JP2023077391A - トナー、トナーの製造方法、トナー収容ユニット、及び画像形成装置 - Google Patents

トナー、トナーの製造方法、トナー収容ユニット、及び画像形成装置 Download PDF

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光章 廣瀬
Mitsuaki Hirose
大佑 井上
Daisuke Inoue
陽一 北川
Yoichi Kitagawa
月子 高橋
Tsukiko Takahashi
健司 込戸
Kenji Komito
暁彦 茂木
Akihiko Moki
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Abstract

【課題】優れたクリーニング性と転写性とを両立することができるトナー。【解決手段】少なくとも結着樹脂、及び離型剤を含有するトナー母体粒子を含むトナーであって、前記トナーの平均円形度が0.974以上0.985以下であり、前記トナーの表面の算術平均高さSaが45nm以上であり、前記トナーのBET比表面積が1.3m2/g以上2.5m2/g以下であるトナーである。【選択図】なし

Description

本発明は、トナー、トナーの製造方法、トナー収容ユニット、及び画像形成装置に関する。
近年、電子写真方式の画像形成分野では、高速の画像形成が可能であり、画像品位の高いカラー画像形成装置が求められている。
一方、トナーのクリーニング性を向上させるために、トナーの形状を球形ではなく異形に形状制御することでクリーニング部材でのトナーのすり抜けを抑制するトナーが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、トナー表面の算術平均高さを制御することで外添剤の偏在を抑制し転写率を向上させるトナーが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
本発明は、優れたクリーニング性と転写性とを両立することができるトナーを提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としての本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂、及び離型剤を含有するトナー母体粒子を含むトナーであって、前記トナーの平均円形度が0.974以上0.985以下であり、前記トナーの表面の算術平均高さSaが45nm以上であり、前記トナーのBET比表面積が1.3m/g以上2.5m/g以下である。
本発明によると、優れたクリーニング性と転写性とを両立することができるトナーを提供することができる。
図1は、本発明のトナーを用いた画像形成装置の一例を示す概略図である。 図2は、本発明のトナーを用いた画像形成装置の他の一例を示す概略図である。 図3は、本発明のトナーを用いた画像形成装置の他の一例を示す概略図である。 図4は、図3の部分拡大図である。 図5は、プロセスカートリッジの一例を示す概略図である。
(トナー)
本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂、及び離型剤を含有するトナー母体粒子を含むトナーであって、前記トナーの平均円形度が0.974以上0.985以下であり、前記トナーの表面の算術平均高さSaが45nm以上であり、前記トナーのBET比表面積が1.3m/g以上2.5m/g以下である。
なお、本願明細書において、「トナー」とは、トナー粒子群のことを意味し、「トナー粒子(単体)」とは、トナー母体粒子単体に外添剤及び/又は他の添加剤の粒子が複数付着したものを意味し、「トナー母体粒子(単体)」とは、トナー粒子(単体)の母体であり、少なくとも結着樹脂と離型剤とを含むものを意味する。
特許文献1(特開2005-037892号公報)に記載のトナーでは、球形のトナーに比べると異形のトナーでは像担持体とトナー間の接触面積が増加し、像担持体とトナー間の付着力が大きくなり、像担持体表面に付着したトナーが転写しにくいため転写率が低下するという問題がある。
また、特許文献2(特開2005-258031号公報)に記載のトナーでは、外添剤がより細かい微小凹凸に入ってしまうことで、外添剤の効果が発現しなくなり、クリーニングブレードへのすり抜けによりクリーニング性が悪化するという問題がある。
そこで、本発明者らが鋭意検討を行ったところ、トナーの平均円形度を0.974以上0.985以下とすることで、トナーと転写材又は静電荷保持体との接触面積が小さくなり、優れた転写性が得られ、かつ、クリーニングブレードとトナーとの間で摩擦が生じるためトナーが回転しにくくなり、トナーがクリーニングブレードをすり抜けることを防止し、優れたクリーニング性が得られることを知見した。
また、トナーの表面の算術平均高さSaを45nm以上とすることで、トナー表面の凹凸の高低差が大きくし、クリーニングブレードとトナーとの間で摩擦が生じるためトナーが回転しにくくなり、トナーがクリーニングブレードをすり抜けることを防止し、優れたクリーニング性が得られることを知見した。
また、トナーのBET比表面積を1.3m/g以上2.5m/g以下とすることで、外添剤の被覆率が低くなるため優れた定着性を有し、かつ、優れたクリーニング性を有することを知見した。
<平均円形度>
前記トナーの平均円形度としては、0.974以上0.985以下であり、0.974以上0.982以下が好ましい。前記平均円形度が0.974以上であると、トナーと転写材又は静電荷保持体との接触面積が小さくなり、優れた転写性が得られる。前記平均円形度が0.985以下であると、クリーニングブレードとトナーとの間で摩擦が生じるためトナーが回転しにくくなり、トナーがクリーニングブレードをすり抜けることを防止し、優れたクリーニング性が得られる。
前記トナーの平均円形度の測定方法としては、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、フロー式粒子像分析装置(Flow Particle Image Analyzer)、解析ソフトなどを使用して測定することができる。
前記フロー式粒子像分析装置としては、例えば、湿式フロー式粒子径・形状分析装置(FPIA-2100)などが挙げられる。
前記解析ソフトとしては、例えば、FPIA-2100 Data Processing Program for FPIA version00-10(シスメックス社製)などが挙げられる。
前記トナーの平均円形度の測定方法としては、具体的には、ガラス製の100mLビーカーに、アルキルベンゼンスルホン酸塩のネオゲンSC-A(第一工業製薬株式会社製)の10%水溶液0.1mL~0.5mL、及びトナー0.1g~0.5gを添加した後、ミクロスパーテルを用いてかき混ぜ、イオン交換水80mLを添加する。
次に、超音波分散機UH-50(SMT社製)を用いて、20kHz、50W/10cmの条件で1分間分散させた後、合計で5分間分散させ、測定試料を得る。
ここで、粒子濃度が4,000個/10-3cm~8,000個/10-3cmの測定試料を用いて、0.60μm以上159.21μm未満の円相当径を有する粒子の平均円形度を測定し、トナーの平均円形度を算出する。
<算術平均高さSa>
前記算術平均高さSaとしては、45nm以上であり、50nm以上105nm以下が好ましい。前記算術平均高さSaが45nm以上であると、トナー表面の凹凸の高低差が大きく、クリーニングブレードとトナーとの間で摩擦が生じるためトナーが回転しにくくなり、トナーがクリーニングブレードをすり抜けることを防止し、優れたクリーニング性が得られる。
前記算術平均高さSaの測定方法としては、SPM(Scanning Probe Microscope)法によって測定することができる。前記SPM法とは、先端の直径が10nm位の探針を走査して、探針と試料表面(トナー)の原子との間に働く原子間力を感知し、試料表面の形状等を測定する方法である。
前記SPM法は、非常に分解能が高く探針の走査方向(X軸方向)に対する凹凸形状(Z軸方向)を測定することができる。前記SPM法によるトナーの表面の凹凸形状の測定では、トナー粒子のある頂上付近の1μm四方程度の領域の表面において、TIPを走査する。このときのZ軸方向の垂直変位をトナー表面の形状(算術平均高さSa)とする。前記算術平均高さSaの測定では、1つのトナー粒子の測定箇所や、トナー粒子自体を変えて3回~10回測定を行い、粒子全体の形状を把握し、観察像で表面形状を評価して添加剤の付着表面を確認した上で、定量的な凹凸分析を実施することができる。
具体的な、SPM測定装置条件は以下の通りである。
・測定装置;原子間力顕微鏡システムBruker AXS製 Dimension Icon
・測定モード;
PeakForceQNM
OMCL-AC240TS
材質Si
共振周波数70[Hz]
バネ定数2[N/m]カンチレバー
<BET比表面積>
前記BET比表面積としては、1.3m/g以上2.5m/g以下であり、
1.4m/g以上2.1m/g以下が好ましい。前記BET比表面積が1.3m/g以上であると、前記外添剤の被覆率が低くなり、優れた定着性を有する。前記BET比表面積が2.5m/g以下であると、外添剤がトナー母体粒子の表面に埋もれてしまうのを抑制でき、優れたクリーニング性を有する。
前記BET比表面積の測定方法としては、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、自動比表面積/細孔分布測定装置(TriStar3000:島津製作所製)によって測定することができる。
具体的には、サンプルセルにトナーを約0.5g秤量し、前処理スマートプレップ(株式会社島津製作所製)にて24時間、真空乾燥させて試料表面の不純物及び水分を取り除く。前処理後のサンプルを自動比表面積/細孔分布測定装置(TriStar3000:島津製作所製)にセットし、窒素ガス吸着量と相対圧との関係を求め、前記窒素ガス吸着量と相対圧との関係から、BET多点法によってトナーのBET比表面積を求める。
トナー表面の平均円形度、算術平均表面粗さSa、BET比表面積を制御する方法としては、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、トナーに含まれる無機フィラーの含有量、トナーの製造方法における表面処理工程の加熱温度、トナーの製造方法における乳化・脱溶剤工程のせん断力などを変更することで制御することができる。
具体的には、前記無機フィラーの含有量を変更し、前記無機フィラーをトナー表面に偏在させることでトナーの凹凸性(特に、平均円形度、算術平均粗さSa)を制御することができる。本発明で使用できる無機フィラーの詳細ついては後述する。
前記無機フィラーは親水性が高いため、トナーの製造過程において油相を水系媒体中に分散して造粒する際に、前記無機フィラーがトナー表面の近傍に移動する。トナー表面の近傍に無機フィラーが存在することでトナー表面が異形化し表面に凹凸形状が形成される。
前記トナーの製造方法における乳化・脱溶剤工程のせん断力の変更によってもトナーの形状を制御することができる。本発明のトナーの製造方法では、結着樹脂、無機フィラー、離型剤、着色剤などを含む油相を水相中に乳化し分散させることにより製造している。このときの分散時のせん断力を高くすることで、表面に配置される無機フィラーが細かくなるため表面に凹凸形状が形成され、平均円形度及び算術平均表面粗さSaを制御することができる。特に算術平均表面粗さSaを制御し易くなる。
前記トナーの製造方法における表面処理工程の加熱温度の変更によってもトナーの形状を制御することができる。本発明のトナーにおいては、トナー母体粒子の製造工程において脱溶剤、洗浄後の濾過ケーキに熱処理を行うことで、トナー表面が平滑化されてトナー表面の微小な凹凸が小さくなる。これにより算術平均粗さSa及びBET比表面積が小さくなり、特にBET比表面積を制御し易くなる。
前記加熱温度としては、53℃以下が好ましい。
前記加熱温度が53℃以下であると本発明のトナーが得られ易くなる。
本発明においては、無機フィラーによる制御、製造工程での乳化、分散時の混合条件の制御、表面処理工程の熱処理による制御を組み合わせて制御することが好ましい。
前記トナーとしては、少なくとも結着樹脂及び離型剤を含有するトナー母体粒子を含み、外添剤を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含むことができる。
<トナー母体粒子>
前記トナー母体粒子としては、少なくとも結着樹脂及び離型剤を含有し、着色剤、無機物フィラーを含有することが好ましく、必要に応じてその他の成分を含有することができる。
<<結着樹脂>>
前記結着樹脂としては、結晶性樹脂、及び非晶性樹脂(以下、「非晶質樹脂」と称することがある)を含有することが好ましい。
-結晶性樹脂-
前記結晶性樹脂としては、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、アクリル樹脂、スチレン-アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリエステル樹脂(以下、結晶性ポリエステル樹脂と称する)が好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂としては、結晶性が高く、定着開始温度付近において、粘度が急激に低下する熱溶融特性を示すため、溶融開始温度の直前までは、結晶性ポリエステルが溶融せず、耐熱保存性に優れる。前記溶融開始温度では、結晶性ポリエステル樹脂が融解することにより粘度が急激に低下して、非晶質樹脂と相溶し、定着するため、耐熱保存性及び低温定着性に優れるトナーを得ることができる。
また、定着下限温度と高温オフセット発生温度との差(離型幅)が大きいトナーを得ることができる。
前記結晶性ポリエステル樹脂としては、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、多価アルコールと多価カルボン酸とから合成される重縮合ポリエステル樹脂などが挙げられる。
前記多価アルコールとしては、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、ジオール、3価以上のアルコールなどが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記ジオールとしては、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、飽和脂肪族ジオールなどが挙げられる。
前記飽和脂肪族ジオールとしては、例えば、直鎖飽和脂肪族ジオール、分岐飽和脂肪族ジオールが挙げられる。これらの中でも、結晶性ポリエステルの結晶性が高くなることから、直鎖飽和脂肪族ジオールが好ましい。また、容易に入手できることから、炭素数が2~12の直鎖飽和脂肪族ジオールが好ましい。
前記飽和脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール、1,20-エイコサンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、結晶性ポリエステルの結晶性が高くなり、シャープメルト性に優れることから、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジオール、及び1,12-ドデカンジオールが好ましい。
前記3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどが挙げられる。
前記多価カルボン酸としては、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、2価のカルボン酸、3価以上のカルボン酸などが挙げられる。
前記多価カルボン酸としては、スルホン酸基を有するジカルボン酸、炭素-炭素二重結合を有するジカルボン酸などを含んでいてもよい。
前記2価のカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9-ノナンジカルボン酸、1,10-デカンジカルボン酸、1,12-ドデカンジカルボン酸、1,14-テトラデカンジカルボン酸、1,18-オクタデカンジカルボン酸等の飽和脂肪族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸、マロン酸、メサコニン酸等の二塩基酸等の芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。
前記3価以上のカルボン酸としては、例えば、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-ナフタレントリカルボン酸などが挙げられる。
前記結晶性ポリエステル樹脂としては、炭素数が4~12の直鎖飽和脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位と、炭素数が2~12の直鎖飽和脂肪族ジオール由来の構成単位を有することが好ましい。これにより、結晶性ポリエステルは、結晶性が高くなり、シャープメルト性に優れ、トナーの低温定着性を向上させることができる。
前記結晶性ポリエステル樹脂の融点としては、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、60℃以上90℃以下が好ましく、60℃以上80℃以下がより好ましい。前記融点が60℃以上であると、トナーの耐熱保存性を向上させることができる。前記融点が90℃以下であると、トナーの低温定着性を向上させることができる。
前記結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量としては、3,000~30,000が好ましく、5,000~15,000がより好ましい。前記重量平均分子量が3,000以上であると、トナーの耐熱保存性を向上させることができる。前記重量平均分子量が30,000以下であると、トナーの低温定着性を向上させることができる。
前記結晶性ポリエステル樹脂の酸価としては、5mgKOH/g以上45mgKOH/g以下が好ましく、10mgKOH/g以上45mgKOH/g以下であることがより好ましい。前記酸価が5mgKOH/g以上であると、トナーの低温定着性を向上させることができる。前記酸価が45mgKOH/g以下であると、トナーの耐高温オフセット性を向上させることができる。
前記結晶性ポリエステルの水酸基価としては、50mgKOH/g以下が好ましく、5mgKOH/g以上50mgKOH/g以下がより好ましい。前記水酸基価が50mgKOH/g以下であると、トナーの低温定着性及び帯電特性を向上させることができる。
前記結晶性ポリエステル樹脂の分子構造としては、溶液又は固体によるNMR測定の他、X線回折、GC/MS、LC/MS、IR測定などにより確認することができる。
簡便には、赤外線吸収スペクトルにおいて、965±10cm-1又は990±10cm-1にオレフィンのδCH(面外変角振動)に基づく吸収を有するものを結晶性ポリエステルとして検出することができる。
-非晶性樹脂-
前記非晶性樹脂(以下、「非晶質樹脂」と称することがある)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、アクリル樹脂、スチレン-アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、ポリエステル樹脂(以下、「非晶性ポリエステル樹脂」、「非晶質ポリエステル樹脂」又は「非晶質ポリエステル」と称することがある)が好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂としては、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、多価アルコールと多価カルボン酸とから合成される重縮合ポリエステル樹脂などが挙げられる。
前記多価アルコールとしては、例えば、2価のジオール、3価~8価又はそれ以上のポリオールなどが挙げられる。
前記2価のジオールとしては、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、直鎖型脂肪族アルコール、分岐型脂肪族アルコール等の脂肪族アルコール(2価の脂肪族アルコール)などが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、鎖炭素数が2~36の脂肪族アルコールが好ましく、鎖炭素数が2~36の直鎖型脂肪族アルコールがより好ましい。
前記直鎖型脂肪族アルコールとしては、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、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール、1,20-エイコサンジオールなどが挙げられる。
これらのうち、入手容易性を考慮するとエチレングリコール、1,3-プロパンジオール(プロピレングリコール)、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオールが好ましい。これらの中でも、鎖炭素数が2~36の直鎖型脂肪族アルコールが好ましい。
前記多価カルボン酸としては、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、ジカルボン酸、3価~6価又はそれ以上のポリカルボン酸が挙げられる。これらの中でも多価の芳香族カルボン酸が好ましい。
前記ジカルボン酸としては、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、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。
前記脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、直鎖型脂肪族ジカルボン酸、分岐型脂肪族ジカルボン酸などが挙げられる。これらの中でも、直鎖型脂肪族ジカルボン酸が好ましい。
前記脂肪族ジカルボン酸としては、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、アルカンジカルボン酸、アルケニルコハク酸、アルケンジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸などが挙げられる。
前記アルカンジカルボン酸としては、例えば、炭素数4~36のアルカンジカルボン酸などが挙げられる。
前記炭素数4~36のアルカンジカルボン酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン酸、オクタデカンジカルボン酸、デシルコハク酸などが挙げられる。
前記アルケニルコハク酸としては、例えば、ドデセニルコハク酸、ペンタデセニルコハク酸、オクタデセニルコハク酸などが挙げられる。
前記アルケンジカルボン酸としては、例えば、炭素数4~36のアルケンジカルボン酸などが挙げられる。
前記炭素数4~36のアルケンジカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマール酸、シトラコン酸などが挙げられる。
前記脂環式ジカルボン酸としては、例えば、炭素数6~40の脂環式ジカルボン酸などが挙げられる。
前記炭素数6~40の脂環式ジカルボン酸としては、例えば、ダイマー酸(2量化リノール酸)などが挙げられる。
前記芳香族ジカルボン酸としては、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、炭素数8~36の芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。
前記炭素数8~36の芳香族ジカルボン酸としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、t-ブチルイソフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸などが挙げられる。
前記3価~6価又はそれ以上のポリカルボン酸としては、例えば、炭素数9~20の芳香族ポリカルボン酸などが挙げられる。
前記炭素数9~20の芳香族ポリカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸などが挙げられる。
前記ジカルボン酸又は前記3価~6価又はそれ以上の多価カルボン酸としては、上述のものの酸無水物又は炭素数1~4のアルキルエステルを用いてもよい。
前記炭素数1~4のアルキルエステルとしては、例えば、メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなどが挙げられる。
<<離型剤>>
前記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、植物系ワックス(例えば、カルナウバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス)、動物系ワックス(例えば、ミツロウ、ラノリン)、鉱物系ワックス(例えば、オゾケライト、セルシン)、石油ワックス(例えば、パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム)、炭化水素系ワックス(例えば、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス)、合成ワックス(例えば、エステル、ケトン、エーテル)、脂肪酸アミド系化合物(例えば、12-ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミドなどが挙げられる。これらの中でも、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等の炭化水素系ワックスが好ましい。
前記離型剤の融点としては、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、60℃以上80℃以下が好ましい。前記融点が60℃以上であると、トナーの耐熱保存性を向上させることができる。前記融点が80℃以下であると、トナーの耐高温オフセット性を向上させることができる。
前記離型剤の含有量としては、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、2質量%以上10質量%以下が好ましく、3質量%以上8質量%以下がより好ましい。前記トナー中の離型剤の含有量が2質量%以上であることにより、トナーの耐高温オフセット性及び低温定着性を向上させることができ、10質量%以下であることにより、トナーの耐熱保存性を向上させると共に、画像のかぶりの発生を抑制することができる。
<外添剤>
前記外添剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリカ粒子、チタニア粒子、アルミナ粒子、酸化チタン粒子、酸化スズ粒子、酸化アンチモン粒子等の酸化物粒子、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム等の脂肪酸金属塩、フルオロポリマー粒子等が挙げられる。これらの中でも、シリカ粒子、チタニア粒子、酸化チタン粒子、アルミナ粒子が好ましい。これらは、1種単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
前記シリカとしては、疎水化処理がされた疎水化シリカが好ましい。
前記酸化物粒子を疎水化する方法としては、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、酸化物粒子をシランカップリング剤で処理する方法、酸化物粒子をシリコーンオイルで処理する方法などが挙げられる。
前記シランカップリング剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシランなどが挙げられる。
前記シリコーンオイルとしては、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、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、クロロ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、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。
前記疎水化処理の方法としては、酸化物粒子に疎水化処理剤を噴霧し、又は気化した疎水化処理剤を混合し、加熱処理する乾式表面処理の方法などが挙げられる。このとき、水、アミン、その他の触媒などを混合してもよい。前記乾式表面処理の方法としては、窒素等の不活性ガスの雰囲気下で行うことが好ましい。
または、溶媒に疎水化処理剤を溶解して酸化物粒子を混合分散した後、必要に応じて加熱処理と乾燥処理を行って得ることができる。前記疎水化処理剤は、シリカ粉末を溶媒に混合分散した後又は同時に加えることができる。
前記外添剤の個数平均一次粒子径d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、80nm以上が好ましく、140nm以上150nm以下がより好ましい。前記個数平均一次粒子径が80nm以上であると、外添剤がトナー母体粒子の表面に埋もれにくくなるため、クリーニングブレードとトナーとの間で摩擦が生じるためトナーが回転しにくくなり、トナーがクリーニングブレードをすり抜けることを防止し、優れたクリーニング性が得られる。
前記外添剤の個数平均一次粒子径dを制御する手段としては、外添剤の原料となるケイ素化合物の含有量を高くする、外添剤の製造において外周炎を長くする、外周炎の温度を上げるなどの方法が挙げられる。
また、前記外添剤の粒径分布を制御する手段としては、外添剤の製造において火炎中のシリカの濃度を調整などの方法が挙げられる。
前記外添剤の個数平均一次粒子径dの測定方法としては、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、走査型電子顕微鏡SEM:SU8230(日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて撮影されるトナーの反射電子像から外添剤を観察し、粒径測定することによって測定できる。
具体的には、走査型電子顕微鏡SEM:SU8230(日立ハイテクノロジーズ株式会社製)を用いて、下記SEMの測定条件にて、トナーのSEM画像を取得し画像解析により外添剤粒子の個数平均一次粒子径dを測定する。前記個数平均一次粒子径は、トナー100個の粒子の一次粒子の長径(最長部の長さ)を計測し、その平均値を算出し、個数平均一次粒子径dとする。
[SEMの測定条件]
・加速電圧:3.0kV
・WD(Working Distance):10.0mm
・観察倍率:50,000倍
前記外添剤の個数平均一次粒子径dと、前記トナーの表面の算術平均高さSaとの比(d/Sa)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、1以上3以下が好ましく、1以上2.8以下がより好ましい。前記比(d/Sa)が1以上であると、前記外添剤のスペーサー効果によってクリーニング性が向上する。前記比(d/Sa)が3以下であると、現像ユニット中でのストレスによる外添剤の剥がれを抑制することができる。
前記外添剤の製造方法としては、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、シリカ粒子であれば、火炎加水分解法や火炎燃焼法などの乾式法、ゾル・ゲル法などの湿式法などが挙げられる。これらの中でも、適度な粒子径と粒径分布を得やすい点から、火炎燃焼法が好ましい。
前記火炎燃焼法においては、多重管構造を有するバーナを用いて製造することが好ましい。例えば、中心管の外周に環状管が形成されているものを用いて、中心管に気化した原料珪素化合物と酸素、さらに必要に応じて窒素等の不活性ガスを混合して導入することができる。前記環状管には、水素、炭化水素等の補助火炎形成のための燃料、さらに必要に応じて窒素等の不活性ガスを合わせて導入することができ、これらを燃焼させることにより、前記珪素化合物をシリカ微粒子に変換し、かつ、火炎中で適度に融着させることができる。
なお、必要に応じて、バーナのさらに外周に第二環状管、第三環状管を形成したものを用いることもできる。融着したシリカ微粒子は、分散した状態で冷却して捕集する。
前記外添剤の含有量としては、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、トナーに対して、0.1質量%以上5質量%以下が好ましく、0.3質量%以上3質量%以下がより好ましい。
<無機物フィラー>
前記無機物フィラー(以下、「無機フィラー」と称することがある)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、炭酸カルシウム、カオリンクレー、タルク、硫酸バリウム、層状無機鉱物などが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記無機フィラーとしては、シランカップリング剤、界面活性剤、金属石鹸などで表面処理されていてもよく、分級によって所望の粒子径分布に調整されたものを使用してもよい。
前記層状無機鉱物とは、厚さ数nmの層が重ね合わさっている無機鉱物である。
前記層状無機鉱物としては、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、モンモリロナイト、サポナイト等のスメクタイト族、カオリナイト等のカオリン族、マガディアイト、カネマイト、ベントナイト、ヘクトライト、アタパルジャイト、セピオライトなどが挙げられる。これらの中でも、Al元素が帯電能力の向上に効果があるため、Al元素を含むモンモリロナイトまたはベントナイトが好ましい。
前記層状無機鉱物としては、有機物イオン変性剤によって有機物イオンで変性された層状無機鉱物(以下、変性層状無機鉱物と称する)が好ましい。有機物イオンで変性とは、層間に存在するイオンに有機物イオンを導入することである。
前記変性層状無機鉱物は、その変性された層状構造により親水性が高いため、層状無機鉱物を変性すること無しに水系媒体中に分散して造粒するトナーに用いると、水系媒体中に層状無機鉱物が移行し、トナーを異形化することができないが、変性することにより、親水性が高くなり、かかる変性層状無機鉱物は、トナーの製造時に微細化すると共に異形化し、トナー粒子の表面部分に特に多く存在し、トナー母体粒子全体に均一に分散配置させることができ、電荷調節機能を果たすと共に、低温定着にも貢献する。
前記変性層状無機鉱物の市販品としては、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、Bentone 3、Bentone 38、Bentone 38V(レオックス社製)、チクソゲルVP(United catalyst社製)、クレイトン34、クレイトン40、クレイトンXL(以上、サザンクレイ社製)等のクオタニウム18ベントナイト;Bentone27(レオックス社製)、チクソゲルLG(United catalyst社製)、クレイトンAF、クレイトンAPA(以上、サザンクレイ社製)等のステアラルコニウムベントナイト;クレイトンHT、クレイトンPS(以上、サザンクレイ社製)等のクオタニウム18/ベンザルコニウムベントナイトなどが挙げられる。これらの中でも、クレイトンAF、クレイトンAPAが好ましい。
また、前記層状無機鉱物としては、DHT-4A(協和化学工業株式会社製)に下記一般式(3)で表される有機アニオンで変性させたものが好ましい。
下記一般式(3)としては、例えば、ハイテノール330T(第一工業製薬株式会社製)が挙げられる。
R1(OR2)OSOM ・・・一般式(3)
[式(3)中、R1は炭素数13を有するアルキル基、R2は炭素数2から6を有するアルキレン基を表す。nは2から10の整数を表し、Mは1価の金属元素を表す。]
前記層状無機鉱物の含有量としては、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、0.2質量%以上1.5質量%以下が好ましい。
前記変性層状無機鉱物としては、スメクタイト系の基本結晶構造を持つものを有機カチオンで変性したものが好ましい。
また、層状無機鉱物の2価金属の一部を3価の金属に置換することにより、金属アニオンを導入することができる。
前記金属アニオンとしては、少なくとも一部を有機アニオンで変性したものが好ましい。前記層状無機鉱物の少なくとも一部を有機物イオンで変性することにより、適度な疎水性を持ち、トナー組成物及びその前駆体を含む油相が非ニュ-トニアン粘性を持ち、トナーを異形化することができる。
前記有機物イオン変性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、第4級アルキルアンモニウム塩、フォスフォニウム塩やイミダゾリウム塩などが挙げられる。これらの中でも、第4級アルキルアンモニウム塩が好ましい。
前記第4級アルキルアンモニウム塩としては、例えば、トリメチルステアリルアンモニウム塩、ジメチルステアリルベンジルアンモニウム塩、ジメチルオクタデシルアンモニウム塩、オレイルビス(2-ヒドロキシエチル)メチルアンモニウム塩などが挙げられる。
前記有機物イオン変性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、分岐、非分岐又は環状アルキル(C1~C44)、アルケニル(C1~C22)、アルコキシ(C8~C32)、ヒドロキシアルキル(C2~C22)、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等を有する硫酸塩、スルフォン酸塩、カルボン酸塩、リン酸塩などが挙げられる。これらの中でも、エチレンオキサイド骨格を有するカルボン酸塩が好ましい。
前記無機フィラーの含有量としては、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、6質量部以上12質量部以下が好ましく、6質量部以上9質量部以下がより好ましい。
前記無機フィラーの含有量が、6質量部未満である場合は、異形化が起こりにくく平均円形度が高くなる。前記無機フィラーの含有量が12質量部超である場合は、異形化が起こりやすくなり平均円形度が低くなる。前記無機フィラーの含有量が6質量部以上12質量部以下であると、本発明のトナーが得られ易くなる。
<その他の成分>
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、着色剤、帯電制御剤、クリーニング性向上剤、磁性材料などが挙げられる。
前記着色剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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、カドミウムレッド、カドミ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、パラクロロ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、リトポンなどが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記着色剤の含有量としては、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、1質量%以上15質量%以下が好ましく、3質量%以上10質量%以下がより好ましい。
前記顔料は、樹脂と複合化して、マスターバッチとして用いることもできる。
前記樹脂としては、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、非晶質ポリエステル、ポリスチレン、ポリp-クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン又はその置換体の重合体;スチレン-p-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-ビニルトルエン共重合体、スチレン-ビニルナフタリン共重合体、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-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-α-クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-ビニルメチルケトン共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、スチレン-イソプレン共重合体、スチレン-アクリロニトリル-インデン共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体、スチレン-マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記マスターバッチとしては、前記樹脂と前記顔料とを混合混練することにより製造することができる。この際、顔料と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いることができる。
また、前記マスターバッチの製造方法としては、例えば、フラッシング法を用いることができる。前記フラッシング法とは、顔料の水性ペースト、樹脂及び有機溶剤を共に混合混練して、顔料を樹脂側に移行させ、水と有機溶剤を除去する方法である。この場合、顔料のウェットケーキをそのまま用いることができるため、顔料を乾燥させる必要がない。
前記混合混練する装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、3本ロールミル等の高せん断分散装置が挙げられる。
前記クリーニング性向上剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート粒子、ポリスチレン粒子等のソープフリー乳化重合により製造されているポリマー粒子などが挙げられる。
前記ポリマー粒子の体積平均粒径としては、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、0.01μm以上1μm以下が好ましい。
前記磁性材料としては、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、鉄、マグネタイト、フェライトなどが挙げられる。
前記磁性材料としては、色調の観点から、白色の材料が好ましい。
<トナーの製造方法>
前記トナーの製造方法としては、本発明に必要なトナー母体粒子の形状が得られる方法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、例えば、溶解懸濁法などが挙げられる。
前記トナーの製造方法としては、結着樹脂を有機溶媒に溶解又は分散させ、油相を作製する工程と、前記油相を水相中に分散させて造粒する工程と、を含み、乳化・脱溶剤工程と、洗浄工程と、表面処理工程と、乾燥工程等を含むことが好ましい。
前記トナーとしては、イソシアネート基を有する非晶質ポリエステルプレポリマーA、及び非晶質ポリエステルB、更に必要に応じて結晶性ポリエステルC、離型剤、着色剤などを含む油相を水系媒体中に乳化又は分散させることにより製造することが好ましい。
前記水系媒体としては、樹脂粒子が分散していることが好ましい。
前記水系媒体としては、水と混和することが可能な溶媒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、例えば、有機溶媒、水などが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、水が好ましい。
前記有機溶媒としては、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、アルコール、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2-ジクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セロソルブ類、低級ケトン類等が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、酢酸エチル、トルエン、キシレン、ベンゼン、塩化メチレン、1,2-ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等が好ましく、酢酸エチルがさらに好ましい。
前記アルコールとしては、例えば、メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなどが挙げられる。
前記低級ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。
前記有機溶媒の沸点としては、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、150℃未満であることが好ましい。これにより、有機溶媒を容易に除去することができる。
前記樹脂粒子を構成する樹脂としては、水系媒体中で分散することが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、例えば、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、微細球状樹脂粒子が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。
前記樹脂粒子の含有量としては、前記水系媒体に対して0.005質量%以上0.1質量%以下が好ましい。
水系媒体中に油相を乳化又は分散させる際に、イソシアネート基を有する非晶質ポリエステルプレポリマーAと活性水素基を有する化合物を反応させることにより、非晶質ポリエステルAが生成する。
非晶質ポリエステルAは、以下の(1)~(3)の方法により生成させることができる。
(1)イソシアネート基を有する非晶質ポリエステルプレポリマーAと活性水素基を有する化合物を含む油相を、水系媒体中で乳化又は分散させ、水系媒体中で活性水素基を有する化合物とイソシアネート基を有する非晶質ポリエステルプレポリマーAを伸長反応及び/又は架橋反応させることにより非晶質ポリエステルAを生成させる方法。
(2)イソシアネート基を有する非晶質ポリエステルプレポリマーAを含む油相を、予め活性水素基を有する化合物を添加した水系媒体中で乳化又は分散させ、水系媒体中で活性水素基を有する化合物とイソシアネート基を有する非晶質ポリエステルプレポリマーAを伸長反応及び/又は架橋反応させることにより非晶質ポリエステルAを生成させる方法。
(3)イソシアネート基を有する非晶質ポリエステルプレポリマーAを含む油相を水系媒体中で乳化又は分散させた後で、水系媒体中に活性水素基を有する化合物を添加し、水系媒体中で粒子の界面から活性水素基を有する化合物とイソシアネート基を有する非晶質ポリエステルプレポリマーAを伸長反応及び/又は架橋反応させることにより非晶質ポリエステルAを生成させる方法。
なお、粒子の界面から活性水素基を有する化合物とイソシアネート基を有する非晶質ポリエステルプレポリマーAを伸長反応及び/又は架橋反応させる場合、生成するトナーの表面に優先的に非晶質ポリエステルAが生成し、トナー中に非晶質ポリエステルAの濃度勾配を形成することもできる。
前記活性水素基を有する化合物とイソシアネート基を有する非晶質ポリエステルプレポリマーAを反応させる時間は、10分間以上40時間以下が好ましく、2時間以上24時間以下がより好ましい。
前記活性水素基を有する化合物とイソシアネート基を有する非晶質ポリエステルプレポリマーAを反応させる温度は、0℃以上150℃以下が好ましく、40℃以上98℃以下がより好ましい。
前記活性水素基を有する化合物とイソシアネート基を有する非晶質ポリエステルプレポリマーAを反応させる際に、触媒を用いることができる。
前記触媒としては、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、ジブチルスズラウレート、ジオクチルスズラウレート等が挙げられる。
前記水系媒体中に油相を乳化又は分散させる方法としては、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、水系媒体中に油相を添加し、せん断力により分散させる方法などが挙げられる。
前記水系媒体中に油相を乳化又は分散させる際に用いる分散機としては、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、低速せん断式分散機、高速せん断式分散機、摩擦式分散機、高圧ジェット式分散機、超音波分散機などが挙げられる。これらの中でも、分散体(油滴)の粒径を2μm~20μmに制御できることから、高速せん断式分散機が好ましい。
前記高速せん断式分散機を用いる場合の回転数としては、1,000rpm以上30,000rpm以下が好ましく、5,000rpm以上20,000rpm以下がより好ましく、8,000rpm以上20,000rpm以下が特に好ましい。
分散時間としては、0.1分間以上5分間以下が好ましい。
分散温度としては、加圧下において、0℃以上150℃以下が好ましく、40℃以上98℃以下がより好ましい。
トナー材料に対する水系媒体の質量比としては、0.5以上20以下が好ましく、1以上10以下がより好ましい。前記質量比が0.5以上であると油相を良好に分散させることができ、20以下であると経済的である。
前記水系媒体としては、分散剤、凝集剤などを含むことが好ましい。前記水系媒体が分散剤を含むことで、水系媒体中に油相を乳化又は分散させる際に、油滴の分散安定性を向上させ、トナー母体粒子を所望の形状にするとともに、粒度分布を狭くすることができる。前記水系媒体が凝集剤を含むことで、トナー母体粒子が大きく広い凹部を持つ形状となる。
前記分散剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、界面活性剤、難水溶性の無機化合物分散剤、高分子系保護コロイドなどが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、界面活性剤が好ましい。
前記界面活性剤としては、例えば、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられる。これらの中でも、フルオロアルキル基を有する界面活性剤が好ましい。
前記陰イオン界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α-オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどが挙げられる。
前記凝集剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無機金属塩、2価以上の金属錯体が挙げられる。
前記無機金属塩としては、例えば、ナトリウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩及びその重合体などが挙げられる。これらの中でも、トナーの粒径及び形状の制御のしやすさから、ナトリウム塩が好ましい。
前記凝集剤の含有量としては、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、前記水系媒体に対して、固形分換算で1.2質量%以上5.0質量%以下が好ましく、1.2質量%以上3.0質量%以下がより好ましい。
前記トナーの製造方法では、前記水相中に油相を分散させた後は、有機溶媒を除去してトナー母体粒子を形成する際に、熱処理による表面処理を行うことが好ましい。
前記熱処理の温度としては、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、融着を避ける点から60℃以下が好ましく、48℃以上54℃以下がより好ましい。
前記トナー母体粒子を形成した後は、トナー母体粒子に外添剤、更に必要に応じて帯電制御剤を添加し、混合ミキサー等で混合することでトナーを製造する。
前記混合ミキサーとしては、特に制限なく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オングミル(ホソカワミクロン社製)、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)等の市販の装置が挙げられる。
(現像剤)
前記現像剤としては、少なくとも本発明のトナーを含み、必要に応じてキャリアを含む。これにより、転写性、帯電性等に優れ、高画質な画像を安定に形成することができる。
前記現像剤としては、一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよいが、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンタ等に使用する場合において寿命が向上することから、二成分現像剤が好ましい。
前記現像剤を一成分現像剤として用いる場合、トナーの供給が行われても、トナーの粒子径の変動が少なく、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するブレード等の部材へのトナーの融着が少なく、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。
前記現像剤を二成分現像剤として用いる場合、長期にわたるトナーの供給が行われても、トナーの粒子径の変動が少なく、現像装置における長期の撹拌においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。
<キャリア>
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、芯材を被覆する樹脂層を有するものが好ましい。
-芯材-
前記芯材の材料としては、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、50emu/g以上90emu/g以下のマンガン-ストロンチウム系材料、50emu/g以上90emu/g以下のマンガン-マグネシウム系材料、100emu/g以上の鉄粉、75emu/g以上120emu/g以下のマグネタイト等の高磁化材料、30emu/g以上80emu/g以下の銅-亜鉛系の低磁化材料などが挙げられる。これらの中でも、画像濃度を確保する点から、100emu/g以上の鉄粉、75emu/g以上120emu/g以下のマグネタイト等の高磁化材料が好ましい。また、穂立ち状態となっている現像剤の感光体に対する衝撃を緩和でき、高画質化に有利である点から、30emu/g以上80emu/g以下の銅-亜鉛系の低磁化材料が好ましい。
これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記芯材の体積平均粒子径としては、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、10μm以上150μm以下が好ましく、40μm以上100μm以下がより好ましい。
前記体積平均粒子径が10μm以上であると、キャリア中に微粉が少なくなり、一粒子当たりの磁化が向上してキャリアの飛散を抑えることができる。前記体積平均粒子径が150μm以下であると、比表面積が高くなり、トナーの飛散を抑え、ベタ部分の多いフルカラーのベタ部の再現性に優れる。
前記トナーを二成分系現像剤に用いる場合には、前記トナーと前記キャリアとを混合することができる。
前記二成分系現像剤中における前記キャリアの含有量としては、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、前記二成分現像剤100質量部に対して、90質量部以上98質量部以下が好ましく、93質量部以上97質量部以下がより好ましい。
前記現像剤としては、磁性一成分現像方法、非磁性一成分現像方法、二成分現像方法等の公知の各種電子写真法による画像形成に好適に用いることができる。
本発明のトナー収容ユニットとは、トナーを収容する機能を有するユニットに、トナーを収容したものをいう。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、フィルミングがなく、優れた低温定着性、耐高温オフセット性、高光沢、高色再現性、及び耐熱保存性を有するという前記トナーの特徴を活かした画像形成を行うことができる。
前記トナー収容ユニットとしては、例えば、トナー収容容器、現像器、プロセスカートリッジ等が挙げられる。
前記トナー収容容器とは、トナーを収容した容器をいう。
前記現像器とは、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、少なくとも像担持体と現像手段とを一体とし、トナーを収容し、画像形成装置に対して着脱可能であるものをいう。
前記プロセスカートリッジとしては、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の手段を備えてもよい。
(現像剤収容容器)
前記現像剤収容容器は、容器に前記現像剤が収容されており、前記容器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、容器本体とキャップを有するものなどが挙げられる。
前記容器本体の大きさ、形状、構造、材質等としては、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。
前記形状としては、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、円筒状等であることが好ましい。これにより、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、内容物である現像剤が排出口側に移行することが可能となる。前記形状としては、前記内周面の一部又は全てが蛇腹機能を有することが好ましい。
前記材質としては、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、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の樹脂材料が挙げられる。
前記現像剤収容容器としては、保存、搬送等が容易であり、取扱性に優れるため、前記プロセスカートリッジ、画像形成装置などに着脱可能に取り付け、現像剤の補給に使用することができる。
(画像形成装置、及び画像形成方法)
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、静電潜像形成手段と、現像手段とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の手段を有する。
本発明に関する画像形成方法は、帯電工程、露光工程、及び現像工程を含み、更に必要に応じて、一次転写工程、二次転写工程、定着工程、クリーニング工程等のその他の工程を含む。
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、前記帯電工程、露光工程は、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。
<静電潜像担持体>
前記静電潜像担持体の材質、構造、大きさとしては、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。
前記材質としては、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、アモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体などが挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点でアモルファスシリコンが好ましい。
前記アモルファスシリコンからなる感光体としては、例えば、支持体を50℃以上400℃以下に加熱し、成膜法により前記支持体上にa-Siからなる光導電層を形成することで製造することができる。
前記成膜法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱CVD(化学気相成長、Chemical Vapor Deposition)法、光CVD法、プラズマCVD法などが挙げられる。これらの中でも、プラズマCVD法が好ましい。
前記プラズマCVD法とは、原料ガスを直流又は高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にa-Si堆積膜を形成する方法である。
前記形状としては、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、円筒状が好ましい。
前記円筒状の前記静電潜像担持体の外径としては、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、3mm以上100mm以下が好ましく、5mm以上50mm以下がより好ましく、10mm以上30mm以下が特に好ましい。
<静電潜像形成手段及び静電潜像形成工程>
前記静電潜像形成手段としては、前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、前記静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光部材とを少なくとも有する手段などが挙げられる。
前記静電潜像形成工程としては、前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記静電潜像担持体の表面を帯電させた後、像様に露光することにより行うことができ、前記静電潜像形成手段を用いて行うことができる。
-帯電部材及び帯電-
前記帯電部材としては、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、導電性又は半導電性のローラ、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器などが挙げられる。
前記帯電としては、例えば、前記帯電部材を用いて前記静電潜像担持体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
前記帯電部材の形状としては、特に制限はなく、前記画像形成装置の仕様や形態に応じて適宜選択することができ、例えば、ローラ、磁気ブラシ、ファーブラシ等の形状が挙げられる。
前記帯電部材としては、帯電部材から発生するオゾンが低減された画像形成装置が得られる点で、接触式の帯電部材が好ましい。
-露光部材及び露光-
前記露光部材としては、前記帯電部材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れば特に制限はなく、目的に応じてt適宜選択することができ、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等の各種露光部材などが挙げられる。
前記露光部材に用いられる光源としては、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、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザ(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)等の発光物全般などが挙げられる。
前記光源としては、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルター等の各種フィルターを用いることもできる。
前記露光としては、例えば、前記露光部材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。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。
<現像手段及び現像工程>
前記現像手段としては、前記静電潜像担持体に形成された前記静電潜像を現像して可視像を形成する、トナーを備える現像手段であれば、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。
前記現像工程としては、前記静電潜像担持体に形成された前記静電潜像を、トナーを用いて現像して可視像を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記現像手段により行うことができる。
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い。
前記現像手段としては、前記トナーを摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、内部に固定された磁界発生手段を有し、かつ表面に前記トナーを含む現像剤を担持して回転可能な現像剤担持体を有する現像装置が好ましい。
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。
前記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。前記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。
<その他の手段及びその他の工程>
前記その他の手段としては、例えば、転写手段、定着手段、クリーニング手段、除電手段、リサイクル手段、制御手段などが挙げられる。
前記その他の工程としては、例えば、転写工程、定着工程、クリーニング工程、除電工程、リサイクル工程、制御工程などが挙げられる。
-転写手段及び転写工程-
前記転写手段としては、可視像を記録媒体に転写する手段であれば、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、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。
前記転写工程としては、可視像を記録媒体に転写する工程であれば、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、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い。
前記転写工程は、例えば、前記可視像を、転写帯電器を用いて前記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。
ここで、前記記録媒体上に二次転写される画像が複数色のトナーからなるカラー画像である場合に、前記転写手段により、前記中間転写体上に各色のトナーを順次重ね合わせて当該中間転写体上に画像を形成し、前記中間転写手段により、当該中間転写体上の画像を前記記録媒体上に一括で二次転写する構成とすることができる。
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、転写ベルトなどが好適に挙げられる。
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、前記感光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。
前記転写器としては、例えば、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器などが挙げられる。
なお、前記記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、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。
-定着手段及び定着工程-
前記定着手段としては、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、公知の加熱加圧部材などが挙げられる。
前記加熱加圧部材としては、加熱ローラと加圧ローラとの組み合わせ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組合せなどが挙げられる。
前記定着工程としては、前記記録媒体に転写された可視像を定着させる工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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。
前記定着工程は、前記定着手段により行うことができる。
前記加熱加圧部材における加熱温度としては、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、80℃以上200℃以下が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着手段とともに又は前記定着手段に代えて公知の光定着器を用いてもよい。
前記定着工程における面圧としては、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、10N/cm以上80N/cm以下が好ましい。
-クリーニング手段及びクリーニング工程-
前記クリーニング手段としては、前記感光体上に残留する前記トナーを除去できる手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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、ウエブクリーナなどが挙げられる。
前記クリーニング工程としては、前記感光体上に残留する前記トナーを除去できる工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記クリーニング手段により行うことができる。
-除電手段及び除電工程-
前記除電手段としては、前記感光体に対し除電バイアスを印加して除電する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、除電ランプなどが挙げられる。
前記除電工程としては、前記感光体に対し除電バイアスを印加して除電する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記除電手段により行うことができる。
-リサイクル手段及びリサイクル工程-
前記リサイクル手段としては、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像装置にリサイクルさせる手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、公知の搬送手段などが挙げられる。
前記リサイクル工程としては、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像装置にリサイクルさせる工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記リサイクル手段により行うことができる。
-制御手段及び制御工程-
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御できる手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器などが挙げられる。
前記制御工程としては、前記各手段の動きを制御できる工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記制御手段により行うことができる。
次に、本発明の画像形成装置により画像を形成する方法を実施する一の態様について、図1を参照しながら説明する。
図1に示すカラー画像形成装置100Aは、前記静電潜像担持体としての感光体ドラム10(以下「感光体10」と称することがある)と、前記帯電手段としての帯電ローラ20と、前記露光手段としての露光装置30と、前記現像手段としての現像器40と、中間転写体50と、クリーニングブレードを有する前記クリーニング手段としてのクリーニング装置60と、前記除電手段としての除電ランプ70とを備える。
中間転写体50は、無端ベルトであり、その内側に配置されこれを張架する3個のローラ51によって、矢印方向に移動可能に設計されている。
3個のローラ51の一部は、中間転写体50へ所定の転写バイアス(一次転写バイアス)を印加可能な転写バイアスローラとしても機能する。
中間転写体50の近傍には、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。
また、中間転写体50の近傍には、記録媒体としての転写紙95に現像像(トナー画像)を転写(二次転写)するための転写バイアスを印加可能な前記転写手段としての転写ローラ80が、中間転写体50に対向して配置されている。
中間転写体50の周囲には、中間転写体50上のトナー画像に電荷を付与するためのコロナ帯電器58が、該中間転写体50の回転方向において、感光体10と中間転写体50との接触部と、中間転写体50と転写紙95との接触部との間に配置されている。
現像器40は、前記現像剤担持体としての現像ベルト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とから構成されている。
なお、ブラック現像ユニット45Kは、現像剤収容部42Kと現像剤供給ローラ43Kと現像ローラ44Kとを備えている。
イエロー現像ユニット45Yは、現像剤収容部42Yと現像剤供給ローラ43Yと現像ローラ44Yとを備えている。
マゼンタ現像ユニット45Mは、現像剤収容部42Mと現像剤供給ローラ43Mと現像ローラ44Mとを備えている。
シアン現像ユニット45Cは、現像剤収容部42Cと現像剤供給ローラ43Cと現像ローラ44Cとを備えている。
また、現像ベルト41は、無端ベルトであり、複数のベルトローラに回転可能に張架され、一部が静電潜像担持体10と接触している。
図1に示すカラー画像形成装置100Aにおいて、例えば、帯電ローラ20が感光体ドラム10を一様に帯電させる。
露光装置30が感光体ドラム10上に像様に露光を行い、静電潜像を形成する。
感光体ドラム10上に形成された静電潜像を、現像器40からトナーを供給して現像してトナー画像を形成する。
該トナー画像が、ローラ51から印加された電圧により中間転写体50上に転写(一次転写)され、更に転写紙95上に転写(二次転写)される。
その結果、転写紙95上には転写像が形成される。
なお、感光体10上の残留トナーは、クリーニング装置60により除去され、感光体10における帯電は除電ランプ70により一旦、除去される。
図2に、本発明の画像形成装置の他の一例を示す。
画像形成装置100Bは、現像ベルト41を設けずに、感光体ドラム10の周囲に、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が直接対向して配置されている以外は、図1に示す画像形成装置100Aと同様の構成を有する。
図3に、本発明の画像形成装置の他の一例を示す。
図3に示す画像形成装置は、複写装置本体150と、給紙テーブル200と、スキャナ300と、原稿自動搬送装置(ADF)400とを備えている。
複写装置本体150には、無端ベルト状の中間転写体50が中央部に設けられている。
そして、中間転写体50は、支持ローラ14、15及び16に張架され、図3中、時計回りに回転可能とされている。
支持ローラ15の近傍には、中間転写体50上の残留トナーを除去するための中間転写体クリーニング装置17が配置されている。
支持ローラ14と支持ローラ15とにより張架された中間転写体50には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4つの画像形成手段18が対向して並置されたタンデム型現像器120が配置されている。
タンデム型現像器120の近傍には、前記露光部材である露光装置21が配置されている。
中間転写体50における、タンデム型現像器120が配置された側とは反対側には、二次転写装置22が配置されている。
二次転写装置22においては、無端ベルトである二次転写ベルト24が一対のローラ23に張架されており、二次転写ベルト24上を搬送される転写紙と中間転写体50とは互いに接触可能である。
二次転写装置22の近傍には前記定着手段である定着装置25が配置されている。
定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26と、これに押圧されて配置された加圧ローラ27とを備えている。
なお、タンデム画像形成装置においては、二次転写装置22及び定着装置25の近傍に、転写紙の両面に画像形成を行うために該転写紙を反転させるためのシート反転装置28が配置されている。
次に、タンデム型現像器120を用いたフルカラー画像の形成(カラーコピー)について説明する。
即ち、先ず、原稿自動搬送装置(ADF)400の原稿台130上に原稿をセットするか、あるいは原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じる。
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が駆動する。
そして、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。
そして、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各画像情報は、タンデム型現像器120における各画像形成手段18(ブラック用画像形成手段、イエロー用画像形成手段、マゼンタ用画像形成手段、及びシアン用画像形成手段)にそれぞれ伝達される。
そして、各画像形成手段において、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各トナー画像が形成される。
即ち、タンデム型現像器120における各画像形成手段18(ブラック用画像形成手段、イエロー用画像形成手段、マゼンタ用画像形成手段及びシアン用画像形成手段)は、図4に示すように、それぞれ、静電潜像担持体10(ブラック用静電潜像担持体10K、イエロー用静電潜像担持体10Y、マゼンタ用静電潜像担持体10M、及びシアン用静電潜像担持体10C)と、該静電潜像担持体10を一様に帯電させる前記帯電手段である帯電装置160と、各カラー画像情報に基づいて各カラー画像対応画像様に前記静電潜像担持体を露光(図4中、L)し、該静電潜像担持体上に各カラー画像に対応する静電潜像を形成する露光装置と、該静電潜像を各カラートナー(ブラックトナー、イエロートナー、マゼンタトナー、及びシアントナー)を用いて現像して各カラートナーによるトナー画像を形成する前記現像手段である現像装置61と、該トナー画像を中間転写体50上に転写させるための転写帯電器62と、クリーニング装置63と、除電器64とを備えている。
そして、各画像形成手段18は、それぞれのカラーの画像情報に基づいて各単色の画像(ブラック画像、イエロー画像、マゼンタ画像、及びシアン画像)を形成可能である。
こうして形成された該ブラック画像、該イエロー画像、該マゼンタ画像及び該シアン画像は、支持ローラ14、15及び16により回転移動される中間転写体50上にそれぞれ、ブラック用静電潜像担持体10K上に形成されたブラック画像、イエロー用静電潜像担持体10Y上に形成されたイエロー画像、マゼンタ用静電潜像担持体10M上に形成されたマゼンタ画像及びシアン用静電潜像担持体10C上に形成されたシアン画像が、順次転写(一次転写)される。
そして、中間転写体50上に前記ブラック画像、前記イエロー画像、マゼンタ画像、及びシアン画像が重ね合わされて合成カラー画像(カラー転写像)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1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1つからシート(記録紙)を繰り出す。
シートは、分離ローラ145で1枚ずつ分離されて給紙路146に送り出され、搬送ローラ147で搬送されて複写機本体150内の給紙路148に導かれ、レジストローラ49に突き当てて止められる。
あるいは、給紙ローラ142を回転して手差しトレイ54上のシート(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に入れ、同じくレジストローラ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、シートの紙粉除去のためにバイアスが印加された状態で使用されてもよい。
そして、中間転写体50上に合成された合成カラー画像(カラー転写像)にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転させ、中間転写体50と二次転写装置22との間にシート(記録紙)を送出させ、二次転写装置22により該合成カラー画像(カラー転写像)を該シート(記録紙)上に転写(二次転写)する。
そうすることにより、該シート(記録紙)上にカラー画像が転写され形成される。
なお、画像転写後の中間転写体50上の残留トナーは、中間転写体クリーニング装置17によりクリーニングされる。
カラー画像が転写され形成された前記シート(記録紙)は、二次転写装置22により搬送されて、定着装置25へと送出され、定着装置25において、熱と圧力とにより前記合成カラー画像(カラー転写像)が該シート(記録紙)上に定着される。
その後、該シート(記録紙)は、切換爪55で切り換えて排出ローラ56により排出され、排紙トレイ57上にスタックされる。
あるいは、シートは、切換爪55で切り換えてシート反転装置28により反転されて再び転写位置へと導かれ、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ56により排出され、排紙トレイ57上にスタックされる。
(トナー収容ユニット)
本発明に関するトナー収容ユニットとしては、各種画像形成装置に着脱可能に成型されており、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、静電潜像担持体上に担持された静電潜像を本発明のトナーで現像してトナー像を形成する現像手段を少なくとも有する。
なお、本発明のトナー収容ユニットは、必要に応じて、他の手段をさらに有していてもよい。
前記現像手段としては、本発明の現像剤を収容する現像剤収容容器と、現像剤収容容器内に収容された現像剤を担持すると共に搬送する現像剤担持体を少なくとも有する。
なお、現像手段は、担持する現像剤の厚さを規制するため規制部材等をさらに有してもよい。
図5に、本発明に関するプロセスカートリッジの一例を示す。
プロセスカートリッジ110は、感光体ドラム10、コロナ帯電器58、現像器40、転写ローラ80及びクリーニング装置90を有する。
なお符号95は転写紙、Lは露光光である。
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。なお、以下、特に説明のない限り「部」とあるのは質量部を意味し、「%」とあるのは質量%を意味する。
(ケチミン化合物の合成)
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170質量部及びメチルエチルケトン75質量部を仕込み、50℃で5時間反応を行い、[ケチミン化合物]を得た。[ケチミン化合物]は、アミン価が418mgKOH/gであった。
(非晶質ポリエステルAの合成)
冷却管、撹拌機及び窒素導入管をセットした反応容器に、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、アジピン酸及び無水トリメリット酸を仕込んだ。このとき、カルボキシル基に対する水酸基のモル比を1.5とし、全モノマー中の無水トリメリット酸の含有量を1mol%とし、全モノマーに対して、1,000ppmのチタンテトライソプロポキシドを添加した。
次に、4時間程度で200℃まで昇温し、さらに2時間で230℃まで昇温して、水が流出しなくなるまで反応させた後、10mmHg~15mmHgの減圧下で5時間反応させ、水酸基を有する非晶質ポリエステルを得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管をセットした反応容器に、前記水酸基を有する非晶質ポリエステルとイソホロンジイソシアネートを仕込んだ。このとき、水酸基に対するイソシアネート基のモル比を2.0とした。次に、酢酸エチルで希釈した後、100℃で5時間反応させ、非晶質ポリエステルプレポリマーAの50%酢酸エチル溶液を得た。
加熱装置、撹拌機及び窒素導入管をセットした反応容器に、前記非晶質ポリエステルプレポリマーAの50%酢酸エチル溶液を仕込んで撹拌した後、ケチミン化合物を滴下した。このとき、イソシアネート基に対するアミノ基のモル比を1とした。
次に、45℃で10時間撹拌した後、酢酸エチルの残量が100ppm以下になるまで50℃で減圧乾燥させ、非晶質ポリエステルAを得た。
前記非晶質ポリエステルAは、ガラス転移温度が-55℃であり、重量平均分子量が130,000であった。
(非晶質ポリエステルBの合成)
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対をセットした反応容器に、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物(BisA-EOと称する)、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド3モル付加物(BisA-POと称する)、テレフタル酸及びアジピン酸を仕込んだ。
このとき、BisA-POに対するBisA-EOのモル比を40/60とし、アジピン酸に対するテレフタル酸のモル比を93/7とし、カルボキシル基に対する水酸基のモル比を1.2とし、全モノマーに対して、500ppmのチタンテトライソプロポキシドを添加した。
次に、230℃で8時間反応させた後、10~15mmHgの減圧下で4時間反応させた。
さらに、全モノマーに対して、1mol%の無水トリメリット酸を添加した後、180℃で3時間反応させ、非晶質ポリエステルBを得た。
前記非晶質ポリエステルBは、ガラス転移温度が67℃であり、重量平均分子量が10,000であった。
(結晶性ポリエステルCの合成)
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対をセットした反応容器に、セバシン酸及び1,6-ヘキサンジオールを仕込んだ。
このとき、カルボキシル基に対する水酸基のモル比を0.9とし、全モノマーに対して、500ppmのチタンテトライソプロポキシドを添加した。
次に、180℃で10時間反応させた後、200℃まで昇温して3時間反応させた。
さらに、8.3kPaの減圧下で2時間反応させ、結晶性ポリエステルCを得た。
前記結晶性ポリエステルCは、融点が67℃であり、重量平均分子量が25,000であった。
<マスターバッチの作製>
ヘンシェルミキサー(日本コークス工業株式会社製)を用いて、水1,200質量部、DBP吸油量が42mL/100mg、pHが9.5の着色剤であるカーボンブラックPrintex35(デクサ社製)500質量部及び500質量部の[非晶質ポリエステルB]を混合した後、2本ロールを用いて、150℃で30分間混練した。
次に、圧延冷却した後、パルペライザーを用いて粉砕し、マスターバッチを得た。
<ワックス分散剤の合成>
温度計及び撹拌機をセットしたオートクレーブ反応槽に、キシレン480質量部、融点が108℃、重量平均分子量が1000ポリエチレンのサンワックス151P(三洋化成工業株式会社製)100質量部を仕込んだ後、ポリエチレンを溶解させ、窒素置換した。
次に、スチレン805質量部、アクリロニトリル50質量部、アクリル酸ブチル45質量部、ジ-t-ブチルパーオキサイド36質量部及びキシレン100質量部の混合液を3時間で滴下しながら、170℃で重合し、30分間保持した。
さらに、脱溶剤し、ワックス分散剤を得た。
前記ワックス分散剤は、ガラス転移温度が65℃であり、重量平均分子量が18,000であった。
<ワックス分散液の調製>
撹拌棒及び温度計をセットした容器に、離型剤である融点が75℃のパラフィンワックスHNP-9(日本精鑞株式会社製)300質量部、前記ワックス分散剤150質量部及び酢酸エチル1800質量部を仕込んだ。
次に、撹拌しながら、80℃まで昇温し、5時間保持した後、1時間で30℃まで冷却した。
さらに、ビーズミルのウルトラビスコミル(アイメックス社製)を用いて、直径が0.5mmのジルコニアビーズを80体積%充填し、3パスの条件で分散させ、ワックス分散液を得た。
このとき、送液速度を1kg/hとし、ディスクの周速度を6m/sとした。
<結晶性ポリエステル分散液の調製>
撹拌棒及び温度計をセットした容器に、前記結晶性ポリエステルC308質量部及び酢酸エチル1900質量部を仕込んだ。
次に、撹拌しながら、80℃まで昇温し、5時間保持した後、1時間で30℃まで冷却した。
さらに、ビーズミルのウルトラビスコミル(アイメックス社製)を用いて、直径が0.5mmのジルコニアビーズを80体積%充填し、3パスの条件で分散させ、結晶性ポリエステル分散液を得た。
このとき、送液速度を1kg/hとし、ディスクの周速度を6m/sとした。
(実施例1)
<油相の調製>
前記ワックス分散液500質量部、前記結晶性ポリエステル分散液705質量部、前記プレポリマー228質量部、前記非晶質ポリエステルA836質量部、前記マスターバッチ100質量部、前記無機物フィラー(トリメチルステアリルアンモニウム変性モンモリロナイト)6質量部、及び硬化剤として前記ケチミン化合物2質量部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで60分間混合し、油相を得た。
<ビニル系樹脂分散液の合成>
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器に、水683質量部、メタクリル酸のエチレンオキサイド付加物の硫酸エステルのナトリウム塩エレミノールRS-30(三洋化成工業株式会社製)11質量部、スチレン138質量部、メタクリル酸138質量部及び過硫酸アンモニウム1質量部を仕込んだ後、400rpmで15分間撹拌し、白色の乳濁液を得た。
次に、系内の温度を75℃まで昇温し、5時間反応させた後、1%過硫酸アンモニウム水溶液30質量部を添加して、75℃で5時間熟成し、ビニル系樹脂分散液を得た。
前記ビニル系樹脂分散液は、体積平均粒径が0.14μmであった。前記体積平均粒径は、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置LA-920(HORIBA社製)を用いて測定した。
<水相の調製>
純水810質量部、前記ビニル系樹脂分散液83質量部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液エレミノールMON-7(三洋化成工業株式会社製)37質量部、硫酸ナトリウム180質量部、及び酢酸エチル90質量部を混合撹拌し、乳白色の水相を得た。
<乳化・脱溶剤>
前記油相が入った容器に、前記ケチミン化合物0.2質量部及び前記水相1200質量部を添加した後、TKホモミキサーを用いて、13000rpmで20分間混合し、乳化スラリーを得た。
次に撹拌機及び温度計をセットした容器に、前記乳化スラリーを仕込み、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で4時間熟成し、分散スラリーを得た。なお、母体粒子の作製過程において非晶質ポリエステルAが生成する。
<洗浄>
前記分散スラリー100質量部を減圧濾過した。
次に、濾過ケーキにイオン交換水100質量部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12,000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(1)という)。
さらに、濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100質量部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12,000rpmで30分間混合した後、減圧濾過した(以下、洗浄工程(2)という)。
次に、濾過ケーキに10%塩酸100質量部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12,000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(3)という)。
さらに、濾過ケーキにイオン交換水300質量部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12,000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(4)という)。
このとき、洗浄工程(1)~(4)の操作を2回繰り返した。
<表面処理>
上記洗浄により得られた濾過ケーキに、イオン交換水100質量部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合し、トナー分散液を作製した。トナー分散液を53℃15分間加熱して表面処理を実施後、45℃で4時間加熱処理し、濾過した。
<乾燥>
上記表面処理をした後、循風乾燥機を用いて、45℃で48時間濾過ケーキを乾燥させた後、目開きが75μmのメッシュで篩い、母体粒子を得た。
<外添剤の添加>
ヘンシェルミキサー(三井鉱山株式会社製)を用いて、前記母体粒子を100質量部、個数平均一次粒子径が150nmの疎水性シリカ微粒子を2.0質量部、個数平均一次粒子径が20nmの疎水性酸化チタン微粒子を0.5質量部、個数平均一次粒子径が15nmの疎水性シリカ微粒子1.0質量部を混合し、本発明の[トナー1]を得た。
<体積平均粒径の測定方法>
コールターマルチサイザーII(ベックマン・コールター社製)を用いて、トナーの体積平均粒径を測定した。まず、電解水溶液100mL~150mL中に分散剤として界面活性剤(好ましくはポリオキシエチレンアルキルエーテル(非イオン性の界面活性剤))を0.1mL~5mL加える。
ここで、電解水溶液とは1級塩化ナトリウムを用いて1質量%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON-II(コールター社製)が使用できる。
更に測定試料を2mg~20mg加える。
試料を懸濁した電解水溶液は、超音波分散器で約1分間~3分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒径と個数を測定して、体積平均粒径Dvを求めた。
<平均円形度の測定方法>
湿式フロー式粒子径・形状分析装置FPIA-2100及び解析ソフトFPIA-2100 Data Processing Program for FPIA version00-10(シスメックス社製)を用いて、トナーの平均円形度を測定した。
具体的には、ガラス製の100mLビーカーに、アルキルベンゼンスルホン酸塩のネオゲンSC-A(第一工業製薬株式会社製)の10%水溶液0.1~0.5mL及びトナー0.1~0.5gを添加した後、ミクロスパーテルを用いて、かき混ぜ、イオン交換水80mLを添加した。
次に、超音波分散機UH-50(SMT社製)を用いて、20kHz、50W/10cm3の条件で1分間分散させた後、合計5分間分散させ、測定試料を得た。
ここで、粒子濃度が4,000個/10-3cm~8,000個/10-3cmの測定試料を用いて、0.60μm以上159.21μm未満の円相当径を有する粒子の平均円形度を測定した。
<トナー表面の算術平均高さSaの測定方法>
本発明で用いるSPM(Scanning Probe Microscope)法は、先端の直径が10nm位の探針を走査して、探針と試料表面の原子との間に働く原子間力を感知し、試料表面形状等を測定する方法である。非常に分解能が高く、探針の走査方向(X方向)に対するZ方向の凹凸形状の測定ができる。本発明では、トナー粒子表面をSPMの探針で走査し、トナー粒子表面の形状測定を行なった。
SPMにてトナー表面を計測する際には、あるトナー粒子の頂上付近を、表面に沿って1μm四方程度の領域のTIPを走査する。このときの垂直変位をZ軸方向の情報とする。この計測は、測定箇所や試料のトナー粒子を変えて3~10回行い、粒子全体の様子を把握する。まずは、SPMによる観察像で表面状態を評価し、添加剤の付着表面を確認した上で、定量的な凹凸分析を実施することが実用的である。また、本発明で規定する算術平均高さSaは、SPM計測で得られたプロファイルから算出することができる。
SPM測定装置条件は以下の通りである。
・測定装置;原子間力顕微鏡システムBruker AXS製 Dimension Icon
・測定モード;
PeakForceQNM
OMCL-AC240TS
材質Si
共振周波数70[Hz]
バネ定数2[N/m]カンチレバー
<BET比表面積の測定方法>
トナー粒子のBET比表面積は、自動比表面積/細孔分布測定装置(TriStar3000:島津製作所製)を用いて計測した。
サンプルセルにトナーを約0.5g秤量し、前処理スマートプレップ(株式会社島津製作所製)にて24時間、真空乾燥させて試料表面の不純物及び水分を取り除いた。前処理後のサンプルを自動比表面積/細孔分布測定装置(TriStar3000:島津製作所製)にセットし、窒素ガス吸着量と相対圧との関係を求めた。
前記窒素ガス吸着量と相対圧との関係から、BET多点法によってトナーのBET比表面積を求めた。
<外添剤の個数平均一次粒子径dの測定方法>
前記外添剤の個数平均一次粒子径dは、走査型電子顕微鏡SEM:SU8230(日立ハイテクノロジーズ株式会社製)を用いて、下記SEMの測定条件にて、トナーのSEM画像を取得し画像解析により外添剤粒子の個数平均一次粒子径dを測定した。前記個数平均一次粒子径は、トナー100個の粒子の一次粒子の長径(最長部の長さ)を計測し、その平均値を算出し、個数平均一次粒子径dとした。
[SEMの測定条件]
・加速電圧:3.0kV
・WD(Working Distance):10.0mm
・観察倍率:50,000倍
(実施例2)
実施例1の油相の調製において、無機物フィラー6質量部を、無機物フィラー7質量部に変更し、乳化・脱溶剤工程における13,000rpm、20分間の混合を、10,000rpm、20分間の混合に変更した以外は、実施例1と同様にして[トナー2]を得た。
(実施例3)
実施例1の油相の調製において、無機物フィラー6質量部を、無機物フィラー7質量部に変更した以外は、実施例1と同様にして[トナー3]を得た。
(実施例4)
実施例1の油相の調製において、無機物フィラー6質量部を、無機物フィラー8質量部に変更し、乳化・脱溶剤工程における13,000rpm、20分間の混合を、10,000rpm、20分間の混合に変更した以外は、実施例1と同様にして[トナー4]を得た。
(実施例5)
実施例1の油相の調製において、無機物フィラー6質量部を、無機物フィラー8質量部に変更し、表面処理工程における53℃15分間の加熱を、50℃15分間の加熱に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の[トナー5]を得た。
(実施例6)
実施例1の油相の調製において、無機物フィラー6質量部を、無機物フィラー10質量部に変更し、乳化・脱溶剤工程における13,000rpm、20分間の混合を、10,000rpm、20分間の混合に変更し、表面処理工程における53℃15分間の加熱を、47℃15分間の加熱に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の[トナー6]を得た。
(実施例7)
実施例1の油相の調製において、無機物フィラー6質量部を、無機物フィラー10質量部に変更し、表面処理工程における53℃15分間の加熱を、47℃15分間の加熱に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の[トナー7]を得た。
(実施例8)
実施例1の油相の調製において、結晶性ポリエステル分散液705質量部を、結晶性ポリエステル分散液880質量部に変更し、無機物フィラー6質量部を、無機物フィラー11質量部に変更し、乳化・脱溶剤工程における13,000rpm、20分間の混合を、10,000rpm、20分間の混合に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の[トナー8]を得た。
(実施例9)
実施例1の油相の調製において、結晶性ポリエステル分散液705質量部を、結晶性ポリエステル分散液880質量部に変更し、無機物フィラー6質量部を、無機物フィラー11質量部に変更し、表面処理工程における53℃15分間の加熱を、45℃15分間の加熱に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の[トナー9]を得た。
(実施例10)
実施例4の外添剤の添加工程において、個数平均一次粒子径150nmの疎水性シリカを、個数平均一次粒子径80nmの疎水性シリカに変更した以外は、実施例4と同様にして、本発明の[トナー10]を得た。
(実施例11)
実施例4の外添剤の添加工程において、個数平均一次粒子径150nmの疎水性シリカを、個数平均一次粒子径50nmの疎水性シリカに変更した以外は、実施例4と同様にして、本発明の[トナー11]を得た。
(比較例1)
実施例1の油相の調製において、無機物フィラー6質量部を、無機物フィラー5質量部に変更し、表面処理工程における53℃15分間の加熱を、55℃15分間の加熱に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の[トナー12]を得た。
(比較例2)
実施例1の油相の調製において、乳化・脱溶剤工程における13,000rpm、20分間の混合を、7,000rpm、20分間の混合に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の[トナー13]を得た。
(比較例3)
実施例1の油相の調製において、無機物フィラー6質量部を、無機物フィラー12質量部に変更し、乳化・脱溶剤工程における13,000rpm、20分間の混合を、10,000rpm、20分間の混合に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の[トナー14]を得た。
(比較例4)
実施例1の油相の調製において、無機物フィラー6質量部を、無機物フィラー12質量部に変更し、乳化・脱溶剤工程における13,000rpm、20分間の混合を、10,000rpm、20分間の混合に変更し、表面処理工程における53℃15分間の加熱を、45℃15分間の加熱に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の[トナー15]を得た。
(比較例5)
実施例1の油相の調製において、無機物フィラー6質量部を、無機物フィラー15質量部に変更し、乳化・脱溶剤工程における13,000rpm、20分間の混合を、10,000rpm、20分間の混合に変更し、表面処理工程における53℃15分間の加熱を、45℃15分間の加熱に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の[トナー16]を得た。
(比較例6)
実施例1の油相の調製において、無機物フィラー6質量部を、無機物フィラー10質量部に変更し、乳化・脱溶剤工程における13,000rpm、20分間の混合を、6,000rpm、20分間の混合に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の[トナー17]を得た。
(比較例7)
実施例1の油相の調製において、無機物フィラー6質量部を、無機物フィラー5質量部に変更し、表面処理工程における53℃15分間の加熱を、47℃15分間の加熱に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の[トナー18]を得た。
(比較例8)
実施例1の油相の調製において、表面処理工程における53℃15分間の加熱を、56℃15分間の加熱に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の[トナー19]を得た。
実施例1から11及び比較例1から8で得られたトナーについて、「クリーニング性」及び「転写性」を評価した。結果を表1に示す。また、得られたトナーの「平均円形度」、「算術平均高さSa」、「BET比表面積」、「外添剤の個数平均一次粒子径d」及び「算術平均高さSa/外添剤の個数平均一次粒子d」の測定結果を表1に示す。
<クリーニング性>
実施例及び比較例のトナーを、リコー製カラー複合機RICOH IMC6000改造機を用い、23℃53%RH環境にて画像面積率5%チャート(A4サイズ横)を100,000枚通紙した。その後、10℃15%RH環境、および32℃54%RH環境にて、白紙チャート(A4サイズ横)を5000枚出力後、縦帯チャート(A4サイズ横)を100枚出力し、得られた画像を目視観察し、クリーニング不良による異常画像の有無を評価した。
[評価基準]
◎:クリーニング不良ですり抜けたトナーが印刷紙上にも感光体上に目視で確認できず、感光体上を長手方向に顕微鏡で観察してもトナーのスジ状のすり抜けが確認できない。
○:クリーニング不良ですり抜けたトナーが印刷紙上にも感光体上にも目視で確認できない。
△:クリーニング不良ですり抜けたトナーが感光体上は目視でわずかに確認できるが、印刷紙上では確認できない。
×:クリーニング不良ですり抜けたトナーが印刷紙上にも感光体上にも目視で確認できる。
<転写性>
実施例及び比較例のトナーを、リコー製カラー複合機RICOH IMC6000改造機を用い、23℃53%RH環境にて画像面積率5%チャート(A4サイズ横)を100,000枚通紙した。テスト画像の初期、及び100,000枚出力後、一次転写における転写率を下記式(3)により、二次転写における転写率を下記式(4)により、それぞれ求めた。
なお、評価基準は下記のとおりである。
一次転写率(%)=(中間転写体上に転写されたトナー量/電子写真感光体上に現像されたトナー量)×100 ・・・(3)
二次転写率(%)=(中間転写体上に転写されたトナー量-中間転写体上の転写残トナー量/中間転写体上に転写されたトナー量)×100 ・・・(4)
評価基準は、一次転写率と二次転写率の平均値を算出し以下の基準で評価した。
[評価基準]
◎:90%以上
○:85%以上90%未満
△:80%以上85%未満
×:80%未満
<異常画像>
実施例及び比較例のトナーを、リコー製カラー複合機RICOH IMC6000改造機を用い、23℃53%RH環境にて画像面積率5%チャート(A4サイズ横)を100,000枚通紙後、10℃15%RH環境、23℃53%RH環境、32℃54%環境にて画像出力を行い、異常画像の発生有無について評価した。前記異常画像としては、定着不良である画像を異常と判断し、それ以外の画像は正常と判断した。
[評価基準]
○:異常画像がない
×:異常画像がある
<総合評価>
実施例及び比較例のトナーにおける、前記「クリーニング性」、「転写性」及び「異常画像」の評価結果から、下記評価基準に基づき総合評価を行った。
[評価基準]
○:クリーニング性、転写性、異常画像のすべてが「○」以上
×:クリーニング性、転写性、異常画像の少なくともいずれかが「△」以下
Figure 2023077391000001
表1の結果から本発明のトナーである実施例1から11は、「クリーニング性」、「転写性」、「異常画像」及び「総合評価」において良好な結果を示す。
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> 少なくとも結着樹脂、及び離型剤を含有するトナー母体粒子を含むトナーであって、
前記トナーの平均円形度が0.974以上0.985以下であり、
前記トナーの表面の算術平均高さSaが45nm以上であり、
前記トナーのBET比表面積が1.3m/g以上2.5m/g以下であることを特徴とするトナーである。
<2> 前記トナー母体粒子の表面に外添剤を有し、
前記外添剤の個数平均一次粒子径dと、前記トナーの表面の算術平均高さSaとの比(d/Sa)が1以上3以下である、前記<1>に記載のトナーである。
<3> 前記外添剤の個数平均一次粒子径dが80nm以上である、前記<1>から<2>のいずれかに記載のトナーである。
<4> 前記外添剤がシリカである、前記<2>から<3>のいずれかに記載のトナーである。
<5> 前記結着樹脂が結晶性ポリエステルを含み、
前記結晶性ポリエステルの含有量が前記トナーに対して、6質量%以上12質量%以下である、前記<1>から<4>のいずれかに記載のトナーである。
<6> 前記トナー母体粒子が、無機物フィラーを含有する、<1>から<5>のいずれかに記載のトナー。
<7> 前記<1>から<6>のいずれかに記載のトナーを製造するトナーの製造方法であって、
結着樹脂を有機溶媒に溶解又は分散させ、油相を作製する工程と、
前記油相に水相中に分散させて造粒する工程と、
を有することを特徴とするトナーの製造方法である。
<8> 前記<1>から<6>のいずれかに記載のトナーを収容することを特徴とするトナー収容ユニットである。
<9> 前記<8>に記載のトナー収容ユニットを有することを特徴とする画像形成装置であって、
前記トナー収容ユニットが、
画像形成装置に着脱可能に成型されており、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、静電潜像担持体上に担持された静電潜像を前記トナーで現像してトナー像を形成する現像手段を少なくとも有することを特徴とする画像形成装置。
前記<1>から<6>のいずれかに記載のトナー、前記<7>に記載のトナーの製造方法、前記<8>に記載のトナー収容ユニット、及び前記<9>に記載の画像形成装置によると、従来における諸問題を解決し、本発明の目的を達成することができる。
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 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 読取りセンサ
40 現像器
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 コロナ帯電装置
60 クリーニング装置
61 現像装置
62 転写帯電器
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
110 プロセスカートリッジ
120 タンデム型現像器
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)
特開2005-037892号公報 特開2005-258031号公報

Claims (9)

  1. 少なくとも結着樹脂、及び離型剤を含有するトナー母体粒子を含むトナーであって、
    前記トナーの平均円形度が0.974以上0.985以下であり、
    前記トナーの表面の算術平均高さSaが45nm以上であり、
    前記トナーのBET比表面積が1.3m/g以上2.5m/g以下であることを特徴とするトナー。
  2. 前記トナー母体粒子の表面に外添剤を有し、
    前記外添剤の個数平均一次粒子径dと、前記トナーの表面の算術平均高さSaとの比(d/Sa)が1以上3以下である、請求項1記載のトナー。
  3. 前記外添剤の個数平均一次粒子径dが80nm以上である、請求項2に記載のトナー。
  4. 前記外添剤がシリカである、請求項2に記載のトナー。
  5. 前記結着樹脂が結晶性ポリエステルを含み、
    前記結晶性ポリエステルの含有量が前記トナーに対して、6質量%以上12質量%以下である、請求項1から2のいずれかに記載のトナー。
  6. 前記トナー母体粒子が、無機物フィラーを含有する、請求項1から2のいずれかに記載のトナー。
  7. 請求項1から2のいずれかに記載のトナーを製造するトナーの製造方法であって、
    結着樹脂を有機溶媒に溶解又は分散させ、油相を作製する工程と、
    前記油相に水相中に分散させて造粒する工程と、
    を有することを特徴とするトナーの製造方法。
  8. 請求項1から2のいずれかに記載のトナーを収容することを特徴とするトナー収容ユニット。
  9. 請求項8に記載のトナー収容ユニットを有することを特徴とする画像形成装置であって、
    前記トナー収容ユニットが、
    画像形成装置に着脱可能に成型されており、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、静電潜像担持体上に担持された静電潜像を前記トナーで現像してトナー像を形成する現像手段を少なくとも有することを特徴とする画像形成装置。

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