JP5020756B2 - 画像形成方法 - Google Patents
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Description
前記トナー担持体のMD−1硬度が20以上60以下であり、
前記トナーが、結着樹脂、着色剤及び離型剤を少なくとも含有するトナー粒子と樹脂粒子と無機微粉体とを有するトナーであって、
前記樹脂粒子の重量平均径(D4r)が2μm以上40μm以下であり、且つ
微小圧縮試験機における前記樹脂粒子の1粒子に負荷速度9.8×10-5N/secで荷重2.0×10-4Nを負荷したときの変位量をX20(μm)とし、負荷速度9.8×10-5N/secで荷重9.8×10-4Nを負荷した後に除荷した際の弾性変位量をY(μm)としたとき、下記式(1)及び(2)
0.15≦X20≦0.90 (1)
0.20≦Y≦0.85 (2)
であることが、上記課題を解決する必須事項であることを見いだし本発明に至った。
前記トナー担持体のMD−1硬度が20以上60以下であり、
前記トナーが、結着樹脂、着色剤、離型剤を少なくとも含有するトナー粒子と樹脂粒子と無機微粉体とを有するトナーであって、
前記樹脂粒子の重量平均径(D4r)が2μm以上40μm以下であり、且つ
微小圧縮試験機における前記樹脂粒子の1粒子に負荷速度9.8×10-5N/secで荷重2.0×10-4Nを負荷したときの変位量をX20(μm)とし、負荷速度9.8×10-5N/secで荷重9.8×10-4Nを負荷した後に除荷した際の弾性変位量をY(μm)としたとき、
0.15≦X20≦0.90
0.20≦Y≦0.85
であることが、上記課題を解決するために必須となる。
本発明の画像形成装置に用いられるトナー担持体は、その断面構造の一例を図1に示すように、良導電性シャフト1の外周に導電性弾性層2を有する構成とすることができる。この導電性弾性層2のMD−1硬度が20以上60以下である必要がある。
で示されるユニットが、用いられるポリエーテルポリオールに含まれることが好ましい。このとき、式(1)、式(2)、式(3)で示されるユニットが全て1分子中に含まれるポリエーテルポリオール、または式(1)、式(2)、式(3)で示されるユニットが1分子中に少なくとも一種類以上含まれるポリエーテルポリオールのうちいずれでも用いることができるが、ウレタンの原材料として用いるポリエーテルポリオールは必ず式(1)、式(2)、式(3)で示されるユニットを全て含むようになるように調整することが好ましい。
本発明に用いられるトナー粒子は、どのような手法を用いて製造されても構わないが、懸濁重合法、乳化重合法、懸濁造粒法の如き、水系媒体中で造粒する製造法によって得ることが好ましい。
本発明のトナーに用いられる重合開始剤としては、以下のものが挙げられる。2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、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、アゾビスイソブチロニトリルの如きアゾ系又はジアゾ系重合開始剤;ベンゾイルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、tert−ブチル−パーオキシピバレートの如き過酸化物系重合開始剤。
本発明の画像形成方法に用いられるトナー供給ローラを詳しく説明する。トナー供給ローラとしては、芯金としての良導電性シャフトと、その外周に形成された発泡弾性層を備え、該発泡弾性層が、シリコーンとポリエーテルの共重合体を含有するトナー供給ローラを好適に用いることができる。
本発明における樹脂粒子の微小圧縮の測定は超微小硬度計ENT1100(エリオニクス社製)を用いて行った。具体的な測定方法としては、セラミックセル上にトナーを塗布し、樹脂粒子がセル上に分散するように微小なエアーを吹き付ける。そのセルを装置にセットして測定した。
本発明におけるトナーの100℃時の測定は、高架式フローテスター(島津製作所製 フローテスターCFT−500型)を用いて行った。具体的な測定方法としては、荷重9.807×105Pa、ダイ径1.0mmを用い、昇温速度3.0℃/minで連続的に加熱したときのプランジャーの降下量を測定した。得られたデータより100℃時の粘度を求めた。
本発明におけるトナー担持体のMD−1硬度はマイクロゴム硬度計MD−1型、TypeA(高分子設計社製)を用いて常温常湿(23℃、55%RH)の環境中に5時間放置したトナー担持体に対して、中心部分付近を5点に渡って測定し、その平均値により求めた。
スチレン単量体100部に対して、C.I.Pigment Blue15:3を16.5部、ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のアルミ化合物〔ボントロンE88(オリエント化学工業社製)〕を3.0部用意した。これらを、アトライター(三井鉱山社製)に導入し、半径1.25mmのジルコニアビーズ(140部)を用いて200rpmにて25℃で180分間撹拌を行い、マスターバッチ分散液1を調製した。
・マスターバッチ分散液1 40部
・スチレン単量体 28部
・n−ブチルアクリレート単量体 18部
・低分子量ポリスチレン 20部
(Mw=3,000、Mn=1,050、Tg=55℃)
・炭化水素系ワックス 9部
(フィッシャートロプシュワックス、最大吸熱ピーク=78℃、Mw=750)
・ポリエステル樹脂 5部
(テレフタル酸:イソフタル酸:プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA(2モル付加物):エチレンオキサイド変性ビスフェノールA(2モル付加物)=30:30:30:10の重縮合物、酸価11、Tg=74℃、Mw=11,000、Mn=4,000)
上記材料を65℃に加温し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、5,000rpmにて均一に溶解し分散した。これに、重合開始剤1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエートの70%トルエン溶液7.0部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
・結着樹脂 100部
[スチレン−n−ブチルアクリレート共重合樹脂(Mw=30,000、Tg=62℃)]
・C.I.Pigment Blue15:3 5部
・ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のアルミ化合物 3部
〔オリエント化学工業社製:ボントロンE88〕
・エステルワックス 6.0部
(ベヘン酸ベヘニル:最大吸熱ピーク=72℃、Mw=700)
得られたトナー粒子(1)100部に対し、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体1.0部(数平均一次粒子径:7nm)及びウレタン粒子(アートパールC800)0.5部をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で5分間乾式混合して、トナーAを得た。得られたトナーAの物性を表2に示す。
トナー製造例1において、ウレタン粒子(アートパールC800)をウレタン粒子(アートパールC400)に変更すること以外はトナー製造例1と同様にして、トナーBを得た。得られたトナーBの物性を表2に示す。
トナー製造例1において、ウレタン粒子(アートパールC800)をアクリル粒子(MX1000)に変更すること以外はトナー製造例1と同様にして、トナーCを得た。得られたトナーCの物性を表2に示す。
トナー製造例1において、ウレタン粒子(アートパールC800)をウレタン粒子(アートパールCF600T)に変更すること以外はトナー製造例1と同様にして、トナーDを得た。得られたトナーDの物性を表2に示す。
トナー製造例1において、ウレタン粒子(アートパールC800)をウレタン粒子(アートパールC200)に変更すること以外はトナー製造例1と同様にして、トナーEを得た。得られたトナーEの物性を表2に示す。
トナー製造例1において、ウレタン粒子(アートパールC800)を分級してD4rが3.2μmとした樹脂粒子に変更すること以外はトナー製造例1と同様にして、トナーFを得た。得られたトナーFの物性を表2に示す。
トナー製造例1において、ウレタン粒子(アートパールC800)をウレタン粒子(アートパールC800)0.25部、ウレタン粒子(アートパールC400)0.25部、に変更すること以外はトナー製造例1と同様にして、トナーGを得た。得られたトナーGの物性を表2に示す。
トナー製造例1において、ウレタン粒子(アートパールC800)の添加量を0.05部に変更すること以外はトナー製造例1と同様にして、トナーHを得た。得られたトナーHの物性を表2に示す。
トナー製造例1において、ウレタン粒子(アートパールC800)の添加量を5.5部に変更すること以外はトナー製造例1と同様にして、トナーIを得た。得られたトナーIの物性を表2に示す。
トナー製造例1において、トナー粒子(1)をトナー粒子(4)に変更すること以外はトナー製造例1と同様にして、トナーJを得た。得られたトナーJの物性を表2に示す。
トナー製造例1において、トナー粒子(1)をトナー粒子(2)に変更すること以外はトナー製造例1と同様にして、トナーKを得た。得られたトナーKの物性を表2に示す。
トナー製造例1において、トナー粒子(1)をトナー粒子(3)に変更すること以外はトナー製造例1と同様にして、トナーLを得た。得られたトナーLの物性を表2に示す。
トナー製造例1において、ウレタン粒子(アートパールC800)をウレタン粒子(アートパールC100)に変更すること以外はトナー製造例1と同様にして、トナーIを得た。得られたトナーIの物性を表2に示す。
トナー製造例1において、ウレタン粒子(アートパールC800)をアクリル粒子(CX1000)に変更すること以外はトナー製造例1と同様にして、トナーIIを得た。得られたトナーIIの物性を表2に示す。
トナー製造例1において、ウレタン粒子(アートパールC800)をアクリル−ウレタン粒子(EBA100B)に変更すること以外はトナー製造例1と同様にして、トナーIIIを得た。得られたトナーIIIの物性を表2に示す。
(弾性層の製造)
ビニル末端を有するポリジメチルシロキサン100部、カーボンブラック10部及び珪素原子結合水素原子を有するポリジメチルシロキサン100部をロールにより均一分散するまで混練りし、接着剤が塗布された軸芯体がセットされたパイプ形状の金型中にこの混合材料を注入した。その後この金型を熱盤で挟みながら120℃、30分、200kg/cm2にて架橋し、冷却した後パイプ金型から脱型し、次いで、200℃で4時間熱風乾燥炉中、2次硬化して弾性体ローラを得た。なお、軸芯体としては予め表面に厚さ2μmの無電解ニッケルメッキを施したSUS製棒を用いた。
ウレタン樹脂を固形分4質量%(NCO/OH=1.0)となるよう調整したメチルエチルケトン溶液に、カーボンブラックを、樹脂成分100部に対し15部を攪拌分散して塗工液(液体粘度20m・pa・s)を得た。この溶液中に上記で得た弾性体ローラを浸漬し、ついで引き上げて乾燥させて塗工液を塗布し、次いで160℃にて2時間加熱処理して、導電化された樹脂層が弾性層の外周に設けられたトナー担持体Aを得た。得られたトナー担持体Aの物性を表3に示す。
トナー担持体製造例1において、ウレタン固形分を5%に変更すること以外はトナー担持体製造例1と同様にして、トナー担持体Bを得た。得られたトナー担持体Bの物性を表3に示す。
トナー担持体製造例1において、ウレタン固形分を10%に変更すること以外はトナー担持体製造例1と同様にして、トナー担持体Cを得た。得られたトナー担持体Cの物性を表3に示す。
トナー担持体製造例1において、ウレタン固形分を1%に変更すること以外はトナー担持体製造例1と同様にして、トナー担持体Dを得た。得られたトナー担持体Dの物性を表3に示す。
トナー担持体製造例1において、ウレタン固形分を20%に変更すること以外はトナー担持体製造例1と同様にして、トナー担持体αを得た。得られたトナー担持体αの物性を表3に示す。
トナー担持体製造例1において、ウレタン樹脂のNCO/OHを0.8に変更すること以外はトナー担持体製造例1と同様にして、トナー担持体βを得た。得られたトナー担持体βの物性を表3に示す。
次に、本発明に用いることのできるトナー供給ローラの作製例を以下に示す。ポリオール(商品名:FA908、三洋化成工業社製)90部、ポリオール(商品名:POP34−28、三洋化成工業社製)10部、TOYOCAT−ET(東ソー株式会社製商品名、第3級アミン触媒)0.1部、TOYOCAT−L33(東ソー株式会社製商品名、第3級アミン触媒)0.5部、水(発泡剤)2.5部、シリコーンとポリエーテル共重合体としてSH190(東レダウコーニングシリコーン社製商品名)1部を予め混合した。その後、この混合物にポリイソシアネートとしてコロネート1021(日本ポリウレタン工業)を24部加えて、混合攪拌し、次いで、上記成形型にて発泡成形することにより外径5mm芯金の周りに、厚さ4.5mmのポリウレタンスポンジからなる発泡弾性層を一体的に形成せしめてなるトナー供給ローラを作製した。
画像評価は、市販のカラーレーザープリンタ HP Color LaserJet 4700dn(HP社製)を一部改造して評価を行った。改造はプロセススピードを200mm/secに変更し、定着温度を任意の温度に設定できるようにした。さらに、一色のプロセスカートリッジだけの装着でも作動するよう改良した。
解像性は、潜像電界によって電界が閉じやすく、再現しにくい600dpiにおける小径孤立1ドットの再現性によって評価した。
A:100個中の欠損が5個未満
B:100個中の欠損が5個以上10個未満
C:100個中の欠損が10個以上20個未満
D:100個中の欠損が20個以上
初期、4万枚のプリントアウト試験終了後、ベタ部分の画像濃度により評価した。尚、画像濃度の測定は「マクベス反射濃度計 RD918」(マクベス社製)を用いて、原稿濃度が0.00の白地部分のプリントアウト画像に対する相対濃度を測定した。転写材としては、A4サイズのCLC用紙(キヤノン社製、80g/m2)を用いた。
A:1.40以上
B:1.35以上、1.40未満
C:1.00以上、1.35未満
D:1.00未満
初期、4万枚のプリントアウト試験終了後、転写紙(75g/m2、A4サイズ紙)にHT画像(トナーの載り量:0.6mg/cm2)の画像をプリントアウトし、現像スジの数で評価した。
A:未発生
B:1個所以上、3個所以下
C:4個所以上、6個所以下
D:7個所以上、あるいは幅0.5mm以上のスジ
「REFLECTOMETER MODEL TC−6DS」(東京電色社製)で、プリントアウト画像の非画像部の反射率(%)を測定する。得られた反射率を、同様にして測定した未使用のプリントアウト用紙(標準紙)の反射率(%)から差し引いた数値(%)を用いて評価した。数値が小さい程、画像カブリが抑制されていることになる。転写材としては、LETTERサイズのXEROX 4024用紙(XEROX社製、75g/m2)を用いた。
A:0.5未満
B:0.5以上、1.0未満
C:1.0以上、3.0未満
D:3.0以上
定着温度170℃でベタ画像(トナーの載り量:0.6mg/cm2)をPG−3D(日本電色工業製)を用いてグロス値の測定を行った。
A:グロス30以上40未満
B:グロス20以上30未満
C:グロス15から20未満
D:グロス15未満
4万枚のプリントアウト試験終了後、トナー担持体を取り外しエアーでトナーを吹き飛ばした後、メンディングテープ(住友スリーエム社製)でトナー担持体をテーピングし融着物を引き剥がし、「マクベス反射濃度計 RD918」(マクベス社製)を用いて測定、未使用のメンディングテープの値から差し引いた数値(%)を用いて評価した。
A:0.0%未満
B:0.02%以上、0.04%未満
C:0.04%以上、0.06%未満
D:0.06%以上
トナー担持体AとトナーAを用いて評価を行なった。その結果、各項目において良好な結果が得られた。評価結果を表4に示す。
トナー担持体BとトナーAを用いて評価を行なった。その結果、各項目において良好な結果が得られた。評価結果を表4に示す。
トナー担持体CとトナーAを用いて評価を行なった。その結果、フィルミングが若干悪くなったものの問題となるレベルではなかった。評価結果を表4に示す。
トナー担持体DとトナーAを用いて評価を行なった。その結果、各項目において概ね良好な結果が得られた。評価結果を表4に示す。
トナー担持体AとトナーBを用いて評価を行なった。その結果、各項目において概ね良好な結果が得られた。評価結果を表4に示す。
トナー担持体AとトナーCを用いて評価を行なった。その結果、各項目において概ね良好な結果が得られた。評価結果を表4に示す。
トナー担持体AとトナーDを用いて評価を行なった。その結果、各項目において概ね良好な結果が得られた。評価結果を表4に示す。
トナー担持体AとトナーEを用いて評価を行なった。その結果、カブリが若干悪くなったものの問題となるレベルではなかった。評価結果を表4に示す。
トナー担持体AとトナーFを用いて評価を行なった。その結果、フィルミングが若干悪くなったものの問題となるレベルではなかった。評価結果を表4に示す。
トナー担持体AとトナーGを用いて評価を行なった。その結果、カブリが若干悪くなったものの問題となるレベルではなかった。評価結果を表4に示す。
トナー担持体AとトナーHを用いて評価を行なった。その結果、フィルミングが若干悪くなったものの問題となるレベルではなかった。評価結果を表4に示す。
トナー担持体AとトナーIを用いて評価を行なった。その結果、カブリが若干悪くなったものの問題となるレベルではなかった。評価結果を表4に示す。
トナー担持体AとトナーJを用いて評価を行なった。その結果、各項目において概ね良好な結果が得られた。評価結果を表4に示す。
トナー担持体AとトナーKを用いて評価を行なった。その結果、現像スジが若干悪くなったものの問題となるレベルではなかった。評価結果を表4に示す。
トナー担持体AとトナーLを用いて評価を行なった。その結果、定着グロスが若干悪くなったものの問題となるレベルではなかった。評価結果を表4に示す。
トナー担持体αとトナーAを用いて評価を行なった。その結果、フィルミングが著しく悪化した。評価結果を表4示す。
トナー担持体βとトナーAを用いて評価を行なった。その結果、現像性が著しく悪化した。評価結果を表4示す。
トナー担持体AトナーI用いて評価を行なった。その結果、フィルミング、カブリが著しく悪化した。評価結果を表4に示す。
トナー担持体AとトナーIIを用いて評価を行なった。その結果、現像スジが著しく悪化した。評価結果を表4に示す。
トナー担持体AとトナーIIIを用いて評価を行なった。その結果、解像性が著しく悪化した。評価結果を表4に示す。
2:導電性弾性層
3:導電性樹脂層
21:感光ドラム
22:帯電部材
23:レーザー光
24:現像装置
25:現像ローラ
26:現像剤供給ローラ
27:現像ブレード
28:現像剤
29:転写ローラ
30:クリーニングブレード
31:廃現像剤容器
32:定着装置
33:紙
34:現像容器
Claims (7)
- 静電潜像担持体の表面にトナー担持体上のトナーを接触させ、トナー担持体が担持するトナーによって静電潜像担持体の表面の静電潜像を現像する画像形成方法において、
前記トナー担持体のMD−1硬度が20以上60以下であり、
前記トナーが、結着樹脂、着色剤及び離型剤を少なくとも含有するトナー粒子と樹脂粒子と無機微粉体とを有するトナーであって、
前記樹脂粒子の重量平均径(D4r)が2μm以上40μm以下であり、且つ
微小圧縮試験機における前記樹脂粒子の1粒子に負荷速度9.8×10-5N/secで荷重2.0×10-4Nを負荷したときの変位量をX20(μm)とし、負荷速度9.8×10-5N/secで荷重9.8×10-4Nを負荷した後、除荷した際の弾性変位量をY(μm)としたとき、下記式(1)及び(2)
0.15≦X20≦0.90 (1)
0.20≦Y≦0.85 (2)
を満たすことを特徴とする画像形成方法。 - 前記トナーのフローテスターにおける100℃時の粘度が10000以上45000Pa・s以下であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
- 前記トナー粒子の重量平均径(D4t)と、前記樹脂粒子の重量平均径(D4r)の比、D4t/D4rが0.5以上3.0以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成方法。
- 前記トナーが、前記樹脂粒子をトナー粒子100質量部あたり0.1質量部以上5.0質量部以下で有していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記樹脂粒子の重量平均粒径(D4r)と個数平均粒径(D1r)の比(D4r/D1r)が1.7以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記樹脂粒子がウレタン架橋樹脂で形成されている粒子であることを特徴とする請求項1乃至5のずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記X20(μm)と前記Y(μm)が、下記式(3)及び(4)
0.20≦X20≦0.80 (3)
0.30≦Y<0.75 (4)
を満たすことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成方法。
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