JP2007108694A - トナー及びその製造方法、並びに現像剤、トナー入り容器、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
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Abstract
【解決手段】超臨界流体及び亜臨界流体の少なくともいずれか中で、少なくとも重合性モノマーを重合させてトナーを造粒し、前記超臨界流体及び亜臨界流体の少なくともいずれかが、フッ素系界面活性剤を含有し、前記重合性モノマーの重合物が、前記超臨界流体及び亜臨界流体の少なくともいずれかに不溶であるトナーの製造方法及び該製造方法により製造されたトナーである。
【選択図】図1
Description
前記乳化分散法は、ポリマーなどを含むトナー材料と水系媒体とを混合し、乳化乃至分散させることにより油滴を形成させてトナーを製造する方法である(特許文献1、及び特許文献2参照)。また、前記溶解懸濁法は、結着樹脂を該結着樹脂が溶解可能な有機溶媒中に添加してなる油性成分を水性成分中で懸濁させて、粒子化し、懸濁液を調製する工程と、懸濁液から有機溶媒を除去する工程とを有する方法である(特許文献3参照)。
前記課題を改良するため、例えば特許文献5、特許文献6、及び特許文献7では、超臨界流体中で樹脂を溶解するのではなく、予め溶融混練した着色樹脂を不溶解の状態で分散剤を用い、剪断力を与えて粒子化する方法を提案している。しかし、これらの方法では、材料選択の幅は広がるが、粒径分布が広くなるという欠点があり、特に最近のトナーで要求される高精細な画像を得るためには、粒径分布が広いことは致命的な欠点となる。
<1> 超臨界流体及び亜臨界流体の少なくともいずれか中で、少なくとも重合性モノマーを重合させてトナーを造粒するトナーの製造方法であって、
前記超臨界流体及び亜臨界流体の少なくともいずれかがフッ素系界面活性剤を含有し、
前記重合性モノマーの重合物が、前記超臨界流体及び亜臨界流体の少なくともいずれかに不溶であることを特徴とするトナーの製造方法である。
<2> 超臨界流体及び亜臨界流体の少なくともいずれかが、少なくとも二酸化炭素を含む前記<1>に記載のトナーの製造方法である。
<3> フッ素系界面活性剤が、下記一般式(1)で表される構成単位を有する化合物である前記<1>から<2>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<4> 一般式(1)におけるRfが炭素数4〜20のパーフルオロアルキル基を表し、R1が水素原子、R2がメチレン基、及びRfがC7F15を同時に満たす場合を除く前記<3>に記載のトナーの製造方法である。
<5> フッ素系界面活性剤中の一般式(1)で表される構成単位の組成比率が、1〜100モル%である前記<3>から<4>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<6> フッ素系界面活性剤が、下記一般式(2)で表される化合物を含有する前記<1>から<2>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<7> フッ素系界面活性剤が、下記一般式(2)で表される化合物を反応させることにより得られる化合物である前記<1>から<2>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<8> 一般式(2)におけるRfが炭素数4〜20のパーフルオロアルキル基を表し、R1が水素原子、R2がメチレン基、及びRfがC7F15を同時に満たす場合を除く前記<6>から<7>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<9> 反応が、超臨界二酸化炭素中で行われる前記<7>から<8>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<10> 反応が、塊状重合及びリビングラジカル重合のいずれかである前記<7>から<9>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<11> フッ素系界面活性剤の質量平均分子量が、400〜1000万である前記<1>から<10>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<12> フッ素系界面活性剤の含有量が、重合性モノマー100質量部に対し0.01〜50質量部である前記<1>から<11>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<13> 8〜100MPaの加圧下で重合性モノマーを重合する前記<1>から<12>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<14> 30〜150℃の加熱下で重合性モノマーを重合する前記<1>から<13>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<15> 超臨界流体及び亜臨界流体の少なくともいずれか中に、離型剤を含有する前記<1>から<14>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<16> 前記<1>から<15>のいずれかに記載のトナーの製造方法により製造されることを特徴とするトナーである。
<17> 質量平均粒径が3〜10μmであり、該質量平均粒径と個数平均粒径との比(質量平均粒径/個数平均粒径)が1.00〜1.25である前記<16>に記載のトナーである。
<18> 帯電制御剤を含有する前記<16>から<17>のいずれかに記載のトナーである。
<19> 前記<16>から<18>のいずれかに記載のトナーを含有することを特徴とする現像剤である。
<20> キャリアを更に含有する前記<19>に記載の現像剤である。
<21> 前記<16>から<18>のいずれかに記載のトナーが充填されてなることを特徴とするトナー入り容器である。
<22> 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に前記<16>から<18>のいずれかに記載のトナーで静電潜像を現像して可視像を形成する現像手段を少なくとも有し、画像形成装置本体に着脱可能であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
<23> 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を前記<16>から<18>のいずれかに記載のトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された転写像を定着する定着工程とを少なくとも含むことを特徴とする画像形成方法である。
<24> 交互電界を印加して、前記像担持体に担持された静電潜像を現像することを特徴とする前記<23>に記載の画像形成方法である。
<25> 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像を前記<16>から<18>のいずれかに記載のトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有することを特徴とする画像形成装置である。
<26> 像担持体は、有機感光体又はアモルファスシリコン感光体である前記<25>に記載の画像形成装置である。
<27> 発熱体を具備する加熱体と、該加熱体と接触するフィルムと、該フィルムを介して該加熱体と圧接する加圧部材を有し、該フィルムと該加圧部材の間に前記可視像が転写された記録媒体を通過させて加熱定着する定着手段を有する前記<25>から<26>のいずれかに記載の画像形成装置である。
前記超臨界流体及び亜臨界流体の少なくともいずれかが、フッ素系界面活性剤を含有し、前記重合性モノマーの重合物が、前記超臨界流体及び亜臨界流体の少なくともいずれかに不溶である。
本発明のトナーの製造方法においては、水系媒体の代わりに超臨界流体及び亜臨界流体の少なくともいずれかを用い、該超臨界流体及び亜臨界流体の少なくともいずれか中で、重合性モノマーの重合と、トナーへの造粒を行うことによって、シャープな粒度分布を有し、帯電性能等のトナー特性が良好であり、かつ低コスト、低環境負荷であるトナーを効率よく製造することができる。
本発明のトナーは、本発明のトナーの製造方法により製造される。
本発明のトナーの製造方法は、超臨界流体及び亜臨界流体の少なくともいずれか中で、少なくとも重合性モノマーを重合させてトナーを造粒する工程を含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
前記超臨界流体及び亜臨界流体の少なくともいずれかが、フッ素系界面活性剤を含有し、前記重合性モノマーの重合物が、前記超臨界流体及び亜臨界流体の少なくともいずれかに不溶である。
以下、本発明のトナーの製造方法の説明を通じて、本発明のトナーの詳細についても明らかにする。
前記フッ素系ビニルモノマーを重合することにより得られる重合体(単独重合体又は共重合体)としては、前記フッ素系モノマーの単独重合体、前記フッ素系モノマーとその他の重合性モノマーとの共重合体などが挙げられる。前記その他のモノマーとしては、例えばビニルモノマー、スチレン、アクリル酸メチル、ジビニルベンゼン、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシルなどが挙げられる。
R2は、炭素数が1〜4の置換又は無置換のアルキレン基であり、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、2−ヒドロキシプロピレン基、ブチレン基、2−ヒドロキシブチレン基等が挙げられる。
Rfは、炭素数が1〜20のパーフルオロアルキル基が好ましく、炭素数4〜20のパーフルオロアルキル基がより好ましい。
なお、前記一般式(1)及び(2)において、R1が水素原子、R2がメチレン基、及びRfがC7F15を同時に満たす場合は除かれる。
−塊状重合−
前記塊状重合としては、(1)減圧下、常圧下、又は加圧下、窒素等の不活性ガス雰囲気下の反応容器内で、重合性モノマーを含有する単量体組成物を加熱することにより重合性モノマーから発生する熱ラジカルにより重合が開始するものと、(2)減圧下、常圧下、又は加圧下、窒素等の不活性ガス雰囲気下の反応容器内で、ラジカル重合開始剤を重合性モノマーを含有する単量体組成物に添加し、該ラジカル重合開始剤から発生するラジカルにより重合が開始するものとがある。
前記ラジカル重合開始剤の添加量が少なくなると、重合初期に殆ど使われてしまい、重合が完結しにくくなり、一方、多くなると、ラジカル発生量が多くなり充分な分子量の重合体が得られにくくなるため、前記重合性モノマー100質量部に対し、0.01〜2質量部が好ましく、0.01〜1.5質量部がより好ましい。また、この際の重合温度は、50〜220℃が好ましく、80〜150℃がより好ましい。
前記連鎖移動剤の添加量は、前記重合性モノマー100質量部に対し0.01〜1質量部が好ましく、0.05〜0.5質量部がより好ましい。前記添加量が0.01質量部未満であると、重合系の粘度が高くなるために製造しにくくなることがあり、1質量部を超えると、得られる重合体の分子量が低下することがある。
前記リビングラジカル重合法は、TEMPO(2,2,6,6−tetramethylpiperidinyl-1-oxy)法、ヨウ素移動重合法の2つのリビングラジカル重合法を用いるのが好ましい。TEMPO法については、M.K.GeorgesらによるTrends Polym.Sci.,2巻、66ページ(1994年)の報告を参照することができる。また、前記ヨウ素移動重合法については、M.Tatemotoによる高分子論文集、49巻、765ページ(1992年)の報告を参照することができる。
前記TEMPO法では、一般に安定なニトロキシフリーラジカル(=N−O・)をラジカルキャッピング剤として用いる。このような化合物類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば2,2,6,6−置換−1−ピペリジニルオキシラジカル、2,2,5,5−置換−1−ピロリジニルオキシラジカル、環状ヒドロキシアミンからのニトロキシフリーラジカルなどが挙げられる。前記置換基としてはメチル基やエチル基等の炭素数4以下のアルキル基が好適である。
前記ニトロキシフリーラジカル化合物としては、例えば、2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシラジカル(TEMPO)、2,2,6,6−テトラエチル−1−ピペリジニルオキシラジカル、2,2,6,6−テトラメチル−4−オキソ−1−ピペリジニルオキシラジカル、2,2,5,5−テトラメチル−1−ピロリジニルオキシラジカル、1,1,3,3−テトラメチル−2−イソインドリニルオキシラジカル、N,N−ジ−t−ブチルアミンオキシラジカルなどが挙げられる。なお、ニトロキシフリーラジカルの代わりに、ガルビノキシル(galvinoxyl)フリーラジカル等の安定なフリーラジカルを用いることもできる。
前記熱ラジカル発生剤としては、特に制限はなく、種々の化合物を使用することができるが、重合温度条件下で、ラジカルを発生しうるパーオキシドやアゾ化合物が好ましい。
前記パーオキシドとしては、例えばベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド等のジアシルパーオキシド類;ジクミルパーオキシド、ジ−t−ブチルパーオキシド等のジアルキルパーオキシド類;ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート等のパーオキシカーボネート類;t−ブチルパーオキシオクトエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート等のアルキルパーエステル類等が挙げられる。これらの中でも、ベンゾイルパーオキシドが特に好ましい。
前記アゾ化合物としては、例えば2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、2,2′−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビス−(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、アゾビスイソ酪酸ジメチルなどが挙げられる。これらの中でも、アゾビスイソ酪酸ジメチルが特に好ましい。
また、上記重合における反応温度は、40〜150℃が好ましく、50〜130℃がより好ましい。また、反応時間は、1〜96時間が好ましく、1〜72時間がより好ましい
−サンプル調製方法−
CF3COONaが5mMになるように調整したHFIP(ヘキサフルオロプロパノール)溶液を使用し、測定試料を0.15質量%の濃度になるように溶解させる。
−測定条件−
・装置:HLC−8220−GPC(東ソー社製)
・カラム:TSK−gel GMH HR−M(東ソー社製)
・温度:40℃
・溶媒:HFIP(ヘキサフルオロプロパノール)
・流速:0.2ml/分
・試料:濃度0.15質量%の試料を10μl注入
以上の条件で測定したフッ素系界面活性剤の分子量分布から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、フッ素系界面活性剤の質量平均分子量を算出することができる。
前記重合開始剤は、重合性モノマー100質量部に対して、0.1〜10質量部添加することが好ましい。
次に、V1及びV3を開け、背圧弁で重合造粒装置全体の圧力を制御しながら、CO2ボンベより液化CO2を加圧ポンプ1にて耐圧反応セルに導入する。またこの時、同時に温調ジャケットにて耐圧反応セル内の温度の制御も行う。
耐圧反応セル内を攪拌しながら、温度、圧力を65℃、30MPaに調整し、温度、圧力が安定した後、V1及びV3を閉じて40時間反応を行う。反応終了後、V3を開き、耐圧反応セル内の温度、圧力を温調ジャケットと背圧弁を制御しながら、25℃、大気圧になるまで、徐々に降温、減圧を行うこと目的の重合物が得られる。
このとき、上記超臨界流体二酸化炭素及び超臨界二酸化炭素中に溶解していた成分については、図示していない回収機構により回収され、更に図示していない分別装置により二酸化炭素と回収組成物とに互いに分離され、それぞれ再利用される。
・装置:GPC−150C(ウォーターズ社製)
・カラム:KF801〜807(ショウデックス社製)
・温度:40℃
・溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
・流速:1.0ml/分
・試料:濃度0.05〜0.6質量%の試料を0.1ml注入
以上の条件で測定した結着樹脂の分子量分布から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、結着樹脂の数平均分子量及び質量平均分子量を算出することができる。
〔測定条件〕
・サンプル容器:アルミニウム製サンプルパン(フタあり)
・サンプル量:5mg
・リファレンス:アルミニウム製サンプルパン(アルミナ10mg)
・雰囲気:窒素(流量50ml/min)
・温度条件
開始温度:20℃
昇温速度:10℃/min
終了温度:150℃
保持時間:なし
降温温度:10℃/min
終了温度:20℃
保持時間:なし
昇温速度:10℃/min
終了温度:150℃
測定した結果は、前記島津製作所製データ解析ソフト(TA−60、バージョン1.52)を用いて解析を行う。解析方法は2度目の昇温のDSC微分曲線であるDrDSC曲線から同装置内のガラス転移点解析機能を用いてガラス転移温度を求める。本発明ではガラス転移温度としては、ガラス転移し始める最初のショルダー部分の温度をガラス転移温度とした。
なお、前記結着樹脂に対する染料の質量比は、着色度に応じて適宜選択することができるが、前記結着樹脂100質量部に対し1〜50質量部が好ましい。
前記無機粒子の一次粒子径は、5nm〜2μmが好ましく、5nm〜500nmがより好ましい。また、前記無機粒子のBET法による比表面積は、20〜500m2/gが好ましい。
前記無機粒子の前記トナー中の含有量は、0.01〜5.0質量%が好ましく、0.01〜2.0質量%が更に好ましい。なお、無機粒子は、トナーの外添剤として好適に使用することができる。
前記画像濃度が、1.90未満であると、画像濃度が低く、高画質が得られないことがある。
前記画像濃度は、例えば、imagio Neo 450(株式会社リコー製)を用いて、複写紙(TYPE6000<70W>、株式会社リコー製)に現像剤の付着量が1.00±0.05mg/cm2のベタ画像を定着ローラの表面温度が160±2℃で形成し、得られたベタ画像における任意の6箇所の画像濃度を、分光計(X−ライト社製、938 スペクトロデンシトメータ)を用いて測定し、その平均値を算出することにより、測定することができる。
前記平均円形度が、0.900未満であると、満足できる転写性やチリのない高画質画像が得られないことがあり、0.980を超えると、ブレードクリーニングなどを採用している画像形成システムでは、感光体上及び転写ベルトなどのクリーニング不良が発生し、画像上の汚れ、例えば、写真画像等の画像面積率の高い画像形成の場合において、給紙不良等で未転写の画像を形成したトナーが感光体上に転写残トナーとなって蓄積した画像の地汚れが発生してしまうことがあり、あるいは、感光体を接触帯電させる帯電ローラ等を汚染してしまい、本来の帯電能力を発揮できなくなってしまうことがある。
測定は、フィルターを通して微細なごみを取り除き、その結果として10−3cm3の水中に測定範囲(例えば、円相当径0.60μm以上、159.21μm未満)の粒子数が20個以下の水10ml中にノニオン系界面活性剤(好ましくは和光純薬株式会社製コンタミノンN)を数滴加え、更に、測定試料を5mg加え、超音波分散器(SMT社製、UH−50)で20kHz,50W/10cm3の条件で1分間分散処理を行い、更に、合計5分間の分散処理を行い測定試料の粒子濃度が4,000〜8,000個/10−3cm3(測定円相当径範囲の粒子を対象として)の試料分散液を用いて、0.60μm以上、159.21μm未満の円相当径を有する粒子の粒度分布を測定する。
試料分散液は、フラットで偏平な透明フローセル(厚み約200μm)の流路(流れ方向に沿って広がっている)を通過させる。フローセルの厚みに対して交差して通過する光路を形成するために、ストロボとCCDカメラが、フローセルに対して、相互に反対側に位置するように装着される。試料分散液が流れている間に、ストロボ光がフローセルを流れている粒子の画像を得るために1/30秒間隔で照射され、その結果、それぞれの粒子は、フローセルに平行一定範囲を有する2次元画像として撮影される。それぞれの粒子の2次元画像の面積から、同一の面積を有する円の直径を円相当径として算出する。
約1分間で、1,200個以上の粒子の円相当径を測定することができ、円相当径分布に基づく数及び規定された円相当径を有する粒子の割合(個数%)を測定できる。結果(頻度%及び累積%)は、0.06〜400μmの範囲を226チャンネル(1オクターブに対し30チャンネルに分割)に分割して得ることができる。実際の測定では、円相当径が0.60μm以上、159.21μm未満の範囲で粒子の測定を行う。
前記質量平均粒径が、3μm未満であると、二成分現像剤では現像装置における長期の撹拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させることがあり、また、一成分現像剤では、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するため、ブレード等の部材へのトナー融着が発生し易くなることがあり、10μmを超えると、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなり、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなることがある。
前記質量平均粒径と個数平均粒径との比(質量平均粒径/個数平均粒径)が、1.25を超えると、二成分現像剤では、現像装置における長期の撹拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させることがあり、また、一成分現像剤では、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーが薄層化し、ブレード等の部材へのトナー融着が発生し易くなることがあり、また、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなり、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなることがある。
本発明の現像剤は、本発明の前記トナーを少なくとも含有してなり、キャリアなどの適宜選択したその他の成分を含有してなる。該現像剤としては、一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよいが、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンタ等に使用する場合には、寿命向上等の点で前記二成分現像剤が好ましい。
本発明の前記トナーを用いた前記一成分現像剤の場合、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なく、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するためのブレード等の部材へのトナーの融着がなく、現像装置の長期の使用(撹拌)においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。また、本発明の前記トナーを用いた前記二成分現像剤の場合、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー径の変動が少なく、現像装置における長期の撹拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
前記キャリアとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、芯材と、該芯材を被覆する樹脂層とを有するものが好ましい。
前記平均粒径(体積平均粒径(D50))が、10μm未満であると、キャリア粒子の分布において、微粉系が多くなり、1粒子当たりの磁化が低くなってキャリア飛散を生じることがあり、150μmを超えると、比表面積が低下し、トナーの飛散が生じることがあり、ベタ部分の多いフルカラーでは、特にベタ部の再現が悪くなることがある。
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、セルソルブ、ブチルアセテート、などが挙げられる。
前記焼付としては、特に制限はなく、外部加熱方式であってもよいし、内部加熱方式であってもよく、例えば、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉等を用いる方法、マイクロウエーブを用いる方法、などが挙げられる。
前記現像剤は、磁性一成分現像方法、非磁性一成分現像方法、二成分現像方法等の公知の各種電子写真法による画像形成に好適に用いることができ、以下の本発明の前記トナー入り容器、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法に特に好適に用いることができる。
本発明のトナー入り容器は、本発明の前記トナー乃至前記現像剤を容器中に収容してなる。
前記容器としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、トナー入り容器本体とキャップとを有してなるもの、などが好適に挙げられる。
前記トナー入り容器本体としては、その大きさ、形状、構造、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記形状としては、円筒状などが好ましく、内周面にスパイラル状の凹凸が形成され、回転させることにより内容物であるトナーが排出口側に移行可能であり、かつ該スパイラル部の一部又は全部が蛇腹機能を有しているもの、などが特に好ましい。
前記トナー入り容器本体の材質としては、特に制限はなく、寸法精度がよいものが好ましく、例えば、樹脂が好適に挙げられ、その中でも、例えば、ポリエステル樹脂,ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアクリル酸、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂、ポリアセタール樹脂、などが好適に挙げられる。
前記トナー入り容器は、保存、搬送等が容易であり、取扱性に優れ、後述するプロセスカートリッジ、画像形成装置等に、着脱可能に取り付けてトナーの補給に好適に使用することができる。
本発明のプロセスカートリッジは、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に担持された静電潜像を、本発明の前記トナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段とを、少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段を有してなる。
前記プロセスカートリッジは、画像形成装置本体に着脱可能であり、利便性に優れたものである。
前記現像手段としては、本発明の前記トナー乃至前記現像剤を収容する現像剤収容器と、該現像剤収容器内に収容されたトナー乃至現像剤を担持しかつ搬送する現像剤担持体とを、少なくとも有してなり、更に、担持させるトナー層厚を規制するための層厚規制部材等を有していてもよい。
次に、図2に示すプロセスカートリッジによる画像形成プロセスについて示すと、静電潜像担持体101は、矢印方向に回転しながら、帯電手段102による帯電、露光手段(不図示)による露光103により、その表面に露光像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段104で現像され、得られた可視像は転写手段108により、記録媒体105に転写され、プリントアウトされる。次いで、像転写後の静電潜像担持体表面は、クリーニング手段107によりクリーニングされ、更に除電手段(不図示)により除電されて、再び、以上の操作を繰り返すものである。
本発明の画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程等を含む。
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、静電潜像形成手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
前記静電潜像担持体(以下、「電子写真感光体」、「感光体」と称することがある)としては、その材質、形状、構造、大きさ、等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、その形状としてはドラム状が好適に挙げられ、その材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体、などが挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点でアモルファスシリコン等が好ましい。
前記帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、などが挙げられる。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、などの各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記現像工程は、前記静電潜像を、本発明の前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像して可視像を形成する工程である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を本発明の前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、本発明の前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、本発明の前記トナー乃至現像剤を収容し、前記静電潜像に該トナー乃至該現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられ、前記トナー入り容器を備えた現像器などがより好ましい。
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記静電潜像担持体(感光体)を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
前記転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器、などが挙げられる。
なお、前記記録媒体としては、特に制限はなく、公知の記録媒体(記録紙)の中から適宜選択することができる。
前記定着装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の加熱加圧手段が好適である。前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組合せ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組合せ、などが挙げられる。
前記加熱加圧手段における加熱は、通常、80〜200℃が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着工程及び定着手段と共にあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体上に残留する前記電子写真トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
複写装置本体150には、無端ベルト状の中間転写体50が中央部に設けられている。そして、中間転写体50は、支持ローラ14、15及び16に張架され、図5中、時計回りに回転可能とされている。支持ローラ15の近傍には、中間転写体50上の残留トナーを除去するための中間転写体クリーニング装置17が配置されている。支持ローラ14と支持ローラ15とにより張架された中間転写体50には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4つの画像形成手段18が対向して並置されたタンデム型現像器120が配置されている。タンデム型現像器120の近傍には、露光装置21が配置されている。中間転写体50における、タンデム型現像器120が配置された側とは反対側には、二次転写装置22が配置されている。二次転写装置22においては、無端ベルトである二次転写ベルト24が一対のローラ23に張架されており、二次転写ベルト24上を搬送される転写紙と中間転写体50とは互いに接触可能である。二次転写装置22の近傍には定着装置25が配置されている。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26と、これに押圧されて配置された加圧ローラ27とを備えている。
なお、タンデム画像形成装置においては、二次転写装置22及び定着装置25の近傍に、転写紙の両面に画像形成を行うために該転写紙を反転させるためのシート反転装置28が配置されている。
−フッ素系界面活性剤1の合成−
1,1−ジハイドロパーフルオロオクチルアクリレート500質量部、及びV−65(和光純薬株式会社製、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)25質量部を、攪拌機のついた耐圧反応セル(内容積:1,000ml)内に投入し、超臨界流体として二酸化炭素を選択し、該二酸化炭素を供給ボンベにより前記耐圧反応セル内に供給し、加圧ポンプと温度調節器で20MPa、65℃に調節し、攪拌しながら24時間反応を行った。反応終了後、0℃まで温度を下げ、背圧弁を使用して大気圧まで圧力を下げ、フッ素系界面活性剤1を得た。
得られたフッ素系界面活性剤1について、以下のようにして測定した質量平均分子量は、15,000であった。
フッ素系界面活性剤の質量平均分子量は、GPC(gel permeation chromatography)によって以下の条件でサンプル調製と測定を行った。
−サンプル調製方法−
CF3COONaが5mMになるように調整したHFIP(ヘキサフルオロプロパノール)溶液を使用し、測定試料を0.15質量%の濃度になるように溶解した。
−測定条件−
・装置:HLC−8220−GPC(東ソー社製)
・カラム:TSK−gel GMH HR−M(東ソー社製)
・温度:40℃
・溶媒:HFIP(ヘキサフルオロプロパノール)
・流速:0.2ml/分
・試料:濃度0.15質量%の試料を10μl注入
以上の条件で測定したフッ素系界面活性剤の分子量分布から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、フッ素系界面活性剤の質量平均分子量を算出した。
−フッ素系界面活性剤2の合成−
1,1−ジハイドロパーフルオロオクチルアクリレート250質量部、スチレン250質量部、及びAIBN(和光純薬株式会社製、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル)2質量部を、攪拌機のついた耐圧反応セル(内容積:1,000ml)内に投入し、超臨界流体として二酸化炭素を選択し、該二酸化炭素を供給ボンベにより前記耐圧反応セル内に供給し、加圧ポンプと温度調節器で30MPa、85℃に調節し、24時間反応を行った。反応終了後、0℃まで温度を下げ、背圧弁を使用して大気圧まで圧力を下げ、フッ素系界面活性剤2を得た。
得られたフッ素系界面活性剤2について、合成例1と同様にして測定した質量平均分子量は、140,000であった。
−フッ素系界面活性剤3〜13の合成−
フッ素系モノマー及び共重合モノマーを表1及び表2に示したものに変更した以外は、合成例2と同様にして、フッ素系界面活性剤3〜13(化合物例3〜13)を合成した。得られたフッ素系界面活性剤3〜13について、合成例1と同様にして測定した質量平均分子量は、表1及び表2に示した。
−塊状(バルク)重合によるフッ素系界面活性剤14の合成−
2−(パーフルオロオクチル)エチルアクリレート100質量部、及びAIBN(和光純薬株式会社製、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル)0.2質量部を攪拌子の入った凍結用アンプル(ガラス製)に入れ、真空ポンプでアンプル内を脱気しながら、(1)液体窒素の入ったデュワービンで凍結させた後、(2)常温へもどし解凍した。この(1)から(2)の操作を20回ほど繰り返し、凍結アンプル内の脱気を行った後、アンプル上部をバーナーで加熱溶融させて封止した。これを120℃のオイルバス内に入れて、アンプル内を攪拌しながら72時間反応を行った。反応終了後、常温まで冷却し、アンプル上部を切開してヘキサフルオロベンゼン500質量部を入れ、反応物を溶解させた。これをメタノール10,000質量部に滴下して再沈精製を行った。次いで、この精製操作を3回行い、白色のフッ素系界面活性剤14(収率98質量%)を得た。得られたフッ素系界面活性剤14について、合成例1と同様にして測定した質量平均分子量は250万であった。
−リビングラジカル重合によるフッ素系界面活性剤15の合成−
2−(パーフルオロオクチル)エチルアクリレート300質量部、4−メトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン1−オキシル18質量部、及びAIBN(和光純薬株式会社製、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル)10質量部を攪拌子の入った凍結用アンプル(ガラス製)に入れ、真空ポンプでアンプル内を脱気しながら、(1)液体窒素の入ったデュワービンで凍結させた後、(2)常温へもどし解凍した。この(1)から(2)の操作を20回繰り返し、凍結アンプル内の脱気を行った後、アンプル上部をバーナーで加熱溶融させて封止した。これを90℃のオイルバス内に入れた後、バス温度を155℃まで30分間かけて昇温し、アンプル内を攪拌しながら96時間反応を行った。反応終了後、常温まで冷却し、アンプル上部を切開してヘキサフルオロベンゼン500質量部を入れ、反応物を溶解させた。これをメタノール10,000質量部に滴下して再沈精製を行った。更に、この精製操作を3回行い、白色のフッ素系界面活性剤15(収率97質量%)を得た。得られたフッ素系界面活性剤15について、合成例1と同様にして測定した質量平均分子量は95,000であった。
−トナー1の作製−
スチレン55質量部、アクリル酸メチル45質量部、0.3質量部のフッ素系界面活性剤1、ジビニルベンゼン0.3質量部、ペンタエリスリトールテトラステアレート(ステアリン酸:純度約60%)10質量部、及び離型剤として融点が92℃の天然ガス系フィッシャートロプシュワックスFT−100(Dシェル・MS社製)2質量部を高せん断力で混合可能なTK式ホモミキサー(特殊機化工株式会社製)により、11,000rpmで攪拌し、混合させて均一分散を行い、モノマー混合液1を調製した。
次に、100質量部のモノマー混合液1を、耐圧処理セル内に充填し、超臨界流体として二酸化炭素を選択し、該二酸化炭素を供給ボンベにより耐圧処理セル内に供給し、加圧ポンプと温度調節器で30MPa、85℃に調節した。次いで、AIBN(和光純薬株式会社製、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル)を0.5質量部添加し、24時間反応を行った。
次に、反応終了後、背圧弁を使用して、5.0L/分で6時間、超臨界二酸化炭素をフローし、残留モノマーを除去した後、オイルブラックHBB(オリエント化学株式会社製)0.5質量部、及びオイルオレンジ201(オリエント化学株式会社製)0.02質量部を添加し、1時間染色を行った後、常温常圧まで徐々に戻して、トナー1を得た。
のぞき窓が付いた高圧容器(内容積:50ml)内に、前記重合性モノマーの重合物(トナー1)1gを入れ、超臨界流体としての二酸化炭素を混合し、30分間経過した後、高圧容器内を目視観察したところ、白濁又は相分離を起こし不溶であった。
−トナー2の作製−
スチレン80質量部、アクリル酸n−ブチル20質量部、10質量部のフッ素系界面活性剤2、ジビニルベンゼン0.5質量部、離型剤としてカルナウバワックス(CWT01、東洋ペトロライト株式会社製)5質量部、及びC.I.ピグメントブルー(15:3)7質量部を高せん断力で混合可能なTK式ホモミキサー(特殊機化工株式会社製)により、11,000rpmで攪拌し、混合させて均一分散を行い、モノマー混合液2を調製した。
次に、100質量部のモノマー混合液2及び分散剤として平均粒径20nmのシリカ微粒子1質量部を、ホモミキサーを取り付けた耐圧処理セルに充填し、超臨界流体として二酸化炭素を選択し、該二酸化炭素を供給ボンベにより耐圧処理セル内に供給し、加圧ポンプと温度調節器で10MPa、65℃に調節し、10,000rpmで攪拌しながら、重合開始剤としてのV−65(和光純薬株式会社製)5質量部を添加し、24時間反応を行った。
反応終了後、背圧弁を使用して、5.0L/分で6時間、超臨界二酸化炭素をフローし、残留モノマーを除去した後、常温常圧まで徐々に戻して、トナー2を得た。
のぞき窓が付いた高圧容器(内容積:50ml)内に、前記重合性モノマーの重合物(トナー2)1gを入れ、超臨界流体としての二酸化炭素を混合し、30分間経過した後、高圧容器内を目視観察したところ、白濁又は相分離を起こし不溶であった。
−トナー3の作製−
スチレン70質量部、メタクリル酸n−ブチル20質量部、メタクリル酸2−エチルヘキシル10質量部、1質量部のフッ素系界面活性剤3、及びジビニルベンゼン0.3質量部を、高せん断力で混合可能なTK式ホモミキサー(特殊機化工株式会社製)により、11,000rpmで攪拌し、均一に混合して、モノマー混合液3を調製した。
次に、合成エステルワックス(WEP05、日本油脂株式会社製)5質量部、及びC.I.ピグメントブルー(15:3)7質量部を、ホモミキサーを取り付けた耐圧処理セルに充填し、超臨界流体として二酸化炭素を選択し、該二酸化炭素を供給ボンベにより耐圧処理セル内に供給し、加圧ポンプと温度調節器を用いて25MPa、80℃に調節し、10,000rpmで充分に攪拌した。これを25MPa、50℃に調節し、分散液1を調製した。
次に、100質量部のモノマー混合液3を、攪拌機を取り付けた耐圧処理セルに充填し、超臨界流体として二酸化炭素を選択し、二酸化炭素を供給ボンベにより耐圧処理セル内に供給し、加圧ポンプと温度調節器で25MPa、80℃に調節し、攪拌しながら、AIBN(和光純薬株式会社製、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル)を2質量部添加し、24時間反応を行った。
反応終了後、背圧弁を使用して、5.0L/分で6時間、超臨界二酸化炭素をフローし、残留モノマーを除去した後、25MPa、50℃で分散液1を添加し、凝集し、合着させて、トナー3を得た。
のぞき窓が付いた高圧容器(内容積:50ml)内に、前記重合性モノマーの重合物(トナー3)1gを入れ、超臨界流体としての二酸化炭素を混合し、30分間経過した後、高圧容器内を目視観察したところ、白濁又は相分離を起こし不溶であった。
−トナー4〜12の作製−
実施例1において、フッ素系界面活性剤1の代わりに表1に示すフッ素系界面活性剤4〜12を使用した以外は、実施例1と同様にして、それぞれトナー4〜12を作製した。
のぞき窓が付いた高圧容器(内容積:50ml)内に、前記重合性モノマーの重合物(トナー4〜12)を、それぞれ1gを入れ、超臨界流体としての二酸化炭素を混合し、30分間経過した後、高圧容器内を目視観察したところ、いずれも白濁又は相分離を起こし不溶であった。
−トナー13の作製−
実施例1において、フッ素系界面活性剤1の代わりにアクリル酸パーフルオロオクチル40質量部を使用した以外は、実施例1と同様にして、トナー13を作製した。
のぞき窓が付いた高圧容器(内容積:50ml)内に、前記重合性モノマーの重合物(トナー13)1gを入れ、超臨界流体としての二酸化炭素を混合し、30分間経過した後、高圧容器内を目視観察したところ、白濁又は相分離を起こし不溶であった。
−トナー14の作製−
実施例1において、フッ素系界面活性剤1の代わりに合成例13のフッ素系界面活性剤13を使用した以外は、実施例1と同様にして、トナー14を作製した。
のぞき窓が付いた高圧容器(内容積50ml)内に、前記重合性モノマーの重合物(トナー14)1gを入れ、超臨界流体としての二酸化炭素を混合し、30分間経過した後、高圧容器内を目視観察したところ、白濁又は相分離を起こし不溶であった。
−トナー15の作製−
実施例1において、フッ素系界面活性剤1の代わりに合成例14のフッ素系界面活性剤14を使用した以外は、実施例1と同様にして、トナー15を作製した。
のぞき窓が付いた高圧容器(内容積:50ml)内に、前記重合性モノマーの重合物(トナー15)1gを入れ、超臨界流体としての二酸化炭素を混合し、30分間経過した後、高圧容器内を目視観察したところ、白濁又は相分離を起こし不溶であった。
−トナー16の作製−
実施例1において、フッ素系界面活性剤1の代わりに合成例15のフッ素系界面活性剤15を使用した以外は、実施例1と同様にして、トナー16を作製した。
のぞき窓が付いた高圧容器(内容積:50ml)内に、前記重合性モノマーの重合物(トナー16)1gを入れ、超臨界流体としての二酸化炭素を混合し、30分間経過した後、高圧容器内を目視観察したところ、白濁又は相分離を起こし不溶であった。
−比較トナー1の作製−
撹拌翼、冷却コンデンサー、及び窒素ガス導入管を取り付けた密閉可能な反応容器を恒温水槽内に取り付け、反応容器内に、エタノール70質量部、蒸留水30質量部、及びポリビニルピロリドン4質量部を仕込み、撹拌翼を回転させてポリビニルピロリドンを完全に溶解させた。次に、反応容器内に、スチレン28質量部、アクリル酸エチル10質量部、メタクリル酸n−ブチル2質量部、エチレングリコールジメタクリレート0.2質量部、四塩化炭素0.03質量部、及び過酸化ベンゾイル0.6質量部を仕込んだ。引き続き、撹拌翼を回転させながら、反応容器内に窒素ガスを吹き込み、酸素を追い出したところで、恒温水槽内を50±0.1℃に昇温して重合を開始させた。2時間後に恒温水槽内を65±0.1℃に昇温し、反応速度を上げた。
次に、反応開始から12時間後に室温に冷却して、樹脂微粒子1の分散液を得た。その一部をサンプリングしてガスクロマトグラフィーで内部標準法による測定を行った結果、重合率は90%を超えていることを確認した。
<比較トナー2の作製>
−樹脂混練物の調製−
スチレン−アクリル系樹脂(ガラス転移温度=65℃)178質量部、及びカルナウバワックス(東洋ペトロライト株式会社製、商品名:CWT01)10質量部からなる原材料をヘンシェルミキサーに投入し、10分間混合した原材料混合物を、三井鉱山株式会社製ニーディクスMOS140−800を用いて、温度130℃下で、溶融混練し、分散させて、樹脂混練物(P−1)を得た。
前記樹脂混練物(P−1)150質量部、フッ素系界面活性剤2を10質量部、フタロシアニン顔料(C.I.ピグメントブルー(15:3))10質量部、及び帯電制御剤(サリチル酸アルミニウム)1質量部を、櫛歯型の羽根を有する攪拌機、ヒーター、温度計、及び圧力モニターが組み込まれた耐圧反応セル(内容積:1,000ml)内に投入し、超臨界流体として二酸化炭素を選択し、該二酸化炭素を供給ボンベにより前記耐圧反応セルに供給し、加圧ポンプと温度調節器で25MPa、90℃に調節し、3,000rpmで3時間、攪拌を行った。これを4℃まで冷却した後、減圧バルブを徐々に開放し、比較トナー2を作製した。
のぞき窓が付いた高圧容器(内容積:50ml)内に、前記スチレン−アクリル系樹脂1gを入れ、超臨界流体としての二酸化炭素を入れて、25MPa、90℃で攪拌しながら、30分間経過した後、高圧容器内を目視観察したところ、相分離を起こし不溶であった。
得られた各トナーについて、コールターカウンター法による質量平均粒径及び粒度分布を、コールターカウンターTA−II(コールター社製)を用いて測定した。
まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加えた。電解水溶液としては1級塩化ナトリウムを用いて1質量%NaCl水溶液に調製したものを用い、ISOTON−II(コールター社製)を使用した。更に、測定試料を2〜20mg加えた。試料を懸濁した電解水溶液は、超音波分散器で1〜3分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナーの質量、及び個数を測定して、質量分布と個数分布を算出した。得られた分布から、トナーの質量平均粒径(D4)、個数平均粒径(Dn)を求めた。結果を表1に示す。
チャンネルとしては、粒径2.00μm以上2.52μm未満、粒径2.52μm以上3.17μm未満、粒径3.17μm以上4.00μm未満、粒径4.00μm以上5.04μm未満、粒径5.04μm以上6.35μm未満、粒径6.35μm以上8.00μm未満、粒径8.00μm以上10.08μm未満、粒径10.08μm以上12.70μm未満、粒径12.70μm以上16.00μm未満、粒径16.00μm以上20.20μm未満、粒径20.20μm以上25.40μm未満、粒径25.40μm以上32.00μm未満、粒径32.00μm以上40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上40.30μm未満の粒子を対象とした。
〔粒径分布(D4/Dn)の評価〕
◎:D4/Dnが1.15未満
○:D4/Dnが1.15以上、1.25未満
△:D4/Dnが1.25以上、1.50未満
×:D4/Dnが1.50以上
得られた各トナー100質量部に疎水性シリカ0.7質量部と、疎水化酸化チタン0.3質量部をヘンシェルミキサーで混合した。次に、外添剤処理を施したトナー5質量%と、シリコーン樹脂を被覆した平均粒子径が40μmの銅−亜鉛フェライトキャリア95質量%からなる二成分現像剤を調製した。
得られた各現像剤について、タンデム型カラー電子写真装置(imagio Neo450、株式会社リコー製)を用いて、複写紙(TYPE6000<70W>、株式会社リコー製)に各現像剤の付着量が1.00±0.05mg/cm2のベタ画像を形成した。該ベタ画像の形成は、前記複写紙8,000枚に対して、繰り返し行った。得られたベタ画像の画像濃度を、初期及び8,000枚耐久後について、目視で観察し、下記基準に基づき評価した。この評価は本発明の画像形成方法及び画像形成装置の実施例に相当する。
〔評価基準〕
○:初期及び8,000枚耐久後において、画像濃度に変化がなく、高画質が得られた。
△:8,000枚耐久後において、やや画像濃度が低下し、画質が低下した。
×:8,000枚耐久後において、著しく画像濃度低下し、画質が大きく低下した。
感光体への融着は、上記のようにして8,000枚のベタ画像を形成した後に、有機感光体(OPC)へのトナーの融着を、目視により観察し、下記基準に基づいて評価した。
〔評価基準〕
○:トナーの感光体への融着が認められなかった。
△:トナーの感光体への融着がやや認められた。
×:トナーの感光体への融着が認められた。
各現像剤6gを計量し、密閉できる金属円柱に仕込み、ブローして帯電量を求めた。なお、トナー濃度は4.5〜5.5質量%に調整した。
以上の評価結果から、総合的にみて、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
○:良好
×:不良
比較例1のトナーは、染料による着色性が低いことにより画像濃度が低いが、実施例1〜16のトナーは、染料が樹脂微粒子の内部にまで進入するため、十分な染着と画像濃度が得られることが確認できた。
比較例2のトナーでは、超臨界流体中にスチレン−アクリル系樹脂を溶解させて、トナー粒子を析出させているが、スチレン−アクリル系樹脂の超臨界流体に対する溶解度が極めて低いため、質量平均粒径(D4)は13.5μm、個数平均粒径(Dn)は5.2μmであり、比(D4/Dn)は2.60と非常に分布が広いとともに微粉、及び粗粉の発生も見られ、シャープな粒度分布のトナーが得られないものであった。
また、本発明のトナーの製造方法では、廃液が殆ど発生しないと共に、常圧に戻すだけで、乾燥したトナーが得られることから、低コスト、低環境負荷、省エネルギー、省資源であるため、従来のトナーの製造方法と比べて、画期的なトナー製造方法であることが分かった。
10K ブラック用静電潜像担持体
10Y イエロー用静電潜像担持体
10M マゼンタ用静電潜像担持体
10C シアン用静電潜像担持体
14 支持ローラ
15 支持ローラ
16 支持ローラ
17 中間転写クリーニング装置
18 画像形成手段
20 帯電ローラ
21 露光装置
22 二次転写装置
23 ローラ
24 二次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ベルト
28 シート反転装置
30 露光装置
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読取りセンサ
40 現像装置
41 現像ベルト
42K 現像剤収容部
42Y 現像剤収容部
42M 現像剤収容部
42C 現像剤収容部
43K 現像剤供給ローラ
43Y 現像剤供給ローラ
43M 現像剤供給ローラ
43C 現像剤供給ローラ
44K 現像ローラ
44Y 現像ローラ
44M 現像ローラ
44C 現像ローラ
45K ブラック用現像器
45Y イエロー用現像器
45M マゼンタ用現像器
45C シアン用現像器
49 レジストローラ
50 中間転写体
51 ローラ
52 分離ローラ
53 手差し給紙路
54 手差しトレイ
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排出トレイ
58 コロナ帯電器
60 クリーニング装置
61 現像器
62 転写帯電器
63 感光体クリーニング装置
64 除電器
70 除電ランプ
80 転写ローラ
90 クリーニング装置
95 転写紙
100 画像形成装置
101 静電潜像担持体(感光体)
102 帯電手段
103 露光
104 現像手段
105 記録媒体
107 クリーニング手段
108 転写手段
120 タンデム型現像器
121 加熱ローラ
122 定着ローラ
123 定着ベルト
124 加圧ローラ
125 加熱源
126 クリーニングローラ
127 温度センサ
130 原稿台
142 給紙ローラ
143 ペーパーバンク
144 給紙カセット
145 分離ローラ
146 給紙路
147 搬送ローラ
148 給紙路
150 複写装置本体
160 帯電装置
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
Claims (22)
- 超臨界流体及び亜臨界流体の少なくともいずれか中で、少なくとも重合性モノマーを重合させてトナーを造粒するトナーの製造方法であって、
前記超臨界流体及び亜臨界流体の少なくともいずれかがフッ素系界面活性剤を含有し、
前記重合性モノマーの重合物が、前記超臨界流体及び亜臨界流体の少なくともいずれかに不溶であることを特徴とするトナーの製造方法。 - 超臨界流体及び亜臨界流体の少なくともいずれかが、少なくとも二酸化炭素を含む請求項1に記載のトナーの製造方法。
- フッ素系界面活性剤が、下記一般式(1)で表される構成単位を有する化合物である請求項1から2のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 一般式(1)におけるRfが炭素数4〜20のパーフルオロアルキル基を表し、R1が水素原子、R2がメチレン基、及びRfがC7F15を同時に満たす場合を除く請求項3に記載のトナーの製造方法。
- フッ素系界面活性剤中の一般式(1)で表される構成単位の組成比率が、1〜100モル%である請求項3から4のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- フッ素系界面活性剤が、下記一般式(2)で表される化合物を含有する請求項1から2のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- フッ素系界面活性剤が、下記一般式(2)で表される化合物を反応させることにより得られる化合物である請求項1から2のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 一般式(2)におけるRfが炭素数4〜20のパーフルオロアルキル基を表し、R1が水素原子、R2がメチレン基、及びRfがC7F15を同時に満たす場合を除く請求項6から7のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 反応が、超臨界二酸化炭素中で行われる請求項7から8のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 反応が、塊状重合及びリビングラジカル重合のいずれかである請求項7から9のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- フッ素系界面活性剤の質量平均分子量が、400〜1000万である請求項1から10のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- フッ素系界面活性剤の含有量が、重合性モノマー100質量部に対し0.01〜50質量部である請求項1から11のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 8〜100MPaの加圧下で重合性モノマーを重合する請求項1から12のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 30〜150℃の加熱下で重合性モノマーを重合する請求項1から13のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 超臨界流体及び亜臨界流体の少なくともいずれか中に、離型剤を含有する請求項1から14のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 請求項1から15のいずれかに記載のトナーの製造方法により製造されることを特徴とするトナー。
- 質量平均粒径が3〜10μmであり、該質量平均粒径と個数平均粒径との比(質量平均粒径/個数平均粒径)が1.00〜1.25である請求項16に記載のトナー。
- 請求項16から17のいずれかに記載のトナーを含有することを特徴とする現像剤。
- 請求項16から17のいずれかに記載のトナーが充填されてなることを特徴とするトナー入り容器。
- 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に請求項16から17のいずれかに記載のトナーで静電潜像を現像して可視像を形成する現像手段を少なくとも有し、画像形成装置本体に着脱可能であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を請求項16から17のいずれかに記載のトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された転写像を定着する定着工程とを少なくとも含むことを特徴とする画像形成方法。
- 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像を請求項16から17のいずれかに記載のトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有することを特徴とする画像形成装置。
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