JP2015179110A - 非磁性一成分現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表面に深さ0.2μm以上の窪みを一個以上持つトナー粒子Aを全トナー粒子に対して50個数%以上含み、全トナー粒子の平均円形度が0.970以上であるトナー粒子と、個数平均粒径が5nm以上60nm以下のシリカ粒子からなる第1外添剤、並びに、脂肪酸金属塩粒子、二硫化モリブデン粒子、二硫化タングステン粒子、及び窒化ホウ素粒子からなる群より選ばれる少なくとも一種の第2外添剤を含む外添剤と、を有する非磁性一成分現像剤である。
【選択図】なし
Description
特許文献2には、「円形度が0.970以上であり、球状のトナー核表面に凹凸を有し、その凸部は粒状で平均粒径が100nm〜500nmであり、トナー核表面に対して被覆率10%〜80%で一体化されていることを特徴とする静電荷像現像用トナー」が開示されている。
特許文献3には、「個数平均粒径が80nm乃至150nmの無機微粒子を含有し、走査型プローブ顕微鏡で測定されるトナー粒子の平均谷深さRvmが120nm乃至200nmであり、X方向の凹凸平均間隔Wが、0.15<Rvm/W<1.0を満足するトナー」が開示されている。
表面に深さ0.2μm以上の窪みを一個以上持つトナー粒子Aを全トナー粒子に対して50個数%以上含み、全トナー粒子の平均円形度が0.970以上であるトナー粒子と、
個数平均粒径が5nm以上60nm以下のシリカ粒子からなる外添剤Aと、脂肪酸金属塩粒子、二硫化モリブデン粒子、二硫化タングステン粒子、及び窒化ホウ素粒子からなる群より選ばれる少なくとも一種の外添剤Bと、を含む外添剤と、
を有する非磁性一成分現像剤。
請求項1に記載の非磁性一成分現像剤を収容し、前記非磁性一成分現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項1に記載の非磁性一成分現像剤を収容し、前記非磁性一成分現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。
像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項1に記載の非磁性一成分現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
本実施形態に係る非磁性一成分現像剤は、トナー粒子と、外添剤と、を有している。
トナー粒子は、表面に深さ0.2μm以上の窪みを一個以上持つトナー粒子Aを全トナー粒子に対して50個数%以上含み、全トナー粒子の平均円形度が0.970以上である。
そして、外添剤は、個数平均粒径が5nm以上60nm以下のシリカ粒子からなる外添剤Aと、脂肪酸金属塩粒子、二硫化モリブデン粒子、二硫化タングステン粒子、及び窒化ホウ素粒子からなる群より選ばれる少なくとも一種の外添剤Bと、を含む。
なお、以下、非磁性一成分現像剤を「静電荷像現像剤」、「現像剤」又は「トナー」と称することがある。
この理由は定かではないが、以下に示す理由によるものと推測される。
このため、この性質を持つトナー粒子Aを含むトナー粒子に個数平均粒径が5nm以上60nm以下といった小径のシリカ粒子からなる外添Aを外添すると、トナー粒子Aの窪みに外添剤Aが付着しやすくなる。そして、トナー粒子Aの窪みに付着した外添剤Aは、機械的負荷を受け難く、トナー粒子Aの内部に埋まり込むことなく窪みに存在しやすい状態となる。なお、全トナー粒子が平均円形度0.970未満の異形状の場合、トナー粒子Aの表面に鋭利な突起部分が存在しやすく、その突起部分が他のトナー粒子Aの窪みの底部に接触する確率が高まり、この窪みに付着した外添剤Aの埋まり込みが促進されやすくなる。
そして、この圧密状態とはならずに存在する混合粉体がトナー粒子間に介在することで、トナー供給部材とトナー保持体との接触部において、熱及び圧力による負荷をトナーが受け続けても、トナー粒子同士の融着が起こり難くなる。
トナー粒子は、表面に深さ0.2μm以上の窪みを一個以上持つトナー粒子Aを含む。そして、トナー粒子は、全粒子の平均円形度が0.970以上である。
まず、界面活性剤を含む水中に、測定対象となるトナー(現像剤)を分散させた後、超音波処理をおこなって外添剤を除去したトナー粒子を得る。
次に、電子線三次元粗さ解析装置(エリオニクス社製、ERA8900FE)により倍率1万倍にて、得られたトナー粒子の3D画像を得る。得られた3D画像において、トナー粒子の外縁の高さプロファイルを求める。そして、この高さのプロファイルにおいて、基準高さに対して0.2μm以上高低差がある場合には、トナー粒子の表面に深さ0.2μm以上の窪みが存在するものと判断する。ただし、基準高さは、スプラインフィルタを用いた形状補正をおこない、端部の影響をキャンセルするとともに、傾斜補正をおこなうことで決定する。
この同様の操作を100個のトナー粒子に対して行って、表面に深さ0.2μm以上の窪みを一個以上持つトナー粒子Aの割合を求める。なお、トナーの窪みの観察は、トナーの片面のみの観察であるが、この数値をもって、表面に深さ0.2μm以上の窪み持つトナー粒子Aの割合と定義する。
まず、界面活性剤を含む水中に、測定対象となるトナー(現像剤)を分散させた後、超音波処理をおこなって外添剤を除去したトナー粒子を得る。
得られたトナー粒子を吸引採取し、扁平な流れを形成させ、瞬時にストロボ発光させることにより静止画像として粒子像を取り込み、その粒子像を画像解析するフロー式粒子像解析装置(シスメックス社製のFPIA−2100)によって求める。そして、平均円形度を求める際のサンプリング数は3500個とする。
トナー粒子において、トナー粒子A及びトナー粒子Bは、共に、結着樹脂を含む。トナー粒子A及びトナー粒子Bは、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他の添加剤とを含んでもよい。
結着樹脂としては、例えば、スチレン類(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)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えばアクリル酸メチル、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)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(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)、オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。
結着樹脂としては、例えば、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、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、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も挙げられる。
これらの結着樹脂は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
ポリエステル樹脂としては、例えば、公知のポリエステル樹脂が挙げられる。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、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。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。
多価アルコールは、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。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上50,000以下が好ましい。
ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から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て算出する。
なお、原料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪い単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、ピグメントイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ピグメントレッド、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレートなどの種々の顔料、又は、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系などの各種染料等が挙げられる。
着色剤は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
その他の添加剤としては、例えば、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
ここで、コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂を含んで構成された被覆層と、で構成されていることがよい。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50000個である。
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%となる粒径を体積平均粒径D50v、累積数平均粒径D50pと定義する。
外添剤は、個数平均粒径5nm以上60nm以下のシリカ粒子からなる外添剤Aと、脂肪酸金属塩粒子、二硫化モリブデン粒子、二硫化タングステン粒子、及び窒化ホウ素粒子からなる群より選ばれる少なくとも一種の外添剤Bと、を含む。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、シリカ粒子100質量部に対して、1質量部以上30質量部である。
脂肪酸としては、例えば、炭素数10以上25以下の脂肪酸が挙げられる。金属としては、例えばマグネシウム、カルシウム、アルミニウム、バリウム、亜鉛が挙げられ、特に、亜鉛が好適である。
まず、測定対象となるトナーを走査型電子顕微鏡(SEM)により観察する。そして、画像解析によって、測定対象となる外添剤100個それぞれの円相当径を求め、その個数基準の分布における小径側から個数累積50%(50個目)の円相当径を個数平均粒径とする。
測定対象となる外添剤100個の円相当径を求める画像解析は、解析装置(ERA−8900:エリオニクス社製)を用いて、倍率10,000倍の二次元画像を撮影し、画像解析ソフトWinROOF(三谷商事社製)を用いて、0.010000μm/pixel条件で投影面積を求め、式:円相当径=2√(投影面積/π)で円相当径を求める。
なお、トナーから各外添剤の個数平均粒径を測定するには、外添剤Aと外添剤Bの区別する必要がある。この外添剤Aと外添剤Bとは、SEM−EDXによる元素マッピングをおこない、外添剤Aに由来するSi元素と、外添剤Bに由来するMo、W、B、Mg、Ca、Al、Ba、Zn等の元素と、を外添剤に対応付けることで区別する。
他の外添剤としては、例えば、無機粒子、有機粒子の周知の外添剤が挙げられる。無機粒子としては、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、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、炭化硅素、窒化硅素等の粒子が挙げられる。有機粒子としては、例えば、スチレン系重合体、(メタ)アクリル系重合体、エチレン系重合体等のビニル系重合体;メラミン系重合体、アミド系重合体、アリルフタレート系重合体等の各種重合体;ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系重合体;高級アルコール;などが挙げられる。
次に、本実施形態に係るトナーの製造方法について説明する。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
これらの中でも、凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。
結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液を準備する工程(樹脂粒子分散液準備工程)と、樹脂粒子分散液中で(必要に応じて他の粒子分散液を混合した後の分散液中で)、樹脂粒子(必要に応じて他の粒子)を凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して加熱し、凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、トナー粒子を製造する。
なお、以下の説明では、着色剤、及び離型剤を含むトナー粒子を得る方法について説明するが、着色剤、離型剤は、必要に応じて用いられるものである。無論、着色剤、離型剤以外のその他添加剤を用いてもよい。
まず、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と共に、例えば、着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液、離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液を準備する。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類等が挙げられる。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。
界面活性剤は、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。
なお、転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて、中和したのち、水媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの、樹脂の変換(いわゆる転相)が行われて不連続相化し、樹脂を、水媒体中に粒子状に分散する方法である。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA−700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。なお、他の分散液中の粒子の体積平均粒径も同様に測定される。
次に、樹脂粒子分散液と共に、着色剤粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合する。
そして、混合分散液中で、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とをヘテロ凝集させ目的とするトナー粒子の径に近い径を持つ、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む凝集粒子を形成する。
凝集粒子形成工程においては、例えば、混合分散液を回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温(例えば25℃)で上記凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、上記加熱を行ってもよい。
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば樹脂粒子のガラス転移温度より10から50℃高い温度以上)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。
なお、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該凝集粒子分散液と、樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、をさらに混合し、凝集粒子の表面にさらに樹脂粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程と、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア/シェル構造のトナー粒子を形成する工程と、を経て、トナー粒子を製造してもよい。
洗浄工程は、帯電性の点から充分にイオン交換水による置換洗浄を施すことがよい。また、固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。また、乾燥工程も特に方法に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、フラッシュジェット乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
本実施形態に係る画像形成装置/画像形成方法について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える。そして、静電荷像現像剤として、本実施形態に係る静電荷像現像剤が適用される。
中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー画像が転写される中間転写体と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。
図1に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づくイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称する場合がある)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に対して脱着するプロセスカートリッジであってもよい。
なお、一次転写ロール5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。更に、各一次転写ロール5Y、5M、5C、5Kには、一次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各一次転写ロールに印加する転写バイアスを可変する。
まず、動作に先立って、帯電ロール2Yによって感光体1Yの表面が帯電される。
感光体1Yは、導電性の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂の抵抗)であるが、レーザ光線(またはLED光)3Yが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー画像パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによってトナー画像として可視像(現像像)化される。
一方、感光体1Y上に残留したトナーは感光体クリーニング装置6Yで除去されて回収される。
こうして、第1のユニット10Yにてイエロートナー画像の転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー画像が重ねられて多重転写される。
定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録紙Pの表面も平滑が好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等が好適に使用される。
本実施形態に係るプロセスカートリッジについて説明する。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
図2に示すプロセスカートリッジ200は、例えば、取り付けレール116及び露光のための開口部118が備えられた筐体117により、感光体107(像保持体の一例)と、感光体107の周囲に備えられた帯電ロール108(帯電手段の一例)、現像装置111(現像手段の一例)、及び感光体クリーニング装置113(クリーニング手段の一例)を一体的に組み合わせて保持して構成し、カートリッジ化されている。
なお、図2中、109は露光装置(静電荷像形成手段の一例)、112は転写装置(転写手段の一例)、115は定着装置(定着手段の一例)、300は記録紙(記録媒体の一例)を示している。
(ポリエステル樹脂粒子分散液1の調製)
ポリエステル樹脂1(ガラス転移温度59℃、重量平均分子量(Mw)46,000)を溶融状態にて、キャビトロンCD1010((株)ユーロテック製)に毎分100gの速度で移送した。別途準備した水性媒体タンクに試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈した0.37質量%濃度の希アンモニア水を入れ、熱交換器で120℃に加熱しながら毎分0.1リットルの速度でポリエステル樹脂溶融体と同時にキャビトロンに移送した。回転子の回転速度が60Hz、圧力が5kg/cm2の条件でキャビトロンを運転し、体積平均粒径220nm、固形分20質量%のポリエステル樹脂粒子分散液1を得た。
ポリエステル樹脂2(ガラス転移温度51℃、重量平均分子量(Mw)34,000)を溶融状態にて、キャビトロンCD1010((株)ユーロテック製)に毎分100gの速度で移送した。別途準備した水性媒体タンクに試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈した0.37質量%濃度の希アンモニア水を入れ、熱交換器で120℃に加熱しながら毎分0.1リットルの速度でポリエステル樹脂溶融体と同時にキャビトロンに移送した。回転子の回転速度が60Hz、圧力が5kg/cm2の条件でキャビトロンを運転し、体積平均粒径180nm、固形分20質量%のポリエステル樹脂粒子分散液2を得た。
(着色粒子分散液1の調製)
・カーボンブラック(三菱化学(株)製、商品名#25B): 20部
・アニオン性界面活性剤(ネオゲンSC、第一工業製薬(株)製): 2部
・イオン交換水: 80部
上記の成分を混合し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー(HJP30006、(株)スギノマシン製)により1時間分散し、体積平均粒径180nm、固形分20質量%の着色剤粒子分散液1を得た。
(離型剤粒子分散液1の調製)
・パラフィンワックス(日本精鑞(株)製、商品名HNP9): 20部
・アニオン性界面活性剤(ネオゲンSC、第一工業製薬(株)製): 2部
・イオン交換水: 80部
上記の成分を混合し、100℃に加熱して、IKA社製ウルトラタラックスT50にて十分分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径200nm、固形分20質量%の離型剤粒子分散液を得た。
(帯電制御剤粒子分散液1の調製)
・帯電制御剤: 20部
(オリヱント化学工業(株)製、商品名BONTRON N−01)
・アニオン性界面活性剤: 2部
(ネオゲンSC、第一工業製薬(株)製)
・イオン交換水: 80部
上記成分を120℃に加熱して、IKA社製ウルトラタラックスT50で十分に分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径が180nmになったところで回収した。このようにして固形分20質量%の帯電制御剤粒子分散液1を得た。
(トナー粒子1の作製)
・ポリエステル樹脂粒子分散液1: 63部
・着色剤粒子分散液: 5部
・離型剤分散液: 7部
・帯電制御剤粒子分散液: 1部
・イオン交換水: 60部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に入れて、ウルトラタラックスT50で十分に混合・分散した。次いで、これにポリ塩化アルミニウム0.4部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。更に加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら55℃まで加熱した。55℃で2時間保持した後、ここにポリエステル樹脂粒子分散液1: 16部、及びポリエステル樹脂粒子分散液2: 8部を緩やかに追加した。
その後、0.5N水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを8.2にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら88℃まで加熱し、3時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。次いで真空乾燥を12時間実施し体積平均粒径D50が6.3μmのトナー粒子1を得た。
・トナー粒子1: 100部
・シリカ粒子1: 1.3部
(クラリアントジャパン(株)製、商品名H13TA、個数平均粒径20nm)
・窒化ホウ素粒子: 0.7部
(昭和電工(株)製、商品名UHP−1K、個数平均粒径8μm)
上記組成をヘンシェルミキサーにより混合し、トナーを得た。そして、得られたトナーを実施例1の非磁性一成分現像剤とした。
実施例1において、窒化ホウ素粒子を、二硫化モリブデン粒子(住鉱潤滑剤(株)製、商品名:モリパウダー、個数平均粒径5μm)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。そして、得られたトナーを実施例2の非磁性一成分現像剤とした。
実施例1において、窒化ホウ素粒子を、二硫化タングステン粒子(日本潤滑剤(株)製、商品名:タンミックA、個数平均粒径2μm)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。そして、得られたトナーを実施例3の非磁性一成分現像剤とした。
実施例1において、窒化ホウ素粒子を、ステアリン酸カルシウム粒子(日油(株)製、商品名:ニッサンエレクトールMC−2、個数平均粒径2μm)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。そして、得られたトナーを実施例4の非磁性一成分現像剤とした。
実施例1において、窒化ホウ素粒子を、ステアリン酸マグネシウム粒子(日油(株)製、商品名:ニッサンエレクトールMM−2、個数平均粒径2μm)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。そして、得られたトナーを実施例5の非磁性一成分現像剤とした。
実施例1において、窒化ホウ素粒子を、ラウリン酸亜鉛粒子(堺化学工業(株)製、商品名:Z−12、個数平均粒径2μm)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。そして、得られたトナーを実施例6の非磁性一成分現像剤とした。
(トナー粒子2の作製)
・ポリエステル樹脂粒子分散液1: 63部
・着色剤粒子分散液: 5部
・離型剤分散液: 7部
・帯電制御剤粒子分散液: 1部
・イオン交換水: 60部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に入れて、ウルトラタラックスT50で十分に混合・分散した。次いで、これにポリ塩化アルミニウム0.4部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。更に加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら55℃まで加熱した。55℃で2時間保持した後、ここにポリエステル樹脂粒子分散液1: 20部、及びポリエステル樹脂粒子分散液2: 4部を緩やかに追加した。
その後、0.5N水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを8.2にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら88℃まで加熱し、3時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。次いで真空乾燥を12時間実施し体積平均粒径D50が6.5μmのトナー粒子2を得た。
そして、実施例1においてトナー粒子1をトナー粒子2に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。そして、得られたトナーを実施例7の非磁性一成分現像剤とした。
(トナー粒子3の作製)
・ポリエステル樹脂粒子分散液1: 63部
・着色剤粒子分散液: 5部
・離型剤分散液: 7部
・帯電制御剤粒子分散液: 1部
・イオン交換水: 60部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に入れて、ウルトラタラックスT50で十分に混合・分散した。次いで、これにポリ塩化アルミニウム0.4部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。更に加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら55℃まで加熱した。55℃で2時間保持した後、ここにポリエステル樹脂粒子分散液1: 14部、及びポリエステル樹脂粒子分散液2: 10部を緩やかに追加した。
その後、0.5N水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを7.8にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら91℃まで加熱し、4時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。次いで真空乾燥を12時間実施し体積平均粒径D50が6.6μmのトナー粒子3を得た。
そして、実施例1においてトナー粒子1をトナー粒子3に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。そして、得られたトナーを実施例8の非磁性一成分現像剤とした。
気相法によって作製したシリカ粒子(個数平均粒径7nm)100部に、3−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業(株)製、商品名:KBE−903)10部をスプレードライにより噴霧し、シリカ粒子の表面処理を行った。表面処理したシリカ粒子を解砕し、シリカ粒子2を得た。
そして、実施例1において、1.3部のシリカ粒子1を、1.1部のシリカ粒子2に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。そして、得られたトナーを実施例9の非磁性一成分現像剤とした。
3−アミノプロピルトリエトキシシランの量を5部にした以外はシリカ粒子2と同様の方法で処理を行い、シリカ粒子3を得た。
そして、実施例1において、1.3部のシリカ粒子1を、2.5部のシリカ粒子に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。そして、得られたトナーを実施例10の非磁性一成分現像剤とした。
(トナー粒子4の作製)
・ポリエステル樹脂粒子分散液1: 63部
・着色剤粒子分散液: 5部
・離型剤分散液: 7部
・帯電制御剤粒子分散液: 1部
・イオン交換水: 60部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に入れて、ウルトラタラックスT50で十分に混合・分散した。次いで、これにポリ塩化アルミニウム0.4部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。更に加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら55℃まで加熱した。55℃で2時間保持した後、ここにポリエステル樹脂粒子分散液1: 16部、及びポリエステル樹脂粒子分散液2: 8部を緩やかに追加した。
その後、0.5N水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを8.2にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら86℃まで加熱し、2時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。次いで真空乾燥を12時間実施し体積平均粒径D50が6.3μmのトナー粒子4を得た。
そして、実施例1において、トナー粒子1をトナー粒子4に変更した以外は実施例1と同様にして、トナーを得た。そして、得られたトナーを実施例11の非磁性一成分現像剤とした。
(トナー粒子5の作製)
・ポリエステル樹脂粒子分散液1: 63部
・着色剤粒子分散液: 5部
・離型剤分散液: 7部
・帯電制御剤粒子分散液: 1部
・イオン交換水: 60部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に入れて、ウルトラタラックスT50で十分に混合・分散した。次いで、これにポリ塩化アルミニウム0.4部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。更に加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら55℃まで加熱した。55℃で2時間保持した後、ここにポリエステル樹脂粒子分散液1: 21部、及びポリエステル樹脂粒子分散液2: 3部を緩やかに追加した。
その後、0.5N水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを8.2にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら95℃まで加熱し、2時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。次いで真空乾燥を12時間実施し体積平均粒径D50が6.5μmのトナー粒子5を得た。
(非磁性一成分現像剤の作製)
そして、実施例1において、トナー粒子1をトナー粒子5に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。そして、得られたトナーを比較例1の非磁性一成分現像剤とした。
(トナー粒子6の作製)
・ポリエステル樹脂粒子分散液1: 63部
・着色剤粒子分散液: 5部
・離型剤分散液: 7部
・帯電制御剤粒子分散液: 1部
・イオン交換水: 60部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に入れて、ウルトラタラックスT50で十分に混合・分散した。次いで、これにポリ塩化アルミニウム0.4部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。更に加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら55℃まで加熱した。55℃で2時間保持した後、ここにポリエステル樹脂粒子分散液1: 16部、及びポリエステル樹脂粒子分散液2: 8部を緩やかに追加した。
その後、0.5N水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを8.0にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら87℃まで加熱し、1.5時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。次いで真空乾燥を12時間実施し体積平均粒径D50が6.4μmのトナー粒子6を得た。
(非磁性一成分現像剤の作製)
そして、実施例1において、トナー粒子1をトナー粒子6に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。そして、得られたトナーを比較例2の非磁性一成分現像剤とした。
実施例1において、窒化ホウ素粒子を添加しない以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。そして、得られたトナーを比較例3の非磁性一成分現像剤とした。
実施例1において、1.3部のシリカ粒子1を、 1.6部の酸化チタン粒子(テイカ(株)製、商品名JMT−150ANO、個数平均粒径15nm)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。そして、得られたトナーを比較例4の非磁性一成分現像剤とした。
気相法によって作製したシリカ粒子(個数平均粒径4nm)100部に、3−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業(株)製、商品名:KBE−903)10部をスプレードライにより噴霧し、シリカ粒子の表面処理を行った。表面処理したシリカ粒子を解砕し、シリカ粒子4を得た。
そして、実施例1において、1.3部のシリカ粒子1を、1.1部のシリカ粒子4に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。そして、得られたトナーを比較例5の非磁性一成分現像剤とした。
気相法によって作製したシリカ粒子(個数平均粒径65nm)100部に、3−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業(株)製、商品名:KBE−903)5部をスプレードライにより噴霧し、シリカ粒子の表面処理を行った。表面処理したシリカ粒子を解砕し、シリカ粒子5を得た。
そして、実施例1において、1.3部のシリカ粒子1を、2.5部のシリカ粒子5に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。そして、得られたトナーを比較例5の非磁性一成分現像剤とした。
各例で得られた非磁性一成分現像剤について、次の評価を行った。
各例で得られた非磁性一成分現像剤のトナー粒子の特性について、既述の方法に従って調べた。具体的には、全トナー粒子の平均円形度、及び表面に深さ0.2μm以上の窪みを一個以上持つトナー粒子Aの割合について調べた。
各例で得られた非磁性一成分現像剤を、非磁性1成分方式の富士ゼロックス(株)製「DocuPrint P300d」の改造機の現像器に充填した。この改造機は、プロセス速度が可変となるように改造したものである。
この改造機を用いて、温度35℃、湿度70%の高温環境にて、画像密度2%のA4ハーフトーン画像を1000枚連続プリントし、1日放置した後に白紙画像をプリントし、筋及び色点の有無を目視で評価した。
A:色筋及び色点が全く認識されず、非常に良好な画像を得ている。
B:色筋及び色点がごくわずかに認識されるが十分許容できるレベルであり、良好な画像を得ている。
C:色筋及び色点がわずかに認識されるが許容できるレベルにある。
D:色筋及び色点が目視ではっきり認識される。
2Y、2M、2C、2K、帯電ロール(帯電手段の一例)
3 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
4Y、4M、4C、4K 現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール(一次転写手段の一例)
6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト(中間転写体の一例)
22 駆動ロール
24 支持ロール
26 二次次転写ロール(二次転写手段の一例)
30 中間転写体クリーニング装置
107 感光体(像保持体の一例)
108 帯電ロール(帯電手段の一例)
109 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
111 現像装置(現像手段の一例)
112 転写装置(転写手段の一例)
113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
115 定着装置(定着手段の一例)
116 取り付けレール
118 露光のための開口部
117 筐体
200 プロセスカートリッジ
300 記録紙(記録媒体の一例)
P 記録紙(記録媒体の一例)
Claims (4)
- 表面に深さ0.2μm以上の窪みを一個以上持つトナー粒子Aを全トナー粒子に対して50個数%以上含み、全トナー粒子の平均円形度が0.970以上であるトナー粒子と、
個数平均粒径が5nm以上60nm以下のシリカ粒子からなる外添剤Aと、脂肪酸金属塩粒子、二硫化モリブデン粒子、二硫化タングステン粒子、及び窒化ホウ素粒子からなる群より選ばれる少なくとも一種の外添剤Bと、を含む外添剤と、
を有する非磁性一成分現像剤。 - 請求項1に記載の非磁性一成分現像剤を収容し、前記非磁性一成分現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。 - 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項1に記載の非磁性一成分現像剤を収容し、前記非磁性一成分現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。 - 像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項1に記載の非磁性一成分現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
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