JP2004145324A - トナーキットおよびカラー画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少なくともカーボンブラックを有する非磁性ブラックトナー及び3色以上のカラートナーを有し、ブラックトナーの重量平均粒子径をD4b、一点法BET比表面積をSbとし、カラートナーの重量平均粒子径をD4c、一点法BET比表面積をScとしたとき、下記関係式(1)及び(2)を満たし、かつ、フロー式粒子像測定装置で計測されるブラックトナー及びカラートナーの平均円形度が0.950乃至1.000であり、円形度標準偏差が0.040未満であることを特徴とするトナーキット。
関係式(1) 0.60≦D4c/D4b≦0.96
関係式(2) 0.750≦Sc/Sb≦1.000
【選択図】 なし
Description
関係式(1) 0.60≦D4c/D4b≦0.96
関係式(2) 0.750≦Sc/Sb≦1.000
を満たし、かつ、フロー式粒子像測定装置で計測されるブラックトナー及びカラートナーの平均円形度が0.950乃至1.000であり、円形度標準偏差が0.040未満であることを特徴とするトナーキットによって達成される。
該トナーとして、少なくともカーボンブラックを有する非磁性ブラックトナーと、3色以上のカラートナーを用い、
該ブラックトナーの重量平均粒子径をD4b、一点法BET比表面積をSbとし、該ブラックトナー以外のカラートナーの重量平均粒子径をD4c、一点法BET比表面積をScとしたとき、下記関係式(1)及び(2)
関係式(1) 0.60≦D4c/D4b≦0.96
関係式(2) 0.750≦Sc/Sb≦1.000
を満たし、かつ、フロー式粒子像測定装置で計測されるブラックトナー及びカラートナーの平均円形度が0.950乃至1.000であり、円形度標準偏差が0.040未満である画像形成方法によって達成される。
関係式(3) 1.2≦Uc5.04/Ub5.04≦6.0
関係式(4) Ub12.7≦2.0
関係式(5) Uc12.7≦1.0
粒径5.04μm以下のトナーは、比表面積の増大により、単位質量当たりの帯電量に対する粒径の影響が大きくなる。よって、関係式(3)を満たすことで、カラーとブラックの帯電特性が調和し、転写性能が一層向上する。
1.2≦Uc5.04/Ub5.04≦3.0
Ub12.7≦1.2
Uc12.7≦0.8
であり、更に好ましくは、
1.2≦Uc5.04/Ub5.04≦3.0
Ub12.7≦1.0
Uc12.7≦0.5
であり、転写適正領域の拡大と、再転写抑制がさらに図られる。
(i)ブラックトナー母体の表面に凹凸を持たせる、
(ii)無機微粒子とブラックトナー母体とを混合するときの強度を弱める、
(iii)ブラックトナーに添加する無機微粒子の量を多くする、或いは、ブラックトナーにBET比表面積のより大きな無機微粒子を添加するなどして、ブラックトナーに添加する無機微粒子のトータルBET比表面積を大きくする、
等の手段が挙げられる。中でも、高温高湿環境での転写性能が、多数枚の印字後においても良好に維持されることから、上記(iii)の方法が好ましい。
又は下記式(II)
RmSiYn
R:アルコキシ基
m:1〜3の整数
Y:アルキル基、ビニル基、グリシドキシ基、メタクリル基の如き炭化水素基
n:1〜3の整数
で表されるものが好ましく、例えばビニルトリメトキシシラン、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、ビニルトリアセトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、n−ヘキサデシルトリメトキシシラン、n−オクタデシルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
CaH2a+1−Si(OCbH2b+1)3
(式中、a=4〜12、b=1〜3である)
である。ここで、一般式におけるaが4より小さいと、処理は容易となるが疎水性が十分に達成できない。またaが12より大きいと疎水性は十分になるが、粒子同士の合一が多くなり、流動性付与能が低下してしまう。bが3より大きいと反応性が低下して疎水化が十分に行われなくなってしまう。上記一般式におけるaは4〜12であることがより好ましく、更に好ましくは4〜8である。また、bは、更に好ましくは1〜2である。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、これは、本発明を何ら限定するものではない。なお、以下の配合における部数は、特に説明のない場合は質量部である。
下記のようにして、水系分散媒及び重合性単量体組成物を夫々調製した。
内容積200リットルの容器中で、下記の成分を混合し、60℃に加温した後、高速回転剪断撹拌機を用いて回転数55s−1で撹拌した。
・水 950部
・0.1モル/リットル−Na3PO4水溶液 450部
次に、容器内を窒素置換すると共に、これに1.0モル/リットルのCaCl2水溶液68部を添加して反応させ、リン酸カルシウム塩の微粒子を含む水系分散媒を得た。
・スチレン 150部
・n−ブチルアクリレート 20部
・着色剤(C.I.ピグメントイエロー180) 6部
・ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 2部
・ポリエステル樹脂 15部
・エステル系ワックス(ベヘニン酸ベヘニル、融点65℃) 30部
上記した成分のうち、ポリエステル樹脂およびエステルワックスを除いた各成分を混合し、アトライター(三井三池工業(株)製)を用い3時間分散させた後、ポリエステル樹脂およびエステルワックスを加えて60℃に加温して1時間混合し、重合性単量体組成物とした。尚、上記のポリエステル樹脂は、ビスフェノールAプロピレンオキサイド、テレフタル酸、トリメリット酸を、モル比17:82:1で縮重合したものであり、その物性は、Mn:4000、Mw=11000、ピーク分子量:7000、Tg=70℃、酸価=5であった。
トナーの製造例1において、着色剤をC.I.ピグメントレッド150に変更した以外は、トナーの製造例1と同様にしてマゼンタトナー粒子を製造した。
トナーの製造例1において、着色剤をC.I.ピグメントブルー15:3に変更した以外は、トナーの製造例1と同様にしてシアントナー粒子を製造した。
トナーの製造例1において、高速回転剪断撹拌機の造粒開始時の回転数を45s−1とし、着色剤をカーボンブラックに変更した以外は、トナーの製造例1と同様にしてブラックトナー粒子を製造した。
トナーの製造例1において、0.1モル/リットル−Na3PO4水溶液の代わりに、0.2モル/リットル−Na3PO4水溶液を用いて、また、1.0モル/リットルのCaCl2水溶液の添加量を136部に変更した以外は、トナーの製造例1と同様にしてイエロートナー粒子を製造した。
トナーの製造例5において、着色剤をC.I.ピグメントレッド150に変更した以外は、トナーの製造例5と同様にしてマゼンタトナー粒子を製造した。
トナーの製造例5において、着色剤をC.I.ピグメントブルー15:3に変更した以外は、トナーの製造例5と同様にしてシアントナー粒子を製造した。
トナーの製造例5において、高速回転剪断撹拌機の造粒開始時の回転数を45s−1とし、着色剤をカーボンブラックに変更した以外は、トナーの製造例5と同様にしてブラックトナー粒子を製造した。
トナーの製造例1において、0.1モル/リットル−Na3PO4水溶液の代わりに、0.08モル/リットル−Na3PO4水溶液を用いて、また、1.0モル/リットルのCaCl2水溶液の添加量を55部に変更した以外は、イエロートナーの製造例1と同様にしてトナー粒子を製造した。
トナーの製造例9において、着色剤をC.I.ピグメントレッド150に変更した以外は、トナーの製造例9と同様にしてマゼンタトナー粒子を製造した。
トナーの製造例9において、着色剤をC.I.ピグメントブルー15:3に変更した以外は、トナーの製造例9と同様にしてシアントナー粒子を製造した。
トナーの製造例9において、高速回転剪断撹拌機の造粒開始時の回転数を45s−1とし、着色剤をカーボンブラックに変更した以外は、トナーの製造例9と同様にしてブラックトナー粒子を製造した。
トナーの製造例4において製造されたトナーについて、分級機によって微粉をカットする操作を行ってブラックトナー粒子を得た。
トナーの製造例1において、着色剤をカーボンブラックに変更した以外は、トナーの製造例1と同様にしてブラックトナー粒子を製造した。
トナーの製造例1において、0.1モル/リットル−Na3PO4水溶液の代わりに、0.05モル/リットル−Na3PO4水溶液を用いて、また、1.0モル/リットルのCaCl2水溶液の添加量を34部に変更し、着色剤をカーボンブラックに変更した以外は、トナーの製造例1と同様にしてブラックトナー粒子を製造した。
・スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体(Mn:23000、Mw=20万、スチレン/nブチルアクリレート:84/16、Tg:65.8℃) 100部
・カーボンブラック 6部
・ジ−tert−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 4部
・エステルワックス(ベヘニン酸ベヘニル、融点65℃) 2部
上記材料を、ヘンシェルミキサーにより十分予備混合を行い、2軸式押出し機で溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕し、次いでエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。さらに分級してブラックトナー粒子を製造した。
(1)厚紙に対する転写性
130g/m2の厚紙において、イエロー、マゼンタおよびシアン3色による全ベタ重ね合わせ画像に対して、最も良好な転写効率を示す転写電流に合わせた時の、黒べた画像の転写ボソの評価を行った。評価基準は以下の通りである。
A:均一な黒べた画像がプリントされる。
B:強力な光にかざして見ると、ややがさついた不均一なべた画像であることが確認できる
C:ややがさついた不均一なべた画像である。
D:がさついた不均一なべた画像である
(2)両面時の1面目/2面目の差
75g/m2の普通紙において、イエロー、マゼンタおよびシアン3色による全ベタ重ね合わせ画像に対して最も良好な転写効率を示す転写電流に合わせ、黒べた画像の両面プリントを行った。評価基準は以下の通りである。
A:両面とも均一な黒べた画像がプリントされる
B:1面目はわずかに不均一な黒べた画像であるが、2面目は均一である
C:1面目、2面目ともにわずかに不均一な黒べた画像である
D:1面目において不均一なべた画像が確認できる
(3)カラートナー/ブラックトナー間の転写電流適正幅
75g/m2の普通紙において、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各トナーにおいて、転写電流と転写効率の関係を1μA刻みで測定し、各色について転写効率が85%以上の転写電流値を計測した。そこから、各カラートナー/ブラックトナー間において、その転写電流幅が重複する領域を算出した。
ブローオフ法に基づいてトナーの2成分摩擦帯電量を測定した。先ず、トナー7部に対し、アクリル樹脂コートされたフェライトキャリア93部を混合して調製した現像剤を、30℃/80%RHの高温高湿環境下に15時間〜20時間放置する。図5はトナーの2成分摩擦帯電量を測定する装置の説明図である。底に635メッシュのスクリーン533のある金属製の測定容器522に、放置された現像剤を約0.3g入れて金属製のフタ544をする。このときの測定容器522全体の重量を秤りW1(g)とする。次に、吸引機511(測定容器522と接する部分は少なくとも絶縁体)において、吸引口577から吸引し風量調節弁566を調整して真空計555の圧力を250mmAqとする。この状態で充分、好ましくは2分間吸引を行いトナーを吸引除去する。このときの電位計599の電位をV(ボルト)とする。ここで588はコンデンサーであり容量をC(μF)とする。吸引後の測定容器全体の重量を秤りW2(g)とする。このトナーの摩擦帯電量(mC/kg)は下式の如く計算される。
パウダーテスター(ホソカワミクロン社製)の振動篩機を用い、振動台に400メッシュ(目開き37μm)、200メッシュ(目開き74μm)、100メッシュ(目開き147μm)の篩を目開きの狭い順に重なる様に、即ち、100メッシュが最上位となる様に、400メッシュ、200メッシュ、100メッシュの篩の順に重ねてセットする。このセットした100メッシュの篩上に試料5gを加え、振動台の振幅が0.6±0.01mmの範囲で15秒間振動を加える。その後、各篩上に残った試料の質量を測定し、下式に基づき凝集度を得る。凝集度の値が小さい程、トナーの流動性は高い。
表2−比較例1に示したトナー粒子を使用し、また表2−比較例1に示した外添処方によって実施例1と同様の混合条件でトナーを得た。その後実施例1と同様の検討を行った。その結果、初期から若干転写電流適正領域が狭く、耐久とともにその領域が狭くなった。トナー物性を表4に、評価結果を表5に示す。
表2−比較例2に示したトナー粒子を使用し、また表2−比較例2に示した外添処方によって実施例1と同様の混合条件でトナーを得た。その後、実施例1と同様の検討を行った。その結果、初期からやや転写電流適正領域が狭く、耐久とともにその適正領域が狭くなった。また、黒ベタの画像がやや粒状感のあるものとなった。トナー物性を表4に、評価結果を表5に示す。
表2−比較例3に示したトナー粒子を使用し、また表2−比較例3に示した外添処方によって実施例1と同様の混合条件でトナーを得た。その後、実施例1と同様の検討を行った。その結果、耐久とともに転写電流適正領域が狭くなり、がさついた画像が目立った。トナー物性を表4に、評価結果を表5に示す。
表2−比較例4に示したトナー粒子を使用し、また表2−比較例4に示した外添処方によって実施例1と同様の混合条件でトナーを得た。その後、実施例1と同様の検討を行った。その結果、初期から転写電流適正領域が狭く、ややがさついた画像が目立った。また、耐久とともに転写適正領域が狭くなり、がさついた画像が確認された。トナー物性を表4に、評価結果を表5に示す。
2 帯電ローラー
3 レーザー光
4 現像装置
5 現像剤供給ユニット(補給用トナーキット)
6 クリーナー
7 プロセスカートリッジ(プロセストナーキット)
8 中間転写ベルト
91 次転写電極
10 2次転写ローラー
11 中間転写ベルトクリーナ
12 レジストローラー
20 強誘電体不揮発メモリ(FeRAM)
41 現像スリーブ
42 ブレード
43及び44 現像剤撹拌スクリュー
45 トナー濃度検知センサー
46 現像器補給開口
51 スクリュー
411 感光ドラム
422 帯電ローラー
433 レーザー光
444 現像装置
466 中間転写ベルト
477 1次転写ローラー
477a〜477d 1次転写電極
488 2次転写ローラー
499 中間転写ベルトクリーナ
61a 感光ドラム
62a 一次帯電器
63a 現像器
64a 転写ブレード
65a 補給用トナー
67a レーザー光
68 転写材担持体
69 分離帯電器
70 定着器
71 定着ローラー
72 加圧ローラー
73 ウェッブ
75及び76 加熱手段
79 転写ベルトクリーニング装置
80 駆動ローラー
81 ベルト従動ローラー
82 ベルト除電器
83 レジストローラー
85 トナー濃度検知センサー
Claims (23)
- 少なくともカーボンブラックを有する非磁性ブラックトナー及び3色以上のカラートナーを有するトナーキットであり、該ブラックトナーの重量平均粒子径をD4b、一点法BET比表面積をSbとし、該ブラックトナー以外のカラートナーの重量平均粒子径をD4c、一点法BET比表面積をScとしたとき、下記関係式(1)及び(2)を満たし、かつ、フロー式粒子像測定装置で計測されるブラックトナー及びカラートナーの平均円形度が0.950乃至1.000であり、円形度標準偏差が0.040未満であることを特徴とするトナーキット。
関係式(1) 0.60≦D4c/D4b≦0.96
関係式(2) 0.750≦Sc/Sb≦1.000 - 該ブラックトナーの個数基準の粒子径分布から計算される5.04μm以下の割合をUb5.04(個数%)とし、該カラートナーの個数基準の粒子径分布から計算される5.04μm以下の割合をUc5.04(個数%)とし、また、該ブラックトナーの重量基準の粒子径分布から計算される12.7μm以上の割合をUb12.7(重量%)とし、該カラートナーの重量基準の粒子径分布から計算される12.7μm以上の割合をUc12.7(重量%)としたとき、下記関係式(3)、(4)及び(5)を満足することを特徴とする請求項1に記載のトナーキット。
関係式(3) 1.2≦Uc5.04/Ub5.04≦6.0
関係式(4) Ub12.7≦2.0
関係式(5) Uc12.7≦1.0 - ブラックトナーの重量平均粒子径(D4b)が、3.2乃至10μmであり、カラートナーの重量平均粒子径(D4c)が3.0乃至9.6μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載のトナーキット。
- 該ブラックトナー及びカラートナーは、少なくとも無機微粒子を含有していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のトナーキット。
- 該無機微粒子が、少なくともシリカ微粒子を含有していることを特徴とする請求項4に記載のトナーキット。
- 該シリカ微粒子が、少なくともオイル処理を施されていることを特徴とする請求項5に記載のトナーキット。
- 該ブラックトナー及び該カラートナーは、BET比表面積の異なる少なくとも2種類の無機微粒子を含有することを特徴とする請求項4乃至6のいずれかに記載のトナーキット。
- ブラックトナーにおける無機微粒子の含有割合が、カラートナーにおける無機微粒子の含有割合よりも大きいことを特徴とする請求項4乃至7のいずれかに記載のトナーキット。
- 該カラートナーとして、イエロートナー、マゼンタトナー及びシアントナーを有していることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のトナーキット。
- 静電荷像を担持するための静電荷像担持体を帯電し、帯電された静電荷像担持体に静電荷像を形成し、現像手段が有するトナーによって静電荷像を現像してトナー像を形成し、静電荷像担持体上のトナー像を中間転写体を介して又は介さずに転写材へ転写し、転写材上のトナー像を定着手段によって定着するカラー画像形成方法において使用されるトナーキットであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載のトナーキット。
- 静電荷像を担持するための静電荷像担持体を帯電する帯電工程を有し、帯電された静電荷像担持体に静電荷像を形成する静電荷像形成工程を有し、現像手段が有するトナーによって静電荷像を現像してトナー像を形成する現像工程を有し、静電荷像担持体上のトナー像を中間転写体を介して又は介さずに転写材へ転写する転写工程を有し、転写材上のトナー像を定着手段によって定着する定着工程を有するカラー画像形成方法であって、
該トナーとして、少なくともカーボンブラックを有する非磁性ブラックトナーと、3色以上のカラートナーを用い、
該ブラックトナーの重量平均粒子径をD4b、一点法BET比表面積をSbとし、該ブラックトナー以外のカラートナーの重量平均粒子径をD4c、一点法BET比表面積をScとしたとき、下記関係式(1)及び(2)を満たし、かつ、フロー式粒子像測定装置で計測されるブラックトナー及びカラートナーの平均円形度が0.950乃至1.000であり、円形度標準偏差が0.040未満である画像形成方法。
関係式(1) 0.60≦D4c/D4b≦0.96
関係式(2) 0.750≦Sc/Sb≦1.000 - 該ブラックトナーの個数基準の粒子径分布から計算される5.04μm以下の割合をUb5.04(個数%)とし、該カラートナーの個数基準の粒子径分布から計算される5.04μm以下の割合をUc5.04(個数%)とし、また、該ブラックトナーの重量基準の粒子径分布から計算される12.7μm以上の割合をUb12.7(重量%)とし、該カラートナーの重量基準の粒子径分布から計算される12.7μm以上の割合をUc12.7(重量%)としたとき、下記関係式(3)、(4)及び(5)を満足することを特徴とする請求項11に記載の画像形成方法。
関係式(3) 1.2≦Uc5.04/Ub5.04≦6.0
関係式(4) Ub12.7≦2.0
関係式(5) Uc12.7≦1.0 - 該ブラックトナー及びカラートナーは、少なくとも無機微粒子を含有していることを特徴とする請求項11又は12に記載の画像形成方法。
- 該無機微粒子が、少なくともシリカ微粒子を含有していることを特徴とする請求項13に記載の画像形成方法。
- 該シリカ微粒子が、少なくともオイル処理を施されていることを特徴とする請求項14に記載の画像形成方法。
- 該ブラックトナー及び該カラートナーは、BET比表面積の異なる少なくとも2種類の無機微粒子を含有することを特徴とする請求項11乃至15のいずれかに記載の画像形成方法。
- ブラックトナーにおける無機微粒子の含有割合が、カラートナーにおける無機微粒子の含有割合よりも大きいことを特徴とする請求項13乃至16のいずれかに記載の画像形成方法。
- 該カラートナーとして、イエロートナー、マゼンタトナー及びシアントナーを有していることを特徴とする請求項11乃至17のいずれかに記載の画像形成方法。
- 少なくとも静電荷像担持体、帯電手段、現像手段及びトナー保持手段を有するブラック画像形成ユニットを用いてブラックトナー像の形成を行い、
少なくとも静電荷像担持体、帯電手段、現像手段及びトナー保持手段を有するカラー画像形成ユニットを用いてカラートナー像の形成を行う画像形成方法であって、
ブラック画像形成ユニットとカラー画像形成ユニットとがタンデム型に配置されていることを特徴とする請求項11乃至18のいずれかに記載の画像形成方法。 - カラー画像形成ユニットが、イエロー画像形成ユニット、マゼンタ画像形成ユニット及びシアン画像形成ユニットを少なくとも有しており、
該イエロー画像形成ユニットが、少なくとも静電荷像担持体、帯電手段、現像手段及びトナー保持手段を有し、イエロートナー像の形成を行い、
該マゼンタ画像形成ユニットが、少なくとも静電荷像担持体、帯電手段、現像手段及びトナー保持手段を有し、マゼンタトナー像の形成を行い、
該シアン画像形成ユニットが、少なくとも静電荷像担持体、帯電手段、現像手段及びトナー保持手段を有し、シアントナー像の形成を行い、
ブラック画像形成ユニット、イエロー画像形成ユニット、マゼンタ画像形成ユニット及びシアン画像形成ユニットが、タンデム型に配置されていることを特徴とする請求項11乃至18のいずれかに記載の画像形成方法。 - 現像工程が、転写残トナーの回収を兼ねていることを特徴とする請求項11乃至20のいずれかに記載の画像形成方法。
- 現像工程が非磁性トナーと磁性キャリアとを含有する二成分系現像剤を用いた現像を行う二成分現像方式であることを特徴とする請求項11乃至21のいずれかに記載の画像形成方法。
- 現像工程が非磁性トナーと磁性キャリアとを含有する二成分系現像剤を用いた現像を行う二成分現像方式であって、
キャリアを順次回収し、非磁性トナーと磁性キャリアとを含有する補給用現像剤を補給しながら画像形成を行う現像方式(オートリフレッシュ現像方式)を用いることを特徴とする請求項11乃至22のいずれかに記載の画像形成方法。
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