JP2014095884A - トナーおよび電子写真感光体を用いた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子写真感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段と、クリーニング手段と、除電手段を少なくとも備える画像形成装置であって、該装置に用いられるトナーが、結着樹脂および着色剤を含むコア粒子と、微小樹脂粒子とを含み、かつコア粒子および隣り合う微小粒子の少なくともいずれか一方と融着してなる被覆層で構成され、前記電子写真感光体の感光層表面の表面自由エネルギー(γ)が、18〜30mN/mである。
【選択図】なし
Description
また、特許文献2では、重量平均粒径4〜8μmのトナーであって、更に5μm以下の粒径を有するトナー母粒子が17〜60個数%含有されるトナー母粒子が開示されている。
また、特許文献3には、粒径が5μm以下の粒径を有する磁性トナー母粒子が17〜60個数%含有される磁性トナーが開示されている。
特許文献4ではトナーの円形度、体積中位径などの物性値を規定したトナーが提案されている。しかし、このトナーではトナーのコア粒子に対して、樹脂微粒子が固着など弱い付着力で接着されている為、例えば現像容器内での攪拌によって、微粒子がトナー粒子から脱離し、微粒子を混合することによるクリーニング性向上の効果を長期間維持することが困難である。
特許文献5では、電子写真感光体表面層にフィラーとしてフッ素系粒子を加える提案がなされている。
フッ素系粒子の特徴として、材料由来の高い潤滑機能により、フィラーとして、感光体の機械的特性を向上させるだけでなく、潤滑性を付与することによって、感光体プロセス中に接触する部材との摩擦力を低減させることも、感光体表面の耐刷性向上に寄与している。
しかしこのトナーは重合トナーであり、均一な形状の小粒径トナーであることにより、トナーがクリーニングブレードと電子写真感光体表面の隙間に入りこむことによって、感光体表面との潤滑性が薄れ感光体表面に傷が入りやすく、長期にわたり安定した画像が提供できないという問題があった。
また、本発明は、ブレードと感光体表面の潤滑性をあげることで、クリーニング部材への負荷を低減でき、高寿命、高画質で、低ランニングコストを達成することができる画像形成装置を提供することを課題とする。
− トナーは、コア粒子と、コア粒子表面に形成されている被覆層とを含みコア粒子は結着樹脂と着色剤とを含み;
− 被覆層は微小樹脂粒子を含み、微小樹脂粒子の一部がコア粒子および隣合う微小樹脂粒子の少なくともいずれか一方と融着し;
− そのトナーを使いこなすべく、感光体表面の表面自由エネルギーを制御することで、転写性、クリーニング性に優れ、更に耐傷性も著しく向上させることができ;そして、
− 長期にわたり安定した画像を提供できる;
ことを見出し本発明を完成するに至った。
(a) テトラフルオロエチレンモノマーとアセトンの混合溶液に電離性放射線を照射することによって前記モノマーを重合させて、前記溶液をゲル状態のポリテトラフルオロエチレンのアセトン分散体とする工程;
(b) 前記分散体に電離性放射線を照射することによって前記ポリテトラフルオロエチレンを架橋し微粒子懸濁液を形成する工程;および
(c)前記懸濁液から分離・乾燥により酸素導入PTFE微粒子を単離する工程;
により得られたものである前記の電子写真感光体が提供される。
コア粒子の表面の大部分とは、コア粒子の表面積の80%以上を占める部分である。被覆層が形成されている部分のコア粒子の面積が、コア粒子の表面積の80%未満であると、コア粒子が露出する面積が大きくなり、コア粒子に含まれる低融点成分が軟化し、トナーが凝集するおそれがある。したがって被覆層が形成されている部分のコア粒子の面積は、コア粒子の表面積の80%以上100%以下であることが好ましく、90%以上100%以下であることがさらに好ましい。コア粒子の表面積は、コア粒子を球体とみなし、コア粒子の体積平均粒径を測定することによって算出できる。また被覆層が形成されている部分のコア粒子の面積は、電子顕微鏡による撮影画像から、画像解析装置などを用いて算出できる。コア粒子の表面の大部分に被覆層が形成されている場合、コア粒子の表面全面に被覆層が形成されている場合と同様の効果が得られるので、以下の記載では被覆層がコア粒子の表面全面に形成されている場合を例に説明する。
被覆層に含まれ融着状態にある微小樹脂粒子の平均粒径Aとは、一部が融着している状態にある微小樹脂粒子を被覆層表面から見たときの長径と短径との平均値である。またコア粒子の平均粒径Bとは、一方向から見たときのコア粒子の長径と短径との平均値である。
したがって本発明では、被覆層形成後の微小樹脂粒子、すなわち一部が融着状態にある微小樹脂粒子の平均粒径を前記平均粒径Aとする。以下「融着状態にある微小樹脂粒子の平均粒径A」を、「突起部の平均粒径A」という場合がある。
一部が融着状態にある複数の微小樹脂粒子は、被覆層表面に複数の突起部を形成している。前記設定した円内における複数の突起部のうち、1つの突起部を形成する凹所と凹所とを結ぶ直線であって、微小樹脂粒子の中心を通る直線の長さを測定する。この直線の長さを、以下「凹所と凹所との距離」という。微小樹脂粒子の中心は、突起部の最も凸になっている部分であり、例えば目視によって定められる。突起部を形成する凹所と凹所との距離のうち、最小の距離を突起部の短径A1とする。また最大の距離を突起部の長径A2とする。この短径の平均値A1と長径A2との平均値、すなわち平均径:{(A1+A2)/2}を求め、さらにこの平均径を複数個の円内に存在する複数の突起部について算出し、この平均値を得る。このようにして算出される値を、突起部の平均粒径A、すなわち被覆層に含まれ融着状態にある微小樹脂粒子の平均粒径Aとする。
被覆層の厚みは、被覆後のトナーの粒径とコア粒子の粒径との差から判る。被覆層の厚みが好適であると、現像容器内での撹拌による被覆層の破断を防止することができるとともに、コア粒子の表面全面にわたって微小樹脂粒子を含む被覆層を形成することができる。
また前記比A/Bが0.01〜0.2の範囲内であると、微小樹脂粒子によって形成される微小突起部の大きさを好適にすることができる。これによって、一層長期間安定してトナーの変性を防止することができるとともに、クリーニング性を維持することができる。
しかしながらPTFE微粒子は、材料として優れた潤滑機能を有する一方で、極性がないため粒子の凝集力が非常に大きく分散性が極端に悪いことより、均一で平滑な膜を形成するのが困難であり、本特許で要求されるように感光体表面の表面自由エネルギーを制御する方法としては困難であった。
本発明者らは、種々検討した結果、PTFE微粒子の分散性を向上する手段として、酸素濃度0.9〜3.0原子%を有する酸素導入PTFE微粒子を感光体の表面層用塗布液に添加することにより、感光体塗液としての分散性が著しく改善され、感光体表面層が改質されることを見出し本発明を完成するに至った。
酸素濃度が0.9原子%未満であれば、酸素導入PTFE微粒子表面の極性が低いことより、粒子間の凝集性が大きく、塗液分散性が悪く、酸素濃度が3.0原子%より大きい場合は、表面の極性が上がることより塗液分散性は良好であるが、感光体表面の低表面自由エネルギー化を実現ずることができず、本発明のトナーとの組み合わせには不適で長期にわたり安定した画像を提供することができない。
(a) テトラフルオロエチレンモノマーとアセトンの混合溶液に電離性放射線を照射することによって前記モノマーを重合させて、前記溶液をゲル状態のポリテトラフルオロエチレンのアセトン分散体とする工程;
(b) 前記分散体に電離性放射線を照射することによって前記ポリテトラフルオロエチレンを架橋し微粒子懸濁液を形成する工程;および
(c)前記懸濁液から分離・乾燥により酸素導入PTFE微粒子を単離する工程;
により得られたものが好適に用いられる。
すなわち、TFE濃度を1wt%〜10wt%の範囲で変化させることにより、酸素導入PTFE微粒子の径は、約0.15μm〜0.5μmの範囲で変化する。
係る含有酸素組成比を所望の範囲に納めるためには、放射線によるフッ素系微粒子の構造変体が必須である。すなわち放射線としてはγ線の照射が好ましく、フッ素系微粒子にγ線の線量を変えて照射することにより、所望の酸素組成比が得られる。
または酸素導入PTFE微粒子の粒子径が0.1〜0.5μmであることが好ましく、塗液中での十分な分散安定性が得られることがわかっている。酸素導入PTFE微粒子の粒子径は、次のようにして算出される。例えば、電子顕微鏡(商品名:VE−9800、株式会社キーエンス製)によって、酸素導入PTFE微粒子を10,000倍の倍率で写真撮影する。次いで撮影写真において、半径1.5μm(写真上において1.5cm)の円を複数個、例えば5個、酸素導入PTFE微粒子の撮影像中に設定する。この設定した円内に存在する酸素導入PTFE微粒子について、平均粒子径を測定する。
図1は、本発明の実施の形態1によるトナーの製造方法の手順を示す工程図である。
本実施の形態におけるトナーの製造方法は、ステップs1のコア粒子作製工程と、ステップs2の微小樹脂粒子および付着補助剤調製工程と、ステップs3のコーティング工程とを含む。
ステップs1のコア粒子作製工程と、ステップs2の微小樹脂粒子および付着補助剤調製工程とは、工程順序が逆になってもよい。
ステップs1のコア粒子作製工程では、結着樹脂および着色剤を含むコア粒子を作製する。本発明のトナーに用いられるコア粒子は、結着樹脂および着色剤を含有し、さらに離型剤、帯電制御剤などを含有してもよい。
結着樹脂としては、トナー用結着樹脂として常用されるものであれば特に限定されず、例えば、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリエステル、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂が好ましい。これらの樹脂は、1種が単独で使用されてもよく、また2種以上が併用されてもよい。また同一種の樹脂であっても、分子量、単量体組成などのいずれか1つまたは複数が異なる樹脂を複数種併用することができる。
多塩基酸は1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。
多価アルコールは1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。
多塩基酸成分としては、例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の二塩基酸等の芳香族ジカルボン酸、などが挙げられ、さらにこれらの無水物やこれらの低級アルキルエステルも挙げられる。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。
結着樹脂のガラス転移点が30℃未満であると、画像形成装置内部においてトナーが熱凝集するブロッキングを発生しやすくなり、保存安定性が低下するおそれがある。結着樹脂のガラス転移点が80℃を超えると、記録媒体へのトナーの定着性が低下し、定着不良が発生するおそれがある。
着色剤としては、電子写真分野で常用される有機系染料、有機系顔料、無機系染料、無機系顔料などを使用できる。
離型剤としてはこの分野で常用されるものを使用でき、例えば、パラフィンワックスおよびその誘導体、マイクロクリスタリンワックスおよびその誘導体などの石油系ワックス、フィッシャートロプシュワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど)およびその誘導体、低分子量ポリプロピリンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィン系重合体ワックス(低分子量ポリエチレンワックスなど)およびその誘導体などの炭化水素系合成ワックス、カルナバワックスおよびその誘導体、ライスワックスおよびその誘導体、キャンデリラワックスおよびその誘導体、木蝋などの植物系ワックス、蜜蝋、鯨蝋などの動物系ワックス、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステルなどの油脂系合成ワックス、長鎖カルボン酸およびその誘導体、長鎖アルコールおよびその誘導体、シリコーン系重合体、高級脂肪酸などが挙げられる。
帯電制御剤としてはこの分野で常用される正電荷制御用および負電荷制御用のものを使用できる。正電荷制御用の帯電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、塩基性染料、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン、ニグロシン染料およびその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、グアニジン塩、アミジン塩などが挙げられる。
粉砕法では、結着樹脂、着色剤およびその他のトナー添加成分を含むトナー組成物を、混合機で乾式混合した後、混練機によって溶融混練する。溶融混練によって得られる混練物を冷却固化し、固化物を粉砕機によって粉砕する。その後必要に応じて分級などの粒度調製を行い、コア粒子を得る。
混合機としては公知のものを使用でき、例えば、ヘンシェルミキサー(商品名、三井鉱山株式会社製)、スーパーミキサー(商品名、株式会社カワタ製)、メカノミル(商品名、岡田精工株式会社製)などのヘンシェルタイプの混合装置、オングミル(商品名、ホソカワミクロン株式会社製)、ハイブリダイゼーションシステム(商品名、株式会社奈良機械製作所製)、コスモシステム(商品名、川崎重工業株式会社製)などが挙げられる。
コア粒子の平均粒径Bが3μm未満であると、コア粒子の粒径が小さくなり過ぎ、高帯電化および低流動化が起こるおそれがある。この高帯電化および低流動化が発生すると、感光体にトナーを安定して供給することができなくなり、地肌かぶりおよび画像濃度の低下などが発生するおそれがある。
コア粒子の平均粒径Bが10μmを超えると、コア粒子の粒径が大きいので、高精細な画像を得ることができない。またコア粒子の粒径が大きくなることによって比表面積が減少し、トナーの帯電量が小さくなる。トナーの帯電量が小さくなると、トナーが感光体に安定して供給されず、トナー飛散による機内汚染が発生するおそれがある。
ステップs2の微小樹脂粒子および付着補助剤調製工程では、少なくとも樹脂を含む微小樹脂粒子を作製する。またコア粒子と微小樹脂粒子との付着力を増大させる付着補助剤を調製する。
微小樹脂粒子としては、上記例示した樹脂の中でも、アクリル樹脂、スチレン−アクリル共重合体樹脂またはポリエステルを含むことが好ましい。アクリル樹脂、スチレン−アクリル共重合体樹脂またはポリエステルは、軽量で高い強度を有し、さらに透明性も高く、安価であるなど多くの利点を有する。
これによってクリーニング時にトナーがクリーニングブレードに引っ掛かり易くなり、クリーニング性が向上する。またトナー内の低軟化成分を増やしてもトナー表面への低軟化性成分の露出を抑制することが可能となり、定着性を損なわずに表面硬度を高くして保存性、機械的強度を向上することができる。
ステップs3のコーティング工程では、コア粒子と微小樹脂粒子との付着力を増大させる付着補助剤を用いて、コア粒子に微小樹脂粒子を付着させ融着させる。これによって、コア粒子に微小樹脂粒子をコーティングし、被覆層を形成する。
噴霧手段は、付着補助剤を貯留する付着補助剤貯留部と、キャリアガスを貯留するキャリアガス貯留部と、付着補助剤とキャリアガスとを混合し、得られる混合物を容器内に収容されるコア粒子に向けて噴射し、付着補助剤の液滴をコア粒子に噴霧する液体噴霧ユニットとを備える。
微小樹脂粒子が1重量部未満であると、コア粒子の表面全面を被覆層で被覆することができないおそれがある。
微小樹脂粒子が30重量部を超えると、被覆層の厚みが大きくなり過ぎ、微小樹脂粒子の構成材料によっては、トナーの定着性が低下するおそれがある。
キャリアとしては、公知のものを使用でき、例えば、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガン、クロムなどからなる単独または複合フェライトおよびキャリアコア粒子を被覆物質で表面被覆した樹脂被覆キャリア、または樹脂に磁性を有する粒子を分散させた樹脂分散型キャリアなどが挙げられる。
被覆物質としては公知のものを使用でき、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ジターシャーリーブチルサリチル酸の金属化合物、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ニグロシン、アミノアクリレート樹脂、塩基性染料、塩基性染料のレーキ物、シリカ微粉末、アルミナ微粉末などが挙げられる。
いずれも、トナー成分に応じて選択するのが好ましく、1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。
さらにキャリアの抵抗率は、好ましくは108Ω・cm以上、さらに好ましくは1012Ω・cm以上である。キャリアの抵抗率は、キャリアを0.50cm2の断面積を有する容器に入れてタッピングした後、容器内に詰められた粒子に1kg/cm2の荷重を掛け、荷重と底面電極との間に1000V/cmの電界が生ずる電圧を印加したときの電流値を読取ることから得られる値である。抵抗率が低いと、現像スリーブにバイアス電圧を印加した場合にキャリアに電荷が注入され、感光体にキャリア粒子が付着し易くなる。またバイアス電圧のブレークダウンが起こり易くなる。
磁化強さは現像ローラの磁束密度にもよるけれども、現像ローラの一般的な磁束密度の条件下においては、10emu/g未満であると磁気的な束縛力が働かず、キャリア飛散の原因となるおそれがある。
また磁化強さが60emu/gを超えると、キャリアの穂立ちが高くなり過ぎるので、非接触現像では、像担持体と非接触状態を保つことが困難になる。また接触現像ではトナー像に掃き目が現れ易くなるおそれがある。
図2は、本発明の実施の形態2に係る電子写真感光体の構成を示す模式図(断面図)である。
本実施の形態に係る電子写真感光体1(以下、感光体と略称する)は、導電性材料から成る円筒状の導電性基体11上に、下引き層15、ならびに電荷発生物質を含有する電荷発生層12および電荷輸送物質を含有する電荷輸送層13がこの順で積層された感光層14から構成される積層型感光体である。
導電性基体11は、感光体1の電極としての役割を果たすとともに、その上に配置される層、すなわち下引き層15および感光層14の支持部材としても機能する。
なお導電性基体11の形状は、この実施形態1では円筒状であるけれども、これに限定されることなく円柱状、シート状または無端ベルト状などであってもよい。
これらの導電性材料は所定の形状に加工されて使用される。
レーザを露光光源として用いる電子写真プロセスでは、レーザ光の波長が揃っているので、感光体表面で反射されたレーザ光と感光体内部で反射されたレーザ光とが干渉を起こし、この干渉による干渉縞が画像上に現れて画像欠陥となることがある。
しかしながら、導電性基体11の表面に上記のような処理を施すことによって、この波長の揃ったレーザ光の干渉による画像欠陥を防止することもできる。
導電性基体11と感光層14との間に下引き層15がない場合、導電性基体11または感光層14の欠陥に起因して微小な領域での帯電性の低下が生じ、黒ぽちなどの画像のかぶりが発生し、著しい画像欠陥を生じることがある。下引き層を設けることによって、導電性基体11からの感光層14への電荷の注入を防止することができる。
したがって、下引き層15を設けることにより、感光層14の帯電性の低下を防ぐことができ、露光によって消去されるべき部分以外の表面電荷の減少を抑え、画像にかぶりなどの欠陥が発生することを防止できる。
この下引き層15には、各種樹脂材料から成る樹脂層またはアルマイト層などが用いられる。
好ましいアルコール可溶性ナイロン樹脂としては、例えば6−ナイロン、6,6−ナイロン、6,10−ナイロン、11−ナイロン、2−ナイロンおよび12−ナイロンなどの、いわゆるナイロン、ならびにN−アルコキシメチル変性ナイロンおよびN−アルコキシエチル変性ナイロンのように、ナイロンを化学的に変性させた樹脂などを挙げることができる。
下引き層15に前記の金属酸化物微粒子などの粒子を含有させる場合には、例えば前記の樹脂を適当な溶剤に溶解させて得られる樹脂溶液中に、酸化チタン等の金属酸化物微粒子を分散させて下引き層用塗布液を調製し、この塗布液を導電性基体11の表面に塗布することによって下引き層15を形成することができる。
これらの溶剤の中でも、地球環境に対する配慮から、非ハロゲン系有機溶剤が好適に用いられる。
また、微小空隙中に上記分散液を超高圧で通過させることによって発生する非常に強いせん断力を利用したメディアレスタイプの分散装置を利用することによってより、安定な分散塗液を製造することが可能となる。
これらの塗布方法の中でも、特に浸漬塗布法は、塗布液を満たした塗工槽に基体を浸漬した後、一定速度または逐次変化する速度で引上げることによって基体の表面上に層を形成する方法であり、比較的簡単で、生産性および原価の点で優れているので、電子写真感光体を製造する場合に多く利用されている。なお、浸漬塗布法に用いる装置には、塗布液の分散性を安定させるために、超音波発生装置に代表される塗布液分散装置を設けてもよい。
下引き層15の膜厚が0.01μmよりも薄いと、導電性基体11の凸凹を被覆して均一な表面性を得ることができず、実質的に下引き層15として機能せず、導電性基体11からの感光層14への電荷の注入を防止できずに、感光層14の帯電性の低下が生じるので好ましくない。
したがって、下引き層15の膜厚の好適な範囲は、0.01〜20μmである。
電荷発生層12は、光を吸収することによって電荷を発生する電荷発生物質を主成分として含有する。
上記の電荷発生物質としては、有機系顔料を含む有機系光導電性材料および無機顔料を含む無機系光導電性材料が挙げられる。
これらの中でも、結着剤である結着樹脂を溶剤中に混合して得られる結着樹脂溶液中に、電荷発生物質を従来公知の方法によって分散して電荷発生層用塗布液を調製し、得られた塗布液を導電性基体11の表面に塗布する方法が好適に用いられる。以下、この方法について説明する。
結着樹脂はこれらに限定されるものではなく、一般に用いられる樹脂を結着樹脂として使用することができる。これらの樹脂は、1種が単独で使用されてもよく、また2種以上が混合されて使用されてもよい。
前記比率W1/W2が10/100未満であると、感光体1の感度が低下し易い。
逆に、前記比率W1/W2が400/100を超えると、電荷発生層12の膜強度が低下するだけでなく、電荷発生物質の分散性が低下して粗大粒子が増大するので、露光によって消去されるべき部分以外の表面電荷が減少し、画像欠陥、特に白地にトナーが付着し微小な黒点が形成される黒ぽちと呼ばれる画像のかぶりが多くなる。
したがって、前記比率W1/W2の好適な範囲を、10/100〜400/100であるのが好ましい。
粉砕処理に用いられる粉砕機としては、ボールミル、サンドミル、アトライタ、振動ミルおよび超音波分散機などを挙げることができる。
また、電荷発生物質を結着樹脂溶液中に分散させる際に用いられる分散機としては、ペイントシェーカー、ボールミルおよびサンドミルなどを挙げることができる。このときの分散条件としては、用いる容器および分散機を構成する部材の摩耗などによる不純物の混入が起こらないように適当な条件を選択する。
これらの塗布方法のうちから、塗布の物性および生産性などを考慮に入れて最適な方法を選択することができる。
これらの塗布方法の中でも、特に前記の下引き層の塗布方法で述べた浸漬塗布法が好ましい。
電荷発生層12の膜厚が0.05μm未満であると、光吸収による電荷発生効率が低下し、感光体1の感度が低下する。
逆に、電荷発生層12の膜厚が5μmを超えると、光の吸収効率が低下する上に、電荷発生層12内部での電荷移動が感光層14の表面電荷を消去する過程の律速段階となり、感光体1の感度が低下する。
したがって、電荷発生層12の膜厚の好適な範囲は、0.05μm〜5μmである。
電荷発生層12上には電荷輸送層13が設けられる。電荷輸送層13は、電荷発生層12に含まれる電荷発生物質が発生した電荷を受入れ、これを輸送する電荷輸送物質と、電荷輸送物質を結着させる結着樹脂とを含んで構成される。
電荷輸送層13を構成する結着樹脂には、透明性や耐刷性に優れるなどの理由から、当該分野で周知のポリカーボネートを主成分とする樹脂が好適に選択される。
また、電荷輸送層における電荷輸送物質と結着樹脂との割合は、重量比で10/10〜10/18の範囲が好ましい。
フィラー粒子には、大別して、有機系フィラー粒子と金属酸化物を中心とする無機系フィラー粒子がある。
電荷輸送層13の耐摩耗性を向上させるための機械的特性の観点からは、フィラー粒子として硬度が比較的高い金属酸化物を用いるほうが有利である場合が多い。
すなわち、電荷輸送層13内での比誘電率が、有機感光体の平均的な比誘電率(εr)≒3より著しく大きい(例えば、εr>10)フィラー粒子を用いると、電荷輸送層13における誘電率が不均一となって電気特性に弊害が生じると考えられる。
したがって、比較的比誘電率の小さいフィラー粒子の方が、電荷輸送層の電気特性に大きな弊害を生じずに電荷輸送層に好適に使用できると考えられる。
よって、電荷輸送層13に添加するフィラー粒子としては、有機系フィラー粒子の方が、一般に比誘電率が高い金属酸化物より有利である。
また、感光体の最外層に潤滑性を付与することを目的とする場合には、フッ素微粒子のような材料の選択が有利となる。
また、微小空隙中に上記分散液を超高圧で通過させることによって発生する非常に強いせん断力を利用したメディアレスタイプの分散装置を利用することによってより、安定な分散塗液を製造することもできる。
また、上記レベリング剤としては、例えばシリコーン系レベリング剤などを挙げることができる。
また上記の溶媒に、必要に応じてアルコール類、アセトニトリルまたはメチルエチルケトンなどの溶媒をさらに加えて使用することもできる。
これらの溶剤の中でも、地球環境に対する配慮から、非ハロゲン系有機溶剤が好適に用いられる。
電荷輸送層13の膜厚が5μm未満であると、帯電保持能が低下し、鮮明な画像が得られ難くなるので好ましくない。
また、電荷輸送層13の膜厚が40μmを超えると、感光体1の解像度が低下する。
したがって、電荷輸送層13の膜厚の好適な範囲は、5μm〜40μmである。
また、必要に応じて、表面保護層を設ける場合もある。
図3は、本発明の実施の形態3に係る電子写真感光体の構成を示す模式図(断面図)である。
前記の実施の形態2では、感光層14が電荷発生層12と電荷輸送層13とで構成される積層型感光層の形態を説明したが、図3に示すように、感光層14が単一の層、すなわち単層型感光層の形態であってもよい。
すなわち、感光体1が、導電性材料から成る円筒状の導電性基体11と、導電性基体11の外周面上に積層される層であって電荷発生物質及び電荷輸送物質を含有する感光層14で形成されてもよい。
図4は、本発明の実施の形態4に係る電子写真感光体の構成を示す模式図(断面図)である。
本実施の形態では、図4に示すように、電荷輸送層13が複数の層で形成されてもよい。
すなわち、図4に示す電荷輸送層は、2つの異なる電荷輸送層13Aおよび13Bとが積層されて形成され、酸素導入フッ素系微粒子が最表面の電荷輸送層13Bに添加された形態を示している。つまり、図4は、電荷輸送層13が、第1電荷輸送層13Aと第2電荷輸送層13Bとで構成され、第1電荷輸送層13Aの電荷輸送物質の含有量と第2電荷輸送層13Bの含有量とが異なるように形成され、第2電荷輸送層13Bがフィラー粒子を含有する形態を示している。
このように、複数の層が積層されて電荷輸送層13が構成される場合、電荷輸送層13の表面側の層にフィラー粒子が含有されるとよい。
図5は、本発明の実施の形態5に係る画像形成装置の構成を示す模式図(断面図)である。
図5に示す画像形成装置30は、本発明の実施の形態2の感光体1を搭載するレーザプリンタである。
以下図5を参照してレーザプリンタ30の構成および画像形成動作について説明する。
なお図5に記載のレーザプリンタ30は、本発明の例示であり、以下の記載内容によって本発明の画像形成装置が限定されるものではない。
なお、上記の半導体レーザー31、回転多面鏡32、結像レンズ34およびミラー35は、露光手段49を構成する。
なお、本発明の画像形成装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の思想を逸脱しない範囲で種々の変形、変更が可能であって、その他の形態は本明細書および図面の記載から容易に理解される。
以下において、「部」および「%」は特に断らない限りそれぞれ「重量部」および「重量%」を意味する。実施例および比較例における突起部の平均粒径A、コア粒子の平均粒径B、変動係数(CV値)、および融着前の微小樹脂粒子の体積平均粒径は、以下のようにして測定した。また実施例および比較例で用いた結着樹脂のガラス転移点(Tg)および軟化点(Tm)、ならびに離型剤の融点を、以下のようにして測定した。
電子顕微鏡(商品名:VE−9800、株式会社キーエンス製)によって、被覆層が形成されたトナーを10,000倍の倍率で写真撮影した。トナーの撮影写真において、トナーの中央部を中心とする半径1.5μm(写真上において1.5cm)の円の中に含まれ、かつトナーに含まれる部分に存在する突起部の短径A1および長径A2を測定した。この短径A1と長径A2との平均値、すなわち{(A1+A2)/2}を、突起部の平均粒径Aとした。
また被覆層の形成前後の形状変化より、微小粒子による融着の形成を確認した。
被覆層が形成されている部分のコア粒子の表面積は、下記式(1)から導くことができる。
Cg=(Sc−Sg)÷(St−Sg)×100 (1)
[式中、Scはコア粒子のピーク強度(被覆率0%)を示し、Stは微小樹脂微粒子のピーク強度(被覆率100%)を示し、Sgは被覆層を形成したコア粒子のピーク強度を示す]
X線光電子分光分析装置(XPS)のOS1ピークのピーク強度の比較に基づき、式(1)より被覆率Cg(%)を算出した。上記の式中のそれぞれのピーク強度Sは、[O1sピーク強度]/[C1sピーク強度]より算出した。
前記電子顕微鏡によって、コア粒子を5000倍の倍率で写真撮影し、この撮影写真からコア粒子の短径B1および長径B2を測定した。短径B1と長径B2との平均値、すなわち{(B1+B2)/2}を、コア粒子の平均粒径Bとした。また測定されたコア粒子の平均粒径Bおよびその標準偏差に基づいて、下記式より算出した。
変動係数 = 標準偏差 / コア粒子の平均粒径B
電解液(商品名:ISOTON−II、ベックマン・コールター社製)50mlに、試料20mgおよびアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム1mlを加え、超音波分散器(商品名:UH−50、STM社製)によって超音波周波数20kHzで3分間分散処理して測定用試料を調製した。この測定用試料について、粒度分布測定装置(商品名:Multisizer3、ベックマン・コールター社製)を用い、アパーチャ径:100μm、測定粒子数:50000カウントの条件下に測定を行い、試料粒子の体積粒度分布から体積平均粒径を求めた。またトナーの変動係数を、体積平均粒径およびその標準偏差に基づいて、下記式より算出した。
変動係数 = 標準偏差 / 体積平均粒径
示差走査熱量計(商品名:DSC220、セイコー電子工業株式会社製)を用い、日本工業規格(JIS)K7121−1987に準じ、試料1gを昇温速度毎分10℃で加熱してDSC曲線を測定した。得られたDSC曲線のガラス転移に相当する吸熱ピークの高温側のベースラインを低温側に延長した直線と、ピークの立ち上がり部分から頂点までの曲線に対して勾配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度をガラス転移点(Tg)として求めた。
流動特性評価装置(商品名:フローテスターCFT−100C、株式会社島津製作所製)において、荷重10kgf/cm2(9.8×105Pa)を与えて試料1gがダイ(ノズル口径1mm、長さ1mm)から押出されるように設定し、昇温速度毎分6℃で加熱し、ダイから試料の半分量が流出したときの温度を求め、軟化点とした。
示差走査熱量計(商品名:DSC220、セイコー電子工業株式会社製)を用い、試料1gを温度20℃から昇温速度毎分10℃で200℃まで昇温させ、次いで200℃から20℃に急冷させる操作を2回繰返し、DSC曲線を測定した。2回目の操作で測定されるDSC曲線の融解に相当する吸熱ピークの頂点の温度を離型剤の融点として求めた。
トナーT1の作製
コア粒子作製工程
ポリオキシプロピレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン400部、ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン380部およびテレフタル酸330部を原料モノマーとして用い、触媒としてジブチルチンオキサイド3部を用いて合成した非晶性ポリエステル樹脂(ガラス転移点(Tg)64℃、軟化点(Tm)95℃)に、着色剤として銅フタロシアニン(C.I.ピグメントブルー15:3)を加え、温度140℃に設定されたニーダーにて40分間溶融混練して、着色剤濃度40重量%のマスターバッチ(3kg)を作製した。ここでポリオキシプロピレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンとは、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1.0モルに対して、プロピレンオキサイドが平均2.0モル付加した化合物のことである。またポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンとは、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1.0モルに対して、エチレンオキサイドが平均2.0モル付加した化合物のことである。
得られた粗砕物をI型ジェットミルにて粉砕し、更にエルボージェット分級機にて微粉、粗粉を取除き、平均粒径Bが6.9μm、変動係数が22であるコア粒子C(21kg)を得た。
体積平均粒径Aが0.4μm(A/B=0.06)であるスチレン−メチルメタクリレート共重合体微粒子(商品名:MP−5000、綜研化学株式会社製、Tg102℃)を用意した。また付着補助剤としてエタノールを用意した。
容器内に液体を噴霧できる二流体ノズルを取付けた表面改質装置(商品名:ハイブリダイゼーションシステムNHS−1型、株式会社奈良機械製作所製)に、コア粒子C100部と微小樹脂粒子5部とを投入し、回転数8000rpmで10分間滞留させた後、二流体ノズルに圧縮エアを送り、付着補助剤であるエタノールを0.5g/分で噴霧するように調製し、40分間噴霧して、コア粒子の表面全面に微小樹脂粒子のコーティングを行った。
トナーT2の作製
微小樹脂粒子として体積平均粒径が0.15μmのメチルメタクリレート重合体微粒子(商品名:MP−1451、綜研化学株式会社製、Tg128℃))を用いたこと以外はトナーT1と同様にして、トナーT2(21.5kg)を得た。トナーT2は、体積平均粒径が7.0μmであり、変動係数が25であった。また、コア粒子への微小樹脂粒子の被覆率を算出すると、88%であることを確認した。
トナーT3の作製
コア粒子作製工程
1,4−ブタンジオール790部、1,6−ヘキサンジオール440部、フマル酸1500部、ハイドロキノン1部、酸化ジブチル錫2部を原料として、反応させて軟化点が110℃、融解熱の最大ピーク温度は111℃の結晶性ポリエステル樹脂E(数平均分子量:4200、重量平均分子量:72000)(22kg)が得られた。
トナーR1の作製
樹脂100重量部に対し、ワックスとしてポリエチレン(クラリアントジャパン社製:PE130)1.0重量部、ポリプロピレン(三井化学社製:NP−505)1.5重量部、帯電制御剤(保土ケ谷化学工業社製:S−34)を1重量部、マグネタイト(関東電化社製:KBC−100)を1.5重量部、着色剤としてカーボンブラック(キャボット社製:330R)を5重量部加え、スーパーミキサー(川田社製:V−20)で充分混合し、得られた混合物を二軸混練機(池貝鉄工社製:PCM−30)によって溶融混練した。この混練物をジェット式粉砕機(日本ニューマチック工業社製:IDS−2)にて粉砕後分級し、体積平均粒子径が7.0μmのトナーR1(22kg)を得た。
トナーR2の作製
微小樹脂粒子として、メチルメタクリレートを重合して得た体積平均粒径が0.03μmの粒子(Tg128℃)を用いたこと以外は実施例のトナーT1と同様にして、体積平均粒径が7.0μmのトナーR2を得た。トナーR2のコア粒子への微小樹脂粒子の被覆率を算出すると、71%であることを確認した。
トナーR3の作製
微小樹脂粒子として、メチルメタクリレートを重合して得た体積平均粒径が1.0μmの粒子(Tg128℃)を用いたこと以外は実施例のトナーT1と同様にして、体積平均粒径が7.0μmのトナーR3を得た。トナーR3のコア粒子への微小樹脂粒子の被覆率を算出して40%であることを確認した。
トナーR4の作製
コーティング工程において、表面改質装置(商品名:ハイブリダイゼーションシステムNHS−1型、株式会社奈良機械製作所製)に、コア粒子100部と微小樹脂粒子5部とを投入し、回転数8000rpmで10分間滞留させ、エタノールを噴霧することなく微小樹脂粒子をコア粒子に付着させたこと以外は実施例のトナーT1と同様にしてトナーR4を得た。得られたトナーR4の被覆状態を電子顕微鏡にて確認したところ、微小樹脂粒子はコア表面に融着による被覆はされていなかった。
感光体S1の作製
まず、直径:30mm、長さ:326.3mmのアルミニウム製導電性支持体上に種々の条件にて感光層を形成する。
酸化チタン(TTO55A:石原産業社製)7重量部および共重合ナイロン(CM8000:東レ社製)13重量部を、メチルアルコール159重量部と1,3−ジオキソラン106重量部との混合溶剤に加え、ペイントシェーカーにて8時間分散処理して下引き層用塗布液を調製した。この塗布液を塗布槽に満たし、導電性支持体を浸漬後引上げ、自然乾燥して層厚1μmの下引き層を形成した。
オキソチタニルフタロシアニン3重量部とブチラール樹脂(BL−1:積水化学社製)2重量部とを、メチルエチルケトン245重量部に混合し、ペイントシェーカーにて分散して電荷発生層用塗布液を調製した。この塗布液を、下引き層の場合と同様の浸漬塗布法にて前述の下引き層上に塗布し、自然乾燥して層厚0.4μmの電荷発生層を形成した。
この塗布液を、浸漬塗布法にて前述の電荷発生層上に塗布し、130℃で1時間乾燥して層厚28μmの電荷輸送層を形成した。このようにしてS1感光体を作製した。
感光体S2の作製
実施例1で作製したS1感光体と同様にして下引き層および電荷発生層を形成した。次いで電荷輸送物質として前記構造式(I)で示されるブタジエン系化合物を5.0重量部、2種類のポリカーボネート樹脂、Vylon290(東洋紡株式会社製)3重量部、G400(出光興産株式会社製)5重量部、さらにスミライザーBHT(住友化学株式会社製)0.05重量部を混合し、テトラヒドロフラン55重量部を溶剤として電荷輸送層用塗布液を調製した。
この塗布液を、浸漬塗布法にて電荷発生層上に塗布し、130℃で1時間乾燥して層厚28μmの電荷輸送層を形成した。このようにしてS2感光体を作製した。
S1感光体と比較して、樹脂成分について、ポリシロキサン骨格を含有するG400の割合を減らすことで、感光体全体の表面自由エネルギーがS1感光体より高くなるよう制御した。
感光体S3の作製
実施例1で作製したS1感光体と同様にして下引き層および電荷発生層を形成した。次いで電荷輸送物質として前記構造式(I)で示されるブタジエン系化合物を5.0重量部、GH503(出光興産株式会社製)8重量部、さらにスミライザーBHT(住友化学株式会社製)0.05重量部を混合し、テトラヒドロフラン55重量部を溶剤として電荷輸送層用塗布液を調製した。
この塗布液を、浸漬塗布法にて電荷発生層上に塗布し、130℃で1時間乾燥して層厚28μmの電荷輸送層を形成した。このようにしてS3感光体を作製した。
S1感光体と比較して、樹脂成分を、ポリシロキサン骨格を有するGH503含有量を制御することで、感光体S2では感光体全体の表面自由エネルギーが感光体S1より高くなるようにし、感光体S3では低くなるよう制御した。
感光体S4の作製
実施例1で作製したS1感光体と同様にして下引き層および電荷発生層を形成した。
架橋PTFE分散液の作製
30mlのガラスアンプルにアセトン5mlとテトラフルオロエチレンモノマー(TFE)0.2ml(液体窒素によってガラスアンプル内で一度固化させ、溶解したときの液体の体積で計量)を充填して、TFEが4vol%の混合溶液を調製した。ドライアイス−メタノールに浸漬して該溶液を−78℃に冷却し、この溶液にコバルト60からのγ線を真空中で150kGy照射した後、室温に戻しポリテトラフルオロエチレン(PTFE)微粒子の分散液を得た。この分散液を再度−78℃に冷却して同様にγ線を再度照射し、アセトンを濃縮することによる架橋PTFE微粒子分散液の製造を繰り返すことにより、20wt%の架橋PTFE分散液を得た。
得られた粒子径は、0.3μmであった。γ線照射後の架橋PTFE微粒子中の酸素組成分比を蛍光X線装置(理学電気社製、ZSX−primAsII)を用いて30kV―100mAの条件にて評価したところ、酸素原子組成比が1.65%である酸素含有架橋PTFE微粒子(酸素含有フッ素系微粒子ともいう)が得られたことが判った。
感光体S5の作製
架橋PTFE分散液作製時に、アセトン10mlとTFE0.1mlを添加して作製した以外は、実施例4と同様に行った。得られた架橋PTFEの粒子径は、0.15μmで酸素原子組成比が1.60%である酸素含有架橋PTFE微粒子が得られた。各層の塗液の作製工程は、架橋PTFE分散液を上記に変更した以外すべて実施例4と同様におこない、実施例5の積層感光体S5を作製した。
感光体S6の作製
架橋PTFE分散液作製時に、アセトン5mlとTFE0.5mlを添加して作製した以外は、実施例4と同様に行った。得られた架橋PTFEの粒子径は、0.4μmで酸素原子組成比が1.68%である酸素含有架橋PTFE微粒子が得られた。
各層の塗液の作製工程は、架橋PTFE分散液を上記に変更した以外すべて実施例4と同様におこない、実施例6の積層感光体S6を作製した。
感光体S7の作製
電荷輸送層形成用塗工液作成時に、架橋PTFE(酸素原子組成比が1.65%)分散液量を23重量部にした以外は実施例4と同様にして、実施例7の積層感光体S7を作製した。
感光体S8の作製
電荷輸送層形成用塗工液作成時に、架橋PTFE(酸素原子組成比が1.65%)分散液量を218重量部にした以外は実施例4と同様にして、実施例8の積層感光体S8を作製した。
感光体S9の作製
電荷輸送層形成用塗工液作成時に、実施例4と同様のγ線照射方法により700kGyを照射した架橋PTFE微粒子(酸素原子組成比が2.28%)を用いた以外は、実施例4と同様にして、実施例9の積層感光体S9を作製した。
感光体R1の作製
電荷輸送層形成用塗工液作成時に、架橋PTFE分散液量を500重量部にした以外は実施例4と同様にして、比較例1の積層感光体R1を作製した。
感光体R2の作製
比較例1で作製したR1感光体と同様にして下引き層および電荷発生層を形成した。次いで、電荷輸送物質として前記の式(I)で示されるブタジエン系化合物を5重量部、3種類のポリカーボネート樹脂、J500(出光興産株式会社製)2.2重量部およびGH503(出光興産株式会社製)3.6重量部、TS2020(帝人化成株式会社製)2.2重量部、さらにスミライザーBHT(住友化学株式会社製)0.25重量部を混合し、テトラヒドロフラン49重量部を溶剤として電荷輸送層用塗布液(3kg)を調製した。この塗布液を、浸漬塗布法にて電荷発生層上に塗布し、120℃で1時間乾燥して層厚28μmの電荷輸送層を形成し、比較例2の積層感光体R2を作製した。
感光体S1と比較して、樹脂成分について、ポリシロキサン骨格を含有するG400の割合を減らし、TS2020の割合を増やすことで、感光体全体の表面自由エネルギーが感光体S1より高くなるよう制御した。
感光体R3の作製
架橋PTFE分散液作製時に、アセトン5mlとTFE0.2mlを添加して、真空中でのγ線の照射量を10kGyにして作製した以外は、実施例4と同様に行った。得られた架橋PTFEの粒子径は、0.28μmであった。
各層の塗液の作製工程は、架橋PTFE分散液を上記に変更した以外すべて実施例4と同様におこない、比較例3の積層感光体R3を作製した。
感光体R4の作製
架橋PTFE分散液作製時に、アセトン10mlとTFE0.5mlを添加して作製した以外は、実施例4と同様に行った。得られた架橋PTFEの粒子径は、0.08μmであった。
各層の塗液の作製工程は、架橋PTFE分散液を上記に変更した以外すべて実施例4と同様におこない、比較例4の積層感光体R4を作製した。
感光体R5の作製
架橋PTFE分散液作製時に、アセトン5mlとTFE0.82mlを添加して作製した以外は、実施例4と同様に行った。得られた架橋PTFEの粒子径は、0.7μmであった。
各層の塗液の作製工程は、架橋PTFE分散液を上記に変更した以外すべて実施例4と同様におこない、比較例5の積層感光体R5を作製した。
実施例4と同様のPTFE粒子を用い(γ線照射はなし)、微粒子の分散剤としてGF-400(東亞合成株式会社製)1重量部を添加した以外は、実施例1と同様にして感光体を作成した。実施例4と同様にして比較例6の積層感光体R6を作製した。
電荷輸送層形成用塗工液作成時に、実施例4と同様のγ線照射方法により1200kGyを照射した架橋PTFE微粒子(酸素原子組成比が3.56%)を用いた以外は、実施例4と同様にして、比較例7の積層感光体R7を作製した。
電荷輸送層形成用塗工液作成時に、架橋PTFE(酸素原子組成比が1.65%)分散液量を218重量部にした以外は、比較例7と同様にして、比較例8の積層感光体R8を作製した。
また酸素導入フィラーを用いた感光体実施例4〜9および比較例1、3〜8においては、用いた電荷輸送層用塗液中のフィラー分散状態の安定性を、レーザー回折式粒度分布測定装置(マイクロトラクMT−3000II、日機装社製)を用いて評価した。その結果を表面自由エネルギーの値と共に表1に示す。
VG:良好(D50<1.0μm)
G:実使用上問題なし(1.0≦D50<3.0μm)
NB:実使用可能なレベル(3.0≦D50<6.0μm)
B:実使用不可(6.0μm≦D50)
また比較例4〜5より本発明の酸素原子導入PTFE微粒子の粒子径を規定の範囲内に収めることで、電荷輸送塗液の分散性を安定性が向上することが判った。
一方比較例7より、PTFE微粒子への酸素導入量を増やすことで、PTFE微粒子の表面の極性が高くなり塗液の分散性は向上することが判った。しかし、表面自由エネルギーを低減するには不十分で、また比較例8のように、フィラーの添加量を増やすことで、表面自由エネルギーを低減することは可能なものの、塗液の分散安定性が悪くなることが判った。
塗液の分散安定性については、酸素導入PTFE微粒子の酸素原子組成比により、適切な添加量が決まっており、本発明に記載される表面自由エネルギーに制御することで長期にわたり安定した画像形成が可能となる。
感光体R3〜R7については、塗液分散性の低下に起因する感光体層内における凝集体の存在により良質な感光体が得られないものと考えられる。
クリーニング性および耐傷性の画像評価
前述のデジタル複写機AR−450に備わるクリーニング器のクリーニングブレードが、感光体に当接する当接圧力、いわゆるクリーニングブレード圧を初期線圧で21gf/cm(2.06×10-1N/cm)に調整した。温度:25℃、相対湿度:50%の常温/常湿(N/N:Normal Temperature/Normal Humidity)環境中で、前記複写機を用いて、シャープ株式会社製文字テストチャートを、記録紙SF−4AM3(シャープ株式会社製)20万枚に形成した。
画像形成前(0k)、画像形成50,000(50k)枚、100,000(100k)枚および200,000(200k)枚の各段階において、形成された画像を目視検査した。
最もかぶりの多いと判断された部分、すなわち白地部でありながら濃度の最も濃い部分の反射濃度Wsと、前記Wrとから以下の式{100×(Wr−Ws)/Wr}で求められるWkをかぶり量と定義した。
VG:非常に良好:鮮明度良く黒すじ無し。Wk<3%。
G:良好:鮮明度良く黒すじ無し。が3%≦Wk<5%。
NB:実用上問題無し:鮮明度実使用上問題のないレベルであり黒すじの長さが2.0mm以下かつ5個以下。5%≦Wk<10%。
B:実用不可:鮮明度実使用上問題あり。黒すじの上記NBの範囲を超えるもの。10%≦Wk。
また、耐傷性では、印刷枚数10万枚の時点で、感光体表面にできた傷による画像欠陥の有無について以下の判断基準に基づき評価を行った。
G:良好:画像欠陥は認められなかった。
B:実用不可:画像欠陥が認められなかった。
クリーニング性および画像の耐傷評価より、以下判断基準により評価した。
VG:クリーングおよび耐傷性において、問題なし。
G:200Kまでの間で、若干のかぶりは発生するものの実使用上問題なし。
NB:クリーニング性もいくは耐傷性のいずれかにおいて、問題があり長期の使用によって安定した画像を提供することができない。
B:クリーニング性、耐傷性いずれにおいても問題があり、実使用上不可。
実施例10〜実施例20および比較例9〜比較例17における上記の各評価結果をまとめて以下の表に示す。
また、コア粒子に対して、微小樹脂粒子が大きすぎることより融着が不完全となり、評価途中に被覆層が破断したり、コア粒子の露出が大きく、トナー凝集などの問題が発生し、本発明のトナーの特殊な形状による特性が発現でき難くなったものと推察される。
s2 微小樹脂粒子および付着補助剤調製工程
s3 コーティング工程
1 電子写真感光体
11 導電性基体(導電性支持体)
12 電荷発生層
13、13A、13B 電荷輸送層
14 感光層
15 下引き層(中間層)
30 レーザプリンタ(画像形成装置)
31 半導体レーザ
32 回転多面鏡
34 結像レンズ
35 ミラー
36 コロナ帯電器
37 現像器
38 転写紙カセット
39 給紙ローラ
40 レジストローラ
41 転写帯電器
42 分離帯電器
43 搬送ベルト
44 定着器
45 排紙トレイ
46 クリーナ
47 矢符
48 転写紙
49 露光手段
50 除電器
Claims (13)
- 電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、帯電された前記電子写真感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、露光によって形成された前記静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、現像によって形成された前記トナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、転写された前記トナー像を前記記録媒体上に定着して画像を形成する定着手段と、前記電子写真感光体に残留するトナーを回収するクリーニング手段と、前記電子写真感光体に残留する表面電荷を除電する除電手段を少なくとも備える画像形成装置であって、前記トナーが、結着樹脂および着色剤を含むコア粒子と、微小樹脂粒子とを含み、かつコア粒子および隣り合う微小粒子の少なくともいずれか一方と融着してなる被覆層で構成され、前記電子写真感光体の感光層表面の表面自由エネルギー(γ)が、18〜30mN/mであることを特徴とする画像形成装置。
- 前記トナーが、コア粒子の表面積の80〜100%に形成されている被覆層を有する、請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記トナーが、被覆層に含まれ融着状態にある微小樹脂粒子の平均粒径Aと、コア粒子の平均粒径Bとの比A/Bが、0.01〜0.2である、請求項1または2記載の画像形成装置。
- 前記トナーが、アクリル樹脂またはスチレンアクリル共重合樹脂を含む前記微小樹脂粒子を被覆層に含む、請求項1〜3のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 前記トナーが、結晶性ポリエステルまたは非晶性ポリエステル樹脂を含有する結着樹脂、着色剤および離型剤を含む前記コア粒子を含む、請求項1〜4のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 前記トナーが、融着前に体積平均粒径0.05〜0.5μmを有する微小樹脂粒子を被覆層に含む、請求項1〜5のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 前記トナーが、粉砕法を用いて製造されるコア粒子を含む、請求項1〜6のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 請求項1〜7のいずれか1つに記載のトナーとキャリアとを含むことを特徴とする二成分現像剤。
- 請求項1〜7のいずれか1つに記載の前記電子写真感光体が、導電性支持体上に、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とが積層されている感光層から構成され、18〜30mN/mの感光層表面自由エネルギー(γ)を有することを特徴とする電子写真感光体。
- 前記電子写真感光体が、蛍光X線分析により、0.9〜3.0原子%の酸素濃度相対値を有する酸素導入PTFE微粒子を含む請求項9に記載の電子写真感光体。
- 前記酸素導入PTFE微粒子が、次の工程:
(a) テトラフルオロエチレンモノマーとアセトンの混合溶液に電離性放射線を照射することによって前記モノマーを重合させて、前記溶液をゲル状態のポリテトラフルオロエチレンのアセトン分散体とする工程;
(b) 前記分散体に電離性放射線を照射することによって前記ポリテトラフルオロエチレンを架橋し微粒子懸濁液を形成する工程;および
(c)前記懸濁液から分離・乾燥により酸素導入PTFE微粒子を単離する工程;
により得られたものである請求項10に記載の電子写真感光体。 - 前記酸素導入PTFE微粒子が、1.0〜3.0原子%の酸素濃度相対値を有する請求項10または11に記載の電子写真感光体。
- 前記酸素導入PTFE微粒子が、0.1〜0.5μmの一次粒子メジアン径(D50)を有する請求項10〜12のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
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