JP2012189960A - 静電荷像現像用トナー、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、画像形成装置、及び、画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】トナー粒子表面上でのシリカ粒子の偏在が抑制された静電荷像現像用トナーを提供する。
【解決手段】少なくとも着色剤および結着樹脂を含むトナー粒子と、
前記トナー粒子の表面に付着したシリカ粒子であって、平均粒径が70nm以上400nm以下であり、比重が1.0以上1.9以下であり、円形度が0.5以上0.9以下であるシリカ外添剤と、
を有する静電荷像現像用トナー。
【選択図】なし
Description
トナーの長期に渡る使用によって、かかる工程を経て形成される画像には、定着画像の濃度が変化したり、非画像部にトナー粒子の一部が付着する問題が生じていることがある。
請求項1に係る発明は、
少なくとも着色剤および結着樹脂を含むトナー粒子と、
前記トナー粒子の表面に付着したシリカ粒子であって、平均粒径が70nnm以上400nm以下であり、比重が1.0以上1.9以下であり、円形度が0.5以上0.9以下であるシリカ粒子と、
を有する静電荷像現像用トナー。
前記シリカ粒子の円形度が、0.5以上0.8以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
請求項1または請求項2に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像用現像剤。
請求項1または請求項2に記載の静電荷像現像用トナーを収納し、画像形成装置に脱着されるトナーカートリッジ。
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静電荷現像用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、画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジ。
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、前記静電潜像保持体の表面に形成された前記静電潜像を該静電荷現像用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。
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により、前記静電潜像保持体の表面に形成された前記静電潜像を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。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」という場合がある)は、少なくとも着色剤および結着樹脂を含むトナー粒子と、トナー粒子の表面に付着したシリカ粒子であって、平均粒径が70nnm以上400nm以下であり、比重が1.0以上1.9以下であり、円形度が0.5以上0.9以下であるシリカ粒子と、を有して構成されている。
トナーが上記構成であることで、トナー粒子表面上でのシリカ粒子の偏在が抑制される。この理由は定かでないが、以下に示す理由によるものと考えられる。
しかし、当該球状のシリカ粒子に、例えばキャリアとの摩擦が生じると、比重が小さく、球状である形態ゆえにトナー粒子の表面で転がり、移動し易い。そのため、トナー粒子の凹部に偏在し易く、トナー粒子の表面が露出すると考えられる。トナー粒子の表面は、一般に結着樹脂を含む成分で構成されべたつきを有することから、表面が露出したトナー粒子同士は密着し、凝集し易く、その結果、色点(画像形成面の白紙部に点状に着色する現象)が発生した画像が形成されると考えられる。
シリカ粒子のトナー粒子の凹部への偏在は、特に、トナーの入れ替わり性が低下する低画像密度(低エリアカバレッジ)の出力が続いた場合に生じ易いと考えられる。これは、相対的なキャリアの存在比率が上昇し、シリカ粒子とキャリアとの摩擦が大きくなるためであると考えられる。
また、トナー粒子の凝集は、特に、結着樹脂がべたつき易くなる高温高湿環境下(例えば、30℃、85%RH環境下)で発生し易い。
従って、その結果、高温高湿環境下で、かつ低画像密度の出力が続く環境下では、色点が発生し易い状態となる。
特に色点が発生し易い、高温高湿環境下で、低画像密度(低エリアカバレッジ)の出力が続いた場合でも、上述のようにトナー粒子の表面におけるシリカ粒子の偏在が抑制されるために、トナー粒子表面の露出が抑制され、トナー粒子の凝集が抑制され、画像の色点発生を抑制し得ると考えられる。
以下、本実施形態に係るトナーの各構成について詳細に説明する。
まず、トナー粒子について説明する。
トナー粒子は、少なくとも結着樹脂と、着色剤と、を含み、必要に応じて、離型剤と、その他の内添剤とを含んでもよい。
ポリエステル樹脂は、ジカルボン酸成分とジオール成分との中から好適なものを選択して組合せ、例えば、エステル交換法又は重縮合法等、従来公知の方法を用いて合成することで得られる。
・式:形状係数SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
上記式中、MLはトナー粒子の絶対最大長、Aはトナー粒子の投影面積を各々示す。
形状係数SF1は、主に顕微鏡画像又は走査電子顕微鏡(SEM)画像を画像解析装置を用いて解析することによって数値化され、例えば、以下のようにして算出することができる。すなわち、スライドガラス表面に散布したトナー粒子の光学顕微鏡像を、ビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個のトナー粒子の最大長と投影面積を求め、上記式によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
走査型電子顕微鏡(例えば日立株式会社製:S−4100など)を用いトナー粒子を観察して画像を撮影し、この画像を画像解析装置(例えばLUZEXIII、ニレコ社製)に取り込み100個の各々のトナー粒子について、次式に基づいてSF2を算出し、その平均値を求めて、形状係数SF2とする。なお、電子顕微鏡は1視野中に外添剤が3個以上20個以下程度写るように倍率を調整し、複数視野の観察を合わせて次式に基づいてSF2を算出した。
・式:形状係数SF2=「PM2/(4・A・π)」×100
ここで、式中、PMは、トナー粒子の周囲長を示す。Aは、トナー粒子の投影面積を示す。πは、円周率を示す。
測定法としては、分散剤として界面活性剤、望ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液2ml中に、測定試料を0.5乃至50mg加え、これを前記電解液100乃至150ml中に添加する。この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で約1分間分散処理を行い、粒子の粒度分布を測定する。測定する粒子数は50,000である。
測定された粒度分布を、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小径側から累積分布を描き、累積50%となる粒径を体積平均粒径と定義する。
次に、シリカ粒子について説明する。
シリカ粒子は、平均粒径が70nm以上400nm以下であり、比重が1.0以上1.9以下であり、円形度が0.5以上0.9以下である。
シリカ粒子の平均粒径が70nm未満では、粒子の形状が球状となり易く、円形度が0.5以上0.9以下の形状とし得ない。また、シリカ粒子をトナー粒子の表面に付着させる場合に、トナー粒子の表面に分散させにくい。シリカ粒子の平均粒径が400nmを超えると、シリカ粒子に機械的負荷が加わった場合に、欠損し易い。また、シリカ粒子をトナー粒子表面に付着させた場合に、トナー(シリカ粒子が外添したトナー粒子)の強度が向上し難く、トナーの流動性が上がり難い。
シリカ粒子は、比重が1.0以上1.9以下である。
シリカ粒子の比重が1.9を超えると、シリカ粒子が機械的負荷を受けたときに、シリカ粒子がトナー粒子の表面に埋没し易く、1.0未満であると、シリカ粒子が動き易くなり、トナー粒子の凹部に偏在し易い。
シリカ粒子の比重は、1.1以上1.8以下であることが望ましい。
ルシャテリエ比重瓶を用いJIS−K−0061:92の5−2−1に準拠して比重を測定した。操作は次の通り行う。
(1)ルシャテリエ比重瓶に約250mlのエチルアルコールを入れ、メニスカスが目盛りの位置にくるように調整する。
(2)比重瓶を恒温水槽に浸し、液温が20.0±0.2℃になったとき、メニスカスの位置を比重瓶の目盛りで正確に読み取る。(精度0.025mlとする)
(3)試料約100.000gを量り取り、その質量をWとする。
(4)量り取った試料を比重瓶に入れ泡を除く。
(5)比重瓶を恒温水槽に浸し、液温が20.0±0.2℃になったとき、メニスカスの位置を比重瓶の目盛りで正確に読み取る。(精度0.025mlとする)
(6)次式により比重を算出する。
D=W/(L2−L1 ) ・・・式A
S=D/0.9982 ・・・式B
式中、Dは試料の密度(20℃)(g/cm3)、Sは試料の比重(20℃)、Wは試料の見かけの質量(g)、L1は試料を比重瓶に入れる前のメニスカスの読み(20℃)(ml)、L2は試料を比重瓶に入れた後のメニスカスの読み(20℃)(ml)、0.9982は20℃における水の密度(g/cm3)である。
電子顕微鏡S4100に取り付けたエネルギー分散型X線分析装置EMAX model6923H(HORIBA社製)を用いて加速電圧20kVでマッピングする。元素組成からシリカ粒子の材料種を推測し、推測された材料種の真比重をそのシリカ粒子の比重と近似する。
シリカ粒子は、円形度が0.5以上0.9以下である。
シリカ粒子の円形度が0.9を超えると、シリカ粒子が球状に近くなる為、シリカ粒子をトナー粒子の表面に付着した際に、混合性や、トナー粒子への密着性が悪く、よりトナー粒子の表面を転がり易くなる。そのため、例えば、キャリア摩擦を生じた場合や、トナーの保存後に、シリカ粒子がより偏在したり、トナー粒子から脱離し得る。シリカ粒子の円形度が0.5未満であると、シリカ粒子の縦/横比が大きな形状となり、シリカ粒子に機械的負荷が加わった場合に応力集中が生じ、欠損し易くなる。なお、シリカ粒子をゾルゲル法により製造する場合は、一次粒子の平均円形度が0.5未満であるシリカ粒子は製造が困難であることが分かっている。
シリカ粒子の円形度は、0.5以上0.8以下であることが望ましい。
円形度(100/SF2)=4π×(A/I2)
〔式中、Iは画像上におけるシリカ粒子の一次粒子の周囲長を示し、Aはシリカ粒子の一次粒子の投影面積を表す。SF2は形状係数を表す。
シリカ粒子の円形度は、上記画像解析によって得られた一次粒子100個の円相当径の累積頻度における50%円形度として得られる。
シリカ粒子は、シリカ、すなわちSiO2を主成分とする粒子であればよく、結晶性でも非晶性でもよい。また、水ガラスやアルコキシシラン等のケイ素化合物を原料に製造された粒子であってもよいし、石英を粉砕して得られる粒子であってもよい。
また、シリカ粒子の分散性の観点から、シリカ粒子の表面は疎水化処理されていることが望ましい。例えば、シリカ粒子の表面にアルキル基を結合することにより、シリカ粒子は疎水化される。そのためには、例えば、シリカ粒子にアルキル基を有する公知の有機珪素化合物を作用させればよい。疎水化処理の方法の詳細は後述する。
しかしながら、シリカを焼成して製造し、粉砕および分級する乾式方法による方法では、一般に、シリカ粒子の比重が1.9を超えてしまい、比重の点で、特定シリカを製造し得ない。一方、アルコキシシランに代表されるケイ素化合物を原料とし、ゾルゲル法によって粒子を生成する方法によれば、シリカ粒子中に空隙が生じ、比重を1.0以上1.9以下とし易く、また平均粒径が70nm以上400nm以下のシリカ粒子を得易い。
本実施形態に係るシリカ粒子の製造方法では、上記手法により、平均粒径が70nm以上400nm以下であり、比重が1.0以上1.9以下であり、円形度が0.5以上0.9以下である異形状の特定シリカ粒子が得られる。この理由は、定かではないが以下の理由によるものと考えられる。
そして、テトラアルコキシシランとアルカリ触媒との供給をそれぞれ続けていくと、テトラアルコキシシランの反応により、生成した核粒子が成長し、シリカ粒子が得られる。ここで、このテトラアルコキシシランとアルカリ触媒との供給を、その供給量を上記関係で維持しつつ行うことで、2次凝集物等の粗大凝集物の生成を抑制しつつ、異形状の核粒子がその異形状を保ったまま粒子成長し、結果、異形状のシリカ粒子が生成されると考えられる。これは、このテトラアルコキシシランとアルカリ触媒との供給量を上記関係とすることで、核粒子の分散を保持しつつも、核粒子表面における張力と化学的親和性の部分的な偏りが保持されることから、異形状を保ちながらの核粒子の粒子成長が生じると考えられるためである。
なお、シリカ粒子の平均粒径は、テトラアルコキシシランの総供給量に依存すると考えられる。
上記方法で得た特定シリカ粒子を、トナー粒子の表面に付着することで、トナー粒子上でのシリカ粒子の偏在が抑制される本実施形態に係るトナーを製造し得る。
また、特定シリカ粒子製造工程では、生成した異形状の核粒子が異形状を保ったまま粒子成長され、シリカ粒子が得られると考えられることから、機械的負荷に強く、壊れ難いシリカ粒子が得られると考えられる。
また、特定シリカ粒子製造工程では、アルカリ触媒溶液中に、テトラアルコキシシランとアルカリ触媒とをそれぞれ供給し、テトラアルコキシシランの反応を生じさせることで、粒子生成を行っていることから、単にゾルゲル法により異形状のシリカ粒子を製造する場合に比べ、総使用アルカリ触媒量が少なくなり、その結果、アルカリ触媒の除去工程の省略も実現される。これは、特に、高純度が求められる製品にシリカ粒子を適用する場合に有利である。
まず、アルカリ触媒溶液準備工程について説明する。
アルカリ触媒溶液準備工程は、アルコールを含む溶媒を準備し、これにアルカリ触媒を添加して、アルカリ触媒溶液を準備する。
なお、アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール等の低級アルコールが挙げられる。
アルカリ触媒の濃度が、0.6mol/Lより少ないと、生成した核粒子の成長過程の核粒子の分散性が不安定となり、2次凝集物等の粗大凝集物が生成されたり、ゲル化状となったりして、粒度分布が悪化することがある。
一方、アルカリ触媒の濃度が、0.85mol/Lより多いと、生成した核粒子の安定性が過大となり、真球状の核粒子が生成され、平均円形度が0.85以下の異形状の核粒子が得られず、その結果、異形状の特定シリカ粒子が得られない。
なお、アルカリ触媒の濃度は、アルコール触媒溶液(アルカリ触媒+アルコールを含む溶媒)に対する濃度である。
次に、シリカ粒子生成工程について説明する。
シリカ粒子生成工程は、アルカリ触媒溶液中に、テトラアルコキシシランと、アルカリ触媒と、をそれぞれ供給し、当該アルカリ触媒溶液中で、テトラアルコキシシランを反応(加水分解反応、縮合反応)させて、シリカ粒子を生成する工程である。
このシリカ粒子生成工程では、テトラアルコキシシランの供給初期に、テトラアルコキシシランの反応により、核粒子が生成した後(核粒子生成段階)、この核粒子の成長を経て(核粒子成長段階)、シリカ粒子が生成する。
これは、アルカリ触媒溶液を準備する工程で用いたアルコール1molに対して、1分間当たり0.002mol以上0.009mol以下の供給量でテトラアルコキシシランを供給することを意味する。
テトラアルコキシシランの供給量を上記範囲とすることで、円形度が0.5以上0.9以下の異形状のシリカ粒子が、高い割合(例えば95個数%以上)で生成され易くなる。
なお、シリカ粒子の粒径については、テトラアルコキシシランの種類や、反応条件にもよるが、粒子生成の反応に用いるテトラアルコキシシランの総供給量を、例えばシリカ粒子分散液1Lに対し1.08mol以上とすることで、粒径が100nm以上の一次粒子が得られ、シリカ粒子分散液1Lに対し5.49mol以下とすることで、粒径が500nm以下の一次粒子が得られる。
テトラアルコキシシランの供給量が0.009mol/(mol・min)より多いと、核粒子形成段階におけるテトラアルコキシシラン同士の反応や、粒子成長におけるテトラアルコキシシランと核粒子との反応に対する供給量が過大となり、反応系がゲル化し易く、核粒子形成及び粒子成長を阻害するためである。
アルカリ触媒の供給量が、0.1molより少ないと、生成した核粒子の成長過程の核粒子の分散性が不安定となり、2次凝集物等の粗大凝集物が生成さたり、ゲル化状となったりして、粒度分布が悪化することがある。
一方、アルカリ触媒の供給量が、0.4molより多いと、生成した核粒子の安定性が過大となり、核粒子生成段階で異形状の核粒子が生成されても、その核粒子成長段階で核粒子が球状に成長し、異形状のシリカ粒子が得られない。
乾燥されたシリカ粒子は、必要に応じて解砕、篩分により、粗大粒子や凝集物の除去を行うことがよい。解砕方法は、特に限定されないが、例えば、ジェットミル、振動ミル、ボールミル、ピンミルなどの乾式粉砕装置により行う。篩分方法は、例えば、振動篩、風力篩分機など公知のものにより行う。
疎水化処理剤としては、例えば、アルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)を有する公知の有機珪素化合物が挙げられ、具体例には、例えば、シラザン化合物(例えば、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン等)、シラン化合物(メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルクロロシラン、トリメチルメトキシシラン等)等が挙げられる。疎水化処理剤は、1種で用いてもよいし、複数種用いてもよい。
これら疎水化処理剤の中も、トリメチルメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザンなどのトリメチル構造を有する有機珪素化合物が好適である。
ここで、粉体の特定シリカ粒子を疎水化処理する方法としては、ヘンシェルミキサーや流動床などの処理槽内で粉体の親水性シリカ粒子を攪拌し、そこに疎水化処理剤を加え、処理槽内を加熱することで疎水化処理剤をガス化して粉体の特定シリカ粒子の表面のシラノール基と反応させる方法が挙げられる。処理温度は、特に限定されないが、例えば、80℃以上300℃以下がよく、望ましくは120℃以上200℃以下である。
特定シリカ粒子以外の外添剤としては、例えば、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。
特定シリカ粒子以外の外添剤の添加量としては、トナー粒子の全質量に対して0.3質量%以上3.0質量%以下とすればよい。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に対して、外添剤としての特定シリカ粒子を外添することで得られる。
トナー粒子の製造方法としては、混練粉砕法や湿式造粒法が挙げられるが、湿式造粒法により行われることが望ましい。湿式造粒法としては、例えば、公知の溶融懸濁法、乳化凝集・合一法、溶解懸濁法等の方法が挙げられる。
得られたトナー粒子に外添剤を外添する方法としては、例えば、V型ブレンダーやヘンシェルミキサーやレディゲミキサー等の公知の混合機によって混合する方法が挙げられる。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーを少なくとも含むものである。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該トナーとキャリアと混合した二成分現像剤であってもよい。
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、前記静電潜像保持体の表面に形成された前記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。
トナーカートリッジとしては、例えば、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーを収納し、画像形成装置に脱着されるトナーカートリッジが好適に用いられる。
プロセスカートリッジとしては、例えば、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静電荷現像用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、画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジが好適に用いられる。
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に収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーを含むトナーが供給可能である。
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。
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荷像が感光体1Yの表面に形成される。
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の走行に従って予め定められた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。
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。
こうして、第1のユニット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のユニット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。
定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、前記被転写体の表面も可能な限り平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等が好適に使用される。
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。
図2は、本実施形態に係る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の実施形態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とともに、帯電ローラ108、現像装置111、感光体クリーニング装置113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117を取り付け、レール116を用いて組み合わせ、そして一体化したものである。なお、図2において符号300は被転写体を示す。
そして、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に対して着脱自在としたものである。
<トナーの製造>
[トナー粒子の作製]
(ポリエステル樹脂分散液の調製)
・エチレングリコール〔和光純薬工業(株)製〕 37部
・ネオペンチルグリコール〔和光純薬工業(株)製〕 65部
・1,9 ノナンジオール〔和光純薬工業(株)製〕 32部
・テレフタル酸〔和光純薬工業(株)製〕 96部
上記モノマーをフラスコに仕込み、1時間をかけて温度200℃まで上げ、反応系内が均一に攪拌されていることを確認したのち、ジブチル錫オキサイドを1.2部投入した。更に、生成する水を留去しながら同温度から6時間をかけて240℃まで温度を上げ、240℃で更に4時間脱水縮合反応を継続し、酸価が9.4mgKOH/g、重量平均分子量13,000、ガラス転移温度62℃であるポリエステル樹脂を得た。
平均粒径160nm、固形分30%、ガラス転移温度62℃、重量平均分子量Mwが13,000の樹脂粒子が分散された非晶性ポリエステル樹脂分散液を得た。
・シアン顔料〔PigmentBlue15:3、大日精化工業(株)製〕 10部
・アニオン性界面活性剤〔ネオゲンSC、第一工業製薬(株)製〕 2部
・イオン交換水 80部
上記の成分を混合し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー〔HJP30006、(株)スギノマシン製〕により1時間分散し、体積平均粒径180nm、固形分20%の着色剤分散液を得た。
・パラフィンワックス〔HNP 9、日本精鑞社製〕 50部
・アニオン性界面活性剤〔ネオゲンSC、第一工業製薬製〕 2部
・イオン交換水 200部
上記成分を120℃に加熱して、IKA社製、ウルトラタラックスT50で十分に混合・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200nm、固形分20%の離型剤分散液を得た。
・ポリエステル樹脂分散液 200部
・着色剤分散液 25部
・ポリ塩化アルミニウム 0.4部
・イオン交換水 100部
上記の成分をステンレス製フラスコに投入し、IKA社製のウルトラタラックスを用い十分に混合、分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら48℃まで加熱した。48℃で30分保持した後、ここに上記と同じポリエステル樹脂分散液を緩やかに70部追加した。
トナー粒子(1)の体積平均粒径D50vをコールターカウンターで測定したところ5.8μmであり、SF1は130であった。
(シリカ粒子の製造)
−アルカリ触媒溶液準備工程〔アルカリ触媒溶液(1)の調製〕−
攪拌翼、滴下ノズル、温度計を有した容積2Lのガラス製反応容器にメタノール600g、10%アンモニア水90gを入れ、攪拌混合して、アルカリ触媒溶液(1)を得た。こときのアルカリ触媒溶液(1)のアンモニア触媒量:NH3量(NH3〔mol〕/(NH3+メタノール+水)〔L〕)は、0.62mol/Lであった。
次に、アルカリ触媒溶液(1)の温度を45℃に調整し、アルカリ触媒溶液(1)を窒素置換した。その後、アルカリ触媒溶液(1)を120rpmで撹拌しながら、テトラメトキシシラン(TMOS)300gと、触媒(NH3)濃度が4.44質量%のアンモニア水120gとを、下記供給量で、同時に滴下を開始し、20分かけて滴下を行い、シリカ粒子の懸濁液(シリカ粒子懸濁液(1))を得た。
さらに、親水性シリカ粒子(1)100gにトリメチルシラン20gを添加し、150℃で2時間反応させ、シリカ表面が疎水化処理された異形状の疎水性シリカ粒子〔(シリカ粒子(1)〕を得た。
得られたシリカ粒子(1)を、トナー粒子(1)に添加し、シリカ粒子(1)の一次粒子100個についてSEM写真撮影を行った。次に、得られたSEM写真に対して、画像解析を行った結果、シリカ粒子(1)の一次粒子は、平均粒径(D50v)が150nm、円形度[100/SF2]は0.55である異形状の粒子であった。
また、シリカ粒子(1)の比重を、既述のJIS−K−0061:92の5−2−1に準拠した方法で測定したところ、1.9であった。
シリカ粒子(1)の物性は、表1にも示した。
トナー粒子(1)20gに、シリカ粒子(1)を0.4g添加し、0.4Lサンプルミルにて15000rpmで30秒間混合し、疎水性のシリカ粒子(1)が付着したトナー(1)を得た。
得られたトナー(1)とキャリアとを、トナー(1):キャリア=5:95(質量比)の割合でVブレンダーに入れ、20分間撹拌し、現像剤(1)を得た。
なお、キャリアは次のように作製されたものを用いた。
ニーダーにMn−Mgフェライト(体積平均粒径:50μm、パウダーテック社製、形状係数SF1:120)を1,000部投入し、パーフルオロオクチルメチルアクリレート−メチルメタクリレート共重合体(重合比率:20/80、Tg:72℃、重量平均分子量:72,000、綜研化学(株)製〕150部をトルエン700部に溶かした溶液を加え、常温で20分混合した後、70℃に加熱して減圧乾燥した後、取り出し、コートキャリアを得た。さらに得たコートキャリアを75μm目開きのメッシュでふるい、粗粉を除去してキャリアを得た。キャリアの形状係数SF1は122であった。
色点評価は、高温・高湿(30℃,85%RH)下で、エリアカバレッジ20%の画像10000枚を出力した後に、エリアカバレッジ100%の全面画像を100枚出力し、画像部に白点が発生した枚数を数えた。
トナー(1)の製造において、トナー粒子(1)に外添するシリカ粒子(1)を、シリカ粒子(2)〜シリカ粒子(8)またはシリカ粒子(101)〜シリカ粒子(105)に変更したほかは、同様にして、実施例2〜実施例8のトナー(2)〜トナー(8)、及び、比較例1〜比較例5のトナー(101)〜トナー(105)を製造した。
画像解析により得られた各一次粒子の平均粒径(D50v)、円形度[100/SF2]、比重を、表1の「シリカ粒子」「物性」欄に示した。
得られた現像剤(2)〜現像剤(8)及び現像剤(101)〜現像剤(105)を用いて、実施例1と同様にして色点評価を行なった。
まず、シリカ粒子(2)〜シリカ粒子(8)及びシリカ粒子(103)〜シリカ粒子(105)の製造方法について説明する。
アルカリ触媒溶液(1)の調製において、メタノール「600g」を表1の「被添加成分」「メタノール」「質量(g)」欄に示す量とし、10%アンモニア水「90g」を、表1の「被添加成分」「10%アンモニア水」「質量(g)」欄に示す量とした他は同様にして、アルカリ触媒溶液(2)〜アルカリ触媒溶液(8)、及び、アルカリ触媒溶液(103)〜アルカリ触媒溶液(105)を調製した。
上記調製後のアルカリ触媒溶液(2)〜アルカリ触媒溶液(8)、及び、アルカリ触媒溶液(103)〜アルカリ触媒溶液(105)中の各触媒量:NH3量を、表1の「被添加成分」「10%アンモニア水」「NH3量[mol/L]」欄に示した。
また、アルカリ触媒溶液(2)〜アルカリ触媒溶液(8)、及び、アルカリ触媒溶液(103)〜アルカリ触媒溶液(105)へのテトラアルコキシシラン(TMOS)の供給量であって、アルカリ触媒溶液(2)〜アルカリ触媒溶液(8)、及び、アルカリ触媒溶液(103)〜アルカリ触媒溶液(105)中のメタノール1molに対する量を、表1の「供給量(相対量)」「TMOS量[mol/(mol・min)](対メタノール)」欄に示した。
市販のシリカ粒子アエロジル#50(日本アエロジル社製)100gを、風力分級機を用いて分級し、シリカ粒子(101)を製造した。
市販のシリカ粒子TG−C122(Cabot社製)100gを、風力分級機を用いて分級し、シリカ粒子(102)を得た。
2Y、2M、2C、2K、108 帯電ローラ
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
3、110 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 感光体クリーニング装置(クリーニング手段)
8Y、8M、8C、8K 現像剤カートリッジ
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 中間転写体クリーニング装置
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)
Claims (7)
- 少なくとも着色剤および結着樹脂を含むトナー粒子と、
前記トナー粒子の表面に付着したシリカ粒子であって、平均粒径が70nnm以上400nm以下であり、比重が1.0以上1.9以下であり、円形度が0.5以上0.9以下であるシリカ粒子と、
を有する静電荷像現像用トナー。 - 前記シリカ粒子の円形度が、0.5以上0.8以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 請求項1または請求項2に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像用現像剤。
- 請求項1または請求項2に記載の静電荷像現像用トナーを収納し、画像形成装置に脱着されるトナーカートリッジ。
- 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、電潜像保持体の表面に形成された静電潜像を該静電荷現像用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、画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジ。
- 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、前記静電潜像保持体の表面に形成された前記静電潜像を該静電荷現像用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。 - 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、前記静電潜像保持体の表面に形成された前記静電潜像を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。
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