JP2012203368A - 静電荷像現像トナー及びその製造方法、カートリッジ、画像形成方法、並びに、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】着色剤及び結着樹脂を含む着色粒子を有し、前記着色粒子の表面に、二種以上の無機粒子が外添されており、前記二種以上の無機粒子が、チタン系粒子及びシリカ系粒子を含み、前記着色粒子表面の露出率が、25%以下であり、前記着色粒子と接触している前記チタン系粒子の割合が、15個数%以下であることを特徴とする静電荷像現像トナー。着色剤及び結着樹脂を含む着色粒子を作製する工程、水系媒体中において前記着色粒子にシリカ系粒子を湿式外添してシリカ系粒子付着着色粒子を得るシリカ系粒子付着工程、及び、チタン系粒子を乾式外添するチタン系粒子付着工程を含む、静電荷像現像トナーの製造方法。
【選択図】図1
Description
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、結晶性ポリエステルと非晶質樹脂とを含有した結着樹脂及び着色剤を含有し、無機微粒子を外添してなる電子写真用トナーであって、前記無機微粒子によるトナーの被覆率が130〜300%である電子写真用トナーが記載されている。
特許文献2には、少なくともポリエステル樹脂、着色顔料、離型剤からなるトナーであって、前記トナーの軟化温度が105〜130℃であり、前記トナーの体積平均粒子径が5.5〜10.5μmであり、トナー母体粒子に対する微粒子の外添被覆率が70〜210%であることを特徴とする非磁性一成分トナーが記載されている。
特許文献3には、結着樹脂及び着色剤を含有してなるトナー母粒子に平均粒径が20〜80nmのシリカと平均粒径が50〜300nmのアルミナが同時に外添されてなり、前記シリカとアルミナを含む外添剤による総被覆率が100%以上である電子写真用トナーが記載されている。
特許文献4には、結着樹脂及び着色剤を少なくとも含む着色粒子と、2種類の外添剤と、を含有する静電潜像現像用トナーであって、前記外添剤の1種の体積平均粒径が5nm以上50nm未満で、他の1種の体積平均粒径が50nm以上300nm未満であり、前記外添剤による表面被覆率が50%〜130%であり、測定前押し付け圧力を100〜1,000nNにした場合の微小粒子間付着力測定装置により測定された静電潜像担持体との間の付着力が、初期トナーと前記静電潜像担持体との間の付着力をFadd、ストレストナーと前記静電潜像担持体との間の付着力をFageとしたときに下記式(1−1)及び(1−2)を満たす静電潜像現像用トナーが記載されている。
0.05≦Fadd/Fage≦1 (1−1)
Fage≦500nN (1−2)
<1> 着色剤及び結着樹脂を含む着色粒子を有し、前記着色粒子の表面に、二種以上の無機粒子が外添されており、前記二種以上の無機粒子が、チタン系粒子及びシリカ系粒子を含み、前記着色粒子表面の露出率が、25%以下であり、前記着色粒子と接触している前記チタン系粒子の割合が、15個数%以下であることを特徴とする静電荷像現像トナー、
<2> 前記着色粒子表面の露出率が、16%以下である<1>に記載の静電荷像現像トナー、
<3> 前記着色粒子に対する前記チタン系粒子の被覆率と前記シリカ系粒子の被覆率の合計値が150%以下である<1>又は<2>に記載の静電荷像現像トナー、
<4> 着色剤及び結着樹脂を含む着色粒子を作製する工程、水系媒体中において前記着色粒子にシリカ系粒子を湿式外添してシリカ系粒子付着着色粒子を得るシリカ系粒子付着工程、及び、チタン系粒子を乾式外添するチタン系粒子付着工程を含む、<1>〜<3>いずれか1つに記載の静電荷像現像トナーの製造方法、
<5> 前記シリカ系粒子付着工程において、水系媒体中のシリカ系粒子の含有量が、着色粒子の被覆率90〜150%相当量である、<4>に記載の静電荷像現像トナーの製造方法、
<6> 画像形成装置に着脱可能であり、<1>〜<3>いずれか1つに記載の静電荷像現像トナーを収容することを特徴とするカートリッジ、
<7> 像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像工程、前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、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、を含み、前記トナーが<1>〜<3>いずれか1つに記載の静電荷像現像トナーであることを特徴とする画像形成方法、
<8> 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、前記トナーが<1>〜<3>いずれか1つに記載の静電荷像現像トナーであることを特徴とする画像形成装置。
上記<2>に記載の発明によれば、着色粒子表面の露出率が16%以下ではない場合に比べて、経時での画像濃度安定性により優れた静電荷像現像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、着色粒子に対するチタン系粒子の被覆率とシリカ系粒子の被覆率の合計値が150%を超える場合に比べて、更に画像形成時における他部材へのトナーの付着が抑制された静電荷像現像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、シリカ系粒子を湿式外添し、その後チタン系粒子を乾式外添しない場合に比して、画像形成時における経時での画像安定性に優れる静電荷像現像トナーを容易に製造することができる。
上記<5>に記載の発明によれば、シリカ系粒子付着工程において、水系媒体中のシリカ系粒子の含有量が、着色粒子の被覆率90〜150%相当量でない場合に比して、画像形成時における経時での画像安定性により優れる静電荷像現像トナーを容易に製造することができる。
上記<6>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、画像形成時における経時での画像濃度安定性に優れる静電荷像現像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<7>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、経時での画像濃度安定性に優れた画像形成方法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べて、経時での画像濃度安定性に優れた画像形成装置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。
本実施形態の静電荷像現像トナーは、着色剤及び結着樹脂を含む着色粒子を有し、前記着色粒子の表面に、二種以上の無機粒子が外添されており、前記二種以上の無機粒子が、チタン系粒子及びシリカ系粒子を含み、前記着色粒子表面の露出率が、25%以下であり、前記着色粒子と接触している前記チタン系粒子の割合が15個数%以下であることを特徴とする。
本実施形態における着色粒子表面の露出率(E)は、シリカ系粒子による着色粒子表面への実測の被覆率Cs並びにチタン系粒子による着色粒子表面への実測の被覆率Ctから求めるものとする。すなわち、実測の被覆率Cs、Ctは、X線光電子分光装置(XPS)(「JPS−9000MX」:日本電子(株)製)により、着色粒子のみ、シリカ系粒子のみ、チタン系粒子のみ、及び、シリカ系粒子とチタン系粒子とを含むトナーについて、それぞれ珪素原子/チタン原子のシグナル強度を測定し、下記式(1)、(2)を用いて算出される。
(1) Ct=(Pt−Nt)/(Tt−Nt)×100(%)
(2) Cs=(Ps−Ns−Ct×Ts)/(Ss−Ns)×100(%)
よって、露出率(E)は下記式(3)により算出される。
(3) E=100−Ct−Cs(%)
式(1)中のPsは、シリカ系粒子とチタン系粒子とを含むトナーについてのシリカ系粒子とチタン系粒子とに由来する珪素原子のシグナル強度を示し、Ptは、チタン原子のシグナル強度を示す。Ssは、シリカ系粒子のみの珪素原子のシグナル強度を示す。Tsは、チタン系粒子のみの珪素原子のシグナル強度を示し、Ttは、チタン原子のシグナル強度を示す。Nsは、着色粒子のみの珪素原子のシグナル強度を示し、Ntは、チタン原子のシグナル強度を示す。
本実施形態においては、下記方法により着色粒子表面と直接接触しているチタン系粒子の割合(個数%)を求める。なお、「着色粒子と接触しているチタン系粒子の割合」とは、着色粒子と直接接触しているチタン系粒子の割合を意味する。
走査型電子顕微鏡(FE−SEM S−4700、(株)日立製作所製)を用いて、加速電圧5kVにて、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チタン系粒子の個数を勘定し、チタン系粒子と着色粒子表面との接触割合を計算する。本実施形態においては、10枚の画像を観察し、平均値を前記着色粒子表面と接触している前記チタン系粒子の割合とする。
なお、着色粒子にチタン系粒子が接触しているか否かは、当該チタン系粒子の周囲に当該チタン系粒子下部のシリカ系粒子が視認できる場合は着色粒子にチタン系粒子が接触していないと判断し、当該チタン系粒子の周囲に当該チタン系粒子下部のシリカ系粒子が視認できない場合は着色粒子にチタン系粒子が接触していると判断する。
本実施形態の静電荷像現像トナーは、前記着色粒子の表面に、外添剤として、二種以上の無機粒子が外添されており、前記二種以上の無機粒子が、チタン系粒子及びシリカ系粒子を含み、前記着色粒子表面の露出率が、25%以下であり、前記着色粒子表面と接触している前記チタン系粒子の割合が、15個数%以下である。
本実施形態の静電荷像現像トナーは、前記着色粒子表面の露出率が25%以下であり、かつ、前記着色粒子表面と直接接触している前記チタン系粒子の割合(接触割合)が15個数%以下であるので、チタン系粒子と着色粒子表面とが直接接触する割合が低減されている。そのため、熱履歴や機械的ストレスによってチタン系粒子が着色粒子表面へ埋没することが抑制され、電荷交換性が維持されるため、結果として画像の濃度安定性が維持されるものとものと推測される。また本実施形態の静電荷像現像トナーは、チタン系粒子の着色粒子への埋没により、チタン系粒子がフィラーとしての働きをして着色粒子表面の溶融粘度が増加し、最低定着温度が変化することが抑制されるものと推測される。
本実施形態の静電荷像現像トナーは、前記着色粒子の表面に、まずシリカ系粒子を着色粒子の径方向において重なり合わないように付着させた後に、チタン系粒子を外添することにより好適に作製される。また、本実施形態の静電荷像現像トナーにおけるチタン系粒子は、前記着色粒子の表面に、着色粒子の径方向において重なり合わないよう1層で付着させることが好ましい。1層で付着させることにより、重なり合いの上層に位置するシリカ系粒子が少ないため遊離するシリカ系粒子が少なくなり、キャリアや現像剤保持体や感光体への移行が抑制されるものと推測される。1層での付着は、光学又は電子顕微鏡による観察により、直接的に確認してもよいし、また、後述する添加量の範囲で規定の着色粒子の露出率を達成することで定量的に確認してもよい。
着色粒子表面の露出率は好ましくは23%以下であり、より好ましくは20%以下である。また、着色粒子表面の露出率の下限は特に限定されないが、製造上の観点から2%以上であることが好ましく、3%以上であることがより好ましい。
着色粒子表面と直接接触しているチタン系粒子の割合(接触割合)は、12個数%以下であることが好ましく、10個数%以下であることが更に好ましい。また、着色粒子表面と直接接触しているチタン系粒子の割合(接触割合)の下限は特に制限されないが、製造上の観点から0.5個数%以上であることが好ましく、1個数%以上であることがより好ましい。
本実施形態の静電荷像現像トナーは、前記着色粒子の表面に、外添剤として、二種以上の無機粒子が外添されており、前記二種以上の無機粒子が、シリカ系粒子を含む。
シリカ系粒子は静電荷像現像トナーの帯電性向上、流動性向上の観点で一般的に用いられるものであり、コストの観点でも好ましく用いられている。
本実施形態の静電荷像現像トナーは、着色粒子の露出率が25%以下であり、着色粒子と接触しているチタン系粒子の割合が15個数%以下であるので、前記着色粒子の表面のには、シリカ系粒子がチタン系粒子よりも多く付着して形成された層を少なくとも1層有することが好ましい。なお、前記着色粒子表面にシリカ系粒子が付着して形成された層は、完全に着色粒子表面を覆うものではなく、前記着色粒子表面の露出率は25%以下であるので、前記着色粒子表面に付着したシリカ系粒子同士の間には、前記着色粒子表面が露出している部分が存在し、また、前記着色粒子表面にシリカ系粒子が付着していない部分、及び、チタン系粒子が付着している部分を有していてもよいことは言うまでもない。
シリカ系粒子の作製方法としては気相法製法や湿式製法、ゾルゲル製法等が挙げられるが、小粒径のシリカ系粒子が安価で作製できる気相法で作製したシリカが好ましい。
シリカ系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、帯電と流動性を得やすいシラン系カップリング剤が挙げられる。
シリカ系粒子のより好ましい添加量としては、着色粒子に対して被覆率が95〜135%になるような添加量が好ましい。
なお、シリカ系粒子のトナー粒子に対する被覆率は、下記方法により求められる。
da:外添剤(シリカ系粒子)の重量平均粒子径
dt:トナー粒子の重量平均粒子径
ρa:外添剤の真比重
ρt:トナー粒子の真比重
C:外添剤重量/トナー粒子の重量
としたときに、下記式に基づいて求められる。
被覆率(%)=(√3/(2π))×(dt/da)×(ρt/ρa)×C×100
本実施形態の静電荷像現像トナーは、前記着色粒子の表面に、外添剤として、二種以上の無機粒子が外添されており、前記二種以上の無機粒子が、チタン系粒子を含む。
一般的に、チタン系粒子は、トナー間の電荷交換性を促進することで、帯電分布を改善する働きを有するが、シリカ系粒子に比して樹脂との親和性が高いために、熱保管や機械的ストレスにより着色粒子表面に埋没しやすい。特に、チタン系粒子は、ポリエステル樹脂との親和性が高いため、結着樹脂としてポリエステル樹脂を使用した場合に、着色粒子への埋没が顕著である。チタン系粒子が着色粒子に埋没することで、電荷交換性が低下し、帯電分布が拡がる。更に、フィラーとしての働きも有するため、着色粒子表面の溶融粘度を上昇させ、低温定着性が上昇する。
本発明はシリカ系粒子が着色粒子の径方向において重なり合わないよう付着した着色粒子にチタン系粒子を外添してなることが好ましい。チタン系粒子は電荷交換性を向上させることで帯電速度を向上させ、帯電分布を狭化させるものと考えられる。また流動性向上へも寄与するものと考えられる。
また、本実施形態の静電荷像現像トナーは、前記着色粒子表面の露出率が25%以下であり、前記着色粒子表面と接触している前記チタン系粒子の割合が15個数%以下であるので、前記チタン系粒子の85個数%以上は、前記着色粒子と直接接触しておらず、前記着色粒子表面に直接付着したシリカ系粒子の上に存在している。また、本実施形態の静電荷像現像トナーは、着色粒子表面にシリカ系粒子が直接付着して形成された層上に、チタン系粒子の85個数%以上が存在することが好ましい。
チタン系粒子の体積平均粒子径は8〜50nmであることが好ましく、10〜40nmであることがより好ましい。チタン系粒子の体積平均粒子径が8nm以上であると、粒子の分散性が良好であり、一次粒子での付着が容易である。一方、50nm以下であると、トナーからの脱離が抑制され、また、流動性にも優れる。
またチタン系粒子の体積平均粒子径はシリカ系粒子の体積平均粒子径よりも大きいことが好ましい。チタン系粒子の体積平均粒子径がシリカ系粒子の体積平均粒子径よりも大きいことで、着色粒子表面に付着したシリカ系粒子の隙間から着色粒子表面に付着する確率が低減する。
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。
本実施形態の静電荷像現像トナーにおける着色粒子は、少なくとも着色剤と結着樹脂とを含有する。
前記着色粒子は、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、結着樹脂は特に限定されず着色粒子として公知の樹脂が使用される。例えば、低温定着性の観点からすれば、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む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重縮合により合成される。
なお、前記「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。
前記着色粒子は、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構わないが、耐光性や耐水性の観点からすれば、顔料であることが好ましい。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。前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。
前記着色粒子は、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。
着色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。
前記着色粒子には、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、静電荷像現像トナーは、円形度が0.950〜0.980であることが好ましく、0.958〜0.976であることがより好ましい。
上記円形度は、画像解析により求められる。例えばFPIA−3000(シスメックス(株)製)で測定する。
本実施形態の静電荷像現像トナーの製造方法としては、前述の規定を満たすトナーを得ることができれば特に制限はなく、例えば、着色剤及び結着樹脂を含む着色粒子を作製する工程(以下、「着色粒子作製工程」ともいう。)、水系媒体中において前記着色粒子にシリカ系粒子を湿式外添してシリカ系粒子付着着色粒子を得る工程(以下、「シリカ系粒子付着工程」ともいう。)、並びに、前記シリカ系粒子付着着色粒子にチタン系粒子を乾式外添する工程(以下、「チタン系粒子付着工程工程」ともいう。)、を含む製造方法であればよい。
本実施形態の静電荷像現像トナーの製造方法は、着色剤及び結着樹脂を含む着色粒子を作製する工程(着色粒子作製工程)を含む。
前記着色粒子作製工程における着色粒子の作製方法は、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作製する公知の方法が挙げられる。
本実施形態の静電荷像現像トナーの製造方法は、水系媒体中において前記着色粒子にシリカ系粒子を湿式外添してシリカ系粒子付着着色粒子を得る工程(シリカ系粒子付着工程)を含む。
湿式外添の場合、着色粒子の形状によらず、着色粒子の径方向において重なり合わないようシリカ系粒子が付着される。そのため、乾式外添では実現困難な一層での付着状態が実現されることとなる。
前記シリカ系粒子付着工程としては、例えば、着色粒子分散液中にシリカ系粒子を添加して着色粒子表面に前記シリカ系粒子を水系媒体中において付着する付着工程と、得られたシリカ系粒子付着着色粒子を乾燥させる乾燥工程と、が挙げられる。
本実施形態に用いる水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水や、エタノール、メタノール等のアルコール類などが挙げられる。これらの中でも、エタノールや水が好ましく、蒸留水及びイオン交換水等の水が特に好ましい。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。
また、水系媒体には、水混和性の有機溶媒を含んでいてもよい。水混和性の有機溶媒としては、例えば、アセトンや酢酸等が挙げられる。
着色粒子分散液中にシリカ系粒子を添加する方法としては、着色粒子分散液中にシリカ系粒子を固体(粉末)のまま直接添加してもよいし、シリカ系粒子を分散した分散液を着色粒子分散液中に添加してもよいが、疎水化処理されたシリカ系粒子の場合は、そのままでは水系媒体中に分散しにくいため、メタノールと水との混合溶媒に分散した状態で、着色粒子分散液中に添加するのが好ましい。前記混合溶媒におけるメタノールと水との混合割合(メタノール:水)は、1:9〜5:5が好ましい。
シリカ系粒子付着工程においては、シリカ系粒子を添加された着色粒子分散液の撹拌下、分散液のpHを酸性にすることによって、チタン系粒子を着色粒子に付着させてもよい。pHとしては、2以上6.5以下の範囲が好ましく、3以上6以下の範囲がより好ましい。pHを6.5以下とすることで、着色粒子表面のカルボン酸等の解離が抑制され、着色粒子の径方向において重なり合わないよう付着される。
図1の(a)は、被覆率100%相当の量のシリカ系粒子を、着色粒子に対し乾式外添した場合に得られるシリカ系粒子が外添された着色粒子の一例を示す模式図である。
図1の(a)においては、シリカ系粒子が凝集体Pcを形成しており、着色粒子上にも凝集体Pcの状態で外添されている箇所が見られ、また、着色粒子表面が露出している箇所も多く見られる。また、シリカ系粒子の一部が遊離粒子Piとなっているのも見られる。
図1の(b)は、被覆率150%相当の量のシリカ系粒子を、着色粒子に対し乾式外添した場合に得られるシリカ系粒子が外添された着色粒子の一例を示す模式図である。
図1の(b)においては、図1の(a)の場合と同様に、シリカ系粒子が凝集体Pcを形成しており、着色粒子上にも凝集体Pcの状態で外添されている箇所が見られ、また、着色粒子表面が露出している箇所も多く見られる。また、シリカ系粒子の一部が遊離粒子Piとなっているのも見られる。
図1の(c)は、被覆率100%相当の量のシリカ系粒子を、着色粒子に対し湿式外添した場合に得られるシリカ系粒子が外添された着色粒子の一例を示す模式図である。
図1の(c)においては、シリカ系粒子が凝集体Pcを形成せず、着色粒子上に一層のシリカ系粒子層として外添され、また、着色粒子表面が露出しているほとんど見られない。また、シリカ系粒子が遊離粒子Piとなっているのもほとんど見られない。
図1の(d)は、被覆率150%相当の量のシリカ系粒子を、着色粒子に対し湿式外添した場合に得られるシリカ系粒子が外添された着色粒子の一例を示す模式図である。
図1の(d)においては、シリカ系粒子が凝集体Pcを形成せず、着色粒子上に一層以上のシリカ系粒子層として外添され、また、着色粒子表面が露出しているほとんど見られない。また、シリカ系粒子の一部が凝集体Pcを形成していたり、遊離粒子Piとなっているのが見受けられる。
本実施形態の静電荷像現像トナーの製造方法は、前記シリカ系粒子付着着色粒子にチタン系粒子を乾式外添する工程(チタン系粒子付着工程)を含む。
前記チタン系粒子付着工程において、シリカ系粒子が均一付着した前記シリカ系粒子付着着色粒子表面にチタン系粒子を外添する方法としては、従来の乾式外添方法が挙げられる。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。
シリカ系粒子が付着した着色粒子にチタン系粒子を乾式外添することで、チタン系粒子がシリカ系粒子層の上に外添され、着色粒子表面と接触する確率が低下し、前記チタン系粒子と前記着色粒子表面との接触割合が15個数%以下であるトナーが作製される。
また、シリカ系粒子付着工程やチタン系粒子付着工程の際に、他の外添剤を添加してしてもよい。
本実施形態の静電荷像現像トナーは、非磁性一成分現像剤や二成分現像剤として用いられる。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、カーボンブラック等が例示されるが、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。
前記トナーを含む現像剤は、本実施形態の静電荷像現像トナーであっても、本実施形態の静電荷像現像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、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。
前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。
前記現像工程は、現像剤保持体上の現像剤層により前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。前記現像剤層としては、本実施形態の静電荷像現像トナーを含んでいれば特に制限はない。
前記転写工程は、前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。
前記定着工程では、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。
前記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。
前記転写手段では、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2は、本実施の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ためである。
図3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且つ現像ロール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。
着色粒子表面の露出率(E)は、シリカ系粒子による着色粒子表面への実測の被覆率Cs並びにチタン系粒子による着色粒子表面への実測の被覆率Ctから求めた。すなわち、実測の被覆率Cs、Ctは、X線光電子分光装置(XPS)(「JPS−9000MX」:日本電子(株)製)により、着色粒子のみ、シリカ系粒子のみ、チタン系粒子のみ、及び、シリカ系粒子とチタン系粒子とを含むトナーについて、それぞれ珪素原子/チタン原子のシグナル強度を測定し、下記式(1)、(2)を用いて算出した。
(1) Ct=(Pt−Nt)/(Tt−Nt)×100(%)
(2) Cs=(Ps−Ns−Ct×Ts)/(Ss−Ns)×100(%)
よって、露出率(E)は下記式(3)により算出される。
(3) E=100−Ct−Cs(%)
式(1)中のPsは、シリカ系粒子とチタン系粒子とを含むトナーについてのシリカ系粒子とチタン系粒子とに由来する珪素原子のシグナル強度を示し、Ptは、チタン原子のシグナル強度を示す。Ssは、シリカ系粒子のみの珪素原子のシグナル強度を示す。Tsは、チタン系粒子のみの珪素原子のシグナル強度を示し、Ttは、チタン原子のシグナル強度を示す。Nsは、着色粒子のみの珪素原子のシグナル強度を示し、Ntは、チタン原子のシグナル強度を示す。
走査型電子顕微鏡(FE−SEM S−4700、(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チタン系粒子の個数を勘定し、シリカ系粒子と着色粒子表面との接触割合を計算した。本実施形態においては、トナー10個を調べ、平均値を着色粒子表面と接触しているチタン系粒子の割合(個数%)とした。
なお、目視による着色粒子にチタン系粒子が接触しているか否かは、当該チタン系粒子の周囲に当該チタン系粒子下部のシリカ系粒子が視認できる場合は着色粒子にチタン系粒子が接触していないと判断し、当該チタン系粒子の周囲に当該チタン系粒子下部のシリカ系粒子が視認できない場合は着色粒子にチタン系粒子が接触していると判断した。
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、非結晶性ポリエステル樹脂(1)を合成した。
非結晶性ポリエステル樹脂(1)の重量平均分子量(Mw)は、23,200であった。また、非結晶性ポリエステル樹脂(1)の酸価は、14.2KOHmg/gであった。非結晶性ポリエステル樹脂(1)のガラス転移温度(Tg)は、62℃、比重は1.2であった。
(非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)の作製)
非結晶性ポリエステル樹脂(1) 100部
溶剤(1):メチルエチルケトン 40部
溶剤(2):2−プロパノール 25部
塩基性化合物:10重量%アンモニア水溶液 3.5部
蒸留水(滴下する前に乾燥窒素による減圧バブリングにより脱酸素処理を行ったもの) 400部
温度調節及び窒素置換が可能な容器へ樹脂(1)、溶剤(1)及び溶剤(2)を投入し、樹脂(1)を溶解させた後、塩基性化合物を添加して41℃で10分アンカー翼をつけたスリーワンモーター(新東科学(株)製)を用いて150rpmの条件で撹拌して樹脂含有液を得た。
次に容器を乾燥窒素置換し、温度を41℃に設定し、樹脂含有液を180rpmの条件で撹拌しながら蒸留水を1部/分の割合で滴下することで転相乳化を行った。
滴下終了後、70rpmの条件で撹拌しつつ25℃で24時間乾燥窒素バブリングを行うことにより溶剤(1)及び溶剤(2)を除去して樹脂粒子分散液(1)を得た。得られた樹脂粒子分散液(1)中の樹脂粒子(1)の体積平均粒子径は210nmであった。また、樹脂粒子分散液(1)の固形分濃度は32%であった。
(離型剤分散液)
・パラフィンワックス(日本精蝋(株)製、HNP−9、融点: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。
(着色剤分散液)
・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。
メチルトリメトキシシラン1.0部を溶解したメタノール−水(95:5)の混合溶媒に、水洗して水可溶性成分量を減量した体積平均粒子径15nmのルチル型酸化チタン(MT−150A、テイカ(株)製)粉末10部を添加し、超音波分散した。次いで、エバポレーターで分散液中のメタノール等を蒸発させ、乾燥した後、120℃に設定された乾燥機で熱処理し、乳鉢で粉砕して、体積平均粒径20nm、比重が4.1であるメチルトリメトキシシランで表面処理されたルチル型酸化チタン外添剤を得た。
まず、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40℃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、体積平均粒径30nm、比重が3.2であるメタチタン酸外添剤を得た。
(トナー(1)の作製)
非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1) 272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
−混合工程−
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、44℃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4.6μmであった。
次に、原料分散液に非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)100部を追添加し、前記凝集粒子の表面に非結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7.0に調整した後、原料分散液を92℃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、着色粒子分散液を1.0℃/分の降温速度で冷却した。
次に、着色粒子分散液をろ過し、固液分離後の着色粒子を、着色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22μSであることを確認した。この着色粒子(1)の体積平均粒径は5.4μmであった。またFPIA3000を用いて測定した円形度は0.968であった。
洗浄工程を経た着色粒子分散液をろ過した後、イオン交換水を用いて、固形分濃度35%になるように調製した。次に12nmの疎水性シリカ粒子であるR8200(HMDS処理:日本アエロジル(株)製)をメタノール:水の50:50混合液に分散させ、徐々にイオン交換水で希釈して、シリカ粒子の固形分濃度が32%のシリカ粒子分散液になるように調整した。このシリカ粒子分散液はメタノール:水が20:80の比率の混合液であった。次に着色粒子分散液を撹拌し、その中に着色粒子に対して1.78重量部(被覆率120%相当量)になるようにシリカ粒子分散液を徐々に滴下した。その後0.3Nの硝酸を滴下してpHを4.0まで低下し、30分撹拌後にろ過を行った。固形分に固形分濃度10%イオン交換水をゆっくりと滴下して30分撹拌後に再度ろ過を行い、得られた固形分を真空凍結乾燥機に入れ、25℃で24時間乾燥を行いシリカ粒子付着着色粒子(1)を得た。
得られたシリカ粒子付着着色粒子(1)をSEMにて表面観察したところ、シリカ粒子が着色粒子表面に均一に付着していた。
シリカ粒子付着着色粒子(1)100部とルチル型酸化チタン外添剤1.38部(被覆率30%相当量)とを5L容量のヘンシェルミキサーに入れ、回転数2,200rpm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。トナー(1)のXPSによる露出率は16%であった。またSEMによるルチル型酸化チタン粒子と着色粒子表面との接触割合は6個数%であった。
凝集粒子の保持時間を2.5時間に、融合時間を3.5時間にした以外はトナー(1)と同様に着色粒子(2)を作製した。着色粒子(2)の体積平均粒径は6.2μmであった。またFPIA3000を用いて測定した円形度は0.972であった。また、R8200:1.78重量部を1.55重量部(被覆率120%相当量)に、ルチル型酸化チタン外添剤1.38部を1.20部(被覆率30%相当量)に替えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(2)を得た。トナー(2)のXPSによる露出率は14%であった。またSEMによるルチル型酸化チタン粒子と着色粒子表面との接触割合は5個数%であった。
ルチル型酸化チタン外添剤1.38部(被覆率30%相当量)をメタチタン酸外添剤1.34部(被覆率25%相当量)に替えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(3)を得た。トナー(3)のXPSによる露出率は13%であった。またSEMによるルチル型酸化チタン粒子と着色粒子表面との接触割合は4個数%であった。
R8200:1.78重量部(被覆率120%相当量)をR8200:1.36重量部(被覆率92%相当量)に替えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(4)を得た。トナー(4)のXPSによる露出率は22%であった。またSEMによるルチル型酸化チタン粒子と着色粒子表面との接触割合は12個数%であった。
R8200:1.78重量部(被覆率120%相当量)をR8200:2.04重量部(被覆率138%相当量)に替えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(5)を得た。トナー(5)のXPSによる露出率は10%であった。またSEMによるルチル型酸化チタン粒子と着色粒子表面との接触割合は4個数%であった。
R8200を16nmの疎水性シリカ粒子であるR972(ジメチルジクロロシラン処理:日本アエロジル(株)製)に替えて、同様にシリカ粒子分散液を作製した。このシリカ粒子分散液を2.37重量部(被覆率120%相当量)になるように徐々に滴下して、シリカ粒子付着着色粒子(1)と同様にしてシリカ粒子付着着色粒子(2)を得た。
得られたシリカ粒子付着着色粒子(2)をSEMにて表面観察したところ、シリカ粒子が着色粒子表面に均一に付着していた。
以降はトナー(1)と同様にしてトナー(6)を得た。トナー(6)のXPSによる露出率は14%であった。またSEMによるルチル型酸化チタン粒子と着色粒子表面との接触割合は6個数%であった。
R8200:1.78重量部(被覆率120%相当量)をR8200:2.39重量部(被覆率162%相当量)に替えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(7)を得た。トナー(7)のXPSによる露出率は9%であった。またSEMによるルチル型酸化チタン粒子と着色粒子表面との接触割合は4個数%であった。またシリカ粒子が二層以上で重なって付着している部位が散見された。
R8200:1.78重量部(被覆率120%相当量)をR8200:1.18重量部(被覆率80%相当量)に替えた以外はトナー(1)と同様にしてトナー(8)を得た。トナー(8)のXPSによる露出率は27%であった。またSEMによるルチル型酸化チタン粒子と着色粒子表面との接触割合は17個数%であった。
シリカ付着工程を除いて取り出した着色粒子に、R8200:1.78重量部(被覆率120%相当量)を乾式外添した後に、更にルチル型酸化チタン外添剤1.38部(被覆率30%相当量)を加えて乾式外添を行った以外はトナー(1)と同様にしてトナー(9)を得た。トナー(9)のXPSによる露出率は34%であった。またSEMによるルチル型酸化チタン粒子と着色粒子表面との接触割合は32個数%であった。
トナー(1)を45℃/50%RHの環境下で24時間放置した。次にトナー(1)を富士ゼロックス(株)製XP−15改造機(非接触現像方式)に入れ、32℃/85%RHの環境下で画像面積率10%の画像を5000枚プリント出力し、以下の評価を行った。試験紙はリサイクルコピー用紙G70(古紙パルプ70%、坪量67g/m2、ISO白色度72%/富士ゼロックス(株)製)を用いた。
5,000枚プリントした後、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。G2以下であれば実用上問題ないと言える。結果を表1に示す。
G1:感光体に付着物は確認されない
G2:感光体に付着物が確認されるがわずか
G3:感光体に筋状に成長した付着物が確認されるがわずか
G4:感光体ほぼ全域に付着物がある
10枚目と5,000枚目のソリッド画像濃度を画像濃度計(X−Rite404A:X−Rite社製)を用いて測定し、測定結果から以下の評価基準に即して評価した。G2以下であれば実用上問題ないと言える。結果を表1に示す。
G1:10枚目に対し5,000枚目の画像濃度が97%以上。
G2:10枚目に対し5,000枚目の画像濃度が94%以上97%未満。
G3:10枚目に対し5,000枚目の画像濃度が90%以上94%未満。
G4:10枚目に対し5,000枚目の画像濃度が90%未満。
黒ベタ画像印刷後、続けて白紙印刷し、紙面中央の1点、上から50mmで左右から50mmの2点、下から50mmで左右から50mmの2点の計5点について、画像濃度計(X−Rite938:X−Rite社製)で測定を行い、印刷していない用紙とのΔEを測定した。G2以下であれば実用上問題ないと言える。結果を以下の判断基準により評価した。結果を表1に示す。
G1:ΔEが0.3未満、
G2:ΔEが0.3以上、0.5未満
G3:ΔEが0.5以上、1.0未満、
G4:ΔEが1.0以上
5,000枚プリントした後、未定着画像を採取して定着評価を行った。初期の最低定着温度と現像機空回し後の最低定着温度の差分を最低定着温度変化(Δ℃)とした。定着評価はDC155(富士ゼロックス(株)製)のロール型定着装置を改造して定着圧力を可変とした定着装置を用いて、以下の定着条件で未定着画像の定着を行った。
・面圧:0.06MPa
・プロセススピード:200mm/s
・定着温度:110℃から5℃おきに温度を上げて実施
得られた定着画像について、画像しごき試験器を用いてソリッド画像強度の評価を行った。画像しごき試験器は、軸方向を平行にした直径10cmの一対の円筒状ゴムロールを備えている。このゴムロールの間に同じ条件で定着した定着画像を画像同士が重なるようにして挟み、ゴムロール間の荷重加重が6kgfになるように荷重加重を掛けて、画像をしごくようにゴムロールが同方向に40rpmの速度で回転する条件とした。得られたしごき画像を限度見本を用いてG1乃至G7まで評価して、実使用上問題ないG4以下となるときの定着温度を最低定着温度とした。最低定着温度変化は5℃以下であれば実用上問題ないと言える。評価結果を表1に示す。
トナー(1)をトナー(2)に替えた以外は実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を表1に示す。
トナー(1)をトナー(3)に替えた以外は実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を表1に示す。
トナー(1)をトナー(4)に替えた以外は実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を表1に示す。
トナー(1)をトナー(5)に替えた以外は実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を表1に示す。
トナー(1)をトナー(6)に替えた以外は実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を表1に示す。
トナー(1)をトナー(7)に替えた以外は実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を表1に示す。
トナー(1)をトナー(8)に替えた以外は実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を表1に示す。
トナー(1)をトナー(9)に替えた以外は実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を表1に示す。
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 (8)
- 着色剤及び結着樹脂を含む着色粒子を有し、
前記着色粒子の表面に、二種以上の無機粒子が外添されており、
前記二種以上の無機粒子が、チタン系粒子及びシリカ系粒子を含み、
前記着色粒子表面の露出率が、25%以下であり、
前記着色粒子と接触している前記チタン系粒子の割合が、15個数%以下であることを特徴とする
静電荷像現像トナー。 - 前記着色粒子表面の露出率が、16%以下である請求項1に記載の静電荷像現像トナー。
- 前記着色粒子に対する前記チタン系粒子の被覆率と前記シリカ系粒子の被覆率の合計値が150%以下である請求項1又は2に記載の静電荷像現像トナー。
- 着色剤及び結着樹脂を含む着色粒子を作製する工程、
水系媒体中において前記着色粒子にシリカ系粒子を湿式外添してシリカ系粒子付着着色粒子を得るシリカ系粒子付着工程、及び、
チタン系粒子を乾式外添するチタン系粒子付着工程を含む、
請求項1〜3いずれか1つに記載の静電荷像現像トナーの製造方法。 - 前記シリカ系粒子付着工程において、水系媒体中のシリカ系粒子の含有量が、着色粒子の被覆率90〜150%相当量である、請求項4に記載の静電荷像現像トナーの製造方法。
- 画像形成装置に着脱可能であり、請求項1〜3いずれか1つに記載の静電荷像現像トナーを収容することを特徴とする
カートリッジ。 - 像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、
前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像工程、
前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、
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、を含み、
前記トナーが請求項1〜3いずれか1つに記載の静電荷像現像トナーであることを特徴とする
画像形成方法。 - 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、
前記トナーが請求項1〜3いずれか1つに記載の静電荷像現像トナーであることを特徴とする
画像形成装置。
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