JP2012068307A - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アンモニウムイオンを残留するトナー粒子と、外添剤として塩素化合物を含むシリカ粒子と、を有する静電荷像現像用トナーである。
【選択図】図1
Description
また、特許文献2〜4には、トナー中に存在するアンモニアやアンモニウム化合物の量を抑制する技術が提案されている。
請求項1に係る発明は、
アンモニウムイオンが残留するトナー粒子と、外添剤として塩素化合物を含むシリカ粒子と、を有する静電荷像現像用トナー。
請求項2に係る発明は、
前記トナー粒子が、アゾ基を持つ顔料を含む請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
請求項3に係る発明は、
請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
請求項4に係る発明は、
請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、画像形成装置に脱着されるトナーカートリッジ。
請求項5に係る発明は、
請求項3に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体上に形成された静電荷像をトナー像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジ。
請求項6に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項3に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体上に形成された前記静電荷像をトナー像として現像する現像手段と、
前記像保持体上に形成された前記トナー像を被転写体上に転写する転写手段と、
前記被転写体上に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。
前記像保持体の表面に接触し、前記像保持体の表面をクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング手段を備え、
前記クリーニングブレードにおける前記像保持体との接触部に堆積する堆積物中のSi含有量が、前記静電荷像現像用トナー中のSi含有量よりも多い請求項6に記載の画像形成装置。
前記帯電手段が、エピクロロヒドリンゴムを含んで構成される表面層を持つ接触方式の帯電部材を有する請求項6又は7に記載の画像形成装置。
前記帯電手段が、前記帯電部材の表面に接触し、前記帯電部材の表面をクリーニングするクリーニング部材を有する請求項8に記載の画像形成装置。
像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項3に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体上に形成された前記静電荷像をトナー像として現像する現像工程と、
前記像保持体上に形成された前記トナー像を被転写体上に転写する転写工程と、
前記被転写体上に転写された前記トナー像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
前記像保持体の表面に接触するクリーニングブレードにより、前記像保持体の表面をクリーニングするクリーニング工程を有し、
前記クリーニングブレードにおける前記像保持体との接触部に堆積する堆積物中のSi含有量が、前記静電荷像現像用トナー中のSi含有量よりも多い請求項10に記載の画像形成方法。
前記帯電工程が、エピクロロヒドリンゴムを含んで構成される表面層を持つ接触方式の帯電部材により、像保持体の表面を帯電する帯電工程である請求項10又は11に記載の画像形成方法。
前記帯電部材の表面に接触するクリーニング部材により、前記帯電部材の表面をクリーニングするクリーニング工程を有する請求項12に記載の画像形成方法。
請求項2に係る発明によれば、トナー粒子がアゾ基を持つ顔料を含まない場合に比べ、画像流れを抑制する静電荷像現像用トナーが提供できる。
請求項3、4、5、6に係る発明によれば、外添剤として塩素化合物を含むシリカ粒子を含まない静電荷像現像用トナーを適用した場合に比べ、画像流れを抑制する静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置が提供できる。
請求項7に係る発明によれば、クリーニングブレードにおける像保持体との接触部に堆積する堆積物中のSi含有量が静電荷像現像用トナー中のSi含有量よりも少ない場合に比べ、画像流れを抑制する画像形成装置が提供できる。
請求項8に係る発明によれば、エピクロロヒドリンゴムを含んで構成される表面層を持つ接触方式の帯電部材を備える画像形成装置であっても、画像流れを抑制する画像形成装置が提供できる。
請求項9に係る発明によれば、帯電部材の表面をクリーニングするクリーニング部材を備えない場合に比べ、エピクロロヒドリンゴムを含んで構成される表面層を持つ接触方式の帯電部材を備える画像形成装置において、画像流れを抑制する画像形成装置が提供できる。
請求項10に係る発明によれば、外添剤として塩素化合物を含むシリカ粒子を含まない静電荷像現像用トナーを適用した場合に比べ、画像流れを抑制する画像形成方法が提供できる。
請求項11に係る発明によれば、クリーニングブレードにおける像保持体との接触部に堆積する堆積物中のSi含有量が静電荷像現像用トナー中のSi含有量よりも少ない場合に比べ、画像流れを抑制する画像形成方法が提供できる。
請求項12に係る発明によれば、エピクロロヒドリンゴムを含んで構成される表面層を持つ接触方式の帯電部材を備える画像形成装置であっても、画像流れを抑制する画像形成装置が提供できる。
請求項13に係る発明によれば、帯電部材の表面をクリーニングするクリーニング工程を有さない場合に比べ、エピクロロヒドリンゴムを含んで構成される表面層を持つ接触方式の帯電部材による帯電工程を有する画像形成方法において、画像流れを抑制する画像形成方法が提供できる。
本実施形態に係る画像形成装置101は、図1に示すように、像保持体10を備え、その周囲に、像保持体10の表面を帯電する帯電装置12(帯電手段の一例)と、帯電装置12により帯電された像保持体10を露光して静電荷像(静電潜像)を形成する露光装置14(静電荷像形成手段の一例)と、静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体10の表面に形成された静電荷像をトナー像として現像する現像装置16(現像手段の一例)と、現像装置16により形成したトナー像を被転写体Aに転写する転写装置18と、転写後の像保持体10表面をクリーニングするクリーニング装置20(クリーニング手段の一例)と、を備える。
また、本実施形態に係る画像形成装置101は、転写装置18により被転写体Aに転写されたトナー像を定着する定着装置22(定着手段の一例)を備える。
静電荷像現像剤は、静電荷像現像用トナー(以下、トナーと称する)を含んで構成され、トナー単独の一成分現像剤であっても、キャリアと混合した二成分現像剤であってもよい。
トナーは、アンモニウムイオンを残留したトナー粒子(例えば、アンモニウムイオンの残留量が0.01ppm以上20ppm以下(望ましくは0.1ppm以上10ppm以下、より望ましくは0.2ppm以上2ppm以下)のトナー粒子)と、外添剤として塩素化合物を含むシリカ粒子と、を有するトナーが適用される。
1)洗浄工程を低いpHの水溶液中でかつ多くの回数を実施する方法、
2)乾燥工程を高温でかつ長時間実施する方法、
3)アンモニアとアンモニア以外の例えば水酸化ナトリウムなどのアルカリを用いる方法、
4)トナーを作製後、減圧にて揮発分と共に除去する方法、
等が挙げられる。
なお、アンモニウムイオンを含まないトナー粒子の場合、たとえば、上記3)のように他のアルカリを用いた場合、樹脂粒子の分散径の分布が不安定になりやすく、その結果、トナーに小粒径の粒子が生じやすくなる。小粒径の粒子は粒子間の凝集を生じやすく、その際粒子界面に水分が残留しやすくなり、この水分が像流れを引き起こす場合がある。
水中にトナー(トナー粒子)を分散し、トナー中に含まれる樹脂のガラス転移温度又は融点以上の温度で超音波分散を行い、水中にアンモニウムイオンを抽出した後、イオンクロマトグラフィーにより分析することにより、トナー中のアンモウムイオン含有量を求める。
具体的には、まず、200mlの蓋付きのフラスコにトナー(トナー粒子)0.5gと純水にポリビニルアルコールを1.0質量%含有した分散液100mlとを入れたトナー分散液が、トナー中に含まれる樹脂のガラス転移温度より高い温度となる80℃の条件下で、超音波分散機(アズワン社製、型番:USD−4R、28kHz)により30分間分散を行い、その後、トナー分散液を吸引ろ過したろ液をイオンクロマトグラフ装置(日本ダイオネクス社製、型番ICS−2000)により分析し、トナー中のアンモニウムイオン含有量を求める。
なお、分析条件は、陽イオン分離カラム:日本ダイオネクス(株)製 IonPacCS12A、陽イオンガードカラム:日本ダイオネクス(株)製 IonPacCG12A、溶離液:メタンスルフォン酸 20mM、流速:1ml/min、温度:35℃、検出法:電気伝導度法(サプレッサー方式)とする。
トナー粒子は、例えば、結着樹脂と、着色剤と、必要に応じて離型剤等のその他添加剤を含んで構成される。
ポリエステル樹脂は、多価カルボン酸と多価アルコールとの中から好適なものを選択して組合せ、例えば、エステル交換法又は重縮合法等、従来公知の方法を用いて合成することで得られる。
着色剤としては、公知の着色剤であれば特に限定されないが、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック、ベンガラ、紺青、酸化チタン等の無機顔料、ファストイエロー、ジスアゾイエロー、ピラゾロンレッド、キレートレッド、ブリリアントカーミン、パラブラウン等のアゾ顔料、銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン顔料、フラバントロンイエロー、ジブロモアントロンオレンジ、ペリレンレッド、キナクリドンレッド、ジオキサジンバイオレット等の縮合多環系顔料が挙げられる。
アゾ基を持つ顔料は、例えば塩酸を代表とする鉱酸の存在下でアゾ化反応により合成された顔料であり、酸成分が残留しやすいため、結果的にトナーのアンモニアを除去しやすくなるため好適である。
アゾ基を持つ顔料として具体的には、例えばファストイエロー、ジスアゾイエロー、ピラゾロンレッド、キレートレッド、ブリリアントカーミン、パラブラウン等が挙げられる。
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成或いは鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
その他の内添剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等が挙げられる。
トナー粒子は、単層構造であっても、芯部と前記芯部を被覆する被覆層とで構成される構造(所謂コア/シェル構造)であってもよい。
なお、トナー粒子の体積平均粒径の測定法としては、分散剤として界面活性剤、望ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5質量%水溶液2ml中に、測定試料を0.5mg以上50mg以下加え、これを前記電解液100ml以上150ml以下中に添加した。この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で約1分間分散処理を行い、前記コールターマルチサイザーII型(ベックマン−コールター社製)により、アパーチャー径が100μmのアパーチャーを用いて、粒径が2.0μm以上60μm以下の範囲の粒子の粒度分布を測定する。測定する粒子数は50,000とする。
得られた粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、小粒径側から体積累積分布を引いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとする。
外添剤としては、塩素化合物を含むシリカ粒子が適用される。
塩素化合物を含むシリカ粒子は、シリカ粒子を例えば疎水化処理する段階で処理剤の安定化のために用いられるものや、処理剤そのものが塩構造を有するものを使用して得られたシリカ粒子、つまり塩素を含むシリカ粒子等が挙げられる。
塩素化合物として具体的には、塩酸、塩素酸、亜塩素酸、次亜塩素酸、過塩素酸、クロロ酢酸等である。
なお、シリカ粒子に含む塩素化合物は、XPSによる塩素の有無により確認される。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部程度である。
まず、トナー粒子は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁造粒法、溶解懸濁法、溶解乳化凝集合一法等)のいずれにより製造してもよい。これらの製法に特に制限はなく、周知の製法が採用される。
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが挙げられる。キャリアとしては、例えば、樹脂コートキャリア、磁性分散型キャリア、樹脂分散型キャリア等が挙げられる。
像保持体10は、特に制限なく、公知の感光体が適用されるが、電荷発生層と電荷輸送層を分離した、いわゆる機能分離型と呼ばれる構造の有機感光体が好適に適用される。また、像保持体10は、その表面層が電荷輸送性を有し架橋構造を有するシロキサン系樹脂、フェノール系樹脂で構成された感光体も好適に適用される。
露光装置14としては、例えば、レーザー光学系やLEDアレイ等が適用される。
帯電装置12は、例えば、像保持体10の表面を帯電する帯電部材121と、クリーニング部材122と、が特定の食い込み量で接触している配置されている。そして、帯電部材121のシャフト及びクリーニング部材122のシャフトの軸方向両端は、各部材が回転自在となるように導電性軸受け123(導電性ベアリング)で保持されている。導電性軸受け123の一方には電源(不図示)が接続されている。
帯電部材121は、例えば、シャフトと、シャフトの外周面に配設された弾性層と、を有するロール部材である。表面層を構成する弾性層が、エピクロロヒドリンゴムを含んで構成されている。
なお、帯電部材121は、最外層となる表面層がエピクロロヒドリンゴムを含んで構成されていれば、特に制限はなく、弾性層とシャフトとの間に配設される接着層(プライマー層)を設けた構成、その他中間層を設けた構成であってもよい。
また、帯電部材121は、ロール状部材に限られず、無端ベルト状部材であってもよいし、シート状部材であってもよい。
エピクロロヒドリンゴムとして具体的には、例えば、日本ゼオン(株)製の各々体積抵抗値の違うGechron 1100、Gechron 3100、Gechron 3101、Gechron 3102、Gechron 3103、Gechron 3105、Gechron 3106等が挙げられ、2種類以上のグレードを組合せて使用してもよい。
他の弾性材料としては、例えば、イソプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン3元共重合ゴム(EPDM)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、天然ゴム等、及びこれらのブレンドゴムが挙げられる。
なお、これら、エピクロロヒドリンゴムを含めた弾性材料は、発泡したものであっても無発泡のものであってもよい
クリーニング部材122は、帯電部材121の表面を清掃するための清掃部材であり、例えば、ロール状で構成されている。クリーニング部材122は、例えば、シャフトと、シャフトの外周面に弾性層と、で構成される。
導電性軸受け123は、帯電部材121とクリーニング部材122とを一体で回転自在に保持すると共に、当該部材同士の軸間距離を保持する部材である。導電性軸受け123は、導電性を有する材料で製造されていればいかなる材料及び形態でもよく、例えば、導電性のベアリングや導電性の滑り軸受けなどが適用される。
電源は、導電性軸受け123へ電圧を印加することにより帯電部材121とクリーニング部材122とを同極性に帯電させる装置であり、公知の高圧電源装置が採用される。
現像装置16は、例えば、現像剤層を表面に形成させた現像剤保持体を像保持体10に接触若しくは近接させて、像保持体10の表面の潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置である。現像装置16の現像方式は、既知の方式として二成分現像剤による現像方式が好適に適用される。この二成分現像剤による現像方式には、例えば、カスケード方式、磁気ブラシ方式などがある。
転写装置18としては、例えば、コロトロン、スコロトロン等の非接触転写方式、被転写体Aを介して導電性の転写ロールを像保持体10に接触させ被転写体Aにトナー像を転写する接触転写方式のいずれを適応してもよい。
クリーニング装置20は、例えば、クリーニングブレード20Aを像保持体10の表面に直接接触させて、表面に付着しているトナー、紙粉、ゴミ、放電生成物などを除去する部材である。
そして、堆積物中のSi含有量を、トナー中のSi含有量よりも多くすることがよく、具体的には、トナー中のSi含有量に対して2倍以上が望ましく、より望ましくは3倍以上、さらに望ましくは4倍以上であり、上限は5倍以下である。
これは、トナーにおいてトナー粒子に外添するシリカ粒子(塩素化合物を含むシリカ粒子)が、当該トナー中よりも、堆積物中で多く存在させることを意味している。
なお、トナー中のSi含有量は、現像前のトナー中のSi含有量、つまり、現像装置16中でのトナー中のSi含有量である。
また、堆積物中のSi含有量は、画像の形成以降に堆積した堆積物中のSi含有量である。
トナー中の結着樹脂などに由来する炭素量(C量)に対するSi量を表面X線解析XPSによる検出から算出する。堆積物も同様に、クリーニングブレードから掻き取った付着物量1gに含まれる炭素量(C量)に対するSi量を表面X線解析XPSによって算出する。
また、堆積物中の塩素化合物(塩素)についても、対象物のXPSにより確認される。
定着装置22としては、ヒートロールを用いる加熱定着装置が好適に適用される。加熱定着装置は、例えば、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と、この定着ローラに対し特定の接触圧で接触して配置され、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又は加圧ベルトと、で構成される。未定着のトナー像の定着プロセスは、例えば、定着ローラと加圧ローラ又は加圧ベルトとの間に未定着のトナー像が転写された被転写体A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。
次に、本実施形態に係る画像形成装置101の画像形成プロセス(画像形成方法)について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置101では、まず、像保持体10が回転(例えば図中時計回りで回転)すると同時に、帯電装置12の帯電部材121により帯電する。
次に、帯電装置12の帯電部材121によって表面が帯電した像保持体10は、露光装置14により露光され、表面に静電荷像(潜像)が形成される。
次に、像保持体10の表面に静電荷像(潜像)が現像装置16に近づくと、現像装置16において、静電荷像現像剤による磁気ブラシが像保持体10に接触することで、静電荷像(潜像)にトナーが付着し、トナー像が形成される。
次に、トナー像が形成された像保持体10がさらに回転すると、転写装置16により、トナー像は被転写体A上に転写される。これにより、トナー像にトナー像が形成される。
次に、トナー像が形成された被転写体Aは、定着装置22でトナー像が定着される。
像保持体10上に付着したアンモニウムイオンは、空気中の水分を吸収する。初期においては問題はないが、出力画像を増加させることで、像保持体10上のアンモニウムイオンがさらに増加し、像保持体10上の電荷を徐々に漏洩させてゆく、通常潜像よりもトナーの粒径は小さいため現像することには影響は少ないものの、このアンモニウムイオンおよびこれに付着した水分は除去が困難であるため、静電潜像を形成する電荷をも漏洩するようになる。特にデジタル画像で形成される光を当て、像保持体10上の電荷を消滅させ、静電潜像を形成する場合、静電潜像として形成された画像部、非画像部は電荷でその境が区別されることになるが、電荷が漏洩しやすくなってしまうと、この境を形成する電荷が、静電潜像側へ移動しやすくなる。一度、漏洩した電荷の部分付近は漏洩が生じやすいため、ここから次の電荷がさらに漏洩し、その結果、静電潜像、言い換えれば電荷のない部分は本来の潜像に比較して広がったような像となる。これを現像するとトナーは電荷のない部分に付着しやすくなるため、画像が流れたような画像として現像される。
エピクロロヒドリンゴムを含んで構成される表面層を持つ接触方式の帯電部材121を備える画像形成装置101において、トナーにおけるトナー粒子中にアンモニウムイオンが含まれると、トナー粒子(トナー)からアンモニウムイオンが外部へ移行し、像保持体10の表面の水分によって像保持体10の表面に付着する。付着したアンモニウムイオンは、像保持体10の表面をクリーニングするクリーニングブレード20Aを摺り抜け、帯電部材121の表面に付着すると考えられる。帯電部材121の表面に付着したアンモニウムイオンは、帯電部材121の表面層を構成するエピクロロヒドリンゴムの残留塩素等と反応して塩を形成すると考えられる。
この塩は、大気中の水分を吸収し、帯電部材121の表面の放電量を下げると考えられる。像保持体10の表面に付着するアンモニウムイオンの量が僅かであっても、経時により帯電部材121の表面に到達する量は累積し、帯電部材121の表面層を構成するエピクロロヒドリンゴムの残留塩素等と反応し、この塩は増加すると考えられる。その結果、帯電部材121の表面の放電量を下げ、帯電不良を招き、潜像の流れによる画像流れが発生するものと考えられる。
これは、高温高湿(例えば気温30℃、湿度85%)環境下、特に低温低湿(例えば気温15℃、湿度30%)環境下から高温環境下に移行した場合等、像保持体10の表面が結露する等、像保持体10の表面に水分が付着し易い環境下で、顕著に画像流れが発生し易くなるものと考えられる。
このため、本実施形態では、上記トナーを適用することで、エピクロロヒドリンゴムを含んで構成される表面層を持つ接触方式の帯電部材121を備える画像形成装置101において、画像流れが抑制されると考えられる。
アゾ基を持つ顔料は、上述のように、塩酸を代表とする鉱酸の存在下で、アゾ化反応により合成された顔料であることから、合成後でも顔料分子中に鉱酸(例えば塩酸)が残留している。このアゾ基を持つ顔料とトナー粒子中に残留するアンモニウムイオンが接触すると、当該顔料中に残留する鉱酸(例えば塩酸)と反応し、塩を形成するものと考えられる。このため、アンモニウムイオンがトナー粒子自体の外部へ移行することを抑制するものと考えられる。
したがって、トナー粒子にアゾ基を持つ顔料を含ませると、より効果的に画像流れが抑制されると考えられる。
堆積物中のSi含有量をトナー中のSi含有量よりも多くすると、より効果的に画像流れが抑制される。
クリーニングブレード20Aにおける像保持体10との接触部に堆積する堆積物には、トナーに含まれる外添剤としてシリカ粒子(塩素化合物を含むシリカ粒子)がトナー粒子と共にクリーニングブレード20Aにより掻き取られ、含まれることとなる。堆積物中のシリカ粒子は、硬度が高いため、クリーニングブレード20Aの圧力(クリーニングブレード20Aを像保持体10に押し付ける圧力)では潰れ難いと考えられる。
そして、その堆積物中のシリカ粒子の量(Si含有量)を、トナー中のトナー粒子の量(Si含有量)を多くするように、クリーニングブレード20Aと像保持体10との間にシリカ粒子を供給することで、堆積物中にシリカ粒子の量が多くなり、クリーニング効果が高まり、像保持体10に付着した付着したアンモニウムイオンが除去され易くすると共に、堆積物中のシリカ粒子にアンモニアイオンが接触することで、アンモニアイオンがシリカ粒子に含まれる塩素化合物と反応して塩を形成するものと考えられる。
これにより、トナーから外部へアンモニウムイオンが移行し、像保持体10の表面に付着しても、アンモニウムイオンがクリーニングブレード20Aにおける像保持体10との接触部に堆積する堆積物によって除去されることなり、像保持体10の表面に残存し難くなる。
加えて、像保持体10の表面に付着したアンモニウムイオンがクリーニングブレード20Aからすり抜けることが抑制されることとなり、その結果、トナーから外部へアンモニウムイオンが移行し、像保持体10の表面に付着しても、アンモニウムイオンが帯電部材121の表面に到達することが抑制される。
したがって、堆積物中のSi含有量をトナー中のSi含有量よりも多くすると、より効果的に画像流れが抑制されると考えられる。
クリーニング部材122を備えることで、エピクロロヒドリンゴムを含んで構成される表面層を持つ接触方式の帯電部材121を備える画像形成装置101において、より効果的に画像流れが抑制される。
像保持体10の表面に付着したアンモニウムイオンがクリーニングブレード20Aからすり抜け、アンモニウムイオンが帯電部材121の表面に到達しても、帯電部材121の表面をクリーニングするクリーニング部材122により除去され易くなる。これにより、アンモニウムイオンが帯電部材121の表面層を構成するエピクロロヒドリンゴムの残留塩素等と反応して塩を形成することが抑制される。
したがって、クリーニング部材122を備えることで、エピクロロヒドリンゴムを含んで構成される表面層を持つ接触方式の帯電部材121を備える画像形成装置101において、より効果的に画像流れが抑制されると考えられる。
プロセスカートリッジ102は、上記構成に限られず、現像装置16を備え、その他、必要に応じて、例えば、像保持体10、露光装置14、転写装置18、及びクリーニング装置20を備える構成であればよい。
−ポリエステル樹脂(1)の合成−
加熱乾燥した二口フラスコに、ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン80モル部と、エチレングリコール10モル部と、シクロヘキサンジオール10モル部と、テレフタル酸80モル部と、イソフタル酸10モル部と、n−ドデセニルコハク酸10モル部を原料に、触媒としてジブチル錫オキサイドを入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち昇温した後、150から230℃で約12時間共縮重合反応させ、その後、210から250℃で徐々に減圧して、ポリエステル樹脂(1)を合成した。
その結果、明確なピークを示さず、階段状の吸熱量変化が観察された。階段状の吸熱量変化の中間点をとったガラス転移温度(Tg)は59℃であった。
−ポリエステル樹脂分散液(A1)の調製−
・ポリエステル樹脂(1) 100質量部
・酢酸エチル 70質量部
・イソプロピルアルコール 15質量部
表1に従って、油相に滴下する10質量%アンモニア水溶液の合計量(表1中、滴下NH4OHと標記)を変更すると共に、得られたポリエステル樹脂分散液に対して、0.01N水酸化ナトリウム水溶液を合計で表1に従った量(表1中、滴下NaOHと標記)となるようにスポイトで除々に滴下した以外は、ポリエステル樹脂分散液(A1)と同様にして、各ポリエステル樹脂分散液を得た。
−着色剤分散液(B1)の調製−
・シアン顔料 1000質量部
(大日精化(株)製、Pigment Blue 15:3(銅フタロシアニン))
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンR) 15質量部
・イオン交換水 9000質量部
以上を混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー((株)スギノマシン製、HJP30006)を用いて1時間ほど分散して、着色剤(顔料)を分散させてなる着色剤分散液を調製した。着色剤分散液における着色剤(顔料)粒子の体積平均粒径は0.16μm、固形分濃度は20%であった。この分散液を遠心分離(10000rpm、60分)し、上澄みを少量取り出し、乾燥させ元素分析したところ、塩素は確認されなかった。
表2に従って、着色剤(顔料)の種類を変更した以外は、着色剤分散液(B1)と同様にして、各着色剤分散液を得た。
・B15:3=シアン顔料(大日精化(株)製、Pigment Blue 15:3 (銅フタロシアニン))
・Y17=イエロー顔料(大日精化(株)製、セイカ ファースト イエロー 2054(ジスアゾイエロー:アゾ基を持つ顔料))
・Y110=イエロー顔料(BASF製、CROMOPHTAL Yellow 2RLP(イソインドリノン))
・R122=マゼンタ顔料(大日精化(株)製、クロモファイン マゼンタ 6887(キナクリドン))
・R57:1=マゼンタ顔料(大日精化(株)製、セイカ ファースト カーミン 1476T−7(アゾ基を持つ顔料))
なお、着色剤分散液(B1)と同様の方法で塩素の確認を着色剤分散液(B2)から(B5)について行ったところ着色剤分散液(B2)および着色剤分散液(B5)の上澄みより塩素が検出された。
−離型剤分散液(C1)の調製−
・パラフィンワックス(日本精蝋(株)製、HNP−9、融点:75℃):50質量部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):0.5質量部
・イオン交換水:200質量部
以上を混合して95℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した。その後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社)で分散処理し、離型剤を分散させてなる離型剤分散液(固形分濃度:20%)を調製した。離型剤粒子の体積平均粒径は0.23μmであった。
−トナー粒子(1)の作製−
・ポリエステル樹脂分散液(A1) 267質量部
・着色剤分散液(B2) 25質量部
・離型剤分散液(C1) 40質量部
・アニオン性界面活性剤(TeycaPower) 2.0質量部
上記原料を2Lの円筒ステンレス容器に入れ、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラララックスT50)を用い、ホモジナイザーの回転数を4000rpmにして、せん断力を加えながら10分間分散して混合した。次いで、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10%硝酸水溶液1.75質量部を徐々に滴下して、ホモジナイザーの回転数を5000rpmにして15分間分散して混合し、原料分散液とした。
得られた原料分散液には、トナー粒子が形成されていた。
そして、この水洗を10回繰り返した後、ループ型気流式乾燥機を用いてサイクロン捕集での乾燥、分級を行い、トナー粒子(1)を得た。
表3に従って、ポリエステル樹脂分散液、着色剤分散液を変更した以外は、トナー粒子(1)と同様にして、各トナー粒子を得た。
−トナー(1)の作製−
トナー粒子(1)100質量部に対して、外添剤として、下記シリカ粒子(D1)1質量部を添加し、ヘンシェルミキサー(先端の周速30m/秒で1分間)で混合した後、シリカ粒子(D1)を0.5質量部加え、さらに先端の周速15m/秒で2分間混合し、その後シリカ粒子(D1)を0.5質量部さらに添加した後、周速22m/秒で3分間混合してトナー(1)を得た。得られたトナー(トナー粒子)のアンモニウムイオン含有量を表3に示す。
得られたトナー中のSi含有量として、トナーのSi/C含有量比を表5に示す。
表4に従って、トナー粒子、外添剤を変更した以外は、トナー(1)と同様にして、各トナーを作製した。
得られたトナー中のSi含有量として、トナーのSi/C含有量比を表5に示す。
ポリエステル樹脂(1)100質量部とY17=イエロー顔料(大日精化(株)製、セイカ ファースト イエロー 2400(B)(ジスアゾイエロー))4質量部、離型剤パラフィンワックス(日本精蝋(株)製、HNP−9、融点:75℃)の4質量部とを、バンバリー型混練機で溶融混練し、冷却後粗粉砕し、さらにジェット式微粉砕機で粉砕後これに水酸化アンモニウム2質量部を加え、エルボージェット分級機(マツボー社製)にて分級し、平均粒径が7.0μmのトナー粒子(18)を製造し、トナー(1)と同様に外添して。得られたトナー(18)のアンモニウムイオン含有量は30ppmであった。
トナー粒子(12) 100質量部とシリカ粒子(D1) 2質量部を添加し、ヘンシェルミキサー(先端の周速30m/秒で20分間)で混合してトナー(19)を得た。
トナー粒子(12) 100質量部とシリカ粒子(D1) 0.5質量部を添加し、ヘンシェルミキサー(先端の周速30m/秒で1分間)で混合した後、シリカ粒子(D1)を0.5質量部加え、さらに先端の周速15m/秒で2分間混合しトナー(20)を得た。
トナー粒子(12) 100質量部とシリカ粒子(D2)を用いた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(21)を作製した。
トナー粒子(12) 100質量部とシリカ粒子(D3)を用いた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(22)を作製した。
トナー粒子(12) 100質量部とシリカ粒子(D4)を用いた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(23)を作製した。
トナー粒子(3) 100質量部とシリカ粒子(D4)を用いた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(24)を作製した。
トナー粒子(12) 15質量部とシリカ粒子(D1) 1.5質量部を添加し、ヘンシェルミキサー(先端の周速22m/秒で1分間)で混合した後、トナー粒子(12) 85質量部とシリカ粒子(D1) 0.5質量部を加え、さらに先端の周速30m/秒で10分間混合しトナー(25)を得た。
トナー粒子(12) 15質量部とシリカ粒子(D1) 1.0質量部を添加し、ヘンシェルミキサー(先端の周速22m/秒で1分間)で混合した後、トナー粒子(12) 85質量部とシリカ粒子(D1) 1.0質量部を加え、さらに先端の周速30m/秒で10分間混合しトナー(26)を得た。
トナー粒子(12) 15質量部とシリカ粒子(D1) 1.0質量部を添加し、ヘンシェルミキサー(先端の周速22m/秒で1分間)で混合した後、トナー粒子(12) 85質量部とシリカ粒子(D1)1.0質量部を加え、さらに先端の周速30m/秒で5分間混合しトナー(27)を得た。
トナー粒子(12) 10質量部とシリカ粒子(D1) 0.5質量部を添加し、ヘンシェルミキサー(先端の周速15m/秒で1分間)で混合した後、トナー粒子(12) 90質量部とシリカ粒子(D1) 1.5質量部を加え、さらに先端の周速22m/秒で5分間混合しトナー(28)を得た。
トナー粒子(9)を用いる以外はトナー(28)と同様にしてトナー(29)を得た。
トナー粒子(5)を用いる以外はトナー(27)と同様にしてトナー(30)を得た。
トナー粒子(5)を用いる以外はトナー(25)と同様にしてトナー(31)を得た。
トナー粒子(4)を用いる以外はトナー(27)と同様にしてトナー(32)を得た。
トナー粒子(3)を用いる以外はトナー(25)と同様にしてトナー(33)を得た。
トナー粒子(3)を用いる以外はトナー(19)と同様にしてトナー(34)を得た。
トナー粒子(2)を用いる以外はトナー(25)と同様にしてトナー(35)を得た。
・シリカ粒子(D1):塩素化合物含有シリカ粒子
シリカ粒子(D1)は、次のようにして得られたものである。AEROSIL130(日本アエロジル社製、16nm)100質量部をヘキサメチルジシラザン(SZ6079 :東レ−ダウコーニングシリコーン社製)2質量部を0.2モル/lの濃度の塩酸30質量部、メタノール30質量部の混合液中に加えた混合溶液中に入れ、攪拌しながら50℃で放置し、その後エバポレーターで水を除去し、除去後90℃で1時間加熱し、さらに解砕し、シリカ粒子(D1)を得た。
XPSにより測定したところ、得られたシリカ粒子(D1)には、塩素が全元素中0.8%含まれていた。
シリカ粒子(D2)は、次のようにして得られたものである。ヘキサメチルジシラザンの代わりにメチルトリメトキシシラン(SZ6070 :東レ−ダウコーニングシリコーン社製)をメタノール60質量部中に入れ、AEROSIL130に処理した以外はシリカ粒子(D1)と同様にシリカ粒子(D2)を得た。
XPSにより測定したところ、得られたシリカ粒子(D2)には、塩素化合物が含まれていなかった。
シリカ粒子(D3)としては、メチルトリメトキシシランの代わりにN−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン・塩酸塩(SZ6032 :東レ−ダウコーニングシリコーン社製)にした以外はシリカ粒子(D2)と同様にシリカ粒子(D3)を得た。
XPSにより測定したところ、得られたシリカ粒子(D3)には、塩素が全元素中0.02%含まれていた。
シリカ粒子(D4)は、次のようにして得られたものである。AEROSIL130に代えてAEROSIL380(日本アエロジル社製、7nm)を用いた以外はシリカ粒子(D1)と同様にシリカ粒子(D4)を得た。得られたシリカ粒子(D4)には、塩素が全元素中0.8%含まれていた。
(現像剤の作製)
表5に従って、得られたトナー8質量部と下記キャリア92質量部を2LのVブレンダーに入れ、20分間撹拌し、その後、孔径212μmのメッシュで篩分して、各現像剤を作製した。
・フェライト粒子(平均粒径;35μm) 100質量部
・トルエン 14質量部
・メタクリル酸メチル−メタクリル酸パーフルオロオクチルエチル共重合体(共重合比8:2)、Mw76000 1.6質量部
サンドミルを用いてこれらを分散させたものを、さらに10分間スターラーで撹拌し、被膜層形成液を調合した。次に、この被膜層形成液とフェライト粒子(45μm)とを真空脱気型ニーダーにいれ、温度60℃において30分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去して、樹脂被膜層を形成してキャリアを得た。
富士ゼロックス社製Apeos Port−II C4300改造機(現像機内に現像剤がなくても1つの現像機内に現像剤が入っている状態であれば出力可能なようにしたもの)を用い、得られた現像剤を現像機に、得られた現像剤と同じ種類のトナーをトナーカートリッジに入れ、気温15℃、湿度30%の環境下で1000枚、3g/m2のトナー載り量でベタ画像を用紙(C2r紙、70g/cm2)に対して連続して出力した。
その後、気温30℃、湿度85%の環境下に24時間放置し、放置後に出力した画像について、電子写真学会テストチャート No.1−Rを用い、アルファベットの「A」の部分の画像流れの評価(画像流れの評価A)を目視で行った。
評価基準を以下に示す。
G5:最小の「A」においても像流れは確認できない
G4:像流れは発生しているものの最小の「A」を読むことができる。
G3:像流れは発生し最小の「A」を読むことができないが、次に大きい「A」は読むことができる。
G2:像流れは発生し次に大きい「A」まで読めないが、3番目に大きいAは読むことができる。
G1:3番目に大きいAも読むことはできない。
なお、許容できるのはG2までである。
また、堆積物のSi/C含有量比とトナーのSI/C含有量比との比(堆積物/トナー)も、示す。
弾性材料(エピクロロヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム) 100質量部に対して、導電剤(カーボンブラック アサヒサーマル:旭カーボン社製)15質量部、加硫剤(硫黄 200メッシュ:鶴見化学工業社製)1質量部、及び加硫促進剤(ノクセラーDM:大内新興化学工業社製):2.0質量部等を加えた混合物を、オープンロールで混練りし、SUS303からなる直径8mmのシャフト(導電性支持体)外周面に接着層を介してプレス成形機を用いて、厚み7mmの弾性層を形成し、直径15mmのロールを得た。その後、研磨により、厚み6mmの弾性層を有する直径14mmの帯電ロール(帯電部材)を得た。
発泡ウレタン(EPM−70;株式会社イノアックコーポレーション社製)の角材にドリルにてΦ5mmの穴を開け、接着剤を塗布した外径6mmのシャフト(外径φ6、全長337mm、軸受け部の外径φ4、長さ6mmのシャフトを使用。発泡ウレタンの有効長は320mm。)を挿入し、その後研磨することで、外径10mmの発泡ロールを作製した。帯電部材用クリーニングロールを得た。
使用した富士ゼロックス社製Apeos Port−II C4300改造機から、帯電部材用クリーニングロールを取り除いた以外は、評価1と同様にして評価を行った。
また、アゾ基を持つ顔料を適用した実施例12、13では、他の顔料を適用した実施例14、15、16に比べ、画像流れが抑制されることがわかる。
また、クリーニングブレードの堆積物中のSi含有量をトナー中のSi含有量よりも多くすると、SI含有量が少ない場合に比べ、画像流れがより抑制されることがわかる。
また、評価1と評価2とから、帯電部材用クリーニングロールを備えた方が、画像流れが抑制されることがわかる。
12 帯電装置
121 帯電部材
122 クリーニング部材
14 露光装置
16 現像装置
16 転写装置
18 転写装置
20 クリーニング装置
20A クリーニングブレード
22 定着装置
24 筐体
24A 開口部
24B レール
101 画像形成装置
102 プロセスカートリッジ
A 被転写体
Claims (13)
- アンモニウムイオンが残留するトナー粒子と、外添剤として塩素化合物を含むシリカ粒子と、を有する静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー粒子が、アゾ基を持つ顔料を含む請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
- 請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、画像形成装置に脱着されるトナーカートリッジ。
- 請求項3に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体上に形成された静電荷像をトナー像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジ。 - 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項3に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体上に形成された前記静電荷像をトナー像として現像する現像手段と、
前記像保持体上に形成された前記トナー像を被転写体上に転写する転写手段と、
前記被転写体上に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。 - 前記像保持体の表面に接触し、前記像保持体の表面をクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング手段を備え、
前記クリーニングブレードにおける前記像保持体との接触部に堆積する堆積物中のSi含有量が、前記静電荷像現像用トナー中のSi含有量よりも多い請求項6に記載の画像形成装置。 - 前記帯電手段が、エピクロロヒドリンゴムを含んで構成される表面層を持つ接触方式の帯電部材を有する請求項6又は7に記載の画像形成装置。
- 前記帯電手段が、前記帯電部材の表面に接触し、前記帯電部材の表面をクリーニングするクリーニング部材を有する請求項8に記載の画像形成装置。
- 像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項3に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体上に形成された前記静電荷像をトナー像として現像する現像工程と、
前記像保持体上に形成された前記トナー像を被転写体上に転写する転写工程と、
前記被転写体上に転写された前記トナー像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。 - 前記像保持体の表面に接触するクリーニングブレードにより、前記像保持体の表面をクリーニングするクリーニング工程を有し、
前記クリーニングブレードにおける前記像保持体との接触部に堆積する堆積物中のSi含有量が、前記静電荷像現像用トナー中のSi含有量よりも多い請求項10に記載の画像形成方法。 - 前記帯電工程が、エピクロロヒドリンゴムを含んで構成される表面層を持つ接触方式の帯電部材により、像保持体の表面を帯電する帯電工程である請求項10又は11に記載の画像形成方法。
- 前記帯電部材の表面に接触するクリーニング部材により、前記帯電部材の表面をクリーニングするクリーニング工程を有する請求項12に記載の画像形成方法。
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