JP2008070577A - 静電荷像現像用トナー、画像形成方法及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】BET比表面積値の異なる2種類の外添加剤無機微粒子を混合して得られる静電荷像現像用トナーであつて、第1の添加剤はBET比表面積が80〜200m2/gの疎水性シリカ、第2の添加剤は第1の添加剤よりもBET比表面積が小さく、該トナーは、個数平均粒子径(Dn)が2.5μm乃至4.5μm、粒度分布指数(Dv/Dn)が1.0乃至1.3であり、トナー母体粒子と第2の添加剤の全投入重量部のうちの50〜100%とを先添加し混合機により混合し、(一段目混合)、ついで、第2の添加剤の残り全量と第1の添加剤全量を加え混合機により混合する工程(二段目混合)により得られる静電荷像現像用トナー。
【選択図】図1
Description
特許文献12(特許第3230046号公報)では小径トナー粒子に特定の添加剤を組み合わせることにより、また、特許文献13(特許第3639714号公報)では2μm以下の小径トナー粒子の分布を規定することにより、トナー粒子に良好な流動性を保持させ、文字シャープ性,ベタ黒濃度及び文字中抜けのバランスを改善しているが、特にリサイクルトナーを用いるシステムにおいては長期における添加剤の付着状態が一定に保たれず耐久品質が改善されない。
(2)「前記結着樹脂がポリエステル樹脂を含有し、該ポリエステル樹脂が、下記式(1)
(3)「前記第2の添加剤が疎水性シリカ、酸化チタン、酸化アルミナ、酸化ジルコニウムのいずれかであることを特徴とする前記第(1)項または第(2)項に記載の静電荷像現像用トナー」、
(4)「前記混合が、回転羽根を有する混合装置を用いて行うものであり、前記回転羽根の周速が一段目混合において3〜10m/sであり二段目混合が20〜60m/sである工程により得られたことを特徴とする前記第(1)項乃至第(3)項の何れかに記載の静電荷像現像用トナー」により達成される。
また、本発明は、(5)「少なくとも着色剤と結着樹脂を含有するトナー母体粒子に、機械的なエネルギーを用いる混合機により、BET比表面積値の異なる2種類の添加剤を混合して静電荷像現像用トナーを得る静電荷像現像用トナーの製造方法であって、第1の添加剤はBET比表面積が80〜200m2/gの疎水性シリカであり、第2の添加剤は第1の添加剤よりもBET比表面積が小さく、該トナーは、個数平均粒子径(Dn)が2.5μm乃至4.5μmであり、粒度分布指数(Dv/Dn)が1.0乃至1.3であり、トナー母体粒子と第2の添加剤の全投入重量部のうちの50〜100%とを先添加し混合機により混合し、(一段目混合)、ついで、第2の添加剤の残り全量と第1の添加剤全量を加え混合機により混合する工程(二段目混合)を含む静電荷像現像用トナーの製造方法」、
(6)「前記結着樹脂がポリエステル樹脂を含有し、該ポリエステル樹脂が、下記式(1)
(7)「第2の添加剤が疎水性シリカ、酸化チタン、酸化アルミナ、酸化ジルコニウムのいずれかであることを特徴とする前記第(5)項または第(6)項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法」、
(8)「前記混合が、回転羽根を有する混合装置を用いて行うものであり、前記回転羽根の周速が一段目混合において3〜10m/sであり二段目混合が20〜60m/sであることを特徴とする前記第(5)項乃至第(7)項の何れかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法」により達成される。
また、本発明は、(9)「外部より帯電部材に電圧を印加し被帯電体に帯電を行う帯電工程と、帯電している被帯電体に静電荷像を形成する工程と、静電荷像を現像手段の現像スリーブからトナー画像を形成する現像工程と、外部より転写部材に電圧を印加しトナー画像を転写体上に転写する転写手段を用いた転写工程と、転写後の被帯電体表面をクリーニング部材でクリーニングするクリーニング工程と、トナー画像を加熱定着する定着工程を含む画像形成方法において、該トナーが前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載の二成分現像用トナーであることを特徴とする画像形成方法」、
(10)「該定着工程が、前記転写体から転写されたトナー像を担持した支持体を、一対のローラの間を通過させることによってトナー像の加熱定着を行う定着装置を用いるものであり、前記トナー像支持体のトナー像支持面と接触する側の定着ローラの肉厚が1.0mm以下、該一対のローラ間に加える面圧(ローラ荷重/接触面積)が1.5×105Pa以下であることを特徴とする前記第(9)項に記載の画像形成方法」、
(11)「トナー像が転写体上に転写された後の前記被帯電体の表面をクリーニングして該被帯電体表面上のトナーを回収し、回収したトナーを該現像手段に供給して現像工程に使用するリサイクルシステムを含む前記第(9)項または前記第(10)項に記載の画像形成方法」、
(12)「該帯電工程が、前記帯電部材を被帯電体に接触させて外部より帯電部材に電圧を印加し、被帯電体を帯電するものであることを特徴とする前記第(9)項乃至第(11)項の何れかに記載の画像形成方法」、
(13)「前記被帯電体が静電潜像担持体であり、該静電潜像担持体上の静電潜像を現像剤により現像し、前記転写手段を介して該現像画像を前記転写部材へ静電転写する工程の際に、該静電潜像担持体と転写手段とが当接することを特徴とする前記第(9)項乃至第(12)項の何れかに記載の画像形成方法」により達成される。
また、本発明は(14)「前記第(1)項乃至第(4)項の何れかに記載のトナーが充填されたことを特徴とするトナー容器」により達成される。
また、本発明は(15)「前記第(1)項乃至第(4)項の何れかに記載のトナー及びキャリアを含有してなることを特徴とする二成分現像剤」により達成される。
また、本発明は(16)「前記被帯電体としての感光体と、帯電手段、現像手段、クリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、前記現像手段は、トナー(現像剤)を保持し、該トナー(現像剤)は、前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載のトナーを用いることを特徴とするプロセスカートリッジ」により達成される。
図1は、本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。図中符号(100)は複写装置本体、(200)はそれを載せる給紙テーブル、(300)は複写装置本体(100)上に取り付けるスキャナ、(400)はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置(ADF)である。
複写装置本体(100)には、潜像担持体としての感光体(40)の周囲に帯電、現像、クリーニング等の電子写真プロセスを実行する各手段を備えた画像形成手段(18)を、4つ並列にしたタンデム型画像形成装置(20)が備えられている。タンデム型画像形成装置(20)の上部には、画像情報に基づいて感光体(40)をレーザー光により露光し潜像を形成する露光装置(21)が設けられている。また、タンデム型画像形成装置(20)の各感光体(40)と対向する位置には、無端状のベルト部材からなる中間転写ベルト(10)が設けられている。中間転写ベルト(10)を介して感光体(40)と相対する位置には、感光体(40)上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト(10)に転写する一次転写手段(62)が配置されている。
上述した二次転写装置(22)は、画像転写後の転写紙をこの定着装置(25)へと搬送するシート搬送機能も備えている。もちろん、二次転写装置(22)として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示例では、二次転写装置(22)および定着装置(25)の下に、上述したタンデム画像形成装置(20)と平行に、転写紙の両面に画像を記録すべく転写紙を反転する反転装置(28)を備える。
現像装置(4)は、現像剤担持体が現像剤を担持、搬送して、感光体(40)との対向位置において交互電界を印加して感光体(40)上の潜像を現像する。交互電界を印加することで現像剤を活性化させ、トナーの帯電量分布をより狭くすることができ、現像性を向上させることができる。
初めに、原稿自動搬送装置(400)の原稿台(30)上に原稿をセットする、または、原稿自動搬送装置(400)を開いてスキャナ(300)のコンタクトガラス(32)上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置(400)を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置(400)に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス(32)上へと移動して後、他方コンタクトガラス(32)上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ(300)を駆動し、第一走行体(33)および第二走行体(34)を走行する。そして、第一走行体(33)で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第二走行体(34)に向け、第二走行体(34)のミラーで反射して結像レンズ(35)を通して読み取りセンサ(36)に入れ、原稿内容を読み取る。
または、給紙ローラ(50)を回転して手差しトレイ(51)上のシートを繰り出し、分離ローラ(52)で1枚ずつ分離して手差し給紙路(53)に入れ、同じくレジストローラ(49)に突き当てて止める。
そして、中間転写ベルト(10)上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ(49)を回転し、中間転写ベルト(10)と二次転写装置(22)との間にシートを送り込み、二次転写装置(22)で転写してシート上にカラー画像を記録する。
一方、画像転写後の中間転写ベルト(10)は、中間転写ベルトクリーニング装置(17)で、画像転写後に中間転写ベルト(10)上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置(20)による再度の画像形成に備える。
本発明の画像形成方法は前記のように、「定着工程が、トナー像を担持した支持体を、2本のローラの間を通過させることによってトナー像の加熱定着を行う定着装置を用いること」を1つの特徴として包含するものでもあり、さらに、「トナー像支持面と接触する側の定着ローラの肉厚が1.0mm以下、2本のローラ間に加える面圧(ローラ荷重/接触面積)が1.5×105Pa以下である定着装置(定着手段)」を用いることを1つの特徴として包含するものであるが、この定着装置例は図2に示される。図において、(1)は定着ローラ、(2)は加圧ローラをそれぞれ表している。定着ローラ(1)はアルミニウム、鉄、ステンレス又は真鍮のような、高熱伝導体から構成された金属シリンダ(3)の表面にRTV(常温にて加硫ゴム)、シリコンゴム、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のようなオフセット防止層(4)が被覆されている。定着ローラ(1)の内部には、加熱ランプ(5)が配置されている。加圧ローラ(2)の金属シリンダ(6)は定着ローラ(1)と同じ材質が用いられる場合が多く、その表面にはPFA、PTFAなどのオフセット防止層(7)が被覆されている。また、必ずしも必要ではないが、加圧ローラ(2)の内部には加熱ランプ(8)が配置されている。
図示してはいないが、定着ローラ(1)と加圧ローラ(2)は、両端のバネにより圧接され回転する。
この定着ローラ(1)と加圧ローラ(2)の間にトナー像(T)の付着支持体(S)(紙などの転写紙)を通過させ定着を行う。図に示されるように、トナー付着面を定着ローラ(1)側にして通紙することが好ましい。
好ましい金属シリンダの厚みは、用いる材料の強度、熱伝導率により異なるが0.2〜0.7mmが好ましい。
また、定着ローラと加圧ローラ間に加える荷重(面圧)は1.5×105Pa以下であることが好ましい。面圧はローラ両端に加えられる荷重をローラ接触面積で割った値である。
ローラ接触面積は、定着可能温度まで加熱したローラ間にOHP用紙のような、加熱により表面性の大きく変化するシートを通過させ、途中で停止し数10秒間保持した後排出し、表面性の変化した箇所の面積を求める。
ローラ面圧は高いほうがトナー像の定着には有利であるが、前記定着ローラの金属シリンダの厚みを1.0mm以下とした定着装置では、ローラの歪みを招くため、大荷重は加えられず、その荷重は1.5×105Pa以下であり、好ましくは0.5〜1.0×105Paである。
本発明のトナーは小粒径でありかつ粒度分布が狭いため熱伝導性が良好となり、ローラ面圧が1.5×105Pa以下、好ましくは0.5〜1.0×105Paであっても良好な定着性が得られる。
また、本発明のトナーは添加剤がトナー表面に均一固定化されているため、トナー間の付凝集性が低いため、接触帯電方式や接触転写方式において帯電部材や転写部材にトナーが付着、融着することなく良好な画像品質を提供することができる。
両反応性モノマーの使用量は、付加重合系樹脂の原料モノマー100重量部を基準として、1〜25重量部、好ましくは2〜10重量部である。1重量部より少ないと着色剤や帯電制御剤の分散が悪くかぶりなどの画像品質が悪化した。25重量部より多いと樹脂がゲル化してしまう不具合があった。
例えば、反応容器中にポリエステル樹脂の縮重合系原料モノマーの混合物中に、ビニル系樹脂の付加重合系原料モノマーおよび重合開始剤からなる混合物を滴下してあらかじめ混合し、まずラジカル反応によりビニル系樹脂からなる重合反応を完了させ、次に反応温度を上昇させることにより縮重合反応によりポリエステル樹脂からなる縮重合反応を完了させる方法がある。この方法により、反応容器中で独立した2つの反応を並行して進行させることにより、2種の樹脂を効果的に分散させることが可能である。このときハイブリッド樹脂の酸価は15〜70mgKOH/gであることが良く、好ましくは20〜50mgKOH/g、さらに好ましくは20〜30mgKOH/gであることが良く酸価15〜70mgKOH/gである場合に、離型剤の分散効果が高くさらに低温定着性および環境安定性に優れていた。酸価を高くすることで、紙と樹脂との相溶性がよくなりさらなる低温定着化が図れたためと考えられる。酸価15mgKOH/g未満であるとハイブリッド樹脂に包括され分散している離型剤がポリエステルから遊離しやすくなり、70mgKOH/gを超えると空気中簿水分の影響が大きくなり、トナー帯電量が不安定となる。
本発明の製造方法は、少なくとも結着剤樹脂、主帯電制御剤および顔料を含む現像剤成分を機械的に混合する工程と、溶融混練する工程と、粉砕する工程と、分級する工程とを有するトナーの製造方法が適用できる。また機械的に混合する工程や溶融混練する工程において、粉砕または分級する工程で得られる製品となる粒子以外の粉末を戻して再利用する製造方法も含まれる。
ここで言う製品となる粒子以外の粉末(副製品)とは溶融混練する工程後、粉砕工程で得られる所望の粒径の製品となる成分以外の微粒子や粗粒子や引き続いて行われる分級工程で発生する所望の粒径の製品となる成分以外の微粒子や粗粒子を意味する。このような副製品を混合工程や溶融混練する工程で原料と好ましくは副製品1に対しその他原材料99から副製品50に対し、その他原材料50の重量比率で混合するのが好ましい。
少なくとも結着剤樹脂、主帯電制御剤および顔料、副製品を含む現像剤成分を機械的に混合する混合工程は、回転させる羽による通常の混合機などを用いて通常の条件で行えばよく、特に制限はない。
以上の混合工程が終了したら、次いで混合物を混練機に仕込んで溶融混練する。溶融混練機としては、一軸、二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。
この溶融混練は、バインダー樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが重要である。具体的には、溶融混練温度は、結着剤樹脂の軟化点を参考に行うべきであり、軟化点より低温過ぎると切断が激しく、高温過ぎると分散が進まない。
以上の溶融混練工程が終了したら、次いで混練物を粉砕する。この粉砕工程においては、まず粗粉砕し、次いで微粉砕することが好ましい。この際 ジェット気流中で衝突板に衝突させて粉砕したり、機械的に回転するロータとステータの狭いギャップで粉砕する方式が好ましく用いられる。
この粉砕工程が終了した後に、粉砕物を遠心力などで気流中で分級し、もって所定の粒径のトナー母体粒子を製造する。
サンプル1.0gを秤量し(W5g)、円筒濾紙(例えば東洋濾紙社製No.86R)を入れてソックスレー抽出器にかけ、溶媒としてTHF200mlを用いて10時間抽出し、溶媒によって抽出された可溶成分溶液をエバポレートした後、100℃で数時間真空乾燥し、THF可溶樹脂成分量を秤量する(W6g)。結着樹脂のTHF不溶分は下記式から求められる。
本発明において、樹脂成分のテトラヒドロフラン(THF)可溶分のTHFを溶媒としたGPC(ゲルパーメイションクロマトグラフィ)によるクロマトグラムの分子量分布は次の条件で測定される。
試料とTHFとを約0.5〜5mg/ml(例えば約5mg/ml)の濃度で混合し、室温にて数時間(例えば5〜6時間)放置した後、十分に振とうしTHFと試料を良く混ぜ(試料の合一体がなくなるまで)、更に室温にて12時間以上(例えば24時間)静置する。このとき試料とTHFの混合開始時点から、静置終了時点までの時間が24時間以上となるようにする。その後、サンプル処理フィルタ(ポアサイズ0.45〜0.5μm、たとえば、マイショリディスクH−25−2 東ソー社製、エキクロディスク25CR ゲルマン サイエンスジャパン社製が好ましく利用できる)を通過させたものをGPCの試料とする。試料濃度は、樹脂成分が0.5〜5mg/mlとなるように調整する。
一般に、GPCクロマトグラムの測定では、高分子量側はベースラインからクロマトグラムが立上がり開始点から測定を始め、低分子量側は分子量約400まで測定する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)が挙げられる。以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはポリオキシエチレンアルキルエーテル)を0.1〜5ml加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、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、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径(D4)、個数平均粒径を求めることができる。
ポリエステル樹脂(1)
冷却管、攪拌機及び窒素導入菅の付いた反応槽中に、トリメチロールプロパン3モル、フマル酸1モル、イソフタル酸1モル、オクチル酸スズ(II)0.2モルを入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら2時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に1時間反応させ無水トリメリット酸)0.5モルを加え、常圧密閉下2時間反応後取り出し、室温まで冷却後、粉砕して非線状ポリエステル樹脂(1)を得た。
樹脂(1)はTHF不溶分を20%含有しており、ピークトップ分子量は8200であった。
冷却管、攪拌機及び窒素導入菅の付いた反応槽中に、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド不加物1モル、ビスフェノールAのエチレンオキサイド不加物1モル、アジピン酸1.5モル、シクロヘキサンジカルボン酸0.5モル、ジラウリル酸スズ(II)1モルを入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら2時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に3時間反応させ室温まで冷却後、粉砕して線状ポリエステル樹脂(2)を得た。
樹脂(2)はTHF不溶分を含有せず、ピークトップ分子量は4500であった。
オートクレーブ中に核体数4.4(1分子中のフェノール核数の平均量)、軟化点81℃のフェノールノボラック樹脂Aを1モル(455g)を入れて反応容器内の空気を窒素で置換した。次いでチタニウムジヒドロキビストリエタノールアミネートを1モル加えて、温度を120℃に保ちつつ、エチレングリコール 3モルを徐々に圧入し、反応を完結させた。揮発物を除去してノボラック型フェノール樹脂のオキシアルキレンエーテル(NE1)を得た。温度計、トルク検知器の付いた攪拌機、冷却器および窒素導入管の付いた反応槽中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)2.1モル(735g)、NE1を0.9モル、テレフタル酸3モルを入れて、窒素気流下230℃で反応させた。反応物に透明感が出た時点から反応温度を200℃に下げて減圧下でポリエステル化反応を進めた。反応物の粘度が徐々に高くなり、攪拌磯のトルクが所定の値を示す時点で反応を停止し、反応物を取り出し急冷し、本発明のポリエステル樹脂((3))を得た。ポリエステル樹脂(3)はTHF不溶分28%、ピークトップ分子量は5200だった。
付加重合反応モノマーとしてスチレン20mol、nブチルメタクリレート5mol、重合開始剤としてt−ブチルハイドロパーオキサイド1molを滴下ロートに入れ、付加重合、縮重合両反応性モノマーとしてフタル酸:30mol、縮重合反応モノマーとして無水トリメリット酸:10mol、ビスフェノールA(2,2)プロピレンオキサイド:10mol、ビスフェノールA(2,2)エチレンオキサイド:10mol、エステル化触媒としてジステアロキシスズ(II)8molをステンレス攪拌棒、流下式コンデンサー、窒素ガス導入管および温度計を装備したフラスコに入れ、窒素雰囲気下にて150℃で攪拌しつつ、滴下ロートより付加重合系原料をあらかじめ混合したものを5時間かけて滴下した。終了後150℃に保ったまま5時間熟成した後、230℃に昇温して反応して、ハイブリッド樹脂(4)を得た。
ハイブリッド樹脂(4)はTHF不溶分を含有しておらず、ピークトップ分子量は9500であった。
冷却管、撹拌機、ガス導入管及び温度計を取り付けたフラスコにイオン交換水2000g、及びモノマーとしてスチレン500g、アクリル酸グリシジル100g、ラジカル開始剤として 過酸化ベンゾイルを50g、分散剤としてドデセニルベンゼンスルホン酸ナトリウム10gを仕込む。窒素置換しながら撹拌しながら加熱し90℃まで昇温し12時間反応した。得られた重合物は水洗し常温10torrにて乾燥し揮発分1%以下の粉状粉体を得た。
スチレンアクリル樹脂(5)はTHF不溶分を含有しておらず、ピークトップ分子量は4000であった。
ポリエステル樹脂(1) 50部
ポリエステル樹脂(2) 30部
オリエント化学工業社製E−84(サリチル酸亜鉛(III)錯体) 5部
カルナバワックス(酸価:5mgKOH/g、Mw:1600) 5部
カーボンブラック(REGAL330R キャボット社) 10部
上記処方にて材料をへンシェルミキサ[三井三池化工機(株)製FM10B]を用いて予備混合した後、ニ軸混練機[(株)池貝製 PCM−30]で混練した。ついで超音速ジェット粉砕機ラボジェット[日本ニューマチック工業(株)製]を用いて微粉砕した後、気流分級機[日本ニューマチック工業(株)製 MDS−I]で分級し個数平均粒子径(Dn)が4.0μm、粒度分布指数(Dv/Dn)が1.3のトナー母体粒子TB1を作成した。
ポリエステル樹脂(3) 80部
スチレンアクリル樹脂(5) 10部
オリエント化学工業社製X−11(サリチル酸ジルコニウム錯体) 2部
WEP−1(日本油脂製エステルワックス) 8部
カーボンブラック(REGAL330R キャボット社) 10部
上記処方にて材料をへンシェルミキサ[三井三池化工機(株)製FM10B]を用いて予備混合した後、ニ軸混練機[(株)池貝製 PCM−30]で混練した。ついで超音速ジェット粉砕機ラボジェット[日本ニューマチック工業(株)製]を用いて微粉砕した後、気流分級機[日本ニューマチック工業(株)製 MDS−I]で分級し個数平均粒子径(Dn)が4.5μm、粒度分布指数(Dv/Dn)が1.0のトナー母体粒子TB2を作成した。
ポリエステル樹脂(1) 40部
ポリエステル樹脂(2) 30部
ハイブリッド樹脂(4) 10部
オリエント化学工業社製X−11(サリチル酸ジルコニウム錯体) 2部
WEP−5(日本油脂製エステルワックス) 8部
カーボンブラック(REGAL330R キャボット社) 10部
上記処方にて材料をへンシェルミキサ[三井三池化工機(株)製FM10B]を用いて予備混合した後、ニ軸混練機[(株)池貝製 PCM−30]で混練した。ついで超音速ジェット粉砕機ラボジェット[日本ニューマチック工業(株)製]を用いて微粉砕した後、気流分級機[日本ニューマチック工業(株)製 MDS−I]で分級し個数平均粒子径(Dn)が2.5μm、粒度分布指数(Dv/Dn)が1.2のトナー母体粒子TB3を作成した。
混合処方
トナー母体粒子TB1 100部
二酸化チタンT805(日本アエロジル:BET比表面積 50m2/g) 1.2部
疎水性シリカR202(日本アエロジル:BET比表面積 80m2/g) 2.0部
添加剤混合には20Lスーパーミキサーを使用し、冷却水を流し、一段目混合として、トナー母体粒子TB1の100部と、二酸化チタンT805を1.2部投入し、8m/sの回転数にて2分間混合した。その後、二段目混合として疎水性シリカR202を2.0部投入し、60m/sの回転数にて3分間混合し、実施例1のトナーを得た。
実施例1において、一段目混合の回転数を2m/sに変えた以外は実施例1と同じ処方、方法で実施例2のトナーを得た。
実施例1において、一段目混合の回転数を15m/sに変えた以外は実施例1と同じ処方、方法で実施例3のトナーを得た。
実施例1において、二段目混合の回転数を18m/sに変えた以外は実施例1と同じ処方、方法で実施例4のトナーを得た。
実施例1において、二段目混合の回転数を65m/sに変えた以外は実施例1と同じ処方、方法で実施例5のトナーを得た。
混合処方
トナー母体粒子TB1 100部
酸化アルミニウムC(日本アエロジル:BET比表面積 100m2/g) 1.0部
疎水性シリカH3004(ワッカー製:BET比表面積 200m2/g) 1.5部
添加剤混合には20Lスーパーミキサーを使用し、冷却水を流し、一段目混合として、トナー母体粒子TB1の100部と、酸化アルミニウムCを0.8部投入し、3m/sの回転数にて2分間混合した。その後、二段目混合として酸化アルミニウムCを0.2部と疎水性シリカH3004を1.5部投入し、55m/sの回転数にて3分間混合し、実施例6のトナーを得た。
混合処方
トナー母体粒子TB2 100部
疎水性シリカOX50(日本アエロジル:BET比表面積 60m2/g) 0.8部
疎水性シリカR972(日本アエロジル:BET比表面積 130m2/g) 2.5部
添加剤混合には20Lスーパーミキサーを使用し、冷却水を流し、一段目混合として、トナー母体粒子TB2の100部と、疎水性シリカOX50を0.4部投入し、10m/sの回転数にて2分間混合した。その後、二段目混合として酸化アルミニウムCを0.2部と疎水性シリカR972を2.5部投入し、20m/sの回転数にて3分間混合し、実施例7のトナーを得た。
混合処方
トナー母体粒子TB3 100部
二酸化チタンP25(日本アエロジル:BET比表面積 40m2/g) 1.8部
疎水性シリカR805(日本アエロジル:BET比表面積 160m2/g) 3.0部
添加剤混合には20Lスーパーミキサーを使用し、冷却水を流し、一段目混合として、トナー母体粒子TB3の100部と、二酸化チタンP25を1.0部投入し、7m/sの回転数にて2分間混合した。その後、二段目混合として二酸化チタンP25を0.8部と疎水性シリカR805を3.0部投入し、40m/sの回転数にて3分間混合し、実施例8のトナーを得た。
トナー母体粒子TB1 100部
二酸化チタンT805(日本アエロジル:BET比表面積 50m2/g) 1.2部
疎水性シリカR202(日本アエロジル:BET比表面積 80m2/g) 2.0部
添加剤混合には20Lスーパーミキサーを使用し、冷却水を流し、上記処方にて一括で投入し60m/sの回転数にて3分間混合し、比較例1のトナーを得た。回転軸まわりにトナーが一部融着している状態であった。
ポリエステル樹脂(1) 50部
ポリエステル樹脂(2) 30部
オリエント化学工業社製E−84 (サリチル酸亜鉛(III)錯体) 5部
カルナバワックス(酸価:5mgKOH/g、Mw:1600) 5部
カーボンブラック(REGAL330R キャボット社) 10部
上記処方にて材料をへンシェルミキサ[三井三池化工機(株)製FM10B]を用いて予備混合した後、ニ軸混練機[(株)池貝製 PCM−30]で混練した。ついで超音速ジェット粉砕機ラボジェット[日本ニューマチック工業(株)製]を用いて微粉砕した後、気流分級機[日本ニューマチック工業(株)製 MDS−I]で分級し個数平均粒子径(Dn)が5.0μm、粒度分布指数(Dv/Dn)が1.1のトナー母体粒子TB4と、個数平均粒子径(Dn)が3.0μm、粒度分布指数(Dv/Dn)が1.5のトナー母体粒子TB5を得た。
混合処方
トナー母体粒子TB4 100部
二酸化チタンP25(日本アエロジル:BET比表面積 50m2/g) 0.5部
疎水性シリカH30(ワッカー:BET比表面積 280m2/g) 1.0部
添加剤混合には20Lスーパーミキサーを使用し、冷却水を流し、上記処方にて一括で投入し40m/sの回転数にて3分間混合し、比較例2のトナーを得た。
混合処方
トナー母体粒子TB5 100部
二酸化チタンP25(日本アエロジル:BET比表面積 50m2/g) 0.5部
疎水性シリカH30(ワッカー:BET比表面積 280m2/g) 1.0部
添加剤混合には20Lスーパーミキサーを使用し、冷却水を流し、一段目混合として、トナー母体粒子TB5の100部と、二酸化チタンP25を0.1部投入し、10m/sの回転数にて2分間混合した。その後、二段目混合として二酸化チタンP25を0.4部と疎水性シリカH30を1.0部投入し、60m/sの回転数にて3分間混合し、比較例3のトナーを得た。
画像評価方法
得られたトナーをリコー製Imagio neo453に投入し、以下の画像評価方法に従い評価を行なった。なお、本装置はトナーリサイクル方式である。結果を表1に示す。
画像性の評価は、常温・常湿環境(25℃,60%)で100000枚後画像評価を行なった。
文字シャープ性…約2mm角の「電」の文字を約30倍に拡大し、図3の評価基準に従って判定した。ランク2,4はそれぞれランク1と3,3と5の中間レベルとする。
画像濃度…直径3cm黒べた円の濃度をマクベス濃度計より10点測定し、その平均値とした。
画像濃度むら…直径3cm黒べた円の濃度をマクベス濃度計より10点測定し、最大値と最小値の差とする。
かぶり
A:かぶりなし。
B:わずかにかぶり発生するが実用上問題なし。
C:悪い。かぶりひどい。
リコーImagio neo 453にてヒーター温度を振ってコピーを行い定着画像を得る。定着ローラの厚みが0.5mm、2本のローラ間に加える面圧(ローラ荷重/接触面積)が1.0×105Paの条件に調整して評価した。
定着後の画像(トナー付着量:0.85±0.05mg/cm2)にメンデイングテープ(3M社製)を貼り、一定の圧力(2Kg)を掛けた後、ゆっくり引き剥がす。その前後の画像濃度をマクベス濃度計により測定し、次式にて定着率を算出する。定着ローラの温度を段階的に下げて、下記式で示す定着率が80%以下となるときの温度を定着温度とする。(画像濃度=テープ付着前)
4 現像装置
10 中間転写ベルト
14 支持ローラ
15 支持ローラ
16 支持ローラ
17 中間転写ベルトクリーニング装置
18 画像形成手段
20 タンデム型画像形成装置
21 レーザー露光装置
22 二次転写装置
23 ローラ
24 無端二次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
25 定着装置
28 シート反転装置
30 原稿台
32 コンタクトガラス
33 第一走行体
34 第二走行体
35 結像レンズ
36 読取センサ
40 感光体
42 給紙ローラ
43 ペーパーバンク
44 給紙カセット
45 分離ローラ
46 給紙路
47 搬送ローラ
48 給紙路
49 レジストローラ
50 給紙ローラ
51 手差しトレイ
52 分離ローラ
53 手差し給紙路
54 レジストローラ
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排紙トレイ
62 一次転写手段
100 複写装置本体、
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
(図2)
1 定着ローラ
2 加圧ローラ
3 金属シリンダ
4 オフセット防止層
5 加熱ランプ
6 金属シリンダ
7 オフセット防止層
8 加熱ランプ
T トナー像
S 付着支持体
Claims (16)
- 少なくとも着色剤と結着樹脂を含有するトナー母体粒子に、機械的なエネルギーを用いる混合機により、BET比表面積値の異なる2種類の無機微粒子である添加剤を混合して得られる静電荷像現像用トナーであって、第1の添加剤はBET比表面積が80〜200m2/gの疎水性シリカであり、第2の添加剤は第1の添加剤よりもBET比表面積が小さく、該トナーは、個数平均粒子径(Dn)が2.5μm乃至4.5μmであり、粒度分布指数(Dv/Dn)が1.0乃至1.3であり、トナー母体粒子と第2の添加剤の全投入重量部のうちの50〜100%とを先添加し混合機により混合し、(一段目混合)、ついで、第2の添加剤の残り全量と第1の添加剤全量を加え混合機により混合する工程(二段目混合)により得られることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
- 前記第2の添加剤が疎水性シリカ、酸化チタン、酸化アルミナ、酸化ジルコニウムのいずれかであることを特徴とする請求項1または2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記混合が、回転羽根を有する混合装置を用いて行うものであり、前記回転羽根の周速が一段目混合において3〜10m/sであり二段目混合が20〜60m/sである工程により得られたことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 少なくとも着色剤と結着樹脂を含有するトナー母体粒子に、機械的なエネルギーを用いる混合機により、BET比表面積値の異なる2種類の添加剤を混合して静電荷像現像用トナーを得る静電荷像現像用トナーの製造方法であって、第1の添加剤はBET比表面積が80〜200m2/gの疎水性シリカであり、第2の添加剤は第1の添加剤よりもBET比表面積が小さく、該トナーは、個数平均粒子径(Dn)が2.5μm乃至4.5μmであり、粒度分布指数(Dv/Dn)が1.0乃至1.3であり、トナー母体粒子と第2の添加剤の全投入重量部のうちの50〜100%とを先添加し混合機により混合し、(一段目混合)、ついで、第2の添加剤の残り全量と第1の添加剤全量を加え混合機により混合する工程(二段目混合)を含む静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 第2の添加剤が疎水性シリカ、酸化チタン、酸化アルミナ、酸化ジルコニウムのいずれかであることを特徴とする請求項5または6に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記混合が、回転羽根を有する混合装置を用いて行うものであり、前記回転羽根の周速が一段目混合において3〜10m/sであり二段目混合が20〜60m/sであることを特徴とする請求項5乃至7の何れかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 外部より帯電部材に電圧を印加し被帯電体に帯電を行う帯電工程と、帯電している被帯電体に静電荷像を形成する工程と、静電荷像を現像手段の現像スリーブからトナー画像を形成する現像工程と、外部より転写部材に電圧を印加しトナー画像を転写体上に転写する転写手段を用いた転写工程と、転写後の被帯電体表面をクリーニング部材でクリーニングするクリーニング工程と、トナー画像を加熱定着する定着工程を含む画像形成方法において、該トナーが請求項1乃至4のいずれかに記載の二成分現像用トナーであることを特徴とする画像形成方法。
- 該定着工程が、前記転写体から転写されたトナー像を担持した支持体を、一対のローラの間を通過させることによってトナー像の加熱定着を行う定着装置を用いるものであり、前記トナー像支持体のトナー像支持面と接触する側の定着ローラの肉厚が1.0mm以下、該一対のローラ間に加える面圧(ローラ荷重/接触面積)が1.5×105Pa以下であることを特徴とする請求項9に記載の画像形成方法。
- トナー像が転写体上に転写された後の前記被帯電体の表面をクリーニングして該被帯電体表面上のトナーを回収し、回収したトナーを該現像手段に供給して現像工程に使用するリサイクルシステムを含む請求項9または10に記載の画像形成方法。
- 該帯電工程が、前記帯電部材を被帯電体に接触させて外部より帯電部材に電圧を印加し、被帯電体を帯電するものであることを特徴とする請求項9乃至11の何れかに記載の画像形成方法。
- 前記被帯電体が静電潜像担持体であり、該静電潜像担持体上の静電潜像を現像剤により現像し、前記転写手段を介して該現像画像を前記転写部材へ静電転写する工程の際に、該静電潜像担持体と転写手段とが当接することを特徴とする請求項9乃至12の何れかに記載の画像形成方法。
- 請求項1乃至4の何れかに記載のトナーが充填されたことを特徴とするトナー容器。
- 請求項1乃至4の何れかに記載のトナー及びキャリアを含有してなることを特徴とする二成分現像剤。
- 前記被帯電体としての感光体と、帯電手段、現像手段、クリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、前記現像手段は、トナー(現像剤)を保持し、該トナー(現像剤)は、請求項1乃至4のいずれかに記載のトナーを用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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