JP4606483B2 - トナー、トナーの製造方法、現像剤、現像方法および画像形成方法 - Google Patents
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Description
球形化処理することなく得られた第1トナー粒子群と、第1トナー粒子群よりも体積平均粒子径が大きく、球形化処理することで得られた第2トナー粒子群とが混合されて構成され、
第2トナー粒子群は、第1トナー粒子群100重量部に対して5重量部以上70重量部以下の重量比の範囲で含まれ、
結着樹脂の酸価は、5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下であり、
離型剤の酸価は、4mgKOH/g未満であり、
トナー表面の離型剤の露出量は、トナー全量の0.5重量%以上2.5重量%以下であることを特徴とするトナーである。
また本発明は、トナー表面の少なくとも一部がカプセル化されることを特徴とする。
外添剤は、トナー表面積の50%以上120%未満を被覆することを特徴とする。
少なくとも、結着樹脂、着色剤および離型剤を含む樹脂組成物を粉砕して、第1粉砕物と、第1粉砕物より体積平均粒子径の大きい第2粉砕物とを作製する粉砕工程と、
第1粉砕物を分級して第1トナー粒子群を作製する第1分級工程と、
第2粉砕物を分級して、第1トナー粒子群より体積平均粒子径の大きい第2トナー粒子群を作製する第2分級工程と、
第1トナー粒子群と第2トナー粒子群とを混合する混合工程とを含み、
第2粉砕物および第2トナー粒子群の少なくとも一方が球形化処理されることを特徴とするトナーの製造方法である。
また本発明は、前記樹脂組成物は、離型剤を、結着樹脂100重量部に対して2.5重量部以上6.0重量部以下の割合で含むことを特徴とする。
また本発明は、前記トナーとキャリアとを含む2成分現像剤であることを特徴とする。
前記現像剤を用いて、像担持体に形成された潜像を現像してトナー像を形成する工程とを含むことを特徴とする画像形成方法である。
また、結着樹脂の酸価は、5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下である。結着樹脂の酸価が5mgKOH/g未満であると、結着樹脂の酸価が5mgKOH/g以上である場合と比較して、結着樹脂と離型剤との親和性が大きくなるので、定着の際に離型剤がトナー表面に溶出しにくくなり、定着不良として高温オフセットが発生しやすくなる。結着樹脂の酸価が30mgKOH/gを超えると、結着樹脂の酸価が30mgKOH/g以下の場合より、トナー表面に残存する親水性の官能基が多くなり、水分を吸収しやすくなるので、高湿条件下においてトナー帯電量が低下し、帯電安定性が損なわれるおそれがある。また、結着樹脂中における離型剤の分散性が低下しやすくなるので、トナーの製造の際に混練が不充分である場合には、トナー表面の離型剤の分散径が大きくなる可能性がある。結着樹脂の酸価が5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下であることによって、トナー粒子中での離型剤の分散性を所望の範囲にする、具体的には、トナー表面の離型剤の分散径を300nm未満に安定してすることができ、高湿条件下でのトナー帯電量の低下を抑えることができ、定着性が良好になるように結着樹脂と離型剤との親和性を制御することができる。したがって、帯電安定性をより一層良好にすることができ、かつ、より良好な定着性を有することができるので、長期間にわたって高精細で高解像度の高画質画像をより一層安定して形成することができる。
また、トナーは、球形化処理することなく得られた第1トナー粒子群と、第1トナー粒子群よりも体積平均粒子径が大きく、球形化処理することで得られた第2トナー粒子群とが混合されて構成され、第2トナー粒子群は、第1トナー粒子群100重量部に対して5重量部以上70重量部以下の重量比の範囲で含まれる。
また本発明によれば、前記樹脂組成物は、離型剤を、結着樹脂100重量部に対して2.5重量部以上6.0重量部以下の割合で含む。
本発明の第1の実施形態であるトナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤および離型剤を含む。離型剤の酸価は、4mgKOH/g未満であり、トナー表面の離型剤の露出量は、トナー全量の0.5重量%以上2.5重量%以下である。
結着樹脂としては、特に限定されるものではなく、ブラックトナー用の結着樹脂またはカラートナー用の結着樹脂を使用することができ、たとえば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレンおよびスチレン−アクリル酸エステル共重合樹脂などのスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン、ならびにエポキシ樹脂などが挙げられる。また、結着樹脂として、原料モノマー混合物に離型剤を混合し、重合反応させて得られる樹脂を用いてもよく、この場合、ポリエステル樹脂を含むことが好ましい。結着樹脂にポリエステル樹脂を含むことによって、離型剤の分散状態制御性を向上させ、より一層優れた定着性を有するトナーを得ることができる。またトナーに優れた耐久性と透明性とを付与することができる。結着樹脂は1種を単独で使用でき、または2種以上を併用できる。
ヒドロキシフェニル)プロパンが挙げられる。多価アルコール類は、1種を単独で使用し
てもよく、また2種以上を併用して使用してもよい。
着色剤としては、たとえば、イエロートナー用着色剤、マゼンタトナー用着色剤、シアントナー用着色剤およびブラックトナー用着色剤などが挙げられる。
離型剤としては、特に限定されるものではなく、公知のものを使用することができ、たとえば、パラフィンワックスおよびその誘導体、ならびにマイクロクリスタリンワックスおよびその誘導体などの石油系ワックス、フィッシャートロプシュワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、低分子ポリプロピレンワックスおよびその誘導体、ならびにポリオレフィン系重合体ワックスおよびその誘導体などの炭化水素系合成ワックス、カルナバワックスおよびその誘導体、エステル系ワックスなどが挙げられる。
本実施形態のトナーには、結着樹脂、着色剤、離型剤の他に、帯電制御剤などのその他のトナー添加成分を含有することが好ましい。帯電制御剤を含有させることによって、トナーに好ましい帯電性を付与することができる。帯電制御剤としては、正電荷制御用または負電荷制御用の帯電制御剤を使用できる。
本実施形態において、トナーの体積平均粒子径は5.0μm以上7.0μm以下であり、個数平均粒子径が5.0μm以下であるトナー粒子の含有率は、全トナー粒子の40個数%未満であることが好ましい。トナーの粒径分布および個数分布がこの範囲を満足することによって、トナー飛散を抑え、高精細で高解像度の高画質画像を形成することができる。体積平均粒子径が5.0μm未満では、流動性低下によるトナー飛散が発生し、7.0μmを超えると、充分に高精細で高解像度化された画像を形成することができない。個数平均粒子径が5.0μm以下であるトナー粒子の含有率が、全トナー粒子の40個数%以上では、流動性低下によるトナー飛散および転写効率の悪化によるかぶりを生じる。
アパーチャ径:100μm
測定粒子数:50000カウント
解析ソフト:コールターマルチサイザーアキュコンプ バージョン1.19(ベックマン・コールター株式会社製)
電解液:ISOTON−II(ベックマン・コールター株式会社製)
分散剤:アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム
円形度(ai)=(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)
/(粒子の投影像の周囲の長さ) …(1)
charge coupled device)カメラで撮像することによって一つ一つのトナー粒子について粒子径および形状などを計測し、円形度(ai)を求める。
本発明のトナーには、たとえば、粉体流動性向上、摩擦帯電性向上、耐熱性、長期保存性改善、クリーニング特性改善および感光体表面磨耗特性制御などの機能を担う外添剤を混合してもよい。外添剤としては、たとえば、シリカ微粉末、酸化チタン微粉末およびアルミナ微粉末などが挙げられる。外添剤は、1種を単独で使用でき、または2種以上を併用できる。
本発明の実施の一形態であるトナーの製造方法は、少なくとも、結着樹脂、着色剤および離型剤を含む樹脂組成物を粉砕して、第1粉砕物と、第1粉砕物より体積平均粒子径の大きい第2粉砕物とを作製する粉砕工程と、第1粉砕物を分級して第1トナー粒子群を作製する第1分級工程と、第2粉砕物を分級して、第1トナー粒子群より体積平均粒子径の大きい第2トナー粒子群を作製する第2分級工程と、第1トナー粒子群と第2トナー粒子群とを混合する混合工程とを含む。
ステップS1の前混合工程では、少なくとも結着樹脂、着色剤および離型剤を混合機により乾式混合して混合物を作製する。トナーには、結着樹脂、着色剤および離型剤の他に、その他のトナー添加成分が含有されていてもよい。その他のトナー添加成分としては、帯電制御剤などが挙げられる。これらの各原料およびその使用量においては、特に制限されるものではなく、公知のものを一般的な使用量で用いることができる。
ステップS2の溶融混練工程では、前混合工程で作製された混合物を溶融混練して溶融混練物を作製する。混合物の溶融混練は、結着樹脂の軟化点以上、熱分解温度未満の温度に加熱して行われ、結着樹脂を溶融または軟化させて結着樹脂中に結着樹脂以外のトナー原料を分散させる。
ステップS3の粉砕工程では、溶融混練工程で得られた溶融混練物を冷却して固化させた後、冷却固化させた溶融混練物を粉砕することによって、第1粉砕物、および第1粉砕物よりも体積平均粒子径の大きい第2粉砕物を作製する。
ステップS4の第1分級工程では、粉砕工程にて得られた第1粉砕物から、分級機で過粉砕トナー粒子および粗大トナー粒子を除去することによって、第1トナー粒子群を作製する。過粉砕トナー粒子および粗大トナー粒子は、回収し、他のトナーの製造に再利用するために使用できる。
本実施形態において、ステップS5の球形化工程では、粉砕工程にて得られた第2粉砕物を機械的衝撃力や熱風によって球形化処理することによって、第2粉砕物の球形化物を作製する。本実施形態において、第1粉砕物および第1トナー粒子群は球形化処理されず、第2粉砕物および第2トナー粒子群の少なくとも一方は球形化処理されることが好ましい。
ステップS6の第2分級工程では、球形化工程にて得られた第2粉砕物の球形化物から、分級機によって、過粉砕トナー粒子や粗大トナー粒子を除去することによって、第2トナー粒子群を作製する。過粉砕トナー粒子や粗大トナー粒子は、他のトナーの製造に再利用するために回収して使用できる。
ステップS7の混合工程では、ステップS4の第1分級工程を経て作製された第1トナー粒子群とステップS5の球形化工程およびS6の第2分級工程を経て作製された第2トナー粒子群とを混合することによって、本実施形態のトナーを製造する。
上述のようにして製造される本発明のトナーは、そのまま1成分現像剤として使用することができ、またキャリアと混合して2成分現像剤として使用することができる。すなわち、本発明の実施の一形態である現像剤は、本発明のトナーを含む。これによって、良好な定着性と良好な帯電安定性とを有し、長期の使用にわたり特性の安定した現像剤とすることができるので、良好な現像性を維持することのできる現像剤が得られる。
2成分現像剤を構成するキャリアとしては、磁性を有する粒子を使用することができる。磁性を有する粒子の具体例としては、たとえば、鉄、フェライトおよびマグネタイトなどの金属、これらの金属とアルミニウムまたは鉛などの金属との合金などが挙げられる。これらの中でも、フェライトが好ましい。
キャリアの体積平均粒子径は特に制限されないけれども、高画質化を考慮すると、10μm以上100μm以下であることが好ましく、30μm以上50μm以下であることがより好ましい。キャリアの体積平均粒子径が10μm未満であると、キャリアの体積平均粒子径が10μm以上である場合と比較して、キャリアと現像ローラとの間の磁力が弱くなるので、現像工程において、キャリアがトナーと一緒に現像されやすくなる。キャリアの体積平均粒子径が100μmを超えると、個々のトナー粒子を充分に帯電させることができないおそれがある。キャリアの体積平均粒子径が10μm以上100μm以下であることによって、キャリアの体積平均粒子径が100μmを超える場合と比較して、トナーとキャリアとの接触機会を増やすことができるので、個々のトナー粒子の帯電を制御し、充分なトナー帯電性を付与することができる。したがって、トナーの現像性が良好な2成分現像剤を得ることができる。キャリアの体積平均粒子径が30μm以上50μm以下であることによって、上記の効果をより安定して発揮することができる。
図2は、画像形成装置100の構成を模式的に示す概略図である。画像形成装置100は、複写機能、プリンタ機能およびファクシミリ機能を併せ持つ複合機であり、伝達される画像情報に応じて、記録媒体にフルカラーまたはモノクロの画像を形成する。すなわち、画像形成装置100においては、コピアモード(複写モード)、プリンタモードおよびFAXモードという3種の印刷モードを有しており、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置、情報記録記憶媒体またはメモリ装置を用いた外部機器からの印刷ジョブの受信などに応じて、図示しない制御部によって、印刷モードが選択される。
制御手段で制御される。感光体ドラム11は、図示しない導電性基体と、導電性基体の表面に形成される図示しない感光層とを含んで構成される。導電性基体は種々の形状を採ることができ、たとえば、円筒状、円柱状、薄膜シート状などが挙げられる。これらの中でも円筒状が好ましい。導電性基体は導電性材料によって形成される。
ピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御手段は、前述の処理回路とともに主電源を含み、電源は制御手段だけでなく、画像形成装置100内部における各装置にも電力を供給する。
図3は、図2に示す画像形成装置100に備わる現像装置14を模式的に示す概略図である。現像装置14は、現像槽20とトナーホッパ21とを含む。現像槽20は感光体ドラム11表面を臨むように配置され、感光体ドラム11の表面に形成される静電潜像にトナーを供給して現像し、可視像であるトナー像を形成する容器状部材である。現像槽20は、その内部空間にトナーを収容しかつ現像ローラ50、供給ローラ51、撹拌ローラ52などのローラ部材を収容して回転自在に支持する。また、ローラ状部材の代わりにスクリュー部材を収容してもよい。現像装置14は、トナーとして、前述の本発明の実施の一形態であるトナーを現像槽20に収容する。
〔結着樹脂のガラス転移温度(Tg)〕
示差走査熱量計(商品名:DSC220、セイコー電子工業株式会社製)を用い、日本工業規格(JIS)K7121−1987に準じ、試料1gを昇温速度毎分10℃で加熱してDSC曲線を測定した。得られたDSC曲線のガラス転移に相当する吸熱ピークの高温側のベースラインを低温側に延長した直線と、ピークの立ち上がり部分から頂点までの曲線に対して勾配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度をガラス転移温度(Tg)として求めた。
酸価は以下のようにして中和滴定法によって測定した。THF50mLに、試料5gを溶解させ、指示薬としてフェノールフタレインのエタノール溶液を数滴加えた後、0.1モル/Lの水酸化カリウム(KOH)水溶液で滴定を行なった。試料溶液の色が無色から紫色に変化した点を終点とし、終点に達するまでに要した水酸化カリウム水溶液の量と滴定に供した試料の重量とから、酸価(mgKOH/g)を算出した。
示差走査熱量計(商品名:DSC220、セイコー電子工業株式会社製)を用い、試料1gを温度20℃から昇温速度毎分10℃で200℃まで昇温させ、次いで200℃から20℃に急冷させる操作を2回繰返し、DSC曲線を測定した。2回目の操作で測定されるDSC曲線の融解に相当する吸熱ピークの頂点の温度を離型剤の融点として求めた。
前述の測定条件で、コールターマルチサイザーIII(ベックマン・コールター株式会社製)によって測定した粒径の粒度分布を求め、算出して得た。
CV値(%)={体積粒度分布における標準偏差(μm)
/体積平均粒径(μm)}×100 …(4)
トナー1gをヘキサン20mlに分散させ、スターラーを入れて10分間攪拌してヘキサンでトナー表層の離型剤を溶出させた後に、ろ過して40℃設定の乾燥機に一晩入れて乾燥させた。ヘキサンにより溶出処理したトナー1gを温度20℃から昇温速度毎分10℃で150℃まで昇温させ、次いで150℃から20℃までトナーを急冷させる操作を2回繰返し、DSC曲線を測定した。2回目の操作で測定されるDSC曲線の融解熱量によって、トナー中の離型剤の熱容量を計算した。処理していないトナーについても、同様の方法で熱容量を計算した。これらの熱容量の差からトナー表層の離型剤の露出量を見積もった。
2Lビーカーにn−ヘキサン(キシダ化学株式会社製)100部と攪拌子とを入れ、スターラーで攪拌しながら、前記ビーカー内にトナー粒子5重量部を入れ、前記ビーカー内に超音波振動棒を浸して28kHzで振動させながら10秒間攪拌することによって、トナー粒子表面に露出している離型剤を除去した。その後、前記ビーカー内のトナー粒子が分散している分散液を吸引ろ過し、ろ紙上に残ったトナー粒子を35℃/5%RHの恒温恒湿槽内で乾燥させた。乾燥させたトナー粒子の表面に、スパッタ蒸着によって金属膜(Au膜、膜厚0.5μm)を形成した。走査型電子顕微鏡(商品名:VE9800、株式会社キーエンス製)を用い、加速電圧10kV、1000倍の倍率で、金属膜を形成した金属膜被覆トナーから無作為に200〜300個離型剤除去後の穴を抽出して、写真撮影を行った。この電子顕微鏡写真データを、画像解析ソフト(商品名:A像くん、旭化成エンジニアリング株式会社製)で画像解析することで、トナー表面の離型剤の分散径を求めた。
トナー表面における外添剤の被覆率は、外添剤を含まないトナー(以下「トナー母体」ともいう)の表面積に対する、トナー表面に存在する外添剤の表面積の比率を表す。外添剤の被覆率は、トナー母体と外添剤とを混合する前におけるトナー母体の体積平均粒子径および真比重、外添剤の平均1次粒子径および真比重、ならびにトナー母体の重量に対する外添剤の重量の比率(外添剤の重量/トナー母体の重量)を下記式(3)に代入することで算出できる。
結着樹脂として、表1に示すポリエステル樹脂A〜Eを用いた。
[前混合工程]
ポリエステル樹脂A、81.8重量部、マスターバッチ(C.I.Pigment Red57:1を40重量%含有)12重量部、パラフィンワックス(離型剤、商品名:HNP10、日本精鑞株式会社製、酸価0mgKOH/g、融点75℃)5.0重量部、アルキルサリチル酸金属塩(帯電制御剤、商品名:BONTRON E−84、オリエント化学株式会社製)1.5重量部を、ヘンシェルミキサで10分間混合することによって、混合物を作製した。
前記混合物を、オープンロール型連続混練機(商品名:MOS320−1800、三井鉱山株式会社製)で溶融混練し、溶融混練物を作製した。
前記溶融混練物をカッティングミル(商品名:VM−16、菱興産業株式会社製)で粗粉砕して粗粉砕物を作製した後、粗粉砕物をカウンタジェットミルで微粉砕することで、第1粉砕物および第2粉砕物をそれぞれ作製した。
前記第1粉砕物において、ロータリー式分級機で過粉砕トナーを分級除去することによって、体積平均粒子径が約5.5μmである第1トナー粒子群を作製した。
衝撃式球形化装置(商品名:ファカルティF−600型、ホソカワミクロン株式会社製)を用いて前記第2粉砕物を球形化処理し、第2粉砕物の球形化物を作製した。
前記第2粉砕物の球形化物において、ロータリー式分級機で過粉砕トナーを分級除去することによって、体積平均粒子径が約6.5μmである第2トナー粒子群を作製した。
前記第1トナー粒子群100重量部に対して、前記第2トナー粒子群を50重量部混合することによって、トナーを作製した。
トナー100重量部、および外添剤として疎水性シリカ(商品名:R−974、日本アエロジル株式会社製)2.2重量部と、疎水性チタン(商品名:T−805、日本アエロジル株式会社製)1.6重量部との合計3.8重量部をヘンシェルミキサ(商品名:FMミキサ、三井鉱山株式会社製)で混合することによってトナーに外添剤を外添し、実施例1のトナー(外添剤によるトナーの被覆率:80%)を作製した。この時の体積平均粒径は、5.9μmであり、個数平均粒子径が5.0μm以下であるトナー粒子は、37個数%であった。
キャリアとして、体積平均粒子径が45μmであるフェライトコアキャリアを用いて、キャリアに対するトナーの被覆率が60%となるようにV型混合器混合機(商品名:V−5、株式会社特寿工作所製)で20分間混合することによって、実施例1のトナーを含む2成分現像剤を作製した。
前混合工程において、離型剤の添加量を5.0重量部から5.8重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして実施例2のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
前混合工程において、離型剤の添加量を5.0重量部から4.2重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして実施例3のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
前混合工程において、離型剤の添加量を5.0重量部から3.0重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして実施例4のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
前混合工程において、離型剤の添加量を5.0重量部から2.2重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして実施例5のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
溶融混練工程において、オープンロール型連続混練機を二軸押出混練機(商品名:PCM65、株式会社池貝製)に変更して溶融混練を行ったこと以外は実施例1と同様にして実施例6のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
粉砕工程において粉砕条件を変更し、第1分級工程および第2分級工程において分級条件を変更して、外添剤を外添したトナーの体積平均粒径が7.2μmであり、体積平均粒径が5.0μm以下の粒子が23個数%となるようにしたこと以外は実施例1と同様にして実施例7のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
粉砕工程において粉砕条件を変更し、第1および第2分級工程において分級条件を変更して、外添剤を外添したトナーの体積平均粒径が4.8μmであり、5.0μm以下の粒子が42個数%となるようにしたこと以外は実施例1と同様にして実施例8のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
前混合工程において、パラフィンワックスを化学変性ワックス(商品名:OX−0420、日本精鑞株式会社製、酸価2.7mgKOH/g、融点89℃)に変更したこと以外は実施例1と同様にして実施例9のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
前混合工程において、融点が75℃であるパラフィンワックスを融点が62℃であるパラフィンワックス(商品名:HNP5、日本精鑞株式会社製、酸価0mgKOH/g、融点62℃)に変更したこと以外は実施例1と同様にして実施例10のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
前混合工程において、ポリエステル樹脂Aをポリエステル樹脂Bに変更したこと以外は実施例1と同様にして実施例11のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
前混合工程において、ポリエステル樹脂Aをポリエステル樹脂Cに変更したこと以外は実施例1と同様にして実施例12のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
前混合工程において、ポリエステル樹脂Aをポリエステル樹脂Dに変更したこと以外は実施例1と同様にして参考例1のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
前混合工程において、ポリエステル樹脂Aをポリエステル樹脂Eに変更したこと以外は実施例1と同様にして参考例2のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
外添剤との混合において、外添剤である疎水性シリカ(商品名:R−974、日本アエロジル株式会社製)の添加量を2.2重量部から1.1重量部に変更し、疎水性チタン(商品名:T−805、日本アエロジル株式会社製)の添加量を1.6重量部から0.8重量部に変更し、疎水性シリカと疎水性チタンとを合計1.9重量部外添したこと以外は実施例1と同様にして実施例13のトナー(外添剤によるトナーの被覆率:40%)およびそれを含む2成分現像剤を得た。
外添剤との混合において、外添剤である疎水性シリカ(商品名:R−974、日本アエロジル株式会社製)の添加量を2.2重量部から1.4重量部に変更し、疎水性チタン(商品名:T−805、日本アエロジル株式会社製)の添加量を1.6重量部から1.0重量部に変更し、疎水性シリカと疎水性チタンとを合計2.4重量部外添したこと以外は実施例1と同様にして実施例14のトナー(外添剤によるトナーの被覆率:50%)およびそれを含む2成分現像剤を得た。
外添剤との混合において、外添剤である疎水性シリカ(商品名:R−974、日本アエロジル株式会社製)の添加量を2.2重量部から3.0重量部に変更し、疎水性チタン(商品名:T−805、日本アエロジル株式会社製)の添加量を1.6重量部から2.2重量部に変更し、疎水性シリカと疎水性チタンとを合計5.2重量部外添したこと以外は実施例1と同様にして実施例15のトナー(外添剤によるトナーの被覆率:110%)およびそれを含む2成分現像剤を得た。
外添剤との混合において、外添剤である疎水性シリカ(商品名:R−974、日本アエロジル株式会社製)の添加量を2.2重量部から3.3重量部に変更し、疎水性チタン(商品名:T−805、日本アエロジル株式会社製)の添加量を1.6重量部から2.4重量部に変更し、疎水性シリカと疎水性チタンとを合計5.7重量部外添したこと以外は実施例1と同様にして実施例16のトナー(外添剤によるトナーの被覆率:120%)およびそれを含む2成分現像剤を得た。
外添剤との混合において、外添剤である疎水性シリカ(商品名:R−974、日本アエロジル株式会社製)の添加量を2.2重量部から3.6重量部に変更し、疎水性チタン(商品名:T−805、日本アエロジル株式会社製)の添加量を1.6重量部から2.6重量部に変更し、疎水性シリカと疎水性チタンとを合計6.2重量部外添したこと以外は実施例1と同様にして実施例17のトナー(外添剤によるトナーの被覆率:130%)およびそれを含む2成分現像剤を得た。
第1粉砕物を第2粉砕物と同様に球形化処理したこと以外は実施例1と同様にして参考例3のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
第2粉砕物を第1粉砕物と同様に球形化処理しない、すなわち球形化工程を行わなかったこと以外は実施例1と同様にして参考例4のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
混合工程において、第2トナー粒子群の添加量を50重量部から65重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして実施例18のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
混合工程において、第2トナー粒子群の添加量を50重量部から75重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして参考例5のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
混合工程において、第2トナー粒子群の添加量を50重量部から95重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして参考例6のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
混合工程において、第2トナー粒子群の添加量を50重量部から105重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして参考例7のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
混合工程において、第2トナー粒子群の添加量を50重量部から115重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして参考例8のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
混合工程において、第2トナー粒子群の添加量を50重量部から125重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして参考例9のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
混合工程において、第2トナー粒子群の添加量を50重量部から6重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして実施例19のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
混合工程において、第2トナー粒子群の添加量を50重量部から3重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして参考例10のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
2成分現像剤の作製において、体積平均粒子径が45μmであるキャリアの代わりに体積平均粒子径が55μmであるキャリアを用いたこと以外は実施例1と同様にして実施例20のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
[樹脂微粒子Aの作製]
カプセル化に用いる結着樹脂としてスチレンアクリル樹脂からなる樹脂微粒子Aを以下のようにして作製した。
ドデシル硫酸ナトリウム(乳化剤) 20重量部
脱イオン水 2520重量部
スチレン 500重量部
n−ブチルアクリレート 300重量部
メチルメタクリレート 1000重量部
エチレングリコールジメタクリレート 100重量部
前混合工程において、離型剤の添加量を5.0重量部から2.0重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして比較例1のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
前混合工程において、離型剤の添加量を5.0重量部から6.3重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして比較例2のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
前混合工程において、パラフィンワックスの代わりにアルコール変性ワックス(離型剤、商品名:PARACOHL5070、日本精蝋株式会社製、酸価4mgKOH/g、融点83℃)を用いたこと以外は実施例1と同様にして比較例3のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
前混合工程において、離型剤として、パラフィンワックス5.0重量部の代わりにポリプロピレンワックス(離型剤、商品名:三洋化成工業製ビスコール660P、酸価0KOH/g、融点145℃)を7.0重量部添加し、着色剤として、マスターバッチ(C.I.Pigment Red57:1を40重量%含有)12重量部の代わりにカーボンブラック(キャボット製BPL)を6重量部添加し、溶融混練工程において、オープンロール型連続混練機の代わりに二軸押出混練機(商品名:PCM65、株式会社池貝製)を用いたこと以外は実施例1と同様にして比較例4のトナーおよびそれを含む2成分現像剤を得た。
市販複写機(商品名:MX−4500、シャープ株式会社製)に実施例1〜21、参考例1〜10および比較例1〜4で得られた2成分現像剤をそれぞれ充填し、感光体上にトナー付着量が0.4mg/cm2となるように調節して印字したときの初期の画像濃度(ID0)および10,000(以下「10k」と記す)枚印字後の画像濃度(ID10k)を測色色差計(商品名:X−Rite938、X−Rite社製)を用いて測定した。初期の画像濃度(ID0)と、10k枚印字後の画像濃度(ID10k)を比較し、画像濃度の変動が少ない2成分現像剤ほど、現像剤の長期間の使用安定性が良好であると判断した。画像濃度の変動における指標には、安定率(%)を用いた。
安定率(%)は下記式(5)によって算出した。
安定率(%)=(ID10k/ID0)×100 …(5)
○:良好。安定率が90%以上である。
△:可。安定率が80%以上90%未満である。
×:不良。安定率が80%未満である。
市販複写機(商品名:MX−4500、シャープ株式会社製)を改造したものに実施例1〜21、参考例1〜10および比較例1〜4で得られた2成分現像剤をそれぞれ充填し、記録媒体である記録用紙(商品名:PPC用紙SF−4AM3、シャープ株式会社製)に、縦20mm、横50mmの長方形状のべた画像部を含むサンプル画像を、べた画像部における未定着状態でのトナーの記録用紙への付着量が0.5mg/cm2になるように調整して未定着画像を形成し、カラー複合機の定着部を用いて作成した外部定着器を用いて定着画像を作成した。定着プロセス速度は124mm/秒とし、定着ローラの温度を130℃から5℃刻みで温度を上げ、低温オフセットおよび高温オフセットが発生しない温度域を定着非オフセット域(℃)とした。
(定着非オフセット域〔℃〕)=(高温オフセット発生温度〔℃〕)
−(低温オフセット発生温度〔℃〕)…(6)
○:良好。定着非オフセット域が45℃以上である。
△:可。定着非オフセット域が35℃以上45℃未満である。
×:不良。定着非オフセット域が35℃未満である。
本実施形態において、トナーの保存安定性は、温度50℃、相対湿度10%で放置する前と放置した後でのトナーの嵩密度の変化で表わされる。たとえば、保存安定性が悪いトナーは、放置することでトナーとキャリアとの付着力が増大し、現像剤の流動性が悪くなる。現像剤の流動性が悪くなると、現像剤がブロッキングし、トナー粒子がトナー粒子間に流れ込みにくくなるので、嵩密度は低くなる。トナーの嵩密度は、以下の方法によって測定される。
K−5101−12−1に従って、トナーの嵩密度を測定した。初期、すなわち放置する前のトナーの嵩密度と72時間後のトナーの嵩密度とを比較し、嵩密度の変動が少ないトナーほどトナーの保存安定性が良好であると判断した。嵩密度の変動における指標には、安定率(%)を用いた。
安定率(%)={(72時間後の嵩密度)/(初期の嵩密度)}×100…(7)
○:良好。安定率が90%以上である。
△:可。安定率が80%以上90%未満である。
×:不良。安定率が80%未満である。
市販複写機(商品名:MX−4500、シャープ株式会社製)に実施例1〜21、参考例1〜10および比較例1〜4で得られた2成分現像剤を充填し、印字率6%のテキストチャートを10k枚印字した後に、前記複写機内のトナーの帯電量を測定した。そのときのトナー帯電量を10k枚印字後のトナー帯電量Q(μC/g)とした。現像剤の帯電安定性は、初期のトナー帯電量Qini(μC/g)と10k枚印字後のトナー帯電量Q(μC/g)とを比較することによって評価され、トナー帯電量の比較における指標には、帯電量減衰率(%)を用いた。帯電量減衰率(%)が低いほど帯電安定性に優れることを示す。
帯電量減衰率(%)=100×|(Q−Qini)/Qini| …(8)
○:良好。帯電量減衰率が10%未満である。
△:可。帯電量減衰率が10%以上20%未満である。
×:不良。帯電量減衰率が20%以上である。
市販の非磁性1成分現像装置を有する複写機(商品名:ARC260、シャープ株式会社製)に実施例1〜21、参考例1〜10および比較例1〜4で得られたトナーを充填し、常温常湿環境下において白色べた画像を20,000(以下「20k」という)枚印字した。白色べた画像とは、何も印字せずに給紙から定着までの動作をさせて得た画像である。
○:良好。規制ブレードにおけるトナーの固着および融着が確認されず、かつ白筋が全く確認されない。
△:可。規制ブレードの両端における少量のトナーの融着が確認される、または現像ローラの両端に少量の白筋が確認される。
×:不良。規制ブレードの全面にトナーの融着が確認される、または白筋が観察される。
カラー複写機(商品名:MX−4500、シャープ株式会社製)に実施例1〜21、参考例1〜10および比較例1〜4で得られた2成分現像剤を充填し、10k枚印字後において、画像濃度が0.3であり、直径が5mmであるハーフトーン画像を画像濃度0.3以上0.5以下で複写できる条件において、線幅が正確に100μmである細線のオリジナル画像が形成されている原稿をサイクル用紙(商品名:RP100、シャープドキュメントシステム株式会社製)に複写し、コピー画像を得た。画像濃度は、反射濃度計(商品名:RD−918、マクベス社製)によって測定される光学反射濃度である。
○:良好。細線再現性の値が95以上110未満である。
△:可。細線再現性の値が110以上125未満、または90以上95未満である。
×:不良。細線再現性の値が125以上、または90未満である。
総合評価を以下の総合評価基準に基づいて評価した。
◎:良好。評価結果に△および×がない。
○:実使用上問題なし。評価結果に1つ△があり、×はない。
△:やや悪い。評価結果に△が2つ以上ある。
×:不良。評価結果に1つ以上×がある。
3 転写手段
4 定着手段
5 記録媒体供給手段
6 排出手段
11 感光体ドラム
12 帯電手段
13 露光ユニット
14 現像装置
15 クリーニングユニット
25 中間転写ベルト
26 駆動ローラ
27 従動ローラ
28 中間転写ローラ
29 転写ベルトクリーニングユニット
30 転写ローラ
31 定着ローラ
32 加圧ローラ
35 自動給紙トレイ
36 ピックアップローラ
37 搬送ローラ
38 レジストローラ
39 手差給紙トレイ
40 排出ローラ
41 排出トレイ
100 画像形成装置
Claims (12)
- 少なくとも、結着樹脂、着色剤および離型剤を含むトナーであって、
球形化処理することなく得られた第1トナー粒子群と、第1トナー粒子群よりも体積平均粒子径が大きく、球形化処理することで得られた第2トナー粒子群とが混合されて構成され、
第2トナー粒子群は、第1トナー粒子群100重量部に対して5重量部以上70重量部以下の重量比の範囲で含まれ、
結着樹脂の酸価は、5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下であり、
離型剤の酸価は、4mgKOH/g未満であり、
トナー表面の離型剤の露出量は、トナー全量の0.5重量%以上2.5重量%以下であることを特徴とするトナー。 - トナー表面の離型剤の分散径は、300nm未満であることを特徴とする請求項1記載のトナー。
- トナー表面の少なくとも一部が被覆されることを特徴とする請求項1または2に記載のトナー。
- トナー表面の少なくとも一部がカプセル化されることを特徴とする請求項3に記載のトナー。
- トナーは、さらに外添剤を含み、
外添剤は、トナー表面積の50%以上120%未満を被覆することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のトナー。 - 請求項1〜5のいずれか1つに記載のトナーの製造方法であって、
少なくとも、結着樹脂、着色剤および離型剤を含む樹脂組成物を粉砕して、第1粉砕物と、第1粉砕物より体積平均粒子径の大きい第2粉砕物とを作製する粉砕工程と、
第1粉砕物を分級して第1トナー粒子群を作製する第1分級工程と、
第2粉砕物を分級して、第1トナー粒子群より体積平均粒子径の大きい第2トナー粒子群を作製する第2分級工程と、
第1トナー粒子群と第2トナー粒子群とを混合する混合工程とを含み、
第2粉砕物および第2トナー粒子群の少なくとも一方が球形化処理されることを特徴とするトナーの製造方法。 - 前記樹脂組成物は、離型剤を、結着樹脂100重量部に対して2.5重量部以上6.0重量部以下の割合で含むことを特徴とする請求項6に記載のトナーの製造方法。
- 請求項1〜5のいずれか1つに記載のトナーを含むことを特徴とする現像剤。
- 前記トナーとキャリアとを含む2成分現像剤であることを特徴とする請求項8に記載の現像剤。
- キャリアの体積平均粒子径は、30μm以上50μm以下であることを特徴とする請求項9に記載の現像剤。
- 請求項8〜10のいずれか1つに記載の現像剤を用いて、像担持体に形成される潜像を現像してトナー像を形成することを特徴とする現像方法。
- 像担持体に潜像を形成する工程と、
請求項8〜10のいずれか1つに記載の現像剤を用いて、像担持体に形成された潜像を現像してトナー像を形成する工程とを含むことを特徴とする画像形成方法。
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