JP7380001B2 - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
しかしながら、特定画像形成装置において、小粒径のシリカを用いて、高温高湿環境下かつ低画像密度で長期間画像を出力した場合、外添剤の埋没が発生し、トナーの流動性が低下する。トナーの流動性が低下すると、既存のトナーとトナーカートリッジからの新たなトナーとの混合性が低下するため、トナーの帯電分布が広がり、画像かぶりが生じやすくなる。また、大粒径のシリカを用いて、低温低湿環境下かつ高画像密度で長期間画像を出力した場合、トナーの流動性が高くなる。トナーの流動性が高くなると、トナーは帯電し難くなり、浮遊トナー(「クラウドトナー」ともいう。)として現像手段から排出され、機内汚染が発生しやすくなる。
像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、トナー粒子と、個数平均粒子径が110nm以上130nm以下、大径側個数粒度分布指標(上側GSDp)が1.080未満であり、平均円形度が0.94以上0.98以下であり、且つ、円形度が0.92以上の割合が80個数%以上であるシリカ粒子とを含有する静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段であって、回転軸と、前記回転軸の外周面に螺旋状に形成され、それぞれ位相が異なって配置された複数の螺旋羽根と、を有し、且つ前記複数の螺旋羽根の少なくとも1つは前記回転軸の軸方向において螺旋羽根が不連続となる領域を介する搬送部材を備え、前記搬送部材により前記静電荷像現像剤が撹拌されつつ搬送される現像手段と、前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、を備える画像形成装置。
<2>
前記シリカ粒子は、前記大径側個数粒度分布指標(上側GSDp)が1.075未満である、<1>に記載の画像形成装置。
<3>
前記シリカ粒子は、小径側個数粒度分布指標(下側GSDp)が1.080未満である、<1>又は<2>に記載の画像形成装置。
<4>
前記シリカ粒子は、前記平均円形度が0.95以上0.97以下である、<1>~<3>のいずれか1つに記載の画像形成装置。
<5>
前記シリカ粒子は、前記円形度が0.92以上の割合が85個数%以上である、<1>~<4>のいずれか1つに記載の画像形成装置。
<6>
前記静電荷像現像用トナーは、個数平均粒子径が5nm以上50nm以下の無機酸化物粒子をさらに含む、<1>~<5>のいずれか1つに記載の画像形成装置。
<7>
前記トナー粒子は、結着樹脂として、スチレンアクリル樹脂を含む、<1>~<6>のいずれか1つに記載の画像形成装置。
<8>
前記トナー粒子は、結着樹脂として、非晶性ポリエステル樹脂を含む、<1>~<7>のいずれか1つに記載の画像形成装置。
<9>
前記搬送部材は、前記複数の螺旋羽根が前記回転軸の外周面に均等な位相配置で配置される<1>~<7>のいずれか1つに記載の画像形成装置。
<10>
前記搬送部材は、前記複数の螺旋羽根の少なくとも1つが前記不連続となる領域を2つ以上介する<1>~<9>のいずれか1つに記載の画像形成装置。
<11>
前記搬送部材は前記不連続となる領域に、径方向に突出する平板状の板羽根を有する<1>~<10>のいずれか1つに記載の画像形成装置。
<12>
前記回転軸の軸方向での全体の長さに対する前記螺旋羽根が形成された軸方向の区間の割合が40%以上である<1>~<11>のいずれか1つに記載の画像形成装置。
<13>
トナー粒子と、個数平均粒子径が110nm以上130nm以下、大径側個数粒度分布指標(上側GSDp)が1.080未満であり、平均円形度が0.94以上0.98以下であり、且つ、円形度が0.92以上の割合が80個数%以上であるシリカ粒子とを含有する静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像用トナーにより、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段であって、回転軸と、前記回転軸の外周面に螺旋状に形成され、それぞれ位相が異なって配置された複数の螺旋羽根と、を有し、且つ前記複数の螺旋羽根の少なくとも1つは前記回転軸の軸方向において螺旋羽根が不連続となる領域を介する搬送部材を備え、前記搬送部材により前記静電荷像現像剤が撹拌されつつ搬送される現像手段を備える画像形成装置に着脱する、プロセスカートリッジ。
特定画像形成装置において、静電荷像現像用トナーにおける外添剤として、個数平均粒子径が110nm以上130nm以下であり、且つ、大径側個数粒度分布指標(上側GSDp)が1.080以上であるシリカ粒子のみを含む場合に比べて、画像かぶりの発生及び機内汚染の発生の両方を抑制する画像形成装置が提供される。
<2>に係る発明によれば、
大径側個数粒度分布指標(上側GSDp)が1.075以上である場合に比べて、画像かぶりの発生及び機内汚染の発生の両方を抑制する画像形成装置が提供される。
<3>に係る発明によれば、
小径側個数粒度分布指標(下側GSDp)が1.080以上である場合に比べて、画像かぶりの発生及び機内汚染の発生の両方を抑制する画像形成装置が提供される。
<4>に係る発明によれば、
平均円形度が0.95未満又は0.97超えである場合に比べて、画像かぶりの発生及び機内汚染の発生の両方を抑制する画像形成装置が提供される。
<5>に係る発明によれば、
円形度が0.92以上の割合が85個数%未満である場合に比べて、画像かぶりの発生及び機内汚染の発生の両方を抑制する画像形成装置が提供される。
<9>に係る発明によれば、
搬送部材は、複数の螺旋羽根が前記回転軸の外周面に略同一位相で配置される場合に比べ、画像かぶりの発生及び機内汚染の発生の両方を抑制する画像形成装置が提供される。
<10>に係る発明によれば、
搬送部材は、複数の螺旋羽根の少なくとも1つが不連続となる領域を1つのみ介する場合に比べ、画像かぶりの発生及び機内汚染の発生の両方を抑制する画像形成装置が提供される。
<11>に係る発明によれば、
特定画像形成装置において、静電荷像現像用トナーにおける外添剤として、個数平均粒子径が110nm以上130nm以下であり、且つ、大径側個数粒度分布指標(上側GSDp)が1.080以上であるシリカ粒子のみを含む場合に比べて、搬送部材は不連続となる領域に、径方向に突出する平板状の板羽根を有し、画像かぶりの発生及び機内汚染の発生の両方を抑制する画像形成装置が提供される。
<12>に係る発明によれば、
回転軸の軸方向での全体の長さに対する螺旋羽根が形成された軸方向の区間の割合が40%未満である場合に比べ、画像かぶりの発生及び機内汚染の発生の両方を抑制する画像形成装置が提供される。
<13>に係る発明によれば、
静電荷像現像用トナーにおける外添剤として、個数平均粒子径が110nm以上130nm以下であり、且つ、大径側個数粒度分布指標(上側GSDp)が1.080以上であるシリカ粒子のみを含む場合に比べて、画像かぶりの発生及び機内汚染の発生の両方を抑制するプロセスカートリッジが提供される。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段であって、回転軸と、前記回転軸の外周面に螺旋状に形成され、それぞれ位相が異なって配置された複数の螺旋羽根と、を有し、且つ前記複数の螺旋羽根の少なくとも1つは前記回転軸の軸方向において螺旋羽根が不連続となる領域を介する搬送部材を備え、前記搬送部材により前記静電荷像現像剤が撹拌されつつ搬送される現像手段と、前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、を備える画像形成装置である。
以下、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーを、「特定のトナー」又は単に「トナー」とも称す。
以下、上記特性を有する本実施形態に係るシリカ粒子を、「第一シリカ粒子」とも称す。
その理由は定かではないが、以下のように推測される。
本実施形態に係る画像形成装置は、上記構成を有する第一シリカ粒子をトナー粒子に外添したトナーを収容する。第一シリカ粒子は、平均円形度が0.98以下であり、個数平均粒子径が130nm以下であり、且つ、大径側個数粒度分布指標(上側GSDp)が1.080未満である。つまり、第一シリカ粒子は、適度な粒子径を有し、且つ、大径及び真球の粒子が少ないシリカ粒子である。また、第一シリカ粒子は、個数平均粒子径が110nm以上であり、平均円形度が0.94以上であり、且つ、円形度が0.92以上の割合が80個数%以上のシリカ粒子である。つまり、第一シリカ粒子は、適度な粒子径を有し、且つ、小径及び異形の粒子の少ないシリカ粒子である。
上記のような適度な粒子径と適度な形状を有する第一シリカ粒子を用いることで、第一シリカ粒子がトナー粒子間で適度に流動し、かつトナー粒子に埋没することが抑制され、その結果、第一シリカ粒子が外添剤として適度に機能するものと考えられる。
本実施形態に係る画像形成装置が中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー画像が転写される中間転写体と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。
図1に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づく、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」ともいう)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に対して着脱するプロセスカートリッジであってもよい。
まず、動作に先立って、帯電ロール2Yによって感光体1Yの表面が-600V乃至-800Vの電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(例えば20℃における体積抵抗率1×10-6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂の抵抗)であるが、レーザ光線が照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3からレーザ光線3Yを照射する。それにより、イエローの画像パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた現像位置まで回転する。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによってトナー画像として現像され可視化される。
こうして、第1のユニット10Yにてイエローのトナー画像が転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー画像が重ねられて多重転写される。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
図2に示すプロセスカートリッジ200は、例えば、取り付けレール116及び露光のための開口部118が備えられた筐体117により、感光体107(像保持体の一例)と、感光体107の周囲に備えられた帯電ロール108(帯電手段の一例)、現像装置111(現像手段の一例)、及び感光体クリーニング装置113(クリーニング手段の一例)を一体的に組み合わせて保持して構成し、カートリッジ化されている。
図2中、109は露光装置(静電荷像形成手段の一例)、112は転写装置(転写手段の一例)、115は定着装置(定着手段の一例)、300は記録紙(記録媒体の一例)を示している。
次に、本実施形態に用いられるトナーカートリッジについて説明する。
本実施形態に用いられるトナーカートリッジは、本実施形態に用いられる特定のトナーを収容し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジである。トナーカートリッジは、画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するための補給用のトナーを収容するものである。
次に、本実施形態に用いられる現像手段について詳細に説明する。
本実施形態に用いられる現像手段は、特定のトナーを収容し、特定のトナーにより、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段であって、回転軸と、前記回転軸の外周面に螺旋状に形成され、それぞれ位相が異なって配置された複数の螺旋羽根と、を有し、且つ前記複数の螺旋羽根の少なくとも1つは前記回転軸の軸方向において螺旋羽根が不連続となる領域を介する搬送部材を備え、前記搬送部材により特定のトナーが撹拌されつつ搬送される。
ここで、図3は、本実施形態に用いられる現像手段の模式的側断面図であり、図4は、模式的平断面図である。
なお、本実施形態では、「搬送部材」の一例としてオーガーが挙げられる。例えば、図3及び図4で示される、サプライオーガー及びアドミックスオーガーは、本実施形態に用いられる搬送部材の一例である。
次に、第1実施形態に用いられる搬送部材について説明する。その一例として、現像剤撹拌搬送部材(本例では、アドミックスオーガー)178の構成について、図5を参照して説明する。ここで、図5は、第1実施形態に用いられる現像手段が備えるアドミックスオーガーの模式図である。
このように本実施形態に用いられる搬送部材は、複数の螺旋羽根が回転軸の外周面に均等な位相配置で配置されることが好ましい。
なお、複数の螺旋羽根において、均等な位相配置とは、軸方向にわたって位相差が変化しないことを意味しており、位相差が±5°以内であれば、位相差が変化しないものとみる。
図6(b)に最も良く示されるように、上記不連続部BP(本例では、図中、X(4),X(8),X(12),X(16)の4か所)において、不連続部BPを挟んで互いに対向する螺旋羽根178a,178bの上流側端部178au,178buと下流側端部178ad,178bdとは、互いに位相が90°異なる(90°ずれるように)ように配置されている。例えば、X(4)における不連続部BP(4)では、螺旋羽根178aの上流側端部178auは180°の位置に存在するように配置されているのに対し、下流側端部178adは90°の位置となるように配置されており、両者の取付位相差が90°となるように設定されている。また、螺旋羽根178bの上流側端部178buは0°(360°)の位置に存在するように配置されているのに対し、下流側端部178adは270°の位置となるように配置されており、両者の取付位相差が90°となるように設定されている。他の不連続部BP(8),BP(12),BP(16)においても同様に、不連続部BPを挟んで対向する各螺旋羽根178a,178bの上流側端部178au,178buと下流側端部178ad,178bdとの取付位相が90°異なるように設定配置されている。
次に、第2実施形態に用いられる搬送部材について説明する。その一例として、アドミックスオーガー178Aの構成について、図8を参照して説明する。なお、本実施の形態に係るアドミックスオーガー178Aは、第1実施形態に比し、軸方向の一部に撹拌用の板羽根を設けると共に、板羽根の下流側の螺旋羽根の構成を変更したものであり、第1実施形態と同様な機能を有する部材には、同様な符号を付し、その詳細な説明は省略する。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、トナーを少なくとも含む。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、トナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤であってもよい。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子と、個数平均粒子径が110nm以上130nm以下であり、大径側個数粒度分布指標(上側GSDp)が1.080未満であり、平均円形度が0.94以上0.98以下であり、且つ、円形度が0.92以上の割合が80個数%以上であるシリカ粒子と、を含む。本実施形態に係るトナーは、必要に応じて、無機酸化物粒子と、潤滑剤粒子と、無機酸化物粒子及び潤滑剤粒子以外の外添剤と、をさらに含んで構成される。
トナー粒子は、例えば、結着樹脂と、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他添加剤と、を含んで構成される。
結着樹脂としては、例えば、スチレン類(例えばスチレン、パラクロロスチレン、α-メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2-エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。
結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。
これらの結着樹脂は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
結着樹脂としては、スチレンアクリル樹脂が好適である。
スチレンアクリル樹脂は、スチレン系単量体(スチレン骨格を有する単量体)と(メタ)アクリル系単量体((メタ)アクリロイル基を有する単量体、好ましくは(メタ)アクリオイルオキシ基を有する単量体)とを少なくとも共重合した共重合体である。スチレンアクリル樹脂は、例えば、スチレン類の単量体と前述の(メタ)アクリル酸エステル類の単量体との共重合体を含む。なお、スチレンアクリル樹脂におけるアクリル樹脂部分は、アクリル系単量体及びメタクリル系単量体のいずれか、又は、それを重合してなる部分構造である。また、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」のいずれをも含む表現である。
これらの中で、スチレン系単量体としては、反応し易さ、反応の制御の容易さ、さらに入手性の点で、スチレンが好ましい。
なお、(メタ)アクリル系単量体のうち、これらの(メタ)アクリルエステルの中でも、トナーの定着性を高める観点から、炭素数2以上14以下(好ましくは炭素数2以上10以下、より好ましくは3以上8以下)のアルキル基を持つ(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。中でも、(メタ)アクリル酸n-ブチルが好ましく、アクリル酸n-ブチルが特に好ましい。
2官能の架橋剤としては、例えば,ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジ(メタ)アクリレート化合物(例えば、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、デカンジオールジアクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等)、ポリエステル型ジ(メタ)アクリレート、メタクリル酸2-([1’-メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル等が挙げられる。
3官能以上の架橋剤としては、トリ(メタ)アクリレート化合物(例えば、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等)、テトラ(メタ)アクリレート化合物(例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、オリゴエステル(メタ)アクリレート等)、2,2-ビス(4-メタクリロキシ、ポリエトキシフェニル)プロパン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジアリールクロレンデート等が挙げられる。
中でも、架橋性単量体としては、トナーの定着性を高める観点から、2官能以上の(メタ)アクリレート化合物が好ましく、2官能(メタ)アクリレート化合物がより好ましく、炭素数6~20のアルキレン基を有する2官能(メタ)アクリレート化合物がさらに好ましく、炭素数6~20の直鎖アルキレン基を有する2官能(メタ)アクリレート化合物が特に好ましい。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K 7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂が好適である。
ポリエステル樹脂としては、例えば、公知の非晶性ポリエステル樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂と共に、結晶性ポリエステル樹脂を併用してもよい。但し、結晶性ポリエステル樹脂は、全結着樹脂に対して、含有量が2質量%以上40質量%以下(好ましくは2質量%以上20質量%以下)の範囲で用いることがよい。
一方、樹脂の「非晶性」とは、半値幅が10℃を超えること、階段状の吸熱量変化を示すこと、又は明確な吸熱ピークが認められないことを指す。
非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。なお、非晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K 7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC-8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM-M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
なお、原料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。相溶性の悪い単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体が挙げられる。なお、結晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂は、結晶構造を容易に形成するため、芳香族を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族を有する重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ナフタレントリカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールは、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、ピグメントイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン3B、ブリリアントカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ピグメントレッド、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレートなどの種々の顔料、又は、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系などの各種染料等が挙げられる。
着色剤は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K 7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
ここで、コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂を含んで構成された被覆層と、で構成されていることがよい。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒子径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50000個である。
測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャンネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積16%となる粒子径を体積粒子径D16v、数粒子径D16p、累積50%となる粒子径を体積平均粒子径D50v、累積数平均粒子径D50p、累積84%となる粒子径を体積粒子径D84v、数粒子径D84pと定義する。
これらを用いて、体積粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2、数粒度分布指標(GSDp)は(D84p/D16p)1/2として算出される。
まず、測定対象となるトナー粒子を吸引採取し、扁平な流れを形成させ、瞬時にストロボ発光させることにより静止画像として粒子像を取り込み、その粒子像を画像解析するフロー式粒子像解析装置(シスメックス社製のFPIA-3000)によって求める。そして、平均円形度を求める際のサンプリング数は3500個とする。
なお、トナーが外添剤を有する場合、界面活性剤を含む水中に、測定対象となるトナー(現像剤)を分散させた後、超音波処理をおこなって外添剤を除去したトナー粒子を得る。
本実施形態に係るトナーは、個数平均粒子径が110nm以上130nm以下であり、大径側個数粒度分布指標(上側GSDp)が1.080未満であり、平均円形度が0.94以上0.98以下であり、且つ、円形度が0.92以上の割合が80個数%以上であるシリカ粒子(以下、「第一シリカ粒子」とも称す。)を含む。
(1)トナーをメタノールに分散させ、室温(23℃)にて撹拌後、超音波バスにて処理し、トナーから外添剤を分離する。続いて、遠心分離により、トナー粒子を沈降させ、外添剤が分散した分散液を回収する。その後、メタノールを留去し、外添剤を取り出す。
(2)体積平均粒子径100μmの樹脂粒子(ポリエステル、重量平均分子量Mw=50000)に、前記外添剤を分散させる。
(3)前記外添剤が分散された樹脂粒子を、エネルギー分散型X線分析装置(EDX装置)(堀場製作所製、EMAX Evolution X-Max80mm2)を取り付けた走査型電子顕微鏡(SEM)(日立ハイテクノロジーズ製、S-4800)を用いて観察し、倍率4万倍で画像を撮影する。この際、EDX分析によって、Siの存在に基づき、一視野内からシリカの一次粒子を300個以上特定する。SEMは、加速電圧15kV、エミッション電流20μA、WD15mmで観察し、EDX分析は、同条件で検出時間60分とする。
(4)得られた画像を、画像解析装置(LUZEXIII、(株)ニレコ製)に取り込み、画像解析により、各粒子の面積を求める。
(5)この測定された面積値から、シリカの粒子径を円相当径として求める。
(6)円相当径が80nm以上のシリカ粒子を100個選別する。
前記選別されたシリカ粒子について、円相当径の累積分布を小径側から描き、累積16%となる粒子径を個数粒子径D16p、累積50%となる粒子径を個数平均粒子径D50p、累積84%となる粒子径を個数粒子径D84pと定義する。そして、大径側個数粒度分布指標(上側GSDp)は、(D84p/D50p)1/2として、小径側個数粒度分布指標(下側GSDp)は、(D50p/D16p)1/2として算出される。
先述の第一シリカ粒子の個数平均粒子径の求め方において選別された100個について、各円形度を下記式(1)により算出する。得られた円形度の小径側から累積した頻度50%円形度を、第一シリカ粒子の平均円形度とする。
式(1):円形度=4π×(A/I2)
式(1)中、Iは画像上における一次粒子の周囲長を表し、Aは一次粒子の投影面積を表す。
また、平均円形度を求めた際の、100個の各円形度に占める、円形度0.92以上の個数割合を、第一シリカ粒子における円形度0.92以上のシリカ粒子の個数割合とする。
イオン交換水50mlに、試料となるシリカ粒子を0.2質量%入れ、マグネティックスターラーで撹拌しながらビュレットからメタノールを滴下していく。このとき、試料全量が溶液中に沈んだ終点におけるメタノール-イオン交換水混合溶液中のメタノール質量分率(%)(=メタノール添加量/(メタノール添加量+イオン交換水の量))を、疎水化度(%)として求める。
疎水化処理剤としては、例えば、アルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)を有する公知の有機珪素化合物が挙げられ、具体例には、アルコキシシラン化合物、シロキサン化合物、シラザン化合物等が挙げられる。上記の中でも、疎水化処理剤は、シロキサン化合物及びシラザン化合物の少なくとも一方を含むことが好ましい。疎水化処理剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
シラザン化合物としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン等が挙げられる。上記の中でも、シラザン化合物は、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)を含むことが好ましい。シラザン化合物は、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
本実施形態に係るトナーは、第一シリカ粒子以外のその他の外添剤(以下、単に「その他の外添剤」とも称す。)をさらに含んでいてもよい。その他の外添剤としては、例えば、無機酸化物粒子が挙げられる。無機酸化物粒子としては、SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等が挙げられる。上記の中でも、無機酸化物粒子としては、TiO2、SiO2、つまり、チタニア粒子又はシリカ粒子(以下「第二のシリカ粒子」とも称す。)を含むことが好ましい。
(1)トナーをメタノールに分散させ、室温(23℃)にて撹拌後、超音波バスにて処理し、トナーから外添剤を分離する。続いて、遠心分離により、トナー粒子を沈降させ、外添剤が分散した分散液を回収する。その後、メタノールを留去し、外添剤を取り出す。
(2)体積平均粒子径100μmの樹脂粒子(ポリエステル、重量平均分子量Mw=50000)に、前記外添剤を分散させる。
(3)前記外添剤が分散された樹脂粒子を、エネルギー分散型X線分析装置(EDX装置)(堀場製作所製、EMAX Evolution X-Max80mm2)を取り付けた走査型電子顕微鏡(SEM)(日立ハイテクノロジーズ製、S-4800)を用いて観察し、倍率4万倍で画像を撮影する。この際、EDX分析によって、各無機酸化物粒子に含まれる原子(Si、Ti等)の存在に基づき、一視野内から無機酸化物粒子の一次粒子を300個以上特定する。SEMは、加速電圧15kV、エミッション電流20μA、WD15mmで観察し、EDX分析は、同条件で検出時間60分とする。
(4)得られた画像を、画像解析装置(LUZEXIII、(株)ニレコ製)に取り込み、画像解析により、各粒子の面積を求める。
(5)この測定された面積値から、各無機酸化物粒子の粒子径を円相当径として求める。
(6)円相当径が80nm未満の粒子を100個選別する。前記選別された粒子について、円相当径の累積分布を小径側から描き、累積50%となる粒子径を、無機酸化物粒子の個数平均粒子径とする。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機酸化物粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
次に、本実施形態に係るトナーの製造方法について説明する。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
キャリアは、特に限定されず、公知のキャリアが挙げられる。キャリアとしては、例えば、磁性粉からなる芯材の表面に被覆樹脂を被覆した被覆キャリア;マトリックス樹脂中に磁性粉が分散・配合された磁性粉分散型キャリア;多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた樹脂含浸型キャリア;等が挙げられる。
なお、磁性粉分散型キャリアおよび樹脂含浸型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、これに被覆樹脂により被覆したキャリアであってもよい。
導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
(シリカ粒子分散液(1)の調製)
撹拌機、滴下ノズル、温度計を具備したガラス製反応容器にメタノール300部、10%アンモニア水70部を添加して混合し、アルカリ触媒溶液を得た。このアルカリ触媒溶液を30℃(滴下開始温度)に調整した後、撹拌しながら、テトラメトキシシラン185部と8%アンモニア水50部とを同時に滴下を行い、親水性のシリカ粒子分散液(固形分量12%)を得た。ここで、滴下時間は30分とした。その後、得られたシリカ粒子分散液をロータリーフィルターR-ファイン(寿工業社製)で固形分量40%まで濃縮した。この濃縮したものをシリカ粒子分散液(1)とした。
シリカ粒子分散液(1)の調製において、表1に従って、アルカリ触媒溶液の条件(メタノール量、アンモニア水の濃度及び量)、シリカ粒子の生成条件(アルカリ触媒溶液へのテトラメトキシシラン(TMOS)の量、アンモニア水の濃度及び総滴下量、TMOS及びアンモニア水の滴下時間及び滴下開始温度)を変更した以外は、シリカ粒子分散液(1)と同様にして、シリカ粒子分散液(2)~(8)及び(c1)~(c6)を調製した。
シリカ粒子分散液(1)を用いて、以下に示すようにして、シリカ粒子に対し超臨界二酸化炭素雰囲気下でシロキサン化合物による表面処理を行った。なお、表面処理には、二酸化炭素ボンベ、二酸化炭素ポンプ、エントレーナポンプ、撹拌機付きオートクレーブ(容量500ml)、圧力弁を具備した装置を用いた。
その後、ヒーターにより温度150℃、二酸化炭素ポンプにより圧力15MPaを維持し、オートクレーブ内で二酸化炭素の超臨界状態を維持させた状態で、上記シリカ粒子(未処理のシリカ粒子)100部に対して、予め疎水化処理剤としてヘキサメチルジシラザン(HMDS:有機合成薬品工業社製)20部に、シロキサン化合物として、粘度10000cStであるジメチルシリコーンオイル(DSO:商品名「KF-96(信越化学工業社製)」)0.3部を溶解した処理剤溶液をエントレーナポンプにてオートクレーブ内に注入した後、撹拌しながら、180℃で20分間反応させた。その後、再度超臨界二酸化炭素を流通させ、余剰の処理剤溶液を除去した。その後、撹拌を停止し、圧力弁を開けてオートクレーブ内の圧力を大気圧まで開放し温度を室温(25℃)まで下げた。
このように、溶媒除去工程、HMDS及びDSOによる表面処理を順次行い、表面処理シリカ粒子(S1)を得た。
表面処理シリカ粒子(S1)の調製と同様にして、表面処理シリカ粒子(S2)~(S10)及び(cS1)~(cS6)を得た。
特開2008-174430号公報の段落0051~0053と同様にして、表面処理シリカ粒子(cS7)を得た。また、特開2001-194824号公報の段落0019と同様にして、表面処理シリカ粒子(cS8)を得た。
(非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)の調製)
・テレフタル酸:70部
・フマル酸:30部
・エチレングリコール:45部
・1,5-ペンタンジオール:46部
撹拌装置、窒素導入管、温度センサ、及び精留塔を備えたフラスコに、上記の材料を仕込み窒素ガス気流下、1時間を要して温度を220℃まで上げ、上記材料の合計100部に対してチタンテトラエトキシド1部を投入した。生成する水を留去しながら0.5時間を要して240℃まで温度を上げ、該温度で1時間脱水縮合反応を継続した後、反応物を冷却した。こうして、重量平均分子量9500、ガラス転移温度62℃のポリエステル樹脂を合成した。
・1,10-デカンジカルボン酸:98部
・イソフタル酸ジメチル-5-スルホン酸ナトリウム:24部
・1,9-ノナンジオール:100部
・ジブチル錫オキサイド(触媒):0.3部
加熱乾燥した三口フラスコに、上記の成分を入れた後、減圧操作により容器内の空気を窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械撹拌にて180℃で5時間撹拌及び還流を行った。その後、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い2時間撹拌し、粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させ、結晶性ポリエステル樹脂を得た。分子量測定(ポリスチレン換算)で、結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は9700であり、融解温度は78℃であった。
(スチレンアクリル樹脂粒子分散液(B1)の調製)
スチレン:200部
n-ブチルアクリレート:50部
アクリル酸:1部
β-カルボキシエチルアクリレート:3部
プロパンジオールジアクリレート:1部
2-ヒドロキシエチルアクリレート:0.5部
ドデカンチオール:1部
フラスコに、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製ダウファックス)4部をイオン交換水550部に溶解した溶液を入れ、そこに上記の原料を混合した混合液を入れて乳化した。乳化液を10分間ゆっくりと撹拌しながら、過硫酸アンモニウム6部を溶解したイオン交換水50部を投入した。次いで、系内の窒素置換を充分に行い、オイルバスで系内が75℃になるまで加熱し、30分間重合した。
スチレン:110部
n-ブチルアクリレート:50部
β-カルボキシエチルアクリレート:5部
1,10-デカンジオールジアクリレート:2.5部
ドデカンチオール:2部
上記の原料を混合した混合液を入れて乳化し、乳化液を上記フラスコに120分間添加し、そのまま4時間乳化重合を継続した。これにより、重量平均分子量32,000、ガラス転移温度53℃、体積平均粒径240nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。前記樹脂粒子分散液にイオン交換水を加え、固形分量を20%に調整して、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(B1)とした。
・パラフィンワックス(日本精蝋(株)製 HNP-9) :100部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK) :1部
・イオン交換水 :350部
上記材料を混合して100℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社製)で分散処理し、体積平均粒径200nmの離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液(固形分量20%)を得た。
・カーボンブラック(キャボット社製、Regal330): 50部
・アニオン系界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬): 5部
・イオン交換水: 192.9部
上記成分を混合し、アルティマイザ(スギノマシン社製)により240MPaで10分処理し、クロ着色粒子分散液(固形分量:20%)を調製した。
・イオン交換水:200部
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1):150部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1):10部
・クロ着色粒子分散液:15部
・離型剤粒子分散液:10部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower):2.8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを3.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム(PAC、王子製紙(株)製:30%粉末品)2.0部をイオン交換水30部に溶解させたPAC水溶液を添加した。ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて30℃において分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し体積平均粒径が4.8μmとなるまで保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)60部を追加し30分保持した。その後、体積平均粒径が5.2μmとなったところで、さらに非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)60部を追加し30分保持した。続いて、10%のNTA(ニトリロ三酢酸)金属塩水溶液(キレスト70:キレスト株式会社製)を20部加えた後、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを9.0にした。その後、アニオン活性剤(TaycaPower):1.0部投入して撹拌を継続しながら85℃まで加熱し、5時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却後濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径6.0μmのトナー粒子(A1)を得た。
イオン交換水:400部
スチレンアクリル樹脂粒子分散液(B1):200部
クロ着色粒子分散液:40部
離型剤粒子分散液:12部
上記成分を、温度計、pH計、撹拌機を具備した反応容器に入れ、外部からマントルヒーターで温度制御しながら、温度30℃、撹拌回転数150rpmにて、30分間保持した。ホモジナイザー(IKAジャパン(株)製:ウルトラタラクスT50)で分散しながら、ポリ塩化アルミニウム(PAC、王子製紙(株)製:30%粉末品)2.1部をイオン交換水100部に溶解させたPAC水溶液を添加した。その後、50℃まで昇温し、コールターマルチサイザーII(アパーチャー径:50μm、コールター社製)にて粒径を測定し、体積平均粒径を5.0μmとした。その後樹脂粒子分散液(1)115部を追添加し、凝集粒子の表面に樹脂粒子を付着(シェル構造)させた。続いて、10%のNTA(ニトリロ三酢酸)金属塩水溶液(キレスト70:キレスト(株)製)を20部加えた後、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを9.0にした。その後、昇温速度を0.05℃/分にして91℃まで昇温し、91℃で3時間保持した後、得られたトナースラリーを85℃まで冷却し、1時間保持した。その後25℃まで冷却してマゼンタトナーを得た。これをさらにイオン交換水にて再分散し、ろ過することを繰り返して、ろ液の電気伝導度が20μS/cm以下となるまで洗浄を行った後、40℃のオーブン中で5時間真空乾燥して、トナー粒子(B1)を得た。
トナー粒子(A1)100部と、第一シリカ粒子(S1)1.5部と、無機酸化物粒子である個数平均粒子径40nmのチタニア粒子(テイカ社製)0.5部と、を混合し、サンプルミルを用いて回転速度13000rpmで30秒間混合した。目開き45μmの振動篩で篩分して、トナー(A1)を得た。
トナー粒子(B1)100部と、第一シリカ粒子(S1)1.5部と、無機酸化物粒子である個数平均粒子径40nmのチタニア粒子(テイカ社製)0.5部と、を混合し、サンプルミルを用いて回転速度13000rpmで30秒間混合した。目開き45μmの振動篩で篩分して、トナー(B1)を得た。
トナー粒子、第一シリカ粒子及び無機酸化物粒子の種類を、表2に示す仕様とした以外は、トナー(A1)と同様にして、各トナーを得た。
トナー粒子、第一シリカ粒子及び無機酸化物粒子の種類を、表2に示す仕様とした以外は、トナー(B1)と同様にして、各トナーを得た。
・個数平均粒子径40nmのシリカ粒子(日本アエロジル社製)
・個数平均粒子径55nmのチタニア粒子(チタン工業社製)
・個数平均粒子径7nmのチタニア粒子(チタン工業社製)
各トナー10部と下記の樹脂被覆キャリア100部とをV型ブレンダーに入れ20分間撹拌し、次いで、目開き212μmの振動篩で篩分して現像剤を得た。
・Mn-Mg-Sr系フェライト粒子(平均粒径40μm):100部
・トルエン : 14部
・ポリメタクリル酸メチル : 2部
・カーボンブラック(VXC72:キャボット製) :0.12部
フェライト粒子を除く上記材料とガラスビーズ(直径1mm、トルエンと同量)とを混合し、関西ペイント社製サンドミルを用いて回転速度1200rpmで30分間撹拌し、分散液を得た。この分散液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダーに入れ、撹拌しながら減圧し乾燥させることにより、樹脂被覆キャリアを得た。
<搬送部材PS1の準備>
トナーを撹拌されつつ搬送される搬送部材PS1として、取付位相差が180°である2条の螺旋羽根を有する搬送部材(いわゆる、PSオーガー)を準備した。搬送部材PS1は、螺旋羽根が軸方向に不連続となる領域を3箇所介して形成されており、その不連続となる領域の一部(下流側の2つ)には、軸方向に沿って、径方向に突出する平板状の板羽根が配設されている。また、回転軸の軸方向での全体の長さに対する前記螺旋羽根が形成された軸方向の区間の割合は、80%である。
また、平板状の板羽根が設けられている箇所について、その下流側の螺旋羽根の構成は、図8で示すものと同様、下流側直後の螺旋羽根の占有断面積を減少させた構成としている。
なお、搬送部材PS1において、回転軸は樹脂製のものであり、螺旋羽根は硬化性樹脂を使用した樹脂製のものであり、板羽根は樹脂製のものである。
トナーを撹拌されつつ搬送される搬送部材PS2として、取付位相差が180°である2条の螺旋羽根を有する搬送部材を準備した。搬送部材PS2は、螺旋羽根が軸方向に不連続となる領域を4箇所介して形成されており、その不連続となる領域の一部(下流側の2つ)には、軸方向に沿って、径方向に突出する平板状の板羽根が配設されている。また、回転軸の軸方向での全体の長さに対する前記螺旋羽根が形成された軸方向の区間の割合は、70%である。
トナーを撹拌搬送する搬送部材PS0として、1条の螺旋羽根を有する搬送部材を準備した。また、搬送部材PS0の螺旋羽根は、軸方向に不連続となる領域を介することなく形成されているため、回転軸の軸方向での全体の長さに対する前記螺旋羽根が形成された軸方向の区間の割合は100%である。
なお、搬送部材PS0は、螺旋羽根の条数が1条であること、螺旋羽根が軸方向に不連続となる領域を介して形成されていないこと、及び径方向に突出する平板状の板羽根が配設されていないこと以外は、搬送部材PS1と同様である。
表3に従って、市販の電子写真複写機(Docu Centre Color450、富士ゼロックス(株)製)に対し、表2に示す現像剤を現像器に充填し、且つ上記の搬送部材を装着し、評価機とした。
-画像におけるかぶりの評価-
かぶりの評価は、以下のようにして行った。
上記の評価機を用いて、高温高湿(28℃85%RH)の環境下で、印字率2%(画像密度2%)の画像サンプルを、P紙で2000枚印字する。その後、同じ環境下で、印字率10%の画像サンプルを1000枚印字し、その後、画像サンプルにて下記の基準で評価を行った。
A(◎):目視判定にて、かぶりが全く認識されない。
B(○):目視判定にて、かぶりがごくわずかに認識されるが許容できるレベルである。
C(×):目視判定にて、軽微、又は許容できないと判断されるレベルである。
機内汚染の評価は、以下のようにして行った。
上記の評価機を用い、低温低湿(10℃15%RH)の環境下において、印字率30%(画像密度30%)の画像サンプルを2000枚印字し、印字後の現像器に付着したトナーを以下の基準で評価した。
A(◎):目視判定にて、現像器のトナー汚れが全く認識されない。
B(○):目視判定にて、現像器のトナー汚れがごくわずかに認識されるが許容できるレベルである。
C(×):目視判定にて、軽微、又は許容できないと判断されるレベルである。
2Y、2M、2C、2K 帯電ロール(帯電手段の一例)
3 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
4Y、4M、4C、4K 現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール(一次転写手段の一例)
6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト(被転写体の一例)
22 駆動ロール
24 支持ロール
26 二次転写ロール(二次転写手段の一例)
30 中間転写体クリーニング装置
107 感光体(像保持体の一例)
108 帯電ロール(帯電手段の一例)
109 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
111 現像装置(現像手段の一例)
112 転写装置(転写手段の一例)
113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
115 定着装置(定着手段の一例)
116 取り付けレール
117 筐体
118 露光のための開口部
171 現像ハウジング
172 現像ロール
172m マグネットロール
172s 現像スリーブ
173a 第一現像剤収容部
173b 第二現像剤収容部
174 層厚規制部材
177 サプライオーガー(搬送部材の一例)
178,178A アドミックスオーガー(搬送部材の一例)
178a,178b 螺旋羽根、
178au,178bu 上流側端部
178ad,178bd 下流側端部
178p 板羽根
BP 不連続部(不連続となる領域の一例)
C1,C2 連通口
Ga,Gb,Ga1,Ga2,Gb1,Gb2 二成分現像剤
S トナー濃度センサ
W 仕切壁
200 プロセスカートリッジ
300 記録紙(記録媒体の一例)
P 記録紙(記録媒体の一例)
Claims (13)
- 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
トナー粒子と、個数平均粒子径が112nm以上128nm以下、大径側個数粒度分布指標(上側GSDp)が1.077未満であり、平均円形度が0.94以上0.975以下であり、且つ、円形度が0.92以上の割合が84個数%以上であるシリカ粒子とを含有する静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段であって、回転軸と、前記回転軸の外周面に螺旋状に形成され、それぞれ位相が異なって配置された複数の螺旋羽根と、を有し、且つ前記複数の螺旋羽根の少なくとも1つは前記回転軸の軸方向において螺旋羽根が不連続となる領域を介する搬送部材を備え、前記搬送部材により前記静電荷像現像剤が撹拌されつつ搬送される現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
を備える画像形成装置。 - 前記シリカ粒子は、前記大径側個数粒度分布指標(上側GSDp)が1.075未満である、請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記シリカ粒子は、小径側個数粒度分布指標(下側GSDp)が1.080未満である、請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記シリカ粒子は、前記平均円形度が0.95以上0.97以下である、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記シリカ粒子は、前記円形度が0.92以上の割合が85個数%以上である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記静電荷像現像用トナーは、個数平均粒子径が5nm以上50nm以下の無機酸化物粒子をさらに含む、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記トナー粒子は、結着樹脂として、スチレンアクリル樹脂を含む、請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記トナー粒子は、結着樹脂として、非晶性ポリエステル樹脂を含む、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記搬送部材は、前記複数の螺旋羽根が前記回転軸の外周面に均等な位相配置で配置される請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記搬送部材は、前記複数の螺旋羽根の少なくとも1つが前記不連続となる領域を2つ以上介する請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記搬送部材は前記不連続となる領域に、径方向に突出する平板状の板羽根を有する請求項1~請求項10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記回転軸の軸方向での全体の長さに対する前記螺旋羽根が形成された軸方向の区間の割合が40%以上である請求項1~請求項11のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- トナー粒子と、個数平均粒子径が112nm以上128nm以下、大径側個数粒度分布指標(上側GSDp)が1.077未満であり、平均円形度が0.94以上0.975以下であり、且つ、円形度が0.92以上の割合が84個数%以上であるシリカ粒子とを含有する静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像用トナーにより、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段であって、回転軸と、前記回転軸の外周面に螺旋状に形成され、それぞれ位相が異なって配置された複数の螺旋羽根と、を有し、且つ前記複数の螺旋羽根の少なくとも1つは前記回転軸の軸方向において螺旋羽根が不連続となる領域を介する搬送部材を備え、前記搬送部材により前記静電荷像現像剤が撹拌されつつ搬送される現像手段を備える画像形成装置に着脱する、プロセスカートリッジ。
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