電荷輸送材料としては、電荷移動度の観点から、下記構造式(a-1)で示されるトリアリールアミン誘導体、及び下記構造式(a-2)で示されるベンジジン誘導体が好ましい。
Figure 0007275678000001
構造式(a-1)中、ArT1、ArT2、及びArT3は、各々独立に置換若しくは無置換のアリール基、-C-C(RT4)=C(RT5)(RT6)、又は-C-CH=CH-CH=C(RT7)(RT8)を示す。RT4、RT5、RT6、RT7、及びRT8は各々独立に水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を示す。
上記各基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基も挙げられる。
Figure 0007275678000002
構造式(a-2)中、RT91及びRT92は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、又は炭素数1以上5以下のアルコキシ基を示す。RT101、RT102、RT111及びRT112は各々独立に、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、炭素数1以上2以下のアルキル基で置換されたアミノ基、置換若しくは無置換のアリール基、-C(RT12)=C(RT13)(RT14)、又は-CH=CH-CH=C(RT15)(RT16)を示し、RT12、RT13、RT14、RT15及びRT16は各々独立に水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を表す。Tm1、Tm2、Tn1及びTn2は各々独立に0以上2以下の整数を示す。
上記各基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基も挙げられる。
ここで、構造式(a-1)で示されるトリアリールアミン誘導体、及び前記構造式(a-2)で示されるベンジジン誘導体のうち、特に、「-C-CH=CH-CH=C(RT7)(RT8)」を有するトリアリールアミン誘導体、及び「-CH=CH-CH=C(RT15)(RT16)」を有するベンジジン誘導体が、電荷移動度の観点で好ましい。
高分子電荷輸送材料としては、ポリ-N-ビニルカルバゾール、ポリシラン等の電荷輸送性を有する公知のものが用いられる。特に、特開平8-176293号公報、特開平8-208820号公報等に開示されているポリエステル系の高分子電荷輸送材は特に好ましい。なお、高分子電荷輸送材料は、単独で使用してよいが、結着樹脂と併用してもよい。
電荷輸送層に用いる結着樹脂は、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン-ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン-アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル-酢酸ビニル-無水マレイン酸共重合体、シリコーン樹脂、シリコーンアルキッド樹脂、フェノール-ホルムアルデヒド樹脂、スチレン-アルキッド樹脂、ポリ-N-ビニルカルバゾール、ポリシラン等が挙げられる。これらの中でも、結着樹脂としては、ポリカーボネート樹脂又はポリアリレート樹脂が好適である。これらの結着樹脂は1種を単独で又は2種以上で用いる。
なお、電荷輸送材料と結着樹脂との配合比は、質量比で10:1から1:5までが好ましい。
電荷輸送層には、その他、周知の添加剤が含まれていてもよい。
電荷輸送層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた電荷輸送層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥、必要に応じて加熱することで行う。
電荷輸送層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素類;アセトン、2-ブタノン等のケトン類;塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素類;テトラヒドロフラン、エチルエーテル等の環状又は直鎖状のエーテル類等の通常の有機溶剤が挙げられる。これら溶剤は、単独で又は2種以上混合して用いる。
電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層の上に塗布する際の塗布方法としては、ブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
電荷輸送層の膜厚は、例えば、好ましくは5μm以上50μm以下、より好ましくは10μm以上30μm以下の範囲内に設定される。
(表面保護層)
表面保護層(以下単に「保護層」とも称す)は、感光層上に設けられる。保護層は、例えば、帯電時の感光層の化学的変化を防止したり、感光層の機械的強度をさらに改善したりする目的で設けられる。そのため、保護層は、硬化膜(架橋膜)で構成された層を適用することがよい。これら層としては、例えば、下記1)又は2)に示す層が挙げられる。
1)反応性基及び電荷輸送性骨格を同一分子内に有する反応性基含有電荷輸送材料を含む組成物の硬化膜で構成された層(つまり当該反応性基含有電荷輸送材料の重合体又は架橋体を含む層)。
2)非反応性の電荷輸送材料と、電荷輸送性骨格を有さず、反応性基を有する反応性基含有非電荷輸送材料と、を含む組成物の硬化膜で構成された層(つまり、非反応性の電荷輸送材料と、当該反応性基含有非電荷輸送材料の重合体又は架橋体と、を含む層)。
反応性基としては、連鎖重合性基、エポキシ基、-OH、-OR[但し、Rはアルキル基を示す]、-NH、-SH、-COOH、-SiRQ1 3-Qn(ORQ2Qn[但し、RQ1は水素原子、アルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を表し、RQ2は水素原子、アルキル基、トリアルキルシリル基を表す。Qnは1~3の整数を表す]等の周知の反応性基が挙げられる。なお、反応性基含有非電荷輸送材料における反応性基としても、上記の周知の反応性基が挙げられる。
連鎖重合性基としては、ラジカル重合しうる官能基であれば特に限定されない。連鎖重合性基としては、例えば、炭素二重結合を含有する基を有する官能基が挙げられる。具体的には、炭素二重結合を含有する基を有する官能基としては、ビニル基、ビニルエーテル基、ビニルチオエーテル基、スチリル基(ビニルフェニル基)、アクリロイル基、メタクリロイル基、及びそれらの誘導体から選択される少なくとも一つを含有する基等が挙げられる。上記の中でも、その反応性に優れることから、連鎖重合性基としては、ビニル基、スチリル基(ビニルフェニル基)、アクリロイル基、メタクリロイル基、及びそれらの誘導体から選択される少なくとも一つを含有する基であることが好ましく、アクリロイル基、メタクリロイル基、及びそれらの誘導体から選択される少なくとも一つを含有する基であることがより好ましく、アクリロイル基及びメタクリロイル基の少なくとも一方を含有する基であることがさらに好ましい。
電荷輸送性骨格としては、電子写真感光体における公知の構造であれば特に限定されるものではなく、例えば、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、ヒドラゾン系化合物等の含窒素の正孔輸送性化合物に由来する骨格であって、窒素原子と共役している構造が挙げられる。これらの中でも、電荷輸送性骨格として、トリアリールアミン骨格を含むことが好ましい。
反応性基含有電荷輸送材料、非反応性の電荷輸送材料及び反応性基含有非電荷輸送材料は、周知の材料から選択してよい。
表面保護層は、前記1)及び2)の中でも、前記1)反応性基及び電荷輸送性骨格を同一分子内に有する反応性基含有電荷輸送材料を含む組成物の硬化物から構成されていることが好ましい。
表面保護層が、前記1)反応性基及び電荷輸送性骨格を同一分子内に有する反応性基含有電荷輸送材料を含む組成物の硬化物から構成されている表面保護層であると、前記2)に示す態様の硬化物から構成される表面保護層に比べ、表面保護層の硬度がより高くなる傾向にある。表面保護層の硬度が高いと、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥が、生じ易い傾向にある。本実施形態よれば、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーを用いることで、硬度の高い表面保護層を有する電子写真感光体を備える画像形成装置においても、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方が抑制できる。
前記反応性基含有電荷輸送材料は、反応性基としてアクリロイル基及びメタクリロイル基の少なくとも一方を有する反応性基含有電荷輸送材料(以下、「特定の反応性基含有電荷輸送材料(a)」とも称する)を含むことが好ましい。
反応性基含有電荷輸送材料が特定の反応性基含有電荷輸送材料(a)を含むと、表面保護層の硬度がより高くなる傾向にある。表面保護層の硬度がより高くなると、先述の通り、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥が、生じ易い傾向にある。本実施形態よれば、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーを用いることで、硬度の高い表面保護層を有する電子写真感光体を備える画像形成装置においても、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方が抑制できる。
・特定の反応性基含有電荷輸送材料(a)
表面保護層に用いられる特定の反応性基含有電荷輸送材料(a)は、同一分子内に電荷輸送性骨格及びアクリロイル基又はメタクリロイル基を有する化合物であり、この構造上の条件を満たしていれば、特に限定されるものではない。
特定の反応性基含有電荷輸送材料(a)はメタクリロイル基を有する化合物であることが好ましい。その理由は明確ではないが、以下のように推測される。通常、硬化反応には反応性の高いアクリロイル基を有する化合物が用いられることが多い。嵩高い電荷輸送性骨格に置換基として反応性の高いアクリロイル基を有する場合、硬化反応にムラが生じやすいため、硬化膜に表面保護層のムラおよびシワを発生させやすくなる。一方、アクリロイル基よりも反応性の低いメタクリロイル基を有する特定の反応性基含有電荷輸送材料(a)を用いることで、硬化膜に表面保護層のムラおよびシワの発生を抑制させやすくなると推測される。
特定の反応性基含有電荷輸送材料(a)において、電荷輸送性骨格とアクリロイル基又はメタクリロイル基との間に炭素原子が1つ以上介在した構造であることが好ましい。つまり、特定の反応性基含有電荷輸送材料(a)としては、電荷輸送性骨格とアクリロイル基又はメタクリロイル基との間には炭素原子を1つ以上含む炭素鎖を連結基として有することが好ましい態様である。特に、かかる連結基がアルキレン基であることがもっとも好ましい態様である。
上記の態様が好ましい理由としては、必ずしも明らかではないが、例えば、以下の理由が考えられる。表面保護層における機械強度については、嵩高い電荷輸送性骨格と重合部位(アクリロイル基又はメタクリロイル基)が近くリジッド(剛直)であると重合部位同士が動き難くなり、反応する確率が低下してしまう場合があるものと考えられる。
さらに、特定の反応性基含有電荷輸送材料(a)は、同一分子内にトリフェニルアミン骨格と3つ以上、より好ましくは、4つ以上のメタクリロイル基と、を有する構造の化合物(a’)であることが好ましい態様である。この態様の場合、合成時の化合物の安定性が確保し易くなる。また、この態様とすることで、架橋密度が高く、十分な機械的強度を有する表面保護層を形成しうるため、表面保護層の厚膜化が図りやすくなる。
本実施態様において、特定の反応性基含有電荷輸送材料(a)としては、下記一般式(A)で表される化合物であることが、電荷輸送性に優れることから、好ましい。
Figure 0007275678000003
上記一般式(A)中、Ar乃至Arは、それぞれ独立に、置換若しくは未置換のアリール基を示し、Arは置換若しくは未置換のアリール基、又は置換若しくは未置換のアリーレン基を示し、Dは-(CH-(O-CH-CH-O-CO-C(CH)=CHを示し、c1乃至c5は、それぞれ独立に、0以上2以下の整数を示し、kは0又は1を示し、dは0以上5以下の整数を示し、eは0又は1を示し、Dの総数は4以上である。
一般式(A)において、Ar乃至Arは、それぞれ独立に、置換若しくは未置換のアリール基を示す。Ar乃至Arは、それぞれ、同一でもあってもよいし、異なっていてもよい。
ここで、置換アリール基における置換基としては、D:-(CH-(O-CH-CH-O-CO-C(CH)=CH以外のものとして、炭素数1乃至4のアルキル基若しくはアルコキシ基、炭素数6以上10以下の置換若しくは未置換のアリール基等が挙げられる。
Ar乃至Arとしては、下記式(1)乃至(7)のうちのいずれかであることが好ましい。なお、下記式(1)乃至(7)は、Ar乃至Arの各々に連結され得る「-(D)C1」乃至「-(D)C4」を総括的に示した「-(D)」と共に示す。
Figure 0007275678000004
上記式(1)乃至(7)中、Rは、水素原子、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数1以上4以下のアルキル基若しくは炭素数1以上4以下のアルコキシ基で置換されたフェニル基、未置換のフェニル基、及び炭素数7以上10以下のアラルキル基からなる群より選ばれる1種を表し、R乃至Rは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数1以上4以下のアルコキシ基、炭素数1以上4以下のアルコキシ基で置換されたフェニル基、未置換のフェニル基、炭素数7以上10以下のアラルキル基、及びハロゲン原子からなる群より選ばれる1種を表し、Arは置換又は未置換のアリーレン基を表し、Dは-(CH-(O-CH-CH-O-CO-C(CH)=CHを表し、cは1又は2を表し、sは0又は1を表し、tは0以上3以下の整数を表す。
ここで、式(7)中のArとしては、下記構造式(8)又は(9)で表されるものが好ましい。
Figure 0007275678000005
上記式(8)及び(9)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数1以上4以下のアルコキシ基、炭素数1以上4以下のアルコキシ基で置換されたフェニル基、未置換のフェニル基、炭素数7以上10以下のアラルキル基、及びハロゲン原子からなる群より選ばれる1種を表し、t’はそれぞれ0以上3以下の整数を表す。
また、前記式(7)中、Z’は2価の有機連結基を示すが、下記式(10)乃至(17)のうちのいずれかで表されるものが好ましい。また、前記式(7)中、sはそれぞれ0又は1を表す。
Figure 0007275678000006
上記式(10)乃至(17)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数1以上4以下のアルコキシ基若しくは炭素数1以上4以下のアルコキシ基で置換されたフェニル基、未置換のフェニル基、炭素数7以上10以下のアラルキル基、及びハロゲン原子からなる群より選ばれる1種を表し、Wは2価の基を表し、q及びrはそれぞれ独立に1以上10以下の整数を表し、t”はそれぞれ0以上3以下の整数を表す。
前記式(16)乃至(17)中のWとしては、下記(18)乃至(26)で表される2価の基のうちのいずれかであることが好ましい。但し、式(25)中、uは0以上3以下の整数を表す。
Figure 0007275678000007
また、一般式(A)中、Arは、kが0の時は置換若しくは未置換のアリール基であり、このアリール基としては、Ar乃至Arの説明で例示されたアリール基と同様のものが挙げられる。また、Arは、kが1の時は置換若しくは未置換のアリーレン基であり、このアリーレン基としては、Ar乃至Arの説明で例示されたアリール基から、-N(Ar-(D)C3)(Ar-(D)C4)が置換する位置の水素原子を1つ除いたアリーレン基が挙げられる。
一般式(A)で示される化合物の具体例としては、特開2018-4968号公報の段落[0236]~[0240]に記載の化合物等が挙げられる。
一般式(A)で示される化合物の製造方法としては、特開2018-4968号公報の段落[0241]~[0244]に記載の製造方法等が挙げられる。
反応性電荷輸送材料は、特定の反応性基含有電荷輸送材料(a)以外の化合物(以下、「その他の反応性電荷輸送材料(a”)」とも称す)を含んでいてもよい。その他の反応性電荷輸送材料としては、公知の電荷輸送材料にアクリロイル基又はメタクリロイル基を導入した化合物が用いられる。
反応性基含有電荷輸送材料に対する特定の反応性基含有電荷輸送材料(a)の割合は、90質量%以上100質量%以下であることが好ましく、98質量%以上100質量%以下であることがより好ましい。
反応性基含有電荷輸送材料の含有量は、表面保護層を形成する際に用いられる組成物(固形分)に対して30質量%以上100質量%以下が好ましく、より好ましくは40質量%以上100質量%以下、更に好ましくは50質量%以上100質量%以下である。この範囲とすることで、硬化膜の電気特性に優れ、硬化膜を厚膜化し得る。
表面保護層の硬さ(ユニバーサル硬さ)は、140N/mm以上300N/mm以下であることが好ましく、160mN/mm以上280N/mm以下でがより好ましく、180mN/mm以上260mN/mm以下であることがさらに好ましい。
表面保護層の硬さが、上記範囲内であると、硬度の高い表面保護層が得られる傾向にある。硬度の高い表面保護層を有する電子写真感光体を備える画像形成装置では、先述の通り、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥が、生じ易い傾向にある。本実施形態よれば、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーを用いることで、硬度の高い表面保護層を有する電子写真感光体を備える画像形成装置においても、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方が抑制できる。
表面保護層のユニバーサル硬さは、下記の方法で測定する。
表面保護層のユニバーサル硬さは、25℃相対湿度50%の環境下で、ビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を用いて硬度試験を行い、最大荷重20mNで押し込んだときの、ユニバーサル硬さとする。
(測定の詳細)
測定機器としては、フィッシャー・インストルメンツ社製のフィッシャースコープH100V(微小硬さ測定装置)を使用する。測定に用いた圧子は、対面角136°のビッカース四角錐ダイヤモンド圧子である。
(測定条件)
・負荷条件:4mN/secの速度で電子写真感光体の表面保護層の表面からビッカース圧子を押し込む。
・負荷時間:5sec。
・保持時間:5sec。
・除荷条件:負荷と同じ速度で負荷を除く。
測定試料は、作製した電子写真感光体をH100V機に固定し、表面保護層の表面に対して垂直にビッカース圧子を押し込み、測定する。測定は、圧子負荷(5sec)、荷重保持(5sec)、除荷の手順で行う。
保護層には、その他、周知の添加剤が含まれていてもよい。
保護層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた保護層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱等の硬化処理することで行う。
保護層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテル等のセロソルブ系溶剤;イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール系溶剤等が挙げられる。これら溶剤は、単独で又は2種以上混合して用いる。なお、保護層形成用塗布液は、無溶剤の塗布液であってもよい。
保護層形成用塗布液を感光層(例えば電荷輸送層)上に塗布する方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
保護層の膜厚は、例えば、好ましくは1μm以上20μm以下、より好ましくは2μm以上10μm以下の範囲内に設定される。
(単層型感光層)
単層型感光層(電荷発生/電荷輸送層)は、例えば、電荷発生材料と電荷輸送材料と、必要に応じて、結着樹脂、及びその他周知の添加剤と、を含む層である。なお、これら材料は、電荷発生層及び電荷輸送層で説明した材料と同様である。
そして、単層型感光層中、電荷発生材料の含有量は、全固形分に対して0.1質量%以上10質量%以下がよく、好ましくは0.8質量%以上5質量%以下である。また、単層型感光層中、電荷輸送材料の含有量は、全固形分に対して5質量%以上50質量%以下がよい。
単層型感光層の形成方法は、電荷発生層や電荷輸送層の形成方法と同様である。
単層型感光層の膜厚は、例えば、5μm以上50μm以下がよく、好ましくは10μm以上40μm以下である。
[帯電装置]
帯電装置15は、電子写真感光体12の表面を帯電する。帯電装置15は、例えば、電子写真感光体12表面に接触または非接触で設けられ、電子写真感光体12の表面を帯電する帯電部材14、及び帯電部材14に帯電電圧を印加する電源28(帯電部材用の電圧印加部の一例)を備えている。電源28は、帯電部材14に電気的に接続されている。
帯電装置15の帯電部材14としては、例えば、導電性の帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電フィルム、帯電ゴムブレード、帯電チューブ等を用いた接触方式の帯電器が挙げられる。また、帯電部材14としては、例えば、非接触方式のローラ帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器又はコロトロン帯電器等のそれ自体公知の帯電器等も挙げられる。
[静電荷像形成装置]
静電荷像形成装置16は、帯電された電子写真感光体12の表面に静電荷像を形成する。具体的には、例えば、静電荷像形成装置16は、帯電部材14により帯電された電子写真感光体12の表面に、形成する対象となる画像の画像情報に基づいて変調された光Lを照射して、電子写真感光体12上に画像情報の画像に応じた静電荷像を形成する。
静電荷像形成装置16としては、例えば、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッタ光等の光を像様に露光する光源を持つ光学系機器等が挙げられる。
[現像装置]
現像装置18は、例えば、静電荷像形成装置16による光Lの照射位置より電子写真感光体12の回転方向下流側に設けられている。現像装置18内には、現像剤を収容する収容部が設けられている。この収容部には、特定静電荷像現像用トナーを有する静電荷像現像剤が収容されている。静電荷像現像用トナーは、例えば、現像装置18内で帯電された状態で収容されている。
現像装置18は、例えば、静電荷像現像用トナーを含む現像剤により、電子写真感光体12の表面に形成された静電荷像を現像する現像部材18Aと、現像部材18Aに現像電圧を印加する電源32と、を備えている。この現像部材18Aは、例えば、電源32に電気的に接続されている。
現像装置18の現像部材18Aとしては、現像剤の種類に応じて選択されるが、例えば、磁石が内蔵された現像スリーブを有する現像ロールが挙げられる。
現像装置18(電源32を含む)は、例えば、画像形成装置10に設けられた制御装置36に電気的に接続されており、制御装置36により駆動制御されて、現像部材18Aに現像電圧を印加する。現像電圧を印加された現像部材18Aは、現像電圧に応じた現像電位に帯電される。そして、現像電位に帯電された現像部材18Aは、例えば、現像装置18内に収容された現像剤を表面に保持して、現像剤に含まれる静電荷像現像用トナーを現像装置18内から電子写真感光体12表面へと供給する。静電荷像現像用トナーが供給された電子写真感光体12表面では、形成された静電荷像が静電荷像現像用トナー画像として現像される。
[転写装置]
転写装置31は、例えば、現像部材18Aの配設位置より電子写真感光体12の回転方向下流側に設けられている。転写装置31は、例えば、電子写真感光体12の表面に形成された静電荷像現像用トナー画像を記録媒体30Aへ転写する転写部材20と、転写部材20に転写電圧を印加する電源30と、を備えている。転写部材20は、例えば、円柱状とされており、電子写真感光体12との間で記録媒体30Aを挟んで搬送する。転写部材20は、例えば、電源30に電気的に接続されている。
転写部材20としては、例えば、ベルト、ローラ、フィルム、ゴムクリーニングブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器又はコロトロン転写帯電器等のそれ自体公知の非接触型転写帯電器が挙げられる。
転写装置31(電源30を含む)は、例えば、画像形成装置10に設けられた制御装置36に電気的に接続されており、制御装置36により駆動制御されて、転写部材20に転写電圧を印加する。転写電圧を印加された転写部材20は、転写電圧に応じた転写電位に帯電される。
転写部材20の電源30から転写部材20に、電子写真感光体12上に形成された静電荷像現像用トナー画像を構成する静電荷像現像用トナーとは逆極性の転写電圧が印加されると、例えば、電子写真感光体12と転写部材20との向かい合う領域(図1中、転写領域32A参照)には、電子写真感光体12上の静電荷像現像用トナー画像を構成する各静電荷像現像用トナーを静電力により電子写真感光体12から転写部材20側へと移動させる電界強度の転写電界が形成される。
記録媒体30Aは、例えば、図示を省略する収容部に収容されており、この収容部から図示を省略する複数の搬送部材によって搬送経路34に沿って搬送され、電子写真感光体12と転写部材20との向かい合う領域である転写領域32Aに到る。図1中に示す例では、矢印B方向に搬送される。転写領域32Aに到った記録媒体30Aは、例えば、転写部材20に転写電圧が印加されることにより該領域に形成された転写電界によって、電子写真感光体12上の静電荷像現像用トナー画像が転写される。すなわち、例えば、電子写真感光体12表面から記録媒体30Aへの静電荷像現像用トナーの移動により、記録媒体30A上に静電荷像現像用トナー画像が転写される。そして、電子写真感光体12上の静電荷像現像用トナー画像は、転写電界により記録媒体30A上に転写される。
[クリーニング装置]
クリーニング装置22は、転写領域32Aより電子写真感光体12の回転方向下流側に設けられている。クリーニング装置22は、静電荷像現像用トナー画像を記録媒体30Aに転写した後に、電子写真感光体12に付着した残留トナーをクリーニング(清掃)する。クリーニング装置22では、残留トナー以外にも、紙粉等の付着物をクリーニングする。
クリーニング装置22は、クリーニングブレード220を有し、クリーニングブレード220の先端を電子写真感光体12の回転方向と対向する方向に向けて接触させて電子写真感光体12の表面の付着物を除去するものである。
ここで、図4を参照して、クリーニング装置22について説明する。
図4は、図1に示すクリーニング装置22におけるクリーニングブレード220の設置態様を示す概略構成図である。
図4に示すように、クリーニングブレード220の先端は、電子写真感光体12の回転方向(矢印方向)と対向する方向を向いており、この状態で電子写真感光体12の表面に接触している。
クリーニングブレード220と電子写真感光体12との間の角度θは、5°以上35°以下に設定されることが好ましく、10°以上25°以下に設定されることがより好ましい。
また、クリーニングブレード220の電子写真感光体12に対する押し付け圧Nは、0.6gf/mm以上6.0gf/mm以下に設定されることが好ましい。
ここで、上記角度θとは、具体的には、図4に示すように、クリーニングブレード220の先端と電子写真感光体12との接触部における接線(図4中の一点鎖線)とクリーニングブレード220の非変形部とでなす角の角度を指す。
また、上記押し付け圧Nとは、図4に示すように、クリーニングブレード220が電子写真感光体12に接触する位置において電子写真感光体12の中心に向けて押し付ける圧力(gf/mm)である。
クリーニングブレード220は、電子写真感光体12と接触する面とは反対の面側に支持部材(図4中では不図示)が接合しており、この支持部材により支持されている。この支持部材により、クリーニングブレード220が、電子写真感光体12に対し上記押し付け圧にて押し付けられる。支持部材としては、アルミニウム、ステンレス等の金属材料が挙げられる。なお、支持部材とクリーニングブレード220との間には、両者の接着を接合するための接着剤等による接着層を有していてもよい。
クリーニング装置は、クリーニングブレード220とこれを支持する支持部材以外にも公知の部材を含んでいてもよい。
クリーニングブレードは、少なくとも電子写真感光体と接触する接触部を板状のゴム基材を含んで構成されることが好ましい。クリーニングブレードは、ゴム基材の単層構造であってもよいし、ゴム基材の裏面(電子写真感光体と対向しない側の面)に背面層を積層した積層構造であってもよい。なお、背面層は、複層であってもよい。
ゴム基材は、その全体にゴムを含む。ここで、ゴムとは、常温(25℃)にてゴム弾性を有する高分子化合物をいう。ゴムとしては、例えば、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム等が挙げられる。上記の中でも、ゴム基材としては、ポリウレタンが好ましく、更には高結晶化されたポリウレタンがより好ましい。
ポリウレタンは、通常ポリイソシアネートとポリオールとを重合することで合成される。また、ポリオール以外にイソシアネート基と反応し得る官能基を有する樹脂を用いてもよい。なお、ポリウレタンはハードセグメントとソフトセグメントとを有していることが好ましい。
ここで、「ハードセグメント」および「ソフトセグメント」とは、ポリウレタン中で、前者を構成する材料の方が、後者を構成する材料よりも相対的に硬い材料からなり、後者を構成する材料の方が前者を構成する材料よりも相対的に柔らかい材料からなるセグメントを意味する。
ハードセグメントを構成する材料(ハードセグメント材料)とソフトセグメントを構成する材料(ソフトセグメント材料)との組み合わせとしては、特に限定されず、一方が他方に対して相対的に硬く、他方が一方に対して相対的に柔らかい組み合わせとなるよう公知の材料から選択し得るが、以下の組み合わせが好適である。
・ソフトセグメント材料
まず、ソフトセグメント材料としては、ポリオールとして、ジオールと二塩基酸との脱水縮合で得られるポリエステルポリオール、ジオールとアルキルカーボネートの反応により得られるポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリエーテルポリオール等が挙げられる。なお、ソフトセグメント材料として用いられる上記ポリオールの市販品としては、例えば、ダイセル社製のプラクセル205やプラクセル240などが挙げられる。
・ハードセグメント材料
また、ハードセグメント材料としては、イソシアネート基に対して反応し得る官能基を有する樹脂を用いることが好ましい。また、柔軟性のある樹脂であることが好ましく、柔軟性の点から直鎖構造を有する脂肪族系の樹脂であることがより好ましい。具体例としては、2つ以上のヒドロキシル基を含むアクリル樹脂や、2つ以上のヒドロキシル基を含むポリブタジエン樹脂、2つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂等を用いることが好ましい。
2つ以上のヒドロキシル基を含むアクリル樹脂の市販品としては、例えば、綜研化学社製のアクトフロー(グレード:UMB-2005B、UMB-2005P、UMB-2005、UME-2005等)が挙げられる。
2つ以上のヒドロキシル基を含むポリブタジエン樹脂の市販品としては、例えば、出光興産株式会社製、R-45HT等が挙げられる。
2つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂としては、従来の一般的なエポキシ樹脂のごとく硬くて脆い性質を有するものではなく、従来のエポキシ樹脂よりも柔軟強靭性であるものが好ましい。上記エポキシ樹脂としては、例えば、分子構造の面では、その主鎖構造中に、主鎖の可動性を高くし得る構造(柔軟性骨格)を有するものが好適であり、柔軟性骨格としては、アルキレン骨格や、シクロアルカン骨格、ポリオキシアルキレン骨格等が挙げられ、特にポリオキシアルキレン骨格が好適である。
また、物性面では、従来のエポキシ樹脂と比べて、分子量に比して粘度が低いエポキシ樹脂が好適である。具体的には、重量平均分子量が900±100の範囲内であり、25℃における粘度が15000±5000mPa・sの範囲内であることが好ましく、15000±3000mPa・sの範囲内であることがより好ましい。この特性を有するエポキシ樹脂の市販品としては、例えば、DIC製、EPLICON EXA-4850-150等が挙げられる。
ハードセグメント材料およびソフトセグメント材料を用いる場合、ハードセグメント材料およびソフトセグメント材料の総量に対するハードセグメントを構成する材料の質量比(以下「ハードセグメント材料比」と称す)が10質量%以上30質量%以下の範囲内であることが好ましく、13質量%以上23質量%以下の範囲内であることがより好ましく、15質量%以上20質量%以下の範囲内であることが更に好ましい。
ハードセグメント材料比が、10質量%以上であることにより、耐摩耗性が得られる。一方、ハードセグメント材料比が30質量%以下であることにより、硬くなり過ぎることがなく、柔軟性や伸張性が得られ、欠けの発生が抑制される。
・ポリイソシアネート
ポリウレタンの合成に用いられるポリイソシアネートとしては、例えば、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,6-トルエンジイソシアネート(TDI)、1,6-ヘキサンジイソシアネート(HDI)、1,5-ナフタレンジイソシアネート(NDI)および3,3-ジメチルフェニル-4,4-ジイソシアネート(TODI)などが挙げられる。
なお、求められる大きさ(粒子径)のハードセグメント凝集体の形成し易さという点から、ポリイソシアネートとしては、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,5-ナフタレンジイソシアネート(NDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)がより好ましい。
ポリイソシアネートのイソシアネート基に対して反応し得る官能基を有する樹脂100質量部に対する配合量は、20質量部以上40質量部以下が好ましく、更には20質量部以上35質量部以下がより好ましく、20質量部以上30質量部以下が更に好ましい。
20質量部以上であることにより、ウレタン結合量が多く確保されてハードセグメント成長し、求められる硬度が得られる。一方40質量部以下であることにより、ハードセグメントが大きくなり過ぎず、伸張性が得られ、摺擦部材の欠けの発生が抑制される。
・架橋剤
架橋剤としては、ジオール(2官能)、トリオール(3官能)、テトラオール(4官能)等が挙げられ、これらを併用してもよい。また、架橋剤としてアミン系化合物を用いてもよい。なお、3官能以上の架橋剤を用いて架橋されたものであることが好ましい。3官能の架橋剤としては、例えば、トリメチロールプロパン、グリセリン、トリイソプロパノールアミン等が挙げられる。
架橋剤のイソシアネート基に対して反応し得る官能基を有する樹脂100質量部に対する配合量は2質量部以下が好ましい。2質量部以下であることにより、分子運動が化学架橋で拘束されることなく、熟成によるウレタン結合由来のハードセグメントが大きく成長し、求められる硬度が得られ易くなる。
・ゴム基材の成形方法
ゴムの一例であるポリウレタンを含むゴム基材の製造は、プレポリマー法やワンショット法など、ポリウレタンの一般的な製造方法が用いられる。プレポリマー法は強度、耐摩耗性に優れるポリウレタンが得られるため好適であるが、製法により制限されるものではない。
ポリウレタンは、上述したポリオールに、ポリイソシアネート化合物および架橋剤等を配合し混合して成形する。なお、ゴム基材の成形は、上記方法により調製されたゴム基材形成用の組成物を、例えば、遠心成形や押し出し成形等を利用して、シート状に形成し、切断加工等を施すことにより作製される。
・物性
ゴム基材に含有されるゴムがポリウレタンである場合、ポリウレタンの重量平均分子量は、1000以上4000以下の範囲内であることが好ましく、1500以上3500以下の範囲内であることがより好ましい。
クリーニングブレードは、少なくとも電子写真感光体との接触部が、JIS-A硬度(HBLD)が60°以上95°以下であることが好ましく、65°以上90°以下であることがより好ましく、70°以上85°以下であることがさらに好ましい。
クリーニングブレードの硬さが、上記範囲内である、すなわち、比較的硬度の高いクリーニングブレードを備える画像形成装置では、先述の通り、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥が、生じ易い傾向にある。本実施形態よれば、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーを用いることで、硬度の高いクリーニングブレードを備える電子写真感光体を備える画像形成装置においても、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方が抑制できる。
JIS-A硬度とは、JIS K 7311(1995年)に示される硬さ試験法に従い、JIS K 7215(1986年)に規定されるタイプAデュロメータを用いて測定された値をいう。
電子写真感光体との接触部とは、電子写真感光体の回転が停止しているときにクリーニングブレードが電子写真感光体と接触している部分、および電子写真感光体が回転しているときにクリーニングブレードが電子写真感光体と接触している部分の両方をいう。
クリーニングブレードにおける、少なくとも電子写真感光体との接触部のJIS-A硬度を、60以上75以下とするためには、例えば、ハードセグメント材料とソフトセグメント材料との組み合わせを調整する方法;ハードセグメント材料とソフトセグメント材料との材料比(配合比)を調整する方法;ゴム基材形成用の組成物(クリーニングブレード成形用組成物)の硬化条件(例えば熟成時間、熟成温度)を調整する方法;が挙げられる。
クリーニングブレードの硬度(HBLD)と表面保護層の硬度(HOCL)との比(HBLD/HOCL)は、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方をより抑制する観点から、0.8以下であることが好ましく、0.7以下であることがより好ましく、0.6以下であることがさらに好ましい。
[除電装置]
除電装置24は、例えば、クリーニング装置22より電子写真感光体12の回転方向下流側に設けられている。除電装置24は、静電荷像現像用トナー画像を転写した後、電子写真感光体12の表面を露光して除電する。具体的には、例えば、除電装置24は、画像形成装置10に設けられた制御装置36に電気的に接続されており、制御装置36により駆動制御されて、電子写真感光体12の全表面(具体的には例えば画像形成領域の全面)を露光して除電する。
除電装置24としては、例えば、白色光を照射するタングステンランプ、赤色光を照射する発光ダイオード(LED)等の光源を有する装置が挙げられる。
[定着装置]
定着装置26は、例えば、転写領域32Aより記録媒体30Aの搬送経路34の搬送方向下流側に設けられている。定着装置26は、定着部材26Aと、定着部材26Aに接触して配置される加圧部材26Bと、を有し、定着部材26Aと加圧部材26Bとの接触部で記録媒体30A上に転写された静電荷像現像用トナー画像を定着する。具体的には、例えば、定着装置26は、画像形成装置10に設けられた制御装置36に電気的に接続されており、制御装置36により駆動制御されて、記録媒体30A上に転写された静電荷像現像用トナー画像を熱及び圧力によって記録媒体30Aに定着する。
定着装置26としては、それ自体公知の定着器、例えば熱ローラ定着器、オーブン定着器等が挙げられる。
具体的には、例えば、定着装置26は、定着部材26Aとして、定着ロール又は定着ベルトと、加圧部材26Bとして、加圧ロール又は加圧ベルトとを備える周知の定着装置が適用される。
ここで、搬送経路34に沿って搬送されて電子写真感光体12と転写部材20との向かい合う領域(転写領域32A)を通過することにより静電荷像現像用トナー画像を転写された記録媒体30Aは、例えば、図示を省略する搬送部材によってさらに搬送経路34に沿って定着装置26の設置位置に到り、記録媒体30A上の静電荷像現像用トナー画像の定着が行われる。
静電荷像現像用トナー画像の定着によって画像形成された記録媒体30Aは、図示を省略する複数の搬送部材によって画像形成装置10の外部へと排出される。なお、電子写真感光体12は、除電装置24による除電後、再度、帯電装置15によって帯電電位に帯電される。
[画像形成装置の動作]
本実施形態に係る画像形成装置10の動作の一例について説明する。なお、画像形成装置10の各種動作は、制御装置36において実行する制御プログラムにより行われる。
画像形成装置10の画像形成動作について説明する。
まず、電子写真感光体12の表面が帯電装置15により帯電される。静電荷像形成装置16は、帯電された電子写真感光体12の表面を画像情報に基づいて露光する。これにより、電子写真感光体12上に画像情報に応じた静電荷像が形成される。現像装置18では、特定静電荷像現像用トナーを含む現像剤により、電子写真感光体12の表面に形成された静電荷像が現像される。これにより、電子写真感光体12の表面に、静電荷像現像用トナー画像が形成される。
転写装置31では、電子写真感光体12の表面に形成された静電荷像現像用トナー画像が記録媒体30Aへ転写される。記録媒体30Aに転写された静電荷像現像用トナー画像は、定着装置26により定着される。
一方、静電荷像現像用トナー画像を転写した後の電子写真感光体12の表面が、クリーニング装置22におけるクリーニングブレード220によりクリーニング(清掃)される、その後除電装置24により除電される。
〔静電荷像現像剤〕
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、特定トナーを少なくとも含む。本実施形態に係る静電荷像現像剤は、特定トナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、特定トナーとキャリアと混合した二成分現像剤であってもよい。
<静電荷像現像用トナー>
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(特定トナー)は、トナー粒子と、必要に応じて、外添剤と、を含んで構成される。
(特定トナーにおける温度及び粘度の特性値)
特定トナーは、T1=60℃における特定トナーの粘度ηをη(T1)、T2=90℃におけるトナーの粘度ηをη(T2)、T3=130℃における特定トナーの粘度ηをη(T3)としたとき、
(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)が-0.14以下であり、
(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)が-0.15以上であり、
(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)よりも(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)が大きい値である。
なお、本開示における「lnη(T1)」は、T1=60℃におけるトナーの粘度ηの自然対数の値である。また、ln(η(T1))と標記してもよい。
また、本開示における特定トナーの粘度の単位は、特に断りのない限り、Pa・sであるものとする。本実施形態における特定トナーの各温度における粘度は、下記方法により測定された値をいう。
特定トナーの損失弾性率は、回転平板型レオメータ(レオメトリックス社製:RDA2、RHIOSシステムver.4.3)を用いて直径8mmのパラレルプレートを用いて、周波数1Hz、20%以下の歪みをかけ、約30℃乃至150℃の間を昇温速度1℃/min.、試料重量約0.3gで昇温測定を行い、測定された値である。
特定トナーにおける特性値の1つである(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)は、-0.14以下であり、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方をより抑制する観点から、-0.16以下であることが好ましく、-0.30以上-0.18以下であることがより好ましく、-0.25以上-0.20以下であることが特に好ましい。
また、特定トナーにおける特性値の1つである(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)は、-0.15以上であり、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方をより抑制する観点から、-0.14を超えることが好ましく、-0.13以上であることがより好ましく、-0.12以上-0.03以下であることが更に好ましく、-0.11以上-0.05以下であることが特に好ましい。
さらに、特定トナーにおいて、(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)よりも(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)が大きい値であり、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方をより抑制する観点から、{(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)}-{(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)}の値は、0.01以上であることが好ましく、0.05以上0.5以下であることがより好ましく、0.08以上0.2以下であることが特に好ましい。
特定トナーは、さらにT0=40℃におけるトナーの粘度ηをη(T0)としたとき、
(lnη(T0)-lnη(T1))/(T0-T1)が-0.12以上であり、
(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)よりも(lnη(T0)-lnη(T1))/(T0-T1)が大きい値であることが好ましい。
特定トナーにおける(lnη(T0)-lnη(T1))/(T0-T1)が、-0.12以上であることで、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方がより抑制され易くなる。(lnη(T0)-lnη(T1))/(T0-T1)は、-0.05以下であることがより好ましく、-0.11以上-0.06以下であることが特に好ましい。
更に、特定トナーにおいて、(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)よりも(lnη(T0)-lnη(T1))/(T0-T1)が大きい値であることで、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方がより抑制され易くなる。なお、{(lnη(T0)-lnη(T1))/(T0-T1)}-{(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)}の値は、0.01以上であることが好ましく、0.05以上0.5以下であることがより好ましく、0.08以上0.2以下であることが特に好ましい。
なお、これらのトナーにおける温度及び粘度の特性値、つまり前記(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)、(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)、及び(lnη(T0)-lnη(T1))/(T0-T1)に関する特性値を上記範囲に制御する方法は、特に制限されるものではない。該方法としては、例えば、トナー粒子中に含まれる結着樹脂における分子量の調整、より具体的には低分子量成分及び高分子量成分における分子量の値及び含有率を調整する方法が挙げられる。また、後述する凝集合一法によりトナー粒子を製造する場合であれば、凝集剤の添加量等により凝集の程度を調製する方法も挙げられる。
特定トナーは、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方をより抑制する観点から、T0=40℃におけるトナーの粘度η(T0)、T1=60℃におけるトナーの粘度η(T1)、T2=90℃におけるトナーの粘度η(T2)、及びT3=130℃におけるトナーの粘度η(T3)が、それぞれ以下の範囲であることが好ましい。
・η(T0):1.0×10以上1.0×10以下(より好ましくは2.0×10以上5.0×10以下)
・η(T1):1.0×10以上1.0×10以下(より好ましくは1.0×10以上5.0×10以下)
・η(T2):1.0×10以上1.0×10以下(より好ましくは5.0×10以上5.0×10℃以下)
・η(T3):1.0×10以上1.0×10以下(より好ましくは1.0×10℃以上5.0×10℃以下)
(トナーの最大吸熱ピーク温度)
特定トナーの最大吸熱ピーク温度は、から、70℃以上100℃以下であることが好ましく、75℃以上95℃以下であることがより好ましく、83℃以上93℃以下であることが特に好ましい。
なお、特定トナーの最大吸熱ピーク温度は、示差走査熱分析における-30℃から150℃までの範囲を少なくとも含む吸熱曲線において、最大吸熱ピークを与える温度である。
特定トナーの最大吸熱ピーク温度の測定方法を以下に示す。
パーキンエルマー社製の示差熱走査熱量計DSC-7を用い、装置の検出部の温度補正にインジウム及び亜鉛の融点を利用し、熱量の補正にはインジウムの融解熱を用いる。サンプル用としてはアルミニウム製パンを用い、対照用に空パンをセットし、室温から150℃まで昇温速度10℃/minで昇温し、150℃から-30℃まで10℃/minの速度で降温し、更に-30℃から150℃まで10℃/minの速度で昇温し、2回目の昇温時における最も大きい吸熱ピークの温度を、最大吸熱ピーク温度とする。
(トナー粒子の赤外吸収スペクトル)
特定トナーが、結着樹脂として、後述する非晶性ポリエステル樹脂を含む場合、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方をより抑制する観点から、トナー粒子の赤外吸収スペクトル分析における波数720cm-1の吸光度に対する波数1,500cm-1の吸光度の比(波数1,500cm-1の吸光度/波数720cm-1の吸光度)が、0.6以下であり、かつ波数720cm-1の吸光度に対する波数820cm-1の吸光度の比(波数820cm-1の吸光度/波数720cm-1の吸光度)が、0.4以下であることが好ましい。また、トナー粒子の赤外吸収スペクトル分析における波数720cm-1の吸光度に対する波数1,500cm-1の吸光度の比が、0.4以下であり、かつ波数720cm-1の吸光度に対する波数820cm-1の吸光度の比が、0.2以下であることがより好ましく、トナー粒子の赤外吸収スペクトル分析における波数720cm-1の吸光度に対する波数1,500cm-1の吸光度の比が、0.2以上0.4以下であり、かつ波数720cm-1の吸光度に対する波数820cm-1の吸光度の比が、0.05以上0.2以下であることが特に好ましい。
本実施形態における赤外吸収スペクトル分析による各波数の吸光度の測定は、次に示す方法により測定される。まず、測定対象となるトナー粒子(トナーから、必要に応じ、外添剤を除いたもの)を、KBr錠剤法により測定試料を作製する。そして、測定試料に対して、赤外分光光度計(日本分光(株)製:FT-IR-410)により、積算回数300回、分解能4cm-1の条件で、波数500cm-1以上4,000cm-1以下の範囲を測定する。そして、吸収光の無いオフセット部分等でベースライン補正を実施して、各波数の吸光度を求める。
また、特定トナーにおいて、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方をより抑制する観点から、トナー粒子の赤外吸収スペクトル分析における波数720cm-1の吸光度に対する波数1,500cm-1の吸光度の比が、0.6以下であることが好ましく、0.4以下であることがより好ましく、0.2以上0.4以下であることが更に好ましく、0.3以上0.4以下であることが特に好ましい。
さらに、特定トナーにおいて、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方をより抑制する観点から、トナー粒子の赤外吸収スペクトル分析における波数720cm-1の吸光度に対する波数820cm-1の吸光度の比が、0.4以下であることが好ましく、0.2以下であることがより好ましく、0.05以上0.2以下であることが更に好ましく、0.08以上0.2以下であることが特に好ましい。
(トナー粒子)
トナー粒子は、例えば、結着樹脂と、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他添加剤とを含有し、結着樹脂、及び、離型剤を含有することが好ましい。
本実施形態において、トナー粒子としては、例えば、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー等のトナー粒子の他、白色トナー粒子、透明トナー粒子、光輝性トナー粒子等であってもよく、特に制限はない。
-結着樹脂-
結着樹脂としては、例えば、スチレン類(例えばスチレン、パラクロロスチレン、α-メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2-エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(例えばビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。
結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。
これらの結着樹脂は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
中でも、結着樹脂は、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方をより抑制する観点から、スチレンアクリル樹脂、及び、非晶性ポリエステル樹脂よりなる群から選ばれた少なくとも1種を含むことが好ましく、スチレンアクリル樹脂、又は、非晶性ポリエステル樹脂を含むことがより好ましい。なお、スチレンアクリル樹脂、又は、非晶性ポリエステル樹脂を、トナーに含まれる結着樹脂の全質量に対し、50質量%以上含むことが更に好ましく、スチレンアクリル樹脂、又は、非晶性ポリエステル樹脂を、トナーに含まれる結着樹脂の全質量に対し、80質量%以上含むことが特に好ましい。
特定トナーは、トナーの強度及び保管安定性の観点から、結着樹脂として、スチレンアクリル樹脂を含むことが好ましい。
また、特定トナーは、低温定着性の観点から、結着樹脂として、非晶性ポリエステル樹脂を含むことが好ましい。
更に、非晶性ポリエステル樹脂としては、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方をより抑制する観点、並びに、定着性の観点から、ビスフェノール構造を有しない非晶性ポリエステル樹脂であることが好ましい。
(1)スチレンアクリル樹脂
結着樹脂としては、スチレンアクリル樹脂が好適である。
スチレンアクリル樹脂は、スチレン系単量体(スチレン骨格を有する単量体)と(メタ)アクリル系単量体((メタ)アクリル基を有する単量体、好ましくは(メタ)アクリロキシ基を有する単量体)とを少なくとも共重合した共重合体である。スチレンアクリル樹脂は、例えば、スチレン類の単量体と前述の(メタ)アクリル酸エステル類の単量体との共重合体を含む。
なお、スチレンアクリル樹脂におけるアクリル樹脂部分は、アクリル系単量体及びメタクリル系単量体のいずれか、又は、その両方を重合してなる部分構造である。また、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」のいずれをも含む表現である。
スチレン系単量体としては、例えば、具体的には、スチレン、アルキル置換スチレン(例えば、α-メチルスチレン、2-メチルスチレン、3-メチルスチレン、4-メチルスチレン、2-エチルスチレン、3-エチルスチレン、4-エチルスチレン等)、ハロゲン置換スチレン(例えば、2-クロロスチレン、3-クロロスチレン、4-クロロスチレン等)、ビニルナフタレン等が挙げられる。スチレン系単量体は、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、スチレン系単量体としては、反応し易さ、反応の制御の容易さ、さらに入手性の点で、スチレンが好ましい。
(メタ)アクリル系単量体としては、例えば、具体的には、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ペンチル、アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ヘプチル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸n-デシル、(メタ)アクリル酸n-ドデシル、(メタ)アクリル酸n-ラウリル、(メタ)アクリル酸n-テトラデシル、(メタ)アクリル酸n-ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸n-オクタデシル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸アミル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸イソヘキシル、(メタ)アクリル酸イソヘプチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t-ブチルシクロヘキシル等)、(メタ)アクリル酸アリールエステル(例えば、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ビフェニル、(メタ)アクリル酸ジフェニルエチル、(メタ)アクリル酸t-ブチルフェニル、(メタ)アクリル酸ターフェニル等)、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸β-カルボキシエチル、(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。(メタ)アクリル酸系単量体は、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。
なお、(メタ)アクリル系単量体のうち、これらの(メタ)アクリルエステルの中でも、定着性の点から、炭素数2以上14以下(好ましくは炭素数2以上10以下、より好ましくは3以上8以下)のアルキル基を持つ(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。
中でも、(メタ)アクリル酸n-ブチルが好ましく、アクリル酸n-ブチルが特に好ましい。
スチレン系単量体と(メタ)アクリル系単量体との共重合比(質量基準、スチレン系単量体/(メタ)アクリル系単量体)は、特に制限はないが、85/15乃至70/30であることが好ましい。
スチレンアクリル樹脂は、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方をより抑制する観点から、架橋構造を有していることが好ましい。架橋構造を有するスチレンアクリル樹脂は、例えば、スチレン系単量体と(メタ)アクリル酸系単量体と架橋性単量体とを少なくとも共重合したものが好ましく挙げられる。
架橋性単量体としては、例えば、2官能以上の架橋剤が挙げられる。
2官能の架橋剤としては、例えば,ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジ(メタ)アクリレート化合物(例えば、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、デカンジオールジアクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等)、ポリエステル型ジ(メタ)アクリレート、メタクリル酸2-([1’-メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル等が挙げられる。
多官能の架橋剤としては、トリ(メタ)アクリレート化合物(例えば、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等)、テトラ(メタ)アクリレート化合物(例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、オリゴエステル(メタ)アクリレート等)、2,2-ビス(4-メタクリロキシ、ポリエトキシフェニル)プロパン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジアリールクロレンデート等が挙げられる。
中でも、架橋性単量体としては、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方をより抑制する観点、並びに、定着性の観点から、2官能以上の(メタ)アクリレート化合物が好ましく、2官能(メタ)アクリレート化合物がより好ましく、炭素数6~20のアルキレン基を有する2官能(メタ)アクリレート化合物が更に好ましく、炭素数6~20の直鎖アルキレン基を有する2官能(メタ)アクリレート化合物が特に好ましい。
全単量体に対する架橋性単量体の共重合比(質量基準、架橋性単量体/全単量体)は、特に制限はないが、2/1,000乃至20/1,000であることが好ましい。
スチレンアクリル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、定着性の観点から、40℃以上75℃以下が好ましく、50℃以上65℃以下がより好ましい。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K 7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
スチレンアクリル樹脂の重量平均分子量は、保管安定性の観点から、5,000以上200,000以下が好ましく、10,000以上100,000以下がより好ましく、20,000以上80,000以下が特に好ましい。
スチレンアクリル樹脂の作製方法は、特に制限はなく、種々の重合方法(例えば、溶液重合、沈殿重合、懸濁重合、塊状重合、乳化重合等)が適用される。また、重合反応は、公知の操作(例えば、回分式、半連続式、連続式等)が適用される。
(2)ポリエステル樹脂
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂が好適である。
ポリエステル樹脂としては、例えば、公知の非晶性ポリエステル樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂と共に、結晶性ポリエステル樹脂を併用してもよい。但し、結晶性ポリエステル樹脂は、全結着樹脂に対して、含有量が2質量%以上40質量%以下(好ましくは2質量%以上20質量%以下)の範囲で用いることがよい。
なお、樹脂の「結晶性」とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有することを指し、具体的には、昇温速度10(℃/min)で測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを指す。
一方、樹脂の「非晶性」とは、半値幅が10℃を超えること、階段状の吸熱量変化を示すこと、又は明確な吸熱ピークが認められないことを指す。
・非晶性ポリエステル樹脂
非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。なお、非晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、セバシン酸等)、脂環式ジカルボン酸(例えばシクロヘキサンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。これらの中でも、多価カルボン酸としては、例えば、芳香族ジカルボン酸が好ましい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、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。
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等)、脂環式ジオール(例えばシクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA等)、芳香族ジオール(例えばビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物等)が挙げられる。これらの中でも、多価アルコールとしては、例えば、芳香族ジオール、脂環式ジオールが好ましく、より好ましくは芳香族ジオールである。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。
多価アルコールは、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。
非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上80℃以下が好ましく、50℃以上65℃以下がより好ましい。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K 7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
非晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5000以上1000000以下が好ましく、7000以上500000以下がより好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC-8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM-M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
非晶性ポリエステル樹脂は、周知の製造方法により得られる。具体的には、例えば、重合温度を180℃以上230℃以下とし、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合の際に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる方法により得られる。
なお、原料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪い単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
・結晶性ポリエステル樹脂
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体が挙げられる。なお、結晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂は、結晶構造を容易に形成するため、芳香族を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族を有する重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9-ノナンジカルボン酸、1,10-デカンジカルボン酸、1,12-ドデカンジカルボン酸、1,14-テトラデカンジカルボン酸、1,18-オクタデカンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸等の二塩基酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ナフタレントリカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
多価カルボン酸は、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。
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えば主鎖部分の炭素数が7以上20以下である直鎖型脂肪族ジオール)が挙げられる。脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール、1,14-エイコサンデカンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、脂肪族ジオールとしては、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオールが好ましい。
多価アルコールは、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上の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等が挙げられる。
多価アルコールは、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。
ここで、多価アルコールは、脂肪族ジオールの含有量を80モル%以上とすることがよく、好ましくは90モル%以上である。
結晶性ポリエステル樹脂の融解温度は、50℃以上100℃以下が好ましく、55℃以上90℃以下がより好ましく、60℃以上85℃以下がさらに好ましい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、6,000以上35,000以下が好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、非晶性ポリエステル樹脂と同様に、周知の製造方法により得られる。
結着樹脂の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、40質量%以上95質量%以下が好ましく、50質量%以上90質量%以下がより好ましく、60質量%以上85質量%以下がさらに好ましい。
また、トナー粒子を白色トナー粒子とする場合の結着樹脂の含有量は、白色トナー粒子全体に対して、30質量%以上85質量%以下が好ましく、40質量%以上60質量%以下がより好ましい。
-着色剤-
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、ピグメントイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン3B、ブリリアントカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ピグメントレッド、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレート、酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、塩基性炭酸鉛、硫化亜鉛-硫酸バリウム混合物、硫化亜鉛、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム等などの種々の顔料、又は、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系などの各種染料等が挙げられる。
トナー粒子を白色トナー粒子とする場合には、着色剤として白色顔料を用いればよい。
白色顔料としては、酸化チタン及び酸化亜鉛が好ましく、酸化チタンがより好ましい。
トナー粒子を白色トナー粒子とする場合の白色顔料の含有量は、白色トナー粒子全体に対して、15質量%以上70質量%以下が好ましく、20質量%以上60質量%以下がより好ましい。
着色剤は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
着色剤は、必要に応じて表面処理された着色剤を用いてもよく、分散剤と併用してもよい。また、着色剤は、複数種を併用してもよい。
着色剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、1質量%以上30質量%以下が好ましく、3質量%以上15質量%以下がより好ましい。
-離型剤-
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
離型剤の融解温度は、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方をより抑制する観点、並びに、定着性の観点から、50℃以上110℃以下であることが好ましく、70℃以上100℃以下であることがより好ましく、75℃以上95℃以下であることが更に好ましく、83℃以上93℃以下であることが特に好ましい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K 7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
特定トナーのトナー粒子は、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方をより抑制する観点、並びに、定着性の観点から、トナー粒子中の離型剤のアスペクト比が5以上の個数をa、5より下の個数をbとしたとき、1.0<a/b<8.0であることが好ましく、2.0<a/b<7.0であることがより好ましく、3.0<a/b<6.0であることが特に好ましい。
また、特定トナーのトナー粒子は、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方をより抑制する観点、並びに、定着性の観点から、トナー粒子中の離型剤のアスペクト比が5以上の面積をc、5より下の面積をdとしたとき、1.0<c/d<4.0であることが好ましく、1.5<c/d<3.5であることがより好ましく、2.0<c/d<3.0であることが特に好ましい。
トナー中の離型剤のアスペクト比の測定方法は、以下の方法により測定するものとする。
トナーをエポキシ樹脂に混合して、エポキシ樹脂を固化する。得られた固化物を、ウルトラミクロトーム装置(Leica社製UltracutUCT)により切断し、厚さ80nm以上130nm以下の薄片試料を作製する。次に、薄片試料を30℃のデシケータ内で四酸化ルテニウムにより3時間染色する。そして、超高分解能電界放出型走査電子顕微鏡(FE-SEM)(例えば、(株)日立ハイテクノロジーズ製S-4800)にて、染色された薄片試料のSEM画像を得る。一般的に離型剤は結着樹脂よりも四酸化ルテニウムに染色されやすいので、染色度合いに起因する濃淡で離型剤が識別される。試料の状態などにより濃淡が判別しにくい場合は、染色時間を調整する。なお、トナー粒子断面において、着色剤ドメインは一般的に、離型剤ドメインよりも小さいので、大きさによって区別可能である。
前記SEM画像には様々な大きさのトナー粒子断面が含まれるところ、径がトナー粒子の体積平均粒径の85%以上であるトナー粒子断面を選択し、その中から無作為に100個のトナー粒子断面を選択し、これを観察する。ここで、トナー粒子断面の径とは、トナー粒子断面の輪郭線上の任意の2点に引いた最大の長さ(いわゆる長径)をいう。
前記SEM画像において、前記のように選択したトナー粒子断面100個それぞれにおいて、画像解析ソフト(三谷商事(株)製WinROOF)を用いて、0.010000μm/pixel条件で画像解析を行う。この画像解析により、包埋に用いたエポキシ樹脂とトナー粒子の結着樹脂との輝度差(コントラスト)により、トナー粒子の断面の画像を観察することができる。観察された画像をもとに、トナー粒子中の離型剤ドメインの長軸方向の長さ、及び前記比(長軸方向の長さ/短軸方向の長さ)、面積を求めることができる。
トナー中の離型剤のアスペクト比を調整する方法としては、冷却時に離型剤の凝固点周辺温度で一定時間保持することで結晶成長させる方法、融解温度の異なる離型剤を2種類以上使用することにより冷却中の結晶成長を促す方法等が挙げられる。
離型剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上15質量%以下がより好ましい。
-その他の添加剤-
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
-トナー粒子の特性等-
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
ここで、コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂を含んで構成された被覆層と、で構成されていることがよい。
トナー粒子の体積平均粒径(D50v)としては、2μm以上10μm以下が好ましく、4μm以上8μm以下がより好ましい。
なお、トナー粒子の体積平均粒径は、コールターマルチサイザーII(ベックマン・コールター社製)を用い、電解液はISOTON-II(ベックマン・コールター社製)を使用して測定される。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5質量%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50000個である。
測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャンネル)に対して体積について小径側から累積分布を描いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vと定義する。
トナー粒子の平均円形度は、特に制限はないが、像保持体からのトナーのクリーニング性を良化する観点からは、0.91以上0.98以下が好ましく、0.94以上0.98以下がより好ましく、0.95以上0.97以下が更に好ましい。
トナー粒子の平均円形度は、(円相当周囲長)/(周囲長)[(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)]により求められる。具体的には、次の方法で測定される値である。
まず、測定対象となるトナー粒子を吸引採取し、扁平な流れを形成させ、瞬時にストロボ発光させることにより静止画像として粒子像を取り込み、その粒子像を画像解析するフロー式粒子像解析装置(シスメックス社製のFPIA-3000)によって求める。そして、平均円形度を求める際のサンプリング数は3500個とする。
なお、トナーが外添剤を有する場合、界面活性剤を含む水中に、測定対象となるトナー(現像剤)を分散させた後、超音波処理をおこなって外添剤を除去したトナー粒子を得る。
トナー粒子の平均円形度は、例えば、トナー粒子を凝集合一法で製造する場合、融合・合一工程における、分散液の撹拌速度、分散液の温度又は保持時間を調整することによって制御しうる。
(外添剤)
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。該無機粒子として、SiO、TiO、Al、CuO、ZnO、SnO、CeO、Fe、MgO、BaO、CaO、KO、NaO、ZrO、CaO・SiO、KO・(TiO)n、Al・2SiO、CaCO、MgCO、BaSO、MgSO等が挙げられる。
外添剤としての無機粒子の表面は、疎水化処理が施されていることがよい。疎水化処理は、例えば疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。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。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
外添剤としては、樹脂粒子(ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、メラミン樹脂等の樹脂粒子)、クリーニング活剤(例えば、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の粒子)等も挙げられる。
外添剤の外添量としては、例えば、トナー粒子に対して、0.01質量%以上10質量%以下が好ましく、0.01質量%以上6質量%以下がより好ましい。
(トナーの製造方法)
次に、特定トナーの製造方法について説明する。
特定トナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
トナー粒子は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法等)のいずれにより製造してもよい。トナー粒子の製法は、これらの製法に特に制限はなく、周知の製法が採用される。
これらの中でも、凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。
具体的には、例えば、トナー粒子を凝集合一法により製造する場合、
結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液を準備する工程(樹脂粒子分散液準備工程)と、樹脂粒子分散液中で(必要に応じて他の粒子分散液を混合した後の分散液中で)、樹脂粒子(必要に応じて他の粒子)を凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して加熱し、凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、トナー粒子を製造する。
以下、各工程の詳細について説明する。
なお、以下の説明では、着色剤、及び離型剤を含むトナー粒子を得る方法について説明するが、着色剤、離型剤は、必要に応じて用いられるものである。無論、着色剤、離型剤以外のその他添加剤を用いてもよい。
-樹脂粒子分散液準備工程-
まず、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と共に、例えば、着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液、離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液を準備する。
ここで、樹脂粒子分散液は、例えば、樹脂粒子を界面活性剤により分散媒中に分散させることにより調製する。
樹脂粒子分散液に用いる分散媒としては、例えば水系媒体が挙げられる。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類等が挙げられる。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。
界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤等が挙げられる。これらの中でも特に、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤が挙げられる。非イオン系界面活性剤は、アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用してもよい。
界面活性剤は、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。
樹脂粒子分散液において、樹脂粒子を分散媒に分散する方法としては、例えば回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミル等の一般的な分散方法が挙げられる。また、樹脂粒子の種類によっては、例えば転相乳化法を用いて樹脂粒子分散液中に樹脂粒子を分散させてもよい。
なお、転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて、中和したのち、水媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの、樹脂の変換(いわゆる転相)が行われて不連続相化し、樹脂を、水媒体中に粒子状に分散する方法である。
樹脂粒子分散液中に分散する樹脂粒子の体積平均粒径としては、例えば0.01μm以上1μm以下が好ましく、0.08μm以上0.8μm以下がより好ましく、0.1μm以上0.6μm以下がさらに好ましい。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA-700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。なお、他の分散液中の粒子の体積平均粒径も同様に測定される。
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の含有量としては、例えば、5質量%以上50質量%以下が好ましく、10質量%以上40質量%以下がより好ましい。
なお、樹脂粒子分散液と同様にして、例えば、着色剤粒子分散液、離型剤粒子分散液も調製される。つまり、樹脂粒子分散液における粒子の体積平均粒径、分散媒、分散方法、及び粒子の含有量に関しては、着色剤粒子分散液中に分散する着色剤粒子、及び離型剤粒子分散液中に分散する離型剤粒子についても同様である。
-凝集粒子形成工程-
次に、樹脂粒子分散液と共に、着色剤粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合する。
そして、混合分散液中で、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とをヘテロ凝集させ目的とするトナー粒子の径に近い径を持つ、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む凝集粒子を形成する。
具体的には、例えば、混合分散液に凝集剤を添加すると共に、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後、樹脂粒子のガラス転移温度に近い温度(具体的には、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度-30℃以上ガラス転移温度-10℃以下)に加熱し、混合分散液に分散された粒子を凝集させて、凝集粒子を形成する。
凝集粒子形成工程においては、例えば、混合分散液を回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温(例えば25℃)で上記凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、上記加熱を行ってもよい。
凝集剤としては、例えば、混合分散液に添加される分散剤として用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩、2価以上の金属錯体が挙げられる。特に、凝集剤として金属錯体を用いた場合には、界面活性剤の使用量が低減され、帯電特性が向上する。
凝集剤の金属イオンと錯体もしくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
無機金属塩としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の金属塩、及び、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体等が挙げられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸、イミノジ酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)等が挙げられる。
キレート剤の添加量としては、例えば、樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
-融合・合一工程-
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば樹脂粒子のガラス転移温度より10から30℃高い温度以上)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。
また、離型剤の融解温度以上に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成してもよい。融合・合一工程では、樹脂粒子のガラス転移温度以上、且つ離型剤の融解温度以上で、樹脂および離型剤が融和した状態にある。その後、冷却してトナーを得る。
トナー中の離型剤のアスペクト比を調整する方法としては、冷却時に離型剤の凝固点周辺温度で一定時間保持することで結晶成長させる方法、融解温度の異なる離型剤を2種類以上使用することにより冷却中の結晶成長を促す方法、等が挙げられる。
以上の工程を経て、トナー粒子が得られる。
なお、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該凝集粒子分散液と、樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、をさらに混合し、凝集粒子の表面にさらに樹脂粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程と、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア/シェル構造のトナー粒子を形成する工程と、を経て、トナー粒子を製造してもよい。
ここで、融合・合一工程終了後は、溶液中に形成されたトナー粒子を、公知の洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て乾燥した状態のトナー粒子を得る。
洗浄工程は、帯電性の点から充分にイオン交換水による置換洗浄を施すことがよい。また、固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。また、乾燥工程も特に方法に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
そして、特定トナーは、例えば、得られた乾燥状態のトナー粒子に、外添剤を添加し、混合することにより製造される。混合は、例えばVブレンダー、ヘンシェルミキサー、レーディゲミキサー等によって行うことがよい。更に、必要に応じて、振動篩分機、風力篩分機等を使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。
<キャリア>
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが挙げられる。キャリアとしては、例えば、磁性粉からなる芯材の表面に被覆樹脂を被覆した被覆キャリア;マトリックス樹脂中に磁性粉が分散・配合された磁性粉分散型キャリア;多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた樹脂含浸型キャリア;等が挙げられる。
なお、磁性粉分散型キャリアおよび樹脂含浸型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、これに被覆樹脂により被覆したキャリアであってもよい。
磁性粉としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物等が挙げられる。
被覆樹脂、及びマトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、スチレン-アクリル酸エステル共重合体、オルガノシロキサン結合を含んで構成されるストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
なお、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電性粒子等、その他添加剤を含ませてもよい。
導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
ここで、芯材の表面に被覆樹脂を被覆するには、被覆樹脂、及び必要に応じて各種添加剤を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法等が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
二成分現像剤における、静電荷像現像用トナーとキャリアとの混合比(質量比)は、静電荷像現像用トナー:キャリア=1:100乃至30:100が好ましく、3:100乃至20:100がより好ましい。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」はすべて質量基準である。また、静電荷像現像用トナーの粘度、最大吸熱ピーク温度、及び、各波長における吸光度については、前述した方法により測定した。
また、トナーの粘度、最大吸熱ピーク温度、及び、各波長における吸光度については、前述した方法により測定した。
(現像剤A1~A13、及び、B1~B3)
-スチレンアクリル樹脂粒子分散液の調製-
<樹脂粒子分散液(1)の作製>
スチレン:200部
n-ブチルアクリレート:50部
アクリル酸:1部
β-カルボキシエチルアクリレート:3部
プロパンジオールジアクリレート:1部
2-ヒドロキシエチルアクリレート:0.5部
ドデカンチオール:1部
フラスコに、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製ダウファックス)4部をイオン交換水550部に溶解した溶液を入れ、そこに上記の原料を混合した混合液を入れて乳化した。乳化液を10分間ゆっくりと撹拌しながら、過硫酸アンモニウム6部を溶解したイオン交換水50部を投入した。次いで、系内の窒素置換を充分に行い、オイルバスで系内が75℃になるまで加熱し、30分間重合した。
次に、
スチレン:110部
n-ブチルアクリレート:50部
β-カルボキシエチルアクリレート:5部
1,10-デカンジオールジアクリレート:2.5部
ドデカンチオール:2部
上記の原料を混合した混合液を入れて乳化し、乳化液を上記フラスコに120分間添加し、そのまま4時間乳化重合を継続した。これにより、重量平均分子量32,000、ガラス転移温度53℃、体積平均粒径240nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。前記樹脂粒子分散液にイオン交換水を加え、固形分量を20質量%に調整して、樹脂粒子分散液(1)とした。
<樹脂粒子分散液(2)の作製>
スチレン:200部
n-ブチルアクリレート:50部
アクリル酸:1部
β-カルボキシエチルアクリレート:3部
プロパンジオールジアクリレート:1部
2-ヒドロキシエチルアクリレート:0.5部
ドデカンチオール:1.5部
フラスコに、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製ダウファックス)4部をイオン交換水550部に溶解した溶液を入れ、そこに上記の原料を混合した混合液を入れて乳化した。乳化液を10分間ゆっくりと撹拌しながら、過硫酸アンモニウム6部を溶解したイオン交換水50部を投入した。次いで、系内の窒素置換を充分に行い、オイルバスで系内が75℃になるまで加熱し、30分間重合した。
次に、
スチレン:110部
n-ブチルアクリレート:50部
β-カルボキシエチルアクリレート:5部
1,10-デカンジオールジアクリレート:2.5部
ドデカンチオール:2.5部
上記の原料を混合した混合液を入れて乳化し、乳化液を上記フラスコに120分間添加し、そのまま4時間乳化重合を継続した。これにより、重量平均分子量30,000、ガラス転移温度53℃、体積平均粒径220nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。前記樹脂粒子分散液にイオン交換水を加え、固形分量を20質量%に調整して、樹脂粒子分散液(2)とした。
<樹脂粒子分散液(3)の作製>
スチレン:200部
n-ブチルアクリレート:50部
アクリル酸:1部
β-カルボキシエチルアクリレート:3部
プロパンジオールジアクリレート:1部
2-ヒドロキシエチルアクリレート:0.5部
ドデカンチオール:1.5部
フラスコに、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製ダウファックス)4部をイオン交換水550部に溶解した溶液を入れ、そこに上記の原料を混合した混合液を入れて乳化した。乳化液を10分間ゆっくりと撹拌しながら、過硫酸アンモニウム7部を溶解したイオン交換水50部を投入した。次いで、系内の窒素置換を充分に行い、オイルバスで系内が80℃になるまで加熱し、30分間重合した。
次に、
スチレン:110部
n-ブチルアクリレート:50部
β-カルボキシエチルアクリレート:5部
1,10-デカンジオールジアクリレート:2.5部
ドデカンチオール:3.0部
上記の原料を混合した混合液を入れて乳化し、乳化液を上記フラスコに120分間添加し、そのまま4時間乳化重合を継続した。これにより、重量平均分子量28,000、ガラス転移温度53℃、体積平均粒径230nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。前記樹脂粒子分散液にイオン交換水を加え、固形分量を20質量%に調整して、樹脂粒子分散液(3)とした。
<樹脂粒子分散液(4)の作製>
スチレン:200部
n-ブチルアクリレート:50部
アクリル酸:1部
β-カルボキシエチルアクリレート:3部
プロパンジオールジアクリレート:1部
2-ヒドロキシエチルアクリレート:0.5部
ドデカンチオール:2.0部
フラスコに、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製ダウファックス)4部をイオン交換水550部に溶解した溶液を入れ、そこに上記の原料を混合した混合液を入れて乳化した。乳化液を10分間ゆっくりと撹拌しながら、過硫酸アンモニウム7.5部を溶解したイオン交換水50部を投入した。次いで、系内の窒素置換を充分に行い、オイルバスで系内が85℃になるまで加熱し、30分間重合した。
次に、
スチレン:110部
n-ブチルアクリレート:50部
β-カルボキシエチルアクリレート:5部
1,10-デカンジオールジアクリレート:2.5部
ドデカンチオール:3.5部
上記の原料を混合した混合液を入れて乳化し、乳化液を上記フラスコに120分間添加し、そのまま4時間乳化重合を継続した。これにより、重量平均分子量26,500、ガラス転移温度53℃、体積平均粒径210nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。前記樹脂粒子分散液にイオン交換水を加え、固形分量を20質量%に調整して、樹脂粒子分散液(4)とした。
<樹脂粒子分散液(5)の作製>
スチレン:200部
n-ブチルアクリレート:50部
アクリル酸:1部
β-カルボキシエチルアクリレート:3部
プロパンジオールジアクリレート:1部
2-ヒドロキシエチルアクリレート:0.5部
ドデカンチオール:0.8部
フラスコに、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製ダウファックス)4部をイオン交換水550部に溶解した溶液を入れ、そこに上記の原料を混合した混合液を入れて乳化した。乳化液を10分間ゆっくりと撹拌しながら、過硫酸アンモニウム5.5部を溶解したイオン交換水50部を投入した。次いで、系内の窒素置換を充分に行い、オイルバスで系内が85℃になるまで加熱し、30分間重合した。
次に、
スチレン:110部
n-ブチルアクリレート:50部
β-カルボキシエチルアクリレート:5部
1,10-デカンジオールジアクリレート:2.5部
ドデカンチオール:1.7部
上記の原料を混合した混合液を入れて乳化し、乳化液を上記フラスコに120分間添加し、そのまま4時間乳化重合を継続した。これにより、重量平均分子量36,000、ガラス転移温度53℃、体積平均粒径260nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。前記樹脂粒子分散液にイオン交換水を加え、固形分量を20質量%に調整して、樹脂粒子分散液(5)とした。
<マゼンタ着色粒子分散液の調製>
・C.I.Pigment Red 122:50部
・イオン系界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製):5部
・イオン交換水:220部
上記成分を混合し、アルティマイザ((株)スギノマシン製)により240MPaで10分処理し、マゼンタ着色粒子分散液(固形分濃度:20%)を調製した。
<離型剤粒子分散液(1)の調製>
・エステルワックス(日油(株)製WEP-2):100部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):2.5部
・イオン交換水:250部
上記材料を混合して120℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社製)で分散処理し、体積平均粒径330nmの離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液(1)(固形分量29.1%)を得た。
<離型剤粒子分散液(2)の調製>
・フィッシャートロプシュワックス(日本精鑞(株)製HNP-9):100部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):2.5部
・イオン交換水:250部
上記材料を混合して120℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社製)で分散処理し、体積平均粒径340nmの離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液(2)(固形分量29.2%)を得た。
<離型剤粒子分散液(3)の調製>
・パラフィンワックス(日本精鑞(株)製FNP0090):100部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):2.5部
・イオン交換水:250部
上記材料を混合して120℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社製)で分散処理し、体積平均粒径360nmの離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液(3)(固形分量29.0%)を得た。
<離型剤粒子分散液(4)の調製>
・ポリエチレンワックス(東洋アドレ(株)製ポリワックス725):100部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):2.5部
・イオン交換水:250部
上記材料を混合して100℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社製)で分散処理し、体積平均粒径370nmの離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液(4)(固形分量29.3%)を得た。
<トナーA1の製法>
イオン交換水:400部
樹脂粒子分散液(1):200部
マゼンタ着色粒子分散液:40部
離型剤粒子分散液(2):12部
離型剤粒子分散液(3):24部
上記成分を、温度計、pH計、撹拌機を具備した反応容器に入れ、外部からマントルヒーターで温度制御しながら、温度30℃、撹拌回転数150rpmにて、30分間保持した。
ホモジナイザー(IKAジャパン(株)製:ウルトラタラクスT50)で分散しながら、ポリ塩化アルミニウム(PAC、王子製紙(株)製:30%粉末品)2.1部をイオン交換水100部に溶解させたPAC水溶液を添加した。その後、50℃まで昇温し、コールターマルチサイザーII(アパーチャー径:50μm、コールター社製)にて粒径を測定し、体積平均粒径を5.0μmとした。その後樹脂粒子分散液(1)115部を追添加し、凝集粒子の表面に樹脂粒子を付着(シェル構造)させた。
続いて、10質量%のNTA(ニトリロ三酢酸)金属塩水溶液(キレスト70:キレスト(株)製)を20部加えた後、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを9.0にした。その後、昇温速度を0.05℃/分にして91℃まで昇温し、91℃で3時間保持した後、得られたトナースラリーを85℃まで冷却し、1時間保持した。その後25℃まで冷却してマゼンタトナーを得た。これを更にイオン交換水にて再分散し、ろ過することを繰り返して、ろ液の電気伝導度が20μS/cm以下となるまで洗浄を行った後、40℃のオーブン中で5時間真空乾燥して、トナー粒子を得た。
得られたトナー粒子100部に対して疎水性シリカ(日本アエロジル(株)製、RY50)を1.5部と、疎水性酸化チタン(日本アエロジル(株)製、T805)を1.0部とを、サンプルミルを用いて10,000rpmで30秒間混合した。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分して、トナーA1(静電荷像現像用トナーA1)を調製した。得られたトナーA1の体積平均粒子径は5.7μmであった。
<現像剤A1の作製>
トナーA1:8部とキャリア:92部とをVブレンダーにて混合し、現像剤A1(静電荷像現像剤A1)を作製した。
<現像剤A2~A13、並びに、B1及びB2の作製>
使用する樹脂粒子分散液、離型剤粒子分散液、凝集剤量、合一温度、保持温度、保持時間を表1のように変更したこと以外、トナーA1と同様にして、トナーA2~A13、並びに、トナーB1及びB2のマゼンタトナーをそれぞれ得た。
また、得られたトナーをそれぞれ用いたこと以外、現像剤A1と同様の方法で、現像剤A2~A13、並びに、現像剤B1及びB2の静電荷像現像剤をそれぞれ作製した。
<現像剤B3の作製>
使用する樹脂粒子分散液、離型剤粒子分散液、凝集剤量、合一温度、保持温度、保持時間を表1のように変更したこと以外、トナーA1と同様にして、トナーB3のマゼンタトナーを得た。
また、得られたトナーを用いたこと以外、現像剤A1と同様の方法で、現像剤B3の静電荷像現像剤を作製した。
Figure 0007275678000008
<電子写真感光体A1の作製>
(下引層の形成)
酸化亜鉛(平均粒子径70nm:テイカ社製:比表面積値15m/g)100質量部をトルエン500質量部と攪拌混合し、シランカップリング剤(KBM503:信越化学工業社製)1.3質量部を添加し、2時間攪拌した。その後トルエンを減圧蒸留にて留去し、120℃で3時間焼き付けを行い、シランカップリング剤で表面処理を施した酸化亜鉛を得た。表面処理を施した酸化亜鉛110質量部を500質量部のテトラヒドロフランと攪拌混合し、アリザリン0.6質量部を50質量部のテトラヒドロフランに溶解させた溶液を添加し、50℃にて5時間攪拌した。その後、減圧ろ過にてアリザリンを付与させた酸化亜鉛をろ別し、更に60℃で減圧乾燥を行い、アリザリンを付与させた酸化亜鉛を得た。
このアリザリンを付与させた酸化亜鉛:60質量部と、硬化剤(ブロック化イソシアネート、スミジュール3175、住友バイエルンウレタン社製):13.5質量部と、ブチラール樹脂(エスレックBM-1、積水化学工業社製):15質量部と、をメチルエチルケトン85質量部に混合した液38質量部とメチルエチルケトン:25質量部とを混合し、直径1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて2時間の分散を行い、分散液を得た。得られた分散液に触媒としてジオクチルスズジラウレート:0.005質量部、及びシリコーン樹脂粒子(トスパール145、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製):40質量部を添加し、下引層形成用塗布液を得た。この下引層形成用塗布液を浸漬塗布法にてアルミニウム基材上に塗布し、170℃、40分の乾燥硬化を行い、厚さ20μmの下引層を得た。
(電荷発生層の形成)
電荷発生材料としてのCukα特性X線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも7.3°、16.0°、24.9°、28.0°の位置に回折ピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン(CGM-1)15質量部、結着樹脂としての塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体樹脂(VMCH、日本ユニカー社製)10質量部、及びn-酢酸ブチル200質量部からなる混合物を、直径1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて4時間分散した。得られた分散液にn-酢酸ブチル175質量部、及びメチルエチルケトン180質量部を添加し、攪拌して電荷発生層形成用塗布液を得た。この電荷発生層形成用塗布液を下引層上に浸漬塗布し、室温(25℃)で乾燥して、厚さが0.2μmの電荷発生層を形成した。
(電荷輸送層の形成)
未処理(親水性)シリカ粒子「商品名:OX50(製造元:アエロジル社製)、体積平均粒径:40nm」100質量部に、疎水化処理剤としてトリメチルシラン化合物(1,1,1,3,3,3-ヘキサメチルジシラザン(東京化成社製))30質量部を添加し、24時間反応させ、その後濾取し、疎水化処理されたシリカ粒子を得た。これをシリカ粒子(1)とした。このシリカ粒子(1)の縮合率は、93%であった。
シリカ粒子(1)50質量部に、テトラヒドロフラン250質量部を入れ、20℃の液温に保ちながら電荷輸送材料として4-(2,2-ジフェニルエチル)-4’,4''-ジメチル-トリフェニルアミン25質量部と、結着樹脂としてビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:30000)25質量部と、を加え、12時間攪拌混合し、電荷輸送層形成用塗布液を得た。
この電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層上に塗布して135℃で40分間乾燥し、膜厚が30μmの電荷輸送層を形成し、電子写真感光体を得た。
(表面保護層の形成)
下記に示す電荷輸送材料である化合物(A-4)30質量部、コロイダルシリカ(商品名:PL-1、扶桑化学工業社製)0.2質量部、トルエン30質量部、3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシトルエン(BHT)0.1質量部、アゾイソブチロニトリル(10時間半減期温度:65℃)0.1質量部、及びV-30(富士フイルム和光純薬株式会社製、10時間半減期温度:104℃)を加えて表面保護層形成用塗布液を調製した。この塗布液を電荷輸送層の上にスプレー塗布法により塗布し、室温(25℃)で30分風乾した後、窒素気流下、酸素濃度110ppmで室温から150℃まで30分かけて加熱し、更に150℃で30分加熱処理して硬化させ、膜厚が10μmの表面保護層を形成した。また、先述の測定方法により測定された表面保護層のユニバーサル硬さは、200N/mmであった。以上の様にして、電子写真感光体A1を得た。
Figure 0007275678000009
<クリーニングブレードA1の作製>
ポリウレタン製で、硬度75度、347mm×10mm×2mm(厚み)の板状物をクリーニングブレードA1として用いた。なお、クリーニングブレードの硬度(HBLD)と、電子写真感光体の表面である表面保護層の硬度(HOCL)との比(HBLD/HOCL)は、0.38であった。
〔実施例1~13、及び、比較例1~3〕
画像形成装置として、富士ゼロックス社製Color 10000 Press改造機を用意し、表2に示す現像剤を収容し、電子写真感光体として前記電子写真感光体A1と、クリーニングブレードとして前記クリーニングブレードA1とを、それぞれ装着した。なお、クリーニングブレードと電子写真感光体との間の角度(接触角度)θは、11°とし、またクリーニングブレードの電子写真感光体に対する押し付け圧Nは、2.5gf/mmに設定した。
-評価-
<残留トナーのつぶれ(フィルミング)による筋状の画像欠陥の評価1>
各例の画像形成装置において、高温高湿環境下(28℃、85%)での残留トナーのつぶれ(フィルミング)による筋状の画像欠陥の発生について、以下の試験により評価を実施した。
像密度20%の画像で5000pv(pv=画像形成処理枚数(プリントボリューム))画像を出力後、全面ハーフトーン50%の画像を1枚出力した。電子写真感光体上のフィルミング発生有無を顕微鏡により観察、及びハーフトーン画像上の白筋発生有無の確認を実施した。評価基準は、次の通りである。なお、許容できるのはA~Cである。
A:電子写真感光体上にフィルミングなし、画質上白筋なし。
B:電子写真感光体上にフィルミング極軽微に発生、画質上白筋なし。
C:電子写真感光体上にフィルミングが筋状に発生、画質上白筋なし。
D:電子写真感光体上にフィルミングが筋状に発生、画質上白筋が発生。
<残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の評価2>
各例の画像形成装置において、低温低湿環境下(10℃、15%)での残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の発生について、以下の試験により評価を実施した。
像密度1%の画像で5000pv(pv=画像形成処理枚数(プリントボリューム))画像を出力後、全面ハーフトーン50%の画像を1枚出力した。電子写真感光体上のフィルミング発生有無を顕微鏡により観察、及びハーフトーン画像上の白筋発生有無の確認を実施した。評価基準は、次の通りである。
A:電子写真感光体上にフィルミングなし、画質上白筋なし。
B:電子写真感光体上にフィルミング極軽微に発生、画質上白筋なし。
C:電子写真感光体上にフィルミングが筋状に発生、画質上白筋なし。
Figure 0007275678000010
前記表から、本実施例の画像形成装置では、比較例の画像形成装置に比べ、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方を抑制することがわかった。
(現像剤A101~A113、及び、B101~B103)
-非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の調製-
<樹脂粒子分散液(101)の作製>
内部を乾燥させた三口フラスコに、テレフタル酸ジメチル60部と、フマル酸ジメチル74部と、ドデセニルコハク酸無水物30部と、トリメリット酸22部と、プロピレングリコール138部と、ジブチルすずオキサイド0.3部と、を添加し、窒素雰囲気下で、反応により生成された水は系外へ除去しながら、185℃で3時間反応させた。その後、徐々に減圧しながら240℃まで温度を上げて、更に4時間反応させた後、冷却した。こうして、重量平均分子量が39,000の非晶性ポリエステル樹脂(101)を作製した。
ついで、不溶分を除去した後の非晶性ポリエステル樹脂(101)200部と、メチルエチルケトン100部と、イソプロピルアルコール35部と、10質量%アンモニア水溶液7.0部と、をセパラブルフラスコに入れ、十分に混合、溶解した後、40℃で加熱撹拌しながら、イオン交換水を送液ポンプを用いて送液速度8g/分で滴下した。液が高い均一性で白濁した後、送液速度15g/分に上げて転相させ、送液量が580部になったところで滴下を止めた。その後、減圧下で溶剤除去を行い、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(101)(樹脂粒子分散液(101))を得た。得られたポリエステル樹脂粒子の体積平均粒子径は170nm、樹脂粒子の固形分濃度は35%であった。
<樹脂粒子分散液(102)~(105)の調製>
表3の条件に変更した以外は、樹脂粒子分散液(101)と同様にし、樹脂粒子分散液(102)~(105)を得た。
Figure 0007275678000011
<トナーA101の製法>
イオン交換水:400部
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(101):200部
マゼンタ着色粒子分散液:40部
離型剤粒子分散液(2):12部
離型剤粒子分散液(3):24部
上記成分を、温度計、pH計、撹拌機を具備した反応容器に入れ、外部からマントルヒーターで温度制御しながら、温度30℃、撹拌回転数150rpmにて、30分間保持した。
ホモジナイザー(IKAジャパン(株)製:ウルトラタラクスT50)で分散しながら、ポリ塩化アルミニウム(PAC、王子製紙(株)製:30%粉末品)2.1部をイオン交換水100部に溶解させたPAC水溶液を添加した。その後、50℃まで昇温し、コールターマルチサイザーII(アパーチャー径:50μm、コールター社製)にて粒径を測定し、体積平均粒径を4.9μmとした。その後非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(101)115部を追添加し、凝集粒子の表面に樹脂粒子を付着(シェル構造)させた。
続いて、10質量%のNTA(ニトリロ三酢酸)金属塩水溶液(キレスト70:キレスト(株)製)を20部加えた後、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを9.0にした。その後、昇温速度を0.05℃/分にして91℃まで昇温し、91℃で3時間保持した後、得られたトナースラリーを85℃まで冷却し、1時間保持した。その後25℃まで冷却してマゼンタトナーを得た。これを更にイオン交換水にて再分散し、ろ過することを繰り返して、ろ液の電気伝導度が20μS/cm以下となるまで洗浄を行った後、40℃のオーブン中で5時間真空乾燥して、トナー粒子を得た。
得られたトナー粒子100部に対して疎水性シリカ(日本アエロジル(株)製、RY50)を1.5部と、疎水性酸化チタン(日本アエロジル(株)製、T805)を1.0部とを、サンプルミルを用いて10,000rpmで30秒間混合した。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分して、トナーA101(静電荷像現像用トナーA101)を調製した。得られたトナーA101の体積平均粒子径は5.8μmであった。
<現像剤A101の作製>
トナーA101:8部とキャリア:92部とをVブレンダーにて混合し、現像剤A101(静電荷像現像剤A101)を作製した。
<現像剤A102~A113、並びに、B101及びB102の作製>
使用する樹脂粒子分散液、離型剤粒子分散液、凝集剤量、合一温度、保持温度、保持時間を表4のように変更したこと以外、トナーA101と同様にして、トナーA102~A113、並びに、トナーB101及びB102のマゼンタトナーをそれぞれ得た。
また、得られたトナーをそれぞれ用いたこと以外、現像剤A101と同様の方法で、現像剤A102~A113、並びに、現像剤B101及びB102の静電荷像現像剤をそれぞれ作製した。
<現像剤B103の作製>
使用する樹脂粒子分散液、離型剤粒子分散液、凝集剤量、合一温度、保持温度、保持時間を表4のように変更したこと以外、トナーA101と同様にして、トナーB103のマゼンタトナーを得た。
また、得られたトナーを用いたこと以外、現像剤A101と同様の方法で、現像剤B103の静電荷像現像剤を作製した。
Figure 0007275678000012
〔実施例101~113、並びに、比較例101~103〕
画像形成装置として、富士ゼロックス社製Color 10000 Press改造機を用意し、表5に示す現像剤を収容し、電子写真感光体として前記電子写真感光体A1と、クリーニングブレードとして前記クリーニングブレードA1とを、それぞれ装着した。なお、クリーニングブレードと電子写真感光体との間の角度(接触角度)θは、11°とし、またクリーニングブレードの電子写真感光体に対する押し付け圧Nは、2.5gf/mmに設定した。
-評価-
前記同様、残留トナーのつぶれ(フィルミング)による筋状の画像欠陥の評価1および残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の評価2を実施した。
Figure 0007275678000013
前記表における「a/b」は、「静電荷像現像用トナー中の離型剤のアスペクト比が5以上の個数をa、5より下の個数をbとした場合におけるa/b」であり、「c/d」は、「静電荷像現像用トナー中の離型剤のアスペクト比が5以上の面積をc、5より下の面積をdとした場合におけるc/d」であり、「1,500cm-1/720cm-1」は、前記静電荷像現像用トナーにおけるトナー粒子の赤外吸収スペクトル分析における波長720cm-1の吸光度に対する波長1,500cm-1の吸光度の比の値であり、「820cm-1/720cm-1」は、前記静電荷像現像用トナーにおけるトナー粒子の赤外吸収スペクトル分析における波長720cm-1の吸光度に対する波長820cm-1の吸光度の比の値である。
前記表から、本実施例の画像形成装置では、比較例の画像形成装置に比べ、フィルミングによる筋状の画像欠陥及び残留トナーのすり抜けによる筋状の画像欠陥の両方を抑制することがわかった。
10 画像形成装置
12 電子写真感光体
14 帯電部材
15 帯電装置
16 静電荷像形成装置
18 現像装置
20 転写部材
22 クリーニング装置
24 除電装置
26 定着装置
30A 記録媒体
31 転写装置
36 制御装置
101 下引層
102 電荷発生層
103 電荷輸送層
104 導電性基体
105 感光層
106 表面保護層
107A、107B 電子写真感光体
220 クリーニングブレード

Claims (16)

  1. 感光層及び前記感光層の上に設けられる表面保護層を有する電子写真感光体と、
    前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、
    帯電した前記電子写真感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
    トナー粒子を有する静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を収容し前記静電荷像現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電荷像を静電荷像現像用トナー画像として現像する現像手段と、
    前記電子写真感光体の表面に形成された静電荷像現像用トナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
    前記電子写真感光体の表面に接触し前記電子写真感光体の表面を清掃するクリーニングブレードを有する清掃手段と、
    を備え、
    前記トナー粒子が、重量平均分子量が28000以上32000以下のスチレンアクリル樹脂及び重量平均分子量が35000以上39000以下の非晶性ポリエステル樹脂よりなる群から選ばれた少なくとも1種を含む結着樹脂と、融解温度の異なる2種類以上の離型剤と、を含有し、
    前記静電荷像現像用トナーが、T1=60℃における静電荷像現像用トナーの粘度ηをη(T1)、T2=90℃における静電荷像現像用トナーの粘度ηをη(T2)、T3=130℃における静電荷像現像用トナーの粘度ηをη(T3)としたとき、(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)が-0.14以下であり、(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)が-0.15以上であり、前記(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)よりも前記(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)が大きい値である、画像形成装置。
  2. 前記静電荷像現像用トナーは、T0=40℃における静電荷像現像用トナーの粘度ηをη(T0)としたとき、(lnη(T0)-lnη(T1))/(T0-T1)が-0.12以上であり、(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)よりも(lnη(T0)-lnη(T1))/(T0-T1)が大きい値である請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記静電荷像現像用トナーは、(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)が-0.16以下である請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記静電荷像現像用トナーは、(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)が-0.13以上である請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記静電荷像現像用トナー中の前記離型剤のアスペクト比が5以上の個数をa、5より下の個数をbとしたとき、1.0<a/b<8.0である請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  6. 前記静電荷像現像用トナー中の前記離型剤のアスペクト比が5以上の面積をc、5より下の面積をdとしたとき、1.0<c/d<4.0である請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  7. 前記静電荷像現像用トナーは、最大吸熱ピーク温度が70℃以上100℃以下である請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  8. 前記静電荷像現像用トナーは、最大吸熱ピーク温度が75℃以上95℃以下である請求項7に記載の画像形成装置。
  9. 前記静電荷像現像用トナーは、前記結着樹脂として、スチレンアクリル樹脂を含む請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  10. 前記静電荷像現像用トナーは、前記結着樹脂として、非晶性ポリエステル樹脂を含む請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  11. 前記クリーニングブレードの硬度(HBLD)と前記表面保護層の硬度(HOCL)との比(HBLD/HOCL)が、0.8以下である、請求項1~請求項10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  12. 前記表面保護層は、反応性基及び電荷輸送性骨格を同一分子内に有する反応性基含有電荷輸送材料を含む組成物の硬化物から構成されている、請求項1~請求項11のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  13. 前記反応性基含有電荷輸送材料は、前記反応性基としてアクリロイル基及びメタクリロイル基の少なくとも一方を有する反応性基含有電荷輸送材料を含む、請求項12に記載の画像形成装置。
  14. 前記反応性基含有電荷輸送材料は、前記電荷輸送性骨格としてトリアリールアミン骨格を有する反応性基含有電荷輸送材料を含む、請求項12又は請求項13に記載の画像形成装置。
  15. 前記クリーニングブレードが、ポリウレタンを含む、請求項1~請求項14のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  16. トナー粒子を有する静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を収容し前記静電荷像現像剤により、電子写真感光体の表面に形成された静電荷像を静電荷像現像用トナー画像として現像する現像手段と、
    前記電子写真感光体の表面に接触し、前記電子写真感光体の表面を清掃するクリーニングブレードを有する清掃手段と、
    を備え、
    前記トナー粒子が、重量平均分子量が28000以上32000以下のスチレンアクリル樹脂及び重量平均分子量が35000以上39000以下の非晶性ポリエステル樹脂よりなる群から選ばれた少なくとも1種を含む結着樹脂と、融解温度の異なる2種類以上の離型剤と、を含有し、
    前記静電荷像現像用トナーが、T1=60℃における静電荷像現像用トナーの粘度ηをη(T1)、T2=90℃における静電荷像現像用トナーの粘度ηをη(T2)、T3=130℃における静電荷像現像用トナーの粘度ηをη(T3)としたとき、(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)が-0.14以下であり、(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)が-0.15以上であり、前記(lnη(T1)-lnη(T2))/(T1-T2)よりも前記(lnη(T2)-lnη(T3))/(T2-T3)が大きい値であり、
    画像形成装置に着脱する、プロセスカートリッジ。
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