JP2006267311A - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用現像剤及び画像形成方法 - Google Patents

静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用現像剤及び画像形成方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2006267311A
JP2006267311A JP2005082942A JP2005082942A JP2006267311A JP 2006267311 A JP2006267311 A JP 2006267311A JP 2005082942 A JP2005082942 A JP 2005082942A JP 2005082942 A JP2005082942 A JP 2005082942A JP 2006267311 A JP2006267311 A JP 2006267311A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
image
developer
particles
developing
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.)
Pending
Application number
JP2005082942A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshimoto Inoue
敏司 井上
Hiroshi Kamata
普 鎌田
Masahiro Takagi
正博 高木
Hideko Kiyono
英子 清野
Sakon Takahashi
左近 高橋
Tetsuya Taguchi
哲也 田口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP2005082942A priority Critical patent/JP2006267311A/ja
Publication of JP2006267311A publication Critical patent/JP2006267311A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

【課題】 クリーニング性を長期に渡り良好に維持し、特にクリーニング部材の劣化を抑制し画像の高画質を維持することのできる静電荷現像用トナー、現像剤等を提供すること。
【解決手段】 結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有する静電荷像現像用トナーであって、 該トナー粒子の形状係数SF1が110〜140であり、該トナーは体積平均粒径の異なる2以上の外添剤粒子を含有しており、該外添剤粒子のうち最大の体積平均粒径を有する最大粒径外添剤が無機酸化物粒子であり、該無機酸化物粒子の体積平均粒径が200nm以上1,000nm以下であり、該無機酸化物粒子の含有量が該トナーに対して0.05重量%以上3重量%以下であり、該無機酸化物粒子の表面が脂肪酸金属塩で被覆されていることを特徴とする静電荷像現像用トナー及び該トナーとキャリアからなる現像剤。
【選択図】 図1

Description

本発明は、電子写真法、静電記録法等において、静電荷像の現像のために使用する乾式トナー組成物、現像剤及び画像形成方法に関する。
電子写真法においては、静電荷像(潜像)担持体(感光体)表面に形成された静電潜像を、着色剤を含むトナー組成物(以下、単に「トナー」ともいう。)でトナー画像を形成し、得られたトナー画像を被転写体(記録体)表面へ転写し、これを熱ロール等で定着することにより画像が得られ、他方、その潜像担持体は再び静電潜像を形成するためにクリーニングされる。
このような電子写真法等に使用される乾式現像剤は、結着樹脂に着色剤等を配合したトナーを単独で用いる一成分現像剤と、そのトナーにキャリヤを混合した2成分現像剤とに大別される。1980年代の後半から、電子写真の市場はデジタル化をキーワードとして小型化され、高機能要求が強くなり、特にフルカラー画像の画質に関しては高級印刷、銀塩写真に近い高画質の品位が望まれている。
高画質を達成する手段としては、デジタル化処理が不可欠であり、このような画質に関するデジタル化の効能として、複雑な画像処理を高速で行えることが挙げられている。これにより、文字画像と写真画像とを分離して制御することが可能となり、両画像の品質の再現性がアナログ技術に比べ大きく改善されている。特に写真画像に関しては、階調補正と色補正とが可能になった点が大きく、階調特性、精細度、鮮鋭度、色再現、粒状性の点でアナログに比べ有利である。しかし、一方、画像出力としては光学系で作成された潜像を忠実に作像する必要があり、トナーとしては益々小粒径化が進み忠実再現を狙った活動が加速されているが、単にトナーの小粒径化だけでは、安定的に高画質を得ることは困難であり、現像、転写、定着特性における基礎特性の改善がさらに重要となっている。
特にカラー画像では、3色もしくは4色のカラートナーを重ね合わせ画像を形成している。それゆえに、これら何れかのトナーが、前記現像、転写、定着の段階で初期と異なる特性、あるいは他色と異なる性能を示すと色再現の低下、あるいは粒状性悪化、色むら等の画質劣化を引き起こすこととなる。安定した高品質の画像を稼働初期同様に経時においても維持するためには、各トナーの特性を如何に安定に制御するかが重要である。
乾式現像剤は、結着樹脂中に着色剤を分散したトナーそのものを用いる1成分現像剤と、そのトナーにキャリアを混合した2成分現像剤とに大別することができる。いずれの場合も、複写するに際しては、感光体等に形成された静電潜像をこれらの現像剤で現像し、感光体表面のトナー画像を転写した後、感光体表面に残留するトナーをクリーニングするものである。したがって、乾式現像剤は、複写工程、特に現像工程あるいはクリーニング工程において、種々の条件を満たしていることが必要となる。即ち、トナーは現像の際にも、凝集体としてではなくトナー粒子個々で現像に供せられるものであり、このためには、トナーが十分な流動性を持つと共に、この流動性あるいは電気的性質が、経時的あるいは環境(温度、湿度)に依存して変化しないことが必要となる。また、2成分現像剤では、キャリア表面にトナーが固着する、いわゆるトナーフィルミング現象を生じないようにする必要がある。
さらに、クリーニングに際しては、感光体表面から残留トナーが離脱しやすいこと、また、ブレード、ウェブ等のクリーニング部材と共に用いたとき、感光体を傷つけないこと等のクリーニング性が必要となる。これら諸要求を満たすべく、乾式現像剤において、シリカ等の無機微粉、脂肪酸、その金属塩及びそれらの誘導体等の有機微粉、フッ素系樹脂微粉などをトナーに外添した1成分現像剤または2成分現像剤が種々提案され、流動性、耐久性あるいはクリーニング性の改善が図られている。
しかしながら、従来提案されている添加剤において、シリカ、チタニア、アルミナ等の無機化合物は、流動性を著しく向上させるものの、硬い無機化合物微粉により感光体表面層にはへこみや傷がつきやすく、傷ついた部分ではトナー固着を生じやすい等の問題がある。
その一方で、放電で発生するオゾン量を低減させる為、近年、帯電手段がコロトロンから帯電ロール等の接触帯電器に転換している。これによってオゾン発生量は低下するが、潜像担持体表面に放電生成物をこすりつけることになり、その影響でクリーニング部のブレード鳴きが発生したり、高温高湿下に放置することでデリーションが発生し、画質欠陥となって表れる。それを防止する為に研磨剤をトナーに添加することが提案されている(特許文献1参照)が、研磨剤により、逆にクリーニングブレードや潜像担持体表面が傷つき、その結果、クリーニング不良を引き起こしてしまうことがある。
また、近年、省資源化の目的で再生紙の利用が増えているが、一般に再生紙は、紙粉を多く発生させるという問題があり、感光体とブレードとの間に紙粉等が入り込み、黒筋等のクリーニング不良を誘発する。
これらの問題を解決すべく、トナーに添加剤として脂肪酸金属塩を外部添加し、またワックスを外部添加している(例えば特許文献2〜4参照)。これらの公報記載の発明においては、いずれも添加剤の粒径が3〜20μmと大きく、その効果を効率良く発現させるためには、相当量の添加が必要となる。さらに付け加えれば、初期的には効果的であるものの、添加剤(滑剤)独自のフィルミングにより滑剤としての膜形成が均一ではなく、画像に白ぬけ、像ぼけ等を発生させるという問題が生じる。
また、添加剤として、では脂肪酸金属塩で処理した酸化チタン粒子(例えば特許文献5)、水系中で脂肪酸化合物を加水分解しながら表面処理された酸化チタン微粒子(特許文献6参照)、脂肪酸金属塩で表面処理された無機化合物(特許文献7参照)、脂肪酸アルミニウムで表面処理して疎水化した微粒子酸化チタン(特許文献8参照)が提案されている。このように脂肪酸金属塩を表面処理に用いることで、脂肪酸金属塩自体の粒径の大きさに由来する上記課題をある程度回避しているが、潜像担持体の非画像部このような小径の無機粉に処理しても潜像担持体のクリーニング部には転写残トナーの表面に付着した少量の脂肪酸金属塩しか存在しない為、クリーニングブレードの欠け防止や潜像担持体の磨耗抑制効果が極めて低い。特に近年ではトナーの帯電量を厳密に制御しており、非画像部へのかぶりが少ない為、非画像部のクリーニング信頼性向上効果が得られない。
また一方では、疎水性硬質微粉末をトナーに外添し、硬質微粉末の研磨効果により感光体を削り、トナーフィルミングを防止する方法が提案されている(例えば特許文献9参照)。しかし、この手法はフィルミング抑制には効果的ではあるものの、感光体表面を摩耗し、著しく感光体寿命を低下させるという欠点がある。同時に、クリーニングブレードが硬質微粉末により摩耗し、著しくブレード寿命を低下させるという欠点もある。
また、トナーフィルミング防止、感光体磨耗抑制の為、トナーに研磨剤と滑剤を添加することが提案されている(特許文献10参照)が、それぞれの材料が感光体クリーニング部に安定して供給されれば良いが、実際にはそれが難しく、感光体表面の洗浄機能と磨耗抑制の両立はできず、また、中間転写体や転写ベルトのクリーニング部への供給は更に難しい。
一方、特にトナーは現像器内で攪拌され、トナー表面の微細構造変化が容易に起こり、転写性を大きく変えることが報告されている(特許文献11参照)。一方、近年では省スペースの観点から装置の小型化、環境保護の観点から廃棄トナーを少なくし、潜像担持体の寿命を延命化する等の目的から、クリーニングシステムを省略して、転写後の感光ドラム表面に残留するトナーを同感光ドラム表面に接触するブラシで分散し、その分散されたトナーを現像器で現像と同時回収するクリーナーレスシステムが提案されている(特許文献12参照)。一般的には、このように現像と同時に残留トナーを回収すると、回収されたトナーとその他のトナーとの帯電特性が異なり、回収されたトナーが現像されずに現像器内に蓄積する等の不具合を生じるため、さらに転写効率を上げ、回収するトナー量を最小限に制御することが必要となる。
また、流動性、帯電性、及び転写性を向上させるために、トナー形状を球形に近づけることが提案されている(特許文献13参照)。しかしながら、トナーを球形化することにより、以下のような不具合を生じやすくなる。現像器には現像剤搬送量を一定に制御するために搬送量制御板が設けられており、そしてマグロールと搬送量制御板との間隔を変化させることにより現像剤搬送量制御が可能となる。しかし、球形トナーを用いると現像剤としての流動性が上がり、また同時に固め嵩密度が高くなる。その結果として、搬送規制部位にて現像剤だまりが起こり、搬送量が不安定になるという現象が起こる。マグロール表面の表面粗さを制御するとともに制御板とマグロールとの間隔を狭くすることにより搬送量の改善は可能であるが、現像剤だまりによるパッキング性は益々強くなり、それに応じてトナーに加わる応力も強くなる。このことにより、トナー表面の微細構造変化、特に外添剤の埋没、あるいは剥がれ等が容易に起こり、現像性、転写性を初期と大きく変えてしまう問題を生じる不具合が確認されている。
これらを改善するために、球形トナーと非球形トナーとをそれぞれ組み合わせパッキング性を抑制し、高画質を達成できることが報告されている(特許文献14参照)。しかし、これらはパッキング性抑制に関しては効果的ではあるが、非球形トナーが転写残として残りやすく、高転写効率を達成することはできない。また、現像と同時に回収を行う場合は、転写残である非球形トナーを回収するため、非球形トナーの割合が増え、益々転写効率を低下させる問題を引き起こす。
また球形トナーの現像性、転写性、クリーニング性の向上を図るために、体積平均粒径5mμ以上20mμ未満の粒子と、体積平均粒径20mμ以上40mμ以下の粒子との、それぞれ粒径が異なる2種類の無機微粒子を併用し、特定量添加することが開示されている(特許文献15参照)。これらは、初期的には高い現像性、転写性、クリーニング性を得ることができるが、いずれにおいても経時においてトナーに加わる力を軽減することができないことから、外添剤の埋没あるいは剥がれ等が容易に起こり、現像性、転写性を初期と大きく変えてしまうものである。
一方、このようなストレスに対して、トナーへの外添剤埋没を抑制するために、大粒径の無機微粒子を用いることが有効であることが開示されている(特許文献16〜18参照)。しかし、いずれも無機微粒子は比重が大きいために、外添剤粒子を大きくすると現像器内攪拌ストレスにより、外添剤の剥がれ等が避けられないものとなってしまう。また、無機微粒子は完全な球形形状を呈していないため、トナー表面に付着させた場合、外添剤の穂立ちを一定に制御することは困難である。このことにより、スペーサーとして機能するミクロな表面凸形状にバラツキが起こり、選択的に凸部分にストレスが加わることから、外添剤の埋没あるいは剥がれ等はさらに加速されるため充分ではない。
また、有効にスペーサー機能を発現させるために、50〜200nmの有機微粒子をトナーに添加する技術が開示されている(特許文献19参照)。球形有機微粒子を用いることにより、初期的には有効にスペーサー機能を発現させることが可能である。ただし、有機微粒子は経時ストレスに対して埋没、剥がれは少ないものの、有機微粒子自身が変形するために高いスペーサー機能を安定的に発現することは困難である。また、有機微粒子をトナー表面に多くつける、あるいは大粒径の有機微粒子を用いることにより、スペーサー効果を得ることも考えられるが、その際は有機微粒子の特性が大きく反映されてしまう。即ち、無機微粒子添加トナーの流動性阻害及び熱凝集悪化等の粉体特性への影響、及び有機微粒子そのもの自身が帯電付与能力を有しており、帯電の観点での制御自由度が低くなってしまうという帯電、現像への影響が発生する。
また最近では、カラー化、特にオンデンマンド印刷の要求が高く、高速枚数複写対応のため転写ベルトに多色像を形成し、一度にその多色像を像固定材料に転写し、定着する手法が報告されている(特許文献20参照)。感光体から転写ベルトに転写する工程を1次転写、転写ベルトから記録体へ転写する工程を2次転写とすると2度の転写を繰り返すことになり、益々転写効率向上技術が重要となってくる。特に2次転写の場合は多色像を一度に転写すること、また記録体特性(例えば用紙の場合、その厚み、表面性等)が種々変わることから、その影響を低減するために、帯電性、現像性、転写性を極めて高く制御する必要がある。また、このような中間転写体にも2次転写残トナーをクリーニングする機構が必要であり、ブレードにより、クリーニングしている(例えば特許文献21参照)。長期にわたるとクリーニングブレードの欠けが発生し、クリーニング不良が発生してしまう。また、ブラシにより、クリーニングすることを提案されている(特許文献22参照)が、ブレードほど、クリーニング性能は高くなく、特に高画質化の為にトナーを小径化するとクリーニング不良となってしまう。
更に2回転写による画質低下を抑制する為に転写ベルトに記録材を搬送させて現像像を直接転写させる手法が報告されている(特許文献23参照)。直接転写の場合でもプロセスコントロール上の目的でソリッドパッチを潜像担持体上に作成する為、トナーが直接、転写ベルトに接触する機会があり、それを取り除く為にクリーニング機構が必要である。この場合は中間転写体を用いる場合より、感光体、転写ベルトそれぞれのクリーニング部に記録材からでるタルク、紙粉等が多く存在し、それぞれのクリーニング性能を大きく低下させてしまう。
一方、キャリヤの体積固有抵抗を制御して高画質、特にハーフトーン、黒ベタ、文字を忠実に再現する方法が提案されている(特許文献24〜26参照)。これらの方法では、いずれもキャリヤ被覆層の種類や被覆量により抵抗調整を行っており、初期的には狙いの体積固有抵抗が得られ高画質が発現するものの、現像器中のストレスによりキャリヤ被覆層の剥がれ等が発生し、体積固有抵抗が大きく変化する。従って、高画質を長期にわたり発現することは困難である。
また一方、キャリヤ被覆層中にカーボンブラックを添加して体積固有抵抗を調整する方法が提案されている(特許文献27参照)。本手法により、被覆層の剥がれによる体積固有抵抗の変化は抑えられるものの、トナーに添加されている外添剤またはトナー構成成分がキャリヤに付着し、キャリヤの体積固有抵抗を変化させてしまい、上述のキャリヤ同様長期にわたり高画質を発現することは困難であった。
無機酸化物粒子、及び、潤滑剤又は脂肪酸金属塩が外添剤されたトナーが、耐環境性の改良(特許文献28参照)、感光体摩耗寿命延命(特許文献29参照)、像担持体又は中間転写体の表面に生じる傷により発生する画像不良を抑止するため(特許文献30参照)、又は、トナー流動性、帯電性、現像性、転写性、クリーニング性、定着性を同時に又長期にわたり満足させ、かつブレードクリーニング工程を除去するために使用されている(特許文献31参照)。
特開平2−257145号公報 特開昭60−198556号公報 特開昭61−231562号公報 特開昭61−231563号公報 特開平4−452号公報 特開平5−66607号公報 特開平5−165250号公報 特開平10−161342号公報 特開平2−89064号公報 特開平9−158209号公報 特開平10−312089号公報 特開平5−94113号公報 特開昭62−184469号公報 特開平6−308759号公報 特開平3−100661号公報 特開平7−28276号公報 特開平9−319134号公報 特開平10−312089号公報 特開平6−266152号公報 特開平8−115007号公報 特開平6−332323号公報 特開平8−262879号公報 特開平9−281768号公報 特開昭56−125751号公報 特開昭62−267766号公報 特公平7−120086号公報 特開平4−40471号公報 特開平11−7197号公報 特開2004−67734号公報 特開2004−53892号公報 特開2004−109632号公報
本発明は、従来技術の上記のような実情に鑑みてなされたものである。
すなわち本発明の目的は、クリーニング性を長期に渡り良好に維持し、特にクリーニング部材の劣化を抑制し画像の高画質を維持することのできる、静電荷現像用トナー組成物、現像剤及び画像形成方法を提供することにある。本発明の目的は、又、トナー流動性、帯電性、現像性、転写性、及び定着性についても満足でき、かつ、潜像担持体の傷発生及び磨耗を抑制することができる、静電荷現像用トナー組成物、現像剤及び画像形成方法を提供することにある。
本発明者等は、上記目的を達成するべく鋭意研究を重ねた結果、トナーに特定の無機酸化物微粒子を用いることにより、上記の目的を達成することができることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下に列挙する(1)、(4)、(5)及び(6)であり、好ましい実施態様と共に列挙する。
(1)結着樹脂、着色剤及び離型剤を少なくとも含有する静電荷像現像用トナーであって、該トナー粒子の形状係数SF1が110〜140であり、該トナーは体積平均1次粒径の異なる2以上の外添剤粒子を含有しており、該外添剤粒子のうち最大の体積平均1次粒径を有する最大粒径外添剤が無機酸化物粒子であり、該無機酸化物粒子の体積平均1次粒径が200nm以上1,000nm未満であり、該無機酸化物粒子の含有量が該トナーに対して0.05重量%以上3重量%以下であり、該無機酸化物粒子の表面が脂肪酸金属塩で被覆されていることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
(2)前記体積平均1次粒径が異なる2以上の外添剤粒子のうち、
最小の体積平均1次粒径を有する最小粒径外添剤が無機酸化物粒子であり、
該無機酸化物粒子の体積平均1次粒径が5nm以上30nm未満である、
(1)に記載の静電荷像現像用トナー。
(3)体積平均1次粒径が30nm以上200nm未満の無機酸化物粒子を更に含む(1)又は(2)記載の静電荷像現像用トナー。
(4)キャリヤとトナーとからなる静電荷像現像用現像剤であって、該キャリヤは芯材表面にマトリックス樹脂中に導電材料が分散含有された樹脂被覆層を有し、該トナーが(1)記載のトナーであることを特徴とする静電荷像現像用現像剤。
(5)静電荷像担持体上に静電荷像を形成する静電荷像形成工程、前記静電荷像を現像剤により現像してトナー画像を形成する現像工程、色の異なる複数の前記トナー画像を同じ中間転写体上に転写する転写工程、複数の前記トナー画像を一度に記録体に転写する工程、及び転写された前記トナー画像を記録体表面に定着する定着工程、を有する画像形成方法であって、前記現像剤が(1)に記載の静電荷像現像用トナー又は(4)に記載の静電荷像現像剤であることを特徴とする画像形成方法、
(6)静電荷像担持体上に静電荷像を形成する静電荷像形成工程、前記静電荷像を現像剤により現像してトナー画像を形成する現像工程、色の異なる複数の前記トナー画像を順次転写ベルトにより搬送された記録体上に転写する転写工程、及び、転写された前記トナー画像を記録体表面に定着する定着工程、を有する画像形成方法であって、前記現像剤が(1)に記載の静電荷像現像用トナー又は(4)に記載の静電荷像現像剤であることを特徴とする画像形成方法。
本発明は、高転写効率による高画質の画像を得ることができ、また、トナーの現像性を落とすことなく、クリーニング性の向上による高画質の経時安定性を達成できた。
以下、本発明を詳細に説明する。
(静電荷現像用トナー)
本発明の静電荷像現像現像用トナーは、結着樹脂、着色剤及び離型剤を少なくとも含有する静電荷像現像用トナーであって、該トナー粒子の形状係数SF1が110〜140であり、該トナーは体積平均1次粒径の異なる2以上の外添剤粒子を含有しており、該外添剤粒子のうち最大の体積平均1次粒径を有する最大粒径外添剤が無機酸化物粒子であり、該無機酸化物粒子の体積平均1次粒径が200nm以上1,000nm未満であり、該無機酸化物粒子の含有量が該トナーに対して0.05重量%以上3重量%以下であり、該無機酸化物粒子の表面が脂肪酸金属塩で被覆されていることを特徴とする静電荷像現像用トナーである。
本発明のトナーは、球形又は球形に近い形状を有するトナーであり、その形状係数SF1を110〜140の範囲にすることにより、現像性、および転写性に優れた静電荷像現像用トナーを提供することができるので好ましい。形状係数SF1のより好ましい範囲は、110〜135である。形状係数SF1は、形状係数の平均値であり、次の方法で算出する。即ち、スライドグラス上に散布したトナーの光学顕微鏡像をビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個以上のトナーについて、周囲長および投影面積から、下記式によりSF1を求め、平均値を得たものである。
Figure 2006267311
式中、MLはトナー粒子の最大長を示し、Aは粒子の投影面積を示す。
近年の高画質化の為、トナーの形状を球形に近づけることが提案されている。トナー形状を球形に近づけることで転写効率が高くなる。その一方で転写残トナーが少なくなる為、ブレードクリーニング方式を採用したクリーニングシステムにおいては、転写残トナーをブレードでせき止めてクリーニングダムをつくるが、転写残トナーが少なくなるとブレードに供給されるトナー量が少なくなるため、クリーニングダムが安定してできなくなり、結果としてブレード欠けが発生し、クリーニング不良を発生させてしまう。
本発明は脂肪酸金属塩で表面処理された大粒径の無機酸化物粒子を適当量添加することでこの問題を解決したものである。すなわち、大粒径の無機酸化物粒子は転写工程で転写されずに感光体表面に残留しクリーニングブレードに供給される。この大粒径の無機酸化物粒子の表面が脂肪酸金属塩で表面処理されていることにより、感光体表面への脂肪酸金属塩の供給を確保し、後述する感光体表面の摩擦係数を低下により、転写残トナーが少ない状態であっても安定したクリーニング性能を確保することができる。
前記脂肪酸金属塩は延伸性があるため、トナーから遊離して転写後に感光体表面に残留した場合には、感光体に圧接するクリーニングブレード、或いは感光体にある線速度で接触するクリーニングブラシ等のクリーニング部材の機械的作用により脂肪酸金属塩が感光体表面を極薄く被覆するようになり、この被膜層が感光体表面の摩擦係数を低下させる。この被膜層と摩擦係数低下とによるクリーニング部材の機械的圧力の低減により感光体表面層の摩耗量及び傷を低減することができ、感光体の摩耗寿命を改善することができる。 平均粒子径が一番大きい無機酸化物粒子は、研磨剤としても作用するので本発明において「研磨剤」ともいう。
大粒径の無機酸化物粒子の表面は脂肪酸金属塩により処理され、その表面の少なくとも一部は脂肪族金属塩により被覆されている。脂肪族金属塩による研磨剤の表面処理は、上記の作用を有効に引き出すことができ、かつ放電生成物の除去も同時にできる。そして、このような構成をとることにより、トナー流動性、帯電性、現像性、転写性、定着性を同時に、かつ長期に渡り満足できることがわかった。
無機酸化物最大粒子の添加量は、トナー100質量部に対して0.05〜3質量部の範囲であり、0.1〜1.5質量部の範囲であることが好ましい。0.05質量部未満では、感光体表面層の摩耗量及び傷発生、感光体の摩耗寿命を改善する効果が薄れ、かつ放電生成物の除去効果も小さくなる。また、3質量部以上ではトナー流動性の悪化、帯電維持性への悪化が避けられない。
本発明のトナーは、体積平均1次粒径の異なる2以上の外添剤を含有している。最大の体積平均1次粒径を有する外添剤は無機酸化物であり、この添加剤を、便宜上、「無機酸化物最大粒子」ともいうことにする。
体積平均粒径が一番大きい無機酸化物最大粒子(研磨剤)は、体積平均粒径が200nm以上1000nm未満の範囲であることが必要である。体積平均粒径が200nm未満の場合は感光体へのクリーニング部に供給される絶対量が減る為に、感光体表面層の摩耗量及び傷発生、感光体の摩耗寿命を改善する効果が薄れ、かつ放電生成物の除去効果も小さくなる。一方、体積平均1次粒径が1,000nm以上の場合は感光体表面層の傷が多くなり、画質ディフェクトとなって表れる。
本発明においては、体積平均粒径が一番小さい外添剤小粒子は、体積平均粒径が5nm以上30nm未満であることが好ましい。
この範囲に設定した外添剤構成により、使用初期における小粒径トナー(平均粒径8μm以下)の流動性、帯電性、転写性がバランスよく制御できる。
所望により平均粒子径が2番目に小さい外添剤を併用しても良い。この外添剤中粒子は、体積平均1次粒径が30nm以上200nm未満の範囲であることが好ましい。
外添剤小粒子又は外添剤中粒子も、無機酸化物粒子が例示でき、又無機酸化物粒子が好ましく用いられる。
すなわち、本発明の好ましい一実施態様は、結着樹脂、着色剤及び離型剤を少なくとも含有する静電荷像現像用トナーであって、該トナー粒子の形状係数SF1が110〜140であり、該トナーは体積平均1次粒径の異なる2以上の無機酸化物粒子を含有しており、最大の体積平均1次粒径を有する無機酸化物粒子の体積平均1次粒径が200nm以上1,000nm未満であり、該無機酸化物粒子の含有量が該トナーに対して0.05重量%以上3重量%以下であり、該無機酸化物粒子の表面が脂肪酸金属塩で表面処理されており、最小の体積平均1次粒径を有する無機酸化物粒子の体積平均1次粒径が5nm以上30nm未満である静電荷像現像用トナー、である。
本発明の好ましい他の一つの実施態様は、上記の実施態様において、体積平均粒径が30nm以上200nm未満の無機酸化物粒子を更に含む静電荷像現像用トナー、である。
平均粒子径が一番小さい外添剤小粒子の添加量は、トナー100質量部に対して0.3〜3質量部の範囲であることが好ましく、0.5〜1.5質量部の範囲であることがより好ましい。0.3質量部未満では十分な流動性が得られず、3質量部より大きいとトナー帯電維持性が低下する。体積平均粒子径が2番目に小さい外添剤の添加量は、トナー100質量部に対して0.3〜4質量部の範囲であることが好ましく、0.5〜1.8質量部の範囲であることがより好ましい。0.3質量部未満では十分な転写性が得られず、4質量部より大きいとトナー流動性の悪化、帯電維持性への悪化が避けられない。
現像・転写は、現像剤の均一な搬送性、転写時の電流等にも影響されるが、基本的にはトナー粒子を担持する担体の束縛力からトナー粒子を引き離し、対象体(潜像担持体または記録材)に付着させる工程であるので、静電引力及びトナー粒子と帯電付与部材あるいはトナー粒子と潜像担持体の付着力のバランスに左右される。このバランスの制御は非常に困難であるが、この工程は、直接画質に影響する上、現像・転写の効率を向上させると、信頼性の向上及びクリーニングレス等による省力化などが見込まれるので、上記工程においてはより高い現像性・転写性が要求される。本発明では、無機微粒子が均一に樹脂被覆されているため、トナー粒子への付着にばらつきが少ない状態となり、前記バランスを取りやすくなる。
現像・転写は、F(静電引力)>F(付着力)の際に起こる。したがって、現像・転写の効率を向上させるには、静電引力を上げる(現像・転写力を強める)か、または付着力を下げる方向に制御すればよいが、現像・転写力を強める場合、例えば転写電場を高くすれば逆極トナーが発生する等、2次障害を起こしやすい。したがって、付着力を下げる方が有効である。
付着力としては、ファンデルワールス力(Van der Waals力:非静電的付着力)及びトナー粒子の持つ電荷による鏡像力があげられるが、両者の間には1オーダー近いレベル差があり、ほとんどファンデルワールス力で議論されるものと解釈できる。球状粒子間のファンデルワールス力Fvは、下記の式(1)で表される。
Fv=H・r1 ・r2 /6(r1 +r2 )・a2 ・・・ 式(1)
(ここで、H:定数、r1 、r2 :接触する粒子の半径、a:粒子間距離)
付着力の低減のため、トナー粒子に比べrが非常に小さい微粉末を、トナー粒子及び潜像担持体表面または帯電付与部材表面の間に介在させることにより、各々に距離aを持たせ、さらに接触面積(接触点数)を減少させる手法が有効であり、その効果を安定に持続する手段として、本発明における比重が1.2〜1.9であり、体積平均1次粒径30以上200nm未満の単分散球形シリカ等を用いることが有効であることをさらに見出した。
上記の比重に関しては、1.9以下に制御することでトナーからの剥がれを、また1.2以上に制御することで凝集分散を抑制できるものである。また、単分散かつ球形であることから、トナー表面に均一に分散し、安定したスペーサー効果を得ることができる。
上記の「単分散」の定義としては、凝集体を含め体積平均粒径に対する標準偏差で議論することができ、体積平均粒径D50について、標準偏差としてD50×0.22以下であることが望ましい。前記球形の定義としては、Wadellの球形度で議論ができ、球形化度が0.6以上、好ましくは0.8以上であることが望ましい。また、シリカが好ましい理由として屈折率が1.5前後であり、粒径を大きくしても光散乱による透明度の低下、特にOHP上への画像採取時のPE値(光透過性の指標)等に影響を及ぼさないことが挙げられる。したがって、カラートナーに対しても好ましく使用することができる。
一般的なフュームドシリカは、比重が2.2であり、粒径的にも最大50nmが製造上から限界である。また凝集体として粒径を上げることはできるが、均一分散、安定したスペーサー効果が得られない。一方、他の代表的な無機微粒子としては、酸化チタン(比重4.2、屈折率2.6)、アルミナ(比重4.0、屈折率1.8)、酸化亜鉛(比重5.6、屈折率2.0)を挙げることができるが、いずれも比重が高く、スペーサー効果を有効に発現する粒径30nmより大きくするとトナーからの剥がれが起こりやすくなり、剥がれた粒子が帯電付与部材、あるいは潜像担持体等へ移行しやすくなり、帯電低下あるいは画質欠陥を引き起こす。また、その屈折率も高いため大粒径無機物を用いることはカラー画像形成にはあまり適さない。
本発明において、無機酸化物微粉末はトナー粒子に添加され、混合されるが、混合は、例えばV型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、レディゲミキサー等の公知の混合機によって行うことができる。
また、この際必要に応じて種々の添加剤を添加してもよい。これらの添加剤としては、他の流動化剤や、ポリスチレン微粒子、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリフッ化ビニリデン微粒子等のクリーニング助剤もしくは転写助剤等が挙げられる。
また、球形トナーを用いた場合、必然的に現像器内の搬送規制部位でパッキング性が上がり、それに伴いトナー表面だけでなくキャリヤにも強い力が加わることになる。本発明者らは、キャリヤの樹脂被覆層に導電材料を分散含有させることにより、樹脂被覆層の剥がれが発生しても、体積固有抵抗を大きく変化させることなく、結果として長期にわたり高画質を維持することができることを見出した。
さらに、ブレードクリーニング方式は性能安定性が高いことから一般的に使用されているが、本発明のトナーを用いることにより、静電ブラシを用い潜像担持体表面の残留トナーを回収することが可能となり、潜像担持体の摩耗ライフを大きく伸ばすことが可能となった。
さらには、本発明のトナーを用いることにより、各色を潜像担持体にそれぞれ現像し、転写ベルトに転写したのちに、各色を一度に記録体へ転写と同時に定着することにより、高画質画像を得ることができた。また、特にOHP表面への画像採取時の透過性の指標であるPE値等に影響を及ぼさないことが同時に確認された。
また、本発明のトナーを用いることにより、各色を潜像担持体にそれぞれ現像し、搬送ベルト上の転写紙に転写したのちに、各色を一度に記録体へ転写と同時に定着することにより、高画質画像を得ることができた。
以下、本発明に係る脂肪酸金属塩で表面を被覆した研磨剤微粒子の製造法について述べる。
本発明に係る脂肪酸金属塩で表面を被覆した研磨剤微粒子は、研磨剤微粒子とアルコキシシランまたはポリシロキサンとを混合し、研磨剤微粒子の粒子表面をアルコキシシランまたはポリシロキサンによって被覆し、次いで、アルコキシシランまたはポリシロキサンによって被覆された研磨剤微粒子と脂肪酸金属塩を混合することによって得ることができる。
研磨剤微粒子表面のアルコキシシランまたはポリシロキサンによる被覆は、研磨剤微粒子とアルコキシシランまたはポリシロキサンとを機械的に混合攪拌したり、研磨剤微粒子にアルコキシシランまたはポリシロキサンを噴霧しながら機械的に混合攪拌すればよい。添加したアルコキシシランまたはポリシロキサンは、ほぼ全量が研磨剤微粒子の粒子表面に被覆される。
なお、被覆されたアルコキシシランは、その1部が被覆工程を経ることによって生成する、アルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物として被覆されていてもよい。この場合においても、その後の脂肪酸金属塩の付着に影響することはない。
研磨剤微粒子とアルコキシシランまたはポリシロキサンとの混合攪拌や、前記脂肪酸金属塩と粒子表面にアルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物またはポリシロキサンが被覆されている研磨剤微粒子との混合攪拌をするための機器としては、粉体層にせん断力を加えることのできる装置が好ましく、殊に、せん断、へらなで及び圧縮が同時に行える装置、例えば、ホイール形混練機、ボール型混練機、ブレード型混練機、ロール型混練機を用いることができる。本発明の実施にあたっては、ホイール型混練機がより効果的に使用できる。
上記ホイール型混練機としては、具体的に、エッジランナー(「ミックスマラー」、「シンプソンミル」、「サンドミル」と同義語である)、マルチマル、ストッツミル、ウエットパンミル、コナーミル、リングマラー等があり、好ましくはエッジランナー、マルチマル、ストッツミル、ウエットパンミル、リングマラーであり、より好ましくはエッジランナーである。上記ボール型混練機としては、具体的に、振動ミル等がある。上記ブレード型混練機としては、具体的に、ヘンシェルミキサー、プラネタリーミキサー、ナウタミキサー等がある。上記ロール型混練機としては、具体的に、エクストルーダー等がある。
混合撹拌時における条件は、研磨剤微粒子の粒子表面にアルコキシシランまたはポリシロキサンができるだけ均一に被覆されるように、線荷重は19.6〜1960N/cm(2〜200Kg/cm)の範囲、好ましくは98〜1470N/cm(10〜150Kg/cm)の範囲、より好ましくは147〜980N/cm(15〜100Kg/cm)の範囲で、また、処理時間は5〜120分の範囲、好ましくは10〜90分の範囲で処理条件を適宜調整すればよい。なお、撹拌速度は2〜2000rpmの範囲、好ましくは5〜1000rpmの範囲、より好ましくは10〜800rpmの範囲で処理条件を適宜調整すればよい。
アルコキシシランまたはポリシロキサンの添加量は、研磨剤微粒子100質量部に対して0.15〜45質量部の範囲が好ましい。0.15質量部未満の場合には、目的とする脂肪酸金属塩で均一に表面を被覆した研磨剤微粒子を得られるだけの脂肪酸金属塩を付着させることが困難である。また、5〜45質量部の添加量により、研磨剤微粉末100質量部に対して脂肪酸金属塩を3〜30質量部付着させることができるので、45質量部を超えて必要以上に添加する意味がない。
次いで、アルコキシシランまたはポリシロキサンを被覆した研磨剤微粒子に脂肪酸金属塩を添加し、混合攪拌して、被覆したアルコキシシランまたはポリシロキサンに脂肪酸金属塩を付着させる。必要によりさらに、乾燥乃至加熱処理を行ってもよい。
脂肪酸金属塩は、少量ずつを時間をかけながら、殊に5〜60分間程度をかけて添加するのが好ましい。混合攪拌時における条件は、脂肪酸金属塩が均一に付着するように、線荷重は19.6〜1960N/cm(2〜200Kg/cm)の範囲、好ましくは98〜1470N/cm(10〜150Kg/cm)の範囲、より好ましくは147〜980N/cm(15〜100Kg/cm)の範囲で、処理時間は5〜120分の範囲、好ましくは10〜90分の範囲で処理条件を適宜調整すればよい。なお、撹拌速度は2〜2000rpmの範囲、好ましくは5〜1000rpmの範囲、より好ましくは10〜800rpmの範囲で処理条件を適宜調整すればよい。
脂肪酸金属塩の添加量は、研磨剤微粒子100質量部に対して3〜30質量部の範囲であることが好ましく、5〜20質量部の範囲であることがより好ましい。脂肪酸金属塩の添加量が上記範囲外の場合には、目的とする脂肪酸金属塩で均一に表面を被覆した研磨剤微粒子が得られない。
乾燥乃至加熱工程における加熱温度は、通常40〜150℃の範囲が好ましく、より好ましくは60〜120℃の範囲である。処理時間は10分〜12時間の範囲が好ましく、30分〜3時間の範囲がより好ましい。
研磨剤微粒子の被覆に用いられたアルコキシシランは、これらの工程を経ることにより、最終的にはアルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物となって被覆されている。
本発明において用いられる最大の体積平均粒径を有する無機酸化物(研磨剤微粒子)としては、Al23、ZnO、CeO2、Fe23、MgO、BaO、CaO、ZrO2、Al23・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4、SrTiO3、BaTiO3等を例示することができ、その他公知のものが使用できる。また、必要に応じて疎水化処理を施したものを使用することができる。脂肪酸金属塩で表面を被覆した研磨剤微粒子としては、比較的粒度分布の広いものでも潤滑効果があるので好ましい
無機酸化物微粉末を表面処理するため、好ましくは被覆する脂肪酸金属塩としては、従来公知のものが使用でき、例えば、アルミニウムステアレート、カルシウムラウレート、カルシウムミリステート、カルシウムステアレート、ジンクラウレート、ジンクミリステート、ジンクステアレート、マグネシウムステアレート等を例示することができる。
また本発明で使用することができる最小の体積平均1次粒径を有する外添剤としては、比重1.3〜1.9の範囲にあり、体積平均1次粒径30〜200nmの範囲の単分散球形シリカが例示でき、また好ましく使用できる。この球形シリカは、湿式法であるゾルゲル法により得ることができる。比重は湿式法で、かつ焼成することなしに作製されるため、蒸気相酸化法に比べ低く制御することができる。また疎水化処理工程での疎水化処理剤種、あるいは処理量を制御することによりさらに調整することが可能である。粒径はゾルゲル法の加水分解、縮重合工程のアルコキシシラン、アンモニア、アルコール、水の重量比、反応温度、攪拌速度、供給速度により自由に制御できる。
単分散であり、球形形状を有するシリカも本手法にて作製することにより達成可能となる。具体的にはテトラメトキシシランを水、アルコールの存在下、アンモニア水を触媒として温度をかけながら滴下、攪拌を行う。次に、反応により作成されたシリカゾル懸濁液を遠心分離して湿潤シリカゲルとアルコール、アンモニア水に分離する。湿潤シリカゲルに溶剤を加え再度シリカゾルの状態にし、疎水化処理剤を加え、シリカ表面の疎水化を行う。疎水化剤としては一般的なシラン化合物を用いることができる。次に、この疎水化処理シリカゾルから溶媒を除去、乾燥、シーブすることにより、狙いの単分散シリカを得ることができる。また、この様に得られたシリカを再度処理を行っても構わない。
上記シラン化合物は、水溶性であるものが使用できる。このようなシラン化合物としては、化学構造式RaSiX4-a(式中、aは0〜3の整数であり、Rは水素原子、アルキル基及びアルケニル基等の有機基を表し、Xは塩素原子、メトキシ基及びエトキシ基等の加水分解性基を表す。)で表される化合物を使用することができ、クロロシラン、アルコキシシラン、シラザン、特殊シリル化剤のいずれのタイプを使用することも可能である。具体的にはメチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、N,O−(ビストリメチルシリル)アセトアミド、N,N−ビス(トリメチルシリル)ウレア、tert−ブチルジメチルクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、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−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシランを代表的なものとして例示することができる。本発明における処理剤は、特に好ましくは、ジメチルジメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン等である。
本発明の静電荷像現像用乾式トナー組成物は、結着樹脂、着色剤及び離型剤を少なくとも含有し、体積平均粒径D50が3〜8μmの範囲にあることが好ましい。
また、前記トナーの平均形状指数SF1が110〜140のものを用いることにより高い現像、転写性、及び高画質の画像を得ることができる。
本発明に用いられるトナーは、上記の形状係数と粒径を満足する範囲のものであれば特に製造方法により限定されるものではなく、公知の方法を使用することができる。
本発明のトナーの製造は、例えば、結着樹脂、着色剤、離型剤、さらに必要に応じて、帯電制御剤等を混練、粉砕、分級する混練粉砕法、混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力または熱エネルギーにて形状を変化させる方法によることができる。本発明のトナーはまた、結着樹脂原料の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤、離型剤、必要に応じて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重合凝集法によることができる。加えて、結着樹脂を得るための重合性単量体、着色剤、離型剤、さらに必要に応じて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、離型剤、さらに必要に応じて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できる。
また上記方法で得られたトナーをコアにして、さらに凝集粒子を付着、加熱融合してコア/シェル構造をもたせる製造方法を行ってもよい。上記の中では、特に、球状トナーを得ることが容易な湿式製法トナーが好ましく用いられ、さらに、分布がシャープなトナー粒子を得ることができる点で乳化重合凝集法によるトナー粒子が好ましく用いられる。これらのトナー粒子と組み合わせることにより、効果が安定になる。
本発明のトナーの製造に使用される結着樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、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、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニル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、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;等の単独重合体及び共重合体を例示することができ、特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等を挙げることができる。
また、トナーの着色剤としては、マグネタイト、フェライト等の磁性粉、カーボンブラック、アニリンブルー、カルイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等を代表的なものとして例示することができる。
離型剤としては低分子ポリエチレン、低分子ポリプロピレン、フィッシャートロピィシュワックス、モンタンワックス、カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等を代表的なものとして例示することができる。
また、本発明の静電荷像現像用乾式トナーには、必要に応じて帯電制御剤が添加されてもよい。
帯電制御剤としては、公知のものを使用することができ、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤等を用いることができる。湿式製法でトナーを製造する場合、イオン強度の制御と廃水汚染の低減の点で水に溶解しにくい素材を使用するのが好ましい。本発明におけるトナーは、磁性材料を内包する磁性トナー及び磁性材料を含有しない非磁性トナーのいずれであってもよい。
<静電荷像現像用現像剤>
本発明の静電荷像現像用現像剤は、キャリヤとトナー組成物とからなる静電荷像現像用現像剤であって、該キャリヤが芯材表面に、マトリックス樹脂中に導電材料が分散含有された樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリヤが使用される。前記トナー組成物としては、既に説明した本発明のトナーを使用する。
前記トナー組成物は、前述の本発明の静電荷像現像用乾式トナー組成物である。
上記マトリックス樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコーン樹脂またはその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、フェノール樹脂、アミノ樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、エポキシ樹脂等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
また、導電材料としては、金、銀、銅といった金属、また酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、酸化スズ、カーボンブラック等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
上記導電材料の含有量は、マトリックス樹脂100質量部に対し1〜50質量部の範囲であることが好ましく、3〜20質量部の範囲であることがより好ましい。キャリヤの芯材としては、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物、ガラスビーズ等が挙げられるが、磁気ブラシ法を用い体積固有抵抗を調整するためには磁性材料であることが好ましい。
芯材の平均粒子径は、一般的には体積平均粒径で10〜500μmの範囲であり、好ましくは30〜100μmの範囲である。
キャリヤの芯材の表面に樹脂被覆層を形成する方法としては、キャリヤ芯材を、マトリックス樹脂、導電材料及び溶剤を含む被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液をキャリヤ芯材の表面に噴霧するスプレー法、キャリヤ芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリヤ芯材と被覆層形成溶液を混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法が挙げられる。
被覆層形成用溶液中に使用する溶剤は、該マトリックス樹脂を溶解するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類が使用できる。
また、樹脂被覆層の平均膜厚は、通常0.1〜10μmの範囲であるが、本発明においては、経時にわたり安定したキャリヤの体積固有抵抗を発現させるため0.5〜3μmの範囲であることが好ましい。
上記のように形成されるキャリヤの体積固有抵抗は、高画質を達成するために、通常の現像コントラスト電位の上下限に相当する103 〜104 V/cmの範囲において、106 〜1014Ωcmの範囲であることが好ましい。キャリヤの体積固有抵抗が106 Ωcm未満であると細線の再現性が悪く、また電荷の注入による背景部へのトナーかぶりが発生しやすくなる。また、キャリヤの体積固有抵抗が1014Ωcmより大きいと黒ベタ、ハーフトーンの再現が悪くなる。また感光体へ移行するキャリヤの量が増え、感光体を傷つけやすい場合がある。また静電ブラシとしては、カーボンブラック、金属酸化物等の導電フィラーを含有させた樹脂あるいは表面に被覆した繊維状の物質が使用できるが、それに限定されるものではない。
本発明の静電荷像現像用現像剤は、以上説明したトナーとキャリアとを混合することで製造される。当該現像剤における前記トナーと上記キャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100〜20:100程度の範囲であることが好ましく、3:100〜12:100の範囲であることがより好ましい。
(画像形成方法)
以下に、本発明の画像形成方法について詳細に説明する。
本発明の画像形成方法は、静電荷像担持体上に静電荷像を形成する静電荷像形成工程、前記静電荷像を現像剤により現像してトナー画像を形成する現像工程、色の異なる複数の前記トナー画像を順次同じ中間転写体に転写する転写工程、複数の前記トナー画像を一度に記録体に転写する工程、及び転写された前記トナー画像を記録体表面に定着する工程、を含む画像形成方法であって、前記現像剤として本発明の静電荷像現像用トナーまたはそれを用いた静電荷像現像剤を使用することを特徴とする。
色分解されたトナー画像を中間転写体に転写する替わりに、転写ベルトにより搬送された記録材上に順次転写しても良い。
前記静電荷像形成工程とは、感光体を帯電する帯電工程及び帯電した感光体に露光して感光体上に静電荷像を作製する露光工程を含む。具体的には、静電荷像担持体である感光体の表面を、帯電手段により一様に帯電した後、レーザー光学系やLEDアレイなどで静電荷像担持体に露光し、静電荷像を形成する工程である。前記帯電手段としては、コロトロン、スコロトロンなどの非接触方式の帯電器、及び、静電荷像担持体表面に接触させた導電性部材に電圧を印加することにより、静電荷像担持体表面を帯電させる接触方式の帯電器が挙げられ、いかなる方式の帯電器でもよい。しかし、オゾンの発生量が少なく、かつ耐刷性に優れるという効果を発揮するという観点から、接触帯電方式の帯電器が好ましい。前記接触帯電方式の帯電器においては、導電性部材の形状はブラシ状、ブレード状、ピン電極状、ローラー状等の何れでもよいが、ローラー状部材が好ましい。本発明の画像形成方法は、静電荷像形成工程においてなんら特別の制限を受けるものではない。
前記現像工程とは、静電荷像担持体表面に、少なくともトナーを含む現像剤層を表面に形成させた現像剤担持体を接触若しくは近接させて、前記静電荷像担持体表面の静電荷像にトナーの粒子を付着させ、静電荷像担持体表面にトナー画像(現像像)を形成する工程である。現像方式は、既知の方式を用いて行うことができるが、二成分現像剤による現像方式としては、カスケード方式、磁気ブラシ方式などがある。本発明の画像形成方法は、現像方式に関し、特に制限を受けるものではない。
前記転写工程とは、静電荷像担持体表面に形成されたトナー画像を、転写して転写画像を形成する工程である。静電荷像担持体からのトナー画像を紙等に転写する転写装置としては、従来のコロトロン、スコロトロン転写が挙げられるが、オゾン等の発生の少ない、弾性材料からなる導電性のバイアス転写ロールを用いる方法が挙げられる。転写ロールとしては、金属ロール表面をゴム層で被覆し、この表面ゴム層にフッ素処理したものが多く用いられている。また、この種の転写ロールに残留トナーなどが付着する事態を有効に回避するには、転写ロールに清掃用ブレードを接触配置するクリーニング装置が設けられる。ここで、清掃用ブレードとしては、転写ロールの表面被覆層であるフッ素処理膜を傷つけないように例えばウレタンゴム等の弾性体が用いられるが、転写ロール部材及びロールクリーニング手段に関し、特に制限を受けるものではない。尚、転写時には該バイアス転写ロールを静電荷像担持体に線圧が5g/cm以上の圧力で圧接して、用紙にトナー画像を転写する接触転写を行うことも好ましい。
本発明の画像形成方法は、転写工程の後に、さらに定着工程を含む。
定着工程とは、記録体表面に転写されたトナー画像を定着装置にて定着する工程である。定着装置としては、ヒートロールを用いる加熱定着装置が好ましく用いられる。加熱定着装置は、円筒状芯金の内部に加熱用のヒータランプを備え、その外周面に耐熱性樹脂被膜層あるいは耐熱性ゴム被膜層により、いわゆる離型層を形成した定着ローラーと、この定着ローラーに対し圧接して配置され、円筒状芯金の外周面あるいはベルト状基材表面に耐熱弾性体層を形成した加圧ローラーあるいは加圧ベルトと、で構成される。未定着トナー画像の定着プロセスは、定着ローラーと加圧ローラーあるいは加圧ベルトとの間に未定着トナー画像が形成された被記録体を挿通させて、トナー中の結着樹脂、添加剤等の熱溶融による定着を行う。本発明の画像形成方法においては、定着方式については特に制限を受けるものではない。
なお、本発明の画像形成方法において、フルカラー画像を作製する場合には、複数の静電荷像担持体がそれぞれの色に色分解された静電荷像を形成し、対応する各色の色分解トナー画像を形成するための、静電荷像形成工程、現像工程、転写工程からなる一連の工程を実施する。
色分解トナー画像は、まず同じ中間転写体上に順次転写した後、これらの一組の色分解トナー画像を一度に記録体に積層転写する工程としても良い。別の転写方法としては、転写ベルトで搬送された記録体表面に前記現像工程で形成された色分解トナー画像を順次重ね合わせて転写しても良い。
上記いずれの転写方法であっても、積層されたフルカラーのトナー画像を、定着工程で熱定着する。本発明の静電荷像現像用トナー又は静電荷像現像剤を、上記画像形成方法に用いることにより、例えば、小型化、カラー高速化に適したタンデム方式においても、安定した現像、転写、定着性能を得ることができる。
トナー画像を転写する被記録体としては、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普通紙、OHPシート等が挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、前記被記録体の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、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。
本発明の画像形成方法によると、画像ムラなどの画質欠陥を引き起こさず、且つ高転写効率による高画質の画像を長期にわたって得ることが可能となる。
本発明の画像形成方法に使用する画像形成装置としては、潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像をトナー組成物を用いて現像する現像手段と、前記トナー画像を記録材に転写する転写手段と、を含む画像形成装置が使用され、前記トナー組成物として、前述の本発明のトナー組成物を用いる。
特に、本発明の画像形成方法におけるフルカラー画像形成では、用紙汎用性、高画質の観点から、各色のカラートナー画像を、中間転写体としての中間転写ベルトまたは中間転写ドラム表面に一旦転写して積層させた後、該積層されたカラートナー画像を一度に紙等の記録材表面に転写する、あるいは搬送ベルトにより搬送された記録材へ直接、各色のカラー画像を積層転写する。
また、上記画像形成装置としては、特に前記潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電荷像をトナーを用いて現像する現像手段と、前記トナー画像を中間転写体、あるいは記録材に転写する転写手段、とを複数備えるもの、すなわちタンデム型の画像形成装置が好ましく用いられる。
以下に、本発明において用いられる画像形成装置について、その一例を挙げて説明する。
図1は、本発明において用いられる画像形成装置の一例を示す概略断面図である。この画像形成装置においては、図1に示すように、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンそしてブラックの各色の画像を形成する4つの現像ユニット40Y,40M,40C,40Kが、所定の間隔をおいて並列的に(タンデム状に)配置されている。ここで、各現像ユニット40Y,40M,40C,40Kは、収容されている現像剤中のトナーの色を除き基本的に同様に構成されているので、以下、イエローの現像ユニット40Yを代表させて説明する。
イエローの現像ユニット40Yは、像担持体としての感光体ドラム(潜像担持体)1Yを備えており、この感光体ドラム1Yは、当該図1が描かれた紙面に垂直な方向に軸線を有し、図示の矢印A方向に沿って図示しない駆動手段によって所定のプロセススピードで回転駆動されるようになっている。感光体ドラム1Yとしては、例えば、赤外領域に感度を持つ有機感光体が用いられる。
なお、所定の条件により自動で、あるいは、手動で、プロセススピードの切り替えが可能であってもよい。本発明の画像形成方法は、このようにプロセススピードの切り替えが途中で行われるような装置であっても、高画質な画像形成と現像剤の維持性とを実現し得るものである。ここで、「所定の条件により自動」としては、例えば、写真画像等高精細な画像部分を含む画像情報が入力された場合に、高画質な画像を得るため、自動で通常モードから低速モードに切換える場合が挙げられる。
図1における感光体ドラム1Yの上部には、ロール帯電方式の帯電器(帯電手段)20Yが設けられており、帯電器20Yには、不図示の電源により所定の電圧が印加され、感光体ドラム1Yの表面が所定の電位に帯電される(帯電器20M,20C,20K及び感光体ドラム1M,1C,1Kにおいても同様)。
感光体ドラム1Yの周囲には、帯電器20Yよりも当該感光体ドラム1Yの回転方向下流側に、当該感光体ドラム1Yの表面に画像露光を施して静電潜像を形成する潜像形成手段3Yが配置されている。なお、ここでは潜像形成手段3Yとして、スペースの関係上、小型化が可能なLEDアレイを用いているが、これに限定されるものではなく、他のレーザービーム等による潜像形成手段を用いても勿論問題無い。
また、感光体ドラム1Yの周囲には、潜像形成手段3Yよりも当該感光体ドラム1Yの回転方向下流側に、イエロー色の現像器4Yが配置されており、感光体ドラム1Y表面に形成された静電潜像を、イエロー色のトナーによって顕像化され、感光体ドラム1Y表面にトナー画像を形成する構成になっている。
図1における感光体ドラム1Yの下方には、感光体ドラム1Y表面に形成されたトナー画像を一次転写する中間転写ベルト15が、4つの感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kの下方に渡るように配置されており、この中間転写ベルト15は、一次転写ロール5Yによって感光体ドラム1Yの表面に押し付けられている。また、中間転写ベルト15は、駆動ロール11、支持ロール12及びバックアップロール13の3つのロールからなる駆動手段によって張架され、感光体ドラム1Yのプロセススピードと等しい移動速度で、矢印B方向に周動されるようになっている。そして、中間転写ベルト15表面には、上記のようにして一次転写されたイエローのトナー画像の他、マゼンタ、シアン及びブラックの各色のトナー画像が順次一次転写され、積層される。
また、感光体ドラム1Yの周囲には、一次転写ロール5Yよりも感光体ドラム1Yの回転方向(矢印A方向)下流側に、感光体ドラム1Yの表面に残留したトナーやリトランスファーしたトナーを清掃するためのクリーニングブレードからなるクリーニング手段6Yが配置されており、クリーニング手段6Yにおけるクリーニングブレードは、感光体ドラム1Yの表面にカウンター方向に当接するように取り付けられている。
中間転写ベルト15を張架するバックアップロール13には、中間転写ベルト15を介して二次転写ロール14が圧接されており、中間転写ベルト15表面に一次転写され積層されたトナー画像を、バックアップロール13と二次転写ロール14とのニップ部に、図示しない用紙カセットから給紙される被転写体16表面に、静電的に転写するように構成されている。
さらに、中間転写ベルト15の外周には、駆動ロール11の表面に略対応した位置に、中間転写ベルト用の清掃部材17が当該中間転写ベルト15の表面に接触するように配置されている。
また、図1における中間転写ベルト15の駆動ロール11の下方には、被転写体16上に多重転写されたトナー画像を、熱及び圧力によって被転写体16表面に転写して、永久像とするための定着器18が配置されている。
次に、上記のように構成されたイエロー、マゼンタ、シアンそしてブラックの各色の画像を形成する各現像ユニット40Y,40M,40C,40Kの動作について説明する。各現像ユニット40Y,40M,40C,40Kの動作は、それぞれ同様であるため、ここでは、イエローの現像ユニット40Yの動作を、その代表として説明する。
イエローの現像ユニット40Yにおいて、感光体ドラム1Yは、矢印A方向に所定のプロセススピードで回転しており、感光体ドラム1Yの表面は、不図示の電源によって帯電器20Yに所定の電圧を印加することにより、帯電器20Yと感光体ドラム1Yとの間の微小間隙に生じる放電、または電荷の注入によって、所定の電位にマイナス帯電される。その後、感光体ドラム1Yの表面には、潜像形成手段3Yによって画像露光が施され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。続いて、感光体ドラム1Yの表面に形成された静電潜像は、現像器4Yによりマイナス帯電されたトナーが反転現像され、感光体ドラム1Y表面に可視像化され、トナー画像が形成される。その後、感光体ドラム1Y表面のトナー画像は、一次転写ロール5Yにより中間転写ベルト15表面に一次転写される。一次転写後、感光体ドラム1Yは、その表面に残留したトナー等がクリーニング手段6Yのクリーニングブレードにより掻き取られ、清掃され、次の画像形成工程に備える。
以上の動作が各現像ユニット40Y,40M,40C,40Kで行われ、各感光体ドラム1Y,1M,1C,1K表面に可視像化されたトナー画像が、次々と中間転写ベルト15表面に多重転写されていく。フルカラーモード時は、イエロー、マゼンタ、シアンそしてブラックの順に各色のトナー画像が多重転写されるが、単色、二色、三色モード時のときも同様の順番で、必要な色のトナー画像のみが単独または多重転写されることになる。その後、中間転写ベルト15表面に単独または多重転写されたトナー画像は、2次転写ロール14により、図示しない用紙カセットから搬送されてきた被転写体16表面に2次転写され、続いて、定着器18において加熱・加圧されることにより定着される。2次転写後に中間転写ベルト15表面に残留したトナーは、中間転写ベルト15用のクリーニングブレードである清掃部材17により清掃される。
本発明の画像形成方法に使用する画像形成装置において、各構成部材は、本発明に規定するものの他、特に制限はない。例えば、潜像担持体、中間転写体(中間転写ベルトあるいは中間転写ドラム)、帯電器等の各構成要素は、公知の如何なるものをも採用することができる。
ただし、前記帯電手段としては、オゾン発生の低減による環境保全性等を高い次元で実現できる点で、ロール帯電方式の帯電器であることが好ましい。
クリーニング手段6Yとしては、ブレードクリーニング方式のものが、性能安定性に優れることから、一般に好ましく使用されており、上記例においても採用している。球形に近いトナーのクリーニングを可能とするためにはブレードの物理特性制御及び接触条件を最適化することが望まれるが、それとともに前記本発明に規定する現像剤、特に既述の脂肪酸金属塩で表面を被覆した平均1次粒径が200nm以上1000nm未満の研磨剤微粒子を添加したトナーを含む現像剤を用いることにより、潜像担持体表面の残留トナーを安定的にクリーニングすることが可能となり、潜像担持体の耐摩耗性による寿命を大きく延ばすことができる。
以上、本発明の画像形成方法に使用する画像形成装置の一例の図面を用いて、本発明の画像形成方法について説明したが、本発明は、本発明の構成を具備する限り、他の任意的要素については、公知の知見により如何なる変更・修正をも為し得るものであり、制限されるものではない。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、トナー組成物、キャリヤの説明において、特に断りのない限り、「部」は全て「質量部」を意味する。なお、トナー組成物、キャリヤ、及び静電潜像現像剤の製造において、各測定は以下の方法で行った。
<各試料の測定法>
−外添剤の比重測定−
ルシャテリエ比重瓶を用い、JIS−K−0061の5−2−1に準拠して、外添剤の比重を測定した。操作は以下のように行った。
(1)ルシャテリエ比重瓶に約250mlのエチルアルコールを入れ、メニスカスが目盛りの位置にくるように調整する。
(2)比重瓶を恒温水槽に浸し、液温が20.0±0.2°Cになったとき、メニスカスの位置を比重瓶の目盛りで正確に読み取る(精度0.025mlとする)。
(3)試料約100.000gを量り取り、その質量をWとする。
(4)量り取った試料を比重瓶に入れ泡を除く。
(5)比重瓶を恒温水槽に浸し、液温が20.0±0.2°Cになったとき、メニスカスの位置を比重瓶の目盛りで正確に読み取る(精度0.025mlとする)。
(6)下記式(3)(4)により比重を算出する。
D=W/(L2 −L1 )・・・ 式(3)
S=D/0.9982 ・・・ 式(4)
式中、Dは試料の密度(20°C)(g/cm3)、Sは試料の比重(20°C)、Wは試料の見かけの質量(g)、L1は試料を比重瓶に入れる前のメニスカスの読み(20°C)(ml)、L2は試料を比重瓶に入れた後のメニスカスの読み(20°C)(ml)、0.9982は20°Cにおける水の密度(g/cm3)である。
−外添剤の一次粒子径及びその標準偏差測定−
レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置(HORIBA LA−910)を用いた。
−球形度−
球形度はWadellの真の球形度を採用し、球形化度は下記式より求めた。
実際の粒子と同じ体積を有する球の表面積
球形化度=―――――――――――――――――――――――
実際の粒子の表面積

上記式において、分子は、平均粒径から計算により求めた。また、分母は、島津粉体比表面積測定装置SS−100型を用い、BET比表面積より代用させた。
−抵抗測定−
図2に示されるように、測定試料53の厚みをHとして、下部電極54と上部電極52とで挟持し、上方より加圧しながらダイヤルゲージで厚みを測定し測定試料53の電気抵抗を高電圧抵抗計55で計測した。具体的には、特定酸化チタンの試料に成形機にて4.9×107Paの圧力を加えて測定ディスクを作製した。次いで、ディスクの表面をハケで清掃し、セル内の上部電極52と下部電極54との間に挟み込み、ダイヤルゲージで厚みを測定した。次に電圧を印加し、電流値を読み取ることにより、体積固有抵抗を求めた。また、キャリヤの試料を100φの下部電極54に充填し、上部電極52をセットし、その上から3.43kgの荷重を加え、ダイヤルゲージで厚みを測定した。次に電圧を印加し、電流値を読み取ることにより、体積固有抵抗を求めた。
−トナー形状SF1−
本発明において、トナーの平均形状指数SF1は、前記数式(1)で計算された値を意味し、真球の場合に100となる。
平均形状指数を求めるための具体的な手法として、トナー画像を光学顕微鏡から画像解析装置(LUZEX III、(株)ニレコ製)に取り込み、円相当径を測定して、最大長及び面積から、個々の粒子について前記式(1)の(ML2/A)×(100π/4)の値を求め平均値を求める。
−トナー粒度分布分布測定−
マルチサイザー(ベックマン−コールタ−社製)を用い、アパーチャー径100μmのもので測定した。
−帯電量測定−
高温高湿及び低温低湿における帯電量は、高温高湿(30℃、90%RH)、低温低湿(5℃、10%RH)の各雰囲気下にトナー組生物、キャリヤの双方をそれぞれ24時間放置し、蓋付きガラスビンに、トナー濃度が5質量%になるように、トナー組成物、キャリヤを採取し、それぞれの雰囲気下でターブラ攪拌を行い、攪拌された現像剤を25℃、55%RHの条件下で東芝社製TB200にて測定した。
なお、実機評価試験における帯電量は、現像器中のマグスリーブ上の現像剤を採取し、上記と同様25℃、55%RHの条件下で東芝社製TB200にて測定した。
−画像濃度(Solid Area Density)−
画像濃度は、X−Rite404A(X−Rite)を用いて測定した。
<外添剤の調製>
−脂肪酸金属塩被覆研磨剤(A)の調製−
酸化セリウム微粒子(体積平均粒径0.6μm)3000質量部を、エッジランナー「MPUV−2型」(製品名、株式会社松本鋳造鉄工所製)に投入し、メチルトリエトキシシラン(商品名:TSL8123:東芝シリコーン株式会社製)60質量部を300質量部のエタノールで混合希釈して得られるメチルトリエトキシシラン溶液を、エッジランナーを稼動させながら上記酸化セリウムに添加し、混合攪拌を行った。
次に、ジンクステアレート粉末(商品名:SZ-PF:堺化学工業株式会社製)250質量部を、エッジランナーを稼動させながら15分間かけて添加し、混合攪拌を行い、メチルトリエトキシシラン被覆の上にジンクステアレートを付着させた後、乾燥を用いて110℃で60分間加熱処理を行い、脂肪酸金属塩被覆研磨剤微粒子(A)を得た。
当該微粒子の体積平均粒径は0.75μmであった。
−脂肪酸金属塩被覆研磨剤(B)の調製−
チタン酸ストロンチウム(体積平均粒径0.3μm)、3000質量部を、エッジランナー「MPUV−2型」(製品名、株式会社松本鋳造鉄工所製)に投入し、メチルトリエトキシシラン(商品名:TSL8123:東芝シリコーン株式会社製)60質量部を300質量部のエタノールで混合希釈して得られるメチルトリエトキシシラン溶液を、エッジランナーを稼動させながら上記チタン酸ストロンチウム微粒子に添加し、混合攪拌を行った。
次に、カルシウムステアレート100質量部(商品名:SC-100:堺化学工業株式会社製)を、エッジランナーを稼動させながら15分間かけて添加し、混合攪拌を行い、メチルトリエトキシシラン被覆表面にカルシウムステアレートを付着させた後、110℃で60分間加熱処理を行い、脂肪酸金属塩被覆研磨剤(B)を得た。
当該微粒子の体積平均粒径は450nmであった。
−脂肪酸金属塩被覆研磨剤微粒子(C)の調製−
酸化アルミニウム微粒子(α型:体積平均粒径0.8μm)3000質量部を、エッジランナー「MPUV−2型」(製品名、株式会社松本鋳造鉄工所製)に投入し、メチルトリエトキシシラン(商品名:TSL8123:東芝シリコーン株式会社製)50質量部を300質量部のエタノールで混合希釈して得られるメチルトリエトキシシラン溶液を、エッジランナーを稼動させながら上記酸化アルミニウム微粒子に添加し、混合攪拌を行った。
次に、マグネシウムステアレート(商品名:SM-1000:堺化学工業株式会社製)150質量部を、エッジランナーを稼動させながら15分間かけて添加し、混合攪拌を行い、メチルトリエトキシシラン被覆の表面にマグネシウムステアレートを付着させた後、110℃で60分間加熱処理を行い、脂肪酸金属塩被覆研磨剤微粒子(C)を得た。
当該微粉末の体積平均粒径は920nmであった。
−脂肪酸金属塩被覆研磨剤(D)の調製−
チタン酸ストロンチウム(体積平均粒径0.3μm)、3000質量部を、エッジランナー「MPUV−2型」(製品名、株式会社松本鋳造鉄工所製)に投入し、メチルトリエトキシシラン(商品名:TSL8123:東芝シリコーン株式会社製)60質量部を300質量部のエタノールで混合希釈して得られるメチルトリエトキシシラン溶液を、エッジランナーを稼動させながら上記チタン酸ストロンチウム微粒子に添加し、混合攪拌を行った。
次に、ジンクステアレート400質量部(商品名:SZ-PF:堺化学工業株式会社製)を、エッジランナーを稼動させながら15分間かけて添加し、混合攪拌を行い、メチルトリエトキシシラン被覆表面にジンクステアレートを付着させた後、110℃で60分間加熱処理を行い、脂肪酸金属塩被覆研磨剤(D)を得た。
当該微粒子の体積平均粒径は480nmであった。
−脂肪酸金属塩被覆研磨剤(E)の調製−
酸化アルミニウム微粒子(γ型:体積平均粒径0.1μm)を用いる以外は脂肪酸金属塩被覆研磨剤(A)と全く同様にして、脂肪酸金属塩被覆研磨剤微粒子(E)を得た。
当該微粒子の体積平均粒径は0.15μmであった。
−脂肪酸金属塩被覆研磨剤(F)の調製−
酸化セリウム微粒子(体積平均粒径1.0μm)を用いる以外は脂肪酸金属塩被覆研磨剤微粒子(A)と全く同様にして、脂肪酸金属塩被覆研磨剤微粒子(F)を得た。
当該微粒子の体積平均粒径は1300nmであった。
−樹脂微粒子分散液の調整−
スチレン460部,n-ブチルアクリレート142部,アクリル酸19部、ドデカンチオール29部四臭化炭素5部を混合して溶解したものを、非イオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製)7部及びアニオン性界面活性剤(ネオゲンSC:第一工業製薬(株)製)12部をイオン交換水660部に溶解したフラスコ中で乳化重合させ、15分間ゆっくり混合しながら、これに過硫酸アンモニウム5部を溶解したイオン交換水60部を投入した。窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、6時間そのまま乳化重合を継続した。その結果、160nmであり、Tg=52.3℃、重量平均分子量Mw=35,000の樹脂粒子が分散された樹脂微粒子分散液が得られた。この分散液の固形分濃度は45重量%であった。
−着色剤分散液(1)の調整−
カーボンブラック(モーガルL:キャボット製) 70部
ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製) 7部
イオン交換水 290部
以上の成分を混合して、溶解、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて15分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて分散処理して平均粒子径が230nmである着色剤(カーボンブラック)粒子が分散された着色剤分散剤(1)を調整した。
−着色剤分散液(2)の調整−
Cyan顔料B15:3 70部
ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製) 7部
イオン交換水 290部
以上の成分を混合して、溶解、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて15分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて分散処理して平均粒子径が245nmである着色剤(Cyan顔料)粒子が分散された着色剤分散剤(2)を調整した。
−着色剤分散液(3)の調整−
Magenta顔料R122 70部
ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製) 7部
イオン交換水 290部
以上の成分を混合して、溶解、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて15分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて分散処理して平均粒子径が230nmである着色剤(Magenta顔料)粒子が分散された着色剤分散剤(3)を調整した。
−着色分散液(4)の調整−
Yellow顔料Y180 70部
ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製) 7部
イオン交換水 290部
以上の成分を混合して、溶解、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて15分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて分散処理して平均粒子径が240nmである着色剤(Yellow顔料)粒子が分散された着色剤分散剤(4)を調整した。
−離型剤分散液−
パラフィンワックス(HNP0190:日本精蝋(株)製、融点85℃) 150部
カチオン性界面活性剤 (サニゾールB50:花王(株)製) 7部
イオン交換水 360部
以上の成分を、丸型ステンレス鋼製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15分間分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径が450nmである離型剤粒子が分散された離型剤分散液を調整した。
−トナー母粒子K1の調整−
樹脂微粒子分散液 234部
着色剤分散液(1) 30部
離型剤分散液 40部
ポリ水酸化アルミニウム(浅田化学社製、Paho2S) 0.5部
イオン交換水 600部
以上の成分を、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攪拌しながら40℃まで加熱した。40℃で30分保持した後、D50が4.3μm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56℃で1時間保持し、D50は5.2μmとなった。その後、この凝集体粒子を含む分散液に26重量部の樹脂微粒子分散液を追加した後、加熱用オイルバスの温度を50℃まで上げて30分間保持した。この凝集体粒子を含む分散液、1N水酸化ナトリウムを追加して、系のpHを7.0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攪拌を継続しながら80℃まで加熱し、4時間保持した。冷却後、このトナー母粒子を濾別し、イオン交換水で4回洗浄した後、凍結乾燥してトナー母粒子K1を得た。トナー母粒子K1のD50が5.9μm、平均形状係数ML2/Aは131であった。
<トナー母粒子Cの調整>
着色粒子分散液(1)のかわりに、着色粒子分散液(2)を用いる以外はK1と同様にしてトナー母粒子Cを得た。このトナー母粒子C1のD50は5.6μm,形状係数SF1は129であった。
<トナー母粒子Mの調整>
着色粒子分散液(1)のかわりに、着色粒子分散液(3)を用いる以外はK1と同様にしてトナー母粒子Mを得た。このトナー母粒子MのD50は5.8μm,形状係数SF1は135であった。
<トナー母粒子Yの調整>
着色粒子分散液(1)のかわりに、着色粒子分散液(4)を用いる以外はK1と同様にしてトナー母粒子Yを得た。このトナー母粒子Y1のD50は5.3μm,形状係数SF1は130であった。
<トナー母粒子K2の調整>
ポリエステル樹脂――――――――――――100部
(テレフタル酸-ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物-シクロヘキサンジメタノールから得られた線状ポリエステルでTg:62℃、Mn12000,Mw:32000)
カーボンブラック―――――――――――――4部
カルナウバワックス――――――――――――5部
上記混合物をエクストルーダで混練し、ジェットミルで粉砕した後、風力式分級機で分級し、平均粒子径5.9μm、形状係数SF1147のトナー母粒子K2を得た。
[キャリヤの製造]
フェライト粒子(体積平均粒径:50μm) 100部
トルエン 18部
スチレン/メタクリレート共重合体(成分比:85/15、Mw70000) 2部
カーボンブラック(R330:キャボット社製) 0.2部
まず、フェライト粒子を除く上記成分を10分間スターラーで撹拌させて、分散した被覆液を調整し、次に、この被覆液とフェライト粒子を真空脱気型ニーダーに入れて、60℃において30分撹拌した後、さらに加温しながら減圧して脱気し、乾燥させることによりキャリヤを得た。このキャリヤは、1000V/cmの印加電界時の体積固有抵抗値が1012Ωcmであった。
(実施例1)
上記トナー母粒子K1,C,M,Yのそれぞれ100部にルチル型酸化チタン(粒径20nm,n-デシルトリメトキシシラン処理)1.2部、シリカ(粒径40nm,シリコーンオイル処理,気相酸化法)2.0部,脂肪酸金属塩被覆研磨剤(A)0.5部を5Lヘンシェルミキサーで周速30m/s×12分間ブレンドを行った後、106μmの目開きのシーブを用いて粗大粒子を除去し、トナーを得た。また、キャリア100部とこのトナー8部をV−ブレンダーで、40rpm×20分間攪拌し、212μmの目開きを有するシーブで篩分することにより現像剤を得た。
[転写性/現像性/クリーニング性の評価]
上記現像剤を用い、中間転写体を有するタンデム機であるDocu Centre Color a450 (富士ゼロックス社製)改造機によって現像性/転写性/クリーニング性の評価を行った。方法としては5×2cmのソリッドパッチを現像させ、感光体上の現像像をテープ転写にてその重量(W1)を測定する。次に、同様のパッチを紙(J紙、富士ゼロックスオフィスサプライ社製)上に転写させ、その転写像の重量(W2)を測定する。(転写効率)=W2/W1×100(%)であり、これにより、高温高湿(30℃、75%RH)、低温低湿(15℃20%RH)のそれぞれの環境下にて、転写性を評価した。また、現像性はこの時のW1の量により評価した。初期の評価を表1に、2万枚複写後の評価を表2に示す。
なお、判断基準は以下の通りとした。
現像性 ○:4.0g/m2以上、△:3.5〜4.0g/m2、×:3.5g/m2g未満
転写性 ○:転写効率95%以上、△:転写効率82〜95%、×:転写効率82%未満
また、上記現像剤のうち、K1を用いた黒現像剤を用い、搬送ベルトを有しているDocu Centre 559CP(富士ゼロックス社製)改造機によって現像性/転写性/クリーニング性の評価を行った。評価方法は上記と全く同様にして実施し、初期の評価を表3に、2万枚複写後の評価を表4に示す。
(実施例2)
上記トナー母粒子K1 100部にアナターゼ型酸化チタン(粒径20nm,i−ブチルトリメトキシシラン処理)1部、シリカ(粒径120nm,HMDS処理,ゾルゲル法)1.5部,脂肪酸金属塩被覆研磨剤(B)0.8部を5Lヘンシェルミキサーで周速30m/s×12分間ブレンドを行った後、106μmの目開きのシーブを用いて粗大粒子を除去し、トナーを得た。
また、キャリア100部とこのトナー8部をV−ブレンダーで、40rpm×20分間攪拌し、212μmの目開きを有するシーブで篩分することにより現像剤を得た。
上記現像剤について、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1、2、3、4に示す。
(実施例3)
上記トナー母粒子K1 100部にアナターゼ型酸化チタン(粒径30nm,i−ブチルトリメトキシシラン処理)1.2部、シリカ(粒径120nm,HMDS処理,ゾルゲル法)1.5部,脂肪酸金属塩被覆研磨剤(C)1.3部を5Lヘンシェルミキサーで周速30m/s×12分間ブレンドを行った後、106μmの目開きのシーブを用いて粗大粒子を除去し、トナーを得た。
また、キャリア100部とこのトナー8部をV−ブレンダーで、40rpm×20分間攪拌し、212μmの目開きを有するシーブで篩分することにより現像剤を得た。
上記現像剤について、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1、2、3、4に示す。
(実施例4)
上記トナー母粒子K1 100部にアナターゼ型酸化チタン(粒径20nm,i−ブチルトリメトキシシラン処理)1部、シリカ(粒径120nm,HMDS処理,ゾルゲル法)1.5部,脂肪酸金属塩被覆研磨剤(D)0.3部を5Lヘンシェルミキサーで周速30m/s×12分間ブレンドを行った後、106μmの目開きのシーブを用いて粗大粒子を除去し、トナーを得た。
また、キャリア100部とこのトナー8部をV−ブレンダーで、40rpm×20分間攪拌し、212μmの目開きを有するシーブで篩分することにより現像剤を得た。
上記現像剤について、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1、2、3、4に示す。
(実施例5)
上記トナー母粒子K1の代わりにK2を用いる以外は実施例1と全く同様にしてトナー、現像剤を得た。
上記現像剤について、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1、2、3、4に示す。
(実施例6)
上記トナー母粒子K1 100部にルチル型酸化チタン(粒径20nm,n-デシルトリメトキシシラン処理)1.2部,脂肪酸金属塩被覆研磨剤(A)0.5部を5Lヘンシェルミキサーで周速30m/s×12分間ブレンドを行った後、106μmの目開きのシーブを用いて粗大粒子を除去し、トナーを得た。また、キャリア100部とこのトナー8部をV−ブレンダーで、40rpm×20分間攪拌し、212μmの目開きを有するシーブで篩分することにより現像剤を得た。
上記現像剤について、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1、2、3、4に示す。
(比較例1)
上記トナー母粒子K1を用いて脂肪酸金属塩被覆研磨剤(A)の代わりに脂肪酸金属塩被覆研磨剤(E)を用いる以外は実施例1と全く同様にしてトナー、現像剤を得た。
上記現像剤について、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1、2、3、4に示す。
(比較例2)
上記トナー母粒子K1を用いて脂肪酸金属塩被覆研磨剤(A)の代わりに脂肪酸金属塩被覆研磨剤(F)を用いる以外は実施例1と全く同様にしてトナー、現像剤を得た。
上記現像剤について、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1、2、3、4に示す。
(比較例3)
上記トナー母粒子K1を用いて脂肪酸金属塩被覆研磨剤(A)の代わりに未処理の酸化セリウム微粒子(体積平均粒径0.6μm)を用いる以外は実施例1と全く同様にしてトナー、現像剤を得た。
上記現像剤について、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1、2、3、4に示す。
(比較例4)
上記トナー母粒子K1 100部にルチル型酸化チタン(粒径20nm,n-デシルトリメトキシシラン処理)1.2部、シリカ(粒径40nm,シリコーンオイル処理,気相酸化法)2.0部,未処理の酸化セリウム微粒子(体積平均1次粒径0.6μm)0.5部、ジンクステアレート0.2部を5Lヘンシェルミキサーで周速30m/s×12分間ブレンドを行った後、106μmの目開きのシーブを用いて粗大粒子を除去し、トナーを得た。また、キャリア100部とこのトナー8部をV−ブレンダーで、40rpm×20分間攪拌し、212μmの目開きを有するシーブで篩分することにより現像剤を得た。
上記現像剤について、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1、2、3及び4に示す。
表1に示すように、Docu Centre Color a450を用いた初期評価の結果は、実施例1〜6、及び比較例1〜4共に、高温高湿下も低温低湿下も画質及びクリーニング性に特に問題は見られなかった。
表2に示すように、2万枚複写後の評価によれば、実施例1〜6に画質及びクリーニング性に特に問題は見られず、クリーニングブレードの損傷も認められなかった(○の評価)が、比較例1〜4は、感光体及び/又は中間転写体にクリーニング不良の発生やクリーニングブレードの損傷が認められた(×印の評価)。
Docu Centre 559CPに変更した結果も同様であった。すなわち、表3に示すように、初期評価の結果は、実施例1〜6、及び比較例1〜4共に、高温高湿下も低温低湿下も画質及びクリーニング性に特に問題は見られなかった。
しかしながら、2万枚複写後評価は、表4に示すように、実施例1〜6に画質及びクリーニング性に特に問題は見られず、クリーニングブレードの損傷も認められなかった(○の評価)が、比較例1〜4は、感光体及び/又は中間転写体にクリーニング不良の発生やクリーニングブレードの損傷が認められた(×印の評価)。
Figure 2006267311
Figure 2006267311
Figure 2006267311
Figure 2006267311
本発明において用いられる画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
符号の説明
1Y、1M、1C、1K 感光体ドラム(潜像担持体)
3Y、3M、3C、3K 潜像形成手段
4Y、4M、4C、4K 現像器
5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール
6Y、6M、6C、6K クリーニング手段
11 駆動ロール
12 支持ロール
13 バックアップロール
14 二次転写ロール
15 中間転写ベルト
16 被転写体
17 清掃部材
18 定着器
20Y,20M,20C,20K 帯電器(帯電手段)
40Y,40M,40C,40K 現像ユニット

Claims (5)

  1. 結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有する静電荷像現像用トナーであって、
    該トナー粒子の形状係数SF1が110〜140であり、
    該トナーは体積平均粒径の異なる2以上の外添剤粒子を含有しており、
    該外添剤粒子のうち最大の体積平均粒径を有する最大粒径外添剤が無機酸化物粒子であり、
    該無機酸化物粒子の体積平均粒径が200nm以上1,000nm以下であり、
    該無機酸化物粒子の含有量が該トナーに対して0.05重量%以上3重量%以下であり、
    該無機酸化物粒子の表面が脂肪酸金属塩で被覆されていることを特徴とする
    静電荷像現像用トナー。
  2. 前記体積平均粒径が異なる2以上の外添剤粒子のうち、
    最小の体積平均粒径を有する最小粒径外添剤が無機酸化物粒子であり、
    該無機酸化物粒子の体積平均粒径が5nm以上30nm未満である、
    請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
  3. キャリヤとトナーとからなる静電荷像現像用現像剤であって、
    該キャリヤは芯材表面にマトリックス樹脂中に導電材料が分散含有された樹脂被覆層を有し、
    該トナーが請求項1記載のトナーであることを特徴とする
    静電荷像現像用現像剤。
  4. 静電荷像担持体上に静電荷像を形成する静電荷像形成工程、
    前記静電荷像を現像剤により現像してトナー画像を形成する現像工程、
    色の異なる複数の前記トナー画像を同じ中間転写体上に転写する転写工程、
    複数の前記トナー画像を一度に記録体に転写する工程、及び
    転写された前記トナー画像を記録体表面に定着する定着工程、を有する画像形成方法であって、
    前記現像剤が請求項1に記載の静電荷像現像用トナー又は請求項3に記載の静電荷像現像剤であることを特徴とする画像形成方法。
  5. 静電荷像担持体上に静電荷像を形成する静電荷像形成工程、
    前記静電荷像を現像剤により現像してトナー画像を形成する現像工程、
    色の異なる複数の前記トナー画像を順次転写ベルトにより搬送された記録体上に転写する転写工程、及び、
    転写された前記トナー画像を記録体表面に定着する定着工程、を有する画像形成方法であって、
    前記現像剤が請求項1に記載の静電荷像現像用トナー又は請求項3に記載の静電荷像現像剤であることを特徴とする画像形成方法。
JP2005082942A 2005-03-23 2005-03-23 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用現像剤及び画像形成方法 Pending JP2006267311A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005082942A JP2006267311A (ja) 2005-03-23 2005-03-23 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用現像剤及び画像形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005082942A JP2006267311A (ja) 2005-03-23 2005-03-23 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用現像剤及び画像形成方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006267311A true JP2006267311A (ja) 2006-10-05

Family

ID=37203397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005082942A Pending JP2006267311A (ja) 2005-03-23 2005-03-23 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用現像剤及び画像形成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006267311A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010020054A (ja) * 2008-07-10 2010-01-28 Canon Inc 画像形成装置
US8190077B2 (en) * 2008-06-16 2012-05-29 Ricoh Company, Ltd. Cleaning device and image forming apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8190077B2 (en) * 2008-06-16 2012-05-29 Ricoh Company, Ltd. Cleaning device and image forming apparatus
JP2010020054A (ja) * 2008-07-10 2010-01-28 Canon Inc 画像形成装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4076681B2 (ja) 静電潜像現像用トナーの製造方法
JP3885556B2 (ja) 画像形成方法、該方法に用いる補給用トナーおよびその製造方法、並びにキャリア含有トナーカートリッジ
JP4148033B2 (ja) 静電潜像現像用トナー、静電潜像現像剤、及び画像形成方法
US6929893B2 (en) Electrostatic image dry toner composition, developer for developing electrostatic latent image and image forming method
JP4708922B2 (ja) 画像形成装置
JP2002072799A (ja) 潜像担持体用クリーニングブレード、並びに、画像形成装置および画像形成方法
JP2006106801A (ja) 静電潜像現像用トナー、その製造方法、静電潜像現像用現像剤、及び画像形成方法
JP4103556B2 (ja) 静電荷像乾式トナー組成物、その製造方法、現像剤、及び画像形成方法
JP3575203B2 (ja) 静電荷像現像剤、画像形成方法及び画像形成装置
JP2002236384A (ja) 電子写真用現像剤及び画像形成方法
JP4032900B2 (ja) 静電荷像乾式トナー組成物、静電潜像現像用現像剤及び画像形成方法
JP4113304B2 (ja) 画像形成方法、トナー、及び、画像形成装置
JP4269940B2 (ja) 画像形成方法、該方法に用いる補給用現像剤、並びに現像剤補給用カートリッジ
JP3758481B2 (ja) 画像形成装置および画像形成方法
JP2005195755A5 (ja)
JP2004109909A (ja) 静電荷像乾式トナー組成物、静電潜像現像用現像剤及び画像形成方法
JP4042508B2 (ja) 静電荷像乾式トナー組成物、静電潜像現像用現像剤及び画像形成方法
JP2008070719A (ja) 静電潜像現像用トナー、画像形成装置およびプロセスカートリッジ
JP4010213B2 (ja) 静電荷像乾式トナー組成物、静電潜像現像用現像剤及び画像形成方法
JP2006267311A (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用現像剤及び画像形成方法
JP3882508B2 (ja) 電子写真用トナー及び画像形成方法
JP4092995B2 (ja) 静電荷像乾式トナー組成物、静電潜像現像用現像剤及び画像形成方法
JP4141002B2 (ja) 画像形成方法
JP2001075309A (ja) 非磁性1成分系ブラックトナー
JP2005202132A (ja) 静電潜像現像用トナー、静電潜像現像用現像剤、及び、それを用いた画像形成方法