JP2009192677A - 画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高速出力においても初期画質を維持できる画像形成方法を提供する。
【解決手段】静電潜像担持体を帯電する帯電工程と、帯電された前記静電潜像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を現像剤担持体上の現像剤で現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を中間転写体を介してあるいは介さずに、転写材に転写する転写工程と、前記転写工程後の前記静電潜像担持体上に残留するトナーを前記現像剤担持体に回収する現像同時回収工程を少なくとも有する画像形成方法であって、
前記静電潜像担持体の回転方向に対して、前記転写工程の転写部よりも下流で、且つ前記帯電工程の帯電部よりも上流の位置に設置された1つ以上の帯電補助部材によって前記静電潜像担持体に残留するトナーを帯電する帯電補助工程を有し、
前記現像剤は、結着樹脂、着色剤及びワックスを少なくとも含有するトナー粒子と酸化チタン微粉末を少なくとも有するトナーと、磁性キャリアを有し、
前記トナーの毛細管吸引時間法により計測された45体積%メタノール水溶液でのトナー表面張力定数が、1.6×10−3(N/m)以上1.0×10−1 (N/m)であることを特徴とする。
【選択図】なし
【解決手段】静電潜像担持体を帯電する帯電工程と、帯電された前記静電潜像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を現像剤担持体上の現像剤で現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を中間転写体を介してあるいは介さずに、転写材に転写する転写工程と、前記転写工程後の前記静電潜像担持体上に残留するトナーを前記現像剤担持体に回収する現像同時回収工程を少なくとも有する画像形成方法であって、
前記静電潜像担持体の回転方向に対して、前記転写工程の転写部よりも下流で、且つ前記帯電工程の帯電部よりも上流の位置に設置された1つ以上の帯電補助部材によって前記静電潜像担持体に残留するトナーを帯電する帯電補助工程を有し、
前記現像剤は、結着樹脂、着色剤及びワックスを少なくとも含有するトナー粒子と酸化チタン微粉末を少なくとも有するトナーと、磁性キャリアを有し、
前記トナーの毛細管吸引時間法により計測された45体積%メタノール水溶液でのトナー表面張力定数が、1.6×10−3(N/m)以上1.0×10−1 (N/m)であることを特徴とする。
【選択図】なし
Description
本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷、トナージェット方式等におけるトナーに関する。
また、本発明は、電子写真法において、電子写真感光体、或いは静電記録誘導体等の静電現像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像して、静電現像担持体上にトナー像を形成すると同時に、転写後の静電現像担持体上に残留するトナーを回収する現像同時回収工程と、静電現像担持体上のトナー像を中間転写体又は転写材に転写する転写工程とを少なくとも含む画像形成方法に関するものである。
また、本発明は、電子写真法において、電子写真感光体、或いは静電記録誘導体等の静電現像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像して、静電現像担持体上にトナー像を形成すると同時に、転写後の静電現像担持体上に残留するトナーを回収する現像同時回収工程と、静電現像担持体上のトナー像を中間転写体又は転写材に転写する転写工程とを少なくとも含む画像形成方法に関するものである。
従来、電子写真方式においては、一般に光導電性物質よりなる静電荷潜像担持体を種々の手段で帯電し、更に露光することにより静電荷潜像担持体表面に静電荷潜像を形成し、次いで静電荷潜像をトナーで現像してトナー画像を形成し、紙の如き転写材にトナー画像を転写した後、熱、圧力、加熱加圧により転写材上にトナー画像を定着して複写物又はプリントを得るものである。
近年、高精細、高画質化を達成しつつ小型、軽量、低消費電力といったスペックが、よりシンプルな要素で構成されるように要求されている。また、安定した現像性を維持できる画像形成方法が望まれている。
近年、高精細、高画質化を達成しつつ小型、軽量、低消費電力といったスペックが、よりシンプルな要素で構成されるように要求されている。また、安定した現像性を維持できる画像形成方法が望まれている。
このような画像形成方法としては、転写工程後の静電現像担持体上に残留するトナーを現像剤担持体に回収する現像同時回収をして、トナーを再利用するクリーナーレスシステムが提案されている(特許文献1,2)。この方式では、クリーニングユニットを使用しないため、装置のコンパクト化や、廃トナーレス化によるエコロジー対応を達成している。しかしながら特許文献1、2では、トナーの特徴及び諸物性について言及していない。また、低消費電力を達成するトナーを用いた場合を想定した構成の記載は認められない。また、クリーナーレスシステムを用い連続出力すると、現像器内のトナーの帯電が不均一になりやすく、画像不良を起こしやすい等の課題が残されている。
そこで、残留するトナーを回収する手前でトナーを帯電させる帯電補助部材を備えた提案がされている(特許文献3)。しかしながら、写真やPODで用いられる画像面積が高い画像(画像面積50%)を、高温高湿環境下で多数枚印刷した場合、帯電補助部材にトナーが多く付着することで、出力の途中から画像濃度が低下するなどの課題が残されている。
本発明は、従来技術の上記課題を解消したものである。
すなわち、本発明の目的は、現像同時回収工程及び帯電補助工程を少なくとも有する画像形成方法において、低消費電力を達成し、高い面積の画像を多数枚印刷が可能で、高速化にも対応可能であり、長期使用においても画像不良の無い安定した画像が継続して出力可能な画像形成方法を提供することである。
すなわち、本発明の目的は、現像同時回収工程及び帯電補助工程を少なくとも有する画像形成方法において、低消費電力を達成し、高い面積の画像を多数枚印刷が可能で、高速化にも対応可能であり、長期使用においても画像不良の無い安定した画像が継続して出力可能な画像形成方法を提供することである。
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、静電潜像担持体を帯電する帯電工程と、帯電された前記静電潜像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を現像剤担持体上の現像剤で現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を中間転写体を介してあるいは介さずに、転写材に転写する転写工程と、前記転写工程後の前記静電潜像担持体上に残留するトナーを前記現像剤担持体に回収する現像同時回収工程を少なくとも有する画像形成方法において、
前記静電潜像担持体の回転方向に対して、前記転写工程の転写部よりも下流で、且つ前記帯電工程の帯電部よりも上流の位置に設置された1つ以上の帯電補助部材によって前記静電潜像担持体上に残留するトナーを帯電する帯電補助工程をさらに有し、
前記現像剤は、結着樹脂、着色剤及びワックスを少なくとも含有するトナー粒子と酸化チタン微粉末を少なくとも有するトナーと、磁性キャリアを有し、
前記トナーの毛細管吸引時間法により計測された45体積%メタノール水溶液に対する前記トナー表面張力指数を所定の数値範囲に調整することによって、上記要求を満足出来ることを見いだし本発明に至った。
前記静電潜像担持体の回転方向に対して、前記転写工程の転写部よりも下流で、且つ前記帯電工程の帯電部よりも上流の位置に設置された1つ以上の帯電補助部材によって前記静電潜像担持体上に残留するトナーを帯電する帯電補助工程をさらに有し、
前記現像剤は、結着樹脂、着色剤及びワックスを少なくとも含有するトナー粒子と酸化チタン微粉末を少なくとも有するトナーと、磁性キャリアを有し、
前記トナーの毛細管吸引時間法により計測された45体積%メタノール水溶液に対する前記トナー表面張力指数を所定の数値範囲に調整することによって、上記要求を満足出来ることを見いだし本発明に至った。
即ち、本発明は以下のとおりである。
(1)静電潜像担持体を帯電する帯電工程と、帯電された前記静電潜像担持体に静電潜像
を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を現像剤担持体上の現像剤で現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を中間転写体を介してあるいは介さずに、転写材に転写する転写工程と、前記転写工程後の前記静電潜像担持体上に残留するトナーを前記現像剤担持体に回収する現像同時回収工程を少なくとも有する画像形成方法において、前記静電潜像担持体の回転方向に対して、前記転写工程の転写部よりも下流で、且つ前記帯電工程の帯電部よりも上流の位置に設置された1つ以上の帯電補助部材によって前記静電潜像担持体上に残留するトナーを帯電する帯電補助工程をさらに有し、
前記現像剤は、結着樹脂、着色剤及びワックスを少なくとも含有するトナー粒子と酸化チタン微粉末を少なくとも有するトナーと、磁性キャリアを有し、
前記トナーは、毛細管吸引時間法により計測され、下記式(1)により算出される、45体積%メタノール水溶液に対するトナー表面張力指数が、1.6×10−3(kN/m)以上1.0×10−1 (kN/m)以下であることを特徴とする画像形成方法。
トナーの表面張力指数=Pα/(A×B×106)(N/m)・・・(1)
Pα:45体積%メタノール水溶液に対するトナーの毛管圧力(N/m2)
A:トナーの比表面積(m2/g)
B:トナーの真密度(g/cm3)
(1)静電潜像担持体を帯電する帯電工程と、帯電された前記静電潜像担持体に静電潜像
を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を現像剤担持体上の現像剤で現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を中間転写体を介してあるいは介さずに、転写材に転写する転写工程と、前記転写工程後の前記静電潜像担持体上に残留するトナーを前記現像剤担持体に回収する現像同時回収工程を少なくとも有する画像形成方法において、前記静電潜像担持体の回転方向に対して、前記転写工程の転写部よりも下流で、且つ前記帯電工程の帯電部よりも上流の位置に設置された1つ以上の帯電補助部材によって前記静電潜像担持体上に残留するトナーを帯電する帯電補助工程をさらに有し、
前記現像剤は、結着樹脂、着色剤及びワックスを少なくとも含有するトナー粒子と酸化チタン微粉末を少なくとも有するトナーと、磁性キャリアを有し、
前記トナーは、毛細管吸引時間法により計測され、下記式(1)により算出される、45体積%メタノール水溶液に対するトナー表面張力指数が、1.6×10−3(kN/m)以上1.0×10−1 (kN/m)以下であることを特徴とする画像形成方法。
トナーの表面張力指数=Pα/(A×B×106)(N/m)・・・(1)
Pα:45体積%メタノール水溶液に対するトナーの毛管圧力(N/m2)
A:トナーの比表面積(m2/g)
B:トナーの真密度(g/cm3)
(2)さらに、前記トナーを蛍光X線分析法により測定して得られるチタンの蛍光X線強度をXaとし、前記現像剤から磁性キャリアを分離して得られたトナーを蛍光X線分析法により測定して得られるチタンの蛍光X線強度をXbとしたときに、該Xbの該Xaに対する比Xb/Xaが0.80以上、1.00以下であることを特徴とする(1)に記載の画像形成方法。
(3)さらに、画像処理解像度512×512画素(1画素あたり0.37μm×0.37μm )のフロー式粒子像測定装置によって計測された円形度を0.200以上1.000以下の円形度範囲に800分割し解析した円相当径2.00μm以上200.00μm以下の前記トナーの平均円形度が、0.940以上0.980以下であることを特徴とする(1)または(2)に記載の画像形成方法。
(4)さらに、前記帯電補助部材が、交流バイアスが印加された第一の帯電補助部材と、現像剤担持体中のトナーと同極性の直流バイアスが印加された第二の帯電補助部材を有し、前記第一の帯電補助部材は、前記第二の帯電補助部材よりも前記静電潜像担持体の回転方向に対して上流に位置することを特徴とする(1)乃至(3)の何れかに記載の画像形
成方法。
成方法。
(5)さらに、前記帯電補助部材の少なくとも一つが、回転ブラシ形状であることを特徴とする(1)乃至(4)の何れかに記載の画像形成方法に関する。
本発明の好ましい態様によれば、エコロジー対応を達成するクリーナーレスシステムにおいて、高温高湿下で高い面積の画像を、また、常温低湿下で低い面積の画像を高速且つ連続出力しても、カブリや画像濃度、さらには高画質なプリンターに求められるハーフトーン画像の初期状態を長期にわたり安定して提供することができる。
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明は、静電潜像担持体を帯電する帯電工程と、帯電された前記静電潜像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を現像剤担持体上の現像剤で現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を中間転写体を介してあるいは介さずに、転写材に転写する転写工程と、前記転写工程後の前記静電潜像担持体上に残留するトナーを前記現像剤担持体に回収する現像同時回収工程を少なくとも有する画像形成方法において、
前記静電潜像担持体の回転方向に対して、前記転写工程の転写部よりも下流で、且つ前記帯電工程の帯電部よりも上流の位置に設置された1つ以上の帯電補助部材によって前記静電潜像担持体上に残留するトナーを帯電する帯電補助工程をさらに有し、
前記現像剤は、結着樹脂、着色剤及びワックスを少なくとも含有するトナー粒子と酸化チタン微粉末を少なくとも有するトナーと、磁性キャリアを有し、
前記トナーは、毛細管吸引時間法により計測され、下記式(1)により算出される、45体積%メタノール水溶液に対するトナー表面張力指数が、1.6×10−3(kN/m)以上1.0×10−1 (kN/m)以下であることを特徴とする画像形成方法である。トナーの表面張力指数=Pα/(A×B×106)(N/m)・・・(1)
Pα:45体積%メタノール水溶液に対するトナーの毛管圧力(N/m2)
A:トナーの比表面積(m2/g)
B:トナーの真密度(g/cm3)
本発明は、静電潜像担持体を帯電する帯電工程と、帯電された前記静電潜像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を現像剤担持体上の現像剤で現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を中間転写体を介してあるいは介さずに、転写材に転写する転写工程と、前記転写工程後の前記静電潜像担持体上に残留するトナーを前記現像剤担持体に回収する現像同時回収工程を少なくとも有する画像形成方法において、
前記静電潜像担持体の回転方向に対して、前記転写工程の転写部よりも下流で、且つ前記帯電工程の帯電部よりも上流の位置に設置された1つ以上の帯電補助部材によって前記静電潜像担持体上に残留するトナーを帯電する帯電補助工程をさらに有し、
前記現像剤は、結着樹脂、着色剤及びワックスを少なくとも含有するトナー粒子と酸化チタン微粉末を少なくとも有するトナーと、磁性キャリアを有し、
前記トナーは、毛細管吸引時間法により計測され、下記式(1)により算出される、45体積%メタノール水溶液に対するトナー表面張力指数が、1.6×10−3(kN/m)以上1.0×10−1 (kN/m)以下であることを特徴とする画像形成方法である。トナーの表面張力指数=Pα/(A×B×106)(N/m)・・・(1)
Pα:45体積%メタノール水溶液に対するトナーの毛管圧力(N/m2)
A:トナーの比表面積(m2/g)
B:トナーの真密度(g/cm3)
まず、本発明の画像形成方法は、静電潜像担持体の回転方向に対して、転写工程の転写部よりも下流で、且つ帯電工程の帯電部よりも上流の位置に設置された1つ以上の帯電補助部材によって静電潜像担持体上に残留するトナーを帯電する帯電補助工程を有することを特徴としている。
電子写真法において、高速化、高画質化した上で、さらに環境性に配慮したものが求められているのが現状である。そして廃棄物をできるだけ作らないことが求められており、廃棄トナーを減らすことは重要なものとなってきている。廃棄トナーの大半は、転写後静電潜像担持体に残るトナーであり、クリーニング部材を通して回収したものである。よって静電潜像担持体にクリーニング部材を当接させない、所謂クリーナーレスシステムが環境性の面から望ましい。しかしながらクリーナーシステムでは、静電潜像担持体に転写残トナーが残ってしまうと、連続した画像形成において、画像不良が発生してしまう。よって高速、高画質、環境性を備えるには、転写残トナーが静電潜像担持体上に残ってしまう弊害をできるだけなくすことが重要となる。そこで本発明者は、転写部よりも下流でかつ帯電部よりも上流の位置に帯電補助部材を配する帯電補助工程を有することで、静電潜像担持体上に残留したトナーの帯電を制御する事ができ、静電潜像担持体上に残ったトナー(転写残トナー)を現像剤担持体に効率よく戻すことが可能となることを見出した。
また、上記帯電補助部材は、交流バイアスが印加された第一の帯電補助部材と、現像剤担持体中のトナーと同極性の直流バイアスが印加された第二の帯電補助部材を有し、上記第一の帯電補助部材は、上記第二の帯電補助部材よりも上記静電潜像担持体の回転方向に対して上流に配することが好ましい。第一の帯電補助部材は、少なくとも交流バイアスが印加されており、転写工程を経た後に静電潜像担持体に残った転写残トナーの帯電を緩和することを目的とする。次に、第二の帯電補助部材は、現像剤担持体に存在するトナーと同極性の直流バイアスが印加されており、転写残トナーが現像剤担持体部に移動した際に、現像剤担持体に回収されやすい。
また、帯電補助部材の形状としては公知の形状とすることが可能であり、デッキブラシのような形状であっても断面が円形である回転ブラシの形状(図1参照)であってもよく、特段限定されないが、第一の帯電補助部材には、デッキブラシの形状のもの、第二の帯電補助部材には回転ブラシの形状のものを用いることが、転写残トナーの帯電を制御する上で好ましい。
第一の帯電補助部材の機能として、転写残トナーの帯電を十分に緩和させることが求められる。そのため、デッキブラシ形状によりトナーを帯電補助部材に一度保持させ、交流バイアスを転写残トナーに印加することができると考えている。
第二の帯電補助部材の機能として、帯電が緩和された転写残トナーに現像剤担持体中のトナーと同極性の直流バイアスを印加し、現像剤担持体に回収されやすくすると同時に、転写残トナーを静電潜像担持体上に均一に分散させることがあげられる。転写残トナーが静電潜像担持体上に均一に分散することで、帯電部材汚染も抑制され、さらに現像剤担持体により効率的に回収することができる。さらには、回転ブラシ形状により、ブラシが回転しているため、ブラシにトナーが付着しにくくなり、長期にわたり安定した性能を発揮できる。
第一の帯電補助部材の機能として、転写残トナーの帯電を十分に緩和させることが求められる。そのため、デッキブラシ形状によりトナーを帯電補助部材に一度保持させ、交流バイアスを転写残トナーに印加することができると考えている。
第二の帯電補助部材の機能として、帯電が緩和された転写残トナーに現像剤担持体中のトナーと同極性の直流バイアスを印加し、現像剤担持体に回収されやすくすると同時に、転写残トナーを静電潜像担持体上に均一に分散させることがあげられる。転写残トナーが静電潜像担持体上に均一に分散することで、帯電部材汚染も抑制され、さらに現像剤担持体により効率的に回収することができる。さらには、回転ブラシ形状により、ブラシが回転しているため、ブラシにトナーが付着しにくくなり、長期にわたり安定した性能を発揮できる。
上記帯電補助部材の構成は、導電性を有す繊維で構成されたブラシ形状の部材が好ましく、ブラシ形状を構成する繊維の繊度は1.0d(デニール)以上10.0d(デニール
)以下であり、且つブラシの密度は70KF/inch2以上500KF/inch2以下であることが好ましい。使用される繊維としては、ナイロン、レーヨン、アクリルなどがあげられるが、特に限定されない。
)以下であり、且つブラシの密度は70KF/inch2以上500KF/inch2以下であることが好ましい。使用される繊維としては、ナイロン、レーヨン、アクリルなどがあげられるが、特に限定されない。
次に、本発明に用いられるトナーについて説明する。
本発明に用いられるトナーは、結着樹脂、着色剤及びワックスを少なくとも含有するトナー粒子と酸化チタン微粉末を少なくとも有するトナーであり、酸化チタン微粉末を含有することを特徴としている。酸化チタン微粉末は、上記帯電補助部材に転写残トナーが付着しにくくすることを目的としている。特に、小粒径のトナーが帯電補助部材に付着しやすい事が分かっている。また、酸化チタン微粉末は、トナーの流動性を確保する上で必要であり、小粒径のトナー表面にも酸化チタン微粉末を均一に存在させることがさらに好ましい。そのため、トナー粒子に酸化チタン微粉末を外添する際、多段外添を行う事が好ましい。例えば、酸化チタン微粉末を少なくとも有する外添剤を一段目に外添し、その他の外添剤を二段目に外添することにより、本発明の効果を効果的に発現させることができる。
本発明に用いられるトナーは、結着樹脂、着色剤及びワックスを少なくとも含有するトナー粒子と酸化チタン微粉末を少なくとも有するトナーであり、酸化チタン微粉末を含有することを特徴としている。酸化チタン微粉末は、上記帯電補助部材に転写残トナーが付着しにくくすることを目的としている。特に、小粒径のトナーが帯電補助部材に付着しやすい事が分かっている。また、酸化チタン微粉末は、トナーの流動性を確保する上で必要であり、小粒径のトナー表面にも酸化チタン微粉末を均一に存在させることがさらに好ましい。そのため、トナー粒子に酸化チタン微粉末を外添する際、多段外添を行う事が好ましい。例えば、酸化チタン微粉末を少なくとも有する外添剤を一段目に外添し、その他の外添剤を二段目に外添することにより、本発明の効果を効果的に発現させることができる。
小粒径のトナー表面に酸化チタン微粉末が均一に存在していない場合、帯電補助部材にトナーが蓄積し、トナーの帯電を緩和させる機能を十分に発揮することが出来なくなる傾向にある。さらには、帯電補助部材に蓄積したトナーが剥がれることで、画像不良が発生しやすくなる傾向がある。なお、小粒径のトナー表面に酸化チタン微粉末が存在している事の確認手段として、SEM観察と同時にできる蛍光X線分析によるマッピングが有効である。
次に、トナー中の酸化チタン微粉末の存在状態について説明する。
本発明に用いられるトナーは、蛍光X線分析法により測定して得られるチタンの蛍光X線強度をXaとし、上記現像剤から磁性キャリアを分離して得られたトナーを蛍光X線分析法により測定して得られるチタンの蛍光X線強度をXbとしたときに、該Xbの該Xaに対する比(Xb/Xa)が0.80以上、1.00以下であることが好ましい。より好ましくは、0.85以上、1.00以下である。
本発明に用いられるトナーは、蛍光X線分析法により測定して得られるチタンの蛍光X線強度をXaとし、上記現像剤から磁性キャリアを分離して得られたトナーを蛍光X線分析法により測定して得られるチタンの蛍光X線強度をXbとしたときに、該Xbの該Xaに対する比(Xb/Xa)が0.80以上、1.00以下であることが好ましい。より好ましくは、0.85以上、1.00以下である。
本発明において使用されるトナーは、酸化チタン微粉末を含有している。これは、上述のとおりトナーが帯電補助部材に付着するのを防ぐなど、酸化チタン微粉末によるトナーの流動性を高める等の効果を得るものである。しかしながら、連続したプリントを行うと、トナー中の酸化チタン微粉末が磁性キャリア表面に付着し、現像剤の帯電量を低下させるため、かぶり悪化の主要因となっていた。しかしながら、現像剤から磁性キャリアを分離して得られたトナー中のチタンの蛍光X線強度(Xb)の、トナー中に含まれるチタンの蛍光X線強度(Xa)に対する比(Xb/Xa)が0.80以上、1.00以下であると、連続したプリントを行っても、酸化チタン微粉末の磁性キャリアへの付着を抑制でき、安定した画像出力を可能にする。
該Xbの該Xaに対する比(Xb/Xa)が0.80未満の場合、先に述べたとおり、磁性キャリア表面に酸化チタン微粉末が付着し、現像剤の帯電量が低下することで、特に高温多湿(30℃/80%RH)環境下で画像面積比率が高い画像(画像面積比率50%)を多数枚印刷した場合には、かぶりの発生が顕著となる傾向があった。
該Xbの該Xaに対する比(Xb/Xa)が0.80未満の場合、先に述べたとおり、磁性キャリア表面に酸化チタン微粉末が付着し、現像剤の帯電量が低下することで、特に高温多湿(30℃/80%RH)環境下で画像面積比率が高い画像(画像面積比率50%)を多数枚印刷した場合には、かぶりの発生が顕著となる傾向があった。
上記の現像剤から磁性キャリアを分離する方法は、次のようにして行う。
(株)エトワス社製 帯電分離式帯電量測定装置を用いて分離を行う。上記測定装置を用いることで、トナー中の酸化チタンを余すことなく効果的に分離することができる。トナーと磁性キャリアを分離する際、一回に1.5gの現像剤を用いた。図2のスリーブに現像剤をセットし、―4kVの印加電圧を与えながら、1分間、2000rpmにてスリーブ内部の磁石(1000ガウス)を回転させると、図2の円筒(ステンレス製)の内側にトナーのみが飛翔し、スリーブ上にキャリアのみが残る。円筒内側に付着したトナーを採取することで、現像剤からトナーを効果的に回収することができる。
(株)エトワス社製 帯電分離式帯電量測定装置を用いて分離を行う。上記測定装置を用いることで、トナー中の酸化チタンを余すことなく効果的に分離することができる。トナーと磁性キャリアを分離する際、一回に1.5gの現像剤を用いた。図2のスリーブに現像剤をセットし、―4kVの印加電圧を与えながら、1分間、2000rpmにてスリーブ内部の磁石(1000ガウス)を回転させると、図2の円筒(ステンレス製)の内側にトナーのみが飛翔し、スリーブ上にキャリアのみが残る。円筒内側に付着したトナーを採取することで、現像剤からトナーを効果的に回収することができる。
このように現像剤から磁性キャリアを分離した状態において、現像剤から磁性キャリアを分離して得られたトナー中のチタンの蛍光X線強度(Xb)の、トナー中に含まれるチタンの蛍光X線強度(Xa)に対する比(Xb/Xa)が0.80以上、1.00以下であることが必要である。
なお、上記比(Xb/Xa)は、後述するトナーの表面張力指数を調整することや、酸化チタン微粉末をトナー粒子に外添処理する際に、多段行程にて外添処理を行い、一段目に少なくとも酸化チタンを外添処理することで、上記の範囲に調整できる。
なお、上記比(Xb/Xa)は、後述するトナーの表面張力指数を調整することや、酸化チタン微粉末をトナー粒子に外添処理する際に、多段行程にて外添処理を行い、一段目に少なくとも酸化チタンを外添処理することで、上記の範囲に調整できる。
本発明に用いることのできる酸化チタン微粉末は特に制限されることはないが、酸化チタン微粉末の結晶形は、ルチル形またはアナターゼ形のいずれでもよく、個数平均粒径は15nm以上100nm以下が好ましい。酸化チタン微粉末の表面処理剤としては、公知のシランカップリング剤、フッ素含有シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、ジルコアルミネートカップリング剤の如きカップリング剤やシラン化合物、シリコーンオイル、シリコーンワニスなどが使用できる。前記酸化チタン微粉末の個数平均粒径が100nmを超えると、現像器中でトナーから離れやすくなり、流動性付与の効果が低下する傾向がある。
上記酸化チタン微粉末の添加量は、トナー粒子100質量部に対して5質量部以上、15質量部以下、好ましくは5質量部以上、10質量部以下である。
次に、本発明に用いられるトナーの表面張力指数について説明する。
本発明に用いられるトナーは、トナーの表面張力指数が、
1.6×10−3(N/m)以上1.0×10−1 (N/m)以下、であることを特徴としている。トナー表面張力指数(N/m)とは、45%体積メタノール水溶液中に対するトナーの毛細管吸引時間法により測定された毛管圧力をPα(N/m2)、トナーの比表面積をA(m2/g)、トナーの真密度をB(g/cm3)とした時に、下記式(1)より算出される。
トナー表面張力定数=Pα/(A×B×106)・・・(1)
本発明に用いられるトナーは、トナーの表面張力指数が、
1.6×10−3(N/m)以上1.0×10−1 (N/m)以下、であることを特徴としている。トナー表面張力指数(N/m)とは、45%体積メタノール水溶液中に対するトナーの毛細管吸引時間法により測定された毛管圧力をPα(N/m2)、トナーの比表面積をA(m2/g)、トナーの真密度をB(g/cm3)とした時に、下記式(1)より算出される。
トナー表面張力定数=Pα/(A×B×106)・・・(1)
トナー表面張力指数は、トナー表面の疎水性及びトナー最表面の表面張力の大きさを示している。このトナー表面張力指数を1.6×10−3(N/m)以上1.0×10−1
(N/m)以下とすることで、トナー間の付着力を適度な値に保つことができ、クリーナーレスシステムにおいて、高温多湿(30℃/80%RH)環境下で画像面積が高い画像(画像面積50%)を多数枚印刷した場合でも、かぶりが悪化せず、濃度変化のない画像を出力することができる。
トナーの表面張力指数が1.0×10−1(N/m)より大きくなると現像剤の流動性が悪化し、帯電補助部材にトナーが付着しやすくなり、その結果帯電補助部材にトナーが蓄積し、転写残トナーの帯電を制御できなくなることで、現像剤の帯電量分布が広がりカブリが悪化することがある。また、トナーの表面張力指数が1.6×10−3(N/m)未満となると、現像剤の流動性が高くなり、高温多湿(30℃/80%RH)環境下で画像面積が高い画像(画像面積50%)を多数枚印刷し、さらに3日間以上画像出力が全く行われなかった場合、トナー飛散が発生し、複写機の機内を汚してしまう場合があった。より好ましくは、1.6×10−3(N/m)以上5.0×10−2(N/m)以下である。なお、本発明に用いられるトナーの表面張力指数は、トナー表面の疎水化処理レベルを制御することにより上記の範囲に調整できる。すなわちワックスの量を調整したり、トナー表面に対するワックスによる疎水化処理を施すことで、上記の範囲に調整できる。
(N/m)以下とすることで、トナー間の付着力を適度な値に保つことができ、クリーナーレスシステムにおいて、高温多湿(30℃/80%RH)環境下で画像面積が高い画像(画像面積50%)を多数枚印刷した場合でも、かぶりが悪化せず、濃度変化のない画像を出力することができる。
トナーの表面張力指数が1.0×10−1(N/m)より大きくなると現像剤の流動性が悪化し、帯電補助部材にトナーが付着しやすくなり、その結果帯電補助部材にトナーが蓄積し、転写残トナーの帯電を制御できなくなることで、現像剤の帯電量分布が広がりカブリが悪化することがある。また、トナーの表面張力指数が1.6×10−3(N/m)未満となると、現像剤の流動性が高くなり、高温多湿(30℃/80%RH)環境下で画像面積が高い画像(画像面積50%)を多数枚印刷し、さらに3日間以上画像出力が全く行われなかった場合、トナー飛散が発生し、複写機の機内を汚してしまう場合があった。より好ましくは、1.6×10−3(N/m)以上5.0×10−2(N/m)以下である。なお、本発明に用いられるトナーの表面張力指数は、トナー表面の疎水化処理レベルを制御することにより上記の範囲に調整できる。すなわちワックスの量を調整したり、トナー表面に対するワックスによる疎水化処理を施すことで、上記の範囲に調整できる。
本発明に用いられるトナー粒子は、ワックスを含有する。好ましくはワックスを結着樹脂100質量部あたり0.5質量部以上30質量部以下、より好ましくは3質量部以上20質量部以下使用することで、巻きつきと画像濃度の低下を防止することができる。ワックス含有量が0.5質量部より少ない場合、定着時に定着部材に巻きつきが発生する傾向がある。また、ワックス含有量が30質量部より多い場合、ワックスのトナー中への分散が低下する傾向にあり、長期使用時にワックスによりキャリアが汚染され、画像濃度の低下が発生する傾向にある。
本発明に用いられるワックスとしては、例えば以下のものが挙げられる。低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキレン共重合体、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスの如き炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスの如き炭化水素系ワックスの酸化物またはそれらのブロック共重合物;カルナバワックス、ベヘン酸ベヘニルエステルワックス、モンタン酸エステルワックスの如き脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;脱酸カルナバワックスの如き脂肪酸エステル類を一部または全部を脱酸化したもの。
さらに、以下のものが挙げられる。パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸の如き飽和直鎖脂肪酸類;ブランジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸の如き不飽和脂肪酸類;ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、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の如き飽和アルコール類;ソルビトールの如き多価アルコール類;パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸の如き脂肪酸類と、ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、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の如きアルコール類とのエステル類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドの如き脂肪酸アミ
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の如き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の如き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の如き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の如き脂肪族金属塩(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の如き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の如き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。
さらに、以下のものが挙げられる。パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸の如き飽和直鎖脂肪酸類;ブランジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸の如き不飽和脂肪酸類;ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、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の如き飽和アルコール類;ソルビトールの如き多価アルコール類;パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸の如き脂肪酸類と、ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、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の如きアルコール類とのエステル類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドの如き脂肪酸アミ
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の如き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の如き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の如き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の如き脂肪族金属塩(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の如き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の如き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。
本発明に用いられるトナーの結着樹脂としては、公知の樹脂を用いることが可能である。例えば、ポリスチレン、ポリビニルトルエンの如きスチレン誘導体の単重合体、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−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、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−メタクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、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−マレイン酸共重合体、及びスチレン−マレイン酸エステル共重合体の如き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、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリル樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族石油樹脂が挙げられる。また、ビニル系重合体ユニットとポリエステルユニットとを有するハイブリッド樹脂も挙げられる。これらの樹脂は単独もしくは混合して用いても良い。
これらの中で、結着樹脂として好ましく用いられるものは、ビニル系重合体ユニットとポリエステルユニットとを有するハイブリッド樹脂、ポリエステル樹脂である。
これらの中で、結着樹脂として好ましく用いられるものは、ビニル系重合体ユニットとポリエステルユニットとを有するハイブリッド樹脂、ポリエステル樹脂である。
本発明のトナーのガラス転移温度(Tg)は、40℃以上、90℃以下が好ましく、軟化温度(Tm)は、80℃以上、150℃以下が保存性、低温定着性、耐高温オフセット性を両立させる上で好ましい。また、熱風による表面平滑処理を行う場合に効率よく球形化が可能で、かつ、トナー同士の合一を防ぐことができ好ましい。
本発明で使用される着色剤としては、以下のものが挙げられる。尚、着色剤において、顔料単独で使用してもかまわないが、染料と顔料とを併用してその鮮明度を向上させた方がフルカラー画像の画質の点から好ましい。
黒色着色剤としては、カーボンブラック;磁性体;イエロー着色剤、マゼンタ着色剤及びシアン着色剤とを用いて黒色に調整したものが挙げられる。
マゼンタトナー用着色顔料しては、以下のものが挙げられる。
縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アンスラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が挙げられる。
具体的には、C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、
11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48:2、48:3,48:4、49、50、51、52、53、54、55、57:1、58、60、63、64、68、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、144、146、150、163、166、169、177、184、185、202、206、207、209、220、221、238、254、269;C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35が挙げられる。
マゼンタトナー用染料としては、以下のものが挙げられる。C.Iソルベントレッド1、3、8、23、24、25、27、30、49、81、82、83、84、100、109、121、C.I.ディスパースレッド9、C.I.ソルベントバイオレット8、13、14、21、27、C.I.ディスパーバイオレット1の如き油溶染料、C.I.ベーシックレッド1、2、9、12、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39、40、C.I.ベーシックバイオレット1、3、7、10、14、15、21、25、26、27、28などの如き塩基性染料。
縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アンスラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が挙げられる。
具体的には、C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、
11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48:2、48:3,48:4、49、50、51、52、53、54、55、57:1、58、60、63、64、68、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、144、146、150、163、166、169、177、184、185、202、206、207、209、220、221、238、254、269;C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35が挙げられる。
マゼンタトナー用染料としては、以下のものが挙げられる。C.Iソルベントレッド1、3、8、23、24、25、27、30、49、81、82、83、84、100、109、121、C.I.ディスパースレッド9、C.I.ソルベントバイオレット8、13、14、21、27、C.I.ディスパーバイオレット1の如き油溶染料、C.I.ベーシックレッド1、2、9、12、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39、40、C.I.ベーシックバイオレット1、3、7、10、14、15、21、25、26、27、28などの如き塩基性染料。
シアントナー用着色顔料としては、以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントブルー1、2、3、7、15:2、15:3、15:4、16、17、60、62、66;C.I.バットブルー6、C.I.アシッドブルー45、フタロシアニン骨格にフタルイミドメチルを1乃至5個置換した銅フタロシアニン顔料。
C.I.ピグメントブルー1、2、3、7、15:2、15:3、15:4、16、17、60、62、66;C.I.バットブルー6、C.I.アシッドブルー45、フタロシアニン骨格にフタルイミドメチルを1乃至5個置換した銅フタロシアニン顔料。
イエロー用着色顔料としては、以下のものが挙げられる。
縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属化合物、メチン化合物、アリルアミド化合物。具体的には、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、62、65、73、74,83、93、95、97,109、110、111、120、127、128、129、147、155、168、174、180、181、185、191;C.I.バットイエロー1、3、20が挙げられる。また、C.I.ダイレクトグリーン6、C.I.ベーシックグリーン4、C.I.ベーシックグリーン6、ソルベントイエロー162などの染料も使用することができる。
上記着色剤の使用量は、結着樹脂100質量部に対して好ましくは0.1質量部以上、30質量部以下であり、より好ましくは0.5質量部以上、20質量部以下であり、最も好ましくは3質量部以上、15質量部以下である。
縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属化合物、メチン化合物、アリルアミド化合物。具体的には、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、62、65、73、74,83、93、95、97,109、110、111、120、127、128、129、147、155、168、174、180、181、185、191;C.I.バットイエロー1、3、20が挙げられる。また、C.I.ダイレクトグリーン6、C.I.ベーシックグリーン4、C.I.ベーシックグリーン6、ソルベントイエロー162などの染料も使用することができる。
上記着色剤の使用量は、結着樹脂100質量部に対して好ましくは0.1質量部以上、30質量部以下であり、より好ましくは0.5質量部以上、20質量部以下であり、最も好ましくは3質量部以上、15質量部以下である。
本発明のトナーには、その帯電性を安定させるために公知の荷電制御剤を用いることができる。荷電制御剤は、荷電制御剤の種類や他のトナー構成材料の物性等によっても異なるが、トナー中の樹脂100質量部当たり0.1質量部以上、10質量部以下含まれることが好ましく、0.1質量部以上、5質量部以下含まれることがより好ましい。このような荷電制御剤としては、トナーを負帯電性に制御するものと、正帯電性に制御するものとが知られており、トナーの種類や用途に応じて種々のものを一種又は二種以上用いることができる。尚、該荷電制御剤はトナーに対して内添しても良いし外添しても良い。
上記負帯電性の荷電制御剤としては、サリチル酸金属化合物、ナフトエ酸金属化合物、ダイカルボン酸金属化合物、スルホン酸又はカルボン酸を側鎖に持つ高分子型化合物、ホウ素化合物、尿素化合物、ケイ素化合物、カリックスアレーンが挙げられる。
一方、正帯電性荷電制御剤としては、四級アンモニウム塩、四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物が挙げられる。
特に、上記荷電制御剤としては、無色でトナーの帯電スピードが速く且つ一定の帯電量を安定して維持できる芳香族カルボン酸金属化合物が好ましい。
上記負帯電性の荷電制御剤としては、サリチル酸金属化合物、ナフトエ酸金属化合物、ダイカルボン酸金属化合物、スルホン酸又はカルボン酸を側鎖に持つ高分子型化合物、ホウ素化合物、尿素化合物、ケイ素化合物、カリックスアレーンが挙げられる。
一方、正帯電性荷電制御剤としては、四級アンモニウム塩、四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物が挙げられる。
特に、上記荷電制御剤としては、無色でトナーの帯電スピードが速く且つ一定の帯電量を安定して維持できる芳香族カルボン酸金属化合物が好ましい。
本発明に用いられる現像剤は、上記トナーと磁性キャリアとを有する。磁性キャリアと
しては、例えば、表面を酸化した或いは未酸化の鉄粉;鉄、リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、希土類の如き金属粒子、それらの合金粒子又は酸化物粒子;フェライト等の磁性体;磁性体と、この磁性体を分散した状態で保持するバインダー樹脂とを含有する磁性体分散樹脂キャリア(いわゆる樹脂キャリア);一般に公知のもの;等が使用できる。
しては、例えば、表面を酸化した或いは未酸化の鉄粉;鉄、リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、希土類の如き金属粒子、それらの合金粒子又は酸化物粒子;フェライト等の磁性体;磁性体と、この磁性体を分散した状態で保持するバインダー樹脂とを含有する磁性体分散樹脂キャリア(いわゆる樹脂キャリア);一般に公知のもの;等が使用できる。
本発明のトナーを二成分系現像剤として使用する場合、トナーとキャリア混合比率は、現像剤中のトナー濃度として、2質量%以上、15質量%以下、好ましくは4質量%以上、13質量%以下である。トナー濃度が2質量%未満では画像濃度が低下しやすく、15質量%を超えるとカブリや機内飛散が発生しやすい。
また、本発明に用いられるトナーは、画像処理解像度512×512画素(1画素あたり0.37μm×0.37μm )のフロー式粒子像測定装置によって計測された円形度を0.200以上1.000以下の円形度範囲に800分割し解析した円相当径2.00μm以上200.00μm以下の前記トナーの平均円形度が、0.940以上0.980以下であることが好ましい。より好ましくは0.950以上0.980以下、更に好ましくは0.954以上0.980以下である。
トナーの平均円形度をこの範囲にすることで、トナー表面張力指数が1.6×10−3(N/m)以上、1.0×10−1以下(N/m)という表面張力指数の範囲でも、トナーと帯電補助部材や静電潜像担持体との接触面積が小さいために、帯電補助部材からトナーがより離れやすくなり、転写残トナーが現像剤担持体に移動しやすくなったり、更に高い転写性を達成することができる。
トナーの平均円形度をこの範囲にすることで、トナー表面張力指数が1.6×10−3(N/m)以上、1.0×10−1以下(N/m)という表面張力指数の範囲でも、トナーと帯電補助部材や静電潜像担持体との接触面積が小さいために、帯電補助部材からトナーがより離れやすくなり、転写残トナーが現像剤担持体に移動しやすくなったり、更に高い転写性を達成することができる。
本発明における平均円形度は、1視野が512画素×512画素であり、1画素あたり0.37μm×0.37μmの解像度であるフロー式粒子像測定装置によって計測された粒子の円形度を、円形度範囲0.2〜1.0を800分割したチャンネルに振り分け、解析粒子径を円相当径2.00μm以上200.0μm以下に限定して解析した円形度分布に基づくものである。トナーの平均円形度が0.940より小さいと、転写部材の特性にも左右されるが、一般的にトナー同士の接触面積が大きくなり、転写性が低下する傾向にある。その結果、カブリなどの画像不良が発生する傾向にある。
なお、本発明に用いるトナーの平均円形度は、トナー粒子を表面平滑処理することにより上記範囲に調整することができる。トナー粒子は、例えば、熱または機械的衝撃力により表面平滑処理を行うことができる。該表面平滑処理としては、機械式表面平滑処理を行うことがより好ましい。
なお、本発明に用いるトナーの平均円形度は、トナー粒子を表面平滑処理することにより上記範囲に調整することができる。トナー粒子は、例えば、熱または機械的衝撃力により表面平滑処理を行うことができる。該表面平滑処理としては、機械式表面平滑処理を行うことがより好ましい。
次に、本発明に用いられるトナーを製造する手順について説明する。本発明に用いられるトナーの製造方法は、粉砕法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の方法を用いることが可能である。ここでは、粉砕法を例に挙げて説明するが、これに限定されるわけではない。すなわち、本発明に用いられるトナーは、結着樹脂、着色剤、及びワックス、並びに任意の材料を溶融混練し、これを冷却して粉砕し、必要に応じて粉砕物の球形化処理、表面平滑処理、及び分級処理を行い、これに外添剤を混ぜることによって製造することが可能である。
まず、原料混合工程では、少なくとも結着樹脂、着色剤、及びワックスを所定量秤量後配合し、混合する。混合装置の一例としては、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー等がある。
更に、混合されたトナー原料を溶融混練して、樹脂類を溶融し、その中に着色剤等を分散させる。該溶融混練工程では、例えば、加圧ニーダー、バンバリィミキサー等のバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができる。近年では、連続生産できる等の優位性から、一軸又は二軸押出機が主流となっている。例えば、神戸製鋼所社製KTK型二軸
押出機、東芝機械社製TEM型二軸押出機、ケイ・シー・ケイ社製二軸押出機、ブス社製コ・ニーダー等が一般的に使用される。更に、トナー原料を溶融混練することによって得られる着色樹脂組成物は、溶融混練後、2本ロール等で圧延され、水冷等で冷却する冷却工程を経て冷却される。
そして一般的には上記で得られた着色樹脂組成物の冷却物は、次いで、粉砕工程で所望の粒径にまで粉砕される。粉砕工程では、まず、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミル等で粗粉砕され、更に、ターボ工業製のターボ・ミル、川崎重工業社製のクリプトロンシステム、日清エンジニアリング社製のスーパーローター等で粉砕され、粉砕品を得る。その後、必要に応じて慣性分級方式のエルボージェット(日鉄鉱業社製)、遠心力分級方式のターボプレックス(ホソカワミクロン社製)等の分級機等の篩分機を用いて分級し、分級品を得る。
その後、必要に応じて、例えば奈良機械製作所製のハイブリタイゼーションシステム、ホソカワミクロン社製のファカルティ、ホソカワミクロン社製のメカノフージョンシステムを用いて更に表面処理改質及び球形化処理を行ってもよい。このような場合では必要に応じて風力式篩のハイボルター(東洋ハイテック社製)等の篩分機を用いても良い。更に、酸化チタン微粉末を外添処理する方法としては、分級されたトナーと公知の各種外添剤を所定量配合し、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の粉体にせん断力を与える高速撹拌機を外添機として用いて、撹拌・混合する方法が挙げられる。なお、外添は二段外添することもできる。
更に、混合されたトナー原料を溶融混練して、樹脂類を溶融し、その中に着色剤等を分散させる。該溶融混練工程では、例えば、加圧ニーダー、バンバリィミキサー等のバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができる。近年では、連続生産できる等の優位性から、一軸又は二軸押出機が主流となっている。例えば、神戸製鋼所社製KTK型二軸
押出機、東芝機械社製TEM型二軸押出機、ケイ・シー・ケイ社製二軸押出機、ブス社製コ・ニーダー等が一般的に使用される。更に、トナー原料を溶融混練することによって得られる着色樹脂組成物は、溶融混練後、2本ロール等で圧延され、水冷等で冷却する冷却工程を経て冷却される。
そして一般的には上記で得られた着色樹脂組成物の冷却物は、次いで、粉砕工程で所望の粒径にまで粉砕される。粉砕工程では、まず、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミル等で粗粉砕され、更に、ターボ工業製のターボ・ミル、川崎重工業社製のクリプトロンシステム、日清エンジニアリング社製のスーパーローター等で粉砕され、粉砕品を得る。その後、必要に応じて慣性分級方式のエルボージェット(日鉄鉱業社製)、遠心力分級方式のターボプレックス(ホソカワミクロン社製)等の分級機等の篩分機を用いて分級し、分級品を得る。
その後、必要に応じて、例えば奈良機械製作所製のハイブリタイゼーションシステム、ホソカワミクロン社製のファカルティ、ホソカワミクロン社製のメカノフージョンシステムを用いて更に表面処理改質及び球形化処理を行ってもよい。このような場合では必要に応じて風力式篩のハイボルター(東洋ハイテック社製)等の篩分機を用いても良い。更に、酸化チタン微粉末を外添処理する方法としては、分級されたトナーと公知の各種外添剤を所定量配合し、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の粉体にせん断力を与える高速撹拌機を外添機として用いて、撹拌・混合する方法が挙げられる。なお、外添は二段外添することもできる。
次に、本発明の画像形成方法について説明する。
<画像形成方法>
本発明の画像形成方法を用いた画像形成装置の一例を図3に示す。図3において、静電潜像担持体である感光体1は図中矢印方向に回転する。感光体1は帯電手段である帯電装置2により帯電され、帯電した感光体1表面には、静電潜像形成手段である露光装置3によりレーザー光を投射し、静電潜像を形成する。その後、現像手段である現像装置4により静電潜像はトナー像として可視像化され、転写手段である転写装置5により中間転写体6に転写される。さらに転写手段である転写装置7により、転写材Pに転写され、転写材Pは、定着手段である定着装置8により加熱定着され、画像として出力される。この転写手段において、転写されずに感光体1の表面に残った転写残トナーは、均し手段である帯電補助部材10でバイアスを印加しながら転写残トナーに静電的な極性を与え、前述の帯電手段、静電潜像形成手段を経て、再度現像に供されるかもしくは現像装置に回収されてもよい。
<画像形成方法>
本発明の画像形成方法を用いた画像形成装置の一例を図3に示す。図3において、静電潜像担持体である感光体1は図中矢印方向に回転する。感光体1は帯電手段である帯電装置2により帯電され、帯電した感光体1表面には、静電潜像形成手段である露光装置3によりレーザー光を投射し、静電潜像を形成する。その後、現像手段である現像装置4により静電潜像はトナー像として可視像化され、転写手段である転写装置5により中間転写体6に転写される。さらに転写手段である転写装置7により、転写材Pに転写され、転写材Pは、定着手段である定着装置8により加熱定着され、画像として出力される。この転写手段において、転写されずに感光体1の表面に残った転写残トナーは、均し手段である帯電補助部材10でバイアスを印加しながら転写残トナーに静電的な極性を与え、前述の帯電手段、静電潜像形成手段を経て、再度現像に供されるかもしくは現像装置に回収されてもよい。
本発明における、帯電補助部材を図4に示した。本発明においては、図4に示したように、上記感光体1の回転方向に対して、上記転写装置5の下流で、且つ帯電装置2よりも上流に、感光体1上の転写残トナーを均し、現像時の転写残トナーの回収率を向上させるための帯電補助部材を配置し、転写残トナーの帯電極性の均一化を図っている。本発明では、前記帯電補助部材が、交流バイアスが印加された第一の帯電補助部材と、前記現像剤担持体中のトナーと同極性の直流バイアスが印加された第二の帯電補助部材を有することが好ましい。第一の帯電補助部材は図4中のAで表され、感光体1上の転写残トナーに交流バイアスを印加する。これにより、感光体1上の転写残トナーの帯電除去の機能を果たしている。そして、第二の帯電補助部材は図4中のBで表され、現像剤担持体中のトナーと同極性の直流バイアス(本発明ではマイナス)を感光体1上の転写残トナーに印加させることにより、トナーにネガ帯電を帯びさせ、現像時の転写残トナーの回収率を高めている。
また本発明は、該帯電補助部材の少なくとも一つが、回転ブラシ形状であることが好ましい。図4中のBのような回転ブラシ形状により、感光体1上に付着した転写残トナーを
感光体1上に分散させることができる。これにより、ネガ帯電されたトナーが効率よく現
像剤担持体に回収されることで、高い濃度の画像を連続して出力する際に、より安定した画像を提供できる。さらには、ブラシ自身が回転することで、ブラシにトナーや酸化チタン微粉末などの外添剤の付着も抑制され、耐久性にも優れる。
感光体1上に分散させることができる。これにより、ネガ帯電されたトナーが効率よく現
像剤担持体に回収されることで、高い濃度の画像を連続して出力する際に、より安定した画像を提供できる。さらには、ブラシ自身が回転することで、ブラシにトナーや酸化チタン微粉末などの外添剤の付着も抑制され、耐久性にも優れる。
ここで、本発明の画像形成方法の各工程に関して、説明する。
<帯電工程>
帯電工程は、静電潜像担持体の表面に電荷を付与して静電潜像担持体を帯電させる手段であれば特に限定されない。帯電手段には、コロナ帯電手段のように、静電潜像担持体に対して非接触で静電潜像担持体を帯電させる装置や、導電性のローラーやブレードを静電潜像担持体に接触させて静電潜像担持体を帯電させる装置が使用可能である。
<帯電工程>
帯電工程は、静電潜像担持体の表面に電荷を付与して静電潜像担持体を帯電させる手段であれば特に限定されない。帯電手段には、コロナ帯電手段のように、静電潜像担持体に対して非接触で静電潜像担持体を帯電させる装置や、導電性のローラーやブレードを静電潜像担持体に接触させて静電潜像担持体を帯電させる装置が使用可能である。
<静電潜像形成工程>
静電潜像形成工程は、露光手段として公知の露光装置が使用できる。例えば、光源は半導体レーザーまたは発光ダイオードが用いられ、ポリゴンミラー、レンズ、ミラーから成る走査光学系ユニットを用いることができる。
静電潜像形成工程は、露光手段として公知の露光装置が使用できる。例えば、光源は半導体レーザーまたは発光ダイオードが用いられ、ポリゴンミラー、レンズ、ミラーから成る走査光学系ユニットを用いることができる。
静電潜像を形成できる領域には、主走査方向の領域と副走査方向の領域がある。静電潜像担持体上における主走査方向の領域は、静電潜像担持体の回転軸に平行な方向におけるレーザービーム照射開始可能位置からレーザービーム照射終了位置までの領域である。また、静電潜像担持体表面上における副走査方向の領域は、画像データ1ページ分における最初の主走査ラインの照射可能位置から最終の主走査ラインの照射可能位置までの領域である。
静電潜像形成工程について具体的に説明する。
まずは、光源である半導体レーザーからレーザービームを回転するポリゴンミラーに照射する。そして、周期的に偏向して反射されるレーザービームを走査レンズによって集束させて、副走査方向に回転する静電潜像担持体上を副走査方向と直交する主走査方向に反復走査することで、静電潜像担持体上に静電潜像の露光を行う。本発明のトナーを用いた画像形成装置においては、この静電潜像形成可能領域を変更し、全面縁無し対応の印刷モード(縁無しコピー)としてもよい。縁無しコピーは、静電潜像形成可能領域の主走査方向領域及び/又は副走査方向領域が大きくなる。なぜなら、縁無しコピーを行った場合には、画像データのイメージサイズと記録材の実際のサイズとの微少なサイズ誤差による余白の発生を修正し消去するために、記録材のサイズ以上の縁無しコピー用倍率に反映させる必要があるためである。縁無しコピーが選択されると、露光装置は、主走査画素クロックおよびポリゴンミラー回転周期を設定することによって、画像の解像度を設定する。主走査画素クロックの設定は、書込みクロック生成回路によって行われる。ポリゴンミラー回転周期の設定は、ポリゴンミラーの回転モータ制御回路によって行われる。また、露光装置は、主走査画素クロックおよびポリゴン回転周期の設定を微調整することによって、縁有り印刷モード時の主走査倍率調整、副走査倍率調整を行う。これをもとにして、縁無しコピーにおける縁無し画像用の主走査倍率調整、副走査倍率調整を行う。このように、静電潜像工程で静電潜像担持体上に形成された静電潜像は、現像工程で現像剤によってトナー像として可視像化されることになる。
まずは、光源である半導体レーザーからレーザービームを回転するポリゴンミラーに照射する。そして、周期的に偏向して反射されるレーザービームを走査レンズによって集束させて、副走査方向に回転する静電潜像担持体上を副走査方向と直交する主走査方向に反復走査することで、静電潜像担持体上に静電潜像の露光を行う。本発明のトナーを用いた画像形成装置においては、この静電潜像形成可能領域を変更し、全面縁無し対応の印刷モード(縁無しコピー)としてもよい。縁無しコピーは、静電潜像形成可能領域の主走査方向領域及び/又は副走査方向領域が大きくなる。なぜなら、縁無しコピーを行った場合には、画像データのイメージサイズと記録材の実際のサイズとの微少なサイズ誤差による余白の発生を修正し消去するために、記録材のサイズ以上の縁無しコピー用倍率に反映させる必要があるためである。縁無しコピーが選択されると、露光装置は、主走査画素クロックおよびポリゴンミラー回転周期を設定することによって、画像の解像度を設定する。主走査画素クロックの設定は、書込みクロック生成回路によって行われる。ポリゴンミラー回転周期の設定は、ポリゴンミラーの回転モータ制御回路によって行われる。また、露光装置は、主走査画素クロックおよびポリゴン回転周期の設定を微調整することによって、縁有り印刷モード時の主走査倍率調整、副走査倍率調整を行う。これをもとにして、縁無しコピーにおける縁無し画像用の主走査倍率調整、副走査倍率調整を行う。このように、静電潜像工程で静電潜像担持体上に形成された静電潜像は、現像工程で現像剤によってトナー像として可視像化されることになる。
<現像工程>
現像工程は、主としてキャリアが不要な一成分系接触現像方法とトナーとキャリアを有する二成分系現像方法に分けられるが、本発明においては二成分系現像方法である。
二成分系現像方法としては、磁石を内包した現像剤担持体(現像スリーブ)上に二成分系現像剤の磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシを現像剤層厚規制部材により所定の層厚にコートした後、静電現像担持体に対向する現像領域へと搬送する。該現像領域においては、静電潜像担持体と現像スリーブの間に所定の現像バイアスを印加しながら、該磁気ブラ
シを静電潜像担持体表面に近接/又は接触させることによって、上記静電潜像をトナー像として顕像化する方法である。
現像工程は、主としてキャリアが不要な一成分系接触現像方法とトナーとキャリアを有する二成分系現像方法に分けられるが、本発明においては二成分系現像方法である。
二成分系現像方法としては、磁石を内包した現像剤担持体(現像スリーブ)上に二成分系現像剤の磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシを現像剤層厚規制部材により所定の層厚にコートした後、静電現像担持体に対向する現像領域へと搬送する。該現像領域においては、静電潜像担持体と現像スリーブの間に所定の現像バイアスを印加しながら、該磁気ブラ
シを静電潜像担持体表面に近接/又は接触させることによって、上記静電潜像をトナー像として顕像化する方法である。
<転写工程、転写体クリーニング工程>
転写工程は、コロナ転写手段のように、静電潜像担持体に対して非接触で静電潜像担持体表面のトナー像を転写材に転写させる方法や、ローラーや無端状ベルトの転写部材を静電潜像担持体に接触させて静電潜像担持体表面のトナー像を転写材に転写させる方法が有り、いずれも使用可能である。中間転写体のクリーニングは、ブレードクリーニング、ファーブラシクリーニングあるいはそれらの組み合わせ等、任意のクリーニング装置が使用可能である。
転写工程は、コロナ転写手段のように、静電潜像担持体に対して非接触で静電潜像担持体表面のトナー像を転写材に転写させる方法や、ローラーや無端状ベルトの転写部材を静電潜像担持体に接触させて静電潜像担持体表面のトナー像を転写材に転写させる方法が有り、いずれも使用可能である。中間転写体のクリーニングは、ブレードクリーニング、ファーブラシクリーニングあるいはそれらの組み合わせ等、任意のクリーニング装置が使用可能である。
<定着工程>
定着工程は、従来の一対のローラーからなるハードローラー系の定着装置や、図5に示したような近年の画像形成装置の高速化や省エネ化に対応した軽圧定着システムを用いたベルト定着装置など、いずれの定着装置も使用可能である。
定着工程は、従来の一対のローラーからなるハードローラー系の定着装置や、図5に示したような近年の画像形成装置の高速化や省エネ化に対応した軽圧定着システムを用いたベルト定着装置など、いずれの定着装置も使用可能である。
<フルカラー画像形成装置>
また、本発明の画像形成方法を用いたフルカラー画像形成装置の一例を図5に示す。図中のK、Y、C、Mなどの画像形成ユニットの並びや回転方向を示す矢印は何らこれに限定されるものではない。ちなみにKはブラック、Yはイエロー、Cはシアン、Mはマゼンタを意味している。図5において、静電潜像担持体である電子写真感光体1K、1Y、1C、1Mは図中矢印方向に回転する。各電子写真感光体は帯電手段である帯電装置2K、2Y、2C、2Mにより帯電され、帯電した各電子写真感光体表面には、静電潜像形成手段である露光装置3K、3Y、3C、3Mによりレーザー光を投射し、静電潜像を形成する。その後、現像手段である現像装置4K、4Y、4C、4Mにより静電潜像はトナー像として可視像化され、転写手段である転写装置5K、5Y、5C、5Mにより中間転写体6に転写される。さらに転写手段である転写装置7により、転写材Pに転写され、転写材Pは、定着手段である定着装置8により加熱定着され、画像として出力される。そして11は転写ベルトのクリーニング部材であり、転写残トナー、キャリアなどを回収する。
また、本発明の画像形成方法を用いたフルカラー画像形成装置の一例を図5に示す。図中のK、Y、C、Mなどの画像形成ユニットの並びや回転方向を示す矢印は何らこれに限定されるものではない。ちなみにKはブラック、Yはイエロー、Cはシアン、Mはマゼンタを意味している。図5において、静電潜像担持体である電子写真感光体1K、1Y、1C、1Mは図中矢印方向に回転する。各電子写真感光体は帯電手段である帯電装置2K、2Y、2C、2Mにより帯電され、帯電した各電子写真感光体表面には、静電潜像形成手段である露光装置3K、3Y、3C、3Mによりレーザー光を投射し、静電潜像を形成する。その後、現像手段である現像装置4K、4Y、4C、4Mにより静電潜像はトナー像として可視像化され、転写手段である転写装置5K、5Y、5C、5Mにより中間転写体6に転写される。さらに転写手段である転写装置7により、転写材Pに転写され、転写材Pは、定着手段である定着装置8により加熱定着され、画像として出力される。そして11は転写ベルトのクリーニング部材であり、転写残トナー、キャリアなどを回収する。
以下に、本発明に関わる測定方法について述べる。
<トナーの比表面積>
トナーの比表面積は、例えば、比表面積測定装置オートソーブ1(湯浅アイオニクス社製)を用いて試料表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用いてトナーの比表面積を算出する。
<トナーの比表面積>
トナーの比表面積は、例えば、比表面積測定装置オートソーブ1(湯浅アイオニクス社製)を用いて試料表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用いてトナーの比表面積を算出する。
<トナーの毛管圧力>
トナー 5.5gを測定セルに静かに投入し、三協パイオテク社製:タッピングマシンPTM−1型を用いて、タッピングスピード30回/minにて1分間タッピング操作を行う。これを測定装置(三協パイオテク社製:WTMY−232A型ウェットテスタ)内にセットし測定を行う。
以下の条件で、定流量法により毛管圧力Pαをもとめる。
溶媒 45体積%メタノール水溶液
測定モード 定流量法 (A2モード)
液体流量 2.4ml/min
セル Y型測定セル
トナー 5.5gを測定セルに静かに投入し、三協パイオテク社製:タッピングマシンPTM−1型を用いて、タッピングスピード30回/minにて1分間タッピング操作を行う。これを測定装置(三協パイオテク社製:WTMY−232A型ウェットテスタ)内にセットし測定を行う。
以下の条件で、定流量法により毛管圧力Pαをもとめる。
溶媒 45体積%メタノール水溶液
測定モード 定流量法 (A2モード)
液体流量 2.4ml/min
セル Y型測定セル
<蛍光X線測定方法>
トナーと、現像剤から磁性キャリアを分離したトナーを、各々159N/mm2の圧力
で錠剤成型器により直径40mmのペレットを作製し、波長分散型蛍光X線分析装置RI
X3000(理学電機工業社製)を用いて、チタン(Ti)のピーク強度(蛍光X線強度)をそれぞれ測定し、Xa及びXbとする。
トナーと、現像剤から磁性キャリアを分離したトナーを、各々159N/mm2の圧力
で錠剤成型器により直径40mmのペレットを作製し、波長分散型蛍光X線分析装置RI
X3000(理学電機工業社製)を用いて、チタン(Ti)のピーク強度(蛍光X線強度)をそれぞれ測定し、Xa及びXbとする。
<トナーの平均円形度>
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000型」(シスメックス社製)によって、校正作業時の測定・解析条件で測定した。
フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000型」(シスメックス社製)の測定原理は、流れている粒子を静止画像として撮像し、画像解析を行うというものである。試料チャンバーへ加えられた試料は、試料吸引シリンジによって、フラットシースフローセルに送り込まれる。フラットシースフローに送り込まれた試料は、シース液に挟まれて扁平な流れを形成する。フラットシースフローセル内を通過する試料に対しては、1/60秒間隔でストロボ光が照射されており、流れている粒子を静止画像として撮影することが可能である。また、扁平な流れであるため、焦点の合った状態で撮像される。粒子像はCCDカメラで撮像され、撮像された画像は、1視野が512画素×512画素であり、1画素あたり0.37×0.37μmの画像処理解像度で画像処理され、各粒子像の輪郭抽出を行い、粒子像の投影面積や周囲長等が計測される。
次に、各粒子像の投影面積Sと周囲長Lを求める。上記面積Sと周囲長Lを用いて円相当径と円形度を求める。円形当径とは、粒子像の投影面積と同じ面積を持つ円の直径のことであり、円形度は、円形当径から求めた円の周囲長を粒子投影像の周囲長で割った値として定義され、次式で算出される。
円形度C=2×(π×S)1/2/L
粒子像が真円形の時に円形度は1.000になり、粒子像の外周の凹凸の程度が大きくなるほど円形度は小さい値になる。
各粒子の円形度を算出後、円形度0.200〜1.000の範囲を800分割したチャンネルに振り分け、各チャンネルの中心値を代表値として平均値を計算し平均円形度の算出を行う。
具体的な測定方法としては、イオン交換水20mlに、分散剤として界面活性剤、好ましくはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを0.02g加えた後、測定試料0.02gを加え、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散機(例えば「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製など)を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とした。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。
測定には、標準対物レンズ(10倍)を搭載した前記フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用した。前記手順に従い調整した分散液を前記フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3000個のトナー粒子を計測して、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径2.00μm以上200.00μm以下に限定し、トナーの平均円形度を求める。
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子(例えばDuke Scientific社製5200Aをイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。
なお、本願実施例では、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用し、解析粒子径を円相当径2.00μm以上、200.00μm以下に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行った。
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000型」(シスメックス社製)によって、校正作業時の測定・解析条件で測定した。
フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000型」(シスメックス社製)の測定原理は、流れている粒子を静止画像として撮像し、画像解析を行うというものである。試料チャンバーへ加えられた試料は、試料吸引シリンジによって、フラットシースフローセルに送り込まれる。フラットシースフローに送り込まれた試料は、シース液に挟まれて扁平な流れを形成する。フラットシースフローセル内を通過する試料に対しては、1/60秒間隔でストロボ光が照射されており、流れている粒子を静止画像として撮影することが可能である。また、扁平な流れであるため、焦点の合った状態で撮像される。粒子像はCCDカメラで撮像され、撮像された画像は、1視野が512画素×512画素であり、1画素あたり0.37×0.37μmの画像処理解像度で画像処理され、各粒子像の輪郭抽出を行い、粒子像の投影面積や周囲長等が計測される。
次に、各粒子像の投影面積Sと周囲長Lを求める。上記面積Sと周囲長Lを用いて円相当径と円形度を求める。円形当径とは、粒子像の投影面積と同じ面積を持つ円の直径のことであり、円形度は、円形当径から求めた円の周囲長を粒子投影像の周囲長で割った値として定義され、次式で算出される。
円形度C=2×(π×S)1/2/L
粒子像が真円形の時に円形度は1.000になり、粒子像の外周の凹凸の程度が大きくなるほど円形度は小さい値になる。
各粒子の円形度を算出後、円形度0.200〜1.000の範囲を800分割したチャンネルに振り分け、各チャンネルの中心値を代表値として平均値を計算し平均円形度の算出を行う。
具体的な測定方法としては、イオン交換水20mlに、分散剤として界面活性剤、好ましくはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを0.02g加えた後、測定試料0.02gを加え、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散機(例えば「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製など)を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とした。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。
測定には、標準対物レンズ(10倍)を搭載した前記フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用した。前記手順に従い調整した分散液を前記フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3000個のトナー粒子を計測して、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径2.00μm以上200.00μm以下に限定し、トナーの平均円形度を求める。
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子(例えばDuke Scientific社製5200Aをイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。
なお、本願実施例では、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用し、解析粒子径を円相当径2.00μm以上、200.00μm以下に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行った。
<トナーの重量平均粒径(D4)の測定>
トナーの重量平均粒径(D4)はコールターカウンターTA−II型(コールター社製)を用いて行うが、コールターマルチサイザー(コールター社製)を用いることも可能である。
電解液は1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製する。例えば、ISO
TON R−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使用できる。測定法としては、前記電解水溶液100ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを0.1g加え、更に測定試料を5mg加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で2分間分散処理を行い、前記測定装置によりアパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、2.00μm以上のトナーの体積及び個数を測定して体積分布と個数分布とを算出する。該算出結果を用い重量平均粒径(D4)(各チャンネルの中央値をチャンネル毎の代表値とする)を求める。
チャンネルとしては、2.00〜2.52μm;2.52〜3.17μm;3.17〜4.00μm;4.00〜5.04μm;5.04〜6.35μm;6.35〜8.00μm;8.00〜10.08μm;10.08〜12.70μm;12.70〜16.00μm;16.00〜20.20μm;20.20〜25.40μm;25.40〜32.00μm;32.00〜40.30μmの13チャンネルを用いる。
トナーの重量平均粒径(D4)はコールターカウンターTA−II型(コールター社製)を用いて行うが、コールターマルチサイザー(コールター社製)を用いることも可能である。
電解液は1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製する。例えば、ISO
TON R−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使用できる。測定法としては、前記電解水溶液100ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを0.1g加え、更に測定試料を5mg加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で2分間分散処理を行い、前記測定装置によりアパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、2.00μm以上のトナーの体積及び個数を測定して体積分布と個数分布とを算出する。該算出結果を用い重量平均粒径(D4)(各チャンネルの中央値をチャンネル毎の代表値とする)を求める。
チャンネルとしては、2.00〜2.52μm;2.52〜3.17μm;3.17〜4.00μm;4.00〜5.04μm;5.04〜6.35μm;6.35〜8.00μm;8.00〜10.08μm;10.08〜12.70μm;12.70〜16.00μm;16.00〜20.20μm;20.20〜25.40μm;25.40〜32.00μm;32.00〜40.30μmの13チャンネルを用いる。
<ワックスの最大吸熱ピークのピーク温度の測定>
ワックスの最大吸熱ピークのピーク温度は、示差走査熱量分析(DSC)装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。即ち、装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
具体的には、トナー約5mgを精秤し、これをアルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定温度範囲30〜200℃の間で、昇温速度10℃/minで測定を行う。尚、測定においては、一度200℃まで昇温させ、続いて30℃まで降温し、その後に再度昇温を行う。この2度目の昇温過程での温度30〜200℃の範囲におけるDSC曲線の最大の吸熱ピークのピーク温度を、本発明のトナーのDSC測定における吸熱曲線の最大吸熱ピークのピーク温度とする。
ワックスの最大吸熱ピークのピーク温度は、示差走査熱量分析(DSC)装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。即ち、装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
具体的には、トナー約5mgを精秤し、これをアルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定温度範囲30〜200℃の間で、昇温速度10℃/minで測定を行う。尚、測定においては、一度200℃まで昇温させ、続いて30℃まで降温し、その後に再度昇温を行う。この2度目の昇温過程での温度30〜200℃の範囲におけるDSC曲線の最大の吸熱ピークのピーク温度を、本発明のトナーのDSC測定における吸熱曲線の最大吸熱ピークのピーク温度とする。
<GPCによるトナーのTHF可溶分の分子量の測定>
トナーのテトラヒドロフラン(THF)可溶分の分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
まず、室温で24時間かけて、トナーをTHFに溶解する。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マエショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。尚、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が約0.8質量%となるように調整する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で分子量分布を測定する。
装置 :HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム :Shodex KF−801、802、803、804、805、
806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液 :テトラヒドロフラン(THF)
流速 :1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量 :0.10ml
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500」、東ソ−社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。
トナーのテトラヒドロフラン(THF)可溶分の分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
まず、室温で24時間かけて、トナーをTHFに溶解する。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マエショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。尚、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が約0.8質量%となるように調整する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で分子量分布を測定する。
装置 :HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム :Shodex KF−801、802、803、804、805、
806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液 :テトラヒドロフラン(THF)
流速 :1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量 :0.10ml
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500」、東ソ−社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。
<トナーの真密度の測定>
トナーの真密度は、乾式自動密度計オートピクノメーター(ユアサアイオニクス社製)により測定した。条件は下記の通りである。
セル SMセル(10ml)
サンプル量 約2.0g
トナーの真密度は、乾式自動密度計オートピクノメーター(ユアサアイオニクス社製)により測定した。条件は下記の通りである。
セル SMセル(10ml)
サンプル量 約2.0g
以下に、具体的製造例及び実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
[樹脂Aの製造(ハイブリッド樹脂)]
ビニル系重合体として、スチレン 2.3mol、2−エチルヘキシルアクリレート 0.21mol、フマル酸 0.14mol、α−メチルスチレンの2量体 0.03mol、ジクミルパーオキサイド 0.05molを滴下ロートに入れた。また、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 7.0mol、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 3.0mol、テレフタル酸 3.0mol、無水トリメリット酸 2.0mol、フマル酸 5.0mol及びヘキサン酸錫 0.8gをガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計、撹拌棒、コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においた。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、145℃の温度で撹拌しつつ、先の滴下ロートよりビニル系樹脂の単量体、架橋剤及び重合開始剤を5時間かけて滴下した。次いで200℃に昇温を行い、4.5時間反応させてハイブリッド樹脂(樹脂A)を得た。樹脂AのGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)による分子量測定の結果、重量平均分子量Mwは66000であり、数平均分子量Mnは4600であり、ピーク分子量Mpは7600であった。
ビニル系重合体として、スチレン 2.3mol、2−エチルヘキシルアクリレート 0.21mol、フマル酸 0.14mol、α−メチルスチレンの2量体 0.03mol、ジクミルパーオキサイド 0.05molを滴下ロートに入れた。また、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 7.0mol、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 3.0mol、テレフタル酸 3.0mol、無水トリメリット酸 2.0mol、フマル酸 5.0mol及びヘキサン酸錫 0.8gをガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計、撹拌棒、コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においた。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、145℃の温度で撹拌しつつ、先の滴下ロートよりビニル系樹脂の単量体、架橋剤及び重合開始剤を5時間かけて滴下した。次いで200℃に昇温を行い、4.5時間反応させてハイブリッド樹脂(樹脂A)を得た。樹脂AのGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)による分子量測定の結果、重量平均分子量Mwは66000であり、数平均分子量Mnは4600であり、ピーク分子量Mpは7600であった。
[トナー1の製造]
樹脂A 60.0質量部シアン顔料(PigmentBlue15:3) 35.0質量部
上記の処方でニーダーミキサーにより溶融混練し、シアンマスターバッチを作製した。・樹脂A 86.5質量部・精製パラフィンワックス(最大吸熱ピーク:72℃、Mw=450、Mn=32)
5.0質量部・シアンマスターバッチ(着色剤分40質量%) 22.5質量部・ジ−ターシャリブチルサリチル酸のアルミニウム化合物(荷電制御剤) 1.0質量部
上記の処方で十分にヘンシェルミキサーにより予備混合を行い、二軸押出し混練機で混練物温度が150℃になるよう溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕した。さらにターボ工業製のターボ・ミル(RSローター/SNBライナー)を用いて重量平均粒径(D4):5.3μm程度に微粉砕物を作った。次にホソカワミクロン社製のファカルティを用いて、分級と同時に球形化を行うことで重量平均粒径(D4):5.8μmにし、シアン粒子(トナー粒子)を得た。
上記シアン粒子(トナー粒子)100質量部に対して、アナターゼ型酸化チタン微粉末(BET比表面積=100m2/g、イソブチルトリメトキシシラン10質量%処理)0.8質量部、さらに、ゾルゲルシリカ(BET比表面積24m2/g、個数平均粒径(D1):110nm)1.5質量部を投入して、ヘンシェルミキサーにより外添した(一段目外添)。その後、オイル処理シリカ(BET比表面積105m2/g、シリコーンオイル15質量%処理)1.2質量部をヘンシェルミキサーにより追加外添処理(二段外添)しトナー1とした。トナーの諸物性及び、(Xb/Xa)を表1に示した。
樹脂A 60.0質量部シアン顔料(PigmentBlue15:3) 35.0質量部
上記の処方でニーダーミキサーにより溶融混練し、シアンマスターバッチを作製した。・樹脂A 86.5質量部・精製パラフィンワックス(最大吸熱ピーク:72℃、Mw=450、Mn=32)
5.0質量部・シアンマスターバッチ(着色剤分40質量%) 22.5質量部・ジ−ターシャリブチルサリチル酸のアルミニウム化合物(荷電制御剤) 1.0質量部
上記の処方で十分にヘンシェルミキサーにより予備混合を行い、二軸押出し混練機で混練物温度が150℃になるよう溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕した。さらにターボ工業製のターボ・ミル(RSローター/SNBライナー)を用いて重量平均粒径(D4):5.3μm程度に微粉砕物を作った。次にホソカワミクロン社製のファカルティを用いて、分級と同時に球形化を行うことで重量平均粒径(D4):5.8μmにし、シアン粒子(トナー粒子)を得た。
上記シアン粒子(トナー粒子)100質量部に対して、アナターゼ型酸化チタン微粉末(BET比表面積=100m2/g、イソブチルトリメトキシシラン10質量%処理)0.8質量部、さらに、ゾルゲルシリカ(BET比表面積24m2/g、個数平均粒径(D1):110nm)1.5質量部を投入して、ヘンシェルミキサーにより外添した(一段目外添)。その後、オイル処理シリカ(BET比表面積105m2/g、シリコーンオイル15質量%処理)1.2質量部をヘンシェルミキサーにより追加外添処理(二段外添)しトナー1とした。トナーの諸物性及び、(Xb/Xa)を表1に示した。
[トナー2の製造]
樹脂A 60.0質量部シアン顔料(PigmentBlue15:3) 35.0質量部
上記の処方でニーダーミキサーにより溶融混練し、シアンマスターバッチを作製した。・樹脂A 86.5質量部
・精製パラフィンワックス(最大吸熱ピーク:72℃、Mw=450、Mn=32)
5.0質量部・シアンマスターバッチ(着色剤分40質量%) 22.5質量部・ジ−ターシャリブチルサリチル酸のアルミニウム化合物(荷電制御剤) 1.0質量部
上記の処方で十分にヘンシェルミキサーにより予備混合を行い、二軸押出し混練機で混練物温度が140℃になるよう溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕した。さらにターボ工業製のターボ・ミル(RSローター/SNBライナー)を用いて重量平均粒径(D4)4.9μm程度に微粉砕物を作った。次にホソカワミクロ
ン社製のファカルティを用いて、分級と同時に球形化を行うことで重量平均粒径(D4)5.5μmにし、シアン粒子(トナー粒子)を得た。
上記シアン粒子(トナー粒子)100質量部に対して、トナー1と同様の外添処理を行い、トナー2とした。トナーの諸物性及び、(Xb/Xa)を表1に示した。
樹脂A 60.0質量部シアン顔料(PigmentBlue15:3) 35.0質量部
上記の処方でニーダーミキサーにより溶融混練し、シアンマスターバッチを作製した。・樹脂A 86.5質量部
・精製パラフィンワックス(最大吸熱ピーク:72℃、Mw=450、Mn=32)
5.0質量部・シアンマスターバッチ(着色剤分40質量%) 22.5質量部・ジ−ターシャリブチルサリチル酸のアルミニウム化合物(荷電制御剤) 1.0質量部
上記の処方で十分にヘンシェルミキサーにより予備混合を行い、二軸押出し混練機で混練物温度が140℃になるよう溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕した。さらにターボ工業製のターボ・ミル(RSローター/SNBライナー)を用いて重量平均粒径(D4)4.9μm程度に微粉砕物を作った。次にホソカワミクロ
ン社製のファカルティを用いて、分級と同時に球形化を行うことで重量平均粒径(D4)5.5μmにし、シアン粒子(トナー粒子)を得た。
上記シアン粒子(トナー粒子)100質量部に対して、トナー1と同様の外添処理を行い、トナー2とした。トナーの諸物性及び、(Xb/Xa)を表1に示した。
[トナー3の製造]
トナー1の製造にてパラフィンワックス量を10.0質量部に変更した。そして微粉砕物を得た後に、図6に示す表面改質装置により表面改質を行った。表面改質時の条件は、原料供給速度=2.0kg/hr、熱風の吐出温度=230℃、熱風流量=6m3/min.、冷風温度E=5℃、冷風流量=4m3/min.、ブロワー風量=20m3/min.、インジェクションエア流量=1m3/min.、拡散エア=0.4m3/min.、で表面改質を行った。次に、得られた微粉砕物を、コアンダ効果を利用した風力分級機(エルボジェットラボEJ−L3、日鉄鉱業社製)で分級しで微粉及び粗粉を同時に分級除去し、重量平均粒径(D4)6.0μmのトナー粒子を得た。
上記シアン粒子(トナー粒子)100質量部に対して、トナー1と同様の外添処理を行い、トナー3とした。トナーの諸物性及び、(Xb/Xa)を表1に示した。
トナー1の製造にてパラフィンワックス量を10.0質量部に変更した。そして微粉砕物を得た後に、図6に示す表面改質装置により表面改質を行った。表面改質時の条件は、原料供給速度=2.0kg/hr、熱風の吐出温度=230℃、熱風流量=6m3/min.、冷風温度E=5℃、冷風流量=4m3/min.、ブロワー風量=20m3/min.、インジェクションエア流量=1m3/min.、拡散エア=0.4m3/min.、で表面改質を行った。次に、得られた微粉砕物を、コアンダ効果を利用した風力分級機(エルボジェットラボEJ−L3、日鉄鉱業社製)で分級しで微粉及び粗粉を同時に分級除去し、重量平均粒径(D4)6.0μmのトナー粒子を得た。
上記シアン粒子(トナー粒子)100質量部に対して、トナー1と同様の外添処理を行い、トナー3とした。トナーの諸物性及び、(Xb/Xa)を表1に示した。
[トナー4の製造]
トナー1の製造にてパラフィンワックス量を18.0質量部に変更した。そして微粉砕物を得た後に、図6に示す表面改質装置により表面改質を行った。表面改質時の条件は、原料供給速度=2.0kg/hr、熱風の吐出温度=240℃、熱風流量=6m3/min.、冷風温度E=5℃、冷風流量=4m3/min.、ブロワー風量=20m3/min.、インジェクションエア流量=1m3/min.、拡散エア=0.4m3/min.で表面改質を行った。次に、得られた微粉砕物を、コアンダ効果を利用した風力分級機(エルボジェットラボEJ−L3、日鉄鉱業社製)で分級しで微粉及び粗粉を同時に分級除去し、重量平均粒径(D4)6.5μmのトナー粒子を得た。
上記シアン粒子(トナー粒子)100質量部に対して、トナー1と同様の外添処理を行い、トナー4とした。トナーの諸物性及び、(Xb/Xa)を表1に示した。
トナー1の製造にてパラフィンワックス量を18.0質量部に変更した。そして微粉砕物を得た後に、図6に示す表面改質装置により表面改質を行った。表面改質時の条件は、原料供給速度=2.0kg/hr、熱風の吐出温度=240℃、熱風流量=6m3/min.、冷風温度E=5℃、冷風流量=4m3/min.、ブロワー風量=20m3/min.、インジェクションエア流量=1m3/min.、拡散エア=0.4m3/min.で表面改質を行った。次に、得られた微粉砕物を、コアンダ効果を利用した風力分級機(エルボジェットラボEJ−L3、日鉄鉱業社製)で分級しで微粉及び粗粉を同時に分級除去し、重量平均粒径(D4)6.5μmのトナー粒子を得た。
上記シアン粒子(トナー粒子)100質量部に対して、トナー1と同様の外添処理を行い、トナー4とした。トナーの諸物性及び、(Xb/Xa)を表1に示した。
[トナー5の製造]
下記材料
・スチレン 90.0質量部
・nブチルアクリレート 15.0質量部
・アクリル酸 3.0質量部
・ドデカンチオール 6.0質量部
・四臭化炭素 1.0質量部
を、混合して溶解して有機溶液を得た。
一方、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)1.5質量部、およびアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)2.5質量部を、イオン交換水140質量部にフラスコ中で溶解させた。得られた水溶液に、前記有機溶液を加えて分散させて乳化し、10分間ゆっくりと混合した。
得られた混合物に、過硫酸アンモニウム1質量部が溶解したイオン交換水10質量部を
投入し、窒素置換を行った。前記フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続して、樹脂粒子分散液1を調製した。樹脂粒子分散液1に含まれる粒子の個数平均粒径は0.15μmであった。
下記材料
・スチレン 75.0質量部
・nブチルアクリレート 25.0質量部
・アクリル酸 5.0質量部
を、混合して有機溶液を得た。
一方、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)1.5質量部、およびアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)3質量部を、イオン交換水150質量部にフラスコ中で溶解させて水溶液を得た。得られた水溶液に、前記有機溶液を加え、分散させて乳化し、10分間ゆっくりと混合した。
混合しながら、さらに過硫酸アンモニウム0.8質量部が溶解したイオン交換水10質量部を投入して窒素置換を行った。前記フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続して樹脂粒子分散液2を調製した。樹脂粒子分散液2に含まれる粒子の個数平均粒径は0.13μmであった。
下記材料
・パラフィンワックス 60.0質量部
・アニオン性界面活性剤 5.0質量部
(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)
・イオン交換水 200.0質量部
を、混合して97℃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)を用いて分散処理した後、さらに圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理して離型剤粒子分散液を調製した。分散液の離型剤粒子の個数平均粒径は0.42μmであった。
下記材料
・C.I.ピグメントブルー15:3 11.0質量部
・アニオン性界面活性剤 2.0質量部
(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)
・イオン交換水 78.0質量部
を、サンドグラインダーミルを用いて分散処理することにより、着色剤分散液を調製した。
上記したように処理して得られた下記材料
・上記樹脂粒子分散液1 150.0質量部
・上記樹脂粒子分散液2 210.0質量部
・上記着色剤分散液 40.0質量部
・上記離型剤分散液 70.0質量部
を、撹拌装置、冷却管、温度計を装着した反応容器に投入して撹拌した。この混合液を1N−水酸化カリウムを用いてpH=5.4に調整した。
得られた混合液に、凝集剤として10%塩化ナトリウム水溶液150質量部を滴下し、加熱用オイルバス中でフラスコ内を撹拌しながら70℃まで加熱した。この温度を保持した状態で、樹脂粒子分散液2をさらに3質量部加えた。得られた溶液を60℃で1時間保持した後、ここにアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)3質量部を追加した後、ステンレス製反応容器を密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら90℃まで加熱し、3時間保持した。冷却後、反応生成物をろ過し、得られた濾取物をイオン交換水で十分に洗浄した後、乾燥させることにより重量平均粒径(D4)6.2μmのトナー粒子を得た。
上記シアン粒子(トナー粒子)100質量部に対して、トナー1と同様の外添処理を行い、トナー5とした。トナーの諸物性及び、(Xb/Xa)を表1に示した。
下記材料
・スチレン 90.0質量部
・nブチルアクリレート 15.0質量部
・アクリル酸 3.0質量部
・ドデカンチオール 6.0質量部
・四臭化炭素 1.0質量部
を、混合して溶解して有機溶液を得た。
一方、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)1.5質量部、およびアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)2.5質量部を、イオン交換水140質量部にフラスコ中で溶解させた。得られた水溶液に、前記有機溶液を加えて分散させて乳化し、10分間ゆっくりと混合した。
得られた混合物に、過硫酸アンモニウム1質量部が溶解したイオン交換水10質量部を
投入し、窒素置換を行った。前記フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続して、樹脂粒子分散液1を調製した。樹脂粒子分散液1に含まれる粒子の個数平均粒径は0.15μmであった。
下記材料
・スチレン 75.0質量部
・nブチルアクリレート 25.0質量部
・アクリル酸 5.0質量部
を、混合して有機溶液を得た。
一方、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)1.5質量部、およびアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)3質量部を、イオン交換水150質量部にフラスコ中で溶解させて水溶液を得た。得られた水溶液に、前記有機溶液を加え、分散させて乳化し、10分間ゆっくりと混合した。
混合しながら、さらに過硫酸アンモニウム0.8質量部が溶解したイオン交換水10質量部を投入して窒素置換を行った。前記フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続して樹脂粒子分散液2を調製した。樹脂粒子分散液2に含まれる粒子の個数平均粒径は0.13μmであった。
下記材料
・パラフィンワックス 60.0質量部
・アニオン性界面活性剤 5.0質量部
(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)
・イオン交換水 200.0質量部
を、混合して97℃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)を用いて分散処理した後、さらに圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理して離型剤粒子分散液を調製した。分散液の離型剤粒子の個数平均粒径は0.42μmであった。
下記材料
・C.I.ピグメントブルー15:3 11.0質量部
・アニオン性界面活性剤 2.0質量部
(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)
・イオン交換水 78.0質量部
を、サンドグラインダーミルを用いて分散処理することにより、着色剤分散液を調製した。
上記したように処理して得られた下記材料
・上記樹脂粒子分散液1 150.0質量部
・上記樹脂粒子分散液2 210.0質量部
・上記着色剤分散液 40.0質量部
・上記離型剤分散液 70.0質量部
を、撹拌装置、冷却管、温度計を装着した反応容器に投入して撹拌した。この混合液を1N−水酸化カリウムを用いてpH=5.4に調整した。
得られた混合液に、凝集剤として10%塩化ナトリウム水溶液150質量部を滴下し、加熱用オイルバス中でフラスコ内を撹拌しながら70℃まで加熱した。この温度を保持した状態で、樹脂粒子分散液2をさらに3質量部加えた。得られた溶液を60℃で1時間保持した後、ここにアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)3質量部を追加した後、ステンレス製反応容器を密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら90℃まで加熱し、3時間保持した。冷却後、反応生成物をろ過し、得られた濾取物をイオン交換水で十分に洗浄した後、乾燥させることにより重量平均粒径(D4)6.2μmのトナー粒子を得た。
上記シアン粒子(トナー粒子)100質量部に対して、トナー1と同様の外添処理を行い、トナー5とした。トナーの諸物性及び、(Xb/Xa)を表1に示した。
[トナー6の製造]
トナー1の製造において、一段目の外添の際に、アナターゼ型酸化チタン微粉末の代わりに、オイル処理シリカ(BET比表面積150m2/g、シリコーンオイル20質量%
処理)0.5質量部を使用して得られた重量平均粒径(D4):5.8μmのトナーをトナー6とした。トナーの諸物性及び、酸化チタンのX線強度を表1に示した。
トナー1の製造において、一段目の外添の際に、アナターゼ型酸化チタン微粉末の代わりに、オイル処理シリカ(BET比表面積150m2/g、シリコーンオイル20質量%
処理)0.5質量部を使用して得られた重量平均粒径(D4):5.8μmのトナーをトナー6とした。トナーの諸物性及び、酸化チタンのX線強度を表1に示した。
[トナー7の製造]
トナー1の製造にてパラフィンワックス量を35.0質量部に変更し、微粉砕物を得た後に、図6に示す、表面改質装置により表面改質を行った。表面改質時の条件は、原料供給速度=2.0kg/hr、熱風の吐出温度=270℃、熱風流量=6m3/min.、冷風温度E=5℃、冷風流量=4m3/min.、ブロワー風量=20m3/min.、インジェクションエア流量=1m3/min.、拡散エア=0.4m3/min.で表面改質を行った。次に、得られた微粉砕物を、コアンダ効果を利用した風力分級機(エルボジェットラボEJ−L3、日鉄鉱業社製)で分級しで微粉及び粗粉を同時に分級除去し、重量平均粒径(D4)9.8μmのトナー粒子を得た。
上記シアン粒子(トナー粒子)100質量部に対して、トナー1と同様の外添処理を行い、トナー7とした。トナーの諸物性及び、(Xb/Xa)を表1に示した。
トナー1の製造にてパラフィンワックス量を35.0質量部に変更し、微粉砕物を得た後に、図6に示す、表面改質装置により表面改質を行った。表面改質時の条件は、原料供給速度=2.0kg/hr、熱風の吐出温度=270℃、熱風流量=6m3/min.、冷風温度E=5℃、冷風流量=4m3/min.、ブロワー風量=20m3/min.、インジェクションエア流量=1m3/min.、拡散エア=0.4m3/min.で表面改質を行った。次に、得られた微粉砕物を、コアンダ効果を利用した風力分級機(エルボジェットラボEJ−L3、日鉄鉱業社製)で分級しで微粉及び粗粉を同時に分級除去し、重量平均粒径(D4)9.8μmのトナー粒子を得た。
上記シアン粒子(トナー粒子)100質量部に対して、トナー1と同様の外添処理を行い、トナー7とした。トナーの諸物性及び、(Xb/Xa)を表1に示した。
[トナー8の製造]
トナー1の製造にてパラフィンワックスを使用せずに重量平均粒径(D4)8.2μmのトナー粒子を得た。
上記シアン粒子(トナー粒子)100質量部に対して、トナー1と同様の外添処理を行い、トナー8とした。トナーの諸物性及び、(Xb/Xa)を表1に示した。
トナー1の製造にてパラフィンワックスを使用せずに重量平均粒径(D4)8.2μmのトナー粒子を得た。
上記シアン粒子(トナー粒子)100質量部に対して、トナー1と同様の外添処理を行い、トナー8とした。トナーの諸物性及び、(Xb/Xa)を表1に示した。
[磁性キャリアAの製造]
マグネタイト微粒子(個数平均粒径260nm、磁化の強さ65Am2/kg、比抵抗3.2×105Ω・cm)と、シラン系カップリング剤(3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン)(マグネタイト微粒子の質量に対して3.0質量%の量)とを、容器に導入し、該容器内において100℃以上で高速混合撹拌して、マグネタイト微粒子を表面処理した。
次に下記材料
・フェノール 10.0質量部
・ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルデヒド36質量%水溶液) 16.0質量部
・表面処理したマグネタイト微粒子 86.0質量部
をフラスコに導入し、40℃にしてよく混合した。このときの反応媒体中の溶存酸素量は9.00g/m3であった。次いで65℃まで加温しながら、この反応媒体中に窒素ガスを導入した。窒素ガスの導入量の流量を250cm3/分とし、30分間のガス置換を行
った。
その後、28質量%アンモニア水4質量部および水8質量部をフラスコに加えた。撹拌しながら平均昇温速度3℃/分で、65℃から85℃に加熱した。85℃にて保持し、3時間重合反応させて硬化させた。
重合反応させた後、30℃まで冷却して水を添加した。上澄み液を除去して得られた沈殿物を水洗し、さらに風乾した。得られた風乾物を、減圧下(5hPa以下)にて、60℃で乾燥して、磁性体が分散された球状の磁性キャリアコア(a)を得た。磁性キャリアコア(a)の重量平均粒径(D4)36μmであった。
次に下記式
で示される構造を有する一方の末端にエチレン性不飽和基を有する重量平均分子量5,000のメタクリル酸メチルマクロマー(式中のnは繰り返し回数を示す)25質量部、下記式
で示される構造を有するシクロヘキシルをユニットとしてエステル部位を有するメタクリル酸シクロヘキシルモノマー167質量部、及びメタクリル酸メチルモノマー1質量部を、還流冷却器、温度計、窒素吸い込み管、及びすり合わせ方式撹拌装置を有する四つ口フラスコに加えた。さらにトルエン90質量部、メチルエチルケトン110質量部、及びアゾビスイソバレロニトリル2.0質量部を加えた。得られた混合物を、窒素気流下70℃で10時間保持し、グラフト共重合体溶液(固形分33質量%)を得た。この溶液のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)による重量平均分子量は、47,000であった。
得られたグラフト共重合体溶液30質量部に、疎水化処理することにより得られた疎水性シリカ粒子(個数分布基準の最大ピーク粒径が100nm)1質量部、カーボンブラック微粒子(個数分布基準の最大ピーク粒径が30nm、比抵抗が1.0×10−4Ω・cm)1質量部、およびトルエン100質量部を加えて、スーパーアスペックミルによりよく混合して、コート液を得た。
次いで、磁性キャリアコア(a)500質量部を、剪断応力を連続して加えながら撹拌しつつ、上記コート液を徐々に加えた。減圧下(5hPa)で70℃に保持して撹拌しながら溶媒を揮発させて、磁性キャリアコア(a)表面を樹脂で被覆した。
この樹脂で被覆された磁性キャリアコアを、100℃で2時間撹拌しながら熱処理した。冷却した後、解砕し、さらに目開き76μmの篩で粗粒を除去して、磁性体分散型樹脂キャリアである磁性キャリアAを得た。磁性キャリアAの重量平均粒径(D4)36.0μmであった。
マグネタイト微粒子(個数平均粒径260nm、磁化の強さ65Am2/kg、比抵抗3.2×105Ω・cm)と、シラン系カップリング剤(3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン)(マグネタイト微粒子の質量に対して3.0質量%の量)とを、容器に導入し、該容器内において100℃以上で高速混合撹拌して、マグネタイト微粒子を表面処理した。
次に下記材料
・フェノール 10.0質量部
・ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルデヒド36質量%水溶液) 16.0質量部
・表面処理したマグネタイト微粒子 86.0質量部
をフラスコに導入し、40℃にしてよく混合した。このときの反応媒体中の溶存酸素量は9.00g/m3であった。次いで65℃まで加温しながら、この反応媒体中に窒素ガスを導入した。窒素ガスの導入量の流量を250cm3/分とし、30分間のガス置換を行
った。
その後、28質量%アンモニア水4質量部および水8質量部をフラスコに加えた。撹拌しながら平均昇温速度3℃/分で、65℃から85℃に加熱した。85℃にて保持し、3時間重合反応させて硬化させた。
重合反応させた後、30℃まで冷却して水を添加した。上澄み液を除去して得られた沈殿物を水洗し、さらに風乾した。得られた風乾物を、減圧下(5hPa以下)にて、60℃で乾燥して、磁性体が分散された球状の磁性キャリアコア(a)を得た。磁性キャリアコア(a)の重量平均粒径(D4)36μmであった。
次に下記式
得られたグラフト共重合体溶液30質量部に、疎水化処理することにより得られた疎水性シリカ粒子(個数分布基準の最大ピーク粒径が100nm)1質量部、カーボンブラック微粒子(個数分布基準の最大ピーク粒径が30nm、比抵抗が1.0×10−4Ω・cm)1質量部、およびトルエン100質量部を加えて、スーパーアスペックミルによりよく混合して、コート液を得た。
次いで、磁性キャリアコア(a)500質量部を、剪断応力を連続して加えながら撹拌しつつ、上記コート液を徐々に加えた。減圧下(5hPa)で70℃に保持して撹拌しながら溶媒を揮発させて、磁性キャリアコア(a)表面を樹脂で被覆した。
この樹脂で被覆された磁性キャリアコアを、100℃で2時間撹拌しながら熱処理した。冷却した後、解砕し、さらに目開き76μmの篩で粗粒を除去して、磁性体分散型樹脂キャリアである磁性キャリアAを得た。磁性キャリアAの重量平均粒径(D4)36.0μmであった。
[現像剤の作製]
10質量部のトナー1と、90質量部の磁性キャリアAを混合し、現像剤1とした。
同様にトナー2乃至8と磁性キャリアAを混合したものを、それぞれ現像剤2乃至8と
した。
10質量部のトナー1と、90質量部の磁性キャリアAを混合し、現像剤1とした。
同様にトナー2乃至8と磁性キャリアAを混合したものを、それぞれ現像剤2乃至8と
した。
〔実施例1乃至7、比較例1乃至4〕
表2に記載された、帯電補助部材と現像剤の組み合わせで、評価を行った。本実施例に用いたデッキブラシは、繊度6d、密度100KF/inch2 、毛足の長さ5mmであり、カーボンブラックを有するナイロン繊維である。また、回転ブラシは、繊度2d、密度400kF/inch2、パイル長4mmで構成されているカーボンブラックを有するナイロン繊維を用いた。評価としては、帯電補助部材周りを変更し、且つ高速仕様(300mm/sec)に改造した、キヤノン(株)製フルカラー複写機iRC5180改造機を用いて、下記条件で耐久試験を行い耐久試験の前後で各種評価を行った。
評価項目と評価基準については、下記に示した。得られた評価結果を表2に示す。
表2に記載された、帯電補助部材と現像剤の組み合わせで、評価を行った。本実施例に用いたデッキブラシは、繊度6d、密度100KF/inch2 、毛足の長さ5mmであり、カーボンブラックを有するナイロン繊維である。また、回転ブラシは、繊度2d、密度400kF/inch2、パイル長4mmで構成されているカーボンブラックを有するナイロン繊維を用いた。評価としては、帯電補助部材周りを変更し、且つ高速仕様(300mm/sec)に改造した、キヤノン(株)製フルカラー複写機iRC5180改造機を用いて、下記条件で耐久試験を行い耐久試験の前後で各種評価を行った。
評価項目と評価基準については、下記に示した。得られた評価結果を表2に示す。
<耐久試験1(低濃度画像による耐久試験)>
印刷環境 温度23℃/湿度5%RH(以下「N/L」)
紙 カラーレーザーコピアペーパー(81.4g/m2)
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社)
画像 画像面積1%のベタ画像
印刷枚数 10万枚
印刷環境 温度23℃/湿度5%RH(以下「N/L」)
紙 カラーレーザーコピアペーパー(81.4g/m2)
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社)
画像 画像面積1%のベタ画像
印刷枚数 10万枚
<耐久試験2(高濃度画像による耐久試験)>
印刷環境 温度30℃/湿度80%RH(以下「H/H」)
紙 カラーレーザーコピアペーパー(81.4g/m2)
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社)
画像 画像面積50%のベタ画像
印刷枚数 10万枚
印刷環境 温度30℃/湿度80%RH(以下「H/H」)
紙 カラーレーザーコピアペーパー(81.4g/m2)
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社)
画像 画像面積50%のベタ画像
印刷枚数 10万枚
<カブリの評価>
上記耐久試験1及び2を行った後、引き続き上記キヤノン(株)製フルカラー複写機iRC5180改造機を用いて、単色モードにてカブリの評価を実施した。カブリの測定方法は以下のとおりである。まず、画出し前の普通紙の平均反射率Dr(%)を、アンバーフィルターを搭載したリフレクトメーター(東京電色株式会社製の「REFLECTOMETER MODEL TC−6DS」)によって測定する。一方、普通紙上にベタ白画像を画出し、次いでベタ白画像の反射率Ds(%)を測定する。これらの測定値を用いてカブリ(Fog[%])を次式により求める。
Fog[%]=Dr[%]−Ds[%]
(評価基準)
A:0.7%未満で優秀
B:0.7以上、1.2%未満で良好
C:1.2以上、1.5%未満で実用上問題なし
D:1.5以上、2.0%未満で実用上問題あり
E:2.0%以上で悪い
上記耐久試験1及び2を行った後、引き続き上記キヤノン(株)製フルカラー複写機iRC5180改造機を用いて、単色モードにてカブリの評価を実施した。カブリの測定方法は以下のとおりである。まず、画出し前の普通紙の平均反射率Dr(%)を、アンバーフィルターを搭載したリフレクトメーター(東京電色株式会社製の「REFLECTOMETER MODEL TC−6DS」)によって測定する。一方、普通紙上にベタ白画像を画出し、次いでベタ白画像の反射率Ds(%)を測定する。これらの測定値を用いてカブリ(Fog[%])を次式により求める。
Fog[%]=Dr[%]−Ds[%]
(評価基準)
A:0.7%未満で優秀
B:0.7以上、1.2%未満で良好
C:1.2以上、1.5%未満で実用上問題なし
D:1.5以上、2.0%未満で実用上問題あり
E:2.0%以上で悪い
<H/H耐久試験前後の画像濃度変化>
耐久試験2前に、トナーの紙上への載量を0.6mg/cm2となるように現像電圧を調整した。その条件で、画像面積100%のベタ画像(3cm×3cm)を400線で印刷した。そして、耐久試験2後に、耐久試験2前と同じ現像電圧で同様のベタ画像を印刷した。SPIフィルターを装着したマクベス社製マクベスデンシトメータRD918タイプ(Macbeth Densitometer RD918manufactured
by Mcbeth Co.)を使用し、画像濃度を測定し、耐久試験前後の差を求め
た。画像濃度変化の評価は、トナーの付着性が厳しい、H/H環境にて確認した。
(評価基準)
A:0.00以上0.05未満 で良好
B:0.05以上0.10未満 で実用上問題なし
C:0.10以上0.20未満 で実用上問題あり
D:0.20以上 で悪い
耐久試験2前に、トナーの紙上への載量を0.6mg/cm2となるように現像電圧を調整した。その条件で、画像面積100%のベタ画像(3cm×3cm)を400線で印刷した。そして、耐久試験2後に、耐久試験2前と同じ現像電圧で同様のベタ画像を印刷した。SPIフィルターを装着したマクベス社製マクベスデンシトメータRD918タイプ(Macbeth Densitometer RD918manufactured
by Mcbeth Co.)を使用し、画像濃度を測定し、耐久試験前後の差を求め
た。画像濃度変化の評価は、トナーの付着性が厳しい、H/H環境にて確認した。
(評価基準)
A:0.00以上0.05未満 で良好
B:0.05以上0.10未満 で実用上問題なし
C:0.10以上0.20未満 で実用上問題あり
D:0.20以上 で悪い
<ハーフトーンスジの評価方法>
耐久試験前に、ハーフトーン画像を出力した。得られた画像は、濃度計X−Rite500型により濃度測定を行い、6点の平均値をとって画像濃度とした。次いで、耐久試験2を行った後、画像濃度を0.5以上0.7以下となるように機器を調整し、A4画像3枚出力し、目視でスジを確認した。
ハーフトーンスジの評価は、トナーの付着性が厳しい、H/H環境にて確認した。
(評価基準)
A:スジがなく均一な画像 で良好
B:1本以内/枚 で実用上問題ない
C:3本以内/枚 で実用上問題あり
D:3本以上/枚 で悪い
耐久試験前に、ハーフトーン画像を出力した。得られた画像は、濃度計X−Rite500型により濃度測定を行い、6点の平均値をとって画像濃度とした。次いで、耐久試験2を行った後、画像濃度を0.5以上0.7以下となるように機器を調整し、A4画像3枚出力し、目視でスジを確認した。
ハーフトーンスジの評価は、トナーの付着性が厳しい、H/H環境にて確認した。
(評価基準)
A:スジがなく均一な画像 で良好
B:1本以内/枚 で実用上問題ない
C:3本以内/枚 で実用上問題あり
D:3本以上/枚 で悪い
(実施例1、5)
N/L及びH/H環境において、耐久後でもカブリのないオリジナルを忠実に再現する画像を形成した。また画像濃度も耐久前後で差がなく、安定して高い濃度を出力できた。また、ハーフトーン画像のスジに関しても耐久試験2前後でもそのレベルは良好であった。
N/L及びH/H環境において、耐久後でもカブリのないオリジナルを忠実に再現する画像を形成した。また画像濃度も耐久前後で差がなく、安定して高い濃度を出力できた。また、ハーフトーン画像のスジに関しても耐久試験2前後でもそのレベルは良好であった。
(実施例2)
第二の帯電補助部材をデッキブラシにしたことで、ブラシへのトナー付着が若干発生し、H/H環境において、画像濃度レベル、ハーフトーン画像レベルが若干低下したものの、実用上問題無いレベルの画像が出力できた。
第二の帯電補助部材をデッキブラシにしたことで、ブラシへのトナー付着が若干発生し、H/H環境において、画像濃度レベル、ハーフトーン画像レベルが若干低下したものの、実用上問題無いレベルの画像が出力できた。
(実施例3)
第二の帯電補助部材を除去したことで、転写残トナーの帯電制御が充分にできず、耐久後のカブリが若干低下したものの、実用上問題無いレベルの画像が出力できた。
第二の帯電補助部材を除去したことで、転写残トナーの帯電制御が充分にできず、耐久後のカブリが若干低下したものの、実用上問題無いレベルの画像が出力できた。
(比較例1)
帯電補助部材を除去したことで、転写残トナーが静電潜像担持体の帯電部材に付着し、画像レベルが悪化した。
帯電補助部材を除去したことで、転写残トナーが静電潜像担持体の帯電部材に付着し、画像レベルが悪化した。
(実施例4)
トナー2の平均円形度が若干低く、帯電補助部材にトナーが若干付着したため、転写残トナーの帯電制御が充分にできず、耐久試験後の画像濃度レベル、ハーフトーン画像レベルが若干低下したものの、実用上問題無いレベルの画像が出力できた。
トナー2の平均円形度が若干低く、帯電補助部材にトナーが若干付着したため、転写残トナーの帯電制御が充分にできず、耐久試験後の画像濃度レベル、ハーフトーン画像レベルが若干低下したものの、実用上問題無いレベルの画像が出力できた。
(実施例6)
トナー4のワックス量がやや多く、表面張力指数が大きいことから、H/H環境において耐久後に帯電補助部材にトナーが若干付着したため、転写残トナーの帯電制御が充分にできず、耐久試験後の画像レベルが若干低下したものの、実用上問題無いレベルの画像が出力できた。
トナー4のワックス量がやや多く、表面張力指数が大きいことから、H/H環境において耐久後に帯電補助部材にトナーが若干付着したため、転写残トナーの帯電制御が充分にできず、耐久試験後の画像レベルが若干低下したものの、実用上問題無いレベルの画像が出力できた。
(実施例7)
トナー5の表面が堅いためか、トナーからキャリアへ酸化チタンの移行が若干多く、Xb/Xaの値が少し低いことから、H/H環境において耐久試験後に帯電補助部材にトナーが若干付着したため、転写残トナーの帯電制御が充分にできず、耐久試験後の画像レベルが若干低下したものの、実用上問題無いレベルの画像が出力できた。
トナー5の表面が堅いためか、トナーからキャリアへ酸化チタンの移行が若干多く、Xb/Xaの値が少し低いことから、H/H環境において耐久試験後に帯電補助部材にトナーが若干付着したため、転写残トナーの帯電制御が充分にできず、耐久試験後の画像レベルが若干低下したものの、実用上問題無いレベルの画像が出力できた。
(比較例2)
トナー6は、酸化チタンを外添していないため、耐久試験後に転写残トナーの微粉が帯電補助部材に付着したことで帯電補助部材の機能が低下し、画像濃度レベル、ハーフトーン画像レベルを悪化させた。
トナー6は、酸化チタンを外添していないため、耐久試験後に転写残トナーの微粉が帯電補助部材に付着したことで帯電補助部材の機能が低下し、画像濃度レベル、ハーフトーン画像レベルを悪化させた。
(比較例3)
トナー7は、ワックス量が多く、表面張力指数が大きくなっているため、耐久試験後に転写残トナーの微紛が帯電補助部材に付着したことで帯電補助部材の機能が低下し、画像濃度レベル、ハーフトーン画像レベルを悪化させた。
トナー7は、ワックス量が多く、表面張力指数が大きくなっているため、耐久試験後に転写残トナーの微紛が帯電補助部材に付着したことで帯電補助部材の機能が低下し、画像濃度レベル、ハーフトーン画像レベルを悪化させた。
(比較例4)
トナー8は、トナー中にワックスを含有していないため、定着部で巻き付きが発生し、画像評価が出来なかった。
トナー8は、トナー中にワックスを含有していないため、定着部で巻き付きが発生し、画像評価が出来なかった。
1 感光体
2 感光体の帯電部材
3 露光装置
4 現像装置
5 一次転写ローラー
6 中間転写ベルト
7 二次転写ローラー
8 定着装置
10 帯電補助部材
P 転写材
A デッキブラシ
B 回転ブラシ
1K、1Y、1C、1M 感光体
2K、2Y、2C、2M 帯電装置
3K、3Y、3C、3M 露光装置
4K、4Y、4C、4M 現像装置
5K、5Y、5C、5M 一次転写ローラー
11 クリーニングユニット
21 トナー粒子
22 オートフィーダー
23 供給ノズル
24 表面改質装置内部
25 熱風導入口
26 冷風導入口
27 表面改質されたトナー粒子
28 サイクロン
29 ブロワー
2 感光体の帯電部材
3 露光装置
4 現像装置
5 一次転写ローラー
6 中間転写ベルト
7 二次転写ローラー
8 定着装置
10 帯電補助部材
P 転写材
A デッキブラシ
B 回転ブラシ
1K、1Y、1C、1M 感光体
2K、2Y、2C、2M 帯電装置
3K、3Y、3C、3M 露光装置
4K、4Y、4C、4M 現像装置
5K、5Y、5C、5M 一次転写ローラー
11 クリーニングユニット
21 トナー粒子
22 オートフィーダー
23 供給ノズル
24 表面改質装置内部
25 熱風導入口
26 冷風導入口
27 表面改質されたトナー粒子
28 サイクロン
29 ブロワー
Claims (5)
- 静電潜像担持体を帯電する帯電工程と、帯電された前記静電潜像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を現像剤担持体上の現像剤で現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を中間転写体を介してあるいは介さずに、転写材に転写する転写工程と、前記転写工程後の前記静電潜像担持体上に残留するトナーを前記現像剤担持体に回収する現像同時回収工程を少なくとも有する画像形成方法において、
前記静電潜像担持体の回転方向に対して、前記転写工程の転写部よりも下流で、且つ前記帯電工程の帯電部よりも上流の位置に設置された1つ以上の帯電補助部材によって前記静電潜像担持体上に残留するトナーを帯電する帯電補助工程をさらに有し、
前記現像剤は、結着樹脂、着色剤及びワックスを少なくとも含有するトナー粒子と酸化チタン微粉末を少なくとも有するトナーと、磁性キャリアを有し、
前記トナーは、毛細管吸引時間法により計測され、下記式(1)により算出される、45体積%メタノール水溶液に対する前記トナーの表面張力指数が、
1.6×10−3(N/m)以上1.0×10−1(N/m)以下、
トナーの表面張力指数=Pα/(A×B×106)(N/m)・・・(1)
Pα:45体積%メタノール水溶液に対するトナーの毛管圧力(N/m2)
A:トナーの比表面積(m2/g)
B:トナーの真密度(g/cm3)
であることを特徴とする画像形成方法。 - 前記トナーを蛍光X線分析法により測定して得られるチタンの蛍光X線強度をXaとし、前記現像剤から磁性キャリアを分離して得られたトナーを蛍光X線分析法により測定して得られるチタンの蛍光X線強度をXbとしたときに、前記Xbの前記Xaに対する比(Xb/Xa)が0.80以上、1.00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。
- 画像処理解像度512×512画素(1画素あたり0.37μm×0.37μm )のフロー式粒子像測定装置によって計測された円形度を0.200以上1.000以下の円形度範囲に800分割し解析した円相当径2.00μm以上200.00μm以下の前記トナーの平均円形度が、0.940以上0.980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。
- 前記帯電補助部材が、交流バイアスが印加された第一の帯電補助部材と、前記現像剤担持体中のトナーと同極性の直流バイアスが印加された第二の帯電補助部材を有し、前記第一の帯電補助部材は、前記第二の帯電補助部材よりも前記静電潜像担持体の回転方向に対して上流に位置することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の画像形成方法。
- 前記帯電補助部材の少なくとも一つが、回転ブラシ形状であることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の画像形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008031469A JP2009192677A (ja) | 2008-02-13 | 2008-02-13 | 画像形成方法 |
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