説明

静電荷像現像用トナーおよびその製造方法、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ並びに画像形成装置

【課題】潜像保持体の偏磨耗を効果的に抑制し得る静電荷像現像用トナー、該トナーの製造方法、および潜像保持体の偏磨耗を効果的に抑制し、高品位な画像を得ることができる画像形成装置の提供。
【解決手段】研磨剤の付着率が10%以上40%以下である静電荷像現像用トナー、トナー母粒子をトナーカートリッジへ充填する際に、該トナー母粒子に研磨剤を添加する研磨剤添加工程を有する静電荷像現像用トナーの製造方法、および潜像保持体と清掃用ブレードとの接触部に転写残留成分が堆積し、該堆積した転写残留成分中における研磨剤の含有濃度が5質量%以上25質量%以下である画像形成装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、静電荷像現像用トナーおよびその製造方法、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ並びに画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真法においては、一般的に、光導電性物質を利用した感光体(潜像保持体)表面に、種々の手段により電気的に潜像を形成し、形成された潜像を、現像剤を用いて現像しトナー像を形成した後、このトナー像を、必要に応じて中間転写体を介して、紙等の被転写材表面に転写し、加熱、加圧、加熱加圧等により定着する、という複数の工程を経て、画像が形成される。また、感光体表面に残ったトナーは、一般にブレードを用いた清掃工程により清掃される。
【0003】
この場合、前記感光体や中間転写体には転写残トナー、かぶりトナー、放電生成物、紙粉などの異物が残留したり付着したりするため、これらの汚染物質をブレードやブラシを用いて除去している。一方で、ブレードやブラシなどの清掃部材が感光体や中間転写体をこするため、耐傷性や耐磨耗性の観点から、感光体表面から上記汚染物質を除去する能力を適性に維持し続け、且つ長期間安定して高品位な画像を得ることが求められていた。
【0004】
耐傷性や耐摩耗性を改善する試みとして、トナーに潤滑性材料や研磨性材料を付加する方法がある。例えば、現像剤中に潤滑剤を添加することで、感光体に皮膜を形成し、清掃性の向上と感光体の削れを抑制する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、潤滑剤供給手段を備え感光体の長寿命化を図る方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。また、清掃性の維持と長寿命化(長期安定性)のために、転写残トナーをブレード端部に塞き止め、潤滑剤の供給手段とする方法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。また、清掃性改善のため、清掃用ブレードの感光体との接触部位にトナー粒径よりも小さい清掃助剤を50〜100μmの幅で滞留させる清掃方法が提案されている(例えば、特許文献4参照)。更に、感光体の偏磨耗抑制と長寿命化のため、保護剤を感光体表面に塗布する機構を設ける方法が提案されている(例えば、特許文献5参照)。
【特許文献1】特開2000−89502号公報
【特許文献2】特開2001−51571号公報
【特許文献3】特開2005−4051号公報
【特許文献4】特開2001−13837号公報
【特許文献5】特開2005−115311号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、潜像保持体における磨耗の発生は、まず帯電装置での放電によって潜像保持体の表面層が劣化して表面粗さが増加し、当該箇所が清掃用ブレードの押し当てによって削れて磨耗が発生する。その際、潜像保持体と清掃用ブレードとの接触部にはトナーや清掃用助剤、トナーに外添した無機粒子等が堆積しており、磨耗の度合い、場所毎の磨耗の偏り(潜像保持体の軸方向における磨耗の偏り)に影響を与えている。特に、研磨剤などの潜像保持体表面よりも高硬度な粒子の存在が、磨耗に影響を与える重要な因子である。つまり、上記研磨剤を場所による偏りがない状態で接触部に存在させるよう制御することが、磨耗の偏り(偏磨耗)の抑制に好適であることが判明した。
しかし、従来トナー中に添加されていた研磨剤はトナーとの付着力が強く、画像が形成される領域(画像部)には研磨剤が存在するものの、画像が形成されない領域(非画像部)には研磨剤が存在せず、結果として潜像保持体と清掃用ブレードとの接触部における研磨剤の存在状態が、形成される画像パターン(画像密度)に依存し、研磨剤の偏りを制御することが困難であった。
【0006】
本発明の課題は、潜像保持体の偏磨耗を効果的に抑制し得る静電荷像現像用トナー、該トナーの製造方法、該トナーを含む静電荷像現像剤、該トナーを収容したトナーカートリッジ、前記静電荷像現像剤を収容するプロセスカートリッジ、および潜像保持体の偏磨耗を効果的に抑制し、高品位な画像を得ることができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題は、以下の本発明により達成される。
すなわち請求項1に係る発明は、下記式(1)で表される研磨剤の付着率(A)が10%以上40%以下である静電荷像現像用トナーである。
付着率(A)=B/(B+C)×100 ・・・ 式(1)
(上記式(1)において、Bは、静電荷像現像用トナーを分散させた分散液に超音波振動(出力60W、周波数20kHz)を15分間作用させトナー表面に浮遊している研磨剤を除去した後の、前記静電荷像現像用トナーに付着している研磨剤の質量を、Cは、上記の方法によって除去された研磨剤の質量を表す。)
【0008】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の研磨剤の付着率(A)が15%以上35%以下である静電荷像現像用トナーである。
【0009】
請求項3に係る発明は、請求項1に記載の研磨剤の付着率(A)が20%以上30%以下である静電荷像現像用トナーである。
【0010】
請求項4に係る発明は、トナー母粒子をトナーカートリッジへ充填する際に、該トナー母粒子に研磨剤を添加する研磨剤添加工程を有する静電荷像現像用トナーの製造方法である。
【0011】
請求項5に係る発明は、少なくともトナーを含み、該トナーが請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーである静電荷像現像剤である。
【0012】
請求項6に係る発明は、少なくともトナーが収容され、該トナーが請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーであるトナーカートリッジである。
【0013】
請求項7に係る発明は、少なくとも現像剤保持体を備え、請求項5に記載の静電荷像現像剤を収容するプロセスカートリッジである。
【0014】
請求項8に係る発明は、潜像保持体と、該潜像保持体上に形成された静電潜像を請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーによりトナー像として現像する現像手段と、潜像保持体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写手段と、潜像保持体を清掃用ブレードを押し当て転写残留成分を清掃する清掃手段と、を有する画像形成装置である。
【0015】
請求項9に係る発明は、請求項8に記載の潜像保持体と清掃用ブレードとの接触部に前記転写残留成分が堆積し、堆積した該転写残留成分中における研磨剤の含有濃度が5質量%以上25質量%以下である画像形成装置である。
【0016】
請求項10に係る発明は、請求項9に記載の堆積した転写残留成分中における研磨剤の含有濃度が6質量%以上20質量%以下である画像形成装置である。
【0017】
請求項11に係る発明は、請求項9に記載の堆積した転写残留成分中における研磨剤の含有濃度が7質量%以上15質量%以下である画像形成装置である。
【発明の効果】
【0018】
請求項1に係る発明によれば、潜像保持体の偏磨耗を効果的に抑制することができる。
【0019】
請求項2に係る発明によれば、潜像保持体の偏磨耗をより効果的に抑制することができる。
【0020】
請求項3に係る発明によれば、潜像保持体の偏磨耗をより効果的に抑制することができる。
【0021】
請求項4に係る発明によれば、潜像保持体の偏磨耗を効果的に抑制し得る静電荷像現像用トナーを容易に製造することができる。
【0022】
請求項5に係る発明によれば、潜像保持体の偏磨耗を効果的に抑制することができる。
【0023】
請求項6に係る発明によれば、潜像保持体の偏磨耗を効果的に抑制し得る静電荷像現像用トナーの供給を容易にし、上記特性の維持性を高めることができる。
【0024】
請求項7に係る発明によれば、潜像保持体の偏磨耗を効果的に抑制し得る静電荷像現像剤の取り扱いを容易にし、種々の構成の画像形成装置への適応性を高めることができる。
【0025】
請求項8に係る発明によれば、潜像保持体の偏磨耗を効果的に抑制し、高品位な画像を得ることができる。
【0026】
請求項9に係る発明によれば、潜像保持体の過剰な磨耗を良好に防止できると共に、良好な研磨能力によって潜像保持体表面の清掃性を高めることができ、高品位な画像を得ることができる。
【0027】
請求項10に係る発明によれば、潜像保持体の過剰な磨耗をより良好に防止できると共に、より良好な研磨能力によって潜像保持体表面の清掃性を高めることができ、高品位な画像をして得ることができる。
【0028】
請求項11に係る発明によれば、潜像保持体の過剰な磨耗をより良好に防止できると共に、より良好な研磨能力によって潜像保持体表面の清掃性を高めることができ、高品位な画像をして得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0029】
<静電荷像現像用トナー>
本発明の静電荷像現像用トナーは、下記式(1)で表される研磨剤の付着率(A)が10%以上40%以下であることを特徴とする。
付着率(A)=B/(B+C)×100 ・・・ 式(1)
(上記式(1)において、Bは、静電荷像現像用トナーを分散させた分散液に超音波振動(出力60W、周波数20kHz)を15分間作用させトナー表面に浮遊している研磨剤を除去した後の、前記静電荷像現像用トナーに付着している研磨剤の質量を、Cは、上記の方法によって除去された研磨剤の質量を表す。)
【0030】
研磨剤の付着率が上記範囲である静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」と称すことがある)は、換言すれば付着力の強い研磨剤の量が10%以上40%以下であり、付着力の弱い研磨剤がトナー表面に多く存在していることを表す。付着力の弱い研磨剤は、現像手段としての現像器表面と潜像保持体表面とで挟まれる領域において浮遊した状態で存在し、画像部であるか非画像部であるかに関わらず潜像保持体表面に付着する。非画像部に付着した研磨剤は、転写工程で非転写媒体に転写されずに清掃用ブレードと潜像保持体との接触部に到り堆積するため、形成される画像パターンに影響されることなく、研磨剤の偏りを良好に防止することができる。
【0031】
尚、本明細書においては、上記付着力の弱い研磨剤を「浮遊研磨剤」と、付着力の強い研磨剤を「付着研磨剤」と称す。両者の何れに該当するかの判断は、トナーを分散させた分散液に超音波振動(出力60W、周波数20kHz)を15分間作用させた場合に、トナー表面から除去されるか否かによって行う。
【0032】
《研磨剤の付着率の算出方法》
ここで、上記付着率(A)の算出方法についてより詳細に説明する。
まずトナーを分散液に分散させ、該分散液に出力60W、周波数20kHz、15分間の条件で超音波振動を作用させ、浮遊研磨剤をトナー表面から除去して回収し、また分散液中に残ったトナー(浮遊研磨剤が除去され付着研磨剤が付着したトナー)を濾取する。濾取したトナー中における研磨剤の含有量は、研磨剤特有の蛍光X線を測定することで求めることができ、具体的には、予めトナーと研磨剤の含有率が既知の試料を用いて検量線を作成し、前記濾取したトナーによる蛍光X線測定により、付着研磨剤量(B)が求められる。また、上記の方法によって除去・回収された浮遊研磨剤の質量を測定して浮遊研磨剤量(C)を求め、前記式(1)により研磨剤の付着率(A)が算出される。
【0033】
尚、上記超音波振動を作用させる超音波振動発生装置としては日本精機社製の商品名:Ultrasonic Generator modelUS−300TCVPを使用した。また、静電荷像現像用トナーを分散させる分散液としては、0.2質量%の界面活性剤(ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、和光純薬工業製)水溶液40ml等を用いて行う。更に、蛍光X線測定に用いる装置としては島津製作所製の商品名:蛍光X線分析装置 XRF1500を使用し、その測定条件は、X線管球はRh管球を用い、40kv、70mAで分析時間30分に設定して行う。
本明細書に記載の付着率(A)は、何れも上記の方法により算出された値である。
【0034】
上記トナーにおける研磨剤の付着率は、更に15%以上35%以下であることが好ましく、20%以上30%以下であることが特に好ましい。
【0035】
研磨剤の付着率が上記範囲であるトナーは、以下の静電荷像現像用トナーの製造方法によって作製することができる。
【0036】
<静電荷像現像用トナーの製造方法>
本発明のトナーの製造方法は、トナー母粒子をトナーカートリッジへ充填する際に、該トナー母粒子に研磨剤を添加する研磨剤添加工程を有することを特徴とする。トナー母粒子をトナーカートリッジに充填する際に研磨剤を添加することにより、トナー中における浮遊研磨剤の量を制御することができる。
また、トナー中における付着研磨剤の量を制御する観点から、上記研磨剤添加工程と併わせて、トナー母粒子を作製した後であって該トナー母粒子をトナーカートリッジへ充填する前に研磨剤を添加・攪拌する工程を設けることができる。尚、以下においては、トナー母粒子を作製した後であって該トナー母粒子をトナーカートリッジへ充填する前に研磨剤を添加・攪拌する工程を「第1の研磨剤添加工程」と、トナー母粒子をトナーカートリッジへ充填する際に該トナー母粒子に研磨剤を添加する工程を「第2の研磨剤添加工程」と称す。
【0037】
以下、上記静電荷像現像用トナーの製造方法を、工程の順を追って説明する。
【0038】
(1)トナー母粒子製造工程
トナー母粒子は、特に製造方法により限定されるものではなく、例えば結着樹脂と着色剤、離型剤、帯電制御剤等を混練、粉砕、分級する混練粉砕法;混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力または熱エネルギーにて形状を変化させる方法;結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤、離型剤、帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー母粒子を得る乳化重合凝集法;結着樹脂を得るための重合性単量体と着色剤、離型剤、帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法;結着樹脂と着色剤、離型剤、帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法;等により得られるものが使用できる。
【0039】
また上記方法で得られたトナー母粒子をコアにして、さらに被覆層を形成してコアシェル構造をもたせる製造方法など、公知の方法を使用することができるが、形状制御、粒度分布制御の観点から水系溶媒にて製造する懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法が好ましく、乳化重合凝集法が特に好ましい。
【0040】
トナー母粒子は、結着樹脂や着色剤などを含み、その他、離型剤、帯電制御剤等を用いてもよい。体積平均粒径は2〜12μmの範囲が好ましく3〜9μmの範囲がより好ましい。
トナー母粒子の体積平均粒径(累積体積平均粒径)は、マルチサイザーII(ベックマン−コールター社製)で測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャネル)に対して体積をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積50%となる粒径として求めた。
【0041】
また、トナー母粒子の形状係数SF1は、高い現像、転写性、および高画質が得られる点から100〜140の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは125〜140である。
ここで、トナー母粒子の形状係数SF1とは下式(2)で示される値を意味する。
・式(2) SF1=(ML/A)×(π/4)×100
但し、式(2)中、SF1は前記トナーの形状係数、MLは前記トナー母粒子の絶対最大長、Aは前記トナー母粒子の投影面積を表す。
【0042】
なお、式(2)に示されるトナー母粒子の絶対最大長、トナー母粒子の投影面積は光学顕微鏡(ニコン製、Microphoto−FXA)を用いて倍率500倍に拡大したトナー粒子像を撮影し、得られた画像情報をインターフェースを介して例えばニコレ社製画像解析装置(LuzexIII)に導入して画像解析を行うことにより求めることができる。また、形状係数SF1の値は、無作為にサンプリングした1000個のトナー母粒子を測定して得られたデータを元に、平均値として求めることができる。
【0043】
次いで、上記トナー母粒子の製造に用いられる各成分について説明する。
−結着樹脂−
使用される結着樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;等の単独重合体および共重合体を例示することができ、特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等を挙げることができる。
【0044】
−着色剤−
また、着色剤としては、マグネタイト、フェライト等の磁性粉、カーボンブラック、アニリンブルー、カルイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等を代表的なものとして例示することができる。
【0045】
トナー母粒子における前記着色剤の含有量としては、結着樹脂100質量部に対して1〜30質量部の範囲が望ましい。また、表面処理された着色剤を使用したり、顔料分散剤を使用することも有効である。前記着色剤の種類を選択することにより、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー等を得ることができる。
【0046】
−その他の成分−
離型剤としては、低分子ポリエチレン、低分子ポリプロピレン、フィッシャートロプシュワックス、モンタンワックス、カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等を代表的なものとして例示することができる。
さらに内添剤として、例えば、フェライト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属、合金、またはこれら金属を含む化合物などの磁性体等が挙げられる。
【0047】
また、トナー母粒子には帯電制御剤が添加されてもよい。帯電制御剤としては、公知のものを使用することができるが、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤を用いることができる。上記トナーは、磁性材料を内包する磁性トナー、および磁性材料を含有しない非磁性トナーのいずれであってもよい。
【0048】
(2)第1の研磨剤添加工程
上記トナーの製造方法においては、付着研磨剤量を制御する観点から、上記トナー母粒子の作製後であってトナーカートリッジ充填前に、研磨剤を添加し混合する第1の研磨剤添加工程を設けることができる。
【0049】
上記トナーに添加(外添)する研磨剤粒子としては、一般的なものを用いることができる。例えば、酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、アルミナ、炭化ケイ素、酸化亜鉛、シリカ、酸化チタン、窒化ホウ素、ピロリン酸カルシウム、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、炭酸カルシウムなどの無機粒子が挙げられる。またこれらの複合材料を用いてもよい。これらの研磨剤粒子の中では、酸化セリウムが好ましく用いられる。
【0050】
また、上記研磨剤粒子には、テトラブチルチタネート、テトラオクチルチタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルフォニルチタネート、ビス(ジオクチルパイロフォスフェート)オキシアセテートチタネートなどのチタンカップリング剤、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトエリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、o−メチルフェニルトリメトキシシラン、p−メチルフェニルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤などで処理を行ってもよい。また、シリコーンオイル、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の高級脂肪酸金属塩による疎水化処理も好ましく行うことができる。
また研磨剤粒子には、トナー母粒子と混合する前に、加熱、粉砕、分級などの処理を行ことができる。
【0051】
上記研磨剤粒子の粒子径としては、個数平均一次径が0.1μm以上3μm以下の範囲が好ましく、更には0.3μm以上1μm以下がより好ましく、0.5μm以上0.8μm以下が特に好ましい。
尚、上記個数平均一次径は、以下の方法により測定することができる。走査型電子顕微鏡(SEM:S−4700型、日立株式会社製)を用い、トナーに外添された状態の研磨剤粒子を走査型電子顕微鏡で100視野の観察(50000倍)を行い、各研磨剤粒子の画像面積に相当する円形粒子の粒径(長径と短径の平均値:円と近似して求めた)を1000箇所測定し、その平均値を研磨剤粒子の個数平均一次径とした。
本明細書に記載の研磨剤粒子の粒子径(個数平均一次径)は、何れも上記の方法により算出された値である。
【0052】
第1の研磨剤添加工程では、例えばV型ブレンダーやヘンシェルミキサー、レディゲミキサー等の公知の混合機を用いることによって、研磨剤の添加・混合を行うことができる。
【0053】
またこの際、種々の他の添加剤を添加してもよく、これらの添加剤としては、流動化剤やポリスチレン粒子、ポリメチルメタクリレート粒子、ポリフッ化ビニリデン粒子等の清掃助剤もしくは転写助剤等が挙げられる。
【0054】
また、トナー母粒子との混合方法としては、研磨剤粒子を単独でトナー母粒子と混合しても、研磨剤粒子と他の添加剤とを併せてトナー母粒子に添加混合しても、研磨剤粒子を先に添加混合した後に他の添加剤を添加混合しても、他の外添剤を先に添加混合した後に研磨剤粒子を添加混合しても構わない。また、混合後に篩分プロセスを通しても構わない。
【0055】
(3)第2の研磨剤添加工程
上記トナーの製造方法においては、浮遊研磨剤量を制御する観点から、前述の方法で得られたトナー母粒子のトナーカートリッジ充填の際に、研磨剤を添加する第2の研磨剤添加工程を設けることを必須の要件とする。
【0056】
第2の研磨剤添加工程に用いる研磨剤としては、前記第1の研磨剤添加工程に用い得る研磨剤をそのまま好ましいものとして使用することができる。
【0057】
第2の研磨剤添加工程における、トナー母粒子への研磨剤の添加は、例えば、トナー母粒子をトナーカートリッジに充填する充填機上部に設置されたトナー粒子ホッパーに、研磨剤投入機より所定量の研磨剤を投入する方法、トナー母粒子をトナーカートリッジに充填する充填口に並列して研磨剤投入口を設置し、トナー母粒子を充填すると共に所定量の研磨剤を上記研磨剤投入口より、カートリッジ内に直接投入する方法等により行うことができる。
【0058】
尚、上記トナーが、後述の二成分現像剤としてキャリアと共にトナーカートリッジ中に充填される態様である場合には、まずトナー母粒子をキャリアと混合して現像剤を調製した後に、該現像剤をトナーカートリッジに充填する際に、研磨剤を添加する第2の研磨剤添加工程を設ける。
【0059】
前記第1の研磨剤添加工程および第2の研磨剤添加工程における、研磨剤の総添加量としては、全トナー成分に対して0.5質量%以上3質量%以下であることが好ましく、0.6質量%以上2.5質量%以下であることがより好ましく、0.7質量%以上2.0質量%以下であることが特に好ましい。
また、第1の研磨剤添加工程を設ける場合には、付着研磨剤量と浮遊研磨剤量とを好適な範囲に制御する観点から、第1および第2の研磨剤添加工程における研磨剤添加量の比(第1の研磨剤添加工程における添加量:第2の研磨剤添加工程における添加量)は、1:1〜1:4が好ましく、更には1:1〜1:2が特に好ましい。
【0060】
<静電荷像現像剤>
上記静電荷像現像用トナーは、そのまま一成分現像剤として、あるいは二成分現像剤として用いられる。二成分現像剤として用いる場合にはキャリアと混合して使用され、前述の通り、前記トナーの製造方法における第2の研磨剤添加工程は、キャリアと混合した後に行われる。
【0061】
二成分現像剤に使用し得るキャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアを用いることができる。例えば酸化鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物や、これら芯材表面に樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリア、磁性分散型キャリア等を挙げることができる。またマトリックス樹脂に導電材料などが分散された樹脂分散型キャリアであってもよい。
【0062】
キャリアに使用される被覆樹脂・マトリックス樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合を含んで構成されるストレートシリコーン樹脂またはその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
【0063】
導電材料としては、金、銀、銅といった金属やカーボンブラック、更に酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、酸化スズ、等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
【0064】
またキャリアの芯材としては、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物、ガラスビーズ等が挙げられるが、キャリアを磁気ブラシ法に用いるためには、磁性材料であることが望ましい。キャリアの芯材の体積平均粒径としては、一般的には10〜500μmの範囲にあり、望ましくは30〜100μmの範囲にある。
【0065】
またキャリアの芯材の表面に樹脂被覆するには、前記被覆樹脂、および各種添加剤を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法等が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
【0066】
具体的な樹脂被覆方法としては、キャリアの芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液をキャリアの芯材表面に噴霧するスプレー法、キャリアの芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
また、キャリアの心材に粒子状のコート樹脂や添加物を混合・付着させたのちに、加熱処理や、高せん断処理を施すことで、コート膜を形成させることもできる。
【0067】
前記二成分現像剤におけるトナーとキャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100〜30:100の範囲が望ましく、3:100〜20:100の範囲がより望ましい。
【0068】
<画像形成装置>
次に、画像形成装置について説明する。
本発明の画像形成装置は、潜像保持体と、該潜像保持体上に形成された静電潜像をトナーによりトナー像として現像する現像手段と、潜像保持体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写手段と、潜像保持体を清掃用ブレードを押し当て転写残留成分を清掃する清掃手段と、を有し、上記トナーとして前述の静電荷像現像用トナーを用いるものである。
【0069】
尚、上記画像形成装置においては、前記潜像保持体と清掃用ブレードとの接触部に前記転写残留成分が堆積し、該堆積した転写残留成分(以下、単に「堆積成分」と称す)中における研磨剤の含有濃度が5質量%以上25質量%以下であることが好ましい。更には6質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、7質量%以上15質量%以下であることが特に好ましい。
トナー中への研磨剤添加量を適正な範囲に抑制しつつ、堆積成分中における研磨剤の含有濃度を上記範囲に制御するには、上記画像形成装置に用いるトナーにおいて、研磨剤の総添加量および研磨剤の付着率(即ち、付着研磨剤の量と浮遊研磨剤の量)を制御することにより達成することができる。
【0070】
具体的には、下記式(3)を考慮して、トナー中における研磨剤の総添加量および研磨剤の付着率を制御する。
式(3) (a)={(b)+(c)}/{(d)+(c)}×100
a:堆積成分中における研磨剤濃度(質量%)
b:画像部の転写残留成分中における研磨剤の含有量=
(平均画像部面積(m))
×(画像部における単位面積あたりのトナー現像量(g/m))
×(トナー中における研磨剤の総添加濃度(質量%)/100)
×(研磨剤の付着率(%)/100)×(100−転写効率(%))/100
c:非画像部に付着する研磨剤量=
(平均非画像部面積(m))
×(非画像部における単位面積あたりの研磨剤付着量(g/m))
d:画像部の転写残留成分量=
(平均画像部面積(m))
×(画像部における単位面積あたりのトナー現像量(g/m))
×(100−転写効率(%))/100
【0071】
尚、上記式(3)中の「画像部における単位面積あたりのトナー現像量」、「転写効率」および「非画像部における単位面積あたりの研磨剤付着量」の測定は、それぞれ以下の方法により行うことができる。
−画像部における単位面積あたりのトナー現像量の測定−
所定面積のベタ画像となる画像パターンの現像像を潜像保持体上に形成し、該現像像が転写工程に移行する直前に画像形成装置を強制的に停止させ、該潜像保持体上の現像像を予め所定面積の分っているテープに写し取って、質量を測定し単位面積当たりの現像量を計測する。
【0072】
−転写効率の測定−
所定面積のベタ画像となる画像パターンの現像像を潜像保持体上に形成し、該現像像が転写工程を経た直後に画像形成装置を強制的に停止させ、現像像が転写された部分に残っている転写残トナーを予め所定面積の分っているテープに写し取って質量を測定し、その質量を上記画像部における単位面積あたりのトナー現像量で除することで転写効率を算出する。
【0073】
−非画像部における単位面積あたりの研磨剤付着量の測定−
非画像パターンを潜像保持体上に形成し、画像形成装置を強制的に停止させ、予め所定面積の分っているテープに非画像部を写し取って、質量を測定し単位面積当たりの研磨剤付着量を計測する。
【0074】
ここで、上記非画像部における単位面積あたりの研磨剤付着量、および画像部の転写残留成分中における研磨剤の含有量は、トナー中における研磨剤の総添加量および研磨剤の付着率を調整することによって制御することができる。
即ち、(i)画像部と非画像部との平均面積(つまり平均画像密度)、(ii)転写効率、(iii)単位面積あたりのトナー現像量の3つを考慮して、トナー中における研磨剤の総添加量および研磨剤の付着率を調整することにより、堆積成分中における研磨剤濃度を制御することができる。
【0075】
《堆積成分中における研磨剤の含有濃度の測定方法》
ここで、実際の画像形成装置での、堆積成分中における研磨剤の含有濃度の測定方法について説明する。
研磨剤の含有濃度は、研磨剤特有の蛍光X線を測定することで求めることができ、具体的には、予めトナーと研磨剤との含有濃度が既知の試料を用いて検量線を作成し、清掃用ブレードと潜像保持体との接触部に堆積した堆積成分を採取して、その蛍光X線測定により、含有濃度を求めた。尚、実際の堆積成分量は極僅かであるため、平均画像密度が10%である画像を500枚プリントした上で、接触部における堆積成分を採取する工程を5〜10回繰り返すことで、蛍光X線測定に供する量を確保した。
【0076】
尚、蛍光X線測定に用いる装置としては、島津製作所製の商品名:蛍光X線分析装置 XRF1500を使用し、その測定条件は、X線管球はRh管球を用い、40Kv、70mAで測定時間は30分に設定して行う。
本明細書に記載の堆積成分中における研磨剤の含有濃度は、何れも上記の方法により算出された値である。
【0077】
尚、この画像形成装置において、例えば前記現像手段を含む部分が、画像形成装置本体に対して脱着可能なカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよく、該プロセスカートリッジとしては、現像剤保持体を少なくとも備え、前述の静電荷像現像剤を収容するプロセスカートリッジが好適に用いられる。
【0078】
以下、図面を用いて上記画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主用部を説明し、その他はその説明を省略する。
【0079】
図1は、4連タンデム方式のフルカラー画像形成装置を示す概略構成図である。図1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〜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、水平方向に互いに所定距離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可能なプロセスカートリッジであってもよい。
【0080】
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および中間転写ベルト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に所定の張力が与えられている。また、中間転写ベルト20の潜像保持体側面には、駆動ローラ22と対向して中間転写体清掃装置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色のトナーが供給可能である。
【0081】
上述した第1〜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〜第4ユニット10M、10C、10Kの説明を省略する。
【0082】
第1ユニット10Yは、潜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の表面を所定の電位に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潜像を形成する露光装置3、静電潜像に帯電したトナーを供給して静電潜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(1次転写手段)5Y、および1次転写後に感光体1Yの表面に残存するトナーを除去する感光体清掃装置(清掃手段)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。
【0083】
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−600V〜−800V程度の電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(20℃における体積抵抗率:1×10−6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂程度の抵抗)であるが、レーザ光線3Yが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、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潜像が感光体1Yの表面に形成される。
【0084】
静電潜像とは、帯電によって感光体1Yの表面に形成される像であり、レーザ光線3Yによって、感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体1Yの表面の帯電した電荷が流れ、一方、レーザ光線3Yが照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
このようにして感光体1Y上に形成された静電潜像は、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上の静電潜像が、現像装置4Yによって可視像(現像像)化される。
【0085】
現像装置4Y内には、例えば、イエロー着色剤を含むトナー母粒子と、付着研磨剤と、浮遊研磨剤と、を含有するイエロートナーが収容されている。イエロートナー中のトナー母粒子は、現像装置4Yの内部で攪拌されることで摩擦帯電し、また現像装置4Yの内部での攪拌によって浮遊研磨剤とトナー母粒子とが良好に攪拌・混合される。摩擦帯電したトナー母粒子は感光体1Y上に帯電した帯電荷と同極性(負極性)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該トナー母粒子が静電的に付着し、潜像が現像される。その際、イエロートナー中の付着研磨剤はトナー母粒子に強固に付着しているため、トナー母粒子の潜像部への静電的な移動に伴って、潜像部(つまり画像部)に移動する。一方、浮遊研磨剤は、現像剤ロール(現像剤保持体)表面と感光体1Y表面とで挟まれる領域において浮遊した状態で存在し、現像剤ロールの遠心力によって非潜像部(非画像部)に移動し付着する。
【0086】
感光体1Y表面に付着したトナー母粒子、付着研磨剤、および浮遊研磨剤のその後の動作を、図1における画像形成ユニット10Yを拡大して示す図2により詳細に説明する。
図2に示すように、付着研磨剤が付着したイエローのトナー母粒子40Yが潜像部(画像部)に付着し、浮遊研磨剤42Yが画像部および非画像部に付着した感光体1Yは、引続き矢印A方向に所定速度で走行され、所定の1次転写位置へ搬送される。1次転写位置では、1次転写ローラ5Yに所定の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に向う静電気力が付着研磨剤が付着したトナー母粒子40Yに作用され、感光体1Y上のトナー像(トナー母粒子および付着研磨剤)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(−)と逆極性の(+)極性であり、例えば第1ユニット10Yでは制御部(図示せず)によって+10μA程度に制御されている。一方画像部および非画像部に付着した浮遊研磨剤42Yは、1次転写ローラ5Yの一次転写バイアスによる静電気力に影響されず、その多くが中間転写ベルト20に転写されずに感光体1Y上に残留する。
【0087】
感光体1Y上に残留した、付着研磨剤が付着したトナー母粒子40Yおよび浮遊研磨剤42Yは、清掃装置6Yで除去されて回収される。その際、清掃装置6Yにおける清掃用ブレード60Yと感光体1Yとが接触する接触部では、残留した付着研磨剤が付着したトナー母粒子40Yや浮遊研磨剤42Y等の転写残留成分の一部が堆積する。本画像形成装置においては、現像装置4Yに適用する静電荷像現像用トナーにおける研磨剤の添加量および付着率を制御することにより、前記堆積した転写残留成分(堆積成分)44Y中における研磨剤の含有濃度が5質量%以上25質量%以下に制御されている。
【0088】
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にてイエローのトナー像の転写された中間転写ベルト20は、第2〜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。
【0089】
第1〜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、記録紙(被転写体)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所定のタイミングで給紙され、所定の2次転写バイアスが2次転写ローラ26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(−)と逆極性の(+)極性であり、中間転写ベルト20から記録紙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紙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。
【0090】
この後、記録紙Pは定着装置(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、記録紙P上へ定着される。カラー画像の定着が完了した記録紙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。一方、トナー像を転写した中間転写ベルト20の表面は、中間転写体清掃装置30により清掃される。
【0091】
尚、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紙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。
【0092】
<プロセスカートリッジ、トナーカートリッジ>
図3は、本発明の静電荷像現像剤を収容するプロセスカートリッジの好適な一例を示す概略構成図である。プロセスカートリッジ200は、感光体107の外周表面において、図における時計回り方向に帯電ローラ108、現像装置111、感光体清掃装置(清掃手段)113を有しており、また帯電ローラ108の下流側(感光体107の駆動方向下流側)であって現像装置111の上流側の感光体107表面に露光を行うための開口部118と、感光体清掃装置113の下流側であって帯電ローラ108の上流側の感光体107表面に除電露光を行うための開口部117と、を取り付けレール116を用いて組み合わせ、一体化したものである。
このプロセスカートリッジ200は、転写装置112と、定着装置115と、図示しない他の構成部分とから構成される画像形成装置本体に対して着脱自在としたものであり、画像形成装置本体とともに画像形成装置を構成するものである。なお、符号300は記録紙である。
【0093】
図3で示すプロセスカートリッジ200では、帯電装置108、現像装置111、清掃装置(清掃手段)113、露光のための開口部118、および除電露光のための開口部117を備えているが、これら装置は選択的に組み合わせることが可能である。即ち、感光体107のほかには、帯電装置108、現像装置111、清掃装置(清掃手段)113、露光のための開口部118、および除電露光のための開口部117から構成される群から選択される少なくとも1種を備える。プロセスカートリッジ200には図示しないトナーカートリッジや、トナーカートリッジから現像装置111へ補給トナーを搬送する、トナー搬送装置を備えていても構わない。
【0094】
次に、本発明のトナーカートリッジについて説明する。本発明のトナーカートリッジは、画像形成装置に着脱可能に装着され、少なくとも、前記画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するためのトナーを収納するトナーカートリッジにおいて、前記トナーが既述したトナーであることを特徴とする。なお、上記トナーカートリッジには少なくともトナーが収容されればよく、画像形成装置の機構によっては、例えばトナーとキャリアとから構成される現像剤が収容されてもよい。
【0095】
なお、図1に示す画像形成装置は、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kが着脱可能な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、図示しないトナー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を交換することができる。
【実施例】
【0096】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下において特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を表す。
【0097】
<トナー母粒子(A)の製造>
(樹脂粒子分散液(A)の調製)
下記の成分を用い、下記方法に従って樹脂粒子分散液(A)を調製した。
・スチレン 375部
・n−ブチルアクリレート 25部
・アクリル酸 5部
・ドデカンチオール 30部
以上の材料を混合して溶解したものを、非イオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製)8部及びアニオン性界面活性剤(ネオゲンSC:第一工業製薬(株)製)9部をイオン交換水550部に溶解したフラスコ中で乳化重合させ、30分間ゆっくり混合しながら、これに過硫酸アンモニウム5部を溶解したイオン交換水50部を投入した。窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が80℃になるまでオイルバスで加熱し、4時間そのまま乳化重合を継続した。その結果、体積平均粒径=132nm、Tg=61℃、重量平均分子量Mw=11200の樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液(A)を得た。
【0098】
(着色剤分散液(A)の調製)
下記の成分を用い、下記方法に従って着色剤分散液(A)を調製した。
・マゼンタ顔料(C.I.ピグメント・レッド57) 55部
・ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製) 4部
・イオン交換水 240部
以上の材料を混合・溶解し、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて40分間攪拌し、その後アルティマイザーにて分散処理して平均粒子径が220nmである着色剤粒子が分散された着色剤分散剤(A)を調製した。
【0099】
(離型剤分散液(A)の調製)
下記の成分を用い、下記方法に従って離型剤分散液(A)を調製した。
・パラフィンワックス(HNP−190:日本精鑞(株)製、融点85℃) 95部
・カチオン性界面活性剤(サニゾールB50:花王(株)製) 5部
・イオン交換水 240部
以上の材料を、丸型ステンレス鋼製フラスコ中でホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて30分間分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径が520nmである離型剤粒子が分散された離型剤分散液(A)を調製した。
【0100】
(トナー母粒子(A)の作製)
下記の成分を用い、下記方法に従ってトナー母粒子(A)を作製した。
・樹脂粒子分散液(A) 245部
・着色剤分散液(A) 20部
・離型剤分散液(A) 45部
・ポリ水酸化アルミニウム(浅田化学社製、Paho2S) 0.8部
・イオン交換水 800部
以上の成分を、丸型ステンレス鋼鉄フラスコ中でホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて混合し、分散した。粒子の凝集のため、加熱用オイルバス中でフラスコ内を攪拌しながら45℃まで加熱し30分保持した後、更に加熱用オイルバスの温度を上げて59℃で60分間保持した。このスラリー中の粒子の大きさを測定したところ、体積平均粒子径D50は5.6μmであった。その後、凝集体粒子の形状を制御するために、この凝集体粒子を含むスラリーに、1N水酸化ナトリウムを追加して、系のpHを7.2に調整した後フラスコを密閉し、磁気シールを用いて攪拌を継続しながら85℃まで加熱し、5時間保持した。冷却後、このトナー母粒子を濾別し、イオン交換水で4回洗浄した後、凍結乾燥してトナー母粒子(A)を得た。
【0101】
(1)画像形成装置として、富士ゼロックス(株)製Docu Centre Color400(転写効率:95%、画像部における単位面積あたりのトナー現像量:4.5g/mであり、平均画像密度が10%である画像を形成する場合)を用いて以下の検証を行った。
【0102】
<比較例1>
(第1の研磨剤添加工程)
まず、前記より得たトナー母粒子(A)に対し、下記表1に記載の量(最終的なトナー中における添加濃度)の研磨剤(酸化セリウム:個数平均一次径0.5μm)を添加し、攪拌装置として5Lヘンシェルミキサーを用い周速25m/secで20分間ブレンドを行ない、その後、45μm網目のシーブを用いて粗大粒子を除去した。
【0103】
(第2の研磨剤添加工程)
更に第2の研磨剤添加工程として、上記第1の研磨剤添加工程を経たトナー母粒子(A)と研磨剤(酸化セリウム:個数平均一次径0.5μm)とを、下記の方法により、下記表1に記載の割合で、トナーカートリッジに充填した。
上記第1の研磨剤添加工程を経たトナー母粒子(A)と研磨剤とをトナーカートリッジに充填する方法は、トナー母粒子をトナーカートリッジに充填する充填機上部に設置されたトナー粒子ホッパーに、研磨剤投入機より所定量の研磨剤を投入する方法によって行った。
【0104】
≪各物性の測定・算出≫
第2の研磨剤添加工程まで経て得られた上記トナーに関し、前述の方法により「研磨剤付着率」を算出した。また、上記画像形成装置(Docu Centre Color400)に上記トナーカートリッジを装着し、「非画像部における単位面積あたりの研磨剤付着量」を、前述の方法により測定し、その値を元に前記式(3)における「堆積成分中における研磨剤濃度」を算出した。更に、前述の方法により、実際に清掃用ブレードと感光体との接触部に堆積した「堆積成分中における研磨剤濃度」を測定した。
【0105】
<実施例1〜11および比較例2〜3>
第1の研磨剤添加工程および第2の研磨剤添加工程における研磨剤の添加量を、下記表1に記載の通り変更した以外、前記比較例1に記載の方法によりトナーカートリッジに現像剤を充填し、各物性の測定・算出を行った。
各測定・算出結果を、下記表1に示す。
【0106】
【表1】

【0107】
≪評価≫
−感光体平均磨耗速度−
以下の方法により感光体平均磨耗速度(nm/kcycle)を測定した。
未使用時の感光体膜厚と1200kcycleプリント後の感光体膜厚とを測定して摩耗により減少した感光体の膜厚を算出した。またこの減少膜厚から平均摩耗速度(nm/Kcycle)を算出した。感光体平均摩耗速度が5nm/kcycle以下ならば許容できる値であるが、5nm/kcycleを超えると許容出来なくなる。
【0108】
−偏磨耗−
以下の方法により偏磨耗(最大磨耗値−最小磨耗値)(nm/kcycle)を測定した。
上記感光体平均磨耗速度の算出における、未使用時の感光体膜厚と1200kcycleプリント後の感光体膜厚との測定において、最大摩耗値と最小摩耗値から偏摩耗値(即ち磨耗が最も多い箇所と少ない箇所との差)を算出した。偏摩耗値として、2nm/kcycle以下なら許容できる値であるが、2nm/kcycleを超えると許容できなくなる。
上記評価結果を、下記表2に示す。
【0109】
【表2】

【0110】
(2)画像形成装置として富士ゼロックス(株)製Docu Color f450(転写効率:93%、画像部における単位面積あたりのトナー現像量:5.0g/mであり、平均画像密度が30%である画像を形成する場合)を用いて以下の検証を行った
【0111】
<実施例12〜13および比較例4〜5>
第1の研磨剤添加工程および第2の研磨剤添加工程において用いる研磨剤を窒化ホウ素(個数平均一次径0.3μm)に変更し、且つ各添加工程における研磨剤の添加量を、下記表3に記載の通り変更した以外、前記比較例1に記載の方法によりトナーカートリッジに現像剤を充填し、各物性の測定・算出を行った。
【0112】
【表3】

【0113】
【表4】

【図面の簡単な説明】
【0114】
【図1】本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図2】図1に記載の画像形成装置におけるイエローユニットの拡大概略図である。
【図3】本発明のプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【0115】
1Y、1M、1C、1K、107 感光体(潜像保持体)
2Y、2M、2C、2K、108 帯電ローラ
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
3 露光装置
4Y、4M、4C、4K、111 現像装置(現像手段)
5Y、5M、5C、5K 1次転写ローラ
6Y、6M、6C、6K、113 感光体清掃装置(清掃手段)
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 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(転写手段)
28、115 定着装置(定着手段)
30 中間転写体清掃装置
40Y 付着研磨剤が付着したイエローのトナー母粒子
42Y 浮遊研磨剤
44Y 堆積した転写残留成分(堆積成分)
60Y 清掃用ブレード
112 転写装置
116 取り付けレール
117 除電露光のための開口部
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ、
P、300 記録紙(被転写体)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記式(1)で表される研磨剤の付着率(A)が10%以上40%以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
付着率(A)=B/(B+C)×100 ・・・ 式(1)
(上記式(1)において、Bは、静電荷像現像用トナーを分散させた分散液に超音波振動(出力60W、周波数20kHz)を15分間作用させトナー表面に浮遊している研磨剤を除去した後の、前記静電荷像現像用トナーに付着している研磨剤の質量を、Cは、上記の方法によって除去された研磨剤の質量を表す。)
【請求項2】
前記研磨剤の付着率(A)が15%以上35%以下であることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項3】
前記研磨剤の付着率(A)が20%以上30%以下であることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項4】
トナー母粒子をトナーカートリッジへ充填する際に、該トナー母粒子に研磨剤を添加する研磨剤添加工程を有することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
【請求項5】
少なくともトナーを含み、該トナーが請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする静電荷像現像剤。
【請求項6】
少なくともトナーが収容され、該トナーが請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項7】
少なくとも現像剤保持体を備え、請求項5に記載の静電荷像現像剤を収容することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項8】
潜像保持体と、該潜像保持体上に形成された静電潜像を請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーによりトナー像として現像する現像手段と、潜像保持体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写手段と、潜像保持体を清掃用ブレードを押し当て転写残留成分を清掃する清掃手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項9】
前記潜像保持体と清掃用ブレードとの接触部に前記転写残留成分が堆積し、堆積した該転写残留成分中における研磨剤の含有濃度が5質量%以上25質量%以下であることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
【請求項10】
前記堆積した転写残留成分中における研磨剤の含有濃度が6質量%以上20質量%以下であることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
【請求項11】
前記堆積した転写残留成分中における研磨剤の含有濃度が7質量%以上15質量%以下であることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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