JP5904150B2 - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法 - Google Patents
静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法 Download PDFInfo
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Description
ポリエステル樹脂を含む芯材粒子と、前記芯材粒子の表面を被覆するビニル系樹脂を含む被覆層と、で構成されたトナー粒子と、
平均円形度が0.8以上0.9以下であり、立体画像解析により求められる最大高さHに対する平面画像解析により求められる円相当径Daの比の平均値が、1.5を超え1.9未満であり、体積平均粒径が70nm以上200nm以下であるシリカ粒子である外添剤と、
を有する静電荷像現像用トナーである。
前記シリカ粒子がゾルゲルシリカ粒子である請求項1に記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーを含有する静電荷像現像剤である。
請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジである。
請求項3に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体上に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項3に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体上に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体上に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置である。
像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項3に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体上に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体上に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法である。
請求項2に係る発明によれば、気相法で作製されたシリカ粒子を有する静電荷像現像用トナーに比べ、定着時の定着画像中に生じる発泡による画像あれを抑制する静電荷像現像用トナーが得られる。
請求項3に係る発明によれば、ポリエステル樹脂を含む芯材粒子と前記芯材粒子の表面を被覆するビニル系樹脂を含む被覆層とで構成されたトナー粒子と、異形の外添剤と、を有しない静電荷像現像用トナーを含有する静電荷像現像剤に比べ、定着時の定着画像中に生じる発泡による画像あれを抑制する静電荷像現像剤が得られる。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(以下、「トナー」と称する場合がある)は、トナー粒子と外添剤とを有する。したがってトナー粒子は外添剤を外添する前のトナーを示すものである。 トナー粒子は、ポリエステル樹脂を含む芯材粒子と、芯材粒子の表面を被覆し、ビニル系樹脂を含む被覆層と、で構成されたトナー粒子である。外添剤は、平均円形度が0.8以上0.9以下であり、立体画像解析により求められる最大高さHに対する平面画像解析により求められる円相当径Daの比の平均値が、1.5を超え1.9未満であり、体積平均粒径が70nm以上200nm以下であるシリカ粒子を含む。なお、芯材粒子は前記トナー粒子から被覆層部分を含まない部分を示すものである。
そこで、結着樹脂としてポリエステル樹脂を選択することで、低温定着性及び耐熱保管性を両立したトナーを得る方法が知られている。
しかし、ポリエステル樹脂は水分を吸着し易い傾向にあり、トナー(トナー粒子)中に水分を含んだまま画像が形成されると、その水分が、定着時の加温により気化し、画像中に発泡を生じさせ、画像あれが発生しやすくなる。
そこで、本実施形態に係るトナーのトナー粒子は、ポリエステル樹脂を含む粒子である芯材粒子の表面が、ビニル系樹脂が含まれた被覆層で被覆されたトナー粒子とする。
このような構成のトナー粒子とすることによって、トナー粒子は水分が吸着し難い層であるビニル系樹脂を含む被覆層で覆われ、ポリエステル樹脂が表面に露出し難いトナー粒子となるため、トナーに水分が吸着し難くなると考えられる。なお被覆層のトナー粒子表面に存在する割合は多いことが好ましいが、90%以上であれば被覆していると考えられる。
この外添剤は、扁平構造であることから、外添剤の特定の面のみが広く、その広い面がトナー粒子と接することで1つの外添剤が覆うトナー粒子上の面積が広くなるため、トナー粒子の被覆率を上げることとなると考えられる。そのため、上記外添剤が、トナー表面のトナー粒子の露出箇所を覆い、トナー粒子と水分との接触を広範囲で妨げることとなると考えられる。
また、この外添剤は、扁平構造であることにより、例えば、現像機の撹拌によって外力を受けた場合であっても、トナー粒子上を転がり難い傾向にあると考えられる。そのため、たとえ外力が掛かったとしても、外添剤がトナーから脱離してトナー粒子を露出させる現象が生じ難くなると考えられる。
つまり、本実施形態に係るトナーは、この外添剤を外添することによって、トナー粒子の表面がさらに露出し難いトナーとなるため、トナーに水分がより吸着し難くなると考えられる。
したがって、本実施形態に係るトナーは、トナー粒子が上記構成のトナー粒子である場合において、上記構成の外添剤を外添することによって、トナー(トナー粒子)中に過剰な水分を含んだまま画像が形成されることを抑制するため、定着時の加温による発泡が抑制され、画像あれを抑制すると考えられる。
一方で、本実施形態に係るトナーであれば、芯材粒子を湿式製法で作製する場合であっても、上述のようにトナーに水分が吸着し難くなるため、定着時の定着画像に生じる発泡による画像あれを抑制されると考えられる。
本実施形態に係るトナーが有する外添剤は、平均円形度が0.75以上0.9以下であり、立体画像解析により求められる最大高さHに対する平面画像解析により求められる円相当径Daの比の平均値が、1.5を超え1.9未満であるシリカ粒子である。
以下、外添剤であるシリカ粒子について述べる。
シリカ粒子は、平均円形度が0.75以上0.9以下である。
平均円形度は、0.75以上0.9以下とすることにより、例えば、現像機中での撹拌のような外力を受けた場合のトナー粒子表面の凹部への移行を妨げて外添剤の偏在を抑制し、ひいては、トナー粒子表面において露出したトナー粒子中のポリエステル樹脂に水分が吸着することを抑制するため定着時の定着画像中に生じる発泡による画像あれを抑制すると考えられる。
平均円形度が0.9以下であると、シリカ粒子の形状は球状から離れていくため、トナー粒子上を転がって凹部へ移行することを抑制すると考えられる。
また、平均円形度が0.75以上であると、強い外力を受けた場合に破壊され難いと考えられる。
円形度(100/SF2)=4π×(A/I2) 式(1)
〔式(1)中、Iは画像上におけるシリカ粒子の周囲長を示し、Aはシリカ粒子の投影面積を表す。
シリカ粒子の平均円形度は、上記平面画像解析によって得られたシリカ粒子100個の円形度の累積頻度における50%円形度として得られる。
本シリカ粒子は、「立体画像解析により求められるシリカ粒子の最大高さH」に対する「平面画像解析により求められるシリカ粒子の円相当径Da」の比(Da/H)の平均値が、1.5を超え1.9未満である。
Da/Hの平均値は、シリカ粒子それぞれについてDaおよびHを測定して得たシリカ粒子それぞれのDa/Hの平均値である。
Da/Hの平均値は、1.5を超えることにより、シリカ粒子の形状が板状の扁平構造に近づく。また、Da/Hの平均値は、1.5を超えることにより、シリカ粒子が、高さHが増すことによる外部からの機械的負荷を受け難くなると考えられる。
さらに、Da/Hの平均値は、1.9未満であることにより、シリカ粒子の形状が鱗片状に近付くことが抑制されるため、シリカ粒子に機械的負荷が加わった場合に欠損し難くなると考えられる。
トナー粒子に外添させた状態のシリカ粒子を、電子線三次元粗さ解析装置(ERA−8900:エリオニクス社製)を用いて、倍率10,000倍の視野で10nm毎にX−Y軸方向の高さ解析を行い、高さを求めると共に、同視野での倍率10,000倍の二次元画像を撮影する。
次に、二次元画像を、画像解析ソフトWinROOF(三谷商事社製)を用いて、0.010000μm/pixel条件で求めた面積から、下記式(2)で円相当径Daを求め、粒子毎に粒子番号を付ける。
円相当径=2√(面積/π) 式(2)
また、Da/Hの平均値は、測定したシリカ粒子100個の平均である。
シリカ粒子は、トナーの外添剤として用いられる通常の範囲の体積平均粒径であればよいが、例えば、体積平均粒径が70nm以上200nm以下であることが望ましい。
シリカ粒子の体積平均粒径は、70nm以上とすることで、トナー粒子への埋没を抑制し、トナーの表面にトナー粒子が露出して水分が吸着することを抑制すると考えられる。
シリカ粒子の体積平均粒径は、200nm以下とすることで、シリカ粒子のトナーからの脱離を抑制し、トナーの表面にトナー粒子が露出して水分が吸着することを抑制すると考えられる。
シリカ粒子は、シリカ、すなわちSiO2を主成分とする粒子であればよく、結晶性でも非晶性でもよい。また、水ガラスやアルコキシシラン等のケイ素化合物を材料に製造された粒子であってもよいし、石英を粉砕して得られる粒子であってもよい。
また、シリカ粒子の分散性の観点から、シリカ粒子表面は疎水化処理されていることが望ましい。例えば、シリカ粒子表面がアルキル基で被覆されることにより、シリカ粒子は疎水化される。そのためには、例えば、シリカ粒子にアルキル基を有する公知の有機珪素化合物を作用させればよい。疎水化処理の方法の詳細は後述する。
シリカ粒子の製造方法は、平均円形度が0.75以上0.9以下であり、立体画像解析により求められる最大高さHに対する平面画像解析により求められる円相当径Daの比の平均値が、1.5を超え1.9未満であるものであれば、特に制限されない。
例えば、粒径が200nmを超えるシリカ粒子を粉砕し、分級する乾式方法によって得てもよいし、アルコキシシランに代表されるケイ素化合物を材料とし、ゾルゲル法によって粒子を生成する、いわゆる湿式方法によってシリカ粒子を製造してもよい。湿式方法としては、ゾルゲル法のほかに、水ガラスを材料としてシリカゾルを得る方法もある。
但し、上記のような平均円形度とDa/Hの平均値とを満たすシリカ粒子を得るには、ゾルゲル法で作製することがよく、また、定着時の定着画像に生じる発泡を抑制する観点から、水分を保持し難いゾルゲルシリカ粒子であることがよい。
本実施形態に係るシリカ粒子の製造方法では、上記手法により、Da/Hの平均値が1.5を超え1.9未満となる平均円形度が0.75以上0.9以下の異形状のシリカ粒子が得られる。この理由は、定かではないが以下の理由によるものと考えられる。
そして、テトラアルコキシシランとアルカリ触媒との供給をそれぞれ続けていくと、テトラアルコキシシランの反応により、生成した核粒子が成長する。
またテトラアルコキシシラン及びアルカリ触媒の供給を停止することで、反応系中の粒子が扁平状に凝集する。ここで、テトラアルコキシシラン及びアルカリ触媒の供給の停止が早すぎると、すなわち、テトラアルコキシシランの供給量が少ないと、反応系中の粒子濃度が希薄で、粒子同士が衝突する確率が低く、凝集が進みにくいと考えられる。一方、テトラアルコキシシラン及びアルカリ触媒の供給の停止が遅く、テトラアルコキシシランの供給量が多いと、核粒子の成長が進み過ぎ、粒子自体が安定し、凝集しないため、扁平状の粒子が形成されない。
また、テトラアルコキシシラン及びアルカリ触媒の供給を停止する時間が短いと、粒子の凝集量が足りず、停止時間が長いと、凝集しすぎてゲル状になる傾向にある。
その上、このようなシリカ粒子の製造方法では、生成した異形状の核粒子が異形状を保ったまま粒子成長され、シリカ粒子が得られることから、機械的負荷に強く、壊れ難いシリカ粒子が得られると考えられる。
さらに、このようなシリカ粒子の製造方法では、アルカリ触媒溶液中に、テトラアルコキシシランとアルカリ触媒とをそれぞれ供給し、テトラアルコキシシランの反応を生じさせることで、粒子生成を行っていることから、従来のゾルゲル法により異形状のシリカ粒子を製造する場合に比べ、総使用アルカリ触媒量が少なくなり、その結果、アルカリ触媒の除去工程の省略も実現される。これは、特に、高純度が求められる製品にシリカ粒子を適用する場合に有利である。
以下、シリカ粒子の製造方法の詳細を説明する。
粒子生成工程は、さらに、少なくとも、3段階に別れ、アルカリ触媒溶液に、テトラアルコキシシラン及びアルカリ触媒を供給してシリカ粒子の生成を開始する第1の供給工程と、テトラアルコキシシラン及びアルカリ触媒の供給を停止する供給停止工程(熟成工程ともいう)と、その後、テトラアルコキシシラン及びアルカリ触媒の供給を再開する第2の供給工程とを有する。
準備工程は、アルコールを含む溶媒を準備し、これにアルカリ触媒を添加して、アルカリ触媒溶液を準備する。
なお、アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール等の低級アルコールが挙げられる。
アルカリ触媒の濃度が、上記範囲であると、粒子生成工程でテトラアルコキシシランを供給したときに、生成した核粒子の成長過程の核粒子の分散性が安定となり、2次凝集物等の粗大凝集物が生成を抑制し、ゲル化状となることを抑制し得るため、好ましい粒径になりやすい。
なお、アルカリ触媒の濃度は、アルコール触媒溶液(アルカリ触媒+アルコールを含む溶媒)に対する濃度である。
次に、粒子生成工程について説明する。
粒子生成工程は、アルカリ触媒溶液中に、テトラアルコキシシランと、アルカリ触媒と、をそれぞれ供給し、当該アルカリ触媒溶液中で、テトラアルコキシシランを反応(加水分解反応、縮合反応)させて、シリカ粒子を生成する工程である。本実施形態に係るシリカ粒子の製造方法では、このように粒子成長を進ませる中で、添加成分の供給を止めて、凝集させ、扁平状の異形粒子を形成する。
第1の供給工程は、アルカリ触媒溶液中に、テトラアルコキシシラン及びアルカリ触媒を供給する工程である。テトラアルコキシシランは、準備工程におけるアルコールの量に対し、0.002mol/mol以上0.008mol/mol以下となるまで供給する。
ここで、「準備工程におけるアルコールの量に対し、0.002mol/mol以上0.008mol/mol以下の濃度」とは、『準備工程で用意したアルカリ触媒溶液中のアルコールの単位モル量(1mol)に対して、0.002mol以上0.008mol以下』を意味する。
一方、テトラアルコキシシランの供給量が、準備工程で準備したアルカリ触媒溶液中のアルコールの量に対し0.008mol/molより多いと、核粒子が安定してしまうため粒子同士の合一が進まず、異形化度の低い粒子が形成され、流動維持性が損なわれる。
具体的には、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等が挙げられるが、反応速度の制御性や得られるシリカ粒子の形状、粒径、粒度分布等の点から、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランがよい。
既述のように、テトラアルコキシシラン及びアルカリ触媒を供給する対象であるアルカリ触媒溶液は、アルカリ触媒の濃度(含有量)が、0.6mol/L以上0.85mol/L以下であることがこのましい。
従って、第1の供給工程は、0.6mol/L以上0.85mol/L以下の濃度でアルカリ触媒が含まれるアルカリ触媒溶液中に、テトラアルコキシシラン及びアルカリ触媒を供給して、核粒子を形成する核粒子形成工程を含むことが好ましい。アルカリ触媒溶液のアルカリ触媒の濃度の好ましい範囲は、既述のとおりである。
これは、アルカリ触媒溶液を準備する工程で用いたアルコール1molに対して、1分間当たり0.001mol以上0.010mol以下の供給量でテトラアルコキシシランを供給することを意味する。
なお、シリカ粒子の粒径については、テトラアルコキシシランの種類や、反応条件にもよるが、粒子生成の反応に用いるテトラアルコキシシランの総供給量を、例えばシリカ粒子分散液1Lに対し1.08mol以上とすることで、粒径が70nm以上の一次粒子が得られ、シリカ粒子分散液1Lに対し5.49mol以下とすることで、粒径が200nm以下の一次粒子が得られる。
テトラアルコキシシランの供給速度が0.010mol/(mol・min)以下であれば、核粒子形成段階におけるテトラアルコキシシラン同士の反応や、粒子成長におけるテトラアルコキシシランと核粒子との反応に対する供給量が過大とならず、反応系がゲル化しにくく、核粒子形成及び粒子成長を阻害しにくい。
アルカリ触媒の供給量が、0.1mol以上であることで、生成した核粒子の成長過程の核粒子の分散性が安定し、2次凝集物等の粗大凝集物が生成しにくく、ゲル化状となることが抑制される。
一方、アルカリ触媒の供給量が、0.4mol以下であることで、生成した核粒子の安定性が過大となりにくく、核粒子生成段階で形成した異形状の核粒子が核粒子成長段階で球状に成長することを抑制する。
供給停止工程では、第1の供給工程により、テトラアルコキシシランが既述の濃度となるまでテトラアルコキシシラン及びアルカリ触媒を供給した後、テトラアルコキシシラン及びアルカリ触媒の供給を0.5min以上10min以下の時間停止するものである。
供給停止工程は、テトラアルコキシシラン及びアルカリ触媒の供給を一度停止して、核粒子の凝集を進めて熟成させる、いわば熟成工程である。
熟成工程における、テトラアルコキシシラン及びアルカリ触媒の供給停止時間を10min以下とすることで、粒子同士の合一が過剰に進み、粒子の分散が損なわれることを抑制する。
第2の供給工程は、供給停止工程の後、さらに、テトラアルコキシシラン及びアルカリ触媒を供給するものである。供給停止工程によって停止していたテトラアルコキシシラン及びアルカリ触媒の供給を、再開することで、核粒子の凝集体を、さらに粒子成長させ、扁平状、異形シリカ粒子の体積平均粒径をさらに大きくする。
第2の供給工程において、反応系に供給するテトラアルコキシシランの濃度および供給量、ならびに、アルカリ触媒の濃度および供給量は、第1の供給工程において、反応系に供給するテトラアルコキシシランの濃度および供給量、ならびに、アルカリ触媒の濃度および供給量と異なっていてもよい。
また、本シリカ粒子の製造方法においては、第2の供給工程の後に、1回以上の供給停止工程を有していてもよいし、さらにテトラアルコキシシラン及びアルカリ触媒を供給する供給工程を有していてもよい。
乾燥されたシリカ粒子は、必要に応じて解砕、篩分により、粗大粒子や凝集物の除去を行うことがよい。解砕方法は、特に限定されないが、例えば、ジェットミル、振動ミル、ボールミル、ピンミルなどの乾式粉砕装置により行う。篩分方法は、例えば、振動篩、風力篩分機など公知のものにより行う。
疎水化処理剤としては、例えば、アルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)を有する公知の有機珪素化合物が挙げられ、具体例には、例えば、シラザン化合物(例えばメチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルクロロシラン、トリメチルメトキシシランなどのシラン化合物、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン等)等が挙げられる。疎水化処理剤は、1種で用いてもよいし、複数種用いてもよい。
これら疎水化処理剤の中でも、トリメチルメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザンなどのトリメチル基を有する有機珪素化合物が好適である。
ここで、粉体のシリカ粒子を疎水化処理する方法としては、ヘンシェルミキサーや流動床などの処理槽内で粉体の親水性シリカ粒子を攪拌し、そこに疎水化処理剤を加え、処理槽内を加熱することで疎水化処理剤をガス化して粉体のシリカ粒子の表面のシラノール基と反応させる方法が挙げられる。処理温度は、特に限定されないが、例えば、80℃以上300℃以下がよく、望ましくは120℃以上200℃以下である。
なお、上述する疎水化処理は、超臨界二酸化炭素中で、疎水化処理剤によりシリカ粒子の表面を疎水化する処理であってもよい。
ここで、疎水化処理は、超臨界二酸化炭素中で(つまり超臨界二酸化炭素の雰囲気下で)、疎水化処理を行ってもよい。具体的には、超臨界二酸化炭素を流通(つまり処理層内への超臨界二酸化炭素を導入・排出)させながら疎水化処理を行ってよいし、非流通で疎水化処理を行ってもよい。
トナー粒子は、ポリエステル樹脂を含む芯材粒子と、芯材粒子の表面を被覆するビニル系樹脂を含む被覆層と、で構成される。
芯材粒子は、ポリエステル樹脂を含み、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他添加剤と、を含んで構成される。また、芯材粒子は、ポリエステル樹脂以外の樹脂を含んでいてもよい。
ポリエステル樹脂は、結着樹脂として適用する。
ポリエステル樹脂としては、例えば、公知のポリエステル樹脂が挙げられる。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120を用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
なお、材料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪い単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、ピグメントイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ピグメントレッド、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレートなどの種々の顔料、又は、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系などの各種染料等が挙げられる。
着色剤は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
ポリエステル樹脂以外の樹脂としては、例えば、スチレン類(例えばスチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。
また、例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。
これらの結着樹脂は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
トナー粒子の被覆層は、ビニル系樹脂を含む層である。
これらの中でも、スチレンと、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、及びアクリル酸2エチルヘキシルから選択される少なくとも1種と、の共重合体が望ましく、スチレンとアクリル酸ブチルとの共重合体がより望ましい。
ビニル系樹脂の重量平均分子量の測定方法は、既述であるポリエステル樹脂の重量平均分子量の測定方法と同様である。
トナー粒子の作製は、例えば、芯材粒子を作製後、ビニル系樹脂を含む被覆層形成材料を用いて、芯材粒子の表面に被覆層を形成する方法が挙げられる。
まず、芯材粒子の作製方法について説明する。
芯材粒子は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法等)のいずれにより製造してもよい。芯材粒子の製法は、これらの製法に特に制限はなく、周知の製法が採用される。
これらの中でも、凝集合一法により、芯材粒子を得ることがよい。
結着樹脂となるポリエステル樹脂粒子(以下、単に「樹脂粒子」と称する)が分散された樹脂粒子分散液を準備する工程(樹脂粒子分散液準備工程)と、樹脂粒子分散液中で(必要に応じて他の粒子分散液を混合した後の分散液中で)、樹脂粒子(必要に応じて他の粒子)を凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して加熱し、凝集粒子を融合・合一して、芯材粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、芯材粒子を製造する。
なお、以下の説明では、着色剤、及び離型剤を含む芯材粒子を得る方法について説明するが、着色剤、離型剤は、必要に応じて用いられるものである。無論、着色剤、離型剤以外のその他添加剤を用いてもよい。
まず、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と共に、例えば、着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液、離型剤粒子が分散された離型剤分散液を準備する。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて、中和したのち、水媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの、樹脂の変換(いわゆる転相)が行われて不連続相化し、樹脂を、水媒体中に粒子状に分散する方法である。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザー回析式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA−700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50pとして測定される。なお、他の分散液中の粒子の体積平均粒径も同様に測定される。
次に、樹脂粒子分散液と共に、着色剤粒子分散液と、離型剤分散液と、を混合する。
そして、混合分散液中で、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とをヘテロ凝集させ目的とする芯材粒子の径に近い径を持つ、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む凝集粒子を形成する。
凝集粒子形成工程においては、例えば、混合分散液を回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温(例えば25℃)で上記凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、上記加熱を行ってもよい。
凝集剤の金属イオンと錯体もしくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸、イミノジ酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)等が挙げられる。
キレート剤の添加量としては、例えば、樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば樹脂粒子のガラス転移温度より10から30℃高い温度以上)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、芯材粒子を形成する。
なお、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該凝集粒子分散液と、樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、をさらに混合し、凝集粒子の表面にさらに樹脂粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程と、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア/シェル構造の芯材粒子を形成する工程と、を経て、芯材粒子を製造してもよい。
洗浄工程は、帯電性の点から充分にイオン交換水による置換洗浄を施すことがよい。また、固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。また、乾燥工程も特に方法に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、フラッシュジェット乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
被覆層を芯材粒子表面に形成する方法としては、例えば、乾式塗布法が挙げられる。
乾式塗布法としては、例えば、芯材粒子と被覆層を形成する上記材料との混合物を乾燥状態で加熱して被覆層を形成する方法が挙げられる。具体的には、例えば、溶媒を用いずに、芯材粒子と被覆層を形成する上記材料とを気相中で混合して加熱溶融し、被覆層を形成する。
なお、混合には、例えば、ジェットミル、ハンマーミル、ターボミル等の装置が用いられ、冷却機能を有する装置が望ましい。
なお、本実施形態におけるトナー粒子は、凝集合一法で作製することにより、コアがポリエステル樹脂を含み、シェル層がビニル系樹脂を含む、コア/シェル構造としてもよい。
すなわち、本実施形態におけるトナー粒子は、コアがポリエステル樹脂を含む芯材粒子であり、シェル層がビニル系樹脂を含む被覆層であるトナー粒子であってもよい。
トナー粒子の体積平均粒径(D50v)としては、2μm以上10μm以下が好ましく、4μm以上8μm以下がより好ましい。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50000個である。
測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積16%となる粒径を体積粒径D16v、数粒径D16p、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50v、累積数平均粒径D50p、累積84%となる粒径を体積粒径D84v、数粒径D84pと定義する。
これらを用いて、体積平均粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2、数平均粒度分布指標(GSDp)は(D84p/D16p)1/2として算出される。
式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
上記式中、MLはトナーの絶対最大長、Aはトナーの投影面積を各々示す。
具体的には、形状係数SF1は、主に顕微鏡画像又は走査型電子顕微鏡(SEM)画像を画像解析装置を用いて解析することによって数値化され、以下のようにして算出される。すなわち、スライドガラス表面に散布した粒子の光学顕微鏡像をビデオカメラによりルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個の粒子の最大長と投影面積を求め、上記式によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
SEM−EDXを用い、トナーの断面の元素分析を行い、触媒由来のスズ等の元素量を定量する。次にトナーの表面を同様の方法で元素分析を行い、断面、表面それぞれの元素の炭素に対する比を測定する。例えば断面のスズの炭素に対する量がA、表面のスズの炭素に対する量がBであったならB/Aを百分率で示したものが、被覆率となる。
本実施形態に係るトナーは、例えば、得られた乾燥状態のトナー粒子に、得られた外添剤を添加し、混合することにより製造される。混合は、例えばVブレンダー、ヘンシェルミキサー、レディーゲミキサー等によって行うことがよい。更に、必要に応じて、振動師分機、風力師分機等を使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーを少なくとも含むものである。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該トナーとキャリアと混合した二成分現像剤であってもよい。
なお、磁性粉分散型キャリア、樹脂含浸型キャリア、及び導電性粒子分散型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、これに被覆樹脂により被覆したキャリアであってもよい。
なお、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電材料等、その他添加剤を含ませてもよい。
具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
本実施形態に係る画像形成装置/画像形成方法について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える。そして、静電荷像現像剤として、本実施形態に係る静電荷像現像剤が適用される。
中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー画像が転写される中間転写体と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。
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」と称する場合がある)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた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す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に収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーを含むトナーの供給がなされる。
なお、一次転写ロール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、各一次転写ロール5Y、5M、5C、5Kには、一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、各一次転写ロールに印加する転写バイアスを可変する。
まず、動作に先立って、帯電ロール2Yによって感光体1Yの表面が−600V乃至−800Vの電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(例えば20℃における体積抵抗率:1×10−6Ωcm以下)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、イエロー画像パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた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によってトナー画像として可視像(現像像)化される。
一方、感光体1Y上に残留したトナーは感光体クリーニング装置6Yで除去されて回収される。
こうして、第1のユニット10Yにてイエロートナー画像の転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー画像が重ねられて多重転写される。
定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録紙Pの表面も平滑が好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等が好適に使用される。
本実施形態に係るプロセスカートリッジについて説明する。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
図2に示すプロセスカートリッジ200は、例えば、取り付けレール116及び露光のための開口部118が備えられた筐体117により、感光体107(像保持体の一例)と、感光体107の周囲に備えられた帯電ロール108(帯電手段の一例)、現像装置111(現像手段の一例)、及び感光体クリーニング装置113(クリーニング手段の一例)を一体的に組み合わせて保持して構成し、カートリッジ化されている。
なお、図2中、109は露光装置(静電荷像形成手段の一例)、112は転写装置(転写手段の一例)、115は定着装置(定着手段の一例)、300は記録紙(記録媒体の一例)を示している。
本実施形態に係るトナーカートリッジは、本実施形態に係るトナーを収容し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジである。トナーカートリッジは、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補給用のトナーを収容するものである。
(外添剤1)
−準備工程〔アルカリ触媒溶液(1)の調製〕−
攪拌翼、滴下ノズル、温度計を有したガラス製反応容器にメタノール250質量部、10質量%アンモニア水45質量部を入れ、攪拌混合して、アルカリ触媒溶液(1)を得た。こときのアルカリ触媒溶液(1)のアンモニア触媒量:NH3量(NH3〔mol〕/(NH3+メタノール+水)〔L〕)は、0.66mol/Lであった。
(第1の供給工程)
次に、アルカリ触媒溶液(1)の温度を30℃に調整し、アルカリ触媒溶液(1)を窒素置換した。その後、アルカリ触媒溶液(1)を120rpmで撹拌しながら、テトラメトキシシラン(TMOS)と、触媒(NH3)濃度が3.7%のアンモニア水とを、それぞれ4質量部/minと、2.4質量部/minの流量で滴下し、同時に供給を開始した。
テトラメトキシシラン及びアンモニア水の供給開始後1.5min経過した時点で、テテトラメトキシシラン及びアンモニア水の供給を同時に停止した。テトラメトキシシラン及びアンモニア水の供給を停止した時点でのテトラメトキシシランの供給量は、準備工程で反応容器に添加したアルコールの量に対して0.0024mol/molであった。
テトラメトキシシラン及びアンモニア水の供給停止時間は、1minとした。
テテトラメトキシシラン及びアンモニア水の供給停止から1min後に、テトラメトキシシラン及びアンモニア水の供給を再開した。なお、供給にあたっては、テトラメトキシシラン及びアンモニア水の流量が、それぞれ、4質量部/min及び2.4質量部/minになるように調整を行い、テトラメトキシシラン及びアンモニア水を滴下した。
テトラメトキシシラン90質量部及び3.7%アンモニア水54質量部を滴下した後、シリカ粒子の懸濁液を得た。
その後、得られたシリカ粒子懸濁液の溶媒を加熱蒸留により150質量部留去し、純水を150質量部加えた後、凍結乾燥機により乾燥を行い、異形状の親水性シリカ粒子を得た。
次に、以下に示すようにして、親水性シリカ粒子の疎水化処理を行った。なお、疎水化処理には、二酸化炭素ボンベ、二酸化炭素ポンプ、撹拌機付きオートクレーブ、背圧弁を具備した装置を用いた。
まず、オートクレーブへ、得られた親水性シリカ粒子の粉末を20.0質量部投入し、次いでヘキサメチルジシラザン(和光純薬工業(株)製)を6質量部投入した。その後、オートクレーブ内を液化二酸化炭素で満たした。ヒーターにより170℃まで昇温後、二酸化炭素ポンプにより20MPaまで昇圧した。撹拌機を200rpmで運転させ、30分間保持した。疎水化処理後、背圧弁より圧力を大気圧まで開放し室温(25℃)まで冷却させた。その後、撹拌機を停止しオートクレーブより疎水化処理された疎水性シリカ粒子の粉体を取り出した。
得られたゾルゲルシリカ粒子の紛体を外添剤1とした。
表1に従って、アルカリ触媒量、供給時間、供給停止時間及び供給停止時のTMOS量を変更した以外は、外添剤1と同様にしてゾルゲルシリカ粒子を作製し、外添剤2〜12とした。
外添剤2〜12は、外添剤1と同様に、超臨界二酸化炭素を用いた疎水化処理を行った。
(トナー粒子1)
−トナー粒子1〔凝集合一粒子〕の作製−
・樹脂分散液1の調製
エチレングリコール〔和光純薬工業(株)製〕 37質量部
ネオペンチルグリコール〔和光純薬工業(株)製〕 65質量部
1,9 ノナンジオール〔和光純薬工業(株)製〕 32質量部
テレフタル酸〔和光純薬工業(株)製〕 96質量部
上記モノマーをフラスコに仕込み、1時間をかけて温度200℃まで上げ、反応系内が攪拌されていることを確認したのち、ジブチル錫オキサイドを1.2質量部投入した。更に、生成する水を留去しながら同温度から6時間をかけて240℃まで温度を上げ、240℃で更に4時間脱水縮合反応を継続し、酸価が9.4mgKOH/g、重量平均分子量13,000、ガラス転移温度62℃であるポリエステル樹脂を得た。
スチレン〔和光純薬工業(株)製〕 290質量部
アクリル酸n−ブチル〔和光純薬工業(株)製〕 104質量部
アクリル酸〔和光純薬工業(株)製〕 6質量部
ドデカンチオール〔和光純薬工業(株)製〕 10質量部
アジピン酸ジビニル〔和光純薬工業(株)製〕 1.6質量部
上記モノマーを混合し溶解した混合物を、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)8質量部をイオン交換水550質量部に溶解した溶液に加えて、フラスコ中で分散し、乳化し、10分ゆっくりと混合しながら、過硫酸アンモニウム(和光純薬工業(株)製)8質量部を溶解したイオン交換水61質量部を投入し、窒素置換を0.1リットル/分で20分行った。その後、フラスコ内を撹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、固形分濃度が40%となる樹脂分散液2を調製した。その分散液の一部を100℃のオーブン上に放置して水分を除去したものをDSC(示差走査型熱量計)測定を実施したところ、ガラス転移温度は51℃、重量平均分子量は30,000であった。
シアン顔料〔PigmentBlue15:3、大日精化工業(株)製〕 10質量部
アニオン性界面活性剤〔ネオゲンSC、第一工業製薬(株)製〕 2質量部
イオン交換水 80質量部
上記の成分を混合し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー〔HJP30006、(株)スギノマシン製〕により1時間分散し、体積平均粒径180nm、固形分20%の着色剤分散液を得た。
カルナバワックス〔RC−160、溶融温度84℃、東亜化成(株)製〕
50質量部
アニオン性界面活性剤〔ネオゲンSC、第一工業製薬製〕 2質量部
イオン交換水 200質量部
上記成分を120℃に加熱して、IKA社製、ウルトラタラックスT50で混合・分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径が200nm、固形分20%の離型剤分散液を得た。
着色剤分散液 25質量部
離型剤粒子分散液: 30質量部
ポリ塩化アルミニウム 0.4質量部
イオン交換水 100質量部
上記の成分をステンレス製フラスコに投入し、IKA社製のウルトラタラックスを用い混合、分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら48℃まで加熱した。48℃で30分保持した後、ここに樹脂分散液2を30質量部追加した。
その後、降温速度を2℃/分で冷却し、濾過、イオン交換水で洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を行った。これをさらに30℃のイオン交換水3Lを用いて再分散し、15分間300rpmで攪拌・洗浄した。この洗浄操作をさらに6回繰り返し、濾液のpHが7.54、電気伝導度6.5μS/cmとなったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりNo.5A ろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してトナー粒子1を得た。
トナー粒子1の体積平均粒径D50vをコールターカウンターで測定したところ5.8μmであり、SF1は130であった。
上記樹脂分散液2を追加しない以外は、トナー粒子1と同様にしてトナー粒子を作製し、ビニル系樹脂を含む被覆層を有さないトナー粒子2とした。
<トナーの作製>
ヘンシェルミキサーを用いて、100質量部のトナー粒子1に対して1.5質量部の外添剤1と疎水性シリカ(日本アエロジル社製:R972)0.8質量部を添加し、周速30m/sで3分間混合しトナーを作製した。
(キャリアの作製)
フェライト粒子(平均粒径:50μm) 100質量部
トルエン 14質量部
スチレン メタクリレート共重合体(成分比:90/10) 2質量部
カーボンブラック(R330:キャボット社製) 0.2質量部
得られた外添剤、トナー及び静電荷像現像剤について以下の評価を行った。
結果を表2に示す。
得られたトナーについて、既述の方法で外添剤(シリカ粒子)の体積平均粒径、平均円形度及びDa/H比を測定した。
画質の評価として、画像中の発泡の確認を、以下のようにして行った。
まず、得られた静電荷像現像剤を、画像形成装置「ApeosPort-IV C5575改造機」(富士ゼロックス社製)の現像機に充填した。
次に、この装置を用いて、30℃90%RHの高湿下で、定着温度160℃の条件で、富士ゼロックス製コピー紙(J紙)上に画像形成を行った。画像は5cm×10cmの画像濃度100%のベタ画像とした。
そして、出力1枚目のベタ画像の先端領域(定着器に突入する側の端部であって、先端から0.5cmまでの領域)について、画像欠陥の有無を目視にて行った。評価基準は以下の通りである。
・A:画像欠陥は確認できない。
・B:やや光沢が他の部分より低く感じる。
・C:発砲の形跡が僅かに確認できる。
・D:発砲の形跡が確認できる。
なお、評価結果はA〜Cで実用上の問題がないものとする。
得られた静電荷像現像剤をColor Docutech−60(富士ゼロックス社製)の改造機に充填し、富士ゼロックス製コピー紙(J紙)上にトナー量0.9mg/cm2となるようにソリッド画像を形成し、ニップ幅6.5mm、定着速度220mm/secで画像を定着し、低温定着性の評価を行なった。評価においては定着器温度を100℃から200℃まで10℃おきに変化させ、それぞれの定着温度にて定着画像を作製した後、得られた各定着画像の画像面を谷折りして折れ目部の画像のはがれ度合いを観察し、画像がはがれた結果として折れ目部に現れる用紙の幅を測定した。該幅が0.5mm以下になった定着温度をもってMFT(最低定着温度、℃)とした。評価基準は以下の通りである。
・A:MFT<120度以下となり、低温定着性を発揮する。
・B:MFT<135度以下となり、僅かに低温定着性に劣る。
・C:MFT<150度以下となり、低温定着性に乏しい。
・D:MFT>150度以上であり、低温定着性を有さない。
なお、評価結果はA〜Cで実用上の問題がないものとする。
表2に従って、外添剤を変更した以外は、実施例1と同様にしてトナー及び静電荷像現像剤を作製し、実施例1と同様の評価を行った。結果は表2に示す。
表2に従って、外添剤及びトナー粒子を変更した以外は、実施例1と同様にしてトナー及び静電荷像現像剤を作製し、実施例1と同様の評価を行った。結果は表2に示す。
2Y、2M、2C、2K、帯電ロール(帯電手段の一例)
3 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
4Y、4M、4C、4K 現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール(一次転写手段の一例)
6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置(クリーング手段の一例)
8Y、8M、8C、8K 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(中間転写体の一例)
22 駆動ロール
24 支持ロール
26 二次次転写ロール(二次転写手段の一例)
30 中間転写体クリーニング装置
107 感光体(像保持体の一例)
108 帯電ロール(帯電手段の一例)
109 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
111 現像装置(現像手段の一例)
112 転写装置(転写手段の一例)
113 感光体クリーニング装置(クリーング手段の一例)
115 定着装置(定着手段の一例)
116 取り付けレール
117 筐体
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ
300 記録紙(記録媒体の一例)
P 記録紙(記録媒体の一例)
Claims (7)
- ポリエステル樹脂を含む芯材粒子と、前記芯材粒子の表面を被覆するビニル系樹脂を含む被覆層と、で構成されたトナー粒子と、
平均円形度が0.8以上0.9以下であり、立体画像解析により求められる最大高さHに対する平面画像解析により求められる円相当径Daの比の平均値が、1.5を超え1.9未満であり、体積平均粒径が70nm以上200nm以下であるシリカ粒子である外添剤と、
を有する静電荷像現像用トナー。 - 前記シリカ粒子がゾルゲルシリカ粒子である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーを含有する静電荷像現像剤。
- 請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。 - 請求項3に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体上に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱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する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項3に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体上に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体上に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。 - 像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項3に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体上に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体上に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
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