JP2017146537A - 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、及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
トナー粒子、研磨剤粒子、及び脂肪酸金属塩粒子を有し、
前記脂肪酸金属塩粒子が表面に付着している前記トナー粒子の割合が、前記トナー粒子全体の30個数%以上であり、
かつ、前記トナー粒子の表面に付着している前記脂肪酸金属塩粒子のうち、前記トナー粒子の表面に強付着している前記脂肪酸金属塩粒子の割合が、50個数%以上である静電荷像現像用トナー。
前記脂肪酸金属塩粒子の個数平均粒径が0.5μm以上3.0μm以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
前記脂肪酸金属塩粒子の個数平均粒径Dfと前記トナー粒子の体積平均粒径Dtとの比(Df/Dt)が0.05以上1.0以下である請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーと、
磁性粒子と前記磁性粒子の表面を被覆する樹脂被覆層とを含むキャリアと、
を有する静電荷像現像剤。
前記磁性粒子の表面の凹凸平均間隔Smが1.0μm≦Sm≦3.5μmを満たし、前記磁性粒子の表面の算術表面粗さRaが0.2μm≦Ra≦0.7μmを満たす請求項4に記載の静電荷像現像剤。
請求項1〜請求項3のいずれか1項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4又は請求項5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4又は請求項5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4又は請求項5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定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
請求項5に係る発明によれば、磁性粒子の表面の凹凸平均間隔SmがSm<1.0μm若しくは3.5μm<Smを満たす、又は磁性粒子の表面の算術表面粗さRaがRa<0.2μm若しくは0.7μm<Raを満たす場合に比べ、低温低湿環境下で高画像密度の画像の出力を続けた後に、高温高湿環境下で画像の出力を行ったときに生じる、カブリの発生を抑制する静電荷像現像剤が提供される。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(単に「トナー」とも称す)は、トナー粒子、研磨剤粒子、及び脂肪酸金属塩粒子を有する。
脂肪酸金属塩粒子が表面に付着しているトナー粒子の割合(以下「脂肪酸金属塩付着トナー粒子の割合」とも称する)が、トナー粒子全体の30個数%以上であり、かつ、トナー粒子の表面に付着している脂肪酸金属塩粒子のうち、トナー粒子の表面に強付着している前記脂肪酸金属塩粒子の割合(以下「脂肪酸金属塩粒子の強付着割合」とも称する)」が、50個数%以上である。
脂肪酸金属塩付着トナー粒子の割合を30個数%以上にすることで、脂肪酸金属塩粒子の劈開によるキャリアの表面(樹脂被覆層の表面)に形成される脂肪酸金属塩の被膜量が十分となり、キャリアの樹脂被覆層が研磨剤粒子よって研磨されることを抑制する。その結果、カブリの発生が抑制される。
脂肪酸金属塩粒子の強付着割合を50個数%以上にすると、現像手段において、攪拌等の機械的負荷により脂肪酸金属塩粒子がトナー粒子表面から遊離することが抑制され、また、現像部材(マグロール等)の遠心力、現像電界等により、遊離した脂肪酸金属塩粒子が過度に像保持体へ供給されることが抑制される。このため、脂肪酸金属塩粒子の劈開によるキャリアの表面(樹脂被覆層の表面)に形成される脂肪酸金属塩の被膜量が十分となり、キャリアの樹脂被覆層が研磨剤粒子よって研磨されることを抑制する。その結果、カブリの発生が抑制される。
なお、脂肪酸金属塩付着トナー粒子の割合、及び脂肪酸金属塩粒子の強付着割合を各々上記範囲とする方法としては、その他、外添後のトナーに熱を掛けトナー粒子表面との外添剤の付着力を強くする方法等も挙げられる。
トナー10gを界面活性剤0.2質量%の水溶液40mlに分散させる。これをマグネチックスターラーと撹拌子を用いて500rpmで30秒間撹拌する。その後、50mLの沈殿管付き遠心分離機にかけて10000rpm×2分の条件でトナーを分離して上澄み液を除去した後、室温(25℃)で24時間乾燥して第一前処理したトナーを得る。
測定対象となるトナーを100個、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察する。そして、トナー粒子表面に脂肪酸金属塩粒子が付着しているトナー粒子の割合を算出する。測定対象となるトナー粒子100個のSEM観察は、ERA−8900:エリオニクス社製)を用いて行う
第一前処理したトナーに対して、さらに、弱付着している脂肪酸金属塩粒子を除く、次の第二前処理を行う。トナー10gを界面活性剤0.2質量%の水溶液40mlに分散後に超音波ホモジナイザーUS300T(日本精機製作所製)を使用し、出力60W、周波数20kHzの超音波振動を1時間加えた。その後、50mLの沈殿管付き遠心分離機にかけて10000rpm×2分の条件でトナーを分離して上澄み液を除去した後、室温(25℃)で24時間乾燥して第二前処理したトナーを得る。
そして、第一前処理したトナーおよび第二前処理したトナーに対し蛍光X線測定を実施し、脂肪酸金属塩粒子に含まれる金属元素(亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、バリウムなど)のNet強度を測定する。第二前処理したトナーのNet強度を第一前処理したトナーのNet強度で割って、100をかけた値(第二前処理したトナー/のNet強度/第一前処理したトナーのNet強度×100)を脂肪酸金属塩粒子の強付着割合とする。蛍光X線測定は、蛍光X線装置により測定されるが、本実施形態においては、(株)島津製作所の蛍光X線測定装置であるXRF1500を用いて測定する。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子と、外添剤とをする。
トナー粒子は、結着樹脂を含む。トナー粒子は、必要に応じて、着色剤、離型剤、その他添加剤を含んでもよい。
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 7121−1987「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100000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、ブリリアントカーミン3B、ブリリアントカーミン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 7121−1987「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、体積粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2、数粒度分布指標(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。
外添剤は、研磨剤粒子、及び脂肪酸金属塩粒子を含む。外添剤は、他の外添剤を含んでもよい。つまり、トナー粒子は、研磨剤粒子、及び脂肪酸金属塩粒子のみ外添されていてもよいし、研磨剤粒子、及び脂肪酸金属塩粒子と他の外添剤とが外添されていてもよい。
研磨剤粒子としては、特に限定されないが、例えば、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化亜鉛、ジルコニア等の金属酸化物;炭化ケイ素等の炭化物;窒化ホウ素等の窒化物;ピロリン酸カルシウム粒子等のピロリン酸塩;炭酸カルシウム、炭酸バリウム等の炭酸塩;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等のチタン酸金属塩粒子;などの無機粒子が挙げられる。研磨剤粒子は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、研磨剤粒子は、チタン酸金属塩の粒子が好ましく、研磨剤としての機能、入手性、コストの点から、チタン酸ストロンチウム粒子がより好ましい。
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、測定対象となる研磨剤粒子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)の円相当径を数平均粒径とする。
測定対象となる研磨剤粒子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。
また、別途、研磨剤粒子を入手、又はトナーから採取する場合は、入手又は採取した研磨剤粒子を測定対象とし、上記測定を行う。
脂肪酸金属塩粒子は、脂肪酸と金属とからなる塩の粒子である。
脂肪酸は、飽和脂肪酸または不飽和脂肪酸の何れでもよい。脂肪酸の炭素数は、10以上25以下(好ましくは、12以上22以下)の脂肪酸が挙げられる。なお、脂肪酸の炭素数は、カルボキシ基の炭素を含む。
脂肪酸としては、例えば、ベヘン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸等の不飽和脂肪酸;オレイン酸、リノール酸、リシノール酸等の不飽和脂肪酸;が挙げられる。これらの脂肪酸の中でも、ステアリン酸、ラウリン酸が好ましく、ステアリン酸がより好ましい。
金属としては、2価の金属がよい。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、亜鉛が挙げられる。これらの中でも、金属は、亜鉛が好ましい。
脂肪酸金属塩粒子として、ステアリン酸亜鉛粒子の製造方法を例に挙げると、例えば、ステアリン酸ナトリウムをカチオン置換する方法;ステアリン酸と水酸化亜鉛とを反応させる方法;などが挙げられる。
脂肪酸金属塩粒子の個数平均粒径は、研磨剤粒子の個数平均粒径と同じ方法により測定される値である。
比(Df/Dt)が0.05以上1.0以下の範囲であると、脂肪酸金属塩付着トナー粒子の割合、及び脂肪酸金属塩粒子の強付着割合を増加させ易く、カブリの発生が抑制され易くなる。
他の外添剤としては、例えば、個数平均粒径1μm以下(好ましくは500nm以下)の無機粒子(以下、「小径無機粒子」とも称する)が挙げられる。なお、小径無機粒子の個数平均粒径は、研磨剤粒子の個数平均粒径と同じ方法により測定される値である。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、小径無機粒子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において、脂肪酸金属塩粒子が表面に付着しているトナー粒子のうち、体積平均粒径(体積基準で小径側から累積分布を描いて、累積50%となる粒径)以下の粒径を有するトナー粒子の割合が、全トナー粒子の40個数%以上70個数%以下であることが好ましい。これにより、低温低湿(例えば10℃、15%RH)環境下で高画像密度(例えば30%以下)の画像の出力を続けた後、低画像密度(例えば5%以下)の画像を出力したときに生じる、像保持体へのトナーの固着(トナーフィルミング)が抑制される。この理由は、次の通りと推測される。
トナー粒子の帯電量分布は、大径トナー粒子が帯電量の低い側に、小形トナー粒子が帯電量の高い側に存在しやすい。また、低温低湿環境下で画像を出力した場合、トナー粒子の帯電量が高くなる傾向がある。ゆえに、高画像密度で画像を出力するときの画像濃度の低下を抑制するために、低帯電のトナー粒子、すなわち大径トナー粒子が選択的に消費されやすい。ゆえに、高画像密度の画像を出力した後に、低画像密度の画像を出力すると、高帯電の小径トナー粒子が高い割合で存在する。小径トナー粒子はクリーニング部ですり抜けやすいため(特に、小径トナー粒子が凝集してすり抜けやすいため)、トナーフィルミングが発生しやすく、筋状の画像欠陥を引き起こすと考えられる。
これにより、トナーフィルミングが生じ難くなる。その結果、筋状の画像欠陥の発生が抑制される。
通常、脂肪酸金属塩粒子を外添する工程で、ヘンシェルミキサーを用いた場合は、小径トナー粒子と脂肪酸金属粒子との衝突エネルギーが小さいため、脂肪酸金属粒子が小径トナーに付着する量は大径トナーと比較して相対的に少ない。一方、例えば、高い機械的負荷を付与できるノビルター等の装置で、脂肪酸金属塩粒子を外添すると、衝突エネルギーが全体的に上がる。ゆえに、小径トナー粒子にも十分に付着する機械的負荷を加えられるため、トナー粒子の粒径によらず、脂肪酸金属塩粒子を均一近い状態で分散及び付着させるよう制御でき、体積平均粒径以下の粒径を有するトナー粒子の割合を、全トナー粒子の40個数%以上70個数%以下とすることができる。
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、必要に応じて、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。
凝集剤の金属イオンと錯体も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から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。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーと、キャリアとを有する
二成分現像剤である。
キャリアとしては、磁性粒子と前記磁性粒子の表面を被覆する樹脂被覆層とを含むキャリアが適用される。
磁性粒子としては、例えば、磁性金属粒子(例えば鉄、鋼、ニッケル、コバルト等の粒子)、磁性酸化物粒子(例えばフェライト、マグネタイト等の粒子)、これら粒子を樹脂に分散した分散型樹脂粒子等が挙げられる。また、磁性粒子としては、多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた粒子も挙げられる。
・式:(MO)X(Fe2O3)Y
式において、Yは2.1以上2.4以下を表し、Xは3−Yを表す。Mは金属元素を表し、該金属元素として少なくともMnを含むことがよい。
Mとしては、Mnを主体とするが、Li、Ca、Sr、Sn、Cu、Zn、Ba、Mg、及びTiからなる群(好ましくは環境面から、Li、Ca、Sr、Mg、及びTiからなる群)より選択される少なくとも一種を組み合わせてもよい。
キャリア20gをトルエン100mlに入れる。40kHzの条件で超音波を30秒あてる。粒径に合わせたろ紙を用いて磁性粒子と樹脂溶液を分離する。ろ紙に残った磁性粒子に20mlのトルエンを上から流し、洗浄する。次に、ろ紙に残った磁性粒子を回収する。回収した磁性粒子を同様にトルエン100mlに入れ、40kHzの条件で超音波を30秒あてる。同様にろ過し、20mlのトルエンで洗ったのち、回収する。これを合計10回行う。最後に回収した磁性粒子を乾燥させる。
凹凸平均間隔Smは、観察した磁性粒子表面の3次元形状から粗さ曲線を求め、該粗さ曲線が平均線と交差する交点から求めた山谷一周期の間隔の平均値を求める。Sm値を求める際の基準長さは10μmであり、カットオフ値は0.08mmである。
算術平均粗さRaは、粗さ曲線を求め、該粗さ曲線の測定値と平均値までの偏差の絶対値を合計し平均することでRa値を求める。Ra値を求める際の基準長さは10μmであり、カットオフ値は0.08mmである。
上記Sm値、Ra値の測定はJIS B0601(1994年度版)に準じて行う。
なお、磁性粒子を製造する途中の粉砕粒子等の粒径についても同様にして測定する。
(A)焼成前に仮焼成を行う。
(B)更に粉砕し、粉砕粒径を調整したスラリーから造粒を行う。
(C)表面性調整剤としてSiO2、SrCO3等を用いる。
(D)焼成時の温度、酸素濃度を調整する
(E)焼成によって得られた磁性粒子を、流動させながら温度を与える。
被覆樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリビニルケトン樹脂、塩化ビニルー酢酸ビニル共重合体、スチレンーアクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合を有するストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
樹脂粒子としては、特に限定されるものではないが、帯電制御付与性のあるものが好ましく、例えば、メラミン樹脂粒子、尿素樹脂粒子、ウレタン樹脂粒子、ポリエステル樹脂粒子、アクリル樹脂粒子などが挙げられる。
導電性粒子としては、例えば、カーボンブラック、各種金属粉、金属酸化物(例えば酸化チタン、酸化すず、マグネタイト、フェライト等)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、製造安定性、コスト、導電性等の良好な点で、カーボンブラック粒子が好ましい。カーボンブラックの種類としては、特に制限はないが、DBP吸油量が50ml/100g以上250ml/100g以下程度であるカーボンブラックが製造安定性に優れて好ましい。
具体的な樹脂被覆方法としては、磁性粒子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、磁性粒子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磁性粒子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
溶剤可溶の被覆樹脂の場合は、精量したキャリアを可溶溶剤(例えば、トルエン)に溶解させ、磁性粒子を磁石で保持し、被覆樹脂が溶解した溶液を洗い流す。これを数度繰り返す事により、被覆樹脂が取り除かれた磁性粒子が残る。乾燥させ、磁性粒子の質量を測定し、差分をキャリア量で割ることにより被覆量が算出される。
具体的には、キャリア20.0gを計り取り、ビーカーに入れ、トルエン100gを加え攪拌翼で10分攪拌する。ビーカーの底に磁石をあて、磁性粒子が流れ出さないようにトルエンを流す。これを4回繰り返し、洗い流した後のビーカーを乾燥させる。乾燥後、磁性粒子量を測定し、式[(キャリア量−洗浄後の磁性粒子量)/キャリア量]で被覆量を算出する。
一方、溶剤不溶の被覆樹脂の場合は、Rigaku社製Thermo plus EVOII 差動型示差熱天秤 TG8120を用い、窒素雰囲気下で、室温(25℃)以上1000℃以下の範囲で加熱し、その質量減少から被覆量を算出する。
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。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーを含むトナーの供給がなされる。
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−600V乃至−800Vの電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(例えば20℃における体積抵抗率:1×10−6Ωcm以下)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。
本実施形態に係るトナーカートリッジは、本実施形態に係るトナーを収容し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジである。トナーカートリッジは、画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するための補給用のトナーを収容するものである。
(トナー粒子(1))
−ポリエステル樹脂分散液の調製−
・エチレングリコール〔和光純薬工業(株)製〕 37部
・ネオペンチルグリコール〔和光純薬工業(株)製〕 65部
・1,9 ノナンジオール〔和光純薬工業(株)製〕 32部
・テレフタル酸〔和光純薬工業(株)製〕 96部
上記モノマーをフラスコに仕込み、1時間をかけて温度200℃まで上げ、反応系内が攪拌されていることを確認したのち、ジブチル錫オキサイドを1.2部投入した。更に、生成する水を留去しながら同温度から6時間をかけて240℃まで温度を上げ、240℃で更に4時間脱水縮合反応を継続し、酸価が9.4mgKOH/g、重量平均分子量13,000、ガラス転移温度62℃であるポリエステル樹脂Aを得た。
体積平均粒径160nm、固形分30%、ガラス転移温度62℃、重量平均分子量Mwが13,000の樹脂粒子が分散された非晶性ポリエステル樹脂分散液を得た。
・シアン顔料〔PigmentBlue15:3、大日精化工業(株)製〕 10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%の着色剤粒子分散液を得た。
・パラフィンワックス〔HNP 9、日本精鑞社製〕 50部
・アニオン性界面活性剤〔ネオゲンSC、第一工業製薬製〕 2部
・イオン交換水 200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で十分に混合・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200nm、固形分20%の離型剤粒子分散液を得た。
・ポリエステル樹脂粒子分散液 200部
・着色剤粒子水分散液 25部
・離型剤粒子分散液 30部
・ポリ塩化アルミニウム 0.4部
・イオン交換水 100部
上記の成分をステンレス製フラスコに投入し、IKA社製のウルトラタラックスを用い十分に混合、分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら48℃まで加熱した。48℃で30分保持した後、ここに上記と同じポリエステル樹脂分散液を緩やかに70部追加した。
トナー粒子(1)の体積平均粒径D50vは5.8μmであり、SF1は130であった。
(研磨剤粒子の作製)
−研磨剤粒子(Ab1)〜(Ab3)−
メタチタン酸スラリーに、酸化チタンと等モル量の塩化ストロンチウムを加えた後、炭酸ガスを1L/minの流量で酸化チタンの2倍のモル量吹き込むと同時にアンモニア水を添加した。この時のpH値は8であった。沈殿物を水洗した後、110℃で24時間乾燥後、800℃で焼結させて、機械粉砕し、分級することでチタン酸ストロンチウム粒子からなる研磨剤粒子(Ab1)を作製した。また、粉砕条件及び分級条件を調整することで、チタン酸ストロンチウム粒子からなる研磨剤粒子(Ab2)〜(Ab3)を作製した。得られた研磨剤粒子(Ab1)〜(Ab3)の個数平均粒径は以下のとおりである。
・研磨剤粒子(Ab1):チタン酸ストロンチウム粒子(個数平均粒径0.12μm)
・研磨剤粒子(Ab2):チタン酸ストロンチウム粒子(個数平均粒径4.6μm)
・研磨剤粒子(Ab3):チタン酸ストロンチウム粒子(個数平均粒径18.0μm)
(脂肪酸金属塩粒子(FM1)〜(FM3)の作製)
エタノール10000部にステアリン酸1422部を加え、液温75℃で混合した後、水酸化亜鉛507部を少しずつ加え、投入終了後から1時間攪拌混合した。その後、液温20℃まで冷却し、生成物を濾別してエタノール及び反応残渣を除いて、固形物を取り出した。加熱型真空乾燥器を用いて、取り出した固形物を150℃で3時間乾燥させた。乾燥器から固形物を取り出して放冷した後、ステアリン酸亜鉛の固形物を得た。
得られた固形物をジェットミルで粉砕した後、エルボージェット分級機(マツボー社製)で分級し、ステアリン酸亜鉛粒子からなる脂肪酸金属塩粒子(FM1)を得た。また、粉砕条件及び分級条件を調整することで、ステアリン酸亜鉛粒子からなる脂肪酸金属塩粒子(FM2)〜(FM3)を作製した。得られた脂肪酸金属塩粒子(FM1)〜(FM3)の個数平均粒径は以下のとおりである。
・脂肪酸金属塩粒子(FM1):ステアリン酸亜鉛粒子(個数平均粒径 0.6μm)
・脂肪酸金属塩粒子(FM2):ステアリン酸亜鉛粒子(個数平均粒径 2.0μm)
・脂肪酸金属塩粒子(FM3):ステアリン酸亜鉛粒子(個数平均粒径 4.2μm)
エタノール10000部にラウリン酸1001部を加え、液温75℃で混合した後、水酸化亜鉛507部を少しずつ加え、投入終了後から1時間攪拌混合した。その後、液温20℃まで冷却し、生成物を濾別してエタノール及び反応残渣を除き、取り出した生成固形物を加熱型真空乾燥器を用いて150℃で3時間乾燥させた。乾燥器から取り出し放冷後、ラウリン酸亜鉛の固形物を得た。
得られた固形物をジェットミルで粉砕した後、エルボージェット分級機(マツボー社製)で分級し、個数平均粒径1.5μmラウリン酸亜鉛粒子からなる脂肪酸金属塩粒子(FM4)を得た。
(磁性粒子の作製)
−磁性粒子(1)−
Fe2O3を1318質量部、Mn(OH)2を586質量部、Mg(OH)2を96質量部、を混合し、分散剤、水とメディア径1mmのジルコニアビーズを加え、サンドミルで解砕混合した。ジルコニアビーズをろ過、乾燥後、更にロータリーキルンで20rpm、900℃の条件で混合酸化物とした。次に、分散剤、水を加え、更にポリビニルアルコールを6.6質量部加え、湿式ボールミルで5時間粉砕混合を行った。得られた粉砕品の体積平均粒径は1.4μmであった。次に、スプレードライヤーで乾燥粒径が40μmになるように造粒、乾燥させた。更に、電気炉で温度1100℃、酸素濃度1%の酸素窒素混合雰囲気のもとで5時間の焼成を行った。得られた粒子を解砕工程、分級工程を経た後、ロータリーキルンで15rpm、900℃の条件で2時間加熱し、同様に分級工程を経て磁性粒子(1)を得た。磁性粒子(1)の体積平均粒径D50v(以下「D50v」とも表記)は35μmで、表面の凹凸平均間隔Sm(以下「Sm」とも表記)は2.5、表面の算術表面粗さRa(以下「Ra」とも表記)は0.4であった。
Fe2O3を1318質量部、Mn(OH)2を586質量部、Mg(OH)2を96質量部、を混合し、分散剤、水とメディア径1mmのジルコニアビーズを加え、サンドミルで解砕混合した。ジルコニアビーズをろ過、乾燥後、更にロータリーキルンで20rpm、900℃の条件で混合酸化物とした。次に、分散剤、水を加え、更にポリビニルアルコールを6.6質量部加え、湿式ボールミルで6時間粉砕混合を行った。得られた粉砕品の体積平均粒径は1.2μmであった。次に、スプレードライヤーで乾燥粒径が40μmになるように造粒、乾燥させた。更に、電気炉で温度1170℃、酸素濃度1.2%の酸素窒素混合雰囲気のもとで5時間の焼成を行った。得られた粒子を解砕工程、分級工程を経た後、ロータリーキルンで15rpm、900℃の条件で2時間加熱し、同様に分級工程を経て磁性粒子(2)を得た。磁性粒子(2)のD50vは35μmで、Smは1.0、Raは0.5であった。
Fe2O3を1318質量部、Mn(OH)2を586質量部、Mg(OH)2を96質量部、を混合し、分散剤、水とメディア径1mmのジルコニアビーズを加え、サンドミルで解砕混合した。ジルコニアビーズをろ過、乾燥後、更にロータリーキルンで20rpm、900℃の条件で混合酸化物とした。次に、分散剤、水を加え、更にポリビニルアルコールを6.6質量部加え、湿式ボールミルで3時間粉砕混合を行った。得られた粉砕品の体積平均粒径は2.2μmであった。次に、スプレードライヤーで乾燥粒径が40μmになるように造粒、乾燥させた。更に、電気炉で温度1120℃、酸素濃度1.5%の酸素窒素混合雰囲気のもとで5時間の焼成を行った。得られた粒子を解砕工程、分級工程を経た後、ロータリーキルンで15rpm、920℃の条件で2時間加熱し、同様に分級工程を経て磁性粒子(3)を得た。磁性粒子(3)のD50vは35μmで、Smは3.5、Raは0.6であった。
Fe2O3を1318質量部、Mn(OH)2を586質量部、Mg(OH)2を96質量部、を混合し、分散剤、水とメディア径1mmのジルコニアビーズを加え、サンドミルで解砕混合した。ジルコニアビーズをろ過、乾燥後、更にロータリーキルンで20rpm、900℃の条件で混合酸化物とした。次に、分散剤、水を加え、更にポリビニルアルコールを7質量部加え、湿式ボールミルで5時間粉砕混合を行った。得られた粉砕品の体積平均粒径は1.4μmであった。次に、スプレードライヤーで乾燥粒径が40μmになるように造粒、乾燥させた。更に、電気炉で温度1100℃、酸素濃度0.8%の酸素窒素混合雰囲気のもとで5時間の焼成を行った。得られた粒子を解砕工程、分級工程を経た後、ロータリーキルンで15rpm、890℃の条件で2時間加熱し、同様に分級工程を経て磁性粒子(4)を得た。磁性粒子(4)のD50vは35μmで、Smは2.5、Raは0.2であった。
Fe2O3を1318質量部、Mn(OH)2を586質量部、Mg(OH)2を96質量部、を混合し、分散剤、水とメディア径1mmのジルコニアビーズを加え、サンドミルで解砕混合した。ジルコニアビーズをろ過、乾燥後、更にロータリーキルンで20rpm、900℃の条件で混合酸化物とした。次に、分散剤、水を加え、更にポリビニルアルコールを6質量部加え、湿式ボールミルで3.5時間粉砕混合を行った。得られた粉砕品の体積平均粒径は1.8μmであった。次に、スプレードライヤーで乾燥粒径が40μmになるように造粒、乾燥させた。更に、電気炉で温度1170℃、酸素濃度1.5%の酸素窒素混合雰囲気のもとで5時間の焼成を行った。得られた粒子を解砕工程、分級工程を経た後、ロータリーキルンで15rpm、900℃の条件で2時間加熱し、同様に分級工程を経て磁性粒子(5)を得た。磁性粒子(5)のD50vは35μmで、Smは2.5、Raは0.7であった。
Fe2O3を1318質量部、Mn(OH)2を586質量部、Mg(OH)2を96質量部、を混合し、分散剤、水とメディア径1mmのジルコニアビーズを加え、サンドミルで解砕混合した。ジルコニアビーズをろ過、乾燥後、更にロータリーキルンで20rpm、900℃の条件で混合酸化物とした。次に、分散剤、水を加え、更にポリビニルアルコールを7.6質量部加え、湿式ボールミルで7時間粉砕混合を行った。得られた粉砕品の体積平均粒径は1.0μmであった。次に、スプレードライヤーで乾燥粒径が40μmになるように造粒、乾燥させた。更に、電気炉で温度1050℃、酸素濃度0.8%の酸素窒素混合雰囲気のもとで5時間の焼成を行った。得られた粒子を解砕工程、分級工程を経た後、ロータリーキルンで15rpm、920℃の条件で2時間加熱し、同様に分級工程を経て磁性粒子(6)を得た。磁性粒子(6)のD50vは35μmで、Smは0.8、Raは0.4であった。
Fe2O3を1318質量部、Mn(OH)2を586質量部、Mg(OH)2を96質量部、を混合し、分散剤、水とメディア径1mmのジルコニアビーズを加え、サンドミルで解砕混合した。ジルコニアビーズをろ過、乾燥後、更にロータリーキルンで20rpm、900℃の条件で混合酸化物とした。次に、分散剤、水を加え、更にポリビニルアルコールを5.4質量部加え、湿式ボールミルで3時間粉砕混合を行った。得られた粉砕品の体積平均粒径は2.3μmであった。次に、スプレードライヤーで乾燥粒径が40μmになるように造粒、乾燥させた。更に、電気炉で温度1120℃、酸素濃度1.5%の酸素窒素混合雰囲気のもとで5時間の焼成を行った。得られた粒子を解砕工程、分級工程を経た後、ロータリーキルンで15rpm、900℃の条件で2時間加熱し、同様に分級工程を経て磁性粒子(7)を得た。磁性粒子(7)のD50vは35μmで、Smは3.8、Raは0.6であった。
Fe2O3を1318質量部、Mn(OH)2を586質量部、Mg(OH)2を96質量部、を混合し、分散剤、水とメディア径1mmのジルコニアビーズを加え、サンドミルで解砕混合した。ジルコニアビーズをろ過、乾燥後、更にロータリーキルンで20rpm、900℃の条件で混合酸化物とした。次に、分散剤、水を加え、更にポリビニルアルコールを6.9質量部加え、湿式ボールミルで5時間粉砕混合を行った。得られた粉砕品の体積平均粒径は1.4μmであった。次に、スプレードライヤーで乾燥粒径が40μmになるように造粒、乾燥させた。更に、電気炉で温度1160℃、酸素濃度0.7%の酸素窒素混合雰囲気のもとで5時間の焼成を行った。得られた粒子を解砕工程、分級工程を経た後、ロータリーキルンで15rpm、920℃の条件で2時間加熱し、同様に分級工程を経て磁性粒子(8)を得た。磁性粒子(8)のD50vは35μmで、Smは2.3、Raは0.1であった。
Fe2O3を1318質量部、Mn(OH)2を586質量部、Mg(OH)2を96質量部、を混合し、分散剤、水とメディア径1mmのジルコニアビーズを加え、サンドミルで解砕混合した。ジルコニアビーズをろ過、乾燥後、更にロータリーキルンで20rpm、900℃の条件で混合酸化物とした。次に、分散剤、水を加え、更にポリビニルアルコールを6質量部加え、湿式ボールミルで5.2時間粉砕混合を行った。得られた粉砕品の体積平均粒径は1.4μmであった。次に、スプレードライヤーで乾燥粒径が40μmになるように造粒、乾燥させた。更に、電気炉で温度1150℃、酸素濃度1.5%の酸素窒素混合雰囲気のもとで5時間の焼成を行った。得られた粒子を解砕工程、分級工程を経た後、ロータリーキルンで15rpm、890℃の条件で2時間加熱し、同様に分級工程を経て磁性粒子9を得た。磁性粒子9のD50vは35μmで、Smは2.7、Raは0.8であった。
−コート液(1)−
メチルメタクリレート−シクロヘキシルメタクリレート共重合体(95:5質量比/Mw6万): 36質量部
カーボンブラック VXC72(キャボット社製): 4質量部
トルエン (和光純薬工業社製): 500質量部
イソプロピルアルコール(和光純薬工業社製): 50質量部
上記成分とガラスビーズ(粒径:1mm、トルエンと同量)とを関西ペイント社製サンドミルに投入し、回転速度1200rpmで30分間攪拌し固形分11%のコート液(1)を調製した。
真空脱気型5Lニーダーに磁性粒子(1)を2.0kg入れ、更にコート液1を340g入れ、攪拌しながら、60℃にて−200mmHgまで減圧し20分混合した後、昇温/減圧させ90℃/−720mHgで30分間攪拌乾燥させ、キャリア(1)を得た。
そして、磁性粒子(1)に代えて、各々、磁性粒子(2)〜(9)を使用した以外は、同様にして、キャリア(2)〜(9)を得た。
トナー粒子(1)100部に対して、脂肪酸金属塩粒子(FM1)を0.3部添加し、ノビルター(ノビルタNOB130、ホソカワミクロン社製)を用いて、クリアランス0.3、回転数2000rpm、攪拌時間5分の条件で攪拌して、トナー粒子(1)に脂肪酸金属塩粒子(FM1)を外添した。
次に、脂肪酸金属塩粒子(FM1)を外添したトナー粒子(1)に対して、研磨剤粒子(Ab1)0.3部、及びシリカ粒子(アエロジル社製A200)2.0部を添加し、ヘンシェルミキサーにて2000rpmで3分間混合し、トナーを得た。
表1に従って、脂肪酸金属塩粒子の種類及び添加量、ノビルターによる攪拌条件、研磨剤粒子の種類及び添加量、並びに、キャリアの種類を変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーと共に、現像剤を得た。
得られた現像剤のトナーについて、既述の方法に従って、脂肪酸金属塩付着トナー粒子の割合、及び脂肪酸金属塩粒子の強付着割合を測定した。
各例で得られた現像剤を用い、色筋、及びカブリについて評価を行った。結果を表1に示す。
色筋の評価は、次のようにして行った。
得られた現像剤を、低温低湿(10℃,15%RH)環境下で1日間放置した。
その後、現像剤を、画像形成装置「700 Digital Color Press(富士ゼロックス社製)」の現像装置に充填し、高温高湿(28.5℃、85%RH)環境下で、画像密度(エリアカバレッジ)1%の画像をA4紙に100,000枚を出力した。
出力された99,901枚から100,000枚までの100枚の画像について、色筋の発生の有無を目視にて観察し、色筋が発生した枚数を数えた。
評価基準は、以下の通りである。許容な評価結果はG1,G2である。
−評価基準−
G1:色筋発生無し
G2:色筋発生5枚以下
G3:色筋発生6枚以上10枚以下
G4:色筋発生11枚以上
カブリの評価は、次のようにして行った。
得られた現像剤を、700 Digital Color Press(富士ゼロックス社製)の現像装置に充填し、低温低湿(10℃,15%RH)環境下で1日放置した。その後、低温低湿(10℃,15%RH)環境下で、画像密度(エリアカバレッジ)40%の画像をA4紙に100,000枚を出力した。
次に、画像形成装置を、高温高湿(28.5℃、85%RH)環境下で1日放置した。その後、画像密度(エリアカバレッジ)40%の画像をA4紙に10,000枚を出力した。
そして、出力された10,000枚目の背景部(非画像部)について、画像濃度計X−Rite938(X−Rite社製)により、カブリ濃度の測定を行った。
評価基準は、以下の通りである。許容な評価結果はG1,G2である。
−評価基準−
G1:カブリ濃度が0.2未満で目視でも部分的なカブリが見られない。
G2:カブリ濃度が0.2未満だが目視で僅かなカブリが見られる。
G3:カブリ濃度が0.2未満だが目視で部分的なカブリが見られる。
G4:カブリ濃度が0.2以上。
また、本実施例では、帯電手段から生じる放電生成物等の付着物に起因する色筋の発生も抑制されていることがわかる。
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)
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(中間転写体の一例)
22 駆動ロール
24 支持ロール
26 二次転写ロール(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 (9)
- トナー粒子、研磨剤粒子、及び脂肪酸金属塩粒子を有し、
前記脂肪酸金属塩粒子が表面に付着している前記トナー粒子の割合が、前記トナー粒子全体の30個数%以上であり、
かつ、前記トナー粒子の表面に付着している前記脂肪酸金属塩粒子のうち、前記トナー粒子の表面に強付着している前記脂肪酸金属塩粒子の割合が、50個数%以上である静電荷像現像用トナー。 - 前記脂肪酸金属塩粒子の個数平均粒径が0.5μm以上3.0μm以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記脂肪酸金属塩粒子の個数平均粒径Dfと前記トナー粒子の体積平均粒径Dtとの比(Df/Dt)が0.05以上1.0以下である請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーと、
磁性粒子と前記磁性粒子の表面を被覆する樹脂被覆層とを含むキャリアと、
を有する静電荷像現像剤。 - 前記磁性粒子の表面の凹凸平均間隔Smが1.0μm≦Sm≦3.5μmを満たし、前記磁性粒子の表面の算術表面粗さRaが0.2μm≦Ra≦0.7μmを満たす請求項4に記載の静電荷像現像剤。
- 請求項1〜請求項3のいずれか1項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4又は請求項5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4又は請求項5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4又は請求項5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定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
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