JP2019003118A - トナー - Google Patents
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Abstract
Description
一成分接触現像方式では、トナー規制部材と現像剤担持体の摺擦によって、トナーにストレスが加わる。このため、トナー母粒子の表面に添加したシリカ粒子等の埋め込みが起こりやすく、トナーの帯電性が低下したり、トナー規制部材にトナー由来の成分が融着して帯電不良や画像欠陥を起こしたりする。そのため、一成分接触現像方式でより高品位な画像を長期に亘って出力するにはこれらの問題点を解決する必要がある。また近年の、電子写真法を用いた複写機やプリンターの普及に伴って、さらなる高速化、長寿命化、高画質が一成分接触現像方式においても求められている。
特に、水架橋力等の影響で高い流動性が得られにくい高温高湿環境における現像スジに対してはさらなる改善が必要であることが分かった。
本発明の目的は、上記問題点を解決できるトナーを提供することにある。
具体的には、高速システムにおいても、画像濃度が安定し、カブリが発生しにくく、現像剤担持体からトナーが脱離することによって発生する画像弊害(ボタ落ち現象)や現像スジが発生しにくいトナーを提供することにある。
該無機微粒子はアルミナ粒子Aおよびシリカ粒子Bを含有し、
X線光電子分光法(ESCA)を用いて測定される、該トナー母粒子の表面の該シリカ粒子Bによる被覆率Xが50.0%以上95.0%以下であり、
該アルミナ粒子Aは、
(i)一次粒子の個数平均粒径(D1a)が5nm以上100nm以下であり、
(ii)アルミナ母粒子の表面に、下記式(1)で表される部分構造aを有する粒子であることを特徴とするトナーに関する。
R1−Si−O3/2 式(1)
(式(1)中、R1は末端にハメットの置換基定数σm(メタ)が0.25以上である置換基を持つ官能基である)
結着樹脂、及び着色剤を含有するトナー母粒子、並びに無機微粒子を含有するトナーであって、
該無機微粒子はアルミナ粒子Aおよびシリカ粒子Bを含有し、
X線光電子分光法(ESCA)を用いて測定される、該トナー母粒子の表面の該シリカ粒子Bによる被覆率Xが50.0%以上95.0%以下であり、
該アルミナ粒子Aは、
(i)一次粒子の個数平均粒径(D1a)が5nm以上100nm以下であり、
(ii)アルミナ母粒子の表面に、下記式(1)で表される部分構造aを有する粒子であることが必要である。
R1−Si−O3/2 式(1)
(式(1)中、R1は末端にハメットの置換基定数σm(メタ)が0.25以上である置換基を持つ官能基である)
トナー母粒子の表面のシリカ粒子Bによる被覆率Xは60.0%以上95.0%以下であることが好ましい。上述の被覆率は、シリカ粒子Bの1次粒子の個数平均粒径(D1b)や、シリカ粒子Bの添加量によって調整することができる。
SiCl4+2H2+O2→SiO2+4HCl
表面処理後のシリカ粒子のBET法で測定した窒素吸着による比表面積が30m2/g以上300m2/g以下のものが好ましい。
R1が末端に持つ置換基のハメットの置換基定数σm(メタ)が0.40以上である場合、帯電の立ち上がり性がより向上した。
さらにはR1が末端に持つ置換基がCF3である場合、現像スジがより向上するため好ましい。
(式(1)中、R1は末端にハメットの置換基定数σm(メタ)が0.25以上である置換基を持つ官能基である)
下記(a)に示すように、前記領域の外のSi原子と共有する酸素を3つ、又は
下記(b)に示すように、前記領域の外のSi原子と共有する酸素を2つ、チタン酸ストロンチウム母粒子と共有する酸素を1つ
有していることを表している。
部分構造aを得るため、シランカップリング剤による表面被覆を用いることができる。シランカップリング剤として、フルオロアルキルシランカップリング剤、イソシアネートシランカップリング剤などを用いることがきる。シランカップリング剤はR1の炭素数が10以下となるシランカップリング剤を用いることがより好ましい。好ましい例としては、3,3,3−トリフロロプロピルトリメトキシシランが挙げられる。
(式(2)中、R2はアルキル基である)
懸濁重合法とは、重合性単量体及び着色剤を少なくとも含有する重合性単量体組成物を水系媒体に加え、水系媒体中で重合性単量体組成物を造粒し、造粒された重合性単量体組成物の粒子に含まれる重合性単量体を重合してトナー粒子を得る製造方法である。
すなわち、乳化凝集法では、分散工程、凝集工程、融合工程、及びその後の冷却工程を経てトナーが製造される。分散工程では、トナーの構成材料から成る微粒子分散液を作製する。凝集工程では、トナーの構成材料から成る微粒子を凝集させて、トナーの粒子径になるまで粒子径を制御する。融合工程では、得られた凝集粒子に含まれる樹脂を融着させる。
以下、乳化凝集法について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
これらの樹脂は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明のトナーに用いられる着色剤として、公知の有機顔料又は染料、カーボンブラック、磁性体などが挙げられる。
具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66などが挙げられる。
具体的には、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、191、194などが挙げられる。
これらの着色剤は、単独又は混合して、さらには固溶体の状態で用いることができる。着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、トナー粒子への分散性の観点から選択するとよい。
着色剤の含有量は、樹脂100質量部に対して、1質量部以上20質量部以下であることが好ましい。
着色剤粒子は公知の方法で分散される。例えば、回転せん断型ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル、アトライターなどのメディア式分散機、高圧衝突式の分散機などが好ましく用いられる。特に高圧衝突式の分散機である吉田機械興業(株)製「ナノマイザー」、(株)スギノマシン製「アルティマイザー」、Serendip社製「ナノジサイザーLPNシリーズ」が好ましく用いられる。
凝集工程では、樹脂微粒子分散体、着色剤微粒子分散体、及びその他の成分を混合した混合液を調製する。ついで、調製された混合液中に含まれる各微粒子を凝集させて、目的とするトナー粒径の凝集粒子を形成させる。このとき、凝集剤を添加混合し、必要に応じて加熱及び/又は機械的動力を適宜加えることにより、樹脂微粒子、着色剤微粒子、及びその他の成分が凝集した凝集粒子を形成させるとよい。
凝集剤としては、ナトリウム、カリウムなどの1価の金属塩;カルシウム、マグネシウムなどの2価の金属塩;鉄、アルミニウムなどの3価の金属塩;メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類があげられる。
凝集剤などの添加及び混合は、混合液中に含まれる結着樹脂のガラス転移温度以下で行うことが好ましい。この温度条件下で混合を行うと、凝集が安定した状態で進行する。
シェル層を形成するための第2の凝集工程は、第1の凝集工程で得られたコア凝集粒子の表面に、第2の樹脂微粒子を含む樹脂微粒子分散体を用いて、第2の樹脂微粒子を付着させ、被覆層(シェル層)を形成する工程である。これにより、コア凝集粒子の表面にシェル層が形成されたコア/シェル構造を有する凝集粒子が得られる。
融合工程は、コア/シェル構造を有する凝集粒子を加熱して融合する工程である。
融合工程に入る前に、トナー粒子間の融着を防ぐため、上記の、pH調整剤、極性を有する界面活性剤、非極性界面活性剤などを適宜投入することができる。
加熱の温度としては、コア/シェル構造を有する凝集粒子に含まれる樹脂のガラス転移温度(樹脂の種類が2種類以上の場合は最も高いガラス転移温度を有する樹脂のガラス転移温度)以上、該樹脂の分解温度以下であればよい。
また、該融合工程は、一次融合工程と、二次融合工程とを有してもよい。一次融合工程では、第1の凝集工程で得られたコア凝集粒子を加熱融合して、コア粒子を得る。二次融合工程では、得られたコア粒子の表面に、第2の樹脂微粒子を付着させ、被覆層(シェル層)を形成した後に加熱融合して、コア/シェル構造を有する樹脂粒子を得る。
トナー母粒子と、シリカ粒子やアルミナ粒子やほかの外添剤とを混合することでトナーを得ることができる。トナー母粒子に外添する混合機としては、FMミキサ(日本コークス工業(株)製)、スーパーミキサー((株)カワタ製)、ノビルタ(ホソカワミクロン(株)製)、ハイブリダイザー((株)奈良機械製作所製)が挙げられる。
図1は、本発明のトナーを適用することができる画像形成方法を用いた画像形成装置100の概略断面図である。画像形成装置100は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザープリンタである。画像形成装置100は、画像情報に従って、記録材(例えば、記録用紙、プラスチックシート、布など)にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像形成装置本体100Aに接続された画像読み取り装置、或いは、画像形成装置本体100Aに通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器から、画像形成装置本体100Aに入力される。
例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、第1の画像形成部SY、第2の画像形成部SM、第3の画像形成部SC、第4の画像形成部SKにおいて順次に行われ、中間転写ベルト5の上に各色のトナー像が順次に重ね合わせられて一次転写される。
また、一次転写工程後に感光体ドラム1の上に残留した一次転写残トナーは、クリーニング部材6によって除去、回収される。また、二次転写工程後に中間転写ベルト5の上に残留した二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置11によって清掃される。
なお、画像形成装置100は、所望の一つの画像形成部のみを用いて、又は、幾つか(全てではない)の画像形成部のみを用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することもできるようになっている。
図2は、感光体ドラム1の長手方向(回転軸線方向)に沿って見たプロセスカートリッジ7の概略断面(主断面)図である。図2のプロセスカートリッジ7の姿勢は、画像形成装置本体に装着された状態での姿勢であり、以下でプロセスカートリッジの各部材の位置関係や方向等について記載する場合はこの姿勢における位置関係や方向等を示している。
感光体ユニット13は、感光体ユニット13内の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体14を有する。クリーニング枠体14には、感光体ドラム1が図示しない軸受を介して回転可能に取り付けられている。感光体ドラム1は、図示しない駆動手段(駆動源)としての駆動モータの駆動力が感光体ユニット13に伝達されることで、画像形成動作に応じて図示矢印A方向(時計方向)に回転駆動される。本発明では、画像形成プロセスの中心となる感光体ドラム1は、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光体ドラムを用いることが好ましい。
帯電手段である帯電ローラ2は、導電性ゴムのローラ部を感光体ドラム1に加圧接触することで従動回転する。
トナー供給ローラ20は、現像ローラ17との間に当接部N(現像ローラ17とトナー供給ローラ20とでトナーを挟む部分)を形成する。当接部Nにおいて、現像ローラ17の表面とトナー供給ローラ20の表面とが同一方向に進むように、現像ローラ17とトナー供給ローラ20とは回転する。
なお、図2では、現像ローラ17は、感光体ドラム1に接触して配置されているが、現像ローラ17は、感光体ドラム1に対して所定間隔を開けて近接配置される構成であってもよい。
トナー供給ローラ20と現像ローラ17とは、各々の表面が当接部Nにおいて、同一方向に回転していることがよい。図2においては、トナー供給ローラ20は矢印Eの方向(時計方向)に、現像ローラ17は矢印Dの方向(反時計方向)に回転している。このことにより、トナーへの負荷を軽減し、長期間の使用においても高画質を維持することができる。トナー供給ローラ20は、導電性芯金の外周に発泡体層が形成された弾性スポンジローラである。トナー供給ローラ20と現像ローラ17は所定の侵入量、すなわち、トナー供給ローラ20が現像ローラ17により凹状とされるその凹み量ΔEを持って接触している。本発明においては、侵入量は、現像残トナーのはぎ取り性とトナーへの負荷のバランスから、0.3〜1.5mmであることが好ましく、0.7〜1.2mmであることがさらに好ましい。
アルミナ粒子やシリカ粒子が外添されたトナーから、アルミナ粒子やシリカ粒子やトナー粒子の物性を測定する場合は、トナーからアルミナ粒子やシリカ粒子や他の外添剤を分離して測定することができる。トナーをメタノールに超音波分散させてアルミナ粒子やシリカ粒子や他の外添剤を外して、24時間静置する。沈降したトナー粒子と上澄み液に分散したアルミナ粒子やシリカ粒子や他の外添剤とを分離、回収し、十分に乾燥させることで、トナー粒子を単離することができる。また、上澄み液からアルミナ粒子やシリカ粒子や他の外添剤を遠心分離で処理することで、アルミナ粒子やシリカ粒子や他の外添剤を単離することができる。
イオン交換水100mLにスクロース(キシダ化学(株)製)160gを加え、湯せんをしながら溶解させ高濃度のショ糖溶液を調製する。遠心分離用チューブに該高濃度のショ糖溶液31gと、6mLのコンタミノンNとを入れ、分散液を作製する。コンタミノンNについては後述する。この分散液にトナー1gを添加し、スパチュラなどでトナーのかたまりをほぐす。
トナー3gを直径30mmのアルミリングに入れ、10トンの圧力でペレットを作製する。そして、波長分散型蛍光X線分析(XRF)により、ケイ素(Si)の強度を求める(Si強度−1)。
なお、測定条件は使用するXRF装置で最適化されたものであればよいが、一連の強度測定はすべて同一条件で行うこととする。
一次粒子の個数平均粒径が12nmのシリカ粒子を、トナーに対して、2.0質量%添加混合したサンプル及び3.0質量%添加混合したサンプルについても、上記と同様にしてSiの強度を求める(Si強度−3,Si強度−4)。
Si強度−1〜4を用いて、標準添加法によりトナー中のシリカ含有量(質量%)を計算する。
アルミナ粒子の定量は、上記シリカ粒子の定量方法において、アルミニウム(Al)の強度を求めることと、標準添加法で使用した12nmのシリカ粒子を、一次粒子の個数平均粒径が15nmのアルミナ粒子に変更すること以外は同様にして定量する。
トナー母粒子の表面のシリカ粒子による被覆率Xとアルミナ粒子による被覆率は、以下のようにして算出する。
下記装置を下記条件にて使用し、トナー粒子の表面の元素分析を行う。
・測定装置:Quantum2000(商品名、アルバック・ファイ(株)製)
・X線源:モノクロAl Kα
・Xray Setting:100μmφ(25W(15KV))
・光電子取りだし角:45度
・中和条件:中和銃とイオン銃の併用
・分析領域:300μm×200μm
・Pass Energy:58.70eV
・ステップサイズ:0.125eV
・解析ソフト:Maltipak(アルバック・ファイ(株)社)
トナー粒子の表面の、シリカ粒子による被覆率X、及び、アルミナ粒子による被覆率は、上記Y1、Y2、Z1、及びZ2を用いて下記式のように定義する。
シリカ粒子による被覆率X(面積%)=Y1/Y2×100
アルミナ粒子による被覆率(面積%)=Z1/Z2×100
シリカ粒子及びアルミナ粒子の一次粒子の個数平均粒径は、日立超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡S−4800((株)日立ハイテクノロジーズ)にて撮影されるトナー粒子の表面のシリカ粒子及びアルミナ粒子画像から算出される。S−4800の画像撮影条件は以下のとおりである。
試料台(アルミニウム試料台15mm×6mm)に導電性ペーストを薄く塗り、その上にトナーを吹きつける。さらにエアブローして、余分なトナーを試料台から除去し十分乾燥させる。試料台を試料ホルダにセットし、試料高さゲージにより試料台高さを36mmに調節する。
シリカ粒子及びアルミナ粒子の一次粒子の個数平均粒径の算出は、S−4800の反射電子像観察により得られた画像を用いて行う。反射電子像は二次電子像と比べて粒子のチャージアップが少ないため、粒径を精度良く測定することができる。
コントロールパネルの倍率表示部内をドラッグして、倍率を100000(100k)倍に設定する。操作パネルのフォーカスつまみ[COARSE]を回転させ、ある程度焦点が合ったところでアパーチャアライメントの調整を行う。コントロールパネルの[Align]をクリックし、アライメントダイアログを表示し、[ビーム]を選択する。操作パネルのSTIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を回転し、表示されるビームを同心円の中心に移動させる。次に[アパーチャ]を選択し、STIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を一つずつ回し、像の動きを止める又は最小の動きになるように合わせる。アパーチャダイアログを閉じ、オートフォーカスで、ピントを合わせる。この操作をさらに2度繰り返し、ピントを合わせる。
JEM2800型透過電子顕微鏡:加速電圧200kV
EDS検出器:JED−2300T(日本電子(株)製、素子面積100mm2)を使用
EDSアナライザー:Noran System7(サーモフィッシャーサイエンティフィック社)を使用。
X線保存レート:10000〜15,000cps
デッドタイム:20〜30%になるよう電子線量を調整し、EDS分析(積算回数100回又は測定時間5分間)を実施。
アルミナ粒子の表面における部分構造の同定は、飛行時間型二次イオン質量分析装置(TOF−SIMS)によって行う。下記装置を下記条件にて使用し、アルミナ粒子の表層のフラグメントピークから部分構造を同定する。
・測定装置:TRIFT−IV(商品名、アルバック・ファイ(株)製)
・一次イオン:Au3 +
・ラスターサイズ:100μm×100μm
・中和電子銃:使用
下記装置を下記条件にて使用し、アルミナ粒子の表面の元素分析を行う。
・測定装置:Quantum2000(商品名、アルバック・ファイ(株)製)
・X線源:モノクロAl Kα
・Xray Setting:100μmφ(25W(15KV))
・光電子取りだし角:45度
・中和条件:中和銃とイオン銃の併用
・分析領域:300μm×200μm
・Pass Energy:58.70eV
・ステップサイズ:0.125eV
・解析ソフト:Maltipak(アルバック・ファイ(株))
各元素の表面濃度に基づいて、同定したそれぞれの部分構造に各元素を帰属させて、それぞれの部分構造の存在量を特定した。また、アルミナ粒子原体の存在量はAlの原子濃度とした。上記より、部分構造aの存在割合は、下記式(3)で示される。
部分構造aの存在割合=部分構造aの存在量/(部分構造aの存在量+部分構造bの存在量+その他の構造1の存在量+・・・+Al原子濃度) 式(3)
トナー粒子の重量平均粒径(D4)及び個数平均粒径(D1)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター(株)製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析には、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター(株)製)を用いる。なお、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行う。
なお、測定、解析を行う前に、以下のように専用ソフトの設定を行った。
具体的な測定法は以下のとおりである。
(2)ガラス製の100mL平底ビーカーに前記電解水溶液約30mLを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業(株)製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を約0.3mL加える。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50,000個になるまで測定を行う。
加熱乾燥した気相法で得られた未処理のアルミナ粒子(一次粒子の個数平均粒径 15nm。以下、アルミナ基材1とも記載する。)100gをステンレス製の反応槽に入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら下記処理剤1を室温で噴霧した。噴霧終了後、さらに室温で30分間撹拌した。
処理剤1:
イソブチルトリメトキシシラン 5g
n−ヘキサン 30mL
処理剤2:
3,3,3−トリフロロプロピルトリメトキシシラン 5g
n−ヘキサン 30mL
処理剤の処理種及び量、並びにアルミナ基材を、表1に示すように変更した以外はアルミナ粒子1と同様にしてアルミナ粒子2〜5を作製した。ちなみに、アルミナ基材2及び3は気相法で得られたアルミナ粒子であり、基材2の一次粒子の個数平均粒径は8nmで、基材3の一次粒子の個数平均粒径は40nmであった。
加熱乾燥した気相法で得られた未処理のアルミナ粒子(一次粒子の個数平均粒径 15nm。以下、アルミナ基材1とも記載する。)100gをステンレス製の反応槽に入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら下記処理剤1及び2を同時に室温で噴霧した。噴霧終了後、さらに室温で50分間撹拌した。その後窒素気流下で外部から加熱し、30分間かけて200℃まで昇温した後、室温まで放冷して、アルミナ粒子6を得た。得られたアルミナ粒子6の物性を表1に示す。
処理剤の処理種及び量を、表1に示すように変更した以外はアルミナ粒子6と同様にしてアルミナ粒子7,8を作製した。
処理剤の処理種及び量、並びにアルミナ基材を、表1に示すように変更した以外はアルミナ粒子1と同様にしてアルミナ粒子9〜12を作製した。ちなみに、アルミナ基材4はアンモニウムアルミニウム炭酸塩の熱分解法で得られたアルミナ粒子であり、一次粒子の個数平均粒径は80nmであった。
処理剤の処理種及び量を、並びにアルミナ基材を、表1に示すように変更した以外はアルミナ粒子6と同様にしてアルミナ粒子13〜15を作製した。ちなみに、アルミナ基材5はアンモニウムアルミニウム炭酸塩の熱分解法で得られたアルミナ粒子であり、一次粒子の個数平均粒径は120nmであった。
表2に記載のシリカ粒子を作製した。
(樹脂微粒子の水系分散体1の作製)
アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンRK)0.15g及びN,N−ジメチルアミノエタノール(塩基性物質)3.15gを、イオン交換水(水系媒体)146.70gに溶解して分散媒体液を調製した。この分散媒体液を350mLの耐圧丸底ステンレス容器に入れ、続いて下記「ポリエステル樹脂A」の粉砕物150gを投入し混合した。
「ポリエステル樹脂A」:
(組成(モル比)/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: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:テレフタル酸:フマル酸:トリメリット酸=25:25:26:20:4、Mn(数平均分子量):3,500、Mw(重量平均分子量):10,300、
Mw/Mn:2.9、Tm(融点):96℃、
Tig(ガラス転移開始温度):53℃、Teg(ガラス転移終了温度):58℃)
ポリエステル樹脂E 60g
((組成(モル比)/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:エチレングリコール:テレフタル酸:マレイン酸:トリメリット酸=35:15:33:15:2)、Mn:4,600、Mw:16,500、Mp(メインピーク分子量):10,400、Mw/Mn:3.6、Tig:64℃、Teg:70℃、酸価:13mgKOH/g)
アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンRK) 0.3g
N,N−ジメチルアミノエタノール 1.5g
テトラヒドロフラン 200g
レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置((株)堀場製作所製:LA−950)を用いて測定した樹脂微粒子の体積分布基準のメジアン径は0.18μmであり、95%粒子径は0.25μmであった。
着色剤:C.I.ピグメントブルー 15:3(大日精化工業(株)製) 100g
アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンRK) 15g
イオン交換水 885g
エステルワックス(ベヘン酸ベヘニル、融点75℃) 100g
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンRK) 10g
イオン交換水 880g
・ローター回転数317s-1、スクリーン回転数317s-1
その後、ローター回転数17s-1、スクリーン回転数0s-1、冷却速度10℃/分の冷却処理条件にて40℃まで冷却することで、離型剤微粒子の水系分散体(固形分濃度10質量%)を得た。離型剤微粒子の体積分布基準のメジアン径は0.15μmであった。
樹脂微粒子の水系分散体1 40.0g
着色剤微粒子の水系分散体 12.0g
離型剤微粒子の水系分散体 18.0g
1質量%塩化カルシウム水溶液 20.0g
イオン交換水 110.0g
次いで、樹脂微粒子の水系分散体2を12.1g添加した。
その後、10分間撹拌を行い、さらに2質量%塩化カルシウム水溶液60.0gを滴下し、35℃に昇温した。この状態で、随時、液を少量抽出し、2μmのマイクロフィルターに通し、ろ液が透明になるまで、35℃で撹拌を継続した(付着工程)。
その後、得られた液を25℃まで冷却した後、ろ過・固液分離した後、800gのイオン交換水を固形分に加え40分間撹拌洗浄した。その後、再びろ過・固液分離を行った。
以上のようにろ過と洗浄を、残留界面活性剤の影響を排除するため、ろ液の電気伝導度が150μS/cm以下となるまで繰り返した。
次に、得られた固形分を乾燥させることにより、トナー母粒子(トナー粒子1)を得た。トナー母粒子の重量平均粒径(D4)は6.2μmであった。
得られたトナー母粒子(トナー粒子1)100部に対して、表3に記載した外添剤を加えて、FMミキサ10C(日本コークス工業(株)製)にて外添した。条件はトナー粒子仕込み量:1.8kg、回転数:58s-1、外添時間:30分で行った。
その後、目開き200μmのメッシュで篩い、トナー1を得た。トナー1における処方、諸物性は表3に記載したとおりである。得られたトナーを用いて後述の評価試験を行った。評価結果を表4に示す。
市販のレーザープリンターであるLaserJet Enterprise Color M553dn(ヒューレットパッカード社製)およびプロセスカートリッジを改造して、耐久試験を行うことによりトナーを評価した。プロセススピードは300mm/秒とした。この本体は、カートリッジのトナー供給ローラとトナー担持ローラとの当接部において各々の表面が同一の方向に回転する機構になっている。この機構により、当接部での摺擦が小さく、トナーが摩擦帯電しにくい構成のため、トナーの帯電が小さいと現像ボタ落ちが発生しやすい。
現像性の評価は、印字率1%となる横線パターンを2枚/1ジョブとして、ジョブとジョブの間にマシンがいったん停止してから次のジョブが始まるように設定したモードで、計20,000枚の画出し試験を実施した。1枚目の画像濃度と20,000枚目の画像濃度とを測定した。
現像性の評価のために20,000枚目の画像出力を行った直後に、べた白を通紙して、白地部反射濃度最悪値をDs、画像形成前の転写材の反射平均濃度をDrとし、Dr−Dsをかぶり値とした。白地部反射濃度の測定には、反射濃度計(リフレクトメーター モデル TC−6DS(有)東京電色製)を用い、フィルターにはアンバーライトフィルターを用いた。数値が小さいほどかぶりレベルが良いことを示す。
現像性の評価で20,000枚目の画像出力を行った後、現像ボタ落ちの評価を行った。
A:現像部でのボタ落ちは発生せず
B:ドラムの上に若干のボタ落ちは見られるものの、画像の上にはボタ落ちはない
C:画像の上にボタ落ちが発生
現像性の評価で20000枚目の画像出力を行った後、トナーの載り量が0.2mg/cm2であるハーフトーン画像を作成し、画像上及び現像ローラを目視で評価した。
(評価基準)
A:現像ローラの上にも、ハーフトーン画像の上にも、縦スジは見られない。
B:現像ローラに周方向の細かいスジが1〜3本あるものの、ハーフトーン画像の上には、縦スジは見られない。
C:現像ローラに周方向の細かいスジが数本あり、ハーフトーン画像の上にも細かいスジが数本見られる。しかし、画像処理で消せる。
D:現像ローラの上及びハーフトーン画像の上に多数本のスジが見られ、画像処理によっても消せない。
表3に記載の処方とした以外は、実施例1と同様にして、トナー2〜16を得た。トナーの諸物性については表3に示したとおりである。
また、実施例1と同様にして評価を行った結果を表4に示す。
<比較例1>
表3に記載の処方とした以外は、実施例1と同様にして、トナー17を得た。トナーの諸物性については表3に示したとおりである。
また、実施例1と同様にして評価を行った結果を表4に示す。R1が末端に有する置換基のハメットの置換基定数σm(メタ)が0.25未満であるため現像スジが悪化した。
表3に記載の処方とした以外は、実施例1と同様にして、トナー18を得た。トナーの諸物性については表3に示したとおりである。
また、実施例1と同様にして評価を行った結果を表4に示す。アルミナ粒子13(アルミナ基材5)の粒径が大きいため、ボタ落ちが発生した。
表3に記載の処方とした以外は、実施例1と同様にして、トナー19を得た。トナーの諸物性については表3に示したとおりである。
また、実施例1と同様にして評価を行った結果を表4に示す。シリカ粒子による被覆率が小さいためカブリやボタ落ちが発生した。
<比較例4>
表3に記載の処方とした以外は、実施例1と同様にして、トナー20を得た。トナーの諸物性については表3に示したとおりである。
また、実施例1と同様にして評価を行った結果を表4に示す。シリカ粒子を併用していないため、カブリやボタ落ちが発生した。
Claims (8)
- 結着樹脂、及び着色剤を含有するトナー母粒子、並びに無機微粒子を含有するトナーであって、
該無機微粒子はアルミナ粒子Aおよびシリカ粒子Bを含有し、
X線光電子分光法(ESCA)を用いて測定される、該トナー母粒子の表面の該シリカ粒子Bによる被覆率Xが50.0%以上95.0%以下であり、
該アルミナ粒子Aは、
(i)一次粒子の個数平均粒径(D1a)が5nm以上100nm以下であり、
(ii)アルミナ母粒子の表面に、下記式(1)で表される部分構造aを有する粒子であることを特徴とするトナー。
R1−Si−O3/2 式(1)
(式(1)中、R1は末端にハメットの置換基定数σm(メタ)が0.25以上である置換基を持つ官能基である。) - X線光電子分光法(ESCA)を用いて測定される該アルミナ粒子Aの表面における該部分構造aの存在割合が、0.100以上0.450以下である請求項1に記載のトナー。
- X線光電子分光法(ESCA)を用いて測定される該アルミナ粒子Aの表面における該部分構造aの存在割合が、0.250以上0.450以下である請求項1又は請求項2に記載のトナー。
- 該R1が末端に持つ置換基が、CF3である請求項1から3のいずれか1項に記載のトナー。
- 該アルミナ粒子Aは、さらに下記式(2)で表される部分構造bを有す粒子である請求項1から4のいずれか1項に記載のトナー。
R2−Si−O3/2 式(2)
(式(2)中、R2はアルキル基である。) - 該アルミナ粒子Aは、該表面改質剤を4.0質量%以上7.0質量%以下含有する請求項1から5のいずれか1項に記載のトナー。
- 該シリカ粒子Bの添加量が、トナー粒子100質量部に対して、2.0質量部以上5.0質量部以下である請求項1から6のいずれか1項に記載のトナー。
- 該シリカ粒子Bの一次粒子の個数平均粒径(D1b)が5nm以上50nm以下である請求項1から7のいずれか1項に記載のトナー。
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