JP2015175964A - 静電荷現像用トナー、及びトナーカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】外添剤としてシリコーンオイルで表面処理された樹脂微粒子を含有することを特徴とする静電荷像現像用トナー。前記シリコーンオイルはフッ素含有シリコーンオイルであることが好ましい。また、前記樹脂微粒子が無機微粒子を含有することが好ましい。
【選択図】なし
Description
例えば特許文献1には結着剤および着色剤を含有するトナー粒子に、シリコーンオイルで表面処理したゴム硬度10ないし70の球状のシリコーンゴム微粒子を添加してなる静電荷像現像用トナー組成物が開示されている。クリーニング工程において、感光体または誘電体表面を損傷させることなく、かつ感光体表面、或いはクリーニング部材に対してフィルミング現象等を起こさず、繰り返し特性の安定した静電荷像現像用トナーを得ることを目的としている。樹脂微粒子はその平均粒径としては、0.05〜5μmの範囲、好ましくは0.1〜2μmの範囲のものが用いられるが、シリカに比べて粒径が大きいためにトナーへの付着性が低く、また、樹脂微粒子とトナー粒子は接触電位差を生じにくいことから樹脂微粒子単独では十分に被覆効果を得られず帯電性確保できないという課題がある。
樹脂微粒子はシリカ等の無機微粒子に比べ硬度が低く、かつ鋭利な凸部がないため研磨剤としての作用が少なく、感光体表層を過剰に磨耗させたり、感光体を傷つけたりしにくいという利点があるが、樹脂微粒子を用いても、異常画像の発生(感光体への外添剤を多く含むトナー固着)を十分に防止できない。
即ち、本発明は以下のとおりである。
(1)外添剤としてシリコーンオイルで表面処理された樹脂微粒子を含有することを特徴とする静電荷像現像用トナー。
本発明の静電荷像現像用トナーは、外添剤としてシリコーンオイルで表面処理された樹脂微粒子を含有することを特徴とする。
シリコーンオイル表面処理樹脂微粒子を用いることで、上述した異常画像発生を防止することができる。
シリコーンオイルは従来より疎水性表面処理剤としてシリカの表面に疎水性を付与するために用いられている。
発明者らはこのシリコーンオイル、を樹脂微粒子の表面処理に用いることで、シリカを併用することなくトナーに十分な帯電性を持たせることができることをみいだした。このうち、特にフッ素含有シリコーンオイルを用いた樹脂微粒子は、結晶性ポリエステルを含有するトナーとの組み合わせでも顕著に異常画像の発生(感光体への外添剤を多く含むトナー固着)を防止できることを見出した。従来の樹脂微粒子にない効果を得ることができる。
また、本発明者らは、樹脂微粒子表面または内部にシリカやチタニア、アルミナ等の無機微粒子を含有させた樹脂微粒子にシリコーンオイル処理を施すことで、より異常画像の発生を抑制することができることを見出した。
樹脂微粒子のみにシリコーンオイル処理を施したものに較べて、樹脂微粒子に無機微粒子を含有させることで、樹脂微粒子にシリコーンオイルを保持する能力が増すこと、また、何らかの効果により、樹脂微粒子が感光体表面に固着しにくくなるなどの効果があると考えられる。
こうした結晶性ポリエステル樹脂を含有するトナー固有の課題に対して、樹脂微粒子を外添しても固着防止効果はないが、シリコーンオイル表面処理樹脂微粒子を外添した場合には固着が抑制されさらに無機微粒子を含有させたシリコーンオイル表面処理樹脂微粒子ではその効果がより顕著になる。
本発明において外添剤として用いる樹脂微粒子としては、後述するトナー母体の結着樹脂に通常用いられる樹脂からなる微粒子であることが好ましいが、微粒子を製造するという観点から、スチレンモノマー、アクリル酸エステルモノマー、及びメタクリル酸エステルモノマーから選ばれる少なくとも一種のモノマーを用いて得られる重合体を含み、架橋された樹脂微粒子がより好ましく使用される。
また、樹脂微粒子の表面性・製法については、定着液が水系のため、樹脂微粒子は親水性表面を持つことが好ましい。その面からは、水系でモノマーが重合・粒子化する重合法・製法で製造されることが好ましい。具体的にはソープフリー重合法が上記の要件を満たす製法として挙げられる。
粒径が30nm未満では固着が防止できる効果が小さく、300nmを超えるとトナーと樹脂微粒子の付着が起こりにくくなる。真比重が0.8g/cm3未満では材料の強度が不足する場合があり、2.0g/cm3を超えると、混合時の混合性(混合の均一性)に劣る場合がある。
トナー表面を3万倍に拡大した画像をプリントして1次粒子をサンプルとして任意に50サンプル抽出し、その長軸径の個数平均値を樹脂微粒子の粒径とした。また、無機微粒子の粒径についても同様にして求めた。真比重は、例えば、乾式自動密度計(島津製作所社製、アキュピック1330)により測定することができる。
樹脂微粒子の具体例としては、綜研化学株式会社のMP−300、MP−1451、MP−2200、MP−1000、MP−2701、MP−5000、MP−5500、MP−4009、MP−1600等が挙げられる。
本発明において外添剤として用いる樹脂微粒子は、表面または内部に無機微粒子を含有することが好ましく、特に、樹脂微粒子の表面に無機微粒子が付着しており、それらがシリコーンオイルで覆われている樹脂微粒子が好ましい。
樹脂微粒子に無機微粒子を含有させるためには、前述の樹脂微粒子の表面に、樹脂微粒子より粒径の小さな無機微粒子を付着させる、あるいは析出させることで表面に無機微粒子被膜層を形成することにより作られる。あるいは、無機微粒子共存下で樹脂微粒子を合成することによっても得られる。
即ち、シリカ層以外にも周知慣用の無機材料を用いて無機微粒子被膜層を形成しても良く、例えば、酸化チタン(チタニア)、酸化アルミ(アルミナ)、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、酸化スズ、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、炭化ケイ素、窒化ケイ素、等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(i)樹脂微粒子の表面にシリカ微粒子を付着する方法
樹脂微粒子に、この樹脂微粒子よりも粒径が小さいシリカ微粒子を加え、粉体混合装置、例えばOMダイザー、タービュラーミキサー、レーディゲミキサー、ヘンシェルミキサー等に投入し、混合撹拌して静電気的に樹脂微粒子の表面にシリカ微粒子を付着させ、次いで、樹脂微粒子とシリカ微粒子の均一な混合物を通常の衝撃式粉砕装置を改良した装置に移し、混合物に衝撃力を1〜20分間にわたり繰返して付与する方法である。
シリカ微粒子としては、シリカ(酸化ケイ素)また疎水化されたシリカを用いることができ、例えば後述する無機微粒子外添剤に用いられるものが具体例として挙げられる。
ここで、シリカ微粒子による樹脂微粒子の表面被覆は、表面を完全に一層被覆する量未満であることが好ましい。
樹脂微粒子の表面に、シリカ微粒子(被覆部位)と樹脂微粒子(未被覆部位)とが同時に存在することで樹脂微粒子表面にシリカ微粒子の特性を付与するためである。
これより、表面にシリカ微粒子を有する樹脂微粒子製造時のシリカ微粒子の添加量については、樹脂微粒子およびシリカ微粒子をおのおの1次粒子径の直径を有する球形粒子であると仮定して、次式で定義される被覆率より求める。
被覆率
=(投入したシリカ微粒子の総投影面積)/(投入した樹脂微粒子の総表面積)
この式において、計算上シリカ微粒子が樹脂微粒子を被覆可能な添加量は被覆率が1以下の範囲であり、好ましくは0.01〜0.4であることが好ましい。
被覆率が0.01より少ないと、シリカ微粒子の被膜が充分でなくなってしまい、シリカ微粒子による被覆効果が小さくなる。
一方、0.4より多くなってしまうとシリカ微粒子の被膜量が過剰になってしまい、樹脂微粒子の特性が出現しにくくなる。
水系溶媒中にシランアルコキサイドを溶解させると共に樹脂微粒子を分散させた状態でアルカリを滴下し、シランアルコキサイドを加水分解させる方法。
この方法では加水分解・重縮合したシランアルコキサイドは樹脂微粒子上に堆積しシリカ被膜層となる。
シリコーンオイルで表面処理された樹脂微粒子については、未処理の樹脂微粒子、または表面に無機微粒子を付着させた樹脂微粒子を、アルコールに溶解したシリコーンオイル中に懸濁させた後、溶剤のアルコールを減圧留去、乾燥させる方法等によって得ることができる。
処理に用いるシリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アミノ基含有シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル等が挙げられる。
処理に使用するシリコーンオイル量は、樹脂微粒子に対して0.5〜5質量%の範囲が好ましく、より好ましくは3〜5質量%の範囲である。5質量%より多く処理した場合にはシリコーンオイルが他部材に付着する不具合を起こす場合がある。一方0.5質量%未満では効果が顕著でなくなる。
本発明のシリコーンオイルで処理された樹脂微粒子は、シリコーンオイルの供給を目的とはしていない。したがって前記の範囲よりもシリコーンオイル量が過剰であると、シリコーンオイルの他部材への付着に伴う不具合発生(部材表面の汚染)、外添剤としての流動性、帯電性付与機能の変化が生じる場合がある。
シリコーンオイルの具体例としては、信越シリコーン株式会社のKF−99シリーズ、フロロアルキル変性の非反応性シリコーンオイルのうちから所望の粘度のものを用いることができる。
本発明では、前述のシリコーンオイルで表面処理された樹脂微粒子(すなわち、樹脂のみからなる樹脂粒子または表面あるいは内部に無機微粒子を含有する樹脂微粒子)と共に、以下に挙げる無機微粒子外添剤(無機微粒子を基材とした外添剤)を用いることができる。ただし、これらの感光体への固着を防止する上では、これらの無機微粒子外添剤を併用せずに、前述のシリコーンオイルで表面処理された樹脂微粒子のみをトナー母体に外添することが好ましい。
例えば、酸化ケイ素(シリカ)、酸化チタン(チタニア)、酸化アルミ(アルミナ)、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、酸化スズ、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、炭化ケイ素、窒化ケイ素、等が挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、特に酸化ケイ素(シリカ)、酸化チタン、酸化アルミ(アルミナ)が好ましく用いられる。
疎水化処理剤としては以下のものが例示される。ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、p−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、クロルメチルトリクロルシラン、p−クロルフェニルトリクロルシラン、3−クロルプロピルトリクロルシラン、3−クロルプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニル−トリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジビニルジクロルシラン、ジメチルビニルクロルシラン、オクチル−トリクロルシラン、デシル−トリクロルシラン、ノニル−トリクロルシラン、(4−t−プロピルフェニル)−トリクロルシラン、(4−t−ブチルフェニル)−トリクロルシラン、ジベンジル−ジクロルシラン、ジヘキシル−ジクロルシラン、ジオクチル−ジクロルシラン、ジノニル−ジクロルシラン、ジデシル−ジクロルシラン、ジドデシル−ジクロルシラン、ジヘキサデシル−ジクロルシラン、(4−t−ブチルフェニル)−オクチル−ジクロルシラン、ジオクチル−ジクロルシラン、ジブセニル−ジクロルシラン、ジビニルジクロルシラン、ジ−2−エチルヘキシル−ジクロルシラン、ジ−3,3−ジメチルペンチル−ジクロルシラン、トリヘキシル−クロルシラン、トリオクチル−クロルシラン、トリデシル−クロルシラン、ジオクチル−メチル−クロルシラン、オクチル−ジメチル−クロルシラン、(4−t−プロピルフェニル)−ジエチル−クロルシラン、オクチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、ジエチルテトラメチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン、アミノシラン、シリコンオイルなど。
外添剤の混合は、一般の粉体の混合機を適宜選択して使用することができ、例えば、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサーなどが挙げられる。
本発明の静電荷像現像用トナーにおいては、低温定着性と耐熱保存性を両立するため、結着樹脂として結晶性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。融点50℃以上70℃以下の結晶性樹脂をトナー全結着樹脂100質量部に対し45質量部以下含有し、かつトナーのガラス転移温度が45℃以上であることがより好ましい。これより、トナーとして示差走査熱量計(DSC)により測定される昇温1回目のガラス転移温度が45〜65℃、昇温1回目の融解熱の最大ピーク温度が、50℃以上70℃以下の範囲にあり、且つ、該最大ピークの融解熱量が、4J/g以上14J/g以下となる。
また、結晶性ポリエステルを含有するトナーでは結晶性ポリエステルを含有しないトナーに比べて、異常画像の発生(感光体への外添剤を多く含むトナー固着)が生じやすいという課題がある。結晶性ポリエステルの一部がトナー表面に現れたことにより、感光体が汚染されトナー、シリカが固着しやすくなる、あるいは、クリーニングブレードにより除去されにくくなるなどの理由が考えられる。
外添剤として、シリコーンオイル表面処理樹脂微粒子を用いることで、結晶性ポリエステル樹脂を含有するトナーにおいても、トナーに十分な帯電性を持たせることができ、異常画像発生を防止することができる。
結晶性ポリエステル樹脂は、例として、アルコール成分として炭素数2〜12の飽和脂肪族ジオール化合物、特に1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、およびこれらの誘導体と、少なくとも酸性分として二重結合(C=C結合)を有する炭素数2〜12のジカルボン酸、もしくは、炭素数2〜12の飽和ジカルボン酸、特にフマル酸、1,4−ブタン二酸、1,6−ヘキサン二酸、1,8−オクタン二酸、1,10−デカン二酸、1,12−ドデカン二酸およびこれらの誘導体を用いて合成される結晶性ポリエステルが好ましい。
中でも、吸熱ピーク温度と吸熱ショルダー温度の差をより小さくする点で、特に1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオールのいずれか一種類のアルコール成分と、フマル酸、1,4−ブタン二酸、1,6−ヘキサン二酸、1,8−オクタン二酸、1,10−デカン二酸、1,12−ドデカン二酸のいずれか一種類のジカルボン酸成分のみで構成されることが好ましい。
更に、結晶性高分子の水酸基価については、所定の低温定着性を達成し、かつ良好な帯電特性を達成するためには0〜50mgKOH/g、より好ましくは5〜50mgKOH/gのものが好ましい。
また、結晶性ポリエステル樹脂の結晶性、軟化点および耐ホットオフセット性、等を制御する方法として、ポリエステル合成時にアルコール成分にグリセリン等の3価以上の多価アルコールや、酸成分に無水トリメリット酸などの3価以上の多価カルボン酸を追加して縮重合を行なった非線状ポリエステルなどを設計、使用するなどの方法が挙げられる。
本発明の結晶性ポリエステル樹脂は以下の方法で結晶性の判別を行った。
結晶性の有無は、結晶解析X線回折装置(X’Pert Pro MRD フィリッップス社)により確認することができる。以下測定方法を記す。
まず、対象試料を乳鉢によりすり潰し試料粉体を作成し、得られた試料粉体を試料ホルダーに均一に塗布する。その後、回折装置内に試料ホルダーをセットし、測定を行い、回折スペクトルを得る。
得られた回折ピークに20°<2θ<25°の範囲に得られたピークのうち最もピーク強度が大きいピークのピーク半値幅が2.0以下である場合結晶性を有すると判断した。
〔測定条件〕
Tension kV: 45kV
Current: 40mA
MPSS
Upper
Gonio
Scanmode: continuos
Start angle : 3°
End angle : 35°
Angle Step:0.02°
Lucident beam optics
Divergence slit : Div slit 1/2
Difflection beam optics
Anti scatter slit: As Fixed 1/2
Receiving slit : Prog rec slit
本発明の静電荷像現像用トナーは、結着樹脂として前記結晶性ポリエステル樹脂と共に非晶質樹脂を含有することが好ましい。
これらの樹脂は単独使用に限らず、2種以上併用することも可能である。
ポリエステル樹脂についての前記分子量分布は、横軸をlog(M:分子量)とし、縦軸を質量%とする分子量分布図に基づくものである。本発明で用いるポリエステル樹脂の場合、この分子量分布図において、2.5〜4.5(質量%)の範囲に分子量ピークを有することが好ましい。
前記含有量が、50質量%未満であると、トナー中の結晶性ポリエステル、顔料、離型剤等のトナー内部で分散状態で存在する各材料の分散性が悪化し、低温定着性、耐熱保存性の悪化、画像のかぶり、乱れを生じる場合がある。前記含有量が、前記より好ましい範囲であると、高画質、高安定、低温定着性、耐高温高湿性の全てに優れる点で有利である。
尚、トナーにおける非晶質ポリエステル樹脂の含有量は、トナーを製造する際の材料の組成により求めることができる。また、トナー製造時の材料組成が明確でない場合、本発明での非晶質ポリエステル樹脂の含有量は例えば以下の方法で求めることが出来る。
トナー50質量部、メチルエチルケトン50質量部を23℃で1時間マグネットスターラーで充分撹拌しトナー溶解液を得る。得られたトナー溶解液をメンブレンフィルターによりろ過し、ろ液を150℃1時間加熱し、過熱前後の質量変化から、ろ液中の固形分濃度を算出する。得られたろ液の固形分を非晶質ポリエステル樹脂の含有量として求める事ができる。
本発明における結晶性ポリエステル樹脂と非晶質ポリエステル樹脂の配合比(質量比)は、後者55質量%〜97質量%に対し、前者を3質量%〜45質量%配合されることが好ましく、後者80質量%〜95質量%に対し、前者を5質量%〜20質量%配合されることが、より好ましい。結晶性ポリエステル樹脂の量がこれより少ないと低温定着性が劣ることあり、また、これより多いと耐定着オフセット性、耐熱保存性に劣るとことが多い。
本発明のトナーは着色剤を含有することができる。着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラセンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトポン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15質量%、好ましくは3〜10質量%である。
マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、ポリエステル樹脂の他にポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、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−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、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−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
また、いわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを、樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も、着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
本発明のトナーは、離型剤を含有することができる。
離型剤は、融点が50〜120℃のワックスであることが好ましい。
このようなワックスは、定着ローラとトナー界面の間で離型剤として効果的に作用することができるため、定着ローラにオイル等の離型剤を塗布しなくても高温耐オフセット性を向上させることができる。
なお、ワックスの融点は、示差走査熱量計であるTG−DSCシステムTAS−100(理学電機社製)を用いて、最大吸熱ピークを測定することにより求められる。
ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス;ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス;オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス;パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。
また、これらの天然ワックス以外の離型剤としては、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス;エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。
さらに、1,2−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド;低分子量の結晶性高分子である、ポリメタクリル酸n−ステアリル、ポリメタクリル酸n−ラウリル等のポリアクリレートのホモポリマー又はコポリマー(例えば、アクリル酸n−ステアリルーメタクリル酸エチル共重合体等)等の側鎖に長鎖アルキル基を有する結晶性高分子も離型剤として用いることができる。
本発明のトナーは、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。
帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。
重合法としては懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法、の他重合法とは異なるが溶解懸濁法、ポリマー懸濁法等の他、伸長反応法等が使用が可能である。
本発明に係る静電荷像現像用トナーは、キャリアと混合して2成分現像剤として使用してもよい。
前記キャリアとしては、通常のフェライト、マグネタイト等のキャリアも樹脂コートキャリアも使用することができる。
前記樹脂コートキャリアは、キャリアコア粒子とキャリアコア粒子表面を被覆(コート)する樹脂である被覆材からなる。
この他にも、アイオモノマー樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等のキャリアの被覆(コート)材として使用できる樹脂が挙げられる。
これらの樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
また、樹脂中に磁性粉が分散されたバインダー型のキャリアコアも用いることができる。
シリコーン樹脂としては、含窒素シリコーン樹脂及び含窒素シランカップリング剤と、シリコーン樹脂とが反応することにより生成された、変性シリコーン樹脂が挙げられる。
前記樹脂コートキャリアに対する樹脂被覆材の割合としては、適宜決定すればよいが、樹脂コートキャリアに対し0.01〜5質量%が好ましく、0.1〜1質量%がより好ましい。
また、これらの磁性材料に含まれる元素としては、鉄、コバルト、ニッケル、アルミニウム、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムが挙げられる。
これらの中でも特に、銅、亜鉛、及び鉄成分を主成分とする銅−亜鉛−鉄系フェライト、マンガン、マグネシウム及び鉄成分を主成分とするマンガン−マグネシウム−鉄系フェライトが好適に挙げられる。
前記キャリアの粒径としては、4〜200μmのものが使用できるが、10〜150μmが好ましく、20〜100μmがより好ましい。
特に、樹脂コートキャリアは、50%粒径が20〜70μmであることが好ましい。
(トナー形状について)
トナーの形状が球形に近い平均円形度が0.98〜1.0とすることが好ましい。
発明者らはトナー表面への添加剤の付着状態がそのままトナーの流動特性等に現れるようにすることが本発明においては有効であり、球形であることが好ましいことを見出した。
粉砕・分級法によるトナーはそのままでは不定形で、粉砕処理方法にもよるが、円形度は0.930〜0.950であり、円形度0.960〜0.998となることはないが、次に述べるような機械的な球形化処理や、加熱処理により、円形度を高めることが可能であり、円形度0.960〜0.998の球形トナーを得ることができる。
円形度は、光学的に粒子を検知して、投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値である。
〔機械的処理〕
例えば、特開平09−085741号公報に記載されているようにターボミル(ターボ工業社製)を用いた方法や、クリプトロン(川崎重工社製)、Q型ミキサー(三井鉱山社製)、ハイブリダイザー(奈良機械社製)、メカノフィュージョン装置(ホソカワミクロン社製等)で連続処理することにより、粉砕トナーの形状を球形化することが可能である。
〔加熱処理(乾式)〕
例えば、サーフュージョンシステム(日本ニューマチック工業社製)を用いて、100〜300℃の熱風でトナー粒子表面を半溶融させることにより、粉砕トナーの形状を球形化することが可能である。
〔加熱処理(湿式)〕
粉砕法によって得られたトナーをトナーが可塑性を持つような温度(200℃程度)の高温液体中に浸漬することによって、粉砕トナーの形状を球形化することが可能である。
重合トナーにおいては特に形状制御を行わない限り球形トナーを得ることができる。
本発明においては、平均円形度の計測にフロー式粒子像分析装置(「FPIA−2100」;シスメックス社製)を用いて計測し、解析ソフト(FPIA−2100 Data Processing Program for FPIA version00−10)を用いて解析を行った。具体的には、ガラス製100mlビーカーに10wt%界面活性剤(アルキルベンゼンスフォン酸塩ネオゲンSC−A;第一工業製薬性)を0.1〜0.5ml添加し、各トナー0.1〜0.5g添加しミクロスパーテルでかき混ぜ、次いでイオン交換水80mlを添加した。得られた分散液を超音波分散器(本多電子社製)で3分間分散処理した。前記分散液を前記FPIA−2100を用いて濃度を5000〜15000個/μlが得られるまでトナーの形状及び分布を測定した。本測定法は平均円形度の測定再現性の点から前記分散液濃度が5000〜15000個/μlにすることが重要である。前記分散液濃度を得るために前記分散液の条件、すなわち添加する界面活性剤量、トナー量を変更する必要がある。界面活性剤量は前述したトナー粒径の測定と同様にトナーの疎水性により必要量が異なり、多く添加すると泡によるノイズが発生し、少ないとトナーを十分にぬらすことが出来ないため、分散が不十分となる。またトナー添加量は粒径のより異なり、小粒径の場合は少なく、また大粒径の場合は多くする必要があり、トナー粒径が3〜7μmの場合、トナー量を0.1〜0.5g添加することにより分散液濃度を5000〜15000個/μlにあわせる事が可能となる。
前記トナーの酸価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、低温定着性(定着下限温度)、ホットオフセット発生温度等を制御する点から、0.5mgKOH/g〜40mgKOH/gであることが好ましい。前記酸価が、0.5mgKOH/g未満であると、製造時の塩基による分散安定性を向上させる効果が得られなくなったり、前記プレポリマーを用いた場合に伸長反応及び/又は架橋反応が進行しやすくなったりして、製造安定性が低下することがある。前記酸価が、40mgKOH/gを超えると、前記プレポリマーを用いた場合に伸長反応及び/又は架橋反応が不十分となり、耐高温オフセット性が低下することがある。
前記トナーのガラス転移温度(Tg)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、示差走査熱量測定(DSC)において昇温一回目に算出されるガラス転移温度(Tg1st)が、20℃以上60℃未満であることが好ましく、30℃以上50℃以下であることがより好ましい。これにより、低温定着性、耐熱保存性及び高耐久性を得ることができる。前記Tg1stが、20℃未満であると、現像機内でのブロッキングや感光体へのフィルミングが発生することがあり、60℃以上であると、低温定着性が低下することがある。
尚、示差走査熱量測定における昇温一回目に算出されるガラス転移温度(Tg1st)及び昇温二回目に算出されるガラス転移温度(Tg2nd)の詳細については後述する。
前記トナーの体積平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、画質の観点から小粒径であることが好ましく4μm以上6μm以下であることが好ましい。また、個数平均粒径に対する体積平均粒径の比は1.2以下であることが好ましい。また、体積平均粒径が2μm以下である成分を1個数%以上10個数%以下含有することが好ましい。
<<ゲルパーミエーションクロマトグラフィ測定方法>>
ゲルパーミエーションクロマトグラフィ測定による結晶性ポリエステル樹脂、及び非晶質ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、例えば以下のような手段で測定できる。
<測定条件>
・ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)測定装置
:GPC−8220GPC(東ソー社製)
・カラム:TSKgel SuperHZM―H 15cm 3連(東ソー社製)
・温度 :40℃
・溶媒 :オルトジクロロベンゼン
・流速 :0.35ml/min
・試料 :0.15%の試料を0.4ml注入
・試料の前処理:対象試料をオルトジクロロベンゼンに0.15wt%で溶解後0.2μmフィルターで濾過し、その濾液を試料として用いる。前記試料溶液を100μl注入して測定する。
本発明におけるトナー、及び各材料の融点、ガラス転移温度(Tg)は、例えば、DSCシステム(示差走査熱量計)(「DSC−60」、島津製作所社製)を用いて測定することができる。
具体的には、対象試料の発熱ピーク温度、融点、ガラス転移温度は、下記手順により測定できる。
得られるDSC曲線から、DSC−60システム中の解析プログラム『吸熱ショルダー温度』を用いて、一回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、対象試料の昇温一回目におけるガラス転移温度を求めることができる。また、『吸熱ショルダー温度』を用いて、二回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、対象試料の昇温二回目におけるガラス転移温度を求めることができる。
また、得られるDSC曲線から、DSC−60システム中の解析プログラム『吸熱ピーク温度』を用いて、一回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、対象試料の昇温一回目における融点を求めることができる。また、『吸熱ピーク温度』を用いて、二回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、対象試料の昇温二回目における融点を求めることができる。
本発明では、対象試料としてトナーを用いた際の一回目昇温時におけるガラス転移温度をTg1st、同二回目昇温時におけるガラス転移温度をTg2ndとする。
また本発明では、各構成成分の二回目昇温時における融点、Tgを各対象試料の融点、Tgとする。
尚、本発明において、トナーについて単にガラス転移温度Tgと言う場合は全てTg1stであり、樹脂についてのガラス転移温度Tgと言う場合はTg2ndである。
前記トナーの体積平均粒径(D4)と個数平均粒径(Dn)、その比(D4/Dn)は、例えば、コールターカウンターTA−II、コールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)等を用いて測定することができる。本発明ではコールターマルチサイザーIIを測定装置として使用した。以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液100mL〜150mL中に分散剤として界面活性剤(好ましくはポリオキシエチレンアルキルエーテル(非イオン性の界面活性剤))を0.1mL〜5mL加える。ここで、電解水溶液とは1級塩化ナトリウムを用いて1質量%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を2mg〜20mg加える。試料を懸濁した電解水溶液は、超音波分散器で約1分間〜3分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径(D4)、個数平均粒径(Dn)を求めることができる。
チャンネルとしては、2.00μm以上2.52μm未満;2.52μm以上3.17μm未満;3.17μm以上4.00μm未満;4.00μm以上5.04μm未満;5.04μm以上6.35μm未満;6.35μm以上8.00μm未満;8.00μm以上10.08μm未満;10.08μm以上12.70μm未満;12.70μm以上16.00μm未満;16.00μm以上20.20μm未満;20.20μm以上25.40μm未満;25.40μm以上32.00μm未満;32.00μm以上40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上40.30μm未満の粒子を対象とする。
非晶質樹脂の軟化温度〔T(F1/2)〕は、島津製作所製 高架式フローテスターCF−500を使用し、ダイス径1mm、加圧10kgf/cm2、昇温速度3℃/minの条件下で1cm3の試料を溶融流出させた時のストロークが、流出開始点から流出終了点までのストローク変化量の1/2になる時の温度である。
カートリッジ容器としては、トナーを充填するトナーカートリッジと、少なくとも感光体と現像手段を具備し、現像手段のトナー収容部にトナーを充填するプロセスカートリッジとを挙げることができ、通常これらのトナーカートリッジ又はプロセスカートリッジを画像形成装置に装着して、画像形成が行なわれる。
また、画像形成装置(不図示)は、本発明の静電荷像現像用トナーを用いるものであればよく、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、静電荷像担持体と、静電荷像形成手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを少なくとも有し、好ましくはクリーニング手段を有し、さらに必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
また、これらの諸手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
また、これらの諸工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
本発明に係る画像形成装置は、少なくとも静電潜像担持体と、現像手段とを一体に有し、更に必要に応じて適宜選択した、帯電手段、露光手段、転写手段、クリーニング手段、除電手段などのその他の手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジを備えていても良い。
前記現像手段は、前記静電潜像担持体上に担持された静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する手段であり、前記トナーが本発明のトナーであることを必要とする。
また、前記帯電手段、露光手段、転写手段、クリーニング手段、及び除電手段としては、上述した画像形成装置と同様なものを適宜選択して用いることができる。
この静電潜像は、現像手段104でトナーにより現像され、現像されたトナー像は転写手段108により、記録媒体105に転写され、プリントアウトされる。次いで、像転写後の静電潜像担持体表面は、クリーニング手段107によりクリーニングされ、更に除電手段(不図示)により除電されて、再び、以上の操作を繰り返すものである。
(1)外添剤としてシリコーンオイルで表面処理された樹脂微粒子を含有することを特徴とする静電荷像現像用トナー。
(2)前記シリコーンオイルがフッ素含有シリコーンオイルであることを特徴とする前記(1)記載の静電荷像現像用トナー。
(3)前記樹脂微粒子が無機微粒子を含有することを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の静電荷像現像用トナー。
(4)前記樹脂微粒子の樹脂基材は、スチレンモノマー、アクリル酸エステルモノマー及びメタクリル酸エステルモノマーから選ばれる少なくとも一種のモノマーを用いて得られる重合体を含み、架橋されてなることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(5)前記樹脂微粒子は、個数平均粒径が50〜200nmであることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(6)外添剤として無機微粒子を基材とした外添剤を含有しないことを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(7)前記静電荷像現像用トナーが結着樹脂として結晶性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(8)前記静電荷像現像用トナーの平均円形度が0.98〜1.0であることを特徴とする前記(1)〜(7)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(9)少なくとも静電潜像担持体と、現像手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、前記現像手段が、前記(1)〜(8)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
(樹脂微粒子の製造例1)
ジメチルシリコーンオイル(KF−96−50CPS)5部を、エタノール500部に溶解し、架橋構造を有するアクリル樹脂微粒子(MP−300、平均一次粒径100nm、綜研化学)100部と撹拌混合した後、エバポレーターを用いて溶剤のエタノールを留去し、乾燥した。
次にヘンシェルミキサーを用いて、解砕することで、ジメチルシリコーンオイルで表面処理された樹脂微粒子1を得た。
ジメチルシリコーンオイル(KF−96−50CPS)4部、フルオロアルキルシリコーンオイル(X−22−822)1部を、エタノール500部に溶解し、架橋構造を有するアクリル樹脂微粒子(MP−300、平均一次粒径100nm、綜研化学株式会社)100部と撹拌混合した後、エバポレーターを用いて溶剤のエタノールを留去し、乾燥した。
次にヘンシェルミキサーに投入し、攪拌周速33m/sで10分間の攪拌、次いで10分間静置のサイクルを5回繰り返し解砕することで、ジメチルシリコーンオイルおよびフルオロアルキルシリコーンオイルで表面処理された樹脂微粒子2を得た。
疎水化処理シリカHDK H−2000(ヘキストジャパン社製、平均粒子径0.012μm)6質量部、架橋構造を有するアクリル樹脂微粒子(MP−300、平均粒子径100nm、綜研化学株式会社)100質量部をヘンシェルミキサーに投入し、攪拌周速44m/sで10分間の攪拌、次いで10分間静置のサイクルを10回繰り返してシリカ被覆樹脂微粒子を得た。なお、H−2000については、最初の5回の攪拌サイクルごとに1/5量ずつ5回に分けて分割投入することでMP−300上に均一にH−2000が付着するようにした。シリカ微粒子による樹脂微粒子の表面被覆率は0.07であった。
ジメチルシリコーンオイル(KF−96−50CPS)4部、フルオロアルキルシリコーンオイル(X−22−822)1部を、エタノール500部に溶解し、上記シリカ被覆樹脂微粒子100部と撹拌混合した後、エバポレーターを用いて溶剤のエタノールを留去し、乾燥した。
次にヘンシェルミキサーを用いて、解砕することで、ジメチルシリコーンオイルおよびフルオロアルキルシリコーンオイルで表面処理された樹脂微粒子3を得た。
架橋構造を有するアクリル樹脂微粒子(MP−300、平均一次粒径100nm、綜研化学)100部を、架橋構造を有さないアクリル樹脂微粒子(MP−1451、平均一次粒径150nm、綜研化学)100部に変更した以外は樹脂微粒子の製造例3と同様の方法で樹脂微粒子4を得た。シリカ微粒子による樹脂微粒子の表面被覆率は0.10であった。
架橋構造を有するアクリル樹脂微粒子(MP−300、平均一次粒径100nm、綜研化学)100部を、架橋構造を有さないアクリル樹脂微粒子(MP−2200、平均一次粒径350nm、綜研化学)100部に変更した以外は樹脂微粒子の製造例3と同様の方法で樹脂微粒子5を得た。シリカ微粒子による樹脂微粒子の表面被覆率は0.24であった。
架橋構造を有するアクリル樹脂微粒子(MP−300、平均一次粒径100nm、綜研化学)を樹脂微粒子6とした。
疎水化処理シリカHDK H−2000(ヘキストジャパン社製、平均粒子径0.012μm)6質量部、架橋構造を有するアクリル樹脂微粒子(MP−300、平均粒子径100nm、綜研化学株式会社)100質量部をヘンシェルミキサーに投入し、攪拌周速44m/sで10分間の攪拌、次いで10分間静置のサイクルを5回繰り返すことで、シリカで被覆した樹脂微粒子7を得た。なお、H−2000については、最初の5回の攪拌サイクルごとに1/5量ずつ5回に分けて分割投入することでMP−300上に均一にH−2000が付着するようにした。
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに、1,10−デカンジオール2300g、1、8−オクタンジオール2530g、ハイドロキノン4.9gを入れ、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、さらに8.3kPaにて2時間反応させ、DSC測定におけるTgは65℃、融点ピーク温度は70℃、Mw10000、Mn3000、Mw/Mn=3.3の結晶性ポリエステル樹脂A1を得た。
表2に非晶質ポリエステル樹脂B−H1およびB−L1の成分を示し、表3に非晶質ポリエステル樹脂B−H1およびB−L1の物性値を示す。
なお、表2に示したBPA/EOは、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物(2.2モル付加物)を示し、BPA/POは、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物(2.2モル付加物)を示す。
非晶質ポリエステル樹脂B−H1およびB−L1は、表2に示した組成物4000gを、温度計、攪拌器、コンデンサーを備えた容量5Lの4つ口丸底フラスコ内に入れ、このフラスコをマントルヒーターにセットし、4gのジブチルスズオキシドを加えて昇温し、温度を220℃に保って8時間反応させたのち、8.3kPaにて所定の軟化点に達するまで反応させて得た。
結晶性ポリエステル樹脂A1 20部
非晶質ポリエステル樹脂B−H1 20部
非晶質ポリエステル樹脂B−L1 60部
サリチル酸Zr塩(保土ヶ谷化学TN−105) 1部
脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス(Tg:83℃) 7部
カーボンブラック(三菱化学 #44) 13部
上記のトナー構成材料をヘンシェルミキサー中で十分撹拌混合した後、2軸押出し機にて溶融混練した。混錬条件については、混練物を低温(混練物が溶融状態になる範囲での最低温度)の状態で混錬を行うべく、混錬機の温度設定を行った結果、混練機出口での混錬品の温度が120℃となるよう混錬機の温度設定を行った。次にこの混練物をホソカワミクロン社製APパルペライザーを用いて粒経1mm以下に粗粉砕し、続いてターボ工業社製ターボミルを用いて微粉砕・分級し重量平均粒径6.5μmのトナー母体を得た。
つづいて、サーフュージョン(日本ニューマチック社製)を用いて、温度300℃、熱風風量1000l/min、供給風量100l/min、回転数600rpmに設定した装置内を通して、平均円形度0.98のトナー母体1を得た。
融解熱の最大ピーク温度は68℃、熱量は7J/gであった。
処方を下記のものに変更した以外はトナーの製造例1と同様にトナー母体を作製し、平均円形度0.98のトナー母体2を得た。
結晶性ポリエステル樹脂A1 0部
非晶質ポリエステル樹脂B−H1 20部
非晶質ポリエステル樹脂B−L1 80部
サリチル酸Zr塩(保土ヶ谷化学TN−105) 1部
脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス(Tg:83℃) 7部
カーボンブラック(三菱化学 #44) 13部
融解熱の最大ピーク温度は82℃、熱量は2J/gであった。
(トナーの製造例)
下表4のトナー母体、外添剤の組み合わせで外添剤混合を行い実施例1〜6、比較例1〜4のトナーを得た。
(外添剤混合条件)
トナー1〜7および9ではトナー母体粒子100質量部に対して、樹脂微粒子3.0質量部をヘンシェルミキサーにて攪拌周速33m/sで10秒間の攪拌、次いで10秒間静置のサイクルを5回繰り返したトナーを作製した。
トナー8、トナー10においては、上記の樹脂微粒子3.0質量部を日本アエロジル社製シリコーンオイル処理シリカRY50を3.0質量部に変更したほかは同様にしてトナーを製作した。
上記実施例1〜6、比較例1〜4のトナーと、下記製造法のキャリアをトナーとキャリアの総量を1kg、トナー濃度7質量%となるようをターブラーミキサーで攪拌強度最強で10分間混合し表4記載の評価に使用した。
アクリル樹脂溶液(固形分50wt%) 21.0部
グアナミン溶液(固形分70wt%) 6.4部
アルミナ粒子[0.3μm、固有抵抗1014(Ω・cm)] 7.6部
シリコン樹脂溶液[固形分23wt%
(SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)] 65.0部
アミノシラン[固形分100wt%
(SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)] 0.3部
トルエン 60部
ブチルセロソルブ 60部
をホモミキサーで10分間分散し、アルミナ粒子を含むアクリル樹脂及びシリコン樹脂のブレンド被覆膜形成溶液を得た。芯材として焼成フェライト粉[(MgO)1.8(MnO)49.5(Fe2O3)48.0:平均粒径;35μm]を用い、上記被覆膜形成溶液を芯材表面に膜厚0.15μmになるようにスピラコーター(岡田精工社製)により塗布し乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて150℃で1時間放置して焼成した。冷却後フェライト粉バルクを目開き106μmの篩を用いて解砕し、[キャリア1]とした。結着樹脂膜厚測定は、透過型電子顕微鏡にてキャリア断面を観察することにより、キャリア表面を覆う被覆膜を観察することができるため、その膜厚の平均値をもって膜厚とした。
(クリーニング性、感光体固着の評価)
1.得られたトナー、現像剤、装置を全て25℃、50%環境室に1日放置。
2.Imagio neo C600市販品現像装置から現像剤を抜き取り、代わりに、実施例または比較例の現像剤を400g投入する。
3.Imagio neo C600本体に、現像装置を装着し、現像スリーブ線速300mm/sで、現像装置のみを5分間空回しさせる。
4.現像スリーブ、感光体ともに300mm/sトレーリングで回転させ、感光体上のトナー0.6±0.05mg/cm2となるように帯電電位、現像バイアスを調整した。
5.クリーニングブレードは、Imagio neo C600市販品PCU搭載のクリーニングブレード1枚のみとし、その弾性率は70%、厚さは2mm、カウンターで像担持体に対する当接角度は20°とした。
6.上記現像条件において、転写率が96±2%となるよう、転写電流を調整。
7.上記設定値を用いて、通紙方向に4cm、通紙幅方向に25cmの帯を入れたチャート(図2)を1000枚を出力した。
8.最後に出力された画像について、白地部である印刷用紙通紙方向中央部、かつ、幅方向中央部の画質を評価し、クリーニング不良による異常画像発生の有無で評価した。
9.出力画像の評価には、画像ID(X−RITE社製 X−RITE938、v値)を測定した。
10.通紙していない紙の画像IDに比べ、通紙後の画像IDが0.01以下である時に、クリーニング性OK(○)、それ以上であるときに、クリーニング性NG(×)とランク評価した。
11.そののち感光体表面をVK−8700マイクロスコープにて観察し、感光体軸方向中央部、および左右両端部の各4.5mm幅をVk8500(倍率10倍)にて観察し、感光体上に存在する固着物の有無を観察した。固着物が一視野に5個以上存在するものを×、一視野に1〜5個以上存在するものを△、存在しないものを○、とした。
1.前記評価後に、現像スリーブ線速300mm/sで現像装置のみを60分間空回しさせる。
2.現像剤を一部サンプリングしてブローオフ法により帯電量を測定して、キャリアの帯電能力の低下量を評価した。現像剤作成直後の帯電量との比較で、帯電量の低下量が5μc/g未満の場合は○、5〜10μc/の場合は△、5〜10μc/を超える場合は×とした。
まず、両端にステンレス製メッシュ101を備えた導体容器(ケージ)102に、一定量の現像剤を入れる。メッシュ101の目開きはトナー103とキャリア104の粒径の中間のもの(目開き20μm)を選び、トナー103がメッシュ101の間を通過するように設定する。ノズル105から圧縮窒素ガス(1kgf/cm2)106を60秒間吹き付けて、トナー103をゲージ102の外へ飛び出させると、ケージ内にトナーの電荷と逆極性を持ったキャリア104が残される。図1において107は電位計である。
トナーの電荷量Qと、飛び出したトナーの質量Mを測定し、単位質量当たりの電荷量を帯電量Q/Mとして算出する。トナー帯電量はμc/gで表示される。
デジタルフルカラー複写機(リコー社製imagioMP C4500)の定着部を改造した装置を用いて、タイプ6200紙(リコー社製)に複写テストを行った。
具体的には、定着温度を変化させてコールドオフセット温度(定着下限温度)を求めた。
評価条件は、紙送りの線速度を200〜220mm/秒、面圧を1.0kgf/cm2、ニップ幅を10.0mmとした。
定着下限温度は定着機の設定温度を2℃刻みで振って未定着画像を通紙し、コールドオフセットが発生しない最低温度を定着下限温度とし、ランク分けした。
100〜115℃:○
115〜130℃:△
130℃以上 :×
102 導体容器(ケージ)
103 トナー
104 キャリア
105 ノズル
106 圧縮窒素ガス
107 電位計
Claims (9)
- 外添剤としてシリコーンオイルで表面処理された樹脂微粒子を含有することを特徴とする静電荷像現像用トナー。
- 前記シリコーンオイルがフッ素含有シリコーンオイルであることを特徴とする請求項1記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記樹脂微粒子が無機微粒子を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記樹脂微粒子の基材樹脂は、スチレンモノマー、アクリル酸エステルモノマー及びメタクリル酸エステルモノマーから選ばれる少なくとも一種のモノマーを用いて得られる重合体を含み、架橋されてなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記樹脂微粒子は、個数平均粒径が50〜200nmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 外添剤として無機微粒子を基材とした外添剤を含有しないことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記静電荷像現像用トナーが結着樹脂として結晶性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記静電荷像現像用トナーの平均円形度が0.98〜1.0であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 少なくとも静電潜像担持体と、現像手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、前記現像手段が、請求項1〜8のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
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