JPH11184144A - 非磁性一成分現像剤 - Google Patents
非磁性一成分現像剤Info
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- JPH11184144A JPH11184144A JP35488097A JP35488097A JPH11184144A JP H11184144 A JPH11184144 A JP H11184144A JP 35488097 A JP35488097 A JP 35488097A JP 35488097 A JP35488097 A JP 35488097A JP H11184144 A JPH11184144 A JP H11184144A
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Abstract
変化が小さく、トナー特性を維持できる、耐久性に優れ
た非磁性一成分現像剤を提供すること。 【解決手段】 少なくともバインダー樹脂および着色剤
を含有する体積平均粒径(D)4〜10μmのトナー粒
子、平均一次粒径1〜40nmの第1無機微粒子、平均
一次粒径が40〜100nmであって第1無機微粒子よ
り10nm以上大きい第2無機微粒子、および平均一次
粒径が100nm〜1000D/16nm(Dはトナー
粒子の体積平均粒径(μm))であって第2無機微粒子
より10nm以上大きい第3無機微粒子を含有してなる
非磁性一成分現像剤であって、第1および第2の無機微
粒子の含有量がトナー粒子に対してそれぞれ0.1〜2
重量%、0.1〜2.5重量%、それらの合計含有量が
トナー粒子に対して0.8〜3重量%、第3無機微粒子
の含有量がトナー粒子に対して0.3〜3重量%である
ことを特徴とする非磁性一成分現像剤。
Description
印刷法において電気的潜像を現像するための現像剤、特
に、非磁性一成分現像剤に関する。
式および一成分現像方式が知られているが、帯電性能の
低下防止および画像形成装置の小型化の観点から、一成
分現像方式がよく採用されている。
一成分系があるが、磁性一成分現像方式ではトナーに通
常黒色の磁性粉を添加する必要があるため、フルカラー
画像形成装置に対しては非磁性一成分現像方式が好適で
ある。非磁性一成分現像方式では現像剤担持体に対して
現像剤規制部材が当接するように配置されており、非磁
性一成分現像剤を現像剤担持体と現像剤規制部材との間
隙を通過させることにより当該担持体上にトナー薄層を
形成して荷電を行い、そのまま現像領域まで搬送し、静
電潜像担持体上に形成された静電潜像の現像を行ってい
る。
めに、流動化剤としてシリカ、チタニア等の無機微粒子
が添加(外添)されている。例えば、特開平7−439
30号公報では、一成分現像方式においてトナー粒子に
粒径0.05μm(50nm)以下の流動化剤を外添さ
せる技術が報告されている。しかしながら、一成分現像
方式では、上述したように、現像剤担持体と現像剤規制
部材との間隙(規制部)を通過させてトナー粒子を帯電さ
せるため、その際トナーに大きなストレスがかかる。そ
のため、トナーに外添された流動化剤がトナー粒子に埋
め込まれてしまうため、繰り返し使用に対して流動性を
確保することができなくなる。また、繰り返し使用によ
り、流動化剤がトナー表面に埋め込まれることに伴っ
て、トナーの表面状態が変化し、安定したトナー特性を
維持するのが難しいという問題がある。
複写しても、トナーの表面状態の変化が小さく、トナー
特性を維持できる、耐久性に優れた非磁性一成分現像剤
を提供することを目的とする。
インダー樹脂および着色剤を含有する体積平均粒径
(D)4〜10μmのトナー粒子、平均一次粒径1〜4
0nmの第1無機微粒子、平均一次粒径が40〜100
nmであって第1無機微粒子より10nm以上大きい第
2無機微粒子、および平均一次粒径が100nm〜10
00D/16nm(Dはトナー粒子の体積平均粒径(μ
m)を示す。)であって第2無機微粒子より10nm以
上大きい第3無機微粒子を含有してなる非磁性一成分現
像剤であって、第1無機微粒子の含有量がトナー粒子に
対して0.1〜2重量%であり、第2無機微粒子の含有
量がトナー粒子に対して0.1〜2.5重量%であり、
第1無機微粒子および第2無機微粒子の合計含有量がト
ナー粒子に対して0.8〜3重量%であり、第3無機微
粒子の含有量がトナー粒子に対して0.3〜3重量%で
あることを特徴とする非磁性一成分現像剤に関する。
走査型電子顕微鏡(JSM−840A;日本電子社製)
により試料を観察し、微粒子の長径の平均を示した。ト
ナー粒子の体積平均粒径は、コールターマルチサイザー
(コールターカウンター社製)を用い、アパチャー径1
00μmで測定した値である。
粒径粒子(第1無機微粒子)、中粒径粒子(第2無機微
粒子)および大粒径粒子(第3無機微粒子)を、従来か
らのトナー粒子に外添することにより、繰り返して複写
しても、トナーの表面状態が変化しにくく、トナー特性
を維持できる、耐久性に優れた非磁性一成分現像剤を提
供することが可能となった。
子は平均一次粒径1〜40nm、好ましくは5〜35n
m、より好ましくは5〜30nmの無機微粒子である。
当該微粒子を含有させてトナー粒子を均一に被覆するこ
とにより均一な所望のトナー流動性を得ることができ
る。平均一次粒径が1nm未満では長期使用によるトナ
ーの帯電の安定性や環境変化に対するトナーの帯電の安
定性が不十分となり、40nmを越えると流動性向上の
効果が低下し、所望の流動性を得ようとすると多量の微
粒子が必要となり効率が悪く、現像剤規制部材によるト
ナー薄層の形成が困難になる。
は、従来から流動化剤として用いられている様々な材料
を使用することができ、例えば、シリカ、アルミナ、チ
タニア(二酸化チタン)、酸化錫、酸化マグネシウム、
酸化亜鉛等を単独あるいは2種以上混合して使用するこ
とができる。好ましい第1無機微粒子はシリカ、チタニ
アである。
化剤で表面処理されていることが好ましい。これは、ト
ナーの環境安定性、特に湿度の影響によるトナー荷電量
の変化を抑制するためである。疎水化度は30〜80
%、好ましくは40〜80%であることが望ましい。疎
水化度が30%より低い場合には耐環境性が劣化しやす
く、80%を越えるものは製造上安定して得ることが困
難であるためである。
剤、チタネート系カップリング剤、シリコン系オイル、
シリコンワニス等の従来から使用されている疎水化剤が
使用可能であり、好ましくはシラン系カップリング剤、
シリコン系オイル、より好ましくはシラン系カップリン
グ剤を用いる。シラン系カップリング剤としては、例え
ばトリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、ジメチ
ルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジ
メチルクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、
メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラ
ン、イソブチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリ
メトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチル
ジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ヒドロ
キシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキ
シシラン、n−ヘキサデシルトリメトキシシラン、n−
オクチルトリメトキシシラン、n−オクタデシルトリメ
トキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリ
エトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメ
トキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン等が使用可
能である。
ポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサ
ン、メチルフェニルポリシロキサン等が使用可能であ
る。疎水化剤は上記疎水化度を達成できる程度の使用量
で使用して、従来の方法により処理すればよい。
系シランカップリング剤またはフッ素系シリコーンオイ
ルを併用し、表面処理されていてもよい。これは、トナ
ーが負荷電性である場合に、トナーの負荷電性を向上さ
せ、画像カブリを防止するのに有効であるためである。
通常、トナーの荷電性の制御にはトナー粒子中に荷電制
御剤を含有させることにより行われているが、本発明の
係る一成分現像方式においては、現像剤担持体と現像剤
規制部材との圧接部の間隙をトナーが通過する際の摩擦
帯電によりトナーの荷電が行われるため、トナーの荷電
性はトナー粒子表面の荷電性が重要になる。このため荷
電性の制御を行う場合に、荷電制御剤の含有量を調整す
るよりもトナーの外添剤の荷電性を調整するほうがより
効果的である。
えば以下に示すものを単独でまたは混合して使用するこ
とができるが、これらに限定されるものではない。 ・CF3(CH2)2SiCl3 ・CF3(CF2)5SiCl3 ・CF3(CF2)5(CH2)2SiCl3 ・CF3(CF2)7(CH2)2SiCl3 ・CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH3)3 ・CF3(CF2)7(CH2)2Si(CH3)Cl2 ・CF3(CH2)2Si(OCH3)3 ・CF3(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2 ・CF3(CF2)3(CH2)2Si(OCH3)3 ・CF3(CF2)5(CH2)2Si(OCH3)3 ・CF3(CF2)6CONH(CH2)2Si(OC2H5)3 ・CF3(CF2)6COO(CH2)2Si(OCH3)3・ CF3(CF2)7(CH2)2Si(OCH3)3 ・CF3(CF2)7(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2 ・CF3(CF2)7NH(CH2)3Si(OC2H5)3 ・CF3(CF2)8(CH2)2Si(OCH3)3
子100重量部に対して1〜20重量部、好ましくは2
〜15重量部用いることが好ましい。
剤、疎水化剤)を用いて無機微粒子を表面処理するに
は、例えば表面処理剤を溶剤で希釈し、無機微粒子に上
記希釈液を加えて混合し、この混合物を加熱・乾燥した
後、解砕する乾式法、無機微粒子を水系中に分散してス
ラリー状にした上で表面処理剤を添加混合し、これを加
熱・乾燥した後、解砕する湿式法等により行うことがで
きる。特に、無機微粒子に対する疎水化剤の表面処理の
均一性、無機微粒子の凝集防止性等の観点から水系中で
疎水化処理を行った後、乾式法によってフッ素系カップ
リング剤で表面処理することが好ましい。
粒子は、トナー粒子に対して0.1〜2.0重量%、好
ましくは0.3〜1.5重量%含有されることが望まし
い。その量が0.1重量%未満では所望の流動性を付与
することができず、複写画像に白スジが発生し問題とな
る。一方、2.0重量%より多いと感光体へのトナー成
分の斑点状の固着の原因となる。また、第1無機微粒子
は、第2無機微粒子の含有量との関係において、これら
の合計含有量が0.8〜3.0重量%、好ましくは1.
0〜2.7重量%、となるよう含有されることが望まし
い。合計含有量が0.8重量%未満では所望の流動性を
付与することができず、問題となる。一方、3.0重量
%より多いとトナーの流動性が高くなりすぎて現像剤規
制部材によるトナーへの荷電性が低下したり、現像剤規
制部材や現像剤担持体にトナーから遊離した無機微粒子
が固着しやすくなる。また感光体へのトナー成分の斑点
状の固着の原因ともなる。
子は平均一次粒径が40〜100nm、好ましくは40
〜70nm、より好ましくは45〜60nmであって、
第1無機微粒子の平均一次粒径より10nm以上大きい
無機微粒子である。したがって、一方の無機微粒子の平
均一次粒径が40nmである場合、当該微粒子を第1無
機微粒子、第2無機微粒子いずれの微粒子として取り扱
うかは、他方の無機微粒子の平均一次粒径に依存して決
定される。すなわち、例えば、平均一次粒径が15nm
のものと40nmのものを用いる場合には15nmのも
のを第1無機微粒子として、40nmのものを第2無機
微粒子として取り扱われ、平均一次粒径が40nmのも
のと50nmのものを用いる場合には40nmのものを
第1無機微粒子として、50nmのものを第2無機微粒
子として取り扱われる。
トナー粒子を被覆して所望のトナー流動性を得ようとす
ると非常に多くの量を要し、また、現像時の現像剤規制
部材による薄層形成が困難になるため不利であるが、第
1無機微粒子と併用して用いることにより上記不利点は
解消され、従来から問題となっていた繰り返しの複写に
よる第1無機微粒子のトナー粒子への埋め込みを緩和す
ることができる。すなわち、第2無機微粒子は、流動性
を調整し、且つ第1無機微粒子のトナー粒子への埋め込
み等のトナー粒子表面の変化を起こりにくくし、所望の
流動性を確保する機能を有する。
微粒子のトナー粒子への埋め込み緩和効果が顕著に低下
し、100nmを越えると当該無機微粒子のトナー粒子
への分散性が著しく低下するため、トナーの流動性、ひ
いては現像剤の現像剤担持体への追随性が低下し、複写
画像の上端部と下端部において濃度差が生じ易くなる。
また、当該粒径と第1無機微粒子のそれとの差が10n
m未満であると第1無機微粒子の埋め込み防止効果が得
られにくくなる。
は、第1無機微粒子と同様に、従来から流動化剤として
用いられている様々な材料を使用することができ、単独
あるいは2種以上混合して使用してもよい。好ましい第
2無機微粒子はシリカ、チタニアである。
1無機微粒子と同様に、疎水化剤および/またはフッ素
系シランカップリング剤で表面処理されていることが好
ましい。
粒子は、トナー粒子に対して0.1〜2.5重量%、好
ましくは0.3〜2.0重量%含有されることが望まし
い。その量が0.1重量%未満では第1無機微粒子の埋
め込み緩和効果が得られない。一方、2.5重量%より
多いと現像剤規制部材や現像剤担持体にトナーから遊離
した第2無機微粒子が固着しやすくなり、それに基づく
トナー成分の固着や画像の白スジの原因となる。また、
第2無機微粒子は、第1無機微粒子の含有量との関係に
おいて、上述のようにこれらの合計含有量が上記範囲内
になるよう含有されることが望ましい。
子は平均一次粒径が100nm〜1000D/16nm
(以下、「D」はトナー粒子の体積平均粒径(μm)を
示す。)、好ましくは125nm〜1000D/18n
m、より好ましくは140nm〜1000D/20nm
で第2無機微粒子より10nm以上大きい無機微粒子で
ある。当該微粒子を含有させてトナー粒子に付着させる
ことにより、トナー粒子同士の接触確率を低減させると
ともに、現像時の現像剤規制部材による規制や現像器内
での撹拌等の外的ストレスを拡散させて直接的にトナー
粒子表面に悪影響を与えないようにしている。また、第
3無機微粒子は、第2無機微粒子の持つ第1無機微粒子
の埋め込み緩和機能を高める機能を有するとともに、直
接的に第1および第2無機微粒子のトナー粒子への埋め
込みを防止する機能も有する。
ー粒子同士の接触確率が高くなり、外的ストレスがトナ
ー粒子表面へ直接的に影響を及ぼして上記の機能を発揮
できなくなる。一方、1000D/16nmを越えると
トナー粒子への付着が困難になり、ほとんどの第3無機
微粒子が脱離して凝集体を形成し、現像時において現像
剤規制部材で当該凝集体が溜まり、規制不良を引き起こ
して、画像に悪影響を及ぼすことになる。
は、第1無機微粒子と同様に、従来から流動化剤として
用いられている様々な材料を使用することができ、単独
あるいは2種以上混合して使用してもよい。好ましい第
3無機微粒子はチタニア、アルミナ、シリカ、チタン酸
バリウム、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化セリウム、ジルコ
ン酸マグネシウム、ジルコン酸ストロンチウム、ジルコ
ン酸カルシウム、ジルコン酸バリウムである。
微粒子表面に樹脂層を形成した有機質−無機質複合体粒
子も使用可能である。
1無機微粒子と同様にして、上記の疎水化剤により表面
処理してもよい。
粒子は、トナー粒子に対して0.3〜3.0重量%、好
ましくは0.3〜2.0重量%含有されることが望まし
い。その量が0.3重量%未満ではトナー粒子同士の接
触確率が高くなり、外的ストレスがトナー粒子表面へ直
接的に影響を及ぼして上記の機能を発揮できなくなる。
一方、3.0重量%より多いと規制部に脱離微粒子の凝
集物が生じて規制不良を引き起こし、画像に悪影響を及
ぼすことになる。
公知の方法で得られたトナー粒子に外添される。本発明
において使用されるトナー粒子は、少なくともバインダ
ー樹脂および着色剤を含有する。
しては、特に限定されず、例えばスチレン系樹脂、アク
リル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、ポリアミド系
樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポ
キシ系樹脂およびその他の公知の樹脂を単独あるいは混
合して使用することができ、その用途に応じて好ましい
ものを適宜選択して使用すればよい。例えば負荷電性ト
ナーに対してはポリエステル系樹脂を、フルカラートナ
ーに対してはポリエステル系樹脂を、黒色トナーに対し
てはポリエステル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂を
使用することが好ましい。
脂はアルコール成分としてビスフェノールAアルキレン
オキサイド付加物を主成分として使用し、酸成分として
フタル酸系ジカルボン酸類あるいはフタル酸系ジカルボ
ン酸類と脂肪族ジカルボン酸類を使用して重縮合反応に
より合成されたものである。
加物としては、ビスフェノールAプロピレンオキサイド
付加物、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物が
好適であり、これらを混合して用いることが好ましい。
ルAアルキレンオキサイド付加物とともに下記ジオール
や多価アルコールを若干使用してもよい。このようなア
ルコール成分としては、例えばエチレングリコール、ジ
エチレングリコール、トリエチレングリコール、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、ネオペンチルグリコール
等のジオール類、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサ
ンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリト
ール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリト
ール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタ
ントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリ
オール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、ト
リメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,
5−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
フタル酸、イソフタル酸等のフタル酸系ジカルボン酸、
その酸無水物またはその低級アルキルエステル等を使用
することができる。
使用可能な脂肪族ジカルボン酸類としては、フマール
酸、マレイン酸、コハク酸、炭素数4〜18のアルキル
またはアルケニルコハク酸等の脂肪族ジカルボン酸、そ
の酸無水物またはその低級アルキルエステル等が挙げら
れる。
して用いる場合に好ましいバインダー樹脂は、ガラス転
移点が55〜75℃、好ましくは58〜70℃、軟化点
が95〜120℃、好ましくは100〜118℃、数平
均分子量が2500〜6000、好ましくは3000〜
5500、重量平均分子量/数平均分子量が2〜8、好
ましくは3〜7のものである。ガラス転移点が低くなる
とトナーの耐熱性が低下し、また高くなると透光性や混
色性が低下する。軟化点が低くなると定着時に高温オフ
セットが発生し易くなり、高くなると定着強度が低下す
る。数平均分子量が小さくなると画像を折り曲げた際に
トナーが剥離し易くなり、大きくなると定着強度が低下
する。また重量平均分子量/数平均分子量が小さくなる
と高温オフセットが発生し易くなり、大きくなると透光
性が低下する。
ダー樹脂中での分散性向上の観点から、1.0〜30.
0KOHmg/g、好ましくは1.0〜25.0KOHmg
/g、より好ましくは2.0〜20.0KOHmg/gの酸
価を有するものを用いることが望ましい。これは酸価が
1.0KOHmg/gより小さいと分散性向上の効果が小
さくなり、30.0KOHmg/gより大きくなると負帯
電性が強くなるとともに環境変動による帯電量の変化が
大きくなるためである。
場合、樹脂の酸価を調整するために酸成分としてトリメ
リット酸等の多価カルボン酸等をトナーの透光性等を損
なわない範囲で少量使用してもよい。このような多価カ
ルボン酸成分としては、例えば、1,2,4−ベンゼント
リカルボン酸(トリメリット酸)、1,2,5−ベンゼント
リカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、
1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタ
ントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン
酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレ
ンカルボキシプロパン、1,2,4−シクロヘキサントリ
カルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、
1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリッ
ト酸、これらの無水物、低級アルキルエステル等を挙げ
ることができる。
イエロー色、ブラック色等の各種の公知の着色剤を使用
することができ、その使用量は従来と同様の値を適用す
ることができる。通常、着色剤はバインダー樹脂100
重量部に対して1〜15重量部程度添加される。
に、荷電制御剤、オフセット防止剤等の所望の添加剤を
添加してもよい。
等およびその他の公知の荷電制御剤を使用可能であり、
使用目的に応じてその種類を選択すればよい。フルカラ
ー複写用としては無色、白色あるいは薄い黄色の荷電制
御剤を使用することが好ましい。黒色複写用としては特
に制限されない。荷電制御剤の使用量は使用目的に応じ
てその量を適宜設定すればよいが通常、バインダー樹脂
100重量部に対して0.1〜10重量部、好ましくは
0.5〜5.0重量部の範囲で使用される。
されるものではなく、例えばポリエチレンワックス、酸
化型ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、
酸化型ポリプロピレンワックス、カルナバワックス、サ
ゾールワックス、ライスワックス、キャンデリラワック
ス、ホホバ油ワックス、蜜ろうワックス等が使用可能で
ある。これは耐オフセット性を向上させるだけではな
く、非磁性一成分現像装置における現像剤規制部材や現
像剤担持体等に対するトナーの固着の問題を低減させる
ことができる。特に酸価が0.5〜30KOHmg/gの
ワックスを用いることが上記酸価を有するバインダー樹
脂に対する分散性の観点から好ましい。このようなワッ
クスの添加量は、バインダー樹脂100重量部に対して
0.5〜5重量部、好ましくは1〜4重量部が好まし
い。これは添加量が0.5重量部より少ないと添加によ
る効果が不十分となり、5重量部より多くなると透光性
や色再現性が低下するためである。
ダー樹脂、着色剤をその他の所望の添加剤を使用し、混
練・粉砕法、懸濁重合法、乳化重合法、乳化分散造粒
法、カプセル化法等その他の公知の方法により製造する
ことができる。それらの製造方法の中では、製造コスト
および製造安定性の観点から混練・粉砕法で製造するこ
とが好ましい。
ナー成分をヘンシェルミキサー等の混合機で混合する工
程、この混合物を溶融・混練する工程、この混練物を冷
却後粗粉砕する工程、この粗粉砕粒子を微粉砕する工
程、得られた微粉砕粒子を分級する工程によりトナー粒
子を製造する。本発明のトナー粒子は、体積平均粒径を
4〜10μm、好ましくは6〜9μmに調整することが
画像の高精細再現性の観点から好ましい。
等の混合機を用いて上記の第1無機微粒子、第2無機微
粒子および第3無機微粒子と混合され非磁性一成分現像
剤として調製される。
成分現像剤は、着色剤、バインダー樹脂、荷電制御剤、
ワックス等を適宜選択することにより、フルカラー用あ
るいは黒色用、いずれの現像剤としても使用可能である
が、本発明においてはフルカラー現像剤として用いるこ
とが有効である。このため、本発明の現像剤は一成分現
像方式を採用した現像装置であれば、いかなる現像装置
においても使用可能であるが、フルカラー画像形成装置
に用いることが特に好ましい。以下、フルカラー画像形
成装置の一例として図1を参照しながら説明する。
リンタは、概略、矢印a方向に回転駆動される感光体ド
ラム10と、レーザ走査光学系20と、フルカラー現像
装置30と、矢印b方向に回転駆動される無端状の中間
転写ベルト40と、給紙部60とで構成されている。感
光体ドラム10の周囲には、さらに、感光体ドラム10
の表面を所定の電位に帯電させる帯電ブラシ11、およ
び感光体ドラム10上に残留したトナーを除去するクリ
ーナーブレード12aを備えたクリーナー12が設置さ
れている。
ド、ポリゴンミラー、fθ光学素子を内蔵した周知のも
ので、その制御部にはC(シアン)、M(マゼンタ)、Y
(イエロー)、Bk(ブラック)ごとの印字データがホスト
コンピュータから転送される。レーザ走査光学系20は
各色ごとの印字データを順次レーザビームとして出力
し、感光体ドラム10上を走査露光する。これにより、
感光体ドラム10上に各色ごとの静電潜像が順次形成さ
れる。
kの非磁性トナーからなる一成分現像剤を収容した4つ
の色別現像器31C、31M、31Y、31Bkを一体
化したもので、支軸81を支点として時計回り方向に回
転可能である。各現像器は現像スリーブ(現像剤担持
体)32、トナー規制ブレード(現像剤規制部材)34
を備えている。現像スリーブ32の回転により搬送され
るトナーは、ブレード34と現像スリーブ32との圧接
部(規制部)を通過することにより帯電される。
2およびテンションローラ43、44に無端状に張り渡
され感光体ドラム10と同期して矢印b方向に回転駆動
される。中間転写ベルト40の側部には図示しない突起
が設けられ、この突起をマイクロスイッチ45が検出す
ることにより、露光、現像、転写等の作像処理が制御さ
れる。中間転写ベルト40は回転自在な1次転写ローラ
46に押圧されて感光体ドラム10に接触している。こ
の接触部が1次転写部T1である。また、中間転写ベル
ト40は支持ローラ42に支持された部分で回転自在な
2次転写ローラ47が接触している。この接触部が2次
転写部T2である。
ト40の間のスペースにはクリーナー50が設置されて
いる。クリーナー50は中間転写ベルト40上の残留ト
ナーを除去するためのブレード51を有している。この
ブレード51及び前記2次転写ローラ47は中間転写ベ
ルト40に対して接離可能である。
側に開放可能な給紙トレイ61と、給紙ローラ62と、
タイミングローラ63とから構成されている。記録シー
トSは給紙トレイ61上に積載され、給紙ローラ62の
回転によって1枚ずつ図中右方へ給紙され、タイミング
ローラ63で中間転写ベルト40上に形成された画像と
同期をとって2次転写部へ送り出される。記録シートの
水平搬送路65は前記給紙部を含んでエアーサクション
ベルト66等で構成され、定着器70からは搬送ローラ
72、73、74を備えた垂直搬送路71が設けられて
いる。記録シートSはこの垂直搬送路71から画像形成
装置本体1の上面へ排出される。
ト動作について説明する。プリント動作が開始される
と、感光体ドラム10および中間転写ベルト40が同じ
周速度で回転駆動され、感光体ドラム10は帯電ブラシ
11によって所定の電位に帯電される。
ン画像の露光が行われ、感光体ドラム10上にシアン画
像の静電潜像が形成される。この静電潜像は直ちに現像
器31Cで現像されると共に、トナー画像は1次転写部
で中間転写ベルト40上に転写される。1次転写終了直
後に現像器31Mが現像部Dへ切り換えられ、続いてマ
ゼンタ画像の露光、現像、1次転写が行われる。さら
に、現像器31Yへの切換え、イエロー画像の露光、現
像、1次転写が行われる。さらに、現像器31Bkへの
切換え、ブラック画像の露光、現像、1次転写が行わ
れ、1次転写ごとに中間転写ベルト40上にはトナー画
像が重ねられていく。
Sが2次転写部へ送り込まれ、中間転写ベルト40上に
形成されたフルカラートナー画像が記録シートS上に転
写される。この2次転写が終了すると、記録シートSは
ベルト型接触加熱定着器70へ搬送され、フルカラート
ナー画像が記録シートS上に定着されてプリンタ本体1
の上面に排出される。本発明を、以下の実施例によりさ
らに詳しく説明する。
Cの製造方法を以下に示す。 (ポリエステル系樹脂A(カラートナー用)の製造)温度
計、撹拌器、流下式コンデンサーおよび窒素導入管を取
り付けたガラス製4つ口フラスコに、ポリオキシプロピ
レン(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)プロパン、ポリオキシエチレン(2,2)−2,2−
ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンおよびテレフ
タル酸を、モル比5:5:9.5で仕込んだ。さらに重
合開始剤(ジブチル錫オキサイド)を添加した後、これ
らをマントルヒーター中、窒素雰囲気下、220℃で撹
拌しながら反応させ、数平均分子量(Mn)4800、
重量平均分子量/数平均分子量4.5、軟化点108
℃、ガラス転移点66℃、酸価(AV)4.2KOHm
g/gのポリエステル樹脂Aを得た。
造)温度計、撹拌器、流下式コンデンサーおよび窒素導
入管を取り付けたガラス製4つ口フラスコに、ポリオキ
シプロピレン(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2,2)−
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、イ
ソドデセニル無水コハク酸、テレフタル酸およびフマル
酸を、重量比82:77:16:32:30で仕込ん
だ。さらに重合開始剤(ジブチル錫オキサイド)を添加
した後、これらをマントルヒーター中、窒素雰囲気下、
220℃で撹拌しながら反応させ、軟化点110℃、ガ
ラス転移点60℃、酸価17.5KOHmg/gのポリ
エステル樹脂Bを得た。
造)スチレンおよび2−エチルヘキシルアクリレートを
重量比17:3.2に調整し、重合開始剤であるジグミ
ルパーオキサイドとともに滴下ロートに入れた。一方、
温度計、撹拌器、流下式コンデンサーおよび窒素導入管
を取り付けたガラス製4つ口フラスコに、ポリオキシプ
ロピレン(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェ
ニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2,2)−2,2
−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、イソドデ
セニル無水コハク酸、テレフタル酸、無水1,2,4−
ベンゼントリカルボン酸およびアクリル酸を、重量比4
2:11:11:11:8:1に調整して重合開始剤
(ジブチル錫オキサイド)とともに仕込んだ。これらを
マントルヒーター中、窒素雰囲気下、135℃で撹拌し
ながら、滴下ロートよりスチレン等を滴下した後、昇温
して230℃で反応させ、軟化点150℃、ガラス転移
点62℃、酸価24.5KOHmg/gのポリエステル
樹脂Cを得た。
マトグラフィー(807−IT型;日本分光工業社製)
を使用し、キャリア溶媒としてテトラヒドロフランを使
用して、ポリスチレン換算により分子量を求めた。
T−500;島津製作所社製)を用い、試料1.0gに
ついて1.0mm×1.0mmのダイを使用し、昇温速
度3.0℃/min.、荷重30kgの条件で測定を行
い、試料が1/2流出したときの温度を軟化点とした。
200;セイコー電子社製)を用いて秤量された試料1
0mgについて測定し、リファレンスとしてアルミナを
用い、30〜80℃の範囲におけるメイン吸熱ピークの
ショルダー値をガラス転移点とした。
し、フェノールフタレイン等の指示薬を使用して酸性基
を中和するのに必要な水酸化カリウムのmg数で表し
た。
下の無機微粒子を用いた。 無機微粒子A(疎水性シリカ、疎水化度55%、平均一
次粒径7nm、TS500;キャボジル社製) 無機微粒子B(疎水性シリカ、疎水化度48%、平均一
次粒径15nm、R974;日本アエロジル社製) 無機微粒子C(疎水性シリカ、疎水化度55%、平均一
次50nm、R809;日本アエロジル社製)
化度55%、平均一次粒径15nmのルチル型二酸化チ
タン(MT−150W;テイカ社製)をn−ヘキシルト
リメトキシシランで表面処理したもの) 無機微粒子E(疎水性二酸化チタン、疎水化度60%、
平均一次粒径20nmのアナターゼ型二酸化チタンをn
−ヘキシルトリメトキシシランで表面処理したもの) 無機微粒子F(疎水性二酸化チタン、疎水化度57%、
平均一次粒径50nmのアナターゼ型二酸化チタンをn
−ヘキシルトリメトキシシランで表面処理したもの)
径250nm、KR−380;チタン工業社製) 無機微粒子b(二酸化チタン、平均一次粒径150n
m、KR−480;チタン工業社製) 無機微粒子c(合成球状シリカ、平均一次粒径200n
m、SO−C1;アドマテックス社製) 無機微粒子d(有機質−無機質複合体粒子、平均一次粒
径300nm) 無機微粒子e(合成球状シリカ、平均一次粒径1μm、
SO−C3;アドマテックス社製) 無機微粒子f(二酸化チタン、平均一次粒径1.5μ
m、KR−310DS;チタン工業社製)
ごとく調製した。まず、25重量%アンモニア水38g
および水1722gを混合した水溶液に、ビニルトリメ
トキシシラン36g、メタノール120gおよび重合開
始剤(2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニト
リル))0.2gからなる溶液を添加して、ビニルトリ
メトキシシランの加水分解・縮合反応を行った。次い
で、窒素雰囲気下で70〜75℃に加熱し、2時間保持
することによりビニル基の重合を行った。冷却後、遠心
分離して、さらに50℃で真空乾燥させ、上記無機微粒
子dを得た。粒子d中のSiO2含有率は73重量%で
あった。
50mlを入れ、0.2gの試料を添加し、ビーカーを
撹拌しながら、ビュレットから無水硫酸ナトリウムで脱
水したメタノールを加え液面上に試料がほぼ見られなく
なった点を終点として、要したメタノール量から下記
式: 疎水化度=[メタノール使用量/(50+メタノール使
用量)]×100 により算出した。
溶融ブレンドポリプロピレンワックスの製造方法を以下
に示す。 (溶融ブレンドポリプロピレンワックスの製造)酸価0
KOHmg/gの非酸化型ポリプロピレンワックス(ビ
スコール550P;三洋化成工業社製)および酸価52
KOHmg/gの酸化型ポリプロピレンワックス(ユー
メックス1010;三洋化成工業社製)を重量比92:
8で混合し、溶融混練した後、冷却して粉砕し、酸価
4.0KOHmg/g、160℃における溶融粘度20
5cps、軟化点150℃の溶融ブレンドポリプロピレ
ンワックスを得た。
メントブルー15−3)を重量比7:3で加圧ニーダー
に仕込み混練した。得られた混練物を冷却後、フェザー
ミルにより粉砕し顔料マスターバッチを得た。
料マスターバッチ10重量部、ポリプロピレンワックス
(ビスコールTS200;三洋化成工業社製;酸価3.
5KOHmg/g)2重量部およびサリチル酸亜鉛錯体
(E84;オリエント化学工業社製)1.5重量部をボ
ールミルで十分混合し、混合物を2軸押出混練機(PC
M−30;池貝鉄工社製)で溶融混練した後、冷却し、
その後フェザーミルで粗粉砕した。この粗粉砕物をジェ
ットミルで微粉砕し、微粉分級することにより体積平均
粒径8.0μmのトナー粒子を得た。
微粒子A0.5重量部、無機微粒子F1.0重量部およ
び無機微粒子a1.0重量部を添加し、ボールミルによ
り混合することにより現像剤を得た。
量で用いたこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を
得た。
用いたこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を得
た。
C60重量部、ポリエチレンワックス(800P;三井
石油化学工業社製;160℃における溶融粘度5400
cps;軟化点140℃)1重量部、溶融ブレンドポリ
プロピレンワックス3重量部、酸性カーボンブラック
(モーガルL;キャボット社製;pH2.5;平均一次
粒径24nm)8重量部およびサリチル酸亜鉛錯体(E
84;オリエント化学工業社製)2.5重量部をヘンシ
ェルミキサーで十分混合し、混合物を2軸押出混練機
(PCM−30;池貝鉄工社製)で溶融混練した後、冷
却し、その後ハンマーミルで粗粉砕した。この粗粉砕物
をジェット粉砕機で微粉砕し、微粉分級することにより
体積平均粒径8.2μmのトナー粒子を得た。
微粒子A0.5重量部、無機微粒子F0.5重量部およ
び無機微粒子a1.0重量部を添加し、ボールミルによ
り混合することにより現像剤を得た。
を可変に改造した非磁性一成分現像装置を備えた電子写
真プリンタ(SP1000;ミノルタ社製)改造機に搭
載し、常温常湿(25℃、45%)においてB/W比5
%の文字パターンを画出しするよう設定して、以下に詳
述する「白スジ」および「追随性」について評価した。
なお、これらの評価は、初期(10枚複写後)および3
000枚複写後の複写画像について行った。
し、複写画像については画像上の白スジの発生を、現像
スリーブ上に形成されたトナーの薄層については層上の
スジムラの発生を観察し、以下のランク付けに従って評
価した。 ○;スリーブ上に形成されたトナー薄層にはスジムラは
発生しておらず、画像上には白スジは発生していなかっ
た; △;トナー薄層には若干スジムラが発生しているもの
の、画像上には白スジは発生しておらず、実用上問題は
なかった; ×;トナー薄層にはスジムラが発生しており、画像上に
は白スジが発生していた。
については、以下のランク付けも追加して評価した。 ××;規制部あるいはサイドシール部からトナーがこぼ
れ出していた。
写画像における上部と下部の濃度を目視により観察し、
以下のランク付けに従って評価した。 ○;濃度差がなく、濃度均一性に優れていた; △;若干濃度差やムラがあるるものの、実用上問題はな
かった; ×;濃度差が大きいかあるいはカスレ部が発生してお
り、実用上問題があった。
較例における処理条件とともに、以下の表1および表2
で示す。
て、複写画像には白スジは発生せず、追随性に優れてい
ることが明らかとなった。本発明の現像剤は耐久性およ
び流動性にも優れていることがわかる。比較例1、7お
よび8については複写中において粉煙が発生したり、ト
ナーこぼれが起こったため中断したことから、3000
枚複写後の上記評価は行っていない。これらの原因とし
て、比較例1については第1無機微粒子に相当する小粒
径微粒子の不存在による流動性不良が、比較例2につい
ては第1および第2無機微粒子の合計添加量が少ないこ
とによる流動性不良が、比較例3については過剰量の大
粒径微粒子の添加に伴う当該微粒子の脱離が挙げられ
る。比較例2および3については、大粒径微粒子の粒径
が大きすぎるため、当該微粒子は繰り返しの複写によっ
て容易に脱離して規制部に溜まり、複写画像に悪影響を
及ぼしたものと考えられる。比較例4〜5については、
大粒径微粒子が不存在であるため、流動性の低下を回避
できず、それに伴って追随性が悪化し、複写画像にも悪
影響が及んだと考えられる。また、トナーがサイドシー
ル付近からこぼれたり飛散したりしていた。特に、比較
例5では、中粒径微粒子も不存在であるため、流動性の
低下も顕著となり、複写画像の悪化が一層進んだと考え
られる。
ナーの表面状態の変化が小さく、トナー特性を維持でき
る現像剤を提供することができる。また、本発明のトナ
ーは耐久性にも優れている。
す。
ナー、20:レーザ走査光学系、30:フルカラー現像
装置、32:現像剤担持体(スリーブ)、33:支軸、
34:現像剤規制部材(ブレード)、40:中間転写ベ
ルト、41:支持ローラ、42:支持ローラ、43:テ
ンションローラ、44:テンションローラ、46:1次
転写ローラ、47:2次転写ローラ、60:給紙部、6
1:給紙トレイ、62:給紙ローラ、63:タイミング
ローラ、66:エアーサクションベルト、70:定着
器、71:垂直搬送路。
Claims (1)
- 【請求項1】 少なくともバインダー樹脂および着色剤
を含有する体積平均粒径(D)4〜10μmのトナー粒
子、平均一次粒径1〜40nmの第1無機微粒子、平均
一次粒径が40〜100nmであって第1無機微粒子よ
り10nm以上大きい第2無機微粒子、および平均一次
粒径が100nm〜1000D/16nm(Dはトナー
粒子の体積平均粒径(μm)を示す。)であって第2無
機微粒子より10nm以上大きい第3無機微粒子を含有
してなる非磁性一成分現像剤であって、 第1無機微粒子の含有量がトナー粒子に対して0.1〜
2重量%であり、 第2無機微粒子の含有量がトナー粒子に対して0.1〜
2.5重量%であり、 第1無機微粒子および第2無機微粒子の合計含有量がト
ナー粒子に対して0.8〜3重量%であり、 第3無機微粒子の含有量がトナー粒子に対して0.3〜
3重量%であることを特徴とする非磁性一成分現像剤。
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