JP7508775B2 - トナー、現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、画像形成方法 - Google Patents
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- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Description
トナー粒子とキャリアとの混合状態などが不均一で摩擦帯電が得られないような場合やトナー粒子の帯電性能が低い場合は、機内での制御ができずに飛散して機内汚染の原因となる。
また、一部のトナーと、キャリア、感光体、又は転写ベルトとの付着力などが強すぎると十分転写できず、トナーの消費量が増加する。
トナー粒子の特性のばらつきは少量であっても画像システムの異常に繋がるため、トナー1粒1粒の特性値の分布を狭小化し、均一性を向上させることが重要である。
特許文献2では特定の離型剤の選択に加えて、過剰に異形化している粒子が少なくなるよう形状分布を狭小化にすることによって転写率を改善することが提案されている。
特許文献3では特定の樹脂を選定することで、定着画像の耐擦過性が向上してトナー飛散が改善することや粒度分布の狭小化および球形化によってトナー飛散を良化することが提案されている。
特許文献2のトナーは、形状を球形化することで転写率の改善は認められるが、クリーニングブレードのすり抜けが発生するためクリーニング性の両立が課題となる。
特許文献3のトナーは、粒度分布の狭小化により飛散低減に対して一定の効果があるものの、造粒過程で粒径の不均一性が生じることは避けられないため十分なレベルには至っていない。また球形化によってクリーニングブレードのすり抜け悪化が生じるため、トナー飛散改善とクリーニング性の両立が課題である。
少なくとも結着樹脂と、着色剤とを含有するイエロートナーであって、前記イエロートナーのラマン分光法における950cm-1~3250cm-1の波数領域で得られた各トナー粒子の波数λにおけるラマンスペクトルの強度を1に規格化したとき、2750cm-1~3250cm-1の波数領域で得られた各トナー粒子のスペクトルの積分強度をInとし、前記Inの平均値をIaveとし、下記式(1)で算出される値をCH率としたとき、CH率の絶対値が25.0%以上であるトナー粒子の全トナー粒子に対する個数割合が1.0個数%以上、15.0個数%以下であることを特徴とするイエロートナー。
CH率(%)=[(In-Iave)/Iave]×100 ・・・(式1)
本発明は、結着樹脂と着色剤とを含有するイエロートナーであって、後述する「CH率」の絶対値が25.0%以上であるトナー粒子の全トナー粒子に対する個数割合が1.0個数%以上、15.0個数%以下であることを特徴とするイエロートナーである。
以下詳細を説明する。
CH率とは、 Content Heterogeneity(含有量不均一性)の頭文字をとった用語で、トナー中の原材料含有量の不均一性を評価するために定義した指標である。トナー作成時の原材料含有割合と比較し、トナー1粒1粒の原材料含有割合がどのくらい乖離しているかを評価する。トナー1粒1粒の原材料含有割合が、トナー作成の際の原材料含有割合から乖離しないことが当然好ましい。
トナーのラマンスペクトルからCH率を算出する。
本発明における「CH率」とは、トナーのラマン分光法における950cm-1~3250cm-1の範囲で、トナー粒子のラマンスペクトルを足し合わせた合計強度が最大値を示す波数をλと定義し、各トナー粒子の波数λにおけるラマンスペクトルの強度を1に規格化したとき、2750cm-1~3250cm-1の波数領域で得られた各トナー粒子のスペクトルの積分強度をInとし、前記Inの平均値をIaveとしたとき、下記(式1)で表される値である。
CH率(%)=[(In-Iave)/Iave]×100 ・・・(式1)
ラマンスペクトルは、ラマン顕微鏡を用いて測定する。用いる装置は特に限定されるものではないが、例えば「XploRA PLUS」((株)堀場製作所製)を用いて測定する。トナー1粒子ずつラマンスペクトルを測定し、500~600粒子のスペクトルを取得した後、前記の(式1)にてCH率を算出する。
本願発明において、ラマンスペクトルは以下の測定条件で測定する。
(1)励起レーザーの選択
ラマンスペクトルの測定は、励起波長638nmのレーザーを用いる。レーザーをトナー1粒子ごとに照射することで測定し、レーザー強度はトナーが溶けない強度に調整する。
(2)測定粒子数
トナーの粒子ごとにスペクトル形状が少しずつ異なり、そのバラつきを評価するためには500~600粒子のトナーを測定する。500~600粒子のトナーを測定することにより測定バラツキが収束し、異なるトナー同士を比較することが可能になる。
(3)測定する波数領域
解析は950cm-1~3250cm-1の領域を使用して行うため、この範囲を含む波数領域を測定する必要がある。
ラマンスペクトル測定時に蛍光スペクトルも同時に測定されやすく、蛍光スペクトルを除去しやすくするために広めの波数領域で測定することが好ましく、200cm-1~3800cm-1程度の領域について測定をすることが好ましい。
(4)焦点の調整条件
トナー粒子の最表面に焦点が合うように調整を行う。
(5)その他の設定項目
その他のラマンスペクトルの分解能に関わる測定条件として、対物レンズは50倍で測定を行い、ラマンスペクトルの波数方向のプロット間隔が3cm-1~4cm-1程度になるような分解能の設定で測定を行う。
トナー粒子を1粒単位で測定するために、スライドガラス上にトナーを分散させることで、サンプルを作製する。
ラマンスペクトルには蛍光やノイズの影響も含まれているため、スペクトルデータのベースライン補正を行うことが望ましい。
ベースライン補正の方法は特に限定されるものではないが、補正の方法の一例を下記に示す。
スペクトルのベースライン補正は、例えば、ソフト「Labspec6.0」((株)堀場製作所製)を用いて行う。
(1)測定したラマンスペクトルの波数領域を200cm-1~3800cm-1で抽出する。
(2)前記(1)にベースライン補正を「次数:9」「最大点数:57」「ノイズ点数:4」で実行する。
(3)前記(2)のスペクトルの波数領域を950cm-1~3250cm-1で再度抽出する。
測定対象の大きさや形状、原材料の種類などによって、ラマンスペクトルの強度は変動するため、異なるトナー同士のラマンスペクトル強度を単純に比較することはできない。そこでラマンスペクトルに規格化処理を行うことで、異なるトナー同士を比較できるようにする。規格化処理は前記ベースラインを補正したスペクトルに対して、データ編集ソフト(例えばExcelなど)を用いて行う。
(1)図1に示すようにすべてのラマンスペクトルを足し合わせた合計スペクトルを計算し、合計スペクトルが最大強度を示すときの波数λを求める。
(2)図2に示すようにn粒子目のラマンスペクトルに対して、波数λの強度が1になるような補正係数X(n)を求め、全波数領域に渡って補正係数X(n)を掛けて、スペクトル強度の規格化を行う。以降前記規格化を行ったスペクトルを規格化スペクトルと呼ぶ。
これを測定したすべての粒子のラマンスペクトルに対して行う。
ラマンスペクトルの測定において、ゴミなどのノイズとなるデータを取得している場合もあり、それらをCH率計算に加えると正しく評価が行えない可能性があるため、以下のようにしてノイズデータを除外する。
前記(2)のn粒子目の規格化スペクトルに対して、スペクトルの面積S(n)を計算する。これを測定したすべての粒子に対して行う。
全粒子のS(n)の標準偏差σ(S)を計算し、S(n)-2×σ(S)≦S(n)≦S(n)+2×σ(S)を満たさない粒子(n)についてはエラーデータとして扱い、CH率の計算対象から除外する。
図3は、図2における2750cm-1~3250cm-1の領域を示した図である。
前記ノイズデータの除外処理によって除外されなかった粒子(n)を用いて平均スペクトルを求める。
図4は、図3で求めた平均スペクトルと粒子(n)のスペクトルを図中に並べたものである。
粒子(n)の2750cm-1~3250cm-1における積分強度Inを算出し、全ての粒子のInを用いて平均値を算出したものをIaveとした。
粒子(n)と平均スペクトルとの2750cm-1~3250cm-1における積分強度の差はIn-Iaveとなる。平均に対する変化率の算出として、次の(式1)を用いてCH率を計算する。
CH率(%)=[(In-Iave)/Iave]×100 ・・・(式1)
In:該n粒子目のラマンスペクトルの2750cm-1~3250cm-1の積分強度
Iave:該粒子すべてのInの平均値
一般に着色剤スペクトルがほとんど出現しない2750cm-1~3250cm-1の範囲を用いて解析を行うことで、着色剤以外の原材料の含有量バラつきを精度良く評価することができる。
CH率の絶対値が25.0%以上の粒子が15.0個を超えると、トナー飛散による機内汚染抑制効果や転写性改善効果が不十分となるため好ましくない。
一方、1.0個数%未満の場合は地汚れトナーについても大きく低減することになるが、従来地汚れトナーによって形成していたクリーニングブレード部のダムが不十分となりクリーニング不良が生じる可能性がある。
このような粒子は転写不良の原因にもなるが、特に機内で飛散しやすい。CH率の絶対値が50.0%以上の粒子割合を減らすことによって耐機内汚染性を改善することが可能である。
CH率は平均スペクトルに対する乖離性を評価しているため、全ての粒子のCH率の和はゼロになる。しかしながら、成分の分布に偏りがある場合、特に一部の極端に組成の異なる粒子が存在するとCH率の中央値はゼロではなくなる。
そのためCH率の中央値が低くなるほど、CH率が高くキャリア汚染を生じさせやすいトナーが多いということであり、CH率の中央値が低い値とならないようにすることが好ましい。
少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含有してなるトナー組成物を有機溶媒中に溶解させた後に、せん断力または衝突力によって材料を微細化する。この時、せん断力と衝突力を併用することでCH率の絶対値が25.0%以上の不均一組成トナーを効率的に減らすことができる。
無機物は特に限定されないが、一例として有機変性層状無機鉱物であるモンモリロナイトを添加した場合を例として以下に説明する。
ローターステーター型のせん断分散においては、無機物を添加しても粉砕効率は上がらず、無機物を粉砕メディアとして活用することが重要である。
前記体積平均粒径、及び前記体積平均粒径と個数平均粒径との比(体積平均粒径/個数平均粒径)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、アパーチャー径100μmで測定し、解析ソフト(Beckman CoulterMutlisizer 3 Version3.51)にて解析を行うことができる。
本測定法は粒径の測定再現性の点から前記濃度を8±2%にすることが重要である。この濃度範囲であれば粒径に誤差は生じない。
本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂を含有するトナー母体に、必要に応じて離型剤などのその他の成分を含有させることができ、必要に応じて外添剤を添加するものである。
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、スチレン・アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ジエン系樹脂、フェノール樹脂、テルペン樹脂、クマリン樹脂、アミドイミド樹脂、ブチラール樹脂、ウレタン樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂などが挙げられる。これらは、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。これらの中でも、低温定着性に優れ、低分子量化しても十分な可撓性を有する点で、ポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂と上記他の結着樹脂とを組み合わせた樹脂が好ましい。
前記ポリエステル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、未変性ポリエステル樹脂、変性ポリエステル樹脂が好ましい。これらは、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。
前記未変性ポリエステル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、下記一般式(1)で表されるポリオールと、下記一般式(2)で表されるポリカルボン酸とをポリエステル化した樹脂、結晶性ポリエステル樹脂などが挙げられる。
また、前記一般式(2)中、Bは、炭素数1~20のアルキル基、アルキレン基、置換基を有してもよい芳香族基又はヘテロ環芳香族基を表し、nは、2~4の整数を表す。
前記変性ポリエステル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、活性水素基含有化合物、前記活性水素基含有化合物と反応可能なポリエステル(以下、「ポリエステルプレポリマー」と称することがある)とを、伸長反応及び/又は架橋反応して得られる樹脂などが挙げられる。前記伸長反応及び/又は架橋反応は、必要に応じて、反応停止剤(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン、ケチミン化合物等のモノアミンをブロックしたものなど)により停止させてもよい。
前記活性水素基含有化合物は、水相中で、前記ポリエステルプレポリマーが伸長反応、架橋反応等する際の伸長剤、架橋剤等として作用する。
前記3価以上のポリアミンとしては、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。
前記アミノアルコールとしては、例えば、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。
前記アミノメルカプタンとしては、例えば、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などが挙げられる。
前記これらのアミン類のアミノ基をブロックしたものとしては、例えば、前記これらのアミン類(ジアミン、3価以上のポリアミン、アミノアルコール、アミノメルカプタン、アミノ酸等)のいずれかとケトン類(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)から得られるケチミン化合物、オキサゾリゾン化合物などが挙げられる。
活性水素基含有化合物と反応可能な重合体としては、前記活性水素基含有化合物と反応可能な基を少なくとも有する重合体であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。中でも溶融時の高流動性、透明性に優れ、高分子成分の分子量を調節しやすく、乾式トナーにおけるオイルレス低温定着性、離型性に優れる点で、ウレア結合生成基含有ポリエステル樹脂(RMPE)が好ましく、イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマーがより好ましい。
前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体の合成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマーの場合、前記ポリオールと前記ポリカルボン酸とを公知のエステル化触媒(チタンテトラブトキシド、ジブチルチンオキサイド等)の存在下、150℃~280℃に加熱し、必要により適宜減圧しながら生成し、水を溜去して水酸基含有ポリエステルを得た後に、40℃~140℃にて、前記水酸基含有ポリエステルに前記ポリイソシアネートを反応させることにより合成する方法などが挙げられる。
前記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、植物系ワックス(カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等)、動物系ワックス(ミツロウ、ラノリン等)、鉱物系ワックス(オゾケライト、セルシン等)、石油ワックス(パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等)等のロウ類及びワックス類;合成炭化水素ワックス(フィッシャートロプシュワックス、ポリエチレンワックス等)、合成ワックス(エステル、ケトン、エーテル等)等の天然ワックス以外のもの;1,2-ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド;低分子量の結晶性高分子であるポリメタクリル酸n-ステアリル、ポリメタクリル酸n-ラウリル等のポリアクリレートのホモポリマー又はコポリマー(アクリル酸n-ステアリルーメタクリル酸エチル共重合体等)等の側鎖に長鎖アルキル基を有する結晶性高分子;などが挙げられる。
(測定条件)
サンプル容器:アルミニウム製サンプルパン(フタあり)
サンプル量:5mg
リファレンス:アルミニウム製サンプルパン(アルミナ10mg)
雰囲気:窒素(流量50mL/min)
温度条件
1st.昇温 開始温度:20℃,昇温速度:10℃/min,終了温度:150℃,保持時間:なし
1st.降温 降温温度:10℃/min,終了温度:20℃,保持時間:なし
2nd.昇温 昇温速度:10℃/min,終了温度:150℃
測定した結果は島津製作所製のデータ解析ソフト(TA-60、バージョン1.52)を用いて解析を行う。
前記融点は、2nd.昇温で測定された吸熱ピークのピークトップの温度を用いる。
-着色剤-
前記トナーに用いられる着色剤としては、特に制限はなく、公知の着色剤から目的に応じて適宜選択することができる。
前記有機変性層状無機鉱物は、層状無機鉱物の層間に存在するイオンの少なくとも一部が有機物イオンで変性された有機変性層状無機鉱物である。前記層状無機鉱物は、厚み数nmの層が重ね合わさって形成される層状の無機鉱物である。前記「変性された」とは、前記層状無機鉱物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と同義であり、広義にはインターカレーションである。
前記有機変性層状無機鉱物としては、市販品を用いることができる。該市販品としては、例えば、Bentone 3、Bentone 38、Bentone 38V(以上、Elementis Specialties社製)、チクソゲルVP(United catalyst社製)、クレイトン34、クレイトン40、クレイトンXL(以上、サザンクレイ社製)等のクオタニウム18ベントナイト;Bentone 27(レオックス社製)、チクソゲルLG(BYK Additives & Instruments社製)、クレイトンAF、クレイトンAPA(以上、BYK Additives & Instruments社製)等のステアラルコニウムベントナイト;クレイトンHT、クレイトンPS(以上、サザンクレイ社製)等のクオタニウム18/ベンザルコニウムベントナイト;クレイトンHY(サザンクレイ社製)等の有機変性モンモリロナイト;ルーセンタイトSPN(コープケミカル社製)等の有機変性スクメタイトなどが挙げられる。これらの中でも、クレイトンAF、クレイトンAPAが特に好ましい。
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。
また、トナーに適切な帯電能を付与するために、必要に応じて帯電制御剤をトナーに含有させることも可能である。
帯電制御剤としては、公知の帯電制御剤がいずれも使用可能である。有色材料を用いると色調が変化することがあるため、無色乃至白色に近い材料が好ましく、例えば、トリフェニルメタン系染料、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、燐の単体又はその化合物、タングステンの単体又はその化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。これらは、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。
前記外添剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができる。例えば、シリカ微粒子、疎水化されたシリカ微粒子、脂肪酸金属塩(例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムなど);金属酸化物(例えばチタニア、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモンなど)又はこれらの疎水化物、フルオロポリマーなどが挙げられる。これらの中でも、疎水化されたシリカ微粒子、チタニア粒子、疎水化されたチタニア微粒子、が好適に挙げられる。
本発明におけるトナーの製法や材料は、条件を満たしていれば公知のものが全て使用可能であり、特に限定されるものではないが、例えば、混練粉砕法や、水系媒体中にてトナー粒子を造粒する、いわゆるケミカル工法がある。
以下に、これらの製法についての詳細な説明をする。
前記粉砕が終了した後に、粉砕物を遠心力などで気流中に分級し、所定の粒径のトナー母体粒子を製造することができる。
該有機溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテート、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のエステル系又はエステルエーテル系溶剤、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジ-n-ブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、t-ブタノール、2-エチルヘキシルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール系溶剤、これらの2種以上の混合溶剤が挙げられる。
該乳化剤又は分散剤としては、公知の界面活性剤、水溶性ポリマー等を用いることができる。該界面活性剤としては、特に制限はなく、アニオン界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸、リン酸エステル等)、カチオン界面活性剤(四級アンモニウム塩型、アミン塩型等)、両性界面活性剤(カルボン酸塩型、硫酸エステル塩型、スルホン酸塩型、リン酸エステル塩型等)、非イオン界面活性剤(AO付加型、多価アルコール型等)等が挙げられる。界面活性剤は、1種単独又は2種以上の界面活性剤を併用してもよい。
また、乳化又は分散の助剤として、上記の有機溶剤及び可塑剤等を併用することもできる。
(a)ビニルモノマーを出発原料として、懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法及び分散重合法のいずれかの重合反応により、直接、樹脂微粒子の水性分散液を調製する方法。
(b)ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の重付加乃至縮合系樹脂の前駆体(モノマー、オリゴマー等)又はその溶剤溶液を適当な分散剤の存在下、水性媒体中に分散させた後、加熱又は硬化剤を添加して硬化させて、樹脂微粒子の水性分散液を調製する方法。
(c)ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の重付加乃至縮合系樹脂の前駆体(モノマー、オリゴマー等)又はその溶剤溶液(液体であることが好ましく、加熱により液状化してもよい。)中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化させて、樹脂微粒子の水性分散液を調製する方法。
(d)予め重合反応(例えば、付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等)により合成した樹脂を機械回転式又はジェット式等の微粉砕機を用いて粉砕し、分級することによって樹脂微粒子を得た後、適当な分散剤の存在下、水中に分散させて、樹脂微粒子の水性分散液を調製する方法。
(e)予め重合反応(例えば、付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等)により合成した樹脂を溶剤に溶解させた樹脂溶液を霧状に噴霧することにより樹脂微粒子を形成した後、樹脂微粒子を適当な分散剤の存在下、水中に分散させて、樹脂微粒子の水性分散液を調製する方法。
(f)予め重合反応(例えば、付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等)により合成した樹脂を溶剤に溶解させた樹脂溶液に貧溶剤を添加する、又は予め溶剤に加熱溶解させた樹脂溶液を冷却することにより樹脂微粒子を析出させ、溶剤を除去して樹脂微粒子を形成した後、樹脂微粒子を適当な分散剤の存在下、水中に分散させて、樹脂微粒子の水性分散液を調製する方法。
(g)予め重合反応(例えば、付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等)により合成した樹脂を溶剤に溶解させた樹脂溶液を、適当な分散剤の存在下、水性媒体中に分散させた後、加熱、減圧等によって溶剤を除去して、樹脂微粒子の水性分散液を調製する方法。
(h)予め重合反応(例えば、付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等)により合成した樹脂を溶剤に溶解させた樹脂溶液中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化させて、樹脂微粒子の水性分散液を調製する方法。
前記金属塩としては特に制限はなく、ナトリウム、カリウム等の塩を構成する一価の金属;カルシウム、マグネシウム等の塩を構成する二価の金属;アルミニウム等の塩を構成する三価の金属などが挙げられる。
前記塩を構成する陰イオンとしては、例えば、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、炭酸イオン、硫酸イオンが挙げられ、これらの中でも、塩化マグネシウムや塩化アルミニウム及びその複合体や多量体が好ましい。
また、凝集の途中や凝集完了後に加熱することで樹脂微粒子同士の融着を促進することができ、トナーの均一性の観点から好ましい。さらに、加熱によりトナーの形状を制御することができ、通常、より加熱すればトナーは球状に近くなっていく。
添加剤の混合は一般の粉体の混合機が用いられるがジャケット等装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。なお、添加剤に与える負荷の履歴を変えるには、途中又は漸次添加剤を加えていけばよい。この場合、混合機の回転数、転動速度、時間、温度等を変化させてもよい。又はじめに強い負荷を、次に、比較的弱い負荷を与えてもよいし、その逆でもよい。使用できる混合設備としては、例えば、V型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサー等が挙げられる。次いで、250メッシュ以上の篩を通過させて、粗大粒子、凝集粒子を除去し、トナーが得られる。
本発明の現像剤は、前記トナーを少なくとも含有してなり、キャリア等の適宜選択したその他の成分を含有してなる。該現像剤としては、一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよいが、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンタ等に使用する場合には、寿命向上等の点で前記二成分現像剤が好ましい。
前記キャリアとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、芯粒子と、該芯粒子を被覆する樹脂層(被覆層)とを有するものが好ましい。
前記芯粒子としては、磁性を有する芯粒子であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、鉄、コバルト等の強磁性金属;マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄;各種合金、化合物等の磁性体を樹脂中に分散させた樹脂粒子などが挙げられる。これらの中でも、環境面への配慮の点で、Mn系フェライト、Mn-Mg系フェライト、Mn-Mg-Sr系フェライトなどが好ましい。
前記芯粒子の重量平均粒径Dwは、レーザー回折乃至散乱法によって求めた前記芯粒子の粒度分布における積算値50%での粒径をいう。前記芯粒子の重量平均粒径Dwとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10μm~80μmが好ましく、20μm~65μmがより好ましい。
ただし、前記式(I)中、Dは、各チャネルに存在する芯粒子の代表粒径(μm)を表し、nは、各チャネルに存在する芯粒子の総数を表す。
[1]粒径範囲:100μm~8μm
[2]チャネル長さ(チャネル幅):2μm
[3]チャネル数:46
[4]屈折率:2.42
<<被覆層>>
前記被覆層は、少なくとも樹脂を含有しており、必要に応じてフィラー等の他の成分を含有していても良い。
キャリアの被覆層を形成するための樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。例えば、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等)やその変性品、ポリスチレン、アクリル樹脂、アクリロニトリル、ビニルアセテート、ビニルアルコール、塩化ビニル、ビニルカルバゾール、ビニルエーテル等を含む架橋性共重合物;オルガノシロキサン結合からなるシリコーン樹脂又はその変性品(例えば、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリイミド等による変性品);ポリアミド;ポリエステル;ポリウレタン;ポリカーボネート;ユリア樹脂;メラミン樹脂;ベンゾグアナミン樹脂;エポキシ樹脂;アイオノマー樹脂;ポリイミド樹脂、及びこれらの誘導体等が挙げられる。これらは、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。これらの中でも、シリコーン樹脂が好ましい。
前記フィラーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、導電性フィラー、非導電性フィラーなどが挙げられる。これらは、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。これらの中でも、前記被覆層に、導電性フィラー及び非導電性フィラーを含有させることが好ましい。
前記非導電性フィラーは、粉体比抵抗値が100Ω・cmを超えるフィラーを指す。
前記フィラーの粉体比抵抗値の測定は、粉体抵抗測定システム(MCP-PD51、三菱化学アナリテック社製)及び抵抗率計(4端子4探針方式、ロレスタ-GP、三菱化学アナリテック社製)を使用して、試料1.0g、電極間隔3mm、試料半径10.0mm、荷重20kNの条件にて測定することにより行うことができる。
前記導電性フィラーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、酸化珪素、酸化ジルコニウム等の基体に二酸化スズや酸化インジウムを層として形成する導電性フィラー;カーボンブラックを用いて形成する導電性フィラーなどが挙げられる。これらの中でも、酸化アルミニウム、酸化チタン、硫酸バリウムを含有する導電性フィラーが好ましい。
前記非導電性のフィラーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、二酸化珪素、酸化ジルコニウム等を用いて形成する非導電性フィラーなどが挙げられる。これらの中でも、酸化アルミニウム、酸化チタン、硫酸バリウムを含有する非導電性フィラーが好ましい。
前記キャリアの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、流動床型コーティング装置を使用して、前記芯粒子の表面に、前記樹脂及び前記フィラーを含有する被覆層形成溶液を塗布することにより製造する方法が好ましい。なお、前記被覆層形成溶液を塗布する際に、前記被覆層に含有される樹脂の縮合を進めてもよいし、前記被覆層形成溶液を塗布した後に、前記被覆層に含有される樹脂の縮合を進めてもよい。
前記キャリアの重量平均粒径Dwは、レーザー回折・散乱法によって求めた前記芯粒子の粒度分布における積算値50%での粒径をいう。前記キャリアの重量平均粒径Dwとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10μm~80μmが好ましく、20μm~65μmがより好ましい。
ただし、前記式(II)中、Dは、各チャネルに存在するキャリアの代表粒径(μm)を表し、nは、各チャネルに存在するキャリアの総数を表す。
[1]粒径範囲:100μm~8μm
[2]チャネル長さ(チャネル幅):2μm
[3]チャネル数:46
[4]屈折率:2.42
本発明のプロセスカートリッジは、静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像し可視像を形成する現像手段とを少なくとも有し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジである。前記現像剤が、本発明のトナー又は現像剤である。現像手段等について、詳細は後述する。
本発明の画像形成方法は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、本発明のトナー又は現像剤を用いて、該静電潜像を現像して可視像を形成する現像工程と、該可視像を記録媒体上に転写する転写工程と、該記録媒体上に転写された転写像を定着させる定着工程とを有する。さらに必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程等を有する。
前記静電潜像形成工程は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。
前記静電潜像担持体(「電子写真感光体」、「感光体」と称することがある)としては、その材質、形状、構造、大きさ、等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、その形状としてはドラム状が好適に挙げられ、その材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体(OPC)、等が挙げられる。これらの中でも、より高精細な画像が得られる点で、有機感光体(OPC)が好ましい。
前記静電潜像形成手段は、例えば、前記静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段(帯電器)と、前記静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光手段(露光器)とを少なくとも備える。
前記帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、等が挙げられる。
前記帯電器としては、静電潜像担持体に接触乃至非接触状態で配置され、直流及び交流電圧を重畳印加することによって静電潜像担持体表面を帯電するものが好ましい。
また、前記帯電器が、静電潜像担持体にギャップテープを介して非接触に近接配置された帯電ローラであり、該帯電ローラに直流並びに交流電圧を重畳印加することによって静電潜像担持体表面を帯電するものが好ましい。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、等の各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記現像工程は、前記静電潜像を、前記トナーを用いて現像して可視像を形成する工程である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を前記トナーを用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、前記トナーを収容し、前記静電潜像に該トナーを接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適であり、トナー入り容器を備えた現像器等がより好ましい。
前記現像器内では、例えば、前記トナーと前記キャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦により該トナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。該マグネットローラは、前記静電潜像担持体(感光体)近傍に配置されているため、該マグネットローラの表面に形成された前記磁気ブラシを構成する前記トナーの一部は、電気的な吸引力によって該静電潜像担持体(感光体)の表面に移動する。その結果、前記静電潜像が該トナーにより現像されて該静電潜像担持体(感光体)の表面に該トナーによる可視像が形成される。
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記静電潜像担持体(感光体)を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
前記転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器、等が挙げられる。
なお、前記記録媒体としては、特に制限はなく、公知の記録媒体(記録紙)の中から適宜選択することができる。
前記定着工程は、記録媒体に転写された可視像を定着装置を用いて定着させる工程であり、各色の現像剤に対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色の現像剤に対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記定着装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の加熱加圧手段が好適である。前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組合せ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組合せ、等が挙げられる。
前記定着装置が、発熱体を具備する加熱体と、該加熱体と接触するフィルムと、該フィルムを介して前記加熱体と圧接する加圧部材とを有し、前記フィルムと前記加圧部材の間に未定着画像を形成させた記録媒体を通過させて加熱定着する手段であることが好ましい。前記加熱加圧手段における加熱は、通常、80℃~200℃が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着工程及び定着手段と共にあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体上に残留する前記トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
前記制御工程は、前記各工程を制御する工程であり、各工程は制御手段により好適に行うことができる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
(1)少なくとも結着樹脂と、着色剤とを含有するイエロートナーであって、前記イエロートナーのラマン分光法における950cm-1~3250cm-1の波数領域で得られた各トナー粒子の波数λにおけるラマンスペクトルの強度を1に規格化したとき、2750cm-1~3250cm-1の波数領域で得られた各トナー粒子のスペクトルの積分強度をInとし、前記Inの平均値をIaveとし、下記(式1)で算出される値をCH率としたとき、CH率の絶対値が25.0%以上であるトナー粒子の全トナー粒子に対する個数割合が1.0個数%以上、15.0個数%以下であることを特徴とするイエロートナー。
CH率(%)=[(In-Iave)/Iave]×100 ・・・(式1)
(2)前記CH率の絶対値が50.0%以上のトナー粒子の個数割合が2.0個数%以下である上記(1)に記載のイエロートナー。
(3)前記CH率の中央値が-3.0%以上であることを特徴とする上記(1)または(2)に記載のイエロートナー。
(4)上記(1)~(3)のいずれか1項に記載のイエロートナーを含むことを特徴とする現像剤。
(5)静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、上記(1)~(3)のいずれか1項に記載のイエロートナー又は上記(4)に記載の現像剤を用いて現像する現像手段が一体に支持されており、画像形成装置の本体に着脱可能であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
(6)静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
上記(1)~(3)のいずれか1項に記載のイエロートナー又は上記(4)に記載の現像剤を用いて、前記静電潜像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上に転写する転写手段と、
前記記録媒体上に転写された転写像を定着させる定着手段を有することを特徴とする画像形成装置。
(7)静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
上記(1)~(3)のいずれか1項に記載のイエロートナー又は上記(4)に記載の現像剤を用いて、前記静電潜像を現像して可視像を形成する現像工程と、
前記可視像を記録媒体上に転写する転写工程と、
前記記録媒体上に転写された転写像を定着させる定着工程を有することを特徴とする画像形成方法。
<トナー1の製造>
-ポリエステル樹脂の合成-
反応1:窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド3モル付加物(EO)と1,2-プロピレングリコール(PG)をモル比で90/10、テレフタル酸(TPA)とアジピン酸(APA)をモル比で70/30とし、OH/COOH=1.33で仕込み、500ppmのチタンテトライソプロポキシドと共に常圧で230℃で10時間反応させた。
反応2:次いで、10mmHg~15mmHgの減圧で5時間反応させた。
反応3:次いで、反応容器に無水トリメリット酸(TMA)10部を入れ、180℃、常圧で3時間反応させ、[ポリエステル樹脂]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、及びジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応し、更に10mmHg~15mmHgの減圧で5時間反応した[中間体ポリエステル樹脂]を得た。
得られた[中間体ポリエステル樹脂]は、数平均分子量2,100、重量平均分子量9,500、ガラス転移温度(Tg)55℃、酸価0.5mgKOH/g、水酸基価51mgKOH/gであった。
次に、冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル樹脂]410部、イソホロンジイソシアネート89部、及び酢酸エチル500部を入れ100℃で5時間反応し、[プレポリマー]を得た。得られた[プレポリマー]の遊離イソシアネート%は、1.53%であった。
撹拌棒及び温度計をセットした容器にカルナウバワックス(WA-05、セラリカ野田社製)70部、[ポリエステル樹脂]140部、及び酢酸エチル290部を入れ、撹拌下75℃に昇温し、75℃のまま1.5時間保持した後、1時間で30℃に冷却し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度5kg/hr、ディスク周速6m/sec、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、分散を行い[離型剤分散液]を得た。
水1,000部、ピグメントイエロー185を1,000部、及び[ポリエステル樹脂]1,000部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、混合物を2本ロールを用いて150℃で30分混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
温度計及び撹拌機を備えた容器に、[ポリエステル樹脂]72部、[離型剤分散液]113部、[マスターバッチ1]68部、酢酸エチル122部を入れて、せん断分散機(TKホモミキサー)を用いて周速12.5m/secの条件で分散させた後、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度5kg/hr、ディスク周速6m/sec、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、分散を行い[油相1]を得た。
攪拌棒及び温度計をセットした反応容器に、水600部、スチレン120部、メタクリル酸100部、アクリル酸ブチル45部、アルキルアリルスルホコハク酸ナトリウム塩(エレミノールJS-2、三洋化成工業社製)10部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で20分攪拌したところ、白色の乳濁液が得られた。この乳濁液を加熱して、系内温度75℃まで昇温し、6時間反応させた。さらに1%過硫酸アンモニウム水溶液30部を加え、75℃で6時間熟成して[樹脂微粒子の水分散液]を得た。この[樹脂微粒子の水分散液]中に含まれる粒子の体積平均粒径は60nmであり、樹脂分の重量平均分子量は140,000、Tgは73℃であった。
水990部、[樹脂微粒子の水分散液]83部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノールMON-7、三洋化成工業社製)37部、及び酢酸エチル90部を混合撹拌し、[水相]を得た。
前記[油相1]374部に[プレポリマー]の酢酸エチル溶液77部、及びイソホロンジアミンの50%酢酸エチル溶液2.5部を添加し、TK式ホモミキサー(特殊機化社製)にて回転数5,000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散して[油相1’]を得た。次いで、撹拌機及び温度計をセットした別の容器内に[水相]550部を入れ、TK式ホモミキサー(特殊機化工業社製)にて11,000rpmで攪拌しながら、[油相1’]を添加し、1分間乳化して[乳化スラリー1]を得た。
撹拌機及び温度計をセットした容器内に、[乳化スラリー1]を投入し、減圧下において30℃で8時間脱溶剤して、[スラリー1]を得た。得られた[スラリー1]を45℃で2時間保持した後、減圧濾過し、以下の洗浄処理を行った。
(1)濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数6,000rpmで5分間)した後濾過した。
(2)前記(1)の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数6,000rpmで5分間)した後、攪拌下で1%塩酸をpH3.3程度になるまで加え、その状態で1時間攪拌を続けた後濾過した。
(3)前記(2)の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数6,000rpmで5分間)した後濾過する操作を2回行い、濾過ケーキ1を得た。
上記[トナー母体粒子1]に対して疎水性シリカ(HDK-2000、ワッカー・ケミー社製)を母粒子100部に対して1.5部添加し、20Lヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)にて周速33m/sにて5分間混合した。上記を500メッシュの篩により風篩し、[トナー1]を得た。
実施例1における[油相1]の作製において、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)のディスク周速を8m/secに変更した以外は実施例1と同様にして[トナー2]を作製した。
実施例1における[油相1]の作製において、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)のディスク周速を9m/secに変更した以外は実施例1と同様にして[トナー3]を作製した。
実施例1における[油相1]の作製において、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)のディスク周速を10m/secに変更した以外は実施例1と同様にして[トナー4]を作製した。
実施例4における[油相1]の作製において、せん断分散機の周速を13.5m/secに変更してプレ分散を行った以外は実施例4と同様にして[トナー5]を作製した。
実施例5における[油相1]の作製において、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)に0.3mmジルコニアビーズを80体積%充填した以外は実施例5と同様にして[トナー6]を作製した。
-層状無機鉱物マスターバッチの調製-
[ポリエステル樹脂]100部、少なくとも一部にベンジル基を有する第4級アンモニウム塩で変性したモンモリロナイト化合物(クレイトンAPA、サザンクレイプロダクツ社製、粒径500nm)100部、及びイオン交換水50部をよく混合して、オープンロール型混練機(ニーデックス/三井鉱山(株)製)にて混練を行った。混練温度は90℃から混練を始め、その後、50℃まで徐々に冷却し、樹脂と層状無機鉱物の比率(質量比)が1:1である[層状無機鉱物マスターバッチ1]を作製した。
実施例6における[油相1]の作製において、[ポリエステル樹脂]72部のうち、1.6部を[層状無機鉱物マスターバッチ1]に置き換えた以外は実施例6と同様にして[トナー7]を作製した。
実施例6における[油相1]の作製において、[ポリエステル樹脂]72部のうち、0.8部を[層状無機鉱物マスターバッチ1]に置き換えた以外は実施例6と同様にして[トナー8]を作製した。
実施例8における[油相1]の作製において、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)のディスク周速を12m/secに変更した以外は実施例8と同様にして[トナー9]を作製した。
実施例5における[油相1]の作製において、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いた分散を行わなかった以外は実施例5と同様にして[トナー10]を作製した。
実施例8における[油相1]の作製において、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)のディスク周速を13m/secに変更した以外は、実施例8と同様にして[トナー11]を作製した。
実施例9における[油相1]の作製において、せん断分散機の周速を10.0m/secに変更して分散を行った以外は実施例9と同様にして[トナー12]を作製した。
比較例1において、[トナー母体粒子1]に対して疎水性シリカの他に、亜鉛イオン処理により表面改質した酸化チタンを1.5部添加して、20Lヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)にて周速33m/sにて5分間混合した以外は比較例1と同様にして[トナー13]を作製した。
比較例1において、[トナー母体粒子1]を得たのち、気流式分級機「DS5型」(日本ニューマチック株式会社製)にて分級を行った以外は比較例1と同様にして[トナー14]を作製した。
比較例1において、洗浄後の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数6,000rpmで5分間)した後に、55℃1時間の球形化加熱処理を行った以外は比較例1と同様にして[トナー15]を作製した。
上記実施例、比較例で得られたトナーについて、以下の測定を行った。
ラマン顕微鏡「XploRA PLUS」((株)堀場製作所製)を用いて、励起波長638nmのレーザーでトナー1粒子ごとに500~600粒子のラマンスペクトルを測定した。前記ラマンスペクトルよりCH率を算出し、CH率25.0%以上の粒子の割合、50.0%以上の粒子の割合、CH率の中央値を求めた。
結果を表2に示す。
(トナー中の層状無機鉱物の定量)
層状無機鉱物の添加量については蛍光X線による定量を行った。
検量線にはあらかじめトナーに対して層状無機鉱物を所定量入れたトナーを作製し、前記層状無機鉱物中に含まれるAlを測定し検量線とした。
サンプル作製は、乾燥後得られたトナー3g、自動加圧成型機(T-BRB-32 Maekawa製)、荷重6.0t、加圧時間60sec(メーカと条件)にて直径3mm、厚さ2mmにペレット成型し、蛍光X線装置(ZSX-100e 理学電気製)にて定量分析で上記トナー中のAlを測定し、作成した検量線より層状無機鉱物の含有割合をmass%として算出した。
測定結果を表2に示す。
トナーの帯電量(μC/g)はブローオフ粉体帯電量測定装置TB-200(京セラ製)により測定し、帯電量分布は帯電量分布測定装置イースパートアナライザー(ホソカワミクロン製)によりQ/d分布(fC/μm)を測定し、正帯電領域の粒子割合をWST率として算出した。
結果を表2に示す。
トナーの粒度分布は、コールターマルチサイザーIII(コールター社製、商品名)を用いて測定し、パーソナルコンピューター(IBM社製)を接続し専用解析ソフト(コールター社製)を用いて体積基準の重量平均粒径(Dv)及び個数分布から求めた個数平均粒径(Dn)から、その比(Dv/Dn)を求めた。
結果を表2に示す。
フロー式粒子像分析装置FPIA-3000(シスメックス社製、商品名)を用いて3000粒子以上の平均円形度を計測し、測定粒子中の円形度0.850以下の粒子の個数割合を求めた。
前記[トナー1]5部と、以下で記載するキャリア95部とを、ターブラーシェーカーミキサー(シンマルエンタープライゼス社製)で混合し、現像剤を得た。
-キャリアの作製-
シリコーン樹脂(オルガノストレートシリコーン) 100部
トルエン 100部
γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン 5部
カーボンブラック 10部
上記混合物をホモミキサーで20分間分散し、コート層形成液を調製した。 このコート層形成液を、流動床型コーティング装置を用いて、粒径50μmの球状マグネタイト1000部の表面にコーティングして磁性キャリアを得た。
[トナー1]を含む[現像剤1]を用いた画像形成装置を使い、以下で記載する評価方法により、画像の転写性、耐機内汚染性、クリーニング性を評価した。
線速162mm/sec及び転写時間を40msecにチューニングした株式会社リコー製の複写機(Imagio MP 7501)評価機を用い、前記[現像剤1]について、A4サイズ、トナー付着量0.6mg/cm2のベタパターンをテスト画像として出力するランニング試験を行った。 テスト画像の初期、及び100K出力後、一次転写における転写効率を下記(式2)により、二次転写における転写効率を下記(式3)により、それぞれ求めた。 評価基準は下記のとおりである。
一次転写効率(%)=(中間転写体上に転写されたトナー量/電子写真感光体上に現像されたトナー量)×100 ・・・(式2)
二次転写効率(%)=〔(中間転写体上に転写されたトナー量-中間転写体上の転写残トナー量)/中間転写体上に転写されたトナー量〕×100 ・・・(式3)
評価基準は、一次転写率と二次転写率を掛け合わせ算出し以下の基準で評価した。
ランク: 転写率
10 : 99.0%以上
9 : 98.0%以上 99.0%未満
8 : 96.0%以上 98.0%未満
7 : 94.0%以上 96.0%未満
6 : 92.0%以上 94.0%未満
5 : 90.0%以上 92.0%未満
4 : 88.0%以上 90.0%未満
3 : 86.0%以上 88.0%未満
2 : 84.0%以上 86.0%未満
1 : 84.0%未満
上記実施例の[現像剤1]を、リコー製デジタルカラーimagio Neo C600改造機に入れて、評価を行った。 単色モードで50%画像面積の画像チャートを100000枚ランニング出力した後の印刷物と定着排紙部周辺の汚れを目視にて観察し、10段階(R1~R10)の段階見本と比較して評価した。
なお、印刷物と定着排紙部周辺の汚れは、ランクが低い順により汚れていることを意味する。 R1の評価は、定着部周辺・プリント物ともに許容できないレベルの汚れが見られ、製品として採用できないレベルである。
ブレードクリーニング性は、前記現像剤及び前記静電潜像担持体(電子写真感光体、感光体)を装填したカラー複写機(Ipsio Color8100;株式会社リコー製)を用い、前記画像占有率7%の印字率で6000ペーパー(株式会社リコー製)を用いて10万枚ランニングした後に、10℃にて15%RHの環境下で画像占有率50%の画像を10枚連続出力させて、10枚目を現像中に停止させた。 この際、感光体上のクリーニングブレード以前、以降のドラム上のトナーをそれぞれテープ転写した。転写テープを6000ペーパーに張り付けたものをX-Rite eXact(エックスライト社)を用いてID測定を行い、IDからクリーニング率を下記(式4)により求めた。
クリーニング率[%]=ΔID( 転写残ID - クリーニング後ID )/ 転写残ID・・(式4)
ランク: クリーニング率
5 : 80%以上
4 : 60%以上 80%未満
3 : 40%以上 60%未満
2 : 20%以上 40%未満
1 : 20%未満
なお、2は従来品同等、1は製品として採用できないレベルである。
総合判定の評価基準は以下の通りである。
すべてのランクを足し合わせランク合計点数を求め、ランク合計点数からトナーを5段階で評価した。
「☆」は極めて良好、「◎」は非常に良好、「○」は良好、「△」は従来品同等、「×」は実用上使用できないレベルである。「☆」、「◎」、「○」、を合格とし、「△」「×」を不合格とした。
また、ブレードクリーニング性のランクが「1」であるものはランク合計点数にかかわらず総合判定は「×」とした。
総合判定: ランク合計点数
☆ : 22以上
◎ : 18~21
○ : 14~17
△ : 13以下
× : ブレードクリーニング性のランクが1
10K ブラック用静電潜像担持体
10Y イエロー用静電潜像担持体
10M マゼンタ用静電潜像担持体
10C シアン用静電潜像担持体
14 支持ローラ
15 支持ローラ
16 支持ローラ
17 中間転写クリーニング装置
18 画像形成手段
20 帯電ローラ
21 露光装置
22 二次転写装置
23 ローラ
24 二次転写ベルト
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
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 現像装置
41 現像ベルト
42K 現像剤収容部
42Y 現像剤収容部
42M 現像剤収容部
42C 現像剤収容部
43K 現像剤供給ローラ
43Y 現像剤供給ローラ
43M 現像剤供給ローラ
43C 現像剤供給ローラ
44K 現像ローラ
44Y 現像ローラ
44M 現像ローラ
44C 現像ローラ
45K ブラック現像ユニット
45Y イエロー現像ユニット
45M マゼンタ現像ユニット
45C シアン現像ユニット
49 レジストローラ
50 中間転写ベルト
51 ローラ
52 分離ローラ
53 手差し給紙路
54 手差しトレイ
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排出トレイ
58 コロナ帯電装置
60 クリーニング装置
61 現像装置
62 転写ローラ
63 感光体クリーニング装置
64 除電ランプ
70 除電ランプ
80 転写ローラ
90 クリーニング装置
95 転写紙
100A、100B、100C 画像形成装置
120 画像形成ユニット
130 原稿台
142 給紙ローラ
143 ペーパーバンク
144 給紙カセット
145 分離ローラ
146 給紙路
147 搬送ローラ
148 給紙路
150 複写装置本体
160 帯電装置
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
Claims (7)
- 少なくとも結着樹脂と、イエロー着色剤と、を含有するイエロートナーであって、
前記結着樹脂はポリエステル樹脂を含み、
前記イエロートナーのラマン分光法における950cm-1~3250cm-1の波数領域で得られた各トナー粒子の波数λにおけるラマンスペクトルの強度を1に規格化したとき、2750cm-1~3250cm-1の波数領域で得られた各トナー粒子のスペクトルの積分強度をInとし、前記Inの平均値をIaveとし、下記(式1)で算出される値をCH率としたとき、CH率の絶対値が25.0%以上であるトナー粒子の全トナー粒子に対する個数割合が1.0個数%以上、15.0個数%以下であることを特徴とするイエロートナー。
CH率(%)=[(In-Iave)/Iave]×100 ・・・(式1) - 前記CH率の絶対値が50.0%以上のトナー粒子の個数割合が2.0個数%以下である請求項1に記載のイエロートナー。
- 前記CH率の中央値が-3.0%以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のイエロートナー。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載のイエロートナーを含むことを特徴とする現像剤。
- 静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、請求項1~3のいずれか1項に記載のイエロートナー又は請求項4に記載の現像剤を用いて現像する現像手段が一体に支持されており、画像形成装置の本体に着脱可能であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
請求項1~3のいずれか1項に記載のイエロートナー又は請求項4に記載の現像剤を用いて、前記静電潜像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上に転写する転写手段と、
前記記録媒体上に転写された転写像を定着させる定着手段を有することを特徴とする画像形成装置。 - 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
請求項1~3のいずれか1項に記載のイエロートナー又は請求項4に記載の現像剤を用いて、前記静電潜像を現像して可視像を形成する現像工程と、
前記可視像を記録媒体上に転写する転写工程と、
前記記録媒体上に転写された転写像を定着させる定着工程を有することを特徴とする画像形成方法。
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