JP5079289B2 - 画像形成方法及び装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、トナーを数μm以下まで小粒径化すると、トナーと感光体との間に働くファンデルワールス力等の非静電的付着力が自重に対して増すため、感光体からの離型性が悪くなり、ブレードクリーニングされにくくなる。
また、球形化したトナーは、ゴムブレードのエッジに引っかからずに転がってしまうため、感光体とゴムブレードの間をすり抜けやすく、同じようにブレードクリーニングが困難となっている。
不定形トナーのクリーニング性と球形トナーの転写性を両立させたトナーとして、不定形トナーと球形トナーとを球形トナーの比率が20%以下で混在させたトナーが提案されている(特許文献2参照。)。しかしながら、このトナーでは、球形トナーの比率が少なく、したがって、転写率は球形トナーよりも低下する結果となっている。
「(1) 少なくとも、像担持体上の静電潜像を2成分現像剤で現像する工程、該像担持体上のトナーをクリーニングブレードによりクリーニングする工程を含む画像形成方法において、前記現像工程で使用される現像剤は、初期現像剤に含まれるトナーの重量平均粒径は補給用トナーより小さく、かつ、初期現像剤に含まれるトナーの重量平均粒径は4.0〜7.0μmで、補給トナーの重量平均粒径は5.0〜9.5μmであるものであり、該現像剤のキャリアに対する初期現像剤のトナー被覆率は55〜75%であることを特徴とする画像形成方法。
(2) 前記現像工程で使用される初期現像剤に含まれるトナーの平均円形度は0.93以下であることを特徴とする前記第(1)項に記載の画像形成方法。
(3) 前記クリーニング工程で回収されたトナーを現像工程の現像剤に戻して再使用するトナーリサイクル工程を含むことを特徴とする前記第(1)項または第(2)項に記載の画像形成方法。
(4) 前記現像工程で使用される初期現像剤に含まれるトナーは、表面に荷電制御剤を含有してなり、該荷電制御剤が、アゾ金属錯体化合物、4級アンモニウム塩、含フッ素4級アンモニウム塩、サリチル酸金属錯体化合物からなる群から選択されたものであることを特徴とする前記第(3)項に記載の画像形成方法。
(5) 前記現像工程で使用される補給用トナーのトナー粒子は、重量平均粒径が5.0〜9.5μmで、重量平均粒径(D4)と個数平均粒径(Dn)との比(D4/Dn)が1.00〜1.40の範囲にあることを特徴とする前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(6) 前記現像工程で使用される補給用トナーのトナー粒子は、平均円形度が0.94以上であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(5)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(7) 前記現像工程で使用される補給用トナーのトナー粒子は、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあることを特徴とする前記第(1)項乃至第(6)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(8) 前記現像工程で使用される補給用トナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で液滴状に分散・乳化処理し、架橋及び/又は伸長反応させて得られたものであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(7)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(9) 前記現像工程で使用される補給用トナーのトナー粒子は、略球形状であり、その形状が長軸r1、短軸r2、厚さr3で規定され(但し、r1≧r2≧r3とする。)、長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲にあり、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にあることを特徴とする前記第(1)項乃至第(8)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(10) 前記現像工程は単一の像担持体上で複数色のトナーに対応して複数回行われ、各現像工程終了後、順次被転写体上にトナー像を転写して重畳する転写工程を有することを特徴とする前記第(3)項乃至第(9)のいずれかに記載の画像形成方法。
(11) 単一もしくは複数の像担持体上で形成された複数色のトナー像を中間転写体上に転写する一次転写工程と、該中間転写体上のトナーを、クリーニングブレードを用いてクリーニングする工程とを含むことを特徴とする前記第(3)乃至第(9)のいずれかに記載の画像形成方法。
(12) 前記現像手段で使用される初期現像剤に含まれるトナーのトナー粒子の重量平均粒径は4.0〜7.0μmであることを特徴とする前記第(10)または第(11)項に記載の画像形成方法。
(13) 前記現像手段で使用される初期現像剤に含まれるトナーのトナー粒子の平均円形度は0.93以下であることを特徴とする前記第(10)項または第(11)項に記載の画像形成方法。
(14) 少なくとも、像担持体上の静電潜像を2成分現像剤で現像するための現像手段と、該像担持体上のトナーをクリーニングブレードによりクリーニングするクリーニングする手段を有する画像形成装置において、前記現像手段で使用される現像剤は、初期現像剤に含まれるトナーの重量平均粒径は補給用トナーより小さく、かつ、初期現像剤に含まれるトナーの重量平均粒径は4.0〜7.0μmで、補給トナーの重量平均粒径は5.0〜9.5μmであるものであり、該現像剤のキャリアに対する初期現像剤のトナー被覆率は55〜75%であり、前記現像手段は単一の前記像担持体上で複数色のトナーに対応して複数設けられ、各現像終了後、順次被転写体上にトナー像を転写して重畳する転写手段をさらに有することを特徴とする画像形成装置。
(15) 少なくとも、像担持体上の静電潜像を2成分現像剤で現像するための現像手段と、該像担持体上のトナーをクリーニングブレードによりクリーニングするクリーニングする手段を有する画像形成装置において、前記現像手段で使用される現像剤は、初期現像剤に含まれるトナーの重量平均粒径は補給用トナーより小さく、かつ、初期現像剤に含まれるトナーの重量平均粒径は4.0〜7.0μmで、補給トナーの重量平均粒径は5.0〜9.5μmであるものであり、該現像剤のキャリアに対する初期現像剤のトナー被覆率は55〜75%であり、単一もしくは複数の前記像担持体上で形成された複数色のトナー像を中間転写体上に転写する一次転写手段と、該中間転写体上のトナーを、クリーニングブレードを用いてクリーニングするクリーニング手段とさらに有することを特徴とする画像形成装置。
1.大きい粒子を使用して塞き止めるのにかえて、初期剤のトナー粒径は補給トナーより小さくして、クリーニングブレード先端に小さいトナー粒子を詰め込んでおいて、転写工程で転写されなかった補給トナー(初期剤のトナー粒径<補給トナーの粒径)を塞き止める。「小粒径トナーでブレード先端を詰めると感光体とブレード先端での隙間があきにくい」のでクリーニングブレード先端からトナーがすり抜ける機会が極めて少なくクリーニング性を良好に保つことが確認できる。本発明はこのような理念を基礎としたものである。また、現像剤のキャリアに対する初期現像剤のトナー被覆率は55〜75%である。初期剤のトナー粒径は小さいのでトナーの表面積が大きくなって、キャリアとの撹拌によりQ/Mが高くなる。そのためにQ/Mが高くなるのに伴って、画像濃度は低くなる。また、トナーの転写性が悪くなる。この画像濃度が低くならないようにすると共に、トナーの転写性も良くするためにキャリアに対する初期現像剤のトナー被覆率は55〜75%に設定する。トナー被覆率が55%未満ではトナー飛散、地汚れは問題ないが画像濃度は低くなる。また、トナー転写性がよくない。しかし、トナー被覆率が75%を超えると画像濃度は高くなるが、キャリアと帯電しきれない浮遊トナーが多くなり、トナー飛散、地汚れが発生して画像品質が著しく劣ってしまう。通常の初期剤のキャリアに対するトナーの被覆率は40〜50%に程度に設定されている。初期剤のトナー粒径を小さくしたのに伴い、トナー被覆率は55〜75%のように高く設定する。尚、本発明において、キャリアに対するトナーの被覆率は特許第3493473号を参照して下記の式(A)より求めた。
・ρ1=トナーの真比重
・ρ2=キャリアの真比重
・r1=トナーの体積平均粒径(μm)
・r2=キャリアの体積平均粒径
上式(A)中の(100−TC)はキャリア量に相当する。
2.現像工程で使用される初期現像剤に含まれるトナーの重量平均粒径は4.0〜7.0μmで、補給トナーの重量平均粒径は5.0〜9.5μmで、クリーニング性及び画像品質がより良好になる。
3.初期現像剤に含まれるトナーの平均円形度は0.93以下にしてトナーのすり抜けを防止すると、クリーニング性及び画像品質がより良好になる。
4.クリーニング工程で回収されたトナーを現像工程の現像剤に戻して再使用するトナーリサイクル工程を含み、廃棄トナーは極力、減らすようにすることが好ましい。
5.初期現像剤に含まれるトナーは、表面に荷電制御剤を含有してなり、該荷電制御剤が、アゾ金属錯体化合物、4級アンモニウム塩、含フッ素4級アンモニウム塩、サリチル酸金属錯体化合物を含有すると、画像品質がより良好になる。
6.現像工程で使用される補給用トナーのトナー粒子は、重量平均粒径が5.0〜9.5μmで、重量平均粒径(D4)と個数平均粒径(Dn)との比(D4/Dn)が1.00〜1.40の範囲にあることで、画像品質がより良好になる。
7.現像工程で使用される補給用トナーは、トナー粒子の平均円形度が0.94以上であると、画像品質がより良好になる。
8.現像工程で使用される補給用トナーは、トナー粒子の形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあることで、画像品質がより良好になる。
9.現像工程で使用される補給用トナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で液滴状に分散・乳化処理し、架橋及び/又は伸長反応させて得られたものであることで画像品質がより良好になる。
10.現像工程で使用される補給用トナーのトナー粒子は、略球形状であり、その形状が長軸r1、短軸r2、厚さr3で規定され(但し、r1≧r2≧r3とする。)、長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲にあり、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にあることで、画像品質がより良好になる。
11.現像工程は単一の像担持体上で複数色のトナーに対応して複数回行われ(または、単一の像担持体上で複数色のトナーに対応して複数の現像手段を有し)、各現像の終了後、順次被転写体上にトナー像を転写して重畳する転写工程(または転写手段)を有することで、クリーニング性及び画像品質がより良好になる。
12.単一もしくは複数の像担持体上で形成された複数色のトナー像を中間転写体上に転写する一次転写工程(又は一次転写手段)と、該中間転写体上のトナーはクリーニングブレードを用いてクリーニングする工程(またはクリーニング手段)を有することで、クリーニング性及び画像品質が良好になる。
13.現像手段で使用される初期現像剤に含まれるトナー粒子の重量平均粒径は4.0〜7.0μmであることで、クリーニング性及び画像品質がより良好になる。
14.現像手段で使用される初期現像剤に含まれるトナーのトナー粒子の平均円形度は0.93以下であることで、クリーニング性及び画像品質が良好になる。
図1は、本発明の第一の実施形態である画像形成装置の概略構成図である。像担持体としての感光体ドラム(1)の周囲に、感光体ドラム(1)表面を帯電するメインチャージャ(2)、感光体ドラム(1)表面に形成された静電潜像を現像する現像手段(4)、感光体ドラム(1)上のトナー像を転写紙に転写する際、転写紙を帯電させる転写チャージャ(5a)、トナー像が転写された転写紙を感光体ドラム(1)表面から分離するための帯電を行う分離チャージャ(5b)、感光体ドラム(1)上の残留トナーを清掃するクリーニング手段(8)が配置されている。
感光体ドラム(1)を帯電する手段としてコロナ方式のメインチャージャ(2)を示しているが、ローラ方式、ブラシ方式、ブレード方式等であってもよい。
また、帯電を施された感光体ドラム(1)の表面に露光光(L)を走査して静電潜像を形成する図示しない露光手段が備えられている。
転写手段としては、転写チャージャ(5a)及び分離チャージャ(5b)による転写紙と非接触の手段を用いているが、転写ローラ、転写ベルト等の転写紙と接触する手段を用いるものであっても良い。
さらに、トナー回収室(81)で回収されたトナーを現像手段(4)に戻してリサイクルすべく、トナーを搬送するトナー搬送部(7)が設けられている。トナー搬送部(7)内には、第1トナー搬送コイル(82)と同様の形状の第2トナー搬送コイル(71)が設けられている。
上記のように、クリーニング手段(8)、トナー搬送部(7)、リサイクルトナー用ホッパー(4c)、第2補給ローラ(45)、メッシュ(46)によりトナーリサイクル機構が構成され、クリーニング手段(8)で回収されたトナーをリサイクルできるようになっている。
上記構成において、感光体ドラム(1)は時計方向に回転し、メインチャージャ(2)による帯電、露光動作により、感光体ドラム(1)表面に静電潜像が形成され、現像手段(4)の現像ローラ(40)によりトナーが供給されて静電潜像に付着し、トナー像が形成される。次に、転写チャージャ(5a)、分離チャージャ(5b)によって感光体ドラム(1)上のトナー像を転写紙に転写した後、図示しない定着手段によって、トナー像を定着させ、排紙する。
感光体ドラム(1)上の静電潜像を緻密に現像するためには、トナーは小粒径、球形であるほうがよい。しかしながら、図1に示すように、クリーニング工程がクリーニングブレード(80)によって行われる場合、小粒径トナーは、クリーニングブレード(80)と感光体ドラム(1)表面との摩擦抵抗により、ブレードエッジが変形して生じるクリーニングブレード(80)と感光体ドラム(1)との間の空間に入り込みやすく、また、球形トナーは感光体ドラム(1)との摩擦力により転がりやすいため、クリーニングブレード(80)をすり抜けてしまい十分なクリーニング性能が得られないという不具合がある。
そこで、本発明の構成により、画像形成動作に従って、現像手段(4)の初期トナーが、重量平均粒径の大きい補給用トナーよりも先に、クリーニングブレード(80)のエッジに到達するようにしたものである。クリーニングブレード(80)のエッジに到達した初期トナーは、クリーニングブレード(80)と感光体ドラム(1)との間の空間に侵入して、粒径が小さいトナーによりブレード先端と感光体ドラム(1)間でトナー層を形成して後続のトナーのする抜けを防止する。これにより、随時現像タンク(4a)に補給されて感光体ドラム(1)上に現像され、感光体ドラム(1)の回転移動に伴ってクリーニングブレード(80)まで運ばれてくる。その際、ブレード先端と感光体ドラム(1)の間でトナー層を形成されているので転写工程で転写されなかったトナーが大粒径の補給用トナーであるのでクリーニングブレード(80)をすり抜けるのを防止することができる。
初期トナーのトナー粒子の重量平均粒径は、4.0〜7.0μmの範囲であることが好ましい。重量平均粒径が4.0μmよりも小さいと、クリーニングブレード(80)をすり抜けてしまうものもあり、後続の補給用トナーを塞き止める役割を十分果たすことができない。また、重量平均粒径が7.0μmを超えると、隙間なくトナーの層を形成できなくて、後続の補給用トナーを塞き止める役割を十分果たすことが困難になる。
測定機: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)
アパチャー径:100μm
電解液:アイソトンII(ベックマンコールター社製)
分散液:エマルゲン109P(花王社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテルHLB 13.6)5%電解液
分散条件:100mlビーカーに分散液5mlを入れてからその中へ測定試料10mgを添加する。そして、超音波分散機にて1分間分散させ、その後、電解液25mlを添加して超音波分散機にて、さらに1分間分散させる。
測定条件:100mlのビーカーに電解液70mlを入れる。そして、試料を分散した液を添加する。分散液を添加する濃度条件としては3万個の粒子を20秒間で測定し終える量の分散液を添加する。粒子の粒径は20秒間測定してその粒度分布を求める。得られた分布から、トナーの重量平均粒径(D4)、個数平均粒径を求めることができる。
トナー粒子の円形度は下記式(1)より得られた値を円形度と定義する。この円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナー粒子が完全な球形の場合1.00を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。
平均円形度が0.93〜1.00の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナー粒子同士、トナー粒子と感光体との接触面積が小さいために転写性に優れる。
トナー粒子に角がないため、現像手段内での現像剤の攪拌トルクが小さく、攪拌の駆動が安定するために異常画像が発生しない。
ドットを形成するトナーの中に、角張ったトナー粒子がいないため、転写で転写媒体に圧接する際に、その圧がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜けが生じにくい。
トナー粒子が角張っていないことから、トナー粒子そのものの研磨力が小さく、感光体、帯電部材等の表面を傷つけたり、磨耗させたりしない。
円形度は、東亜医用電子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。
具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水120ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.3ml加え、更に測定試料を0.3g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約3分間分散処理を行ない、分散液濃度を3000〜10000個/μlとして前記装置によりトナー粒子の形状を測定する。
個数基準で測定された粒子の個数頻度と粒径の関係の粒度分布に基づいた重量平均粒径(Dw)を算出する。重量平均粒径(Dw)は下式(B)から求める。
・nは各チャンネルに存在する粒子の総数
・チャンネルは粒径分布図における粒径範囲を等分に分割するための長さを表している。
粒径分布を測定する粒度分析計はマイクロトラック粒度分析計・モデルHRA 9320-X100(Honewell社製)を用いる。
・粒径範囲は:8〜100μm
・チャンネル長さ(幅):2μm
・屈折率:2.42
測定はブローオフ法で行う。その概要は円筒の両側に金網を張った金属製円筒からなるケージにトナーとキャリアからなる2成分現像剤を入れ、ファラデーゲージ内に金属製円筒ケージを水平にセットする。金属製円筒ケージの他端・ないし両端から圧縮ガスを吹きつけて、トナーとキャリアを分離する。金網の目開きはトナーが通過し、キャリアは通過できない目開きの大きさに選択する。帯電したトナーは金網の目を通過してケージの外へ吹き飛ばされるがキャリアはケージの中に残る。ケージ内のキャリアには帯電したトナーが持ち去ったものと等量で逆極性の電荷Qが残り、ケージに接続した静電容量Cのコンデンサーを充電する。コンデンサー両端の電圧Vを測定して、トナーの比帯電量(帯電量)を下記式(C)から求める。
・ファラデーケージの構成:2成分現像剤が入った金属製円筒からなるケージは接地した別の金属製円筒で完全に絶縁した構成になっている。
測定は東芝ケミカル(株)製のTB−200モデルを使用して測定する。
具体的には500メシュの金網(キャリア粒子が通過しない大きさに適宜変更することができる)を使用して測定する。測定条件は次のようである。
ブローガス:窒素
ブロー圧力:1kg/cm2
ブロー時間:40秒
測定現像剤量:0.3g
感光体ドラム(1)上に存在するトナーの中に含まれる初期トナーの割合を一定にするために、初期トナーは、以下のような構成であることが好ましい。
初期トナーが、平均円形度0.93以下の不定形トナーであることが、ブレードクリーニング性能の観点から好ましいことを述べたが、初期トナーのリサイクルの観点からも好ましいといえる。これは、不定形トナーの方が、球形に近いトナーに比べ感光体ドラム(1)表面との付着力が大きく転写されづらいため、転写工程を経た後も感光体ドラム(1)上に残存し、クリーニング工程に達するからである。不定形トナーが再び感光体ドラム(1)とクリーニングブレード(80)との空間に侵入し、ブレード先端と感光体ドラム(1)の間でトナー層を形成されているので転写工程で転写されなかったトナーが大粒径の補給用トナーであるのでクリーニングブレード(80)をすり抜けるのを防止することができる。
同様にして、初期トナーリサイクルの観点から、初期トナーは、現像手段(4)で摩擦帯電された後のトナー表面電位の緩和時間が短い方が好ましい。トナー表面電位の緩和時間が短いと、感光体ドラム(1)上に現像後、転写工程に至る過程でトナーの帯電量が減衰するため、転写されにくく、したがって感光体ドラム(1)上に残留する。
このようなトナーとしては、アゾ金属錯体化合物、4級アンモニウム塩、含フッ素4級アンモニウム塩、サリチル酸金属錯体化合物のいずれかの化合物を荷電制御剤としてトナー表面に含有するものが挙げられる。
離型剤をトナーに内包させる手法としては、懸濁重合、乳化重合、沈殿重合、分散重合、ソープフリー乳化重合及びシード重合等のトナー製造方法を用いて、離型剤を内部に含み表層部をポリマー等で形成した所謂カプセル状のトナーを形成する手法等が挙げられる。例えば、懸濁重合法を用いる場合においては、トナー材料である重合性単量体、及び着色剤、更に、重合開始剤、架橋剤、離型剤等を均一に溶解、分散し、トナー材料液とした後に、このトナー材料液は分散安定剤を含有する水相中に攪拌機を用いて分散させ、同時に重合を行わせる。
補給用トナーのトナー粒子は、重量平均粒径が5.0〜9.5μmで、重量平均粒径(D4)と個数平均粒径(Dn)との比(D4/Dn)が1.00〜1.40の範囲にあることが好ましい。このような粒径及び粒径分布を有するトナーとすることにより、耐熱保存性、低温定着性、耐ホットオフセット性のいずれにも優れ、とりわけフルカラー複写機などに用いた場合に画像の優れた光沢性が得られる。
一般的には、トナーの粒径は小さければ小さい程、高解像で高画質の画像を得るために有利であるが、逆に転写性やクリーニング性に対しては不利である。本発明の画像形成方法は、高解像で高画質の画像に関しては課題を残すが初期トナーとして補給用トナーよりも重量平均粒径の小さいトナーを用いてブレード先端に詰め込んでいるため、補給用トナーに対して、トナーのすり抜けがなく、長期にわたって安定した信頼性が高い良好なブレードクリーニング性能を発揮できる。また、Dv/Dnが1.40を超えると、帯電量分布が広くなり、解像力も低下するため好ましくない。
補給用トナーのトナー粒子の平均円形度は0.94以上であることが好ましい。平均円形度が0.94以上のトナーを用いることにより、ドット再現性が優れ、高い転写率を得ることができる。平均円形度が0.94未満では、トナーが球形から離れた形状になり、ドット再現性が悪くなり、また、潜像担持体としての感光体ドラム(1)への接触点が多くなるため離型性が悪くなり、転写率が低下する。
このように、平均円形度の高い球形に近いトナー粒子のトナーを用いる場合であっても、本発明の画像形成方法により、良好なブレードクリーニング性能を発揮できる。
形状係数SF−1は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(2)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−2の値が100の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF−2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡(S−800:日立製作所製)でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置(LUSEX3:ニレコ社製)に導入して解析して計算した。
一方、トナーの形状係数SF−1とSF−2はある程度大きいほうがクリーニングの余裕度が増すが、大きくなりすぎると、画像上にトナーが散ってしまい画像品位が低下する。このために、SF−1とSF−2は180を越えないほうが好ましい。
本発明で用いる着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、先に挙げた変性、未変性ポリエステル樹脂の他にポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及び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など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、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
このようなトナーの形状は角のある不定形である。そこで前記粉砕・分級トナーに対して、熱風または機械的エネルギーを付与することでトナー表面は角が取れて、不定形から限りなく球形トナーに近づくような処理を行っても良い。こうした形になるとトナー粒子の流動性が良くなる。その具体的な方法としては、以下の方法が挙げられる。
例えば、特開平09−085741号公報に記載されているようにターボミル(ターボ工業製)を用いた方法や、クリプトロン(川崎重工製)、Q型ミキサー(三井鉱山製)、ハイブリダイザー(奈良機械製)、メカノフィュージョン装置(ホソカワミクロン製等)で連続処理することにより、粉砕トナーの形状を球形化することが可能である。
例えば、サーフュージョンシステム(日本ニューマチック工業)を用いて、100〜300℃の熱風でトナー粒子表面を半溶融させることにより、粉砕トナーの形状を球形化することが可能である。
粉砕法によって得られたトナーをトナーが可塑性を持つような温度(200℃程度)の高温液体中に浸漬することによって、粉砕トナーのトナー粒子の形状を球形化することが可能である。
また、重合法によるトナーであると限りなく球形トナーに近いトナー粒子が得られる。例えば、懸濁重合法、乳化重合法、分散重合、界面重合、化学的処理による転相乳化法、溶解懸濁法、ポリエステルの伸長反応等によって作成したトナーであっても良い。
ポリエステルの伸長反応によるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で液滴状に分散・乳化処理し、架橋及び/又は伸長反応させて得られるトナーである。トナーの構成材料及び製造方法について説明する。この材料は必要に応じて粉砕法にも使用できる。
本発明に係るトナーはバインダ樹脂として変性ポリエステル(i)を含む。変性ポリエステル(i)としては、ポリエステル樹脂中にエステル結合以外の結合基が存在したり、またポリエステル樹脂中に構成の異なる樹脂成分が共有結合、イオン結合などで結合した状態をさす。具体的には、ポリエステル末端に、カルボン酸基、水酸基と反応するイソシアネート基などの官能基を導入し、さらに活性水素含有化合物と反応させ、ポリエステル末端を変性したものを指す。
多価アルコール化合物(PO)としては、2価アルコール(DIO)および3価以上の多価アルコール(TO)が挙げられ、(DIO)単独、または(DIO)と少量の(TO)との混合物が好ましい。2価アルコール(DIO)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上の多価アルコール(TO)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(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、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
2価アミン化合物(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上の多価アミン化合物(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記(B1)〜(B5)のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、(B1)および(B1)と少量の(B2)の混合物である。
アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2を超えたり1/2未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
変性ポリエステル(i)を得るためのポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との架橋及び/又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。
尚、生成するポリマーの分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用い測定することができる。
本発明においては、前記変性されたポリエステル(i)単独使用だけでなく、この(i)と共に、未変性ポリエステル(ii)をバインダ樹脂成分として含有させることもできる。(ii)を併用することで、低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。(ii)としては、前記(i)のポリエステル成分と同様な多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)との重縮合物などが挙げられ、好ましいものも(i)と同様である。また、(ii)は無変性のポリエステルだけでなく、ウレア結合以外の化学結合で変性されているものでもよく、例えばウレタン結合で変性されていてもよい。(i)と(ii)は少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、(i)のポリエステル成分と(ii)は類似の組成が好ましい。(ii)を含有させる場合の(i)と(ii)の重量比は、通常5/95〜80/20、好ましくは5/95〜30/70、さらに好ましくは5/95〜25/75、特に好ましくは7/93〜20/80である。(i)の重量比が5%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
(ii)のピーク分子量は、通常1000〜10000、好ましくは2000〜8000、さらに好ましくは2000〜5000である。1000未満では耐熱保存性が悪化し、10000を超えると低温定着性が悪化する。(ii)の水酸基価は5以上であることが好ましく、さらに好ましくは10〜120、特に好ましくは20〜80である。5未満では耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。(ii)の酸価は1〜5が好ましく、より好ましくは2〜4である。ワックスに高酸価ワックスを使用するため、バインダは低酸価バインダが帯電や高体積抵抗につながるので二成分系現像剤に用いるトナーにはマッチしやすい。
尚、ガラス転移点(Tg)は、示差走査熱量計によって測定することができる。
着色剤としては、公知の染料及び顔料が使用でき、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)、カドミュウムイエロー、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、カドミュウムレッド、カドミュ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、パラクロル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、ブリリアントカーンミン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、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
荷電制御剤の使用量は、バインダ樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダ樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電気的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
離型剤としては、融点が50〜120℃の低融点のワックスが、バインダ樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、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等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、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、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダ樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、5×10−3〜2μmであることが好ましく、特に5×10−3〜0.5μmであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5wt%であることが好ましく、特に0.01〜2.0wt%であることが好ましい。
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が5×10−2μm以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置(手段)内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。
酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が0.3〜1.5wt%の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
(トナーの製造方法)
1)着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が100℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、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などを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー100重量部に対し、通常0〜300重量部、好ましくは0〜100重量部、さらに好ましくは25〜70重量部である。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液100重量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。2000重量部を超えると経済的でない。
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
界面活性剤としては、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のアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
商品名としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族1級、2級もしくは2級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6−C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンS−121(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキンエ業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)などが挙げられる。
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が10〜90%の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子1μm、及び3μm、ポリスチレン微粒子0.5μm及び2μm、ポリ(スチレン−アクリロニトリル)微粒子1μm、商品名では、PB−200H(花王社製)、SGP(総研社製)、テクノポリマーSB(積水化成品工業社製)、SGP−3G(総研社製)、ミクロパール(積水ファインケミカル社製)等がある。
また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは40〜98℃である。
この反応は、分子鎖の架橋及び/又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)との反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能なものを用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。
これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
図3は、本発明に係るトナーの形状を模式的に示す図である。図3において、略球形状のトナーを長軸r1、短軸r2、厚さr3(但し、r1≧r2≧r3とする。)で規定するとき、本発明のトナーは、長軸と短軸との比(r2/r1)(図3(b)参照)が0.5〜1.0で、厚さと短軸との比(r3/r2)(図3(c)参照)が0.7〜1.0の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比(r3/r2)が1.0では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。
なお、r1、r2、r3は、走査型電子顕微鏡(SEM)で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。
以上によって製造されたトナーは、磁性キャリアを使用しない1成分系の磁性トナー或いは、非磁性トナーとしても用いることができる。
また、2成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いれば良く、磁性キャリアとしては、鉄、マグネタイト、Mn、Zn、Cu等の2価の金属を含むフェライトであって、重量平均粒径20〜100μmが好ましい。平均粒径が20μm未満では、現像時に感光体1にキャリア付着が生じやすく、100μmを越えると、トナーとの混合性が低く、トナーの帯電量が不十分で連続使用時の帯電不良等を生じやすい。また、Znを含むCuフェライトが飽和磁化が高いことから好ましいが、画像形成装置のプロセスにあわせて適宜選択することができる。磁性キャリアを被覆する樹脂としては、特に限定されないが、例えばシリコーン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、含フッ素樹脂、オレフィン樹脂等がある。その製造方法は、コーティング樹脂を溶媒中に溶解し、流動層中にスプレーしコア上にコーティングしても良く、また、樹脂粒子を静電気的に核粒子に付着させた後に熱溶融させて被覆するものであってもよい。被覆される樹脂の厚さは、0.05〜10μm、好ましくは0.3〜4μmがよい。
感光体ドラム(1)の下方には、感光体ドラム(1)上に形成されたトナー像を転写されて保持する中間転写ベルト(50)が配置されている。中間転写ベルト(50)は、支持ローラ(51)、(52)、(53)、(54)、(55)、(56)に張架支持される無端状のベルトである。中間転写ベルト(50)を介して感光体ドラム(1)と対向し圧接して配置される支持ローラ(51)は一次転写手段を兼ねており、図示しない電源より一次転写電圧が印加されて、感光体ドラム(1)上に形成された1色のトナー像が中間転写ベルト(50)上に転写される。
中間転写ベルト(50)の下方には、二次転写ベルト(62)が配置されている。二次転写ベルト(62)は、支持ローラ(63)、(64)、(65)に張架支持される無端状のベルトであり、図示しない接離機構により、中間転写ベルト上のトナー像と一次転写工程の間は、二次転写ベルト(62)は中間転写ベルト(50)と離間するようになっている。一次転写工程が終了し、中間転写ベルト(50)上にカラー画像が形成されると、二次転写ベルト(62)は中間転写ベルト(50)の支持ローラ(55)に支持された部分に圧接され、ニップを形成する。このニップ部に図示しない給紙手段より転写紙が搬送され、支持ローラ(63)に図示しない電源より二次転写電圧が印加されて、中間転写ベルト(50)上のカラー画像が転写紙に転写される。
カラー画像が転写された転写紙は、二次転写ベルト(62)に担持搬送されて、定着手段(9)にてその画像を定着される。
第一の実施形態と同様に、現像手段(4Bk)、(4C)、(4M)、(4Y)で最初に使用される初期トナーと、各現像手段(4)内のトナーの減少に従い随時補給される補給用トナーとは少なくとも粒径が異なるトナーであり、初期トナーよりも補給用トナーの方が重量平均粒径の大きいトナーとする。初期トナーと補給用トナーの詳細については、先に説明した通りであるので省略する。
第二の実施形態において、クリーニング手段(8)で回収されたトナーは現像手段(4Bk)に戻してリサイクルするように、回収タンク(4d)とトナー搬送部(7)とが得られた構成にしても良い。また、第二の実施形態においても、それぞれの現像手段4で使用された初期トナーがリサイクルされて感光体ドラム(1)上に再び供給され、大粒径の補給用トナーがクリーニングブレード(80)をすり抜けるのを防ぎ、良好なブレードクリーニング性能を保つ構成にしても良い。
更に、図4には図示しないが、中間転写ベルト(50)に備えられた中間転写ベルトクリーニング手段(57)で回収されたトナーを回収タンク(4d)に搬送するトナー搬送部を設けても良い。これにより、二次転写されずに中間転写ベルト(50)上に残留する初期トナーのリサイクルも可能となる。
潜像担持体としての感光体ドラム(1)の周囲に帯電手段としてのメインチャージャ(2)、現像手段(4)、クリーニング手段(8)等の電子写真プロセスを実行する各手段を備えた画像形成手段が、ブラック(Bk)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の4色に対応して4つ並列に配置されている。この画像形成手段の上部には、画像情報に基づいて感光体ドラム(1)を露光光により露光し静電潜像を形成する図示しない露光手段が設けられている。各画像形成手段では、各色の画像情報に基づき、各感光体ドラム(1)に静電潜像が形成され、その静電潜像を現像手段(4)により各色トナーで現像してトナー像が形成される。
各画像形成手段の各感光体ドラム(1)と対向する位置には、支持ローラ(52)、(53)、(54)に張架、支持された無端状のベルト部材からなる中間転写ベルト(50)が設けられている。中間転写ベルト(50)を介して感光体ドラム(1)と相対する位置には、各感光体ドラム(1)上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト(50)に転写する一次転写手段(51)がそれぞれ配置されている。中間転写ベルト(50)は図中矢印方向に回転駆動され、ベルトの移動に伴って、各感光体ドラム(1)上のトナー像が順次中間転写ベルト(50)上に転写されていく。感光体ドラム・ブラック(Bk)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)を通過した中間転写ベルト50上には、4色のトナー像が重なり合ったカラー画像が形成されている。
中間転写ベルト(50)の支持ローラ(53)によって支持されている部分には、二次転写ローラ(61)が圧接して設けられている。中間転写ベルト(50)と二次転写ローラ(61)とのニップに中間転写ベルト(50)上のカラー画像が到達すると、二次転写ローラ(61)に図示しない電源より二次転写電圧が印加されて、図示しない給紙手段より当該ニップ部に搬送されてくる転写紙に一括転写される。
カラー画像が転写された転写紙は搬送ベルト(66)に担持搬送され、定着手段(9)でそのカラー画像を紙上に定着される。
第三の実施形態においても第一の実施形態と同様に、現像手段(4Bk)、(4Y)、(4M)、(4C)で最初に使用される初期トナーと、各現像手段(4)内のトナーの減少に従い随時補給される補給用トナーとは少なくとも粒径が異なるトナーであり、初期トナーよりも補給用トナーの方が重量平均粒径の大きいトナーとする。初期トナーと補給用トナーの詳細については、先に説明した通りであるので省略する。
図5では図示していないが、各クリーニング手段(8)で回収されたトナーを同じ画像形成手段内の各現像手段(4)に戻すトナー搬送部を備え、それぞれの画像形成手段内でトナーがリサイクルされる構成にしても良い。トナーのリサイクル機構は、第一の実施形態と同様のものを用いることができる。このようにして、第三の実施形態においても、各現像手段(4)で使用された初期トナーがリサイクルされて各感光体ドラム(1)上に再び供給され、大粒径の補給用トナーがクリーニングブレード(80)をすり抜けるのを防ぎ、良好なブレードクリーニング性能を保つことができる。
また、図5では図示していないが、中間転写ベルト(50)に備えられた中間転写ベルトクリーニング手段(57)で回収されたトナーを現像手段(4Bk)に搬送するトナー搬送部を設けても良い。これにより、二次転写されずに中間転写ベルト(50)上に残留する初期トナーのリサイクルも可能となる。
実施例1
1)初期現像剤用ブラックトナー例A1
・結着樹脂:ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物テレフタル酸、コハク酸誘導体から合成されたポリエステル)
・荷電制御剤:サリチル酸亜鉛塩(ボントロンE84、オリエント化学) 2部
・離型剤:カルナウバワックス 3.5部
・着色剤:カーボンブラック(#44;三菱化学社製) 7.5部
上記の処方量をミキサーで予備混練した後、3本ロールミルで溶融混練を実施した。これを冷却後約0.5〜3mmに粗粉砕した後IDS2型ジェット粉砕機で粉砕した。その後、分級して重量平均粒径4.0μmのトナーを得た。トナー粒子の平均円形度は0.88であった。
前記トナー100重量部に対して、シリカ微粉体(R972;日本アエロジル社製)を1.1部、酸化チタン(MT−150A;テイカ社製)0.5部の割合で混合して初期現像剤用ブラックトナーA1を作製した。
下記処方によりコーティング液を調整した。
・シリコン樹脂SR2411(固形分20%・トーレダウコーニング社製) 450部
・トルエン 1200部
上記液を回転円盤型流動層コーティング装置に、平均粒径35μmのフェライトキャリア5kgと共に入れ、キャリアを被覆した。その後、250℃で2時間加熱して膜を熟成し、磁性キャリアを得た。
上記で得られたトナー及びキャリアの総量が1000gになるように磁性キャリアZ1が926g、ブラックトナーA1が74gをそれぞれ1Lの容器に入れて、ターブラー・シェーカー・ミキサー T2F型(株式会社シンマルエンタ−プライゼス社製)にて、回転数が46rpmで5分間の混合をしてトナー濃度が7.4%の初期現像剤を作製した。
・結着樹脂:ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物テレフタル酸、コハク酸誘導体から合成されたポリエステル)
・荷電制御剤:サリチル酸亜鉛塩(ボントロンE84、オリエント化学) 2部
・離型剤:カルナウバワックス 3.5部
・着色剤:カーボンブラック(#44;三菱化学社製) 7.5部
上記の処方量をミキサーで予備混練した後、3本ロールミルで溶融混練を実施した。これを冷却後約0.5〜3mmに粗粉砕した後IDS2型ジェット粉砕機で粉砕した。その後、分級して重量平均粒径6.7μmのトナーを得た。このトナーは丸くするために奈良機械製ハイブリタイザーにより12000回転で10分間の機械的処理をしてトナー粒子の平均円形度が0.95のトナーを得た。
前記トナー100重量部に対して、シリカ微粉体(R972;日本アエロジル社製)を0.8部、酸化チタン(MT−150A;テイカ社製)0.4部の割合で混合して補給用ブラックトナーA2を作製した。
図1の装置に現像剤及び補給トナーをセットする。また、下記のように設定して、50000枚の通紙テストをした。その結果は表1である。
1.感光体線速:230mm/sec
2.感光体の表面電位は現像領域で380V
3.感光体と現像スリーブの距離:0.4mm
4.現像スリーブは感光体の線速の1.7倍で回転する。
5.現像スリーブのドクターギャップ:0.5mm
6.定着温度:165℃に設定
7.2成分現像剤のトナー濃度制御は感光体上に基準濃度パターンの静電潜像を形成して、この静電潜像を現像して、基準濃度パターンの可視像を形成した後、この可視像の反射光を光検出素子で検出する。その検出値に基ずいて、その検出値と基準値とを比較して、その比較結果に応じたトナー濃度制御信号を出力して、現像部のトナー濃度(トナー補給)を制御する方式でおこなう。
1)初期現像剤用ブラックトナー例A3
・結着樹脂:ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物テレフタル酸、コハク酸誘導体から合成されたポリエステル)
・荷電制御剤:サリチル酸亜鉛塩(ボントロンE84、オリエント化学) 2部
・離型剤:カルナウバワックス 3.5部
・着色剤:カーボンブラック(#44;三菱化学社製) 7.5部
上記の処方量をミキサーで予備混練した後、3本ロールミルで溶融混練を実施した。これを冷却後約0.5〜3mmに粗粉砕した後IDS2型ジェット粉砕機で粉砕した。その後、分級して重量平均粒径6.8μmのトナーを得た。トナー粒子の平均円形度は0.89であった。
前記トナー100重量部に対して、シリカ微粉体(R972;日本アエロジル社製)を0.8部、酸化チタン(MT−150A;テイカ社製)0.4部の割合で混合して初期現像剤用ブラックトナーA3を作製した。
下記処方によりコーティング液を調整した。
・シリコン樹脂SR2411(固形分20%・トーレダウコーニング社製) 300部
・トルエン 1200部
上記液を回転円盤型流動層コーティング装置に、平均粒径50μmのフェライトキャリア5kgと共に入れ、キャリアを被覆した。その後、250℃で2時間加熱して膜を熟成し、磁性キャリアを得た。
上記で得られたトナー及びキャリアの総量が1000gになるように磁性キャリアZ2が917g、ブラックトナーA1が83gをそれぞれ1Lの容器に入れて、ターブラー・シェーカー・ミキサー T2F型(株式会社シンマルエンタ−プライゼス社製)にて、回転数が46rpmで5分間の混合をしてトナー濃度が8.3%の初期現像剤を作成した。
・結着樹脂:ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物テレフタル酸、コハク酸誘導体から合成されたポリエステル)
・荷電制御剤:サリチル酸亜鉛塩(ボントロンE84、オリエント化学) 2部
・離型剤:カルナウバワックス 3.5部
・着色剤:カーボンブラック(#44;三菱化学社製) 7.5部
上記の処方量をミキサーで予備混練した後、3本ロールミルで溶融混練を実施した。これを冷却後約0.5〜3mmに粗粉砕した後IDS2型ジェット粉砕機で粉砕した。その後、分級して重量平均粒径9.5μmのトナーを得た。このトナーは丸くするために奈良機械製ハイブリタイザーにより12000回転で10分間の機械的処理をしてトナー粒子の平均円形度が0.95のトナーを得た。
前記トナー100重量部に対して、シリカ微粉体(R972;日本アエロジル社製)を0.7部、酸化チタン(MT−150A;テイカ社製)0.35部の割合で混合して補給用ブラックトナーA4を作製した。その後、実施例1と同じにテストした結果は表1のようである。
1)初期現像剤用ブラックトナー例A5
・結着樹脂:ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物テレフタル酸、コハク酸誘導体から合成されたポリエステル)
・荷電制御剤:サリチル酸亜鉛塩(ボントロンE84、オリエント化学) 2部
・離型剤:カルナウバワックス 3.5部
・着色剤:カーボンブラック(#44;三菱化学社製) 7.5部
上記の処方量をミキサーで予備混練した後、3本ロールミルで溶融混練を実施した。これを冷却後約0.5〜3mmに粗粉砕した後IDS2型ジェット粉砕機で粉砕した。その後、分級して重量平均粒径4.0μmのトナーを得た。トナー粒子の平均円形度は0.88であった。
前記トナー100重量部に対して、シリカ微粉体(R972;日本アエロジル社製)を1.1部、酸化チタン(MT−150A;テイカ社製)0.5部の割合で混合して初期現像剤用ブラックトナーA5を作製した。
下記処方によりコーティング液を調整した。
・シリコン樹脂SR2411(固形分20%・トーレダウコーニング社製) 500部
・トルエン 1200部
上記液を回転円盤型流動層コーティング装置に、平均粒径30μmのフェライトキャリア5kgと共に入れ、キャリアを被覆した。その後、250℃で2時間加熱して膜を熟成し、磁性キャリアを得た。
上記で得られたトナー及びキャリアの総量が1000gになるように磁性キャリアZ3が912g、ブラックトナーA1が88gをそれぞれ1Lの容器に入れて、ターブラー・シェーカー・ミキサー T2F型(株式会社シンマルエンタ−プライゼス社製)にて、回転数が46rpmで5分間の混合をしてトナー濃度が8.8%の初期現像剤を作製した。
・結着樹脂:ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物テレフタル酸、コハク酸誘導体から合成されたポリエステル)
・荷電制御剤:サリチル酸亜鉛塩(ボントロンE84、オリエント化学) 2部
・離型剤:カルナウバワックス 3.5部
・着色剤:カーボンブラック(#44;三菱化学社製) 7.5部
上記の処方量をミキサーで予備混練した後、3本ロールミルで溶融混練を実施した。これを冷却後約0.5〜3mmに粗粉砕した後IDS2型ジェット粉砕機で粉砕した。その後、分級して重量平均粒径5.0μmのトナーを得た。このトナーは丸くするために奈良機械製ハイブリタイザーにより12000回転で30分間の機械的処理をしてトナー粒子の平均円形度が0.97のトナーを得た。
前記トナー100重量部に対して、シリカ微粉体(R972;日本アエロジル社製)を0.8部、酸化チタン(MT−150A;テイカ社製)0.4部の割合で混合して補給用ブラックトナーA2を作製した。その後、実施例1と同じにテストした結果は表1のようである。
1)初期現像剤用ブラックトナー例A7
・結着樹脂:ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物テレフタル酸、コハク酸誘導体から合成されたポリエステル)
・荷電制御剤:サリチル酸亜鉛塩(ボントロンE84、オリエント化学) 2部
・離型剤:カルナウバワックス 3.5部
・着色剤:カーボンブラック(#44;三菱化学社製) 7.5部
上記の処方量をミキサーで予備混練した後、3本ロールミルで溶融混練を実施した。これを冷却後約0.5〜3mmに粗粉砕した後IDS2型ジェット粉砕機で粉砕した。その後、分級して重量平均粒径6.5μmのトナーを得た。トナー粒子の平均円形度は0.89であった。
前記トナー100重量部に対して、シリカ微粉体(R972;日本アエロジル社製)を0.8部、酸化チタン(MT−150A;テイカ社製)0.4部の割合で混合して初期現像剤用ブラックトナーA7を作製した。
下記処方によりコーティング液を調整した。
・シリコン樹脂SR2411(固形分20%・トーレダウコーニング社製) 250部
・トルエン 1200部
上記液を回転円盤型流動層コーティング装置に、平均粒径60μmのフェライトキャリア5kgと共に入れ、キャリアを被覆した。その後、250℃で2時間加熱して膜を熟成し、磁性キャリアを得た。
上記で得られたトナー及びキャリアの総量が1000gになるように磁性キャリアZ3が935g、ブラックトナーA1が65gをそれぞれ1Lの容器に入れて、ターブラー・シェーカー・ミキサー T2F型(株式会社シンマルエンタ−プライゼス社製)にて、回転数が46rpmで5分間の混合をしてトナー濃度が6.5%の初期現像剤を作成した。
・結着樹脂:ポリエステル樹脂(ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物テレフタル酸、コハク酸誘導体から合成されたポリエステル) 100部
・荷電制御剤:サリチル酸亜鉛塩(ボントロンE84、オリエント化学) 2部
・離型剤:カルナウバワックス 3.5部
・着色剤:カーボンブラック(#44;三菱化学社製) 7.5部
上記の処方量をミキサーで予備混練した後、3本ロールミルで溶融混練を実施した。これを冷却後約0.5〜3mmに粗粉砕した後IDS2型ジェット粉砕機で粉砕した。その後、分級して重量平均粒径9.5μmのトナーを得た。このトナーは丸くするために奈良機械製ハイブリタイザーにより12000回転で10分間の機械的処理をしてトナー粒子の平均円形度が0.95のトナーを得た。
前記トナー100重量部に対して、シリカ微粉体(R972;日本アエロジル社製)を0.7部、酸化チタン(MT−150A;テイカ社製)0.35部の割合で混合して補給用ブラックトナーA4を作製した。その後、実施例1と同じにテストした結果は表1のようである。
1)初期現像剤用ブラックトナー例A9
実施例1において、トナー処方の中で荷電制御剤:サリチル酸亜鉛塩(ボントロンE84、オリエント化学)のみ含金属アゾ染料(ボントロンS−34、オリエント化学)に代えた以外は実施例1と同じようにして、初期現像剤用ブラックトナー例A9を作成した。
実施例1において、トナー処方の中で荷電制御剤:サリチル酸亜鉛塩(ボントロンE84、オリエント化学)のみ含金属アゾ染料(ボントロンS−34、オリエント化学)に代えた以外は実施例1と同じようにして、初期現像剤用ブラックトナー例A10を作成した。その後、実施例1と同じにテストした結果は表1のようである。
1)初期現像剤用ブラックトナー例A11
実施例1において、トナー処方の中で荷電制御剤:サリチル酸亜鉛塩(ボントロンE84、オリエント化学)のみ含フッ素4級アンモニュウム塩(VP434・クラアント社製)に代えた以外は実施例1と同じようにして、初期現像剤用ブラックトナー例A11を作成した。
実施例1において、トナー処方の中で荷電制御剤:サリチル酸亜鉛塩(ボントロンE84、オリエント化学)を含フッ素4級アンモニュウム(VP434・クラアント社製)に代えた以外は実施例1と同じようにして、初期現像剤用ブラックトナー例A12を作成した。その後、実施例1と同じにテストした結果は表1のようである。
カラートナーの例:
(1)マスターバッチ顔料の製造例
1.イエロートナーマスターバッチの製造例1
結着樹脂
ポリエステル樹脂A 50部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、テレフタル酸、フマル酸から合成されたポリエステル樹脂、Tg:60℃)
着色剤
イミダゾロン系イエロー顔料(C.I. Pigment yellow180) 50部
水 30部
上記原材料をヘンシェルミキサーにて混合した後、ロール表面温度を130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行い、イエロー・マスターバッチ顔料を得た。
2.マゼンタトナーマスターバッチの製造例2
結着樹脂
ポリエステル樹脂A 50部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、テレフタル酸、フマル酸から合成されたポリエステル樹脂、Tg:60℃)
着色剤
キナクリドン系マゼンタ顔料(C.I.Pigment Red122) 50部
水 30部
上記原材料をヘンシェルミキサーにて混合した後、ロール表面温度を130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行い、マゼンタ・マスターバッチ顔料を得た。
3.シアントナーマスターバッチの製造例3
結着樹脂
ポリエステル樹脂A 50部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、テレフタル酸、フマル酸から合成されたポリエステル樹脂、Tg:60℃)
着色剤
銅フタロシアニン系シアン顔料(C.I.Pigment Blue 15:3) 50部
水 30部
上記原材料をヘンシェルミキサーにて混合した後、ロール表面温度を130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行い、シアン・マスターバッチ顔料を得た。
4.ブラックトナーマスターバッチの製造例3
結着樹脂
ポリエステル樹脂A 50部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、テレフタル酸、フマル酸から合成されたポリエステル樹脂、Tg:60℃)
着色剤
カーオンブラック 50部
水 30部
上記原材料をヘンシェルミキサーにて混合した後、ロール表面温度を130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行い、ブラック・マスターバッチ顔料を得た。
1)初期現像剤用イエロートナー例A13
・結着樹脂:ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物テレフタル酸、コハク酸誘導体から合成されたポリエステル)
・荷電制御剤:サリチル酸亜鉛塩(ボントロンE84、オリエント化学) 2部
・離型剤:カルナウバワックス 3.0部
・着色剤:イエローマスターバッチ顔料 12部
上記の処方量をミキサーで予備混練した後、3本ロールミルで溶融混練を実施した。これを冷却後約0.5〜3mmに粗粉砕した後IDS2型ジェット粉砕機で粉砕した。その後、分級して重量平均粒径5.5μmのトナーを得た。トナー粒子の平均円形度は0.88であった。
前記トナー100重量部に対して、シリカ微粉体(R972;日本アエロジル社製)を1.0部、酸化チタン(MT−150A;テイカ社製)0.5部の割合で混合して初期現像剤用ブラックトナーA13を作製した。
下記処方によりコーティング液を調整した。
・シリコン樹脂SR2411(固形分20%・トーレダウコーニング社製) 450部
・トルエン 1200部
上記液を回転円盤型流動層コーティング装置に、平均粒径35μmのフェライトキャリア5kgと共に入れ、キャリアを被覆した。その後、250℃で2時間加熱して膜を熟成し、磁性キャリアZ1を得た。
上記で得られたトナー及びキャリアの総量が1000gになるように磁性キャリアZ1が912g、イエロートナーA13が88gをそれぞれ1Lの容器に入れて、ターブラー・シェーカー・ミキサー T2F型(株式会社シンマルエンタ−プライゼス社製)にて、回転数が46rpmで5分間の混合をしてトナー濃度が7.4%の初期現像剤を作製した。
・結着樹脂:ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物テレフタル酸、コハク酸誘導体から合成されたポリエステル)
・荷電制御剤:サリチル酸亜鉛塩(ボントロンE84、オリエント化学) 2部
・離型剤:カルナウバワックス 3.0部
・着色剤:イエローマスターバッチ顔料 12部
上記の処方量をミキサーで予備混練した後、3本ロールミルで溶融混練を実施した。これを冷却後約0.5〜3mmに粗粉砕した後IDS2型ジェット粉砕機で粉砕した。その後、分級して重量平均粒径6.5μmのトナーを得た。このトナーは丸くするために奈良機械製ハイブリタイザーにより12000回転で30分間の機械的処理をしてトナー粒子の平均円形度が0.97のトナーを得た。
前記トナー100重量部に対して、シリカ微粉体(R972;日本アエロジル社製)を0.8部、酸化チタン(MT−150A;テイカ社製)0.4部の割合で混合して補給用イエロートナーA14を作製した。
4)初期現像剤用マゼンタトナー例A15
5)補給用マゼンタトナー例A16
6)初期現像剤用シアントナー例A17
7)補給用シアントナー例A18
8)初期現像剤用ブラックトナー例A19
9)補給用ブラックトナー例A20
図4の装置に現像剤及び補給トナーをセットする。また、下記のように設定して、50000枚の通紙テストをした。その結果は表1である。
1.感光体体線速:162mm/sec
2.感光体の表面電位は現像領域で350V
3.感光体と現像スリーブの距離:0.4mm
4.現像スリーブは感光体の線速の1.8倍で回転する。
5.現像スリーブのドクターギャップ:0.5mm
6.定着温度:170℃に設定
7.2成分現像剤のトナー濃度制御は感光体上に基準濃度パターンの静電潜像を形成して、この静電潜像を現像して、基準濃度パターンの可視像を形成した後、この可視像の反射光を光検出素子で検出する。その検出値に基ずいて、その検出値と基準値とを比較して、その比較結果に応じたトナー濃度制御信号を出力して、現像部のトナー濃度(トナー補給)を制御する方式でおこなう。
実施例7においてテスト機を図4から図5にかえた以外は実施例7の現像剤を使用してテストしたところ実施例7と同じような結果になった。
水系溶媒中で架橋及び/または伸長反応によるトナー例
(初期剤用トナー製造例)
1)ブラックトナー例A24
〜有機微粒子エマルションの合成〜
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30;三洋化成工業社製)11部、メタクリル酸166部、アクリル酸ブチル110部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、3800回転/分で30分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し4時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部を加え、75℃で6時間熟成してビニル系樹脂(メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液1]を得た。[微粒子分散液1]をレーザー回折式粒度分布測定器(LA−920;島津製)で測定した体積平均粒径は、110nmであった。[微粒子分散液1]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは58℃であり、重量平均分子量は13万であった。
水990部、[微粒子分散液1]83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48.3%水溶液(エレミノールMON-7;三洋化成工業社製)37部、酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とする。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧、230℃で7時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸44部を入れ、常圧、180℃で3時間反応し、[低分子ポリエステル1]を得た。[低分子ポリエステル1]は、数平均分子量2300、重量平均分子量6700、Tg43℃、酸価25であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧、230℃で7時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応し、[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2200、重量平均分子量9700、Tg54℃、酸価0.5、水酸基価52であった。
次に、冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル1]410部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れ100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。[プレポリマー1]の遊離イソシアネート重量%は、1.53%であった。
撹拌棒およ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部とメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で4時間半反応を行い、[ケチミン化合物1]を得た。[ケチミン化合物1]のアミン価は417であった。
水1200部、カーボンブラック(Printex35;デクサ社製)540部(DBP吸油量=42ml/100mg、pH=9.5)、 ポリエステル樹脂1200部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、混合物を2本ロールを用いて130℃で1時間混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕して、[マスターバッチ1]を得た。
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル1]378部、カルナバWAX100部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液1]を得た。
[原料溶解液1]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル;アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液を1324部加え、上記条件のビーズミルで2パスし、[顔料・WAX分散液1]を得た。[顔料・WAX分散液1]の固形分濃度(130℃、30分)は50%であった。
[顔料・WAX分散液1]749部、[プレポリマー1]を115部、[ケチミン化合物1]2.9部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化社製)で5,000rpmで2分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数20,000rpmで25分間混合し[乳化スラリー1]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で7時間熟成を行い、[分散スラリー1]を得た。
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、
(I):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(II):(I)の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。
(III):(II)の濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(IV):(III)の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する操作を2回行い[濾過ケーキ1]を得た。
[濾過ケーキ1]は循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥した。この母体トナー100部にサリチル酸亜鉛(E−84;オリエント化学社製)0.6部の割合でミキサーにより混合した。そして、目開き75μmメッシュで篩い、重量平均粒径(D4)5.1μm、個数平均粒径(Dn)4.6μm、D4/Dn=1.11、平均円形度0.97、形状係数SF−1=135、形状係数SF−2=118、短軸(r2)/長軸(r1)=0.8、厚さ(r3)/短軸(r2)=0.9のトナーを得た。
前記トナー100重量部に対して、シリカ微粉体(R972;日本アエロジル社製)を1.3部、酸化チタン(MT−150A;テイカ社製)0.5部、シリカ微粉体(RX−50;日本アエロジル社製)を0.8部の割合で混合して初期剤用ブラックトナーA24を作製した。
初期現像剤の作成は上記で得られたトナー及びキャリアは実施例1のZ1キャリアを使用する。トナーとキャリアの総量が1000gになるように磁性キャリアZ1が915g、イエロートナーA13が85gをそれぞれ1Lの容器に入れて、ターブラー・シェーカー・ミキサー T2F型(株式会社シンマルエンタ−プライゼス社製)にて、回転数が46rpmで5分間の混合をしてトナー濃度が8.5%の初期現像剤を作製した。
マスターバッチの合成において、カーボンブラックの代わりにC.I.ピグメントイエロー180(PV Fast Yellow HG;クラリアント社製)を用いた以外は、ブラックトナー例A24と同様にして、初期剤用イエロートナー21を作製した。
母体トナーは、重量平均粒径(D4)5.0μm、個数平均粒径(Dn)4.5μm、D4/Dn=1.11、平均円形度0.97、形状係数SF−1=132、形状係数SF−2=115、短軸(r2)/長軸(r1)=0.8、厚さ(r3)/短軸(r2)=0.9であった。
初期現像剤の作成は上記で得られたトナー及びキャリアは実施例1のZ1キャリアを使用する。トナーとキャリアの総量が1000gになるように磁性キャリアZ1が915g、イエロートナーA13が85gをそれぞれ1Lの容器に入れて、ターブラー・シェーカー・ミキサー T2F型(株式会社シンマルエンタ−プライゼス社製)にて、回転数が46rpmで5分間の混合をしてトナー濃度が8.5%の初期現像剤を作製した。
マスターバッチの合成において、カーボンブラックの代わりにC.I.ピグメントレッド122(Hostaperm Pink E;クラリアント社製)を用いた以外は、ブラックトナー例A24と同様にして初期用マゼンタトナーA22を作製した。
母体トナーは、重量平均粒径(D4)5.0μm、個数平均粒径(Dn)4.5μm、D4/Dn=1.16、平均円形度0.96、形状係数SF−1=137、形状係数SF−2=117、短軸(r2)/長軸(r1)=0.8、厚さ(r3)/短軸(r2)=0.9であった。
初期現像剤の作成は上記で得られたトナー及びキャリアは実施例1のZ1キャリアを使用する。トナーとキャリアの総量が1000gになるように磁性キャリアZ1が915g、イエロートナーA13が85gをそれぞれ1Lの容器に入れて、ターブラー・シェーカー・ミキサー T2F型(株式会社シンマルエンタ−プライゼス社製)にて、回転数が46rpmで5分間の混合をしてトナー濃度が8.5%の初期現像剤を作製した。
マスターバッチの合成において、カーボンブラックの代わりにC.I.ピグメントブルー15:3(Lionol Blue FG-7351;東洋インキ社製)を用いた以外は、ブラックトナー例A24と同様にして初期剤シアントナーA23を作製した。
母体トナーは、重量平均粒径(D4)5.0μm、個数平均粒径(Dn)4.5μm、D4/Dn=1.13、平均円形度0.97、形状係数SF−1=134、形状係数SF−2=115、短軸(r2)/長軸(r1)=0.8、厚さ(r3)/短軸(r2)=0.9であった。
初期現像剤の作成は上記で得られたトナー及びキャリアは実施例1のZ1キャリアを使用する。トナーとキャリアの総量が1000gになるように磁性キャリアZ1が915g、イエロートナーA13が85gをそれぞれ1Lの容器に入れて、ターブラー・シェーカー・ミキサー T2F型(株式会社シンマルエンタ−プライゼス社製)にて、回転数が46rpmで5分間の混合をしてトナー濃度が8.5%の初期現像剤を作製した。
1)ブラックトナー例A28
初期剤ブラックトナー例A24の「〜乳化、脱溶剤〜」の工程において、
[乳化スラリー1]をえる際、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数20,000rpmで25分間の混合は、回転数13,000rpmで25分間にかえた。それ以外は初期剤ブラックトナー例A24と同じようにして補給用ブラックトナー例A28を得た。この母体トナー100部にサリチル酸亜鉛(E−84;オリエント化学社製)0.6部の割合でミキサーにより混合した。そして、目開き75μmメッシュで篩い、重量平均粒径(D4)5.7μm、個数平均粒径(Dn)5.1μm、D4/Dn=1.11、平均円形度0.97、形状係数SF−1=135、形状係数SF−2=118、短軸(r2)/長軸(r1)=0.8、厚さ(r3)/短軸(r2)=0.9のトナーを得た。
前記トナー100重量部に対して、シリカ微粉体(R972;日本アエロジル社製)を1.0部、酸化チタン(MT−150A;テイカ社製)0.4部、シリカ微粉体(RX−50;日本アエロジル社製)を0.6部の割合で混合して補給用ブラックトナーA28を作製した。
マスターバッチの合成において、カーボンブラックの代わりにC.I.ピグメントイエロー180(PV Fast Yellow HG;クラリアント社製)を用いた以外は、補給用ブラックトナー例A28と同様にし補給用イエロートナーA25を作製した。
母体トナーは、重量平均粒径(D4)5.7μm、個数平均粒径(Dn)5.1μm、D4/Dn=1.11、平均円形度0.97、形状係数SF−1=132、形状係数SF−2=115、短軸(r2)/長軸(r1)=0.8、厚さ(r3)/短軸(r2)=0.9であった。
前記トナー100重量部に対して、シリカ微粉体(R972;日本アエロジル社製)を1.0部、酸化チタン(MT−150A;テイカ社製)0.4部、シリカ微粉体(RX−50;日本アエロジル社製)を0.6部の割合で混合して補給用イエロートナーA25を作製した。
マスターバッチの合成において、カーボンブラックの代わりにC.I.ピグメントレッド122(Hostaperm Pink E;クラリアント社製)を用いた以外は、ブラックトナー例A28と同様にして補給用マゼンタトナーA26を作製した。
母体トナーは、重量平均粒径(D4)5.7μm、個数平均粒径(Dn)5.1μm、D4/Dn=1.16、平均円形度0.96、形状係数SF−1=137、形状係数SF−2=117、短軸(r2)/長軸(r1)=0.8、厚さ(r3)/短軸(r2)=0.9であった。
前記トナー100重量部に対して、シリカ微粉体(R972;日本アエロジル社製)を1.0部、酸化チタン(MT−150A;テイカ社製)0.4部、シリカ微粉体(RX−50;日本アエロジル社製)を0.6部の割合で混合して補給用マゼンタトナーA26を作製した
マスターバッチの合成において、カーボンブラックの代わりにC.I.ピグメントブルー15:3(Lionol Blue FG-7351;東洋インキ社製)を用いた以外は、ブラックトナー例A24と同様にして補給用シアントナーA27を作製した。
母体トナーは、重量平均粒径(D4)5.0μm、個数平均粒径(Dn)4.5μm、D4/Dn=1.13、平均円形度0.97、形状係数SF−1=134、形状係数SF−2=115、短軸(r2)/長軸(r1)=0.8、厚さ(r3)/短軸(r2)=0.9であった。
前記トナー100重量部に対して、シリカ微粉体(R972;日本アエロジル社製)を1.0部、酸化チタン(MT−150A;テイカ社製)0.4部、シリカ微粉体(RX−50;日本アエロジル社製)を0.6部の割合で混合して補給用シアントナーA27を作製した。
上記、初期現像剤及び補給用トナーを使用して、実施例7と同じようにしてテストしたところ表1のような結果を得た。
実施例7においてイエロー・トナー、マゼンタ・トナー、シアン・トナー及びブラック・トナーの初期剤トナーの粒径は5.5μmから5.0μmに変更した。また、現像剤のトナー濃度は各色共に8.5%から9.0%に変更した以外は実施例7の同じようにして初期剤用トナー及び現像剤を作成した。また、補給用トナーは実施例9のイエロー・トナー、マゼンタ・トナー、シアン・トナー及びブラック・トナーを使用して、実施例9の同じようにテストしたところ表1のような結果を得た。
実施例1の初期現像剤用ブラックトナーA1と磁性キャリア例1及び補給用ブラックトナーA2を使用する。トナー及びキャリアの総量が1000gになるように磁性キャリアZ1が948g、ブラックトナーA1が52gをそれぞれ1Lの容器に入れて、ターブラー・シェーカー・ミキサー T2F型(株式会社シンマルエンタ−プライゼス社製)にて、回転数が46rpmで5分間の混合をしてトナー濃度が5.2%の初期現像剤を作製した。(実施例1よりトナー濃度が低い。実施例1は7.4%である。)この初期剤及び補給用ブラックトナーA2を使用して実施例1と同じようにしてテストした結果は表1のようである。スタートのQ/Mが高いので画像濃度が低く、転写性が良くなくクリーニング性が良くないので50000枚の通紙テストは中止した。
実施例1の初期現像剤用ブラックトナーA1と磁性キャリア例1及び補給用ブラックトナーA2を使用する。トナー及びキャリアの総量が1000gになるように磁性キャリアZ1が920g、ブラックトナーA1が80gをそれぞれ1Lの容器に入れて、ターブラー・シェーカー・ミキサー T2F型(株式会社シンマルエンタ−プライゼス社製)にて、回転数が46rpmで5分間の混合をしてトナー濃度が8.0%の初期現像剤を作製した。(実施例1よりトナー濃度が高い。実施例1は7.4%である。)この初期剤及び補給用ブラックトナーA2を使用して実施例1と同じようにしてテストした結果は表1のようである。スタートのQ/Mが低いので画像濃度は高い。また、トナー付着量が多いのに伴い、転写性が良くなくクリーニング性が良くないので50000枚の通紙テストは中止した。
2 メインチャージャ(帯電手段)
4 現像手段
4a 現像タンク
4b トナー補給部
4c リサイクルトナー用ホッパー
4d 回収タンク
5a 転写チャージャ
5b 分離チャージャ
7 トナー搬送部
8 クリーニング手段
9 定着手段
40 現像ローラ
41 攪拌スクリュー
42 攪拌スクリュー
43 トナーカートリッジ
44 第1補給ローラ
45 第2補給ローラ
46 メッシュ
50 中間転写ベルト
51 一次転写手段(支持ローラ)
52 支持ローラ
53 支持ローラ
54 支持ローラ
55 支持ローラ
56 支持ローラ
57 中間転写ベルトクリーニング手段
58 クリーニングブレード
61 二次転写ローラ
62 二次転写ベルト
63 支持ローラ
64 支持ローラ
65 支持ローラ
66 搬送ベルト
71 第2トナー搬送コイル
80 クリーニングブレード
81 トナー回収室
82 第1トナー搬送コイル
L 露光光
Claims (15)
- 少なくとも、像担持体上の静電潜像を2成分現像剤で現像する工程、該像担持体上のトナーをクリーニングブレードによりクリーニングする工程を含む画像形成方法において、前記現像工程で使用される現像剤は、初期現像剤に含まれるトナーの重量平均粒径は補給用トナーより小さく、かつ、初期現像剤に含まれるトナーの重量平均粒径は4.0〜7.0μmで、補給トナーの重量平均粒径は5.0〜9.5μmであるものであり、該現像剤のキャリアに対する初期現像剤のトナー被覆率は55〜75%であることを特徴とする画像形成方法。
- 前記現像工程で使用される初期現像剤に含まれるトナーの平均円形度は0.93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。
- 前記クリーニング工程で回収されたトナーを現像工程の現像剤に戻して再使用するトナーリサイクル工程を含む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。
- 前記現像工程で使用される初期現像剤に含まれるトナーは、表面に荷電制御剤を含有してなり、該荷電制御剤が、アゾ金属錯体化合物、4級アンモニウム塩、含フッ素4級アンモニウム塩、サリチル酸金属錯体化合物からなる群から選択されたものであることを特徴とする請求項3に記載の画像形成方法。
- 前記現像工程で使用される補給用トナーのトナー粒子は、重量平均粒径が5.0〜9.5μmで、重量平均粒径(D4)と個数平均粒径(Dn)との比(D4/Dn)が1.00〜1.40の範囲に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。
- 前記現像工程で使用される補給用トナーのトナー粒子は、平均円形度が0.94以上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。
- 前記現像工程で使用される補給用トナーのトナー粒子は、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあ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。
- 前記現像工程で使用される補給用トナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で液滴状に分散・乳化処理し、架橋及び/又は伸長反応させて得られたものであることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記現像工程で使用される補給用トナーのトナー粒子は、略球形状であり、その形状が長軸r1、短軸r2、厚さr3で規定され(但し、r1≧r2≧r3とする。)、長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲にあり、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にあることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記現像工程は単一の像担持体上で複数色のトナーに対応して複数回行われ、各現像工程終了後、順次被転写体上にトナー像を転写して重畳する転写工程を有することを特徴とする請求項3乃至9のいずれかに記載の画像形成方法。
- 単一もしくは複数の像担持体上で形成された複数色のトナー像を中間転写体上に転写する一次転写工程と、該中間転写体上のトナーを、クリーニングブレードを用いてクリーニングする工程とを含むことを特徴とする請求項3乃至9のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記現像手段で使用される初期現像剤に含まれるトナーのトナー粒子の重量平均粒径は4.0〜7.0μmであることを特徴とする請求項10または11に記載の画像形成方法。
- 前記現像手段で使用される初期現像剤に含まれるトナーのトナー粒子の平均円形度は0.93以下であることを特徴とする請求項10または11に記載の画像形成方法。
- 少なくとも、像担持体上の静電潜像を2成分現像剤で現像するための現像手段と、該像担持体上のトナーをクリーニングブレードによりクリーニングするクリーニングする手段を有する画像形成装置において、前記現像手段で使用される現像剤は、初期現像剤に含まれるトナーの重量平均粒径は補給用トナーより小さく、かつ、初期現像剤に含まれるトナーの重量平均粒径は4.0〜7.0μmで、補給トナーの重量平均粒径は5.0〜9.5μmであるものであり、該現像剤のキャリアに対する初期現像剤のトナー被覆率は55〜75%であり、前記現像手段は単一の前記像担持体上で複数色のトナーに対応して複数設けられ、各現像終了後、順次被転写体上にトナー像を転写して重畳する転写手段をさらに有することを特徴とする画像形成装置。
- 少なくとも、像担持体上の静電潜像を2成分現像剤で現像するための現像手段と、該像担持体上のトナーをクリーニングブレードによりクリーニングするクリーニングする手段を有する画像形成装置において、前記現像手段で使用される現像剤は、初期現像剤に含まれるトナーの重量平均粒径は補給用トナーより小さく、かつ、初期現像剤に含まれるトナーの重量平均粒径は4.0〜7.0μmで、補給トナーの重量平均粒径は5.0〜9.5μmであるものであり、該現像剤のキャリアに対する初期現像剤のトナー被覆率は55〜75%であり、単一もしくは複数の前記像担持体上で形成された複数色のトナー像を中間転写体上に転写する一次転写手段と、該中間転写体上のトナーを、クリーニングブレードを用いてクリーニングするクリーニング手段とさらに有することを特徴とする画像形成装置。
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