JP5175635B2 - トナー、現像剤、現像装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
ケイ素元素含有酸化物微粒子と、ケイ素元素含有酸化物微粒子より平均一次粒子径の小さい無機微粒子の少なくとも1種以上とを外添させ、該無機微粒子は、ケイ素元素含有酸化物微粒子よりも先にトナー粒子に外添させたものであり、
トナー粒子の体積平均粒子径は、4μm以上8μm以下であり、
ケイ素元素含有酸化物微粒子は、平均一次粒子径が70nm以上130nm以下であり、かつ水分量が1.0重量%以下であり、
トナー粒子に対するケイ素元素含有酸化物微粒子の被覆率(%)が下記式(1)を満たすことを特徴とするトナーである。
−0.0317x+5.12≦y≦−0.155x+25.9…(1)
(式中、xはケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径(nm)を示し、yはトナー粒子に対するケイ素元素含有酸化物微粒子の被覆率(%)を示す。)
また本発明は、前記トナーとキャリアとから成る2成分現像剤であることを特徴とする。
像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記現像装置とを備えることを特徴とする画像形成装置である。
−0.0317x+5.12≦y≦−0.155x+25.9 …(1)
(式中、xはケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径(nm)を示し、yはトナー粒子に対するケイ素元素含有酸化物微粒子の被覆率(%)を示す。)
本実施形態のトナーに含まれるトナー粒子は、結着樹脂、着色剤、離型剤、帯電制御剤などのトナー原料で構成される。
結着樹脂としては、トナー用結着樹脂として常用されかつ溶融状態で造粒可能であれば特に制限されず、公知のものを使用でき、たとえば、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、スチレン系ポリマー、(メタ)アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、シリコーン樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂、ロジン変性樹脂、テルペン樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、脂環式炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられる。これらの結着樹脂は1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。これらの中でも、水系における湿式造粒によって粒子表面が平滑になり易いポリエステル、スチレン系ポリマー、(メタ)アクリル樹脂などが好ましい。
着色剤としては、たとえば、黒色系顔料、有彩色系顔料などを使用できる。黒色系顔料としては、たとえば、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、活性炭、非磁性フェライト、磁性フェライト、マグネタイトなどの黒色系無機顔料、アニリンブラックなどの黒色系有機顔料などが挙げられる。
離型剤としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、パラフィンワックスとその誘導体、マイクロクリスタリンワックスと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とその誘導体、ポリオレフィンワックスとその誘導体、低分子量ポリプロピリンワックスとその誘導体、ポリオレフィン系重合体ワックス(低分子量ポリエチレンワックスなど)とその誘導体などの炭化水素系合成ワックス、カルナバワックスとその誘導体、ライスワックスとその誘導体、キャンデリラワックスとその誘導体、木蝋などの植物系ワックス、蜜蝋、鯨蝋などの動物系ワックス、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステルなどの油脂系合成ワックス、長鎖カルボン酸とその誘導体、長鎖アルコールとその誘導体、シリコーン系重合体、高級脂肪酸などが挙げられる。なお、誘導体には、酸化物、ビニル系モノマーとワックスとのブロック共重合物、ビニル系モノマーとワックスとのグラフト変性物などが含まれる。ワックスの使用量は特に制限されず広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは、トナー粒子全量の0.2〜20重量%である。
帯電制御剤としては、たとえば、含金属アゾ染料(クロム・アゾ錯体染料、鉄アゾ錯体染料、コバルト・アゾ錯体染料など)、銅フタロシアニン染料、サリチル酸とそのアルキル誘導体の金属(クロム、亜鉛、アルミニウム、硼素など)錯体およびその塩、ナフトール酸とその誘導体の金属(クロム、亜鉛、アルミニウム、硼素など)錯体およびその塩、ベンジル酸とその誘導体の金属(クロム、亜鉛、アルミニウム、硼素など)錯体およびその塩、長鎖アルキルカルボン酸塩、長鎖アルキルスルホン酸塩などの負帯電性トナー用帯電制御剤、ニグロシン染料とその誘導体、ベンゾグアナミン、トリフェニルメタン誘導体、4級アンモニウム塩、4級ホスフォニウム塩、4級ピリジニウム塩、グアニジン塩、アミジン塩、含窒素官能基を有するモノマー〔N,N−ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどのN,N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート類、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドなどのN,N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド類など〕のラジカル重合性共重合体などが挙げられる。帯電制御剤は1種または2種以上を使用できる。帯電制御剤の含有量は好ましくはトナー粒子全量の0.1〜5.0重量%である。
トナー粒子の製造方法は特に制限されず、公知の製造方法によって得ることができ、たとえば、溶融混練粉砕法によって製造できる。溶融混練粉砕法によれば、結着樹脂、着色剤、離型剤、電荷制御剤、その他の添加材などのそれぞれ所定量を乾式混合し、得られる混合物を溶融混練し、得られる溶融混練物を冷却して固化させ、得られる固化物を機械的に粉砕することによって製造できる。
本実施形態のトナーは、ケイ素元素含有酸化物微粒子を含む。ケイ素元素含有酸化物微粒子は、トナー粒子に外添する外添剤として用いられ、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。
本実施形態のトナーに含まれるケイ素元素含有酸化物微粒子の製造方法は特に制限されず、公知の製造方法によって得ることができ、たとえば特開2006−206413号公報に記載の方法で製造できる。
−0.0317x+5.12≦y≦−0.155x+25.9 …(1)
(式中、xはケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径(nm)を示し、yはトナー粒子に対するケイ素元素含有酸化物微粒子の被覆率(%)を示す。)
粒子径の異なる数種類のトナー粒子、平均一次粒子径および水分量がそれぞれ異なる数種類のケイ素元素含有酸化物微粒子を用いてトナーを複数作製し、白抜け、解像性、転写効率、クリーニング性、帯電安定性および濃度変化を評価する。白抜け、解像性、転写効率、クリーニング性、帯電安定性および濃度変化を評価方法および評価基準は、後述の実施例に記載する。
y=−0.0317x+5.12 …(A)
y=−0.155x+25.9 …(B)
−0.0317x+5.12≦y≦−0.155x+25.9…(1)
(式中、xはケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径(nm)を示し、yはトナー粒子に対するケイ素元素含有酸化物微粒子の被覆率(%)を示す。)
本実施形態のトナーには、ケイ素元素含有酸化物微粒子とともに、ケイ素元素含有酸化物微粒子より平均一次粒子径の小さい無機微粒子を少なくとも1種以上外添させる。ケイ素元素含有酸化物微粒子と前記無機微粒子とを併用することによって、ケイ素元素含有酸化物微粒子をトナー粒子表面に均一に分散させて外添させることができる。また、トナーの流動性を確保することができ、トナー比電荷の立ち上がりを早くでき、形成される画像の画質を安定させることができる。
以上のようにして得られた本発明の第1の実施形態のトナーは、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。本発明の第2の実施形態である現像剤は、本発明の第1の実施形態のトナーを含むので、トナー比電荷量の変化を抑制でき、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。また、本発明の第1の実施形態のトナーは、クリーニング性および定着性を両立し、かつ耐刷試験でのトナー比電荷量の低下を抑制できるので、帯電特性および現像性の良好な2成分現像剤が得られる。このような2成分現像剤を用いることによって、トナーの機内飛散よる画質低下を抑え、高画質な画像を安定して形成することができる。
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。
図1は、本発明の第3の実施形態である画像形成装置1の構成を模式的に示す概略断面図である。画像形成装置1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1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。
Red57:1を含ませているためであるが、その着色剤に代えて、先に例示している各種着色剤を含ませることで同様にして実施できる。以下において、「部」および「%」は特に断らない限りそれぞれ「重量部」および「重量%」を意味する。
〔トナー粒子の体積平均粒径および変動係数(CV値)〕
電解液(商品名:ISOTON−II、ベックマン・コールター株式会社製)50mlに、トナー粒子20mgおよびアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム1mlを加え、超音波分散器(商品名:UH−50、株式会社エスエムテー製)によって超音波周波数20kHzで3分間分散処理して測定用試料を調製した。この測定用試料について、粒度分布測定装置(商品名:Multisizer3、ベックマン・コールター株式会社製)を用い、アパーチャ径100μm、測定粒子数50000カウントの条件下に測定を行い、トナー粒子の体積粒度分布からトナー粒子の体積平均粒径を求めた。またトナー粒子の変動係数を、トナー粒子の体積平均粒径およびその標準偏差に基づいて、下記式(2)によって算出した。
変動係数(%)=(標準偏差/体積平均粒径)×100 …(2)
〔結着樹脂のガラス転移点(Tg)〕
流動特性評価装置(商品名:フローテスターCFT−100C、株式会社島津製作所製)において、おもりで10kgf/cm2(9.8×105Pa)の荷重を与えて結着樹脂1gがダイ(ノズル口径1mm、長さ1mm)から押出されるように設定し、昇温速度毎分6℃で加熱し、ダイから結着樹脂の半分量が流出したときの温度を求め、結着樹脂の軟化点とした。
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、離型剤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。
走査型電子顕微鏡(商品名:S−4300SE/N、株式会社日立ハイテクノロジーズ製)にて50000倍に拡大したケイ素元素含有酸化物微粒子の画像を、走査型電子顕微鏡の視野を変えて100個のケイ素元素含有酸化物微粒子について撮影し、画像解析によってケイ素元素含有酸化物微粒子の一次粒子の粒子径を測定した。得られた測定値からケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径を算出した。無機微粒子の平均一次粒子径も同様にして算出した。
ケイ素元素含有酸化物微粒子の水分量は、カールフィッシャー水分量測定装置(商品名:CA−100、三菱化学株式会社製)を用いて測定した。加熱温度は、105℃に設定した。
トナー粒子に対するケイ素元素含有酸化物微粒子の被覆率は、トナー粒子の表面積に対する、トナー粒子表面に存在するケイ素元素含有酸化物微粒子の表面積の比率を表す。ケイ素元素含有酸化物微粒子の被覆率は、トナー粒子とケイ素元素含有酸化物微粒子とを混合する前におけるトナー粒子の体積平均粒子径および真比重、ケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径および真比重、ならびにトナー粒子の重量に対するケイ素元素含有酸化物微粒子の重量の比率(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した。
本実施形態では密度を比重とみなす。密度は、比表面積・細孔分布測定装置(商品名:NOVAe 4200e、ユアサアイオニクス株式会社製)を用いて測定した。
ポリエステル(結着樹脂、商品名:タフトン”TTR−5、花王株式会社製、ガラス転移点(Tg)60℃、軟化点(Tm)100℃)83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、カルナバワックス(離型剤、REFINED CARNAUBA WAX、株式会社加藤洋行製、融点83℃)3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)2重量部をヘンシェルミキサによって10分間混合した後、二軸押出混練機(商品名:PCM65、株式会社池貝製)にて溶融混練した。この溶融混練物をカッティングミル(商品名:VM−16、オリエント株式会社製)で粗粉砕した後、カウンタジェットミルで微粉砕し、ロータリー式分級機にて過粉砕トナーを分級除去して体積平均粒子径が4.5μmのトナー粒子を得た。
分級条件を変更したこと以外はトナー粒子aの製造方法と同様にして、体積平均粒子径が6.0μmのトナー粒子を得た。
分級条件を変更したこと以外はトナー粒子aの製造方法と同様にして、体積平均粒子径が7.0μmのトナー粒子を得た。
分級条件を変更したこと以外はトナー粒子aの製造方法と同様にして、体積平均粒子径が3.5μmのトナー粒子を得た。
分級条件を変更したこと以外はトナー粒子aの製造方法と同様にして、体積平均粒子径が8.4μmのトナー粒子を得た。
公知の気相法(ケイ素化合物や金属ケイ素を火炎中(たとえば酸水素火炎中)で燃焼して、ケイ素元素含有酸化物微粒子を製造する方法。ケイ素化合物として四塩化ケイ素を用いることが一般的である。)により、平均一次粒子径が50nmであり、水分量0.1重量%であるケイ素元素含有酸化物微粒子Aを得た。
公知の気相法(ケイ素化合物や金属ケイ素を火炎中(たとえば酸水素火炎中)で燃焼して、ケイ素元素含有酸化物微粒子を製造する方法。ケイ素化合物として四塩化ケイ素を用いることが一般的である。)により、平均一次粒子径が70nmであり、水分量が0.07重量%であるケイ素元素含有酸化物微粒子Bを得た。
公知の気相法(ケイ素化合物や金属ケイ素を火炎中(たとえば酸水素火炎中)で燃焼して、ケイ素元素含有酸化物微粒子を製造する方法。ケイ素化合物として四塩化ケイ素を用いることが一般的である。)により、平均一次粒子径90nm、水分量0.12重量%のケイ素元素含有酸化物微粒子Cを得た。
公知の気相法(ケイ素化合物や金属ケイ素を火炎中(たとえば酸水素火炎中)で燃焼して、ケイ素元素含有酸化物微粒子を製造する方法。ケイ素化合物として四塩化ケイ素を用いることが一般的である。)により、平均一次粒子径130nm、水分量0.1重量%のケイ素元素含有酸化物微粒子Dを得た。
公知の気相法(ケイ素化合物や金属ケイ素を火炎中(たとえば酸水素火炎中)で燃焼して、ケイ素元素含有酸化物微粒子を製造する方法。ケイ素化合物として四塩化ケイ素を用いることが一般的である。)により、平均一次粒子径150nm、水分量0.25重量%のケイ素元素含有酸化物微粒子Eを得た。
公知のゾルゲル法(アルコキシシランを、水が存在する有機溶媒中において、触媒により加水分解、縮合反応させて得られるシリカゾル懸濁液から、溶媒除去、乾燥して、粒子化する方法。)により得られた平均一次粒子径125nmの粒子(水分量:3〜15wt%)を、水分量2.0重量%まで加熱減量し、ケイ素元素含有酸化物微粒子Fを得た。
公知の気相法(ケイ素化合物や金属ケイ素を火炎中(たとえば酸水素火炎中)で燃焼して、ケイ素元素含有酸化物微粒子を製造する方法。ケイ素化合物として四塩化ケイ素を用いることが一般的である。)により、平均一次粒子径50nmおよび120nmにそれぞれピークをもつ複分散のケイ素元素含有酸化物微粒子Gを得た。ケイ素元素含有酸化物微粒子Gの平均一次粒子径は85nmであり、水分量0.25重量%である。複分散のケイ素元素含有酸化物微粒子Gの平均一次粒子径は、平均一次粒子径が50nmのケイ素元素含有酸化物微粒子の存在割合と平均一次粒子径が120nmのケイ素元素含有酸化物微粒子の存在割合とを求め、その存在割合にそれぞれの平均一次粒子径を掛けた値の和とした。
公知の気相法(ケイ素化合物や金属ケイ素を火炎中(たとえば酸水素火炎中)で燃焼して、ケイ素元素含有酸化物微粒子を製造する方法。ケイ素化合物として四塩化ケイ素を用いることが一般的である。)により、平均一次粒子径90nm、水分量0.12重量%のケイ素元素含有酸化物微粒子Hを得た。
ケイ素元素含有酸化物微粒子A〜Hの平均一次粒子径および水分量を表2にまとめた。
トナー粒子a 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.8重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Bを0.3重量部添加することによって、実施例1のトナーを得た。
トナー粒子a 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.8重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Bを1.0重量部添加することによって、実施例2のトナーを得た。
トナー粒子a 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.8重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Bを1.4重量部添加することによって、実施例3のトナーを得た。
トナー粒子b 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.35重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Bを0.3重量部添加することによって、実施例4のトナーを得た。
トナー粒子b 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.35重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Bを1.0重量部添加することによって、実施例5のトナーを得た。
トナー粒子c 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.16重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Bを0.2重量部添加することによって、実施例6のトナーを得た。
トナー粒子c 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.16重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Bを0.3重量部添加することによって、実施例7のトナーを得た。
トナー粒子c 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.16重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Bを1.0重量部添加することによって、実施例8のトナーを得た。
トナー粒子b 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.35重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Cを1.2重量部添加することによって、実施例9のトナーを得た。
トナー粒子a 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.8重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Cを1.2重量部添加することによって、実施例10のトナーを得た。
トナー粒子c 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.16重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Cを0.2重量部添加することによって、実施例11のトナーを得た。
トナー粒子a 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.8重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Dを0.2重量部添加することによって、実施例12のトナーを得た。
トナー粒子a 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.8重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Dを0.9重量部添加することによって、実施例13のトナーを得た。
トナー粒子a 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.8重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Dを1.1重量部添加することによって、実施例14のトナーを得た。
トナー粒子b 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.35重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Dを0.2重量部添加することによって、実施例15のトナーを得た。
トナー粒子c 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.16重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Dを0.2重量部添加することによって、実施例16のトナーを得た。
トナー粒子b 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.35重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Gを1.0重量部添加することによって、実施例17のトナーを得た。
トナー粒子b 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.35重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Hを1.0重量部添加することによって、実施例18のトナーを得た。
トナー粒子b 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.8重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Aを0.5重量部添加することによって、比較例1のトナーを得た。
トナー粒子b 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.8重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Aを1.0重量部添加することによって、比較例2のトナーを得た。
トナー粒子a 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.8重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Bを0.2重量部添加することによって、比較例3のトナーを得た。
トナー粒子b 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.35重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Bを0.2重量部添加することによって、比較例4のトナーを得た。
トナー粒子b 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.35重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Bを1.4重量部添加することによって、比較例5のトナーを得た。
トナー粒子c 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.16重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Bを1.4重量部添加することによって、比較例6のトナーを得た。
トナー粒子a 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.8重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Cを0.2重量部添加することによって、比較例7のトナーを得た。
トナー粒子b 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.35重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Cを0.2重量部添加することによって、比較例8のトナーを得た。
トナー粒子c 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.16重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Cを1.2重量部添加することによって、比較例9のトナーを得た。
トナー粒子b 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.35重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Dを0.9重量部添加することによって比較例10のトナーを得た。
トナー粒子b 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.35重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Dを1.1重量部添加することによって、比較例11のトナーを得た。
トナー粒子c 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.16重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Dを0.9重量部添加することによって、比較例12のトナーを得た。
トナー粒子c 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.16重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Dを1.1重量部添加することによって、比較例13のトナーを得た。
トナー粒子b 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.35重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Eを0.5重量部添加することによって、比較例14のトナーを得た。
トナー粒子b 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.35重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Eを1.5重量部添加することによって、比較例15のトナーを得た。
トナー粒子b 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.35重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Fを1.0重量部添加することによって、比較例16のトナーを得た。
トナー粒子d 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を2.31重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Dを1.5重量部添加することによって、比較例17のトナーを得た。
トナー粒子e 100重量部に対して、シリカ微粒子(商品名:RX200、デグサ社製)を1.35重量部外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子Fを1.0重量部添加することによって、比較例18のトナーを得た。
トナー粒子b 100重量部に対して、ケイ素元素含有酸化物微粒子Cを1.0重量部添加することによって、比較例19のトナーを得た。
キャリアとして、体積平均粒子径45μmのフェライトコアキャリアを用いて、キャリアに対する実施例1〜18および比較例1〜19のトナーの被覆率がそれぞれ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)にて40分間混合して、実施例1〜18および比較例1〜19のトナーをそれぞれ含む2成分現像剤を作製した。
実施例1〜18および比較例1〜19の2成分現像剤を市販複写機(商品名:MX-6201N、シャープ株式会社製)にそれぞれ充填し、付着量が0.4mg/cm2となるように調整し、3×5孤立ドットの画像を形成した。3×5孤立ドットの画像とは、600dpi(dot per inch)において、縦3ドット、横3ドットの大きさである複数のドット部において、隣合うドット部同士の間隔が5ドットとなるように形成される画像である。形成した画像を顕微鏡(株式会社キーエンス製)で100倍に拡大してモニタに表示し、70個の3×5孤立ドットのうち、白抜けの発生した数(白抜けの数)を確認した。
◎:非常に良好。白抜けの数が0個以上3個以下である。
○:良好。白抜けの数が4個以上6個以下である。
△:実使用上問題なし。白抜けの数が7個以上10個以下である。
×:実使用不可。白抜けの数が11個以上である。
市販複写機(商品名:MX-6201N、シャープ株式会社製)によって画像濃度が0.3であり、直径5mmの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る原稿を複写し、得られたコピー画像を測定用サンプルとした。この測定サンプルを、粒子アナライザ(商品名:ルーゼックス450、株式会社ニレコ製)を用いて100倍に拡大したモニタ画像から、インジケータによって測定サンプルに形成される細線の線幅を測定した。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。細線には凹凸があり、線幅は測定位置によって異なるので、複数の測定位置において線幅を測定して平均値をとり、この線幅を測定用サンプルの線幅とした。測定用サンプルの線幅を、原稿の線幅である100μmで除し、得られた値を100倍したものを細線再現性の値として得た。この細線再現性の値が100に近いほど、細線の再現性がよく、解像性に優れることを示す。なお、たとえばかすれなどが発生して細線再現性の値が100未満となる場合(コピー画像の線幅が100μm未満となる場合)には解像性の評価を行わなかった。
◎:非常に良好。細線再現性の値が100以上105未満である。
○:良好。細線再現性の値が105以上115未満である。
△:実使用上問題なし。細線再現性の値が115以上125未満である。
×:実使用不可。細線再現性の値が125以上である。
転写性は、転写効率で評価した。転写効率は、1次転写において感光体ドラム表面から中間転写ベルトに転写されたトナーの割合であり、転写前の感光体ドラムに存在するトナー量を100%として算出した。転写前の感光体ドラムに存在するトナーを、帯電量測定装置(商品名:210HS−2A、トレック・ジャパン株式会社製)を用いて吸引し、この吸引したトナーの量を測定することによって得た。また中間転写ベルトに転写されたトナー量も、同様にして得た。
◎:非常に良好。転写効率が95%以上である。
○:良好。転写効率が90%以上95%未満である。
△:実使用上問題なし。転写効率が85%以上90%未満である。
×:実使用不可。転写効率が85%未満である。
市販複写機(商品名:MX-6201N、シャープ株式会社製)に備わるクリーニング手段のクリーニングブレードが感光体ドラムに当接する圧力であるクリーニングブレード圧を、初期線圧で25gf/cm(2.45×10−1N/cm)となるように調整した。この複写機に実施例1〜18および比較例1〜19の2成分現像剤を充填し、温度25℃、相対湿度50%の常温常湿環境中でシャープ株式会社製文字テストチャートを記録紙10,000(以下「10k」ともいう)枚に形成し、クリーニング性の確認を行った。
Wk={(Ws−Wr)/Wr}×100 …(4)
◎:非常に良好。鮮明度が良く、黒すじがない。かぶり量Wkが3%未満である。
○:良好。鮮明度が良く、黒すじない。かぶり量Wkが3%以上5%未満である。
△:実使用上問題なし。鮮明度に実使用上問題のないレベルであり、黒すじの長さが2.0mm以下でありかつ5個以下である。かぶり量Wkが5%以上10%未満である。
×:実使用不可。鮮明度に実使用上問題あり。黒すじの長さが2.0mmを超えるか、または黒すじが6個以上の少なくともいずれかである。かぶり量Wkが10%以上である。
実施例1〜18および比較例1〜19のトナー7重量部と体積平均粒子径45μmのフェライトコアキャリア93重量部とを温度25℃、相対湿度50%の常温常湿環境中において、卓上ボールミル(東京硝子器械株式会社製)で30分間攪拌した後、初期のトナーの帯電量の測定を行った。また実施例1〜18および比較例1〜19のトナー7重量部と体積平均粒子径45μmのフェライトコアキャリア93重量部とを含む2成分現像剤を用いて市販複写機(商品名:MX-6201N、シャープ株式会社製)で印字率5%のテキストチャートを10k枚印字した後のトナーの帯電量測定を行った。
トナー帯電量減衰率={(Qini―Q)/Qini}×100 …(5)
◎:非常に良好。帯電量減衰率が5%以下である。
○:良好。帯電量減衰率が5%を超えて10%未満である。
△:実使用上問題なし。帯電量減衰率が10%以上15%未満である。
×:実使用不可。帯電量減衰率が15%以上である。
実施例1〜18および比較例1〜19の2成分現像剤によって市販複写機(商品名:MX-6201N、シャープ株式会社製)を使用して確認した。耐刷試験前に現像バイアスと感光体ドラム上表面電位との電位差を一定に保ちつつ各電位を変えて濃度測定用画像を印字した。濃度測定用画像を印字後、印字率1%のテストチャート(両面印字)を500枚連続で印字し、耐刷試験前と同様に濃度測定用画像を印字した。耐刷試験前の濃度測定用画像の画像濃度と、500枚印字後の濃度測定用画像の画像濃度との濃度差である印字画像濃度差が低いほど低印字率連続印字後の画像濃度が安定していることになる。画像濃度は、クリーニング性の評価において用いられた装置を使って測定した。
◎:非常に良好。印字画像濃度差が0.05以下である。
○:良好。印字画像濃度差が0.05を超えて0.1以下である。
△:実使用上問題なし。印字画像濃度差が0.1を超えて0.15以下である。
×:実使用不可。印字画像濃度差が0.15を超える。
市販複写機(商品名:MX-6201N、シャープ株式会社製)を用い、紙面上におけるトナー付着量が0.4mg/cm2になるよう調整した。定着温度を140℃から210℃まで5℃刻みで設定して、10mm×50mmのパッチ画像を作成した。前記画像に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非オフセット領域温度幅とし、非オフセット領域温度幅で定着性を評価した。
◎:非常に良好。非オフセット領域温度幅が50℃以上である。
○:良好。非オフセット領域温度幅が30℃以上50℃未満である。
△:実使用上問題なし。非オフセット領域温度幅が10℃以上30℃未満である。
×:実使用不可。非オフセット領域温度幅が10℃未満である。
以上の評価の評価結果を基にして、実施例1〜18および比較例1〜19のトナーを総合評価した。
◎:非常に良好。白抜け、解像性、転写効率、クリーニング性、帯電安定性、画像濃度安定性および定着性の評価結果に△および×がない。
○:良好。白抜け、解像性、転写効率、クリーニング性、帯電安定性、画像濃度安定性および定着性の評価結果に×がなく、△が1個以上3個以下である。
△:実使用上問題なし。白抜け、解像性、転写効率、クリーニング性、帯電安定性、画像濃度安定性および定着性の評価結果に×がなく、△が4個以上である。
×:実使用不可。白抜け、解像性、転写効率、クリーニング性、帯電安定性、画像濃度安定性および定着性の評価結果に×がある。または、白抜け、解像性、転写効率、クリーニング性、帯電安定性、画像濃度安定性、定着性の少なくともいずれか1つに検討できない項目がある。
y=−0.0317x+5.12 …(A)
y=−0.155x+25.9 …(B)
−0.0317x+5.12≦y≦−0.155x+25.9…(1)
(式中、xはケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径(nm)を示し、yはトナー粒子に対するケイ素元素含有酸化物微粒子の被覆率(%)を示す。)
2 画像形成部
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
Claims (7)
- 結着樹脂および着色剤を含むトナー粒子に、ケイ素を含む酸化物微粒子であるケイ素元素含有酸化物微粒子が外添されたトナーにおいて、
ケイ素元素含有酸化物微粒子と、ケイ素元素含有酸化物微粒子より平均一次粒子径の小さい無機微粒子の少なくとも1種以上とを外添させ、該無機微粒子は、ケイ素元素含有酸化物微粒子よりも先にトナー粒子に外添させたものであり、
トナー粒子の体積平均粒子径は、4μm以上8μm以下であり、
ケイ素元素含有酸化物微粒子は、平均一次粒子径が70nm以上130nm以下であり、かつ水分量が1.0重量%以下であり、
トナー粒子に対するケイ素元素含有酸化物微粒子の被覆率(%)が下記式(1)を満たすことを特徴とするトナー。
−0.0317x+5.12≦y≦−0.155x+25.9…(1)
(式中、xはケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径(nm)を示し、yはトナー粒子に対するケイ素元素含有酸化物微粒子の被覆率(%)を示す。) - ケイ素元素含有酸化物微粒子の粒度分布が単分散であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
- ケイ素元素含有酸化物微粒子は、疎水化処理が施されたものであることを特徴とする請求項1または2に記載のトナー。
- 請求項1〜3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から成る2成分現像剤であることを特徴とする請求項4に記載の現像剤。
- 請求項4または5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装置。
- 潜像が形成される像担持体と、
像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
請求項6に記載の現像装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
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