JP5100472B2 - トナー及び画像形成方法 - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真法、静電記録法、トナージェット法の如き記録方法に用いられるトナー、及び該トナーを用いた画像形成方法に関するものである。
近年、コンピュータ及びマルチメディアの発達により、オフィスから家庭まで幅広い分野で、高精細画像を出力する手段が要望されている。例えば、主に写真やグラフィックパターンなどを出力するユーザーは粒状感のない画質特性を、主にテキスト文書を出力するユーザーは文字再現性の高い画質特性を要求している。更に、ヘビーユーザーは、多数枚の複写又はプリントによっても画質低下のない高耐久性を要求している。
粒状性や文字再現性をより良くするためには、トナーの平均粒子径を小さくすることは有効な手段の一つである(例えば、特許文献1参照)。
一方で、トナー担持体の特性改善は、画質低下のない高耐久性を達成する為の一つの手段である。トナー担持体に求められる特性としては、一般的に(1)トナーへの均一で且つ高い帯電付与性、(2)均一なトナー搬送性が挙げられる。これらの特性を改善する為に、トナー担持体の軸芯体の外周に弾性層を有し、更にその外周に樹脂表面層を有し、樹脂表面層中に微粒子を分散させることが効果的であることが開示されている(例えば、特許文献2乃至5参照)。特に、トナー担持体の樹脂表面層に大小の粒子を含有させることによって、上記特性改善の効果が顕著であることが開示されている(例えば、特許文献6、7参照)。
しかしながら、トナーを小粒径化すると、トナー同士あるいはトナーとトナー担持体やトナー規制部材との接触・衝突回数が増加しトナーの劣化が起こりやすくなり、トナー担持体やトナー規制部材がトナーにより汚染されカブリや現像スジ等の画像弊害が発生しやすくなる。具体的には、カブリは、トナー担持体表面にトナー融着が発生した結果、トナーの帯電量が低下することにより発生する。現像スジは、トナー規制部材表面に部分的にトナー融着が生じ、トナー担持体上のトナーコート量が不均一になることにより発生する。特に、高温高湿下のような苛酷な環境下においてはトナー劣化が助長し、それらの画像弊害は著しく発生しやすくなる。
従って、粒状性や文字再現性をより良くするためにトナーを小粒径化する場合は、それにより誘発されやすくなるカブリや現像スジを抑制するために、トナー及びトナー担持体それぞれに、又はそれらの組み合わせに一層の工夫が必要である。
特開平08−227171号公報 特開平11−212354号公報 特開2003−263019号公報 特開2004−191561号公報 特開2005−115265号公報 特許02940071号公報 特開2005−258201号公報
本発明の目的は、文字再現性に優れ、高温高湿下での長期間に亘る複写又はプリントによっても、カブリや現像スジによる画質低下のない現像性の安定した画像が得られるトナー、及び画像形成方法を提供することにある。
上記課題を解決するための本発明は、以下の通りである。
<1> 静電潜像担持体を帯電手段により帯電する帯電工程、該帯電された静電潜像担持体を露光して静電潜像を形成する露光工程、トナー層規制部材でトナー担持体上のトナーを規制する工程、静電潜像担持体上に形成された該静電潜像を該トナー担持体上のトナーで現像して、トナー像を形成する現像工程、トナー像を中間転写体を介して、又は介さずに転写材へ転写する転写工程を有する画像形成方法において、
該トナー担持体は、軸芯体の外周に弾性層を有し、その外周に少なくとも結着樹脂と粒子を含有する表面層を有するトナー担持体であり、
該トナー担持体表面の粗さ曲線の歪度Rskが0.15乃至0.70であり、
該粒子は体積粒度分布において2つのピークを有し、それぞれのピーク位置をDP(A)[μm]及びDP(B)[μm]、ピーク高さをDH(A)及びDH(B)とし、該トナーの重量平均粒径D4(T)としたとき、
2.0≦DP(B)−DP(A)≦12.0
3.0≦D4(T)<DP(A)<DP(B)≦30.0
1.0≦DH(A)/DH(B)≦8.0
であり、
該トナーは、結着樹脂、着色剤、及びワックス成分を少なくとも含有するトナー粒子と、シリカ微粉体とを有し、
該トナーの粒度分布において重量平均粒径D4(T)が3.0乃至8.0μmであって、
該シリカ微粉体のうち少なくとも一種が、シリコーンオイルで疎水化処理されたシリカ微粉体であり、
トナー粒子100質量部に対する該シリカ微粉体の量が0.05乃至2.5質量部であって、
該シリカ微粉体のBETが、40乃至150m2/gであり、
該シリカ微粉体の炭素量をC量(質量%)、シリカ微粉体の疎水化処理前のBETを原体BET(m2/g)としたとき、C量/原体BET=0.020乃至0.060であることを特徴とする画像形成方法。
<2> 該シリカ微粉体のBETが、50乃至90m2/gであることを特徴とする<1>に記載の画像形成方法。
<3> 該シリカ微粉体の炭素量をC量(質量%)、シリカ微粉体の疎水化処理前のBETを原体BET(m2/g)としたとき、C量/原体BET=0.030乃至0.060であることを特徴とする<1>又は<2>に記載の画像形成方法。
<4> 該シリカ微粉体の炭素量をC量(質量%)、シリカ微粉体の疎水化処理前のBETを原体BET(m2/g)としたとき、C量/原体BET=0.035乃至0.055であることを特徴とする<1>乃至<3>のいずれか一項に記載の画像形成方法。
<5> 該トナーの100℃における粘度が1.5×104乃至5.5×104Pa・sであることを特徴とする<1>乃至<4>のいずれか一項に記載の画像形成方法。
<6> 該トナー担持体表面層において、結着樹脂100質量部に対する該粒子の配合量をC[質量部]、該表面層の厚さをt[μm]としたとき、
15.0≦C≦40.0
8.0≦t≦15.0
であることを特徴とする<1>乃至<5>のいずれか一項に記載の画像形成方法。
<7> 該トナー担持体の表面硬度が30.0乃至38.0であることを特徴とする<1>乃至<6>のいずれか一項に記載の画像形成方法。
<8> 該トナー担持体表面層の該粒子がA及びBから成り、A、Bの混合質量比がA:B=60:40乃至90:10であることを特徴とする<1>乃至<7>のいずれか一項に記載の画像形成方法。
<9> 該トナー担持体表面層の該粒子が樹脂粒子であり、トナー担持体表面層の結着樹脂及び樹脂粒子がウレタン樹脂であることを特徴とする<1>乃至<8>のいずれか一項に記載の画像形成方法。
<10> 該トナー担持体表面層の該粒子がA及びBから成り、Aの重量平均粒径D4(A)[μm]が、6.0≦D4(A)≦10.0であることを特徴とする<1>乃至<9>のいずれか一項に記載の画像形成方法。
<11> 該トナー担持体表面層の該粒子がA及びBから成り、Bの重量平均粒径D4(B)[μm]が、12.0≦D4(B)≦20.0であることを特徴とする<1>乃至<10>のいずれか一項に記載の画像形成方法。
<12> 該トナー担持体表面層の該粒子がA及びBから成り、Aの重量平均粒径D4(A)[μm]とBの重量平均粒径D4(B)[μm]が、D4(B)−D4(A)≧4.0であることを特徴とする<1>乃至<11>のいずれか一項に記載の画像形成方法。
<13> 静電潜像担持体を帯電手段により帯電する帯電工程、該帯電された静電潜像担持体を露光して静電潜像を形成する露光工程、トナー層規制部材でトナー担持体上のトナーを規制する工程、静電潜像担持体上に形成された該静電潜像を該トナー担持体上のトナーで現像して、トナー像を形成する現像工程、トナー像を中間転写体を介して、又は介さずに転写材へ転写する転写工程を有する画像形成方法において用いられるトナーであって、
該トナー担持体は、軸芯体の外周に弾性層を有し、その外周に少なくとも結着樹脂と粒子を含有する表面層を有するトナー担持体であり、
該トナー担持体表面の粗さ曲線の歪度Rskが0.15乃至0.70であり、
該粒子は体積粒度分布において2つのピークを有し、それぞれのピーク位置をDP(A)[μm]及びDP(B)[μm]、ピーク高さをDH(A)及びDH(B)とし、該トナーの重量平均粒径D4(T)としたとき、
2.0≦DP(B)−DP(A)≦12.0
3.0≦D4(T)<DP(A)<DP(B)≦30.0
1.0≦DH(A)/DH(B)≦8.0
であり、
該トナーは、結着樹脂、着色剤、及びワックス成分を少なくとも含有するトナー粒子と、シリカ微粉体とを有し、
該トナーの粒度分布において重量平均粒径D4(T)が3.0乃至8.0μmであって、
該シリカ微粉体のうち少なくとも一種が、シリコーンオイルで疎水化処理されたシリカ微粉体であり、
トナー粒子100質量部に対する該シリカ微粉体の量が0.05乃至2.5質量部であって、
該シリカ微粉体のBETが、40乃至150m2/gであり、
該シリカ微粉体の炭素量をC量(質量%)、シリカ微粉体の疎水化処理前のBETを原体BET(m2/g)としたとき、C量/原体BET=0.020乃至0.060であることを特徴とするトナー。
本発明によれば、粒状性や文字再現性をより良くするためにトナーを小粒径化する場合は、トナー担持体の表面粗さの粗さ曲線の歪度Rsk、及びトナー担持体の表面層の粒子の粒度分布を適正な範囲にコントロールし、トナー中のシリカ微粉体を最適な処理条件に合わせ込むことによって、高温高湿下での長期間に亘る複写又はプリントによってもカブリや現像スジによる画質低下のない現像性の安定した画像を提供することができる。
本発明の画像形成方法は、静電潜像担持体を帯電手段により帯電する帯電工程、該帯電された静電潜像担持体を露光して静電潜像を形成する露光工程、トナー層規制部材でトナー担持体上のトナーを規制する工程、静電潜像担持体に該トナー担持体上のトナーで現像する現像工程、トナー像を中間転写体を介して、又は介さずに転写材へ転写する転写工程を有する画像形成方法において、
該トナー担持体は、軸芯体の外周に弾性層を有し、その外周に少なくとも結着樹脂と粒子を含有する表面層を有するトナー担持体であり、
該トナー担持体表面の粗さ曲線の歪度Rskが0.15乃至0.70であり、
該粒子は体積粒度分布において2つのピークを有し、それぞれのピーク位置をDP(A)[μm]及びDP(B)[μm]、ピーク高さをDH(A)及びDH(B)とし、該トナーの重量平均粒径D4(T)としたとき、
2.0≦DP(B)−DP(A)≦12.0
3.0≦D4(T)<DP(A)<DP(B)≦30.0
1.0≦DH(A)/DH(B)≦8.0
であり、
該トナーは、結着樹脂、着色剤、及びワックス成分を少なくとも含有するトナー粒子と、シリカ微粉体とを有し、
該トナーの粒度分布において重量平均粒径D4(T)が3.0乃至8.0μmであって、
該シリカ微粉体のうち少なくとも一種が、シリコーンオイルで疎水化処理されたシリカ微粉体であり、
トナー粒子100質量部に対する該シリカ微粉体の量が0.05乃至2.5質量部であって、
該シリカ微粉体のBETが、40乃至150m2/gであり、
該シリカ微粉体の炭素量をC量(質量%)、シリカ微粉体の疎水化処理前のBETを原体BET(m2/g)としたとき、C量/原体BET=0.020乃至0.060であることを特徴とする。
また、本発明のトナーは、静電潜像担持体を帯電手段により帯電する帯電工程、該帯電された静電潜像担持体を露光して静電潜像を形成する露光工程、トナー層規制部材でトナー担持体上のトナーを規制する工程、静電潜像担持体に該トナー担持体上のトナーで現像する現像工程、トナー像を中間転写体を介して、又は介さずに転写材へ転写する転写工程を有する画像形成方法において用いられるトナーであって、
該トナー担持体は、軸芯体の外周に弾性層を有し、その外周に少なくとも結着樹脂と粒子を含有する表面層を有するトナー担持体であり、
該トナー担持体表面の粗さ曲線の歪度Rskが0.15乃至0.70であり、
該粒子は体積粒度分布において2つのピークを有し、それぞれのピーク位置をDP(A)[μm]及びDP(B)[μm]、ピーク高さをDH(A)及びDH(B)とし、該トナーの重量平均粒径D4(T)としたとき、
2.0≦DP(B)−DP(A)≦12.0
3.0≦D4(T)<DP(A)<DP(B)≦30.0
1.0≦DH(A)/DH(B)≦8.0
であり、
該トナーは、結着樹脂、着色剤、及び離型剤を少なくとも含有するトナー粒子と、シリカ微粉体とを有し、
該トナーの粒度分布において重量平均粒径D4(T)が3.0乃至8.0μmであって、
該シリカ微粉体のうち少なくとも一種が、シリコーンオイルで疎水化処理されたシリカ微粉体であり、
トナー粒子100質量部に対する該シリカ微粉体の量が0.05乃至2.5質量部であって、
該シリカ微粉体のBETが、40乃至150m2/gであり、
該シリカ微粉体の炭素量をC量(質量%)、シリカ微粉体の疎水化処理前のBETを原体BET(m2/g)としたとき、C量/原体BET=0.020乃至0.060であることを特徴とする。
一般的に、トナーを小粒径化すると、文字再現性は高くなるが、トナー同士あるいはトナーとトナー担持体やトナー規制部材との接触・衝突回数が増加しトナーの劣化が起こりやすくなる。その結果、トナー担持体やトナー規制部材はトナーにより汚染され、現像スジやカブリといった画像弊害が発生しやすくなる。特に、高温高湿下で長期間に亘って複写又はプリントするようなトナーの帯電量が低下しやすい環境では、現像スジやカブリといった画像弊害は更に悪化しやすくなる。
本発明者らの鋭意検討の結果、現像スジやカブリには、トナーとトナー担持体、あるいはトナー規制部材の接触度合いが大きく関与し、特に高温高湿下においてはトナーの帯電安定性が効いていることが明らかになった。
トナーの小粒径化に伴う現像スジを改善するためには、トナー担持体とトナー規制部材との接触点を少なくし、トナー規制部材へのトナー融着を抑制する必要がある。即ち、トナー担持体は表面粗さの粗さ曲線の歪度Rskを大きくし、トナーはトナー規制部材へ電気的に付着しないようにトナーの帯電量を高く維持する必要がある。
一方、トナーの小粒径化に伴うカブリを改善するためには、トナー担持体上においてトナーの滞留を発生させないことが必要である。即ち、トナー担持体は表面をトナー規制部材で掻き取りやすくするように表面粗さの粗さ曲線の歪度Rskを0に近づけ、トナーはトナーの帯電量を高く維持し選択現像性を低減させる必要がある。
ここで、トナー担持体の表面粗さの粗さ曲線の歪度について図2および図3を用いて説明する。図2はトナー担持体表面近傍の断面概略図である。弾性層2の外周に表面層3が配置されている。また表面層3中には相対的に大きな粒径の粒子31や相対的に小さな粒径の粒子32が分散・含有されている。図3はトナー担持体の表面粗さの粗さ曲線の模式図であり、図の水平方向がトナー担持体表面の軸方向、図の垂直方向がトナー担持体表面の粗さ形状を示している。
図2(A)に示すように、トナー担持体の表面層中に大きめの粒子が少量含有される場合は、トナー担持体表面粗さにおける粗さ曲線は図3(A)に示すようなプロファイルとなり、粗さ曲線の歪度Rskの値は0より大きくなる。この場合、トナー規制部材とトナー担持体表面の接触点は少なくなり現像スジは改善する。しかしながら、粒子の非存在部では、トナー担持体とトナー規制部材で形成されるギャップ(図2のG)が大きく且つ広くなり、トナー規制部材で摺擦しても図2のG部でトナーが滞留しやすくなるため、カブリは悪化してしまう。
一方、図2(B)に示すように、トナー担持体の表面層中に粒子が多量に含有される場合には、トナー担持体表面粗さにおける粗さ曲線は図3(B)に示すようなプロファイルとなり、粗さ曲線の歪度Rskの値は概ね0となる。この場合、トナー担持体上のトナーの滞留を防止でき、カブリが改善する。しかしながら、トナー担持体とトナー規制部材との接触点が多くなり、現像スジは悪化する。
即ち、粒子の添加量のみを変化させることで、前記Rskで示されるトナー担持体表面のプロファイルをコントロールしてもカブリと現像スジの両方を同時に改善することは困難である。
そこで、図2(C)に示すように、表面層中に相対的に大きな特定の粒径範囲の粒子と、相対的に小さな特定の粒径範囲の粒子を同時に含有する構成とし、Rskで示されるトナー担持体表面のプロファイルをコントロールすることで、カブリと現像スジの両方を同時に改善できることを見出した。
本発明で用いられるトナー担持体は、図1に示すように、軸芯体1の外周に弾性層2を有し、その外周に結着樹脂と粒子を少なくとも含有する表面層3を有している。そして、上記トナー担持体は、図2(C)に示すように、表面層中に相対的に大きな特定の粒径範囲の粒子と、相対的に小さな特定の粒径範囲の粒子を同時に含有する構成であり、トナー担持体の表面粗さの粗さ曲線の歪度Rskは0.15乃至0.70である。
また、トナー担持体表面層中の該粒子は体積粒度分布において2つのピークを有し、それぞれのピーク位置をDP(A)[μm]及びDP(B)[μm]、ピーク高さをDH(A)及びDH(B)とし、該トナーの重量平均粒径D4(T)としたとき、
2.0≦DP(B)−DP(A)≦12.0 [式1]
3.0≦D4(T)<DP(A)<DP(B)≦30.0 [式2]
1.0≦DH(A)/DH(B)≦8.0 [式3]
の関係式が成り立つ。本発明のトナーの重量平均粒径D4(T)とトナー担持体表面層中の粒子の体積粒度分布の関係図を図4に示す。
[式1]及び[式2]では、図2(C)に示されるようなトナー担持体の表面層中の大小粒子の粒径範囲、及び、トナーの粒径との関係を示しており、[式3]では、トナー担持体表面層中の大小粒子の量的関係を示している。このときのトナー担持体の表面粗さの粗さ曲線の歪度Rskは、0.15乃至0.70であり、好ましくは0.30乃至0.60である。この関係式を満たす時、トナー担持体とトナー規制部材との接触点が少なくなるので、トナー規制部材へのトナー融着を抑制でき、現像スジを改善できる。同時に、トナー担持体表面層の大きな粒子の非存在部も小さい粒子により微細に粗面化され、トナーの滞留を抑制でき、カブリを改善できる。トナー担持体の表面粗さの粗さ曲線の歪度Rskが0.15より小さいと、トナー担持体とトナー規制部材との接触点が多くなり、現像スジが発生しやすくなる。一方、0.70より大きいと、図2(C)のGで示されるギャップが過度に大きくなり、トナーが滞留しやすくなる。
[式1]において、より好ましい範囲は、4.0≦DP(B)−DP(A)≦10.0である。DP(B)−DP(A)が2.0より小さいと、図2(C)のGで示されるギャップが小さすぎ、トナー担持体の表面層の小さい粒子上にトナーがコートしたときも、大きい粒子上と同様にトナー規制部材により摩擦されトナー劣化が起こってしまう。DP(B)−DP(A)が12.0より大きいと、図2(C)のGで示されるギャップにトナーが滞留しやすくなる。
[式2]において、より好ましい範囲は、3.0≦D4(T)<DP(A)<DP(B)≦20.0である。D4(T)≧DP(A)であると、トナー担持体の表面層の小さい粒子による微細な粗面化の効果がなくなり、トナーの滞留を抑制することが難しい。また、DP(B)が30.0より大きいと、図2(C)のGで示されるギャップにトナーが滞留しやすくなる。
[式3]において、より好ましい範囲は、2.0≦DH(A)/DH(B)≦6.0である。DH(A)/DH(B)が1.0より小さい、即ち、トナー担持体の表面層で大きな粒子の割合の方が高くなると、トナー担持体とトナー規制部材との接触点が多くなりトナー規制部材へのトナー融着を誘発する。DH(A)/DH(B)が8.0より大きい、即ち、トナー担持体の表面層で大きな粒子の割合の方が大幅に低くなると、図2(C)のGで示されるギャップが広くなり、トナーが滞留しやすくなる。
更に、本発明では、トナーに上記特徴を持たせることにより、高温高湿下のような苛酷な環境下において上記改善効果をより一層発揮することができる。
本発明のトナーの重量平均粒径D4(T)は、3.0乃至8.0μmであり、好ましくは3.5乃至7.0μmである。3.0μmより小さいと、本発明に用いられるトナー担持体においても、トナー担持体の表面層の大きな粒子の非存在部にトナーが滞留しやすくなる。8.0μmより大きいと、文字再現性が著しく劣ってしまう。
本発明のトナーはシリカ微粉体を有し、該シリカ微粉体のうち少なくとも一種が、シリコーンオイルで疎水化処理されたシリカ微粉体であり、トナー粒子100質量部に対する該シリカ微粉体の量が0.05乃至2.5質量部である。シリカ微粉体は、トナーの流動性向上及びトナー粒子の帯電均一化のためにトナー粒子に外添されるが、シリカ微粉体をシリコーンオイルで疎水化処理することによって、トナーの帯電量の調整、環境安定性の向上、高温高湿環境下での特性の向上を達成することができ、選択現像性を低減することができる。トナー粒子100質量部に対する該シリカ微粉体の量が0.05質量部より少ないと、上記効果が十分に発揮されない。2.5質量部より多いと、過剰なシリカ微粉体がトナー粒子から遊離し、現像器内の部材を汚染してしまう。
また、本発明に用いられるシリカ微粉体のBETは、40乃至150m2/gであり、好ましくは50乃至90m2/gである。シリカ微粉体のBETが40m2/g未満ではトナーの流動性が十分に得られない。150m2/gより大きいと、シリカ微粉体自体の粒子数が多くなってしまうため、トナー粒子から遊離し得るシリカ微粉体の粒子数も多くなり現像器内の部材汚染やそれにより誘発される現像スジが著しく悪化する。特に、高温高湿環境下のようなトナー粒子の帯電性が低下しやすい環境では、トナー粒子に静電的に付着していたシリカ微粉体が遊離しやすくなるため、現像器内の部材汚染やそれにより誘発される現像スジが更に悪化する。
加えて、本発明に用いられるシリカ微粉体は、シリカ微粉体の炭素量をC量(質量%)、シリカ微粉体の疎水化処理前のBETを原体BET(m2/g)としたとき、C量/原体BET=0.020乃至0.060、好ましくは0.030乃至0.060、より好ましくは0.035乃至0.055である。該シリカ微粉体の炭素量(C量)とはシリコーンオイル処理量を表しており、C量/原体BET=0.020乃至0.060は、本発明に使用するシリカ微粉体のシリコーンオイルでの表面処理量の適正な範囲を示していることになる。原体BETに対してシリカ微粉体の炭素量(C量)が適正量より多いと、環境安定性が向上し高温高湿環境下での特性が良化するが、過剰なシリコーンオイルによって現像器内の部材汚染が悪化したりトナーの流動性が低下する。一方、原体BETに対してシリカ微粉体の炭素量(C量)が少ないと、高温高湿環境下での帯電性が著しく悪化する。本発明においては、C量/原体BETが0.020未満だと、高温高湿環境下で帯電性が十分に維持できなくなる。その結果、トナーがトナー規制部材へ電気的に付着しやすくなり現像スジを誘発したり、選択現像が発生しやすくなることでトナー担持体上のトナーが滞留しカブリやすくなる。C量/原体BETが0.060より大きいと、過剰なシリコーンオイルによって現像器内の部材汚染が悪化したりトナーの流動性が低下してしまう。
本発明のトナーは、トナーの100℃における粘度(以下単に100℃粘度ともいう)が1.5×104乃至5.5×104Pa・sであることが好ましい。100℃粘度が1.5×104Pa・sより小さいと、トナーのトナー規制部材への融着が悪化する傾向にあるので好ましくない。100℃粘度が5.5×104Pa・sより大きいと、特に、本発明のトナー担持体の表面層の結着樹脂及び樹脂粒子がウレタン樹脂の場合、トナー担持体の表面層がトナーの摩擦により劣化する可能性が高くなるので好ましくない。
上記トナーのフローテスター昇温法による100℃の粘度は、トナー粒子の製造条件や結着樹脂の組成等を調節することで上記範囲を満たすことが可能である。
本発明に用いられるトナー担持体は、トナー担持体の表面層において、結着樹脂100質量部に対する該粒子の配合量をC[質量部]、表面層の厚さをt[μm]としたとき、
15.0≦C≦40.0
8.0≦t≦15.0
であることが、トナー担持体の表面粗さの粗さ曲線の歪度Rskを0.15乃至0.70にコントロールできることから好ましい。更に、
25.0≦C≦35.0
9.0≦t≦12.0
であることが、トナー担持体の表面粗さの粗さ曲線の歪度Rskをより好ましい範囲である0.30乃至0.60にコントロールできることからより好ましい。
本発明に用いられるトナー担持体は、トナー担持体の表面硬度が30.0乃至38.0であることが好ましい。トナー担持体の表面硬度を30.0乃至38.0、即ち、表面硬度を適度に小さくすると、トナー担持体からトナーに対するダメージが軽減され、トナーの劣化に起因する帯電量低下が抑制できる。
本発明に用いられるトナー担持体は、トナー担持体の表面層の粒子が粒子A及び粒子Bから成り、粒子Aと粒子Bの混合質量比が60:40乃至90:10であることが好ましく、より好ましくは、70:30乃至90:10である。粒子Aと粒子Bの混合質量比が60:40乃至90:10であることにより、トナー担持体の表面層中の粒子は、その体積粒度分布において2つピークを有し、ピーク高さDH(A)及びDH(B)についてDH(A)/DH(B)を上記範囲にコントロールできることから好ましい。
本発明に用いられるトナー担持体は、トナー担持体の表面層の粒子が樹脂粒子であり、トナー担持体の表面層の結着樹脂及び樹脂粒子がウレタン樹脂であることが好ましい。
トナー担持体の表面層の結着樹脂は、トナーの帯電性や耐摩耗性からポリウレタン樹脂が好ましく、更に皮膜の硬度を小さくでき、トナーの帯電性が高いポリエーテルポリウレタン樹脂が特に好ましい。
ポリエーテルポリウレタン樹脂は公知のポリエーテルポリオールとイソシアネート化合物との反応により得ることができる。ポリエーテルポリオールとしては、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。また、これらのポリオール成分は必要に応じて予め2,4−トリレンジイソシアネート(TDI)、1,4ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)等のイソシアネートにより鎖延長したプレポリマーとしてもよい。
これらのポリオール成分と反応させるイソシアネート化合物としては特に限定されるものではないが、エチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)等の脂肪族ポリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、シクロヘキサン1,3−ジイソシアネート、シクロヘキサン1,4−ジイソシアネート等の脂環族ポリイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)等の芳香族ポリイソシアネート、及びこれらの変性物や共重合物、そのブロック体を用いることができる。
トナー担持体の表面層中の粒子としては、結着樹脂との密着性とトナーへの電荷付与性からウレタン球状粒子であることが好ましい。また、前述のようにカブリと現像スジの観点から、該粒子が体積粒度分布において上記関係式[1]〜[3]を満足している必要がある。このような特性を満足すれば、含有される粒子は単独でも複数混合しても構わない。また、粒子の体積粒度分布を制御する為に、粒子を分級しても良い。分級方法は特に制限されるものではなく、ふるい分け機、重力分級機、遠心分級機、慣性分級機等の通常の分級方法を用いることができるが、生産性が良好で分級点の変更が容易にできることから、重力分級機、遠心分級機、慣性分級機等の風力分級機を使用することが好ましい。
本発明に用いられるトナー担持体は、下記式[1] [2]を満たす観点から、トナー担持体の表面層の粒子が粒子A及び粒子Bから成り、粒子Aの重量平均粒径D4(A)[μm]が6.0≦D4(A)≦10.0、及び/又は、粒子Bの重量平均粒径D4(B)[μm]が12.0≦D4(B)≦20.0であることが好ましい。
2.0≦DP(B)−DP(A)≦12.0 [式1]
3.0≦D4(T)<DP(A)<DP(B)≦30.0 [式2]
更に、本発明に用いられるトナー担持体は、下記式[1] を満たす観点から、トナー担持体表面層の粒子A及び粒子Bの重量平均粒径が、D4(B)−D4(A)≧4.0であることが好ましい。
2.0≦DP(B)−DP(A)≦12.0 [式1]
4(B)−D4(A)<4.0だと、図2(C)のGで示されるギャップが小さすぎ、トナー担持体表面層の小さい粒子上にトナーがコートしたときも、大きい粒子上と同様にトナー規制部材により摩擦されトナー劣化が起こってしまい、好ましくない。
本発明に用いられるトナー粒子は、どのような手法を用いて製造されても構わないが、懸濁重合法、乳化重合法、懸濁造粒法の如き、水系媒体中で造粒する製造法によって製造されることが好ましい。一般的な粉砕法により製造されるトナー粒子の場合、ワックス成分を多量にトナー粒子に添加することは、技術的難易度が非常に高い。水系媒体中でトナー粒子を造粒する製造法は、ワックス成分を多量にトナー粒子に添加しても、トナー粒子表面にワックス成分を存在させず、内包化することができる。これら製造法の中でも懸濁重合法はワックス成分のトナー粒子中への内包化による長期現像安定性、及び、溶剤を使用しないといった製造コスト面から最も好ましい製造方法の一つである。すなわち、上記トナー粒子は、重合性単量体、着色剤及びワックス成分を少なくとも含有する重合性単量体組成物を水系媒体中に分散し、造粒し、重合性単量体を重合することによって得られたトナー粒子であることが好ましい。
以下、本発明に用いられるトナー粒子を得る上で最も好適な懸濁重合法を例示して、該トナー粒子の製造方法を説明する。重合性単量体、着色剤、ワックス成分及び必要に応じた他の添加物を、ホモジナイザー、ボールミル、コロイドミル、超音波分散機の如き分散機に依って均一に溶解または分散させ、これに重合開始剤を溶解し、重合性単量体組成物を調製する。次に、該重合性単量体組成物を分散安定剤含有の水系媒体中に分散し、造粒し、重合性単量体を重合することによってトナー粒子は製造される。上記重合開始剤は、重合性単量体中に他の添加剤を添加する時に同時に加えても良いし、水系媒体中に懸濁する直前に混合しても良い。また、造粒直後、重合反応を開始する前に重合性単量体あるいは溶媒に溶解した重合開始剤を加えることもできる。
上記トナーを構成する結着樹脂としては、一般的に用いられているスチレン−アクリル共重合体、スチレン−メタクリル共重合体、エポキシ樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体が挙げられる。従って、上記重合性単量体としては、ラジカル重合が可能なビニル系重合性単量体を用いることが可能である。該ビニル系重合性単量体としては、単官能性重合性単量体或いは多官能性重合性単量体を使用することができる。
上記重合性単量体としては、以下のものが挙げられる。スチレン;o−(m−,p−)メチルスチレン、m−(p−)エチルスチレンの如きスチレン系単量体;アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、メタクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸ドデシル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸ステアリル、アクリル酸ベヘニル、メタクリル酸ベヘニル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルの如きアクリル酸エステル系単量体或いはメタクリル酸エステル系単量体;ブタジエン、イソプレン、シクロヘキセン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸アミド、メタクリル酸アミドの如きエン系単量体。
これらの重合性単量体は、単独、または、一般的には出版物ポリマーハンドブック第2版III−p139〜192(John Wiley&Sons社製)に記載の理論ガラス転移温度(Tg)が、40℃以上75℃以下を示すように重合性単量体を適宜混合して用いられる。理論ガラス転移温度が40℃未満の場合にはトナーの保存安定性や耐久安定性の面から問題が生じやすく、一方75℃を超える場合は、定着性が低下する。
また、本発明のトナーに使用するトナー粒子を製造する場合においては、低分子量ポリマーを添加してもよい。低分子量ポリマーは、懸濁重合法によってトナー粒子を製造する場合には、重合性単量体組成物中に添加することができる。該低分子量ポリマーとしては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される重量平均分子量(Mw)が2,000以上5,000以下の範囲で、且つ、Mw/Mnが4.5未満、好ましくは3.0未満のものが好ましい。
低分子量ポリマーの例としては、低分子量ポリスチレン、低分子量スチレン−アクリル酸エステル共重合体、低分子量スチレン−アクリル共重合体が挙げられる。
上記低分子量ポリマーの好ましい添加量は、結着樹脂100質量部に対して1質量部以上50質量部以下であり、より好ましくは5質量部以上30質量部以下である。
本発明において、上述の結着樹脂と共にポリエステル樹脂やポリカーボネート樹脂の如きカルボキシル基を有する極性樹脂を併用することができる。
例えば、懸濁重合法により直接トナー粒子を製造する場合には、分散工程から重合工程に至る重合反応時に極性樹脂を添加すると、トナー粒子となる重合性単量体組成物と水系分散媒体の呈する極性のバランスに応じて、添加した極性樹脂がトナー粒子の表面に薄層を形成したり、トナー粒子表面から中心に向け傾斜性をもって存在するように、極性樹脂の存在状態を制御することができる。
上記極性樹脂の好ましい添加量は、結着樹脂100質量部に対して1質量部以上25質量部以下であり、より好ましくは2質量部以上15質量部以下である。1質量部未満ではトナー粒子中での極性樹脂の存在状態が不均一となりやすく、一方、25質量部を超えるとトナー粒子の表面に形成される極性樹脂の層が厚くなるために、好ましくない。
本発明に用いられる極性樹脂としては、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体が挙げられる。特に極性樹脂として、分子量3,000以上10,000以下にメインピークの分子量を有するポリエステル樹脂がトナー粒子の流動性、負摩擦帯電特性を良好にすることができるので好ましい。
本発明においては、トナー粒子の機械的強度を高めると共に、トナーのTHF可溶成分の分子量を制御するために、結着樹脂を合成する時に架橋剤を用いてもよい。
2官能の架橋剤として、以下のものが挙げられる。ジビニルベンゼン、ビス(4−アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#200、#400、#600の各ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエステル型ジアクリレート(MANDA日本化薬)、及び上記のジアクリレートをジメタクリレートに代えたもの。
多官能の架橋剤としては、以下のものが挙げられる。ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート及びそのメタクリレート、2,2−ビス(4−メタクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート及びトリアリルトリメリテート。これらの架橋剤の添加量は、重合性単量体100質量部に対して、好ましくは0.05質量部以上10質量部以下、より好ましくは0.1質量部以上5質量部以下である。
本発明のトナーに用いられる重合開始剤としては、以下のものが挙げられる。2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリルの如きアゾ系又はジアゾ系重合開始剤;ベンゾイルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、tert−ブチル−パーオキシピバレートの如き過酸化物系重合開始剤。
これらの重合開始剤の使用量は、目的とする重合度により変化するが、一般的には、重合性ビニル系単量体100質量部に対して3質量部以上20質量部以下である。重合開始剤の種類は、重合法により若干異なるが、10時間半減期温度を参考に、単独又は混合して使用される。
本発明のトナーは、着色力を付与するために着色剤を必須成分とする。本発明に好ましく使用される着色剤として、以下の有機顔料、有機染料、無機顔料が挙げられる。
シアン系着色剤としての有機顔料又は有機染料としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物が挙げられる。具体的には、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー7、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー62、C.I.ピグメントブルー。
マゼンタ系着色剤としての有機顔料又は有機染料としては、以下のものが挙げられる。縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物。具体的には、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントレッド23、C.I.ピグメントレッド48:2、C.I.ピグメントレッド48:3、C.I.ピグメントレッド48:4、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド81:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド150、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド169、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド184、C.I.ピグメントレッド185、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド206、C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメントレッド221、C.I.ピグメントレッド254。
イエロー系着色剤としての有機顔料又は有機染料としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される化合物が挙げられる。具体的には、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー62、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー95、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー111、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー127、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー129、C.I.ピグメントイエロー147、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー168、C.I.ピグメントイエロー174、C.I.ピグメントイエロー175、C.I.ピグメントイエロー176、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー181、C.I.ピグメントイエロー191、C.I.ピグメントイエロー194。
黒色着色剤としては、カーボンブラック、上記イエロー系着色剤/マゼンタ系着色剤/シアン系着色剤を用い黒色に調色されたものが挙げられる。
これらの着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。本発明のトナーに用いられる着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、トナー中の分散性の点から選択される。
該着色剤は、好ましくは重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対し1質量部以上20質量部以下添加して用いられる。
本発明においては重合法を用いてトナー粒子を得る場合には、着色剤の持つ重合阻害性や水相移行性に注意を払う必要があり、好ましくは、重合阻害のない物質による疎水化処理を着色剤に施しておいたほうが良い。特に、染料系着色剤やカーボンブラックは、重合阻害性を有しているものが多いので使用の際に注意を要する。
また、染料系着色剤の重合阻害性を抑制する方法としては、あらかじめこれら染料の存在下に重合性単量体を重合せしめる方法が挙げられ、得られた着色重合体を重合性単量体組成物に添加する。
また、カーボンブラックについては、上記染料と同様の処理の他、カーボンブラックの表面官能基と反応する物質(例えば、ポリオルガノシロキサン等)で処理を行っても良い。
本発明のトナーは、ワックス成分を必須とする。該ワックス成分の含有量は、結着樹脂の全量に対して4.0質量%以上25質量%以下であることが好ましい。ワックス成分の含有量が4.0質量%より小さいと、定着時の離型性効果が十分に発揮できず、定着体が低温になった場合に、転写紙の巻きつきが起こりやすくなる。一方、25質量%より大きいと、現像装置内において過剰な摩擦の如き機械的ストレスを受けた場合、ワックス成分がトナー粒子表面に偏在しやすくなりカブリや融着といった弊害を生じやすくなる。
更に、上記ワックス成分は、示差走査熱量測定(DSC)装置で測定される昇温時のDSC曲線において、最大吸熱ピーク温度が60℃以上120℃以下の範囲内であることが好ましく、より好ましくは62℃以上110℃以下、更に好ましくは65℃以上90℃以下である。最大吸熱ピーク温度が60℃未満の場合は、トナーの保存性及びカブリの如き現像性が低下する。一方、最大吸熱ピーク温度が120℃を超える場合は、トナーに与える可塑効果が少なく低温定着性が低下する。
本発明に用いられるワックス成分としては、炭化水素系ワックスを含むことが好ましい。その他のワックス成分として、以下のものが挙げられる。アミドワックス、高級脂肪酸、長鎖アルコール、ケトンワックス、エステルワックス及びこれらのグラフト化合物、ブロック化合物の如き誘導体。必要に応じて2種以上のワックス成分を併用しても良い。
本発明に用いられる炭化水素系ワックスとしては、以下のものが挙げられる。パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムの如き石油系ワックス及びその誘導体;フィッシャートロプシュ法によるフィッシャートロプシュワックス及びその誘導体;ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスの如きポリオレフィンワックス及びその誘導体。誘導体には酸化物や、ビニルモノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物も含まれる。更に、硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物ワックス、動物ワックスが挙げられる。これらワックス成分は単独で又は2種以上を併せて用いられる。
これらの中でも、フィッシャートロプシュ法による炭化水素系ワックスを使用した場合、特に接触現像における現像性を長期にわたり良好に維持した上で、耐高温オフセット性を良好に保ち得る。なお、これらの炭化水素系ワックスには、トナーの帯電性に影響を与えない範囲で酸化防止剤が添加されていてもよい。
上記水系媒体調製時に使用する分散安定剤としては、公知の無機系及び有機系の分散安定剤を用いることができる。
具体的には、無機系の分散安定剤の例としては、以下のものが挙げられる。リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナ。
また、有機系の分散剤としては、以下のものが挙げられる。ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、デンプン。
また、市販のノニオン、アニオン、カチオン型の界面活性剤の利用も可能である。この様な界面活性剤としては、以下のものが挙げられる。ドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム。
上記分散安定剤としては、無機系の難水溶性の分散安定剤が好ましく、しかも酸に可溶性である難水溶性無機分散安定剤を用いることが好ましい。
また、本発明においては、難水溶性無機分散安定剤を用い、水系媒体を調製する場合に、これらの分散安定剤の使用量は重合性単量体100質量部に対して、0.2質量部以上2.0質量部以下であることが好ましい。また、本発明においては、重合性単量体組成物100質量部に対して300質量部以上3,000質量部以下の水を用いて水系媒体を調製することが好ましい。
本発明において、上記のような難水溶性無機分散安定剤が分散された水系媒体を調製する場合には、市販の分散安定剤をそのまま用いて分散させてもよい。また、細かい均一な粒度を有する分散安定剤の粒子を得るために、水の如き液媒体中で、高速撹拌下、難水溶性無機分散安定剤を生成させて水系媒体を調製してもよい。例えば、リン酸三カルシウムを分散安定剤として使用する場合、高速撹拌下でリン酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液を混合してリン酸三カルシウムの微粒子を形成することで、好ましい分散安定剤を得ることができる。
本発明のトナーにおいては、必要に応じて荷電制御剤をトナー粒子と混合して用いることも可能である。荷電制御剤を配合することにより、荷電特性を安定化、現像システムに応じた最適の摩擦帯電量のコントロールが可能となる。
荷電制御剤としては、公知のものが利用でき、特に帯電スピードが速く、かつ、一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。さらに、トナー粒子を直接重合法により製造する場合には、重合阻害性が低く、水系媒体への可溶化物が実質的にない荷電制御剤が特に好ましい。
荷電制御剤として、トナーを負荷電性に制御するものとしては、以下のものが挙げられる。有機金属化合物、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸、オキシカルボン酸及びダイカルボン酸系の金属化合物。他には、芳香族オキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノールの如きフェノール誘導体類なども含まれる。さらに、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーン、樹脂系帯電制御剤が挙げられる。
また、トナーを正荷電性に制御する荷電制御剤としては、以下のものが挙げられる。ニグロシン及び脂肪酸金属塩の如きによるニグロシン変性物;グアニジン化合物;イミダゾール化合物;トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートの如き4級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩の如きオニウム塩及びこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、りんタングステン酸、りんモリブデン酸、りんタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物など);高級脂肪酸の金属塩;樹脂系荷電制御剤。
本発明のトナーは、これら荷電制御剤を単独で或いは2種類以上組み合わせて含有することができる。
これら荷電制御剤の中でも、本発明の効果を十分に発揮するためには、金属を含有するサリチル酸系化合物が好ましく、特にその金属がアルミニウムもしくはジルコニウムが好ましい。最も好ましい荷電制御剤としては、3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物である。
荷電制御剤の好ましい配合量は、重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対して0.01質量部以上20質量部以下、より好ましくは0.5質量部以上10質量部以下である。しかしながら、本発明のトナーには、荷電制御剤の添加は必須ではなく、トナーの層厚規制部材やトナー担持体との摩擦帯電を積極的に利用することでトナー中に必ずしも荷電制御剤を含ませる必要はない。
本発明のトナー粒子には流動性向上剤として、本発明に記載のシリカ微粉体と併せて他の無機微粉体を添加することが可能である。
本発明のトナー粒子に添加する無機微粉体としては、シリカ微粉体、酸化チタン微粉体、アルミナ微粉体またはそれらの複酸化物微粉体の如き微粉体が挙げられる。該無機微粉体の中でもシリカ微粉体及び酸化チタン微粉体が好ましい。
シリカ微粉体としては、ケイ素ハロゲン化物の蒸気相酸化により生成された乾式シリカ又はヒュームドシリカ、及び水ガラスから製造される湿式シリカが挙げられる。無機微粉体としては、表面及びシリカ微粉体の内部にあるシラノール基が少なく、またNa2O、SO3 2-の少ない乾式シリカの方が好ましい。また乾式シリカは、製造工程において、塩化アルミニウム、塩化チタン他の如き金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによって製造された、シリカと他の金属酸化物の複合微粉体であっても良い。
無機微粉体は、トナーの流動性改良及びトナー粒子の帯電均一化のためにトナー粒子に外添されることが好ましい。無機微粉体を疎水化処理することによって、トナーの帯電量の調整、環境安定性の向上、高湿環境下での特性の向上を達成することができるので、疎水化処理された無機微粉体を用いることがより好ましい。トナーに添加された無機微粉体が吸湿すると、トナーとしての帯電量が低下し、現像性や転写性の低下が生じ易くなる。
無機微粉体の疎水化処理の処理剤としては、未変性のシリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、未変性のシリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シラン化合物、シランカップリング剤、その他有機ケイ素化合物、有機チタン化合物が挙げられる。これらの処理剤は単独で或いは併用して用いられても良い。
本発明の画像形成方法は、該工程を有する画像形成方法であれば何ら限定するものではないが、以下にその一例を示す。
図5は、本発明で用いられるトナー及びトナー担持体等を具備したプロセスカートリッジを用いた画像形成装置の概略構成を示す断面図である。図5の画像形成装置には、トナー担持体6、トナー塗布部材7、トナー8及びトナー規制部材9からなる現像装置10と、静電潜像担持体(感光ドラム)5、クリーニングブレード14、廃トナー収容容器13、帯電部材12からなるオールインワンプロセスカートリッジ4が脱着可能に装着されている。感光ドラム5は矢印方向に回転し、感光ドラム5を帯電処理するための帯電部材12によって一様に帯電され、感光ドラム5に静電潜像を書き込む露光手段であるレーザー光11により、その表面に静電潜像が形成される。上記静電潜像は、感光ドラム5に対して接触配置される現像装置10によってトナーを付与されることにより現像され、トナー像として可視化される。
可視化された感光ドラム5上のトナー像は、転写部材である転写ローラ17によって記録媒体である紙22に転写される。トナー像を転写された紙22は、定着装置15により定着処理され、装置外に排紙されプリント動作が終了する。
一方、転写されずに感光ドラム上5上に残存した転写残トナーは、感光体表面をクリーニングするためのクリーニング部材であるクリーニングブレード14により掻き取られ廃トナー容器13に収納され、クリーニングされた感光ドラム5は上述作用を繰り返し行う。
現像装置10は、トナー8を収容した現像容器と、現像容器内の長手方向に延在する開口部に位置し感光ドラム5と対向設置されたトナー担持体6とトナー規制部材9とを備え、感光ドラム5上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。
現像装置10における現像プロセスを以下に説明する。回転可能に支持されたトナー塗布部材7によりトナー担持体6上にトナーが塗布される。トナー担持体6上に塗布されたトナーは、トナー担持体6の回転によりトナー規制部材9と摺擦される。トナー担持体6は感光ドラム5と回転しながら接触し、感光ドラム5上に形成された静電潜像をトナー担持体6上にコートされたトナーにより現像することにより画像が形成される。
本発明の画像形成方法において、トナー規制部材9にバイアスを印加することが、トナー担持体上のトナーのコート性を均一にために好ましい。印加されるバイアスの極性は、トナーの帯電極性と同極性であり、その電圧としては現像バイアスよりも数十Vから数百V高い電圧が一般的である。このようにトナー規制部材9にバイアスを印加する場合は、トナー規制部材9は導電性であることが好ましく、リン青銅やステンレス等の金属であることがより好ましい。
本発明に用いられるトナー担持体について、各測定方法を以下に示す。
<トナー担持体の表面粗さの粗さ曲線の歪度Rskの測定方法>
本発明におけるトナー担持体の表面粗さの粗さ曲線の歪度RskはJIS B0601−2001に準拠して測定した。具体的な測定方法を以下に示す。
トナー担持体を23℃/55%Rhの環境で24時間以上静置し、23℃/55%Rhの測定環境において、接触式表面粗さ計SE−3500(小阪研究所製)を用いてトナー担持体軸方向に関して、表面粗さの粗さ曲線の歪度Rskの測定を行った。測定位置は以下に示すように、軸方向3箇所×周方向4箇所の合計12箇所を測定し、これらの12点の平均値をトナー担持体の表面粗さの粗さ曲線の歪度Rskの値とした。測定位置、測定条件を以下に示す。軸方向中心部と、軸方向両端部から内側に各30mmの位置の3点を周方向に角度90°刻みで合計12点に関して、トナー担持体軸方向に測定し、その平均値をトナー担持体のRskの値とした。測定条件を以下に示す。
(測定位置)
軸方向:トナー担持体軸方向中心部と、軸方向両端部から内側に各30mmの位置の3点
周方向:上記軸方向3点にそれぞれに関して、周方向に角度90°刻み
(測定条件)
測定方向:トナー担持体軸方向
カットオフ:0.8mm
フィルター:2CR
評価長さ:4mm
測定速度:1mm/秒
<トナー担持体の表面層中に含有される粒子の体積粒度分布の測定方法>
まず、トナー担持体から表面層を切り取った。切り取った表面層を適当な方法で引き裂いて破断し、破断面を、ビデオマイクロスコープの如き光学的拡大観察手段で観察する。観察倍率は500〜2000倍が好ましい。
観察された破断面から、粒子の輪郭線が全て観察可能である粒子のみを1000個選び出す。選び出した粒子の各々について、その面積相当径(投影面積と等しい面積を持つ円の直径):R(μm)を求める。
本発明において用いられる粒子は好ましくは球状であり、各々の粒子の体積:Vn(μm3)は、式(4)によって算出できる。
Figure 0005100472
選び出した1000個の粒子の各々について、粒子の体積:Vn(nは1〜1000の整数)を求める。
以上の操作により得られたVnから、横軸が粒子直径(μm)で示され、縦軸が体積分率で示されるヒストグラムを作成する。ヒストグラムの作成は以下のようにする。
まず、ヒストグラムの横軸は、粒子の面積相当径:R(μm)である。ヒストグラムの階層は、直径1.59μmから64μmの区間を等比級数で32分割する。
つまり、ヒストグラムの階級値(階級の区切り値):Xm(μm)は、式(5)で示される。
Figure 0005100472
ヒストグラムの各階級に属する粒子の体積の総和を、
1000個の粒子の体積の総和:
Figure 0005100472
で除した値を、その階級におけるヒストグラムの縦軸の値とする。
以上のようにして、粒子1000個の体積粒度分布を、ヒストグラムで示す。
なお、上記ヒストグラムにおいて、各階級の粒径:RSj(μm)(但し、jは1〜32の整数)を、式(6)に従って求め、RSjを、その階級における代表粒径と定義する。すなわちヒストグラムの縦軸は、ある代表粒径の粒子が全粒子に占める体積分率である。
Figure 0005100472
上記体積粒度分布を示すヒストグラムから、本発明におけるトナー担持体表面層中に含有される粒子の体積粒度分布のピーク位置DP(A)及びDP(B)、ピーク高さDH(A)及びDH(B)を求めた。
<トナー担持体の表面層の厚さの測定方法>
トナー担持体の中央部、両端部からそれぞれ30mm中央部側の合計3点から、鋭利なかみそり刃を用いて、トナー担持体の表面層を弾性層ごとかまぼこ形状に切り出して表面層厚さ測定サンプル3つを得た。得られた3つのサンプルそれぞれにおいて、測定位置を変えて5点表面層の厚さを測定し、合計15点の測定結果の平均値をトナー担持体の表面層厚さとした。ここで、表面層の厚さを測定する手段としては、ビデオマイクロスコープ(キーエンス社製、倍率2000倍)を用いた。
<トナー担持体の表面硬度の測定方法>
マイクロゴム硬度計MD−1タイプA(高分子計器社製)を用いて、トナー担持体の表面硬度を測定した。測定点は、トナー担持体表面粗さにおける粗さ曲線の歪度Rskの測定点と同様の12点とし、その平均値をトナー担持体の表面硬度とした。
<トナー担持体の表面層の粒子A及び粒子Bの重量平均粒径D4(A)及びD4(B)の測定方法>
トナー担持体の表面層の粒子A及び粒子Bの重量平均粒径D4(A)及びD4(B)は、以下のようにして算出した。測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いた。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いた。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行った。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
尚、測定、解析を行なう前に、以下のように専用ソフトの設定を行った。
専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、「測定後のアパーチャーチューブのフラッシュ」にチェックを入れる。
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定」画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行った。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去した。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れた。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加えた。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加した。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させた。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整した。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させた。そして、更に60秒間超音波分散処理を継続した。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節した。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整した。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行った。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)を算出した。尚、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
以下、本発明のトナーについて、各種測定方法を説明する。
<トナーの重量平均粒径D4(T)の測定方法>
トナーの重量平均粒径D4(T)は、上記<トナー担持体の表面層の粒子A及び粒子Bの重量平均粒径D4(A)及びD4(B)の測定方法>と同様に行った。
<トナーの100℃における粘度の測定方法>
トナーの100℃における粘度は、定荷重押し出し方式の細管式レオメータ「流動特性評価装置 フローテスターCFT−500D」(島津製作所社製)を用い、装置付属のマニュアルに従って行った。本装置では、測定試料の上部からピストンによって一定荷重を加えつつ、シリンダに充填した測定試料を昇温させて溶融し、シリンダ底部のダイから溶融された測定試料を押し出し、この際のピストン降下量と温度との関係を示す流動曲線を得ることができる。本発明では50℃乃至200℃におけるトナーの粘度(Pa・s)を測定し、100℃の粘度(Pa・s)を求めた。
測定試料は、約1.0gのトナーを、25℃の環境下で、錠剤成型圧縮機(例えば、NT−100H、エヌピーエーシステム社製)を用いて約10MPaで、約60秒間圧縮成型し、直径約8mmの円柱状としたものを用いる。
CFT−500Dの測定条件は、以下の通りである。
試験モード:昇温法
開始温度:50℃
到達温度:200℃
測定間隔:1.0℃
昇温速度:4.0℃/min
ピストン断面積:1.000cm2
試験荷重(ピストン荷重):10.0kgf(0.9807MPa)
予熱時間:300秒
ダイの穴の直径:1.0mm
ダイの長さ:1.0mm
<トナー、及びトナー材料のテトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による分子量分布及び分子量の測定方法>
本発明のトナー、及びトナー材料のTHF可溶分の分子量分布及び分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定した。
まず、室温で24時間かけて、トナーをテトラヒドロフラン(THF)に溶解した。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マエショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。尚、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が約0.8質量%となるように調整する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定した。
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10ml
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500」、東ソ−社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用した。
<ワックス成分の示差走査熱量測定(DSC)装置で測定される昇温時のDSC吸熱曲線における最大吸熱ピーク温度の測定方法>
ワックス成分のDSC装置で測定される昇温時のDSC吸熱曲線における最大吸熱ピーク温度の測定は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定した。
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いた。
具体的には、トナー約10mgを精秤し、これをアルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定温度範囲30乃至200℃の間で、昇温速度10℃/minで測定を行った。尚、測定においては、一度200℃まで昇温させ、続いて30℃まで降温し、その後に再度昇温を行う。この2度目の昇温過程での温度30乃至200℃の範囲におけるDSC曲線の最大の吸熱ピークを、本発明のトナーのDSC測定における吸熱曲線の最大吸熱ピークとした。
本発明に用いられるシリカ微粉体について、各測定方法を以下に示す。
<シリカ微粉体のBET比表面積の測定方法>
トナーのBET比表面積の測定は、JIS Z8830(2001年)に準じて行なう。具体的な測定方法は、以下の通りである。
測定装置としては、定容法によるガス吸着法を測定方式として採用している「自動比表面積・細孔分布測定装置 TriStar3000(島津製作所社製)」を用いる。測定条件の設定および測定データの解析は、本装置に付属の専用ソフト「TriStar3000 Version4.00」を用いて行い、また装置には真空ポンプ、窒素ガス配管、ヘリウムガス配管が接続される。窒素ガスを吸着ガスとして用い、BET多点法により算出した値を本発明におけるBET比表面積とする。
尚、BET比表面積は以下のようにして算出する。
まず、トナーに窒素ガスを吸着させ、その時の試料セル内の平衡圧力P(Pa)とトナーの窒素吸着量Va(モル・g-1)を測定する。そして、試料セル内の平衡圧力P(Pa)を窒素の飽和蒸気圧Po(Pa)で除した値である相対圧Prを横軸とし、窒素吸着量Va(モル・g-1)を縦軸とした吸着等温線を得る。次いで、トナーの表面に単分子層を形成するのに必要な吸着量である単分子層吸着量Vm(モル・g-1)を、下記のBET式を適用して求める。
Pr/Va(1−Pr)=1/(Vm×C)+(C−1)×Pr/(Vm×C)
(ここで、CはBETパラメーターであり、測定サンプル種、吸着ガス種、吸着温度により変動する変数である。)
BET式は、X軸をPr、Y軸をPr/Va(1−Pr)とすると、傾きが(C−1)/(Vm×C)、切片が1/(Vm×C)の直線と解釈できる(この直線をBETプロットという)。
直線の傾き=(C−1)/(Vm×C)
直線の切片=1/(Vm×C)
Prの実測値とPr/Va(1−Pr)の実測値をグラフ上にプロットして最小二乗法により直線を引くと、その直線の傾きと切片の値が算出できる。これらの値を用いて上記の傾きと切片の連立方程式を解くと、VmとCが算出できる。
さらに、上記で算出したVmと窒素分子の分子占有断面積(0.162nm2)から、下記の式に基づいて、トナーのBET比表面積S(m2・g-1)を算出する。
S=Vm×N×0.162×10-18
(ここで、Nはアボガドロ数(モル-1)である。)
本装置を用いた測定は、装置に付属の「TriStar3000 取扱説明書V4.0」に従うが、具体的には、以下の手順で測定する。
充分に洗浄、乾燥した専用のガラス製試料セル(ステム直径3/8インチ、容積約5ml)の風袋を精秤する。そして、ロートを使ってこの試料セルの中に約1.5gのトナーを入れる。
トナーを入れた前記試料セルを真空ポンプと窒素ガス配管を接続した「前処理装置 バキュプレップ061(島津製作所社製)」にセットし、23℃にて真空脱気を約10時間継続する。尚、真空脱気の際には、トナーが真空ポンプに吸引されないよう、バルブを調整しながら徐々に脱気する。セル内の圧力は脱気とともに徐々に下がり、最終的には約0.4Pa(約3ミリトール)となる。真空脱気終了後、窒素ガスを徐々に注入して試料セル内を大気圧に戻し、試料セルを前処理装置から取り外す。そして、この試料セルの質量を精秤し、風袋との差からトナーの正確な質量を算出する。尚、この際に、試料セル内のトナーが大気中の水分等で汚染されないように、秤量中はゴム栓で試料セルに蓋をしておく。
次に、トナーが入った前記の試料セルのステム部に専用の「等温ジャケット」を取り付ける。そして、この試料セル内に専用のフィラーロッドを挿入し、前記装置の分析ポートに試料セルをセットする。尚、等温ジャケットとは、毛細管現象により液体窒素を一定レベルまで吸い上げることが可能な、内面が多孔性材料、外面が不浸透性材料で構成された筒状の部材である。
続いて、接続器具を含む試料セルのフリースペースの測定を行なう。フリースペースは、23℃においてヘリウムガスを用いて試料セルの容積を測定し、続いて液体窒素で試料セルを冷却した後の試料セルの容積を同様にヘリウムガスを用いて測定して、これらの容積の差から換算して算出する。また、窒素の飽和蒸気圧Po(Pa)は、装置に内蔵されたPoチューブを使用して、別途に自動で測定される。
次に、試料セル内の真空脱気を行った後、真空脱気を継続しながら試料セルを液体窒素で冷却する。その後、窒素ガスを試料セル内に段階的に導入してトナーに窒素分子を吸着させる。この際、平衡圧力P(Pa)を随時計測することにより前記した吸着等温線が得られるので、この吸着等温線をBETプロットに変換する。尚、データを収集する相対圧Prのポイントは、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30の合計6ポイントに設定する。得られた測定データに対して最小二乗法により直線を引き、その直線の傾きと切片からVmを算出する。さらに、このVmの値を用いて、前記したようにトナーのBET比表面積を算出する。
<シリカ微粉体の炭素量(C量)の測定方法>
1100℃の温度下、酸素雰囲気中でシリカ微粉体表面に化学結合する疎水性基をCO2に熱分解した後、微量炭素分析装置(Horiba製「EMIA−110」)により、シリカ微粉体の含有する炭素含有量を求めた。なお、疎水化反応の再現性からみた炭素含有量の有効数字は0.1質量%である。
以下、本発明を製造例及び実施例により具体的に説明するが、これは本発明をなんら限定するものではない。
<実施例1>
《トナー担持体No.1の製造例》
[弾性層の形成]
軸芯体としてSUS製のΦ8mm芯金にニッケルメッキを施し、さらにプライマ−DY35−051(商品名、東レダウコーニングシリコーン社製)を塗布、焼付けしたものを用いた。ついで、軸芯体を内径16mmの円筒状金型に同心となるように配置し、液状シリコーンゴム材料SE6724A/B(商品名、東レ・ダウコーニングシリコーン社製)100質量部に対し、カーボンブラックトーカブラック#7360SB(商品名、東海カーボン社製)を35質量部、耐熱性付与剤としてシリカ粉体を0.2質量部、および白金触媒0.1質量部を混合した付加型シリコーンゴム組成物を金型内に形成されたキャビティに注入した。続いて、金型を加熱してシリコーンゴムを150℃、15分間加硫硬化し、脱型した後、さらに200℃、2時間加熱し硬化反応を完結させ、厚み4mmの弾性層を軸芯体の外周に設けた。
[ポリオールの合成]
表面層の結着樹脂成分として、ポリテトラメチレングリコールPTG1000SN(商品名、保土谷化学社製)100質量部に、イソシアネート化合物ミリオネートMT(商品名、日本ポリウレタン工業社製)20質量部をMEK溶媒中で段階的に混合し、窒素雰囲気下80℃にて7時間反応させて、水酸基価が20のポリエーテルポリオールを作製した。
[イソシアネートの合成]
窒素雰囲気下、数平均分子量500のポリプロピレングリコール100質量部に対し、粗製MDI57質量部を90℃で2時間加熱反応した後、ブチルセロソルブを固形分70%になるように加え、固形分当たりのNCO%が5.0%のイソシアネート化合物を得た。その後、反応物温度50℃の条件下、MEKオキシム22質量部を滴下し、ブロックポリイソシアネートAを得た。
[表面層用塗料の作製]
上記のようにして作製したポリオールに対し、ブロックポリイソシアネートAをNCO/OH基比が1.4になるように混合し、結着樹脂固形分100質量部に対し、カーボンブラック(商品名:MA100、三菱化学社製、Ph=3.5)20質量部を混合し、総固形分比が35質量%になるようにMEKに溶解、混合し、1.5mmの粒径のガラスビースを用いてサンドミルを用いて4時間分散して分散液1を作製した。その後、分散液中の結着樹脂成分固形分と同量のMEK中に球状ウレタン樹脂粒子アートパールC800透明(商品名、根上工業社製、体積平均粒径7.3μm)を24質量部、球状ウレタン樹脂粒子アートパールC400透明(商品名、根上工業社製、体積平均粒径14.0μm)を6質量部添加し、超音波分散することにより球状ウレタン樹脂粒子分散液を得た。得られた球状ウレタン樹脂粒子分散液を分散液1に追加して、サンドミルを用いてさらに30分間分散して表面層用塗料を得た。
[弾性層上への表面層の形成]
上記のようにして得られた表面層用塗料を、オーバーフロー方式の浸漬塗工装置を用いて前記弾性層上にそれぞれ浸漬塗工した後乾燥させ、150℃にて2時間加熱処理することで弾性層表面に厚さ10μmの表面層(樹脂層)を設け、トナー担持体No.1を得た。トナー担持体No.1の物性を表1に示す。
《シリカ微粉体No.1の製造例》
酸素−水素炎で形成された外炎中において、オクタメチルシクロテトラシロキサンを酸水素炎中にて燃焼酸化させることにより、比表面積135m2/g、平均一次粒子径16nmの原体シリカ微粒子を得た。この原体シリカ微粒子に対して、微粒子同士の接触を促進するような混合等の操作は、一切行わないように注意した。
原体シリカ微粒子をミキサーに入れ、ミキサー内温度が250℃、周速94m/s、1分間の混合度が98%の条件にて撹拌を開始し、窒素を流通させた。このまま30分間保持し、原体シリカ微粒子を乾燥させた。この操作により、原体シリカ微粒子の水分量は、0.1%以下となった。
引き続き、同条件でミキサーの撹拌を続け、原体シリカ微粒子100質量部に対して20質量部のジメチルシリコーンオイル(粘度50cSt)を、2流体ノズルを用いて噴霧し、原体シリカ微粒子に付着させた。
更に、同条件でミキサーの撹拌を続け、60分間保持し、冷却した。その後、パルベライザー(ホソカワミクロン社製)にて解砕処理を行い、シリコーンオイルで表面処理されたシリカ微粒子No.1を得た。得られたシリカ微粒子No.1の物性を表2に示す。
《トナーNo.1の製造例》
スチレン単量体100質量部に対して、C.I.Pigment Blue15:3を16.5質量部、ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のアルミ化合物〔ボントロンE88(オリエント化学工業社製)〕を3.0質量部用意した。これらを、アトライター(三井鉱山社製)に導入し、半径1.25mmのジルコニアビーズ(140質量部)を用いて200rpmにて25℃で180分間撹拌を行い、マスターバッチ分散液1を調製した。
一方、イオン交換水710質量部に0.1M−Na3PO4水溶液450質量部を投入し60℃に加温した後、1.0M−CaCl2水溶液67.7質量部を徐々に添加してリン酸カルシウム化合物を含む水系媒体を得た。
・マスターバッチ分散液1 40質量部
・スチレン単量体 52質量部
・n−ブチルアクリレート単量体 19質量部
・低分子量ポリスチレン 15質量部
(Mw=3,000、Mn=1,050、Tg=55℃)
・炭化水素系ワックス 9質量部
(フィッシャートロプシュワックス、最大吸熱ピーク=78℃、Mw=750)
・ポリエステル樹脂 5質量部
(テレフタル酸:イソフタル酸:プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA(2モル付加物):エチレンオキサイド変性ビスフェノールA(2モル付加物)=30:30:30:10の重縮合物、酸価11、Tg=74℃、Mw=11,000、Mn=4,000)
上記材料を63℃に加温し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、5,000rpmにて均一に溶解し分散した。これに、重合開始剤1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエートの70%トルエン溶液7.0質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
前記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、温度65℃、N2雰囲気下において、TK式ホモミキサーにて12,000rpmで10分間撹拌し重合性単量体組成物を造粒し、その後、パドル撹拌翼で撹拌しつつ温度66℃に昇温し、重合性ビニル系単量体の重合転化率が90%に達したところで、0.1mol/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を添加して水系分散媒体のpHを9に調整した。更に昇温速度40℃/hで80℃に昇温し4時間反応させた。重合反応終了後、減圧下でトナー粒子の残存モノマーを留去した。水系媒体を冷却後、塩酸を加えpHを1.4にし、6時間撹拌することでリン酸カルシウム塩を溶解した。トナー粒子を濾別し水洗を行った後、温度40℃にて48時間乾燥し、シアン色のトナー粒子No.1を得た。
このトナー粒子No.1 100質量部に対し、シリカ微粉体No.1を1.9質量部、ルチル型酸化チタン微粉体0.15質量部(数平均一次粒子径:30nm)をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で5分間乾式混合して、本発明のトナーNo.1を得た。トナーNo.1の物性を表2に示す。
《画像評価》
キヤノン製プリンターLBP5300改造機(トナー規制部材として、厚み8μmのSUSブレードを用い、このトナー規制部材にブレードバイアスを現像バイアスに対して−200Vのブレードバイアスを印加できるように改造したもの)を使用し、各環境下にて画像評価を行った。評価は、画像出力用カートリッジのトナー担持体を上記トナー担持体No.1に取り替え、且つトナーとして上記トナーNo.1を160g充填したものをシアンステーションに装着し、その他にはダミーカートリッジを装着し、画像評価を実施した。
画像評価は、23℃/55%Rh(常温常湿環境)、30℃/80%Rh(高温高湿環境)の各環境で行った。印字率が1%の画像を連続して50枚出力した後5時間休止させることを繰り返し、出力枚数が500枚に到達する毎に現像スジ発生の有無を確認した。最終的には15000枚の画像出力を行い、現像スジとカブリを以下の方法で評価した。評価結果を表3に示す。
(1)現像スジの評価
現像スジ発生の有無の確認は、50枚出力した後5時間休止させることを繰り返し、出力枚数が500枚に到達する毎に、ベタ画像、ハーフトーン画像を出力して画像を目視することにより判断し、15000枚まで耐久評価した。現像スジ発生開始枚数が遅いものほど現像スジに対する特性が良く、現像スジ発生開始枚数が12000枚以前のものは不可と判断した。A,B及びCは使用上問題とならないレベルであるが、D及びEは使用上問題となるレベルである。
A:15000枚まで、現像スジ未発生
B:14001乃至15000枚で、現像スジ発生
C:12001乃至14000枚で、現像スジ発生
D:10001乃至12000枚で、現像スジ発生
E:10000枚以前で、現像スジ発生
(2)画像カブリの評価
15000枚の耐久評価終了時に白地部分を有する画像を出力し、「REFLECTMETER MODEL TC−6DS」(東京電色社製)により測定したプリントアウト画像の白地部分の白色度(反射率Ds(%))と転写紙の白色度(平均反射率Dr(%))の差から、カブリ濃度(%)(=Dr(%)−Ds(%))を算出し、耐久評価終了時の画像カブリを評価した。フィルターは、アンバーライトフィルターを用いた。A,B及びCは使用上問題とならないレベルであるが、D及びEは使用上問題となるレベルである。
A:0.5%未満
B:0.5%以上1.0%未満
C:1.0%以上1.5%未満
D:1.5%以上5.0%未満
E:5.0%以上
<実施例2>
以下のトナー担持体No.2を使用する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《トナー担持体No.2の製造例》
トナー担持体No.1の製造例において、添加する球状ウレタン樹脂粒子として以下のようにして調製したものを用いることに変更する以外はトナー担持体No.1の製造例と同様にしてトナー担持体No.2を作製した。トナー担持体No.2の物性を表1に示す。
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC800透明を以下のように分級・・・26質量部
球状ウレタン樹脂粒子アートパールC800透明(商品名、根上工業社製、体積平均粒径7.3μm)を、分級装置ターボフレックス100ATP(ホソカワミクロン社製)を用いて微粉および粗粉を除去し、体積平均粒径7.5μmに調製したもの。
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC400透明を以下のように分級・・・4質量部
球状ウレタン樹脂粒子アートパールC400透明(商品名、根上工業社製、体積平均粒径14.0μm)を、分級装置ターボフレックス100ATP(ホソカワミクロン社製)を用いて微粉および粗粉を除去し、体積平均粒径14.8μmに調製したもの。
<実施例3>
以下のトナー担持体No.3を使用する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《トナー担持体No.3の製造例》
トナー担持体No.1の製造例において、添加する球状ウレタン樹脂粒子の添加量を以下のように変更する以外はトナー担持体No.1の製造例と同様にしてトナー担持体No.3を作成した。トナー担持体No.3の物性を表1に示す。
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC800透明・・・22質量部
(商品名、根上工業社製、体積平均粒径7.3μm)
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC400透明・・・8質量部
(商品名、根上工業社製、体積平均粒径14.0μm)
<実施例4>
以下のトナー担持体No.4を使用する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《トナー担持体No.4の製造例》
トナー担持体No.1の製造例において、添加する球状ウレタン樹脂粒子として以下のようにして調製したものを用いることに変更する以外はトナー担持体No.1の製造例と同様にしてトナー担持体No.4を作製した。トナー担持体No.4の物性を表1に示す。
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC600透明を以下のように分級・・・14質量部
球状ウレタン樹脂粒子アートパールC600透明(商品名、根上工業社製、体積平均粒径10.3μm)を、分級装置ターボフレックス100ATP(ホソカワミクロン社製)を用いて粗粉を除去し、体積平均粒径9.3μmに調整したもの。
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC300透明を以下のように分級・・・6質量部
球状ウレタン樹脂粒子アートパールC300透明(商品名、根上工業社製、体積平均粒径21.5μm)を、分級装置ターボフレックス100ATP(ホソカワミクロン社製)を用いて粗粉を除去し、体積平均粒径19.3μmに調整したもの。
<実施例5>
以下のトナー担持体No.5を使用する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《トナー担持体No.5の製造例》
トナー担持体No.1の製造例において、添加する球状ウレタン樹脂粒子として以下のようにして調製したものを用いることに変更する以外はトナー担持体No.1の製造例と同様にしてトナー担持体No.5を作成した。トナー担持体No.5の物性を表1に示す。
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC800透明を以下のように分級・・・25質量部
球状ウレタン樹脂粒子アートパールC800透明(商品名、根上工業社製、体積平均粒径7.3μm)を、分級装置ターボフレックス100ATP(ホソカワミクロン社製)を用いて粗粉を除去し、体積平均粒径6.0μmに調整したもの。
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC600透明・・・6質量部
(商品名、根上工業社製、体積平均粒径10.3μm)
<実施例6>
以下のトナー担持体No.6を使用する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《トナー担持体No.6の製造例》
トナー担持体No.1の製造例において、添加する球状ウレタン樹脂粒子として以下のようにして調製したものを用いることに変更する以外はトナー担持体No.1の製造例と同様にしてトナー担持体No.6を作成した。トナー担持体No.6の物性を表1に示す。
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC300透明・・・12質量部
(商品名、根上工業社製、体積平均粒径21.5μm)
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC200透明を以下のように分級・・・3質量部
球状ウレタン樹脂粒子アートパールC200透明(商品名、根上工業社製、体積平均粒径30.5μm)を、分級装置ターボフレックス100ATP(ホソカワミクロン社製)を用いて粗粉を除去し、体積平均粒径26.5μmに調整したもの。
<実施例7>
以下のトナー担持体No.7を使用する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《トナー担持体No.7の製造例》
トナー担持体No.1の製造例において、添加する球状ウレタン樹脂粒子として以下のようにして調製したものを用いることに変更する以外はトナー担持体No.1の製造例と同様にしてトナー担持体No.7を作成した。トナー担持体No.7の物性を表1に示す。
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC400透明を以下のように分級・・・12質量部
球状ウレタン樹脂粒子アートパールC400透明(商品名、根上工業社製、体積平均粒径14.0μm)を、分級装置ターボフレックス100ATP(ホソカワミクロン社製)を用いて微粉を除去し、体積平均粒径15.3μmに調整したもの。
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC200透明を以下のように分級・・・3質量部
球状ウレタン樹脂粒子アートパールC200透明(商品名、根上工業社製、体積平均粒径30.5μm)を、分級装置ターボフレックス100ATP(ホソカワミクロン社製)を用いて粗粉を除去し、体積平均粒径26.5μmに調整したもの。
<実施例8>
以下のトナー担持体No.8を使用する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《トナー担持体No.8の製造例》
トナー担持体No.1の製造例において、添加する球状ウレタン樹脂粒子の添加量を以下のように変更する以外はトナー担持体No.1の製造例と同様にしてトナー担持体No.8を作成した。トナー担持体No.8の物性を表1に示す。
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC800透明・・・35質量部
(商品名、根上工業社製、体積平均粒径7.3μm)
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC400透明・・・4質量部
(商品名、根上工業社製、体積平均粒径14.0μm)
<実施例9>
トナー担持体No.2、及び以下のトナーNo.2を使用することに変更する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《トナーNo.2の製造例》
トナーNo.1の製造例において、マスターバッチ分散液1に使用する以外のスチレン単量体を40質量部に、n−ブチルアクリレート単量体を21質量部に、低分子量ポリスチレンを20質量部に、重合開始剤1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエートの70%トルエン溶液を9.0質量部に変更する以外は、トナーNo.1の製造例と同様にしてトナーNo.2を作製した。トナーNo.2の物性を表2に示す。
<実施例10>
トナー担持体No.2、及び以下のトナーNo.3を使用することに変更する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《トナーNo.3の製造例》
トナーNo.1の製造例において、マスターバッチ分散液1に使用する以外のスチレン単量体を69質量部に、n−ブチルアクリレート単量体を17質量部に、低分子量ポリスチレンを10質量部に、重合開始剤1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエートの70%トルエン溶液を8.5質量部に変更する以外は、トナーNo.1の製造例と同様にしてトナーNo.3を作製した。トナーNo.3の物性を表2に示す。
<実施例11>
トナー担持体No.2、及び以下のトナーNo.4を使用することに変更する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《シリカ微粉体No.2の製造例》
シリカ微粉体No.1の製造例において、ジメチルシリコーンオイル(粘度50cSt)を原体シリカ微粒子100質量部に対して22質量部に変更すること以外は、シリカ微粉体No.1の製造例と同様にして、シリカ微粉体No.2を作製した。シリカ微粉体No.2の物性を表2に示す。
《トナーNo.4の製造例》
トナーNo.1の製造例において、シリカ微粉体No.2を使用することに変更する以外は、トナーNo.1の製造例と同様にしてトナーNo.4を作製した。トナーNo.4の物性を表2に示す。
<実施例12>
トナー担持体No.2、及び以下のトナーNo.5を使用することに変更する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《シリカ微粉体No.3の製造例》
シリカ微粉体No.1の製造例において、ジメチルシリコーンオイル(粘度50cSt)を原体シリカ微粒子100質量部に対して18質量部に変更すること以外は、シリカ微粉体No.1の製造例と同様にして、シリカ微粉体No.3を作製した。シリカ微粉体No.3の物性を表2に示す。
《トナーNo.5の製造例》
トナーNo.1の製造例において、シリカ微粉体No.3を使用することに変更する以外は、トナーNo.1の製造例と同様にしてトナーNo.5を作製した。トナーNo.5の物性を表2に示す。
<実施例13>
トナー担持体No.2、及び以下のトナーNo.6を使用することに変更する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《シリカ微粉体No.4の製造例》
シリカ微粉体No.1の製造例において、ジメチルシリコーンオイル(粘度50cSt)を原体シリカ微粒子100質量部に対して15質量部に変更すること以外は、シリカ微粉体No.1の製造例と同様にして、シリカ微粉体No.4を作製した。シリカ微粉体No.4の物性を表2に示す。
《トナーNo.6の製造例》
トナーNo.1の製造例において、シリカ微粉体No.4を使用することに変更する以外は、トナーNo.1の製造例と同様にしてトナーNo.6を作製した。トナーNo.6の物性を表2に示す。
<実施例14>
トナー担持体No.2、及び以下のトナーNo.7を使用することに変更する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《シリカ微粉体No.5の製造例》
シリカ微粉体No.1の製造例において、酸素−水素炎で形成された外炎中において、オクタメチルシクロテトラシロキサンを酸水素炎中にて燃焼酸化させる際の温度を低めにコントロールすることで、比表面積140m2/g、平均一次粒子径12nmの原体シリカ微粒子を得た。その後の操作はシリカ微粉体No.1の製造例と同様にして、シリカ微粉体No.5を作製した。シリカ微粉体No.5の物性を表2に示す。
《トナーNo.7の製造例》
トナーNo.1の製造例において、シリカ微粉体No.5を使用することに変更する以外は、トナーNo.1の製造例と同様にしてトナーNo.7を作製した。トナーNo.7の物性を表2に示す。
<実施例15>
トナー担持体No.2、及び以下のトナーNo.8を使用することに変更する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《シリカ微粉体No.6の製造例》
シリカ微粉体No.1の製造例において、酸素−水素炎で形成された外炎中において、オクタメチルシクロテトラシロキサンを酸水素炎中にて燃焼酸化させる際の温度を高めにコントロールすることで、比表面積120m2/g、平均一次粒子径20nmの原体シリカ微粒子を得た。その後の操作はシリカ微粉体No.1の製造例と同様にして、シリカ微粉体No.6を作製した。シリカ微粉体No.6の物性を表2に示す。
《トナーNo.8の製造例》
トナーNo.1の製造例において、シリカ微粉体No.6を使用することに変更する以外は、トナーNo.1の製造例と同様にしてトナーNo.8を作製した。トナーNo.8の物性を表2に示す。
<実施例16>
トナー担持体No.2、及び以下のトナーNo.9を使用することに変更する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《トナーNo.9の製造例》
トナーNo.1の製造例において、リン酸カルシウム化合物を含む水系媒体の調製にて、イオン交換水を610質量部に、0.1M−Na3PO4水溶液を540質量部に、1.0M−CaCl2水溶液を81質量部に変更する以外は、トナーNo.1の製造例と同様にしてトナーNo.9を作製した。トナーNo.9の物性を表2に示す。
<実施例17>
トナー担持体No.2、及び以下のトナーNo.10を使用することに変更する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《トナーNo.10の製造例》
トナーNo.1の製造例において、リン酸カルシウム化合物を含む水系媒体の調製にて、イオン交換水810質量部に0.1M−Na3PO4水溶液を370質量部に1.0M−CaCl2水溶液を55.5質量部に変更する以外は、トナーNo.1の製造例と同様にしてトナーNo.10を作製した。トナーNo.10の物性を表2に示す。
<比較例1>
以下の比較用トナー担持体No.9を使用する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《比較用トナー担持体No.9の製造例》
トナー担持体No.1の製造例において、球状ウレタン樹脂粒子アートパールC400透明を添加せず、球状ウレタン樹脂粒子アートパールC800透明の添加量を30質量部に変更する以外はトナー担持体No.1の製造例と同様にして比較用トナー担持体No.9を作製した。比較用トナー担持体No.9の物性を表1に示す。
<比較例2>
以下の比較用トナー担持体No.10を使用する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《比較用トナー担持体No.10の製造例》
トナー担持体No.1の製造例において、添加する球状ウレタン樹脂粒子として以下のようにして調製したものを用いることに変更する以外はトナー担持体No.1の製造例と同様にして比較用トナー担持体No.10を作製した。比較用トナー担持体No.10の物性を表1に示す。
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC800透明を以下のように分級・・・25質量部
球状ウレタン樹脂粒子アートパールC800透明(商品名、根上工業社製、体積平均粒径7.3μm)を、分級装置ターボフレックス100ATP(ホソカワミクロン社製)を用いて粗粉を除去し、体積平均粒径6.0μmに調整したもの。
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC600透明を以下のように分級・・・6質量部
球状ウレタン樹脂粒子アートパールC600透明(商品名、根上工業社製、体積平均粒径10.3μm)を、分級装置ターボフレックス100ATP(ホソカワミクロン社製)を用いて粗粉を除去し、体積平均粒径9.3μmに調整したもの。
<比較例3>
以下の比較用トナー担持体No.11を使用する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《比較用トナー担持体No.11の製造例》
トナー担持体No.1の製造例において、添加する球状ウレタン樹脂粒子として以下のようにして調製したものを用いることに変更する以外はトナー担持体No.1の製造例と同様にして比較用トナー担持体No.11を作製した。比較用トナー担持体No.11の物性を表1に示す。
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC800透明を以下のように分級・・・23質量部
球状ウレタン樹脂粒子アートパールC800透明(商品名、根上工業社製、体積平均粒径7.3μm)を、分級装置ターボフレックス100ATP(ホソカワミクロン社製)を用いて微粉および粗粉を除去し、体積平均粒径7.5μmに調製したもの。
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC400透明を以下のように分級・・・6質量部
球状ウレタン樹脂粒子アートパールC400透明(商品名、根上工業社製、体積平均粒径14.0μm)を、分級装置ターボフレックス100ATP(ホソカワミクロン社製)を用いて微粉および粗粉を除去し、体積平均粒径14.8μmに調製したもの。
<比較例4>
以下の比較用トナー担持体No.12を使用する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《比較用トナー担持体No.12の製造例》
トナー担持体No.1の製造例において、添加する球状ウレタン樹脂粒子として以下を用いることに変更し、表面層の厚みを表1のように調製する以外はトナー担持体No.1の製造例と同様にして比較用トナー担持体No.12を作製した。比較用トナー担持体No.12の物性を表1に示す。
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC300透明・・・11質量部
(商品名、根上工業社製、体積平均粒径21.5μm)
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC200透明・・・4質量部
(商品名、根上工業社製、体積平均粒径30.5μm)
<比較例5>
以下の比較用トナー担持体No.13を使用する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《比較用トナー担持体No.13の製造例》
トナー担持体No.1の製造例において、添加する球状ウレタン樹脂粒子として以下を用いることに変更する以外はトナー担持体No.1の製造例と同様にして比較用トナー担持体No.13を作製した。比較用トナー担持体No.13の物性を表1に示す。
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC600透明・・・20質量部
(商品名、根上工業社製、体積平均粒径10.3μm)
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC300透明・・・10質量部
(商品名、根上工業社製、体積平均粒径21.5μm)
<比較例6>
以下の比較用トナー担持体No.14を使用する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《比較用トナー担持体No.14の製造例》
トナー担持体No.1の製造例において、添加する球状ウレタン樹脂粒子として以下を用いることに変更し、表面層の厚みを表1のように調製する以外はトナー担持体No.1の製造例と同様にして比較用トナー担持体No.14を作製した。比較用トナー担持体No.14の物性を表1に示す。
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC800透明・・・29質量部
(商品名、根上工業社製、体積平均粒径7.3μm)
・球状ウレタン樹脂粒子アートパールC400透明・・・1質量部
(商品名、根上工業社製、体積平均粒径14.0μm)
<比較例7>
トナー担持体No.2、及び以下の比較用トナーNo.11を使用することに変更する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《比較用トナーNo.11の製造例》
トナーNo.1の製造例において、リン酸カルシウム化合物を含む水系媒体の調製にて、イオン交換水を610質量部に、0.1M−Na3PO4水溶液を540質量部に、1.0M−CaCl2水溶液を81質量部に、更に水系媒体中に重合性単量体組成物を投入したときのTK式ホモミキサーでの撹拌を10,000rpmで20分間に変更する以外は、変更する以外は、トナーNo.1の製造例と同様にして比較用トナーNo.11を作製した。比較用トナーNo.11の物性を表2に示す。
<比較例8>
トナー担持体No.2、及び以下の比較用トナーNo.12を使用することに変更する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《比較用トナーNo.12の製造例》
トナーNo.1の製造例において、リン酸カルシウム化合物を含む水系媒体の調製にて、イオン交換水を810質量部に、0.1M−Na3PO4水溶液を370質量部に、1.0M−CaCl2水溶液を55.5質量部に、更に水系媒体中に重合性単量体組成物を投入したときのTK式ホモミキサーでの撹拌を30分間に変更する以外は、トナーNo.1の製造例と同様にして比較用トナーNo.12を作製した。比較用トナーNo.12の物性を表2に示す。
<比較例9>
トナー担持体No.2、及び以下の比較用トナーNo.13を使用することに変更する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《シリカ微粉体No.7の製造例》
シリカ微粉体No.1の製造例において、酸素−水素炎で形成された外炎中において、オクタメチルシクロテトラシロキサンを酸水素炎中にて燃焼酸化させる際の温度を低めにコントロールすることで、比表面積140m2/g、平均一次粒子径12nmの原体シリカ微粒子を得た。その後、ジメチルシリコーンオイル(粘度50cSt)を原体シリカ微粒子100質量部に対して15質量部に変更すること以外は、シリカ微粉体No.1の製造例と同様にして、シリカ微粉体No.7を作製した。シリカ微粉体No.7の物性を表2に示す。
《比較用トナーNo.13の製造例》
トナーNo.1の製造例において、シリカ微粉体No.7を使用することに変更する以外は、トナーNo.1の製造例と同様にして比較用トナーNo.13を作成した。比較用トナーNo.13の物性を表2に示す。
<比較例10>
トナー担持体No.2、及び以下の比較用トナーNo.14を使用することに変更する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《シリカ微粉体No.8の製造例》
シリカ微粉体No.1の製造例において、酸素−水素炎で形成された外炎中において、オクタメチルシクロテトラシロキサンを酸水素炎中にて燃焼酸化させる際の温度を高めにコントロールすることで、比表面積130m2/g、平均一次粒子径18nmの原体シリカ微粒子を得た。その後、ジメチルシリコーンオイル(粘度50cSt)を原体シリカ微粒子100質量部に対して25質量部に変更すること以外は、シリカ微粉体No.1の製造例と同様にして、シリカ微粉体No.8を作製した。シリカ微粉体No.8の物性を表2に示す。
《比較用トナーNo.14の製造例》
トナーNo.1の製造例において、シリカ微粉体No.8を使用することに変更する以外は、トナーNo.1の製造例と同様にして比較用トナーNo.14を作製した。比較用トナーNo.14の物性を表2に示す。
<比較例11>
トナー担持体No.2、及び以下の比較用トナーNo.15を使用することに変更する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《シリカ微粉体No.9の製造例》
シリカ微粉体No.1の製造例において、酸素−水素炎で形成された外炎中において、オクタメチルシクロテトラシロキサンを酸水素炎中にて燃焼酸化させる際の温度を高めにコントロールすることで、比表面積100m2/g、平均一次粒子径30nmの原体シリカ微粒子を得た。その後、ジメチルシリコーンオイル(粘度50cSt)を原体シリカ微粒子100質量部に対して22質量部に変更すること以外は、シリカ微粉体No.1の製造例と同様にして、シリカ微粉体No.9を作製した。シリカ微粉体No.9の物性を表2に示す。
《比較用トナーNo.15の製造例》
トナーNo.1の製造例において、シリカ微粉体No.9を使用することに変更する以外は、トナーNo.1の製造例と同様にして比較用トナーNo.15を作製した。比較用トナーNo.15の物性を表2に示す。
<比較例12>
トナー担持体No.2、及び以下の比較用トナーNo.16を使用することに変更する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《シリカ微粉体No.10の製造例》
シリカ微粉体No.1の製造例において、酸素−水素炎で形成された外炎中において、オクタメチルシクロテトラシロキサンを酸水素炎中にて燃焼酸化させる際の温度を低めにコントロールすることで、比表面積300m2/g、平均一次粒子径8nmの原体シリカ微粒子を得た。その後、ジメチルシリコーンオイル(粘度50cSt)を原体シリカ微粒子100質量部に対して30質量部に変更すること以外は、シリカ微粉体No.1の製造例と同様にして、シリカ微粉体No.10を作製した。シリカ微粉体No.10の物性を表2に示す。
《比較用トナーNo.16の製造例》
トナーNo.1の製造例において、シリカ微粉体No.9を使用することに変更する以外は、トナーNo.1の製造例と同様にして比較用トナーNo.16を作製した。比較用トナーNo.16の物性を表2に示す。
<比較例13>
トナー担持体No.2、及び以下の比較用トナーNo.17を使用することに変更する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《比較用トナーNo.17の製造例》
トナーNo.1の製造例において、シリカ微粉体No.1を3.0質量部に変更する以外は、トナーNo.1の製造例と同様にして比較用トナーNo.17を作製した。比較用トナーNo.17の物性を表2に示す。
<比較例14>
トナー担持体No.2、及び以下の比較用トナーNo.18を使用することに変更する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《シリカ微粉体No.11の製造例》
シリカ微粉体No.1の製造例において、表面処理剤としてジメチルシリコーンオイルをヘキサメチルジシラザンに変更すること以外は、シリカ微粉体No.1の製造例と同様にして、シリカ微粉体No.11を作製した。シリカ微粉体No.11の物性を表2に示す。
《比較用トナーNo.18の製造例》
トナーNo.1の製造例において、シリカ微粉体No.11を使用することに変更する以外は、トナーNo.1の製造例と同様にして比較用トナーNo.18を作製した。比較用トナーNo.18の物性を表2に示す。
<比較例15>
トナー担持体No.2、及び以下の比較用トナーNo.19を使用することに変更する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
《比較用トナーNo.19の製造例》
トナーNo.1の製造例において、シリカ微粉体1を使用しないことに変更する以外は、トナーNo.1の製造例と同様にして比較用トナーNo.19を作製した。比較用トナーNo.19の物性を表2に示す。
<比較例16>
トナー担持体No.5、及びトナーNo.10を使用することに変更する以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表3に示す。
Figure 0005100472
Figure 0005100472
Figure 0005100472
<実施例18>
《トナーNo.1−Y、トナーNo.1−M、及びのトナーNo.1−Bkの製造例》
トナーNo.1の製造例において、着色剤をそれぞれ、「19.5質量部のC.I.Pigment Yellow93」、「24質量部のC.I.Pigment Red122」、及び「22.5質量部のカーボンブラック」に変更する以外はトナーNo.1の製造例と同様にしてトナーNo.1−Y、トナーNo.1−M、及びのトナーNo.1−Bkを作製した。これらトナーの物性を表4に示す。
《画像評価》
キヤノン製プリンターLBP5300改造機(トナー規制部材として、厚み8μmのSUSブレードを用い、このトナー規制部材にブレードバイアスを現像バイアスに対して−200Vのブレードバイアスを印加できるように改造したもの)を使用し、各環境下にて画像評価を行った。評価は、画像出力用カートリッジのトナー担持体をトナー担持体No.2に取り替え、且つトナーとして実施例1で使用したシアントナーNo.1、及び上記イエロートナーNo.1−Y、マゼンタトナーNo.1−M、ブラックトナーNo.1−Bkを160g充填したものを各色ステーションに装着し、フルカラー画像評価を実施した。
画像カブリの評価において、フィルターにアンバーライトフィルター、グリーンライトフィルター、及びブルーライトフィルターを用いた以外は、画像評価方法、評価条件及び評価基準は実施例1と同様に行った。評価結果を表5に示す。
Figure 0005100472
Figure 0005100472
本発明で用いられるトナー担持体の軸方向の断面図である。 本発明で用いられるトナー担持体表面近傍状態を説明する概念図である。 トナー担持体表面粗さにおける粗さ曲線の歪度を説明する概念図である。 トナー担持体表面層中に含有される粒子の体積粒度分布の断面図である。 本発明で使用可能な画像形成装置の概略断面図である。
符号の説明
1 トナー担持体の軸芯体
2 トナー担持体の弾性層
3 トナー担持体の表面層
4 プロセスカートリッジ
5 感光ドラム
6 トナー担持体
7 トナー塗布部材
8 トナー
9 トナー規制部材
10 現像装置
11 レーザー光
12 帯電部材
13 廃トナー容器
14 クリーニングブレード
15 定着装置
16 駆動ローラ
17 転写ローラ
18 バイアス電源
19 テンションローラ
20 転写搬送ベルト
21 従動ローラ
22 紙
23 給紙ローラ
24 吸着ローラ
31 トナー担持体の表面層中の相対的に大きな粒子
32 トナー担持体の表面層中の相対的に小さな粒子
G 相対的に大きな粒子と相対的に小さな粒子で形成されるギャップ

Claims (13)

  1. 静電潜像担持体を帯電手段により帯電する帯電工程、該帯電された静電潜像担持体を露光して静電潜像を形成する露光工程、トナー層規制部材でトナー担持体上のトナーを規制する工程、静電潜像担持体上に形成された該静電潜像を該トナー担持体上のトナーで現像して、トナー像を形成する現像工程、トナー像を中間転写体を介して、又は介さずに転写材へ転写する転写工程を有する画像形成方法において、
    該トナー担持体は、軸芯体の外周に弾性層を有し、その外周に少なくとも結着樹脂と粒子を含有する表面層を有するトナー担持体であり、
    該トナー担持体表面の粗さ曲線の歪度Rskが0.15乃至0.70であり、
    該粒子は体積粒度分布において2つのピークを有し、それぞれのピーク位置をDP(A)[μm]及びDP(B)[μm]、ピーク高さをDH(A)及びDH(B)とし、該トナーの重量平均粒径D4(T)としたとき、
    2.0≦DP(B)−DP(A)≦12.0
    3.0≦D4(T)<DP(A)<DP(B)≦30.0
    1.0≦DH(A)/DH(B)≦8.0
    であり、
    該トナーは、結着樹脂、着色剤、及びワックス成分を少なくとも含有するトナー粒子と、シリカ微粉体とを有し、
    該トナーの粒度分布において重量平均粒径D4(T)が3.0乃至8.0μmであって、
    該シリカ微粉体のうち少なくとも一種が、シリコーンオイルで疎水化処理されたシリカ微粉体であり、
    トナー粒子100質量部に対する該シリカ微粉体の量が0.05乃至2.5質量部であって、
    該シリカ微粉体のBETが、40乃至150m2/gであり、
    該シリカ微粉体の炭素量をC量(質量%)、シリカ微粉体の疎水化処理前のBETを原体BET(m2/g)としたとき、C量/原体BET=0.020乃至0.060であることを特徴とする画像形成方法。
  2. 該シリカ微粉体のBETが、50乃至90m2/gであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
  3. 該シリカ微粉体の炭素量をC量(質量%)、シリカ微粉体の疎水化処理前のBETを原体BET(m2/g)としたとき、C量/原体BET=0.030乃至0.060であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成方法。
  4. 該シリカ微粉体の炭素量をC量(質量%)、シリカ微粉体の疎水化処理前のBETを原体BET(m2/g)としたとき、C量/原体BET=0.035乃至0.055であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  5. 該トナーの100℃における粘度が1.5×104乃至5.5×104Pa・sであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  6. 該トナー担持体表面層において、結着樹脂100質量部に対する該粒子の配合量をC[質量部]、該表面層の厚さをt[μm]としたとき、
    15.0≦C≦40.0
    8.0≦t≦15.0
    であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  7. 該トナー担持体の表面硬度が30.0乃至38.0であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  8. 該トナー担持体表面層の該粒子がA及びBから成り、A、Bの混合質量比がA:B=60:40乃至90:10であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  9. 該トナー担持体表面層の該粒子が樹脂粒子であり、トナー担持体表面層の結着樹脂及び樹脂粒子がウレタン樹脂であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  10. 該トナー担持体表面層の該粒子がA及びBから成り、Aの重量平均粒径D4(A)[μm]が、6.0≦D4(A)≦10.0であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  11. 該トナー担持体表面層の該粒子がA及びBから成り、Bの重量平均粒径D4(B)[μm]が、12.0≦D4(B)≦20.0であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  12. 該トナー担持体表面層の該粒子がA及びBから成り、Aの重量平均粒径D4(A)[μm]とBの重量平均粒径D4(B)[μm]が、D4(B)−D4(A)≧4.0であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  13. 静電潜像担持体を帯電手段により帯電する帯電工程、該帯電された静電潜像担持体を露光して静電潜像を形成する露光工程、トナー層規制部材でトナー担持体上のトナーを規制する工程、静電潜像担持体上に形成された該静電潜像を該トナー担持体上のトナーで現像して、トナー像を形成する現像工程、トナー像を中間転写体を介して、又は介さずに転写材へ転写する転写工程を有する画像形成方法において用いられるトナーであって、
    該トナー担持体は、軸芯体の外周に弾性層を有し、その外周に少なくとも結着樹脂と粒子を含有する表面層を有するトナー担持体であり、
    該トナー担持体表面の粗さ曲線の歪度Rskが0.15乃至0.70であり、
    該粒子は体積粒度分布において2つのピークを有し、それぞれのピーク位置をDP(A)[μm]及びDP(B)[μm]、ピーク高さをDH(A)及びDH(B)とし、該トナーの重量平均粒径D4(T)としたとき、
    2.0≦DP(B)−DP(A)≦12.0
    3.0≦D4(T)<DP(A)<DP(B)≦30.0
    1.0≦DH(A)/DH(B)≦8.0
    であり、
    該トナーは、結着樹脂、着色剤、及びワックス成分を少なくとも含有するトナー粒子と、シリカ微粉体とを有し、
    該トナーの粒度分布において重量平均粒径D4(T)が3.0乃至8.0μmであって、
    該シリカ微粉体のうち少なくとも一種が、シリコーンオイルで疎水化処理されたシリカ微粉体であり、
    トナー粒子100質量部に対する該シリカ微粉体の量が0.05乃至2.5質量部であって、
    該シリカ微粉体のBETが、40乃至150m2/gであり、
    該シリカ微粉体の炭素量をC量(質量%)、シリカ微粉体の疎水化処理前のBETを原体BET(m2/g)としたとき、C量/原体BET=0.020乃至0.060であることを特徴とするトナー。
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