JP2009116320A - トナー、並び現像剤、及び画像形成装置 - Google Patents
トナー、並び現像剤、及び画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009116320A JP2009116320A JP2008262835A JP2008262835A JP2009116320A JP 2009116320 A JP2009116320 A JP 2009116320A JP 2008262835 A JP2008262835 A JP 2008262835A JP 2008262835 A JP2008262835 A JP 2008262835A JP 2009116320 A JP2009116320 A JP 2009116320A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- group
- acid
- image
- resin
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
【解決手段】少なくとも結着樹脂、着色剤、及び帯電制御剤を含有してなり、前記帯電制御剤が、中心金属が3価以上の芳香族オキシカルボン酸の金属化合物を含有し、前記結着樹脂が、アルコール成分と、ロジン化合物を含むカルボン酸成分とを縮重合してなるポリエステル樹脂を含有し、前記ロジン化合物の含有量が、前記アルコール成分及び前記カルボン酸成分の総質量に対し5質量%以上であり、トナー中におけるアビエチン酸の含有量が1質量%以下であるトナーとする。
【選択図】図7
Description
これらの要求を満たすトナーとしては、例えば酸成分としてロジン類を使用したポリエステル樹脂を含有したトナーが報告されている(特許文献1及び2参照)。
一方、芯物質と外殻からなる所謂カプセルトナーにおいて、芯物質中の着色剤を天然ロジン、アビエチン酸系誘導体等のロジン類で処理することにより、帯電性及び現像性が向上することが報告されている(特許文献3参照)。また、アビエチン酸により表面処理された着色剤を含有したカラートナーは、転写性、クリーニング性、及び帯電安定性に優れ、良好なフルカラー画像が得られることが報告されている(特許文献4参照)。
<1> 少なくとも結着樹脂、着色剤、及び帯電制御剤を含有してなるトナーであって、
前記帯電制御剤が、中心金属が3価以上の芳香族オキシカルボン酸の金属化合物を含有し、
前記結着樹脂が、アルコール成分と、ロジン化合物を含むカルボン酸成分とを縮重合してなるポリエステル樹脂を含有し、
前記ロジン化合物の含有量が、前記アルコール成分及び前記カルボン酸成分の総質量に対し5質量%以上であり、
前記トナー中におけるアビエチン酸の含有量が1質量%以下であることを特徴とするトナーである。
<2> 芳香族オキシカルボン酸の金属化合物が、下記一般式(1)で表される前記<1>に記載のトナーである。
<3> 中心金属がFeである前記<1>から<2>のいずれかに記載のトナーである。
<4> 中心金属がZrである前記<1>から<2>のいずれかに記載のトナーである。
<5> アルコール成分が、脂肪族ジオールを2価のアルコール成分中65モル%以上含有する前記<1>から<4>のいずれかに記載のトナーである。
<6> 脂肪族ジオールが、1,2−プロパンジオールを65モル%以上含有する前記<5>に記載のトナーである。
<7> カルボン酸成分が、更に、芳香族ジカルボン酸化合物を含有する前記<1>から<6>のいずれかに記載のトナーである。
<8> 結着樹脂が、少なくとも縮重合系モノマーと付加重合系モノマーから構成される複合樹脂を併用する前記<1>から<7>のいずれかに記載のトナーである。
<9> シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナー、及びブラックトナーの少なくとも1種である前記<1>から<8>のいずれかに記載のトナーである。
<10> 前記<1>から<9>のいずれかに記載のトナーを含むことを特徴とする現像剤である。
<11> 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を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画像形成装置であって、
前記トナーが、前記<1>から<9>のいずれかに記載のトナーであることを特徴とする画像形成装置である。
<12> 現像手段が、内部に固定された磁界発生手段を有し、かつ表面に磁性キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を担持して回転可能な現像剤担持体を有している前記<11>に記載の画像形成装置である。
<13> 現像手段が、トナーが供給される現像剤担持体と、該現像剤担持体表面にトナーの薄層を形成する層厚規制部材を有する前記<11>に記載の画像形成装置である。
<14> 静電潜像担持体表面を帯電させる帯電工程と、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、前記静電潜像を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させる定着工程とを少なくとも含む画像形成方法であって、
前記トナーが、前記<1>から<9>のいずれかに記載のトナーであることを特徴とする画像形成方法である。
<15> 前記<1>から<9>のいずれかに記載のトナーが容器に収容されていることを特徴とするトナー入り容器である。
<16> 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に前記<1>から<9>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。
前記帯電制御剤が、中心金属が3価以上の芳香族オキシカルボン酸の金属化合物を含有し、
前記結着樹脂が、アルコール成分と、ロジン化合物を含むカルボン酸成分とを縮重合してなるポリエステル樹脂を含有し、
前記ロジン化合物の含有量が、前記アルコール成分及び前記カルボン酸成分の総質量に対し5質量%以上であり、
前記トナー中におけるアビエチン酸の含有量が1質量%以下である。
本発明のトナーにおいては、前記帯電制御剤としての中心金属が3価以上の芳香族オキシカルボン酸の金属化合物は、ポリエステル系樹脂中に、極めて良好に分散することが可能となり、帯電立ち上がり性にも優れる。
前記結着樹脂が、アルコール成分と、ロジン化合物を含むカルボン酸成分とを縮重合してなるポリエステル樹脂を含有し、前記カルボン酸成分の含有量が、前記アルコール成分及び前記カルボン酸成分の総質量に対し5質量%以上であり、前記トナー中におけるアビエチン酸の含有量が1質量%以下であるので、帯電性、転写性に優れ、長期に亘って画質の悪化が見られない高品質な画像が形成できる。そして、これらが相乗的に作用することにより、キャリア及び帯電ローラの汚染がなく、優れた帯電立ち上がり性、帯電安定性及び転写性を長期間に亘って維持することができる。
本発明の画像形成装置においては、前記帯電手段が、前記静電潜像担持体表面を一様に帯電させる。前記露光手段が前記静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する。前記現像手段が、前記静電潜像担持体上に形成された前記静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する。前記転写手段が、該可視像を記録媒体に転写する。前記定着手段が前記記録媒体に転写された転写像を定着する。このとき、前記トナーとして本発明の前記トナーを用いるので、長期間に亘って色調の変化がなく、濃度低下、カブリ等の異常画像の見られない極めて高画質な画像を形成することができる。
本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤、及び帯電制御剤を含有してなり、好ましくは離型剤、及び外添剤を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記結着樹脂としては、アルコール成分と、ロジン化合物を含むカルボン酸成分とを縮重合してなるポリエステル樹脂を含有し、トナー中のアビエチン酸の含有量が制御されている点に特徴を有する。
しかし、本発明では、ロジン骨格をポリエステル樹脂中に導入することで、着色剤や帯電制御剤である、中心金属が3価以上の芳香族オキシカルボン酸の金属化合物の分散性を向上させ、更にトナー中に残存するアビエチン酸の量を低減することにより、キャリア及び帯電ローラの汚染を防ぎ、更に帯電制御剤の機能を低下させないため、優れた帯電立ち上がり性や帯電安定性、転写性を長期間に亘って維持することができると考えられる。また、長期間に亘っても色調の変化や濃度低下、カブリ等の異常画像の見られない高画質な画像を形成することができる。
上記の観点から、本発明のトナーにおいて、アビエチン酸の含有量は、トナー中1.0質量%以下であり、0.9質量%以下が好ましく、0.5質量%以下がより好ましく、0.3質量%以下が更に好ましく、実質的にはアビエチン酸を含有していないことが特に好ましい。
前記ポリエステル樹脂のアルコール成分としては、上述したように、脂肪族ジオールが好ましい。芳香族アルコールより反応性が優れる脂肪族ジオールをアルコール成分として用いることにより、ロジン化合物がポリエステル樹脂中に取り込まれやすくなり、アビエチン酸含有量の低減が可能となる。更に、ロジン化合物を最初に脂肪族アルコールと共に反応系に添加して、ロジン化合物と脂肪族アルコールを反応させることで、ロジン化合物がよりポリエステル樹脂中に取り込まれやすくなる。
前記脂肪族ジオールは、2価のアルコール成分中、65モル%以上が好ましく、80モル%〜100モル%がより好ましい。
前記カルボン酸成分としては、上述したように、ロジン化合物を含有する。
本発明において、ロジンとは、松脂から得られる天然樹脂であり、その主成分は、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、パラストリン酸、ピマール酸、イソピマール酸、サンダラコピマール酸、デヒドロアビエチン酸、レポピマール酸等の樹脂酸又はこれらの混合物である。
前記ロジン化合物には、パルプを製造する工程で副産物として得られるトール油から得られるトールロジン、生松脂から得られるガムロジン、松の切株から得られるウッドロジン等に大別される天然ロジンの他、異性化ロジン、二量化ロジン、重合ロジン、不均化ロジン、水素化ロジン等の変性ロジン等も含まれるが、本発明においては、予めアビエチン酸の含有量が低減されている、不飽和脂肪酸で変性された変性ロジンが好ましい。
不飽和脂肪酸で変性された変性ロジンは、ロジンに、不飽和脂肪酸を付加反応させて得られ、具体的には、ロジンの主成分の中で共役二重結合を有するレポピマール酸、アビエチン酸、ネオアビエチン酸及びパラストリン酸と、不飽和脂肪酸とによる加熱下でのディールス−アルダー(Diels−Alder)反応又はエン反応を経て得ることができる。
変性されたロジンには、前記の公知のロジンを使用できるが、色目の観点から、天然ロジンが好ましく、低温定着性の観点からトールロジンがより好ましい。
ロジンを変性する不飽和脂肪酸としては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等が挙げられる。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」は、アクリル又はメタクリルを意味する。従って、(メタ)アクリル酸は、アクリル酸又はメタクリル酸を意味し、(メタ)アクリル酸で変性された変性ロジンとしては、ディールス−アルダー反応又はエン反応における反応活性の観点から、立体障害の少ないアクリル酸で変性されたアクリル酸変性ロジンが好ましい。
前記ロジン化合物の含有量は、アルコール成分及びカルボン酸成分の総質量中、5質量%以上が好ましく、5質量%〜40質量%がより好ましく、10質量%〜40質量%が更に好ましく、15質量%〜40質量%が特に好ましく、25質量%〜40質量%が最も好ましい。
なお、本発明において、カルボン酸、カルボン酸の無水物、及びカルボン酸のアルキルエステルを総称してカルボン酸化合物と呼ぶ。
3価以上の原料モノマーにおいて、3価以上の多価カルボン酸化合物としては、トリメリット酸又はその誘導体が好ましく、3価以上の多価アルコールとしては、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、又はそれらのアルキレン(炭素数2〜4)オキサイド付加物(平均付加モル数1〜16)等が挙げられ、これらの中では、低温定着性の向上に有効であることから、グリセリンが好ましい。
前記アルコール成分と前記カルボン酸成分との縮重合は、エステル化触媒の存在下で行うことが好ましい。前記エステル化触媒としては、p−トルエンスルホン酸等のルイス酸類、チタン化合物、Sn−C結合を有さない錫(II)化合物が挙げられ、これらはそれぞれ単独で又は両者を併用して用いられる。これらの中でも、チタン化合物、Sn−C結合を有さない錫(II)化合物が特に好ましい。
前記チタン化合物としては、例えばチタンジイソプロピレートビストリエタノールアミネート〔Ti(C6H14O3N)2(C3H7O)2〕、チタンジイソプロピレートビスジエタノールアミネート〔Ti(C4H10O2N)2(C3H7O)2〕、チタンジペンチレートビストリエタノールアミネート〔Ti(C6H14O3N)2(C5H11O)2〕、チタンジエチレートビストリエタノールアミネート〔Ti(C6H14O3N)2(C2H5O)2〕、チタンジヒドロキシオクチレートビストリエタノールアミネート〔Ti(C6H14O3N)2(OHC8H16O)2〕、チタンジステアレートビストリエタノールアミネート〔Ti(C6H14O3N)2(C18H37O)2〕、チタントリイソプロピレートトリエタノールアミネート〔Ti(C6H14O3N)1(C3H7O)3〕、チタンモノプロピレートトリス(トリエタノールアミネート)〔Ti(C6H14O3N)3(C3H7O)1〕などが挙げられる。これらの中でも、チタンジイソプロピレートビストリエタノールアミネート、チタンジイソプロピレートビスジエタノールアミネート、チタンジペンチレートビストリエタノールアミネートが特に好ましく、これらは、例えばマツモト交商株式会社製の市販品としても入手可能である。
前記チタン化合物の存在量は、前記アルコール成分及び前記カルボン酸成分の総質量100質量部に対して、0.01質量部〜1.0質量部が好ましく、0.1質量部〜0.7質量部がより好ましい。
前記Sn−O結合を有する錫(II)化合物としては、例えばシュウ酸錫(II)、ジ酢酸錫(II)、ジオクタン酸錫(II)、ジラウリル酸錫(II)、ジステアリン酸錫(II)、ジオレイン酸錫(II)等の炭素数2〜28のカルボン酸基を有するカルボン酸錫(II);ジオクチロキシ錫(II)、ジラウロキシ錫(II)、ジステアロキシ錫(II)、ジオレイロキシ錫(II)等の炭素数2〜28のアルコキシ基を有するジアルコキシ錫(II);酸化錫(II);硫酸錫(II)などが挙げられる。
前記Sn−X(ただし、Xはハロゲン原子を示す)結合を有する化合物としては、例えば塩化錫(II)、臭化錫(II)等のハロゲン化錫(II)などが挙げられ、これらの中でも、帯電立ち上がり効果及び触媒能の点から、(R1COO)2Sn(ただし、R1は炭素数5〜19のアルキル基又はアルケニル基を示す)で表される脂肪酸錫(II)、(R2O)2Sn(ただし、R2は炭素数6〜20のアルキル基又はアルケニル基を示す)で表されるジアルコキシ錫(II)、SnOで表される酸化錫(II)が好ましく、(R1COO)2Snで表される脂肪酸錫(II)、酸化錫(II)がより好ましく、ジオクタン酸錫(II)、ジステアリン酸錫(II)、酸化錫(II)が更に好ましい。
前記Sn−C結合を有していない錫(II)化合物の存在量は、前記アルコール成分及び前記カルボン酸成分の総質量100質量部に対して、0.01質量部〜1.0質量部が好ましく、0.1質量部〜0.5質量部がより好ましい。
前記水蒸気蒸留の際に、樹脂と混合する水は、液体状であっても気体状(水蒸気)であってもよく、水の混合量は、樹脂の物性への影響を制御する観点から、得られる樹脂100質量部に対し0.1質量部〜50質量部が好ましく、0.5質量部〜40質量部がより好ましく、1質量部〜30質量部が更に好ましい。
樹脂と水との混合は、水の蒸発効率及び反応混合物の粘度の観点から、100℃〜300℃が好ましく、130℃〜250℃がより好ましく、特に150℃〜240℃の温度条件下で行うことが好ましい。
樹脂と水との混合において、水の添加速度は、離型剤に与えるシェアの観点から、得られる樹脂100質量部に対して0.002〜0.5質量部/分が好ましく、0.008〜0.3質量部/分がより好ましく、0.008〜0.2質量部/分が更に好ましい。
樹脂と水との混合は、ロジン添加後、全反応終了後反応物を反応容器から樹脂を抜き出すまでの間であれば特に制限はなく、いつ行ってもよいが、縮重合反応が行われているときに、更には樹脂を抜き出す直前まで水と混合状態にあることが好ましい。
また、前記ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、定着性、保存性、及び耐久性の観点から、45℃〜75℃が好ましく、50℃〜65℃がより好ましい。前記ポリエステル樹脂の酸価は、帯電性と環境安定性の観点から、1〜90mgKOH/gが好ましく、10〜50mgKOH/gがより好ましい。
前記結着樹脂としては、本発明の効果を損なわない範囲で、公知の結着樹脂、例えばスチレン−アクリル樹脂等のビニル系樹脂;エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂等の他の樹脂が併用されていてもよい。
前記複合樹脂は、縮重合系モノマーと付加重合系モノマーとが化学的に結合した樹脂(以下、ハイブリッド樹脂と称することもある)である。即ち、前記複合樹脂は、縮重合系樹脂ユニットと、付加重合系樹脂ユニットを備え持っている。前記複合樹脂は、原料となる縮重合系モノマーと付加重合系モノマーを含む混合物を、(1)同一反応容器中で縮重合反応と付加重合反応を同時に並行反応して行うか、(2)縮重合反応と付加重合反応を順次行う、又は(3)付加重合反応と縮重合反応を順次行うことによって得ることができる。
本発明において複合樹脂を併用して用いることにより、トナー中に残留したアビエチン酸が原因となるキャリア汚染及び帯電ローラ汚染を、極めて減少させる効果が得られる。これにより、長期に渡る使用においても画像濃度の低下がない優れたトナーが得られる。
2価のアルコール成分としては、例えば、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水素添加ビスフェノールA、又は、ビスフェノールAにエチレンオキシド、プロピレンオキシド等の環状エーテルが重合して得られるジオールなどが挙げられる。
3価以上の多価アルコールとしては、例えばソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、例えば、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼン、などが挙げられる。
これらの中でも、水素添加ビスフェノールA、又は、ビスフェノールAにエチレンオキシド、プロピレンオキシド等の環状エーテルが重合して得られるジオールなど、ビスフェノールA骨格を有するアルコール成分は、樹脂に耐熱保存性や機械的強度を付与するので特に好適に用いることができる。
これらの中でも、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸等の芳香族多価カルボン酸化合物が、樹脂の耐熱保存性、機械的強度の観点から特に好適に用いられる。
なお、縮重合反応を行う際にはエステル化触媒等を使用してもよく、前述したような触媒を全て用いることが可能である。
これらの中でも、スチレン、アクリル酸、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等が好適に用いられ、少なくともスチレンとアクリル酸を含む組合せで用いると、離型剤の分散性が極めて良好であるので特に好ましい。
前記複合樹脂は、同一反応容器内であれば、縮重合反応と付加重合反応の両反応の進行及び/又は完了を同時に行う他、それぞれの反応温度、時間を選択して、独立に反応の進行を完了することができる。例えば、反応容器中に縮重合系モノマーの混合物中に、付加重合系モノマー及び重合開始剤からなる混合物を滴下してあらかじめ混合し、最初にラジカル重合反応により付加重合を完了させ、次いで反応温度を上昇させることにより縮重合を行う方法がある。このように、反応容器中で独立した二つの反応を進行させることにより、二種の樹脂ユニットを効果的に分散、結合させることが可能である。
前記複合樹脂の軟化点としては、90℃〜130℃であることが好ましく、100℃〜120℃がより好ましい。前記軟化点が、90℃より低い場合は、耐熱保存性、耐オフセット性が悪化し、130℃より高い場合は、低温定着性を悪化させる。また、前記複合樹脂のガラス転移温度は、定着性、保存性及び耐久性の観点から、45℃〜80℃が好ましく、50℃〜70℃がより好ましく、53℃〜65℃が更に好ましい。前記複合樹脂の酸価は、帯電性と環境安定性の観点から、5mgKOH/g〜80mgKOH/gが好ましく、15mgKOH/g〜40mgKOH/gがより好ましい。
前記帯電制御剤としては、少なくとも1種以上の中心金属が3価以上の芳香族オキシカルボン酸の金属化合物を含有する。
中心金属が3価以上の芳香族オキシカルボン酸の金属化合物は、本発明における結着樹脂中に、極めて良好に分散することが可能であり、帯電立ち上がり性に優れる。また、トナー化した際、トナー粒子表面に微分散されていない帯電制御剤が露出することがないので、トナー粒子間の帯電量のバラツキが少なく、トナーとしてはシャープな帯電量分布が得られ、低帯電量成分も少ない。また、トナー中に存在するアビエチン酸による帯電阻害もないので、帯電安定性に優れる。このため、長期に亘って転写率の低下や濃度低下がなく、カブリ等の異常がない高品位な画像が得られるものと考える。
前記アリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、スチリル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニル基などが挙げられる。
前記アルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、プロピオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ターシャリーオクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基などが挙げられる。
前記アリールオキシ基としては、例えばフェニルオキシ基、ナフチルオキシ基、アントラニルオキシ基などが挙げられる。
前記アラルキル基としては、例えばベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基などが挙げられる。
前記アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基、オクテニル基、などが挙げられる。
前記R2及びR3で表される置換基に更に置換される置換基としては、例えばハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、メチル基、エチル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基等のアリールオキシ基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基、アラルキル基などが挙げられる。
前記中心金属Mとしては、3価以上のあらゆる金属が使用可能であるが、例えばFe、Ni、Al、Ti、Zrなどが好適に挙げられ、これらの中でも、帯電立ち上がり性が良好なものとして、Fe、Zrが特に好ましい。また、安全性の点からFeが好ましく用いられ、該化合物が白色でありカラートナーに適する点においてはZrが好ましい。
前記芳香族オキシカルボン酸の金属化合物は、中心金属が3価以上であるときに、1,2−プロパンジオールをアルコール成分として含有するポリエステル系樹脂中に、極めて良好に分散することが可能となり、また、帯電立ち上がり性にも優れる。これに対し、中心金属が2価の場合には、帯電立ち上がり性には優れているが、良好な分散性を得ることができず、トナーの経時劣化による帯電量低下に対する改善効果が得られない。したがって中心金属が3価以上の芳香族オキシカルボン酸の金属化合物は、上記一般式(1)で表される化合物が好ましい。
前記アルキル基及びアリール基としては、上記一般式(1)と同様のものが挙げられる。
前記帯電制御剤は、前記マスターバッチと共に溶融混練させた後、溶解乃至分散させてもよく、前記トナーの各成分と共に前記有機溶剤に直接、溶解乃至分散させる際に添加してもよく、あるいはトナー粒子製造後にトナー表面に固定させてもよい。
前記着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン、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。
前記黒色用のものとしては、例えばファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料、などが挙げられる。
マゼンタ用着色顔料としては、例えばC.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48、48:1、49、50、51、52、53、53:1、54、55、57、57:1、58、60、63、64、68、81、83、87、88、89、90、112、114、122、123、163、177、179、202、206、207、209、211;C.I.ピグメントバイオレット19;C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35などが挙げられる。
シアン用着色顔料としては、例えばC.I.ピグメントブルー2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17、60;C.I.バットブルー6;C.I.アシッドブルー45又フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1〜5個置換した銅フタロシアニン顔料、グリーン7、グリーン36などが挙げられる。
イエロー用着色顔料としては、例えばC.I.ピグメントイエロー0−16、1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、55、65、73、74、83、97、110、151、154、180;C.I.バットイエロー1、3、20、オレンジ36などが挙げられる。
前記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、カルボニル基含有ワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素等のワックス類が挙げられる。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。これらの中でも、カルボニル基含有ワックスが好ましい。
前記ポリオレフィンワッックスとしては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等が挙げられる。
前記長鎖炭化水素としては、例えば、パラフィンワッックス、サゾールワックス等が挙げられる。
前記離型剤の融点は、例えば、示差走査熱量計(セイコー電子工業株式会社製、DSC210)を用いて200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/分で0℃まで冷却したサンプルを昇温速度10℃/分で昇温し、融解熱の最大ピーク温度を融点として求めることができる。
前記離型剤の溶融粘度としては、該ワックスの融点より20℃高い温度での測定値として、5〜1,000cpsが好ましく、10〜100cpsがより好ましい。前記溶融粘度が、5cps未満であると、離型性が低下することがあり、1,000cpsを超えると、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果が得られなくなることがある。
前記含有量が、40質量%を超えると、トナーの流動性が悪化することがある。
前記外添剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、シリカ微粒子、疎水化されたシリカ微粒子、脂肪酸金属塩(例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムなど);金属酸化物(例えばチタニア、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモンなど)又はこれらの疎水化物、フルオロポリマーなどが挙げられる。これらの中でも、疎水化されたシリカ微粒子、チタニア粒子、疎水化されたチタニア微粒子、が好適に挙げられる。
前記疎水化処理剤としては、例えばジアルキルジハロゲン化シラン、トリアルキルハロゲン化シラン、アルキルトリハロゲン化シラン、ヘキサアルキルジシラザンなどのシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、シリコーンワニスなどが挙げられる。
前記無機微粒子としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸パリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。これらの中でも、シリカ、二酸化チタンが特に好ましい。
前記シリコーンオイルとしては、例えばジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、クロルフェニ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、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、エポキシ・ポリエーテル変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、アクリル又はメタクリル変性シリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイルなどが挙げられる。
前記外添剤の添加量は、前記トナーに対し0.1〜5質量%が好ましく、0.3〜3質量%がより好ましい。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料、金属石鹸、等が挙げられる。
前記クリーニング性向上剤は、静電潜像担持体や中間転写体に残存する転写後の現像剤を除去するために前記トナーに添加され、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩;ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合により製造されたポリマー微粒子、などが挙げられる。前記ポリマー微粒子としては、比較的粒度分布が狭いものが好ましく、体積平均粒径が0.01〜1μmのものが好適である。
前記磁性材料としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、鉄粉、マグネタイト、フェライト、などが挙げられる。これらの中でも、色調の点で白色のものが好ましい。
前記トナーの製造方法としては、特に制限はなく、従来公知のトナーの製造方法の中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、混練・粉砕法、重合法、溶解懸濁法、噴霧造粒法等が挙げられる。これらの中でも、芳香族オキシカルボン酸の金属化合物及び着色剤の分散性、生産性の観点から、混練・粉砕法が特に好ましい。
前記混練・粉砕法は、例えば、少なくとも結着樹脂、着色剤、及び帯電制御剤を含有するトナー材料を溶融混練し、得られた混練物を粉砕し、分級することにより、前記トナーの母体粒子を製造する方法である。
前記溶融混練では、前記トナー材料を混合し、該混合物を溶融混練機に仕込んで溶融混練する。該溶融混練機としては、例えば、一軸又は二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。例えば、神戸製鋼所製KTK型二軸押出機、東芝機械社製TEM型押出機、ケイシーケイ社製二軸押出機、池貝鉄工所製PCM型二軸押出機、ブス社製コニーダー等が好適に用いられる。この溶融混練は、結着樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが好ましい。具体的には、溶融混練温度は、結着樹脂の軟化点を参考にして行われ、該軟化点より高温過ぎると切断が激しく、低温すぎると分散が進まないことがある。
前記粉砕及び分級が終了した後に、粉砕物を遠心力などで気流中に分級し、所定の粒径のトナー母体粒子を製造することができる。
ここで、前記トナーの重量平均粒径は、例えば以下のようにして測定することができる。
・測定機:コールターマルチサイザーIII(ベックマンコールター社製)
・アパーチャー径:100μm
・解析ソフト:ベックマン コールター マルチサイザー 3 バージョン3.51(ベックマンコールター社製)
・電解液:アイソトンIII(ベックマンコールター社製)
・分散液:10質量%界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩、ネオゲンSC−A、第一工業製薬株式会社製)
・分散条件:分散液5mLに測定試料10mgを添加し、超音波分散機にて1分間分散させ、その後、電解液25mLを添加し、更に超音波分散機にて1分間分散させる。
・測定条件:ビーカーに電解液100mLと分散液を加え、3万個の粒子の粒径を20秒で測定できる濃度で、3万個の粒子を測定し、その粒度分布から重量平均粒径を求める。
本発明の現像剤は、前記トナーを少なくとも含有してなり、キャリア等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ー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。
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。
前記芯材の粒径としては、平均粒径(体積平均粒径(D50))で、10〜200μmが好ましく、40〜100μmがより好ましい。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、200μm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。
前記シリコーン樹脂としては、特に制限はなく、一般的に知られているシリコーン樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オルガノシロサン結合のみからなるストレートシリコーン樹脂;アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等で変性したシリコーン樹脂、などが挙げられる。
前記変性シリコーン樹脂としては、市販品を用いることができ、例えば、信越化学工業株式会社製のKR206(アルキド変性)、KR5208(アクリル変性)、ES1001N(エポキシ変性)、KR305(ウレタン変性);東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製のSR2115(エポキシ変性)、SR2110(アルキド変性)、などが挙げられる。
なお、シリコーン樹脂を単体で用いることも可能であるが、架橋反応する成分、帯電量調整成分等を同時に用いることも可能である。
前記樹脂層は、例えば、前記シリコーン樹脂等を溶剤に溶解させて塗布溶液を調製した後、該塗布溶液を前記芯材の表面に公知の塗布方法により均一に塗布し、乾燥した後、焼付を行うことにより形成することができる。前記塗布方法としては、例えば、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法、などが挙げられる。
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。
前記樹脂層の前記キャリアにおける量としては、0.01〜5.0質量%が好ましい。前記量が、0.01質量%未満であると、前記芯材の表面に均一な前記樹脂層を形成することができないことがあり、5.0質量%を超えると、前記樹脂層が厚くなり過ぎてキャリア同士の造粒が発生し、均一なキャリア粒子が得られないことがある。
前記二成分現像剤のトナーとキャリアの混合割合は、一般にキャリア100質量部に対しトナー1質量部〜10.0質量部が好ましい。
前記トナー入り容器は、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、本発明の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。
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを少なくとも有してなり、クリーニング手段、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、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。なお、帯電手段と、露光手段とを合わせて静電潜像形成手段と称することもある。
本発明で用いられる画像形成方法は、帯電工程と、露光工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程とを少なくとも含んでなり、クリーニング工程、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、リサイクル工程、制御工程等を含んでなる。なお、帯電工程と、露光工程とを合わせて静電潜像形成工程と称することもある。
前記静電潜像担持体としては、その材質、形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記形状としては、例えば、ドラム状、シート状、エンドレスベルト状などが挙げられる。前記構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、前記大きさとしては、前記画像形成装置の大きさや仕様等に応じて適宜選択することができる。前記材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン、CdS、ZnO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(OPC)、などが挙げられる。
前記帯電工程は、静電潜像担持体表面を帯電させる工程であり、前記帯電手段により行われる。前記帯電手段としては、前記静電潜像担持体の表面に電圧を印加して一様に帯電させることができるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、(1)静電潜像担持体と接触して帯電させる接触方式の帯電手段と、(2)静電潜像担持体と非接触で帯電させる非接触方式の帯電手段とに大別される。
前記(1)の接触方式の帯電手段としては、例えば導電性又は半導電性の帯電ローラ、磁気ブラシ、ファーブラシ、フィルム、ゴムブレードなどが挙げられる。これらの中でも、前記帯電ローラは、コロナ放電に比べてオゾンの発生量を大幅に低減することが可能であり、静電潜像担持体の繰り返し使用時における安定性に優れ、画質劣化防止に有効である。前記(2)の非接触の帯電手段としては、例えばコロナ放電を利用した非接触帯電器や針電極デバイス、固体放電素子;静電潜像担持体に対して微小な間隙をもって配設された導電性又は半導電性の帯電ローラなどが挙げられる。
前記露光工程は、帯電された静電潜像担持体表面を露光する工程であり、前記露光手段により行われる。前記露光は、例えば、前記露光手段を用いて前記静電潜像担持体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
前記露光における光学系は、アナログ光学系とデジタル光学系とに大別される。前記アナログ光学系は、原稿を光学系により直接静電潜像担持体上に投影する光学系であり、前記デジタル光学系は、画像情報が電気信号として与えられ、これを光信号に変換して静電潜像担持体を露光し作像する光学系である。
前記露光手段としては、前記帯電手段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、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系、LED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、トナー乃至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、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手段を少なくとも有するものが好適に挙げられる。
前記現像手段は、乾式現像方式のものであってもよいし、湿式現像方式のものであってもよい。また、単色用現像手段であってもよいし、多色用現像手段であってもよく、例えば、前記トナー乃至前記現像剤を摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラとを有してなるもの、などが好適に挙げられる。
前記現像手段内では、例えば、前記トナーと前記キャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦により該トナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。該マグネットローラは、前記静電潜像担持体近傍に配置されているため、該マグネットローラの表面に形成された前記磁気ブラシを構成する前記トナーの一部は、電気的な吸引力によって該静電潜像担持体の表面に移動する。その結果、前記静電潜像が該トナーにより現像されて該静電潜像担持体の表面に該トナーによる可視像が形成される。
前記現像手段に収容させる現像剤は、前記トナーを含む現像剤であるが、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。
図1は、一成分現像装置の一例を示す概略図である。この一成分現像装置は、トナーからなる一成分現像剤を使用し、現像剤担持体としての現像ローラ402上にトナー層を形成し、現像ローラ402上のトナー層を静電潜像担持体としての感光体ドラム1と接触させるように搬送することにより、感光体ドラム1上の静電潜像を現像する接触一成分現像を行うものである。
供給ローラ412は現像ローラ402と同方向、即ち両ローラの対向部で互いに表面が逆方向に移動するように回転駆動されている。また、両ローラの線速比(供給ローラ/現像ローラ)は0.5〜1.5が好ましい。また、供給ローラ412を、現像ローラ402と逆方向、即ち両ローラの対向部で互いに表面が同方向に移動するように回転させてもよい。なお、本実施形態では、供給ローラ412は現像ローラ402と同方向の回転で、その線速比は0.9に設定した。供給ローラ412の現像ローラ402に対する喰い込み量は0.5〜1.5mmに設定している。本実施形態ではユニット有効幅が240mm(A4サイズ縦)の場合、必要なトルクは14.7〜24.5N・cmである。
前記供給ローラ412上、又は内部に存在する、所定極性(本実施形態の場合は、負極性)のトナーは、回転により接触点で互いに反対方向に回転する現像ローラ402と挟まれることにより、摩擦帯電効果で負の帯電電荷を得て静電気力により、また、現像ローラ402の表面粗さによる搬送効果により現像ローラ402上に保持される。しかし、この時の現像ローラ402上のトナー層は均一ではなくかなり過剰に付着している(1〜3mg/cm2)。そこで、層厚規制部材としての規制ブレード413を現像ローラ402に当接させることにより、現像ローラ402上に均一な層厚を有するトナー薄層を形成している。規制ブレード413は先端が現像ローラ402の回転方向に対して下流側を向き、規制ブレ−ド413の中央部が当接する、いわゆる腹当て当接であるが、逆方向でも設定可能であるし、エッジ当接を実現することも可能である。
前記規制ブレードの材料としては、SUS304等の金属が好ましく、厚みは0.1〜0.15mmである。前記金属以外にも厚み1〜2mmのポリウレタンゴム等のゴム材料やシリコーン樹脂等の比較的硬度の高い樹脂材料が使用可能である。なお、金属以外でもカ−ボンンブラック等を混ぜ込むことにより低抵抗化できるので、バイアス電源を接続して現像ローラ402との間に電界を形成することも可能である。
前記規制ブレード413の当接圧は0.049〜2.45N/cmの範囲が好ましい。前記当接圧が2.45N/cmを超えると、現像ローラ402上のトナー付着量が減少し、かつトナー帯電量が増加し過ぎるので、現像量が減少して画像濃度が低くなることがあり、0.049N/cm未満であると、薄層が均一に形成されずにトナーの固まりが規制ブレードを通過することがあり、画像品質が著しく低下することがある。本実施形態にでは、現像ローラ402のJIS−A硬度が30゜のものを、規制ブレード413は厚み0.1mmのSUS板を使用し、その当接圧は60gf/cmに設定した。このとき、目標の現像ローラ上のトナー付着量を得ることができた。
また、層厚規制部材としての規制ブレード413の当接角度は先端が現像ローラ402の下流側を向く方向で現像ローラ402の接線に対して10〜45゜が好ましい。前記規制ブレード413と現像ローラ402に挟まれたトナーの薄層形成に不必要な分は、現像ローラ402から剥ぎ取られ、目標範囲である単位面積当たり0.4〜0.8mg/cm2の均一な厚みを持った薄層が形成される。この時のトナー帯電は最終的に本実施例では−10〜−30μC/gの範囲であり、感光体ドラム1上の静電潜像と対向して現像される。
また、前記ドクターギャップは、現像ギャップと同程度か、あるいはやや大きくすることが好ましい。感光体ドラム1のドラム径やドラム線速、現像スリーブ442のスリーブ径やスリーブ線速は、複写速度や装置の大きさ等の制約によって決まる。ドラム線速に対するスリーブ線速の比は、必要な画像濃度を得るために1.1以上にすることが好ましい。なお、現像後の位置にセンサを設置し、光学的反射率からトナー付着量を検出してプロセス条件を制御することもできる。
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り、転写手段を用いて行われる。前記転写手段としては、静電潜像担持体上の可視像を記録媒体に直接転写する転写手段と、又は中間転写体を用い、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二次転写手段とに大別される。
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一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する二次転写手段とを有する態様が好ましい。
前記転写手段(前記第一次転写手段、前記第二次転写手段)は、前記静電潜像担持体上に形成された前記可視像を前記記録媒体側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有するのが好ましい。前記転写器は、1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。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、記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着画像を転写可能であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、OHP用のPETベース等も用いることができる。
前記タンデム型の画像形成装置としては、(1)図3に示すように、複数の画像形成要素の各静電潜像担持体1との対向領域である転写位置を通過するように表面が移動する記録媒体Sに転写手段2により、順次、前記各静電潜像担持体1上に形成された可視像を転写する直接転写方式と、(2)図4に示すように、複数の画像形成要素の各静電潜像担持体1上の可視像を転写手段(一次転写手段)2により一旦中間転写体4に順次転写した後、中間転写体4上の画像を二次転写手段5により記録媒体Sに一括転写する間接転写方式とがある。なお、図4では二次転写手段として転写搬送ベルトを用いているが、ローラ形状であってもよい。
また、前記(1)の直接転写方式では、記録媒体の搬送方向に大型化しないためには、定着装置7をタンデム型画像形成部Tに接近して配置することとなる。そのため、記録媒体Sがたわむことができる十分な余裕をもって定着装置7を配置することができず、記録媒体Sの先端が定着装置7に進入するときの衝撃(特に厚い記録媒体で顕著となる)や、定着装置7を通過するときの記録媒体の搬送速度と、転写搬送ベルトによる記録媒体の搬送速度との速度差により、定着装置7が上流側の画像形成に影響を及ぼしやすい。これに対し、前記(2)の間接転写方式は、記録媒体Sがたわむことができる十分な余裕をもって定着装置7を配置することができるので、定着装置7はほとんど画像形成に影響を及ぼさない。
前記定着工程は、記録媒体に転写された可視像を定着手段を用いて定着させる工程である。前記定着手段としては、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、定着部材と該定着部材を加熱する熱源とを有する定着装置が好適に用いられる。
前記定着工程においては、前記トナーによる画像を前記記録媒体に転写し、該画像が転写された記録媒体を、前記ニップ部に通過させることにより、前記画像を前記記録媒体に定着させてもよいし、前記ニップ部にて前記画像の前記記録媒体への転写及び定着を同時に行ってもよい。また、前記ニップ部は、少なくとも2つの前記定着部材が互いに当接して形成される。
また、前記定着工程は、各色のトナーに対し、前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記トナーによる画像の前記記録媒体への定着の温度(即ち、前記加熱手段による前記定着部材の表面温度)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、100〜170℃が好ましく、120〜160℃がより好ましい。前記定着温度が100℃未満であると、定着性が不十分となることがあり、170℃を超えると、省エネルギー化の実現の点で好ましくない。
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、クリーニングブレード、ブラシクリーナ、ウエブクリーナなどが挙げられる。これらの中でも、トナー除去能力が高く、小型で安価であるクリーニングブレードが特に好ましい。
なお、二次転写手段22及び定着装置25の近傍に、記録媒体の両面に画像形成を行うために該記録媒体を反転させるための反転装置28が配置されている。
スタートスイッチ(不図示)を押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットした時は、原稿が搬送されてコンタクトガラス32上へと移動された後で、一方、コンタクトガラス32上に原稿をセットした時は直ちに、スキャナ300が駆動し、第1走行体33及び第2走行体34が走行する。このとき、第1走行体33により、光源からの光が照射されると共に原稿面からの反射光を第2走行体34におけるミラーで反射し、結像レンズ35を通して読み取りセンサ36で受光されてカラー原稿(カラー画像)が読み取られ、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの画像情報とされる。
本発明で用いられる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、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、帯電手段、露光手段、転写手段、クリーニング手段、除電手段などのその他の手段を有してなる。
前記トナーとして、本発明の前記トナーを用いる。
また、前記帯電手段、露光手段、転写手段、クリーニング手段、及び除電手段としては、上述した画像形成装置と同様なものを適宜選択して用いることができる。
前記プロセスカートリッジは、各種電子写真方式の画像形成装置、ファクシミリ、プリンターに着脱可能に備えさせることができ、本発明の前記画像形成装置に着脱可能に備えさせるのが特に好ましい。
次に、図9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。
下記合成例、製造例、実施例及び比較例において、「樹脂の軟化点」、「樹脂のガラス転移温度(Tg)」、「樹脂の酸価」、「トナーの重量平均粒径」、及び「ロジン又はトナー中のアビエチン酸の含有量」は、以下のようにして測定を行った。
フローテスター(島津製作所製、CFT−500D)を用い、試料として1gの樹脂を昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押出し、温度に対するフローテスターのプランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を軟化点とした。
示差走査熱量計(セイコー電子工業株式会社製、DSC210)を用いて、試料0.01〜0.02gをアルミニウムパンに計量し、200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/分で0℃まで冷却した試料を昇温速度10℃/分で昇温し、吸熱の最高ピーク温度以下のベースラインの延長線とピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの最大傾斜を示す接線との交点の温度をガラス転移温度とした。
JIS K0070の方法に基づき測定した。ただし、測定溶媒のみJIS K0070の規定のエタノールとエーテルの混合溶媒から、アセトンとトルエンの混合溶媒(アセトン:トルエン=1:1(容量比))に変更した。
・測定機:コールターマルチサイザーIII(ベックマンコールター社製)
・アパーチャー径:100μm
・解析ソフト:ベックマン コールター マルチサイザー 3 バージョン3.51(ベックマンコールター社製)
・電解液:アイソトンIII(ベックマンコールター社製)
・分散液:10質量%界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩、ネオゲンSC−A、第一工業製薬株式会社製)
・分散条件:分散液5mLに測定試料10mgを添加し、超音波分散機にて1分間分散させ、その後、電解液25mLを添加し、更に超音波分散機にて1分間分散させた。
・測定条件:ビーカーに電解液100mLと分散液を加え、3万個の粒子の粒径を20秒で測定できる濃度で、3万個の粒子を測定し、その粒度分布から重量平均粒径を求めた。
試料をアセトンに溶解させ、0.3質量%溶液となるように調整し、ジアゾメタンにて、メチルエステル化し、その後、以下の測定条件にて、GC(ガスクロマトグラフィー、Agilent社製、HP6890)で分析を行った。
−GC測定条件−
・分析カラム:HP−5(30m−250μm−0.25μm)
・キャリア:ヘリウム(He)
・流量条件:1ml/min
・注入口温度:250℃
・カラムヘッド圧:126.8kPa
・注入モード:split
・オーブン温度条件:180℃で5min保持後、2℃/minの昇温速度で200℃まで上げ、200℃で5min保持
−アクリル酸変性ロジンの合成−
分留管、還流冷却管、及び受器を装備した10L容のフラスコ内に、未精製トールロジン5312g(16モル)、及びアクリル酸573.6g(8モル)を加え、160℃から210℃に2時間かけて昇温し、210℃にて3時間反応させた後、更に210℃、4kPaの減圧下で蒸留を行い、アクリル酸で変性された変性ロジン(アクリル酸変性ロジン)を合成した。
得られたアクリル酸変性ロジンの製造に用いた未精製トールロジン中のアビエチン酸の含有量は34.9質量%であり、アクリル酸変性ロジン中のアビエチン酸の含有量は、12.5質量%であった。
−イタコン酸変性ロジンの合成−
分留管、還流冷却管、及び受器を装備した10L容のフラスコ内に、アクリル酸変性ロジンの製造に用いた未精製トールロジン5312g(16モル)、及びイタコン酸1040.8g(8モル)を加え、160℃から210℃に2時間かけて昇温し、210℃にて3時間反応させた後、更に210℃、4kPaの減圧下で蒸留を行い、イタコン酸で変性された変性ロジン(イタコン酸変性ロジン)を合成した。
得られたイタコン酸変性ロジン中のアビエチン酸の含有量は、3.6質量%であった。
−フマル酸変性ロジンの合成−
分留管、還流冷却管、及び受器を装備した10L容のフラスコ内に、アクリル酸変性ロジンの製造に用いた未精製トールロジン5312g(16モル)、及びフマル酸928g(8モル)を加え、160℃から210℃に2時間かけて昇温し、210℃にて3時間反応させた後、更に210℃、4kPaの減圧下で蒸留を行い、フマル酸で変性された変性ロジン(フマル酸変性ロジン)を合成した。
得られたフマル酸変性ロジン中のアビエチン酸の含有量は、2.8質量%であった。
−樹脂A〜Cの合成−
下記表1−1に示すアルコール成分、無水トリメリット酸以外のカルボン酸成分、及びエステル化触媒を、窒素導入管、脱水管、攪拌器、及び熱電対を装備した5L容の四つ口フラスコ内に入れ、窒素雰囲気下、235℃で15時間縮重合反応させた後、8.0kPa下、235℃にて1時間反応を行った。210℃まで冷却した後、表1−1に示す無水トリメリット酸を投入し、常圧(101.3kPa)下、210℃にて1時間反応を行い、210℃、10kPaにて所望の軟化点まで反応を行って、ポリエステル樹脂(樹脂A〜C)を合成した。
−樹脂D〜F及び樹脂J〜Lの合成−
下記表1−1及び表1−2に示すアルコール成分、無水トリメリット酸以外のカルボン酸成分(未精製トールロジンは、アクリル酸変性ロジンの製造に用いた未精製トールロジンを使用)、及びエステル化触媒を、窒素導入管、脱水管、精留塔、攪拌器、及び熱電対を装備した5L容の四つ口フラスコ内に入れ、窒素雰囲気下、235℃で10時間縮重合反応させた後、8.0kPa下、235℃にて2時間反応を行った。210℃まで冷却した後、表1−1及び表1−2に示す無水トリメリット酸を投入し、常圧(101.3kPa)下、210℃にて2時間反応を行い、210℃、20kPaにて所望の軟化点まで反応を行って、ポリエステル樹脂(樹脂D〜F及び樹脂J〜L)を合成した。
−樹脂G及びHの合成−
下記表1−2に示すアルコール成分、無水トリメリット酸以外のカルボン酸成分(未精製トールロジンは、アクリル酸変性ロジンの製造に用いた未精製トールロジンを使用)、及びエステル化触媒を、窒素導入管、脱水管、精留塔、攪拌機、及び熱電対を装備した5L容の四つ口フラスコ内に入れ、窒素雰囲気下、235℃で10時間縮重合反応させた後、8.0kPa下、235℃にて2時間反応を行った。210℃まで冷却した後、表1−2に示す無水トリメリット酸を投入し、常圧(101.3kPa)下、210℃にて2時間反応を行い、140℃の水蒸気を5g/分の速度で滴下しながら(水蒸気蒸留)、210℃、20kPaにて所望の軟化点まで反応を行って、ポリエステル樹脂(樹脂G及びH)を合成した。なお、水の添加速度(5g/分)は、得られたポリエステル樹脂100質量部に対して0.11質量部/分に相当し、水の総滴下量は896g、即ち結着樹脂100質量部に対して20質量部であった。
−樹脂Iの合成−
下記表1−2に示すアルコール成分、及び未精製トールロジン(アクリル酸変性ロジンの製造に用いた未精製トールロジンを使用)以外のカルボン酸成分及びエステル化触媒を、窒素導入管、脱水管、精留塔、攪拌機、及び熱電対を装備した5L容の四つ口フラスコ内に入れ、窒素雰囲気下、230℃で15時間縮重合反応させた後、8.0kPa下、230℃にて1時間反応を行った。180℃まで冷却した後、表1−2に示す未精製トールロジンを投入し、210℃まで3時間かけて昇温し、常圧(101.3kPa)にて10時間反応を行い、210℃、20kPaにて所望の軟化点まで反応を行って、ポリエステル樹脂(樹脂I)を合成した。
(*1):エステル化触媒の使用量において、括弧内の数値はアルコール成分とカルボン酸成分との総質量100質量部に対する質量比を示す。
(*2):アルコール成分とカルボン酸成分との総質量中の含有量
−樹脂Mの合成−
テレフタル酸748g、無水トリメリット酸144g、ビスフェノールA(2,2)プロピレンオキサイド1808g、ビスフェノールA(2,2)エチレンオキサイド712g、及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド17gを、窒素導入管、脱水管、攪拌器、滴下ロート、及び熱電対を装備した5リットル容の四つ口フラスコ内に入れ、窒素雰囲気下、210℃、10kPaにて所望の軟化点まで反応を行って、ポリエステル樹脂(樹脂M)を合成した。
得られた樹脂Mの軟化点は145.0℃、ガラス転移温度は63.1℃、酸価は12.2mgKOH/gであった。
−複合樹脂Nの合成−
縮重合系モノマーである、テレフタル酸0.8mol、フマル酸0.6mol、無水トリメリット酸0.8mol、ビスフェノールA(2,2)プロピレンオキサイド1.1mol、ビスフェノールA(2,2)エチレンオキサイド0.5mol、エステル化触媒としてジブチル錫オキシド9.5molを、窒素導入管、脱水管、攪拌器、滴下ロート及び熱電対を装備した5リットル容の四つ口フラスコ内に入れ、付加重合系モノマーである、スチレン10.5mol、アクリル酸3mol、2−エチルヘキシルアクリレート1.5mol、重合開始剤としてt−ブチルハイドロパーオキサイド0.24molを滴下ロートに入れた。窒素雰囲気下、135℃で撹拌を行いながら、付加重合系モノマーの混合物を5時間かけて滴下し、135℃で6時間反応を行った。210℃まで3時間かけて昇温を行い、210℃、10kPaにて所望の軟化点まで反応を行って、複合樹脂Nを合成した。
得られた樹脂の軟化点は115.4℃、ガラス転移温度は57.6℃、酸価は25.3mgKOH/gであった。
3,5−ジ−t−ブチルサリチル酸3molと苛性ソーダを水に溶解し、60℃で撹拌しながら、塩化第二鉄(FeCl2)1.5mol水溶液を滴下して結晶を得た。この結晶を濾過し、洗浄し、乾燥し、粉砕して薄黒い粉体である芳香族オキシカルボン酸の金属化合物1(CCA1)を得た。得られた芳香族オキシカルボン酸の金属化合物1の構造式を下記に示す。
3,5−ジ−t−ブチルサリチル酸4molと苛性ソーダを水に溶解し、50℃で撹拌しながら、塩化ジルコニウム(ZrCl2)1mol水溶液を滴下して結晶を得た。この結晶を濾過し、洗浄し、乾燥し、粉砕して白色の粉体である芳香族オキシカルボン酸の金属化合物2(CCA2)を得た。得られた芳香族オキシカルボン酸の金属化合物2の構造式を下記に示す。
3,5−ジ−t−ブチルサリチル酸5molと苛性ソーダを水に溶解し、50℃で撹拌しながら、オキシ塩化ジルコニウム(ZrOCl2・8H2O)4mol水溶液を滴下して結晶を得た。この結晶を濾過し、洗浄し、乾燥し、粉砕して白色の粉体である芳香族オキシカルボン酸の金属化合物3(CCA3)を得た。得られた芳香族オキシカルボン酸の金属化合物3の構造式を下記に示す
下記の組成の顔料、樹脂A、及び純水を1:1:0.5(質量比)の割合で、混合して、2本ロールにより混練した。混練を70℃で行い、その後、ロール温度を120℃まで上げて、水を蒸発させて、ブラックマスターバッチA(MK−A)を作製した。
〔ブラックマスターバッチA(MK−A)処方〕
・樹脂A・・・100質量部
・ブラック顔料(カーボンブラック)・・・100質量部
・純水・・・50質量部
樹脂Aを樹脂B〜樹脂Lに変えた以外は、上記マスターバッチの製造例1と同様にして、ブラックマスターバッチB〜L(MK−B〜MK−L)をそれぞれ作製した。
マスターバッチ処方を下記の各処方に変えた以外は、上記マスターバッチの製造例1と同様にして、シアンマスターバッチG(MC−G)、マゼンタマスターバッチG(MM−G)、イエローマスターバッチG(MY−G)をそれぞれ作製した。
〔シアントナーマスターバッチG(MC−G)処方〕
・樹脂G・・・100質量部
・シアン顔料(C.I.Pigment blue 15:3)・・・100質量部
・純水・・・50質量部
〔マゼンタトナーマスターバッチG(MM−G)処方〕
・樹脂G・・・100質量部
・マゼンタ顔料(C.I.Pigment red 122)・・・100質量部
・純水・・・50質量部
〔イエロートナーマスターバッチG(MY−G)処方〕
・樹脂G・・・100質量部
・イエロー顔料(C.I.Pigment yellow 180)・・・100質量部
・純水・・・50質量部
二成分現像剤に用いられるキャリアを以下のようにして作製した。
下記組成の被覆材をスターラーで10分間分散して被覆液を調製し、この被覆液と、芯材(Mnフェライト粒子、質量平均粒径=35μm)5,000質量部を流動床内に回転式底板ディスクと攪拌羽根を設けた旋回流を形成させながら被覆を行うコーティング装置に投入して、前記被覆液を芯材上に塗布した。得られた塗布物を電気炉で250℃、2時間焼成して、キャリアAを作製した。
〔被覆材の組成〕
・トルエン・・・450質量部
・シリコーン樹脂(SR2400、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製、不揮発分50質量%)・・・450質量部
・アミノシラン(SH6020、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製)・・・10質量部
・カーボンブラック・・・10質量部
下記表2に示すトナー1の原材料である結着樹脂、帯電制御剤、ワックス、マスターバッチを、表2に示される各々の処方量で、へンシェルミキサー(三井三池化工機株式会社製、FM10B)を用いて予備混合した後、二軸混練機(株式会社池貝製、PCM−30)で100〜130℃の温度で溶融、混練した。得られた混練物は室温まで冷却後、ハンマーミルにて200〜300μmに粗粉砕した。次いで、超音速ジェット粉砕機ラボジェット(日本ニューマチック工業株式会社製)を用いて、重量平均粒径が6.2±0.3μmとなるように粉砕エアー圧を適宜調整しながら微粉砕した後、気流分級機(日本ニューマチック工業株式会社製、MDS−I)で、重量平均粒径が7.0±0.2μm、粒径が4μm以下の微粉量が10個数%以下となるようにルーバー開度を適宜調整しながら分級し、トナー母体粒子を得た。次いで、トナー母体粒子100質量部に対し、添加剤(HDK−2000、クラリアント株式会社製)1.0質量部をヘンシェルミキサーで撹拌混合し、トナー1を製造した。
なお、表2に記載されているCCA4とは、中心金属が2価の芳香族オキシカルボン酸の金属化合物である帯電制御剤(ボントロンE−84、オリエント化学工業株式会社製)である。また、CCA5は、中心金属が3価の芳香族オキシジアゾ金属化合物である帯電制御剤(ボントロンS−34、オリエント化学工業株式会社製)である。また、ワックスは、融点81℃のカルナウバワックス(東亞化成株式会社製)である。
トナー製造例1において、表2に示される原料の組合せ及び処方量に変えた以外は、上記トナーの製造例1と同様にして、トナー2〜21をそれぞれ作製した。
各トナー0.6g及び上記作製した9.4gのキャリアAを20mL容のポリ容器に入れ、ターブラーミキサーT2F型(ウィリー・エ・バッコーフェン(WAB)社製)で100rpmの速度にて15秒間攪拌し、二成分現像剤を調製した。得られた二成分現像剤の帯電量(μC/g)をQ/Mメーター(EPPING社製)で測定した。Q/Mメーターの設定としては、メッシュサイズが400メッシュ(ステンレス製)、ソフトブロー圧(1050V)吸引時間が90秒間であった。帯電量は下記数式1より求めた。以上の条件において、高い帯電量を示すほど、帯電立ち上がり性に優れる。
〔数式1〕
帯電量(μC/g)=90秒間後の総電気量(μC)/吸引されたトナー量(g)
〔評価基準〕
◎:帯電量が33μC/g以上
○:帯電量が25μC/g以上33μC/g未満
△:帯電量が20μC/g以上25μC/g未満
×:帯電量が15μC/g以上20μC/g未満
××:帯電量が15μC/g未満
各トナー0.6g及び上記作製した9.4gのキャリアAを20mL容のポリ容器に入れ、ターブラーミキサーT2F型(ウィリー・エ・バッコーフェン(WAB)社製)で100rpmの速度にて120分間攪拌し、二成分現像剤を調製した。得られた二成分現像剤の帯電量(μC/g)を、Q/Mメーター(EPPING社製)を用いて測定した。この帯電量をQ120とする。Q/Mメーターの設定としては、メッシュサイズが400メッシュ(ステンレス製)、ソフトブロー圧(1050V)吸引時間が90秒間であった。帯電量は上記数式1より求めた。また、ターブラーミキサーで100rpmの速度にて10分間撹拌するように変えた以外は、上記と同様の方法で、帯電量を測定した。この帯電量をQ10とする。トナー劣化時の帯電性の指標として下記数式2よりトナー劣化時の帯電低下率を求めた。帯電低下率が低いほど、機械的ストレスによるトナーの劣化に対しても高い帯電安定性が得られる。
〔数式2〕
帯電低下率(%)=(Q120(μC/g)/Q10(μC/g))×100
〔評価基準〕
◎:帯電低下率が10%未満
○:帯電低下率が10%以上20%未満
△:帯電低下率が20%以上35%未満
×:帯電低下率が35%以上55%未満
××:帯電低下率が55%以上
表3に示される各トナーを用いて、以下のようにして二成分現像剤を作製し、以下に説明する画像形成装置(評価機A)に装填して、画像形成を行い、以下のようにして、各種性能評価を行った。結果を表3に示す。
上記作製したキャリアA(シリコーン樹脂により0.5μmの平均厚さでコーティングされた平均粒径35μmのフェライトキャリア)を用い、該キャリア100質量部に対しトナー7質量部を、容器が転動して攪拌される型式のターブラーミキサー(ウィリー・エ・バッコーフェン(WAB)社製)を用いて48rpmで3分間均一混合して帯電させた。
画像形成装置(評価機A)は、接触帯電方式、二成分現像方式、直接転写方式、ブレードクリーニング方式、及び内部加熱のローラ定着方式を採用した画像形成装置である、デジタル複合機imagio MP 7500(株式会社リコー製、コピースピード75枚/A4サイズ横)を用いた。
評価機Aを用い、感光体上にベタ画像(30mm×80mm)を、各0.80±0.1mg/cm2のトナー付着量(転写前トナー量)で作像し、株式会社リコー製タイプ6200ペーパーに転写し、転写直後に装置を止めて、感光体上の転写残トナーを、予め計量済みのテープに写し取り、転写残トナー量を測定した。下記数式3より、転写率を求め、これを初期転写率とした。
〔数式3〕
転写率(%)=
((転写前トナー量−転写残トナー量)/(転写前トナー量))×100
〔評価基準〕
◎:転写率が95%以上
○:転写率が88%以上95%未満
△:転写率が80%以上88%未満
×:転写率が65%以上80%未満
××:転写率が65%未満
評価機Aを用い、20%画像面積の画像チャートを50,000枚ランニング出力した後、初期転写率と同様にして転写率を測定し、これを経時転写率とした。
〔評価基準〕
◎:転写率が90%以上
○:転写率が85%以上90%未満
△:転写率が78%以上85%未満
×:転写率が60%以上78%未満
××:転写率が60%未満
評価機Aを用い、20%画像面積の画像チャートを50,000枚ランニング出力した後、文字部画像を株式会社リコー製タイプDXのOHPシートに出力させ、文字部の線画像内部が抜けるトナー未転写頻度を段階見本と比較し、ランク評価した。
〔評価基準〕
◎:中抜けが全く見られない
○:中抜けがわずかに見られる
△:従来の電子写真画像程度
×:中抜けが多く見られる
××:かなりの頻度で中抜けが見られる
評価機Aを用い、タイプ6200ペーパーにベタ画像を出力し、画像濃度をX−Rite938(X−Rite社製)で初期画像濃度を測定した。その後、20%画像面積の画像チャートを50,000枚ランニング出力した後、同様にベタ画像の出力と濃度測定を行い、経時画像濃度を測定した。下記数式4より、低下率を求め、これを画像濃度低下率とした。
〔数式4〕
画像濃度低下率(%)=
((初期画像濃度−経時画像濃度)/(初期画像濃度))×100
〔評価基準〕
◎:画像濃度低下率が5%未満
○:画像濃度低下率が5%以上10%未満
△:画像濃度低下率が10%以上15%未満
×:画像濃度低下率が15%以上25%未満
××:画像濃度低下率が25%以下
評価機Aを用い、10℃(湿度15RH%)の環境下で、5%画像面積の画像チャートを10,000枚ランニング出力した後、600dpiの細線画像を株式会社リコー製タイプ6000ペーパーに出力させ、非画像部の画像濃度を測色計X−Rite938(X−Rite社製)で測定した。
〔評価基準〕
◎:画像濃度が0.003未満
○:画像濃度が0.003〜0.01
△:画像濃度が0.011〜0.015
×:画像濃度が0.015〜0.030
××:画像濃度が0.031以上
評価機Aを用い、20%画像面積の画像チャートを100枚ランニング出力した後と、70,000枚ランニング出力した後の現像剤を抜き取り、それぞれの現像剤を目開き32μmのメッシュが張られたゲージ内に適量入れ、エアブローを行い、トナーとキャリアを分離した。初期現像剤から得られたキャリア1.0gを50mlガラス瓶に入れ、クロロホルム10mlを加えて、50回手振りして、10分間静置させた。その後、上澄みのクロロホルム溶液をガラスセルに入れ、これを濁度計のリファレンスとした。
次いで、経時の現像剤から得られたキャリアも、初期現像剤の場合と同様にして、上澄みのクロロホルム溶液を得て、ガラスセルに入れ、濁度計を用いて透過率を測定した。この透過率をキャリア汚染の指標とし、透過率が高い程、キャリア汚染が少ないことを示す。
〔評価基準〕
◎:透過率が95%以上
○:透過率が90%以上95%未満
△:透過率が80%以上90%未満
×:透過率が70%以上80%未満
××:透過率が70%未満
評価機Aの代わりに、以下に説明する画像形成装置(評価機B)を用い、表3に示される各トナーを評価機Bに装填し、キャリア汚染以外の各種性能評価を、実施例1と同様に行った。また、帯電ローラ汚染の評価を追加して行った。結果を表3に示す。
画像形成装置(評価機B)は、接触帯電方式、一成分現像方式、中間転写方式、ブレードクリーニング方式、及び内部加熱のベルト定着方式を採用した画像形成装置である、デジタル複合機imagio Neo C200(株式会社リコー製、コピースピード20枚/A4サイズ横)を用いた。
前記評価機Bを用い、単色モードで20%画像面積の画像チャートを50,000枚ランニング出力した後に、現像機内の帯電ローラ上のトナー汚染状態を、段階見本によりランク評価を行った。出力画像の異常の有無も考慮し、以下の5段階に分けて判定した。
〔評価基準〕
◎:画像異常が全くなく、帯電ローラ上のトナー汚染はない。
○:画像異常が全くないが、帯電ローラ上にうっすらとトナー汚染が見られる。
△:若干の異常画像が見られ、帯電ローラ上にも明らかなトナー汚染が見られる。
×:明らかな画像異常が見られ、帯電ローラ上のトナー汚染がひどく、問題のあるレベル。
××:明らかな画像異常が見られ、帯電ローラ上のトナー汚染がひどく、正常な画像を得ることができない。
本発明の画像形成装置は、長期間に亘って色調の変化がなく、濃度低下、カブリ等の異常画像の見られない極めて高画質な画像を形成することができるので、例えばレーザープリンタ、ダイレクトデジタル製版機、直接又は間接の電子写真多色画像現像方式を用いたフルカラー複写機、フルカラーレーザープリンター、及びフルカラー普通紙ファックス等に幅広く使用できる。
2 転写手段(一次転写手段)
3 搬送ベルト
4 中間転写体
5 二次転写手段
6 給紙装置
7 定着装置
8 クリーニング装置
9 中間転写体クリーニング装置
10 静電潜像担持体(感光体ドラム)
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手段
18 画像形成手段
20 帯電ローラ
21 露光装置
22 二次転写手段
23 ローラ
24 二次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 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 ブラック用現像手段
45Y イエロー用現像手段
45M マゼンタ用現像手段
45C シアン用現像手段
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 クリーニング手段
61 現像装置
62 転写帯電器
63 クリーニング装置
64 除電装置
70 除電ランプ
80 転写ローラ
90 クリーニング装置
95 記録媒体
100 画像形成装置
101 静電潜像担持体
102 帯電手段
103 露光手段
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 タンデム型現像手段
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)
401 ケーシング
402 現像ローラ
411 アジテータ
412 供給ローラ
413 規制ブレード
Claims (13)
- 少なくとも結着樹脂、着色剤、及び帯電制御剤を含有してなるトナーであって、
前記帯電制御剤が、中心金属が3価以上の芳香族オキシカルボン酸の金属化合物を含有し、
前記結着樹脂が、アルコール成分と、ロジン化合物を含むカルボン酸成分とを縮重合してなるポリエステル樹脂を含有し、
前記ロジン化合物の含有量が、前記アルコール成分及び前記カルボン酸成分の総質量に対し5質量%以上であり、
前記トナー中におけるアビエチン酸の含有量が1質量%以下であることを特徴とするトナー。 - 芳香族オキシカルボン酸の金属化合物が、下記一般式(1)で表される請求項1に記載のトナー。
- 中心金属がFeである請求項1から2のいずれかに記載のトナー。
- 中心金属がZrである請求項1から2のいずれかに記載のトナー。
- アルコール成分が、脂肪族ジオールを2価のアルコール成分中65モル%以上含有する請求項1から4のいずれかに記載のトナー。
- 脂肪族ジオールが、1,2−プロパンジオールを65モル%以上含有する請求項5に記載のトナー。
- カルボン酸成分が、更に芳香族ジカルボン酸化合物を含有する請求項1から6のいずれかに記載のトナー。
- 結着樹脂が、少なくとも縮重合系モノマーと付加重合系モノマーから構成される複合樹脂を併用する請求項1から7のいずれかに記載のトナー。
- シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナー、及びブラックトナーの少なくとも1種である請求項1から8のいずれかに記載のトナー。
- 請求項1から9のいずれかに記載のトナーを含むことを特徴とする現像剤。
- 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を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画像形成装置であって、
前記トナーが、請求項1から9のいずれかに記載のトナーであることを特徴とする画像形成装置。 - 現像手段が、内部に固定された磁界発生手段を有し、かつ表面に磁性キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を担持して回転可能な現像剤担持体を有している請求項11に記載の画像形成装置。
- 現像手段が、トナーが供給される現像剤担持体と、該現像剤担持体表面にトナーの薄層を形成する層厚規制部材を有する請求項11に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008262835A JP5625230B2 (ja) | 2007-10-19 | 2008-10-09 | トナー、並び現像剤、及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007272868 | 2007-10-19 | ||
JP2007272868 | 2007-10-19 | ||
JP2008262835A JP5625230B2 (ja) | 2007-10-19 | 2008-10-09 | トナー、並び現像剤、及び画像形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009116320A true JP2009116320A (ja) | 2009-05-28 |
JP5625230B2 JP5625230B2 (ja) | 2014-11-19 |
Family
ID=40783472
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008262835A Active JP5625230B2 (ja) | 2007-10-19 | 2008-10-09 | トナー、並び現像剤、及び画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5625230B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100136471A1 (en) * | 2008-11-28 | 2010-06-03 | Saori Yamada | Toner and developer |
CN102141744A (zh) * | 2010-02-01 | 2011-08-03 | 富士施乐株式会社 | 色粉、显影剂、色粉盒、处理盒和图像形成装置 |
US8741520B2 (en) | 2008-07-01 | 2014-06-03 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming toner, image forming apparatus, image forming method, and process cartridge |
KR20160141649A (ko) * | 2015-06-01 | 2016-12-09 | 제록스 코포레이션 | 저온 정착성 지속가능한 토너 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63127253A (ja) * | 1986-11-17 | 1988-05-31 | Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The | トナ−用のバインダ− |
JPH04307557A (ja) * | 1991-04-04 | 1992-10-29 | Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The | トナー用のバインダー樹脂 |
JPH07209995A (ja) * | 1994-01-20 | 1995-08-11 | Konica Corp | 現像装置 |
JPH11190942A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-13 | Canon Inc | 現像装置 |
JP2001175026A (ja) * | 1999-12-21 | 2001-06-29 | Ricoh Co Ltd | 静電荷現像用二成分現像剤 |
JP2001343787A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-12-14 | Ricoh Co Ltd | 画像形成用トナー及び画像形成装置 |
JP2003228240A (ja) * | 2002-02-01 | 2003-08-15 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2004205822A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | トナー用ポリエステル樹脂、静電荷像現像用トナーおよび画像形成方法 |
JP2005513531A (ja) * | 2001-12-15 | 2005-05-12 | サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド | 静電荷現像用トナーおよび逆中和を伴った懸濁処理による静電荷現像用トナーの製造方法 |
JP2005164737A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Kyocera Mita Corp | 現像装置 |
JP2007139812A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-06-07 | Kao Corp | トナー |
JP2007137911A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-06-07 | Kao Corp | トナー用ポリエステル |
-
2008
- 2008-10-09 JP JP2008262835A patent/JP5625230B2/ja active Active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63127253A (ja) * | 1986-11-17 | 1988-05-31 | Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The | トナ−用のバインダ− |
JPH04307557A (ja) * | 1991-04-04 | 1992-10-29 | Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The | トナー用のバインダー樹脂 |
JPH07209995A (ja) * | 1994-01-20 | 1995-08-11 | Konica Corp | 現像装置 |
JPH11190942A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-13 | Canon Inc | 現像装置 |
JP2001175026A (ja) * | 1999-12-21 | 2001-06-29 | Ricoh Co Ltd | 静電荷現像用二成分現像剤 |
JP2001343787A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-12-14 | Ricoh Co Ltd | 画像形成用トナー及び画像形成装置 |
JP2005513531A (ja) * | 2001-12-15 | 2005-05-12 | サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド | 静電荷現像用トナーおよび逆中和を伴った懸濁処理による静電荷現像用トナーの製造方法 |
JP2003228240A (ja) * | 2002-02-01 | 2003-08-15 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2004205822A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | トナー用ポリエステル樹脂、静電荷像現像用トナーおよび画像形成方法 |
JP2005164737A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Kyocera Mita Corp | 現像装置 |
JP2007139812A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-06-07 | Kao Corp | トナー |
JP2007137911A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-06-07 | Kao Corp | トナー用ポリエステル |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8741520B2 (en) | 2008-07-01 | 2014-06-03 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming toner, image forming apparatus, image forming method, and process cartridge |
US20100136471A1 (en) * | 2008-11-28 | 2010-06-03 | Saori Yamada | Toner and developer |
US8703376B2 (en) * | 2008-11-28 | 2014-04-22 | Ricoh Company, Ltd. | Toner and developer |
CN102141744A (zh) * | 2010-02-01 | 2011-08-03 | 富士施乐株式会社 | 色粉、显影剂、色粉盒、处理盒和图像形成装置 |
CN102141744B (zh) * | 2010-02-01 | 2015-07-08 | 富士施乐株式会社 | 色粉、显影剂、色粉盒、处理盒和图像形成装置 |
KR20160141649A (ko) * | 2015-06-01 | 2016-12-09 | 제록스 코포레이션 | 저온 정착성 지속가능한 토너 |
KR102296554B1 (ko) | 2015-06-01 | 2021-09-02 | 제록스 코포레이션 | 저온 정착성 지속가능한 토너 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5625230B2 (ja) | 2014-11-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4668887B2 (ja) | トナー、並びにこれを用いた画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ | |
JP5054443B2 (ja) | 画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ | |
JP4749937B2 (ja) | 画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ | |
JP4749939B2 (ja) | 画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ | |
US8329370B2 (en) | Toner, image forming apparatus, image forming method, and process cartridge | |
JP4808695B2 (ja) | トナー、並びにこれを用いた画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ | |
JP4749925B2 (ja) | 画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ | |
JP4523573B2 (ja) | トナー及び画像形成装置 | |
JP4749938B2 (ja) | 画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ | |
JP2007292792A (ja) | 二成分現像剤、並びにそれを用いた画像形成方法及び画像形成装置 | |
JP4808694B2 (ja) | トナー、並びに現像剤、画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ | |
JP5245421B2 (ja) | トナーの製造方法 | |
JP4749929B2 (ja) | 画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ | |
JP4749940B2 (ja) | 画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ | |
JP4749928B2 (ja) | 画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ | |
JP4971756B2 (ja) | トナー、並びにこれを用いた画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ | |
JP5625230B2 (ja) | トナー、並び現像剤、及び画像形成装置 | |
JP4909233B2 (ja) | 画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ | |
JP2007310329A (ja) | 画像形成装置及び画像形成方法 | |
JP4749924B2 (ja) | 画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ | |
JP4749927B2 (ja) | 画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ | |
JP4749926B2 (ja) | 画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ | |
JP5365773B2 (ja) | 画像形成用トナー、現像剤、トナー入り容器、画像形成装置、画像形成方法及びプロセスカートリッジ | |
JP2008281883A (ja) | トナー、並びに現像剤、画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ | |
JP5439796B2 (ja) | トナー、二成分現像剤、画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110905 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130219 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130416 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130605 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130813 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131107 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20131114 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140121 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140314 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140422 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140606 |
|
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: 20140902 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140915 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5625230 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |