JP6291706B2 - 静電荷像現像用トナー、二成分現像剤および画像形成方法 - Google Patents
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Description
そして、二成分現像剤には、近年、より一層の高信頼化、具体的には、帯電状態の安定性、現像性、転写性およびクリーニング性の向上が求められており、さらには、高耐久化も求められている。
また、長期間にわたるクリーニング性能を確保するため、外添剤として大径粒子を用いる方法が知られている。この大径粒子がブレードと感光体基体との間で引っ掛かることによって、トナー粒子のすり抜けを抑制することができ、クリーニング性を向上させることができる。また、大径粒子よりなる外添剤が添加されたトナー粒子と、キャリア粒子や基体(感光体基体または中間転写ベルト基体)との付着力が低減するため、現像性や転写性の向上を図ることができる。
また、外添剤として、大径粒子と共に小径粒子を用いることにより、小径粒子の埋没を抑制する方法が知られている(特許文献2参照)。しかしながら、この方法によっては、小径成分の埋没を抑制することはできるものの、大径粒子についてはキャリア粒子やトナー粒子と直接衝突するため、大径粒子の埋没が徐々に進行し、結局、帯電性やクリーニング性などの低下を招くという問題がある。
前記バンプの平均高さが50〜120nmであり、
前記バンプの平均直径が100〜500nmであり、
前記母体粒子表面における前記バンプの平均分布密度が2〜15個/μm2 であり、
前記外添剤が、炭素数6〜16のアルキルシランに由来の反応生成物が表面に存在する、平均粒径が20〜40nmである疎水化処理シリカ微粒子を含むことを特徴とする。
また、本発明のトナーにおいて、外添剤が添加されてなる場合においては、当該外添剤の粒径程度の高さを有するバンプが複数形成されていることにより、当該外添剤が、母体粒子表面に形成されたバンプ間に入り込むことによって、トナー粒子とキャリア粒子との衝突やトナー粒子同士の衝突により、当該外添剤が衝撃力を直接的に受けることが抑制されるので、当該外添剤のキャリアへの移行やトナー粒子への埋没が抑制されるために、耐刷時においても現像性および転写性が確保される。なお、本発明においては、外添剤が添加されていなくても、トナー粒子間またはキャリア粒子とトナー粒子との間の付着力が低減し、流動性が向上するため、外添剤レス現像剤を構成するトナーとしても期待される。
さらに、本発明のトナーにおいて、外添剤として長鎖アルキルシランにより疎水化処理された特定粒径のシリカ微粒子(以下、「特定の疎水化シリカ微粒子」ともいう。)が添加されてなる場合においては、帯電性の環境差が低減されると共に、特定の疎水化シリカ微粒子が、母体粒子表面に形成されたバンプ間に入り込むことによって、トナー粒子とキャリア粒子との衝突やトナー粒子同士の衝突により、当該特定の疎水化シリカ微粒子が衝撃力を直接的に受けることが抑制されるので、トナー粒子に対する特定の疎水化シリカ微粒子の埋没が抑制され、耐刷時においても帯電性の環境差が極めて小さいことが維持される。以上により、本発明のトナーによれば、帯電状態の安定性、現像性、転写性およびクリーニング性などの信頼性が十分に確保されながらも、高い耐久性が得られる。
本発明のトナーは、スチレン−アクリル共重合体からなる結着樹脂(以下、「母体用樹脂」ともいう。)が含有されてなる母体粒子と、この母体粒子の表面から突出するよう形成された、スチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂による複数のバンプとよりなるトナー粒子を有してなるものである。ここで、バンプとは、母体粒子表面に形成されている突起のことであり、図1および図2に示す形状のものである。
本発明のトナーは、トナー粒子のみにより構成されていても、外添剤が添加されている構成でもよいが、通常、外添剤が添加されている構成が好ましい。
本発明のトナーにおいては、トナー粒子を構成する母体粒子の表面に、当該表面から突出する複数のバンプが形成されている。このバンプは、図1および図2に示すように、ドーム状の突起である。本発明のトナーに、このようなバンプが複数形成されていることにより、当該バンプがブレードと感光体基体との間で引っ掛かり、トナー粒子のすり抜けが抑制され、耐刷時においてもクリーニング性が確保される。また、本発明のトナーにおいて、外添剤が添加されてなる場合においては、当該外添剤の粒径程度の高さを有するバンプが複数形成されていることにより、当該外添剤が、母体粒子表面に形成されたバンプ間に入り込むことによって、トナー粒子とキャリア粒子との衝突やトナー粒子同士の衝突により、当該外添剤が衝撃力を直接的に受けることが抑制されるので、当該外添剤のキャリアへの移行やトナー粒子への埋没が抑制されるために、耐刷時においても現像性および転写性が確保される。
バンプの平均高さが、50nm未満である場合においては、粒径が50nm以上である外添剤が添加されると、トナー粒子とキャリア粒子との衝突やトナー粒子同士の衝突により、当該外添剤がトナー粒子に埋没するので、高耐久化を実現することができない。一方、バンプの平均高さが、120nmを超える場合においては、バンプ間に外添剤が存在することとなり、外添剤による良好な流動性が得られないので帯電立ち上がり性が阻害される。
ここで、バンプの高さとは、図2に示すように、母体粒子表面からの突出高さhをいう。
バンプの平均直径が、100nm未満である場合においては、トナー粒子とキャリア粒子との衝突やトナー粒子同士の衝突により、当該外添剤がトナー粒子に埋没するので、高耐久化を実現することができない。一方、バンプの平均直径が、500nmを超える場合においては、後述する外添剤が添加される場合において、バンプ上に外添剤が付着することとなり高耐久化を実現することができない。
ここで、バンプの直径とは、図2に示すように、投影画像にあらわされた最大径d(以下、「投影像における最大幅」ともいう。)をいう。
バンプの平均分布密度が2個/μm2 未満である場合においては、トナー粒子とキャリア粒子との衝突やトナー粒子同士の衝突により、当該外添剤がトナー粒子に埋没するので、高耐久化を実現することができない。一方、バンプの平均分布密度が15個/μm2 を超える場合においては、後述する外添剤が添加される場合において、バンプ上に外添剤が付着することとなり高耐久化を実現することができない。
走査型電子顕微鏡「JSM−7401F」(JEOL社製)を用い、10000倍観察し、SEM画像データから画像処理を行って、1トナー粒子につき、1平方ミクロンメートル当たりのバンプの数、直径および高さの計測を行う。10粒子につき同様の測定を行い、平均値を算出する。
なお、バンプの数については、境界線上に存在するものについては、カウントしないものとする。
また、バンプ用樹脂の軟化点は、以下のように測定される。
20℃±1℃、50%±5%RHの環境下において、測定試料(バンプ用樹脂)1.1gをシャーレに入れ平らにならし、12時間以上放置した後、成型器「SSP−10A」(島津製作所製)によって3820kg/cm2 の力で30秒間加圧し、直径1cmの円柱型の成型サンプルを作成し、次いで、この成型サンプルを、24℃±5℃、50%±20%RHの環境下において、フローテスター「CFT−500D」(島津製作所製)により、荷重196N(20kgf)、開始温度60℃、予熱時間300秒間、昇温速度6℃/分の条件で、円柱型ダイの穴(1mm径×1mm)より、直径1cmのピストンを用いて予熱終了時から押し出し、昇温法の溶融温度測定方法でオフセット値5mmの設定で測定したオフセット法温度Toffsetが、バンプ用樹脂の軟化点とされる。
母体用樹脂におけるバンプ用樹脂の含有割合が過小である場合は、耐熱保管性が十分に確保されず、また、母体用樹脂におけるバンプ用樹脂の含有割合が過大である場合は、定着性を阻害する。
本発明において、バンプ用樹脂を構成するスチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂は、ポリエステルセグメントの末端にスチレン−アクリル系重合体セグメントが結合されたものである。またポリエステルセグメントの側鎖にスチレン−アクリル系重合体セグメントが結合されたものであってもよい。
スチレン−アクリル変性率は、具体的には、スチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂を合成するために用いられる樹脂材料の全質量、すなわち、ポリエステルセグメントとなる未変性のポリエステル樹脂と、スチレン−アクリル系重合体セグメントとなる芳香族系ビニル単量体および(メタ)アクリル酸エステル系単量体と、これらを結合させるための両反応性モノマーを合計した全質量に対する、芳香族系ビニル単量体および(メタ)アクリル酸エステル系単量体の質量の割合である。
スチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂におけるスチレン−アクリル変性率が上記範囲にあることにより、耐熱性と定着性の両立が可能となる。
重量平均分子量が1,500以上であることにより、樹脂として好適な凝集力が得られ、ホットオフセット性が良好であるので好ましい。また、重量平均分子量が60,000以下であることにより、良好なホットオフセット性および好適な最低定着温度を得ることができるので好ましい。
以上のようなバンプ用樹脂を構成するスチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂を製造する方法としては、既存の一般的なスキームを使用することができる。代表的な方法としては、以下の3つが挙げられる。
(A−1)ポリエステルセグメントを予め重合しておき、当該ポリエステルセグメントに両反応性モノマーを反応させ、さらに、スチレン−アクリル系重合体セグメントを形成するための芳香族系ビニル単量体および(メタ)アクリル酸エステル系単量体を反応させることにより、スチレン−アクリル系重合セグメントを形成する方法。
(A−2)スチレン−アクリル系重合体セグメントを予め重合しておき、当該スチレン−アクリル系重合体セグメントに両反応性モノマーを反応させ、さらに、ポリエステルセグメントを形成するための多価カルボン酸モノマーおよび多価アルコールモノマーを反応させることにより、ポリエステルセグメントを形成する方法。
(B)ポリエステルセグメントおよびスチレン−アクリル系重合体セグメントをそれぞれ予め重合しておき、これらに両反応性モノマーを反応させることにより、両者を結合させる方法。
本明細書において、両反応性モノマーとは、スチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂のポリエステルセグメントを形成するための多価カルボン酸モノマーおよび/または多価アルコールモノマーと反応し得る基と、重合性不飽和基とを有するモノマーである。
(1)未変性のポリエステル樹脂と、芳香族系ビニル単量体および(メタ)アクリル酸エステル系単量体と、両反応性モノマーとを混合する混合工程、および、
(2)芳香族系ビニル単量体および(メタ)アクリル酸エステル系単量体を重合させる重合工程
を経ることにより、ポリエステルセグメントの末端にスチレン−アクリル系重合体セグメントを形成させることができる。
用いられる樹脂材料の全質量に対する芳香族系ビニル単量体および(メタ)アクリル酸エステル系単量体の合計の割合が上記範囲にあることにより、バンプの高さ、投影像における最大幅、分布の制御が可能となる。一方、当該割合が過小である場合は、バンプが母体粒子に融着することがない、すなわちバンプが形成されないおそれがある。また、当該割合が過大である場合は、バンプが母体粒子に埋没してしまうおそれがある。
式(ア):1/Tg=Σ(Wx/Tgx)
〔式(ア)において、Wxは単量体xの重量分率、Tgxは単量体xの単独重合体のガラス転移点である。〕
なお、本明細書においては、両反応性モノマーはガラス転移点の計算に用いないものとする。
スチレン−アクリル系重合体セグメントを形成するための芳香族系ビニル単量体および(メタ)アクリル酸エステル系単量体は、ラジカル重合を行うことができるエチレン性不飽和結合を有するものである。
芳香族系ビニル単量体としては、例えば、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、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロロスチレン、p−エチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、3,4−ジクロロスチレンなどおよびその誘導体が挙げられる。
これらの芳香族系ビニル単量体は1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
(メタ)アクリル酸エステル系単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、β−ヒドロキシアクリル酸エチル、γ−アミノアクリル酸プロピル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルなどが挙げられる。
これらの(メタ)アクリル酸エステル系単量体は1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
スチレン−アクリル系重合体セグメントを形成するための両反応性モノマーとしては、ポリエステルセグメントを形成するための多価カルボン酸モノマーおよび/または多価アルコールモノマーと反応し得る基と重合性不飽和基とを有するモノマーであればよく、具体的には、例えばアクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸および無水マレイン酸などを用いることができる。
スチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂を作製するために用いるポリエステル樹脂は、多価カルボン酸モノマー(誘導体)および多価アルコールモノマー(誘導体)を原料として適宜の触媒の存在下で重縮合反応によって製造されたものである。
重合工程(2)においては、ラジカル重合開始剤の存在下で重合を行うことが好ましく、ラジカル重合開始剤の添加の時期は特に制限されないが、ラジカル重合の制御が容易であるという点で、混合工程(1)の後で添加することが好ましい。
また、重合工程(2)においては、スチレン−アクリル系重合体セグメントの分子量を調整することを目的として、一般的に用いられる連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤としては特に限定されるものではなく、例えばアルキルメルカプタン、メルカプト脂肪酸エステルなどを挙げることができる。
連鎖移動剤は、上記の混合工程(1)において樹脂材料と共に混合させておくことが好ましい。
本発明に係るトナー粒子を構成する母体粒子は、スチレン−アクリル共重合体からなる母体用樹脂を含有するものであり、必要に応じて、着色剤、離型剤、荷電制御剤などの内添剤やスチレン−アクリル共重合体以外の樹脂、例えば結晶性物質などを含有していてもよい。
母体用樹脂を構成するスチレン−アクリル共重合体を形成するために用いられる重合性単量体としては、上述した、バンプ用樹脂を構成するスチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂を形成するために用いられる芳香族系ビニル単量体および(メタ)アクリル酸エステル系単量体を挙げることができる。上記の芳香族系ビニル単量体および(メタ)アクリル酸エステル単量体は、それぞれ1種単独で、またはそれぞれ2種以上を組み合わせて用いることができる。
重合性単量体として、上記の芳香族系ビニル単量体および(メタ)アクリル酸エステル単量体と共に、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、酢酸ビニルなどや、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、エチレン、プロピレン、ブチレン塩化ビニル、N−ビニルピロリドン、ブタジエンなどを用いることもできる。
また、重合性単量体として、上記の芳香族系ビニル単量体および(メタ)アクリル酸エステル単量体と共に、多官能ビニル系単量体を用いることもできる。多官能ビニル系単量体としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキしレングリコールなどのジアクリレート;ジビニルベンゼン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパンなどの三級以上のアルコールのジメタクリレートおよびトリメタクリレートなどが挙げられる。
多官能ビニル系単量体の母体用樹脂に係る重合性単量体全体に対する共重合比は、通常0.001〜5質量%とされ、好ましくは0.003〜2質量%、より好ましくは0.01〜1質量%とされる。
多官能ビニル系単量体の使用により、テトラヒドロフランに不溶のゲル成分が生成されるが、ゲル成分は、母体用樹脂全体の40質量%以下とされることが好ましく、より好ましくは20質量%以下である。
示差走査熱量計「Diamond DSC」(パーキンエルマー社製)を用いて測定され、具体的には、測定試料(母体用樹脂)4.5mgを小数点以下2桁まで精秤し、アルミニウム製パンに封入して、DSC−7サンプルホルダーにセットする。リファレンスは、空のアルミニウム製パンを使用し、測定温度0〜200℃、昇温速度10℃/分、降温速度10℃/分にて、Heat−Cool−Heatの温度制御を行い、その2nd.Heatにおけるデータを基に解析を行う。ガラス転移点は、第1の吸熱ピークの立ち上がり前のベースラインの延長線と、第1の吸熱ピークの立ち上がり部分からピーク頂点までの間で最大傾斜を示す接線との交点の値とする。
まず、20℃±1℃、50%±5%RHの環境下において、測定試料(母体用樹脂)1.1gをシャーレに入れ平らにならし、12時間以上放置した後、成型器「SSP−10A」(島津製作所製)によって3820kg/cm2 の力で30秒間加圧し、直径1cmの円柱型の成型サンプルを作成し、次いで、この成型サンプルを、24℃±5℃、50%±20%RHの環境下において、フローテスター「CFT−500D」(島津製作所製)により、荷重196N(20kgf)、開始温度60℃、予熱時間300秒間、昇温速度6℃/分の条件で、円柱型ダイの穴(1mm径×1mm)より、直径1cmのピストンを用いて予熱終了時から押し出し、昇温法の溶融温度測定方法でオフセット値5mmの設定で測定したオフセット法温度Toffsetが、母体用樹脂の軟化点とされる。
母体用樹脂の重量平均分子量が上記範囲にあることにより、定着性を満足することができる。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定され、具体的には、装置「HLC−8220」(東ソー社製)およびカラム「TSKguardcolumn+TSKgelSuperHZM−M3連」(東ソー社製)を用い、カラム温度を40℃に保持しながら、キャリア溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を流速0.2mL/分で流し、測定試料(母体用樹脂)を室温において超音波分散機を用いて5分間処理を行う溶解条件で濃度1mg/mLになるようにTHFに溶解させ、次いで、ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで処理して試料溶液を得、この試料溶液10μLを上記のキャリア溶媒と共に装置内に注入し、屈折率検出器(RI検出器)を用いて検出し、試料の有する分子量分布を単分散のポリスチレン標準粒子を用いて測定した検量線を用いて算出されるものである。検量線測定用のポリスチレンとしては10点用いる。
母体粒子に着色剤が含有される場合においては、着色剤としては、例えば、カーボンブラック、磁性体、染料、その他顔料などを任意に使用することができる。
カーボンブラックとしてはチャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラックなどを用いることができる。
磁性体としては鉄、ニッケル、コバルトなどの強磁性金属、これらの金属を含む合金、フェライト、マグネタイトなどの強磁性金属の化合物などを用いることができる。
また、顔料としてはC.I.ピグメントレッド2、同3、同5、同7、同15、同16、同48:1、同48:3、同53:1、同57:1、同81:4、同122、同123、同139、同144、同149、同166、同177、同178、同208、同209、同222、C.I.ピグメントオレンジ31、同43、C.I.ピグメントイエロー3、同9、同14、同17、同35、同36、同65、同74、同83、同93、同94、同98、同110、同111、同138、同139、同153、同155、同180、同181、同185、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントブルー15:3、同15:4、同60、中心金属が亜鉛、チタン、マグネシウムなどであるフタロシアニン顔料などを用いることができ、これらの混合物も用いることができる。染料としてはC.I.ソルベントレッド1、同3、同14、同17、同18、同22、同23、同49、同51、同52、同58、同63、同87、同111、同122、同127、同128、同131、同145、同146、同149、同150、同151、同152、同153、同154、同155、同156、同157、同158、同176、同179、ピラゾロトリアゾールアゾ染料、ピラゾロトリアゾールアゾメチン染料、ピラゾロンアゾ染料、ピラゾロンアゾメチン染料、C.I.ソルベントイエロー19、同44、同77、同79、同81、同82、同93、同98、同103、同104、同112、同162、C.I.ソルベントブルー25、同36、同60、同70、同93、同95などを用いることができ、またこれらの混合物も用いることができる。
母体粒子に離型剤が含有される場合においては、離型剤としては、例えば、低分子量ポリエチレンワックス、低分子量ポリプロピレンワックス、フィッシャートロプシュワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックスのような炭化水素系ワックス類、カルナウバワックス、ペンタエリスリトールベヘン酸エステル、ベヘン酸ベヘニル、クエン酸ベヘニルなどのエステルワックス類などが挙げられる。これらは1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
離型剤としては、トナーの低温定着性および離型性を確実に得る観点から、その融点が50〜95℃であるものを用いることが好ましい。
母体粒子に荷電制御剤が含有される場合においては、荷電制御剤としては、公知の種々のものを使用することができる。
荷電制御剤としては、水系媒体中に分散することができる公知の種々の化合物を用いることができ、具体的には、ニグロシン系染料、ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩あるいはその金属錯体などが挙げられる。
本発明のトナーは、母体粒子の表面に複数のバンプを特定の形状に形成させる観点から、水系媒体に分散された母体用樹脂の微粒子(以下、「母体用樹脂微粒子」ともいう。)と着色剤の微粒子(以下、「着色剤微粒子」ともいう。)などを凝集、融着させて母体粒子を形成し、当該母体粒子の表面にバンプ用樹脂の微粒子(以下、「バンプ用樹脂微粒子」ともいう。)を凝集、融着させることによりトナー粒子が得られる乳化重合凝集法によって製造することが好ましい。
(1−1)水系媒体中において、バンプ用樹脂によるバンプ用樹脂微粒子が分散されてなる分散液を調製するバンプ用樹脂微粒子分散液調製工程、
(1−2)水系媒体中において、母体用樹脂による微粒子を重合により形成することによって当該母体用樹脂微粒子が分散されてなる分散液を調製する母体用樹脂重合工程、
(1−3)水系媒体中に、着色剤による着色剤微粒子が分散されてなる分散液を調製する着色剤微粒子分散液調製工程、
(2)水系媒体中で母体用樹脂微粒子および着色剤微粒子を凝集させることによって母体粒子を形成する母体粒子形成工程、
(3)母体粒子が分散されてなる水系媒体中に、バンプ用樹脂微粒子分散液を添加し、母体粒子の表面にバンプ用樹脂微粒子を凝集、融着させることによって複数のバンプを有するトナー粒子を形成するバンプ形成工程、
(4)熱エネルギーにより熟成させて、トナー粒子の形状を調整する熟成工程、
(5)トナー粒子の分散系(水系媒体)からトナー粒子を濾別し、当該トナー粒子から界面活性剤などを除去する洗浄工程、
(6)洗浄処理されたトナー粒子を乾燥する乾燥工程、
から構成され、必要に応じて、
(7)乾燥処理されたトナー粒子に外添剤を添加する外添剤添加工程
を加えることができる。
このバンプ用樹脂微粒子分散液調製工程において、バンプ用樹脂微粒子の分散液は、例えば、超音波分散法、ビーズミル分散法などにより、界面活性剤を添加した水系直接分散法により得ることができる。
バンプ用樹脂微粒子の平均粒径が上記範囲にあることにより、母体粒子表面に形成されるバンプの直径を100〜500nmとすることができる。
本発明において、バンプ用樹脂微粒子の体積基準のメジアン径は、「UPA−150」(マイクロトラック社製)を用いて測定される。
水系媒体中には、分散させた微粒子の凝集を防ぐために、分散安定剤が添加されていることが好ましい。
分散安定剤としては、公知の種々のカチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤などの界面活性剤を使用することができる。
カチオン性界面活性剤の具体例としては、ドデシルアンモニウムブロマイド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルピリジニウムクロライド、ドデシルピリジニウムブロマイド、ヘキサデイシルトリメチルアンオニウムブロマイドなどが挙げられる。
ノニオン性界面活性剤の具体例としては、ドデシルポリオキシエチレンエーテル、ヘキサデシルポリオキシエチレンエーテル、ノリルフェニルポリキオシエチレンエーテル、ラウリルポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンモノオレアートポリオキシエチレンエーテル、スチリルフェニルポリオキシエチレンエーテル、モノデカノイルショ糖などが挙げられる。
アニオン性界面活性剤の具体例としては、ステアリン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウムなどの脂肪族石鹸や、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレン(2)ラウリルエーテル硫酸ナトリウムなどが挙げることができる。
以上の界面活性剤は、所望に応じて、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
この母体用樹脂重合工程においては、母体用樹脂による微粒子が形成されて、これが母体粒子形成工程に供される。
具体的には、母体用樹脂微粒子は、臨界ミセル濃度(CMC)以下の界面活性剤を含有した水系媒体中に、母体用樹脂を形成するための重合性単量体に必要に応じて離型剤や荷電制御剤などのトナー粒子構成成分を溶解あるいは分散させた単量体溶液を添加し、機械的エネルギーを加えて液滴を形成させ、次いで、水溶性のラジカル重合開始剤を添加して、液滴中において重合反応を進行させる。なお、前記液滴中に油溶性の重合開始剤が含有されていてもよい。このような母体用樹脂重合工程においては、機械的エネルギーを付与して強制的に乳化(液滴の形成)処理が必須となる。かかる機械的エネルギーの付与手段としては、ホモミキサー、超音波、マントンゴーリンなどの強い撹拌または超音波振動エネルギーの付与手段を挙げることができる。
また、このような内添剤は、別途内添剤のみよりなる内添剤微粒子の分散液を調製し、母体粒子形成工程において母体用樹脂微粒子および着色剤微粒子と共に当該内添剤微粒子を凝集させることにより、母体粒子中に導入することもできるが、母体用樹脂重合工程において予め導入しておく方法を採用することが好ましい。
母体用樹脂重合工程において使用される重合開始剤としては、上記と同様のものを使用することができる。
母体用樹脂重合工程においては、母体用樹脂の分子量を調整することを目的として、一般的に用いられる連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤としては上記と同様のものを使用することができる。
本発明において、母体用樹脂微粒子体積基準のメジアン径は、「UPA−150」(マイクロトラック社製)を用いて測定される。
着色剤微粒子分散液は、着色剤を水系媒体中に分散することにより調製することができる。着色剤の分散処理は、着色剤が均一に分散されることから、水系媒体中において界面活性剤濃度を臨界ミセル濃度(CMC)以上にした状態で行われることが好ましい。着色剤の分散処理に使用する分散機としては、公知の種々の分散機を用いることができる。
使用される界面活性剤としては、例えば上述の界面活性剤と同様のものを挙げることができる。
本発明において、着色剤微粒子の分散径はマイクロトラック粒度分布測定装置「UPA−150」(日機装社製)を用いて測定される。
この母体粒子形成工程においては、必要に応じて、母体用樹脂微粒子および着色剤微粒子と共に、離型剤や荷電制御剤などのトナー粒子構成成分の微粒子を凝集させることもできる。
この母体粒子形成工程において使用する凝集剤としては、特に限定されるものではないが、金属塩から選択されるものが好適に使用される。金属塩としては、例えばナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属の塩などの一価の金属塩;カルシウム、マグネシウム、マンガン、銅などの二価の金属塩;鉄、アルミニウムなどの三価の金属塩などが挙げられる。具体的な金属塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、硫酸マグネシウム、硫酸マンガンなどを挙げることができ、これらの中で、より少量で凝集を進めることができることから、二価の金属塩を用いることが特に好ましい。これらは1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明において、母体粒子の体積基準のメジアン径は、「コールターマルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)によって測定される。
このバンプ形成工程においては、母体粒子の分散液中にバンプ用樹脂微粒子分散液を添加して母体粒子の表面にバンプ用樹脂微粒子を凝集、融着させ、母体粒子の表面にバンプを形成させてトナー粒子を形成する。
具体的には、母体粒子の分散液は母体粒子形成工程における温度を維持した状態でバンプ用樹脂微粒子分散液を添加し、加熱撹拌を継続しながら数時間かけてゆっくりとバンプ用樹脂微粒子を母体粒子の表面に凝集、融着させることによって母体粒子の表面にバンプを形成させてトナー粒子を形成する。凝集、融着時間は、3〜6時間が好ましく、4〜5時間が特に好ましい。
ここで、SP値とは、25℃における溶解パラメータ値(δ)であって、物質の分子凝集エネルギー密度ΔEと、分子容量Vとからδ=(ΔE/V)1/2 から算出される物質に固有の値であり、物質の溶解性を予測するための一つの有用な尺度である。SP値は数値が大きいほど極性が高く、逆に数値が小さいほど極性が低いことを示す。そして、2種の物質を混合する場合に、両者のSP値の差が小さいほど、溶解度が大きくなる。
従って、バンプの高さは、スチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂とスチレン−アクリル共重合体とのSP値の差によって制御され、SP値の差が大きければ、より高い高さのバンプが形成され、SP値の差が小さければ、より低い高さのバンプが形成される。本発明のトナーにおいては、スチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂のSP値をスチレン−アクリル共重合体のSP値より高くすることによりバンプが形成される。
上記の母体粒子形成工程およびバンプ形成工程後、加熱温度を制御し、トナー粒子の形状およびバンプ形状の制御を行うために、熟成工程を経る。
熟成時間は、1〜8時間が好ましく、2〜5時間が特に好ましい。
洗浄工程および乾燥工程は、公知の種々の方法を採用して行うことができる。
この外添剤添加工程は、乾燥処理したトナー粒子に必要に応じて外添剤を添加、混合する工程である。
乾燥工程までの工程を経て作製されたトナー粒子は、そのままトナー粒子として使用することが可能であるが、トナーとしての帯電性能や流動性、あるいはクリーニング性をより一層向上させる観点から外添剤を添加することが好ましい。そして、本発明のトナーにおいては、母体粒子表面に形成されたバンプ間に外添剤が付着されることとなるため、キャリアやトナー同士との衝突により衝撃力を直接的に受けることが抑制され、外添剤の埋没が抑制される。従って、トナーとしての帯電性能や流動性、あるいはクリーニング性を確保し、高い耐久性が得られる。
外添剤としては、帯電状態の安定性を確保する観点から、長鎖アルキルシランにより疎水化処理されたもの、また、耐久性を確保する観点から、母体粒子表面に形成されたバンプ間に入り込むことのできる大きさのものを添加することが好ましい。また、粒径が小径、中径および大径の外添剤を最適に組み合わせることにより、帯電性、流動性およびクリーニング性を長期間にわたって制御することができる。
外添剤としては、具体的には、長鎖アルキルシランにより疎水化処理された、平均粒径が20〜40nmである特定の疎水化シリカ微粒子を用いることが好ましい。
トナー粒子に対して特定の疎水化シリカ微粒子が添加されることにより、長鎖アルキルシランにより疎水化処理されているため、基本的に、帯電状態の安定性が確保されると共に、当該特定の疎水化シリカ微粒子が、母体粒子表面に形成されたバンプ間に入り込むことによって、当該特定の疎水化シリカ微粒子が、キャリア粒子とトナー粒子との衝突やトナー粒子同士の衝突により、衝撃力を直接的に受けることが抑制されるので、トナー粒子に対する特定の疎水化シリカ微粒子の埋没が抑制される。
走査型電子顕微鏡「JSM−7401F」(JEOL社製)を用い、30,000倍観察し、SEM画像データから画像処理を行って、10微粒子について直径の測定を行い、平均値を算出する。
特定の疎水化シリカ微粒子の添加割合が過小である場合においては、形成される画像においてカブリが発生するおそれがある。一方、特定の疎水化シリカ微粒子の添加割合が過大である場合においては、外添剤遊離による雨だれ状の画像欠陥が発生するおそれがある。
本発明においては、外添剤として、特定の疎水化シリカ微粒子と共に、粒径が60〜120nmである大径シリカ微粒子を用いることがより好ましい。この大径シリカ微粒子は、シランカップリング剤やチタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイルなどによって表面処理が行われたものであってもよい。
大径シリカ微粒子よりなる外添剤をさらに含むことにより、クリーニング性をより一層向上させ、耐刷時において安定したクリーニング性を得ることができる。
大径径シリカ微粒子の添加割合が過小である場合においては、十分なクリーニング性が得られない。一方、大径シリカ微粒子の添加割合が過大である場合においては、帯電立ち上がりを阻害するおそれがある。
また、本発明においては、外添剤として、特定の疎水化シリカ微粒子および大径シリカ微粒子と共に、粒径が5〜20nmである小径シリカ微粒子または粒径が5〜20nmである小径チタニア微粒子を用いることが特に好ましい。この小径シリカ微粒子または小径チタニア微粒子は、シランカップリング剤やチタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイルなどによって表面処理が行われたものであってもよい。
小径シリカ微粒子または小径チタニア微粒子よりなる外添剤をさらに含むことにより、帯電立ち上がり性能を十分に確保することができる。
小径シリカ微粒子または小径チタニア微粒子の添加割合が過小である場合においては、帯電立ち上がり性能を十分に確保することができない。一方、小径シリカ微粒子または小径チタニア微粒子の添加割合が過大である場合においては、雨だれ状の画像欠陥が発生するおそれがある。
走査型電子顕微鏡「JSM−7401F」(JEOL社製)を用い、30,000倍観察し、SEM画像データから画像処理を行って、微粒子の直径の測定を行う。
外添剤の被覆割合が過小である場合においては、形成される画像においてカブリが発生するおそれがある。一方、外添剤の被覆割合が過大である場合においては、外添剤遊離による雨だれ状の画像欠陥が発生するおそれがある。
すなわち、100質量部に対し密度1.05g/m2 としトナーの総体積を求める。その値からトナー粒子の直径を用い、粒子数を算出する。1個あたりのトナー粒子表面積に粒子数を乗じトナー粒子の総表面積を算出する。また、トナー100質量部数に対するそれぞれ外添剤の質量部数から外添剤粒径の投影する総面積を求め、以下の式(1)により被覆割合を算出する。
式(1):被覆割合(%)= 外添剤粒子の投影面積 ÷ トナー粒子総表面積
本発明においては、外添剤として大径シリカ微粒子を用いる場合においては、大径シリカ微粒子は、特定の疎水化シリカ微粒子や小径シリカ微粒子または小径チタニア微粒子、その他の外添剤より先に添加することが好ましい。大径の外添剤は、トナー粒子に対して固定化されにくいため、大径シリカ微粒子を先に添加することにより、外添剤遊離の発生を抑制し、これにより、高い耐久性が確実に得られる。
具体的には、走査型電子顕微鏡「JSM−7401F」(JEOL社製)に取り付けたエネルギー分散型X線分光器「JED−2300」(JEOL社製)を用い、10,000倍のトナー粒子像に15kVの電圧を印加し、照射電流の10%程度の強度として点分析を行うことにより、元素を同定することができる。
本発明のトナーを構成するトナー粒子の平均粒径は、例えば体積基準のメジアン径(D50)で4〜8μmであることが好ましい。この平均粒径は、例えばトナー粒子を乳化重合凝集法により製造する場合には、使用する凝集剤の濃度や有機溶媒の添加量、融着時間、重合体の組成によって制御することができる。
体積基準のメジアン径が上記の範囲にあることにより、例えば1200dpi(dpi;1インチ(2.54cm)あたりのドット数)レベルの非常に微小なドット画像を忠実に再現することができる。
具体的には、測定試料(トナー)0.02gを、界面活性剤溶液20mL(トナー粒子の分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)に添加して馴染ませた後、超音波分散を1分間行い、トナー粒子分散液を調製し、このトナー粒子分散液を、サンプルスタンド内の「ISOTONII」(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカーに、測定装置の表示濃度が8%になるまでピペットにて注入する。ここで、この濃度範囲にすることにより、再現性のある測定値を得ることができる。そして、測定装置において、測定粒子カウント数を25000個、アパーチャ径を100μmにして頻度値を算出し、体積積算分率の大きい方から50%の粒子径が体積基準のメジアン径とされる。
本発明のトナーは、このトナーを構成する個々のトナー粒子について、転写効率の向上の観点から、下記式(T)で示される円形度の算術平均値が0.850〜0.990であることが好ましい。
式(T):円形度=粒子投影像と同等の投影面積を有する真円の周囲長/粒子投影像の周囲長
具体的には、測定試料(トナー)を界面活性剤水溶液に湿潤させ、超音波分散を1分間行い、分散した後、「FPIA−2100」を用い、測定条件HPF(高倍率撮像)モードにて、HPF検出数3000〜10000個の適正濃度で測定を行う。この範囲であれば、再現性のある測定値が得られる。
本発明のトナーは、磁性または非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。
キャリアとしては、例えば鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属、それらの金属とアルミニウム、鉛などの金属との合金などの従来から公知の材料からなる磁性粒子を用いることができ、これらの中ではフェライト粒子を用いることが好ましい。
キャリアの見かけ密度が上記範囲にあることにより、耐久性と帯電立ち上がり性とを両立することが可能となる。
キャリアの見かけ密度が1.0g/cm3 未満である場合においては、強度が小さいものとなるおそれがある。一方、キャリアの見かけ密度が2.0g/cm3 より大きい場合においては、帯電立ち上がりを阻害するおそれがある。
川北式かさ密度測定機(IH2000型)を用い、120メッシュの篩い上にキャリアをのせ振動強度6で90秒間落下させた後、振動を停止し30秒間静置したのちすり切りかさ密度(キャリア重量/容積)により算出する。
キャリア粒子は、体積平均粒径が15〜100μmであることが好ましく、25〜80μmであることがより好ましい。
本発明のトナーは、一般的な電子写真方式の画像形成方法において用いることができる。また、このような画像形成方法が行われる画像形成装置としては、例えば静電潜像担持体である感光体と、トナーと同極性のコロナ放電によって当該感光体の表面に一様な電位を与える帯電手段と、一様に帯電された感光体の表面上に画像データに基づいて像露光を行うことにより静電潜像を形成させる露光手段と、トナーを感光体の表面に搬送して前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成する現像手段と、当該トナー像を必要に応じて中間転写体を介して転写材に転写する転写手段と、転写材上のトナー像を定着させる定着手段を有するものを用いることができる。このような構成を有する画像形成装置の中でも、複数の感光体に係る画像形成ユニットが中間転写体に沿って設けられた構成のカラー画像形成装置、特に、感光体が中間転写体上に直列配置させたタンデム型カラー画像形成装置に好適に用いることができる。
(1)母体用樹脂微粒子(A1)分散液の調製
(1−1)第1段重合
撹拌装置、温度センサ、温度制御装置、冷却管および窒素導入装置を取り付けた反応容器に予めアニオン性界面活性剤「ラウリル硫酸ナトリウム」2.0質量部をイオン交換水2900質量部に溶解させた界面活性剤溶液を仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。
この界面活性剤溶液に重合開始剤「過硫酸カリウム:KPS」9.0質量部を添加し、内温を78℃とさせた後、
スチレン 540質量部
n−ブチルアクリレート 270質量部
メタクリル酸 65質量部
n−オクチルメルカプタン 17質量部
からなる溶液(1)を3時間かけて滴下し、滴下終了後、78℃において1時間にわたって加熱・撹拌することで重合(第1段重合)を行い「樹脂微粒子(a1)分散液」を調製した。
撹拌装置を取り付けたフラスコ内において、
スチレン 94質量部
n−ブチルアクリレート 60質量部
メタクリル酸 11質量部
n−オクチルメルカプタン 5質量部
からなる溶液(2)に、離型剤としてパラフィンワックス(融点:73℃)51質量部を添加し、85℃に加温して溶解させて単量体溶液(2)を調製した。
上記「樹脂微粒子(a11)分散液」に、重合開始剤「KPS」2.5質量部をイオン交換水110質量部に溶解させた開始剤水溶液を添加し、80℃の温度条件下において、
スチレン 230質量部
n−ブチルアクリレート 100質量部
n−オクチルメルカプタン 5.2質量部
からなる溶液(3)を1時間かけて滴下した。滴下終了後、3時間にわたって加熱・撹拌することによって重合(第3段重合)を行った。その後、28℃まで冷却し、アニオン性界面活性剤溶液中に、体積基準におけるメジアン径(D50)が180nmの母体用樹脂(スチレン−アクリル共重合体)微粒子(A1)が分散した「母体用樹脂微粒子(A1)分散液」を作製した。
(2−1)ポリエステル樹脂(a)の作製
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物316質量部、テレフタル酸80質量部、無水マレイン酸34質量部、および重縮合触媒としてチタンテトライソプロポキシド2質量部を10回に分割して入れ、200℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させた。次いで13.3kPa(100mmHg)の減圧下に反応させ、軟化点が104℃になった時点で取り出した。これを「ポリエステル樹脂(a)」とする。「ポリエステル樹脂(a)」は、ガラス転移点が65℃、数平均分子量(Mn)が4500、重量平均分子量(Mw)が13500であった。
温度計および撹拌機の付いたオートクレーブ反応槽中に、キシレン430質量部、ポリエステル樹脂(a)430質量部を入れ溶解し、窒素置換後、スチレン7.1質量部、アクリル酸2−エチルヘキシル1.8質量部、ジ−t−ブチルパーオキサイド0.062質量部、およびキシレン100質量部の混合溶液を170℃で3時間滴下重合し、さらにこの温度で30分間保持した。次いで脱溶剤を行い、「バンプ用樹脂(スチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂)(B1)」を得た。
得られた「バンプ用樹脂(B1)」100質量部を、400質量部の酢酸エチル(関東化学社製)に溶解し、予め作製した0.26質量%濃度のラウリル硫酸ナトリウム溶液638質量部と混合し、撹拌しながら超音波ホモジナイザー「US−150T」(日本精機製作所製)でV−LEVEL 300μA で30分間超音波分散後した後、40℃に加温した状態でダイヤフラム真空ポンプ「V−700」(BUCHI社製)を使用し、減圧下で3時間撹拌しながら酢酸エチルを完全に除去して、体積基準におけるメジアン径(D50)が200nmのバンプ用樹脂微粒子(B1)が分散した、固形分量が13.5質量%の「バンプ用樹脂微粒子(B1)分散液」を得た。
ドデシル硫酸ナトリウム90質量部をイオン交換水1600質量部に撹拌溶解した。この溶液を撹拌しながら、カーボンブラック「モーガルL」(キャボット社製)420質量部を徐々に添加し、次いで、撹拌装置「クレアミックス」(エム・テクニック社製)を用いて分散処理することにより、着色剤微粒子が分散した「着色剤微粒子分散液」を調製した。この着色剤微粒子の粒径を、マイクロトラック粒度分布測定装置「UPA−150」(日機装社製)を用いて測定したところ、117nmであった。
撹拌装置、温度センサおよび冷却管を取り付けた反応容器に、「母体用樹脂微粒子(A1)分散液」を固形分換算で288質量部、イオン交換水2000質量部を投入後、5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを10に調整した。
その後、「着色剤微粒子分散液」を固形分換算で40質量部投入した。次いで、塩化マグネシウム60質量部をイオン交換水60質量部に溶解した水溶液を、撹拌下、30℃において10分間かけて添加した。その後、3分間放置した後に昇温を開始し、この系を60分間かけて80℃まで昇温し、80℃を保持したまま粒子成長反応を継続した。この状態で「コールターマルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて母体粒子の平均粒径を測定し、体積基準におけるメジアン径(D50)が6.0μmになった時点で、「バンプ用樹脂微粒子(B1)分散液」を固形分換算で72質量部を30分間かけて投入し、反応液の上澄みが透明になった時点で、塩化ナトリウム190質量部をイオン交換水760質量部に溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させた。さらに、昇温を行い、90℃の状態で2時間加熱撹拌することにより、粒子の融着を進行させて熟成処理を行い、トナーの平均円形度の測定装置「FPIA−2100」(Sysmex社製)を用いて(HPF検出数を4000個)平均円形度が0.945になった時点で30℃に冷却し、トナー粒子(1)が分散した「トナー粒子(1)分散液」を作製した。
「トナー粒子(1)分散液」を遠心分離機で固液分離し、トナー粒子(1)のウェットケーキを形成した。該ウェットケーキを、前記遠心分離機で濾液の電気伝導度が5μS/cmになるまで35℃のイオン交換水で洗浄し、その後「フラッシュジェットドライヤー」(セイシン企業社製)に移し、水分量が0.5質量%となるまで乾燥して「トナー粒子(1)」を作製した。得られた「トナー粒子(1)」を走査型電子顕微鏡「JSM−7401F」(JEOL社製)を用い、10000倍観察しバンプを計測した。バンプの平均高さ、平均直径および平均分布密度を表1に示す。
トナー粒子の作製例1において、(2)バンプ用樹脂微粒子(B1)分散液の調製における(2−2)バンプ用樹脂(B1)の作製において、スチレン、アクリル酸2−エチルヘキシルおよびジ−t−ブチルパーオキサイドの添加量を表1に従って変更したことの他は同様にしてそれぞれ「バンプ用樹脂(B2)〜(B10)」を作製し、「バンプ用樹脂(B1)」の代わりにそれぞれ「バンプ用樹脂(B2)〜(B10)」を用い、また、(4)母体粒子形成工程、バンプ形成工程、熟成工程において、熟成時間を表1に従って変更したことの他は同様にして「トナー粒子(2)〜(10)」を作製した。得られた「トナー粒子(2)〜(5),(7)〜(10)」を走査型電子顕微鏡「JSM−7401F」(JEOL社製)を用い、10000倍観察しバンプを計測した。バンプの平均高さ、平均直径および平均分布密度を表1に示す。なお、「トナー粒子(6)」にはバンプが観察されなかった。
(外添剤添加工程)
「トナー粒子(1)」100質量部に、大径シリカ微粒子(平均粒径:80nm)1.0質量部を添加し、「ヘンシェルミキサー」(三井鉱山社製)でまず5分間混合した。その後、長鎖アルキルシラン(炭素数10)で疎水化処理した、中径シリカ微粒子(平均粒径:30nm)0.95質量部および小径外添剤微粒子(小径シリカ微粒子)(平均粒径:16nm)0.48質量部を添加し、更に5分間混合した。得られたトナーを45μmの目開きのフルイにかけ粗大粒子を除去し、「トナー(1)」を作製した。
トナーの作製例1において、「トナー粒子(1)」の代わりに「トナー粒子(2)〜(5)」をそれぞれ用いたことの他は同様にして「トナー(2)〜(5)」を作製した。
トナーの作製例1において、中径シリカ微粒子(平均粒径:30nm)の添加量を表2に示す添加量に従って変更したことの他は同様にしてそれぞれ「トナー(6)〜(7)」を作製した。
トナーの作製例1において、中径シリカ微粒子の疎水化処理剤として長鎖アルキルシラン(炭素数10)の代わりに表2に示すものを用いたことの他は同様にしてそれぞれ「トナー(8)〜(9)」を作製した。
トナーの作製例1において、大径シリカ微粒子(平均粒径:80nm)の添加量を表2に示す添加量に従って変更したことの他は同様にしてそれぞれ「トナー(10)〜(11)」を作製した。
トナーの作製例1において、大径シリカ微粒子(平均粒径:80nm)、中径シリカ微粒子(平均粒径:30nm)および小径外添剤微粒子(平均粒径:16nm)を一斉に混合したことの他は同様にして「トナー(12)」を作製した。
トナーの作製例1において、小径外添剤微粒子(小径シリカ微粒子)(平均粒径:16nm)の代わりに小径チタニア微粒子(平均粒径:20nm)を用いたことの他は同様にして「トナー(13)」を作製した。
トナーの作製例1において、中径シリカ微粒子(平均粒径:30nm)の添加量を表2に示す添加量に従って変更したことの他は同様にしてそれぞれ「トナー(14)〜(15)」を作製した。
トナーの作製例1において、大径シリカ微粒子(平均粒径:80nm)の添加量を表2に示す添加量に従って変更したことの他は同様にしてそれぞれ「トナー(16)〜(17)」を作製した。
トナーの作製例1において、中径シリカ微粒子の疎水化処理剤として長鎖アルキルシラン(炭素数10)の代わりにヘキサメチルジシラザン(HMDS)を用いたことの他は同様にしてそれぞれ「トナー(18)」を作製した。
トナーの作製例1において、「トナー粒子(1)」の代わりに「トナー粒子(6)〜(10)」をそれぞれ用いたことの他は同様にして「比較用トナー(1)〜(5)」を作製した。
得られた「トナー(1)〜(18)」および「比較用トナー(1)〜(5)」に対して、フェライトキャリア(見かけ密度1.75g/cm3 )をトナー濃度が6質量%になるようにそれぞれ混合し、「二成分現像剤(1)〜(11),(14)〜(20)」および「比較用二成分現像剤(1)〜(5)」を作製した。
得られた「トナー(1)」に対して、フェライトキャリア(見かけ密度2.00g/cm3 )をトナー濃度が6質量%になるようにそれぞれ混合し、「二成分現像剤(12)」を作製した。
得られた「トナー(1)」に対して、フェライトキャリア(見かけ密度1.00g/cm3 )をトナー濃度が6質量%になるようにそれぞれ混合し、「二成分現像剤(13)」を作製した。
(1)画像濃度、スリーブメモリ性、カブリ、帯電量環境差の評価
二成分現像剤用現像装置を搭載した画像形成装置「bizhub PRO C6500」(プリントスピード約65枚/分)(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)を用い、「二成分現像剤(1)〜(20)」および「比較用二成分現像剤(1)〜(5)」をそれぞれ搭載した。常温常湿(25℃,50%RH)の環境条件で、A4版の上質紙(65g/m2 )を用いて30万枚プリントを行い、開始時と30万枚プリント終了後のトナー付着量4.0g/m2 のベタ画像部の画像濃度を測定し、評価した。
画像濃度は、反射濃度計「RD−918」(マクベス社製)を用いて測定した。30万枚プリント終了後の画像濃度が1.36〜1.41である場合を合格とした。
また、スリーブ一周の間隔でベタ画像部の画像濃度を測定し、その濃度差をもってスリーブメモリ性として評価した。濃度差が0.00〜0.05である場合を合格とした。
また、A4版の上質紙の非画像部をマイクロスコープ「VHX−2000」(キーエンス社製)を用いて100倍で観察し、5視野のトナー占有面積率の平均値をもってカブリの評価とした。占有面積率は、市販の画像処理ソフトを用いて、撮影した視野を取込み、2値化を行い、ソフト上で算出する。計算式としては、占有面積率(%)=(トナーの占有面積)÷(視野の面積)である。この占有面積率が0〜0.5%である場合を合格とした。
さらに、耐久後のデベロッパーをサンプリングし、一晩、低温低湿環境(10℃,15%RH)および高温高湿環境(30℃,80%RH)に放置した後で、ブローオフ帯電量測定装置「TB−200」(東芝ケミカル株式会社製)で測定し、両者の差を帯電量環境差として評価した。差が7μC/g以下である場合を合格とした。
結果を表3に示す。
画像形成装置「bizhub PRO C6500」(プリントスピード約65枚/分)(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)の改造機を用い、「二成分現像剤(1)〜(20)」および「比較用二成分現像剤(1)〜(5)」をそれぞれ搭載した。低温低湿環境(10℃,15%RH)にて感光体上のトナー付着量を4g/m2 になるようバイアス電圧を設定し、一次転写電流値を0μAとした。その後、A3版の上質紙(65g/m2 )を流し、画像のすり抜け発生有無を目視にて確認し、すり抜けが発生した時のプリント数をもってクリーニング性の評価とした。プリント数が5枚以上である場合を合格とした。
結果を表3に示す。
Claims (5)
- スチレン−アクリル共重合体からなる結着樹脂が含有されてなる母体粒子の表面に、スチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂によるバンプが複数形成されたトナー粒子および外添剤を有してなり、
前記バンプの平均高さが50〜120nmであり、
前記バンプの平均直径が100〜500nmであり、
前記母体粒子表面における前記バンプの平均分布密度が2〜15個/μm2 であり、
前記外添剤が、炭素数6〜16のアルキルシランに由来の反応生成物が表面に存在する、平均粒径が20〜40nmである疎水化処理シリカ微粒子を含むことを特徴とする静電荷像現像用トナー。 - 前記トナー粒子に対して、粒径が60〜120nmである大径シリカ微粒子よりなる外添剤がさらに添加されてなることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー粒子に対して、粒径が5〜20nmである小径シリカ微粒子または粒径が5〜20nmである小径チタニア微粒子よりなる外添剤がさらに添加されてなることを特徴とする請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーと、見かけ密度が1.0〜2.0g/cm 3 であるキャリアとからなることを特徴とする二成分現像剤。
- 請求項4に記載の二成分現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法。
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