JP7350638B2 - 画像形成装置、及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
該電子写真感光体の表面に露光光を照射して、該電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、
該電子写真感光体の表面に形成された静電潜像をトナーで現像して、該電子写真感光体の表面にトナー像を形成する現像手段と、
該電子写真感光体から該トナー像を転写する転写手段と、
を少なくとも有する画像形成装置であって、
該電子写真感光体の表面層が、結着樹脂(A)を含有し、
該トナーが、結着樹脂(B)及びワックスを含有するトナー粒子を有し、
該結着樹脂(A)が、下記一般式(1)で示される構造、及び、下記一般式(2)で示される構造を有し、
該ワックスが、下記一般式(3)で示されるモノエステル化合物を含有する。
R31-COO-R32 (3)
(一般式(3)中、R31及びR32は、それぞれ独立に、炭素数10~30のアルキル基を示す。)
耐久性の向上を目的として、結着樹脂を含有した特許文献2に記載の電子写真感光体と従来のトナーを組み合わせた画像形成装置では、高温高湿条件下において画像流れは生じていなかった。しかし、特許文献2に記載の電子写真感光体と低温定着性の向上を目的としたモノエステルワックスを含有した特許文献1に記載のトナーを組み合わせることで、高温高湿条件下において画像流れが発生した。この理由は、次のように推測される。
R31-COO-R32 (3)
一般式(3)中、R31及びR32は、それぞれ独立に炭素数10~30のアルキル基であり、同一のものでも、異なるものでもよい。
以下、本発明に用いられるトナーに関してさらに説明する。
本発明に係る画像形成装置に用いられるトナーは、トナー粒子を有し、該トナー粒子は、結着樹脂(B)およびワックスを含有し、該ワックスは、式(3)で示されるモノエステル化合物を含有することを特徴とする。
懸濁重合法とは、重合性単量体及び着色剤(さらに必要に応じて重合開始剤、架橋剤、荷電制御剤、その他の添加剤)を均一に溶解又は分散させて重合性単量体組成物を得る。その後、この重合性単量体組成物を分散剤を含有する連続層(例えば水相)中に適当な撹拌器を用いて分散し同時に重合反応を行なわせ、所望の粒径を有するトナーを得るものである。この懸濁重合法で得られるトナー粒子は、個々のトナー粒子形状がほぼ球形に揃っているため、帯電量の分布も比較的均一となるために画質の向上が期待できる。
重合性単量体の主成分として、モノビニル単量体を使用することが好ましい。モノビニル単量体としては、例えば、スチレン;ビニルトルエン、及びα-メチルスチレン等のスチレン誘導体;アクリル酸、及びメタクリル酸;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、及びアクリル酸ジメチルアミノエチル等のアクリル酸エステル;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、及びメタクリル酸ジメチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル;アクリロニトリル、及びメタクリロニトリル等のニトリル化合物;アクリルアミド、及びメタクリルアミド等のアミド化合物;エチレン、プロピレン、及びブチレン等のオレフィン;が挙げられる。これらのモノビニル単量体は、それぞれ単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。これらのうち、モノビニル単量体として、スチレン、スチレン誘導体、及びアクリル酸エステル若しくはメタクリル酸エステルが、好適に用いられる。
以下に、好ましいモノエステル化合物について説明する。
また、モノエステル化合物の1分子が含有する炭素数は36以上44以下であることが好ましい。
その他のワックスとしては、具体的には、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスなどの脂肪族炭化水素や、ペンタエリスリトールテトラパルミネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールテトラステアレート等のペンタエリスリトールエステル化合物;ヘキサグリセリンテトラベヘネートテトラパルミネート、ヘキサグリセリンオクタベヘネート、ペンタグリセリンヘプタベヘネート、テトラグリセリンヘキサベヘネート、トリグリセリンペンタベヘネート、ジグリセリンテトラベヘネート、グリセリントリベヘネート等のグリセリンエステル化合物;ジペンタエリスリトールヘキサミリステート、ジペンタエリスリトールヘキサパルミネート等のジペンタエリスリトールエステル化合物;等の多官能エステルワックスが挙げられる。
融点を上記範囲にすることで、トナーの保存安定性と低温定着性を両立し易くなるため好ましい。
まず、反応容器に、原料となるアルコールとカルボン酸を加える。アルコールとカルボン酸のモル比は、目的とするモノエステル化合物の化学構造に合わせて適宜調整する。すなわち、モノエステル化合物の場合は、アルコール:カルボン酸=1:1のモル比となるようにアルコールとカルボン酸を混合する。なお、脱水縮合反応における反応性等を考慮して、アルコールとカルボン酸のうちいずれか一方を、上記比より若干過剰に加えてもよい。
次に、混合物を適宜加熱し、脱水縮合反応を行う。脱水縮合反応により得られるエステル化粗生成物に対し、塩基性水溶液、及び適宜有機溶媒を加え、未反応のアルコール及びカルボン酸を脱プロトン化し水相に分離する。あとは、適宜水洗、溶媒留去、及びろ過を行うことにより、モノエステル化合物を得ることができる。
ブラック着色剤としては、例えば、カーボンブラック、チタンブラック、並びに酸化鉄亜鉛、及び酸化鉄ニッケル等の磁性粉等を用いることができる。
シアン着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン化合物、その誘導体、及びアントラキノン化合物等が利用できる。具体的には、C.I.ピグメントブルー2、3、6、15、15:1、15:2、15:3、15:4、16、17:1、及び60等が挙げられる。
イエロー着色剤としては、例えば、モノアゾ顔料、及びジスアゾ顔料等のアゾ系顔料、縮合多環系顔料等の化合物が用いられ、C.I.ピグメントイエロー3、12、13、14、15、17、62、65、73、74、83、93、97、120、138、155、180、181、185、186、及び213等が挙げられる。
マゼンタ着色剤としては、例えば、モノアゾ顔料、及びジスアゾ顔料等のアゾ系顔料、縮合多環系顔料等の化合物が用いられ、C.I.ピグメントレッド31、48、57:1、58、60、63、64、68、81、83、87、88、89、90、112、114、122、123、144、146、149、150、163、170、184、185、187、202、206、207、209、237、238、251、254、255、269及びC.I.ピグメントバイオレット19等が挙げられる。
各着色剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。着色剤の量は、モノビニル単量体100質量部に対して、好ましくは1質量部以上10質量部以下である。
帯電制御剤としては、一般にトナー用の帯電制御剤として用いられているものであれば、特に限定されないが、帯電制御剤の中でも、重合性単量体との相溶性が高く、安定した帯電性(帯電安定性)をトナー粒子に付与させることができることから、正帯電性又は負帯電性の帯電制御樹脂が好ましく、さらに、正帯電性トナーを得る観点からは、正帯電性の帯電制御樹脂がより好ましく用いられる。
正帯電性の帯電制御剤としては、ニグロシン染料、4級アンモニウム塩、トリアミノトリフェニルメタン化合物及びイミダゾール化合物、並びに、好ましく用いられる帯電制御樹脂としてのポリアミン樹脂、並びに4級アンモニウム基含有共重合体、及び4級アンモニウム塩基含有共重合体等が挙げられる。
負帯電性の帯電制御剤としては、Cr、Co、Al、及びFe等の金属を含有するアゾ染料、サリチル酸金属化合物及びアルキルサリチル酸金属化合物、並びに、好ましく用いられる帯電制御樹脂としてのスルホン酸基含有共重合体、スルホン酸塩基含有共重合体、カルボン酸基含有共重合体及びカルボン酸塩基含有共重合体等が挙げられる。
分子量調整剤としては、一般にトナー用の分子量調整剤として用いられているものであれば、特に限定されず、例えば、t-ドデシルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、n-オクチルメルカプタン、及び2,2,4,6,6-ペンタメチルヘプタン-4-チオール等のメルカプタン類;テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、N,N’-ジメチル-N,N’-ジフェニルチウラムジスルフィド、N,N’-ジオクタデシル-N,N’-ジイソプロピルチウラムジスルフィド等のチウラムジスルフィド類;等が挙げられる。これらの分子量調整剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明では、分子量調整剤を、モノビニル単量体100質量部に対して、通常0.01質量部以上10質量部以下、好ましくは0.1質量部以上5質量部以下の割合で用いることが望ましい。
造粒後は、通常の撹拌機を用いて、粒子状態が維持され且つ粒子の浮遊・沈降が防止される程度の撹拌を行なえば良い。
重合体粒子が分散している水系媒体中に、シェル層を形成するための重合性単量体(シェル用重合性単量体)と重合開始剤を添加し、重合することでコアシェル型のトナー粒子を得ることができる。
シェル用重合性単量体としては、前述の重合性単量体と同様なものが使用できる。その中でも、スチレン、アクリロニトリル、及びメチルメタクリレート等の、ガラス転移温度Tgが80℃を超える重合体が得られる単量体を、単独であるいは2種以上組み合わせて使用することが好ましい。
シェル用重合性単量体の重合に用いる重合開始剤としては、過硫酸カリウム、及び過硫酸アンモニウム等の、過硫酸金属塩;2,2’-アゾビス(2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド)、及び2,2’-アゾビス-(2-メチル-N-(1,1-ビス(ヒドロキシメチル)2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド)、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]又はその水和物等の、アゾ系開始剤;等の水溶性重合開始剤を挙げることができる。これらは、それぞれ単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。重合開始剤の量は、シェル用重合性単量体100質量部に対して、好ましくは、0.1質量部以上30質量部以下、より好ましくは1質量部以上20質量部以下である。
シェル層の重合温度は、好ましくは50℃以上であり、さらに好ましくは60℃以上95℃以下である。また、重合の反応時間は好ましくは1時間以上20時間以下であり、さらに好ましくは2時間以上15時間以下である。
このトナー粒子に、微粉体等を必要に応じて混合してトナー粒子の表面に付着させることで、本発明のトナーを得ることができる。
なお、これらの外添剤は、それぞれ単独で用いることもできるが、2種以上を併用して用いることができる。
本発明では、微粉体を、トナー粒子100質量部に対して、通常、0.05質量部以上6質量部以下、好ましくは0.2質量部以上5質量部以下の割合で用いることが好ましい。
上記範囲に制御することで、低温定着性と耐ホットオフセット性を両立させ易くなるため好ましい。
<トナー粒子の1/2法溶融温度Tmの測定方法>
フローテスターにおけるトナー粒子の1/2法での溶融温度Tmは、フローテスターを用いて測定した溶融粘度から算出できる。
具体的には、1.0g以上1.3g以下を高架式フローテスター(商品名:CFT-500C、島津製作所製)に入れ、下記の測定条件で、1/2法での溶融温度(Tm)を測定した。
・測定開始温度:40℃
・昇温速度:3℃/分
・予熱時間:5分
・シリンダー圧力:10kgf/cm2
・ダイス直径:0.5mm
・ダイス長さ1.0mm
・剪断応力:2.451×105Pa
トナー粒子のガラス転移温度Tgは、例えば、ASTM D 3418-97に準拠して測定できる。
具体的には、乾燥によって得られたトナー粒子を約10mg精秤し、示差走査熱量計(商品名:DSC6220、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製)を用い、ASTM D 3418-97に従って、精秤した測定試料をアルミニウムパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウムパンを用い、測定温度範囲0℃から150℃まで昇温速度10℃/分の条件下で、着色樹脂粒子のガラス転移温度Tgを測定した。
トナー粒子の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、及び分子量分布(Mw/Mn)は、例えば、テトラヒドロフラン(THF)を用いたゲル浸透クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography:GPC)によって測定されるポリスチレン換算により求めることができる。
具体的には以下の方法を用いて行った。
(A)試料調製
トナー粒子約10mgを5mLのテトラヒドロフラン溶媒に溶解し、25℃で16時間放置後、0.45μmメンブランフィルターを通して試料とした。
(B)測定条件
温度:350℃、溶媒:テトラヒドロフラン、流速:1.0mL/min、濃度:0.2wt%、試料注入量:100μL
(c)カラム
東ソー(株)製、GPC TSKgel MultiporeHXL-M(30cm×2本)を用いた。ポリスチレン換算での重量平均分子量(Mw)1,000以上300,000以下の間のLog(Mw)-溶出時間の一次相関式が0.98以上の条件で測定した。
試料用ホルダーに軟化剤試料6mg以上8mg以下を計量し、示差走査熱量分析機(商品名:RDC-220、セイコーインスツル社製)を用いて、-200℃から1,000℃まで100℃/分で昇温する条件で測定を行い、DSC曲線を得た。当該DSC曲線のピークのトップを融点とした。
ワックスの酸価は、日本工業標準調査会(JICS)制定の規準油脂分析手法である、JIS K 0070に準拠して測定した。
以下、本発明に用いられる電子写真感光体に関してさらに説明する。
電子写真感光体は、少なくとも支持体と、支持体上に形成された感光層を有する。
電子写真感光体を製造する方法としては、後述する各層の塗布液を調製し、所望の層の順番に塗布して、乾燥させる方法が挙げられる。このとき、塗布液の塗布方法としては、浸漬塗布、スプレー塗布、インクジェット塗布、ロール塗布、ダイ塗布、ブレード塗布、カーテン塗布、ワイヤーバー塗布、リング塗布などが挙げられる。これらの中でも、効率性及び生産性の観点から、浸漬塗布が好ましい。
<支持体>
支持体は導電性を有する導電性支持体であることが好ましい。また、支持体の形状としては、円筒状、ベルト状、シート状などが挙げられる。中でも、円筒状支持体であることが好ましい。また、支持体の表面に、陽極酸化などの電気化学的な処理や、ブラスト処理、切削処理などを施してもよい。
支持体の材質としては、金属、樹脂、ガラスなどが好ましい。
金属としては、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅、金、ステンレスや、これらの合金などが挙げられる。中でも、アルミニウムを用いたアルミニウム製支持体であることが好ましい。
また、樹脂やガラスには、導電性材料を混合又は被覆するなどの処理によって、導電性を付与してもよい。
支持体上に、下引き層を設けてもよい。下引き層を設けることで、層間の接着機能が高まり、電荷注入阻止機能を付与することができる。
電子輸送物質としては、キノン化合物、イミド化合物、ベンズイミダゾール化合物、シクロペンタジエニリデン化合物、フルオレノン化合物、キサントン化合物、ベンゾフェノン化合物、シアノビニル化合物、ハロゲン化アリール化合物、シロール化合物、含ホウ素化合物などが挙げられる。電子輸送物質として、重合性官能基を有する電子輸送物質を用い、上述の重合性官能基を有するモノマーと共重合させることで、硬化膜として下引き層を形成してもよい。
金属酸化物としては、酸化インジウムスズ、酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素などが挙げられる。金属としては、金、銀、アルミなどが挙げられる。
また、下引き層は、添加剤をさらに含有してもよい。
電子写真感光体の感光層は、主に、(1)単層型感光層と、(2)積層型感光層とに分類される。(1)単層型感光層は、電荷発生物質と正孔輸送物質と電子輸送物質を共に含有する感光層を有する。(2)積層型感光層は、電荷発生物質を含有する電荷発生層と、正孔輸送物質を含有する電荷輸送層と、を有する。本発明の一実施形態において、感光層は表面層である。
単層型感光層は、電荷発生物質、正孔輸送物質、電子輸送物質、及び樹脂溶剤を含有する。
感光層に用いられる結着樹脂(A)は、一般式(1)で示される構造、及び一般式(2)で示される構造を有する。
一般式(2)中、R22がメチル基、R23がエチル基であることが好ましい。
シリカ粒子は、表面処理剤で表面処理が施されていることが好ましい。表面処理剤としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン、N-メチル-ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチル-N-プロピルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、又はポリジメチルシロキサンが挙げられる。表面処理剤は、ヘキサメチルジシラザンが特に好ましい。
積層型感光層は、電荷発生層と、電荷輸送層と、を有する。
電荷発生物質、正孔輸送物質、樹脂としては、上記「(1)単層型感光層」における材料の例示と同様である。
電荷発生層中の電荷発生物質の含有量は、電荷発生層の全質量に対して、40質量%以上85質量%以下であることが好ましく、60質量%以上80質量%以下であることがより好ましい。
電荷発生層の平均膜厚は、0.1μm以上1μm以下であることが好ましく、0.15μm以上0.4μm以下であることがより好ましい。
正孔輸送物質と樹脂との含有量比は、質量比で4:10~20:10が好ましく、5:10~12:10がより好ましい。
また、上記「(1)単層型感光層」で例示されている添加剤を含有してもよい。
電荷輸送層の平均膜厚は、5μm以上50μm以下であることが好ましく、8μm以上40μm以下であることがより好ましく、10μm以上30μm以下であることが特に好ましい。
また、本発明の画像形成装置は、これまで述べてきた電子写真感光体、並びに電子写真感光体上に静電像を形成する像形成手段である帯電手段、露光手段、静電像にトナーを供給する現像手段、及び電子写真感光体からトナー像を紙などの被転写体に転写する転写手段を有することを特徴とする。
円筒状の電子写真感光体1は、軸2を中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。電子写真感光体1の表面は、帯電手段3により、正又は負の所定電位に帯電される。なお、図においては、ローラ型帯電部材によるローラ帯電方式を示しているが、コロナ帯電方式、近接帯電方式、注入帯電方式などの帯電方式を採用してもよい。帯電された電子写真感光体1の表面には、露光手段(不図示)から露光光4が照射され、目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。電子写真感光体1の表面に形成された静電潜像は、現像手段5内に収容されたトナーで現像され、電子写真感光体1の表面にはトナー像が形成される。電子写真感光体1の表面に形成されたトナー像は、転写手段6により、転写材7に転写される。トナー像が転写された転写材7は、定着手段8へ搬送され、トナー像の定着処理を受けて転写材7上に画像を形成し、画像形成装置の外へプリントアウトされる。画像形成装置は、転写後の電子写真感光体1の表面に残ったトナーなどの付着物を除去するための、クリーニング手段9を有していてもよい。また、クリーニング手段を別途設けず、上記付着物を現像手段などで除去する、所謂、クリーナーレスシステムを用いてもよい。画像形成装置は、電子写真感光体1の表面を、前露光手段(不図示)からの前露光光10により除電処理する除電機構を有していてもよい。また、本発明のプロセスカートリッジ11を画像形成装置本体に着脱するために、レールなどの案内手段12を設けてもよい。
ホスゲン吹き込み終了後、分子量調整剤としてp-t-ブチルフェノール1.0gを加えて攪拌して、反応液を乳化させた。乳化後0.3mlのトリエチルアミンを加え、23℃にて1時間攪拌し、重合させた。
重合終了後、反応液を水相と有機相に分離し、有機相をリン酸で中和し、洗液(水相)の導電率が10μS/cm以下になるまで水洗を繰り返した。得られた重合体溶液を、45℃に保った温水に滴下し、溶媒を蒸発除去して白色粉末状沈殿物を得た。得られた沈殿物を濾過し、110℃、24時間乾燥して樹脂1を得た。
得られた樹脂1を1H-NMRで確認した結果、式(13)で示される化合物に由来する構造を30mol%、式(14)で示される化合物に由来する構造を70mol%有する樹脂であった。
樹脂1の製造において、使用するジオールを変更し、表1に記載のモル比率の樹脂となるようジオールの量を調整した以外は、樹脂1と同様に製造した。
電荷発生物質として、無金属フタロシアニン顔料を3.0部、正孔輸送物質として、下記一般式(15)で示される化合物を60.0部、
棒状超音波分散器を用いて、容器内の材料と溶剤とを2分間混合し、材料を溶剤に分散させた。さらにボールミルを用いて、材料と溶剤とを50時間混合して、材料を溶剤に分散して単層型感光層用塗布液を調製した。
この単層感光層用塗布液を、導電性基体としてのアルミニウム管上に浸漬塗布し、これを100℃で40分間乾燥することにより、感光層の膜厚が25μmの電子写真感光体D-1を作製した。
結着樹脂(A)、シリカ粒子の添加量、及び電子輸送物質を以下の表3に示すように変更した以外は電子写真感光体D-1の製造例と同様に作製した。なお、電子輸送物質として示される4-1、4-2、5-1、6-1、7-1、8-1、9-1、10-2、11-1、及び12-1は、それぞれ表2中の(4-1)、(4-2)、(5-1)、(6-1)、(7-1)、(8-1)、(9-1)、(10-1)、(11-1)、及び(12-1)で示される化合物を表す。
結着樹脂として樹脂1を以下の一般式(16)で示される繰り返し単位を有する重量平均分子量(Mw)30,000の樹脂14に変更した以外は電子写真感光体D-29の製造例と同様に作製した。
結着樹脂として樹脂1を以下の一般式(17)で示される繰り返し単位を有する重量平均分子量(Mw)30,000の樹脂15に変更した以外は電子写真感光体D-1の製造例と同様に作製した。
結着樹脂として樹脂1を以下の般式(18)で示される構造と、一般式(19)で示される構造からなる樹脂16に変更した以外は電子写真感光体D-1の製造例と同様に作製した。
なお、樹脂16中の一般式(18)で示される構造と、一般式(19)で示される構造のモル比率は30:70であり、樹脂16の重量平均分子量(Mw)30,000である。
温度計、窒素導入管、攪拌機、ディーンスタークトラップ及びジムロート冷却管を備えた反応容器に、アルコールとしてベヘニルアルコール100部、カルボン酸としてステアリン酸80部を加え、200℃で15時間のエステル化反応を行った。得られたエステル化合物にトルエン20部及びイソプロパノール25部を添加し、エステル化合物の酸価の1.5倍に相当する量の10%水酸化カリウム水溶液190部を加え、70℃で4時間撹拌した。その後、水相部を除去した。
さらに20部のイオン交換水を入れて70℃で1時間撹拌した後、水相部を除去して洗浄を行った。除去した水相のpHが中性になるまで上記洗浄工程を繰り返した。その後、200℃、1kPaの条件で減圧して溶媒を除去して最終目的物であるベヘニルアルコールとステアリン酸のエステル化合物であるステアリン酸ベヘニル(ワックスA-1)を得た。得られたワックスA-1の物性を表4に示す。
ワックスA-1の製造例において、アルコールとしてエイコシルアルコール、及びカルボン酸として、エイコサン酸をエイコシルアルコールの1.05モル当量加え、窒素気流下220℃で、反応により生じる水を留去しつつ15時間常圧で反応を行って、エステル化粗生成物を得た。
上記以外はワックスA-1の製造例と同様にして、エイコサン酸エイコシル(ワックスA-2)を得た。得られたワックスA-2の物性を表4に示す。
ワックスA-1の製造例において、アルコールとしてステアリルアルコール、及びカルボン酸として、ベヘン酸をステアリルアルコールの1.05モル当量加え、窒素気流下220℃で、反応により生じる水を留去しつつ15時間常圧で反応を行って、エステル化粗生成物を得た。
上記以外はワックスA-1の製造例と同様にして、ベヘン酸ステアリル(ワックスA-3)を得た。得られたワックスA-3の物性を表4に示す。
ワックスA-1の製造例において、カルボン酸として、エイコサン酸をベヘニルアルコールの1.05モル当量加え、窒素気流下220℃で、反応により生じる水を留去しつつ15時間常圧で反応を行って、エステル化粗生成物を得た。
上記以外はワックスA-1の製造例と同様にして、エイコサン酸ベヘニル(ワックスA-4)を得た。得られたワックスA-4の物性を表4に示す。
ワックスA-1の製造例において、アルコールとしてテトラコシルアルコール、及びカルボン酸として、パルミチン酸をテトラコシルアルコールの1.05モル当量加え、窒素気流下220℃で、反応により生じる水を留去しつつ15時間常圧で反応を行って、エステル化粗生成物を得た。
上記以外はワックスA-1の製造例と同様にして、パルミチン酸テトラコシル(ワックスA-5)を得た。得られたワックスA-5の物性を表4に示す。
ワックスA-1の製造例において、カルボン酸として、ベヘン酸をベヘニルアルコールの1.08モル当量加え、窒素気流下220℃で、反応により生じる水を留去しつつ15時間常圧で反応を行って、エステル化粗生成物を得た。
上記以外はワックスA-1の製造例と同様にして、ベヘン酸ベヘニル(ワックスA-6)を得た。得られたワックスA-6の物性を表4に示す。
・重合性単量体:スチレン74部、n-ブチルアクリレート26部
・着色剤:カーボンブラック(商品名:#25B、三菱化学製)7部
・架橋剤:ジビニルベンゼン0.74部
・帯電制御剤:スチレン/アクリル樹脂(商品名:FCA-592P、藤倉化成株式会社製)0.37部
・分子量調整剤:テトラエチルチウラムジスルフィド1部
・マクロモノマー:ポリメタクリル酸エステルマクロモノマー(商品名:AA6、東亜合成化学工業社製、ガラス転移温度Tg=94℃)0.25部
上記材料を通常の攪拌装置で攪拌及び混合した後、メディア型分散機により、均一分散し63℃に加温した。
ここに、20部のワックスA-1を、均一分散した材料に添加、混合、及び溶解して、重合性単量体組成物を得た。
上記により得られた水酸化マグネシウムコロイド分散液に、室温下で、上記重合性単量体組成物を投入し、60℃に昇温し、液滴が安定するまで攪拌した。そこに重合開始剤としてt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート(商品名:パーブチルO、日油社製)5部を添加した。その後、インライン型乳化分散機(商品名:マイルダー、太平洋機工社製)を用いて、15,000rpmの回転数で高剪断攪拌して重合性単量体組成物の液滴形成を行った。
上記により得られたトナー粒子100部に、疎水化された個数平均一次粒径が7nmのシリカ微粒子0.7部、疎水化された個数平均一次粒径が50nmのシリカ微粒子1部を添加し、高速攪拌機(商品名:FMミキサー、日本コークス工業社製)を用いて混合して、トナーT-1を製造した。
ワックスの種類又は添加量を表5に示す通りに変更したこと以外は、トナーT-1の製造方法と同様にして、トナーT-2~T-11を製造した。なお、ワックスA-7として、パラフィンワックス(商品名:HNP-51、日本精蝋製、融点78℃)を用いた。得られたトナーの特性を表5に示す。
画像形成装置としては、ブラザー社製モノクロレーザープリンターHL-5200を改造した。コロナ帯電器用の電力をプリンターの外部から供給するための電源としては高圧電源コントロールシステム(商品名:Model615-3、トレック社製)を用いた。そして、コロナ帯電器のコロナワイヤーを流れる電流量が500μAになるように調整した。
このプリンター用のトナーカートリッジ内のトナーを抜き取り、その代わりにトナーT-1を充填した。また、ドラムユニットの電子写真感光体を取り外し、その代わりに耐久性評価用に初期の膜厚を測定した電子写真感光体D-1をセットした。
トナーカートリッジ及びドラムユニットを画像形成装置に装着し、温度30℃/湿度80%RHの環境下に24時間以上放置し、以下の評価を行った。結果を表6に示した。
画像印字比率3%の画像をA4縦サイズ紙にて30,000枚出力した。その後、評価装置への給電を停止し、3日間休止させた。
3日間休止後に再び評価装置に給電を開始し、A4縦サイズ紙にて、格子画像及びアルファベットのEの文字(フォント種:Times,フォントサイズ6ポイント)が繰り返された文字画像(E文字画像)を出力した。得られた画像について、以下の評価のランクに従って、画像欠陥を抑制する効果を目視で評価した。ランクの数字が大きいほど良好であり、ランク5、4及び3は、本発明の画像欠陥の抑制効果が得られているレベルであると判断した。一方、ランク1及び2は、本発明の画像欠陥の抑制効果が得られていないレベルと判断した。
ランク5:格子画像、E文字画像、共に画像欠陥はみられない
ランク4:格子画像が一部かすんでいるが、E文字画像の画像欠陥はみられない
ランク3:格子画像が一部かすんでおり、E文字画像が一部薄くなる
ランク2:格子画像が部分的に消失しており、E文字画像が全面薄くなる
ランク1:格子画像が全面消失しており、E文字画像が全面薄くなる
画像流れ評価で用いた電子写真感光体D-1を中央部の表面の初期からの感光層の膜厚の減少量について評価を行った。その際の膜厚の測定は、フィッシャー製膜厚測定機フィッシャーMMS渦電流法プローブEAW3.3で行った。なお、感光層の膜厚の減少量は、30,000枚の画像出力後の膜厚の減少量を1,000枚あたりに換算した値で評価した。
上記画像形成装置の定着器の定着温度を任意に設定できるように改造した。この装置を用いて、定着器の定着温度を180℃~230℃の範囲で5℃おきに温調して、ラフ紙であるFOX RIVER BOND紙(110g/m2)を用い、印字比率100%のベタ黒画像を出力した。このときベタ画像部の画像中に白抜け部分が存在するか否かを目視で評価し、白抜け部分が発生する最も低い温度をもって、低温定着性の評価とした。
ランク5:190℃未満で白抜けが発生
ランク4:190℃以上200℃未満で白抜けが発生
ランク3:200℃以上210℃未満で白抜けが発生
ランク2:210℃以上220℃未満で白抜けが発生
ランク1:220℃以上で白抜けが発生
電子写真感光体D-1及びトナーT-1を表6に示すように変更した以外は実施例1と同様にし、画像流れ評価、耐久性評価、及び低温定着性評価を行った。結果を表6に示す。表6中、一般式(1)/結着樹脂(A)は、表面層の結着樹脂(A)に対する一般式(1)で示される構造のモル比率を表し、一般式(3)/結着樹脂(B)は、トナーの結着樹脂(B)に対する前記一般式(3)で示されるモノエステル化合物のモル比率を表す。
電子写真感光体D-1及びトナーT-1を表7に示すように変更した以外は実施例1と同様にし、画像流れ評価、耐久性評価、及び低温定着性評価を行った。結果を表7に示す。
2 軸
3 帯電手段
4 露光光
5 現像手段
6 転写手段
7 転写材
8 定着手段
9 クリーニング手段
10 前露光光
11 プロセスカートリッジ
12 案内手段
Claims (12)
- 支持体、及び、該支持体上に形成された感光層を有する電子写真感光体と、
該電子写真感光体の表面に露光光を照射して、該電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、
該電子写真感光体の表面に形成された静電潜像をトナーで現像して、該電子写真感光体の表面にトナー像を形成する現像手段と、
該電子写真感光体から該トナー像を転写する転写手段と、
を少なくとも有する画像形成装置であって、
該電子写真感光体の表面層が、結着樹脂(A)を含有し、
該トナーが、結着樹脂(B)及びワックスを含有するトナー粒子を有し、
該結着樹脂(A)が、下記一般式(1)で示される構造、及び、下記一般式(2)で示される構造を有し、
該ワックスが、下記一般式(3)で示されるモノエステル化合物を含有する、
R31-COO-R32 (3)
(一般式(3)中、R31及びR32は、それぞれ独立に、炭素数10~30のアルキル基を示す。)
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記結着樹脂(A)中の前記一般式(1)で示される構造と前記一般式(2)で示される構造とのモル比率が、25:75~70:30である、請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記一般式(2)中のR22がメチル基であり、R23がエチル基である、請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記表面層が、シリカ粒子を含有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記表面層中の前記シリカ粒子の含有量が、前記表面層中の前記結着樹脂(A)100質量部に対して0.5質量部以上15質量部以下である、請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記表面層が、下記一般式(4)で示される電子輸送物質、下記一般式(5)で示される電子輸送物質、下記一般式(6)で示される電子輸送物質、下記一般式(7)で示される電子輸送物質、下記一般式(8)で示される電子輸送物質、下記一般式(9)で示される電子輸送物質、下記一般式(10)で示される電子輸送物質、下記一般式(11)で示される電子輸送物質、及び、下記一般式(12)で示される電子輸送物質からなる群より選ばれる少なくとも一つの電子輸送物質を含有する、請求項1~5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記感光層が、電荷発生物質、正孔輸送物質、電子輸送物質、及び前記結着樹脂(A)を含有する単層型感光層である、請求項1~6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記一般式(3)で示されるモノエステル化合物の1分子あたりの炭素数が、36以上44以下である、請求項1~7のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記一般式(3)で示されるモノエステル化合物の融点が、60℃以上75℃以下である、請求項1~8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記一般式(3)で示されるモノエステル化合物の酸価が、1.0mgKOH/g以下である、請求項1~9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記トナー粒子中の前記一般式(3)で示されるモノエステル化合物の含有量が、前記トナー粒子中の前記結着樹脂(B)100質量部に対して10質量部以上30質量部以下である、請求項1~10のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 電子写真感光体の表面に露光光を照射して、該電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する露光工程と、
該電子写真感光体の表面に形成された静電潜像をトナーで現像して、該電子写真感光体の表面にトナー像を形成する現像工程と、
該電子写真感光体から該トナー像を転写する転写工程と、
を少なくとも有する画像形成方法であって、
該電子写真感光体が、支持体、及び、該支持体上に形成された感光層を有し、
該電子写真感光体の表面層が、結着樹脂(A)を含有し、
該トナーが、結着樹脂(B)及びワックスを含有するトナー粒子を有し、
該結着樹脂(A)が、下記一般式(1)で示される構造、及び、下記一般式(2)で示される構造を有し、
該ワックスが、下記一般式(3)で示されるモノエステル化合物を含有する、
R31-COO-R32 (3)
(一般式(3)中、R31及びR32は、それぞれ独立に、炭素数10~30のアルキル基を示す。)
ことを特徴とする画像形成方法。
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