JP6900279B2 - トナー及びトナーの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真、静電荷像を顕像化するための画像形成方法に使用されるトナー及びトナーの製造方法に関する。
電子写真法を用いた画像形成装置は、より高画質化が要求されている。高画質化の為には、転写性や細線再現性を向上させる必要があり、優れた帯電性能を有し、シャープな粒度分布で粒子形状が球形のトナーの開発が求められる。さらに、近年では高画質化に加えて、装置の高速化、高寿命化に対する要望も高く、トナーが安定して帯電性を得ることがますます難しくなるといった課題がある。
一方でトナーには、長期使用時にも安定した帯電性を得るために、金属酸化物などの無機微粒子粉末が含まれている。さらに、従来から用いられている外添剤の中には、長期使用時にも安定した帯電性を得るために、外添剤表面に荷電制御剤を処理したものが提案されている。
例えば特許文献1では、荷電制御剤と流動化剤を含有する組成物を添加したトナーが、優れた帯電立ち上がり性、及び帯電安定性を有するとの提案がなされている。
また、特許文献2ではゾルゲル法によって得られる親水性球状シリカ微粒子の表面に荷電制御剤を被着せしめた外添用電荷制御粒子を含有するトナーが提案されている。
特開2007−65373号公報 特開2011−185998号公報
しかし、特許文献1のように、荷電制御剤と流動化剤を含有する組成物を球形トナーに外添した場合、トナーの帯電性能に一定の効果はあるものの、クリーニング不良由来の画像弊害が発生することが分かった。一般的に、クリーニングブレードにより感光体ドラムからトナーをクリーニングするシステムにおいては、トナーの形状が球形であるほどクリーニングし難くなる。その上、トナーの帯電性を向上させたために感光体ドラムとトナーの静電付着力が上昇し、クリーニング性が低下したと考えられる。よって、クリーニング性に対して改善の余地を有する。
また、特許文献2の場合においても、トナーの帯電性能に一定の効果はあるものの、球形トナーに外添することで、クリーニング不良由来の画像弊害を防止することができず改善の余地を有している。
以上のように、高画質化のためにトナーの帯電性を改善しても、クリーニング不良を抑制する為には技術的な課題が多く、改善の余地を有する。
本発明の目的は、帯電性を改善し、かつ良好なクリーニング性を維持し、様々な画像弊害を抑制したトナーを提供することにある。
本発明者らは、検討を重ねた結果、下記の構成にすることで、上記要求を満足できることを見いだし、本発明に至った。
即ち本発明は、
結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と、外添剤Aとを有するトナーであって、
該外添剤Aは
i)表面に荷電制御剤が存在しており、
ii)下記式(1)から算出される壁面摩擦角θが、25.0°以下であり、
θ=τ/5.0 式(1)
(式(1)中、τは、15.0kPaの垂直荷重を与えて形成した前記外添剤Aの粉体層に、円盤状のディスクを5.0kPaの垂直荷重にて進入させながら、前記円盤状のディスクを(π/10)rad/minで(π/36)rad回転させるときに得られるせん断応力を表す。)
iii)一次粒子の個数平均粒径(D1)が、70nm以上500nm以下であり、
iv)走査型電子顕微鏡で観察した該トナーの表面の二値化画像を画像処理ソフトImage J(商標)で解析したときのSolidityの相加平均値である稠密度が、0.40以上0.90以下であ
とを特徴とするトナーに関する。
また、本発明は、外添剤を荷電制御剤で表面処理して外添剤Aを得る工程、及び
結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と、該外添剤Aとを混合する工程
を有するトナーの製造方法であって、
該外添剤Aは、
(ii)下記式(1)から算出される壁面摩擦角θが、25.0°以下であり、
θ=τ/5.0 式(1)
(式(1)中、τは、15.0kPaの垂直荷重を与えて形成した前記外添剤Aの粉体層に、円盤状のディスクを5.0kPaの垂直荷重にて進入させながら、前記円盤状のディスクを(π/10)rad/minで(π/36)rad回転させるときに得られるせん断応力を表す。)
(iii)一次粒子の個数平均粒径(D1)が、70nm以上500nm以下であり、
(iv)走査型電子顕微鏡で観察した該トナーの表面の二値化画像を画像処理ソフトImage J(商標)で解析したときのSolidityの相加平均値である稠密度が、0.40以上0.90以下であ
とを特徴とするトナーの製造方法に関する。
本発明によれば、帯電性を改善し、かつ良好なクリーニング性を維持し、様々な画像弊害を抑制したトナーを提供することができる。
粉体流動性分析装置におけるプロペラ型ブレード 壁面摩擦角を測定するための円盤状のディスク ポリカーボネート薄膜付着測定方法を示す概略図 外添剤形状の定量化に用いる二値化画像の一例である
本発明において、数値範囲を表す「○○以上××以下」や「○○〜××」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。
球形トナーはトナー表面の凹凸が少ないため、トナーと感光体ドラムとの接触状態のバラつきが少なく転写性、及び細線再現性に優れている。また外添剤の付き方にもバラつきが少ないため、流動性、及び帯電性も優れている。そこで画質向上の観点から、球形トナーに対し荷電制御剤を表面に有する外添剤を添加したトナーを評価したところ、トナーの帯電性能に一定の効果はあるものの、クリーニング性が低下し画像弊害が発生することが分かった。
これは、トナーの帯電性を向上させたために感光体ドラムとトナーの静電付着力が上昇し、クリーニング性が低下した為と考えられる。一般的にクリーニング性を向上させる手法としては、感光体ドラムに対するクリーニングブレードの当接圧を高めることが知られており、トナーが突入しにくい構成とすることでクリーニング性を維持してきた。しかし
、この単なる線圧の上昇に頼った対策では、ブレードエッジ部がドラム回転方向に引き込まれやすくなる。その結果、感光体ドラム−ブレード間の当接角度が低下してしまい、かえってクリーニング性を低下させたり、ブレードめくれが発生したりする等の問題が生じる。そのため今後の高速化や長寿命化に対しては、ドラム周速が上昇しても、ドラム‐ブレード間の当接角度が低下せずクリーニング性が良好なトナーの検討が必要であった。
本発明者らが、高画質化を目的としたトナー帯電性の向上とクリーニング不良の抑制というトレードオフ項目を解決すべく検討を進めた結果、前述の特徴を有する外添剤を添加したトナーを用いることで、当該問題を解決できることを見出した。
以下に、本発明のトナーに用いる外添剤Aについて具体的に示していく。
外添剤Aは、荷電制御剤(表面処理剤)を表面に有する外添剤であり、かつ式(1)から算出される壁面摩擦角θが25.0°以下である。また壁面摩擦角θは、摩擦低減効果が大きく良好なクリーニング性を得られることから、23.0°以下が好ましい。外添剤Aを上記のような構成とすることで、トナーの流動性を低下させることなく、感光体ドラム‐ブレード間の摩擦力を低減し良好なクリーニング性を得ることができる。
また、良好な帯電性を得られることから、かぶりを抑制することができる。さらに、壁面摩擦角を上記範囲とすることで、外添剤Aが感光体ドラム‐ブレード間をすり抜ける際の摩擦力も小さくなるため、ドラム傷を抑制する効果もある。壁面摩擦角θの下限は特に制限されないが、好ましくは10.0°以上である。
壁面摩擦角とは、粉体層表面と平板との摩擦抵抗を示す物性であり、壁面摩擦角が大きいと摩擦抵抗が高く、壁面摩擦角が小さいと摩擦抵抗が低い。よって、外添剤が感光体ドラム−ブレード間をすり抜ける際に摩擦低減効果を発現する為には、外添剤自体が低い壁面摩擦角を有する物質であることが求められる。このような効果を得るために発明者らが鋭意検討を行った結果、式(1)から算出される壁面摩擦角θを上記の範囲とすることで、外添剤Aが感光体ドラム‐ブレード間をすり抜ける際に十分な摩擦低減効果を発現することを見出した。壁面摩擦角θが25.0°よりも大きくなると、外添剤A自体の摩擦が大きいため、感光体ドラム−ブレード間において十分な摩擦低減効果を得ることができず、クリーニング性が低下する。
上記に示す壁面摩擦角の範囲を達成するためには、荷電制御剤(表面処理剤)を表面に有する外添剤を用いる必要がある。特に、外添剤表面を表面処理によって荷電制御剤で被覆することが好ましい。その理由は定かではないが、以下のように考察している。
一般的に、電気陰性度が大きな原子を有する物質は、摩擦係数が小さくなることが知られている。これは、van der Waals力の定義を考えると理解できる。vander Waals力は、2つの原子が近づくことで生じる、電子の揺らぎがもたらす引力である。そのため電気陰性度が大きく電子の揺らぎが発生し難い物質に関しては、van der Waals力が小さくなる。よって、摩擦係数も小さくなる。
本発明では、荷電制御剤を外添剤の表面に有することが特徴であり、極性を有する置換基は空気中の水分との親和性が高いため、表面方向を向きやすいと考えている。このような極性を有する置換基は、電気陰性度が大きい原子で構成されているため、相手の物質と接触し易く低摩擦特性を示すと考えている。
荷電制御剤(表面処理剤)としては、トナーに用いられる公知の荷電制御剤を用いることができる。例えば、ネガ系荷電制御剤として、サリチル酸、アルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸のような芳香族カルボン酸の金属化合物;アゾ染料又はアゾ顔料の金属化合物(金属塩又は金属錯体)のようなモノアゾ金属化合物、スルホン酸基又はカルボキシ基を有する重合体、尿素化合物、カリックスアレーンが挙げられる。
また、ポジ系荷電制御剤として、四級アンモニウム塩、四級アンモニウム塩を有する重
合体、グアニジン化合物、ニグロシン化合物、イミダゾール化合物が挙げられる。本発明では、外添剤表面への処理のしやすさの観点から、重合体タイプの荷電制御剤(荷電制御樹脂)であることが好ましい。モノアゾ金属化合物、及びスルホン酸基又はカルボキシ基を有する重合体からなる群より選択されるものであることが好ましい。また、スルホン酸基を有する重合体、及びサリチル酸に由来する部分構造を有する重合体から選択されるものを用いることが好ましい。
また、荷電制御樹脂の重量平均分子量(Mw)が1000以上300000以下であると、外添剤の表面を均一に処理できるためより好ましい。より好ましくは、3000以上50000以下である。
外添剤Aは表面に、芳香族カルボン酸の金属化合物、アゾ染料又はアゾ顔料の金属化合物、スルホン酸基又はカルボキシ基を有する重合体、四級アンモニウム塩、四級アンモニウム塩を有する重合体、グアニジン化合物、ニグロシン化合物及びイミダゾール化合物からなる群より選択される化合物を有するものであることが好ましい。また、該化合物が、モノアゾ金属化合物、スルホン酸基又はカルボキシ基を有する重合体からなる群より選択される化合物であることがより好ましい。
スルホン酸基を有する重合体としては、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(AMPS)、ビニルスルホン酸、メタクリルスルホン酸、マレイミド誘導体、又はスチレン誘導体等に由来する樹脂や、下記式(3)のマレイン酸アミド誘導体が例示でき、特に2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸由来の部分構造を有する樹脂が好ましい。荷電制御樹脂中の2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸由来の部分構造の含有量は、0.3質量%以上20.0質量%以下が好ましい。
Figure 0006900279
カルボキシ基を有する重合体及びサリチル酸基を有する重合体としては、3−ビニルサリチル酸、4−ビニルサリチル酸、5−ビニルサリチル酸、6−ビニルサリチル酸、3−ビニル−5−イソプロピルサリチル酸、3−ビニル−5−t−ブチルサリチル酸、4−ビニル−6−t−ブチルサリチル酸などからなる群から選択される少なくとも一以上のモノマーの重合体又は共重合体、下記式(4)で示される1価の基aを有する重合体Aが例示でき、特に下記式(4)で示される1価の基aを有する重合体Aが好ましい。
Figure 0006900279
(式中、Rは、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数が1以上18以下のアルキル基、又は、炭素数が1以上18以下のアルコキシ基を示し、Rは水素原
子、ヒドロキシ基、炭素数1以上18以下のアルキル基、又は、炭素数1以上18以下のアルコキシ基を示し、gは1以上3以下の整数であり、hは0以上3以下の整数である。)
及びRにおけるアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基などが挙げられ、アルコキシ基の例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等が挙げられる。
重合体Aの主鎖構造としては、特に制限はない。
例えば、ビニル系重合体、ポリエステル系重合体、ポリアミド系重合体、ポリウレタン系重合体、ポリエーテル系重合体などが挙げられる。また、これらが2種以上組み合わさったハイブリッド型の重合体も挙げられる。ここに挙げた中でも、トナー母粒子との密着性を考慮すると、ビニル系重合体であることが好ましい。重合体Aにおける、一価の基aの含有量は、0.3質量%以上30質量%以下が好ましい。
重合体Aは、例えば、式(4)で示される基の置換位置にビニル基などの重合性官能基を有する化合物をモノマーとして用いることで合成することができる。その場合、一価の基aを有する重合体Aは以下の式(4−2)で表される。
Figure 0006900279
[前記式(4−2)中、Rは、それぞれ独立して、炭素数1以上18以下(好ましくは1以上4以下)のアルキル基、又は、炭素数1以上18以下(好ましくは1以上4以下)のアルコキシ基を表す。Rは、水素原子、ヒドロキシ基、炭素数1以上18以下(好ましくは1以上4以下)のアルキル基、又は、炭素数1以上18以下(好ましくは1以上4以下)のアルコキシ基を表す。Rは水素原子又はメチル基を表し、iは1以上3以下の整数を表し、jは0以上3以下の整数を表す。]
荷電制御樹脂は、酸価が15mgKOH/g以上35mgKOH/g以下であることが好ましい。先述した通り、本発明における摩擦低減効果は、極性を有する置換基によって発現していると考えている。よって酸価が15mgKOH/g以上であると、良好な摩擦低減効果を発揮できる。また、酸価が35mgKOH/g以下であると、水分吸着量が増加しにくく、かぶりを抑制しやすい。酸価は用いるモノマーの種類、及びモノマー比率によって制御することができる。
<壁面摩擦角の測定方法>
本発明における壁面摩擦角は、回転式プロペラ型ブレードと回転式円盤状ディスク型ブレードを備えた粉体流動性分析装置(パウダーレオメーターFT4、マルバーン社製)を用いて測定する。
具体的には、以下の操作により測定を行う。なお、操作において、プロペラ型ブレードは、FT4測定専用48.0mm径ブレード(図1参照;48mm×10mmのブレード板の中心に法線方向に回転軸が存在し、ブレード板は、両最外縁部分(回転軸から24mm部分)が70°、回転軸から12mmの部分が35°といったように、反時計回りになめらかにねじられたもので、材質はSUS製。以下、ブレードと省略する場合がある)を
用いる。
さらに壁面摩擦角の測定には、円盤状ディスクブレード(図2参照:直径48.0mm、厚さ1.5mmであり、材質はSUS製。以下、ディスクと省略する場合がある。)を用いて行う。なお、ディスクの表面(外添剤Aと接する面)には、NANOS層(フッ素系高分子をナノオーダーで薄膜化した層)を最表面とする積層シートを貼り付けて使用する。この積層シートは、(1)粘着層、(2)PETフィルム、(3)反射防止層、(4)NANOS層の順で積層されたシートである。この積層シートの表面の十点平均粗さRzは、約0.060μm(株式会社小坂研究所製表面粗さ測定機 サーフコーダ SE3500)である。この積層シートは、株式会社カツラヤマテクノロジーから入手することができる。このシートを張り付ける目的は、圧密状態の粉体層表面で円盤状ディスクが滑りやすい材質にすることで、粉体層と平板との摩擦を測定し易くすることである。
FT4測定専用の直径50mm、容積85mlの円筒状のスプリット容器(容器底面からスプリット部分までの高さ43mm。材質はガラス。以下、容器と省略する場合がある)に23℃、湿度60%環境に3日以上放置された外添剤を前記容器の最上部まで入れることで粉体層とする。
1.コンディショニング操作
(a)粉体層表面に対して時計回り(ブレードの回転により粉体層がほぐされる方向)の回転方向に、ブレードの回転スピードを、ブレードの最外縁部の周速60mm/secとし、粉体層への垂直方向の進入速度を、移動中のブレードの最外縁部が描く軌跡と粉体層表面とのなす角が、5degのスピード(以降、なす角と省略する場合がある)として、粉体層表面から粉体層の底面から10mmの位置まで進入させる。その後、粉体層表面に対して時計回りの回転方向に、ブレードの回転スピードが40mm/sec、粉体層への垂直方向の進入速度を、なす角が、2degとなるスピードで、粉体層の底面から1mmの位置まで進入させる操作を行った後、粉体層表面に対して反時計回りの回転方向に、ブレードの回転スピードが60mm/sec、粉体層からの抜き取り速度をなす角が、5degのスピードで、粉体層の底面から80mmの位置まで移動させ、抜き取りを行う。抜き取りが完了したら、ブレードを時計回り、反時計回りに交互に小さく回転させることでブレードに付着した粉体を払い落とす。
2.粉体層の圧密操作
粉体層の圧縮は、圧縮試験用ピストン(直径48.0mm、高さ20mm、下部メッシュ張り)を上記プロペラ型ブレードの代わりに用い、粉体層の底面から80mmの高さから0.5mm/secで粉体層へ進入させる。その速度で、粉体層表面に0.55kPaの荷重をかけた後、ブレード進入速度を0.04mm/secに変更し、15.0kPaの荷重をかけ、60秒間そのままの状態で圧密を行う。
3.スプリット操作
上述のFT4測定専用容器のスプリット部分で粉体層をすり切り、粉体層上部の粉体を取り除くことで、容器底面からスプリット部分までの高さ43mmの粉体層を形成する。
4.測定操作
(1)続いて圧縮試験用ピストンから壁面摩擦測定用ブレードであるディスクブレードに付け替え、0.08mm/secで15.0kPaの荷重をかけて再度圧密する。
(2)その後、圧密させたまま、粉体層表面に対して時計回りに(π/10)rad/minの速度で(π/3)rad回転させて、粉体層表面に予備剪断をかける。
(3)次に、剪断荷重を取り除き、垂直荷重5.0kPaのみをかけて、25sec待機状態とする。
(4)待機後、粉体層表面に対して時計回りの回転方向で、ディスクブレードを(π/10)rad/minで(π/36)rad回転させた際の回転トルクから算出される剪断
応力τを測定する。
(5)得られたせん断応力τの値を用いて、次式より壁面摩擦角θを求める。
θ=τ/5.0 (1)
(トナーから測定する場合)
以下の方法により、トナーから外添剤Aを分離し、上記壁面摩擦角θや、下記個数平均粒径(D1)などを求めることができる。まずトナーを「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)を数滴加えたイオン交換水に超音波分散し、トナー表面から外添剤をイオン交換水に移行させる。その後、遠心分離を行うことでトナー粒子とイオン交換水を分離する。イオン交換水中に分散している外添剤は、更に遠心分離を行うことにより粒形や比重の違いを利用して、外添剤Aを分離することができる。
外添剤Aの一次粒子の個数平均粒径(D1)は70nm以上500nm以下である。
一次粒子の個数平均粒径(D1)を上記範囲とすることで、外添剤Aが感光体ドラム‐ブレード間をすり抜ける際に十分な摩擦低減効果を発現する。個数平均粒径(D1)が70nmより小さいと、外添剤Aがクリーニングニップ部をすり抜ける際に、感光体ドラム‐ブレード間に十分な隙間ができないため、摩擦低減効果を発揮できない。さらに個数平均粒径(D1)が500nmより大きいと、外添剤Aが感光体ドラム‐ブレード間をスムーズにすり抜けることができず、摩擦低減効果を発揮できない。また外添剤Aがすり抜けた場合においても、感光体ドラム‐ブレード間の隙間が大きくなりすぎるため、トナーのすり抜けが発生する恐れもある。個数平均粒径(D1)は、好ましくは70nm以上400nm以下である。
<一次粒子の個数平均粒径(D1)の測定方法>
外添剤の一次粒子の個数平均粒径は、透過型電子顕微鏡(TEM)「JEM2800」(日本電子製)を用いて測定する。
まず、測定サンプルの調整を行う。外添剤約5mgに対し、イソプロパノール1mlを加え、超音波分散機(超音波洗浄機)で5分間分散させる。次に、TEM用の支持膜付きマイクログリッド(150メッシュ)に上記分散液を1滴たらし、乾燥させることで測定サンプルを準備した。
次に、透過型電子顕微鏡(TEM)により、加速電圧200kVの条件のもと、視野中の外添剤が十分に測長できる倍率(例えば200k〜1M倍)にて画像を取得し、ランダムに100個の外添剤の一次粒子の粒径(最大径)を測定して個数平均粒径を求める。一次粒子の粒径の測定は手動、又は計測ツールを用いてもよい。
外添剤Aは、走査型電子顕微鏡で観察した該トナーの表面の二値化画像を画像処理ソフトImage J(商標)で解析したときのSolidityの相加平均値(以下、単に「Solidityの相加平均値」という。)である稠密度の平均値が0.40以上0.90以下の形状を有することが必要である。また該稠密度は、0.40以上0.85以下に制御することで、ドラム傷抑制効果を発揮し易く好ましい
ブレード方式のクリーニング装置においては、感光体ドラム‐ブレード間では強い線圧を加えることでトナーのすり抜けを防止しており、自然とすり抜ける外添剤にも強い圧力がかかる。その際、外添剤と感光体ドラム表面との接点が少ない場合には、ブレードの線圧が感光体ドラム表面の1点に集中し、感光体ドラム傷起因のクリーニング不良が発生してしまう。そこで本発明者らは外添剤の形状に着目して検討を行ったところ、外添剤の稠密度を上記の範囲にすることが重要だと分かった。
稠密度とはSolidityの相加平均値であり、外添剤の面積を外添剤の凸面積で除した値である。稠密度は0から1の間の値をとる量であり、値が小さいほど凹部が多い入り組んだ形状となる。つまり、用いる外添剤の稠密度の値が小さければ、外添剤と感光体ドラム表面との接点が増加し、ブレードの圧力を感光体ドラム表面に分散することができる。すなわち、外添剤Aの形状を制御することで、ドラム傷起因のクリーニング不良を抑制できることが分かった。外添剤Aの稠密度の平均値が0.40より小さい場合、凹部が存在しすぎるため感光体ドラム‐ブレード間において外添剤Aの転がりが発生し難く、摩擦低減効果が不十分となる。また外添剤Aの稠密度の平均値が0.90より大きい場合、凹部が少なく外添剤Aと感光体ドラム表面との接点が少ないためドラム傷起因のクリーニング不良が発生してしまう。
ちなみに、従来から外添剤形状の指標として用いられているアスペクト比では上記効果を説明するには不十分であった。何故なら、アスペクト比は単純に形状の細長さを示す指標であり、細長い形状だとドラム表面との接点が増加するということにはつながらないためである。
この様な外添剤Aが潤滑効果を発揮するためには、外添剤Aがトナー表面から感光体ドラム表面に移行し、感光体ドラム‐ブレードニップ間に供給される必要がある。その状態を計測する方法として、ポリカーボネート薄膜表面にトナーを堆積させ、トナーを吸引除去し、ポリカーボネート薄膜表面を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察する手法ですることで測定できることがわかった。具体的な測定手法について以下に示す。
<ポリカーボネート薄膜付着測定法>
ポリカーボネート薄膜付着測定法の各過程を図3に示す。図3において、基板12にトナーTを配置する方法として、目開き75μmのステンレスメッシュのふるい11を用いている。基板としては感光体の表層を模擬するため、50μmの厚みのアルミシートにポリカーボネート(ユーピロンZ−400、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)、粘度平均分子量(Mv)40,000)をトルエンに10質量%となる様に溶解して塗工
液とした。この塗工液を、50番手のマイヤーバーを用いて上記アルミシートに塗工し、100℃で10分間乾燥させることで、アルミシート上に膜厚10μmのポリカーボネートを有するシートを作製した。
このシートを基板ホルダ13で保持した。基板は一辺が約3mmの正方形とした。ふるいにトナーを約10mg投入し、ふるいの直下20mmの距離に基板を配置した。ふるいから落下したトナーが効率よく基板に堆積されるように、ふるいの開口は直径10mmとしている。
ふるいを保持する枠体に、加速度5G相当となる、振幅1mm、デューティー比33%ののこぎり波形振動を5Hzでふるい面内方向に30秒印加し、基板にトナーを堆積させた。
・トナーを配置した基板に振動を印加する工程
次にトナーを堆積した基板に加速度0.5G相当となる、振幅1mm、デューティー比33%ののこぎり波形振動を3Hzで基板の面内方向に20秒印加し、基板とトナーの接触を促進させた。
・基板からトナーを除去する工程
振動印加後の基板に吸引手段14として、掃除機のノズル先端に接続した内径約5mmのエラストマー製の吸引口をトナー配置面と垂直となるように近づけ、基板に付着したトナーを除去する。トナーの残留程度を目視で確認しながら除去した。本実施の形態では吸引口端部と基板の距離を約1mm、吸引時間を約3秒とした。その時の吸引圧力を測定すると6kPaであった。
・基板に供給された外添剤の付着量を定量化する工程
トナー除去後に基板に残留する外添剤の量と形状を数値化する際には走査型電子顕微鏡による観察と画像計測を用いた。まず、トナー除去後の基板にPtを電流20mA、60
秒間スパッタし、観察用試料とした。次に、走査型電子顕微鏡による観察においては、100nm前後の外添剤を観察できる観察倍率を任意に選択できる。走査型電子顕微鏡としては、日立超高分解能電界放出走査電子顕微鏡S−4800((株)日立ハイテクノロジーズ)を用い、S−4800の反射電子像にて観察を行う。
観察倍率としては、外添剤の粒径によるが、例えば100nm前後であれば20000倍、加速電圧10kV、作動距離3mmの条件にて観察できる。20000倍における観察領域は約30μm × 20μmの領域である。
観察により得られた画像は外添剤が高輝度に、基板が低輝度に表されているので、二値化により、視野内の外添剤の量を定量化することができる。二値化の条件は観察装置やスパッタ条件により適切に選択することができる。ここでは二値化には画像解析ソフトウェアImage J(商標;開発元Wayne Rasband)を用い、背景輝度分布をSubtract Backgroundメニューから平坦化半径40ピクセルで除去した後、輝度閾値50で二値化する。得られる二値化画像の一例を図4に示す。
得られた二値化画像を、画像解析ソフトウェアImage J(商標)で粒子解析することで、外添剤の付着量を算出する。付着量としては、二値化画像の粒子から面積や形状を規定して算出した。粒子の面積としては、観察視野中において高輝度の外添剤の内、面積が0.005μm以上5.0μm以下で、稠密度が0.40以上0.90以下の形状の粒子を画像解析ソフトウェアで規定して抽出した値である。尚、稠密度の測定方法は後述する。
二値化画像の粒子から面積や形状を規定して算出した粒子の面積を用いて、観察領域のポリカーボネート薄膜の面積を100%とした時に、外添剤面積が視野全体に占める外添剤面積率を求めた。上記測定を二値化画像100枚について行い、その平均値を外添剤Aの付着量とした。
<外添剤Aの稠密度の測定方法>
外添剤Aの稠密度の測定方法は、トナー粒子に外添剤Aを外添し、トナー表面を走査型電子顕微鏡で観察し、その画像を解析することで求めることができる。具体的には、トナー粒子100質量部に対して、0.3質量部の外添剤AをFMミキサ(日本コークス工業株式会社製)で3600s−1の条件で5分間混合する。そのトナー表面を、日立超高分解能電界放出走査電子顕微鏡S−4800((株)日立ハイテクノロジーズ)を用いて観察する。
観察条件としては、外添剤Aの大きさによって倍率を10万倍〜20万倍に適宜調整する。また、外添剤Aの画像処理を行うために、観察時の加速電圧は高めに調整(例えば10kV)し、反射電子像で観察することで、外添剤Aが高輝度に、トナー粒子が低輝度に表わされるため好ましい。
画像処理は、画像解析ソフトウェアImage J(商標)(開発元Wayne Rasband)で行い、高輝度に表わされた外添剤Aと低輝度に表わされたトナー粒子とを二値化することで、外添剤Aの粒子毎の稠密度の平均値を測定した。二値化の条件は観察装置やスパッタ条件により適切に選択することができる。また画像解析ソフトウェアImage J(商標)にて、外添剤Aの粒子毎の稠密度はSolidityで得ることが可能である。
具体的な測定方法は以下の通りである。
後述の粒度分布測定装置「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)で測定されるトナーの重量平均径D4(μm)に対し、0.9≦R/D4≦1.1の関係を満たす長径R(μm)を呈するトナーを100個選び出し、トナー表面の比較的平らな部分(観察面全体にピントが合う視野)を選び、トナー1個あたり1視野の観察を行い、100枚の画像を得る。
画像解析
得られたSEM観察像から、画像処理ソフトImageJ(商標)(開発元 Wayne Rashand)を用いて、平均稠密度を算出する。算出の手順を以下に示す。
(1)[Analyze]−[Set Scale]にて、スケールの設定を行う。
(2)[Image]−[Adjust]−[Threshold]で閾値を設定する。(ノイズが残らず、測定対象である外添剤が残る値に設定)
(3)[Image]−[Crop]で、測定した外添剤の画像部分を選択する。
(4)外添剤が重なっているものは画像編集により消去する。
(5)[Edit]−[Invert]で白黒の画像を反転させる。
(6)[Analyze]−[Set Measurements]で[Area]、[Shape Descriptors]、[Perimeter]、[Fit Ellipse]、[Ferets Diameter]をチェックする。また、[Redirect to]を[None]、[Decimal Place(0−9)]を3に設定する。
(7)[Analyze]−[Analyze Particle]で、粒子の面積を0.005μm以上に指定し、実行する。
(8)上記(7)で指定された各粒子のSolidityの値を得る。
(9)観察した画像100枚について測定を行い、得られたSolidityの相加平均値を算出し、稠密度とする。
<トナーの重量平均粒径(D4)の測定方法>
トナーの重量平均粒径(D4)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)と、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「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)を用いて、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出した。
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。
なお、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(SOMME)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/秒にて行なう。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、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 Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に3.3L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。
(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、ビーカー内の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。なお、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を分散した前記(5)電解水溶液を滴下し、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い、重量平均粒径(D4)を算出する。なお、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
外添剤Aとしては、安定した流動性、帯電性を得ることができ、かぶりを抑制できることから、シリカを用いることが好ましい。すなわち、該外添剤Aが、荷電制御剤(表面処理剤)を表面に有するシリカ微粒子であることが好ましい。なお、沈降法、ゾルゲル法等の湿式シリカ、爆燃法、ヒュームド法等の乾式シリカがあるが、本発明の特徴の一つである凹部が多い形状制御のしやすさから、乾式シリカであることがより好ましい。
乾式シリカは、ケイ素ハロゲン化合物等を原料とすることが好ましい。
ケイ素ハロゲン化合物としては、四塩化ケイ素が好ましく用いられるが、メチルトリクロロシラン、トリクロロシランなどのシラン類単独、又は四塩化ケイ素とシラン類との混合状態でも原料として使用可能である。
原料は気化した後、酸水素炎中で中間体として生じる水と反応する、いわゆる、火炎加水分解反応によって目的のシリカを得ることができる。
例えば、四塩化ケイ素ガスの酸素、水素中における熱分解酸化反応を利用するもので、反応式は次の様なものである。
SiCl+2H+O→SiO+4HCl
以下に、乾式非球状シリカの製造方法を説明する。
酸素ガスをバーナーに供給し、着火用バーナーに点火した後、水素ガスをバーナーに供給して火炎を形成し、これに原料である四塩化ケイ素を投入しガス化させる。次に、火炎加水分解反応を行わせ、生成したシリカ粉末を回収する。
平均粒径及び形状は、四塩化ケイ素流量、酸素ガス供給流量、水素ガス供給流量、シリカの火炎中滞留時間を適宜変えることによって、凹部が多い外添剤の形状を任意に調整可能である。
凹部が多い形状を制御する手段として、得られたシリカ粉末を電気炉に移し、薄層状に敷きつめた後、加熱処理を施し焼結させてもよい。焼結させることで、外添剤の合一強度が高まり、クリーニング部でのドラム傷を抑制する効果がより向上し易く好ましい。
これら外添剤Aの含有量としては、所望の特性が得られれば特に限定させることはない。好ましくは、トナー粒子100質量部に対し、0.1質量部以上10.0質量部以下である。
外添剤Aは、表面に荷電制御剤が存在している。このような外添剤Aは、例えばその表面を荷電制御剤(表面処理剤)で処理することで得ることができる。荷電制御剤(表面処理剤)を外添剤表面に処理する方法としては、例えば、荷電制御剤を水又は有機溶媒に溶解し、外添剤に対して溶解液を滴下又は噴霧により添加して混合後、加熱処理によって水
又は有機溶媒を除去する方法が挙げられる。これにより、荷電制御剤(表面処理剤)による外添剤Aを得ることができる。
外添剤Aの解砕方法としては、例えばアトマイザー(東京アトマイザー製造株式会社製)等の解砕機を用いることができる。解砕機の回転数、及び解砕機への供給量を任意に調整することで、外添剤Aの稠密度を制御することが可能となる。
また、溶媒に難溶性の荷電制御剤、及び荷電制御剤単一での表面処理ができないものについては、溶媒に可溶な樹脂を用いて溶解液を作製し、溶解液に荷電制御剤を混合させた後、外添剤に処理してもよい。
また本発明に用いられる外添剤Aは、表面に存在する荷電制御剤(表面処理剤)の量が、外添剤Aの質量を基準として、1質量%以上15質量%以下であることが好ましく、1質量%以上10質量%以下であることがより好ましい。
荷電制御剤による表面処理量を上記の範囲とすることで、外添剤Aの稠密度、及び壁面摩擦角θを容易に所望の範囲とすることができる。表面処理量が1質量%以上であると、荷電制御剤により外添剤表面を覆われていない部分が減少し、良好な滑り性を得られる。また、表面処理量が15質量%以下であると、荷電制御剤が外添剤凹部を適度に処理できるため、良好な稠密度を達成できる。
本発明のトナーは、ポリカーボネート薄膜付着測定法において、ポリカーボネート薄膜の面積を100.0面積%としたときに、外添剤Aの付着量が、0.1面積%以上5.0面積%以下であることが好ましく、0.1面積%以上4.0面積%以下であることがより好ましい。
外添剤Aの付着量が0.1面積%以上であると、クリーニング部へ供給される外添剤Aの量が適切であるため、十分な潤滑効果を得ることができ、クリーニング性が良好になる。また外添剤Aの付着量が5.0面積%以下であると、外添剤Aのクリーニング部への供給が多すぎず、外添剤Aのニップ部を通過する頻度が適切になる為、ドラム傷が発生しにくい。
外添剤Aの付着量は、外添強度、及び添加量を変更することで制御することができる。
また本発明のトナーは、3.0kPaの荷重を与えて形成したトナーの粉体層に、最外縁部が周速100mm/secで回転するプロペラ型ブレードを回転させながら垂直に進入させたときの回転トルクと垂直荷重とから算出される合計エネルギーが、600mJ以上1000mJ以下であることが好ましい。合計エネルギーはより好ましくは、700mJ以上900mJ以下である。
本発明における合計エネルギーは、回転式プロペラ型ブレードを備えた粉体流動性分析装置(パウダーレオメーターFT4、マルバーン社製)を用いて測定する。
具体的には、以下の操作により測定を行う。なお、操作において、プロペラ型ブレードは、FT4測定専用48.0mm径ブレード(図1参照;48mm×10mmのブレード板の中心に法線方向に回転軸が存在し、ブレード板は、両最外縁部分(回転軸から24mm部分)が70°、回転軸から12mmの部分が35°といったように、反時計回りになめらかにねじられたもので、材質はSUS製。以下、ブレードと省略する場合がある)を用いる。
FT4測定専用の直径50mm、容積85mlの円筒状のスプリット容器(容器底面からスプリット部分までの高さ43mm。材質はガラス。以下、容器と省略する場合がある)に23℃、湿度60%環境に3日以上放置されたトナーを前記容器の最上部まで入れることで粉体層とする。
1.コンディショニング操作
(a)粉体層表面に対して時計回り(ブレードの回転により粉体層がほぐされる方向)の回転方向に、ブレードの回転スピードを、ブレードの最外縁部の周速60mm/sec
とし、粉体層への垂直方向の進入速度を、移動中のブレードの最外縁部が描く軌跡と粉体層表面とのなす角が、5degのスピード(以降、なす角と省略する場合がある)として、粉体層表面から粉体層の底面から10mmの位置まで進入させる。その後、粉体層表面に対して時計回りの回転方向に、ブレードの回転スピードが40mm/sec、粉体層への垂直方向の進入速度を、なす角が、2degとなるスピードで、粉体層の底面から1mmの位置まで進入させる操作を行った後、粉体層表面に対して反時計回りの回転方向に、ブレードの回転スピードが60mm/sec、粉体層からの抜き取り速度をなす角が、5degのスピードで、粉体層の底面から80mmの位置まで移動させ、抜き取りを行う。抜き取りが完了したら、ブレードを時計回り、反時計回りに交互に小さく回転させることでブレードに付着した粉体を払い落とす。
2.粉体層の圧密操作
粉体層の圧縮は、圧縮試験用ピストン(直径48.0mm、高さ20mm、下部メッシュ張り)を上記プロペラ型ブレードの代わりに用い、5.0kPaの荷重をかけ、60秒間そのままの状態で圧密を行う。
3.スプリット操作
上述のFT4測定専用容器のスプリット部分で粉体層をすり切り、粉体層上部の粉体を取り除くことで、容器底面からスプリット部分までの高さ43mmの粉体層を形成する。
4.測定操作
(a)トナー粉体層表面に対して反時計回り(ブレードの回転により粉体層が押し込まれる方向)の回転方向で、周速(ブレードの最外縁部の周速)100mm/secでブレードを回転する。トナー粉体層への垂直方向の進入速度を、移動中のブレードの最外縁部が描く軌跡と粉体層表面とのなす角度(以下、「ブレード軌跡角」)が、5(deg)になるスピードとし、トナー粉体層の底面から10mmの位置までプロペラ型ブレードを進入させる。その後、ブレードの周速が60mm/secとなるように、粉体層表面に対して時計回り(ブレードの回転により粉体層がほぐされる方向)に回転し、ブレード軌跡角が2(deg)になるスピードとし、トナー粉体層の底面から1mmの位置までブレードを進入させる。さらに、ブレード軌跡角が5(deg)になるスピードで粉体層の底面から100mmの位置までブレードを移動させ抜き取りを行う。抜き取りが完了したら、ブレードを時計回り、反時計回りに交互に小さく回転させることでブレードに付着したトナーを払い落す。
(b)(a)と同様の操作を4回繰り返す。
(b)の4回目で測定された値を該トナーの合計エネルギーとする。
この合計エネルギーは、圧密されたトナー粉体層におけるトナー同士のほぐれ易さを示しており、合計エネルギーを上記の範囲とすることで良好なトナー流動性を得ることができる。また、合計エネルギーを上記の範囲とすることで、感光体ドラム表面に対してもトナーが接触し易くなるため、外添剤Aが移行し易く、効果的にクリーニング部へ供給できると本発明者らは考えている。
また本発明のトナーは、第二の外添剤として、さらに外添剤Bを有することが好ましい。外添剤Bは、トナー流動性の観点から、シリカ微粒子やチタニア微粒子の疎水化処理外添剤であることが好ましい。一次粒子の個数平均粒径としては5nm以上30nm以下であることが好ましく、5nm以上20nm以下であることがより好ましい。上記疎水化処理の方法としては、有機ケイ素化合物、シリコーンオイル、長鎖脂肪酸等で処理する方法が挙げられる。
上記有機ケイ素化合物としては、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチ
ルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン等が挙げられる。これらは一種又は二種以上の混合物で用いられる。
上記シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等が挙げられる。
例えば、市販のシリカとしては、AEROSIL(日本アエロジル社)130、200、300、380、MOX170、MOX80、COK84、Ca−O−SiL(CABOT Co.社)M−5、MS−7、MS−75、HS−5、EH−5、Wacker HDK N 20(WACKER−CHEMIE GMBH社)V15、N20E、T30、T40、D−C Fine Silica(ダウコーニングCo.社)、Fransol(Fransil社)の商品名で市販されているものがあり、本発明ではこれらも好適に用いることができる。
また、外添剤Aの一次粒子の個数平均粒径(D1)をa(nm)、外添剤Bの一次粒子の個数平均粒径(D1)をb(nm)としたとき、下記式(5)の関係を満たすことが好ましい。
5.0≦a/b≦50.0 式(5)
外添剤Aと外添剤Bの一次粒子の個数平均粒径(D1)の比(a/b)が5.0以上であると、外添剤Aと感光体ドラム表面との接触機会が増加し、感光体ドラム表面に外添剤Aを十分移行させることができる。また50.0以下であると、トナーの流動性、及び帯電性が良化するため、画像スジ、及びかぶりを抑制できる。a/bはより好ましくは5.0以上40.0以下である。
トナー粒子の製造方法は、特に限定されない。例えば、懸濁重合法・界面重合法・分散重合法のような、親水性媒体中で直接トナーを製造する方法(以下、重合法とも称する)が挙げられる。また、粉砕法を用いてもよく、粉砕法により得られたトナーを熱球形化してもよい。
その中でも、個々の粒子がほぼ球形に揃っていて、帯電量の分布も比較的均一となるため高い転写性を有している、懸濁重合法で製造するトナーが好ましい。
懸濁重合法は、結着樹脂を生成する重合性単量体、着色剤、必要に応じてワックス等の添加剤を有する重合性単量体組成物を水系媒体中に分散して、該重合性単量体組成物の液滴を製造する造粒工程、該液滴中の該重合性単量体を重合する重合工程を経ることによりトナー粒子を製造する方法である。
本発明のトナーは、コア部と該コア部表面のシェル部を少なくとも有するトナー粒子を有するトナーであることが好ましい。このような構造をとることにより、コア部がトナー粒子表面へ滲出することによる帯電不良やブロッキングを防ぐことができる。また、さらにシェル部の表面上にはシェル部とは樹脂組成の違う表層部が存在するものがより好ましい。この表層部が存在することにより環境安定性、耐久性、耐ブロッキング性をより向上させることができる。
トナー粒子を生成するために使用できる重合性単量体として好ましいものに、ビニル系重合性単量体を挙げることができる。
例えばスチレン;α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレンのようなスチレン誘導体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、iso−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレートのようなアクリル系重合性単
量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、iso−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、iso−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレートのようなメタクリル系重合性単量体;メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、蟻酸ビニルのようなビニルエステルが挙げられる。
シェル部は、ポリエステル、スチレン−アクリル共重合体、又はスチレン−メタクリル共重合体などの樹脂により形成されることが好ましい。
トナー粒子はワックスを含有することが好ましい。
ワックス成分としては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムのような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、ポリプロピレンのような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ような天然ワックス及びその誘導体などで、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、グラフト変性物を含む。さらには、高級脂肪族アルコール、ステアリン酸、パルミチン酸等の脂肪酸、あるいはその化合物、酸アミドワックス、エステルワックスも使用できる。
トナー粒子は着色剤を含有する。
黒色着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、以下に示すイエロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色されたものが利用される。
イエロー着色剤としては、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、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、73、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、128、129、138、147、150、151、154、155、168、180、185、214が挙げられる。
マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン化合物、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、ペリレン化合物が挙げられる。具体的には、以下の、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221、238、254、269、C.I.ピグメントバイオレッド19が挙げられる。
シアン着色剤としては、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、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66が挙げられる。
これらの着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、トナー中への分散性の点から選択される。着色剤の添加量は、結着樹脂を生成する重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対し1質量部以上20質量部以下であることが好ましい。
さらに本発明のトナーは、着色剤として磁性体を含有させ磁性トナーとすることも可能である。磁性体としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライトのような酸化鉄、鉄、コバルト、ニッケルのような金属又はこれらの金属とアルミニウム、銅、マグネシウム、スズ、亜鉛、ベリリウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属との合金及びその混合物が挙げられる。
上記磁性体は、より好ましくは、表面改質された磁性体が好ましい。重合法により磁性トナーを調製する場合には、重合阻害のない物質である表面改質剤により、疎水化処理を
施したものが好ましい。このような表面改質剤としては、例えばシランカップリング剤、チタンカップリング剤を挙げることができる。これらの磁性体は個数平均粒径が2.0μ
m以下が好ましく、0.1μm以上0.5μm以下のものがさらに好ましい。トナー粒子中に含有させる量としては、重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対し、好ましくは20質量部以上200質量部以下、より好ましくは40質量部以上150質量部以下である。
トナー粒子の平均円形度としては、0.960以上であることが好ましい。0.960以上であると、細線再現性も向上する。好ましくはトナーの平均円形度が0.970以上である。
また、トナーの円形度で0.990以上の含有率(真球含有率)が10%以上の場合に本発明はより効果を発揮し易い。真球含有率とは、トナーに含まれる円形度0.990以上の含有率であり、真球含有率が多いと細線再現性がより良好である。
また粉砕法でトナー粒子を製造するための製造方法としては、以下の例が挙げられる。原料混合工程では、トナー粒子を構成する材料として、結着樹脂、着色剤、必要に応じてその他の添加剤等を、所定量秤量して配合し、混合する。混合装置の一例としては、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、FMミキサー、ナウターミキサー、メカノハイブリッド(日本コークス工業株式会社製)などが挙げられる。
次に、混合した材料を溶融混練して、結着樹脂中に着色剤等を分散させる。溶融混練工程では、加圧ニーダー、バンバリィミキサーのようなバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができる。連続生産できる優位性から、1軸又は2軸押出機が主流となっている。例えば、KTK型2軸押出機(神戸製鋼所社製)、TEM型2軸押出機(東芝機械社製)、PCM混練機(池貝製)、2軸押出機(ケイ・シー・ケイ社製)、コ・ニーダー(ブス社製)、ニーデックス(日本コークス工業株式会社製)などが挙げられる。さらに、溶融混練することによって得られる樹脂組成物は、2本ロール等で圧延され、冷却工程で水などによって冷却してもよい。
ついで、樹脂組成物の冷却物は、粉砕工程で所望の粒径にまで粉砕される。粉砕工程では、例えば、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミルのような粉砕機で粗粉砕した後、更に、例えば、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、スーパーローター(日清エンジニアリング社製)、ターボ・ミル(フロイント・ターボ株式会社製)やエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕する。
その後、必要に応じて慣性分級方式のエルボージェット(日鉄鉱業社製)、遠心力分級方式のターボプレックス(ホソカワミクロン社製)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン社製)、ファカルティ(ホソカワミクロン社製)のような分級機や篩分機を用いて分級し、トナー粒子を得る。
また、トナー粒子を球形化してもよい。例えば、粉砕後にハイブリダイゼーションシステム(奈良機械製作所製)、メカノフージョンシステム(ホソカワミクロン社製)、ファカルティ(ホソカワミクロン社製)、メテオレインボー MR Type(日本ニューマチック工業社製)を用いて球形化を行う。
少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と、前記外添剤Aとを混合することでトナーを得ることができる。トナー粒子に外添剤を外添する混合機としては、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製)、スーパーミキサー(カワタ社製)、ノビルタ(ホソカワミクロン社製)、ハイブリダイザー(奈良機械社製)が挙げられる。
また、外添後に粗粒子をふるい分けるために用いられる篩い装置としては、以下のものが挙げられる。ウルトラソニック(晃栄産業社製);レゾナシーブ、ジャイロシフター(徳寿工作所社);バイブラソニックシステム(ダルトン社製);ソニクリーン(新東工業
社製);ターボスクリーナー(フロイント・ターボ工業社製);ミクロシフター(槙野産業社製)。
<分子量分布の測定>
荷電制御剤の分子量及び分子量分布はゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(GPC)によって、ポリスチレン換算で算出される。スルホン酸を有する荷電制御剤は、カラム溶出速度がスルホン酸基の量にも依存してしまうため、正確な分子量及び分子量分布を測定したことにはならない。そのため、予めスルホン酸基をキャッピングした試料を用意する必要がある。キャッピングにはメチルエステル化が好ましく、市販のメチルエステル化剤が使用できる。具体的には、トリメチルシリルジアゾメタンで処理する方法が挙げられる。
GPCによる分子量の測定は、以下の様にして行う。上記荷電制御剤をTHF(テトラヒドロフラン)に加え、室温で24時間静置した溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マイショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液とし、以下の条件で測定する。なお、サンプル調製は、樹脂の濃度が0.8質量%になるようにTHFの量を調整する。なお、樹脂がTHFに溶解しにくい場合には、DMFなどの塩基性溶媒を用いることも可能である。
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10ml
試料の分子量の算出にあたっては、以下に列挙する標準ポリスチレン樹脂カラムを用いて作成した分子量校正曲線を使用する。具体的には、東ソー社製の商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500」である。
<酸価の測定>
酸価は試料1gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数である。結着樹脂、及び荷電制御剤(荷電制御樹脂)の酸価はJIS K 0070−1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
(1)試薬の準備
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95vol%)90mlに溶かし、イオン交換水を加えて100mlとし、フェノールフタレイン溶液を得る。
特級水酸化カリウム7gを5mlの水に溶かし、エチルアルコール(95vol%)を加えて1lとする。炭酸ガス等に触れないように、耐アルカリ性の容器に入れて3日間放置後、ろ過して、水酸化カリウム溶液を得る。得られた水酸化カリウム溶液は、耐アルカリ性の容器に保管する。前記水酸化カリウム溶液のファクターは、0.1モル/l塩酸25mlを三角フラスコに取り、前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液で滴定し、中和に要した前記水酸化カリウム溶液の量から求める。前記0.1モル/l塩酸は、JIS K 8001−1998に準じて作成されたものを用いる。
(2)操作
(A)本試験
試料2.0gを200mlの三角フラスコに精秤し、トルエン/エタノール(2:1)の混合溶液100mlを加え、5時間かけて溶解する。次いで、指示薬として前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液を用いて滴定する。尚、滴定の終点は、指示薬の薄い紅色が約30秒間続いたときとする。
(B)空試験
試料を用いない(すなわちトルエン/エタノール(2:1)の混合溶液のみとする)以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
(3)得られた結果を下記式に代入して、酸価を算出する。
A=[(C−B)×f×5.61]/S
ここで、A:酸価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、C:本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料(g)である。
<平均円形度の測定方法>
トナーの平均円形度は、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。
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。
以下実施例に基づいて具体的に本発明について説明する。しかしながら、これによって本発明の実施の態様がなんら限定されるものではない。実施例中の部及び%は特に断りのない限り質量基準である。
<荷電制御剤の製造例>
<CCA1の製造例>
攪拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を付した3Lフラスコに純水1000部、乳化剤としてドデシル硫酸ナトリウム4部を仕込み、窒素置換を30分間行った。ペルオキソ二硫酸カリウム(KPS)2部を仕込み、攪拌し溶解した。内容物を窒素導入下80℃に昇温する。80℃に到達した時点でスチレン300部、アクリル酸−2−エチルヘキ
シル(2−EHA)60部の混合モノマーと、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(AMPS)40部を純水600部に溶解した水溶液を2時間かけて別々に滴下した。その後80℃のまま8時間重合を行い、エマルション溶液を得た。該エマルション溶液を50℃の真空乾燥機で水分が1%以下になるまで乾燥し、スチレン/2−EHA/AMPS共重合体であるCCA1を得た。このCCA1の物性を表1に示す。
<CCA2の製造例>
2,4−ジヒドロキシ安息香酸18部をメタノール150部に溶解させ、炭酸カリウム36.9部を加えて65℃に加熱した。この反応液に4−(クロロメチル)スチレン18.7部とメタノール100部の混合液を滴下し、65℃にて3時間反応させた。反応液を冷却後、濾過し、濾液を濃縮して粗生成物を得た。粗生成物をpH2の水1500部に分散させ、酢酸エチルを加えて抽出した。その後、水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下、酢酸エチルを留去して析出物を得た。析出物をヘキサン洗浄後、トルエンと酢酸エチルにて再結晶することで精製し、下記式(6)に示すビニル単量体を得た。
Figure 0006900279
次に、式(6)に示すビニル単量体 13.1部とスチレン81.9部をトルエン42.0部に溶解させ、1時間撹拌した後、110℃まで加熱した。この反応液に、tert−ブチルパーオキシイソプロピルモノカルボネート(日本油脂株式会社製、商品名パーブチルI)3.0部とトルエン42部の混合液を滴下した。更に110℃にて4時間反応した。その後、冷却しメタノール1000部に滴下し、析出物を得た。得られた析出物をTHF120部に溶解後、メタノール1800部に滴下し、白色析出物を析出させ、濾過し、減圧下90℃にて乾燥させることで、スチレンと式(6)に示すビニル単量体との共重合体であるCCA2を得た。このCCA2の物性を表1に示す。
<CCA3〜CCA6の製造例>
CCA1の製造例において、使用するモノマー量(部)を表2に従って変更し、重合温度や重合時間を調整することにより分子量を制御しながら、それぞれのCCA3〜CCA6を製造した。CCA3〜CCA6の物性を表1に示す。
<CCA7>
T−77(保土谷化学工業社製)を用いた。
Figure 0006900279
Figure 0006900279
<外添剤原体の製造例>
<外添剤原体1の製造例>
酸素ガスをバーナーに供給し、着火用バーナーに点火した後、水素ガスをバーナーに供給して火炎を形成し、これに原料である四塩化ケイ素を投入しガス化させることでシリカ微粒子を得た。具体的には、原料の四塩化珪素ガス量は130kg/hr、水素ガス50
Nm/hrおよび酸素ガスの量25Nm/hr、火炎中のシリカ濃度0.50kg/N
と滞留時間0.020secとした。得られたシリカ微粒子を電気炉に移し、薄層状に敷きつめた後、900℃で加熱処理を施し焼結、凝集させ外添剤原体1を得た。
外添剤原体1の物性を表3に示す。
<外添剤原体2〜7、及び9の製造例>
四塩化ケイ素量、酸素ガス量、水素ガス量、シリカ濃度、滞留時間、焼結条件を調整することで外添剤原体2〜7、及び9を得た。
外添剤原体2〜7、及び9の物性は表3の通りである。
<外添剤原体8>
一次粒子の個数平均粒径(D1)が79nmのアルミナ粒子を用意した。
<外添剤原体10>
酸化ケイ素微粉末SO−E5(粒子形状:球形、アドマテックス社製)を用いた。
<外添剤原体11>
一次粒子の個数平均粒径(D1)が120nmのゾルゲルシリカ粒子を用意した。
Figure 0006900279
<外添剤Aの製造例>
<外添剤A−1の製造例>
外添剤原体1:100gに対して、荷電制御剤CCA1:5gをトルエンに溶解した液を噴霧し、2時間の撹拌混合によってCCA1の固定化を行った。その後、200℃で熱処理してトルエンを揮発させ、表面にCCA1を有する外添剤原体1/CCA1複合物を得た。次に、得られた外添剤原体1/CCA1複合物を、微粉砕機アトマイザーTAP−1W(東京アトマイザー製造株式会社製)によって解砕し、形状を制御することで外添剤原体1にCCA1が表面処理された外添剤A−1を得た。解砕機の回転数は4000rpm、解砕機への供給量は5kg/hである。得られた外添剤A−1の物性を表4に示す。
<外添剤A−2〜13、A−15〜20、及びA−22の製造例>
外添剤原体と荷電制御剤の組み合わせ、及び解砕条件を表4に示すように変更した以外
は、外添剤A−1の製造例と同様にして外添剤A−2〜13、A−15〜20、及びA−22を得た。物性を表4に示す。
<外添剤A−14の製造例>
ポリエステル系樹脂5g(テレフタル酸−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)共重合体(モル比=51:50)、酸価:10mgKOH/g、ガラス転移点:70℃、Mw:10500、Mw/Mn:3.2)をトルエンに溶解し、さらにCCA7:5gを混合することでCCA7の分散溶液を得た。得られた分散溶液を外添剤原体1:100gに対して噴霧し、2時間の撹拌混合によってCCA7の固定化を行った。その後、200℃で熱処理してトルエンを揮発させ、表面にCCA7を有する外添剤原体1/CCA7複合物を得た。解砕工程は表4に示す条件に変更して行うことで、外添剤原体1にCCA7が表面処理された外添剤A−14を得た。得られた外添剤A−14の物性を表4に示す。
<外添剤A−21の製造例>
外添剤A−1の製造例と同じ原料を用いて、解砕機としてジェットミル(日本ニューマチック工業株式会社製、IDS−2型)を用いて、外添剤A−21を製造した。ジェットミルでの解砕条件は、粉砕圧0.4MPa、供給量1kg/hとした。
Figure 0006900279
<外添剤B>
外添剤Bとして下記表5に記載の外添剤を用意した。
Figure 0006900279
<トナー粒子の製造例>
四つ口容器中にイオン交換水710部と0.1モル/リットルのNaPO水溶液850部を添加し、高速撹拌装置T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて12,000rpmで撹拌しながら、60℃に保持した。ここに1.0モル/リットル−CaCl水溶液68部を徐々に添加し、微細なリン酸カルシウムを含む水系分散媒体を調製した。
・スチレン 124部
・n−ブチルアクリレート 36部
・銅フタロシアニン顔料(ピグメントブルー15:3) 13部
・ポリエステル系樹脂(テレフタル酸−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)共重合体(モル比=51:50)、酸価:10mgKOH/g、ガラス転移点:70℃、Mw:10500、Mw/Mn:3.2) 10部
・負荷電性制御剤(3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸のアルミニウム化合物) 0.8部
・フィシャートロプシュワックス(吸熱メインピーク温度:78℃) 15部
上記の材料をアトライタ(日本コークス工業株式会社製)を用いて3時間撹拌し、各成分を重合性単量体中に分散させ、単量体混合物を調製した。該単量体混合物に重合開始剤である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20.0部(トルエン溶液50%)を添加し、重合性単量体組成物を調製した。重合性単量体組成物を水系分散媒体中に投入し、撹拌機の回転数を10,000rpmに維持しつつ5分間造粒した。その後、高速撹拌装置をプロペラ式撹拌器に変えて、内部温度を70℃に昇温させ、ゆっくり撹拌しながら6時間反応させた。
次いで、容器内を温度80℃に昇温して4時間維持し、その後冷却し、スラリー1を得た。スラリー1を含む容器内に希塩酸を添加して分散安定剤を除去した。更に、ろ別、洗浄、乾燥して重量平均粒径(D4)が6.2μmの重合体粒子(トナー粒子1)を得た。トナー粒子の平均円形度は0.980であった。
<実施例1>
得られたトナー粒子(100部)に対して、第一の外添剤として外添剤A−1(0.5部)と、第二の外添剤として外添剤B−1(1.0部)を添加した。それらの材料をFM10C(日本コークス工業株式会社製)によって外添混合した。外添条件は、トナー粒子仕込み量 1.8kg、回転数 3600rpm、外添時間 5分で行った。その後、目開き100μmのメッシュで篩い、負摩擦帯電性のトナー1を得た。得られたトナー1の物性を表6に示す。
得られたトナーを用いて、以下の評価を行った。
<試験>
HP製レーザービームプリンタHP Color LaserJet Enterprise M651nを、プリンタの将来的な更なる高速化と高寿命化を考慮して、プロセススピードを400mm/sに改造して使用した。評価紙としては、キヤノンマーケティングジャパンが販売するCS−680を用いた。クリーニング性の評価は、低印字比率(1%)で行った。これにより、クリーニングニップ部に供給される外添剤Aの量が少なくなり、クリーニング性に対して厳しい条件となる。さらに、クリーニングブレードの硬度が高くなることで感光体ドラムへの追従性が低下するため、低温低湿環境にて評価を行った。感光体キズの評価は、外添剤Aの供給量が多くなると厳しい条件となるため、印字比率を5%で行った。かぶり、画像スジ、及び細線再現性は、常温常湿環境で行った。
<クリーニング性>
低温低湿環境(温度10℃、相対湿度14%)で、印字比率1%の罫線画像を1500
0枚連続出力する耐久試験を行い、クリーニング性能の評価を行った。A、Bランクを合格とした。
A:15000枚連続出力後も、紙上のクリーニング不良なし。
B:10000枚より多く15000枚未満連続出力の範囲で、トナーがクリーニングブレードをすり抜けることによる発生する縦線が紙上で発生。
C:5000枚より多く10000枚以下連続出力の範囲で、トナーがクリーニングブレードをすり抜けることによる発生する縦線が紙上で発生。
D:0〜5000枚連続出力の範囲で、トナーがクリーニングブレードをすり抜けることによる発生する縦線が紙上で発生。
<感光体キズ>
低温低湿環境(温度10℃、相対湿度14%)で、印字比率5%の罫線画像を3000枚連続出力する耐久試験を行い、感光体の表面のキズの状態を、表面粗さ計にて測定した。10点平均粗さRzとキズの観察結果により評価した。Rz変化率の算出は、耐久試験後の平均粗さ/耐久試験前の平均粗さとした。A、Bランクを合格とした。
A:Rz変化率20%未満(深いキズ無く、画像への影響なし)。
B:Rz変化率20%以上だが1μm以上のキズなし(深いキズ無く、画像への影響なし)。
C:1μm以上2μm未満の深いキズが発生(画像への影響軽微)。
D:2μm以上の深いキズが発生(出力画像でキズの影響がみえる)。
<かぶりの評価>
常温常湿環境(温度25℃、相対湿度60%)で、印字比率が1%の画像を出力する動作を繰り返し、出力枚数が500枚に到達する毎に1晩放置した。その後、上記の様にして500枚出力し1晩放置する工程を繰り返し、最終的には5000枚の画像出力を行い、以下の方法で評価を行った。
上記の画像出力試験において、500枚印字後毎回白地部分を有する画像を1枚ずつ出力した。その後、すべての白地部分を有する画像について、白地部分を有する画像の白地部分の白色度(反射率Ds(%))と転写紙の白色度(平均反射率Dr(%))の差から、かぶり濃度(%)(=Dr(%)−Ds(%))を算出した。なお、白色度は、「REFLECTMETER MODEL TC−6DS」(東京電色社製)により測定した。フィルターは、アンバーライトフィルターを用いた。かぶりが最悪であったものについて、以下のランク付けを行った。A、Bランクを合格とした。
A:かぶり濃度が0.4%未満である。
B:かぶり濃度が0.4%以上0.8%未満である。
C:かぶり濃度が0.8%以上1.3%未満である。
D:かぶり濃度が1.3%以上である。
<全面ベタ画像における白スジ(ベタ画像白スジ)>
画質の観点から、ベタ画像白スジの評価を行った。上記かぶりの評価での画像出力において5000枚出力後、画像形成装置の電源を落として1週間放置した。その後、画像形成装置を再起動させ、印字紙全面にベタ画像部を形成したチャートを1枚出力し、以下の基準で評価を行った。A、Bランクを合格とした。
A:画像上に白いスジ状の縦線が全く見られない。
B:画像上に白いスジ状の縦線が、1〜2本うすく見られる。
C:画像上にはっきりとした白いスジ状の縦線が、1〜2本見られる。
D:画像上にはっきりとした白いスジ状の縦線が、3本以上見られる。
<実施例2〜21>
表6記載の外添処方、及び外添条件とした以外は、実施例1と同様にして、トナー2〜
21を得た。トナーの諸物性については表6に示した通りである。
また、実施例1と同様にして評価を行った結果を表7に示す。
<比較例1〜7>
表6記載の外添処方、及び外添条件とした以外は、実施例1と同様にして、トナー22〜28を得た。トナーの諸物性については表6に示した通りである。
また、実施例1と同様にして評価を行った結果を表7に示す。
Figure 0006900279
Figure 0006900279
T:トナー、11:ふるい、12:基板、13:基板ホルダ、14:吸引手段、A:外添剤

Claims (14)

  1. 結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と、外添剤Aとを有するトナーであって、
    該外添剤Aは、
    (i)表面に荷電制御剤が存在しており、
    (ii)下記式(1)から算出される壁面摩擦角θが、25.0°以下であり、
    θ=τ/5.0 式(1)
    (式(1)中、τは、15.0kPaの垂直荷重を与えて形成した前記外添剤Aの粉体層に、円盤状のディスクを5.0kPaの垂直荷重にて進入させながら、前記円盤状のディスクを(π/10)rad/minで(π/36)rad回転させるときに得られるせん断応力を表す。)
    (iii)一次粒子の個数平均粒径(D1)が、70nm以上500nm以下であり、
    (iv)走査型電子顕微鏡で観察した該トナーの表面の二値化画像を画像処理ソフトImage J(商標)で解析したときのSolidityの相加平均値である稠密度が、0.40以上0.90以下である
    ことを特徴とするトナー。
  2. ポリカーボネート薄膜付着測定法において、ポリカーボネート薄膜に対する前記外添剤Aの付着量が、
    ポリカーボネート薄膜の面積を100.0面積%としたときに0.1面積%以上5.0面積%以下である請求項1に記載のトナー。
  3. 3.0kPaの荷重を与えて形成した前記トナーの粉体層に、最外縁部が周速100mm/secで回転するプロペラ型ブレードを回転させながら垂直に進入させたときの回転トルクと垂直荷重とから算出される合計エネルギーが、600mJ以上1000mJ以下である請求項1又は2に記載のトナー。
  4. 前記外添剤Aが、前記荷電制御剤を表面に有するシリカ微粒子である請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナー。
  5. 前記外添剤Aの表面に存在する荷電制御剤の量が、外添剤Aの質量を基準として、1質
    量%以上15質量%以下である請求項4に記載のトナー。
  6. 前記荷電制御剤が荷電制御樹脂であり、
    該荷電制御樹脂の酸価が、15mgKOH/g以上35mgKOH/g以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載のトナー。
  7. 前記荷電制御樹脂が、サリチル酸に由来する部分構造を有する重合体、及びスルホン酸基を有する重合体から選択される請求項6に記載のトナー。
  8. 前記荷電制御樹脂が、下記式(4)で示される1価の基aを有する重合体、及び2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸由来の部分構造を有する樹脂から選択される請求項6又は7に記載のトナー;
    Figure 0006900279

    式中、Rは、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1以上18以下のアルキル基、又は、炭素数1以上18以下のアルコキシ基を表し、Rは、水素原子、ヒドロキシ基、炭素数1以上18以下のアルキル基、又は、炭素数1以上18以下のアルコキシ基を表し、gは、1以上3以下の整数を表し、hは0以上3以下の整数を表す。
  9. 前記トナーは、さらに外添剤Bを有し、
    該外添剤Bの一次粒子の個数平均粒径(D1)が、5nm以上30nm以下であり、
    前記外添剤Aの一次粒子の個数平均粒径(D1)をa(nm)、該外添剤Bの一次粒子の個数平均粒径(D1)をb(nm)としたとき、下記式(5)を満たす請求項1〜8のいずれか1項に記載のトナー。
    5.0≦a/b≦50.0 式(5)
  10. 結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と、外添剤Aとを有するトナーであって、
    前記外添剤Aは
    (i)表面に、芳香族カルボン酸の金属化合物、アゾ染料又はアゾ顔料の金属化合物、スルホン酸基又はカルボキシ基を有する重合体、四級アンモニウム塩、四級アンモニウム塩を有する重合体、グアニジン化合物、ニグロシン化合物及びイミダゾール化合物からなる群より選択される化合物を有するものであり、
    (ii)下記式(1)から算出される壁面摩擦角θが、25.0°以下であり、
    θ=τ/5.0 式(1)
    (式(1)中、τは、15.0kPaの垂直荷重を与えて形成した前記外添剤Aの粉体層に、円盤状のディスクを5.0kPaの垂直荷重にて進入させながら、前記円盤状のディスクを(π/10)rad/minで(π/36)rad回転させるときに得られるせん断応力を表す。)
    (iii)一次粒子の個数平均粒径(D1)が、70nm以上500nm以下であり、
    (iv)走査型電子顕微鏡で観察した該トナーの表面の二値化画像を画像処理ソフトImage J(商標)で解析したときのSolidityの相加平均値である稠密度が、0.40以上0.90以下である
    ことを特徴とするトナー。
  11. 前記化合物が、モノアゾ金属化合物、スルホン酸基又はカルボキシ基を有する重合体か
    らなる群より選択される化合物である請求項10に記載のトナー。
  12. 前記稠密度が、0.40以上0.85以下である請求項1〜11のいずれか1項に記載のトナー。
  13. 外添剤を荷電制御剤で表面処理して外添剤Aを得る工程、及び
    結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と、該外添剤Aとを混合する工程
    を有するトナーの製造方法であって、
    該外添剤Aは、
    (ii)下記式(1)から算出される壁面摩擦角θが、25.0°以下であり、
    θ=τ/5.0 式(1)
    (式(1)中、τは、15.0kPaの垂直荷重を与えて形成した前記外添剤Aの粉体層に、円盤状のディスクを5.0kPaの垂直荷重にて進入させながら、前記円盤状のディスクを(π/10)rad/minで(π/36)rad回転させるときに得られるせん断応力を表す。)
    (iii)一次粒子の個数平均粒径(D1)が、70nm以上500nm以下であり、
    (iv)走査型電子顕微鏡で観察した該トナーの表面の二値化画像を画像処理ソフトImage J(商標)で解析したときのSolidityの相加平均値である稠密度が、0.40以上0.90以下である
    ことを特徴とするトナーの製造方法。
  14. 前記稠密度が、0.40以上0.85以下である請求項13に記載のトナーの製造方法。
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