JP5407472B2 - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用現像剤、静電荷像現像用現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、同目的で、特許文献4では、感光体の最表面層に四フッ化エチレンなどの潤滑性粒子を含有させる手法が提案されている。
また、同目的で、特許文献5では、トナーバンドを形成する手法が提案されている。
請求項1に係る発明は、
トナー粒子と、
シリカ粒子と、
フッ素及び窒素を含む有機材料を含有する被覆層を表面に有し、X線光電子分光法により、Arエッチングしながら測定した窒素原子に対するフッ素原子の含有量の比率の最大値及び最小値が、Arエッチング時間が0秒以上90秒以下の範囲内において1.9以上19以下の範囲内である無機粒子と、
を含んで構成される静電荷像現像用トナー。
請求項1に記載の静電荷像現像用トナーを含むことを特徴とする静電荷像現像用現像剤。
画像形成装置に脱着され、少なくとも、前記画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するための静電荷像現像用現像剤を収納し、
前記静電荷像現像用現像剤が、請求項2に記載の静電荷像現像用現像剤である静電荷像現像用現像剤カートリッジ。
像保持体と、
請求項2に記載の静電荷像現像用現像剤を収納すると共に、像保持体表面上に形成された静電潜像を前記静電荷像現像用現像剤によりトナー像に現像する現像手段と、
像保持体表面上に残存したトナーをクリーニングブレードにより除去するトナー除去手段と、
を少なくとも備え、
画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジ。
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記像保持体表面上に形成された前記静電潜像を前記静電荷像現像用現像剤によりトナー像に現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、
像保持体表面上に残存したトナーをクリーニングブレードにより除去するトナー除去手段と、
を少なくとも備え、
前記静電荷像現像用現像剤が、請求項2に記載の静電荷像現像用現像剤である画像形成装置。
請求項2に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、画像形成装置で使用した際に、クリーニングブレードの振動に起因する異音(ブレード鳴き)の発生が抑制される。
請求項3に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、画像形成装置で使用した際に、クリーニングブレードの振動に起因する異音(ブレード鳴き)の発生が抑制される。
請求項4に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、画像形成装置で使用した際に、クリーニングブレードの振動に起因する異音(ブレード鳴き)の発生が抑制される。
請求項5に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、クリーニングブレードの振動に起因する異音(ブレード鳴き)の発生が抑制される。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(以下、トナーと称する)は、トナー粒子と、外添剤と、を含んで構成される。外添剤としては、シリカ粒子と、FN処理外添剤と、を併用する。そして、FN処理外添剤は、フッ素及び窒素を含む有機材料を含有する被覆層を表面に有し、X線光電子分光法により、Arエッチングしながら測定した窒素原子に対するフッ素原子の含有量の比率が、Arエッチング時間が0秒以上90秒以下の範囲内において1.9以上19以下である無機粒子を適用する。
このため、通常の環境下においては、トナーに含まれるシリカ粒子とFN処理外添剤とがクリーニングブレードによりクリーニングされると、ブレードの圧接部では水を介したネットワークを形成した滞留物として、シリカ粒子とFN処理外添剤とが存在すると考えられる。つまり、シリカ粒子が持つOH基と、FN処理外添剤が持つN基とが、水素結合により水(H2O)を介してネットワークを形成して存在すると考えられる。
FN処理外添剤は、無機粒子(基材粒子)と、該無機粒子表面を被覆し、フッ素と窒素とを含む有機材料を含有する被覆層とを有し、X線光電子分光法により、Arエッチングしながら測定した窒素原子に対するフッ素原子の含有量の比率が、Arエッチング時間が0秒以上90秒以下の範囲内において1.9以上19以下の範囲であり、望ましくは3.5以上15以下の範囲である。
ここで、X線光電子分光法による測定はX線光電子分光装置(日本電子株式会社製JPS−9000MX)を用い、測定強度10.0kV・Emission電流20mA・X線源MgKa条件、Arガス3×10−2Pa・加速電圧400V・6mA以上7mA以下条件で実施した。FN処理外添剤は、Arエッチング時間が0秒以上90秒以下の範囲内ではいずれの時間においての窒素含有量は規定の範囲内を示す。
なお、被覆層中のF/N比が上記範囲内を維持するArエッチング時間の最大値が90秒未満では、被覆層の膜厚が薄くなるため、長期に渡る画像形成では、被覆層が剥がれて無機粒子の表面が露出してしまう。
被覆層中のF/N比が上記範囲内を維持するArエッチング時間の最大値は110秒以上であることが望ましく、120秒以上であることが望ましい。また、被覆層と無機粒子との界面までF/N比が上記範囲内を維持していることが望ましい。
被覆層の膜厚方向に対して窒素原子の含有量が0.4原子%未満の領域が存在する場合、被覆層中の窒素原子の存在量が少なすぎるために、フッ素原子と窒素原子の比率が一定範囲内であっても、外添剤表面の被覆面積が低いため、未被覆部分によって外添剤の凝集が発生しやすくなる場合がある。また、被覆層の膜厚方向に対して窒素原子の含有量が2.9原子%を超える領域が存在する場合は、被覆層中で、窒素原子の占める割合が大きいため、フッ素原子と窒素原子のファンデルワールス半径差に起因する、ファンデルワールス半径の大きいF(−)基とシリカ粒子の表面((−)帯電)との斥力が働かず、むしろシリカ粒子とN基(+)との間に親和力が働き、FN処理外添剤との静電凝集体ができ易くなると考えられ、ブレード鳴きが抑制され難くなる場合がある。
被覆層の膜厚方向に対してフッ素原子の含有量が2.0原子%未満の領域が存在する場合、被覆層中のフッ素原子の存在量が少なすぎるために、フッ素原子と窒素原子のファンデルワールス半径差に起因する、ファンデルワールス半径の大きいF(-)基とシリカ粒子の表面((−)帯電)との斥力が働かない場合がある。また、被覆層の膜厚方向に対してフッ素原子の含有量が12.0原子%を超える領域が存在する場合は、被覆層中で、フッ素原子の占める割合が大きいため、通常の状態でもF(-)基とシリカ粒子の表面((−)帯電)とに斥力が働き、ブレードの圧接部にシリカ粒子とFN処理外添剤が不均一に存在するため、ブレードの圧接部に局所的に強い摺擦ストレスがかかった時に、外添剤凝集のほぐれが発生しにくく、ブレード鳴きが抑制され難くなる場合がある。また、フッ素原子と窒素原子のファンデルワールス半径差による実表面積増大効果が小さくなり、被覆層の摺擦ストレス耐性も低下する場合がある。
トナーに外添された状態の粒子は、その状態を走査型電子顕微鏡(SEM:S−4700型、日立株式会社製)で観察(50000倍)を100視野行い、各外添剤(複合外添されている場合には、電子顕微鏡S4100に取り付けたエネルギー分散型X線分析装置EMAX model6923H(HORIBA社製)を用いて加速電圧20kVでマッピングし、粒子種を判別した外添剤の画像面積に相当する円形粒子の粒径(長径と短径の平均値:円と近似して求めた)を1000箇所測定し、その平均値を外添剤の個数平均粒径とした。
窒素とフッ素とを含む有機材料(以下、「被覆材料」と称す場合がある)とは、(a)分子内に窒素及びフッ素を含む有機材料のみならず、(b)分子内に窒素を含む有機材料と(c)分子内にフッ素を含む有機材料とを組み合わせた材料を意味する。
ここで、分子内に窒素を含む有機材料としてはアミノ変性シリコーンオイル、アミノ変性シランカップリング剤、アミノ変性チタネート系カップリング剤、アミノ変性アルミネート系カップリング剤、アミノ変性脂肪酸、アミノ変性脂肪酸金属塩、そのエステル化物、ロジン酸などが例示される。例えば、具体的に、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルジメチルメトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、N−トリメトキシシリルプロピルジアミノビフェニル、N−トリメトキシシリルプロピルジアミノジフェニルメタン、(アミノエチルアミノメチル)フェネチルトリメトキシシラン、N−[2−(ビニルベンジルアミノ)エチル]−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N’−ビス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン、N,N’−ビス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]ジアミノプロパン、N,N’−ビス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]ジアミノヘキサン、N−トリメトキシシリルプロピルジエチレントリアミン、N,N’−ビス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]ジエチレントリアミン、N−2−アミノエチルアミノプロピルジメチルエトキシシラン、3−アミノプロピルジメチルメトキシシランなどが挙げられる。
さらに、分子内にフッ素を含む有機材料としては、フッ素変性シリコーンオイル、フッ素変性シランカップリング剤、フッ素変性チタネート系カップリング剤、フッ素変性アルミネート系カップリング剤、フッ素脂肪酸、フッ素変性脂肪酸金属塩、そのエステル化物、ロジン酸などが例示される。例えば、具体的には、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、フッ素化ヘキシルトリメトキシシラン、フッ素化オクチルトリメトキシシランなどが例示される。
また、分子内に窒素及びフッ素を含む有機材料として、フッ素アミノ変性シリコーンオイル、アミノ変性シランカップリング剤、アミノ変性チタネート系カップリング剤、アミノ変性アルミネート系カップリング剤、アミノ変性脂肪酸、アミノ変性脂肪酸金属塩、そのエステル化物、ロジン酸などが例示される。
無機粒子(基材粒子)としては、外添剤として利用され得る無機粒子であれば公知のものが利用される。具体的には、カーボンブラック、シリカ粒子、酸化チタン粒子、アルミナ粒子、酸化亜鉛粒子、酸化セリウム粒子、チタン酸ストロンチウム粒子、炭酸カルシウム粒子、フッ素樹脂粒子、またこれら2種あるいは2種以上の複合酸化物等が挙げられる。
無機粒子表面への被覆層の形成に際しては、被覆層の摺擦ストレス耐性を向上し且つ強度の大きい被覆層を形成する必要がある。この観点からは、(1)無機粒子表面と、被覆材料との反応性を向上させること、(2)無機粒子表面に化学的に固着している被覆材料の量や、無機粒子表面上に物理的に吸着している被覆材料の量をより大きくすること、(3)被覆層中のフッ素原子と窒素原子の存在比率を一定に保つことが重要となる。
シリカ粒子としては、少なくとも表面にSiO2を含めばよく、シリカ粒子(シリカ単体粒子、シリカ複合酸化物粒子(例えば、SiO2とTiO2、Al2O3等との混晶粒子、TiO2、Al2O3等の粒子にSiO2を被覆した粒子等)が挙げられる。
トナー粒子は、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含む。但し、暗号情報の印刷用等のように不可視性(肉眼で着色が実質的に確認できない性質)が要求される場合は、着色剤は含まれなくてもよい。トナー粒子は、特に製造方法により限定されるものではなく、公知の方法を使用してもよい。
トナー粒子の製造は、例えば、結着樹脂と着色剤と、必要に応じて離型剤、帯電制御剤等を混練、粉砕、分級する混練粉砕法、混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力又は熱エネルギーにて形状を変化させる方法、結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化重合凝集法、結着樹脂を得るための重合性単量体と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法、結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等が使用される。また上記方法で得られたトナー粒子をコアにして、さらに凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル構造をもたせる製造方法を行ってもよい。
結着樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類等の単独重合体及び共重合体を例示することができ、特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等が挙げられる。
また、トナー粒子に用いられる着色剤としては、マグネタイト、フェライト等の磁性粉、カーボンブラック、アニリンブルー、カルイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等が代表的なものとして例示される。
トナー粒子には、離型剤を添加してもよい。離型剤としては低分子ポリエチレン、低分子ポリプロピレン、フィッシャートロピィシュワックス、モンタンワックス、カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等が代表的なものとして例示される。
また、トナー粒子には、必要に応じて帯電制御剤が添加されてもよい。帯電制御剤としては、公知のものを使用してもよいが、例えば、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤を用いられる。湿式製法でトナーを製造する場合、イオン強度の制御と廃水汚染の低減の点で水に溶解しにくい素材を使用するのが望ましい。
なお、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーは、磁性材料を内包する磁性トナー及び磁性材料を含有しない非磁性トナーのいずれであってもよい。
本実施形態に係るトナーには、上記シリカ粒子とFN処理外添剤以外にも、必要に応じて従来公知の外添剤を組み合わせて利用してもよい。
これらその他の外添剤としては、例えば、帯電特性、粉体特性、転写特性、クリーニング特性を改善する目的で、無機粒子、帯電制御剤、潤滑剤、研磨剤、クリーニング助剤等の公知の無機粒子及び樹脂粒子の少なくとも一方からなる外添剤が挙げられる。
本実施形態に係る静電荷像現像用現像剤(以下、「現像剤」と略す場合がある)は、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーを少なくとも含む。本実施形態に係る静電荷像現像用トナーを単独で用いると一成分系の静電荷像現像用現像剤として調製され、また、キャリアと組み合わせて用いると二成分系の静電荷像現像用現像剤として調製される。
二成分系の静電荷像現像用現像剤に使用し得るキャリアとしては特に制限はないが、マトリックス樹脂中に導電材料が分散含有された樹脂被覆層を芯材表面に有するキャリアを用いてもよい。
キャリヤの芯材としては、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物、ガラスビーズ等が挙げられるが磁気ブラシ法を用い体積固有抵抗を調整するためには磁性材料であることが望ましい。
芯材の平均粒子径は、一般的には10μm以上500μm以下であり、望ましくは30μm以上100μm以下である。
被覆層形成用溶液中に使用する溶剤は、該マトリックス樹脂を溶解するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類が使用される。
また、樹脂被覆層の平均膜厚は、通常0.1μm以上10μm以下であることがよいが、経時にわたり安定したキャリヤの体積固有抵抗を発現させるため0.5μm以上3μm以下の範囲であることが望ましい。
本実施形態に係る画像形成装置は、本実施形態に係る現像剤を用いて、記録媒体上にトナー像の定着像を形成するものであれば特に限定されないが、像保持体と、像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、像保持体表面上に形成された静電潜像を前記静電荷像現像用現像剤によりトナー像に現像する現像手段と、像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体表面に転写する転写手段と、記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、像保持体表面上に残存したトナーをクリーニングブレードにより除去するトナー除去手段と、を備える画像形成装置が挙げられる。
クリーニングブレードの材質としては、特にその制限はなく、様々な弾性体を用いることができる。具体的な弾性体としては、ポリウレタン弾性体、シリコーンゴム、クロロプレンゴム等の弾性体が挙げられる。
図1に示す画像形成装置は、4連タンデム方式のカラー画像形成装置を示している。図1に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づくイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称する)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに特定距離離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に対して脱着されるプロセスカートリッジであってもよい。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収容されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーが供給される。
尚、1次転写ローラ5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。更に、各1次転写ローラ5Y、5M、5C、5Kには、1次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各1次転写ローラに印加する転写バイアスを可変する。
感光体1Yは、導電性の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂程度の抵抗)であるが、レーザ光線3Yが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー印字パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
このようにして感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って特定の現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによって可視像(現像像)化される。
一方、感光体1Y上に残留したトナーはクリーニング装置6Yで除去されて回収される。
こうして、第1ユニット10Yにてイエロートナー像の転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4ユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー像が重ねられて多重転写される。
なお、上記例示した画像形成装置は、中間転写ベルト20を介してトナー像を記録媒体Pに転写する構成となっているが、この構成に限定されるものではなく、感光体から直接トナー像が記録紙に転写される構造であってもよい。
図2は、本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。図2に示すプロセスカートリッジは、感光体107と、帯電装置108、現像装置111、クリーニングブレードを備えた感光体クリーニング装置(クリーニング手段)113が備えられたユニットを、露光のための開口部118、除電露光のための開口部117、及び取り付けレール116が配設された筐体119と組み合わせ、そして一体化したものである。
そして、このプロセスカートリッジは、転写装置112と、定着装置115と、図示しない他の構成部分とから構成される画像形成装置に対して着脱自在としたものであり、画像形成装置を構成するものである。なお、Pは記録媒体である。
次に、本実施形態の現像剤カートリッジについて説明する。本実施形態の現像剤カートリッジは、画像形成装置に脱着され、少なくとも、前記画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するための現像剤を収納するものである。そして、当該現像剤として、上記実施形態に係る現像剤が適用される。
窒素雰囲気下、反応容器にエタノール160部、テトラエトキシシラン11部、水6部を入れ、100rpmで攪拌しているところに20質量%アンモニア水10部を10分かけて滴下した。30℃で4時間攪拌した後、液量が半分になるまでエバポレーターで濃縮留去した。ここに水を400部加え0.3M硝酸でpH4に調整したものを、遠心沈降機によって生成物を沈殿させた。上澄み液をデカンテーションで除去した後、凍結乾燥機で60時間凍結乾燥させ、シリカを白色粉末(無機粒子(基材粒子))として得た。
次に、シリカ粒子を分散させた溶液をエバポレーターで減圧留去し、液量が半分になった時点でエタノール50部を添加した。エバポレーターで減圧留去し、更に150℃で3時間の加熱を加えて得られた固形物を粉砕して、個数平均粒径12nmのFN処理外添剤1を得た。
窒素雰囲気下、反応容器にエタノール160部、テトラエトキシシラン11部、水6部を入れ、250rpmで攪拌しているところに20質量%アンモニア水15部を7分かけて滴下した。35℃で6時間攪拌した後、液量が半分になるまでエバポレーターで濃縮留去した。ここに水を400部加え0.3M硝酸でpH4に調整したものを、遠心沈降機によって生成物を沈殿させた。上澄み液をデカンテーションで除去した後、凍結乾燥機で60時間凍結乾燥させ、シリカを白色粉末(無機粒子(基材粒子))として得た。
このようにして、個数平均粒径150nmのシリカ粒子1を得た。
テトラエトキシシランの代わりにテトラn−ブトキシチタネート19部、20%アンモニア水を0部にし、水を30分かけて滴下、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン2.5部、フルオロオクチルトリメトキシシラン6部を用いた以外はFN処理外添剤1と同様にして、個数平均粒径15nmのFH処理外添剤2を得た。
フルオロオクチルトリメトキシシラン10部を用いた以外はFN処理外添剤1と同様にして、個数平均粒径12nmのFH処理外添剤3を得た。
フルオロオクチルトリメトキシシラン50部を用いた以外はFN処理外添剤1と同様にして、個数平均粒径12nmのFH処理外添剤4を得た。
N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン2.5部を用いた以外はFN処理外添剤1と同様にして、個数平均粒径12nmのFH処理外添剤5を得た。
N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン6.5部を用いた以外はFN処理外添剤1と同様にして、個数平均粒径12nmのFH処理外添剤6を得た。
250rpmではなく80rpmで攪拌、20質量%アンモニア水を15部を7分ではなく15部を40分かけて滴下、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン1.5部、フルオロオクチルトリメトキシシラン10部を用いた以外はFN処理外添剤1と同様にして、個数平均粒径40nmのFH処理外添剤7を得た。
シリカ粒子1と同様にして得られた白色粉末に対して、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン1.0部、フルオロオクチルトリメトキシシラン7部を用いた以外はFN処理外添剤1と同様にして、個数平均粒径120nmのFH処理外添剤8を得た。
N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン2.1部を用いた以外はFN処理外添剤1と同様にして、個数平均粒径12nmのFH処理外添剤9を得た。
N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン6.9部を用いた以外はFN処理外添剤1と同様にして、個数平均粒径12nmのFH処理外添剤10を得た。
シリコーンオイルの代わりにヘキサメチルジシラザン(HMDS)3部を用いた以外はシリカ粒子1と同様にして、個数平均粒径150nmのシリカ粒子2を得た。
250rpmではなく80rpmで攪拌、20質量%アンモニア水を15部を7分ではなく18部を40分かけて滴下、シリコーンオイルを2部用いた以外はシリカ粒子1と同様にして、個数平均粒径60nmのシリカ粒子3を得た。
個数平均粒径150nmの気相法未処理チタニア用いた以外はシリカ粒子1と同様にして、個数平均粒径150nmのチタニア粒子1を得た。
<トナーの製造>
(樹脂分散液(1A)の調製)
・スチレン 370部
・n−ブチルアクリレート 30部
・アクリル酸 8部
・ドデカンチオール 24部
・四臭化炭素 4部
以上の成分を混合して溶解したものを、非イオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製)6部及びアニオン性界面活性剤(ネオゲンSC:第一工業製薬(株)製)10部をイオン交換水550部に溶解したものにフラスコ中で乳化分散させ、10分間ゆっくり混合しながら、これに過硫酸アンモニウム4部を溶解したイオン交換水50部を投入した。窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。その結果体積平均粒径157nmであり、Tg=59℃、重量平均分子量Mw=12000の樹脂粒子が分散された樹脂分散液(1A)が得られた。
・スチレン 280部
・n−ブチルアクリレート 120部
・アクリル酸 7部
以上の成分を混合して溶解したものを、非イオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製)6部及びアニオン性界面活性剤(ネオゲンSC:第一工業製薬(株)製)12部をイオン交換水550部に溶解したものにフラスコ中で乳化分散させ、10分間ゆっくり混合しながら、これに過硫酸アンモニウム3部を溶解したイオン交換水50部を投入した。窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。その結果体積平均粒径105nmであり、Tg=53℃、重量平均分子量Mw=550000の樹脂粒子が分散された樹脂分散液(2A)が得られた。
・カーボンブラック 50部
(モーガルL:キャボット製)
・ノニオン性界面活性剤 5部
(ノニポール400:三洋化成(株)製)
・イオン交換水 200部
以上の成分を混合して、溶解、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間分散し、平均粒径が250nmである着色剤(カーボンブラック)粒子が分散された着色分散剤を調製した。
・パラフィンワックス 51部
(HNP0190:日本精蝋(株)製、融点85℃)
・カチオン性界面活性剤 6部
(サニゾールB50:花王(株)製)
以上の成分を、丸型ステンレス鋼製フラスコ中でホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、平均粒径が550nmである離型剤粒子が分散された離型剤分散液を調製した。
・樹脂分散液(1A) 120部
・樹脂分散液(2A) 80部
・着色分散液 200部
・離型剤分散液 40部
・カチオン性界面活性剤 1.5部
(サニゾールB50:花王(株)製)
以上の成分を、丸型ステンレス鋼鉄フラスコ中でホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて混合し、分散した後、加熱用オイルバス中でフラスコ内を攪拌しながら50℃まで加熱した。45℃で20分間保持した後、光学顕微鏡で確認したところ、平均粒径が5.0μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。更に上記分散液に、樹脂含有粒子分散液として樹脂分散液(1A)を緩やかに60部追加した。そして加熱用オイルバスの温度を50℃まで上げて30分間保持した。光学顕微鏡にて観察したところ、平均粒径が5.7μmである粒子が形成されていることが確認された。
次に、冷却後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で充分に洗浄した後、乾燥させることにより、体積平均粒径D50vが5.8μmのトナー粒子を得た。
・フェライト粒子(平均粒径:50μm):100部
・トルエン:14部
・スチレン−メタクリレート共重合体(成分比(モル比):90/10:Mw=80000):2部
・カーボンブラック(R330:キャボット社製):0.2部
まず、フェライト粒子を除く上記成分を10分間スターラーで攪拌させて、分散した被覆液を調製し、次に、この被覆液とフェライト粒子を真空脱気型ニーダーに入れて、60℃において30分攪拌した。その後、さらに加温しながら減圧して脱気し、乾燥させることによりキャリヤを得た。
シリカ粒子1に代えて、作製したシリカ粒子2を用いる以外は、実施例1と同様にしてトナー、及び現像剤を得た。
FN処理外添剤1に代えて、作製したFN処理外添剤2を用いる以外は、実施例1と同様にしてトナー、及び現像剤を得た。
FN処理外添剤1に代えて、作製したFN処理外添剤3を用いる以外は、実施例1と同様にしてトナー、及び現像剤を得た。
FN処理外添剤1に代えて、作製したFN処理外添剤4を用いる以外は、実施例1と同様にしてトナー、及び現像剤を得た。
FN処理外添剤1に代えて、作製したFN処理外添剤5を用いる以外は、実施例1と同様にしてトナー、及び現像剤を得た。
FN処理外添剤1に代えて、作製したFN処理外添剤6を用いる以外は、実施例1と同様にしてトナー、及び現像剤を得た。
FN処理外添剤1に代えて、作製したFN処理外添剤7を用いる以外は、実施例1と同様にしてトナー、及び現像剤を得た。
FN処理外添剤1に代えて、作製したFN処理外添剤8を用いる以外は、実施例1と同様にしてトナー、及び現像剤を得た。
シリカ粒子1に代えて、作製したシリカ粒子3を用いる以外は、実施例1と同様にしてトナー、及び現像剤を得た。
FN処理外添剤1に代えて、作製したFN処理外添剤9を用いる以外は、実施例1と同様にしてトナー、及び現像剤を得た。
FN処理外添剤1に代えて、作製したFN処理外添剤10を用いる以外は、実施例1と同様にしてトナー、及び現像剤を得た。
シリカ粒子1に代えて、作製したチタニア粒子1を用いる以外は、実施例1と同様にしてトナー、及び現像剤を得た。
評価にはクリーニングブレードを備えたタンデム方式の画像形成装置(富士ゼロックス社製、DocuPrint405/505)を用いた。なお、クリーニングブレードの押圧力は5.7gf/mm2に設定した。
評価に際しては、低温低湿環境(5℃15%RH)下にて36時間シーズニング後、高温高湿環境(35℃、85%RH)下にて更に35時間シーズニング後、各例で作製した現像剤を用いて、A4サイズの記録用紙に画像濃度1.5%の黒色画像を10枚形成後、1時間放置するプロセスを1000回繰り返し連続して10000枚の画像形成を行った。その後、低温低湿環境(5℃15%RH)下にて36時間シーズニング後、同様の画像形成を行った。その後、一旦高温高湿環境下にて再度24時間シーズニング後、再度低温低湿環境にて36時間シーズニングし、同様の画像形成を行った。その後、以下の評価を行った。結果を表1に示す。
評価1で良好な結果を示した実施例1〜10に関しては、更に、高温高湿環境(30℃85%RH)下にて36時間シーズニング後、同様の画像形成を行った。その後、さらに低温低湿環境(5℃15%RH)下にて36時間シーズニング後、再度同様の画像形成を行った。その後、以下の評価を行った。結果を表1に示す。
クリーニングブレードを取り外し、キーエンス社製レーザー顕微鏡(VK−9500)を用い、700/10000/30000倍で1cmおきにブレードの圧接部を観察し、下記評価基準で評価した。
○:FN処理外添剤及びシリカ粒子が混在していた。
△:FN処理外添剤及びシリカ粒子が混在していた部分もあったが、一部分かれて存在した。
×:FN処理外添剤及びシリカ粒子がほぼ分かれて存在していた。
クリーニングブレードを取り外し、キーエンス社製レーザー顕微鏡(VK−9500)を用い、700/10000/30000倍で1cmおきにブレード先端部(振幅跡)を観察し、下記評価基準で評価した。
小:ブレード振幅跡が1μm未満(ほとんど確認できない)やや中:ブレード振幅跡が1μm以上4μm未満
中:ブレード振幅跡が4μm以上8μm未満
大:ブレード振幅跡が8μm以上広い
◎:異音などの発生はない
○:減速時に軽微な鳴きを発生する(装置の前面を開放し、耳を近づけると聞こえるレベル)
△:軽微な鳴きを発生する
△−:減速時に鳴きが発生するが、消えることがある
×:減速時に鳴きが発生し、その後消えることが無い(通常稼動時に聞こえる
××:減速時に鳴きが発生し、その後消えることが無い(通常稼動時に聞こえる)。また、装置の異常停止が発生した。
2Y、2M、2C、2K 帯電ローラ
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
3 露光装置
4Y、4M、4C、4K 現像装置
5Y、5M、5C、5K 1次次転写ローラ
6Y、6M、6C、6K クリーニング装置
8Y、8M、8C、7K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト
22 駆動ローラ
24 支持ローラ
26 2次転写ローラ
28 定着装置
30 中間転写体クリーニング装置
107 感光体
108 帯電装置
111 現像装置
112 転写装置
115 定着装置
116 取り付けレール
117 開口部
118 開口部
119 筐体
Claims (5)
- トナー粒子と、
シリカ粒子と、
フッ素及び窒素を含む有機材料を含有する被覆層を表面に有し、X線光電子分光法により、Arエッチングしながら測定した窒素原子に対するフッ素原子の含有量の比率の最大値及び最小値が、Arエッチング時間が0秒以上90秒以下の範囲内において1.9以上19以下の範囲内である無機粒子と、
を含んで構成される静電荷像現像用トナー。 - 請求項1に記載の静電荷像現像用トナーを含むことを特徴とする静電荷像現像用現像剤。
- 画像形成装置に脱着され、少なくとも、前記画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するための静電荷像現像用現像剤を収納し、
前記静電荷像現像用現像剤が、請求項2に記載の静電荷像現像用現像剤である静電荷像現像用現像剤カートリッジ。 - 像保持体と、
請求項2に記載の静電荷像現像用現像剤を収納すると共に、像保持体表面上に形成された静電潜像を前記静電荷像現像用現像剤によりトナー像に現像する現像手段と、
像保持体表面上に残存したトナーをクリーニングブレードにより除去するトナー除去手段と、
を少なくとも備え、
画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジ。 - 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記像保持体表面上に形成された前記静電潜像を前記静電荷像現像用現像剤によりトナー像に現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、
像保持体表面上に残存したトナーをクリーニングブレードにより除去するトナー除去手段と、
を少なくとも備え、
前記静電荷像現像用現像剤が、請求項2に記載の静電荷像現像用現像剤である画像形成装置。
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