JP2009053682A - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】低温定着用トナーを用いて多数枚(例えば、20万枚)プリントを行っても、プリント画像の文字部やドット部に中抜けが発生しない画像形成装置及び画像形成方法を提供する。
【解決手段】少なくとも結着樹脂と着色剤を含むトナーを用いて、感光体上にトナー像を形成するトナー像形成工程、該感光体上のトナー像を転写体に転写する転写工程を有する画像形成方法において、該トナーのガラス転移点が20〜45℃であり、且つ、結着樹脂がビニルモノマーの重合体を50質量%以上含有し、該転写工程は、転写体を介して該感光体に対向して配置された転写ローラを有し、該転写工程の後に、感光体上にトレール方式のブレードにより延展する工程を順に行うことを特徴とする画像形成方法。
【選択図】なし
【解決手段】少なくとも結着樹脂と着色剤を含むトナーを用いて、感光体上にトナー像を形成するトナー像形成工程、該感光体上のトナー像を転写体に転写する転写工程を有する画像形成方法において、該トナーのガラス転移点が20〜45℃であり、且つ、結着樹脂がビニルモノマーの重合体を50質量%以上含有し、該転写工程は、転写体を介して該感光体に対向して配置された転写ローラを有し、該転写工程の後に、感光体上にトレール方式のブレードにより延展する工程を順に行うことを特徴とする画像形成方法。
【選択図】なし
Description
本発明は、画像形成方法及び画像形成装置に関する。
近年、省エネルギーや省資源への対応として、画像形成装置全体で消費される電力や廃棄される廃棄物量を削減する必要性が高まってきている。
画像形成装置全体では、定着装置で消費される電力量が大きく、この電力量の削減が省エネルギーへの対応としては効果的である。又、省資源としては感光体が寿命となるまでの期間を延ばし廃棄する感光体の量を削減することが効果的である。
現在、定着装置で消費される電力量の削減のために低温定着トナーの採用、廃棄物量の削減のため感光体の長寿命化が求められている。
定着装置の設定温度を下げることで電力量の削減が可能なトナーを得るため、トナーのガラス転移点を下げる検討がされている(例えば、特許文献1参照。)。
又、感光体の長寿命化を実現するため、感光体表面に滑剤を塗布してクリーニングブレードとの摩擦係数を低下させクリーニング性を改良して寿命を延ばす検討がされている(例えば、特許文献2参照。)。
しかし、ガラス転移点が20〜45℃のトナーを、転写ローラを有する画像形成装置に用いてプリント画像を形成すると、プリント画像の文字部やドット部に中抜けが発生するという問題が生じていた。
更に近年、複写機やプリンタなどの電子写真方式による画像形成技術分野においても、デジタル技術が導入され、高画質化が進む中で、ラインやドット画像を、軽印刷並に正確に画像再現する技術が必要になってきた。
特開2001−175025号公報
特開2005−352009号公報
本発明は、ガラス店移転が20〜45℃のトナーを用いて多数枚(例えば、20万枚)プリントを行っても、プリント画像の文字部やドット部に中抜けが発生しない画像形成装置及び微が像形成方法を提供することである。
この目的は下記の発明により達成される。
1.少なくとも結着樹脂と着色剤を含むトナーを用いて、感光体上にトナー像を形成するトナー像形成工程、該感光体上のトナー像を転写体に転写する転写工程を有する画像形成方法において、
該トナーのガラス転移点が20〜45℃であり、且つ、結着樹脂がビニルモノマーの重合体を50質量%以上含有し、
該転写工程は、転写体を介して該感光体に対向して配置された転写ローラを有し、
該転写工程の後に、
(1)感光体表面に残存する転写残トナーを、カウンター方式のブレードによりクリーニングする工程
(2)クリーニング後の感光体上に供給部材を用いて脂肪酸金属塩を供給する工程
(3)供給された脂肪酸金属塩を、感光体上にトレール方式のブレードにより延展する工程を(1)(2)(3)の順に行うことを特徴とする画像形成方法。
該トナーのガラス転移点が20〜45℃であり、且つ、結着樹脂がビニルモノマーの重合体を50質量%以上含有し、
該転写工程は、転写体を介して該感光体に対向して配置された転写ローラを有し、
該転写工程の後に、
(1)感光体表面に残存する転写残トナーを、カウンター方式のブレードによりクリーニングする工程
(2)クリーニング後の感光体上に供給部材を用いて脂肪酸金属塩を供給する工程
(3)供給された脂肪酸金属塩を、感光体上にトレール方式のブレードにより延展する工程を(1)(2)(3)の順に行うことを特徴とする画像形成方法。
2.前記結着樹脂が、ビニルモノマーの重合体を80質量%以上含有することを特徴とする前記1に記載の画像形成方法。
3.前記ビニルモノマーが、少なくともスチレンおよびその誘導体、アクリル酸エステルおよびその誘導体、メタクリル酸エステルおよびその誘導体、アクリル酸、メタクリル酸から選択されるモノマーであることを特徴とする前記1または2に記載の画像形成方法。
4.前記脂肪酸金属塩が、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム及びステアリン酸亜鉛の少なくとも1種から選択された脂肪酸金属塩であることを特徴とする前記1〜3の何れかに記載の画像形成方法。
5.少なくとも結着樹脂と着色剤を含むトナーを用いて、トナー像形成手段により感光体上に形成されたトナー像を転写体に転写する転写手段を有する画像形成装置において、
該トナーのガラス転移点が20〜45℃であり、且つ、結着樹脂がビニルモノマーの重合体を50質量%以上含有し、
該転写手段は、転写体を介して該感光体に対向して配置された転写ローラを有するものであり、
該画像形成装置は(1)(2)(3)の順に以下の手段を感光体上に設けたものであることを特徴とする画像形成装置。
(1)該転写手段による転写が行われた後に、感光体表面に残存した転写残トナーをクリーニングするカウンター方式のブレード
(2)該カウンター方式のブレードによりクリーニングされた感光体上に脂肪酸金属塩を供給する供給手段
(3)該供給手段により供給された脂肪酸金属塩を感光体上に延展させるトレール方式のブレード。
該トナーのガラス転移点が20〜45℃であり、且つ、結着樹脂がビニルモノマーの重合体を50質量%以上含有し、
該転写手段は、転写体を介して該感光体に対向して配置された転写ローラを有するものであり、
該画像形成装置は(1)(2)(3)の順に以下の手段を感光体上に設けたものであることを特徴とする画像形成装置。
(1)該転写手段による転写が行われた後に、感光体表面に残存した転写残トナーをクリーニングするカウンター方式のブレード
(2)該カウンター方式のブレードによりクリーニングされた感光体上に脂肪酸金属塩を供給する供給手段
(3)該供給手段により供給された脂肪酸金属塩を感光体上に延展させるトレール方式のブレード。
本発明の画像形成方法及び画像形成装置は、ガラス転移点が20〜45℃のトナーを用いて多数枚(例えば、20万枚)プリントを行っても、プリント画像の文字部やドット部に中抜けが発生しない優れた効果を有する。
感光体表面にトナー像を形成し、形成したトナー像を転写体に転写ローラを介して転写した後、感光体表面に転写されずに残ったトナーをクリーニングする画像形成装置は、感光体の寿命の観点より高速で多数枚プリントを作成するのに適している。
定着部での電力消費量を低減するため、低温定着可能なトナーが検討されている。低温定着性を向上させるためには、トナーのガラス転移点(Tg)を下げることが効果的である。
しかしながら、低温定着可能なトナーを用いると、感光体表面のトナー像を中間転写体或いは転写体に転写ローラを介して転写する際に、文字部やドット部に中抜けという現象を引き起こすことがあった。
この現象はトナーのガラス転移点を低くすることにより、より顕著に発生するようになった。これは、トナーが軟らかくなったことでトナーが転写時に転写ローラの圧力を受け、感光体への付着力が強くなり、転写体へ静電的な力でトナー像を転写することが難しくなったことにより生じやすくなったと推察される。
図1は、文字部やドット部に中抜けが発生するメカニズムを示す概略図である。
図1に示す脂肪酸金属塩の膜が無い感光体では、転写ローラで圧接された部分のトナーと感光体表面との付着が強くなり、圧接された部分のトナーは静電気による転写ができず、感光体表面に残ってしまう。この転写されずに残った部分が中抜けとなる。
トナーの圧接は、ドットのエッジ部より中心部で強く起こるので、ドットの中心部が中抜けとなりやすい。
この対策としては、感光体の表面エネルギーを低下させることが効果的であることが推定される。
図2は、文字部やドット部に中抜けが発生するのを防止するメカニズムを示す概略図である。
図2に示す脂肪酸金属塩の膜が形成された感光体表面では、転写ローラで圧接された部分のトナーでも、感光体表面の表面エネルギーが低くなっているので、静電気による転写が可能で、感光体表面に転写されずに残るトナーがなくなる。その結果、中抜けを抑制できる。
本発明者らは、感光体の表面エネルギーを効果的に低下させる手段を探索し、本発明の画像形成装置を見出した。
まず、カウンター方式のブレードによりクリーニングする手段で感光体表面の転写残トナーをクリーニングした後、脂肪酸金属塩の供給手段(例えば、ブラシ)を用いて感光体表面に脂肪酸金属塩を供給し、その後、トレール方式のブレードにより供給された脂肪酸金属塩を感光体表面に延展して脂肪酸金属塩の膜を形成し、感光体の表面エネルギーを低下させることが効果的である。
本発明のトレール方式のブレードとは、感光体の回転方向に対してトレール方向に取り付けられたブレードで、感光体に対する当接角が鈍角(例えば、170°)に当接しているものをいう。トレール方式のブレードは感光体に押しつけるように配置されるため、感光体表面に供給された脂肪酸金属塩を延展するのに適している。
感光体表面に脂肪酸金属塩の膜を形成することにより、感光体の表面エネルギーを40mN/m以下、好ましくは30mN/m以下に低下させることが好ましい。
固体物質の表面エネルギーは、既知の表面エネルギーを有する液体、ヨウ化メチレンを用いて、この液体が表面エネルギーを知りたい固体上に形成する接触角を測定することによって、接着仕事の考え方に従って拡張Fowkesの理論に基づいて算出されるものである。(例えば、協和界面化学社 表面自由エネルギー解析ソフトウェアEG−11 取り扱い説明書参照)。
ヨウ化メチレンに対する接触角は、常温常湿(例えば、20℃、50%RH)で接触角計測定装置「接触角計CA−V(協和界面科学株式会社製)」を用い、5回測定し、その平均値を接触角とする。接触角の値は、大きいほど表面エネルギーが低いことを意味する。
以下、本発明の画像形成方法について説明する。
本発明の画像形成方法は、転写手段が転写体を介して感光体に対向して配置された転写ローラを有し、転写工程の後に、
(1)感光体表面に残存する転写残トナーを、カウンター方式のブレードによりクリーニングする工程
(2)クリーニング後の感光体上に脂肪酸金属塩の供給部材を用いて供給する工程
(3)供給された脂肪酸金属塩を、感光体上にトレール方式のブレードにより延展する工程を(1)(2)(3)の順に設けられる。
(1)感光体表面に残存する転写残トナーを、カウンター方式のブレードによりクリーニングする工程
(2)クリーニング後の感光体上に脂肪酸金属塩の供給部材を用いて供給する工程
(3)供給された脂肪酸金属塩を、感光体上にトレール方式のブレードにより延展する工程を(1)(2)(3)の順に設けられる。
本発明でいう、カウンター方式のブレードとは、感光体の回転方向に対してカウンター方向(進行方向に対して逆方向)に取り付けられたブレードで、感光体に対する当接角が鋭角(図4におけるθが90°未満、例えば、20°)に当接しているものをいう。カウンター方式のブレードは、感光体に鋭角に当接角しているので感光体表面の転写残トナーをクリーニングするのに適している。
トレール方式のブレードとは、感光体の回転方向に対してトレール方向(進行方向に対して順方向)に取り付けられたブレードで、感光体に対する当接角が鈍角(図5におけるθが90°超、例えば170°)に当接しているものをいう。トレール方式のブレードは感光体に鈍角に当接しているので、感光体表面に供給された脂肪酸金属塩を延展するのに適している。
転写残トナーをクリーニングした感光体表面に、脂肪酸金属塩を供給し延展して脂肪酸金属塩の膜を形成することにより、感光体表面の表面エネルギーを下げることができる。その結果、ガラス転移点が20〜45℃と低いトナーを用いてプリント画像を形成しても中抜けの発生を防止できる。
先ず、本発明で用いる脂肪酸金属塩、クリーニング工程、供給工程、延展工程について説明する。
〔脂肪酸金属塩〕
脂肪酸金属塩は、感光体表面の表面エネルギーを低下させる目的で用いられる。具体的には、脂肪酸金属塩は、後述する供給工程(例えば、ブラシ)により感光体表面に供給され、トレール方式のブレードにより延展されて感光体表面に膜となり、感光体の表面エネルギーを低下させる。
脂肪酸金属塩は、感光体表面の表面エネルギーを低下させる目的で用いられる。具体的には、脂肪酸金属塩は、後述する供給工程(例えば、ブラシ)により感光体表面に供給され、トレール方式のブレードにより延展されて感光体表面に膜となり、感光体の表面エネルギーを低下させる。
脂肪酸金属塩は感光体表面に膜を均一に形成することができ、形成された膜は画像形成に悪影響を及ぼさず、トナーもその膜に付着しにくいので実用上好ましい材料である。
本発明で用いられる脂肪酸金属塩は、炭素数10以上の飽和又は不飽和脂肪酸の金属塩が好ましい。具体的には、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸インジウム、ステアリン酸ガリウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸ナトリウム、パルチミン酸アルミニウム、オレイン酸アルミニウム等が挙げられる。
脂肪酸金属塩の中でも特にフローテスターの流出速度が高い脂肪酸金属塩は劈開性が高く、感光体表面でより効果的に脂肪酸金属塩の膜を形成することができる。流出速度は1×10−7ml/sec以上1×10−1ml/sec以下が好ましく、5×10−4ml/sec以上1×10−2ml/sec以下であるとより好ましい。
脂肪酸金属塩の流出速度の測定方法について説明する。
20℃±1℃、50±5%RH環境下において、脂肪酸金属塩1.0gをシャーレに入れ平らにならし、12時間以上放置した後、成型器SSP−10A(島津製作所製)にて3820kg/cm2の力で30秒間加圧し、直径1cmの円柱型の成型サンプルを作成する。
24℃±5℃、50±20%RH環境下において、フローテスター CFT−500D(島津製作所製)により、上記成型サンプルを、荷重196N(20kgf)、開始温度50℃、予熱時間300秒、昇温速度6℃/分の条件で、円柱型ダイの穴(1mm径×1mm)より、直径1cmのピストンを用いて予熱終了時から押し出し、溶解流出させたときの流出速度を求めることにより測定される。
流出速度が、上記好ましい範囲に該当する特に好ましい脂肪酸金属塩としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウムを挙げることができる。
脂肪酸金属塩は、供給工程へブロック状や粉末状で供給することができるが、取り扱いの点でブロック状に成形して用いることが好ましい。具体的には、幅2〜15mm、高さ2〜10mm、長さ300〜350mmのブロック状に成形して用いることが好ましい。
次に、クリーニング手段、供給手段、延展手段について説明する。
図3は、感光体の周囲に、クリーニング手段、供給手段、延展手段を設けた画像形成装置の一例を示す概略図である。
図3において、1は感光体、2はブラシ支持体、3は脂肪酸金属塩のブロック、4はブラシ、5はブラシ位置決め部材、16はクリーニングブレード、17はクリーニングブレードホルダー、18は延展ブレード、19は進展ブレードホルダー、10は供給された脂肪酸金属塩、11は脂肪酸金属塩の膜を示す。
図3に示す画像形成装置では、転写残トナーをクリーニングする目的でカウンター方式のクリーニングブレード16が設けられている。感光体回転方向に対してその下流側に脂肪酸金属塩のブロック3から感光体表面に脂肪酸金属塩10を供給するブラシ4が設けられている。その下流側に供給された脂肪酸金属塩を延展して脂肪酸金属塩の膜11を形成するトレール方式のブレード8が設けられている。
《クリーニング手段》
感光体表面に残存するトナーは、カウンター方式のクリーニングブレードを用いるクリーニング手段でクリーニングされる。
感光体表面に残存するトナーは、カウンター方式のクリーニングブレードを用いるクリーニング手段でクリーニングされる。
クリーニングブレードは、感光体の回転方向に対してカウンター方向にセットされ、感光体と接触するコーナーエッジとのなす角度(当接角)を鋭角にセットする。
クリーニングブレードの感光体に対する当接条件は、クリーニング性を向上させる観点から線圧5〜50N/mの圧接力で当接することが好ましい。圧接力を前記範囲とすることによりトナーのクリーニング不良が発生せず、ブレードメクレも発生もしにくくなる。圧接の方法としては予めクリーニングブレードの当接位置を決めてクリーニングブレードを固定する方法、バネ荷重を調節する方法、バネを利用する方法等があるが、圧接力のばらつきを低減させるにはバネ荷重方式が好ましい。
クリーニングの前段階において、クリーニングを容易にするために感光体表面を除電する除電工程を付加することが好ましい。この除電工程は、例えば交流コロナ放電を生じさせる除電器により行われる。
図4は、カウンター方式のクリーニングブレードを用いるクリーニング手段の一例を示す概略図である。
図4において、感光体は1、ブレード当接角はθ1で表される。ブレード16の自由長L1はブレードホルダー17の端部Bから変形しないと仮定したブレード(図面では点線で示した)の先端点D’の長さを表す。h1はブレードの厚さを示す。ブレード当接角θ1は感光体の当接点Aにおける接線Xと変形しないと仮定したブレードとのなす角を表す。食い込み量aは感光体外周S0の半径r0と変形しないと仮定したブレードの先端点A’を一点とする感光体と同一中心軸Cを中心とした円S11の半径r11との差である。該クリーニングブレードの感光体への当接角θ1は5〜35°が好ましい。当接角を前記範囲とすることで転写残トナーのクリーニング不良がなく、ブレード捲れ(ブレード先端部がカウンター方向から、感光体の回転方向と同方向にもっていかれた状態)も発生せず好ましい。
クリーニングブレードの自由長は6〜15mmが好ましく、クリーニングブレードの厚さは0.5〜10mmが好ましい。
クリーニングブレードの材質としては、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッソゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム等を用いることができる。これらの中では、ウレタンゴムが、摩耗特性が優れている点で好ましい。
クリーニングブレードの形状及び材質は、脂肪酸金属塩の種類、その膜の厚さ、トナーの特性、感光体の特性、クリーニングブレードの当接角や当接圧等の種々の条件によって適宜に決定できる。
《供給手段》
脂肪酸金属塩の感光表面への供給手段としては、ブラシやウェブローラ等の供給部材を用いる手段、直接脂肪酸金属塩のブロックを接触させて供給する手段を挙げることができるが、この中では安定して脂肪酸金属塩を供給できるブラシが好ましい。
脂肪酸金属塩の感光表面への供給手段としては、ブラシやウェブローラ等の供給部材を用いる手段、直接脂肪酸金属塩のブロックを接触させて供給する手段を挙げることができるが、この中では安定して脂肪酸金属塩を供給できるブラシが好ましい。
以下、ブラシを用いて感光体表面に脂肪酸金属塩を供給する手段について説明する。
ブラシを用いる供給手段は、脂肪酸金属塩のブロックにブラシを回転させてブラシの繊維を接触させ、ブラシの繊維に脂肪酸金属塩を付着させ、付着したブラシの繊維を感光体表面に接触させて感光体表面に脂肪酸金属塩を供給する手段である。
脂肪酸金属塩の供給量は、例えばブラシの回転数、ブラシの繊維、ブラシの感光体への食い込み量、及び感光体とブラシの回転方向等を適宜制御することにより好ましい範囲に調整することができる。
ブラシの繊維の太さは10〜50デニール(9千mの糸の質量(g))が好ましく、感光体に対する食い込み量aは0.4〜1.5mmが好ましい。食い込み量aとは、感光体が存在しないと仮定した場合、ブラシ繊維の先端が感光体内へ入り込む最大値として定義する。
感光体表面に脂肪酸金属塩の供給量は0.1mg〜0.5mg/m2が好ましく、より好ましくは0.1〜0.3mg/m2である。供給された脂肪酸金属塩を延展手段で延展して膜を形成することにより、感光体表面の表面エネルギーを中抜けが発生しない程度まで下げることができる。この程度の脂肪酸金属塩の膜を感光体表面に設けても、感光体の残留電位の上昇や感度低下といった問題も発生させることはない。
感光体表面へ供給する脂肪酸金属塩の供給量とは、画像形成装置で1万枚プリントした時に脂肪酸金属塩ブロックの減量を計量(mg)し、1万枚相当の面積(m2)で割った値である。
《延展手段》
感光体表面に供給された脂肪酸金属塩は、延展手段により感光体表面に延展されて膜を形成する。
感光体表面に供給された脂肪酸金属塩は、延展手段により感光体表面に延展されて膜を形成する。
感光体表面に脂肪酸金属塩を延展する延展手段としては、トレール方式の延展ブレードを用いる。
延展ブレードは、感光体の回転方向に対してトレール方向にセットされ、感光体と接触するコーナーエッジとのなす角度(当接角)を鈍角にセットする。
図5は、延展ブレードを用いる延展手段の一例を示す概略図である。
図5において、感光体は1、ブレード当接角はθ2で表される。ブレード18の自由長L2はブレードホルダー19の端部Eから変形しないと仮定したブレード(図面では点線で示した)の先端点D’の長さを表す。h2はブレードの厚さを示す。ブレード当接角θ2は感光体の当接点Dにおける接線Yと変形しないと仮定したブレードとのなす角を表す。食い込み量bは感光体外周S0の半径r0と変形しないと仮定したブレード(図面では点線で示した)の先端点D’を一点とする感光体と同一中心軸Cを中心とした円S21の半径r21との差である。延展ブレードの感光体への当接角θ2の好ましい値は135〜180°である。自由長は6〜15mmが好ましく、厚さは0.5〜10mmが好ましい。
当接角は、トレール方向にセットされたことになり感光体への圧力負荷が少なく、脂肪酸金属塩を効率よく延展でき均一な膜を形成するのに適している。
当接力は10〜20N/mが好ましい。当接圧をこの範囲とすることで、感光体への圧力負荷が少なく、脂肪酸金属塩の膜を均一に形成することができる。
延展ブレードの材質としては、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッソゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム等を用いることができる。これらの中では、ウレタンゴムが摩耗特性の点で優れ好ましい。
延展ブレードの形状及び材質は、上記の脂肪酸金属塩の種類、膜の厚さ、トナーの特性、感光体の特性、ブレードの当接角や当接圧等の種々の条件によって適宜に決定できる。
転写ローラを用いた転写手段は、高速の画像形成装置でも良好な転写性を確保できる。
感光体上のトナー像を転写体へ転写して画像を形成する手段としては、トナー画像を中間転写体へ一次転写した後転写材へ二次転写する手段と、トナー画像を直接転写材へ転写する手段が有るが、本発明では何れでもよい。
以下、トナー像を中間転写体へ一次転写した後、転写材へ二次転写する画像形成装置について説明する。
図6は、本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略図である。
図6において、1Y、1M、1C、1Kは感光体、4Y、4M、4C、4Kは現像手段、5Y、5M、5C、5Kは一次転写ローラ、5Aは二次転写ローラ、6Y、6M、6C、6Kはクリーニング手段、7は中間転写体ユニット、24は熱ロール式定着装置、70は中間転写体を示す。
この画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部10Y、10M、10C、10Kと、無端ベルト状中間転写体ユニット7と、記録部材Pを搬送する無端ベルト状の給紙搬送手段21及び熱ロール式定着装置24とを有する。画像形成装置の本体AAの上部には、原稿画像読み取り装置SCが配置されている。
イエロー色の画像を形成する画像形成部10Yは、ドラム状の感光体1Y、該感光体1Yの周囲に配置された帯電手段2Y、露光手段3Y、現像手段4Y、一次転写ローラ5Y、クリーニング手段6Yを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部10Mは、ドラム状の感光体1M、該感光体1Mの周囲に配置された帯電手段2M、露光手段3M、現像手段4M、一次転写ローラ5M、クリーニング手段6Mを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部10Cは、ドラム状の感光体1C、該感光体1Cの周囲に配置された帯電手段2C、露光手段3C、現像手段4C、一次転写ローラ5C、クリーニング手段6Cを有する。黒色画像を形成する画像形成部10Kは、ドラム状の感光体1K、該感光体1Kの周囲に配置された帯電手段2K、露光手段3K、現像手段4K、一次転写ローラ5K、クリーニング手段6Kを有する。
無端ベルト状中間転写体ユニット7は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された無端ベルト状中間転写体70を有する。
画像形成部10Y、10M、10C、10Kより形成された各色の画像は、一次転写ローラ5Y、5M、5C、5Kにより、回動する無端ベルト状中間転写体70上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット20内に収容された転写材として用紙等の記録部材Pは、給紙搬送手段21により給紙され、複数の中間ローラ22A、22B、22C、22D、レジストローラ23を経て、二次転写手段としての二次転写ローラ5Aに搬送され、記録部材P上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された記録部材Pは、熱ロール式定着装置24により定着処理され、排紙ローラ25に挟持されて機外の排紙トレイ26上に載置される。
一方、二次転写ローラ5Aにより記録部材Pにカラー画像を転写した後、記録部材Pを曲率分離した無端ベルト状中間転写体70は、クリーニング手段6Aにより残留トナーが除去される。
画像形成処理中、一次転写ローラ5Kは常時、感光体1Kに圧接している。他の一次転写ローラ5Y、5M、5Cはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体1Y、1M、1Cに圧接する。
二次転写ローラ5Aは、ここを記録部材Pが通過して二次転写が行われるときにのみ、無端ベルト状中間転写体70に圧接する。
又、装置本体AAから筐体8を支持レール82L、82Rを介して引き出し可能にしてある。
筐体8は、画像形成部10Y、10M、10C、10Kと、無端ベルト状中間転写体ユニット7とを有する。
画像形成部10Y、10M、10C、10Kは、垂直方向に縦列配置されている。感光体1Y、1M、1C、1Kの図示左側方には無端ベルト状中間転写体ユニット7が配置されている。無端ベルト状中間転写体ユニット7は、ローラ71、72、73、74、76を巻回して回動可能な無端ベルト状中間転写体70、一次転写ローラ5Y、5M、5C、5K及びクリーニング手段6Aとからなる。
筐体8の引き出し操作により、画像形成部10Y、10M、10C、10Kと、無端ベルト状中間転写体ユニット7とは、一体となって、本体AAから引き出される。
この様に感光体1Y、1M、1C、1K上に帯電、露光、現像によりトナー像を形成し、無端ベルト状中間転写体70上で各色のトナー像を重ね合わせ、一括して記録部材Pに転写し、熱ロール式定着装置24で加圧及び加熱により固定して定着する。トナー像を中間転写体に転写させた後の感光体1Y、1M、1C、1Kは、クリーニング装置6Y、6M、6C、6Kで転写時に感光体に残されたトナーを清掃、感光体表面に脂肪酸金属塩を供給、供給された脂肪酸金属塩を延展して感光体表面に脂肪酸金属塩の膜を形成した後に、上記の帯電、露光、現像のサイクルに入り、次の像形成が行われる。
本発明においては、トナー像を記録部材に定着する定着装置としては、加熱ローラを装着した装置が好ましく用いられる。
図7は、図6の10Y(画像形成部)の近辺を拡大した概略図である。
図7において、6Yはクリーニング手段、60Yはクリーニングブレード、11Yは脂肪酸金属塩の供給・延展手段、111Yは脂肪酸金属塩部材、112Yはブラシ、113Yは延展ブレードを示す。
図7に示すように、感光体の回転方向に対してクリーニングブレード、ブラシ、延展ブレードの順に設けられる。
ブラシの回転方向は、感光体の回転方向に対してカウンター方向が好ましく、ブラシの外周部分と感光体表面が常時接触するように設けられる。
脂肪酸金属塩部材は、ブラシの外周部分と常置接触するように適宜のバネをもってブラシの方向に付勢せしめてある。従って、ブラシが回転すると、ブラシの先端が脂肪酸金属塩部材を擦り取り、脂肪酸金属塩を感光体の表面に供給し、感光体に付着せしめる。
帯電ローラ、現像手段、クリーニング手段及び脂肪酸金属塩の供給・延展手段のそれぞれは、各色ごとの画像形成部に準備されている。
次に、本発明で用いられるトナーについて説明する。
《トナー》
本発明で用いられるトナーは、そのガラス転移点(Tg)が20〜45℃、好ましくは20〜40℃と低温定着に適したものである。
本発明で用いられるトナーは、そのガラス転移点(Tg)が20〜45℃、好ましくは20〜40℃と低温定着に適したものである。
Tgを上記範囲とすることで、耐熱保存性に問題が無く、低温定着性にも優れている。
Tgを20〜45℃の範囲にするには、共重合体樹脂を形成する重合性単量体の種類と量を調整する。プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート等はTgを引き下げる重合性単量体であり、スチレン、メチルメタクリレート、メタクリル酸等はTgを引き上げる重合性単量体である。
Tgは示差走査熱量分析方法により測定することができ、具体的には、DSC−7示差走査カロリメーター(パーキンエルマー社製)、TAC7/DX熱分析装置コントローラー(パーキンエルマー社製)を用いて行うことができる。
測定手順としては、トナー4.5〜5.0mgを0.01mgまで精秤しアルミニウム製パン(KITNO.0219−0041)に封入し、DSC−7サンプルホルダーにセットする。リファレンスは空のアルミニウム製パンを使用した。測定条件としては、測定温度0〜200℃、昇温速度10℃/分、降温速度10℃/分で、Heat−Cool−Heatの温度制御で行い、その2nd Heatにおけるデータをもとに解析を行う。
Tgは第1の吸熱ピークの立ち上がり前のベースラインの延長線と、第1の吸熱ピークの立ち上がり部分からピーク頂点までの間で最大傾斜を示す接線を引き、その交点をTgとする。
(樹脂の分子量)
トナーを構成する樹脂の重量平均分子量(Mw)は10,000〜100,000、数平均分子量(Mn)は5,000〜50,000、Mw/Mnは2〜4であることが好ましい。
トナーを構成する樹脂の重量平均分子量(Mw)は10,000〜100,000、数平均分子量(Mn)は5,000〜50,000、Mw/Mnは2〜4であることが好ましい。
重合性単量体の種類とその量を調整、及び重合性単量体を重合して得られた樹脂の分子量をこれらの範囲に調整することで、本発明で規定するTgを有するトナーを得ることができる。又、分子量分布の広いものを用いると部分的に溶融しにくくなり、定着不良を引き起こすことがある。
樹脂の分子量はGPCにて下記の方法により測定できる。
GPC(ゲルパーミュエーションクロマトグラフ)による樹脂の分子量の測定方法としては、1mg/mlになるように試料をテトラヒドロフランに溶解する。溶解条件としては、室温にて超音波分散機を用いて5分間行う。次いで、ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで処理した後、GPCへ10μl試料溶解液を注入する。
GPCの測定条件を下記に示す。
装置:HLC−8220(東ソー社製)
カラム:TSKguardcolumm+TSKgelSuperHZM−M 3連(東ソー社製)
カラム温度:40℃
溶媒:テトラヒドロフラン
流速:0.2ml/分
検出器:屈折率検出器(RI検出器)
試料の分子量測定では、試料の有する分子量分布を単分散のポリスチレン標準粒子を用いて測定した検量線を用いて算出する。検量線測定用のポリスチレンは10点用いた。
カラム:TSKguardcolumm+TSKgelSuperHZM−M 3連(東ソー社製)
カラム温度:40℃
溶媒:テトラヒドロフラン
流速:0.2ml/分
検出器:屈折率検出器(RI検出器)
試料の分子量測定では、試料の有する分子量分布を単分散のポリスチレン標準粒子を用いて測定した検量線を用いて算出する。検量線測定用のポリスチレンは10点用いた。
(トナーの粒子径)
本発明で用いられるトナーは、その粒子径が体積基準におけるメディアン径(D50)で3〜8μmであるものが好ましい。この粒子径範囲のトナーを用いると、高画質の画像が再現できる。
本発明で用いられるトナーは、その粒子径が体積基準におけるメディアン径(D50)で3〜8μmであるものが好ましい。この粒子径範囲のトナーを用いると、高画質の画像が再現できる。
トナーの体積基準におけるメディアン径(D50)は、下記の方法にて測定して得られる。
具体的には、コールターマルチサイザー3(ベックマンコールター社製)に、データ処理用ソフト「Software V3.51」を搭載したコンピューターシステム(ベックマンコールター社製)を接続した装置を用いて測定、算出する。
測定手順としては、トナー0.02gを、界面活性剤溶液20ml(トナーの分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)で馴染ませた後、超音波分散を1分間行い、トナー分散液を作製する。このトナー分散液を、サンプルスタンド内のISOTONII(ベックマンコールター社製)の入ったビーカーに、測定器表示濃度が5%〜10%になるまでピペットにて注入する。この濃度範囲にすることにより、再現性のある測定値が得られる。測定機において、測定粒子カウント数を25000個、アパチャー径を50μmにし、測定範囲である1〜30μmの範囲を256分割しての頻度値を算出する。体積積算分率が大きい方から50%の粒子径を体積基準メディアン径とする。
本発明に係るトナーは、結着樹脂、着色剤及び離型剤を含むトナー母体粒子(以下、着色粒子ともいう)に、必要に応じ外添剤を混合して作製することができる。
本発明に係るトナーは、コア・シェル構造を有するものが好ましい。更に、シェルを構成する樹脂のガラス転移点を、コアを構成する樹脂のガラス転移点より高くしてストレス(圧力)に対して変形しにくくすることが好ましい。
トナーの製造方法としては、特に限定されるものではないが、乳化会合法による方法が好ましく用いられる。特にミニエマルジョン重合粒子を乳化重合によって多段重合構成とした樹脂粒子を会合(凝集・融着)する製造方法が好ましい。
以下に、本発明に係るトナーの作製手順の例を示す。
(1)ワックスをラジカル重合性単量体に溶解或いは分散させる溶解/分散工程
(2)樹脂粒子の分散液を作製する重合工程
(3)水系媒体中で樹脂粒子と着色剤粒子を凝集、融着させて会合粒子を作製する凝集・融着工程
(4)会合粒子を熱エネルギーにより熟成して形状を調整しコア粒子を作製する第1の熟成工程
(5)コア粒子の分散液中にシェル用の樹脂粒子を添加し、コア粒子表面にシェル用の樹脂粒子を凝集、融着させることでコア・シェル構造の着色粒子を形成するシェル化工程
(6)コア・シェル構造の着色粒子を熱エネルギーにより熟成してコア・シェル構造の着色粒子の形状を調整する第2の熟成工程
(7)コア・シェル構造の着色粒子分散液を冷却し、冷却した着色粒子分散液より着色粒子を固液分離し、分離した着色粒子より界面活性剤等を除去する洗浄工程
(8)洗浄処理された着色粒子を乾燥する乾燥工程からなり、必要に応じて乾燥工程の後に、
(9)乾燥処理された着色粒子に外添剤を添加する外添剤処理工程を有する場合もある。上記工程中でいう「着色粒子」とはトナーの母体粒子であり、外添剤処理を行わない場合にはそのままトナーとして使うことができる。
(2)樹脂粒子の分散液を作製する重合工程
(3)水系媒体中で樹脂粒子と着色剤粒子を凝集、融着させて会合粒子を作製する凝集・融着工程
(4)会合粒子を熱エネルギーにより熟成して形状を調整しコア粒子を作製する第1の熟成工程
(5)コア粒子の分散液中にシェル用の樹脂粒子を添加し、コア粒子表面にシェル用の樹脂粒子を凝集、融着させることでコア・シェル構造の着色粒子を形成するシェル化工程
(6)コア・シェル構造の着色粒子を熱エネルギーにより熟成してコア・シェル構造の着色粒子の形状を調整する第2の熟成工程
(7)コア・シェル構造の着色粒子分散液を冷却し、冷却した着色粒子分散液より着色粒子を固液分離し、分離した着色粒子より界面活性剤等を除去する洗浄工程
(8)洗浄処理された着色粒子を乾燥する乾燥工程からなり、必要に応じて乾燥工程の後に、
(9)乾燥処理された着色粒子に外添剤を添加する外添剤処理工程を有する場合もある。上記工程中でいう「着色粒子」とはトナーの母体粒子であり、外添剤処理を行わない場合にはそのままトナーとして使うことができる。
本発明に係るトナーを作製する場合、先ず、樹脂粒子と着色剤粒子とを会合融着させ、熟成させてコア粒子を作製する。次に、コア粒子分散液中に樹脂粒子を添加して、コア粒子表面にこの樹脂粒子を凝集、融着させることによりコア粒子表面を被覆してコア・シェル構造を有する着色粒子を作製する。
コア粒子は、例えば、以下の工程を経て形成することができる。すなわち、樹脂を形成する重合性単量体にワックス成分を溶解或いは分散させる。これを水系媒体中に機械的に微粒分散させ、ミニエマルジョン重合法により重合性単量体の重合を行う。この様にしてワックス成分を含有する複合樹脂粒子を形成する。
上記手順で作製した複合樹脂粒子と着色剤粒子とを後述する塩析/融着することによりコア粒子を形成する。重合性単量体中にワックス成分を溶解させるときは、ワックス成分を溶解させて溶かしても溶融させて溶かしてもよい。
以下、前述した各工程について説明する。
(1)溶解/分散工程
この工程では、ラジカル重合性単量体にワックスを溶解、或いは分散させて、ワックスを混合したラジカル重合性単量体溶液を調製する工程である。
この工程では、ラジカル重合性単量体にワックスを溶解、或いは分散させて、ワックスを混合したラジカル重合性単量体溶液を調製する工程である。
(2)重合工程
この重合工程の好適な一例においては、臨界ミセル濃度(CMC)以下の界面活性剤を含有した水系媒体中に、ワックスを溶解或いは分散含有させたラジカル重合性単量体溶液を添加し、機械的エネルギーを加えて液滴を形成する。次いで、水溶性のラジカル重合開始剤を添加することにより、当該液滴中で重合反応を進行させる。尚、前記液滴中に油溶性のラジカル重合開始剤を含有させておいてもよい。この様な重合工程では、機械的エネルギーを付与して強制的に乳化(液滴の形成)処理が行われる。かかる機械的エネルギーを付与する手段としては、ホモミキサー、超音波、マントンゴーリン等の強い撹拌作用や超音波振動を付与する手段が挙げられる。
この重合工程の好適な一例においては、臨界ミセル濃度(CMC)以下の界面活性剤を含有した水系媒体中に、ワックスを溶解或いは分散含有させたラジカル重合性単量体溶液を添加し、機械的エネルギーを加えて液滴を形成する。次いで、水溶性のラジカル重合開始剤を添加することにより、当該液滴中で重合反応を進行させる。尚、前記液滴中に油溶性のラジカル重合開始剤を含有させておいてもよい。この様な重合工程では、機械的エネルギーを付与して強制的に乳化(液滴の形成)処理が行われる。かかる機械的エネルギーを付与する手段としては、ホモミキサー、超音波、マントンゴーリン等の強い撹拌作用や超音波振動を付与する手段が挙げられる。
この重合工程により、ワックスと結着樹脂とを含有する樹脂粒子が得られる。かかる樹脂粒子は着色した粒子でも、又、着色していない粒子もよい。着色した樹脂粒子は、着色剤を含有した単量体組成物を重合処理することにより得られる。又、着色していない樹脂粒子の場合、後述する凝集・融着工程で樹脂粒子分散液中に着色剤粒子の分散液を添加して樹脂粒子と着色剤粒子とを融着させることにより着色した粒子が得られる。
重合工程で得られる樹脂粒子の質量平均粒径(分散粒子径)は、10乃至1000nmの範囲にあることが好ましく、より好ましくは30乃至300nmである。この質量平均粒径は、電気泳動光散乱光度計「ELS−800(大塚電子社製)」を用いて測定された値である。
(3)凝集・融着工程
凝集・融着工程は、重合工程により得られた樹脂粒子を会合させて会合粒子を形成する工程である。凝集・融着工程では樹脂粒子や着色剤粒子とともに、ワックス粒子や荷電制御剤等の内添剤粒子を凝集、融着させることも可能である。
凝集・融着工程は、重合工程により得られた樹脂粒子を会合させて会合粒子を形成する工程である。凝集・融着工程では樹脂粒子や着色剤粒子とともに、ワックス粒子や荷電制御剤等の内添剤粒子を凝集、融着させることも可能である。
凝集・融着工程における水系媒体とは、主成分(50質量%以上)が水からなるものをいう。水系媒体を構成する水以外の成分としては、水に溶解する有機溶媒が挙げられ、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフランなどが挙げられる。
着色剤粒子は、着色剤を水系媒体中に分散させることにより調製することができる。着色剤の分散処理は、水中で界面活性剤濃度を臨界ミセル濃度(CMC)以上にした状態で行われる。着色剤の分散処理に使用する分散機は特に限定されるものではないが、例えば、以下の様なものが挙げられる。すなわち、超音波分散機、機械的ホモジナイザー、マントンゴーリンや圧力式ホモジナイザー等の加圧分散機、サンドグラインダー、ゲッツマンミルやダイヤモンドファインミル等の媒体型分散機等が挙げられる。
着色剤は表面改質されていてもよい。着色剤の表面改質法は、溶媒中に着色剤を分散させ、その分散液中に表面改質剤を添加し、この系を昇温することにより反応させる。反応終了後、着色剤を濾別し、同一の溶媒で洗浄ろ過を繰り返した後、乾燥することにより、表面改質剤で処理した着色剤が得られる。
樹脂粒子を凝集及び融着させる方法としては塩析/融着法が代表的なものである。ここで「塩析/融着」とは、粒子の凝集と融着を並行して進める工程である。所望の粒子径まで成長したところで、凝集停止剤を添加することにより粒子成長を停止させる。
樹脂粒子を凝集及び融着させる方法の代表例である塩析/融着法は以下の工程よりなるものである。先ず、樹脂粒子と着色剤粒子とが存在する水系媒体中に、アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩及び3価の塩等からなる塩析剤を凝集剤として水系媒体中に臨界凝集濃度以上の量を添加する。次に、樹脂粒子のガラス転移点以上であって、且つ、前記混合物の融解ピーク温度以上の温度に加熱して塩析を進行させ、同時に粒子の融着を行う。塩析剤であるアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩は、アルカリ金属として、リチウム、カリウム、ナトリウム等が挙げられ、アルカリ土類金属として、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなどが挙げられ、好ましくはカリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムが挙げられる。
凝集、融着を塩析/融着法で行う場合、塩析剤添加後の時間をできるだけ短くすることが好ましい。これは、塩析後の時間経過により、粒子の凝集状態や粒径分布、更には、トナーの表面性能に影響が与えられることが懸念されるためである。又、塩析剤を添加するときの温度は少なくとも樹脂粒子のガラス転移点以下にすることが必要である。これは、塩析剤を添加するときの温度が樹脂粒子のガラス転移点以上であると、樹脂粒子の塩析/融着は速やかに進行するものの粒径制御が困難になり、大粒径の粒子を形成することが懸念されるためである。塩析剤を添加するときの温度範囲としては、樹脂のガラス転移点以下であればよいが、一般的には5〜55℃、好ましくは10〜45℃である。
塩析剤を樹脂粒子のガラス転移点以下で添加した後は、できるだけ速やかに昇温を行って、樹脂粒子のガラス転移点以上であり、且つ、前記混合物の融解ピーク温度以上の温度に加熱する。この昇温までの時間は1時間未満が好ましい。更に、昇温を速やかに行う必要があり、昇温速度は0.25℃/分以上が好ましい。昇温速度の上限は特に明らかではないが、瞬時に温度を上げると塩析が急激に進行するため、粒径制御が困難になることから、5℃/分以下が好ましい。この様に、凝集・融着工程を経ることで、樹脂粒子及び着色剤等の任意の粒子を塩析/融着させて形成してなる会合粒子の分散液が得られる。
(4)第1の熟成工程
この工程は、前述の凝集・融着工程で形成された会合粒子の分散液に熱エネルギーを供給して会合粒子を熟成することにより、粒子の形状を調整しコア粒子を得る工程である。
この工程は、前述の凝集・融着工程で形成された会合粒子の分散液に熱エネルギーを供給して会合粒子を熟成することにより、粒子の形状を調整しコア粒子を得る工程である。
凝集・融着工程の加熱温度の制御に加え、特に、この第1の熟成工程における加熱温度と時間の制御することにより、コア粒子の形状を制御することができる。この様な熟成を行うことにより、コア粒子の粒径を一定に、且つ、粒径分布を狭い範囲に制御することができる。又、形成したコア粒子の表面を平滑化し、同時に、形状を均一に揃える様に制御することができる。具体的には、凝集・融着工程で加熱温度を低めにして樹脂粒子同士の融着の進行を抑制させることにより粒径の均一化を促進させ、第1の熟成工程で加熱温度を低めに、且つ、時間を長くしてコア粒子の形状を揃える様に制御する。
(5)シェル化工程
シェル化工程は、コア粒子分散液中にシェル用の樹脂粒子分散液を添加して、コア粒子表面にシェル用の樹脂粒子を凝集、融着させることにより、コア粒子表面をシェルで被覆したコア・シェル構造の着色粒子を形成する工程である。
シェル化工程は、コア粒子分散液中にシェル用の樹脂粒子分散液を添加して、コア粒子表面にシェル用の樹脂粒子を凝集、融着させることにより、コア粒子表面をシェルで被覆したコア・シェル構造の着色粒子を形成する工程である。
具体的には、コア粒子分散液の温度を前述の凝集・融着工程及び第1の熟成工程と同じ温度に維持しておき、この状態でシェル用樹脂粒子の分散液を添加する。そして、加熱撹拌を継続しながら数時間かけてゆっくりとシェル用樹脂粒子をコア粒子表面に被覆させることにより着色粒子を形成する。加熱撹拌時間は、1時間乃至7時間が好ましく、3時間乃至5時間が特に好ましい。
この様な操作を行うことにより、シェル化工程ではコア粒子表面に厚さが100〜300nmのシェルが形成される。そして、着色粒子が所定の粒径になった段階で塩化ナトリウム等の停止剤を添加することにより、粒子成長を停止させる。
(6)第2の熟成工程
この工程は、シェル化により着色粒子が所定の粒径になった段階で停止剤を添加して粒子成長を停止させた後、着色剤粒子の分散液の加熱撹拌を数時間にわたり継続する工程である。第2の熟成工程では、加熱撹拌を継続することにより、コア粒子表面に付着させたシェル用樹脂粒子の融着を進行させて、シェル用樹脂粒子のコア粒子表面への固着を強化させている。同時に、シェル形成後の着色粒子を、丸みを帯び、しかも形状の揃ったものにしている。
この工程は、シェル化により着色粒子が所定の粒径になった段階で停止剤を添加して粒子成長を停止させた後、着色剤粒子の分散液の加熱撹拌を数時間にわたり継続する工程である。第2の熟成工程では、加熱撹拌を継続することにより、コア粒子表面に付着させたシェル用樹脂粒子の融着を進行させて、シェル用樹脂粒子のコア粒子表面への固着を強化させている。同時に、シェル形成後の着色粒子を、丸みを帯び、しかも形状の揃ったものにしている。
(7)洗浄工程
この工程は、第2の熟成工程を経たコア・シェル構造の着色粒子分散液を冷却処理し、冷却した着色粒子分散液より着色粒子を固液分離処理して、分離した着色粒子より界面活性剤等を除去するために着色粒子を洗浄処理する工程である。
この工程は、第2の熟成工程を経たコア・シェル構造の着色粒子分散液を冷却処理し、冷却した着色粒子分散液より着色粒子を固液分離処理して、分離した着色粒子より界面活性剤等を除去するために着色粒子を洗浄処理する工程である。
先ず、コア・シェル構造の着色粒子分散液を急冷処理する。冷却処理条件は、1乃至20℃/分の冷却速度で冷却する。具体的な冷却処理方法は、特に限定されるものではなく、例えば、反応容器外部より冷媒を供給して着色剤分散液を冷却する方法や、冷水を直接反応系に投入して冷却する方法等が挙げられる。
次に、上記冷却処理により所定温度まで冷却された着色粒子の分散液より、着色粒子を固液分離する(固液分離処理)。固液分離処理により分離されたウェット状態の着色粒子は、トナーケーキと呼ばれるケーキ状に凝集した集合物の形態を採る。更に、トナーケーキの形態を採る着色粒子表面より界面活性剤や塩析剤等の付着物を除去するために洗浄処理を行う。固液分離処理の方法としては、例えば、遠心分離法、ヌッチェ等を使用する減圧ろ過法、フィルタープレス等を使用するろ過法等が挙げられる。
着色粒子表面からの付着物除去を確実に行うために、固液分離処理と洗浄処理とを繰り返し行うことも好ましい。
(8)乾燥工程
この工程は、最終の洗浄処理を行った後の固液分離処理で作製されたトナーケーキを乾燥処理することにより、乾燥処理された着色粒子を得る工程である。この工程で使用可能な乾燥装置としては、例えば、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機等が挙げられ、又、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動層乾燥機、回転式乾燥機、撹拌式乾燥機等を使用することが好ましい。乾燥処理後の着色粒子の含水量は、5質量%以下が好ましい。乾燥処理した着色粒子同士が弱い粒子間引力により凝集することがあるが、この様な場合は当該凝集体を解砕処理してもよい。解砕処理装置としては、例えば、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル、フードプロセッサー等の機械式の解砕装置が挙げられる。
この工程は、最終の洗浄処理を行った後の固液分離処理で作製されたトナーケーキを乾燥処理することにより、乾燥処理された着色粒子を得る工程である。この工程で使用可能な乾燥装置としては、例えば、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機等が挙げられ、又、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動層乾燥機、回転式乾燥機、撹拌式乾燥機等を使用することが好ましい。乾燥処理後の着色粒子の含水量は、5質量%以下が好ましい。乾燥処理した着色粒子同士が弱い粒子間引力により凝集することがあるが、この様な場合は当該凝集体を解砕処理してもよい。解砕処理装置としては、例えば、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル、フードプロセッサー等の機械式の解砕装置が挙げられる。
以上の工程により、本発明に係るトナーを構成する着色粒子を作製することが可能である。後述する外添剤を添加する必要のない場合には、乾燥処理を終えた着色粒子がトナーとして用いられる。
(9)外添処理工程
この工程は、必要に応じて、乾燥処理を終えた着色粒子に外添剤を添加、混合する工程である。外添処理に使用可能な装置としては、例えば、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル等の機械式の混合装置が挙げられる。
この工程は、必要に応じて、乾燥処理を終えた着色粒子に外添剤を添加、混合する工程である。外添処理に使用可能な装置としては、例えば、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル等の機械式の混合装置が挙げられる。
〈トナーを構成する材料〉
次に、本発明に係るトナーに使用可能な樹脂、着色剤、ワックス、外添剤等のトナーを構成する材料について、具体例を挙げて説明する。
次に、本発明に係るトナーに使用可能な樹脂、着色剤、ワックス、外添剤等のトナーを構成する材料について、具体例を挙げて説明する。
(樹脂)
先ず、本発明に係るトナーに使用可能な樹脂について説明する。
先ず、本発明に係るトナーに使用可能な樹脂について説明する。
本発明に用いられるトナーはトナーの樹脂全体の中でビニルモノマーの重合体が50質量%、好ましくは80質量%を有し、トナーのガラス転移点が20〜45℃である。本発明に係るトナーに使用可能な樹脂は、この条件を満たせばよい。
本発明に係るトナーに使用可能な樹脂は、例えば、下記(1)乃至(10)に示す様なビニル系単量体(以下、ビニルモノマーとも云う)に代表される重合性単量体(以下、モノマーとも云う)を重合して作製され、ガラス転移点が20℃以上45℃以下の範囲にある重合体である。すなわち、本発明に係るトナーに使用可能な樹脂は、下記に示すビニル系単量体を単独或いは複数種類組み合わせて重合を行って得られるものが挙げられる。
(1)スチレン或いはスチレン誘導体
スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン等
(2)メタクリル酸、メタクリル酸エステル誘導体
メタクリル酸、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−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等
(3)アクリル酸、アクリル酸エステル誘導体
アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル等
(4)オレフィン類
エチレン、プロプレン、イソブチレン等
(5)ビニルエステル類
プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等
(6)ビニルエーテル類
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等
(7)ビニルケトン類
ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン等
(8)N−ビニル化合物
N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等
(9)ビニル化合物類
ビニルナフタレン、ビニルピリジン等
(10)アクリル酸或いはメタクリル酸誘導体
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等。
(1)スチレン或いはスチレン誘導体
スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン等
(2)メタクリル酸、メタクリル酸エステル誘導体
メタクリル酸、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−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等
(3)アクリル酸、アクリル酸エステル誘導体
アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル等
(4)オレフィン類
エチレン、プロプレン、イソブチレン等
(5)ビニルエステル類
プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等
(6)ビニルエーテル類
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等
(7)ビニルケトン類
ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン等
(8)N−ビニル化合物
N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等
(9)ビニル化合物類
ビニルナフタレン、ビニルピリジン等
(10)アクリル酸或いはメタクリル酸誘導体
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等。
樹脂を構成する重合性単量体として、イオン性解離基を有する重合性単量体を組み合わせて使用することも可能である。イオン性解離基としては、例えば、カルボキシル基、スルフォン酸基、リン酸基等の置換基が挙げられ、イオン性解離基を有する重合性単量体はこれらの置換基を有するものである。
イオン性解離基を有する重合性単量体の具体例を以下に挙げる。
アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマル酸、マレイン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル、スチレンスルフォン酸、アリルスルフォコハク酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルフォン酸、アシドホスホオキシエチルメタクリレート、3−クロロ−2−アシッドホスホオキシプロピルメタクリレート等。
更に、樹脂を構成する重合性単量体として、多官能性ビニル類を使用して架橋構造の樹脂とすることも可能である。多官能性ビニル類の具体例を以下に挙げる。
ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート等。
この中では(1)スチレンまたはスチレン誘導体、および(2)メタクリル酸、メタクリル酸エステルおよびその誘導体または(3)アクリル酸、アクリル酸エステルおよびその誘導体を含むモノマーの共重合物が好ましい。
トナー樹脂のTgを高くするには、スチレン、メタクリル酸、メタクリル酸メチルなどの高いTgを与える共重合比率を増加させ、Tgを低くするには、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレートなどの低いTgを与える単量体の共重合比率を増加させる。
ただし、イオン解離基を有する重合性単量体の比率としては、ホモポリマーを防止する観点から10質量%以下とすることが好ましい。
(着色剤)
次に、本発明に係るトナーに使用可能な着色剤としては、以下に示す様な公知のものが挙げられる。
次に、本発明に係るトナーに使用可能な着色剤としては、以下に示す様な公知のものが挙げられる。
黒色の着色剤としては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラック、更にマグネタイト、フェライト等の磁性粉も用いられる。
マゼンタもしくはレッド用の着色剤としては、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48;1、C.I.ピグメントレッド53;1、C.I.ピグメントレッド57;1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げられる。
又、オレンジもしくはイエロー用の着色剤としては、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138等が挙げられる。
更に、グリーンもしくはシアン用の着色剤としては、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15;2、C.I.ピグメントブルー15;3、C.I.ピグメントブルー15;4、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー62、C.I.ピグメントブルー66、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。
これらの着色剤は必要に応じて単独もしくは2つ以上を選択併用することも可能である。又、着色剤の添加量はトナー全体に対して1〜30質量%、好ましくは2〜20質量%の範囲に設定するのがよい。
(ワックス)
次に、本発明に係るトナーに使用可能なワックスについて説明する。本発明に係るトナーに使用可能なワックスとしては、従来公知のものが挙げられ、具体的には、以下のものが挙げられる。
(1)長鎖炭化水素系ワックス
ポリエチレンワックス、ポリプロプレンワックス等のポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス等
(2)エステル系ワックス
トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラミリステート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、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ジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエート等
(3)アミド系ワックス
エチレンジアミンジベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミド等
(4)ジアルキルケトン系ワックス
ジステアリルケトン等
(5)その他
カルナバワックス、モンタンワックス等。
次に、本発明に係るトナーに使用可能なワックスについて説明する。本発明に係るトナーに使用可能なワックスとしては、従来公知のものが挙げられ、具体的には、以下のものが挙げられる。
(1)長鎖炭化水素系ワックス
ポリエチレンワックス、ポリプロプレンワックス等のポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス等
(2)エステル系ワックス
トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラミリステート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、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ジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエート等
(3)アミド系ワックス
エチレンジアミンジベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミド等
(4)ジアルキルケトン系ワックス
ジステアリルケトン等
(5)その他
カルナバワックス、モンタンワックス等。
ワックスの融点は、通常40〜160℃であり、好ましくは50〜120℃、更に好ましくは60〜90℃である。ワックスの融点を上記範囲内にすることにより、トナーの耐熱保存性が確保され、同時に、低温での定着を行う場合でもコールドオフセット等を発生させずに安定したトナー画像形成が行える。又、トナー中のワックス含有量は、1〜30質量%が好ましく、更に好ましくは5〜20質量%である。
(外添剤)
本発明で用いられるトナーは、流動性、帯電性の改良及びクリーニング性の向上などの目的で、いわゆる外添剤を着色粒子に混合して使用しても良い。これら外添剤としては特に限定されるものでは無く、種々の無機微粒子、有機微粒子を使用することができる。
本発明で用いられるトナーは、流動性、帯電性の改良及びクリーニング性の向上などの目的で、いわゆる外添剤を着色粒子に混合して使用しても良い。これら外添剤としては特に限定されるものでは無く、種々の無機微粒子、有機微粒子を使用することができる。
無機微粒子としては、従来公知のものを使用することができる。具体的には、シリカ、チタニア、アルミナ、チタン酸ストロンチウム微粒子等が好ましく用いることができる。これら無機微粒子としては必要に応じて疎水化処理したものを用いても良い。具体的なシリカ微粒子としては、例えば日本アエロジル社製の市販品R−805、R−976、R−974、R−972、R−812、R−809、ヘキスト社製のHVK−2150、H−200、キャボット社製の市販品TS−720、TS−530、TS−610、H−5、MS−5等が挙げられる。
チタニア微粒子としては、例えば、日本アエロジル社製の市販品T−805、T−604、テイカ社製の市販品MT−100S、MT−100B、MT−500BS、MT−600、MT−600SSJA−1、富士チタン社製の市販品TA−300SI、TA−500、TAF−130、TAF−510、TAF−510T、出光興産社製の市販品IT−S、IT−OA、IT−OB、IT−OC等が挙げられる。
アルミナ微粒子としては、例えば、日本アエロジル社製の市販品RFY−C、C−604、石原産業社製の市販品TTO−55等が挙げられる。
又、有機微粒子としては数平均一次粒子径が10〜2000nm程度の球形の有機微粒子を使用することができる。具体的には、スチレンやメチルメタクリレートなどの単独重合体やこれらの共重合体を使用することができる。
これら外添剤の添加量は、トナー全体に対して0.1〜10.0質量%とすることが好ましい。又、外添剤の添加方法としては、タービュラーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、V型混合機などの種々の公知の混合装置を使用して添加する方法が挙げられる。
《現像剤》
本発明に係るトナーは、一成分現像剤、二成分現像剤用トナーとして用いることができる。
本発明に係るトナーは、一成分現像剤、二成分現像剤用トナーとして用いることができる。
一成分現像剤として用いる場合は、非磁性一成分現像剤、或いはトナー中に0.1〜0.5μm程度の磁性粒子を含有させ磁性一成分現像剤としたものが挙げられ、何れも使用することができる。
又、トナーをキャリアと混合して二成分現像剤として用いることができる。キャリアとしては、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の従来から公知の磁性粒子を用いることができる。特にフェライト粒子が好ましい。上記キャリアの粒子径は、20〜100μmが好ましく、25〜80μmがより好ましい。
キャリアの粒子径の測定は、代表的には湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック(SYMPATEC)社製)により測定することができる。
キャリアは、磁性粒子が更に樹脂によりコートされているもの、或いは樹脂中に磁性粒子を分散させたいわゆる樹脂分散型キャリアが好ましい。コート用の樹脂としては、特に限定は無いが、例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂或いはフッ素含有重合体系樹脂等が用いられる。又、樹脂分散型キャリアを構成するための樹脂としては、特に限定されず公知のものを使用することができ、例えば、スチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、フェノール樹脂等を使用することができる。これらの中では、スチレン−アクリル樹脂でコートしたコートキャリアが外部添加剤の離脱防止や耐久性を確保できより好ましい。
次に、感光体について説明する。
《感光体》
本発明で用いられる感光体は、基体上に感光層を含む塗膜を形成して得られたものである。必要に応じて表面保護層を有するものが好ましく用いられる。
本発明で用いられる感光体は、基体上に感光層を含む塗膜を形成して得られたものである。必要に応じて表面保護層を有するものが好ましく用いられる。
以下、本発明で用いられる感光体を構成する基体、導電層、中間層、感光層である電荷発生層と電荷輸送層、表面保護層について説明する。
(基体)
感光体で用いられる基体としてはシート状、円筒状のどちらを用いても良いが、画像形成装置をコンパクトに設計するためには円筒状基体の方が好ましい。
感光体で用いられる基体としてはシート状、円筒状のどちらを用いても良いが、画像形成装置をコンパクトに設計するためには円筒状基体の方が好ましい。
円筒状基体とは回転することによりエンドレスに画像を形成できるに必要な円筒状の基体を意味し、真直度で0.1mm以下、振れ0.1mm以下の範囲にある導電性の基体が好ましい。この真直度及び振れの範囲を上記範囲にすることにより良好な画像形成ができる。
基体の材料としてはアルミニウム、ニッケル等の金属ドラム、又はアルミニウム、酸化錫、酸化インジウム等を蒸着したプラスチックドラム、又は導電性物質を塗布した紙・プラスチックドラムを使用することができる。基体としては常温で比抵抗103Ωcm以下が好ましい。
又、基体は、その表面に封孔処理されたアルマイト膜が形成されたものを用いても良い。アルマイト処理は、通常例えばクロム酸、硫酸、シュウ酸、リン酸、硼酸、スルファミン酸等の酸性浴中で行われるが、硫酸中での陽極酸化処理が最も好ましい結果を与える。硫酸中での陽極酸化処理の場合、硫酸濃度は100〜200g/L、アルミニウムイオン濃度は1〜10g/L、液温は20℃前後、印加電圧は約20Vで行うのが好ましいが、これに限定されるものではない。又、陽極酸化被膜の平均膜厚は、通常20μm以下、特に10μm以下が好ましい。
(導電層)
本発明に係る感光体は、基体上に導電層を設けてもよい。導電層は、基本的にバインダー樹脂と導電性顔料から構成される層である。導電層の膜厚は0.3〜20μmが好ましく、1〜15μmがより好ましい。
本発明に係る感光体は、基体上に導電層を設けてもよい。導電層は、基本的にバインダー樹脂と導電性顔料から構成される層である。導電層の膜厚は0.3〜20μmが好ましく、1〜15μmがより好ましい。
尚、導電層で用いるバインダー樹脂は、中間層を塗布後も均一な塗膜を維持するため、中間層で用いる溶剤に溶解しないよう熱硬化性樹脂を用いる。
(中間層)
本発明では、基体と感光層のとの接着性改良、或いは該基体からの電荷注入を防止するために、基体と感光層の間に中間層(下引層も含む)を設ける。中間層の材料としては、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂並びに、これらの樹脂の繰り返し単位のうちの2つ以上を含む共重合体樹脂が挙げられる。これら樹脂の中で繰り返し使用に伴う残留電位増加を小さくできる樹脂としてはポリアミド樹脂が好ましい。又、これら樹脂を用いた中間層の膜厚は0.01〜1.0μmが好ましい。
本発明では、基体と感光層のとの接着性改良、或いは該基体からの電荷注入を防止するために、基体と感光層の間に中間層(下引層も含む)を設ける。中間層の材料としては、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂並びに、これらの樹脂の繰り返し単位のうちの2つ以上を含む共重合体樹脂が挙げられる。これら樹脂の中で繰り返し使用に伴う残留電位増加を小さくできる樹脂としてはポリアミド樹脂が好ましい。又、これら樹脂を用いた中間層の膜厚は0.01〜1.0μmが好ましい。
又、本発明に好ましく用いられる中間層はシランカップリング剤、チタンカップリング剤等の有機金属化合物を熱硬化させた硬化性金属樹脂を用いた中間層が挙げられる。硬化性金属樹脂を用いた中間層の膜厚は0.1〜2μmが好ましい。
又、本発明に好ましく用いられる中間層は無機粒子をバインダー樹脂中に分散した中間層が挙げられる。無機粒子の平均粒径は0.01〜1μmが好ましい。特に、表面処理をしたN型半導性微粒子をバインダー中に分散した中間層が好ましい。例えばシリカ・アルミナ処理及びシラン化合物で表面処理した平均粒径が0.01〜1μmの酸化チタンをポリアミド樹脂中に分散した中間層が挙げられる。この様な中間層の膜厚は1〜20μmが好ましい。
(電荷発生層)
電荷発生層には電荷発生物質(CGM)を含有する。その他の物質としては必要によりバインダー樹脂、添加剤を含有しても良い。
電荷発生層には電荷発生物質(CGM)を含有する。その他の物質としては必要によりバインダー樹脂、添加剤を含有しても良い。
電荷発生物質(CGM)としては公知の電荷発生物質(CGM)を用いることができる。例えばフタロシアニン顔料、アゾ顔料、ペリレン顔料、アズレニウム顔料等を用いることができる。これらの中で繰り返し使用に伴う残留電位増加を最も小さくできるCGMは複数の分子間で安定な凝集構造をとりうる結晶構造を有するものであり、具体的には特定の結晶構造を有するフタロシアニン顔料、ペリレン顔料のCGMが挙げられる。例えばCu−Kα線に対するブラッグ角2θが27.2°に最大ピークを有するチタニルフタロシアニン、同2θが12.4に最大ピークを有するベンズイミダゾールペリレン等のCGMは繰り返し使用に伴う劣化がほとんどなく、残留電位増加小さくすることができる。
電荷発生層中に電荷発生物質を分散させる分散媒としてバインダー樹脂を用いる場合、バインダー樹脂としては公知の樹脂を用いることができるが、好ましい樹脂としてはホルマール樹脂、ブチラール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ブチラール樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられる。バインダー樹脂と電荷発生物質との割合は、バインダー樹脂100質量部に対し電荷発生物質20〜600質量部が好ましい。これらの樹脂を用いることにより、繰り返し使用に伴う残留電位増加を最も小さくできる。電荷発生層の膜厚は0.01〜2μmが好ましい。
(電荷輸送層)
電荷輸送層には電荷輸送物質(CTM)及びバインダー樹脂を含有する。その他の物質としては必要により酸化防止剤等の添加剤を含有しても良い。
電荷輸送層には電荷輸送物質(CTM)及びバインダー樹脂を含有する。その他の物質としては必要により酸化防止剤等の添加剤を含有しても良い。
電荷輸送物質(CTM)としては、例えばトリフェニルアミン誘導体、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、ベンジジン化合物、ブタジエン化合物等を用いることができる。これら電荷輸送物質は通常、バインダー樹脂中に溶解して層形成が行われる。電荷輸送層の膜厚は10〜40μmが好ましい。
電荷輸送層(CTL)に用いられるバインダー樹脂としては、例えばポリスチレン−アクリル樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂並びに、これらの樹脂の繰り返し単位構造のうちの2つ以上を含む共重合体樹脂を挙げることができる。又、これらの絶縁性樹脂の他、ポリ−N−ビニルカルバゾール等の高分子有機半導体が挙げられる。
バインダー樹脂として特に好ましいものとしてはポリカーボネート樹脂を挙げることができる。ポリカーボネート樹脂はCTMの分散性、電子写真特性を良好にすることにおいて特に好ましい。バインダー樹脂と電荷輸送物質との割合は、バインダー樹脂100質量部に対し電荷輸送物質10〜200質量部が好ましい。
又、電荷輸送層には酸化防止剤を含有させることが好ましい。前記酸化防止剤とは、その代表的なものは感光体中ないしは感光体表面に存在する自動酸化性物質に対して、光、熱、放電等の条件下で酸素の作用を防止ないし、抑制する性質を有する物質である。酸化防止剤としては、公知のものを用いることができ、例えば2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノールが挙げられる。
(表面保護層)
感光体の表面層は電荷輸送層である場合もあるが、さらにその上に表面保護層を設けてもよい。表面保護層とは、感光層の表面硬度の保持、異物の付着による汚れ防止等の役割を果たすものである。ただし、特に表面保護層は設けないが感光層の最表面に存在させた層が、この様な役割を果たす様に設計された有機感光体もある。脂肪酸金属塩はこれらの感光体の表面に供給、延展される。
感光体の表面層は電荷輸送層である場合もあるが、さらにその上に表面保護層を設けてもよい。表面保護層とは、感光層の表面硬度の保持、異物の付着による汚れ防止等の役割を果たすものである。ただし、特に表面保護層は設けないが感光層の最表面に存在させた層が、この様な役割を果たす様に設計された有機感光体もある。脂肪酸金属塩はこれらの感光体の表面に供給、延展される。
表面保護層には有機或いは無機のフィラーを含有させている。表面保護層に含有されるフィラーとしては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸ストロンチウムなどの粒子が好ましい。
フィラーの種類の同定及び定量は、例えばX線光電子分光法(XPS)や、エネルギー分散型蛍光X線分析より行うことができる。
本発明で用いるフィラーが金属酸化物粒子である場合には、焼成強化したものが好ましい。例えば、焼成強化していないアルミナでは疎水化処理が困難であるため、複数回表面処理を施すアルミナとしては、焼成強化アルミナが好ましい。焼成強化アルミナでは、充分な強度を持たせるために、通常500℃以上、好ましくは1000℃以上の温度で焼成したものを用いる。焼成時間は、好ましくは5時間以上、更に好ましくは10時間以上である。上述の温度条件でアルミナを焼成することによって、アルミナ粒子の表面に存在している水酸基等の官能基が分解され、アルミニウム酸化物となる。また、この結果アルミナ粒子の比表面積が小さくなり、シラン化合物等により疎水化処理した場合に、効果的に表面処理することができる。
フィラーの数平均一次粒径が1〜300nmの範囲の微粒子を用いる。特に、3〜150nmが好ましい。数平均一次粒径とは、微粒子を透過型電子顕微鏡観察によって10000倍に拡大し、ランダムに100個の粒子を一次粒子として観察し、画像解析によってフェレ方向平均径としての測定値である。数平均一次粒径で1nm以上にすることでフィラーは表面層中での均一な分散となり、凝集粒子を形成しにくく、残留電位の増大がなく、画像濃度の低下や画像ボケの発生、転写メモリー等による画像むらが発生しにくい。一方、数平均一次粒径で300nm以下のフィラーは、表面層の表面に大きな凹凸がなく、凹凸への活性ガス(オゾンやNOx)付着が少ないために、画像ボケやフィルミングが発生しにくい。又、数平均一次粒径が300nm以下のフィラーは分散液中で沈澱しにくく、凝集物の発生が少ない。
本発明において、フィラーは、表面処理されていることが好ましい。
フィラーの表面処理は、湿式法で行うことができる。例えば、フィラーを水中に分散させて水性スラリーとし、この水性スラリーと、水溶性ケイ酸塩、水溶性のアルミニウム化合物等を混合して行う。前記水溶性のケイ酸塩として、ケイ酸ナトリウムを使用した場合には、硫酸、硝酸、塩酸等の酸で中和することができる。一方、水溶性のアルミニウム化合物として硫酸アルミニウムを用いたときは水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリで中和することができる。反応性有機ケイ素化合物による表面処理では、有機溶剤や水に対して反応性有機ケイ素化合物を溶解または懸濁させた液とフィラーを混合し、この液を数分から1時間程度撹拌する。そして場合によっては該液に加熱処理を施した後に、濾過等の工程を経た後乾燥し、表面を有機ケイ素化合物で被覆したフィラーを得ることができる。フッ素化合物による表面処理は、有機溶剤や水に対してフッ素原子を有する有機ケイ素化合物等を溶解または懸濁させ、該懸濁液と金属酸化物粒子を混合し、該混合溶液を数分から1時間程度撹拌混合し、場合によっては加熱処理を施した後に、濾過などの工程を経て乾燥し、フッ素化合物で被覆する。本発明に係る複数回表面処理アルミナは、ある層では分散性を向上するための表面処理を施して該粒子を含有する塗布液の安定性を改善し、ある層では、例えば滑り性、表面性向上の為のシリコーンオイル、或いはシリコーン樹脂で処理することにより、滑り性、表面性の向上を行っている。
本発明に係る複数回の表面処理の好ましい例としては、一次処理をハロゲン化シラン類による表面処理を行い、最終処理をシラザン化合物類の表面処理の表面処理を行った酸化物粒子が好ましい。
又、一次処理をシリコーンオイル類による表面処理を行い、最終処理をシラザン化合物類の表面処理の表面処理を行った酸化物粒子も好ましい。例えば、ハロゲン化シラン類或いはシリコーンオイル系処理剤によって一次表面処理し、この一次処理粉末を解砕し、さらに解砕粉末をアルキルシラザン系処理剤によって二次表面処理することにより、疎水化度および疎水化度分布を改善した酸化物粒子を得ることができる。
ハロゲン化シラン類或いはシリコーンオイル系処理剤による一次表面処理、解砕処理後のアルキルシラザン系処理剤による二次表面処理は乾式処理または湿式処理の何れでも良い。ただし、上記一次表面処理と二次表面処理の順序が異なったり、あるいは最終処理の処理剤の種類、使用量、処理方法などが適切でなかったりした場合には、疎水度や疎水化度分布が改善されず、本発明の目的を達成し得ない。特に、最終処理がシラザン化合物類以外の場合は、表面処理が時間の経過と共に、離脱しやすく、疎水化度分布が大きくなりやすい。
このような複数回の表面処理を行うことにより、フィラーの疎水化度及び疎水化度分布を改善することができ、キャリアからの滑剤の移行が効果的になり、中抜けのない高画質な画像を得ることができる。
前記表面層中にはフィラーの分散性を助けるバインダー樹脂を含有する。該バインダー樹脂としては、ポリカーボネートやポリアリレートが好ましい。これらポリカーボネートやポリアリレートの分子量は10,000〜100,000が好ましい。
又、表面層中の無機子の比率は質量比でバインダー樹脂100質量部に対し、少なくとも5乃至50質量部用いることが好ましい。特に好ましくは、6乃至30質量部である。5質量部未満では表面層の摩耗が大きく、擦り傷等が発生してハーフトーン画像が荒れやすい。50質量部より多いと表面層が脆弱な膜となり、クラック等が発生しやすい。
表面層は電荷輸送物質を含有することが好ましい。
正孔輸送性(P型)の電荷輸送物質(CTM)を用いることが好ましい。例えばトリフェニルアミン誘導体、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、ベンジジン化合物、ブタジエン化合物などを用いることができる。これら電荷輸送物質は通常、適当なバインダー樹脂中に溶解して層形成が行われる。
表面層中のバインダー樹脂と電荷輸送物質の質量比はバインダー100質量部に対し、電荷輸送物質30〜200質量部が好ましく、50〜150質量部がより好ましい。
以下に、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
《トナーの作製》
以下の方法で、トナーを作製した。
以下の方法で、トナーを作製した。
〈コア用樹脂粒子の作製〉
(コア用樹脂粒子1の作製)
(1)第1段重合
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器中に、下記化合物を添加して混合し、
スチレン 110.9質量部
n−ブチルアクリレート 52.8質量部
メタクリル酸 12.3質量部
当該混合液に、
パラフィンワックス(NP−57:日本精鑞社製) 93.8質量部
を添加した後、80℃に加温して溶解させることにより、重合性単量体溶液とした。
(コア用樹脂粒子1の作製)
(1)第1段重合
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器中に、下記化合物を添加して混合し、
スチレン 110.9質量部
n−ブチルアクリレート 52.8質量部
メタクリル酸 12.3質量部
当該混合液に、
パラフィンワックス(NP−57:日本精鑞社製) 93.8質量部
を添加した後、80℃に加温して溶解させることにより、重合性単量体溶液とした。
一方、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム2.9質量部をイオン交換水1340質量部に溶解させた界面活性剤溶液を調製した。当該界面活性剤溶液を80℃に加熱した後、上記重合性単量体溶液を投入し、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス(エム・テクニック社製)」により、上記重合性単量体溶液を2時間混合分散させた。そして、平均粒径が245nmの乳化粒子(油滴)の分散液を調製した。
次いで、イオン交換水1460質量部を添加した後、重合開始剤(過硫酸カリウム)6質量部をイオン交換水142質量部に溶解させた開始剤溶液と、n−オクチルメルカプタン1.8質量部とを添加し、温度を80℃とした。この系を80℃にて3時間にわたり加熱、撹拌することにより重合(第1段重合)を行い、樹脂粒子を作製した。これを「樹脂粒子C1」とする。
(2)第2段重合(外層の形成)
上記「樹脂粒子C1」に、過硫酸カリウム5.1質量部をイオン交換水197質量部に溶解させた開始剤溶液を添加し、80℃の温度条件下に下記重合性単量体を混合してなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。単量体混合液は、
スチレン 282.2質量部
n−ブチルアクリレート 134.4質量部
メタクリル酸 31.4質量部
n−オクチルメルカプタン 4.93質量部
からなり、滴下終了後、2時間にわたり加熱撹拌を行って第2段重合(外層の形成)を行った。その後、28℃まで冷却し、「コア用樹脂粒子1」を得た。
上記「樹脂粒子C1」に、過硫酸カリウム5.1質量部をイオン交換水197質量部に溶解させた開始剤溶液を添加し、80℃の温度条件下に下記重合性単量体を混合してなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。単量体混合液は、
スチレン 282.2質量部
n−ブチルアクリレート 134.4質量部
メタクリル酸 31.4質量部
n−オクチルメルカプタン 4.93質量部
からなり、滴下終了後、2時間にわたり加熱撹拌を行って第2段重合(外層の形成)を行った。その後、28℃まで冷却し、「コア用樹脂粒子1」を得た。
尚、形成された「コア用樹脂粒子1」の重量平均分子量は21,300、質量平均粒径は180nm、ガラス転移点は39℃であった。
(コア用樹脂粒子2の調製)
「コア用樹脂粒子1」の調製において、第1段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 90.8質量部
n−ブチルアクリレート 72.7質量部
メタクリル酸 12.3質量部
に変更し、第2段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 274.1質量部
n−ブチルアクリレート 168.6質量部
メタクリル酸 5.2質量部
に変更する他は同様にして「コア用樹脂粒子2」を作製した。「コア用樹脂粒子2」の重量平均分子量は22,000、質量平均粒径は180nm、ガラス転移点は20.1℃であった。
「コア用樹脂粒子1」の調製において、第1段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 90.8質量部
n−ブチルアクリレート 72.7質量部
メタクリル酸 12.3質量部
に変更し、第2段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 274.1質量部
n−ブチルアクリレート 168.6質量部
メタクリル酸 5.2質量部
に変更する他は同様にして「コア用樹脂粒子2」を作製した。「コア用樹脂粒子2」の重量平均分子量は22,000、質量平均粒径は180nm、ガラス転移点は20.1℃であった。
(コア用樹脂粒子3の調製)
「コア用樹脂粒子1」の調製において、第1段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 115.3質量部
n−ブチルアクリレート 48.4質量部
メタクリル酸 12.3質量部
に変更し、第2段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 293.4質量部
n−ブチルアクリレート 123.2質量部
メタクリル酸 31.4質量部
に変更する他は同様にして「コア用樹脂粒子3」を作製した。「コア用樹脂粒子3」の重量平均分子量は22,500、質量平均粒径は180nm、ガラス転移点は44℃であった。
「コア用樹脂粒子1」の調製において、第1段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 115.3質量部
n−ブチルアクリレート 48.4質量部
メタクリル酸 12.3質量部
に変更し、第2段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 293.4質量部
n−ブチルアクリレート 123.2質量部
メタクリル酸 31.4質量部
に変更する他は同様にして「コア用樹脂粒子3」を作製した。「コア用樹脂粒子3」の重量平均分子量は22,500、質量平均粒径は180nm、ガラス転移点は44℃であった。
(コア用樹脂粒子4の調製)
「コア用樹脂粒子1」の調製において、第1段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 103.5質量部
n−ブチルアクリレート 70.4質量部
メタクリル酸 2.1質量部
に変更し、第2段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 263.4質量部
n−ブチルアクリレート 179.2質量部
メタクリル酸 5.4質量部
に変更する他は同様にして「コア用樹脂粒子4」を作製した。「コア用樹脂粒子4」の重量平均分子量は22,500、質量平均粒径は180nm、ガラス転移点は18℃であった。
「コア用樹脂粒子1」の調製において、第1段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 103.5質量部
n−ブチルアクリレート 70.4質量部
メタクリル酸 2.1質量部
に変更し、第2段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 263.4質量部
n−ブチルアクリレート 179.2質量部
メタクリル酸 5.4質量部
に変更する他は同様にして「コア用樹脂粒子4」を作製した。「コア用樹脂粒子4」の重量平均分子量は22,500、質量平均粒径は180nm、ガラス転移点は18℃であった。
(コア用樹脂粒子5の調製)
「コア用樹脂粒子1」の調製において、第1段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 119.7質量部
n−ブチルアクリレート 44.0質量部
メタクリル酸 12.3質量部
に変更し、第2段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 304.6質量部
n−ブチルアクリレート 112.0質量部
メタクリル酸 31.4質量部
に変更する他は同様にして「コア用樹脂粒子5」を作製した。「コア用樹脂粒子5」の重量平均分子量は22,500、質量平均粒径は180nm、ガラス転移点は49℃であった。
「コア用樹脂粒子1」の調製において、第1段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 119.7質量部
n−ブチルアクリレート 44.0質量部
メタクリル酸 12.3質量部
に変更し、第2段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 304.6質量部
n−ブチルアクリレート 112.0質量部
メタクリル酸 31.4質量部
に変更する他は同様にして「コア用樹脂粒子5」を作製した。「コア用樹脂粒子5」の重量平均分子量は22,500、質量平均粒径は180nm、ガラス転移点は49℃であった。
〈シェル用樹脂粒子の調製〉
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を付けた反応容器にポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム2.0質量部をイオン交換水3000質量部に溶解させた界面活性剤溶液を仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を付けた反応容器にポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム2.0質量部をイオン交換水3000質量部に溶解させた界面活性剤溶液を仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。
この界面活性剤溶液に、重合開始剤(過硫酸カリウム:KPS)10質量部をイオン交換水200質量部に溶解させた開始剤溶液を添加し、下記化合物を混合してなる重合性単量体混合溶液を3時間かけて滴下した。尚、重合性単量体混合溶液は、
スチレン 528質量部
n−ブチルアクリレート 176質量部
メタクリル酸 120質量部
n−オクチルメルカプタン 22質量部
からなる。当該重合性単量体混合液を滴下後、この系を80℃にて1時間にわたり加熱、撹拌して重合を行い、樹脂粒子を調製した。これを「シェル用樹脂粒子」とする。
スチレン 528質量部
n−ブチルアクリレート 176質量部
メタクリル酸 120質量部
n−オクチルメルカプタン 22質量部
からなる。当該重合性単量体混合液を滴下後、この系を80℃にて1時間にわたり加熱、撹拌して重合を行い、樹脂粒子を調製した。これを「シェル用樹脂粒子」とする。
尚、「シェル用樹脂粒子」の重量平均分子量は12,000、質量平均粒径は120nm、ガラス転移点は53℃であった。
〈着色剤分散液の作製〉
(着色剤分散液Bk1の作製)
ドデシル硫酸ナトリウム10質量%の水溶液900質量部を撹拌しながら、着色剤「リーガル330R」(キャボット社製)100質量部を徐々に添加し、次いで、撹拌装置「クレアミックス」(エム・テクニック社製)を用いて分散処理することにより、着色剤粒子の分散液を調製した。これを、「着色剤分散液Bk1」とする。この着色剤分散液中の着色剤粒子の平均分散径を動的光散乱式粒度分析計「マイクロトラックUPA150」(日機装(株)製)を用いて測定したところ、150nmであった。
(着色剤分散液Bk1の作製)
ドデシル硫酸ナトリウム10質量%の水溶液900質量部を撹拌しながら、着色剤「リーガル330R」(キャボット社製)100質量部を徐々に添加し、次いで、撹拌装置「クレアミックス」(エム・テクニック社製)を用いて分散処理することにより、着色剤粒子の分散液を調製した。これを、「着色剤分散液Bk1」とする。この着色剤分散液中の着色剤粒子の平均分散径を動的光散乱式粒度分析計「マイクロトラックUPA150」(日機装(株)製)を用いて測定したところ、150nmであった。
(着色剤分散液C1の作製)
着色剤分散液Bk1の作製で用いた着色剤「リーガル330R」(キャボット社製)420質量部を「C.I.ピグメントブルー15:3」の210質量部に変更した以外は同様にして着色剤粒子の分散液を調製した。これを、「着色剤分散液C1」とする。この着色剤分散液中の着色剤粒子の平均分散径を動的光散乱式粒度分析計「マイクロトラックUPA150」(日機装(株)製)を用いて測定したところ、150nmであった。
着色剤分散液Bk1の作製で用いた着色剤「リーガル330R」(キャボット社製)420質量部を「C.I.ピグメントブルー15:3」の210質量部に変更した以外は同様にして着色剤粒子の分散液を調製した。これを、「着色剤分散液C1」とする。この着色剤分散液中の着色剤粒子の平均分散径を動的光散乱式粒度分析計「マイクロトラックUPA150」(日機装(株)製)を用いて測定したところ、150nmであった。
(着色剤分散液M1の作製)
着色剤分散液Bk1の作製で用いた着色剤「リーガル330R」(キャボット社製)の420質量部を「C.I.ピグメントレッド122」の357質量部に変更した以外は同様にして着色剤粒子の分散液を調製した。これを、「着色剤分散液M1」とする。この着色剤分散液中の着色剤粒子の平均分散径を動的光散乱式粒度分析計「マイクロトラックUPA150」(日機装(株)製)を用いて測定したところ、150nmであった。
着色剤分散液Bk1の作製で用いた着色剤「リーガル330R」(キャボット社製)の420質量部を「C.I.ピグメントレッド122」の357質量部に変更した以外は同様にして着色剤粒子の分散液を調製した。これを、「着色剤分散液M1」とする。この着色剤分散液中の着色剤粒子の平均分散径を動的光散乱式粒度分析計「マイクロトラックUPA150」(日機装(株)製)を用いて測定したところ、150nmであった。
(着色剤分散液Y1の作製)
着色剤分散液Bk1の作製で用いた着色剤「リーガル330R」(キャボット社製)420質量部を「C.I.ピグメントイエロー74」の378質量部に変更した以外は同様にして着色剤粒子の分散液を調製した。これを、「着色剤分散液Y1」とする。この着色剤分散液中の着色剤粒子の平均分散径を動的光散乱式粒度分析計「マイクロトラックUPA150」(日機装(株)製)を用いて測定したところ、150nmであった。
着色剤分散液Bk1の作製で用いた着色剤「リーガル330R」(キャボット社製)420質量部を「C.I.ピグメントイエロー74」の378質量部に変更した以外は同様にして着色剤粒子の分散液を調製した。これを、「着色剤分散液Y1」とする。この着色剤分散液中の着色剤粒子の平均分散径を動的光散乱式粒度分析計「マイクロトラックUPA150」(日機装(株)製)を用いて測定したところ、150nmであった。
〈着色粒子Bk1の作製〉
(塩析/融着(会合・融着)工程)(コア部の形成)
420.7質量部(固形分換算)の「コア用樹脂粒子1」とイオン交換水900質量部と「着色剤粒子分散液Bk1」200質量部とを、温度センサー、冷却管、窒素導入装置、撹拌装置を取り付けた反応容器に入れて撹拌した。容器内の温度を30℃に調製した後、この溶液に5モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを9に調整した。
(塩析/融着(会合・融着)工程)(コア部の形成)
420.7質量部(固形分換算)の「コア用樹脂粒子1」とイオン交換水900質量部と「着色剤粒子分散液Bk1」200質量部とを、温度センサー、冷却管、窒素導入装置、撹拌装置を取り付けた反応容器に入れて撹拌した。容器内の温度を30℃に調製した後、この溶液に5モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを9に調整した。
次いで、塩化マグネシウム・6水和物2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を、撹拌下、30℃にて10分間かけて添加した。3分間放置した後に昇温を開始し、この系を60分間かけて65℃まで昇温した。その状態で「コールターマルチサイザー3」(コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、粒子の体積基準におけるメディアン系(D50)が5.5μmになった時点で、塩化ナトリウム40.2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を添加して粒径成長を停止させ、更に熟成処理として液温度70℃にて1時間にわたり加熱撹拌することにより融着を継続させ、「コア部1」を形成した。
「コア部1」の円形度を「FPIA−2100」(シスメックス社製)にて測定したところ0.930であった。
(シェル層の形成(シェリング操作))
次いで、65℃において「シェル用樹脂粒子」を50質量部(固形分換算)添加し、更に塩化マグネシウム・6水和物2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を、10分間かけて添加した後、70℃(シェル化温度)まで昇温し、1時間にわたり撹拌を継続し、「コア部1」の表面に「シェル用樹脂粒子」の粒子を融着させた。その後、75℃で20分熟成処理を行い、シェル層を形成した。
次いで、65℃において「シェル用樹脂粒子」を50質量部(固形分換算)添加し、更に塩化マグネシウム・6水和物2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を、10分間かけて添加した後、70℃(シェル化温度)まで昇温し、1時間にわたり撹拌を継続し、「コア部1」の表面に「シェル用樹脂粒子」の粒子を融着させた。その後、75℃で20分熟成処理を行い、シェル層を形成した。
ここで、塩化ナトリウム40.2質量部を加え、8℃/分の条件で30℃まで冷却し、「着色粒子を含有する水溶液」を得た。
(洗浄、乾燥工程)
着色粒子を含有する水溶液をバスケット型遠心分離機「MARKIII 型式番号60X0」(松本機械製作所社製)で固液分離し、着色粒子のウェットケーキを形成した。該ウェットケーキを、前記バスケット型遠心分離機で濾液の電気伝導度が5μS/cmになるまで水洗浄し、その後「フラッシュジェットドライヤー」(セイシン企業社製)に移し、水分量が0.5質量%となるまで乾燥して「着色粒子Bk1」を作製した。得られた着色粒子Bk1は、コア・シェル構造を有する体積基準におけるメディアン径(D50)が6.0μm、Tgが39.5℃の粒子であった。
着色粒子を含有する水溶液をバスケット型遠心分離機「MARKIII 型式番号60X0」(松本機械製作所社製)で固液分離し、着色粒子のウェットケーキを形成した。該ウェットケーキを、前記バスケット型遠心分離機で濾液の電気伝導度が5μS/cmになるまで水洗浄し、その後「フラッシュジェットドライヤー」(セイシン企業社製)に移し、水分量が0.5質量%となるまで乾燥して「着色粒子Bk1」を作製した。得られた着色粒子Bk1は、コア・シェル構造を有する体積基準におけるメディアン径(D50)が6.0μm、Tgが39.5℃の粒子であった。
〈着色粒子Bk2の作製〉
着色粒子Bk1の作製において、コア部の形成工程に用いるコア用樹脂粒子を「コア用樹脂粒子2」に変更する他は同様にして、「着色粒子Bk2」を作製した。この粒子の体積基準におけるメディアン径(D50)は6.0μm、Tgは20.5℃であった。
着色粒子Bk1の作製において、コア部の形成工程に用いるコア用樹脂粒子を「コア用樹脂粒子2」に変更する他は同様にして、「着色粒子Bk2」を作製した。この粒子の体積基準におけるメディアン径(D50)は6.0μm、Tgは20.5℃であった。
〈着色粒子Bk3の作製〉
着色粒子Bk1の作製において、コア部の形成工程に用いるコア用樹脂粒子を「コア用樹脂粒子3」に変更する他は同様にして、「着色粒子Bk3」を作製した。この粒子の体積基準におけるメディアン径(D50)は6.0μm、Tgは44.5℃であった。
着色粒子Bk1の作製において、コア部の形成工程に用いるコア用樹脂粒子を「コア用樹脂粒子3」に変更する他は同様にして、「着色粒子Bk3」を作製した。この粒子の体積基準におけるメディアン径(D50)は6.0μm、Tgは44.5℃であった。
〈着色粒子Bk4の作製〉
着色粒子Bk1の作製において、コア部の形成工程に用いるコア用樹脂粒子を「コア用樹脂粒子4」に変更する他は同様にして、「着色粒子Bk4」を作製した。この粒子の体積基準におけるメディアン径(D50)は6.3μm、Tgは19.0℃であった。
着色粒子Bk1の作製において、コア部の形成工程に用いるコア用樹脂粒子を「コア用樹脂粒子4」に変更する他は同様にして、「着色粒子Bk4」を作製した。この粒子の体積基準におけるメディアン径(D50)は6.3μm、Tgは19.0℃であった。
〈着色粒子Bk5の作製〉
着色粒子Bk1の作製において、コア部の形成工程に用いるコア用樹脂粒子を「コア用樹脂粒子5」に変更する他は同様にして、「着色粒子Bk5」を作製した。この粒子の体積基準におけるメディアン径(D50)は6.1μm、Tgは49.5℃であった。
着色粒子Bk1の作製において、コア部の形成工程に用いるコア用樹脂粒子を「コア用樹脂粒子5」に変更する他は同様にして、「着色粒子Bk5」を作製した。この粒子の体積基準におけるメディアン径(D50)は6.1μm、Tgは49.5℃であった。
〈トナーBk1の作製〉
上記で作製した「着色粒子Bk1」100質量部に対し、疎水性シリカ微粒子(数平均一次粒子径=80nm)を3.5質量%、疎水性チタニア微粒子(数平均一次粒子径=10nm)を0.6質量%添加し、「ヘンシェルミキサー」(三井三池化工社製)を用いて、周速35m/secで25分間混合して、「トナーBk1」を作製した。尚、トナーBk1のガラス転移点は着色粒子Bk1と同じ39.5℃であった。
上記で作製した「着色粒子Bk1」100質量部に対し、疎水性シリカ微粒子(数平均一次粒子径=80nm)を3.5質量%、疎水性チタニア微粒子(数平均一次粒子径=10nm)を0.6質量%添加し、「ヘンシェルミキサー」(三井三池化工社製)を用いて、周速35m/secで25分間混合して、「トナーBk1」を作製した。尚、トナーBk1のガラス転移点は着色粒子Bk1と同じ39.5℃であった。
〈トナーBk2の作製〉
トナーBk1の作製で用いた着色粒子Bk1を、「着色粒子Bk2」に変更した以外は同様にして「トナーBk2」を作製した。尚、トナーBk2のガラス転移点は着色粒子2と同じ20.5℃であった。
トナーBk1の作製で用いた着色粒子Bk1を、「着色粒子Bk2」に変更した以外は同様にして「トナーBk2」を作製した。尚、トナーBk2のガラス転移点は着色粒子2と同じ20.5℃であった。
〈トナーBk3の作製〉
トナーBk1の作製で用いた着色粒子Bk1を、「着色粒子Bk3」に変更した以外は同様にして「トナーBk3」を作製した。尚、トナーBk3のガラス転移点は着色粒子3と同じ44.5℃であった。
トナーBk1の作製で用いた着色粒子Bk1を、「着色粒子Bk3」に変更した以外は同様にして「トナーBk3」を作製した。尚、トナーBk3のガラス転移点は着色粒子3と同じ44.5℃であった。
〈トナーBk4の作製〉
トナーBk1の作製で用いた着色粒子Bk1を、「着色粒子Bk4」に変更した以外は同様にして「トナーBk4」を作製した。尚、トナーBk4のガラス転移点は着色粒子4と同じ19.0℃であった。
トナーBk1の作製で用いた着色粒子Bk1を、「着色粒子Bk4」に変更した以外は同様にして「トナーBk4」を作製した。尚、トナーBk4のガラス転移点は着色粒子4と同じ19.0℃であった。
〈トナーBk5の作製〉
トナーBk1の作製で用いた着色粒子Bk1を、「着色粒子Bk5」に変更した以外は同様にして「トナーBk5」を作製した。尚、トナーBk5のガラス転移点は着色粒子5と同じ49.5℃であった。
トナーBk1の作製で用いた着色粒子Bk1を、「着色粒子Bk5」に変更した以外は同様にして「トナーBk5」を作製した。尚、トナーBk5のガラス転移点は着色粒子5と同じ49.5℃であった。
〈トナーC1〜トナーC5の作製〉
「トナーBk1〜トナーBk5」の作製で用いた着色剤分散液Bk1〜着色剤分散液Bk5を「着色剤分散液C1〜着色剤分散液C5」に変更した以外は同様にして「トナーC1〜トナーC5」を作製した。
「トナーBk1〜トナーBk5」の作製で用いた着色剤分散液Bk1〜着色剤分散液Bk5を「着色剤分散液C1〜着色剤分散液C5」に変更した以外は同様にして「トナーC1〜トナーC5」を作製した。
〈トナーM1〜トナーM5の作製〉
「トナーBk1〜トナーBk5」の作製で用いた着色剤分散液Bk1〜着色剤分散液Bk5を「着色剤分散液M1〜着色剤分散液M5」に変更した以外は同様にして「トナーM1〜トナーM5」を作製した。
「トナーBk1〜トナーBk5」の作製で用いた着色剤分散液Bk1〜着色剤分散液Bk5を「着色剤分散液M1〜着色剤分散液M5」に変更した以外は同様にして「トナーM1〜トナーM5」を作製した。
〈トナーY1〜トナーY5の作製〉
「トナーBk1〜トナーBk5」の作製で用いた着色剤分散液Bk1〜着色剤分散液Bk5を「着色剤分散液Y1〜着色剤分散液Y5」に変更した以外は同様にして「トナーY1〜トナーY5」を作製した。
「トナーBk1〜トナーBk5」の作製で用いた着色剤分散液Bk1〜着色剤分散液Bk5を「着色剤分散液Y1〜着色剤分散液Y5」に変更した以外は同様にして「トナーY1〜トナーY5」を作製した。
《現像剤の作製》
上記トナーの各々に対してシリコーン樹脂を被覆した体積平均メディアン径(D50)60μmのフェライトキャリアを混合し、トナー濃度が6質量%の「現像剤Bk1〜現像剤Bk5」、「現像剤C1〜現像剤C5」、「現像剤M1〜現像剤M5」、「現像剤Y1〜現像剤Y5」を調製した。
上記トナーの各々に対してシリコーン樹脂を被覆した体積平均メディアン径(D50)60μmのフェライトキャリアを混合し、トナー濃度が6質量%の「現像剤Bk1〜現像剤Bk5」、「現像剤C1〜現像剤C5」、「現像剤M1〜現像剤M5」、「現像剤Y1〜現像剤Y5」を調製した。
《感光体の作製》
感光体は、以下のようにして作製した。
感光体は、以下のようにして作製した。
〈基体〉
基体としては、コンパックス加工を施したアルミニウムドラムを準備した。
基体としては、コンパックス加工を施したアルミニウムドラムを準備した。
〈中間層〉
下記組成物を溶解して中間層用塗布液を調製した。準備した基体上に中間層用塗布液を浸漬法で塗布し、中間層塗膜を形成した。その後、100℃で30分乾燥して膜厚が1.0μmの中間層を形成した。
下記組成物を溶解して中間層用塗布液を調製した。準備した基体上に中間層用塗布液を浸漬法で塗布し、中間層塗膜を形成した。その後、100℃で30分乾燥して膜厚が1.0μmの中間層を形成した。
エチレン−酢酸ビニル系共重合体「エルバックス4260」(三井デュポンケミカル社製) 50質量部
トルエン/n−ブチルアルコール=5/1(質量比) 2000質量部
〈電荷発生層〉
下記組成物を、サンドミルを用いて17時間分散して電荷発生層用塗布液を調製した。前記中間層上に電荷発生層用塗布液を浸漬法で塗布して電荷発生層塗膜を形成した。その後、100℃で30分乾燥して膜厚が1.5μmの電荷発生層を形成した。
トルエン/n−ブチルアルコール=5/1(質量比) 2000質量部
〈電荷発生層〉
下記組成物を、サンドミルを用いて17時間分散して電荷発生層用塗布液を調製した。前記中間層上に電荷発生層用塗布液を浸漬法で塗布して電荷発生層塗膜を形成した。その後、100℃で30分乾燥して膜厚が1.5μmの電荷発生層を形成した。
チタニルフタロシアニン「CGM−1」(CuKαの特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)の9.5°、15.0°、24.1°及び27.3°に強いピークを有するオキシチタニウムフタロシアニン) 100質量部
シリコーン樹脂(KR−5240:信越化学社製) 100質量部
t−酢酸ブチル 1000質量部
〈電荷輸送層〉
下記組成物を溶解して電荷輸送層用塗布液を調製した。前記電荷発生層上に電荷輸送層用塗布液を浸漬塗布して電荷輸送層塗膜を形成した。その後、110℃で60分乾燥して膜厚23μmの電荷輸送層を形成した。
シリコーン樹脂(KR−5240:信越化学社製) 100質量部
t−酢酸ブチル 1000質量部
〈電荷輸送層〉
下記組成物を溶解して電荷輸送層用塗布液を調製した。前記電荷発生層上に電荷輸送層用塗布液を浸漬塗布して電荷輸送層塗膜を形成した。その後、110℃で60分乾燥して膜厚23μmの電荷輸送層を形成した。
CTM−1 500質量部
ポリカーボネート(Z−200:三菱ガス化学社製) 560質量部
ジオキソラン(bp74〜75℃) 2800質量部
メチルフェニルシリコーンオイル(KF−54:信越化学社製)
全固形分に対し100ppm添加
ポリカーボネート(Z−200:三菱ガス化学社製) 560質量部
ジオキソラン(bp74〜75℃) 2800質量部
メチルフェニルシリコーンオイル(KF−54:信越化学社製)
全固形分に対し100ppm添加
〈表面保護層1〉
フィラー:シリカ粒子(一次処理:ジメチルジクロロシラン、二次処理:ヘキサメチルジシラザンで表面処理された平均一次粒径50nmのシリカ) 30質量部
電荷輸送物質(N−(4−メチルフェニル)−N−{4−(β−フェニルスチリル)フェニル}−p−トルイジン) 150質量部
ポリカーボネート(Z300:三菱ガス化学社製) 300質量部
酸化防止剤(Irganox1010:日本チバガイギー社製) 12質量部
テトラヒドロフラン:THF 2800質量部
シリコーンオイル(KF−54:信越化学社製) 4質量部
を混合し、分散・溶解して表面保護層塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷輸送層の上に円形スライドホッパー型塗布機で塗布し、110℃70分の乾燥を行い、乾燥膜厚6.0μmの表面保護層1を形成し、感光体1を作製した。
フィラー:シリカ粒子(一次処理:ジメチルジクロロシラン、二次処理:ヘキサメチルジシラザンで表面処理された平均一次粒径50nmのシリカ) 30質量部
電荷輸送物質(N−(4−メチルフェニル)−N−{4−(β−フェニルスチリル)フェニル}−p−トルイジン) 150質量部
ポリカーボネート(Z300:三菱ガス化学社製) 300質量部
酸化防止剤(Irganox1010:日本チバガイギー社製) 12質量部
テトラヒドロフラン:THF 2800質量部
シリコーンオイル(KF−54:信越化学社製) 4質量部
を混合し、分散・溶解して表面保護層塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷輸送層の上に円形スライドホッパー型塗布機で塗布し、110℃70分の乾燥を行い、乾燥膜厚6.0μmの表面保護層1を形成し、感光体1を作製した。
《脂肪酸金属塩ブロックの準備》
以下の脂肪酸金属塩ブロックを準備した。
以下の脂肪酸金属塩ブロックを準備した。
〈ステアリン酸亜鉛ブロックの準備〉
ステアリン酸亜鉛を加熱溶解し、幅8mm、高さ5mm、長さ332mmのサイズの棒状に形成したステアリン酸亜鉛ブロックを準備した。
ステアリン酸亜鉛を加熱溶解し、幅8mm、高さ5mm、長さ332mmのサイズの棒状に形成したステアリン酸亜鉛ブロックを準備した。
〈ステアリン酸アルミニウムブロックの準備〉
ステアリン酸アルミニウムを加熱溶解し、幅8mm、高さ5mm、長さ332mmのサイズの棒状に形成したステアリン酸アルミニウムブロックを準備した。
ステアリン酸アルミニウムを加熱溶解し、幅8mm、高さ5mm、長さ332mmのサイズの棒状に形成したステアリン酸アルミニウムブロックを準備した。
〈ステアリン酸カルシウムブロックの準備〉
ステアリン酸カルシウムを加熱溶解し、幅8mm、高さ5mm、長さ332mmのサイズの棒状に形成したステアリン酸カルシウムブロックを準備した。
ステアリン酸カルシウムを加熱溶解し、幅8mm、高さ5mm、長さ332mmのサイズの棒状に形成したステアリン酸カルシウムブロックを準備した。
〈ステアリン酸マグネシウムブロックの準備〉
ステアリン酸マグネシウムを加熱溶解し、幅8mm、高さ5mm、長さ332mmのサイズの棒状に形成したステアリン酸マグネシウムブロックを準備した。
ステアリン酸マグネシウムを加熱溶解し、幅8mm、高さ5mm、長さ332mmのサイズの棒状に形成したステアリン酸マグネシウムブロックを準備した。
《クリーニングブレード部品の準備》
感光体表面の転写残トナーをクリーニングするカウンター方式のクリーニングブレードを準備した。
感光体表面の転写残トナーをクリーニングするカウンター方式のクリーニングブレードを準備した。
具体的には、厚さ2mm、自由長9mm、長さ340mmのサイズのウレタンゴム製のクリーニングブレードを準備した。
《供給部品の準備》
〈ブラシの準備〉
感光体表面に脂肪酸金属塩を供給する部材として、太さ30デニールの繊維を用いて作製したブラシを準備した。
〈ブラシの準備〉
感光体表面に脂肪酸金属塩を供給する部材として、太さ30デニールの繊維を用いて作製したブラシを準備した。
〈直当接する脂肪酸金属塩ブロックの準備〉
感光体表面に脂肪酸金属塩を供給する部材として、台座に取り付けた脂肪酸金属塩ブロックを準備した。
感光体表面に脂肪酸金属塩を供給する部材として、台座に取り付けた脂肪酸金属塩ブロックを準備した。
《延展部品の準備》
感光体表面に供給された脂肪酸金属塩延展するトレール方式の延展ブレードを準備した。
感光体表面に供給された脂肪酸金属塩延展するトレール方式の延展ブレードを準備した。
具体的には厚さ1.7mm、自由長12mm、長さ340mmのサイズのウレタンゴム製の延展ブレードを準備した。
《評価装置》
評価装置として、市販の「bizhub PRO C6500」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)を改造し、上記で準備したクリーニングブレード部品、供給部品、延展部品を下記条件で装着して画像形成装置を準備した。尚、この画像形成装置の転写手段は転写ローラを用いたものである。
評価装置として、市販の「bizhub PRO C6500」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)を改造し、上記で準備したクリーニングブレード部品、供給部品、延展部品を下記条件で装着して画像形成装置を準備した。尚、この画像形成装置の転写手段は転写ローラを用いたものである。
クリーニングブレードの装着条件
当接角 :20°
当接圧 :30N/m
自由長 :10mm
供給部品の装着条件、脂肪酸金属塩供給量
食い込み量:0.6mm
供給量 :0.1mg/m3、0.3mg/m3、0.5mg/m3となるようブラシ回転数を変えて対応
延展ブレードの装着条件
当接角 :170°
当接圧 :15N/m
自由長 :10mm
上記改造した画像形成装置に、上記で作製したトナーと感光体を装填し、上記で準備した脂肪酸金属塩ブロックの供給量を変更し、常温常湿(20℃、50%RH)の環境で、A4のプリント用紙(坪量64g/m2)に20万枚プリントを行った。
当接角 :20°
当接圧 :30N/m
自由長 :10mm
供給部品の装着条件、脂肪酸金属塩供給量
食い込み量:0.6mm
供給量 :0.1mg/m3、0.3mg/m3、0.5mg/m3となるようブラシ回転数を変えて対応
延展ブレードの装着条件
当接角 :170°
当接圧 :15N/m
自由長 :10mm
上記改造した画像形成装置に、上記で作製したトナーと感光体を装填し、上記で準備した脂肪酸金属塩ブロックの供給量を変更し、常温常湿(20℃、50%RH)の環境で、A4のプリント用紙(坪量64g/m2)に20万枚プリントを行った。
表1に、用いたトナーNo.と脂肪酸金属塩、クリーニング手段、供給手段と供給量、延展手段、手段の順序を記す。
〈評価〉
(低温定着性)
低温定着性は、上記画像評価装置のシームレスベルトの表面温度(シームレスベルトの中心部で測定)を、90〜150℃の範囲で5℃刻みに変化させ、それぞれの表面温度の際に、搬送方向に対して垂直方向に5mm幅のべた黒帯状画像を有するA4画像を縦送りで搬送定着した。その後に、搬送方向に対して垂直に5mm幅のべた黒帯状画像と20mm幅のハーフトーン画像を有するA4画像を横送りで搬送し、定着オフセットに起因する画像汚れが発生しない温度領域(非オフセット領域)により判定を行った。
(低温定着性)
低温定着性は、上記画像評価装置のシームレスベルトの表面温度(シームレスベルトの中心部で測定)を、90〜150℃の範囲で5℃刻みに変化させ、それぞれの表面温度の際に、搬送方向に対して垂直方向に5mm幅のべた黒帯状画像を有するA4画像を縦送りで搬送定着した。その後に、搬送方向に対して垂直に5mm幅のべた黒帯状画像と20mm幅のハーフトーン画像を有するA4画像を横送りで搬送し、定着オフセットに起因する画像汚れが発生しない温度領域(非オフセット領域)により判定を行った。
評価基準
◎:非オフセット領域の下限温度が110℃以下であり、且つ温度領域が15℃以上
○:非オフセット領域の下限温度が120℃以下であり、且つ温度領域が15℃未満
×:非オフセット領域の下限温度が125℃以上。
◎:非オフセット領域の下限温度が110℃以下であり、且つ温度領域が15℃以上
○:非オフセット領域の下限温度が120℃以下であり、且つ温度領域が15℃未満
×:非オフセット領域の下限温度が125℃以上。
(中抜け)
中抜けの評価は、表1に記載のプリント条件を設定し、常温常湿(20℃、50%RH)の環境で、初期と20万枚プリント後に直径0.5mm、直径1.0mm及び直径1.5mmのドットが各100個印刷された原稿をA4のプリント用紙(坪量64g/m2)にプリントを行った。得られたプリントの各ドットの中抜けの発生の程度を評価した。
中抜けの評価は、表1に記載のプリント条件を設定し、常温常湿(20℃、50%RH)の環境で、初期と20万枚プリント後に直径0.5mm、直径1.0mm及び直径1.5mmのドットが各100個印刷された原稿をA4のプリント用紙(坪量64g/m2)にプリントを行った。得られたプリントの各ドットの中抜けの発生の程度を評価した。
尚、20万枚のプリントは印字率2%の原稿をプリントした。
評価基準
◎:中抜けの発生無し
○:中抜けの発生が、4個以下認められるが実用上問題無し
×:中抜けの発生が、5個以上認められ実用上問題有り。
◎:中抜けの発生無し
○:中抜けの発生が、4個以下認められるが実用上問題無し
×:中抜けの発生が、5個以上認められ実用上問題有り。
〈評価結果〉
表2に、評価結果を示す。
表2に、評価結果を示す。
表2に示すように、本発明に該当する実施例1〜9は、何れの評価項目も良好な結果が得られた。一方、本発明外の比較例1〜7はこれらの評価項目の何れかに問題が見られ、本発明の効果が発現されないことが確認された。
1 感光体
2 ブラシ支持体
3 脂肪酸金属塩の固形素材(ブロック状)
4 ブラシ
5 ブラシ位置決め部材
6 クリーニングブレード
7 クリーニングブレードホルダー
8 延展ブレード
9 延展ブレードホルダー
10 供給された脂肪酸金属塩
11 脂肪酸金属塩の膜
2 ブラシ支持体
3 脂肪酸金属塩の固形素材(ブロック状)
4 ブラシ
5 ブラシ位置決め部材
6 クリーニングブレード
7 クリーニングブレードホルダー
8 延展ブレード
9 延展ブレードホルダー
10 供給された脂肪酸金属塩
11 脂肪酸金属塩の膜
Claims (5)
- 少なくとも結着樹脂と着色剤を含むトナーを用いて、感光体上にトナー像を形成するトナー像形成工程、該感光体上のトナー像を転写体に転写する転写工程を有する画像形成方法において、
該トナーのガラス転移点が20〜45℃であり、且つ、結着樹脂がビニルモノマーの重合体を50質量%以上含有し、
該転写工程は、転写体を介して該感光体に対向して配置された転写ローラを有し、
該転写工程の後に、
(1)感光体表面に残存する転写残トナーを、カウンター方式のブレードによりクリーニングする工程
(2)クリーニング後の感光体上に供給部材を用いて脂肪酸金属塩を供給する工程
(3)供給された脂肪酸金属塩を、感光体上にトレール方式のブレードにより延展する工程を(1)(2)(3)の順に行うことを特徴とする画像形成方法。 - 前記結着樹脂が、ビニルモノマーの重合体を80質量%以上含有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
- 前記ビニルモノマーが、少なくともスチレンおよびその誘導体、アクリル酸エステルおよびその誘導体、メタクリル酸エステルおよびその誘導体、アクリル酸、メタクリル酸から選択されるモノマーであることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成方法。
- 前記脂肪酸金属塩が、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム及びステアリン酸亜鉛の少なくとも1種から選択された脂肪酸金属塩であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の画像形成方法。
- 少なくとも結着樹脂と着色剤を含むトナーを用いて、トナー像形成手段により感光体上に形成されたトナー像を転写体に転写する転写手段を有する画像形成装置において、
該トナーのガラス転移点が20〜45℃であり、且つ、結着樹脂がビニルモノマーの重合体を50質量%以上含有し、
該転写手段は、転写体を介して該感光体に対向して配置された転写ローラを有するものであり、
該画像形成装置は(1)(2)(3)の順に以下の手段を感光体上に設けたものであることを特徴とする画像形成装置。
(1)該転写手段による転写が行われた後に、感光体表面に残存した転写残トナーをクリーニングするカウンター方式のブレード
(2)該カウンター方式のブレードによりクリーニングされた感光体上に脂肪酸金属塩を供給する供給手段
(3)該供給手段により供給された脂肪酸金属塩を感光体上に延展させるトレール方式のブレード。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011085704A (ja) * | 2009-10-14 | 2011-04-28 | Ricoh Co Ltd | 潤滑剤供給装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Family Cites Families (6)
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---|---|---|---|---|
US20020076238A1 (en) * | 1999-04-21 | 2002-06-20 | Akihiko Itami | Image forming method |
EP1241531B1 (en) * | 2001-03-15 | 2006-01-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner, image forming method and process cartridge |
US7181156B2 (en) * | 2003-07-25 | 2007-02-20 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus using a cleaning member for preventing noises and process cartridge therefor |
JP4474211B2 (ja) * | 2004-06-15 | 2010-06-02 | 株式会社リコー | 静電荷像現像用トナーの製造方法 |
KR20080006025A (ko) * | 2004-12-10 | 2008-01-15 | 가부시키가이샤 리코 | 윤활제 도포 장치 및 이를 구비하는 전사 장치, 프로세스카트리지, 화상형성장치 |
EP1764661A3 (en) * | 2005-09-14 | 2007-04-18 | Ricoh Company, Ltd. | Lubricant applicator, and image forming apparatus and process cartridge using the lubricant applicator, and method for assembling the process cartridge |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011085704A (ja) * | 2009-10-14 | 2011-04-28 | Ricoh Co Ltd | 潤滑剤供給装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 |
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