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JP2006301358A - 磁性一成分現像剤及び画像形成方法 - Google Patents

磁性一成分現像剤及び画像形成方法 Download PDF

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JP2006301358A JP2005123908A JP2005123908A JP2006301358A JP 2006301358 A JP2006301358 A JP 2006301358A JP 2005123908 A JP2005123908 A JP 2005123908A JP 2005123908 A JP2005123908 A JP 2005123908A JP 2006301358 A JP2006301358 A JP 2006301358A
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Abstract

【課題】 搬送手段としてのスパイラル部材を備えた現像装置に対して用いた場合であっても、長期間にわたって安定した搬送性能が得られる磁性一成分現像剤及びそれを用いた画像形成方法を提供する。
【解決手段】 少なくともバインダー樹脂および磁性粉を含有するトナー粒子を含んでおり、以下の構成(a)〜(d)を有することを特徴とする磁性一成分現像剤及びそれを用いた画像形成方法である。
(a)トナー粒子の平均粒径が6〜9μmの範囲内の値である。
(b)平均粒径が5μm以下のトナー粒子の含有量が、トナー粒子の全体量に対して、20体積%以下の値である。
(c)トナー粒子の平均円形度を0.950〜0.960の範囲内の値である。
(d)トナー粒子の円形度が0.850未満のトナー粒子の含有量が、トナー粒子の全体量に対して、2.0〜4.0個数%の範囲内の値である。
【選択図】 図1

Description

本発明は、磁性一成分現像剤(以下、単に現像剤と称する場合がある。)及びそれを用いた画像形成方法に関する。
特に、現像剤の攪拌搬送手段としてのスパイラル部材を備えた現像装置に対して用いた場合であっても、長期間にわたって安定した搬送性能が得られる磁性一成分現像剤及びそれを用いた画像形成方法に関する。
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置における現像方式としては、一成分現像剤を用いる一成分現像方式、二成分現像剤を用いる二成分現像方式がある。しかしながら、二成分現像方式では、キャリアを用いること、トナーとキャリアの混合比率を制御する機構が必要であることなどから小型化や軽量化が難しく、近年の画像形成装置におけるパーソナル化に伴う小型、軽量化、及び低消費電力への要求に対しては、一成分現像方式が適していると考えられている。
そして、このような画像形成装置の内部には、画像データに基づく静電潜像が形成された感光体表面に対してトナー像を形成するために、現像装置が設けられている。かかる現像装置において、トナーの流動性が低下した場合、トナーを収納する容器内にトナーが滞留しやすくなるという問題がある。すなわち、トナーの流動性が低下すると、長期間使用した場合に、容器内に滞留したトナーが凝集するとともに、当該凝集したトナーが、トナー搬送部材に付着してしまい、トナーかぶり等の異常画像の発生原因となっていた。
そこで、凝集トナーをほぐすためのトナー崩し部材を備えた画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
より具体的には、図8に示すように、トナーリサイクル機構300において、トナー崩し部材282は、弾性フィルムシート(PETフィルムシート)からなり、スパイラル形状を有する回転推進式搬送手段281の回転時に、その外部から力を付与されて変形する舌片を有している。そして、当該舌片を有するトナー崩し部材により凝集トナーが崩され、トナー凝集の防止を図っている。
特開2004−177754号公報(特許請求の範囲)
しかしながら、特許文献1に記載された画像形成装置では、温度や湿度といった使用環境が変化した場合に、それに伴って、トナー粒子及びトナー崩し部材の特性がそれぞれ変化するため、トナー粒子がトナー崩し部材から過剰なストレスを受ける場合があった。
その結果、トナー粒子の形状が変化し、条件によっては、逆にトナーの流動性を著しく低下させ、トナー凝集が生じやすくなるといった問題が生じていた。
そこで、本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、攪拌搬送手段としてのスパイラル部材を有した現像装置に対して使用する場合に、所定の平均粒径と、所定の平均粒径を有するトナー粒子の含有量と、所定のトナー粒子の平均円形度と、所定のトナー粒子の円形度を有するトナー粒子の含有量と、を満たした磁性一成分現像剤を用いることにより、トナー粒子の耐ストレス性が向上し、使用環境が変化したような場合であっても、トナーの流動性が低下するといった問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明は、攪拌搬送手段としてのスパイラル部材を有した現像装置に適した磁性一成分現像剤及びそれを用いた画像形成方法を提供することを目的とする。
本発明によれば、磁性一成分現像剤を収容するための現像容器と、磁性一成分現像剤を担持して現像領域に搬送するための現像剤担持体と、磁性一成分現像剤の層厚を規制するための現像剤層厚規制部材と、磁性一成分現像剤を回転軸方向に搬送するための攪拌搬送部材と、を含む現像装置に使用される磁性一成分現像剤であって、磁性一成分現像剤は、少なくともバインダー樹脂および磁性粉を含有するトナー粒子を含んでおり、以下の構成(a)〜(d)を有することを特徴とする磁性一成分現像剤が提供され、上述した問題点を解決することができる。
(a)トナー粒子の平均粒径が6〜9μmの範囲内の値である。
(b)平均粒径が5μm以下のトナー粒子の含有量が、トナー粒子の全体量に対して、20体積%以下の値である。
(c)トナー粒子の平均円形度を0.950〜0.960の範囲内の値である。
(d)トナー粒子の円形度が0.850未満のトナー粒子の含有量が、トナー粒子の全体量に対して、2.0〜4.0個数%の範囲内の値である。
すなわち、攪拌搬送部材を有した現像装置に対して、所定条件を満たした磁性一成分現像剤を用いることにより、トナー粒子の耐ストレス性が向上し、使用環境が変化したような場合であっても、トナーが凝集することなく、優れた流動性を維持することができる。
また、本発明の現像剤を構成するにあたり、バインダー樹脂が、重量平均分子量ピークが1.0×104〜5.0×104の第1のバインダー樹脂と、重量平均分子量ピークが1.0×106〜5.0×106の第2のバインダー樹脂と、を含むことが好ましい。
このように構成することにより、トナーが凝集することなく、優れた定着性を得ることができる。
また、本発明の現像剤を構成するにあたり、第1のバインダー樹脂の軟化点が120℃未満であるとともに、第2のバインダー樹脂の軟化点が120℃以上であることが好ましい。
このように構成することにより、トナー粒子の使用環境が変化した場合であっても、耐ストレス性と定着性とのバランスを安定的に得ることができる。
また、本発明の現像剤を構成するにあたり、第1のバインダー樹脂及び第2のバインダー樹脂が、それぞれ第1のポリエステル樹脂及び第2のポリエステル樹脂であって、当該第1のポリエステル樹脂の酸価が6以上であるとともに、第2のポリエステル樹脂の酸価が6未満であることが好ましい。
このように構成することにより、複数のポリエステル樹脂の相溶性が向上するともに、さらに優れた耐ストレス性と、定着性とのバランスを安定的に得ることができる。
また、本発明の現像剤を構成するにあたり、外添剤として疎水性シリカをさらに含むとともに、当該疎水性シリカの添加量を、全体量に対して、0.5〜2.0重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、耐ストレス性と、定着性と、さらには流動性とのバランスをさらに良好なものとすることができる。
また、本発明の別の態様は、上述したいずれかの磁性一成分現像剤を、攪拌搬送手段としてのスパイラル状の羽根を有するスパイラル部材を備えた現像装置に対して用いることを特徴とする画像形成方法である。
すなわち、攪拌搬送手段としてのスパイラル部材を有した現像装置に対して、所定条件を満たした磁性一成分現像剤を用いることにより、トナー粒子の耐ストレス性が向上し、使用環境が変化したような場合であっても、トナーが凝集することなく、優れた流動性を維持することができる。したがって、ストレスがかかりやすい環境下であっても、優れた耐凝集性や耐熱性と、定着性とのバランスを得ることができる。
[第1実施形態]
第1実施形態は、磁性一成分現像剤を収容するための現像容器と、磁性一成分現像剤を担持して現像領域に搬送するための現像剤担持体と、磁性一成分現像剤の層厚を規制するための現像剤層厚規制部材と、磁性一成分現像剤を回転軸方向に搬送するための攪拌搬送部材と、を含む現像装置に使用される磁性一成分現像剤であって、磁性一成分現像剤は、少なくともバインダー樹脂および磁性粉を含有するトナー粒子を含んでおり、以下の構成(a)〜(d)を有することを特徴とする磁性一成分現像剤が提供され、上述した問題点を解決することができる。
(a)トナー粒子の平均粒径が6〜9μmの範囲内の値である。
(b)平均粒径が5μm以下のトナー粒子の含有量が、トナー粒子の全体量に対して、20体積%以下の値である。
(c)トナー粒子の平均円形度を0.950〜0.960の範囲内の値である。
(d)トナー粒子の円形度が0.850未満のトナー粒子の含有量が、トナー粒子の全体量に対して、2.0〜4.0個数%の範囲内の値である。
以下、第1実施形態の現像剤及びそれを用いる現像装置について、それぞれ構成要件に分けて説明する。
1.現像剤の基本的構成
第1実施形態に使用する現像剤の基本的構成としては、バインダー樹脂と、ワックス類と、電荷制御剤と、磁性粉と、からなるトナー粒子に対して、無機微粒子が外添してあることが好ましい。
(1)バインダー樹脂
(1)−1 種類
第1実施形態におけるトナー粒子に使用するバインダー樹脂の種類は特に制限されるものではないが、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系共重合体、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、N−ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂等の熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。
また、バインダー樹脂が部分架橋物であるとともに、その全体量に対して、テトラヒドロフラン不溶分を5〜30重量%の範囲で含むことが好ましい。
この理由は、このような部分架橋物を用いることにより、現像剤としての相反特性である耐凝集防止性と、定着性との間で、良好なバランスが得られるためである。
(1)−2 平均分子量
また、バインダー樹脂において、複数のバインダー樹脂を含み、例えば、重量平均分子量ピークが1.0×104〜5.0×104の第1のバインダー樹脂と、重量平均分子量ピークが1.0×106〜5.0×106の第2のバインダー樹脂と、を含むことが好ましい。すなわち、バインダー樹脂の分子量分布において、二つの分子量ピーク(低分子量ピーク及び高分子量ピークと称する場合がある。)を有することが好ましい。
この理由は、このような二つの分子量ピークがそれぞれ所定範囲内の値であれば、優れた定着性が得られる一方、耐熱性も良好となって、スパイラル部材を有する現像装置等を備えた高速画像形成装置において、高温高湿下で連続印字を行った場合でも、機械及び現像機の温度上昇によるトナー凝集等の不具合を有効に防止することができるためである。
したがって、低分子量ピークが2.0×104〜4.0×104の範囲内であり、もう一つの高分子量ピークが2.0×106〜4.0×106の範囲内であることがより好ましい。
ここで、現像剤における二つの分子量ピークを有するバインダー樹脂の一般的な性質として、高分子量ピークと耐熱性の関係を図4に、低分子量ピークと定着性の関係を図5に示す。
これらの図4及び図5に示す特性曲線から理解されるように、高分子量ピークを所定範囲内に調整することによって特に耐熱性が調整され、優れた耐熱性が得られるとともに、低分子量ピークを所定範囲内に調整することによって特に定着性が調整され、優れた定着性が得られることが分かる。
なお、このようなバインダー樹脂の分子量は、分子量測定装置(GPC)を用いて、カラムからの溶出時間を測定し、標準ポリスチレン樹脂を用いて予め作成しておいた検量線と照らし合わせることにより、求めることができる。
また、かかるバインダー樹脂のガラス転移点を所定の範囲内の値に調整しておくことが好まく、本実施形態におけるバインダー樹脂であれば、例えば、ガラス転移点(Tg)を51〜55℃の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるバインダー樹脂のガラス転移点が51℃未満では、得られたトナー同士が融着し、保存安定性が低下する場合があるためである。一方、バインダー樹脂のガラス転移点が55℃を超えると、トナーの定着性が乏しくなる場合があるためである。
ここで、一般的に、バインダー樹脂のガラス転移点(Tg)とトナーの定着性との関係を図6に示す。この図6に示す特性曲線から分かるように、ガラス転移点(Tg)を所定範囲内の値に制御することにより、優れた定着性を得ることができる。
なお、このようなバインダー樹脂のガラス転移点は、示差走査熱量計(DSC)を用いて、比熱の変化点から求めることができる。
(1)−3 軟化点
また、バインダー樹脂が複数のバインダー樹脂を含み、例えば、第1のバインダー樹脂の軟化点を120℃未満とするとともに、第2のバインダー樹脂の軟化点を120℃以上の値とすることが好ましい。
この理由は、150℃程度の定着温度であっても、優れた定着性が得られる一方、耐熱性や分散性も良好となって、スパイラル部材を有する現像装置等を備えた高速画像形成装置において、高温高湿下で連続印字を行った場合でも、機械及び現像機の温度上昇によるトナー凝集等の不具合を有効に防止することができるためである。
したがって、第1のバインダー樹脂の軟化点を115℃未満とするとともに、第2のバインダー樹脂の軟化点を125℃以上の値とすることが好ましい。
なお、このようなバインダー樹脂の軟化点は、示差走査熱量計(DSC)を用いて、吸熱ピーク位置から求めることができる。
(1)−4 酸価
また、バインダー樹脂が複数のポリエステル樹脂を含み、第1のポリエステル樹脂の酸価が6以上であるとともに、第2のポリエステル樹脂の酸価が6未満であることが好ましい。
この理由は、第1のポリエステル樹脂と、第2のポリエステル樹脂との相溶性が良好となるばかりか、優れた定着性が得られる一方、耐熱性も良好となって、スパイラル部材を有する現像装置等を備えた高速画像形成装置において、高温高湿下で連続印字を行った場合でも、機械及び現像機の温度上昇によるトナー凝集等の不具合を有効に防止することができるためである。
(1)−5 添加量
また、バインダー樹脂の添加量を、現像剤の全体量に対して、45〜65重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるバインダー樹脂の添加量が45重量%未満では、得られたトナー同士が融着し、保存安定性が低下する場合があるためである。一方、バインダー樹脂の添加量が65重量%を超えると、トナーの定着性が乏しくなる場合があるためである。
したがって、バインダー樹脂の添加量を、現像剤の全体量に対して、45〜65重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
(2)ワックス類
また、トナーにおいて、定着性やオフセット性の効果を求めることから、ワックス類を添加することが好ましい。
このようなワックス類の種類としては、特に制限されるものではないが、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、フッ素樹脂系ワックス、フィッシャートロプッシュワックス、パラフィンワックス、エステルワックス、モンタンワックス、ライスワックス等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。
なお、ワックス類の添加量を、現像剤の全体量に対して、1〜15重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
(3)電荷制御剤
また、トナーにおいて、帯電レベルや帯電立ち上がり特性(短時間で、一定の電荷レベルに帯電するかの指標)が著しく向上し、耐久性や安定性に優れた特性等が得られる観点から、電荷制御剤を添加することが好ましい。
このような電荷制御剤の種類としては、特に制限されるものではないが、例えば、ニグロシン、第四級アンモニウム塩化合物、樹脂にアミン系化合物を結合させた樹脂タイプの電荷制御剤等の正帯電性を示す電荷制御剤を使用することが好ましい。
なお、電荷制御剤の添加量を、現像剤の全体量に対して、1.5〜15重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
(4)磁性粉
また、トナーにおいて、公知の磁性粉をトナー中に分散させ磁性トナーとして構成することができる。好ましい磁性粉としては、フェライト、マグネタイト、鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性を示す金属もしくは合金、またはこれらの強磁性元素を含む化合物、あるいは、強磁性元素を含まないが適当な熱処理を施すことによって強磁性を示すようになる合金等を挙げることができる。
また、磁性粉の表面を、チタン系カップリング剤、シラン系カップリング剤などの表面処理剤で表面処理することが好ましい。このように表面処理することにより、磁性粉の吸湿性や分散性を改善することができるためである。
なお、磁性粉の添加量を、現像剤の全体量に対して、30〜50重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
(5)外添剤
また、外添剤として疎水性シリカを用いる場合には、その添加量を、全体量に対して、0.5〜2.0重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる添加量が所定範囲内の値であれば、所定の耐ストレス性が得られるとともに、感光体への研磨能力を安定的に維持することができる一方、チャージアップを有効に防止したり、低温低湿条件下において画像濃度が低下したりする不具合を有効に防止することができるためである。
ここで、外添剤の一般的性質として、疎水性シリカ添加量と耐熱性の関係を図7に示す。
これらの図7に示す特性曲線から理解されるように、疎水性シリカを、それぞれ所定範囲内の値に制御することにより、定着性と、耐熱性との双方を安定的に維持することができる。
2.平均粒径
また、トナー粒子の平均粒径を6〜9μmの範囲内の値とし、かつ粒径が5μm以下のトナー粒子の含有量を、トナー粒子の全体量に対して20体積%以下とすることを特徴とする。
この理由は、かかるトナー粒子の平均粒径を6μm未満とした場合、もしくは粒径が5μm以下のトナー粒子の含有量を、トナー粒子の全体量に対して20体積%より大きくした場合、トナー粒子の流動性が低下し、スパイラル部材にトナー粒子が付着しやすく、そのトナー粒子を掻き落とすことが困難となるためである。
また、このようなトナー粒子を長時間連続使用した場合、現像担持体上へのトナー粒子の供給が不足し、画像濃度が維持することが困難となるためである。
一方、トナー粒子の平均粒径を9μmよりも大きくした場合には、トナー粒子に適切な電荷を均一に付与することが難しく、また細線等の潜像を忠実に再現するのも困難となり、画質を低下させてしまうためである。
したがって、トナー粒子の平均粒径を6〜9μmの範囲内の値とし、かつ粒径が5μm以下のトナー粒子の含有量を、トナー粒子の全体量に対して20体積%以下とすることがより好ましい。
3.平均円形度
また、トナー粒子の平均円形度を0.950〜0.960の範囲内の値とし、かつ円形度が0.850未満のトナー粒子の含有量を、トナー粒子の全体量に対して2.0〜4.0個数%の範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、平均円形度を0.950未満とした場合、トナー粒子の流動性が低下し、スパイラル部材にトナー粒子が付着しやすく、トナー除去部材により、そのトナー粒子を掻き落とすことが困難となるためである。
また、このようなトナー粒子を長時間連続使用した場合、現像担持体上へのトナー粒子の供給が不足し、画像濃度が維持することが困難となるためである。
また、このようなトナー粒子は、トナー粒子間におけるストレスも大きいため、現像器内にトナー凝集を発生させやすく、現像スリーブ上に筋が発生するという問題が生じる場合があるためである。
一方で、平均円形度が0.960を越えると、流動性については良好になって、画像濃度を維持しやすくなる。
しかしながら、このように平均円形度が0.960を越えたトナー粒子であっては、帯電調整が難しいという問題がある。例えば、スリーブの材料としてステンレス等の金属材料を用いた現像装置においては、スリーブの帯電付与力が強いため、スリーブ表面近傍に存在するトナーが、非常に高い電荷をもち、鏡映力でスリーブ表面に強烈に引きつけられ、不動層を形成しやすいという問題がある。
すなわち、平均円形度が0.960を越えると、トナー粒子とスリーブとの摩擦機会が減少し、帯電付与が阻害される結果、トナーの不均一帯電により現像スリーブ上に形成されるトナー薄層に乱れやムラが発生し、薄層ムラが発生する場合がある。
よって、本発明においては、トナー粒子の平均円形度を0.960以下の値に制御するものである。
また、トナー粒子の円形度が0.850未満のトナー粒子の含有量を、トナー粒子の全体量に対して2.0〜4.0個数%の範囲内の値とすることを特徴とする。すなわち、円形度が0.850未満のトナーであって、真球からかけ離れた形状のトナーが若干含まれていることを意味している。
この理由は、円形度が0.850未満のトナーが4.0個数%より多く含有している場合、トナー粒子と感光体との接触面積が大きくなり、トナー粒子の感光体への付着力が増大するため、十分に転写効率が得られず、画像濃度も維持できなくなるためである。
また、かかるトナー粒子においては、トナー粒子の円形度が不均一な状態であるため、上記現像装置において、スパイラルに付着したトナーを除去するトナー除去部材を設けた場合であっても、スパイラルとトナー除去部材との摩擦によるストレスでトナーが劣化しやすく、トナー流動性も低下してしまうためである。したがって、トナーの撹拌、搬送性能に悪影響を及ぼし、スリーブの薄層上に筋が発生しやすくなる場合がある。なお、この現象は、特に高温環境において顕著に現れる傾向にある。
一方、円形度が0.850未満のトナーが2.0個数%より少ない場合は、トナー粒子と感光体との接触面積が小さく、トナー粒子の感光体への付着力が軽減するため、十分な転写効率が得られ、画像濃度を所定範囲に維持することができる。また、トナー粒子の円形度が均一な状態であり、上記現像装置において、トナー粒子とスパイラル部材との摩擦によるストレスも少なく、流動性も低下しにくくなる。
しかしながら、トナー粒子の円形度が過度に均一であるため、トナー粒子同士が密になりやすく、高温環境でストレスのかかる状態においては、トナーが凝集(ソフトブロッキング)を起こしやすくなる。
また、帯電量が上昇傾向にあり帯電調整が難しく、平均円形度が0.960を越える場合同様、スリーブの帯電付与力が強いため、スリーブ表面近傍に存在するトナーが、非常に高い電荷をもち、鏡映力でスリーブ表面に強烈に引きつけられ、不動層を形成する。
これにより、トナーのスリーブとの摩擦機会が減少し、帯電付与が阻害される。この結果、トナーの不均一帯電により現像スリーブ上に形成されるトナー薄層に乱れ、低温環境において、特に薄層ムラを起こしやすくなる。
よって、本発明においては、トナー粒子の円形度が0.850未満のトナー粒子の含有量を、トナー粒子の全体量に対して2.0〜4.0個数%の範囲内の値とするものである。
4.現像装置
また、本発明に使用する現像装置としては、図1に示すように、現像剤を収容するための現像容器122と、現像剤を担持して現像領域に搬送するための現像剤担持体127と、現像剤の層厚を規制するための現像剤層厚規制部材128と、所定の回転軸を中心に回転して現像剤を回転軸方向に攪拌搬送するスパイラル部材150と、を含む現像装置114を用いることができる。
ここで、スパイラル部材150とは、トナー粒子を所定方向に搬送する搬送手段である第1スパイラル部材123及び第2スパイラル部材124と、これらに付着したトナー粒子を取り除くためのトナー除去部材136と、から構成されている。
より具体的には、図2に示すように、トナー粒子の攪拌を行う攪拌室140内に設けられた回転可能な軸132と、当該軸132の周面に設けられたスパイラル状の羽根130とからなり、図1中の矢印Aの方向に回転することにより、トナーを軸132の長手方向(図2の矢印Dの方向)に搬送するための第1スパイラル部材123を備えている。
また、図2に示すように、軸132と略平行に配置された回転可能な軸133と、当該軸133の周面に設けられたスパイラル状の羽根131とからなり、図1中の矢印Bの方向に回転することにより、トナーを軸133の長手方向(図2の矢印Dの方向)に搬送する第2スパイラル部材124とを備えている。
なお、第1スパイラル部材123と、第2スパイラル部材124は、略平行に配置されている。また、第1スパイラル部材123と第2スパイラル部材124の間には、攪拌室140と現像室141が連通可能となるように、攪拌室140と現像室141を仕切る仕切り部材134が設けられている。したがって、トナーを循環的に攪拌しながら搬送することが可能となっている。
また、図1に示すように、現像容器122のドラム開口側に配設され、複数の磁極を有する固定マグネットローラ125と、当該固定マグネットローラ125を内包するとともに、収納されたトナーを感光体111の表面上に導くために回転自在に軸支された非磁性の現像スリーブ126からなる現像剤担持体127を備えている。
更に、板状の磁性体により構成され、現像スリーブ126の近傍に配設されるとともに、当該現像スリーブ126上面に向け垂下する、現像剤層厚規制部材128と、現像スリーブ126の長手方向端部に配設された磁性体シール部材129を備えている。
また、第1スパイラル部材123の上方にはトナー補給孔(図示せず)が開口されており、トナーが投入可能となるように構成されている。すなわち、投入されたトナーは、第1スパイラル部材123によって攪拌室140内を図2の左端から右方向、すなわち、軸132の長手方向Dのうち、図中の矢印D1の方向に向かって攪拌されながら搬送された後、現像室141まで搬送される。そして、現像室141に搬送されたトナーは、第2スパイラル部材124によって現像室141内を図2の右端から左方向、すなわち、軸132の長手方向Dのうち、図中の矢印D2の方向に向かって攪拌されながら搬送され、現像スリーブ126に導かれる。現像スリーブ126に導かれたトナーは、固定マグネットローラ125の磁力を利用して現像スリーブ126上に担持され、当該トナーは、現像スリーブ126の近傍に配設してある現像剤層厚規制部材128により厚みが規制される。
その後、現像スリーブ126上に担持されたトナーは、現像剤担持体127により、現像位置、即ち、感光体111の表面上に導かれ、かかる感光体111と印刷紙とが接触することにより、印刷紙上に画像を転写形成される。
また、図1に示すように、第1スパイラル部材123と第2スパイラル部材124には、これらに付着したトナーを除去するためのトナー除去部材136、137が設けられている。
より具体的には、トナー除去部材136は、現像容器122内において、少なくとも一部が第1スパイラル部材123の表面に接触するように設けられており、容器122内に取り付けられた支持部材138に支持される構成となっている。また、同様に、トナー除去部材137は、容器122内において、少なくとも一部が第2スパイラル部材124の表面に接触するように設けられており、現像容器122内に取り付けられた支持部材138に支持される構成となっている。
なお、このトナー除去部材136、137は、トナー除去効果や耐久性を考慮して、所定弾性率を有する金属線材により形成することができる。
また、図2に示すように、トナー除去部材136には、ねじり部136aが設けられており、第1スパイラル部材123の軸132の長手方向Dと直交する方向(図1の矢印Y1、Y2の方向)における、第1スパイラル部材123の表面と接触する部分136b(以下、「トナー掻き取り部136b」という。)の断面形状が略楕円形状となるように形成されている。
なお、図2においては、トナー除去部材136のみを図示しているが、トナー除去部材137もトナー除去部材136と同様の形状を有している。即ち、トナー除去部材137には、ねじり部(図示せず)が設けられており、第2スパイラル部材124の軸133の長手方向Dと直交する方向(図1の矢印Z1、Z2の方向)における、第2スパイラル部材124の表面と接触する部分の断面形状が略楕円形状となるように形成されている。
すなわち、現像剤を現像容器122から感光体111まで搬送させる過程において、現像剤は、スパイラル部材とトナー除去部材に接触して力学的ストレスを受けることになる。例えば、30℃以上の高温環境で、このようにスパイラル部材やトナー除去部材によってストレスを与え続けた場合であっても、本発明のトナーによれば、凝集や画像縦筋等の不具合が発生を有効に防止することができる。
[第2実施形態]
第2の実施形態は、少なくともバインダー樹脂および磁性粉を含有するトナー粒子を含んでおり、以下の構成(a)〜(d)を有する磁性一成分現像剤を、現像剤を収容するための現像容器と、現像剤を担持して現像領域に搬送するための現像剤担持体と、現像剤の層厚を規制するための現像剤層厚規制部材と、所定の回転軸を中心に回転して現像剤を回転軸方向に攪拌搬送する攪拌搬送部材と、を含む現像装置に用いることを特徴とする画像形成方法である。
(a)トナー粒子の平均粒径が6〜9μmの範囲内の値である。
(b)平均粒径が5μm以下のトナー粒子の含有量が、トナー粒子の全体量に対して、20体積%以下の値である。
(c)トナー粒子の平均円形度を0.950〜0.960の範囲内の値である。
(d)トナー粒子の円形度が0.850未満のトナー粒子の含有量が、トナー粒子の全体量に対して、2.0〜4.0個数%の範囲内の値である。
1.画像形成装置
第2の実施形態の画像形成方法を実施するにあたり、図3に示すような画像形成装置1に好適に使用することができる。
ここで、図3は、画像形成装置の全体構成を示す概略図である。この画像形成装置1は、画像形成装置本体1aの下部に配設された給紙部2と、この給紙部2の側方および上方に配設された用紙搬送部3と、この用紙搬送部3の上方に配設された画像形成部4と、この画像形成部4よりも排出側に配設された定着部5と、これらの画像形成部4、および定着部5の上方に配設された画像読取部6を備えている。
そして、給紙部2は、用紙9が収容された複数(本実施形態においては4つ)の給紙カセット7を備えており、給紙ローラ8の回転動作により、当該複数の給紙カセット7のうち選択された給紙カセット7から用紙9が用紙搬送部3側に送り出され、用紙9が1枚ずつ確実に用紙搬送部3に給紙されるように構成されている。なお、これら4つの給紙カセット7は、画像形成装置本体1aに対し、着脱自在となるように構成されている。
また、用紙搬送部3に給紙された用紙9は、用紙供給経路10を経由して画像形成部4に向けて搬送される。この画像形成部4は、電子写真プロセスによって、用紙9に所定のトナー像を形成するものであり、所定の方向(図中の矢印Xの方向)に回転可能に軸支された像端持体である感光体11と、この感光体11の周囲にその回転方向に沿って、帯電装置12、露光装置13、現像装置14、転写装置15、クリーニング装置16、および除電装置17を備えている。
また、帯電装置12は、高電圧が印加される帯電ワイヤを備えており、この帯電ワイヤからのコロナ放電によって感光体11の表面に所定電位を与えることにより、感光体11の表面が一様に帯電させられる。そして、露光装置13により、画像読取部6によって読み取られた原稿の画像データに基づく光が、感光体11に照射されることにより、感光体11の表面電位が選択的に減衰されて、この感光体11の表面に静電潜像が形成される。次いで、現像装置14により、上記静電潜像にトナーが付着し、感光体11の表面にトナー像が形成され、転写装置15により、感光体11の表面のトナー像が、感光体11と転写装置15との間に供給された用紙9に転写される。
また、トナー像が転写された用紙9は、画像形成部4から定着部5に向けて搬送される。この定着部5は、画像形成部4の用紙搬送方向の下流側に配置されており、画像形成部4においてトナー像が転写された用紙9は、定着部5に設けられた加熱ローラ18、および当該加熱ローラ18に押し付けられる加圧ローラ19によって挟まれるとともに加熱され、用紙9上にトナー像が定着される。次いで、画像形成部4から定着部5において画像形成がなされた用紙9は、排出ローラ対20によって排出トレイ21上に排出される。
一方、上記転写後、感光体11の表面に残留しているトナーは、クリーニング装置16により除去される。
なお、感光体11の表面の残留電荷は、除電装置17により除去され、感光体11は帯電装置12によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われることになる。
したがって、攪拌搬送手段としてのスパイラル部材を有した現像装置に対して、所定条件を満たした磁性一成分現像剤を用いることにより、トナー粒子の耐ストレス性が向上し、使用環境が変化したような場合であっても、トナーが凝集することなく、優れた流動性を維持することができる。したがって、ストレスがかかりやすい環境下であっても、優れた耐凝集性や耐熱性と、定着性とのバランスを得ることができる。
2.磁性一成分現像剤
第2の実施形態で使用する磁性一成分現像剤は、第1の実施形態で説明したのと同様の内容とすることができる。
以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。なお、言うまでもないが、以下の説明は本発明を例示するものであり、特に理由なく、以下の説明に本発明の範囲は限定されるものではない。
[実施例1]
1.トナーの作成
(1)トナー粒子の作成
バインダー樹脂として、複数のポリエステル樹脂を用いるとともに、それに磁性粉等を混合した後、溶融混練した。
すなわち、まず、ポリエステル樹脂A及びBをそれぞれ作成した。ポリエステル樹脂Aについては、反応容器内に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2.2モル付加物2000gと、ビスフェノールAエチレンオキサイド2.2モル付加物800gと、テレフタル酸500gと、n−ドデセニルコハク酸600gと、無水トリメリット酸350gと、酸化ジブチル錫4gとを収容した後、窒素雰囲気中、攪拌しながら220℃、8時間の条件で縮合反応させた後、減圧下で、軟化点が155℃に達するまで縮合反応を続けた。
また、ポリエステル樹脂Bについては、反応容器内に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2.2モル付加物2800gと、テレフタル酸400gと、フマル酸650gと、酸化ジブチル錫4gとを収容した後、窒素雰囲気中、攪拌しながら220℃、8時間の条件で縮合反応させた後、減圧下で、軟化点が90℃に達するまで縮合反応を続けた。
そして、このようにして得られたポリエステル樹脂A(Tg:60℃、軟化点:150℃、酸価:7.0、ゲル分率:30%)を50重量部と、ポリエステル樹脂B(Tg:60℃、軟化点:150℃、酸価:7.0、ゲル分率:30%)を50重量部と、帯電制御剤(スチレンアクリル系第4級アンモニウム塩)を10重量部と、ワックス(カルナバワックス1号(加藤洋行社製))を5重量部と、後述する方法により作成した磁性粉1を85重量部と、をヘンシェルミキサにて混合した後、二軸押出機を用いて溶融混練した。
次いで、溶融混練物を冷却した後、機械式粉砕機であるターボミル(ターボ工業社製)を用いて、体積平均粒径が11.0μmとなるように粉砕した。さらに、この粉砕品を上記粉砕機にて、体積平均粒径が6.3μmとなるように粉砕した。次いで、気流式分級機を用いて微粉、粗粉を同時に分級して、体積平均粒径が6.8μmであって、5μm以下の含有量が10.2体積%、平均円形度が0.955であるトナー粒子Aを得た。
(2)無機粒子の添加
得られたトナー粒子100重量部に対して、疎水性シリカ(RA200H:日本アエロジル社製)0.8重量部の割合で外添して、それをヘンシェルミキサで混合することによりトナーAを得た。
(3)磁性粉の作成
次いで、磁性粉の形成方法について述べる。まず、1.8mol/リットルの硫酸第一鉄水溶液60リットルと、5mol/リットルの水酸化ナトリウム水溶液45リットルを充分攪拌混合し、水酸化第一鉄スラリーを調製した。
次に、この水酸化第一鉄スラリーを80〜90℃に維持しながら、20リットル/分で空気を吹き込み、酸化反応を開始させた。酸化反応が全Fe2+の50%進行した時点で、0.1mol/リットルのヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液10リットルを60分間かけて、酸化反応継続中のマグネタイトを含んだ水酸化第一鉄スラリーに添加し、pHを6〜9に維持して、酸化反応を終了させて、磁性粉1とした。
最後に、反応が終了した磁性粒子のスラリーを、常法により洗浄、濾過、乾燥し、若干凝集している粒子を解砕処理した後、振動型磁力計VSM−P7型(東英工業社製)を用いて、外部磁場79.6kA/mの条件で、以下の磁気特性を測定した。
形状:八面体
平均粒径:0.21(μm)
飽和磁化(σs):59.7(Am2/kg)
残留磁化(σr):11.4(Am2/kg)
保持力 (Hc):11.1(kA/m)
2.トナーの評価
得られたトナーAの体積平均粒径、平均円形度を測定した。得られた結果を表1に示す。また、それぞれの評価項目に対する具体的評価方法は以下の通りである。
(1)体積平均粒径
測定サンプルと界面活性剤とを懸濁させた電解液を調整した後、当該電解液を対象として、マルチサイザーII(コールター社製;アパーチャー径100μm)によりトナーAの体積平均粒径を測定した。
(2)平均円形度
容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水10mlを用意し、その中に分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩)を加えた後、測定試料を0.02g加えて、均一に分散させて、分散液を調整した。次いで、得られた分散液に対して、トナーAの平均円形度を、フロー式粒子像分析装置FPIA−2100(シスメックス社製)により測定した。
すなわち、得られた分散液における粒子投影像を得た後、トナーAの粒子投影像における周囲長(L1)および投影面積(S)を算出した。
ここで、円形度(a)は、面積(S)の円の円周長をL2とした場合に、L2/L1で表される値であって、その円形度を全粒子に渡って平均化することにより、トナーAの平均円形度を算出した。
Figure 2006301358
(3)画像濃度
京セラミタ製複写機(KM−8030)を用いて、通常環境(23℃、50%RH)にて、10万枚の画像評価パターンを印字し、以下の基準に沿って初期画像濃度及び10万枚印刷後の画像濃度を評価した。
すなわち、画像評価パターンを印字して初期画像とし、画像評価パターンである画像濃度を、反射濃度計(東京電色社製TC−6D)を用いて測定した。より具体的には、画像評価パターンのベタ部における、任意の9箇所での濃度測定を行ない、その平均値を算出して、画像濃度とした。
○:画像濃度が1.3以上の値である。
△:画像濃度が1.2以上1.3未満の値である。
×:画像濃度が1.2未満の値である。
また、高温高湿環境(32℃、80%RH)、低温低湿環境(10℃、15%RH)においても同様に評価した。得られた結果を表2〜4に示す。
(4)カブリ
京セラミタ製複写機(KM−8030)を用いて、通常環境(23℃、50%RH)にて、10万枚の画像評価パターンを印字し、以下の基準に沿って、初期カブリ及び10万枚印刷後のカブリを評価した。なお、ここでカブリとは、非画像部の濃度とベースペーパの濃度との濃度差を意味する。
すなわち、画像評価パターンを印字して初期画像とし、画像評価パターンのない非画像部の濃度を、反射濃度計(東京電色社製TC−6D)を用いて測定した。より具体的には、非画像部の任意の9箇所での濃度測定を行ない、その平均値を算出してカブリとした。 また、高温高湿環境(32℃、80%RH)、低温低湿環境(10℃、15%RH)においても同様に評価した。得られた結果を表2〜4に示す。
○:濃度差が0.008未満の値である。
×:濃度差が0.008以上である。
(5)画質
京セラミタ製複写機(KM−8030)を用いて、通常環境(23℃、50%RH)にて、10万枚の画像評価パターンを印字し、以下の基準に沿って、初期画質及び10万枚印刷後の画質を評価した。また、高温高湿環境(32℃、80%RH)、低温低湿環境(10℃、15%RH)においても同様に評価した。得られた結果を表2〜4に示す。
◎:拡大鏡で見ても、トナー飛散がなく、鮮明な画像状態である。
○:目視で見る限り、トナー飛散がなく、鮮明な画像状態である。
△:若干トナー飛散が見られるものの、実用上問題ない画像状態である。
×:トナー飛散以外に、文字のカスレが目立つ画像状態である。
Figure 2006301358
Figure 2006301358
Figure 2006301358
[実施例2]
トナー粒子の粒径及び円形度の影響を検討した。
すなわち、まず、トナーAと同様の溶融混練物を冷却した後、機械式粉砕機であるターボミル(ターボ工業社製)を用いて、体積平均粒径が13.6μmとなるように粉砕した。さらに、この粉砕品を上記粉砕機にて、体積平均粒径が8.0μmとなるように粉砕した。次いで、気流式分級機を用いて微粉、粗粉を同時に分級して、体積平均粒径が8.6μmであって、5μm以下の含有量が3.1体積%、平均円形度が0.958であるトナー粒子を得た。
次いで、得られたトナー粒子100重量部に対して、疎水性シリカ(RA200H:日本アエロジル社製)0.8重量部の割合で外添して、それをヘンシェルミキサで混合することによりトナーBを得た。
次いで、このトナーBに対して、実施例1と同様の評価を実施した。得られた結果を表2〜4に示す。
[実施例3]
トナー粒子の粒径及び円形度の影響を検討した。
すなわち、まず、トナーAと同様の溶融混練物を冷却した後、機械式粉砕機であるターボミル(ターボ工業社製)を用いて、体積平均粒径が11.0μmとなるように粉砕した。さらに、この粉砕品を上記粉砕機にて、体積平均粒径が6.8μmとなるように粉砕した。次いで、気流式分級機を用いて微粉、粗粉を同時に分級して、体積平均粒径が7.4μmであって、5μm以下の含有量が7.1体積%、平均円形度が0.954であるトナー粒子を得た。
次いで、得られたトナー粒子100重量部に対して、疎水性シリカ(RA200H:日本アエロジル社製)0.75重量部の割合で外添して、それをヘンシェルミキサで混合することによりトナーCを得た。
次いで、このトナーCに対して、実施例1と同様の評価を実施した。得られた結果を表2〜4に示す。
[実施例4]
トナー粒子の粒径及び円形度の影響を検討した。
すなわち、まず、トナーAと同様の溶融混練物を冷却した後、機械式粉砕機であるターボミル(ターボ工業社製)を用いて、体積平均粒径が11.0μmとなるように粉砕した。さらに、この粉砕品を上記粉砕機にて、体積平均粒径が5.7μmとなるように粉砕した。次いで、気流式分級機を用いて微粉、粗粉を同時に分級して、体積平均粒径が6.3μmであって、5μm以下の含有量が16.8体積%、平均円形度が0.956であるトナー粒子を得た。
次いで、得られたトナー粒子100重量部に対して、疎水性シリカ(RA200H:日本アエロジル社製)0.9重量部の割合で外添して、それをヘンシェルミキサで混合することによりトナーDを得た。
次いで、このトナーDに対して、実施例1と同様の評価を実施した。得られた結果を表2〜4に示す。
[比較例1]
トナー粒子の粒径及び円形度の影響を検討した。
すなわち、まず、トナーAと同様の溶融混練物を冷却した後、機械式粉砕機であるターボミル(ターボ工業社製)を用いて、体積平均粒径が10.5μmとなるように粉砕した。さらに、この粉砕品を上記粉砕機にて、体積平均粒径が6.6μmとなるように粉砕した。次いで、気流式分級機を用いて微粉、粗粉を同時に分級して、体積平均粒径が5.7μmであって、5μm以下の含有量が20.5体積%、平均円形度が0.951であるトナー粒子を得た。
次いで、得られたトナー粒子100重量部に対して、疎水性シリカ(RA200H:日本アエロジル社製)0.8重量部の割合で外添して、それをヘンシェルミキサで混合することによりトナーEを得た。
次いで、このトナーEに対して、実施例1と同様の評価を実施した。得られた結果を表2〜4に示す。
[比較例2]
トナー粒子の粒径及び円形度の影響を検討した。
すなわち、まず、トナーAと同様の溶融混練物を冷却した後、機械式粉砕機であるターボミル(ターボ工業社製)を用いて、体積平均粒径が12.0μmとなるように粉砕した。さらに、この粉砕品を上記粉砕機にて、体積平均粒径が8.8μmとなるように粉砕した。次いで、気流式分級機を用いて微粉、粗粉を同時に分級して、体積平均粒径が9.4μmであって、5μm以下の含有量が1.5体積%、平均円形度が0.957であるトナー粒子を得た。
次いで、得られたトナー粒子100重量部に対して、疎水性シリカ(RA200H:日本アエロジル社製)0.8重量部の割合で外添して、それをヘンシェルミキサで混合することによりトナーFを得た。
次いで、このトナーFに対して、実施例1と同様の評価を実施した。得られた結果を表2〜4に示す。
[比較例3]
トナー粒子の粒径及び円形度の影響を検討した。
すなわち、まず、トナーAと同様の溶融混練物を冷却した後、機械式粉砕機であるターボミル(ターボ工業社製)を用いて、体積平均粒径が12.0μmとなるように粉砕した。さらに、この粉砕品を上記粉砕機にて、体積平均粒径が6.4μmとなるように粉砕した。次いで、気流式分級機を用いて微粉、粗粉を同時に分級して、体積平均粒径が6.8μmであって、5μm以下の含有量が11.4体積%、平均円形度が0.947であるトナー粒子を得た。
次いで、得られたトナー粒子100重量部に対して、疎水性シリカ(RA200H:日本アエロジル社製)0.8重量部の割合で外添して、それをヘンシェルミキサで混合することによりトナーGを得た。
次いで、このトナーGに対して、実施例1と同様の評価を実施した。得られた結果を表2〜4に示す。
[比較例4]
トナー粒子の粒径及び円形度の影響を検討した。
すなわち、まず、トナーAと同様の溶融混練物を冷却した後、機械式粉砕機であるターボミル(ターボ工業社製)を用いて、体積平均粒径が14.0μmとなるように粉砕した。さらに、この粉砕品を上記粉砕機にて、体積平均粒径が11.0μmとなるように粉砕した。
次いで、再度、この粉砕品を上記粉砕機にて体積平均粒径が9.5μmとなるように粉砕し、更に、同様の方法にて体積平均粒径が6.6μmとなるように粉砕した。その後、気流式分級機を用いて微粉、粗粉を同時に分級して、体積平均粒径が7.0μmであって、5μm以下の含有量が12.8体積%、平均円形度が0.962であるトナー粒子を得た。
次いで、得られたトナー粒子100重量部に対して、疎水性シリカ(RA200H:日本アエロジル社製)0.8重量部の割合で外添して、それをヘンシェルミキサで混合することによりトナーHを得た。
次いで、このトナーHに対して、実施例1と同様の評価を実施した。得られた結果を表2〜4に示す。
[比較例5]
トナー粒子の粒径及び円形度の影響を検討した。
すなわち、まず、トナーAと同様の溶融混練物を冷却した後、ジェット式粉砕機を用いて、体積平均粒径が11.0μmとなるように粉砕した。さらに、この粉砕品をジェット式粉砕機にて、体積平均粒径が6.6μmとなるように粉砕した。次いで、気流式分級機を用いて微粉、粗粉を同時に分級して、体積平均粒径が7.2μmであって、5μm以下の含有量が12.5体積%、平均円形度が0.935であるトナー粒子を得た。
次いで、得られたトナー粒子100重量部に対して、疎水性シリカ(RA200H:日本アエロジル社製)0.8重量部の割合で外添して、それをヘンシェルミキサで混合することによりトナーIを得た。
次いで、このトナーIに対して、実施例1と同様の評価を実施した。得られた結果を表2〜4に示す。
[比較例6]
トナー粒子の粒径及び円形度の影響を検討した。
すなわち、まず、トナーAと同様の溶融混練物を冷却した後、ジェット式粉砕機を用いて、体積平均粒径が14.0μmとなるように粉砕した。さらに、この粉砕品を上記粉砕機にて、体積平均粒径が11.0μmとなるように粉砕した。
次いで、再度、この粉砕品を上記粉砕機にて体積平均粒径が9.5μmとなるように粉砕し、更に、同様の方法にて体積平均粒径が6.4μmとなるように粉砕した。その後、気流式分級機を用いて微粉、粗粉を同時に分級して、体積平均粒径が7.0μmであって、5μm以下の含有量が9.7体積%、平均円形度が0.966であるトナー粒子を得た。
次いで、得られたトナー粒子100重量部に対して、疎水性シリカ(RA200H:日本アエロジル社製)0.8重量部の割合で外添して、それをヘンシェルミキサで混合することによりトナーJを得た。
次いで、このトナーJに対して、実施例1と同様の評価を実施した。得られた結果を表2〜4に示す。
[比較例7]
トナー粒子の粒径及び円形度の影響を検討した。
すなわち、まず、トナーAと同様の溶融混練物を冷却した後、ジェット式粉砕機を用いて、体積平均粒径が10.0μmとなるように粉砕した。さらに、この粉砕品を上記粉砕機にて、体積平均粒径が6.7μmとなるように粉砕した。次いで、気流式分級機を用いて微粉、粗粉を同時に分級して、その後、出来上がった分級品の粗粉側だけをさらに分級して、体積平均粒径が7.0μmであって、5μm以下の含有量が15.3体積%、平均円形度が0.954であるトナー粒子を得た。
次いで、得られたトナー粒子100重量部に対して、疎水性シリカ(RA200H:日本アエロジル社製)0.8重量部の割合で外添して、それをヘンシェルミキサで混合することによりトナーKを得た。
次いで、このトナーKに対して、実施例1と同様の評価を実施した。得られた結果を表2〜4に示す。
[比較例8]
トナー粒子の粒径及び円形度の影響を検討した。
すなわち、まず、トナーAと同様の溶融混練物を冷却した後、ジェット式粉砕機を用いて、体積平均粒径が10.0μmとなるように粉砕した。さらに、この粉砕品を上記粉砕機にて、体積平均粒径が7.4μmとなるように粉砕した。次いで、気流式分級機を用いて微粉、粗粉側だけを分級して、体積平均粒径が7.0μmであって、5μm以下の含有量が22.4体積%、平均円形度が0.951であるトナー粒子を得た。
次いで、得られたトナー粒子100重量部に対して、疎水性シリカ(RA200H:日本アエロジル社製)0.8重量部の割合で外添して、それをヘンシェルミキサで混合することによりトナーLを得た。
次いで、このトナーLに対して、実施例1と同様の評価を実施した。得られた結果を表2〜4に示す。
[比較例9]
トナー粒子の粒径及び円形度の影響を検討した。
すなわち、まず、トナーAと同様の溶融混練物を冷却した後、ジェット式粉砕機を用いて、体積平均粒径が11.0μmとなるように粉砕した。さらに、この粉砕品を上記粉砕機にて、体積平均粒径が6.0μmとなるように粉砕した。次いで、気流式分級機を用いて微粉、粗粉を同時に分級して、体積平均粒径が6.5μmであって、5μm以下の含有量が12.0体積%のトナー粒子を得た。その後、微粉側だけを分級し、平均円形度が0.958、体積平均粒径が7.5μmであって、5μm以下の含有量が6.0体積%のであるトナー粒子を得た。 次いで、得られたトナー粒子100重量部に対して、疎水性シリカ(RA200H:日本アエロジル社製)0.8重量部の割合で外添して、それをヘンシェルミキサで混合することによりトナーMを得た。
次いで、このトナーMに対して、実施例1と同様の評価を実施した。得られた結果を表2〜4に示す。
実施例1〜4においては、トナー粒子の平均粒径が6〜9μmであり、平均粒径が5μm以下のトナー粒子の含有量が、トナー粒子の全体量に対して、20体積%以下の値であり、トナー粒子の平均円形度が0.950〜0.960であり、トナー粒子の円形度が0.850未満のトナー粒子の含有量が、トナー粒子の全体量に対して、2.0〜4.0個数%の範囲内の値であるので、通常環境(23℃、50%RH)、高温高湿環境(32℃、80%RH)、低温低湿環境(10℃、15%RH)において、良好な画像を得ることができた。
一方、比較例1においては、平均粒径が5μm以下のトナー粒子の含有量が多いため、トナーの攪拌、搬送性が劣る高温高湿環境で、十分な画像濃度が得られず、現像スリーブ上に筋も発生した。
比較例2については、トナー粒子の平均粒径が大きいため、画質が悪くなった。
比較例3と5については、トナー粒子の平均円形度が小さいため、トナーの流動性が悪くなってスパイラル部分にトナーが付着し、現像担持体上へのトナー供給が不足したため、画像濃度が薄くなった。
比較例4と6については、トナー粒子の平均円形度が大きいため、トナーの帯電調節が困難となり、特に低温低湿環境において、ステンレス製の現像スリーブ上との付着力が強くなりすぎて現像スリーブ上にトナーの不動層を形成し、薄層の乱れを生じた。
比較例7と8については、円形度が0.850未満のトナー粒子の含有量が多いため、十分な転写効率が得られないと共に、スパイラル部材やトナー除去部材とのストレスで、トナーが劣化し、現像スリーブ上の薄層上に筋が発生した。
比較例9については、円形度が0.850未満のトナー粒子の含有量が少なすぎるため、トナー粒子の帯電が上昇し、特に低温低湿環境において、ステンレス製の現像スリーブ上との付着力が強くなりすぎて現像スリーブ上にトナーの不動層を形成し、薄層の乱れを生じた。
第1実施形態における現像装置を示す概略図である。 第1実施形態におけるスパイラル部材及びトナー除去部材を説明するために供する図である。 第2実施形態における画像形成方法を説明するために供する図である。 高分子量ピークと、耐熱性との関係を示す図である。 低分子量ピークと、定着性との関係を示す図である。 ガラス転移点と、定着性との関係を示す図である。 シリカ含有量と、耐熱性との関係を示す図である。 従来の現像装置の構成を示す図である。
符号の説明
1:画像形成装置、2:給紙部、3:用紙搬送部、4:画像形成部、5:定着部、6:画像読取部、7:給紙カセット、9:用紙、10:用紙供給経路、11:感光体、12:帯電装置、13:露光装置、14:現像装置、15:転写装置、16:クリーニング装置、17:除電装置、111:感光体、122:現像容器、123:第1スパイラル部材、124:第2スパイラル部材、126:現像スリーブ、127:現像剤担持体、128:現像剤層厚規制部材、トナー除去部材:136、137、140:攪拌室、141:現像室、150:スパイラル部材

Claims (6)

  1. 磁性一成分現像剤を収容するための現像容器と、前記磁性一成分現像剤を担持して現像領域に搬送するための現像剤担持体と、前記磁性一成分現像剤の層厚を規制するための現像剤層厚規制部材と、前記磁性一成分現像剤を回転軸方向に搬送するための攪拌搬送部材と、を含む現像装置に使用される磁性一成分現像剤であって、
    前記磁性一成分現像剤は、少なくともバインダー樹脂および磁性粉を含有するトナー粒子を含んでおり、以下の構成(a)〜(d)を有することを特徴とする磁性一成分現像剤。
    (a)トナー粒子の平均粒径が6〜9μmの範囲内の値である。
    (b)平均粒径が5μm以下のトナー粒子の含有量が、トナー粒子の全体量に対して、20体積%以下の値である。
    (c)トナー粒子の平均円形度を0.950〜0.960の範囲内の値である。
    (d)トナー粒子の円形度が0.850未満のトナー粒子の含有量が、トナー粒子の全体量に対して、2.0〜4.0個数%の範囲内の値である。
  2. 前記バインダー樹脂が、重量平均分子量ピークが1.0×104〜5.0×104の範囲内の第1のバインダー樹脂と、重量平均分子量ピークが1.0×106〜5.0×106の範囲内の第2のバインダー樹脂と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の磁性一成分現像剤。
  3. 前記第1のバインダー樹脂の軟化点が120℃未満であるとともに、前記第2のバインダー樹脂の軟化点が120℃以上であることを特徴とする請求項2に記載の磁性一成分現像剤。
  4. 前記第1のバインダー樹脂及び第2のバインダー樹脂が、それぞれ第1のポリエステル樹脂及び第2のポリエステル樹脂であって、当該第1のポリエステル樹脂の酸価が6以上であるとともに、第2のポリエステル樹脂の酸価が6未満であることを特徴とする請求項2又は3に記載の磁性一成分現像剤。
  5. 外添剤として疎水性シリカをさらに含むとともに、当該疎水性シリカの添加量を、全体量に対して、0.5〜2.0重量%の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の磁性一成分現像剤。
  6. 前記請求項1〜5のいずれか一項に記載の磁性一成分現像剤を、攪拌搬送手段としてのスパイラル状の羽根を有するスパイラル部材を備えた現像装置に対して用いることを特徴とする画像形成方法。
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