JP6451089B2 - 静電荷像現像剤、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
請求項1に係る発明は、
30℃85%RHでの4800V/cmの電界下における体積抵抗率が3.8×10 6.8 Ωcmを超え8.2×10 9.5 Ωcm以下である芯材と、該芯材の表面に設けられた樹脂を含む被覆層と、を有するキャリア、並びに、
トナー粒子と、オイルで表面処理された体積平均粒径が70nm以上200nm以下の第1のシリカ粒子、及び、オイルで表面処理された体積平均粒径が10nm以上50nm以下の第2のシリカ粒子を含む外添剤と、を有するトナー、
を含み、
第1のシリカ粒子におけるオイル遊離量が、第1のシリカ粒子を100質量%としたときに3質量%以上20質量%以下である、静電荷像現像剤である。
前記トナー中のトナー粒子が湿式製法によるトナー粒子である請求項1に記載の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剤を収容し、前記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。
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1又は請求項2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、
前記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、
前記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、
を備える画像形成装置である。
請求項1に係る発明によれば、第1のシリカ粒子のオイル遊離量が上記範囲を外れた場合に比べ、低画像密度の画像を連続出力した際の画像濃度の低下を抑制しうる静電荷像現像剤が提供される。
請求項2に係る発明によれば、トナー粒子が乾式製法によるトナー粒子である場合に比べ、トナーの混合不良及び放置後の電荷の漏洩に起因するカブリの発生と、低画像密度の画像を連続出力した際の画像濃度の低下と、を抑制しうる静電荷像現像剤が提供される。
本実施形態に係る静電荷像現像剤(以降、単に「現像剤」と称する場合がある)は、30℃85%RHでの4800V/cmの電界下における体積抵抗率が3.8×10 6.8 Ωcmを超え8.2×10 9.5 Ωcm以下である芯材と、該芯材の表面に設けられた樹脂を含む被覆層と、を有するキャリア、並びに、トナー粒子と、オイルで表面処理された体積平均粒径が70nm以上200nm以下の第1のシリカ粒子(以下、単に「第1のシリカ粒子」と称する場合がある)、及び、オイルで表面処理された体積平均粒径が10nm以上50nm以下の第2のシリカ粒子(以下、単に「第2のシリカ粒子」と称する場合がある)を含む外添剤と、を有するトナー、を含む。
上記の構成である静電荷像現像剤は、トナーの混合不良及び放置後の電荷の漏洩に起因するカブリの発生を抑制し、また、低画像密度の画像を連続出力した際の画像濃度の低下をも抑制しうる。
ここで、「カブリ」とは、非画像部にトナーが付着する現象をいう。
表面処理に用いられるオイルは水分が吸着し易い性質を有しており、オイル処理シリカ粒子は、空気中の水分を吸着し、その水分を吸着したオイル部分が電荷の導通路となる。その結果、オイル処理シリカ粒子を外添したトナー粒子は、隣接トナー粒子同士の電荷交換性が向上することから、トナーの消費量が多い、高画像密度(画像密度20%以上)の画像の出力が連続した場合であっても、既存のトナーと補給されたトナーとの混合不良(アドミックス性不良)が起き難く、補給されたトナーの帯電レベルが既存のトナーの帯電レベルに速やかに達しうる。
このため、上記のように高画像密度の画像の出力が連続した場合であっても、トナーの混合不良にて生じる帯電不良のトナーによるカブリの発生が抑制される。
そのため、高温高湿環境下で放置し、現像剤の移動がない状態が継続した後に、画像の出力を行うと、放置中にキャリアからの電荷の漏洩が生じていることから、かかる電荷の漏洩に起因するカブリが生じることがある。
上記のようなキャリアに起因して生じるカブリを抑制するためには、キャリアの芯材の抵抗を高くする方法が挙げられる。キャリアの芯材の抵抗を高くすることで、オイル処理シリカ粒子のオイルがキャリアの表面に移行しても、電荷の漏洩が抑えられる。
一方、低画像密度(画像密度1%以下)の画像の出力が連続した場合は、現像剤の温度が上昇することで、現像剤中の水分量が低下すると、トナー粒子の帯電能は高くなり、また、キャリアにおいても電荷の漏洩部位が少ない状態となる。その結果、低画像密度の画像の出力が連続した場合は、現像剤の電荷が過剰に上昇する現象(以降、チャージアップと称する)が発生し、現像性の悪化による画像濃度の低下といった現象が生じてしまう。
これに対し、本実施形態に係る現像剤は、特定の体積抵抗率を有する芯材を含むキャリアと、互いに異なる粒径のオイル処理シリカを外添剤として用いたトナーと、を組み合わせることで、上記のカブリの発生及び画像濃度の低下のすべてを抑制しうる。
第1のシリカ粒子及び第2のシリカ粒子は、いずれもオイル処理シリカ粒子であって、表面のオイルに水分が吸着することにより電荷の導通路が形成され、トナーの混合不良に起因するカブリの発生を抑制しうる。特に、第2のシリカ粒子は、粒径が小さいことからトナー粒子の表面から離脱し難く、トナー粒子の表面にオイルを付与した状態を形成し易いため、隣接トナー粒子同士の電荷交換性がより効率化することから、トナーの混合不良に起因するカブリの発生を抑制しうる。
また、キャリアの芯材の体積抵抗率が上記のように高めであることから、キャリアの表面に第1のシリカ粒子及び第2のシリカ粒子からオイルが移行しても、放置後の電荷の漏洩に起因するカブリの発生を抑制しうる。
第1のシリカ粒子は、第2のシリカ粒子に比べ大径であって、トナー粒子の表面から離脱し易く、キャリアの表面に移行し、キャリアの表面にオイルを付与した状態を形成し易い。
このような第1のシリカ粒子及び第2のシリカ粒子の存在により、トナー粒子の表面及びキャリアの表面の両方にオイルを付与しうることから、現像剤全体として水分の吸着能が高まる。
その結果、低画像密度の画像の出力が連続し、現像剤の温度が上昇した場合であっても、オイルに吸着した水分の存在により、現像剤の帯電能が高まることを抑えられ(帯電能が低い状態に制御され)、現像剤のチャージアップに起因する画像濃度の低下を抑制しうると考えられる。
キャリアは、30℃85%RHでの4800V/cmの電界下における体積抵抗率が3.8×10 6.8 Ωcmを超え8.2×10 9.5 Ωcm以下である芯材と、該芯材の表面に設けられた樹脂を含む被覆層と、により構成される。
本実施形態において、芯材の体積抵抗率の値が3.8×10 6.8 Ωcm以下であると、現像剤を放置した際の電荷の漏洩を抑制し難く、この電荷の漏洩に起因するカブリが生じることがある。また、芯材の体積抵抗率の値が8.2×10 9.5 Ωcmを超えると、チャージアップが起こり易くなり、後述するオイル処理シリカ粒子である第1のシリカ粒子及び第2のシリカ粒子を用いても、チャージアップに起因する画像濃度の低下を抑制し難くなる。
芯材の体積抵抗率の値は、カブリの発生、及び、低画像密度の画像を連続出力した際の画像濃度の低下をより抑制しうる点から、1×108Ωcm以上5×109Ωcm以下が好ましく、5×108Ωcm以上1×109Ωcm以下がより好ましい。
20cm2の電極板を配した円形の治具の表面に、測定対象となる芯材を1mm以上3mm以下程度の厚さになるように平坦に載せ、芯材層を形成する。この上に前記同様の20cm2の電極板を載せ芯材層を挟み込む。芯材間の空隙をなくすため、芯材層上に載せた電極板の上に4kgの荷重をかけてから芯材層の厚み(cm)を測定する。芯材層上下の両電極には、エレクトロメーター及び高圧電源発生装置に接続されている。両電極に電界が4800V/cmとなるように高電圧を印加し、このとき流れた電流値(A)を読み取ることにより、芯材の抵抗(体積抵抗率、Ωcm)を計算する。芯材の抵抗(Ωcm)の計算式は、下式(1)に示す通りである。
R=E×20/(I−I0 )/L ・・・ 式(1)
上記式(1)中、Rは芯材の抵抗(Ωcm)、Eは印加電圧(V)、Iは電流値(A)、I0は印加電圧0Vにおける電流値(A)、Lは芯材層の厚み(cm)をそれぞれ表す。また、20の係数は、電極板の面積(cm2)を表す。
なお、測定環境は、温度30℃、湿度85%RHとする。
即ち、被覆層を備えたキャリアから、後述する芯材に対する被覆層の被覆量を測定する際と同様にして、被覆層のみを溶解又は加熱分解して除去し、芯材を分離させる方法である。
中でも、上記のような体積抵抗率が得られやすい点、磁気特性の制御がしやすい点から、フェライト粒子が好ましい。
フェライト粒子としては、特に制限はないが、例えば、下記一般式(2)で表されるフェライトの粒子が挙げられる。
(MO)X(Fe2O3)Y ・・・ 一般式(2)
(一般式(2)中、Mは、Cu、Zn、Fe、Mg、Mn、Ca、Li、Ti、Ni、Sn、Sr、Al、Ba、Co、Mo等から選ばれる少なくとも1種を含有する。また、X、Yは、質量mol比を示し、且つ、X+Y=100を満たす)。
一般式(2)で表されるものの中でも、磁気特性と体積抵抗率を最適化する点から、Cu、Zn、Fe、Mn、Mg、Sr、Cuが好ましい。
なお、この体積平均粒径は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(LS Particle Size Analyzer:LS13 320、BECKMAN COULTER社製)を用いて測定された値をいう。得られた粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、小粒径側から体積累積分布を引いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径とする。
前記した芯材を被覆する樹脂(以降、「被覆用樹脂」と称する。)としては、特に制限はなく、目的に応じて選択される。
被覆用樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン等のポリビニル系樹脂及びポリビニリデン系樹脂;塩化ビニル 酢酸ビニル共重合体;スチレン アクリル酸共重合体;オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコーン樹脂又はその変性品;ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素系樹脂;シリコーン樹脂;ポリエステル;ポリウレタン;ポリカーボネート;フェノール樹脂;尿素 ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂等のアミノ樹脂;エポキシ樹脂、等のそれ自体公知の樹脂が挙げられる。これら被覆用樹脂は、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。
ここで、導電性とは、体積抵抗率が107Ω・cm未満であることを意味する。導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属粒子;カーボンブラック粒子;酸化チタン、酸化亜鉛等の半導電性酸化物粒子;酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム粉末等の表面を酸化スズ、カーボンブラック、金属等で覆った粒子;等が挙げられる。これらは、1種を用いてもよいし、複数種を用いてもよい。
上記の中でも、カーボンブラック粒子が望ましい。カーボンブラックの種類に特に制限はないが、DBP吸油量が50ml/100g以上250ml/100g以下であるカーボンブラックが望ましい。
ワックスは、1種を用いてもよいし、複数種を用いてもよい。
被覆層の厚さは、以下の方法により測定される。
2液式接着剤クイック30(コニシ社製)の混合液70質量部に、キャリア30質量部を加えて更に混合し、25℃下で48時間静置して硬化させる。硬化後の包埋物を剃刀で形を整えた後、ダイヤモンドナイフSK2035(住友電気工業社製)を取り付けたウルトラミクロトーム装置(LEICA社製、URUTRACUT UCT)により切削する(面出し)。更に光学顕微鏡で切断面の平滑性を確認しながら、平滑な切断面が形成されるまで切削を実施して試験片を作製する。得られた試験片を走査型電子顕微鏡にて観察し試験片の断面画像を得る。得られた画像を画像解析ソフトWinROOF(三谷商事社製)に取り込み、モノクロ画像化した後、無作為に選択した1個の芯材について90度間隔に4箇所の被覆層の厚さを測定し、これを50個について行い、算術平均を算出する。
ここで、被覆量は、次のようにして求められる。
被覆層が溶剤可溶である場合は、キャリアを可溶溶剤(例えば、トルエン)に投入し、芯材を磁石で保持し、被覆層が溶解した溶液を洗い流す。これを数回繰り返すことにより、被覆層が取り除かれた芯材が残る。芯材を乾燥させ、芯材の質量を測定する。予め測定したキャリア量と芯材量との差分をキャリア量で除することで被覆量が算出される。
被覆層が溶剤不溶である場合は、差動型示差熱天秤(例えば、リガク社製の差動型示差熱天秤TG8120)を用い、窒素雰囲気下で、25℃以上1000℃以下の範囲で加熱し、その質量減少分から被覆量を算出する。
本実施形態に用いられるキャリアの製造方法の一例を説明する。
芯材の製造方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。
まず、芯材の原料である金属酸化物を適量配合し、湿式ボールミル等で粉砕、混合し、次いで、スプレードライヤー等で造粒、乾燥させた後、ロータリーキルン等を用い仮焼成することで磁性酸化物を得る。仮焼成の温度としては、用いる材質によって異なるが、例えば、500℃以上1200℃以下(望ましくは600℃以上1000℃以下)が好適である。仮焼成は、必要に応じて0回〜3回行い、段階的に行うことが好ましい。
前記粉砕によって得られたスラリー(磁性酸化物の粉砕品の水分散体)を、スプレードライヤー等を用い造粒乾燥し、磁気特性と抵抗を調整する目的で、酸素濃度をコントロールしながら本焼成した後、粉砕し、更に所望の粒度分布に分級して芯材を得る。本焼成の温度は、例えば900℃以上1300℃以下の温度で行う。また、本焼成における焼成雰囲気は、空気成分よりも低い酸素濃度とすることが望ましい。
以上のように、粉砕、焼成を行うことで、芯材が得られる。
被覆層の形成には、樹脂、及び必要に応じて各種添加剤を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用塗布液を用い、これを芯材の表面に塗布する方法等が挙げられる。
溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する樹脂、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
具体的な被覆層形成用塗布液の塗布方法としては、芯材を被覆層形成用塗布液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用塗布液を芯材の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塗布液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中で芯材と被覆層形成用塗布液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
本実施形態におけるトナーは、トナー粒子と、外添剤である、オイルで表面処理された体積平均粒径が70nm以上200nm以下の第1のシリカ粒子と、オイルで表面処理された体積平均粒径が10nm以上50nm以下の第2のシリカ粒子と、を含んで構成される。
外添剤として用いられる、第1のシリカ粒子及び第2のシリカ粒子について説明する。
第1のシリカ粒子及び第2のシリカ粒子は互いに粒径が異なるものの、共にオイルにて表面処理されたシリカ粒子である。
シリカ粒子は、第1のシリカ粒子として体積平均粒径が70nm以上200nm以下であるもの、第2のシリカ粒子として体積平均粒径が10nm以上50nm以下であるものであれば、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、特に制限なく使用される。
第1のシリカ粒子の体積平均粒径が200nmを超えると、キャリアの表面からの離脱が容易になり、第1のシリカ粒子のキャリアの表面の被覆率も低下し、現像剤のチャージアップに起因する画像濃度の低下を抑制し難くなる。
また、第1のシリカ粒子の体積平均粒径が70nm未満であると、トナー粒子からの離脱が困難となり、第1のシリカ粒子のキャリアの表面の被覆率も低下し、現像剤のチャージアップに起因する画像濃度の低下を抑制し難くなる。
第2のシリカ粒子の体積平均粒径が10nm未満であると、トナー粒子に埋没してしまい、オイルに水分が吸着し難く、電荷の導通路が形成され難くなり、トナーの混合不良に起因するカブリが発生してしまうことがある。
第2のシリカ粒子の体積平均粒径が50nmを超えると、トナー粒子からの離脱し易くなり、トナー粒子の表面で電荷の導通路が形成され難く、トナーの混合不良に起因するカブリの発生が発生してしまうことがある。
即ち、シリカ粒子の一次粒子100個をSEM(Scanning Electron Microscope)装置により観察する。
一次粒子の画像解析によって粒子ごとの最長径、最短径を測定し、この中間値から球相当径を測定する。得られた球相当径の体積基準での累積頻度における50%径(D50v)をシリカ粒子の体積平均粒径とする。
第1のシリカ粒子及び第2のシリカ粒子の表面処理するオイルとしては、水分が吸着することにより電荷導通路を形成する観点から、例えば、シリコーンオイルが好ましいものとして挙げられる。
シリコーンオイルの具体例としては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、高級脂肪酸変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、メタクリル酸変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、メチルスチリル変性シリコーンオイルなどが使用できる。
表面処理に用いるオイルは、一種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、表面処理に用いるオイルは第1のシリカ粒子と第2のシリカ粒子とで同じものであることが好ましいが、異なっていてもよい。
このような方法で表面処理を行った後、エタノールなどの溶剤に再度浸漬し、上記溶剤を乾燥することにより、残留したオイルや低沸点残留分等を除去してもよい。
第1のシリカ粒子のオイル遊離量が3質量%以上であることで、キャリアの表面に対し十分なオイルの付与が行われ、現像剤の帯電能が低い状態に制御されて、チャージアップに起因する画像濃度の低下を抑制しうる。
第1のシリカ粒子のオイル遊離量が20質量%以下であることで、キャリアの表面に付与されたオイルが多すぎることによる、過度の帯電能の低下が抑制され、放置後の電荷の漏洩に起因するカブリの発生を抑制し易くなる。
オイルにより表面処理されたシリカ粒子は、日本電子(JEOL)製AL−400(磁場9.4T(H核400MHz))を用い、プロトンNMRの測定を行う。サンプル、重クロロホルム溶媒、基準物質としてTMSをジルコニア製サンプルチューブ(直径5mm)に充填する。このサンプルチューブをセットして、例えば、周波数:Δ87kHz/400MHz(=Δ20ppm)、測定温度:25℃、積算回数:16回、分解能0.24Hz(約32000point)で測定を行い、遊離したオイル由来のピーク強度から検量線を用いてオイルの遊離量に換算する。
例えば、オイルとしてジメチルシリコーンオイルが用いられている場合には、未処理のシリカ粒子とジメチルシリコーンオイル(5水準程度量を振る)のNMR測定を行い、オイル遊離量とNMRピーク強度との検量線を作成しておけばよい。
疎水化処理を行う場合には、前記したオイルを含む溶液又は処理剤中に、シランカップリング剤等の疎水化処理剤を含有させ、これを用いて表面処理を行えばよい。
第1のシリカ粒子と第2のシリカ粒子との配合割合としては、トナー表面とキャリア表面のオイル成分量を制御する点から、第1のシリカ粒子/第2のシリカ粒子=0.3以上12以下がよく、好ましくは0.5以上8以下であり、より好ましくは1以上5以下である。
第2のシリカ粒子の外添量としては、トナー表面のオイル成分量を制御する点から、トナー粒子に対して、0.1質量%以上3.0質量%以下が好ましく、0.15質量%以上2.0質量%以下がより好ましい。
トナー粒子は、例えば、結着樹脂と、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。
本実施形態では、トナー粒子が湿式製法によるトナー粒子であることが好ましい。
湿式製法によるトナー粒子は、含有する水分量が多く、その水分の脱着により帯電性能が変化し易いトナー粒子である。そのため、湿式製法によるトナー粒子に対し、前述した第1のシリカ粒子及び第2のシリカ粒子を外添することにより、これらの第1のシリカ粒子及び第2の使用による、カブリの発生及び画像濃度の低下の抑制効果が発現し易い。
結着樹脂としては、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。
結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、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。
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−8120GPC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、原料の単量体が、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。
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
ここで、コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂を含んで構成された被覆層と、で構成されていることがよい。
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。
本実施形態に係るトナーでは、トナー粒子に対し少なくとも前述の第1のシリカ粒子及び第2のシリカ粒子が外添されるが、更にその他の外添剤を併用してもよい。
前述の第1のシリカ粒子及び第2のシリカ粒子とは異なるシリカ粒子も、本実施形態に係る現像剤の効果を損なわない範囲において、他の外添剤として用いてもよい。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部である。
次に、本実施形態に係るトナーの製造方法について説明する。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
これらの中でも、凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。
結着樹脂となる樹脂粒子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、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、トナー粒子を製造する。
なお、以下の説明では、着色剤、及び離型剤を含むトナー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粒子分散液を準備する。
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、レーザ回折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D50v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、離型剤粒子分散液と、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トナー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若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、トナー粒子を形成する。
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、を更に混合し、凝集粒子の表面に更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/シェル構造のトナー粒子を形成する工程と、を経て、トナー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。
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。
本実施形態に係る現像剤における、トナーとキャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100乃至30:100が好ましく、3:100乃至20:100がより好ましい。
即ち、現像剤からオイル処理シリカ粒子の体積平均粒径を測定するには、公知の方法で現像剤からトナーを分離し、かかるトナー中のオイル処理シリカ粒子(トナー粒子に外添したオイル処理シリカ粒子)の一次粒子100個をSEM(Scanning Electron Microscope)装置により40000倍の倍率で観察し、一次粒子の画像解析によって粒子ごとの最長径、最短径を測定し、この中間値から球相当径を測定する。得られた球相当径の累積頻度における50%径(D50v)をオイル処理シリカ粒子の体積平均粒径とする。
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更に向上させるには、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、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。
SiCl4、水素ガス、酸素ガスを燃焼バーナーの混合室内で混合後に、1000℃以上3000℃以下の温度で燃焼させる。燃焼後のガスからシリカ粉末を取りだすことでシリカ基材を得た。この時、水素ガスと酸素ガスのモル比を1.3:1にすることで体積平均粒径136nmのシリカ粒子(1)を得た。
シリカ粒子(1)100部とエタノール500部とをエバポレーターに入れ、温度を40℃に維持したまま15分間攪拌した。次に、シリカ粒子100部に対して10部のジメチルシリコーンオイルを入れ15分間攪拌した後に、更にシリカ粒子100部に対して10部のジメチルシリコーンオイル(表1中「Siオイル」と表記)を入れ15分撹拌した。最後に温度を90℃に上げエタノールを減圧乾燥させた、その後、処理物を取り出して更に120℃で30分間真空乾燥を行うことで、体積平均粒径136nm、遊離オイル量10質量%のオイル処理シリカ粒子1を得た。
水素ガスと酸素ガスのモル比を1.2:1にすること以外は、オイル処理シリカ粒子1と同様の条件及び方法で、体積平均粒径180nm、遊離オイル量10質量%のオイル処理シリカ粒子2を得た。
水素ガスと酸素ガスのモル比を1.6:1にすること以外は、オイル処理シリカ粒子1と同様の条件及び方法で、体積平均粒径82nm、遊離オイル量10質量%のオイル処理シリカ粒子3を得た。
オイル処理シリカ粒子1の作製に用いたシリカ粒子(1)100部とエタノール500部とをエバポレーターに入れ、温度を40℃に維持したまま15分間攪拌した。次に、シリカ粒子100部に対して6部のジメチルシリコーンオイルを入れ15分間攪拌した。最後に温度を90℃に上げエタノールを減圧乾燥させた、その後、処理物を取り出して更に120℃で30分間真空乾燥を行い、体積平均粒径136nm、遊離オイル量3質量%のオイル処理シリカ粒子4を得た。
オイル処理シリカ粒子1の作製に用いたシリカ粒子(1)100部とエタノール500部とをエバポレーターに入れ、温度を40℃に維持したまま15分間攪拌した。次に、シリカ粒子100部に対して10部のジメチルシリコーンオピルを入れ15分間攪拌した後に、更にシリカ粒子100部に対して10部のジメチルシリコーンオイルを入れ15分撹拌した、この工程をもう一度繰り返し、合計シリカ100部に対して30部のジメチルシリコーンオイルを添加する。最後に温度を90℃に上げエタノールを減圧乾燥させた、その後、処理物を取り出して更に120℃で30分間真空乾燥を行うことで、体積平均粒径136nm、遊離オイル量が20質量%のオイル処理シリカ粒子5を得た。
水素ガスと酸素ガスのモル比を2:1にすること以外は、オイル処理シリカ粒子1と同様の条件及び方法で、体積平均粒径46nm、遊離オイル量10質量%のオイル処理シリカ粒子6を得た。
水素ガスと酸素ガスのモル比を1:1にすること以外は、オイル処理シリカ粒子1と同様の条件及び方法で、体積平均粒径250nm、遊離オイル量10質量%のオイル処理シリカ粒子7を得た。
オイル処理シリカ粒子1の作製に用いたシリカ粒子(1)100部とエタノール500部とをエバポレーターに入れ、温度を40℃に維持したまま15分間攪拌した。次に、シリカ粒子100部に対して20部のヘキサメチルジシラザン(表1中「HMDS」と表記)を入れ15分間攪拌した。最後に温度を90℃に上げエタノールを減圧乾燥させた、その後、処理物を取り出して更に120℃で30分間真空乾燥を行い、体積平均粒径136nmのヘキサメチルジシラザンで処理された疏水化処理シリカ粒子8を得た。
オイル処理シリカ粒子1の作製に用いたシリカ粒子(1)100部とエタノール500部とをエバポレーターに入れ、温度を40℃に維持したまま15分間攪拌した。次に、シリカ粒子100部に対して3部のジメチルシリコーンオイルを入れ15分間攪拌した。最後に温度を90℃に上げエタノールを減圧乾燥させた、その後、処理物を取り出して更に120℃で30分間真空乾燥を行い、体積平均粒径136nm、遊離オイル量1.5質量%のオイル処理シリカ粒子9を得た。
オイル処理シリカ粒子1の作製に用いたシリカ粒子(1)100部とエタノール500部とをエバポレーターに入れ、温度を40℃に維持したまま15分間攪拌した。次に、シリカ粒子100部に対して10部のジメチルシリコーンオピルを入れ15分間攪拌した後に、更にシリカ粒子100部に対して10部のジメチルシリコーンオイルを入れ15分撹拌した、この工程をもう一度繰り返し、合計シリカ粒子100部に対して40部のジメチルシリコーンオイルを添加する。最後に温度を90℃に上げエタノールを減圧乾燥させた、その後、処理物を取り出して更に120℃で30分間真空乾燥を行うことで、体積平均粒径136nm、遊離オイル量が23質量%のオイル処理シリカ粒子10を得た。
SiCl4、水素ガス、酸素ガスを燃焼バーナーの混合室内で混合後に、1000〜3000℃の温度で燃焼させる。燃焼後のガスからシリカ粉末を取りだすことでシリカ基材を得た。この時、水素ガスと酸素ガスのモル比を2.1:1にすることで粒径35nmのシリカ粒子(a)を得た。
シリカ粒子(a)100部とエタノール500部とをエバポレーターに入れ、温度を40℃に維持したまま15分間攪拌した。次に、シリカ粒子100部に対して10部のジメチルシリコーンオイルを入れ15分間攪拌した。最後に温度を90℃に上げエタノールを減圧乾燥させた、その後、処理物を取り出して更に120℃で30分間真空乾燥を行うことで、体積平均粒径35nm、遊離オイル量10質量%のオイル処理シリカ粒子aを得た。
水素ガスと酸素ガスのモル比を2.3:1にすること以外は、オイル処理シリカ粒子aと同様の条件及び方法で、体積平均粒径13nm、遊離オイル量10質量%のオイル処理シリカ粒子bを得た。
水素ガスと酸素ガスのモル比を2:1にすること以外は、オイル処理シリカ粒子aと同様の条件で、体積平均粒径46nm、遊離オイル量10質量%のオイル処理シリカ粒子cを得た。
水素ガスと酸素ガスのモル比を1.85:1にすること以外は、オイル処理シリカ粒子aと同様の条件及び方法で、体積平均粒径64nm、遊離オイル量10質量%のオイル処理シリカ粒子dを得た。
水素ガスと酸素ガスのモル比を2.4:1にすること以外は、オイル処理シリカ粒子aと同様の条件及び方法で、体積平均粒径8nm、遊離オイル量10質量%のオイル処理シリカ粒子eを得た。
オイル処理シリカ粒子aの作製に用いたシリカ粒子(a)100部とエタノール500部とをエバポレーターに入れ、温度を40℃に維持したまま15分間攪拌した。次に、シリカ粒子100部に対して20部のヘキサメチルジシラザンを入れ15分間攪拌した。最後に温度を90℃に上げエタノールを減圧乾燥させた、その後、処理物を取り出して更に120℃で30分間真空乾燥を行い、体積平均粒径35nmのヘキサメチルジシラザンで処理された疏水化処理シリカ粒子fを得た。
Fe2O31318重量部、Mn(OH)2586重量部、Mg(OH)296重量部、を混合し、分散剤、水とメディア径1mmのジルコニアビーズを加え、サンドミルで解砕混合した。ジルコニアビーズをろ過、乾燥後、更にロータリーキルンで20rpm、900℃の条件で混合酸化物とした。次に、分散剤、水を加え、更にポリビニルアルコールを6.6重量部加え、湿式ボールミルで5時間粉砕混合を行った。次に、スプレードライヤーで乾燥粒径が40μmになるように造粒、乾燥させた。更に、電気炉で温度1100℃、酸素濃度1%の酸素窒素混合雰囲気のもとで5時間の焼成を行った。得られた粒子を解砕工程、分級工程を経た後、ロータリーキルンで15rpm、1000℃の条件で1時間加熱し、再度分級工程を経て、体積抵抗率が2.5×108.5Ωcmの芯材Aを得た。
解砕工程、分級工程を経た後に、ロータリーキルンで15rpm、1000℃の条件で2時間加熱し、再度分級工程を経る以外は、芯材A同様の条件及び方法で、体積抵抗率が8.2×109.5Ωcmの芯材Bを得た。
解砕工程、分級工程を経た後に、ロータリーキルンで15rpm、900℃の条件で2時間加熱し、再度分級工程を経る以外は、芯材A同様の条件及び方法で、体積抵抗率が5.6×107.2Ωcmの芯材Cを得た。
解砕工程、分級工程を経た後に、ロータリーキルンで15rpm、800℃の条件で1時間加熱し、再度分級工程を経る以外は、芯材A同様の条件及び方法で、体積抵抗率が3.8×106.8Ωcmの芯材Dを得た。
解砕工程、分級工程を経た後に、ロータリーキルンで15rpm、1100℃の条件で2時間加熱し、再度分級工程を経る以外は、芯材A同様の条件及び方法で、体積抵抗率が6.7×1010.5Ωcmの芯材Eを得た。
−ポリエステル樹脂分散液の調製−
・エチレングリコール〔和光純薬工業(株)製〕 37部
・ネオペンチルグリコール〔和光純薬工業(株)製〕 65部
・1,9 ノナンジオール〔和光純薬工業(株)製〕 32部
・テレフタル酸〔和光純薬工業(株)製〕 96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Aを得た。
体積平均粒径160nm、固形分30%、ガラス転移温度62℃、重量平均分子量Mwが13,000の樹脂粒子が分散された非晶性ポリエステル樹脂分散液を得た。
・シアン顔料〔PigmentBlue15:3、大日精化工業(株)製〕 10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部
・イオン交換水 80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。
・パラフィンワックス〔HNP 9、日本精鑞社製〕 50部
・アニオン性界面活性剤〔ネオゲンSC、第一工業製薬製〕 2部
・イオン交換水 200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で十分に混合・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。
・ポリエステル樹脂分散液 200部
・着色剤分散液 25部
・ポリ塩化アルミニウム 0.4部
・イオン交換水 100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十分に混合、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、ここに上記と同じポリエステル樹脂分散液を緩やかに70部追加した。
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。
表1の組み合わせに従って、トナー粒子20質量部に、外添剤としての、シリカ粒子(1)2.0質量部、及び、シリカ粒子(2)1.0質量部を添加し、ヘンシェルミキサーにて2000rpmで3分間混合し、各トナー(トナー(1)〜(9)、(C1)〜(C8))を得た。
ニーダーに、芯材を1,000部投入し、パーフルオロオクチルメチルアクリレート−メチルメタクリレート共重合体(重合比率:20/80、Tg:72℃、重量平均分子量:72,000、綜研化学(株)製〕150部をトルエン700部に溶かした溶液を加え、常温で20分混合した後、70℃に加熱して減圧乾燥した後、取り出し、コートキャリアを得た。更に、得られたコートキャリアを75μm目開きのメッシュでふるい、粗粉を除去してキャリアを得た。キャリアの形状係数SF1は122であった。
各例で得られた現像剤を用い、カブリ及び画像濃度について評価を行った。結果を表1に示す。
カブリの評価は、次のようにして行った。
得られた現像剤を、高温高湿(28℃、85%RH)下で3日間放置した。
その後、現像剤を現像器に充填した、700 Digital Color Press(富士ゼロックス社製)を用い、富士ゼロックス(株)製C2紙に、100%ソリッドで5cm×5cmのパッチを作成した。
かかるパッチの濃度を測定し、これを濃度1とした。ここで、この濃度は、画像濃度計X−Rite938(X−Rite社製)にて測定した。
次いで、エリアカバレッジ40%の画像100,000枚を出力した。なお、この際の環境は28℃85%RHであった。出力された100,000枚目の背景部の濃度を濃度1と同様に測定し、また、目視での確認も行った。測定された濃度が、高画像密度の画像の出力時のカブリ濃度とした。
続いて、装置を、高温高湿(28℃、85%RH)下で3日間放置した後、画像密度1%の画像100,000枚を出力した。なお、この出力時の環境は28℃85%RHであった。ここで、出力された1枚目の背景部の濃度を濃度1と同様に測定し、また、目視での確認も行った。測定された濃度(カブリ濃度)が、放置後のカブリ濃度とした。
その後、100%ソリッドで5cm×5cmのパッチを作成し、このパッチの濃度を濃度1と同様に測定し、これを濃度2とした。
−カブリの評価基準−
・G1:カブリ濃度が0.2未満であって目視でも部分的なカブリが見られない。
・G2:カブリ濃度が0.2未満だが目視で僅かなカブリが見られる。
・G3:カブリ濃度が0.2未満だが目視で部分的なカブリが見られる。
・G4:カブリ濃度が0.2未満だが目視で全体的なカブリが見られる。
・G5:カブリ濃度が0.2以上である。
−濃度低下の評価基準−
・G1: 0 <Δ濃度≦0.1
・G2: 0.1<Δ濃度≦0.2
・G3: 0.2<Δ濃度≦0.3
・G4: 0.3<Δ濃度≦0.4
・G5: 0.4<Δ濃度
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(クリーニング手段の一例)
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(クリーニング手段の一例)
115 定着装置(定着手段の一例)
116 取り付けレール
118 露光のための開口部
117 筐体
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 (4)
- 30℃85%RHでの4800V/cmの電界下における体積抵抗率が3.8×10 6.8 Ωcmを超え8.2×10 9.5 Ωcm以下である芯材と、該芯材の表面に設けられた樹脂を含む被覆層と、を有するキャリア、並びに、
トナー粒子と、オイルで表面処理された体積平均粒径が70nm以上200nm以下の第1のシリカ粒子、及び、オイルで表面処理された体積平均粒径が10nm以上50nm以下の第2のシリカ粒子を含む外添剤と、を有するトナー、
を含み、
第1のシリカ粒子におけるオイル遊離量が、第1のシリカ粒子を100質量%としたときに3質量%以上20質量%以下である、静電荷像現像剤。 - 前記トナー中のトナー粒子が湿式製法によるトナー粒子である請求項1に記載の静電荷像現像剤。
- 請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記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。 - 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1又は請求項2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、
前記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、
前記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、
を備える画像形成装置。
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