JP2007057787A - トナー、二成分系現像剤及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含有するトナー粒子と無機微粒子を有するカラートナーにおいて、前記トナーの重量平均粒子径が3.0μm〜7.0μmであり、フロー式粒子像測定装置における円相当径と、所定円相当径範囲毎における、トナーの平均円形度がそれぞれ本発明規定の範囲を満足することを特徴とするカラートナー。
【選択図】 なし
Description
同様に、所定の粒径範囲の円形度をある特定の範囲とし、流動性に優れ、ホタル、虫食
いなのどの画像欠陥がなく安定した画像品質が得られ、転写性とクリーニング性を両立しようとした提案がある(例えば特許文献3参照)。これは、転写効率を向上し、画像濃度の低下やさらには画像部が白く抜けてしまう、虫食いを防ごうとしたものである。虫食いの評価方法は明確ではないが、画像上のライン画像、および文字画像のラインの中央部が転写されずにエッジ部のみが転写される、いわゆる「転写中抜け」と虫食いが同義であると解釈すると、転写効率だけを向上させても、ライン画像の中抜けが発生することがあり、転写時のトナーの飛び散りによって、ドット及び細線再現性が悪化することもある。
また、この提案のトナーでは、省エネの観点から望まれる低温定着を行うことができないか、または定着構成においてもかなりの圧力を要する負荷を必要とすることがある。また、帯電付与部材に離型剤が汚染し、画像濃度が低下することもある。
さらに、特に、クリーニング工程を有さず、現像と同時に転写残トナーを回収するシステムにおいては、中抜けしたトナー(電子写真感光体上に残った中抜け残トナー)による帯電不良による画像不良や現像部での回収不良によるカブリ等が起こることがあるが、これらは考慮されていない。
即ち、本発明は
[1]少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含有するトナー粒子と無機微粒子を有するカラートナーにおいて、前記トナーの重量平均粒子径(D4)が3.0μm〜7.0μmであり、
前記トナーをメタノール45体積%水溶液中に分散した分散液に対する波長600nmの光の透過率(%)が、30〜70%の範囲であり、
フロー式粒子像測定装置における円相当径2.00μm以上の前記トナーの平均円形度をR、円相当径2.00μm以上3.00μm未満、3.00μm以上6.92μm未満
、6.92μm以上12.66μm未満の各円相当径範囲における、トナーの平均円形度をそれぞれ、r(a)、r(b)、r(c)とすると、前記R、r(a)、r(b)、r(c)の関係が式(1)
〜式(4)を満足することを特徴とするカラートナー。
0.940 ≦ R ≦ 0.970 (1)
R − 0.015 ≦ r(a) ≦ R + 0.015 (2)
R − 0.015 ≦ r(b) ≦ R + 0.015 (3)
R − 0.015 ≦ r(c) ≦ R + 0.015 (4)
[2]前記カラートナーが、無機微粒子として、少なくとも個数平均粒子径が60nm以上300nm未満である無機微粒子(A)と個数平均粒子径が10nm以上60nm未満である無機微粒子(B)を含有し、いずれかの無機微粒子がシリコーンオイル処理されていることを特徴とする[1]に記載のカラートナー。
[3]前記トナー粒子の表面には前記無機微粒子が被覆されており、トナー粒子の表面に無機微粒子が被覆されている割合(被覆率)が60%以上であり、前記無機微粒子(A)の被覆率をF(A)、前記無機微粒子(B)の被覆率をF(B)としたとき、F(A)、F(B)の関係が、式(5)を満足することを特徴とする[2]に記載のカラートナー。
1.0≦F(B)/F(A)≦10.0・・・・・・・・・・・(5)
[4] 前記カラートナーが、無機微粒子(A)、無機微粒子(B)を含有し、さらに酸化チタン及び酸化アルミニウムの中から選ばれる1種以上の無機微粒子を含有することを特徴とする[2]又は「3」に記載のカラートナー。
[5]前記結着樹脂が、少なくともポリエステルユニットを含有する樹脂であることを特徴とする[1]〜[4]のいずれかに記載のカラートナー。
[6][1]〜[5]のいずれか一項に記載のカラートナーとキャリアとを有する二成分系現像剤。
[7]前記キャリアが、少なくともバインダー樹脂に磁性微粒子が分散されてなる磁性微粒子分散型樹脂コアと、該磁性微粒子分散樹脂コアの表面を被覆する被覆層とを有する磁性キャリアであることを特徴とする[6]の二成分系現像剤。
[8]静電潜像を担持する像担持体、該像担持体を帯電させる帯電手段、該帯電手段によって帯電された像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段、該像担持体上に形成された静電潜像を少なくとも[1]〜[5]に記載のトナーで可視化してトナー画像を形成する現像手段、該像担持体上のトナー画像を転写材に転写する転写手段、該転写手段において、該トナー画像が転写材に転写された後に該像担持体上に残留したトナーを該現像部で回収する手段を有する画像形成方法。
前記トナーをメタノール45体積%水溶液中に分散した分散液に対する波長600nmの光の透過率(%)が、30〜70%の範囲であり、
フロー式粒子像測定装置における円相当径(個数基準)2.00μm以上のトナーの平均円形度をR、円相当径(個数基準)2.00μm以上3.00μm未満、3.00μm
以上6.92μm未満、6.92μm以上12.66μm未満の各円相当径範囲における、トナーの平均円形度をそれぞれ、r(a)、r(b)、r(c)とすると、前記R、r(a)、r(b)、r(c)の関係が式(1)〜式(4)を満足するカラートナーである。
0.940 ≦ R ≦ 0.970 (1)
R − 0.015 ≦ r(a) ≦ R + 0.015 (2)
R − 0.015 ≦ r(b) ≦ R + 0.015 (3)
R − 0.015 ≦ r(c) ≦ R + 0.015 (4)
に、外添剤が埋め込まれることによりトナーの劣化が起こり、転写性が不充分になる場合があり好ましくない。逆に前記平均円形度が0.970よりも大きいと、トナーの形状が
球形となりすぎるため、感光ドラムのクリーニングの際に転写残トナーがクリーニングブレードをすり抜けるなど、クリーニング不良による画像欠陥が出る場合があり好ましくない。
(a)>R+0.015の場合には、微粉側の粒子の形状が球形に近づくため、流動性が
維持されるが、クリーニングブレードをすり抜けるなど、クリーニング不良が起こる。さらに、トナー容器や現像器内でトナーがパッキングしやすく、トナーが画像欠陥の原因となる凝集体を形成してしまったり、ベタ画像の均一性が悪化する傾向があり好ましくない。また、現像と同時に転写残トナーを回収するシステムにおいては、現像での回収性が不十分となり、回収し切れなかったトナーが感光ドラム上を連れまわり、カブリを発生させることがある。
−0.015の場合には、微粉側の円形度が不定形になることで、トナーとキャリア間やその他部材との接触面積が大きくなり、トナー離れが阻害され、現像されずに現像器中に滞留し、連続使用によって、キャリアスペントやスリーブ等の部材を汚染することがある。現像と同時に転写残トナーを回収するシステムにおいては、仮に中抜けが発生すると、帯電部での帯電不良が起こることがある。これは、感光ドラム上に残留した中抜け残トナーが帯電、補助帯電部分に突入する際に直ちに解れず、帯電器が感光ドラム上を均一に帯電させることができなくなったことによると考えられる。
R+0.015の場合には、粗粉側のトナーの円形度が相対的に高くなることを意味し
、円形度の高いトナーは、電子写真感光体や転写体との付着力が弱まっているため、転写効率は向上するが、現像器からの飛散が起こることがある。また、粗粉側のトナーの円形度が高く、粒子間の付着力も弱まり、記録媒体上に転写し形成された堆積したトナーが、搬送中に振動で崩れやすくなっているためか、ドットの再現性が悪化することがある。
考えられる。この転写性の差から、円形度の相対的に低い粗粉側のトナーが核となり、画像上のライン画像、文字画像のラインの中央部が転写されずにエッジ部のみが転写される、いわゆる「転写中抜け」や転写不良を生じることがあり好ましくない。
また、本発明のトナーは、該トナーをメタノール45体積%水溶液中に分散した分散液に対する600nmの波長の光の透過率(%)が、30〜70%の範囲であることが好ましく、より好ましくは、35〜50%である。
トナー表面近傍の離型剤の量は、簡易且つ精度の高い方法として、トナーをメタノール45体積%水溶液中に分散した分散液に対する波長600nmの光の透過率を測定することで、トナー粒子全体を把握することができる。この測定方法はトナーを一度混合溶媒中で強制分散させて、トナー粒子一粒一粒の離型剤の存在量の特徴を出やすくした上で、一定時間後の透過率を測定することで、トナー全体の離型剤の存在量を正確に把握できるものである。つまり表面に疎水性である離型剤がトナー表面に多く存在すると、溶媒に分散しにくく凝集し沈殿するため、透過率が高い値になる。逆に離型剤がトナー表面に少なく存在すると、親水性である結着樹脂が多く存在するため、より均一分散しやすくなるため透過率が30未満のような小さな値になる。つまり、トナーのメタノール45体積%水溶液における透過率(%)によりトナー中での離型剤成分の存在状態を示すことになり、それを制御することにより幅広い定着領域を達成すると共に、離型剤成分のトナーからの脱離を防ぎ、長期の使用においても現像部材への汚染のないトナーをつくることができる。
透過率が30%より少ないと、トナー表面の離型剤が少なく定着時に離型効果が現れにくいため、省エネの観点から望まれる低温定着を行うことができず、また定着構成においてもかなりの圧力を要する負荷を必要とする。また、ドット再現性が悪化することもある。また逆に透過率が70%より大きいと、トナー表面の離型剤が多く帯電付与部材に離型剤が汚染し、例えば現像スリーブ上に融着することで高抵抗化することで、現像にかかる実際の現像バイアスの効力が下がり、しいては画像濃度の低下に繋がることがある。また、中抜けが発生することがある。これは、トナー表面に離型剤が多く、転写時に加わる圧力でトナー同士の付着力が増し中抜けが発生しやすくなったものと推察される。
とドラムの離型性も維持され、結果として転写効率の低下を抑制することができる。60nm未満では、スペーサーとしての働きが弱まり、転写性向上への寄与が小さくなる。一方、300nmを超えると、着色粒子より脱離しやすくなり、着色粒子表面に安定に付着させることが難しくなり、転写効率が低下する。また、現像時にトナーから脱離し現像器周りを汚染したり、脱離した微粉体が感光ドラムやキャリアなどへ付着し、帯電性能悪化を起こすことがある。
さらにゾルゲル法により得られたシリカ表面を疎水化処理して用いてもよく、疎水化処理剤としては、シラン化合物が好ましく用いられる。シラン化合物の例としては、ヘキサメチルジシラザンやトリメチルクロロシラン、トリエチルクロロシラン等のモノクロロシラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン等のモノアルコキシシラン、トリメチルシリルジメチルアミン、トリメチルシリルジエチルアミン等のモノアミノシラン、トリメチルアセトキシシラン等のモノアシロキシシランが含まれる。
無機微粒子(B)の具体的材料例としては、各種金属化合物(酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化錫、酸化亜鉛など)・窒化物(窒化ケイ素など)・炭化物(炭化ケイ素など)・金属塩(硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなど)・脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなど)・カーボンブラック・シリカ等が挙げられる。特に、シリコーンオイル処理されたシリカ微粒子が好ましい。また、シリカ微粒子は、シリコーンオイル処理とシラン化合物または有機珪素化合物、チタンカップリング剤等の表面処理を併用してもよい。シリコーンオイル処理したシリカ微粒子の添加により、流動性付与と高い負帯電性のため適度な帯電量を持つトナーが提供できる。
)の被覆率をF(A)、前記無機微粒子(B)の被覆率をF(B)としたとき、F(A)、F(B)の関係が、式(5)を満足しているカラートナーであるとよい。
1.0≦F(B)/F(A)≦10.0・・・・(5)
より好ましくは1.0≦F(B)/F(A)≦5.0である。F(B)/F(A)が1.
0より小さいと、無機微粒子(A)の大きさが、立体障害となり無機微粒子(B)の添加効果が阻害され、流動性が低下し、帯電特性が不安定になることがある。また、ライン画像や文字品位が低下することがある。F(B)/F(A)が10.0より大きいと、トナ
ーの部材からの離型性が低下し、現像性、転写効率とも低下する。また、長期使用によってトナーチャージアップが発生することがある。
本発明におけるGPC測定による分子量分布の測定は、後に詳述する。
ル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クローラーエチル、アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンの如きビニルケトン類;N−ビニルピローラー、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドンの如きN−ビニル化合物;ビニルナフタリン類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドの如きアクリル酸もしくはメタクリル酸誘導体等が挙げられる。
メチローラーメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの;トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテートが挙げられる。
本発明における示差走査熱量計測定における吸熱ピーク測定は、後に詳述する。
ヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物等が挙げられる。特に好ましく用いられる離型剤としては、分子鎖が短く、かつ立体障害が少なくモビリティに優れるパラフィン離型剤の如き脂肪族炭化水素系離型剤である。
本発明で用いられる離型剤は、GPC測定による分子量分布において、数平均分子量(Mn)が好ましくは200〜2000、より好ましくはMn350〜1000である。また、前記離型剤は、GPC測定による分子量分布において、重量平均分子量(Mw)が好ましくは200〜2500、より好ましくは350〜1200であることが良い。また、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が2.0以下であることが好ましい。離型剤が上記範囲の分子量分布を持つことにより、トナーに好ましい熱特性をもたせることができる。すなわち、上記範囲よりMn又はMwが小さくなると、熱的影響を過度に受けやすく、耐ブロッキング性、現像性に劣るようになり、上記範囲よりMn又はMwが大きくなると、外部からの熱を効果的に利用できず、優れた定着性、耐オフセット性を得ることができにくい。Mw/Mnが2より大きくなると、分子量分布が広いために溶融挙動が熱に対してシャープでなくなり、良好な定着性と耐オフセット性を共に満足する領域が得られ難くなる。
上記磁性キャリア粒子の表面を樹脂で被覆した被覆キャリアは、現像スリーブに交流バイアスを印加する現像法において特に好ましく使用できる。被覆方法としては、樹脂の如き被覆材を溶剤中に溶解もしくは懸濁せしめて調製した塗布液を磁性キャリアコア粒子表面に付着せしめる方法、磁性キャリアコア粒子と被覆材とを粉体で混合する方法等、従来
公知の方法が適用できる。
例えば、硬化系フェノール樹脂を用いた磁性微粒子分散コア粒子の製造方法としては、水性媒体に磁性微粒子を入れ、この水性媒体中でフェノール類とアルデヒド類を塩基性触媒の存在下で重合することにより磁性微粒子分散型コアを得る方法がある。
磁性キャリアの好ましい個数平均粒子径は、トナーの重量平均粒子径との関係より、15〜60μmである。さらに好ましくは25〜50μmである。磁性キャリアを上記の個数平均粒子径を有するように調製する方法としては、例えば、篩を用いることによる分級によって行うこと等が挙げられる。特に、精度良く分級を行うために、適当な目開きの篩を用いて複数回くり返してふるうことが好ましい。また、メッシュの開口の形状をメッキ等によって制御したものを使うことも有効な方法である。
図11は通常のクリーニング方式を用いた画像形成装置の模式的断面図である。図11において、まず帯電手段としての帯電器21によって一様に帯電された像担持体としての電子写真感光体ドラム28の表面を、潜像形成手段としてのレーザー露光器22によって露光し、静電潜像を感光ドラム28上に形成する。その後、現像手段である現像装置11により電子写真感光体28上静電潜像はトナー像として可視像化される。
このトナー像が、転写帯電器23による転写電界によって、転写ベルト24によって搬送される記録媒体としての記録紙27上に転写された後、記録紙27は転写ベルト24から剥離される。そして、転写された像は、定着器25によって加圧かつ加熱され、永久画像が得られる。
また、転写後に感光ドラム28上に残った残トナー及びキャリアはクリーナー(クリーニング装置)26により除去され、次の画像形成に備える。クリーナー26は、感光ドラム28上の画像形成領域及び非画像形成領域に亘って当接するブレードを有しており、現像スリーブから感光ドラム28上の非画像形成領域に磁気力に打ち勝って静電的に転移させた劣化キャリアをも摺擦除去する構成となっている。
現像と同時に転写残トナーを回収するシステムを図10に示す。図10において、静電潜像担持体である電子写真感光体1はb方向に回転する。感光体1は帯電手段である帯電装置2により帯電され、帯電した感光体1表面には、静電潜像形成手段である露光装置3によりレーザー光Lを投射し、静電潜像を形成する。その後、現像手段である現像装置4により静電潜像はトナー像として可視像化され、転写手段である転写装置5により転写材Pに転写される。この転写手段において、転写されずに感光体表面に残った転写残トナーは、前述の帯電手段、静電潜像形成手段を経て、再度現像に供されるかもしくは現像装置に回収される。
又、本発明の画像形成方法においては、図10に示したように、転写後で帯電工程の前
に感光体上の転写残トナーを均し、現像装置での転写残トナーの回収率を向上させるために、転写残トナーの帯電極性の均一化を目的として、バイアス印加手段を有する均し工程6を更に含むことが好ましい。
現像と同時に転写残トナーを回収するシステムにおいて、電子写真感光体上に残った中抜け残トナー塊が、バイアス印加手段を有する均し工程6をすり抜け、帯電手段である帯電装置2で帯電不良の原因となることがある。本発明のトナーでは、帯電不良による画像不良や、カブリ発生がなかった。これは、中抜け残トナー塊が感光体上に残ってしまった場合にも、帯電手段やバイアス印加手段を有する均し工程で、残トナー塊が解され帯電装置2へ突入していくため帯電不良の発生を防いだものと推測される。
を有し、該凸部と該凸部との繰り返し距離Lが、2.0mm以上3.5mm未満である。
コア440及びセパレートコア441を有している。風力分級機432内において、二次エアー供給口443から導入される2次エアにより粗粉砕物は、微粉砕物と粗粒子に分級される。分級された微粉砕物は、排出管442を経由してシステム外に排出され、図8に示す原料ホッパ380に導入される。分級された粗粒子は、本体ホッパー部439を経由して微粉砕機(例えば、ジェットミル)431に導入される。微粉砕機においては、圧縮空気が導入されているノズル435に粗粒子を供給し、粗粒子を高速の圧縮空気で搬送して、粉砕室437の衝突板436に衝突させて微粉砕し、粗粒子の微粉砕物を搬送管434を経由して風力分級機432に導入して、再度分級する。
該表面改質装置内において、該投入部より本体ケーシング内に投入された微粉砕物を第一の空間に導入し、該分級手段により所定粒子径以下の微粉及び超微粉を除去して装置外へ連続的に排出しつつ微粉及び超微粉が除去された微粉砕物を第二の空間へ移動させる。該分散ローターで処理して微粉砕物中の粒子の表面改質処理を行い、再び表面改質された粒子を含む微粉砕物を第一の空間と第二の空間とへ循環させることにより該分級と該表面改質処理とを繰り返す。
図1に示す回分式表面改質装置は、円筒形状の本体ケーシング30、本体ケーシングの上部に開閉可能なよう設置された天板43;微粉排出ケーシングと微粉排出管とを有する微粉排出部44;冷却水或いは不凍液を通水できる冷却ジャケット31;表面改質手段としての、本体ケーシング30内にあって中心回転軸に取り付けられた、上面に角型のディ
スク33を複数個有し、所定方向に高速に回転する円盤状の回転体である分散ローター32;分散ローター32の周囲に一定間隔を保持して固定配置された、分散ローター32に対向する表面に多数の溝が設けられているライナー34;微粉砕物中の所定粒子径以下の微粉及び超微粉を連続的に除去するための分級ローター35;本体ケーシング30内に冷風を導入するための冷風導入口46;微粉砕物(原料)を導入するために本体ケーシング30の側面に形成された原料投入口37及び原料供給口39を有する投入管;表面改質処理後のトナー粒子を本体ケーシング30外に排出するための製品排出口40及び製品抜取口42を有する製品排出管;表面改質時間を自在に調整できるように、原料投入口37と原料供給口39との間に設置された開閉可能な原料供給弁38;及び製品排出口40と製品抜取口42との間に設置された製品排出弁41を有している。
図2に示す表面改質装置の上面投影図において微粉砕物投入部37の投入管の中心位置S1から第一の空間47への微粉砕物の投入方向に伸びる直線をL1とし、微粉排出部44の微粉排出管45の中心位置O1から微粉および超微粉の排出方向に伸びる直線をL2とした時、直線L1と直線L2のなす角θが、分級ロータ35の回転方向を基準にして210〜330度である。
該回分式表面改質装置内において、分級ローター35と分散ローター32との間の空間が、ガイドリング36の外側の第一の空間47と、ガイドリング36の内側の第二の空間48とにガイドリング36によって二分される。第一の空間47は微粉砕物及び表面改質処理された粒子を分級ローター35へ導くための空間であり、第二の空間は微粉砕物及び表面改質処理された粒子を分散ローターへ導くための空間である。分散ローター32上に複数個設置された角型のディスク33と、ライナー34との間隙部分が表面改質ゾーン49であり、該分級ローター35及び該分級ローター35の周辺部分が分級ゾーン50であ
る。
測定装置としては、コールターマルチサイザーII(ベックマン・コールター社製)を用いる。電解液は、約1%NaCl水溶液を用いる。電解液には、1級塩化ナトリウムを用いて調製された電解液や、例えば、ISOTON(登録商標)−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使用できる。
測定方法としては、前記電解水溶液100〜150ml中に分散剤として、界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルホン塩酸)を、0.1〜5mlを加え、さらに測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液を超音波分散器で約1〜3分間分散処理し、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、前記測定装置により、試料の体積及び個数を各チャンネルごとに測定して、試料の体積分布と個数分布とを算出する。得られたこれらの分布から、試料の重量平均粒子径を求める。チャンネルとしては、2.00〜2.52μm;2.52〜3.17μm;3.17〜4.00μm;4.00〜5.04μm;5.04〜6.35μm;6.35〜8.00μm;8.00〜10.08μm;10.08〜12.70μm;12.70〜16.00μm;16.00〜20.20μm;20.20〜25.40μm;25.40〜32.00μm;32〜40.30μmの13チャンネルを用いる。
トナー及びトナー粒子の平均円形度は、フロー式粒子像測定装置「FPIA−2100型」(シスメックス社製)を用いて測定を行い、下式を用いて算出する。
26分割した粒子径頻度データから、本願規定の範囲の円相当径を有する粒子の存在量を個数%で求めた。
また、円形度のバラツキを抑えるため、フロー式粒子像分析装置FPIA−2100の機内温度が26〜27℃になるよう装置の設置環境を23℃±0.5℃にコントロールし、一定時間おきに、好ましくは2時間おきに2μmラテックス粒子を用いて自動焦点調整を行う。
測定時には、トナー及びトナー粒子の濃度が3000〜1万個/μlとなる様に前記分散液濃度を調整し、1000個以上の粒子について計測する。計測後、このデータを用いて、円相当径3μm未満のデータをカットして、トナー及びトナー粒子の平均円形度を求める。
結着樹脂のガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計(DSC測定装置)、DSC−7(パーキンエルマー社製)、DSC2920(TAインスツルメンツジャパン社製)等を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。測定試料は5〜20mg、好ましくは10mgを精密に秤量する。それをアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを用い、測定範囲30〜200℃の間で、昇温速度10℃/minで測定を行う。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるクロマトグラムの分子量は次の条件で測定される。
40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を毎分1mlの流速で流し、試料濃度として0.05〜0.6質量%に調整した結着樹脂のTHF試料溶液を約50〜200μl注入して測定する。試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数(リテンションタイム)との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば東ソー社製或
いはPressure Chemical Co.製の分子量が6×102、2.1×1
03、4×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、4.48×106のものを用い、少なくとも10点程度の標準
ポリスチレン試料を用いるのが適当である。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。
カラムとしては、103〜2×106の分子量領域を的確に測定するために、市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせるのが良く、例えば昭和電工社製のshodex GPC KF−801,802,803,804,805,806,807の組み合わせや、Waters社製のμ−styragel 500、103、104、105の組
み合わせを挙げることができる。
(GPC測定条件)
・装置:GPC−150C(ウォーターズ社)
・カラム:GMH−HT30cm2連(東ソ−社製)
・温度:135℃
・溶媒:o−ジクロロベンゼン(0.1%アイオノール添加)
・流速:1.0ml/min.
・試料:0.15%の試料を0.4ml注入
以上の条件で測定し、試料の分子量算出にあたっては、単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用した。更に、Mark−Houwink粘度式から導き出される換算式でポリエチレン換算することによって算出する。
トナー粒子表面上の個数分布粒径の測定は、走査型電子顕微鏡(S−4700(株)日
立製作所製)を用いて行う。撮影倍率は10万倍とし、さらに撮影された写真を2倍に引
き伸ばした後、この写真像からトナー粒子表面を被覆する夫々の外添粒子を無作為に200〜500サンプル抽出する。抽出にあたっては、予めEDXによる元素分析を行い、それぞれの粒子がどのような種類の粒子で、どのような形状であるかを把握した上で、最大粒径を長径とし、最小粒径を短径とし、長径を基準に個数粒径の分布を求める。
(i)トナー分散液の調製
メタノール:水の体積混合比が45:55の水溶液を作製する。この水溶液10mlを30mlのサンプルビン(日電理化硝子:SV−30)に入れ、トナー20mgを液面上に侵しビンのフタをする。その後、ヤヨイ式振とう器(モデル:YS−LD)により2.5S-1で5秒間振とうさせる。この時、振とうする角度は、振とう器の真上(垂直)を0度とすると、前方に15度、後方に20度、振とうする支柱が動くようにする。サンプルビンは支柱の先に取り付けた固定用ホルダー(サンプルビンの蓋が支柱中心の延長上に固定されたもの)に固定する。サンプルビンを取り出した後、30秒後の分散液を測定用分散液とする。
(ii)透過率測定
(i)で得た分散液を1cm角の石英セルに入れて分光光度計MPS2000(島津製作所社製)を用いて、10分後の分散液の波長600nmにおける透過率(%)を測定する。
透過率(%)=I/I0×100 (I・・・透過光束 I0・・・入射光束)
ビニル系重合体成分として、スチレン1.9mol、2−エチルヘキシルアクリレート0.21mol、フマル酸0.15mol、α−メチルスチレンの2量体0.03mol、ジクミルパーオキサイド0.05molを滴下ロートに入れた。また、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7.0mol、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3.0mol、テレフタル酸3.0mol、無水トリメリット酸2.0mol、フマル酸5.0mol及び酸化ジブチル錫0.2gをガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計、撹拌棒、コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においた。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、150℃の温度で撹拌しつつ、先の滴下ロートよりビニル系樹脂の単量体及び重合開始剤を5時間かけて滴下した。次いで220℃に昇温を行い、4.5時間反応させてハイブリッド樹脂を得た。
GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)による分子量測定の結果を表1に示す。なお、表1において、Mwは重量平均分子量であり、Mnは数平均分子量であり、Mpはピーク分子量である。
キシレン200重量部中にスチレンアクリル樹脂成分として、スチレン70重量部、アクリル酸n−ブチル20質量部、マレイン酸モノブチル10質量部、ジ−t−ブチルパーオキサイド1質量部を温度計、ステンレス製攪拌棒、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した4口フラスコに入れ、マントルヒーター中で、窒素雰囲気にて120℃の温度で5時間攪拌しつつ滴下した。キシレンを環流させながら反応させ、減圧下で溶媒を蒸留除去し、スチレンアクリル樹脂を得た。
ハイブリッド樹脂製造例と同様にGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)による分子量測定の結果を表1に示す。
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3.6mol、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1.6mol、テレフタル酸1.7mol、無水トリメリット酸1.1mol、フマル酸2.4mol及び酸化ジブチル錫0.1gをガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計、撹拌棒、コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においた。窒素雰囲気下で、220℃で4.5時間反応させ、ポリエステル樹脂を得た。ハイブリッド樹脂製造例と同様にGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)による分子量測定の結果を表1に示す。
・ハイブリッド樹脂 100質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 5質量部
・ノルマルパラフィンワックス(最大級熱ピーク:70℃) 5質量部
・ジ−ターシャリブチルサリチル酸のアルミニウム化合物(荷電制御剤) 1質量部
上記材料をヘンシェルミキサーにより十分予備混合し、二軸押出し混練機で任意のバレル温度にて溶融混練した。冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕し、第
一段階の粉砕行程では、機械式粉砕方式による微粉砕機で一時間あたり40kgの処理スピードで10μm以下の粒径に微粉砕した。さらに、第二段階として、微粉砕物を再度ライナー−ローター間の距離を第一段階の機械式粉砕機より狭めたものを用い、一時間あたり80kgの処理スピードで機械式粉砕機により処理した。このとき、排温は45度まで上昇していた。続いて、得られた微粉砕物を分級と機械式衝撃力を用いる表面改質処理を同時に行う装置にて分級および球形化し、粒度分布における重量平均径が5.5μmのトナー粒子としてシアン系着色粒子(分級品)を得た。得られたシアン系着色粒子(分級品)100質量部に、表2に示す無機微粒子A1を1.5質量部、無機微粒子B1を1.5質量部、無機微粒子C1を1.0質量部とをヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)で混合して、トナー1を調製した。
このトナーのフロー式粒子像測定装置における円相当径(個数基準)2.00μm以上の粒子の平均円形度Rは、0.954であった。また、重量平均径は、5.5μmであっ
た。
また、円相当径(個数基準)2.00μm以上3.00μm未満、3.00μm以上6.92μm未満、6.92μm以上12.66μm未満の各円相当径範囲におけるそれぞれのトナーの平均円形度は、r(a)が、0.954、r(b)が0.954、r(c)が0.957となった。メタノール45体積%水溶液における透過率(%)は42%であった。その他、外添剤の被覆率等を表3にまとめた。
一段目の機械式粉砕方式による粉砕粒度を、20μm以下になるように調整した以外は、トナー製造例1と同様に粉砕、分級、球形化し、トナー粒子としてシアン系着色粒子(
分級品)を得た。得られたシアン系着色粒子(分級品)100質量部に、表2に示す無機微粒子A1を1.5質量部、無機微粒子B1を1.5質量部、無機微粒子C1を1.0質量部とをヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)で混合して、トナー2を調製した。トナー2の重量平均粒子径は、6.8μmであり、、円形度等トナーの物性は表3にまとめた。
一段目の機械式粉砕方式による粉砕粒度を、5μm以下になるように調整し、製造例1
に対して、分級と機械式衝撃力を用いる表面改質処理を同時に行う装置の分級ローター回転数を上げ、ブロア-風量を下げた以外は、トナー製造例1と同様に粉砕、分級、球形化
し、トナー粒子としてシアン系着色粒子(分級品)を得た。得られたシアン系着色粒子(分級品)は、無機微粒子C1を2.0質量部にした以外はトナー製造例1と同様に外添混合してトナー3を得た。トナー3の粒子径、円形度等トナーの物性を表3にまとめた。
分級と機械式衝撃力を用いる表面改質処理を同時に行う装置の分散ローター回転数を上げ、処理時間を伸ばし、微粉砕物投入量を抑え、冷風の温度を高めにし、トナー製造例1よりも球形化されやすい条件で製造した以外は、トナー製造例1と同様にして、トナー粒子を得た。得られたシアン系着色粒子(分級品)は、無機微粒子C1を0.2質量部にした以外はトナー製造例1と同様に外添混合してトナー4を得た。トナー4の粒子径、円形度等トナーの物性を表3にまとめた。
一段目の微粉砕をエアージェット方式の粉砕機を用い、分級と機械式衝撃力を用いる表面改質処理を同時に行う装置の分散ローター回転数を下げ、トナー製造例1よりも球形化されにくい条件で製造した以外は、トナー製造例1と同様にして、トナー粒子を得た。このトナー粒子に熱風による瞬間球形化処理を行いシアン系着色粒子(分級品)を得た。得られたシアン系着色粒子(分級品)は、無機微粒子C1を1.5質量部にした以外はトナ
ー製造例1と同様に外添混合してトナー5を得た。トナー5の粒子径、円形度等トナーの物性を表3にまとめた。
・樹脂粒子分散液1の調製
スチレン 370g
n−ブチルアクリレート 30g
アクリル酸 6g
ドデカンチオール 24g
四臭化炭素 4g
以上を混合、溶解した混合液を得た。この混合液を、非イオン性界面活性剤6g及びアニオン性界面活性剤10gをイオン交換水550gに溶解したものに、フラスコ中で分散させ、乳化させた。これを、10分間ゆっくりと混合しながら、過硫酸アンモニウム4gを溶解したイオン交換水50g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70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。こうして、平均粒子径が150nm、ガラス転移点が62℃、重量平均分子量(Mw)が12,000である樹脂粒子を分散させてなる樹脂粒子分散液1を調製した。
スチレン 280g
n−ブチルアクリレート 120g
アクリル酸 8g
以上を混合、溶解した混合液を得た。この混合液を、非イオン性界面活性剤6g及びアニオン性界面活性剤12gをイオン交換水550gに溶解したものに、フラスコ中で分散させ、乳化させた。これを、10分間ゆっくりと混合しながら、過硫酸アンモニウム3gを溶解したイオン交換水50g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70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。こうして、平均粒子径が110nm、ガラス転移点が55℃、重量平均分子量(Mw)が550,000である樹脂粒子を分散させてなる樹脂粒子分散液2を調製した。
ポリプロピレンワックス(融点85℃) 50g
アニオン性界面活性剤 5g
イオン交換水 200g
以上を95℃に加熱して、ホモジナイザー等を用いて分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、平均粒子径が570nmである離型剤を分散させてなる離型剤粒子分散液1を調製した。
C.I.ピグメントブルー15:3 20g
アニオン性界面活性剤 2g
イオン交換水 78g
以上を混合し、超音波洗浄機を用いて発振周波数26kHzで10分間分散を行って着色剤粒子分散液(アニオン性)1を調製した。
樹脂粒子分散液1 180g
樹脂粒子分散液2 80g
着色剤粒子分散液1 30g
離型剤粒子分散液1 50g
以上を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー等を用いて混合し、分散して混合液を調製した。
上記混合液に凝集剤としてのカチオン性界面活性剤を1.2g添加し、加熱用オイルバス中でフラスコ内を攪拌しながら50℃まで加熱した。50℃で1時間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると重量平均粒子径が約4.8μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。
その後、ここにアニオン性界面活性剤3gを追加した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら105℃まで加熱し、3時間保持した。そして、冷却後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で十分に洗浄、乾燥し、シアン系着色粒子を得た。
得られたシアン系着色粒子(分級品)100質量部と、表2に示す無機微粒子A1を0.3質量部、無機微粒子B1を0.8質量部、無機微粒子C2を1.0質量部とをヘンシェルミキサ(FM−75型、三井三池化工機(株)製)で混合して、トナー6を調製した。トナー6の粒子径、円形度等トナーの物性を表3にまとめた。
顔料として、C.I.ヒ゜ク゛メントフ゛ルー15:3 5質量部からC.I.ヒ゜ク゛メントイエロー74 8質量部に変え、トナー製造例1に対して、分級と機械式衝撃力を用いる表面改質処理を同時に行う装置の分級ローター回転数を下げ、ブロアー風量を上げ処理した以外は、トナー製造例1とほぼ同様にして、トナー粒子としてイエロー系着色粒子(分級品)を得た。イエロー系着色粒子(分級品)100質量部と、表2に示す無機微粒子A1を3.0質量部、無機微粒子B1を5.0質量部とをヘンシェルミキサ(FM−75型、三井三池化工機(株)製)で混合して、トナー7を調製した。トナー7の粒子径、円形度等トナーの物性を表3にまとめた。
顔料を、C.I.ヒ゜ク゛メントフ゛ルー15:3からC.I.ヒ゜ク゛メントレット゛122に変え
、結着樹脂を樹脂Cに変え、ジ−ターシャリブチルサリチル酸のアルミニウム化合物(荷電制御剤)を添加せず、さらにトナー製造例1に対して、分級と機械式衝撃力を用いる表面改質処理を同時に行う装置の分級ローター回転数を下げ、ブロア一風量を上げ処理した以外は、トナー製造例1とほぼ同様にしてマゼンタ系着色粒子(分級品)を得た。マゼンタ系着色粒子(分級品)100質量部と、表2に示す無機微粒子A2を0.2質量部、無機微粒子B1を0.08質量部、無機微粒子C2を2.0質量部とをヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)で混合して、トナー8を調製した。トナー8の粒子径、円形度等トナーの物性を表3にまとめた。
顔料を、C.I.ヒ゜ク゛メントフ゛ルー15:3からカーボンブラックに変え、さらにトナー製造例1に対して、分級と機械式衝撃力を用いる表面改質処理を同時に行う装置の分級ローター回転数を下げた以外は、トナー製造例1とほぼ同様にしてブラック系着色粒子(分級品)を得た。ブラック系着色粒子(分級品)100質量部と、表2に示す無機微粒子A3を1.5質量部、無機微粒子B2を0.1質量部、無機微粒子C1を2.5質量部とをヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)で混合して、トナー9を調製した。トナー9の粒子径、円形度等トナーの物性を表3にまとめた。
トナー製造例1で得たシアン系着色粒子(分級品)100質量部に、表2に示す無機微粒子A4を1.0質量部、無機微粒子B1を0.5質量部、無機微粒子C1を1.0質量部をヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)で混合して、トナー10を調製した。トナー粒子径、円形度等トナーの物性を表3にまとめた。
トナー製造例10におけるシアン系着色粒子(分級品)100質量部に、表2に示す無機微粒子A5を2.5質量部、無機微粒子B3を5.5質量部加え、ヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)で混合して、トナー11を調製した。トナー11の粒子径、円形度等トナーの物性を表3にまとめた。
トナー製造例10におけるシアン系着色粒子(分級品)100質量部に、表2に示す無機微粒子A6を0.5質量部、無機微粒子B4を2.0質量部、無機微粒子D1を1.5質量部とを加え、製造例10と同様にしてトナー12を調製した。トナー12の粒子径、円形度等トナーの物性を表3にまとめた。
トナー製造例10におけるシアン系着色粒子(分級品)100質量部に、表2に示す無機微粒子A7を5.0質量部、無機微粒子B5を5.0質量部とを加え、製造例10と同様にしてトナー13を調製した。トナー13の粒子径、円形度等トナーの物性を表3にまとめた。
トナー製造例9におけるブラック系着色粒子(分級品)100質量部に、表2に示す無機微粒子A1を5.5質量部、無機微粒子B1を1.2質量部とを加え、製造例10と同様にしてトナー14を調製した。トナー14の粒子径、円形度等トナーの物性を表3にまとめた。
トナー製造例6で得られたシアン系着色粒子を、さらに、エルボジェット分級機で分級し、中粉体を得た。得られた中粉体100質量部に、表2に示す無機微粒子A4を1.0質量部、無機微粒子B1を0.5質量部、無機微粒子C1を1.0質量部とを加え、ヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)で混合して、トナー15を調製した。トナー15の粒子径、円形度等トナーの物性を表3にまとめた。
トナー製造例6で、凝集粒子の形成時の攪拌速度と50℃までの昇温速度を加減し、重量平均粒子径が7.5μmである凝集粒子を得た以外は、製造例6と同様に、シアン系着色粒子を得た。得られたシアン系着色粒子(分級品)100質量部に、表2に示す無機微粒子A4を1.0質量部、無機微粒子B1を0.5質量部、無機微粒子C1を1.0質量部とを加え、ヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)で混合して、トナー16を調製した。トナー16の粒子径、円形度等トナーの物性を表3にまとめた。
結着樹脂を樹脂Cに変え、離型剤としてポリプロピレンワックス(融点138℃)を添加
し、製造例1と同様に混練、粗粉砕後し、エアージェット方式の粉砕機で10μm以下の微粉砕を得た後、エルボジェット分級機で分級し、中粉体を得た。得られたシアン系中粉体100質量部に、表2に示す無機微粒子A4を1.0質量部、無機微粒子B1を0.5
質量部、無機微粒子C1を1.0質量部とを加え、ヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)で混合して、トナー17を調製した。トナー17の粒子径、円形度等トナーの物性を表3にまとめた。
トナー製造例1と同様に混練、粗粉砕して、エアージェット方式の粉砕機で微粉砕した。エルボジェット分級機で分級し、重量平均粒子径が7.5μmの中粉体を得た。得られた中粉体を熱風による球形化を行い、シアン系着色粒子(分級品)を得た。
得られたシアン系着色粒子(分級品)100質量部に、表2に示す無機微粒子A4を1.0質量部、無機微粒子B1を0.5質量部、無機微粒子C1を1.0質量部とを加え、ヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)で混合して、トナー18を調製した。トナー18の粒子径、円形度等トナーの物性を表3にまとめた。
一段目の機械式粉砕方式による粉砕粒度を、5μm以下になるように調整し、製造例3に対して、分級と機械式衝撃力を用いる表面改質処理を同時に行う装置の分級ローター回転数をさらに上げ、ブロア-風量を下げた以外は、トナー製造例1と同様に粉砕、分級、
球形化し、重量平均粒子径が2.9μmのトナー粒子としてシアン系着色粒子(分級品)を得た。
得られたシアン系着色粒子(分級品)100質量部に、表2に示す無機微粒子A4を1.0質量部、無機微粒子B1を0.5質量部、無機微粒子C1を1.0質量部とを加え、ヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)で混合して、トナー19を調製した。トナー19の粒子径、円形度等トナーの物性を表3にまとめた。
マグネタイト微粒子(比抵抗5×107(Ω・cm))と、ヘマタイト微粒子(比抵抗3×108(Ω・cm))に対して、それぞれ3.5質量%、2.0質量%のシラン系カップリング剤(3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン)を加え、容器内で120℃以上で高速混合撹拌し、それぞれの微粒子を親油化処理した。
・フェノール 10質量部
・ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルデヒド37質量%水溶液) 6質量部
・上記処理したマグネタイト微粒子 74質量部
・上記処理したヘマタイト微粒子 10質量部
上記材料と、28質量%アンモニア水5質量部及び水10質量部をフラスコに入れ、攪拌、混合しながら45分かけて85℃まで昇温・保持し、3時間重合反応させて硬化させた。その後、30℃まで冷却し、更に水を添加した後上澄み液を除去し、沈殿物を水洗した後、風乾した。次いで、これを減圧下(5hPa以下)、60℃の温度で乾燥して、磁性微粒子が分散された状態の磁性微粒子分散型樹脂コア(A)を得た。得られた磁性微粒子分散型樹脂コアは、個数平均粒子径が35μm、BET比表面積が0.07(m2/g)であった。
モル比で、Fe2O3=54モル%、CuO=16モル%、MgO=30モル%になるように秤量し、ボールミルを用いて8時間混合を行った。これを900℃で2時間仮焼した後、ボールミルにより粉砕を行い、更にスプレードライヤーにより造粒を行った。これを1150℃で10時間焼結し、粉砕し更に分級して磁性微粒子分散型樹脂コア(B)を得た。得られた磁性微粒子分散型樹脂コア(B)は、個数平均粒子径が35μm、BET比表面積が0.15(m2/g)であった。
先述の磁性微粒子分散型樹脂コア(A)をコーター内に投入し、加湿窒素を流入させ水分量0.3質量%に調整した。その後、トルエン溶媒を用いて希釈したγ−アミノプロピルトリメトキシシラン3質量%を剪断応力を連続して印加しつつ、コア表面に処理した。乾燥窒素気流下で溶媒を揮発させながら行い、置換基がすべてメチル基であるストレートシリコーン樹脂0.5質量%及び、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン0.015質量%の混合物をトルエンを溶媒として磁性微粒子分散型樹脂コアに被覆した。乾燥窒素気流下で溶媒を揮発させながら行なった。さらに、この磁性コートキャリアを140℃で焼き付け、100メッシュの篩で、凝集した粗大粒子をカットし、次いで多分割風力分級機で微粉及び粗粉を除去して粒度分布を調整した。その後23℃,60%内で保たれたホッパー内で100時間調湿して磁性キャリア1を得た。
トルエン20部,ブタノール20部,水20部,氷40部を四つ口フラスコにとり、撹拌しながらCH3SiCl3 15モルと(CH3)2SiCl2 10モルとの混合物40
部を加え、更に30分間撹拌した後、60℃で1時間縮合反応を行った。その後シロキサンを水で十分に洗浄し、トルエン−メチルエチルケトン−ブタノール混合溶媒に溶解して固型分10%のシリコーンワニスを調製した。
このシリコーンワニスにシロキサン固型分100部に対して2.0部のイオン交換水および2.0部の下記式(II)で表される硬化剤と、3.0部の下記式(III)で表されるアミノシランカップリング剤を同時添加し、キャリア被覆溶液を作製した。
磁性キャリアに対して、トナー濃度が10%となるようにトナー1と磁性キャリア1をV型ブレンダーで混合して、シアン現像剤1を作製した。
現像剤1を用いて2成分現像評価を行った。
現像剤1を現像器に充填し、画像形成装置としてiRC−3200(キヤノン(株)製)
とともに、常温常湿(23℃,50%RH)に一晩放置した。その後、トナー濃度が一定となるようにトナーを逐次補給しながら、転写材として複写機用普通紙(80g/m2)を用い、後述する評価画像のサンプリングを行いながら、紙上のトナー載り量を0.55mg/cm2になるよう現像コントラストを調整、画像面積比率5%の画像5000枚を、単色モード、で出力した。次に、画像形成装置を現像器とともに、低温低湿(15℃,10%RH)環境下に移動して一週間放置し、後述する評価画像のサンプリングを行いながら、画像面積比率3%の画像3000枚を出力した。さらに、画像形成装置とともに高温高湿(30℃、80%RH)環境下に移動して一週間放置し、後述する評価画像のサン
プリングを行いながら、画像面積比率10%の画像1000枚を出力した。
潜像電界によって電界が閉じ易く、再現しにくい図12に示す様な小径(45μm)の孤立ドットパターンの画像を、常温常湿環境下における4000枚目で出力し、欠損の数を顕微鏡で観察し、ドット再現性を以下のように評価した。
(評価基準)
A:欠損2個以下/100個
B:欠損3〜5個/100個
C:欠損6〜10個/100個
D:欠損11個以上/100個
高温高湿環境下における10枚目と900枚目において、図13に示す80μm×50μmのチェッカー模様の画像を出力し、顕微鏡により100個のベタ部のうちの欠損の数を観察し、10枚目から900枚目への欠損数の増加をトナーの耐久安定性の指標として、以下のように評価した。
(評価基準)
A:欠損数の増加が0〜2個
B:欠損数の増加が3〜5個
C:欠損数の増加が6〜10個
D:欠損数の増加が11個以上
低温低湿環境下における2500枚目、および高温高湿環境下における800枚目において、図14に示すような縞状の細線画像を出力した。(図14は、解像度600dpiにおける潜像部幅が2ドットであり、非潜像部幅が5ドットの潜像画像である。)
そして、それぞれの画像から無作為に5箇所を選び、画像の細線幅の平均値と、理論潜像部幅(との差の絶対値で評価した。
(評価基準)
A:0μm以上、7μm未満
B:7μm以上、15μm未満
C:15μm以上、20μm未満
D:20μm以上
常温常湿環境下における4500枚目においてベタ画像を出力し、画像濃度を測定した。尚、画像濃度は前記したX−Riteカラー反射濃度計(Color reflection densitometer X−Rite 404A)で測定した。
(評価基準)
A:非常に良好(1.60以上)
B:良好(1.40以上、1.60未満)
C:普通(1.20以上、1.40未満)
D:悪い(1.20未満)
低温低湿環境下における画像出力が終了した後、ベタ白画像を出力し、ベタ白画像形成途中で画像形成装置を強制的に停止させ、電子写真感光体ドラム上のベタ白画像部分を透
明なポリエステル製の粘着テープでテーピングし、白色紙に貼りつけた。同じ白色紙に未使用のテープのみを貼りつけてそれぞれの白色度を測定し、白色度の差からカブリを算出した。尚、白色度はアンバーフィルターを搭載したリフレクトメーター(東京電色社製の「REFLECTOMETER MODEL TC−6DS」)によって測定した。
(評価基準)
A:非常に良好(2.0%未満)
B:良好(2.0%以上、3.0%未満)
C:普通(3.0%以上、5.0%未満)
D:悪い(5.0%以上)
低温低湿環境下における2900枚目、および高温高湿環境下における950枚目にベタ画像を出力し、ベタ画像形成時の電子写真感光体ドラム上の転写残トナーを、透明なポリエステル製の粘着テープによりテーピングしてはぎ取り、はぎ取った粘着テープを紙上に貼ったものの濃度から、粘着テープのみを紙上に貼ったものの濃度を差し引いた濃度差をそれぞれ算出した。そして、その濃度差の値から、以下のようにして判定した。尚、濃度は前記したX−Riteカラー反射濃度計で測定した。
(評価基準)
A:非常に良好(0.05未満)
B:良好(0.05〜0.1未満)
C:普通(0.1〜0.2未満)
D:悪い(0.2以上)
常温常湿環境下における50枚目に、感光ドラムと中間転写体との周速差がない条件になるよう中間転写ベルト駆動ローラー径を調整したユニットに交換し、図15に示すライン画像をA4サイズ中央部に、通紙方向にライン画像を形成し、画像上のライン中央部が転写されずにエッジ部のみが転写される、いわゆる「転写中抜け」の有無を確認した。図15は、解像度600dpiにおける潜像部幅が2、4、6、8、10ドットラインを各二本、各ライン間の非潜像部幅50ドットとなるよう配置した潜像画像である。そして、出力された画像の、どのドット幅のラインで初めて中抜けが発生したのか、目視及び20倍ルーペによる観察から確認した。
(評価基準)
A:非常に良好(中抜けがまったくない)
B:良好(2ドットラインで、ルーペを使った観察で、わずかに中抜けが確認されるレ
ベル)
C:普通(2ドットラインで、目視で中抜けが確認されるレベル)
D:悪い(4ドットライン以上で、目視で中抜けが確認されるレベル)
高温高湿環境下500枚目に、図15に示すライン画像をA4先端部分中央に、先端余白5mm、後端余白160mmをとり、通紙方向にライン画像が形成されるように10枚の画像を出力する。そして、ライン画像末端部から感光ドラム一周後の露光されていない位置に帯電不良によるライン状の像(中抜けゴースト)が出現していないか目視で確認する。
(評価基準)
A:良好(中抜けがまったくない)
B:普通(2ドットラインのゴースト出現の確率が20%未満であり、実用上問題ないレ
ベル)
C:悪い(2ドットラインのゴースト出現の確率が20%以上であり、実用上問題となる
レベル)
高温高湿環境下での画像出力後、現像器にクリーニングブレードを組みつけ、さらに画像面積比率10%の画像1000枚出力して、クリーニングされない残トナーのたて筋や斑点状が画像上に見えた時、クリーニング不良発生と判定した。
(評価基準)
A:非常に良好(画像欠陥はまったくない。)
B:良好(斑点状の模様が2〜3点発生。)
C:普通(斑点状あるいは筋状の模様が若干発生。)
D:悪い(斑点状,筋状の模様、濃度ムラが発生。)
レーザージェット4100(ヒューレットパッカード社製)の定着器の改造機を用い、定着ユニットは手動で定着温度が設定できるように改造した状態で定着試験を行った。現像剤1を現像器に充填し、画像形成装置としてiRC−3200(キヤノン(株)製)で
、単色モードで常温常湿度環境下(23℃/60%)において、紙上のトナー載り量を1.2mg/cm2になるよう現像コントラストを調整し、未定着画像を作成した。A4(CLC推奨紙であるTKCLA4)上に画像面積比率25%で画像を形成する。常温常湿度環境下(23℃/60%)において120℃から順に10℃づつ上げ、オフセットや巻きつきが生じない温度幅を定着可能領域とした。
(評価基準)
A:定着幅が50℃以上。
B:定着幅が40℃以上50℃未満。
C:定着幅が20℃以上40℃未満。
D:定着幅が20℃未満。
実施例1と同様にして、トナー2と磁性キャリア1を混合して、シアン現像剤2を作製した。
実施例1と同様にして、トナー3と磁性キャリア1を混合して、シアン現像剤3を作製した。
実施例1と同様にして、トナー4と磁性キャリア1を混合して、シアン現像剤4を作製した。
実施例1と同様にして、トナー5と磁性キャリア1を混合して、シアン現像剤5を作製
した。
実施例1と同様にして、トナー6と磁性キャリア1を混合して、シアン現像剤6を作製した。
実施例1と同様にして、トナー7と磁性キャリア1を混合して、イエロー現像剤1を作製した。
実施例1と同様にして、トナー8と磁性キャリア1を混合して、マゼンタ現像剤1を作製した。
実施例1と同様にして、トナー9と磁性キャリア1を混合して、ブラック現像剤1を作製した。
磁性キャリアに対して、トナー濃度が10%となるようにトナー10と磁性キャリア1
をV型ブレンダーで混合して、シアン現像剤7を作製した。
実施例10と同様にして、トナー11と磁性キャリア1を混合して、シアン現像剤8を作製した。
実施例10と同様にして、トナー12と磁性キャリア1を混合して、シアン現像剤9を作製した。
実施例10と同様にして、トナー13と磁性キャリア1を混合して、シアン現像剤10を作製した。
磁性キャリアに対して、トナー濃度が10%となるようにトナー14と磁性キャリア2
をV型ブレンダーで混合して、ブラック現像剤2を作製した。
実施例14と同様にして、トナー15と磁性キャリア2を混合して、シアン現像剤11を作製した。
実施例14と同様にして、トナー16と磁性キャリア2を混合して、シアン現像剤12を作製した。
実施例14と同様にして、トナー17と磁性キャリア2を混合して、シアン現像剤13を作製した。
実施例14と同様にして、トナー18と磁性キャリア2を混合して、シアン現像剤14を作製した。
実施例14と同様にして、トナー19と磁性キャリア2を混合して、シアン現像剤15を作製した。
2 帯電ローラ
3 レーザビームスキャナ
4 現像装置
5 転写ローラ
6 帯電極性の均一化手段
S1〜S4バイアス電圧印加電源
11 現像装置
21 帯電器
22 レーザー露光器
23 転写帯電器
24 転写ベルト
25 定着器
26 クリーナー
27 記録紙
28 感光ドラム
30 ケーシング
31 冷却ジャケット
32 分散ロータ
33 角型ディスク(ハンマー)
34 ライナー
35 分級ローター
36 案内手段(ガイドリング)
37 原料投入口
38 原料供給弁
39 原料供給口
40 製品排出口
41 製品排出弁
42 製品抜取口
43 天板
44 微粉排出部
45 微粉排出口
46 冷却導入口
47 第一の空間
48 第二の空間
49 表面改質ゾーン
50 分級ゾーン
315 定量供給機
319 冷風発生手段
320 冷水発生手段
321 トナー粒子輸送手段
359 サイクロン入口
362 バグ
364 ブロアー
369 サイクロン
380 原料ホッパ
431 微粉砕機
432 風力分級機
433 原料供給機
434 搬送管
435 ノズル
436 衝突板
437 粉砕室
438 コレクター
439 本体ホッパー
440 センターコア
441 セパレートコア
442 排出管
443 二次エア供給口
Claims (8)
- 少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含有するトナー粒子と無機微粒子を有するカラートナーにおいて、
前記トナーの重量平均粒子径(D4)が3.0μm〜7.0μmであり、
前記トナーをメタノール45体積%水溶液中に分散した分散液に対する波長600nmの光の透過率(%)が、30〜70%の範囲であり、
フロー式粒子像測定装置における円相当径2.00μm以上の前記トナーの平均円形度をR、円相当径2.00μm以上3.00μm未満、3.00μm以上6.92μm未満
、6.92μm以上12.66μm未満の各円相当径範囲における、トナーの平均円形度をそれぞれ、r(a)、r(b)、r(c)とすると、前記R、r(a)、r(b)、r(c)の関係が式(1)
〜式(4)を満足することを特徴とするカラートナー。
0.940 ≦ R ≦ 0.970 (1)
R − 0.015 ≦ r(a) ≦ R + 0.015 (2)
R − 0.015 ≦ r(b) ≦ R + 0.015 (3)
R − 0.015 ≦ r(c) ≦ R + 0.015 (4) - 前記カラートナーが、無機微粒子として、少なくとも個数平均粒子径が60nm以上300nm未満である無機微粒子(A)と個数平均粒子径が10nm以上60nm未満である無機微粒子(B)を含有し、いずれかの無機微粒子がシリコーンオイル処理されていることを特徴とする請求項1に記載のカラートナー。
- 前記トナー粒子の表面には前記無機微粒子が被覆されており、トナー粒子の表面に無機微粒子が被覆されている割合(被覆率)が60%以上であり、
前記無機微粒子(A)の被覆率をF(A)、前記無機微粒子(B)の被覆率をF(B)としたとき、F(A)、F(B)の関係が、式(5)を満足することを特徴とする請求項2に記載のカラートナー。
1.0≦F(B)/F(A)≦10.0・・・・・・・・・・・(5) - 前記カラートナーが、無機微粒子(A)、無機微粒子(B)を含有し、
さらに酸化チタン及び酸化アルミニウムの中から選ばれる1種以上の無機微粒子を含有することを特徴とする請求項2又は3に記載のカラートナー。 - 前記結着樹脂が、少なくともポリエステルユニットを含有する樹脂であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のカラートナー。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載のカラートナーとキャリアとを有する二成分系現像剤。
- 前記キャリアが、少なくともバインダー樹脂に磁性微粒子が分散されてなる磁性微粒子分散型樹脂コアと、該磁性微粒子分散樹脂コアの表面を被覆する被覆層とを有する磁性キャリアであることを特徴とする請求項6記載の二成分系現像剤。
- 静電潜像を担持する像担持体、該像担持体を帯電させる帯電手段、該帯電手段によって帯電された像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段、該像担持体上に形成された静電潜像を少なくとも請求項1〜請求項5に記載のトナーで可視化してトナー画像を形成する現像手段、該像担持体上のトナー画像を転写材に転写する転写手段、該転写手段において、該トナー画像が転写材に転写された後に該像担持体上に残留したトナーを該現像部で回収する手段を有することを特徴とする画像形成方法。
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