JP4260803B2 - 非磁性トナー、2成分現像剤および画像形成方法 - Google Patents

非磁性トナー、2成分現像剤および画像形成方法 Download PDF

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Description

本発明は、非磁性トナー、2成分現像剤および画像形成方法に関する。
電子写真方式の画像形成装置は、感光体と、感光体表面を帯電させる帯電手段と、帯電状態にある感光体表面に信号光を照射して画像情報に対応する静電潜像を形成する露光手段と、感光体表面の静電潜像に現像剤中のトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、トナー像を記録媒体に定着させる定着手段と、トナー像転写後の感光体表面を清浄化するクリーニング手段といった画像形成プロセスを含み、現像剤としてトナーのみを含む1成分現像剤またはトナーとキャリアとを含む2成分現像剤を用いて静電潜像を現像し、画像を形成する。
電子写真方式の画像形成装置は、画質品位の良好な画像を高速でかつ安価に形成できるので、複写機、プリンタ、ファクシミリなどに利用され、最近における普及は目覚しいものがある。それに伴って、画像形成装置に対する要求は一層厳しくなっている。なかでも、画像形成装置によって形成される画像の高精細化、高解像化、画像品位の安定化、画像形成速度の高速化などが特に重視される。これらを達成するには、画像形成プロセスおよび現像剤の両面からの検討が必要不可欠になっている。
画像の高精細化、高解像化に関し、現像剤の面からは、静電潜像を忠実に再現することが重要との観点から、トナー粒子の小径化が解決すべき課題の1つになり、種々の提案がなされている。
たとえば、粒径5μm以下のトナー粒子含有量が17〜60個数%、粒径8〜12.7μmのトナー粒子含有量が1〜30個数%および粒径16μm以上のトナー粒子含有量が2.0体積%以下、体積平均粒径が4〜10μm、粒径5μm以下のトナー粒子が、N/V=−0.04N+k(式中、Nは粒径5μm以下のトナー粒子の個数%であり、17〜60の正数である。Vは粒径5μm以下のトナー粒子の体積%を示す。kは4.5〜6.5の正数を示す。)を満足する粒度分布を有する非磁性トナーが提案される(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1では、静電潜像エッジ部の電界強度が中央部よりも高いため、静電潜像中央部のトナー粒子付着量がエッジ部よりも少なくなって画像濃度が低下するという粒径5μm以下のトナー粒子の欠点を、粒径5μm以上のトナー粒子含有量を特定範囲にすることによって解消しようとする技術である。特許文献1の非磁性トナーは画像の高精細化、高解像度化には有利であるけれども、流動性が不足し、トナー飛散による機内汚染を起こし易い。特に低湿環境下ではチャージアップと呼ばれるトナー粒子の過剰帯電が生じ、この過剰帯電トナー粒子が現像剤中のキャリア表面、感光体表面などに強固に付着し、かぶり、感光体のクリーニング不良、感光体上へのフィルミングなどを発生させ、画像形成プロセスおよび現像剤の両面から耐久性が損なわれる。また、画像中の白抜けの原因になるトナー粒子の凝集体が形成されやすくなる。
また、粒径5μm以下のトナー粒子含有量が10個数%以下である平均粒子径5〜10μmのトナーが提案される(たとえば、特許文献2参照)。このトナーは、粒径5μm以下のトナー粒子含有量が少なすぎ、高精細かつ高解像度の画像を形成するのに適しない。
また、結着樹脂および着色剤を含有するトナー粒子に、外添剤を添加してなるトナーにおいて、トナー粒子が、1.45−0.05D50≦D25/D75≦1.75−0.05D50(式中、D25、D50およびD75は、それぞれ、累積体積分布における大粒径側からの累積体積が25%、50%および75%になる粒径を示す。)の関係を満たし、D50が3〜7μmであり、外添剤が個数平均粒径5〜70nmの疎水性無機粒子と、個数平均粒子径80〜800nmかつ1000nm以上の粒子含有量20個数%以下である無機粒子とを含むトナーが提案される(たとえば、特許文献3参照)。このトナーは、良好な流動性を有し、かぶりの発生が防止され、感光体のクリーニング性も良好であるけれど、画像の高精細化、高解像度化などの効果は充分ではない。
また、粒径5μm以下のトナー粒子含有量が15個数%以下、重量平均径が6.0〜11.5μm、重量平均径の2倍以上の粒径を有するトナー粒子含有量が5体積%以下、累積個数分布が25%および75%になる個数平均粒径D25とD75との比(D25/D75)が0.60〜0.80であるトナーが提案される(たとえば、特許文献4参照)。このトナーも、特許文献3のトナーと同様に、良好な流動性を有し、かぶりの発生が防止され、感光体のクリーニング性も良好であるけれど、画像の高精細化、高解像度化などの効果は充分ではない。
特開平2−877号公報 特開平10−91000号公報 特開平10−207112号公報 特開2005−43918号公報
本発明の目的は、優れた流動性と画像の高精細化効果、高解像度効果とを併せ持ち、高速機(画像形成速度の高い画像形成装置)で使用しても、装置内部での飛散、かぶり、白抜けといった画像不良、フィルミングなどの発生がなく、感光体上でのクリーニング性に優れ、画像情報を忠実に再現した高品位画像を長期にわたって安定的に形成できる非磁性トナー、該トナーを含む2成分現像剤およびそれらを用いる画像形成方法を提供することである。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、粒径5μm以下のトナー粒子を15〜35個数%と比較的多く含むにもかかわらず、従来にはない特定の粒度分布を持ち、本発明の目的を満足するトナーを得ることに成功し、本発明を完成した。
本発明は、結着樹脂および着色剤を含む非磁性トナーにおいて、累積体積分布における大粒径側からの累積体積が10%になる粒径D10Vおよび累積体積分布における大粒径側からの累積体積が90%になる粒径D90Vが下記式(1)を満たし、累積体積分布における大粒径側からの累積体積が50%になる粒径D50Vが5〜8μmの範囲にあり、さらに粒径5μm以下のトナー粒子含有量が15〜35個数%であって、かつ、D 50V とD 90V が下記式(2)を満たすことを特徴とする非磁性トナーである。
0.415≦(D10V−D90V)/D10V≦0.475 …(1)
0.160<(D 50V −D 90V )/D 50V <0.255 …(2)
さらに本発明の非磁性トナーは、粒径3〜5μm(3μm以上、5μm以下)のトナー粒子含有量が13〜30個数%(13個数%以上、30個数%以下)であることを特徴とする。
さらに本発明の非磁性トナーは、平均円形度が0.94〜1.0(0.94以上、1.0以下)であることを特徴とする。
さらに本発明の非磁性トナーは、結着樹脂および着色剤含有マスターバッチの溶融混練物を粗粉砕し、さらに流動層型ジェット粉砕機によって微粉砕し、分級して得られることを特徴とする。
また本発明は、前述のいずれか1つのトナーとキャリアとを含むことを特徴とする2成分現像剤である。
さらに本発明の2成分現像剤は、キャリアの粒径が30〜50μm(30μm以上、50μm以下)であることを特徴とする。
また本発明は、感光体表面を帯電させて、帯電状態にある感光体表面に信号光を照射して画像情報に対応する静電潜像を形成させ、感光体表面に静電潜像に現像剤中のトナーを供給してトナー像を形成させて、感光体表面のトナー像を記録媒体に転写し、トナー像を記録媒体に定着させたのち、トナー像転写後の感光体表面を清浄化する、現像剤として2成分現像剤を用いる電子写真方式の画像形成方法において、現像剤として請求項5または6の2成分現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法である。
本発明によれば、粒径D10Vおよび粒径D90Vが上記式(1)を満たし、粒径D50Vが5〜8μmの範囲にありかつ粒径5μm以下のトナー粒子含有量が15〜35個数%である非磁性トナーが提供される。本発明の非磁性トナーは、流動性の低下の原因になる粒径5μm以下のトナー粒子を比較的多く含むにもかかわらず、前述の特定の粒度分布を持つので、良好な流動性を示す。したがって、本発明の非磁性トナーを用いれば、画像形成装置内部における飛散がなく、かぶり、白抜けといった画像不良、感光体上でのフィルミングなどがほとんど発生することなく、感光体のクリーニングも非常に容易である。また、流動性に優れるので、画像形成装置内部におけるトナー補給機構、感光体のクリーニング機構などの簡略化を図ることができ、装置の小型化、低コスト化などに寄与し得る。しかも画像の精細化効果および解像化効果ひいては画像再現性(特に細線再現性)に優れるので、高品位画像を形成できる。さらに、本発明の非磁性トナーは現在の主流である高速機にも充分対応でき、定められた耐用年数を超えて使用される画像形成装置に用いても、充分な流動性、精細化効果および解像化効果を有するので、画像品位が低下することがない。
また、本発明の非磁性トナーにおいて、粒径D50Vおよび粒径D90Vが上記式(2)を満たすのが好ましい。この非磁性トナーは前述の優れた効果を持ち、さらに現像装置内部に設けられて感光体上の静電潜像に直接トナーを供給する現像ローラなどに付着し易い粒径3μm以下のトナー粒子含有量がさらに少なくなるので、画像形成装置の耐用寿命を延長できる。さらに、粒径3μm以下のトナー粒子は、2成分現像剤として用いられる場合に、キャリア表面に付着して2成分現像剤の耐用寿命をも縮めるけれども、そのトナー粒子含有量が低減化されているので、高品位画像の形成を一層長く行えるようになる。
本発明によれば、本発明の非磁性トナーにおいて、粒径3〜5μmのトナー粒子含有量が13〜30個数%であることが好ましい。この非磁性トナーは、さらに高品位の画像を形成でき、かぶりの発生を一層確実に防止できる。
本発明によれば、本発明の非磁性トナーにおいて、トナー粒子の平均円形度が0.94〜1.0であることが好ましい。この非磁性トナーは、該トナーが本来有する流動性を維持したまま、静電潜像の忠実な現像、トナー像の記録媒体への転写などを一層確実に行うことができる。したがって、画像形成装置の使用初期の高品位画像が、長期間使用の後でも全く劣化することなく、画像特性を安定的にかつ高水準で維持することができる。
本発明によれば、たとえば、結着樹脂および着色剤含有マスターバッチの溶融混練物を粗粉砕し、さらに流動層型ジェット粉砕機によって微粉砕し、分級することによって、特有の粒度分布を有する本発明の非磁性トナーを得ることができる。
本発明によれば、本発明の非磁性トナーとキャリア(好ましくは粒径30〜50μmの小粒径キャリア)とを含む2成分現像剤が提供される。本発明の2成分現像剤を用いれば、画像形成装置の耐用期間中、高品位画像を形成でき、さらに画像形成装置の耐用期間の延長を図ることができる。
本発明によれば、本発明の非磁性トナーを含む2成分現像剤を用いる電子写真方式の画像形成方法が提供される。トナー像の記録媒体への転写後に感光体表面に残留する本発明の非磁性トナーは、クリーニングブレードによって容易に除去されるので、画像形成装置におけるクリーニング機構の簡略化を図り得る。本発明の画像形成方法は、本発明の非磁性トナーを用いることによって、装置の小型化または簡略化ひいては低コスト化を達成できる。
本発明の非磁性トナーは、結着樹脂および着色剤を必須成分として含有する粒状物であり、次の特有の粒度分布を有する。
(a)累積体積分布における大粒径側からの累積体積が10%になる粒径D10Vおよび累積体積分布における大粒径側からの累積体積が90%になる粒径D90Vが式(1)を満たす。
0.415≦(D10V−D90V)/D10V≦0.475 …(1)
0.415未満では非磁性トナーの粒度分布が非常に狭くなり、非磁性トナーを製造する際に、分級操作が煩雑になるとともに、分級後の収率が著しく低下し、生産上実用的ではない。0.475を超えると、非磁性トナーの帯電量分布がブロードになり過ぎ、画像形成装置内部でのトナー飛散、かぶりなどが発生し易くなる。
(b)累積体積分布における大粒径側からの累積体積が50%になる粒径D50Vが5〜8μmである。
粒径D50Vが5μm未満では、非磁性トナーの流動性が低下するとともに、凝集が起こり易くなるので、短時間でキャリアと均一に混合することが困難になり、充分に帯電しないトナー粒子数が増加する。それによって、非画像部へのかぶりが発生し易くなる。また、単位重量あたりの帯電量が過度に高くなり易く、現像性が極端に低下する。さらに製造面からも粉砕分級時の収率低下による高コスト化といった問題が生じる。
粒径D50Vが8μmを超えると、静電潜像の忠実なドット再現が困難になり、画像の再現性、解像性などが低下する。さらに、非磁性トナーの粒状性が悪化し、画像にがさつきが生じて画像品位が低下する。さらに、静電潜像に必要量以上のトナーが付着し易くなるので、トナー消費量が増大する。なお、「がさつき」とは画質が不均一でざらつき感があることを言う。
(c)粒径5μm以下のトナー粒子含有量が15〜35個数%である。
15個数%未満では、画像再現性、解像性などが損なわれ、形成される画像の画像品位が劣化する。一方35個数%を超えると、トナーの帯電量分布がブロードになり、かぶり、感光体のクリーニング不良などが発生し易くなり、画像形成装置の耐用期間を縮める。また、トナー粒子が凝集体を形成しやすくなるため、本来の粒径を超えるトナー凝集体の影響で、画像に白抜けなどの画像不良が発生し、画像の解像性が低下する。
さらに、本発明の非磁性トナーは、累積体積分布における大粒径側からの累積体積が50%になる粒径D50Vおよび累積体積分布における大粒径側からの累積体積が90%になる粒径D90Vが式(2)を満たす。
0.160<(D50V−D90V)/D50V<0.255 …(2)
(D50V−D90V)/D50Vがこの範囲にあると、高解像度化および高精細化に寄与し得る5μm以下のトナー粒子を確保しながらも、特に凝集性低下の原因になり、また過度の電荷(Q/m)を保持しやすいが故に現像ローラ、キャリアなどの表面上に付着し易い3μm以下のトナー粒子の含有量を低減化できるので、さらに長期にわたって一層安定的に画像の高品位および高画質を維持できる。0.160未満では、トナーの生産性が著しく低下して実用的でない。0.255を超えると、現像ローラ、キャリアなどへの固着が発生し易く、それによってトナー飛散、かぶり、白抜けなどの画像不良が発生し易くなり、画像形成装置の使用期間が長くなるほどその傾向が顕著になるおそれがある。
さらに、本発明の非磁性トナーは、粒径3〜5μmのトナー粒子含有量が13〜30個数%であることが好ましい。13個数%未満では、画像の高解像度化および高精細化が不充分になるおそれがある。30個数%を超えると、トナーの凝集性が高まり、またトナーの帯電性が低下するので、かぶりの発生が増加するおそれがある。
さらに本発明の非磁性トナーは、平均円形度が0.94〜1.0であることが好ましい。平均円形度がこの範囲にあると、トナーの流動性、静電潜像に対する現像性、トナー像の記録媒体に対する転写性などが一層向上し、一層高品位の画像を長期間にわたって安定的に形成できる。0.94未満では、トナー粒子に鋭角部分があり、該鋭角部分に過剰な電荷が集中し易いので、現像性および転写性が低下し易い。また流動性が低くなり、印刷枚数の増加とともに不良帯電トナーが増加し、かぶり、トナー飛散などが発生し易くなるおそれがある。加えて、鋭角部分が現像装置内で受けるストレスによって粉砕・欠落し易いので、印刷枚数の増加とともに現像装置内部で鋭角部分由来の微粉が増加し、流動性の低下、不良帯電トナーの増大を招き、かぶり、トナー飛散などが発生し易くなるおそれがある。なお、円形度であるので、1.0が真球であり、1.0を超える値は存在しない。
本発明の非磁性トナーは、トナー原料の溶融混練物を粗粉砕し、さらに流動層型ジェット粉砕機によって微粉砕し、必要に応じて分級することによって製造できる。
トナー原料としては、結着樹脂および着色剤を必須成分とし、それ以外に、電荷制御剤、離型剤、流動性改良剤などを使用できる。
結着樹脂としては、特に限定されるものではなく、黒トナーまたはカラートナー用の公知の結着樹脂を使用することができる。たとえば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合樹脂などのスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂などが挙げられる。また、原料モノマー混合物に離型剤を混合し、重合反応を行って得られる樹脂を用いても良い。結着樹脂は1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。
着色剤として、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、イエロートナー用着色剤、マゼンタトナー用着色剤、シアントナー用着色剤、ブラックトナー用着色剤などが挙げられる。
イエロートナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるC.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー5、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17などのアゾ系顔料、黄色酸化鉄、黄土などの無機系顔料、C.I.アシッドイエロー1などのニトロ系染料、C.I.ソルベントイエロー2、C.I.ソルベントイエロー6、C.I.ソルベントイエロー14、C.I.ソルベントイエロー15、C.I.ソルベントイエロー19、C.I.ソルベントイエロー21などの油溶性染料などが挙げられる。
マゼンタトナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるC.I.ピグメントレッド49、C.I.ピグメントレッド57、C.I.ピグメントレッド81、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ソルベントレッド19、C.I.ソルベントレッド49、C.I.ソルベントレッド52、C.I.ベーシックレッド10、C.I.ディスパーズレッド15などが挙げられる。
シアントナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるC.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ソルベントブルー55、C.I.ソルベントブルー70、C.I.ダイレクトブルー 25、C.I.ダイレクトブルー86などが挙げられる。
ブラックトナー用着色剤としては、たとえば、チャンネルブラック、ローラーブラック、ディスクブラック、ガスファーネスブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラックが挙げられる。これら各種カーボンブラックの中から、得ようとするトナーの設計特性に応じて、適切なカーボンブラックを適宜選択すればよい。
これらの顔料以外にも、紅色顔料、緑色顔料などを使用できる。着色剤は1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。また、同色系のものを2種以上用いることができ、異色系のものをそれぞれ1種または2種以上用いることもできる。
着色剤はマスターバッチの形態で使用される。着色剤のマスターバッチは、一般的なマスターバッチと同様にして製造できる。たとえば、合成樹脂の溶融物と着色剤と混練して着色剤を合成樹脂中に均一に分散させた後、得られる溶融混練物を造粒することによって製造できる。合成樹脂には、トナーの結着樹脂と同種のものかまたはトナーの結着樹脂に対して良好な相溶性を有するものが使用される。このとき、合成樹脂と着色剤との使用割合は特に制限されないけれども、好ましくは合成樹脂100重量部に対して30〜100重量部である。また、マスターバッチは、たとえば、粒径2〜3mm程度に造粒される。
また、着色剤の含有量は特に制限されないけれども、好ましくは結着樹脂100重量部に対して4〜20重量部である。これはマスターバッチ量ではなく、トナー中に含まれる着色剤そのものの量である。したがって、トナーにおける着色剤含有量が前記範囲になるように、マスターバッチの使用量を調整するのが好ましい。着色剤をこの範囲で用いることによって、トナーの各種物性を損なうことなく、高い画像濃度を有し、画質品位の非常に良好な画像を形成することができる。
電荷制御剤としてはこの分野で常用される正電荷制御用および負電荷制御用のものを使用できる。正電荷制御用の電荷制御剤としては、たとえば、ニグロシン染料、塩基性染料、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン、ニグロシン染料およびその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、グアニジン塩、アミジン塩などが挙げられる。負電荷制御用の電荷制御剤としては、オイルブラック、スピロンブラックなどの油溶性染料、含金属アゾ化合物、アゾ錯体染料、ナフテン酸金属塩、サリチル酸およびその誘導体の金属錯体および金属塩(金属はクロム、亜鉛、ジルコニウムなど)、ホウ素化合物、脂肪酸石鹸、長鎖アルキルカルボン酸塩、樹脂酸石鹸などが挙げられる。電荷制御剤は1種を単独で使用できまたは必要に応じて2種以上を併用できる。電荷制御剤の使用量は特に制限されず広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは、結着樹脂100重量部に対して0.5〜3重量部である。
離型剤としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、パラフィンワックスおよびその誘導体、マイクロクリスタリンワックスおよびその誘導体などの石油系ワックス、フィッシャートロプシュワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、低分子量ポリプロピリンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィン系重合体ワックス(低分子量ポリエチレンワックスなど)およびその誘導体などの炭化水素系合成ワックス、カルナバワックスおよびその誘導体、ライスワックスおよびその誘導体、キャンデリラワックスおよびその誘導体、木蝋などの植物系ワックス、蜜蝋、鯨蝋などの動物系ワックス、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステルなどの油脂系合成ワックス、長鎖カルボン酸およびその誘導体、長鎖アルコールおよびその誘導体、シリコーン系重合体、高級脂肪酸などが挙げられる。なお、誘導体には、酸化物、ビニル系モノマーとワックスとのブロック共重合物、ビニル系モノマーとワックスとのグラフト変性物などが含まれる。ワックスの使用量は特に制限されず広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは、結着樹脂100重量部に対して0.2〜20重量部である。
流動性改良剤は外添剤として用いられ、たとえば、トナー表面に付着させることによってその効果が発揮される。流動性改良剤としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、酸化ケイ素、酸化チタン、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸バリウムなどが挙げられる。流動性改良剤は1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。流動性改良剤の使用量は特に制限されないけれども、好ましくは、トナー粒子100重量部に対して0.1〜3.0重量部である。
これらのトナー原料は、外添剤を除いて、ヘンシェルミキサ、スーパーミキサ、メカノミル、Q型ミキサなどの混合機により混合され、得られる原料混合物は2軸混練機、1軸混練機、連続式2本ロール型混練機などの混練機によって70〜180℃程度の温度にて溶融混練される。得られるトナー原料の溶融混練物は冷却固化される。
冷却固化後のトナー原料の溶融混練物は、カッターミル、フェザーミルなどによって粗粉砕される。得られる粗粉砕物は、微粉砕される。微粉砕には、粒子衝突式ジェットミル、流動層型ジェット粉砕機などが用いられる。これらの粉砕機は、複数の方向からトナー粒子を含む気流を衝突させることによってトナー粒子同士を衝突させてトナー粒子の粉砕を行うものである。このような粉砕機は、たとえば、ホソカワミクロン株式会社などから市販されている。これによって、本発明に規定の特定の粒度分布を有する非磁性トナーを製造できる。さらに必要に応じて分級などの粒度調整を行ってもよい。本発明の非磁性トナーを得るには、着色剤を含むマスターバッチを用いることと、トナー原料の溶融混練物の冷却固化物を一旦粗粉砕した後に、微粉砕することが肝要である。冷却固化物を直接微粉砕しても所望の粒度分布を有する非磁性トナーを得ることはできない。また、微粉砕を前述のような粉砕原理を有する粉砕機以外の粉砕機、たとえば衝突板式ジェットミル(トナー粒子をジェット気流に載せて衝突板にぶつけて粉砕する粉砕機)で実施しても、所望の粒度分布を有する非磁性トナーは得られない。
また、粗粉砕および流動層型ジェット粉砕機を用いる微粉砕を行う場合でも、微粉砕の後に旋回式風力分級機(ローター式分級機)を用いて分級を行う場合には、粉砕条件および分級条件によって本発明の非磁性トナーが得られる場合と、得られない場合とがある。本発明の非磁性トナーが得られる場合の条件設定の一例を示せば、流動層型ジェット粉砕機のローターの回転数を3000〜4850rpm、旋回式風力分級機のローターの回転数を3100〜3950rpm、旋回式風力分級機への粉砕品供給量を15〜50kg/hおよび旋回式風力分級機へのエアー流量を15.0〜17.0Nm/mとすればよい。これらの範囲から適宜選択することによって、本発明に規定の粒度分布を持つ非磁性トナーが得られる。
このようにして得られるトナー粒子は、図1に示す体積分布を有する。図1は、トナー粒子の概略的な体積分布を示すグラフであり、Aの破線は本発明のトナー粒子およびBは従来のトナー粒子(引用文献1のトナー粒子)をそれぞれ示す。図1において、横軸が体積平均粒径(μm)であり、縦軸がトナー粒子の全体積に対する当該体積平均粒径(μm)を有するトナー粒子の体積の割合である。図1から、本発明のトナー粒子は、D50VからD 90V にかけての小粒径側が従来のトナー粒子に比べて急峻になることによって、トナー飛散およびかぶりの発生が非常に少ないけれども、小粒径トナーを一定量含むので画像再現性の点でも優れている。また、D50VからD 10V にかけての大粒径側が従来のトナー粒子に比べてブロード(緩やか)になることによって、トナー粒子の流動性が確保されるとともに、ハーフトーン画像が再現し易くなる。
このような粒度分布を持つことによって、本発明の非磁性トナーは、従来のトナーでは相反する特性とされてきた画像再現性と流動性という2つの特性を、両方とも高水準で併せ持つことに成功したものである。
このトナー粒子は、そのまま本発明の非磁性トナーとして使用でき、さらに必要に応じてこのトナー粒子と外添剤とを混合して本発明の非磁性トナーとしてもよい。
本発明の2成分現像剤は、本発明の非磁性トナーとキャリアとを含む。キャリアとしては、公知の磁性粒子を使用できる。磁性粒子の具体例としては、たとえば、鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属、これらの金属とアルミニウム、鉛などの金属との合金などが挙げられる。これらの中でも、フェライトが好ましい。
また、磁性粒子に樹脂を被覆したもの、樹脂中に磁性粒子を分散させたもの(樹脂分散型キャリア)などをキャリアとして用いてもよい。磁性粒子に被覆する樹脂としては特に制限はないけれども、たとえば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン/アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂、フッ素含有重合体系樹脂などが挙げられる。また、樹脂分散型キャリアのための樹脂としても特に制限されないが、たとえば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。
キャリアの形状が、球形または扁平形状が好ましい。
キャリアの粒径は特に制限されないけれども、高画質化を考慮すると、好ましくは30〜50μmである。
キャリアの抵抗率は、好ましくは10Ω・cm以上、さらに好ましくは1012Ω・cm以上である。抵抗率は、粒子を0.50cmの断面積を有する容器に入れてタッピングした後、該容器内に詰められた粒子上に1kg/cmの荷重を掛け、荷重と底面電極との間に1000V/cmの電界が生ずる電圧を印加したときの電流値を読み取ることから得られる値である。抵抗率が低いと、現像スリーブにバイアス電圧を印加した場合にキャリア粒子に電荷が注入されて像担持体面にキャリア粒子が付着し易くなり、またバイアス電圧のブレークダウンが起こり易くなる。
キャリアの磁化強さ(最大磁化)は、好ましくは10〜60emu/g、さらに好ましくは15〜40emu/gである。磁化強さは現像ローラ上の磁束密度にもよるけれども、現像ローラの一般的な磁束密度の条件下においては、10emu/g未満では磁気的な束縛力が働かず、キャリア飛散の原因となるおそれがある。また、60emu/gを超えると、キャリアの穂立ちが高くなり過ぎる非接触現像では、像担持体と非接触状態を保つことが困難になり、接触現像ではトナー像に掃き目が現れ易くなる可能性がある。
本発明の2成分現像剤におけるトナーとキャリアとの使用割合は特に制限されず、トナーおよびキャリアの種類に応じて適宜選択できるけれども、樹脂被覆キャリア(密度5〜8g/cm)に例をとれば、該現像剤中に、トナーが該現像剤全量の2〜30重量%、好ましくは2〜20重量%含まれるように、トナーを用いればよい。
本発明の2成分現像剤において、トナーによるキャリアの被覆率が40〜80%であることが好ましい。
図2は、本発明の画像形成方法を実行する画像形成装置1の構成を模式的に示す図である。画像形成装置1は、記録媒体5に画像を形成する画像形成部2と、記録媒体5を画像形成部2に供給する給紙部3と、原稿台6に載置される原稿の画像を読取る画像読取部4とを含んで構成される。
画像形成部2は、画像形成ユニット10y,10m,10c,10kと、転写ユニット11と、定着ユニット12と、排紙ユニット13とを含んで構成される。
画像形成ユニット10y,10m,10c,10kは、記録媒体担持体である搬送ベルト23の移動(回転)方向である副操作方向、すなわち矢符23aの方向の上流側からこの順番で一列に配列され、像担持体である感光体14y,14m,14c,14k表面に各色相の画像情報に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像を現像して各色のトナー像を形成する。すなわち、画像形成ユニット10yはイエローの画像情報に対応するトナー像を形成し、画像形成ユニット10mはマゼンタ色の画像情報に対応するトナー像を形成し、画像形成ユニット10cはシアン色の画像情報に対応するトナー像を形成し、画像形成ユニット10kはブラック色の画像情報に対応するトナー像を形成する。
画像形成ユニット10yは、感光体14yと、帯電手段15yと、露光ユニット16yと、現像手段17yと、クリーニング手段18yとを含む。
感光体14yは、図示しない回転駆動手段により軸心回りに回転駆動可能に設けられ、その表面に静電潜像が形成されるローラ状部材である。感光体14yの回転駆動手段は、CPU(中央演算処理装置)に備えられる制御手段によって制御される。感光体14yは、たとえば、図示しない円筒状または円柱状の導電性基体と、導電性基体の表面に形成される図示しない感光層とを含んで構成される。導電性基体には、たとえば、アルミニウム素管を使用できる。また感光層は、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層して形成されてもよく、電荷発生物質と電荷輸送物質とを1つの層に含むものであってもよい。感光層と導電性基体との間に下地層を設けてもよい。さらに、感光層の表面に保護層を設けてもよい。
帯電手段15yは、感光体14yの表面を所定の極性の電位に帯電させる。本実施の形態では、帯電手段15yには非接触のコロナ帯電器が使用される。なお、帯電手段15yは、コロナ帯電器に限定されることなく、帯電ローラ、帯電ブラシなどの接触方式の帯電器であってもよい。本実施の形態では、帯電手段15yは感光体14y表面を−600Vに帯電する。
露光ユニット16yは、帯電状態にある感光体14y表面にイエローの画像情報に応じた信号光(レーザ光)を照射し、イエローの画像情報に対応する静電潜像を形成する装置であり、図示しない半導体レーザ素子と、ポリゴンミラー19yと、fθレンズ20yと、ミラー21y,22yとを含んで構成される。半導体レーザ素子は、後述する画像読取部4から原稿台6に載置される原稿の画像情報のイエローに対応する画素信号が入力され、該画素信号に応じて変調されるドット光であるレーザ光を発する。ポリゴンミラー19yは、半導体レーザ素子からのレーザ光を主走査方向に偏向させる。fθレンズ20yおよび複数のミラー21y,22yは、ポリゴンミラー19yによって偏向されるレーザ光を感光体14y表面に結像させる。本実施の形態では、露光ユニット16yは、感光体14y表面に、イエローの画像情報に対応する露光電位−70Vの静電潜像を形成する。
現像手段17yは、感光体14y表面を臨みかつ感光体14yとの間に空隙を有して離隔するように設けられ、感光体14y表面に形成されるイエローの画像情報に対応する静電潜像にイエロートナーを供給してイエロートナー像とする。現像手段17yは、図示しないけれども、現像ローラと、撹拌ローラと、現像槽と、トナー補給容器とを含む。現像ローラは、現像槽の開口部を介して感光体14y表面に僅かな間隙を有して離隔し、かつ図2の紙面に向かって反時計周りの方向に回転駆動可能に現像槽によって支持され、固定磁極を内包するローラ状部材であり、イエロートナーを感光体14y表面の静電潜像に供給する。現像ローラには、図示しない現像バイアス印加手段によって、トナーと同極性、すなわち負極性の現像バイアスが印加される。本実施の形態では、現像ローラには現像バイアスとして−240Vの直流電圧が印加される。撹拌ローラは、現像槽の内部に軸心回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材であり、現像ローラ表面にイエロートナーを供給する。現像槽は、現像ローラおよび撹拌ローラならびに所定の粒度分布を有するイエロートナーと磁性キャリアとを含む本発明の2成分現像剤を収容する。トナー補給容器は現像槽の鉛直方向上部に接するように設けられ、現像槽とは図示しない貫通孔であるトナー補給孔によって連通している。本発明のイエロートナーは流動性に優れるので、トナー補給孔のトナー補給容器側に設けられるトナー補給用ローラを設けなくても、イエロートナーを何らの支障なく、現像槽側に供給できる。また、トナー補給容器と現像槽とを離隔するように設け、トナー補給容器と現像槽とをトナー搬送用パイプによって接続し、該トナー搬送用パイプを介してトナー補給容器から現像槽にイエロートナーを補給する構成を採ることができる。このような簡易な構成を採れば、画像形成装置1内部の簡略化、画像形成装置1の小型化、画像形成装置1の製造コストの低下などを図り得る。
本実施の形態において現像槽に収容されるイエロートナーは、撹拌ローラの撹拌によって磁性キャリアと摩擦されて帯電されて負帯電状態となり、現像ローラに供給される。現像槽内に収容されるイエロートナーは、撹拌ローラの撹拌によって帯電されて現像ローラ表面に供給され、つぎに感光体14yと現像ローラとの電位差などを利用して感光体14y表面の静電潜像に供給され、イエローの画像情報に対応するトナー像を形成する。
クリーニング手段18yは、感光体14y表面のイエロートナー像が、後述する搬送ベルト23に担持搬送される記録媒体5に転写された後に、感光体14y表面に残存するイエロートナーを除去、回収する。クリーニング手段18yは、本発明の所定の粒度分布を有するトナーが感光体表面から除去され易いので、たとえば、感光体表面に当接するように設けられるクリーニングブレードと、該クリーニングブレードによって感光体表面から除去される廃トナー容器とを含む簡単な構成とすることができる。これによって、画像形成装置1の内部構造の簡略化、製造コストの低下などを図り得る。
画像形成ユニット10yによれば、感光体14yを軸心回りに回転駆動させながら、帯電手段15yによって感光体14y表面を帯電させ、帯電状態にある感光体14y表面に、露光ユニット16yからイエローの画像情報に対応する信号光を照射してイエローの画像情報に対応する静電潜像を形成し、この静電潜像に現像手段17によってイエロートナーを供給してイエロートナー像を形成する。このイエロートナー像は、後述のように、感光体14yの表面に圧接し、矢符23aの方向に駆動する搬送ベルト23に担持搬送される記録媒体5に転写される。トナー像転写後の感光体14y表面に残留するイエロートナーは、クリーニング手段18yにより除去回収される。
画像形成ユニット10m,10c,10kは、それぞれマゼンタトナー、シアントナーまたはブラックトナーを含む現像剤を使用する以外は、画像形成ユニット10yに類似の構造を有するので、同一の参照符号を付し、さらに各参照符号の末尾に、マゼンタを示す「m」、シアンを示す「c」またはブラックを示す「k」を付し、説明を省略する。
転写ユニット11は、搬送ベルト23と、転写ローラ24y,24m,24c,24kと、駆動ローラ25と、従動ローラ26と、除電手段27とを含んで構成される。
搬送ベルト23は、副操作方向すなわち矢符23aの方向に回転駆動可能にかつ像担持体である感光体14y,14m,14c,14kにこの順番で圧接するように設けられ、駆動ローラ25および従動ローラ26に張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状部材であり、記録媒体5を担持して搬送する記録媒体担持体である。搬送ベルト23の感光体14y,14m,14c,14kに圧接する位置が、各色トナー像の転写位置である。搬送ベルト23は、後述する給紙部3によって供給される記録媒体5を担持して搬送し、記録媒体5には、感光体14y,14m,14c,14kとの転写位置において各色トナー像が重ね合わされて転写され、多色トナー像が形成される。
転写ローラ24y,24m,24c,24kは、それぞれ、搬送ベルト23を介して感光体14y,14m,14c,14kに圧接し、図示しない駆動手段によりその軸心回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。転写ローラ24y,24m,24c,24kと、感光体14y,14m,14c,14kとの圧接位置が、搬送ベルト23によって担持搬送される記録媒体5への各色トナー像の転写位置である。転写ローラ24y,24m,24c,24kには、感光体14y,14m,14c,14k表面のトナー像を搬送ベルト23に担持搬送される記録媒体5上に転写するために、トナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
駆動ローラ25は、図示しない駆動手段によって回転駆動可能に設けられるローラ状部材であり、搬送ベルト23を回転駆動させる。駆動ローラ25は、CPUに備えられる制御手段によって制御される。
従動ローラ26は、搬送ベルト23の回転に従動可能に設けられ、搬送ベルト23に一定の張力を付与するテンションローラとしての機能を有するローラ状部材である。
除電手段27は、搬送ベルト23の回転駆動方向すなわち矢符23aの方向において、感光体14kと転写ローラ24kとの圧接部よりも下流側に、かつ搬送ベルト23と定着ユニット12との最近接部よりも上流側に設けられる。除電手段27には、図示しない交流電圧印加手段によって交流電圧の印加を受けて、搬送ベルト23を除電して搬送ベルト23に静電吸着される記録媒体5を搬送ベルト23から分離し易くし、記録媒体5の搬送ベルト23から定着ユニット12への送給を円滑に行う。
転写ユニット11によれば、感光体14y,14m,14c,14k上に形成される各色トナー像を、搬送ベルト23に担持搬送される記録媒体5の所定位置に重ね合わせて転写し、多色トナー像を形成する。多色トナー像を担持する記録媒体5は、定着ユニット12に供給される。
定着ユニット12は、加熱ローラ28と、加圧ローラ29とを含む。加熱ローラ28は、図示しない駆動手段により、軸心回りに回転駆動可能に設けられる。加熱ローラ28の内部には、ハロゲンランプなどの加熱手段が設けられる。加圧ローラ29は、図示しない駆動手段により回転駆動可能にまたは加熱ローラ28の回転駆動に従動可能にかつ加熱ローラ28に圧接するように設けられる。搬送ベルト23から加熱ローラ28と加圧ローラ29との圧接部に多色トナー像を担持する記録媒体5が搬送され、多色トナー像が加熱加圧を受けることによって、多色トナー像が記録媒体5に定着される。
定着ユニット12によれば、多色トナー像を担持する記録媒体5が加熱ローラ28と加圧ローラ29との圧接部において加熱および加圧され、多色トナー像が記録媒体5に定着する。定着ユニット12によって多色トナー像が定着された記録媒体5は、画像形成装置1の排紙ユニット13に搬送される。
排紙ユニット13は、排紙トレイ30と、排紙ローラ31a,31bとを含んで構成される。排紙トレイ30は画像形成装置1の筐体外側に設けられ、画像形成装置1の内部から排出されるトナー像定着済み記録媒体5を貯留する。排紙ローラ31a,31bは、画像形成装置1の内部において、画像形成装置1の筺体に形成される図示しない排紙口近傍に設けられ、定着ユニット12から搬送されるトナー像定着済みの記録媒体5を画像形成装置1の外部に排出して排紙トレイ30に載置する。排紙ユニット13によれば、トナー像定着済みの記録媒体5を画像形成装置1外部の排紙トレイ30に排出する。
画像形成部2によれば、感光体14y,14m,14c,14k表面に画像情報に対応する各色トナー像が形成され、これが搬送ベルト23上の記録媒体5上に重ね合わされて転写されて多色トナー像が形成され、この多色トナー像は定着ユニット12において記録媒体5に定着され、多色トナー像が定着された記録媒体5は排紙トレイ30に排出される。
給紙部3は、記録媒体カセット32と、ピックアップローラ33と、レジストローラ34、記録媒体搬送ローラ35とを含んで構成される。記録媒体カセット32は、B5、B4、A4、A3などの各サイズの普通紙、カラーコピー用紙などの記録紙、オーバーヘッドプロジェクター用シート(OHPシート)などの記録媒体5を収容する。ピックアップローラ33は、記録媒体カセット32内に収容される記録媒体5を、搬送路Pに1枚ずつ送給する。レジストローラ34は、感光体14y上のトナー像が感光体14yと転写ローラ24yとの圧接部である転写位置に搬送されるのに同期して、搬送ベルト23上に記録媒体5を送給し、該転写位置に記録媒体5を送給する。記録媒体搬送ローラ35は、搬送路Pにおいて、記録媒体5のレジストローラ34への搬送を補助する。なお、記録媒体5の両面に画像を形成する場合は、定着ユニット12によって一方の面にトナー像が定着された後、搬送路A、搬送路B、搬送路Cおよび搬送路Dを経由して画像形成部2に送給され、他方の面にもトナー像が転写され、定着される。なお、搬送路Aに送給された記録媒体5は、搬送路Bの記録媒体搬送ローラ35によって搬送方向を反転され、搬送路Cに向けて送給される。給紙部3によれば、感光体14y上のトナー像が感光体14yと転写ローラ24yとの圧接部である転写位置に搬送されるのに同期して、搬送ベルト23上に1枚ずつ記録媒体5を送給する。
画像読取部4は、原稿台6と、第1の原稿走査ユニット36と、第2の原稿走査ユニット37と、光学レンズ38と、CCD(Charge Coupled Device)ラインセンサ39とを含んで構成される。
原稿台6は、その上面が原稿台6に対して開閉可能な状態で支持され、原稿が載置される原稿載置面が設けられる。原稿台6への原稿の載置は、ユーザーによって手動で行われるものであってもよく、図示しない自動原稿送り装置によって行われてもよい。
第1原稿走査ユニット36は原稿台6の下面に対して一定の距離を保ちつつ、一定の走査速度で平行に往復移動するように設けられ、原稿画像表面を露光する露光ランプと、原稿からの反射光像を第2原稿走査ユニット37の方向に偏向する第1ミラーとを含む。
第2原稿走査ユニット37は、第1原稿走査ユニット36と一定の速度関係を保って第1原稿走査ユニット36と平行に往復移動するように設けられ、第1原稿走査ユニット36の第1ミラーにより偏向された原稿からの反射光像をさらに光学レンズ38の方向に偏向する第2ミラーおよび第3ミラーを含む。
光学レンズ38は、第2原稿走査ユニット37の第3ミラーにより偏向された原稿からの反射光像を縮小し、縮小された光像をCCDラインセンサ39上の所定位置に結像させる。CCDラインセンサ39は、結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力する。CCDラインセンサ39は、白黒画像あるいはカラー画像を読み取り、該画像の画像情報を各色の電気信号に変換して露光ユニット16y,16m,16c,16kにそれぞれ出力する。
画像読取部4によれば、原稿台6に載置される原稿から画像情報を読み取り、該画像情報を各色の電気信号に変換して露光ユニット16y,16m,16c,16kに出力する。
画像形成装置1によれば、画像読取部4によって読み取られる画像情報に基づいて、各色トナー像を形成し、これを記録媒体5上に転写および定着させて、原稿に基づく画像を形成する。
本実施の形態では、画像形成装置1は、感光体14y,14m,14c,14kのトナー像を直接記録媒体5に転写する直接転写方式を用いるけれども、直接転写方式に限定されることなく、感光体上のトナー像を中間転写ベルトなどの中間転写媒体に転写した後、該中間転写媒体に転写されるトナー像を記録媒体に転写する中間転写方式の画像形成装置であってもよい。
以下に実施例および比較例を挙げ、本発明を具体的に説明する。
なお、得られるトナー粒子の粒度および円形度はつぎのようにして測定した。
[粒度測定法]
まず、測定用試料を調製した。100mlビーカーに、塩化ナトリウム(1級)の1重量%水溶液(電解液)20ml入れた。これにアルキルベンゼンスルホン酸塩(分散剤)0.5mlおよびトナー試料3mgを順次添加し、5分間超音波分散した。これに全量が100mlになるように塩化ナトリウム(1級)の1重量%水溶液を添加し、再度5分間超音波分散したものを測定用試料とした。この測定用試料について、コールターカウンターTA−III(商品名、コールター社製)を用い、アパーチャー径100μm、測定対象粒径が個数基準で2〜40μmの条件下に測定を行い、測定結果から本発明の規定に係わる数値を算出した。
[円形度測定法]
粒度測定の場合と同様にして、測定用試料を調製した。フロー式粒子像分析装置(商品名:FPIA−2000型、シスメックス(株)製)によって、測定用試料中に分散するトナー粒子の静止画像を撮影し、画像解析し、粒子像の投影面積と周囲長とを求め、下記式に基づいて円形度を算出した。
円形度=(粒子の投影面積に等しい円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
測定用試料中の2000〜5000サンプルについて円形度を求め、平均値を算出した。粒子像が真円であれば円形度は1になり、表面形状が複雑になるほど円形度の値は小さくなる。
(実施例1〜16および比較例1〜36)
Figure 0004260803
なお、着色剤の配合割合は顔料のみに換算した配合割合であり、実際には、ポリエステルと各顔料の1つとを含み、顔料含有量がポリエステルと顔料との合計量の40重量%である粒径2〜3mmのマスターバッチを用いた。
ポリエステル(結着樹脂、商品名:ハイマー、三洋化成(株)製)100重量部、表1に示す所定量の着色剤およびサリチル酸亜鉛(商品名:TN−105、保土ヶ谷化学工業(株)製)2.0重量部をこの配合割合(重量部)で含むトナー原料45kgをヘンシェルミキサ(商品名:FMミキサ、三井鉱山(株)製)によって10分間混合した。この原料混合物を、二軸押出混練機(商品名:PCM65、(株)池貝)で混練し、室温まで冷却した後、カッターミル(商品名:VM−16、オリエント(株)製)で粗粉砕した。続いて、流動層型ジェット粉砕機(ホソカワミクロン(株)製)にて微粉砕した後、これを旋回式風力分級機(ホソカワミクロン(株)製)を用いて分級し、非磁性トナーを製造した。その際、流動層型ジェット粉砕機のローターの回転数(2500〜4850rpm)、旋回式風力分級機のローターの回転数(3100〜3950rpm)、旋回式風力分級機への粉砕品供給量(15〜50kg/h)および旋回式風力分級機へのエアー流量(13〜17Nm/m)を制御し、4色の非磁性トナーを製造した。実施例1〜および比較例1〜9がマゼンタトナー、実施例および比較例10〜18がシアントナー、実施例12および比較例19〜27がイエロートナー、ならびに実施例1316および比較例28〜36がブラックトナーである。
得られた各非磁性トナーの粒度分布および平均円形度を表2〜5に示す。なお、実施例1〜16および比較例1〜36における4色のトナーは、いずれも同等の粒度分布および平均円形度を有していた。
Figure 0004260803
Figure 0004260803
Figure 0004260803
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(実施例1720および比較例37〜45)
実施例1〜および比較例1〜9で得られたマゼンタトナー100重量部および負電荷性疎水性シリカ(体積平均粒径10nm)1.0重量部をヘンシェルミキサで5分間混合して非磁性トナーの外添品を得た。さらに、非磁性トナー外添品5重量部とフェライトキャリア(体積平均粒径45μm)95部とをV型混合機(商品名:V−5、(株)特寿工作所製)にて20分間混合して、実施例1720および比較例37〜45の2成分現像剤を得た。
実施例1720および比較例37〜45で得られた2成分現像剤について下記の方法によって流動性を評価した。また、実施例1720および比較例37〜45で得られた2成分現像剤を市販複写機(商品名:AR−C280、シャープ(株)製、2成分現像剤使用の画像形成装置)に充填し、かぶり発生の有無、クリーニング性、画像再現性(細線再現性)について評価し、さらに総合評価を行った。結果を表6に示す。
[流動性]
嵩比重測定器(筒井理化学器械(株)製)を用い、JIS K−5101−12−1に従って、流動性評価を行った。嵩比重値が大きいほど、流動性が良好である。嵩比重値が0.350未満で×(流動性不良)、0.350〜0.370で△(やや不良)、0.370以上で○(流動性良好)と三段階評価した。
[かぶり]
複写初期の印字画像について、非画像部のかぶりを測色色差計(商品名:Color Meter ZE2000、日本電色工業(株)製)を用い、非画像部の白色度(WB値)と転写紙の白色度との差を求め、かぶり発生の基準とした。この値が小さいほど,カブリは少ない。0.5未満で○(良好)、0.5以上、1.5未満で△(実使用上問題ない水準)、1.5以上で×(不良)とした。
[クリーニング性]
1万枚の連続複写後に、感光体上のクリーニング不良発生の有無を目視にて評価した。クリーニング不良が発生していない場合を○、クリーニング不良が発生している場合を×とした。
[画像再現性(細線再現性)]
1ドットのライン画像を、デジタルハイビジョンマイクロスコープ(商品名:BS−7800、ソニック(株)製)を用い、200倍に拡大した画像をモニター出力し、これを顕微鏡観察して3段階評価を行った。評価基準は次のとおりである。
○:画像品質が良好(ラインが連続して再現されており、ライン幅にバラツキがない)
△:実用上問題ないレベル(ラインに欠損はないが、幅にバラツキが多い);
×:画像品質が不良(ラインに欠損があるかまたは幅のバラツキが大きく、十分に再現されていない)。
[解像性]
解像度チャートを出力し、1200dpiの細線が解像できるかどうかで判定し、つぎの評価基準で評価した。
○:細線が完全に分離している
△:分離が不完全である
×:分離していない
[総合評価]
◎:極めて良好
○:良い
△:普通
×:悪い

Figure 0004260803
表6から、本発明の2成分現像剤が、流動性、かぶりの発生防止、クリーニング性、画像再現性および解像性のいずれをも高い水準で充足することがわかる。
マゼンタトナー以外のトナーについて同様の評価を行ったところ、同様の結果が得られた。
本発明および従来のトナー粒子の概略的な体積分布を示すグラフである。 本発明の画像形成方法において使用する画像形成装置の構成を模式的に示す図である。
符号の説明
1 画像形成装置
2 画像形成部
3 給紙部
4 画像読取部
5 記録媒体
6 原稿台
10y,10m,10c,10k 画像形成ユニット
11 転写ユニット
12 定着ユニット
13 排紙ユニット
14y,14m,14c,14k 感光体
15y,15m,15c,15k 帯電手段
16y,16m,16c,16b 露光ユニット
17y,17m,17c,17b 現像手段
18y,18m,18c,18b クリーニング手段
23 搬送ベルト
24y,24m,24c,24k 転写ローラ
25 駆動ローラ
26 従動ローラ
27 除電手段
28 加熱ローラ
29 加圧ローラ
30 排紙トレイ
31a,31b 排紙ローラ
32 記録媒体カセット
33 ピックアップローラ
34 レジストローラ
35 記録媒体搬送ローラ

Claims (7)

  1. 結着樹脂および着色剤を含む非磁性トナーにおいて、累積体積分布における大粒径側からの累積体積が10%になる粒径D10Vおよび累積体積分布における大粒径側からの累積体積が90%になる粒径D90Vが下記式(1)を満たし、累積体積分布における大粒径側からの累積体積が50%になる粒径D50Vが5〜8μmの範囲にあり、さらに粒径5μm以下のトナー粒子含有量が15〜35個数%であって、かつ、D 50V とD 90V が下記式(2)を満たすことを特徴とする非磁性トナー。
    0.415≦(D10V−D90V)/D10V≦0.475 …(1)
    0.160<(D 50V −D 90V )/D 50V <0.255 …(2)
  2. 粒径3〜5μmのトナー粒子含有量が13〜30個数%であることを特徴とする請求項記載の非磁性トナー。
  3. 平均円形度が0.94〜1.0であることを特徴とする請求項1または2記載の非磁性トナー。
  4. 結着樹脂および着色剤含有マスターバッチの溶融混練物を粗粉砕し、さらに流動層型ジェット粉砕機によって微粉砕し、分級して得られることを特徴とする請求項1〜のうちのいずれか1つに記載の非磁性トナー。
  5. 請求項1〜のいずれか1つのトナーとキャリアとを含むことを特徴とする2成分現像剤。
  6. キャリアの粒径が30〜50μmであることを特徴とする請求項記載の2成分現像剤。
  7. 感光体表面を帯電させて、帯電状態にある感光体表面に信号光を照射して画像情報に対応する静電潜像を形成させ、感光体表面に静電潜像に現像剤中のトナーを供給してトナー像を形成させて、感光体表面のトナー像を記録媒体に転写し、トナー像を記録媒体に定着させたのち、トナー像転写後の感光体表面を清浄化する、現像剤として2成分現像剤を用いる電子写真方式の画像形成方法において、現像剤として請求項5または6の2成分現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090031016A (ko) * 2007-09-21 2009-03-25 삼성정밀화학 주식회사 토너의 제조방법
JP4489111B2 (ja) * 2007-11-13 2010-06-23 シャープ株式会社 トナー、二成分現像剤およびトナーの製造方法
JP5206044B2 (ja) * 2008-03-17 2013-06-12 株式会社リコー 省エネ小粒径トナーの製造方法及び製造装置
US9523934B2 (en) 2013-07-17 2016-12-20 Stratasys, Inc. Engineering-grade consumable materials for electrophotography-based additive manufacturing
US20150024317A1 (en) * 2013-07-17 2015-01-22 Stratasys, Inc. High-Performance Consumable Materials for Electrophotography-Based Additive Manufacturing
JP7214338B2 (ja) * 2017-09-27 2023-01-30 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 静電荷像現像用トナー、トナーセット、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
US10908523B2 (en) * 2017-09-27 2021-02-02 Fuji Xerox Co., Ltd. Toner and toner set
JP2019061178A (ja) * 2017-09-27 2019-04-18 富士ゼロックス株式会社 静電荷像現像用トナー、トナーセット、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2763318B2 (ja) * 1988-02-24 1998-06-11 キヤノン株式会社 非磁性トナー及び画像形成方法
EP0468752B1 (en) * 1990-07-26 1995-12-20 Konica Corporation Image forming apparatus
JP2899193B2 (ja) * 1992-06-08 1999-06-02 キヤノン株式会社 静電荷像現像用トナー及び画像形成方法
JP3407580B2 (ja) 1997-01-28 2003-05-19 ミノルタ株式会社 静電潜像現像用トナー
US5976750A (en) * 1997-01-28 1999-11-02 Minolta Co., Ltd. Electrostatic latent image-developing toner containing specified toner particles and specified external additives
JP3601944B2 (ja) * 1997-08-04 2004-12-15 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 非磁性1成分現像剤
JPH1091000A (ja) 1997-10-06 1998-04-10 Seiko Epson Corp 一成分現像装置
US6649315B1 (en) * 1998-08-27 2003-11-18 Nippon Zeon Co., Ltd. Nonmagnetic one component developer and developing method
JP3957032B2 (ja) * 2000-06-21 2007-08-08 株式会社リコー 粉体トナー、その収納手段および粉体トナー供給方法
US6461783B1 (en) * 2001-05-18 2002-10-08 Dpi Solutions, Inc. Micro-serrated color toner particles and method of making same
JP2003156876A (ja) * 2001-11-19 2003-05-30 Mitsubishi Chemicals Corp 非磁性一成分現像剤及びそれを用いる画像形成方法
JP2003162091A (ja) * 2001-11-26 2003-06-06 Mitsubishi Chemicals Corp 非磁性一成分現像剤の製造方法
JP3982743B2 (ja) * 2002-01-23 2007-09-26 株式会社リコー トナー及び画像形成方法並びにトナーの製造方法
JP4105480B2 (ja) * 2002-05-31 2008-06-25 株式会社リコー トナー搬送装置
JP2004121958A (ja) * 2002-10-01 2004-04-22 Ricoh Co Ltd 流動槽型ジェット粉砕機
JP4472387B2 (ja) * 2004-03-11 2010-06-02 株式会社リコー 画像形成方法
JP2005352118A (ja) * 2004-06-10 2005-12-22 Ricoh Co Ltd 画像形成装置及び画像形成方法
EP1612618A1 (en) * 2004-06-10 2006-01-04 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus, image forming method and process cartridge
JP2005043918A (ja) 2004-10-13 2005-02-17 Ricoh Co Ltd カラートナーとキャリアとからなる2成分現像剤を用いる画像形成装置

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