JP2024034927A - 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及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着を抑制する静電荷像現像用トナーの提供。【解決手段】アルキルシラン処理シリカ粒子と、炭素数が10以上18以下である直鎖状脂肪族炭化水素と、トナー粒子と、を含む静電荷像現像用トナー。【選択図】なし
Description
本発明は、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及び画像形成装置に関する。
特許文献1には、「レーザー回折法により測定される粒子径(D50)が300nm以下、粒度分布指標(D90/D10)が3.0以下、疎水化度が60容積%以上、及び有機酸の含有濃度が1~300ppmである、疎水性シリカ粉末。」が提案されている。
本発明の課題は、アルキルシラン処理シリカ粒子と、トナー粒子と、を含む静電荷像現像用トナーにおいて、炭素数が10未満である直鎖状脂肪族炭化水素又は炭素数が18を超える直鎖状脂肪族炭化水素を含む場合と比較して、常温低湿環境下(例えば、21℃、10%RH)で連続して低画像密度(例えば、画像濃度1%)の画像を形成した後、高温高湿環境下(例えば、28℃、85%RH)で保管され、続いて高画像密度(例えば、画像濃度40%)の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着を抑制する静電荷像現像用トナーを提供することである。
上記課題を解決するための手段には、以下の手段が含まれる。
<1> アルキルシラン処理シリカ粒子と、
炭素数が10以上18以下である直鎖状脂肪族炭化水素と、
トナー粒子と、を含む静電荷像現像用トナー。
<2> 前記アルキルシランが下記式(1)、下記式(2)及び下記式(3)で表されるアルキルシランからなる群から選択される少なくとも1種である<1>に記載の静電荷像現像用トナー。
<1> アルキルシラン処理シリカ粒子と、
炭素数が10以上18以下である直鎖状脂肪族炭化水素と、
トナー粒子と、を含む静電荷像現像用トナー。
<2> 前記アルキルシランが下記式(1)、下記式(2)及び下記式(3)で表されるアルキルシランからなる群から選択される少なくとも1種である<1>に記載の静電荷像現像用トナー。
(式(1)~式(3)中、R1~R12は、それぞれ独立して、炭素数1以上3以下のアルキル基を示す。)
<3> 前記アルキルシランのアルキル基が全てメチル基である<2>に記載の静電荷像現像用トナー。
<4> 前記直鎖状脂肪族炭化水素が直鎖状アルカンである<1>~<3>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<5> 前記直鎖状アルカンの炭素数が10以上16以下である<4>に記載の静電荷像現像用トナー。
<6> 前記直鎖状脂肪族炭化水素の含有量が、前記シリカ粒子全体に対して、50ppm以上1000ppm以下である<1>~<5>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<7> 前記直鎖状脂肪族炭化水素の含有量と、前記アルキルシランの表面処理量と、の比(直鎖状脂肪族炭化水素の含有量/アルキルシランの表面処理量)が0.0001以上0.01以下である<1>~<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<8> 前記直鎖状脂肪族炭化水素がシリカ粒子に含まれる<1>~<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<9> <1>~<8>のいずれか1つ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つ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。
<3> 前記アルキルシランのアルキル基が全てメチル基である<2>に記載の静電荷像現像用トナー。
<4> 前記直鎖状脂肪族炭化水素が直鎖状アルカンである<1>~<3>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<5> 前記直鎖状アルカンの炭素数が10以上16以下である<4>に記載の静電荷像現像用トナー。
<6> 前記直鎖状脂肪族炭化水素の含有量が、前記シリカ粒子全体に対して、50ppm以上1000ppm以下である<1>~<5>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<7> 前記直鎖状脂肪族炭化水素の含有量と、前記アルキルシランの表面処理量と、の比(直鎖状脂肪族炭化水素の含有量/アルキルシランの表面処理量)が0.0001以上0.01以下である<1>~<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<8> 前記直鎖状脂肪族炭化水素がシリカ粒子に含まれる<1>~<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<9> <1>~<8>のいずれか1つ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つ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。
<1>又は<2>に係る発明によれば、アルキルシラン処理シリカ粒子と、トナー粒子と、を含む静電荷像現像用トナーにおいて、炭素数が10未満である直鎖状脂肪族炭化水素又は炭素数が18を超える直鎖状脂肪族炭化水素を含む場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着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、アルキルシランのアルキル基が全てメチル基である場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着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、直鎖状脂肪族炭化水素が直鎖状アルカンでない場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
<5>に係る発明によれば、直鎖状アルカンの炭素数が10未満又は16を超える場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着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、アルキルシランのアルキル基が全てメチル基である場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着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、直鎖状脂肪族炭化水素が直鎖状アルカンでない場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
<5>に係る発明によれば、直鎖状アルカンの炭素数が10未満又は16を超える場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
<6>に係る発明によれば、直鎖状脂肪族炭化水素の含有量が、前記シリカ粒子全体に対して、50ppm未満又は1000ppmを超える場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着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、直鎖状脂肪族炭化水素の含有量と、前記アルキルシランの表面処理量と、の比(直鎖状脂肪族炭化水素の含有量/アルキルシランの表面処理量)が0.0001未満又は0.01を超える場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
<8>に係る発明によれば、直鎖状脂肪族炭化水素がシリカ粒子以外に含まれる場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
<9>、<10>、<11>又は<12>に係る発明によれば、アルキルシラン処理シリカ粒子と、トナー粒子と、を含む静電荷像現像用トナーにおいて、炭素数が10未満である直鎖状脂肪族炭化水素又は炭素数が18を超える直鎖状脂肪族炭化水素を含む場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着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、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ又は画像形成装置が提供される。
<7>に係る発明によれば、直鎖状脂肪族炭化水素の含有量と、前記アルキルシランの表面処理量と、の比(直鎖状脂肪族炭化水素の含有量/アルキルシランの表面処理量)が0.0001未満又は0.01を超える場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
<8>に係る発明によれば、直鎖状脂肪族炭化水素がシリカ粒子以外に含まれる場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
<9>、<10>、<11>又は<12>に係る発明によれば、アルキルシラン処理シリカ粒子と、トナー粒子と、を含む静電荷像現像用トナーにおいて、炭素数が10未満である直鎖状脂肪族炭化水素又は炭素数が18を超える直鎖状脂肪族炭化水素を含む場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着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、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ又は画像形成装置が提供される。
以下、本発明の一例である実施形態について説明する。これらの説明および実施例は、実施形態を例示するものであり、発明の範囲を制限するものではない。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。
組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
<静電荷像現像用トナー>
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(以下「トナー」ともいう)は、アルキルシラン処理シリカ粒子と、炭素数が10以上18以下である直鎖状脂肪族炭化水素(以下「特定直鎖状脂肪族炭化水素」とも称する)と、トナー粒子と、を含む。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(以下「トナー」ともいう)は、アルキルシラン処理シリカ粒子と、炭素数が10以上18以下である直鎖状脂肪族炭化水素(以下「特定直鎖状脂肪族炭化水素」とも称する)と、トナー粒子と、を含む。
本実施形態に係るトナーは、上記構成により、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着が抑制される。その理由は、次の通り推測される。
トナーの流動性、トナーの帯電制御の観点から、疎水化処理されたシリカ粒子を外添剤として使用することがある。疎水化処理の容易性の観点から、シリカ粒子としてはアルキルシラン処理シリカ粒子の使用が好まれる。しかしながら、アルキルシラン処理に用いるアルキルシランが有するアルキル基の立体障害により、シリカ粒子表面を均一に近く疎水化処理することが難しい場合があり、非疎水化処理部を有することがあった。
そうすると、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着が生じやすいことがあった。
これは、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管されたときに、湿度変化を伴う高湿度の影響でシリカ粒子の非疎水化処理部から電荷の漏れが生じ、トナーの帯電が低下するためと考えられる。
そうすると、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着が生じやすいことがあった。
これは、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管されたときに、湿度変化を伴う高湿度の影響でシリカ粒子の非疎水化処理部から電荷の漏れが生じ、トナーの帯電が低下するためと考えられる。
本実施形態に係るトナーは、アルキルシラン処理シリカ粒子とともに炭素数が10以上18以下である直鎖状脂肪族炭化水素(すなわち、特定直鎖状脂肪族炭化水素)を含む。特定直鎖状脂肪族炭化水素は、その構造の自由度が高い。そのため、特定直鎖状脂肪族炭化水素と、アルキルシラン由来のアルキル基と、が絡みやすいため、特定直鎖状脂肪族炭化水素がシリカ粒子の表面に存在しやすい。そして、特定直鎖状脂肪族炭化水素がアルキルシラン処理シリカ粒子表面のうち、非疎水化処理部にも存在しやすくなる。そのため常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管されたときに、シリカ粒子の非疎水化処理部から電荷の漏れが抑制され、トナーの帯電の低下が抑制される。環境に応じて直鎖状脂肪族炭化水素の形を変化させるため、湿度変化を伴う高湿度下においても、疎水性を高く保つと考えられる。
また、特定直鎖状脂肪族炭化水素の炭素数を10以上とすることで、特定直鎖状脂肪族炭化水素の構造の自由度がより高まる。そのため、特定直鎖状脂肪族炭化水素がアルキルシランのアルキル基と絡みつつ、アルキルシラン処理シリカ粒子の非疎水化処理部を直鎖部が覆った状態で存在し、疎水性が高まるためと考えられる。特定直鎖状脂肪族炭化水素の炭素数を18以下とすることで、アルキルシラン処理シリカ粒子表面からの脱離が起こりにくくなると考えらえる。これは、特定直鎖状炭化水素の炭素数が18より大きいと、立体障害が発生し特定直鎖状炭化水素がアルキルシランのアルキル基と絡み難くなると同時に外れやすくなるためと考えらえる。
また、特定直鎖状脂肪族炭化水素の炭素数を10以上とすることで、特定直鎖状脂肪族炭化水素の構造の自由度がより高まる。そのため、特定直鎖状脂肪族炭化水素がアルキルシランのアルキル基と絡みつつ、アルキルシラン処理シリカ粒子の非疎水化処理部を直鎖部が覆った状態で存在し、疎水性が高まるためと考えられる。特定直鎖状脂肪族炭化水素の炭素数を18以下とすることで、アルキルシラン処理シリカ粒子表面からの脱離が起こりにくくなると考えらえる。これは、特定直鎖状炭化水素の炭素数が18より大きいと、立体障害が発生し特定直鎖状炭化水素がアルキルシランのアルキル基と絡み難くなると同時に外れやすくなるためと考えらえる。
以上のことから、本実施形態に係るトナーは常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着が抑制されると推測される。
(アルキルシラン処理シリカ粒子)
本実施形態に係るトナーはアルキルシラン処理シリカ粒子を含む。
アルキルシラン処理シリカ粒子とは、アルキルシランで表面処理されたシリカ粒子である。
以下、アルキルシランで表面処理する対象となるシリカ粒子としては、シリカ、すなわちSiO2を主成分とする粒子であればよい。本明細書において、「主成分」とは、複数種類の成分の混合物において混合物の全質量の50質量%以上を占める成分をいう。
本実施形態に係るトナーはアルキルシラン処理シリカ粒子を含む。
アルキルシラン処理シリカ粒子とは、アルキルシランで表面処理されたシリカ粒子である。
以下、アルキルシランで表面処理する対象となるシリカ粒子としては、シリカ、すなわちSiO2を主成分とする粒子であればよい。本明細書において、「主成分」とは、複数種類の成分の混合物において混合物の全質量の50質量%以上を占める成分をいう。
アルキルシランとは、ケイ素原子に直接結合するアルキル基を有するケイ素化合物である。
アルキルシランが有するアルキル基の炭素数は1以上3以下であることが好ましく、1以上2以下であることがより好ましく、1であることが更に好ましい。
アルキルシランが有するアルキル基の炭素数は1以上3以下であることが好ましく、1以上2以下であることがより好ましく、1であることが更に好ましい。
アルキルシランは、アルキル基及びアルコキシ基を有するケイ素化合物であることが好ましく、アルキル基、アルコキシ基及びケイ素原子からなる化合物であることがより好ましい。
アルコキシ基の炭素数の好ましい数値範囲は、アルキルシランが有するアルキル基の炭素数の数値範囲と同一である。
アルキルシランに含まれるアルキル基の数は、ケイ素原子1つ当たり1つ以上3つ以下であることが好ましく、1つ又は3つであることがより好ましく、3つであることが更に好ましい。
アルキルシランに含まれるアルコキシ基の数は、ケイ素原子1つ当たり1つ以上3つ以下であることが好ましく、1つ又は3つであることがより好ましく、1つであることが更に好ましい。
アルキルシランに含まれるアルコキシ基の数は、ケイ素原子1つ当たり1つ以上3つ以下であることが好ましく、1つ又は3つであることがより好ましく、1つであることが更に好ましい。
アルキルシランは、下記式(1)、下記式(2)及び下記式(3)で表されるアルキルシランからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
式(1)~式(3)中、R1~R12は、それぞれ独立して、炭素数1以上3以下のアルキル基を示す。
R1~R12で表されるアルキル基の炭素数の好ましい数値範囲は、アルキルシランが有するアルキル基の炭素数の数値範囲と同一である。
R1~R12で表されるアルキル基の炭素数の好ましい数値範囲は、アルキルシランが有するアルキル基の炭素数の数値範囲と同一である。
式(1)中、R1~R4はメチル基、エチル基及びプロピル基からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、R1~R4はいずれもメチル基であることがより好ましい。
式(2)中、R5~R8はメチル基、エチル基及びプロピル基からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、R5~R8はいずれもメチル基であることがより好ましい。
式(3)中、R9~R12はメチル基、エチル基及びプロピル基からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、R9~R12はいずれもメチル基であることがより好ましい。
式(2)中、R5~R8はメチル基、エチル基及びプロピル基からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、R5~R8はいずれもメチル基であることがより好ましい。
式(3)中、R9~R12はメチル基、エチル基及びプロピル基からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、R9~R12はいずれもメチル基であることがより好ましい。
アルキルシランとして、上記式(1)~式(3)で表されるアルキルシランからなる群から選択される少なくとも1種を適用することで、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着がより抑制される。
上記式(1)~式(3)で表されるアルキルシランは、特定直鎖状脂肪族炭化水素とより絡みやすいためと推測される。
上記式(1)~式(3)で表されるアルキルシランは、特定直鎖状脂肪族炭化水素とより絡みやすいためと推測される。
非画像部へのトナーの付着をより抑制する観点から、アルキルシランは上記式(1)又は上記式(3)で表されるアルキルシランであることが好ましい。
式(1)~式(3)で表されるアルキルシランのアルキル基は全てメチル基であることが好ましい。
式(1)~式(3)で表されるアルキルシランのアルキル基が全てメチル基であると疎水性が高いためアルキルシラン処理シリカ粒子の疎水性がより高まる。また、立体障害が小さいため、アルキルシラン処理シリカ粒子が均一に疎水処理されやすく、特定直鎖状脂肪族炭化水素とより絡みやすい。そのため、高湿度の影響による電荷の漏れがよる抑制される。
式(1)~式(3)で表されるアルキルシランのアルキル基が全てメチル基であると疎水性が高いためアルキルシラン処理シリカ粒子の疎水性がより高まる。また、立体障害が小さいため、アルキルシラン処理シリカ粒子が均一に疎水処理されやすく、特定直鎖状脂肪族炭化水素とより絡みやすい。そのため、高湿度の影響による電荷の漏れがよる抑制される。
アルキルシラン処理シリカ粒子の平均一次粒径は、20nm以上200nm以下であることが好ましく、40nm以上150nm以下であることがより好ましく、60nm以上140nm以下であることが更に好ましい。
また、高温高湿下で保管された際のアルキルシラン処理シリカ粒子のトナーへの埋没抑制、及びトナー粒子からの遊離を抑制することで、高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着を抑制する観点からは、アルキルシラン処理シリカ粒子の平均一次粒径は、20nm以上100nm以下であることが好ましく、30nm以上80nm以下であることがより好ましく、40nm以上70nm以下であることが更に好ましい。
また、高温高湿下で保管された際のアルキルシラン処理シリカ粒子のトナーへの埋没抑制、及びトナー粒子からの遊離を抑制することで、高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着を抑制する観点からは、アルキルシラン処理シリカ粒子の平均一次粒径は、20nm以上100nm以下であることが好ましく、30nm以上80nm以下であることがより好ましく、40nm以上70nm以下であることが更に好ましい。
ここで、アルキルシラン処理シリカ粒子の平均一次粒径は、次の方法により測定される。
アルキルシラン処理シリカ粒子の一次粒子を、走査型電子顕微鏡SEM(Scanning Electron Microscope)装置(S-4100、日立製作所社製)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、ニレコ社製)に取り込み、一次粒子の画像解析によって粒子ごとの面積を測定し、この面積値から円相当径を算出する。この円相当径の算出を、アルキルシラン処理シリカ粒子100個について実施する。そして、得られた円相当径の体積基準の累積頻度における50%径(D50)をアルキルシラン処理シリカ粒子の平均一次粒径(平均円相当径D50)とする。なお、電子顕微鏡は1視野中にアルキルシラン処理シリカ粒子が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。
アルキルシラン処理シリカ粒子の一次粒子を、走査型電子顕微鏡SEM(Scanning Electron Microscope)装置(S-4100、日立製作所社製)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、ニレコ社製)に取り込み、一次粒子の画像解析によって粒子ごとの面積を測定し、この面積値から円相当径を算出する。この円相当径の算出を、アルキルシラン処理シリカ粒子100個について実施する。そして、得られた円相当径の体積基準の累積頻度における50%径(D50)をアルキルシラン処理シリカ粒子の平均一次粒径(平均円相当径D50)とする。なお、電子顕微鏡は1視野中にアルキルシラン処理シリカ粒子が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。
アルキルシラン処理シリカ粒子の含有量は、トナー粒子の質量に対して、0.01質量%以上10質量%以下が好ましく、0.05質量%以上5質量%以下がより好ましく、0.1質量%以上3質量%以下が更に好ましい。
-アルキルシラン処理シリカ粒子の製造方法-
アルキルシラン処理シリカ粒子は、シリカ母粒子の製造と、アルキルシラン処理と、を経て製造する。
アルキルシラン処理シリカ粒子は、シリカ母粒子の製造と、アルキルシラン処理と、を経て製造する。
・シリカ母粒子の製造
シリカ母粒子は、湿式法により製造することが好ましい。
「湿式法」とは、気相法と区別されるものであって、ケイ酸ナトリウムを鉱酸により中和する、又は、アルコキシシランを加水分解する、ことにより製造する方法である。
湿式法の中でも、シリカ母粒子は、ゾルゲル法によって製造することが好ましい。
シリカ母粒子は、湿式法により製造することが好ましい。
「湿式法」とは、気相法と区別されるものであって、ケイ酸ナトリウムを鉱酸により中和する、又は、アルコキシシランを加水分解する、ことにより製造する方法である。
湿式法の中でも、シリカ母粒子は、ゾルゲル法によって製造することが好ましい。
以下、シリカ母粒子の製造方法について、ゾルゲル法を例にとって説明する。
なお、シリカ母粒子の製造方法は、このゾルゲル法に限定されるものではない。
シリカ母粒子の粒子径は、ゾルゲル法の加水分解、縮重合工程のアルコキシシラン、アンモニア、アルコール、水の重量比、反応温度、撹拌速度、供給速度により自由に制御することができる。
なお、シリカ母粒子の製造方法は、このゾルゲル法に限定されるものではない。
シリカ母粒子の粒子径は、ゾルゲル法の加水分解、縮重合工程のアルコキシシラン、アンモニア、アルコール、水の重量比、反応温度、撹拌速度、供給速度により自由に制御することができる。
以下、ゾルゲル法によるシリカ母粒子の製造方法について、具体的に説明する。
即ち、テトラメトキシシランを、水、アルコールの存在下、アンモニア水を触媒として温度をかけながら滴下、撹拌を行う。次に、反応により得られたシリカゾル懸濁液から溶媒を除去、乾燥することにより、目的のシリカ母粒子が得られる。
即ち、テトラメトキシシランを、水、アルコールの存在下、アンモニア水を触媒として温度をかけながら滴下、撹拌を行う。次に、反応により得られたシリカゾル懸濁液から溶媒を除去、乾燥することにより、目的のシリカ母粒子が得られる。
・アルキルシラン処理
アルキルシラン処理方法としては、超臨界二酸化炭素を利用して、超臨界二酸化炭素中にアルキルシランを溶解させて、シリカ母粒子表面にアルキルシランを付着させる方法;大気中において、アルキルシランと前記アルキルシランを溶解する溶媒とを含む溶液をシリカ母粒子表面に付与(例えば噴霧又は塗布)して、シリカ母粒子表面にアルキルシランを付着させる方法;大気中において、シリカ母粒子分散液にアルキルシランと前記アルキルシランを溶解する溶媒とを含む溶液を添加して保持した後、シリカ母粒子分散液及び前記溶液の混合溶液を乾燥させる方法;が挙げられる。
アルキルシラン処理方法としては、超臨界二酸化炭素を利用して、超臨界二酸化炭素中にアルキルシランを溶解させて、シリカ母粒子表面にアルキルシランを付着させる方法;大気中において、アルキルシランと前記アルキルシランを溶解する溶媒とを含む溶液をシリカ母粒子表面に付与(例えば噴霧又は塗布)して、シリカ母粒子表面にアルキルシランを付着させる方法;大気中において、シリカ母粒子分散液にアルキルシランと前記アルキルシランを溶解する溶媒とを含む溶液を添加して保持した後、シリカ母粒子分散液及び前記溶液の混合溶液を乾燥させる方法;が挙げられる。
(特定直鎖状脂肪族炭化水素)
本実施形態に係るトナーは、特定直鎖状脂肪族炭化水素を含む。
特定直鎖状脂肪族炭化水素は、炭素数が10以上18以下である直鎖状脂肪族炭化水素である。
ここで直鎖状脂肪族炭化水素とは、構造式中に分岐構造を有しない脂肪族炭化水素である。すなわち、直鎖状脂肪族炭化水素を構成する炭素原子は、第1級炭素原子又は第2級炭素原子である。
本実施形態に係るトナーは、特定直鎖状脂肪族炭化水素を含む。
特定直鎖状脂肪族炭化水素は、炭素数が10以上18以下である直鎖状脂肪族炭化水素である。
ここで直鎖状脂肪族炭化水素とは、構造式中に分岐構造を有しない脂肪族炭化水素である。すなわち、直鎖状脂肪族炭化水素を構成する炭素原子は、第1級炭素原子又は第2級炭素原子である。
特定直鎖状脂肪族炭化水素は、飽和脂肪族炭化水素(すなわちアルカン)であってもよく、不飽和脂肪族炭化水素であってもよいが、非画像部へのトナーの付着をより抑制する観点から、飽和脂肪族炭化水素であることが好ましい。
ここで、特定直鎖状脂肪族炭化水素である飽和脂肪族炭化水素を「直鎖状アルカン」と称する。
ここで、特定直鎖状脂肪族炭化水素である飽和脂肪族炭化水素を「直鎖状アルカン」と称する。
特定直鎖状脂肪族炭化水素として直鎖状アルカンを用いることで、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着がより抑制される。
直鎖状アルカンは、その構造の自由度を下げる不飽和結合などを有しないため、構造の自由度がより高まる。そのため直鎖状アルカンと、アルキルシラン由来のアルキル基と、が絡みやすくなるためと推測される。
直鎖状アルカンは、その構造の自由度を下げる不飽和結合などを有しないため、構造の自由度がより高まる。そのため直鎖状アルカンと、アルキルシラン由来のアルキル基と、が絡みやすくなるためと推測される。
直鎖状アルカンの炭素数は10以上16以下であることが好ましく、11以上16以下であることがより好ましく、12以上16以下であることが更に好ましい。
直鎖状アルカンの炭素数を10以上16以下とすることで、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着がより抑制される。
特定直鎖状脂肪族炭化水素の炭素数を10以上とすることで、特定直鎖状脂肪族炭化水素の構造の自由度がより高まる。そのため、特定直鎖状脂肪族炭化水素がアルキルシランのアルキル基と絡みつつ、アルキルシラン処理シリカ粒子の非疎水化処理部を直鎖部が覆った状態で存在し、疎水性が高まるためと考えられる。特定直鎖状脂肪族炭化水素の炭素数を16以下とすることで、アルキルシラン処理シリカ粒子表面からの脱離がより起こりにくくなると考えらえる。これは、特定直鎖状炭化水素の炭素数が16より小さいと、立体障害の発生がより抑制され、特定直鎖状炭化水素がアルキルシランのアルキル基とより絡み易くなると同時に外れにくくなるためと考えらえる。
特定直鎖状脂肪族炭化水素の炭素数を10以上とすることで、特定直鎖状脂肪族炭化水素の構造の自由度がより高まる。そのため、特定直鎖状脂肪族炭化水素がアルキルシランのアルキル基と絡みつつ、アルキルシラン処理シリカ粒子の非疎水化処理部を直鎖部が覆った状態で存在し、疎水性が高まるためと考えられる。特定直鎖状脂肪族炭化水素の炭素数を16以下とすることで、アルキルシラン処理シリカ粒子表面からの脱離がより起こりにくくなると考えらえる。これは、特定直鎖状炭化水素の炭素数が16より小さいと、立体障害の発生がより抑制され、特定直鎖状炭化水素がアルキルシランのアルキル基とより絡み易くなると同時に外れにくくなるためと考えらえる。
非画像部へのトナーの付着をより抑制する観点から、特定直鎖状脂肪族炭化水素は、n-デカン、n-ドデカン、n-テトラデカン、n-ヘキサデカン、n-トリデカン、及びn-ペンダデカンからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、n-ヘキサデカンであることがより好ましい。
なお、「n-」はノルマルを意味する。
なお、「n-」はノルマルを意味する。
特定直鎖状脂肪族炭化水素は、アルキルシラン処理シリカ粒子に含まれることが好ましい。
特定直鎖状脂肪族炭化水素が、アルキルシラン処理シリカ粒子に含まれることにより、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着がより抑制される。
特定直鎖状脂肪族炭化水素が、アルキルシラン処理シリカ粒子に含まれることで、アルキルシラン由来のアルキル基と、特定直鎖状脂肪族炭化水素と、が接近しやすくなり、より絡みやすくなるためと推測される。
特定直鎖状脂肪族炭化水素が、アルキルシラン処理シリカ粒子に含まれることにより、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着がより抑制される。
特定直鎖状脂肪族炭化水素が、アルキルシラン処理シリカ粒子に含まれることで、アルキルシラン由来のアルキル基と、特定直鎖状脂肪族炭化水素と、が接近しやすくなり、より絡みやすくなるためと推測される。
特定直鎖状脂肪族炭化水素をアルキルシラン処理シリカ粒子に含める方法としては、例えば、シリカ粒子の超臨界二酸化炭素を利用したアルキルシラン処理において、アルキルシランを超臨界二酸化炭素中にアルキルシランを溶解させたあと、一定時間経過後に超臨界二酸化炭素中に特定直鎖状脂肪族炭化水素を溶解する方法が挙げられる。
(アルキルシランの表面処理量及び特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量)
-特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量-
特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量が、アルキルシラン処理シリカ粒子全体に対して、50ppm以上1000ppm以下であることが好ましく、50ppm以上800ppm以下であることがより好ましく、100ppm以上500ppm以下であることが更に好ましい。
-特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量-
特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量が、アルキルシラン処理シリカ粒子全体に対して、50ppm以上1000ppm以下であることが好ましく、50ppm以上800ppm以下であることがより好ましく、100ppm以上500ppm以下であることが更に好ましい。
アルキルシラン処理シリカ粒子全体に対する、特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量を50ppm以上とすることで、アルキルシラン由来のアルキル基と、特定直鎖状脂肪族炭化水素と、が十分に絡み合う程度に特定直鎖状脂肪族炭化水素が含まれると推測される。
アルキルシラン処理シリカ粒子全体に対する、特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量を1000ppm以下とすることで、特定直鎖状脂肪族炭化水素同士の立体障害が抑制され、アルキルシラン処理シリカ粒子の非疎水化処理部を特定直鎖状脂肪族炭化水素で覆い疎水性を高めることができるためと推測される。
そのため、特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量を上記数値範囲内とすることにより、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着がより抑制される。
アルキルシラン処理シリカ粒子全体に対する、特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量を1000ppm以下とすることで、特定直鎖状脂肪族炭化水素同士の立体障害が抑制され、アルキルシラン処理シリカ粒子の非疎水化処理部を特定直鎖状脂肪族炭化水素で覆い疎水性を高めることができるためと推測される。
そのため、特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量を上記数値範囲内とすることにより、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着がより抑制される。
アルキルシラン処理シリカ粒子に対する、特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量は以下の手順で算出する。具体的には「トナー10gあたりの特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量」及び「トナー10gあたりのアルキルシラン処理シリカ粒子の含有量」を算出し、これらの値から「アルキルシラン処理シリカ粒子に対する、特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量」を算出する。
(トナー10gあたりの特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量の算出)
測定対象とするトナー10を界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の0.5%水溶液100ml中に加え、トナー分散液を得る。分散液を超音波分散器で5分間分散処理を行い、目開き0.5μmのフィルターを用いて分散液を濾過し、トナー粒子を分離する。ろ液を乾燥して得たろ液乾燥物の質量を測定した後、得たろ液乾燥物を200mgを測り取り、ヘッドスペースガスクトマトグラフ質量分析計((株)島津製作所GCMS-QP2020)により特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量を解析する。
バイアル瓶にろ液乾燥物を200mg秤量し、加熱時間3分間で190℃まで上昇させる。次いでバイアル瓶内の揮発成分をカラム(RTX-1、膜厚1μm、内径0.32mm、長さ60m)に導入し、以下のカラム分離条件で測定を実施する。保持時間16分のピーク検出量をn-ヘキサン換算を行いろ液乾燥物200mgあたりの特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量とする。
カラム分離条件:初期温度40℃ホールド5分、250℃まで5分/分の速度で昇温、250℃で11分ホールド。圧力120Pa、パージ流量30ml/分。イオン源温度260℃、インターフェース温度260℃。
上記手順で算出したろ液乾燥物200mgあたりの特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量をろ液乾燥物全量当たりに換算し、その値をトナー10gあたりの特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量とする。
測定対象とするトナー10を界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の0.5%水溶液100ml中に加え、トナー分散液を得る。分散液を超音波分散器で5分間分散処理を行い、目開き0.5μmのフィルターを用いて分散液を濾過し、トナー粒子を分離する。ろ液を乾燥して得たろ液乾燥物の質量を測定した後、得たろ液乾燥物を200mgを測り取り、ヘッドスペースガスクトマトグラフ質量分析計((株)島津製作所GCMS-QP2020)により特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量を解析する。
バイアル瓶にろ液乾燥物を200mg秤量し、加熱時間3分間で190℃まで上昇させる。次いでバイアル瓶内の揮発成分をカラム(RTX-1、膜厚1μm、内径0.32mm、長さ60m)に導入し、以下のカラム分離条件で測定を実施する。保持時間16分のピーク検出量をn-ヘキサン換算を行いろ液乾燥物200mgあたりの特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量とする。
カラム分離条件:初期温度40℃ホールド5分、250℃まで5分/分の速度で昇温、250℃で11分ホールド。圧力120Pa、パージ流量30ml/分。イオン源温度260℃、インターフェース温度260℃。
上記手順で算出したろ液乾燥物200mgあたりの特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量をろ液乾燥物全量当たりに換算し、その値をトナー10gあたりの特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量とする。
(トナー10gあたりのアルキルシラン処理シリカ粒子の含有量)
続いてトナー10gあたりのアルキルシラン処理シリカ粒子の含有量を算出する。
また、トナー中のアルキルシラン処理シリカ粒子量の分析は、以下に示す蛍光X線による測定方法により実施する。
まず、測定対象のトナー150mgを精秤し、加圧成型器で5t/cm2、1分間の加圧成型を実施し10mm径、円板状の測定試料を作製する。
次に、作製した測定試料を、波長分散型蛍光X線分析装置XRF-1500((株)島津製作所製)にて、Rhターゲット、管電圧40KV、管電流70mA、測定時間30分の測定条件にて各元素由来の発生X線量であるNet強度(kcps)値を測定する。
一方で、予め、シリカ粒子の添加量変えた6水準のトナー(添加量0.5質量%、1質量%、2質量%、5質量%、10質量%、20質量%(いずれもトナー粒子に対するシリカ粒子の添加量))とシリカ粒子添加無しのトナーとの計7水準のトナーを予め作製しておき、シリカ粒子の添加量と蛍光X線のNet強度値との相関を示す検量線を作成する。そして、近似式に基づき、測定試料のNet強度(kcps)値からトナー10gあたりのアルキルシラン処理シリカ粒子の含有量を算出する。
続いてトナー10gあたりのアルキルシラン処理シリカ粒子の含有量を算出する。
また、トナー中のアルキルシラン処理シリカ粒子量の分析は、以下に示す蛍光X線による測定方法により実施する。
まず、測定対象のトナー150mgを精秤し、加圧成型器で5t/cm2、1分間の加圧成型を実施し10mm径、円板状の測定試料を作製する。
次に、作製した測定試料を、波長分散型蛍光X線分析装置XRF-1500((株)島津製作所製)にて、Rhターゲット、管電圧40KV、管電流70mA、測定時間30分の測定条件にて各元素由来の発生X線量であるNet強度(kcps)値を測定する。
一方で、予め、シリカ粒子の添加量変えた6水準のトナー(添加量0.5質量%、1質量%、2質量%、5質量%、10質量%、20質量%(いずれもトナー粒子に対するシリカ粒子の添加量))とシリカ粒子添加無しのトナーとの計7水準のトナーを予め作製しておき、シリカ粒子の添加量と蛍光X線のNet強度値との相関を示す検量線を作成する。そして、近似式に基づき、測定試料のNet強度(kcps)値からトナー10gあたりのアルキルシラン処理シリカ粒子の含有量を算出する。
(アルキルシラン処理シリカ粒子に対する、特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量の算出)
上記手順で算出した「トナー10gあたりの特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量」及び「トナー10gあたりのアルキルシラン処理シリカ粒子の含有量」を用いて下記式によりアルキルシラン処理シリカ粒子に対する、特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量を算出し、ppmで表す。
式:アルキルシラン処理シリカ粒子に対する特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量=トナー10gあたりの直鎖状脂肪族炭化水素の含有量/トナー10gあたりのアルキルシラン処理シリカ粒子の含有量)
上記手順で算出した「トナー10gあたりの特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量」及び「トナー10gあたりのアルキルシラン処理シリカ粒子の含有量」を用いて下記式によりアルキルシラン処理シリカ粒子に対する、特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量を算出し、ppmで表す。
式:アルキルシラン処理シリカ粒子に対する特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量=トナー10gあたりの直鎖状脂肪族炭化水素の含有量/トナー10gあたりのアルキルシラン処理シリカ粒子の含有量)
-比(直鎖状脂肪族炭化水素の含有量/アルキルシランの表面処理量)-
特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量と、アルキルシランの表面処理量と、の比(直鎖状脂肪族炭化水素の含有量/アルキルシランの表面処理量)が0.0001以上0.01以下であることが好ましく、0.0003以上0.01以下であることがより好ましく、0.0003以上0.006以下であることが更に好ましい。
特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量と、アルキルシランの表面処理量と、の比(直鎖状脂肪族炭化水素の含有量/アルキルシランの表面処理量)が0.0001以上0.01以下であることが好ましく、0.0003以上0.01以下であることがより好ましく、0.0003以上0.006以下であることが更に好ましい。
比(直鎖状脂肪族炭化水素の含有量/アルキルシランの表面処理量)を0.0001以上とすることで、アルキルシラン由来のアルキル基と、特定直鎖状脂肪族炭化水素と、が十分に絡み合う程度に特定直鎖状脂肪族炭化水素が含まれると推測される。
比(直鎖状脂肪族炭化水素の含有量/アルキルシランの表面処理量)を0.01以下とすることで、アルキルシラン由来のアルキル基に対する特定直鎖状脂肪族炭化水素の量が適度な量となる。そのため特定直鎖状脂肪族炭化水素同士の立体障害が抑制され、特定直鎖状脂肪族炭化水素がアルキルシラン処理シリカ粒子表面のうち、非疎水化処理部に存在しやすくなると推測される。
そのため、特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量を上記数値範囲内とすることにより、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着がより抑制される。
比(直鎖状脂肪族炭化水素の含有量/アルキルシランの表面処理量)を0.01以下とすることで、アルキルシラン由来のアルキル基に対する特定直鎖状脂肪族炭化水素の量が適度な量となる。そのため特定直鎖状脂肪族炭化水素同士の立体障害が抑制され、特定直鎖状脂肪族炭化水素がアルキルシラン処理シリカ粒子表面のうち、非疎水化処理部に存在しやすくなると推測される。
そのため、特定直鎖状脂肪族炭化水素の含有量を上記数値範囲内とすることにより、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着がより抑制される。
アルキルシランの表面処理量は、仕込み量又は以下の通り測定できる。
測定対象であるアルキルシラン処理シリカ粒子の表面処理に使用されたアルキルシランが同定されていない場合には、熱分解GC-MS((株)島津製作所GCMS-QP2020/フロンティアラボ(株)PY2020D)を用いて表面処理に使用されたアルキルシランを同定できる。測定条件は、UltaraALLOY-5(内径0.25mm、膜厚0.25μm、長さ30m)カラムを用い、オーブン温度50℃、気化室温度310℃、分離条件は10℃/分の昇温速度で310℃まで上げ、30分ホールドする。イオン源200℃、インターフェース温度310℃とし、溶出時間1.5分以降からMSスペクトルを取得しアルキルシランを同定する。
標準試料としてアルキルシランの表面処理量が異なる表面処理シリカ粒子を用意する。標準試料の作製は、以下の手順で行う。
測定対象であるアルキルシラン処理シリカ粒子の表面処理に使用されたアルキルシランが同定されていない場合には、熱分解GC-MS((株)島津製作所GCMS-QP2020/フロンティアラボ(株)PY2020D)を用いて表面処理に使用されたアルキルシランを同定できる。測定条件は、UltaraALLOY-5(内径0.25mm、膜厚0.25μm、長さ30m)カラムを用い、オーブン温度50℃、気化室温度310℃、分離条件は10℃/分の昇温速度で310℃まで上げ、30分ホールドする。イオン源200℃、インターフェース温度310℃とし、溶出時間1.5分以降からMSスペクトルを取得しアルキルシランを同定する。
標準試料としてアルキルシランの表面処理量が異なる表面処理シリカ粒子を用意する。標準試料の作製は、以下の手順で行う。
・標準試料の作製
測定対象であるアルキルシラン処理シリカ粒子と同一粒径のゾルゲル法によって製造されたシリカ粒子を準備する。撹拌機付きオートクレーブ(容量500ml)、及び背圧弁を装備した装置を用意し、オートクレーブへシリカ粒子を投入する。その後、オートクレーブ内を液化二酸化炭素で満たす。次に、撹拌機を運転し、ヒーターにより170℃まで昇温した後、二酸化炭素ポンプにより20MPaまで昇圧する。次に、流通した超臨界二酸化炭素の流通量(積算値:標準状態の二酸化炭素の流通量として測定)が20Lとなったところで超臨界二酸化炭素の流通を停止した後、測定対象であるアルキルシラン処理シリカ粒子の表面処理に使用されたアルキルシランと同一のアルキルシランを投入する。
その後、ヒーターにより温度170℃、二酸化炭素ポンプにより、圧力20MPaを維持して、オートクレーブ内で二酸化炭素の超臨界状態を維持させつつ、撹拌機を運転させ、30分間保持した。30分保持後に再び超臨界二酸化炭素を流通させ、背圧弁より圧力を大気圧まで開放し室温まで冷却する。その後、オートクレーブより標準試料を取り出す。
上記手順で、標準試料としてアルキルシランの表面処理量が異なる表面処理シリカ粒子を作製する。具体的には、標準試料として、アルキルシランの表面処理量が0質量%,5質量%,10質量%,20質量%,30質量%,40質量%,及び50質量%の表面処理シリカ粒子を準備する(アルキルシランの表面処理量はいずれも、表面処理シリカ粒子全体の質量に対する、表面処理に使用したアルキルシランの質量である)。
測定対象であるアルキルシラン処理シリカ粒子と同一粒径のゾルゲル法によって製造されたシリカ粒子を準備する。撹拌機付きオートクレーブ(容量500ml)、及び背圧弁を装備した装置を用意し、オートクレーブへシリカ粒子を投入する。その後、オートクレーブ内を液化二酸化炭素で満たす。次に、撹拌機を運転し、ヒーターにより170℃まで昇温した後、二酸化炭素ポンプにより20MPaまで昇圧する。次に、流通した超臨界二酸化炭素の流通量(積算値:標準状態の二酸化炭素の流通量として測定)が20Lとなったところで超臨界二酸化炭素の流通を停止した後、測定対象であるアルキルシラン処理シリカ粒子の表面処理に使用されたアルキルシランと同一のアルキルシランを投入する。
その後、ヒーターにより温度170℃、二酸化炭素ポンプにより、圧力20MPaを維持して、オートクレーブ内で二酸化炭素の超臨界状態を維持させつつ、撹拌機を運転させ、30分間保持した。30分保持後に再び超臨界二酸化炭素を流通させ、背圧弁より圧力を大気圧まで開放し室温まで冷却する。その後、オートクレーブより標準試料を取り出す。
上記手順で、標準試料としてアルキルシランの表面処理量が異なる表面処理シリカ粒子を作製する。具体的には、標準試料として、アルキルシランの表面処理量が0質量%,5質量%,10質量%,20質量%,30質量%,40質量%,及び50質量%の表面処理シリカ粒子を準備する(アルキルシランの表面処理量はいずれも、表面処理シリカ粒子全体の質量に対する、表面処理に使用したアルキルシランの質量である)。
TG-DTA((株)島津製作所DTG-60)を用いて、標準試料のアルキルシラン処理量を測定し検量線を作成する。TG-DTAの測定条件は次の通りである。昇温速度10℃/分の条件で600℃まで温度を上げ、600℃で10分間ホールドする。600℃まで昇温したときの質量減少量の絶対値と180℃まで昇温したときの質量減少量の絶対値の差(すなわち、「600℃まで昇温したときの質量減少量の絶対値-180℃まで昇温したときの質量減少量の絶対値」)をアルキルシラン処理量として検量線を作成する。この検量線は、アルキルシラン処理量(すなわち、「600℃まで昇温したときの質量減少量の絶対値-180℃まで昇温したときの質量減少量の絶対値」)を縦軸とし、標準試料のアルキルシランの表面処理量を横軸とするグラフで表される。
測定対象とするトナー10gを界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の0.5%水溶液100ml中に加え、トナー分散液を得る。分散液を超音波分散器で5分間分散処理を行い、目開き0.5μmのフィルターを用いて分散液を濾過し、トナー粒子を分離する。ろ液を乾燥することでアルキルシラン処理シリカ粒子を回収する。回収したアルキルシラン処理シリカ粒子1gを100mlのメタノールで洗浄し、十分に乾燥させる。標準試料の測定と同一の条件でアルキルシラン処理量(すなわち、「600℃まで昇温したときの質量減少量の絶対値-180℃まで昇温したときの質量減少量の絶対値」)を測定し、検量線からアルキルシランの表面処理量(すなわち、アルキルシラン処理シリカ粒子全体の質量に対する、表面処理に使用したアルキルシランの質量。単位はppm。)を算出する。
(トナー粒子)
トナー粒子は、例えば、結着樹脂と、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他添加剤と、を含んで構成される。
トナー粒子は、例えば、結着樹脂と、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他添加剤と、を含んで構成される。
-結着樹脂-
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。
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。
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂が好適である。
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。
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。
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。なお、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。
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、セバシン酸等)、脂環式ジカルボン酸(例えばシクロヘキサンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等)、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。これらの中でも、多価カルボン酸としては、例えば、芳香族ジカルボン酸が好ましい。
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、例えば、脂肪族ジオール(例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ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、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等)、脂環式ジオール(例えばシクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA等)、芳香族ジオール(例えばビスフェノール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等)が挙げられる。これらの中でも、多価アルコールとしては、例えば、芳香族ジオール、脂環式ジオールが好ましく、より好ましくは芳香族ジオールである。
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。
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。
ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上80℃以下が好ましく、50℃以上65℃以下がより好ましい。
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。
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重量平均分子量(Mw)は、5000以上1000000以下が好ましく、7000以上500000以下がより好ましい。
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。
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。
ポリエステル樹脂は、周知の製造方法により得られる。具体的には、例えば、重合温度を180℃以上230℃以下とし、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合の際に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる方法により得られる。
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。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。
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。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。
結着樹脂の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、40質量%以上95質量%以下が好ましく、50質量%以上90質量%以下がより好ましく、60質量%以上85質量%以下がさらに好ましい。
-着色剤-
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。
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。
着色剤は、必要に応じて表面処理された着色剤を用いてもよく、分散剤と併用してもよい。また、着色剤は、複数種を併用してもよい。
着色剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、1質量%以上30質量%以下が好ましく、3質量%以上15質量%以下がより好ましい。
-離型剤-
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。
離型剤が炭化水素化合物を含む場合、離型剤に含まれる炭化水素化合物の炭素数は19以上であることが好ましく、22以上であることがより好ましい。
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。
離型剤が炭化水素化合物を含む場合、離型剤に含まれる炭化水素化合物の炭素数は19以上であることが好ましく、22以上であることがより好ましい。
離型剤の融解温度は、50℃以上110℃以下が好ましく、60℃以上100℃以下がより好ましい。
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。
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。
離型剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上15質量%以下がより好ましい。
-その他の添加剤-
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。
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。
-トナー粒子の特性等-
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。
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。
トナー粒子の体積平均粒径(D50v)としては、2μm以上10μm以下が好ましく、4μm以上8μm以下がより好ましい。
なお、トナー粒子の各種平均粒径、及び各種粒度分布指標は、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)を用い、電解液はISOTON-II(ベックマン・コールター社製)を使用して測定される。
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。
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。
トナー粒子の平均円形度としては、0.94以上1.00以下が好ましく、0.95以上0.98以下がより好ましい。
トナー粒子の平均円形度は、(円相当周囲長)/(周囲長)[(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)]により求められる。具体的には、次の方法で測定される値である。
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。
なお、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、超音波処理をおこなって外添剤を除去したトナー粒子を得る。
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。
なお、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、超音波処理をおこなって外添剤を除去したトナー粒子を得る。
(外添剤)
本実施形態に係るトナーは、外添剤として、アルキルシラン処理シリカ粒子以外の無機粒子を含んでもよい。
該無機粒子として、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等が挙げられる。
本実施形態に係るトナーは、外添剤として、アルキルシラン処理シリカ粒子以外の無機粒子を含んでもよい。
該無機粒子として、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等が挙げられる。
外添剤としての無機粒子の表面は、疎水化処理が施されていることがよい。疎水化処理は、例えば疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系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。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、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。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、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。
外添剤としては、樹脂粒子(ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、メラミン樹脂等の樹脂粒子)、クリーニング活剤(例えば、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の粒子)等も挙げられる。
アルキルシラン処理シリカ粒子と併用する外添剤の外添量としては、例えば、トナー粒子に対して、0質量%以上5質量%以下が好ましく、0質量%以上3質量%以下がより好ましい。
(トナーの製造方法)
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、アルキルシラン処理シリカ粒子を外添することで得られる。
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、アルキルシラン処理シリカ粒子を外添することで得られる。
トナー粒子は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法等)のいずれにより製造してもよい。トナー粒子の製法は、これらの製法に特に制限はなく、周知の製法が採用される。
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。
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。
具体的には、例えば、トナー粒子を凝集合一法により製造する場合、
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。
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。
以下、各工程の詳細について説明する。
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。
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。
-樹脂粒子分散液準備工程-
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。
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。
ここで、樹脂粒子分散液は、例えば、樹脂粒子を界面活性剤により分散媒中に分散させることにより調製する。
樹脂粒子分散液に用いる分散媒としては、例えば水系媒体が挙げられる。
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。
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。
界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤等が挙げられる。これらの中でも特に、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤が挙げられる。非イオン系界面活性剤は、アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用してもよい。
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。
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。
樹脂粒子分散液において、樹脂粒子を分散媒に分散する方法としては、例えば回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミル等の一般的な分散方法が挙げられる。また、樹脂粒子の種類によっては、例えば転相乳化法を用いて樹脂粒子分散液中に樹脂粒子を分散させてもよい。
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、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。
樹脂粒子分散液中に分散する樹脂粒子の体積平均粒径としては、例えば0.01μm以上1μm以下が好ましく、0.08μm以上0.8μm以下がより好ましく、0.1μm以上0.6μm以下がさらに好ましい。
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。
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。
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の含有量としては、例えば、5質量%以上50質量%以下が好ましく、10質量%以上40質量%以下がより好ましい。
なお、樹脂粒子分散液と同様にして、例えば、着色剤粒子分散液、離型剤粒子分散液も調製される。つまり、樹脂粒子分散液における粒子の体積平均粒径、分散媒、分散方法、及び粒子の含有量に関しては、着色剤粒子分散液中に分散する着色剤粒子、及び離型剤粒子分散液中に分散する離型剤粒子についても同様である。
-凝集粒子形成工程-
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。
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。
具体的には、例えば、混合分散液に凝集剤を添加すると共に、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、樹脂粒子のガラス転移温度(具体的には、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度-30℃以上ガラス転移温度-10℃以下)の温度に加熱し、混合分散液に分散された粒子を凝集させて、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。
凝集剤としては、例えば、混合分散液に添加される分散剤として用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩、2価以上の金属錯体が挙げられる。特に、凝集剤として金属錯体を用いた場合には、界面活性剤の使用量が低減され、帯電特性が向上する。
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。
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。
無機金属塩としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の金属塩、及び、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体等が挙げられる。
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、イミノジ酢酸(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。
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、イミノジ酢酸(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。
-融合・合一工程-
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。
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。
以上の工程を経て、トナー粒子が得られる。
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。
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。
ここで、融合・合一工程終了後は、溶液中に形成されたトナー粒子を、公知の洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て乾燥した状態のトナー粒子を得る。
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、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
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、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
そして、本実施形態に係るトナーは、例えば、得られた乾燥状態のトナー粒子に、アルキルシラン処理シリカ粒子を添加し、混合することにより製造される。混合は、例えばVブレンダー、ヘンシェルミキサー、レーディゲミキサー等によって行うことがよい。更に、必要に応じて、振動篩分機、風力篩分機等を使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。
<静電荷像現像剤>
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。
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。
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが挙げられる。キャリアとしては、例えば、磁性粉からなる芯材の表面に被覆樹脂を被覆した被覆キャリア;マトリックス樹脂中に磁性粉が分散・配合された磁性粉分散型キャリア;多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた樹脂含浸型キャリア;等が挙げられる。
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、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。
磁性粉としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物等が挙げられる。
被覆樹脂、及びマトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、スチレン-アクリル酸エステル共重合体、オルガノシロキサン結合を含んで構成され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、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
なお、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電性粒子等、その他添加剤を含ませてもよい。
導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
なお、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電性粒子等、その他添加剤を含ませてもよい。
導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
ここで、芯材の表面に被覆樹脂を被覆するには、被覆樹脂、及び必要に応じて各種添加剤を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法等が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
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、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
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、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
二成分現像剤における、トナーとキャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100乃至30:100が好ましく、3:100乃至20:100がより好ましい。
<画像形成装置/画像形成方法>
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。
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。
本実施形態に係る画像形成装置では、像保持体の表面を帯電する帯電工程と、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工程と、本実施形態に係る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工程と、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工程と、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工程と、を有する画像形成方法(本実施形態に係る画像形成方法)が実施される。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体の表面に形成されたトナー画像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;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し、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中間転写方式の装置;トナー画像の転写後、帯電前の像保持体の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えた装置;トナー画像の転写後、帯電前に像保持体の表面に除電光を照射して除電する除電手段を備える装置等の周知の画像形成装置が適用される。
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。
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。
なお、本実施形態に係る画像形成装置において、例えば、現像手段を含む部分が、画像形成装置に対して脱着されるカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。プロセスカートリッジとしては、例えば、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容した現像手段を備えるプロセスカートリッジが好適に用いられる。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
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。
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。
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの図面における上方には、各ユニットを通して中間転写体としての中間転写ベルト20が延設されている。中間転写ベルト20は、図における左から右方向に互いに離間して配置された駆動ロール22及び中間転写ベルト20内面に接する支持ロール24に巻きつけて設けられ、第1のユニット10Yから第4のユニット10Kに向う方向に走行されるようになっている。なお、支持ロール24は、図示しないバネ等により駆動ロール22から離れる方向に力が加えられており、両者に巻きつけられた中間転写ベルト20に張力が与えられている。また、中間転写ベルト20の像保持体側面には、駆動ロール22と対向して中間転写体クリーニング装置30が備えられている。
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。
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。
第1乃至第4のユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向の上流側に配設されたイエロー画像を形成する第1のユニット10Yについて代表して説明する。なお、第1のユニット10Yと同等の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を付した参照符号を付すことにより、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kの説明を省略する。
第1のユニット10Yは、像保持体として作用する感光体1Yを有している。感光体1Yの周囲には、感光体1Yの表面を予め定められた電位に帯電させる帯電ロール(帯電手段の一例)2Y、帯電された表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線3Yによって露光して静電荷像を形成する露光装置(静電荷像形成手段の一例)3、静電荷像に帯電したトナーを供給して静電荷像を現像する現像装置(現像手段の一例)4Y、現像したトナー画像を中間転写ベルト20上に転写する一次転写ロール5Y(一次転写手段の一例)、及び一次転写後に感光体1Yの表面に残存するトナーを除去する感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)6Yが順に配置されている。
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。
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。
以下、第1ユニット10Yにおいてイエロー画像を形成する動作について説明する。
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。
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。
静電荷像とは、帯電によって感光体1Yの表面に形成される像であり、レーザ光線3Yによって、感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体1Yの表面の帯電した電荷が流れ、一方、レーザ光線3Yが照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
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。
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。
現像装置4Y内には、例えば、少なくともイエロートナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤が収容されている。イエロートナーは、現像装置4Yの内部で攪拌されることで摩擦帯電し、感光体1Y上に帯電した帯電荷と同極性(負極性)の電荷を有して現像剤ロール(現像剤保持体の一例)上に保持されている。そして感光体1Yの表面が現像装置4Yを通過していくことにより、感光体1Y表面上の除電された潜像部にイエロートナーが静電的に付着し、潜像がイエロートナーによって現像される。イエローのトナー画像が形成された感光体1Yは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体1Y上に現像されたトナー画像が予め定められた一次転写位置へ搬送される。
感光体1Y上のイエロートナー画像が一次転写へ搬送されると、一次転写ロール5Yに一次転写バイアスが印加され、感光体1Yから一次転写ロール5Yに向う静電気力がトナー画像に作用され、感光体1Y上のトナー画像が中間転写ベルト20上に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(-)と逆極性の(+)極性であり、例えば第1ユニット10Yでは制御部に(図示せず)よって+10μAに制御されている。
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。
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。
また、第2のユニット10M以降の一次転写ロール5M、5C、5Kに印加される一次転写バイアスも、第1のユニットに準じて制御されている。
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。
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。
第1乃至第4のユニットを通して4色のトナー画像が多重転写された中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20と中間転写ベルト内面に接する支持ロール24と中間転写ベルト20の像保持面側に配置された二次転写ロール(二次転写手段の一例)26とから構成された二次転写部へと至る。一方、記録紙(記録媒体の一例)Pが供給機構を介して二次転写ロール26と中間転写ベルト20とが接触した隙間に予め定められたタイミングで給紙され、二次転写バイアスが支持ロール24に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(-)と同極性の(-)極性であり、中間転写ベルト20から記録紙Pに向う静電気力がトナー画像に作用され、中間転写ベルト20上のトナー画像が記録紙P上に転写される。なお、この際の二次転写バイアスは二次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段(図示せず)により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、電圧制御されている。
この後、記録紙Pは定着装置(定着手段の一例)28における一対の定着ロールの圧接部(ニップ部)へと送り込まれトナー画像が記録紙P上へ定着され、定着画像が形成される。
トナー画像を転写する記録紙Pとしては、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普通紙が挙げられる。記録媒体は記録紙P以外にも、OHPシート等も挙げられる。
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。
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。
カラー画像の定着が完了した記録紙Pは、排出部へ向けて搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了される。
<プロセスカートリッジ/トナーカートリッジ>
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。
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。
なお、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、上記構成に限られず、現像装置と、その他、必要に応じて、例えば、像保持体、帯電手段、静電荷像形成手段、及び転写手段等のその他手段から選択される少なくとも一つと、を備える構成であってもよい。
以下、本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図2は、本実施形態に係るプロセスカートリッジを示す概略構成図である。
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。
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。
次に、本実施形態に係るトナーカートリッジについて説明する。
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。
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。
なお、図1に示す画像形成装置は、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kの着脱される構成を有する画像形成装置であり、現像装置4Y、4M、4C、4Kは、各々の現像装置(色)に対応したトナーカートリッジと、図示しないトナー供給管で接続されている。また、トナーカートリッジ内に収容されているトナーが少なくなった場合には、このトナーカートリッジが交換される。
以下に実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」はすべて質量基準である。
<トナー粒子の作製>
[非晶性ポリエステル樹脂分散液(A1)の作製]
・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
上記の材料を反応容器に入れ、1時間かけて温度200℃まで上げ、反応系内が均一に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。生成する水を留去しながら6時間かけて240℃まで温度を上げ、240℃で4時間攪拌を継続し、非晶性ポリエステル樹脂(酸価9.4mgKOH/g、重量平均分子量13,000、ガラス転移温度62℃)を得た。非晶性ポリエステル樹脂を溶融状態のまま、乳化分散機(キャビトロンCD1010、ユーロテック社)に毎分100gの速度で移送した。別途、試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈した0.37%濃度の希アンモニア水をタンクに入れ、熱交換器で120℃に加熱しながら毎分0.1リットルの速度で非晶性ポリエステル樹脂と同時に乳化分散機に移送した。乳化分散機を回転子の回転速度60Hz、圧力5kg/cm2の条件で運転し、体積平均粒径160nm、固形分20%の非晶性ポリエステル樹脂分散液(A1)を得た。
[非晶性ポリエステル樹脂分散液(A1)の作製]
・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
上記の材料を反応容器に入れ、1時間かけて温度200℃まで上げ、反応系内が均一に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。生成する水を留去しながら6時間かけて240℃まで温度を上げ、240℃で4時間攪拌を継続し、非晶性ポリエステル樹脂(酸価9.4mgKOH/g、重量平均分子量13,000、ガラス転移温度62℃)を得た。非晶性ポリエステル樹脂を溶融状態のまま、乳化分散機(キャビトロンCD1010、ユーロテック社)に毎分100gの速度で移送した。別途、試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈した0.37%濃度の希アンモニア水をタンクに入れ、熱交換器で120℃に加熱しながら毎分0.1リットルの速度で非晶性ポリエステル樹脂と同時に乳化分散機に移送した。乳化分散機を回転子の回転速度60Hz、圧力5kg/cm2の条件で運転し、体積平均粒径160nm、固形分20%の非晶性ポリエステル樹脂分散液(A1)を得た。
[結晶性ポリエステル樹脂分散液(C1)の作製]
・デカン二酸 :81部
・ヘキサンジオール:47部
上記の材料を反応容器に入れ、1時間かけて温度160℃まで上げ、反応系内が均一に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0.03部投入した。生成する水を留去しながら6時間かけて200℃まで温度を上げ、200℃で4時間攪拌を継続した。次いで、反応液を冷却し、固液分離を行い、固形物を温度40℃/減圧下で乾燥し、結晶性ポリエステル樹脂(C1)(融点64℃、重量平均分子量15,000)を得た。
・デカン二酸 :81部
・ヘキサンジオール:47部
上記の材料を反応容器に入れ、1時間かけて温度160℃まで上げ、反応系内が均一に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0.03部投入した。生成する水を留去しながら6時間かけて200℃まで温度を上げ、200℃で4時間攪拌を継続した。次いで、反応液を冷却し、固液分離を行い、固形物を温度40℃/減圧下で乾燥し、結晶性ポリエステル樹脂(C1)(融点64℃、重量平均分子量15,000)を得た。
・結晶性ポリエステル樹脂(C1) :50部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):2部
・イオン交換水 :200部
上記の材料を120℃に加熱して、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50、IKA社)で十分に分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理した。体積平均粒径が180nmになったところで回収し、固形分20%の結晶性ポリエステル樹脂分散液(C1)を得た。
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):2部
・イオン交換水 :200部
上記の材料を120℃に加熱して、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50、IKA社)で十分に分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理した。体積平均粒径が180nmになったところで回収し、固形分20%の結晶性ポリエステル樹脂分散液(C1)を得た。
[離型剤粒子分散液(W1)の作製]
・パラフィンワックス(日本精蝋(株)製 HNP-9) :100部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):1部
・イオン交換水 :350部
上記の材料を混合して100℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径200nmの離型剤粒子が分散した離型剤粒子分散液を得た。この離型剤粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調製して、離型剤粒子分散液(W1)とした。
・パラフィンワックス(日本精蝋(株)製 HNP-9) :100部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):1部
・イオン交換水 :350部
上記の材料を混合して100℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径200nmの離型剤粒子が分散した離型剤粒子分散液を得た。この離型剤粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調製して、離型剤粒子分散液(W1)とした。
[着色剤粒子分散液(C1)の作製]
・シアン顔料(ピグメントブルー15:3、大日精化工業) :50部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):5部
・イオン交換水 :195部
上記の材料を混合し、高圧衝撃式分散機(アルティマイザーHJP30006、スギノマシン社)を用いて60分間分散処理し、固形分量20%の着色剤粒子分散液(C1)を得た。
・シアン顔料(ピグメントブルー15:3、大日精化工業) :50部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):5部
・イオン交換水 :195部
上記の材料を混合し、高圧衝撃式分散機(アルティマイザーHJP30006、スギノマシン社)を用いて60分間分散処理し、固形分量20%の着色剤粒子分散液(C1)を得た。
[トナー粒子の作製]
・イオン交換水 :200部
・非晶性ポリエステル樹脂分散液(A1) :150部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液(C1) :10部
・離型剤粒子分散液(W1) :10部
・着色剤粒子分散液(C1) :15部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower):2.8部
上記の材料を反応容器に入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを3.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム(王子製紙(株)製、30%粉末品)2部をイオン交換水30部に溶解させたポリ塩化アルミニウム水溶液を添加した。ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて30℃において分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し、体積平均粒径が4.9μmとなるまで保持した。次いで、非晶性ポリエステル樹脂分散液(A1)60部を追加し30分間保持した。次いで、体積平均粒径5.2μmとなったところで、さらに非晶性ポリエステル樹脂分散液(A1)60部を追加し30分間保持した。続いて、10%のNTA(ニトリロ三酢酸)金属塩水溶液(キレスト70、キレスト株式会社製)20部を加え、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを9.0に調整した。次いで、アニオン性界面活性剤(TaycaPower)1部を投入して攪拌を継続しながら85℃まで加熱し、5時間保持した。次いで、20℃/分の速度で20℃まで冷却した。次いで、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径5.7μm、平均円形度0.971のトナー粒子を得た。
・イオン交換水 :200部
・非晶性ポリエステル樹脂分散液(A1) :150部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液(C1) :10部
・離型剤粒子分散液(W1) :10部
・着色剤粒子分散液(C1) :15部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower):2.8部
上記の材料を反応容器に入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを3.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム(王子製紙(株)製、30%粉末品)2部をイオン交換水30部に溶解させたポリ塩化アルミニウム水溶液を添加した。ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて30℃において分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し、体積平均粒径が4.9μmとなるまで保持した。次いで、非晶性ポリエステル樹脂分散液(A1)60部を追加し30分間保持した。次いで、体積平均粒径5.2μmとなったところで、さらに非晶性ポリエステル樹脂分散液(A1)60部を追加し30分間保持した。続いて、10%のNTA(ニトリロ三酢酸)金属塩水溶液(キレスト70、キレスト株式会社製)20部を加え、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを9.0に調整した。次いで、アニオン性界面活性剤(TaycaPower)1部を投入して攪拌を継続しながら85℃まで加熱し、5時間保持した。次いで、20℃/分の速度で20℃まで冷却した。次いで、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径5.7μm、平均円形度0.971のトナー粒子を得た。
<アルキルシラン処理シリカ粒子の作製>
(アルキルシラン処理シリカ粒子(S1))
-シリカ母粒子の作製-
撹拌機、滴下ノズル、温度計を装備した1.5Lのガラス製反応容器にメタノール255部、10%アンモニア水41部を添加して混合し、混合液を得た。この混合液を25℃に調整した後、攪拌しながらテトラメトキシシラン150部と3.8%アンモニア水79部を、同時に添加を開始し、60分かけて滴下を行い、親水性シリカ粒子分散液420部を得た。
その後、親水性シリカ粒子分散液にメタノール420部加え、60℃で攪拌しながら加熱し、分散液の質量が420部になるまで濃縮した。その操作を更に2回繰り返し、濃縮分散液を得た。濃縮分散液中におけるシリカ重量比が50%、濃縮分散液中のアルコールに対する水の重量比が0となるように調整し、シリカ母粒子分散液を得た。
(アルキルシラン処理シリカ粒子(S1))
-シリカ母粒子の作製-
撹拌機、滴下ノズル、温度計を装備した1.5Lのガラス製反応容器にメタノール255部、10%アンモニア水41部を添加して混合し、混合液を得た。この混合液を25℃に調整した後、攪拌しながらテトラメトキシシラン150部と3.8%アンモニア水79部を、同時に添加を開始し、60分かけて滴下を行い、親水性シリカ粒子分散液420部を得た。
その後、親水性シリカ粒子分散液にメタノール420部加え、60℃で攪拌しながら加熱し、分散液の質量が420部になるまで濃縮した。その操作を更に2回繰り返し、濃縮分散液を得た。濃縮分散液中におけるシリカ重量比が50%、濃縮分散液中のアルコールに対する水の重量比が0となるように調整し、シリカ母粒子分散液を得た。
-アルキルシラン処理-
シリカ母粒子分散液を、下記に示すようにして、溶媒除去処理とともにアルキルシラン処理を行った。
撹拌機付きオートクレーブ(容量500ml)、背圧弁を装備した装置を用意し、オートクレーブへシリカ母粒子分散液を400部投入した。その後、オートクレーブ内を液化二酸化炭素で満たした。次に、撹拌機を200rpmで運転し、ヒーターにより150℃まで昇温した後、二酸化炭素ポンプにより20MPaまで昇圧した。これにより、オートクレーブ内に、超臨界二酸化炭素を流通させ、シリカ母粒子分散液の溶媒除去を行った。トラップ装置は冷媒により0℃に保たれており、除去された溶媒を二酸化炭素から分離することができるようにした。二酸化炭素はガス流量計で流量を計測した。
次に、流通した超臨界二酸化炭素の流通量(積算値:標準状態の二酸化炭素の流通量として測定)が20Lとなったところで超臨界二酸化炭素の流通を停止した後、アルキルシランとしてトリメチルメトキシシランをアルキルシラン処理シリカ粒子のアルキルシランの表面処理量が25質量%となるように投入した。次いで、特定直鎖状脂肪族炭化水素としてn-ヘキサデカンをアルキルシラン処理シリカ粒子全体の質量に対する特定分岐状脂肪族炭化水素の含有量が300ppmとなるように投入した。
その後、ヒーターにより温度150℃、二酸化炭素ポンプにより、圧力20MPaを維持して、オートクレーブ内で二酸化炭素の超臨界状態を維持させつつ、撹拌機を200rpmで運転させ、疎水化処理時間として30分間保持した。30分保持後に再び超臨界二酸化炭素を流通させ、背圧弁より圧力を大気圧まで開放し室温まで冷却した。その後、オートクレーブよりアルキルシラン処理シリカ粒子(S1)を取り出した。得られたアルキルシラン処理シリカ粒子(S1)の粒径は50nmであった。
シリカ母粒子分散液を、下記に示すようにして、溶媒除去処理とともにアルキルシラン処理を行った。
撹拌機付きオートクレーブ(容量500ml)、背圧弁を装備した装置を用意し、オートクレーブへシリカ母粒子分散液を400部投入した。その後、オートクレーブ内を液化二酸化炭素で満たした。次に、撹拌機を200rpmで運転し、ヒーターにより150℃まで昇温した後、二酸化炭素ポンプにより20MPaまで昇圧した。これにより、オートクレーブ内に、超臨界二酸化炭素を流通させ、シリカ母粒子分散液の溶媒除去を行った。トラップ装置は冷媒により0℃に保たれており、除去された溶媒を二酸化炭素から分離することができるようにした。二酸化炭素はガス流量計で流量を計測した。
次に、流通した超臨界二酸化炭素の流通量(積算値:標準状態の二酸化炭素の流通量として測定)が20Lとなったところで超臨界二酸化炭素の流通を停止した後、アルキルシランとしてトリメチルメトキシシランをアルキルシラン処理シリカ粒子のアルキルシランの表面処理量が25質量%となるように投入した。次いで、特定直鎖状脂肪族炭化水素としてn-ヘキサデカンをアルキルシラン処理シリカ粒子全体の質量に対する特定分岐状脂肪族炭化水素の含有量が300ppmとなるように投入した。
その後、ヒーターにより温度150℃、二酸化炭素ポンプにより、圧力20MPaを維持して、オートクレーブ内で二酸化炭素の超臨界状態を維持させつつ、撹拌機を200rpmで運転させ、疎水化処理時間として30分間保持した。30分保持後に再び超臨界二酸化炭素を流通させ、背圧弁より圧力を大気圧まで開放し室温まで冷却した。その後、オートクレーブよりアルキルシラン処理シリカ粒子(S1)を取り出した。得られたアルキルシラン処理シリカ粒子(S1)の粒径は50nmであった。
(アルキルシラン処理シリカ粒子(S2)~(S20))
アルキルシランの種類及び直鎖状脂肪族炭化水素の種類を表1の通りとしたこと、アルキルシランの添加量をアルキルシラン処理シリカ粒子のアルキルシランの表面処理量が表1の通りになる様にしたこと、並びに、直鎖状脂肪族炭化水素の添加量をアルキルシラン処理シリカ粒子全体の質量に対する直鎖状脂肪族炭化水素の含有量が表1の通りになる様にしたこと以外はアルキルシラン処理シリカ粒子(S1)の作製手順と同一の手順でアルキルシラン処理シリカ粒子を得た。
アルキルシランの種類及び直鎖状脂肪族炭化水素の種類を表1の通りとしたこと、アルキルシランの添加量をアルキルシラン処理シリカ粒子のアルキルシランの表面処理量が表1の通りになる様にしたこと、並びに、直鎖状脂肪族炭化水素の添加量をアルキルシラン処理シリカ粒子全体の質量に対する直鎖状脂肪族炭化水素の含有量が表1の通りになる様にしたこと以外はアルキルシラン処理シリカ粒子(S1)の作製手順と同一の手順でアルキルシラン処理シリカ粒子を得た。
(アルキルシラン処理シリカ粒子(S21))
-シリカ母粒子作製-において、10%アンモニア水の添加量を39質量部、テトラメトキシシランの添加量を140質量部に変えること以外はアルキルシラン処理シリカ粒子(S1)の作製手順と同一の手段でアルキルシラン処理シリカ粒子を得た。得られたシリカ粒子(S21)の粒径は30nmであった
-シリカ母粒子作製-において、10%アンモニア水の添加量を39質量部、テトラメトキシシランの添加量を140質量部に変えること以外はアルキルシラン処理シリカ粒子(S1)の作製手順と同一の手段でアルキルシラン処理シリカ粒子を得た。得られたシリカ粒子(S21)の粒径は30nmであった
<実施例1:トナー及び現像剤の作製>
トナー粒子100部に、アルキルシラン処理シリカ粒子(S1)2部を添加し、ヘンシェルミキサーで撹拌周速30m/secで15分間混合し、トナーを得た。
トナー粒子100部に、アルキルシラン処理シリカ粒子(S1)2部を添加し、ヘンシェルミキサーで撹拌周速30m/secで15分間混合し、トナーを得た。
そして、得られた各トナーと下記の樹脂被覆キャリアとを、トナー:キャリア=8:92(質量比)の割合でVブレンダーに入れ、20分間撹拌し、現像剤を得た。
-キャリア-
・Mn-Mg-Sr系フェライト粒子(平均粒径40μm):100部
・トルエン : 14部
・ポリメタクリル酸メチル : 2部
・カーボンブラック(VXC72:キャボット製) :0.12部
フェライト粒子を除く上記材料とガラスビーズ(直径1mm、トルエンと同量)とを混
合し、関西ペイント社製サンドミルを用いて回転速度1200rpmで30分間撹拌し、分散液を得た。この分散液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダーに入れ、撹拌しながら減圧し乾燥させることにより、樹脂被覆キャリアを得た。
・Mn-Mg-Sr系フェライト粒子(平均粒径40μm):100部
・トルエン : 14部
・ポリメタクリル酸メチル : 2部
・カーボンブラック(VXC72:キャボット製) :0.12部
フェライト粒子を除く上記材料とガラスビーズ(直径1mm、トルエンと同量)とを混
合し、関西ペイント社製サンドミルを用いて回転速度1200rpmで30分間撹拌し、分散液を得た。この分散液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダーに入れ、撹拌しながら減圧し乾燥させることにより、樹脂被覆キャリアを得た。
<実施例2~18、比較例1~3>
トナー粒子に添加したアルキルシラン処理シリカ粒子の種類を表2の通りに変更したこと以外は実施例1と同一の手順でトナー及び現像剤を得た。
トナー粒子に添加したアルキルシラン処理シリカ粒子の種類を表2の通りに変更したこと以外は実施例1と同一の手順でトナー及び現像剤を得た。
<評価>
ATCセンサーを装備した画像形成装置DCC400(富士フイルムビジネスイノベーション社製)に、各例で得た現像剤を仕込み、21℃、10%RHの環境下で画像濃度(画像濃度とは、画像中におけるトナーが付着している割合)1%のチャート画像(1本線の画像。以下同様とする。)をA4サイズの紙(富士フイルムビジネスイノベーション(株)製、J紙)に10000枚印刷した。その後、28℃、85%RHの環境下で画像形成装置を7日間放置した。放置後、画像濃度1%のチャート画像を30枚印刷し、印刷した画像を下記評価基準により評価した。
評価基準は、G1~G3が許容範囲である。
ATCセンサーを装備した画像形成装置DCC400(富士フイルムビジネスイノベーション社製)に、各例で得た現像剤を仕込み、21℃、10%RHの環境下で画像濃度(画像濃度とは、画像中におけるトナーが付着している割合)1%のチャート画像(1本線の画像。以下同様とする。)をA4サイズの紙(富士フイルムビジネスイノベーション(株)製、J紙)に10000枚印刷した。その後、28℃、85%RHの環境下で画像形成装置を7日間放置した。放置後、画像濃度1%のチャート画像を30枚印刷し、印刷した画像を下記評価基準により評価した。
評価基準は、G1~G3が許容範囲である。
-評価基準-
G1:ルーペを用いて観察しても、30枚の白紙すべてに非画像部へのトナーの飛び散りは観察されない良好な画像である
G2:ルーペを用いて観察すると、5枚以下の白紙に非画像部へのトナーの飛び散りが観察されるが、問題のない良好な画像である
G2.5:ルーペを用いて観察すると、6枚以上10枚以下の白紙に非画像部へのトナーの飛び散りが観察されるが、問題のない画像である。
G3:ルーペを用いて観察すると、11枚以上15枚以下の白紙に非画像部へのトナーの飛び散りが観察されるが、許容範囲内である。
G4:目視で5枚以下の白紙に非画像部へのトナーの飛び散りが見られるが、許容できないレベルである
G5:目視で6枚以上の白紙に非画像部へのトナーの飛び散りが観察され、許容できないレベルである。
G1:ルーペを用いて観察しても、30枚の白紙すべてに非画像部へのトナーの飛び散りは観察されない良好な画像である
G2:ルーペを用いて観察すると、5枚以下の白紙に非画像部へのトナーの飛び散りが観察されるが、問題のない良好な画像である
G2.5:ルーペを用いて観察すると、6枚以上10枚以下の白紙に非画像部へのトナーの飛び散りが観察されるが、問題のない画像である。
G3:ルーペを用いて観察すると、11枚以上15枚以下の白紙に非画像部へのトナーの飛び散りが観察されるが、許容範囲内である。
G4:目視で5枚以下の白紙に非画像部へのトナーの飛び散りが見られるが、許容できないレベルである
G5:目視で6枚以上の白紙に非画像部へのトナーの飛び散りが観察され、許容できないレベルである。
表2中、「-」は直鎖状脂肪族炭化水素を含有しないことを意味する。
表2中の記載の説明を下記に記載する。
・アルキルシランの種類、及び直鎖状脂肪族炭化の種類の略称:表1におけるものと同義である。
・直鎖状脂肪族炭化水素の下欄に記載の「シリカ粒子に対する含有量(%)」:アルキルシラン処理シリカ粒子全体に対する、直鎖状脂肪族炭化水素の含有量を意味する。
・比(HCの量/AlSiの量):直鎖状脂肪族炭化水素の含有量と、アルキルシランの表面処理量と、の比(直鎖状脂肪族炭化水素の含有量/アルキルシランの表面処理量)を意味する。
表2中の記載の説明を下記に記載する。
・アルキルシランの種類、及び直鎖状脂肪族炭化の種類の略称:表1におけるものと同義である。
・直鎖状脂肪族炭化水素の下欄に記載の「シリカ粒子に対する含有量(%)」:アルキルシラン処理シリカ粒子全体に対する、直鎖状脂肪族炭化水素の含有量を意味する。
・比(HCの量/AlSiの量):直鎖状脂肪族炭化水素の含有量と、アルキルシランの表面処理量と、の比(直鎖状脂肪族炭化水素の含有量/アルキルシランの表面処理量)を意味する。
上記結果から、本実施例のトナーは、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着を抑制することがわかる。
(((1))) アルキルシラン処理シリカ粒子と、
炭素数が10以上18以下である直鎖状脂肪族炭化水素と、
トナー粒子と、を含む静電荷像現像用トナー。
(((2))) 前記アルキルシランが下記式(1)、下記式(2)及び下記式(3)で表されるアルキルシランからなる群から選択される少なくとも1種である(((1)))に記載の静電荷像現像用トナー。
炭素数が10以上18以下である直鎖状脂肪族炭化水素と、
トナー粒子と、を含む静電荷像現像用トナー。
(((2))) 前記アルキルシランが下記式(1)、下記式(2)及び下記式(3)で表されるアルキルシランからなる群から選択される少なくとも1種である(((1)))に記載の静電荷像現像用トナー。
(式(1)~式(3)中、R1~R12は、それぞれ独立して、炭素数1以上3以下のアルキル基を示す。)
(((3))) 前記アルキルシランのアルキル基が全てメチル基である(((2)))に記載の静電荷像現像用トナー。
(((4))) 前記直鎖状脂肪族炭化水素が直鎖状アルカンである(((1)))~(((3)))のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
(((5))) 前記直鎖状アルカンの炭素数が10以上16以下である(((4)))に記載の静電荷像現像用トナー。
(((6))) 前記直鎖状脂肪族炭化水素の含有量が、前記シリカ粒子全体に対して、50ppm以上1000ppm以下である(((1)))~(((5)))のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
(((7))) 前記直鎖状脂肪族炭化水素の含有量と、前記アルキルシランの表面処理量と、の比(直鎖状脂肪族炭化水素の含有量/アルキルシランの表面処理量)が0.0001以上0.01以下である(((1)))~(((6)))のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
(((8))) 前記直鎖状脂肪族炭化水素がシリカ粒子に含まれる(((1)))~(((7)))のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
(((9))) (((1)))~(((8)))のいずれか1つ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つ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。
(((3))) 前記アルキルシランのアルキル基が全てメチル基である(((2)))に記載の静電荷像現像用トナー。
(((4))) 前記直鎖状脂肪族炭化水素が直鎖状アルカンである(((1)))~(((3)))のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
(((5))) 前記直鎖状アルカンの炭素数が10以上16以下である(((4)))に記載の静電荷像現像用トナー。
(((6))) 前記直鎖状脂肪族炭化水素の含有量が、前記シリカ粒子全体に対して、50ppm以上1000ppm以下である(((1)))~(((5)))のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
(((7))) 前記直鎖状脂肪族炭化水素の含有量と、前記アルキルシランの表面処理量と、の比(直鎖状脂肪族炭化水素の含有量/アルキルシランの表面処理量)が0.0001以上0.01以下である(((1)))~(((6)))のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
(((8))) 前記直鎖状脂肪族炭化水素がシリカ粒子に含まれる(((1)))~(((7)))のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
(((9))) (((1)))~(((8)))のいずれか1つ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つ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。
(((1)))又は(((2)))に係る発明によれば、アルキルシラン処理シリカ粒子と、トナー粒子と、を含む静電荷像現像用トナーにおいて、炭素数が10未満である直鎖状脂肪族炭化水素又は炭素数が18を超える直鎖状脂肪族炭化水素を含む場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着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、アルキルシランのアルキル基が全てメチル基である場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着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、直鎖状脂肪族炭化水素が直鎖状アルカンでない場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
(((5)))に係る発明によれば、直鎖状アルカンの炭素数が10未満又は16を超える場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着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、アルキルシランのアルキル基が全てメチル基である場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着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、直鎖状脂肪族炭化水素が直鎖状アルカンでない場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
(((5)))に係る発明によれば、直鎖状アルカンの炭素数が10未満又は16を超える場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
(((6)))に係る発明によれば、直鎖状脂肪族炭化水素の含有量が、前記シリカ粒子全体に対して、50ppm未満又は1000ppmを超える場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着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、直鎖状脂肪族炭化水素の含有量と、前記アルキルシランの表面処理量と、の比(直鎖状脂肪族炭化水素の含有量/アルキルシランの表面処理量)が0.0001未満又は0.01を超える場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
(((8)))に係る発明によれば、直鎖状脂肪族炭化水素がシリカ粒子以外に含まれる場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
(((9)))、(((10)))、(((11)))又は(((12)))に係る発明によれば、アルキルシラン処理シリカ粒子と、トナー粒子と、を含む静電荷像現像用トナーにおいて、炭素数が10未満である直鎖状脂肪族炭化水素又は炭素数が18を超える直鎖状脂肪族炭化水素を含む場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着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、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ又は画像形成装置が提供される。
(((7)))に係る発明によれば、直鎖状脂肪族炭化水素の含有量と、前記アルキルシランの表面処理量と、の比(直鎖状脂肪族炭化水素の含有量/アルキルシランの表面処理量)が0.0001未満又は0.01を超える場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
(((8)))に係る発明によれば、直鎖状脂肪族炭化水素がシリカ粒子以外に含まれる場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
(((9)))、(((10)))、(((11)))又は(((12)))に係る発明によれば、アルキルシラン処理シリカ粒子と、トナー粒子と、を含む静電荷像現像用トナーにおいて、炭素数が10未満である直鎖状脂肪族炭化水素又は炭素数が18を超える直鎖状脂肪族炭化水素を含む場合と比較して、常温低湿環境下で連続して低画像密度の画像を形成した後、高温高湿環境下で保管され、続いて高画像密度の画像を形成する場合の非画像部へのトナーの付着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、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ又は画像形成装置が提供される。
1Y、1M、1C、1K 感光体(像保持体の一例)
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)
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 (12)
- アルキルシラン処理シリカ粒子と、
炭素数が10以上18以下である直鎖状脂肪族炭化水素と、
トナー粒子と、を含む静電荷像現像用トナー。 - 前記アルキルシランが下記式(1)、下記式(2)及び下記式(3)で表されるアルキルシランからなる群から選択される少なくとも1種である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
(式(1)~式(3)中、R1~R12は、それぞれ独立して、炭素数1以上3以下のアルキル基を示す。) - 前記アルキルシランのアルキル基が全てメチル基である請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記直鎖状脂肪族炭化水素が直鎖状アルカンである請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記直鎖状アルカンの炭素数が10以上16以下である請求項4に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記直鎖状脂肪族炭化水素の含有量が、前記シリカ粒子全体に対して、50ppm以上1000ppm以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記直鎖状脂肪族炭化水素の含有量と、前記アルキルシランの表面処理量と、の比(直鎖状脂肪族炭化水素の含有量/アルキルシランの表面処理量)が0.0001以上0.01以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記直鎖状脂肪族炭化水素がシリカ粒子に含まれる請求項1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。
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