JP2012128176A - トナー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含有するトナー粒子とシリカ粒子を有するトナーにおいて、該シリカ粒子の個数平均粒径(D1)が0.06μm以上0.20μm以下であり、圧縮度Csが15.0%以上40.0%以下であり、トナーの深さ方向に対してのワックス偏在度合いが特定範囲に制御されていることを特徴とするトナー。
【選択図】なし
Description
通常、中間転写体を用いた転写方法においては、顕像化されたトナー像を像担持体から中間転写体に転写後、更に中間転写体から再度転写材上に転写することが必要である。従来の方法と比べると転写回数が多くなるため、画質悪化の要因であるドット再現性(がさつき)の低下や、転写効率の悪化が懸念されている。
そこで耐久性及び、転写性を向上させる手法の一つとして、様々な微粒子をトナー表面に外添することにより耐久性及び、転写性を向上させる検討が近年行われてきている。
少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含有するトナー粒子とシリカ粒子を有するトナーにおいて、該シリカ粒子の個数平均粒径(D1)が0.06μm以上0.20μm以下であり、圧縮度Csが15.0%以上40.0%以下であり、
該トナーは、ATR法を用い、ATR結晶としてGe、赤外光入射角として45°の条件で測定し得られたFT−IRスペクトルにおいて、2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度をPa、1713cm-1以上1723cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度をPbとし、
ATR法を用い、ATR結晶としてKRS5、赤外光入射角として45°の条件で測定し得られたFT−IRスペクトルにおいて、2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度をPc、1713cm-1以上1723cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度をPdとしたときに、下記式(1)の関係を満たすことを特徴とするトナーに関する。
1.05≦P1/P2≦2.00 ・・・ 式(1)
[該式(1)において、該最大吸収ピーク強度Paは、2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値から3050cm-1と2600cm-1の吸収ピーク強度の平均値を差し引いた値であり、該最大吸収ピーク強度Pbは、1713cm-1以上1723cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値から1763cm-1と1630cm-1の吸収ピーク強度の平均値を差し引いた値であり、該最大吸収ピーク強度Pcは、2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値から3050cm-1と2600cm-1の吸収ピーク強度の平均値を差し引いた値であり、該最大吸収ピーク強度Pdは、1713cm-1以上1723cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値から1763cm-1と1630cm-1の吸収ピーク強度の平均値を差し引いた値であり、P1=Pa/Pb、P2=Pc/Pdである。]
該トナーは、ATR法を用い、ATR結晶としてGe、赤外光入射角として45°の条件で測定し得られたFT−IRスペクトルにおいて、2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度をPa、1713cm-1以上1723cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度をPbとし、
ATR法を用い、ATR結晶としてKRS5、赤外光入射角として45°の条件で測定し得られたFT−IRスペクトルにおいて、2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度をPc、1713cm-1以上1723cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度をPdとしたときに、下記式(1)の関係を満たすことを特徴とする。
1.05≦P1/P2≦2.00 ・・・ 式(1)
[該式(1)において、該最大吸収ピーク強度Paは、2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値から3050cm-1と2600cm-1の吸収ピーク強度の平均値を差し引いた値であり、該最大吸収ピーク強度Pbは、1713cm-1以上1723cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値から1763cm-1と1630cm-1の吸収ピーク強度の平均値を差し引いた値であり、該最大吸収ピーク強度Pcは、2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値から3050cm-1と2600cm-1の吸収ピーク強度の平均値を差し引いた値であり、該最大吸収ピーク強度Pdは、1713cm-1以上1723cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値から1763cm-1と1630cm-1の吸収ピーク強度の平均値を差し引いた値であり、P1=Pa/Pb、P2=Pc/Pdである。]
圧縮度Cs(%)=100×(Ps−As)/Ps (2)
(式中、Asはシリカ粒子のゆるみ見掛け密度(g/cm3)、Psはシリカ粒子の固め
見掛け密度(g/cm3)である)
外添剤としてのシリカ粒子の効果を最大限にするためには、トナー粒子表面に均一に付着している事が重要である。さらにトナーの耐久性を高めるには、シリカ粒子が付着し難いトナー粒子表面の凸部にもシリカ粒子を付着させ、且つ、耐久時等にトナー表面への埋め込みを抑制することが必要である。
ここで圧縮度とは、粉体のほぐれ易さを示す指標である。圧縮度が大きくなるほど、粉体が圧縮凝集した状態(パッキングされた状態)からほぐれ難いこと示す。一方、圧縮度が小さくなるほど、圧縮凝集状態にあってもほぐれ易いことを示している。
く、トナー粒子表面に均一に広がりにくいだけでなく、シリカ付着量のばらつきが大きなトナーになり易い。その結果、トナーの流動性や帯電性が不均一になり、安定した画像濃度が得られなくなる。
シリカ粒子の圧縮度Csが15.0%未満の場合、外添時の衝撃によって凝集状態から
簡単にほぐれ、トナー粒子表面に広がって付着する。しかしながら、シリカ粒子同士が単独でトナー表面に存在している場合、トナー粒子表面への静電的・非静電的付着力が弱い。その結果、トナー粒子表面から遊離したり、凹部に偏在して滞留してしまう場合がある。特に、スペーサー効果を目的に添加するシリカ粒子の場合、スペーサー粒子としての効果は得られず、耐久時にシリカ粒子がトナー粒子表面に埋め込まれ、耐久時に転写効率が低下する要因となる。
該シリカ粒子の圧縮度Csは、好ましくは18.0%以上36.0%以下である。
また、該シリカ粒子の圧縮度Csを上記範囲にするには、ゆるみ見掛け密度As及び固め見掛け密度Psが以下の範囲である事が好ましい。
下が好ましく、0.17g/cm3以上0.62g/cm3以下がより好ましく、0.21
g/cm3以上0.60g/cm3以下がさらに好ましい。
本発明において、シリカ粒子のゆるみ見掛け密度は個数平均粒径(D1)を調整することによって調整することができ、この値を大きくするには個数平均粒径(D1)を大きくすればよく、小さくするには、個数平均粒径(D1)を小さくすればよい。
該シリカ粒子の固め見掛け密度Psは、0.20g/cm3以上1.00g/cm3以下
が好ましく、0.25g/cm3以上0.80g/cm3以下がより好ましく、0.30g
/cm3以上0.75g/cm3以下がさらに好ましい。
本発明において、シリカ粒子の固め見掛け密度は、シリカ粒子のBET比表面積を調整することによって調整することができ、この値を大きくするにはBET比表面積を小さくすればよく、この値を小さくするにはBET比表面積を大きくすればよい。
そして、シリカ粒子のBET比表面積の値を大きくするには、例えば製造時の火炎温度を低くすることで可能であり、逆に小さくするには、火炎温度を高くすることで可能である。
該シリカ粒子の個数平均粒径(D1)が、上記範囲であることにより、トナーの流動性とスペーサー効果の両方の効果が得られ、長期間にわたって高い転写性(ドット再現性、転写効率)を維持する事ができる。また、先に述べた該シリカ粒子の圧縮度Csを所望の範囲にするために必要である。
しかしながら、小粒径微粒子は、粒径が小さいため、トナーへの静電的付着力及び、非静電的付着性がより強く、大粒径微粒子よりも早くトナー粒子表面に付着していた。その
結果、大粒径微粒子は、トナー粒子表面へ小粒径微粒子が付着した上に付着しなければならなくなる。このような場合、大粒径微粒子のトナー粒子表面への付着性が不十分となり、遊離しやすく、長期使用によってスペーサーとしての効果が得られなくなる。
シリカ粒子の個数平均粒径(D1)が0.06μm未満の場合、耐久初期には流動性を確保できるが、スペーサー効果が十分に得られないため、耐久時にトナー粒子へのシリカ粒子の埋め込みが多くなる。その結果、トナーの流動性が大きく変化し、均一な帯電が得られず、安定した画像濃度が得られなくなる。また、シリカ粒子同士の凝集性が高くなり、圧縮度Csが40.0%より大きくなりやすい。
該シリカ粒子の個数平均粒径(D1)は、好ましくは0.08μm以上0.16μm以下である。
なお、本発明において、シリカ粒子の個数平均粒径(D1)は、例えば、分級又は解砕処理等により調整することが可能である。例えば、個数平均粒径を大きくする場合には、解砕強度を弱くすればよく、小さくする場合には、解砕強度を強くすればよい。
ここで、トナーのP1/P2を定義したパラメータに関して説明する。P1は、トナー
表面から約0.3μmの間における結着樹脂に対するワックスの存在比率であり、P2は、約1.0μmの間における結着樹脂に対するワックスの存在比率である。
転写工程においては、像担持体や中間転写体上に顕像化されたトナー像に転写圧をかけることで転写が行なわれる。トナーには、転写部材による剪断力がかかるが、転写圧により圧密されたトナー同士が一定の凝集性を有していない場合、その剪断力によりトナー像が乱れ、ドット再現性が低下する場合がある。
転写圧をかけられたトナーは、トナー粒子表面にシリカ粒子が埋め込まれ、トナー粒子同士がシリカ粒子を介さず直接接触することになる。
ワックスは、結着樹脂に比べ分子量が小さく軟らかく、付着力が強いため、トナー表面近傍(約0.3μmの間)にワックスを多く存在させることにより、圧密されたトナー同士の凝集性を高めることができる。その結果、転写時の剪断力によりトナー像が乱れることによる、ドット再現性の低下を抑制することができる。
ワックスは、結着樹脂に比べ分子量が小さく軟らかいため、トナー粒子表面に多く存在すると、ストレスによってトナー粒子表層にシリカ粒子が埋め込まれやすくなる。しかしながら、シリカ粒子の埋め込みはトナー粒子表層だけではなく、その下層のやわらかさも関与していると考えられる。例えば、トナー粒子の最表層のワックス比率が高かったとしても、その下層が固い樹脂の層で構成されていれば、シリカ粒子はその機能を失うほどには埋め込まれない。特にある特定の粒径範囲にある比較的大きな粒径であるほど、シリカ粒子が埋め込まれることを抑える効果が大きい。その結果、耐久時においても、流動性が確保されることで安定した帯電を得られるため、安定した画像濃度を得ることができる。
ATR法を用い、ATR結晶としてKRS5、赤外光入射角として45°の条件で測定し得られたFT−IRスペクトルにおいて、2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度をPc、1713cm-1以上1723cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度をPdとしたときに、下記式(1)の関係を満たしていることを特徴とする。
1.05≦P1/P2≦2.00 ・・・ 式(1)
[該式(1)において、該最大吸収ピーク強度Paは、2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値から3050cm-1と2600cm-1の吸収ピーク強度の平均値を差し引いた値であり、該最大吸収ピーク強度Pbは、1713cm-1以上1723cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値から1763cm-1と1630cm-1の吸収ピーク強度の平均値を差し引いた値であり、該最大吸収ピーク強度Pcは、2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値から3050cm-1と2600cm-1の吸収ピーク強度の平均値を差し引いた値であり、該最大吸収ピーク
強度Pdは、1713cm-1以上1723cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値から1763cm-1と1630cm-1の吸収ピーク強度の平均値を差し引いた値であり、P1=Pa/Pb、P2=Pc/Pdである。]
結着樹脂由来のピークとしては、上記以外にも芳香環のCHの面外変角振動等様々なピークが検出されるが、1500cm-1以下の範囲には、ピークが数多く存在し、結着樹脂のピークだけを分離することが困難であり、正確な数値を算出できない。このため、他のピークとの分離が容易な1713cm-1以上1723cm-1以下の範囲の吸収ピークを結着樹脂由来のピークとして用いる。
ワックスのピークとしては、上記以外にも1450cm-1以上1500cm-1以下にCH2の面内変角振動のピークが検出されるが、結着樹脂由来のピークとも重なり合ってし
まい、ワックスのピークを分離することが困難である。このため、他のピークとの分離が容易な2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の吸収ピークをワックス由来のピークとして用いる。
ここで、Pa及びPcを求めるに当たり、2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値から3050cm-1と2600cm-1の吸収ピーク強度の平均値を差し引く理由は、ベースラインの影響を排除し、真のピーク強度を算出するためである。3050cm-1と2600cm-1付近には吸収ピークがないため、この2点の平均値を算出することで、ベースライン強度を算出できる。
45°の条件で測定し得られた、上記Pa及びPbから算出される(P1=Pa/Pb)。ここでP1は、トナーの表面近傍の、結着樹脂に対するワックスの存在比率を表す。さらなる、(すなわち、トナー表面から約0.3μmより小さい距離)トナー表面近傍の結着樹脂に対するワックスの存在比率を測定する場合、ATR結晶への赤外光(IR)の入射角を大きくすることが考えられる。しかし、入射角を大きくしていくにつれてIRスペクトルの強度が低下してくる。その結果、数値の信頼性が低下してしまう。このため、発明者らはIRのスペクトルの強度が確保できる、入射角45°の条件で測定を行い、トナー表面から約0.3μmの間の結着樹脂に対するワックスの存在比率をトナー表面近傍の結着樹脂に対するワックスの存在比率(P1)とした。
P1は、ワックスの種類及び結着樹脂に対するワックスの添加量の調整、トナーの製造工程における熱風を用いたトナーの改質処理の実施により、上記範囲に制御することが可能である。例えば、P1を増大させるには、熱風による表面処理温度を高くしたり、ワックスの添加量を多くしたり、一方、P1を減少させるには、熱風による表面処理温度を低くしたり、ワックスの添加量を減少させたりすることにより、変化させることが可能である。
P2は、ワックスの種類や、結着樹脂に対する添加量を調整することで上記範囲に制御することが可能である。
P1/P2が2.00より大きい場合、トナーの表面近傍に偏在するワックス比率が高すぎる。このようなトナーの場合、表面近傍に偏在するワックスが多すぎるために、外添剤がトナー表面に埋め込まれやすくなる。その結果、トナーの流動性が低下し、トナーの帯電量が変化するため、耐久時の画像濃度が大きく変化する。
P1/P2は、先に述べたP1とP2を独立に制御する手段を用いて、上記範囲に制御することが可能である。
本発明のトナーにおいては、シリカ粒子が、添加時の混合等の衝撃により、トナー粒子表面に均一に分散され、且つ、トナー粒子表面に存在するワックスとの間の親和力も働き、適度に付着している。転写工程においてトナー像には転写圧がかけられ、トナー粒子の極表面層中にシリカ粒子が均一に埋め込まれた状態になる。そして、定着工程において、熱によりトナーが溶融され、定着ローラー等からの加圧により記録媒体上に定着される。
本発明のトナーにおいては、トナー溶融時、トナー粒子の極表面層中に均一に埋め込まれたシリカ粒子によるフィラー効果が発現し、トナー粒子の極表面層領域の極端な粘度低下を抑制し、記録媒体表面との接着性が向上すると考えられる。
さらに、定着後、トナーが再び固化すると同時に、シリカ粒子も記録媒体表面と画像の間で固定化され、アンカーとしての効果が発現する。それにより、優れた折り曲げ耐性が得られると推定している。
なお、シリカ粒子によって、本発明のトナーの低温定着性は殆ど阻害されないため、シリカ粒子によるフィラー効果は過度に高いものではない、または、そのフィラー効果が発現している領域が、極表面層領域であるかのいずれかであるものと推測している。
個数基準の一次粒子径が0.06μm以下のシリカ粒子の個数割合が、上記範囲である場合、粒径の小さなシリカがわずかに存在することで、該シリカ粒子の流動性を適度に保つことができる。その結果、スペーサーとしての効果がさらに高まり、耐久時においても転写効率が、より低下しにくくなる。
本発明において、個数基準の一次粒子径が0.06μm以下のシリカ粒子の個数割合は、シリカ粒子の分級又は解砕処理等により調整することができる。この割合を大きくするには、例えば、解砕処理を弱くすればよく、小さくする場合には、例えば解砕処理を強くすればよい。
上、50m2/g以下、より好ましくは15m2/g以上、40m2/g以下である。
BET比表面積(BET1)が、上記範囲である場合、トナー粒子表面への付着性が適度に得られ、長期の使用においてシリカ粒子の遊離が抑えられ、より耐久安定性が高まる。
該シリカ粒子の製造方法として、例えば、以下の方法が挙げられる。珪素化合物をガス状にして火炎中において分解・溶融させる火炎溶融法、四塩化珪素を酸素、水素、希釈ガス(例えば、窒素、アルゴン、二酸化炭素など)の混合ガスとともに高温で燃焼させる気相法(ヒュームドシリカ)、水が存在する有機溶媒中で、アルコキシシランを触媒により加水分解、縮合反応させ後、得られたシリカゾル懸濁液から、溶媒除去、乾燥する湿式法(ゾルゲルシリカ)。
さらに、上記の如き製造方法によって得られたシリカ粒子を分級処理及び/または解砕処理によって、所望の個数平均粒径にする方法を用いても良い。
具体的には、火炎中(還元雰囲気下)に珪素化合物(必要に応じてスラリー状に調整する)を導入することによって、ガス状にし、シリカ微粒子を形成させる。火炎中において形成されたシリカ微粒子同士を所望の粒径になるように融着させ、冷却、バグフィルター等により捕集することによって得られる。
該シリカ粒子の粒径やBET比表面積は、原料の珪素化合物の濃度、火炎温度、処理時間を変更することによってコントロール可能である。
ン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフェニルテトラメチルジシロキサンなどが挙げられる。
ればよく、オイル処理量は、該シリカ粒子の原体100質量部に対して3質量部以上35質量部以下の範囲で選択することが好ましい。
トナーの圧縮度Ctは、下記式(3)から求められる。
圧縮度Ct(%)=100×(Pt−At)/Pt (3)
(式中、Atはトナーのゆるみ見掛け密度(g/cm3)、Ptはトナーの固め見掛け密
度(g/cm3)である)
該トナーのゆるみ見掛け密度Atは、0.30g/cm3以上0.45g/cm3以下が
好ましく、0.33g/cm3以上0.43g/cm3以下がより好ましい。
本発明において、トナーのゆるみ見掛け密度は、平均円形度の調整によって調整することができ、この値を大きくするには、平均円形度を大きくすればよく、小さくするには、平均円形度を小さくすればよい。そしてトナーの平均円形度は、例えば図1の表面処理装置を用いることで調整することができ、平均円形度を大きくするには、表面処理装置の条件について熱風の温度を高くすればよく、逆に小さくする場合には、熱風の温度を低くすればよい。
該トナーの固め見掛け密度Ptは、0.55g/cm3以上0.75g/cm3以下が好ましく、0.60g/cm3以上0.70g/cm3以下がより好ましい。
本発明において、トナーの固め見掛け密度は、トナーの流動性の調整によって調整することができ、この値を大きくするには、トナーの流動性を高くすればよく、小さくするに
は、トナーの流動性を低くすればよい。トナーの流動性は、添加するシリカ粒子の個数平均粒径(D1)によって調整することができ、高くするにはシリカ粒子の個数平均粒径(D
1)を小さくすればよく、低くするにはシリカ粒子の個数平均粒径(D1)を大きくすれば
よい。
例えば、ポリスチレン、ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体などのスチレン系共重合体;ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロン−インデン樹脂、石油系樹脂などが使用できる。
本発明で好ましく用いられるポリエステル樹脂としては、「ポリエステルユニット」を結着樹脂鎖中に有している樹脂であり、該ポリエステルユニットを構成する成分としては、具体的には、2価以上のアルコールモノマー成分と2価以上のカルボン酸、2価以上のカルボン酸無水物及び2価以上のカルボン酸エステル等の酸モノマー成分が挙げられる。
ル等の酸モノマー成分としては、フタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸の如き芳香族ジカルボン酸類又はその無水物;コハク酸、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸の如きアルキルジカルボン酸類又はその無水物;炭素数6〜18のアルキル基又はアルケニル基で置換されたコハク酸もしくはその無水物;フマル酸、マレイン酸及びシトラコン酸の如き不飽和ジカルボン酸類又はその無水物;が挙げられる。
黒色着色剤としては、カーボンブラック;イエロー着色剤とマゼンタ着色剤及びシアン着色剤とを用いて黒色に調色したものが挙げられる。着色剤には、顔料を単独で使用してもかまわないが、染料と顔料とを併用してその鮮明度を向上させた方がフルカラー画像の画質の点からより好ましい。
1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、62、65、73、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、185;C.I.バットイエロー1、3、20。
ポジ系荷電制御剤としては、四級アンモニウム塩、該四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物が挙げられる。荷電制御剤はトナー粒子に対して内添しても良いし外添しても良い。荷電制御剤の添加量は結着樹脂100質量部に対し0.2質量部以上10.0質量部以下が好ましい。
外添剤としては、酸化チタン、酸化アルミニウムの如き無機微粉体が好ましい。該無機微粉体は、シラン化合物、シリコーンオイル又はそれらの混合物の如き疎水化剤で疎水化されていることが好ましい。
外添剤は、トナー粒子100質量部に対して0.1質量部以上5.0質量部以下使用されることが好ましい。
ここでは、粉砕法を用いたトナー製造の手順について説明する。
原料混合工程では、トナー粒子を構成する材料として、結着樹脂及びワックス、並びに必要に応じて、着色剤及び荷電制御剤等の他の成分を所定量秤量して配合し、混合する。混合装置の一例としては、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウタミキサ、メカノハイブリッドが挙げられる。
次に、混合した材料を溶融混練して、結着樹脂中にワックス等を分散させる。その溶融混練工程では、加圧ニーダー、バンバリィミキサーの如きバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができる。連続生産できる優位性から、1軸又は2軸押出機が主流となっている。例えば、KTK型2軸押出機(神戸製鋼所社製)、TEM型2軸押出機(東芝機械社製)、PCM混練機(池貝鉄工製)、2軸押出機(ケイ・シー・ケイ社製)、コ・ニーダー(ブス社製)、ニーデックス(日本コークス工業社製)が挙げられる。
更に、溶融混練することによって得られる樹脂組成物は、2本ロール等で圧延され、冷却工程で水などによって冷却してもよい。
その後、必要に応じて慣性分級方式のエルボジェット(日鉄鉱業社製)、遠心力分級方式のターボプレックス(ホソカワミクロン社製)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン社製)、ファカルティ(ホソカワミクロン社製)の如き分級機や篩分機を用いて分級し、トナー粒子を得る。
本発明においては、粉砕後、または、分級後に、熱風を用いてトナーの表面処理を行うことが、トナー表面近傍のワックス比率をコントロールし、耐久性とドット再現性の低下を抑制するために、好ましい。
また、本発明において該シリカ粒子は、熱風による表面処理を行なう前に添加してもよく、又は/さらに表面処理後に添加してもよい。
ここで、上記熱風を用いた表面処理の方法の概略を、図1を用いて説明するが、これに限定されるものではない。図1は本発明で用いた表面処理装置の一例を示した断面図である。具体的には、上記微粉砕物(ここでは、トナー粒子ともいう)を得た後、当該表面処理装置に供給する。そして、トナー粒子供給口(100)から供給されたトナー粒子(114)は、高圧エア供給ノズル(115)から噴射されるインジェクションエアにより加速され、その下方にある気流噴射部材(102)へ向かう。気流噴射部材(102)からは拡散エアが噴射され、この拡散エアによりトナー粒子が外側方向へ拡散する。この時、インジェクションエアの流量と拡散エアの流量とを調節することにより、トナーの拡散状態をコントロールすることができる。また、トナー粒子の融着防止を目的として、トナー粒子供給口(100)の外周、表面処理装置外周及び移送配管(116)の外周には冷却ジャケット(106)が設けられている。尚、該冷却ジャケットには冷却水(好ましくはエチレングリコール等の不凍液)を通水することが好ましい。一方、拡散エアにより拡散したトナー粒子は、熱風供給口(101)から供給された熱風により、トナー粒子の表面が処理される。この時、熱風の吐出温度は100℃以上、300℃以下であることが好ましく、150℃以上、250℃以下であることがより好ましい。熱風の温度が100℃未満の場合にはトナー粒子の表面を溶融状態にすることができない場合がある。また、30
0℃を超える場合には溶融状態が進みすぎる事で、ワックスを過度にトナー表面に偏析させる場合や、トナー粒子同士の合一に起因する、トナー粒子の粗大化や融着が生じる場合がある。
この時、上記冷風温度は−50℃以上、10℃以下であることが好ましく、−40℃以上、8℃以下であることがより好ましい。また、上記冷風は除湿された冷風であることが好ましい。具体的には、冷風の絶対水分量が5g/m3以下であることが好ましい。更に
好ましくは、3g/m3以下である。
その後、冷却されたトナー粒子は、ブロワーで吸引され、移送配管(116)を通じて、サイクロン等で回収される。
<シリカ粒子の個数平均粒径(D1)、及び0.06μm以下の個数割合の測定方法>
走査型電子顕微鏡(SEM)S−4800(日立ハイテクノロジーズ)を用いて、シリカ粒子を観察し、ランダムに選択した100個のシリカ粒子について最大直径を計測した。該最大直径を数平均することにより、シリカ粒子の個数平均粒径(D1)を求めた。また、得られた100個の最大直径の測定値より0.06μm以下のシリカ粒子の個数割合を算出した。
パウダーテスタPT−R(ホソカワミクロン社製)を用い、まず、ゆるみ見掛け密度A(g/cm3)の測定を行った。測定に使用するサンプルは、23℃,50%RHの環境
下、24時間調湿させたものを用いた。測定環境は、23℃,50%RHで行った。また測定は、現像剤を目開き75μmの篩を用いて、振幅を1mmで振動させながら、容積100mlの金属製カップに捕集し、ちょうど100mlとなるように擦り切った。そして
、金属製カップに捕集したサンプルの質量から、ゆるみ見掛け密度A(g/cm3)を算
出した。
次に、固め見掛け密度P(g/cm3)を測定した。目開き75μmの篩を用いて、振
幅を1mmで振動させながら、金属性カップからオーバーフローするようにサンプルを補給しつつ、金属性カップを振幅18mmにて上下往復180回タッピングさせた。タッピング後の現像剤重量から、固め見掛け密度P(g/cm3)を計算した。
そして、下記式により圧縮度Cs及びCtをそれぞれ求めた。
シリカの圧縮度 Cs(%)=100×(Ps−As)/Ps
(式中、Asはシリカ粒子のゆるみ見掛け密度(g/cm3)、Psはシリカ粒子の固め
見掛け密度(g/cm3)である)
トナーの圧縮度 Ct(%)=100×(Pt−At)/Pt
(式中、Atはトナーのゆるみ見掛け密度(g/cm3)、Ptはトナーの固め見掛け密
度(g/cm3)である)
ATR法によるFT−IRスペクトルは、Universal ATR Sampling Accessory(ユニバーサルATR測定アクセサリー)を装着したSpectrum One(フーリエ変換赤外分光分析装置)PerkinElmer社製を用いて行った。
赤外光の入射角は45°に設定した。
ATR結晶としては、GeのATR結晶(屈折率=4.0)、KRS−5のATR結晶(屈折率=2.4)を用いて行った。
その他の条件は以下の通りである。
Range
Start :4000cm-1
End :600cm-1(GeのATR結晶)
400cm-1(KRS−5のATR結晶)
Duration
Scan number :16
Resolution :4.00cm-1
Advanced :CO2/H2O補正あり
P1の算出方法
(1)GeのATR結晶(屈折率=4.0)を装置に装着する。
(2)Scan typeをBackground、UnitsをEGYに設定し、バックグラウンドを測定する。
(3)Scan typeをSample、UnitsをAに設定する。
(4)トナーをATR結晶の上に、0.01g精秤する。
(5)圧力アームでサンプルを加圧する。(Force Gaugeは90)
(6)サンプルを測定する。
(7)得られたFT−IRスペクトルを、Automatic Correctionでベースライン補正をする。
(8)2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値を算出する。(Pa1)
(9)3050cm-1と2600cm-1の吸収ピーク強度の平均値を算出する。(Pa2)
(10)Pa1−Pa2=Paとする。
Pa=2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度
(11)1713cm-1以上1723cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値を算出
する。(Pb1)
(12)1763cm-1と1630cm-1の吸収ピーク強度の平均値を算出する(Pb2)
(13)Pb1−Pb2=Pbとする。
Pb=1713cm-1以上1723cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度
(14)Pa/Pb=P1とする。
(1)KRS−5のATR結晶(屈折率=2.4)を装置に装着する。
(2)トナーをATR結晶の上に、0.01g精秤する。
(3)圧力アームでサンプルを加圧する。(Force Gaugeは90)
(4)サンプルを測定する。
(5)得られたFT−IRスペクトルを、Automatic Correctionでベースライン補正をする。
(6)2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値を算出する。(Pc1)
(7)3050cm-1と2600cm-1の吸収ピーク強度の平均値を算出する。(Pc2)
(8)Pc1−Pc2=Pcとする。
Pc=2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度
(9)1713cm-1以上1723cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値を算出する。(Pd1)
(10)1763cm-1と1630cm-1の吸収ピーク強度の平均値を算出する(Pd2)
(11)Pd1−Pd2=Pdとする。
Pd=1713cm-1以上1723cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度
(12)Pc/Pd=P2とする。
上記のようにして求めたP1とP2を用い、P1/P2を算出する。
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス社製)によって、校正作業時の測定及び解析条件で測定する。
具体的な測定方法は、以下の通りである。まず、ガラス製の容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水約20mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.2ml加える。更に測定試料を約0.02g加え、超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。超音波分散器としては、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散器(例えば「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製))を用い、水槽内には所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に該コンタミノンNを約2ml添加する。
測定には、標準対物レンズ(10倍)を搭載した該フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用した。該手順に従い調整した分散液を該フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3000個のトナー粒子を計測する。そして、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を指定することにより、その範囲の粒子の個数割合(%)、平均円形度を算出することができる。トナーの平均円形度は、円相当径1.9
8μm以上、39.96μm以下とし、トナーの平均円形度を求めた。
なお、本願実施例では、シスメックス社による校正作業が行われた、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用した。解析粒子径を円相当径1.98μm以上、39.69μm未満に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行った。
ピーク分子量(Mp)、数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
まず、室温で24時間かけて、試料をテトラヒドロフラン(THF)に溶解する。試料としては、樹脂を用いる。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マエショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。尚、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が約0.8質量%となるように調整する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定する。
装置 :HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム :Shodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液 :テトラヒドロフラン(THF)
流速 :1.0ml/min
オーブン温度 :40.0℃
試料注入量 :0.10ml
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500」、東ソ−社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。
外添剤のBET比表面積の測定は、JIS Z8830(2001年)に準じて行なう。具体的な測定方法は、以下の通りである。
測定装置としては、定容法によるガス吸着法を測定方式として採用している「自動比表面積・細孔分布測定装置 TriStar3000(島津製作所社製)」を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、本装置に付属の専用ソフト「TriStar3000 Version4.00」を用いて行い、また装置には真空ポンプ、窒素ガス配管、ヘリウムガス配管が接続される。窒素ガスを吸着ガスとして用い、BET多点法により算出した値を本発明におけるBET比表面積とする。
まず、外添剤に窒素ガスを吸着させ、その時の試料セル内の平衡圧力P(Pa)と外添剤の窒素吸着量Va(モル・g-1)を測定する。そして、試料セル内の平衡圧力P(Pa)を窒素の飽和蒸気圧Po(Pa)で除した値である相対圧Prを横軸とし、窒素吸着量Va(モル・g-1)を縦軸とした吸着等温線を得る。次いで、外添剤の表面に単分子層を形成するのに必要な吸着量である単分子層吸着量Vm(モル・g-1)を、下記のBET式
を適用して求める。
Pr/Va(1−Pr)=1/(Vm×C)+(C−1)×Pr/(Vm×C)
(ここで、CはBETパラメーターであり、測定サンプル種、吸着ガス種、吸着温度により変動する変数である。)
BET式は、X軸をPr、Y軸をPr/Va(1−Pr)とすると、傾きが(C−1)/(Vm×C)、切片が1/(Vm×C)の直線と解釈できる(この直線をBETプロットという)。
直線の傾き=(C−1)/(Vm×C)
直線の切片=1/(Vm×C)
Prの実測値とPr/Va(1−Pr)の実測値をグラフ上にプロットして最小二乗法により直線を引くと、その直線の傾きと切片の値が算出できる。これらの値を用いて該の傾きと切片の連立方程式を解くと、VmとCが算出できる。
さらに、該で算出したVmと窒素分子の分子占有断面積(0.162nm2)から、下
記の式に基づいて、外添剤のBET比表面積S(m2/g)を算出する。
S=Vm×N×0.162×10-18
(ここで、Nはアボガドロ数(モル-1)である。)
外添剤を入れた該試料セルを真空ポンプと窒素ガス配管を接続した「前処理装置 バキュプレップ061(島津製作所社製)」にセットし、23℃にて真空脱気を約10時間継続する。尚、真空脱気の際には、外添剤が真空ポンプに吸引されないよう、バルブを調整しながら徐々に脱気する。セル内の圧力は脱気とともに徐々に下がり、最終的には約0.4Pa(約3ミリトール)となる。真空脱気終了後、窒素ガスを徐々に注入して試料セル内を大気圧に戻し、試料セルを前処理装置から取り外す。そして、この試料セルの質量を精秤し、風袋との差から外添剤の正確な質量を算出する。尚、この際に、試料セル内の外添剤が大気中の水分等で汚染されないように、秤量中はゴム栓で試料セルに蓋をしておく。
次に、外添剤が入った該の試料セルのステム部に専用の「等温ジャケット」を取り付ける。そして、この試料セル内に専用のフィラーロッドを挿入し、該装置の分析ポートに試料セルをセットする。尚、等温ジャケットとは、毛細管現象により液体窒素を一定レベルまで吸い上げることが可能な、内面が多孔性材料、外面が不浸透性材料で構成された筒状の部材である。
の直線の傾きと切片からVmを算出する。さらに、このVmの値を用いて、上述したように外添剤のBET比表面積を算出する。
トナーの重量平均粒径(D4)は、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer
3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いて、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出した。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
該専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れる。
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μm以上60μm以下に設定する。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに該電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、解析ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに該電解水溶液約30mlを入れ、この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に該コンタミノンNを約2ml添加する。
(4)該(2)のビーカーを該超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)該(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ該電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した該(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した該(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の該専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)を算出する。尚、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
ワックスの最大吸熱ピークのピーク温度は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。具体的には、ワックスを10mg精秤し、これをアルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定温度範囲30以上200℃以下の間で、昇温速度10℃/minで測定を行う。尚、測定においては、一度200℃まで昇温させ、続いて30℃まで降温し、その後に再度昇温を行う。この2度目の昇温過程での温度30以上200℃以下の範囲におけるDSC曲線の最大の吸熱ピークを、ワックスの最大吸熱ピークとする。
また、樹脂のガラス転移温度(Tg)は、ワックスの最大吸熱ピークのピーク温度測定と同様に、樹脂を10mg精秤し測定する。温度40℃以上100℃以下の範囲において比熱変化が得られる。このときの比熱変化前と比熱変化後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を、樹脂のガラス転移温度Tgとする。
(結着樹脂1)
1,2−プロピレングリコール50.0質量部、テレフタル酸45.0質量部、アジピン酸6.0質量部、チタンテトラブトキシド0.3質量部をガラス製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、200℃の温度で撹拌しつつ、3時間反応せしめた。さらにトリメリット酸6.5質量部とチタンテトラブトキシド0.2質量部を加え、190℃の温度で撹拌しつつ、3時間反応せしめ、結着樹脂1を得た。
結着樹脂1のガラス転移温度(Tg)は63.1℃、ピーク分子量(Mp)18,200、数平均分子量(Mn)6,300、重量平均分子量(Mw)88,500であった。
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72.0質量部、テレフタル酸27.3質量部、無水トリメリット酸0.7質量部及びチタンテトラブトキシド0.5質量部をガラス製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、200℃の温度で撹拌しつつ、2.5時間反応せしめて結着樹脂2を得た。結着樹脂2のガラス転移温度(Tg)は54.3℃、ピーク分子量(Mp)2,300、数平均分子量(Mn)1,900、重量平均分子量(Mw)3,200であった。
(シリカ粒子)
シリカ粒子の製造には、燃焼炉は、内炎と外炎が形成できる二重管構造の炭化水素−酸素混合型バーナーを用いた。バーナー中心部にスラリー噴射用の二流体ノズルが接地され、原料の珪素化合物が導入される。二流体ノズルの周囲から炭化水素−酸素の可燃性ガスが噴射され、還元雰囲気である内炎及び外炎を形成する。可燃性ガスと酸素の量及び流量の制御により、雰囲気と温度、火炎の長さ等が調整される。火炎中において珪素化合物からシリカ微粒子が形成され、さらに所望の粒径になるまで融着させる。その後、冷却後、バグフィルター等により捕集することによって得られる。
原料の珪素化合物として、ヘキサメチルシクロトリシロキサンを用いて、シリカ微粒子を製造し、得られたシリカ微粒子100質量部に、ヘキサメチルジシラザン4質量%で表面処理したものをシリカ粒子A−1とした。
ゾルゲル法で作成したシリカ微粒子100質量部に、ヘキサメチルジシラザン2質量%で表面処理した。
乾式法で作成したシリカ微粒子100質量部に、ヘキサメチルジシラザン1質量%で表面処理した。
<トナーの製造例>
(トナー製造例1)
・結着樹脂1 40.0質量部
・結着樹脂2 60.0質量部
・フィッシャートロプシュワックス(最大吸熱ピークのピーク温度78℃)
5.0質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 4.0質量部
・3,5−ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 0.5質量部
上記材料をヘンシェルミキサー(FM−75型、三井鉱山社製)でよく混合した後、温度120℃に設定した二軸混練機(PCM−30型、池貝社製)で溶融混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。
次に、得られた粗砕物を、ターボ工業社製のターボ・ミル(T−250:RSSローター/SNBライナー)を用いて、5.8μmの微粉砕物を作製した。
次に、得られた微粉砕物をハンマー形状と数を改良したホソカワミクロン社製の粒子設計装置(製品名:ファカルティ)を用いて分級を行い、平均円形度が0.944のトナー粒子1を得た。
タン微粒子0.2質量部を添加し、ヘンシェルミキサー(FM−75型、三井鉱山(株)製)で、回転数30s-1、回転時間10minで混合し、図1で示す表面処理装置によって熱処理を行った。運転条件はフィード量=5kg/hrとし、また、熱風温度C=220℃、熱風流量=6m3/min.、冷風温度E=5℃、冷風流量=4m3/min.、冷風絶対水分量=3g/m3、ブロワー風量=20m3/min.、インジェクションエア流
量=1m3/min.とした。得られた処理トナー粒子1は、平均円形度が0.964、
重量平均粒径(D4)が6.3μmであった。
、ヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)で回転数30s-1、回転時間2min混合して、トナー1を得た。
cm3、圧縮度Ct=43.8%であった。
トナー製造例1において、表3に示すトナー処方、製造条件を変更する以外は同様にして、トナー2乃至19を得た。
体積基準の50%粒径(D50)が35μmのマグネタイト粒子100質量部に、シリコーン樹脂(信越化学社製:KR271)1質量部、γ―アミノプロピルトリエトキシシラン0.5質量部、トルエン98.5質量部の混合液を、添加し、さらに溶液減圧ニーダーで撹拌混合しながら70℃、5時間減圧乾燥を行い、溶剤を除去した。その後、140℃で2時間焼き付け処理して、篩振とう機(300MM−2型、筒井理化学機械:75μm開口)で篩い、磁性キャリアを得た。キャリアのD50は37μmであった。
次に、このように作製したトナーと磁性キャリアを表5の組み合わせで二成分系現像剤を作製した。二成分系現像剤は、磁性キャリア100質量部に対して、トナー8質量部の配合割合とし、V型混合機で5分間混合した。
画像形成装置として、キヤノン製デジタル商業印刷用プリンターimagePRESSC7000VP改造機を用い、画像形成し評価を行った。なお、上記二成分系現像剤は、画像形成装置のシアン用現像器に入れて評価を行った。評価結果を表6に示す。
尚、転写工程における転写電流値は以下のように調整した。第一の転写工程の転写電流値:28μA(常温常湿環境、高温高湿環境)。第二の転写工程の転写電流値:35μA(常温常湿環境)、40μA(高温高湿環境)。
印刷環境:常温常湿環境:温度23℃/湿度60%RH(以下「N/N」)
:高温高湿環境:温度30℃/湿度80%RH(以下「H/H」)
また、FFh画像とは、256階調を16進数で表示した値であり、00hを256階調の1階調目(白地部)、FFhを256階調の256階調目(ベタ部)とする。上記条件で、画像比率2%、FFh画像のオリジナル原稿(A4)を用いて、50,000枚耐久試験を行い、以下の評価を行った。
紙:CS−814レーザープリンター用紙(81.4g/m2)
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)
各環境における、耐久後での転写効率を評価した。
評価用画像として、5cm×5cmの大きさのFFh画像パターンを形成した画像を用いた。この画像をドラム上に現像させた後、紙上に転写させた後、定着工程前より未定着画像を得た。ドラム上のトナー量と、紙上のトナー量との重量変化から転写効率を求めた(ドラム上トナー量が全量紙上に転写された場合を転写効率100%とする)。
(評価基準)
A:転写効率が95%以上 (非常に良好)
B:転写効率が90%以上95%未満 (良好)
C:転写効率が80%以上90%未満 (本発明において許容レベル)
D:転写効率が70%以上80%未満 (本発明において許容できないレベル)
各環境における、耐久前後での画像濃度の変化を評価した。
各環境において、FFh画像のトナーの載り量を0.45mg/cm2となるように現
像電圧を初期調整した。X−Riteカラー反射濃度計(500シリーズ:X−Rite社製)を使用し、5cm×5cmの大きさのFFh画像を3枚出力し、3枚目の画像濃度を測定した。耐久初期及び耐久後の画像濃度の差を以下の基準で評価とした。
(評価基準)
A:0.00以上0.05未満 (非常に良好)
B:0.05以上0.10未満 (良好)
C:0.10以上0.20未満 (本発明において許容レベル)
D:0.20以上 (本発明において許容できない)
各環境における、耐久前後でのドット再現性を評価した。
1画素を1ドットで形成するドット画像(FFh画像)を作成した。紙上の1ドットあたりの面積が、20000μm2以上25000μm2以下となるように、レーザービームのスポット径を調整した。デジタルマイクロスコープVHX−500(レンズワイドレンジズームレンズVH−Z100・キーエンス社製)を用い、ドット1000個の面積を測定した。ドット面積の個数平均(S)とドット面積の標準偏差(σ)を算出し、ドット再現性指数を下記式により算出した。
ドット再現性指数(I)=σ/S×100
(評価基準)
A:Iが4.0未満 (非常に良好)
B:Iが4.0以上6.0未満 (良好)
C:Iが6.0以上8.0未満 (本発明において許容レベル)
D:Iが8.0以上 (本発明において許容できない)
N/N環境における、画像の折り曲げ耐性を評価した。
FFh画像のトナーの載り量を0.45mg/cm2となるように現像電圧を初期調整
し、10cm×10cmの大きさのFFh画像を出力した。ついで、定着画像を十字に折り曲げ、4.9kPaの荷重をかけつつ柔和な薄紙(例えば、商品名「ダスパー」、小津産業社製)により5往復摺擦した。図2に示すような十字の部分においてトナーが剥離し、紙の地肌が見えるサンプルを得る。ついで、800ピクセル/インチの解像度で512ピクセル四方の領域をCCDカメラで十字の部分を撮影した。閾値を60%に設定し画像を二値化し、トナーが剥離した部分は白部であり、白部の面積率が小さいほど、折り曲げ耐性に優れていることを表す。
尚、折り曲げ耐性の評価には以下の用紙を使用した。
紙:GF−C157高白色用紙(157g/m2)
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)
(評価基準)
A:白部の面積率が2.0%未満 (非常に良好)
B:白部の面積率が2.0%以上4.0%未満 (良好)
C:白部の面積率が4.0%以上6.0%未満 (本発明において許容レベル)
D:白部の面積率が6.0%以上 (本発明において許容できない)
Claims (4)
- 少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含有するトナー粒子とシリカ粒子を有するトナーにおいて、
該シリカ粒子の個数平均粒径(D1)が0.06μm以上0.20μm以下であり、圧縮度Csが15.0%以上40.0%以下であり、
該トナーは、ATR法を用い、ATR結晶としてGe、赤外光入射角として45°の条件で測定し得られたFT−IRスペクトルにおいて、2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度をPa、1713cm-1以上1723cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度をPbとし、
ATR法を用い、ATR結晶としてKRS5、赤外光入射角として45°の条件で測定し得られたFT−IRスペクトルにおいて、2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度をPc、1713cm-1以上1723cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度をPdとしたときに、下記式(1)の関係を満たすことを特徴とするトナー。
1.05≦P1/P2≦2.00 ・・・ 式(1)
[該式(1)において、該最大吸収ピーク強度Paは、2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値から3050cm-1と2600cm-1の吸収ピーク強度の平均値を差し引いた値であり、該最大吸収ピーク強度Pbは、1713cm-1以上1723cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値から1763cm-1と1630cm-1の吸収ピーク強度の平均値を差し引いた値であり、該最大吸収ピーク強度Pcは、2843cm-1以上2853cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値から3050cm-1と2600cm-1の吸収ピーク強度の平均値を差し引いた値であり、該最大吸収ピーク強度Pdは、1713cm-1以上1723cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値から1763cm-1と1630cm-1の吸収ピーク強度の平均値を差し引いた値であり、P1=Pa/Pb、P2=Pc/Pdである。] - 該シリカ粒子において、個数基準の一次粒子径が0.06μm以下のシリカ粒子の個数割合が1.0個数%以上5.0個数%以下であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
- 該トナーの圧縮度Ctが20.0%以上60.0%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー。
- 該トナー粒子は、熱風により表面が処理されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のトナー。
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