JP4655116B2 - ハイブリッド現像用トナー、ハイブリッド現像用現像剤および画像形成装置 - Google Patents
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Description
少なくともバインダー樹脂および着色剤が含有されてなり、キャリアとの摩擦接触によって帯電されるトナー粒子;
キャリアとの摩擦接触によってトナー粒子の帯電極性とは逆の極性に帯電される個数平均一次粒径95〜850nmの逆極性粒子;および
該キャリアとの摩擦接触によってトナー粒子の帯電極性と同極性に帯電される個数平均一次粒径80〜800nmおよび形状係数100〜160の同極性粒子
を含むことを特徴とするハイブリッド現像用トナーに関する。
本発明に係るハイブリッド現像用トナー(以下、単にトナーという)は、トナー粒子および該トナー粒子に外添される外添剤を含むものである。
アクリル樹脂−チタン酸ストロンチウム
シリコーン樹脂−チタン酸バリウム
メラミン樹脂−ジルコン酸カルシウム
ベンゾグアナミン樹脂−ジルコン酸マグネシウム
(キャリア構成樹脂−逆極性粒子(負帯電性))
アクリル樹脂−シリカ
フッ素樹脂−シリカ
ポリエステル−酸化アルミニウム
ポリオレフィン−ポリフッ化アクリルビーズ
形状係数=(粒子の最大径)2/(粒子の投影面積)×π/4×100
チタン酸ストロンチウム−シリカ
チタン酸バリウム−酸化チタン
ジルコン酸カルシウム−酸化アルミニウム
ジルコン酸マグネシウム−ポリフッ化アクリルビーズ
シリカ−チタン酸ストロンチウム
酸化チタン−チタン酸バリウム
酸化アルミニウム−ジルコン酸カルシウム
ポリフッ化アクリルビーズ−ジルコン酸マグネシウム
例えば、シリカの場合、ゾルゲル法による製造過程において、加水分解反応、水の質量比、反応温度、撹拌温度を調整することによって、シリカの形状係数を制御できる。詳しくは、反応速度を下げることによって、形状係数を上げることができる。一方で、反応速度を上げることによって、形状係数を下げることができる。
また、酸化チタンの場合、例えば、硫酸チタニルを特定の温度下、かつ、特定の圧力下で加水分解して得た含水二酸化チタン粒子を焼成して球状チタンを得るときには、加水分解時の温度や焼成温度により形状を調整することが出来る。特に、焼成温度が高くなりすぎると、粒子間焼結などにより形状係数が大きくなる。
また、酸化アルミニウムの場合、例えば、バイヤー法アルミナでは、結晶化時の核発生と結晶成長過程の調節によって形状を制御することができる。
本発明に係るハイブリッド現像用現像剤(以下、単に現像剤という)は、上記したトナーおよびキャリアを含むものである。
本発明の現像剤はハイブリッド現像装置および当該現像装置を備えた画像形成装置に使用される。ハイブリッド現像方式とは、二成分現像剤を第1の搬送部材(搬送ローラ)の外周面に保持して、第2の搬送部材(現像ローラ)との対向領域まで搬送し、トナーを選択的に第2の搬送部材の外周面に供給して、第2の搬送部材の外周面にトナー薄層を形成し、該トナー薄層を用いて静電潜像担持体上の静電潜像を現像するものである。本発明においては二成分現像剤として前記現像剤が使用される。
現像装置34は、本発明の現像剤10と以下に説明する種々の部材を収容する現像槽(ハウジング)42を備えている。図面を簡略化することで発明の理解を容易にするため、現像槽42の一部は削除してある。現像槽42は感光体12に向けて開放された一連の開口部(44、52)を備えており、この開口部44の近傍に形成された空間46にトナー搬送部材(第2の搬送部材)である現像ローラ48が設けてある。現像ローラ48は、円筒状の部材(第2の回転円筒体)であり、感光体12と平行に且つ感光体12の外周面と所定の現像ギャップ50を介して、回転可能に配置されている。
供給領域90でスリーブ60から現像ローラ48にトナーを効率的に移動させるために、現像ローラ48とスリーブ60は電界形成装置110と電気的に接続されている。電源の具体例が図2A〜図6に示してある。
磁性体からなるキャリアコア粒子にシリコーン樹脂コートがなされてなるコート型キャリアであって、平均粒径約33μmのコニカミノルタビジネステクノロジーズ社製bizhub C350用キャリアを用いた。
トナー粒子を乳化重合会合法により製造した。トナー粒子の結着樹脂はスチレン−アクリル共重合体であった。その体積平均径は6.5μm、平均円形度は0.95、ガラス転移点は50℃であった。トナー粒子をキャリアと混合した後、トナー粒子のブローオフ帯電量を測定したところ、負の値を示した。
市販のシリカであって、前記の方法で測定した個数平均一次粒径と形状係数が所定の値を有するものを選択して使用した。形状係数が110以下のものについては日本触媒社製シーホスターKEシリーズを用いた。形状係数が110より大きいものについては、日本アエロジル社製#50(100部)に対してヘキサメチルジシラザン10部で表面処理を行なった後、風力分級機を用いて粒度分布を調整することによって得た、一次粒子が複数凝集したシリカ粒子を用いた。
いずれの球状シリカも、キャリアと混合した後、ブローオフ帯電量を測定したところ、負の値を示した。
所定の形状係数および個数平均一次粒径を有するチタン酸ストロンチウムはいずれもチタン工業社より市販されているSWシリーズのうち所定の値を有するものを選択し使用した。
いずれのチタン酸ストロンチウムも、キャリアと混合した後、ブローオフ帯電量を測定したところ、正の値を示した。
トナー粒子100重量部に対し、第1の疎水性シリカ0.1重量部を添加し、ヘンシェルミキサー(三井金属鉱山社製)を用いて40m/sの速度で1分間混合処理した。次いで、混合物に同極性粒子として形状係数105および個数平均一次粒径200nmの球状シリカ2重量部を添加し、上記ヘンシェルミキサーを用いて40m/sの速度で5分間混合処理した。ヘンシェルミキサー内の温度はトナー粒子のTgより5℃程度高めに設定した。次いで、混合物に第1の疎水性シリカ0.2重量部、第2の疎水性シリカ0.5重量部、および疎水性酸化チタン0.5重量部を添加し、上記ヘンシェルミキサーを用いて40m/sの速度で3分間混合処理した。次いで、混合物に形状係数190および個数平均一次粒径350nmのチタン酸ストロンチウム2重量部を添加し、上記ヘンシェルミキサーを用いて40m/sの速度で3分間混合処理して、トナーを得た。
第2の疎水性シリカは、個数平均一次粒径20nmのシリカ(#90:日本アエロジル社製)をHMDSにより表面処理したものである。
疎水性酸化チタンは、個数平均一次粒径30nmのアナターゼ型酸化チタンを水系湿式中で疎水化剤であるイソブチルトリメトキシシランにより表面処理をしたものである。
所定の形状係数および個数平均一次粒径を有するチタン酸ストロンチウムおよび所定の形状係数および個数平均一次粒径を有する球状シリカを所定の添加量で用いたこと以外、実施例1と同様の方法によりトナーを製造した。
トナーとキャリアとを、トナー:キャリアが8:92の重量割合になるように混合して現像剤を得た。現像剤を図1に示す構成の画像形成装置に搭載した。この画像形成装置を用いて、文字画像部およびソリッド部を有する画像比率5%のサンプルを5万枚プリントした。トナーは残量が少なくなるごとに補給した。
耐刷1枚目と5万枚目におけるソリッド部の透過濃度をマクベス濃度計で測定し、それらの差に基づいて評価した。
◎;濃度差が0.10未満であった;
○;濃度差が0.10以上0.15未満であった(実用上問題なし);
△;濃度差が0.15以上0.20未満であった(実用上問題なし);
×;濃度差が0.20以上であった(実用上問題あり)。
耐刷後において現像ローラ上のトナーを採取し、走査型電子顕微鏡(SEM)にてトナー粒子の表面を観察した。実施例1〜11のトナーでは、比較的多くの球状シリカがトナー粒子表面に固定化されていることが確認できた。比較例2および比較例3のトナーでは、トナー粒子表面に固定化されている球状シリカはほとんど存在しなかった。比較例2では球状シリカはトナー粒子中に埋没され、比較例3では球状シリカはトナー粒子表面から脱落したものと考えられる。
Claims (4)
- 少なくともバインダー樹脂および着色剤が含有されてなり、キャリアとの摩擦接触によって帯電されるトナー粒子;
キャリアとの摩擦接触によってトナー粒子の帯電極性とは逆の極性に帯電される個数平均一次粒径95〜850nmの逆極性粒子;および
該キャリアとの摩擦接触によってトナー粒子の帯電極性と同極性に帯電される個数平均一次粒径80〜800nmおよび形状係数100〜160の同極性粒子
を含むことを特徴とするハイブリッド現像用トナー。 - 請求項1に記載のトナーおよびキャリアを含むハイブリッド現像用現像剤。
- キャリアがバインダー型またはコート型キャリアである請求項2に記載のハイブリッド現像用現像剤。
- 請求項2または3に記載のハイブリッド現像用現像剤を備えた画像形成装置。
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