JP2017167173A - 静電荷像現像用トナー及び静電荷像現像用二成分現像剤 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、トナー母体粒子の粒径が小さくなると、比表面積は大きくなるため、トナー母体粒子の付着力は大きくなる。このため、粒径が小さなトナー母体粒子は、より粉体として扱いにくくなる開発動向にある。
しかしながら、電子写真の各プロセスの工夫には限界があり、高速印刷や高カバレッジ印刷におけるトナー補給性及び画質は不十分であった。
一方、トナーの粉体特性そのものには改善の余地があった。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
回転ドラム・画像解析方式の粉体流動性測定装置を用いて測定される流動化度が、0.50〜0.90cm/rpmの範囲内であり、かつ、
回転ドラム・画像解析方式の粉体流動性測定装置を用いて測定される雪崩エネルギー変化量が、12.5〜25.0kJ/kgの範囲内であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
なお、本発明で解決できる事象は、トナーの搬送方式がトナーボトルの回転によるものに限定されない。例えばトナーボトル内部にスクリュー機構を備えたトナー補給容器であっても、本発明の構成要件を満たすことで、トナーは粉体として理想的な流動挙動を示すため、搬送・排出に有利となる。
その上で、本発明者は、回転ドラム・画像解析方式の粉体流動性測定装置を用いて測定される流動化度が、0.50〜0.90cm/rpmの範囲内であると、トナーのボトル外への排出を促す外力に応じて、トナーがスムーズに流動できる状態となるため、トナーの搬送性及び排出性が確保できることを見いだし、本発明に至った。
なお、0.50cm/rpm未満ではトナーの動き出しが悪く外力に理想的に応答せず、0.90cm/rpmより大きいと過度な外力応答によってフラッシングが起こりやすくなり、ハンドリングがしにくくなる。
また、外添剤として、個数平均粒径が60〜130nmの範囲内である球形シリカ粒子を、トナー母体粒子に対して0.05〜0.80質量部の範囲内で含むことが、流動化度及び雪崩エネルギー変化量の調整を好適にできるため、本発明の効果発現の観点から好ましい。
本発明の静電荷像現像用トナーは、結着樹脂と、離型剤と、前記離型剤とは異なる種類の結晶性樹脂とを含有するトナー母体粒子及び前記トナー母体粒子の表面に付着される外添剤を含む静電荷像現像用トナーであって、回転ドラム・画像解析方式の粉体流動性測定装置を用いて測定される流動化度が、0.50〜0.90cm/rpmの範囲内であり、かつ、回転ドラム・画像解析方式の粉体流動性測定装置を用いて測定される雪崩エネルギー変化量が、12.5〜25.0kJ/kgの範囲内であることを特徴とする。
<1.1.流動化度>
本発明に係る流動化度とは、粉体の「流動化のしやすさ」、すなわち、「空気を含み流動しやすいかどうか(動き出しやすさ)」に関する物性値である。具体的には、トナーが動き出すきっかけとなる外力に対して、動き出しやすいかどうか(外力に対する応答性)を表す。
回転ドラム・画像解析方式の粉体流動性測定装置の断面の一例を示す図1を用いて流動化度を更に説明する。図1は、トナー(以下、「粉体」ともいう。)Tが充填された回転ドラムDの回転軸Rに対して垂直な断面である。回転ドラムDは、矢印CW方向に回転する。なお、ドラムの回転軸は、地面に対し、ほぼ平行である。この回転ドラムDの回転速度を徐々に増加させていくと、トナーが撒きあがるなどして、トナーTが空気を含み、地面対して垂直な方向である矢印Uの方向(以下、「上方」ともいう。)に膨張していく。このときの粉体(トナーT)の上方の面(以下、「粉体面Ts」ともいう。)の、単位回転数あたりの高さの増加量を、本発明に係る「流動化度」とし、値が大きいほど流動化しやすいことを示す。
本発明の静電荷像現像用トナーは、回転ドラム・画像解析方式の粉体流動性測定装置(以下、単に「粉体流動性測定装置」ともいう。)を用いて測定される流動化度が、0.50〜0.90cm/rpmの範囲内である。より好ましい流動化度の範囲は、0.65〜0.90cm/rpmの範囲内である。この範囲であると、流動化状態をとりやすく、トナーの搬送性及び排出性がより向上する。
本発明に係る「雪崩エネルギー変化量」とは、粉体の液体のような振る舞いのしやすさ、すなわち「動きやすいか」を表し、粉体の「流動性」に関する物性値である。ドラムの回転に従ってトナーが上方へ引き上げられた後、崩れる現象(雪崩現象)において、位置エネルギーがどれだけ変化するかを示す。エネルギー変化が小さいトナーほど、上方へ引っ張られにくく崩れやすい。このようなトナーは、流動性が良い粉体と言える。
なお、雪崩現象について、画像解析方式の粉体流動性測定装置の断面の一例を示す図2を用いて説明する。図2(a)は、図1と同様に、トナーTが充填された回転ドラムDの回転軸に対して垂直な断面図である。図2(a)に示すように、回転ドラムDは、矢印CW方向に回転する。トナーTは、回転ドラムDの回転に従って上方へ引き上げられる。更に回転が進むと、粉体面Tsの傾斜が大きくなる。この傾斜がある角度以上となると、粉体面Tsの上部が、例えば、矢印Fで示す方向に崩れ落ちる(図2(b)、図2(c)参照。)。このような現象を雪崩現象という。
本発明の静電荷像現像用トナーは、回転ドラム・画像解析方式の粉体流動性測定装置を用いて測定される雪崩エネルギー変化量が、12.5〜25.0kJ/kgの範囲内である。
流動化度及び雪崩エネルギー変化量の測定には、下記回転ドラム・画像解析方式の粉体流動性測定装置を用いる。
・装置概要:回転ドラム・画像解析方式 粉体流動性測定装置
・製品名称:パウダーアナライザーREVOLUTION
・メーカー:Mercury Science Inc.
・回転ドラムの構成:
両側面がガラス製の透明なドラムであり、側面の一方が他方へねじ込む方式で開放可能で、直径約10cm、厚さ約4cmの円筒空間(332cm3)に粉体サンプルを封入する構成となっている。
本発明に係る流動化度は、以下の方法で測定することができる。測定には、上記粉体流動性測定装置を用い、次の手順により測定する。
流動化度測定と同様に、前記粉体流動性測定装置を用い、次の手順にて測定する。
測定サンプル100cm3を側面がガラス製の回転ドラムに封入し、前記粉体流動性測定装置に取り付ける。前記回転ドラムを、回転速度0.3rpmで低速回転させ、雪崩現象を200回観測する。雪崩現象はCCDカメラで記録しており、数値処理を行い、位置エネルギーの減少開始点と増加開始点の差を雪崩前後の位置エネルギーの変化量として計算する。この値を、雪崩エネルギー変化量 (Avalanche Energy)とする。
本発明に係るトナー母体粒子は、結着樹脂と、離型剤と、前記離型剤とは異なる種類の結晶性樹脂とを含有する。
本発明に係るトナー母体粒子の体積基準メディアン径(D50%径)は、4.5〜8.0μmの範囲であることが好ましい。画質を向上させる観点ではより小径であることが好ましいが、粒径が小さいとトナー母体粒子の付着力が高まる。このため、トナー母体粒子の粒径が小さくなると、流動化度が低く、雪崩エネルギー変化量も高くなる傾向があるが、4.5μm以上であれば、トナーの補給性が悪化することを回避できる。また、8.0μm以下であれば、得られる出力画像の画質が悪化することを回避できる。このように、トナー母体粒子の体積基準メディアン径が前記範囲内であれば、出力画像の画質とトナー補給性の両方の観点を満たし、かつ帯電、現像、転写、クリーニングなどの機能も両立させることができる。なお、トナー母体粒子の粒径は、5.0〜6.2μmの範囲であれば、出力画像の画質とトナー補給性の両方の観点においてより好ましく、ドット再現性も高まるためより高画質な画像が得られる。
トナー母体粒子の体積基準メディアン径(D50%径)として、例えば、「マルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)」に、データ処理用ソフト「Software V3.51」を搭載したコンピューターシステム(ベックマン・コールター製)を接続した装置を用いて、前述と同様に測定、算出することができる。測定手順としては、まず、トナー粒子0.02gを、界面活性剤溶液20mLに分散させ、なじませる。その後、超音波分散を1分間行い、トナー粒子分散液を作製する。前記界面活性剤溶液としては、例えば、界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈したものを用いるとよい。このトナー粒子分散液を、ISOTONII(ベックマン・コールター社製)のビーカーに測定濃度5〜10%になるまで滴下していき、測定機カウントを25000個に設定して測定する。ここで、マルチサイザー3のアパチャー径は100μmのものを使用する。測定は、2〜60μmの範囲を256分割しての頻度数を算出し、体積積算分率が大きい方から50%の粒子径をトナー母体粒子の体積基準メディアン径(D50%径)とする。なお、通常、トナー母体粒子に比べ外添剤は非常に小さい粒子であるため、トナー母体粒子の体積基準メディアン径(D50%径)とトナー粒子の体積基準メディアン径(D50%径)とは同値であるものとして扱う。
本発明に用いるトナー母体粒子の円形度は、トナーの補給性の観点から、下記式(1)で示される平均円形度が0.920〜1.000の範囲内であることが好ましい。トナー母体粒子の円形度が前記範囲内であれば、トナー粒子同士の接触点が小さくなる。これにより、外力応答性が向上し流動化度が高まり、また、雪崩崩壊も起こりやすくなる、すなわち雪崩エネルギー変化量も小さくなり、ひいては、トナー補給性がより優れたトナーを得ることができる。なお、平均円形度が0.920〜1.000の範囲にあれば転写効率も十分確保可能である。
本発明で用いられる結着樹脂は、特に限定されるものではないが、帯電制御が容易なことから、結着樹脂はスチレン−アクリル樹脂を含むことが好ましい。ここでいうスチレン−アクリル樹脂は、重合性単量体であるスチレン単量体と(メタ)アクリル酸エステル単量体とを付加重合させて形成されるものである。スチレン単量体は、CH2=CH−C6H5の構造式で表されるスチレンの他に、スチレン構造中に公知の側鎖や官能基を有する構造のものを含むものである。また、ここでいう(メタ)アクリル酸エステル単量体は、CH2=CHCOOR(Rはアルキル基)で表されるアクリル酸エステルやメタクリル酸エステルの他に、アクリル酸エステル誘導体やメタクリル酸エステル誘導体等の構造中に公知の側鎖や官能基を有するエステルを含むものである。以下に、スチレン−アクリル樹脂の形成が可能なスチレン単量体及び(メタ)アクリル酸エステル単量体の具体例を示すが、本発明で使用されるスチレン−アクリル樹脂の形成に使用可能なものは以下に示すものに限定されるものではない。
当該スチレン−アクリル樹脂の含有量は、結着樹脂の全量に対して、70質量%以上であることが好ましく、この範囲であれば十分に帯電性改善の効果を発現することができる。
重合性単量体としては、更に多官能ビニル単量体を使用してもよい。多官能ビニル単量体としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール等のジアクリレート、ジビニルベンゼン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の三級以上のアルコールのジメタクリレート及びトリメタクリレート等が挙げられる。
スチレン−アクリル樹脂は、乳化重合法で作製されることが好ましい。乳化重合は、後述の水系媒体中にスチレン、アクリル酸エステルなどの重合性単量体を分散し重合することによって得ることができる。水系媒体に重合性単量体を分散するためには界面活性剤を用いることが好ましく、重合には公知の重合開始剤、連鎖移動剤を用いることができる。
重合開始剤としては、公知の種々の重合開始剤が好適に用いられる。具体的には、例えば、過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化−tert−ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ベンゾイル、過酸化クロロベンゾイル、過酸化ジクロロベンゾイル、過酸化ブロモメチルベンゾイル、過酸化ラウロイル、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、ペルオキシ炭酸ジイソプロピル、ジ−t−ブチルペルオキシド、テトラリンヒドロペルオキシド、1−フェニル−2−メチルプロピル−1−ヒドロペルオキシド、過トリフェニル酢酸−tert−ヒドロペルオキシド、過ギ酸−tert−ブチル、過酢酸−tert−ブチル、過安息香酸−tert−ブチル、過フェニル酢酸−tert−ブチル、過メトキシ酢酸−tert−ブチル、過N−(3−トルイル)パルミチン酸−tert−ブチルなどの過酸化物類;2,2′−アゾビス(2−アミノジプロパン)塩酸塩、2,2′−アゾビス−(2−アミノジプロパン)硝酸塩、1,1′−アゾビス(1−メチルブチロニトリル−3−スルホン酸ナトリウム)、4,4′−アゾビス−4−シアノ吉草酸、ポリ(テトラエチレングリコール−2,2′−アゾビスイソブチレート)などのアゾ化合物などが挙げられる。
連鎖移動剤としては特に限定されるものではなく、例えば、オクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、アルキルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタンなどのメルカプタン;n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート、ステアリル−3−メルカプトプロピオネートなどのメルカプトプロピオン酸、メルカプト脂肪酸エステル及びスチレンダイマーなどを用いることができる。これらは1種単独又は2種以上組み合わせて用いることができる。
本発明に係るトナー母体粒子には、離型剤を添加することができる。離型剤としては、ワックスが好ましく用いられる。ワックスとしては、例えば、低分子量ポリエチレンワックス、低分子量ポリプロピレンワックス、フィッシャートロプシュワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックスのような炭化水素系ワックス類、カルナウバワックス、ペンタエリスリトールベヘン酸エステル、ベヘン酸ベヘニル、クエン酸ベヘニルなどのエステルワックス類などが挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。本発明においては、上記の中でもマイクロクリスタリンワックスを好適に使用できる。
(結晶性樹脂の定義と種類)
本発明における結晶性樹脂は、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱変化ではなく、明確な吸熱ピークを有する樹脂であり、かつ、トナー母体粒子に含有される離型剤とは異なる種類の樹脂である。明確な吸熱ピークとは、具体的には示差走査熱量測定(DSC)において、例えば昇温速度10℃/minで測定した際、吸熱ピークの半値幅が15℃以内となるピークを示すものを意味する。当該結晶性樹脂の例には、結晶性ポリエステル樹脂及び結晶性ビニル系樹脂が含まれる。本発明における結晶性樹脂は、特に、低温定着性実現のためには結晶性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。このような結晶性ポリエステル樹脂としては、特に限定されず、2価以上のカルボン酸(多価カルボン酸)と、2価以上のアルコール(多価アルコール)との重縮合反応によって得られる公知のポリエステル樹脂を用いることができる。
結晶性樹脂の融点(Tm)は、50〜95℃であることが好ましく、より好ましくは55〜85℃である。結晶性樹脂の融点が上記の範囲にあることにより、十分な低温定着性及び優れた耐ホットオフセット性が得られる。なお、結晶性樹脂の融点は、樹脂の組成によって制御することができる。
本発明のトナー母体粒子が含有する結晶性樹脂の含有量は、1〜30質量%の範囲内であることが好ましい。結晶性樹脂のトナー母体粒子中における含有量が1質量%以上であれば、好適に効果を発現することができる。また、結晶性樹脂のトナー母体粒子中における含有量が、30質量%以下であれば、トナーの熱凝集(ブロッキング)の発生を回避することができる。
上述のように、結晶性ポリエステル樹脂は、2価以上のカルボン酸(多価カルボン酸)と、2価以上のアルコール(多価アルコール)との重縮合反応によって得られる樹脂である。結晶性ポリエステル樹脂の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定される分子量は、重量平均分子量(Mw)で5000〜50000、数平均分子量(Mn)で1500〜25000であることが好ましい。結晶性ポリエステル樹脂のGPCによる分子量は、以下のようにして測定される値である。すなわち、装置「HLC−8120GPC」(東ソー社製)及びカラム「TSKguardcolumn+TSKgelSuperHZ−M3連」(東ソー社製)を用い、カラム温度を40℃に保持しながら、キャリア溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を流速0.2mL/minで流し、測定試料(結晶性ポリエステル樹脂)を室温において超音波分散機を用いて5分間処理を行う溶解条件で濃度1mg/mLになるようにテトラヒドロフランに溶解させ、次いで、ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで処理して試料溶液を得、この試料溶液10μLを上記のキャリア溶媒とともに装置内に注入し、屈折率検出器(RI検出器)を用いて検出し、測定試料の有する分子量分布を単分散のポリスチレン標準粒子を用いて測定した検量線を用いて算出される。検量線測定用のポリスチレンとしては10点用いる。
多価カルボン酸とは、1分子中にカルボキシ基を2個以上含有する化合物であり、多価カルボン酸化合物のアルキルエステル、酸無水物及び酸塩化物を用いることができる。具体的には、例えば、シュウ酸、コハク酸、マレイン酸、アジピン酸、β−メチルアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ノナンジカルボン酸、デカンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、フマル酸、シトラコン酸、ジグリコール酸、シクロヘキサン−3,5−ジエン−1,2−ジカルボン酸、リンゴ酸、クエン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、マロン酸、ピメリン酸、酒石酸、粘液酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラクロロフタル酸、クロロフタル酸、ニトロフタル酸、p−カルボキシフェニル酢酸、p−フェニレン二酢酸、m−フェニレンジグリコール酸、p−フェニレンジグリコール酸、o−フェニレンジグリコール酸、ジフェニル酢酸、ジフェニル−p,p′−ジカルボン酸、ナフタレン−1,4−ジカルボン酸、ナフタレン−1,5−ジカルボン酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、ドデセニルコハク酸などの2価のカルボン酸;トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレントリカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ピレントリカルボン酸、ピレンテトラカルボン酸などの3価以上のカルボン酸と組み合わせてもよい。本発明においては、結晶性ポリエステル樹脂を形成する多価カルボン酸としては、脂肪族多価カルボン酸が好ましい。
多価アルコールとは、1分子中にヒドロキシ基を2個以上含有する化合物である。具体的には、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物などの2価のアルコール;グリセリン、ペンタエリスリトール、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサエチロールメラミン、テトラメチロールベンゾグアナミン、テトラエチロールベンゾグアナミンなどの3価以上のポリオールなどを挙げることができる。本発明においては、結晶性ポリエステル樹脂を形成する多価アルコールとしては、脂肪族多価アルコールが好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂は、非晶性樹脂セグメントと、結晶性ポリエステルセグメントとが化学的に結合してなるハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂(以下、「ハイブリッド樹脂」ともいう。)であることがより好ましい。結晶性ポリエステル樹脂をハイブリッド化することで、結着樹脂中の非晶性樹脂との親和性を高めることができ、結晶性ポリエステル樹脂が結着樹脂中により内包されやすくなる。吸湿性の高い結晶性ポリエステル樹脂をトナー母体粒子の表面から遠ざけることで、トナーの吸湿性を抑えてトナー母体粒子同士の付着力を下げ、トナー補給性をより高めることができる。
非晶性樹脂セグメントは、結着樹脂に含まれる非晶性樹脂と同種の樹脂で構成されると好ましい。このような形態でハイブリッド化することにより、結晶性ポリエステル樹脂と結着樹脂との親和性が高まり、ハイブリッド樹脂が非晶性樹脂中により取り込まれやすくなる。その結果、吸湿性の高い結晶性ポリエステル樹脂セグメントがトナー母体粒子の内部に存在するため、吸湿によってトナー母体粒子どうしの付着力が高まることを防ぎ、トナー補給性がより一層向上する。
ここで、「同種の樹脂」とは、繰り返し単位中に特徴的な化学結合が共通に含まれていることを意味する。なお、「特徴的な化学結合」とは、物質・材料研究機構(NIMS)物質・材料データベース(http://polymer.nims.go.jp/PoLyInfo/guide/jp/term_polymer.html)に記載の「ポリマー分類」に従う。すなわち、ポリアクリル、ポリアミド、ポリ酸無水物、ポリカーボネート、ポリジエン、ポリエステル、ポリハロオレフィン、ポリイミド、ポリイミン、ポリケトン、ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリフェニレン、ポリホスファゼン、ポリシロキサン、ポリスチレン、ポリスルフィド、ポリスルホン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリビニル及びその他のポリマーの計22種によって分類されたポリマーを構成する化学結合を「特徴的な化学結合」という。
ハイブリッド樹脂を構成する非晶性樹脂セグメントとしては、ビニル系樹脂などの非晶性樹脂を構成する公知の単量体を使用できる。具体的な例としては、上述したスチレン−アクリル樹脂を構成する重合性単量体を同様に用いることができる。なお、ハイブリッド樹脂中における非晶性樹脂セグメントの含有量は、5〜30質量%の範囲内であることが好ましい。
ハイブリッド樹脂を構成する結晶性ポリエステルセグメントは、多価カルボン酸と多価アルコールとを触媒の存在下で、重縮合反応を行うことにより製造された結晶性ポリエステル樹脂から構成される。ここで、多価カルボン酸及び多価アルコールの具体的な種類については、上述したとおりであるため、ここでは詳細な説明を省略する。
非晶性樹脂セグメントと結晶性ポリエステルセグメントとが結合してなる結晶性樹脂は両反応性単量体により結合していることが好ましい。
「両反応性単量体」とは、結晶性ポリエステルセグメントと非晶性樹脂セグメントとを結合する単量体である。具体的には、例えば、分子内に、結晶性ポリエステルセグメントを形成するヒドロキシ基、カルボキシ基、エポキシ基、第1級アミノ基及び第2級アミノ基から選択される基と非晶性樹脂セグメントを形成するエチレン性不飽和基の両方を有する単量体であって、好ましくは、ヒドロキシ基又はカルボキシ基とエチレン性不飽和基の両方を有する単量体が好ましい。更に好ましくは、カルボキシ基とエチレン性不飽和基の両方を有する単量体であることが好ましい。すなわち、ビニル系カルボン酸であることが好ましい。
ハイブリッド樹脂を製造する方法としては、既存の一般的なスキームを使用することができる。代表的な方法としては、次の三つが挙げられる。
(1)結晶性ポリエステルセグメントをあらかじめ重合しておき、当該結晶性ポリエステルセグメントに両反応性単量体を反応させ、さらに、非晶性樹脂セグメントを形成するための重合性単量体及び(メタ)アクリル酸エステル単量体を反応させることにより、ハイブリッド樹脂を形成する方法。
(2)非晶性樹脂セグメントをあらかじめ重合しておき、当該非晶性樹脂セグメントに両反応性単量体を反応させ、さらに、結晶性ポリエステルセグメントを形成するための多価カルボン酸及び多価アルコールを反応させることにより、結晶性ポリエステルセグメントを形成する方法。
(3)結晶性ポリエステルセグメント及び非晶性樹脂セグメントをそれぞれあらかじめ重合しておき、これらに両反応性単量体を反応させることにより、両者を結合させる方法。
具体的には、結晶性ポリエステルセグメントを形成する多価カルボン酸及び多価アルコール、並びに非晶性樹脂セグメントを形成す重合性単量体及び両反応性単量体を混合し、重合開始剤を加えて前記重合性単量体と両反応性単量体を付加重合させて非晶性樹脂セグメントを形成した後、エステル化触媒を加えて、重縮合反応を行うことが好ましい。
本発明に係るトナー母体粒子は、結着樹脂と離型剤、結晶性樹脂を含有し、必要に応じて着色剤やその他の内添剤を含む。その製造法は、特に限定されるものではないが、乳化凝集法が好ましい。乳化凝集法によれば、粒度分布がシャープであり、粒径が高度に制御されたトナー母体粒子を得ることができる。
(1)水系媒体中に着色剤微粒子が分散されてなる分散液を調製する工程
(2)水系媒体中に、必要に応じて内添剤を含有した結着樹脂微粒子が分散されてなる分散液を調製する工程
(3)着色剤微粒子の分散液と結着樹脂微粒子の分散液とを混合して、着色剤微粒子及び結着樹脂微粒子を凝集、会合、融着させてトナー粒子を形成する工程
(4)トナー粒子の分散系(水系媒体)からトナー粒子を濾別し、界面活性剤などを除去する工程
(5)トナー粒子を乾燥する工程
(6)トナー粒子に外添剤を添加する工程
本発明に用いられる凝集剤としては、特に限定されるものではないが、金属の塩から選択されるものが好適に使用される。例えば、ナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属の塩などの一価の金属の塩、例えばカルシウム、マグネシウム、マンガン、銅などの二価の金属の塩、鉄、アルミニウムなどの三価の金属の塩などが挙げられ、具体的な塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、硫酸マグネシウム、硫酸マンガンなどを挙げることができ、これらの中で特に好ましくは二価の金属の塩である。二価の金属の塩を使用すると、より少量で凝集を進めることができる。これらは1種又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
なお、乳化凝集法によるトナー粒子製造方法では、コア・シェル構造を有するトナー母体粒子の作製に適しており、本発明に係るトナー母体粒子はコア・シェル構造であることがより好ましい。コア・シェル構造を有するトナー母体粒子の製造例を挙げると、まず、コア粒子用の結着樹脂微粒子と着色剤微粒子とを凝集、会合、融着させ、コア粒子を作製する。続いて、コア粒子の分散液中にシェル層用の結着樹脂微粒子を添加し、コア粒子表面にシェル層用の結着樹脂微粒子を凝集、融着させてコア粒子表面を被覆するシェル層を形成することで、得ることができる。
<3.1.着色剤>
本発明に係るトナー母体粒子が含有する着色剤としては、公知の無機又は有機着色剤を使用することができる。着色剤としてはカーボンブラック、磁性粉のほか、各種有機、無機の顔料、染料等が使用できる。着色剤の添加量はトナー粒子に対して1〜30質量%、好ましくは2〜20質量%の範囲とされる。
本発明に係るトナー母体粒子には、必要に応じて荷電制御剤を添加することができる。例えば、荷電制御剤としては、種々の公知のものを使用することができる。荷電制御剤としては、水系媒体中に分散することができる公知の種々の化合物を用いることができ、具体的には、ニグロシン系染料、ナフテン酸又は高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩又はその金属錯体などが挙げられる。荷電制御剤の含有割合は、結着樹脂全量に対して0.1〜10質量%であることが好ましく、より好ましくは0.5〜5質量%とされる。
外添剤は、トナー母体粒子の表面に付着される。
本発明に係る静電荷像現像用トナーの外添剤としては、公知の無機微粒子や有機微粒子、滑材などを用いることができる。使用する外添剤は、1種でもそれ以上でもよく、特に粒径の異なる外添剤を2種以上用いることが好ましい。粒径が異なると外添剤としての役割は異なり、一般に、大径であるほどスペーサー効果を発揮してトナー母体粒子同士の付着力を低下させ、小径であるほどトナー母体粒子の表面を被覆しやすいため流動性を底上げすることができる。また、形状に関しては、球状の外添剤だけではなく、ルチル型酸化チタン粒子に代表される針状のものの他、不定形状、紡錘形状、金平糖状のものなど、制限なく用いることができる。
当該無機微粒子の例には、シリカ粒子、酸化チタン粒子、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、酸化亜鉛粒子、酸化クロム粒子、酸化セリウム粒子、酸化アンチモン粒子、酸化タングステン粒子、酸化スズ粒子、酸化テルル粒子、酸化マンガン粒子及び酸化ホウ素粒子が含まれる。シリカ粒子、酸化チタン粒子、アルミナ粒子、チタン酸ストロンチウム粒子などが好ましいものとして挙げられる。上記無機微粒子は、その表面が疎水化処理されていることが好ましく、当該疎水化処理には、公知の表面処理剤が用いられる。当該表面処理剤は、1種でもそれ以上でもよく、その襟には、シランカップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、脂肪酸、脂肪酸金属塩、そのエステル化物及びロジン酸が含まれる。
当該有機微粒子としては、数平均一次粒子径が10〜2000nm程度の球形の有機微粒子が含まれる。具体的には、スチレンやメチルメタクリレートなどの単独重合体やこれらの共重合体による有機微粒子を使用することができる。
外添剤として、個数平均長径と個数平均短径との比から導出される平均アスペクト比(個数平均長径/個数平均短径)が2〜15の範囲内、より好ましくは5〜13の範囲内である酸化チタン粒子を、トナー母体粒子に対して0.10〜0.80質量部の範囲内で含むことが好ましい。なお、「トナー母体粒子に対して0.10〜0.80質量部の範囲内で含む」とは、静電荷像現像用トナーに含有される全トナー母体粒子の質量に対して0.10〜0.80質量部の範囲内で含む、という意味である。
酸化チタン粒子の平均アスペクト比は、個数平均長径及び個数平均短径を用いて「個数平均長径/個数平均短径」として求める。個数平均長径及び個数平均短径は、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)「JEM−7401F」(日本電子社製)を用いた電子顕微鏡写真において、無作為に抽出した20個の酸化チタン粒子について、それぞれ個数平均長径及び個数平均短径を測定し、それら20個の酸化チタン粒子の平均値として求めることができる。
外添剤として、個数平均粒径が60〜130nmの範囲内、より好ましくは80〜100nmの範囲内の球形シリカ粒子を1種類以上用いることが好ましい。このような球形シリカ粒子は、トナー母体粒子に対して0.05〜0.80質量部の範囲内で含まれることが好ましい。なお、「トナー母体粒子に対して0.05〜0.80質量部の範囲内で含む」とは、静電荷像現像用トナーに含有される全トナー母体粒子の質量に対して0.05〜0.80質量部の範囲内で含む、という意味である。
式(2) 球形化度=(実際の粒子と同じ体積を有する球の表面積)/(実際の粒子の表面積)
なお、「実際の粒子と同じ体積を有する球の表面積」は、体積平均粒径から算術計算により求めることができる。また、「実際の粒子の表面積」は、「粉体比表面積測定装置SS−100」(島津製作所製)を用いて求めたBET比表面積で代用できる。
本発明に係る静電荷像現像用二成分現像剤は、本発明の静電荷像現像用トナーと、キャリア粒子と、を含有する。
二成分現像剤は、トナー粒子の含有量(トナー濃度)が4.0〜8.0質量%の範囲内となるように、トナー粒子とキャリア粒子とを適宜に混合することによって、上記の二成分現像剤を構成することができる。当該混合に用いられる混合装置の例には、ナウターミキサー、Wコーン及びV型混合機が含まれる。
本発明に係るキャリア粒子は、磁性体により構成される。当該キャリア粒子の例には、当該磁性体からなる芯材粒子と、その表面を被覆する被覆材の層とを有する被覆型キャリア粒子及び樹脂中に磁性体の微粉末が分散されてなる樹脂分散型のキャリア粒子が含まれる。当該キャリア粒子は、感光体へのキャリア粒子の付着を抑制する観点から、被覆型キャリア粒子であることが好ましい。
芯材粒子は、磁性体、例えば、磁場によってその方向に強く磁化する物質、によって構成される。当該磁性体は、1種でもそれ以上でもよく、その例には、鉄、ニッケル及びコバルトなどの強磁性を示す金属、これらの金属を含む合金若しくは化合物及び熱処理することにより強磁性を示す合金、が含まれる。
上記強磁性を示す金属又はそれを含む化合物の例には、鉄、下記式(a)で表されるフェライト及び下記式(b)で表されるマグネタイト、が含まれる。式(a)、式(b)中のMは、Mn、Fe、Ni、Co、Cu、Mg、Zn、Cd及びLiの群から選ばれる一以上の1価又は2価の金属を表す。
式(a):MO・Fe2O3
式(b):MFe2O4
また、上記熱処理することにより強磁性を示す合金の例には、マンガン−銅−アルミニウム及びマンガン−銅−スズなどのホイスラー合金及び二酸化クロム、が含まれる。
上記芯材粒子は、各種のフェライトであることが好ましい。これは、被覆型キャリア粒子の比重は、芯材粒子を構成する金属の比重よりも小さくなることから、現像器内における撹拌の衝撃力をより小さくすることができるためである。
被覆材には、キャリア粒子の芯材粒子の被覆に利用される公知の樹脂を用いることができる。当該被覆材は、シクロアルキル基を有する樹脂であることが、キャリア粒子の吸湿性を低減させる観点及び被覆層の芯材粒子との密着性を高める観点、から好ましい。当該シクロアルキル基の例には、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基及びシクロデシル基が含まれる。中でも、シクロヘキシル基又はシクロペンチル基が好ましく、被覆層とフェライト粒子との密着性の観点からシクロヘキシル基がより好ましい。樹脂の重量平均分子量Mwは、例えば10000〜800000であり、より好ましくは100000〜750000である。当該樹脂における上記シクロアルキル基の含有量は、例えば10〜90質量%である。上記樹脂中の当該シクロアルキル基の含有量は、例えば、熱分解−ガスクロマトグラフ/質量分析(P−GC/MS)や1H−NMR等によって求めることが可能である。
<着色剤微粒子分散液[1]の調製>
n−ドデシル硫酸ナトリウム11.5質量部をイオン交換水160質量部に撹拌、溶解させた溶液を撹拌させており、当該溶液中に銅フタロシアニン24.5質量部を徐々に添加した。次いで、撹拌装置「クレアミックスWモーション CLM−0.8」(エム・テクニック(株)製)を用いて分散処理を行うことにより、体積基準メディアン径が126nmである着色剤微粒子分散液[1]を調製した。
(第1段重合)
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム4質量部及びイオン交換水3000質量部を仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。昇温後、過硫酸カリウム10質量部をイオン交換水200質量部に溶解させたものを添加し、液温75℃とし、
・スチレン 584質量部
・アクリル酸n−ブチル 160質量部
・メタクリル酸 56質量部
からなる単量体混合液を1時間かけて滴下後、75℃にて2時間加熱、撹拌しながら重合を行うことにより、スチレン−アクリル樹脂微粒子[1]の分散液を調製した。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム2質量部をイオン交換水3000質量部に溶解させた溶液を仕込み、80℃に加熱後、上記のスチレン−アクリル樹脂微粒子[1]を42質量部(固形分換算)、マイクロクリスタリンワックス「HNP−0190」(日本精蝋社製、離型剤)70質量部を、
・スチレン 239質量部
・アクリル酸n−ブチル 111質量部
・メタクリル酸 26質量部
・n−オクチルメルカプタン 3質量部
からなる単量体溶液に80℃にて溶解させた溶液を添加し、循環経路を有する機械式分散機「CLEARMIX」(エム・テクニック社製)により、1時間混合分散させることにより、乳化粒子(油滴)を含む分散液を調製した。
上記のスチレン−アクリル樹脂微粒子[2]の分散液に、さらに、過硫酸カリウム10質量部をイオン交換水200質量部に溶解させた溶液を添加し、80℃の温度条件下に、
・スチレン 380質量部
・アクリル酸n−ブチル 132質量部
・メタクリル酸 39質量部
・n−オクチルメルカプタン 6質量部
からなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間にわたって加熱撹拌することにより重合を行った後、28℃まで冷却することにより、スチレン−アクリル樹脂粒子分散液[1]を得た。
(結晶性樹脂粒子[1]の合成)
結晶性ポリエステルセグメントの材料として、多価カルボン酸化合物のセバシン酸(分子量202.25)220質量部と、多価アルコール化合物の1,12−ドデカンジオール(分子量202.33)298質量部を、窒素導入管、脱水管、撹拌器及び熱電対を装備した反応容器に入れ160℃に加熱し、溶解させた。その後、2−エチルヘキサン酸スズ(II)2.5質量部、没食子酸0.2質量部を加えて210℃に昇温し、8時間反応を行った。更に8.3kPaにて1時間反応を行い、結晶性樹脂[1]を得た。
上記結晶性樹脂[1]を100質量部、酢酸エチル400質量部に溶解させた。次いで、5.0質量%の水酸化ナトリウム水溶液25質量部を添加して、樹脂溶液を調製した。この樹脂溶液を、撹拌装置を有する容器へ投入し、樹脂溶液を撹拌しながら、0.26質量%のラウリル硫酸ナトリウム水溶液638質量部を30分間かけて滴下混合した。ラウリル硫酸ナトリウム水溶液の滴下途中、反応容器内の液が白濁し、さらに、ラウリル硫酸ナトリウム水溶液を全量滴下後、樹脂溶液粒子を均一に分散させた乳化液が調製された。次いで、上記乳化液を40℃に加熱し、ダイヤフラム式真空ポンプ「V−700」(BUCHI社製)を使用して、150hPaの減圧下で酢酸エチルを蒸留除去することにより、結晶性ポリエステル樹脂よりなる結晶性樹脂粒子分散液[1]を得た。
(ハイブリッド樹脂からなる結晶性樹脂[2]の合成)
結晶性ポリエステルセグメントの材料である、多価カルボン酸化合物としてのセバシン酸(分子量202.25)220部及び多価アルコール化合物としての1,12−ドデカンジオール(分子量202.33)298部を、窒素導入管、脱水管、撹拌器及び熱電対を装備した反応容器に入れて160℃に加熱し、溶解させた。一方、あらかじめ混合した非晶性樹脂セグメントの材料となる、スチレン46部、アクリル酸n−ブチル12部、ジクミルパーオキサイド4部及び両反応性単量体としてアクリル酸3部の溶液を滴下ロートにより1時間かけて滴下した。170℃に保持したまま1時間撹拌を続け、スチレン、アクリル酸n−ブチル及びアクリル酸を重合させた後、2−エチルヘキサン酸スズ(II)2.5部、没食子酸0.2部を加えて210℃に昇温し、8時間反応を行った。更に8.3kPaにて1時間反応を行い、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂からなる結晶性樹脂[2]を得た。
上記結晶性樹脂[2]を100部、酢酸エチル400部に溶解させた。次いで、5.0%の水酸化ナトリウム水溶液25部を添加して、結晶性樹脂溶液を調製した。この結晶性樹脂溶液を、撹拌装置を有する容器へ投入して撹拌しながら、0.26%のラウリル硫酸ナトリウム水溶液638部を30分間かけて滴下混合した。ラウリル硫酸ナトリウム水溶液の滴下途中、反応容器内の液が白濁し、さらに、ラウリル硫酸ナトリウム水溶液を全量滴下後、結晶性樹脂[2]の微粒子を均一に分散させた乳化液が調製された。次いで、上記乳化液を40℃に加熱し、ダイヤフラム式真空ポンプ「V−700」(BUCHI社製)を使用して、150hPaの減圧下で酢酸エチルを蒸留除去することにより、ハイブリッド結晶性樹脂からなる結晶性樹脂微粒子分散液[2]を得た。
(凝集・融着工程)
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、スチレン−アクリル樹脂粒子分散液[1]の分散液300質量部(固形分換算)と、結晶性樹脂微粒子分散液[1]の分散液60質量部(固形分換算)と、イオン交換水1100質量部と、着色剤微粒子分散液[1]40質量部(固形分換算)とを仕込み、液温を30℃に調整した後、5Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを10に調整した。次いで、塩化マグネシウム60質量部をイオン交換水60質量部に溶解した水溶液を、撹拌下、30℃にて10分間かけて添加した。3分間保持した後に昇温を開始し、この系を60分間かけて85℃まで昇温し、85℃を保持したまま凝集し粒子成長反応を継続した。この状態で、「コールターマルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて凝集粒子の粒径を測定し、体積基準メディアン径が6.5μmになった時点で、塩化ナトリウム40質量部をイオン交換水160質量部に溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させ、さらに、熟成工程として液温度80℃にて1時間にわたって加熱撹拌することにより粒子間の融着を進行させ、これにより、トナー母体粒子[1]の分散液を調整した。
生成したトナー母体粒子[1]の分散液をバスケット型遠心分離機「MARKIII 型式番号60×40+M」(松本機械(株)製)で固液分離し、トナー母体粒子[1]のウェットケーキを形成した。このウェットケーキを、前記バスケット型遠心分離機で濾液の電気伝導度が5μS/cmになるまで40℃のイオン交換水で洗浄し、その後「フラッシュジェットドライヤー」((株)セイシン企業製)に移し、水分量が0.5質量%となるまで乾燥することにより、トナー母体粒子[1]を作製した。
60/(300+60+40)×100=15%
となり、
スチレン−アクリル樹脂含有量は、
300/(300+60+40)×100=75%
として、それぞれ求まる。
トナー母体粒子[1]と同様の手順で凝集・融着工程まで作製を進めていき、粒子成長反応を促進する85℃保持状態の時間を適切に変更することで、トナー母体粒子[1]とは粒径の異なるトナー母体粒子[2]、[3]及び[5]を得ることができる。「コールターマルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて凝集粒子の粒径を測定したところ、体積基準メディアン径はトナー母体粒子[2]で7.5μm、トナー母体粒子[3]では5.8μm、トナー母体粒子[5]では8.5μmとなっていた。塩化ナトリウム水溶液を添加による成長停止以降、洗浄・乾燥工程はトナー母体粒子[1]の作製方法と同様に行う。
トナー母体粒子[1]と同様の手順で、用いる結晶性樹脂粒子分散液[2]とすることで、トナー母体粒子[4]を得た。「コールターマルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて凝集粒子の粒径を測定したところ、体積基準メディアン径は6.4μmであった。
[球形シリカ粒子[1]の作製]
(1)撹拌機、滴下ロート、温度計を備えた3L反応器にメタノール630質量部、水90質量部を添加して混合した。この溶液を、撹拌しながらテトラメトキシシラン1100質量部の加水分解を行いシリカ粒子の懸濁液を得た。次いで60〜70℃に加熱しメタノール390部を留去し、シリカ粒子の水性懸濁液を得た。
(2)この水性懸濁液に室温でメチルトリメトキシシラン12質量部を滴下してシリカ粒子表面の疎水化処理を行った。
(3)こうして得られた分散液にメチルイソブチルケトン1300質量部を添加した後、80℃に加熱しメタノール水を留去した。得られた分散液に室温でヘキサメチルジシラザン300質量部を添加し120℃に加熱し3時間反応させ、シリカ粒子をトリメチルシリル化した。その後溶媒を減圧下で留去して球形シリカ粒子[1]を調製した。
なお、得られた球形シリカ粒子[1]を、走査型電子顕微鏡(SEM)「JEM−7401F」(日本電子社製)を用いて20粒子観察したところ、個数平均一次粒径が82.0nmであった。
球形シリカ粒子[1]と同様の手順で、粒子成長反応を促進する加熱温度と反応時間を適切に変更することで、球形シリカ粒子[1]とは粒径の異なる球形シリカ粒子[2]、[3]、[4]及び[5]を得ることができる。同様に個数平均一次粒径を測定した。なお、個数平均一次粒径については表2に示すとおりであった。
本実施例では、特開2004−315356号公報に記載の針状酸化チタン微粒子の製造方法を参考にして、以下のようにして酸化チタン粒子の作製を行った。
(1)撹拌機、滴下ロート、温度計を備えた3L反応器にメタノール700質量部を撹拌させ、チタンイソプロポキシドを450質量部滴下し、3分撹拌を継続した。その後、生じた酸化チタン粒子を遠心分離機にかけて分離・回収後、減圧乾燥を経てアモルファス酸化チタンを得た。
(2)得られたアモルファス酸化チタンを、大気中、800℃で5時間、高温電気炉にて加熱し、ルチル型酸化チタン粒子を得た。
(3)前述の撹拌機、滴下ロート、温度計を備えた3L反応器に、得られたルチル型酸化チタン粒子500gと、オクチルトリメトキシシラン15質量部を加え、トルエン2L中で10時間撹拌させ、疎水化処理を行った。その後、反応生成物を遠心分離して反応溶媒の洗浄を行った後、再度遠心分離して回収し、減圧乾燥を経て、酸化チタン粒子を得た。
[トナー[1]の作製]
表3の記載の処方に従い、トナー母体粒子[1]を1kgと、球形シリカ粒子0.45質量部、酸化チタン粒子0.1質量部を、ヘンシェルミキサー型式「FM20C/I」(日本コークス工業株式会社製)に添加し、羽根先端周速が40m/sとなるようにして撹拌翼の回転数を設定して20分間撹拌し、トナー[1]を作製した。なお、外添剤混合時における混合粉体の温度は40℃±1℃となるように設定した。
トナー[1]の製造において、表3の記載の処方に従い、トナー母体粒子[1]〜[5]に変更し、また、上記外添剤の添加質量部数を調整し、流動化度及び雪崩エネルギー変化量の異なるトナー[2]〜[22]を、同様の手順で作製した。
なお、球形シリカ粒子及び酸化チタン粒子の添加部数の調整は、以下の発想により行った。
酸化チタン粒子:トナー母体粒子の被覆率を上げ流動性を高めることができ、雪崩エネルギー変化量を良化することができる。なお、本実施例で使用された酸化チタン粒子は、平均アスペクト比が高くトナー母体粒子との接触面積が大きいためトナー表面上に安定的に存在し、長期使用された場合でも雪崩エネルギー変化量の維持が期待できる。
[流動化度の測定]
回転ドラム・画像解析方式の粉体流動性測定装置(パウダーアナライザーREVOLUTION、Mercury Science Inc.社製)を用い、次の手順により測定を行った。上記トナー[1]〜[22]のうち測定するサンプル100cm3を、側面がガラス製の回転ドラムに封入し、前記粉体流動性測定装置に取り付けた。前記回転ドラムを、回転速度を20rpmから80rpmまで5rpmずつ段階的に変えながら、各回転速度につき10秒間回転させた。粉体面の上昇はCCDカメラで記録しており、各回転速度における0.1秒ごとに粉体面の高さを数値化し、その平均値を粉体面の平均高さとして求めた。横軸にドラム回転速度(rpm)、縦軸に粉体面の平均高さ(cm)をプロットし、最小二乗法により直線の傾きを求め、流動化度とした。
前記流動化度測定と同様の回転ドラム・画像解析方式の粉体流動性測定装置(パウダーアナライザーREVOLUTION、Mercury Science Inc.社製)を用い、次の手順にて測定した。
上記トナー[1]〜[22]のうち測定するサンプル100cm3を側面がガラス製の回転ドラムに封入し、前記粉体流動性測定装置に取り付けた。前記回転ドラムを、回転速度0.3rpmで低速回転させ、雪崩現象を200回観測した。雪崩現象はCCDカメラで記録しており、数値処理を行い、位置エネルギーの減少開始点と増加開始点の差を雪崩前後の位置エネルギーの変化量として計算した。この値を、雪崩エネルギー変化量とした。
[現像剤[1]〜[22]の作製]
トナー[1]〜[22]を評価するために、下記のようにして現像剤[1]〜[22]を作製した。
具体的には、上記トナー[1]〜[22]に対し、体積平均粒径60μmのフェライトキャリアが、二成分現像剤におけるトナー含有量(トナー濃度)が7質量%となるよう加えた。その後、V型混合機にて30分混合して、それぞれに対応する二成分現像剤[1]〜[22]として得た。
複写機「bizhub PRESS C1100」(コニカミノルタ社製)下記の実写テストを行い、トナー補給性の評価を行った。
トナーボトルにトナー1200gを充填し、常温常湿環境(温度20℃、湿度55%RH)条件下において、画像支持体としてA4サイズの普通紙を用いて、印字率100%で1000枚プリントを行う。マシンへのトナー補給が不十分であると、マシン側はトナーボトルの容量がなくなったと誤検知し、「トナーエンプティー表示」を点灯する。1000枚プリント耐久時に点灯するトナーエンプティー表示の回数で、トナー補給性を判断した。点灯が2回以内であれば実用上問題無く、合格と判断した。なお、結果は表3に示すとおりであった。
○:エンプティー表示の点灯回数が2回以内
×:エンプティー表示の点灯回数が3回以上
複写機「bizhub PRESS C1100」(コニカミノルタ社製)において、上記の現像剤1〜24をそれぞれ装填し、常温常湿環境(温度20℃、湿度55%RH)条件下で、A4版の上質紙(65g/m2)上にテスト画像として印字率5%の帯状ベタ画像を形成する印刷を100枚行い、階調率32段階の階調パターンを出力し、この階調パターンの粒状性について下記評価基準に従って評価した。粒状性の評価は、階調パターンのCCDによる読み取り値にMTF(Modulation Transfer Function)補正を考慮したフーリエ変換処理を施し、人間の比視感度にあわせたGI値(Graininess Index)を測定し、最大GI値を求めた。GI値は小さいほど良く、その値が0.175未満であれば、実用上問題なく、合格と判断される。なお、このGI値は、日本画像学会誌39(2)、84・93(2000)に掲載されている値である。なお、結果は表3に示すとおりであった。
◎:GIが0.165未満
○:GIが0.165以上0.175未満
×:GIが0.175以上
T トナー
Ts 粉体面
R 回転軸
Claims (9)
- 結着樹脂と、離型剤と、前記離型剤とは異なる種類の結晶性樹脂とを含有するトナー母体粒子及び前記トナー母体粒子の表面に付着される外添剤を含む静電荷像現像用トナーであって、
回転ドラム・画像解析方式の粉体流動性測定装置を用いて測定される流動化度が、0.50〜0.90cm/rpmの範囲内であり、かつ、
回転ドラム・画像解析方式の粉体流動性測定装置を用いて測定される雪崩エネルギー変化量が、12.5〜25.0kJ/kgの範囲内であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。 - 前記流動化度が、0.65〜0.90cm/rpmの範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー母体粒子の体積基準メディアン径(D50%径)が、4.5〜8.0μmの範囲内であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記結晶性樹脂として、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から請求項3までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記結晶性ポリエステル樹脂が、非晶性樹脂セグメントと、結晶性ポリエステルセグメントとが化学的に結合してなるハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項4に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記外添剤として、個数平均長径と個数平均短径との比から導出される平均アスペクト比(前記個数平均長径/前記個数平均短径)が、2〜15の範囲内である酸化チタン粒子を、前記トナー母体粒子に対して0.10〜0.80質量部の範囲内で含むことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記外添剤として、個数平均粒径が60〜130nmの範囲内である球形シリカ粒子を、前記トナー母体粒子に対して0.05〜0.80質量部の範囲内で含むことを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記酸化チタン粒子が、ルチル型の結晶構造を有することを特徴とする請求項6に記載の静電荷像現像用トナー。
- 請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナーと、キャリア粒子と、を含有することを特徴とする静電荷像現像用二成分現像剤。
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