JP5335331B2 - 画像形成方法 - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真法の如き記録方法に用いられる画像形成方法に関する。
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。ユーザーからは特に、環境に依存しない安定した画像品質を提供する事が強く求められるようになっている。上記要求を達成するため各々の観点から現像剤及び画像形成方法の検討が行われている。
例えば、トナー担持体(現像ローラ)においては、カブリ、感光体密着の問題を解決するため、最外層の樹脂層が、ウレタン樹脂とポリシロキサン成分を含有する樹脂材料を用いた導電部材の使用が報告されている(特許文献1参照)。しかしながら、高温高湿環境下と低温低湿環境下のような両極端の環境下における画像特性の両立が非常に困難になる場合がある。
また、トナー供給ローラと現像ローラが長期間同じ位置で当接し続けることで、スジ状のムラ(バンディング)が発生することがあった。この問題を解決するために、ポリエーテル部を有する非反応性シリコーン化合物を含有する現像ローラが報告されている(特許文献2参照)。しかし、低温低湿環境下において、特に多数枚の印刷を行った場合、現像ローラへのトナーのフィルミングという問題に改善の余地があることがわかった。
一方、トナーにおいては、脂肪酸金属塩をトナー粒子に被覆させ遊離率を抑えることで静電潜像担持体へのフィルミング防止剤としての役割を果たしつつ、画像安定性を向上させることが開示されている(特許文献3参照)。しかしながら、この場合にはトナー粒子に脂肪酸金属塩を被覆させることが必要であり、被覆工程でトナー粒子に対し機械的ダメージが大きく現像スジが発生し易いという課題を有していることがわかった。
上記に記載した各々の課題に加え、市場に要求されている、多数枚印刷においても安定した現像性を得るためには、高耐久性、環境安定性、帯電安定性を十分に満足する画像形成方法が待望されている。
特開2003−167398号公報 特開2008−96947号公報 特開2007−108622号公報
本発明は、上述事情に鑑みてなされたものであって、耐久時においても高画質な画像形成が可能となる画像形成方法を提供することにある。即ち、長期にわたり、低温低湿、高温高湿両環境での耐久性、現像安定性、帯電安定性に優れた画像形成方法を提供することである。
本発明者らは上記課題に対して鋭意検討した結果、以下の画像形成方法を用いることで、上記要求を満足する事を見出し、発明するに至った。
即ち、静電潜像担持体を帯電手段により帯電する帯電工程、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、静電潜像担持体上の静電潜像をトナー担持体上のトナーで現像する現像工程を有する画像形成方法において、
トナー担持体は、軸体と、軸体の外周に設けられた樹脂層とを有し、樹脂層がポリエーテルシリコーン化合物を含有する現像ローラであり
トナーが、結着樹脂、着色剤及びワックスを含有するトナー粒子と、脂肪酸金属塩とを有しており、
該脂肪酸金属塩の添加量が該トナー粒子100質量部に対し0.02質量部以上0.50質量部以下であり、
トナーからの脂肪酸金属塩の遊離率が.0%以上2.0%以下であり、
トナー粒子の個数平均粒径(D1)をDt(μm)とし脂肪酸金属塩の体積基準におけるメジアン径をDs(μm)としたとき、下記の関係を満たし、
3.00≦Dt≦9.00
0.15≦Ds≦0.65
0.03≦Ds/Dt≦0.15
該脂肪酸金属塩がステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムまたはステアリン酸リチウムである
ことを特徴とする画像形成方法に関するものである
本発明により、長期印字においても環境依存せず高画質、高安定な画像形成方法を提供することができる。即ち、低温低湿環境下での長期印字においても、トナー担持体等へのトナーのフィルミングを抑制し、さらに高温高湿両環境下においても、長期印字にわたってカブリを抑制し、画像濃度の安定性に優れた画像形成方法を提供することができる。
本発明者らは、トナー担持体(現像ローラ)の樹脂層、トナー及び脂肪酸金属塩の粒径、トナー中の脂肪酸金属塩の遊離量について鋭意検討を重ねた結果、前述の課題を解決する画像形成方法を得られる事を見出し、本発明を完成するに至った。以下に本発明をさらに詳細に説明する。
本発明に係わるトナー担持体(現像ローラ)の断面構造の一例を図1に示す。図1に示した現像ローラ100は良導電性の軸体1(シャフト1)の外周に樹脂層2を有し、前記樹脂層2にポリエーテル部を有するシリコーン化合物を含有することを特徴とする。
本発明に係わるポリエーテルシリコーン化合物は、ポリエーテル部を有することで、トナー供給ローラからの滲出物による影響を抑制し、バンディングが悪化するのを抑制することができる。また、トナーに対する摩擦帯電性能と現像ローラ表面に対する水の影響を制御することができる。
前記シリコーン化合物のシリコーン部とポリエーテル部の共重合の形態は、直鎖型のブロックポリマータイプ、分岐型のブロックポリマータイプ、シリコーン部とポリエーテル部のグラフトポリマータイプのいずれであっても良い。好ましくは下記の(A)乃至(D)の一般式で表されるシリコーン化合物である。
Figure 0005335331
(式中、m及びnはそれぞれ正の整数を示す。)
さらに、前記ポリエーテルシリコーン化合物の重量平均分子量(Mw)は3,000≦Mw≦20,000の範囲であることが好ましい。重量平均分子量(Mw)が3,000≦Mw≦20,000の範囲であることにより、現像ローラ表面にポリエーテルシリコーン化合物がより存在しやすくなる。
また、前記ポリエーテルシリコーン化合物は、最表面層を形成する樹脂(基材)100質量部に対して0.2乃至20.0質量部添加するのが好ましい。これにより適正な摩擦帯電能と現像ローラの表面界面状態と水による影響の制御が可能になる。より好ましい添加量は0.5乃至10.0質量部である。
ポリエーテルシリコーン化合物の分子構造やシリコーン部及びポリエーテル部の構造は、適切な手段により表面層からポリエーテルシリコーン化合物を単離し、熱分解GC/MSやNMR、IR、元素分析の如き手法を用いることにより同定することができる。また、添加量の確認は表面層から抽出する際に量比関係で判断する。
軸体である良導電性シャフトとしては、良好な導電性を有するものであればいずれのものも使用し得る。通常はアルミニウムや鉄、SUSの如き材料で形成された外径4乃至10mmの金属製円筒体が用いられる。
上記良導電性シャフト1の外周に形成する樹脂層2の基材としては以下のものが挙げられる。ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、尿素樹脂、イミド樹脂、メラミン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、天然ゴム、ブチルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、シリコーンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、クロロプレンゴム、及びこれらの混合物。
ウレタン樹脂は摩擦により現像剤を帯電する能力が大きく、且つ耐摩耗性を有しているので、樹脂層2の基材として好ましく用いられる。具体的にはウレタン樹脂の原料はポリオールとイソシアネート、必要に応じて鎖延長剤から構成される。ウレタン樹脂の原料たるポリオールとしては以下のもの挙げられる。ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール、アクリルポリオール、及びこれらの混合物。ウレタン樹脂の原料たるイソシアネートとしては以下のものが挙げられる。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)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、フェニレンジイソシアネート(PPDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、シクロヘキサンジイソシアネート、及びこれらの混合物。ウレタン樹脂の原料たる鎖延長剤としては以下のものが挙げられる。エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、3−メチルペンタンジオールの如き2官能低分子ジオール;トリメチロールプロパンの如き3官能低分子トリオール、及びこれらの混合物。
特に、ウレタン樹脂の中でもポリエーテルポリオールを用いるポリエーテルポリウレタン樹脂を用いることが好ましい。この場合、樹脂材料とポリエーテルシリコーン化合物のポリエーテル部分の親和力により前記ポリエーテルシリコーン化合物が染み出し、他の部材に移行し難くなるために好ましい。
樹脂層2は、上記基材に、電子導電性物質やイオン導電性物質のような導電性付与剤を配合し、適切な抵抗領域(体積抵抗率)として好ましくは103乃至1011Ω・cm、より好ましくは 104乃至1010Ω・cmに調整した材料で形成する。また、樹脂層2の厚みは好ましくは0.3乃至10.0mmの範囲で用いることができる。より好ましくは1.0乃至5.0mmの範囲で用いることができる。
このウレタン樹脂層2に導電性を付与するために用いられる電子導電性物質としては以下のものが挙げられる。ケッチェンブラックEC、アセチレンブラックの如き導電性カーボン;SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MTの如きゴム用カーボン;酸化処理を施したカラー(インク)用カーボン;銅、銀、ゲルマニウムの如き金属及び金属酸化物。
この中でも、少量で導電性を制御しやすいことからカーボンブラック〔導電性カーボン、ゴム用カーボン、カラー(インク)用カーボン〕が好ましい。
また、樹脂層2に導電性を付与するために用いられるイオン導電性物質としては以下のものが挙がられる。過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウムの如き無機イオン導電性物質;変性脂肪族ジメチルアンモニウムエトサルフェート、ステアリルアンモニウムアセテートの如き有機イオン導電性物質。
これら導電性付与剤は、樹脂層を前記のような適切な体積抵抗率にするのに必要な量が用いられるが、通常基材100質量部に対して好ましくは1乃至50質量部の範囲で用いられる。
図2は、本発明に係わる現像ローラの他の実施態様を示す概略断面図である。図2に示した現像ローラ200は、軸体1と、軸体1の周囲を被覆する樹脂層201と、樹脂層201の周囲を被覆している、表面層をなす樹脂層202とからなっている。
樹脂層202は、現像ローラ100の樹脂層2に対応する。よって、樹脂層202の詳細については、前記の樹脂層2についての記載を援用する。
次に、下層を形成する樹脂層201は、安定なドラムとのニップ幅を確保し、画像の均一性や長時間安定な画像を出力し続けるために、樹脂の中でも弾性に富むものが好ましく、以下に挙げるものが好適である。天然ゴム、ブチルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、シリコーンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、クロロプレンゴム、及びこれらの混合物。これらの中ではシリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴムが特に好ましい。
また、樹脂層201は、導電性物質を含有させて、好適な抵抗領域(体積抵抗率)に調整することが好ましい。上記好適な体積抵抗率としては、103乃至1010Ω・cm、特には104乃至108Ω・cmであることが好ましい。
上記導電性物質としては、前記樹脂層2に添加することのできる導電性物質と同様のものが挙げられる。またその添加量についても、前記樹脂層2の場合と同様である。
更に、樹脂層201の硬度はASKER−C硬度で25乃至70度、好ましくは35乃至50度とすることが好ましい。
更にまた、樹脂層201の厚みは通常0.3乃至10.0mm、特には1.0乃至5.0mmの範囲とすることが好ましい。樹脂層202の厚みは下層の樹脂層の弾性を損なわないようにするために、0.5乃至100.0μmとすることが好ましい。
樹脂層の厚さは、樹脂層が形成された現像ローラを切り取り、ノギスでその断面を9点測定し、その平均値とした。厚みが薄い場合(1.0mm以下)は断面をビデオマイクロスコープ(倍率5乃至3000倍)で9点測定し、その平均値とした。
本発明に係わる現像ローラは、次のようにして作製することができる。
図1に示した現像ローラに関しては、軸体を予め配した成型金型のキャビティ内に、前記した樹脂(基材)と、導電性付与剤と、少なくとも最表面層を形成する際に添加する前記ポリエーテルシリコーン化合物が混練された組成物を注入して作製することができる。 また、予め、上記組成物を用いて別途形成したスラブやブロックから、切削加工により、チューブ状の所定の形状、寸法に切り出し、これに軸体を圧入して軸体上に最表層となる樹脂層を形成して現像ローラを作製することができる。所望の場合には、さらに、切削や研磨処理などによって所定の外径に調整してもよい。
また、図2に示した現像ローラは、上記組成物を、予め軸体の外周に形成した樹脂層201の外周面上に、スプレー、ディッピングの方法で樹脂層202を塗布し、加熱硬化して作製することができる。
樹脂層201は、下記1)又は2)の方法により形成することができる。
1)軸体を予め配した成型金型のキャビティ内に前記した樹脂層を形成するための組成物を注入して加熱硬化する工程を含む方法;
2)予め樹脂層を形成するための組成物を用いてスラブやブロックを形成する工程と、該スラブ又はブロックから切削の加工により、チューブ状の所定の形状、寸法に切り出し、これに軸体を圧入する工程とを有する方法。
尚、上記1)及び2)の方法のいずれの場合も、軸体の周囲に樹脂層201を形成した後に、必要に応じてさらに、切削や研磨処理により、所定の外径に調整してもよい。
樹脂層202は、前記した樹脂(基材)と、導電性付与剤と、少なくとも最表面層を形成する際に添加する前記ポリエーテルシリコーン化合物が混練される。混練はボールミルの如き機械を用いて、適時必要に応じ現像ローラの表面の粗さを調整するための粗し粒子を添加し分散させた後、適時硬化剤もしくは硬化触媒を添加し、攪拌することにより行うことができる。そして得られた組成物を、スプレー又は、ディッピングの如き塗布方法により塗布する方法がある。添加する粗し粒子としては以下のものが挙げられる。EPDM、NBR、SBR、CR、シリコーンゴムの如きゴム粒子;ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド系の熱可塑性エラストマー(TPE)の如きエラストマーの粒子;PMMA、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ナフタレン樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、ジビニルベンゼン重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ポリアクリロニトリル樹脂の如き樹脂粒子。これらの粒子は単独または組み合わせて用いることができる。このとき現像ローラの表面粗さRzは一般的に1乃至15μmに調整される。現像ローラの表面粗さは、JIS B0601:2001によるRzとする。
次に、本発明に係わるトナーについて説明する。
本発明の画像形成方法に用いられるトナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含有するトナー粒子と、脂肪酸金属塩を有しており、前記トナーに対する脂肪酸金属塩の遊離率が1.0%以上25.0%以下であり、前記トナー粒子の個数平均粒径(D1)をDt(μm)、前記脂肪酸金属塩の体積基準におけるメジアン径をDs(μm)としたとき、
3.00≦Dt≦9.00
(より好ましくは3.00≦Dt≦8.00)
0.10≦Ds≦1.00
(より好ましくは0.15≦Ds≦0.75)
(さらに好ましくは0.15≦Ds≦0.65)
0.02≦Ds/Dt≦0.25
(より好ましくは0.03≦Ds/Dt≦0.20)
(さらに好ましくは0.03≦Ds/Dt≦0.15)
の関係を満たすことを特徴とする。
本発明に用いられる脂肪酸金属塩は、従来に比べ粒径が小さい。このような脂肪酸金属塩を用いることで、トナー担持体へのフィルミングを抑制し、長期にわたって高画質な画像を得られることが分かった。特に本発明に係わる現像ローラの場合、現像ローラ表面のポリエーテル部分に対して、本発明に用いられる脂肪酸金属塩は付着力が小さいために、フィルミング抑制効果がより得られる。
本発明では、トナーに対する脂肪酸金属塩の遊離率が1.0%以上25.0%以下であることが必要である。遊離率が1.0%以上25.0%以下の範囲である場合、多数枚の印字後であってもトナー粒子表面に脂肪酸金属塩が一定量存在していることとなり、脂肪酸金属塩の滑剤効果により、現像ローラへのトナーのフィルミングを抑制することができる。遊離率が1.0%より小さい場合、脂肪酸金属塩がトナー粒子に埋没していることを意味する。このような場合、脂肪酸金属塩の滑剤としての効果が得られ難くなり、現像ローラへのフィルミングによる画像弊害が発生しやすくなる。逆に遊離率が25.0%を超える場合は、多数枚の印刷を行っていくと、トナーから脂肪酸金属塩が過剰に遊離してしまい、滑剤としての効果が薄れていくため現像ローラへのフィルミングが発生してしまう。遊離率のより好ましい範囲としては2.0%以上20.0%以下である。
また、トナー粒子の個数平均粒径(D1)をDt(μm)、前記脂肪酸金属塩の体積基準におけるメジアン径をDs(μm)としたとき、3.00≦Dt≦9.00、0.10≦Ds≦1.00、0.02≦Ds/Dt≦0.25の関係を満たすことが必要である。トナー粒子の個数平均粒径が3.00μm以上9.00μm以下の範囲である場合、より微小な潜像ドットを忠実に現像することができ、高画質化に有利である。3.00μm未満の場合には、トナーの転写性が悪化するため、画像の濃度安定性が低下する。逆に9.00μmを超える場合には、耐久後半に現像し難い大粒径のトナーが残りやすくなり、画像濃度が低下する。トナー粒子の個数平均粒径のより好ましい範囲としては4.00μm以上8.00μm以下である。
脂肪酸金属塩の体積基準におけるメジアン径が0.10μm以上1.00μm以下の範囲である場合、滑剤としての効果が得られやすい。0.10μm未満の場合には、脂肪酸金属塩の粒径が小さすぎるため、滑剤として効果が得られ難い。逆に1.00μmを超える場合には、脂肪酸金属塩がトナー粒子表面に偏って存在しやすくなるため、滑剤として効果が得られ難くなる。脂肪酸金属塩の体積基準におけるメジアン径のより好ましい範囲としては0.15μm以上0.75μm以下であり、さらに好ましい範囲としては0.15μm以上0.65μm以下である。
トナー粒子の個数平均粒径をDt(μm)と、脂肪酸金属塩の体積基準におけるメジアン径をDs(μm)が、0.02≦Ds/Dt≦0.25を満たす場合、脂肪酸金属塩の粒子径がトナーの粒子径に対してある一定の比率を有していることを示している。つまり、トナーが現像ローラ上に担持される際に、トナー粒子表面と、現像ローラ表面が一定の距離を持っていることになる。これにより、現像ローラ表面のポリエーテルシリコーン化合物のポリエーテル部分と、トナー粒子との相互作用が適度になる。Ds/Dtが0.02未満の場合には、トナー粒子径に対して、現像ローラ表面とトナー粒子表面との距離が短すぎるため、ポリエーテル部分とトナー粒子との相互作用が強くなりすぎる。その結果、トナーが現像ローラへ付着しやすくなり、現像ローラへのフィルミングが発生しやすくなる。逆にDs/Dtが0.25を超える場合には、印刷時のストレスに対して、曲率の観点からトナー粒子表面から脂肪酸金属塩が遊離しやすくなる。そのため、トナー担持体へのフィルミングが発生してしまう。Ds/Dtのより好ましい範囲は0.03以上0.20以下であり、さらに好ましい範囲は0.03以上0.15以下である。
本発明に用いられる脂肪酸金属塩としては、金属種が亜鉛またはカルシウムであることが好ましい。亜鉛またはカルシウムの場合、低温低湿環境下での帯電安定性が良好となり、カブリの発生を抑制できる。また、脂肪酸としてはステアリン酸が好ましく、遊離脂肪酸の発生を抑えやすい。遊離脂肪酸が多いと高温高湿環境下でのカブリが発生しやすくなる。
また、脂肪酸金属塩は粒度分布の指標であるスパン値Aが1.75以下であることが好ましい。
式(1) スパン値A=(D95s−D5s)/Ds
Ds:脂肪酸金属塩の体積基準におけるメジアン径
D5s:脂肪酸金属塩の体積基準における5%積算径
D95s:脂肪酸金属塩の体積基準における95%積算径
スパン値Aが1.75を超えるとトナー中に存在する脂肪酸金属塩の粒径のバラツキにより帯電が不安定となり、耐久後半のカブリが生じやすくなる。スパン値Aは1.50以下であることがより好ましい。
脂肪酸金属塩の添加量としては、トナー粒子100質量部に対し0.02質量部以上0.50質量部以下であることが好ましい。より好ましくは0.05質量部以上0.30質量部以下である。0.02質量部より少ないと低温低湿環境下で現像スジが発生しやすくなり、0.50質量部より多いと高温高湿環境下で現像スジが発生しやすくなる。
次にトナーの製造方法について説明する。
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。そのため、定着工程において、定着部材にトナーがオフセットし、加熱源を汚染することを極力防止することができる。その結果、長期にわたって、安定かつ高精細な画像を得ることができる。これら製造法の中でも懸濁重合法はワックス成分をトナー粒子中へ内包化し、カプセル構造となるため最適であり、現像性及び耐久性を飛躍的に向上させるのに適している。また、本発明において、トナー粒子の平均円形度は0.960以上0.990以下であることが好ましく、懸濁重合法により製造することで、好適な円形度が得られやすい。平均円形度が0.960より小さい場合、添加された脂肪酸金属塩がトナー表面の凹部分に多く存在し、粒子中の帯電分布が悪化してカブリが発生し易くなる。また、平均円形度が0.990より大きくなると、クリーニング性に劣る。
以下、本発明に用いられるトナー粒子を得る上で好適な懸濁重合法を例示して、トナー粒子の製造方法を説明する。結着樹脂、着色剤、ワックス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、前記重合性単量体組成物を分散安定剤含有の水系媒体中に懸濁して重合を行うことによって、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。
本発明に用いられ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。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。前記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。
結着樹脂を生成するための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。
また、画像の高光沢性を満足させるために、トナー粒子を製造する場合に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。前記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。
低分子量ポリマーの好ましい添加量は、重合性単量体または結着樹脂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。
本発明のトナーに使用可能なワックスとしては、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、モンタン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炭化水素ワックス及びその誘導体、ポリエチレン、ポリプロピレンの如きポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス、キャンデリラワックスの如き天然ワックス及びその誘導体(誘導体には酸化物や、ビニル系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)、エステルワックス、ケトン、硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物系ワックス、動物性ワックス、シリコ−ンワックス。これらワックスは単独で又は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またはパラフィンワックスを使用した場合、現像性を長期にわたり良好に維持した上で、定着部材への耐オフセット性を良好に保ち得る。なお、これらのワックスには、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。
本発明に用いられるワックスの含有量は、重合性単量体または結着樹脂100質量部に対して2.0質量部以上17.0質量部以下であることが好ましく、更に好ましくは5.0質量部以上16.0質量部以下である。ワックスの含有量が2.0質量部より小さいと、例え離型性の良い定着部材を用いたとしても、定着時の離型性効果が十分に発揮できず、トナーの一部が定着部材にオフセットする場合がある。一方、17.0質量部より大きいと、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、上記ワックスは、示差走査熱量測定(DSC)装置で測定されるDSC曲線において、最大吸熱ピーク温度が60℃以上120℃以下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℃以下であるのが良い。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、定着時にトナーの一部が定着部材にオフセットしやすくなる。
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までに極性樹脂を添加すると、極性樹脂がトナー粒子の表面に薄層を形成する、またはトナー粒子表面から中心に向け傾斜性をもつなど、存在状態を制御することができる。即ち、極性樹脂を添加することは、コアシェル構造のシェル部を強化することができる。
上記極性樹脂の好ましい添加量は、重合性単量体または結着樹脂100質量部に対して1.0質量部以上30.0質量部以下であり、より好ましくは1.5質量部以上20.0質量部以下である。1.0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、20.0質量部を超えるとトナー粒子の表面に形成されるシェルが厚くなるために、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、トナー粒子の耐ストレス性を高めるために、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。
荷電制御剤の好ましい配合量は、重合性単量体または結着樹脂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して含有する。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、単独または混合し、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。
本発明において、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。
前記着色剤は、好ましくは重合性単量体または結着樹脂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、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。
本発明において、水系媒体調製時に使用する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。
本発明のトナーには、体積基準におけるメジアン径(D50)が0.10μm以上1.00μm以下である脂肪酸金属塩を含有させることが必須であるが、さらに、流動性向上剤として、無機微粉体が添加されてもよい。
本発明のトナー粒子に外添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。前記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。また、無機微粉体以外の外添剤として、各種樹脂粒子、脂肪酸金属塩などが挙げられる。これらを単独で、あるいは複数を併用して用いることが好ましい。
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、ゾル−ゲル法により製造されるゾルゲルシリカなどが挙げられる。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。
また、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ても良い。
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。
その中でも、シリコーンオイルにより処理された無機微粉体が好ましい。より好ましくは、無機微粉体をカップリング剤で疎水化処理すると同時或いは処理した後に、シリコーンオイルにより処理したシリコーンオイル処理された疎水化処理無機微粉体が高湿環境下でもトナー粒子の帯電量を高く維持し、選択現像性を低減する上でよい。
無機微粉体の添加量は、トナー粒子100質量部に対して1.0質量部以上5.0質量部以下であることが好ましい。
本発明における脂肪酸金属塩及びトナーの物性については、下記の方法を用いて測定を行った。
<脂肪酸金属塩のメジアン径(D50)とスパン値Aの測定>
本発明で用いられる脂肪酸金属塩の体積基準のメジアン径(D50)の測定は、JIS Z8825−1(2001年)に準じて測定されるが、具体的には以下の通りである。
測定装置としては、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置「LA−920」(堀場製作所社製)を用いる。測定条件の設定および測定データの解析は、LA−920に付属の専用ソフト「HORIBA LA−920 for Windows(登録商標) WET(LA−920) Ver.2.02」を用いる。また、測定溶媒としては、予め不純固形物などを除去したイオン交換水を用いる。
測定手順は、以下の通りである。
(1)バッチ式セルホルダーをLA−920に取り付ける。
(2)所定量のイオン交換水をバッチ式セルに入れ、バッチ式セルをバッチ式セルホルダーにセットする。
(3)専用のスターラーチップを用いて、バッチ式セル内を撹拌する。
(4)「表示条件設定」画面の「屈折率」ボタンを押し、ファイル「110A000I」(相対屈折率1.10)を選択する。
(5)「表示条件設定」画面において、粒子径基準を体積基準とする。
(6)1時間以上の暖気運転を行った後、光軸の調整、光軸の微調整、ブランク測定を行う。
(7)ガラス製の100ml平底ビーカーに約60mlのイオン交換水を入れる。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加える。
(8)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約3.3lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを約2ml添加する。
(9)前記(7)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る。そして、ビーカー内の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する。
(10)前記(9)のビーカー内の水溶液に超音波を照射した状態で、約1mgの脂肪酸金属塩を少量ずつ前記ビーカー内の水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、この際に脂肪酸金属塩が固まりとなって液面に浮く場合があるが、その場合はビーカーを揺り動かすことで固まりを水中に沈めてから60秒間の超音波分散を行う。また、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する。
(11)前記(10)で調製した脂肪酸金属塩が分散した水溶液を、気泡が入らないように注意しながら直ちにバッチ式セルに少量ずつ添加して、タングステンランプの透過率が90乃至95%となるように調整する。そして、粒度分布の測定を行う。得られた体積基準の粒度分布のデータを元に、メジアン径(D50)、5%積算径および95%積算径を算出しスパン値Aを求める。
<脂肪酸金属塩の遊離率>
本発明におけるトナー中の脂肪酸金属塩の遊離率は、デジタル振動計(デジバイブロ MODEL 1332)を有するパウダーテスター(細川ミクロン社製)と、蛍光X線分析装置 Axios(PANalytical社製)及び測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「SuperQ ver.4.0F」(PANalytical社製)を用いて蛍光X線の強度差により脂肪酸金属塩の遊離率を求めた。
具体的な測定法としては、パウダーテスターの振動台に目開き25μm(635メッシュ)篩をセットする。この目開き25μm(635メッシュ)篩上に正確に秤量した試料5gを加え、デジタル振動計の振幅が約0.60mmになるように調整し、約2分間振動を加える。上記作業を更に2回繰り返し、試料を25μm(635メッシュ)篩に計3回とおす。次に、得られた試料を直径40mmのアルミリングに約4g載せ、プレス機にて150kNで圧縮しサンプルを作成する。得られたサンプルを蛍光X線分析装置(Axios)で測定した。尚、X線管球のアノードとしてはRhを用い、測定雰囲気は真空、測定径(コリメーターマスク径)は27mm、測定時間10秒とする。また、軽元素を測定する場合にはプロポーショナルカウンタ(PC)、重元素を測定する場合にはシンチレーションカウンタ(SC)で検出する。
脂肪酸金属塩の遊離率は、篩前後の脂肪酸金属塩の金属元素のKα線ネット強度(KCPS)を測定して、下記式より求めた。
{(篩前のトナーにおける脂肪酸金属塩の金属元素のKα線ネット強度)−(篩を通過したトナーにおける脂肪酸金属塩の金属元素のKα線ネット強度)}/(篩前のトナーにおける脂肪酸金属塩の金属元素のKα線ネット強度)
<トナー粒子の個数平均粒径(D1)の測定方法>
トナー粒子の個数平均粒径(D1)は、以下のようにして算出する。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)を用いる。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)を用いる。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う。
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/秒にて行う。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ておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れる。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加える。
(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約3.3lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを約2ml添加する。
(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る。そして、ビーカー内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する。
(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、トナー粒子約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。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する。
(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粒子を分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(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ない、個数平均粒径(D1)を算出する。尚、専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、「分析/個数統計値(算術平均)」画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)である。
<トナー粒子の平均円形度の測定方法>
トナー粒子の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス社製)によって、校正作業時の測定及び解析条件で測定する。フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス社製)の測定原理は、流れている粒子を静止画像として撮像し、画像解析を行うというものである。試料チャンバーへ加えられた試料は、試料吸引シリンジによって、フラットシースフローセルに送り込まれる。フラットシースフローに送り込まれた試料は、シース液に挟まれて扁平な流れを形成する。フラットシースフローセル内を通過する試料に対しては、1/60秒間隔でストロボ光が照射されており、流れている粒子を静止画像として撮影することが可能である。また、扁平な流れであるため、焦点の合った状態で撮像される。粒子像はCCDカメラで撮像され、撮像された画像は512×512の画像処理解像度(一画素あたり0.37×0.37μm)で画像処理され、各粒子像の輪郭抽出を行い、粒子像の投影面積Sや周囲長L等が計測される。
次に、上記面積Sと周囲長Lを用いて円相当径と円形度を求める。円相当径とは、粒子像の投影面積と同じ面積を持つ円の直径のことであり、円形度Cは、円相当径から求めた円の周囲長を粒子投影像の周囲長で割った値として定義され、次式で算出される。
円形度C=2×(π×S)1/2/L
粒子像が円形の時に円形度は1になり、粒子像の外周の凹凸の程度が大きくなればなるほど円形度は小さい値になる。各粒子の円形度を算出後、円形度0.200〜1.000の範囲を800分割し、得られた円形度の相加平均値を算出し、その値を平均円形度とする。
具体的な測定方法は、以下の通りである。まず、ガラス製の容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水約20mlを入れる。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0.2ml加える。更に測定試料を約0.02g加え、超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。超音波分散器としては、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散器(例えば「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製))を用い、水槽内には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添加する。
測定には、対物レンズとして「UPlanApro」(倍率10倍、開口数0.40)を搭載した前記フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用した。前記手順に従い調整した分散液を前記フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3000個のトナー粒子を計測する。そして、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径1.985μm以上、39.69μm未満に限定し、トナー粒子の平均円形度を求める。
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子(例えば、Duke Scientific社製の「RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A」をイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。
なお、本願実施例では、シスメックス社による校正作業が行われた、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用した。解析粒子径を円相当径1.985μm以上、39.69μm未満に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行った。
次に、本発明の画像形成方法を用いた画像形成装置について説明する。
図3は、本発明の電子写真画像形成装置の概略的構成を示す断面図である。
静電潜像担持体としての感光体21が矢印A方向に回転し、感光体21を帯電処理するための帯電部材22によって一様に帯電され、感光体21に静電潜像を書き込む露光手段であるレーザー光23により、その表面に静電潜像が形成される。画像形成装置本体に対し着脱可能なプロセスカートリッジに保持される現像装置24によってトナーを付与されることにより静電潜像が現像され、トナー像として可視化される。
現像は露光部にトナー像を形成する反転現像を行っている。感光体21上の現像剤画像は、転写ローラ29によって転写材である紙33に転写される。トナー像を転写された紙33は、定着装置32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。
現像装置24は、トナーを収容した現像容器34と、現像容器34内の長手方向に延在する開口部に位置し感光体21と対向設置されたトナー担持体としての現像ローラ25とを備える。感光体21上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。また電子写真プロセスカートリッジは、現像装置と、静電潜像担持体、帯電部材、クリーニング部材および転写部材の少なくとも一つとを有し、これらが一体的に保持されてなるものであり、画像形成装置に着脱可能に設けられる。
また、現像ローラ25は感光体21と当接幅をもって接触している。現像装置24においては、トナー供給ローラ26が、現像容器34内で、トナー層規制部材である現像ブレード27の現像ローラ25表面との当接部に対し現像ローラ25回転方向上流側に当接され、かつ、回転可能に支持されている。なお本発明においては、トナー規制部材に用いられる材料としてはSUSが好ましい。
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。
<トナー粒子1の製造例>
スチレン単量体102質量部に対して、C.I.Pigment Blue15:3を15.6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2.4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を調製した。
一方、イオン交換水710質量部に0.1M−Na3PO4水溶液432.0質量部を投入し60℃に加温した後、1.0M−CaCl2水溶液65.0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 50.0質量部
・スチレン単量体 37.5質量部
・n−ブチルアクリレート単量体 20.0質量部
・炭化水素系ワックス 10.0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 5.0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65℃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9.0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10,000rpmで10分間撹拌し、重合性単量体組成物を造粒した後、パドル撹拌翼で撹拌しつつ温度70℃に昇温した。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9.0に調整した。更に80℃に昇温し、3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1を得た。得られたトナー粒子1の個数平均粒径(D1)は5.00μmであり、平均円形度は0.984であった。
<トナー粒子2の製造例>
トナー粒子1の製造例において、0.1M−Na3PO4水溶液の添加量を324.9質量部に、1.0M−CaCl2水溶液の添加量を48.9質量部に変更すること以外は、トナー粒子1の製造例と同様にして本発明のトナー粒子2を得た。得られたトナー粒子2の個数平均粒径(D1)は8.00μmであり、平均円形度は0.972であった。
<トナー粒子3の製造例>
トナー粒子1の製造例において、0.1M−Na3PO4水溶液の添加量を289.1質量部に、1.0M−CaCl2水溶液の添加量を43.5質量部に変更すること以外は、トナー粒子1の製造例と同様にして本発明のトナー粒子3を得た。得られたトナー粒子3の個数平均粒径(D1)は9.00μmであり、平均円形度は0.960であった。
<トナー粒子4の製造例>
トナー粒子1の製造例において、0.1M−Na3PO4水溶液の添加量を467.7質量部に、1.0M−CaCl2水溶液の添加量を70.4質量部に変更すること以外は、トナー粒子1の製造例と同様にして本発明のトナー粒子4を得た。得られたトナー粒子4の個数平均粒径(D1)は4.00μmであり、平均円形度は0.987であった。
<トナー粒子5の製造例>
トナー粒子1の製造例において、0.1M−Na3PO4水溶液の添加量を494.5質量部に、1.0M−CaCl2水溶液の添加量を74.4質量部に変更すること以外は、トナー粒子1の製造例と同様にして本発明のトナー粒子5を得た。得られたトナー粒子5の個数平均粒径(D1)は3.25μmであり、平均円形度は0.989であった。
<トナー粒子6の製造例>
トナー粒子1の製造例において、0.1M−Na3PO4水溶液の添加量を503.4質量部に、1.0M−CaCl2水溶液の添加量を75.7質量部に変更すること以外は、トナー粒子1の製造例と同様にして本発明のトナー粒子6を得た。得られたトナー粒子6の個数平均粒径(D1)は3.00μmであり、平均円形度は0.990であった。
<トナー粒子7の製造例>
トナー粒子1の製造例において、0.1M−Na3PO4水溶液の添加量を516.3質量部に、1.0M−CaCl2水溶液の添加量を77.7質量部に変更すること以外は、トナー粒子1の製造例と同様にして本発明のトナー粒子7を得た。得られたトナー粒子7の個数平均粒径(D1)は2.64μmであり、平均円形度は0.990であった。
<トナー粒子8の製造例>
トナー粒子1の製造例において、0.1M−Na3PO4水溶液の添加量を257.0質量部に、1.0M−CaCl2水溶液の添加量を38.7質量部に変更すること以外は、トナー粒子1の製造例と同様にして本発明のトナー粒子8を得た。得られたトナー粒子8の個数平均粒径(D1)は9.90μmであり、平均円形度は0.961であった。
<トナー粒子9の製造例>
・スチレン/n−ブチルアクリレート共重合体 100.0質量部
(質量比80/20、Mw=28,500、Tg=62℃)
・C.I.Pigment Blue15:3 6.5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 1.0質量部
(ボントロンE88:オリエント化学工業社製)
・炭化水素系ワックス 10.0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 5.0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)
上記材料をブレンダーにて混合し、110℃に加熱した二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミルで粗粉砕した。粗粉砕物をジェットミル衝突式ジェットミル(日本ニューマチック工業社製)で微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級してトナー粒子9を得た。得られたトナー粒子9の個数平均粒径(D1)は5.00μmであり、平均円形度は0.945であった。
<脂肪酸金属塩1の製造例>
攪拌装置付きの受け容器を用意し、攪拌機を350rpmで回転させた。この受け容器に0.50質量%ステアリン酸ナトリウム水溶液500質量部を投入し、液温を85℃に調整した。次に、この受け容器に0.20質量%硫酸亜鉛水溶液525質量部を、15分かけて滴下した。全量仕込み終了後、反応時の温度状態で10分間熟成し、反応を終結した。
次に、このようにして得られた脂肪酸金属塩スラリーを濾過洗浄した。得られた洗浄後の脂肪酸金属塩ケーキを粗砕後、連続瞬間気流乾燥機を用いて105℃で乾燥した。その後、ナノグラインディングミル〔NJ−300〕(サンレックス社製)にて風量6.5m3/min、処理速度80kg/hの条件で粉砕した。粉砕後、リスラリーして湿式遠心分級機を用いて微粒子、粗粒子の除去を行った後、連続瞬間気流乾燥機を用いて80℃で乾燥して脂肪酸金属塩1を得た。得られた脂肪酸金属塩1の体積基準におけるメジアン径(D50)は0.40μm、スパン値Aは1.05であった。
<脂肪酸金属塩2の製造例>
脂肪酸金属塩1の製造例において、熟成時間を5分に変更すること以外は、脂肪酸金属塩1の製造例と同様にして脂肪酸金属塩2を得た。得られた脂肪酸金属塩2の体積基準におけるメジアン径(D50)は0.40μm、スパン値Aは1.50であった。
<脂肪酸金属塩3の製造例>
脂肪酸金属塩1の製造例において、熟成時間を5分に変更し、粉砕後の分級は行わず、メッシュ通しにより粗粒を除去したこと以外は、脂肪酸金属塩1の製造例と同様にして脂肪酸金属塩3を得た。得られた脂肪酸金属塩3の体積基準におけるメジアン径(D50)は0.42μm、スパン値Aは1.75であった。
<脂肪酸金属塩4の製造例>
脂肪酸金属塩1の製造例において、熟成時間を5分に変更し、粉砕後の分級工程を行わなかったこと以外は、脂肪酸金属塩1の製造例と同様にして脂肪酸金属塩4を得た。得られた脂肪酸金属塩4の体積基準におけるメジアン径(D50)は0.39μm、スパン値Aは1.84であった。
<脂肪酸金属塩5の製造例>
脂肪酸金属塩1の製造例において、0.50質量%ステアリン酸ナトリウム水溶液を0.80質量%ステアリン酸ナトリウム水溶液に、0.20質量%硫酸亜鉛水溶液を0.30質量%硫酸亜鉛水溶液に、熟成時間を5分に、粉砕工程の風量を5.5m3/minに変更すること以外は、脂肪酸金属塩1の製造例と同様にして脂肪酸金属塩5を得た。得られた脂肪酸金属塩5の体積基準におけるメジアン径(D50)は0.65μm、スパン値Aは1.50であった。
<脂肪酸金属塩6の製造例>
脂肪酸金属塩1の製造例において、0.50質量%ステアリン酸ナトリウム水溶液を0.90質量%ステアリン酸ナトリウム水溶液に、0.20質量%硫酸亜鉛水溶液を0.35質量%硫酸亜鉛水溶液に、熟成時間を5分に、粉砕工程の風量を5.0m3/min変更すること以外は、脂肪酸金属塩1の製造例と同様にして脂肪酸金属塩6を得た。得られた脂肪酸金属塩6の体積基準におけるメジアン径(D50)は0.75μm、スパン値Aは1.49であった。
<脂肪酸金属塩7の製造例>
脂肪酸金属塩1の製造例において、0.50質量%ステアリン酸ナトリウム水溶液を0.20質量%ステアリン酸ナトリウム水溶液に、0.20質量%硫酸亜鉛水溶液を0.10質量%硫酸亜鉛水溶液に、粉砕工程の風量を11.0m3/minに変更すること以外は、脂肪酸金属塩1の製造例と同様にして脂肪酸金属塩7を得た。得られた脂肪酸金属塩7の体積基準におけるメジアン径(D50)は0.15μm、スパン値Aは1.11であった。
<脂肪酸金属塩8の製造例>
脂肪酸金属塩1の製造例において、0.50質量%ステアリン酸ナトリウム水溶液を0.45質量%ラウリン酸ナトリウム水溶液に変更すること以外は、脂肪酸金属塩1の製造例と同様にして脂肪酸金属塩8を得た。得られた脂肪酸金属塩8の体積基準におけるメジアン径(D50)は0.42μm、スパン値Aは1.07であった。
<脂肪酸金属塩9の製造例>
脂肪酸金属塩1の製造例において、0.20質量%硫酸亜鉛水溶液を0.35質量%塩化カルシウム水溶液に変更すること以外は、脂肪酸金属塩1の製造例と同様にして脂肪酸金属塩9を得た。得られた脂肪酸金属塩9の体積基準におけるメジアン径(D50)は0.41μm、スパン値Aは1.09であった。
<脂肪酸金属塩10の製造例>
脂肪酸金属塩1の製造例において、0.20質量%硫酸亜鉛水溶液を0.35質量%塩化リチウム水溶液に変更すること以外は、脂肪酸金属塩1の製造例と同様にして脂肪酸金属塩10を得た。得られた脂肪酸金属塩10の体積基準におけるメジアン径(D50)は0.41μm、スパン値Aは1.04であった。
<脂肪酸金属塩11の製造例>
脂肪酸金属塩1の製造例において、0.50質量%ステアリン酸ナトリウム水溶液を0.15質量%ステアリン酸ナトリウム水溶液に、0.20質量%硫酸亜鉛水溶液を0.05質量%硫酸亜鉛水溶液に変更し、粉砕工程の風量を11.0m3/minで粉砕工程を2回行ったこと以外は、脂肪酸金属塩1の製造例と同様にして脂肪酸金属塩11を得た。得られた脂肪酸金属塩11の体積基準におけるメジアン径(D50)は0.10μm、スパン値Aは1.10であった。
<脂肪酸金属塩12の製造例>
脂肪酸金属塩1の製造例において、0.50質量%ステアリン酸ナトリウム水溶液を1.20質量%ステアリン酸ナトリウム水溶液に、0.20質量%硫酸亜鉛水溶液を0.50質量%硫酸亜鉛水溶液に、粉砕工程の風量を4.5m3/minに変更すること以外は、脂肪酸金属塩1の製造例と同様にして脂肪酸金属塩12を得た。得られた脂肪酸金属塩12の体積基準におけるメジアン径(D50)は1.00μm、スパン値Aは1.06であった。
<脂肪酸金属塩13の製造例>
脂肪酸金属塩1の製造例において、0.50質量%ステアリン酸ナトリウム水溶液を1.10質量%ラウリン酸ナトリウム水溶液に、0.20質量%硫酸亜鉛水溶液を0.85質量%塩化リチウム水溶液に、熟成時間を5分に、粉砕工程の風量を4.5m3/minに変更し、粉砕後の分級工程を行わなかったこと以外は、脂肪酸金属塩1の製造例と同様にして脂肪酸金属塩13を得た。得られた脂肪酸金属塩13の体積基準におけるメジアン径(D50)は1.00μm、スパン値Aは1.81であった。
<脂肪酸金属塩14の製造例>
脂肪酸金属塩1の製造例において、0.50質量%ステアリン酸ナトリウム水溶液を0.15質量%ラウリン酸ナトリウム水溶液に、0.20質量%硫酸亜鉛水溶液を0.10質量%塩化リチウム水溶液に、熟成時間を5分に変更し、粉砕工程の風量を11.0m3/minで粉砕工程を2回行い、粉砕後の分級工程を行わなかったこと以外は、脂肪酸金属塩1の製造例と同様にして脂肪酸金属塩14を得た。得られた脂肪酸金属塩14の体積基準におけるメジアン径(D50)は0.10μm、スパン値Aは1.83であった。
<脂肪酸金属塩15の製造例>
脂肪酸金属塩1の製造例において、0.50質量%ステアリン酸ナトリウム水溶液を1.30質量%ラウリン酸ナトリウム水溶液に、0.20質量%硫酸亜鉛水溶液を1.00質量%塩化リチウム水溶液に、熟成時間を5分に、粉砕工程の風量を4.0m3/minに変更し、粉砕後の分級工程を行わなかったこと以外は、脂肪酸金属塩1の製造例と同様にして脂肪酸金属塩15を得た。得られた脂肪酸金属塩15の体積基準におけるメジアン径(D50)は1.20μm、スパン値Aは1.82であった。
<脂肪酸金属塩16の製造例>
脂肪酸金属塩1の製造例において、0.50質量%ステアリン酸ナトリウム水溶液を0.10質量%ラウリン酸ナトリウム水溶液に、0.20質量%硫酸亜鉛水溶液を0.05質量%塩化リチウム水溶液に、熟成時間を5分に変更し、粉砕工程の風量を11.0m3/minで粉砕工程を3回行い、粉砕後の分級工程を行わなかったこと以外は、脂肪酸金属塩1の製造例と同様にして脂肪酸金属塩16を得た。得られた脂肪酸金属塩16の体積基準におけるメジアン径(D50)は0.06μm、スパン値Aは1.81であった。
<トナー1の製造例>
トナー粒子1(100質量部)に対し、脂肪酸金属塩1を0.10質量部及びジメチルシリコーンオイルで表面処理された疎水性シリカ微粉体1.5質量部(数平均一次粒子径:16nm)をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で10分間乾式混合して、トナー1を得た。トナー1の各種物性を表1に示す。
<トナー2の製造例>
トナー1の製造例において、トナー粒子1をトナー粒子9に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー2を得た。トナー2の各種物性を表1に示す。
<トナー3の製造例>
トナー1の製造例において、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩2に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー3を得た。トナー3の各種物性を表1に示す。
<トナー4の製造例>
トナー1の製造例において、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩3に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー4を得た。トナー4の各種物性を表1に示す。
<トナー5の製造例>
トナー1の製造例において、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩4に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー5を得た。トナー5の各種物性を表1に示す。
<トナー6の製造例>
トナー1の製造例において、トナー粒子1をトナー粒子2に、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩5に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー6を得た。トナー6の各種物性を表1に示す。
<トナー7の製造例>
トナー1の製造例において、トナー粒子1をトナー粒子2に、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩6に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー7を得た。トナー7の各種物性を表1に示す。
<トナー8の製造例>
トナー1の製造例において、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩6に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー8を得た。トナー8の各種物性を表1に示す。
<トナー9の製造例>
トナー1の製造例において、トナー粒子1をトナー粒子4に、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩6に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー9を得た。トナー9の各種物性を表1に示す。
<トナー10の製造例>
トナー1の製造例において、トナー粒子1をトナー粒子6に、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩7に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー10を得た。トナー10の各種物性を表1に示す。
<トナー11の製造例>
トナー1の製造例において、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩8に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー11を得た。トナー11の各種物性を表1に示す。
<トナー12の製造例>
トナー1の製造例において、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩9に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー12を得た。トナー12の各種物性を表1に示す。
<トナー13の製造例>
トナー1の製造例において、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩10に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー13を得た。トナー13の各種物性を表1に示す。
<トナー14の製造例>
トナー6の製造例において、脂肪酸金属塩5の添加量を0.50質量部に変更すること以外は、トナー6の製造例と同様にしてトナー14を得た。トナー14の各種物性を表1に示す。
<トナー15の製造例>
トナー10の製造例において、脂肪酸金属塩7の添加量を0.02質量部に変更すること以外は、トナー10の製造例と同様にしてトナー15を得た。トナー15の各種物性を表1に示す。
<トナー16の製造例>
トナー6の製造例において、脂肪酸金属塩5の添加量を0.56質量部に変更すること以外は、トナー6の製造例と同様にしてトナー16を得た。トナー16の各種物性を表1に示す。
<トナー17の製造例>
トナー10の製造例において、脂肪酸金属塩7の添加量を0.01質量部に変更すること以外は、トナー10の製造例と同様にしてトナー17を得た。トナー17の各種物性を表1に示す。
<トナー18の製造例>
トナー1の製造例において、トナー粒子1をトナー粒子5に、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩5に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー18を得た。トナー18の各種物性を表1に示す。
<トナー19の製造例>
トナー1の製造例において、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩7に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー19を得た。トナー19の各種物性を表1に示す。
<トナー20の製造例>
トナー1の製造例において、トナー粒子1をトナー粒子6に、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩6に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー20を得た。トナー20の各種物性を表1に示す。
<トナー21の製造例>
トナー1の製造例において、トナー粒子1をトナー粒子2に、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩7に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー21を得た。トナー21の各種物性を表1に示す。
<トナー22の製造例>
トナー1の製造例において、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩11に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー22を得た。トナー22の各種物性を表1に示す。
<トナー23の製造例>
トナー1の製造例において、トナー粒子1をトナー粒子6に、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩11に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー23を得た。トナー23の各種物性を表1に示す。
<トナー24の製造例>
トナー1の製造例において、トナー粒子1をトナー粒子2に、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩12に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー24を得た。トナー24の各種物性を表1に示す。
<トナー25の製造例>
トナー1の製造例において、トナー粒子1をトナー粒子3に、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩12に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー25を得た。トナー25の各種物性を表1に示す。
<トナー26の製造例>
トナー18の製造例において、混合時間を5分に変更すること以外は、トナー18の製造例と同様にしてトナー26を得た。トナー26の各種物性を表1に示す。
<トナー27の製造例>
トナー19の製造例において、混合時間を15分に変更すること以外は、トナー19の製造例と同様にしてトナー27を得た。トナー27の各種物性を表1に示す。
<トナー28の製造例>
トナー粒子4(100質量部)に対し、脂肪酸金属塩13を0.52質量部及びジメチルシリコーンオイルで表面処理された疎水性シリカ微粉体1.5質量部(数平均一次粒子径:16nm)をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で8分間乾式混合して、トナー28を得た。トナー28の各種物性を表1に示す。
<トナー29の製造例>
トナー粒子1(100質量部)に対し、脂肪酸金属塩14を0.01質量部及びジメチルシリコーンオイルで表面処理された疎水性シリカ微粉体1.5質量部(数平均一次粒子径:16nm)をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で15分間乾式混合して、トナー29を得た。トナー29の各種物性を表1に示す。
<トナー30の製造例>
トナー29の製造例において、トナー粒子1をトナー粒子9に変更すること以外は、トナー29の製造例と同様にしてトナー30を得た。トナー30の各種物性を表1に示す。
<トナー31の製造例>
トナー29の製造例において、混合機をヘンシェルミキサーよりも付着強度の強いメカノハイブリット(MH型、三井鉱山社製)に、混合時間を10分に変更すること以外は、トナー29の製造例と同様にしてトナー31を得た。トナー31の各種物性を表1に示す。
<トナー32の製造例>
トナー28の製造例において、混合時間を5分に変更すること以外は、トナー28の製造例と同様にしてトナー32を得た。トナー32の各種物性を表1に示す。
<トナー33の製造例>
トナー29の製造例において、トナー粒子1をトナー粒子5に、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩16に変更すること以外は、トナー29の製造例と同様にしてトナー33を得た。トナー33の各種物性を表1に示す。
<トナー34の製造例>
トナー粒子1(100質量部)に対し、脂肪酸金属塩15を0.52質量部及びジメチルシリコーンオイルで表面処理された疎水性シリカ微粉体1.5質量部(数平均一次粒子径:16nm)をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で10分間乾式混合して、トナー34を得た。トナー34の各種物性を表1に示す。
<トナー35の製造例>
トナー29の製造例において、トナー粒子1をトナー粒子3に変更すること以外は、トナー29の製造例と同様にしてトナー35を得た。トナー35の各種物性を表1に示す。
<トナー36の製造例>
トナー粒子5(100質量部)に対し、脂肪酸金属塩13を0.52質量部及びジメチルシリコーンオイルで表面処理された疎水性シリカ微粉体1.5質量部(数平均一次粒子径:16nm)をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で10分間乾式混合して、トナー36を得た。トナー36の各種物性を表1に示す。
<トナー37の製造例>
トナー1の製造例において、トナー粒子1をトナー粒子7に、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩11に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー37を得た。トナー37の各種物性を表1に示す。
<トナー38の製造例>
トナー1の製造例において、トナー粒子1をトナー粒子8に、脂肪酸金属塩1を脂肪酸金属塩12に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にしてトナー38を得た。トナー38の各種物性を表1に示す。
Figure 0005335331
<現像ローラ1の製造例>
外径6mmの芯金(軸体)を内径12mmの円筒状金型内に同心となるように設置し、下層の樹脂層を形成する材料として液状導電性シリコーンゴム(東レダウコーニングシリコーン社製、ASKER−C硬度40度、体積抵抗率1×107Ω・cm品)を注型した。注型後、温度130℃のオーブンに入れ20分間加熱成型し、脱型後、温度200℃のオーブンで4時間2次加硫を行い、厚み3mmの弾性層を形成した。
次にポリテトラメチレングリコール(商品名:PTG1000SN、保土谷化学株式会社製)100質量部に、イソシアネート(商品名:ミリオネートMT、日本ポリウレタン工業株式会社製)18.7質量部をメチルエチルケトン溶媒中で段階的に混合して、窒素雰囲気下温度80℃にて3時間反応させて、重量平均分子量(Mw)12,000、水酸基価17.2のポリエーテルポリオールプレポリマーを得た。
・ポリエーテルポリオールプレポリマー 100質量部
・イソシアネート 85質量部
(商品名:C2521、日本ポリウレタン工業社製)
・ポリエーテルシリコーン化合物 5.0質量部
(商品名:TSF4460、GE東芝シリコーン社製)
上記原料混合液にメチルエチルケトンを加え、固形分28質量部になるように調整したものを樹脂層形成用の原料液とした。この原料液の固形分に対してカーボンブラック(商品名:MA100、三菱化学社製)20質量部、アクリル樹脂粒子(商品名:MX−1000、綜研化学社製)30質量部を添加し、この塗料液をボールミルで攪拌分散した。得られた塗料を先に成型した樹脂層上にディッピングにより膜厚15μmとなるように塗布し、温度80℃のオーブンで15分間乾燥後、温度140℃のオーブンで4時間硬化することにより最表面層の樹脂層を形成し、現像ローラ1を得た。
<実施例1>
上記トナー1及び現像ローラ1について、具体的な評価方法を示す。
評価機としてLBP5050(キヤノン社製)を使用し、シアンカートリッジにトナー1を詰め替え、現像ローラ1を付け替えた。このカートリッジを低温低湿環境下(15℃、10%RH)、常温常湿環境下(23℃、55%RH)及び高温高湿環境下(30℃、80%RH)の3環境で現像性と耐久性の評価を行った。なお、評価は初期と図4に示すような横線で1%の印字比率の画像を3,000枚印字後に行った。記録材にはA4サイズのCLCカラーコピー用紙(キヤノン社製、秤量80g/m2)を用いた。評価結果を表2に示す。
(1)フィルミングの評価
現像ローラのフィルミング評価は現像ローラ表面の目視及び画像で評価を行った。
3,000枚印字後、トナーの載り量が0.3mg/cm2であるハーフトーン画像において、1%印字画像部と非印字画像部で濃淡ムラが発生していないか目視で評価した。その後、現像ローラ表面のトナーをエアーで吹き、現像ローラ表面の観察を行った。
A:画像上に濃淡ムラの発生がなく、現像ローラ表面もフィルミングなし(良好)。
B:画像上に濃淡ムラの発生はないが、現像ローラ表面に若干のフィルミングが確認され る(実用上問題なし)。
C:画像上に軽度な濃淡ムラ発生(実用限度)。
D:画像上に醜い濃淡ムラ発生(実用上問題あり)。
(2)画像濃度安定性の評価
初期と3,000枚印字後のベタ画像の濃度差を評価の基準とした。画像濃度は、カラー反射濃度計(X−RITE 404A:X−Rite Co.製)にて測定した。
A:0.10未満(良好)
B:0.10以上、0.15未満(実用上問題なし)
C:0.15以上、0.20未満(実用限度)
D:0.20以上(実用上問題あり)
(3)現像スジの評価
3,000枚印字後、トナーの載り量が0.3mg/cm2であるハーフトーン画像を作成し、画像上及び現像ローラを目視で評価した。
A:現像ローラ上にも、ハーフトーン画像上にも、縦スジは見られない。実用上全く問題 ないレベル。
B:現像ローラに周方向の細かいスジが1〜3本あるものの、ハーフトーン画像上には、 縦スジは見られない。実用上問題ないレベル。
C:現像ローラに周方向の細かいスジが数本あり、ハーフトーン画像上にも細かいスジが 数本見られる。しかし、画像処理で消せるレベルで、実用上ほぼ問題ないレベル。
D:現像ローラ上及びハーフトーン画像上に多数本のスジが見られ、画像処理でも消せな い。実用上問題のあるレベル。
(4)カブリの評価
初期及び3,000枚印字後に、白地部分を有する画像を出力し、「REFLECTMETER MODEL TC−6DS」(東京電色社製)により測定した出力画像の白地部分の白色度と記録材の白色度の差から、カブリ濃度(%)を算出し、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:1.0%未満(良好)
B:1.0%以上2.0%未満(実用上問題なし)
C:2.0%以上3.0%未満(実用限度)
D:3.0%以上(実用上問題あり)
<実施例2〜6、参考例7〜9、実施例10〜15、参考例16〜18、実施例19、参考例20〜30、比較例18>
表2に記載のトナーを用いて、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表2に示す。
Figure 0005335331
Figure 0005335331
本発明の現像ローラの一例を示す軸方向の断面図である。 本発明の現像ローラの一例を示す軸方向の断面図である。 本発明の現像装置を用いた電子写真装置の断面図である。 横線で1%の印字率の画像である。
符号の説明
1:良導電性シャフト(軸体)
2:樹脂層
21:感光ドラム
22:帯電部材
23:レーザー光
24:現像装置
25:現像ローラ
26:トナー供給ローラ
27:現像ブレード
28:トナー
29:転写ローラ
30:クリーニングブレード
31:廃現像剤容器
32:定着装置
33:紙
34:現像容器
100:現像ローラ
200:現像ローラ
201:樹脂層
202:樹脂層

Claims (5)

  1. 静電潜像担持体を帯電手段により帯電する帯電工程、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、静電潜像担持体上の静電潜像をトナー担持体上のトナーで現像する現像工程を有する画像形成方法において、
    トナー担持体は、軸体と、軸体の外周に設けられた樹脂層とを有し、樹脂層がポリエーテルシリコーン化合物を含有する現像ローラであり
    トナーが、結着樹脂、着色剤及びワックスを含有するトナー粒子と、脂肪酸金属塩とを有しており、
    該脂肪酸金属塩の添加量が該トナー粒子100質量部に対し0.02質量部以上0.50質量部以下であり、
    トナーからの脂肪酸金属塩の遊離率が.0%以上2.0%以下であり、
    トナー粒子の個数平均粒径(D1)をDt(μm)とし脂肪酸金属塩の体積基準におけるメジアン径をDs(μm)としたとき、下記の関係を満たし、
    3.00≦Dt≦9.00
    0.1≦Ds≦65
    0.0≦Ds/Dt≦0.
    該脂肪酸金属塩がステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムまたはステアリン酸リチウムである
    ことを特徴とする画像形成方法。
  2. 前記脂肪酸金属塩下記式(1)で定義されるスパン値Aが1.75以下である請求項1に記載の画像形成方法。
    式(1) スパン値A=(D95s−D5s)/Ds
    Ds:脂肪酸金属塩の体積基準におけるメジアン径
    D5s:脂肪酸金属塩の体積基準における5%積算径
    D95s:脂肪酸金属塩の体積基準における95%積算径
  3. 前記スパン値Aが1.50以下である請求項に記載の画像形成方法。
  4. 前記トナー粒子懸濁重合法により製造されたトナー粒子である請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成方法。
  5. 前記脂肪酸金属塩がステアリン酸亜鉛である請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成方法。
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