JP5865311B2 - 現像剤、画像形成方法、及び現像剤の製造方法 - Google Patents
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Description
印字率A(%)=(a/b)×100
上記式中、aは、被転写体11表面における実際に画像が形成される領域の面積である。bは、被転写体11表面における画像を形成することが可能な領域の面積である。
非架橋のポリエステル樹脂i
ビスフェノールA(2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン)50mol%及びコハク酸50mol%を、それぞれ、容量2Lの4つ口フラスコに投入した。このフラスコは、温度計、ステンレススチール製攪拌機、ガラス製窒素ガス導入管及び流下式コンデンサーを備えるものであった。このフラスコをマントルヒーターにセットし、ガラス製窒素ガス導入管より窒素ガスを導入し、フラスコ内を窒素ガスを用いて不活性雰囲気に保った状態で230℃まで昇温させ、この状態を維持しながら重合反応を進行させた。なお、飛散又は昇華等によって単量体(原料モノマー)が減少した場合には、減少量に相当する量の単量体をフラスコ内に補充した。反応系のサンプリングを適時行って、重合物の酸化を測定し、酸価が5mgKOH/gに達した時点で重合反応を停止させ、反応生成物をバットに取り出し、室温まで冷却することにより非架橋のポリエステル樹脂iを調製した。非架橋のポリエステル樹脂iのゲル分率は0質量%であった。
原料モノマーとしてビスフェノールAを50mol%、テレフタル酸を30mol%及び1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸を20mol用いた以外は、非架橋のポリエステル樹脂iを調製する場合と同様の操作を行って、架橋ポリエステル樹脂iiを得た。架橋ポリエステル樹脂iiのゲル分率は80質量%であった。
原料モノマーとしてビスフェノールAを50mol%及びテレフタル酸を50mol%用いた以外は非架橋のポリエステル樹脂iを調製する場合と同様の操作を行って、非架橋のポリエステル樹脂iiiを得た。非架橋のポリエステル樹脂iiiのゲル分率は0質量%であった。
原料モノマーとしてビスフェノールAを50mol%、コハク酸を20mol%及び1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸を30mol用いた以外は、非架橋のポリエステル樹脂iを調製する場合と同様の操作を行って、架橋ポリエステル樹脂ivを得た。架橋ポリエステル樹脂ivのゲル分率は90質量%であった。
原料モノマーとしてビスフェノールAを50mol%、コハク酸を25mol%及びピロメリット酸を25mol用いた以外は、非架橋のポリエステル樹脂iを調製する場合と同様の操作を行って、架橋ポリエステル樹脂vを得た。架橋ポリエステル樹脂vのゲル分率は84質量%であった。
架橋ポリエステル樹脂粒子A
架橋ポリエステル樹脂iiをロートプレックス粉砕機(ホソカワミクロン社製)で粗粉砕した後、ターボミル(マツボー社製、「T−250型」)にて、回転数6000rpmでさらに粉砕した。粉砕後、分級機(マツボー社製、「EJ−L−3型」)を用いて風力分級を行って、個数平均粒径が8.3μmである架橋ポリエステル樹脂粒子Aを得た。
架橋ポリエステル樹脂iiを、ターボミルの回転数を10000rpmにして粉砕の粒径を小さくし、さらに分級時に微粉を収集して分級を繰り返した以外は、架橋ポリエステル樹脂粒子Aを調製する場合と同様の操作を行って、最大粒径1.9μmの架橋ポリエステル樹脂粒子Bを調製した。
架橋ポリエステル樹脂iiについて、ターボミルの回転数を3000rpmに変更して粉砕の粒径を大きくし、さらに分級時に微粉を収集して分級を繰り返した以外は、架橋ポリエステル樹脂粒子Aを調製する場合と同様の操作を行って、最小粒径30.2μmの架橋ポリエステル樹脂粒子Cを調製した。
架橋ポリエステル樹脂iiに代えて、非架橋のポリエステル樹脂iiiを用い、ターボミルの回転数を4800rpmとした以外は、架橋ポリエステル樹脂粒子Aを調製する場合と同様の操作を行って、個数平均粒径7.6μmの非架橋のポリエステル樹脂粒子Dを調製した。
架橋ポリエステル樹脂iiを、ターボミルの回転数を9600rpmに変更し、さらに分級時に微粉を収集して分級を繰り返した以外は、架橋ポリエステル樹脂粒子Aを調製する場合と同様の操作を行って、個数平均粒径2.8μmの架橋ポリエステル樹脂粒子Eを調製した。
架橋ポリエステル樹脂iiを、ターボミルの回転数を3500rpmに変更して粉砕の粒径を大きくし、さらに分級時に微粉を収集して分級を繰り返した以外は、架橋ポリエステル樹脂粒子Aを調製する場合と同様の操作を行って、個数平均粒径28.5μmの架橋ポリエステル樹脂粒子Fを調製した。
架橋ポリエステル樹脂iiを架橋ポリエステル樹脂ivに代え、さらに粉砕時の回転数を6500rpmとした以外は、架橋ポリエステル樹脂粒子Aを調製する場合と同様の操作を行って、個数平均粒径8.8μmの架橋ポリエステル樹脂粒子Gを調製した。
架橋ポリエステル樹脂ivを架橋ポリエステル樹脂vに代えた以外は架橋ポリエステル樹脂粒子Gを調製する場合と同様の操作を行って、個数平均粒径8.6μmの架橋ポリエステル樹脂粒子Hを調製した。
下記の成分をヘンシェルミキサー(日本コークス社製、「FM−20B」)で撹拌混合した。
非架橋のポリエステル樹脂i 47質量%
帯電制御剤(藤倉化成社製、「FAC−207P」) 5質量%
磁性粉(三井金属社製のマグネタイト、「TN−15」) 45質量%
離型剤(日油社製、「WEP−3」) 3質量%
次いで、得られた混合物を2軸押出機(東芝機械社製、「TEM−26SS」)で溶融混練し、ロートプレックス粉砕機(ホソカワミクロン社製)で粗粉砕した後、ターボミル(マツボー社製、「T−250型」)で粉砕した。さらに、分級機(マツボー社製、「EJ−L−3型」)で風力分級を行って、平均粒径7.8μmのトナー粒子aを得た。
トナー粒子aに対して、架橋ポリエステル樹脂粒子Aを、得られる現像剤中の含有割合が3.2個数%となるように添加し、粒子混合物を得た。この粒子混合物100質量部に対し、0.8質量部のシリカ微粒子(アエロジル社製、「RA200」)及び1.0質量部の酸化チタン粒子(チタン工業社製)を添加し、ヘンシェルミキサーにて混合撹拌することによりまぶし処理(外添処理)を行って、実施例1の現像剤を得た。
トナー粒子aに対して、架橋ポリエステル樹脂粒子Aを、その含有割合が0.5個数%となるように添加した以外は、実施例1と同様の操作を行って、実施例2の現像剤を得た。
トナー粒子aに対して、架橋ポリエステル樹脂粒子Aを、その含有割合が5.0個数%となるように添加した以外は、実施例1と同様の操作を行って、実施例3の現像剤を得た。
下記の成分を、ヘンシェルミキサー(日本コークス社製、「FM−20B」)で撹拌混合した。
非架橋のポリエステル樹脂i 42質量%
架橋ポリエステル樹脂ii 5質量%
帯電制御剤(藤倉化成社製、「FAC−207P」 5質量%
磁性粉(三井金属社製のマグネタイト、「TN−15」) 45質量%
離型剤(日油社製、「WEP−3」) 3質量%
次いで、得られた混合物を2軸押出機(東芝機械社製、「TEM−26SS」)で溶融混練し、ロートプレックス粉砕機(ホソカワミクロン社製)で粗粉砕した後、ターボミル(マツボー社製、「T−250型」)で粉砕した。そして、分級機(マツボー社製、「EJ−L−3型」)で風力分級を行った。その際に、軽量である架橋ポリエステル樹脂粒子が分級で取り除かれないように、風量を弱くして分級を繰り返し、トナー粒子と架橋ポリエステル樹脂粒子の粒子混合物を得た。
実施例3にて得られた現像剤を用い、後述の画像特性評価を行う際に、5枚の用紙(サイズ:A4)に画像を形成する毎に、用紙1枚分の間隔(非露光区間、非露光工程)を空けて次の用紙に画像を形成した。それ以外は、実施例3と同様に評価を行った。
トナー粒子aに対して、架橋ポリエステル樹脂粒子Eを、その含有割合が0.6個数%となるように添加した以外は、実施例1と同様の操作を行って、実施例6の現像剤を得た。
トナー粒子aに対して、架橋ポリエステル樹脂粒子Fを、その含有割合が0.5個数%となるように添加した以外は、実施例1と同様の操作を行って、実施例7の現像剤を得た。
トナー粒子aに対して、架橋ポリエステル樹脂粒子Gを、その含有割合が2.9個数%となるように添加した以外は、実施例1と同様の操作を行って、実施例8の現像剤を得た。
トナー粒子aに対して、架橋ポリエステル樹脂粒子Hを、その含有割合が3.1個数%となるように添加した以外は、実施例1と同様の操作を行って、実施例9の現像剤を得た。
トナー粒子aに対して、架橋ポリエステル樹脂粒子Aを、その含有割合が0.4個数%となるように添加した以外は、実施例1と同様の操作を行って、実施例10の現像剤を得た。
トナー粒子aに対して、架橋ポリエステル樹脂粒子Aを、その含有割合が5.2個数%となるように添加した以外は、実施例1と同様の操作を行って、実施例11の現像剤を得た。
トナー粒子aに対して、架橋ポリエステル樹脂粒子Bを、その含有割合が3.3個数%となるように添加した以外は、実施例1と同様の操作を行って、比較例1の現像剤を得た。
トナー粒子aに対して、架橋ポリエステル樹脂粒子Cを、その含有割合が2.8個数%となるように添加した以外は、実施例1と同様の操作を行って、比較例2の現像剤を得た。
トナー粒子aに対して、非架橋のポリエステル樹脂粒子Dを、その含有割合が3.1個数%となるように添加した以外は、実施例1と同様の操作を行って、比較例3の現像剤を得た。
トナー粒子a100質量部に対し、シリカ微粒子(アエロジル社製、「RA200」)を0.8質量部、酸化チタン粒子(チタン工業社製、「EC100」)を1.0質量部添加し、これを上記のヘンシェルミキサー中で混合攪拌して外添処理(まぶし処理)を行った。その後、架橋ポリエステル樹脂粒子Aを、その含有割合が3.0個数%となるように添加し、さらに混合撹拌を行なった。つまり、トナー粒子aと架橋ポリエステル樹脂粒子Aとには、同一の外添処理が行われなかった。
得られた現像剤を、プレパラート上に1層になるようにセットし、これを、光学顕微鏡を用いて500〜3000倍の倍率で観察した。本実施例及び比較例にて得られた現像剤においては、架橋ポリエステル樹脂粒子は着色されていないため白く見え、トナー粒子はマグネタイトが含有されているため黒く見える。そして、画像解析ソフト(三谷商事社製、「Win ROOF」)を用い、トナー粒子と架橋ポリエステル樹脂粒子とを合計で10000個以上となるようにカウントし、トナー粒子と架橋ポリエステル樹脂粒子との合計個数に対する架橋ポリエステル樹脂粒子の存在割合(個数%)を求めた。なお、比較例3においては非架橋のポリエステル樹脂粒子の個数をカウントし、その存在割合を求めた。
画像解析ソフト(三谷商事社製、「Win ROOF」)を用いて粒径を測定した。個数平均粒径を採用する場合は、それらの平均値を求めた。
印刷機(京セラミタ社製、「LS−4020DN(モノクロプリンター)」の改造機)の現像器部に得られた現像剤200gをセットし、さらにコンテナにも現像剤を充填した。次いで、後述する方法で各種の画像評価(3−1、3−2、及び3−3)を行った。なお、上記の印刷機には、図2にて示すような像担持体及びその周辺装置及びクリーニング部材が備えられている。
現像剤を印刷機にセットし、白紙を出力した。画像部上及び現像ローラー上の層乱れの発生の有無を目視で確認し、以下の基準で評価した。なお、画像部上の層乱れの発生の評価は、白紙上のかぶりの有無を目視で確認することで行った。なお、白紙上にかぶりが発生する場合には、用紙の搬送方向において、現像ローラーの一周に対応する周期でかぶりの発生が確認できる。
○:画像部上及び現像ローラー上のいずれにも層乱れが発生した。
△:画像部上には層乱れは発生しなかったが、現像ローラー上には発生した。
×:画像部上及び現像ローラー上のいずれにも層乱れが発生した。
現像剤をセットした後、印字率が80%となるような原稿を2000枚印刷した。その後、白紙を出力し、画像部上及び現像ローラー上の層乱れの発生の有無を目視で確認し、以下の基準で評価した。
○:画像部上及び現像ローラー上のいずれにも層乱れが発生した。
△:画像部上には層乱れは発生しなかったが、現像ローラー上には層乱れが発生した。
×:画像部上及び現像ローラー上のいずれにも層乱れが発生した。
5000枚の用紙を準備し、これらの用紙左端から2cmの箇所に幅2cmのベタ縦帯画像を印字した。そして、印刷機中の像担持体(感光ドラム)を28℃かつ80%RHの環境下で12時間放置した。その後、28℃かつ80%RHの環境下で、1枚の用紙の全面にハーフトーン画像(50%画像)を出力し、その画像を目視で観察した。以下の基準で評価した。
○:ハーフトーンの画像がきちんと出力されていた。
△:ハーフトーン画像が像担持体の画像流れにより、ややぼやけていた。
×:ハーフトーン画像が像担持体の画像流れにより、ぼやけていた。
定着部における熱ローラーの定着温度を、10℃きざみで設定した。そして、2.5cm×2.5cmのベタ画像を連続して10枚印字し、熱ローラーにおいてオフセットが発生するか否かを目視で観察し、オフセットが発生する温度を求めた。なお、オフセット発生温度は、実施例1と実施例4とにおいて測定した。
メチルエチルケトンを溶媒とし、80℃かつ24時間の条件で、ソックスレー抽出法によりポリエステル樹脂のゲル分率を測定した。
2 トナー粒子
3 架橋ポリエステル樹脂粒子
4 外添剤
5 像担持体
6 帯電装置
6a 正帯電
7 露光装置
7a 露光
8 現像ローラー
9 現像器
10 転写ローラー
11 被転写体
12 定着ローラー
13 クリーニング部材
Claims (7)
- 結着樹脂及び磁性粉を含むトナー粒子と、
2μm以上30μm以下の粒径を有し、無機粒子を含まない架橋ポリエステル樹脂粒子と、
無機酸化物を含む外添剤と、
を含有し、
前記トナー粒子の表面と前記架橋ポリエステル樹脂粒子の表面とには、同一の処理態様で前記外添剤が付着している、現像剤。 - 前記架橋ポリエステル樹脂粒子の含有割合が、前記トナー粒子と前記架橋ポリエステル樹脂粒子との合計個数に対して0.5個数%以上5.0個数%以下である、請求項1に記載の現像剤。
- 前記トナー粒子は5μm以上12μm以下の粒径を有し、
前記外添剤は0.01μm以上1.0μm以下の粒径を有する、請求項1又は2に記載の現像剤。 - 前記トナー粒子は、前記結着樹脂として非架橋のポリエステル樹脂を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の現像剤。
- 結着樹脂及び磁性粉を含むトナー粒子と、
2μm以上30μm以下の粒径を有する架橋ポリエステル樹脂粒子と、
外添剤と、
を含有し、
前記トナー粒子及び前記架橋ポリエステル樹脂粒子には、前記外添剤を用いて同一の外添処理が施されている現像剤を用いる、画像形成方法であって、
転写を行った後に、像担持体の表面に残留する前記トナー粒子及び前記架橋ポリエステル樹脂粒子をクリーニング部材を用いて掻き取る掻き取り工程と、
被転写体の表面における印字率が80%以上である場合に、前記架橋ポリエステル樹脂粒子を像担持体表面に飛翔させるために用紙1枚分に相当する区間の非露光区間を設ける非露光工程と、
を含む、画像形成方法。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の現像剤を製造する方法であって、
結着樹脂及び磁性粉を含む前記トナー粒子と、2μm以上30μm以下の粒径を有する前記架橋ポリエステル樹脂粒子とが混合されてなる粒子混合物を調製する調製工程と、
前記粒子混合物に対し、前記外添剤による外添処理を行う外添工程と、
を含む、現像剤の製造方法。 - 前記調製工程において、
前記結着樹脂及び前記磁性粉を混合して混合物を得、前記混合物を溶融混練した後に粉砕して前記トナー粒子を調製し、
前記トナー粒子に前記架橋ポリエステル樹脂粒子を配合させて前記粒子混合物を調製する、請求項6に記載の現像剤の製造方法。
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