JP2017062316A - 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、画像形成装置、及び、画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、二成分現像剤において、キャリア表面を樹脂でコーティングし、この樹脂に導電性の粒子を分散することにより、電気抵抗を調製する方法が知られている。
特許文献1には、芯材粒子と、ニオブをドープされた二酸化チタン粒子を含み、前記芯材粒子を被覆する樹脂被覆層と、を有し、含有水分量が0.1質量%以上2.0質量%以下である静電荷像現像用キャリアが記載されている。
特許文献2には、磁性芯材粒子と、ニオブをドープされた二酸化チタン粒子を含み前記磁性芯材粒子を被覆する樹脂被覆層と、を有する静電荷像現像用キャリアが記載されている。
<1> 結着樹脂を少なくとも含むトナー母粒子と、シリコーンオイルを有するエラストマー粒子と、チタン酸化物粒子と、を含有し、前記エラストマー粒子の含有量が、前記トナー母粒子100質量部に対し、0.05〜1.0質量部であり、前記チタン酸化物粒子が、前記チタン酸化物粒子100質量部に対し、ニオブ原子を0.01〜0.5質量部含有し、前記チタン酸化物粒子の含有量が、前記トナー母粒子100質量部に対し、0.5〜3.0質量部であることを特徴とする静電荷像現像用トナー、
<2> <1>に記載の静電荷像現像用トナー、及び、キャリアを含む静電荷像現像剤、
<3> 画像形成装置に着脱可能であり、<1>に記載の静電荷像現像用トナーを収容するトナーカートリッジ、
<4> 像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、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させる現像手段と、前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、前記像保持体をクリーニングブレードにより清掃する清掃手段とを有し、前記トナーが<1>に記載の静電荷像現像用トナーであるか、又は、前記現像剤が<2>に記載の静電荷像現像剤である画像形成装置、
<5> 像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程、及び、前記像保持体上に残留する現像剤をクリーニングブレードにより清掃する清掃工程、を含み、前記トナーとして<1>に記載の静電荷像現像用トナーを用いるか、又は、前記現像剤として<2>に記載の静電荷像現像剤を用いる画像形成方法。
上記<2>に記載の発明によれば、結着樹脂を少なくとも含むトナー母粒子と、シリコーンオイルを有するエラストマー粒子と、チタン酸化物粒子と、のいずれかを含有しないか、前記エラストマー粒子の含有量が、前記トナー母粒子100質量部に対し、0.05〜1.0質量部でないか、前記チタン酸化物粒子が、前記チタン酸化物粒子100質量部に対し、ニオブ原子を0.01〜0.5質量部含有しないか、前記チタン酸化物粒子の含有量が、前記トナー母粒子100質量部に対し、0.5〜3.0質量部でない場合に比して、放置後初期カブリ、及び、印刷時の画像濃度の低下が抑制された画像が得られる静電荷像現像剤を提供することができる。
上記<3>に記載の発明によれば、結着樹脂を少なくとも含むトナー母粒子と、シリコーンオイルを有するエラストマー粒子と、チタン酸化物粒子と、のいずれかを含有しないか、前記エラストマー粒子の含有量が、前記トナー母粒子100質量部に対し、0.05〜1.0質量部でないか、前記チタン酸化物粒子が、前記チタン酸化物粒子100質量部に対し、ニオブ原子を0.01〜0.5質量部含有しないか、前記チタン酸化物粒子の含有量が、前記トナー母粒子100質量部に対し、0.5〜3.0質量部でない場合に比して、放置後初期カブリ、及び、印刷時の画像濃度の低下が抑制された画像が得られる静電荷像現像剤を収容したトナーカートリッジを提供することができる。
上記<4>に記載の発明によれば、結着樹脂を少なくとも含むトナー母粒子と、シリコーンオイルを有するエラストマー粒子と、チタン酸化物粒子と、のいずれかを含有しないか、前記エラストマー粒子の含有量が、前記トナー母粒子100質量部に対し、0.05〜1.0質量部でないか、前記チタン酸化物粒子が、前記チタン酸化物粒子100質量部に対し、ニオブ原子を0.01〜0.5質量部含有しないか、前記チタン酸化物粒子の含有量が、前記トナー母粒子100質量部に対し、0.5〜3.0質量部でない場合に比して、放置後初期カブリ、及び、印刷時の画像濃度の低下が抑制された画像が得られる画像形成装置を提供することができる。
上記<5>に記載の発明によれば、結着樹脂を少なくとも含むトナー母粒子と、シリコーンオイルを有するエラストマー粒子と、チタン酸化物粒子と、のいずれかを含有しないか、前記エラストマー粒子の含有量が、前記トナー母粒子100質量部に対し、0.05〜1.0質量部でないか、前記チタン酸化物粒子が、前記チタン酸化物粒子100質量部に対し、ニオブ原子を0.01〜0.5質量部含有しないか、前記チタン酸化物粒子の含有量が、前記トナー母粒子100質量部に対し、0.5〜3.0質量部でない場合に比して、放置後初期カブリ、及び、印刷時の画像濃度の低下が抑制された画像が得られる画像形成方法を提供することができる。
なお、以下の説明において、数値範囲を表す「A〜B」の記載は、特に断りのない限り、「A以上B以下」と同義であり、端点であるA及びBを含む数値範囲を意味する。また、「質量部」及び「質量%」との記載は、それぞれ、「重量部」及び「重量%」と同義である。
本実施形態の静電荷像現像用トナー(単に「トナー」ともいう。)は、結着樹脂を少なくとも含むトナー母粒子と、シリコーンオイルを有するエラストマー粒子と、チタン酸化物粒子と、を含有し、前記エラストマー粒子の含有量が、トナー母粒子100質量部に対し、0.05〜1.0質量部であり、前記チタン酸化物粒子が、チタン酸化物粒子100質量部に対し、ニオブ原子を0.01〜0.5質量部含有し、前記チタン酸化物粒子の含有量が、トナー母粒子100質量部に対し、0.5〜3.0質量部であることを特徴とする。
詳細なメカニズムは不明であるが、ニオブ原子を0.01〜0.5質量部含有するチタン酸化物粒子は、電荷交換性に非常に優れていると推測している。これは、チタン酸化物粒子のイオン結晶中でニオブ原子が、チタン原子と置換されることで、他のチタン原子が還元され、ニオブ原子一個に対してキャリアとなる電子が生成し、チタン酸化物粒子の分極が大きくなるためだと考えている。
一方で、電荷交換性に優れたチタン酸化物粒子を用いることで電荷減衰が悪化するが、シリコーンオイル含浸エラストマー粒子と同時に用いることにより、電荷減衰が抑制されることを見出した。これは、シリコーンオイルがチタン酸化物粒子へ保護膜状に付着すると共に、シリコーンオイル中の水分が分極の大きいニオブ含有チタン酸化物粒子側へ偏在することにより、保護膜表面の疎水性が強くなるからだと考えている。
特に高温高湿環境下における低画像密度走行後は、画像形成装置内部が温まり、湿度が低下するため、チャージアップが発生し、帯電減衰の影響が大きくなるため、本構成を用いることにより、放置後初期カブリを抑制することができると推測している。チタン酸化物粒子中のニオブ含有量が、チタン酸化物粒子100質量部に対し、0.01質量部よりも小さいと、十分な電荷交換性が得られず画像濃度が低下してしまい、0.5質量部よりも大きいとシリコーンオイル含浸エラストマー存在下でも電荷減衰が抑制できず、カブリが悪化してしまうと推測している。
本実施形態におけるトナー母粒子は、結着樹脂を含む。トナー母粒子はこれらの成分の他に、着色剤、離型剤や、その他の成分を含有していてもよい。
本実施形態におけるトナー母粒子は、結着樹脂を含有する。
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からなる単独重合体、又はこれらを2種以上組み合せて得られる共重合体、更にはこれらの混合物が挙げられる。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が挙げられる。
中でも、ポリエステル樹脂が好ましく挙げられる。
ポリエステル樹脂は、多価カルボン酸と多価ジオールとの中から好適なものを選択して組み合わせ、例えば、エステル交換法又は重縮合法等、従来公知の方法を用いて合成することで得られる。
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、2,000以上100,000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(株)製GPC・HLC−8120GPCを用い、東ソー(株)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、高沸点の溶媒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、予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ことが好ましい。
トナー母粒子は、着色剤を含有することが好ましい。
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。
また、表面処理された着色剤を使用したり、顔料分散剤を使用することも有効である。前記着色剤の種類を選択することにより、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー等が調製される。
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。
本実施形態に係るトナー母粒子には、上記したような成分以外にも、更に必要に応じて内添剤、帯電制御剤等の種々の成分を添加してもよい。
内添剤としては、例えば、フェライト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属、合金、又はこれら金属を含む化合物等の磁性体等が挙げられる。
帯電制御剤としては、例えば第四級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミ、鉄、クロム等の錯体からなる染料、トリフェニルメタン系顔料等が挙げられる。
トナー母粒子は、単層構造のトナー母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母粒子であってもよい。
ここで、コア・シェル構造のトナー母粒子は、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好ましい。
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50,000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。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、シリコーンオイルを有するエラストマー粒子と、チタン酸化物粒子とを含有する。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、シリコーンオイルを有するエラストマー粒子を含有する。
本実施形態の静電荷像現像用トナーにおいて、前記エラストマー粒子は、トナー母粒子と共存していていればよく、例えば、トナー母粒子の外添剤として存在してもよいし、トナー母粒子からは遊離して存在していてもよい。
これらの中でも、シリコーンゴム、及び/又は、シリコーン樹脂であることが好ましく、ケイ素原子に直接結合したビニル基を有するシロキサン化合物とケイ素原子に直接結合した水素原子を有するシロキサン化合物との重合体であることがより好ましく、メチルビニルポリシロキサンとメチルハイドロジェンポリシロキサンとの重合体であることが更に好ましい。
現像剤中におけるエラストマー粒子の数平均粒径は、一次粒子100個を走査型電子顕微鏡SEM(Scanning Electron Microscope)装置((株)日立製作所製:S−4100)により観察して画像を撮影し、この画像を画像解析装置(LUZEXIII、(株)ニレコ製)に取り込み、一次粒子の画像解析によって得られた円相当径の数平均粒径として算出する。なお、電子顕微鏡は1視野中にエラストマー粒子が10個以上50個以下程度写るように倍率が調整され、複数視野の観察を合わせて一次粒子の円相当径が求められる。
上記含有量は例えば、トナーとエラストマー粒子の比重差を利用したり、トナーと逆極性になりやすいシリコーンオイルの特性を利用して直流電界法等で分離した後、トナー仕込み量に対するエラストマー粒子の重量を測定することにより測定することが可能である。
上記範囲であると、エラストマー粒子のシリコーンオイルの含有量が十分であり、本実施形態の静電荷像現像用トナーによる効果がより得られやすい。
エラストマー粒子の比表面積の測定方法は、BET法を使用して行う。
具体的には、現像剤から分離したエラストマー粒子を用い、比表面積細孔分布測定装置(SA3100、ベックマン−コールター社製)を用い、測定試料を0.1g精秤し、サンプルチューブに入れた後、脱ガス処理し、多点法の自動測定により得る。
エラストマー粒子は、シリコーンオイルを有する。
また、エラストマー粒子が有するシリコーンオイルは、融点が20℃未満である化合物、すなわち、20℃において液体である化合物が好ましい。そして、オイルの沸点は、150℃以上であることが好ましく、200℃以上であることがより好ましい。
更に、前記シリコーンオイルは、25℃、相対湿度50%における含水量が50〜3,000ppmであることが好ましく、100〜1,000ppmであることがより好ましい。
シリコーンオイル中の含水量が上記範囲内であることにより、本実施形態の静電荷像現像用トナーによる効果がより得られやすい。
上記含水量は、エタノール等の溶媒を用いて、リンスをすることや、ソックスレー抽出器を用いることによりトナーからシリコーンオイルを取得し、カールフィッシャー法により測定することができる。
また、エラストマー粒子が含有するシリコーンオイルは、1種単独で含有していても、2種以上を含有していてもよい。
外添剤と逆極性を有するオイルとしては、モノアミン変性シリコーンオイル、ジアミン変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、アンモニウム変性シリコーンオイル等の正の帯電性を有するオイル;ジメチルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、α−メチルスルホン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等の負の帯電性を有するオイルが挙げられる。これらのうち、正の帯電性を有するオイルとしては、例えば、アミノ変性シリコーンオイル、アンモニウム変性シリコーンオイルが好ましく、アミノ変性シリコーンオイルがより好ましい。
本実施形態の静電荷像現像剤中におけるエラストマー粒子のトナー1gに対するオイルの総含有量の測定方法としては、エラストマー粒子をヘキサン中で超音波洗浄(出力60W、周波数20kHz、30分間)し、洗浄液をろ過することでオイルを除去する作業を5回繰り返した後、60℃で12時間真空乾燥を行う。そして、オイル除去前後の重量変化からエラストマー粒子中のオイル含有率を算出し、エラストマー粒子のトナーへの添加量からトナー1gに対するオイルの総含有量を算出する。
エラストマー粒子の製造方法としては、特に制限はなく、公知の方法を用いればよいが、例えば、エラストマー材料を粒子状に加工する方法、エラストマーを乳化重合により作製する際に孔形成剤を乳化粒子に混合しておき、乳化重合後、孔形成剤を除去する方法等が挙げられる。これらの中でも、球形粒子の作製が容易である点から、エラストマーを乳化重合により作製する際に孔形成剤を乳化粒子に混合しておき、乳化重合後、孔形成剤を除去する方法が好ましく挙げられる。
孔形成剤としては、乳化重合の際に固体であり、乳化重合後に溶解及び分解の少なくとも1つにより除去される化合物や、乳化重合の際に重合反応に関与しない希釈剤等が挙げられる。
乳化重合の際に固体であり、乳化重合後に溶解及び分解の少なくとも1つにより除去される化合物としては、例えば、コストや入手容易性の観点から、炭酸カルシウムが好ましい。炭酸カルシウムは、水に対する溶解性が低く、かつ、酸性液と接触すると二酸化炭素を放出しながら分解する。
希釈剤としては、特に制限はないが、ジエチルベンゼン、イソアミルアルコール等が好ましく挙げられる。
また、希釈剤の使用量は、重合性化合物の使用量よりも多いことが好ましい。
孔形成剤の形状は、粒子状であることが好ましく、その数平均粒径は、5nm以上200nm以下であることが好ましく、5nm以上100nm以下であることがより好ましい。
また、前記乳化重合の条件としては、特に制限はなく、例えば、孔形成剤を使用する以外は公知の乳化重合の条件で行えばよい。
エラストマー粒子にオイルを含有させる方法としては、特に制限はなく、例えば、エラストマー粒子とオイルとを接触させる方法、オイルを有機溶媒に溶解し、その溶液とエラストマー粒子とを接触させ、有機溶媒を除去する方法が好ましく挙げられる。
前記接触は、公知の方法で行えばよく、例えば、エラストマー粒子とオイル又はオイルの溶液とを混合する方法や、オイル又はオイルの溶液にエラストマー粒子を浸漬する方法等が好ましく挙げられる。
前記有機溶媒としては、外添剤と逆極性を有するオイルを溶解するものであれば特に制限はないが、例えば、炭化水素系溶媒やアルコール類が好ましく挙げられる。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、チタン酸化物粒子100質量部に対し、ニオブ原子を0.01〜0.5質量部含有するチタン酸化物粒子(以下、「特定チタン酸化物粒子」ともいう。)を含有する。
本実施形態の静電荷像現像用トナーにおいて、特定チタン酸化物粒子は、トナー母粒子の外添剤として存在することが好ましい。
前記チタン酸化物粒子の含有量は、前記トナー母粒子100質量部に対し、0.5〜3.0質量部であり、0.6〜2.8質量部であることが好ましく、0.8〜2.5質量部であることがより好ましい。
前記含有量は、トナーを水中に分散させ、磁石を用いてトナーとキャリアを分離し、その後、トナー分散液に超音波を照射させ、ろ紙を通過せることでトナーと外添剤を分離し、分離した外添剤を蛍光X線分析にかけ、予め作成しておいた特定チタン酸化物粒子の検量線(TiとNbの比)を参照することにより測定することができる。
トナー中に外添剤が複数存在する場合、公知のショ糖密度勾配遠心法により、特定チタン酸化物粒子と、その他の外添剤とを分離可能である。
特定チタン酸化物粒子は、特定チタン酸化物粒子100質量部に対し、ニオブ原子を0.01〜0.5質量部含有する。
前記ニオブ原子の含有量は。特定チタン酸化物粒子100質量部に対し、0.02〜0.4質量部であることが好ましく、0.05〜0.3質量部であることがより好ましい。
前記ニオブ原子の含有量は、下記の方法により測定される。
トナーを水中に分散させ、磁石を用いてトナーとキャリアを分離。その後、トナー分散液に超音波を照射させ、ろ紙を通過せることでトナーと外添剤を分離する。その後、分離した外添剤を蛍光X線により全原子分析する。予め作製した検量線に基づき、対トナーに対する酸化チタン、及び酸化チタンに対するニオブの含有量を計算する。
特定チタン酸化物粒子の体積平均粒径は、10nm以上1,000nm以下が好ましく、更に好ましくは15nm以上200nm以下の範囲である。特定チタン酸化物粒子の体積平均粒径が10nmより小さいと、樹脂被覆層中での特定チタン酸化物粒子の分散が困難となり樹脂被覆層の強度を低下させてしまうことがある。特定チタン酸化物粒子の体積平均粒径が1,000nmより大きいと、樹脂被覆層中から特定チタン酸化物粒子が露出しやすくなる。
特定チタン酸化物粒子の体積平均粒径は、ナノ粒子アナライザー DelsaNano S(ベックマン−コールター社製)を使用して測定される。
特定チタン酸化物粒子の製造方法としては、例えば、チタン原料としてチタニウムテトラブトキシド、ニオブ原料としてニオビウムペンタブトキシドを用い、必要に応じてエタノールを添加し、溶液の粘度を低下させ、フィルム等で覆うことにより水分との接触をさけつつスターラー等で攪拌し、これらの液体原料をアルゴン搬送ガスを用いてアルゴン雰囲気の超高温プラズマ中に吹き込み製造する方法が挙げられる。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、トナー母粒子の表面に、前記エラストマー粒子及び前記特定チタン酸化物粒子以外の外添剤を含んでもよい。
外添剤の材質としては、特に制限はなく、トナーの外添剤として公知の無機粒子及び有機粒子が用いられるが、例えば、シリカ、アルミナ、特定チタン酸化物粒子以外のチタン酸化物(酸化チタン、メタチタン酸等)、酸化セリウム、ジルコニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸カルシウム、カーボンブラック等の無機粒子、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂などの樹脂粒子が挙げられる。これらの中でも、外添剤は、シリカ粒子であることが特に好ましい。
シリカ粒子としては、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、シリカゲル等のシリカ粒子が挙げられ、特に限定なく使用される。
また、外添剤は、例えば、後述するシランカップリング剤等で疎水化処理を施されていてもよい。
前記疎水化処理は、疎水化処理剤に粒子を浸漬等することにより行ってもよい。前記疎水化処理剤としては特に制限はないが、例えば、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤等が挙げられる。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。これらの中でも、シランカップリング剤が好適に挙げられる。
具体的には、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、N,O−(ビストリメチルシリル)アセトアミド、N,N−(トリメチルシリル)ウレア、tert−ブチルジメチルクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
外添剤の添加量は、トナー母粒子100質量部に対して、0.1〜20質量部の範囲が好ましく、0.3〜10質量部の範囲がより好ましい。添加量が0.1質量部以上であると、トナーの流動性が適度であり、更に帯電性に優れ、また、電荷交換性に優れる。一方、該添加量が20質量部以下であると、被覆状態が適度であり、外添剤が接触部材に移行することを抑制でき、二次障害の発生が抑制される。
本実施形態に用いられるトナーの製造方法について説明する。
本実施形態のトナーは、トナー母粒子を製造後、トナー母粒子と、エラストマー粒子とを混合し、また必要に応じて外添剤を外添することにより得られる。
これらの中でも、凝集合一法により、トナー母粒子を得ることが好ましい。
なお、以下の説明では、着色剤、及び離型剤を含むトナー母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媒中に溶解せしめ、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、(株)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撹拌下、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。
凝集剤の金属イオンと錯体若しくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸、イミノジ酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)等が挙げられる。
キレート剤の添加量としては、例えば、樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
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10〜30℃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、を更に混合し、凝集粒子の表面に更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好ましい。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ろ過、加圧ろ過等を施すことが好ましい。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好ましい。
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及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、溶媒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。
本実施形態の画像形成方法は、本実施形態の静電荷像現像用トナーを用いる画像形成方法であればよいが、像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程、及び、前記像保持体上に残留する現像剤をクリーニングブレードにより清掃する清掃工程、を含み、前記トナーとして本実施形態の静電荷像現像用トナーを用いるか、又は、前記現像剤として本実施形態の静電荷像現像剤を用いる方法であることが好ましい。
前記静電潜像形成工程は、像保持体(感光体)上に静電潜像を形成する工程である。
前記現像工程は、現像剤保持体上の現像剤層により前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する工程である。前記現像剤層としては、本実施形態の静電荷像現像用トナーを含む現像剤であれば特に制限はない。
前記転写工程は、前記トナー画像を被転写体上に転写する工程である。また、転写工程における被転写体としては、中間転写体や紙等の被記録媒体が例示できる。
前記定着工程では、例えば、加熱ローラの温度を一定温度に設定した加熱ローラ定着器により、転写紙上に転写したトナー像を定着して複写画像を形成する方式が挙げられる。
前記清掃工程は、像保持体上に残留する静電荷像現像剤をクリーニングブレードにより除去する工程を含むことが好ましい。
クリーニングブレードの材質としては、ウレタンゴム、ネオプレンゴム、シリコーンゴム等が好ましく挙げられる。
被記録媒体としては、公知のものを使用することができ、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される紙、OHPシート等が挙げられ、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を好適に使用することができる。
本実施形態の画像形成方法においては、更にリサイクル工程をも含む態様でもよい。前記リサイクル工程は、前記清掃工程において回収した静電荷像現像用トナーを現像剤層に移す工程である。このリサイクル工程を含む態様の画像形成方法は、トナーリサイクルシステムタイプのコピー機、ファクシミリ機等の画像形成装置を用いて実施される。また、清掃工程を省略し、現像と同時にトナーを回収する態様のリサイクルシステムに適用してもよい。
本実施形態の画像形成装置は、本実施形態の静電荷像現像剤により静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段を有していればよいが、像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、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させる現像手段と、前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、前記像保持体を、クリーニング手段の一手段としてクリーニングブレードにより清掃する清掃手段とを有し、前記トナーが本実施形態の静電荷像現像用トナーであるか、又は、前記現像剤が本実施形態の静電荷像現像剤である装置であることが好ましい。
なお、1次転写ローラ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1次転写ローラ5Y、5M、5C、5Kには、1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1次転写ローラに印加する転写バイアスを可変する。
なお、本実施形態の画像形成装置は、上記のような像保持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、清掃手段とを少なくとも含むものであれば特に限定はされないが、その他必要に応じて、定着手段や、除電手段等を含んでいてもよい。
前記転写手段では、中間転写体を用いて2回以上の転写を行ってもよい。また、転写手段における被転写体としては、中間転写体や紙等の被記録媒体が例示できる。
また、本実施形態の画像形成装置においては、像保持体上に残留する静電荷像現像剤をクリーニングブレードにより除去する清掃手段を備えることが好ましい。
本実施形態のトナーカートリッジは、本実施形態の静電荷像現像用トナーを少なくとも収容しているトナーカートリッジである。
本実施形態の現像剤カートリッジは、本実施形態の静電荷像現像剤を少なくとも収容している現像剤カートリッジである。
また、本実施形態のプロセスカートリッジは、像保持体表面上に形成された静電潜像を前記静電荷像現像用トナー又は前記静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、像保持体、前記像保持体表面を帯電させるための帯電手段、及び、前記像保持体表面に残存したトナーを除去するためのクリーニング手段よりなる群から選ばれる少なくとも1種と、を備え、本実施形態の静電荷像現像用トナー、又は、本実施形態の静電荷像現像剤を少なくとも収容しているプロセスカートリッジである。
本実施形態の現像剤カートリッジは、前記本実施形態の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を含有するものであればよく、特に制限はない。現像剤カートリッジは、例えば、現像手段を備えた画像形成装置に着脱され、この現像手段に供給されるための現像剤として、前記本実施形態の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤が収納されているものである。
また、現像剤カートリッジは、トナー及びキャリアを収納するカートリッジであってもよく、トナーを単独で収納するカートリッジとキャリアを単独で収納するカートリッジとを別体としたものでもよい。
本実施形態のプロセスカートリッジは、画像形成装置に脱着されることが好ましい。
また、本実施形態のプロセスカートリッジは、その他必要に応じて、除電手段等、その他の部材を含んでもよい。
トナーカートリッジ及びプロセスカートリッジとしては、公知の構成を採用してもよく、例えば、特開2008−209489号公報、及び、特開2008−203736号公報等が参照される。
なお、エラストマー粒子の粒径、トナー母粒子の粒径については、前述した方法により測定した。
メチルビニルポリシロキサン100部、メチルハイドロジェンポリシロキサン10部を混合し混合物に炭酸カルシウム粉末(数平均粒径:0.1μm、奥多摩工業(株)製TP−123)30部、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル1部と水200部を添加し、ミキサーで6,000rpm、3分間乳化を行った後、塩化白金酸−オレフィン錯塩を白金量として0.001部添加し、窒素雰囲気下80℃で10時間重合反応を行った。その後塩酸を投入して炭酸カルシウムを分解後、水洗浄を行った。更に湿式分級して、目的とする体積平均粒径(D50VE)を有するエラストマー粒子を選別し、100℃で12時間真空乾燥を行った。
その後、ジメチルシリコーンオイル(PDMS、粘度μVE(25℃)100mPa・s)150部をエタノール1,000部に溶解し、エラストマー粒子100部と撹拌混合した後、エバポレーターを用いて溶媒のエタノールを留去し、乾燥させてオイル処理させたエラストマー粒子1を得た。
加熱乾燥した三口フラスコに、1,9−ノナンジオール45モル部と、ドデカンジカルボン酸55モル部と、触媒としてジブチル錫オキサイド0.05モル部と、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、機械撹拌にて180℃で2時間撹拌及び還流を行った。その後、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い5時間撹拌し、粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させ、結晶性ポリエステル樹脂を合成した。得られた結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(ポリスチレン換算)で測定したところ、25,000であった。次いで、高温・高圧乳化装置(キャビトロンCD1010、スリット:0.4mm)の乳化タンクに、得られた結晶性ポリエステル樹脂3,000部、イオン交換水10,000部、界面活性剤ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム90部を投入した後、130℃に加熱溶融後、110℃で流量3L/mにて10,000回転で30分間分散させ、冷却タンクを通過させて結晶性ポリエステル樹脂分散液(高温・高圧乳化装置(キャビトロンCD1010、スリット0.4mm、キャビトロン社製)を回収し、結晶性ポリエステル樹脂分散液を得た。
ポリオキシエチレン(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン15モル部と、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85モル部と、テレフタル酸10モル部と、フマル酸67モル部と、n−ドデセニルコハク酸3モル部と、トリメリット酸20モル部と、これらの酸成分(テレフタル酸、フマル酸、n−ドデセニルコハク酸、トリメリット酸の合計モル数)に対して0.05モル部のジブチル錫オキサイドと、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、150℃乃至230℃で12時間から20時間共縮重合反応させた。その後、210℃乃至250℃で徐々に減圧して、非晶性ポリエステル樹脂を合成した。この樹脂の重量平均分子量Mwは65,000であった。次いで、高温・高圧乳化装置(キャビトロンCD1010、スリット:0.4mm)の乳化タンクに、得られた非晶性ポリエステル樹脂3,000部、イオン交換水10,000部、界面活性剤ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム90部を投入した後、130℃に加熱溶融後、110℃で流量3L/mにて10,000回転で30分間分散させ、冷却タンクを通過させて非晶性ポリエステル樹脂分散液(高温・高圧乳化装置(キャビトロンCD1010、スリット0.4mm、キャビトロン社製)を回収し、非晶性ポリエステル樹脂分散液を得た。
・シアン顔料(銅フタロシアニン、C.I.Pigment Blue15:3:大日精化工業(株)製):1,000部
・イオン性界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製):150部
・イオン交換水:4,000部
上記配合液を混合溶解し、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%のシアン着色剤分散液を得た。
・パラフィンワックス HNP9(融解温度75℃:日本精鑞(株)製):46部
・カチオン性界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製):5部
・イオン交換水:200部
以上を100℃に加熱して、IKA社製ウルトラタラックスT50にて充分に分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、中心径200nm、固形分量20.0%の離型剤分散液を得た。
・非晶性ポリエステル樹脂分散液:256.8部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液:33.2部
・着色剤分散液:27.4部
・離型剤分散液:35部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中においてウルトラタラックスT50で充分に混合・分散した。次いで、これにポリ塩化アルミニウム0.20部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら48℃まで加熱し、48℃で60分保持した(凝集工程)。その後、ここに前記非晶性ポリエステル樹脂分散液を70.0部追加した。その後、0.5mol/Lの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96℃まで加熱し、3時間保持した(合一工程)。反応終了後、冷却し、ろ過、イオン交換水で充分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引ろ過により固液分離を施した。これを更に30℃のイオン交換水1,000部に再分散し、15分300rpmで撹拌・洗浄した。これを更に5回繰り返し、ろ液のpHが7.5、電気伝導度7.0μS/cmとなったところで、ヌッチェ式吸引ろ過によりNo.5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続した。この時の粒径をコールターマルチサイザーII(ベックマン−コールター社製)にて測定したところ体積平均粒径は4.0μmであった。また、形状観察より求めた粒子の形状係数SF1は129であった。
ホソカワミクロン(株)製ナノクリエータFCM−MINIを使用し、チタン、ニオブそれぞれの有機金属塩溶液をチタン及びニオブ原子含有量のモル比でチタン:ニオブが750:1となるように混合した。混合した原料溶液をプロパンガスと酸素ガスを混合燃焼した火炎中に噴霧し、冷却水量6L/分で冷却した後にフィルタで補修して、チタン酸化物粒子1を得た。チタン酸化物粒子1に含まれるニオブ原子の量は、チタン酸化物粒子100質量部に対し、0.19質量部であった。
ニオブ原子の量は、蛍光X線で全元素分析することにより測定した。
チタン酸化物粒子1の体積平均粒径は、ナノ粒子アナライザー DelsaNano S(ベックマン−コールター社製)を使用して測定し、51nmであった。
チタン、ニオブそれぞれの有機金属塩溶液をチタン及びニオブ原子含有量のモル比でチタン:ニオブが340:0.02となるように混合したこと、冷却水量を7.2L/分に変更したことを除いて、チタン酸化物粒子1の作製と同様の方法で実施した。得られたチタン酸化物粒子2に含まれるニオブ原子の量は、チタン酸化物粒子100質量部に対し、0.01質量部であった。
チタン酸化物粒子2の体積平均粒径は45nmであった。
チタン、ニオブそれぞれの有機金属塩溶液をチタン及びニオブ原子含有量のモル比でチタン:ニオブが350:1となるように混合したこと、冷却水量を4.5L/分に変更したことを除いて、チタン酸化物粒子1の作製と同様の方法で実施した。得られたチタン酸化物粒子2に含まれるニオブ原子の量は、チタン酸化物粒子100質量部に対し、0.5質量部であった。
チタン酸化物粒子3の体積平均粒径は54nmであった。
チタン、ニオブそれぞれの有機金属塩溶液をチタン及びニオブ原子含有量のモル比でチタン:ニオブが540:0.02となるように混合したこと、冷却水量を6.4L/分に変更したことを除いて、チタン酸化物粒子1の作製と同様の方法で実施した。得られたチタン酸化物粒子2に含まれるニオブ原子の量は、チタン酸化物粒子100質量部に対し、0.006質量部であった。
チタン酸化物粒子4の体積平均粒径は48nmであった。
チタン、ニオブそれぞれの有機金属塩溶液をチタン及びニオブ原子含有量のモル比でチタン:ニオブが540:0.02となるように混合したこと、冷却水量を3.7L/分に変更したことを除いて、チタン酸化物粒子1の作製と同様の方法で実施した。得られたチタン酸化物粒子2に含まれるニオブ原子の量は、チタン酸化物粒子100質量部に対し、0.005質量部であった。
チタン酸化物粒子5の体積平均粒径は60nmであった。
テトラメトキシシラン150部を、イオン交換水100部、25重量%のエタノール100部の存在下で25重量%アンモニア水150部を30℃で5時間かけて滴下しながら250rpmで撹拌した。この反応で得られたシリカゾル懸濁液の遠心分離を行い、湿潤シリカゲルとエタノール、アンモニア水に分離し、更に分離した湿潤シリカゲルを120℃で2時間乾燥した後、シリカ100部とエタノール500部とをエバポレーターに入れ、温度を40℃に維持したまま15分間撹拌した。次にシリカ100部に対して10部のジメチルジメトキシシランを入れ更に15分間撹拌した。最後に温度を90℃に上げてエタノールを減圧乾燥させ、処理物を取り出して更に120℃で30分間真空乾燥を行った。乾燥されたシリカを粉砕し、数平均粒径150nmの外添剤Aを得た。
・フェライト粒子:100部
(Mn−Mgフェライト、体積平均粒径35μm)
・メチルメタクリレート(MMA)/ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)共重合体(特定樹脂、共重合モル比95:5、Mw:49,000):3部
・カーボンブラック(VXC−72、キャボット社製):0.3部
・トルエン:14部
上記成分のうち、フェライト粒子を除く成分、及び、ガラスビーズ(φ1mm、トルエンと同量)を、関西ペイント(株)製サンドミル(バッチ式卓上サンドミル)を用いて、1,200ppm、30分間撹拌し、被膜形成用液を調製した。
この被膜形成用液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダーに入れ、減圧してトルエンを除去して、フェライト粒子表面に被膜層を形成した。そして、引き続きエルボジェットにて微粉/粗粉を取り除くことで、キャリアを得た。
<トナーの作製>
100質量部のトナー母粒子1に対して、外添剤Aを1.5質量部、エラストマー粒子1、及び、特定チタン酸化物粒子1を表1に記載の量で投入し、ヘンシェルミキサーにて3,000rpmで10分間混合し、実施例1のトナーを作製した。
トナーに対して、表1に記載の割合でエラストマー粒子1を添加し、トナー、キャリアを5:95の割合でVブレンダーに入れ20分間撹拌し、実施例1の現像剤を作製した。
表1に記載のように、エラストマー粒子、特定チタン酸化物粒子、及び/又はトナー母粒子、並びにそれらの添加量を変更した以外は、実施例1と同様の方法により、実施例2〜7、及び、比較例1〜6の現像剤をそれぞれ作製した。
室温30℃、相対湿度80%の環境下で一日放置後のDocuCenterColor400(富士ゼロックス(株)製)の改造機を用いて、A4サイズの普通紙(富士ゼロックス(株)製、C2紙)を使用し、画像濃度1%となるように長方形パッチを書いた画像サンプルを用いて10,000枚の画像を10日間かけて出力する試験を行った。初日に1,000枚連続出力し、翌日の最初の運転で画像濃度が1.0以上1.5以下の範囲に収まるように画像形成条件を調整して5cm×5cmのパッチを出力した後に、更に1日で1,000枚連続出力を繰り返した。同様の試験を10日間実施した。下記評価基準により放置後初期カブリ、及び、濃度低下を評価した。いずれの評価項目においても、評価は1、2及び3までを許容範囲とした。評価結果は表1に記載した。
なお、実施例において、画像部分の濃度は反射型濃度測定機(X−rite)を用いて計測した。
上記各評価日における最初の運転において出力した5cm×5cmのパッチについて、肉眼で画質を観察し、10日間の評価結果の平均値として評価した。評価基準は下記の通りとした。
1:画像上にかぶりは観察されず、画質に問題はない。
2:機内にトナー飛散が発生しているが、画質には問題ない。
3:画像上にわずかなかぶりが観察される。
4:画像上にはっきりとしたかぶりが観察される。
1〜10日目において、1枚目に出力した画像と、1,000枚目に出力した画像との濃度差(ΔSAD)を計測した。評価基準は下記の通りとした。
1:2〜10日目のΔSADが±0.1以下
2:2〜8日目のΔSADが±0.1以下、9〜10日目のいずれかの日のΔSADが±0.1より大きい
3:2〜5日目のΔSADが±0.1以下、6〜8日目のいずれかの日のΔSADが±0.1より大きい
4:2日目のΔSADが±0.1以下、3〜5日目のいずれかの日のΔSADが±0.1より大きい
2Y、2M、2C、2K 帯電ローラ(帯電装置、帯電手段)
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
3 露光装置(露光手段)
4Y、4M、4C、4K 現像機(現像手段)
5Y、5M、5C、5K 1次転写ローラ(1次転写手段)
6Y、6M、6C、6K クリーニング装置(清掃手段)
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト
22 駆動ローラ
24 支持ローラ
26 2次転写ローラ(2次転写手段)
28 定着装置(ロール状定着手段)
30 中間転写体の清掃手段
P 記録紙(被転写体)
Claims (5)
- 結着樹脂を少なくとも含むトナー母粒子と、
シリコーンオイルを有するエラストマー粒子と、
チタン酸化物粒子と、を含有し、
前記エラストマー粒子の含有量が、前記トナー母粒子100質量部に対し、0.05〜1.0質量部であり、
前記チタン酸化物粒子が、前記チタン酸化物粒子100質量部に対し、ニオブ原子を0.01〜0.5質量部含有し、
前記チタン酸化物粒子の含有量が、前記トナー母粒子100質量部に対し、0.5〜3.0質量部であることを特徴とする
静電荷像現像用トナー。 - 請求項1に記載の静電荷像現像用トナー、及び、キャリアを含む静電荷像現像剤。
- 画像形成装置に着脱可能であり、請求項1に記載の静電荷像現像用トナーを収容するトナーカートリッジ。
- 像保持体と、
前記像保持体を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、
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させる現像手段と、
前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、
前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、
前記像保持体をクリーニングブレードにより清掃する清掃手段とを有し、
前記トナーが請求項1に記載の静電荷像現像用トナーであるか、又は、前記現像剤が請求項2に記載の静電荷像現像剤である
画像形成装置。 - 像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、
前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、
前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、
前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程、及び、
前記像保持体上に残留する現像剤をクリーニングブレードにより清掃する清掃工程、を含み、
前記トナーとして請求項1に記載の静電荷像現像用トナーを用いるか、又は、前記現像剤として請求項2に記載の静電荷像現像剤を用いる
画像形成方法。
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