JP4262066B2 - 画像形成方法及びトナー - Google Patents
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Description
前記現像手段は、非磁性一成分トナーを収容するトナー容器;前記潜像担持体に接触して設けられ、非磁性一成分トナーを担持して潜像担持体に搬送する回転可能な円筒形状のトナー担持体;前記トナー担持体において前記潜像担持体との接触位置より回転方向上流側に当接して設けられ、前記トナー担持体の回転軸と平行な回転軸を有する回転可能な円筒形状の弾性体から構成され、トナー容器内に収容された非磁性一成分トナーをトナー担持体に供給するトナー供給部材;及び非磁性一成分トナーを介してトナー担持体に当接され、トナー担持体上の非磁性一成分トナー量を規制するトナー規制部材;を有しており、
前記トナー担持体の直径をRd(mm)とし、前記トナー供給部材の直径をRs(mm)としたときに下記関係式(1)を満足し、
1 ≦ Rs−Rd ≦ 10 (1)
前記非磁性一成分トナーは、結着樹脂と着色剤と離型剤とを少なくとも含有するトナー粒子と、外添剤とを有し、
前記トナー粒子100質量部に対する前記外添剤の添加量が0.5〜5.0質量部であり、
前記外添剤は、シリコーンオイルで処理されたシリカ微粉末を含み、
前記非磁性一成分トナーは凝集度が5〜30%であり、且つ1×104V/cmの電界における電気抵抗率が1×1014〜1×1018Ωcmであることを特徴とする画像形成方法に関する。
1 ≦ Rs−Rd ≦ 10 (1)
上記トナー担持体の直径Rd及びトナー供給部材の直径Rsは下記関係式(2)
2 ≦ Rs−Rd ≦ 8 (2)
を満足することが好ましく、下記関係式(3)
3 ≦ Rs−Rd ≦ 6 (3)
を満足することがより好ましい。
10 ≦ Rd ≦ 14 (4)
12 ≦ Rs ≦ 17 (5)
Rd又はRsの値が過度に小さいと、プロセススピードを維持するために部材の回転数を上げなくてはならないため、部材の昇温などが起こりやすく、好ましくない。また、Rd又はRsの値が過度に大きいと、トナーの供給量を適度に保つために部材の回転速度を遅くしなければならず、トナーへの摩擦帯電が弱くなり、画像不良を生じることがあり、好ましくない。Rd又はRsは下記式(6)又は(7)を満足することがより好ましい。
10 ≦ Rd ≦ 13 (6)
14 ≦ Rs ≦ 17 (7)
(円形度)=(相当円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
上記式において、粒子投影像の周囲長とは、二値化された粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線の長さであり、相当円の周囲長とは、二値化された粒子像と同じ面積を有する円の外周の長さである。
変動係数(%)={(重量基準の標準偏差)/(重量平均粒径)}×100
イオン交換水400質量部に0.1モル/リットル−Na3PO4水溶液450質量部を投入して50℃に加温した後、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、10000rpmにて攪拌した。これに1.0モル/リットル−CaCl2水溶液68質量部を添加し、リン酸カルシウム塩を含む水系媒体を得た。
(モノマー) スチレン 75質量部
n−ブチルアクリレート 25質量部
(着色剤) イエロー着色剤(C.I.Pigment Yellow 180) 6質量部
(荷電制御剤)ジ−tert−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 1質量部
(極性樹脂) 飽和ポリエステル 10質量部
(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAとイソフタル酸との重縮合物、Tg=70℃、Mw=12000、Mw/Mn=2.4、酸価:10)
(離型剤) ベヘニルステアレート 15質量部
(架橋剤) ジビニルベンゼン 1.2質量部
上記材料を50℃に加温し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて9000rpmにて均一に溶解、分散した。これに、重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)3質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
トナー粒子の製造例1において着色剤をマゼンタ着色剤(C.I.Pigment Red 150)に変更した以外は、上記製造例1と同様の方法を用いてマゼンタトナー粒子1を製造した。マゼンタトナー粒子1は、重量平均粒径6.7μm、平均円形度0.985であった。
トナー粒子の製造例1において着色剤をシアン着色剤(C.I.Pigment Blue 15:3)に変更した以外は、上記製造例1と同様の方法を用いてシアントナー粒子1を製造した。シアントナー粒子1は、重量平均粒径6.6μm、平均円形度0.990であった。
トナー粒子の製造例1において、着色剤をカーボンブラックに変更し、その添加量を10質量部とした以外は、上記製造例1と同様の方法を用いてブラックトナー粒子1を製造した。ブラックトナー粒子1は、重量平均粒径6.7μm、平均円形度0.984であった。
スチレン、アクリル酸−n−ブチルを重合して得られたスチレン−アクリル樹脂(Mn=7200、Mw=42000、THF不溶分=13%、ガラス転移点=58℃)100質量部に対して、
イエロー着色剤(C.I.Pigment Yellow 180) 5質量部
ジ−tert−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 3質量部
ベヘニルステアレート 11質量部
を加えて二軸押し出し機にて溶融混練後、粉砕してイエロー粉砕物を得た。この粉砕物に対して、表面改質機を用いて熱及び機械的な衝撃力を加えて、トナー組成物を改質し、球形化処理を行った。この球形化処理したトナー組成物について多段割分級機により分級しイエロートナー粒子2を得た。イエロートナー粒子2は、重量平均粒径6.8μm、平均円形度0.941であった。
トナー粒子の製造例5において、着色剤をマゼンタ着色剤(C.I.Pigment Red 150)に変更した以外は、上記製造例5と同様の方法を用いてマゼンタトナー粒子2を製造した。マゼンタトナー粒子2は、重量平均粒径6.6μm、平均円形度0.937であった。
トナー粒子の製造例5において、着色剤をシアン着色剤(C.I.Pigment Blue 15:3)に変更した以外は、上記製造例5と同様の方法を用いてシアントナー粒子2を製造した。シアントナー粒子2は、重量平均粒径6.6μm、平均円形度0.950であった。
トナー粒子の製造例5において、着色剤をカーボンブラックに変更しその添加量を10質量部とした以外は、上記製造例5と同様の方法を用いてブラックトナー粒子2を製造した。ブラックトナー粒子2は、重量平均粒径6.9μm、平均円形度0.942であった。
図4に示す非磁性一成分接触現像方式の電子写真プロセスを利用したレーザービームプリンター(キヤノン製:LBP−5500改造機)を用いて画像形成を行った。プロセスカートリッジとしては、図1の構成から転写ローラ、バイアス印加手段、定着用加熱ローラ5a及び定着用加圧ローラ5bを除いた構成のものを用いた。本例では上記プリンターに関し、以下の(a)〜(h)を改造した。
(a)プロセススピードを、95mm/sに変更した。
(b)装置の帯電方式として、ゴムローラを当接して帯電を行う直接帯電とし、印加電圧を直流成分(−450V)とした。
(c)トナー担持体をカーボンブラックを分散したシリコーンゴムからなる中抵抗ゴムローラ(直径12mm、ASKER−C硬度45度、抵抗105Ω・cm)に変更し、感光体に当接させた。
(d)トナー担持体の回転は、感光体との接触部分において同方向であり、周速は135mm/sとなるように駆動した。
(e)感光体として以下のものを用いた。
(1)導電性被覆層:酸化錫及び酸化チタンの粉末をフェノール樹脂に分散したものを主体とする。膜厚15μm。
(2)下引き層:変性ナイロン及び共重合ナイロンを主体とする。膜厚0.6μm。
(3)電荷発生層:長波長域に吸収を持つチタニルフタロシアニン顔料をブチラール樹脂に分散したものを主体とする。膜厚0.6μm。
(4)電荷輸送層:正孔搬送性トリフェニルアミン化合物をポリカーボネート樹脂(オストワルド粘度法による数平均分子量Mn=20000)に8:10の質量比で溶解したものを主体とする。膜厚20μm。
(f)トナー供給部材として、現像機内に発泡ウレタンゴムからなる弾性ローラ(セル数は1インチ当たり50〜100個、ASKER−F硬度が55度、直径16mm)を用い、トナー担持体に当接させた。弾性ローラの回転方向はトナー担持体に対して接触部分において逆方向とし、周速を95mm/sに設定した。
(g)該トナー担持体上トナーのコート層を制御する手段(トナー規制部材)として、樹脂をコートしたステンレス製ブレードを用いた。
(h)現像時の印加電圧をDC成分(−250〜−300V)のみとした。
トナー粒子の製造例1〜4で得られたイエロートナー粒子1、マゼンタトナー粒子1、シアントナー粒子1及びブラックトナー粒子1のそれぞれ100質量部に対して、表2に示す外添処方1の外添剤を、ヘンシェルミキサー10B(三井三池化工機社製)を用いて回転数3000rpm、攪拌時間4分間の条件下で混合し、負摩擦帯電性の各色カラートナーを得た。得られた各色カラートナーの凝集度及び1×104V/cmの電界における電気抵抗率を表1に示す。
(1)がさつき
がさつきとは画像上に現れる濃淡である。15000枚連続プリント試験終了後、各試験環境において十分調湿された上記普通紙を用いて、各色の全ベタ画像をプリントした。この画像内で所定の10箇所において反射濃度計RD918(マクベス製)により反射濃度測定を行い、濃度の高い5点の平均と濃度の低い5点の平均との差をとり、下記の基準に従い評価した。
A:濃度差0.5%以下
B:濃度差0.5%超〜1.0%以下
C:濃度差1.0%超〜1.5%以下
D:濃度差1.5%超〜2.0%以下
E:濃度差2.0%超
15000枚連続プリント試験終了後、各試験環境において十分調湿された上記普通紙を用いて、各色の全ハーフトーン画像をプリントした。この画像において幅0.5mm以下の白スジの本数をカウントしてその本数により判断した。
A:白スジの発生が全くない。
B:白スジの本数が1〜3本である。
C:白スジの本数が4〜7本である。
D:白スジの本数が8〜10本である。
E:白スジの本数が11本以上、或いは幅0.5mmを超える白スジが発生している。
常温常湿下における15000枚連続プリント試験終了後、トナー規制部材を観察した。
A:トナーの固着が全く見られない。
B:トナーがわずかに固着している。
C:少量のトナーが固着している。
D:多量のトナーが固着している。
実施例1において、各色のトナー粒子に添加する外添剤の処方を、表2に示す外添処方2〜6及び10とした以外は実施例1と同様にカラートナーを製造し、評価を行った。なお、得られた各色トナーの凝集度及び電界1×104V/cmにおける電気抵抗率を表1に、評価結果を表3及び4に示す。
実施例1において、各色のトナー粒子に添加する外添剤の処方を、表2に示す外添処方7〜9とした以外は実施例1と同様にカラートナーを製造し、評価を行った。なお、得られた各色トナーの凝集度及び電界1×104V/cmにおける電気抵抗率を表1に、評価結果を表3及び4に示す。
実施例1において、現像器の現像ローラ9(トナー担持体)の径を14mmに、トナー供給部材8の径を16mmに、それぞれ変更した。トナー担持体とトナー供給部材の材質、硬度、セル数、抵抗値は変化が出ないように径のみを変更した。また、プロセススピード、現像時の印加電圧等の画像形成条件は変化させなかった。このような画像形成装置に実施例1で用いたカラートナーを充填し、実施例1と同様の評価を行った。
実施例1において現像ローラ及びトナー供給部材の径を、それぞれ表5に示すように変更した以外は、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表6及び7に示す。
実施例1において現像ローラ及びトナー供給部材の径を、それぞれ表5に示すように変更した以外は、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表6及び7に示す。
Claims (7)
- 潜像担持体表面を帯電させる帯電工程と、前記帯電処理された潜像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、前記静電潜像を現像手段により非磁性一成分トナーで可視化してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を中間転写体を介して又は介さずに転写材上に転写する転写工程と、転写材上にトナー像を定着させる定着工程とを含む画像形成方法であって、
前記現像手段は、非磁性一成分トナーを収容するトナー容器;前記潜像担持体に接触して設けられ、非磁性一成分トナーを担持して潜像担持体に搬送する回転可能な円筒形状のトナー担持体;前記トナー担持体表面において、トナー担持体と前記潜像担持体との接触位置より回転方向上流側に当接して設けられ、前記トナー担持体の回転軸と平行な回転軸を有する回転可能な円筒形状の弾性体から構成され、トナー容器内に収容された非磁性一成分トナーをトナー担持体に供給するトナー供給部材;及び非磁性一成分トナーを介してトナー担持体に当接され、トナー担持体上の非磁性一成分トナー量を規制するトナー規制部材;を有しており、
前記トナー担持体の直径をRd(mm)とし、前記トナー供給部材の直径をRs(mm)としたときに下記関係式(1)を満足し、
1 ≦ Rs−Rd ≦ 10 (1)
前記非磁性一成分トナーは、結着樹脂と着色剤と離型剤とを少なくとも含有するトナー粒子と外添剤とを有し、
前記トナー粒子100質量部に対する前記外添剤の添加量が0.5〜5.0質量部であり、
前記外添剤は、シリコーンオイルで処理されたシリカ微粉末を含み、
前記非磁性一成分トナーは凝集度が5〜30%であり、且つ1×104V/cmの電界における電気抵抗率が1×1014〜1×1018Ωcmであることを特徴とする画像形成方法。 - 前記トナー担持体の直径Rdと前記トナー供給部材の直径Rsとが下記関係式(2)を満足することを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
2 ≦ Rs−Rd ≦ 8 (2) - 前記トナー担持体の直径Rdと前記トナー供給部材の直径Rsとが下記関係式(3)を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成方法。
3 ≦ Rs−Rd ≦ 6 (3) - 前記トナー担持体の直径Rdと前記トナー供給部材の直径Rsとがそれぞれ下記式(4)及び(5)を満足することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成方法。
10 ≦ Rd ≦ 14 (4)
12 ≦ Rs ≦ 17 (5) - 前記トナー粒子100質量部に対する前記外添剤の添加量が1.0〜3.0質量部であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記シリコーンオイルで処理されたシリカ微粉末の添加量が、トナー粒子100質量部に対して0.5〜3.0質量部であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記外添剤が、BET比表面積が100m2/g以下の外添剤を含有していることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の画像形成方法。
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