JP6115485B2 - 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、現像剤カートリッジ、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
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乾式現像剤は、結着樹脂中に着色剤を分散したトナーそのものを用いる一成分現像剤と、そのトナーにキャリアを混合した二成分現像剤とに大別することができ、また、一成分現像剤としては、磁性トナーを用いる磁性一成分トナーと、非磁性トナーを用いる非磁性一成分トナーとが挙げられる。
特許文献1には、少なくとも着色剤、及び結着樹脂を含有するトナー材料を含むトナー母体粒子と、二次粒子径が10μm以上である微粒子の二次凝集体を含有することを特徴とするトナーが記載されている。
特許文献2には、少なくとも、湿式法により形成された着色樹脂粒子、及び外添剤を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、上記外添剤として、個数平均一次粒径が35〜100nmのシリカ−チタニア複合酸化物粒子を用い、当該シリカチタニア複合酸化物粒子中のチタニアの含有率が5〜45重量%であることを特徴とする静電荷像現像用トナーが記載されている。
特許文献3には、少なくとも結着樹脂、及び着色剤を含有するトナー母体と、無機微粒子とを含むトナーであって、前記無機微粒子が、次組成式、〔M1〕aSibOc(ただし、式中、M1はSr、Mg、Zn、Co、Mn及びCeから選択されるいずれかの金属元素を表し、a及びbは、ぞれぞれ1〜9の整数を示し、cは3〜9の整数を示す。)で表される複合酸化物を含み、前記複合酸化物の平均一次粒径が0.02〜1.5μmであり、かつ該複合酸化物の一次粒子が凝集した二次粒子の平均二次粒径が0.08〜3.5μmであることを特徴とするトナーが記載されている。
<1> 結着樹脂と着色剤とを含有するトナー母粒子、及び、外添剤を含有し、前記外添剤は、(成分A)シリカ粒子、(成分B)酸化チタン粒子、及び、(成分C)シリカ粒子及び酸化チタン粒子が凝集してなる複合粒子を含有し、成分Cの平均長軸長が300nm以上1,000nm以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー、
<2> 前記トナー母粒子を100重量部としたとき、成分Cのトナー母粒子への外添量が0.5重量部以上10重量部以下である、<1>に記載の静電荷像現像用トナー、
<3> 成分Cを構成するシリカ粒子の体積平均一次粒子径が5〜200nmであり、成分Cを構成する酸化チタン粒子の体積平均一次粒子径が10〜150nmである、<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナー、
<4> 成分Aの体積平均一次粒子径が5〜200nmであり、成分Bの体積平均一次粒子径が10〜150nmである、<1>〜<3>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
<5> 成分Cが、表面のシリカ粒子の割合が30〜80atm%であり、表面のチタン粒子の割合が70〜20atm%である、<1>〜<4>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
<6> 成分Cに30℃にて10W/cm2の超音波強度で0.5時間超音波振動を印加した後の平均長軸長をX1nm、5時間超音波振動を印加した後の長軸長をX2nmとしたとき、下記式(1)及び(2)を満たす、<1>〜<5>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
285≦X1≦950 (1)
150≦X2≦500 (2)
<7> 成分Cの円形度が0.95以下である、<1>〜<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
<8> <1>〜<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、及び、キャリアを含む静電荷像現像剤、
<9> 画像形成装置に着脱可能であり、<1>〜<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーを収容することを特徴とするトナーカートリッジ、
<10> <8>に記載の静電荷像現像剤を収容する現像剤カートリッジ、
<11> <8>に記載の静電荷像現像剤を収容し、かつ前記静電荷像現像剤を保持して搬送する現像剤保持体を備えるプロセスカートリッジ、
<12> 像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、前記現像剤が<1>〜<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、又は、<8>に記載の静電荷像現像剤である画像形成装置、
<13> 像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程と、を含み、前記現像剤として<1>〜<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、又は、<8>に記載の静電荷像現像剤を用いる画像形成方法。
上記<2>に記載の発明によれば、トナー母粒子を100重量部としたとき、成分Cのトナー母粒子への外添量が0.5重量部未満、又は、10重量部を超える場合に比して、更に経時での画像形成時における画像濃度安定性に優れた静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<3>に記載の発明によれば、成分Cを構成するシリカ粒子の体積平均一次粒子径が5nm未満若しくは200nmを超える場合、又は、成分Cを構成する酸化チタン粒子の体積平均一次粒子径が10nm未満若しくは150nmを超える場合に比して、更に感光体への付着物が抑制され、経時での画像形成時における画像濃度安定性に優れ、かつ白筋の発生が抑制された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<4>に記載の発明によれば、成分Aの体積平均一次粒子径が5nm未満若しくは200nmを超える場合、又は、成分Bの体積平均一次粒子径が10nm未満若しくは150nmを超える場合に比して、より経時での画像形成時における画像濃度安定性に優れ、かつ白筋の発生が抑制された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<5>に記載の発明によれば、成分Cが、表面のシリカ粒子の割合が30atm%未満若しくは80atm%を超え、表面のチタン粒子の割合が70atm%を超え20atm%未満である場合に比して、より経時での画像形成時における画像濃度安定性に優れた静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<6>に記載の発明によれば、上記式(1)及び/又は(2)を満たさない場合に比して、より経時での画像形成時における画像濃度安定性に優れ、かつ白筋の発生が抑制された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<7>に記載の発明によれば、成分Cの円形度が0.95を超える場合に比して、より経時での画像形成時における画像濃度安定性に優れ、かつ白筋の発生が抑制された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<8>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、感光体への付着物が抑制され、経時での画像形成時における画像濃度安定性に優れ、かつ白筋の発生が抑制された静電荷像現像剤を提供することができる。
上記<9>に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比して、感光体への付着物が抑制され、経時での画像形成時における画像濃度安定性に優れ、かつ白筋の発生が抑制された静電荷像現像用トナーを収容したカートリッジを提供することができる。
上記<10>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、感光体への付着物が抑制され、経時での画像形成時における画像濃度安定性に優れ、かつ白筋の発生が抑制された静電荷像現像剤を収容したカートリッジを提供することができる。
上記<11>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、感光体への付着物が抑制され、経時での画像形成時における画像濃度安定性に優れ、かつ白筋の発生が抑制された静電荷像現像剤を収容したプロセスカートリッジを提供することができる。
上記<12>に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、感光体への付着物が抑制され、経時での画像濃度安定性に優れ、かつ白筋の発生が抑制された画像形成装置を提供することができる。
上記<13>に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、感光体への付着物が抑制され、経時での画像濃度安定性に優れ、かつ白筋の発生が抑制された画像形成方法を提供することができる。
なお、本実施形態において、「A〜B」との記載は、AからBの間の範囲だけでなく、その両端であるA及びBも含む範囲を表す。例えば、「A〜B」が数値範囲であれば、数値の大小に応じて「A以上B以下」又は「B以上A以下」を表す。
また、「(成分A)シリカ粒子」等を、単に「成分A」等ともいう。
本実施形態の静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」ともいう。)は、結着樹脂と着色剤とを含有するトナー母粒子、及び、外添剤を含有し、上記外添剤は、(成分A)シリカ粒子、(成分B)酸化チタン粒子、及び、(成分C)シリカ粒子及び酸化チタン粒子が凝集してなる複合粒子を含有し、成分Cの平均長軸長が300nm以上1,000nm以下であることを特徴とする。
従来、流動性向上等を目的としてシリカ系粒子を、また、帯電分布を狭くすることを目的としてチタン系粒子を、というように、複数の特性を両立させるために、トナー表面へ複数の酸化金属粒子を外添する方法が知られている。発明者等は鋭意検討した結果、酸化金属粒子の材料種、粒径、形状、表面処理の違い等によって、トナーへの埋没のし易さやそれぞれに異なり、また、機械的ストレスの与えられ方や、熱履歴によっても、酸化金属粒子ごとに埋没のし易さが異なることを見出した。更に、流動性、帯電性等、複数の特性を両立させるためには、表面における酸化金属粒子の比率を精密に制御する必要があるが、長期間画像形成を行い、ストレスを受けた場合、酸化金属粒子が埋没し、その結果、所望のトナー特性を維持することが困難となり、高品位な画像を長期間安定して得ることが困難であることを見出した。
特許文献1〜3に記載された発明では、一時的に効果を得ることは可能なものの、これらの発明では、トナーにストレスが加わった際に、トナー表面の金属組成比を維持することができず、外添剤によって付与している種々の特性を経時で維持することが困難であった。
その詳細な作用機構は不明であるが、以下のように推定される。
トナーにストレスが加わり、小径の外添剤である、成分Aや成分Bが埋没しても、成分Cの複合粒子から、複合粒子を構成するシリカ粒子及び酸化チタン粒子が解れて、トナー表面に随時付着するため、経時でのトナー特性が維持されると推定される。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、上記着色粒子の表面に、外添剤として、(成分A)シリカ粒子、(成分B)酸化チタン粒子、及び、(成分C)シリカ粒子及び酸化チタン粒子が凝集してなる複合粒子を含有する。
以下、それぞれの外添剤について説明する。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、外添剤として(成分A)シリカ粒子を含有する。外添剤としてシリカ粒子を含有することで、帯電性向上及び流動性向上の効果が得られる。
シリカ粒子としては、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、シリカゲル等のシリカ粒子が挙げられるがアエロジル火炎法によるヒュームドシリカが特に好ましい。ヒュームドシリカ作製時の反応温度によってヒュームドシリカの粒径を制御することができる。より具体的にはより温度が高いほど、またこのときの反応時間が長いほど粒径を大きくすることができる。また、シリカ粒子は、表面処理を施されてもよく、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル等で表面処理を行い、疎水化されていてもよい。表面処理としては、高帯電性と高流動性とを得やすいシラン系カップリング剤が挙げられる。
シリカ粒子の体積平均一次粒子径は、電子顕微鏡(FE−SEM S−4500、(株)日立製作所製)により30,000倍のトナーを撮影した画像により測定される。なお、粒子1個当たり最大となる粒径をもって一次粒子径とする。更に粒子が凝集している場合、粒子の輪郭が3/4以上確認できれば1粒子とし、この一次粒子径を体積に換算し、100個測定する。これらを小さい方から計測し、50%を粒子の直径を平均一次粒子径とする。
より具体的には、例えば、確認された粒子が30nmの粒径を有していた場合、体積は(4π/3)×153で表され、100個の粒子につき体積換算した粒子の分布を作成する。この分布の50%にあたる粒子の体積から直径を求め、これを体積平均一次粒子径とする。
シリカ粒子は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
シリカ粒子の添加量としては、トナー母粒子に100重量部対して、0.3〜10重量部であることが好ましく、0.5〜8.0重量部であることがより好ましく、0.7〜6.0重量部であることが更に好ましい。シリカ粒子の添加量が上記範囲内であると、十分な流動性が得られ、かつ、トナーからの脱離が抑制されるので好ましい。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、外添剤として(成分B)酸化チタン粒子を含有する。
酸化チタン粒子としては、アナターゼ型酸化チタン粒子やルチル型酸化チタン粒子、メタチタン酸粒子等が挙げられる。特にその中でもメタチタン酸TiO(OH)2は透明性に影響を与えず、良好な帯電性・環境安全性・流動性・耐ケーキング性(耐凝集性)・安定した負帯電性・安定した画質維持性に優れている静電荷像現像用トナーを提供することができる点で好ましい。また、メタチタン酸の疎水化処理化合物は、1010Ω・cm以上の電気抵抗を有する。このような高い電気抵抗により、トナー母粒子に外添され、静電荷像現像用トナーとして用いられた場合に、転写電界を上げても逆極性トナーが発生することなしに高転写性を得ることができるため好ましい。
チタン粒子は表面処理を施されてもよく、例えばシラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、シリコーンオイル等で表面処理を行い、疎水化されているものが好ましい。疎水化処理をすることで着色粒子表面との親和性が低下し、更に埋没を抑制することができる。用いられる表面処理としては、高帯電性と高流動性を得やすいシラン系カップリング剤が好適である。
チタン粒子の作製方法としては気相法製法や湿式製法、ゾルゲル製等が挙げられるが、小粒径のチタン粒子が安価で作製できる気相法チタンが好ましい。
酸化チタン粒子の体積平均一次粒子径は、シリカ粒子と同様の方法で測定できる。
酸化チタン粒子の添加量は、トナー母粒子100重量部に対して、0.2〜10重量部であることが好ましく、0.5〜5重量部であることがより好ましく、0.8〜3.0重量部であることが更に好ましい。酸化チタン粒子の添加量が上記範囲内であると、トナー母粒子に1層で付着でき、余剰の酸化チタン粒子の発生が少なく、これにより、画像を形成した時の白筋の発生が抑制される傾向がみられる。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、外添剤として(成分C)シリカ粒子及び酸化チタン粒子が凝集してなる複合粒子(以下、「特定複合粒子」ともいう。)を含有する。
特定複合粒子の平均長軸長は、300nm以上1,000nm以下である。平均長軸長が300nm未満であると、ストレスにより埋没しやすくなり、経時での画像濃度安定性の低下の抑制が困難となり、また、1,000nmを超えると、トナー母粒子から遊離し、白筋の発生原因となる場合がある。
特定複合粒子の平均長軸長は、350〜800nmであることがより好ましく、400〜600nmであることが更に好ましい。
特定複合粒子の平均長軸長は、以下の方法により測定される。具体的には、電子顕微鏡(FE−SEM S−4500、(株)日立製作所製)により30,000倍のトナーを撮影した画像により特定複合粒子1個当たり最大となる粒径をもって長軸長とする。更に、粒子が凝集している場合、粒子の輪郭が3/4以上確認できれば1粒子とし、100個測定した結果の50%の長軸長を平均長軸長とする。
平均長軸長は、以下のようにして調整可能である。成分Cを構成するシリカ粒子、酸化チタン粒子の大きさで成分Cの平均長軸長はある程度制御できる。加えて後述するように、原料ケイ素化合物の加水分解反応が完全に終わる前に、酸化チタン粒子を反応炉に投入し、凝集させる方法を採用する場合には、酸化チタン粒子を反応炉に投入した後の凝集させる時間によっても制御が可能で、この時間が長いほど平均長軸長は大きくなる傾向がある。
また、成分Cを構成するシリカ粒子としては、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、シリカゲル等のシリカ粒子が挙げられる。また、シリカ粒子は、表面処理を施されてもよく、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル等で表面処理を行い、疎水化されていてもよい。表面処理としては、高帯電性と高流動性とを得やすいシラン系カップリング剤が挙げられる。
また、成分Cを構成する酸化チタン粒子としては、アナターゼ型酸化チタン粒子やルチル型酸化チタン粒子、及びメタチタン酸粒子等が挙げられ、これらの中でもメタチタン酸粒子(TiO(OH)2)が好ましい。また、酸化チタン粒子は表面処理を施されていてもよく、例えば、例えばシラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、シリコーンオイル等で表面処理を行い、疎水化されていてもよい。表面処理としては、高帯電性と高流動性を得やすいシランカップリング剤が好適である。
すなわち、走査型電子顕微鏡(SEM:S−4100型(株)日立製作所製)に取り付けたエネルギー分散型X線分析装置EMAX model6923H((株)堀場製作所製)を用いて加速電圧20kVでマッピングし、複合粒子(300nm〜1,000nm)の画像を10箇所測定し、SiとTiを区別し、複合粒子を構成するシリカ粒子、酸化チタンを特定した後、上記走査型電子顕微鏡の画像から直径が測定可能な粒子を選定し、これを算出する。直径が測定可能な粒子は、粒子の輪郭が6割以上画像に映っていれば、測定可能である。
285≦X1≦950 (1)
150≦X2≦500 (2)
上記式(1)及び式(2)は、0.5時間の超音波振動の印加では、あまり凝集が解れず、一方、10時間の超音波振動の印加では、ある程度に解れることが好ましいことを意味している。
すなわち、適度なストレスによって特定複合粒子から、それを構成するシリカ粒子及び酸化チタン粒子が脱離して、トナー母粒子表面に供給されることを意味している。このように、トナー母粒子表面に徐々にシリカ粒子及び酸化チタン粒子が供給されることにより、経時での画質濃度安定性が維持される。
なお、X1及びX2は上記酸化チタン粒子と上記シリカ粒子の粒子径を制御することにより調整が可能となる。より具体的には各々の粒子径が大きいほど超音波振動前の成分Cに比較して小さくなる傾向があり、特に酸化チタン粒子の粒子径が大きいほどこの傾向が大きい。また、後述のように成分Cは原料ケイ素化合物の加水分解反応が完全に終わる前に、酸化チタン粒子を反応炉に投入する工程を含むが、このときの温度が高いと、X1に対しX2の粒径はより小さくなる傾向がある。
X1は300≦X1≦800がより好ましく、400≦X1≦600が更に好ましい。X2は170≦X2≦400がより好ましく、190≦X2≦300が更に好ましい。X1もX2も上記範囲にすることにより特に経時での白筋発生、画像濃度安定性の低下に対して抑制が可能である。
円形度は、0.85〜0.93であることがより好ましく、0.85〜0.90であることが更に好ましい。円形度は酸化チタン粒子の粒子径が大きいほど、また酸化チタン粒子を反応炉に投入する工程での凝集時間が短いほど小さくなる傾向がある。
特定複合粒子の円形度は、以下のようにして測定される。上記平均長軸長の測定と同様に、走査型電子顕微鏡(FE−SEM S−4500、(株)日立製作所製)を用いて、30,000倍のトナーの写真を撮り、目視によって着色粒子に接触している複合粒子を無作為に20個抽出し、画像解析によって該当粒子の面積を得、これを複合粒子の最大径から円相当径を計算し、円相当径から求めた面積で上記画像解析によって該当粒子の面積を割った値を円形度とする。
特定複合粒子の表面のケイ素原子の割合が30atm%以上であると、必要な帯電量及び流動性の確保が可能であり、また、80atm%以下であると、狭い帯電量分布が得られるため、より画像濃度安定性の低下の抑制が可能となる。特定複合粒子の表面のケイ素原子の割合は、40〜70atm%であることがより好ましい。
特定複合粒子の表面のチタン原子の割合が20atm%以上であると、狭い帯電量分布が得られるため、より画像濃度安定性の低下の抑制が可能となる。また、70atm%以下であると、十分な帯電量が得られる。特定複合粒子の表面のチタン原子の割合は、60〜30atm%であることがより好ましい。
特定複合粒子は、表面のケイ素原子及びチタン原子の割合は酸化チタン粒子とシリカ粒子の粒子径比を制御することにより調整が可能である。より具体的には酸化チタン粒子がシリカ粒子に比較して粒子径が大きければ表面のケイ素原子の割合は小さくなり、酸化チタン粒子がシリカ粒子に比較して粒子径が小さければ表面のケイ素原子の割合は大きくなる。
なお、特定複合粒子表面のケイ素原子とチタン原子との割合は、以下のようにして測定される。すなわち、走査型電子顕微鏡(SEM、S−44100型、(株)日立製作所製)に取り付けたエネルギー分散型X線分析装置EMAX model6923H((株)堀場製作所製)を用いて、加速電圧20kVでマッピングし、特定複合粒子に相当する画像面積を1,000箇所測定し、全体に対するチタン原子及びチタン原子の割合を求める。
特定複合粒子のトナー母粒子への外添量は、トナー母粒子を100重量部としたとき、1〜5重量部であることがより好ましく、1〜3重量部であることが更に好ましい。
アエロジル火炎法とは、通常シリカ粒子を作製する際に用いられる手法であり、例えば、四塩化ケイ素等の原料ケイ素化合物のガスを不活性ガスと共に燃焼バーナーの混合室に導入し、水素及び空気と混合して所定比率の混合ガスとし、この混合ガスを反応室で1,000〜3,000℃の温度で燃焼させて火炎加水分解を生じさせ、所望の粒子を得る方法である。
酸化チタン粒子と凝集させて複合粒子を形成させる方法として、原料ケイ素化合物の加水分解反応が完全に終わる前に、酸化チタン粒子を反応炉に投入し、凝集させる方法が挙げられる。凝集体は任意の方法で回収し、複合粒子を得られる。
酸化チタン粒子を添加する時には、炉内の温度を400〜700℃に下げることが好ましく、450〜650℃に下げることがより好ましく、500〜600℃に下げることがより好ましい。このように炉内の温度を低下させることにより、酸化チタンの結晶構造変化が抑制できるので好ましい。
また、酸化チタン粒子を添加後の加熱時間は、1〜10分であることが好ましく、2〜8分であることがより好ましく、3〜5分であることが更に好ましい。
他の外添剤としては、アルミナ、酸化セリウム等の無機粒子や、ポリメチルメタクリレート(PMMA)粒子などの有機粒子が挙げられる。その他の外添剤は、外添剤全体の5重量%以下であることが好ましく、3重量%以下であることがより好ましく、1重量%以下であることが最も好ましい。
本実施形態の静電荷像現像用トナーにおけるトナー母粒子は、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含有する。
上記トナー母粒子は、これらの成分の他に、離型剤等の他の成分を含有していてもよい。
本実施形態において、結着樹脂としては特に限定されないが、低温定着性、画像の強度、ポリ塩化ビニルに対するオフセットの耐久性(以下、「耐塩ビオフセット性」ともいう。)の観点から、ポリエステル樹脂を含むことが好ましく、非晶性(「非結晶性」ともいう。)ポリエステル樹脂を含有することがより好ましい。ポリエステル樹脂は、例えば、主として多価カルボン酸類と多価アルコール類との縮重合により合成される。
なお、本実施形態において、「非晶性ポリエステル樹脂」とは、示差走査熱量測定(Differential Scanning Calorimetry;以下、「DSC」と略記することがある。)において明瞭な吸熱ピークでなく、階段状の吸熱変化が認められる樹脂を指す。
本実施形態において、トナー母粒子は、着色剤を含有する。着色剤は、染料であっても顔料であってもよいが、耐光性や耐水性の観点から顔料が使用されることが好ましい。また、着色剤は、有色着色剤に限定されるものではなく、白色着色剤や、金属色を有する着色剤も含む。
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、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ライド、フタロシアンブルー、マラカイトグリーンオキサート、ランプブラック、ローズベンガル、キナクリドン、ベンジジンイエロー、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド185、C.I.ピグメント・レッド238、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・イエロー180、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー74、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等の公知の顔料が使用される。
表面処理された着色剤を使用したり、顔料分散剤を使用してもよい。上記着色剤の種類を選択することにより、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー等のカラートナーが調製される。
上記トナー母粒子は、離型剤を含有してもよい。
離型剤としては、例えば、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン等のパラフィンワックス;シリコーン樹脂;ロジン類;ライスワックス;カルナウバワックス;等が挙げられる。
これらの離型剤の融解温度は、50〜100℃が好ましく、60〜95℃がより好ましい。
トナー母粒子中の離型剤の含有量は、0.5〜15重量%が好ましく、1.0〜12重量%がより好ましい。離型剤の含有量が0.5重量%以上であれば、特にオイルレス定着の場合における剥離不良が防止される。離型剤の含有量が15重量%以下であれば、トナーの流動性の悪化が防止されるので、画質及び画像形成の信頼性が保たれる。
上記着色粒子には、上記したような成分以外にも、更に必要に応じて内添剤、帯電制御剤等の種々の成分を添加してもよい。
内添剤としては、例えば、フェライト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属、合金、又はこれら金属を含む化合物などの磁性体等が挙げられる。
帯電制御剤としては、例えば、第四級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミ、鉄、クロムなどの錯体からなる染料、トリフェニルメタン系顔料等が挙げられる。
本実施形態において、静電荷像現像用トナーは、形状係数SF1が115〜140であることが好ましい。トナーの形状は、真球状に近いほど現像性、転写性の点では有利であるが、クリーニング性の面では不定形に比べ劣ることがある。トナーの形状係数SF1は、120〜138がより好ましい。トナーが上記範囲の形状であることにより、転写効率、画像の緻密性が向上し、高画質な画像形成が行われ、また、感光体(像保持体)表面のクリーニング性が高まる。
ここで上記形状係数SF1は、下記式により求められる。
SF1=((ML)2/A)×(π/4)×100
上記式中、MLはトナー粒子の絶対最大長、Aはトナー粒子の投影面積を各々示す。
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、例えば、スライドガラス表面に散布した粒子の光学顕微鏡像を、ビデオカメラを通じて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算出される。
本実施形態において、静電荷像現像用トナーの製造方法で用いるトナー母粒子の製造方法について述べる。トナー母粒子の製造方法は特に限定されるものではなく、混練粉砕法等の乾式法や、溶融懸濁法、乳化凝集法、溶解懸濁法等の湿式法により製造される。中でも、乳化凝集法で製造することが好ましい。
乾式外添方法に用いられる混合機としては、V型ブレンダーやヘンシェルミキサーやレディゲミキサー等の公知の混合機が挙げられる。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、非磁性一成分現像剤や二成分現像剤として用いる。二成分現像剤として用いる場合にはキャリアと混合して使用される。
二成分現像剤に使用し得るキャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが用いられる。例えば酸化鉄、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や、これら芯材表面に樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリア、磁性分散型キャリア等が挙げられる。また、マトリックス樹脂に導電材料などが分散された樹脂分散型キャリアであってもよい。
導電材料としては、金、銀、銅といった金属やカーボンブラック、更に酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、酸化スズ等が例示されるが、これらに限定されるものではない。
具体的な樹脂被覆方法としては、キャリアの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キャリアの芯材表面に噴霧するスプレー法、キャリアの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。
次に、本実施形態のカートリッジについて説明する。
本実施形態のカートリッジは、本実施形態の静電荷像現像用トナー、又は、本実施形態の静電荷像現像剤を少なくとも収納したカートリッジである。また、本実施形態のカートリッジは、画像形成装置に脱着可能であることが好ましい。
現像装置、画像形成方法又は画像形成装置に用いる場合、トナーを単独で収納するトナーカートリッジであってもよいし、本実施形態の静電荷像現像剤を収納する現像剤カートリッジであってもよいし、また、像保持体上に形成された静電潜像を本実施形態の静電荷像現像用トナー、又は、本実施形態の静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段を少なくとも備えるプロセスカートリッジであってもよい。
また、本実施形態のプロセスカートリッジは、その他必要に応じて、除電手段等のその他の部材を含んでいてもよい。
上記トナーを含む現像剤は、本実施形態の静電荷像現像用トナーであっても、本実施形態の静電荷像現像用トナーとキャリアとを含む二成分現像剤であってもよい。
本実施形態の画像形成方法としては、本実施形態の静電荷像現像用トナーを含む現像剤を調製し、それを用いて常用の電子写真複写機により静電像の形成及び現像を行い、得られたトナー像を転写紙上に静電転写した上加熱定着器により定着して複写画像を形成する。
本実施形態の画像形成方法は、非磁性一成分現像方式であってもよい。
上記静電潜像形成工程は、像保持体(感光体)上に静電潜像を形成する工程である。
上記現像工程は、現像剤保持体上の現像剤層により上記静電潜像を現像してトナー画像を形成する工程である。上記現像剤層としては、本実施形態の静電荷像現像用トナーを含んでいれば特に制限はない。
上記転写工程は、上記トナー画像を被転写体上に転写する工程である。また、転写工程における被転写体としては、中間転写体や紙等の被記録媒体が例示できる。
上記定着工程では、例えば、加熱ローラの温度を一定温度に設定した加熱ローラ定着器により、転写紙上に転写したトナー像を定着して複写画像を形成する方式が挙げられる。
本発明の画像形成方法は、更に、クリーニング工程を有していてもよく、クリーニング工程は、像保持体上に残留する静電荷像現像剤を除去する工程である。
被記録媒体としては、公知のものを使用することができ、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される紙、OHPシート等が挙げられ、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を好適に使用することができる。
なお、本実施形態の画像形成装置は、上記のような像保持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段とを少なくとも含むものであれば特に限定はされないが、その他必要に応じて、定着手段や、クリーニング手段、除電手段等を含んでいてもよい。
上記転写手段では、中間転写体を用いて2回以上の転写を行ってもよい。また、転写手段における被転写体としては、中間転写体や紙等の被記録媒体が例示できる。
図1は、本実施形態の画像形成方法により画像を形成するための、画像形成装置の構成例を示す概略図である。図示した画像形成装置200は、ハウジング400内において4つの電子写真感光体(像保持体)401a〜401dが中間転写ベルト409に沿って相互に並列に配置されている。電子写真感光体401a〜401dは、例えば、電子写真感光体401aがイエロー、電子写真感光体401bがマゼンタ、電子写真感光体401cがシアン、電子写真感光体401dがブラックの色からなる画像をそれぞれ形成することが可能である。
更に、ハウジング400内の所定の位置には露光装置403が配置されており、露光装置403から出射された光ビームを帯電後の電子写真感光体401a〜401dの表面に照射することが可能となっている。これにより、電子写真感光体401a〜401dの回転工程において帯電、露光、現像、1次転写、クリーニングの各工程が順次行われ、各色のトナー像が中間転写ベルト409上に重ねて転写される。
ここで、帯電ロール402a〜402dは、電子写真感光体401a〜401dの表面に導電性部材(帯電ロール)を接触させて感光体に電圧を印加し、感光体表面を予め定められた電位に帯電させるものである(帯電工程)。なお、本実施形態において示した帯電ロールの他、帯電ブラシ、帯電フィルム若しくは帯電チューブなどを用いて接触帯電方式による帯電を行ってもよい。また、コロトロン若しくはスコロトロンを用いた非接触方式による帯電を行ってもよい。
現像装置404a〜404dには、上述の二成分静電荷像現像剤を接触又は非接触させて現像する一般的な現像装置を用いて行うことができる(現像工程)。そのような現像装置としては、二成分静電荷像現像剤を用いる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜公知のものを選択することができる。一次転写工程では、1次転写ロール410a〜410dに、像保持体上のトナーと逆極性の1次転写バイアスが印加されることで、像保持体から中間転写ベルト409へ各色のトナーが順次1次転写される。
クリーニングブレード415a〜415dは、転写工程後の電子写真感光体の表面に付着した残存トナーを除去するためのもので、これにより清浄面化された電子写真感光体は上記の画像形成プロセスに繰り返し供される。クリーニングブレードの材質としてはウレタンゴム、ネオプレンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。
2次転写ロール413に、中間転写体上のトナーと逆極性の2次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルトから被記録媒体へトナーが2次転写される。バックアップロール408と2次転写ロール413との間を通った中間転写ベルト409は、例えば駆動ロール406の近傍に配置されたクリーニングブレード416或いは、除電器(不図示)により清浄面化された後、次の画像形成プロセスに繰り返し供される。また、ハウジング400内の所定の位置にはトレイ(被記録媒体トレイ)411が設けられており、トレイ411内の紙などの被記録媒体500が移送ロール412により中間転写ベルト409と2次転写ロール413との間、更には相互に当接する2個の定着ロール414の間に順次移送された後、ハウジング400の外部に排紙される。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、非磁性一成分現像剤としても好適に使用される。非磁性一成分現像方式は、二成分現像方式よりもトナー表面へのストレスが強く、外添剤として使用したシリカ系粒子がトナー中へ埋没しやすい現像方式であるが、本実施形態の静電荷像現像用トナーを使用することにより、非磁性一成分現像方式であっても、シリカ系粒子がトナー中への埋没が抑制されると考えられる。
図2に示すように、現像装置10は、不図示の駆動源によって矢印A方向に回転可能な像保持体26と当接するように配置され、像保持体(感光体)26の回転に伴い矢印B方向に従動回転可能な現像ロール12と、現像ロール12に接続されたバイアス電源14と、現像ロール12の回転方向において現像ロール12と像保持体26との当接部よりも下流側の位置に、現像ロール12に圧接するように配置され、現像ロール12の回転に対して逆行するように矢印C方向に回転可能なトナーかき取り部材16と、現像ロール12の回転方向において、現像ロール12とトナーかき取り部材16との圧接部よりも下流側かつ現像ロール12と像保持体26との当接部の上流側の位置に、現像ロール12に当接するように配置されたトナー層規制部材18と、現像ロール12の像保持体26が配置された側と反対側に位置し、現像ロール12が配置された側に開口部を有する筐体22と、筐体22内に配置されたアジテーター20とから構成される。
走査型電子顕微鏡(SEM:S−4700型(株)日立製作所製)で傾斜観察(45℃;50,000倍)を100視野行い、目視によってトナー母粒子に接触しているシリカチタン複合粒子の粒径(平均長軸長)及び円形度を算出した。
走査型電子顕微鏡(SEM:S−4700型(株)日立製作所製)により100枚、10,000倍で画像を撮影した。粒子1個当たり最大となる粒径をもって一次粒子径とした。粒子が凝集している場合、粒子の輪郭が3/4以上確認できれば1粒子とし、この一次粒子径を体積に換算し、100個測定した結果の50%を体積平均一次粒子径とした。
複合粒子を構成するシリカ粒子及び酸化チタン粒子の体積平均一次粒子径は、以下のように測定した。すなわち、走査型電子顕微鏡(SEM:S−4100型(株)日立製作所製)に取り付けたエネルギー分散型X線分析装置EMAX model6923H((株)堀場製作所製)を用いて加速電圧20kVでマッピングし、複合粒子(300nm〜1,000nm)の画像を10箇所測定し、SiとTiを区別し、複合粒子を構成するシリカ粒子、酸化チタンを特定した後、上記走査型電子顕微鏡の画像から直径が測定可能な粒子を選定し、これを算出した。直径が測定可能な粒子は、粒子の輪郭が6割以上画像に映っていれば、測定可能である。
走査型電子顕微鏡(SEM:S−4100型(株)日立製作所製)に取り付けたエネルギー分散型X線分析装置EMAX model6923H((株)堀場製作所製)を用いて加速電圧20kVでマッピングし、複合粒子(300nm〜1,000nm)の画像を1,000箇所測定し、Si比とTi比を算出した。
複合粒子を200mlビーカー中でエタノールを40ml入れて希釈撹拌し、30℃にて超音波印加装置(超音波ホモジナイザー:US−300型、(株)日本精機製作所製)にて超音波処理を行った。また超音波強度の検出には、パルサーレシーバ(Olympus(株)製5058PR)を用いた。
アエロジル火炎法において反応温度を制御し、異なる粒径のシリカ粒子を得た。得られたシリカ粒子にHMDS(ヘキサメチルジシラザン)処理を行い、乾燥、粉砕により体積平均一次粒子径50nmのシリカ粒子(1)、体積平均一次粒子径180nmのシリカ粒子(2)、体積平均一次粒子径10nmのシリカ粒子(3)、体積平均一次粒子径230nmのシリカ粒子(4)、体積平均一次粒子径30nmのシリカ粒子(5)をそれぞれ得た。反応温度はシリカ粒子(1)が1,500℃、シリカ粒子(2)が2,700℃、シリカ粒子(3)が700℃、シリカ粒子(4)が3,000℃、シリカ粒子(5)が1,000℃であった。
イルメナイトを鉱石として用い、硫酸に溶解させ鉄粉を分離し、TiOSO4を加水分解してTiO(OH)2を生成させる湿式沈降法を用いてTiO(OH)2を製造した。なお、TiO(OH)2の製造の過程で、加水分解と核生成のための分散調整及び水洗を行った。得られたTiO(OH)2100部を、水1,000ml中に分散し、これにイソブチルトリメトキシシラン40部を室温(25℃)で撹拌しながら滴下した。
次いで、これをろ過し、水洗を繰り返した。そして、得られた「イソブチルトリメトキシシランで表面疎水化処理されたメタチタン酸粒子」を150℃で乾燥し、体積平均一次粒子径40nm、BET比表面積が120m2/gであり、比重が4.2である疎水性メタチタン酸粒子(1)(酸化チタン粒子(1))を調製した。
またTiO(OH)2の製造の過程において、初期の鉱石の生成条件を変更することにより、体積平均一次粒子径120nm、BET比表面積が65m2/gであり、比重が4.2である疎水性メタチタン酸粒子(2)(酸化チタン粒子(2))を、体積平均一次粒子径15nm、BET比表面積が300m2/gであり、比重が4.2である疎水性メタチタン酸粒子(3)(酸化チタン粒子(3))を、体積平均一次粒子径160nm、BET比表面積が50m2/gであり、比重が4.2である疎水性メタチタン酸粒子(4)(酸化チタン粒子(4))を、それぞれ調製した。
加熱乾燥した二口フラスコに、ポリオキシエチレン(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン90モル部と、エチレングリコール10モル部と、テレフタル酸80モル部と、イソフタル酸20モル部を原料に、触媒としてジブチル錫オキサイドを入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち昇温した後、150〜230℃で約12時間共縮重合反応させ、その後、210〜250℃で徐々に減圧して、非晶性ポリエステル樹脂(樹脂(1))を合成した。
樹脂(1)の重量平均分子量(Mw)は23,200であった。また樹脂(1)の酸価は14.2KOHmg/gであった。樹脂(1)のガラス転移温度(Tg)は62℃であった。
コンデンサー、温度計、水滴下装置、アンカー翼を備えたジャケット付き反応槽(東京理化器械(株)製:BJ−30N)を水循環式恒温槽にて40℃に維持しながら、該反応槽に酢酸エチル180部とイソプロピルアルコール80部との混合溶剤を投入し、これに上記非晶性ポリエステル樹脂を300部投入して、スリーワンモーターを用い150rpmで撹拌を施し、溶解させて油相を得た。この撹拌されている油相に10%アンモニア水溶液を1部と5%水酸化ナトリウム水溶液を47部の混合液を5分間で滴下し、10分間混合した後、更にイオン交換水900部を毎分5部の速度で滴下して転相させて、乳化液を得た。
すぐに、得られた乳化液800部とイオン交換水700部とをナスフラスコに入れ、トラップ球を介して真空制御ユニットを備えたエバポレーター(東京理化器械(株)製)にセットした。ナスフラスコを回転させながら、60℃の湯バスで加温し、突沸に注意しつつ7kPaまで減圧し溶剤を除去した。溶剤回収量が1,100部になった時点で常圧に戻し、ナスフラスコを水冷して分散液を得た。得られた分散液に溶剤臭は無かった。この分散液における樹脂粒子の体積平均粒径D50vは130nmであった。その後、アルキルジフェニルオキサイドジスルホン酸ナトリウム塩(ダウケミカル社製、Dowfax2A−1)を、樹脂固形分に対して2.5%添加し、イオン交換水を加えて固形分濃度が30%になるように調整し、硝酸でpHを4.0に調整し、非晶性ポリエステル樹脂分散液を得た。
・パラフィンワックス(日本精蝋(株)製、HNP−9、融解温度:75℃):50部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):0.5部
・イオン交換水:200部
以上を混合して95℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した。その後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社製)で分散処理し、離型剤を分散させてなる離型剤分散液(固形分濃度:20%)を調製した。離型剤の体積平均粒子径は0.23μmであった。
・シアン顔料(大日精化(株)製、Pigment Blue 15:3(銅フタロシアニン)):1,000部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンR):15部
・イオン交換水:9,000部
以上を混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー((株)スギノマシン製、HJP30006)を用いて1時間分散して、着色剤(シアン顔料)を分散させてなる着色剤分散液を調製した。着色剤分散液における着色剤(シアン顔料)の体積平均粒子径は0.16μm、固形分濃度は20%であった。
1.静電荷像現像用トナーの作製
(実施例1)
<トナー(1)の製造>
〔トナー母粒子(1)の製造〕
−混合工程−
非晶性ポリエステル樹脂分散液:267部
着色剤分散液:25部
離型剤分散液:40部
アニオン性界面活性剤(テイカパワー/テイカ(株)製):2.0部
上記原料を円筒ステンレス容器に入れ、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用い、ホモジナイザーの回転数を4,000rpmにして、せん断力を加えながら10分間分散して混合した。次いで、凝集剤としてポリ塩化アルミニウム(PAC)の10%硝酸水溶液(硝酸の含有量は0.05N)2.0部を徐々に滴下して、ホモジナイザーの回転数を5,000rpmにして15分間分散して混合し、原料分散液とした。
その後、撹拌装置、温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、マントルヒーターにて加熱し始め、42℃にて凝集粒子の成長を促進させた。この際、0.3Nの硝酸や1Nの水酸化ナトリウム水溶液を用いて原料分散液のpHを3.2以上3.8以下の範囲に調整した。原料分散液を上記pH範囲に保持して2時間ほど放置し、凝集粒子を形成した。この凝集粒子の体積平均粒子径は6.5μmであった。
次に、原料分散液に非晶性ポリエステル樹脂分散液(1)100部を追添加し、上記凝集粒子の表面に非晶性ポリエステル樹脂(1)の樹脂粒子を付着させた。更に、原料分散液を44℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーIIを用いて、粒子の大きさ及び形態を確認しながら凝集粒子を整えた。その後、凝集粒子を融合させるために、原料分散液にNaOH水溶液を滴下してpHを7.5に調整した後、原料分散液を95℃まで昇温させた。その後、3時間原料分散液を放置して凝集粒子を融合させ、光学顕微鏡で凝集粒子が融合したのを確認した後、トナー母粒子分散液を1.0℃/分の降温速度で冷却した。
次に、トナー母粒子分散液をろ過し、固液分離後のトナー母粒子を、トナー母粒子固形分量に対して20倍量の30℃のイオン交換水中に分散し、20分間撹拌してろ過を行った。この工程を5回繰り返し、ろ液の伝導度が25μSであることを確認した。トナー母粒子をろ過し、凍結乾燥機で乾燥を行い、トナー母粒子(1)を得た。
四塩化ケイ素を1,500℃の水素火炎中反応炉に投入し、5分後に温度を500℃に下げ、素早く酸化チタン粒子(1)を反応炉に投入し、3分間凝集させた。凝集体をフィルターで回収し、複合粒子(1)を得た。複合粒子(1)の平均長軸長は500nmであり、EMAXで求めた表面Si率は60%であり、Ti率は40%であり、円形度は0.90であり、10W/cm2で0.5時間超音波印加後の平均長軸長は450nmであり、10W/cm2で5時間印加後の平均長軸長は200nmであった。
トナー母粒子(1)100部とシリカ粒子(5)0.98部とチタン粒子(1)1.1部と複合粒子(1)を2.0部とをヘンシェルミキサーに入れ、回転数2,500rpmで2.5分間混合した。更に45μm篩分網で篩分を行い、トナー(1)を得た。
本実施形態における非磁性一成分トナーの評価には、4連タンデム、ブレード摩擦帯電、非接触現像方式とした、富士ゼロックス(株)製XP−15改造機を用いた。本実施形態における評価は40℃85%RH環境下にトナー及び装置を17時間放置後、同一条件下にて実施した。
(白筋)
1辺が3cmの正方形の黒ベタ画像を紙面の左上、中央、右下に有する画像パターンを富士ゼロックス(株)製C2紙上に連続して1万枚印刷するプリントテストを実施した。1万枚目の黒ベタ画像、ブレードを観察し、以下の判断基準により評価した。結果を表に示す。
A:黒ベタ画像に白筋はなく、現像器ブレードへのトナー固着も見られない
B:現像器ブレードへのトナー固着が見られるものの、黒ベタ画像に白筋は発生していない
C:現像器ブレードへのトナー固着が見られ、黒ベタ画像に白筋が1本発生している
D現像器ブレードへのトナー固着が見られ、黒ベタ画像に白筋が2又は3本発生している
E:黒ベタ画像全面に白筋がある
なお、評価A〜Dであれば、実用上問題がない。
10枚目と5,000枚目の画像濃度を画像濃度計(X−Rite404A:X−Rite社製)を用いて測定し、画像濃度の測定結果から、以下の評価基準に即して評価した。画像濃度の測定結果から、以下の評価基準に即して評価した。結果を表に示す。
A:10枚目に対し5,000枚目の画像濃度が97%以上
B:10枚目に対し5,000枚目の画像濃度が94%以上97%未満
C:10枚目に対し5,000枚目の画像濃度が90%以上94%未満
D:10枚目に対し5,000枚目の画像濃度が85%以上90%未満
E:10枚目に対し5,000枚目の画像濃度が85%未満
評価A〜Dであれば、実用上問題がない。
同様の画像を1万枚プリントテストした後、感光体上の付着物の様子を目視で観察し、以下の判断基準により評価した。結果を以下の表に示す。
A:感光体に付着物はルーペでも確認されない
B:感光体に付着物がルーペで確認されるが目視ではわからない
C:感光体に付着物が目視でわずかに確認される
D:感光体に筋状に成長した付着物が確認されるがわずか
E:感光体ほぼ全域に付着物がある
なお、評価A〜Dであれば実用上問題がない。
<トナー(2)の作製>
複合粒子作製工程において四塩化ケイ素を3,000℃の水素火炎中反応炉に投入し、5分後に温度を500℃に下げ、素早く酸化チタン粒子(4)を反応炉に投入し、3分間凝集させた。凝集体をフィルターで回収し、複合粒子(2)を得た。
複合粒子(2)の平均長軸長は960nmであり、EMAXで求めた表面Si率は64%であり、Ti率は36%であり、円形度は0.81であり、10W/cm2で0.5時間超音波印加後の平均長軸長は580nmであり、10W/cm2で5時間印加後の平均長軸長は190nmであった。
複合粒子(1)を複合粒子(2)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(2)を得た。
<トナー(3)の作製>
複合粒子作製工程において四塩化ケイ素を1,000℃の水素火炎中反応炉に投入し、5分後に温度を500℃に下げ、素早く酸化チタン粒子(1)を反応炉に投入し、3分間凝集させた。凝集体をフィルターで回収し、複合粒子(3)を得た。
複合粒子(3)の平均長軸長は350nmであり、EMAXで求めた表面Si率は46%であり、Ti率は54%であり、円形度は0.91であり、10W/cm2で0.5時間超音波印加後の平均長軸長は320nmであり、10W/cm2で5時間印加後の平均長軸長は140nmであった。複合粒子(1)を複合粒子(3)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(3)を得た。
<トナー(4)の作製>
複合粒子作製工程において四塩化ケイ素を1,500℃の水素火炎中反応炉に投入し、5分後に温度を500℃に下げ、素早く酸化チタン粒子(2)を反応炉に投入し、3分間凝集させた。凝集体をフィルターで回収し、複合粒子(4)を得た。
複合粒子(4)の平均長軸長は530nmであり、EMAXで求めた表面Si率は30%であり、Ti率は70%であり、円形度は0.88であり、10W/cm2で0.5時間超音波印加後の平均長軸長は370nmであり、10W/cm2で5時間印加後の平均長軸長は140nmであった。複合粒子(1)を複合粒子(4)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(4)を得た。
<トナー(5)の作製>
複合粒子作製工程において四塩化ケイ素を2,700℃の水素火炎中反応炉に投入し、5分後に温度を500℃に下げ、素早く酸化チタン粒子(1)を反応炉に投入し、3分間凝集させた。凝集体をフィルターで回収し、複合粒子(5)を得た。複合粒子(5)の平均長軸長は750nmであり、EMAXで求めた表面Si率は80%であり、Ti率は20%であり、円形度は0.86であり、10W/cm2で0.5時間超音波印加後の平均長軸長は680nmであり、10W/cm2で5時間印加後の平均長軸長は300nmであった。複合粒子(1)を複合粒子(5)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(5)を得た。
<トナー(6)の作製>
乾式外添工程において複合粒子(1)の添加量を11部に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(6)を得た。EMAXで求めた表面Si率は60%であり、Ti率は40%であった。
<トナー(7)の作製>
乾式外添工程において複合粒子(1)の添加量を0.4部に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(7)を得た。EMAXで求めた表面Si率は60%であり、Ti率は40%であった。
<トナー(8)の作製>
複合粒子作製工程において四塩化ケイ素を3,000℃の水素火炎中反応炉に投入し、5分後に温度を500℃に下げ、素早く酸化チタン粒子(1)を反応炉に投入し、3分間凝集させた。凝集体をフィルターで回収し、複合粒子(6)を得た。複合粒子(6)の平均長軸長は950nmであり、EMAXで求めた表面Si率は92%であり、Ti率は8%であり、円形度は0.93であり、10W/cm2で0.5時間超音波印加後の平均長軸長は860nmであり、10W/cm2で5時間印加後の平均長軸長は380nmであった。複合粒子(1)を複合粒子(6)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(8)を得た。
<トナー(9)の作製>
複合粒子作製工程において四塩化ケイ素を1,000℃の水素火炎中反応炉に投入し、6分後に温度を500℃に下げ、素早く酸化チタン粒子(2)を反応炉に投入し、3分間凝集させた。凝集体をフィルターで回収し、複合粒子(7)を得た。複合粒子(7)の平均長軸長は360nmであり、EMAXで求めた表面Si率は27%であり、Ti率は73%であり、円形度は0.85であり、10W/cm2で0.5時間超音波印加後の平均長軸長は250nmであり、10W/cm2で5時間印加後の平均長軸長は100nmであった。複合粒子(1)を複合粒子(7)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(9)を得た。
<トナー(10)の作製>
乾式外添工程において複合粒子(1)の添加量を0.6部に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(10)を得た。EMAXで求めた表面Si率は60%であり、Ti率は40%であった。
<トナー(11)の作製>
乾式外添工程において複合粒子(1)の添加量を9部に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(11)を得た。EMAXで求めた表面Si率は60%であり、Ti率は40%であった。
<トナー(12)の作製>
複合粒子作製工程において四塩化ケイ素を1,500℃の水素火炎中反応炉に投入し、7分後に温度を500℃に下げ、素早く酸化チタン粒子(3)を反応炉に投入し、7分間凝集させた。凝集体をフィルターで回収し、複合粒子(8)を得た。複合粒子(8)の平均長軸長は480nmであり、EMAXで求めた表面Si率は83%であり、Ti率は17%であり、円形度は0.96であり、10W/cm2で0.5時間超音波印加後の平均長軸長は430nmであり、10W/cm2で5時間印加後の平均長軸長は190nmであった。複合粒子(1)を複合粒子(8)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(12)を得た。
<トナー(13)の作製>
シリカ粒子(5)をシリカ粒子(3)に、酸化チタン粒子(1)を酸化チタン粒子(3)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(13)を得た。
<トナー(14)の作製>
シリカ粒子(5)をシリカ粒子(1)に、酸化チタン粒子(1)を酸化チタン粒子(3)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(14)を得た。
<トナー(15)の作製>
シリカ粒子(5)をシリカ粒子(3)に、酸化チタン粒子(1)を酸化チタン粒子(2)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(15)を得た。
<トナー(16)の作製>
シリカ粒子(5)をシリカ粒子(1)に、酸化チタン粒子(1)を酸化チタン粒子(2)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(16)を得た。
<トナー(17)の作製>
シリカ粒子(5)をシリカ粒子(2)に、酸化チタン粒子(1)を酸化チタン粒子(3)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(17)を得た。
<トナー(18)の作製>
シリカ粒子(5)をシリカ粒子(2)に、酸化チタン粒子(1)を酸化チタン粒子(2)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(18)を得た。
<トナー(19)の作製>
シリカ粒子(5)をシリカ粒子(3)に、酸化チタン粒子(1)を酸化チタン粒子(4)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(19)を得た。
<トナー(20)の作製>
シリカ粒子(5)をシリカ粒子(1)に、酸化チタン粒子(1)を酸化チタン粒子(4)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(20)を得た。
<トナー(21)の作製>
シリカ粒子(5)をシリカ粒子(4)に、酸化チタン粒子(1)を酸化チタン粒子(3)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(21)を得た。
<トナー(22)の作製>
シリカ粒子(5)をシリカ粒子(4)に、酸化チタン粒子(1)を酸化チタン粒子(2)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(22)を得た。
<トナー(23)の作製>
シリカ粒子(5)をシリカ粒子(2)に、酸化チタン粒子(1)を酸化チタン粒子(4)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(23)を得た。
<トナー(24)の作製>
シリカ粒子(5)をシリカ粒子(4)に、酸化チタン粒子(1)を酸化チタン粒子(4)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(24)を得た。
<トナー(25)の作製>
複合粒子作製工程において酸化チタン粒子(1)を500℃の水素火炎中反応炉に投入し、7分間凝集させた。凝集体をフィルターで回収し、複合粒子(13)を得た。複合粒子(13)の平均長軸長は310nmであり、EMAXで求めた表面Si率は0%であり、Ti率は100%であり、円形度は0.94であり、10W/cm2で0.5時間超音波印加後の平均長軸長は260nmであり、10W/cm2で5時間印加後には確認されなかった。複合粒子(1)を複合粒子(13)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(25)を得た。
<トナー(26)の作製>
複合粒子作製工程において四塩化ケイ素を1,700℃の水素火炎中反応炉に投入し、7分後に凝集体をフィルターで回収し、複合粒子(14)を得た。複合粒子(14)の平均長軸長は800nmであり、EMAXで求めた表面Si率は100%であり、Ti率は0%であり、円形度は0.91であり、10W/cm2で0.5時間超音波印加後の平均長軸長は750nmであり、10W/cm2で5時間印加後の平均長軸長は600nmであった。複合粒子(1)を複合粒子(14)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(26)を得た。
<トナー(27)の作製>
乾式外添工程において複合粒子(1)を添加しなかったこと以外はトナー(1)と同様にしてトナー(27)を得た。
<トナー(28)の作製>
複合粒子作製工程において四塩化ケイ素を1,450℃の水素火炎中反応炉に投入し、9分後に温度を500℃に下げ、素早く酸化チタン粒子(2)を反応炉に投入し、7分間凝集させた。凝集体をフィルターで回収し、複合粒子(15)を得た。複合粒子(15)の平均長軸長は1,200nmであり、EMAXで求めた表面Si率は58%であり、Ti率は42%であり、円形度は0.87であり、10W/cm2で0.5時間超音波印加後の平均長軸長は980nmであり、10W/cm2で5時間印加後の平均長軸長は220nmであった。複合粒子(1)を複合粒子(15)に変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(28)を得た。
<トナー(29)の作製>
複合粒子作製工程において四塩化ケイ素を850℃の水素火炎中反応炉に投入し、7分後に温度を500℃に下げ、素早くチタン粒子(3)を反応炉に投入し、1分間凝集させた。凝集体をフィルターで回収し、複合粒子(16)を得た。複合粒子(16)の平均長軸長は200nmであり、EMAXで求めた表面Si率は71%であり、Ti率は29%であり、円形度は0.94であり、10W/cm2で0.5時間超音波印加後の平均長軸長は190nmであり、10W/cm2で5時間印加後の平均長軸長は140nmであったこれらの工程を変えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(29)を得た。
200:画像形成装置、400:ハウジング、401a〜401d:電子写真感光体(像保持体)、402a〜402d:帯電ロール、403:露光装置、404a〜404d:現像装置、405a〜405d:トナーカートリッジ、406:駆動ロール、407:テンションロール、408:バックアップロール、409:中間転写ベルト、410a〜410d:1次転写ロール、411:トレイ(被記録媒体トレイ)、412:移送ロール、413:2次転写ロール、414:定着ロール、415a〜415d,416:クリーニングブレード、500:被記録媒体
Claims (13)
- 結着樹脂と着色剤とを含有するトナー母粒子、及び、外添剤を含有し、
前記外添剤は、(成分A)シリカ粒子、(成分B)酸化チタン粒子、及び、(成分C)シリカ粒子及び酸化チタン粒子が凝集してなる複合粒子を含有し、
成分Cの平均長軸長が300nm以上1,000nm以下であることを特徴とする
静電荷像現像用トナー。 - 前記トナー母粒子を100重量部としたとき、成分Cのトナー母粒子への外添量が0.5重量部以上10重量部以下である、請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 成分Cを構成するシリカ粒子の体積平均一次粒子径が5〜200nmであり、成分Cを構成する酸化チタン粒子の体積平均一次粒子径が10〜150nmである、請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 成分Aの体積平均一次粒子径が5〜200nmであり、成分Bの体積平均一次粒子径が10〜150nmである、請求項1〜3のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
- 成分Cが、表面のケイ素の割合が30〜80atm%であり、表面のチタンの割合が70〜20atm%である、請求項1〜4のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
- 成分Cに30℃にて10W/cm2の強度で0.5時間超音波振動を印加した後の平均長軸長をX1nm、5時間超音波振動を印加した後の長軸長をX2nmとしたとき、下記式(1)及び(2)を満たす、請求項1〜5のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
285≦X1≦950 (1)
150≦X2≦500 (2) - 成分Cの円形度が0.95以下である、請求項1〜6のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
- 請求項1〜7のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、及び、キャリアを含む静電荷像現像剤。
- 画像形成装置に着脱可能であり、請求項1〜7のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーを収容することを特徴とする
トナーカートリッジ。 - 請求項8に記載の静電荷像現像剤を収容する現像剤カートリッジ。
- 請求項8に記載の静電荷像現像剤を収容し、かつ前記静電荷像現像剤を保持して搬送する現像剤保持体を備えるプロセスカートリッジ。
- 像保持体と、
前記像保持体を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、
トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、
前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、
前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、
前記現像剤が請求項1〜7のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、又は、請求項8に記載の静電荷像現像剤である
画像形成装置。 - 像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、
前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程と、
前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程と、を含み、
前記現像剤として請求項1〜7のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、又は、請求項8に記載の静電荷像現像剤を用いる
画像形成方法。
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