(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記像担持体の前記表面に形成された凹凸は、前記像担持体の前記表面において、前記像担持体の軸方向に不規則に形成されているとともに前記像担持体の周方向に不規則に形成されている、請求項1に記載の画像形成装置。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置及び画像形成方法を順に説明する。なお、図面において、同一の参照符号は、同一部分又は相当部分を表すものである。長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は、図面の明瞭化及び簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。
【0015】
また、以下では、タンデム方式の電子写真装置を例に挙げて本実施形態に係る画像形成装置を説明するが、本実施形態に係る画像形成装置はタンデム方式の電子写真装置に限定されない。また、二成分現像方式を採用した画像形成装置を例に挙げて本実施形態に係る画像形成装置及び画像形成方法を説明するが、現像方式は二成分現像方式に限定されない。例えば、本実施形態に係る画像形成装置は、タッチダウン現像法を採用した画像形成装置であってもよい。また、本実施形態に係る画像形成方法では、タッチダウン現像法を採用してもよい。
【0016】
図1〜
図4を用いて、本実施形態に係る画像形成装置を説明する。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す図である。
図2は、本実施形態に係る画像形成装置の一部分を拡大して示す図である。
図1及び
図2において、X軸と、Y軸と、Z軸とは、互いに直交する。
図3は、
図2に示す領域IIIの拡大図である。
【0017】
画像形成装置100は、トナーTを含む現像剤を用いて、記録媒体S(例えば、印刷用紙)に画像を形成する。より具体的には、画像形成装置100は、像担持体11と、現像部27と、クリーニング部材47とを備える。必要に応じて、画像形成装置100は、帯電部19と、露光部23と、転写部と、定着部43と、収容部材51とをさらに備えてもよい。転写部は、一次転写部35と、転写ベルト37と、二次転写部39とを含む。
【0018】
像担持体11は、表面(周面)に静電潜像を保持する。静電潜像には、トナーTが、電気的に引き付けられる。これにより、像担持体11の表面には、トナー像が形成される。帯電部19は、像担持体11の周囲に設けられ、像担持体11の表面を一様に帯電する。露光部23は、一様に帯電している像担持体11の表面を露光させて、像担持体11の表面に静電潜像を形成する。現像部27は、現像剤を収容する。現像部27は、トナーTを用いて、静電潜像を現像する。一次転写部35は、転写ベルト37を挟んで像担持体11と対向し、トナー像(像担持体11の表面に形成されたトナー像)を転写ベルト37に転写する。二次転写部39は、転写ベルト37に転写されたトナー像を記録媒体Sに転写する。定着部43は、記録媒体Sに転写されたトナー像を、記録媒体Sに定着させる。クリーニング部材47は、像担持体11の表面に圧接され、像担持体11の表面に残留するトナー(より具体的には、転写残トナー)を像担持体11の表面から除去する。
【0019】
像担持体11のうち一次転写部35が対向する部位を像担持体11の回転方向R2の基点としたとき、クリーニング部材47は、一次転写部35よりも像担持体11の回転方向R2の下流側に位置し、帯電部19は、クリーニング部材47よりも像担持体11の回転方向R2の下流側に位置する。一方、現像部27に含まれる現像剤担持体29は、一次転写部35よりも像担持体11の回転方向R2の上流側に位置する。
【0020】
以下、像担持体11、現像部27及びクリーニング部材47の各々のより詳細な説明に先立ち、画像形成装置100を用いた画像形成方法を説明する。画像形成装置100を用いた画像形成方法は、帯電工程と、露光工程と、現像工程と、転写工程と、クリーニング工程とを含み、必要に応じて定着工程をさらに含んでもよい。
【0021】
詳しくは、帯電工程では、帯電部19が、像担持体11の表面を一様に帯電する。露光工程では、露光部23が、一様に帯電した像担持体11の表面を露光する。これにより、像担持体11の表面には、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、像担持体11の表面に保持される。
【0022】
現像工程では、現像部27が、トナーTを用いて静電潜像を現像する。これにより、トナー像が、像担持体11の表面に形成される。詳しくは、現像剤が、収容部材51から現像部27へ供給される。現像部27へ供給された現像剤は、現像剤担持体29の磁力により、現像剤担持体29の表面に引き付けられる。このようにして、現像剤が、現像剤担持体29の表面に担持され、現像剤からなる層(磁気ブラシ層)が、現像剤担持体29の表面に形成される。そして、現像剤担持体29が回転方向R1に回転すると、磁気ブラシ層に含まれるトナーTが、現像剤担持体29の表面から像担持体11の表面へ供給される。これにより、トナーTが静電潜像に供給され、トナー像が像担持体11の表面に形成される。
【0023】
転写工程では、一次転写部35が、トナー像を像担持体11から転写ベルト37へ一次転写した後、二次転写部39が、トナー像を転写ベルト37から記録媒体Sへ二次転写する。
【0024】
定着工程では、定着部43が、記録媒体Sに転写された未定着トナー像を、加熱及び/又は加圧により記録媒体Sに定着させる。これにより、記録媒体Sに画像が定着される。
【0025】
クリーニング工程では、クリーニング部材47が、転写残トナーを像担持体11の表面から除去する。クリーニング工程は、転写工程の後に行われることが好ましい。以下、像担持体11と現像部27とクリーニング部材47とをより詳細に説明する。
【0026】
像担持体11は、回転可能な態様で、画像形成装置100の筐体に支持されている。より具体的には、像担持体11は、例えばモーター(図示せず)によって駆動されて、回転方向R2に沿って回転する。像担持体11は、感光体ドラムに相当する。
【0027】
像担持体11は、導電性基体13と、感光層15とを有する。導電性基体13は、粗面14を有する。感光層15は、粗面14の上に設けられている。
【0028】
像担持体11の表面には、凸部P1と凹部P2とが形成されている。凸部P1は、導電性基体13の粗面14に形成された凸部に対応して、形成される。凹部P2は、導電性基体13の粗面14に形成された凹部に対応して、形成される。このように、像担持体11の表面に凸部P1と凹部P2とが形成されていれば、クリーニング性能を高めることができる。
【0029】
粗面14は、ブラスト面であることが好ましい。ここで、ブラスト面とは、ブラスト加工により形成された面を意味する。粗面14がブラスト面であれば、粗面14において、凹凸は、導電性基体13の軸方向に不規則に形成され易く、導電性基体13の周方向に不規則に形成され易い。そのため、凸部P1及び凹部P2は、各々、像担持体11の表面において、像担持体11の軸方向に不規則に形成され易く、像担持体11の周方向に不規則に形成され易い。ここで、導電性基体13の軸方向は、像担持体11の軸方向に相当する。また、導電性基体13の周方向は、像担持体11の周方向に相当する。
【0030】
粗面14がブラスト面であれば、粗面14の形成が容易となるため、凸部P1と凹部P2とが像担持体11の表面に形成され易い。これにより、クリーニング性能を容易に高めることができる。
【0031】
ブラスト加工には、例えば、サンドブラスト加工と、ショットブラスト加工と、グリットブラスト加工と、ビーズブラスト加工とが、含まれる。基材に吹き付ける研磨材の量が多くなれば、粗面14の表面粗さが増加する傾向にあるため、像担持体11の表面粗さが増加する傾向にある。研磨材の吹き付け速度が速くなった場合にも同様の傾向を示す、と考えられる。
【0032】
導電性基体13は、金属で構成された円筒状の素管であることが好ましい。素管を構成する金属としては、例えば、アルミニウム、鉄、チタン、又はマグネシウムが挙げられる。
【0033】
感光層15は、有機光伝導体を利用した有機感光層、又は無機光電体を利用した無機感光層であってもよいが、例えばシランガスの蒸着により形成されたアモルファスシリコン感光層(以下、「a−Si感光層」と記載する)であることが好ましい。感光層15がa−Si感光層であれば、感光層15の耐久性を高めることができる。これにより、長期にわたって画像形成装置100を使用した場合であっても、像担持体11の表面形状が変化することを防止できる。より具体的には、凸部P1及び凹部P2が変形することを防止できる。よって、長期にわたって画像形成装置100を使用した場合であっても、クリーニング性能を維持できる。
【0034】
好ましくは、像担持体11の表面の算術平均粗さRaが10nm以上100nm以下であり、且つ像担持体11の表面の十点平均粗さRzが0.1μm以上1.0μm以下である。より好ましくは、導電性基体13の粗面14には、下記条件A及びBが満たされるように、凹凸が形成されている。さらに好ましくは、下記条件A及びBが満たされるようにブラスト加工での加工条件を設定して、粗面14を形成する。ここで、像担持体11の表面の算術平均粗さRa及び十点平均粗さRzは、各々、JIS(日本工業規格) B 0601:1994で規定の方法に従って測定される。
条件A:像担持体11の表面の算術平均粗さRaが10nm以上100nm以下である。
条件B:像担持体11の表面の十点平均粗さRzが0.1μm以上1.0μm以下である。
【0035】
現像部27は、現像剤担持体29と、現像剤規制部材31とを有する。現像剤担持体29は、現像剤を表面に担持し、ギャップG2を隔てて像担持体11の周囲に配置されている。より具体的には、現像剤担持体29は、現像工程においてトナーTが現像剤担持体29から像担持体11へ飛翔可能な程度のギャップG2を隔てて、像担持体11の周囲に配置されていることが好ましい。現像剤担持体29は、現像ローラーに相当する。
【0036】
現像剤担持体29は、収容部材51に接続されていることが好ましい。例えば、マゼンタ色の現像剤を担持する現像剤担持体29は、マゼンタ色の現像剤を収容する収容部材51に接続されている。これにより、現像工程では、マゼンタ色の現像剤が収容部材51から現像剤担持体29へ供給される。なお、収容部材51は、カートリッジに相当する。
【0037】
現像剤規制部材31は、現像剤担持体29の軸方向に沿って配置され、現像剤担持体29の表面に対向して配置される。現像剤規制部材31の先端部32と、現像剤担持体29の表面との間には、層規制ギャップG1が存在する。これにより、現像剤規制部材31は、トナー層の厚さを規制することができる。ここで、「現像剤規制部材31の先端部32」とは、現像剤規制部材31のうち、現像剤担持体29の表面に対向する部分を意味する。現像剤規制部材31は、現像剤規制ブレードに相当し、好ましくはゴム製の現像剤規制ブレードである。
【0038】
クリーニング部材47は、像担持体11の軸方向に沿って配置され、像担持体11の表面に圧接される。より具体的には、クリーニング部材47の先端部48が、像担持体11の表面に圧接されることが好ましい。クリーニング部材47の先端部48と像担持体11の表面との接触点では、像担持体11の回転方向R2と、クリーニング部材47において基端部46から先端部48へ向かう方向とは、互いに逆である。これにより、クリーニング部材47は、転写残トナーを除去することができる。クリーニング部材47は、クリーニングブレードに相当し、好ましくはゴム製のクリーニングブレードである。
【0039】
図4は、本発明の実施形態におけるトナーに含まれるトナー粒子の構成の一例を示す図である。画像形成装置100は、現像剤をさらに含む。現像剤は、トナーTとキャリアとを含む二成分現像剤であることが好ましい。トナーTは、正帯電性トナーであることが好ましい。正帯電性トナーは、キャリアとの摩擦により正に帯電するトナーである。キャリアは、摩擦帯電によりトナーTを正に帯電させることが好ましい。
【0040】
トナーTは、トナー粒子55を複数含む。トナー粒子55は、トナー母粒子57と、外添剤59とを有する。外添剤59は、複数の第1樹脂粒子61と、複数の第2樹脂粒子63とを含む。第2樹脂粒子63の個数平均一次粒子径が、第1樹脂粒子61の個数平均一次粒子径の1.2倍以上である。第1樹脂粒子61の個数平均一次粒子径が、35nm以上55nm以下である。第2樹脂粒子63の個数平均一次粒子径が、65nm以上115nm以下である。100質量部のトナー母粒子57に対する第1樹脂粒子61の含有量(以下、単に「第1樹脂粒子61の含有量」と記載する)が、100質量部のトナー母粒子57に対する第2樹脂粒子63の含有量(以下、単に「第2樹脂粒子63の含有量」と記載する)の0.5倍以上1.5倍以下である。第1樹脂粒子61の含有量と第2樹脂粒子63の含有量との合計(以下、「樹脂粒子の含有量の合計」と記載する)が、好ましくは0.75質量部以上であり、より好ましくは0.90質量部以上1.10質量部以下である。
【0041】
以上説明したように、画像形成装置100では、像担持体11の表面には、凸部P1と凹部P2とが形成されている。そのため、凹部P2の表面は、クリーニング時においても、クリーニング部材47の先端部48に接触し難い。よって、像担持体11の表面が平滑である場合に比べ、像担持体11の表面とクリーニング部材47の先端部48との接触面積が小さくなる。したがって、クリーニング時に像担持体11の表面とクリーニング部材47の先端部48との間で発生する摩擦抵抗(以下、単に「摩擦抵抗」と記載する)が小さくなる。
【0042】
摩擦抵抗が小さくなれば、クリーニング時に、ビビリ異音が発生することを防止でき、クリーニング部材47が欠損することを防止でき、クリーニング部材47の先端部48が微小に振動すること(スティックスリップ)を防止できる。これにより、クリーニング性能を高めることができる。
【0043】
像担持体11の表面の算術平均粗さRaが10nm以上100nm以下であり、且つ像担持体11の表面の十点平均粗さRzが0.1μm以上1.0μmであれば、像担持体11の表面とクリーニング部材47の先端部48との接触面積が効果的に小さくなる。よって、摩擦抵抗が効果的に小さくなる。したがって、クリーニング性能が効果的に向上する。
【0044】
また、第1樹脂粒子61の個数平均一次粒子径は、比較的小さく、より具体的には35nm以上55nm以下である。これにより、トナー母粒子57と第1樹脂粒子61との間には、比較的大きな静電的引力(静電的付着力)がはたらき易い。よって、第1樹脂粒子61がトナー母粒子57の表面から脱離することを防止できる。したがって、外添剤59が第1樹脂粒子61を含まない場合に比べ、脱離粒子の量を少なく抑えることができる。
【0045】
脱離粒子の量を少なく抑えることができれば、像担持体11の表面に凸部P1と凹部P2とが形成されている場合であっても、脱離粒子の擦り抜け量を抑えることができる。これにより、クリーニング性能を高めることができる。ここで、「脱離粒子の擦り抜け量」とは、凹部P2内を通って像担持体11の表面とクリーニング部材47の先端部48との間を擦り抜ける脱離粒子の量を意味する。
【0046】
クリーニング性能を高めることができれば、擦り抜けトナー(クリーニング部材47で回収されずに像担持体11とクリーニング部材47との間を擦り抜けるトナー)の発生を防止できる。これにより、擦り抜けトナーが像担持体11の表面に固着することを防止できる。よって、画像形成装置100を用いて画像を形成すれば、画質に優れる画像を形成できる。例えば、縦筋状の画像欠陥が形成されることを防止できる。
【0047】
クリーニング性能を高めることができれば、画像形成装置100の構成部材のうち、クリーニング部材47よりも像担持体11の回転方向R2の下流側に位置する構成部材(例えば、帯電部19)が、擦り抜けトナーで汚染されることを防止できる。擦り抜けトナーによる帯電部19の汚染を防止できれば、帯電部19に電気特性のムラが生じることを防止できるため、像担持体11の表面に帯電ムラが生じることを防止できる。このことによっても、画像形成装置100を用いて画像を形成すれば、画質に優れる画像を形成できる。
【0048】
また、第2樹脂粒子63の個数平均一次粒子径は、第1樹脂粒子61の個数平均一次粒子径よりも大きく、より具体的には65nm以上115nm以下である。これにより、トナー粒子55が画像形成装置100内において熱ストレスを受けた場合であっても、第2樹脂粒子63がトナー母粒子57の表面に埋まることを防止できる。よって、第2樹脂粒子63は、トナー粒子55にとって、スペーサーとして機能することができる。したがって、外添剤59が第2樹脂粒子63を含まない場合に比べ、トナー粒子55が画像形成装置100内において熱ストレスを受けた場合におけるトナー粒子55の凝集を防止できる。つまり、画像形成装置100では、トナーTの熱ストレスに対する耐性を高めることができる。
【0049】
トナー粒子55の凝集を防止できれば、トナー凝集物(トナー粒子が凝集して形成されたもの)が層規制ギャップG1で詰まることを防止できる。トナー凝集物が層規制ギャップG1で詰まることを防止できれば、層規制ギャップG1においてトナーTの搬送が阻害されることを防止できる。また、トナー凝集物が層規制ギャップG1で詰まることを防止できれば、現像剤担持体29の回転が阻害されることを防止できるため、画像形成装置100を用いた画像形成中に現像部27の駆動が停止することを防止できる。これらのことによっても、画像形成装置100を用いて画像を形成すれば、画質に優れる画像を形成できる。
【0050】
第2樹脂粒子63の個数平均一次粒子径が第1樹脂粒子61の個数平均一次粒子径の1.2倍以上であれば、トナーTの熱ストレスに対する耐性の向上とクリーニング性能の向上とが両立し易い。好ましくは、第2樹脂粒子63の個数平均一次粒子径が第1樹脂粒子61の個数平均一次粒子径の1.2倍以上3.5倍以下である。より好ましくは、第2樹脂粒子63の個数平均一次粒子径が第1樹脂粒子61の個数平均一次粒子径の1.2倍以上2.5倍以下である。
【0051】
第1樹脂粒子61の含有量が第2樹脂粒子63の含有量の0.5倍以上1.5倍以下であれば、トナーTの熱ストレスに対する耐性の向上とクリーニング性能の向上とが両立し易い。詳しくは、第1樹脂粒子61の含有量が第2樹脂粒子63の含有量の0.5倍以上であれば、クリーニング性能がさらに向上する。また、第1樹脂粒子61の含有量が第2樹脂粒子63の含有量の1.5倍以下であれば、トナーTの熱ストレスに対する耐性がさらに向上する。好ましくは、第1樹脂粒子61の含有量が第2樹脂粒子63の含有量の0.50倍以上1.35倍以下である。
【0052】
樹脂粒子の含有量の合計が0.75質量部以上であれば、第1樹脂粒子61と第2樹脂粒子63とがトナー粒子55にとってスペーサーとして機能し易い。これにより、トナーTの熱ストレスに対する耐性がさらに向上する。樹脂粒子の含有量の合計が0.90質量部以上1.10質量部以下であれば、トナーTにおける第2樹脂粒子63の含有量が過剰となることを防止できるため、クリーニング性能がさらに向上する。
【0053】
前述したように、a−Si感光層を含む像担持体(以下、「a−Siドラム」と記載する)においてa−Si感光層の表面に凹凸を形成すれば、クリーニング性能を長期にわたって維持できる。そして、a−Siドラムを使用する場合、正帯電性トナーを使用することで、a−Siドラムを含む画像形成装置の長寿命化を実現できる。ところで、正帯電性トナーの外添剤としてシリカ粒子を使用する場合、シリカ粒子が負帯電性を有するため、正帯電性を有する膜(正帯電性膜)でシリカ粒子の表面を被覆する必要がある。このような正帯電性トナーでは、正帯電性膜がシリカ粒子の表面から剥離すると、帯電不良が発生する。例えば、シリカ粒子を外添剤として含む正帯電性トナーを長期にわたって使用した場合には、帯電不良が発生し易い。そのため、被膜処理が施された外添剤の使用を避けることが好ましい。
【0054】
トナーの外添剤として樹脂粒子を使用する場合がある。この場合には、正帯電性を有する樹脂材料を用いて樹脂粒子を構成すれば、正帯電性トナーを提供できる。そのため、正帯電性トナーの外添剤として樹脂粒子を使用すれば、正帯電性トナーを長期にわたって使用した場合であっても帯電不良が発生し難い。そして、小径な樹脂粒子(第1樹脂粒子)と大径な樹脂粒子(第2樹脂粒子)とを併用し、且つ小径な樹脂粒子の粒子径及び含有量と大径な樹脂粒子の粒子径及び含有量とを前述のように調整することで、トナーの熱ストレスに対する耐性の向上とクリーニング性能の向上との両立を実現できた。なお、製造中に樹脂粒子が凝集するなどの理由から小径な樹脂粒子の製造が困難であったが、樹脂粒子の製法について鋭意検討した結果、小径な樹脂粒子の製造が可能となった。
【0055】
以上、
図1〜
図4を用いて、本実施形態に係る画像形成装置100及び画像形成方法を説明した。以下、
図1〜
図4を参照することなく、画像形成装置100に含まれる現像剤の製造方法及び現像剤を構成する材料を順に説明する。
【0056】
なお、以下では、トナー母粒子、トナー粒子、外添剤粒子、キャリアコア又はキャリア粒子に関する評価結果(形状又は物性などを示す値)は、何ら規定していなければ、相当数の粒子について測定した値の個数平均である。ここで、トナー母粒子は、外添剤が外添されていないトナー粒子を意味する。
【0057】
また、粉体の個数平均粒子径は、何ら規定していなければ、顕微鏡を用いて測定された一次粒子の円相当径(粒子の投影面積と同じ面積を有する円の直径)の個数平均値である。粉体の体積中位径(D
50)の測定値は、何ら規定していなければ、ベックマン・コールター株式会社製の「コールターカウンターマルチサイザー3」を用いてコールター原理(細孔電気抵抗法)に基づき測定した値である。
【0058】
また、化合物名の後に「系」を付けて、化合物及びその誘導体を包括的に総称する場合がある。化合物名の後に「系」を付けて重合体名を表す場合には、重合体の繰返し単位が化合物又はその誘導体に由来することを意味する。アクリル及びメタクリルを包括的に「(メタ)アクリル」と総称する場合がある。
【0059】
(1.現像剤の製造方法)
本実施形態における現像剤の製造方法は、トナーの製造工程を含み、好ましくは混合工程をさらに含む。
【0060】
(1−1.トナーの製造工程)
トナーの製造工程は、トナー母粒子の製造工程と、第1樹脂粒子の製造工程と、第2樹脂粒子の製造工程と、外添工程とを含む。同時に製造された複数のトナー粒子は、互いに略同一の構成を有すると考えられる。
【0061】
(1−1−1.トナー母粒子の製造工程)
トナー母粒子がカプセルトナーである場合には、トナーコアの製造工程とシェル層の形成工程とを順に行ってトナー母粒子を製造することが好ましい。トナー母粒子が非カプセルトナーである場合には、シェル層の形成工程を行うことなくトナー母粒子を製造することが好ましい。ここで、カプセルトナーは、トナーコアとシェル層とを備えるトナー粒子を意味する。シェル層は、トナーコアの表面に形成されている。また、非カプセルトナーは、トナーコアを備えるがシェル層を備えないトナー粒子を意味する。非カプセルトナーでは、トナーコアがトナー母粒子に相当する。
【0062】
(トナーコアの製造工程)
公知の凝集法又は公知の粉砕法によりトナーコアを製造することが好ましい。これにより、トナーコアを容易に製造できる。
【0063】
(シェル層の形成工程)
例えばin−situ重合法、液中硬化被膜法、又はコアセルベーション法により、シェル層を形成できる。
【0064】
(1−1−2.第1樹脂粒子の製造工程)
水性媒体中において、分子内に不飽和結合を有するモノマーを、乳化重合させる。得られたエマルションを乾燥させる。このようにして、第1樹脂粒子を製造する。同時に製造された複数の第1樹脂粒子は、互いに略同一の構成を有すると考えられる。
【0065】
水性媒体は、水、又は水を主成分として含む分散媒であることが好ましい。水性媒体が水で構成される場合、水は、イオン交換水、又は純水であることが好ましい。水を主成分として含む分散媒は、有機溶剤、界面活性剤、乳化剤、又は水溶性高分子保護コロイドと、水との混合液であることが好ましい。界面活性剤は、例えば、ラウリル硫酸ナトリウムであることが好ましい。水溶性高分子保護コロイドは、例えば、ポリビニルアルコールであることが好ましい。界面活性剤と、乳化剤と、水溶性高分子保護コロイドとは、各々単独で使用されてもよいし、併用されてもよい。界面活性剤、乳化剤、又は水溶性高分子保護コロイドは、反応性であってもよいし、非反応性であってもよい。反応性界面活性剤としては、例えば、ラジカル重合性のプロペニル基が導入されたアニオン界面活性剤、又はラジカル重合性のプロペニル基が導入されたノニオン界面活性剤を使用できる。
【0066】
分子内に不飽和結合を有するモノマーは、例えば、1種以上のアクリル酸系モノマーであってもよいし、1種以上のスチレン系モノマーと1種以上のアクリル酸系モノマーとの混合物であってもよい。アクリル酸系モノマー及びスチレン系モノマーの各々の具体例については、後述する。
【0067】
(1−1−3.第2樹脂粒子の製造工程)
上記(1−1−2.第1樹脂粒子の製造工程)に記載の方法に従い、第2樹脂粒子を製造する。水性媒体における界面活性剤の含有量を調整すれば、粒子径が異なる樹脂粒子を作製できる。より具体的には、水性媒体における界面活性剤の含有量が多くなると、個数平均一次粒子径が小さな樹脂粒子が形成される傾向にある。水性媒体における界面活性剤の含有量が少なくなると、個数平均一次粒子径が大きな樹脂粒子が形成される傾向にある。
【0068】
(1−1−4.外添工程)
混合機(例えば、日本コークス工業株式会社製のFMミキサー)を用いて、トナー母粒子と複数の第1樹脂粒子と複数の第2樹脂粒子とを混合する。これにより、トナー母粒子の表面には、第1外添剤粒子と第2外添剤粒子とが静電的相互作用により付着する。こうして、トナー粒子を多数含むトナーが得られる。
【0069】
トナー母粒子の表面には、80個数%以上の第1外添剤粒子が、静電的相互作用により付着していることが好ましい。より好ましくは、トナー母粒子の表面には、90個数%以上の第1外添剤粒子が、静電的相互作用により付着している。トナー母粒子の表面には100個数%の第1外添剤粒子が静電的相互作用により付着していてもよいし、少数の第1外添剤粒子(例えば5個数%未満の第1外添剤粒子)がトナー母粒子の表面から離れて存在していてもよい。
【0070】
同様に、トナー母粒子の表面には、80個数%以上の第2外添剤粒子が、静電的相互作用により付着していることが好ましい。より好ましくは、トナー母粒子の表面には、90個数%以上の第2外添剤粒子が、静電的相互作用により付着している。トナー母粒子の表面には100個数%の第2外添剤粒子が静電的相互作用により付着していてもよいし、少数の第2外添剤粒子(例えば5個数%未満の第2外添剤粒子)がトナー母粒子の表面から離れて存在していてもよい。
【0071】
(1−2.混合工程)
得られたトナーとキャリアとを混合して攪拌する。このとき、トナー粒子は、100質量部のキャリア粒子に対して、好ましくは1質量部以上20質量部以下添加され、より好ましくは3質量部以上15質量部以下添加される。また、混合機(例えば、ボールミル、ナウターミキサー又はロッキングミキサー等)を用いて、トナー粒子とキャリア粒子との混合及び攪拌を行うことができる。このようにして、現像剤が得られる。
【0072】
(2.現像剤を構成する材料)
(2−1.トナーを構成する材料)
トナーは、複数のトナー粒子を含む。トナー粒子は、各々、トナー母粒子と、外添剤とを有する。
【0073】
(2−1−1.トナー母粒子を構成する材料)
トナー母粒子がカプセルトナーである場合、トナー母粒子は、トナーコアとシェル層とを有する。トナー母粒子が非カプセルトナーである場合、トナー母粒子は、トナーコアを有するが、シェル層を有さない。
【0074】
(トナーコア)
トナーコアは、結着樹脂を含有する。トナーコアは、着色剤と電荷制御剤と離型剤とのうちの少なくとも1つをさらに含有してもよい。
【0075】
(結着樹脂)
トナーコアでは、一般的に、成分の大部分(例えば、85質量%以上)を結着樹脂が占める。このため、結着樹脂の性質がトナーコア全体の性質に大きな影響を与えると考えられる。
【0076】
また、結着樹脂として複数種の樹脂を組み合わせて使用することで、結着樹脂の性質(具体的には、水酸基価、酸価、ガラス転移点、又は軟化点)を調整できる。例えば、結着樹脂がエステル基、水酸基、エーテル基、酸基、又はメチル基を有する場合には、トナーコアはアニオン性になる傾向が強くなる。また、結着樹脂がアミノ基又はアミド基を有する場合には、トナーコアはカチオン性になる傾向が強くなる。
【0077】
トナーコアは、熱可塑性樹脂を含有することが好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、スチレン系樹脂、アクリル酸系樹脂、オレフィン系樹脂、ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、又はウレタン樹脂を使用できる。アクリル酸系樹脂としては、例えば、アクリル酸エステル重合体又はメタクリル酸エステル重合体を使用できる。オレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂又はポリプロピレン樹脂を使用できる。ビニル樹脂としては、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール、ビニルエーテル樹脂、又はN−ビニル樹脂を使用できる。また、これら各樹脂の共重合体、すなわち上記樹脂中に任意の繰返し単位が導入された共重合体も、トナー粒子を構成する熱可塑性樹脂として使用できる。例えば、スチレン−アクリル酸系樹脂又はスチレン−ブタジエン系樹脂も、トナーコアを構成する熱可塑性樹脂として使用できる。以下では、結着樹脂の一例であるポリエステル樹脂について詳述する。
【0078】
(結着樹脂:ポリエステル樹脂)
ポリエステル樹脂は、1種以上のアルコールと1種以上のカルボン酸との共重合体である。ポリエステル樹脂を合成するためのアルコールとしては、例えば以下に示す2価アルコール又は3価以上のアルコールを使用できる。2価アルコールとしては、例えば、ジオール類又はビスフェノール類を使用できる。ポリエステル樹脂を合成するためのカルボン酸としては、例えば以下に示す2価カルボン酸又は3価以上のカルボン酸を使用できる。
【0079】
ジオール類の好適な例としては、脂肪族ジオールが挙げられる。脂肪族ジオールの好適な例としては、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,2−プロパンジオール、α,ω−アルカンジオール、2−ブテン−1,4−ジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、又はポリテトラメチレングリコールが挙げられる。α,ω−アルカンジオールは、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、又は1,12−ドデカンジオールであることが好ましい。
【0080】
ビスフェノール類の好適な例としては、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、又はビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物が挙げられる。
【0081】
3価以上のアルコールの好適な例としては、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、ジグリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、又は1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼンが挙げられる。
【0082】
2価カルボン酸の好適な例としては、芳香族ジカルボン酸、α,ω−アルカンジカルボン酸、不飽和ジカルボン酸、又はシクロアルカンジカルボン酸が挙げられる。芳香族ジカルボン酸は、例えば、フタル酸、テレフタル酸、又はイソフタル酸であることが好ましい。α,ω−アルカンジカルボン酸は、例えば、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、又は1,10−デカンジカルボン酸であることが好ましい。不飽和ジカルボン酸は、例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、又はグルタコン酸であることが好ましい。シクロアルカンジカルボン酸は、例えば、シクロヘキサンジカルボン酸であることが好ましい。
【0083】
3価以上のカルボン酸の好適な例としては、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、又はエンポール三量体酸が挙げられる。
【0084】
(着色剤)
着色剤としては、トナーの色に合わせて公知の顔料又は染料を用いることができる。トナーを用いて高画質の画像を形成するためには、着色剤の量が、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上20質量部以下であることが好ましい。
【0085】
トナーコアは、黒色着色剤を含有していてもよい。黒色着色剤の例としては、カーボンブラックが挙げられる。また、黒色着色剤は、イエロー着色剤、マゼンタ着色剤、及びシアン着色剤を用いて黒色に調色された着色剤であってもよい。
【0086】
トナーコアは、イエロー着色剤、マゼンタ着色剤、又はシアン着色剤のようなカラー着色剤を含有していてもよい。
【0087】
イエロー着色剤としては、例えば、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、及びアリールアミド化合物からなる群より選択される1種以上の化合物を使用できる。イエロー着色剤としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー(3、12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、191、又は194)、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、又はC.I.バットイエローを使用できる。
【0088】
マゼンタ着色剤としては、例えば、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン化合物、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、及びペリレン化合物からなる群より選択される1種以上の化合物を使用できる。マゼンタ着色剤としては、例えば、C.I.ピグメントレッド(2、3、5、6、7、19、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、150、166、169、177、184、185、202、206、220、221、又は254)を使用できる。
【0089】
シアン着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン化合物、アントラキノン化合物、及び塩基染料レーキ化合物からなる群より選択される1種以上の化合物を使用できる。シアン着色剤としては、例えば、C.I.ピグメントブルー(1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、又は66)、フタロシアニンブルー、C.I.バットブルー、又はC.I.アシッドブルーを使用できる。
【0090】
(離型剤)
離型剤は、例えば、トナーの定着性又は耐高温オフセット性を向上させる目的で使用される。トナーコアのアニオン性を強めるためには、アニオン性を有するワックスを用いてトナーコアを作製することが好ましい。
【0091】
離型剤は、例えば、脂肪族炭化水素ワックス、植物性ワックス、動物性ワックス、鉱物ワックス、脂肪酸エステルを主成分とするワックス類、又は脂肪酸エステルの一部又は全部が脱酸化したワックスであることが好ましい。脂肪族炭化水素ワックスは、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィン共重合物、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、又はフィッシャートロプシュワックスであることが好ましい。脂肪族炭化水素ワックスには、これらの酸化物も含まれる。植物性ワックスは、例えば、キャンデリラワックス、カルナバワックス、木ろう、ホホバろう、又はライスワックスであることが好ましい。動物性ワックスは、例えば、みつろう、ラノリン、又は鯨ろうであることが好ましい。鉱物ワックスは、例えば、オゾケライト、セレシン、又はペトロラタムであることが好ましい。脂肪酸エステルを主成分とするワックス類は、例えば、モンタン酸エステルワックス、又はカスターワックスであることが好ましい。1種類の離型剤を単独で使用してもよいし、複数種の離型剤を併用してもよい。
【0092】
結着樹脂と離型剤との相溶性を改善するために、相溶化剤をトナーコアに添加してもよい。
【0093】
(電荷制御剤)
電荷制御剤は、例えば、トナーの帯電安定性又は帯電立ち上がり特性を向上させる目的で使用される。トナーの帯電立ち上がり特性は、短時間で所定の帯電レベルにトナーを帯電可能か否かの指標になる。
【0094】
トナーコアに負帯電性の電荷制御剤を含有させることで、トナーコアのアニオン性を強めることができる。また、トナーコアに正帯電性の電荷制御剤を含有させることで、トナーコアのカチオン性を強めることができる。ただし、トナーにおいて十分な帯電性が確保される場合には、トナーコアに電荷制御剤を含有させる必要はない。
【0095】
(シェル層)
シェル層は、熱可塑性樹脂を含有することが好ましい。シェル層が含有する熱可塑性樹脂としては、例えば、上記(結着樹脂)に記載の熱可塑性樹脂を使用できる。
【0096】
(2−1−2.外添剤を構成する材料)
外添剤は、複数の第1樹脂粒子と複数の第2樹脂粒子とを含む。外添剤は、第1樹脂粒子及び第2樹脂粒子とは異なる外添剤粒子(以下、「外添剤粒子X」と記載する)をさらに含んでもよい。
【0097】
(第1樹脂粒子と第2樹脂粒子)
第1樹脂粒子が含有する樹脂(以下、「第1樹脂」と記載する)を構成するモノマーと、第2樹脂粒子が含有する樹脂(以下、「第2樹脂」と記載する)を構成するモノマーとは、互いに同一であってもよいし、互いに異なってもよい。第1樹脂を構成するモノマー、及び第2樹脂を構成するモノマーは、各々独立に、1種以上のアクリル酸系モノマーであってもよいし、1種以上のスチレン系モノマーと1種以上のアクリル酸系モノマーとの混合物であってもよい。
【0098】
アクリル酸系モノマーの好適な例としては、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、又は(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルが挙げられる。(メタ)アクリル酸アルキルエステルの好適な例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸iso−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸iso−ブチル、又は(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルが挙げられる。(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルの好適な例としては、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、又は(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチルが挙げられる。
【0099】
スチレン系モノマーの好適な例としては、スチレン、アルキルスチレン、ヒドロキシスチレン、又はハロゲン化スチレンが挙げられる。アルキルスチレンは、例えば、α−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−エチルスチレン、又は4−tert−ブチルスチレンであることが好ましい。ヒドロキシスチレンは、例えば、p−ヒドロキシスチレン、又はm−ヒドロキシスチレンであることが好ましい。ハロゲン化スチレンは、例えば、α−クロロスチレン、o−クロロスチレン、m−クロロスチレン、又はp−クロロスチレンであることが好ましい。
【0100】
(外添剤粒子X)
外添剤粒子Xは、樹脂を含有しないことが好ましく、シリカ粒子又は金属酸化物で構成された粒子であることが好ましい。金属酸化物は、例えば、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、又はチタン酸バリウムであることが好ましい。外添剤は、1種類の外添剤粒子Xを含んでもよいし、2種類以上の外添剤粒子Xを含んでもよい。トナーにおける外添剤粒子Xの含有量は、100質量部のトナーコアに対し、0.5質量部以上10質量部以下であることが好ましい。また、外添剤粒子Xの粒子径は、0.01μm以上1.0μm以下であることが好ましい。
【0101】
(2−2.キャリアを構成する材料)
キャリアを構成するキャリア粒子は、キャリアコアで構成されてもよいし、キャリアコアとコート層とを有してもよい。
【0102】
(キャリアコア)
キャリアコアは、磁性材料を含有することが好ましく、より好ましくは磁性材料で構成されている。キャリアコアに含有される磁性材料は、好ましくはフェライト又はマグネタイトであり、より好ましくはフェライトである。フェライトは、例えば、マグネタイト(スピネルフェライト)、バリウムフェライト、Mnフェライト、Mn−Znフェライト、Ni−Znフェライト、Mn−Mgフェライト、Ca−Mgフェライト、Liフェライト、Cu−Znフェライト、又はMn−Mg−Srフェライトであることが好ましい。
【0103】
(コート層)
コート層は、キャリアコアの表面を被覆する。コート層は、樹脂を含有することが好ましく、より好ましくは樹脂で構成されている。コート層に含有される樹脂は、例えば、シリコーン系樹脂、アクリル樹脂、スチレン−アクリル酸系樹脂、ポリエステル樹脂及びフッ素樹脂からなる群より選択される1種であることが好ましい。
【実施例】
【0104】
本発明の実施例を説明する。表1に、実施例又は比較例に係る画像形成装置(以下、単に「装置」と記載することがある)A−1〜A−21の構成を示す。表2に、第1樹脂粒子C−1及びC−2の構成を示す。表3に、第2樹脂粒子D−1〜D−4の構成を示す。
【0105】
【表1】
【0106】
表1において、「感光体ドラムの凹凸」には、感光体ドラムの周面に凹凸が形成されているか否かを記す。「有り」とは、感光体ドラムの周面に凹凸が形成されていることを意味する。より具体的には、感光体ドラムの周面の算術平均粗さRaは30nmであった。また、感光体ドラムの周面の十点平均粗さRzは0.1μmであった。なお、感光体ドラムの周面の算術平均粗さRaと、感光体ドラムの周面の十点平均粗さRzとは、各々、JIS(日本工業規格) B 0601:1994で規定の方法に従って測定された。「第1樹脂粒子の配合量」には、100質量部のトナー母粒子に対する第1樹脂粒子の配合量を記す。「第2樹脂粒子の配合量」には、100質量部のトナー母粒子に対する第2樹脂粒子の配合量を記す。
【0107】
【表2】
【0108】
【表3】
【0109】
表2及び表3の各々において、「アクリル酸系樹脂」とは、メタクリル酸メチルとアクリル酸n−ブチルとの共重合体を意味する。また、「界面活性剤」とは、ラウリル硫酸ナトリウムを意味する。また、「粒子径」とは、個数平均一次粒子径を意味する。より具体的には、「粒子径」とは、顕微鏡を用いて測定された一次粒子の円相当径(粒子の投影面積と同じ面積を有する円の直径)の個数平均値を意味する。表3において、「スチレン−アクリル酸系樹脂」とは、スチレンとアクリロニトリルとの共重合体を意味する。
【0110】
以下では、まず、第1樹脂粒子C−1及びC−2の製造方法と、第2樹脂粒子D−1〜D−4の製造方法とを、説明する。次に、装置A−1〜A−21の製造方法、評価方法、及び評価結果を順に説明する。なお、誤差が生じる評価においては、誤差が十分小さくなる相当数の測定値を得て、得られた測定値の算術平均を評価値とした。
【0111】
[樹脂粒子の製造方法]
<第1樹脂粒子C−1の製造方法>
温度計、還流冷却器、窒素ガス導入管、及び攪拌器を備えたガラス製反応器に、200質量部のイオン交換水と、6質量部のラウリル硫酸ナトリウムとを、入れた。窒素ガス雰囲気下で、反応器内の温度を80℃まで上昇させた。反応器の内容物を回転速度100rpmで攪拌させながら、1質量部の過硫酸アンモニウムを反応器に加えた後、モノマーの混合物を1時間にわたって反応器に滴下した。モノマーの混合物は、70質量部のメタクリル酸メチルと、30質量部のアクリル酸n−ブチルとで構成されていた。その後、反応器の内容物を1時間にわたって回転速度100rpmで攪拌させた。得られたエマルションを乾燥させた。このようにして、第1樹脂粒子C−1を得た。
【0112】
第1樹脂粒子C−1は、シャープな粒度分布を有していた。より具体的には、第1樹脂粒子C−1は、約51nmの粒子径を有する第1樹脂粒子のみを実質的に含んでいた。
【0113】
<第1樹脂粒子C−2、第2樹脂粒子D−1〜D−3の製造方法>
ラウリル硫酸ナトリウムの配合量を表2に示す値に変更したことを除いては第1樹脂粒子C−1の製造方法に従い、第1樹脂粒子C−2を製造した。また、ラウリル硫酸ナトリウムの配合量を表3に示す値に変更したことを除いては第1樹脂粒子C−1の製造方法に従い、各々、第2樹脂粒子D−1〜D−3を製造した。
【0114】
第1樹脂粒子C−2と、第2樹脂粒子D−1〜D−3とは、各々、シャープな粒度分布を有していた。より具体的には、第1樹脂粒子C−2は、約35nmの粒子径を有する第1樹脂粒子のみを実質的に含んでいた。第2樹脂粒子D−1〜D−3は、各々、約115nm、約90nm、及び約65nmの粒子径を有する第2樹脂粒子のみを実質的に含んでいた。
【0115】
<第2樹脂粒子D−4の製造方法>
モノマーの混合物として、20質量部のスチレンと70質量部のアクリロニトリルとで構成された混合物を使用した。また、ラウリル硫酸ナトリウムの配合量を表3に示す値に変更した。これらのことを除いては第1樹脂粒子C−1の製造方法に従い、第2樹脂粒子D−4を製造した。
【0116】
第2樹脂粒子D−4は、シャープな粒度分布を有していた。より具体的には、第2樹脂粒子D−4は、約89nmの粒子径を有する第2樹脂粒子のみを実質的に含んでいた。
【0117】
[装置の製造方法]
<装置A−1の製造方法>
下記(現像剤B−1の製造方法)で示す方法に従い、後述のトナーT−1を含む現像剤B−1を、製造した。得られた現像剤B−1を、複合機(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「TASKalfa6052ci」)の現像部に入れた。また、トナーT−1を、複合機の収容部材に入れた。複合機の現像部は、より具体的には
図2に示す現像部27に相当し、さらに具体的にはブラック色(BK)の現像剤B−1を収容する現像部27に相当する。複合機の収容部材は、より具体的には
図1に示す収容部材51に相当し、さらに具体的にはブラック色(BK)のトナーT−1を収容する収容部材51に相当する。このようにして、装置A−1を得た。
【0118】
複合機(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「TASKalfa6052ci」)は、感光体ドラムと、現像部と、クリーニングブレードとを備えていた。感光体ドラムは、アルミ素管と、a−Si感光層とを有していた。アルミ素管の周面には、サンドブラスト加工が施されていた。a−Si感光層は、アルミ素管の周面に設けられていた。そのため、a−Si感光層の表面(感光体ドラムの周面に相当)の算術平均粗さRaが30nmであり、a−Si感光層の表面の十点平均粗さRzが0.1μmであった。
【0119】
(現像剤B−1の製造方法)
まず、トナー母粒子を製造した。詳しくは、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−10B」)を用いて、100質量部のポリエステル樹脂(花王株式会社「タフトン(登録商標)NE−410」)と、5質量部の着色剤(キャボットジャパン株式会社製「REGAL(登録商標)330R」)と、5質量部の離型剤(三洋化成工業株式会社製「ビスコール(登録商標)660P」、成分:ポリプロピレンワックス)とを、混合した。得られた混合物を、2軸押出機(株式会社池貝「PCM−30型」)を用いて、溶融混練して、溶融混練物を得た。得られた溶融混練物を、機械式粉砕機(フロイント・ターボ株式会社「ターボミル」)を用いて、粉砕し、粉砕物を得た。得られた粉砕物を、分級機(日鉄鉱業株式会社「エルボージェット」)を用いて、分級した。このようにして、体積中位径(D
50)が7μmであるトナー母粒子を得た。
【0120】
次に、外添処理を行った。詳しくは、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−10B」)を用いて、100.00質量部のトナー母粒子と、0.30質量部の第1樹脂粒子C−1と、0.60質量部の第2樹脂粒子D−1と、0.70質量部の疎水性シリカ粒子(日本アエロジル株式会社製「AEROSIL(登録商標)RA−200H」)と、1.00質量部の導電性酸化チタン粒子(チタン工業株式会社製「EC−100」)とを、混合した(回転速度:3500rpm、混合時間:5分間)。このようにして、複数のトナー粒子を含むトナーT−1を、得た。
【0121】
続いて、トナーT−1の含有量が10質量%となるように、トナーT−1とキャリアとをボールミルに入れた。ボールミルを用いて、トナーT−1とキャリアとを30分間にわたって混合した。このようにして、現像剤B−1を得た。
【0122】
キャリアとしては、次に示す方法で作製したキャリアを使用した。詳しくは、まず、1000質量部のMn−Mgフェライトコア(平均粒子径:35μm)に対し、混合溶液を噴霧した。用いた混合溶液は、30質量部のシリコーン樹脂と200質量部のトルエンとで構成されていた。混合溶液が表面に塗布されたMn−Mgフェライトコアを200℃で60分間にわたって熱処理した。このようにして、キャリアを得た。
【0123】
<装置A−2の製造方法>
第1樹脂粒子C−2を使用したことを除いては装置A−1の製造方法に従い、装置A−2を得た。
【0124】
<装置A−3の製造方法>
第2樹脂粒子D−2を使用した。また、第1樹脂粒子C−1及び第2樹脂粒子D−2の各々の配合量が0.50質量部であった。これらを除いては装置A−1の製造方法に従い、装置A−3を得た。
【0125】
<装置A−4の製造方法>
第1樹脂粒子C−1の配合量が0.60質量部であった。また、第2樹脂粒子D−3を使用した。また、第2樹脂粒子D−3の配合量が0.45質量部であった。これらを除いては装置A−1の製造方法に従い、装置A−4を得た。
【0126】
<装置A−5の製造方法>
第1樹脂粒子C−1の配合量が0.60質量部であった。また、第2樹脂粒子D−4を使用した。また、第2樹脂粒子D−4の配合量が0.45質量部であった。これらを除いては装置A−1の製造方法に従い、装置A−5を得た。
【0127】
<装置A−6の製造方法>
第1樹脂粒子C−2を使用した。また、第1樹脂粒子C−2の配合量が0.60質量部であった。また、第2樹脂粒子D−1の配合量が0.40質量部であった。これらを除いては装置A−1の製造方法に従い、装置A−6を得た。
【0128】
<装置A−7の製造方法>
第2樹脂粒子D−1の配合量が0.50質量部であった。これを除いては装置A−1の製造方法に従い、装置A−7を得た。
【0129】
<装置A−8の製造方法>
第1樹脂粒子C−1の配合量が0.25質量部であった。また、第2樹脂粒子D−1の配合量が0.50質量部であった。これらを除いては装置A−1の製造方法に従い、装置A−8を得た。
【0130】
<装置A−9の製造方法>
第1樹脂粒子C−2を使用した。また、第2樹脂粒子D−1の配合量が0.50質量部であった。これらを除いては装置A−1の製造方法に従い、装置A−9を得た。
【0131】
<装置A−10の製造方法>
第1樹脂粒子C−2を使用した。また、第2樹脂粒子D−1の配合量が0.45質量部であった。これらを除いては装置A−1の製造方法に従い、装置A−10を得た。
【0132】
<装置A−11の製造方法>
第2樹脂粒子D−1の配合量が0.70質量部であったことを除いては装置A−1の製造方法に従い、装置A−11を得た。
【0133】
<装置A−12の製造方法>
第1樹脂粒子C−2を使用した。また、第2樹脂粒子D−1の配合量が0.70質量部であった。これらを除いては装置A−1の製造方法に従い、装置A−12を得た。
【0134】
<装置A−13の製造方法>
第1樹脂粒子C−1の配合量が0.20質量部であった。また、第2樹脂粒子D−3を使用した。また、第2樹脂粒子D−3の配合量が0.70質量部であった。これらを除いては装置A−1の製造方法に従い、装置A−13を得た。
【0135】
<装置A−14の製造方法>
第1樹脂粒子C−1を使用しなかった。つまり、第1樹脂粒子C−1の配合量が0.00質量部であった。また、第2樹脂粒子D−3を使用した。また、第2樹脂粒子D−3の配合量が1.00質量部であった。これらを除いては装置A−1の製造方法に従い、装置A−14を得た。
【0136】
<装置A−15の製造方法>
第1樹脂粒子C−2を使用した。また、第1樹脂粒子C−2の配合量が0.70質量部であった。また、第2樹脂粒子D−2を使用した。また、第2樹脂粒子D−2の配合量が0.40質量部であった。これらを除いては装置A−1の製造方法に従い、装置A−15を得た。
【0137】
<装置A−16の製造方法>
第1樹脂粒子C−2を使用した。また、第1樹脂粒子C−2の配合量が0.70質量部であった。また、第2樹脂粒子D−1の配合量が0.30質量部であった。これらを除いては装置A−1の製造方法に従い、装置A−16を得た。
【0138】
<装置A−17の製造方法>
第1樹脂粒子C−1の配合量が1.00質量部であった。また、第2樹脂粒子D−1を使用しなかった。つまり、第2樹脂粒子D−1の配合量が0.00質量部であった。これらを除いては装置A−1の製造方法に従い、装置A−17を得た。
【0139】
<装置A−18の製造方法>
第1樹脂粒子C−1の配合量が0.20質量部であった。また、第2樹脂粒子D−1の配合量が0.50質量部であった。これらを除いては装置A−1の製造方法に従い、装置A−18を得た。
【0140】
<装置A−19の製造方法>
第1樹脂粒子C−1の配合量が0.20質量部であった。また、第2樹脂粒子D−1の配合量が0.40質量部であった。これらを除いては装置A−1の製造方法に従い、装置A−19を得た。
【0141】
<装置A−20の製造方法>
第1樹脂粒子C−2を使用した。第1樹脂粒子C−2の配合量が0.25質量部であった。また、第2樹脂粒子D−1の配合量が0.45質量部であった。これらを除いては装置A−1の製造方法に従い、装置A−20を得た。
【0142】
<装置A−21の製造方法>
第1樹脂粒子C−1の配合量が0.35質量部であった。また、第2樹脂粒子D−3を使用した。第2樹脂粒子D−3の配合量が0.25質量部であった。これらを除いては装置A−1の製造方法に従い、装置A−21を得た。
【0143】
[装置の評価方法]
<クリーニング性能の評価方法>
温度20℃且つ湿度50%RHの環境下(常温常湿環境下)において、画像形成装置(より具体的には、装置A−1〜A−21の各々)を用いて、A4サイズの普通紙に対し、全体の80%がベタ黒であるソリッド画像を10万枚連続印刷した。その後、A3サイズの印刷用紙全面にハーフトーン画像(解像度:300dpi)を印刷した。得られたハーフトーン画像において、縦筋状の画像欠陥がないか、目視で確認した。また、ハーフトーン画像の印刷後に、画像形成装置(より具体的には、装置A−1〜A−21の各々)の帯電器の表面にトナー成分の付着がないか目視で確認した。
【0144】
クリーニング性能の評価基準を以下に示す。また、評価結果を表4に示す。
(評価基準)
◎(非常に良い):ハーフトーン画像において縦筋状の画像欠陥が確認されず、且つ、帯電器の表面にはトナー成分の付着が確認されなかった。
○(良い):ハーフトーン画像において縦筋状の画像欠陥が確認されなかったが、帯電器の表面にはトナー成分が若干付着していることが確認された。
×(悪い):ハーフトーン画像において縦筋状の画像欠陥が確認され、且つ、帯電器の表面にはトナー成分の付着が確認された。
【0145】
<トナーの熱ストレスに対する耐性の評価方法>
温度32.5℃且つ湿度80%RHの環境下において、画像形成装置(より具体的には、装置A−1〜A−21の各々)を用いて、A4サイズの普通紙に対し、印字率2%のソリッド画像(より具体的には、普通紙の横方向に帯状に延びる画像)を10万枚連続印刷した。その後、A3サイズの印刷用紙全面に、印字率100%のソリッド画像(評価用画像)を印刷した。得られた評価用画像において、縦筋状の画像欠陥がないか、目視で確認した。
【0146】
評価用画像の印刷後に、複合機の現像部[より具体的には
図2に示す現像部27、さらに具体的にはブラック色(BK)の現像剤B−1を収容する現像部27]から、現像剤(現像剤B−1〜B−21の各々)を回収した。回収した現像剤を、質量既知の100メッシュ(目開き150μm)の篩に載せた。そして、回収した現像剤を含む篩の質量を測定し、篩別前の現像剤の質量を求めた。続けて、この篩をパウダーテスター(登録商標、ホソカワミクロン株式会社製)にセットした。パウダーテスターのマニュアルに従い、レオスタッド目盛り5の条件で30秒間、篩を振動させて、現像剤を篩別した。篩別後、篩を通過しなかった現像剤の質量を測定した。そして、篩別前の現像剤の質量と、篩別後の現像剤の質量とに基づいて、次の式に従い現像剤の凝集度(単位:質量%)を求めた。なお、下記式における「篩別後の現像剤の質量」は、篩を通過しなかった現像剤の質量であり、篩別後に篩上に残留した現像剤の質量である。
現像剤の凝集度=100×篩別後の現像剤の質量/篩別前の現像剤の質量
【0147】
トナーの熱ストレスに対する耐性の評価基準を以下に示す。また、評価結果を表4に示す。
(評価基準)
◎(非常に良い):評価用画像において縦筋状の画像欠陥が確認されず、且つ、現像剤の凝集度が0質量%であった。
○(良い):評価用画像において縦筋状の画像欠陥が確認されず、且つ、現像剤の凝集度が3質量%以下であった。
△(悪い):評価用画像において縦筋状の画像欠陥が確認され、且つ、現像剤の凝集度が3質量%超5質量%以下であった。
×(非常に悪い):評価用画像において縦筋状の画像欠陥が確認され、且つ、現像剤の凝集度が5質量%超であった。
【0148】
[評価結果]
表4に、装置A−1〜A−21の評価結果を示す。表4において、「粒子径比」には、第1樹脂粒子の個数平均一次粒子径に対する第2樹脂粒子の個数平均一次粒子径の比率を記す。「配合比」には、第2樹脂粒子の配合量に対する第1樹脂粒子の配合量の比率を記す。「配合量の合計」には、第1樹脂粒子の配合量と第2樹脂粒子の配合量との合計を記す。「評価A」には、クリーニング性能の評価結果を記す。「評価B」には、トナーの熱ストレスに対する耐性の評価結果を記す。
【0149】
【表4】
【0150】
装置A−1〜A−10は、各々、後述の基本構成を備えていた。詳しくは、装置A−1〜A−10では、各々、感光体ドラムの周面には、アルミ素管の周面に形成された凹凸に対応する凹凸が、形成されていた。また、トナー粒子は、外添剤を有していた。外添剤は、複数の第1樹脂粒子と、複数の第2樹脂粒子とを含んでいた。第2樹脂粒子の個数平均一次粒子径が、第1樹脂粒子の個数平均一次粒子径の1.2倍以上であった。第1樹脂粒子の個数平均一次粒子径が、35nm以上55nm以下であった。第2樹脂粒子の個数平均一次粒子径が、65nm以上115nm以下であった。第1樹脂粒子の含有量が、第2樹脂粒子の含有量の0.5倍以上1.5倍以下であった。
【0151】
印字率の高い画像を連続印刷すると、クリーニング性能が低下し易い、と考えられる。しかし、装置A−1〜A−10は、各々、前述の基本構成を備えていた。そのため、全体の80%がベタ黒であるソリッド画像を10万枚連続印刷した場合であっても、クリーニング性能が低下することを防止できた。
【0152】
高温高湿環境下で画像形成を行うと、トナーが熱ストレスを受け易い、と考えられる。しかし、装置A−1〜A−10は、各々、前述の基本構成を備えていた。そのため、温度32.5℃且つ湿度80%RHの環境下で連続印刷を行った場合であっても、トナーの熱ストレスに対する耐性が低下することを防止できた。
【0153】
本発明者は、アルミ素管の周面に形成された凹凸に対応する凹凸が周面に形成されたa−Siドラムを使用してクリーニング性能とトナーの熱ストレスに対する耐性とを評価すれば、表4に示す評価結果と同様の傾向を示す評価結果が得られることを、確認している。より具体的には、本発明者は、周面の算術平均粗さRaが10nm以上100nm以下であり、且つ周面の十点平均粗さRzが0.1μm以上1.0μm以下であるa−Siドラムを使用してクリーニング性能とトナーの熱ストレスに対する耐性とを評価すれば、表4に示す評価結果と同様の傾向を示す評価結果が得られることを、確認している。