JP6191274B2 - 非磁性一成分トナー、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 - Google Patents
非磁性一成分トナー、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6191274B2 JP6191274B2 JP2013131652A JP2013131652A JP6191274B2 JP 6191274 B2 JP6191274 B2 JP 6191274B2 JP 2013131652 A JP2013131652 A JP 2013131652A JP 2013131652 A JP2013131652 A JP 2013131652A JP 6191274 B2 JP6191274 B2 JP 6191274B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- image
- magnetic
- acid
- image forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Description
電子写真プロセスは、通常、光導電性物質を利用した感光体(像保持体)上に種々の手段により電気的に静電荷像を形成し、この静電荷像をトナーを用いて現像し、感光体上のトナー画像を中間転写体を介して又は介さずに紙等の記録媒体に転写した後、この転写画像を記録媒体に定着する、という複数の工程を経て、定着画像を形成している。
<1>トナー母粒子、及び、少なくとも2種の外添剤を含有し、炭酸カルシウム排出率が0.8以上であることを特徴とする非磁性一成分トナー、
<2>前記トナー母粒子が、体積平均粒径が3〜10μmであり、形状係数SF1が110〜135であるケミカルトナーである、<1>に記載の非磁性一成分トナー、
<3>前記トナー母粒子が正帯電性である、<1>又は<2>に記載の非磁性一成分トナー、
<4>前記トナー母粒子がその表面に窒素原子を含有する高分子を有する、<1>〜<3>のいずれか1つに記載の非磁性一成分トナー、
<5>前記トナーが、小径外添剤及び大径外添剤を含有し、前記大径外添剤の表面がオイル処理され、負帯電性を有する、<1>〜<4>のいずれか1つに記載の非磁性一成分トナー、
<6>クリーニングブレードを有しない画像形成装置用である、<1>〜<5>のいずれか1つに記載の非磁性一成分トナー、
<7><1>〜<6>のいずれか1つに記載の非磁性一成分トナーを含むことを特徴とする静電荷像現像剤、
<8>画像形成装置に着脱可能であり、<1>〜<6>のいずれか1つに記載の非磁性一成分トナーを収容し、かつ前記非磁性一成分トナーを保持して搬送する現像手段を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ、
<9>像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像工程、前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程、を含み、クリーニングブレードによるクリーニング工程を含まず、前記トナーが<1>〜<6>のいずれか1つに記載の非磁性一成分トナーであることを特徴とする画像形成方法、
<10>像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、トナーにより前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、像保持体はクリーニングブレードを有さず、前記トナーが<1>〜<6>のいずれか1つに記載の非磁性一成分トナーであることを特徴とする画像形成装置。
上記<2>に記載の発明によれば、トナーの供給がなくても、長期間にわたりより安定した画像が得られる非磁性一成分トナーが提供される。
上記<3>に記載の発明によれば、長期間にわたり更に安定した画像が得られる非磁性一成分トナーが提供される。
上記<4>に記載の発明によれば、窒素原子を含有する高分子による表面処理により、炭酸カルシウム混入が増加する高温高湿下において、炭酸カルシウムの排出率を向上できるので、長期間にわたり更に安定した画像が得られる非磁性一成分トナーが提供される。
上記<5>に記載の発明によれば、オイル処理された大径外添剤の静電的及び非静電的な作用により、炭酸カルシウムが排出される傾向が大きくなるので、長期間にわたり顕著に安定した画像が得られる非磁性一成分トナーが提供される。
上記<6>に記載の発明によれば、クリーニングブレードを有しない画像形成装置に使用しても長期間にわたり安定した画像が得られる非磁性一成分トナーが提供される。
上記<7>に記載の発明によれば、長期間にわたり安定した画像が得られる静電荷像現像剤が提供される。
上記<8>に記載の発明によれば、長期間にわたり安定した画像が得られるプロセスカートリッジが提供される。
上記<9>に記載の発明によれば、長期間にわたり安定した画像が得られる画像形成方法が提供される。
上記<10>に記載の発明によれば、長期間にわたり安定した画像が得られる画像形成装置が提供される。
本実施態様において、好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本実施形態の非磁性一成分トナー(以下、単に「トナー」ともいう。)は、トナー母粒子、及び、及び、少なくとも2種の外添剤を含有し、炭酸カルシウム排出率が0.8以上であることを特徴とする。
本実施形態の非磁性一成分トナーは、非磁性一成分接触現像に好ましく使用される。また、本実施形態の非磁性一成分トナーは、クリーニングブレードを有しない画像形成装置用に好適に使用され、非磁性一成分接触現像方式を使用するクリーニングブレードを有しない画像形成装置用により好適に使用される。本実施形態の非磁性一成分トナーは、クリーナーを使用しない、現像同時クリーニング方式を用いた画像形成装置に好ましく用いられる。上記いずれかの態様であると、本実施形態の効果がより効果的に発揮される。
更に、本実施形態の非磁性一成分トナーは、ケミカルトナーであることが好ましく、乳化凝集法により製造されるケミカルトナーであることがより好ましい。
以下に本実施形態を詳しく説明する。
特にアート紙など、炭酸カルシウムなどを白色度を向上する顔料として塗工した記録用紙を用いた場合、トナー成分の付着状態は、出力履歴に依存し、感光体面へのトナーの付着状態に差が生じる。このような感光体表面の付着状態の差は、トナーが劣化していない状態ではトナー表面の外添剤がトナーと感光体の付着力を適正な範囲に保つために、感光体の表面状態によるトナー転写性への影響は小さく、画質への影響は小さい。
本発明者らは鋭意検討した結果、現像装置による機械的ストレスによって外添剤の脱離、埋没、変形といったトナーの劣化が進んだ状態や、トナーの補給のない場合には、感光体表面の付着物状態によってトナーの転写性が変化し、特にハーフトーン画像を形成した場合に、帯電変動による濃度ムラやカブリの増加として現れることがあることを見いだした。
炭酸カルシウム排出率(A)は、初期及び経時について以下のように求められる。
・初期排出率(初期A)AI
炭酸カルシウム(ソフトン3200:白石カルシウム(株)製)を0.5重量%添加したトナーを作製して、画像密度100%の未定着画像を出力する。未定着画像からトナーを採取して、蛍光X線分析により測定された炭酸カルシウムの含有率をX(重量%)とすると、炭酸カルシウムの初期排出率AIは、以下の式により求められる。
初期排出率AI=X/0.5
・経時排出率(経時A)AA
同様にして、炭酸カルシウムの経時排出率AAも同様にして、以下のように求められる。すなわち、空回しを3時間した後の劣化トナーを使用して、上記と同様の方法で、炭酸カルシウムの経時排出率AAは以下のように求められる。
経時排出率AA=X/0.5
上記の初期及び経時のカルシウム排出率(それぞれ、AI及びAAとする。)を0.8以上とすることにより、タルクや炭酸カルシウムを多く含む用紙に対しても、現像機内に混入する炭酸カルシウムを、トナーと共に出力画像へ排出させ、長期にわたり安定した画質が得られるトナーとした。
炭酸カルシウムなどをトナーと共に現像するためには、粒径の異なる2種の外添剤のうち、大径外添剤とカルシウム塩との付着力を高くすることが例示される。大径外添剤の表面の付着力を向上させるには、室温域で粘性を有する材料で大径外添剤を処理する方法が例示できる。粘性を付与する材料には、各種のオイルが使用され、後に詳しく説明する。
本実施形態の非磁性一成分トナーは、トナー母粒子と、少なくとも2種の外添剤とを含有する。前記トナー母粒子は、結着樹脂と、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他添加剤を含有する。
以下、トナー母粒子を構成する成分について説明する。
本実施形態において、トナー母粒子は結着樹脂を含有する。結着樹脂とは、トナー母粒子の形状及び機能を具備するために配合される樹脂をいう。トナー母粒子が含有する結着樹脂としては、特に制限はないが、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−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n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸エステル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;エチレン、プロピレン、ブタジエンなどのポリオレフィン類などの単量体からなる単独重合体、又はこれらを2種以上組み合わせて得られる共重合体、更にはこれらの混合物が挙げられる。また、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等、非ビニル縮合樹脂、又は、これらと前記ビニル樹脂との混合物や、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等が挙げられる。
前記結着樹脂の中で、スチレンアクリル樹脂又はポリエステル樹脂が好ましく使用され、ポリエステル樹脂がより好ましく使用される。
スチレン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、スチレン−(メタ)アクリル系共重合樹脂(スチレンアクリル樹脂)は、例えば、スチレン系単量体及び(メタ)アクリル酸系単量体を、単独又は適宜組み合わせて公知の方法により得られる。なお、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」のいずれをも含む表現である。
スチレン樹脂、(メタ)アクリル樹脂及びこれらの共重合樹脂を結着樹脂として使用する場合、重量平均分子量Mwが20,000以上100,000以下、数平均分子量Mnが2,000以上30,000以下の範囲のものを使用することが好ましい。
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂も好ましく使用される。
ポリエステル樹脂としては、例えば、公知の非晶性ポリエステル樹脂が挙げられる。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、本実施形態において、『結晶性』とは、示差走査熱量測定(DSC)において、明確な吸熱ピークを有することを指し、具体的には、昇温速度10℃/minで測定した際の吸熱ピークの半値幅が15℃以内であることを意味する。一方、吸熱ピークの半値幅が15℃を超える樹脂や、明確な吸熱ピークが認められない樹脂は、非晶性であることを意味する。
結晶性ポリエステル樹脂は、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとからなることが好ましく、主鎖部分の炭素数が4〜20である直鎖型ジカルボン酸、直鎖型脂肪族ジオールがより好ましい。直鎖型であると、ポリエステル樹脂の結晶性に優れ、結晶融点が適度であるため、耐トナーブロッキング性、画像保存性、及び、低温定着性に優れる。また、炭素数が4以上であると、エステル結合濃度が低く、電気抵抗が適度であり、トナー帯電性に優れる。また、20以下であると、実用上の材料の入手が容易である。前記炭素数としては14以下であることがより好ましい。
脂肪族ジオールとしては、具体的には、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,14−エイコサンデカンジオールなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらのうち、入手容易性を考慮すると1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオールが好ましい。
三価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコール成分のうち、前記脂肪族ジオール成分の含有量が80モル%以上であることが好ましく、90モル%以上であることがより好ましい。前記脂肪族ジオール成分の含有量が80モル%以上であると、ポリエステル樹脂の結晶性に優れ、融点が適度であるため、耐トナーブロッキング性、画像保存性、及び、低温定着性に優れる。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂の融解温度の測定には、示差走査熱量計を用い、室温(20℃)から180℃まで毎分10℃の昇温速度で測定を行った時のJIS K−7121:87に示す入力補償示差走査熱量測定の融解ピーク温度として求めることができる。なお、結晶性ポリエステル樹脂は、複数の融解ピークを示す場合があるが、本実施形態においては、最大のピークをもって融解温度とみなす。
ここで、非結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、ASTM D3418−82に規定された方法(DSC法)で測定した値のことをいう。
また、本実施形態におけるガラス転移温度の測定は、例えば、示差走査熱量測定法に従い、例えば、「DSC−20」(セイコー電子工業(株)製)によって測定でき、具体的には、試料約10mgを一定の昇温速度(10℃/min)で加熱し、ベースラインと吸熱ピークの傾線との交点よりガラス転移温度が得られる。
また、非結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、5,000〜100,000であることが好ましく、10,000〜90,000であることがより好ましく、20,000〜80,000であることが更に好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂及び非結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量が、それぞれ上記の数値の範囲内であると、画像強度と定着性が両立されるので好ましい。上記の重量平均分子量は、いずれもテトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法による分子量測定で得られる。樹脂の分子量はTHF可溶物をTSK−GEL(GMH(東ソー(株)製))等を使用して、THF溶媒で測定し、単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出される。
なお、必要に応じて、酸価や水酸基価の調製等の目的で、酢酸、安息香酸等の一価の酸や、シクロヘキサノールベンジルアルコール等の一価のアルコールも用いられる。
ポリエステル樹脂は、上記多価アルコールと多価カルボン酸を常法に従って縮合反応させることによって製造してもよい。例えば、上記多価アルコールと多価カルボン酸、必要に応じて触媒を入れ、温度計、撹拌器、流下式コンデンサを備えた反応容器に配合し、不活性ガス(窒素ガス等)の存在下、150℃〜250℃で加熱し、副生する低分子化合物を連続的に反応系外に除去し、所定の酸価や分子量に達した時点で反応を停止させ、冷却し、目的とする反応物を取得することによって製造される。
トナー母粒子における結着樹脂の含有量としては、特に制限はないが、トナーの全重量に対して、10〜95重量%であることが好ましく、25〜90重量%であることがより好ましく、45〜85重量%であることが更に好ましい。上記範囲であると、定着性、帯電特性等に優れる。
着色剤は、トナー画像を、肉眼により、又は機械による光学的な認識を可能とするために添加される有色の材料である。黒白画像を形成するための着色剤としては、黒色顔料が好ましく使用される。また、フルカラー画像を形成するためには、イエロー、マゼンタ、シアンの減色法の3原色を呈する着色剤が好ましく使用され、更に、黒色顔料を併用してもよい。
着色剤としては、公知のものを用いることができ、色相角、彩度、明度、耐候性、OHP透過性、トナー中での分散性等の観点から任意に選択すればよい。
着色剤は、染料であっても顔料であってもよいが、耐光性や耐水性の観点から、顔料であることが好ましい。また、着色剤は有色着色剤に限定されるものではなく、白色着色剤、金属色を呈する着色剤であってもよい。
マゼンタトナーにおいては、その着色剤として、例えば、C.I.ピグメントレッド1、同2、同3、同4、同5、同6、同7、同8、同9、同10、同11、同12、同13、同14、同15、同16、同17、同18、同19、同21、同22、同23、同30、同31、同32、同37、同38、同39、同40、同41、同48、同49、同70、同51、同52、同53、同54、同55、同57、同58、同60、同63、同64、同68、同81、同83、同87、同88、同89、同90、同112、同114、同122、同123、同163、同184、同185、同202、同206、同207、同209、同238等、ピグメントバイオレット19のマゼンタ顔料や、C.I.ソルベントレッド1、同3、同8、同23、同24、同25、同27、同30、同49、同81、同82、同83、同84、同100、同109、同121、C.I.ディスパースレッド9、C.I.ベーシックレッド1、同2、同9、同12、同13、同14、同15、同17、同18、同22、同23、同24、同27、同29、同32、同34、同35、同36、同37、同38、同39、同40等のマゼンタ染料等、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ロータミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bなどが用いられる。
イエロートナーにおいては、その着色剤として、例えば、C.I.ピグメントイエロー2、同3、同15、同16、同17、同74、同93、同97、同128、同155、同180、同185、同139等のイエロー顔料などが用いられる。
また、ブラックトナーにおいては、その着色剤として、例えば、カーボンブラック、活性炭、チタンブラック、磁性粉、Mn含有の非磁性粉などが用いられる。また、イエロー、マゼンタ、シアン、レッド、グリーン、ブルー顔料を混合して、ブラックトナーとしてもよい。
着色剤としては、表面処理された着色剤を使用したり、顔料分散剤を使用してもよい。上記着色剤の種類を選択することにより、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー等のカラートナーが調製され、フルカラーの再現に使用される。
離型剤は、トナーを熱定着する場合、特に熱ローラーによる定着をする場合に、熱溶融したトナーと熱ローラとの剥離をよくするために使用される。
本実施形態において、トナー母粒子は離型剤を含有することが好ましい。
離型剤の具体例としては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス又はエチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィンワックスや、エステルワックスが好ましいが、ポリグリセリンワックス、マイクロクリスタリンワックス、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、モンタン酸エステルワックス、脱酸カルナバワックス、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、ブランジン酸、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、ベフェニルアルコール、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、或いは更に長鎖のアルキル基を有する長鎖アルキルアルコール類などの飽和アルコール類;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挙げられる。
これらの中でも、ポリオレフィンワックスが好ましく、具体的にはエチレン、プロピレンなどのα−オレフィン、又は、シクロヘキセン、ノルボルネンなどの環状オレフィンのホモポリマー、コポリマー、共重合体を単独/又は混合したものが挙げられる。
ポリオレフィンワックスとしては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレン、又は、エチレン−プロピレン共重合体がより好ましく、ポリエチレンワックスが特に好ましい。上記態様であると、帯電維持性により優れ、得られる画像における白点発生がより抑制される。
離型剤の含有量は、トナー母粒子100重量部に対して、1〜20重量部であることが好ましく、3〜15重量%であることがより好ましい。上記範囲であると、良好な定着及び画質特性の両立が可能である。
離型剤としては、各種のワックスが好ましく使用され、例えば、炭化水素系ワックス;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求められる。
その他の添加剤としては、例えば、帯電制御剤、無機粉体等の添加剤が例示される。本実施形態において、トナー母粒子は磁性体を含まない。帯電制御剤については後述する。
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。ここで、コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂を含んで構成された被覆層と、で構成されていることが好ましい。
本実施形態のトナー母粒子の体積平均粒径は、体積累積分布の中央値であり、3〜10μmであることが好ましく、3.5〜8.5μmであることがより好ましい。前記の数値範囲であると、トナー母粒子の表面積が大きくなり、帯電面積が増えるため炭酸カルシウムによる帯電低下を小さくすることができるためである。
トナー母粒子の体積平均粒子径の測定装置としてはコールターマルチサイザー−II型(ベックマン−コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマン−コールター社製)を使用した。
測定法としては分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液2ml中に測定試料を1.0mg加えた。これを前記電解液100ml中に添加して試料を懸濁した電解液を作製した。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、前記コールターマルチサイザー−II型により、アパーチャー径として50μmアパーチャーを用いて1〜30μmの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布、個数平均分布を求める。測定する粒子数は50,000であった。
外添剤の体積平均粒子径は、レーザー回折・散乱法粒度分布測定装置LSコールター(ベックマン−コールター社製、粒度測定装置)により測定する。
トナー母粒子の形状係数SF1は、110以上145以下であることが好ましく、110以上135以下であることがより好ましく、110以上130以下であることが更に好ましい。
上記の数値範囲内であると、トナー母粒子が球形に近くなるために、外添剤、特に大径外添剤がトナー母粒子の表面により均一に分散されて、混入カルシウム塩が排出されやすくなる。
SF1=(ML2/A)×(π/4)×100 (1)
上記式中、MLはトナーの絶対最大長、Aはトナーの投影面積を各々示す。
具体的には、形状係数SF1は、主に顕微鏡画像又は走査型電子顕微鏡(SEM)画像を画像解析装置により解析することによって数値化され、以下のようにして算出される。すなわち、スライドガラス表面に散布した粒子の光学顕微鏡像をビデオカメラによりルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個の粒子の最大長と投影面積を求め、上記式によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
本実施形態において、トナーは、粉砕トナーであるよりもケミカルトナーであることが好ましい。ケミカルトナーとは、重合トナーとも呼ばれ、乳化凝集法、懸濁重合法、溶解懸濁法が含まれ、乳化凝集法により製造されるトナー母粒子が好ましい。
乳化凝集法(EA法;Emulsion Aggregation)とは、乳化重合法により得た乳化重合樹脂粒子に加えて、顔料粒子、ワックス粒子を水中で凝集した後合一して、トナー母粒子を形成する方法である。乳化凝集法では、凝集工程及び合一工程において、均一かつ長時間のせん断力を付与することにより、トナー母粒子を製造する方法であり、粒径と形状係数を制御できるという点で優れている。
また、水中で樹脂や顔料の粒子を凝集合一させる際に、低温定着性や画像強度を付与するために、スチレンアクリル樹脂に代わってポリエステル樹脂が使用されるようになってきた。この場合のポリエステル樹脂としては、主としてジカルボン酸類とジアルコール類との縮重合により得られるものが好ましい。非晶性ポリエステル樹脂は、樹脂の酸価の調整や、イオン性界面活性剤などを用いて乳化分散することにより樹脂粒子分散液が容易に調製される。
本実施形態において、トナー母粒子の帯電性を制御するため、トナー母粒子表面を表面処理してもよく、このためにトナー母粒子に帯電制御剤を使用してもよい。
なお、特に帯電性を制御しない場合、負帯電のトナー母粒子となることが多い。
本実施形態においては、トナー母粒子が負帯電性であるよりも、正帯電性であることが好ましい。
トナー母粒子が正帯電性となるように表面処理する方法としては、帯電制御剤の使用が好ましい。
また、トナー母粒子に正帯電性を具備するための帯電制御剤としては、以下のものが例示できる。
正帯電性の帯電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、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四級アンモニウム塩、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、及びこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料;高級脂肪酸の金属塩;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サイド等のジオルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート等のジオルガノスズボレート類;グアニジン化合物、イミダゾール化合物、アミノアクリル系樹脂、ポリエチレンイミンなどが例示できる。
また、負帯電性の帯電制御剤としては、例えば、トリメチルエタン系染料、サリチル酸の金属錯塩、ベンジル酸の金属錯塩、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、金属錯塩アゾ系染料、アゾクロムコンプレックス等の重金属含有酸性染料、カリックスアレン型のフェノール系縮合物、環状ポリサッカライド、カルボキシル基及び/又はスルホニル基を含有する樹脂等が挙げられる。
これらの帯電制御剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
帯電制御剤の添加量は、トナー母粒子の全重量に対して、0.1〜5重量%であることが好ましい。添加量が上記範囲内であると、良好な帯電性が得られる。
これらの帯電制御剤は、トナー母粒子表面に付着又は反応させて使用され、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ポリアリルアミン類、ポリエチレンイミン類、及びポリアミノプロピルビグアナイドにおけるアミノ基やビグアナイド基は、少なくとも一部に塩を形成していてもよい。
また、前記ポリアリルアミン類におけるアミノ基は、第1級アミノ基、第2級アミノ基、及び/又は、第3級アミノ基であってもよく、塩を形成してもよい。
ポリアリルアミン類としては、ポリアリルアミン、アリルアミン塩重合体、メチルジアリルアミン塩重合体、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合物、ポリジアリルアミン、ジアリルアミン塩重合体等が挙げられる。塩は、無機酸、例えば硝酸により形成される。
また、市販のポリアリルアミン類としては、ニットーボーメディカル(株)製のPAAシリーズ及びPASシリーズ等が挙げられる。
ポリアリルアミン類やポリアミノプロピルビグアナイドの添加量は、トナー母粒子の全重量に対し、0.01〜10重量%であることが好ましく、0.02〜2重量%であることがより好ましく、0.05〜0.1重量%であることが更に好ましい。上記範囲であると、正帯電量がより多くなり、また、正帯電安定性に優れるトナーが容易に得られる。
すなわち、本実施態様において、X線光電子分光法により測定された、前記トナー粒子表面における窒素原子の含有量が0.8atomic%以上5.0atomic%以下であることが好ましく、前記トナー粒子の表面から10nm内部における窒素原子の含有量が0.4atomic%以下であることが好ましい。
本実施形態において、窒素原子はトナー母粒子の最表面に存在し、トナー粒子の内部にはできるだけ存在しないことが好ましい。これは、トナーの帯電量はトナーの最表面で決定され、トナー粒子の深さ方向に存在する窒素及び窒素に吸着した水分は帯電には寄与しないばかりか、深さ方向に存在する水分は一度吸着されると脱水しにくいためである。そのため、トナーが高湿度環境下に長期間放置された後では、電気特性の悪化を引き起こし、特に黒色トナーではかぶりの悪化が顕著となることがある。
本実施形態においては、トナー粒子の表面から10nm内部における窒素原子の含有量は、0.4atomic%以下であることが、長期間、トナーが高湿環境下に放置された後でも転写性の低下やかぶりなどを引き起こすことがなく、良好な画像を形成するために好ましい。トナー粒子の表面から10nm内部における窒素原子の含有量が0.3atomic%以下であると、更に良好な画像が形成されるためより好ましい。
・使用装置:Physical Electoronics Industries, Inc.社製 1600S型 X線光電子分光装置
・測定条件:X線源 MgKα(400W)
・分光領域:直径800μm
本実施形態においては、例えば、Arエッチング法を用いてトナー粒子表面をエッチングし、都度表面窒素量を測定することによりトナー粒子の表面から10nm内部における窒素原子の含有量の確認を行った。Arエッチングの条件としては、例えば、Arガス:3.0×10-2Pa、加速電圧:400Vの条件で80秒実施した。
本実施形態において、トナーから外添剤を分離してトナー母粒子とする方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。
外添されたトナーをポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル0.2質量%の水溶液に10質量%となるように分散させ、30℃以下の温度を保ちながら超音波振動(周波数20kHz,出力30W)を60分作用させることで外添剤を遊離させる。分散液からトナー母粒子を濾別洗浄することで外添剤を除去したトナー母粒子を得ることができる。
本実施形態のトナーは、トナー母粒子に加えて、少なくとも2種の外添剤を含有し、これらの外添剤は、同一の材料でも異なる材料でもよいが、その平均粒径が異なることが好ましい。
外添剤は、トナーの長期保存性、流動性、現像性、転写性、クリーニング性を向上させるために、トナー母粒子に添加される、無機粉、樹脂粉をいう。
この無機粉としては、シリカ、アルミナ、チタニア、酸化亜鉛、酸化セリウムが例示でき、樹脂粉としてはPMMA、ナイロン、メラミン、ベンゾグアナミン、フッ素系等の球状粒子、塩化ビニリデン、脂肪酸金属塩等の不定形粉末が例示できる。これら外添剤の合計添加量は、トナー母粒子に対して、0.5質量%以上10質量%以下の範囲であることが好ましく、2質量%以上8質量%以下の範囲であることがより好ましい。
本実施形態において、トナーは、小径の外添剤及び大径の外添剤を含有することが好ましい。
これら粒径の異なる外添剤は、上記の同種又は異種の材料から選択される。小径及び大径の外添剤は、無機酸化物粒子であることが好ましく、シリカ、アルミナ、酸化セリウム、又は、酸化チタンから選ばれることがより好ましく、シリカ、アルミナ、又は、酸化セリウムであることが更に好ましく、シリカであることが特に好ましい。小径及び大径の外添剤が共にシリカであることが好ましい。
小径の外添剤は、粒子の全重量の50%が含まれる粒径範囲が5〜30nmであることが好ましく、5〜20nmであることがより好ましい。大径の外添剤は、粒径範囲が32〜300nmであることが好ましく、32〜100nmであることがより好ましい。
この粒径範囲の組み合わせとすることにより、小径外添剤は母粒子表面に安定的に配置されるため構造変化に対し安定した帯電性を得ることができ、オイル処理された大径外添剤がトナー最表面に配置されることにより炭酸カルシウムの排出率が所期の範囲に維持される。
大径外添剤と小径外添剤の添加比率は任意に選択できるが、大径外添剤の外添量と小径外添剤の重量比が、1:3〜3:1であることが好ましい。
大径の外添剤は、オイル処理されていることが好ましく、また、負帯電性であることが好ましい。
大径外添剤のオイル処理に使用されるオイルの種類は、特に制限されないが、室温における動粘度が約100センチストークス(cs)の不活性なオイルであることが好ましく、入手の容易さ、処理のしやすさから不活性なシリコーンオイルであることがより好ましい。
シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルが例示され、ジメチルシリコーンオイル(ポリジメチルシロキサン(以下、PDMSともいう。))が好ましく、ポリジメチルシロキサン(PDMS)がより好ましい。
なお、上記の表面処理の後、エタノール等の溶媒に再度浸漬し、上記溶媒を乾燥することにより、過剰に処理されたシリコーンオイルを適量範囲に調整することも好ましい。
シリコーンオイルの処理量は、炭酸カルシウム排出率の観点から、大径の外添剤100重量部に対して、5〜30重量部であることが好ましく、10〜30重量部であることがより好ましく、10〜20重量部であることが更に好ましい。シリコーンオイルの処理量は、シリコーンオイルにより表面処理された粒子を、シリコーンオイルの良溶媒(例えば、トルエン、キシレン等)に分散させ、シリコーンオイルを溶出させることにより測定される。
シリカなど負帯電性を有する粒子は、そのまま、帯電特性を変化させずにそのまま使用してもよく、負帯電の帯電制御剤により更に帯電特性を明確にしてもよい
負帯電性の大径外添剤は、正帯電性の母粒子と併用する場合に、特に両者の静電的な相互作用及び大径外添剤の炭酸カルシウムとの非静電的な相互作用により、炭酸カルシウムの排出率を向上させる。
小径外添剤の帯電性は特に限定されないが、トナー母粒子と同じく正帯電性を有することが好ましい。
なお、本実施形態において、好ましい形態同士の組み合わせは、より好ましい形態である。
本実施形態において、トナーの製造方法は、特に制限はなく、公知の方法により製造すればよい。
例えば、結着樹脂、着色剤、必要に応じて、離型剤、帯電制御剤等の成分を混合した後、ニーダー、押し出し機などを用いて上記材料を溶融混練し、この後、得られた溶融混錬物を粗粉砕した後、ジェットミル等で微粉砕し、風力分級機により、目的とする粒径のトナー粒子を得る混練粉砕法;混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力又は熱エネルギーにて形状を変化させる方法;結着樹脂を乳化させ、形成された分散液と、着色剤、必要に応じて離型剤、帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化凝集法;結着樹脂を得るための単量体、着色剤、及び、必要に応じて離型剤、帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法;結着樹脂、着色剤、及び、必要に応じて離型剤、帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等;が使用される。また上記方法で得られたトナー粒子をコアにして、更に凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル構造を形成する製造方法を行ってもよい。
既に述べたように、本実施態様の非磁性一成分トナーは、乳化凝集法により製造されたトナー母粒子を使用することが好ましい。
本実施形態の静電荷像現像剤は、本実施形態の非磁性一成分トナーを少なくとも含有すする。必要に応じて、他の公知の成分を含有していてもよい。
また、本実施形態の静電荷像現像剤は、非磁性一成分現像剤であり、非磁性一成分接触現像方式による静電荷像現像剤として好適に用いることができ、また、クリーナレス(現像同時クリーニング)方式を用いた画像形成装置に用いることが特に好ましい。
本実施形態の画像形成方法は、像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像工程、前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程、を含み、クリーニングブレードによるクリーニング工程を含まず、前記トナーが本実施形態の非磁性一成分トナーであることを特徴とする。
また、本実施形態の画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、トナーにより前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、像保持体はクリーニングブレードを有さず、前記トナーが本実施形態の非磁性一成分トナーであることを特徴とする。
前記現像工程は、現像剤保持体上の現像剤層により前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する工程である。前記現像剤層としては、本実施形態の静電荷像現像トナーを含んでいれば特に制限はない。
前記転写工程は、前記トナー画像を被転写体上に転写する工程である。また、転写工程における被転写体としては、中間転写体や紙等の被記録媒体が例示できる。
前記定着工程では、例えば、加熱ローラの温度を一定温度に設定した加熱ローラ定着器により、転写紙上に転写したトナー像を定着して複写画像を形成する方式が挙げられる。
被記録媒体としては公知のものを使用することができ、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される紙、OHPシート等が挙げられ、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等を好適に使用することができる。
本実施形態の画像形成方法は、像保持体上に残留する静電荷像現像剤を除去するクリーニング工程を有していてもよいが、クリーニング工程にブレードを使用せず、前記像保持体に接触させたブラシを使用する工程であることが好ましい。
また、本実施形態の画像形成装置は、像保持体上に残留する静電荷像現像剤を除去するクリーニング手段を有していてもよいが、クリーニングブレードを使用せず、前記像保持体に接触させたクリーニングブラシを有することが好ましい。
なお、本実施形態の画像形成装置は、上記のような像保持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段を少なくとも含むものであれば特に限定はされないが、その他必要に応じて、除電手段等を含んでいてもよい。
前記転写手段では、中間転写体を用いて2回以上の転写を行ってもよい。また、転写手段における被転写体としては、中間転写体や紙等の被記録媒体が例示できる。
図1は、本実施の形態の画像形成方法により画像を形成するための、タンデム方式の画像形成装置の構成例を示す概略図である。図示した画像形成装置100は、ハウジング50内において4つの電子写真感光体(像保持体)1Y、1M、1C、1Kが中間転写ベルト20に沿って相互に並列に配置されている。電子写真感光体1K、1C、1M、1Yは、例えば、電子写真感光体1Yがイエロー、電子写真感光体1Mがマゼンタ、電子写真感光体1Cがシアン、電子写真感光体1Kがブラックの色からなる画像をそれぞれ形成することが可能である。
更に、ハウジング50内の所定の位置には露光装置3が配置されており、露光装置3から出射された光ビームを帯電後の電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kの表面に照射することが可能となっている。これにより、電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kの回転工程において帯電、露光、現像、1次転写の各工程が順次行われ、各色のトナー像が中間転写ベルト20上に重ねて転写される。
ここで、帯電ロール2Y、2M、2C、2Kは、電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kの表面に導電性部材(帯電ロール)を接触させて感光体に電圧を印加し、感光体表面を予め定められた電位に帯電させるものである(帯電工程)。なお、本実施形態において示した帯電ロールの他、帯電ブラシ、帯電フィルム若しくは帯電チューブなどを用いて接触帯電方式による帯電を行ってもよい。また、コロトロン若しくはスコロトロンを用いた非接触方式による帯電を行ってもよい。
現像装置4Y、4M、4C、4Kには、後述する非磁性一成分トナー又は非磁性一成分現像剤を接触させて現像する一般的な現像装置を用いて行うことができる(現像工程)。そのような現像装置としては、非磁性一成分トナー又は非磁性一成分現像剤を用いる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜公知のものを選択することができる。一次転写工程では、1次転写ロール5Y、5M、5C、5Kに、像保持体上のトナーと逆極性の1次転写バイアスが印加されることで、像保持体から中間転写ベルト20へ各色のトナーが順次1次転写される。
2次転写ロール26に、中間転写ベルト20上のトナーと逆極性の2次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト20から被記録媒体Pへトナーが2次転写される。バックアップロール24と2次転写ロール26との間を通った中間転写ベルト20は、例えば駆動ロール22の近傍に配置されたクリーニングブレードを有するクリーニングユニット30或いは、除電器(不図示)により清浄面化された後、次の画像形成プロセスに繰り返し供される。また、ハウジング50内の所定の位置にはトレイ(被記録媒体トレイ)40が設けられており、トレイ40内の紙などの被記録媒体Pが移送ロール30により中間転写ベルト20と2次転写ロール26との間、更には相互に当接する2個の定着ロール28の間に順次移送された後、ハウジング50の外部に排紙される。また、本実施形態の画像形成装置は、クリーニングユニット30を有しない装置がより好適に挙げられる。
図2に示すように、現像装置4は、不図示の駆動源によって矢印A方向に回転可能な像保持体1と当接するように配置され、像保持体(感光体)1の回転に伴い矢印B方向に従動回転可能な現像ロール52と、現像ロール52に接続されたバイアス電源54と、現像ロール52の回転方向において現像ロール52と像保持体1との当接部よりも下流側の位置に、現像ロール52に圧接するように配置され、現像ロール52の回転に対して逆行するように矢印C方向に回転可能な現像剤かき取り部材56と、現像ロール52の回転方向において、現像ロール52と現像剤かき取り部材56との圧接部よりも下流側且つ現像ロール52と像保持体1との当接部の上流側の位置に、現像ロール52に当接するように配置されたトナー層規制部材58と、現像ロール52の像保持体が配置された側と反対側に位置し、現像ロール52が配置された側に開口部を有する筐体62と、筐体62内に配置されたアジテーター60とから構成される。
なお、上記のクリーニング工程において、感光体上の転写残トナーも現像ロールを介して現像装置に回収されることが好ましい。
また、このとき、像保持体に対する現像ロールの相対速度が1.1倍〜2.5倍であることが好ましい。すなわち、像保持体の回転速度を1としたとき、現像ロールの回転速度が1.1〜2.5であることが好ましい。現像ロールの回転速度を像保持体の回転速度よりも速くすることにより、現像量(感光体に移行する非磁性一成分トナーの量)を増やすことができるので好ましい。
像保持体に対する現像ロールの相対速度は、1.1倍〜2.5倍であることが好ましく、1.15倍〜2.0倍であることがより好ましく、1.2倍〜1.8倍であることが更に好ましい。
本実施形態のプロセスカートリッジは、画像形成装置に着脱され、本実施形態の静電荷像現像剤を収容し、かつ像保持体の表面に形成された静電潜像を前記静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段を備えることを特徴とする。
1,10−デカンジカルボン酸 33部
1,4−ブタンジオール 25部
ジメチルスルホキシド 30部
エチレングリコール 5部
ジブチル錫オキサイド 0.5部
以上の試薬はいずれも和光純薬工業(株)製である。
テレフタル酸80mol%及びフマル酸10mol%からなる酸成分と、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物45mol%及びビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物45mol%からなるアルコール成分と、を1:1のmol比で、撹拌装置、窒素導入管、温度センサー、精留塔を備えたフラスコにいれ、窒素雰囲気化で2時間を要して80℃まで上げ、反応系内が均一に撹拌されていることを確認した。その後、前記混合物100部に対しジブチル錫オキサイドを0.5部投入し、更に生成する水を留去しながら同温度から2時間を要して210℃まで温度を上げ、更に4時間脱水縮合反応を継続して非晶性ポリエステル樹脂を得た。
次いで、得られた非晶性ポリエステル樹脂を溶融状態のまま、キャビトロンCD1010((株)ユーロテック製)に毎分100gの速度で移送した。別途準備した水性媒体タンクには試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈した0.37%濃度の希アンモニア水を入れ、熱交換器で95℃に加熱しながら毎分0.1リットルの速度で、上記非晶性ポリエステル樹脂溶融体と同時にキャビトロンCD1010((株)ユーロテック製)に移送した。回転子の回転速度が60Hz、圧力が5kg/cm2の条件でキャビトロンを運転した。その後、0.5mol/lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを8.5に調整し45℃で5時間処理した後、硝酸水溶液でpHを7.5に調整し、更に固形分量を調整して、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を得た。
スチレン280部、n−ブチルアクリレート120部、アクリル酸8部、ドデカンチオール6部、四臭化炭素2部を混合して溶解したものを、アニオン界面活性剤(ネオゲンSC:第一工業製薬(株)製)10部をイオン交換水550部に溶解したフラスコ中で乳化重合させ、10分間ゆっくり混合しながら、これに過硫酸アンモニウム4部を溶解したイオン交換水50部を投入した。窒素置換を行った後、前記フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続し、体積平均粒径150nm、固形分濃度35%のスチレンアクリル樹脂分散液を得た。得られたスチレンアクリル樹脂分散液を乾燥させたところ重量平均分子量は31,500、ガラス転移温度は53℃であった。
・パラフィンワックスHNP9(融解温度:74℃、日本精蝋(株)製, 比重:0.925g/cm3) 45部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)、ネオゲンRK) 5部
・イオン交換水 200部
以上の材料を95℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザー(ゴーリン社)で分散処理し、体積平均粒径が0.21μmである離型剤分散液(離型剤濃度:20%)を調製した。
・黒色顔料(#25,三菱化学(株)製,一次粒径0.047μm) 100部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンR) 15部
・イオン交換水 400部
以上を混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー((株)スギノマシン製、HJP30006)を用いて1時間分散して体積平均粒径が0.35μmの黒色顔料分散液を調製した。分散液の顔料濃度は23%であった。
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液及び非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を固形分の比率で15:85の割合で混合し、この混合樹脂粒子分散液100部と、黒色顔料分散液10部と、離型剤分散液10部と、ポリ水酸化アルミニウム(浅田化学工業(株)製、Paho2S)5部と、イオン交換水600部とを、丸型ステンレス鋼鉄フラスコ中でホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて混合し、分散した後、加熱用オイルバス中でフラスコ内を撹拌しながら45℃まで加熱した。45℃で30分保持した後、D50vが6.0μmの凝集粒子が生成していることを確認した。更に加熱用オイルバスの温度を上げて50℃で2時間保持し、D50vは6.2μmとなった。その後、この凝集粒子を含む分散液に20部の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を追加した後、加熱用オイルバスの温度を60℃まで上げて30分間保持した。この凝集粒子を含む分散液に1N水酸化ナトリウムを追加して、系のpHを8.2に調整した後ステンレス製フラスコを密閉し、磁気シールを用いて撹拌を継続しながら85℃まで加熱し、3時間保持した。
トナー母粒子1の作製で用いたポリ水酸化アルミニウムを6部、加熱用オイルバス中でフラスコ内を撹拌しながら50℃にした以外はトナー母粒子1と同様の方法でトナー母粒子2を得た。
トナー母粒子1の作製で用いたポリ水酸化アルミニウムを8部、加熱用オイルバス中でフラスコ内を撹拌しながら53℃にした以外はトナー母粒子1と同様の方法でトナー母粒子3を得た。
トナー母粒子1の作製での85℃、3時間保持した条件を75℃2時間にした以外はトナー母粒子1と同様の方法でトナー母粒子4を得た。
トナー母粒子1の作製での85℃、3時間保持した条件を72℃1.5時間にした以外はトナー母粒子1と同様の方法でトナー母粒子5を得た。
トナー母粒子1の作製での85℃、3時間保持した条件を70℃1.3時間にした以外はトナー母粒子1と同様の方法でトナー母粒子6を得た。
・スチレンアクリル樹脂分散液 157部
・離型剤分散液 45部
・黒色顔料分散液 26部
丸型ステンレス製フラスコ中に、上記材料を入れ、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)で混合・分散した。次いで、これに凝集剤として硫酸アルミニウムの0.8%水溶液を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。
撹拌機、マントルヒーターを設置し、スラリーが充分に撹拌するように撹拌機の回転数を調整しながら、40℃まで0.5℃/分で昇温し、40℃で15分保持した後、0.05℃/分で昇温しながら、10分ごとに粒径を測定し、所望の体積平均粒径となったところで、追加用のスチレンアクリル樹脂分散液85部を3分間かけて投入した。投入後30分間保持した後、5%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを7.0にした。その後、5℃ごとにpHを7.0に調整しながら、昇温速度1℃/分で96℃まで昇温し、96℃で4時間保持した。その後25℃になるまで放置し、濾過し、イオン交換水にて7回洗浄した後、トナー母粒子1と同様にポリエチレンイミンで処理を行いトナー母粒子7を得た。
トナー母粒子1の作製でのポリエチレンイミンの代わりにポリヘキサメチレンビグアニド(PHMB)(BG−1、分子量5,000、三洋化成(株)製))を使用した以外はトナー母粒子1と同様の方法でトナー母粒子8を得た。
トナー母粒子1の作製でのポリエチレンイミンの代わりにアミノ変性シリコーンオイル(アミノオイル)(X−22−161B、信越化学工業(株)製)を使用した以外はトナー母粒子1と同様の方法でトナー母粒子9を得た。なお、アミノオイルの処理は洗浄後の濡れた状態ではなく、乾燥後に実施した。
トナー母粒子1の作製でのポリエチレンイミンの代わりにポリアリルアミン(PAA)(塩酸塩重合体(PAA−HCL−10L、分子量150,000、ニットーボーメディカル(株)社製)を使用した以外はトナー母粒子1と同様の方法でトナー母粒子10を得た。
トナー母粒子1の作製でのポリエチレンイミン処理を行わなかったものをトナー母粒子11とした。
Aerosil300(日本アエロジル(株)製/7nm)100部をミキサーに入れ窒素雰囲気下で200℃に加熱しながら200rpmで撹拌し、環状シラザン20部滴下し2時間反応させた。その後、冷却させ疎水処理された外添剤1を得た。
Aerosil300(日本アエロジル(株)製/7nm)100部をミキサーに入れ窒素雰囲気下で200℃に加熱しながら200rpmで撹拌し、環状シラザンを10部滴下し2時間反応させた。その後KF−96(信越化学製ポリジメチルシロキサン)を10部滴下し1時間反応させ、冷却させ疎水処理された外添剤2を得た。
OX50(日本アエロジル(株)製/40nm)粉末100部をミキサーに入れ窒素雰囲気下で200℃に加熱しながら200rpmで撹拌し、その後KF−96(信越化学工業(株)製ポリジメチルシロキサン)を15部滴下し1時間反応させ、冷却させ疎水処理された外添剤3を得た。
OX50(日本アエロジル(株)製/40nm)粉末100部をミキサーに入れ窒素雰囲気下で200℃に加熱しながら200rpmで撹拌し、その後ヘキサメチルジシラザンを15部滴下し2時間反応させた。その後、冷却させ疎水処理された外添剤4を得た。
OX50(日本アエロジル(株)製/40nm)粉末100部をミキサーに入れ窒素雰囲気下で200℃に加熱しながら200rpmで撹拌し、アミノシランを10部滴下し2時間反応させた。その後KF−96(信越化学工業(株)製ポリジメチルシロキサン)を15部滴下し1時間反応させ、冷却させ疎水処理された外添剤5を得た。
表1に記載の組み合わせによりトナーを作製して評価を行った。なお、トナー母粒子100重量部に対して外添剤を表1に示した重量部添加し、混合条件は、ヘンシェルミキサーにて周速30m/s、3分間にわたり外添混合を行って、トナーを得た。
トナー粒子の各種平均粒径、及び各種粒度分布指標は、コールターマルチサイザーII(ベックマン−コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマンーコールター社製)を使用して測定される。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50,000個である。
測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vと定義する。
形状係数SF1は、下記式により求められる。
式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
上記式中、MLはトナーの絶対最大長、Aはトナーの投影面積を各々示す。
具体的には、形状係数SF1は、主に顕微鏡画像又は走査型電子顕微鏡(SEM)画像を画像解析装置を用いて解析することによって数値化され、以下のようにして算出される。すなわち、スライドガラス表面に散布した粒子の光学顕微鏡像をビデオカメラによりルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個の粒子の最大長と投影面積を求め、上記式によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
トナー母粒子及び外添剤の極性評価は以下のように行った。
トナー母粒子の極性評価は以下のように行った。トナー6質量部と、日本画像学会頒布の帯電列が明示された標準キャリア(N−01/N−02/P−01/P02)100質量部をボールミルで10分間撹拌した後、帯電を測定する。各キャリアの帯電列とそのキャリアを使用した際の帯電の関係を直線回帰し、キャリア帯電列が0となるポイントでの帯電が0より大きい場合を正極性、0より小さい場合を負極性として評価した。
外添剤の極性はトナー母粒子に被覆率100%となるような量を外添して、上記と同様の評価を行い判定した。
トナーに対する外添剤添加量C(%)はDt(トナー粒径)、ρt(トナー比重)、Da(外添剤比重)、ρa(外添剤比重)を用い下記の式により計算した。
C=100×(2×31/2×Dt×ρt)/(3×Da×ρa)
表1に外添剤添加量を「Cov(%)」で示す。
初期の排出率AI及び経時排出率AAは、繰り返しになるが、以下のように測定した。
・初期排出率(初期A)AI
炭酸カルシウム(ソフトン3200:白石カルシウム(株)製)を0.5重量%添加したトナーを作製して、画像密度100%の未定着画像を出力する。未定着画像からトナーを採取して、蛍光X線分析により測定された炭酸カルシウムの含有率をX(重量%)とすると、炭酸カルシウムの初期排出率AIは、以下の式により求められる。
初期排出率AI=X/0.5
・経時排出率(経時A)AA
同様にして、炭酸カルシウムの経時排出率AAも同様にして、以下のように求められる。すなわち、空回しを3時間した後の劣化トナーを使用して、上記と同様の方法で、炭酸カルシウムの経時排出率AAは以下のように求められる。
経時排出率AA=X/0.5
なお、蛍光X線の測定条件は以下の通りである。
トナー中の炭酸カルシウム含有量は、以下の方法により測定した。すなわち、蛍光X線解析装置((株)島津製作所社製、XRF−1500)を使用し、試料として0.3gのトナーを直径10mmの円筒状に成型し、管電圧40kV、管電流70mA、測定面積10mmφ、測定時間15分の条件で全元素分析することにより得られたカルシウムnet強度から元素質量を考慮して質量基準の組成比を算出し、カルシウム量を求めた。
FujiXerox社製DocuPrintP300dを使用し、30℃/80%RHの環境下、Xerox Business製 4200紙を用い、画像密度10%で評価を行った。
12,000枚走行を目標とし、1,000枚毎に画像確認し、重度の画像欠陥が発生した段階を最終ライフと定義した。また、重度の画像欠陥ではないが、背景部へ軽微なトナー飛散が発生する枚数をトナー飛散ライフと定義し、双方を評価した。なお1200枚で問題がない場合は「>12」と記載し、それ以上は行わなかった。
評価は画像欠陥が発生しない枚数が多い方が良いのは言うまでもないが、問題ないと言えるのは最終ライフで9,000枚以上、より好ましくは10,000以上、更に好ましくは11,000枚以上である。
得られた結果をトナー処方と共に表1に示す。
表中の略号は以下の通りである:結着樹脂について、PESはポリエステル樹脂を表し、Stはスチレンアクリル樹脂を表す。
Claims (10)
- トナー母粒子、小径外添剤、及び、大径外添剤100重量部に対して15〜30重量部のシリコーンオイルを表面に有し、かつ、負帯電性を有する大径外添剤を含有し、
下記方法により求められる炭酸カルシウム排出率が0.8以上であることを特徴とする
非磁性一成分トナー。
前記炭酸カルシウム排出率は、以下のように求められる。
前記非磁性一成分トナーに炭酸カルシウムを0.5重量%添加したトナーを作製して、画像密度100%の未定着画像を出力する。未定着画像からトナーを採取して、蛍光X線分析により測定された炭酸カルシウムの含有率をX(重量%)とすると、炭酸カルシウムの排出率Aは、以下の式により求められる。
排出率A=X/0.5 - 前記トナー母粒子が、体積平均粒径が3〜10μmであり、形状係数SF1が110〜135であるケミカルトナーである、請求項1に記載の非磁性一成分トナー。
- 前記トナー母粒子が正帯電性である、請求項1又は2に記載の非磁性一成分トナー。
- 前記トナー母粒子がその表面に窒素原子を含有する高分子を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の非磁性一成分トナー。
- 前記小径外添剤が、正帯電性を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の非磁性一成分トナー。
- クリーニングブレードを有しない画像形成装置用である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の非磁性一成分トナー。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の非磁性一成分トナーを含むことを特徴とする
静電荷像現像剤。 - 画像形成装置に着脱可能であり、請求項1〜6のいずれか1項に記載の非磁性一成分トナーを収容し、かつ前記非磁性一成分トナーを保持して搬送する現像手段を備えることを特徴とする
プロセスカートリッジ。 - 像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、
前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像工程、
前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、
前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程、を含み、
クリーニングブレードによるクリーニング工程を含まず、
前記トナーが請求項1〜6のいずれか1項に記載の非磁性一成分トナーであることを特徴とする
画像形成方法。 - 像保持体と、
前記像保持体を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、
トナーにより前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、
前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、
前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、
像保持体はクリーニングブレードを有さず、
前記トナーが請求項1〜6のいずれか1項に記載の非磁性一成分トナーであることを特徴とする
画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013131652A JP6191274B2 (ja) | 2013-06-24 | 2013-06-24 | 非磁性一成分トナー、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013131652A JP6191274B2 (ja) | 2013-06-24 | 2013-06-24 | 非磁性一成分トナー、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015004929A JP2015004929A (ja) | 2015-01-08 |
JP2015004929A5 JP2015004929A5 (ja) | 2016-06-02 |
JP6191274B2 true JP6191274B2 (ja) | 2017-09-06 |
Family
ID=52300850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013131652A Active JP6191274B2 (ja) | 2013-06-24 | 2013-06-24 | 非磁性一成分トナー、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6191274B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7286358B2 (ja) * | 2019-03-15 | 2023-06-05 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008233281A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Ricoh Co Ltd | 静電潜像現像用トナー、現像剤、トナー容器、画像形成装置及びプロセスカ−トリッジ |
JP5052359B2 (ja) * | 2008-01-30 | 2012-10-17 | 花王株式会社 | 非磁性一成分現像用正帯電性トナー |
JP5115379B2 (ja) * | 2008-07-18 | 2013-01-09 | セイコーエプソン株式会社 | 黒色トナーおよび画像形成方法 |
JP2013040982A (ja) * | 2011-08-11 | 2013-02-28 | Mitsubishi Chemicals Corp | 静電荷像現像用トナー及びトナーの製造方法 |
JP2013105153A (ja) * | 2011-11-16 | 2013-05-30 | Mitsubishi Chemicals Corp | 静電荷像現像用トナー及びトナーの製造方法 |
-
2013
- 2013-06-24 JP JP2013131652A patent/JP6191274B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015004929A (ja) | 2015-01-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6724530B2 (ja) | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法 | |
JP4984913B2 (ja) | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成方法及び画像形成装置 | |
JP5621467B2 (ja) | オレンジトナー及びそれを収容するトナー収容容器、オレンジ現像剤及びそれを収容するプロセスカートリッジ、カラートナーセット、並びに、画像形成装置 | |
JP2012150163A (ja) | マゼンタトナー、トナーセット、マゼンタ現像剤、トナー収容容器、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 | |
JP2014240910A (ja) | 非磁性一成分トナー、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 | |
JP6287135B2 (ja) | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 | |
JP6229566B2 (ja) | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法 | |
JP2017067800A (ja) | 白トナー、白トナーセット、着色トナーセット、現像剤、カートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 | |
JP6194646B2 (ja) | 静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 | |
JP6163896B2 (ja) | 非磁性一成分トナー、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 | |
US11733618B2 (en) | Electrostatic image developing toner, electrostatic image developer, toner cartridge, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method | |
US9778584B2 (en) | Toner for developing electrostatic charge image, electrostatic charge image developer, toner cartridge, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method | |
US10670982B2 (en) | Electrostatic-image developing toner, electrostatic image developer, and toner cartridge | |
JP6825288B2 (ja) | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法 | |
JP6060825B2 (ja) | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 | |
US11067913B1 (en) | Electrostatic image developing toner, electrostatic image developer, toner cartridge, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method | |
JP6191274B2 (ja) | 非磁性一成分トナー、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 | |
US11188004B2 (en) | Electrostatic image developing toner, electrostatic image developer, toner cartridge, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method | |
US11126099B2 (en) | Electrostatic-image developing toner, electrostatic-image developer, toner cartridge, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method | |
JP2016050961A (ja) | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法 | |
JP2019113686A (ja) | 静電荷像現像用白色トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 | |
JP6459639B2 (ja) | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、および画像形成方法 | |
JP2019061179A (ja) | 静電荷像現像用トナー、トナーセット、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 | |
JP5434504B2 (ja) | オレンジトナー及びそれを用いたトナー収容容器、オレンジ現像剤及びそれを用いたプロセスカートリッジ、並びに、画像形成装置 | |
JP7435705B2 (ja) | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160408 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160408 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20160418 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161220 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170220 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170711 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170724 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6191274 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |