JP4799567B2 - 現像剤及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
この方法は、トナーの薄層形成によりトナーを十分に摩擦帯電させることが可能となるが、静電潜像を忠実に再現し、画像の解像度、鮮明度を向上させるためには、現像前の現像ローラ上に現像剤を均一に塗布することが必要となる。しかしながら、近年の高速化に伴い、現像ローラとブレードの近接部などに機械的ストレスが強くかかりやすく、ブレードによる現像ローラ上の現像剤の規制力にムラが発生し、均一な薄層を形成することは困難である。また、現像器内での現像剤へかかる剪断力が増大し、現像剤劣化が引き起こされ、画像品位の低下、濃度低下、カブリ現象が発生する。さらに、印字率の高い画像を連続して現像した場合、現像ローラへのトナーの供給不足により、スジ状に濃度低下が発生する。
特に、トナーの飛散防止のため、現像ローラに磁性発生手段を内包し、トナー粒子中に磁性粒子を含有した磁性トナーを用いる磁性一成分現像方式においては、現像ローラへの磁気的拘束力、及び、トナー粒子の比重の増加に伴うストレスの増大により、現像ローラへ現像剤を均一に塗布させることが困難である。
また、トナー粒子に小粒径のチタン酸ストロンチウム粒子或いは、チタン酸ストロンチウムと炭酸ストロンチウムの複合粒子を添加する方法(特許文献2、特許文献3参照)が提案されている。これらの方法に使用される粒子は、粒径が細かく粗粒が少ないため優れた研磨効果を有する。これらの方法に使用される粒子は、静電荷潜像担持体上にトナーによるフィルミングや融着を防止するのには効果的である。しかしながら、同時に、これらの方法に使用される粒子はトナーの流動性を損ねるため、これらの方法では、現像工程における現像ローラへ現像剤を均一に薄層形成することは困難であった。
従来、こうした問題に対処する為に、トナー側からの対策によって問題を解決する努力が重ねられてきているが、いまだ改善の余地があるのが現状である。
しかしながら、いずれの提案においても、製造が困難であったり、画質への影響が大きかったり、未だ課題を有するものであった。
また、これらの粗面化処理においては、必要以上に感光体表面に凹凸部が存在し、特に表面の凹部に現像剤或いは現像剤構成材料、特に流動性付与剤等の微小粒子の遊離物が蓄積し、それらを原因として現像剤が感光体表面に融着し画像弊害を引き起こしやすいという課題を有していた。
即ち、本発明の目的は、環境に依らず高解像、高精細な画像を長期に渡り安定的に得ることが出来る現像剤、及び該現像剤を用いる画像形成方法を提供することである。
本発明は、少なくとも結着樹脂を含有するトナー粒子と、チタン酸ストロンチウム、炭酸ストロンチウム及び酸化チタンを含む複合無機微粉体とを少なくとも含む現像剤において、該複合無機微粉体が、CuKα特性X線回折パターンにおいてブラッグ角(2θ±0.20deg)の32.20deg、25.80deg及び27.50degにピークを有し、且つ該ブラッグ角(2θ±0.20deg)=32.20degにおけるX線回折ピークの半値幅が0.20〜0.30degであることを特徴とする現像剤を提供する。
0.010<(Ib)/(Ia)<0.150
0.010<(Ic)/(Ia)<0.150
又、該複合無機微粉体の個数平均粒子径は30nm以上1000nm未満であることが好ましい。
更に、本発明は、像担持体を帯電する帯電工程;露光により該像担持体に静電潜像を形成する潜像形成工程;像担持体上の該静電潜像を現像剤で現像し、現像剤像を形成する現像工程;該現像剤像を中間転写体を介して、又は、介さずに転写材に転写する転写工程;及び転写された該現像剤像を転写材に定着する定着工程;を少なくとも有する画像形成方法であって、該現像剤として、上記の現像剤を用いる画像形成方法を提供する。
162:加速管
163:加速管出口
164:衝突部材
165:粉体導入口
166:衝突面
167:粉体排出口
168:粉砕室
212 渦巻室
219 パイプ
220 ディストリビュータ
222 バグフィルター
224 吸引フィルター
229 捕集サイクロン
240 ホッパー
301 機械式粉砕機
302 原料排出口
310 固定子
311 原料投入口
312 回転軸
313 ケーシング
314 回転子
315 第1定量供給機
316 ジャケット
317 冷却水供給口
318 冷却水排出口
320 後室
321 冷風発生手段
601 テストチャート
601a ベタ黒画像部
601b ベタ白画像部
1 研磨シート
2−1 ガイドローラ
2−2 ガイドローラ
2−3 ガイドローラ
2−4 ガイドローラ
3 バックアップローラ
4 像担持体
5 巻き取り手段
6 基材
7 結着樹脂
7−1 結着樹脂
7−2 結着樹脂
8 研磨砥粒
α 軸
2価アルコール成分の具体的例には、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA等が含まれる。
3価以上のアルコール成分の例には、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等が含まれる。
カルボン酸成分の例には、フタル酸、イソフタル酸およびテレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸類またはその無水物;コハク酸、ドデセニルコハク酸、アジピン酸、セバシン酸およびアゼライン酸などのアルキルジカルボン酸類またはその無水物;炭素数6〜12のアルキル基で置換されたコハク酸もしくはその無水物;フマル酸、マレイン酸およびシトラコン酸などの不飽和ジカルボン酸類またはその無水物;が含まれる。
それらの中でも、特に、下記一般式(1)で代表されるビスフェノール誘導体をジオール成分とし、2価以上のカルボン酸又はその酸無水物、又はその低級アルキルエステルとからなるカルボン酸成分(例えば、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等)を酸成分として、これらを縮重合したポリエステル樹脂が、良好な帯電特性を有するので好ましい。
さらに、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸の如き不飽和二塩基酸;マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物の如き不飽和二塩基酸無水物;マレイン酸メチルハーフエステル、マレイン酸エチルハーフエステル、マレイン酸ブチルハーフエステル、シトラコン酸メチルハーフエステル、シトラコン酸エチルハーフエステル、シトラコン酸ブチルハーフエステル、イタコン酸メチルハーフエステル、アルケニルコハク酸メチルハーフエステル、フマル酸メチルハーフエステル、メサコン酸メチルハーフエステルの如き不飽和二塩基酸のハーフエステル;ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸の如き不飽和二塩基酸エステル;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ケイヒ酸の如きα,β−不飽和酸;クロトン酸無水物、ケイヒ酸無水物の如きα,β−不飽和酸無水物、該α,β−不飽和酸と低級脂肪酸との無水物;アルケニルマロン酸、アルケニルグルタル酸、アルケニルアジピン酸、これらの酸無水物及びこれらのモノエステルの如きカルボキシル基を有するモノマーが含まれる。
さらに、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレートなどのアクリル酸またはメタクリル酸エステル類;4−(1−ヒドロキシ−1−メチルブチル)スチレン、4−(1−ヒドロキシ−1−メチルヘキシル)スチレンの如きヒドロキシ基を有するモノマーが含まれる。
多官能の架橋剤の例には、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの;トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテートが含まれる。
尚、本発明において「ポリエステルユニット」とはポリエステルに由来する部分を示し、「ビニル系共重合体ユニット」とはビニル系共重合体に由来する部分を示す。ポリエステルユニットを構成するポリエステル系モノマーは、上述した多価カルボン酸成分と多価アルコール成分であり、ビニル系共重合体ユニットを構成するモノマーは、上述したビニル基を有するモノマー成分である。
ビニル系重合体とポリエステル樹脂の反応生成物、すなわち、ハイブリッド樹脂を得る方法としては、先に挙げたビニル系重合体及びポリエステル樹脂のそれぞれと反応し得るモノマー成分を含むポリマーの存在下、どちらか一方もしくは両方の樹脂を重合反応させることにより得る方法が好ましい。
(1)ビニル系重合体とポリエステル樹脂を別々に製造後、少量の有機溶剤に溶解・膨潤させ、エステル化触媒及びアルコールを添加し、加熱することによりエステル交換反応を行って、ハイブリッド樹脂を得る方法。
(2)ビニル系重合体を製造した後に、この存在下にポリエステルを生成するモノマーを重合して、ビニル系重合体ユニットとポリエステルユニットを有するハイブリッド樹脂を得る方法。
(3)ポリエステル樹脂を製造した後に、この存在下にビニル系モノマーを重合して、ポリエステルユニットとビニル系重合体ユニットを有するハイブリッド樹脂を得る方法。
(4)ビニル系重合体樹脂及びポリエステル樹脂をそれぞれ製造した後に、これらの重合体ユニット存在下にビニル系モノマー及び/またはポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸)を添加し、反応させることによりビニル系重合体ユニットとポリエステルユニットを有するハイブリッド樹脂を得る方法。
(5)ビニル系モノマー及びポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸等)を混合して付加重合及び縮重合反応を連続して行うことによりビニル系重合体ユニットとポリエステルユニットを有するハイブリッド樹脂を得る方法。
上記(1)〜(5)の製造方法において、分子量、架橋度が異なる複数のビニル系重合体ユニット及びポリエステルユニットを用いてハイブリッド樹脂を製造してもよい。
また、ハイブリッド樹脂成分を製造した後に、ビニル系モノマー及び/またはポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸)を添加して、更に付加重合及び/又は縮重合反応を行っても良い。
40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに溶媒としてTHFを毎分1mlの流速で流し、THF試料溶液を約100μl注入して測定する。試料の分子量測定にあたっては試料の有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント値との関係から算出した。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては例えば、東ソー社製あるいは昭和電工社製の分子量が102〜107程度のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。また、検出器はRI(屈折率)検出器を用いる。尚、カラムとしては市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせるのが良く、例えば昭和電工社製のshodex GPC KF−801,802,803,804,805,806,807,800Pの組み合せや、東ソー社製のTSK gel G1000H(HXL)、G2000H(HXL)、G3000H(HXL)、G4000H(HXL)、G5000H(HXL)、G6000H(HXL)、G7000H(HXL)、TSK guard columnの組み合せを挙げることができる。
(2)THF不溶分量の測定
試料0.5〜1.0gを秤量し(W1g)、円筒濾紙(例えば東洋濾紙製No.86R)に入れてソックスレー抽出器にかけ、溶媒としてTHF100〜200mlを用いて6時間抽出し、THFによって抽出された可溶成分を含む溶液からTHFをエバポレートした後、100℃で数時間真空乾燥し、THF可溶樹脂成分量を秤量する(W2g)。THF不溶分は、下記式から求められる。
THF不溶分(質量%)={(W1−W2)/W1}×100
測定装置:示差走査型熱量計(DSC)、MDSC−2920(TA Instruments社製)
ASTM D3418−82に準じて測定する。測定試料は2〜10mg、好ましくは3mgを精密に秤量する。これをアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを用いて、常温常湿下、測定温度範囲30〜200℃の間で測定を行う。尚、1回昇温、降温させ前履歴を取った後、昇温速度10℃/minで昇温させた時に得られるDSC曲線を用いて解析を行う。
本発明に使用可能な離型剤の例には次のものが含まれる。低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物;脂肪族炭化水素系ワックス、又はその酸化物のブロック共重合物;カルナバワックス、サゾールワックス、モンタン酸エステルワックスなどの脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;及び脱酸カルナバワックスなどの脂肪酸エステル類を一部または全部を脱酸化したものなどが含まれる。さらに、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸などの飽和直鎖脂肪酸類;プラシジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸などの不飽和脂肪酸類;ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールなどの飽和アルコール類;長鎖アルキルアルコール類;ソルビトールなどの多価アルコール類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドなどの脂肪酸アミド類;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドなどの飽和脂肪酸ビスアミド類;エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N−ジオレイルセバシン酸アミドなどの不飽和脂肪酸アミド類;m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N−ジステアリルイソフタル酸アミドなどの芳香族系ビスアミド類;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの脂肪酸金属塩(一般に金属石けんといわれているもの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸などのビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;ベヘニン酸モノグリセリドなどの脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂の水素添加などによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物などが含まれる。これら離型剤のうち必要に応じて一種又は二種以上の離型剤を、トナー粒子中に含有させることができる。
また、これらの離型剤は、通常、樹脂を溶剤に溶解し、樹脂溶液温度を上げ、撹拌しながら添加混合する方法や、混練時に混合する方法でトナー粒子に含有させることができる。
トナーを負荷電性に制御する負荷電性制御剤としては、有機金属錯体又はキレート化合物が有効である。負荷電性制御剤の例には、モノアゾ金属錯体、芳香族ヒドロキシカルボン酸の金属錯体、芳香族ジカルボン酸系の金属錯体が含まれる。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、その無水物、又はそのエステル類、又は、ビスフェノールのフェノール誘導体類が含まれる。
トナーを正荷電性に制御する正荷電性制御剤の例には、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物、トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルホン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の4級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのキレート顔料として、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、燐タングステン酸、燐モリブデン酸、燐タングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン酸、フェロシアン化合物等)、高級脂肪酸の金属塩として、ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキシド等のジオルガノスズオキサイドやジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレートが含まれる。
前記磁性体の例には、リチウム、ベリリウム、ボロン、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン、イオウ、ゲルマニウム、チタン、ジルコニウム、錫、鉛、亜鉛、カルシウム、バリウム、バナジウム、クロム、マンガン、コバルト、銅、ニッケル、ガリウム、インジウム、銀、パラジウム、金、白金、タングステン、モリブデン、ニオブ、オスミニウム、ストロンチウム、イットリウム、テクネチウム、ルテニウム、ロジウム、ビスマス等からなる群から選ばれる少なくとも一つ以上の元素を含有する磁性酸化鉄が含まれる。なかでも、リチウム、ベリリウム、ボロン、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン、ゲルマニウム、チタン、ジルコニウム、錫、イオウ、カルシウム、バリウム、バナジウム、クロム、マンガン、コバルト、銅、ニッケル、ストロンチウム、ビスマス及び亜鉛が好ましい。特に好ましくは、異種元素としてマグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン及びジルコニウムから選択される元素を含有する磁性酸化鉄である。これらの元素は酸化鉄結晶格子に取り込まれてもよいし、酸化物として酸化鉄中に取り込まれていてもよいし、表面に酸化物あるいは水酸化物として存在してもよいが、酸化物として酸化鉄に含有されることが好ましい。
前記顔料の例には、カーボンブラック、アニリンブラック、アセチレンブラック、ナフトールイエロー、ハンザイエロー、ローダミンイエロー、アリザリンイエロー、ベンガラ、フタロシアニンブルー等が含まれる。顔料の好ましい添加量は結着樹脂100質量部に対して0.1〜20質量部であり、さらに好ましくは0.2〜10質量部である。
また、前記染料の例には、アゾ系染料、アントラキノン系染料、キサンテン系染料、メチン系染料等が含まれる。染料の好ましい添加量は結着樹脂100質量部に対して0.1〜20質量部であり、さらに好ましくは0.3〜10質量部である。
前記複合無機微粉体は、CuKα特性X線回折パターンにおいてブラッグ角(2θ±0.20deg)の32.20deg、25.80deg及び27.50degにピークを有するものである。前記32.20degのピークはチタン酸ストロンチウム結晶の(1,1,0)面ピークに由来するものであり、前記25.80degのピークは炭酸ストロンチウムに由来し、前記27.50degのピークは酸化チタンに由来する。即ち、前記複合無機微粉体は、チタン酸ストロンチウム、炭酸ストロンチウム、及び酸化チタンの複合物である。尚、本発明においては、“複合”とは、単に混合されているのではなく、焼成等の方法によって一体的に形成された粒子であることを意味する。
この帯電能の異なる3成分により、トナー粒子は帯電のバラツキが緩和され、均一化される。また、チタン酸ストロンチウムは安定した結晶構造を有するため、例えば、現像工程における現像ローラとブレード近接部等の機械的ストレスが強くかかる環境においても構造が変化することなく、長期に渡り帯電緩和による現像剤への均一帯電付与効果を維持することができる。
0.010<(Ib)/(Ia)<0.150
0.010<(Ic)/(Ia)<0.150
(Ib)/(Ia)が0.150以上の場合、即ち、炭酸ストロンチウムのピーク強度とチタン酸ストロンチウムのピーク強度との比が0.150以上の場合、複合無機微粉体の粒子硬度が低くなり、高温環境下において現像ローラやブレードに付着した現像剤の掻き取り効果が低下する。これにより、現像剤が帯電不良を引き起こし、画質、画像濃度、カブリ等へ悪影響を及ぼし易くなる。
また、前記(Ib)/(Ia)が0.010以下の場合、即ち、炭酸ストロンチウムのピーク強度とチタン酸ストロンチウムのピーク強度との比が0.010以下の場合、トナー粒子に対する帯電緩和効果が低くなり静電凝集が発生し、現像剤の搬送不良から画像ムラ等が発生し易い。
(Ic)/(Ia)が0.150以上、即ち、酸化チタンのピーク強度とチタン酸ストロンチウムのピーク強度との比が0.150以上の場合、高湿環境下において現像剤の帯電量不足が発生し、画像濃度の低下やカブリ現象等を引き起こし易い。また、前記(Ic)/(Ia)が0.010以下の場合、即ち、酸化チタンのピーク強度とチタン酸ストロンチウムのピーク強度との比が0.010以下の場合、同様に帯電緩和効果が低くなり静電凝集が発生し、画質の低下や画像ムラが発生し易くなる。
[外添剤サンプルの調製]
1)500mlのビーカーに3gの現像剤を入れ、該現像剤3gに対して200mlのTHF(テトラヒドロキシフラン)を加える。
2)1)で得られた溶液に超音波を3分間照射し、現像剤を分散させ、外添剤(複合無機微粉体)を遊離させる。
3)2)で得られた、遊離した外添剤を含むTHF上澄み溶液をデカンテーションにより分離し、サンプル溶液とする。
4)3)の操作で残ったトナー粒子に再びTHFを200ml加え、2)、3)の操作を繰り返す(3回程度)。
5)1)〜4)の操作を、必要量のサンプル溶液が得られるまで繰り返す。
6)得られたサンプル溶液(遊離した外添剤を含むTHF上澄み溶液)を2μmのメンブレンフィルターを用いて、真空ろ過し、固形分を回収して外添剤サンプルを得る。
[X線回折の測定条件]
管球:Cu
平行ビーム光学系
電圧:50kV
電流:300mA
開始角度:30°
終了角度:50°
サンプリング幅:0.02°
スキャンスピード:4.00°/min
発散スリット:開放
発散縦スリット:10mm
散乱スリット:開放
受光スリット:1.0mm
一般的なチタン酸ストロンチウム粒子の製造方法として、酸化チタンと炭酸ストロンチウムとの固相反応後、焼結する方法が挙げられる。この製造方法において採用される公知の反応は下記式によって表すことができる。
TiO2+SrCO3 → SrTiO3+CO2
すなわち、酸化チタンと炭酸ストロンチウムを含む混合物を洗浄、乾燥後、焼結させて、機械粉砕、分級を行い、作製される。この時、原材料、及び焼成条件を調整することにより、チタン酸ストロンチウム、炭酸ストロンチウム、および酸化チタンを含有する複合無機微粉体を得ることができる。
また、この場合の原料である酸化チタンは、TiO2組成を有する物質であれば特に制限されない。前記酸化チタンの例には、硫酸法によって得られたメタチタン酸スラリー(未乾燥の含水酸化チタン)、酸化チタン粉体、などが含まれる。好ましい酸化チタンは、硫酸法によって得られたメタチタン酸スラリーである。これは、水系湿式中での均一分散性に優れているためである。酸化チタンの好ましい個数平均粒径は20〜50nmである。
これら必須原料のモル比率は特に制限されないが、好ましくは、TiO2:SrCO3=1.00:0.80〜1.00:1.10であり、TiO2に対してSrCO3が過剰であると、得られる複合無機微粉体にTiO2が含まれないことがある。
これら複合無機微粉体以外の外添剤の好ましい添加量は、トナー粒子100質量部に対して、0.03〜5質量部である。この範囲で用いた場合には、十分な流動性付与効果を得ることができ、また現像剤が過剰に締まるのを抑えることができる。更に、添加量が多すぎる場合には、過剰な外添剤の遊離が生じる。
SiCl4+2H2+O2 → SiO2+4HCl
AEROSIL(日本アエロジル社)130、200、300、380、TT600、MOX170、MOX80、COK84;Ca−O−SiL(CABOT Co.社)M−5、MS−7、MS−75、HS−5、EH−5;(WACKER−CHEMIE GMBH社)HDK、N20、N15、N20E、T30、T40;D−C Fine Silica(ダウコーニングCo.社);Fransol(Fransil社)等が含まれる。
該含ケイ素表面処理剤の例には、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン等のアルキルアルコキシシラン;ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、ヘキサメチレンジメチルクロルシラン、アリルフェニルジメチルクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ジビニルクロルシラン、ジメチルビニルクロルシラン等のシランカップリング剤が含まれる。
上記流動性向上剤のメタノールウエッタビリティーの測定方法について以下に説明する。現像剤に添加されている無機微粉体のメタノールウエッタビリティーは粉体濡れ性試験機(WET−100P、レスカ社製)を用いて測定することができる。100mlのビーカーに純水(イオン交換水または市販の精製水)50mlを入れ、無機微粉体0.2gを精秤して添加し、撹拌しながらメタノールを3ml/分の割合で滴下する。透過率が80%を示した時点のメタノール濃度(%)をメタノールウエッタビリティーとする。
通常、摩擦帯電系においては現像剤中の粒子が微小粒子であるほど、粗大粒子と比較して、比表面積が大きいので迅速に帯電し易いため、微小粒子−粗大粒子間で帯電のバラツキが生じやすい。本発明の如く、現像剤中の粗大粒子の形状を制御することにより、複合無機微粉体の能力が十分に発揮され、粗大粒子の帯電量を均一化すると共に、粗大粒子の流動度を高めることができる。そして、複合無機微粉体のトナー粒子表面への付着量を微小粒子−粗大粒子間で均一化することが可能となり、現像器内での循環により現像剤間での帯電緩和を起こさせ、現像剤全体を均一帯電状態にすることができる。
また、粒度分布の粗大粒子率30%以上の粒子の平均円形度0.920以上の粒子含有率が上記の範囲内であれば、現像器内における現像剤のパッキングを抑制でき、また、現像剤担持体への現像剤の付着・固着も抑制できるようになる。
0.975 < b/a <1.010
b/aが上記の範囲にあることは、粗大粒子と微小粒子が同等の形状を有していることであり、現像器内での、現像剤の流動を均一化し、摩擦帯電機会を同一化し、現像器内の現像剤の帯電を高度に均一化することができる。
平均円形度は、粒子の形状定量的に表現できる簡便な方法として用いたものであり、シスメックス社製フロー式粒子像分析装置「FPIA−2100」を用いて測定を行うことにより、求めることができる。本発明においては、円相当径が3μm以上の粒子を対象として円形度等の測定を行うが、円相当径は下式(1)で定義される。また、円形度は下式(2)で定義され、平均円形度は下式(3)で定義される。
下式において「粒子投影面積」とは二値化された粒子像の面積であり、「粒子投影像の周囲長」とは該粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線の長さである。上記装置においては、512×512の画像処理解像度(0.3μm×0.3μmの画素)で画像処理して測定が行われる。
また、「FPIA−2100」は、従来から現像剤の形状を算出するために用いられていた「FPIA−1000」と比較して、シースフローの薄層化(7μm→4μm)及び処理粒子画像の倍率の向上、さらに取り込んだ画像の処理解像度の向上(256×256→512×512)により現像剤の形状測定の精度が上がっており、それにより微粒子のより確実な補足を達成している。従って、本発明のように、より正確に形状を測定する必要がある場合には、より正確に形状に関する情報が得られるFPIA−2100を用いることが好ましい。
分散液濃度を1.2〜2.0万個/μlとして試料分散液を作製し、上記フロー式粒子像測定装置を用い、0.60μm以上159.21μm未満の円相当径を有する粒子の円形度分布を測定する。
試料分散液は、フラットで扁平なフローセルの流路(流れ方向に沿って広がっている)を通過させる。フローセルの厚みに対して交差して通過する光路を形成するように、ストロボとCCDカメラが、フローセルに対して、相互に反対側に位置するように装着される。試料分散液が流れている間に、ストロボ光がフローセルを流れている粒子の画像を得るために1/30秒間隔で照射され、その結果、それぞれの粒子は、フローセルに平行な一定範囲を有する2次元画像として撮影される。それぞれの粒子の2次元画像の面積から、同一の面積を有する円の直径を円相当径として算出する。それぞれの粒子の2次元画像の投影面積及び投影像の周囲長から上記の円形度算出式を用いて各粒子の円形度を算出する。
現像剤は、結着樹脂、その他の添加剤等を、ヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合機により十分混合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーのような熱混練機を用いて溶融混練し、冷却固化後粉砕及び分級を行い、更に複合無機微粉体と必要に応じて所望の添加剤をヘンシェルミキサー等の混合機により十分混合し、作製される。
図1に示した機械式粉砕機の粉体入口311から、所定量の粉体原料が投入されると、粒子は、粉砕処理室内に導入され、該粉砕処理室内で高速回転する表面に多数の溝が設けられている回転子314と、表面に多数の溝が設けられている固定子310との間に発生する回転子と粉末、又は固定子と粉末との衝撃と、この背後に生じる多数の超高速渦流、並びにこれによって発生する高周波の圧力振動によって瞬間的に粉砕される。その後、原料排出口302を通り、排出される。トナー粒子を搬送しているエアー(空気)は粉砕処理室を経由し、原料排出口302、パイプ219、捕集サイクロン229、バグフィルター222、及び吸引フィルター224を通って装置システムの系外に排出される。この様にして、粉体原料の粉砕が行われる為、微粉及び粗粉を増やすことなく所望の粉砕処理を容易に行うことが出来る。この搬送エアーの流量を調整することにより、特にトナー粒子の粗大粒子の形状を制御することができる。
更に、機械式粉砕機本体の機内冷却手段として、機械式粉砕機はジャケット構造316を有する構造とし、冷却水(好ましくはエチレングリコール等の不凍液)を通水することが好ましい。更に、上記の冷風装置及びジャケット構造により、機械式粉砕機内の粉体導入口に連通する渦巻室212内の好ましい室温Tは0℃以下、より好ましくは−5〜−15℃、更に好ましくは−7〜−12℃である。粉砕機内の渦巻室の室温T1を0℃以下、より好ましくは−5〜−15℃、更に好ましくは−7〜−12℃とすることにより、熱による現像剤の表面変質を抑えることができ、効率良く粉体原料を粉砕することができるので現像剤生産性という点からこの範囲の室温が好ましい。粉砕機内の渦巻室の室温T1が0℃を超える場合は、粉砕時に熱による現像剤の表面変質や機内融着を起こしやすいので現像剤生産性という点から好ましくない。また、粉砕機内の渦巻室の室温T1を−15℃より低い温度で運転する場合、上記冷風発生手段321で使用している冷媒(代替フロン)をフロンに変更しなければならない。
現在、オゾン層保護の観点からフロンの撤廃が進められており、上記冷風発生手段321の冷媒にフロンを使用することは地球全体の環境問題という点から好ましくない。
代替フロンの例には、R134A、R404A、R407C、R410A、R507A、R717等が含まれるが、この中では省エネルギー性や安全性という点から、特にR404Aが好ましい。
なお、冷却水(好ましくはエチレングリコール等の不凍液)は、冷却水供給口317よりジャケット内部に供給され、冷却水排出口318より排出される。
本発明の現像剤は、例えば、像担持体(以下、感光体ともいう)を帯電する帯電工程;露光により該像担持体に静電潜像を形成する潜像形成工程;像担持体上の該静電潜像を現像剤で現像し、現像剤像を形成する現像工程;該現像剤像を中間転写体を介して、又は、介さずに転写材に転写する転写工程;及び転写された該現像剤像を転写材に定着する定着工程;を少なくとも有する画像形成方法に用いることができる。そして、このような画像形成方法において用いた場合に、上述の効果が得られる。
表面層または像担持体自体の破壊の原因は、現像剤が像担持体表面から離れる(剥ぎ取られる)際に、像担持体の帯電極性と逆極性の剥離放電が長期継続的に発生すること、及び高電界により生じたリーク現象のエネルギーが、像担持体表面の一部に集中することによるが、本発明の現像剤を用いた場合には、像担持体表面での剥離放電現象及びリーク現象を緩和することができ、破壊を防止することができる。
これにより、アモルファスシリコン感光体を用い、反転現像方式により現像を行う画像形成方法において、本発明の現像剤を用いた場合には、現像性を犠牲にすることなく、像担持体表面で発生する剥離放電現象やリーク現象を効果的に抑制することができる。この結果、長期安定的に画像濃度ムラや黒ポチの抑制された高品質なプリントを継続的に出力することが可能となる。
本発明においては、現像性への弊害が少ないチタン酸ストロンチウムに、諸放電現象緩和効果が認められた炭酸ストロンチウム及び酸化チタンを含有させた複合無機微粉体をトナー粒子に添加したところ、現像性を犠牲にすることなく、諸放電現象を抑制し得ることが可能であることを見出した。
また、基体上に感光層を有する像担持体に、静電潜像を形成させる静電潜像形成工程と、現像剤担持体上に担持させた現像剤を該静電潜像に転移させて現像する現像工程を有し、表面に、円周方向に、溝幅0.5〜40.0μmの溝が、1000μmあたり20乃至1000本存在する像担持体を用いる画像形成方法において、本発明の現像剤を用いることにより、上述した如き効果に加えて、環境変動の影響を受けにくく、現像剤からの遊離物の付着及び融着に起因する画像欠陥が抑制され、且つカブリ等の抑制された高解像、高精細な画像を、より安定的に得ることができるようになる。また、クリーニングブレード等の部材への負担を軽減でき、高い耐久性を得ることができる。尚、円周方向に溝が存在するということは、像担持体の回転方向に概ね平行となる方向に溝が存在することであり、像担持体の長手方向に対して直交する方向に溝があるということである。
本発明の現像剤に含有される複合無機微粉体が、像担持体表面の溝における凹部に蓄積するトナー粒子及びその他の微小な遊離物を静電的に吸着し、掻き取り、現像剤からの遊離物等の像担持体表面への蓄積を防止する効果を発揮する。また、複合無機微粉体は安定した結晶構造を有するため、例えば、現像剤容器内の攪拌・搬送時、或いは、像担持体−クリーニングブレード間等の現像剤への機械的ストレスが強くかかる環境においても、その構造が変化することなく、像担持体表面に存在する遊離物等の除去効果を長期に渡り維持することができる。
また、この画像形成方法においても、吸湿性に係る悪影響と像担持体表面への遊離物の抑制効果とを両立させる観点から、複合無機微粉体は、個数平均粒子径が30nm以上1000nm未満であることが好ましい。
また、前記像担持体の表面において、前記平坦部の幅が0.5〜40μmであることがより好ましい。平坦部の幅が40μmを超えると、クリーニング手段としてクリーニングブレードを有する電子写真装置に用いる場合は、像担持体表面や現像剤の構成材料、各種プロセス条件にもよるが、像担持体とクリーニングブレード間のトルクが上昇しやすく、クリーニング不良が発生しやすい。
30≦d<1000
20.0≦W/(d×10−3)≦500.0
上記の関係を満たす場合には、像担持体表面の溝幅と複合無機微粉体の粒子径との関係が適当であり、蓄積部を静電吸着する効果が十分に発揮される。
マイクロマップ557Nの光学顕微鏡部に5倍の二光束干渉対物レンズを装着する。像担持体をレンズ下に固定し、表面形状画像をWaveモードで、CCDカメラを用いて干渉像を垂直走査させて3次元画像を得る。得られた画像の1.6mm×1.2mmの範囲を解析し、単位長さ1000μmあたりの溝の本数、溝幅を得る。このデータを基に溝の平均幅、単位長さ1000μmあたりの溝の本数を求める。また、溝の平均幅、単位長さ1000μmあたりの溝の本数に関しては、マイクロマップ557N以外にも市販のレーザー顕微鏡(超深度形状測定顕微鏡VK−8550、VK−9000((株)キーエンス製)、走査型共焦点レーザー顕微鏡OLS3000(オリンパス(株)製)、リアルカラーコンフォーカル顕微鏡オプリテクスC130(レーザーテック(株)製))、デジタルマイクロスコープVHX−100、VH−8000((株)キーエンス製))等により、像担持体表面画像を得、それを基に画像処理ソフト(例えばWinROOF(三谷商事(株)製)を用いて溝の平均幅、単位長さ1000μmあたりの溝の本数を求めることも可能である。また3次元非接触形状測定装置(NewView5032(ザイゴ(株)製))等を用いればマイクロマップ557Nと同様に測定することが可能である。
測定においては、圧子として該装置に付属する対面角136°のビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を用い、また、圧子に連続的にかける荷重の最終(最終荷重)は6mNとし、圧子に最終荷重6mNをかけた状態を保持する時間(保持時間)は0.1秒とした。また、測定点は273点とした。
検出器:先端半径R=2μmのダイヤモンド針(針圧0.7mN)、フィルター:2CR、カットオフ値:0.8mm、測定長さ:2.5mm、送り速さ:0.1mmとし、JIS B 0601(1982)に従い、最大表面粗さRmax及び十点平均面粗さRzを求める。
本発明において「溝」とは、粗面化手段により形成された40μm以下の溝幅のものを指す。更に言えば、最大面粗さRmax及び十点平均面粗さRzの差(Rmax−Rz)が0.3以下であることが好ましい。一方、「溝」に対して「傷」は、40μmを超える溝幅のものを指す。
前記表面層は、感光層の一部として位置する場合又は感光層の上にさらに設けられるいずれの場合においても、硬化後に電荷輸送能を有していることが好ましい。表面層に用いる不飽和重合性官能基を有する化合物が電荷輸送性を有さない場合、電荷輸送物質や導電性材料を添加することにより表面層に電荷輸送性を確保することが望ましい。一方、前記不飽和重合性官能基を有する化合物自体が電荷輸送性を有する化合物である場合においては、この限りではない。ただし、表面層の膜硬度や種々の電子写真特性の点からして、後者のような電荷輸送性を有する化合物を使用するのがより好ましい。さらに電荷輸送性を有する化合物の中でも、電子写真プロセスや材料の汎用性の点からして、正孔輸送性を有する化合物がさらに好ましい。
前記下引き層を構成する材料としては、ポリビニルアルコール、ポリ−N−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、カゼイン、ポリアミド、N−メトキシメチル化6ナイロン、共重合ナイロン、にかわ及びゼラチン等が挙げられる。下引き層は、これらの材料をそれぞれ適した溶剤に溶解した溶液を導電性支持体上に塗布し、乾燥することによって形成される。膜厚は0.1〜2μm程度であることが好ましい。
前記電荷輸送物質としては、ポリ−N−ビニルカルバゾール及びポリスチリルアントラセン等の複素環や縮合多環芳香族を有する高分子化合物;ピラゾリン、イミダゾール、オキサゾール、トリアゾール及びカルバゾール等の複素環化合物;トリフェニルメタン等のトリアリールアルカン誘導体;トリフェニルアミン等のトリアリールアミン誘導体;フェニレンジアミン誘導体、N−フェニルカルバゾール誘導体、スチルベン誘導体及びヒドラゾン誘導体等の低分子化合物;が挙げられる。これらを加熱又は放射線照射により重合又は架橋し硬化する化合物とともに適当な溶剤に分散又は溶解させ、先の電荷発生層上に塗布した後、後述する放射線照射及び加熱して硬化させることにより電荷輸送層を形成する。
本願において、放射線としては、特開2000−066425号公報において開示したものと同様に、電子線及びγ線等が挙げられ、装置の大きさ、安全性、コスト、汎用性等、種々の点から電子線が好ましい。電子線照射をする場合、加速器としてはスキャニング型、エレクトロカーテン型、ブロードビーム型、パルス型及びラミナー型等のいずれの加速器も使用することが出来る。
放射線照射から加熱までの時間は、反応活性点の失活をなるべく避ける目的で短時間に設定するのが好ましいが、これらの失活速度が遅い場合、すなわち不活性ガス中や真空中を経由する場合においては、例えば一日以上という長い時間も可能ではある。また、これらの加熱はその数種類の加熱方法を組み合わせることも可能である。
硫酸チタニル粉末を蒸留水に、溶液中のTi濃度が1.5(mol/l)となるように溶解した。次いで、この溶液に反応終了時の硫酸濃度が2.8(mol/l)になるように、硫酸及び蒸留水を添加した。この溶液を、密閉した容器中で、110℃で36時間加熱し、加水分解反応を行った。その後、水洗浄を行い十分に硫酸、不純物を除去し、メタチタン酸スラリーを得た。このスラリーに、酸化チタンに対して等モル量になるように炭酸ストロンチウム(個数平均粒径80nm)を添加する。水系媒体中で十分に混合した後、洗浄、乾燥し、その後、800℃にて3時間焼結し、機械的衝撃力による粉砕、分級を経て個数平均粒径100nmの複合無機微粉体1を得た。得られた複合無機微粉体1の物性を表2に示す。
上記メタチタン酸スラリーを用い、使用する炭酸ストロンチウムの粒子径、及び焼成条件を表1に示すように変更し、粉砕、分級条件を適宜調整する以外は、複合無機微粉体の製造例1と同様にして、複合無機微粉体2〜12を得た。得られた複合無機微粉体の物性を表2に示す。
(ハイブリッド樹脂)
(1)ポリエステル樹脂の製造
・テレフタル酸 :6.2mol
・無水ドデセニルコハク酸 :3.7mol
・無水トリメリット酸 :3.3mol
・PO−BPA :7.4mol
・EO−BPA :3.0mol
上記ポリエステルモノマーをエステル化触媒ジブチルスズオキサイド0.10質量部とともにオートクレーブに仕込み、減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置及び撹拌装置を付し、窒素ガス雰囲気下で215℃まで加熱しながら縮重合反応を行い、ポリエステル樹脂を得た。このポリエステル樹脂は酸価が29.0mgKOH/gであり、Tgが60℃であり、ピーク分子量は7200、重量平均分子量(Mw)は25000、Mw/Mnは3.3であった。
上記ポリエステル樹脂80質量部をキシレン100質量部に溶解・膨潤した。次に、スチレン15質量部、アクリル酸2−エチルヘキシル5質量部、エステル化触媒としてジブチルスズオキサイド0.15質量部を添加してキシレンの還流温度まで加熱してポリエステル樹脂のカルボン酸とアクリル酸2−エチルヘキシルとのエステル交換反応を開始した。更にラジカル重合開始剤としてt−ブチルハイドロパーオキサイド1質量部をキシレン30質量部に溶解したキシレン溶液を約1時間かけて滴下した。その温度で6時間保持してラジカル重合反応を終了した。減圧下200℃まで加熱して脱溶剤することによりポリエステル樹脂の水酸基とビニル系重合体ユニットの共重合モノマーであるアクリル酸2−エチルヘキシルとのエステル交換反応を行い、これにより、ポリエステル樹脂、ビニル系重合体及びポリエステルユニットとビニル系重合体ユニットがエステル結合して生成したハイブリッド樹脂を得た。
得られたハイブリッド樹脂は、酸価が28.5mgKOH/gであり、Tgが58℃であり、ピーク分子量(Mn)が7400、重量平均分子量(Mw)が45000、Mw/Mnが8.3であり、THF不溶分を約12質量%含有していた。
(ポリエステル樹脂)
・テレフタル酸 10mol%
・フマル酸 25mol%
・無水トリメリット酸 5mol%
・PO−BPO 35mol%
・EO−BPA 25mol%
上記ポリエステルモノマーをエステル化触媒ジブチルスズオキサイド0.10質量部とともにオートクレーブに仕込み、減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置及び撹拌装置を付し、窒素ガス雰囲気下で210℃まで加熱しながら縮重合反応を行い、第1のポリエステル樹脂Aを得た。
得られた第1のポリエステル樹脂Aは、酸価が27mgKOH/gであり、水酸基価が42mgKOH/gであり、Tgが58℃であり、Mnが3,000であり、Mwが11,000であり、THF不溶分が0質量%であった。
・フマル酸 33mol%
・無水トリメリット酸 10mol%
・PO−BPO 35mol%
・EO−BPA 22mol%
これらを同様に縮合重合反応を行い、重合途中で無水トリメリット酸3mol%をさらに追加し、第2のポリエステル樹脂Bを得た。
得られた第2のポリエステル樹脂Bは、酸価が24mgKOH/gであり、水酸基価が34mgKOH/gであり、Tgが62℃であり、Mnが3,000であり、Mwが155,000であり、THF不溶分を27質量%含有していた。
得られたポリエステル樹脂は、酸価が25mgKOH/gであり、水酸基価が35mgKOH/gであり、Tgが59℃であり、Mnが2,700であり、Mwが83,000であり、THF不溶分を15質量%含有していた。
(スチレン−アクリル樹脂)
・スチレン 70質量部
・アクリル酸n−ブチル 25質量部
・マレイン酸モノブチル 6質量部
・ジ−t−ブチルパーオキサイド 1質量部
4つ口フラスコにキシレン200質量部を入れ、攪拌しながら容器内を十分に窒素で置換し、130℃に昇温させた後、上記各成分を3.5時間かけて滴下した。更にキシレン還流下で重合を完了し、減圧下で溶媒を蒸留除去し、スチレン−アクリル樹脂を得た。
得られたスチレン−アクリル樹脂は、酸価が27mgKOH/gであり、Tgが59℃であり、ピーク分子量が14000、重量平均分子量(Mw)が78000、Mw/Mnが12.0であった。
・上記ハイブリット樹脂 100質量部
・低分子量ポリエチレン 7質量部
(融点98.6℃、数平均分子量780)
・荷電制御剤 2質量部
(アゾ系鉄錯体化合物;T−77保土谷化学工業社製)
・磁性酸化鉄 90質量部
(個数平均粒径0.19μm、磁場795.8kA/mにおける磁気特性(保磁力11.2kA/m、残留磁化10.8Am2/kg、磁化の強さ82.3Am2/kg))
上記混合物を、130℃に加熱された二軸混練機で溶融混練して、冷却した混合物をハンマーミルで粗粉砕した。さらに粉砕工程は、図1に示す機械式粉砕機(ターボ工業社製、ターボミルT−250型)を用い、図1に示す回転子314と固定子310の間隙を1.5mmとし、回転子314の先端周速を115m/s、搬送エアー風量を30m3/h、粗砕品供給量を24kg/hとして運転した。
得られた微粉砕物を風力分級機で分級し、重量平均粒径(D4)7.8μm、10.1μm以上の粒子が、6.3体積%であるトナー粒子を得た。
このトナー粒子100質量部に対して、上記複合無機微粉体1を1.0質量部、及び疎水性乾式シリカ(BET比表面積300m2/g)を1.0質量部、ヘンシェルミキサーFM500(三井三池社製)を用いて、攪拌羽根回転速度1100rpmで、4分間混合して、外添させ、現像剤1を得た。得られた現像剤1の物性を表4に示す。
表3に示すように、トナー粒子を製造する際の樹脂成分及び粉砕条件を変更し、更に添加する複合無機微粉体を変更する以外は現像剤の製造例1と同様にして、現像剤2〜12を得た。また、製造例13,14及び比較現像剤の製造例1〜4においては、図4に示す衝突式気流粉砕機を使用した。得られた現像剤2〜14及び比較現像剤1〜4の物性を表4に示す。
上記現像剤1を用いて以下に示す評価を行った。評価結果を表5に示す。
<画像評価試験>
市販の複写機iR−4570(キヤノン(株)社製)を、プリントスピード45枚/分から80枚/分に改造し、高温高湿環境下(40℃/90%RH)において、印字比率6%のテストチャートを用いて、100,000枚複写を行い、以下に示すとおりに画像濃度、面内一様性、カブリ、ドット再現性、尾引き、スジ状抜けの評価を行った。
「マクベス反射濃度計」(マクベス社製)で、SPIフィルターを使用して、直径5mm丸の画像の反射濃度を5点測定し、その平均値により評価を行った。
ランク5: 1.45以上
ランク4: 1.40以上1.45未満
ランク3: 1.35以上1.40未満
ランク2: 1.30以上1.35未満
ランク1: 1.30未満
「マクベス反射濃度計」(マクベス社製)で、SPIフィルターを使用して、ベタ黒画像の反射濃度を測定し、その反射濃度の最高値(Dmax)と、最低値(Dmin)の差分(Dmax−Dmin)により、面内濃度一様性を評価した。
ランク5: 0.02未満
ランク4: 0.02以上0.05未満
ランク3: 0.05以上0.10未満
ランク2: 0.10以上0.20未満
ランク1: 0.20以上
「反射濃度計」(リフレクトメーター モデルTC−6DS 東京電色社製)を用いて、画像形成前の転写紙の反射濃度(Dr)と、ベタ白画像をコピーした後の反射濃度の最悪値を(Ds)とを測定し、その差分(Ds−Dr)をカブリ値として評価した。
ランク5: 0.1未満
ランク4: 0.1以上0.5未満
ランク3: 0.5以上1.5未満
ランク2: 1.5以上2.0未満
ランク1: 2.0以上
図5に示す1ドット、2ドット、3ドット、4ドットで構成されるチェッカー模様の静電潜像を像担持体上に形成し、該像担持体の表面に現像剤を供給し、得られた目に見える画像をサンプルとした。このサンプルを光学顕微鏡にて観察し、ドット再現性を評価した。
ランク5: 潜像に忠実な画像である。
ランク4: 光学顕微鏡で拡大すると、若干の飛び散りが見られる。
ランク3: 光学顕微鏡で拡大すると、飛び散り、乱れが見られる。
ランク2: 目視により、飛び散り、画像の乱れが見られる。
ランク1: 原稿を再現できていない。
4ドットの横ラインを20ドットスペースに印字したパターンを画出しし、ライン上で尾引いた数を数えた。
ランク5: 発生なし
ランク4: 3個未満
ランク3: 3以上7個未満
ランク2: 7以上15個未満
ランク1: 15個以上
ベタ黒画像(印字比率100%)を、30枚画出しした後、ハーフトーン画像(2ドット、2スペース)を5枚画出し、現像ローラ上及び画像を目視にて観察し評価した。
ランク5: 現像ローラ上に現像剤が均一に塗布されており、画像上にもスジ状抜けの発生はない。
ランク4: 現像ローラ上に、現像剤のコートムラが確認できるが、画像上には発生しない。
ランク3: 現像ローラ上に、現像剤のコートムラが発生し、ベタ黒画像では確認できないが、ハーフトーン画像では確認できる。
ランク2: 現像ローラ上に、現像剤のコートムラが発生し、ベタ黒画像でも確認できる。
ランク1: 画像上に無数のスジ状画像抜けが確認できる。
上記現像剤2〜14、および比較現像剤1〜4を用いて、実施例1と同様に評価を行った。評価結果を表5に示す。
硫酸チタニル粉末を蒸留水に、溶液中のTi濃度が1.5(mol/l)となるように溶解した。次いで、この溶液に反応終了時の硫酸濃度が2.8(mol/l)になるように、硫酸及び蒸留水を添加した。この溶液を、密閉した容器により、110℃の加熱処理を36時間行い、加水分解反応を行った。その後、水洗浄を行い十分に硫酸、不純物を除去し、メタチタン酸スラリーを得た。このスラリーに、酸化チタンに対して等モル量になるように炭酸ストロンチウム(個数平均粒子径85nm)を添加する。水系湿式中で十分に混合した後、洗浄、乾燥後、800℃にて3時間焼結し、粉砕、分級工程を経て個数平均粒子径0.11μmの複合無機微粉体Aを得た。得られた複合無機微粉体Aの物性を表6に示す。
上記メタチタン酸スラリーを用い、炭酸ストロンチウムの平均粒子径、及び焼成条件を表6に示すように変更し、粉砕、分級条件を適宜調整し、複合無機微粉体Aの製造例と同様にして複合無機微粉体B〜Gを得た。得られた複合無機微粉体の物性を表6に示す。
四つ口フラスコ内にキシレン300質量部を投入し、撹拌しながら容器内を充分に窒素で置換した後、昇温して還流させる。この還流下で、スチレン76質量部,アクリル酸−n−ブチル24質量部及びジ−tert−ブチルパーオキサイド2質量部の混合液を4時間かけて滴下した後、2時間保持し重合を完了し、低分子量重合体溶液(1L)を得た。
プロポキシ化ビスフェノールA(2.2mol付加物) :25.0mol%
エトキシ化ビスフェノールA(2.2mol付加物) :25.0mol%
テレフタル酸 :33.0mol%
無水トリメリット酸 :5.0mol%
アジピン酸 :6.5mol%
アクリル酸 :3.5mol%
フマル酸 :1.0mol%
上記ポリエステルモノマーをエステル化触媒ジブチルスズオキサイド0.10質量部と共に4口フラスコに仕込み、減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置及び撹拌装置を装着して窒素雰囲気下にて135℃で撹拌する。そこに、ビニル系共重合モノマー(スチレン:84mol%と2エチルヘキシルアクリレート:14mol%)と重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド2mol%を混合したものを滴下ロートから4時間かけて滴下した。その後、135℃で5時間反応した後、重縮合時の反応温度を230℃に昇温し、更にフマル酸1.0mol%を添加した後、縮重合反応を行った。反応終了後容器から取り出し、冷却、粉砕して結着樹脂Bを得た。この結着樹脂Bの物性を表7に示す。
テレフタル酸 31.0mol%
トリメリット酸 7.0mol%
プロポキシ化ビスフェノールA(2.2mol付加物) :35.0mol%
エトキシ化ビスフェノールA(2.2mol付加物) :27.0mol%
上記ポリエステルモノマーをエステル化触媒ジブチルスズオキサイド0.10質量部と共に4口フラスコに仕込み、減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置及び撹拌装置を装着して窒素雰囲気下にて135℃で撹拌する。そこに、ビニル系共重合モノマー(スチレン:84.0mol%と2エチルヘキシルアクリレート:14.0mol%)と重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド2.0mol%を混合したものを滴下ロートから4時間かけて滴下した。その後、135℃で5時間反応した後、重縮合時の反応温度を230℃に昇温して縮重合反応を行った。反応終了後容器から取り出し、冷却、粉砕して結着樹脂Cを得た。この結着樹脂Cの物性を表7に示す。
プロポキシ化ビスフェノールA(2.2mol付加物) :46.8mol%
テレフタル酸 :34.8mol%
無水トリメリット酸 :11.8mol%
イソフタル酸 :5.6mol%
フェノールノボラックEO付加物 :1.0mol%
上記のモノマーをエステル化触媒ジブチルスズオキサイド0.10質量部とともに5リットルオートクレーブに仕込み、還流冷却器、水分分離装置、窒素ガス導入管、温度計及び撹拌装置を付し、オートクレーブ内に窒素ガスを導入しながら230℃で重縮合反応を行った。反応終了後容器から取り出し、冷却、粉砕して結着樹脂Dを得た。この結着樹脂Dの物性を表7に示す。
プロポキシ化ビスフェノールA(2.2mol付加物) :47.1mol%
テレフタル酸 :49.9mol%
無水トリメリット酸 :3.0mol%
上記のモノマーをエステル化触媒ジブチルスズオキサイド0.10質量部とともに5リットルオートクレーブに仕込み、還流冷却器、水分分離装置、窒素ガス導入管、温度計及び撹拌装置を付し、オートクレーブ内に窒素ガスを導入しながら230℃で重縮合反応を行った。反応終了後容器から取り出し、冷却、粉砕して結着樹脂Eを得た。この結着樹脂Eの物性を表7に示す。
円筒状Al基体(外径108mm、長さ358mm)上に、高周波プラズマCVD(PCVD)法により、基体温度、ガス種、ガスフロー、反応容器内温度等を適宜調節して、以下の層を積層し、正帯電性の像担持体Aを作成した。
電荷注入阻止層:リン(P)がドープされたa−Si:Hからなる層。
光導電層:アモルファスシリコンからなる層。
表面保護層:アモルファスシリコンカーバイド(a−SiC:H)からなる層。
表面保護層を、水素原子を含有するアモルファスカーボン(a−C:H)を含む層に変更する以外は、像担持体Aの製造例と同様にして正帯電性の像担持体Bを製造した。
表面保護層を、アモルファスシリコンナイトライド(a−SiN:H)を含む層に変更する以外は、像担持体Aの製造例と同様にして負帯電性の像担持体Cを製造した。
・結着樹脂A 100質量部
・磁性酸化鉄粒子 90質量部
(八面体、平均粒径0.16μm、磁場795.8kA/mにおける磁気特性(保磁力11.2kA/m、磁化の強さ89Am2/kg、残留磁化15Am2/kg))
・フィッシャートロプシュワックス(融点:101℃) 4質量部
・荷電制御剤A(下記構造式参照) 2質量部
評価結果を表9に示す。
100万枚耐久終了後にハーフトーン画像(潜像密度50%)をプリントし、テストチャートのベタ黒に相当する部分の黒ポチの発生数をカウントし、以下に示す3段階に分類し評価した。
A: 黒ポチの発生がない。
B: 極小の黒ポチの発生が1個以上30個未満。
C: 極少の黒ポチの発生が30個以上。
ハーフトーン画像(潜像密度50%)において、テストチャートのベタ黒に相当する部分の濃度変動の評価を行った。すなわち、耐久試験初期時のベタ黒相当部の画像濃度と、100万枚耐久試験後のベタ黒相当部の画像濃度とをマクベス反射濃度計(マクベス社製)により測定し、その差を求め、以下に示す3段階に分類し評価した。
A: 濃度変動が0.1未満。
B: 濃度変動が0.1以上0.2未満。
C: 濃度変動が0.2以上。
直接電圧印加方式(電子写真学会誌 第22巻 第1号(1983))により、図7に示すように、ドラム表面のベタ黒画像相当部について、耐久試験前電位(V0)と100万枚耐久試験後電位(V1)との差分ΔV2(=V0−V1)を耐久試験前電位(V0)で割り、100を乗じたものをドラム電位低下率(%)として算出した。
A: 電位低下率が10%未満。
B: 電位低下率が10%以上30%未満。
C: 電位低下率が30%以上。
100万枚耐久終了時のテストチャートのベタ黒相当部の画像濃度(直径5mmのドット)をマクベス反射濃度計(マクベス社製)を用い、SPIフィルターを使用して測定し、以下に示すランクに分類し評価した。
A: 1.3以上
B: 1.0以上、1.3未満
C: 1.0未満
<カブリ>
100万枚耐久終了後に、「反射濃度計」(リフレクトメーター モデルTC−6DS 東京電色社製)を用いて、画像形成前の転写紙の反射濃度(Dr)と、ベタ白画像をコピーした後の反射濃度の最悪値を(Ds)とを測定し、その差分(Ds−Dr)をカブリ値として評価した。
A: 0.1未満
B: 0.1以上0.5未満
C: 0.5以上1.5未満
D: 1.5以上2.0未満
E: 2.0以上
プリント耐久中を通して、転写残現像剤がクリーニングブレードをすり抜けたことに起因する画像欠陥(スジ状、或いは斑点状)の発生を観察し、以下に示すランクに分類し評価した。
A: 画像欠陥の発生がない。
B: 僅かな斑点状の画像欠陥の発生が1回以下。
C: スジ状の画像欠陥の発生が1回以上。
表8に記載の処方に従い結着樹脂、荷電制御剤及び複合無機微粉体を変更すること以外は実施例Aと同様にして現像剤B、C、E、F及びHを作製した。尚、荷電制御剤Bは、以下の構造式を有する化合物である。
市販のデジタル複写機iR7105i(反転現像方式、キヤノン(株)社製)を、負帯電性現像剤/負帯電性像担持体構成の反転現像方式に改造し、像担持体ドラムを像担持体Cに交換し、像担持体ドラムの周速度が660mm/sとなるようにして評価に用いた。
実施例Aにおいて、表8に記載されているように、結着樹脂、荷電制御剤及び複合無機微粉体を変更し、更に、疎水性シリカ微粉体1を疎水性シリカ微粉体2(BET200m2/g、シリカ母体に対して、ヘキサメチルジシラザン30質量部及びジメチルシリコーンオイル10質量部で疎水化処理)1.0質量部に変更すること以外は同様にして、現像剤D及びGを作成した。尚、荷電制御剤Cは以下の構造式を有する化合物である。
複合無機微粉体Aを表8に記載の炭酸ストロンチウム(個数平均粒子径150nm、1.0質量部)、或いは、酸化チタン(個数平均粒子径320nm、1.5質量部)に変更すること以外は実施例Aと同様にし現像剤I及びJを作製した。これら現像剤I及びJについて実施例Aと同様の評価を行った。結果を表9に示す。
直径30mm×長さ357.5mmのアルミニウムシリンダーを導電性支持体(基体)とし、それに、以下の材料より構成される塗布液を導電性支持体上に浸漬コーティング法で塗布し、140℃で30分熱硬化して、膜厚が18μmの導電層を形成した。
・導電性顔料:SnO2コート処理硫酸バリウム 10部
(商品名:パストランPC1 三井金属鉱業(株)製)
・抵抗調節用顔料:酸化チタン 3部
(商品名:TITANIX JR テイカ(株)製)
・結着樹脂:フェノール樹脂 6部
(商品名:トスパール120 東レシリコーン(株)製)
・レベリング材:シリコーンオイル 0.001部
(商品名:SH28PA 東レシリコーン(株))
・溶剤:メタノール/メトキシプロパノール=0.2/0.8 13部
次に、この導電層上にN−メトキシメチル化ナイロン3部及び共重合ナイロン2.5部をメタノール67部及びn−ブタノール32部の混合溶媒に溶解した溶液を塗布液として用い浸漬コーティング法で塗布して、膜厚が0.7μmの下引き層を形成した。
CuKα特性X線回折のブラック角2θ±0.2degの7.4deg及び28.2degに強いピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン4部、ポリビニルブチラール(商品名:エスレックBX−1、積水化学工業(株)製)2部及びシクロヘキサノン82部を、直径1mmガラスビーズを用いたサンドミル装置で4時間分散した後、酢酸エチル80部を加えて電荷発生層用塗布液を調製した。この塗布液を前記下引き層の上に浸漬コーティング法で塗布して、膜厚が0.2μmの電荷発生層を形成した。
次いで下記一般式(2)のスチリル化合物7部及びポリカーボネート樹脂(商品名:ユーピロンZ800、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製)10部をモノクロロベンゼン107部及びジクロロメタン33部、ポリテトラフルオロエチレン微粒子10部の混合溶媒中に溶解して調整した電荷輸送層用塗布液を用いて、前記電荷発生層上に電荷輸送層を形成した。このときの電荷輸送層の膜厚は10μmであった。
像担持体の製造例aにおいて、粗面化工程の時間を180秒とした以外は同様に像担持体bを作製した。得られた像担持体bの物性値を表10に示す。
像担持体の製造例aと同様にして導電層、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を形成した。次いで下記一般式(1)で表される正孔輸送性化合物60部をモノクロロベンゼン30部/ジクロロメタン30部の混合溶媒中に溶解し、表面層用塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷輸送層上にコーティングし、窒素中において加速電圧150kV、線量5Mrad(5×104Gy)の条件で電子線を照射した後、引き続いて像担持体の温度が150℃になる条件で3分間加熱処理を行った。
像担持体の製造例cにおいて、粗面化工程の時間を20分とした以外は同様に像担持体dを作製した。得られた像担持体dの物性値を表10に示す。
像担持体の製造例cにおいて、粗面化工程の時間を50秒とした以外は同様に像担持体eを作製した。得られた像担持体eの物性値を表10に示す。
像担持体の製造例aにおいて、電荷輸送層用塗布液中に添加するポリテトラフルオロエチレン微粒子量を40部に変更した。
更に、研磨シート(商品名:AX−3000(富士写真フィルム(株)製)、研磨砥粒:アルミナ(平均粒径:5μm)、基材:ポリエステルフィルム(厚さ:75μm)を用い、研磨シート送り速度:150mm/sec、像担持体回転数:15rpm、押し当て圧:7.5N/m2、シート及び像担持体の回転方向は同方向、バックアップローラは外径:直径40cm、アスカーC硬度が40度のものを用い、18分間、粗面化を行うように変更した。
以上の条件で、像担持体fを得た。得られた像担持体fの物性値を表10に示す。
像担持体の製造例fにおいて、電荷輸送層用塗布液中に添加するポリテトラフルオロエチレン微粒子量を50部とし、粗面化時間を16分とする以外は同様にして像担持体gを作成した。得られた像担持体gの物性値を表10に示す。
像担持体の製造例fにおいて、電荷輸送層用塗布液中に添加するポリテトラフルオロエチレン微粒子量を60部とし、粗面化時間を20分とする以外は同様にして像担持体hを作成した。得られた像担持体hの物性値を表10に示す。
像担持体の製造例aと同様にして導電層、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を形成した。次いで、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン(商品名:LS1090、信越化学(株)製)で表面処理した(処理量7質量%)アンチモンドープ酸化錫微粒子50部及び下記一般式(7)で表された正孔輸送性を有さないアクリルモノマー30部をエタノール150部中でサンドミルにより70時間かけて分散し、表面層用塗布液を調製した。
硫酸チタニル粉末を蒸留水に、溶液中のTi濃度が1.5(mol/l)となるように溶解した。次いで、この溶液に反応終了時の硫酸濃度が2.8(mol/l)になるように、硫酸及び蒸留水を添加した。この溶液を、密閉した容器に入れ、110℃の加熱処理を36時間行い、加水分解反応を行った。その後、水洗浄を行い十分に硫酸、不純物を除去し、メタチタン酸スラリーを得た。このスラリーに、酸化チタン換算で酸化チタンに対して等モル量になるように炭酸ストロンチウム(無機微粉体と同様の方法で測定:個数平均粒子径85nm)を添加する。水系湿式中で十分に混合した後、洗浄、乾燥後、820℃にて3時間焼成し、機械粉砕、分級工程を経て個数平均粒子径110nmの複合無機微粉体aを得た。得られた複合無機微粉体aの物性を表11に示す。
上記メタチタン酸スラリーを用い、炭酸ストロンチウムの粒子径、及び焼成条件を表11に示すように変更し、粉砕、分級条件を適宜調整し、複合無機微粉体の製造例aと同様にして、複合無機微粉体b〜hを得た。得られた複合無機微粉体の物性を表11に示す。
(ハイブリッド樹脂)
(1)ポリエステル樹脂の製造
・テレフタル酸 :6.1mol
・無水ドデセニルコハク酸 :3.6mol
・無水トリメリット酸 :3.4mol
・ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2.5mol付加物 :7.3mol
・ビスフェノールAのエチレンオキサイド2.5mol付加物 :3.0mol
上記ポリエステルモノマーをエステル化触媒ジブチルスズオキサイド0.10質量部とともにオートクレーブに仕込み、減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置及び撹拌装置を付し、窒素ガス雰囲気下で210℃まで加熱しながら縮重合反応を行い、ポリエステル樹脂を得た。
(2)ハイブリッド樹脂成分の製造
上記ポリエステル樹脂80質量部をキシレン100質量部に溶解・膨潤した。次に、スチレン15質量部、アクリル酸2−エチルヘキシル4質量部、エステル化触媒としてジブチルスズオキサイド0.13質量部を添加してキシレンの還流温度まで加熱してポリエステル樹脂のカルボン酸とアクリル酸2−エチルヘキシルとのエステル交換反応を開始した。更にラジカル重合開始剤としてt−ブチルハイドロパーオキサイド1質量部をキシレン30質量部に溶解したキシレン溶液を約1時間かけて滴下した。その温度で6時間保持してラジカル重合反応を終了した。減圧下200℃まで加熱して脱溶剤することによりポリエステル樹脂の水酸基とビニル系重合体ユニットの共重合モノマーであるアクリル酸2−エチルヘキシルとのエステル交換反応を行い、これにより、ポリエステル樹脂、ビニル系重合体及びポリエステルユニットとビニル系重合体ユニットがエステル結合して生成したハイブリッド樹脂を得た。
得られたハイブリッド樹脂は、酸価が28.4mgKOH/gであり、Tgが57℃であり、ピーク分子量(Mn)が7300、重量平均分子量(Mw)が44000、Mw/Mnが8.0であり、THF不溶分を約13質量%含有していた。
(ポリエステル樹脂)
・テレフタル酸 12mol%
・フマル酸 25mol%
・無水トリメリット酸 5mol%
・ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2.5mol付加物 35mol%
・ビスフェノールAのエチレンオキサイド2.5mol付加物 23mol%
上記ポリエステルモノマーをエステル化触媒とともにオートクレーブに仕込み、減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置及び撹拌装置を付し、窒素ガス雰囲気下で210℃まで加熱しながら縮重合反応を行い、第1のポリエステル樹脂aを得た。
得られた第1のポリエステル樹脂aは、酸価が26mgKOH/gであり、水酸基価が40mgKOH/gであり、Tgが59℃であり、Mnが3,000であり、Mwが12,000であり、THF不溶分が0質量%であった。
次に、
・フマル酸 33mol%
・無水トリメリット酸 10mol%
・ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2.5mol付加物 34mol%
・ビスフェノールAのエチレンオキサイド2.5mol付加物 20mol%
これらを上記と同様に縮合重合反応を行い、重合途中で無水トリメリット酸3mol%をさらに追加し、第2のポリエステル樹脂bを得た。
得られた第2のポリエステル樹脂bは、酸価が23mgKOH/gであり、水酸基価が35mgKOH/gであり、Tgが61℃であり、Mnが3,000であり、Mwが155,000であり、THF不溶分を27質量%含有していた。
得られたポリエステル樹脂a及びbを50質量部ずつヘンシェルミキサーで混合し、ポリエステル樹脂を得た。
得られたポリエステル樹脂は、酸価が25mgKOH/gであり、水酸基価が34mgKOH/gでり、Tgが58℃であり、Mnが2,700であり、Mwが84,000であり、THF不溶分を16質量%含有していた。
(スチレン−アクリル樹脂)
・スチレン 70質量部
・アクリル酸n−ブチル 20質量部
・マレイン酸モノブチル 5質量部
・ジ−t−ブチルパーオキサイド 1質量部
4つ口フラスコにキシレン200質量部を入れ、攪拌しながら容器内を十分に窒素で置換し、130℃に昇温させた後、上記各成分を3.5時間かけて滴下した。更にキシレン還流下で重合を完了し、減圧下で溶媒を蒸留除去し、スチレン−アクリル樹脂を得た。 得られたスチレン−アクリル樹脂は、酸価が23mgKOH/gであり、Tgが59℃であり、ピーク分子量が13500、重量平均分子量(Mw)が78000、Mw/Mnが12.0であった。
・上記ハイブリット樹脂 100質量部
・ポリエチレンワックス
(ポリワックス850;東洋ペトロライト社製) 8質量部
・荷電制御剤(アゾ系鉄錯体化合物) 1.5質量部
(製品名:T−77 保土谷化学工業社製 )
・磁性酸化鉄 85質量部
(個数平均粒径0.18μm、保磁力11.4kA/m、残留磁化10.6Am2/kg、飽和磁化82.3Am2/kg)
上記混合物を、130℃に加熱された二軸混練機で溶融混練して、冷却した混合物をカッターミルで粗粉砕した後、ジェット気流を用いた微粉砕機を用いて微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級機で分級し、重量平均粒径(D4)7.9μm、及び粒径10.1μm以上の粒子が、6.6体積%であるトナー粒子を得た。
このトナー粒子100質量部に対して、1.0質量部の上記複合無機微粉体a、及び1.0質量部の疎水性乾式シリカ(BET比表面積:300m2/g)を、攪拌羽根回転速度1100rpmのヘンシェルミキサーFM500(三井三池社製)により、4分間回転し、外添して、現像剤aを得た。
表12に示すように、複合無機微粉体、結着樹脂を変更する以外は現像剤の製造例aと同様にして、現像剤b〜jを得た。
市販の複写機iR−4570(キヤノン(株)社製)において、プリントスピード45枚/分を55枚/分になるように改造を加え、現像剤として現像剤a、像担持体として像担持体aを用いて、高温高湿環境下(40℃/90%RH)において、印字比率6%のテストチャートを用いて、300,000枚の複写を行った。また、この時、クリーニングブレードの当接圧を30gf/cmに設定した。上記複写後に、画像濃度、カブリ、像担持体表面の傷、像担持体表面への現像剤の融着及びクリーニング性能に関する評価試験を行った。評価結果を表12に示す。
1)画像濃度
「マクベス反射濃度計」(マクベス社製)で、SPIフィルターを使用して、直径5mm丸の画像の反射濃度を5点測定し、その平均値により評価を行った。
ランク5: 1.45以上
ランク4: 1.40以上1.45未満
ランク3: 1.35以上1.40未満
ランク2: 1.30以上1.35未満
ランク1: 1.30未満
「反射濃度計」(リフレクトメーター モデルTC−6DS 東京電色社製)を用いて、画像形成前の転写紙の反射濃度(Dr)と、ベタ白画像をコピーした後の反射濃度の最悪値を(Ds)とを測定し、その差分(Ds−Dr)をカブリ値として評価した。
ランク5: 0.1未満
ランク4: 0.1以上0.5未満
ランク3: 0.5以上1.5未満
ランク2: 1.5以上2.0未満
ランク1: 2.0以上
高温高湿環境下(40℃/90%RH)での、300,000枚複写試験時のベタ黒及びハーフトーンのサンプル画像と、終了後の像担持体の表面を目視観察し評価を行った。
3−1)像担持体表面の傷の評価
ランク1: 像担持体表面に無数の傷の発生がみられ、ベタ黒画像で傷の発生によるスジ状白抜けが確認できる。
ランク2: 像担持体表面に傷の発生はみられ、ハーフトーン画像で傷の発生によるスジ状白抜けが確認できるが、ベタ黒画像では確認できない。
ランク3: 像担持体表面にわずかに傷がみられるが画像では傷の発生が確認できない。
ランク4: 像担持体表面に傷の発生がない。
ランク1: 像担持体表面に無数の現像剤融着物の発生がみられ、ベタ黒画像で融着物の発生による雨降り状の白抜けが確認できる。
ランク2: 像担持体表面に現像剤融着物の発生がみられ、ハーフトーン画像で融着物の発生による雨降り状の白抜けが確認でき、ベタ黒画像でもわずかな白抜けが確認できる。
ランク3: 像担持体表面に現像剤融着物の発生がみられ、ハーフトーン画像で融着物の発生による雨降り状の白抜けが確認できるが、ベタ黒画像では確認できない。
ランク4: 像担持体表面にわずかに現像剤融着物がみられるが画像では融着物の発生が確認できない。
ランク5: 像担持体表面に現像剤融着物の発生がない。
高温高湿環境下(40℃/90%RH)での、300,000枚複写試験時のクリーニングブレードのびびり状況、終了後のクリーニングブレード及び帯電ローラの表面を目視観察し評価を行った。
ランク1: 複写試験中に度々、クリーニングブレードびびりが発生する。
ランク2: 複写試験中のクリーニングブレードびびりの発生はないが、クリーニングブレードの欠けが発生しており、帯電ローラ上にクリーニングすり抜けによるスジ状の汚れが確認できる。
ランク3: 複写試験中のクリーニングブレードびびりの発生はないが、クリーニングブレードの欠けが一部発生している。帯電ローラの汚れは確認できない。
ランク4: 複写試験中のクリーニングブレードびびりの発生がなく、クリーニングブレードの欠けの発生もない。
この出願は、2006年1月6日に出願した日本語特許出願(出願番号 特願2006−001783)、2006年6月26日に出願した日本語特許出願(出願番号 特願2006−174738)および2006年11月22日に出願した日本語特許出願(出願番号 特願2006−315476)に基づく優先権を主張するものとしてここに記載する。
Claims (7)
- 少なくとも結着樹脂を含有するトナー粒子と、複合無機微粉体とを少なくとも有する現像剤において、
該複合無機微粉体が、CuKα特性X線回折パターンにおいてブラッグ角(2θ±0.20deg)の32.20deg、25.80deg及び27.50degにピークを有し、且つ、
該ブラッグ角(2θ±0.20deg)=32.20degにおけるX線回折ピークの半値幅が0.20〜0.30degであることを特徴とする現像剤。 - 該複合無機微粉体の、CuKα特性X線回折パターンにおけるブラッグ角(2θ±0.20deg)=32.20degのピークの強度レベル(Ia)、25.80degのピークの強度レベル(Ib)、及び27.50degのピークの強度レベル(Ic)が下記式を満たすことを特徴とする請求項1に記載の現像剤。
0.010<(Ib)/(Ia)<0.150
0.010<(Ic)/(Ia)<0.150 - 該複合無機微粉体の個数平均粒子径が30nm以上1000nm未満であることを特徴とする請求項1又は2に記載の現像剤。
- 像担持体を帯電する帯電工程;露光により該像担持体に静電潜像を形成する潜像形成工程;像担持体上の該静電潜像を現像剤で現像し、現像剤像を形成する現像工程;該現像剤像を中間転写体を介して、又は、介さずに転写材に転写する転写工程;及び転写された該現像剤像を転写材に定着する定着工程;を少なくとも有する画像形成方法において、
該現像剤として、請求項1〜3のいずれか一項に記載の現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法。 - 該像担持体が、導電性基体と、該導電性基体上に少なくともアモルファスシリコンを含む光導電層と、表面保護層とを有しており、現像剤を用いて反転現像方式により該静電潜像を現像することを特徴とする請求項4に記載の画像形成方法。
- 該像担持体が、基体上に感光層を有するものであり、且つ、該像担持体の表面には、円周方向に、溝幅0.5〜40.0μmの溝が、1000μmあたり20乃至1000本存在し、
像担持体表面に存在する該溝の平均幅W(μm)と該複合無機微粉体の個数平均粒子径d(nm)とが下記式を満足することを特徴とする請求項4に記載の画像形成方法。
30≦d<1000
20.0≦W/(d×10−3)≦500.0 - 該像担持体の表面のユニバーサル硬さ値HU(N/mm2)が150乃至240であり、かつ弾性変形率We(%)が44乃至65であることを特徴とする請求項6に記載の画像形成方法。
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