説明

トナー、静電荷像現像用現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法

【課題】トナーが一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体を含有しない場合に比べ、トナーの帯電性の変動を抑えつつ、低エネルギーの光照射での、または低温でのトナー像の定着を実現するトナーを提供する。
【解決手段】結着樹脂と、下記一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体と、を含有するトナーである。


〔前記一般式(1)中、R及びRは、各々独立に、炭素数1以上4以下のアルキル基またはアリール基を表し、Rは、アルキル基またはアリール基を表す。R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。Lは、−OCO−または−COO−を表す。〕

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トナー、静電荷像現像用現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
複写機、プリンター、印刷機などの分野で広く普及している電子写真方式による画像形成では、トナー像を、加熱ロール等によって、加圧、または加熱、或いはこれらを併用して、トナーを溶融させた後に、記録媒体に固化定着させる熱定着法が知られている。また、トナー像に光エネルギーを照射し、この光エネルギーから変換された熱エネルギーによって、トナーを溶融させる方法も知られている。光エネルギーを用いた光定着法には、キセノンランプを用いたフラッシュ定着法、発光ダイオードや高輝度レーザを用いたレーザ定着法が知られている。
【0003】
近年、環境負担を抑制する観点から、画像形成に用いるエネルギーの削減が強く求められており、熱定着ないし光定着に要するエネルギーを削減することが検討されている。
例えば、特許文献1には、加熱ロールを用いた熱定着法用のトナーとして、接着性の変性ロジンを用いる方法が開示されている。特許文献2には、ガラス転移温度が−30℃〜35℃である樹脂を分散相として含有する結着樹脂を、トナー用結着樹脂として用いる方法が開示されている。特許文献3には、トナーに結晶性ポリエステル樹脂を50%以上添加する方法(特許文献3)が開示されている。
また、特許文献4には、過酸化アゾ化合物等をトナーに内部添加し、その分解熱を利用して定着性を補うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2010−117575号公報
【特許文献2】特開2007−187997号公報
【特許文献3】特開2007−65465号公報
【特許文献4】特開昭62−148969号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の課題は、トナーの帯電性の変動を抑えつつ、低エネルギーの光照射での、又は低温でのトナー像の定着を実現するトナーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項1に係る発明は、
結着樹脂と、下記一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体と、を含有するトナーである。
【0007】
【化1】

【0008】
前記一般式(1)中、R及びRは、各々独立に、炭素数1以上4以下のアルキル基またはアリール基を表し、Rは、アルキル基またはアリール基を表す。R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。Lは、−OCO−または−COO−を表す。
【0009】
請求項2に係る発明は、
前記結着樹脂および前記着色剤を含有するトナー粒子と、前記トナー粒子に外添する前記一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体と、を含有する請求項1に記載のトナーである。
【0010】
請求項3に係る発明は、
求項1または請求項2に記載のトナーを含む静電荷像現像用現像剤である。
【0011】
請求項4に係る発明は、
画像形成装置に脱着され、請求項1または請求項2に記載のトナーを収納したトナーカートリッジである。
【0012】
請求項5に係る発明は、
画像形成装置に脱着され、請求項3に記載の静電荷現像用現像剤を収納すると共に、静電潜像保持体の表面に形成された静電潜像を該現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段を備えるプロセスカートリッジである。
【0013】
請求項6に係る発明は、
静電潜像保持体と、
前記静電潜像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記静電潜像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
請求項3に記載の静電荷現像用現像剤を収納すると共に、静電潜像保持体の表面に形成された静電潜像を該現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体のトナー像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置である。
【0014】
請求項7に係る発明は、
前記定着手段が、前記記録媒体のトナー像に光を照射して該トナー像を定着する光定着手段であり、前記トナー像を1000mm/秒以上の搬送速度で前記記録媒体を搬送して定着するものである請求項6に記載の画像形成装置である。
【0015】
請求項8に係る発明は、
静電潜像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記静電潜像保持体の表面に静電荷像を形成する静電潜像形成工程と、
請求項3に記載の静電荷現像用現像剤を収納すると共に、静電潜像保持体の表面に形成された静電潜像を該現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、
前記記録媒体のトナー像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法である。
【発明の効果】
【0016】
請求項1に係る発明によれば、トナーが一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体を含有しない場合に比べ、トナーの帯電性の変動を抑えつつ、低エネルギーの光照射での、または低温でのトナー像の定着を実現する。
【0017】
請求項2に係る発明によれば、トナー粒子が、一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体を外添しない場合に比べ、トナーの帯電性の変動を抑えつつ、低エネルギーの光照射での、または低温でのトナー像の定着を実現する。
【0018】
請求項3に係る発明によれば、静電荷像現像用現像剤が、一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体を含有するトナーを含有しない場合に比べ、トナーの帯電性の変動を抑えつつ、低エネルギーの光照射での、または低温でのトナー像の定着を実現する。
【0019】
請求項4に係る発明によれば、一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体を含有するトナーを含有する静電荷像現像用現像剤を用いない場合に比べ、トナーの帯電性の変動に起因する画像欠陥を抑制しつつ、低エネルギーの光照射での、または低温でのトナー像の定着を実現する。
【0020】
請求項5に係る発明によれば、一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体を含有するトナーを含有する静電荷像現像用現像剤を用いない場合に比べ、トナーの帯電性の変動に起因する画像欠陥を抑制しつつ、低エネルギーの光照射での、または低温でのトナー像の定着を実現する。
【0021】
請求項6に係る発明によれば、一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体を含有するトナーを含有する静電荷像現像用現像剤を用いない場合に比べ、トナーの帯電性の変動に起因する画像欠陥を抑制しつつ、低エネルギーの光照射での、または低温でのトナー像の定着を実現する。
【0022】
請求項7に係る発明によれば、トナー像を1000mm/秒以上の搬送速度で記録媒体を搬送して定着する場合においても、一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体を含有するトナーを含有する静電荷像現像用現像剤を用いない場合に比べ、トナーの帯電性の変動に起因する画像欠陥を抑制しつつ、低エネルギーの光照射での、または低温でのトナー像の定着を実現する。
【0023】
請求項8に係る発明によれば、一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体を含有するトナーを含有する静電荷像現像用現像剤を用いない場合に比べ、トナーの帯電性の変動に起因する画像欠陥を抑制しつつ、低エネルギーの光照射での、または低温でのトナー像の定着を実現する。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本実施形態に係る画像形成装置の一例について示す概略構成図である。
【図2】他の実施形態に係る画像形成装置の一例について示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本発明を実施形態により詳細に説明する。
【0026】
<トナー>
本実施形態に係るトナーは、結着樹脂と、一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体と、を含有して構成される。
以下、一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体を、「特定発熱剤」とも称する。
本実施形態に係るトナーは、上記構成であることで、トナーの帯電性の変動を抑えつつ、低エネルギーの光照射での、または低温でのトナー像の定着を実現する。本実施形態に係るトナーがかかる効果を奏する理由は定かではないが、次の理由によるものと推測される。
【0027】
特許文献4で開示されている非芳香族系の過酸化アゾ化合物や、クアドリシクレン等の従来の発熱剤は、分子構造中に3級アミン等のアミンに由来する窒素原子を含むため、正に帯電する。そのため、これらの従来の発熱剤を、負帯電性のトナーが含有すると、トナーの帯電性が変動し、例えば、現像時にトナー像が形成されにくくなったり、トナー像が記録媒体へ転写されにくくなることがあった。
さらに、従来の発熱剤は、加熱により分解する温度が低く(例えば、80℃)、トナーの製造における加熱や温度上昇において分解反応が生じてしまい、トナー像の定着時には発熱剤としての機能をなくしてしまっていることがあった。
【0028】
しかしながら、特定発熱剤は、分子構造中に、正帯電または負帯電する要素がないため、トナー中に含まれても、トナーの帯電性に影響を与えにくく、トナーの帯電性の変動を抑制すると考えられる。
さらに、特定発熱剤は、温度が上昇すると、NとRC(H)OCORとに分解すると同時に発熱する。特定発熱剤は、かかる分解反応の分解開始温度が、例えば、100℃以上と、特許文献4に記載の発熱剤に比べ高い。そのため、トナー製造工程中の加熱や温度上昇によっても、分解反応が生じにくく、トナー像の定着時に、発熱剤としての機能を発現し得るものと考えられる。すなわち、転写により記録媒体上に形成されたトナー像を加熱したときに、さらに特定発熱剤の分解熱が加わり、トナーに含まれる結着樹脂がより溶融し易くなって、記録媒体にトナー像が定着し易くなると考えられる。
その結果、特定発熱剤の分解熱の分だけ、トナー像に供給する熱や、エネルギーを抑制し得るため、従来の定着温度よりも、例えば、20℃以上低い低温での、または従来の発光エネルギーよりも、例えば、1J/cm乃至2J/cm以上低い低エネルギーでの、トナー像の記録媒体への定着が実現されると考えられる。
【0029】
従って、本実施形態に係るトナーが特定発熱剤を含有することで、トナーが正帯電性トナーであっても、負帯電性トナーであっても、その帯電性の変動を抑制しつつ、低温または低エネルギーでのトナー像の定着を実現すると考えられる。
【0030】
また、以上のように、本実施形態に係るトナーは、光定着によっても熱定着によっても、低温または低エネルギーで、記録媒体への定着を実現し得るものであるが、トナー像の定着は、特に、光定着による場合に有用であると考えられる。これは、次の理由によると考えられる。
一般に、トナー像が転写された記録媒体を、加熱ロールに代表される加熱部材に接触させて、トナー像を記録媒体に定着させると、加熱部材から供給された熱は、記録媒体に吸収され、トナー像が受けるべき熱が記録媒体に奪われることがある。そのため、トナーに含まれる特定発熱剤が受ける熱も少なくなりやすいと考えられる。
しかしながら、光定着による場合は、一般に、記録媒体上のトナー像に直接光が照射されるため、トナーが受けた光に起因する熱は、記録媒体に奪われにくいと考えられる。従って、特定発熱剤も加熱されやすく、分解し易いと考えられる。すなわち、光定着による方が、特定発熱剤が分解熱を発し易く、結着樹脂を溶融し易いと考えられる。その結果、トナー像の定着をより低エネルギーで行い易いと考えられる。
【0031】
特に、光定着による画像形成においては、記録媒体の搬送速度が高速(例えば、1000mm/秒以上)となる速度で定着が行なわれ、トナー像に供給される熱や光が少なくなる傾向にあるため、分解熱を発し易い特定発熱剤を用いることで、高速搬送される記録媒体上のトナー像も定着し易いと考えられる。
以下、本実施形態に係るトナーの詳細について説明する。
まず、特定発熱剤について説明する。
【0032】
〔一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体(特定発熱剤)〕
本実施形態に係るトナーは、下記一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体(特定発熱剤)を含有する。
【0033】
【化2】

【0034】
一般式(1)中、R及びRは、各々独立に、炭素数1以上4以下のアルキル基またはアリール基を表し、Rは、アルキル基またはアリール基を表す。R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。Lは、−OCO−または−COO−を表す。
【0035】
特定発熱剤は、例えば、100℃以上に加熱することにより、NとRC(H)OCORに分解し、発熱する(分解熱を発する)。トナー像を記録媒体に定着するために、トナー像に与えられる温度は、一般に、150℃以上(例えば、加熱ロールによる加熱は、160℃以上)であることから、かかる加熱により、特定発熱剤は分解し、分解熱を発する。発せられた分解熱によりトナーに含まれる結着樹脂の溶融を促進し得る。
【0036】
一般式(1)におけるRまたはRとして表されるアルキル基は、炭素数が、1以上4以下であり、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、及び、n−ブチル基等の直鎖状のアルキル基が挙げられる。プロピル基及びブチル基は分岐状であっても、環状であってもよい。
中でも、メチル基、及びブチル基がより望ましい。
【0037】
一般式(1)におけるR、R及びRとして表されるアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等が挙げられる。アリール基の炭素数は、6以上10以下であることが望ましく、6以上7以下であることがより望ましい。
中でも、フェニル基が特に望ましい。
【0038】
一般式(1)におけるRと、Rとは、互いに結合して環を形成してもよい。
一般式(1)における2つのRは、同一であっても、異なっていてもよい。また、一般式(1)における2つのRも、同一であっても、異なっていてもよい。
【0039】
一般式(1)におけるRとして表されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。Rとして表されるアルキル基は、直鎖状でも分岐状でも環状でもよい。Rとして表されるアルキル基の炭素数は、1以上8以下であることが望ましく、1以上4以下であることがより望ましい。
中でも、メチル基が特に望ましい。
【0040】
上記アゾアルカン誘導体(特定発熱剤)は、例えば上記特開平7−206798号に記載の方法により製造し得る。即ち、アミンの存在下に、下記一般式(2)で表されるα,α’−ジハロゲノアゾアルカン類と、下記一般式(3)で表されるカルボン酸及び/又はその金属塩とを反応させればよい。
【0041】
【化3】

【0042】
一般式(2)中、R及びRは、各々独立に、炭素数1以上4以下のアルキル基またはアリール基を表し、R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。また、R及びRは、同一でも異なっていてもよい。Xはハロゲン原子を示す。
【0043】
COOH (3)
〔一般式(3)中、Rは、アルキル基またはアリール基を表す〕
【0044】
一般式(2)において、R及びRで示される炭素数1以上4以下のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、イソブチル基などの直鎖又は分岐状のアルキル基が挙げられる。
また、一般式(3)において、Rで示されるアルキル基としては特に制限されないが、例えば、炭素数1以上8以下の直鎖又は分岐状のアルキル基を挙げられる。一般式(3)において、R、R及びRで示されるアリール基としては、例えばフェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基などが例示される。
【0045】
特定発熱剤の原料となる一般式(2)で表されるα,α’−ジハロゲノアゾアルカン類は、公知の化合物であり、製法も公知である。例えば、ケトンと水化ヒドラジンを反応させてケタジンを得、ケタジンと塩素、臭素などのハロゲンとを反応させることにより製造し得る。
【0046】
特定発熱剤のもう一方の原料である一般式(3)で表されるカルボン酸としては、アルキル部分(R)の炭素数が1以上8以下であり、且つ直鎖又は分岐状の公知のものが使用されるが、その中でも、例えば、酢酸、プロピオン酸、n−酪酸、イソ酪酸、n−ピバリン酸、イソピバリン酸、tert−ピバリン酸などの、アルキル部分(R)が炭素数1以上4以下の直鎖又は分岐状のアルキルであるカルボン酸が望ましい。
一般式(3)で表されるカルボン酸において、Rがアリール基のカルボン酸としては、例えば、安息香酸、メチル安息香酸、ジメチル安息香酸、ナフトエ酸等が例示される。
【0047】
一般式(3)で表されるカルボン酸の金属塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩などが挙げられる。
【0048】
また、特定発熱剤の合成反応系に存在させるアミンとしては、公知のものを用いればよい。例えば、エチルアミン、プロピルアミンなどのRNHで表される第1級アミン、ジメチルアミン、ジエチルアミンなどの(RNHで表される第2級アミン、トリメチルアミン、トリエチルアミンなどの(RNで表される第3級アミン(Rはいずれも炭素数1以上のアルキル基を示す)、ピペリジン、ピリジン、ピロールなどの複素環式アミン、DBU、DBNなどの縮合アミンなどが例示される。
【0049】
一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体(特定発熱剤)の具体例としては、例えば1,1’−アゾビス(1−アセトキシ−1−フェニルエタン)、1,1’−アゾビス(1−アセトキシ−1−フェニルプロパン)、1,1’−アゾビス(1−アセトキシ−1−フェニルブタン)、2,2’−アゾビス(2−アセトキシプロパン)、2,2’−アゾビス(2−アセトキシブタン)、2,2’−アゾビス(2−アセトキシ−3−メチルブタン)、2,2’−アゾビス(2−アセトキシ−4−メチルペンタン)、2,2’−アゾビス(2−アセトキシ−3,3−ジメチルブタン)、1,1’−アゾビス(1−プロピオノキシ−1−フェニルエタン)、2,2’−アゾビス(2−プロピオノキシ−3,3−ジメチルブタン)、2,2’−アゾビス(2−プロピオノキシ−4−メチルペンタン)、2,2’−アゾビス(2−プロピオノキシプロパン)、2,2’−アゾビス(2−プロピオノキシブタン)、2,2’−アゾビス(2−プロピオノキシ−3−メチルブタン)、
【0050】
1,1’−アゾビス(1−イソブチロキシ−1−フェニルエタン)、2,2’−アゾビス(2−イソブチロキシ−3,3−ジメチルブタン)、2,2’−アゾビス(2−イソブチロキシ−4−メチルペンタン)、2,2’−アゾビス(2−イソブチロキシプロパン)、2,2’−アゾビス(2−イソブチロキシブタン)、2,2’−アゾビス(2−イソブチロキシ−3−メチルブタン)、1,1’−アゾビス(1−ピバロキシ−1−フェニルエタン)、2,2’−アゾビス(2−ピバロキシ−3,3−ジメチルブタン)、2,2’−アゾビス(2−ピバロキシ−4−メチルペンタン)、2,2’−アゾビス(2−ピバロキシプロパン)、2,2’−アゾビス(2−ピバロキシブタン)、2,2’−アゾビス(2−ピバロキシ−3−メチルブタン)、2,2’−アゾビス(2−ベンゾイルオキシ−3,3−ジメチルブタン)、2,2’−アゾビス(2−ベンゾイルオキシ−4−メチルペンタン)、ジメチル−1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボキシレート)等が挙げられる。
これらの中でも、1,1’−アゾビス(1−アセトキシ−1−フェニルエタン)、2,2’−アゾビス(2−アセトキシ−3,3−ジメチルブタン)、及び2,2’−アゾビス(2−アセトキシ−4−メチルペンタン)が特に好ましく用いられる。
【0051】
1,1’−アゾビス(1−アセトキシ−1−フェニルエタン)、2,2’−アゾビス(2−アセトキシ−3,3−ジメチルブタン)、2,2’−アゾビス(2−アセトキシ−4−メチルペンタン)、及び、ジメチル−1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボキシレート)は、それぞれ、下記具体例(1−1)、(1−2)、(1−3)、及び(1−4)で示される構造式で表される。
【0052】
【化4】

【0053】
具体例(1−1)乃至(1−4)の中でも、発熱性の観点から、具体例(1−1)が望ましい。
なお、具体例(1−1)は、大塚化学社製、OT AZO−15として、具体例(1−4)は、和光純薬社製、VE−073として、それぞれ入手し得る。
【0054】
ところで、本実施形態に係るトナーは、結着樹脂と、特定発熱剤とを含有するものである。すなわち、特定発熱剤は、結着樹脂と共に、トナー粒子中に内添されていてもよいし、結着樹脂を含有するトナー粒子の外添剤として、トナー粒子に外添されるものであってもよい。特定発熱剤が、トナー粒子に内添されていても、外添されていても、結着樹脂の溶融を促進し、トナー像の定着性を向上し得る。
しかしながら、以下の観点から、特定発熱剤は、トナー粒子の外添剤として、トナーに含まれていることが望ましい。
【0055】
記録媒体上に転写されたトナー像は、加熱ロールによる加熱であれ、光照射による加熱であれ、トナー表面から熱が伝わる。従って、トナー粒子の外添剤として、トナー粒子表面に露出している方が、特定発熱剤を分解するための熱を得易い。また、特定発熱剤が、トナー粒子表面に露出していることで、分解し易くなることから、トナー中の特定発熱剤の含有量を抑え易い。
また、特定発熱剤を、粉砕混練によりトナー粒子に内添する場合、特定発熱剤の熱分解を抑制するため、熱分解する温度よりも、例えば、少なくとも10℃以上低い温度で、トナー粒子の成分を混練することが求められ、温度管理に注意する必要がある。
従って、特定発熱剤は、トナー粒子の外添剤として、トナーに含まれていることが望ましい。
【0056】
本実施形態に係るトナー中の、特定発熱剤の含有量は、特定発熱剤が、トナー粒子中に内添される場合は、トナー粒子の全質量に対して、0.1質量%以上30質量%以下であることが望ましく、0.5質量%以上10質量%以下であることがより望ましい。
特定発熱剤が、トナー粒子表面に外添される場合は、特定発熱剤の含有量は、トナー粒子の全質量に対して、0.1質量%以上10質量%以下であることが望ましく、0.5質量%以上4.5質量%以下であることがより望ましい。
なお、特定発熱剤は、トナー粒子に内添され、かつ、トナー粒子表面に外添されていてもよい。この場合、特定発熱剤のトナー中の全質量(内添量と外添量)は、トナー粒子全質量に対して0.2質量%以上40質量%以下であることが望ましく、内添量と外添量との比率(内添量:外添量)は、質量基準で、9:1以上1:9以下であることが望ましい。
【0057】
特定発熱剤の質量平均粒径は、熱分解するための熱を受け易くするため、0.5μm以上5μm以下であることが望ましく、2μm以上3μm以下であることがより望ましい。
【0058】
〔結着樹脂〕
結着樹脂としては特に限定されず、公知のバインダ樹脂を使用してもよい。結着樹脂の主成分としては、スチレンとアクリル酸またはメタクリル酸との共重合体、ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、石油系樹脂、ポリエーテルポリオール樹脂等などが、単独で又は併用して用いられる。
結着樹脂は、耐久性や透光性等の点から、ポリエステル樹脂又はポリオレフィン樹脂が好適であり、ポリエステル樹脂又はノルボルネンポリオレフィン樹脂を使用することがより好適である。また、光照射時の樹脂分解によるガス発生が少ない観点からは、ポリエステル樹脂が好適である。
ポリエステル樹脂は、酸性分(望ましくは、カルボン酸成分)とアルコール成分との縮重合により得られるものであり、具体的には、二価または三価以上のカルボン酸と、二価または三価以上のアルコールとが用いられる。
【0059】
酸成分は、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、又はこれらの無水物等を包含し、好適にはテレフタル酸/イソフタル酸である。これらの酸成分は、単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
なお、加熱ロールを用いたトナー像の定着において、臭いが問題にならない範囲で、他の酸成分を上記酸成分と組み合わせて使用してもよい。
【0060】
他の酸成分として、例えば、マレイン酸、フマール酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸等が挙げられる。更には、n−ブチルコハク酸、n−ブテニルコハク酸、イソブチルコハク酸、イソブテニルコハク酸、n−オクチルコハク酸、n−オクテニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸、イソドデシルコハク酸、イソドデセニルコハク酸等のアルキル若しくはアルケニルコハク酸、又はこれらの酸の無水物、低級アルキルエステル、その他の二価のカルボン酸も挙げられる。
【0061】
また、ポリエステル樹脂に架橋を施すためには、三価以上のカルボン酸成分も他の酸成分として用い得る。
三価以上のカルボン酸成分としては、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、その他のポリカルボン酸、及びこれらの無水物が挙げられる。
【0062】
アルコール成分としては、ビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物が挙げられる。ポリエステル樹脂は、通常、アルコール成分中の80モル%以上がビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物で構成される。ビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物の含有量は、望ましくは90モル%以上、さらに望ましくは95モル%以上であることが好ましい。
【0063】
ビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物としては、例えば、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等が挙げられる。これらの化合物は、単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
【0064】
必要に応じて、他のアルコール成分を、ビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物と組み合わせて使用してもよい。
他のアルコール成分として、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、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等のジオール類、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。
【0065】
また、他のアルコール成分として、三価以上のアルコールも好適である。かかる三価以上のアルコール成分としては、例えば、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、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等が挙げられる。
【0066】
さらに、ポリエステル樹脂を合成する反応の際には、合成反応を促進せしめるため、エステル化触媒、例えば酸化亜鉛、酸化第一錫、ジブチル錫オキシド、ジブチル錫ジラウレート、チタン等を用いてもよい。チタン化合物は、特に良好な色再現性が得られ、加熱ロールを用いたトナー像の定着には最適である。
【0067】
なお、結着樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上70℃以下の範囲であることが望ましい。
【0068】
−トナー粒子−
本実施形態に係るトナーは、一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体(特定発熱剤)と、結着樹脂と、を含有し、既述のように、一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体は、結着樹脂を少なくとも含んで構成されるトナー粒子に外添されることが望ましい。
トナー粒子は、結着樹脂のほかに、帯電制御剤、赤外光吸収剤、着色剤、及び、その他の添加剤を含有していてもよい。
【0069】
本実施形態に係るトナーは、特定発熱剤を含むことで、トナーの帯電性の変動を抑制しつつ、低エネルギーで記録媒体に定着され易い。ここで、トナーの帯電性は、正帯電性の正帯電性トナーと、負帯電性の負帯電性トナーとがある。正帯電性トナーとは、正帯電性の静電潜像保持体に対して反転現像し得る極性トナーをいい、負帯電性トナーとは、負帯電性の静電潜像保持体に対して反転現像し得る極性トナーをいう。
トナーの帯電性は、トナーの構成成分組成によって変化し、帯電制御剤や、外添剤の添加により、正帯電性または負帯電性とし得る。例えば、正帯電性トナーを製造する場合、正帯電性の帯電制御剤をトナー粒子に内添したり、外添剤であるシリカ粒子をトナー粒子に外添させればよい。
【0070】
(帯電制御剤)
正帯電性の帯電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の四級アンモニウム塩、およびこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩、およびこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料;高級脂肪酸の金属塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート等のジオルガノスズボレート類;グアニジン化合物、イミダゾール化合物、アミノアクリル系樹脂等が挙げられる。
【0071】
また、負帯電性の帯電制御剤としては、例えば、トリメチルエタン系染料、サリチル酸の金属錯塩、ベンジル酸の金属錯塩、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、金属錯塩アゾ系染料、アゾクロムコンプレックス等の重金属含有酸性染料、カリックスアレン型のフェノール系縮合物、環状ポリサッカライド、カルボキシル基及び/またはスルホニル基を含有する樹脂等が挙げられる。
帯電制御剤は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
中でも、球状シリカ粒子の転がり制御の観点から、4級アンモニウム塩を用いることが望ましい。
【0072】
(赤外光吸収剤)
赤外光吸収剤は、トナー像を、フラッシュ光やレーザー光等の光照射により行なう場合に、トナー粒子に内添されていることが望ましい。
赤外光吸収剤としては、公知の赤外光吸収剤を用い得るが、特に800nm以上1200nm以下の波長域に吸収ピークを有するものが望ましい。例えば、シアニン化合物、メロシアニン化合物、ベンゼンチオール系金属錯体、メルカプトフェノール系金属錯体、芳香族ジアミン系金属錯体、ジイモニウム化合物、アミニウム化合物、ニッケル錯体化合物、フタロシアニン系化合物、アントラキノン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、クロコニウム化合物等を用い得る。
【0073】
具体的な赤外光吸収剤としては、ニッケル金属錯体系赤外光吸収剤(三井化学社製:SIR−130、SIR−132)、ビス(ジチオベンジル)ニッケル(みどり化学社製:MIR−101)、ビス[1,2−ビス(p−メトキシフェニル)−1,2−エチレンジチオレート]ニッケル(みどり化学社製:MIR−102)、テトラ−n−ブチルアンモニウムビス(シス−1,2−ジフェニル−1,2−エチレンジチオレート)ニッケル(みどり化学社製:MIR−1011)、テトラ−n−ブチルアンモニウムビス[1,2−ビス(p−メトキシフェニル)−1,2−エチレンジチオレート]ニッケル(みどり化学社製:MIR−1021)、ビス(4−tert−1,2−ブチル−1,2−ジチオフェノレート)ニッケル−テトラ−n−ブチルアンモニウム(住友精化社製:BBDT−NI)、シアニン系赤外光吸収剤(富士フイルム社製:IRF−106、IRF−107)、シアニン系赤外光吸収剤(山本化成社製、YKR2900)、アミニウム、ジイモニウム系赤外光吸収剤(長瀬ケムテック社製:NIR−AM1、IM1)、イモニウム化合物(日本カーリット社製:CIR−1080、CIR−1081)、アミニウム化合物(日本カーリット社製:CIR−960、CIR−961)、アントラキノン系化合物(日本化薬社製:IR−750)、アミニウム系化合物(日本化薬社製:IRG−002、IRG−003、IRG−003K)、ポリメチン系化合物(日本化薬社製:IR−820B)、ジイモニウム系化合物(日本化薬社製:IRG−022、IRG−023)、ジアニン化合物(日本化薬社製:CY−2、CY−4、CY−9)、可溶性フタロシアニン(日本触媒社製:TX−305A)、ナフタロシアニン(山本化成社製:YKR5010、山陽色素社製:サンプル1)、無機材料系(信越化学社製:イッテルビウムUU−HP、住友金属社製:インジュームチンオキサイド)等が挙げられる。
これらの中ででは、ジイモニウム化合物又はクロコニウム化合物が好適である。
【0074】
赤外線吸収剤の含有量は、トナー粒子全質量に対して、0.05質量%以上10質量%以下であることが望ましく、0.1質量%以上5質量%以下であることがより望ましく、0.2質量%以上3質量%以下であることが更に望ましい。
【0075】
(着色剤)
着色剤としては、公知の顔料、染料等が用いられる。
具体的には、下記に示すものをトナーの色彩に対応させて選択して用いられる。
例えばシアントナーにおいては、その着色剤として、例えば、C.I.ピグメントブルー1、同2、同3、同4、同5、同6、同7、同10、同11、同12、同13、同14、同15、同15:1、同15:2、同15:3、同15:4、同15:6、同16、同17、同23、同60、同65、同73、同83、同180、C.I.バットシアン1、同3、同20等や、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルーの部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBCのシアン顔料、C.I.ソルベントシアン79、162等のシアン染料などが挙げられる。
【0076】
マゼンタトナーにおいては、その着色剤として、例えば、C.I.ピグメントレッド1、同2、同3、同4、同5、同6、同7、同8、同9、同10、同11、同12、同13、同14、同15、同16、同17、同18、同19、同21、同22、同23、同30、同31、同32、同37、同38、同39、同40、同41、同48、同49、同70、同51、同52、同53、同54、同55、同57、同58、同60、同63、同64、同68、同81、同83、同87、同88、同89、同90、同112、同114、同122、同123、同163、同184、同185、同202、同206、同207、同209、同238等、ピグメントバイオレット19のマゼンタ顔料や、C.I.ソルベントレッド1、同3、同8、同23、同24、同25、同27、同30、同49、同81、同82、同83、同84、同100、同109、同121、C.I.ディスパースレッド9、C.I.ベーシックレッド1、同2、同9、同12、同13、同14、同15、同17、同18、同22、同23、同24、同27、同29、同32、同34、同35、同36、同37、同38、同39、同40等のマゼンタ染料等、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ロータミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bなどが挙げられる。
【0077】
イエロートナーにおいては、その着色剤として、例えば、C.I.ピグメントイエロー2、同3、同15、同16、同17、同74、同93、同97、同128、同155、同180、同185、同139等のイエロー顔料などが挙げられる。
【0078】
ブラックトナーにおいては、その着色剤として、例えば、カーボンブラック、活性炭、チタンブラック、磁性粉、Mn含有の非磁性粉、及びニグロシン染料などが挙げられる。
また、イエロー、マゼンタ、シアン、レッド、グリーン、ブルーの各顔料を混合して、ブラックトナーとしてもよい。
【0079】
着色剤の含有量は、トナー粒子全質量に対して、2質量%以上15質量%以下の範囲であることが望ましく、3質量%以上7質量%以下の範囲であることがより望ましい。
特に、クロ着色剤の添加量は、トナー粒子全質量に対して、0.5質量%以上25質量%以下の範囲であることが望ましく、1質量%以上15質量%以下の範囲であることがより望ましい。
【0080】
(その他の添加剤)
トナーの定着性をより高める目的で、トナー粒子は、離型剤を含有してもよい。
例えば、エステルワックス、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリエチレンとポリプロピレンの共重合物、ポリグリセリンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、カルナバワックス、サゾールワックス、モンタン酸エステルワックス、脱酸カルナバワックス、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、ブランジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸などの不飽和脂肪酸類、ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール、あるいは更に長鎖のアルキル基を有する長鎖アルキルアルコール類などの飽和アルコール類;ソルビトールなどの多価アルコール類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドなどの脂肪酸アミド類;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドなどの飽和脂肪酸ビスアミド類、エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミドなどの、不飽和脂肪酸アミド類;m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルイソフタル酸アミドなどの芳香族系ビスアミド類;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの脂肪酸金属塩(一般に金属石けんといわれているもの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸などのビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;ベヘニン酸モノグリセリドなどの脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂の水素添加などによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物などが挙げられる。
【0081】
これらの離型剤は、単独で、又は2種類以上を併用してもよい。トナー中の離型剤の含有量は、トナー粒子の全質量に対して、0.1質量%以上10質量%以下の範囲であることが望ましく、0.5質量%以上4質量%以下の範囲であることがより望ましい。
【0082】
−外添剤−
次に、トナー粒子の表面に付着させ得る外添剤(特定発熱剤を除く)について説明する。
トナー粒子が外添剤を付着することで、トナー粒子の流動性を向上し、トナー粒子のべたつきを抑制して、トナー粒子同士の凝集を抑制し得る。
【0083】
外添剤としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化硅素、窒化硅素などの無機粒子が挙げられる。また、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂粒子、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩を用いてもよい。
【0084】
トナー中の外添剤の含有量は、トナー粒子全質量に対して、0.01質量%以上5質量%以下の範囲であることが望ましく、0.01質量%以上2.0質量%以下の範囲であることが望ましい。
【0085】
(トナーの製造方法)
本実施形態に係るトナーは、少なくとも、一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体(特定発熱剤)および結着樹脂を少なくとも含む構成成分を原料として製造し得る。
例えば、特定発熱剤をトナー粒子内に内添させる場合は、特定発熱剤および結着樹脂を少なくとも含む構成成分を使用して、トナー粒子を得た上、得られたトナー粒子に、外添剤を添加することで得られる。特定発熱剤を外添剤とする場合は、結着樹脂を少なくとも含む構成成分を使用して、トナー粒子を得た上、得られたトナー粒子に、特定発熱剤及び他の外添剤を添加することで得られる。
【0086】
トナー粒子は、例えば、上記各原料を分散させた樹脂塊を粉砕、分級して作製する機械的粉砕法、原料を取り込みながらモノマーを重合させ、粒子を作製する重合法や、乳化凝集・合一法で製造される。
【0087】
本実施形態に係るトナーを機械的粉砕法で製造する場合、結着樹脂および着色剤等の任意に選択される成分、ならびに、特定発熱剤をトナー粒子に内添する場合は、さらに特定発熱剤などのトナー粒子成分を混合し、混合物を得る。得られた混合物を、ニーダー、押し出し機などを用いて溶融混練する。更に、溶融混錬物を粗粉砕した後、ジェットミル等で微粉砕し、風力分級機により、目的とする粒径のトナー粒子を得る。
【0088】
しかし、既述のように、特定発熱剤は、例えば、100℃以上で分解し、分解と共に熱を発生する。従って、特定発熱剤をトナー粒子に内添する場合は、摩擦熱が生じ得る機械的粉砕法よりも、水中で樹脂モノマーを重合する重合法によりトナー粒子を製造することが望ましい。水中での製造であれば、特定発熱剤の置かれる環境が100℃を超えないため、特定発熱剤が熱分解しにくい。
【0089】
乳化凝集・合一法でトナー粒子を作製する場合には、トナー粒子を構成する各成分を水系分散液に分散させた分散液(樹脂粒子分散液等)を準備する(乳化工程)。続いて、着色剤分散液、特定発熱剤を分散させた発熱剤分散液、その他必要に応じて用いられる各種の分散液(離型剤分散液等)を混合して原料分散液を準備する。
次に、原料分散液中で、凝集粒子を形成する凝集粒子形成工程と、凝集粒子を融合する融合工程とを経て、トナー粒子を得る。
なお、コア粒子と、このコア粒子を被覆するシェル層とを有するいわゆるコアシェル構造型のトナーを作製する場合には、凝集粒子形成工程を終えた後の原料分散液に、樹脂粒子分散液を添加して(トナー化した際にコア粒子となる)凝集粒子表面に樹脂粒子を付着させて(トナー化した際にシェル層となる)被覆層を形成する被覆層形成工程を実施し、その後に融合工程を実施する。なお、被覆層形成工程に用いる樹脂成分は、コア粒子を構成する樹脂成分と同一であっても異なっていてもよいが、通常は、非晶性樹脂が用いられる。
【0090】
上記方法によって得られるトナー粒子は、その体積平均粒径D50vが3μm以上15μm以下の範囲であることが望ましく、3μm以上10μm以下の範囲であることがより望ましい。
【0091】
特定発熱剤をトナー粒子表面に外添する場合、また、トナー粒子表面にシリカ粒子等の外添剤を外添する場合は、特定発熱剤、及び、シリカ粒子等を、トナー粒子と共に添加して、ヘンシェルミキサー等の混合機に添加して、充分混合すればよい。
なお、特定発熱剤をトナー粒子表面に外添する場合、混合機での混合にあたっては、特定発熱剤が熱分解温度(例えば、100℃以上)の温熱環境下に晒されないように注意する。
【0092】
<静電荷像現像用現像剤>
本実施形態に係るトナーを含む静電荷像現像用現像剤(以下、「現像剤」と称する場合がある)は、前記トナーで構成される一成分現像剤、またはキャリアと前記トナーとを含む二成分現像剤のいずれであってもよい。
二成分現像剤を用いる二成分現像方式は、トナーとキャリアとを接触させ、摩擦帯電を利用してキャリアにトナーを付着させ、さらにこのトナーを潜像部分に案内して現像を行う磁気ブラシ現像法が代表的である。
【0093】
二成分現像剤のキャリアとしては、例えば、芯材表面に、導電材料及び架橋性樹脂を含む樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリアが挙げられる。
キャリアの芯材としては、公知のマグネタイト、フェライト、鉄粉、ガラスビーズ等が用いられる。キャリアのコート剤としては、特に制限されないが、シリコーン樹脂系が特に望ましい。
【0094】
導電材料の具体例としては、金、銀、銅のような金属;カーボンブラック;酸化チタン、酸化亜鉛のような導電性の金属酸化物単体系;酸化チタン、酸化亜鉛、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、酸化スズ、酸化インジュームスズ等の粒子の表面を導電性の金属酸化物で被覆した複合系;などが挙げられる。なお、導電性粒子は、例えば体積抵抗率が10Ω・cm未満の導電性を有するものがよい。
架橋性樹脂としては、例えば架橋性フッ素系樹脂、エポキシ樹脂、架橋性シリコーン樹脂等が挙げられる。中でも、エポキシ樹脂、架橋性シリコーン樹脂が望ましく、架橋性シリコーン樹脂としては、架橋性のストレートシリコーン樹脂、フッ素変性シリコーン樹脂が望ましい。
樹脂被覆層は、トナー粒子の外添剤がキャリア表面に埋没し、トナー粒子の外添構造が変化することを抑制する観点から、最表面が架橋性樹脂で構成されていることが望ましい。
【0095】
キャリアの芯材の平均粒径としては、一般的には10μm以上100μm以下が望ましく、20μm以上80μm以下がより望ましい。
二成分現像剤におけるトナーとキャリアとの混合比(トナー:キャリア)としては、質量基準で、1:100以上30:100以下の範囲であることが望ましく、3:100以上20:100以下の範囲であることがより望ましい。
【0096】
<画像形成装置及び画像形成方法>
次に、本実施形態に係るトナーを用いた本実施形態に係る画像形成装置及び画像形成方法について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体の表面を帯電する帯電手段と、前記静電潜像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、本実施形態に係る静電荷現像用現像剤を収納すると共に、静電潜像保持体の表面に形成された静電潜像を該現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体のトナー像を定着する定着手段と、を備えて構成される。
【0097】
本実施形態に係る画像形成装置によれば、静電潜像保持体の表面を帯電する帯電工程と、帯電した前記静電潜像保持体の表面に静電荷像を形成する静電潜像形成工程と、本実施形態に係る静電荷現像用現像剤を収納すると共に、静電潜像保持体の表面に形成された静電潜像を該現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体のトナー像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法が実施される。
【0098】
本実施形態に係る画像形成装置における画像の形成は、静電潜像保持体として電子写真感光体を利用した場合、例えば、以下のように行う。まず、電子写真感光体の表面を、コロトロン帯電器、接触帯電器等により帯電した後、露光し、静電荷像を形成する。次いで、表面に現像剤層を形成させた現像ロールと接触若しくは近接させて、静電潜像にトナーを付着させ、電子写真感光体上にトナー像を形成する。形成されたトナー像は、コロトロン帯電器等を利用して紙等の記録媒体表面に転写される。さらに、記録媒体表面に転写されたトナー像は、定着装置により定着され、記録媒体に画像が形成される。
【0099】
電子写真感光体としては、一般に、アモルファスシリコン、セレンなど無機感光体、ポリシラン、フタロシアニンなどを電荷発生材料や電荷輸送材料として使用した有機感光体が用いられる。特に、電子写真感光体としては、耐摩耗性の観点から無機感光体であればアモルファスシリコン感光体、有機感光体であれば最表層にメラミン樹脂、フェノール樹脂又はシリコーン樹脂などの架橋構造を有する樹脂層を有した所謂オーバーコート層を有する感光体であることが望ましい。
トナーとして、正帯電性トナーを用いる場合は、一般に、アモルファスシリコン(「a−Si」と略称されることもある)に代表される無機感光体が用いられ、負帯電性トナーを用いる場合は、一般に、有機感光体(Organic Photconductor;OPCとも称される)が用いられる。
【0100】
本実施形態における画像形成装置及び画像形成方法においては、トナー像の記録媒体への定着は、加熱ロールに代表される加熱部材を用いた加圧・熱定着でも、光照射による光定着でもよい。さらには、加熱部材を用いた加圧・加熱定着と光照射による光定着とを併用してもよい。
記録媒体の搬送速度を1000mm/秒以上として、高速に画像形成する場合には、記録媒体のトナー像に光を照射して該トナー像を定着する光定着手段(光定着工程)によることが望ましい。記録媒体の搬送速度は、1200mm/秒以上であることがより望ましい。
【0101】
加熱部材としては、加熱ロール定着器、オーブン定着器等が望ましく用いられる。
加熱ロール定着器としては、一般的に一対の定着ロールが対向して圧接された加加熱ロール型定着装置が用いられる。一対の定着ロールとしては、加熱ロール及び加圧ロールが対向して設けられ、圧接してニップが形成されている。加熱ロールは、内部にヒーターランプを有する金属製の中空芯金コアに耐油耐熱性弾性体層(弾性層)及びフッ素樹脂等よりなる表面層が順次形成されてなり、加圧ロールは、必要に応じて内部にヒーターランプを有する金属製の中空芯金コアに耐油耐熱性弾性体層及び表面層が順次形成されてなる。これらの加熱ロールと加圧ロールとが形成するニップ域に、トナー像が形成された記録媒体を通過させることで、トナー像を定着させる。
本実施形態に係る画像形成装置においては、現像剤として、特定発熱剤を含有する本実施形態に係る現像剤を用いるため、より低い温度でトナー像を定着し得る。具体的には、従来の定着温度よりも、例えば、20℃以上低い温度(例えば、140℃以下)とし得る。
【0102】
トナー像に光を照射して定着する光定着方式を採用するための定着装置としては、光により定着を行うものであればよく、光定着装置(フラッシュ定着装置)が用いられる。
光定着装置に用いられる光源としては、通常のハロゲンランプ、水銀ランプ、フラッシュランプ、赤外線レーザー等が挙げられる。中でも、エネルギーを節約する観点からはフラッシュランプが望ましい。
本実施形態に係る画像形成装置においては、現像剤として、特定発熱剤を含有する本実施形態に係る現像剤を用いるため、より発光エネルギーを低く、従来の発光エネルギーよりも、例えば、1J/cm乃至2J/cm以上低い発光エネルギーで、光を照射し得る。
フラッシュランプの発光エネルギーは、1.0J/cm以上7.0J/cm以下の範囲であることが望ましく、カラートナーの場合、2.0J/cm以上5.0J/cm以下の範囲であることがより望ましい。
なお、トナーが、カーボンブラック等を含むブラックトナーである場合は、発光エネルギーをより低くし得、この場合、フラッシュランプの発光エネルギーは、1.0J/cm以上4.0J/cm以下の範囲であることがより望ましい。
【0103】
ここで、キセノンのランプ強度を示すフラッシュ光の単位面積当りの発光エネルギーは以下の式(1)で表される。
S=((1/2)×C×V)/(u×L)×(n×f) 式(1)
上記式(1)中、nは一度に発光するランプ本数(本)、fは点灯周波数(Hz)、Vは入力電圧(V)、Cはコンデンサ容量(F)、uはプロセス搬送速度(cm/s)、Lはフラッシュランプの有効発光幅(通常は最大用紙幅、cm)、Sはエネルギー密度(J/cm)を表す。
【0104】
光定着の方式としては、複数のフラッシュランプを、時間差を設けて発光させるディレイ方式であることが望ましい。このディレイ方式は、複数のフラッシュランプを並べ、各々のランプを0.01ms乃至100ms程度ずつ遅らせて発光を行い、同じ箇所を複数回照らす方式である。これにより一度の発光でトナー像に光エネルギーを供給するのではなく分割して供給するため、定着条件をマイルドにし、耐ボイド性と定着性との両立が実現される。
ここで、複数回トナーに対しフラッシュ発光を行う場合、前記フラッシュランプの発光エネルギーは、発光1回ごとの前記単位面積に与える発光エネルギーの総和量を指すこととする。
【0105】
本実施形態においては、フラッシュランプの本数は1本乃至20本の範囲であることが望ましく、2本乃至10本の範囲であることがより望ましい。また、複数のフラッシュランプ間の各々の時間差は0.1msec乃至20msecの範囲であることが望ましく、1msec乃至3msecの範囲であることがより望ましい。
さらに、フラッシュランプ1本の1回の発光による発光エネルギーは、0.1J/cm以上1J/cm以下の範囲であることが望ましく、0.4J/cm以上0.8J/cm以下の範囲であることより望ましい。
【0106】
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるものではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
【0107】
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の一例について示す概略構成図である。図1に示す画像形成装置は、シアン、マゼンタ、イエローの3色にブラックを加えたトナーによりトナー像形成を行うものを示す。また、この画像形成装置における記録媒体の搬送速度も1000mm/秒以上に設定されている。
【0108】
図1に示す画像形成装置は、ロール状に巻かれた記録媒体Pを紙送りローラ328によって送るようにし、このように送られる記録媒体Pの片面側上に、この記録媒体Pの送り方向上流側から下流側に向けて、並列して4つの画像形成ユニット312(ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C))が設けられ、さらに、当該画像形成ユニット312の下流側に光定着方式の定着装置326が設けられている。
【0109】
ブラック用画像形成ユニット312Kは、公知の電子写真方式の画像形成ユニットである。具体的には、感光体314Kの周辺に、帯電器316K、露光手段318K、現像器320K、クリーナ322Kが設けられ、記録媒体Pを介して転写器324Kが設けられている。他のイエロー用、マゼンタ用、シアン用画像形成ユニット312Y、312M、312Cについても同様である。
なお、白黒プリント用として用いる場合には、画像形成ユニット312としてブラック(K)のみを設けてもよい。
【0110】
図1に示す画像形成装置では、ロール状態から引き出された記録媒体P上に、各画像形成ユニット312K、312Y、312M、312Cにより公知の電子写真方式でトナー像が順次転写され、そして、当該トナー像に定着装置326により光定着が施されて、画像が形成される。定着装置326が設置される位置には、記録媒体Pを挟んでトナー像を加圧および加熱により記録媒体Pに定着する加熱ロール対(図示せず)を設けてもよい。ロール中にヒーター等の加熱装置を備えることで、加熱ロール対を加熱し、トナー像が加熱ロール対に接触することにより、トナー像が溶融して、記録媒体P上へ定着する。
【0111】
なお、光定着手段としての光源は、その種類によって最も強い発光ピークがそれぞれ異なるため、これに対応して要求される近赤外線領域の最適な光吸収特性も異なる。しかしながら、この近赤外線領域の光吸収特性の調整は、分子構造を制御することにより容易に行われる。
【0112】
次に、他の実施形態に係る画像形成装置について説明する。図2は、他の実施形態に係る画像形成装置の一例について示す概略構成図である。
【0113】
図2に示す画像形成装置は、4連タンデム方式のカラー画像形成装置を示している。図2に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づくイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称する)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置本体に対して脱着されるプロセスカートリッジであってもよい。
【0114】
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの図面における上方には、各ユニットを通して中間転写体としての中間転写ベルト20が延設されている。中間転写ベルト20は、図における左から右方向に互いに離間して配置された駆動ローラ22及び中間転写ベルト20内面に接する支持ローラ24に巻回されて設けられ、第1ユニット10Yから第4ユニット10Kに向う方向に走行されるようになっている。尚、支持ローラ24は、図示しないバネ等により駆動ローラ22から離れる方向に付勢されており、両者に巻回された中間転写ベルト20に張力が与えられている。また、中間転写ベルト20の像保持体側面には、駆動ローラ22と対向して中間転写体クリーニング装置30が備えられている。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収容されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーが供給される。
【0115】
上述した第1乃至第4ユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向の上流側に配設されたイエロー画像を形成する第1ユニット10Yについて代表して説明する。尚、第1ユニット10Yと同等の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を付した参照符号を付すことにより、第2乃至第4ユニット10M、10C、10Kの説明を省略する。
【0116】
第1ユニット10Yは、像保持体として作用する感光体1Yを有している。感光体1Yの周囲には、感光体1Yの表面を帯電させる帯電ローラ2Y、帯電された表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線3Yよって露光して静電荷像を形成する露光装置3、静電荷像に帯電したトナーを供給して静電荷像を現像する現像装置(現像手段)4Y、現像したトナー像を中間転写ベルト20上に転写する1次転写ローラ5Y(1次転写手段)、及び1次転写後に感光体1Yの表面に残存するトナーを、クリーニングブレードにて除去する感光体クリーニング装置(クリーニング手段)6Yが順に配設されている。
尚、1次転写ローラ5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。更に、各1次転写ローラ5Y、5M、5C、5Kには、1次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各1次転写ローラに印加する転写バイアスを可変する。
【0117】
以下、第1ユニット10Yにおいてイエロー画像を形成する動作について説明する。まず、動作に先立って、帯電ローラ2Yによって感光体1Yの表面が帯電される。
帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー印字パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
【0118】
このようにして感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って所定の現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによって可視像(現像像)化される。
【0119】
現像装置4Y内には、例えば、イエロートナーが収容されている。イエロートナーは、現像装置4Yの内部で攪拌されることで摩擦帯電し、感光体1Y上に帯電した帯電荷と同極性の電荷を有して現像剤ロール(現像剤保持体)上に保持されている。そして感光体1Yの表面が現像装置4Yを通過していくことにより、感光体1Y表面上の除電された潜像部にイエロートナーが静電的に付着し、潜像がイエロートナーによって現像される。イエローのトナー像が形成された感光体1Yは、引続き走行され、感光体1Y上に現像されたトナー像が1次転写位置へ搬送される。
【0120】
感光体1Y上のイエロートナー像が1次転写へ搬送されると、1次転写ローラ5Yに1次転写バイアスが印加され、感光体1Yから1次転写ローラ5Yに向う静電気力がトナー像に作用され、感光体1Y上のトナー像が中間転写ベルト20上に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性と逆極性であり、例えば第1ユニット10Yでは制御部に(図示せず)よって+10μA程度に制御されている。
一方、感光体1Y上に残留したトナーはクリーニング装置6Yで除去されて回収される。
【0121】
また、第2ユニット10M以降の1次転写ローラ5M、5C、5Kに印加される1次転写バイアスも、第1ユニットに準じて制御されている。
こうして、第1ユニット10Yにてイエロートナー像の転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4ユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー像が重ねられて多重転写される。
【0122】
第1乃至第4ユニットを通して4色のトナー像が多重転写された中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20と中間転写ベルト20内面に接する支持ローラ24と中間転写ベルト20の像保持面側に配置された2次転写ローラ(2次転写手段)26とから構成された2次転写部へと至る。一方、記録媒体Pが供給機構を介して2次転写ローラ26と中間転写ベルト20とが圧接されている隙間に給紙され、2次転写バイアスが支持ローラ24に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性と同極性の極性であり、中間転写ベルト20から記録媒体Pに向う静電気力がトナー像に作用され、中間転写ベルト20上のトナー像が記録媒体P上に転写される。尚、この際の2次転写バイアスは2次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段(図示せず)により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、電圧制御されている。
【0123】
この後、記録媒体Pは、加熱ロール型の定着装置(定着手段)28へと送り込まれトナー像が加熱され、色重ねしたトナー像が溶融されて、記録媒体P上へ定着される。加熱ロール中にヒーター等の加熱装置を備えることで、加熱ロール対を加熱し、トナー像が加熱ロール対に接触することにより、トナーが溶融して、記録媒体P上へ定着する。加熱ロール型の定着装置(定着手段)28は、光定着用の定着装置(光源)に代えてもよい。
カラー画像の定着が完了した記録媒体Pは、排出部へ向けて搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了される。
なお、上記例示した画像形成装置は、中間転写ベルト20を介してトナー像を記録媒体Pに転写する構成となっているが、この構成に限定されるものではなく、感光体から直接トナー像が記録紙に転写される構造であってもよい。
【0124】
<プロセスカートリッジ>
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、画像形成装置に脱着され、現像剤を収納すると共に、静電潜像保持体(感光体)表面に形成された静電潜像を該現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段を備えるものである。そして、当該現像剤として、上記実施形態に係る現像剤が適用される。
【0125】
<トナーカートリッジ]
次に、本実施形態に係るトナーカートリッジについて説明する。本実施形態に係るトナーカートリッジは、画像形成装置に脱着され、トナーを収納するトナーカートリッジである。そして、当該トナーとして、本実施形態に係るトナーが適用される。
【0126】
なお、図2に示す画像形成装置は、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kの着脱される構成を有する画像形成装置であり、現像装置4Y、4M、4C、4Kは、各々の現像装置(色)に対応したトナーカートリッジと、図示しない現像剤供給管で接続されている。また、トナーカートリッジ内に収納されているトナーが少なくなった場合には、このトナーカートリッジの交換がなされる。
【実施例】
【0127】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、特に断りがない限り、「部」及び「%」は質量基準である。
【0128】
<粒子の測定方法>
シリカ粒子、及び、樹脂粒子の体積平均粒径(D50v)は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所社製、LA−910)を用いて測定した。
また、特定発熱剤の質量平均粒径は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所社製、LA−910)を用いて測定された体積分布から、質量基準の質量平均粒径を換算して求めた。
【0129】
<各成分>
実施例1乃至実施例8、及び、比較例1乃至比較例3では、混練粉砕法によりトナーを製造した。実施例9及び実施例10は、乳化重合法によりトナーを製造した。
各実施例および比較例で用いた各成分(着色剤、離型剤、結着樹脂、シリカ粒子、赤外線吸収剤、及び発熱剤)の詳細を示す。なお、実施例9及び実施例10のトナーの製造に用いた結着樹脂については、後述する。
【0130】
1.着色剤
顔料1;カーボンブラック(CB)、キャボット社製、商品名「ブラックパールズL」
顔料2;イエロー顔料(Y顔料):大日精化社製、PY180、商品名「Toner Yellow HG」
【0131】
2.離型剤
ポリエチレンワックス、クラリアント社製、商品名「PE190」
エステルワックス、日本油脂社製、商品名「WEP−10」
3.結着樹脂
ポリエステル樹脂、花王社製、商品名「FP131」
【0132】
4.シリカ粒子
疎水性正帯電シリカ粒子、キャボット社製、商品名「TG820F」
負帯電シリカ粒子、日本アエロジル社製、商品名「R972D」
5.赤外線吸収剤
赤外線吸収剤1;ジイモニウム、日本カーリット社製、商品名「CIR−1085」
【0133】
6.発熱剤
発熱剤1;1,1’−アゾビス(1−アセトキシ−1−フェニルエタン)
〔特定発熱剤、前記具体例(1−1)〕
発熱剤2;2,2’−アゾビス(2−アセトキシ−3,3−ジメチルブタン)
〔特定発熱剤、前記具体例(1−2)〕
発熱剤3;2,2’−アゾビス(2−アセトキシ−4−メチルペンタン)
〔特定発熱剤、前記具体例(1−3)〕
発熱剤4;和光純薬工業社製、V−59(下記構造、分解温度63℃)
〔比較用発熱剤(特許文献4で用いられている発熱剤)〕
発熱剤5;ジメチル−1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボキシレート)
和光純薬工業社製、VE−073(分解温度105℃)
〔特定発熱剤、前記具体例(1−4)〕
【0134】
【化5】

【0135】
<トナーの製造>
〔実施例1乃至実施例7、実施例11、及び、比較例1乃至比較例3〕
−トナー粒子の製造−
・結着樹脂(ポリエステル樹脂1) 表1に示す量〔部〕
・着色剤(顔料1または顔料2) 表1に示す量〔部〕
・離型剤(PE190及びWEP10) 表1に示す量〔部〕
・赤外線吸収剤(赤外線吸収剤1) 表1に示す量〔部〕
・発熱剤(発熱剤1) 表1に示す量〔部〕
【0136】
上記組成の成分をエクストルーダー(池貝社製、PCM−30)により120℃、200rpmにて溶融混練(混合)して、混練物を作製した。但し、実施例7においては、特定発熱剤である発熱剤1(熱分解温度117℃)をトナー粒子に内添するため、チラーを用い、105℃以下に混練温度を制御し、混練した。
【0137】
次いで、得られた混練物を、ハンマーミルにて粗粉砕し、ジェットミルにて微粉砕した後、気流分級機にて分級を行い、体積平均粒径が6.4μm乃至6.6μmのトナー粒子を得た。
【0138】
−トナーの製造−
・シリカ粒子(疎水性シリカ粒子) 表1に示す量〔部〕
・発熱剤(発熱剤1乃至発熱剤5のいずれか) 表1に示す量〔部〕
【0139】
上記混練粉砕により得られた実施例1乃至実施例7、実施例11及び比較例乃至比較例3の各トナー粒子に対し、上記組成の成分を添加して、ヘンシェルミキサーにより混合することにより、トナー粒子を外添処理して、正帯電性のトナーを得た。
【0140】
〔実施例8〕
−トナー粒子の製造−
・結着樹脂(ポリエステル樹脂1) 表1に示す量〔部〕
・着色剤(顔料1) 表1に示す量〔部〕
・離型剤(PE190及びWEP10) 表1に示す量〔部〕
【0141】
実施例1のトナー粒子の製造において、トナー粒子の製造に用いた成分を、上記組成に変更したほかは、同様にして実施例8のトナー粒子を製造した。ついで、実施例1のトナー(KT−2)の製造において、実施例1のトナー粒子の代わりに、実施例8のトナー粒子を用い、疎水性正帯電シリカ粒子(キャボット社製、TG820F)のかわりに負帯電シリカ粒子(日本アエロジル社製、R972D)を用いたほかは同様にして、トナー粒子を外添処理することにより、負帯電性のトナー(KT−8)を製造した。
【0142】
〔実施例9〕
(発熱剤分散液1の調製)
・発熱剤(発熱剤1) 19部
・アニオン性界面活性剤(ネオゲンSC、第一工業製薬社製) 1部
・イオン交換水 80部
【0143】
上記を耐熱容器中で混合し、90℃に昇温して30分、撹拌を行った。次いで、容器底部より溶融液をゴーリンホモジナイザーへと流通し、5MPaの圧力条件のもと、3パス相当の循環運転を行った後、圧力を35MPaに昇圧し、更に3パス相当の循環運転を行った。こうして出来た乳化液を前記耐熱溶液中で40℃以下になるまで冷却し、固形分20%の発熱剤分散液1を得た。
【0144】
(着色剤分散液1の調製)
・顔料(顔料1) 50部
・アニオン性界面活性剤(ネオゲンSC、第一工業製薬社製) 5部
・イオン交換水 200部
【0145】
上記を混合し、IKA社製ウルトラタラックスにより5分間、更に超音波バスにより10分間分散し、固形分20%の着色剤分散液1を得た。
【0146】
(離型剤分散液1の調製)
・離型剤(PE190) 9部
・離型剤(WEP10) 9部
・アニオン性界面活性剤(ネオゲンSC、第一工業製薬社製) 2部
・イオン交換水 80部
【0147】
上記を耐熱容器中で混合し、90℃に昇温して30分、撹拌を行った。次いで、容器底部より溶融液をゴーリンホモジナイザーへと流通し、5MPaの圧力条件のもと、3パス相当の循環運転を行った後、圧力を35MPaに昇圧し、更に3パス相当の循環運転を行った。こうして出来た乳化液を前記耐熱溶液中で40℃以下になるまで冷却し、固形分20%の離型剤分散液1を得た。
【0148】
(樹脂粒子分散液1の調製)
[油層]
・スチレン(和光純薬工業社製) 30部
・アクリル酸n−ブチル(和光純薬工業社製) 10部
・β−カルボキシエチルアクリレート(ローディア日華社製) 1.3部
・ドデカンチオール(和光純薬工業社製) 0.4部
【0149】
[水層1]
・イオン交換水 17部
・アニオン性界面活性剤(DAWFAX2A1、ダウケミカル社製) 0.4部
【0150】
[水層2]
・イオン交換水 40部
・アニオン性界面活性剤(DAWFAX2A1、ダウケミカル社製) 0.05部
・ペルオキソ二硫酸アンモニウム(和光純薬工業社製) 0.4部
【0151】
上記の油層成分と水層1の成分をフラスコに入れて撹拌混合し単量体乳化分散液とした。反応容器に上記水層2の成分を投入し、容器内を窒素で置換し、撹拌をしながらオイルバスで反応系内が75℃になるまで加熱した。反応容器内に上記の単量体乳化分散液を3時間かけて徐々に滴下し、乳化重合を行った。滴下終了後更に75℃で重合を継続し、3時間後に重合を終了させ、固形分20%の樹脂粒子分散液1を得た。
【0152】
−トナー粒子の製造−
・樹脂粒子分散液1(固形分20%) 400部
・発熱剤分散液1 (固形分20%) 30部
・着色剤分散液1 (固形分20%) 30部
・離型剤分散液1 (固形分10%+10%) 40部
・ポリ塩化アルミニウム 0.5部
【0153】
上記の成分をステンレス製フラスコ中でIKA社製のウルトラタラックスを用い混合、分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら48℃まで加熱した。48℃で80分保持した後、ここに樹脂粒子分散液1を70部追加した。
その後、濃度0.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いて系内のpHを5.5に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、撹拌軸のシールを磁力シールして撹拌を継続しながら97℃まで加熱して3時間保持した。反応終了後、降温速度を1℃/分で冷却し、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を行った。これをさらに40℃のイオン交換水3,000部を用いて再分散し、15分間300rpmで撹拌、洗浄した。この洗浄操作をさらに5回繰り返し、ヌッチェ式吸引濾過によりNo.5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続して、トナー粒子を得た。
得られたトナー粒子の体積平均粒度分布GSDvは、1.20であった。
【0154】
このトナー粒子に、ヘキサメチルジシラザンで表面疎水化処理した一次粒子平均粒子径40nmのシリカ(SiO)粒子(負帯電性のシリカ粒子)と、メタチタン酸とイソブチルトリメトキシシランとの反応生成物である一次粒子平均粒子径20nmのメタチタン酸化合物粒子とを、トナー粒子の表面に対する被覆率が40%となるように添加し、ヘンシェルミキサーで混合し、実施例9の負帯電性のトナーを作製した。
【0155】
〔実施例10〕
実施例9のトナーの製造において、負帯電のシリカ粒子を、正帯電性のシリカ粒子に変更したほかは同様にして、実施例10のトナーを作製した。
【0156】
〔比較例4〕
実施例9のトナーの製造において、発熱剤を用いなかった(添加しなかった)ほかは同様にして、比較例4のトナーを作製した。
【0157】
〔比較例5〕
実施例9のトナー粒子の製造において、発熱剤1の代わりに発熱剤4を用いた他は同様にして比較例5のトナー粒子を作製した。次いで、実施例10のトナー(KT−13)の作製と同様にして、正帯電性のシリカ粒子を用いてトナー粒子を外添処理することにより、正帯電性のトナー(KT−14)を製造した。
【0158】
<現像剤の作製>
得られた実施例及び比較例の各トナーを用い、二成分現像剤を作製した。
具体的には、上記の各トナー5部に対して、シリコーン樹脂をコーティングしたフェライトキャリア(体積平均粒径30μm)95部を配合し、2時間、10Lのボールミルにて混合し、実施例1乃至実施例11、及び比較例1乃至比較例5の各現像剤3.5kgをそれぞれ作製した。
【0159】
<評価>
得られた現像剤を用いて、かぶり評価(帯電性の変動評価)、及び定着性を評価した。評価方法及び評価基準は次のとおりである。評価結果を表1及び表2に示す。
【0160】
1.かぶり評価
かぶり評価から帯電性の変動を評価した。
1万枚印字後、定着後の画像の白地部分において、直径2mmの円の範囲に存在するかぶりトナーの個数を光学顕微鏡にてカウントした。この測定をA2用紙大に対し12箇所行い、それらの個数を平均化して、以下の基準により判断した。なお、印刷評価環境条件は25℃、55%RHとした。
◎:かぶりトナー個数が30個以下。
○:かぶりトナー個数が31個以上60個以下。
△:かぶりトナー個数が61個以上100個以下。
×:かぶりトナー個数が101個以上。
【0161】
2.定着性評価
定着性の評価は、加熱ロールを用いた熱定着による画像形成と、フラッシュ定着(光定着)による画像形成とから定着性評価を行なった。トナーが正帯電性のトナーであるか、負帯電性のトナーであるかにより、電子写真感光体の材質を次のように変更して画像形成を行なった。
【0162】
まず、正帯電性のトナーである実施例1乃至実施例7、実施例10、比較例1乃至比較例3、及び比較例5のトナーを用いた現像剤については、次のようにして画像形成した。
【0163】
−加熱ロール定着による画像形成−
画像形成には、富士ゼロックス社製カラー複写機DocuCentreII−C3300(概略構成は図2に順ずる)を用い、感光体としてアモルファスシリコン感光体を用い、正帯電トナーで印刷できる改造を行った。電子写真感光体の周速を60mm/s、現像ロールの周速を90mm/sとし、トナーの転写はロール転写装置を用い、クリーニングはブレード式クリーナーを用いた。
作製した現像剤を用い、記録媒体として光沢紙(LBP−KAGB5 サンワサプライ社製)を使用し、1インチ四方(2.54cm×2.54cm)のソリッド像を形成した。現像剤量は4.5±0.1g/mであり、記録媒体の搬送速度は60mm/秒に固定した。なお、定着装置である加熱ロールの温度(定着温度)は、通常試験より20℃低い140℃に固定した。
【0164】
−フラッシュ定着による画像形成−
フラッシュ定着による画像形成を行なう装置としては、アモルファスシリコン感光体を備え、キセノンフラッシュランプを搭載した富士ゼロックス社製Fuji Xerox 490/980 Continuous Feedの改造機(概略構成は図1に順ずる)を用いた。
なお、フラッシュランプの発光エネルギーは、ブラックトナーを含む現像剤を用いた画像形成においては、通常試験より2J/cm低い1.0J/cmとした。イエロートナーを含む現像剤を用いた画像形成においては、通常試験より1J/cm低い2.0J/cmとした。
また、記録媒体の搬送速度は1152mm/秒とし、記録媒体として普通紙(NIP−1500LT、小林記録紙)を用い、1インチ四方(2.54cm×2.54cm)のソリッド画像を形成した。
トナーの付着量(記録媒体上のトナー載り量)は単色で4.5±0.1g/mとなるように調整した。
【0165】
負帯電性のトナーである実施例8、実施例9及び比較例4のトナーを用いた現像剤については、次のようにして画像形成した。
【0166】
−加熱ロール定着による画像形成−
画像形成には、富士ゼロックス社製カラー複写機DocuCentreII−C3300(概略構成は図2に順ずる)を用いた。電子写真感光体の周速を60mm/s、現像ロールの周速を90mm/sとし、トナーの転写はロール転写装置を用い、クリーニングはブレード式クリーナーを用いた。
作製した現像剤を用い、記録媒体として光沢紙(LBP−KAGB5 サンワサプライ社製)を使用し、1インチ四方(2.54cm×2.54cm)のソリッド像を形成した。現像剤量は4.5±0.1g/mであり、記録媒体の搬送速度は60mm/秒に固定した。なお、定着装置である加熱ロールの温度(定着温度)は、通常試験より20℃低い140℃に固定した。
【0167】
−フラッシュ定着による画像形成−
フラッシュ定着による画像形成を行なう装置としては、有機電子写真感光体を備え、キセノンフラッシュランプを搭載した富士ゼロックス社製Fuji Xerox 490/980 Continuous Feedの改造機を用いた。
なお、フラッシュランプの発光エネルギーは、ブラックトナーを含む現像剤を用いた画像形成においては、通常試験より2J/cm低い1.0J/cmとした。イエロートナーを含む現像剤を用いた画像形成においては、通常試験より1J/cm低い2.0J/cmとした。
また、記録媒体の搬送速度は1152mm/秒とし、記録媒体として普通紙(NIP−1500LT、小林記録紙)を用い、1インチ四方(2.54cm×2.54cm)のソリッド画像を形成した。
トナーの付着量(記録媒体上のトナー載り量)は単色で4.5±0.1g/mとなるように調整した。
【0168】
(定着性評価)
次に、得られた1インチ四方の画像の定着率について、以下のように評価した。
まず、画像の各色に対応するステータスA濃度(OD1)を測定し、その後、この画像上に粘着テープ(スコッチメンディングテープ、住友3M社製)を貼った。その後、粘着テープを引き剥がし、剥離後の画像のステータスA濃度(OD2)を測定した。なお、光学濃度の測定には(X−rite938、X−rite社製)を使用した。
次に、得られた光学濃度の値を用いて下式(2)より定着率を算出した。
【0169】
定着率(%)=(OD2/OD1)×100 ・・・ 式(2)
【0170】
定着性の評価は、上式(2)から算出される定着率において以下の判断基準により評価した。
−評価基準−
◎:定着率が90%以上である。
○:定着率が80%以上90%未満である。
△:定着率が70%以上80%未満である。
×:定着率が70%未満(使用することが難しいレベル)である。
【0171】
【表1】

【0172】
【表2】

【0173】
表1及び表2に示すように、特定発熱剤である発熱剤1、発熱剤2、発熱剤3、発熱剤5のいずれかを内添または外添するトナー粒子を用いて作製された現像剤を用いた実施例1乃至実施例11では、比較例1乃至比較例5に比べ、トナーの帯電性の変動を抑制し、さらに、通常の定着温度よりも低い温度、ないし通常のエネルギーよりも低いエネルギーでも、定着率が大きく、加熱ロールによる定着、フラッシュ定着による定着共に、定着性に優れた。従って、実施例の現像剤を用いて画像を形成することで、トナーの帯電性の変動に起因する画像欠陥を抑制し得ることがわかった。
【符号の説明】
【0174】
1Y、1M、1C、1K 感光体
2Y、2M、2C、2K 帯電ローラ
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
3 露光装置
4Y、4M、4C、4K 現像装置
5Y、5M、5C、5K 1次次転写ローラ
6Y、6M、6C、6K クリーニング装置
8Y、8M、8C、7K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト
22 駆動ローラ
24 支持ローラ
26 2次転写ローラ
28 定着装置
30 中間転写体クリーニング装置
312Y、312M、312C、312K 画像形成ユニット
314Y,34M、314C、314K、314K 感光体
316Y,316M、316C、316K、316K 帯電器
318Y、318M、318C、318K、318K 露光手段
320Y,320M、320C、320K、320K 現像器
322Y,322M、322C、322K、322K クリーナ
324Y,324M、324C、324K、324K 転写器
326 定着装置
328 紙送りローラ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
結着樹脂と、下記一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体と、を含有するトナー。
【化1】


〔前記一般式(1)中、R及びRは、各々独立に、炭素数1以上4以下のアルキル基またはアリール基を表し、Rは、アルキル基またはアリール基を表す。R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。Lは、−OCO−または−COO−を表す。〕
【請求項2】
前記結着樹脂および前記着色剤を含有するトナー粒子と、前記トナー粒子に外添する前記一般式(1)で表されるアゾアルカン誘導体と、を含有する請求項1に記載のトナー。
【請求項3】
請求項1または請求項2に記載のトナーを含む静電荷像現像用現像剤。
【請求項4】
画像形成装置に脱着され、請求項1または請求項2に記載のトナーを収納したトナーカートリッジ。
【請求項5】
画像形成装置に脱着され、請求項3に記載の静電荷現像用現像剤を収納すると共に、静電潜像保持体の表面に形成された静電潜像を該現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段を備えるプロセスカートリッジ。
【請求項6】
静電潜像保持体と、
前記静電潜像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記静電潜像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
請求項3に記載の静電荷現像用現像剤を収納すると共に、静電潜像保持体の表面に形成された静電潜像を該現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体のトナー像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。
【請求項7】
前記定着手段が、前記記録媒体のトナー像に光を照射して該トナー像を定着する光定着手段であり、前記トナー像を1000mm/秒以上の搬送速度で前記記録媒体を搬送して定着するものである請求項6に記載の画像形成装置。
【請求項8】
静電潜像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記静電潜像保持体の表面に静電荷像を形成する静電潜像形成工程と、
請求項3に記載の静電荷現像用現像剤を収納すると共に、静電潜像保持体の表面に形成された静電潜像を該現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、
前記記録媒体のトナー像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2012−145657(P2012−145657A)
【公開日】平成24年8月2日(2012.8.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−2503(P2011−2503)
【出願日】平成23年1月7日(2011.1.7)
【出願人】(000005496)富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Fターム(参考)】