JP2009151278A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】像担持体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、定着手段及び転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段を有する画像形成装置において、前記クリーニング手段は、前記像担持体に対し、先端部を当接するブレード状弾性部材であって、前記像担持体と前記弾性部材の当接部は2MPa〜8MPaの面圧であり、前記トナーは少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤、外添剤および層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物を有し、水系媒体中で、含フッ素4級アンモニウム塩化合物によりトナー表面を処理する表面処理工程を経て得られたトナーであることを特徴とする画像形成装置。
【選択図】なし
Description
しかしながら、球形化、小粒径化されたトナーを用いた場合、クリーニングブレードの当接圧は必然的に高まり、感光体の寿命の低下を引き起こしていた。
従来より小粒径で粒子径の揃ったトナーではクリーニング性に関しては困難を生じる。特にブレードクリーニングでは均一かつ小粒径なトナーを安定的にクリーニングすることは無理である。そのような状況下、トナーの工夫によってクリーニング性を改善する方法が様々なかたちで提案されている。その中の一つとしてトナーを球形から異形にかえて対応する方法である。トナー形状を異形化することによって、ブレードクリーニングによってせき止めやすくするものである。ただし、トナーの異形の度合を大きくすぎると、現像の際などにトナーの挙動が不安定となり微少ドット再現性が悪化することになる。
トナーを異形化することで、確かにクリーニングに対するトナーの信頼性は向上するが、小粒径にすることでトナー粒子あたりの流動性は低下する傾向にあり、転写性を確保するべく流動性向上剤等の外添剤は増加する傾向にある。しかしながら、添加剤の増量は、上記感光体へのフィルミングへの余裕度低下を引き起こし、更なる改良が求められていた。
(1)像担持体と、像担持体表面を帯電させる帯電手段と、像担持体上に露光することによって潜像を書き込む露光手段と、トナーを有し、像担持体上に書き込まれた潜像にトナーを現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に直接または中間転写体を介して転写する転写手段と、記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段と、転写し切れなかった像担持体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段とを有する画像形成装置において、前記クリーニング手段は、前記像担持体に対し、先端部を当接するブレード状弾性部材であって、前記像担持体と前記弾性部材の当接部は2MPa〜8MPaの面圧であり、前記トナーは少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤、外添剤および層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物を有し、水系媒体中で、含フッ素4級アンモニウム塩化合物によりトナー表面を処理する表面処理工程を経て得られたトナーであることを特徴とする画像形成装置。
(2)前記トナーは、少なくともトナー組成物及び/又はトナー組成物前駆体を含む油相及び/又はモノマー相を水系媒体に分散及び/又は乳化して造粒することによって得られたトナーであることを特徴とする(1)記載の画像形成装置。
(3)前記トナーは、平均一次粒子径が80nm〜180nmであり、アスペクト比が0.7〜0.95である外添剤を少なくとも一種含有してなることを特徴とする(1)又は(2)に記載の画像形成装置。
(4)前記担持体に滑剤を塗布する滑剤塗布手段を有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の画像形成装置。
(5)前記トナーは、前記変性層状無機鉱物のトナー内の分布において、トナー表面から0.5μm領域での存在量が配合されたトナー組成分比率の存在量より高いことを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の画像形成装置。
(6)前記トナー組成物は酸価が5〜15mgKOH/gであることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の画像形成装置
(7)前記トナーの平均円形度が0.930〜0.970であることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の画像形成装置
(8)前記トナーは、トナー母体粒子表面に平均一次粒径が50〜500nmで、嵩密度が0.3g/cm3以上の微粒子を外添加して得られたトナーであることを特徴とする(1)〜(7)のいずれかに記載の画像形成装置。
(9)前記変性した層状無機鉱物は、少なくとも層状無機鉱物が有する層間のカチオンの少なくとも一部を有機物カチオンで変性した層状無機鉱物であることを特徴とする(1)〜(8)のいずれかに記載の画像形成装置。
(10)前記トナーは、少なくとも結着樹脂及び/又は結着樹脂前駆体を含むトナー組成物を溶解及び/又は分散させた溶解液及び/又は分散液である油相を水系媒体に分散及び/又は乳化して造粒することによって得られたトナーであることを特徴とする(1)〜(9)のいずれかに記載の画像形成装置。
(11)前記溶解液または分散液において、層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物が、該溶解液または分散液中の固形分中に0.05〜2重量%含有されていることを特徴とする(10)に記載の画像形成装置。
(12)前記油相が非ニュ−トニアン粘性溶液であることを特徴とする(2)〜(11)のいずれかに記載の画像形成装置
(13)前記トナーは、少なくとも結着樹脂及び/又は結着樹脂前駆体を含むトナー組成物を溶解及び/又は分散させた溶解液及び/又は分散液である油相の粘度を、ブルックフィールド粘度系の回転数6rpmで測定したときの粘度Aと60rpmで測定したときの粘度Bとしたとき、粘度比A/Bが1.3〜5.5であることを特徴とする(2)〜(12)のいずれかに記載の画像形成装置
(14)前記トナーに含有される結着樹脂は、少なくとも2種の結着樹脂を含有することを特徴とする(1)〜(13)のいずれかに記載の画像形成装置。
(15)前記結着樹脂がポリエステル骨格を有する樹脂を含むことを特徴とする(1)〜(14)のいずれかに記載の画像形成装置。
(16)前記結着樹脂がポリエステル樹脂を含むことを特徴とする(1)〜(15)のいずれかに記載の画像形成装置。
(17)前記ポリエステル樹脂は、未変性ポリエステル樹脂であることを特徴とする(16)に記載の画像形成装置。
(18)前記結着樹脂前駆体は、変性ポリエステル系樹脂であることを特徴とする(10)〜(17)のいずれかに記載の画像形成装置。
(19)前記トナーが、少なくとも有機溶媒中に結着樹脂、前記結着樹脂前駆体、前記結着樹脂前駆体と伸長または架橋する化合物、着色剤、離型剤、前記変性層状無機鉱物を溶解又は分散させ、該溶解液又は分散液を水系媒体中で架橋反応及び/又は伸長反応させ、得られた該溶解液又は分散液から溶媒を除去することにより得られたものであることを特徴とする(1)〜(18)のいずれかに記載の画像形成装置。
(20)前記トナーの体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比Dv/Dnが1.00〜1.30であることを特徴とする(1)〜(19)のいずれかに記載の画像形成装置。
(21)該トナーの2μm以下の粒子が1〜20個数%であることを特徴とする(1)〜(20)のいずれかに記載の画像形成装置。
(22)前記トナーの結着樹脂中に含まれるポリエステル樹脂成分の結着樹脂中の含有量が50〜100重量%であることを特徴とする(16)〜(21)のいずれかに記載の画像形成装置。
(23)該トナーのガラス転移温度が30〜70℃であることを特徴とする(1)〜(22)のいずれかに記載の画像形成装置。
本発明の画像形成装置で使用されるトナーは、少なくともトナー組成物及び/又はトナー組成物前駆体を含む油相及び/又はモノマー相を水系媒体に分散及び/又は乳化して造粒するトナーにおいて、前記トナー組成物は、層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物を有し、かつ前記トナーを水系媒体中に分散させ、該水系媒体中で、含フッ素4級アンモニウム塩化合物によりトナー表面を処理する表面処理工程を経て得られた事を特徴とする画像形成装置である。
これは現時点では推定ではあるが、有機物イオンで変性した層状無機鉱物がトナー中の表面にあり、そこに最表面にコーティングされるフッ素含有4級アンモニウム塩がくることによって有機物イオンで変性した層状無機鉱物とイオン交換反応を起こす/もしくは層間に入り込むことにより、強固に結合するため、離型剤やその他添加剤などトナー組成物のトナー外への流出を防ぐことにより感光体とブレード間での摩擦の際、一つは表面の層状無機鉱物が、その層状の構造ゆえ、潤滑材の如き様態として働き、ブレードなどの圧力を均一化することにより、クリーニング/フィルミングを良好にする。
さらにフッ素の影響による流動性から転写性についても良好になり得るのである。
クリーニング工程は、像担持体上に残留するトナーを除去する工程であり、クリーニング手段を用いて行うことができる。クリーニング手段としては、クリーニングブレードを用いることができる。また、小粒径化や球形化が進んだトナーを用いる場合には、像担持体に対するクリーニングブレードの押し当て力を強め、トナーの潜り込みを阻止する必要がある。
具体的には、ブレード先端部がスティック状態になるようにクリーニングブレードの先端を像担持体に押し当て、その押し当て位置に厚さ0.1〔mm〕のシート状センサーを挟み込み、そのセンサーの出力値(その押し当て位置に働く荷重〔g〕)をその押し当て位置の像担持体軸方向の長さ〔cm〕で割った値である。
また、この「線圧」という特性値では、トナーの潜り込みを阻止する能力を充分に評価することができなかった。その理由としては、実際にはクリーニングブレード押し当て位置では、像担持体との間でニップを形成し、像担持体に線ではなく、面で接触しているが、上述したように「線圧」は、クリーニングブレードに付与する総荷重をクリーニングブレード押し当て位置の像担持体軸方向の長さで割った値であり、像担持体に対するクリーニングブレードの接触面積を全く考慮していないからである。
トナー表面の、変性層状無機鉱物由来の原子濃度が0.5atomic%以上であると、表面の変性層状無機鉱物の利点が良好に発揮され、クリーニング部での発熱などにより、フィルミングが発生することがなく。またこれらの対応のため、クリーニング部にかかる荷重を落とす必要が無く、上記記載のようにクリーニング不良が発生することがない。
このため、粉砕界面になる材料が表面に来る場合はあるが、表面偏在を制御することは難しい。このため表面偏在が必要である上記トナーで表面に層状無機鉱物を得るためには添加量を増やす必要があるが、副作用として、定着性/スペント性の点で問題が発生し、十分な品質が得られない。
層状無機鉱物の有機イオンでの変性量を多くしたり、イオン種を変更したり、疎水性を上げるための表面処理を行った場合は、トナー内に均一に分散したりトナー中央部に偏在したりする傾向を有するなど構造制御が可能となる。
表面偏在についてはXPS(X−ray Photoelectron Spectroscopy)を用いることにより以下のように検証できる。
XPSは通常粒子表面から数10nm程度の原子濃度を検出することが可能となる光電子X線である。
ゆえに、層状無機鉱物に使用される特定元素について通常のトナーを測定した際に得られる表面原子濃度Aを測定することで、確認できる。
また表面偏在を証明するには、該トナーを一度溶融混練したものについて通常のトナーと同様、XPSの原子濃度を測定すると(B)、表面偏在しているトナーについてはA>Bとなることからも証明される
有機溶媒の使用量は、目的に応じて適宜選択することができるが、トナー材料100重量部に対して、40〜300重量部であることが好ましく、60〜140重量部がより好ましく、80〜120重量部がさらに好ましい。
層状無機鉱物は厚さ数nmの層が重ね合わさってできている無機鉱物の事を言い、変性するとはその層間に存在するイオンに有機物イオンを導入することを言う。具体的には特表2003−515795号公報、特表2006−500605号公報、特表2006−503313号公報に述べられている。これを広義にはインターカレーションという。
層状無機鉱物としては、スメクタイト族(モンモリロナイト、サポナイトなど)、カオリン族(カオリナイトなど)、マガディアイト、カネマイトが知られている。変性層状無機鉱物はその変性された層状構造により親水性が高い。その為、層状無機鉱物を変性すること無しに水系媒体中に分散して造粒するトナーに用いると、水系媒体中に層状無機鉱物が移行し、トナーを異形化することが出来ないが、変性することにより、親水性が高くなって,造粒時に容易に異形化し、分散して微細化し、電荷調整機能を十分に発揮する。かかる変性無機鉱物は、トナー粒子の表面部分に特に多く存在し、電荷調節機能を果たすと共に、低温定着にも貢献する。このとき、トナー材料中の変性層状無機鉱物の含有量は、0.05〜2重量%であることが好ましい。
有機カチオンで変性したものが望ましい。また、層状無機鉱物の2価金属の一部を3価の金属に置換することにより、金属アニオンを導入することが出来る。しかし、金属アニオンを導入すると親水性が高いため、金属アニオンの少なくとも一部を有機アニオンで変性した層状無機化合物が望ましい。
前記第4級アルキルアンモニウムとしては、トリメチルステアリルアンモニウム、ジメチルステアリルベンジルアンモニウム、ジメチルオクタデシルアンモニウム、オレイルビス(2−ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムなどが挙げられる。
層状無機鉱物を少なくとも一部を有機物イオンで変性することにより、適度な疎水性を持ち、トナー組成物及び/又はトナー組成物前駆体を含む油相が非ニュ−トニアン粘性を持ち、トナーを異形化することが出来る。
通常油相は水系との混合後、高速剪断装置などで乳化/分散させる際に剪断力により変形する。この後ニュートニアン粘性であると、その特性上、球形に復元するが、非ニュートニアン粘性であると、低攪拌時でも剪断時の変形を維持し、異形化を行うことができる。形状は非ニュートニアン粘性の強さにより、非ニュートニアン粘性が強いほど異形化しやすくなる。
図1は、ニュートニアン粘性及びヒニュートニアン粘性の特徴を剪断応力−剪断速度の関係によって示した図である。
このとき、トナー材料中の一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物の含有量は、0.05〜2重量%であることが好ましい。
このとき0.05重量部以下であると非ニュートニアン粘性を十分に得られず、形状制御が行えない。
また2重量%以上であると、定着性に影響を与えるとともに粒度分布などへも副作用を与えることから好ましくない。
一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物は、適宜選択することができるが、モンモリロナイト、ベントナイト、ヘクトライト、アタパルジャイト、セピオライト及びこれらの混合物等が挙げられる。中でも、トナー特性に影響を与えず、容易に粘度調整ができ、添加量を少量とすることができることから有機変性モンモリロナイト又はベントナイトが好ましい。
一般式(1) R1(OR2)nOSO3M
[式中、R1は炭素数13を有するアルキル基、R2は炭素数2から6を有するアルキレン基を表す。nは2から10の整数を表し、Mは1価の金属元素を表す]
変性層状無機鉱物を用いることにより、適度な疎水性を持つため、液滴界面に存在しやすくなることより、表面偏在し、上記フィルミングの発生を抑制できる。
X:−SO2−又は−CO−、R1,R2,R3,R4:水素原子、炭素数1〜10の低級アルキル基又はアリール基、Y:I又はBr、r,s:1〜20の整数。)
具体的には例えば、1)〜54)の構造式で示される化合物に相当する。
即ち、含フッ素4級アンモニウム塩化合物がトナー粒子表面に安定に存在するため、この含フッ素4級アンモニウム塩化合物によるトナー強度と流動性を得られるのである。
これらいずれのトナー製造法に共通して、トナー粒子に表面処理を施すことができる。トナー粒子が形成され、用いた界面活性剤等を洗浄によって除去した後に、本工程を行うことが好ましい。水中に存在している余剰の界面活性剤を濾過、遠心分離等の固液分離操作によって除去し、得られたスラリーを水系媒体中に再分散する。ここに、先に用いた界面活性剤と逆極性の表面処理剤水溶液を、攪拌下徐々に添加する。逆極性の表面処理剤は、トナー粒子固形分に対し0.03〜2重量部で使用することが好ましく従来の量に比べ非常に少量においても十分に使用可能である。
着色剤としては、PR122、PR269、PR184、PR57:1、PR238、PR146、PR185等のピグメントレッド;PY93、PY128、PY155、PY180、PY74等のピグメントイエロー;PB15:3等のピグメントブルー等が挙げられる。これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
着色剤の分散粒子径は、1μm以下であることが好ましい。分散粒子径が1μmを超える着色剤を用いて製造されるトナーを用いると、画質が低下しやすくなることがあり、特に、OHPの光透過性が低下しやすくなることがある。
着色剤の分散粒子径は、レーザードップラー法を用いた粒度分布測定装置マイクロトラック超微粒子粒度分布計UPA−EX150(日機装社製)を用いて測定することができる。
このようにして得られるトナーは、着色剤を含有することが好ましく、必要に応じて適宜選択される離型剤、帯電制御剤等のその他の成分をさらに含有してもよい。
接着性基材のガラス転移温度は、30〜70℃であることが好ましく、40〜70℃であることがより好ましく、40〜65℃がさらに好ましい。ガラス転移温度が、30℃以上であると、トナーの耐熱保存性が悪化することがなく、70℃以下であると低温定着性が十分なものとなる。なお、接着性基材として、架橋反応又は伸長反応したポリエステル樹脂を含有するトナーは、ガラス転移温度が低くても良好な保存性を有する。
ポリエステル系樹脂は、目的に応じて適宜選択されるが、ウレア変性ポリエステル系樹脂等が好適に用いられる。
ウレア変性ポリエステル系樹脂は、活性水素基を有する化合物としてのアミン類と、活性水素基に対する反応性を有する重合体としてのイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーを水系媒体中で反応させることにより得られる。なお、ウレア変性ポリエステル系樹脂を合成する際にアミン類の他にアルコール類を添加することにより、ウレタン結合を形成してもよい。このようにして生成するウレア結合に対するウレタン結合のモル比(イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーが有するウレタン結合と区別するため)は、0〜9であることが好ましく、1/4〜4であることがより好ましく、2/3〜7/3が特に好ましい。この比が9より大きいと、耐ホットオフセット性が低下することがある。
活性水素基を有する化合物は、目的に応じて適宜選択することができるが、活性水素基に対する反応性を有する重合体がイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーである場合には、ポリエステルプレポリマーと伸長反応、架橋反応等により高分子量化できることから、アミン類が好適である。
ジアミンとしては、芳香族ジアミン、脂環式ジアミン、脂肪族ジアミン等が挙げられる。芳香族ジアミンの具体例としては、フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。脂環式ジアミンの具体例としては、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン等が挙げられる。脂肪族ジアミンの具体例としては、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等が挙げられる。三価以上のアミンの具体例としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等が挙げられる。アミノアルコールの具体例としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリン等が挙げられる。アミノメルカプタンの具体例としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタン等が挙げられる。アミノ酸の具体例としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸等が挙げられる。アミノ基をブロックしたものの具体例としては、アミノ基を、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類でブロックすることにより得られるケチミン化合物、オキサゾリゾン化合物等が挙げられる。
プレポリマーが有する活性水素基と反応可能な官能基としては、イソシアネート基、エポキシ基、カルボンキシル基、下記化学構造式
−COCl
で示される官能基等が挙げられるが、中でも、イソシアネート基が好ましい。プレポリマーは、このような官能基の一つを有してもよいし、二種以上を有してもよい。プレポリマーとしては、高分子成分の分子量を調節し易く、乾式トナーにおけるオイルレス低温定着特性、特に、定着用加熱媒体への離型オイル塗布機構の無い場合でも良好な離型性及び定着性を確保できることから、ウレア結合を生成することが可能なイソシアネート基等を有するポリエステル樹脂を用いることが好ましい。
イソシアネート基を含有するポリエステルプレポリマーは、目的に応じて適宜選択することができる。具体的には、ポリオールとポリカルボン酸を重縮合することにより得られる活性水素基を有するポリエステル樹脂と、ポリイソシアネートの反応生成物等が挙げられる。
ジオールと三価以上のアルコールを混合して用いる場合、ジオールに対する三価以上のアルコールの重量比は、0.01〜10%であることが好ましく、0.01〜1%がより好ましい。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー中のポリオール由来の構成単位の含有量は、0.5〜40重量%であることが好ましく、1〜30重量%がより好ましく、2〜20重量%が特に好ましい。この含有量が、0.5重量%未満であると、耐ホットオフセット性が低下し、トナーの耐熱保存性と低温定着性とを両立させることが困難になることがあり、40重量%を超えると、低温定着性が低下することがある。 ポリイソシアネートは、目的に応じて適宜選択することができるが、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、イソシアヌレート類、これらをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタム等でブロックしたもの等が挙げられる。
,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。イソシアヌレート類の具体例としては、トリス(イソシアナトアルキル)イソシアヌレート、トリス(イソシアナトシクロアルキル)イソシアヌレート等が挙げられる。これらは、単独で使用しても、二種以上を併用してもよい。
イソシアネート基を含有するポリエステルプレポリマー中のポリイソシアネート由来の構成単位の含有量は、0.5〜40重量%であることが好ましく、1〜30重量%がより好ましく、2〜20重量%がさらに好ましい。この含有量が、0.5重量%未満であると、耐ホットオフセット性が低下することがあり、40重量%を超えると、低温定着性が低下することがある。
ポリエステルプレポリマーが一分子当たりに有するイソシアネート基の平均数は、1以上であることが好ましく、1.2〜5がより好ましく、1.5〜4がさらに好ましい。この平均数が、1未満であると、ウレア変性ポリエステル系樹脂の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が低下することがある。
未変性ポリエステル樹脂の水酸基価は、5mgKOH/g以上であることが好ましく、10〜120mgKOH/gがより好ましく、20〜80mgKOH/gがさらに好ましい。水酸基価が、5mgKOH/g未満であると、耐熱保存性と低温定着性とが両立しにくくなることがある。
未変性ポリエステル樹脂の酸価は、1.0〜50.0mgKOH/gであることが好ましく、1.0〜30.0mgKOH/gがより好ましい。これにより、トナーは、負帯電しやすくなる。
離型剤は、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、カルボニル基を有するワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素等を用いることができるが、カルボニル基を有するワックスが好ましい。これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
カルボニル基を有するワックスの具体例としては、カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート等の複数のアルカン酸残基を有するエステル;トリメリット酸トリステアリル、マレイン酸ジステアリル等の複数のアルカノール残基を有するエステル;ジベヘニルアミド等の複数のアルカン酸残基を有するアミド;トリメリット酸トリステアリルアミド等の複数のモノアミン残基を有するアミド;ジステアリルケトアルキルケトン等が挙げられるが、複数のアルカン酸残基を有するエステルが特に好ましい。ポリオレフィンワッックスの具体例としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等が挙げられる。長鎖炭化水素の具体例としては、パラフィンワックス、サゾールワックス等が挙げられる。
離型剤の溶融粘度は、ワックスの融点より20℃高い温度において、5〜1000cpsが好ましく、10〜100cpsがより好ましい。溶融粘度が5cps未満であると、離型性が低下することがあり、1000cpsを超えると、耐ホットオフセット性及び低温定着性を向上させる効果が得られなくなることがある。 トナー中の離型剤の含有量は、0〜40重量%であることが好ましく、3〜30重量%がより好ましい。含有量が40重量%を超えると、トナーの流動性が低下することがある。
荷電制御剤は必要に応じて使用してもよい。荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、ア
ルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、
コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
樹脂粒子は、水系媒体中で水性分散液を形成しうる樹脂であれば特に制限はなく、公知の樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができ、熱可塑性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂であってもよい。具体的には、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。中でも、微細な球状の樹脂粒子の水性分散液が得られやすいことから、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びポリエステル樹脂からなる群より選択される一種以上の樹脂であることが好ましい。これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
また、樹脂粒子としては、複数の不飽和基を有するモノマーを重合することにより得られる共重合体を用いることもできる。複数の不飽和基を有するモノマーは、目的に応じて適宜選択することができ、具体的には、メタクリル酸エチレンオキシド付加物硫酸エステルのナトリウム塩エレミノールRS−30(三洋化成工業社製)、ジビニルベンゼン、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート等が挙げられる
無機粒子は、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、具体的には、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等が挙げられる。これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
外添剤として平均一次粒径が80〜180nmで、嵩密度が0.3g/cm3・BR>ネ上の微粒子を用いることにより、クリーニング性の補助材としてなり、特に高画質を達成する小粒径トナーを用いた場合に、現像性および転写性の低下の改善が図られる。また、外添剤のアスペクト比は0.7〜0.95であること好ましい。
なお、通常の流動性向上剤にシリカ等がよく用いられるが、例えば、このシリカの平均一次粒径は通常10〜30nm、嵩密度が0.1〜0.2g/cm3である。
嵩密度が0.3g/cm3未満では、流動性向上への寄与はあるものの、トナー及び微粒子の飛散性および付着性が高くなるために、トナーとコロとしての効果や、クリーニング部で蓄積して、トナーのクリーニング不良を防止するいわゆるダム効果といった働きが低下してしまう。
ビニル系樹脂の具体的な例としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられる。
100mlのメスシリンダーを用いて、微粒子を徐々に加え100mlにした。
その際、振動は与えなかった。このメスシリンダーの微粒子を入れる前後の重量差により嵩密度を測定した。
嵩密度(g/cm3)=微粒子量(g/100ml)÷100
本発明の微粒子を、トナー表面に外添加し付着させる方法としては、トナー母体粒子と微粒子を各種の公知の混合装置を用いて、機械的に混合して付着させる方法や、液相中でトナー母体粒子と微粒子を界面活性剤などで均一に分散させ、付着処理後、乾燥させる方法などがある。
トナーの製造方法の一例として、接着性基材を生成しながら、トナー母粒子を形成する方法を以下に示す。このような方法においては、水系媒体相の調製、トナー材料を含有する液体の調製、トナー材料の乳化又は分散、接着性基材の生成、溶媒の除去、活性水素基に対する反応性を有する重合体の合成、活性水素基を有する化合物の合成等を行う。
水系媒体の調製は、樹脂粒子を水系媒体に分散させることにより行うことができる。樹
脂粒子の水系媒体中の添加量は、0.5〜10重量%が好ましい。
なお、トナー材料の中で、活性水素基に対する反応性を有する重合体以外の成分は、樹脂粒子を水系媒体に分散させる際に水系媒体中に添加混合してもよいし、トナー材料を含有する液体を水系媒体に添加する際に、水系媒体に添加してもよい。
接着性基材を生成させるための反応条件は、活性水素基に対する反応性を有する重合体と活性水素基を有する化合物の組み合わせに応じて適宜選択することができる。反応時間は、10分間〜40時間であることが好ましく、2時間〜24時間がより好ましい。反応温度は、0〜150℃であることが好ましく、40〜98℃がより好ましい。
分散は、公知の分散機等を用いて行うことができ、分散機としては、低速せん断式分散機、高速せん断式分散機、摩擦式分散機、高圧ジェット式分散機、超音波分散機等が挙げられるが、分散体の粒子径を2〜20μmに制御することができることから、高速せん断式分散機が好ましい。
この際、トナー材料を溶媒に溶解又は分散させて調製した液体は前述したが、非ニュートニアン粘性液体である必要がある。ニュートニアン粘性であると水系媒体との剪断後球形になり、目的の形状が得られない。またこの非ニュートニアン粘性の粘性を調整することにより形状の制御が容易に行える。
非ニュートニアン粘性を代用する方法として油相の粘度を、ブルックフィールド粘度計によって回転速度60rpmと回転速度6rpmのそれぞれについて粘度を測定し、6rpmの粘度Aとブルックフィールド粘度計による60rpmの粘度Bとの比A/Bが1.5〜5.5の範囲になるように調整する。A/Bが1.5未満であるとニュートニアン粘性に近く、異形化が難しくなる。また5.5を超えるとであると、粘性が高く粒径/形状の作り込みが非常に難しくなる。
トナー材料を含有する液体を乳化又は分散する工程においては、油滴等の分散体を安定化させ、所望の形状にする共に粒度分布をシャープにする観点から、分散剤を用いることが好ましい。
界面活性剤としては、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤等を用いることができる。
品としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(以上、旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(以上、住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102(以上、ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(以上、大日本インキ社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204(以上、トーケムプロダクツ社製)、フタージェント100、150(以上、ネオス社製)等が挙げられる。
両性界面活性剤の具体例としては、アラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシン、N−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタイン等が挙げられる。
難水溶性の無機化合物分散剤の具体例としては、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等が挙げられる。
高分子系保護コロイドとしては、カルボキシル基を有するモノマー、水酸基を有する(メタ)アクリル酸アルキル、ビニルエーテル、カルボン酸ビニル、アミドモノマー、酸塩化物のモノマー、窒素原子又はその複素環を有するモノマー等を重合することにより得られるホモポリマー又はコポリマー、ポリオキシエチレン系樹脂、セルロース類等が挙げられる。なお、上記のモノマーを重合することにより得られるホモポリマー又はコポリマーは、ビニルアルコール由来の構成単位を有するものも含む。
挙げられる。
接着性基材を生成させる際の伸長反応及び/又は架橋反応には、触媒を用いることができる。触媒の具体例としては、ジブチルスズラウレート、ジオクチルスズラウレート等が挙げられる。
有機溶媒が除去されると、トナー母粒子が形成される。
ある。
本発明のトナーは、2μm以下の粒子が1〜20個数%であることが好ましい。上記の範囲内であることにより微粉成分が増えることがなく、帯電量分布がブロードになったり、トナー粒子の露出状態やトナー組成物の分散状態が、微粉成分と平均粒径程度の成分とで異なることがなく、画像品質を維持することができる。
平均円形度は、平板上の撮像部検知帯にトナーを含有する懸濁液を通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法等により計測することができ、フロー式粒子像分析装置FPIA−2100(シスメックス社製)等を用いて計測することができる。
本発明の現像剤を一成分現像剤として用いる場合、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なく、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するブレード等の部材へのトナーの融着が少なく、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。 本発明の現像剤を二成分現像剤として用いる場合、長期にわたるトナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なく、現像装置における長期の撹拌においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。
芯材の材料は、公知のものの中から適宜選択することができ、50〜90emu/gのマンガン−ストロンチウム系材料、マンガン−マグネシウム系材料等が挙げられる。また、画像濃度を確保するためには、100emu/g以上の鉄粉、75〜120emu/gのマグネタイト等の高磁化材料を用いることが好ましい。また、穂立ち状態となっている現像剤の感光体に対する衝撃を緩和でき、高画質化に有利であることから、30〜80emu/gの銅−亜鉛系等の低磁化材料を用いることが好ましい。これらは、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
二成分現像剤中のキャリアの含有量は、90〜98重量%であることが好ましく、93〜97重量%がより好ましい。
本発明の現像剤は、磁性一成分現像方法、非磁性一成分現像方法、二成分現像方法等の公知の各種電子写真法による画像形成に用いることができる。
本発明の画像形成装置は、像担持体(感光体)と、該像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体直接又は中間転写体を介して転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段と転写後の像担持体をクリーニングするクリーニング手段を備えている。
図1は、本発明の一実施の形態に係るカラー画像形成装置の内部構成図の一例を示す。この具体例はタンデム型間接転写方式の電子写真複写装置であるが、本発明の画像形成装置は本具体例に限ったものではない。
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピオンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部及びジブチルスズオキシド2部を投入し、常圧下、230℃で8時間反応させた。次に、10〜15mmHgの減圧下で5時間反応させた後、反応槽中に無水トリメリット酸44部を添加し、常圧下、180℃で2時間反応させて、[未変性ポリエステル樹脂1]を合成した。
得られた[未変性ポリエステル樹脂1]は、数平均分子量が2500、重量平均分子量が6700、ガラス転移温度が43℃、酸価が25mgKOH/gであった。
得られた原料溶解液1324部を反応容器に移し、ビーズミルのウルトラビスコミル(アイメックス社製)を用いて、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填し、送液速度が1kg/時、ディスク周速度が6m/秒の条件で3パスして、C.I.ピグメントレッド及びカルナバワックスを分散させ、ワックス分散液を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部及びジブチルスズオキシド2部を仕込み、常圧下、230℃で8時間反応させた。次に、10〜15mHgの減圧下で、5時間反応させて、中間体ポリエステル樹脂を合成した。
得られた中間体ポリエステル樹脂は、数平均分子量が2100、重量平均分子量が9500、ガラス転移温度が55℃、酸価が0.5mgKOH/g、水酸基価が51mgKOH/gであった。
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、イソホロンジアミン170部及びメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応させ、ケチミン化合物を合成した。得られたケチミン化合物のアミン価は、418mgKOH/gであった。
反応容器中に、トナー材料の分散液749部、プレポリマー115部及びケチミン化合物2.9部を仕込み、TK式ホモミキサー(特殊機化製)を用いて5000rpmで1分間混合して、油相混合液を得た。
得られた樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の体積平均粒子径を、レーザードップラー法を用いた粒子径分布測定装置マイクロトラック超微粒子粒度分布計UPA−EX150(日機装社製)を用いて測定したところ、105nmであった。また、樹脂粒子分散液の一部を乾燥して樹脂分を単離し、樹脂分のガラス転移温度を測定したところ、59℃であり、重量平均分子量を測定したところ、150000であった。
得られた分散スラリーは、マルチサイザーIII(ベックマン・コールター社製)を用いて測定したところ、体積平均粒子径が5.1μm、個数平均粒子径が4.4μmであった。
分散スラリー100重量部を減圧濾過した後、濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmで10分間混合した後、濾過した。 得られた濾過ケーキに10重量%リン酸を加えて、pHを3.7に調整し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmで10分間混合した後、濾過した。
さらに、得られた濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmで10分間混合した後、濾過する操作を2回行い、濾過ケーキを得た。
(1)得られたろ過ケーキのうちの固形分100部に対しにイオン交換水300部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmで10分間混合した。
(2)N,N,N−トリメチル−[3−(4−ペルフロロノネニルオキシベンズアミド)プロピル]アンモニウム、ヨージド(製品名フタージェント310(ネオス社製))を1%メタノール溶液にした。
(3)上記(1)のスラリー中に攪拌下に上記(2)のメタノール溶液を30部投入し60分攪拌を実施した。
(4)ろ過分離し得られたケーキを、循風乾燥機を用いて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、[トナー母粒子1]を得た。
得られたトナー母粒子100部に対し、外添剤としての疎水性シリカH2000(クラリアント社製):0.5部と、X−24(信越化学社製):1.0部を添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)を用いて混合処理し、[トナー1]を製造した。
<表面処理>の(2)のメタノール溶液を200部投入した以外は[トナー1]と同様にして[トナー2]を製造した。
(トナー3の作成)
クレイトンAPAをBentone SD−2に変更した以外は[トナー1]と同様にして[トナー3]を製造した。
(トナー4の作成)
[トナー1]のX−24を添加しない以外は[トナー1]と同様に実施して[トナー4]を咲く製造した。
(トナー5の作成)
クレイトンAPAの添加量を、1.0部から0.5部に変更した以外は、[トナー1]と同様にして[トナー5]を製造した。
[未変性ポリエステル樹脂2]の作成
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピオンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、イソドデセニル無水琥珀酸80部、無水トリメリット酸44部及びジブチルスズオキシド2部を投入し、常圧下、230℃で10時間反応させて、[未変性ポリエステル樹脂2]を合成した。
得られた[未変性ポリエステル樹脂2]は、数平均分子量が7200、重量平均分子量が16000、ガラス転移温度が65℃、酸価が15mgKOH/gであった。
[未変性ポリエステル樹脂2] 85部
マスターバッチ1 15部
クレイトンAPA 4部
上記材料をヘンシェルミキサーで十分に攪拌、混合後、ロール表面を100度にした2本ロールにより1時間混練を行い、5度/minにて圧延冷却、粗粉砕後、I−2式ミル(日本ニューマチック工業社製)とDS分級機(日本ニューマチック社製)を用い、粉砕分級を行い、さらに表面改質機 メテオレインボー<日本ニューマチック社製)で熱処理温度250℃、熱風風量1000リットル/分、供給風量100 リットル/分で処理し、重量平均系5.8μm個数平均系4.9μmのトナー母粒子Aを得た。
得られた母粒子A100部に対しにイオン交換水300部とMON−7 5部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmで10分間混合しろ過した。
さらに、得られた濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmで10分間混合した後、濾過する操作を2回行い、濾過ケーキを得た
(1)得られたケーキにイオン交換水300部とMON−7 5部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmで10分間混合した。
(2)N,N,N−トリメチル−[3−(4−ペルフロロノネニルオキシベンズアミド)プロピル]アンモニウム、ヨージド(製品名フタージェント310(ネオス社製))を1%メタノール溶液にした。
(3)上記(1)のスラリー中に攪拌下に(2)のメタノール溶液を30部投入し60分攪拌を実施した。
(4)ろ過分離し得られた最終濾過ケーキを、循風乾燥機を用いて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩いトナー母粒子を得た。
得られたトナー母粒子100部に対し、外添剤としての疎水性シリカH2000(クラリアント社製):0.5部と、X−24(信越化学社製):1.0部を添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)を用いて混合処理し、[トナー6]を製造した。
帯電制御剤として使用しているクレイトンAPA1.0部をオルガノシリカであるMEK−ST(日産化学社製:固形分20%のメチルエチルケトン溶液)40部に変更した以外は(トナー1)と同様にして[トナー7]を作成した。
(トナー8の作成)
[トナー1]の表面処理工程を実施せず、トナー化を行った以外は[トナー1]と同様な方法で「トナー8」を製造した。
(トナー9の作成)
帯電制御剤として使用しているクレイトンAPA1.0部をベントンMP−500(ロックウッドアディティブ社)1部に変更した以外は(トナー1)と同様にして[トナー9]を作成した。
(トナー10の作成)
帯電制御剤として使用しているクレイトンAPA1.0部を0.0部に変更した以外は(トナー1)と同様にして[トナー9]を作成した
上記トナーについての評価を行った。
(円形度の測定)
本発明においては、超微粉トナーの計測にフロー式粒子像分析装置(「FPIA−2100」;シスメックス社製)を用いて計測し、解析ソフト(FPIA−2100 Data Processing Program for FPIA version00−10)を用いて解析を行った。具体的には、ガラス製100mlビーカーに10wt%界面活性剤(アルキルベンゼンスフォン酸塩ネオゲンSC−A;第一工業製薬性)を0.1〜0.5ml添加し、各トナー0.1〜0.5g添加しミクロスパーテルでかき混ぜ、次いでイオン交換水80mlを添加した。得られた分散液を超音波分散器(本多電子社製)で3分間分散処理した。前記分散液を前記FPIA−2100を用いて濃度を5000〜15000個/μlが得られるまでトナーの形状及び分布を測定した。本測定法は平均円形度の測定再現性の点から前記分散液濃度が5000〜15000個/μlにすることが重要である。前記分散液濃度を得るために前記分散液の条件、すなわち添加する界面活性剤量、トナー量を変更する必要がある。界面活性剤量は前述したトナー粒径の測定と同様にトナーの疎水性により必要量が異なり、多く添加すると泡によるノイズが発生し、少ないとトナーを十分にぬらすことが出来ないため、分散が不十分となる。またトナー添加量は粒径のより異なり、小粒径の場合は少なく、また大粒径の場合は多くする必要があり、トナー粒径が3〜7μmの場合、トナー量を0.1〜0.5g添加することにより分散液濃度を5000〜15000個/μlにあわせる事が可能となる。
体積平均粒子径及び個数平均粒子径に対する体積平均粒子径の比は、粒度測定器マルチサイザーIII(ベックマン・コールター社製)を用いて、以下のようにして測定することができる。
まず、約1重量%塩化ナトリウム水溶液等の電解質水溶液100〜150ml中に、分散剤として、アルキルベンゼンスルホン酸塩等の界面活性剤を0.1〜5ml添加する。次に、測定試料を約2〜20mg添加する。試料が懸濁した電解質水溶液に、超音波分散機を用いて約1〜3分間分散処理を行った後、100μmのアパーチャーを用いて、トナーの体積及び個数を測定し、体積分布及び個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒子径及び個数平均粒子径を求めることができる。
トナーの評価結果を表1に示す。
次に上記トナー1〜10を用いて実施例1〜8、比較例1〜5の画像形成装置について、クリーニング性(フィルミング性、すり抜けトナー量)、定着下限及び転写性を評価した。評価結果を表2に示す。
なお、クリーニング性の評価は以下のようにして行った。
(クリーニング性評価)
1.評価に用いるトナー、装置を全て25℃、50%環境室に1日放置した。
2.Imagio neo C600市販品PCUのトナーを全て除去し、現像装置中にキャリアのみを残した。
3.キャリアのみになった現像装置中に、サンプルとなるブラックトナーを28g投入し、トナー濃度7%の現像剤を400g作成した。
4.Imagio neo C600本体に、現像装置を装着し、現像スリーブ線速300mm/sで、現像装置のみを5分間空回しさせた。
5.現像スリーブ、感光体ともに300mm/sトレーリングで回転させ、感光体上のトナー0.6±0.05mg/cm2となるように帯電電位、現像バイアスを調整した。
6.クリーニングブレードは、Imagio neo C600市販品PCU搭載のクリーニングブレード1枚のみとし、その弾性率は70%、厚さは2mm、カウンターで像担持体に対する当接角度は20°とした。
7.上記現像条件において、転写率が96±2%となるよう、転写電流を調整した。
8.帯電ローラー前に繊維状のテープを取り付け、クリーニング工程後のトナー(クリーニングブレードをすり抜けたトナー)を捕集できるように取り付けた。
9.上記設定値を用いて、図1に示す濃度100%、25%、5%、0%の濃度を示すチャートを2000枚出力した。
10.上記8で取り付けたテープに付着したトナーの重量を測定し、クリーニングブレードすり抜け量を評価した。すり抜けたトナーの重量が0.25g未満である時にクリーニング性が良好となる。
11.上記9の終了後、全ベタ画像を作成し、画像の白抜け部分がないかを評価した。
画像白抜けがないものを○、発生しているものを×とした。
これは像担持体上にフィルミングが発生しているとその部分が現像されず、白抜けとして画像上に出る。
14・15・16 支持ローラ
17 中間転写体クリーニング装置
18 画像形成手段
20 タンデム画像形成部
22 2次転写装置
24 2次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
30 原稿台
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読取りセンサ
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
55 切換爪
56排出ローラ
57 排紙トレイ
60 帯電装置
61 現像装置
62 1次転写装置
64 除電装置
63 感光体クリーニング装置
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)
Claims (23)
- 像担持体と、像担持体表面を帯電させる帯電手段と、像担持体上に露光することによって潜像を書き込む露光手段と、トナーを有し、像担持体上に書き込まれた潜像にトナーを現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に直接または中間転写体を介して転写する転写手段と、記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段と、転写し切れなかった像担持体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段とを有する画像形成装置において、前記クリーニング手段は、前記像担持体に対し、先端部を当接するブレード状弾性部材であって、前記像担持体と前記弾性部材の当接部は2MPa〜8MPaの面圧であり、前記トナーは少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤、外添剤および層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物を有し、水系媒体中で、含フッ素4級アンモニウム塩化合物によりトナー表面を処理する表面処理工程を経て得られたトナーであることを特徴とする画像形成装置。
- 前記トナーは、少なくともトナー組成物及び/又はトナー組成物前駆体を含む油相及び/又はモノマー相を水系媒体に分散及び/又は乳化して造粒することによって得られたトナーであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記トナーは、平均一次粒子径が80nm〜180nmであり、アスペクト比が0.7〜0.95である外添剤を少なくとも一種含有してなることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記担持体に滑剤を塗布する滑剤塗布手段を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記トナーは、前記変性層状無機鉱物のトナー内の分布において、トナー表面から0.5μm領域での存在量が配合されたトナー組成分比率の存在量より高いことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記トナー組成物は酸価が5〜15mgKOH/gであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の画像形成装置
- 前記トナーの平均円形度が0.930〜0.970であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の画像形成装置
- 前記トナーは、トナー母体粒子表面に平均一次粒径が50〜500nmで、嵩密度が0.3g/cm3以上の微粒子を外添加して得られたトナーであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記変性した層状無機鉱物は、少なくとも層状無機鉱物が有する層間のカチオンの少なくとも一部を有機物カチオンで変性した層状無機鉱物であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記トナーは、少なくとも結着樹脂及び/又は結着樹脂前駆体を含むトナー組成物を溶解及び/又は分散させた溶解液及び/又は分散液である油相を水系媒体に分散及び/又は乳化して造粒することによって得られたトナーであることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記溶解液または分散液において、層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物が、該溶解液または分散液中の固形分中に0.05〜2重量%含有されていることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
- 前記油相が非ニュ−トニアン粘性溶液であることを特徴とする請求項2〜11のいずれかに記載の画像形成装置
- 前記トナーは、少なくとも結着樹脂及び/又は結着樹脂前駆体を含むトナー組成物を溶解及び/又は分散させた溶解液及び/又は分散液である油相の粘度を、ブルックフィールド粘度系の回転数6rpmで測定したときの粘度Aと60rpmで測定したときの粘度Bとしたとき、粘度比A/Bが1.3〜5.5であることを特徴とする請求項2〜12のいずれかに記載の画像形成装置
- 前記トナーに含有される結着樹脂は、少なくとも2種の結着樹脂を含有することを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記結着樹脂がポリエステル骨格を有する樹脂を含むことを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記結着樹脂がポリエステル樹脂を含むことを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記ポリエステル樹脂は、未変性ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求16に記載の画像形成装置。
- 前記結着樹脂前駆体は、変性ポリエステル系樹脂であることを特徴とする請求項10〜17のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記トナーが、少なくとも有機溶媒中に結着樹脂、前記結着樹脂前駆体、前記結着樹脂前駆体と伸長または架橋する化合物、着色剤、離型剤、前記変性層状無機鉱物を溶解又は分散させ、該溶解液又は分散液を水系媒体中で架橋反応及び/又は伸長反応させ、得られた該溶解液又は分散液から溶媒を除去することにより得られたものであることを特徴とする請求項1〜18のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記トナーの体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比Dv/Dnが1.00〜1.30であることを特徴とする請求項1〜19のいずれかに記載の画像形成装置。
- 該トナーの2μm以下の粒子が1〜20個数%であることを特徴とする請求項1〜20のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記トナーの結着樹脂中に含まれるポリエステル樹脂成分の結着樹脂中の含有量が50〜100重量%であることを特徴とする請求項16〜21のいずれかに記載の画像形成装置。
- 該トナーのガラス転移温度が30〜70℃であることを特徴とする請求項1〜22のいずれかに記載の画像形成装置。
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