JP2005266560A - 静電潜像現像用トナー、静電潜像現像用現像剤、及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 前記外部添加剤はチタン化合物A及びチタン化合物Bを含む2種の添加剤であり、前記トナー粒子は体積平均粒径が4μm乃至8μm、かつ体積粒度分布を示すGSDが1.23以下であり、かつ形状係数SF1が110〜14である静電潜像現像用トナーとする。そして、これを利用した静電潜像現像用現像剤、及び画像形成方法である。
【選択図】 なし
Description
該接触型タイプの転写方式では、転写電場が、転写材とバイアスロールが接触することにより形成されるため、非接触型タイプとは異なり、感光体上のトナーを転写材上へ転写するためには、バイアスロールと感光体との間に適当な圧力が必要であり、おおよそその圧力は線圧で5g/cm以上である。
1. 少なくともトナー粒子と外部添加剤とを含む静電潜像現像用トナーにおいて、
前記外部添加剤は、チタン化合物A及びチタン化合物Bを含む2種の添加剤であり、
前記トナー粒子は、体積平均粒径が4μm乃至8μm、かつ体積粒度分布を示すGSDが1.23以下であり、かつ形状係数SF1が110〜14であり、
前記チタン化合物A及び前記該チタン化合物Bが以下の条件を満たすことを特徴とする静電潜像現像用トナーである。
条件(1):RA<RB
条件(2):DA<DB
条件(3):RA≦12.0
(ここでRA及びRBは前記チタン化合物A及び前記チタン化合物Bの印加電圧1.03.8(V/cm)時における粉体抵抗率LogE(Ω・cm)、DA及びDBは前記チタン化合物A及び前記チタン化合物Bの体積平均粒径(nm)を示す。)
前記トナーは、少なくともトナー粒子と外部添加剤とを含み、
前記トナー粒子は、体積平均粒径が4μm乃至8μm、かつ体積粒度分布を示すGSDが1.23以下であり、かつ形状係数SF1が110〜140であり、
前記チタン化合物A及び前記該チタン化合物Bが以下の条件を満たすことを特徴とする画像形成方法である。
条件(1):RA<RB
条件(2):DA<DB
条件(3):RA≦12.0
(ここでRA及びRBは前記チタン化合物A及び前記チタン化合物Bの印加電圧1.03.8(V/cm)時における粉体抵抗率LogE(Ω・cm)、DA及びDBは前記チタン化合物A及び前記チタン化合物Bの体積平均粒径(nm)を示す。)
前記トナーは、少なくともトナー粒子と外部添加剤とを含み、
前記トナー粒子は、体積平均粒径が4μm乃至8μm、かつ体積粒度分布を示すGSDが1.23以下であり、かつ形状係数SF1が110〜140であり、
前記チタン化合物A及び前記該チタン化合物Bが以下の条件を満たすことを特徴とする静電潜像現像用現像剤である。
条件(1):RA<RB
条件(2):DA<DB
条件(3):RA≦12.0
(ここでRA及びRBは前記チタン化合物A及び前記チタン化合物Bの印加電圧1.03.8(V/cm)時における粉体抵抗率LogE(Ω・cm)、DA及びDBは前記チタン化合物A及び前記チタン化合物Bの体積平均粒径(nm)である。
本発明の静電潜像現像用トナーは、トナーの粒度分布並びに形状係数SF1を制御し、同時に2種のチタン化合物を外添剤として用いることにより、電荷交換性を向上させ、トナーが現像機内に新たに添加されたときにおいても、キャリアと素早く帯電することはもちろん、既に帯電している他のトナーとの電荷交換性も向上する。かつトナーの粒度分布を狭く、かつトナーの形状を制御することにより粒度分布と帯電量分布の狭いトナーを得ることによって、効率の良い転写性と、高いクリーニング性の両立を長期にわたって維持することができる。
ビニル、trans−アコニット酸ジビニル/トリビニル、アジピン酸ジビニル、ピメリン酸ジビニル、スベリン酸ジビニル、アゼライン酸ジビニル、セバシン酸ジビニル、ドデカン二酸ジビニル、ブラシル酸ジビニル等の多価カルボン酸の多ビニルエステル類;等が挙げられる。
[条件A]超音波振動(出力20W、周波数:20kHz)を1分与えた場合、トナー粒子から脱落するチタン化合物の割合≦7重量%
[条件B]超音波振動(出力60W、周波数:20kHz)を30分与えた場合、脱落するチタン化合物の割合≦40重量%
[条件B]上記2条件による脱離にトナー粒子上に残留しているチタン化合物の割合≧50重量%
[条件a]式:Pa≦7
[条件b]式:Pb≦40
[条件c]式:Pc≧50
[ここでaはトナー分散液中で超音波振動(出力20W、周波数:20kHz)を1分間与えた時にトナー粒子から脱離するチタン化合物量、bはトナー分散液中で超音波振動(出力60W、周波数:20kHz)を30分与えた時にトナー粒子から脱離するチタン化合物量、cはa及びbが脱離後にトナー粒子上に残留している微粒子量を示し、Pa=100×a/(WA+WB)、Pb=100×b/(WA+WB)、Pc=100×c/(WA+WB)である。]
本発明の静電荷像現像用現像剤は、既述の本発明の静電荷像現像用トナーを含有する。すなわち、本発明の静電荷像現像用現像剤(以下、単に「現像剤」ということがある)は、以上で説明したトナーと下記キャリアとを混合することで製造される。
以下に、本発明の画像形成方法について詳細に説明する。
本発明の画像形成方法は、少なくとも潜像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、少なくともトナーを含む現像剤を用い、前記潜像担持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー現像像を形成する現像工程と、前記潜像担持体表面に形成されたトナー画像を記録媒体上に転写する工程と、記録媒体表面に転写されたトナー画像を熱定着する定着工程とを含むものであって、前記トナーとして、本発明の静電荷像現像用トナーを用いることを特徴とするものである。なお、トナー単独で現像剤として使用してもよいし、トナーとキャリアで構成される本発明の静電荷像現像用現像剤を使用しても同様の効果を得ることができる。
粒度及び粒度分布測定について述べる。測定する粒子が2μm以上の場合、測定装置としてはコールターカウンターTA−II型(ベックマンーコールター社製)を用い、電解液はISOTON‐II(ベックマンーコールター社製)を使用した。
式:GSD={(D50/D16)+(D84/D50)}/2
トナー形状係数SF1は、スライドグラス上に散布したトナー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、50個のトナーの最大長の2乗/投影面積(ML2/A)を計算し、平均値を求めることにより得られたものである。
本発明の静電荷象現像用トナーにおいて、特定の分子量分布は、以下の条件で行ったものである。GPCは「HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー(株)社製)装置」を用い、カラムは「TSKgel、SuperHM−H(東ソー(株)社製6.0mmID×15cm)」を2本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いた。実験条件としては、試料濃度0.5%、流速0.6ml/min.、サンプル注入量10μl、測定温度40℃、IR検出器を用いて実験を行った。また、検量線は東ソー社製「polystylene標準試料TSK standard」:「A−500」、「F−1」、「F−10」、「F−80」、「F−380」、「A−2500」、「F−4」、「F−40」、「F−128」、「F−700」の10サンプルから作製した。
本発明のトナーに用いられる離型剤の融点及びトナーのガラス転移温度は、ASTMD3418−8に準拠して測定された主体極大ピークより求めた。
帯電量は、固有環境:25℃、55%RHの雰囲気下にトナー組生物、キャリヤの双方をそれぞれ24時間放置し、蓋付きガラスビンにTC(TC(wt%)=トナー重量÷(トナー重量+キャリア重量)×100)5wt%になるように、トナー組成物、キャリヤを採取し、それぞれの雰囲気下でターブラ攪拌を60分行い、攪拌された現像剤を25℃、55%RHの条件下で東芝社製TB200にて測定した。
図1に示すように、測定試料3を厚み0.8mmとして下部電極4と上部電極2とで挟持し、上方より加圧しながらダイヤルゲージで厚みを測定し測定試料3の電気抵抗を高電圧抵抗計5で計測した。
外部添加剤の付着強度は、次のようにして測定した。0.2%の界面活性水溶液40ml中にトナー粒子2gを添加し、トナー粒子が水溶液に浸るように十分に分散させる。この状態で周波数20kHzの超音波振動を所定の出力で所定の時間付与し、トナー粒子から脱離した外部添加剤を測定する。
条件(A):超音波振動(出力20W、周波数:20kHz)を1分与えた時にトナー粒子から脱離する外部添加剤量
条件(B)超音波振動(出力60W、周波数:20kHz)を30分与えた時にトナー粒子から脱離する外部添加剤量
条件(C):条件(A)及び条件(B)のストレスで脱離後にトナー粒子上に残留している外部添加剤量
画像濃度は、画像濃度計(X−Rite404A:X−Rite社製)を用いて測定した。
キャリアの試料をセル(100mmφ、厚み1.0mm)の下部電極上に充填し、上部電極をセットし、その上から3.43kgの荷重を加えダイヤルゲージで厚みを測定した。次に、電圧を印加し、電流値を読み取ることにより、体積固有抵抗を求めた(図1参照)。
実施例におけるトナーは、以下の如き方法にて得られた。
凝集合一法においては、下記の樹脂微粒子、着色剤粒子分散液、離型剤粒子分散液をそれぞれ調製した。次いでこれらを所定量混合攪拌しながら、これに無機金属塩の重合体を添加、イオン的に中和させ上記各粒子の凝集体を形成し、所望のトナー粒子径到達前に樹脂微粒子を追添加し、トナー粒子径を得る。無機水酸化物で系内のpHを弱酸性から中性の範囲に調製後、当該樹脂微粒子のガラス転移温度以上に加熱し、合一融合せしめる。反応終了後、十分な洗浄・固液分離・乾燥の工程を経て所望のトナーを得る。
・スチレン:370部
・nブチルアクリレート:30部
・アクリル酸:8部
・四臭化炭素:4部
・ドデカンチオール:24部
・カーボンブラック(モーガルL:キャボット社製):60部
・ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成社製):6部
・イオン交換水:240部
・Cyan顔料(B15:3):60部
・ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成社製):5部
・イオン交換水:240部
・パラフィンワックス(HNP0190:日本精蝋社製、融点85℃):100部
・カチオン性界面活性剤(サニゾールB50:花王社製):5部
・イオン交換水:240部
・樹脂微粒子分散液:234部
・着色剤分散液(1):30部
・離型剤分散液:40部
・ポリ塩化アルミニウム:1.9部
・イオン交換水:600部
トナー粒子(1)と同様の組成の材料を丸型ステンレス製フラスコ中においてウルトラタラックスT50(IKA社製)で十分に混合・分散後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら1℃/分で55℃まで加熱した。55℃で25分保持した後、体積平均粒径D50が3.0μmの凝集粒子が生成していることを確認した。
冷却後、反応生成物を濾別し、イオン交換水で4回洗浄した後、凍結乾燥してトナー粒子(2)を作製した。トナー粒子(2)の体積平均粒径D50は4.8μm、形状係数SF1の平均値は123であった。
トナー粒子(1)と同様の組成の材料を丸型ステンレス製フラスコ中においてウルトラタラックスT50(IKA社製)で十分に混合・分散後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら1℃/分で55℃まで加熱した。55℃で40分保持した後、体積平均粒径D50が5.0μmの凝集粒子が生成していることを確認した。
トナー粒子(1)と同様の組成の材料を丸型ステンレス製フラスコ中においてウルトラタラックスT50(IKA社製)で十分に混合・分散後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら1℃/分で55℃まで加熱した。55℃で40分保持した後、体積平均粒径D50が5.0μmの凝集粒子が生成していることを確認した。
着色粒子分散液(1)の代わりに、着色粒子分散液(2)を用いた以外は、上記トナー粒子(1)と同様にしてトナー粒子(5)を作製した。このトナー粒子(5)の体積平均粒径D50は6.6μm、形状係数SF1の平均値は132であった。
トルエン17部、スチレン−メタクリレート共重合体(成分比:40/60)3部、及びカーボンブラック(R330:キャボット社製)0.2部を混合し、10分間スターラーで撹拌させて、カーボンブラックが分散した被覆層形成用溶液を調製した。次に、この被覆液とフェライト粒子(体積平均粒径:45μm)100部とを真空脱気型ニーダーに入れて、60℃において30分撹拌した後、さらに加温しながら減圧して脱気し、乾燥させることによりキャリアを作製した。このキャリアは、1000V/cmの電界印加時の体積固有抵抗値が1014Ωcmであった。
・トナー粒子(1):100部
・アナターゼ型酸化チタン(体積平均粒径:130nm):0.3部
・メタチタン酸化合物(体積平均粒径:30nm):0.8部
・トナー粒子(1):100部
・アナターゼ型酸化チタン(体積平均粒径:130nm):0.25部
・メタチタン酸化合物(体積平均粒径:30nm):0.7部
構成を上記成分とした以外は静電荷像現像用現像剤1と同様にして静電荷像現像用現像剤2を作製した。
・トナー粒子(2):100部
・アナターゼ型酸化チタン(体積平均粒径:130nm):0.3部
・メタチタン酸化合物(体積平均粒径:30nm):0.7部
・トナー粒子(3):100部
・アナターゼ型酸化チタン(体積平均粒径:130nm):0.5部
・メタチタン酸化合物(体積平均粒径:30nm)1.0部
・トナー粒子(1):100部
・アナターゼ型酸化チタン(体積平均粒径:130nm):0.5部
・メタチタン酸化合物(体積平均粒径:30nm):1.1部
・トナー粒子(5):100部
・アナターゼ型酸化チタン(体積平均粒径:130nm):0.4部
・メタチタン酸化合物(体積平均粒径:30nm):0.9部
・トナー粒子(1):100部
・シリカ微粒子(体積平均粒径:12nm):1.9部
・トナー粒子(2):100部
・シリカ微粒子(体積平均粒径:12nm):0.5部
・シリカ微粒子(体積平均粒径:40nm):1.1部
・トナー粒子(1):100部
・アナターゼ型酸化チタン(体積平均粒径:130nm)0.5部
・ルチル型酸化チタン(体積平均粒径:15nm):1.8部
・トナー粒子(4):100部
・アナターゼ型酸化チタン(体積平均粒径:130nm):0.5部
・ルチル型酸化チタン(体積平均粒径:15nm):0.8部
Docu print C2221(富士ゼロックス社製)改造機を用いて静電荷像現像用現像剤1の現像性及び転写性の評価を行った。評価内容及び基準を以下に、評価結果を表2に示す。本機は転写装置にバイアス転写ロールを有している。また、以下に評価内容及び基準を、表2に評価結果を示す。
高温高湿(30℃、80%RH)の環境下にて、単色モードで5cm×2cmのソリッドパッチを現像させ、感光体表面の現像トナー画像を、テープ表面の粘着性を利用して転写し、その重量(W1)を測定した。次に、同様の現像トナー像を、紙(J紙:富士ゼロックスオフィスサプライ社製)表面に転写させ、その転写画像の重量(W2)を測定した。これらより、下記式により転写効率を求め、転写性を評価した。また、現像性はこの時のW1の重量により評価した。
式:転写効率(%)=(W2/W1)×100
・○:W1が4.5g/m2以上
・△:W1が4.0以上4.5g/m2未満
・×:W1が4.0g/m2未満
・○:転写効率が90%以上
・△:転写効率が85%以上90%未満
・×:転写効率が85%未満
・○:ハーフトーン画像に目視上ムラ無し
・△:ハーフトーン画像に目視上、ムラのようなものが見られるが、実用上は問題無し
・×:ハーフトーン画像に目視できる多数のムラ有り
初期評価後に継続して50000枚の印字を行った後、上記同様に転写効率を求めた。その後初期の転写効率からの低下割合を下記式にて求め、以下の基準にて判断を行った。
式:転写効率維持性(%)=(印字後の転写効率)/(初期の転写効率)×100
・○:転写効率が90%以上
・△:転写効率が85%以上90%未満
・×:転写効率が85%未満
上記転写効率確認後に評価機内の感光体表面の目視観察を行った。
・○:大きなダメージは観察されず、問題無いレベル
・△:初期状態より劣化が観られるが、実使用上問題無いレベル
・×:コピー画像に影響が出るレベル
A−color935(富士ゼロックス社製)改造機を用いて静電荷像現像用現像剤2の評価を行った。評価結果を表2に示す。なお、本機の転写装置はコロトロン方式による。
Docu print C2221(富士ゼロックス社製)改造機を用いて静電荷像現像用現像剤3〜6の評価を行った。評価結果を表2に示す。
Docu print C2221(富士ゼロックス社製)改造機を用いて静電荷像現像用現像剤7〜10の評価を行った。評価結果を表2に示す。
102 上部電極
103 測定試料
104 下部電極
105 試料保持リング
106 エレクトロメータ
Claims (3)
- 少なくともトナー粒子と外部添加剤とを含む静電潜像現像用トナーにおいて、
前記外部添加剤は、チタン化合物A及びチタン化合物Bを含む2種の添加剤であり、
前記トナー粒子は、体積平均粒径が4μm乃至8μm、かつ体積粒度分布を示すGSDが1.23以下であり、かつ形状係数SF1が110〜14であり、
前記チタン化合物A及び前記該チタン化合物Bが以下の条件を満たすことを特徴とする静電潜像現像用トナー。
条件(1):RA<RB
条件(2):DA<DB
条件(3):RA≦12.0
(ここでRA及びRBは前記チタン化合物A及び前記チタン化合物Bの印加電圧1.03.8(V/cm)時における粉体抵抗率LogE(Ω・cm)、DA及びDBは前記チタン化合物A及び前記チタン化合物Bの体積平均粒径(nm)を示す。) - 少なくとも潜像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、少なくともトナーを含む現像剤を用い、前記潜像担持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー現像像を形成する現像工程と、前記潜像担持体表面に形成されたトナー画像を記録媒体上に転写する工程と、記録媒体表面に転写されたトナー画像を熱定着する定着工程と、を含む画像形成方法において、
前記トナーは、少なくともトナー粒子と外部添加剤とを含み、
前記トナー粒子は、体積平均粒径が4μm乃至8μm、かつ体積粒度分布を示すGSDが1.23以下であり、かつ形状係数SF1が110〜140であり、
前記チタン化合物A及び前記該チタン化合物Bが以下の条件を満たすことを特徴とする画像形成方法。
条件(1):RA<RB
条件(2):DA<DB
条件(3):RA≦12.0
(ここでRA及びRBは前記チタン化合物A及び前記チタン化合物Bの印加電圧1.03.8(V/cm)時における粉体抵抗率LogE(Ω・cm)、DA及びDBは前記チタン化合物A及び前記チタン化合物Bの体積平均粒径(nm)を示す。) - 少なくともトナー粒子及び外部添加剤を含むトナーと、キャリアと、で構成される静電潜像現像用現像剤において、
前記トナーは、少なくともトナー粒子と外部添加剤とを含み、
前記トナー粒子は、体積平均粒径が4μm乃至8μm、かつ体積粒度分布を示すGSDが1.23以下であり、かつ形状係数SF1が110〜140であり、
前記チタン化合物A及び前記該チタン化合物Bが以下の条件を満たすことを特徴とする静電潜像現像用現像剤。
条件(1):RA<RB
条件(2):DA<DB
条件(3):RA≦12.0
(ここでRA及びRBは前記チタン化合物A及び前記チタン化合物Bの印加電圧1.03.8(V/cm)時における粉体抵抗率LogE(Ω・cm)、DA及びDBは前記チタン化合物A及び前記チタン化合物Bの体積平均粒径(nm)である。)
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