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  • 特開-画像形成装置 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024143235
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】画像形成装置
(51)【国際特許分類】
   G03G 5/147 20060101AFI20241003BHJP
   G03G 9/08 20060101ALI20241003BHJP
   G03G 9/087 20060101ALI20241003BHJP
   G03G 5/047 20060101ALI20241003BHJP
   G03G 5/07 20060101ALI20241003BHJP
【FI】
G03G5/147 502
G03G9/08
G03G9/087 325
G03G9/087 331
G03G5/047
G03G5/147 504
G03G5/07
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023055804
(22)【出願日】2023-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】000006035
【氏名又は名称】三菱ケミカル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100086911
【弁理士】
【氏名又は名称】重野 剛
(74)【代理人】
【識別番号】100144967
【弁理士】
【氏名又は名称】重野 隆之
(72)【発明者】
【氏名】塩原 正喜
(72)【発明者】
【氏名】立見 大地
(72)【発明者】
【氏名】宮下 渉
(72)【発明者】
【氏名】安藤 明
(72)【発明者】
【氏名】藤原 由貴男
【テーマコード(参考)】
2H068
2H500
【Fターム(参考)】
2H068AA03
2H068AA04
2H068AA29
2H068BA12
2H068BB07
2H068BB08
2H068BB59
2H500AA01
2H500CA03
2H500CA06
2H500EA52A
2H500EA53A
(57)【要約】
【課題】電子写真感光体及びトナーを有する画像形成装置に関して、かぶりの発生を抑制し、さらには画像品質(画像濃度)も良好となる、新たな画像形成装置を提供する。
【解決手段】電子写真感光体及びトナーと、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段、帯電した前記電子写真感光体に対し像露光を行い静電潜像を形成する像露光手段、前記静電潜像を前記トナーで現像する現像手段、及び前記トナーを前記電子写真感光体から被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置であって、前記電子写真感光体が、導電性支持体上に少なくとも感光層と保護層とを順次備え、前記保護層が、2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質の硬化物を含有し、前記トナーの体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)の比であるDv/Dnが1.2以下である、画像形成装置。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子写真感光体及びトナーと、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段、帯電した前記電子写真感光体に対し像露光を行い静電潜像を形成する像露光手段、前記静電潜像を前記トナーで現像する現像手段、及び前記トナーを前記電子写真感光体から被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置であって、
前記電子写真感光体が、導電性支持体上に少なくとも感光層と保護層とを順次備え、
前記保護層が、2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質の硬化物を含有し、
前記トナーの体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)の比であるDv/Dnが1.2以下である、画像形成装置。
【請求項2】
前記保護層が、さらに硬化性化合物の硬化物を含有する、請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記感光層の膜厚が20μm以下である、請求項1又は2に記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記トナーの体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)の比であるDv/Dnが1.03以上である、請求項1又は2に記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記トナーの体積平均粒径(Dv)が4μm以上7μm以下である、請求項1又は2に記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記トナーの個数平均粒径(Dn)が3μm以上7μm以下である、請求項1又は2に記載の画像形成装置。
【請求項7】
前記トナーの一次粒子径3.0μm以下の粒子が占める個数%が4.5%以下である、請求項1又は2に記載の画像形成装置。
【請求項8】
前記トナーが結着樹脂を含有し、前記結着樹脂がスチレンアクリル樹脂及び/又はポリエステル樹脂を含む、請求項1又は2に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子写真感光体及びトナーと、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段、帯電した前記電子写真感光体に対し像露光を行い静電潜像を形成する像露光手段、前記静電潜像を前記トナーで現像する現像手段、及び前記トナーを前記電子写真感光体から被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
プリンター及び複写機などでは、帯電した有機系感光体(OPC)ドラムに光を照射すると、その部分が除電されて静電潜像が生じ、静電潜像に静電荷像現像用トナー(以下、「トナー」と略記する)が付着することにより画像を得ることができる。
【0003】
このような電子写真技術を利用した機器において、感光体は基幹部材である。この種の有機系感光体は、材料選択の余地が大きく、感光体の特性を制御し易いことから、負電荷の発生と移動の機能を別々の化合物に分担させる“機能分離型の感光体”が主流となってきている。例えば、電荷発生物質(CGM)と電荷輸送物質(CTM)を同一層中に有する単層型の電子写真感光体(以下、単層型感光体という)と、電荷発生物質(CGM)を含有する電荷発生層と電荷輸送物質(CTM)を含有する電荷輸送層を積層してなる積層型の電子写真感光体(以下、積層型感光体という)とが知られている。また、感光体の帯電方式としては、感光体表面を負電荷に帯電させる負帯電方式と、感光体表面を正電荷に帯電させる正帯電方式を挙げることができる。現在実用化されている感光体の層構成と帯電方式の組み合わせとしては、“負帯電積層型感光体”と、“正帯電単層型感光体”とを挙げることができる。
【0004】
いずれの感光体においても、コロナ放電方式や接触方式で感光体表面を帯電させた後、感光体を露光して表面電荷を中和することで、周囲表面との電位差による静電潜像を形成する。その後、トナーを感光体表面に接触させて、静電潜像に対応するトナー像を形成し、これを紙などに転写・加熱溶融定着させることでプリントが完成する。
【0005】
上述のように、電子写真感光体は、導電性支持体上に感光層を形成したものが基本構成であるが、耐摩耗性等の改良目的で、感光層上に硬化樹脂層等の保護層を設けることも行われている。
感光体表面の機械的強度ないし耐摩耗性を改良する技術としては、感光体の最表層に結着樹脂として連鎖重合性官能基を有する化合物を含有する層を形成し、これに熱や光、放射線などのエネルギーを与えることで重合させて硬化樹脂層を形成した感光体が開示されている(例えば特許文献1、2を参照)。
【0006】
一方、トナーについては、近年、電子写真複写機、プリンタ等に求められる省電力化と高寿命のための耐刷性、更に保管環境耐性の両立、進化が益々求められている。
耐刷性は、連続した印字等トナー粒子に負荷のかかる状況でもトナーが劣化せず、高品質の画像を供給し続ける能力であり、保管環境耐性とは、輸送中や倉庫等に保管中に温湿度変化があってもトナー性能を維持する性能のことである。
また、省電力化のためには、低い温度で定着可能な低温定着用結着樹脂が必須であるが、低温定着用結着樹脂を用いたトナーは、現像手段内での撹拌等のストレスにより劣化し易く、保管中の温湿度変化でも劣化し易い。そのため、保管環境耐性を維持しながら、トナーのライフ初期からライフエンドまで高画質を保つことは難しい。
【0007】
保管中の温湿度変化やトナーライフにおける画質劣化の原因としては、外添剤のトナー母粒子内部への埋没や遊離、離型剤成分のブリードアウト等により、トナーの摩擦帯電性や粉体流動性が変化すること、ライフに伴う選択現像により粒度分布がずれていくこと、現像し難いトナーの比率が徐々に増加していくこと等が考えられる。
【0008】
そこで、外添剤を改良したトナーとして、例えば、シランカップリング剤又はシリコーンオイルで処理がされたシリカを外添し、特定の平均粒径と真密度に関する関係式を満たすようにしたトナー(特許文献3)、特定の平均粒径や形状のチタニアとシリカを外添したトナー(特許文献4)、特定の平均粒径のチタニアとシリカとアルミナを外添したトナー(特許文献5)等、外添剤としてシリカを使用したトナーが知られているが、従来において、トナーの粒径と電子写真感光体の保護層の構成材料との関係において、印刷画像の品質を改善する検討はなされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】米国特許第9417538号明細書
【特許文献2】国際公開第2010/035683号(特許第5263296号公報)
【特許文献3】特開2005-173065号公報
【特許文献4】特開2009-015250号公報
【特許文献5】特開2011-059693号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
前述のような、感光層上に硬化樹脂層等の保護層を備えた電子写真感光体では、耐摩耗性の改良が望める一方で、印刷画像にかぶりが発生することがあった。
【0011】
そこで本発明の課題は、電子写真感光体及びトナーを有する画像形成装置に関して、かぶりの発生を抑制し、さらには画像品質(画像濃度)も良好となる、新たな画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明者等の検討の結果、電子写真感光体及びトナーと、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段、帯電した前記電子写真感光体に対し像露光を行い静電潜像を形成する像露光手段、前記静電潜像を前記トナーで現像する現像手段、及び前記トナーを前記電子写真感光体から被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置であって、前記電子写真感光体が、導電性支持体上に少なくとも感光層と保護層とを順次備え、前記保護層が、2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質の硬化物を含有し、前記トナーの体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)の比であるDv/Dnが特定の範囲以下である画像形成装置であれば、上記課題を解決できることが分かった。
【0013】
すなわち、本発明の要旨は、以下の[1]~[8]に存する。
【0014】
[1] 電子写真感光体及びトナーと、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段、帯電した前記電子写真感光体に対し像露光を行い静電潜像を形成する像露光手段、前記静電潜像を前記トナーで現像する現像手段、及び前記トナーを前記電子写真感光体から被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置であって、
前記電子写真感光体が、導電性支持体上に少なくとも感光層と保護層とを順次備え、
前記保護層が、2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質の硬化物を含有し、
前記トナーの体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)の比であるDv/Dnが1.2以下である、画像形成装置。
【0015】
[2] 前記保護層が、さらに硬化性化合物の硬化物を含有する、[1]に記載の画像形成装置。
【0016】
[3] 前記感光層の膜厚が20μm以下である、[1]又は[2]に記載の画像形成装置。
【0017】
[4] 前記トナーの体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)の比であるDv/Dnが1.03以上である、[1]~[3]のいずれかに記載の画像形成装置。
【0018】
[5] 前記トナーの体積平均粒径(Dv)が4μm以上7μm以下である、[1]~[4]のいずれかに記載の画像形成装置。
【0019】
[6] 前記トナーの個数平均粒径(Dn)が3μm以上7μm以下である、[1]~[5]のいずれかに記載の画像形成装置。
【0020】
[7] 前記トナーの一次粒子径3.0μm以下の粒子が占める個数%が4.5%以下である、[1]~[6]のいずれかに記載の画像形成装置。
【0021】
[8] 前記トナーが結着樹脂を含有し、前記結着樹脂がスチレンアクリル樹脂及び/又はポリエステル樹脂を含む、[1]~[7]のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【0022】
本発明が提案する画像形成装置は、特定の硬化物を含有する保護層を備える電子写真感光体と、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)の比であるDv/Dnが特定の範囲以下であるトナーを有することにより、かぶりの発生を抑制し、さらには画像品質(画像濃度)も良好とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
図1】本発明の一例に係る画像形成装置の構成例を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下に本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施することができる。
【0025】
本発明の画像形成装置は、電子写真感光体及びトナーと、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段、帯電した前記電子写真感光体に対し像露光を行い静電潜像を形成する像露光手段、前記静電潜像を前記トナーで現像する現像手段、及び前記トナーを前記電子写真感光体から被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置であって、前記電子写真感光体が、導電性支持体上に少なくとも感光層と保護層とを順次備え、前記保護層が、2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質の硬化物を含有し、前記トナーの体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)の比であるDv/Dnが1.2以下である。
【0026】
<<メカニズム>>
本発明の画像形成装置により、本発明の効果が得られるメカニズムについては、以下のように考えられる。
感光層上に硬化樹脂層等の保護層を備えた電子写真感光体では、耐摩耗性の改良が望める一方で、印刷画像にかぶりが発生することがあった。これは、保護層を備えることにより、電子写真感光体表面の帯電性が下がりやすくなることが原因と考えられる。
一方、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)の比であるDv/Dnが小さいトナーは、粒度分布が狭いことで、より均一な帯電性(帯電量分布)が得られると考えられる。また、粒径が小さいトナーは、流動性が低くトナーがキャリア表面に付着したままになりやすいため、新たなトナーがキャリア表面と摩擦帯電することを妨げ、その結果十分な帯電量が得られなかったり、クリーニングブレードをすり抜けやすいため、感光体表面に残ったトナーが非印字部に付着することによって、かぶりの原因となることがあるが、トナーの粒度分布を狭くすることで、粒径が小さいトナーの割合も少なくすることができる。
本発明の画像形成装置では、保護層を備えた電子写真感光体に対して、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)の比であるDv/Dnが小さいトナーを組み合わせて用いることで、感光体及びトナー全体としての帯電状態が適切となり、良好に画像形成を行うことができるため、かぶりの発生を抑制することができ、さらには画像品質(画像濃度)も良好となると推察される。
【0027】
<<電子写真感光体>>
本発明の画像形成装置に用いられる電子写真感光体は、導電性支持体上に少なくとも感光層と保護層とを順次備え、前記保護層が、2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質の硬化物を含有する電子写真感光体である。
【0028】
電子写真感光体は、感光層及び保護層以外の層を有することは任意に可能である。
また、電子写真感光体の帯電方式は、感光体表面を負電荷に帯電させる負帯電方式、感光体表面を正電荷に帯電させる正帯電方式のいずれであってもよい。
【0029】
電子写真感光体においては、導電性支持体とは反対側が、上側又は表面側となり、導電性支持体側が、下側又は裏面側となる。
【0030】
<保護層>
電子写真感光体における保護層は、2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質の硬化物を含有する。
保護層は、さらに硬化性化合物の硬化物を含有することがより好ましい。
また、保護層は、2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質及び硬化性化合物を含有する組成物の硬化物を含有することがさらに好ましい。
ここで、2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質と硬化性化合物とは、硬化性化合物が電荷輸送物質ではないことで区別される。
すなわち、保護層は、例えば、2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質を含有し、必要に応じて硬化性化合物、さらに必要に応じて重合開始剤、無機粒子、その他の材料を含有する組成物から形成することができる。但し、保護層が、このような組成物から形成されたものに限定される訳ではない。
【0031】
保護層は、本発明の効果がより得られる観点から、最表層、すなわち導電性支持体と反対側に位置する最表層であるのが好ましい。但し、保護層は必ずしも最表層でなくても、本発明の効果を享受することができる。例えば感光体の最表層に、何らかの偏析層が存在する場合など、保護層が最表層でなくても効果を享受できる。
【0032】
(2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質)
2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質の連鎖重合性官能基としては、アクリロイル基(アクリロイルオキシ基を包含する)、メタクリロイル基(メタクリロイルオキシ基を包含する)、ビニル基及びエポキシ基を挙げることができる。この中でも硬化性の観点から、アクリロイル基又はメタクリロイル基が好ましい。
【0033】
2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質の電荷輸送物質部分の構造、すなわち電荷輸送能を有する部分構造としては、カルバゾール誘導体、インドール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ピラゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ベンゾフラン誘導体等の複素環化合物、アニリン誘導体、ヒドラゾン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ブタジエン誘導体及びエナミン誘導体並びにこれらの化合物の複数種が結合したもの、及びこれらの化合物からなる基を主鎖若しくは側鎖に有する重合体等の電子供与性物質由来の構造を挙げることができる。これらの中でも、電気特性の観点から、カルバゾール誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ブタジエン誘導体及びエナミン誘導体並びにこれらの化合物の複数種が結合したものに由来する構造が好ましく、アリールアミン誘導体に由来する構造がより好ましい。
【0034】
前記アリールアミン誘導体に由来する構造としては、トリアリールアミン構造が好ましい。
2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質としては、下記式(4’)で表される構造を有する化合物が好ましい。
【0035】
【化1】
【0036】
式(4’)中、Ar41~Ar43は、2価の芳香族基である。
41~R43は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子、ベンジル基又は下記式(5’)で表される基である。隣接するR41同士、R42同士、R43同士は互いに結合して、それぞれAr41、Ar42、Ar43の芳香族環に縮合する環を形成していてもよい。
41~n43はそれぞれ独立して1以上の整数である。
ただし、n41が1の場合、R41は式(5’)で表される基であり、n41が2以上の整数の場合、2以上存在するR41はそれぞれ同一であっても異なってもよいが、少なくとも1つは下記式(5’)で表される基である。n42が2以上の整数の場合、2以上存在するR42はそれぞれ同一であっても異なってもよく、n43が2以上の整数の場合、2以上存在するR43はそれぞれ同一であっても異なってもよい。
【0037】
【化2】
【0038】
式(5’)中、R51は水素原子又はメチル基を表す。
52、R53はそれぞれ独立に、水素原子、炭化水素基又はアルコキシ基を表す。
54は単結合又は酸素原子を表す。
51は0以上10以下の整数を表す。
は前記式(4’)におけるAr41~Ar43との結合手を示す。
【0039】
式(4’)におけるAr41~Ar43の2価の芳香族基としては、フェニレン基、ナフチレン基等のアリーレン基、ヘテロアリーレン基が挙げられるが、好ましくは、フェニレン基、ナフチレン基等であり、より好ましくはフェニレン基である。
41~R43としては、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基、ハロゲン化アルキル基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子、ベンジル基が挙げられるが、好ましくは炭素数1~20のアルキル基である。
【0040】
式(5’)中のR52,R53の炭化水素基としては、炭素数1~10のアルキル基が挙げられる。
【0041】
以下に、式(4’)で表される構造を有する化合物を例示するが、本発明で用いる2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質は、以下の例示化合物に限定されるものではない。
【0042】
【化3】
【0043】
前記の化合物の中でも、電気特性の点から、式(4-1)、式(4-2)、式(4-3)、式(4-4)、式(4-6)、式(4-7)、式(4-10)で表される化合物が好ましく、式(4-1)、式(4-2)、式(4-3)、式(4-10)で表される化合物がより好ましく、式(4-2)又は式(4-10)で表される化合物がさらに好ましい。
【0044】
上記2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質は、1種を単独で用いてもよく、2種類以上を混合して用いてもよい。
【0045】
保護層における2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質の硬化物の含有量は、保護層の全質量100質量部に対して25質量部以上、特に30質量部以上、とりわけ35質量部以上であることが好ましい。2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質の硬化物の含有量が上記下限以上であれば、保護層の機械的強度及び電荷輸送性が良好となる。
【0046】
(硬化性化合物)
硬化性化合物は、硬化のための連鎖重合性官能基を有する化合物であればよい。中でも、ラジカル重合性官能基を有するモノマー、オリゴマー又はポリマーが好ましい。その中でも、架橋性を有する硬化性化合物、特に光硬化性化合物が好ましい。例えば、2個以上のラジカル重合性官能基を有する硬化性化合物を挙げることができる。また、ラジカル重合性官能基を1個有する化合物を併用することもできる。
【0047】
ラジカル重合性官能基としては、アクリロイル基(アクリロイルオキシ基を包含する)及びメタクリロイル基(メタクリロイルオキシ基を包含する)のいずれか、又は、これらの両方の基を挙げることができる。
【0048】
以下に、ラジカル重合性官能基を有する硬化性化合物として好ましい化合物を例示する。
アクリロイル基又はメタクリロイル基を有するモノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、グリセロールトリアクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、EO変性リン酸トリアクリレート、2,2,5,5-テトラヒドロキシメチルシクロペンタノンテトラアクリレート、2-ヒドロキシ-3-アクリロイロキシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート、EO変性ビスフェノールAジアクリレート、PO変性ビスフェノールAジアクリレート、9,9-ビス[4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、デカンジオールジアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、EO変性ビスフェノールAジメタクリレート、PO変性ビスフェノールAジメタクリレート、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート、デカンジオールジメタクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート等を挙げることができる。
【0049】
また、アクリロイル基又はメタクリロイル基を有するオリゴマー、ポリマーとして、例えば、ウレタンアクリレート、エステルアクリレート、アクリルアクリレート、エポキシアクリレート等を挙げることができる。その中でも、ウレタンアクリレート、エステルアクリレートが好ましく、その中でもエステルアクリレートがより好ましい。
【0050】
以上の硬化性化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種類以上を混合して用いてもよい。
【0051】
保護層が硬化性化合物の硬化物を含有する場合、保護層における硬化性化合物の硬化物の含有量は、保護層の全質量100質量部に対して30質量部以上、特に50質量部以上、とりわけ60質量部以上であることが好ましい。硬化性化合物の硬化物の含有量が上記下限以上であれば、保護層の機械的強度及び電荷輸送性が良好となる。
また、保護層中の硬化性化合物の硬化物に対する2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質の硬化物の割合は、10質量%以上、特に30質量%以上、とりわけ50質量%以上であることが好ましい。この割合が上記下限以上であれば、保護層の電荷輸送性が良好となる。一方、保護層中の硬化性化合物の硬化物に対する2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質の硬化物の割合は、300質量%以下、特に200質量%以下、とりわけ150質量%以下であることが好ましい。この割合が上記上限以下であれば、保護層の機械的強度が良好となる。
【0052】
(重合開始剤)
重合開始剤としては、熱重合開始剤、光重合開始剤等を挙げることができる。
【0053】
熱重合開始剤としては、例えば、2,5-ジメチルヘキサン-2,5-ジヒドロパーオキサイドなどの過酸化物系化合物、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)などのアゾ系化合物を挙げることができる。
【0054】
光重合開始剤としては、直接開裂型と水素引き抜き型のどちらも用いることができる。また、いずれの型にも分類されないその他の光重合開始剤を用いてもよい。
【0055】
直接開裂型の光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、2-ベンゾイル-2-プロパノール、1-ベンゾイルシクロヘキサノール、2,2-ジエトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、2-メチル-4’-(メチルチオ)-2-モルフォリノプロピオフェノン、などのアセトフェノン系又はケタール系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、O-トシルベンゾイン、などのベンゾインエーテル系化合物、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキサイド、フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキサイド、リチウムフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フォスフォネート、などのアシルフォスフィンオキサイド系化合物を挙げることができる。
【0056】
水素引き抜き型の光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、4-ベンゾイル安息香酸、2-ベンゾイル安息香酸、2-ベンゾイル安息香酸メチル、ベンゾイルぎ酸メチル、ベンジル、p-アニシル、2-ベンゾイルナフタレン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ジクロロベンゾフェノン、1,4-ジベンゾイルベンゼン、などのベンゾフェノン系化合物、2-エチルアントラキノン、2-イソプロピルチオキサントン、2-クロロチオキサントン、2,4-ジメチルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン、などのアントラキノン系又はチオキサントン系化合物等を挙げることができる。
【0057】
その他の光重合開始剤としては、例えば、カンファーキノン、1-フェニル-1,2-プロパンジオン-2-(o-エトキシカルボニル)オキシム、アクリジン系化合物、トリアジン系化合物、イミダゾール系化合物、を挙げることができる。
【0058】
光重合開始剤は、効率的に光エネルギーを吸収してラジカルを発生させるために、光照射に用いられる光源の波長領域に、吸収波長を有することが好ましい。その中でも、比較的長波長側に吸収波長を有する、アシルフォスフィンオキサイド系化合物を含有することが好ましい。また、保護層表面の硬化性を補う観点から、アシルフォスフィンオキサイド系化合物と水素引き抜き型開始剤を併用することがさらに好ましい。
また、光重合促進効果を有するものを、単独又は上記光重合開始剤と併用して用いることもできる。光重合促進効果を有するものとしては、例えば、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸(2-ジメチルアミノ)エチル、4,4’-ジメチルアミノベンゾフェノンなどを挙げることができる。
重合開始剤は、1種を単独で用いてもよく、2種類以上を混合して用いてもよい。
【0059】
(無機粒子)
保護層には、強露光特性や機械的強度を向上させる観点、ないし電荷輸送能を付与する観点から、無機粒子を含有させてもよい。但し、無機粒子を含有しなくてもよい。
当該無機粒子としては、例えば、金属粉末、金属酸化物、金属フッ化物、チタン酸カリウム、窒化硼素などが挙げられ、通常、電子写真感光体に使用可能な如何なる無機粒子も使用することができる。
無機粒子は、一種類の粒子のみを用いてもよいし、複数の種類の粒子を混合して用いてもよい。
【0060】
(その他の材料)
保護層は、必要に応じて、他の材料を含んでいてもよい。他の材料としては、例えば、安定剤(熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤など)、レベリング剤、分散剤、帯電防止剤、着色剤、潤滑剤などを挙げることができる。これらは適宜1種単独で、又は2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いることができる。保護層はまた、感光層に含まれる電荷輸送物質として後述する連鎖重合性官能基を有しない電荷輸送物質を含んでいてもよい。
【0061】
(保護層の形成方法)
[保護層形成用塗布液]
保護層は、例えば、2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質を含有し、必要に応じて硬化性化合物、さらに必要に応じて重合開始剤、無機粒子、その他の材料を含有する硬化性組成物を、溶媒に溶解した塗布液又は分散媒に分散した塗布液(以下、「保護層形成用塗布液」とも称する。)を感光層上に塗布し、硬化させることにより形成することができる。但し、保護層の形成方法はかかる方法に限定するものではない。
保護層形成用塗布液に用いる2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質、硬化性化合物、重合開始剤、無機粒子及びその他の材料の好ましい態様は、保護層に用いる前述の各材料と同様である。2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質及び硬化性化合物は、形成される保護層中の2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質の硬化物、硬化性化合物の硬化物の含有割合が前述の好適割合となるように、保護層形成用塗布液中に配合される。
【0062】
保護層形成用塗布液に用いる溶媒としては、例えば有機溶媒を用いることができる。
前記有機溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、2-メトキシエタノール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、ジメトキシエタン等のエーテル類;ギ酸メチル等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;ベンゼン、トルエン、キシレン、アニソール等の芳香族炭化水素類;ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン等の塩素化炭化水素類;n-ブチルアミン等の含窒素化合物類;アセトニトリル、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶剤類等を挙げることができる。これらの中から任意の組み合わせ及び任意の割合の混合溶媒を用いることもできる。その中でも、溶解性及び塗布性の観点から、アルコール類、エーテル類、芳香族炭化水素類、非プロトン性極性溶剤類が好ましい。
【0063】
保護層形成用塗布液に用いる溶媒と、固形分の量比は、保護層形成用塗布液の塗布方法により異なり、適用する塗布方法において均一な塗膜が形成されるように適宜変更して用いればよい。
【0064】
[塗布方法]
保護層形成用塗布液の塗布方法は特に限定されず、例えば、スプレー塗布法、スパイラル塗布法、リング塗布法、浸漬塗布法等を挙げることができる。
上記塗布法により塗布膜を形成した後、塗膜を乾燥させる。この際、必要且つ充分な乾燥が得られれば、乾燥の温度、時間は問わない。ただし、後述の感光層形成用塗布液の塗布後に風乾のみで保護層形成用塗布液の塗布を行った場合は、後述する感光層の形成方法に記載の方法で充分な乾燥を行うことが好ましい。
【0065】
[保護層の硬化方法]
保護層は、保護層形成用塗布液を塗布後、外部からエネルギーを与えて硬化させて形成することができる。このとき用いられる外部エネルギーとしては熱、光、放射線を挙げることができる。
【0066】
熱のエネルギーを加える方法としては、空気、窒素などの気体、蒸気、あるいは各種熱媒体、赤外線、電磁波を用いた加熱方法を挙げることができる。
光のエネルギーとしては、主に紫外光(UV)に発光波長をもつ高圧水銀灯や、メタルハライドランプ、無電極ランプバルブ、発光ダイオードなどのUV照射光源を利用することができる。
放射線のエネルギーとしては、電子線(EB)を用いるものを挙げることができる。
【0067】
これらのエネルギーの中で、反応速度制御の容易さ、装置の簡便さ、ポットライフの長さの観点から、光のエネルギーを用いたものが好ましい。
該保護層を硬化した後、残留応力の緩和、残留ラジカルの緩和、電気特性改良の観点から、加熱工程を加えてもよい。
【0068】
(層厚)
保護層の厚さは、耐摩耗性の観点から、0.5μm以上であるのが好ましく、中でも1μm以上であるのがさらに好ましい。他方、電気特性の観点から、5μm以下であるのが好ましく、中でも3μm以下であるのがさらに好ましい。
【0069】
<感光層>
電子写真感光体における感光層は、少なくとも電荷発生物質(CGM)および電荷輸送物質を含有する層であればよい。
感光層は、同一層内に、電荷発生物質、電荷輸送物質をともに含有する単層型感光層であってもよいし、また、電荷発生層と電荷輸送層とに分離された積層型感光層であってもよい。
【0070】
<単層型感光層>
感光層が単層型感光層の場合、少なくとも、電荷発生物質(CGM)、正孔輸送物質(HTM)及び電子輸送物質(ETM)と、結着樹脂とを同一層内に含有するのが好ましい。
【0071】
(電荷発生物質)
感光層に用いる電荷発生物質としては、例えば、無機系光導電材料や有機顔料などの各種光導電材料が使用できる。中でも、特に有機顔料が好ましく、更に、フタロシアニン顔料、アゾ顔料がより好ましい。
【0072】
電荷発生物質としてフタロシアニン顔料を用いる場合、特に感度の高いX型、τ型無金属フタロシアニン、A型、B型、D型等のチタニルフタロシアニン、バナジルフタロシアニン、クロロインジウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン等が好適である。
アゾ顔料を使用する場合には、各種公知のビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料が好適に用いられる。
電荷発生物質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
【0073】
(電荷輸送物質)
感光層は、前述の2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質を含有してもよく、連鎖重合性官能基を有しない電荷輸送物質を含有してもよいが、連鎖重合性官能基を有しない電荷輸送物質を含有することが好ましい。
電荷輸送物質は、主に正孔輸送能を有する正孔輸送物質と、主に電子輸送能を有する電子輸送物質に分類される。但し、感光層が単層型感光層である場合は、少なくとも正孔輸送物質及び電子輸送物質を同一層内に含有するのが好ましい。
【0074】
[正孔輸送物質]
正孔輸送物質(HTM)は、公知の材料の中から選択して用いることができる。例えば、カルバゾール誘導体、インドール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ピラゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ベンゾフラン誘導体等の複素環化合物、アニリン誘導体、ヒドラゾン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ブタジエン誘導体及びエナミン誘導体並びにこれらの化合物の複数種が結合したもの等を挙げることができる。
これらの中でも、カルバゾール誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ブタジエン誘導体及びエナミン誘導体並びにこれらの化合物の複数種が結合したものが好ましく、アリールアミン誘導体、エナミン誘導体がより好ましい。
正孔輸送物質は、1種のみを単独で用いてもよく、また2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いてもよい。
【0075】
[電子輸送物質]
電子輸送物質(ETM)は、公知の材料の中から選択して用いることができる。例えば、2,4,7-トリニトロフルオレノン等の芳香族ニトロ化合物、テトラシアノキノジメタン等のシアノ化合物、ジフェノキノン等のキノン化合物等の電子吸引性物質や、公知の環状ケトン化合物やペリレン顔料(ペリレン誘導体)などを挙げることができる。これらの中でも、電気特性の観点から、キノン化合物、ペリレン顔料(ペリレン誘導体)が好ましく、キノン化合物がより好ましい。
前記キノン化合物の中でも、電気特性の観点から、ジフェノキノン又はジナフチルキノンが好ましい。その中でも、ジナフチルキノンがより好ましい。
電子輸送物質は、1種のみを単独で用いてもよく、また2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いてもよい。
【0076】
以下に好ましい電子輸送物質の構造を例示する。
【0077】
【化4】
【0078】
上記の電子輸送物質の中でも、電気特性の点から、ET-2、ET-5が好ましく、ET-2がさらに好ましい。
【0079】
(結着樹脂)
感光層に用いる結着樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のビニル重合体又はその共重合体;ビニルアルコール樹脂;ポリビニルブチラール樹脂;ポリビニルホルマール樹脂;部分変性ポリビニルアセタール樹脂;ポリアリレート樹脂;ポリアミド樹脂;ポリウレタン樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリエステル樹脂;ポリエステルカーボネート樹脂;ポリイミド樹脂;フェノキシ樹脂;エポキシ樹脂;シリコーン樹脂;及びこれらの部分的架橋硬化物を挙げることができる。また上記樹脂は珪素試薬等で修飾されていてもよい。またこれらは1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いることもできる。
【0080】
また、感光層に用いる結着樹脂としては、界面重合で得られた1種、又は2種類以上のポリマーを含有することが好ましい。
上記界面重合により得られる結着樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂が好ましく、特にポリカーボネート樹脂、又はポリアリレート樹脂が好ましい。また、特に芳香族ジオールを原料とするポリマーであることが好ましい。
【0081】
(その他の材料)
上記材料以外にも、感光層中には、周知の酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、電子吸引性化合物、レベリング剤、可視光遮光剤などの添加物を含有させてもよい。また、感光層には、必要に応じて増感剤、染料、顔料(但し、前記した電荷発生物質、正孔輸送物質、電子輸送物質であるものを除く)、界面活性剤、樹脂粒子、無機粒子等の各種添加剤を含んでいてもよい。
【0082】
(層厚)
感光層が単層型感光層の場合、感光層の厚さは、耐絶縁破壊性の観点から、10μm以上であるのが好ましく、中でも15μm以上であるのがさらに好ましい。他方、電気特性の観点から、50μm以下であるのが好ましく、中でも40μm以下であるのがより好ましく、20μm以下であるのがさらに好ましい。
【0083】
<積層型感光層>
感光層が積層型感光層である場合、例えば電荷発生物質(CGM)を含有する電荷発生層(CGL)上に、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層(CTL)を積層してなる構成を挙げることができる。この際、電荷発生層(CGL)及び電荷輸送層(CTL)以外の他の層を備えることも可能である。
【0084】
<電荷発生層(CGL)>
電荷発生層は、通常、電荷発生物質(CGM)と結着樹脂を含有する。
電荷発生物質(CGM)及び結着樹脂は、上記単層型感光層で説明したものと同様である。
【0085】
(その他の材料)
電荷発生層は、電荷発生物質及び結着樹脂のほかに、必要に応じて、他の成分を含有することができる。例えば成膜性、可撓性、塗布性、耐汚染性、耐ガス性、耐光性等を向上させる目的で、公知の酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、電子吸引性化合物、レベリング剤、可視光遮光剤、充填剤等の添加物を含有させてもよい。
【0086】
(層厚)
電荷発生層の厚さは、0.1μm以上であるのが好ましく、中でも0.15μm以上であるのがさらに好ましい。他方、10μm以下であるのが好ましく、中でも0.6μm以下であるのがさらに好ましい。
【0087】
<電荷輸送層(CTL)>
電荷輸送層(CTL)は、通常、電荷輸送物質(ETM)と、結着樹脂とを含有する。
電荷輸送物質及び結着樹脂は、上記単層型感光層で説明したものと同様である。
【0088】
(その他の材料)
電荷輸送層は、電子輸送物質及び結着樹脂のほかに、必要に応じて他の成分を含有することができる。例えば、公知の酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、電子吸引性化合物、レベリング剤、可視光遮光剤、充填剤等の添加物を含有させてもよい。
【0089】
(層厚)
電荷輸送層の層厚は、特に制限するものではない。電気特性、画像安定性の観点、更には高解像度の観点から、5μm以上であるのが好ましく、中でも10μm以上であるのがより好ましく、その中でも15μm以上であるのがさらに好ましい。一方、50μm以下であるのが好ましく、35μm以下であるのがより好ましく、25μm以下であるのがさらに好ましく、20μm以下であるのが特に好ましい。
【0090】
<感光層の形成方法>
積層型及び単層型のいずれにおいても、上記各層は次のように形成することができる。
含有させる物質を溶剤に溶解又は分散させて得られた塗布液(以下、「感光層形成用塗布液」とも称する。)を、導電性支持体上に浸漬塗布、スプレー塗布、ノズル塗布、バーコート、ロールコート、ブレード塗布等の公知の方法により、各層ごとに順次塗布・乾燥工程を繰り返すことにより形成することができる。
但し、このような形成方法に限定するものではない。
【0091】
感光層形成用塗布液の調製に用いられる溶媒又は分散媒は、特に制限は無い。具体例としては、アルコール類、エーテル類、芳香族炭化水素類、塩素化炭化水素類等を挙げることができる。また、これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を任意の組み合わせ及び種類で併用してもよい。
溶媒又は分散媒の使用量は特に制限されない。各層の目的や選択した溶媒・分散媒の性質を考慮して、感光層形成用塗布液の固形分濃度や粘度等の物性が所望の範囲となるように適宜調整するのが好ましい。
【0092】
感光層形成用塗布液塗布膜の乾燥は、室温における指触乾燥後、通常30℃以上、200℃以下の温度範囲で、1分から2時間の間、静止又は送風下で加熱乾燥させることが好ましい。また、加熱温度は一定であってもよく、乾燥時に温度を変更させながら加熱を行ってもよい。
【0093】
また、本発明における感光層は、単層型感光層であっても、積層型感光層であっても、その総厚が50μm以下であることが好ましい。感光層の厚さが50μm以下であれば、かぶりが低減される。この観点から、感光層の厚さは40μm以下であることがより好ましく、30μm以下であることがさらに好ましく、20μm以下であることが特に好ましい。一方、電気特性の観点から、感光層の厚さは5μm以上であることが好ましく、10μm以上であることがより好ましく、15μm以上であることがさらに好ましい。
【0094】
<導電性支持体>
電子写真感光体の導電性支持体としては、その上に形成される層を支持し、導電性を示すものであれば、特に限定されない。
導電性支持体としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、銅、ニッケル等の金属材料や金属、カーボン、酸化錫などの導電性粉体を共存させて導電性を付与した樹脂材料や、アルミニウム、ニッケル、ITO(酸化インジウム酸化錫合金)等の導電性材料をその表面に蒸着又は塗布した樹脂、ガラス、紙等を主として使用することができる。
導電性支持体の形態としては、ドラム状、シリンダー状、シート状、ベルト状などのものが用いられる。
導電性支持体は、金属材料からなる導電性支持体の上に、導電性・表面性などの制御のためや欠陥被覆のため、適当な抵抗値を持つ導電性材料を塗布したものでもよい。
【0095】
導電性支持体としてアルミニウム合金等の金属材料を用いる場合、金属材料に陽極酸化被膜を施して用いてもよい。
導電性支持体の表面は、平滑であってもよく、また特別な切削方法を用いたり、研磨処理を施したりすることにより、粗面化されていてもよい。また、支持体を構成する材料に適当な粒径の粒子を混合することによって、粗面化されたものであってもよい。
【0096】
<下引き層>
電子写真感光体は、導電性支持体と感光層との間に、接着性・ブロッキング性等の改善のために下引き層を設けてもよい。
下引き層としては、例えば、樹脂、樹脂に有機顔料や金属酸化物等の粒子を分散したもの等を用いることができる。
【0097】
下引き層に用いる有機顔料の例としては、フタロシアニン顔料、アゾ顔料、ペリレン顔料などを挙げることができる。中でも、フタロシアニン顔料、アゾ顔料、具体的には、前述した電荷発生物質として用いる場合のフタロシアニン顔料やアゾ顔料を挙げることができる。
【0098】
下引き層に用いる金属酸化物粒子の例としては、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化鉄等の1種の金属元素を含む金属酸化物粒子、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等の複数の金属元素を含む金属酸化物粒子を挙げることができる。下引き層には、上記1種類の粒子のみを用いてもよく、複数の種類の粒子を任意の比率及び組み合わせで混合して用いてもよい。
下引き層に用いられる金属酸化物粒子の粒径としては、特に限定されない。
【0099】
下引き層に用いられる結着樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂等のポリビニルアセタール系樹脂;ポリアリレート樹脂、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、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、スチレン-アルキッド樹脂等の絶縁性樹脂等の中から選択し、用いることができる。但し、これらポリマーに限定されるものではない。また、これら結着樹脂は単独で用いても、2種類以上を混合して用いてもよく、硬化剤とともに硬化した形でも使用してもよい。
【0100】
下引き層の膜厚は、任意に選ぶことができる。電子写真感光体の特性、および下引き層を形成するための分散液の塗布性から0.1μm以上であることが好ましく、また、20μm以下であることが好ましい。また下引き層には、公知の酸化防止剤等を含んでいてもよい。
【0101】
<その他の層>
電子写真感光体は、上述した導電性支持体、感光層、保護層及び下引き層以外に、必要に応じて適宜他の層を有していてもよい。
【0102】
<マルテンス硬度>
本発明の画像形成装置に用いられる電子写真感光体は、マルテンス硬度が260N/mm以上であることが好ましく、中でも280N/mm以上、その中でも300N/mm以上であることがより好ましい。感光体のマルテンス硬度が上記下限以上であれば、保護層の機械的強度が良好となる。
本発明において、感光体のマルテンス硬度とは、感光体の表面側から測定したマルテンス硬度を意味する。
前記マルテンス硬度は、後述の実施例に記載の方法で測定することができる。
【0103】
<<トナー>>
本発明の画像形成装置に用いられるトナーは、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)の比であるDv/Dnが1.2以下である。Dv/Dnが1.2以下であることにより、前述の通り、より均一な帯電性(帯電量分布)が得られ、粒径が小さいトナーの割合も少なくなることから、かぶりの発生を抑制することができる。
この観点から前記Dv/Dnは1.15以下であることが好ましく、1.10以下であることがより好ましい。
一方、生産性や歩留まりの観点から、Dv/Dnは1.03以上であることが好ましく、1.05以上であることがより好ましく、1.08以上であることがさらに好ましい。
【0104】
トナーの体積平均粒径(Dv)は、7μm以下であるのが好ましく、中でも6.5μm以下、その中でも6μm以下であるのがさらに好ましい。他方、4μm以上であるのが好ましく、中でも4.5μm以上、その中でも5μm以上であるのがさらに好ましい。
【0105】
トナーの個数平均粒径(Dn)は、7μm以下であるのが好ましく、中でも6μm以下、その中でも5.5μm以下であるのがさらに好ましい。他方、3μm以上であるのが好ましく、中でも4.5μm以上、その中でも5μm以上であるのがさらに好ましい。
【0106】
本発明における「体積平均粒径(Dv)」及び「個数平均粒径(Dn)」は、後掲の実施例の項に記載の方法で測定したものとして定義される。また、これらは、トナー母粒子と必要に応じて外添剤とを備えた、製造工程で最終的に得られたトナー粒子に対して測定したものとして定義される。
【0107】
本発明の画像形成装置に用いられるトナーは、例えば、結着樹脂、着色剤、必要に応じて帯電制御剤、ワックス、その他の成分を含有するトナー母粒子と、外添剤とを備えた構成とすることができる。
【0108】
<トナー母粒子>
トナー母粒子は、単層構造体であっても、コアと外側層(「シェル」とも称する)とを備えた多層構造体(コアシェル構造)であってもよいが、コアシェル構造であることが好ましい。
本発明において「コアシェル構造」とは、コア成分の表面をシェル成分が被覆する構造をいうが、シェル成分によりコア成分が完全に被覆された構造のものに限定されることはなく、コア成分の表面が一部露出しているものであってもよく、一部がシェル成分中に分散されていてもよい。
【0109】
(結着樹脂)
トナーを構成する結着樹脂としては、トナーに用い得ることが知られているもののなかから適宜選択して用いればよい。例えば、スチレンアクリル樹脂等のスチレン系樹脂、ビニル系樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、ケトン樹脂、エチレン-アクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、スチレン-アクリル酸アルキル共重合体、スチレン-メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、スチレン-無水マレイン酸共重合体等を挙げることができる。これらの樹脂は単独で用いることも、いくつかを併用することもできる。これらの中でも、低温定着性の観点から、スチレン系樹脂、ポリエステル樹脂が好ましく、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂がより好ましい。
【0110】
更に、本発明においては、トナー粒子の機械的強度を高めるために結着樹脂の合成時に架橋剤を用いることが可能である。
【0111】
本トナーの結着樹脂の製造に用いられる原料の重合性モノマーとしては特に限定はないが、具体的には例えば、スチレン;p-メチルスチレン、α-メチルスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン等のスチレン誘導体;(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸;(メタ)アクリルアミド;N-アルキル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジアルキル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド誘導体;塩化ビニル、酢酸ビニル等のビニル化合物;無水マレイン酸;アクリロニトリル;プロピレン、ブタジエン等のアルケン化合物等が好ましい。ここで、「(メタ)アクリル」等の記載は、「アクリル」及び/又は「メタアクリル」を意味し、以下同様である。また以下、スチレン及び/又はスチレン誘導体を、単に「スチレン(誘導体)」と略記する。また、重合体及び/又は共重合体を「(共)重合体」と略記する。
【0112】
このうち、(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル等が好ましく、アクリル酸n-ブチルが特に好ましい。
【0113】
これらの重合性モノマーは、単独で用いても複数を混合して用いてもよい。
【0114】
トナーの結着樹脂としては、上記重合性モノマーの(共)重合体が好ましいが、スチレン(誘導体)及び(メタ)アクリル酸エステルを含む共重合体、スチレン(誘導体)、(メタ)アクリル酸エステル及び(メタ)アクリル酸を含む共重合体等が特に好ましい。
【0115】
更に、重合性モノマーとして、架橋をさせるために、多官能性モノマーを使用することもできる。多官能性モノマーとしては、例えば、ジビニルベンゼン;ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等のジ(メタ)アクリレート類;ジアリルフタレート等が好ましいものとして挙げられる。また、架橋をさせるための重合性モノマーとしては、反応性基をペンダントに有する重合性モノマー、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチロール(メタ)アクリルアミド、アクロレイン等を用いることも可能である。これらは、単独で用いても複数を混合して用いてもよい。
中でも、結着樹脂を良好に架橋させるためには、ラジカル重合性の二官能性モノマーが好ましく、ジビニルベンゼン、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等が特に好ましい。
【0116】
結着樹脂は、トナーの全質量(100質量%)に対して70質量%以上90質量%以下、特に75質量%以上85質量%以下の割合で含有されることが好ましい。
【0117】
(着色剤)
着色剤としては、トナーに用い得ることが知られているもののなかから適宜選択して用いればよい。例えば、イエロー顔料、マゼンタ顔料及びシアン顔料が挙げられ、黒色顔料としてはカーボンブラック又はイエロー顔料/マゼンタ顔料/シアン顔料を混合して黒色に調色されたものが利用される。
【0118】
着色剤は、トナーの全質量(100質量%)に対して3質量%以上20質量%以下の割合で含有させることが好ましい。
【0119】
(帯電制御剤)
帯電制御剤を用いる場合には、公知の任意のものを単独ないしは併用して用いることができる。特に帯電スピードが速く、且つ一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましく用いられる。更に、重合法により直接トナー粒子を製造する場合には、重合阻害性が無く水系分散媒体への可溶化物の無い帯電制御剤が好ましい。
具体的化合物としては、ネガ系帯電制御剤としてサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸などのカルボン酸の金属化合物;スルホン酸又はカルボン酸基を側鎖に持つ高分子型化合物;ホウ素化合物;尿素化合物;ケイ素化合物;カリークスアレーン等が挙げられる。ポジ系帯電制御剤として、四級アンモニウム塩;該四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物;グアニジン化合物;イミダゾール化合物等が挙げられる。上記記載の金属化合物又は高分子型化合物は単独でも用いられるが、より好ましくは併用することが好ましい。
【0120】
帯電制御剤の使用量はトナーに所望の帯電量により決定すればよいが、通常は結着樹脂100質量部に対し0.01質量部以上が好ましく、0.1質量部以上がより好ましい。また、10質量部以下がより好ましい。結着樹脂の製造に湿式重合法を用いる場合は、帯電制御剤は、水中で体積中位径(Mv50)が、好ましくは0.01μm以上が好ましく、0.05μm以上がより好ましい。また、3μm以下が好ましく、1μm以下の微細な分散液として使用することが望ましい。
【0121】
(ワックス)
ワックスとしては、公知のワックスを任意に使用することができるが、具体的には以下のものが挙げられる。
パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムの如き石油系ワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス及びその誘導体、ポリエチレン、ポリプロピレンの如きポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス、キャンデリラワックスの如き天然ワックス及びその誘導体(誘導体には酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物が挙げられる)、高級脂肪族アルコール、ステアリン酸、パルミチン酸等の脂肪酸、酸アミドワックス、エステルワックス、ケトン、硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物系ワックス、動物性ワックス、シリコ-ンワックス。これらワックスは単独で又は2種以上を併せて用いることが可能である。
ワックスの融点は110℃以下が好ましく、90℃以下が更に好ましく、80℃以下が特に好ましい。融点の下限としては、40℃以上が好ましく、さらに好ましくは50℃以上である。
【0122】
トナーに含まれるワックスの量は、トナー100質量部中に1質量部以上であることが好ましく、より好ましくは2質量部以上、さらに好ましくは3質量部以上である。また、40質量部以下であることが好ましく、より好ましくは35質量部以下、さらに好ましくは、30質量部以下である。
【0123】
(磁性体)
本発明においては、トナーに磁性体を含有させた磁性トナーを用いてもよい。この場合、磁性体は着色剤の役割を兼ねることもできる。本発明で使用できる磁性体としては、公知の磁性体を用いることができる。具体的には、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄;鉄、コバルト、ニッケルのような金属、或いはこれらの金属と、アルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムの如き金属との合金及びその混合物が挙げられる。
【0124】
<外添剤>
外添剤としては、各種無機又は有機微粒子の中から適宜選択して使用することができる。2種類以上の外添剤を併用してもよい。
【0125】
外添剤は、通常、トナー母粒子の表面に付着させるが、外添剤の母粒子に対する埋まり込みの程度はいかなる状態であってもよい。すなわち、外添剤の一部又は全部が母粒子表面で点で接するように付着していても、埋まり込んで付着していてもよく、外添剤の一部又は全部が母粒子表面で分散して存在していても、凝集して存在していてもよい。
【0126】
外添剤粒子の粒径としては、トナー母粒子の平均粒子径に対し、(外添剤粒子の粒子径)/(トナー母粒子の平均粒子径)が0.1%~5%の範囲のものが望ましい。
【0127】
外添剤の無機微粒子としては、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウム、炭化バナジウム、炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化タングステン、炭化クロム、炭化モリブデン、炭化カルシウム等の各種炭化物;窒化ホウ素、窒化チタン、窒化ジルコニウム等の各種窒化物;ホウ化ジルコニウム等の各種ホウ化物;酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化銅、酸化アルミニウム、酸化セリウム、シリカ、コロイダルシリカ等の各種酸化物;チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ストロンチウム等の各種チタン酸化合物;リン酸カルシウム等のリン酸化合物;二硫化モリブデン等の硫化物;フッ化マグネシウム、フッ化炭素等のフッ化物;ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の各種金属石鹸;滑石、ベントナイト、各種カーボンブラックや導電性カーボンブラック、マグネタイト、フェライト等を用いることができる。
【0128】
外添剤の有機微粒子としては、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂等の微粒子を用いることができる。フッ素原子を含有する微粒子を用いて帯電安定性を向上させることもできる。
【0129】
本発明の画像形成装置に用いられるトナーは、外添剤としてシリカを有することが好ましい。また、前記シリカは、シリカを疎水化処理剤で処理した疎水性シリカであることがより好ましい。
【0130】
疎水性シリカの疎水化処理剤は従来用いられている処理剤を用いることができるが、特にヘキサメチルジシラン及び/又はポリジメチルシロキサンで処理されたものが、トナーが負帯電性を得やすくなる点で好ましい。
疎水性シリカの比表面積は50m/g以上であることが好ましく、60m/g以上が好ましい。また、300m/g以下が好ましく、250m/g以下が好ましい。
【0131】
ここで、本発明の画像形成装置に用いられるトナー及び電子写真感光体は、同帯電であることが好ましく、さらにその帯電は、電子写真感光体の帯電時のオゾン発生抑制や画質向上の面から、負帯電であることが好ましい。すなわち、本発明の画像形成装置に用いられるトナーは、負帯電であることが好ましく、したがって、前記疎水性シリカは、トナーの帯電と同帯電であることが好ましい。
【0132】
<トナーの形態>
トナーの形状は、フロー式粒子像分析装置FPIA-3000(マルバーン社製)を用いて測定した平均円形度が、0.92以上0.99以下であるのが好ましく、中でも0.95以上、その中でも0.96以上であるのが好ましい。
平均円形度は後掲の実施例の項に記載の方法で測定される。
トナーの平均円形度を上記範囲内とするには、トナー製造工程での温度と時間により調整することが好ましい。例えば、粉砕分級工程中あるいは工程後にトナー粒子を熱処理することで、所望の円形度が達成できる。
【0133】
トナーの軟化点は、保管環境耐性維持と低温定着性の観点から、90℃以上であるのが好ましく、100℃以上であるのがより好ましく、一方、120℃以下であるのが好ましく、110℃以下であるのがより好ましい。
上記範囲内の軟化点のトナーを製造するには、結着樹脂の組成、または、結着樹脂の組み合わせにより調整することが好ましい。
軟化点は後掲の実施例の項に記載の方法で測定される。
【0134】
トナーの一次粒子径3.0μm以下の粒子が占める個数%は、4.5%以下であるのが好ましく、中でも4.0%以下、その中でも3.5%以下であるのが好ましく、3.0%以下であるのがより好ましく、2.5%以下であるのがさらに好ましい。一方、1.0%以上であるのが好ましく、1.5%以上であるのがより好ましい。
トナーの一次粒子径10.08μm以上の粒子が占める体積%は、1.0%以下であるのが好ましく、中でも0.8%以下、その中でも0.6%以下であるのが好ましく、0.2%以下であるのがより好ましく、0.1%以下であるのがさらに好ましい。一方、0.01%以上であるのが好ましく、0.05%以上であるのがより好ましい。
上記個数%及び体積%は、後掲の実施例の項に記載の方法で測定される。
【0135】
<トナーの製造方法>
トナー母粒子の製造方法は特に限定されず、溶融混練粉砕法や懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法などの湿式法による製造方法などが挙げられる。
溶融混練粉砕法とは、結着樹脂及び着色剤に、必要に応じて帯電制御剤、離型剤、磁性体等を乾式混合した後、押出機等で溶融混練し、次いで粉砕、分級しトナー母粒子を得る方法である。
懸濁重合法は、重合性モノマー、重合開始剤、着色剤などを成分とする組成物を水系媒体中に懸濁分散した後に重合して粒子を製造し、それら粒子の洗浄乾燥等を行い、トナー母粒子を得る方法である。
乳化重合凝集法は、重合開始剤及び乳化剤を含有する水性媒体中に重合性モノマーを乳化し、攪拌下に重合性モノマーを重合して重合体一次粒子を得て、これに着色剤並びに必要に応じて帯電制御剤等を添加して重合体一次粒子を凝集させ、さらに得られた凝集粒子を熟成させ粒子を製造し、それら粒子の洗浄乾燥等を行い、トナー母粒子を得る方法である。
溶解懸濁法は結着樹脂を有機溶剤に溶解し、着色剤などを添加分散して得られる溶液相を、分散剤等を含有した水相において機械的な剪断力で分散し液滴を形成し、液滴から有機溶剤を除去して粒子を製造し、それら粒子の洗浄乾燥等を行い、トナー母粒子を得る方法である。
【0136】
外添剤の外添方法としては、ヘンシェルミキサー等の高速撹拌機を用いる方法や、圧縮剪断応力を加えることのできる装置による方法等を挙げることができる。
トナーは、トナー母粒子に全ての外添剤を同時添加して外添する一段外添法により作製できる。外添剤毎に外添する分段外添法により作製することもできる。
外添中の温度上昇を防止するために、容器に冷却装置を設置する、分段外添する等を挙げることができる。
【0137】
<トナーのDv/Dn等の調整方法>
本発明で用いるトナーの体積平均粒径(Dv)と個数平均粒子径(Dn)の比であるDv/Dnは、例えば、トナー製造工程での温度と時間を調整し、微粒子や粗大粒子の発生を抑制することにより、前述の好適範囲に調整することができる。
【0138】
また、一次粒子径3.0μm以下の粒子が占める個数%、一次粒子径10.08μm以上の粒子が占める体積%は、例えば、トナー製造工程での温度と時間を調整し、微粒子や粗大粒子の発生を抑制することにより、前述の好適範囲に調整することができる。
【0139】
<<画像形成装置>>
本発明の画像形成装置は、電子写真感光体及びトナーと、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段、帯電した前記電子写真感光体に対し像露光を行い静電潜像を形成する像露光手段、前記静電潜像を前記トナーで現像する現像手段、及び前記トナーを前記電子写真感光体から被転写体に転写する転写手段とを有する。
以下に述べる説明は本発明の画像形成装置の一例であり、本発明の画像形成装置は以下の構成に限定されるものではない。
【0140】
図1に示すように、画像形成装置は、電子写真感光体1、帯電手段2、像露光手段3、現像手段4及び転写手段5を備えて構成され、更に、必要に応じてクリーニング装置6及び定着装置7が設けられる。
【0141】
電子写真感光体1は、上述した電子写真感光体であれば特に制限はない。図1ではその一例として、円筒状の導電性支持体の表面に上述した感光層を形成したドラム状の感光体を示している。この電子写真感光体1の外周面に沿って、帯電手段2、像露光手段3、現像手段4、転写手段5及びクリーニング装置6がそれぞれ配置されている。
【0142】
帯電手段2としては、コロトロンやスコロトロン等の非接触のコロナ帯電手段、或いは電圧印加された帯電部材を感光体表面に接触させて帯電させる接触型帯電手段(直接型帯電手段)を挙げることができる。接触帯電手段の例としては、帯電ローラ、帯電ブラシ等を挙げることができる。なお、図1では、帯電手段2の一例としてローラ型の帯電手段(帯電ローラ)を示している。
【0143】
像露光手段3は、本電子写真感光体1に露光を行って本電子写真感光体1の感光面に静電潜像を形成することができるものであれば、その種類に特に制限はない。
また、感光体内部露光方式によって露光を行うようにしてもよい。露光を行う際の光は任意である。
トナーTは、上述したトナーであれば特に制限はない。
【0144】
現像手段4の構成も任意である。図1に示した現像手段4は、トナーTを、規制部材(現像ブレード)45により薄層化するとともに、所定の極性に摩擦帯電させ、現像ローラ44に担持しながら搬送して、感光体1の表面に接触させる構成を備えている。但し、この構成に限定するものではない。
【0145】
転写手段5は、その種類に特に制限はなく、コロナ転写、ローラ転写、ベルト転写等の静電転写法、圧力転写法、粘着転写法等、任意の方式を用いた装置を使用することができる。
【0146】
クリーニング装置6は、特に制限はない。例えばブラシクリーナー、磁気ローラークリーナー、ブレードクリーナー等、任意のクリーニング装置を用いることができる。
定着装置7についても、その構成は任意である。
なお、画像形成装置は、上述した構成に加え、例えば除電工程を行うことができる構成としてもよい。
【0147】
また、画像形成装置は更に変形して構成してもよく、例えば、前露光工程、補助帯電工程等の工程を行うことができる構成としたり、オフセット印刷を行う構成としたり、更には複数種のトナーを用いたフルカラータンデム方式の構成としてもよい。
【0148】
<<語句の説明>>
本発明において「X~Y」(X,Yは任意の数字)と表現する場合、特にことわらない限り「X以上Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きい」或いは「好ましくはYより小さい」の意も包含する。
また、「X以上」(Xは任意の数字)或いは「Y以下」(Yは任意の数字)と表現した場合、「Xより大きいことが好ましい」或いは「Y未満であることが好ましい」旨の意図も包含する。
また、本明細書において「好ましい」の表現は、「必ずしも必須ではないが、必須とするのがより良い」という意味を包含する。
また、本明細書において「ないし」又は「乃至」の表現は、「及び/又は」の意味である。
【実施例0149】
以下、実施例を示して本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。ただし、以下の実施例は本発明を詳細に説明するために示すものであり、本発明はその要旨を逸脱しない限り、以下に示した実施例に限定されるものではなく任意に変形して実施することができる。また、以下の実施例、及び比較例中の「部」の記載は、特に指定しない限り「質量部」を示す。
【0150】
<<電子写真感光体の作製>>
(下引き層形成用塗布液P1の調製)
ルチル型酸化チタン(石原産業株式会社製「TTO55N」)の表面を、メチルジメトキシシランで処理した酸化チタン粒子と、下記の組成比の共重合ポリアミドとを、混合溶媒(メタノール/1-プロパノール/トルエンの質量比7/1/2)中で加熱しながら撹拌混合し、前記共重合ポリアミドを溶解させた。続いて、出力1200Wの超音波発信器による超音波分散処理を1時間行い、更に濾過して、表面処理酸化チタン/共重合ポリアミドの質量比が3/1であり、固形分濃度が18.0質量%の下引き層形成用塗布液P1を得た。
共重合ポリアミドの組成比(モル比):ε-カプロラクタム/ビス(4-アミノ-3-メチルシクロヘキシル)メタン/ヘキサメチレンジアミン/デカメチレンジカルボン酸/オクタデカメチレンジカルボン酸=75/9.5/3/9.5/3
【0151】
(電荷発生層形成用塗布液Q1の調製)
電荷発生物質として、D型(Y型)オキシチタニウムフタロシアニンAを20部と、1,2-ジメトキシエタン280部とを混合し、サンドグラインドミルで1時間粉砕して微粒化分散処理を行なった。続いて、この微細化処理液に、ポリビニルブチラール(電気化学工業(株)製「デンカブチラール」#6000C)10部を、1,2-ジメトキシエタンの255部と4-メトキシ-4-メチル-2-ペンタノンの85部の混合液に溶解させて得られたバインダー液、及び、230部の1,2-ジメトキシエタンを混合して電荷発生層形成用塗布液q1を調製した。
【0152】
他方、電荷発生物質として、A型(β型)オキシチタニウムフタロシアニンBを20部と1,2-ジメトキシエタン280部を混合し、サンドグラインドミルで4時間粉砕して微粒化分散処理を行なった。続いて、この微細化処理液に、ポリビニルブチラール(電気化学工業(株)製「デンカブチラール」#6000C)10部を、1,2-ジメトキシエタンの255部と4-メトキシ-4-メチル-2-ペンタノンの85部の混合液に溶解させて得られたバインダー液、及び、230部の1,2-ジメトキシエタンを混合して電荷発生層形成用塗布液q2を調製した。
電荷発生層形成用塗布液q1と電荷発生層形成用塗布液q2を7:3の質量割合で混合し、電荷発生層形成用塗布液Q1を調製した。
【0153】
(電荷輸送層形成用塗布液Q2の調製)
下記構造の正孔輸送物質1を50部、下記構造の正孔輸送物質2を50部、下記構造のバインダー樹脂1(粘度平均分子量:30,000)を100部、下記構造の酸化防止剤1を4部、レベリング剤としてシリコーンオイル(信越シリコーン社製「KF-96」)0.05部を、テトラヒドロフラン(以下適宜THFと略する)とトルエン(以下適宜TLと略する)の混合溶媒(THF 80質量%、TL 20質量%)553部に混合し、電荷輸送層用形成用塗布液Q2を調製した。
【0154】
【化5】
【0155】
(保護層形成用塗布液S1の調製)
硬化性化合物(ジペンタエリスリトールポリアクリレート:新中村化学工業株式会社製 製品名「NKエステル A-DPH」)を65部と、下記構造の2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質1を35部と、重合開始剤として、Omnirad TPO H(ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキサイド)を2部とベンゾフェノン(BP)を1部と、レべリング剤として、信越化学工業株式会社製 製品名「KF-6001」を0.01部と、トルエン/2-プロパノール=3/7(質量比)の混合溶媒240部とを混合し、保護層形成用塗布液S1を調製した。
【0156】
【化6】
【0157】
(保護層形成用塗布液S2の調製)
硬化性化合物として、ポリエステルアクリレート(東亞合成株式会社製 製品名「アロニックス M-9050」)を用い、その含有量を5部に変更し、2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質1の含有量を95部に変更した以外は、保護層形成用塗布液S1と同様にして保護層形成用塗布液S2を得た。
【0158】
(保護層形成用塗布液S3の調製)
硬化性化合物の含有量を50部に変更し、2官能以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質1の含有量を50部に変更した以外は、保護層形成用塗布液S2と同様にして保護層形成用塗布液S3を得た。
【0159】
<積層型感光体の作製>
以下の手順により、積層型感光体を作製した。
【0160】
(感光体A1の作製)
表面が切削加工された30mmφのアルミニウム製シリンダーに下引き層形成用塗布液P1を浸漬塗布した後、風乾し、乾燥後の膜厚が1.25μmとなるように下引き層を設けた。
次に、下引き層上に電荷発生層形成用塗布液Q1を浸漬塗布した後、風乾し、乾燥後の膜厚が0.3μmになるように電荷発生層を設けた。
続いて、電荷発生層上に電荷輸送層形成用塗布液Q2を浸漬塗布した後、風乾後、さらに100℃で24分間乾燥し、乾燥後の膜厚が17μmになるように電荷輸送層を設けた。
さらに、電荷輸送層上に保護層形成用塗布液S1をリング塗布し、塗布直後に窒素雰囲気下で感光体を60rpmで回転させながら、365nmのLED光を0.7W/cmの強度で2分間照射することにより、硬化後の膜厚が3.0μmになるように保護層を設けて、感光体A1を作製した。
【0161】
(感光体A2の作製)
電荷輸送層形成用塗布液Q2を浸漬塗布し、風乾した後の乾燥温度を100℃から125℃に変更したこと以外は、感光体A1と同様にして感光体A2を作製した。
【0162】
(感光体A3,A4の作製)
保護層形成用塗布液S1を、保護層形成用塗布液S2,S3に変更し、電荷輸送層形成用塗布液Q2を浸漬塗布した後、風乾し、100℃で24分間乾燥後、さらに130℃で24分間乾燥したこと以外は、感光体A1と同様にしてそれぞれ感光体A3,A4を作製した。
【0163】
<マルテンス硬度の測定>
感光体A1~A4について、温度25℃、相対湿度50%の環境下で、微小硬度計(Fischer社製:FISCHERSCOPE HM2000)を用いて、感光体の表面側から、下記測定条件でマルテンス硬度を測定した。測定結果を表1に示す。
(マルテンス硬度測定条件)
圧子:対面角136°のビッカース四角錐ダイヤモンド圧子
最大押し込み荷重:0.2mN
負荷所要時間:10秒
除荷所要時間:10秒
マルテンス硬度は、下記式より求められる。
マルテンス硬度(N/mm)=最大押し込み荷重/最大押し込み荷重時のくぼみ面積
【0164】
<<トナーの作製>>
<ワックス分散液A1の作製>
ワックスとしてエステルワックス(日油株式会社製 品名:WEP-3)、デカグリセリンデカベヘネート(三菱ケミカル株式会社製、品名:B100D)0.24部、20%ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液( 以下、「20%DBS水溶液」と略す。)1.93部、脱塩水67.83部、を90℃に加熱して、45°傾斜3段パドル翼を備えたCSTR型撹拌層内で20分混合した。次いで、この分散液を90℃に加熱したまま、バルブホモジナイザー(ゴーリン社製、15-M-8PA型)を用いて25MPaの加圧条件で循環乳化を開始し、日機装株式会社製 型式MicrotracNanotrac150(以下ナノトラックと略す)にて粒子径を測定し、体積中位径が245nmになるまで分散して、ワックス分散液A1(エマルション固形分濃度=31.2%、ワックス成分濃度30.8%)を作製した。
【0165】
<ワックス分散液A2の作製>
ワックスとしてパラフィンワックス(日本精蝋株式会社製 品名:HNP-9)27.30部、ステアリルアクリレート(東邦化学株式会社製、品名:ST-A)2.70部、20%DBS水溶液1.93部、脱塩水68.07部、を90℃に加熱して、45°傾斜3段パドル翼を備えたCSTR型撹拌層内で20分混合した。次いで、この分散液を90℃に加熱したまま、バルブホモジナイザー(ゴーリン社製、15-M-8PA型)を用いて25MPaの加圧条件で循環乳化を開始し、ナノトラックで粒子径を測定し、体積中位径が260nmになるまで分散して、ワックス分散液A2(エマルション固形分濃度=30.2% 、ワックス成分濃度29.8%)を作製した。
【0166】
<重合体一次粒子(コア粒子)分散液の作製>
撹拌装置、加熱冷却装置、濃縮装置、及び、各原料・助剤仕込み装置を備えた反応器に、ワックス分散液A1を10.8部(ワックス成分として)、脱塩水256部、0.5%硫酸鉄(II)7水和物水溶液0.02部を仕込み、撹拌しながら窒素気流下で90℃に昇温した。その後、撹拌を続けたまま、事前にホモジナイザーで30分間撹拌した下記のモノマー類・乳化剤水溶液の混合物を240分間かけて添加した。このモノマー類・乳化剤水溶液の混合物を添加開始した時間を重合開始時とし、下記の開始剤水溶液を重合開始0分から480分間かけて添加した。また、重合開始240分に下記の硫酸鉄水溶液を添加し、重合開始300分に95℃に昇温した。その後、重合開始540分まで加熱撹拌を継続した。重合反応終了後冷却し、重合体一次粒子(コア粒子)分散液を得た。
【0167】
[モノマー類]
スチレン 72.7部
アクリル酸ブチル 27.3部
アクリル酸 0.95部
トリクロロブロモメタン 1.43部
ヘキサンジオールジアクリレート 1.41部
[乳化剤水溶液]
20%DBS水溶液 1.0部
脱塩水 67.2部
[開始剤水溶液]
8%過酸化水素水溶液 28.0部
8%L-(+)アスコルビン酸水溶液 28.0部
[硫酸鉄水溶液]
0.5%硫酸鉄(II)7水和物水溶液 0.08部
【0168】
<重合体一次粒子(シェル粒子)分散液の作製>
撹拌装置、加熱冷却装置、濃縮装置、及び、各原料・助剤仕込み装置を備えた反応器に、ワックス分散液A2を10.5部(ワックス成分として)、脱塩水282部、0.5%酸鉄(II)7水和物水溶液0.02部を仕込み、撹拌しながら窒素気流下で90℃に昇温した。その後、撹拌を続けたまま、事前にホモジナイザーで30分間撹拌した下記のモノマー類・乳化剤水溶液・硫酸鉄水溶液の混合物を300分間かけて添加した。このモノマー類・乳化剤水溶液・硫酸鉄水溶液の混合物を添加開始した時間を重合開始時とし、下記の開始剤水溶液1を重合開始30分から270分間かけて添加した。その後、下記の開始剤水溶液2を重合開始300分から120分間かけて添加した。重合開始540分まで加熱撹拌を継続した。重合反応終了後冷却し、重合体一次粒子(シェル粒子)分散液を得た。
【0169】
[モノマー類]
スチレン 76.8部
アクリル酸ブチル 23.2部
アクリル酸 1.50部
トリクロロブロモメタン 1.00部
ヘキサンジオールジアクリレート 0.70部
[乳化剤水溶液]
20%DBS水溶液 1.0部
脱塩水 67.1部
[開始剤水溶液1]
8%過酸化水素水溶液 15.5部
8%L-(+)アスコルビン酸水溶液 15.5部
[開始剤水溶液2]
8%L-(+)アスコルビン酸水溶液 14.7部
[硫酸鉄水溶液]
0.5% 硫酸鉄(II)7水和物水溶液 0.02部
【0170】
<トナー母粒子b1の調製>
撹拌装置、加熱冷却装置、及び各原料・助剤仕込み装置を備えた混合器に、上記で得られた重合体一次粒子(コア粒子)分散液60.9部(固形分)、20%DBS水溶液0.12部(固形分)、脱イオン水1部、5%硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.53部(固形分)、シアン着色剤EP-750(大日精化(株)製)5.8部を撹拌しながら順に添加して均一に混合した。その後、脱イオン水41部を6分かけて添加した。続けて内温を40℃まで昇温し、更に体積中位径が4.9μmになるまで段階的に昇温した。この温度(一次凝集温度)は40℃であった。すみやかに一次凝集温度より2℃温度を下げると同時に重合体一次粒子(コア粒子)分散液6.8部(固形分)を添加した。90分後、重合体一次粒子(シェル粒子)分散液32.3部(固形分) を添加した。60分後、20% DBS水溶液4.0部(固形分)と脱イオン水23部を添加してから、80分かけて77℃ まで昇温し、その後円形度が0 .964になるまで段階的に昇温した。円形度が0 .966に到達した時の温度(最終円形化温度)は、80℃であった。その後、すみやかに30℃まで冷却し、トナー母粒子分散液を得た。
【0171】
得られたトナー母粒子分散液を使用し、東洋濾紙(株)製、No.5Cの濾紙を用いてアスピレーターにより吸引濾過した。濾紙上に残ったケーキを、撹拌機(プロペラ翼)を備えたステンレス容器に移し、電気伝導度が1μS/cmのイオン交換水を加え撹拌することにより均一に分散させ、その後30分間撹拌した。この工程をろ液の電気伝導度が2μS/cmになるまで繰り返した後、得られたケーキを、40℃に設定された送風乾燥機内で48時間乾燥することにより、トナー母粒子b1を得た。
【0172】
<トナー母粒子b2の調製>
シアン着色剤EP-750(大日精化(株)製)5.8部を、マゼンタ着色剤A826(山陽色素(株)製)6.5部へ変更した以外は、トナー母粒子b1と同様の方法でトナー母粒子b2を得た。
【0173】
<トナー母粒子b3の調製>
シアン着色剤EP-750(大日精化(株)製)5.8部を、イエロー着色剤EP-590(大日精化(株)製)7.8部へ変更した以外は、トナー母粒子b1と同様の方法でトナー母粒子b3を得た。
【0174】
<ブラック着色剤BK1の調製>
プロペラ翼を備えた攪拌機の容器に、リーガル330R(キャボット社製)、20%DBS水溶液 1部、非イオン界面活性剤(花王社製、エマルゲン120)4部、導電率が2μS/cmのイオン交換水75部を加えて予備分散して顔料プレミックス液を得た。プレミックス後の分散液中カーボンブラックの体積累積50%径(Dv50)は約90μmであった。上記プレミックス液を原料スラリーとして湿式ビーズミルに供給し、ワンパス分散を行った。なお、ステータの内径は120mmφであり、セパレータの径は60mmφであり、分散用のメディアとして直径50μmのジルコニアビーズ(真密度6.0g/cm)を用いた。ステータの有効内容積は約2リットルであり、メディアの充填容積は1.4リットルとしたので、メディア充填率は70%であった。ロータの回転速度を一定(ロータ先端の周速が約11m/sec)として、供給口より前記プレミックススラリーを無脈動定量ポンプにより供給速度約40リットル/hrで供給し、所定粒度に達した時点で排出口より製品を取得した。なお、運転時にはジャケットから約10℃の冷却水を循環させながら行い、ブラック着色剤BK1を得た。
【0175】
<トナー母粒子分散液b4の調製>
シアン着色剤EP-700(大日精化(株)製)5.8部を、ブラック着色剤BK1を7.8部へ変更した以外は、トナー母粒子b1と同様の方法でトナー母粒子b4を得た。
【0176】
<外添剤>
外添剤としては、以下のS1、S2、S3、Tを用いた。
外添剤S1:シリカ粒子(平均1次粒子径:40nm、BET比表面積:50m/g)
外添剤S2:シリカ粒子(平均1次粒子径:85nm、BET比表面積:40m/g)
外添剤S3:シリカ粒子(平均1次粒子径:12nm、BET比表面積:200m/g)
外添剤T:酸化チタン粒子(平均1次粒子径:15nm)
【0177】
<トナーB1の作製>
サンプルミル(協立理工(株)製)をあらかじめ40℃に加温しておき、そこに上記で得られたトナー母粒子b1を100部、下記の外添剤S1を1.5部、外添剤S2を1.5部、外添剤S3を0.2部、外添剤Tを0.3部添加し、6600rpmで5分間撹拌・混合して外添し、篩別することによりトナーB1を得た。
【0178】
<トナーB2の作製>
トナー母粒子b1の代りに、トナー母粒子b2を用いた以外はトナーB1と同様の方法で、トナーB2を得た。
【0179】
<トナーB3の作製>
トナー母粒子b1の代りに、トナー母粒子b3を用いた以外はトナーB1と同様の方法で、トナーB3を得た。
【0180】
<トナーB4の作製>
トナー母粒子b1の代りに、トナー母粒子b4を用いた以外はトナーB1と同様の方法で、トナーB4を得た。
【0181】
なお、比較例1~4で用いたトナーB5としては、下記の市販品を用いた。
[トナーB5]
トナー種類:粉砕トナー
トナー組成:結着樹脂(ポリエステル樹脂)
外添剤:シリカ、酸化チタンを含む
カラー:ブラック
【0182】
<トナーの体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)の測定>
ベックマン・コールター社製マルチサイザーIII(アパーチャー径100μm:以下、マルチサイザーと略す)を用い、同社アイソトンIIを分散媒として、分散質濃度0.03%になるようにトナーB1~B5を分散させて、Dv及びDnを測定した。
上記の測定値からDv/Dnを算出した。
上記の測定値からDv/Dnを算出した。
結果を表1に示す。
【0183】
<トナーの平均円形度、一次粒子径3.0μm以下の粒子が占める個数%、及び一次粒子径10.08μm以上の粒子が占める体積%の測定>
平均円形度、一次粒子径3.0μm以下の粒子が占める個数%、及び一次粒子径10.08μm以上の粒子が占める体積%は、分散質を分散媒(セルシース:マルバーン社製)に5720~7140個/μLとなるように分散させ、フロー式粒子分析装置(FPIA3000:マルバーン社製)を用いて、HPF分析量0.35μL、HPF検出量2000~2500個の条件下でHPFモードにより測定した。
測定結果は、「円形度」、「3.0μm以下個数%」、「10.08μm以上体積%」として表1に示す。
【0184】
<軟化点の測定>
フローテスター(島津製作所社製、「CFT-500D」)を用いて、トナー1.0gをダイ径1mm、ダイ長さ1mm、荷重20kg、余熱時間300秒、開始温度60℃、昇温速度6℃/minの等速昇温下で、1/2量が流出したときの温度を測定し、これを軟化温度とした。
測定結果を表1に示す。
【0185】
<<印刷試験>>
感光体A1~A4及びトナーB1~B5について、表1に示す組み合わせで市販の2成分現像方式のフルカラー複合機に搭載し、温度23℃、相対湿度50%の環境下で、印字率約5%で連続印刷を行った。そして、以下の方法でかぶり及び画像濃度を評価した。
評価結果を表1に示す。
【0186】
<かぶり>
印刷画像について、測色色差計(日本電色工業株式会社製、ZE6000)または分光色彩計(日本電色工業株式会社製、SE2000)を用いて、かぶりの有無を測定した。
○:かぶりがあった。
×:かぶりが無かった。
【0187】
<画像濃度>
印刷画像について、分光測色計(X-RITE社製、eXact)を用いて画像濃度を測定し、以下の基準で評価した。
○:画像濃度が1.15以上
△:画像濃度が1.05以上1.15未満
×:画像濃度が1.05未満
【0188】
【表1】
【0189】
表1より、本発明の画像形成装置によれば、かぶりの発生が抑制され、さらには画像品質(画像濃度)も良好となることが分かった。
これに対して、Dv/Dnが1.2を超える比較例1~4では、かぶりが発生する。
【符号の説明】
【0190】
1 感光体(電子写真感光体)
2 帯電手段(帯電ローラ;帯電部)
3 像露光手段(露光部)
4 現像手段(現像部)
5 転写手段
6 クリーニング装置
7 定着装置
41 現像槽
42 アジテータ
43 供給ローラ
44 現像ローラ
45 規制部材
71 上部定着部材(加圧ローラ)
72 下部定着部材(定着ローラ)
73 加熱装置
T トナー
P 記録紙(用紙,媒体)
図1