特許第6092051号(P6092051)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6092051現像剤、現像剤製造方法、現像剤収容体、現像装置及び画像形成装置
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6092051
(24)【登録日】2017年2月17日
(45)【発行日】2017年3月8日
(54)【発明の名称】現像剤、現像剤製造方法、現像剤収容体、現像装置及び画像形成装置
(51)【国際特許分類】
   G03G 9/08 20060101AFI20170227BHJP
   G03G 9/087 20060101ALI20170227BHJP
【FI】
   G03G9/08 365
   G03G9/08 381
   G03G9/08 331
【請求項の数】7
【全頁数】25
(21)【出願番号】特願2013-179981(P2013-179981)
(22)【出願日】2013年8月30日
(65)【公開番号】特開2015-49322(P2015-49322A)
(43)【公開日】2015年3月16日
【審査請求日】2015年12月15日
(73)【特許権者】
【識別番号】591044164
【氏名又は名称】株式会社沖データ
(74)【代理人】
【識別番号】100180275
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 倫太郎
(74)【代理人】
【識別番号】100090620
【弁理士】
【氏名又は名称】工藤 宣幸
(74)【代理人】
【識別番号】100161861
【弁理士】
【氏名又は名称】若林 裕介
(72)【発明者】
【氏名】橋本 美浩
【審査官】 高松 大
(56)【参考文献】
【文献】 特開2007−212753(JP,A)
【文献】 特開2011−059491(JP,A)
【文献】 特開2008−076452(JP,A)
【文献】 特開2012−022331(JP,A)
【文献】 特開2008−233297(JP,A)
【文献】 特開2005−107182(JP,A)
【文献】 特開2008−180874(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2010/0183968(US,A1)
【文献】 特開2009−069357(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G03G 9/08
G03G 9/087
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも結着樹脂及び離型剤を酢酸エチルに溶解した油相成分を水性媒体中に分散造粒させた母粒子を有する現像剤において、
前記離型剤が、酢酸エチルへの溶解度が40℃で1.7wt%以上2.2wt%以下の範囲、かつ、融点が62℃以上67℃以下の範囲であるパラフィンワックスであり、
前記結着樹脂が、下記の化学式の構造である長鎖アルキル基を修飾させたポリエステル樹脂である
【化2】
ことを特徴とする現像剤。
【請求項2】
前記水性媒体中に、重量換算で純水全体の48ppm以上69ppm以下の濃度の界面活性剤を使用し、当該現像剤の粒度分布が個数平均粒度分布/体積平均粒度分布で0.7以上であることを特徴とする請求項1に記載の現像剤。
【請求項3】
少なくとも、結着樹脂と、酢酸エチルへの溶解度が40℃で1.7wt%以上2.2wt%以下の範囲、かつ、融点が62℃以上67℃以下の範囲であるパラフィンワックスを離型剤として、酢酸エチルに溶解、分散させた油相成分を調製し、
水性媒体中に分散剤を分散させて水相を調製し、
前記油相成分と前記水相とを混合、分散造粒させて現像剤を作製し、
前記結着樹脂が、下記の化学式の構造である長鎖アルキル基を修飾させたポリエステル樹脂である
【化3】
ことを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項4】
前記水性媒体中に、重量換算で純水全体の48ppm以上69ppm以下の濃度の界面活性剤を使用し、当該現像剤の粒度分布が個数平均粒度分布/体積平均粒度分布で0.7以上とすることを特徴とする請求項に記載の現像剤製造方法。
【請求項5】
静電潜像を担持する静電潜像担持体に供給する現像剤を収容する現像剤収容体において、
前記現像剤が、請求項1又は2に記載の現像剤である
ことを特徴とする現像剤収容体。
【請求項6】
現像剤収容体から供給される現像剤を用いて静電潜像担持体に静電潜像を形成する現像装置において、
前記現像剤が、請求項1又は2に記載の現像剤である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項7】
現像剤収容体から供給される現像剤を用いて静電潜像担持体に形成した静電潜像を媒体に転写して画像形成を行う画像形成装置において、
前記現像剤が、請求項1又は2に記載の現像剤である
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、現像剤、現像剤製造方法、現像剤収容体、現像装置及び画像形成装置に関し、例えば、電子写真方式等のプリンターで用いられる現像剤、現像剤製造方法、現像剤収容体、現像装置及び画像形成装置に適用し得るものである。
【背景技術】
【0002】
例えば電子写真方式による画像形成プロセスは、感光体の表面に一様な電荷を形成する帯電工程、感光体の表面に光を照射して静電荷像(静電潜像)を形成する露光工程、帯電した現像剤(トナー)を静電荷像に付着させて感光体上にトナー像を形成する現像工程、このトナー像を紙などの記録媒体に転写する転写工程、及び、転写されたトナー像を記録媒体に定着させる定着工程といった一連の工程からなる(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開204−341122号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、近年の電子写真方式による画像形成装置は、画像形成の高速化と画像の高精細化が要求されている。画像の高精細化のため、現像剤は従来の母材粒子(以下、トナー母粒子とも呼ぶ。)よりも小粒径にすることが求められている。また、現像剤は、画像品質を向上させるためトナーフィルミング(以下、フィルミングと呼ぶ。)を防止することが望まれる。特にクリアトナーにおいては、フィルミングが発生せず、光沢性の得られる特性が求められている。
【0005】
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、従来よりも小粒径であり、フィルミングが発生せず、光沢性のある現像剤及び現像剤製造方法、当該現像剤を収容する現像剤収容体、当該現像剤を用いて現像する現像装置、及び、画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
かかる課題を解決するために、第1の本発明は、少なくとも結着樹脂及び離型剤を酢酸エチルに溶解した油相成分を水性媒体中に分散造粒させた母粒子を有する現像剤において、離型剤が、酢酸エチルへの溶解度が40℃で1.7wt%以上2.2wt%以下の範囲、かつ、融点が62℃以上67℃以下の範囲であるパラフィンワックスであり、結着樹脂が、化学式(1)の構造である長鎖アルキル基を修飾させたポリエステル樹脂であることを特徴とする現像剤である。
【0007】
第2の本発明は、少なくとも、結着樹脂と、酢酸エチルへの溶解度が40℃で1.7wt%以上2.2wt%以下の範囲、かつ、融点が62℃以上67℃以下の範囲であるパラフィンワックスを離型剤として、酢酸エチルに溶解、分散させた油相成分を調製し、水性媒体中に分散剤を分散させて水相を調製し、油相成分と前記水相とを混合、分散造粒させて現像剤を作製し、結着樹脂が、化学式(1)の構造である長鎖アルキル基を修飾させたポリエステル樹脂であることを特徴とする現像剤製造方法。
【0008】
第3の本発明は、静電潜像を担持する静電潜像担持体に供給する現像剤を収容する現像剤収容体において、現像剤が、第1の本発明に係る現像剤であることを特徴とする現像剤収容体である。
【0009】
第4の本発明は、現像剤収容体から供給される現像剤を用いて静電潜像担持体に静電潜像を形成する現像装置において、現像剤が、第1の本発明に係る現像剤であることを特徴とする現像装置である。
【0010】
第5の本発明は、現像剤収容体から供給される現像剤を用いて静電潜像担持体に形成した静電潜像を媒体に転写して画像形成を行う画像形成装置において、現像剤が、第1の本発明に係る現像剤であることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、従来よりも小粒径であり、フィルミングが発生せず、光沢性のある現像剤を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】実験例1のトナー断面の透過型電子顕微鏡画像である。
図2】実験例2のトナー断面の透過型電子顕微鏡画像である。
図3】比較例1のトナー断面の透過型電子顕微鏡画像である。
図4】比較例3のトナー断面の透過型電子顕微鏡画像である。
図5】第1の実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示す構成図である。
図6】第1の実施形態に係る現像装置の構成を示す構成図である。
図7】第1の実施形態に係る現像装置のトナーカートリッジの内部構成を示す概略構成図である。
図8】第1の実施形態に係る現像装置の現像部の構成を概略的に示す要部拡大図である。
図9】第1の実施形態に係る定着部の構成を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
(A)第1の実施形態
以下では、本発明の現像剤、現像剤製造方法、現像剤収容体、現像装置及び画像形成装置の第1の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0014】
第1の実施形態は、溶解懸濁法により作製された現像剤(トナー)を用いるカラー電子写真プリンターに本発明を適用する場合を例示する。なお、本発明の画像形成装置は、プリンターに限定されるものではなく、複写機、ファクシミリ機器等の画像形成装置に広く適用できる。
【0015】
(A−1)第1の実施形態の構成
(A−1−1)画像形成装置の構成
図5は、第1の実施形態に係る画像形成装置10の内部構成を示す構成図である。図5において、画像形成装置10は、媒体収納カセット11、現像装置31、32、33及び34、転写部16、定着部40を有する。更に、画像形成装置10は、媒体収納カセット11から各構成部に媒体50を搬送するための搬送ローラ45a〜45x、搬送路切り替えガイド41、42を有する。
【0016】
媒体収納カセット11は、例えば記録用紙等の媒体50を内部に積層状態で収納するものである。媒体収納カセット11は、例えば、画像形成装置10内の下部に着脱自在に装着される。媒体搬送ローラ45a、45bは、媒体収納カセット11に収納されている媒体50を最上部から1枚ずつ繰り出し、その媒体50を矢印(l)方向に搬送する。搬送ローラ45c及び45dと、搬送ローラ45e及び45fとは、媒体50を矢印(e)に沿って搬送する間に媒体50の斜行を矯正して画像形成部30に送り出す。
【0017】
画像形成部30は、搬送された媒体50に対して画像を形成するものである。画像形成部30は、媒体搬送路に沿って着脱自在に配置された4個の現像装置31、32、33及び34と、現像装置31、32、33及び34のそれぞれにより形成されたトナー像を媒体50の上面にクーロン力により転写する転写部16とを有する。
【0018】
現像装置31、32、33、及び34はそれぞれ、媒体搬送路に沿って順番に並べられており、後述する静電荷現像用トナーを使用して現像処理を行うものである。4個の現像装置31、32、33及び34の構成の詳細説明は後述するが、4個の現像装置31、32、33及び34は全て同じ構成を有しており、使用するトナーの色が異なる。
【0019】
第1の実施形態では、現像装置31、32、33及び34がそれぞれ、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、クリア(CL)のトナーを使用するものとするものとし、印刷上で黒を表現するときには、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の3色を混合することで黒色を表現する。なお、現像装置31、32、33及び34の数は4個に限定されるものではなく、モノクロプリンタ―の場合には1個であっても良いし、又は2個以上であっても良い。また例えば、図5の4個の現像装置31、32、33及び34に加えて、ブラック(K)のトナーを使用する現像装置を更に配置させても良い。
【0020】
転写部16は、媒体50を静電吸着して搬送する転写ベルト17と、例えば駆動部から回転力を受けて転写ベルト17を駆動するドライブローラ18と、このドライブローラ18と対を成して転写ベルト17を張架するテンションローラ19と、現像装置31、32、33及び34の各感光ドラム101(図6参照)に対向して圧接するよう配置され、トナー像を媒体50に転写するために電圧を印加する転写ローラ20〜23と、転写ベルト17上に付着したトナーを掻き取り転写ベルト17の表面をクリーニングする転写ベルトクリーニングブレード24と、転写ベルトクリーニングブレード24により掻き落とされたトナーを堆積するトナーボックス25と、を有する。
【0021】
(A−1−2)現像装置の構成
図6は、第1の実施形態に係る現像装置34の構成を示す構成図である。図6では、現像装置31、32、33及び34を代表して、クリア(CL)のトナーを使用する現像装置34の構成を例示している。
【0022】
図6において、現像装置34は、現像部100と、現像剤収容体としてのトナーカートリッジ120とを有する。現像装置34は、画像形成装置10(図5参照)の所定位置に着脱自在に装着され、トナーカートリッジ120は、現像部100に対して着脱自在に装着可能となっている。
【0023】
図7は、第1の実施形態に係る現像装置34のトナーカートリッジ120の内部構成を示す概略構成図である。
【0024】
図7において、トナーカートリッジ120は、容器本体121内のトナー収納部125、撹拌バー122、シャッタ123、排出口124を有する。
【0025】
トナーカートリッジ120は、図7の表裏方向を長手方向として画像形成装置10に着脱可能なものとして設けられている。
【0026】
トナー収納部125は、容器本体に121内において区画された収納部を有しており、この収納部に後述する静電荷現像用トナーが収納される。この静電荷現像用トナーは、後述するように溶解懸濁法により作製されたものであり、長鎖アルキル基を修飾して疎水性を向上させたポリエステル樹脂を含む結着樹脂と、有機溶媒である酢酸エチルへの溶解度が40℃で1.7wt%〜2.2wt%の範囲であり、かつ、融点が62℃〜67℃の範囲の離型剤とを含有するものである。
【0027】
撹拌バー122は、撹拌部材の一例であり、トナー収納部125内のトナー100の固化防止や偏在防止のために、トナー収納部125内のトナー110を撹拌するものである。撹拌バー122は、トナー収納部125内の所定の位置で、トナーカートリッジ120の長手方向に延在しており、回転自在に支持されているものである。撹拌バー122は、図7の矢印(t)、矢印(u)方向に回転する。
【0028】
排出口124は、容器本体121の下方部に設けられ、トナー110を現像部100に向けて排出する開口部である。
【0029】
シャッタ123は、排出口124の開閉部材に一例であり、排出口124の開口部を開閉するために、矢印(s)方向にスライド可能に配設されている。
【0030】
図8は、第1の実施形態に係る現像装置34の現像部100の構成を概略的に示す要部拡大図である。
【0031】
図8において、現像部100は、感光体ドラム101、帯電ローラ102、LEDヘッド103、現像ローラ104、供給ローラ106、現像ブレード107、クリーニングブレード105を有する。
【0032】
感光体ドラム101は、静電潜像担持体の一例であり、LEDヘッド103により形成された静電潜像に、供給ローラ106からのトナー110を吸着してトナー像を形成するものである。感光体ドラム101は、トナー像の形成後、転写ローラ20との間にある転写ベルト17上の媒体50にトナー像を転写する。感光体ドラム101は、例えば、導電性支持体と光導電層とを有して構成される。具体的には、感光ドラム101は、導電性支持体としてのアルミニウムの金属パイプに、光導電層としての電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した構成の有機系感光体である。
【0033】
帯電ローラ102は、帯電装置の一例であり、感光体ドラム101の周面に接して設けられ、感光体ドラム101の表面を帯電させるものである。帯電ローラ102は、金属シャフトと半導電性エビクロロヒドリンゴム層によって構成されている。
【0034】
LEDヘッド103は、露光装置の一例であり、感光体ドラム101を露光するものである。LEDヘッド103は、例えばLED素子とレンズアレイを有して構成されており、LED素子から出力される照射光が感光ドラム101の表面上に結像する。
【0035】
現像ローラ104は、現像剤担持体の一例であり、供給ローラ106から供給されるトナー110を担持して、感光体ドラム101表面上の静電潜像にトナー110を移すものである。現像ローラ104は、例えば、金属シャフトと半導電性ウレタンゴム層によって構成されている。
【0036】
供給ローラ106は、現像剤供給体の一例であり、現像剤としてのトナー110を、摺接する現像ローラ104に供給するものである。供給ローラ106は、例えば、金属シャフトと半導電性発泡シリコンスポンジ層によって構成されている。
【0037】
現像剤としてのトナー110は、溶融懸濁法により作製されたものであり、結着樹脂としてポリエステル樹脂を用いたものである。このトナー110は、ポリエステル樹脂と、内部添加剤としての帯電制御剤と、離型剤とを含むものである。またトナー110は、トナーの流動性の改善や画像品質向上等のため、トナー表面に外添工程を行うようにしても良く、例えば外部添加剤としてシリカ部粒子を含有するものとしても良い。
【0038】
現像ブレード107は、現像剤規制部材の一例であり、供給ローラ106の表面上のトナー110の層の厚さを規制するものである。現像ブレード107は、ブレードの先端部が供給ローラ106から所定の間隔だけ離れた状態で配置されている。現像ブレード107は、例えばステンレス等の金属製ブレード等を適用することができる。
【0039】
クリーニングブレード105は、現像剤回収部材の一例であり、感光ドラム101の表面に圧接して配置され、トナー像の転写後、感光ドラム101の表面上に残ったトナー110を回収するものである。クリーニングブレード105は、例えばウレタンゴム製の部材を用いることができる。
【0040】
図5において、画像形成部30で各色のトナー像が転写された媒体50は、矢印(h)方向に搬送されて定着部40に送られる。
【0041】
定着部40は、加圧及び加熱により媒体50上のトナー像を定着させるものである。
【0042】
図9は、第1の実施形態に係る定着部40の構成を示す概略構成図である。図9において、実施形態に係る定着部40は、発熱ローラ141、加圧ローラ144、サーミスタ143、加熱ヒータ142を有する。
【0043】
発熱ローラ141は、例えば、アルミニウム等からなる中空円筒状の芯金に、シリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、耐熱弾性層の上にPFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)チューブを被覆することによって形成されている。更に、発熱ローラ141の芯金内には、加熱ヒータ142(ここではハロゲンランプ)が配設されている。
【0044】
加圧ローラ144は、例えば、アルミニウム等の芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、耐熱弾性層の上にPFAチューブを被覆して構成されている。加圧ローラ144は、発熱ローラ141との間に圧接部が形成されるように配置されている。
【0045】
サーミスタ143は、発熱ローラ141の表面温度検出手段である。サーミスタ143は、発熱ローラ141の近傍に非接触で配置される。サーミスタ143によって検出された温度情報は、例えば画像形成装置10の温度制御手段に送られ、温度制御に利用される。これにより、サーミスタ143により検出された温度情報に基づいて、加熱ヒータ142をオン/オフ制御することができ、発熱ローラ141の表面温度を所定の温度に維持することができる。
【0046】
(A−1−3)画像形成プロセス
次に、第1の実施形態に係る画像形成装置10の画像形成プロセスを説明する。ここでは、まず現像プロセスを説明する。
【0047】
図8に示すように、感光ドラム101は、例えばモータ等の駆動手段により矢印(a)方向に一定周速度で回転する。帯電ローラ102は、感光ドラム101の表面に接触して設けられている。帯電ローラ1−2は、矢印(d)方向に回転しながら、例えば帯電ローラ用高圧電源から供給される直流電圧を感光ドラム101の表面に印加し、感光ドラム101の表面を一様均一に帯電させる。
【0048】
次に、感光ドラム101に対向して設けられたLEDヘッド103は、画像信号に対応した光を感光ドラム101の一様均一に帯電された表面に照射し、光照射部分の電位を光減衰して静電潜像を形成する。
【0049】
一方、図7に示すトナーカートリッジ120が現像部100に装着されると、例えばレバー操作等により、シャッタ123は開口方向にスライドし、図6に示すように開口部が形成される。これにより、トナー収納部125のトナー110が、排出口124から矢印(v)方向の落下し、トナー110が現像部100に供給される。
【0050】
図8において、供給ローラ106は例えば供給ローラ用高圧電源によって電圧が印加されて、供給ローラ106が矢印(c)方向に回転することによって、トナー110は現像ローラ104に供給される。
【0051】
現像ローラ104は、感光ドラム101に密着して配置されており、例えば現像ローラ用高圧電源によって電圧が印加されている。現像ローラ104は、供給ローラ106により搬送されたトナー110を吸着し、トナー110を矢印(b)方向に回転搬送する。ここで、現像ブレード107は、供給ローラ106より下流側であって、現像ローラ104に圧接して配置されている。現像ブレード107は、現像ローラ104に吸着したトナー110を均一な厚さに均したトナー層を形成する。
【0052】
更に、現像ローラ104は、感光ドラム101上に形成された静電潜像を、担持するトナー110によって以下のようにして反転現象する。感光ドラム101の導電性支持体と現像ローラ104との間には高圧電源によってバイアス電圧が印加されているため、現像ローラ104と感光ドラム101との間には、感光ドラム101に形成された静電潜像に伴う電気力線が発生する。このため、現像ローラ104上の帯電したトナー110は、静電気力により感光ドラム101上の静電潜像部分に付着し、この部分を現像してトナー像を形成する。なお、感光ドラム101の回転開始で始まる以上の現像プロセスは、後述する所定のタイミングで開始される。
【0053】
図5において、媒体収納カセット11に収容された媒体50は、上述したように媒体搬送ローラ45a及び45bによって媒体収納カセット11から矢印(l)の方向に1枚ずつ取り出される。
【0054】
その後、媒体50は、媒体搬送ローラ45c及び45dと、媒体搬送ローラ45e及び45fとによって、矢印(e)方向に搬送される。このとき、媒体50は、媒体ガイドに沿って搬送されるため、斜行が矯正されながら搬送される。そして、媒体50は、矢印(g)方向に回転するドライブローラ18によって矢印(f)方向へ回転する転写ベルト17へと送られる。なお、上述した現像プロセスは、媒体50が矢印(e)方向に搬送される間の所定のタイミングで開始される。
【0055】
次に、図9に示すように、転写プロセスが行われる。転写ローラ20は、転写ベルト17を介して、現像装置31の感光ドラム101に対向して圧接状態で配置されている。さらに、転写ローラ20は、例えば転写ローラ用高圧電源によって電圧が印加されている。
【0056】
媒体50は、転写ベルト17により静電吸着して搬送される。転写ベルト20は、上述した現像プロセスによって感光ドラム101の表面上に形成されたイエロートナー像を、媒体50上に転写する。
【0057】
媒体50は、転写ベルト17上を矢印(f)に沿って搬送されるため、現像プロセス及び転写プロセスと同様のプロセスが、イエロー、マゼンタ、シアン、透明の順に行われる。すなわち、現像装置31と転写ローラ20によってイエロートナー像が転写され、現像装置33と転写ローラ21によってマゼンタトナー像が転写され、次に現像装置33と転写ローラ22によってシアントナー像が転写され、そして現像装置34と転写ローラ23によってクリアトナー像が、順次媒体50上に転写される。各色のトナー像が転写された媒体50は、矢印(h)方向へと搬送される。
【0058】
次に、定着プロセスについて説明する。図9に示すように、各色のトナー像が転写された媒体50は、矢印(h)方向へと搬送され、発熱ローラ141と加圧ローラ144を備えた定着部40へ搬送される。
【0059】
定着部40の発熱ローラ141は、例えば温度制御手段の制御により所定の表面温度に保たれている。そして、矢印(i)方向に回転する発熱ローラ141と、矢印(j)方向に回転する加圧ローラ144との間に、トナー像が転写された媒体50は搬送される。そこで、発熱ローラ141の熱が媒体50上のトナー像を溶融し、更に発熱ローラ141と加圧ローラ142との圧接部が媒体50上で溶融したトナー像を加圧することにより、トナー像が記録紙50に定着する。
【0060】
トナー像が定着した記録紙50は、図5に示す媒体搬送ローラ45g及び45hと、媒体搬送ローラ45i及び45jとによって、矢印(k)方向に搬送され、画像形成装置10の外部のスタッカ部46へと送出される。
【0061】
次に、クリーニングプロセスについて説明する。図8に示すように、転写後においても、感光ドラム101の表面には、若干のトナー110が残留する場合がある。残留トナー110は、クリーニングブレード105によって除去される。
【0062】
クリーニングブレード105は、長手方向(図8の表裏方向)に延在する感光ドラム101の回転軸方向に沿って平行に配置されている。クリーニングブレード105は、その先端部が感光ドラム101の表面に当接するように、その根元部が剛性の支持基板に取付けられ、固定される。
【0063】
クリーニングブレード105は、その先端部が感光ドラム101の周面に当接したままの状態で、感光ドラム101が回転軸中心に回転するとき、転写されずに残った感光ドラム101表面上の残留トナー110を除去する。こうしてクリーニングされた感光ドラム101は、繰り返し利用される。
【0064】
また、図5に示す画像形成装置10において、連続通紙時の紙間等では各現像装置31〜34の感光ドラム101(図8参照)から、一部の帯電不良のトナーが転写ベルト17に転写される場合がある。しかしながら、転写ベルト17に転写されたトナーは、転写ベルト17が矢印(f)、矢印(r)方向に回転移動する際に、転写ベルトクリーニングブレード24によって転写ベルト17から除去されてトナーボックス25に帯電不良トナーとして溜められる。こうしてクリーニングされた転写ベルト17は、繰り返し利用される。
【0065】
なお、図5に示す媒体搬送ローラ45k〜45x、搬送路切り替えガイド41,42は、両面印刷を行う際に媒体50を搬送し、またその搬送方向をガイドするものであるが、本願発明と直接関係しないため、ここではその説明は省略する。
【0066】
(A−1−4)静電荷現像用トナー
次に、第1の実施形態に係る静電荷現像用トナー100について、図面を参照しながら説明する。
【0067】
この実施形態に係る静電荷現像用トナー100は、溶解懸濁法により作製されたトナー母粒子を含有するものである。すなわち、この実施形態に係るトナー100は、少なくとも結着樹脂(バインダ樹脂)及び添加物を有機溶媒に溶解、分散させた油相と、分散剤としての無機微粒子を水系溶媒に分散させた水相とを混合、懸濁して、油相液滴表面に無機微粒子が付着した油相液滴を生成した後、溶媒を除去し、酸を添加して無機微粒子を除去することで作製されたトナー母粒子を含有する。
【0068】
[結着樹脂]
第1の実施形態に係るトナー100に用いられる結着樹脂は、下記の化学式(1)の構造である長鎖アルキル基を修飾し、疎水性を向上させたポリエステル樹脂である。結着樹脂は、下記の長鎖アルキル基を修飾したポリエステル樹脂を単独で用いても良いし、他の樹脂と組み合わせても良い。
【化1】
【0069】
結着樹脂であるポリエステル樹脂は、アルコール成分とカルボン酸成分との縮重合によって作製することができる。
【0070】
この実施形態に係るトナー100は、アルコール成分とカルボン酸成分との縮重合によって得られるポリエステルを用いることができる。
【0071】
アルコール成分としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、キシレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ビスフェノールA、水添ビスフェノールA、ビスフェノールAエチレンオキサイド、ビスフェノールAプロピレンオキサイド、ソルビトール、グリセリン等の2価以上のアルコール、アルコール誘導体等が挙げられる。
【0072】
カルボン酸成分としては、例えば、マレイン酸、フマール酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、アジピン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、シクロペンタンジカルボン酸、無水コハク酸、無水トリメリット酸、無水マレイン酸、ドデセニル無水コハク酸等の2価以上のカルボン酸、カルボン酸誘導体、無水コハク酸等が挙げられる。
【0073】
なお、アルコール成分及びカルボン酸成分はそれぞれ2種類以上のものを組み合わせてもよい。
【0074】
[着色剤等]
結着樹脂に配合する着色剤は、トナーの色(例えば、ブラック色、イエロー色、マゼンダ色、シアン色等)に合わせて、公知の顔料や染料を広く使用できる。
【0075】
ブラック色の着色剤としては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック等を用いることができる。また、イエロー色の着色剤としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー74やカドミウムイエロー等を用いることができる。また、マゼンダ色の着色剤としては、C.I.ピグメントレッド238等を用いることができる。また、シアン色の着色剤としては、ピグメントブルー15:3等を用いることができる。
【0076】
クリアトナーは、光沢を獲得するために、有色トナー上に付着させたり、用紙等の記録媒体上に付着させたりするために用いられる。そのため、クリアトナーは、有色トナー上に付着させる場合にはその有色トナーを視認できるように、又は記録媒体上に付着させる場合にはその記録媒体を視認できるように構成される。クリアトナーを作製する場合には、着色剤を配合せず、蛍光増白剤を配合するようにしてもよい。また、クリアトナーは、例えば外添剤として無機微粒子(例えば、二酸化ケイ素、二酸化チタン等)が外添される。
【0077】
[有機溶媒]
油相を作製する際に用いる有機溶媒は、一般的な有機溶媒を用いることができる。有機溶媒は、例えば酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類がある。また、有機溶媒は、例えばトルエン、キシレン等の炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、メタノール、エタノール等のアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類などが挙げられる。有機溶媒は、2種類以上のものを混合して用いてもよい。
【0078】
第1の実施形態では、有機溶媒として酢酸エチルを用いる場合を例示する。これは、溶融懸濁法を採用するため、水相に油相を投入し懸濁させて粒子を形成した後、油相を選択的に蒸発させて除去することになる。このことから、水相の溶媒である水よりも沸点が低く、水に対する溶解度が比較的低いものが有機溶媒として好ましいため、この実施形態では、有機溶媒として酢酸エチルを用いるものとする。
【0079】
[離型剤]
離型剤は、トナーの定着性及び耐オフセット性を向上させるためのものである。離型剤としては、例えば、パラフィンワックス、酸価パラフィンワックス等の石油ワックス、ポリオレフィンワックス、酸価ポリオレフィンワックス等の合成ワックス、エステルワックス、エーテルワックス、動植物に由来するワックス等が挙げられる。
【0080】
第1の実施形態では、離型剤としてパラフィンワックスを用いる場合を例示する。第1の実施形態では有機溶媒として酢酸エチルを用いるため、酢酸エチルに比較的易溶であり、かつ、結着樹脂であるポリエステル樹脂の疎水性を向上させるため、エステルワックスを用いることも考えられる。しかし、エステルワックスは、パラフィンワックスに比べて平均分子量が大きく、溶融時の粘度が高い。そのため、クリアトナーの離型剤としてエステルワックスを用いると、印字上で均一になりづらく、ややくすんだ印刷になってしまうことがある。その結果、印刷品質が低下し、光沢も下げてしまう。そこで、第1の実施形態では、エステルワックスよりも平均分子量が小さく、溶融時の粘度が低いパラフィンワックスを離型剤として用いる。
【0081】
[水性媒体]
水相を生成するための水性媒体は、主として水が用いられる。なお、水性媒体は、水に水溶性溶媒を混合したものであってもよい。
【0082】
[分散剤]
分散剤としての懸濁安定剤は、無機微粒子を用いることができる。懸濁安定剤としては、例えば、リン酸三カルシウム、ヒドロキシアパタイト、炭酸カルシウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム、シリカ等が挙げられる。
【0083】
(A−2)第1の実施形態の静電荷現像用トナーの作製
以下では、第1の実施形態に係る静電荷現像用トナーを作製した複数の実験例及び比較例を挙げて、作製されたトナーの溶融特性及び粒度分布、作製されたトナーによるフィルミング及び光沢の評価結果等を比較する。
【0084】
また、以下の実験例及び比較例は、溶融懸濁法を採用して、クリアトナーのトナー母粒子を作製する場合を例示する。
【0085】
溶融懸濁法は、上述したように、(a)分散剤(無機分散剤)を分散させた水性媒体を調製する水相調製工程、(b)有機溶媒に結着樹脂及び離型剤を加えて油相を調製する油相調整工程、(c)水相に油相を投入し懸濁して粒子を形成し、有機溶媒を除去する粒子形成工程、(d)液中の粒子を脱水後、酸洗浄して懸濁安定剤を溶解させて、再度酸洗浄等を行い、乾燥させてトナー母粒子を形成するトナー母粒子形成工程、(e)生成したトナー母粒子に外添剤を付着させる外添工程からなる。
【0086】
上述したように、結着樹脂は、化学式(1)の構造である長鎖アルキル基を修飾し、疎水性を向上させたポリエステル樹脂を用いる。有機溶媒は、酢酸エチルを用いる。
【0087】
離型剤は、エステルワックスよりも平均分子量が小さく、かつ、エステルワックスよりも溶融時の粘度が低いパラフィンワックスを用いる。
【0088】
ここで、クリアトナーの作製に関して、光沢特性を得るためには、エステルワックスよりも溶融時の粘度が低いパラフィンワックスを離型剤として使用することが好ましい。しかし、パラフィンワックスは、有機溶媒である酢酸エチルに対する溶解度が低く、ほとんど溶解しない。そのため、例えばビーズミル等の分散機を使用してパラフィンワックスを数百nm程度まで粉砕した後に、酢酸エチルにパラフィンワックスを混合させる方法等もある。
【0089】
しかし、全てのパラフィンワックスを数百nm程度まで粉砕することは非常に困難であり、細かく粉砕できなかった場合には、トナー中に粗大粒子としてパラフィンワックスが混在し、フィルミングを発生させてしまうことがある。また、全てのパラフィンワックスを数百nm程度まで粉砕するには長時間の分散工程が必要となるため、クリアトナーの製造時に係る負担が大きく、このことが生産効率を著しく悪化させてしまうおそれがある。
【0090】
そこで、以下のようにして、クリアトナーの光沢性を得ると共に、フィルミングが発生しないクリアトナーを作製する。
【0091】
[実験例1]
(a)水相調整工程
まず、無機分散剤を分散させた水性媒体を得る工程として、純水37680重量部に工業用リン酸三ナトリウム十二水和物1110重量部を混合し、液温60℃で溶解させた後、pH調整用の希硝酸を添加する。そこへ、純水4360重量部に工業用塩化カルシウム無水物540重量部を溶解させた塩化カルシウム水溶液を投入し、ネオミクサー(プライミクス株式会社製)にて4300回転/分、液温を60℃に保ちながら34分間高速撹拌させて懸濁安定剤(分散剤)を含む水相を調製する。
【0092】
(b)油相調整工程
次に、化学式(1)の構造を有するポリエステル樹脂を含む油相の調製方法を説明する。
【0093】
有機溶媒としての酢酸エチル5300重量部を液温50℃に加熱撹拌し、パラフィンワックス(日本精蝋株式会社 SP−0145 融点:62℃)56重量部を加える。
【表1】
【0094】
表1は、第1の実施形態で使用する離型剤の融点と、40℃での酢酸エチルに対する溶解度(wt%)を示すものである。表1において、実験例1のパラフィンワックス(パラフィンワックスA)は、融点が62℃であり、酢酸エチルに対する溶解度が2.2wt%である。
【0095】
実験例1のパラフィンワックスは、通常のパラフィンワックスと比べて酢酸エチルに対する溶解性が良好であり、パラフィンワックスの投入後数分でパラフィンワックスが溶解した。パラフィンワックスの溶解後、帯電制御樹脂1重量部を溶剤に順次加える。
【0096】
その後、化学式(1)の構造である長鎖アルキル基を修飾して疎水性を上げた、酸価が6.3mgKOH/g、ガラス転移温度(Tg)が71℃のポリエステル樹脂1090重量部を投入し、固形物がなくなるまで撹拌して油相を調製する。
【0097】
ここで、ポリエステル樹脂は、例えば4.9mgKOH/g以上7.2mgKOH/g以下のように酸価が低くなるように調製したもの用いることが好ましく、第1の実施形態では、ポリエステル樹脂の酸価が6.3mgKOH/gとする。なお、酸価とは、1gの樹脂を中和するのに必要な水酸化カリウムの重量である。
【0098】
ポリエステル樹脂の酸価を低減させる理由を説明する。溶融懸濁法は、トナーの粒径制御が容易となる点で好ましいが、油相液滴中に無機分散剤が一部取り込まれてしまい、酸を添加しても無機微粒子が除去できず、無機微粒子がトナー中に残ってしまうことがある。その結果、トナー中に含まれる無機微粒子によりトナーの吸湿性が上がるため、トナーの保存性が悪化し得る。また、高温多湿環境では、トナーの吸湿により、トナーの帯電が下がり、「かぶり」という印刷物への汚れ等が生じ得る。この無機微粒子が取り込まれる原因の1つとして、無機微粒子(例えば、カルシウムやマグネシウムのリン酸塩と、ポリエステル樹脂表面に存在するカルボキシル基等の官能基とがイオン結合するため、ポリエステル樹脂内部に無機微粒子が取り込まれると考えられる。従って、ポリエステル樹脂表面の官能基を低減すること、すなわちポリエステル樹脂の酸価を低減することで、イオン結合箇所を減らし、懸濁安定剤の取り込みを防ぐようにする。
【0099】
ポリエステル樹脂の酸価を調製する方法は、種々の方法を適用することができる。例えば、ポリエステル樹脂の酸価を大きくするには、ポリエステル樹脂の原料である「アルコール成分」と「カルボン酸成分」のうち、「カルボン酸成分」の割合を多くすることで実現できる。また逆に、ポリエステル樹脂の酸価を小さくするには、「カルボン酸成分」の割合を小さくすることで実現できる。
【0100】
また、上記以外の酸価調製方法としては、例えば、ポリエステル樹脂の作製する原料構成が同じ場合、重合時間によってポリエステル樹脂の酸価を調整する方法がある。例えば、重合時間が短いと、ポリエステル樹脂の酸価は大きくなり、重合時間が長いと、ポリエステル樹脂の酸価は小さくなる傾向がある。この特性を用いてポリエステル樹脂の酸価を調整することができる。
【0101】
(c)粒子形成工程
次に、水相の液温を60℃に保持し、上記油相を液滴投入し、ネオミクサー(プライミクス株式会社製)で1700回転/分にて10分高速撹拌することによって懸濁させ、粒子を形成した。その後減圧蒸留にて酢酸エチルを除去した。
【0102】
(d)トナー母粒子形成工程
液中のトナーを一度脱水した後、脱水したトナーを純水に再分散させ、硝酸を加えてpHを1.5以下にして撹拌し酸洗浄を行い、懸濁安定剤であるリン酸三カルシウムを溶解させる。再度同様に硝酸を用いて酸洗浄を行う。さらに、脱水したトナーを純水に再分散させ、撹拌し、水洗浄を行う。その後、トナーを脱水し乾燥してトナーを生製する。
【0103】
(e)外添工程
次に、外添工程として、生成したトナー100重量部に疎水性シリカRX50(日本アエロジル社製、平均一次粒子径40nm)1.0重量部、疎水性シリカRX200(日本アエロジル社製、平均一次粒子径12nm)0.8重量部を添加し、10リットル容積のヘンシェルミキサーで5400回転/分の回転速度で10分間撹絆することでトナーを得る。
【0104】
[実験例2]
実験例2は、離型剤としてパラフィンワックス(日本精蝋株式会社 PARACOHOL−6150 融点:67℃)を使用した。それ以外の条件は、実験例1の場合と同様である。また、トナー生製工程も実験例1の同様の工程である。
【0105】
表1において、実験例2のパラフィンワックス(パラフィンワックスB)は、融点が67℃であり、酢酸エチルに対する溶解度が1.7wt%である。
【0106】
油相調製工程で、実験例2のパラフィンワックスを酢酸エチルに投入すると、実験例2のパラインワックスは、通常のパラフィンワックスに比べて酢酸エチルに対する溶解性が良好であり、パラフィンワックスの投入後数分でパラフィンワックスが完全に溶解した。
【0107】
[比較例1]
比較例1は、離型剤としてパラフィンワックス(日本精蝋株式会社 Paraffin Wax−120 融点50℃)を使用した。それ以外の条件は、実験例1の場合と同様である。また、トナー生製工程も実験例1の同様の工程である。
【0108】
表1において、比較例1のパラフィンワックス(パラフィンワックスC)は、融点が50℃であり、酢酸エチルに対する溶解度が2.5wt%である。
【0109】
油相調製工程で、比較例1のパラフィンワックスも、通常のパラフィンワックスに比べて酢酸エチルに対する溶解性は良好であり、パラフィンワックスの投入後数分でパラフィンワックスが完全に溶解した。
【0110】
[比較例2]
比較例2は、離型剤として、酢酸エチルに不溶なパラフィンワックス(日本精蝋株式会社 HNP−9 融点:75℃)を使用した。
【0111】
表1において、比較例2のパラフィンワックス(パラフィンワックスD)は、融点が75℃であり、酢酸エチルに対する溶解度が不溶である。
【0112】
油相調製工程では、ビーズミル分散機(アイメックス株式会社製)を用いて、比較例2のパラフィンワックスの粒径が数百nm程度に粉砕し、その後、粉砕した比較例2のパラフィンワックスを酢酸エチルに分散させた。
【0113】
それ以外の条件は、実験例1の場合と同様である。また、トナー生製工程も実験例1の同様の工程である。
【0114】
[比較例3]
比較例3は、離型剤として、エステルワックス(日油株式会社 融点71℃)を使用した。それ以外の条件は、実験例1の場合と同様である。また、トナー生製工程も実験例1の同様の工程である。
【0115】
表1において、比較例4のエステルワックスは、融点が71℃であり、酢酸エチルに対する溶解度が4.5wt%である。
【0116】
油相調製工程では、比較例3のエステルワックスは、酢酸エチルに対する溶解性が良好であり、エステルワックスの投入後数分でエステルワックスが完全に溶解した。
【0117】
[ポリエステル樹脂の酸価測定方法]
ポリエステル樹脂の酸価測定方法は、測定装置DL−58(METTLER TOLEDO社製)、電極DGl13を用い、試料約0.5〜0.6gをスクリュー管に秤取り、混合溶媒を加えて溶解し、0.01mol/l水酸化カリウム−エタノール溶液で電位差滴定にて測定した。
【0118】
[トナーの溶融特性]
トナーの溶融特性は、測定装置フローテスター(株式会社島津製作所製 CFT−500D)にて測定した。トナーの溶融特性として、ガラス転移温度(Tg)、流出開始温度(Tfb)、1/2法による軟化点を示す溶融温度(T1/2)を測定した。
【0119】
[トナーの粒径]
トナーの粒径は、精密粒度分布測定装置(ベックマン・コールター株式会社製 Multisizer3)にてトナーの粒度分布を測定した。トナーの粒度分布は、トナーの観測個数を基準としたトナーの粒径分布を示す個数平均粒度分布(Dn50/μm)、体積を基準としたトナーの粒径分布を示す体積平均粒度分布(Dw50/μm)、個数平均粒度分布と体積平均粒度分布との比を示すDn50/Dw50を測定した。
【0120】
[トナーの光沢]
トナーの光沢は、検査装置グロスメーター(株式会社村上色彩技術研究所 GM−26D)にて、測定角度75度で、クリアトナーを用いた印刷物の光沢特性(光沢度/%)を測定した。
【0121】
[トナー断面の確認方法]
トナー断面については、透過型電子顕微鏡「H−7100型」(株式会社日立製作所製)による観察によって確認した。加速電圧は100kVとした。試料はRuO染色超薄切片法にて作製した。
【0122】
[印刷評価方法]
連続印刷を行ったところの印刷評価時のフィルミング発生の有無、光沢及び見た目の3点から総合的に判定した。その判定基準は、以下のとおりである。
【0123】
「○」・・・「フィルミング:発生なし」、「光沢:80以上」、「見た目:くすみなし」の全てを満たす。
【0124】
「△」・・・「フィルミング:発生なし」、「光沢:60以上80未満」、「見た目:くすみあり」のいずれかを満たす。
【0125】
「×」・・・「フィルミング:発生あり」、「光沢:60未満」のどちらかを満たす。
【0126】
[評価結果]
図1は、実験例1のトナー断面の透過型電子顕微鏡の画像図である。図2は、実験例2のトナー断面の透過型電子顕微鏡の画像図である。図3は、比較例1のトナー断面の透過型電子顕微鏡の画像図である。図4は、比較例3のトナー断面の透過型電子顕微鏡の画像図である。
【0127】
以下の表2に、実験例1及び実験例2と、比較例1〜3との評価結果を示す。
【表2】
【0128】
比較例1で用いたパラフィンワックス(パラフィンワックスC)は酢酸エチルに対する溶解性が良好である。しかし、比較例1により作製したトナーは、表2に示すように、トナーの体積平均粒度分布Dw50が4.6μmとなり、小粒径の粒子が多くなった。さらに、比較例1のトナーを用いて連続印刷を行ったところ、評価途中からフィルミングが発生したため評価を中止した。また、図3に示すように、比較例1のトナー断面は、離型剤(ワックス)がトナー母粒子表面に位置しているものが多く確認され、離型剤の内包性に問題があることが分かる。
【0129】
比較例2は、粒子形成工程における酸洗浄後に数百μm程度の粗大粒子の離型剤(ワックス)が多数確認された。比較例2のトナーを用いて連続印刷を行ったところ、評価初期からフィルミングが発生したため評価を中止した。
【0130】
比較例3で用いたエステルワックスは、酢酸エチルに対する溶解性が良好である。また、比較例4のトナー断面は、図4に示すように、離型剤がトナー中に内包されている。しかし、比較例3のトナーを用いて連続印刷を行ったところ、フィルミングは発生しなかったが、光沢(光沢度)が74であり、見た目がくすみのある印刷結果を得た。
【0131】
これに対して、実験例1で用いたパラフィンワックス(パラフィンワックスA)は、酢酸エチルに対する溶解性は良好であった。また、図1に示すように、実験例1のトナー断面は離型剤がトナー中に内包されている。実験例1のトナーを用いて連続印刷を行ったところ、フィルミングは発生せず、光沢(光沢度)は87であり、比較例3のトナーを用いたときよりも光沢(光沢度)は上がった。見た目も光沢のある良好な印刷結果を得た。
【0132】
実験例2で用いたパラフィンワックス(パラフィンワックスB)も、酢酸エチルに対する溶解性は良好であった。また、図2に示すように、実験例2のトナー断面は、離型剤がトナー中に内包されている。実験例2のトナーを用いて連続印刷を行ったところ、フィルミングは発生せず、光沢(光沢度)は82であり、比較例3のトナーを用いたときよりも光沢(光沢度)は上がった。見た目も光沢のある良好な印刷結果を得た。
【0133】
上記比較例2の評価結果との比較から、酢酸エチルに対する40℃での溶解度が1.7wt%よりも小さく、かつ、融点が67℃よりも高くなると、離型剤(ワックス)の粗大粒子がトナー中に多く混在することになる。そのため、印刷中に、離型剤(ワックス)の一部が溶解してしまい、現像装置の各部材に離型剤(ワックス)が付着し、その各部材の離型剤(ワックス)を清掃することでフィルミングが発生しやすくなる。
【0134】
また、上記比較例1の評価結果との比較から、酢酸エチルに対する40℃での溶解度が2.2wt%よりも大きく、かつ、融点が62℃よりも低くなると、離型剤(ワックス)がトナー母粒子表面に位置することになる。そのため、印刷中に、離型剤(ワックス)の一部が溶解してしまい、現像装置の各部材に離型剤(ワックス)が付着し、その各部材の離型剤(ワックス)を清掃することでフィルミングが発生しやすくなる。
【0135】
(A−3)第1の実施形態の効果
以上のことから、クリアトナーの離型剤として酢酸エチルに対する溶解性が良好なパラフィンワックス(すなわち、酢酸エチルに対する40℃での溶解度が1.7wt%〜2.2wt%、かつ、融点が62℃〜67℃のパラフィンワックス)を使用することで、トナー中にパラフィンワックスが内包し、印刷中でもフィルミングが発生せず、かつ、光沢の高いクリアトナーを生製することができる。
【0136】
(B)第2の実施形態
次に、本発明の現像剤、現像剤製造方法、現像剤収容体、現像装置及び画像形成装置の第2の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0137】
第2の実施形態も、溶解懸濁法により作製された現像剤(トナー)を用いるカラー電子写真プリンターに本発明を適用する場合を例示する。なお、本発明の画像形成装置は、プリンターに限定されるものではなく、複写機、ファクシミリ機器等の画像形成装置に広く適用できる。
【0138】
(B−1)第2の実施形態の静電荷現像用トナーの作製
第2の実施形態は、静電荷現像用トナー及びその生製方法が第1の実施形態と異なり、画像形成装置、現像装置及び現像剤収容体は、第1の実施形態と同様のものを用いることができる。そのため、第2の実施形態においても、図5図9を用いて説明する。
【0139】
また、第2の実施形態では、クリアトナー及びその生製方法を中心に詳細に説明する。第2の実施形態に係る静電荷現像用トナーを作製した複数の実験例及び比較例を挙げて、作製されたトナーの溶融特性及び粒度分布、作製されたトナーによるフィルミング及び光沢の評価結果等を比較する。
【0140】
第2の実施形態においても、第1の実施形態で説明した(a)水相調製工程、(b)油相調整工程、(c)粒子形成工程、(d)トナー母粒子形成工程、(e)外添工程からなる溶融懸濁法によるが、第2の実施形態では、(c)粒子形成工程において、油相を液滴投入する前に、懸濁安定助剤としての界面活性剤を投入する。
【0141】
以下の実験例及び比較例は、溶融懸濁法を採用して、クリアトナーのトナー母粒子を作製する場合を例示する。
【0142】
[実験例3]
(a)水相調製工程
まず、無機分散剤を分散させた水性媒体を得る工程として、純水37680重量部に工業用リン酸三ナトリウム十二水和物1110重量部を混合し、液温60℃で溶解させた後、PH調整用の希硝酸を添加し、pHを7.5に調整する。さらに、そこへ純水4360重量部に工業用塩化カルシウム無水物540重量部を溶解させた塩化カルシウム水溶液を投入し、ネオミクサー(プライミクス株式会社製)にて4300回転/分、液温を60℃に保ちながら34分間高速撹拌させて分散剤を含む水相を調製する。
【0143】
(b)油相調製工程
酢酸エチル5300重量部を液温50℃に加熱撹拌し、アルコール変性パラフィンワックス(日本精蝋株式会社 PARACOHOL−6150融点:67℃)56重量部、帯電制御樹脂1重量部を順次加える。第2の実施形態では、離型剤としてパラフィンワックス(表1のパラフィンワックスB)を使用する。
【0144】
その後、化学式(1)の構造である長鎖アルキル基を修飾して疎水性を上げた、酸価が6.3mgKOH/g、ガラス転移温度(Tg)が71℃のポリエステル樹脂1090重量部を投入し、固形物がなくなるまで撹拌して油相を調製する。
【0145】
(c)粒子形成工程
次に、水相の液温を60℃に保持し、油相を液滴投入する前に、懸濁安定助剤として界面活性剤であるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを純水全体に対し重量換算で69ppmとなる量(すなわち2.6重量部)を水相に添加し、ハンドミキサーにて低速撹拌し十分に溶解させた後、油相を投入、ネオミクサー(プライミクス株式会社製)にて1700回転/分にて10分間高速撹拌することによって懸濁させ、粒子を形成した。その後減圧蒸留にて酢酸エチルを除去した。
【0146】
(d)トナー母粒子形成工程
液中のトナーを一度脱水した後、脱水したトナーを純水に再分散させ、硝酸を加えてpHを1.5以下にして撹拌し酸洗浄を行い、懸濁安定剤であるリン酸三カルシウムを溶解させる。再度同様に硝酸を用いて酸洗浄を行う。さらに、脱水したトナーを純水に再分散させ、撹拌し、水洗浄を行う。その後、トナーを脱水し乾燥してトナーを生成した。
【0147】
(e)外添工程
次に、外添工程として、生成したトナー100重量部に疎水性シリカRX50(日本アエロジル社製、平均一次粒子径40nm)1.0重量部、疎水性シリカRX200(日本アエロジル社製、平均一次粒子径12nm)0.8重量部を添加し、10リットル容積のヘンシェルミキサーで5400回転/分の回転速度で10分間撹拌することでトナーを得る。
【0148】
[実験例4]
実験例4は、懸濁安定助剤としての界面活性剤であるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを純水全体に対し、重量換算で48ppmとなる量(すなわち1.8重量部)を投入してトナーを形成した。それ以外の条件は、実験例3の場合と同様である。また、トナー生製工程も実験例3と同様の工程である。
【0149】
[比較例4]
比較例4は、懸濁安定助剤としての界面活性剤であるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを純水全体に対し、重量換算で207ppmとなる量(すなわち7.8重量部)を投入してトナーを形成した。それ以外の条件は、実験例3の場合と同様である。また、トナー生製工程も実験例3と同様の工程である。
【0150】
[評価結果]
以下の表3に、実験例3及び実験例4と、比較例4との評価結果を示す。
【表3】
【0151】
比較例4によりトナーを生製したところ、界面活性剤であるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム投入後、ハンドミキサーでの撹拌時に泡が発生し始め、その後の1700rpmでの高速撹拌時に発泡がさらに進み、減圧蒸留時には槽内部全体を覆ってしまうほど発泡したため実験を中止した。
【0152】
これに対して、実験例3により生製されたトナーの粒度分布を測定したところ、個数平均粒度分布Dn50は5.5μm、体積平均粒度分布Dw50は7.4μm、Dn50/Dw50は0.74となり、実験例2よりも粒度分布が向上し、個数平均粒度分布上の3μm以下粒子が減少した。また、実験例3により生製されたトナーを用いて連続印刷評価を行ったところ、フィルミングが発生せず、又光沢(光沢度)を測定したところ、光沢は82となり、見た目にも良好な光沢のある印刷結果を得た。
【0153】
実験例4により生製されたトナーの粒度分布を測定したところ、個数平均粒度分布Dn50は7.0μm、体積平均粒度分布Dw50は8.4μm、Dn50/Dw50は0.83となり、実験例2よりも粒度分布が向上し、個数平均粒度分布上の3μm以下粒子が減少した。また、実験例4により生製されたトナーを用いて連続印刷評価を行ったところ、フィルミングが発生せず、又光沢(光沢度)を測定したところ、光沢は81となり、見た目にも良好な光沢のある印刷結果を得た。
【0154】
(B−2)第2の実施形態の効果
以上のことから、クリアトナーの離型剤として酢酸エチルに対する溶解性が良好なパラフィンワックス(すなわち、酢酸エチルに対する40℃での溶解度が1.7wt%〜2.2wt%、かつ、融点が62℃〜67℃のパラフィンワックス)を使用することで、トナー中にパラフィンワックスが内包し、かつ、水相中に懸濁安定助剤として界面活性剤(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)を水相中の純水全体に対し、重量換算で濃度48ppm〜69ppmの範囲で投入することで、粒度分布がシャープ(小粒径化)になり、かつ、印刷中でもフィルミングが発生せず、光沢の高いクリアトナーを生製することができる。
【符号の説明】
【0155】
10…画像形成装置、11…媒体収納カセット、31、32、33及び34…現像装置、16…転写部、40…定着部40、45a〜45x…搬送ローラ、41及び42…搬送路切り替えガイド、100…現像部100、101…感光体ドラム、102…帯電ローラ、103…LEDヘッド、104…現像ローラ、106…供給ローラ、107…現像ブレード、105…クリーニングブレード、120…トナーカートリッジ、121…容器本体、125…トナー収納部、122…撹拌バー、123…シャッタ、124…排出口。
図1
図2
図3
図4
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図6
図7
図8
図9