JP2010224502A - 静電荷像現像用トナー、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トナー粒子と、トナー粒子表面に付着された、複数個の1次粒子が不可逆的に合一してなる外添剤粒子とを含む静電荷像現像用トナーである。該外添剤粒子は好ましくは、球状の一次粒子が2個以上300個以下合一してなる数平均長軸径が0.06μm以上1μm以下で形状係数SF2が110以上160以下である粒子であることが好ましい。
【選択図】なし
Description
高画質を達成する手段としては光学系で作成された精細な潜像を忠実に作像する必要があり、精細な潜像の忠実な再現性向上のためトナーとしては小粒径化が図られている。また、高速化、低消費エネルギー化の観点からは、より短時間で定着し得る電子写真用トナー、より低温で定着し得る電子写真用トナー、すなわち低い定着エネルギーで定着し得る電子写真用トナーの要求が強い。トナーの定着エネルギーを低くする手段として、トナー用樹脂(結着樹脂)としてガラス転移温度の比較的低いものを用いたり、可塑剤を添加したりする手段がとられており、トナー粒子の凝集を抑制しつつ、定着エネルギーを下げることが求められている。
これに対し、外添剤の遊離、埋没防止に対して、大粒径の無機粒子を外添剤として用いる技術が開示されている(例えば、特許文献1、2参照。)。
また、流動性改善のため、トナー粒子表面に疎水性シリカが部分的に凝集した状態で付着している非磁性トナー(例えば、特許文献3参照。)や、トナー粒子と外添剤の混合時に条件を制御することで、トナー粒子に無機粒子の可逆な緩凝集体を付着させる技術(例えば、特許文献4、5参照。)が開示されている。
すなわち請求項1に係る発明は、
トナー粒子と、トナー粒子表面に付着された、複数個の1次粒子が不可逆的に合一してなる外添剤粒子とを含む静電荷像現像用トナーである。
前記外添剤粒子の形状として、下記式1から求められる形状係数SF2が110以上160以下の範囲である請求項1記載の静電荷像現像用トナーである。
式1・・・〔(粒子周囲長^2)/(粒子投影面積*4*π)〕×100
請求項3に係る発明は、
前記外添剤粒子が、投影面積上で2個以上300個以下の1次粒子が不可逆的に合一してなる粒子である請求項1又は請求項2記載の静電荷像現像用トナーである。
前記トナー粒子の表面に付着された前記外添剤粒子の量がトナー1粒子当たりに付着している数平均個数で5以上300以下である請求項1から請求項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。
請求項5に係る発明は、
前記外添剤粒子を構成する1次粒子の数平均粒径D1と、該外添剤粒子の数平均長軸径D2とが、下記式2で表される関係にある請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーである。
式2・・・ 1.5 ≦ D2/D1 ≦ 15
前記外添剤粒子の数平均長軸径が0.06μm以上1μm以下である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項7に係る発明は、
前記トナー粒子のガラス転移温度が35℃以上70℃以下である請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
請求項8に係る発明は、
現像手段を備えた画像形成装置に脱着され、前記現像手段に供給するための請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーが収納されたトナーカートリッジである。
現像剤保持体を備え、請求項1から請求項7のいずれか1項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が収容されたプロセスカートリッジである。
請求項10に係る発明は、
潜像保持体と、
前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成させる静電潜像形成手段と、
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記潜像保持体上に形成された前記トナー像を記録媒体表面に転写する転写手段と、トナー像を記録媒体表面に定着する定着手段と、を有する画像形成装置である。
請求項5に係る発明によれば、外添剤粒子を構成する1次粒子の数平均粒径D1と、該外添剤粒子の数平均長軸径D2とが、式2:〔1.5 ≦ D2/D1 ≦ 15〕で表される関係にないものに比較して、部材への傷がより抑制される。
請求項7に係る発明によれば、トナー粒子のガラス転移温度が範囲外のものを用いた場合に比較して、トナー粒子の定着部材への付着がより抑制される。
請求項9に係る発明によれば、外添剤粒子として範囲外のものを用いた場合に比較して、搬送経路での詰まりが抑制されたプロセスカートリッジが提供される。
<静電荷像潜像用トナー>
本実施形態の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)におけるトナー粒子は、1種類以上の結着樹脂を含有し、必要に応じて着色剤、離型剤等のその他の添加剤を含んでもよい。このトナー粒子は、その表面に、一次粒子が複数個不可逆的に合一して形成された外添剤粒子(以下、適宜、特定外添剤粒子と称する)が付着されていることを特徴とする。
本実施形態では、外添剤として、複数個の1次粒子が不可逆的に合一して得られた不定形の粒子を用いる。通常、破砕法などにより得られる不定形粒子は、形状係数SFが100前後の球状粒子に比較してトナー粒子への埋没が抑制されるものの、鋭利な形状を有するため画像形成部材などに傷を付けたり、トナー粒子に被覆層を有する場合などには、被覆層に損傷を与えたりしやすいが、本実施形態においては、1次粒子が合一することで形成された特定外添剤粒子は表面に凹凸を有し、且つ、鋭利な角を有しない不定形粒子となる。
本実施形態に係る特定外添剤粒子は、1次粒子が複数個、不可逆的に合一してなる外添剤粒子である。この不定形粒子の形状は、表面に凹凸を有する塊状体であり、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡により観察した形状として、下記式1より求められる形状係数SF2が110以上160以下の範囲である形状を有するものが好ましい。
式1・・・・〔(粒子周囲長^2)/(粒子投影面積*4*π)〕×100
1次粒子の形状係数SF2は、電子顕微鏡(例えば日立株式会社製:S−4100など)を用いて特定外添剤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300個以上の特定外添剤粒子の粒子周囲長及び投影面積から、個々の粒子について上記式1により求める。
なお、上記形状係数SF2が110以上160以下の範囲である特定外添剤粒子は、具体的には以下のような形状をした粒子である。
・ポテト、ラズベリーのような凹凸を有する粒子
・だるまや落花生のような複数粒子が融合した形状の粒子
・金平糖のような突起を有する粒子
・米粒や蚕豆などのようなゆがんだり変形している粒子
また、本実施形態のトナーは、クリーニングブレードとトナー回収装置とを有する画像形成装置に用いた場合においても、複数個の1次粒子が合一した粒子が表面に多くの凹凸構造を有するために、クリーニングブレードによる応力をいずれの方向から受けた場合にも、特定外添剤粒子のトナー粒子への埋没が抑制され、回収したトナーの流動性低下が抑制されるため、トナーの装置への付着や回収したトナー搬送経路での詰まりが発生しにくいものと推察される。このように、トナーの特性の変化が最小限に抑制されるため、本実施形態のトナーは、トナーの回収装置を有する画像形成装置や、回収したトナーの再利用装置を有する画像形成装置にも適用されるものと推察される。
また、外添剤粒子を大粒径化することで、トナー粒子への埋没を抑制することも考えられる。大粒径化することで一定の埋没抑制の効果を得られるが、クリーニングブレードなどで圧力を受けたときや、長期間現像装置内部で攪拌され続けるときなどは、十分な効果を発揮することは難しい。さらに、外添剤粒子を単純に大径化するとトナー粒子から脱離しやすくなり、画像形成装置内部の部材が汚染される場合もある。
本実施形態において、一次粒子が不可逆的に合一するとは、特定外添剤粒子が応力を受けた場合、例えば、本実施形態のトナーが現像装置の内部で攪拌されたり、クリーニングブレードにより掻き取られて回収装置に回収された場合等においても、特定外添剤粒子が一次粒子に再分割されずに当初の形状を維持していることを意味する。
富士ゼロックス社製の画像形成装置ApeosPort−II C7500の駆動手段を改造し、現像装置単独の駆動を行なう。白紙の出力を連続して行なわせることで、現像装置が駆動し、装置内部の現像剤は攪拌によるストレスを受ける。
このようにして現像装置の駆動を2時間行った後に、現像装置内部から現像剤を採取し、電子顕微鏡(例えば日立株式会社製:S−4100など)でトナーを観察し、現像装置における駆動の履歴を受けていない現像剤と比較する。電子顕微鏡で観察する項目としては、粒子の大きさ、粒子形状の変化が挙げられる。電子顕微鏡観察による特定外添剤粒子の変化率、再分散率はそれぞれ30個数%以下であることが好ましい。
走査型電子顕微鏡(例えば日立株式会社製:S−4100など)を用いて外添剤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、300個以上の外添剤粒子の円相当径、長軸径、短軸径を測定し、それぞれの平均値を計算して、数平均粒子径、長軸径、短軸径とした。
本実施形態の特定外添剤粒子は複数個の1次粒子が不可逆的に合一してなるが、外添剤粒子を構成する1次粒子としては、該1次粒子の数平均粒径D1と、該特定外添剤粒子の数平均長軸径D2とが、下記式2で表される関係にあることが好ましい。即ち、1次粒子の数平均長軸径は、目的とする特定外添剤粒子の数平均長軸径に対して、1/15以上2/3以下であることが効果の観点から好ましい。
式2 ・・・1.5 ≦ D2/D1 ≦ 15
1次粒子は、上記観点から、数平均長軸径が0.02μm以上0.50μm以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは、0.03μm以上0.3μm以下の範囲である。
ここで、1次粒子の数平均粒子径は、電子顕微鏡(例えば日立株式会社製:S−4100など)を用いて一次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300個以上の一次粒子の円相当径を測定し、その数平均値を求めることにより行われる。また、特定外添剤粒子を直接、電子顕微鏡で観察し、特定外添粒子の形状を撮影してその表面の凹凸や1次粒子の接合面の観察、全体の形状などから1次粒子の粒径が測定される。この場合は1次粒子が見えている部分をもとに、合一前の1次粒子の形状や粒径を推定し、同様に測定しうる。
式3・・・SF1=〔(ML2/A)×(π/4)〕×100
上記式中、ML:トナー粒子の絶対最大長、A:トナー粒子の投影面積、π:円周率であり、真球の場合、SF1=100であり、SF1は最小となる。
1次粒子は、有機粒子としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂粉末、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ナイロン、尿素樹脂等の粒子が挙げられる。
また、無機粒子としては、例えば、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、塩化セリウム、ベンガラ、酸化クロム、酸化セリウム、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等が挙げられる。
これらのなかでも、画質への影響が少ない観点から、ビニル重合樹脂、架橋性樹脂などの樹脂粒子、シリカ、チタニア、酸化セリウムなどの酸化金属粒子等が好ましい。
具体的には、例えば分散重合や乳化重合、懸濁重合などで得た1次粒子(有機粒子)分散物を加熱し、1次粒子の表面を溶融させて複数個融着させる方法、1次有機粒子分散液に有機溶剤などを添加して1次有機粒子の表面を溶解し、複数個を融着させる方法、1次粒子の分散液のpHを変えたり凝集剤や塩等を加えて凝集合一させる方法、複数の1次粒子を、結着樹脂を用いて接着する方法、1次粒子の分散液あるいは1次粒子凝集物分散液の乾燥時に液架橋を利用して合一させる方法、あるいはこれらの方法を複数組合せる方法があげられる。また、1次粒子の分散液あるいは1次粒子凝集物分散液にモノマーを滴下してシード乳化重合を行なう方法も用いることができ、この場合、とくに架橋性モノマーを用いることが好ましい。
あるいは、シリカ粒子などの製造方法を制御し、複数の粒子の凝集体を作製する方法(例えば、高温火炎加水分解法シリカの製造に際して、原料供給速度と燃焼温度を制御する方法)、ゾルゲル法で一次粒子を作製し、塩析凝集させてから乾燥する方法など、目的に応じて選択される。
特定外添剤粒子は、上記1次粒子が投影面積上で2個以上300個以下合一して得られたものであることが、得られる粒子径及び凹凸形成の観点から好ましく、2個以上100個以下合一して得られたものであることがより好ましい。
特性外添剤粒子を構成する1次粒子個数が1個以下では合一粒子を構成しえない。特性外添剤粒子を構成する1次粒子個数が多くなりすぎると、特定外添剤粒子としての有効な凹凸を形成しにくくなる。
特定外添剤粒子を構成する1次粒子の数は、前記サイズ測定で用いた如き電子顕微鏡写真により計測される。
特定外添剤粒子の形状として下記式1から求められる形状係数が110以上160以下の範囲であることが好ましく、形状係数が小さすぎると特定外添剤粒子の有効な凹凸が少なく、機能発現の効率が低下する。形状係数が大きすぎると、合一粒子としての強度が低下しやすく、特定外添剤粒子が破壊や変形しやすくなる。
式1・・・〔(粒子周囲長^2)/(粒子投影面積*4*π)〕×100
式2・・・1.5 ≦ D2/D1 ≦ 15
特定外添剤粒子を構成する1次粒子の投影面積上の個数は、特定外添剤粒子を電子顕微鏡で観察撮影して、粒子表面の凹凸や1次粒子の接合面の観察、全体の形状などから1次測定される。この測定方法では、1次粒子が見えている部分をもとに、合一前の1次粒子の形状や粒径を推定し、投影面上において構成する1次粒子の個数を測定しうる。特定外添剤粒子構成する1次粒子の個数は、例えば、特定外添剤粒子を前記したく手段により作製するときの1次粒子の濃度や攪拌速度によって制御される。
このようにして得られた特定外添剤粒子は、公知の外添剤を添加する工程と同条件で、トナー粒子と混合され、以下に詳述するトナー粒子表面に付着される。
本実施形態のトナー粒子は、少なくとも1種類以上の結着樹脂を含み、必要に応じて、着色剤、離型剤、その他の内添剤を含んでもよい。
以下、本実施形態のトナー粒子を構成する各成分の詳細について順次説明する。
(1.結着樹脂)
結着樹脂としては、特に制限はないが、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類;ビニルメチルエーテル、ビニルイソ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、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;エチレン、プロピレン、ブタジエンなどのポリオレフィン類などの単量体を含んで構成される単独重合体、又はこれらを2種以上組み合せて得られる共重合体、さらにはこれらの混合物が挙げされる。また、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等、非ビニル縮合樹脂、又は、これらと前記ビニル樹脂との混合物や、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等を挙げられる。
スチレン系単量体としては、具体的には、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルナフタレンや、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−エチルスチレン、3−エチルスチレン、4−エチルスチレン等のアルキル鎖を持つアルキル置換スチレン、2−クロロスチレン、3−クロロスチレン、4−クロロスチレン等のハロゲン置換スチレン、4−フルオロスチレン、2,5−ジフルオロスチレン等のフッ素置換スチレン等が挙げられる。また、(メタ)アクリル酸系単量体としては、具体的には、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸n−メチル、(メタ)アクリル酸n−エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ペンチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸n−ヘプチル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸n−デシル、(メタ)アクリル酸n−ドデシル、(メタ)アクリル酸n−ラウリル、(メタ)アクリル酸n−テトラデシル、(メタ)アクリル酸n−ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸n−オクタデシル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸アミル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸イソヘキシル、(メタ)アクリル酸イソヘプチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ビフェニル、(メタ)アクリル酸ジフェニルエチル、(メタ)アクリル酸t−ブチルフェニル、(メタ)アクリル酸ターフェニル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t−ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−βカルボキシエチル、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。これらのモノマーを目的に応じて選択し、組み合わせて公知の方法により製造される。
結晶性樹脂を用いることもでき、結晶性樹脂はトナー粒子に、固形分換算で2質量%以上30質量%以下の範囲で使用されることが好ましく、より好ましくは5質量%以上20%質量%以下の範囲である。
結晶性樹脂の含有量が上記範囲において、良好な定着特性が得られる。
トナー粒子のガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計(例えばマックサイエンス社製:DSC3110、熱分析システム001、など)を用い、0℃から150℃まで、昇温速度10℃/分の条件下で測定することによりDSCスペクトルを得て、該スペクトルから決定される。
本実施形態のトナー粒子は、離型剤を含有してもよい。
本実施形態のトナー粒子に用いられる離型剤としては、ASTMD3418−8に準拠して測定された主体極大ピークが50℃以上140℃以下の範囲内にある物質が好ましい。
主体極大ピークの測定には、例えばパーキンエルマー社製のDSC−7を用いてもよい。この装置の検出部の温度補正はインジウムと亜鉛との融点を用い、熱量の補正にはインジウムの融解熱を用いる。サンプルは、アルミニウム製パンを用い、対照用に空パンをセットし、昇温速度10℃/minで測定を行う。
本実施形態のトナー粒子は着色剤を含有してもよい。
着色剤としては、公知の着色剤であれば特に限定されないが、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック、ベンガラ、紺青、酸化チタン等の無機顔料、ファストイエロー、ジスアゾイエロー、ピラゾロンレッド、キレートレッド、ブリリアントカーミン、パラブラウン等のアゾ顔料、銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン顔料、フラバントロンイエロー、ジブロモアントロンオレンジ、ペリレンレッド、キナクリドンレッド、ジオキサジンバイオレット等の縮合多環系顔料があげられる。
その他の内添剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等が公知の材料を含んでも構わない。
トナー粒子の体積平均粒径の測定は、コールターマルチサイザー−II型(ベックマン−コールター社製)等の測定器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、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積50%となる粒径を体積D50v、数D50P、と定義する。特に明記しない場合、トナー母粒子の体積平均径は上記方法で測定された累積50%となる粒径である体積D50vを用いる。
このようにしてトナー粒子を製造した後、前記特定外添剤及び所望により併用する他の公知の外添剤(以下、「他の外添剤」と表現する場合がある)をトナー粒子表面に付着させることで、本実施形態のトナーを得る。
トナー粒子への特定外添剤粒子及び他の外添剤の付着方法は、乾燥状態あるいはスラリー状態で剪断力を与えて付着させる方法が挙げられる。また、特定外添剤粒子をまずトナー粒子に付着させた後、他の外添剤を付着させてもよい。
さらに、トナー粒子の表面に特定外添剤粒子が存在するために、他の外添剤を用いる場合には、特定外添剤粒子がスペーサとしての機能を発揮し、他の外添剤のトナー粒子への埋没が抑制され、トナー特性の変動が抑えられるものと推察される。
トナー粒子の表面に付着された特定外添剤粒子の量は、トナー1粒子当たり数平均個数で5個以上300個以下であることが好ましい。
なお、本実施形態のトナーは、前記特定外添剤粒子に加え、他の外添剤を併用してもよい。併用される他の外添剤としては特に制限はなく、公知の外添剤はいずれも使用してもよい。
静電荷像現像用現像剤は、前記本実施形態の静電荷像現像用トナーを含有する。
本実施形態の静電荷像現像用トナーを含む現像剤は、目的に応じて他の成分を配合してもよい。
具体的には、本実施形態のトナーを単独で用いると一成分系の静電荷像現像用現像剤となり、また、キャリアと組み合わせて用いると二成分系の静電荷像現像用現像剤となる。二成分系現像剤中におけるトナーの濃度は1質量%以上20質量%以下の範囲とすることが好ましい。
本実施形態の画像形成装置は、像保持体と、該像保持体表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記像保持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像を前記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表面に転写する転写手段と、前記記録媒体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、転写後の前記像保持体表面に残存するトナーを除去するトナー除去手段と、を少なくとも備え、前記現像剤が既述の本実施形態のトナーを含有することを特徴とする。
そして、前記現像剤としては、上述した本実施形態のトナーを含有する現像剤が用いられる。
帯電工程では、帯電手段として接触型帯電装置2を用いることにより電子写真感光体1が帯電されるが、帯電手段としてはコロトロン、スコロトロンなどの非接触方式の帯電器、及び、電子写真感光体の表面に接触させた導電性部材(体積抵抗率:1011Ωcm以下、以下の部材も同様)に電圧を印加することにより、電子写真感光体を帯電させる接触方式の帯電器が挙げられ、いかなる方式の帯電器でもよい。
前記接触帯電方式の帯電装置においては、導電性部材の形状はブラシ状、ブレード状、ピン電極状、ローラ状等の何れでもよく制限を受けるものではない。
現像方式は、既知の方式を用いて行なわれるが、二成分現像剤による現像方式としては、カスケード方式、磁気ブラシ方式などがあり、特に制限を受けるものではない。
特に、現像剤保持体の周速が200mm/sec以上800mm/sec以下の範囲で回転させることが好適であり、300mm/sec以上700mm/sec以下の範囲の場合がより好適である。マグロールの周速が上記範囲であると、近年における高速化への対応に適し、高濃度画像再現性が良好となり、且つ、特に小型現像機に適用した場合には、現像器の機械的強度不足に起因する層形成部材の歪みの発生が抑制され、現像剤保持体上の現像剤のむらによる濃度再現性の低下が抑制される。
リサイクル手段のその他の例としては、クリーニング装置により除去された残留トナーを搬送コンベアによって補給用トナー供給口又は現像器に供給する方法や、中間室において補給用トナーとリサイクルトナーとを混合して現像器へ供給する方法等を挙げることができる。現像器へ直接戻す方式あるいは中間室にて補給用トナーとリサイクルトナーとを混合して供給する方式を好ましく挙げることができる。
本実施形態のプロセスカートリッジは、少なくとも現像剤保持体を備え、現像剤として本実施形態の現像剤を用いている。またそのほかに、像保持体、帯電手段、トナー除去手段等を備えてもよい。
本実施形態のトナーカートリッジは、現像手段を少なくとも備えた画像形成装置に対して脱着され、前記トナー像形成手段に供給するためのトナーを含む現像剤を収納し、前記トナーが既述の本実施形態のトナーであることを特徴とする。なお、本実施形態の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、例えば現像剤が収められてもよい。
なお、実施例中において「部」及び「%」は、特に断りのない限り「質量部」及び「質量%」を意味する。
<特定外添剤粒子(1)の作製>
・スチレン 200重量部
・ジビニルベンゼン 10重量部
・アクリル酸 10重量部
上記の成分を混合溶解し、他方、アニオン性界面活性剤ダウファックス(ダウケミカル(株)製)6重量部をイオン交換水600重量部に溶解したものを2Lフラスコ中に収容し、上記の混合溶液を添加して分散し乳化して、半月型の攪拌翼を10rpmで攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム10重量部を溶解したイオン交換水溶液50重量部を投入した。過硫酸アンモニウム溶液の投入は50重量部/30分の速度で行なった。
次いで、系内を窒素で置換した後、攪拌翼の回転数を30rpmにしてフラスコ内を攪拌しながらオイルバスで80℃24時間加熱して、乳化重合を行い、樹脂粒子分散スラリーを得た。
この樹脂粒子分散スラリーを、遠心分離を行い、上澄み液を除去した後、樹脂粒子固形分量に対して100倍量の25℃のイオン交換水に再分散、遠心分離を繰り返して水洗を5回繰り返し、樹脂粒子を洗浄し、1次粒子分散液(1)(一次粒子含有率30質量%)を得た。
1次粒子分散液(1)200部にポリ塩化アルミニウム(10%水溶液)10重量部を加え、丸型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T50を用い混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌翼を60rpmで回して攪拌しながら55℃まで加熱した。55℃(初期加熱温度)で保持し、攪拌翼の回転数を5rpmにして、さらに1次粒子分散液(1)を30分かけて92重量部追加し、90℃に昇温してから15分保持した。このスラリーを遠心分離して上澄みを除去し、固形分量に対して100倍量の25℃のイオン交換水に再分散、遠心分離を繰り返して水洗を5回繰り返し、樹脂粒子を洗浄したのちに、凍結真空乾燥機で乾燥を行い、一次粒子が平均22個不可逆的に合一した特定外添剤粒子(1)を得た。得られた特定外添剤粒子(1)の数平均長軸径は、0.19μmであった。また、特定外添剤粒子(1)を走査型顕微鏡で撮影し、観察したところ、その形状係数SF2は、122であった。
この粒子(1)を、1重量部、富士ゼロックス社製のApeosPort−II C7500用トナーに添加し、このモデルトナーを富士ゼロックス社製のApeosPort−II C7500用キャリア100重量部に対して10重量部の割合で混合してモデル現像剤を作成し、前述の画像形成装置による運転試験を行い、画像形成装置におけるストレス付与後のトナー粒子を観察したところ、特定外添剤粒子の再分散率は3個数%でありった。
前記特定外添剤粒子(1)の調製に際し、1次粒子分散液(1)に鹸化度82mol%のポリビニルアルコールを濃度10%となるように加え分散したのち、遠心分離を行なって上澄みを除去する操作を行った他は、特定外添剤粒子(1)の作製と同様にして、一次粒子が平均250個不可逆的に合一した特定外添剤粒子(2)を得た。得られた特定外添剤粒子(2)の数平均長軸径は、0.71μmであった。また、特定外添剤粒子(2)を走査型顕微鏡で撮影し、観察したところ、その形状係数SF2は、113であった。
この粒子(2)を、特定外添剤粒子(1)と同様に、画像形成装置により運転試験を行い、トナー粒子を観察したところ、特定外添剤粒子の再分散率は5個数%であった。
前記特定外添剤粒子(1)の調製に際し、1次粒子分散液(1)に加えるポリ塩化アルミニウム(10%水溶液)の量を2重量部にし、ポリ塩化アルミニウム添加後の1次粒子分散液(1)の添加を行なわなかったこと以外は特定外添剤粒子(1)の作製と同様にして、一次粒子が平均4個不可逆的に合一した特定外添剤粒子(3)を得た。得られた特定外添剤粒子(3)の数平均長軸径は、0.08μmであった。また、特定外添剤粒子(3)を走査型顕微鏡で撮影し、観察したところ、その形状係数SF2は、138であった。
この粒子(3)を、特定外添剤粒子(1)と同様に、画像形成装置により運転試験を行い、トナー粒子を観察したところ、特定外添剤粒子の再分散率は10個数%であった。
前記特定外添剤粒子(1)の調製に用いたものと同様の1次粒子分散液(1)1000重量部を2Lフラスコに入れ、ラウリル硫酸ナトリウムを2重量部加えて、窒素雰囲気化で80℃に調整して攪拌した。これに、過酸化ベンゾイルを2重量部溶解したジビニルベンゼン20重量部を徐々に滴下し、滴下終了、90℃で5時間攪拌を続けた。
このスラリーを遠心分離して上澄みを除去し、固形分量に対して100倍量の25℃のイオン交換水に再分散、遠心分離を繰り返して水洗を5回繰り返し、樹脂粒子を洗浄したのちに、凍結真空乾燥機で乾燥を行い、一次粒子が平均280個不可逆的に合一した特定外添剤粒子(4)を得た。得られた特定外添剤粒子(4)の数平均長軸径は、1.01μmであった。また、特定外添剤粒子(4)を走査型顕微鏡で撮影し、観察したところ、その形状係数SF2は、112であった。
この粒子(4)を、特定外添剤粒子(1)と同様に、画像形成装置により運転試験を行い、トナー粒子を観察したところ、特定外添剤粒子の再分散率は0個数%であった。
また一次粒子の数平均長軸径は0.05μmであった。
1次粒子として、数平均長軸径が0.07μmのルチル型チタニアを用いた。該1次粒子10重量、ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル3重量部、及び、鹸化度82mol%のポリビニルアルコール10重量部を、イオン交換水100重量部に分散し、十分に攪拌して得られた分散液を、スプレードライ、解砕工程、分級工程を経て、一次粒子が平均200個不可逆的に合一した特定外添剤粒子(5)を得た。得られた特定外添剤粒子(5)の数平均長軸径は、1.2μmであった。また、特定外添剤粒子(5)を走査型顕微鏡で撮影し、観察したところ、その形状係数SF2は、128であった。
この粒子(5)を、特定外添剤粒子(1)と同様に、画像形成装置により運転試験を行い、トナー粒子を観察したところ、特定外添剤粒子の再分散率は18個数%であった。
・メチルメタアクリレート 150重量部
・アクリル酸 10重量部
上記の成分を混合溶解し、他方、アニオン性界面活性剤ダウファックス(ダウケミカル(株)製)10重量部をイオン交換水600重量部に溶解したものを2Lフラスコ中に収容し、上記の混合溶液を添加して分散し乳化して、5分間攪拌翼10rpmで攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム12重量部を溶解したイオン交換水溶液60重量部を投入した。
次いで、系内を十分に窒素で置換した後、フラスコを攪拌翼30rpmで攪拌しながらオイルバスで加熱し90℃25時間、乳化重合を行い、樹脂粒子分散スラリーを得た。この樹脂粒子分散スラリーを、遠心分離を行い、上澄み液を除去した後、樹脂粒子固形分量に対して100倍量の25℃のイオン交換水に再分散、遠心分離を繰り返して水洗を5回繰り返し、樹脂粒子を洗浄し、1次粒子分散液(2)(固形分濃度30質量%)を得た。一次粒子の数平均長軸径は0.001μmであった。
この粒子(6)を、特定外添剤粒子(1)と同様に、画像形成装置により運転試験を行い、トナー粒子を観察したところ、特定外添剤粒子の再分散率は14個数%であった。
1次粒子として、数平均長軸径1.01μmのシリコーン樹脂粒子を用いた。該1次粒子10重量部、ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル1重量部、及び、鹸化度82mol%のポリビニルアルコール10重量部を、イオン交換水100重量部に分散し、十分に攪拌して得られた分散液を、遠心分離して上澄みを除去し、凍結乾燥工程、解砕工程、分級工程)を経て、一次粒子が平均7個不可逆的に合一した特定外添剤粒子(7)を得た。得られた特定外添剤粒子(7)の数平均長軸径は、3.2μmであった。また、特定外添剤粒子(7)を走査型顕微鏡で撮影し、観察したところ、その形状係数SF2は、140であった。
この粒子(7)を、特定外添剤粒子(1)と同様に、画像形成装置により運転試験を行い、トナー粒子を観察したところ、特定外添剤粒子の再分散率は15個数%であった。
1次粒子として、数平均長軸径が0.005μmのヒュームドシリカを用いた以外は、特定外添剤粒子(5)におけるのと同様にして、一次粒子が平均150個不可逆的に合一した特定外添剤粒子(8)を得た。得られた特定外添剤粒子(8)の数平均長軸径は、0.07μmであった。また、特定外添剤粒子(8)を走査型顕微鏡で撮影し、観察したところ、その形状係数SF2は、117であった。
この粒子(8)を、特定外添剤粒子(1)と同様に、画像形成装置により運転試験を行い、トナー粒子を観察したところ、特定外添剤粒子の再分散率は3個数%であった。
(非結晶性ポリエステル樹脂(1)の合成)
加熱乾燥した二口フラスコに、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70モル部と、エチレングリコール80モル部と、1,4−シクロヘキサンジオール15モル部と、1,3−プロパンジオール5モル部、テレフタル酸60モル部と、2,6−ナフタレンジカルボン酸30モル部を原料に、触媒としてジブチル錫オキサイドを入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち昇温した後、80℃以上130℃以下の温度条件で約12時間共縮重合反応させ、その後、150℃以上160℃以下で徐々に減圧して、非結晶性ポリエステル樹脂(1)を合成した。
得られた非結晶性ポリエステル樹脂(1)の重量平均分子量(Mw)は、9800であった。さらに、非結晶性ポリエステル樹脂(1)の融点を、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定し、JIS規格(JIS K−7121参照)により解析して得た。
その結果、明確なピークを示さず、なだらかな吸熱量変化が観察された。この吸熱量変化の中間点をとったガラス転移温度(Tg)は47℃であった。
加熱乾燥した3口フラスコに、セバシン酸ジメチル39質量部と、1,6−ヘキサンジオール29重量部と、ジメチルスルホキシド25質量部と、フマル酸1.5重量部、触媒としてジブチル錫オキサイド0.015質量部と、を入れた後、減圧操作により容器内の空気を窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて120℃で8時間攪拌を行った。減圧下、ジメチルスルホキシドを留去し、その後、減圧下にて150℃まで徐々に昇温を行い3時間攪拌し、粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させ、脂肪族結晶性ポリエステル樹脂(1)質量部を合成した。
非結晶性ポリエステル樹脂(1)と同様にして分子量を測定したところ、得られた脂肪族結晶性ポリエステル樹脂(1)の重量平均分子量(MW)は8300であった。
また、非結晶性ポリエステル樹脂(1)と同様にして融点測定を行い、DSCスペクトルを得たところ、脂肪族結晶性ポリエステル樹脂(1)はピークを有し、融点(Tm1)は58℃であった。
前記の如くして得られた非結晶性ポリエステル樹脂(1)180部と、酢酸エチルを250部と、水酸化ナトリウム水溶液(0.5N)0.08部とを用意し、これらを500mlのセパラブルフラスコに入れ、65℃で加熱し、スリーワンモーター(新東科学(株))により撹拌して樹脂混合液を調製した。この樹脂混合液をさらに撹拌しながら、徐々にイオン交換水400部を加え、転相乳化させ、脱溶剤することにより非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)を得た。
前記の如くして得られた結晶性ポリエステル樹脂(1)180部と、酢酸エチル250部と、水酸化ナトリウム水溶液(0.5N)0.08部とを用意し、これらを500mlのセパラブルフラスコに入れ、65℃で加熱し、スリーワンモーター(新東科学(株)製)により撹拌して樹脂混合液を調製した。この樹脂混合液をさらに撹拌しながら、徐々にイオン交換水400部を加え、転相乳化させ、脱溶剤することにより結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)を得た。
・パラフィンワックス(溶融温度:66℃) 45部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK) 1.0部
・イオン交換水 180部
以上を混合して85℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した。その後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社)で分散処理し、離型剤を分散させてなる離型剤分散液を調製した。
・シアン顔料(銅フタロシアニン) 1200部
(大日精化(株)製、Pigment Blue 15:3)
・アニオン界面活性剤(ネオゲンSC、第一工業製薬社製 固形分65%) 2.3部
・イオン交換水 10000部
以上を混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー((株)スギノマシン製、HJP30006)を用いて5時間ほど分散して、着色剤(シアン顔料)を分散させてなる着色剤分散液を調製した。
・結晶性ポリエステル樹脂分散液(1) 70部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1) 200部
・着色剤分散液 28部
・離型剤分散液(1) 70部
・アニオン性界面活性剤(TeycaPower) 3.0部
−乳化工程−
上記原料を2Lの円筒ステンレス容器に入れ、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラララックスT50)を用い、ホモジナイザーの回転数を4000rpmにして、せん断力を加えながら45分間分散して混合した。次いで、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの5%硝酸水溶液4.0部を徐々に滴下して、ホモジナイザーの回転数を6500rpmにして30分間分散して混合し、原料分散液とした。
その後、攪拌装置、温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、マントルヒーターにて加熱し始め、39℃にて凝集粒子の成長を促進させた。この際、0.1Nの硝酸や0.5Nの水酸化ナトリウム水溶液を用いて原料分散液のpHを3.5以上4.1以下の範囲に調整した。原料分散液を上記pH範囲に保持して3時間ほど放置し、凝集粒子を形成した。
−融合工程−
次に、原料分散液に非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)85部を追添加し、前記凝集粒子の表面に非結晶性ポリエステル樹脂(1)の樹脂粒子を付着させた。さらに、原料分散液を42℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーIIを用いて、粒子の大きさ及び形態を確認しながら凝集粒子を整えた。その後、凝集粒子を融合させるために、原料分散液にNaOH水溶液を滴下してpHを7.5に調整した後、原料分散液を82℃まで昇温させた。その後、5時間原料分散液を放置して凝集粒子を融合させ、光学顕微鏡で凝集粒子が融合したのを確認した後、原料分散液を0.5℃/分の降温速度で冷却した。
〔pH9以上pH10以下の処理液で洗浄する工程〕
その後、0.5Nの硝酸や0.5Nの水酸化ナトリウム水溶液を用い、原料分散液を22℃でpHを9.0に調整し、45分間攪拌後に孔径32μmのメッシュで篩分した。次に、原料分散液をろ過した。固液分離後のトナーを、トナー固形分量に対して50倍量の35℃のイオン交換水中に分散し、45分間攪拌してろ過を行った。
この工程を5回繰り返した。
〔pH4.5以下にした後、超音波で処理しながら、イオン交換樹脂で洗浄する工程〕
その後、トナー固形分量に対して50倍量の28℃のイオン交換水中にトナーを再分散し、イオン交換樹脂をトナー100重量部に対して10重量部添加して、超音波洗浄機(本多電子社製:W−115T)を用いて38kHzの周波数をかけながら、3Nの硝酸を加えてpHが4.5以下になるように調整しながら30分間洗浄を行った。その後ろ過を行った。
以上の本実施例1における〔pH7以上pH8以下の処理液で洗浄する工程〕と〔pH4以下にした後、超音波で処理しながら、イオン交換樹脂で洗浄する工程〕を5回繰り返した後、トナー固形分量に対して50倍量の25℃のイオン交換水に再分散して水洗を5回繰り返した。
−トナーの乾燥−
前記洗浄工程を終えた後、凍結真空乾燥機で乾燥を行い、トナー粒子(1)を得た。
得られたトナー粒子(1)の体積平均粒子径は6.9μm、ガラス転移温度は55℃でであった。
―ポリスチレン粒子分散液(1)の調整―
・スチレン 310重量部
・n−ブチルアクリレート 120重量部
・アクリル酸 5重量部
・ドデカンチオール 5重量部
・プロパンジオールアクリレート 2.2重量部
上記の成分を混合溶解し、他方、アニオン性界面活性剤ダウファックス(ダウケミカル(株)製)5重量部をイオン交換水600重量部に溶解したものを2Lフラスコ中に収容し、上記の混合溶液を添加して分散し乳化して、20分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム6重量部を溶解したイオン交換水溶液50重量部を投入した。
次いで、系内を窒素で置換した後、フラスコを攪拌しながらオイルバスで加熱し、乳化重合を行った。
これにより、ポリスチレン粒子分散液(1)を得た。
・結晶性ポリエステル樹脂分散液(1) 70部
・ポリスチレン粒子分散液(1) 200部
・着色剤分散液 28部
・離型剤分散液(1) 70部
・アニオン性界面活性剤(TeycaPower) 3.0部
上記原料を2Lの円筒ステンレス容器に入れ、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラララックスT50)を用い、ホモジナイザーの回転数を4000rpmにして、せん断力を加えながら45分間分散して混合した。次いで、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの5%硝酸水溶液4.0部を徐々に滴下して、ホモジナイザーの回転数を6500rpmにして30分間分散して混合し、原料分散液とした。
その後、攪拌装置、温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、マントルヒーターにて加熱し始め、39℃にて凝集粒子の成長を促進させた。この際、0.1Nの硝酸や0.5Nの水酸化ナトリウム水溶液を用いて原料分散液のpHを3.5以上4.1以下の範囲に調整した。原料分散液を上記pH範囲に保持して3時間ほど放置し、凝集粒子を形成した。
次に、原料分散液に非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)85部を追添加し、前記凝集粒子の表面に非結晶性ポリエステル樹脂(1)の樹脂粒子を付着させた。さらに、原料分散液を42℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーIIを用いて、粒子の大きさ及び形態を確認しながら凝集粒子を整えた。その後、凝集粒子を融合させるために、原料分散液にNaOH水溶液を滴下してpHを7.5に調整した後、原料分散液を82℃まで昇温させた。その後、5時間原料分散液を放置して凝集粒子を融合させ、光学顕微鏡で凝集粒子が融合したのを確認した後、原料分散液を0.5度/分の降温速度で冷却した。
−洗浄工程、乾燥工程−
洗浄工程、乾燥工程はトナー粒子(1)の作製におけるのと同様にしてトナー粒子(2)を得た。トナー母粒子(2)の体積平均粒子径は4.8μm、ガラス転移温度は48℃であった。
(離型剤粒子分散液(2))
・カルナウバワックス(融点82℃) 45重量部
・アニオン性界面活性剤 2.3重量部
(ネオゲンSC、第一工業製薬社製 固形分65%)
・イオン交換水 200重量部
以上を混合して85℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した。その後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社)で分散処理し、離型剤を分散させてなる離型剤分散液を調製した。
・ポリスチレン粒子分散液(1) 200部
・着色剤分散液 28部
・離型剤分散液(2) 70部
・アニオン性界面活性剤(TeycaPower) 3.0部
上記原料を2Lの円筒ステンレス容器に入れ、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラララックスT50)を用い、ホモジナイザーの回転数を4000rpmにして、せん断力を加えながら45分間分散して混合した。次いで、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの5%硝酸水溶液4.0部を徐々に滴下して、ホモジナイザーの回転数を6500rpmにして30分間分散して混合し、原料分散液とした。
−凝集工程−
その後、攪拌装置、温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、マントルヒーターにて加熱し始め、80℃にて凝集粒子の成長を促進させた。この際、0.1Nの硝酸や0.5Nの水酸化ナトリウム水溶液を用いて原料分散液のpHを6.3以上6.8以下の範囲に調整した。原料分散液を上記pH範囲に保持して6時間ほど放置し、凝集粒子を形成した。
次に、原料分散液にポリスチレン粒子分散液(1)85部を追添加し、前記凝集粒子の表面にポリスチレン樹脂粒子を付着させた。さらに、原料分散液を52℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーIIを用いて、粒子の大きさ及び形態を確認しながら凝集粒子を整えた。その後、凝集粒子を融合させるために、原料分散液にNaOH水溶液を滴下してpHを7.5に調整した後、原料分散液を87℃まで昇温させた。その後、5時間原料分散液を放置して凝集粒子を融合させ、光学顕微鏡で凝集粒子が融合したのを確認した後、原料分散液を0.5℃/分の降温速度で冷却した。
−洗浄工程、乾燥工程−
洗浄工程、乾燥工程はトナー母粒子(1)と同様にしてトナー母粒子(3)を得た。トナー母粒子(3)の体積平均粒子径は6.4μm、ガラス転移温度は75℃であった。
<トナー(1)の作製>
上記で得られたトナー粒子(1)を100重量部、HMDS処理疎水性シリカ粒子(一次粒径0.012μm)を1.5重量部、及び、前記で得られた特定外添剤粒子(1)1重量部を、ジャケットに冷却水を流した5Lヘンシェルミキサーに投入し、攪拌翼回転速度が周速28m/sで20分間ブレンドを行った後、45μmの目開きのメッシュを用いて粗大粒子を除去しトナー(1)を得た。このトナー(1)の1粒子あたりに付着している特定外添粒子(1)の数平均個数は、95個であった。
得られたトナー10重量部を富士ゼロックス社製のApeosPort−II C7500用キャリア100重量部に混合して現像剤を作成し、この現像剤を画像形成装置( ApeosPort−II C7500)の現像装置に、トナー(1)をトナーカートリッジに配置し、20℃65%の雰囲気下で記録媒体上の画像面積率5%の出力で装置を運転させ、1万枚出力後に回収装置内に回収されたトナー粒子を観察したところ、特定外添剤粒子(1)の一次粒子への再分散はほぼ見いだされなかった。このときの再分散率は2個数%であった。
<トナー(2)からトナー(10)>
トナー(1)と同様の作製方法で、下記表1記載のトナー粒子、特定外添剤粒子及び他の成分を組み合わせた他はトナー(1)と同様にして、トナー(2)からトナー(10)を得た。このときのそれぞれのトナー1粒子あたりに付着している特定外添粒子の数平均個数は、実施例2:7個、実施例3:350個、実施例4:6個、実施例5:4個、実施例6:400個、実施例7:1.5個、実施例8:280個、実施例9:71個、実施例10:87個、であった。
これらのトナーも実施例1と同様にして画像形成装置に配置し、同様に評価したところ、いずれも、特定外添剤粒子の一次粒子への再分散はほぼ見いだされなかった。このときの再分散率はそれぞれ、実施例2:2個数%、実施例3:5個数%、実施例4:0個数%、実施例5:12個数%、実施例6:7個数%、実施例7:10個数%、実施例8:0個数%、実施例9:2個数%、実施例10:2個数%、であった。
特定外添剤粒子(1)を加えないこと以外はトナー(1)と同様にして、比較例1のトナーを作製した。
〔比較例2〕
特定外添剤粒子(1)に換えて、数平均長軸径0.25μmのシリコーン樹脂粒子(1次粒子)を用いること以外はトナー(1)と同様にして比較例2のトナーを作製した。このトナーの1粒子あたりに付着しているシリコーン樹脂粒子(1次粒子)の数平均個数は、55個であった。
該トナーを、実施例1と同様にして画像形成装置のトナーカートリッジに配置し、同様に評価したところ、シリコーン樹脂粒子(1次粒子)は変形は見られなかったが、トナー粒子への埋没と脱離が顕著であった。
〔比較例3〕
トナー粒子(1)を100重量部、HMDS処理疎水性シリカ粒子(一次粒径0.012μm)を1.5重量部、ジャケットに冷却水を流した5Lヘンシェルミキサーに投入し、攪拌翼回転速度が周速28m/sで20分間ブレンドを行った後、5L−HMのジャケットを40℃の温水に変更して、さらに、特定外添剤粒子(1)の調製に用いた1次粒子(1)を1重量部さらに投入して、攪拌翼回転速度が周速8m/sで30分間ブレンドを行った後、45μmの目開きのメッシュを用いて粗大粒子を除去し比較例(3)トナーを得た。
得られたトナーを電子顕微鏡で観察したところ、トナー粒子(1)上に1次粒子(1)が凝集した状態で付着しており、この凝集体の数平均長軸径は0.36μm、1次粒子径は0.04μmであった。このトナーの1粒子あたりに付着している1次粒子(1)の凝集体の数平均個数は、30個であった。
該トナーを、実施例1と同様にして画像形成装置のトナーカートリッジに配置し、同様に評価したところ、外添剤粒子は1次粒子の状態で再分散されて付着、埋没していた。このときの再分散率79個数%であった。
特定外添剤粒子(1)に換えて、特定外添剤粒子(1)の調製に用いた1次粒子(1)を用いること以外はトナー(1)と同様にして比較例4のトナーを作製した。
得られたトナーを電子顕微鏡で観察したところ、トナー粒子(1)上に1次粒子(1)は1次粒子に分散した状態で付着しており、1次粒子径は0.04μmであった。このトナーの1粒子あたりに付着している1次粒子(1)の数平均個数は、600個であった。
該トナーを、実施例1と同様にして画像形成装置のトナーカートリッジに配置し、同様に評価したところ、1次粒子(1)トナー粒子への埋没と変形が顕著であった。
富士ゼロックス社製画像形成装置ApeosPort−II C7500の駆動を改造し、115枚/分の印刷物が出力される実験機を作製した。
この実験機を気温32℃湿度87%の環境下に設置し、実施例1から実施例10のトナーをトナーカートリッジに供給して以下の条件で評価を行った。
該画像形成装置を用いて、両面出力モードで、低画像密度(画像面積カバレッジ0.5%)を1000枚、高画像密度(画像面積カバレッジ30%)1000枚を、交互に連続して画像形成を行い、画像出力を10万枚まで継続してテストを行なった。
用いた用紙は富士ゼロックス社製プリント用紙CP(上質プリンター用紙)である。
印刷を継続しながら、テスト中の廃トナー搬送装置由来の異音(ギア飛び音、こすれ音、振動音)を確認した。
また。10万枚画像出力後の画質を確認した。画質確認は白紙、画像濃度45%の前面ハーフトーン画像、8point文字とライン画像を出力して行なった。
さらに、10万枚画像出力後、装置内の感光体の表面における付着物及び傷の有無を目視にて観察した。
その結果を下記表1に記載する。
2 接触型帯電装置
3 現像装置(現像手段)
4 転写装置(転写手段)
5 クリーニング装置(クリーニング手段)
6 露光装置
7 除電装置
8 定着装置
9 電源
10 トナー戻り管(リサイクル手段)
20 画像形成装置
Claims (10)
- トナー粒子と、トナー粒子の表面に付着された、複数個の1次粒子が不可逆的に合一してなる外添剤粒子とを含む静電荷像現像用トナー。
- 前記外添剤粒子の形状として、下記式1から求められる形状係数SF2が110以上160以下の範囲である請求項1記載の静電荷像現像用トナー。
式1・・・〔(粒子周囲長^2)/(粒子投影面積*4*π)〕×100 - 前記外添剤粒子が、投影面積上で2個以上300個以下の1次粒子が不可逆的に合一してなる粒子である請求項1又は請求項2記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー粒子の表面に付着された前記外添剤粒子の量が、トナー粒子1個当たりに付着している数平均個数で5以上300以下である請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記外添剤粒子を構成する1次粒子の数平均粒径D1と、該外添剤粒子の数平均長軸径D2とが、下記式2で表される関係にある請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
式2・・・ 1.5 ≦ D2/D1 ≦ 15 - 前記外添剤粒子の数平均長軸径が0.06μm以上1μm以下である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー粒子のガラス転移温度が35℃以上70℃以下である請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 現像手段を備えた画像形成装置に脱着され、前記現像手段に供給するための請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーが収納されたトナーカートリッジ。
- 現像剤保持体を備え、請求項1から請求項7のいずれか1項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が収容されたプロセスカートリッジ。
- 潜像保持体と、
前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成させる静電潜像形成手段と、
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記潜像保持体上に形成された前記トナー像を記録媒体表面に転写する転写手段と、トナー像を記録媒体表面に定着する定着手段を有する画像形成装置。
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