JP4164289B2 - トナー、現像カートリッジ及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法などを利用した記録方法に用いられるトナー、現像カートリッジ及びフルカラー画像形成方法に関する。より詳しくは、ロータリー構成の接触1成分現像に用いられるトナー、現像カートリッジおよび画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真法としては米国特許第2,297,691号公報明細書等に記載されているように多数の方法が知られている。一般には光導電性物質を利用し、感光体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーにて現像し、必要に応じて紙などの転写材にトナー画像を転写した後、加熱、圧力、加熱加圧或いは溶剤蒸気により定着し複写物を得るものである。感光体上に転写されず残ったトナーは種々の方法でクリーニングされ、上述の工程が繰り返される。
【0003】
このような複写装置は、単なる一般的なオリジナル原稿を複写するための事務処理用複写機だけでなく、コンピューターの出力としてのプリンターあるいは個人向けのパーソナルコピーという分野で使われ始めた。
【0004】
近年カラープリンターの普及率は向上し、その中でも、高画質、省スペース化、メンテナンス性、低コスト、マテリアル対応の観点から特開2000−315020号公報明細書等で記載されているような接触1成分現像が注目されている。
【0005】
図1を用いて、従来の電子写真プロセスを利用したカラー画像形成装置(複写機あるいはレーザービームプリンター)の一例について簡単に説明する。
【0006】
1は第1の画像担持体としてのドラム状の感光体であり、図中矢印の方向に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動される。感光体1は回転過程において、1次帯電器2により所定の極性・電位に一様に帯電処理され、次いで不図示の像露光手段による露光3を受ける。このようにして目的のカラー画像の第1の色成分像(例えばイエロートナー像)に対応した静電潜像が形成され、次いで第1の現像器(イエロートナー現像器41)により第1色であるイエロートナー像に現像される。
【0007】
感光体1上に形成された上記イエロートナー像は、中間転写ベルト20の外周面に順次転写されていく。中間転写ベルト20に対応する第1色のイエロートナー画像の転写を終えた感光体1の表面は、クリーニング装置13により清掃される。
【0008】
以下、現像ユニット40が図中矢印方向に回転し、第2〜第4の現像器が順次感光体1に対向する位置に移動されることにより、イエロートナー画像と同様に第2色のマゼンタトナー画像、第3色のシアントナー画像、第4色のブラックトナー画像が順次中間転写ベルト20上に重ね合わせて転写され、目的のカラー画像に対応したフルカラートナー画像が形成される。そして、カラートナー画像は公知の工程により転写材Pに転写、定着される。
【0009】
転写材Pへの画像転写終了後、中間転写体ベルトに残留したトナー(転写残トナー)はクリーニングブレード50により掻き取られ、廃トナーボックスに運ばれる。
【0010】
ここで示したように、感光体1上に各色のトナー画像を順次形成するロータリー構成の現像方法を用いたカラープリンターの場合には、1本の感光ドラムのみによる画像形成が可能であるため、低コスト性に優れている。しかしその反面、多数枚プリントを高温高湿環境下で実施する際、駆動モーターによるマシン内温度が上昇する傾向がある。トナー担持体である現像ローラと現像ローラ上のトナー量を規制する現像ブレードの間で摩擦力を受けるトナーは、このマシン内昇温でさらにダメージを受けて、ブレード融着へと成長し、最終的には現像スジを引き起こすという問題がある。さらに現像ローラと感光体が当接離間動作を行う接触現像方式の場合には、連続印字を行うに従って上記トナーへのダメージが大きくなる。
【0011】
以上のことから、ロータリー構成のマシンに搭載されるトナーに要求される物性としては、熱的特性への要求が強い。トナーの熱的特性の代表的な項目としてフローテスターによる軟化温度がある。ロータリー構成の接触1成分現像による画像形成方法において、トナーのフローテスター測定値が記載された先行技術としては、特開2000−003072号公報や特開2001−228652号公報等がある。
【0012】
また、トナー粒径分布が広いと選択現像が生じ、印字枚数が増えて現像カートリッジ内のトナー充填量が少なくなった時に、トナー担持体への均一な薄層コートが出来なくなり、上記現像スジの発生が促進される。そのため、接触現像においてトナー粒径やトナーの球形度を制御することはキー技術のひとつである。上記特開2000−003072号公報や特開2001−228652号公報にはこれらのトナーの形状に関しても平均円形度という表現で記載されている。
【0013】
しかしながら、本発明と最も類似すると思われる特開2000−003072号公報や特開2001−228652号公報の評価は、より過酷な高温高湿環境においての議論がされていない。また、昇温とトナーの熱的特性との関係についても明確化されていない。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、高温高湿環境下で多数枚連続プリントを行っても現像スジが発生せず良好な画像を得ることができるトナー、現像カートリッジ及び画像形成方法を提供することを課題とする。
【0015】
また、本発明は、高温高湿環境下での転写材へのカブリや感光体への融着物の発生、および画像の白抜けのない、良好な画像を形成することができるトナー、現像カートリッジ及び画像形成方法を提供することを課題とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討の結果、トナーの示差走査熱量測定(DSC)における吸熱ピークの接線離脱温度、重量平均粒径、および粒度分布に着目し、これらを特定の範囲とすることにより、高温高湿環境下においても現像スジ等の画像不良を防止して良好な画像を形成することができることを見出し、本発明を完成させた。
【0017】
すなわち、本発明は以下の通りである。
【0018】
本発明のトナーは、感光体上に担持された静電潜像を可視化するためのトナーであって、色の異なる2以上の前記トナーを用いてカラー画像を形成する画像形成方法であり、(I)感光体表面を帯電処理する帯電工程と、(II)前記帯電処理された感光体上に各色に対応した静電潜像を順次形成する潜像形成工程と、(III)前記感光体上に形成された静電潜像を、対応する色のトナーによって可視化してトナー像を形成する現像工程と、(IV)前記現像工程において可視化された前記各色のトナー像を転写材に順次重ね合わせて転写する転写工程と、を有する画像形成方法に用いられ、前記現像工程は、トナーを担持する現像ローラを有する現像器を各色のトナーに応じて複数有する現像カートリッジを用い、各現像器の現像ローラを前記感光体に順次当接させることにより各色のトナー像を順次形成し、前記トナー像の形成が終了すると現像ローラは前記感光体から離間される、ロータリー構成の接触1成分現像工程であり、前記トナーは、示差走査熱量測定(DSC)における吸熱ピークの接線離脱温度が48℃以上であり、コールターカウンター法により得られる重量平均粒径が4〜10μmであり、フロー式粒子像測定装置で計測される個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラムにおける平均円形度が0.950〜0.999であり、135℃におけるメルトインデックス値(10分間)が1〜50であり、(i)ノニオン型界面活性剤0.1mgを溶解している水10mlに前記トナー5mgを分散して得られた分散液に、20kHz、50W/10cm3の超音波を5分間照射した場合のフロー式粒子像分析装置により測定される粒径が0.6〜2.0μmの粒子の割合C1が3〜65個数%であり、(ii)前記分散液に、20kHz、50W/10cm3の超音波を1分間照射した場合のフロー式粒子像分析装置により測定される粒径が0.6〜2.0μmの粒子の割合C2が2〜62個数%であり、(iii)下記式(1)で表されるCの値が102〜150であることを特徴とする。
【0019】
【数4】
C = (C1/C2)×100 (1)
【0020】
また、本発明の現像カートリッジは、感光体上に担持された静電潜像を可視化するための現像カートリッジであって、色の異なる2以上の前記トナーを用いてカラー画像を形成する画像形成方法であり、(I)感光体表面を帯電処理する帯電工程と、(II)前記帯電処理された感光体上に各色に対応した静電潜像を順次形成する潜像形成工程と、(III)前記感光体上に形成された静電潜像を、対応する色のトナーによって可視化してトナー像を形成する現像工程と、(IV)前記現像工程において可視化された前記各色のトナー像を転写材に順次重ね合わせて転写する転写工程と、を有する画像形成方法に用いられ、トナーを担持する現像ローラを有する現像器を各色のトナーに応じて複数有し、各現像器の現像ローラを前記感光体に順次当接させることにより各色のトナー像を順次形成し、前記トナー像の形成が終了すると現像ローラは前記感光体から離間される、ロータリー構成の接触1成分現像方法を用いた現像カートリッジであり、前記トナーは、示差走査熱量測定(DSC)における吸熱ピークの接線離脱温度が48℃以上であり、コールターカウンター法により得られる重量平均粒径が4〜10μmであり、フロー式粒子像測定装置で計測される個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラムにおける平均円形度が0.950〜0.999であり、135℃におけるメルトインデックス値(10分間)が1〜50であり、(i)ノニオン型界面活性剤0.1mgを溶解している水10mlに前記トナー5mgを分散して得られた分散液に、20kHz、50W/10cm3の超音波を5分間照射した場合のフロー式粒子像分析装置により測定される粒径が0.6〜2.0μmの粒子の割合C1が3〜65個数%であり、(ii)前記分散液に、20kHz、50W/10cm3の超音波を1分間照射した場合のフロー式粒子像分析装置により測定される粒径が0.6〜2.0μmの粒子の割合C2が2〜62個数%であり、(iii)上記式(1)で表されるCの値が102〜150であることを特徴とする。
【0021】
また、本発明の画像形成方法は、色の異なる2以上のトナーを用いてカラー画像を形成する画像形成方法であり、(I)感光体表面を帯電処理する帯電工程と、(II)前記帯電処理された感光体上に各色に対応した静電潜像を順次形成する潜像工程と、(III)前記感光体上に形成された静電潜像を、対応する色のトナーによって可視化してトナー像を形成する現像工程と、(IV)前記現像工程において可視化された前記各色のトナー像を転写材に順次重ね合わせて転写する転写工程と、を有し、前記現像工程は、トナーを担持する現像ローラを有する現像器を各色のトナーに応じて複数有する現像カートリッジを用い、各現像器の現像ローラを前記感光体に順次当接させることにより各色のトナー像を順次形成し、前記トナー像の形成が終了すると現像ローラは前記感光体から離間される、ロータリー構成の接触1成分現像工程であり、前記トナーは、示差走査熱量測定(DSC)における吸熱ピークの接線離脱温度が48℃以上であり、コールターカウンター法により得られる重量平均粒径が4〜10μmであり、フロー式粒子像測定装置で計測される個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラムにおける平均円形度が0.950〜0.999であり、135℃におけるメルトインデックス値(10分間)が1〜50であり、(i)ノニオン型界面活性剤0.1mgを溶解している水10mlに前記トナー5mgを分散して得られた分散液に、20kHz、50W/10cm3の超音波を5分間照射した場合のフロー式粒子像分析装置により測定される粒径が0.6〜2.0μmの粒子の割合C1が3〜65個数%であり、(ii)前記分散液に、20kHz、50W/10cm3の超音波を1分間照射した場合のフロー式粒子像分析装置により測定される粒径が0.6〜2.0μmの粒子の割合C2が2〜62個数%であり、(iii)上記式(1)で表されるCの値が102〜150であることを特徴とする。
【0022】
本発明において、前記吸熱ピークの接線離脱温度が50℃以上であることが好ましい。
【0023】
本発明において、トナーのメルトインデックス値が2〜30であることが好ましい。
【0024】
本発明において、トナーのガラス転移温度が45〜85℃であることが好ましく、50〜70℃であることがより好ましい。
【0025】
本発明において、トナーのフロー式粒子像測定装置で計測される個数基準の円相当径−
円形度スキャッタグラムにおける平均円形度が0.965〜0.999であることが好ましい。
【0026】
本発明において、トナーの前記吸熱ピークにおける半値幅が10℃以下であることが好ましく、5℃以下であることがより好ましい。
【0027】
本発明において、前記現像ローラの回転数が100〜500回転/分であることが好ましい。
【0028】
本発明において、前記C1が3〜50個数%であり、前記C2が2〜40個数%であり、前記Cが105〜140であることが好ましい。
【0029】
【発明の実施の形態】
本発明のトナーは、トナーを担持する現像ローラを有する現像器を各色のトナーに応じて複数有する現像カートリッジを用い、各現像器の現像ローラを前記感光体に順次当接させることにより各色のトナー像を順次形成し、前記トナー像の形成が終了すると現像ローラは前記感光体から離間される、ロータリー構成の接触1成分現像方法を用いた画像形成方法に用いられる。このような本発明のトナーは、示差走査熱量測定(DSC)における吸熱ピークの接線離脱温度が48℃以上であり、コールターカウンター法により得られる重量平均粒径が4〜10μmであり、フロー式粒子像測定装置で計測される個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラムにおける平均円形度が0.950〜0.999であり、135℃におけるメルトインデックス値(10分間)が1〜50であることを特徴とする。また、本発明のトナーは、(i)ノニオン型界面活性剤0.1mgを溶解している水10mlに前記トナー5mgを分散して得られた分散液に、20kHz、50W/10cm3の超音波を5分間照射した場合のフロー式粒子像分析装置により測定される粒径が0.6〜2.0μmの粒子の割合C1が3〜65個数%であり、(ii)上記分散液に、20kHz、50W/10cm3の超音波を1分間照射した場合のフロー式粒子像分析装置により測定される粒径が0.6〜2.0μmの粒子の割合C2が2〜62個数%であり、(iii)下記式(1)で表されるCの値が102〜150であることを特徴とする。
【0030】
【数5】
C = (C1/C2)×100 (1)
【0031】
まず、本発明の課題である高温高湿下における多数枚連続印刷時の現像スジ、カブリ、融着及び白抜けの発生について考察する。高温高湿環境下での現像スジ及びスジ状のカブリの発生のメカニズムについて、本発明者らは以下のように考えている。
【0032】
まず、トナー表面に存在する物質、例えば外添剤や製造時に出来る超微粒子(サブミクロンサイズ近辺の微粒子)が、連続プリント時にトナーから遊離して、現像ブレードと現像ローラとの当接部などに付着したり軽微に詰まったりする。さらに連続プリントを重ねていくと、その付着部分にトナーが蓄積され、当接部でトナーの融着が発生する。当接部の摩擦力、加圧力、さらに連続プリントによるマシン内温度の上昇に伴って上記当接部近傍の温度も上昇するため、トナーの融着が促進される。その結果、現像ローラ上のトナー層のコート状態が不均一となり、最終的に現像スジが発生する。現像ローラと感光体が当接離間動作を行う場合には、上記の摩擦力や加圧力が悪影響を及ぼし、現像スジがより発生しやすくなると考えられる。この問題は、高温高湿環境下において画像形成がなされ、マシン内温度の上昇が大きい場合に、さらに顕著になっていく。
【0033】
また、スジ状のカブリは、上記現像スジが発生し、現像ローラ上のトナーが不均一な摩擦帯電を受けると生じるものと考えている。
【0034】
さらに、高温高湿環境下での感光体への融着物の発生及び形成画像の白抜けのメカニズムについて、本発明者らは以下のように考えている。まず、連続プリント時に現像ブレードと現像ローラとの当接部で、トナー表面に付着している外添剤が遊離し凝集体を形成する。次にこの凝集体が現像ローラの回転方向への駆動力により感光体へ跳び付着する。感光体へ付着した凝集体は、初期の段階では、転写部材やクリーニング部材などにより掻き落とされるが、連続プリント枚数が増加して行くと、掻き落としきれない凝集体が感光体上に固着する。それが核となり、新たな外添剤や当接部に存在する凝集体を引き付け、感光体上の融着物へと成長していくと考えられる。現像ローラと感光体が当接離間動作を行う接触現像方法の場合、感光体への加圧力が更に増加し、融着物の成長が促進するものと考えられる。
【0035】
感光体への融着物が小さい場合には画像上への影響は少ないものの、大きくなっていくと感光体上の表面電位に悪影響を与え、強いては画像上に白抜けを発生させる。このことは、トナーを構成するトナー粒子に含有される着色粒子と、外添剤との付着強度が弱くなると考えられる高温高湿間環境下において特に発生する傾向がある。
【0036】
そこで、本発明者らは、トナーの示差走査熱量測定(DSC)における吸熱ピークの接線離脱温度、コールターカウンター法により得られる重量平均粒径、上記フロー式粒子像分析装置により求められるC1、C2、およびCを特定の範囲内に限定することで、現像工程がロータリー構成を有する接触1成分現像方法を用いたものであり、かつ現像ローラと感光体が当接離間動作を行う画像形成システムにおいて、高温高湿下において多数枚連続印刷を行った場合でも、現像ブレードと現像ローラの当接部近傍への外添剤やトナー粒子の付着を防止し、良好な画像形成を行うことができることを見出した。
【0037】
以下、本発明の特徴について説明する。本発明のトナーにおいて、規定されている物性は大きく分けると2つあり、一つはトナーの熱的特性、もう一つは形状的特性である。ここでいうトナーの熱的特性とは、吸熱ピークの接線離脱温度、吸熱ピークの半値幅、メルトインデックス値及びガラス転移温度である。トナーの形状的特性とは、重量平均粒径、上記測定により得られるC1値、C2値、C値及び平均円形度である。
【0038】
本発明のトナーは、示差走査熱量測定(DSC)における吸熱ピークの接線離脱温度が40℃以上であることを特徴とする。この接線離脱温度は好ましくは50℃以上であり、より好ましくは52℃以上である。
【0039】
ロータリー構成の接触1成分現像方法を用い、現像ローラと感光体が当接離間動作を行う現像システムにおいて、上記したトナーの熱的特性の中でも特に、示差走査熱量測定(DSC)における吸熱ピークの接線離脱温度を上記範囲とすることは、上記現像スジ発生のメカニズムの説明中の現像ブレードと現像ローラとの当接部に発生する融着物の成長を抑える効果がある。なお、本発明でいう高温高湿環境とは30℃/80%RH(相対湿度)であり、そこへ連続プリントにおけるマシン内昇温が加味されると、現像ブレード上の実質的な温度は40℃に達する。このとき、トナーの上記接線離脱温度が40℃未満ということは、実質的には離型剤の接線離脱温度が40℃未満であるため、トナー表面への離型剤のしみ出しなどによりトナーの流動性が低下し、結果として現像ブレードへの付着を早めてしまう。トナーのメルトインデックス値、ガラス転移温度、示差走査熱量測定(DSC)の半値幅を後述する範囲に調整することも同様の理由から現像スジ発生防止に対して効果が認められる。
【0040】
トナーの熱的特性の中でも、本発明に掲げる吸熱ピークの接線離脱温度、吸熱ピークの半値幅、メルトインデックス値及びガラス転移温度の物性同士は、トナー中に含有される離型剤のしみ出しという観点において密接な関係があり、理想的には上記物性が全て本明細書で述べる範囲内であることが望まれる。本発明者らはその中でもとりわけ、接線離脱温度が最も現像ブレードと現像ローラの当接部における融着物に起因する現像スジの発生防止に寄与していることを見出した。
【0041】
また、上述の理由より、トナーの示差走査熱量測定(DSC)の吸熱ピークにおける半値幅は10℃以下であることが好ましく、より好ましくは5℃以下、さらに好ましくは3℃以下である。
【0042】
また、本発明のトナーのメルトインデックス値は1〜50であり、2〜30であること
が好ましく、3〜20であることがより好ましい。
【0043】
本発明のトナーのガラス転移温度は45〜85℃であることが好ましく、50〜70℃であることがより好ましい。
【0044】
上記トナーの示差走査熱量測定における吸熱ピークの接線離脱温度が40℃未満の場合、またはガラス転移温度が45℃未満の場合、またはメルトインデックス値が50を越える場合には、上記現像スジ発生のメカニズムで説明した様に連続プリント時のトナーの熱的特性が弱く、トナーに摩擦帯電を与えるキーパーツへの融着物の発生が起き易い。
【0045】
一方、上記トナーの吸熱ピークにおける半値幅が10℃を越えるということは、実質的にはトナーに含有される離型剤のDSC測定の半値幅が10℃を超えることであり、そのような離型剤は比較的純度が低く、接線離脱温度を上記範囲とすることが困難となる場合がある。
【0046】
また、トナーのガラス転移温度が85℃を越える場合や、メルトインデックス値が1未満の場合には、低温定着性やOHT透明性が著しく悪化する。
【0047】
また、本発明のトナーのコールターカウンター法(Coulter counter法)により得られる重量平均粒径は4〜10μmであることを特徴とする。上記トナーの重量平均粒径は5〜9.5μmであることが好ましく、6〜9.0μmであることがより好ましい。
【0048】
また、ノニオン型界面活性剤0.1mgを溶解する水10mlに本発明のトナー5mgを分散して得られた分散液に、20kHz、50W/10cm3の超音波を5分間照射した場合のフロー式粒子像分析装置により測定される粒径が0.6〜2.0μmの粒子の割合C1が3〜65個数%であることを特徴とする。このC1は好ましくは3〜50個数%であり、より好ましくは5〜35個数%である。
【0049】
上記本発明のトナーにおいて、上記分散液に20kHz、50W/10cm3の超音波を1分間照射した場合のフロー式粒子像分析装置により測定される粒径が0.6〜2.0μmの粒子の割合C2が2〜62個数%であることを特徴とする。このC2は好ましくは2〜40個数%であり、より好ましくは3〜25個数%である。
【0050】
さらに、本発明のトナーは、下記式(1)で表されるCの値が102〜150であることを特徴とする。このCは好ましくは105〜140であり、より好ましくは110〜140である。
【0051】
【数6】
C = (C1/C2)×100 (1)
【0052】
また、本発明のトナーのフロー式粒子像分析装置により計測される個数基準の円相当径
−円形度スキャッタグラムにおける平均円形度は0.950〜0.999であり、0.965〜0.999であることが好ましく、0.970〜0.990であることがより好ましい。
【0053】
トナーの形状的特性の中で、重量平均粒径、上記フロー式粒子像分析装置により得られるC1、C2、Cを上記範囲とすることは、上記現像スジ発生のメカニズムで説明した、トナー製造時に出来る超微粒子(サブミクロンサイズ近辺の微粒子)や外添剤のトナーからの遊離を抑え、現像ブレードへの付着や詰まりを抑える効果がある。さらにトナーの平均円形度を規定し、球形化を高くすることでトナー表面への外添剤の付着強度が強くなり、外添剤の遊離を抑えることで現像スジ抑制をすることが可能となる。外添剤の遊離を抑えるということは、本発明の画像形成方法において、感光体への外添剤等の融着及び形成画像の白抜けのメカニズムにおける遊離外添剤発生の抑制に通じるので、感光体への融着物の発生及び形成画像の白抜けの防止に対しても効果を発揮する。
【0054】
上記トナーの重量平均粒径が4μmの未満の場合、またはC1が65個数%を越える場合、またはC2が62個数%を越える場合、またはCが150を超える場合には、上記現像スジ発生のメカニズムで説明した様に、連続プリント時に外添剤やトナーの製造時に生成される超微粒子(サブミクロンサイズ近辺の微粒子)などがトナー表面から遊離し易くなり、現像スジや感光体への融着物の発生を誘発しやすくなる。
【0055】
トナーの平均円形度が0.950未満の場合には、トナー形状の不定形化に伴って外添剤のトナー粒子表面への付着強度が弱くなったり、連続プリント時のトナー転写効率の悪化が顕著となり、感光体上に融着物を付着しやすくさせる。
【0056】
一方、上記トナーの重量平均粒径が10μmを越える場合には、現像ローラと現像ブレードの当接部にトナーが詰まった時に不均一帯電領域が大きくなり、スジ状のカブリが発生しやすい。
【0057】
上記C1が3個数%未満の場合、またはC2が2個数%未満の場合、またはCが102未満の場合、または平均円形度が0.999を超える場合には、トナーの製造面における再現性や収率が著しく悪化し、コストアップにつながってしまう。
【0058】
上記本発明のトナーにおけるC1、C2およびCの値は、トナーの製造工程における着色粒子の製造条件や分級条件を適宜変化させることによって所望の範囲に調整することができる。具体的には、トナーの製造の際の分級工程において、コアンダ効果を利用した多分割風力分級機及び分級システムにて分級することによりC1、C2およびCの値を調整する方法が一例として挙げられるが、本発明はこの方法に限定されるものではない。
【0059】
また、本発明の画像形成方法に用いられる現像ローラの回転数は100〜500回転/分であることが好ましく、100〜300回転/分であることがより好ましい。
【0060】
上記現像ローラの回転数が100回転/分未満の時には、トナーへの帯電付与が不均一となり、高温高湿環境下でかぶりが発生し易くなる。また、上記回転数が500回転/分を越える場合には、現像ローラと現像ブレードとの摺擦力が大きく、上記当接部に融着物が発生し易くなる。
【0061】
以下に、本発明のトナーの物性の具体的な測定方法について説明する。
【0062】
本発明における離型剤のDSC吸熱曲線における吸熱ピーク値の測定はASTM D3418−82に準拠して測定される。このピークから接線離脱温度と半値幅を求める。ここでいうDSC吸熱曲線の接線離脱温度とはベースラインから吸熱曲線が離脱する温度のことを指す。また、吸熱ピークにおける半値幅とは、吸熱チャートにおいてベースラインからピークの高さの2分の1の高さにおける吸熱ピークの温度幅である。
【0063】
本発明におけるコールターカウンター法によるトナー粒子及びトナーの重量平均粒径の測定装置としては、例えばコールターカウンターTA−IIまたはコールターマルチサイザーII(コールター社製)が用いられる。電解液は、1級塩化ナトリウムを用いて、約1%NaCl水溶液を調製する。例えば、ISOTON−II(コールター社製)が使用できる。測定方法としては、前記電解水溶液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ルフォン酸塩)を0.1〜5ml加え、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液を超音波分散器で約1〜3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、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。それから、トナー粒子またはトナーの質量基準の重量平均粒径(D4)を求める。
【0064】
チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上40.30μm未満の粒子を対象とする。
【0065】
本発明のトナーのC1、C2は、フロー式粒子像分析装置(Flow Particle Image Analyzer)を使用し、以下の測定方法で行われる。
【0066】
上記トナーのフロー式粒子像分析装置による測定は、例えば、東亜医用電子社(株)製フロー式粒子像分析装置FPIA−1000を用いて測定することができる。測定は、フィルターを通して微細なごみを取り除き、その結果として10-3cm3の水中に測定範囲(例えば、円相当径0.60μm以上159.21μm未満)の粒子数が20個以下となった水10ml中にノニオン系界面活性剤(好ましくは和光純薬社製コンタミノンN)を数滴加える。更に、測定試料を5mg加え、超音波分散器STM社製UH−50で20kHz、50W/10cm3の条件で1分間分散処理を行い、さらに合計5分間の分散処理を行って、測定試料の粒子濃度が4000〜8000個/10-3cm3(測定円相当径範囲の粒子を対象として)の試料分散液を得る。この試料分散液について、上記フロー式粒子像分析装置を用いて、0.60μm以上159.21μm未満の円相当径を有する粒子の粒度分布を測定する。
【0067】
測定の概略は、東亜医用電子社(株)発行のFPIA−1000のカタログ(1995年6月版)、測定装置の操作マニュアル及び特開平8−136439号公報に記載されているが、以下の通りである。
【0068】
試料分散液は、フラットで偏平な透明フローセル(厚み約200μm)の流路(流れ方向に沿って広がっている)を通過させる。フローセルの厚みに対して交差して通過する光路を形成するために、ストロボとCCDカメラが、フローセルに対して相互に反対側に位置するように装着される。試料分散液が流れている間に、フローセルを流れている粒子の画像を得るためにストロボ光が1/30秒間隔で照射される。その結果、それぞれの粒子はフローセルに平行な一定範囲を有する2次元画像として撮影される。それぞれの粒子の2次元画像の面積から、同一の面積を有する円の直径を円相当径として算出する。
【0069】
約1分間で、1200個以上の粒子の円相当径を測定することができ、円相当径分布に基づく数及び規定された円相当径を有する粒子の割合(個数%)を測定できる。結果(頻度%及び累積%)は、表1に示す通り、0.06〜400μmの範囲を226チャンネル(1オクターブに対し30チャンネルに分割)に分割して得ることができる。実際の測定では、円相当径が0.60μm以上159.21μm未満の範囲で粒子の測定を行う。
【0070】
【表1】
【0071】
本発明におけるトナーの円形度は、トナー粒子の形状を定量的に表現する簡便な方法として用いたものであり、本発明ではフロー式粒子像測定装置FPIA−1000型(東亜医用電子社製)を用いて測定を行い、下式を用いて算出した。
【0072】
【数7】
【0073】
ここで、「粒子投影面積」とは二値化されたトナー粒子像の面積であり、「粒子投影像の周囲長」とは該トナー粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線の長さと定義する。
【0074】
本発明における円形度はトナー粒子の凹凸の度合いを示す指標であり、トナー粒子が完全な球形の場合には1.000を示し、表面形状が複雑になる程、円形度は小さな値となる。また、円形度頻度分布の平均値を意味する平均円形度Cmは、粒度分布の分割点iでの円形度(中心値)をci、頻度をfciとすると、次式から算出される。
【0075】
【数8】
【0076】
本発明において、メルトインデックス(MI)は、JIS K7210記載の装置を用いて、下記の測定条件下、手動切り取り法で測定を行う。この時、測定値は10分値に換算する。つまり、10分間で何g切り取れたかを示す値である。
・測定温度 :135℃
・荷重 :2.2kg
・試料充填量:5〜10g
【0077】
本発明のトナーのガラス転移点は示差走査熱量測定(DSC)により求められる。示差走査熱量測定では、測定原理から、高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量計で測定することが好ましい。例えば、パーキンエルマー社製のDSC−7が利用できる。測定方法は、ASTM D3418−82に準じて行う。測定は、1回昇温、降温させ前履歴を取った後、温度測定10℃/minで、昇温させた時に測定されるDSC曲線を用いる。尚、ガラス転移点は中点法を用いた値とする。
【0078】
次に本発明のトナーについて詳述する。
【0079】
本発明のトナーは、結着樹脂と離型剤と着色剤とを含有するトナー粒子と、必要に応じてトナー粒子に外部添加される外添剤とを有する。本発明のトナーを粉砕方法で製造する際に用いられるトナーの結着樹脂としては、ポリスチレン;ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重合体、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−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロル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−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、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−インデン共重合体などのスチレン系共重合体;アクリル樹脂;メタクリル樹脂;ポリ酢酸ビニール;シリコーン樹脂;ポリエステル樹脂;ポリアミド樹脂;フラン樹脂;エポキシ樹脂;キシレン樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で又は混合して使用される。
【0080】
スチレン共重合体のスチレンモノマーに対するコモノマーとしては、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドのような二重結合を有するモノカルボン酸もしくはその置換体;マレイン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチル、マレイン酸ジメチルのような二重結合を有するジカルボン酸及びその置換体;塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニルのようなビニルエステル;エチレン、プロピレン、ブチレンのようなエチレン系オレフィン;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトンのようなビニルケトン;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルのようなビニルエーテルが挙げられる。これらビニル単量体が単独もしくは2つ以上用いられる。
【0081】
スチレン共重合体はジビニルベンゼンなどの架橋剤で架橋されていることがトナーの定着温度領域を広げ、耐オフセット性を向上させる上で好ましい。
【0082】
本発明のトナーを重合方法で製造する際に用いられる重合性単量体としては、ラジカル重合が可能なビニル系重合性単量体が用いられる。該ビニル系重合性単量体としては、単官能性重合性単量体或いは多官能性重合性単量体を使用することが出来る。単官能性重合性単量体としては、スチレン;α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレンなどのスチレン誘導体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、iso−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、2−ベンゾイルオキシエチルアクリレートなどのアクリル系重合性単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、iso−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、iso−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−アミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、n−ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートなどのメタクリル系重合性単量体;メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、ギ酸ビニルなどのビニルエステル;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトンなどのビニルケトンが挙げられる。
【0083】
多官能性重合性単量体としては、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2'−ビス(4−(アクリロキシ・ジエトキシ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、2,2'−ビス(4−(メタクリロキシ・ジエトキシ)フェニル)プロパン、2,2'−ビス(4−(メタクリロキシ・ポリエトキシ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタリン、ジビニルエーテル等が挙げられる。
【0084】
本発明においては、上記した単官能性重合性単量体を単独或いは、2種以上組み合わせて、又は上記した単官能性重合性単量体と多官能性重合性単量体を組み合わせて使用する。多官能性重合性単量体は架橋剤として使用することも可能である。
【0085】
上記した重合性単量体の重合の際に用いられる重合開始剤としては、油溶性開始剤及び/又は水溶性開始剤が用いられる。例えば、油溶性開始剤としては、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル、2,2'−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、1,1'−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2'−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリルなどのアゾ化合物;アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、デカノニルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、プロピオニルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシイソブチレート、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイドなどのパーオキサイド系開始剤が挙げられる。
【0086】
水溶性開始剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、2,2'−アゾビス(N,N'−ジメチレンイソブチロアミジン)塩酸塩、2,2'−アゾビス(2−アミノジノプロパン)塩酸塩、アゾビス(イソブチルアミジン)塩酸塩、2,2'−アゾビスイソブチロニトリルスルホン酸ナトリウム、硫酸第一鉄又は過酸化水素が挙げられる。
【0087】
本発明においては、重合性単量体の重合度を制御する為に、公知の連鎖移動剤、重合禁止剤等を更に添加し用いることも可能である。
【0088】
本発明のトナーに用いられる架橋剤としては、2個以上の重合可能な二重結合を有する化合物が用いられる。例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンのような芳香族ジビニル化合物;エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレートのような二重結合を2個有するカルボン酸エステル;ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホンなどのジビニル化合物;及び3個以上のビニル基を有する化合物が挙げられる。これらは単独または混合物として用いられる。
【0089】
本発明のトナーの分子量が10000未満の場合、最適範囲内のものと比較すると、連続通紙の際にトナー粒子表面の外添剤が埋没しやすくなるため、転写性の低下を招きやすく、感光体上に付着物が融着し易くなる。また、高温オフセット性も悪い。質量平均分子量が1500000を超える場合には、低温オフセットが弱く、特に厚紙2次色の定着性が弱くなってしまう。
【0090】
本発明のトナーの分子量及び分子量分布はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)を用いて以下の方法により測定される。40℃のヒートチャンバ中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてTHF(テトラハイドロフラン)を毎分1mlの流速で流し、THF試料溶液を約100μl注入して測定する。試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、たとえば、東ソー社製あるいは、昭和電工社製の分子量が102〜107程度のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。
【0091】
検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。カラムとしては、市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせるのが良く、たとえば昭和電工社製のshodex GPC KF−801,802,803,804,805,806,807,800Pの組み合わせや、東ソー社製のTSKgelG1000H(HXL),G2000H(HXL),G3000H(HXL),G4000H(HXL),G5000H(HXL),G6000H(HXL),G7000H(HXL),TSKguardcolumnの組み合わせが挙げられる。
【0092】
試料は以下のようにして作製する。試料をテトラヒドロフラン(THF)中に入れ、数時間放置した後、十分振とうしTHFと良く混ぜ(試料の合一体がなくなるまで)、更に12時間以上静置する。このときTHF中への放置時間が24時間以上となるようにする。その後、サンプル処理フィルター(ポアサイズ0.45〜0.5μm、たとえば、マイショリディスクH−25−5 東ソー社製、エキクロディスク25CR ゲルマン サイエンス ジャパン社製などが利用できる)を通過させたものを、GPCの試料とする。試料濃度は、樹脂成分が0.5〜5mg/mlとなるように調整する。
【0093】
本発明のトナーに用いられる離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、ホホバ油などの植物系ワックス、蜜蝋、ラノリン及び鯨ろうなどの動物系ワックス、モンタンワックス、オゾケライト及びセレシンなどの鉱物系ワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタムなどの石油ワックス、ポリオレフィンワックス、フィッシャートロピッシュワックスなどの合成炭化水素;アミドワックス;ケトンワックス;エステルワックス;高級脂肪酸;高級脂肪酸金属塩;長鎖アルキルアルコールが挙げられる。必要に応じて、これらのグラフト化、ブロック化、蒸留などをしても構わない。
【0094】
本発明の効果をより発現させるためには、上記離型剤の中でもカルナウバワックス、ライスワックス、モンタンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリオレフィンワックス、フィッシャートロピッシュワックス、エステルワックス、アミドワックス、ケトンワックスが好ましい。より好ましくは、カルナウバワックス、ライスワックス、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、フィッシャートロピッシュワックス、エステルワックス、アミドワックス、ケトンワックスである。
【0095】
以下にエステルワックス、アミドワックス、ケトンワックスの一例を挙げるが、これら以外のものでも構わない。
【0096】
エステルワックスとしては下記一般式で表されるものを例示できる。
【0097】
【化1】
(式中、a及びbは0〜4の整数であり、a+bは4である。R1及びR2は炭素数が1〜40の有機基であり、R1とR2との炭素数差が3以上である。m及びnは0〜40の整数であり、mとnは同時に0になることはない。)
【0098】
【化2】
(式中、a及びbは0〜3の整数であり、a+bは1〜3である。R1及びR2は炭素数が1〜40の有機基である。R3は水素原子または炭素数が1以上の有機基である。kは1〜3の整数であり、a+b+k=4である。m及びnは0〜40の整数であり、mとnが同時に0になることはない。)
【0099】
【化3】
(式中、R1及びR3は炭素数1〜40の有機基であり、R1とR3は同じものであっても異なっていても良い。R2は炭素数1〜40の有機基を示す。)
【0100】
【化4】
(式中、R1及びR3は炭素数1〜40の有機基であり、R1とR3は同じものであっても異なっていても良い。R2は炭素数1〜40の有機基を示す。)
【0101】
【化5】
(式中、aは0〜4の整数であり、bは1〜4の整数であり、a+bは4である。R1は炭素数1〜40の有機基である。m及びnは0〜40の整数であり、mとnが同時に0になることはない)。
【0102】
アミドワックスとしては、下記式(VI)で表される化合物からなるものが好ましい。
【0103】
【化6】
(式中、R1、R2は炭素数1〜45の有機基であり、R1とR2は同じものであっても異なっていても良く、また、R1とR2は不飽和基を有していても良い。)
ケトンワックスとして、下記式(VII)で表される化合物からなるものが好ましい。
【0104】
【化7】
(式中、R1、R2は炭素数1〜40の有機基を示す。)
【0105】
本発明で用いられる離型剤のDSC吸熱曲線における吸熱ピーク値はASTMD3418−82に準拠して測定される。本発明で用いられる離型剤の上記吸熱ピーク値は50〜100℃であることが好ましい。
【0106】
吸熱ピーク値が50℃未満であると、離型剤の自己凝集力が弱い為に、トナー粒子の内部又は中心部を構成しづらく、トナーの製造時にトナー粒子表面に離型剤が必要量以上存在してしまい、本発明で用いられる接触一成分現像システムにおいては、帯電ローラや感光体を汚染しやすくなる。またブロッキング性も劣るため、連続通紙時に現像機内でトナーパッキングを引き起こしやすい。
【0107】
一方、吸熱ピークが120℃を超えると、定着時に瞬時に離型剤が浸み出しにくく、低温時の定着性や、トナー現像量が多い2次色(レッド、グリーン、ブルー)の定着性を悪化させてしまう。
【0108】
離型剤の分子量としては、質量平均分子量(Mw)が300〜1,500のものが好ましい。
【0109】
質量平均分子量が300未満になると離型剤のトナー粒子表面への露出が生じ易く、本発明で用いられる接触一成分現像システムにおいては、現像性が悪化し、高温高湿環境下でのカブリが悪くなる。また、感光体への汚染も著しい。上記質量平均分子量が1500を超えると低温定着性が低下しかつ、フルカラー画像を出力する際には、OHT透明性やヘイズを悪化させてしまう。離型剤の質量平均分子量は、400〜1,250であることが特に好ましい。
【0110】
離型剤の分子量はGPCにより次の条件で測定される。
(GPC測定条件)
装置 :GPC−150C(ウォーターズ社製)
カラム:GMH−MT30cm2連(東ソー社製)
温度 :135℃
溶媒 :o−ジクロロベンゼン(0.1%アイオノール添加)
流速 :1.0ml/min
試料 :0.15%の試料を0.4ml注入
以上の条件で測定し、試料の分子量算出にあたっては単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量較正曲線を使用する。さらに、Mark−Houwink粘度式から導き出される換算式でポリエチレン換算することによって算出される。
【0111】
本発明で用いられる離型剤の針入度はJIS K2235に準拠して測定される。測定温度は25℃とする。該離型剤の針入度は15度以下であることが好ましく、8度以下であることがより好ましい。さらに好ましくは4度以下である。15度を超えると、本発明で用いられる接触一成分現像システムにおいては、各機能部材への汚染を促進させてしまい、現像特性を悪化させる。
【0112】
離型剤の酸価、水酸基価は、基準油脂分析法記載のワックス類分析法に準拠する方法で測定される。
【0113】
酸価は好ましくは40以下、より好ましくは20以下、さらに好ましくは10以下である。また、水酸基価は好ましくは50以下、より好ましくは30以下、さらに好ましくは15以下である。
【0114】
酸価が40を越えると、または水酸基価が50を超えると、高温高湿環境下での帯電特性が悪化し、カブリ、機内飛散が悪くなる。
【0115】
離型剤は、溶融混練粉砕法によりトナー粒子を生成する場合は、結着樹脂100質量部に対して1〜10質量部使用することが好ましい。重合性単量体組成物を使用して、水系媒体中で直接的にトナー粒子を生成する場合には、重合性単量体100質量部に対して5〜40質量部、より好ましくは5〜30質量部を配合し、結果として、重合性単量体から生成された結着樹脂100質量部当たり離型剤5〜40質量部、より好ましくは5〜30質量部トナー粒子に含有されるのが良い。
【0116】
溶融混練粉砕法による乾式トナー製法に比べ重合法によるトナー製法においては、トナー粒子内部に極性樹脂により多量の離型剤を内包化させ易いため、一般に多量の離型剤を用いることが可能となり、定着時のオフセット防止効果には特に有効となる。
【0117】
本発明のトナーに含有されうる着色剤の一例を以下に挙げるがこれら以外のものでも構わない。
【0118】
黒色着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、以下に示すイエロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色されたものが利用される。
【0119】
イエロー着色剤としては、以下に示すような顔料および/または染料を好ましく用いることができる。顔料としては、縮合アゾ化合物,イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される化合物が用いられる。具体的には、C.I.Pigment Yellow3.7.10.12.13.14.15.17.23.24.60.62.74.75.83.93.94.95.99.100.101.104.108.109.110.111.117.123.128.129.138.139.147.148.150.166.168.169.177.179.180.181.183.185.191:1.191.192.193.199等が好適に用いられる。
【0120】
染料としては、例えば、C.I.solvent Yellow33.56.79.82.93.112.162.163、C.I.disperse Yellow42.64.201.211などが挙げられる。
【0121】
マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物,アントラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が用いられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48;2、48;3、48;4、57;1、81;1、122、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221、254、C.I.ピグメントバイオレッド19が特に好ましい。
【0122】
シアン着色剤としては、フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物,塩基染料レーキ化合物等が利用できる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66等が特に好適に利用される。
【0123】
これらの着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。本発明で用いられる着色剤は、色相角、彩度、明度、耐侯性、OHP透明性、トナー中への分散性の点から選択される。該着色剤の添加量としては、結着樹脂100質量部に対し1〜20質量部が用いられる。
【0124】
本発明のトナーは、荷電制御剤を併用しても構わない。トナーを負荷電性に制御するものとして下記物質がある。一例を挙げるがこれら以外のものでも構わない。
【0125】
例えば、有機金属化合物、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸、オキシカルボン酸及びダイカルボン酸系の金属化合物がある。他には、芳香族オキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸並びにその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール等のフェノール誘導体類などがある。
【0126】
さらに、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーン、樹脂系帯電制御剤等が挙げられる。
【0127】
トナーを正荷電性に制御するものとして下記物質がある。一例を挙げるがこれら以外のものでも構わない。
【0128】
ニグロシン及び脂肪酸金属塩等によるニグロシン変性物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物、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などの4級アンモニウム塩;これらの類似体であるホスホニウム塩など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及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、燐タングステン酸、燐モリブデン酸、燐タングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物など);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などのジオルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレートなどのジオルガノスズボレート類、樹脂系帯電制御剤等が挙げられる。これらを単独で或いは2種類以上組み合わせて用いることができる。
【0129】
荷電制御剤は、結着樹脂100質量部当たり0.01〜20質量部、より好ましくは0.5〜10質量部使用するのが良い。
【0130】
本発明のトナーが重合法により製造される場合に縮合系樹脂を添加しても良い。一例を挙げるがこれら以外のものでも構わない。
【0131】
本発明で用いられる縮合系樹脂は例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド、セルロースなどが挙げられる。より好ましくは材料の多様性からポリエステルが望まれる。上記縮合系樹脂は結着樹脂100質量部当たり0.01〜20質量部、より好ましくは0.5〜10質量部使用するのが良い。
【0132】
本発明のトナーには、他の一般的なトナーと同様に、流動性等の種々の性能を向上させるために外添剤をトナー粒子製造後に外部添加(外添)して含有してもよい。本発明において外添剤は、トナー粒子100質量部に対し好ましくは0.01〜5質量部、より好ましくは0.02〜4質量部をトナー粒子と混合して使用することが良い。
【0133】
外添剤の添加量が0.01質量部未満の場合には、トナー粒子に対する流動性付与能が充分ではなく、5質量部を超える場合には、トナー粒子から遊離した外添剤が現像ブレード、現像ローラ及び感光体汚染を生じ、画像欠陥が生じることがある。さらに低温での定着性、特に中間調の定着性を著しく悪化させることがある。
【0134】
本発明のトナーに含有されうる外添剤は、酸化チタン(アナターゼ型、ルチル型、非結晶性)、酸化アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウムなどの金属酸化合物;窒化ケイ素などの窒化物;炭化ケイ素などの炭化物;硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなどの金属塩;フッ化カーボン、ケイ素化合物微粉末(シリカ微粉末、シリコーン樹脂微粉末)などが挙げられる。好ましくは、酸化チタン(アナターゼ型、ルチル型、非結晶性)、酸化アルミニウム、ケイ素化合物微粉末であり、より好ましくは、酸化チタン(アナターゼ型、ルチル型、非結晶性)、ケイ素化合物微粉末である。
【0135】
上記各外添剤は疎水化処理されていてもいなくても良い。疎水化処理を行う場合には湿式法または乾式法のいずれによるものでも良い。
【0136】
疎水化剤としてはシランカップリング剤、チタン系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、ジルコアルミニウム系カップリング剤、シリコーンオイルが挙げられる。
【0137】
本発明のトナーにおいては、上記した外添剤に加えて、帯電安定性、現像性、流動性、連続プリント性向上の目的で、他の公知の粉体を併用することも好ましい。この場合に用いられる粉体は、より好ましくはトナー粒子の体積平均径の1/2以下の粒径であることが望まれる。ここでいう粒径とは、電子顕微鏡を用いたトナー粒子の表面観察により求められる個数平均粒径を意味する。
【0138】
以下に本発明のトナーの製造方法の一例を示す。
【0139】
本発明のトナーを粉砕法により製造する場合には、少なくとも結着樹脂、着色剤を、加圧ニーダーやエクストルーダー、或いはメディア分散機等を用いて混練、均一に分散させた後、機械的又はジェット気流下でターゲットに衝突させて所望のトナー粒径に微粉砕化させ、更に分級工程を経た後、機械的手段を用いて所望の粒径および粒度分布を有するトナー粒子を得る。または、上記微粉砕化の後に湿式あるいは乾式の熱球形化処理をする方法などが挙げられる。
【0140】
本発明のトナーを重合法により製造する場合には、特に制約を受けるものではないが、特公昭36−10231号公報、特開昭59−53856号公報、特開昭59−61842号公報に述べられている懸濁重合法を用いて直接トナー粒子を生成する方法;単量体には可溶で水溶性重合開始剤の存在下で直接重合させてトナー粒子を生成するソープフリー重合法に代表される乳化重合法によるトナー粒子の製造が挙げられる。また、マイクロカプセル製法のような界面重合法、in−site重合法、コアセルベーション法などによる製造も挙げられる。さらに、特開昭62−106473号公報や特開昭63−186253号公報に開示されている様な、少なくとも1種以上の微粒子を凝集させ所望の粒径のものを得る界面会合法なども挙げられる。
【0141】
上記各重合法の中でも、小粒径のトナー粒子が容易に得られる懸濁重合方法が特に好ましい。さらに一旦得られた重合粒子に更に単量体を吸着させた後、重合開始剤を用い重合せしめるシード重合方法も本発明に好適に利用することができる。このとき、吸着させる単量体中に、極性を有する化合物を分散あるいは溶解させて使用することも可能である。この他、有機溶媒中にトナーバインダー、着色剤などを溶解させた後、分散安定剤が添加された水溶液中で粒子を作り、その後該溶媒を蒸発させる方法もある。
【0142】
縣濁重合を行う場合には、通常単量体組成物100質量部に対して水300〜3000質量部を分散媒体として使用するのが好ましい。用いる分散剤として例えば無機系酸化物として、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナ、ドデシル硫酸ナトリウム等が挙げられる。有機系化合物としては例えばポリビニルアルコール、ゼラチン、メチセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、デンプン等が使用されている。これら分散剤は、重合性単量体100質量部に対して0.1〜5.0質量部を使用することが好ましい。これら分散剤の微細化のために0.001〜0.1質量%の界面活性剤を併用しても良い。具体的には市販のノニオン、アニオン、カチオン型の界面活性剤が利用できる。例えばドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム等が好ましく用いられる。
【0143】
粉砕法、重合法のいずれの方法によりトナーを製造する場合にも、得られたトナー粒子に必要に応じて外添剤および他の粉体を混合(外添)させることにより、本発明のトナーを得ることができる。
【0144】
以下、図1を参照して、本発明の画像形成方法について説明する。
【0145】
本発明の画像形成方法は、色の異なる2以上の上記本発明のトナーを用いてカラー画像を形成する画像形成方法であり、(I)感光体表面を帯電処理する帯電工程と、(II)前記帯電処理された感光体上にそれぞれの色に対応した静電潜像を順次形成する潜像工程と、(III)前記感光体上に形成された静電潜像を、対応する色のトナーによって可視化してトナー像を形成する現像工程と、(IV)前記現像工程において可視化された前記各色のトナー像を転写材に順次重ね合わせて転写する転写工程と、を有する。
【0146】
このような本発明の画像形成方法において、上記現像工程は、トナーを担持する現像ローラを有する現像器を各色のトナーに応じて複数有する現像カートリッジを用い、各現像器の現像ローラを前記感光体に順次当接させることにより各色のトナー像を順次形成し、トナー像の形成に供しない現像器の現像ローラは前記感光体から離間される、ロータリー構成の接触1成分現像工程であることを特徴とする。
【0147】
図1を用いて、本発明の画像形成方法が好適に用いられるカラー画像形成装置(複写機あるいはレーザービームプリンター)の一例について説明する。
【0148】
1は第1の画像担持体としてのドラム状の感光体であり、図中矢印の方向に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動される。感光体1は回転過程において、1次帯電器2により所定の極性・電位に一様に帯電処理され(帯電工程)、次いで不図示の像露光手段による露光3を受ける(潜像形成工程)。このようにして目的のカラー画像の第1の色成分像(例えばイエロートナー像)に対応した静電潜像が形成される。
【0149】
次いで、その静電潜像が第1の現像器(イエロートナー現像器41)により第1色であるイエロートナー像に現像される(現像工程)。この時第2〜第4の現像器、即ちマゼンタトナー現像器42、シアントナー現像器43、及びブラックトナー現像器44は作動しておらず、感光体1には作用していないので、上記第1色のイエロートナー画像は上記第2〜第4の現像器による影響を受けない。すなわち、本発明の画像形成方法に用いられる現像工程は、各現像器の現像ローラを感光体に順次当接させることにより各色のトナー像を順次形成し、トナー像の形成が終了すると現像ローラは前記感光体から離間される、ロータリー構成の接触一成分現像工程である。
【0150】
上記現像工程で用いられる各現像器41〜44はトナーを担持するとともに感光体1表面の現像が行われる部位へトナーを搬送する現像ローラと、現像ローラ上のトナーの量を規制すると同時に、トナーに帯電付与を行う現像ブレードとを有している。
【0151】
本発明における現像ローラは、弾性層を有するものであれば従来公知の任意のものを用いることができ、特に限定されない。また、上述したように、現像ローラの回転数は100〜500回転/分であることが好ましい。
【0152】
上記現像工程において感光体上に形成されたトナー像は転写工程に供される。本発明の画像形成方法で用いられる転写工程は、感光体上に形成された各色のトナー像を中間転写体上に順次重ね合わせて転写することにより、転写材上に形成されるべきカラートナー像を中間転写体上に形成する1次転写工程と、中間転写体上に形成されたカラートナー像を転写材上に転写する2次転写工程からなるものであっても良い。
【0153】
図1において、中間転写体としての中間転写ベルト20は矢印の方向に感光体1と同じ周速度で回転駆動される。感光体1上に形成された上記第1色のイエロートナー像が、感光体1と中間転写ベルト20との当接部を通過する過程で、ローラ62を介してバイアス電源29から中間転写ベルト20に印加されるバイアスによって形成される電界により、中間転写ベルト20の外周面に順次転写されていく。この工程を1次転写といい、ローラ62は1次転写ローラ、印加されるバイアスは1次転写バイアスと呼ぶ。中間転写ベルト20に対応する第1色のイエロートナー画像の転写を終えた感光体1の表面は、クリーニング装置13により清掃される。
【0154】
以下、現像ユニット40が図中矢印方向に回転し、第2〜第4の現像器が順次感光体1に対向する位置に移動されることにより、イエロートナー画像と同様に第2色のマゼンタトナー画像、第3色のシアントナー画像、第4色のブラックトナー画像が順次中間転写ベルト20上に重ね合わせて転写され、目的のカラー画像に対応したフルカラートナー画像が形成される。
【0155】
次にカラートナー画像を転写材に転写するが、この工程を2次転写という。63は2次転写ローラで、2次転写対向ローラ64に対応し平行に軸受けさせて中間転写ベルト20の下面部に離間可能な状態に配設してある。
【0156】
トナー画像を感光体1から中間転写ベルト20へ転写するための1次転写バイアスは、トナーとは逆極性でバイアス電源29から印加される。その印加電圧は例えば+100V〜+2kVの範囲である。
【0157】
感光体1から中間転写ベルト20への第1〜第3色のトナー画像の1次転写工程において、2次転写ローラ63は中間転写ベルト20から離間することも可能である。2次転写ローラ63が中間転写ベルト20に当接され、給紙ローラ11から中間転写ベルト20と2次転写ローラ63との当接部分に所定のタイミングで転写材Pが給送される。このとき、2次転写バイアスがバイアス電源28から2次転写ローラ63に印加されることにより、中間転写ベルト20上に転写されたフルカラー画像が転写材Pに2次転写される。トナー画像が転写された転写材Pは、定着器15へ導入され加熱定着される。
【0158】
転写材Pへの画像転写終了後、中間転写体ベルトに残留したトナー(転写残トナー)はクリーニングブレード50により掻き取られ、廃トナーボックスに運ばれる。
【0159】
上述したように、現像ユニット40のように各色の現像器を一体に有し、各色のトナー像を感光体1上に順次形成するロータリー構成の現像工程を有する画像形成方法では、特に高温高湿環境下におけるマシン内温度の上昇によりトナーがダメージを受け、現像ブレードにトナーが融着して画像不良が発生する場合がある。ところが本発明の画像形成方法では、上記したような特定の物性を有する本発明のトナーを用いているため、高温高湿下で多数枚連続印刷した場合でも、現像ブレードと現像ローラの当接部における融着物の発生を防止することができるため、良好な画像形成を維持することができる。
【0160】
【実施例】
本発明を以下に実施例を示すことでより具体的に説明するが、これは本発明になんら限定をするものではない。
【0161】
〈実施例1〉マゼンタトナーNo.1の製造
反応容器中のイオン交換水1000質量部に、0.1M−Na3PO4水溶液10質量部および1M−HCl水溶液を9質量部投入し、N2パージしながら65℃で60分保温した。TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、12000回転/分にて攪拌しながら、1.0M−CaCl2水溶液7質量部を一括投入し、PH≒6.0のリン酸カルシウム塩を含む水系媒体を調製した。
【0162】
一方、分散質系は、
・スチレン単量体 80質量部
・2−エチルヘキシルアクリレート単量体 20質量部
・キナクリドン顔料 10質量部
・ベンジル酸アルミニウム化合物 1.0質量部
・飽和ポリエステル樹脂 10質量部
(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAとフタル酸との重縮合物)
・ジビニルベンゼン 0.25質量部
上記混合物をメディア式分散機を用い5時間分散させた後、離型剤(エステルワックス 接線離脱温度50℃、半値幅4℃)20質量部を添加し、内温を60℃にして30分間保温した。その後、重合開始剤である2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)3質量部を添加した分散物を、上記分散媒中に投入し12000回転/分を維持しつつ5分間造粒した。その後高速撹拌器からプロペラ撹拌羽根に撹拌器を代え150回転で重合を12時間行った。重合終了後スラリーを冷却し、水洗、乾燥をしてマゼンタ粒子を得た後、コアンダ効果を利用した多分割風力分級機及び分級システムにて分級してC1値、C2値を調整した。
【0163】
得られたマゼンタ粒子100質量部に対し、疎水化度99%のシリカ微粉末1.0質量部を加え、ヘンシェルミキサー(三井三池化工機社製)にて均一固着させマゼンタトナーNo.1を得た。得られたマゼンタトナーNo.1の物性を表2に示す。
【0164】
〈実施例2〉マゼンタトナーNo.2の製造
実施例1において、離型剤を、DSC曲線の接線離脱温度が48℃で半値幅が5℃のエステルワックスに変更し、さらに架橋剤(ジビニルベンゼン)の量を0.18質量部に変更した以外は、上記実施例1と同様の方法を用いてマゼンタトナーNo.2を得た。得られたマゼンタトナーNo.2の物性を表2に示す。
【0165】
〈実施例3〉マゼンタトナーNo.3の製造
実施例1において、スチレンと2エチルヘキシルアクリレートの配合比を80対20から76対24に変更し、さらに離型剤をDSC曲線の接線離脱温度が48℃で半値幅が5℃のエステルワックスに変更した以外は、上記実施例1と同様の方法を用いてマゼンタトナーNo.3を得た。得られたマゼンタトナーNo.3の物性を表2に示す。
【0166】
〈実施例4〉マゼンタトナーNo.4の製造
実施例1において、重合反応時の転化率が70%に達したときに、攪拌条件を12000回転/分で10分に突変した以外は、上記実施例3と同様の方法を用いてマゼンタトナーNo.4を得た。得られたマゼンタトナーNo.4の物性を表2に示す。
【0167】
〈参考例5〉マゼンタトナーNo.5の製造
実施例1において、離型剤を、接線離脱温度が42℃で半値幅が7℃のパラフィンワックスに変更し、かつ架橋剤(ジビニルベンゼン)の量を0.1質量部に変更した以外は、上記実施例1と同様の方法を用いてマゼンタトナーNo.5を得た。得られたマゼンタトナーNo.1の物性を表2に示す。
【0168】
〈参考例6〉マゼンタトナーNo.6の製造
・不飽和ポリエステル樹脂 100質量部
(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAとフタル酸との重縮合物)
・キナクリドン顔料 10質量部
・ベンジル酸アルミニウム化合物 4質量部
・エステルワックス 5質量部
(DSC曲線の接線離脱温度50℃、半値幅4℃)
これらをヘンシェルミキサーにより十分予備混合を行い、2軸式押出し機で溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕し、さらにコアンダ効果を利用した多分割風力分級機及び分級システムにて分級してC1値、C2値を調整してマゼンタ粒子を得た。実施例1と同様に、得られたマゼンタ粒子にシリカ微粉末1.0質量部を加えて、マゼンタトナーNo.6を得た。得られたマゼンタトナーNo.6の物性を表2に示す。
【0169】
〈トナーの比較製造例1〉マゼンタトナーNo.7の製造
実施例1において、離型剤を、接線離脱温度が35℃で半値幅が8℃のエステルワックスに変更した以外は、上記実施例1と同様の方法を用いてマゼンタトナーNo.7を得た。得られたマゼンタトナーNo.7の物性を表2に示す。
【0170】
〈トナーの比較製造例2〉マゼンタトナーNo.8の製造
実施例1において、1M−HCl水溶液を添加しなかった以外は、上記実施例1と同様の方法を用いてNo.8を得た。得られたマゼンタトナーNo.8の物性を表2に示す。
【0171】
〈トナーの比較製造例3〉マゼンタトナーNo.9の製造
実施例1において、離型剤を、接線離脱温度が35℃で半値幅が8℃のエステルワックスに変更し、さらに1M−HCl水溶液を添加しなかった以外は、上記実施例1と同様の方法を用いてマゼンタトナーNo.9を得た。得られたマゼンタトナーNo.9の物性を表2に示す。
【0172】
〈実施例7〉イエロートナーNo.1の製造
実施例1において、着色剤をキナクリドン顔料から縮合アゾ顔料に変更した以外は、上記実施例1と同様の方法を用いてイエロートナーNo.1を得た。得られたイエロートナーNo.1の物性を表2に示す。
【0173】
〈参考例8〉イエロートナーNo.2の製造
参考例5において、着色剤をキナクリドン顔料から縮合アゾ顔料に変更した以外は、上記参考例5と同様の方法を用いてイエロートナーNo.2を得た。得られたイエロートナーNo.2の物性を表2に示す。
【0174】
〈参考例9〉イエロートナーNo.3の製造
参考例6において、着色剤をキナクリドン顔料から縮合アゾ顔料に変更した以外は、上記参考例6と同様の方法を用いてイエロートナーNo.3を得た。得られたイエロートナーNo.3の物性を表2に示す。
【0175】
〈トナーの比較製造例4〉イエロートナーNo.4の製造
トナーの比較製造例3において、着色剤をキナクリドン顔料から縮合アゾ顔料に変更した以外は、上記比較製造例3と同様の方法を用いてイエロートナーNo.4を得た。得られたイエロートナーNo.4の物性を表2に示す。
【0176】
〈実施例10〉シアントナーNo.1の製造
実施例1において、着色剤をキナクリドン顔料から銅フタロシアニン顔料に変更した以外は、上記実施例1と同様の方法を用いてシアントナーNo.1を得た。得られたシアントナーNo.1の物性を表2に示す。
【0177】
〈参考例11〉シアントナーNo.2の製造
参考例5において、着色剤をキナクリドン顔料から銅フタロシアニン顔料に変更した以外は、上記参考例5と同様の方法を用いてシアントナーNo.2を得た。得られたシアントナーNo.2の物性を表2に示す。
【0178】
〈参考例12〉シアントナーNo.3の製造
参考例6において、着色剤をキナクリドン顔料から銅フタロシアニン顔料に変更した以外は、上記参考例6と同様の方法を用いてシアントナーNo.3を得た。得られたシアントナーNo.3の物性を表2に示す。
【0179】
〈トナーの比較製造例5〉シアントナーNo.4の製造
トナーの比較製造例3において、着色剤をキナクリドン顔料から銅フタロシアニン顔料に変更した以外は、上記比較製造例3と同様の方法を用いてシアントナーNo.4を得た。得られたシアントナーNo.4の物性を表2に示す。
【0180】
〈実施例13〉ブラックトナーNo.1の製造
実施例1において、着色剤をキナクリドン顔料からカーボンブラック顔料に変更した以外は、上記実施例1と同様の方法を用いてブラックトナーNo.1を得た。得られたブラックトナーNo.1の物性を表2に示す。
【0181】
〈参考例14〉ブラックトナーNo.2の製造
参考例5において、着色剤をキナクリドン顔料からカーボンブラック顔料に変更した以外は、上記参考例5と同様の方法を用いてブラックトナーNo.2を得た。得られたブラックトナーNo.2の物性を表2に示す。
【0182】
〈参考例15〉ブラックトナーNo.3の製造
参考例6において、着色剤をキナクリドン顔料からカーボンブラック顔料に変更した以外は、上記参考例6と同様の方法を用いてブラックトナーNo.3を得た。得られたブラックトナーNo.3の物性を表2に示す。
【0183】
〈トナーの比較製造例6〉ブラックトナーNo.4の製造
トナーの比較製造例3において、着色剤をキナクリドン顔料からカーボンブラック顔料に変更した以外は、上記比較製造例3と同様の方法を用いてブラックトナーNo.4を得た。得られたブラックトナーNo.4の物性を表2に示す。
【0184】
【表2】
【0185】
〈実施例16〉
図1に示す中間転写ベルトを用いたロータリー構成の接触一成分現像システムの画像形成装置を用い、各現像器41〜44内にマゼンタトナーNo.1をセットし、高温高湿環境下(30℃/85%RH)でフルカラーモード、印字比率4%で連続通紙を行った。サンプリングのタイミングは、100枚目、2000枚目、4000枚目とし、ハーフトーン画像の現像スジおよび紙上のカブリを評価した。評価方法を以下に示す。この時の現像ローラの回転数は150回転/分とした。
【0186】
尚、本実施例及び参考例において全ベタ画像とはトナー載り量0.55〜0.75mg/cm2の画像を示し、ハーフトーン画像とはトナー載り量0.20〜0.40mg/cm2の画像を示す。
【0187】
(現像スジ)
現像スジは上記高温高湿環境下における連続印字後に得られたハーフトーン画像から、下記基準に従い評価した。
A:現像ローラ上にも、ハーフトーン部の画像上にも現像スジと見られる排紙方向の縦スジは見られず、実用上全く問題ないレベル。
B:現像ローラの両端に周方向の細いスジが1〜5本あるものの、ハーフトーン部の画像上に現像スジと見られる排紙方向の縦スジは見られず、実用上全く問題ないレベル。
C:現像ローラの両端に周方向のスジ細いスジが数本あり、ハーフトーン部の画像上にも細かい現像スジが数本見られる。しかし、画像処理で消せるレベルでの実用上問題ないレベル。
D:現像ローラ上にも、ハーフトーン部の画像上にも多数本現像スジが見られ、画像処理でも消せない。実用上問題あるレベル。
【0188】
(カブリ)
カブリは、上記高温高湿環境下において上記連続印字後得られた白べた画像から判断した。カブリの測定は、REFLECTOMETER MODEL TC−6DS(東京電色社製)を用いて測定した。ブラック/マゼンタトナー画像はグリーンフィルター、イエロートナー画像はブルーフィルター、シアントナー画像はアンバーフィルターをそれぞれ使用し下記式により算出した。尚、カブリ値は少ない方が良好である。
【0189】
【数9】
カブリ(反射率;%)
=(標準紙の反射率;%)−(サンプルの反射率;%)
A:カブリが1.5%以下で実用上全く問題ないレベル。
B:カブリが1.5%を超え2.0%以下で実用上全く問題ないレベル。
C:カブリが2.0%を超え3.0%以下で実用上問題ないレベル。
D:カブリが3.0%を越える。実用上問題あるレベル。
【0190】
〈実施例17〜19、22、25及び28、並びに、参考例20〜21、23〜24、26〜27、及び29〜30〉
実施例16において、マゼンタトナーNo.1の代わりに表3に示す各トナーを用いた以外は、上記実施例16と同様の方法を用いて評価を行った。
【0191】
〈比較例1〜6〉
実施例16において、マゼンタトナーNo.1の代わりに表3に示す各トナーを用いた以外は、上記実施例16と同様の方法を用いて評価を行った。
【0192】
実施例16〜19、22、25及び28、参考例20〜21、23〜24、26〜27
、及び29〜30、並びに、比較例1〜6の評価結果を表3に示す。
【0193】
【表3】
【0194】
〈実施例31〉
図1に示す中間転写ベルトを用いたロータリー構成の接触一成分現像システムの画像形成装置を用い、各現像器41〜44内にマゼンタトナーNo.1、イエロートナーNo.1、シアントナーNo.1、ブラックトナーNo.1をセットし、高温高湿環境下(30℃/85%RH)でフルカラーモード、印字比率4%で連続通紙を行った。サンプリングのタイミングは、100枚目、2000枚目、4000枚目とし、感光体への融着物の発生およびハーフトーン/全ベタの画像の白抜けを評価した。評価方法を以下に示す。この時の現像ローラの回転数は150回転/分とした。なお、本実施例における全ベタ画像およびハーフトーン画像の定義は実施例16と同様とする。
【0195】
(感光体への融着物の発生)
感光体への融着物の発生の評価は、上記高温高湿環境下における連続印字後の感光体の表面観察から下記基準に従い評価した。
A:感光体表面に融着物が無くきれいであり、実用上全く問題ないレベル。
B:感光体表面に小さな融着物があるが軽微な力で簡単に取れ、実用上全く問題ないレベル。
C:感光体表面に小さな融着物があり、軽微な力では取れないが実用上問題ないレベル。
D:感光体表面に大きな融着物がある。実用上問題あるレベル。
【0196】
(画像の白抜け)
画像の白抜けは、上記高温高湿環境下における上記連続印字後得られたハーフトーン画像および全ベタ画像から下記基準に従い評価した。
A:ハーフトーン部にも全ベタ部の画像上に白抜けは見受けられず、実用上は全く問題ないレベル。
B:ハーフトーン部の画像上に白抜けは見受けられないが、全ベタ部の画像上に小さな白抜けが若干見受けられる。しかし実用上は全く問題ないレベル。
C:ハーフトーン部にも全ベタ部の画像上に白抜けは見受けられるが実用上問題ないレベル。
D:ハーフトーン部にも全ベタ部の画像上に白抜けは見受けられる。実用上問題あるレベル。
【0197】
〈参考例32、33〉
実施例31において用いた各トナーの代わりに表4に示す各トナーを用いた以外は、上記実施例31と同様の方法を用いて評価を行った。
【0198】
〈比較例7〉
実施例31において用いた各トナーの代わりに表4に示す各トナーを用い、現像ローラの回転数300回転/分に変更した以外は、上記実施例31と同様の方法を用いて評価を行った。
【0199】
実施例31及び参考例32〜33、並びに比較例7の評価結果を表4に示す。
【0200】
【表4】
【0201】
【発明の効果】
本発明によれば、ロータリー構成の接触1成分現像方式の現像工程を用い、現像ローラと該感光体とが当接離間動作を行う現像方法において、特に高温高湿環境下での現像ローラと現像ブレードとの当接部近傍での融着物の発生を防止することにより、現像スジ、転写材へのカブリ、感光体への融着及びハーフトーン部/全ベタ部画像での白抜け等の画像不良の発生を抑制し、良好な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のトナーおよび画像形成方法を好適に用いることができる画像形成装置の一例を示す模式的断面図
【符号の説明】
1 感光体
2 1次帯電器
3 露光
11 給紙ローラ
13 クリーニング装置
20 中間転写ベルト
40 現像ユニット
41、42、43、44 現像器
50 クリーニングブレード
63 2次転写ローラ
64 2次転写対向ローラ
P 転写材
Claims (30)
- 感光体上に担持された静電潜像を可視化するためのトナーであって、色の異なる2以上の前記トナーを用いてカラー画像を形成する画像形成方法であり、(I)感光体表面を帯電処理する帯電工程と、(II)前記帯電処理された感光体上に各色に対応した静電潜像を順次形成する潜像形成工程と、(III)前記感光体上に形成された静電潜像を、対応する色のトナーによって可視化してトナー像を形成する現像工程と、(IV)前記現像工程において可視化された前記各色のトナー像を転写材に順次重ね合わせて転写する転写工程と、を有する画像形成方法に用いられ、前記現像工程は、トナーを担持する現像ローラを有する現像器を各色のトナーに応じて複数有する現像カートリッジを用い、各現像器の現像ローラを前記感光体に順次当接させることにより各色のトナー像を順次形成し、前記トナー像の形成が終了すると現像ローラが前記感光体から離間される、ロータリー構成の接触1成分現像工程であり、前記トナーは、示差走査熱量測定(DSC)における吸熱ピークの接線離脱温度が48℃以上であり、コールターカウンター法により得られる重量平均粒径が4〜10μmであり、フロー式粒子像測定装置で計測される個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラムにおける平均円形度が0.950〜0.999であり、135℃におけるメルトインデックス値(10分間)が1〜50であり、(i)ノニオン型界面活性剤0.1mgを溶解している水10mlに前記トナー5mgを分散して得られた分散液に、20kHz、50W/10cm3の超音波を5分間照射した場合のフロー式粒子像分析装置により測定される粒径が0.6〜2.0μmの粒子の割合C1が3〜65個数%であり、(ii)前記分散液に、20kHz、50W/10cm3の超音波を1分間照射した場合のフロー式粒子像分析装置により測定される粒径が0.6〜2.0μmの粒子の割合C2が2〜62個数%であり、(iii)下記式(1)で表されるCの値が102〜150であることを特徴とするトナー。
- 前記吸熱ピークの接線離脱温度が50℃以上であることを特徴とする請求項1記載のトナー。
- メルトインデックス値が2〜30であることを特徴とする請求項1または2記載のトナー。
- ガラス転移温度が45〜85℃であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のトナー。
- ガラス転移温度が50〜70℃であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のトナー。
- フロー式粒子像測定装置で計測される個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラムにおける平均円形度が0.965〜0.999であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のトナー。
- 前記吸熱ピークにおける半値幅が10℃以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のトナー。
- 前記吸熱ピークにおける半値幅が5℃以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のトナー。
- 前記現像ローラの回転数が100〜500回転/分であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のトナー。
- 前記C1が3〜50個数%であり、前記C2が2〜40個数%であり、前記Cが105〜140であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載のトナー。
- 感光体上に担持された静電潜像を可視化するための現像カートリッジであって、色の異なる2以上の前記トナーを用いてカラー画像を形成する画像形成方法であり、(I)感光体表面を帯電処理する帯電工程と、(II)前記帯電処理された感光体上に各色に対応した静電潜像を順次形成する潜像形成工程と、(III)前記感光体上に形成された静電潜像を、対応する色のトナーによって可視化してトナー像を形成する現像工程と、(IV)前記現像工程において可視化された前記各色のトナー像を転写材に順次重ね合わせて転写する転写工程と、を有する画像形成方法に用いられ、トナーを担持する現像ローラを有する現像器を各色のトナーに応じて複数有し、各現像器の現像ローラを前記感光体に順次当接させることにより各色のトナー像を順次形成し、前記トナー像の形成が終了すると現像ローラは前記感光体から離間される、ロータリー構成の接触1成分現像方法を用いた現像カートリッジであり、前記トナーは、示差走査熱量測定(DSC)における吸熱ピークの接線離脱温度が48℃以上であり、コールターカウンター法により得られる重量平均粒径が4〜10μmであり、フロー式粒子像測定装置で計測される個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラムにおける平均円形度が0.950〜0.999であり、135℃におけるメルトインデックス値(10分間)が1〜50であり、(i)ノニオン型界面活性剤0.1mgを溶解している水10mlに前記トナー5mgを分散して得られた分散液に、20kHz、50W/10cm3の超音波を5分間照射した場合のフロー式粒子像分析装置により測定される粒径が0.6〜2.0μmの粒子の割合C1が3〜65個数%であり、(ii)前記分散液に、20kHz、50W/10cm3の超音波を1分間照射した場合のフロー式粒子像分析装置により測定される粒径が0.6〜2.0μmの粒子の割合C2が2〜62個数%であり、(iii)下記式(1)で表されるCの値が102〜150であることを特徴とする現像カートリッジ。
- 前記トナーの吸熱ピークにおける接線離脱温度が50℃以上であることを特徴とする請求項11記載の現像カートリッジ。
- 前記トナーのメルトインデックス値が2〜30であることを特徴とする請求項11または12に記載の現像カートリッジ。
- 前記トナーのガラス転移温度が45〜85℃であることを特徴とする請求項11〜13のいずれか一項に記載の現像カートリッジ。
- 前記トナーのガラス転移温度が50〜70℃であることを特徴とする請求項11〜13のいずれか一項に記載の現像カートリッジ。
- 前記トナーのフロー式粒子像測定装置で計測される個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラムにおける平均円形度が0.965〜0.999であることを特徴とする請求項11〜15のいずれか一項に記載の現像カートリッジ。
- 前記トナーの吸熱ピークにおける半値幅が10℃以下であること
を特徴とする請求項11〜16のいずれか一項に記載の現像カートリッジ。 - 前記トナーの吸熱ピークにおける半値幅が5℃以下であることを特徴とする請求項11〜16のいずれか一項に記載の現像カートリッジ。
- 前記現像ローラの回転数が100〜500回転/分であることを特徴とする請求項11〜18のいずれか一項に記載の現像カートリッジ。
- 前記トナーのC1が3〜50個数%であり、前記C2が2〜40個数%であり、前記Cが105〜140であることを特徴とする請求項11〜19のいずれか一項に記載の現像カートリッジ。
- 色の異なる2以上のトナーを用いてカラー画像を形成する画像形成方法であり、(I)感光体表面を帯電処理する帯電工程と、(II)前記帯電処理された感光体上に各色に対応した静電潜像を順次形成する潜像形成工程と、(III)前記感光体上に形成された静電潜像を、対応する色のトナーによって可視化してトナー像を形成する現像工程と、(IV)前記現像工程において可視化された前記各色のトナー像を転写材に順次重ね合わせて転写する転写工程と、を有し、前記現像工程は、トナーを担持する現像ローラを有する現像器を各色のトナーに応じて複数有する現像カートリッジを用い、各現像器の現像ローラを前記感光体に順次当接させることにより各色のトナー像を順次形成し、前記トナー像の形成が終了すると現像ローラは前記感光体から離間される、ロータリー構成の接触1成分現像工程であり、前記トナーは、示差走査熱量測定(DSC)における吸熱ピークの接線離脱温度が48℃以上であり、コールターカウンター法により得られる重量平均粒径が4〜10μmであり、フロー式粒子像測定装置で計測される個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラムにおける平均円形度が0.950〜0.999であり、135℃におけるメルトインデックス値(10分間)が1〜50であり、(i)ノニオン型界面活性剤0.1mgを溶解している水10mlに前記トナー5mgを分散して得られた分散液に、20kHz、50W/10cm3の超音波を5分間照射した場合のフロー式粒子像分析装置により測定される粒径が0.6〜2.0μmの粒子の割合C1が3〜65個数%であり、(ii)前記分散液に、20kHz、50W/10cm3の超音波を1分間照射した場合のフロー式粒子像分析装置により測定される粒径が0.6〜2.0μmの粒子の割合C2が2〜62個数%であり、(iii)下記式(1)で表されるCの値が102〜150であることを特徴とする画像形成方法。
- 前記トナーの吸熱ピークにおける接線離脱温度が50℃以上であることを特徴とする請求項21記載の画像形成方法。
- 前記トナーのメルトインデックス値が2〜30であることを特徴とする請求項21または22記載の画像形成方法。
- 前記トナーのガラス転移温度が45〜85℃であることを特徴とする請求項21〜23のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記トナーのガラス転移温度が50〜70℃であることを特徴とする請求項21〜23のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記トナーのフロー式粒子像測定装置で計測される個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラムにおける平均円形度が0.965〜0.999であることを特徴とする請求項21〜25のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記トナーの吸熱ピークにおける半値幅が10℃以下であることを特徴とする請求項21〜26のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記トナーの吸熱ピークにおける半値幅が5℃以下であることを特徴とする請求項21〜26のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記現像ローラの回転数が100〜500回転/分であることを特徴とする請求項21〜28のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記トナーのC1が3〜50個数%であり、前記C2が2〜40個数%であり、前記Cが105〜140であることを特徴とする請求項21〜29のいず
れか一項に記載の画像形成方法。
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