JP2020154258A - 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
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 Download PDFInfo
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Abstract
Description
特許文献2には、トナー粒子と、体積平均粒径70nm以上400nm以下且つ平均円形度0.5以上0.9以下のゾルゲルシリカとを含み、温度28℃且つ湿度85%の環境下で24時間放置した際の誘電損率が5×10−3以上30×10−3以下である静電荷像現像用トナーが開示されている。
特許文献3には、一次粒子径分布において7nm〜14nmの範囲内にピークを有するシリカ粒子と14nm〜30nmの範囲内にピークを有するチタニア粒子とを混合し、これをシランカップリング剤及び/又はシリコーンオイルで湿式処理してなるシリカ粒子及びチタニア粒子の凝集粒子であって、体積基準の粒子径分布において3μm〜10μmの範囲内に1つのピークを有する凝集粒子を外添したトナーが開示されている。
特許文献4には、環状シロキサンにより表面処理され且つ炭素含有率が5%以上10%以下であるシリカ粒子を外添した静電荷像現像用トナーが開示されている。
特許文献5には、シリコーンオイルで表面処理された無機物質粒子を外添した電子写真用トナーが開示されている。
特許文献6には、チタネート系カップリング剤で処理されたシリカを含有するトナーが開示されている。
前記トナー粒子に外添されたゾルゲルシリカ粒子と、を含み、
前記露出部の平均径Aが200nm以上600nm以下であり、
前記ゾルゲルシリカ粒子は、平均一次粒径Bが20nm以上90nm以下であり、且つ、昇温速度30℃/分で30℃から250℃まで加熱したときの質量減少割合が1質量%以上10質量%以下であり、
前記平均径Aと前記平均一次粒径Bとの比A/Bが3以上30以下である、静電荷像現像用トナー。
<2> 前記静電荷像現像用トナーが、シロキサン結合とアルキル基のみで構成された分子量200以上600以下の低分子シロキサンをさらに含み、前記低分子シロキサンの総含有量が質量基準で0.01ppm以上5ppm以下である、<1>に記載の静電荷像現像用トナー。
<3> 前記低分子シロキサンの総含有量が、前記ゾルゲルシリカ粒子の総含有量に対して質量基準で10ppm以上1000ppm以下である、<2>に記載の静電荷像現像用トナー。
<4> 前記低分子シロキサンが低分子直鎖状シロキサン及び低分子分岐状シロキサンからなる群から選択される少なくとも1種を含む、<2>又は<3>に記載の静電荷像現像用トナー。
<5> 前記低分子シロキサンがテトラキス構造を有する低分子シロキサンを含む、<2>〜<4>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
<6> 前記低分子シロキサンがテトラキス(トリメチルシロキシ)シランを含む、<2>〜<5>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
<7> 前記ゾルゲルシリカ粒子は、BET比表面積が100m2/g以上240m2/g以下である、<1>〜<6>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
<8> 前記トナー粒子は、X線光電子分光分析により求められる表面に占める前記露出部の割合が1atom%以上20atom%以下である、<1>〜<7>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
<9> <1>〜<8>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
<10> <1>〜<8>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。
<11> <9>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。
<12> 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、<9>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。
<13> 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、<9>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。
<2>に係る発明によれば、分子量200以上600以下の低分子シロキサンの代わりに分子量200未満又は分子量600超の低分子シロキサンを含む静電荷像現像用トナー、又は、分子量200以上600以下の低分子シロキサンの総含有量が5ppm超である静電荷像現像用トナーに比べて、定着オフセットの発生を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
<3>に係る発明によれば、分子量200以上600以下の低分子シロキサンの総含有量がゾルゲルシリカ粒子の総含有量に対して1000ppm超である静電荷像現像用トナーに比べて、定着オフセットの発生を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
<4>に係る発明によれば、分子量200以上600以下の低分子シロキサンが低分子環状シロキサンである場合に比べて、定着オフセットの発生を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
<5>又は<6>に係る発明によれば、分子量200以上600以下の低分子シロキサンがデカメチルテトラシロキサンである場合に比べて、定着オフセットの発生を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
<7>に係る発明によれば、ゾルゲルシリカ粒子のBET比表面積が100m2/g未満である場合に比べて、定着オフセットの発生を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
<10>に係る発明によれば、表面に離型剤が露出した露出部を有するトナー粒子とゾルゲルシリカ粒子とを含む静電荷像現像用トナーであって、ゾルゲルシリカ粒子の平均一次粒径Bが20nm未満又は90nm超である静電荷像現像用トナー、ゾルゲルシリカ粒子の質量減少割合が1質量%未満又は10質量%超である静電荷像現像用トナー、又は、トナー粒子表面の離型剤露出部の平均径Aとゾルゲルシリカ粒子の平均一次粒径Bとの比A/Bが3未満又は30超である静電荷像現像用トナーに比べて、定着オフセットの発生を抑制する静電荷像現像用トナーを収容したトナーカートリッジが提供される。
<11>に係る発明によれば、表面に離型剤が露出した露出部を有するトナー粒子とゾルゲルシリカ粒子とを含む静電荷像現像用トナーであって、ゾルゲルシリカ粒子の平均一次粒径Bが20nm未満又は90nm超である静電荷像現像用トナー、ゾルゲルシリカ粒子の質量減少割合が1質量%未満又は10質量%超である静電荷像現像用トナー、又は、トナー粒子表面の離型剤露出部の平均径Aとゾルゲルシリカ粒子の平均一次粒径Bとの比A/Bが3未満又は30超である静電荷像現像用トナーに比べて、定着オフセットの発生を抑制する静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を適用したプロセスカートリッジが提供される。
<12>に係る発明によれば、表面に離型剤が露出した露出部を有するトナー粒子とゾルゲルシリカ粒子とを含む静電荷像現像用トナーであって、ゾルゲルシリカ粒子の平均一次粒径Bが20nm未満又は90nm超である静電荷像現像用トナー、ゾルゲルシリカ粒子の質量減少割合が1質量%未満又は10質量%超である静電荷像現像用トナー、又は、トナー粒子表面の離型剤露出部の平均径Aとゾルゲルシリカ粒子の平均一次粒径Bとの比A/Bが3未満又は30超である静電荷像現像用トナーに比べて、定着オフセットの発生を抑制する静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を適用した画像形成装置が提供される。
<13>に係る発明によれば、表面に離型剤が露出した露出部を有するトナー粒子とゾルゲルシリカ粒子とを含む静電荷像現像用トナーであって、ゾルゲルシリカ粒子の平均一次粒径Bが20nm未満又は90nm超である静電荷像現像用トナー、ゾルゲルシリカ粒子の質量減少割合が1質量%未満又は10質量%超である静電荷像現像用トナー、又は、トナー粒子表面の離型剤露出部の平均径Aとゾルゲルシリカ粒子の平均一次粒径Bとの比A/Bが3未満又は30超である静電荷像現像用トナーに比べて、定着オフセットの発生を抑制する静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を適用した画像形成方法が提供される。
本実施形態に係るトナーは、離型剤を含有し、表面に前記離型剤が露出した露出部を有するトナー粒子と、前記トナー粒子に外添されたゾルゲルシリカ粒子と、を含み、
前記露出部の平均径Aが200nm以上600nm以下であり、
前記ゾルゲルシリカ粒子は、平均一次粒径Bが20nm以上90nm以下であり、且つ、昇温速度30℃/分で30℃から250℃まで加熱したときの質量減少割合が1質量%以上10質量%以下であり、
前記平均径Aと前記平均一次粒径Bとの比A/Bが3以上30以下である。
上記事象に対して、本実施形態に係るトナーは、平均一次粒径Bが20nm以上90nm以下であり、且つ、昇温速度30℃/分で30℃から250℃まで加熱したときの質量減少割合が1質量%以上10質量%以下という、比較的小さく且つ定められた範囲の量の水を含んだゾルゲルシリカ粒子を外添剤とする。このゾルゲルシリカ粒子は、離型剤のしみ出しを妨げにくく、その結果、定着オフセットの発生を抑制すると推測される。
平均一次粒径Bが20nm未満であるゾルゲルシリカ粒子は、離型剤露出部に埋没しやすく、離型剤のしみ出しを妨げると推測される。この観点から、本実施形態においてゾルゲルシリカ粒子の平均一次粒径Bは20nm以上であり、25nm以上であることが好ましく、30nm以上であることがより好ましい。
平均一次粒径Bが90nm超であるゾルゲルシリカ粒子は、現像装置内での攪拌によってトナー粒子表面で転がりやすく、結着樹脂よりも負帯電性の弱い又は帯電していない離型剤露出部に移行して離型剤露出部を覆い、離型剤のしみ出しを妨げると推測される。この観点から、本実施形態においてゾルゲルシリカ粒子の平均一次粒径Bは90nm以下であり、80nm以下であることが好ましく、70nm以下であることがより好ましい。
当該質量減少割合が1質量%未満であるゾルゲルシリカ粒子は、含水量が比較的少ない故に離型剤になじんで離型剤露出部に埋没しやすく、離型剤のしみ出しを妨げると推測される。この観点から、本実施形態において当該質量減少割合は1質量%以上であり、2質量%以上であることがより好ましく、3質量%以上であることが更に好ましい。
当該質量減少割合が10質量%超であるゾルゲルシリカ粒子は、含水量が比較的多い故に定着の際に比較的多量の水が当該ゾルゲルシリカ粒子からしみ出して画像の定着を妨げると推測される。この観点から、本実施形態において当該質量減少割合は10質量%以下であり、9質量%以下であることがより好ましく、8質量%以下であることが更に好ましい。
比A/Bが3未満であると、離型剤露出部の大きさに対してゾルゲルシリカ粒子の粒径が大き過ぎ、ゾルゲルシリカ粒子が離型剤露出部を覆って離型剤のしみ出しを妨げると推測される。この観点から、比A/Bは3以上であり、4以上であることが好ましく、5以上であることがより好ましい。
比A/Bが30超であると、離型剤露出部の大きさに対してゾルゲルシリカ粒子の粒径が小さ過ぎ、外添時に離型剤露出部にゾルゲルシリカ粒子が静電的に引き付けられて局在しやすく、離型剤露出部を覆って離型剤のしみ出しを妨げると推測される。この観点から、比A/Bは30以下であり、25以下であることが好ましく、20以下であることがより好ましい。
トナー粒子は、例えば、結着樹脂と着色剤と離型剤とを含む。トナー粒子は、必要に応じた添加剤をさらに含んでもよい。
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(例えば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、公知の非晶性ポリエステル樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂と共に、結晶性ポリエステル樹脂を併用してもよい。但し、結晶性ポリエステル樹脂は、全結着樹脂に対して、含有量が2質量%以上40質量%以下(好ましくは2質量%以上20質量%以下)の範囲で用いることがよい。
一方、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、又は明確な吸熱ピークが認められないことを指す。
非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。非晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
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。
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 K7121:1987「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。
非晶性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。
非晶性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。
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。
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重縮合させるとよい。
結晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体が挙げられる。結晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂は、結晶構造を容易に形成するため、芳香環を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族の重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
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価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸等)、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)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
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、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
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。
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 K7121:1987「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。
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等の顔料;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、チアゾール系等の染料;が挙げられる。
着色剤は、1種を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。
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の公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。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質量%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。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。
まず、測定対象となるトナー粒子を吸引採取し、扁平な流れを形成させ、瞬時にストロボ発光させることにより静止画像として粒子像を取り込み、その粒子像を画像解析するフロー式粒子像解析装置(シスメックス社製のFPIA−3000)によって求める。そして、平均円形度を求める際のサンプリング数は3500個とする。
トナーが外添剤を有する場合、界面活性剤を含む水中に、測定対象となるトナー(現像剤)を分散させた後、超音波処理を行って外添剤を除去したトナー粒子を得る。
上記の観点から、離型剤露出部の平均径は、200nm以上600nm以下であり、200nm以上400nm以下がより好ましく、200nm以上300nm以下が更に好ましく、240nm以上300nm以下が更に好ましい。
離型剤露出部の長径は、トナー粒子を四酸化ルテニウムで染色した後に走査型電子顕微鏡(SEM)画像を撮影し、SEM画像において染色度合いに起因する濃淡により離型剤と結着樹脂とを識別し、少なくとも200個の離型剤露出部の画像解析によって求める。
上記の観点から、トナー粒子表面に占める離型剤露出部の割合は、1atom%以上20atom%以下が好ましく、1atom%以上15atom%以下がより好ましく、1atom%以上10atom%以下が更に好ましく、5atom%以上10atom%以下が更に好ましい。
トナー粒子表面のXPSスペクトルを測定し、炭素1s軌道の各ピークを、参照スペクトルの波形と比較して、離型剤に帰属するピークであるか、結着樹脂に帰属するピークであるか特定する。参照スペクトルは、トナー粒子を構成している離型剤、結着樹脂それぞれについて予め測定したXPSスペクトルである。炭素1s軌道のピークのうち離型剤に帰属するピークの合計atom%を、離型剤露出部の割合とする。
本実施形態に係るトナーは、ゾルゲルシリカ粒子が外添されたトナーである。
ゾルゲルシリカ粒子の平均一次粒径が20nm以上であると、離型剤露出部に埋没しにくい。この観点から、ゾルゲルシリカ粒子の平均一次粒径は、25nm以上であることがより好ましく、30nm以上であることが更に好ましい。
ゾルゲルシリカ粒子の平均一次粒径が90nm以下であると、トナー粒子表面で比較的転がりにくく離型剤露出部に移行しにくい。この観点から、ゾルゲルシリカ粒子の平均一次粒径は、85nm以下であることがより好ましく、80nm以下であることが更に好ましい。
当該質量減少割合が1質量%以上であるゾルゲルシリカ粒子は、離型剤に比較的なじみにくく離型剤露出部に埋没しにくい。この観点から、当該質量減少割合は、2質量%以上であることがより好ましく、3質量%以上であることが更に好ましい。
当該質量減少割合が10質量%以下であるゾルゲルシリカ粒子は、定着の際に当該ゾルゲルシリカ粒子からしみ出す水の量が比較的少なく、画像の定着を抑制しにくい。この観点から、当該質量減少割合は、9質量%以下であることがより好ましく、8質量%以下であることが更に好ましい。
約30mgのゾルゲルシリカ粒子を熱重量測定装置((株)島津製作所製、型番DTG−60AH)の試料室に入れ、昇温速度30℃/分で30℃から250℃まで昇温し、初期質量との差分から質量減少割合を算出する。
熱重量測定装置に供する試料は、トナーの材料であるゾルゲルシリカ粒子、又は、トナーから分離したゾルゲルシリカ粒子である。トナーからゾルゲルシリカ粒子を分離する方法に制限はなく、例えば、界面活性剤を含む水にトナーを分散させた分散液に超音波を印加したのち、分散液を高速遠心し、上澄み液を常温(23℃±2℃)で乾燥させてゾルゲルシリカ粒子を得る。
疎水化処理されたゾルゲルシリカ粒子が外添剤である場合は、疎水化処理された後のゾルゲルシリカ粒子を試料にして上記の測定を行う。
アルコール化合物とアンモニア水とを含むアルカリ触媒溶液にテトラアルコキシシランを滴下し、テトラアルコキシシランを加水分解及び縮合させゾルゲルシリカ粒子を含む懸濁液を得る。次いで、懸濁液から溶媒を除去し粒状物を得る。次いで、粒状物を乾燥することにより、ゾルゲルシリカ粒子を得る。ゾルゲルシリカ粒子の平均一次粒径は、アルカリ触媒溶液の量に対するテトラアルコキシシランの滴下量によって制御することができる。ゾルゲルシリカ粒子が含有する水の量、すなわち、昇温速度30℃/分で30℃から250℃まで加熱したときの質量減少割合は、粒状物を乾燥する際の乾燥条件によって制御することができる。
測定に供する試料は、トナーの材料であるゾルゲルシリカ粒子、又は、トナーから分離したゾルゲルシリカ粒子である。トナーからゾルゲルシリカ粒子を分離する方法に制限はなく、例えば、トナーを界面活性剤を含む水に分散させた分散液に超音波を印加したのち、分散液を高速遠心し、上澄み液を常温(23℃±2℃)で乾燥させてゾルゲルシリカ粒子を得る。
ゾルゲルシリカ粒子以外のその他の外添剤としては、例えば、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等の無機粒子が挙げられる。
本実施形態のトナーは、シロキサン結合とアルキル基のみで構成された分子量200以上600以下の低分子シロキサンを含むことが好ましい。
ゾルゲルシリカ粒子が疎水化表面処理を施された疎水性ゾルゲルシリカ粒子である場合、分子量200以上600以下の低分子シロキサンは一部又は全部が、疎水化処理された後のゾルゲルシリカ粒子の一部又は全部に付着していることが好ましい。
本実施形態に係るトナーに含まれる低分子シロキサンの分子量は、比較的分子量が大きいとシロキサン分子どうしの絡み合いでゾルゲルシリカ粒子が集団化しやすのでこれを抑制する観点から、600以下であることが好ましく、550以下であることがより好ましく、500以下であることが更に好ましく、450以下であることが更に好ましい。
分子量200以上600以下の低分子シロキサンは、低分子シロキサンの動粘度を相対的に高めて、その結果、ゾルゲルシリカ粒子の間にはたらく摩擦力を高める観点から、1分子中のSi原子の個数が、3個以上であることが好ましく、4個以上であることがより好ましく、5個以上であることが更に好ましい。
分子量200以上600以下の低分子シロキサンは、比較的分子量が大きいとシロキサン分子どうしの絡み合いでゾルゲルシリカ粒子が集団化しやすのでこれを抑制する観点から、1分子中のSi原子の個数が、7個以下であることが好ましく、6個以下であることがより好ましく、5個以下であることが更に好ましい。
分子量200以上600以下の低分子シロキサンは、上記の両観点から、1分子中のSi原子の個数が5個であることが特に好ましい。
分子量200以上600以下の低分子直鎖状シロキサンとしては、例えば、ヘキサアルキルジシロキサン、オクタアルキルトリシロキサン、デカアルキルテトラシロキサン、ドデカアルキルペンタシロキサン、テトラデカアルキルヘキサシロキサン、ヘキサデカアルキルヘプタシロキサンが挙げられる(ただし、分子量は200以上600以下である。)。
これら低分子直鎖状シロキサンが有するアルキル基としては、例えば、炭素数1以上10以下(好ましくは炭素数1以上6以下、より好ましくは炭素数1以上3以下、更に好ましくは炭素数1又は2)の直鎖状アルキル基、炭素数3以上10以下(好ましくは炭素数3以上6以下、より好ましくは炭素数3又は4)の分岐状アルキル基、炭素数3以上10以下(好ましくは炭素数3以上6以下、より好ましくは炭素数3又は4)の環状アルキル基が挙げられる。中でも、炭素数1以上3以下のアルキル基が好ましく、メチル基及びエチル基の少なくとも一方が好ましく、メチル基が更に好ましい。低分子直鎖状シロキサン1分子中に複数個あるアルキル基は互いに同じでも異なっていてもよい。
分子量200以上600以下の低分子分岐状シロキサンとしては、例えば、1,1,1,3,5,5,5−ヘプタアルキル−3−(トリアルキルシロキシ)トリシロキサン、テトラキス(トリアルキルシロキシ)シラン、1,1,1,3,5,5,7,7,7−ノナアルキル−3−(トリアルキルシロキシ)テトラシロキサン等の分岐状シロキサン(ただし、分子量は200以上600以下である。)が挙げられる。
これら低分子分岐状シロキサンが有するアルキル基としては、例えば、炭素数1以上10以下(好ましくは炭素数1以上6以下、より好ましくは炭素数1以上3以下、更に好ましくは炭素数1又は2)の直鎖状アルキル基、炭素数3以上10以下(好ましくは炭素数3以上6以下、より好ましくは炭素数3又は4)の分岐状アルキル基、炭素数3以上10以下(好ましくは炭素数3以上6以下、より好ましくは炭素数3又は4)の環状アルキル基が挙げられる。中でも、炭素数1以上3以下のアルキル基が好ましく、メチル基及びエチル基の少なくとも一方が好ましく、メチル基が更に好ましい。低分子分岐状シロキサン1分子中に複数個あるアルキル基は互いに同じでも異なっていてもよい。
分子量200以上600以下の低分子環状シロキサンとしては、例えば、ヘキサアルキルシクロトリシロキサン、オクタアルキルシクロテトラシロキサン、デカアルキルシクロペンタシロキサン、ドデカアルキルシクロヘキサシロキサン、テトラデカアルキルシクロヘプタシロキサン、ヘキサデカアルキルシクロオクタシロキサンが挙げられる(ただし、分子量は200以上600以下である。)。
これら低分子環状シロキサンが有するアルキル基としては、例えば、炭素数1以上10以下(好ましくは炭素数1以上6以下、より好ましくは炭素数1以上3以下、更に好ましくは炭素数1又は2)の直鎖状アルキル基、炭素数3以上10以下(好ましくは炭素数3以上6以下、より好ましくは炭素数3又は4)の分岐状アルキル基、炭素数3以上10以下(好ましくは炭素数3以上6以下、より好ましくは炭素数3又は4)の環状アルキル基が挙げられる。中でも、炭素数1以上3以下のアルキル基が好ましく、メチル基及びエチル基の少なくとも一方が好ましく、メチル基が更に好ましい。低分子環状シロキサン1分子中に複数個あるアルキル基は互いに同じでも異なっていてもよい。
トナーに含まれる分子量200以上600以下の低分子シロキサンの総含有量は、トナーの誘電率を低下させない観点から、トナーの質量に対して、5ppm以下であることが好ましく、1ppm以下であることがより好ましく、0.5ppm以下であることが更に好ましい。
トナーをバイアルビンに秤量し、バイアルビンにキャップをして密封し、加熱時間3分間で190℃まで昇温させる。次いで、バイアルビン内の揮発成分をカラムに導入し、下記の条件で分子量200以上600以下の低分子シロキサンの検出を行う。
・キャリアガス種:ヘリウム
・キャリアガス圧:120kPa(圧力一定)
・オーブン温度:40℃(5分間)→(15℃/分)→250℃(6分間)(合計25分間)
・イオン源温度:260℃
・インターフェース温度:260℃
基準物質(Tetrakis(trimethylsiloxy)silane1)をエタノールで希釈して濃度を振った標準液を用いて検量線を作成する。試料のクロマトグラフに現れた分子量200以上600以下の低分子シロキサンのピーク面積と、基準物質の検量線とから、当該低分子シロキサンの量を求める。試料のクロマトグラフに分子量200以上600以下の低分子シロキサンに当たるピークが複数あるときは、それらのピーク面積の合計面積と、基準物質の検量線とから、当該低分子シロキサンの合計量を求める。さらに、トナー全量に対する分子量200以上600以下の低分子シロキサンの総含有量(ppm)を算出する。
トナーに含まれる分子量200以上600以下の低分子シロキサンの総含有量は、トナーの誘電率を低下させない観点から、トナーに含まれるゾルゲルシリカ粒子の総含有量に対して、1000ppm以下であることが好ましく、500ppm以下であることがより好ましく、200ppm以下であることが更に好ましく、100ppm以下であることが更に好ましい。
上記の質量割合は、{トナーに含まれる分子量200以上600以下の低分子シロキサンの総含有量÷トナーに含まれるゾルゲルシリカ粒子の総含有量}を百万分率に換算した値である。
ゾルゲルシリカ粒子が疎水化処理されたゾルゲルシリカ粒子である場合、ゾルゲルシリカ粒子の質量とは、疎水化処理された後のゾルゲルシリカ粒子の質量を指し、疎水化処理剤に由来する成分を含む質量である。
トナーを界面活性剤を含む水に分散させた分散液に超音波を印加したのち、分散液を高速遠心し、上澄み液を常温(23℃±2℃)で乾燥させてゾルゲルシリカ粒子を得て、上澄み液から得たゾルゲルシリカ粒子を秤量する。澄み液から得たゾルゲルシリカ粒子は、疎水化処理剤による表面処理の有無によって区別されず、すべてのゾルゲルシリカ粒子を含む。ここで、上澄み液から得たゾルゲルシリカ粒子の表面には低分子シロキサンが付着していることがあるが、付着している低分子シロキサンの質量はゾルゲルシリカ粒子の質量に比べて微量であるので無視する。
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、外添剤を外添することで得られる。
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。
樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザ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、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℃)で凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpH2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、加熱を行ってもよい。
凝集剤と共に、該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;イミノ二酸酢(IDA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)等のアミノカルボン酸;などが挙げられる。
キレート剤の添加量は、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を、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。
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を混合した二成分現像剤であってもよい。
磁性粉分散型キャリア、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、この表面を樹脂で被覆したキャリアであってもよい。
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、その後に溶剤を除去するニーダーコーター法;等が挙げられる。
本実施形態に係る画像形成装置及び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。
本実施形態に係る画像形成装置が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。これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジであってもよい。
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段の一例)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、ブラックの各トナーの供給がなされる。
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。各ユニットの一次転写ロール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の値を変える。
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からレーザ光線3Yを照射する。それにより、イエローの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する。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現像され可視化される。
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にてイエローのトナー画像が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の表面も平滑であることが好ましく、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。
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。
−樹脂粒子分散液(1)の調製−
・エチレングリコール :37部
・ネオペンチルグリコール:65部
・1,9−ノナンジオール:32部
・テレフタル酸 :96部
・C.I.Pigment Blue 15:3(大日精化工業):10部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬、ネオゲンSC) : 2部
・イオン交換水 :80部
・ポリエチレン系ワックス(ベーカーペトロライト製ポリワックス725、融解温度104℃) :270部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬、ネオゲンRK):13.5部
・イオン交換水 :21.6部
・樹脂粒子分散液(1) :223部
・着色剤粒子分散液(1) : 20部
・イオン交換水 :215部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬、ネオゲンRK):2.8部
第二凝集粒子を形成する工程において、離型剤粒子分散液(1)3部を10分間かけて添加し、次いで、樹脂粒子分散液(1)57部と離型剤粒子分散液(1)6部を混合した液を15分間かけて添加し、30分後さらに樹脂粒子分散液(1)20部を15分間かけて添加した以外は、トナー粒子(1)の作製と同様にして、トナー粒子(2)を作製した。トナー粒子(2)の体積平均粒径は6.6μmであった。
第二凝集粒子を形成する工程において、離型剤粒子分散液(1)3部を10分間かけて添加し、次いで、樹脂粒子分散液(1)57部と離型剤粒子分散液(1)18部を混合した液を15分間かけて添加し、30分後さらに樹脂粒子分散液(1)20部を15分間かけて添加した以外は、トナー粒子(1)の作製と同様にして、トナー粒子(3)を作製した。トナー粒子(3)の体積平均粒径は6.4μmであった。
第二凝集粒子を形成する工程において、離型剤粒子分散液(1)3部を10分間かけて添加し、次いで、樹脂粒子分散液(1)57部と離型剤粒子分散液(1)3部を混合した液を15分間かけて添加し、30分後さらに樹脂粒子分散液(1)20部を15分間かけて添加した以外は、トナー粒子(1)の作製と同様にして、トナー粒子(4)を作製した。トナー粒子(4)の体積平均粒径は6.7μmであった。
第二凝集粒子を形成する工程において、離型剤粒子分散液(1)3部を10分間かけて添加し、次いで、樹脂粒子分散液(1)57部と離型剤粒子分散液(1)24部を混合した液を15分間かけて添加し、30分後さらに樹脂粒子分散液(1)20部を15分間かけて添加した以外は、トナー粒子(1)の作製と同様にして、トナー粒子(5)を作製した。トナー粒子(5)の体積平均粒径は6.3μmであった。
−トナー粒子表面における離型剤露出部の平均径−
トナー粒子(1)〜(5)をそれぞれ試料とした。トナー粒子を30℃のデシケータ内で四酸化ルテニウムにより3時間染色した。SEM(日立ハイテクノロジーズ製、S−4800)にて、染色されたトナーのSEM画像を撮影した。離型剤の方がポリエステル樹脂よりも四酸化ルテニウムに染色されやすいので、染色度合いに起因する濃淡で、離型剤とポリエステル樹脂とを識別し、中央部に離型剤露出部が位置するトナー粒子200個を画像解析し、離型剤露出部の長径(最も長い方向の長さ)を測定した。200個の長径の個数基準の分布において小径側から累積50%となる長径を平均径とした。
トナー粒子(1)〜(5)をそれぞれ試料とした。XPS装置として日本電子社製JPS−9000MXを使用し、X線源としてMgKα線を用い、加速電圧10kV、エミッション電流30mAに設定して、トナー粒子表面のXPSスペクトルを測定した。別途、トナー粒子の材料である離型剤、ポリエステル樹脂それぞれについてXPSスペクトルを測定し、炭素1s軌道の参照スペクトルを得た。
トナー粒子表面の炭素1s軌道の各ピークを、最小二乗法によるカーブフィッティングによって参照スペクトルと比較し、離型剤に帰属するピークを特定した。離型剤に帰属するピークの合計atom%を、離型剤露出部の割合とした。
−シリカ粒子の造粒工程−
攪拌機、滴下ノズル及び温度計を備えたガラス製反応容器にメタノール300部と10%アンモニア水70部とを入れ混合し、アルカリ触媒溶液を得た。アルカリ触媒溶液を30℃に調整した後、アルカリ触媒溶液を攪拌しながら、テトラメトキシシラン(TMOS)60部と10%アンモニア水1.7部とを滴下し、シリカ粒子分散液を得た。TMOSと10%アンモニア水は同時に滴下を開始し、3分間かけて各全量を滴下した。次いで、シリカ粒子分散液をロータリーフィルター(寿工業社製R−ファイン)を用いて固形分濃度40質量%まで濃縮した。濃縮後のシリカ粒子分散液をシリカ粒子分散液(1)とした。
シリカ粒子分散液(1)250部に、疎水化処理剤としてヘキサメチルジシラザン(HMDS)100部を添加し、130℃に加熱して2時間反応させた後、表1に記載の乾燥条件で乾燥させて、疎水性シリカ粒子(S1)を得た。次いで、テトラキス(トリメチルシロキシ)シランをシリカ粒子分散液(1)の量に対して0.020質量%用意し、メタノールで5倍に希釈した後、疎水性シリカ粒子(S1)に添加し、80℃で反応系内を攪拌しながら乾燥し疎水性シリカ粒子(1)を得た。
シリカ粒子(1)の作製と同様にして、ただし、シリカ粒子の造粒工程を表1に記載のとおり変更して、疎水性シリカ粒子を作製した。
シリカ粒子(1)の作製と同様にして、ただし、シリカ粒子の表面処理工程における乾燥条件を表1に記載のとおり変更して、疎水性シリカ粒子を作製した。
シリカ粒子(1)の作製と同様にして、ただし、シリカ粒子の表面処理工程に用いる低分子シロキサンの種類を表1に記載のとおり変更して、疎水性シリカ粒子を作製した。
シリカ粒子(1)の作製と同様にして、ただし、シリカ粒子の表面処理工程に用いる低分子シロキサンの添加量を表1に記載のとおり変更して、疎水性シリカ粒子を作製した。
・フェライト粒子(体積平均粒径36μm) :100部
・トルエン : 14部
・スチレン−メチルメタクリレート共重合体 : 2部
(重合質量比90:10、重量平均分子量8万)
・カーボンブラック(キャボット社製R330):0.2部
トナー粒子(1)と疎水性シリカ粒子(1)とを、トナー粒子(1):疎水性シリカ粒子(1)=99:1(質量比)の割合でヘンシェルミキサーに入れ、攪拌周速30m/secで15分間攪拌し、外添トナーを得た。
外添トナーとキャリアとを、外添トナー:キャリア=10:100(質量比)の割合でVブレンダーに入れ、20分間攪拌し、現像剤を得た。
実施例A1と同様にして、ただし、疎水性シリカ粒子の種類を表2に記載のとおり変更して、外添トナー及び現像剤を作製した。
実施例A1と同様にして、ただし、トナー粒子(1)をトナー粒子(2)に変更して、外添トナー及び現像剤を作製した。
実施例B1と同様にして、ただし、疎水性シリカ粒子の種類を表3に記載のとおり変更して、外添トナー及び現像剤を作製した。
実施例A1と同様にして、ただし、トナー粒子(1)をトナー粒子(3)に変更して、外添トナー及び現像剤を作製した。
実施例C1と同様にして、ただし、疎水性シリカ粒子の種類を表4に記載のとおり変更して、外添トナー及び現像剤を作製した。
実施例A1と同様にして、ただし、トナー粒子(1)をトナー粒子(4)に変更して、外添トナー及び現像剤を作製した。
実施例A1と同様にして、ただし、トナー粒子(1)をトナー粒子(5)に変更して、外添トナー及び現像剤を作製した。
−定着オフセット−
各例で得られた現像剤を、定着装置を取り外した富士ゼロックス社製ApeosPortIV C3370の現像装置に充填し、トナー載り量が0.48mg/cm2となるように調整して、OHPシートに50mm×50mmの未定着画像を形成した。ニップ幅6mm、ニップ圧1.6kgf/cm2、プロセス速度170mm/secの定着装置を用いて、未定着画像の定着を行った。
定着温度を120℃から5℃間隔で上げ、各定着温度で未定着画像の定着を行った。定着部材を目視で観察しオフセットの有無を確認し、オフセットが消えた温度を定着オフセットの指標とし、下記のとおり分類した。表2〜表4に評価結果を示す。
B:オフセット消失温度が135℃又は140℃
C:オフセット消失温度が145℃又は150℃
D:オフセット消失温度が155℃以上
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)
28 定着装置(定着手段の一例)
30 中間転写体クリーニング装置
P 記録紙(記録媒体の一例)
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
117 筐体
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ
300 記録紙(記録媒体の一例)
Claims (13)
- 離型剤を含有し、表面に前記離型剤が露出した露出部を有するトナー粒子と、
前記トナー粒子に外添されたゾルゲルシリカ粒子と、を含み、
前記露出部の平均径Aが200nm以上600nm以下であり、
前記ゾルゲルシリカ粒子は、平均一次粒径Bが20nm以上90nm以下であり、且つ、昇温速度30℃/分で30℃から250℃まで加熱したときの質量減少割合が1質量%以上10質量%以下であり、
前記平均径Aと前記平均一次粒径Bとの比A/Bが3以上30以下である、
静電荷像現像用トナー。 - 前記静電荷像現像用トナーが、シロキサン結合とアルキル基のみで構成された分子量200以上600以下の低分子シロキサンをさらに含み、
前記低分子シロキサンの総含有量が質量基準で0.01ppm以上5ppm以下である、請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。 - 前記低分子シロキサンの総含有量が、前記ゾルゲルシリカ粒子の総含有量に対して質量基準で10ppm以上1000ppm以下である、請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記低分子シロキサンが低分子直鎖状シロキサン及び低分子分岐状シロキサンからなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項2又は請求項3に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記低分子シロキサンがテトラキス構造を有する低分子シロキサンを含む、請求項2〜請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記低分子シロキサンがテトラキス(トリメチルシロキシ)シランを含む、請求項2〜請求項5のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記ゾルゲルシリカ粒子は、BET比表面積が100m2/g以上240m2/g以下である、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー粒子は、X線光電子分光分析により求められる表面に占める前記露出部の割合が1atom%以上20atom%以下である、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 請求項1〜請求項8のいずれか1項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〜請求項8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9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9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9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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EP4336266A1 (en) * | 2022-09-06 | 2024-03-13 | FUJIFILM Business Innovation Corp. | Electrostatic charge image developing toner, electrostatic charge image developer, toner cartridge, process cartridge, and image forming apparatus |
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