JP3835547B2

JP3835547B2 - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP3835547B2
Application number: JP2003042634A
Authority: JP
Inventors: 幹央古水; 信正阿部; 修宏宮川; 正尚功刀
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2023-02-20
Also published as: JP2004252173A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関するものであり、特に、感光体上の静電潜像をカラートナーで現像し、次いで、中間転写媒体上へ転写し、中間転写媒体上にカラートナー像を形成させた後に、紙などの記録媒体上に一括して転写してカラー像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー画像を形成する画像形成装置に各種のものが知られているが、潜像担持体上に複数色のトナーによって逐次可視化されたトナー像を形成し、中間転写媒体上に転写電圧を印加して色重ねされたカラー画像を形成した後に、紙等の記録媒体上に一括して転写を行い、加熱、加圧等によってトナーを軟化させて、記録媒体上にトナー像を定着することによってカラー画像を形成する画像形成装置が知られている。
【０００３】
上記中間転写媒体は、所定の体積固有抵抗を有した導電性のゴム組成物等から形成されており、体積固有抵抗が小さくなると、電流の漏洩、紙汚れなどの画像上の問題が発生する。一方、体積固有抵抗が所定の大きさを超えると、転写効率が悪く、実用に適さなくなる。
中間転写媒体を構成する材料に導電性を付与するには、材料中にカーボンブラック等の電子導電性を付与する導電剤を添加する方法（例えば特許文献１）や、イオン導電性を付与する導電剤を添加する方法等がある。
【０００４】
しかしながら、特許文献１のようにカーボンブラック等により電子導電性を付与する方式は、カーボンブラックの分散条件、配合量のバラツキ等により抵抗値が変化し、所定範囲の電気抵抗を得ることが難しく、また、電子導電性の導電剤の添加量が多くなれば、電気抵抗の印加電圧への依存性が大きくなり、一定の電気抵抗を得るために精密な印加電圧制御装置が必要になるという問題や、ゴム組成物の加工性が低下するという問題を有している。
【０００５】
一方、イオン導電性を付与する方式は、前記の問題は解消することはできるが、環境変化による電気抵抗値の変動が大きいとともに、イオン導電剤が中間転写媒体からトナーにブリードアウト（移行）し、中間転写媒体に接触しているトナーの極性を反転させ転写残りや逆転写トナーの発生につながり、転写効率を低下させてしまうという問題を有している。
【０００６】
そこで、この問題を解決するために、特許文献２においては、電子導電性の導電剤を分散した層と、イオン導電性の導電剤を分散した層とを積層することにより、両者の欠点を補完する提案をしている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００３−５５３１
【特許文献２】
特開平８−１１０７１１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献２の方式は、電子導電性の導電剤を分散した層と、イオン導電性の導電剤を分散した層とを積層しているため、両者の欠点を少なからず保有しており、とくに、高抵抗層の材料の挙動が支配的となるため、例えば、電子導電性の導電剤を分散した層が、イオン導電性の導電剤を分散した層より高抵抗である場合には、抵抗のバラツキや電圧依存性が大きくなってしまうという問題を有している。
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、イオン導電性の導電剤を含む中間転写媒体を用いる画像形成装置において、中間転写媒体の電気抵抗の変動を防止するとともに、イオン導電剤が中間転写媒体からトナーへブリードアウトするのを防止し、転写効率を飛躍的に向上させ、感光体のクリーナレスを実現することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明の画像形成装置は、感光体上の静電潜像を負帯電トナーによって現像し、現像されたトナー像を中間転写媒体に転写する画像形成装置において、前記中間転写媒体は、カチオンを導電剤として含む導電層と該導電層より感光体側に形成された表面層の少なくとも２層を有し、前記導電層の仕事関数が前記表面層の仕事関数よりも小さく設定したことを特徴とする。
また、前記表面層の仕事関数をトナーの仕事関数よりも小さく設定したことを特徴とする。
また、前記表面層の仕事関数を前記感光体の仕事関数よりも小さく設定したことを特徴とする。
また、前記導電層より転写手段側に第２の表面層を形成し、前記導電層の仕事関数が第２の表面層の仕事関数よりも小さく設定したことを特徴とする。
また、感光体のクリーニング手段を無くしたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の画像形成装置を説明するための図であり、非接触現像方式の一例を示すものである。なお、接触現像方式にも適用可能である。
感光体１は直径２４〜８６ｍｍで表面速度６０〜３００ｍｍ／ｓで回転する感光体ドラムで、コロナ帯電器２によりその表面が均一に負帯電された後、記録すべき情報に応じた露光３が行なわれることにより、静電潜像が形成される。
現像器１０は、一成分現像装置であり、有機感光体１上に一成分非磁性トナーからなる負帯電トナーＴを供給することで有機感光体１における静電潜像を反転現像し、可視像化するものである。現像手段１０には、一成分非磁性トナーＴが収納されており、図示矢印のごとく回転するトナー供給ローラ７によりトナーを現像ローラ９に供給する。現像ローラ９はトナー供給ローラ７と同方向に回転し、トナー供給ローラ７により搬送されたトナーＴをその表面に保持した状態で有機感光体１との近接部に搬送し、有機感光体１上の静電潜像を可視像化する。
【００１１】
現像ローラ９は、例えば直径１６〜２４ｍｍで、金属製管にメッキやブラスト処理したローラ、あるいは中心軸周面にブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等からなる体積抵抗値１０⁴〜１０⁸Ω・ｃｍ、硬度が４０〜７０°（アスカーＡ硬度）の導電性弾性体層が形成されたもので、この管の軸等を介して図示しない電源より現像バイアス電圧が印加される。
【００１２】
規制ブレード８としてはステンレス、リン青銅、ゴム板、金属薄板にゴムチップの貼り合わせたもの等が使用されるが、現像ローラ９に対して図示しないばね等の付勢手段により、あるいは弾性体としての反発力を利用して線圧２４５〜４９０ｍＮ／ｃｍで押圧され、現像ローラ９上のトナー層厚を略１層から２層の薄層とすると良い。
【００１３】
非接触現像方式にあっては、感光体の暗電位としては−５００〜−７００Ｖ、明電位としては−５０〜−１５０Ｖ、図示していないが現像バイアス電圧としては−１００〜−４００Ｖとすると良く、現像ローラ９とトナー供給ローラ７とは同電位とすると良い。また、現像ローラ９の周速を、有機感光体１に対して１．１〜２．５、好ましくは１．２〜２．２の周速比とするとよく、これにより、小粒径のトナー粒子であっても、有機感光体１との帯電を確実にできる。
【００１４】
また、規制ブレード８、現像ローラ９におけるそれぞれの仕事関数をトナーの仕事関数より小さくして、規制ブレード８と接触するトナーを負に接触帯電させておくことにより、より均一な負帯電トナーにすることができる。また、規制ブレード８に電圧を印加してブレードに接触するトナーへ電荷注入してトナー帯電量を制御してもよい。
【００１５】
中間転写媒体４は、感光体１と転写ローラ（転写手段）６との間に送られ、電圧が印加されることにより、感光体１上の可視像が中間転写媒体４上に転写され、中間転写媒体４上にトナー画像が形成される。通常、感光体上に残留するトナーは、クリーニングブレードにより除去されが、本発明においては転写効率を９９．５％以上（感光体上に残留したトナーを次の１回転で白紙上に転写したときトナーが視認できない量）にすることができ、感光体のクリーナレスを実現している。感光体１上の静電荷は除電ランプにより消去され、感光体は再使用に供せられる。
【００１６】
中間転写媒体４としては、転写ベルトまたは転写ドラムを用いることができ、その導電層に一次転写電圧として＋２５０〜＋６００Ｖの電圧が印加され、また、紙等の記録媒体材への二次転写に際しては、二次転写電圧として＋４００〜＋２８００Ｖの電圧が印加されるとよい。
転写ベルトとしては、合成樹脂製の基体からなるフィルムやシート上に転写層を設けるものであり、他方は弾性体の基層上に表層である転写層を設けるものである。また、転写ドラムとしては、感光体が剛性のあるドラム、例えばアルミニウム製のドラム上に有機感光層を設けた場合には、転写媒体としてはアルミニウム等の剛性のあるドラム基体上に弾性の表層である転写層を設けるものである。また、感光体の支持体がベルト状、あるいはゴム等の弾性支持体上に感光層を設けたいわゆる弾性感光体である場合には、転写媒体としてはアルミニウム等の剛性のあるドラム基体上に直接あるいは導電性中間層を介して転写層を設けるとよい。
基体としては、導電性あるいは絶縁性基体が使用可能である。転写ベルトの場合には、体積抵抗１０⁴ 〜１０¹²Ω・ｃｍ、好ましくは１０⁶ 〜１０¹¹Ω・ｃｍの範囲が好ましい。
【００１７】
次に、各構成部材の詳細について説明する。
有機感光体１としては、有機単層型でも有機積層型でもよく、有機積層型感光体としては、導電性支持体上に、下引き層を介して電荷発生層、電荷輸送層を順次積層したものである。
【００１８】
導電性支持体としては、公知の導電性支持体が使用可能であり、例えば体積抵抗１０¹⁰Ω・ｃｍ以下の導電性を示すもの、例えばアルミニウム合金に切削等の加工を施した管やポリエチレンテレフタレートフィルム上にアルミニウムを蒸着あるいは導電性塗料により導電性を付与したもの、導電性ポリイミド樹脂を形成してなる管状、ベルト状、板状、シート状支持体等が例示される。他の例としては、ニッケル電鋳管やステンレス管などをシームレスにした金属ベルトも好適に使用することができる。
【００１９】
導電性支持体上に設けられる下引き層としては公知の下引き層が使用可能である。例えば、下引き層は接着性を向上させ、モワレを防止し、上層の電荷発生層の塗工性を改良、露光時の残留電位を低減させるなどの目的で設けられる。下引き層に使用する樹脂はその上に感光層を塗工する関係上、感光層に使用する溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂であることが望ましい。使用可溶な樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、酢酸ビニル、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等であり、単独または２種以上の組み合わせで使用することができる。また、これらの樹脂に二酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物を含有させてもよい。
【００２０】
電荷発生層における電荷発生顔料としては、公知の材料が使用可能である。例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタンおよびトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノンおよびナフトキノン系顔料、シアニンおよびアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生顔料は、単独または２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００２１】
電荷発生層におけるバインダー樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、部分アセタール化ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等を挙げることができる。バインダー樹脂と前記電荷発生物質の構成比は、重量比でバインダー樹脂１００部に対して、１０〜１０００部の範囲で用いられる。
【００２２】
電荷輸送層を構成する電荷輸送物質としては公知の材料が使用可能であり、電子輸送物質と正孔輸送物質とがある。電子輸送物質としては、例えばクロルアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、パラジフェノキノン誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体などの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独または２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００２３】
正孔輸送物質としては、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、イミダゾール化合物、トリフェニルアミン化合物、ピラゾリン化合物、ヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、フェナジン化合物、ベンゾフラン化合物、ブタジエン化合物、ベンジジン化合物およびこれらの化合物の誘導体が挙げられる。これらの電子供与性物質は単独または２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００２４】
電荷輸送層中には、これらの物質の劣化防止のために酸化防止剤、老化防止剤、紫外線吸収剤などを含有することもできる。
電荷輸送層におけるバインダー樹脂としては、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、シリコーン樹脂などを用いることができるが、電荷輸送物質との相溶性、膜強度、溶解性、塗料としての安定性の点でポリカーボネートが好ましい。バインダー樹脂と電荷輸送物質の構成比は、重量比でバインダー樹脂１００部に対して２５〜３００部の範囲で用いられる。
【００２５】
電荷発生層、電荷輸送層を形成するためには、塗布液を使用するとよく、溶剤はバインダー樹脂の種類によって異なるが、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル類等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロルエチレン、四塩化炭素、トリクロルエチレン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素、あるいはベンゼン、トルエン、キシレン、モノクロルベンゼン等の芳香族類等を用いることができる。
【００２６】
また、電荷発生顔料の分散には、サンドミル、ボールミル、アトライター、遊星式ミル等の機械式の方法を用いて分散と混合を行うとよい。
下引き層、電荷発生層および電荷輸送層の塗工法としては、浸漬コーティング法、リングコーティング法、スプレーコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スピンコーティング、ブレードコーティング法、ローラーコーティング法、エアナイフコーティング法等の方法を用いる。また、塗工後の乾燥は常温乾燥後、３０〜２００℃の温度で３０から１２０分間加熱乾燥することが好ましい。これらの乾燥後の膜厚は電荷発生層では、０．０５〜１０μｍの範囲、好ましくは０．１〜３μｍである。また、電荷輸送層では５〜５０μｍの範囲、好ましくは１０〜４０μｍである。
【００２７】
また、単層有機感光体層は、上述した有機積層型感光体において説明した導電性支持体上に、同様の下引き層を介して、電荷発生剤、電荷輸送剤、増感剤等とバインダー、溶媒等からなる単層有機感光層を塗布形成することにより作製される。有機負帯電単層型感光体については、例えば特開２０００−１９７４６号公報に準じて作製するとよい。
【００２８】
単層有機感光層における電荷発生剤としてはフタロシアニン系顔料、アゾ系顔料、キノン系顔料、ペリレン系顔料、キノシアトン系顔料、インジゴ系顔料、ビスベンゾイミダゾール系顔料、キナクリドン系顔料が挙げられ、好ましくはフタロシアニン系顔料、アゾ系顔料である。電荷輸送剤としてはヒドラゾン系、スチルベン系、フェニルアミン系、アリールアミン系、ジフェニルブタジエン系、オキサゾール系等の有機正孔輸送化合物が例示され、また、増感剤としては各種の電子吸引性有機化合物であって電子輸送剤としても知られているパラジフェノキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、クロラニル等が例示される。バインダーとしてはポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂が例示される。
【００２９】
各成分の組成比は、バインダー４０〜７５重量％、電荷発生剤０．５〜２０重量％、電荷輸送剤１０〜５０重量％、増感剤０．５〜３０重量％であり、好ましくはバインダー４５〜６５重量％、電荷発生剤１〜２０重量％、電荷輸送剤２０〜４０重量％、増感剤２〜２５重量％である。溶剤としては、下引き層に対して、溶解性を有しない溶媒が好ましく、トルエン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等が例示される。
各成分は、ホモミキサー、ボールミル、サンドミル、アトライター、ペイントコンディショナー等の攪拌装置で粉砕・分散混合され、塗布液とされる。塗布液は、下引き層上にディップコート、リングコート、スプレーコート等により乾燥後の膜厚１５〜４０μｍ、好ましくは２０〜３５μｍで塗布・乾燥されて単層有機感光体層とされる。
【００３０】
本発明に用いるトナーとしては、粉砕法および重合法により得られるトナーのいずれでも良いが、円形度が良好な重合法トナーが好ましい。
粉砕法トナーとしては、樹脂バインダーに少なくとも顔料を含有し、離型剤、荷電制御剤等を添加し、ヘンシェルミキサー等で均一混合した後、２軸押し出し機で溶融混練され、冷却後、粗粉砕−微粉砕工程を経て、分級処理され、さらに、外添粒子が付着されてトナー粒子とされる。
【００３１】
バインダー樹脂としてはトナー用樹脂として使用されている合成樹脂が使用可能であり、例えばポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、クロロポリスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体等のスチレン系樹脂でスチレン又はスチレン置換体を含む単重合体又は共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン変成エポキシ樹脂、シリコーン変成エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェニール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチル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、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂等が単独又は複合して使用できる。
【００３２】
特に本発明においては、スチレン−アクリル酸エステル系樹脂、スチレン−メタクリル酸エステル系樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。バインダー樹脂としてはガラス転移温度が５０〜７５℃、フロー軟化温度が１００〜１５０℃の範囲が好ましい。
【００３３】
着色剤としては、トナー用着色剤が使用可能である。例えばカーボンブラック、ランプブラック、マグネタイト、チタンブラック、クロムイエロー、群青、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、ローダミン６Ｇ、カルコオイルブルー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、マラカイトグリーンレーキ、キノリンイエロー、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、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１８４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ソルベント・イエロー１６２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３等の染料および顔料を単独あるいは複合して使用できる。
【００３４】
離型剤としては、トナー用離型剤が使用可能である。例えばパラフィンワックス、マイクロワックス、マイクロクリスタリンワックス、キャデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、モンタンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化型ポリエチレンワックス、酸化型ポリプロピレンワックス等が挙げられる。中でもポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、カルナバワックス、エステルワックス等を使用することが好ましい。
【００３５】
荷電調整剤としては、トナー用荷電調整剤が使用可能である。例えば、オイルブラック、オイルブラックＢＹ、ボントロンＳ−２２およびＳ−３４（オリエント化学工業製）、サリチル酸金属錯体Ｅ−８１、Ｅ−８４（オリエント化学工業製）、チオインジゴ系顔料、銅フタロシアニンのスルホニルアミン誘導体、スピロンブラックＴＲＨ（保土ヶ谷化学工業製）、カリックスアレン系化合物、有機ホウ素化合物、含フッ素４級アンモニウム塩系化合物、モノアゾ金属錯体、芳香族ヒドロキシルカルボン酸系金属錯体、芳香族ジカルボン酸系金属錯体、多糖類等が挙げられる。なかでもカラートナー用には無色ないしは白色のものが好ましい。
【００３６】
粉砕法トナーにおける成分比としては、バインダー樹脂１００重量部に対して、着色剤は０．５〜１５重量部、好ましくは１〜１０重量部であり、また、離型剤は１〜１０重量部、好ましくは２．５〜８重量部であり、また、荷電制御剤は０．１〜７重量部、好ましくは０．５〜５重量部である。
【００３７】
粉砕法トナーにあっては、転写効率の向上を目的とした場合、球形化処理されるとよく、そのためには、粉砕工程で、比較的丸い球状で粉砕可能な装置、例えば機械式粉砕機として知られるターボミル（川崎重工業製）を使用すれば円形度は０．９３まで高めることができる。または、粉砕したトナーを熱風球形化装置（日本ニューマチック工業製）を使用することによって円形度を１．００まで高めることができる。
なお、トナー粒子の平均粒径と円形度は、粒子像分析装置（シスメックス製ＦＰＩＡ２１００）で測定した値である。
【００３８】
また、重合法トナーとしては、懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法等により得られるトナーが挙げられる。懸濁重合法においては、重合性単量体、着色顔料、離型剤とを必要により更に、染料、重合開始剤、架橋剤、荷電制御剤、その他の添加剤を添加した複合物を溶解又は分散させた単量体組成物を、懸濁安定剤（水溶性高分子、難水溶性無機物質）を含む水相中に攪拌しながら添加して造粒し、重合させて所望の粒子サイズを有する着色重合トナー粒子を形成することができる。
【００３９】
乳化重合法においては、単量体と離型剤を必要により更に重合開始剤、乳化剤（界面活性剤）などを水中に分散させて重合を行い、次いで凝集過程で着色剤、荷電制御剤と凝集剤（電解質）等を添加することによって所望の粒子サイズを有する着色トナー粒子を形成することができる。
重合法トナー作製に用いられる材料において、着色剤、離型剤、荷電制御剤、に関しては、上述した粉砕トナーと同様の材料が使用できる。
【００４０】
重合性単量体成分としては、公知のビニル系モノマーが使用可能であり、例えば、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−メトキシスチレン、ｐ−エチルスチレン、ビニルトルエン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロルスチレン、ジビニルベンゼン、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸２−クロルエチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、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、メタクリル酸フェニル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、ケイ皮酸、エチレングリコール、プロピレングリコール、無水マレイン酸、無水フタル酸、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル、酢酸ビニル、プロピレン酸ビニル、アクリロニトリル、メタクリルニトリル、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルナフタレン等が挙げられる。なお、フッ素含有モノマーとしては例えば２，２，２−トリフルオロエチルアクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピルアクリレート、フッ化ビニリデン、三フッ化エチレン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロプロピレンなどはフッ素原子が負荷電制御に有効であるので使用が可能である。
【００４１】
乳化剤（界面活性剤）としては、例えばドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム、ドデシルアンモニウムクロライド、ドデシルアンモニウムブロマイド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルピリジニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルポリオキシエチレンエーテル、ヘキサデシルポリオキシエチレンエーテル、ラウリルポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンモノオレアートポリオキシエチレンエーテル等がある。
【００４２】
重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、４，４’−アゾビスシアノ吉草酸、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、２，２’−アゾビス−イソブチロニトリル等がある。
【００４３】
凝集剤（電解質）としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸リチウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸亜鉛、硫酸アルミニウム、硫酸鉄等が挙げられる。
【００４４】
重合法トナーの円形度の調節法としては、乳化重合法は２次粒子の凝集過程で温度と時間を制御することで、円形度を自由に変えることができ、その範囲は０．９４〜１．００である。また、懸濁重合法では、真球のトナーが可能であるため、円形度は０．９８〜１．００の範囲となる。また、円形度を調節するためにトナーのＴｇ温度以上で加熱変形させることで、円形度を０．９４〜０．９８まで自由に調節することが可能となる。
また、トナーの個数平均粒径は、９μｍ以下であることが好ましく、８μｍ〜４．５μｍであることがより好ましい。９μｍよりも大きなトナーでは、１２００ｄｐｉ以上の高解像度で潜像を形成しても、その解像度の再現性が小粒子径のトナーに比べて低下し、また４．５μｍ以下になると、トナーによる隠蔽性が低下するとともに、流動性を高めるために外添剤の使用量が増大し、その結果、定着性能が低下する傾向があるので好ましくない。
【００４５】
次に、外添剤について説明する。本発明に係るトナー粒子には、外添剤として、シリカ粒子と、シリカの表面をチタン、スズ、ジルコニウムおよびアルミニウムから選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物、水酸化物によって修飾した表面修飾シリカ粒子を含み、シリカ粒子に対して表面修飾シリカ粒子が重量比で１．５倍以下の比で含有されている。
【００４６】
また、その他の外添剤としては、各種の無機および有機のトナー用流動性改良剤が使用可能である。例えば、正帯電性シリカ、二酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、フッ化マグネシウム、炭化ケイ素、炭化ホウ案、炭化チタン、炭化ジルコニウム、窒化ホウ素、窒化チタン、窒化ジルコニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、炭酸マグネシウム、マグネタイト、二硫化モリブデン、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム等のチタン酸金属塩、ケイ素金属塩の各微粒子を使用するこるとができる。これらの微粒子は、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイル等で疎水化処理して使用することが好ましい。その他の樹脂微粒子の例としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。流動性改良剤は単独あるいは混合して使用でき、その使用量はトナー１００重量部に対して０．１ないし５重量部、より好ましくは０．５ないし４．０重量部であることが好ましい。
【００４７】
シリカ粒子としては、ケイ素のハロゲン化物等から乾式で作製した粒子、およびケイ素化合物から液中で析出した湿式法によるもののいずれをも用いることができる。
そして、シリカ粒子の一次粒子の平均粒子径は、７ｎｍ〜４０ｎｍとすることが好ましく、１０ｎｍ〜３０ｎｍとすることがより好ましい。また、シリカ粒子の一次粒子の平均粒子径が７ｎｍより小さいと、トナーの母粒子に埋没しやすくなり、また、負に過帯電しやすくなる。そして、４０ｎｍを超えるとトナー母粒子の流動性付与効果が悪化し、トナーを均一に負に帯電させることが困難になる結果、逆帯電である正に帯電したトナー量が増加する傾向となる。
【００４８】
シリカ粒子としては、個数平均粒径分布が異なるシリカを混合して用いることが好ましく、粒径が大きな外添剤を含有することによって、トナー粒子中に外添剤が埋まってしまうことを防止し、小径のシリカ粒子によって好ましい流動性を得ることができる。
具体的には、一方のシリカの個数平均一次粒子径が５ｎｍ〜２０ｎｍであることが好ましく、７〜１６ｎｍであることがより好ましい。また、他方のシリカの個数平均一次粒子径が３０ｎｍ〜５０ｎｍであることが好ましく、３０〜４０ｎｍである粒子を併用することがより好ましい。
なお、外添剤の粒径は、電子顕微鏡像によって観察して測定したものであり、個数平均粒子径を平均粒子径としている。
【００４９】
外添剤として使用するシリカ粒子は、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイル等で疎水化処理して使用することが好ましく、例えばジメチルジクロルシラン、オクチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル、オクチル−トリクロルシラン、デシル−トリクロルシラン、ノニル−トリクロルシラン、（４−iso −プロピルフェニル）−トリクロルシラン、（４−t −ブチルフェニル）−トリクロルシラン、ジペンチル−ジクロルシラン、ジヘキシル−ジクロルシラン、ジオクチル−ジクロルシラン、ジノニル−ジクロルシラン、ジデシル−ジクロルシラン、ジドデシル−ジクロルシラン、（４−t −ブチルフェニル）−オクチル−ジクロルシラン、ジデセニル−ジクロルシラン、ジノネニル−ジクロルシラン、ジ−２−エチルヘキシル−ジクロルシラン、ジ−３，３−ジメチルペンチル−ジクロルシラン、トリヘキシル−クロルシラン、トリオクチル−クロルシラン、トリデシル−クロルシラン、ジオクチル−メチル−クロルシラン、オクチル−ジメチル−クロルシラン、（４−iso −プロピルフェニル）−ジエチル−クロルシラン等が例示される。
【００５０】
また、シリカ粒子と、金属化合物によって表面を修飾したシリカをシリカ粒子に対して所定の量を併用することが好ましい。表面修飾シリカとしては、５０〜４００ｍ²／ｇの比表面積を有するシリカ粒子を、チタン、スズ、ジルコニウムおよびアルミニウムから選ばれる少なくとも一種の水酸化物あるいは酸化物で被覆したものである。
これらの配合量は、シリカ粒子１００重量部に対し、１〜３０重量部のこれらの水酸化物、酸化物で被覆したスラリーとし、引き続いてスラリー中の固形分に対し、アルコキシシランを３〜５０重量部を被覆した後、アルカリで中和し、ろ過、洗浄、乾燥及び粉砕を行うことによって得ることができる。表面修飾シリカに使用するシリカ微粒子は、湿式法あるいは気相法で製造されたいずれの粒子を使用することができる。
【００５１】
また、シリカ粒子の表面修飾は、チタン、スズ、ジルコニウム、アルミニウムを少なくとも一種を含有する水系の溶液を使用することができ、例えば、硫酸チタン、四塩化チタン、塩化スズ、硫酸第一スズ、オキシ塩化ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、硫酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム等を挙げることができる。
シリカ粒子をこれらの金属酸化物、水酸化物での表面修飾は、これらの金属化合物の水系溶液によってシリカ粒子のスラリーを処理することによっておこなうことができる。処理温度は、２０〜９０℃とすることが好ましい。
【００５２】
次いで、アルコキシシランによって被覆することによって、疎水化処理を行う。疎水化処理は、スラリーのｐＨを２〜６、好ましくはｐＨ３〜６に調整した後、少なくとも一種のアルコキシシランをシリカ微粒子１００重量部に対して３０ないし５０重量部を添加し、スラリーの温度を２０〜１００℃、好ましくは３０〜７０℃に調整し、加水分解及び縮合反応を行うことによって実現することができる。
【００５３】
また、アルコキシシランを添加した後には、スラリーを攪拌した後、ｐＨ４〜９、好ましくは５〜７とｐＨの調整を行って縮合反応を促進することが好ましい。ｐＨの調整は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア水、アンモニアガス等を使用することができる。この様な処理を行うことで、均一に疎水化処理された安定な微粒子が得られる。
次いで、スラリーをろ過、水洗後に乾燥を行うことによって表面修飾されたシリカ微粒子を得ることができる。
乾燥は、１００〜１９０℃、好ましくは１１０〜１７０℃である。１００℃未満だと乾燥効率が悪く疎水化度が低くなるので好ましくない。また、１９０℃を超えると、炭化水素基の熱分解により変色と疎水化度の低下が起こるので好ましくない。
疎水化処理は、表面修飾シリカ粒子にアルコキシシランを添加した後にヘンシェルミキサー等を用いて被覆することもできる。
【００５４】
本発明において、これらの外添剤は、トナー母粒子１００重量部に対して０．０５〜２重量部とすることが好ましい。
０．０５重量部よりも少ない場合には、流動性付与、および過帯電防止に効果がなく、逆に２重量部を超えると、負帯電の電荷量が低下すると同時に、逆極性である正帯電のトナー量が増加し、カブリや逆転写トナー量を増加する結果となる。
【００５５】
図２は、本発明に係る中間転写媒体の１実施形態を示す模式的拡大断面図である。本実施形態においては、感光体１上の静電潜像を負帯電トナーによって現像し、現像されたトナー像を中間転写媒体４に転写する画像形成装置において、前記中間転写媒体４は、カチオンを導電剤として含む導電層４ａと該導電層４ａより感光体１側に形成された表面層４ｂの少なくとも２層を有し、導電層４ａの仕事関数が表面層４ｂの仕事関数よりも小さく設定したことを特徴とし、これにより、中間転写媒体４の電気抵抗の変動を防止することができるとともに、導電層４ａ内のイオン導電剤が中間転写媒体４からトナーへブリードアウトするのを防止し、転写効率を飛躍的に向上させ、感光体のクリーナレスを実現することができる。
【００５６】
本発明における仕事関数について説明する。物質の仕事関数（Φ）は、その物質から電子を取り出すために必要なエネルギーとして知られており、仕事関数が小さいほど電子を放出しやすく、大きい程電子を出しにくい。そのため、仕事関数の小さい物質と大きい物質を接触させると、仕事関数の小さい物質は正に、仕事関数の大きい物質は負に帯電する。
【００５７】
仕事関数（Φ）は、表面分析装置（理研計器製ＡＣ−２、低エネルギー電子計数方式）を使用して測定される。本発明にあっては、該装置において、重水素ランプを使用し、照射光量５００ｎＷに設定し、分光器により単色光を選択し、照射面積を４ｍｍ角とし、エネルギー走査範囲３．４〜６．２ｅＶ、測定時間１０ｓｅｃ／１個所で試料に照射する。そして、試料表面から放出される光電子を検出して求めたものであり、仕事関数に関しては、繰り返し精度（標準偏差）０．０２ｅＶで測定されるものである。なお、データ再現性を確保するための測定環境としては、使用温湿度２５℃、５５％ＲＨの条件下で、２４時間放置品を測定試料とした。
【００５８】
本実施形態の中間転写媒体４は、図２に示すように、カチオン（プラスイオン）を導電剤として含む導電層４ａと該導電層４ａより感光体１側に形成された表面層４ｂの少なくとも２層を有している。
導電層４ａは、イオン導電性を有する高分子物質から構成されている。プラスイオン導電性を示す高分子の微細粒子を透湿性の小さい高分子中に分散させるもので、その配合量（重量）の比を前者と後者の間で、８５／１５〜４０／６０、好ましくは８０／２０〜５０／５０にすると良い。
そして、イオン導電性を有する高分子を透湿性の少ない高分子中に分散させるためには、それらの混練物に前者の高分子を加硫させる薬品を添加し、混練を１４０℃〜２２０℃の温度で行いながら後者の高分子中に微分散させる。混練は公知の方法で行うことができ、例えば、オープンロール、バンバアリーミキサー、ニーダ−等の混練装置を用いる。また、イオン導電性の高分子の分散微粒子径をより小さくするために、相溶化剤を添加し、粒子径を調整すしても良い。
【００５９】
また、イオン導電性の中間転写媒体の電気抵抗をより低くする場合には、イオン導電性付与剤を別途配合することができる。また、加硫剤の他に、加硫促進剤や加硫促進補助剤を併用することができ、使用するイオン導電性の高分子に適した形で加硫剤と組合せて使用しても良い。
イオン導電性を示す高分子の例としては、ポリエピクロルヒドリン、ポリエチレンオキサイド−エピクロルヒドリン共重合体、アリルグリシジルエーテル−エチレンオキサイド−エピクロルヒドリン共重合体、アリルグリシジルエーテル−ポリプロピレンオキサイド−−エピクロルヒドリン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリクロロプレン、アクリルゴム、ウレタンゴム等のゴムやスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体およびこの水添したもの、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体およびこの水添したもの等の熱可塑性エラストマーが単独または組み合わせて好適に用いられる。
【００６０】
また、透湿性の小さい高分子の例としては、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、アルキルスチレンとイソブチレンの共重合体の臭素化物、エチレン−プロピレン共重合体およびその変性物、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、スチレン−ブタジエンゴム、ポリイソプレン、ポリノルボネルネンゴム、ポリクロロプレン等のゴム、およびポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ウレタン、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、ポリカーボネート、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体およびこの水添物等の熱可塑性樹脂が使用でき、この中でもブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、アルキルスチレンとイソブチレンの共重合体の臭素化物、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体が好ましい。
【００６１】
また、加硫剤としては、硫黄含有物質、有機過酸化物、トリアジン類等が使用できる。そして、加硫促進剤としては、グアニジン類、チオウレア類、ジチオカルバメート類、チウラム類等が、加硫促進助剤としては、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ステアリン酸、トリエタノールアミン等が使用できる。
【００６２】
また、それ自体がイオン導電性を有しないポリマーの場合には、以上に示したような透湿性が小さな高分子物質にイオン導電性付与剤を添加することによりイオン導電性を有する中間転写媒体用の高分子組成物を得ることができる。
イオン導電性付与剤の例としは、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、硝酸リチウム、チオシアン酸リチウム、チオシアン酸ナトリウム、トリフルオロメチル硝酸リチウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、チオシアン酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、トリフルオロメチル硫酸ナトリウム、ヨウ化カリウム、チオシアン酸カリウム、過塩素酸カリウムや、これらの亜鉛塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、アンモニウム塩等が使用できる。また、高分子型帯電防止剤を併用することができ、具体的には、第４級アンモニウム塩基含有共重合体やポリエーテルエステルアミド系のものがある。
また、これらのイオン導電性物質を、先に挙げたイオン導電性を有する高分子物質と併用しても良い。
【００６３】
転写ベルトとするには、混練り機内で加硫した混練物を取り出して、例えば、連続溶融押出成形法、射出成形法、ブロー成形法等の公知の方法により成形することができる。必要により、表面研磨をして所望の表面粗さを有する転写ベルトに仕上げることができる。
【００６４】
フィルムまたはシートで基体を作製する場合には、ベルト状とするために端面を超音波溶着を行うことで、ベルトを作製することができ、具体的にはシート、またはフィルム上に導電性層並びに表面層を設けてから、超音波溶着を行うことにより所望の物性を有する転写ベルトを作製することができる。
【００６５】
次に、導電層４ａの上に溶解成型、注入成型、浸漬塗工あるいはスプレー塗工等により成型することによって表面層４ｂを設ける。表面層４ｂの層厚は、導電層（基材）４ａの材料の機械的な特性（硬度、弾性率など）を消さないため表面層の膜厚は薄膜にすることが望ましい。数値としては１００μｍ以下、望ましくは５〜１５μｍがよい。
【００６６】
表面層４ｂに使用されるゴム、エラストマー、樹脂として、例えば、エラストマーやゴムとしては、スチレン−ブタジエンゴム、ハイスチレンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレン−プロピレン共重合体、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム及びノルボルネンゴム等が挙げられる。また、樹脂類としてはポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロロアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、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、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂及びこれらの共重合体や混合物があげられ、導電剤や高潤滑性粉体等の各種充填剤、添加剤と混合したときの抵抗特性を考慮して選択される。
各種の充填剤、添加剤をバインダー成分中に混合、分散する方法も中間転写体の抵抗特性を考慮したうえで適宜公知のものを用いることができる。バインダー成分がゴムまたはエラストマーの場合にはロールミル、ニーダー、バンバリーミキサー等の装置が用いられ、液状の場合にはボールミル、ビーズミル、ホモジナイザー、ペイントシェイカー、ナノマイザーもしくはそれに類する装置を使用して分散できる
【００６７】
【実施例】
以下に、本発明の具体的実施例について説明する。
（トナーの作製）
スチレンモノマー８０重量部、アクリル酸ブチル２０重量部、およびアクリル酸５重量部からなるモノマー混合物を、水１０５重量部、ノニオン乳化剤（第一工業製薬製絵馬縷言９５０）１重量部、アニオン乳化剤（第一工業製薬製ネオゲンＲ）１．５重量部、および過硫酸カリウム０．５５重量部の水溶液混合物に添加し、窒素気流中下で攪拌を７０℃で8時間重合を行った。
【００６８】
重合反応後冷却し、乳白色の粒径０．２５μｍの樹脂エマルジョンを得た。次にこの樹脂エマルジョン２００重量部、ポリエチレンワックスエマルジョン（三洋化成工業製）２０重量部およびフタロシアニンブルー７重量部を、界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２重量部を含んだ水中へ分散し、ジエチルアミンを添加してｐＨを５．５に調整後攪拌しながら電解質として硫酸アルミニウム０．３重量部を加え、次いで攪拌装置（ＴＫホモミキサー）で高速攪拌して分散を行った。
更に、スチレンモノマー４０重量部、アクリル酸ブチル１０重量部、サリチル酸亜鉛５重量部を水４０重量部と共に添加し、窒素気流下で攪拌しながら同様にして、９０℃に加熱し、過酸化水素水を加えて５時間重合し、粒子を成長させた。
【００６９】
重合停止後会合粒子の結合強度を上げるため、ｐＨを５以上に調整しながら９５℃に昇温し、5時間保持した。その後得られた粒子を水洗いし、４５℃で真空乾燥を１０時間行った。この粒子に対し、重量比で平均１次粒径が１２ｎｍの疎水性シリカ１％、平均１次粒径が４０ｎｍの疎水性シリカを０．４％混合しトナーを得た。
得られたトナーの仕事関数を表面分析装置（理研計器製ＡＣ−２型）を用い、照射光量５００ｎＷで測定すると５．５４ｅＶであった。
【００７０】
（感光体の作製）
アルミニウム素管を支持体として下引き層として、アルコール可溶性ナイロン（東レＣＭ８０００）の６重量部とアミノシラン処理された酸化チタン微粒子４重量部をメタノール１００重量部に溶解、分散させてなる塗工液を、リングコーティング法で塗工し、温度１００℃で４０分乾燥させ、膜厚１．５〜２μｍの下引き層を形成した。
この下引き層上に、電荷発生顔料のオキシチタニルフタロシアニン１重量部とブチラール樹脂（積水化学製ＢＸ−１）１重量部とジクロルエタン１００重量部とを、直径１ｍｍのガラスビーズを用いたサンドミルで８時間分散させた。得られた顔料の分散液を、先に作製した支持体上に、リングコートし法で塗工し、８０℃で２０分乾燥させ、膜厚０．３μｍの電荷発生層を形成した。
【００７１】
この電荷発生層上にスチリル化合物の電荷輸送物質４０重量部とポリカーボネート樹脂（帝人化成製パンライトＴＳ）６０重量部をトルエン４００重量部に溶解させ、乾燥膜厚が２２μｍになるように浸漬コーティング法で塗工、乾燥させて電荷輸送層を形成し、２層からなる感光層を有する有機感光体を作製した。得られた感光体の仕事関数を表面分析装置（理研計器製ＡＣ−２型）を用い、照射光量５００ｎＷで測定すると５．４７ｅＶであった。
【００７２】
（中間転写ベルトの作製）
（導電層）
混練り機の設定温度を１８０℃にして、イオン導電性高分子を含むマスターバッチＡ（アクリルシジルエーテル−エチレンオキサイド−エピクロルヒドリン共重合体８０重量部、過塩素酸リチウム４重量部、塩素化ポリエチレン１０重量部、塩化アルミニウムマグネシウムカーボネートハイグレード８重量部）と低透湿性高分子を含むマスターバッチＢ（エチレン−プロピレン−ジエン共重合体２０重量部、塩素化ポリエチレン３重量部）を混練りしながら、イオン導電性高分子のみを加硫させる配合剤Ｃ（テトラメチルチウラムモノスルフィルド０．４重量部、ステアリン酸１重量部、2,4,6−トリメチルカプト−1,3,5−トリアジン０．７重量部）を添加して、イオン導電性高分子を先に加硫させた。
【００７３】
その後、次工程用の配合剤Ｄ（ポリエーテルエステルアミド系１０重量部、ステアリン酸１重量部、亜鉛華１重量部、ジブチルジチオカルバミンカルバミン酸亜鉛０．２重量部、粉末硫黄０．２重量部）を添加して、１００℃で混練りしたものを混練り機から取り出し、環状ダイスを有する一軸押出し機により９０℃にて厚さ２ｍｍのチューブ状に押出した。次に押出しチューブを、環状ダイスと同じ軸線上に支持している冷却インサイドマンドレイルにより内径を規制し冷却固化させてシームレスチューブを作製した。規定寸法に切断し、転写ベルトとして用いるためにゴム厚を０．５ｍｍまで研磨し、導電層（転写層）を得た。得られた導電層の体積抵抗率は６×１０⁹Ω・ｃｍ、仕事関数５．２６ｅＶであった。
【００７４】
（表面層▲１▼（実施例▲１▼））
下記構造式（化１）を有するエポキシのメチルエチルケトンの５０重量％溶液７４．２重量部、導電性シリカ（チタン工業製、ES-650）３．３重量部、高分子系分散剤（味の素ファインテクノ製アジスパーＰＢ７１１）１．４２重量部、メチルエチルケトン３０重量部をペイントコンディショナーにて2時間分散後、下記構造式（化２）を有する硬化剤を１０．３重量部加え、半導電性の被覆用の塗布液とした。この液をベルトの表面にスプレーコートにより塗布乾燥（７０℃で６時間）し、約８μｍの表面層を設けた。
【化１】

【化２】

【００７５】
（表面層▲２▼（実施例▲２▼））
前記構造式（化１）を有するエポキシのメチルエチルケトンの５０重量％溶液７４．２重量部、導電性チタン（チタン工業製、ＥＣ-３００）５重量部、高分子系分散剤（味の素ファインテクノ製アジスパーＰＢ７１１）１．４２重量部、メチルエチルケトン３０重量部をペイントコンディショナーにて2時間分散後、前記構造式（化２）を有する硬化剤を１０．３重量部加え、半導電性の被覆用の塗布液とした。この液をベルトの表面にスプレーコートにより塗布乾燥（７０℃で６時間）し、約８μｍの表面層を設けた。
【００７６】
（表面層▲３▼（比較例▲１▼））
水系ポリエーテルウレタン樹脂（旭電化工業(株)製、アデカボンタイターAM−35）１００重量部、導電性シリカ（チタン工業製、ES-650）５重量部、硬化剤（高旭電化工業(株)製、HUX−11W）１．５重量部をペイントコンディショナーにて２時間分散し半導電性の被覆用の塗布液とした。この液をベルトの表面にスプレーコートにより塗布乾燥（７０℃で６時間）し、約８μｍの表面層を設けた。
【００７７】
（表面層▲４▼（比較例▲２▼））
前記構造式（化１）を有するエポキシのメチルエチルケトンの５０重量％溶液７４．２重量部、導電性カーボンブラック（ＡＫＺＯケミカル社製、ケチェンブラックＥＣ）１．３７重量部、高分子系分散剤（味の素ファインテクノ製アジスパーＰＢ７１１）１．４２重量部、メチルエチルケトン３０重量部をペイントコンディショナーにて2時間分散後、前記構造式（化２）を有する硬化剤を１０．３重量部加え、半導電性の被覆用の塗布液とした。この液をベルトの表面にスプレーコートにより塗布乾燥（７０℃で６時間）し、約８μｍの表面層を設けた。
【００７８】
実験方法
・上記のトナー、感光体、中間転写媒体（表面層▲１▼〜▲４▼）を使用する。

【００７９】
（実験結果の考察）
表１は、トナー、感光体、導電層、表層コート層（表面層）の仕事関数を示し、表２は、実施例▲１▼、▲２▼、比較例▲１▼、▲２▼における逆転写トナー量と露光後の感光体表面電位を示している。
【表１】

【表２】

【００８０】
実施例▲１▼、▲２▼はいずれも（導電層の仕事関数）＜（表面層の仕事関数）なのでプラスイオン導電剤はベルトの導電層４ａから表面層４ｂには移行しない。しかし、比較例▲１▼、▲２▼は仕事関数の大小関係が逆転しているので、電圧というエネルギーを加えた場合にプラスイオン導電剤が表面層４ｂに移行し、ベルト表層からトナー、感光体にまで移行してしまう。このことによって、トナーへ移行した場合はトナーの極性をプラスにし、逆転写トナーの増加を招き、感光体へ移行した場合は感光体の光特性を悪化させる現象を引き起こしてしまう。
【００８１】
さらに、（表面層の仕事関数）＜（トナーの仕事関数）とすれば、仮にプラスイオン導電剤が表面層に移行したとしても、表面層からトナーに移行するのを防止することができ、更に、（表面層の仕事関数）＜（感光体の仕事関数）とすれば、仮にプラスイオン導電剤が表面層に移行したとしても、表面層から感光体に移行するのを防止することができる。
【００８２】
図３は、本発明に係る中間転写媒体の他の１実施形態を示す模式的断面図である。転写工程中に転写電圧の印加によって中間転写ベルト４中のプラスイオン導電剤が中間転写ベルト４から２次転写バックアップローラ（図４の符号１１）本に移行し、２次転写バックアップローラ、中間転写ベルト４の表面性（抵抗、面荒れ、もろさ）を変えて、ベルト耐久性、駆動安定性、転写電界の変動等品質問題を引き起こしてしまう。
【００８３】
この問題を解決するために、本実施形態は、該導電層４ａより感光体１側に形成された表面層４ｂに加えて転写手段６側にも表面層（第２の表面層）４ｃを形成し、導電層４ａの仕事関数が表面層４ｃの仕事関数よりも小さく設定したことを特徴としている。これにより、プラスイオン導電剤が２次転写バックアップローラに移行するのを防止することができる。なお、第２の表面層４ｃに用いる材料は表面層４ｂと同様である。
【００８４】
図１で示す画像形成プロセスをイエローＹ、シアンＣ、マゼンタＭ、ブラックＫからなる４色のトナー（現像剤）による現像器と感光体を組み合わせればフルカラー画像を形成することのできる装置となる。
【００８５】
図４は、本発明の画像形成装置の１実施形態を示す全体構成図である。本実施形態は、タンデム方式のフルカラープリンターを示している。この方式は、感光体と現像部ユニットが同一のユニットすなわち、プロセスカートリッジとして装着できるように構成されており、現像は接触方式の例であるが、非接触方式も採用できる。
【００８６】
この画像形成装置は、駆動ローラ１１、従動ローラ１２の２本のローラのみ張架されて図示矢印方向に循環駆動される中間転写ベルト３０と、この中間転写ベルト３０に対して配置された４個の単色トナー像形成手段２０（Ｙ）、２０（Ｃ）、２０（Ｍ）、２０（Ｋ）とを備え、中間転写ベルト３０に対して複数個の単色トナー像形成手段２０によるトナー像が個別の転写手段１３、１４、１５、１６で順次一次転写されるように構成される。それぞれの一次転写部をＴ１Ｙ、Ｔ１Ｃ、Ｔ１Ｍ、Ｔ１Ｋで示す。
【００８７】
単色トナー像形成手段は、イエロー用のもの２０（Ｙ）と、マゼンタ用のもの２０（Ｍ）と、シアン用のもの（Ｃ）と、ブラック用のもの２０（Ｋ）とが配置されている。これらの単色トナー像形成手段２０（Ｙ）、２０（Ｃ）、２０（Ｍ）、２０（Ｋ）はそれぞれ外周面に感光層を有する感光体２１と、この感光体２１の外周面を一様に帯電させる帯電手段としての帯電ローラ２２と、この帯電ローラ２２より一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段２３と、この露光手段２３により形成された静電潜像に現像剤あるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像手段としての現像ローラ２４とを有している。
【００８８】
これら単色トナー像形成手段２０（Ｙ）、２０（Ｃ）、２０（Ｍ）、２０（Ｋ）は中間転写ベルト３０の張り側に配置されている。中間転写ベルト３０に順次一次転写され、中間転写ベルト３０上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写部Ｔ２において用紙等の記録媒体Ｓに二次転写され、定着ローラ対６１を通ることで記録媒体Ｓ上に定着され、排紙ローラ対６２によって所定の場所、すなわち図示しない排紙トレイ上等へ排出される。５１は記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット、５２は給紙カセット５１から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ、Ｇは二次転写部Ｔ２への記録媒体Ｐの給紙タイミングを規定するゲートローラ対である。
【００８９】
また、６３は中間転写ベルト３０との間で二次転写部Ｔ２を形成する二次転写手段としての二次転写ローラ、６４は二次転写後に中間転写ベルト３０の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレードである。二次転写後のクリーニングブレード６４は、従動ローラ１２にではなく駆動ローラ１１への中間転写ベルト３０の巻きかけ部において中間転写ベルト３０に当接している。
【００９０】
なお、本発明は、上記タンデム方式の画像形成装置に限定されるものではなく、一つの感光体の周囲に４つの現像器を備えた所謂４サイクル方式のフルカラー画像形成装置にも適用可能である。
【００９１】
【発明の効果】
本発明においては、感光体上の静電潜像を負帯電トナーによって現像し、現像されたトナー像を中間転写媒体に転写する画像形成装置において、前記中間転写媒体は、カチオンを導電剤として含む導電層と該導電層より感光体側に形成された表面層の少なくとも２層を有し、前記導電層の仕事関数が前記表面層の仕事関数よりも小さく設定したので、中間転写媒体の電気抵抗の変動を防止するとともに、イオン導電剤が中間転写媒体からトナーへブリードアウトするのを防止し、転写効率を飛躍的に向上させ、感光体のクリーナレスを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置を説明するための図である。
【図２】本発明に係る中間転写媒体の１実施形態を示す拡大断面図である。
【図３】本発明に係る中間転写媒体の他の実施形態を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の画像形成装置の１実施形態を示す全体構成図である。
【符号の説明】
１…感光体、４…中間転写ベルト（中間転写媒体）、
４ａ…導電層、４ｂ…表面層、４ｃ…第２の表面層、
６…転写ローラ（転写手段）、１０…現像器（現像手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus, and in particular, develops an electrostatic latent image on a photoreceptor with color toner, and then transfers the image onto an intermediate transfer medium to form a color toner image on the intermediate transfer medium. In addition, the present invention relates to an image forming apparatus that forms a color image by collectively transferring onto a recording medium such as paper.
[0002]
[Prior art]
Various types of image forming apparatuses that form color images are known. A toner image visualized sequentially with a plurality of colors of toner is formed on a latent image carrier, and a transfer voltage is applied to an intermediate transfer medium. After forming a color image in which colors are overlaid, the image is transferred onto a recording medium such as paper at once, and the toner image is fixed on the recording medium by softening the toner by heating, pressing, etc. An image forming apparatus that forms an image is known.
[0003]
The intermediate transfer medium is formed of a conductive rubber composition or the like having a predetermined volume specific resistance. When the volume specific resistance decreases, image problems such as current leakage and paper stains occur. On the other hand, if the volume resistivity exceeds a predetermined value, the transfer efficiency is poor and it is not suitable for practical use.
In order to impart conductivity to the material constituting the intermediate transfer medium, a method of adding a conductive agent that imparts electronic conductivity such as carbon black into the material (for example, Patent Document 1), or conductivity that imparts ion conductivity. There is a method of adding an agent.
[0004]
However, the method of imparting electronic conductivity with carbon black or the like as in Patent Document 1, the resistance value varies depending on the dispersion conditions of carbon black, variation in the blending amount, etc., and it is difficult to obtain a predetermined range of electrical resistance, In addition, as the amount of the electronic conductive agent added increases, the dependency of the electrical resistance on the applied voltage increases, and a precise applied voltage control device is required to obtain a certain electrical resistance. Further, there is a problem that the processability of the rubber composition is lowered.
[0005]
On the other hand, the method of imparting ionic conductivity can solve the above problem, but the electrical resistance value fluctuates greatly due to environmental changes, and the ionic conductive agent bleeds out from the intermediate transfer medium to the toner. In other words, the polarity of the toner in contact with the intermediate transfer medium is reversed, leading to the generation of transfer residue and reverse transfer toner, resulting in a decrease in transfer efficiency.
[0006]
Therefore, in order to solve this problem, Patent Document 2 supplements the disadvantages of both by laminating a layer in which an electron conductive conductive agent is dispersed and a layer in which an ion conductive conductive agent is dispersed. Have a suggestion to do.
[0007]
[Patent Document 1]
JP2003-5531
[Patent Document 2]
JP-A-8-110711 Publication
[Problems to be solved by the invention]
However, since the method of Patent Document 2 has a layer in which an electroconductive conductive agent is dispersed and a layer in which an ionic conductive conductive agent is dispersed, it has a disadvantage of both. In particular, since the behavior of the material of the high resistance layer becomes dominant, for example, when the layer in which the electroconductive conductive agent is dispersed has a higher resistance than the layer in which the ion conductive conductive agent is dispersed, There is a problem that variation in resistance and voltage dependency increase.
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and in an image forming apparatus using an intermediate transfer medium containing an ionic conductive agent, prevents fluctuation of the electric resistance of the intermediate transfer medium and It is an object of the present invention to prevent bleeding out of the intermediate transfer medium to the toner, dramatically improve transfer efficiency, and realize a cleaner-less photoreceptor.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
For this purpose, the image forming apparatus of the present invention develops an electrostatic latent image on a photoreceptor with negatively charged toner, and transfers the developed toner image to an intermediate transfer medium. A conductive layer containing as a conductive agent and a surface layer formed on the photoreceptor side of the conductive layer, the work function of the conductive layer being set smaller than the work function of the surface layer, To do.
Further, the work function of the surface layer is set smaller than the work function of the toner.
Further, the work function of the surface layer is set smaller than the work function of the photoreceptor.
Further, the second surface layer is formed on the transfer means side from the conductive layer, and the work function of the conductive layer is set smaller than the work function of the second surface layer.
Further, the photoconductor cleaning means is eliminated.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a view for explaining an image forming apparatus of the present invention, and shows an example of a non-contact developing system. It is also applicable to the contact development method.
The photoreceptor 1 is a photoreceptor drum having a diameter of 24 to 86 mm and rotating at a surface speed of 60 to 300 mm / s. After the surface is uniformly negatively charged by the corona charger 2, exposure 3 corresponding to information to be recorded is performed. As a result, an electrostatic latent image is formed.
The developing device 10 is a one-component developing device, and reversely develops the electrostatic latent image on the organic photoreceptor 1 by supplying a negatively charged toner T made of a one-component non-magnetic toner onto the organic photoreceptor 1 so that it is visible. It is to be imaged. The developing means 10 contains a one-component non-magnetic toner T, and the toner is supplied to the developing roller 9 by a toner supply roller 7 that rotates as shown by the arrow in the drawing. The developing roller 9 rotates in the same direction as the toner supply roller 7, transports the toner T transported by the toner supply roller 7 to the vicinity of the organic photoreceptor 1 while holding the toner T on the surface, and on the organic photoreceptor 1. The electrostatic latent image is visualized.
[0011]
The developing roller 9 has a diameter of 16 to 24 mm, for example, a roller in which a metal pipe is plated or blasted, or a volume resistance made of butadiene rubber, styrene butadiene rubber, ethylene propylene rubber, urethane rubber, silicone rubber or the like on the peripheral surface of the central shaft. A conductive elastic layer having a value of 10 ⁴ to 10 ⁸ Ω · cm and a hardness of 40 to 70 ° (Asker A hardness) is formed, and a developing bias voltage is supplied from a power source (not shown) through the tube shaft and the like. Applied.
[0012]
The regulating blade 8 is made of stainless steel, phosphor bronze, rubber plate, or a thin metal plate with a rubber chip bonded to it. The developing roller 9 is biased by a spring or the like (not shown) or as an elastic body. It is preferable that the toner layer on the developing roller 9 has a thickness of approximately one to two layers by being pressed with a repulsive force at a linear pressure of 245 to 490 mN / cm.
[0013]
In the non-contact development method, the dark potential of the photosensitive member is −500 to −700 V, the light potential is −50 to −150 V, and the development bias voltage is −100 to −400 V although not shown. The developing roller 9 and the toner supply roller 7 are preferably set to the same potential. Further, the peripheral speed of the developing roller 9 may be 1.1 to 2.5, preferably 1.2 to 2.2, with respect to the organic photoreceptor 1, so that the toner having a small particle diameter can be obtained. Even particles can be reliably charged with the organic photoreceptor 1.
[0014]
Further, the work functions of the regulating blade 8 and the developing roller 9 are made smaller than the work function of the toner, and the toner that contacts the regulating blade 8 is negatively charged by contact to make the toner more uniform negatively charged. be able to. Alternatively, the toner charge amount may be controlled by applying a voltage to the regulating blade 8 and injecting electric charge into the toner contacting the blade.
[0015]
The intermediate transfer medium 4 is sent between the photoreceptor 1 and a transfer roller (transfer means) 6, and a visible image on the photoreceptor 1 is transferred onto the intermediate transfer medium 4 by applying a voltage. A toner image is formed on the intermediate transfer medium 4. Normally, the toner remaining on the photoconductor is removed by a cleaning blade. However, in the present invention, the transfer efficiency is 99.5% or more (when the toner remaining on the photoconductor is transferred onto a white paper in the next rotation). The amount of toner is not visible), and the cleaner of the photoconductor is realized. The electrostatic charge on the photosensitive member 1 is erased by a static elimination lamp, and the photosensitive member is reused.
[0016]
As the intermediate transfer medium 4, a transfer belt or a transfer drum can be used, and a voltage of +250 to +600 V is applied to the conductive layer as a primary transfer voltage, and in the secondary transfer to a recording medium material such as paper. A voltage of +400 to +2800 V may be applied as the secondary transfer voltage.
As a transfer belt, a transfer layer is provided on a film or sheet made of a synthetic resin substrate, and the other is provided with a transfer layer as a surface layer on a base layer of an elastic body. As the transfer drum, when an organic photosensitive layer is provided on a drum having a rigid photoreceptor, for example, an aluminum drum, the transfer medium is an elastic surface layer on a rigid drum base such as aluminum. A certain transfer layer is provided. Further, when the support of the photoreceptor is a belt or a so-called elastic photoreceptor having a photosensitive layer on an elastic support such as rubber, the transfer medium is directly on a rigid drum base such as aluminum. Alternatively, a transfer layer may be provided via a conductive intermediate layer.
As the substrate, a conductive or insulating substrate can be used. In the case of a transfer belt, a volume resistance of 10 ⁴ to 10 ¹² Ω · cm, preferably 10 ⁶ to 10 ¹¹ Ω · cm is preferable.
[0017]
Next, details of each component will be described.
The organic photoreceptor 1 may be an organic single layer type or an organic laminate type. As the organic laminate type photoreceptor, a charge generation layer and a charge transport layer are sequentially laminated on a conductive support through an undercoat layer. Is.
[0018]
As the conductive support, a known conductive support can be used. For example, a conductive support having a volume resistance of 10 ¹⁰ Ω · cm or less, such as a tube or polyethylene terephthalate in which an aluminum alloy is processed such as cutting. Examples thereof include a film formed by depositing aluminum on a film or imparting conductivity by a conductive paint, and a tubular, belt-shaped, plate-shaped, sheet-shaped support formed by forming a conductive polyimide resin. As another example, a metal belt in which nickel electroformed pipes, stainless steel pipes and the like are made seamless can also be suitably used.
[0019]
As the undercoat layer provided on the conductive support, a known undercoat layer can be used. For example, the undercoat layer is provided for the purpose of improving adhesion, preventing moire, improving the coatability of the upper charge generation layer, and reducing the residual potential during exposure. The resin used for the undercoat layer is preferably a resin having high resistance to dissolution with respect to the solvent used for the photosensitive layer in view of coating the photosensitive layer thereon. Soluble resins used include water-soluble resins such as polyvinyl alcohol, casein, and sodium polyacrylate, alcohol-soluble resins such as vinyl acetate, copolymerized nylon, and methoxymethylated nylon, polyurethane, melamine resin, and epoxy resin. These can be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may make these resins contain metal oxides, such as titanium dioxide and a zinc oxide.
[0020]
As the charge generation pigment in the charge generation layer, known materials can be used. For example, phthalocyanine pigments such as metal phthalocyanine and metal-free phthalocyanine, azulenium salt pigments, squaric acid methine pigments, azo pigments having a carbazole skeleton, azo pigments having a triphenylamine skeleton, azo pigments having a diphenylamine skeleton, dibenzothiophene skeleton Azo pigments having a fluorene skeleton, azo pigments having an oxadiazole skeleton, azo pigments having a bis-stilbene skeleton, azo pigments having a distyryl oxadiazole skeleton, azo pigments having a distyrylcarbazole skeleton, perylene Pigments, anthraquinone or polycyclic quinone pigments, quinoneimine pigments, diphenylmethane and triphenylmethane pigments, benzoquinone and naphthoquinone pigments, cyanine and azomethine pigments Indigoid pigments, and bisbenzimidazole pigments. These charge generation pigments can be used alone or in combination of two or more.
[0021]
Examples of the binder resin in the charge generation layer include polyvinyl butyral resin, partially acetalized polyvinyl butyral resin, polyarylate resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, and the like. The composition ratio of the binder resin and the charge generating material is in the range of 10 to 1000 parts by weight with respect to 100 parts of the binder resin.
[0022]
A known material can be used as the charge transport material constituting the charge transport layer, and there are an electron transport material and a hole transport material. Examples of the electron transporting material include electron accepting materials such as chloranil, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, paradiphenoquinone derivatives, benzoquinone derivatives, and naphthoquinone derivatives. . These electron transport materials can be used alone or in combination of two or more.
[0023]
Examples of hole transport materials include oxazole compounds, oxadiazole compounds, imidazole compounds, triphenylamine compounds, pyrazoline compounds, hydrazone compounds, stilbene compounds, phenazine compounds, benzofuran compounds, butadiene compounds, benzidine compounds, and derivatives of these compounds. Can be mentioned. These electron donating substances can be used alone or in combination of two or more.
[0024]
The charge transport layer may contain an antioxidant, an anti-aging agent, an ultraviolet absorber and the like for preventing the deterioration of these substances.
As the binder resin in the charge transport layer, polyester, polycarbonate, polysulfone, polyarylate, polyvinyl butyral, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, silicone resin, etc. can be used. Polycarbonate is preferable in view of compatibility with a transport material, film strength, solubility, and stability as a coating material. The composition ratio of the binder resin and the charge transport material is used in the range of 25 to 300 parts by weight with respect to 100 parts of the binder resin.
[0025]
In order to form the charge generation layer and the charge transport layer, a coating solution may be used, and the solvent varies depending on the type of the binder resin. For example, alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, etc. Ketones, amides such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, ethers such as tetrahydrofuran, dioxane and ethylene glycol monomethyl ether, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, chloroform, methylene chloride, Aliphatic halogenated hydrocarbons such as dichloroethylene, carbon tetrachloride, and trichloroethylene, or aromatics such as benzene, toluene, xylene, and monochlorobenzene can be used.
[0026]
The charge generating pigment may be dispersed and mixed using a mechanical method such as a sand mill, ball mill, attritor, or planetary mill.
Coating methods for the undercoat layer, charge generation layer and charge transport layer include dip coating method, ring coating method, spray coating method, wire bar coating method, spin coating, blade coating method, roller coating method, air knife coating method, etc. Use the method. In addition, the drying after coating is preferably performed by drying at room temperature and then heating and drying at a temperature of 30 to 200 ° C. for 30 to 120 minutes. The film thickness after drying is 0.05 to 10 μm, preferably 0.1 to 3 μm, in the charge generation layer. In the charge transport layer, the thickness is in the range of 5 to 50 μm, preferably 10 to 40 μm.
[0027]
In addition, the single-layer organic photoreceptor layer has a binder and a binder, such as a charge generating agent, a charge transport agent, and a sensitizer, on the conductive support described in the above-mentioned organic laminated photoreceptor. It is prepared by coating and forming a single-layer organic photosensitive layer made of a solvent or the like. The organic negatively charged single layer type photoreceptor is preferably prepared according to, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-19746.
[0028]
Examples of the charge generator in the single-layer organic photosensitive layer include phthalocyanine pigments, azo pigments, quinone pigments, perylene pigments, quinothiaton pigments, indigo pigments, bisbenzimidazole pigments, and quinacridone pigments. These are phthalocyanine pigments and azo pigments. Examples of the charge transport agent include hydrazone-based, stilbene-based, phenylamine-based, arylamine-based, diphenylbutadiene-based, oxazole-based organic hole-transporting compounds, and sensitizers include various electron-withdrawing organic compounds. Examples thereof include paradiphenoquinone derivatives, naphthoquinone derivatives and chloranil which are also known as electron transport agents. Examples of the binder include thermoplastic resins such as polycarbonate resin, polyarylate resin, and polyester resin.
[0029]
The composition ratio of each component is 40 to 75% by weight of binder, 0.5 to 20% by weight of charge generator, 10 to 50% by weight of charge transport agent, and 0.5 to 30% by weight of sensitizer, preferably binder. 45 to 65% by weight, charge generating agent 1 to 20% by weight, charge transporting agent 20 to 40% by weight, and sensitizer 2 to 25% by weight. The solvent is preferably a solvent that is not soluble in the undercoat layer, and examples thereof include toluene, methyl ethyl ketone, and tetrahydrofuran.
Each component is pulverized / dispersed and mixed with a stirrer such as a homomixer, a ball mill, a sand mill, an attritor, or a paint conditioner to obtain a coating solution. The coating solution is applied and dried on the undercoat layer by dip coating, ring coating, spray coating or the like so as to have a film thickness of 15 to 40 μm, preferably 20 to 35 μm, to form a single-layer organic photoreceptor layer.
[0030]
The toner used in the present invention may be either a toner obtained by a pulverization method or a polymerization method, but a polymerization method toner having good circularity is preferred.
As a pulverized toner, at least a pigment is contained in a resin binder, a release agent, a charge control agent, etc. are added, and uniformly mixed with a Henschel mixer, etc., melted and kneaded with a twin screw extruder, cooled and coarsely pulverized. -After a fine pulverization step, classification is performed, and further, external additive particles are attached to form toner particles.
[0031]
As the binder resin, synthetic resins used as toner resins can be used. For example, polystyrene, poly-α-methylstyrene, chloropolystyrene, styrene-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene- Butadiene copolymer, styrene-vinyl chloride copolymer, styrene-vinyl acetate copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-acrylic Styrene resins such as acid ester-methacrylic acid ester copolymer, styrene-α-methyl acrylate copolymer, styrene-acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer Homopolymers containing substituents Or copolymer, polyester resin, epoxy resin, urethane modified epoxy resin, silicone modified epoxy resin, vinyl chloride resin, rosin modified maleic acid resin, phenyl resin, polyethylene, polypropylene, ionomer resin, polyurethane resin, silicone resin, ketone resin, An ethylene-ethyl acrylate copolymer, a xylene resin, a polyvinyl butyral resin, a terpene resin, a phenol resin, an aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin can be used alone or in combination.
[0032]
Particularly in the present invention, a styrene-acrylic acid ester resin, a styrene-methacrylic acid ester resin, and a polyester resin are preferable. The binder resin preferably has a glass transition temperature of 50 to 75 ° C and a flow softening temperature of 100 to 150 ° C.
[0033]
As the colorant, a toner colorant can be used. For example, carbon black, lamp black, magnetite, titanium black, chrome yellow, ultramarine blue, aniline blue, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa Yellow G, rhodamine 6G, chalcoil blue, quinacridone, benzidine yellow, rose bengal, malachite green lake, quinoline Yellow, C.I. I. Pigment red 48: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 184, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 97, C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. Solvent Yellow 162, C.I. I. Pigment blue 5: 1, C.I. I. Dye and pigment such as CI Pigment Blue 15: 3 can be used alone or in combination.
[0034]
As the release agent, a release agent for toner can be used. Examples thereof include paraffin wax, micro wax, micro crystallin wax, cadilla wax, carnauba wax, rice wax, montan wax, polyethylene wax, polypropylene wax, oxidized polyethylene wax, oxidized polypropylene wax and the like. Among them, it is preferable to use polyethylene wax, polypropylene wax, carnauba wax, ester wax and the like.
[0035]
As the charge adjusting agent, a charge adjusting agent for toner can be used. For example, oil black, oil black BY, Bontron S-22 and S-34 (manufactured by Orient Chemical Industry), salicylic acid metal complex E-81, E-84 (manufactured by Orient Chemical Industry), thioindigo pigment, sulfonylamine of copper phthalocyanine Derivatives, Spiron Black TRH (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), calixarene compounds, organic boron compounds, fluorine-containing quaternary ammonium salt compounds, monoazo metal complexes, aromatic hydroxyl carboxylic acid metal complexes, aromatic dicarboxylic acid metals Examples include complexes and polysaccharides. Of these, colorless or white ones are preferred for color toners.
[0036]
The component ratio in the pulverized toner is 0.5 to 15 parts by weight, preferably 1 to 10 parts by weight, and 1 to 10 parts by weight of the release agent with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The charge control agent is 0.1 to 7 parts by weight, preferably 0.5 to 5 parts by weight.
[0037]
In the case of the pulverized toner, when it is intended to improve the transfer efficiency, it may be spheroidized. For this purpose, as a device capable of pulverizing in a relatively round sphere in the pulverization step, for example, a mechanical pulverizer. If a known turbo mill (manufactured by Kawasaki Heavy Industries) is used, the circularity can be increased to 0.93. Alternatively, the degree of circularity can be increased to 1.00 by using a hot air spheronizer (manufactured by Nippon Pneumatic Industry) for the pulverized toner.
The average particle diameter and the circularity of the toner particles are values measured with a particle image analyzer (FPIA2100 manufactured by Sysmex).
[0038]
Examples of the polymerization toner include toners obtained by suspension polymerization, emulsion polymerization, dispersion polymerization and the like. In the suspension polymerization method, a polymerizable monomer, a color pigment, and a release agent are further dissolved as necessary, and a complex added with a dye, a polymerization initiator, a crosslinking agent, a charge control agent, and other additives is dissolved or dissolved. The dispersed monomer composition is added to an aqueous phase containing a suspension stabilizer (water-soluble polymer, poorly water-soluble inorganic substance) with stirring, granulated, and polymerized to obtain a desired particle size. It is possible to form colored polymer toner particles having the same.
[0039]
In the emulsion polymerization method, polymerization is performed by dispersing a polymerization initiator, an emulsifier (surfactant), etc. in water if necessary, and then a monomer and a release agent. Colored toner particles having a desired particle size can be formed by adding an agent (electrolyte) or the like.
With respect to the colorant, the release agent, and the charge control agent, the same materials as those for the pulverized toner described above can be used in the materials used for the production of the polymerization toner.
[0040]
As the polymerizable monomer component, known vinyl monomers can be used. For example, styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-methoxystyrene, p -Ethyl styrene, vinyl toluene, 2,4-dimethyl styrene, pn-butyl styrene, p-phenyl styrene, p-chloro styrene, divinyl benzene, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, acrylic acid n- Butyl, isobutyl acrylate, n-octyl acrylate, dodecyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, phenyl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, methacryl Propyl acid, N-butyl tacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid , Cinnamic acid, ethylene glycol, propylene glycol, maleic anhydride, phthalic anhydride, ethylene, propylene, butylene, isobutylene, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide, vinyl fluoride, vinyl acetate, vinyl propyleneate, acrylonitrile, Examples include methacrylonitrile, vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl ketone, vinyl hexyl ketone, vinyl naphthalene and the like. Examples of fluorine-containing monomers include 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl acrylate, vinylidene fluoride, ethylene trifluoride, tetrafluoroethylene, and trifluoropropylene. Since fluorine atoms are effective for negative charge control, they can be used.
[0041]
Examples of the emulsifier (surfactant) include sodium dodecylbenzene sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium oleate, sodium laurate, potassium stearate, calcium oleate, dodecyl ammonium chloride, dodecyl ammonium bromide. , Dodecyl trimethyl ammonium bromide, dodecyl pyridinium chloride, hexadecyl trimethyl ammonium bromide, dodecyl polyoxyethylene ether, hexadecyl polyoxyethylene ether, lauryl polyoxyethylene ether, sorbitan monooleate polyoxyethylene ether, and the like.
[0042]
Examples of the polymerization initiator include potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, 4,4′-azobiscyanovaleric acid, t-butyl hydroperoxide, benzoyl peroxide, 2,2′-azobis- There are isobutyronitrile and the like.
[0043]
Examples of the flocculant (electrolyte) include sodium chloride, potassium chloride, lithium chloride, magnesium chloride, calcium chloride, sodium sulfate, potassium sulfate, lithium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate, zinc sulfate, aluminum sulfate, and iron sulfate. Can be mentioned.
[0044]
As a method for adjusting the circularity of the polymerization toner, the emulsion polymerization method can freely change the circularity by controlling the temperature and time during the aggregation process of the secondary particles, and its range is from 0.94 to 1. .00. In the suspension polymerization method, since a true spherical toner is possible, the circularity is in the range of 0.98 to 1.00. Further, the degree of circularity can be freely adjusted from 0.94 to 0.98 by heating and deforming at a temperature equal to or higher than the Tg temperature of the toner in order to adjust the degree of circularity.
The number average particle size of the toner is preferably 9 μm or less, and more preferably 8 μm to 4.5 μm. For toners larger than 9 μm, even if a latent image is formed at a high resolution of 1200 dpi or higher, the reproducibility of the resolution is lower than that of a toner having a small particle diameter. In addition, the amount of the external additive used to increase the fluidity increases, and as a result, the fixing performance tends to decrease.
[0045]
Next, the external additive will be described. The toner particles according to the present invention include, as external additives, silica particles, and surface-modified silica in which the surface of the silica is modified with an oxide or hydroxide of at least one metal selected from titanium, tin, zirconium and aluminum The surface-modified silica particles are contained in a ratio of 1.5 times or less by weight with respect to the silica particles.
[0046]
As other external additives, various fluidity improvers for inorganic and organic toners can be used. For example, positively charged silica, titanium dioxide, alumina, zinc oxide, magnesium fluoride, silicon carbide, boron carbide, titanium carbide, zirconium carbide, boron nitride, titanium nitride, zirconium nitride, zirconium oxide, zinc oxide, magnesium carbonate, Magnetite, molybdenum disulfide, aluminum stearate, magnesium stearate, zinc stearate, calcium stearate, strontium titanate and other metal titanate and silicon metal salt fine particles can be used. These fine particles are preferably used after being hydrophobized with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a higher fatty acid, silicone oil or the like. Examples of other resin fine particles include acrylic resin, styrene resin, and fluororesin. The fluidity improvers can be used alone or in combination, and the amount used is preferably 0.1 to 5 parts by weight, more preferably 0.5 to 4.0 parts by weight, based on 100 parts by weight of the toner.
[0047]
As the silica particles, any of particles prepared by dry processing from a halide of silicon or the like and those obtained by a wet method in which a silicon compound is precipitated in a liquid can be used.
And the average particle diameter of the primary particle of a silica particle is preferably 7 nm to 40 nm, and more preferably 10 nm to 30 nm. On the other hand, when the average particle diameter of the primary particles of the silica particles is smaller than 7 nm, the silica particles are easily embedded in the toner base particles, and negatively charged easily. If it exceeds 40 nm, the fluidity imparting effect of the toner base particles deteriorates and it becomes difficult to uniformly charge the toner negatively. As a result, the amount of positively charged toner that is reversely charged tends to increase.
[0048]
As the silica particles, it is preferable to use a mixture of silicas having different number average particle size distributions. By containing an external additive having a large particle size, it is possible to prevent the external additive from being embedded in the toner particles. The preferred fluidity can be obtained by the small-diameter silica particles.
Specifically, the number average primary particle diameter of one silica is preferably 5 nm to 20 nm, and more preferably 7 to 16 nm. Moreover, it is preferable that the number average primary particle diameter of the other silica is 30 nm to 50 nm, and it is more preferable to use particles having 30 to 40 nm in combination.
The particle diameter of the external additive is measured by observation with an electron microscope image, and the number average particle diameter is defined as the average particle diameter.
[0049]
Silica particles used as an external additive are preferably used after being hydrophobized with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a higher fatty acid, silicone oil, etc., for example, dimethyldichlorosilane, octyltrimethoxysilane, hexa Methyldisilazane, silicone oil, octyl-trichlorosilane, decyl-trichlorosilane, nonyl-trichlorosilane, (4-iso-propylphenyl) -trichlorosilane, (4-tert-butylphenyl) -trichlorosilane, dipentyl-dichlorosilane, Dihexyl-dichlorosilane, dioctyl-dichlorosilane, dinonyl-dichlorosilane, didecyl-dichlorosilane, didodecyl-dichlorosilane, (4-tert-butylphenyl) -octyl-dichlorosilane, didecenyl-dichlorosilane Dinonenyl-dichlorosilane, di-2-ethylhexyl-dichlorosilane, di-3,3-dimethylpentyl-dichlorosilane, trihexyl-chlorosilane, trioctyl-chlorosilane, tridecyl-chlorosilane, dioctyl-methyl-chlorosilane, octyl-dimethyl-chlorosilane, (4- iso-propylphenyl) -diethyl-chlorosilane and the like.
[0050]
In addition, it is preferable to use a predetermined amount of silica particles and silica whose surface is modified with a metal compound in combination with the silica particles. As the surface-modified silica, silica particles having a specific surface area of 50 to 400 m ² / g are coated with at least one hydroxide or oxide selected from titanium, tin, zirconium and aluminum.
These blending amounts are 1 to 30 parts by weight of a slurry coated with these hydroxides and oxides with respect to 100 parts by weight of silica particles, and then 3 to 50 parts of alkoxysilane with respect to the solid content in the slurry. After coating a weight part, it can obtain by performing neutralization with an alkali, filtering, washing | cleaning, drying, and grind | pulverizing. As the silica fine particles used for the surface-modified silica, any particles produced by a wet method or a gas phase method can be used.
[0051]
For the surface modification of the silica particles, an aqueous solution containing at least one of titanium, tin, zirconium and aluminum can be used. For example, titanium sulfate, titanium tetrachloride, tin chloride, stannous sulfate, oxy Zirconium chloride, zirconium sulfate, zirconium nitrate, aluminum sulfate, sodium aluminate and the like can be mentioned.
Surface modification of silica particles with these metal oxides and hydroxides can be performed by treating a slurry of silica particles with an aqueous solution of these metal compounds. The treatment temperature is preferably 20 to 90 ° C.
[0052]
Next, a hydrophobic treatment is performed by coating with alkoxysilane. In the hydrophobization treatment, the pH of the slurry is adjusted to 2 to 6, preferably 3 to 6, and then 30 to 50 parts by weight of at least one alkoxysilane is added to 100 parts by weight of silica fine particles, and the temperature of the slurry is adjusted. It can implement | achieve by adjusting to 20-100 degreeC, Preferably it is 30-70 degreeC, and performing a hydrolysis and a condensation reaction.
[0053]
Moreover, after adding alkoxysilane, after stirring a slurry, it is preferable to adjust pH to 4-9, preferably 5-7, and accelerate | stimulate a condensation reaction. The pH can be adjusted using sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, aqueous ammonia, ammonia gas or the like. By performing such treatment, stable fine particles that have been uniformly hydrophobized can be obtained.
Next, the surface-modified silica fine particles can be obtained by filtering the slurry, washing it with water and drying it.
Drying is 100-190 degreeC, Preferably it is 110-170 degreeC. If it is less than 100 ° C., the drying efficiency is poor and the hydrophobicity is lowered, which is not preferable. Moreover, when it exceeds 190 degreeC, since discoloration and the fall of the hydrophobization degree will occur by thermal decomposition of a hydrocarbon group, it is not preferable.
In the hydrophobization treatment, alkoxysilane may be added to the surface-modified silica particles and then coated using a Henschel mixer or the like.
[0054]
In the present invention, these external additives are preferably 0.05 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles.
When the amount is less than 0.05 parts by weight, there is no effect on fluidity imparting and overcharge prevention. On the other hand, when the amount exceeds 2 parts by weight, the amount of negatively charged charge decreases and at the same time, the positively charged with reverse polarity. As a result, the amount of toner increases and the amount of fog and reverse transfer toner increases.
[0055]
FIG. 2 is a schematic enlarged sectional view showing an embodiment of the intermediate transfer medium according to the present invention. In the present embodiment, in the image forming apparatus in which the electrostatic latent image on the photoreceptor 1 is developed with negatively charged toner and the developed toner image is transferred to the intermediate transfer medium 4, the intermediate transfer medium 4 has cations. It has at least two layers of a conductive layer 4a containing as a conductive agent and a surface layer 4b formed closer to the photoreceptor 1 than the conductive layer 4a, and the work function of the conductive layer 4a is set smaller than the work function of the surface layer 4b. As a result, fluctuations in the electrical resistance of the intermediate transfer medium 4 can be prevented, and the ionic conductive agent in the conductive layer 4a can be prevented from bleeding out from the intermediate transfer medium 4 to the toner. The efficiency can be dramatically improved, and the cleaner-less photoconductor can be realized.
[0056]
The work function in the present invention will be described. The work function (Φ) of a substance is known as the energy required to extract electrons from the substance. The smaller the work function, the easier it is to emit electrons, and the larger the work function, the harder it is to emit electrons. Therefore, when a substance having a small work function is brought into contact with a substance having a small work function, the substance having a small work function is positively charged, and the substance having a large work function is negatively charged.
[0057]
The work function (Φ) is measured using a surface analyzer (AC-2, low energy electronic counting method manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.). In the present invention, in the apparatus, a deuterium lamp is used, the irradiation light quantity is set to 500 nW, monochromatic light is selected by a spectroscope, the irradiation area is set to 4 mm square, and the energy scanning range is 3.4 to 6. The sample is irradiated at 2 eV and at a measurement time of 10 sec / 1 place. It is obtained by detecting photoelectrons emitted from the sample surface, and the work function is measured with a repeatability (standard deviation) of 0.02 eV. In addition, as a measurement environment for ensuring data reproducibility, a 24-hour standing product was used as a measurement sample under the conditions of operating temperature and humidity of 25 ° C. and 55% RH.
[0058]
As shown in FIG. 2, the intermediate transfer medium 4 of the present embodiment includes at least two of a conductive layer 4a containing a cation (plus ion) as a conductive agent and a surface layer 4b formed on the photoreceptor 1 side from the conductive layer 4a. Has a layer.
The conductive layer 4a is made of a polymer material having ionic conductivity. Polymer fine particles exhibiting positive ion conductivity are dispersed in a polymer with low moisture permeability, and the ratio of the blending amount (weight) is 85/15 to 40/60, preferably between the former and the latter. Is preferably 80/20 to 50/50.
In order to disperse the polymer having ionic conductivity in the polymer having low moisture permeability, a chemical for vulcanizing the former polymer is added to the kneaded product, and the kneading is performed at 140 ° C. to 220 ° C. Fine dispersion in the latter polymer is carried out at a temperature. The kneading can be performed by a known method, for example, using a kneading apparatus such as an open roll, a Banbury mixer, a kneader. In order to further reduce the dispersed fine particle size of the ion conductive polymer, a compatibilizing agent may be added to adjust the particle size.
[0059]
Further, when the electric resistance of the ion conductive intermediate transfer medium is further lowered, an ion conductivity imparting agent can be added separately. In addition to the vulcanizing agent, a vulcanization accelerator or a vulcanization acceleration auxiliary can be used in combination, and may be used in combination with the vulcanizing agent in a form suitable for the ion conductive polymer to be used. .
Examples of polymers exhibiting ionic conductivity include polyepichlorohydrin, polyethylene oxide-epichlorohydrin copolymer, allyl glycidyl ether-ethylene oxide-epichlorohydrin copolymer, allyl glycidyl ether-polypropylene oxide-epichlorohydrin copolymer, acrylonitrile- Heat of rubber such as butadiene copolymer, polychloroprene, acrylic rubber, urethane rubber, styrene-isoprene-styrene block copolymer and its hydrogenated product, styrene-butadiene-styrene copolymer and its hydrogenated product Plastic elastomers are preferably used alone or in combination.
[0060]
Examples of polymers with low moisture permeability include butyl rubber, halogenated butyl rubber, brominated products of copolymers of alkylstyrene and isobutylene, ethylene-propylene copolymers and modified products thereof, ethylene-propylene-diene copolymers , Chlorinated polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, styrene-butadiene rubber, polyisoprene, polynorbornene, rubber such as polychloroprene, and polyethylene, polypropylene, nylon, urethane, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polycarbonate, styrene Thermoplastic resins such as isoprene-styrene copolymers and hydrogenated products thereof can be used. Among them, butyl rubber, halogenated butyl rubber, bromide of copolymer of alkylstyrene and isobutylene, ethylene Ren copolymer, ethylene - propylene - diene copolymer is preferred.
[0061]
Further, as the vulcanizing agent, sulfur-containing substances, organic peroxides, triazines and the like can be used. As vulcanization accelerators, guanidines, thioureas, dithiocarbamates, thiurams and the like can be used, and as vulcanization accelerators, zinc oxide, magnesium oxide, stearic acid, triethanolamine and the like can be used.
[0062]
In the case of a polymer that does not have ionic conductivity, an intermediate transfer medium having ionic conductivity by adding an ionic conductivity-imparting agent to a polymer material having low moisture permeability as described above. The polymer composition can be obtained.
Examples of ionic conductivity imparting agents include lithium perchlorate, sodium perchlorate, lithium chloride, lithium bromide, lithium iodide, lithium nitrate, lithium thiocyanate, sodium thiocyanate, lithium trifluoromethyl nitrate, bromide Sodium, sodium iodide, sodium thiocyanate, sodium perchlorate, sodium trifluoromethyl sulfate, potassium iodide, potassium thiocyanate, potassium perchlorate, and their zinc, calcium, magnesium, ammonium salts, etc. Can be used. Further, a polymer type antistatic agent can be used in combination, and specifically, there are a quaternary ammonium base-containing copolymer and a polyether ester amide type.
Further, these ion conductive materials may be used in combination with the above-described polymer materials having ion conductivity.
[0063]
In order to obtain a transfer belt, the kneaded product vulcanized in a kneader can be taken out and molded by a known method such as a continuous melt extrusion molding method, an injection molding method or a blow molding method. If necessary, the transfer belt having a desired surface roughness can be finished by surface polishing.
[0064]
In the case of producing a substrate with a film or sheet, a belt can be produced by ultrasonic welding of the end face to form a belt. Specifically, a conductive layer and a sheet or film are formed on the sheet or film. A transfer belt having desired physical properties can be produced by performing ultrasonic welding after providing the surface layer.
[0065]
Next, the surface layer 4b is provided on the conductive layer 4a by molding by melt molding, injection molding, dip coating or spray coating. The thickness of the surface layer 4b is desirably a thin film so as not to erase the mechanical properties (hardness, elastic modulus, etc.) of the material of the conductive layer (base material) 4a. The numerical value is 100 μm or less, preferably 5 to 15 μm.
[0066]
Examples of rubbers, elastomers, and resins used for the surface layer 4b include styrene-butadiene rubber, high styrene rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, ethylene-propylene copolymer, acrylonitrile butadiene rubber, and chloroprene rubber. Butyl rubber, silicon rubber, fluorine rubber, nitrile rubber, urethane rubber, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber and norbornene rubber. Resins include polystyrene, chloropolystyrene, poly-α-methylstyrene, styrene-butadiene copolymer, styrene-vinyl chloride copolymer, styrene-vinyl acetate copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene. -Acrylate ester copolymer (styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer and styrene-phenyl acrylate copolymer) Polymer), styrene-methacrylic acid ester copolymer (styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-phenyl methacrylate copolymer, etc.), styrene-α-chloroacrylic acid Methyl copolymer, styrene-acrylonitrile-acrylic Styrene resins (monopolymers or copolymers containing styrene or styrene-substituted products), vinyl chloride resins, styrene-vinyl acetate copolymers, rosin-modified maleic acid resins, phenol resins, epoxies Resin, polyester resin, low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, ionomer resin, polyurethane resin, silicone resin, ketone resin, ethylene-ethyl acrylate copolymer, xylene resin, fluororesin, polycarbonate resin, polyamide resin, polyvinyl butyral resin and these These are selected in consideration of resistance characteristics when mixed with various fillers and additives such as conductive agents and highly lubricating powders.
As a method of mixing and dispersing various fillers and additives in the binder component, known ones can be appropriately used in consideration of the resistance characteristics of the intermediate transfer member. When the binder component is rubber or elastomer, an apparatus such as a roll mill, a kneader, or a Banbury mixer is used. ]
【Example】
Specific examples of the present invention will be described below.
(Production of toner)
A monomer mixture composed of 80 parts by weight of styrene monomer, 20 parts by weight of butyl acrylate, and 5 parts by weight of acrylic acid was mixed with 105 parts by weight of water, 1 part by weight of nonionic emulsifier (Daiichi Kogyo Seiyaku Ema Proverbs 950) The mixture was added to an aqueous mixture of 1.5 parts by weight of Neogen R) manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. and 0.55 parts by weight of potassium persulfate, followed by polymerization at 70 ° C. for 8 hours under stirring in a nitrogen stream.
[0068]
After the polymerization reaction, the mixture was cooled to obtain a milky white resin emulsion having a particle size of 0.25 μm. Next, 200 parts by weight of this resin emulsion, 20 parts by weight of polyethylene wax emulsion (manufactured by Sanyo Chemical Industries) and 7 parts by weight of phthalocyanine blue are dispersed in water containing 0.2 parts by weight of sodium dodecylbenzenesulfonate as a surfactant. Then, diethylamine was added to adjust the pH to 5.5, and 0.3 parts by weight of aluminum sulfate was added as an electrolyte while stirring, followed by high-speed stirring with a stirring device (TK homomixer) for dispersion.
Further, 40 parts by weight of a styrene monomer, 10 parts by weight of butyl acrylate, and 5 parts by weight of zinc salicylate were added together with 40 parts by weight of water. And polymerized for 5 hours to grow particles.
[0069]
In order to increase the bond strength of the associating particles after the polymerization was stopped, the temperature was raised to 95 ° C. while adjusting the pH to 5 or more and held for 5 hours. Thereafter, the obtained particles were washed with water and vacuum-dried at 45 ° C. for 10 hours. To the particles, 1% of hydrophobic silica having an average primary particle size of 12 nm and 0.4% of hydrophobic silica having an average primary particle size of 40 nm were mixed by weight to obtain a toner.
The work function of the obtained toner was 5.54 eV when measured with a surface analyzer (AC-2 type, manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.) with an irradiation light amount of 500 nW.
[0070]
(Production of photoconductor)
A coating liquid comprising 6 parts by weight of alcohol-soluble nylon (Toray CM8000) and 4 parts by weight of aminosilane-treated titanium oxide fine particles dissolved and dispersed in 100 parts by weight of methanol as an undercoat layer using an aluminum tube as a support. The film was applied by a ring coating method and dried at a temperature of 100 ° C. for 40 minutes to form an undercoat layer having a thickness of 1.5 to 2 μm.
On this undercoat layer, 1 part by weight of oxytitanyl phthalocyanine as a charge generating pigment, 1 part by weight of butyral resin (BX-1 manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) and 100 parts by weight of dichloroethane were mixed with a sand mill using glass beads having a diameter of 1 mm. Time dispersed. The obtained pigment dispersion was ring coated on the previously prepared support and dried at 80 ° C. for 20 minutes to form a charge generation layer having a thickness of 0.3 μm.
[0071]
On this charge generation layer, 40 parts by weight of a charge transport material of styryl compound and 60 parts by weight of a polycarbonate resin (Panlite TS manufactured by Teijin Chemicals) are dissolved in 400 parts by weight of toluene, and a dip coating method is performed so that the dry film thickness becomes 22 μm. Then, a charge transport layer was formed by coating and drying to prepare an organic photoreceptor having a two-layer photosensitive layer. When the work function of the obtained photoreceptor was measured with a surface analyzer (AC-2 type, manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.) with an irradiation light amount of 500 nW, it was 5.47 eV.
[0072]
(Preparation of intermediate transfer belt)
(Conductive layer)
Master batch A (acrylicidyl ether-ethylene oxide-epichlorohydrin copolymer 80 parts by weight, lithium perchlorate 4 parts by weight, chlorinated polyethylene 10) While kneading master batch B (20 parts by weight of ethylene-propylene-diene copolymer, 3 parts by weight of chlorinated polyethylene) containing 8 parts by weight of aluminum chloride magnesium carbonate high grade 8 parts by weight and a low moisture-permeable polymer, Compounding agent C (tetramethylthiuram monosulfide 0.4 parts by weight, stearic acid 1 part by weight, 2,4,6-trimethylcapto-1,3,5-triazine 0. 7 parts by weight) was added to vulcanize the ion conductive polymer first.
[0073]
Thereafter, compounding agent D for the next step (polyether ester amide 10 parts by weight, stearic acid 1 part by weight, zinc white 1 part by weight, dibutyldithiocarbamate zinc carbamate 0.2 part by weight, powdered sulfur 0.2 part by weight) Then, the mixture kneaded at 100 ° C. was taken out of the kneader and extruded into a tube having a thickness of 2 mm at 90 ° C. by a single screw extruder having an annular die. Next, the extruded tube was cooled and solidified by regulating the inner diameter with a cooling inside mandrail supporting the same axis as that of the annular die, thereby producing a seamless tube. The rubber was cut to a specified size and polished to a thickness of 0.5 mm for use as a transfer belt, to obtain a conductive layer (transfer layer). The obtained conductive layer had a volume resistivity of 6 × 10 ⁹ Ω · cm and a work function of 5.26 eV.
[0074]
(Surface layer (1) (Example (1)))
74.2 parts by weight of a 50% by weight epoxy methylethylketone solution having the following structural formula (Chemical Formula 1), 3.3 parts by weight of conductive silica (manufactured by Titanium Industry, ES-650), a polymeric dispersant (Ajinomoto Fine Techno) Ajisper PB711) 1.42 parts by weight and 30 parts by weight of methyl ethyl ketone were dispersed in a paint conditioner for 2 hours, and then 10.3 parts by weight of a curing agent having the following structural formula (Chemical Formula 2) was added to prepare a semiconductive coating. A coating solution was obtained. This liquid was applied to the surface of the belt by spray coating and dried (at 70 ° C. for 6 hours) to provide a surface layer of about 8 μm.
[Chemical 1]

[Chemical 2]

[0075]
(Surface layer (2) (Example (2)))
74.2 parts by weight of a 50% by weight solution of epoxy methyl ethyl ketone having the above structural formula (Chemical Formula 1), 5 parts by weight of conductive titanium (manufactured by Titanium Industry, EC-300), polymer dispersant (Ajinomoto Fine Techno's Ajisper) PB711) After dispersing 1.42 parts by weight and 30 parts by weight of methyl ethyl ketone in a paint conditioner for 2 hours, 10.3 parts by weight of a curing agent having the above structural formula (Chemical Formula 2) is added, and a semiconductive coating coating solution It was. This liquid was applied to the surface of the belt by spray coating and dried (at 70 ° C. for 6 hours) to provide a surface layer of about 8 μm.
[0076]
(Surface layer (3) (Comparative example (1)))
100 parts by weight of water-based polyether urethane resin (Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., Adekabon Titer AM-35), 5 parts by weight of conductive silica (manufactured by Titanium Industry Co., Ltd., ES-650), curing agent (Kohasa Denka Kogyo Co., Ltd.) HUX-11W) 1.5 parts by weight was dispersed in a paint conditioner for 2 hours to prepare a semiconductive coating solution. This liquid was applied to the surface of the belt by spray coating and dried (at 70 ° C. for 6 hours) to provide a surface layer of about 8 μm.
[0077]
(Surface layer (4) (Comparative example (2)))
74.2 parts by weight of a 50% by weight solution of methyl ethyl ketone of epoxy having the above structural formula (Chemical Formula 1), 1.37 parts by weight of conductive carbon black (manufactured by AKZO Chemical Co., Ltd., Ketjen Black EC), polymeric dispersant ( Ajinomoto Fine Techno's Azisper PB711) 1.42 parts by weight and methyl ethyl ketone 30 parts by weight were dispersed in a paint conditioner for 2 hours, and then 10.3 parts by weight of a curing agent having the above structural formula (Chemical Formula 2) was added. A coating solution for coating was used. This liquid was applied to the surface of the belt by spray coating and dried (at 70 ° C. for 6 hours) to provide a surface layer of about 8 μm.
[0078]
Experimental method The above-described toner, photoconductor, and intermediate transfer medium (surface layers (1) to (4)) are used.

[0079]
(Consideration of experimental results)
Table 1 shows the work functions of the toner, the photoreceptor, the conductive layer, and the surface coat layer (surface layer), and Table 2 shows the inversion in Examples (1) and (2) and Comparative Examples (1) and (2). It shows the amount of toner transferred and the surface potential of the photoreceptor after exposure.
[Table 1]

[Table 2]

[0080]
Since Examples (1) and (2) are both (work function of the conductive layer) <(work function of the surface layer), the positive ion conductive agent does not migrate from the conductive layer 4a of the belt to the surface layer 4b. However, in Comparative Examples (1) and (2), the magnitude relation of the work function is reversed, so that when the energy of voltage is applied, the positive ion conductive agent moves to the surface layer 4b, and the toner surface and the photosensitive layer are transferred from the belt surface layer. It moves to the body. As a result, when the toner is transferred to the toner, the polarity of the toner is made positive, the reverse transfer toner is increased, and when the toner is transferred to the photosensitive member, the optical characteristics of the photosensitive member are deteriorated.
[0081]
Furthermore, if (work function of surface layer) <(work function of toner), even if the positive ion conductive agent moves to the surface layer, it can be prevented from moving from the surface layer to the toner. , (Work function of surface layer) <(work function of photoreceptor), even if the positive ion conductive agent migrates to the surface layer, it can be prevented from migrating from the surface layer to the photoreceptor.
[0082]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the intermediate transfer medium according to the present invention. The positive ion conductive agent in the intermediate transfer belt 4 is transferred from the intermediate transfer belt 4 to the secondary transfer backup roller (reference numeral 11 in FIG. 4) by applying a transfer voltage during the transfer process, and the secondary transfer backup roller and intermediate transfer. Changing the surface properties (resistance, surface roughness, brittleness) of the belt 4 causes quality problems such as belt durability, driving stability, and fluctuations in the transfer electric field.
[0083]
In order to solve this problem, the present embodiment forms a surface layer (second surface layer) 4c on the transfer means 6 side in addition to the surface layer 4b formed on the photoreceptor 1 side with respect to the conductive layer 4a. The work function of the conductive layer 4a is set to be smaller than the work function of the surface layer 4c. Thereby, it is possible to prevent the positive ion conductive agent from being transferred to the secondary transfer backup roller. The material used for the second surface layer 4c is the same as that of the surface layer 4b.
[0084]
The image forming process shown in FIG. 1 can form a full-color image by combining a developing device and a photosensitive member using toner (developer) of four colors consisting of yellow Y, cyan C, magenta M, and black K. .
[0085]
FIG. 4 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the image forming apparatus of the present invention. This embodiment shows a tandem type full-color printer. This system is configured so that the photosensitive member and the developing unit can be mounted as the same unit, that is, a process cartridge, and development is an example of a contact system, but a non-contact system can also be adopted.
[0086]
This image forming apparatus includes an intermediate transfer belt 30 that is stretched by only two rollers, a driving roller 11 and a driven roller 12, and is driven to circulate in the direction of the arrow in the figure, and four pieces that are arranged with respect to the intermediate transfer belt 30. Single-color toner image forming means 20 (Y), 20 (C), 20 (M), and 20 (K), and the toner images formed by a plurality of single-color toner image forming means 20 are individually provided on the intermediate transfer belt 30. The transfer means 13, 14, 15, and 16 are configured to perform primary transfer sequentially. Each primary transfer portion is indicated by T1Y, T1C, T1M, and T1K.
[0087]
The monochromatic toner image forming means includes a yellow toner 20 (Y), a magenta toner 20 (M), a cyan toner (C), and a black toner 20 (K). . Each of these monochromatic toner image forming means 20 (Y), 20 (C), 20 (M), and 20 (K) has a photosensitive member 21 having a photosensitive layer on the outer peripheral surface, and the outer peripheral surface of the photosensitive member 21 is uniform. A charging roller 22 as a charging means for charging to the surface, an exposure means 23 for selectively exposing the outer peripheral surface uniformly charged by the charging roller 22 to form an electrostatic latent image, and the exposure means 23. A developing roller 24 is provided as developing means for applying a toner as a developer to the formed electrostatic latent image to form a visible image (toner image).
[0088]
These monochromatic toner image forming units 20 (Y), 20 (C), 20 (M), and 20 (K) are arranged on the tension side of the intermediate transfer belt 30. The toner image that has been sequentially primary transferred to the intermediate transfer belt 30 and sequentially superposed on the intermediate transfer belt 30 to become a full color is secondarily transferred to a recording medium S such as paper in the secondary transfer portion T2, and a pair of fixing rollers 61 As a result, the paper is fixed on the recording medium S and discharged to a predetermined place, that is, onto a paper discharge tray (not shown) by the paper discharge roller pair 62. 51 is a paper feed cassette in which the recording media P are stacked and held, 52 is a pickup roller for feeding the recording media P from the paper feeding cassette 51 one by one, and G is a feed of the recording media P to the secondary transfer portion T2. It is a pair of gate rollers that define timing.
[0089]
Reference numeral 63 denotes a secondary transfer roller as a secondary transfer unit that forms a secondary transfer portion T2 with the intermediate transfer belt 30. Reference numeral 64 denotes toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 30 after the secondary transfer. It is a cleaning blade as a cleaning means to remove. The cleaning blade 64 after the secondary transfer is in contact with the intermediate transfer belt 30 at a portion where the intermediate transfer belt 30 is wound around the driving roller 11 instead of the driven roller 12.
[0090]
The present invention is not limited to the tandem image forming apparatus, but can be applied to a so-called four-cycle full-color image forming apparatus having four developing devices around one photosensitive member. .
[0091]
【The invention's effect】
In the present invention, in the image forming apparatus for developing the electrostatic latent image on the photosensitive member with negatively charged toner and transferring the developed toner image to the intermediate transfer medium, the intermediate transfer medium contains a cation as a conductive agent. Since there is at least two layers of a conductive layer and a surface layer formed on the photoreceptor side from the conductive layer, and the work function of the conductive layer is set smaller than the work function of the surface layer, the electric resistance of the intermediate transfer medium In addition to preventing fluctuations, the ionic conductive agent can be prevented from bleeding out from the intermediate transfer medium to the toner, transfer efficiency can be dramatically improved, and cleanerlessness of the photoreceptor can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing an embodiment of an intermediate transfer medium according to the present invention.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing another embodiment of the intermediate transfer medium according to the present invention.
FIG. 4 is an overall configuration diagram showing an embodiment of an image forming apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... photosensitive member, 4 ... intermediate transfer belt (intermediate transfer medium),
4a ... conductive layer, 4b ... surface layer, 4c ... second surface layer,
6 ... transfer roller (transfer means), 10 ... developer (development means)

Claims

感光体上の静電潜像を負帯電トナーによって現像し、現像されたトナー像を中間転写媒体に転写する画像形成装置において、前記中間転写媒体は、カチオンを導電剤として含む導電層と該導電層より感光体側に形成された表面層の少なくとも２層を有し、前記導電層の仕事関数が前記表面層の仕事関数よりも小さく設定したことを特徴とする画像形成装置。In an image forming apparatus that develops an electrostatic latent image on a photoreceptor with negatively charged toner and transfers the developed toner image to an intermediate transfer medium, the intermediate transfer medium includes a conductive layer containing a cation as a conductive agent and the conductive layer. An image forming apparatus comprising: at least two surface layers formed on the photoreceptor side of a layer, wherein a work function of the conductive layer is set smaller than a work function of the surface layer.

前記表面層の仕事関数をトナーの仕事関数よりも小さく設定したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a work function of the surface layer is set smaller than a work function of the toner.

前記表面層の仕事関数を前記感光体の仕事関数よりも小さく設定したことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。3. The image forming apparatus according to claim 2, wherein a work function of the surface layer is set smaller than a work function of the photoconductor.

前記導電層より転写手段側に第２の表面層を形成し、前記導電層の仕事関数が第２の表面層の仕事関数よりも小さく設定したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。The second surface layer is formed on the transfer means side from the conductive layer, and the work function of the conductive layer is set smaller than the work function of the second surface layer. The image forming apparatus described in 1.

感光体のクリーニング手段を無くしたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the photoconductor cleaning means is eliminated.