JP2016151627A - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、および画像形成方法 - Google Patents
静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、および画像形成方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】結着樹脂と、トナー粒子の表面に埋まり込み且つ露出した状態で存在する無機粒子と、を含有するトナー粒子を有し、且つ下記式(1)を満たす静電荷像現像用トナー。
式(1) 20℃≦T1−T10
(式(1)において、T1は、印加圧力1MPaにおいて粘度が104Pa・sになるときの温度を示し、T10は、印加圧力10MPaにおいて粘度が104Pa・sになるときの温度を示す。)
【選択図】なし
Description
例えば、特許文献8には、少なくとも結着樹脂または結着樹脂前駆体を含むトナー材料を有機溶媒に溶解または分散してトナー材料の溶解または分散液を作製する工程と、前記トナー材料の溶解または分散液を体積平均粒子径が5nmから50nmのアニオン性の樹脂粒子Aとアニオン性界面活性剤とを含む水系媒体中に添加して乳化乃至分散させて乳化乃至分散液を作製する工程と、前記乳化乃至分散液から有機溶媒を除去する工程とを含む重量平均粒径が1μmから6μmのトナーの製造方法であって、前記乳化乃至分散液を作製する工程において、水系媒体中に体積平均粒子径が50nmから500nmの樹脂粒子Bを添加するトナーの製造方法が開示されている。
請求項1に係る発明は、
結着樹脂と、トナー粒子の表面に埋まり込み且つ露出した状態で存在する無機粒子と、を含有するトナー粒子を有し、
且つ下記式(1)を満たす静電荷像現像用トナー。
式(1) 20℃≦T1−T10
(式(1)において、T1は、印加圧力1MPaにおいて粘度が104Pa・sになるときの温度を示し、T10は、印加圧力10MPaにおいて粘度が104Pa・sになるときの温度を示す。)
前記トナー粒子に含有される前記無機粒子の質量分率が5質量%以上20質量%以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
請求項1または請求項2に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
請求項1または請求項2に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。
請求項3に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記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。
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3に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、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加圧により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3に記載の静電荷像現像剤により、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加圧により定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(以下単に「トナー」とも称する)は、結着樹脂と無機粒子とを含有するトナー粒子を有する。
トナー粒子において、前記無機粒子は表面に埋まり込み且つ露出した状態で存在する。
また本実施形態に係るトナーは、下記式(1)を満たす。
式(1) 20℃≦T1−T10
(式(1)において、T1は、印加圧力1MPaにおいて粘度が104Pa・sになるときの温度を示し、T10は、印加圧力10MPaにおいて粘度が104Pa・sになるときの温度を示す。)
この効果を奏し得る理由は定かではないが、以下に示す理由によるものと考えられる。
また、従来実現が容易でなかった6μm以下の範囲へのトナーの小径化も実現され、これによりトナー消費量の低減と高精細な画像の形成が実現され、高画質および高信頼性をも得られる。
この粗粉の発生は、乾燥処理において加熱乾燥空気内における流動を伴う場合や、更に粒子間の衝突、機器壁面への衝突が伴う場合等には、より多くなる傾向にある。また、トナー消費量の低減や高精細な画像の形成を求めてより小径なトナーとする程、この粗粉の発生がより多くなる傾向にある。
また、加熱温度をより低くすることで粗粉の発生を減少せしめる方法も考えられるものの、乾燥に長い時間を要しやはり生産性に劣ることとなるため、こうした手段を講じずとも粗粉の発生を抑制することが求められている。
本実施形態に係るトナーでは、トナー粒子の表面に無機粒子が埋まり込み且つ露出した状態で存在する。ここで「表面に埋まり込み且つ露出した状態で存在」とは、トナー粒子製造後に外添された無機粒子のように表面に付着して存在する態様ではなく、またトナー粒子中に内添された無機粒子のように全てがトナー粒子中に埋まり込みその一部が表面に出ていない態様でもないことを表す。つまり、一部がトナー粒子の表面に埋まり込み且つ残りの部分がトナー粒子の表面から露出した状態であることを指す。
具体的な確認方法について説明する。表面に外添剤が添加されていないトナーであれば該トナー(トナー粒子)をそのまま観察する。外添剤が添加されているトナーであればトナーに対し水中で超音波処理(20kHz、10分)を施して表面に付着する(遊離した)無機粒子等の外添剤を除去した上で観察する。トナー粒子の表面観察は例えば走査型電子顕微鏡等により行われ、露出している無機粒子の有無を判断することで確認が行われる。
BET比表面積が上記下限値以上であることで、トナー粒子表面に十分な量の無機粒子が存在し、粗粉の発生が抑制される。一方、BET比表面積が上記上限値以下であることで、帯電不良による現像性低下の発生を抑制し得るなどの効果が得られる。
トナーのBET比表面積の測定方法は、窒素置換法によって行う。具体的にはSA3100比表面積測定装置(ベックマンコールター株式会社製)を用いて、3点法により測定される。
本実施形態では、トナー粒子の表面に無機粒子が埋まり込み且つ露出した状態で存在する。尚、トナー粒子は、図1(A)に示すように表面に無機粒子52Aが埋まり込みその一部が露出した状態で存在する態様であってもよく、また図1(B)に示すように無機粒子52Bと樹脂54とを含むシェル層50が表面に形成され、該シェル層50の表面に無機粒子52Bが一部露出している態様であってもよい。また、トナー粒子の表面は、その全面が無機粒子によって覆われていてもよく、一部が結着樹脂等の他の材料であってもよい。
表面に無機粒子が埋まり込み且つ露出した状態で存在するようにトナー粒子を製造する方法について説明する。特に限定されるものではないが、例えば、乳化凝集法や溶解懸濁法等の湿式製法によってトナー粒子を製造する際に、トナー粒子同士の凝集が抑制され個々に存在する状態、つまり乾燥処理前であり液中から取り出す前の状態のトナー粒子に対して無機粒子を添加し、トナー粒子表面に該無機粒子を存在させる方法が挙げられる。
また、溶解懸濁法の水相に用いる分散剤として、炭酸カルシウム、りん酸カルシウムなどの無機粒子を用い、脱溶剤し酸添加量を調整することでも、表面に無機粒子を存在させたトナー粒子が得られる。
尚、これらトナーの製造方法の詳細については、後に詳述する。
これらの中でも、無機粒子としては、シリカ、炭酸カルシウム、アルミナ、チタニアがより好ましい。
無機粒子は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
無機粒子の形状は、球状、楕円球状、多面体状、板状、針状、柱状、異形状等、いずれでもよいが、粗粉の発生を抑制する観点から、球状が好ましい。
尚、無機粒子の含有量(質量分率)は、蛍光X線分析により測定される。具体的には、蛍光X線測定機:XRF1500(島津製作所製)を用いて、トナー粒子中の構成元素のNET強度を求め、本NET強度と無機粒子0質量%および100質量%のNET強度の検量線とにより含有量を定量して測定される。
本実施形態に係るトナーは下記式(1)を満たし、加熱していない状態においても圧力に対し可塑挙動を示し、定められた圧力以上の加圧下において流動性を示す。
式(1) 20℃≦T1−T10
(式(1)において、T1は、印加圧力1MPaにおいて粘度が104Pa・sになるときの温度を示し、T10は、印加圧力10MPaにおいて粘度が104Pa・sになるときの温度を示す。)
温度差ΔTが20℃未満であると、圧力に対する可塑挙動が不十分となり優れた圧力定着性能が発揮されない。また、温度差ΔTが120℃以下であることにより、トナーが柔らかくなりすぎず、定着部材等へのトナーの移行が抑制される。
本実施形態に係るトナーは、圧力が印加された際に可塑挙動を示しやすい観点から、ガラス転移温度が異なる2種の樹脂(結着樹脂)を少なくとも含むことが望ましい。本実施形態に係るトナーが、前記2種の樹脂を少なくとも含む場合、トナーは相分離構造を形成しやすくなる。そのため、前記トナーは定められた圧力以上の加圧下において流動性を示しやすくなり、優れた圧力定着性能が発揮されやすくなる、と考えられる。
本実施形態に係るトナーは、3種以上の樹脂を含んでもよく、その場合、そのうちの2種が上記関係にあることが望ましい。
ガラス転移温度の制御は主に、樹脂の主鎖中の、芳香環やシクロヘキサン環などの剛直な単位の密度によってし得る。すなわち、主鎖中のメチレン基、エチレン基、オキシエチレン基などの密度が高ければガラス転移温度は低下し、芳香環やシクロヘキサン環などが多くなれば上昇することになる。さらには脂肪族などの側鎖の密度を高めると、ガラス転移温度を低下させることになる。これらを考慮することによって、様々なガラス転移温度の樹脂を得ることができる。
また、溶融温度の制御についても同様に、剛直な単位の密度によりし得る。
前記2種の樹脂が、溶融温度の異なる2種の結晶性樹脂である場合、溶融温度の高い方を「高融点樹脂」と称し、溶融温度が低い方を「低融点樹脂」と称して説明する。
前記2種の樹脂が、ガラス転移温度と溶融温度が異なる非晶性樹脂と結晶性樹脂であり、ガラス転移温度が溶融温度より高い場合、「高Tg樹脂」「低融点樹脂」と称し、ガラス転移温度が融解温度より低い場合、「低Tg樹脂」「高融点樹脂」と称して説明する。
本実施形態に係るトナーの態様の例を、以下に、高Tg樹脂と低Tg樹脂とを含む態様を例にして、より詳細に説明する。
適切な圧力可塑挙動を発現させるためには、例えば、高Tg樹脂が海相、低Tg樹脂が島相である場合、低Tg樹脂の質量の比は、高Tg樹脂の質量に対して0.3以上が好ましく、0.4以上がより好ましく、0.5以上がさらに好ましい。
また、低Tg樹脂の質量の比は、高Tg樹脂の質量に対して1.5未満であることが好ましい。1.5未満であると、常温における可塑化が発生しにくくなる。
本実施形態に係るトナーは、圧力が印加された際に可塑挙動を示しやすい観点から、1分子中に、2つのガラス転移温度を有する樹脂を含むことが望ましい。本実施形態に係るトナーが、当該樹脂を含む場合、トナーは相分離構造を形成しやすくなる。そのため、前記トナーは定められた圧力以上の加圧下において流動性を示しやすくなり、優れた圧力定着性能が発揮されやすくなる、と考えられる。
前記ブロック共重合体としては、例えば、高TgセグメントをA、低TgセグメントをBとすると、AB型、ABA型、BAB型、(AB)n型、(AB)nA型、B(AB)n型等のブロック共重合体を挙げることができる。
ブロック共重合体またはグラフト共重合体の合成に用いる樹脂としては、例えば、付加重合型樹脂、重縮合樹脂がよい。
樹脂の「結晶性」とは、示差走査熱量測定において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有することを指し、具体的には、昇温速度10(℃/min)で測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを指す。また、樹脂の「非晶性」とは、半値幅が10℃を超えること、階段状の吸熱量変化を示すこと、または明確な吸熱ピークが認められないことを指す。
トナーが、高Tg樹脂と低Tg樹脂とを両方含む混合物を含む態様である場合、混合する前の高Tg樹脂および低Tg樹脂のガラス転移温度をそれぞれ測定する。
トナーが、高Tg樹脂と低Tg樹脂とが海島構造を形成している樹脂を含む態様である場合、海島構造を形成している樹脂を作製する前の、高Tg樹脂および低Tg樹脂のガラス転移温度を、それぞれ測定する。
高融点樹脂と低融点樹脂とを含むトナーの溶融温度の測定方法も、ガラス転移温度を溶融温度に変更した以外は、高Tg樹脂と低Tg樹脂とを含むトナーのガラス転移温度の測定方法と同様である。また、高Tg樹脂と低融点樹脂とを含むトナー等、他の樹脂の組合せのトナーのガラス転移温度および溶融温度の測定方法も、上述の測定方法と同様である。
他の態様のブロック共重合体またはグラフト共重合体を含むトナーのガラス転移温度または溶融温度の測定方法についても同様である。
樹脂(結着樹脂)について説明する。
樹脂としては、例えば、付加重合型樹脂、重縮合樹脂等を挙げることができる。
付加重合型樹脂を構成する単量体(エチレン性不飽和二重結合を有する単量体)としては、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、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、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、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、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(メタ)アクリル酸エステル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の(メタ)アクリロニトリル類;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等のエチレン性不飽和カルボン酸;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;イソプレン、ブテン、ブタジエンなどのオレフィン類などや、β−カルボキシエチルアクリレートを挙げることができる。これらの単量体のうち、1種の単量体を重合してなる単独重合体、2種以上の単量体を共重合してなる共重合体、これらの混合物であってもよい。
付加重合型樹脂に塩基性極性基含有させるための単量体としては、例えば、窒素原子を有する単量体(以下、「含窒素モノマー」ともいう。)を挙げることができる。これらの含窒素モノマーのうち、(メタ)アクリル酸アミド化合物、(メタ)アクリル酸ヒドラジド化合物、または(メタ)アクリル酸アミノアルキル化合物が好ましい。
ここで、上記の「(メタ)アクリル酸」等の表記は、メタクリル酸およびアクリル酸の両方の構造を取り得ることを表す省略的表記である。以下の表記も同様である。
連鎖移動剤としては、特に制限はないが、例えば、チオール成分を有する化合物を挙げることができる。チオール成分を有する化合物としては、例えば、メルカプタン等を挙げることができる。メルカプタンのうち、ヘキシルメルカプタン、ヘプチルメルカプタン、オクチルメルカプタン、ノニルメルカプタン、デシルメルカプタン、ドデシルメルカプタン等のアルキルメルカプタン類が好ましい。
上記多官能単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等の芳香族の多ビニル化合物類;フタル酸ジビニル、イソフタル酸ジビニル、テレフタル酸ジビニル、ホモフタル酸ジビニル、トリメシン酸ジビニル/トリビニル、ナフタレンジカルボン酸ジビニル、ビフェニルカルボン酸ジビニル等の芳香族多価カルボン酸の多ビニルエステル類;ピリジンジカルボン酸ジビニル等の含窒素芳香族化合物のジビニルエステル類;ピロムチン酸ビニル、フランカルボン酸ビニル、ピロール−2−カルボン酸ビニル、チオフェンカルボン酸ビニル等の不飽和複素環化合物カルボン酸のビニルエステル類;ブタンジオールメタクリレート、ヘキサンジオールアクリレート、オクタンジオールメタクリレート、デカンジオールアクリレート、ドデカンジオールメタクリレート等の直鎖多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ネオペンチルグリコールジメタクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジアクリロキシプロパン等の分枝、置換多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレンポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート類;コハク酸ジビニル、フマル酸ジビニル、マレイン酸ビニル/ジビニル、ジグリコール酸ジビニル、イタコン酸ビニル/ジビニル、アセトンジカルボン酸ジビニル、グルタル酸ジビニル、3,3’−チオジプロピオン酸ジビニル、trans−アコニット酸ジビニル/トリビニル、アジピン酸ジビニル、ピメリン酸ジビニル、スベリン酸ジビニル、アゼライン酸ジビニル、セバシン酸ジビニル、ドデカン二酸ジビニル、ブラシル酸ジビニル等の多価カルボン酸の多ビニルエステル類等を挙げることができる。これらの架橋剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
架橋剤の含有量は、付加重合型樹脂を構成する単量体総量の0.05質量%以上5質量%以下が好ましく、0.1質量%以上1.0質量%以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミ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。重量平均分子量および数平均分子量は、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。
ポリエステル樹脂を構成する単量体としては、例えば、1分子中にカルボキシル基を2個以上含有する多価カルボン酸および1分子中に水酸基を2個以上含有する多価アルコール、ヒドロキシカルボン酸を挙げることができる。
結晶性ポリステル樹脂としては、例えば、1,9−ノナンジオールと1,10−デカンジカルボン酸とを重縮合して得られるポリエステル樹脂、シクロヘキサンジオールとアジピン酸とを重縮合して得られるポリエステル樹脂、1,6−ヘキサンジオールとセバシン酸とを重縮合して得られるポリエステル樹脂、エチレングリコールとコハク酸とを重縮合して得られるポリエステル樹脂、エチレングリコールとセバシン酸とを重縮合して得られるポリエステル樹脂、1,4−ブタンジオールとコハク酸とを重縮合して得られるポリエステル樹脂等を挙げることができる。
前記多価カルボン酸および多価アルコールは、1種の重縮合樹脂を作製するために、それぞれ1種ずつを単独で用いても、一方が1種で他方が2種以上用いても、それぞれ2種以上ずつを用いてもよい。また、1種の重縮合樹脂を作製するためヒドロキシカルボン酸を用いる場合、1種単独で用いても、2種以上を用いてもよく、多価カルボン酸や多価アルコールを併用してもよい。
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;カルナウバワックス、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、磁性体、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(チャンネル)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16%となる粒径を体積粒径D16v、数粒径D16p、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50v、累積数平均粒径D50p、累積84%となる粒径を体積粒径D84v、数粒径D84pと定義する。
これらを用いて、体積平均粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2、数平均粒度分布指標(GSDp)は(D84p/D16p)1/2として算出される。
式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
上記式中、MLはトナーの絶対最大長、Aはトナーの投影面積を各々示す。
具体的には、形状係数SF1は、主に顕微鏡画像又は走査型電子顕微鏡(SEM)画像を画像解析装置を用いて解析することによって数値化され、以下のようにして算出される。すなわち、スライドガラス表面に散布した粒子の光学顕微鏡像をビデオカメラによりルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個の粒子の最大長と投影面積を求め、上記式によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。該無機粒子として、SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等が挙げられる。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
本実施形態に係るトナーの製造方法は特に限定されず、公知である混練・粉砕製法等の乾式法や、乳化凝集法や溶解懸濁法等の湿式法等によって作製してよい。これらの方法の中でも、乳化凝集法および溶解懸濁法が望ましい。
本実施形態において乳化凝集法は、トナーを構成する原料を乳化して樹脂粒子(乳化粒子)を形成する乳化工程と、該樹脂粒子を含む凝集体を形成する凝集工程と、凝集体を融合させる融合工程と、を有してもよい。
尚、本実施形態では、トナー粒子の表面に埋まり込み且つ露出した状態で無機粒子を存在させる。そのため、無機粒子を界面活性剤などと共に、ホモジナイザー等を用いて分散し、分散液の状態で凝集工程の終盤に添加し、さらに昇温加熱してトナー粒子の表面に融合させることが好ましい。また、樹脂と無機粒子との複合体としてトナー粒子表面にシェル層を形成する場合には、無機粒子と樹脂粒子との混合分散液を、上記と同じくトナー凝集工程の終盤に添加することが好ましい。
例えば樹脂粒子分散液の作製は、水系媒体と結着樹脂とを混合した溶液に、分散機により剪断力を与えることにより行ってもよい。その際、加熱して樹脂成分の粘性を下げて粒子を形成してもよい。また分散した樹脂粒子の安定化のため、分散剤を使用してもよい。
さらに、樹脂が油性で水への溶解度の比較的低い溶剤に溶解するものであれば、該樹脂をそれらの溶剤に解かして水中に分散剤や高分子電解質と共に粒子分散し、その後加熱または減圧して溶剤を蒸散することにより、樹脂粒子分散液が作製される。
また、乳化工程に使用される分散剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸ナトリウム等の水溶性高分子;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクタデシル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム等のアニオン性界面活性剤、ラウリルアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等のカチオン性界面活性剤、ラウリルジメチルアミンオキサイド等の両性イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン等のノニオン性界面活性剤等の界面活性剤;リン酸三カルシウム、水酸化アルミニウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム等の無機塩;等が挙げられる。
体積平均粒子径が100nm以上であることで、使用される結着樹脂の特性にも影響されるものの、一般的に離型剤成分がトナー中に取り込まれやすくなる。また、500nm以下であることで、トナー中の離型剤の分散状態が良好となる。
前記凝集工程においては、樹脂粒子の分散液、着色剤分散液、離型剤分散液等を混合して混合液とし、樹脂粒子のガラス転移温度以下の温度で加熱して凝集させ、凝集粒子を形成する。凝集粒子の形成は、攪拌下、混合液のpHを酸性にすることによってなされる場合が多い。pHとしては、2以上7以下の範囲が望ましく、この際、凝集剤を使用することも有効である。
なお、凝集工程において、離型剤分散液は、樹脂粒子分散液等の各種分散液とともに一度に添加・混合してもよいし、複数回に分割して添加しても良い。
本実施形態においては、アルミニウムを含む4価の無機金属塩の重合体を用いることが、狭い粒度分布を得るためには望ましい。
また、上記無機粒子の分散液に替えて、無機粒子と樹脂粒子との混合分散液を用い、上記と同じく追添加することで(被覆工程)、トナー粒子表面に無機粒子と樹脂とを含むシェル層を形成してもよく、トナー粒子の表面に無機粒子を埋まり込み且つ露出した状態で存在させられる。
追添加するに際し、追添加前に凝集剤を添加したり、pH調整を行ってもよい。
融合工程においては、前記凝集工程に準じた攪拌条件下で、凝集粒子の懸濁液のpHを3以上9以下の範囲に上昇させることにより凝集の進行を止め、前記樹脂のガラス転移温度以上の温度で加熱を行うことにより凝集粒子を融合させる。また、前記樹脂で被覆した場合には、該樹脂も融合しコア凝集粒子を被覆する。前記加熱の時間としては、融合がされる程度行えばよく、0.5時間以上10時間以下程度行えばよい。
融合して得た融合粒子は、ろ過などの固液分離工程や、洗浄工程、乾燥工程を経てトナー粒子とされる。
乾燥工程としては、例えば気流乾燥装置を用いる方法が挙げられ、例えばフラッシュジェットドライヤーを用いた乾燥処理や、流動床(Fluid Bed)による処理等を挙げることができる。特に、フラッシュジェットドライヤーを用いた乾燥処理の場合、気流温度(入口気流温度)を30℃以上70℃以下(より好ましくは40℃以上60℃以下)に設定することが好ましい。
得られたトナー粒子には、流動化剤や助剤等の外添剤を添加処理してもよい。外添剤としては、上述の公知の粒子が使用される。
これらは、例えばV型ブレンダーやヘンシェルミキサー、レディゲミキサー等によって行うことができ、段階を分けて付着させることが可能となる。トナー粒子に上記成分を外添することで、本実施形態のトナーが得られる。
本実施形態において溶解懸濁法は、有機溶剤中に少なくとも結着樹脂、着色剤を含むトナー成分を溶解または分散させて油相を調製する油相調製工程と、該油相成分を水相中で懸濁造粒する造粒工程と、溶媒を除去する溶媒除去工程と、を有してもよい。
尚、本実施形態では、トナー粒子の表面に埋まり込み且つ露出した状態で無機粒子を存在させる。そのため、水中に分散する結着樹脂や溶媒の混合物(油相)に、無機粒子(好ましくは親水性の無機粒子)を分散剤とともに混合し、水中に乳化させ、その後の脱溶媒(溶媒除去工程)中にトナー粒子表面に無機粒子を固着せしめながら脱溶媒することで、表面に無機粒子を存在させたトナー粒子が得られる。
また、溶解懸濁法において水相に用いる分散剤として、炭酸カルシウム、りん酸カルシウムなどの無機粒子を用い、脱溶媒し酸添加量を調整することでも、表面に無機粒子を存在させたトナー粒子が得られる。
溶解懸濁法では、まず、上記の少なくとも結着樹脂、着色剤を含むトナー成分を有機溶剤中に溶解または分散させて油相を調製する。
次に、これら油相成分は水相中で求められる粒径になるように懸濁造粒される。尚、水相の主要媒体は水であり、更に無機粒子(好ましくは親水性の無機粒子)を分散剤とともに混合することが好ましく、また分散剤として炭酸カルシウム、りん酸カルシウムなどの無機粒子を用いてもよい。
分散剤(分散安定剤)は、親水性コロイドを形成することにより油相液滴を分散安定化する。無機の分散としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、リン酸三カルシウム、ヒドロキシアパタイト、珪酸ケイソウ土、粘土などがある。これらの無機の分散剤の粒径は好ましくは1μmから2μm、より好ましくは0.1μm以下であり、ボールミル、サンドミル、アトライター等の湿式分散機により求められる粒径まで粉砕した後使用することが好ましい。これらの無機の分散剤の粒径が2μm以下であると、造粒したトナーの粒度分布が狭く、トナーに好適であるので好ましい。
単独で、または、これら無機の分散剤と併用して用いてもよい有機の分散剤としては、具体的には、ゼラチン、ゼラチン誘導体(例えば、アセチル化ゼラチン、フタル化ゼラチン、コハク化ゼラチン等)、アルブミン、カゼイン等の蛋白質類、コロジオン、アラビアゴム、寒天、アルギン酸、セルロース誘導体(例えば、カルボキシメチルセルロースのアルキルエステル、ヒドロキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等)、合成高分子(例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩、ポリマレイン酸塩、ポリスチレンスルホン酸塩)等が挙げられる。これらの有機分散剤は、単独で用いてもよく、また、二種類以上を混合して用いてもよい。
分散剤は、水相の主要媒体に対して0.001質量%から5質量%の範囲で用いることが好ましい。
造粒工程中または造粒工程後、溶媒(溶剤)を取り除く。溶剤の除去は、常温(例えば25℃)で行ってもよく、または、減圧で行ってもよい。常温で行うためには、溶剤の沸点より低く、かつ樹脂のTgを考慮した温度をかけることが望ましい。樹脂のTgを大きく超えるとトナー合一が起こることがある。通常40℃程度で3時間から24時間撹拌することが好ましい。減圧する際は20mmHgから150mmHgで行うのが好ましい。
尚、脱溶媒中にトナー粒子表面に無機粒子を固着せしめることで、表面に無機粒子を存在させたトナー粒子とすることが好ましく、具体的には、親水性の無機粒子を用いることで、その親水性に起因して脱溶剤中にトナー粒子表面に無機粒子を移動せしめながら脱溶剤することが好ましい。
乾燥としては、例えば気流乾燥装置を用いる方法が挙げられ、例えばフラッシュジェットドライヤーを用いた乾燥処理や、流動床(Fluid Bed)による処理等を挙げることができる。特に、フラッシュジェットドライヤーを用いた乾燥処理における気流温度については、前述と同様である。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーを少なくとも含むものである。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該トナーとキャリアと混合した二成分現像剤であってもよい。
なお、磁性粉分散型キャリアおよび樹脂含浸型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、これに被覆樹脂により被覆したキャリアであってもよい。
なお、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電材料等、その他添加剤を含ませてもよい。
具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
本実施形態の画像形成装置は、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、前述の本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、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加圧により定着する定着手段と、を備える。
本実施形態の画像形成方法は、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、前述の本実施形態に係る静電荷像現像剤により、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加圧により定着する定着工程と、を有する。
尚、前記定着手段および定着工程では、前記記録媒体表面に転写されたトナー画像を最大圧力が1MPa以上10MPa以下で加圧定着することが好ましい。
さらに、前記画像形成装置および画像形成方法は、例えば、像保持体表面をクリーニングするクリーニング手段、クリーニング工程等、上記したもの以外の手段や工程を含むものであってもよい。
本実施形態において、定着工程は加熱なしに加圧することによって行われる。また、定着手段は加熱手段を有していない。
定着圧力は、最大圧力が1MPa以上10MPa以下とされることが好ましく、より好ましくは2MPa以上8MPa以下であり、更に好ましくは3MPa以上7MPa以下である。
定着時の圧力(定着圧力)が1MPa以上であると、十分な定着性が得られるので好ましい。また、10MPa以下であると、オフセットの発生等により画像汚れや定着ロール汚染、用紙の巻き付きの発生が少なく、また、定着後の用紙が曲がる(用紙カールという)といった問題を生じ難いので好ましい。
定着ロールとしては、上記定着圧力が印加可能である範囲で、従来公知の定着ロールを選択して使用することができる。
例えば、円筒の芯金上にフッ素系樹脂(例えばテフロン(登録商標))、シリコーン系樹脂、パーフルオロアルキレート等が被覆された定着ロールが例示でき、また、高い定着圧力を得るためには、SUS製の定着ロールを使用することもできる。定着工程は、一般に2つのロール間に記録媒体を通過させることにより行われるが、2つのロールを同一の材料で形成することもできるし、異なる材料で形成してもよい。例えば、SUS/SUS、SUS/シリコン樹脂、SUS/PFA、PFA/PFA等の組み合わせが挙げられる。
定着温度は、15℃以上50℃以下であることが好ましく、15℃以上45℃以下であることがより好ましく、15℃以上40℃以下であることが更に好ましい。
定着温度が上記範囲内であると、良好な定着性を得ることができるので好ましい。
本実施形態の画像形成方法は、更に転写工程後に、像保持体表面に残留するトナーをクリーニングするクリーニング工程を有する。なお、一般的なクリーニングブレードにより残留トナーをクリーニングする方法も採用し得るが、クリーニング工程がブラシにより残留トナーをクリーニングするブラシクリーニング工程であることがより好ましい。また、本実施形態の画像形成装置は、クリーニング手段を有することが好ましく、クリーニング手段は、ブラシクリーニング手段であることがより好ましい。
感光体上の転写残トナーのクリーニングには、個々のトナーへの応力が少ないブラシクリーニングシステムが適する。また補助的には、押し当て圧力を下げた状態での弾性ブレードを用いてもよいが、クリーニングの主体はブラシでおこなうことが好ましい。
ブラシクリーニング工程では、残留トナーへの加圧が少なく、感光体への付着を生じることがないので好ましい。一方、ブレードクリーニングの場合には、クリーニングブレードからの応力によって残留トナーが流動化し、感光体へ付着する場合があり、フィルミング等が発生する場合がある。
ブラシの繊維としては天然セルロース繊維、レーヨンなどの再生セルロース繊維、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維、ポリウレタン繊維、ポリオレフィン繊維、アクリル繊維、ポリアミド繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリエーテルアミド繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ポリベンゾイミダゾール繊維、ポリビニル繊維などが挙げられるがこれに限定されるものではない。
ここで、図2においてクリーニング装置113は、ブラシクリーニング装置であり、ブラシ部材により、電子写真感光体107に残留しているトナーを除去している。また、定着装置115は、加圧定着装置であり、加温手段を有していない。
なお、本実施形態においては、除電器114が設けられていない画像形成装置であってもよい。また、図2では、帯電装置108は接触型の帯電装置を示しているが、コロトロン帯電器のような非接触型の帯電装置であってもよい。
本実施形態において、記録媒体としては、いずれのものを使用してもよい。本実施形態において、記録媒体として、地合い指数が20以上の転写用紙を使用することが好ましい。地合い指数は、23以上であることがより好ましく、25以上であることが更に好ましい。
用紙については、用紙内画像の良好な定着性を実現するためには、地合いむらの低減が重要である。地合いむらが小さくなることによって、トナーが用紙へ圧力定着する際の圧力の分布が小さくなり、小径トナーであっても良好な定着が可能となり、画質と圧力定着性とを両立することが可能となる。
地合い指数画20以上の転写用紙は、地合いむらが小さいので、画質と圧力定着性とを両立することができるので好ましい。
M/K Systems, Inc. (MKS社)製の3Dシートアナライザー(M/K950)を使い、そのアナライザーの絞りを直径1.5mmとし、マイクロフォーメーションテスター(MFT)を用いて測定したものである。すなわち、3Dシートアナライザーにおける回転するドラム上にサンプルを取り付け、ドラム軸上に取り付けられた光源と、ドラムの外側に光源と対応して取り付けられたフォトディテクターによって、サンプルにおける局部的な坪量差を光量差として測定する。この時の測定対象範囲は、フォトディテクターの入光部に取り付けられる絞りの径で設定される。次にその光量差(偏差)を増幅し、A/D変換し、64の光測定的な坪量階級に分級し、1回のスキャンで1000000個のデータを取り、そのデータ分のヒストグラム度数を得る。そしてそのヒストグラムの最高度数(ピーク値)を64の微小坪量に相当する階級に分級されたもののうち100以上の度数を持つ階級の数で割り、それを1/100にした値が地合い指数として算出される。地合い指数FIは、以下の式で表される。
FI=((ピーク値(度数))/(100度数以上の階級の数))×(1/100)
転写用紙の地合い指数は、その値が大きい方が紙質にむらが少なく地合いがよいことを示す。
平均的な質量比は、原紙70%に対し、顔料25%、バインダー樹脂5%前後である。
<樹脂粒子分散液(1):高Tg樹脂の調製>
・スチレン450部
・n−ブチルアクリレート150部
・アクリル酸12部
・ドデカンチオール9部
前記成分を混合溶解して溶液を調製した。
他方、アニオン性界面活性剤(ダウ・ケミカル社製、DOWFAX2A1)20部をイオン交換水250部に溶解し、前記溶液を加えてフラスコ中で分散し乳化した(単量体乳化液A)。
さらに、同じくアニオン性界面活性剤(ダウ・ケミカル社製、DOWFAX2A1)3部を555部のイオン交換水に溶解し、重合用フラスコに仕込んだ。
重合用フラスコを密栓し、還流管を設置し、窒素を注入しながら、ゆっくりと撹拌しながら、75℃まで重合用フラスコをウォーターバスで加熱し、保持した。
過硫酸アンモニウム9部をイオン交換水43部に溶解し、重合用フラスコ中に定量ポンプを介して、20分かけて滴下した後、単量体乳化液Aを、定量ポンプを介して200分かけて滴下した。
その後、ゆっくりと撹拌を続けながら重合用フラスコを75℃に、3時間保持して重合を終了した。
これにより粒子の中心径が75nm、ガラス転移温度が51℃、重量平均分子量が29,000、固形分量が42%の樹脂粒子分散液(1)を得た。
・スチレン100部
・n−ブチルアクリレート500部
・アクリル酸12部
・ドデカンチオール9部
前記成分を混合溶解して溶液を調製した。
他方、アニオン性界面活性剤(ダウ・ケミカル社製、DOWFAX2A1)20部をイオン交換水250部に溶解し、前記溶液を加えてフラスコ中で分散し乳化した(単量体乳化液B)。
さらに、同じくアニオン性界面活性剤(ダウ・ケミカル社製、DOWFAX2A1)3部を555部のイオン交換水に溶解し、重合用フラスコに仕込んだ。
重合用フラスコを密栓し、還流管を設置し、窒素を注入しながら、ゆっくりと撹拌しながら、75℃まで重合用フラスコをウォーターバスで加熱し、保持した。
過硫酸アンモニウム9部をイオン交換水43部に溶解し、重合用フラスコ中に定量ポンプを介して、20分かけて滴下した後、単量体乳化液Bを、定量ポンプを介して200分かけて滴下した。
その後、ゆっくりと撹拌を続けながら重合用フラスコを75℃に、3時間保持して重合を終了した。
これにより粒子の中心径が50nm、ガラス転移温度が10℃、重量平均分子量が26,000、固形分量が42%の樹脂粒子分散液(2)を得た。
・シアン顔料(大日精化工業(株)製、銅フタロシアニンC.I.PigmentBlue15:3)50部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK)5部
・イオン交換水200部
前記成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)5分と超音波バスにより10分間分散し、中心径190nm、固形分量21.5%のシアン着色剤粒子分散液(P1)を得た。
・RX50(日本アエロジル(株)製、シリカ)100部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK)5部
・イオン交換水200部
顔料分散時と同様の処理をおこなって無機粒子分散液(I1)を得た。
・樹脂粒子分散液(1)100部(高Tg樹脂42部)
・樹脂粒子分散液(2)100部(低Tg樹脂42部)
・着色剤粒子分散液(P1)40部(顔料8.6部)
・ポリ塩化アルミニウム0.15部
・イオン交換水300部
上記配合に従って、成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)で十分に混合、分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら42℃まで加熱し、42℃で60分間保持した後、無機粒子分散液(I1)を40部(RX50:13部)追加して緩やかに撹拌した。
その後、0.5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを5.5に調整した後、撹拌を継続しながら90℃まで加熱した。95℃までの昇温の間、通常の場合、系内のpHは、4.5以下まで低下するが、ここでは水酸化ナトリウム水溶液を追加滴下し、pHが5.0以下とならない様に保持した。
滴下終了後、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で固液分離した。そして、40℃のイオン交換水中に再分散し、15分、ステンレスインペラーを用い100rpmで撹拌、洗浄した。この洗浄操作を3回繰り返し、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離したのち、含有水分量を40%に調整し、入口気流温度を60℃に設定したフラッシュジェットドライヤーにて乾燥を行った。
粗粉量の指標である、粒子径が20μm以上となる体積%(20μmオーバー量)は、1.2体積%に過ぎず、通常の熱定着トナー同等のレベルであった。
また、ルーゼックスによる形状観察より求めたトナー粒子の形状係数SF1は130であった。
走査型電子顕微鏡による表面観察を行うと、トナー表面がシリカ(RX50)によって均一に覆われており、かつ均一に各粒子が固定されている(表面に埋まり込み且つ露出した状態である)様子が観察された。
また、蛍光X線分析により、トナー中のシリカ量(質量分率)を定量すると13質量%となり、投入シリカのほぼすべてがトナーの表面に含まれていることが分かった。
このトナー(後述の疎水性シリカ(キャボット社製、TS720)を添加する前のトナー)について前述の方法により測定したBET比表面積を下記表1に示す。
またこのトナーの温度差ΔT(T1−T10)を測定したところ、40℃となり、十分バロプラスチック特性が示されることがわかった。
上記トナー粒子50部に対し、疎水性シリカ(キャボット社製、TS720)1.5部を添加し、サンプルミルで混合して外添トナーを得た。
そして、ポリメチルメタクリレート(Mw:70000、綜研化学(株)製)を1%被覆した体積平均粒径35μmのフェライトキャリアを用い、トナー濃度が8%になるように前記の外添トナーを秤量し、両者をボールミルで5分間撹拌、混合して現像剤を調製した。
上記現像剤を使用し、富士ゼロックス(株)製のDocuCenterColorf450の改造機において、最大定着圧力が5MPa(50kgf/cm2)となるように2ロール型の定着機に改造し、加熱をすることなく転写用紙として富士ゼロックス(株)A4サイズC2紙を使用し、ベタ画像時の単位面積当たりトナー質量を4g/m2に調整し、かつA4用紙中におけるトナーベタ画像被覆率を60%とし、長手方向に通紙した。
布摺擦によりトナーの定着性を調べたところ、布の汚れや画像の欠損はみられず定着性は良好であった。
<樹脂(3)の調製>
・前述の樹脂粒子分散液(1):高Tg樹脂ラテックス60部
・2−エチルヘキシルアクリレート系低Tgラテックス(DIC(株)製 CE6400 Tg約−40℃)40部
を混合し、温風乾燥機にて水分を除去し、樹脂(3)として取り出した。
樹脂(3)は乾燥後不透明に白濁しており、ミクロに相分離している様子が観察された。
・樹脂(3)95部
・シアン顔料(大日精化工業(株)製、C.I.PigmentBlue15:3)5部
・THF(テトラヒドロフラン)300部
・酢酸エチル300部
以上、を混合し、ジルコニアボールを用いてボールミルにより、3時間分散を行った。
・炭酸カルシウム(丸尾カルシウム(株)製ルミナス)200部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK)5部
・イオン交換水400部
上記を混合し、ジルコニアボールを用いてボールミルにより、2時間分散を行った。
さらにイオン交換水900部を加えて、ホモジナイザーにより、混合を行った。
粗粉量の指標である、粒子径が20μm以上となる体積%(20μmオーバー量)は、1.6体積%に過ぎず、通常の熱定着トナー同等のレベルであった。
また、形状観察より求めたトナー粒子の形状係数SF1は126であった。
走査型電子顕微鏡による表面観察を行うと、トナー表面が炭酸カルシウムによって均一に覆われており、かつ均一に各粒子が固定されている(表面に埋まり込み且つ露出した状態である)様子が観察された。
また、蛍光X線分析により、トナー中のカルシウム量(質量分率)を定量すると9質量%となり、投入シリカのほぼすべてがトナーの表面に含まれていることが分かった。
このトナー(前述の疎水性シリカ(キャボット社製、TS720)を添加する前のトナー)について前述の方法により測定したBET比表面積を下記表1に示す。
またこのトナーの温度差ΔT(T1−T10)を測定したところ、45℃となり、十分バロプラスチック特性が示されることがわかった。
実施例1において、無機粒子分散液(I1)を添加せずにトナーを作製した。
20ミクロンオーバー量は、6.8体積%であった。
実施例1において無機粒子分散液(I1)量を1/3としてトナーを作製した。
20ミクロンオーバー量は、2.7体積%であった。
実施例2において、1N塩酸量を1/3にしてトナーを作製した。
20ミクロンオーバー量は、1.1体積%であったが、定量された炭酸カルシウム量が24%、トナーの温度差ΔT(T1−T10)を測定したところ、18℃となった。
実施例2において、1N塩酸量を1/2にしてトナーを作製した。
20ミクロンオーバー量は、0.8体積%、定量された炭酸カルシウム量が18.0%、トナーの温度差ΔT(T1−T10)を測定したところ、25℃となり、バロプラスチック特性が得られた。
比較例1において、トナー粒子作製後であって含有水分量を40%に調整する前の水分を含んだトナー粒子に、トナー固形分に対し15質量%相当のシリカ(RX50)を添加し、混合した。その後、比較例1と同様にして含有水分量を40%に調整し、入口気流温度を60℃に設定したフラッシュジェットドライヤーにて乾燥を行い、トナーを作製した。
20ミクロンオーバー量は、5.5体積%であった。乾燥後におけるトナー粒子のSEM観察では、遊離凝集したシリカが観察され、かつ超音波処理後では、ほとんどが脱離してしまっていることが観察された。
このトナーについて前述の方法によりBET比表面積を測定した。また、比較例3のトナーについては超音波処理(20kHz、10分)を施して表面に付着する(遊離した)シリカを除去した上でのBET比表面積も測定した。下記表1に示す。
52A、52B 無機粒子
54 樹脂
100 画像形成装置
107 電子写真感光体(像保持体)
108 帯電装置
109 電源
110 露光装置(潜像形成手段)
111 現像装置(現像手段)
112 転写装置(転写手段)
113 クリーニング装置
114 除電器
115 定着装置(定着手段)
500 記録媒体
Claims (7)
- 結着樹脂と、トナー粒子の表面に埋まり込み且つ露出した状態で存在する無機粒子と、を含有するトナー粒子を有し、
且つ下記式(1)を満たす静電荷像現像用トナー。
式(1) 20℃≦T1−T10
(式(1)において、T1は、印加圧力1MPaにおいて粘度が104Pa・sになるときの温度を示し、T10は、印加圧力10MPaにおいて粘度が104Pa・sになるときの温度を示す。) - 前記トナー粒子に含有される前記無機粒子の質量分率が5質量%以上20質量%以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 請求項1または請求項2に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
- 請求項1または請求項2に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。 - 請求項3に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記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。 - 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3に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、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加圧により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3に記載の静電荷像現像剤により、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加圧により定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
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