JP2015096884A - 静電荷像現像剤、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】少なくとも結着樹脂と着色剤とを含有するトナー母粒子、及び、外添剤を含有する非磁性一成分トナー、並びに、無機粒子が付着した樹脂粒子を含有し、前記無機粒子が、表面にオイルを有し、非磁性一成分トナー100重量部に対して、無機粒子が付着した樹脂粒子を0.05重量部以上5.0重量部以下含有することを特徴とする静電荷像現像剤。
【選択図】図2
Description
電子写真プロセスは、通常、光導電性物質を利用した感光体(像保持体)上に種々の手段により電気的に静電荷像を形成し、この静電荷像をトナーを用いて現像し、感光体上のトナー画像を中間転写体を介して又は介さずに紙等の記録媒体に転写した後、この転写画像を記録媒体に定着する、という複数の工程を経て、定着画像を形成している。
特許文献1には、現像ローラにトナーを供給する供給ローラを備え、金属製の規制ブレードにより該現像ローラの周面において薄層化されたトナーを当接された感光体表面に供給して静電潜像をトナー像に顕像化する非磁性一成分現像方法に用いる負帯電性トナーであって、少なくとも結着樹脂と着色顔料からなる母体トナーに、無機微粒子からなる外添剤と、母体トナー粒子に対する体積平均粒径比が1/85以上1/15以下で、かつ、トナー粒子の表面における被覆率が0.5%以上10%以下の樹脂微粒子からなる外添剤を含むことを特徴とする非磁性一成分トナーが開示されている。
また、特許文献2には、シリコーンゴムを少なくとも表面部に有する現像ロール、及び該現像ロール上に形成されるトナー層の厚さを一定に規制しつつ電荷を付与するブレードを具備する現像装置を用い、感光体と該現像ロールを接触させつつトナー像を形成させる非磁性1成分現像方法において、シリコーンオイルにより疎水化処理された無機微粒子が表面に外添された非磁性1成分トナーを使用することを特徴とする現像方法が開示されている。
<1> 少なくとも結着樹脂と着色剤とを含有するトナー母粒子、及び、外添剤を含有する非磁性一成分トナー、並びに、無機粒子が付着した樹脂粒子を含有し、前記無機粒子が、表面にオイルを有し、非磁性一成分トナー100重量部に対して、無機粒子が付着した樹脂粒子を0.05重量部以上5.0重量部以下含有することを特徴とする静電荷像現像剤、
<2> 非磁性一成分トナーの形状係数SF1が130以下であり、かつ、無機粒子が付着した樹脂粒子の形状係数SF1が130以上180以下である、<1>に記載の静電荷像現像剤、
<3> 非磁性一成分トナーの個数平均最大長をML1、無機粒子が付着した樹脂粒子の個数平均最大長をML2としたとき、下記式(1)を満たす、<1>又は<2>に記載の静電荷像現像剤、
0.5≦ML2/ML1≦3.0 (1)
<5> 無機粒子が、個数平均粒径5nm以上30nm以下のシリコーンオイル処理シリカ粒子である、<1>〜<4>のいずれか1つに記載の静電荷像現像剤、
<6> 非磁性一成分トナーが正帯電性を有する、<1>〜<5>のいずれか1つに記載の静電荷像現像剤、
<7> 画像形成装置に着脱され、<1>〜<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像剤を収容し、かつ像保持体の表面に形成された静電潜像を前記静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ、
<8> 像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、現像ロール上に現像剤層を形成し、前記像保持体に接触して静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を被転写体に転写する転写工程と、前記被転写体に前記トナー像を定着する定着工程と、を含み、前記現像剤が<1>〜<6>のいずれか1つ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、
<9> 像保持体上の外添剤及び/又は残留トナーを現像ロールを介して現像装置に回収するクリーニング工程を更に含む、<8>に記載の画像形成方法、
<10> 像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、前記現像剤が<1>〜<6>のいずれか1つ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装置。
上記<2>に記載の発明によれば、非磁性一成分トナーの形状係数SF1が130を超える場合や、無機粒子が付着した樹脂粒子の形状係数SF1が130未満又は180を超える場合に比して、トナー消費が進んだ状態であっても定着性能を阻害することなく、トナー飛び散りが抑制された、より良好な線画像が得られる静電荷像現像剤を提供することができる。
上記<3>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、トナー消費が進んだ状態であっても定着性能を阻害することなく、トナー飛び散りが抑制された、より良好な線画像が得られる静電荷像現像剤を提供することができる。
上記<4>に記載の発明によれば、無機粒子が付着した樹脂粒子の個数平均最大長(ML2)が2μm未満又は30μmを超える場合に比して、トナー消費が進んだ状態であっても定着性能を阻害することなく、トナー飛び散りが抑制された、より良好な線画像が得られる静電荷像現像剤を提供することができる。
上記<5>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、トナー消費が進んだ状態であっても定着性能を阻害することなく、トナー飛び散りが抑制された、より良好な線画像が得られる静電荷像現像剤を提供することができる。
上記<6>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、トナー消費が進んだ状態であっても定着性能を阻害することなく、トナー飛び散りが抑制された、より良好な線画像が得られる静電荷像現像剤を提供することができる。
上記<7>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、トナー消費が進んだ状態であっても定着性能を阻害することなく、トナー飛び散りが抑制された、良好な線画像が得られるプロセスカートリッジを提供することができる。
上記<8>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、トナー消費が進んだ状態であっても定着性能を阻害することなく、トナー飛び散りが抑制された、良好な線画像が得られる画像形成方法を提供することができる。
上記<9>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、トナー消費が進んだ状態であっても定着性能を阻害することなく、トナー飛び散りが抑制された、より良好な線画像が得られる画像形成方法を提供することができる。
上記<10>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、トナー消費が進んだ状態であっても定着性能を阻害することなく、トナー飛び散りが抑制された、良好な線画像が得られる画像形成装置を提供することができる。
なお、本実施形態において、「X〜Y」との記載は、XからYの間の範囲だけでなく、その両端であるX及びYも含む範囲を表す。例えば、「X〜Y」が数値範囲であれば、数値の大小に応じて「X以上Y以下」又は「X以下Y以上」を表す。
従来、トナー、特に球形トナーが非磁性一成分現像のように高いストレスを受けると、トナー表面の外添剤埋没が促進されるため、プリント枚数が増えると共に、トナー粒子表面は外添剤による凹凸が消失していき、非常に転がりやすい状態となる。このようなトナーが高速で定着器のニップ部に突入すると、トナー粒子が転がり、線画像や文字の飛び散りとして視認されることを見出した。特に高速で定着した場合には、定着器のニップ部に突入する時の衝撃が大きいため、より顕著な飛び散りを引き起こすことを見出した。一方、トナー劣化が進んでいない状態であれば、トナー粒子表面の外添剤による凹凸によって、トナー粒子は転がりにくいため、トナー像の飛び散りは発生しにくい。
表面にオイルを有する無機粒子が付着した樹脂粒子と、非磁性一成分トナーとがカートリッジ内で撹拌されると、無機粒子表面から遊離したオイルの非磁性一成分トナーへの移行が進行する。このとき無機粒子が付着した樹脂粒子はトナー粒子と共には現像されにくい、又は、現像されても転写されず現像機に再回収されるよう帯電性を調整することでプリント枚数が進行すると、カートリッジ内の無機粒子が付着した樹脂粒子濃度が濃縮される。従って、初期は非磁性一成分トナーに移行するオイル量が少ないのに対し、プリント枚数が増えるにつれ、非磁性一成分トナーに付着するオイル量が増加する。外添剤埋没が進行した状態でオイルが非磁性一成分トナーに供給される場合には、トナー母粒子表面にオイルが付着するため定着性を阻害することなく、トナー粒子全体にオイルが移行し、用紙とトナー粒子間に適度な付着力を付与することで、定着時の画像飛び散りを防止することができる。
これに対し、トナー劣化がない初期状態でオイルが過剰に供給される場合には、表面の外添剤の埋没が進行していないため、外添剤そのものにオイルが移行しやすい。しかしながら、オイルの付着した外添剤は、ワックスや樹脂を増粘する作用が働くため、定着性を阻害し、特に高速定着では定着不良を引き起こすことを見出した。従って、初期ではオイルの非磁性一成分トナーへの移行は少ないほうが好ましい。
すなわち本実施形態では、プリント初期ではオイル供給を少なくし、トナー消費(すなわち、トナー劣化)が進行するとオイル供給が増えることで、定着性を阻害することなく、初期からトナー使い切りまで画像の飛び散りを防止することができるものと推定される。
以下、本実施形態について更に詳細に説明する。
本実施形態の静電荷像現像剤は、非磁性一成分トナー及び無機粒子が付着した樹脂粒子を含有する。
1−1.非磁性一成分トナー
本実施形態において、非磁性一成分トナーはトナー母粒子と外添剤とを含有する。トナー母粒子は、結着樹脂及び着色剤を含有し、必要に応じて離型剤等を含有する。
(1)結着樹脂
トナー母粒子が含有する結着樹脂としては、特に制限はないが、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類;ビニルメチルエーテル、ビニルイソ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、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;エチレン、プロピレン、ブタジエンなどのポリオレフィン類などの単量体からなる単独重合体、又はこれらを2種以上組み合わせて得られる共重合体、更にはこれらの混合物が挙げられる。また、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等、非ビニル縮合樹脂、又は、これらと前記ビニル樹脂との混合物や、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等が挙げられる。
ポリエステル樹脂は、ジカルボン酸成分とジオール成分との中から好適なものを選択して組み合わせ、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。
本実施形態において、得られる画像の着色を目的として、トナー母粒子は着色剤を含有する。
着色剤としては、公知のものを用いることができ、色相角、彩度、明度、耐候性、OHP透過性、トナー中での分散性等の観点から任意に選択すればよい。
着色剤は、染料であっても顔料であってもよいが、耐光性や耐水性の観点から、顔料であることが好ましい。また、着色剤は有色着色剤に限定されるものではなく、白色着色剤、金属色を呈する着色剤であってもよい。
例えばシアントナーにおいては、その着色剤として、例えば、C.I.ピグメントブルー1、同2、同3、同4、同5、同6、同7、同10、同11、同12、同13、同14、同15、同15:1、同15:2、同15:3、同15:4、同15:6、同16、同17、同23、同60、同65、同73、同83、同180、C.I.バットシアン1、同3、同20等や、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルーの部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBCのシアン顔料、C.I.ソルベントシアン79、162等のシアン染料などが用いられる。
マゼンタトナーにおいては、その着色剤として、例えば、C.I.ピグメントレッド1、同2、同3、同4、同5、同6、同7、同8、同9、同10、同11、同12、同13、同14、同15、同16、同17、同18、同19、同21、同22、同23、同30、同31、同32、同37、同38、同39、同40、同41、同48、同49、同70、同51、同52、同53、同54、同55、同57、同58、同60、同63、同64、同68、同81、同83、同87、同88、同89、同90、同112、同114、同122、同123、同163、同184、同185、同202、同206、同207、同209、同238等、ピグメントバイオレット19のマゼンタ顔料や、C.I.ソルベントレッド1、同3、同8、同23、同24、同25、同27、同30、同49、同81、同82、同83、同84、同100、同109、同121、C.I.ディスパースレッド9、C.I.ベーシックレッド1、同2、同9、同12、同13、同14、同15、同17、同18、同22、同23、同24、同27、同29、同32、同34、同35、同36、同37、同38、同39、同40等のマゼンタ染料等、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ロータミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bなどが用いられる。
イエロートナーにおいては、その着色剤として、例えば、C.I.ピグメントイエロー2、同3、同15、同16、同17、同74、同93、同97、同128、同155、同180、同185、同139等のイエロー顔料などが用いられる。
また、ブラックトナーにおいては、その着色剤として、例えば、カーボンブラック、活性炭、チタンブラック、磁性粉、Mn含有の非磁性粉などが用いられる。また、イエロー、マゼンタ、シアン、レッド、グリーン、ブルー顔料を混合して、ブラックトナーとしてもよい。
着色剤としては、表面処理された着色剤を使用したり、顔料分散剤を使用してもよい。上記着色剤の種類を選択することにより、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー等のカラートナーが調製される。
本実施形態において、トナー母粒子は離型剤を含有することが好ましい。
離型剤の具体例としては、例えば、エステルワックス、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリエチレンとポリプロピレンの共重合物が好ましいが、ポリグリセリンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、カルナウバワックス、サゾールワックス、モンタン酸エステルワックス、脱酸カルナバワックス、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、ブランジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸などの不飽和脂肪酸類、ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベフェニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール、或いは更に長鎖のアルキル基を有する長鎖アルキルアルコール類などの飽和アルコール類;ソルビトールなどの多価アルコール類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドなどの脂肪酸アミド類;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドなどの飽和脂肪酸ビスアミド類、エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミドなどの不飽和脂肪酸アミド類;m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルイソフタル酸アミドなどの芳香族系ビスアミド類;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの脂肪酸金属塩(一般に金属石けんといわれているもの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸などのビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;ベヘニン酸モノグリセリドなどの脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂の水素添加などによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物などが挙げられる。
本実施形態において、トナー母粒子は上記の成分に加え、その他の成分を含有していてもよく、その他の成分としては、帯電制御剤、無機粒子、有機粒子、滑剤、研磨剤等が例示される。
<帯電制御剤>
本実施形態において、帯電性を制御するために、トナー母粒子及び特定樹脂粒子に帯電制御剤を添加してもよい。例えば、正帯電性の帯電制御剤として、ニグロシン染料、トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の四級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩、及びこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料;高級脂肪酸の金属塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート等のジオルガノスズボレート類;グアニジン化合物、イミダゾール化合物、アミノアクリル系樹脂などが挙げられる。
また、負帯電性の帯電制御剤としては、トリメチルエタン系染料、サリチル酸の金属錯塩、ベンジル酸の金属錯塩、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、金属錯塩アゾ系染料、アゾクロムコンプレックス等の重金属含有酸性染料、カリックスアレン型のフェノール系縮合物、環状ポリサッカライド、カルボキシル基及び/又はスルホニル基を含有する樹脂等が挙げられる。
これらの帯電制御剤は、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。
本実施形態において、非磁性一成分トナーは、トナー母粒子と外添剤とを含有する。
なお、本実施形態において、「外添剤」とは、トナー母粒子に外添されており、トナー母粒子と共に現像、転写される粒子を意味する。後述するように、外添剤はトナー母粒子との付着力が強く、単に水中に分散した程度ではトナー母粒子表面からほとんど分離しない。
外添剤としては特に限定されず、公知の外添剤から適宜選択すればよく、無機粒子及び有機粒子が例示される。
外添剤の平均一次粒子径は、1nm以上200nm以下であることが好ましく、15〜170nmであることがより好ましく、25〜140nmであることが更に好ましい。
外添剤の添加量としては、トナー母粒子100重量部に対して、0.01重量部以上20重量部以下の範囲にあることが好ましい。0.2〜5重量部であることがより好ましく、0.5〜3重量部であることが更に好ましい。
外添剤の平均一次粒径は以下のように求めることができる。トナーの表面を走査型電子顕微鏡で10,000〜数万倍に拡大し、その表面に付着している外添剤の最大となる部分を写真から測定する。100個測定して、その平均値を外添剤平均一次粒径とする。なお、一次粒径とは考えられない大きい外添剤については、上記の100個に含まない。
外添剤の製造方法は特に制限はないが、例えば、公知のゾルゲルシリカの作製方法により作製することが可能である。一般には20nmを境にし、それより大きい場合はゾルゲル法で作製ができ、それ以下の場合は爆燃法で作製することが可能である。
<トナー物性>
トナーの体積平均粒径は2μm以上12μm以下が好ましく、2.5μm以上10μm以下がより好ましく、3μm以上9μm以下が更に好ましい。トナーの体積平均粒径が上記範囲内であると、流動性に優れ、また、高解像度な画像が得られる。
なお、トナー、トナー母粒子等の粒子の平均粒径測定には、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)を用いることができる。この場合、粒子の粒径レベルにより、最適なアパーチャーを用いて測定することができる。粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描き、累積50%となる粒径を体積D50v、数D50pと定義する。体積平均粒径はD50vとして得ることができ、数平均粒径D50pとして算出できる。
トナーの形状係数は、100〜130であることがより好ましく、103〜126であることが更に好ましく、105〜122であることが特に好ましい。
SF1=(π/4)×(ML2/A)×100 (2)
なお、本実施形態において、トナーの形状係数SF1及び最大長の個数平均値(個数平均最大長)は、外添剤を添加後の非磁性一成分トナーで測定しているが、トナー母粒子の粒子径に対して、外添剤の粒子径が十分に小さいため、トナー母粒子の形状係数SF1及び個数平均最大長で近似してもよい。
正帯電性であるとトナー母粒子とオイルの静電的付着力により、トナー母粒子とオイルの付着量が適量に保つことができ、定着時の画像飛び散りを防止することができる。
本実施形態において、トナーの製造方法は、特に制限はなく、公知の方法により製造すればよい。
例えば、結着樹脂、着色剤、必要に応じて、離型剤、帯電制御剤等の成分を混合した後、ニーダー、押し出し機などを用いて上記材料を溶融混練し、この後、得られた溶融混錬物を粗粉砕した後、ジェットミル等で微粉砕し、風力分級機により、目的とする粒径のトナー粒子を得る混練粉砕法;混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力又は熱エネルギーにて形状を変化させる方法;結着樹脂を乳化させ、形成された分散液と、着色剤、必要に応じて離型剤、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凝集法;結着樹脂を得るための単量体、着色剤、及び、必要に応じて離型剤、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、及び、必要に応じて離型剤、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;が使用される。また上記方法で得られたトナー粒子をコアにして、更に凝集粒子を付着、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。
これらの中でも、混練粉砕法、又は、乳化凝集法を用いて、本実施態様のトナーを製造することが好ましい。
本実施形態の静電荷像現像剤は、非磁性一成分トナー、及び、無機粒子が付着した樹脂粒子を含有し、無機粒子は表面にオイルを有する。上記表面にオイルを有する無機粒子が付着した樹脂粒子を、「特定樹脂粒子」ともいう。なお、単に「樹脂粒子」という場合には、無機粒子が未付着の樹脂粒子を意味する。
本実施形態において、特定樹脂粒子は、表面に電荷を保持することが困難であることから、画像形成プロセス中で静電的に感光体側へ現像されにくい。また、接触現像方式の場合には、ある程度の特定樹脂粒子が感光体側へ移行することが想定されるが、帯電量としては微量であるため、転写プロセスにおいては被転写体へは転写されず、次サイクルで現像ニップ部において現像器側に再度回収されるものと考えられる。
本実施形態において、樹脂粒子としては、公知の樹脂を用いることができ、例えば、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂、スチレン−(メタ)アクリル系共重合樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、石油系樹脂、ポリエーテルポリオール樹脂等を単独又は混合して用いることができる。
これらの中でも、樹脂粒子としては、トナー母粒子が含有する結着樹脂と同様の樹脂からなる粒子が、無機粒子の付着能に優れるという点で好ましい。より具体的には、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、スチレン−(メタ)アクリル系共重合樹脂が好ましく例示される。
本実施形態において、特定樹脂粒子は、無機粒子が付着した樹脂粒子であり、該無機粒子は表面にオイルを有する。無機粒子は、コアである無機粒子表面をオイル処理したものであることが好ましく、以下、コアとなる無機粒子を、「コア無機粒子」ともいう。
コア無機粒子としては、例えば例えば、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、酸化亜鉛、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、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化硅素、窒化硅素などの粒子が挙げられる。この中でも特に、シリカ粒子が好ましい。
シリコーンオイルとしては、ジメチ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、メチルフェニルシリコーンオイル、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、カルボキシル変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、メタクリ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、フェノール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、メチルスチリル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸エステル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸アミド変性シリコーンオイル、変性フッ素変性シリコーンオイル等を用いることができる。特にジメチルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸エステル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸アミド変性シリコーンオイルがトナー粒子との付着性の観点から好ましい。
無機粒子の個数平均粒径が5nm以上であれば、樹脂粒子への埋没が抑制されるため、十分な量のオイル供給が可能となり、トナー画像飛び散り防止効果を得ることができる。無機粒子の個数平均粒径が30nm以下であれば、無機粒子の脱離が起こりにくく、無機粒子のトナーへの移行による定着阻害を防止できる。
無機粒子の個数平均粒径は、走査型電子顕微鏡を用いて無機粒子を撮影し、撮影した画像をもとに画像解析することにより測定される。
樹脂粒子に対する無機粒子の添加量が上記範囲内であると、トナー粒子に適量のオイルを供給することができ、画像飛び散りを防止し、かつ無機粒子のトナーへの移行による定着阻害を防止することができるので好ましい。
含有量が0.05重量部以上であれば、トナー劣化後に十分なオイル量を供給することができ、画像飛び散りを防止することができる。含有量が5.0重量部以下であれば、初期の定着阻害を引き起こすことがない。
特定樹脂粒子の個数平均最大長は、2.5μm〜25μmであることがより好ましく、3μm〜20μmであることが更に好ましい。
なお、本実施形態において、特定樹脂粒子の形状係数SF1及び個数平均最大長は、無機粒子を付着後の特定樹脂粒子で測定しているが、樹脂粒子の粒子径に対して、無機粒子の粒子径が十分に小さいため、樹脂粒子の形状係数SF1及び個数平均最大長で近似してもよい。
0.5≦ML2/ML1≦3.0
より好ましくは、ML2/ML1が0.6〜2.8であり、更に好ましくは0.8以上2.6以下である。
ML2/ML1が0.5以上であると、安定したオイル供給が可能となり、画像の飛び散りを防止することができる。ML2/ML1が3.0以下であると、特定樹脂粒子が用紙に転写されることによる定着性の悪化を防止することができる。
特定樹脂粒子は、例えば以下のような方法によって作製することができる。公知の方法による樹脂粒子を形成後、予め表面をオイル処理した無機粒子と共に、ヘンシェルミキサー等で混合することで得られる。
なお、樹脂粒子には、適宜他の成分を添加してもよく、例えば、帯電制御剤が例示され、帯電制御剤としては、トナー母粒子の添加剤として例示した帯電制御剤と同様である。
外添剤は、トナー母粒子に付着しているため、外添剤及びトナー母粒子を含む非磁性一成分トナーを水溶液に分散させた場合、超音波振動を与える等、一定の外力を与えなければ、ほとんどの外添剤はトナー母粒子とは分離せず、トナー母粒子に付着している。
一方、本実施形態の静電荷像現像剤を水に入れた場合、水溶液に分散させれば、特定樹脂粒子の75重量%以上が非磁性一成分トナーと付着することなく、独立して存在することが確認される。85重量%以上の特定樹脂粒子が独立して存在することが好ましく、90重量%以上であることがより好ましい。
なお、上述したように、外添剤はトナー母粒子に付着しており、上記のように、単に水溶液に分散させた場合、独立して存在する外添剤は一般に40重量%以下であり、30重量%以下であることが好ましく、20重量%以下であることがより好ましい。
なお、上記の試験において、水溶液としては、界面活性剤を含有するイオン交換水を使用することが好ましく、水溶液100重量部(水温25℃)に対して、非磁性一成分トナー又は静電荷像現像剤を2重量部を添加して試験することとする。また、水溶液としては、界面活性剤(ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル、和光純薬工業(株)製)を0.2重量%含有する水溶液が好ましい。
ビーカーに入れたトナー分散液をマグネティックスターラーにて500rpmにて30秒間撹拌した処理サンプルを、その後50ccの沈殿管つき遠心分離機にかけて10,000rpm、2分間の条件でトナー粒子を分離し上澄み液を除去した後、トナーに外添されている粒子を純水で洗い流してトナーサンプルを得る。次いで、20時間以上室温(25℃)で乾燥して粉体トナーサンプルを得て、未処理のトナーからの差分によって脱離している特定樹脂粒子の割合を求める。
本実施形態の画像形成方法は、像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、現像ロール上に現像剤層を形成し、前記像保持体に接触して静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を被転写体に転写する転写工程と、前記被転写体に前記トナー像を定着する定着工程と、を含み、前記現像剤が本実施形態の静電荷像現像剤であることを特徴とする。
また、本実施形態の画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、前記現像剤が本実施形態の静電荷像現像剤であることを特徴とする。
前記現像工程は、現像剤保持体上の現像剤層により前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する工程である。前記現像剤層としては、本実施形態の静電荷像現像トナーを含んでいれば特に制限はない。
前記転写工程は、前記トナー画像を被転写体上に転写する工程である。また、転写工程における被転写体としては、中間転写体や紙等の被記録媒体が例示できる。
前記定着工程では、例えば、加熱ローラの温度を一定温度に設定した加熱ローラ定着器により、転写紙上に転写したトナー像を定着して複写画像を形成する方式が挙げられる。
被記録媒体としては、公知のものを使用することができ、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紙、OHPシート等が挙げられ、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。
なお、本実施形態の画像形成装置は、上記のような像保持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段を少なくとも含むものであれば特に限定はされないが、その他必要に応じて、除電手段等を含んでいてもよい。
前記転写手段では、中間転写体を用いて2回以上の転写を行ってもよい。また、転写手段における被転写体としては、中間転写体や紙等の被記録媒体が例示できる。
図1は、本実施の形態の画像形成方法により画像を形成するための、タンデム方式の画像形成装置の構成例を示す概略図である。図示した画像形成装置100は、ハウジング50内において4つの電子写真感光体(像保持体)1Y、1M、1C、1Kが中間転写ベルト20に沿って相互に並列に配置されている。電子写真感光体1K、1C、1M、1Yは、例えば、電子写真感光体1Yがイエロー、電子写真感光体1Mがマゼンタ、電子写真感光体1Cがシアン、電子写真感光体1Kがブラックの色からなる画像をそれぞれ形成することが可能である。
更に、ハウジング50内の所定の位置には露光装置3が配置されており、露光装置3から出射された光ビームを帯電後の電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kの表面に照射することが可能となっている。これにより、電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kの回転工程において帯電、露光、現像、1次転写の各工程が順次行われ、各色のトナー像が中間転写ベルト20上に重ねて転写される。
ここで、帯電ロール2Y、2M、2C、2Kは、電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kの表面に導電性部材(帯電ロール)を接触させて感光体に電圧を印加し、感光体表面を予め定められた電位に帯電させるものである(帯電工程)。なお、本実施形態において示した帯電ロールの他、帯電ブラシ、帯電フィルム若しくは帯電チューブなどを用いて接触帯電方式による帯電を行ってもよい。また、コロトロン若しくはスコロトロンを用いた非接触方式による帯電を行ってもよい。
現像装置4Y、4M、4C、4Kには、後述する非磁性一成分トナー又は非磁性一成分現像剤を接触させて現像する一般的な現像装置を用いることができる(現像工程)。そのような現像装置としては、非磁性一成分トナー又は非磁性一成分現像剤を用いる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜公知のものを選択することができる。一次転写工程では、1次転写ロール5Y、5M、5C、5Kに、像保持体上のトナーと逆極性の1次転写バイアスが印加されることで、像保持体から中間転写ベルト20へ各色のトナーが順次1次転写される。
2次転写ロール26に、中間転写ベルト20上のトナーと逆極性の2次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト20から被記録媒体Pへトナーが2次転写される。バックアップロール24と2次転写ロール26との間を通った中間転写ベルト20は、例えば駆動ロール22の近傍に配置されたクリーニングブレードを有するクリーニングユニット30或いは、除電器(不図示)により清浄面化された後、次の画像形成プロセスに繰り返し供される。また、ハウジング50内の所定の位置にはトレイ(被記録媒体トレイ)40が設けられており、トレイ40内の紙などの被記録媒体Pが移送ロール32により中間転写ベルト20と2次転写ロール26との間、更には相互に当接する2個の定着ロール28の間に順次移送された後、ハウジング50の外部に排紙される。
図2に示すように、現像装置4は、不図示の駆動源によって矢印A方向に回転可能な像保持体1と当接するように配置され、像保持体(感光体)1の回転に伴い矢印B方向に従動回転可能な現像ロール52と、現像ロール52に接続されたバイアス電源54と、現像ロール52の回転方向において現像ロール52と像保持体1との当接部よりも下流側の位置に、現像ロール52に圧接するように配置され、現像ロール52の回転に対して逆行するように矢印C方向に回転可能な現像剤かき取り部材56と、現像ロール52の回転方向において、現像ロール52と現像剤かき取り部材56との圧接部よりも下流側かつ現像ロール52と像保持体1との当接部の上流側の位置に、現像ロール52に当接するように配置されたトナー層規制部材58と、現像ロール52の像保持体1が配置された側と反対側に位置し、現像ロール52が配置された側に開口部を有する筐体62と、筐体62内に配置されたアジテーター60とから構成される。
現像ロール52としては、公知の金属ロール又は弾性ロールを用いることができる。層規制部材58としては、公知の金属ブレード又は弾性ブレードを用いることができる。
また、このとき、像保持体に対する現像ロールの相対速度が1.1倍〜2.5倍であることが好ましい。すなわち、像保持体の回転速度を1としたとき、現像ロールの回転速度が1.1〜2.5であることが好ましい。現像ロールの回転速度を像保持体の回転速度よりも速くすることにより、現像量(感光体に移行する非磁性一成分トナーの量)を増やすことができるので好ましい。
像保持体に対する現像ロールの相対速度は、1.1倍〜2.5倍であることが好ましく、1.15倍〜2.0倍であることがより好ましく、1.2倍〜1.8倍であることが更に好ましい。
本実施形態のプロセスカートリッジは、画像形成装置に着脱され、本実施形態の静電荷像現像剤を収容し、かつ像保持体の表面に形成された静電潜像を前記静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段を備えることを特徴とする。
本実施形態において外添剤の平均一次粒子径及び無機粒子の個数平均粒径は、走査型電子顕微鏡S4700((株)日立製作所製)を用いてトナー中の粒子の表面の外添剤を100個撮影し、撮影した画像を基に、画像処理解析ソフトWinRoof(三谷商事(株)製)を用いて算出した。
また、特定樹脂粒子及びトナーの個数平均最大長は、同様に100個の粒子の最大径を光学顕微鏡写真からルーゼックス画像解析装置を用いて測定し、その平均値を算出して求めた。
本実施形態における特定樹脂粒子と外添剤との差異を明確にすべく、作製したトナーを用いた評価結果を示す。トナー母粒子100重量部と、特定樹脂粒子1 2.0重量部をヘンシェルミキサー2,500rpmで10分間撹拌してトナーを作製し、トナーサンプル1を作製した。
同様に、トナー母粒子100重量部と、外添剤として平均一次粒子径60nmのシリカ粒子1 0.8重量部、平均一次粒子径140nmのシリカ粒子2 1.2重量部をヘンシェルミキサー2,500rpmで10分間撹拌してトナーサンプル2を作製した。
前記方法で作製したトナーサンプルを、界面活性剤を含む水中に分散させてマグネティックスターラーにて500rpmで30秒間撹拌したときにトナー粒子から脱離した粒子量を測定し、トナーサンプル1とトナーサンプル2の粒子量を測定した結果、トナーサンプル1は未処理トナーに含まれる特定樹脂粒子に対して処理後は86%の特定樹脂粒子が分離されていたのに対して、トナーサンプル2は未処理トナーに対して、16%のシリカ(外添剤)しか分離されていなかった。通常トナーに外添されるシリカは粒径が小さく、トナー母粒子表面に強く付着しているが、特定樹脂粒子は粒径が大きくそのほとんどがトナー粒子とは独立して存在していることが示された。
<特定樹脂粒子1の作製>
スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体1 99.8部
(Tg=55℃、重量平均分子量Mw=50,000、共重合比81:19)
帯電制御剤1 0.2部
(オリヱント化学工業(株)製、商品名BONTRON P−51)
上記組成をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これを設定温度100℃のエクストルーダーにより熱混練し、冷却後、粗粉砕、微粉砕、分級した。
得られた粒子100部に、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ1(キャボット製、商品名TS720、個数平均粒径12nm)1.8部をヘンシェルミキサーで混合し、樹脂粒子1を得た。得られた樹脂粒子1のSF1は148、個数平均最大長ML2は9.2μmであった。
スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体1 99.8部
帯電制御剤1 0.2部
上記組成をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これを設定温度100℃のエクストルーダーにより熱混練し、冷却後、粗粉砕、微粉砕、分級した。更に熱風球形化装置「サーフュージングシステムSFS−3型」(日本ニューマチック工業(株)製)にて熱風処理を行った。
得られた粒子100部に、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ1(キャボット製、商品名TS720、個数平均粒径12nm)2.0部をヘンシェルミキサーで混合し、樹脂粒子2を得た。得られた樹脂粒子2のSF1は126、個数平均最大長ML2は8.7μmであった。
スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体2 99.8部
(Tg=63℃、重量平均分子量Mw=72,000、共重合比84:16)
帯電制御剤1 0.2部
上記組成をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これを設定温度100℃のエクストルーダーにより熱混練し、冷却後、粗粉砕、微粉砕、分級した。
得られた粒子100部に、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ1(キャボット製、商品名TS720、個数平均粒径12nm)1.0部をヘンシェルミキサーで混合し、樹脂粒子3を得た。得られた樹脂粒子3のSF1は185、個数平均最大長ML2は16μmであった。
スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体3 99.8部
(Tg=55℃、重量平均分子量Mw=29,000、共重合比81:19)
帯電制御剤1 0.2部
上記組成をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これを設定温度100℃のエクストルーダーにより熱混練し、冷却後、粗粉砕、微粉砕、分級した。その後特定樹脂粒子2で用いた熱風球形化装置を用いて球形化処理を行った。
得られた粒子100部に、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ1(キャボット製、商品名TS720、個数平均粒径12nm)2.5部をヘンシェルミキサーで混合し、樹脂粒子4を得た。得られた樹脂粒子4のSF1は138、個数平均最大長ML2は2.5μmであった。
スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体4 99.8部
(Tg=66℃、重量平均分子量Mw=65,000、共重合比85:15)
帯電制御剤1 0.2部
上記組成をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これを設定温度100℃のエクストルーダーにより熱混練し、冷却後、粗粉砕、微粉砕、分級した。
得られた粒子100部に、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ1(キャボット製、商品名TS720、個数平均粒径12nm)0.9部をヘンシェルミキサーで混合し、樹脂粒子5を得た。得られた樹脂粒子5のSF1は166、個数平均最大長ML2は20μmであった。
スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体5 99.8部
(Tg=54℃、重量平均分子量Mw=24,000、共重合比79:21)
帯電制御剤1 0.2部
上記組成をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これを設定温度100℃のエクストルーダーにより熱混練し、冷却後、粗粉砕、微粉砕、分級した。その後特定樹脂粒子2で用いた熱風球形化装置を用いて球形化処理を行った。
得られた粒子100部に、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ1(キャボット製、商品名TS720、個数平均粒径12nm)3.0部をヘンシェルミキサーで混合し、樹脂粒子6を得た。得られた樹脂粒子6のSF1は134、個数平均最大長ML2は1.9μmであった。
スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体6 99.8部
(Tg=64℃、重量平均分子量Mw=83,000、共重合比84:16)
帯電制御剤1 0.2部
上記組成をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これを設定温度100℃のエクストルーダーにより熱混練し、冷却後、粗粉砕、微粉砕、分級した。
得られた粒子100部に、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ1(キャボット製、商品名TS720、個数平均粒径12nm)0.7部をヘンシェルミキサーで混合し、樹脂粒子7を得た。得られた樹脂粒子7のSF1は173、個数平均最大長ML2は31μmであった。
気相法によって作製したシリカ粒子(個数平均粒径4nm)100部に、ジメチルシリコーンオイル(KF−96−200cs、信越化学工業(株)製)30部をスプレードライにより噴霧し、シリカ粒子の表面処理を行った。表面処理したシリカ粒子を解砕し、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ粒子2を得た。
スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体1 99.8部
帯電制御剤1 0.2部
上記組成をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これを設定温度100℃のエクストルーダーにより熱混練し、冷却後、粗粉砕、微粉砕、分級した。
得られた粒子100部に、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ2 1.4部をヘンシェルミキサーで混合し、樹脂粒子8を得た。得られた樹脂粒子8のSF1は148、個数平均最大長ML2は9.2μmであった。
気相法によって作製したシリカ粒子(個数平均粒径35nm)100部に、ジメチルシリコーンオイル(KF−96−200cs、信越化学工業(株)製)15部をスプレードライにより噴霧し、シリカ粒子の表面処理を行った。表面処理したシリカ粒子を解砕し、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ粒子3を得た。
スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体1 99.8部
帯電制御剤1 0.2部
上記組成をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これを設定温度100℃のエクストルーダーにより熱混練し、冷却後、粗粉砕、微粉砕、分級した。
得られた粒子100部に、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ3 3.0部をヘンシェルミキサーで混合し、樹脂粒子9を得た。得られた樹脂粒子9のSF1は148、個数平均最大長ML2は9.2μmであった。
気相法によって作製したシリカ粒子(個数平均粒径8nm)100部に、ジメチルシリコーンオイル(KF−96−200cs、信越化学工業(株)製)20部をスプレードライにより噴霧し、シリカ粒子の表面処理を行った。表面処理したシリカ粒子を解砕し、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ粒子4を得た。
スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体1 99.8部
帯電制御剤1 0.2部
上記組成をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これを設定温度100℃のエクストルーダーにより熱混練し、冷却後、粗粉砕、微粉砕、分級した。
得られた粒子100部に、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ4 0.3部をヘンシェルミキサーで混合し、樹脂粒子10を得た。得られた樹脂粒子10のSF1は148、個数平均最大長ML2は9.2μmであった。
気相法によって作製したシリカ粒子(個数平均粒径25nm)100部に、ジメチルシリコーンオイル(KF−96−200cs、信越化学工業(株)製)15部をスプレードライにより噴霧し、シリカ粒子の表面処理を行った。表面処理したシリカ粒子を解砕し、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ粒子5を得た。
スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体1 99.8部
帯電制御剤1 0.2部
上記組成をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これを設定温度100℃のエクストルーダーにより熱混練し、冷却後、粗粉砕、微粉砕、分級した。
得られた粒子100部に、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ5 10.2部をヘンシェルミキサーで混合し、樹脂粒子11を得た。得られた樹脂粒子11のSF1は148、個数平均最大長ML2は9.2μmであった。
スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体1 99.8部
帯電制御剤1 0.2部
上記組成をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これを設定温度100℃のエクストルーダーにより熱混練し、冷却後、粗粉砕、微粉砕、分級した。その後特定樹脂粒子2で用いた熱風球形化装置を用いて球形化処理を行った。
得られた粒子100部に、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ1(キャボット製、商品名TS720、個数平均粒径12nm)2.4部をヘンシェルミキサーで混合し、樹脂粒子12を得た。得られた樹脂粒子12のSF1は140、個数平均最大長ML2は7.4μmであった。
スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体1 99.8部
帯電制御剤 0.2部
上記組成をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これを設定温度100℃のエクストルーダーにより熱混練し、冷却後、粗粉砕、微粉砕、分級した。
得られた粒子100部に、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)処理シリカ(日本アエロジル、商品名RX200、個数平均粒径12nm)1.8部をヘンシェルミキサーで混合し、樹脂粒子13を得た。得られた樹脂粒子13のSF1は148、個数平均最大長ML2は9.2μmであった。
<非磁性一成分トナー1の作製>
スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体7 86部
(Tg=58℃、分子量Mw=40,000、共重合比81:19)
カーボンブラック(三菱化学(株)製、商品名#25B) 6部
帯電制御剤 1部
(オリヱント化学工業(株)製、商品名BONTRON N−04)
パラフィンワックス(日本精鑞(株)製、商品名HNP9) 7部
上記組成をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これを設定温度100℃のエクストルーダーにより熱混練し、冷却後、粗粉砕、微粉砕、分級した。
熱風球形化装置「サーフュージングシステムSFS−3型」(日本ニューマチック工業(株)製)にて熱風処理を行い、トナー母粒子1を得た。
次に、得られたトナー母粒子1 100部に対して、シリカ粒子(日本アエロジル(株)製、商品名RA200H)0.6部を添加し、ヘンシェルミキサーにて混合し、正帯電非磁性一成分トナー1を得た。得られたトナー1の形状係数SF1は121、個数平均最大長ML1は6.2μmであった。
非磁性一成分トナー1の作製において、分級条件を変更し、熱風処理を行わなかった以外は同様にして、トナー母粒子2を得た。得られたトナー母粒子2 100部に対して、シリカ粒子(日本アエロジル(株)製、商品名RA200H)0.6部を添加し、ヘンシェルミキサーにて混合し、正帯電非磁性一成分トナー2を得た。得られたトナー2の形状係数SF1は133、個数平均最大長ML1は7.5μmであった。
非磁性一成分トナー1の作製において、分級条件を変更した以外は同様にして、トナー母粒子3を得た。得られたトナー母粒子3 100部に対して、シリカ粒子(日本アエロジル(株)製、商品名RA200H)0.6部を添加し、ヘンシェルミキサーにて混合し、正帯電非磁性一成分トナー3を得た。得られたトナー3の形状係数SF1は110、個数平均最大長ML1は3.3μmであった。
非磁性一成分トナー1の作製において、分級条件を変更した以外は同様にして、トナー母粒子4を得た。得られたトナー母粒子4 100部に対して、シリカ粒子(日本アエロジル(株)製、商品名RA200H)0.6部を添加し、ヘンシェルミキサーにて混合し、正帯電非磁性一成分トナー4を得た。得られたトナー4の形状係数SF1は126、個数平均最大長ML1は10.6μmであった。
スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体7 86部
カーボンブラック(三菱化学(株)製、商品名#25B) 6部
帯電制御剤2 1部
(オリヱント化学工業(株)製、商品名BONTRON E−84)
パラフィンワックス(日本精鑞(株)製、商品名HNP9) 7部
上記組成をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これを設定温度100℃のエクストルーダーにより熱混練し、冷却後、粗粉砕、微粉砕、分級した。
熱風球形化装置「サーフュージングシステムSFS−3型」(日本ニューマチック工業(株)製)にて熱風処理を行い、トナー母粒子5を得た。
次に、得られたトナー母粒子5 100部に対して、シリカ粒子(日本アエロジル(株)製、商品名R974)0.6部を添加し、ヘンシェルミキサーにて混合し、負帯電非磁性一成分トナー5を得た。得られたトナー5の形状係数SF1は121、個数平均最大長ML1は6.2μmであった。
〔樹脂微粒子分散液の調製〕
スチレン(和光純薬工業(株)製) 78部
n−ブチルアクリレート(和光純薬工業(株)製) 22部
β−カルボキシエチルアクリレート(ローディア日華社製) 2部
以上の成分を混合溶解して原料溶液を用意した。別途、アニオン性界面活性剤(Dowfax2A−1、Dow Chemical社製)1部をイオン交換水140部に溶解したものに、前記原料溶液を加えてフラスコ中で分散・乳化し、10分間ゆっくりと撹拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム1.2部を溶解したイオン交換水10部を投入した。次いで、系内を窒素で十分に置換した後、フラスコを撹拌しながらオイルバスで系内が70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続して、体積平均粒径200nm、固形分40重量%の樹脂微粒子分散液を得た。得られた樹脂微粒子のガラス転移温度Tgは56.0℃、重量平均分子量Mw=45,000であった
カーボンブラック(三菱化学(株)製、商品名#25B) 20部
アニオン性界面活性剤(ネオゲンSC、第一工業製薬(株)製) 2部
イオン交換水 80部
上記の成分を混合し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー(HJP30006、(株)スギノマシン製)により1時間分散し、体積平均粒径180nm、固形分20重量%の着色剤粒子分散液を得た。
パラフィンワックス(日本精鑞(株)製、商品名HNP9) 20部
アニオン性界面活性剤(ネオゲンSC、第一工業製薬(株)製) 2部
イオン交換水80 80部
上記の成分を混合し、100℃に加熱して、IKA社製ウルトラタラックスT50にて十分分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径200nm、固形分20重量%の離型剤分散液を得た。
帯電制御剤 20部
(オリヱント化学工業(株)製、商品名BONTRON N−04)
アニオン性界面活性剤(ネオゲンSC、第一工業製薬(株)製) 2部
イオン交換水 80部
上記成分を120℃に加熱して、IKA社製ウルトラタラックスT50で十分に分散した後、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180nmになったところで回収した。このようにして固形分20重量%の帯電制御剤粒子分散液を得た。
樹脂微粒子分散液 165部
着色剤分散液 30部
離型剤分散液 35部
帯電制御剤分散液 5部
イオン交換水 400部
上記成分を丸型ステンレス製フラスコ中でウルトラタラックス(T50、IKA社製)を用いて十分に混合・分散した。次いで、得られた分散液に硫酸アルミニウム0.4部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。
その後、加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら53℃まで加熱した。53℃で60分間保持した後、更に樹脂微粒子分散液50部を緩やかに追加した。その後、0.5規定の水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを5.6に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら97℃まで加熱し、5時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。分離された固体を更にイオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過によりNo.5Aのろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してトナー母粒子6を得た。
得られたトナー母粒子6 100部に対して、シリカ粒子(日本アエロジル(株)製、商品名RA200H)0.6部を添加し、ヘンシェルミキサーにて混合し、正帯電非磁性一成分トナー6を得た。得られたトナー6の形状係数SF1は114、個数平均最大長ML1は5.5μmであった。
<静電荷像現像剤1の作製>
特定樹脂粒子1 2.0部と、非磁性一成分トナー1 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤1を作製した。
このとき、ML2/ML1=1.5であった。
特定樹脂粒子1 0.08部と、非磁性一成分トナー1 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤2を作製した。このとき、ML2/ML1=1.5であった。
特定樹脂粒子1 0.15部と、非磁性一成分トナー1 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤3を作製した。このとき、ML2/ML1=1.5であった。
特定樹脂粒子1 3.8部と、非磁性一成分トナー1 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤4を作製した。このとき、ML2/ML1=1.5であった。
特定樹脂粒子1 4.6部と、非磁性一成分トナー1 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤5を作製した。このとき、ML2/ML1=1.5であった。
特定樹脂粒子1 2.0部と、非磁性一成分トナー2 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤6を作製した。このとき、ML2/ML1=1.2であった。
特定樹脂粒子2 2.0部と、非磁性一成分トナー1 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤7を作製した。このとき、ML2/ML1=1.4であった。
特定樹脂粒子3 2.5部と、非磁性一成分トナー1 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤8を作製した。このとき、ML2/ML1=2.6であった。
特定樹脂粒子4 1.8部と、非磁性一成分トナー1 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤9を作製した。このとき、ML2/ML1=0.4であった。
特定樹脂粒子5 2.6部と、非磁性一成分トナー1 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤10を作製した。このとき、ML2/ML1=3.2であった。
特定樹脂粒子6 1.5部と、非磁性一成分トナー3 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤11を作製した。このとき、ML2/ML1=0.6であった。
特定樹脂粒子7 2.9部と、非磁性一成分トナー4 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤12を作製した。このとき、ML2/ML1=2.9であった。
特定樹脂粒子8 2.0部と、非磁性一成分トナー1 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤13を作製した。このとき、ML2/ML1=1.5であった。
特定樹脂粒子9 2.0部と、非磁性一成分トナー1 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤14を作製した。このとき、ML2/ML1=1.5であった。
特定樹脂粒子10 2.0部と、非磁性一成分トナー1 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤15を作製した。このとき、ML2/ML1=1.5であった。
特定樹脂粒子11 2.0部と、非磁性一成分トナー1 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤16を作製した。このとき、ML2/ML1=1.5であった。
特定樹脂粒子1 2.0部と、非磁性一成分トナー5 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤17を作製した。このとき、ML2/ML1=1.5であった。
特定樹脂粒子12 1.6部と、非磁性一成分トナー6 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤18を作製した。このとき、ML2/ML1=1.3であった。
非磁性一成分トナー1に特定樹脂粒子を添加せずに、静電荷像現像剤19を作製した。
特定樹脂粒子1 5.4部と、非磁性一成分トナー1 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤20を作製した。このとき、ML2/ML1=1.5であった。
特定樹脂粒子1 0.04部と、非磁性一成分トナー1 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤21を作製した。このとき、ML2/ML1=1.5であった。
特定樹脂粒子13 2.0部と、非磁性一成分トナー1 100部とをヘンシェルミキサーにより混合し、静電荷像現像剤22を作製した。このとき、ML2/ML1=1.5であった。
<画像飛び散り評価>
評価は、非磁性一成分接触現像方式かつ現像同時クリーニング方式を採用した富士ゼロックス(株)製DocuPrint P300dを用い、プロセス速度が可変となるように改造して評価を行った。
上記改造機を温度25℃、湿度80%の高湿環境にて、画像密度1%のA4画像を500枚連続プリントした。更に同じ画像を5,500枚連続プリントの直後に細線パターンを出力し、6,000枚後の画像飛び散りを以下の基準で評価した。評価が1〜3であれば実用上問題はない。
1:飛び散りが目視で全く認識されず、非常に良好な線画像を得ている。
2:飛び散りがごくわずかに認識されるが十分許容できるレベルであり、良好な線画像を得ている。
3:飛び散りがわずかに認識されるが許容できるレベルにある。
4:飛び散りが目視ではっきり認識される。
画像密度1%のA4画像を500枚プリント後と、6,000枚プリント後のベタ画像について、画像を折り曲げたときの折り目部分の画像欠損の有無を目視にて以下の基準で評価した。なお用紙は、富士ゼロックス(株)製C2紙を用いた。評価が1又は2であれば実用上問題はない。
1:画像欠損がほとんど認識できない。
2:画像欠損がわずかに認識されるが許容できるレベルにある。
3:画像欠損が目視ではっきり認識される。
現像剤1〜22の評価結果を表1に示す。
Claims (10)
- 少なくとも結着樹脂と着色剤とを含有するトナー母粒子、及び、外添剤を含有する非磁性一成分トナー、並びに、
無機粒子が付着した樹脂粒子を含有し、
前記無機粒子が、表面にオイルを有し、
非磁性一成分トナー100重量部に対して、無機粒子が付着した樹脂粒子を0.05重量部以上5.0重量部以下含有することを特徴とする
静電荷像現像剤。 - 非磁性一成分トナーの形状係数SF1が130以下であり、かつ、無機粒子が付着した樹脂粒子の形状係数SF1が130以上180以下である、請求項1に記載の静電荷像現像剤。
- 非磁性一成分トナーの個数平均最大長をML1、無機粒子が付着した樹脂粒子の個数平均最大長をML2としたとき、下記式(1)を満たす、請求項1又は2に記載の静電荷像現像剤。
0.5≦ML2/ML1≦3.0 (1) - 無機粒子が付着した樹脂粒子の個数平均最大長(ML2)が2μm以上30μm以下である、請求項1〜3のいずれか1つに記載の静電荷像現像剤。
- 無機粒子が、個数平均粒径5nm以上30nm以下のシリコーンオイル処理シリカ粒子である、請求項1〜4のいずれか1つに記載の静電荷像現像剤。
- 非磁性一成分トナーが正帯電性を有する、請求項1〜5のいずれか1つに記載の静電荷像現像剤。
- 画像形成装置に着脱され、請求項1〜6のいずれか1つに記載の静電荷像現像剤を収容し、かつ像保持体の表面に形成された静電潜像を前記静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、
現像ロール上に現像剤層を形成し、前記像保持体に接触して静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記トナー像を被転写体に転写する転写工程と、
前記被転写体に前記トナー像を定着する定着工程と、を含み、
前記現像剤が請求項1〜6のいずれか1つ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。 - 像保持体上の外添剤及び/又は残留トナーを現像ロールを介して現像装置に回収するクリーニング工程を更に含む、請求項8に記載の画像形成方法。
- 像保持体と、
前記像保持体を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、
現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、
前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、
前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、
前記現像剤が請求項1〜6のいずれか1つ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装置。
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