JP6287135B2 - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 - Google Patents
静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 Download PDFInfo
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電子写真プロセスは、通常、光導電性物質を利用した感光体(像保持体)上に種々の手段により電気的に静電荷像を形成し、この静電荷像をトナーを用いて現像し、感光体上のトナー画像を中間転写体を介して又は介さずに紙等の記録媒体に転写した後、この転写画像を記録媒体に定着する、という複数の工程を経て、定着画像を形成している。
特許文献1は、水性媒体中での重合により得られ、少なくとも着色剤を含有するトナー母粒子であって、下記式により求められる円形度の50%累積頻度における値が0.93以下のトナー母粒子の表面に、該トナー母粒子と同極帯電性の樹脂微粒子が付着してなる静電荷像現像用トナーを開示する。ここで、円形度=粒子投影像の面積と同面積の円の周長/粒子投影像の周長、である。
<1>結着樹脂を含有するトナー母粒子と、外添剤とを含有し、前記トナー母粒子の円形度が0.93より大きく、前記外添剤が、シリカ、チタニア、及びアルミナよりなる群から選ばれた少なくとも1種の無機粒子と、体積平均粒径が20〜65nmの樹脂粒子とを含有することを特徴とする静電荷像現像用トナー、
<2>前記トナー母粒子が正帯電性を有する、<1>に記載の静電荷像現像用トナー、
<3>前記トナー母粒子が水性媒体中での重合により得られ、かつ、着色剤を含有する、<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナー、
<4>非磁性一成分トナーである、<1>〜<3>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
<5>前記樹脂粒子が、トナー母粒子に対して、0.01〜5重量%外添され、前記無機粒子が、トナー母粒子に対して、0.1〜5重量%外添された、<1>〜<4>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
<6>クリーニングブレードを有さずクリーニングブラシを有する画像形成装置用である、<1>〜<5>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
<7><1>〜<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーを含有する、静電荷像現像剤、
<8>画像形成装置に着脱され、<1>〜<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーを収容し、かつ像保持体の表面に形成された静電潜像を前記静電荷像現像用トナーにより現像してトナー像を形成する現像手段を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ、
<9>像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、トナー供給部材によりトナー担持体にトナーを供給し、トナー担持体上に当接させた層規制部材によりトナー層を形成し、像保持体に接触して静電潜像を現像する現像工程と、前記トナー像を被転写体に転写する転写工程と、前記被転写体に前記トナー像を定着する定着工程と、前記像保持体表面に残留する残留トナーをブラシによりクリーニングする工程とを含み、前記トナーが<1>〜<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする画像形成方法、
<10>像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記像保持体の表面に静電潜像を形成させる露光手段と、前記静電潜像を、静電荷像現像用トナーによりトナー像として現像する現像手段と、前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を被転写体の表面に転写する転写手段と、前記被転写体の表面に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、前記像保持体表面に残留する残留トナーをクリーニングするクリーニング手段と、を有し、前記クリーニング手段として前記像保持体に接触させたクリーニングブラシを有し、クリーニングブレードを有さず、前記静電荷像現像用トナーが<1>〜<6>のいずれか1つに記載の静電荷現像用トナーであることを特徴とする画像形成装置。
上記<2>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、高温高湿下においても耐久目標のプリント枚数まで、白点又は色点の発生を抑制した正帯電性の静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<3>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、高温高湿下においても耐久目標のプリント枚数まで、白点又は色点の発生を抑制した静電荷像現像用ケミカルトナーを提供することができる。
上記<4>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、高温高湿下においても耐久目標のプリント枚数まで、白点又は色点の発生を抑制した非磁性一成分静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<5>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、高温高湿下においても耐久目標のプリント枚数まで、白点又は色点の発生をより抑制した静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<6>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、高温高湿下においても耐久目標のプリント枚数まで、白点又は色点の発生を抑制したクリーニングブレードを有さずクリーニングブラシを備えた静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<7>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、高温高湿下においても耐久目標のプリント枚数まで、白点又は色点の発生を抑制した静電荷像現像剤を提供することができる。
上記<8>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、高温高湿下においても耐久目標のプリント枚数まで、白点又は色点の発生を抑制したプロセスカートリッジを提供することができる。
上記<9>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、高温高湿下においても耐久目標のプリント枚数まで、白点又は色点の発生を抑制した画像形成方法を提供することができる。
上記<10>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、高温高湿下においても耐久目標のプリント枚数まで、白点又は色点の発生を抑制した画像形成装置を提供することができる。
なお、本実施形態において、「X〜Y」との記載は、XからYの間の範囲だけでなく、その両端であるX及びYも含む範囲を表す。例えば、「X〜Y」が数値範囲であれば、数値の大小に応じて「X以上Y以下」又は「X以下Y以上」を表す。
本実施態様において、好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本発明者らは鋭意検討した結果、上記のクリーニングブレードを有さずクリーニングブラシを有する画像形成装置において、ブラシに無機外添剤が付着して凝集体となりやすく、この凝集体が感光体に付着して、白点や色点の発生をもたらすように推察される。
本発明者らは、耐久目標のプリント枚数に近づいても、クリーニングブラシを使用して、円形度が0.93より大きいトナー母粒子に対して、シリカ、チタニア、及びアルミナよりなる群から選ばれた少なくとも1種の無機粒子と、体積平均粒径が20〜65nmの樹脂粒子とを外添剤として含有させることにより、上記の白点又は色点の画質トラブルを解消できることを見出して本発明を完成させた。
以下に本実施形態について詳細に説明する。
以下に、本実施形態の静電荷像現像用トナーについて、トナー母粒子、及び、外添剤の順に説明する。
1−1.トナー母粒子
本実施形態において、トナー母粒子は、少なくとも結着樹脂を含有し、必要に応じて着色剤、離型剤等を含有する。
以下、トナー母粒子を構成する成分について説明する。
本実施形態において、トナー母粒子は結着剤を含有する。結着樹脂とは、トナー母粒子の形状及び機能を具備するために配合される樹脂をいう。トナー母粒子が含有する結着樹脂としては、特に制限はないが、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸エステル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;エチレン、プロピレン、ブタジエンなどのポリオレフィン類などの単量体からなる単独重合体、又はこれらを2種以上組み合せて得られる共重合体、更にはこれらの混合物が挙げられる。また、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等、非ビニル縮合樹脂、又は、これらと前記ビニル樹脂との混合物や、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等が挙げられる。
前記結着樹脂の中で、スチレンアクリル樹脂又はポリエステル樹脂が好ましく使用され、ポリエステル樹脂がより好ましく使用される。
スチレン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、スチレン−(メタ)アクリル系共重合樹脂(スチレンアクリル樹脂)は、スチレン系単量体及び/又は(メタ)アクリル酸系単量体を、単独又は適宜組み合わせて公知の方法により得られる。なお、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」のいずれをも含む表現である。
スチレン樹脂、(メタ)アクリル樹脂及びこれらの共重合樹脂を結着樹脂として使用する場合、重量平均分子量Mwが20,000以上100,000以下、数平均分子量Mnが2,000以上30,000以下の範囲のものを使用することが好ましい。
トナー母粒子の結着樹脂としては、ポリエステル樹脂が好ましく使用される。
ポリエステル樹脂は、ポリカルボン酸、好ましくはジカルボン酸成分と、ポリオール、好ましくはジオール成分との重縮合により合成される。
ポリエステル樹脂としては、ジオールとジカルボン酸を重縮合して得られる線状ポリエステルが好ましい。なお、ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ポリエステル樹脂には、結晶性ポリエステル樹脂及び非結晶性ポリエステル樹脂がある。トナーに低温定着性を付与するために、結着樹脂として、非結晶ポリエステル樹脂及び結晶性ポリエステル樹脂を併用することも好ましい。
上記ポリカルボン酸成分としては、脂肪族ジカルボン酸が含まれていることが好ましい。例えば、蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼリン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,10−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,13−トリデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,16−ヘキサデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸など、あるいはその低級アルキルエステルや酸無水物が挙げられる。また、フマル酸、マレイン酸、3−ヘキセンジオイック酸、3−オクテンジオイック酸等のエチレン性不飽和結合を持つジカルボン酸成分を含んでもよい。
多価アルコール成分のうち、前記脂肪族ジオール成の含有量が80モル%以上であることが好ましく、90モル%以上であることがより好ましい。前記脂肪族ジオール成の含有量が80モル%以上であると、ポリエステル樹脂の結晶性に優れ、融点が適度であるため、耐トナーブロッキング性、画像保存性、及び、低温定着性に優れる。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂の融解温度の測定には、示差走査熱量計を用い、室温(20℃)から180℃まで毎分10℃の昇温速度で測定を行った時のJIS K−7121:87に示す入力補償示差走査熱量測定の融解ピーク温度として求めることができる。なお、結晶性ポリエステル樹脂は、複数の融解ピークを示す場合があるが、本実施形態においては、最大のピークをもって融解温度とする。
非結晶性ポリエステル樹脂(「非晶性ポリエステル樹脂」ともいう。)の原料モノマーとして、二価以上の第二級アルコール及び/又は二価以上の芳香族カルボン酸化合物が好ましい。二価以上の第二級アルコールとしては、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、グリセロール等が挙げられる。これらの中では、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物及び/又はビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、が好ましい。
二価以上の芳香族カルボン酸化合物としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸及びトリメリット酸が好ましく、テレフタル酸及びトリメリット酸がより好ましい。
ポリエステル樹脂は、上記ポリオールとポリカルボン酸を直接重縮合する場合には、例えば、上記ポリオールとポリカルボン酸、必要に応じて触媒を入れ、温度計、撹拌器、流下式コンデンサを備えた反応容器に配合し、不活性ガス(窒素ガス等)の存在下、150℃〜250℃で加熱し、副生する低分子化合物を連続的に反応系外に除去し、所定の酸価に達した時点で反応を停止させ、冷却し、目的とする反応物を取得することによって製造される。
ここで、非結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、ASTM D3418−82に規定された方法(DSC法)で測定した値のことをいう。
また、本実施形態におけるガラス転移温度の測定は、例えば、示差走査熱量測定法に従い、例えば、「DSC−20」(セイコー電子工業(株)製)によって測定でき、具体的には、試料約10mgを一定の昇温速度(10℃/min)で加熱し、ベースラインと吸熱ピークの傾線との交点よりガラス転移温度が得られる。
また、非結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、5,000〜100,000であることが好ましく、10,000〜90,000であることがより好ましく、20,000〜80,000であることが更に好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂及び非結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量が、それぞれ上記の数値の範囲内であると、画像強度と定着性が両立されるので好ましい。上記の重量平均分子量は、いずれもテトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法による分子量測定で得られる。樹脂の分子量はTHF可溶物をTSK−GEL(GMH(東ソー(株)製))等を使用して、THF溶媒で測定し、単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出される。
なお、必要に応じて、酸価や水酸基価の調製等の目的で、酢酸、安息香酸等の一価の酸や、シクロヘキサノールベンジルアルコール等の一価のアルコールも用いられる。
トナー母粒子における結着樹脂の含有量としては、特に制限はないが、トナーの全重量に対して、10〜95重量%であることが好ましく、25〜90重量%であることがより好ましく、45〜85重量%であることが更に好ましい。上記範囲であると、定着性、帯電特性等に優れる。
本実施形態のトナー母粒子は、水性媒体中での重合により得られる、ケミカルトナーであることが好ましく、かつ、着色剤を含有することが好ましい。
着色剤は、トナー画像を、肉眼により、又は機械による光学的な認識を可能とするために添加される有色の材料である。黒白画像を形成するための着色剤としては、黒色顔料が好ましく使用される。また、フルカラー画像を形成するためには、イエロー、マゼンタ、シアンの減色法の3原色を呈する着色剤が好ましく使用され、更に、黒色顔料を併用してもよい。
着色剤としては、公知のものを用いることができ、色相角、彩度、明度、耐候性、OHP透過性、トナー中での分散性等の観点から任意に選択すればよい。
着色剤は、染料であっても顔料であってもよいが、耐光性や耐水性の観点から、顔料であることが好ましい。また、着色剤は有色着色剤に限定されるものではなく、白色着色剤、金属色を呈する着色剤であってもよい。
マゼンタトナーにおいては、その着色剤として、例えば、C.I.ピグメントレッド1、同2、同3、同4、同5、同6、同7、同8、同9、同10、同11、同12、同13、同14、同15、同16、同17、同18、同19、同21、同22、同23、同30、同31、同32、同37、同38、同39、同40、同41、同48、同49、同70、同51、同52、同53、同54、同55、同57、同58、同60、同63、同64、同68、同81、同83、同87、同88、同89、同90、同112、同114、同122、同123、同163、同184、同185、同202、同206、同207、同209、同238等、ピグメントバイオレット19のマゼンタ顔料や、C.I.ソルベントレッド1、同3、同8、同23、同24、同25、同27、同30、同49、同81、同82、同83、同84、同100、同109、同121、C.I.ディスパースレッド9、C.I.ベーシックレッド1、同2、同9、同12、同13、同14、同15、同17、同18、同22、同23、同24、同27、同29、同32、同34、同35、同36、同37、同38、同39、同40等のマゼンタ染料等、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ロータミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bなどが用いられる。
イエロートナーにおいては、その着色剤として、例えば、C.I.ピグメントイエロー2、同3、同15、同16、同17、同74、同93、同97、同128、同155、同180、同185、同139等のイエロー顔料などが用いられる。
また、ブラックトナーにおいては、その着色剤として、例えば、カーボンブラック、活性炭、チタンブラック、磁性粉、Mn含有の非磁性粉などが用いられる。また、イエロー、マゼンタ、シアン、レッド、グリーン、ブルー顔料を混合して、ブラックトナーとしてもよい。
着色剤としては、表面処理された着色剤を使用したり、顔料分散剤を使用してもよい。上記着色剤の種類を選択することにより、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー等のカラートナーが調製され、フルカラーの再現に使用される。
離型剤は、トナーを熱定着する場合、特に熱ローラーによる定着をする場合に、熱溶融したトナーと熱ローラとの剥離をよくするために使用される。
本実施形態において、トナー母粒子は離型剤を含有することが好ましい。
離型剤の具体例としては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス又はエチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィンワックスや、エステルワックスが好ましいが、ポリグリセリンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、カルナウバワックス、サゾールワックス、モンタン酸エステルワックス、脱酸カルナバワックス、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、ブランジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸などの不飽和脂肪酸類、ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベフェニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール、あるいは更に長鎖のアルキル基を有する長鎖アルキルアルコール類などの飽和アルコール類;ソルビトールなどの多価アルコール類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドなどの脂肪酸アミド類;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドなどの飽和脂肪酸ビスアミド類、エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミドなどの不飽和脂肪酸アミド類;m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルイソフタル酸アミドなどの芳香族系ビスアミド類;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの脂肪酸金属塩(一般に金属石けんといわれているもの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸などのビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;ベヘニン酸モノグリセリドなどの脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂の水素添加などによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物などが挙げられる。
離型剤の含有量は、トナー母粒子100重量部に対して、1〜20重量部であることが好ましく、3〜15重量%であることがより好ましい。上記範囲であると、良好な定着及び画質特性の両立が可能である。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求められる。
本実施形態において、トナー母粒子は上記の成分に加え、その他の成分を含有していてもよく、その他の成分としては、帯電制御剤、滑剤、研磨剤等が例示される。
<帯電制御剤>
本実施形態において、トナーの帯電性を制御するために、トナー母粒子に帯電制御剤を添加してもよい。例えば、正帯電性の帯電制御剤として、ニグロシン染料、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等の四級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩、及びこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料;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等のジオルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート等のジオルガノスズボレート類;グアニジン化合物、イミダゾール化合物、アミノアクリル系樹脂、ポリエチレンイミンなどが挙げられる。
また、負帯電性の帯電制御剤としては、トリメチルエタン系染料、サリチル酸の金属錯塩、ベンジル酸の金属錯塩、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、金属錯塩アゾ系染料、アゾクロムコンプレックス等の重金属含有酸性染料、カリックスアレン型のフェノール系縮合物、環状ポリサッカライド、カルボキシル基及び/又はスルホニル基を含有する樹脂等が挙げられる。
これらの帯電制御剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態においては、トナー母粒子は正帯電性を有することが好ましい。
本実施形態のトナー母粒子は、その円形度の中央値が0.93を超え、0.94以上であることが好ましく、0.95以上であることがより好ましい。また、円形度の中央値の上限値は1.00であり、0.99以下であることが好ましい。中央値とは、円形度の50%累積頻度における値をいう。
円形度は、フロー式粒子像分析装置FPIA−3000(シスメックス(株)製)を用いて5,000個の粒子について円形度の測定を行い、これらの円形度累積頻度を算出する。
なお、上記円形度とは、一定数のトナー粒子について画像解析を行い、撮影された各々のトナー粒子に対して下式により円形度を求めて得られる値である。
円形度=円相当径周囲長/周囲長=[2×(A×π)1/2]/PM
(上式においてAは投影面積、PMは周囲長を表す。)
本実施形態のトナー母粒子は、表面平滑度の高いトナーであり、このトナー母粒子に対して、特定の無機粒子と樹脂粒子とを組み合わせて外添することにより、所期の目的を達成するものである。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、トナー母粒子と外添剤とを有し、前記トナー母粒子の円形度は0.93より大きく、前記外添剤として、シリカ、チタニア、及びアルミナよりなる群から選ばれた少なくとも1種の無機粒子と、体積平均粒径が20〜65nmの樹脂粒子とを含有することを特徴とする。
外添剤としての無機粒子は、シリカ、チタニア、及びアルミナよりなる群から選ばれた少なくとも1種の無機粒子である。いずれかの無機粒子を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。シリカ粒子が好ましく使用される。
これらの無機粒子は、当業者に公知の方法により製造される。その具体例は実施例に示す。
これらの無機粒子の体積平均粒子径は適宜選択できるが、10〜80nmであることが好ましく、10〜70nmであることがより好ましい。これらの数値範囲内であると、無機粒子による流動性を発現させ、また、トナー母粒子からの脱離を防止することができるためである。
無機粒子の合計配合量は、トナー母粒子100重量部に対して、0.01〜5重量部であることが好ましく、0.5〜3重量部であることがより好ましい。これらの数値範囲であると、無機粒子の外添効果を発現させて、かつ、トナー母粒子から脱離を防止して、帯電器や転写器に付着して画像を汚染することを防止できる。
なお、トナーに付着している外添剤の粒径は次のようにして測定される。界面活性剤を滴下した水中にトナーを加えて超音波洗浄にて分散した後、1.2μmメンブランフィルター(RAWP04700、ヤマト科学(株)製)で濾過し、外添剤が浮遊するろ液を得る。このろ液を遠心分離器を用いて、沈殿する無機粒子と浮遊する樹脂粒子に分離して回収する。それぞれの分散液をLSコールター(ベックマン−コールター社製)により粒径を測定する。
本実施形態のトナーには、外添剤として、上記の無機粒子の他に、樹脂粒子も添加される。
樹脂粒子の材質としては、合成樹脂粒子が好ましく使用され、例えば、ポリスチレン等のスチレン系樹脂;ポリメチルメタクリレート等の(メタ)アクリル樹脂(単に「アクリル樹脂」ともいう。);メラミン樹脂、尿素樹脂、等の窒素原子含有樹脂などが挙げられる。樹脂粒子は、フッ素樹脂粒子でないことが好ましい。
中でも、アクリル樹脂、又は、窒素原子含有樹脂が好ましく、アクリル樹脂がより好ましい。本実施形態で使用するアクリル樹脂は、体積平均粒径が20〜65nm(「微粒子」ともいう。)である。好ましい粒径については後述する。
樹脂粒子が正帯電性を有する樹脂粒子である場合、トナー母粒子の結着樹脂は、ポリエステル樹脂であることが好ましい。上記態様であると、トナー表面における分極が抑制され、濃度ムラのより少ない画像が得られる。
正帯電性を有する樹脂粒子の材質としては、例えば、窒素原子含有樹脂や(メタ)アクリル樹脂が挙げられる。
また、樹脂粒子の帯電性を公知の方法により制御してもよい。
また、樹脂粒子の形状は、特に制限はなく、球状、針状、紡錘状、不定形等、種々の形状であってもよいが、球状であることが好ましい。
樹脂粒子の製造方法としては、特に制限はなく、公知の方法により製造すればよいが、(メタ)アクリル系のエチレン性不飽和化合物(「アクリル系モノマー」ともいう。)を、パール重合、又は乳化重合した後に、スプレードライ法により単離することにより、球状の樹脂粒子が製造される。乳化重合法は、粒子径が揃った球形のアクリル樹脂の微粒子が得られるので、好ましく使用される。
本実施形態に使用されるアクリル樹脂は、エチレン性不飽和基を1つ有する単官能のアクリル系モノマーと、エチレン性不飽和基を2以上有する多官能のアクリル系モノマーと、(メタ)アクリル酸を含む組成物の重合物であることが好ましい。使用される単官能アクリル系モノマーとしては、メチルメタクリレートが例示され、多官能アクリル系モノマーとしては、トリメチロールプロパントリメタクリレートや、ペンタエリスリトールテトラメタクリレートが例示される。上記の組成物において、単官能アクリル系モノマーの総量100重量部に対して、多官能アクリル系モノマー30〜90重量部を、(メタ)アクリル酸2〜10重量部を配合することが好ましい。
乳化重合により得られるアクリル樹脂粒子の粒径は、アクリル系モノマーの組成物に対する界面活性剤の添加量、乳化分散の撹拌条件(撹拌羽根の形状、撹拌速度など)、乳化重合の温度、重合開始剤の種類等の調整により制御される。
前記樹脂粒子が、トナー母粒子100重量部に対して、0.01〜5重量部外添されることが好ましい。また、更に、前記無機粒子が、トナー母粒子に対して、0.1〜5重量部外添されることが好ましい。
また、無機粒子としてはシリカ、チタニア、及びアルミナを外添するが、これ以外の金属酸化物粒子の併用を排除するものではなく、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、ベンガラ、酸化クロム、酸化セリウム、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、を併用してもよい。
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。ここで、コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂を含んで構成された被覆層と、で構成されていることが好ましい。
前記トナー母粒子の体積平均粒径は、3〜10μmであることが好ましい。
本実施形態において、トナーの製造方法は、特に制限はなく、公知の方法により製造すればよい。
例えば、結着樹脂、必要に応じて、着色剤、離型剤、帯電制御剤等の成分を混合した後、ニーダー、押し出し機などを用いて上記材料を溶融混練し、この後、得られた溶融混錬物を粗粉砕した後、ジェットミル等で微粉砕し、風力分級機により、目的とする粒径のトナー粒子を得る混練粉砕法;混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力又は熱エネルギーにて形状を変化させる方法;結着樹脂を乳化させ、形成された分散液と、着色剤、必要に応じて離型剤、帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化凝集法;結着樹脂を得るための単量体、着色剤、及び、必要に応じて離型剤、帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法;結着樹脂、着色剤、及び、必要に応じて離型剤、帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等;が使用される。また上記方法で得られたトナー粒子をコアにして、更に凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル構造を形成する製造方法を行ってもよい。
既に述べたように、本実施態様においては、トナー母粒子が水性媒体中での重合により得られるケミカルトナーであることが好ましく、乳化凝集法により製造されたトナー母粒子であることがより好ましい。
本実施形態において、トナーは、粉砕トナーであっても、ケミカルトナーであってもよいが、ケミカルトナーであることが好ましい。ケミカルトナーとは、重合トナーとも呼ばれ、前述の乳化凝集法、懸濁重合法、溶解懸濁法が含まれ、乳化凝集法により製造されるトナー母粒子が好ましい。
乳化凝集法(EA法;Emulsion Aggregation)とは、乳化重合法により得た乳化重合樹脂粒子に加えて、顔料粒子、ワックス粒子を水中で凝集した後合一して、トナー母粒子を形成する方法である。乳化凝集法では、凝集工程及び合一工程において、均一かつ長時間のせん断力を付与することにより、トナー母粒子を製造する方法であって、粒径と形状を制御できるという点で優れている。
また、水中で樹脂や顔料の粒子を凝集合一させる際に、低温定着性や画像強度を付与するために、スチレンアクリル樹脂に代わってポリエステル樹脂が使用されるようになってきた。この場合のポリエステル樹脂としては、主としてジカルボン酸類とジアルコール類との縮重合により得られるものが好ましい。ポリエステル樹脂、特に非晶性ポリエステル樹脂の配合が大きい場合には、樹脂の酸価の調整や、イオン性界面活性剤などを用いて乳化分散することにより樹脂粒子分散液が容易に調製される。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、EA法によるケミカルトナーであることがより好ましい。
本実施形態において、トナー母粒子の帯電性を制御するため、トナー母粒子表面を表面処理してもよく、このためにトナー母粒子に上記の帯電制御剤を使用してもよい。
なお、特に帯電性を制御しない場合、負帯電のトナー母粒子となることが多い。
本実施形態においては、トナー母粒子が負帯電性であるよりも、正帯電性であることが好ましい。
トナー母粒子が正帯電性となるように処理する方法としては、上記の帯電制御剤の使用が好ましい。
本実施形態の静電荷像現像剤は、本実施形態の静電荷像現像用トナーを少なくとも含有する。必要に応じて、他の公知の成分を含有していてもよい。
また、本実施形態の静電荷像現像剤は、非磁性一成分現像剤であることが好ましく、非磁性一成分接触現像方式による静電荷像現像用トナーとして好適に用いることができ、また、クリーニングブレードを有さずクリーニングブラシを有する画像形成装置に使用することが特に好ましい。
本実施形態に係る静電荷像現像剤(以下、単に「現像剤」と称することがある。)は、本実施形態に係るトナーを含むものであれば特に限定されず一成分現像剤あるいは二成分現像剤のいずれであってもよい。
二成分現像剤として用いる場合には、本実施形態の静電荷像現像用トナーと、キャリアとを混合して使用される。
二成分現像剤に使用しうるキャリアとしては、特に制限はなく、例えば酸化鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物や、これら芯材表面に樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリア、磁性分散型キャリア等が挙げられる。またキャリアは、マトリックス樹脂に導電材料などが分散された樹脂分散型キャリアであってもよい。
導電材料としては、例えば、金、銀、銅といった金属やカーボンブラック、更に酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、酸化スズ、カーボンブラック等が例示されるが、これらに限定されるものではない。
キャリアの芯材の体積平均粒径としては、例えば、10μm以上500μm以下の範囲が挙げられ、30μm以上100μm以下が好ましい。
またキャリアの芯材の表面を樹脂被覆する方法としては、例えば、前記被覆樹脂、及び必要に応じて各種添加剤を溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
具体的な樹脂被覆方法としては、例えば、キャリアの芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液をキャリアの芯材表面に噴霧するスプレー法、キャリアの芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
本実施形態に係る現像剤は、一成分現像剤であってもよい。一成分現像剤の場合には、磁性金属粒子を含む磁性一成分現像剤であってもよく、磁性金属粒子を含有しない非磁性一成分現像剤であってもよい。
本実施形態において、非磁性一成分現像剤が好適である。非磁性一成分現像剤の場合には、本実施形態の静電荷像現像用トナーをそのまま現像剤(非磁性一成分現像剤)として使用することができる。
本実施形態のプロセスカートリッジは、画像形成装置に着脱され、上記の静電荷像現像用トナーを収容し、かつ像保持体の表面に形成された静電潜像を前記静電荷像現像用トナーにより現像してトナー像を形成する現像手段を備えることを特徴とする。
本実施形態の画像形成方法は、像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、現像ロール上に現像剤層を形成し、前記像保持体に接触して静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を被転写体に転写する転写工程と、前記被転写体に前記トナー像を定着する定着工程と、前記像保持体表面に残留する残留トナーをブラシによりクリーニングする工程とを含み、前記トナーが本実施形態の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする。
また、本実施形態の画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記像保持体の表面に静電潜像を形成させる露光手段と、前記静電潜像を、トナーを含む現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を被転写体の表面に転写する転写手段と、前記被転写体の表面に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、前記像保持体表面に残留する残留トナーをクリーニングするクリーニング手段と、を有し、前記クリーニング手段として前記像保持体に接触させたクリーニングブラシを有し、クリーニングブレードを有さず、前記トナーが本実施形態の静電荷現像用トナーであることを特徴とする。
前記現像工程は、現像剤保持体上の現像剤層により前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する工程である。前記現像剤層としては、本実施形態の静電荷像現像用トナーを含んでいれば特に制限はない。
前記転写工程は、前記トナー画像を被転写体上に転写する工程である。また、転写工程における被転写体としては、中間転写体や紙等の被記録媒体が例示できる。
前記定着工程では、例えば、加熱ローラの温度を一定温度に設定した加熱ローラ定着器により、転写紙上に転写したトナー像を定着して複写画像を形成する方式が挙げられる。
被記録媒体としては、公知のものを使用することができ、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される紙、OHPシート等が挙げられ、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等を好適に使用することができる。
本実施形態のクリーニング工程は、像保持体上に残留する静電荷像現像剤を除去するクリーニングブレードを有さず、前記像保持体に接触させたクリーニングブラシを使用することが好ましい。
ブラシクリーニング工程は、残留トナーへの加圧が少ないため、像保持体への残留トナーの付着が生じることがないので好ましい。このため、ブレードクリーニングを使用した場合のように、クリーニングブレードからの応力によって残留トナーが流動化し、感光体へ付着する、いわゆるフィルミング等が発生する懸念がない。
本実施形態で用いられるブラシクリーニング手段は、ブラシ部材を有するトナー除去部材であり、たとえば刷毛などの固定ブラシや、繊維を円筒状に配し回転させて用いる回転ブラシなど目的に応じた形態をとることができる。また、導電性の繊維を用いて電圧を印加させて用いる導電ブラシも使用できる。
ブラシの繊維としては天然セルロース繊維、レーヨンなどの再生セルロース繊維、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維、ポリウレタン繊維、ポリオレフィン繊維、アクリル繊維、ポリアミド繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリエーテルアミド繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ポリベンゾイミダゾール繊維、ポリビニル繊維などが例示される。
前記転写手段では、中間転写体を用いて2回以上の転写を行ってもよい。また、転写手段における被転写体としては、中間転写体や紙等の被記録媒体が例示できる。
図1は、本実施の形態の画像形成方法により画像を形成するための、タンデム方式の画像形成装置の構成例を示す概略図である。図示した画像形成装置100は、ハウジング50内において4つの電子写真感光体(像保持体)1Y、1M、1C、1Kが中間転写ベルト20に沿って相互に並列に配置されている。電子写真感光体1K、1C、1M、1Yは、例えば、電子写真感光体1Yがイエロー、電子写真感光体1Mがマゼンタ、電子写真感光体1Cがシアン、電子写真感光体1Kがブラックの色からなる画像をそれぞれ形成することが可能である。
更に、ハウジング50内の所定の位置には露光装置3が配置されており、露光装置3から出射された光ビームを帯電後の電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kの表面に照射することが可能となっている。これにより、電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kの回転工程において帯電、露光、現像、1次転写の各工程が順次行われ、各色のトナー像が中間転写ベルト20上に重ねて転写される。
ここで、帯電ロール2Y、2M、2C、2Kは、電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kの表面に導電性部材(帯電ロール)を接触させて感光体に電圧を印加し、感光体表面を予め定められた電位に帯電させるものである(帯電工程)。なお、本実施形態において示した帯電ロールの他、帯電ブラシ、帯電フィルム若しくは帯電チューブなどを用いて接触帯電方式による帯電を行ってもよい。また、コロトロン若しくはスコロトロンを用いた非接触方式による帯電を行ってもよい。
現像装置4Y、4M、4C、4Kには、後述する非磁性一成分トナー又は非磁性一成分現像剤を接触させて現像する一般的な現像装置を用いて行うことができる(現像工程)。そのような現像装置としては、非磁性一成分トナー又は非磁性一成分現像剤を用いる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜公知のものを選択することができる。一次転写工程では、1次転写ロール5Y、5M、5C、5Kに、像保持体上のトナーと逆極性の1次転写バイアスが印加されることで、像保持体から中間転写ベルト20へ各色のトナーが順次1次転写される。
2次転写ロール26に、中間転写ベルト20上のトナーと逆極性の2次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト20から被記録媒体Pへトナーが2次転写される。バックアップロール24と2次転写ロール26との間を通った中間転写ベルト20は、例えば駆動ロール22の近傍に配置されたクリーニングブレードを有するクリーニングユニット30あるいは、除電器(不図示)により清浄面化された後、次の画像形成プロセスに繰り返し供される。また、ハウジング50内の所定の位置にはトレイ(被記録媒体トレイ)40が設けられており、トレイ40内の紙などの被記録媒体Pが移送ロール30により中間転写ベルト20と2次転写ロール26との間、更には相互に当接する2個の定着ロール28の間に順次移送された後、ハウジング50の外部に排紙される。また、本実施形態の画像形成装置は、クリーニングユニット30を有しない装置がより好適に挙げられる。
図2に示すように、現像装置4は、不図示の駆動源によって矢印A方向に回転可能な像保持体1と当接するように配置され、像保持体(感光体)1の回転に伴い矢印B方向に従動回転可能な現像ロール52と、現像ロール52に接続されたバイアス電源54と、現像ロール52の回転方向において現像ロール52と像保持体1との当接部よりも下流側の位置に、現像ロール52に圧接するように配置され、現像ロール52の回転に対して逆行するように矢印C方向に回転可能な現像剤かき取り部材56と、現像ロール52の回転方向において、現像ロール52と現像剤かき取り部材56との圧接部よりも下流側且つ現像ロール52と像保持体1との当接部の上流側の位置に、現像ロール52に当接するように配置されたトナー層規制部材58と、現像ロール52の像保持体が配置された側と反対側に位置し、現像ロール52が配置された側に開口部を有する筐体62と、筐体62内に配置されたアジテーター60とから構成される。
なお、上記のクリーニング工程において、感光体上の転写残トナーも現像ロールを介して現像装置に回収されることが好ましい。
また、このとき、像保持体に対する現像ロールの相対速度が1.1倍〜2.5倍であることが好ましい。すなわち、像保持体の回転速度を1としたとき、現像ロールの回転速度が1.1〜2.5であることが好ましい。現像ロールの回転速度を像保持体の回転速度よりも速くすることにより、現像量(感光体に移行する非磁性一成分トナーの量)を増やすことができるので好ましい。
像保持体に対する現像ロールの相対速度は、1.1倍〜2.5倍であることが好ましく、1.15倍〜2.0倍であることがより好ましく、1.2倍〜1.8倍であることが更に好ましい。
本実施形態のプロセスカートリッジは、画像形成装置に着脱され、本実施形態の静電荷像現像剤を収容し、かつ像保持体の表面に形成された静電潜像を前記静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段を備えることを特徴とする。
(トナー母粒子の調製)
<各種分散液の調製>
<着色剤分散液(1)の調製>
<黒色顔料分散液の調製>
・黒色顔料(#25、三菱化学(株)製、一次粒径0.047μm):100部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンR):15部
・イオン交換水:400部
以上を混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー((株)スギノマシン製、HJP30006)を用いて1時間分散して体積平均粒径が0.35μmの黒色顔料分散液を調製した。分散液の顔料濃度は23%であった。
・アジピン酸ジメチル:74部
・テレフタル酸ジメチル:192部
・ビスフェノールAエチレンオキシド2モル付加物:216部
・エチレングリコール:38部
・テトラブトキシチタネート(触媒):0.037部
得られたポリエステル樹脂(1)のガラス転移温度を、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、65℃であった。得られたポリエステル樹脂(1)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、重量平均分子量(Mw)は12,000であり、数平均分子量(Mn)は4,000であった。
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:114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:84部
・フマル酸ジメチルエステル:75部
・ドデセニルコハク酸:19.5部
・トリメリット酸:7.5部
得られたポリエステル樹脂(2)のガラス転移温度は57℃、酸価は15.0mgKOH/g、重量平均分子量(Mw)は58,000、数平均分子量(Mn)は5,600であった。
・パラフィンワックスHNP9(融解温度:74℃、日本精蝋(株)製、比重:0.925g/cm3):45部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)、ネオゲンRK):5部
・イオン交換水:200部
以上の材料を95℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザー(ゴーリン社)で分散処理し、体積平均粒径が0.21μmである離型剤分散液(離型剤濃度:20%)を調製した。
イオン交換水:1,000重量部
ポリエステル樹脂粒子分散液(1):100重量部
ポリエステル樹脂粒子分散液(2):100重量部
離型剤分散液(1):30重量部
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製ネオゲンRK、20重量%):5重量部
以上の成分を、温度計、pH計、撹拌機、を具備した反応容器に入れ、外部からマントルヒーターで温度制御しながら、温度30℃、撹拌回転数150rpmにて、30分間保持した。
着色剤分散液(1)15重量部(トナー全体の20重量%)を投入し、5分間保持した。そのまま、1.0重量%硝酸水溶液を添加し、凝集工程でのpHを3.0に調整した。
その後、5重量%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを9.0にした後、昇温速度を0.05℃/分にして90℃まで昇温し、90℃で3時間保持した後、冷却、濾過、これを更にイオン交換水にて再分散し、濾過、濾液の電気伝導度が20μS/cm以下となるまで繰り返し洗浄を行った後、40℃のオーブン中で5時間真空乾燥して、トナー粒子を得た。得られたトナー母粒子1の体積平均粒子径は7.0μmであった。
無機粒子は、シリカ粒子、チタニア粒子、及び、アルミナ粒子を以下のように調製して使用した。
ゾルゲル法で得られたシリカゾルにHMDS(ヘキサメチルジシラザン)処理を行い、乾燥・粉砕して体積平均粒子径12nmのシリカの外添剤粒子を得た。
メチルトリメトキシシラン1.0部を溶解したメタノール−水(95:5)の混合溶媒中に、水洗して水可溶性成分量を減量した体積平均粒子径15nmのルチル型酸化チタン(MT−150A、テイカ(株)製)粉末10部を添加し、超音波分散した。次いで、エバポレーターで分散液中のメタノール等を蒸発させ、乾燥した後、120℃に設定された乾燥機で熱処理し、乳鉢で粉砕して、メチルトリメトキシシランで表面処理されたチタニア(酸化チタン)の外添剤粒子(体積平均粒径約30nm)を得た。
アルミニウム原料としての硫酸アルミニウム水溶液、及び、アルカリ原料として水酸化ナトリウム水溶液を用いて、原料を準備した。硫酸アルミニウム水溶液中に水酸化ナトリウム水溶液を添加してアルミニウム水酸化物を含有する水溶液を調製した。引き続いて、、オートクレーブにて撹拌しながら、水熱反応を行った。反応終了後、室温まで冷却を行い、生成物を濾過、水洗、乾燥してアルミナ水和物粒子を得た。得られたアルミナ水和物微粒子を大気下で、700℃において、8時間焼成を行って、体積平均粒径が70nmのアルミナの外添剤粒子を得た。
アクリル系の樹脂粒子を、以下のようにして調製した。
・トリメチロールプロパントリメタクリレート:400重量部
・メチルメタクリレート:570重量部
・アクリル酸:30重量部
別に、アニオン性界面活性剤ダウファックス(ダウケミカル(株)製)2重量部をイオン交換水550重量部に溶解した混合物をフラスコ中に収容した。上記の3成分の混合物を撹拌しながら、フラスコに添加して、分散し乳化した。10分間ゆっくりと撹拌・混合を続けて、過硫酸アンモニウム6重量部を溶解したイオン交換水溶液50重量部を投入した。
次いで、フラスコ内を十分に窒素で置換した後、フラスコ中の混合物を撹拌しながらオイルバスにより系内の温度が70℃になるまで加熱し、乳化重合を行った。得られた重合体を、スプレードライにより乾燥させた。
体積平均粒径が10nmの樹脂粒子(1)を得た。
具体的には、体積平均粒径が20nmの樹脂微粒子(2)、体積平均粒径が40nmの樹脂微粒子(3)、体積平均粒径が60nmの樹脂粒子(4)、体積平均粒径が65nmの樹脂粒子(5)、体積平均粒径が70nmの樹脂粒子(6)、体積平均粒径が150nmの樹脂粒子(7)、及び、体積平均粒径が1μmの樹脂粒子(8)を得た。
トナー母粒子(1)100重量部に、樹脂粒子(1)0.5重量部、及び、シリカ粒子とを1.0重量部とを、サンプルミルを用いて10,000rpmで30秒間混合ブレンドした。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分してトナー1を調製した。
表1に示すように、樹脂粒子(1)を使用する代わりに、樹脂粒子(2)〜(8)をそれぞれ使用して、トナー2〜8を作製した。
<現像剤>
キャリアは50μmのMn−Srコアにシリコーン樹脂(東レ−ダウコーニング社製、SR2411)をコアに対して固形分で1.5重量%被覆することにより作製して、2成分系のシステムに使用した。
2成分系の現像剤においては、トナー母粒子(1)をキャリアに対して8重量%の割合で混合して使用した。混合には、V−ブレンダーなどの混合器を使用した。
得られた2成分現像剤を現像剤9として使用した。
トナー1において、樹脂粒子(1)を外添しないトナーをトナー10とした。
トナー母粒子(2)として、トナー母粒子(1)と同一の成分を同じ配合比とした、粉砕トナー(1)を調製した。
粉砕トナー(1)の体積平均粒径は、7.0μmであり、円形度は表1に示した。
トナー母粒子(2)をトナー母粒子(1)の代わりに使用する以外はトナー3と同様にして、トナー11を調製した。
<トナー12>
トナー母粒子(3)として、粉砕時間と衝突板条件を調整する以外はトナー母粒子(2)と同様にして粉砕トナー(2)を調製した。
粉砕トナー(2)の体積平均粒径は、7.0μmであり、円形度は表1に示した。
トナー母粒子(3)をトナー母粒子(1)の代わりに使用する以外はトナー3と同様にして、トナー12を調製した。
トナー3の調製の処方を基準として、無機粒子の外添剤の種類とその添加量を表1に示したように変化させた以外は同様にして、トナー13〜19を調製した。
別に表1に記載したように、トナー1〜19を使用して、実施例1〜13及び比較例1〜6に使用した。
(白点又は色点の評価)
プリントの白点又は色点の評価は、非磁性1成分接触現像方式を採用した富士ゼロックス(株)製DocuPrint P300dを改造して、モノクロとしての評価に適した装置とし、高温高湿環境下(35℃,85%)にて、用紙にXC4200紙(XEROX社製)を耐久目標の8,000枚印刷する間に適宜画像サンプリングを行って、画像サンプルの画質を評価して、以下の基準による判定をして、表2に示した。なお、2成分現像剤の評価については、富士ゼロックス(株)製DocuCentre Color 500を使用した。
A:全く問題のないレベル
B:軽微な白点・色点であり使用上問題ないレベル
C:白点・色点が見られるが使用可能レベル
D:白点・色点発生で実用上不適当と判定されるレベル
トナー粒子の各種平均粒径、及び各種粒度分布指標は、コールターマルチサイザーII(ベックマン−コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマン−コールター社製)を使用して測定される。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加えた。これを電解液100ml以上150ml以下の中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲内の粒径を有する粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50,000個である。
測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vと定義する。
界面活性剤を滴下した水中にトナーを加えて超音波洗浄にて分散し、1.2μmメンブランフィルター(RAWP04700、ヤマト科学(株)製)で濾過し、外添剤が浮遊するろ液を得る。このろ液を遠心分離器を用いて沈殿する無機粒子と浮遊する樹脂粒子とに分離し回収する。こうして分離した分散液中の無機粒子及び樹脂粒子について、LSコールター(ベックマン−コールター社製)により、それぞれ体積平均粒径を測定した。
Claims (10)
- 結着樹脂を含有するトナー母粒子と、外添剤とを含有し、
前記トナー母粒子の円形度が0.93より大きく0.98以下であり、
前記外添剤が、シリカ、チタニア、及びアルミナよりなる群から選ばれた少なくとも1種の無機粒子と、体積平均粒径が40〜60nmの樹脂粒子とを含有し、
前記樹脂粒子の材質が、メチルメタクリレートと、トリメチロールプロパントリメタクリレート及びペンタエリスリトールテトラメタクリレートよりなる群から選ばれた少なくとも1種のモノマーと、(メタ)アクリル酸とを含む組成物の重合物であるアクリル樹脂であることを特徴とする
静電荷像現像用トナー。 - 前記トナー母粒子が正帯電性を有する、請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー母粒子が水性媒体中での重合により得られ、かつ、着色剤を含有する、請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 非磁性一成分トナーである、請求項1〜3のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記樹脂粒子が、トナー母粒子100重量部に対して、0.01〜5重量部外添され、前記無機粒子が、トナー母粒子100重量部に対して、0.1〜5重量部外添された、請求項1〜4のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
- クリーニングブレードを有さずクリーニングブラシを有する画像形成装置用である、請求項1〜5のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
- 請求項1〜6のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーを含有する、静電荷像現像剤。
- 画像形成装置に着脱され、請求項1〜6のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーを収容し、かつ像保持体の表面に形成された静電潜像を前記静電荷像現像用トナーにより現像してトナー像を形成する現像手段を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、
トナー供給部材によりトナー担持体にトナーを供給し、トナー担持体上に当接させた層規制部材によりトナー層を形成し、像保持体に接触して静電潜像を現像する現像工程と、
前記トナー像を被転写体に転写する転写工程と、
前記被転写体に前記トナー像を定着する定着工程と、
前記像保持体表面に残留する残留トナーをブラシによりクリーニングする工程とを含み、
前記トナーが請求項1〜6のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする
画像形成方法。 - 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電された前記像保持体の表面に静電潜像を形成させる露光手段と、
前記静電潜像を、静電荷像現像用トナーによりトナー像として現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を被転写体の表面に転写する転写手段と、
前記被転写体の表面に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、
前記像保持体表面に残留する残留トナーをクリーニングするクリーニング手段と、を有し、
前記クリーニング手段として前記像保持体に接触させたクリーニングブラシを有し、クリーニングブレードを有さず、
前記静電荷像現像用トナーが請求項1〜6のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする
画像形成装置。
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