JP2018151623A - トナー、画像形成方法、画像形成装置並びにプロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
Description
また、粉砕方式で得られるトナーは、画像品質向上のためトナーの小粒径化が進んでおり、着色剤や帯電制御剤、離型剤などを熱可塑性樹脂中に均一に分散させることが求められる。分散が不十分となった場合、粉砕過程において、トナーに添加された着色剤、帯電制御剤、離型剤などが割れ界面となり、粒径3μm以下の超微粉領域において、平均円形度が低い、異型化トナー粒子が発生する。また、一粒子レベルで観た際にトナー粒子中に含まれる原材料含有量のバラツキの発生や、原料の表面露出量の増加などの問題が発生する。そのため、トナー粒子の不均一性から、トナー帯電不良が生じ、搬送不良、さらには地汚れによる画像品質の低下等の問題が発生する。
70(%)≦(トナー中のトナー粒子A含有率)≦95(%)
5(%)≦(トナー中のトナー粒子B含有率)≦30(%)
0.014≦(全てのトナー粒子Aの円形度の標準偏差)≦0.025
0.940≦(全てのトナー粒子Bの包絡度(面積)の平均値)≦0.950
1.43≦D50p/D84p≦1.64 (1)
したがって本発明の目的は、規制ブレードへの固着を抑制し、十分なクリーニング性を確保でき、地汚れの少ない良好な画像品質を得ることのできるとともに、定着性に優れるトナーを提供することにある。
1)結着樹脂、離型剤および帯電制御剤を含有するトナーであって、
前記トナーは、粒径が3μm以下のトナーを含み、
前記粒径が3μm以下のトナーのうち、平均円形度が0.70以上0.85以下であるトナーの割合が、全トナーに対して10%以上20%未満であり、かつ平均円形度が0.70未満であるトナーの割合が、全トナーに対して10%以下であることを特徴とするトナー。
すなわち本発明のトナーは、結着樹脂、離型剤および帯電制御剤を含有し、前記トナーは、粒径が3μm以下のトナーを含み、前記粒径が3μm以下のトナーのうち、平均円形度が0.70以上0.85以下であるトナーの割合が、全トナーに対して10%以上20%未満であり、かつ平均円形度が0.70未満であるトナーの割合が、全トナーに対して10%以下であることを特徴とする。
なお、本発明で言う、前記平均円形度が0.70以上0.85以下であるトナーの割合および前記平均円形度が0.70未満であるトナーの割合は、全トナーに対する個数%を意味する。
前記平均円形度が0.70未満であるトナーの割合は、全トナーに対して5%以下であることがさらに好ましい。
平均円形度が0.70以上0.85以下であるトナーの割合は、全トナーに対して10%以上15%以下がさらに好ましい。
また、THF可溶分のGPCによる分子量分布においてメインピークが10,000以上であることにより、定着性の悪化、粉砕時や印刷時におけるトナーの割れ欠けを防止でき、超微粉量域における円形度の低い異型化トナーの発生を抑制し、地汚れやブレード固着を防止できる。メインピークが16,000以下であることにより、低温定着性が向上する。
また、該メインピークの半値幅が分子量60,000以上であることにより、粉砕時や印刷時におけるトナーの割れ欠けを防止でき、帯電制御剤や離型剤の分散性が向上し、帯電低下による地汚れ、規制ブレードへのトナー固着および感光体へのフィルミングを防止できる。超微粉量域における円形度の低い異型化トナーの発生を抑制し、地汚れやブレード固着を防止できる。該メインピークの半値幅が分子量90,000以下であることにより、低温定着性が向上する。
また、THF可溶分においてGPCによる分子量2,000以下成分が15質量%〜25質量%であり、さらに、分子量100,000以上の成分が、10.0質量%以下であることにより、低温定着性が向上する。
表面露出率が0.07%以下であることにより、粉砕時や印刷時におけるトナーの割れ欠けを防止でき、割れ欠け面に存在する樹脂、ワックス、帯電制御剤等が規制ブレード或いは感光体に付着するのを防止でき、ブレード固着や感光体フィルミングの発生を防止できる。さらに帯電不良による地汚れも防止できる。
表面露出率が0.02%以上であることにより、帯電制御剤としての本来の機能を発揮でき、印刷過程でのトナー搬送不良や帯電不良による地汚れの悪化を防止できる。
表面露出率が0.10%以下であることにより、表面に存在する離型剤が規制ブレード或いは感光体に付着しにくくなり、ブレード固着や感光体フィルミングの発生を防止できる。
表面露出率が0.02%以上であることにより、離型剤としての本来の機能を発揮でき、印刷過程でのコールドオフセットや低温定着性の悪化を防止できる。
本発明で用いられる結着樹脂は、とくに制限されないが、ポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル樹脂は、アルコールとカルボン酸との縮重合によって通常得られるものである。
該アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、1.4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、及びビスフェノールA等のエーテル化ビスフェノール類、その他二価のアルコール単量体、三価以上の多価アルコール単量体を挙げることができる。
また、カルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマール酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、マロン酸等の二価の有機酸単量体、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸等の三価以上の多価カルボン酸単量体を挙げることができる。
ここで、ポリエステル樹脂としては、熱保存性の関係から、ガラス転位温度Tgが55℃以上のもの、さらに60℃以上のものが好ましい。
さらに、粉砕性の観点から、THF(テトラヒドロフラン)不溶分を10質量%〜40質量%含み、好ましくは30質量%〜40質量%含み、前記トナーのTHF可溶分のGPC(ゲルパミエーションクロマトグラフィー)による分子量分布において、10,000〜16,000の間にメインピークを有し、かつ、該メインピークの半値幅が分子量60,000〜90,000であり、前記トナーのTHF可溶分において、GPCによる分子量2,000以下の成分が、15.0質量%〜25.0質量%であり、かつ、分子量100,000以上の成分が、10.0質量%以下であることが好ましい。
ポリエステル樹脂以外の使用可能な樹脂を例示すると、次のようなものを挙げることができる。
ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリα−メチルスチレン、スチレン/クロロスチレン共重合体、スチレン/プロピレン共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/塩化ビニル共重合体、スチレン/酢酸ビニル共重合体、スチレン/マレイン酸共重合体、スチレン/アクリル酸エステル共重合体(スチレン/アクリル酸メチル共重合体、スチレン/アクリル酸エチル共重合体、スチレン/アクリル酸ブチル共重合体、スチレン/アクリル酸オクチル共重合体、スチレン/アクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン/メタクリル酸エステル共重合体(スチレン/メタクリル酸メチル共重合体、スチレン/メタクリル酸エチル共重合体、スチレン/メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン/メタクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン/α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン/アクリロニトリル/アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレン又はスチレン置換体を含む単独重合体又は共重合体)、塩化ビニル樹脂、スチレン/酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン/エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等、石油系樹脂、水素添加された石油系樹脂。
これらの樹脂の製造法は、特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合のいずれも利用できる。
また、上記樹脂のガラス転位温度Tgは、ポリエステル樹脂と同じく、熱保存性の関係から55℃以上が好ましく、60℃以上がさらに好ましい。
カルナウバワックスとしては、微結晶のものがよく、酸価が5以下であり、トナーバインダー中に分散したときの粒子径が1μm以下の粒径であるものが好ましい。
モンタンワックスについては、一般に鉱物より精製されたモンタン系ワックスを指し、カルナウバワックス同様、微結晶であり、酸価が5〜14であることが好ましい。
酸化ライスワックスは、米ぬかワックスを空気酸化したものであり、その酸価は10〜30が好ましい。
その他の離型剤としては、固形シリコーンワニス、高級脂肪酸高級アルコール、モンタン系エステルワックス、低分子量ポリプロピレンワックス等、従来公知のいかなる離型剤をも混合して使用できる。
これらの離型剤の添加は、結着樹脂100質量部に対し、例えば1〜20質量部、好ましくは2〜10質量部である。
構造式(1)のアゾ鉄染料はT−77として、構造式(2)のアゾ鉄染料はT−159として保土谷化学工業株式会社から入手可能である。
その他に好ましい帯電制御剤として、例えばサリチル酸ジルコニウムが挙げられる。サリチル酸ジルコニウムとして保土谷化学工業株式会社から入手可能である。
これらの着色剤の添加量は結着樹脂に対して、例えば1〜30重量%、好ましくは3〜20重量%である。
これらの流動性改良剤の使用量は、トナー100質量部に対し、例えば0.1〜5質量部、好ましくは0.5〜2質量部である。
前記各種物性は、以下のようにして測定される。
粒度測定器(「マルチサイザーIII」、ベックマンコールター社製)を用い、アパーチャー径50μmで測定する。トナー粒子の体積及び個数を測定後、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、体積平均粒径を求めることができる。
粒径が3μm以下のトナーのうち、平均円形度が0.70以上0.85以下であるトナーおよび平均円形度が0.70未満であるトナーの、全トナーに対する割合(個数%)は、FPIA-3000(シスメックス社製)を使用して求めることができる。
形状の計測方法としてはトナーを含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値が平均円形度である。
具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150mL中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.1〜0.5mL加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、分散液濃度を3000〜1万個/μLとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
GPC(gel permeation chromatography)によって、以下の条件で測定する。
・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%の試料を0.1mL注入する。
以上の条件で測定した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製した分子量校正曲線を使用して樹脂の数平均分子量および重量平均分子量を算出する。
検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、昭和電工社製ShowdexSTANDARDのStd.No S−7300、S−210、S−390、S−875、S−1980、S−10.9、S−629、S−3.0、S−0.580、トルエンを用いる。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。
トナー約50mgを秤量し、これにTHF10gを加えて十分に溶解させたトナー溶液を、遠心分離でわけた後、上澄み液を乾燥させて上澄み液の固形分濃度を算出し、THF可溶分とする。トナー全体の固形分濃度から、THF可溶分を差し引いたものをTHF不溶分とする。
トナー50mgをエタノール90%水溶液20gに加え、2分間攪拌した後、5分間超音波を照射する。この溶液をろ過し、紫外可視分光光度計(島津製作所製UV-2550)にて測定波長200〜400nmで測定を行う。得られた吸光度から溶液中の荷電制御剤の量を算出する。トナー表面に存在する荷電制御剤が全て溶解している場合、この値が帯電制御剤の表面露出量に相当する。また、上記吸光度の測定を、攪拌時間をおって行うことにより、計算により飽和吸光度を算出することもできる。
算出式は下記の通り。
トナー単位重量あたりの帯電制御剤露出量(wt%)
=帯電制御剤の表面露出量(g)/トナー重量(g)×100
帯電制御剤の表面露出率(wt%)
=帯電制御剤の表面露出量(g)/トナー中の帯電制御剤量(g)×100
離型剤の表面露出率の測定方法について説明する。
離型剤の表面露出率はトナーを6ton、1分間プレスしディスク化したものを用い、ディスクの表面をPerkinElmer社製FT−IRにて、ATR法(Geクリスタル使用)により測定する。
吸光度において828cm-1のピーク強度(樹脂成分)に対する2850cm-1のピーク強度(Wax成分)の相対強度比を離型剤の表面露出率とする。
前記粉砕工程及び分級工程が終了した後に、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。次いで、必要に応じてトナー母体粒子への外添剤の外添が行われる。トナー母体粒子と外添剤とをミキサーを用い、混合及び攪拌することにより外添剤が解砕されながらトナー母体粒子表面に被覆される。
本発明の画像形成方法は、一成分現像方式によって画像を形成する工程を有し、静電潜像形成工程と、現像工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程などのその他の工程を含む。
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体(以下、「感光体」と称することがある。)と、感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、静電潜像をトナーを含む現像剤により現像して可視像を形成する現像手段とを少なくとも有し、更に必要に応じて、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段などのその他の手段を有する。
前記画像形成方法は、前記画像形成装置により好適に行うことができ、前記静電潜像形成工程は、前記静電潜像形成手段により好適に行うことができ、前記現像工程は、前記現像手段により好適に行うことができ、前記その他の工程は、前記その他の手段により好適に行うことができる。
前記静電潜像形成工程は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。
前記静電潜像担持体(「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(OPC)、等が挙げられる。これらの中でも、より高精細な画像が得られる点で、有機感光体(OPC)が好ましい。
前記静電潜像形成手段は、例えば、前記静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段(帯電器)と、前記静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光手段(露光器)とを少なくとも備える。
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、等が挙げられる。
前記帯電器としては、静電潜像担持体に接触乃至非接触状態で配置され、直流及び交流電圧を重畳印加することによって静電潜像担持体表面を帯電するものが好ましい。
また、前記帯電器が、静電潜像担持体にギャップテープを介して非接触に近接配置された帯電ローラであり、該帯電ローラに直流並びに交流電圧を重畳印加することによって静電潜像担持体表面を帯電するものが好ましい。
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、等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、前記トナー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、前記トナーを収容し、前記静電潜像に該トナー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であり、トナー入り容器を備えた現像器等がより好ましい。
前記現像器内では、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(感光体)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(感光体)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(感光体)の表面に該トナーによる可視像が形成される。
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、等が挙げられる。
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。
前記定着工程は、記録媒体に転写された可視像を定着装置を用いて定着させる工程であり、各色の現像剤に対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色の現像剤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、等が挙げられる。
前記定着装置が、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前記加熱体と圧接する加圧部材とを有し、前記フィルムと前記加圧部材の間に未定着画像を形成させた記録媒体を通過させて加熱定着する手段であることが好ましい。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。
前記除電工程は、前記静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、除電手段により好適に行うことができる。
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。
前記制御工程は、前記各工程を制御する工程であり、各工程は制御手段により好適に行うことができる。
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。
中間転写ベルト50は、内側に配置されている3個のローラ51で張架されている無端ベルトであり、図中、矢印方向に移動することができる。3個のローラ51の一部は、中間転写ベルト50に転写バイアス(一次転写バイアス)を印加することが可能な転写バイアスローラとしても機能する。また、中間転写ベルト50の近傍に、クリーニングブレードを有するクリーニング装置90が配置されている。さらに、転写紙95にトナー像を転写するための転写バイアス(二次転写バイアス)を印加することが可能な転写ローラ80が中間転写ベルト50と対向して配置されている。
また、中間転写ベルト50の周囲には、中間転写ベルト50に転写されたトナー像に電荷を付与するためのコロナ帯電装置58が、中間転写ベルト50の回転方向に対して、感光体ドラム10と中間転写ベルト50の接触部と、中間転写ベルト50と転写紙95の接触部との間に配置されている。
現像装置40は、現像ベルト41と、現像ベルト41の周囲に併設したブラック現像ユニット45K、イエロー現像ユニット45Y、マゼンタ現像ユニット45M及びシアン現像ユニット45Cから構成されている。なお、各色の現像ユニット45は、現像剤収容部42、現像剤供給ローラ43及び現像ローラ(現像剤担持体)44を備える。また、現像ベルト41は、複数のベルトローラで張架されている無端ベルトであり、図中、矢印方向に移動することができる。さらに、現像ベルト41の一部が感光体ドラム10と接触している。
複写装置本体150の中央部に設けられている中間転写ベルト50は、3個のローラ14、15及び16に張架されている無端ベルトであり、図中、矢印方向に移動することができる。ローラ15の近傍には、トナー像が記録紙に転写された中間転写ベルト50上に残留したトナーを除去するためのクリーニングブレードを有するクリーニング装置17が配置されている。ローラ14及び15により張架された中間転写ベルト50に対向すると共に、搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの画像形成ユニット10Y、10C、10M及び10Kが並置されている。
また、画像形成ユニット120の近傍には、露光装置21が配置されている。さらに、中間転写ベルト50の画像形成ユニット120が配置されている側とは反対側には、二次転写ベルト24が配置されている。なお、二次転写ベルト24は、一対のローラ23に張架されている無端ベルトであり、二次転写ベルト24上を搬送される記録紙と中間転写ベルト50は、ローラ16と23の間で接触することができる。
また、二次転写ベルト24の近傍には、一対のローラに張架されている無端ベルトである定着ベルト26と、定着ベルト26に押圧されて配置された加圧ローラ27とを備える定着装置25が配置されている。なお、二次転写ベルト24及び定着装置25の近傍に、記録紙の両面に画像を形成する場合に、記録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。
各色の画像形成ユニット120で形成された各色のトナー像は、ローラ14、15及び16に張架されて移動する中間転写ベルト50上に順次転写(一次転写)され、重ね合わされて複合トナー像が形成される。
一方、給紙テーブル200においては、給紙ローラ142の一つを選択的に回転させ、ペーパーバンク143に多段に備える給紙カセット144の一つから記録紙を繰り出し、分離ローラ145で1枚ずつ分離して給紙路146に送出し、搬送ローラ147で搬送して複写装置本体150内の給紙路148に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。あるいは、給紙ローラを回転して手差しトレイ54上の記録紙を繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。
なお、レジストローラ49は、一般には接地されて使用されるが、記録紙の紙粉を除去するためにバイアスが印加された状態で使用されてもよい。次に、中間転写ベルト50上に形成された複合トナー像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転させることにより、中間転写ベルト50と二次転写ベルト24との間に記録紙を送出させ、複合トナー像を記録紙上に転写(二次転写)する。なお、複合トナー像を転写した中間転写ベルト50上に残留したトナーは、クリーニング装置17により除去される。
複合トナー像が転写された記録紙は、二次転写ベルト24により搬送された後、定着装置25により複合トナー像が定着される。次に、記録紙は、切換爪55により搬送経路が切り換えられ、排出ローラ56により排紙トレイ57上に排出される。あるいは、記録紙は、切換爪55により搬送経路が切り換えられ、シート反転装置28により反転され、裏面にも同様にして画像が形成された後、排出ローラ56により排紙トレイ57上に排出される。
前記トナー収容容器とは、トナーを収容した容器をいう。
前記現像器は、トナーを収容し現像する手段を有するものをいう。
前記プロセスカートリッジとは、静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤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、画像形成装置本体に着脱可能なものであり、前記現像剤が、本発明のトナーである。前記プロセスカートリッジは、更に帯電手段、露光手段、クリーニング手段のから選ばれる少なくとも一つを備えてもよい。
静電潜像担持体101としては、前述の画像形成装置における静電潜像担持体と同様なものを用いることができる。また帯電装置102には、任意の帯電部材が用いられる。
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は、静電潜像担持体101は、時計回りに回転しながら、帯電装置102による帯電、露光手段(図示せず)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、現像装置104でトナー現像され、該トナー現像は転写ローラ108により、記録紙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、クリーニング部107によりクリーニングされ、さらに除電手段(図示せず)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。
本発明のトナー収容ユニットを、画像形成装置に装着して画像形成することで、本発明の前記トナーを用いて画像形成が行われるため、規制ブレードへの固着が抑制され、十分なクリーニング性を確保でき、地汚れの少ない良好な画像品質を得ることができる。
表1および2に示す酸成分およびアルコール成分を、温度計、攪拌器、コンデンサー及び窒素ガス導入管を備えた容量1Lの4つ口丸底フラスコ内に入れ、このフラスコをマントルヒーターにセットし、窒素ガス導入管より窒素ガスを導入してフラスコ内を不活性雰囲気下に保った状態で昇温し、次いで0.05gのジブチルスズオキシドを加えて温度を200℃に保って反応させ各ポリエステルを得た。各ポリエステルの各種物性を表1および2に併せて示す。なお、表中、酸成分、アルコール成分は「質量部」を表し、「Mw」は重量平均分子量を表し、THF不溶分は「%」を表す。また、「ピークトップ分子量」の数値はメインピーク値の分子量を表す。
下記組成の混合物をヘンシェルミキサー(三井三池化工機株式会社製、FM20B)で回転数3000rpmの条件で5min撹拌混合した後、二軸押出混練機(TEM−18SS、東芝機械社製)で回転数600rpm、バレル温度100℃から160℃で溶融混練した。得られた混練物はローラにて1.7mmの厚さに圧延した後に室温まで冷却後、ジェットミル(IDS−2、日本ニューマッチク社製)及びローター分級機(100TTSP、ホソカワミクロン社製)で粉砕分級し、体積平均粒径8μmであり、粒径が3μm以下のトナーのうち、平均円形度が0.70以上0.85以下であるトナーの割合が、全トナーに対して15.8%であり、平均円形度が0.70未満であるトナーの割合が、全トナーに対して2.8%であるトナー母体を得た。
ポリエステル樹脂A−1 50部
ポリエステル樹脂B−1 50部
ライスワックス(TOWAX−3F16、東亜化成社製) 3部
カーボンブラック(#44、三菱化成社製) 10部
アゾ鉄化合物(T−77、保土谷化学社製、[CCA1]と称する)1.8部
表3に示すトナー構成に変更した部分以外は、実施例1と同様にして各トナーを得た。トナー物性については、表3に示す。
表3に示すトナー構成に変更し、実施例1のヘンシェルミキサー(三井三池化工機株式会社製、FM20B)での回転数を2500rpmに変更した以外は、実施例1と同様にしてトナーを得た。トナー物性については、表3に示す。
表3に示すトナー構成に変更し、実施例1のCCA1の添加量を0.9質量部に変更した以外は、実施例1と同様にしてトナーを得た。トナー物性については、表3に示す。
表3に示すトナー構成に変更し、実施例1において、バレル温度の範囲を80℃から110℃に変更した以外は、実施例1と同様にしてトナーを得た。トナー物性については、表3に示す。
表3に示すトナー構成に変更し、実施例1のワックスの添加量を2.0質量部に変更した以外は、実施例1と同様にしてトナーを得た。トナー物性については、表3に示す。
表3に示すトナー構成に変更し、実施例1の帯電制御剤を前記構造式(2)で示されるアゾ鉄化合物(T−159、保土谷化学社製、[CCA2]と称する)へ変更した以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。トナー物性については、表3に示す。
表3に示すトナー構成に変更した部分以外は、実施例1と同様にして各トナーを得た。トナー物性については、表3に示す。
実施例1のヘンシェルミキサー(三井三池化工機株式会社製、FM20B)での回転数を1500rpmに変更した以外は、実施例1と同様にしてトナーを得た。トナー物性については、表3に示す。
上記で得られたトナーについて、下記の評価を行った。
リコー社製IPSiO SP C220を改造し、上記で得られたトナーを13.5g入れ、白紙印字中に停止になった感光体露出部全面にスコッチテープを貼り、剥がしたスコッチテープをリコー社製タイプ6000T目紙に貼り保管した。そのテープ上をX−rite(ビデオジェット・エックスライト社製)によりL*を測定した。評価基準は下記の通りである。
[評価基準]
◎:L*が92.0以上
○:L*が91.0以上92.0未満
△:L*が90.0以上91.0未満
×:L*が90.0未満
リコー社製IPSiO SP C220の現像ユニットに上記で得られたトナー20g投入し、外部空転機にてブレード固着評価を行った。ブレード固着は画像部の現像ローラの両端5cmの部分に固着に由来する筋を目視にて、5分ごとに確認した。評価基準は以下の通りである。
[評価基準]
◎:ブレード固着が発生する時間が120分以上
○:ブレード固着が発生する時間が60分以上120分未満
△:ブレード固着が発生する時間が30分以上60分未満
×:ブレード固着が発生する時間が30分未満
−低温定着性−
リコー社製IPSiO SP C220を改造しトナーを入れ、リコー社製タイプ6000T目紙上に、付着量が10g/m2になるように設定して40mm角の未定着ベタ画像を印字したものを用意した。
次に、リコー社製IPSiO SP 4510SFの改造した定着ユニットを用い、システムスピードを240mm/secに設定し、用意した未定着のベタ画像を通紙して画像を定着させた。定着温度を120℃から2℃刻みで160℃まで試験を行い、目視により観察し、白紙部にトナー写りが発生しない温度を定着下限温度とした。評価基準は下記の通りである。
[評価基準]
◎:定着下限温度が130℃未満
○:定着下限温度が130℃以上140℃未満
△:定着下限温度が140℃以上150℃未満
×:定着下限温度が150℃以上
リコー社製IPSiO SP C220を改造しトナーを入れ、リコー社製タイプ6000T目紙上に、付着量が10g/m2になるように設定して40mm角の未定着ベタ画像を印字したものを用意した。
次に、リコー社製IPSiO SP 4510SFの改造した定着ユニットを用い、システムスピードを240mm/secに設定し、用意した未定着のベタ画像を通紙して画像を定着させた。定着温度を160℃から2℃刻みで200℃まで試験を行い、目視により観察し、白紙部にトナー写りが発生しない温度を定着上限温度とした。評価基準は下記の通りである。
[評価基準]
◎:定着上限温度が210℃以上
○:定着上限温度が190℃以上210℃未満
△:定着上限温度が170℃以上190℃未満
×:定着上限温度が170℃未満
リコー社製IPSiO SP C220の現像ユニットに上記で得られたトナー20g投入し、帯電ローラ表面のトナー汚れを所定枚数(画像面積比5%チャートにおいて1000枚画像出力を基準)ごとにテープ剥離により捕集し、付着するトナー汚れを目視判定或いは濃度測定することで判定する手段を用いた。 今回は目視での判定を採用した。評価基準は下記の通りである。
[評価基準]
○:トナー汚れが無く画像に影響が無いもの
△:トナー汚れがやや確認されるもの
×:トナー汚れがあり画像上にトナースジが発生しているもの
実施例及び比較例の評価結果を表4に示す。
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 ローラ
15 ローラ
16 ローラ
17 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 加圧ローラ
28 シート反転装置
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 読み取りセンサ
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 ブラック現像ユニット
45Y イエロー現像ユニット
45M マゼンタ現像ユニット
45C シアン現像ユニット
49 レジストローラ
50 中間転写ベルト
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 排紙トレイ
58 コロナ帯電装置
60 クリーニング装置
61 現像装置
62 転写ローラ
63 クリーニング装置
64 除電ランプ
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
100A、100B、100C 画像形成装置
101 静電潜像担持体
102 帯電装置
103 露光装置からの露光
104 現像装置
105 記録紙
107 クリーニング部
108 転写ローラ
120 画像形成ユニット
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 帯電ローラ
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
Claims (9)
- 結着樹脂、離型剤および帯電制御剤を含有するトナーであって、
前記トナーは、粒径が3μm以下のトナーを含み、
前記粒径が3μm以下のトナーのうち、平均円形度が0.70以上0.85以下であるトナーの割合が、全トナーに対して10%以上20%未満であり、かつ平均円形度が0.70未満であるトナーの割合が、全トナーに対して10%以下であることを特徴とするトナー。 - 前記粒径が3μm以下のトナーのうち、平均円形度が0.70未満であるトナーの割合が、全トナーに対して5%以下であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
- 前記帯電制御剤の含有率が、前記結着樹脂100質量部に対し、0.5質量部以上3.0質量部以下であり、前記結着樹脂に対する前記帯電制御剤の表面露出率が0.02%以上0.07%以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のトナー。
- 前記離型剤の含有率が、前記結着樹脂100質量部に対し、1.0質量部以上6.0質量部以下であり、前記結着樹脂に対する離型剤の表面露出率が0.02%以上0.10%以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のトナー。
- 前記トナーは、THF不溶分を10質量%〜40質量%含み、
前記トナーのTHF可溶分のGPC(ゲルパミエーションクロマトグラフィー)による分子量分布において、10,000〜16,000の間にメインピークを有し、かつ、該メインピークの半値幅が分子量60,000〜90,000であり、
前記トナーのTHF可溶分において、GPCによる分子量2,000以下の成分が、15.0質量%〜25.0質量%であり、かつ、分子量100,000以上の成分が、10.0質量%以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のトナー。 - 前記帯電制御剤がアゾ鉄染料であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のトナー。
- 請求項1〜6のいずれかに記載のトナーを用い、一成分現像方式によって画像を形成する工程を有することを特徴とする画像形成方法。
- 静電潜像担持体と、
前記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、
前記静電潜像をトナーを含む現像剤により現像して可視像を形成する現像手段とを有し、
前記トナーが、請求項1〜6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。 - 静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤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、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
前記現像剤が、請求項1〜6のいずれかに記載のトナーであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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