説明

画像形成方法及び画像形成装置

【課題】本願発明の目的は、硬化型保護層を有する有機感光体を用いた画像形成装置においても、画像ボケ及び画像むらの両方が発生せず、良好なデジタル画像を得ることができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。
【解決手段】有機感光体が導電性支持体上に、2.3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニン顔料を含有し、反射スペクトルの700nmにおける反射率(R700)と780nmにおける反射率(R780)との比(R700/R780)が0.8〜1.3である電荷発生層、電荷輸送層及び架橋硬化性の保護層を有し、前記現像手段が酸化防止剤を含有するトナーを含有することを特徴とする画像形成方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願発明は、電子写真方式の画像形成に用いられる画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真用の感光体はSe、ヒ素、ヒ素/Se合金、CdS、ZnO等の無機感光体から、公害や製造の容易性等の利点に優れる有機感光体に主体が移り、様々な材料を用いた有機感光体(以下、単に感光体とも云う)が開発されている。
【0003】
しかしながら、有機感光体は耐摩耗特性が十分でないこと、又、帯電工程から発生するオゾンやNOx等の活性ガスにより、電荷輸送物質等が劣化し、感度の劣化や残留電位の上昇に伴う画像濃度の低下や画像ボケが発生しやすい。
【0004】
有機感光体の耐摩耗特性を改良する為に、有機感光体に架橋した硬化性の保護層を設置し、耐摩耗特性に対して改善された感光体が提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかし、架橋密度を向上させて、保護層の耐摩耗特性を向上させると、表面のリフレッシュ機能が低下し、繰り返し使用時に、高温環境下等で画像ボケや低温低湿環境下の画像むら等が起こりやすくなる傾向がある。
【0005】
上記画像ボケを防止するためには、保護層に、酸化防止剤を併用し、耐摩耗特性と画像ボケの両方を解決する試みが行われている(例えば、特許文献2参照)。しかしながら、耐摩耗特性が高い硬化型保護層においては、保護層中の酸化防止剤による酸化防止効果(オゾンやNOx等の活性ガスの失活効果)は、その効果が長続きせず、やはり、繰り返し使用で、高温環境下等で画像ボケ等が起こりやすい。
【0006】
一方、画像むらの改善は、該画像むらが感光体の湿度依存性に関連したものであるとの見方から、画像むらの改善に、高感度のY型チタニルフタロシアニン顔料に代えて、2.3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニン顔料を電荷発生物質として用いた感光体が提案されている(特許文献3)。
【0007】
しかしながら、2.3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニン顔料の感光層の上に、耐摩耗特性が大きく改善される硬化型保護層を設けると、画像むらは改善されるが、画像ボケの発生は改善されず、良好なデジタル画像が得られない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開平8−179541号公報
【特許文献2】特開2008−58779号公報
【特許文献3】特開2004−125818号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本願発明は、上記に記した課題に鑑みなされたものであり、その目的は、硬化型保護層を有する有機感光体を用いた画像形成装置においても、画像ボケ及び画像むらの両方が発生せず、良好なデジタル画像を得ることができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本願発明者等は、上記課題の解決の為には、硬化型保護層を有する有機感光体の特性を改善し、高感度で、湿度依存性の少ない有機感光体を開発するとともに、該有機感光体の保護層に、オゾンやNOxの失活効果を持続させる連続的な酸化防止剤の表面への供給が必要であるとの考えのもとに、検討した結果、本願発明を達成した。
【0011】
本願発明は以下のような構成を有することにより、その目的を達成できる。
【0012】
1.有機感光体上に帯電手段により帯電電位を付与し、帯電電位を付与された有機感光体上に露光手段により静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段によりトナー像に顕像化した後、該トナー像を転写手段により転写媒体に転写し、その後、有機感光体に残留するトナーをクリーニング手段により除去する画像形成方法において、該有機感光体が導電性支持体上に、2.3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニン顔料を含有し、反射スペクトルの700nmにおける反射率(R700)と780nmにおける反射率(R780)との比(R700/R780)が0.8〜1.3である電荷発生層、電荷輸送層及び架橋硬化性の保護層を有し、前記現像手段が酸化防止剤を含有するトナーを含有することを特徴とする画像形成方法。
【0013】
2.前記現像手段の酸化防止剤がトナーに外添剤として添加されていることを特徴とする前記1に記載の画像形成方法。
【0014】
3.前記酸化防止剤がヒンダードフェノール化合物であることを特徴とする前記1又は2に記載の画像形成方法。
【0015】
4.前記保護層が重合性官能基を有する化合物で表面処理された金属酸化物粒子を含有することを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の画像形成方法。
【0016】
5.有機感光体、該有機感光体を帯電する帯電手段、像露光により有機感光体上に静電潜像を形成する露光手段、該静電潜像をトナー像に顕像化する現像手段、該トナー像を転写媒体に転写する転写手段及び該転写後に有機感光体に残留するトナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成装置において、該有機感光体が導電性支持体上に、2.3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニン顔料を含有し、反射スペクトルの700nmにおける反射率(R700)と780nmにおける反射率(R780)との比(R700/R780)が0.8〜1.3である電荷発生層、電荷輸送層及び架橋硬化性の保護層を有し、前記現像手段が酸化防止剤を含有するトナーを含有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【0017】
本願発明の画像形成方法を用いることにより、硬化型の保護層を設けた感光体で、画像ボケ及び画像むらの両方が発生せず、感光体の耐摩耗特性も改善され、カブリの発生もなく、画像ボケ及び画像むらの改善と感光体の耐摩耗特性の両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本願発明の顔料を含有する感光層の反射スペクトルの一例。
【図2】2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニンを含有する顔料を用いた感光層の反射スペクトルの一例、ブラッグ角2θ(±0.2°)9.5°に特徴的なピークを有する(9.5°型)と、8.3°に特徴的なピークを有する(8.3°型)フタロシアニンのスペクトル図。
【図3】本発明の電子写真感光体を用いたカラー画像形成装置の断面構成図。
【図4】X線回折スペクトルで、ブラッグ角2θ(±0.2°)27.2°に特徴的なピークを有するY型チタニルフタロシアニンのスペクトル図。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本願発明の画像形成方法は、有機感光体上に帯電手段により帯電電位を付与し、帯電電位を付与された有機感光体上に露光手段により静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段によりトナー像に顕像化した後、該トナー像を転写手段により転写媒体に転写し、その後、有機感光体に残留するトナーをクリーニング手段により除去する画像形成方法において、該有機感光体が導電性支持体上に、2.3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニン顔料を含有し、反射スペクトルの700nmにおける反射率(R700)と780nmにおける反射率(R780)との比(R700/R780)が0.8〜1.3である電荷発生層、電荷輸送層及び架橋硬化性の保護層を有し、前記現像手段が酸化防止剤を含有するトナーを含有することを特徴とする。
【0020】
本願発明の画像形成方法は、上記構造を有することにより、高温高湿 や低温低湿環境下で繰り返し用いても、画像ボケ及び画像むらが発生せず、感光体の耐摩耗特性も改善され、カブリの発生も防止でき、画像ボケ、画像むらの改善と感光体の耐摩耗特性の両立を図ることができる。
【0021】
先ず、本願発明に係わる有機感光体について説明する。
【0022】
本発明において、有機感光体とは電子写真感光体の構成に必要不可欠な電荷発生機能及び電荷輸送機能の少なくとも一方の機能を有機化合物に持たせて構成された電子写真感光体を意味し、公知の有機電荷発生物質又は有機電荷輸送物質から構成された感光体、電荷発生機能と電荷輸送機能を高分子錯体で構成した感光体等公知の有機電子写真感光体を全て含有する。
【0023】
上記有機感光体の構成は、導電性支持体上に中間層を介して感光層(電荷発生層、電荷輸送層)及び保護層を有する。
【0024】
以下に本発明に用いられる具体的な有機感光体の構成について記載する。
【0025】
(導電性支持体)
本発明の感光体に用いられる導電性支持体としてはシート状或いは円筒状の導電性支持体が用いられる。
【0026】
本発明の円筒状の導電性支持体とは回転することによりエンドレスに画像を形成できるに必要な円筒状の支持体を意味し、真直度で0.1mm以下、振れ0.1mm以下の範囲にある導電性の支持体が好ましい。この真直度及び振れの範囲を超えると、良好な画像形成が困難になる。
【0027】
導電性支持体の材料としてはアルミニウム、ニッケルなどの金属ドラム、又はアルミニウム、酸化錫、酸化インジュウムなどを蒸着したプラスチックドラム、又は導電性物質を塗布した紙・プラスチックドラムを使用することができる。導電性支持体としては常温で比抵抗10Ω・cm以下が好ましい。
【0028】
本発明で用いられる導電性支持体は、その表面に封孔処理されたアルマイト膜が形成されたものを用いても良い。アルマイト処理は、通常例えばクロム酸、硫酸、シュウ酸、リン酸、硼酸、スルファミン酸等の酸性浴中で行われるが、硫酸中での陽極酸化処理が最も好ましい結果を与える。硫酸中での陽極酸化処理の場合、硫酸濃度は100〜200g/l、アルミニウムイオン濃度は1〜10g/l、液温は20℃前後、印加電圧は約20Vで行うのが好ましいが、これに限定されるものではない。又、陽極酸化被膜の平均膜厚は、通常20μm以下、特に10μm以下が好ましい。
【0029】
(中間層)
本発明においては導電性支持体と感光層の間に、バリヤー機能を備えた中間層を設けることが好ましく、特にはポリアミド等のバインダー樹脂中に酸化チタン微粒子を分散含有させる中間層が好ましい。該酸化チタン粒子の平均粒径は、数平均一次粒径で10nm以上400nm以下の範囲が良く、15nm〜200nmが好ましい。10nm未満では中間層によるモアレ発生の防止効果が小さい。一方、400nmより大きいと、中間層塗布液の酸化チタン粒子の沈降が発生しやすく、その結果中間層中の酸化チタン粒子の均一分散性が悪く、又黒ポチも増加しやすい。数平均一次粒径が前記範囲の酸化チタン粒子を用いた中間層塗布液は分散安定性が良好で、且つこのような塗布液から形成された中間層は黒ポチ発生防止機能の他、環境特性が良好で、且つ耐クラッキング性を有する。
【0030】
本発明に用いられる酸化チタン粒子の形状は、樹枝状、針状および粒状等の形状があり、このような形状の酸化チタン粒子は、例えば酸化チタン粒子では、結晶型としては、アナターゼ型、ルチル型及びアモルファス型等があるが、いずれの結晶型のものを用いてもよく、また2種以上の結晶型を混合して用いてもよい。その中でもルチル型で且つ粒状のものが最も良い。
【0031】
本発明の酸化チタン粒子は表面処理されていることが好ましい。中でも複数回の表面処理を行い、かつ該複数回の表面処理の中で、最後の表面処理が反応性有機ケイ素化合物を用いた表面処理を行うものが好ましい。また、該複数回の表面処理の中で、少なくとも1回の表面処理がアルミナ、シリカ、及びジルコニアから選ばれる少なくとも1種類以上の表面処理を行い、最後に反応性有機ケイ素化合物を用いた表面処理を行うことが好ましい。
【0032】
尚、アルミナ処理、シリカ処理、ジルコニア処理とは酸化チタン粒子表面にアルミナ、シリカ、或いはジルコニアを析出させる処理を云い、これらの表面に析出したアルミナ、シリカ、ジルコニアにはアルミナ、シリカ、ジルコニアの水和物も含まれる。又、反応性有機ケイ素化合物の表面処理とは、処理液に反応性有機ケイ素化合物を用いることを意味する。
【0033】
この様に、酸化チタン粒子の表面処理を少なくとも2回以上行うことにより、酸化チタン粒子表面が均一に表面被覆(処理)され、該表面処理された酸化チタン粒子を中間層に用いると、中間層内における酸化チタン粒子の分散性が良好で、かつ黒ポチ等の画像欠陥を発生させない良好な感光体を得ることができるのである。
【0034】
表面処理に用いる好ましい反応性有機ケイ素化合物としてはメチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ヘキチシルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン等の各種アルコキシシラン及びメチルハイドロジェンポリシロキサンが挙げられる。
【0035】
(感光層)
本発明の感光体の感光層構成は前記中間層上に電荷発生層(CGL)と電荷輸送層(CTL)に分離した構成を有し、更に、その上に保護層を有する。
【0036】
以下に機能分離負帯電感光体の感光層構成について説明する。
【0037】
(電荷発生層)
電荷発生層には電荷発生物質(CGM)を含有する。その他の物質としては必要によりバインダー樹脂、その他添加剤を含有しても良い。
【0038】
本願発明の有機感光体の電荷発生層は、2.3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニン顔料を含有し、反射スペクトルの700nmにおける反射率(R700)と780nmにおける反射率(R780)との比(R700/R780)が0.8〜1.3である。該電荷発生層の構成は、以下のようにして形成される。
【0039】
即ち、一般的に、有機感光体の感光層は、結着樹脂を有機溶剤に溶解させた溶液に電荷発生物質を分散させた塗布液を、塗布乾燥することで形成される。感光体における電気特性及び画像特性を高めるためには、電荷発生物質を感光層中に均一に分散させることが重要であると考えられている。分散が不十分な場合には、塗布液中に粗大粒子が含まれ、その結果、上記塗布液を用いて形成された感光層も電荷発生物質の粗大粒子を含有することになり、電気特性や画像特性が低下する。従って、電荷発生層用塗布液の調製過程においては、電荷発生物質の分散を十分に行い、塗布液中に二次凝集した粒子や粗大粒子が含まれないようにすることが重要である。
【0040】
一方、高い分散シェアにより電荷発生物質の分散性を高めると、均一に分散した塗膜は形成できるものの、分散シェアにより電荷発生物質の結晶構造が変化してその特性が損なわれ、感度及び電位安定性に問題を生じることがある。
【0041】
本発明者らは、本願発明のチタニルフタロシアニンと2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニンを含有する顔料(以下、本願発明の顔料とも云う)は、粉砕した際にできる破断面の活性が高く不安定なのではないかとの疑問を抱いた。即ち、粉砕した際にできる破断面等に生じる結晶の欠陥箇所において加水分解等によるブタンジオールの脱離やフタロシアニン環の分解が起りやすく、その分解物が電荷発生を阻害したり、電荷トラップになったりして感度や繰り返し特性に悪影響を及ぼすのではないかと推論した。
【0042】
この推論に従って、本発明では、顔料結晶にあまりストレスを懸けること無く、分散性を高めることを試みた。その結果、小粒径顔料粒子を合成し、顔料合成時の結晶を維持したまま、破砕を伴わず二次凝集をほぐすのみの低シェアな分散を行うことで課題を解決出来ることがわかり、さらに検討を続けた結果、その目安として、本願発明の顔料を含有した感光層の反射スペクトルの700nmにおける反射率(R700)と780nmにおける反射率(R780)との比(R700/R780)が、分散性と結晶性維持との両立の度合いを示す指標になりうることが判明した。
【0043】
本発明者らの検討結果によると、電荷発生層の前記比(R700/R780)が、0.8〜1.3である場合には、感度の湿度依存性がないにもかかわらず、高感度で繰り返し電位安定性が高い有機感光体を得ることが出来ることが判明した。
【0044】
図1は、本願発明の顔料を含有する感光層の反射スペクトルの一例である。
【0045】
図1(a)は、反射スペクトルの比(R700/R780)が本願発明の範囲内の特性を示す。
【0046】
図1(b)は、反射スペクトルの比(R700/R780)が本願発明の範囲外の特性を示す。
【0047】
本願発明のチタニルフタロシアニンと2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニンを含有する顔料(本願発明の顔料)とは、1つの顔料粒子の中に、少なくともチタニルフタロシアニンと2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニンとを含有する顔料を意味する。
【0048】
本願発明の顔料の分散においては、二次凝集の分散や結晶の破砕が進むにつれて780nm近辺の反射率が増大し、比(R700/R780)が減少する。
【0049】
比(R700/R780)が0.8未満の場合、過度の分散シェアにより顔料結晶が破砕されたことを示し、結晶の欠陥箇所における2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニンの分解が起こりやすくなり、その結果、画像ボケが発生しやすい。
【0050】
又、比(R700/R780)が1.3を超える場合、分散不良の二次凝集した粒子や粗大粒子が存在することを示し、カブリの発生や画像むらの発生が多くなる。
【0051】
本願発明において、感光層の反射スペクトルは、アルミ支持体上に電荷発生層を0.3μmの乾燥膜厚で形成した試料で測定する。また、該反射スペクトルは、アルミ支持体の反射率を100%としたときの相対反射率として測定する。得られた反射スペクトルの干渉縞による凹凸除去するために、測定データを685〜715nm、765〜795nmの範囲でそれぞれ二次の多項式で近似し、反射率(R700)と反射率(R780)との比(R700/R780)を算出する。
【0052】
上記反射スペクトルは光学式膜厚測定装置Solid Lambda Thickness(スペクトラコープ社製)を用いて測定した。
【0053】
2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニン顔料は、下記化学反応で示すようにして合成される。
【0054】
2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニン顔料は、そのブタンジオール付加比の違いにより、その特有の結晶型を有する。
【0055】
尚、下記に記載の結晶型については、図2の2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニンを含有する顔料を用いた感光層の反射スペクトルの一例に図示する。
【0056】
チタニルフタロシアニンと、(2R,3R)−2,3−ブタンジオール又は(2S,3S)−2,3−ブタンジオールの少なくともいずれか(以下、ブタンジオールともいう)を過剰に反応させると、X線回折スペクトルで、ブラッグ角2θ(±0.2°):9.5°に特徴的なピークを有する(以下、9.5°型と略)図2(1)に示す顔料が得られる。該9.5型のブタンジオール付加チタニルフタロシアニン顔料は9.5以外にも16.4°、19.1°、24.7°、26.5°にピークがみられる。
【0057】
該顔料の構造はIRスペクトルで970cm−1付近のTi=O吸収が消失し、630cm−1付近にO−Ti−Oの吸収が現れること、熱分析(TG)で390〜410℃に約11%の質量減少があること(熱分解によるブチレンオキシドの脱離のためと考えられる)、及び質量分析の結果から、チタニルフタロシアニンと(2R,3R)−2,3−ブタンジオール又は(2S,3S)−2,3−ブタンジオールが、1/1で脱水縮合した構造と考えられている。
【0058】
一方、チタニルフタロシアニン1モルに対し、ブタンジオール化合物を1モル以下で反応させると、粉末X線回折スペクトルで、ブラッグ角2θ:8.3°(±0.2°)に特徴的なピーク有する(以下、8.3°型と略)、図2(2)に示す顔料が得られる。該8.3°型のブタンジオール付加チタニルフタロシアニン顔料は8.3°以外にも24.7°、25.1°、26.5°にピークがみられる。該顔料は、IRスペクトルで970cm−1付近にTi=O、630cm−1付近にO−Ti−Oの両吸収が現れる。また、熱分析で390〜410℃にて質量減少が11%未満あること、及び質量分析の結果から、ブタンジオール/チタニルフタロシアニン=1/1付加体とチタニルフタロシアニンとが、ある割合で混晶(1つの顔料粒子中に2つ以上の化合物が混在し、特有の結晶型を有する顔料)を形成していると推測している。ブタンジオール付加比は、熱分析における390〜410℃の質量減少から、40〜70モル%と推測される。
【0059】
尚、X線回折スペクトルにおいて前記特徴的なピークとは、バックグランドのバラツキを超える明確に異なるピークを云う。
【0060】
本発明においては、良好な感度、繰り返し電位安定性が得られる点で、本願発明の顔料が、X線回折スペクトルにおいて少なくともブラッグ角(2θ±0.2°)の8.3°に特徴的なピークを有することがより好ましい。
【0061】
本願発明において、2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニンの合成には、その原料として、(2R,3R)−2,3−ブタンジオール又は(2S,3S)−2,3−ブタンジオールの光学異性体の2,3−ブタンジオールを用いることが好ましいが、光学異性を示さないラセミ体を用いてもよい。
【0062】
本願発明の顔料はその合成時の顔料で、BET比表面積が20m/g以上であることが望ましい。
【0063】
このようにBET比表面積が大きく、小粒径の顔料を含有させた電荷発生層の塗布液を、低シェア分散して、合成時の顔料の分散性を維持したとき、良好な感度、繰り返し電位安定性を有する感光体を作製することができる。
【0064】
〔2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニンの作製方法〕
2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニン、例えば、チタニルフタロシアニンと(2R,3R)−2,3−ブタンジオール又は(2S,3S)−2,3−ブタンジオールの少なくともいずれかとの付加体は、チタニルフタロシアニンと(2R,3R)−2,3−ブタンジオール又は(2S,3S)−2,3−ブタンジオール(以後、ブタンジオール化合物ということがある)とを各種溶媒中で室温あるいは加熱下で反応させことで合成することができる。原料であるチタニルフタロシアニンは、フタロニトリルと四塩化チタンから得る合成法、ジイミノイソインドリンとアルコキシチタンから得る合成法、フタロニトリルと尿素とアルコキシチタンから得る合成法等通常知られている何れの合成法も用いることが出来るが、特にはジイミノイソインドリンとアルコキシチタンから得られる塩素含有量の少ない高純度なチタニルフタロシアニンが好ましい。またチタニルフタロシアニンはアシッドペースト処理等の方法により無定形化してからブタンジオール化合物と反応させるものが好ましい。無定型チタニルフタロシアニンとブタンジオール化合物との付加反応には、通常5〜30倍の溶媒が使用される。溶媒には特に制限はなくクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール、クロロナフタレン、キノリンなどの芳香族溶媒からメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノンなどのケトン系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジグライムなどのエーテル系溶媒、さらにはジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドなどの非プロトン性極性溶媒、その他ハロゲン系溶媒、エステル系溶媒など多数を挙げることができる。
【0065】
チタニルフタロシアニンとブタンジオール化合物との反応は下記に示すが、広範囲な温度条件下で行うことができ、反応温度は25〜300℃の範囲が好ましく、BET比表面積が20m/g以上の顔料を合成するためには、30〜100℃の範囲であることがより好ましい。
【0066】
【化1】

【0067】
ブタンジオール化合物はチタニルフタロシアニン1モルに対して通常0.2〜2.0モルの割合で添加される。等モルの付加体であるためには、ジオール化合物を前記割合で1.0モル以上使用することが必要である。ジオール化合物を前記割合で1.0モル以下の添加量の場合には、得られた付加体はチタニルフタロシアニンとの混晶となる。
【0068】
〔本願発明の顔料の分散〕
本願発明の顔料(チタニルフタロシアニンと2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニンを含有する顔料)を用いて、電荷発生層等の分散液を作るには、これらの顔料を溶媒中で分散する。溶媒としては特に制限はなくメチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノンなどのケトン系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジグライムなどのエーテル系溶媒、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、ブタノールなどのアルコール系溶媒、その酢酸エチル、酢酸t−ブチルなどのエステル系溶媒、トルエン、クロロベンゼンなどの芳香属溶媒、ジクロロエタン、トリクロロエタンなどのハロゲン系溶媒など多数を挙げることが出来る。
【0069】
分散液中にはバインダーを添加することが出来る。バインダーとしては使用する溶媒に溶解する範囲で広く選ぶことが出来る。例えばポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステルおよびこれらのコポリマーなど多数に上る。バインダーと顔料の比率は特に制限はないが通常1/10から10/1である。バインダーが少ないと分散液が不安定になり、多すぎると電気抵抗がたかくなって電子写真感光体にしたとき繰り返しで残留電位が上昇するなどの欠点が起きやすい。
【0070】
本願発明に好ましく用いられる分散手段は、前記した低シェア分散(低セン断の分散)であるが、該低シェア分散としては、超音波分散や比重の小さいメディア(ガラス(比重:2.5)ビーズ等)を用いたメディア分散が好ましい。
【0071】
分散状態の指標としては、前記した電荷発生層の反射スペクトルの比(R700/R750)が0.8〜1.3の範囲にある必要がある。これらの反射スペクトルの比(R700/R750)の制御は、分散時の分散液にかかるシェアを調整することにより行うことができる。具体的には、分散方法や分散時に用いるメディアの径や量、分散時間などにより制御することができる。
【0072】
本発明の有機感光体には、電荷発生物質として前述のブタンジオール付加体チタニルフタロシアニン顔料を使用するが、他のフタロシアニン顔料、アゾ顔料、ペリレン顔料、アズレニウム顔料などを併用して用いることができる。電荷発生層の膜厚は0.1μm〜2μmが好ましい。
【0073】
(電荷輸送層)
電荷輸送層には電荷輸送物質(CTM)及びCTMを分散し製膜するバインダー樹脂を含有する。その他の物質としては必要により酸化防止剤等の添加剤を含有しても良い。
【0074】
電荷輸送物質(CTM)としては公知の電荷輸送物質(CTM)を用いることができる。例えばトリフェニルアミン誘導体、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、ベンジジン化合物、ブタジエン化合物などを用いることができる。これら電荷輸送物質は通常、適当なバインダー樹脂中に溶解して層形成が行われる。
【0075】
電荷輸送層(CTL)に用いられるバインダー樹脂としては熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂いずれの樹脂かを問わない。例えばポリスチレン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂並びに、これらの樹脂の繰り返し単位構造のうちの2つ以上を含む共重合体樹脂。又これらの絶縁性樹脂の他、ポリ−N−ビニルカルバゾール等の高分子有機半導体が挙げられる。これらの中で吸水率が小さく、CTMの分散性、電子写真特性が良好なポリカーボネート樹脂が最も好ましい。
【0076】
バインダー樹脂と電荷輸送物質との割合は、バインダー樹脂100質量部に対し10〜200質量部が好ましい。又、電荷輸送層の膜厚は10〜40μmが好ましい。
【0077】
電荷輸送層の層形成に用いられる溶媒又は分散媒としては、n−ブチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、イソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチレンジアミン、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,2−ジクロロプロパン、1,1,2−トリクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサン、メタノール、エタノール、ブタノール、イソプロパノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジメチルスルホキシド、メチルセロソルブ等が挙げられる。本発明はこれらに限定されるものではないが、トルエン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン等が好ましく用いられる。また、これらの溶媒は単独或いは2種以上の混合溶媒として用いることもできる。
【0078】
(保護層)
本願発明の有機感光体の保護層は、架橋硬化性の保護層である。該架橋硬化性の保護層は、架橋性の重合性化合物を含有する塗布液を塗布硬化して、架橋構造を有する保護層を形成する。
【0079】
前記重合性化合物とは、高分子物の生成反応を大きく連鎖重合と逐次重合に分けた場合、前者の連鎖重合の反応形態では、連鎖重合反応を進行させる不飽和重合性官能基、開環重合性官能基、或いは異性化重合性官能基等を有する化合物を云う。一方、後者の逐次重合の反応形態では、縮合反応を進行させ得るヒドロオキシル基を有する化合物或いは加水分解性基を有する有機ケイ素化合物等を云う。
【0080】
本願発明に係わる保護層は重合性化合物を重合して形成する。該重合性化合物としては、紫外線や電子線等の活性線照射により重合(硬化)して、ポリスチレン、ポリアクリレート等、一般に感光体のバインダー樹脂として用いられる樹脂となるモノマーが好適であり、特に、スチレン系モノマー、アクリル系モノマー、メタアクリル系モノマー、ビニルトルエン系モノマー、酢酸ビニル系モノマー、N−ビニルピロリドン系モノマーが好ましい。
【0081】
中でも、少ない光量あるいは短い時間での重合(硬化)が可能であることからアクリロイル基(CH=CHCO−)またはメタクリロイル基(CH=CCHCO−)を有する硬化性化合物が特に好ましい。
【0082】
本発明においては、これら重合性化合物は単独で用いても、混合して用いてもよい。
【0083】
また、カチオン性の重合性化合物では特にエポキシ化合物、ビニルエーテル化合物、オキセタン化合物などが挙げられるが、オキセタン化合物が好ましい。
【0084】
以下に重合性化合物の例を示す。以下にいうAc基数(アクリロイル基数)又はMc基数(メタクリロイル基数)とは、アクリロイル基またはメタクリロイル基の数を表す。
【0085】
【化2】

【0086】
【化3】

【0087】
【化4】

【0088】
【化5】

【0089】
【化6】

【0090】
【化7】

【0091】
【化8】

【0092】
但し、上記においてRは下記で示される。
【0093】
【化9】

【0094】
【化10】

【0095】
【化11】

【0096】
【化12】

【0097】
【化13】

【0098】
【化14】

【0099】
【化15】

【0100】
【化16】

【0101】
但し、上記においてR′は下記で示される。
【0102】
【化17】

【0103】
また、好ましいオキセタン化合物の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
【0104】
【化18】

【0105】
【化19】

【0106】
エポキシ化合物としては、芳香族エポキシド、脂環式エポキシド及び脂肪族エポキシドを挙げることができる。
【0107】
本発明においては、重合性化合物は官能基(反応性基のこと)が3以上の化合物を用いることが好ましい。又、重合性化合物は、2種以上の化合物を併用してもよいが、この場合でも、重合性化合物は官能基が3以上の化合物を50質量%以上用いることが好ましい。
【0108】
本発明に係わる保護層には、無機微粒子を含有させることが好ましい。無機微粒子としては、下記のようなものが好ましい。
【0109】
(無機微粒子)
上記無機微粒子は遷移金属も含めた金属酸化物粒子が好ましい。例えば、シリカ(酸化ケイ素)、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化インジウム、酸化ビスマス、酸化イットリウム、酸化コバルト、酸化銅、酸化マンガン、酸化セレン、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化ゲルマニウム、酸化錫、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化バナジウム等の金属酸化物粒子が例示されるが、中でも、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、酸化錫等の粒子が好ましい。
【0110】
上記金属酸化物粒子は、公知の方法、例えば気相法、塩素法、硫酸法、プラズマ法、電解法等の一般的な製造法で作製されたものが好ましい。
【0111】
上記金属酸化物の数平均一次粒径は1〜300nmの範囲が好ましい。特に好ましくは3〜100nmである。
【0112】
上記金属酸化物粒子の数平均一次粒径は、走査型電子顕微鏡(日本電子製)により10000倍の拡大写真を撮影し、ランダムに300個の粒子をスキャナーにより取り込んだ写真画像(凝集粒子は除いた)を自動画像処理解析装置LUZEX AP((株)ニレコ)ソフトウエアバージョン Ver.1.32を使用して数平均一次粒径を算出した。
【0113】
上記無機微粒子は、その表面をシランカップリング剤やチタンカップリング剤等の表面処理剤で表面処理した方が好ましい。該表面処理剤としては、t−ブチルフェニルジクロロシラン、3−メタクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン、3−(3−シアノプロピルチオプロピル)ジメトキシメチルシラン、ハイドロジェンポリシロキサン化合物等のよく知られたシランカップリング剤やチタンカップリング剤等が用いられる。
【0114】
又、表面処理基を有する連鎖重合性化合物で表面処理した金属酸化物粒子を用いることも好ましい。
【0115】
即ち、表面処理基を有する連鎖重合性化合物と表面に水酸基を有する金属酸化物粒子(一般に、表面処理を行っていない金属酸化物粒子は表面に水酸基を有している)とを反応させることにより、表面処理基を有する連鎖重合性化合物で表面処理した金属酸化物粒子を得ることができる。
【0116】
表面処理基を有する連鎖重合性化合物として、以下に化合物例を挙げる。
【0117】
S−1 CH=CHSi(CH)(OCH
S−2 CH=CHSi(OCH
S−3 CH=CHSiCl
S−4 CH=CHCOO(CHSi(CH)(OCH
S−5 CH=CHCOO(CHSi(OCH
S−6 CH=CHCOO(CHSi(CH)(OCH
S−7 CH=CHCOO(CHSi(OCH
S−8 CH=CHCOO(CHSi(CH)Cl
S−9 CH=CHCOO(CHSiCl
S−10 CH=CHCOO(CHSi(CH)Cl
S−11 CH=CHCOO(CHSiCl
S−12 CH=C(CH)COO(CHSi(CH)(OCH
S−13 CH=C(CH)COO(CHSi(OCH
S−14 CH=C(CH)COO(CHSi(CH)(OCH
S−15 CH=C(CH)COO(CHSi(OCH
S−16 CH=C(CH)COO(CHSi(CH)Cl
S−17 CH=C(CH)COO(CHSiCl
S−18 CH=C(CH)COO(CHSi(CH)Cl
S−19 CH=C(CH)COO(CHSiCl
S−20 CH=CHSi(C)(OCH
S−21 CH=C(CH)Si(OCH
S−22 CH=C(CH)Si(OC
S−23 CH=CHSi(OCH
S−24 CH=C(CH)Si(CH)(OCH
S−25 CH=CHSi(CH)Cl
S−26 CH=CHCOOSi(OCH
S−27 CH=CHCOOSi(OC
S−28 CH=C(CH)COOSi(OCH
S−29 CH=C(CH)COOSi(OC
S−30 CH=C(CH)COO(CHSi(OC
本願発明に係わる重合性化合物を反応させる際には、電子線開裂で反応する方法、ラジカル重合開始剤あるいはカチオン重合性開始剤を添加して、光、熱で反応する方法などが用いられる。重合開始剤は光重合開始剤、熱重合開始剤のいずれも使用することができる。また、光、熱の両方の開始剤を併用することもできる。
【0118】
これら光硬化性化合物のラジカル重合開始剤としては、光重合開始剤が好ましく、中でも、アルキルフェノン系化合物、或いはフォスフィンオキサイド系化合物が好ましい。特に、α−ヒドロキシアセトフェノン構造、或いはアシルフォスフィンオキサイド構造を有する化合物が好ましい。また、カチオン重合を開始させる化合物としては、例えば、ジアゾニウム、アンモニウム、ヨードニウム、スルホニウム、ホスホニウムなどの芳香族オニウム化合物のB(C、PF、AsF、SbF、CFSO塩などのイオン系重合開始剤やスルホン酸を発生するスルホン化物、ハロゲン化水素を発生するハロゲン化物或いは、鉄アレン錯体等の非イオン系重合開始剤を挙げることができる。特に、非イオン系重合開始剤であるスルホン酸を発生するスルホン化物、ハロゲン化水素を発生するハロゲン化物が好ましい。
【0119】
下記に好ましく用いられる光重合開始剤を例示する。
α−アミノアセトフェノン系の例
【0120】
【化20】

【0121】
α−ヒドロキシアセトフェノン系化合物の例
【0122】
【化21】

【0123】
アシルフォスフィンオキサイド系化合物の例
【0124】
【化22】

【0125】
その他のラジカル重合開始剤の例
【0126】
【化23】

【0127】
非イオン系重合開始剤
【0128】
【化24】

【0129】
イオン系重合開始剤
【0130】
【化25】

【0131】
光重合性化合物を重合して保護層を形成するには、保護層の塗布液(重合性化合物や表面処理された無機微粒子等を含有する組成物)を感光層上に塗布した後、塗膜の流動性が無くなる程度まで1次乾燥した後、紫外線を照射して保護層を硬化し、更に塗膜中の揮発性物質の量を規定量にするため2次乾燥を行って作製する方法が好ましい。
【0132】
紫外線を照射する装置としては、紫外線硬化樹脂を硬化させるのに用いられている公知の装置を用いることができる。
【0133】
樹脂を紫外線硬化させる紫外線の量(mJ/cm)は、紫外線照射強度と照射時間で制御することが好ましい。
【0134】
一方、熱重合開始剤としては、ケトンパーオキサイド系化合物、パーオキシケタール系化合物、ハイドロパーオキサイド系化合物、ジアルキルパオキサイド系化合物、ジアシルパーオキサイド系化合物、パーオキシジカーボネート系化合物、パーオキシエステル系化合物等が用いられ、これらの熱重合開始剤は企業の製品カタログ等で公開されている。
【0135】
本願発明には、これらの熱重合開始剤を、前記の光重合開始剤と同様に、重合性化合物、表面処理された無機微粒子等を含有する組成物と混合して、保護層の塗布液を作製し、該塗布液を感光層の上に塗布後、加熱乾燥して、本発明に係わる保護層を形成する。熱重合開始剤としては、前記その他のラジカル重合開始剤等を用いることができる。
【0136】
又、保護層の塗布方法も、感光体全体を保護層塗布液に浸漬する浸漬塗布は、重合開始剤の下層への拡散を増大させるので、保護層の下の感光層の膜を極力溶解させないため、量規制型(円形スライドホッパー型がその代表例)塗布等の塗布加工方法を用いるのが好ましい。前記円形量規制型塗布については例えば特開昭58−189061号公報に詳細に記載されている。
【0137】
これらの重合開始剤は1種または2種以上を混合して用いてもよい。重合開始剤の含有量は、アクリル系化合物の100質量部に対し0.1〜20質量部、好ましくは0.5〜10質量部である。
【0138】
又、本発明の保護層には、さらに各種の電荷輸送物質や酸化防止剤を含有させることも出来るし、各種の滑剤粒子を加えることができる。例えば、フッ素原子含有樹脂粒子を加えることができる。フッ素原子含有樹脂粒子としては、四フッ化エチレン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、六フッ化塩化エチレンプロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、二フッ化二塩化エチレン樹脂、及びこれらの共重合体の中から1種あるいは2種以上を適宜選択するのが好ましいが、特に四フッ化エチレン樹脂及びフッ化ビニリデン樹脂が好ましい。保護層中の滑剤粒子の割合は、アクリル系樹脂100質量部に対して、好ましくは5〜70質量部、より好ましくは10〜60質量%である。滑剤粒子の粒径は、平均一次粒径が0.01μm〜1μmのものが好ましい。特に好ましくは、0.05μm〜0.5μmのものである。樹脂の分子量は適宜選択することができ、特に制限されるものではない。
【0139】
保護層を形成するための溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、t−ブタノール、sec−ブタノール、ベンジルアルコール、トルエン、キシレン、メチレンクロライド、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、テトラヒドロフラン、1−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、ピリジン及びジエチルアミン等を挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0140】
本発明の保護層は、塗布後、自然乾燥または熱乾燥を行った後、活性線を照射して反応させることが好ましい。
【0141】
塗布方法は、中間層、感光層と同様の、浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、スピンナーコーティング法、ビードコーティング法、ブレードコーティング法、ビームコーティング法、スライドホッパー法などの公知の方法を用いることができる。
【0142】
本発明の感光体は、塗膜に活性線を照射してラジカルを発生して重合し、かつ分子間及び分子内で架橋反応による架橋結合を形成して硬化し、硬化樹脂を生成することが好ましい。活性線としては紫外線や電子線が特に好ましい。
【0143】
紫外線光源としては、紫外線を発生する光源であれば制限なく使用できる。例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、フラッシュ(パルス)キセノン等を用いることができる。照射条件はそれぞれのランプによって異なるが、活性線の照射量は、通常5〜500mJ/cm、好ましくは5〜100mJ/cmである。ランプの電力は、好ましくは0.1kW〜5kWであり、特に好ましくは、0.5kW〜3kWである。
【0144】
電子線源としては、電子線照射装置に格別の制限はなく、一般にはこのような電子線照射用の電子線加速機として、比較的安価で大出力が得られるカーテンビーム方式のものが有効に用いられる。電子線照射の際の加速電圧は、100〜300kVであることが好ましい。吸収線量としては、0.5〜10Mradであることが好ましい。
【0145】
必要な活性線の照射量を得るための照射時間としては、0.1秒〜10分が好ましく、作業効率の観点から0.1秒〜5分がより好ましい。
【0146】
活性線としては、紫外線が使用しやすく特に好ましい。
【0147】
本発明の感光体は、活性線を照射する前後、及び活性線を照射中に乾燥を行うことができ、乾燥を行うタイミングはこれらを組み合わせて適宜選択できる。
【0148】
乾燥の条件は、溶媒の種類、膜厚などのよって適宜選択できる。乾燥温度は、好ましくは室温〜180℃であり、特に好ましくは80℃〜140℃である。乾燥時間は、好ましくは1分〜200分であり、特に好ましくは5分〜100分である。
【0149】
保護層の膜厚は好ましくは0.2〜10μmであり、より好ましくは0.5〜6μmである。
【0150】
以上は、重合性化合物として、連鎖重合性化合物を用いた重合により形成される保護層について説明したが、以下のような逐次反応で形成される保護層も本願発明に係わる保護層に含まれる。
【0151】
本願発明に係わる保護層は、ポリヒドロキシ化合物とポリイソシアネート化合物との反応により形成されるポリウレタン樹脂層の保護層も含まれる。
【0152】
又、本願発明に係わる保護層は、加水分解性有機ケイ素化合物の重縮合反応により形成されたシロキサン系樹脂層の保護層等も含まれる。
【0153】
次に有機感光体を製造するための塗布加工方法としては、浸漬塗布、スプレー塗布、円形量規制型塗布等の塗布加工法が用いられるが、感光層の上層側の塗布加工は下層の膜を極力溶解させないため、又、均一塗布加工を達成するためスプレー塗布又は円形量規制型(円形スライドホッパ型がその代表例)塗布等の塗布加工方法を用いるのが好ましい。なお保護層は前記円形量規制型塗布加工方法を用いるのが最も好ましい。前記円形量規制型塗布については例えば特開昭58−189061号公報に詳細に記載されている。
【0154】
次に、本願発明に係わる現像手段の酸化防止剤を含有するトナーについて記載する。
【0155】
本願発明に係わる現像手段は、トナーを含有する現像剤を有している。該トナーとしては、所謂、静電荷像現像用トナーが用いられるが、本願発明に係わるトナーは、酸化防止剤を含有する。該酸化防止剤はトナー粒子中に分散されて、含有していてもよいが、外添剤として含有する方が好ましい。
【0156】
本願発明に係わるトナーは、酸化防止剤を含有する。該酸化防止剤はトナー粒子中に内添させてもよいが、外添剤として添加する方が好ましい。内添させる場合は、トナー中に0.1質量%〜20質量%の含有量が好ましい。一方、外添剤として添加する場合は、外添剤添加前のトナー100質量部に対して、0.005質量%〜10質量部が好ましく、0.01質量%〜5質量部がより好ましい。
【0157】
〔酸化防止剤〕
酸化防止剤は、光照射による褪色およびオゾン、活性酸素、NOx、SOxなどの各種の酸化性ガスによる褪色を抑制するものである。そのような酸化防止剤としては、例えば、特開昭57−74192号公報、特開昭57−87989号公報および特開昭60−72785号公報に記載の酸化防止剤、特開昭61−154989号公報に開示されるヒドラジド類、特開昭61−146591号公報に開示されるヒンダードアミン系酸化防止剤、特開昭61−177279号公報に開示される含窒素複素環メルカプト系化合物、特開平1−115677号公報および特開平1−36479号公報に開示されるチオエーテル系酸化防止剤、特開平1−36480号公報、特開平1−118137号公報に開示される特定構造のヒンダードフェノール系酸化防止剤、特開平7−195824号公報および特開平8−150773号公報に開示されるアスコルビン酸類、特開平7−149037号公報に開示される硫酸亜鉛、特開平7−314882号公報に開示されるチオシアン酸塩類など、特開平7−314883号公報に開示されるチオ尿素誘導体など、特開平7−276790号公報および同8−108617号公報に開示される糖類、特開平8−118791号公報に開示されるリン酸系酸化防止剤、特開平8−300807号公報に開示される亜硝酸塩、亜硫酸塩、チオ硫酸塩など、また、特開平9−267544号公報に開示されるヒドロキシルアミン誘導体などを挙げることができる。さらに、特開2000−263928号公報などに開示されるジシアンジアミドとポリアルキレンポリアミンの重縮合物なども、酸化防止剤として好適に用いることができる。
【0158】
本願発明に用いられる酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール化合物が好ましい。
【0159】
ここでヒンダードフェノールとはフェノール化合物の水酸基に対しオルト位置に分岐アルキル基を有する化合物類及びその誘導体を云う(但し、水酸基がアルコキシに変成されていても良い)。
【0160】
以下に代表的な酸化防止剤の化合物例を挙げる。
【0161】
【化26】

【0162】
【化27】

【0163】
【化28】

【0164】
【化29】

【0165】
【化30】

【0166】
又、製品化されている酸化防止剤としては以下のような化合物、例えば「イルガノックス1076」、「イルガノックス1010」、「イルガノックス1098」、「イルガノックス245」、「イルガノックス1330」、「イルガノックス3114」、「イルガノックス1076」、「3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシビフェニル」以上ヒンダードフェノール系、「サノールLS2626」、「サノールLS765」、「サノールLS2626」、「サノールLS770」、「サノールLS744」、「チヌビン144」、「チヌビン622LD」、「マークLA57」、「マークLA67」、「マークLA62」、「マークLA68」、「マークLA63」以上ヒンダードアミン系、「スミライザーTPS」、「スミライザーTP−D」以上チオエーテル系、「マーク2112」、「マークPEP−8」、「マークPEP−24G」、「マークPEP−36」、「マーク329K」、「マークHP−10」以上ホスファイト系が挙げられる。これらの中で特にヒンダードフェノール系化合物が好ましい。
【0167】
次に、酸化防止剤以外のトナーの構成について、詳細に記載する。
【0168】
本願発明に係わるトナーは、一般に静電荷像現像用トナーとも云われ、該トナーはトナー粒子と外添剤等よりを構成される。
【0169】
上記トナー粒子は、トナー結着樹脂中に顔料や染料を分散した構成を基本とするが、これ以外に、オフセット防止剤や荷電制御剤等を含有してもよい。
【0170】
一方、トナーの外添剤としては、流動化剤、クリーニング助剤、及び本願発明に係わる酸化防止剤等を含有させることができる。
【0171】
又、本願発明に係わるトナーは、トナー粒子をその構成成分を混練、粉砕して作製してもよいが、重合法(所謂、重合トナー)で作製してもよい。該重合トナーの作製においては、トナーの重合時に、界面活性剤や重合開始剤、連鎖移動剤、凝集剤等を、更に用いる。
【0172】
〔トナー結着樹脂〕
トナー結着樹脂としては、着色用微粒子との間に十分な密着性が得られる熱可塑性樹脂を用いることが好ましく、特に好ましくは溶剤可溶性のものである。また、前駆体が溶剤可溶性のものであれば、3次元構造を形成する硬化性樹脂であっても使用することができる。
【0173】
このようなトナー結着樹脂としては、一般にトナーの結着樹脂として用いられているものを特に制限なく用いることができ、具体的には、例えば、スチレン系樹脂やアルキルアクリレートおよびアルキルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、スチレン−アクリル系共重合樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、オレフィン系樹脂、アミド樹脂またはエポキシ樹脂などが挙げられ、特に、透明性や重ね合わせ画像の色再現性を向上させるために、透明性が高く、溶融特性が低粘度で高いシャープメルト性を有する、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系共重合樹脂、ポリエステル樹脂が好適に挙げられる。これらは1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0174】
また、本発明のトナーを構成するトナー粒子が懸濁重合法、乳化重合法、乳化重合凝集法などによって製造される場合には、トナー結着樹脂を得るための重合性単量体として、例えばスチレン、メチルスチレン、メトキシスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、クロルスチレンなどのスチレン系単量体;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸エチルヘキシルなどの(メタ)アクリル酸エステル系単量体;アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸などのカルボン酸系単量体などを使用することができる。これらは1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0175】
このようなトナー結着樹脂としては、ガラス転移点(Tg)が20〜70℃が好ましく、より好ましくは30〜60℃であり、軟化点が80〜110℃が好ましく、より好ましくは90〜105℃である。
【0176】
[着色剤]
本発明のトナーを構成する着色剤としては無機顔料、有機顔料、染料を挙げることができる。
【0177】
無機顔料としては、従来公知のものを用いることができる。具体的な無機顔料を以下に例示する。
【0178】
黒色の顔料としては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラック、更にマグネタイト、フェライト等の磁性粉も用いられる。
【0179】
これらの無機顔料は所望に応じて単独または複数を選択併用する事が可能である。また顔料の添加量はトナー結着樹脂100質量部に対して2〜20質量部が好ましく、より好ましくは3〜15質量部である。
【0180】
磁性トナーとして使用する際には、前述のマグネタイトを添加することができる。この場合には所定の磁気特性を付与する観点から、トナー中に20〜60質量%添加することが好ましい。
【0181】
有機顔料及び染料としても従来公知のものを用いることができる。具体的な有機顔料及び染料を以下に例示する。
【0182】
マゼンタまたはレッド用の顔料としては、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド48:3、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド81:4、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げられる。
【0183】
オレンジまたはイエロー用の顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー156等が挙げられる。
【0184】
グリーンまたはシアン用の顔料としては、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。
【0185】
また、染料としてはC.I.ソルベントレッド1、同49、同52、同58、同63、同111、同122、C.I.ソルベントイエロー19、同44、同77、同79、同81、同82、同93、同98、同103、同104、同112、同162、C.I.ソルベントブルー25、同36、同60、同70、同93、同95等を用いる事ができ、またこれらの混合物も用いる事ができる。
【0186】
これらの有機顔料及び染料は所望に応じて単独または複数を選択併用する事が可能である。また顔料の添加量はトナー結着樹脂100質量部に対して2〜20質量部が好ましく、より好ましくは3〜15質量部である。
【0187】
着色剤は表面改質して使用することもできる。その表面改質剤としては、従来公知のものを使用することができ、具体的にはシランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウムカップリング剤等が好ましく用いることができる。
【0188】
〔オフセット防止剤〕
本発明のトナーを構成するトナー粒子中には、オフセット現象の抑止に寄与するオフセット防止剤が含有されていてもよい。ここに、オフセット防止剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレンワックス、酸化型ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化型ポリプロピレンワックス、脂肪酸エステルワックス、パラフィンワックス、カルナウバワックス、サゾールワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、ホホバ油ワックス、蜜ろうワックスなどを挙げることができる。
【0189】
トナー粒子を乳化重合凝集法によって製造する場合、トナー粒子中にオフセット防止剤を含有させる方法としては、トナー粒子を形成する凝集、融着工程において、オフセット防止剤粒子の分散液(ワックスエマルジョン)を添加し、トナー結着樹脂微粒子と着色用微粒子とオフセット防止剤粒子とを凝集、融着させる方法や、トナー粒子を形成する凝集、融着工程において、オフセット防止剤を含有するトナー結着樹脂微粒子と着色剤微粒子とを凝集、融着させる方法を挙げることができ、これらの方法を組み合わせてもよい。
【0190】
トナー粒子中におけるオフセット防止剤の含有割合としては、トナー結着樹脂100質量部に対して0.5〜20質量部が好ましく、より好ましくは2〜15質量部である。
【0191】
〔荷電制御剤〕
本発明のトナーを構成するトナー粒子中には、荷電制御剤が含有されていてもよい。ここに、荷電制御剤としては、特に限定されず摩擦帯電により正または負の電荷を与える種々の物質を挙げることができ、例えば、カラートナーを構成するトナー粒子に用いられる負帯電性の荷電制御剤としては、カラートナーの色調や透光性に悪影響を及ぼさないよう、無色、白色あるいは淡色の荷電制御剤が挙げられる。このような荷電制御剤としては、例えば、サリチル酸誘導体の亜鉛やアルミニウムによる金属錯体(サリチル酸金属錯体)、カリックスアレーン系化合物、有機ホウ素化合物、含フッ素4級アンモニウム塩化合物などを好適に挙げることができる。具体的には、サリチル酸金属錯体としては、例えば特開昭53−127726号公報、特開昭62−145255号公報などに開示されるもの、カリックスアレーン系化合物としては、例えば特開平2−201378号公報などに開示されるもの、有機ホウ素化合物としては、例えば特開平2−221967号公報に開示されるもの、含フッ素4級アンモニウム塩化合物としては例えば特開平3−1162号公報に開示されるものを挙げることができる。
【0192】
トナー粒子中における荷電制御剤の含有割合としては、トナー結着樹脂100質量部に対して0.1〜10質量部が好ましく、より好ましくは0.5〜5質量部である。
【0193】
トナー粒子中に荷電制御剤などの内添剤を含有させる方法としては、上記に示したオフセット防止剤を含有させる方法と同様の方法を挙げることができる。
【0194】
〔連鎖移動剤〕
本発明のトナーを構成するトナー粒子を乳化重合凝集法によって製造する場合に、トナー結着樹脂の分子量を調整することを目的として、一般的に用いられる連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤としては特に限定されるものではなく、例えば2−クロロエタノール、オクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタンなどのメルカプタンおよびスチレンダイマーなどを挙げることができる。
【0195】
〔重合開始剤〕
本発明のトナーを構成するトナー粒子を懸濁重合法、乳化重合法または乳化重合凝集法によって製造する場合に、トナー結着樹脂を得るための重合開始剤は、水溶性の重合開始剤であれば適宜のものを使用することができる。重合開始剤の具体例としては、例えば過硫酸塩(過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなど)、アゾ系化合物(4,4′−アゾビス4−シアノ吉草酸およびその塩、2,2′−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩など)、パーオキシド化合物などが挙げられる。
【0196】
〔界面活性剤〕
本発明のトナーを構成するトナー粒子を懸濁重合法、乳化重合法または乳化重合凝集法によって製造する場合に使用する界面活性剤としては、従来公知の種々のイオン性界面活性剤、ノニオン界面活性剤などを用いることができる。
【0197】
〔凝集剤〕
本発明のトナーを構成するトナー粒子を乳化重合凝集法によって製造する場合に使用する凝集剤としては、例えばアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩を挙げることができる。凝集剤を構成するアルカリ金属としては、リチウム、カリウム、ナトリウムなどが挙げられ、凝集剤を構成するアルカリ土類金属としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなどが挙げられる。これらのうち、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムが好ましい。前記アルカリ金属またはアルカリ土類金属の対イオン(塩を構成する陰イオン)としては、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、炭酸イオン、硫酸イオンなどが挙げられる。
【0198】
<トナー粒子の粒径>
本発明のトナーの粒径は、例えば体積基準のメジアン径で3〜10μmであることが好ましく、さらに好ましくは4〜7μmとされる。このメジアン径は、トナーの製造方法が例えば乳化重合凝集法などである場合には、使用する凝集剤の濃度や有機溶媒の添加量、融着時間、重合体の組成によって制御することができる。
【0199】
体積基準のメジアン径が上記の範囲にあることにより、転写効率が高くなってハーフトーンの画質が向上し、細線やドットなどの画質が向上する。
【0200】
トナーの体積基準のメジアン径は「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にデータ処理用のコンピューターシステム(ベックマン・コールター社製)を接続した測定装置を用いて測定・算出したものである。具体的には、トナー0.02gを、界面活性剤溶液20ml(トナーの分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)に添加して馴染ませた後、超音波分散を1分間行い、トナー分散液を調製し、このトナー分散液を、サンプルスタンド内の「ISOTONII」(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカーに、測定装置の表示濃度が5%〜10%になるまでピペットにて注入する。ここで、この濃度範囲にすることにより、再現性のある測定値を得ることができる。そして、測定装置において、測定粒子カウント数を25000個、アパチャー径を50μmにし、測定範囲である1〜30μmの範囲を256分割しての頻度値を算出し、体積積算分率の大きい方から50%の粒子径を体積基準のメジアン径とした。
【0201】
〔外添剤〕
上記のトナー粒子は、そのままで本発明のトナーを構成することができるが、流動性、帯電性、クリーニング性などを改良するために、当該トナー粒子に、いわゆる後処理剤である流動化剤、クリーニング助剤などの外添剤を添加して本発明のトナーを構成してもよい。
【0202】
後処理剤としては、例えば、シリカ微粒子、アルミナ微粒子、酸化チタン微粒子などよりなる無機酸化物微粒子や、ステアリン酸アルミニウム微粒子、ステアリン酸亜鉛微粒子などの無機ステアリン酸化合物微粒子、あるいは、チタン酸カルシウム、チタン酸亜鉛などの無機チタン酸化合物微粒子などが挙げられる。これらは1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0203】
これら無機微粒子はシランカップリング剤やチタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイルなどによって、耐熱保管性の向上、環境安定性の向上のために、表面処理が行われていることが好ましい。
【0204】
これらの種々の外添剤の添加量は、その合計が、トナー粒子100質量部に対して0.05〜5質量部が好ましく、より好ましくは0.1〜3質量部とされる。また、外添剤としては種々のものを組み合わせて使用してもよい。
【0205】
<トナーの製造方法>
本発明のトナーを製造する方法としては、混練・粉砕法、懸濁重合法、乳化重合法、乳化重合凝集法、カプセル化法、その他の公知の方法などを挙げることができるが、トナーを製造する方法としては、画像の高画質化を達成するために小粒径化されたトナーを得る必要があることを考慮して、製造コストおよび製造安定性の観点から、乳化重合凝集法を用いることが好ましい。
【0206】
乳化重合凝集法は、乳化重合法によって製造されたトナー結着樹脂よりなる微粒子(以下、「トナー結着樹脂微粒子」という。)の分散液を、他の着色用微粒子などのトナー粒子構成成分の分散液と混合し、pH調整による微粒子表面の反発力と電解質体よりなる凝集剤の添加による凝集力とのバランスを取りながら緩慢に凝集させ、平均粒径および粒度分布を制御しながら会合を行うと同時に、加熱撹拌することで微粒子間の融着を行って形状制御を行うことにより、トナー粒子を製造する方法である。
【0207】
重合トナーの製造方法については、特開2000−214629号公報等に記載されているものの他、公知の製造方法を本願発明のトナーの製造のために適用することができる。
【0208】
〔現像剤〕
本発明のトナーは、磁性または非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。本発明のトナーを二成分現像剤として使用する場合において、キャリアとしては、鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属、それらの金属とアルミニウム、鉛などの金属との合金などの従来から公知の材料からなる磁性粒子を用いることができ、特にフェライト粒子が好ましい。また、キャリアとしては、磁性粒子の表面を樹脂などの被覆剤で被覆したコートキャリアや、バインダー樹脂中に磁性体微粉末を分散してなるバインダー型キャリアなど用いてもよい。
【0209】
コートキャリアを構成する被覆樹脂としては、特に限定はないが、例えばオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。また、樹脂分散型キャリアを構成する樹脂としては、特に限定されず公知のものを使用することができ、例えばスチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂などを使用することができる。
【0210】
キャリアの体積基準のメジアン径としては20〜100μmであることが好ましく、更に好ましくは20〜60μmとされる。キャリアの体積基準のメジアン径は、代表的には湿式分散機を備えたレーザー回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック(SYMPATEC)社製)により測定することができる。
【0211】
〔画像形成装置〕
図3は、本発明の一実施の形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図である。
【0212】
本発明の画像形成装置においては、感光体上に静電潜像を形成するに際し、発振波長が350〜850nmの半導体レーザー又は発光ダイオードを、像露光光源として用いるのが望ましい。これらの像露光光源を用いて、書込みの主査方向の露光ドット径を10〜100μmに絞り込み、有機感光体上にデジタル露光を行うことにより、600dpi(dpi:2.54cm当たりのドット数)から2400dpi、あるいはそれ以上の高解像度の電子写真画像をうることができる。
【0213】
前記露光ドット径とは該露光ビームの強度がピーク強度の1/e以上の領域の主走査方向にそった露光ビームの長さ(Ld:長さが最大位置で測定する)を云う。
【0214】
用いられる光ビームとしては半導体レーザーを用いた走査光学系及びLEDの固体スキャナー等があり、光強度分布についてもガウス分布及びローレンツ分布等があるがそれぞれのピーク強度の1/e以上の領域を本発明に係わる露光ドット径とする。
【0215】
このカラー画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、4組の画像形成部(画像形成ユニット)10Y、10M、10C、10Bkと、無端ベルト状中間転写体ユニット7と、給紙搬送手段21及び定着手段24とから成る。画像形成装置の本体Aの上部には、原稿画像読み取り装置SCが配置されている。
【0216】
イエロー色の画像を形成する画像形成部10Yは、第1の像担持体としてのドラム状の感光体1Yの周囲に配置された帯電手段(帯電工程)2Y、露光手段(露光工程)3Y、現像手段(現像工程)4Y、一次転写手段(一次転写工程)としての一次転写ローラ5Y、クリーニング手段6Yを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部10Mは、第1の像担持体としてのドラム状の感光体1M、帯電手段2M、露光手段3M、現像手段4M、一次転写手段としての一次転写ローラ5M、クリーニング手段6Mを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部10Cは、第1の像担持体としてのドラム状の感光体1C、帯電手段2C、露光手段3C、現像手段4C、一次転写手段としての一次転写ローラ5C、クリーニング手段6Cを有する。黒色画像を形成する画像形成部10Bkは、第1の像担持体としてのドラム状の感光体1Bk、帯電手段2Bk、露光手段3Bk、現像手段4Bk、一次転写手段としての一次転写ローラ5Bk、クリーニング手段6Bkを有する。
【0217】
前記4組の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bkは、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bkを中心に、回転する帯電手段2Y、2M、2C、2Bkと、像露光手段3Y、3M、3C、3Bkと、回転する現像手段4Y、4M、4C、4Bk、及び、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bkをクリーニングするクリーニング手段6Y、6M、6C、6Bkより構成されている。
【0218】
前記画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bkは、感光体1Y、1M、1C、1Bkにそれぞれ形成するトナー画像の色が異なるだけで、同じ構成であり、画像形成ユニット10Yを例にして詳細に説明する。
【0219】
画像形成ユニット10Yは、像形成体である感光体ドラム1Yの周囲に、帯電手段2Y(以下、単に帯電手段2Y、あるいは、帯電器2Yという)、露光手段3Y、現像手段4Y、クリーニング手段6Y(以下、単にクリーニング手段6Y、あるいは、クリーニングブレード6Yという)を配置し、感光体ドラム1Y上にイエロー(Y)のトナー画像を形成するものである。また、本実施の形態においては、この画像形成ユニット10Yのうち、少なくとも感光体ドラム1Y、帯電手段2Y、現像手段4Y、クリーニング手段6Yを一体化するように設けている。
【0220】
帯電手段2Yは、感光体ドラム1Yに対して一様な電位を与える手段であって、本実施の形態においては、感光体ドラム1Yにコロナ放電型の帯電器2Yが用いられている。
【0221】
像露光手段3Yは、帯電器2Yによって一様な電位を与えられた感光体ドラム1Y上に、画像信号(イエロー)に基づいて露光を行い、イエローの画像に対応する静電潜像を形成する手段であって、この露光手段3Yとしては、感光体ドラム1Yの軸方向にアレイ状に発光素子を配列したLEDと結像素子とから構成されるもの、あるいは、レーザー光学系などが用いられる。
【0222】
本発明の画像形成装置としては、上述の感光体と、現像器、クリーニング器等の構成要素をプロセスカートリッジ(画像形成ユニット)として一体に結合して構成し、この画像形成ユニットを装置本体に対して着脱自在に構成しても良い。又、帯電器、像露光器、現像器、転写又は分離器、及びクリーニング器の少なくとも1つを感光体とともに一体に支持してプロセスカートリッジ(画像形成ユニット)を形成し、装置本体に着脱自在の単一画像形成ユニットとし、装置本体のレールなどの案内手段を用いて着脱自在の構成としても良い。
【0223】
無端ベルト状中間転写体ユニット7は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の第2の像担持体としての無端ベルト状中間転写体70を有する。
【0224】
画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bkより形成された各色の画像は、一次転写手段としての一次転写ローラ5Y、5M、5C、5Bkにより、回動する無端ベルト状中間転写体70上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット20内に収容された画像支持体(定着された最終画像を担持する支持体:例えば普通紙、透明シート等)としての画像支持体Pは、給紙手段21により給紙され、複数の中間ローラ22A、22B、22C、22D、レジストローラ23を経て、二次転写手段としての二次転写ローラ5bに搬送され、画像支持体P上に二次転写してカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された画像支持体Pは、定着手段24により定着処理され、排紙ローラ25に挟持されて機外の排紙トレイ26上に載置される。ここで、中間転写体や画像支持体等の感光体上に形成されたトナー画像の転写支持体を総称して転写媒体と云う。
【0225】
一方、二次転写手段としての二次転写ローラ5bにより画像支持体Pにカラー画像を転写した後、画像支持体Pを曲率分離した無端ベルト状中間転写体70は、クリーニング手段6bにより残留トナーが除去される。
【0226】
画像形成処理中、一次転写ローラ5Bkは常時、感光体1Bkに当接している。他の一次転写ローラ5Y、5M、5Cはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体1Y、1M、1Cに当接する。
【0227】
二次転写ローラ5bは、ここを画像支持体Pが通過して二次転写が行われる時にのみ、無端ベルト状中間転写体70に当接する。
【0228】
また、装置本体Aから筐体8を支持レール82L、82Rを介して引き出し可能にしてある。
【0229】
筐体8は、画像形成部10Y、10M、10C、10Bkと、無端ベルト状中間転写体ユニット7とから成る。
【0230】
画像形成部10Y、10M、10C、10Bkは、垂直方向に縦列配置されている。感光体1Y、1M、1C、1Bkの図示左側方には無端ベルト状中間転写体ユニット7が配置されている。無端ベルト状中間転写体ユニット7は、ローラ71、72、73、74を巻回して回動可能な無端ベルト状中間転写体70、一次転写ローラ5Y、5M、5C、5Bk、及びクリーニング手段6bとから成る。
【0231】
本発明の画像形成装置は電子写真複写機、レーザプリンター、LEDプリンター及び液晶シャッター式プリンター等の電子写真装置一般に適応するが、更に、電子写真技術を応用したディスプレー、記録、軽印刷、製版及びファクシミリ等の装置にも幅広く適用することができる。
【実施例】
【0232】
以下に、本発明の構成と効果を実施態様にて示すが、無論、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。なお、文中「部」とは、「質量部」を表す。
【0233】
合成例1
(無定型チタニルフタロシアニンの合成)
1,3−ジイミノイソインドリン;29.2gをオルトジクロロベンゼン200mlに分散し、チタニウムテトラ−n−ブトキシド;20.4gを加えて窒素雰囲気下に150〜160℃で5時間加熱した。放冷後、析出した結晶を濾過し、クロロホルムで洗浄、2%塩酸水溶液で洗浄、水洗、メタノール洗浄して、乾燥後、26.2g(収率91%)の粗チタニルフタロシアニンを得た。ついで粗チタニルフタロシアニンを5℃以下で濃硫酸250ml中で1時間攪拌して溶解し、これを20℃の水5Lに注いだ。析出した結晶を濾過し、充分に水洗してウエットペースト品225gを得た。ついでウエットペースト品を冷凍庫にて凍結し、再度解凍した後、濾過、乾燥して無定型チタニルフタロシアニン24.8g(収率86%)を得た。
【0234】
(本願発明の顔料(CG−1)の合成)
前述の無定型チタニルフタロシアニン10.0gと(2R,3R)−2,3−ブタンジオール0.94g(0.6当量比)(当量比はチタニルフタロシアニンに対する当量比、以後同じ)をオルトジクロロベンゼン(ODB)200ml中に混合し60〜70℃で6.0時間加熱撹拌した。一夜放置後、該反応液にメタノールを加えて生じた結晶を濾過し、濾過後の結晶をメタノールで洗って((2R,3R)−2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニンを含有する顔料)CG−1:10.3gを得た。CG−1のX線回折スペクトルを図2(2)に示す。8.3°、24.7°、25.1°、26.5°に明確なピークがある。マススペクトルにおいて576と648にピークがあり、IRスペクトルでは970cm−1付近のTi=O、630cm−1付近にO−Ti−Oの両吸収が現れる。また熱分析(TG)では390〜410℃に約7%の質量減少があることから、チタニルフタロシアニンと(2R,3R)−2,3−ブタンジオールの1:1付加体(前記化1で示した脱水縮合構造)と非付加体(付加していない)チタニルフタロシアニンの混晶と推定される。
【0235】
得られたCG−1のBET比表面積を流動式比表面積自動測定装置(マイクロメトリックス・フローソープ型:島津製作所)で測定したところ、31.2m/gであった。
【0236】
合成例2(本願発明の顔料(CG−2)の合成)
合成例1において、(2R,3R)−2,3−ブタンジオールの代わりに(2S,3S)−2,3−ブタンジオールを用いた他は同様にして、(2S,3S)−2,3−ブタンジオール−チタニルフタロシアニン付加体を含有する顔料CG−2:10.5gを得た。CG−2のX線回折スペクトルでは、8.3°、24.7°、25.1°、26.5°に明確なピークがみられ、IRスペクトルでは970cm−1付近のTi=O、630cm−1付近にO−Ti−Oの両吸収が現れる。CG−2のBET比表面積は、30.5m/gであった。
【0237】
合成例3(本願発明の顔料(CG−3)の合成)
合成例1の無定形チタニルフタロシアニンと(2R,3R)−2,3−ブタンジオールの反応において、反応温度を60〜70℃の代わりに、90〜100℃とした他は同様にして、(2R,3R)−2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニンを含有する顔料CG−3:10.6gを得た。CG−3のX線回折スペクトルでは、8.3°、24.7°、25.1°、26.5°に明確なピークがみられ、IRスペクトルでは970cm−1付近のTi=O、630cm−1付近にO−Ti−Oの両吸収が現れる。CG−3のBET比表面積は、20.5m/gであった。
【0238】
合成例4(本願発明の顔料(CG−4)の合成)
合成例1の無定形チタニルフタロシアニンと(2R,3R)−2,3−ブタンジオールの反応において、反応温度を60〜70℃の代わりに、130〜140℃とした他は同様にして、(2R,3R)−2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニンを含有する顔料CG−4:10.6gを得た。CG−4のX線回折スペクトルでは、8.3°、24.7°、25.1°、26.5°に明確なピークがみられ、IRスペクトルでは970cm−1付近のTi=O、630cm−1付近にO−Ti−Oの両吸収が現れる。CG−4のBET比表面積は、13.5m/gであった。
【0239】
合成例5(本願発明の顔料(CG−5)の合成)
合成例1の無定形チタニルフタロシアニンと(2R,3R)−2,3−ブタンジオールの反応において、(2R,3R)−2,3−ブタンジオールを光学異性を示さないラセミ体の2,3−ブタンジオールとした他は同様にして、(ラセミ体)−2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニンを含有する顔料CG−5:11.5gを得た。CG−5のIRスペクトルでは970cm−1付近のTi=O、630cm−1付近にO−Ti−Oの両吸収が現れ、BET比表面積は、28.6m/gであった。
【0240】
合成例6(比較例の顔料(CG−6)の合成)
合成例1の無定形チタニルフタロシアニンと(2R,3R)−2,3−ブタンジオールの反応において、(2R,3R)−2,3−ブタンジオールを2.35g(1.5当量比)用い、反応温度を130〜140℃とした他は同様にして、(2R,3R)−2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニンを含有する顔料CG−6:11.0gを得た。CG−6のX線回折スペクトル(図2(1))では、9.5°、16.4°、19.1°、24.7°、26.5°に明確なピークがみられ、IRスペクトルで970cm−1付近のTi=O吸収が消失し、630cm−1付近にO−Ti−Oの吸収が現れる。CG−6のBET比表面積は、10.2m/gであった。
【0241】
感光体1の作製
円筒状アルミニウム基体上に、下記の組成の中間層塗布液を浸漬塗布して、膜厚4.0μmの中間層を形成した。
【0242】
〈中間層塗布液〉
下記組成を循環式湿式分散機を用いて分散した。
【0243】
ポリアミド樹脂「CM8000」(東レ社製) 10部
酸化チタン(数平均一次粒径35nm、一次表面処理;シリカ・アルミナ処理、
二次表面処理;メチルハイドロジェンポリシロキサン処理) 30部
メタノール 100部
その上に下記の電荷発生層塗布液を、浸漬塗布して、膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。
【0244】
〈電荷発生層塗布液〉
下記組成を混合し、循環式超音波ホモジナイザーRUS−600TCVP(株式会社日本精機製作所製、19.5kHz,600W)(略称:循環ホモジ)にて循環流量40L/Hで0.5時間、分散した。
【0245】
電荷発生物質:合成例1のCG−1 24部
ポリビニルブチラール樹脂「エスレックBL−1」(積水化学社製) 12部
3−メチル−2−ブタノン/シクロヘキサノン=4/1(V/V) 400部
その上に下記の組成を混合した電荷輸送層塗布液を塗布して、110℃;60分加熱乾燥し、膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。
【0246】
〈電荷輸送層塗布液〉
電荷輸送物質:(下記化合物A) 200部
ポリカーボネート「ユーピロンZ300」(三菱瓦斯化学社製) 300部
2,6−ジ−t−ブチル−4−フェニルフェノール 5部
トルエン/テトラヒドロフラン=1/9(v/v) 2000部
【0247】
【化31】

【0248】
上記電荷輸送層の上に、下記保護層を形成した。
【0249】
〈保護層〉
表面処理された酸化チタン粒子
(同一質量のS−15で表面処理された数平均一次粒径6nmの酸化チタン粒子)
100部
重合性化合物(例示化合物Mc−31) 100部
イソプロピルアルコール 500部
上記成分をサンドミルを用いて10時間分散した後、
重合開始剤1−6 30部
を加え、遮光下で混合攪拌して溶解し保護層塗布液を作製した(保存中は遮光)。該塗布液を先に電荷輸送層まで作製した感光体上に円形スライドホッパー塗布機を用いて、保護層を塗布した。塗布後、室温で20分乾燥後(溶媒乾燥工程)、メタルハライドランプ(500W)を用いて100mmの位置で感光体を回転させながら1分間照射して(紫外線硬化工程)、膜厚3μmの架橋硬化性の保護層1を形成し感光体1を得た。
【0250】
尚、上記電荷発生層をアルミ支持体上に乾燥後膜厚0.3μmで塗布乾燥し、反射スペクトル測定用試料を作製し、光学式膜厚測定装置Solid Lambda Thickness(スペクトラコープ社製)を用いて反射スペクトルを測定した。測定したデータを図1に示す。該反射スペクトルは、アルミ支持体の反射率を100%としたときの相対反射率として測定した。得られた反射スペクトルの干渉縞による凹凸除去するために、測定データを685〜715nm、765〜795nmの範囲でそれぞれ二次の多項式で近似し、反射率(R700)と反射率(R780)との比(R700/R780)を算出した。
【0251】
また、上記電荷発生層を透明ガラスプレート上に塗布乾燥した試料を用いて、X線回折スペクトルを測定したデータを図2(2)に示す。
【0252】
感光体2の作製
感光体1において、電荷発生物質塗布液の分散時間を2.5時間に変更した以外は同様にして感光体2を作製した。
【0253】
感光体3の作製
感光体1において、電荷発生物質として合成例2で得られたCG−2に変更した以外は同様にして感光体3を作製した。
【0254】
感光体4の作製
感光体1において、電荷発生層塗布液を、下記条件の超音波分散に変更した以外は同様にして感光体4を作製した。
【0255】
〈電荷発生層塗布液〉
下記組成を混合し、28kHz、500Wの超音波洗浄槽(略称:USバス)中にて1.5時間超音波分散を行った。
【0256】
電荷発生物質:合成例1のCG−1 24部
ポリビニルブチラール樹脂「エスレックBL−1」(積水化学社製) 12部
3−メチル−2−ブタノン/シクロヘキサノン=4/1(V/V) 400部
感光体5の作製
感光体4において、電荷発生物質塗布液の分散時間を4時間に変更した以外は同様にして感光体5を作製した。
【0257】
感光体6の作製
感光体1において、電荷発生層塗布液を、下記条件のサンドミル(略称:SM)分散に変更した以外は同様にして感光体6を作製した。
【0258】
〈電荷発生層塗布液〉
下記組成を混合し、分散メディアとして外径1mmのガラスビーズを用い、ビーズ充填率80体積%、回転数800rpmの条件のサンドミルにて1時間分散を行った。
【0259】
電荷発生物質:合成例1のCG−1 24部
ポリビニルブチラール樹脂「エスレックBL−1」(積水化学社製) 12部
3−メチル−2−ブタノン/シクロヘキサノン=4/1(V/V) 400部
感光体7の作製
感光体6において、電荷発生物質として合成例3で得られたCG−3を用いた以外は同様にして感光体7を作製した。
【0260】
感光体8の作製
感光体6において、電荷発生物質として合成例4で得られたCG−4を用いた以外は同様にして感光体8を作製した。
【0261】
感光体9の作製
感光体1において、電荷発生物質として合成例5で得られたCG−5に変更した以外は同様にして感光体9を作製した。
【0262】
感光体10(比較例)の作製
感光体6において、電荷発生層塗布液の分散時間を10時間に変更した他は同様にして感光体10を作製した。
【0263】
感光体11(比較例)の作製
感光体1において、電荷発生物質として合成例4で得られたCG−4を用いた他は同様にして感光体11を作製した。
【0264】
感光体12(比較例)の作製
感光体6において、電荷発生物質として合成例6で得られたCG−6を用いた他は同様にして感光体12を作製した。
【0265】
上記感光体2〜12についても感光体1と同様に反射スペクトルを測定した。結果を表1に示す。尚、表1の反射スペクトルの値は、電荷発生層で測定した値であるが、電荷輸送層を塗布後に測定しても、ほぼ同様な値が得られている。
【0266】
感光体13〜20の作製
感光体1の保護層1に使用する材料、硬化条件を表2の一覧表のように変更した以外は、同様にして感光体13〜20を作製した。
硬化条件(光):メタルハライドランプ(500W)より100mmの位置で感光体を回転させながら1分間照射して膜厚3μmの保護層を得た。
硬化条件(熱):140℃で30分間加熱し膜厚3μmの保護層を得た。
【0267】
感光体21(保護層のバインダーにポリカーボネートを用いた)
感光体1の作製において、保護層を下記のようにして形成した以外は、感光体1と同様にして感光体21を作製した。
【0268】
〈保護層〉
正孔輸送性化合物で表面処理された酸化チタン粒子
(同一質量のS−15で表面処理された数平均一次粒径6nmの酸化チタン粒子)
100部
バインダー(下記構造のポリカーボネート:重量平均分子量2万) 100部
イソプロピルアルコール 500部
上記成分をサンドミルを用いて10時間分散して保護層塗布液を作製した。該塗布液を先に電荷輸送層まで作製した感光体上に円形スライドホッパー塗布機を用いて、保護層を塗布した。塗布後、100℃で50分乾燥し、膜厚3μmの保護層を得た。
【0269】
【化32】

【0270】
感光体22(比較例)の作製
感光体1において、電荷発生層のCG−1をY型チタニルフタロシアニン(Y−Ti)に代えた以外は同様にして感光体22を作製した。尚、Y型チタニルフタロシアニンはX線回折スペクトル(図4)で、27.2°に最大ピークを有するチタニルフタロシアニン顔料であり、下記合成例により合成した顔料である。
【0271】
Y型チタニルフタロシアニンの合成例
ジイミノイソインドリンとチタニウムテトラブトキシドからチタニルフタロシアニン粗品を合成し、これを硫酸に溶かし水に注いで生じた沈殿を濾過し水で十分に洗って無定型チタニルフタロシアニン顔料含水ペーストを得た。この顔料含水ペースト(固形分換算約10g)をオルトジクロロベンゼン100mlと水100mlの混合液(水層は分離している)に分散し、70℃で6時間加熱後、メタノールに注いで生じた結晶を濾過し、乾燥してY型チタニルフタロシアニンを得た。
【0272】
下記表1に感光体1〜22の電荷発生層と保護層の構成をまとめた。
【0273】
【表1】

【0274】
表1において、
混晶(R,R体)とは、チタニルフタロシアニンと(2R,3R)−2,3−ブタンジオールチタニルフタロシアニン付加体を含有する顔料
混晶(S,S体)とは、チタニルフタロシアニンと(2S,3S)−2,3−ブタンジオールチタニルフタロシアニン付加体を含有する顔料
混晶(ラセミ体)とは、チタニルフタロシアニンと(ラセミ体)−2,3−ブタンジオールチタニルフタロシアニン付加体を含有する顔料
付加体単体とは、(2R,3R)−2,3−ブタンジオールチタニルフタロシアニン付加体のみを含有する顔料
Y−Tiは、Y型チタニルフタロシアニン顔料を示す。
【0275】
又、表1において、保護層1〜保護層10は、下記表2に示された保護層1〜保護層10である。
【0276】
【表2】

【0277】
トナー及び現像剤の作製
酸化防止剤の外添剤添加用のトナー及び該トナーを用いた現像剤を作製した。
【0278】
(ラテックス調製)
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を付けた5000mlのセパラブルフラスコに予めアニオン系活性剤(ドデシル硫酸ナトリウム:SDS)7.08gをイオン交換水(2760g)に溶解させた溶液を添加する。窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しつつ、内温を80℃に昇温させた。一方、ベヘン酸ベヘニル72.0gをスチレン115.1g、n−ブチルアクリレート42.0g、メタクリル酸10.9gからなる単量体に加え、80℃に加温し溶解させ、単量体溶液を作製した。
【0279】
ここで循環経路を有する機械式分散機により上記の加熱溶液を混合分散させ、均一な分散粒子径を有する乳化粒子を作製した。ついで、重合開始剤(過硫酸カリウム:KPS)0.84gをイオン交換水200gに溶解させた溶液を添加し80℃にて3時間加熱、撹拌することでラテックス粒子を作製した。
【0280】
引き続いて更に重合開始剤(KPS)7.73gをイオン交換水240mlに溶解させた溶液を添加し、15分後、80℃でスチレン383.6g、n−ブチルアクリレート140.0g、メタクリル酸36.4g、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル14.0gの混合液を120分かけて滴下した。滴下終了後60分加熱撹拌させた後30℃まで冷却しラテックス粒子を得た。このラテックス粒子をラテックス1とする。
【0281】
(トナー調製例)
トナーBk(黒)の製造
n−ドデシル硫酸ナトリウム9.2gをイオン交換水160mlに撹拌溶解する。この液に、撹拌下、リーガル330R(キャボット社製カーボンブラック)20gを徐々に加え、ついで、クレアミックスを用いて分散した。大塚電子社製の電気泳動光散乱光度計ELS−800を用いて、上記分散液の粒径を測定した結果、重量平均径で112nmであった。この分散液を「着色剤分散液1」とする。
【0282】
前述の「ラテックス1」1250gとイオン交換水2000ml及び「着色剤分散液1」を、温度センサー、冷却管、撹拌装置を付けた5リットルの四つ口フラスコに入れ撹拌する。30℃に調整した後、この溶液に5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を加え、pHを10.0に調整した。
【0283】
ついで、塩化マグネシウム6水和物52.6gをイオン交換水72mlに溶解した水溶液を撹拌下、30℃にて5分間で添加した。その後、2分間放置した後に、昇温を開始し、液温度90℃まで60分で昇温する(昇温速度:1℃/分)。その状態で粒径をマルチサイザー3にて測定し、体積基準のメジアン径(Dv50)が6.6μmになった時点で塩化ナトリウム115gをイオン交換水700mlに溶解した水溶液を添加し粒子成長を停止させ、さらに継続して液温度85℃にて、4時間加熱撹拌し、融着させる。
【0284】
その後、6℃/minの条件で30℃まで冷却し、塩酸を添加してpHを4.0に調整し撹拌を停止した。生成した着色粒子を下記条件で濾過/洗浄し、その後、40℃の温風で乾燥し、着色粒子を得た。このものを「トナーBk」とする。トナーBkの体積基準のメジアン径(Dv50)は6.5μmであった。
【0285】
トナーY、トナーM、トナーCの製造
トナーBkの製造において、リーガル330Rの代わりにC.I.ピグメントイエロー74を使用した以外同様にしてトナーYを得た。トナーYの体積基準のメジアン径(Dv50)は6.6μmであった。
【0286】
トナーBkの製造において、リーガル330Rの代わりにC.I.ピグメントレッド122を使用した以外同様にしてトナーMを得た。トナーMの体積基準のメジアン径(Dv50)は6.6μmであった。
【0287】
トナーBkの製造において、リーガル330Rの代わりにC.I.ピグメントブルー15:3を使用した以外同様にしてトナーCを得た。トナーCの体積基準のメジアン径(Dv50)は6.5μmであった。
【0288】
次いで、トナーBk、トナーY、トナーM、トナーCに下記に記す外添剤処理を施し、トナーBk−1〜トナーBk−11、トナーY−1、トナーY−2、トナーM−1、トナーM−2、トナーC−1、トナーC−2を作製した。
【0289】
〔外添剤処理〕
トナーBk−1の作製
トナーBkを構成するトナー粒子100部に、疎水性シリカ(数平均一次粒子径=12nm、疎水化度=68)を1部と疎水性酸化チタン(数平均一次粒子径=20nm、疎水化度=63)を1.2部となる割合で添加し、更に、酸化防止剤(AO−1)を0.1部となるように添加し、「ヘンシェルミキサー」(三井鉱山社製)により混合し、その後、45μmの目開きのフルイを用いて粗大粒子を除去し、トナーBk−1を作製した。
【0290】
トナーBk−2の作製
トナーBk−1の作製において、酸化防止剤をAO−3に変更した以外はトナーBk−1と同様の外添剤処理を行い、トナーBk−2を調整した。
【0291】
トナーBk−3の作製
トナーBk−1の作製において、酸化防止剤のAO−1の添加量を0.05質量%に変更した以外はトナーBk−1と同様の外添剤処理を行い、トナーBk−3を調整した。
【0292】
トナーBk−4の作製
トナーBk−1の作製において、酸化防止剤をAO−6に変更し、添加量を0.2部に変更した以外はトナーBk−1と同様の外添剤処理を行い、トナーBk−4を調整した。
【0293】
トナーBk−5の作製
トナーBk−1の作製において、酸化防止剤をAO−6に変更し、添加量を2.0部に変更した以外はトナーBk−1と同様の外添剤処理を行い、トナーBk−5を調整した。
【0294】
トナーBk−6の作製
トナーBk−1の作製において、酸化防止剤をAO−8に変更し、添加量を0.4部に変更した以外はトナーBk−1と同様の外添剤処理を行い、トナーBk−6を調整した。
【0295】
トナーBk−7の作製
トナーBk−1の作製において、酸化防止剤をAO−15に変更した以外はトナーBk−1と同様の外添剤処理を行い、トナーBk−7を調整した。
【0296】
トナーBk−8の作製
トナーBk−1の作製において、酸化防止剤をAO−18に変更し、添加量を0.5部にした以外はトナーBk−1と同様の外添剤処理を行い、トナーBk−5を調整した。
【0297】
トナーBk−9の作製
トナーBk−1の作製において、酸化防止剤をアスコルビン酸に変更し、添加量を0.4部に変更した以外はトナーBk−1と同様の外添剤処理を行い、トナーBk−9を調整した。
【0298】
トナーBk−10の作製
トナーBk−1の作製において、酸化防止剤をトコフェロールに変更し、添加量を0.4部に変更した以外はトナーBk−1と同様の外添剤処理を行い、トナーBk−10を調整した。
【0299】
トナーBk−11の作製(比較用トナー)
トナーBk−1の作製において、酸化防止剤を除いた以外は同様の外添剤処理を行い、トナーBk−11を調整した。
【0300】
トナーY−1の作製
トナーYを構成するトナー粒子100部に、疎水性シリカ(数平均一次粒子径=12nm、疎水化度=68)を1部と疎水性酸化チタン(数平均一次粒子径=20nm、疎水化度=63)を1.2部となる割合で添加し、更に、酸化防止剤(AO−1)を0.1部となるように添加し、「ヘンシェルミキサー」(三井鉱山社製)により混合し、その後、45μmの目開きのフルイを用いて粗大粒子を除去し、トナーY−1を作製した。
【0301】
トナーM−1の作製
トナーMを構成するトナー粒子100部に、疎水性シリカ(数平均一次粒子径=12nm、疎水化度=68)を1部と、疎水性酸化チタン(数平均一次粒子径=20nm、疎水化度=63)を1.2部となる割合で添加し、更に、酸化防止剤(AO−1)を0.1部となるように添加し、「ヘンシェルミキサー」(三井鉱山社製)により混合し、その後、45μmの目開きのフルイを用いて粗大粒子を除去し、トナーM−1を作製した。
【0302】
トナーC−1の作製
トナーCを構成するトナー粒子100部に、疎水性シリカ(数平均一次粒子径=12nm、疎水化度=68)を1部と疎水性酸化チタン(数平均一次粒子径=20nm、疎水化度=63)を1.2部となる割合で添加し、更に、酸化防止剤(AO−1)を0.1部となるように添加し、「ヘンシェルミキサー」(三井鉱山社製)により混合し、その後、45μmの目開きのフルイを用いて粗大粒子を除去し、トナーC−1を作製した。
【0303】
トナーY−2の作製
トナーY−1の作製において、酸化防止剤(AO−1)を除去した以外は同様にしてトナーY−2を作製した。
【0304】
トナーM−2の作製
トナーM−1の作製において、酸化防止剤(AO−1)を除去した以外は同様にしてトナーM−2を作製した。
【0305】
トナーC−2の作製
トナーC−1の作製において、酸化防止剤(AO−1)を除去した以外は同様にしてトナーC−2を作製した。
【0306】
尚、トナーの体積基準のメジアン径(Dv50)については、外添剤処理前後のトナーで、その値に実質的な差異は無いことを確認した。
【0307】
表3に上記各トナーの外添剤処理をまとめて表示した。
【0308】
【表3】

【0309】
〔現像剤の製造〕
前記トナーBk−1〜トナーBk−11、トナーY−1、トナーM−1、トナーC−1、トナーY−2、トナーM−2、トナーC−2の各々7部と、スチレン−メタクリレート共重合体で被覆した体積基準のメジアン径(Dv50)が35μmフェライトキャリア93部とを混合することにより、評価用の現像剤Bk−1〜現像剤Bk−11、現像剤Y−1、現像剤M−1、現像剤C−1、現像剤Y−2、現像剤M−2、現像剤C−2を製造した。
【0310】
〔評価〕
以上のようにして得た感光体及び現像剤を表4のように組み合わせ(組み合わせNo.1〜28)基本的に、図3の構成を有する市販のフルカラー複合機bizhub PRO C6500(コニカミノルタビジネステクノロジーズ(株)製;600dpi、780nmの半導体レーザーの露光光を使用)を用いて評価した。尚、上記フルカラー複合機は画像形成ユニットを4組有しているので、それぞれの画像形成ユニットの感光体を同一種類の感光体(例えば、感光体1の場合は、4本の感光体1を用意して)で統一して、評価を行った。各評価は、30℃80%RHの条件で、YMCBk各色印字率2.5%のA4画像を中性紙のA4紙に50万枚の画出し耐刷試験を行い、その後、下記の個別の環境条件下で評価した。
【0311】
カブリ(白黒画像で評価)
前記環境条件30℃、80%RHでの50万枚の画出し耐刷試験後に評価した。カブリ濃度はべた白画像をマクベス社製RD−918を使用し反射濃度で測定した。該反射濃度は相対濃度(印刷していないA4紙の濃度を0.000とする)で評価した。
【0312】
◎:濃度が0.010未満(良好)
○:濃度が0.010以上、0.020以下(実用上問題ないレベル)
×:濃度が0.020より高い(実用上問題となるレベル)。
【0313】
(画像ボケ)
環境条件30℃、80%RHでの50万枚の画出し耐刷試験後に、直ぐに実機の主電源を停止した。停止12時間後に電源を入れ画出し可能状態になった後、直ちにA3中性紙全面にハーフトーン画像(マクベス濃度計で相対反射濃度0.4)とA3全面の6dot格子画像を印字した。印字画像の状態を観察し以下の評価を行った。
【0314】
◎:ハーフトーン、格子画像とも画像ボケ発生なし(良好)
○:ハーフトーン画像のみに感光体長軸方向の薄い帯状濃度低下が認められる(実用上問題なし)
×:画像ボケによる格子画像の欠損もしくは線幅の細りが発生(実用上問題有り)。
【0315】
(画像むらの評価)
環境条件を30℃、80%RHでの50万枚の画出し耐刷試験後に、10℃、10%RHの環境条件下に1時間放置し、前記フルカラー複合機bizhub PRO C6500の4組の画像形成ユニットを作動させ、人物顔写真を含むハーフトーン画像をA4紙に印刷し、下記の基準で評価した。
【0316】
◎:ハーフトーンのカラー画像がなめらかに再現され、目立つ画像むらの発生が見あたらない(良好)
○:ハーフトーンのカラー画像に部分的に濃度が薄い画像むらが発生しているが、目立たず、全体として、なめらかに再現されている(実用上問題なし)
×:ハーフトーンのカラー画像に、はっきりした画像むらが発生ししている(実用上問題有り)。
【0317】
(感光体の減耗量)
前記環境条件30℃、80%RHでの50万枚の画出し耐刷試験の前後の膜厚差で評価した。感光層の膜厚は均一膜厚部分(感光体の両端は膜厚が不均一になりやすいので、少なくとの両端3cmは除く)をランダムに10箇所測定し、その平均値を感光層の膜厚とする。膜厚測定器は渦電流方式の膜厚測定器EDDY560C(HELMUT FISCHER GMBTE CO社製)を用いて行い、耐刷試験前後の感光層膜厚の差を膜厚減耗量とする。
【0318】
◎:減耗量が0.7μm未満(良好)
○:減耗量が0.7μm以上2μm以下(実用上問題なし)
×:減耗量が2μmより大きい(実用上問題有り)
評価結果を下記表4、表5にまとめた。
【0319】
【表4】

【0320】
【表5】

【0321】
表4、表5から明らかなように、本願発明内の組み合わせNo.感光体1〜9、13〜20、23〜27は、各評価項目において、実用性あり以上の結果が得られているが、感光体の電荷発生層が2.3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニン顔料を含有しても、比(R700/R780)が0.8未満の感光体10、12を用いた組み合わせNo.10、12では、画像ボケが発生し、比(R700/R780)が1.3より大きい感光体11を用いた組み合わせNo.11では画像むらの発生が著しい。又、保護層がポリカーボネートの感光体21を用いた組み合わせNo.21は減耗量が大きく、感光体の電荷発生物質がY型チタニルフタロシアニン顔料の感光体22を用いた組み合わせNo.22も画像むらの発生が著しい。更に、トナーに酸化防止剤を含有していない現像剤を用いた組み合わせNo.28は画像ボケとカブリの発生が著しい。
【0322】
感光体23の作製
感光体1の作製において、保護層を下記の保護層に変更した以外は同様にして感光体23を作製した。
【0323】
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン59gとジメトキシシラン32gをエタノール35gに溶解し均一な溶液とした。これにジヒドロキシメチルトリフェニルアミン(下記T−1)26gおよび酸化防止剤(酸化防止剤AO−1)1g、アルミキレート(アルミキレートA(W):川研ケミカル社製)1gを加えて混合し、この溶液を乾燥膜厚3μmのシロキサン系樹脂層の保護層として前記感光体1の電荷輸送層上に塗布し、120℃にて1時間の加熱硬化を行い感光体23を作製した。
【0324】
【化33】

【0325】
該感光体23をBk−1、トナーY−1、トナーM−1、トナーC−1と組み合わせ(組み合わせNo.29)、組み合わせNo.1と同様に評価を行なった。評価結果を下記表5に示す。
【0326】
【表6】

【0327】
表6から明らかなように、感光体が縮合反応で形成されたシロキサン系樹脂層の保護層の感光体でも、本願発明の効果が顕著に表れている。
【0328】
感光体24の作製
感光体1の作製において、保護層を下記の保護層に変更した以外は同様にして感光体24を作製した。
【0329】
ビスヒドロキシエチルテレフタレートにε−カプロラクトンを開環重合して得られる数平均分子量800のポリオール228部、1,4−ブタンジオール8.1部、トリメチロールプロパン15.0部、シクロヘキサノン1012.8部、ジブチルチンジオクトエート0.034部を仕込み均一に混合溶解した後4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート160部、ジメトキシシラン表面処理の酸化チタン20部を混合し、分散した後、この溶液を乾燥膜厚3μmのポリウレタン系樹脂層の保護層として前記感光体1の電荷輸送層上に塗布し、120℃にて3時間の加熱硬化を行い感光体24を作製した。
【0330】
該感光体24をBk−1、トナーY−1、トナーM−1、トナーC−1と組み合わせ(組み合わせNo.30)、組み合わせNo.1と同様に評価を行った。評価結果を下記表6に示す。
【0331】
【表7】

【0332】
表7から明らかなように、感光体が縮合反応で形成されたポリウレタン系樹脂層の保護層の感光体でも、本願発明の効果が顕著に表れている。
【0333】
次に、酸化防止剤をトナーに内添したトナー及び該トナーを用いた現像剤を作製した。
【0334】
トナーBkN(黒)の製造
n−ドデシル硫酸ナトリウム9.2gをイオン交換水160mlに撹拌溶解する。この液に、撹拌下、リーガル330R(キャボット社製カーボンブラック)20g及び酸化防止剤(AO−1)2gを徐々に加え、ついで、クレアミックスを用いて分散した。大塚電子社製の電気泳動光散乱光度計ELS−800を用いて、上記分散液の粒径を測定した結果、重量平均径で112nmであった。この分散液を「着色剤分散液2」とする。
【0335】
前述の「ラテックス1」1250gとイオン交換水2000ml及び「着色剤分散液2」を、温度センサー、冷却管、撹拌装置を付けた5リットルの四つ口フラスコに入れ撹拌する。30℃に調整した後、この溶液に5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を加え、pHを10.0に調整した。
【0336】
ついで、塩化マグネシウム6水和物52.6gをイオン交換水72mlに溶解した水溶液を撹拌下、30℃にて5分間で添加した。その後、2分間放置した後に、昇温を開始し、液温度90℃まで60分で昇温する(昇温速度:1℃/分)。その状態で粒径をマルチサイザー3にて測定し、体積基準のメジアン径(Dv50)が6.6μmになった時点で塩化ナトリウム115gをイオン交換水700mlに溶解した水溶液を添加し粒子成長を停止させ、さらに継続して液温度85℃にて、4時間加熱撹拌し、融着させる。
【0337】
その後、6℃/minの条件で30℃まで冷却し、塩酸を添加してpHを4.0に調整し撹拌を停止した。生成した着色粒子を下記条件で濾過/洗浄し、その後、40℃の温風で乾燥し、着色粒子を得た。このものを「トナーBkN」とする。トナーBkNの体積基準のメジアン径(Dv50)は6.5μmであった。
【0338】
トナーYN、トナーMN、トナーCNの製造
トナーBkNの製造において、リーガル330Rの代わりにC.I.ピグメントイエロー74を使用した以外同様にしてトナーYNを得た。トナーYNの体積基準のメジアン径(Dv50)は6.6μmであった。
【0339】
トナーBkNの製造において、リーガル330Rの代わりにC.I.ピグメントレッド122を使用した以外同様にしてトナーMNを得た。トナーMNの体積基準のメジアン径(Dv50)は6.6μmであった。
【0340】
トナーBkNの製造において、リーガル330Rの代わりにC.I.ピグメントブルー15:3を使用した以外同様にしてトナーCNを得た。トナーCNの体積基準のメジアン径(Dv50)は6.5μmであった。
【0341】
次いで、トナーBkN、トナーYN、トナーMN、トナーCNに下記に記す外添剤処理を施し、トナーBkN−50、トナーYN−50、トナーMN−50、トナーCN−50の外添剤処理トナーを作製した。
【0342】
〔外添剤処理〕
トナーBkN−50の作製
トナーBkNを構成するトナー粒子100部に、疎水性シリカ(数平均一次粒子径=12nm、疎水化度=68)を1部と疎水性酸化チタン(数平均一次粒子径=20nm、疎水化度=63)を1.2部となる割合で添加し、「ヘンシェルミキサー」(三井鉱山社製)により混合し、その後、45μmの目開きのフルイを用いて粗大粒子を除去し、トナーBkN−50を作製した。
【0343】
トナーYN−50の作製
トナーYNを構成するトナー粒子100部に、疎水性シリカ(数平均一次粒子径=12nm、疎水化度=68)を1部と疎水性酸化チタン(数平均一次粒子径=20nm、疎水化度=63)を1.2部となる割合で添加し、「ヘンシェルミキサー」(三井鉱山社製)により混合し、その後、45μmの目開きのフルイを用いて粗大粒子を除去し、トナーYN−50を作製した。
【0344】
トナーMN−50の作製
トナーMNを構成するトナー粒子100部に、疎水性シリカ(数平均一次粒子径=12nm、疎水化度=68)を1部と疎水性酸化チタン(数平均一次粒子径=20nm、疎水化度=63)を1.2部となる割合で添加し、「ヘンシェルミキサー」(三井鉱山社製)により混合し、その後、45μmの目開きのフルイを用いて粗大粒子を除去し、トナーMN−50を作製した。
【0345】
トナーCN−50の作製
トナーCNを構成するトナー粒子100部に、疎水性シリカ(数平均一次粒子径=12nm、疎水化度=68)を1部と疎水性酸化チタン(数平均一次粒子径=20nm、疎水化度=63)を1.2部となる割合で添加し、「ヘンシェルミキサー」(三井鉱山社製)により混合し、その後、45μmの目開きのフルイを用いて粗大粒子を除去し、トナーCN−50を作製した。
【0346】
〔現像剤の製造〕
前記トナーBkN−50、トナーYN−50、トナーMN−50、トナーCN−50の各々7部と、スチレン−メタクリレート共重合体で被覆した体積基準のメジアン径(Dv50)が35μmフェライトキャリア93部とを混合することにより、評価用の現像剤BkN−50、現像剤YN−50、現像剤MN−50、現像剤CN−50を製造した。
【0347】
上記現像剤BkN−50、現像剤YN−50、現像剤MN−50、現像剤CN−50を感光体1と組み合わせ(組み合わせNo.31)、組み合わせNo.1と同様に評価を行った。評価結果を下記表8に示す。
【0348】
【表8】

【0349】
表8から明らかなように、酸化防止剤がトナー粒子に内添されている場合でも、本願発明の効果は得られている。
【符号の説明】
【0350】
1Y、1M、1C、1Bk 感光体
2Y、2M、2C、2Bk 帯電手段
3Y、3M、3C、3Bk 露光手段
4Y、4M、4C、4Bk 現像手段
10Y、10M、10C、10Bk 画像形成ユニット

【特許請求の範囲】
【請求項1】
有機感光体上に帯電手段により帯電電位を付与し、帯電電位を付与された有機感光体上に露光手段により静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段によりトナー像に顕像化した後、該トナー像を転写手段により転写媒体に転写し、その後、有機感光体に残留するトナーをクリーニング手段により除去する画像形成方法において、該有機感光体が導電性支持体上に、2.3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニン顔料を含有し、反射スペクトルの700nmにおける反射率(R700)と780nmにおける反射率(R780)との比(R700/R780)が0.8〜1.3である電荷発生層、電荷輸送層及び架橋硬化性の保護層を有し、前記現像手段が酸化防止剤を含有するトナーを含有することを特徴とする画像形成方法。
【請求項2】
前記現像手段の酸化防止剤がトナーに外添剤として添加されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
【請求項3】
前記酸化防止剤がヒンダードフェノール化合物であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成方法。
【請求項4】
前記保護層が重合性官能基を有する化合物で表面処理された金属酸化物粒子を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成方法。
【請求項5】
有機感光体、該有機感光体を帯電する帯電手段、像露光により有機感光体上に静電潜像を形成する露光手段、該静電潜像をトナー像に顕像化する現像手段、該トナー像を転写媒体に転写する転写手段及び該転写後に有機感光体に残留するトナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成装置において、該有機感光体が導電性支持体上に、2.3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニン顔料を含有し、反射スペクトルの700nmにおける反射率(R700)と780nmにおける反射率(R780)との比(R700/R780)が0.8〜1.3である電荷発生層、電荷輸送層及び架橋硬化性の保護層を有し、前記現像手段が酸化防止剤を含有するトナーを含有することを特徴とする画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2012−58305(P2012−58305A)
【公開日】平成24年3月22日(2012.3.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−198691(P2010−198691)
【出願日】平成22年9月6日(2010.9.6)
【出願人】(303000372)コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Fターム(参考)】