JP7375461B2 - 静電荷像現像用トナー - Google Patents
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Description
例えば特許文献1に開示されている技術では、二種のシリカ粒子に加えて、ルチル型の酸化チタン粒子を加えることで、シリカ粒子だけを添加することにより生じていた異常帯電を抑制させ、高い画像濃度が得られるトナーが提案されている。
しかしながら、当該特許文献1に記載の実施例中の無機微粒子の構成では、全種の無機微粒子に施している表面修飾剤がそれぞれ異なるものであった。
また、その一方で、特許文献2に開示されている技術では、実施例の一例として、同一の表面修飾剤で表面修飾を施した二種のシリカ粒子に加えて、表面修飾剤が不明な疎水性酸化チタン粒子を加えているものの、全種の無機微粒子の表面修飾剤の同一性については言及していない。
このような表面状態になると、トナーとトナーとの間には、静電的な引力が生じることでトナー同士が微視的に凝集し、ダマになり、現像においてグラデーションの品位が低下したり、また、トナーと他の部材との付着性が強まるため、感光体との付着に起因する、転写性悪化、クリーニング性悪化に伴う画像不良、トナーボトル内壁との付着性が高まることによるボトル排出性の悪化、劣化した定着ベルトへの付着性が高まることによる定着オフセット性の悪化が生じ、特に昨今の高速の画像出力においては、その品質低下につながっていた。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
前記外添剤が、少なくとも二種の個数平均粒径の異なるシリカ粒子に加え、個数平均粒径5~2000nmの範囲内の他種の無機微粒子を二種類含有し、かつ、
前記シリカ粒子を含めた全種の無機微粒子が、同一の表面修飾剤で表面修飾されていることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
4.前記同一の表面修飾剤が、ジメチルジクロロシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、シリコーンオイル、オクチルトリメトキシシラン又はヘキサメチルジシロキサンから選ばれる表面修飾剤であることを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
本発明の効果の発現機構又は作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
個数平均粒径の異なる二種類のシリカ粒子に加えて、一種類以上の他種の無機微粒子の外添剤の表面に処理する表面修飾剤として、全種の無機微粒子に対して同じ表面修飾剤を使用することで、トナー母体粒子表面を同一素材で覆うことができる。これにより、トナー母体粒子表面の組成の均一性がより高まり、トナー母体粒子表面に生じる正負の電荷の局在化を防止することができると推察される。
その結果、トナーとトナーとの間に静電的な引力が生じることを防止でき、トナー同士の凝集によるダマが生じることがない。よって、現像におけるハーフトーンやグラデーションにおける品質向上を図ることができる。また、トナーと他の部材との付着性が弱まり、感光体との付着に起因する転写性悪化やクリーニング性悪化に伴う画像不良を防止でき、また、トナーボトル内壁との付着性も高まることなくボトル排出性が良好となり、劣化した定着ベルトへの付着性も高まることなく、定着オフセット性が良好となり、高速の画像出力における品質向上につながる。
また、二種類以上の粒径の異なるシリカ粒子を用いることで、トナーの流動性を付与できるとともに、トナー母体粒子表面への埋没を抑制することができる。
さらに、前記一種類以上の他種の無機微粒子の個数平均粒径を5~2000nmの範囲内とすることで、トナー母体粒子表面への埋没を抑制し、かつ、キャリアとの帯電が阻害され、安定した帯電性を確保することができる。
この特徴は、下記各実施形態に共通又は対応する技術的特徴である。
本発明の静電荷像現像用トナーは、少なくともトナー母体粒子と外添剤とを含有する静電荷像現像用トナーであって、前記外添剤が、少なくとも二種の個数平均粒径の異なるシリカ粒子に加え、個数平均粒径5~2000nmの範囲内の他種の無機微粒子を一種類以上含有し、かつ、前記シリカ粒子を含めた全種の無機微粒子が、同一の表面修飾剤で表面修飾されていることを特徴とする。
本発明に係る外添剤として、少なくとも二種の粒径の異なるシリカ粒子を含有する。
ここで、前記二種の個数平均粒径としては、トナー母体粒子の粒径との相対的な関係となるが、トナー母体粒子の体積基準のメディアン径が4~8μmの範囲内であれば、小径シリカ粒子の個数平均粒径は5~30nmの範囲内で、大径シリカ粒子の個数平均粒径は40~150nmの範囲内にその極大値を持つことが好ましい。特に、小径シリカ粒子の個数平均粒径は、8~25nmの範囲内、大径シリカ粒子の個数平均粒径は、60~120nmの範囲内であることがより好ましい。
前記小径シリカ粒子の個数平均粒径が5nm以上であると、トナー母体粒子表面への埋没を防止できかつ流動性の低下も防止できる。また、30nm以下であると、トナーの流動性付与の効果が大きくなる。
前記大径シリカ粒子の個数平均粒径が40nm以上であると、トナー母体粒子表面への埋没防止効果を発揮できる。また、150nm以下であると、トナーとしての流動性が良好となる。
前記シリカ粒子の個数平均粒径は、以下により測定することができる。
走査型電子顕微鏡にて各トナーの3万倍写真を撮影し、この写真画像をスキャナーにより取り込んだ。画像処理解析装置LUZEX AP(株式会社ニレコ製)にて、当該写真画像のトナー母体粒子表面に存在する外添剤について2値化処理し、外添剤1種につき100個についての水平方向フェレ径を算出、その平均値を個数平均粒径とした。
本発明に係るシリカ粒子は、乾式法、湿式法等、公知の方法で製造することができる。
乾式法で得られるシリカは酸素/水素バーナー中、1000℃以上の高温で四塩化ケイ素の加水分解を受けて二酸化ケイ素となることにより生成する。
その一方で湿式法は、例えば、Na2SO4の水溶液に硫酸を加えて分解すると生成するSiO2が反応槽の中に沈降させる。
その後、乾燥、粉砕、分級工程を経て目的の粒径を有する湿式法合成シリカとなる。
本発明に係る外添剤として、前記二種の個数平均粒径の異なるシリカ粒子に加えて、個数平均粒径5~2000nmの範囲内の他種の無機微粒子を一種類以上含有する。
前記他種の無機微粒子については、トナーに応じてシリカ粒子だけでは達成できない様々な機能を付与する目的で使用する。
前記他種の無機微粒子の具体例としては、アルミナ、チタン酸化合物、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化スズ及び酸化チタンが挙げられるが、アルミナやチタン酸化合物が特に好ましく、これらは単独又は複数種用いても良い。
チタン酸化合物としては、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム又はチタン酸亜鉛等が挙げられるが、特にチタン酸カルシウムが感光体ドラムや中間転写ベルトなどのクリーニング性能の点で好ましい。
アルミナは、適度な抵抗値を持ち、帯電レベル適正化や帯電量環境差の低減機能を持つ点で好ましい。また、チタン酸化合物は、帯電レベル制御に使用可能であることに加えて、転写残としてクリーニング部に残りその特徴的な形状からクリーニング性能を向上させる目的を有する点で好ましい。
また、本発明においては、特にアルミナのトナー母体粒子表面への被覆がトナー同士の凝集を防ぐため、ハーフトーンの品位が高く、また、チタン酸化合物においてはトナーボトル排出性が特に優れる。
前記少なくとも二種の粒径の異なるシリカ粒子及び一種類以上の他種の無機微粒子には、同一の表面修飾剤による表面修飾が施されている。これにより、トナー母体粒子の表面を覆う無機微粒子の表面の基が同じ組成となり、トナー母体粒子表面の状態を均一に改良することができ、本発明の効果を有効に発揮することができる。
本発明において、「表面修飾(又は表面処理ともいう。)」とは、シリカ粒子を含む全ての無機微粒子の表面を、内部とは異なる素材・状態で、無機微粒子内部と異なる状態に改質することをいう。
本発明におけるシリカ粒子を含む全種の無機微粒子においては、特に微粒子であることから、「コーティング」や「化成処理」が好ましく用いられる。また、表面修飾としては、疎水化処理がさらに好ましい。
具体的に例示すれば、シリル化剤として、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、t-ブチルジメチルクロロシラン、ビニルトリクロロシラン等のクロロシラン類やテトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、o-メチルフェニルトリメトキシシラン、p-メチルフェニルトリメトキシシラン、n-ブチルトリメトキシシラン、i-ブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、i-ブチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-クロロプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアルコキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、へキサプロピルジシラザン、ヘキサブチルジシラザン、ヘキサペンチルジシラザン、ヘキサヘキシルジシラザン、ヘキサシクロヘキシルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、ジビニルテトラメチルジシラザン、ジメチルテトラビニルジシラザン等のシラザン類等がある。
これらのうち、シリル化剤が最も一般的であり、さらにアルコキシシラン類、シラザン類は処理を実施しやすいので、好ましい。
本発明では、このような疎水化剤の1種類を単独で、あるいは、2種類以上の場合は混合するか、又は、順次段階的に表面修飾して、用途に応じて要求される疎水度を達成することができる。
この処理の際、シリコーンオイルの無機微粒子表面への固定化率を高める為に、加熱しながら処理することが好ましく、処理温度としては150~350℃の範囲が好ましく、より好ましくは200~300℃の範囲内であることが望ましい。この処理温度範囲に設定することで、シリコーンオイルを噴霧した場合に、シリコーンオイルの液滴サイズを安定させやすく、均一に表面処理した状態で、無機微粒子表面へのシリコーンオイルの固定化率を充分に高めることができる。
本発明に係る外添剤として、前記シリカ粒子及び前記他種の無機微粒子に加えて、有機微粒子及び滑剤を含有してもよい。
本発明に係るトナー母体粒子は、少なくとも結着樹脂を含有することが好ましい。また、本発明に係るトナー母体粒子は、その他必要に応じて、離型剤(ワックス)、着色剤及び荷電制御剤などの他の構成成分を含有してもよい。
(結晶性樹脂)
本発明に係るトナー母体粒子に含まれる結着樹脂は、結晶性樹脂を含んでいることが好ましい。すなわち、トナー母体粒子が、結晶性樹脂を含有する結着樹脂を含んでいることが好ましい。結晶性樹脂を以下で詳説する非晶性樹脂と混合して用いることにより、加熱定着時、結晶性樹脂と非晶性樹脂とが相溶化する。その結果、トナーの低温定着化を図ることができ、省エネルギー化を図ることができる。
また、本明細書中、樹脂の融点は、以下の方法により測定された値を採用する。
融点は、示差走査熱量測定装置「ダイヤモンドDSC」(パーキンエルマー社製)を用いて測定した。まず、試料3.0mgをアルミニウム製パンに封入してホルダーにセットした。リファレンスとして空のアルミニウム製パンをセットした。昇降速度10℃/minで0℃から200℃まで昇温する第1昇温過程、冷却速度10℃/minで200℃から0℃まで冷却する冷却過程、及び昇降速度10℃/minで0℃から200℃まで昇温する第2昇温過程をこの順に経る測定条件(昇温・冷却条件)によってDSC曲線を得る。この測定によって得られるDSC曲線に基づいて、第1昇温過程における結晶性ポリエステル樹脂由来の吸熱ピークトップ温度を、融点とした。
なお、本明細書中、重量平均分子量(Mw)は、以下の方法により求めた値を採用する。
以下の条件にて、GPC装置により重量平均分子量を測定した。試料溶液10μLをGPC装置内に注入した。屈折率検出器(RI検出器)を用いて検出し、測定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することにより、重量平均分子量を測定した。
-測定条件-
GPC装置:「HLC-8220」(東ソー株式会社製)
カラム:「TSKguardcolumn+TSKgelSuperHZM-M3連」(東ソー株式会社製)
カラム温度:40℃
キャリア溶媒:テトラヒドロフラン(THF)
流速:0.2mL/分
チタンアシレート;チタンテトラアセチルアセトナート、チタンラクテート、チタントリエタノールアミネートなどなどのチタンキレートなどを挙げることができる。ゲルマニウム化合物としては、二酸化ゲルマニウムなどを挙げることができる。さらにアルミニウム化合物としては、ポリ水酸化アルミニウムなどの酸化物、アルミニウムアルコキシドなどが挙げられ、トリブチルアルミネートなどを挙げることができる。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明に係るトナー母体粒子に含まれる結着樹脂は、上記結晶性樹脂とともに、非晶性樹脂を含んでいることが好ましい。非晶性樹脂は、当該樹脂について示差走査熱量測定(DSC)を行った時に、融点を有さず、比較的高いガラス転移温度(Tg)を有する樹脂である。非晶性樹脂のガラス転移温度(Tg)は、特に制限されないが、低温定着性などの定着性、並びに、耐熱保管性及び耐ブロッキング性などの耐熱性を確実に得る観点から、25~60℃の範囲内であることが好ましい。
なお、本明細書中、樹脂のガラス転移温度(Tg)は以下の方法により測定された値を採用する。
まず、上記結晶性ポリエステル樹脂の融点測定と同様の条件とし、非晶性樹脂微粒子について、DSC曲線を得る。当該DSC曲線に基づいて、その第2昇温過程における第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を引き、その交点をガラス転移温度(Tg)とした。
本発明で用いられるトナー母体粒子は、必要に応じて着色剤、離型剤(ワックス)、荷電制御剤を含んでいてもよい。
着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、染料、顔料などを任意に使用することができ、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、又はランプブラックなどが使用される。磁性体としては鉄、ニッケル、又は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、又は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。
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、及び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種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
荷電制御剤粒子を構成する荷電制御剤としては種々の公知のもので、かつ水系媒体中に分散することができるものを使用することができる。具体的には、ニグロシン系染料、ナフテン酸又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、又はその金属錯体などが挙げられる。
本発明に係るトナー母体粒子の形態は特に制限されず、例えば、いわゆる単層構造(コア・シェル型ではない均質な構造)であっても、コア・シェル構造であっても、3層以上の多層構造であっても、ドメイン・マトリックス構造であってもよい。トナーの保存安定性を良好にするという目的から、トナー母体粒子は、コア粒子と当該コア粒子表面を被覆してなるシェル層とを有するコア・シェル構造を有していると好ましい。
コア・シェル構造の粒子は、具体的には、必要に応じて添加される着色剤や離型剤等を含有した、ガラス転移温度が比較的低い樹脂領域(コア粒子)の表面に、比較的高いガラス転移温度を有する樹脂領域(シェル層)を有する。このようなコア・シェル構造の断面構造は、例えば、透過型電子顕微鏡(TEM)や走査型プローブ顕微鏡(SPM)等の公知の手段を用いて確認することが可能である。
コア粒子を構成する結着樹脂としては、特に制限されないが、例えば、上述した非晶性樹脂及び結晶性樹脂が用いられうる。より好ましくは、コア粒子を構成する結着樹脂として、結晶性ポリエステル樹脂及びスチレン-(メタ)アクリル樹脂などが用いられうる。これらの樹脂としては、上記のものから選択される1種又は2種以上が用いられる。
シェル層を構成する結着樹脂としては、特に制限されないが、例えば、上述した非晶性樹脂が用いられる。当該樹脂は、上記のものから選択される1種又は2種以上が用いられる。中でもシェル層は、上述のスチレン-(メタ)アクリル樹脂を含んでいると好ましい。
コア粒子の含有量は、コア粒子とシェル層との合計の樹脂量(結着樹脂の全量)を100質量%として、50~95質量%の範囲内が好ましく、60~90質量%の範囲内であるとより好ましい。また、シェル層の含有量は、コア粒子とシェル層との合計の樹脂量(結着樹脂の全量)を100質量%として、5~50質量%の範囲内が好ましく、10~40質量%の範囲内であるとより好ましい。トナー中の結着樹脂におけるシェル用樹脂の含有割合が上記範囲内であると低温定着性及び耐熱保管性を両立させることができるので好ましい。
帯電環境安定性や低温定着性を向上させるという観点から、トナー母体粒子の平均円形度は0.920~1.000の範囲内であることが好ましく、0.940~0.995の範囲内であることがより好ましい。ここで、上記平均円形度は、以下の方法により測定された値を採用する。
トナー母体粒子の平均円形度はフロー式粒子像分析装置「FPIA-3000」(Sysmex社製)を用いて測定した。具体的には、トナー母体粒子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-3000」(Sysmex社製)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った。この範囲であれば、再現性のある測定値が得られる。なお、円形度は以下の式(2)で計算される。
式(2):円形度=(粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
また、平均円形度は、各粒子の円形度の和をとり、測定した全粒子数で割った算術平均値である。
トナー母体粒子の粒径について、体積基準のメディアン径が3~10μmの範囲内であることが好ましく、4~8μmの範囲内であることがより好ましい。
トナー母体粒子の体積基準のメディアン径(D50)は、「マルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)」に、データ処理用のコンピューターシステムを接続した装置を用いて測定、算出した。測定手順としては、トナー母体粒子0.02gを、界面活性剤溶液20ml(トナー母体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)で馴染ませた後、超音波分散を1分間行い、トナー母体粒子分散液を作製した。このトナー母体粒子分散液を、サンプルスタンド内のISOTON(登録商標)II(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカーに、測定濃度5~10%になるまでピペットにて注入し、測定機カウントを25000個に設定して測定した。なお、マルチサイザー3のアパチャー径は100μmのものを使用した。測定範囲1~30μmの範囲を256分割しての頻度数を算出し、体積積算分率が大きい方から50%の粒径を体積基準のメディアン径(D50)とした。
以下、本発明に係る静電潜像現像用トナーの製造方法について説明する。
本発明のトナーを製造する方法としては、特に限定されず、混練粉砕法、懸濁重合法、乳化凝集法、溶解懸濁法、ポリエステル伸長法、分散重合法など公知の方法が挙げられる。
乳化凝集法とは、界面活性剤や分散安定剤によって分散された結着樹脂の粒子(以下、「結着樹脂粒子」ともいう。)の分散液を、必要に応じて、着色剤の粒子(以下、「着色剤粒子」ともいう。)の分散液と混合し、所望のトナー粒径となるまで凝集させ、さらに結着樹脂粒子間の融着を行うことにより形状制御を行って、トナー粒子を製造する方法である。ここで、結着樹脂の粒子は、任意に離型剤、荷電制御剤などを含有していてもよい。
(2)水系媒体中に、必要に応じて内添剤を含有した結着樹脂粒子が分散されてなる樹脂粒子分散液(コア用/シェル用樹脂粒子分散液)を調製する工程
(3)着色剤粒子分散液とコア用樹脂粒子分散液とを混合して凝集用樹脂粒子分散液を得て、凝集剤の存在下で着色剤粒子及び結着樹脂粒子を凝集、融着させてコア粒子としての凝集粒子を形成する工程(凝集・融着工程)
(4)コア粒子を含む分散液中に、シェル層用の結着樹脂粒子を含むシェル用樹脂粒子分散液を添加して、コア粒子表面にシェル層用の粒子を凝集、融着させてコア・シェル構造のトナー母体粒子を形成する工程(凝集・融着工程)
(5)トナー母体粒子の分散液(トナー母体粒子分散液)からトナー母体粒子を濾別し、界面活性剤などを除去する工程(洗浄工程)
(6)トナー母体粒子を乾燥する工程(乾燥工程)
(7)トナー母体粒子に外添剤を添加する工程(外添剤処理工程)
<工程(1):着色剤粒子分散液の調製工程>
着色剤粒子分散液の調製工程は、着色剤を水系媒体中に微粒子状に分散させて着色剤粒子の分散液を調製する工程である。
着色剤粒子の水系媒体中における分散粒径は体積平均粒径、すなわち体積基準におけるメディアン径であり、このメディアン径は、マイクロトラック粒度分布測定装置「UPA-150」(日機装株式会社製)を用いて測定することができる。
樹脂粒子分散液の調製工程は、トナー母体粒子を構成する結着樹脂を合成し、この結着樹脂を水系媒体中に微粒子状に分散させて結着樹脂粒子の分散液を調製する工程である。
方法(I)においては、まず、スチレン-(メタ)アクリル樹脂を得るための単量体を重合開始剤とともに水系媒体中に添加して重合し、基礎粒子を得る。このとき、重合開始剤としては、水溶性重合開始剤を用いることができる。水溶性重合開始剤としては、例えば過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの水溶性ラジカル重合開始剤を好適に用いることができる。
方法(II)において、油相液の調製に使用される有機溶媒(溶剤)としては、上記と同様に、油滴の形成後の除去処理が容易である観点から、沸点が低く、かつ、水への溶解性が低いものが好ましく、具体的には、例えば酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレンなどが挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
この凝集・融着工程は、水系媒体中で前述の結着樹脂粒子と、必要に応じて添加される着色剤粒子とを凝集させ、凝集させると同時にこれら粒子を融着させてトナー母体粒子を得る工程である。
コア粒子の形成方法としては、公知の方法で製造することができるが、水系媒体に分散した樹脂粒子を凝集させてコア粒子を形成する乳化凝集法が好ましく用いられる。
コア粒子表面に均一にシェル層を形成させる場合、乳化凝集法を採用するのが好ましい。乳化凝集法を採用する場合、コア粒子の水分散液中に、シェル粒子の乳化分散液(シェル用樹脂粒子分散液)を添加し、コア粒子の表面にシェル粒子を凝集/融着させてシェル層を形成させることができる。
トナー母体粒子分散液からトナー母体粒子を濾別するための濾過処理方法としては、遠心分離法、ヌッチェ等を使用して行う減圧濾過法、フィルタープレス等を使用して行う濾過法など特に限定されるものではない。
その後、洗浄処理して回収されたトナー母体粒子を乾燥処理し、乾燥されたトナー母体粒子を得る。この工程で使用される乾燥機としては、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機などを挙げることができ、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動層乾燥機、回転式乾燥機、撹拌式乾燥機などを使用することが好ましい。乾燥されたトナー母体粒子の水分は、5質量%以下であることが好ましく、さらに好ましくは2質量%以下である。なお、乾燥処理されたトナー粒子同士が、弱い粒子間引力で凝集している場合には、当該凝集体を解砕処理してもよい。ここに、解砕処理装置としては、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル、フードプロセッサー等の機械式の解砕装置を使用することができる。
本発明では、前記した二種以上のシリカ粒子及び他種の無機微粒子を外添剤として添加する。
本発明に係るトナーは、キャリアとトナーとから構成される二成分現像剤として、また、トナーのみから構成される非磁性一成分現像剤として使用することが可能である。
以下、被覆型キャリア粒子について説明する。
式(b):MFe2O4
また、上記熱処理することにより強磁性を示す合金としては、マンガン-銅-アルミニウム及びマンガン-銅-スズなどのホイスラー合金、ならびに、二酸化クロム等が挙げられる。
ビスフェノールAプロピレンオキサイド、テレフタル酸及び無水トリメリット酸を単量体とし、重縮合して得られるポリエステル樹脂(結着樹脂、溶融温度(110℃))100質量部、カーボンブラック「リーガル330R」(キャボット社製)5.0質量部、サリチル酸の亜鉛化合物(帯電制御剤、商品名:ボントロンE84、オリエント化学工業社製)2.0質量部及びパラフィンワックス(離型剤)4.5質量部をヘンシェルミキサー(商品名、三井鉱山株式会社製)で10分間均一に混合し、混合物を得た。
この混合物を、二軸押出機で105℃に加熱しながら混練し、冷却することによって混練物を得た。得られた混練物をカッティングミルで粗粉砕した後、超音波式ジェットミルで微粉砕し、分級機で微粉を除去するように設定して分級することによって、体積平均粒径7.01μmのトナー母体粒子1を得た。
(1)樹脂粒子の作製
(1-1)コア部用樹脂粒子〔A〕の分散液の調製工程
下記に示す第1段重合、第2段重合及び第3段重合を経て多層構造を有するコア部用樹脂粒子〔A〕を作製した。
(a)第1段重合(樹脂粒子〔a1〕の分散液の調製)
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、ポリオキシエチレン-2-ドデシルエーテル硫酸ナトリウム4質量部をイオン交換水3040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)10質量部をイオン交換水400質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加し、温度を75℃とした後、スチレン532質量部、n-ブチルアクリレート200質量部、メタクリル酸68質量部、n-オクチルメルカプタン16.4質量部からなる単量体混合液を1時間かけて滴下し、この系を75℃にて2時間にわたり加熱、撹拌することによって重合(第1段重合)を行い、樹脂粒子〔a1〕の分散液を調製した。なお、第1段重合で調製した樹脂粒子〔a1〕の重量平均分子量(Mw)は16500であった。
撹拌装置を取り付けたフラスコ内において、スチレン101.1質量部、n-ブチルアクリレート62.2質量部、メタクリル酸12.3質量部、n-オクチルメルカプタン1.75質量部からなる単量体混合液に、離型剤として、パラフィンワックス「HNP-57」(日本精蝋社製)93.8質量部を添加し、90℃に加温して溶解させた。
一方、ポリオキシエチレン-2-ドデシルエーテル硫酸ナトリウム3質量部をイオン交換水1560質量部に溶解させた界面活性剤溶液を98℃に加熱し、この界面活性剤溶液に、前述の樹脂粒子〔a1〕の分散液32.8質量部(固形分換算)添加し、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス」(エム・テクニック社製)により、前記パラフィンワックスを含有する単量体溶液を8時間混合分散させ、分散粒径340nmを有する乳化粒子を含む分散液を調製した。
次いで、この乳化粒子分散液に、過硫酸カリウム6質量部をイオン交換水200質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加し、この系を98℃にて12時間にわたり加熱撹拌することにより重合(第2段重合)を行い、樹脂粒子〔a2〕の分散液を調製した。なお、第2段重合で調製した樹脂粒子〔a2〕の重量平均分子量(Mw)は23000であった。重量平均分子量(Mw)の測定方法は、上記したとおりである。
上記樹脂粒子〔a2〕に、過硫酸カリウム5.45質量部をイオン交換水220質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加し、80℃の温度条件下で、スチレン293.8質量部、n-ブチルアクリレート154.1質量部、n-オクチルメルカプタン7.08質量部からなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間にわたり加熱撹拌することにより重合(第3段重合)を行った後、28℃まで冷却しコア部用樹脂粒子〔A〕の分散液を得た。なお、コア部用樹脂粒子〔A〕の重量平均分子量(Mw)は26800であった。また、コア部用樹脂粒子〔A〕の体積基準の平均粒径は125nmであった。さらに、このコア部用樹脂粒子〔A〕のガラス転移温度(Tg)は30.5℃であった。重量平均分子量(Mw)の測定方法は、上記したとおりである。体積基準の平均粒径は、粒度分布測定装置「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)を用いて測定した値を採用した。
上記コア部用樹脂粒子〔A〕の第1段重合において、スチレンを548質量部、2-エチヘキシルアクリレートを156質量部、メタクリル酸を96質量部、n-オクチルメルカプタンを16.5質量部に変更した単量体混合液を用いた以外は同様にして、重合反応及び反応後の処理を行い、シェル層用樹脂粒子〔B〕の分散液を調製した。なお、シェル層用樹脂粒子〔B〕のTgは49.8℃であった。さらに、シェル層用樹脂粒子〔B〕の重量平均分子量(Mw)は26800であった。ガラス転移温度(Tg)及び重量平均分子量(Mw)の測定方法は、上記したとおりである。
ドデシル硫酸ナトリウム90質量部をイオン交換水1600質量部に添加し、この溶液を撹拌しながら、カーボンブラック「リーガル330R」(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されてなる着色剤微粒子分散液〔P1〕を調製した。
この着色剤微粒子分散液〔P1〕における着色剤微粒子の粒径を電気泳動光散乱光度計「ELS-800」(大塚電子杜製)を用いて測定したところ、体積基準のメディアン径で110nmであった。
(3-1)コア部(コア粒子)の形成
コア部用樹脂粒子〔A〕の分散液420質量部(固形分換算)と、イオン交換水900質量部と、着色剤微粒子分散液〔P1〕100質量部とを、温度センサー、冷却管、窒素導入装置、撹拌装置を取り付けた反応容器に入れて撹拌した。反応容器内の温度を30℃に調整した後、この溶液に5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを8~11に調整した。
次いで、Mg元素含有の凝集剤として塩化マグネシウム・6水和物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℃にて10分間かけて添加した。3分間放置した後に昇温を開始し、この系を80分間かけて80℃(コア部形成温度)まで昇温した。その状態でフロー式粒子像分析装置「FPIA2100」(シスメックス社製)にて粒子の粒径を測定し、粒子の体積基準平均粒径(「コア粒子の狙い粒径」ともいう)が所定の値になった時点で、塩化ナトリウム40.2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を添加して粒径成長を停止させ、さらに、熟成処理として液温度80℃(コア部熟成温度)にて1時間にわたり加熱撹拌することにより融着を継続させ、コア部(コア粒子)を形成した。
次いで、65℃においてシェル層用樹脂粒子〔B〕の分散液46.8質量部(固形分換算)を添加し、さらにMg元素含有の凝集剤として塩化マグネシウム・6水和物2質量部をイオン交換水60質量部に溶解した水溶液を、10分間かけて添加した後、80℃(シェル化温度)まで昇温し、1時間にわたり撹拌を継続し、前記コア部(コア粒子)の表面に、シェル層用樹脂粒子〔B〕を融着させた後、80℃(シェル熟成温度)で所定の円形度まで熟成処理を行い、シェル層を形成させた。ここで、塩化ナトリウム40.2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を加え、8℃/分の条件で30℃まで冷却し、生成した融着粒子を濾過し、45℃のイオン交換水で繰り返し洗浄し、その後、40℃の温風で乾燥することにより、コア部(コア粒子)表面にシェル層を有する、体積平均粒径6.52μmのトナー母体粒子2を得た。
(1)シェル層用ポリエステル樹脂粒子分散液の調製工程
(1-1)スチレン・アクリル変性ポリエステル樹脂(シェル層用樹脂)の合成
窒素導入管、脱水管、撹拌器及び熱電対を装備した容量10リットルの四つ口フラスコに、
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物 500質量部
テレフタル酸 117質量部
フマル酸 82質量部
エステル化触媒(オクチル酸スズ) 2質量部
を入れ、230℃で8時間縮重合反応させ、さらに、8kPaで1時間反応させ、160℃まで冷却した後、
アクリル酸 10質量部
スチレン 30質量部
ブチルアクリレート 7質量部
重合開始剤(ジ-t-ブチルパーオキサイド) 10質量部
の混合物を滴下ロートにより1時間かけて滴下し、滴下後、160℃に保持したまま、1時間付加重合反応を継続させた後、200℃に昇温し、10kPaで1時間保持した後、アクリル酸、スチレン、ブチルアクリレートを除去することにより、スチレン・アクリル変性ポリエステル樹脂〔C〕を得た。
このスチレン・アクリル変性ポリエステル樹脂〔C〕のガラス転移点は60℃、軟化点は105℃であった。
得られたスチレン・アクリル変性ポリエステル樹脂〔C〕100質量部を、「ランデルミル 形式:RM」(徳寿工作所社製)で粉砕し、あらかじめ作製した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)を用いてV-LEVEL、300μAで30分間超音波分散し、体積基準のメディアン径(D50)が250nmであるシェル層用ポリエステル樹脂粒子が分散されたシェル層用ポリエステル樹脂粒子〔C〕の分散液を作製した。
前記トナー母体粒子2の作製において、「(b)シェル層の形成~乾燥」におけるシェル層樹脂として、上記「シェル層用ポリエステル樹脂粒子〔C〕の分散液」を用いた以外は同様にして、コア粒子を形成した後、シェル層を形成して、体積平均粒径6.23μmのトナー母体粒子3を作製した。
(1)樹脂粒子の作製
(1-1)コア部用ビニル樹脂粒子〔D〕の分散液の調製工程
(a)第1段重合(ビニル樹脂粒子〔d1〕の分散液の調製)
撹拌装置、温度センサー、冷却管、及び窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、ドデシル硫酸ナトリウム8質量部及びイオン交換水3000質量部を仕込み、窒素気流下230rpmの速度で攪拌しながら、内温を80℃に昇温させた。昇温後、過硫酸カリウム10質量部をイオン交換水200質量部に溶解させた溶液を添加し、再度液温を80℃として、下記単量体の混合液を1時間かけて滴下した。
スチレン 480.0質量部
n-ブチルアクリレート 250.0質量部
メタクリル酸 68.0質量部
滴下後、80℃にて2時間加熱、撹拌することにより重合を行い、ビニル樹脂粒子〔d1〕の分散液を調製した。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、及び窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、ドデシル硫酸ナトリウム7質量部をイオン交換水3000質量部に溶解させた溶液を仕込み、98℃に加熱した。加熱後、上記第1段重合により調製したビニル樹脂粒子〔d1〕の分散液を固形分換算で300質量部と、下記単量体、連鎖移動剤、及び離型剤を90℃にて溶解させた混合液と、を添加した。
スチレン 243.0質量部
2-エチルヘキシルアクリレート 90.5質量部
メタクリル酸 33.1質量部
n-オクチルメルカプタン(連鎖移動剤) 5.5質量部
ベヘン酸ベヘニル(離型剤、融点73℃) 130.0質量部
循環経路を有する機械式分散機CLEARMIX(エム・テクニック株式会社製)により、1時間の混合分散処理を行い、乳化粒子(油滴)を含む分散液を調製した。この分散液に、過硫酸カリウム6質量部をイオン交換水200質量部に溶解させた重合開始剤の溶液を添加し、この系を78℃にて1時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行って、ビニル樹脂粒子〔d2〕の分散液を調製した。
上記第2段重合により得られたビニル樹脂粒子〔d2〕の分散液に、さらにイオン交換水400質量部を添加し、よく混合した後、過硫酸カリウム6.0質量部をイオン交換水400質量部に溶解させた溶液を添加した。さらに、81℃の温度条件下で、下記単量体及び連鎖移動剤の混合液を1時間かけて滴下した。
スチレン 354.8質量部
n-ブチルアクリレート 143.2質量部
メタクリル酸 52.0質量部
n-オクチルメルカプタン(連鎖移動剤) 8.0質量部
滴下終了後、2時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行った後、28℃まで冷却し、ビニル樹脂粒子〔D〕が分散している分散液を調製した。得られたビニル樹脂の重量平均分子量は、35000であった。
両反応性単量体を含む、下記のビニル重合セグメント(スチレン・アクリル重合セグメント、StAcセグメント)の原料単量体及びラジカル重合開始剤を滴下ロートに入れた。
スチレン 34質量部
n-ブチルアクリレート 12質量部
アクリル酸 2質量部
ラジカル重合開始剤(ジ-t-ブチルパーオキサイド) 7質量部
また、下記の結晶性ポリエステル重合セグメント(CPEsセグメント)の原料単量体を、窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した四つ口フラスコに入れ、170℃に加熱し溶解させた。
ヘキサデカン二酸 281質量部
1,4-ブタンジオール 94質量部
次いで、撹拌下でビニル重合セグメントの原料単量体を90分かけて滴下し、60分間熟成を行った後、減圧下(8kPa)にて未反応のビニル重合セグメントの原料単量体を除去した。なお、このとき除去された単量体量は、上記のビニル重合セグメントの単量体量と比較してごく微量であった。
その後、エステル化触媒としてTi(O-n-Bu)4を0.8質量部投入し、235℃まで昇温し常圧下(101.3kPa)にて5時間反応を行い、さらに減圧下(8kPa)にて1時間反応を行った。
次に、200℃まで冷却した後、減圧下(20kPa)にて1時間反応させることによりハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂である結晶性ポリエステル樹脂を得た。結晶性ポリエステル樹脂は、その全量に対してCPEsセグメント以外の重合セグメント(StAcセグメント)を8質量%含み、また、StAcセグメントに対してCPEsセグメントがグラフト化した形態の樹脂であった。得られた結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は20000、融点は78℃であった。
上記結晶性ポリエステル樹脂を30質量部溶融させて溶融状態のまま、乳化分散機「キャビトロンCD1010」(株式会社ユーロテック製)に対して毎分100質量部の移送速度で移送した。また、この溶融状態の結晶性ポリエステル樹脂の移送と同時に、当該乳化分散機「キャビトロンCD1010」(株式会社ユーロテック製)に、別途の水性溶媒タンクにおいて試薬アンモニア水70質量部をイオン交換水で希釈した濃度0.37質量%の希アンモニア水を、熱交換機で100℃に加熱しながら毎分0.1リットルの移送速度で移送した。そして、この乳化分散機を、回転子の回転速度60Hz、圧力5kg/cm2の条件で運転することにより、固形分量が30質量%である結晶性ポリエステル樹脂粒子〔E〕の分散液を調製した。このとき、分散液に含まれる結晶性ポリエステル樹脂粒子〔E〕の体積基準のメディアン径は、200nmであった。
両反応性単量体を含む、下記のビニル重合セグメント(StAcセグメント)の原料単量体及びラジカル重合開始剤を滴下ロートに入れた。
スチレン 80質量部
n-ブチルアクリレート 20質量部
アクリル酸 10質量部
ラジカル重合開始剤(ジ-t-ブチルパーオキサイド) 16質量部
また、下記の非晶性ポリエステル重合セグメント(APEsセグメント)の原料単量体を、窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した四つ口フラスコに入れ、170℃に加熱し溶解させた。
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物(BPA-PO)
228.6質量部
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物(BPA-EO)
57.1質量部
テレフタル酸 66.9質量部
フマル酸 47.4質量部
次いで、撹拌下でビニル重合セグメントの原料単量体を90分かけて滴下し、60分間熟成を行った後、減圧下(8kPa)にて未反応のビニル重合セグメントの原料単量体を除去した。
その後、エステル化触媒としてTi(O-n-Bu)4を0.4質量部投入し、235℃まで昇温、常圧下(101.3kPa)にて5時間、さらに減圧下(8kPa)にて1時間反応を行った。
次に、200℃まで冷却した後、減圧下(20kPa)にて所望の軟化点に達するまで反応を行った。次いで、脱溶剤を行い、非晶性ポリエステル樹脂を得た。非晶性ポリエステル樹脂は、その全量に対してAPEsセグメント以外の重合セグメント(StAcセグメント)を8質量%含み、また、StAcセグメントに対してAPEsセグメントがグラフト化した形態のハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂であった。得られた非晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は20000、ガラス転移温度は60℃であった。
得られた非晶性ポリエステル樹脂100質量部を、400質量部の酢酸エチル(関東化学株式会社製)に溶解した。さらに、あらかじめ作製した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」(株式会社日本精機製作所製)でV-LEVEL 300μAで30分間超音波分散した。その後、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、固形分量が13.5質量%の非晶性ポリエステル樹脂粒子〔F〕の分散液を調製した。
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「リーガル330R」(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(株)製)を用いて分散処理することにより、着色剤粒子分散液〔P2〕を調製した。
この着色剤粒子分散液〔P2〕における着色剤粒子の粒径を、電気泳動光散乱光度計「ELS-800」(大塚電子社製)を用いて測定したところ、110nmであった。
撹拌装置、温度センサー、及び冷却管を取り付けた反応容器に、コア部用ビニル樹脂粒子〔D〕の分散液285質量部(固形分換算)、コア部用結晶性ポリエステル樹脂粒子〔E〕の分散液40質量部(固形分換算)、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム塩をビニル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂との総量に対して1質量%(固形分換算)、及びイオン交換水2000質量部を投入した後、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、着色剤粒子分散液〔P2〕30質量部(固形分換算)を投入し、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分かけて80℃まで昇温した。80℃に到達後、粒径の成長速度を0.01μm/分になるように撹拌速度を調整しながら、「コールターマルチサイザー3」(ベックマン・コールター株式会社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメディアン径が6.0μmになるまで成長させた。
その後、シェル層用非晶性ポリエステル樹脂粒子〔F〕の分散液37質量部(固形分換算)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、80℃の状態で加熱撹拌することにより、粒子の融着を進行させ、トナーの平均円形度の測定装置「FPIA-3000」(シスメックス社製)を用いて(HPF検出数を4000個)平均円形度を測定し、平均円形度が0.970になった時点で2.5℃/分の冷却速度で30℃に冷却した。
次いで、固液分離し、脱水したトナーケーキをイオン交換水に再分散し固液分離する操作を3回繰り返して洗浄した後、40℃で24時間乾燥させることにより、トナー母体粒子4を得た。
<ジメチルジクロロシランによる表面修飾>
撹拌機付きオートクレーブに、下記表I及び表IIに記載の未処理の無機微粒子(シリカ粒子A、シリカ粒子B、無機微粒子A又は無機微粒子B)を投入し、撹拌による流動化状態において、250℃に加熱した。
反応器内部を窒素ガスで置換して反応器を密閉し、その後、反応器の温度を250℃に保ったまま、無機微粒子原体100質量部に対し、10質量部のジメチルジクロロシランを内部に噴霧し、撹拌しながら流動化状態で処理を行なった。この反応を30分間継続した後、反応を終了した。反応終了後、オートクレーブを脱圧し、窒素ガス気流による洗浄を行い、処理され無機微粒子から過剰のジメチルジクロロシラン及び副生物を除去して、表面修飾を完了した無機微粒子を得た。
イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン及びヘキサメチルジシラザンについても、前記ジメチルジクロロシランによる表面修飾において、ジメチルジクロロシランを前記各表面修飾剤に代えた以外は同様にして、下記表I及び表IIに記載の未処理の無機微粒子に対して表面修飾を行った。
反応器内部を窒素ガスで置換して反応器を密閉し、下記表I及び表IIに記載の未処理の無機微粒子(シリカ粒子A、シリカ粒子B、無機微粒子A又は無機微粒子B)100質量部に対し、20質量部のジメチルシリコーンオイル(粘度=50mm2/s)を噴霧し、30分間撹拌を続けた。その後、撹拌しながら300℃まで昇温させてさらに2時間撹拌し、その後常温に冷却し、表面修飾を完了した無機微粒子を得た。
メチルフェニルシリコーンオイル、環状ジメチルシリコーンオイル及びメチルハイドロジェンシリコーンオイルについても、前記ジメチルシリコーンオイルによる表面修飾において、ジメチルシリコーンオイルを前記各シリコーンオイルに代えた以外は同様にして、下記表I及び表IIに記載の未処理の無機微粒子に対して表面修飾を行った。
前記で作製した各トナー母体粒子に対して、表面修飾又は未処理の各外添剤を用いて、下記表I及び表IIに記載の組み合わせで外添処理を行った。
具体的には、下記の材料を10Lヘンシェルミキサーに投入した。
トナー母体粒子:100質量部
シリカ粒子A:0.5質量部
シリカ粒子B:1.0質量部
無機微粒子A:0.5質量部
無機微粒子B:0.5質量部
周速度30m/sにて、30分の混合を行い、篩いにかけ、トナーJ-1~J-36及びH-1~H-5を得た。
前記で作製した各トナーとアクリルコートキャリア(体積平均粒径30μm)をトナー濃度7.0%で20分間混合し、各現像剤j-1~j-36及びh-1~h-5を得た。
評価装置として、市販のデジタルフルカラー複合機「bizhub c658」(コニカミノルタ株式会社製、「bizhub」は同社の登録商標)を用いた。上記で製造した二成分現像剤をそれぞれ装填し、下記の評価を実施した。
本評価装置では、帯電工程、露光工程、現像工程及び転写工程を有する電子写真画像形成方法によって印刷を行っている。また、本評価装置のトナーボトルは内部にトナーを切り出す溝を持った回転円柱型のトナーボトルを用いており、トナーが無くなったことを検知するとその旨を表示し、停止する。
以下の「粒状性」の評価では、印刷初期(0枚)の評価装置と、1万枚の耐久印刷後の評価装置のそれぞれで評価している。ここで、「1万枚の耐久印刷」の印刷条件は、20℃・50%RHの環境下で、印字率5%の文字チャートを1万枚印刷したことを意味している。
GI値を用いて粒状性評価を行った。具体的には、1万枚の耐久印刷後の評価のそれぞれで、階調率32段階の階調パターンの画像を出力した。そして、この画像における粒状性の評価は、階調パターンをCCDで読み取り、得られた読み取り値にMTF(Modulation Transfer Function)補正を考慮したフーリエ変換処理を施し、人間の比視感度にあわせたGI値(Graininess Index)を測定し、最大GI値を求めた。
GI値は、小さいほど良く、小さいほど画像の粒状感が少ないことを表している。なお、このGI値は、日本画像学会誌39(2)、84・93(2000)に掲載されている値である。そして、下記評価基準にしたがって、印刷初期(0枚)と10万枚の耐久印刷後の評価装置のそれぞれについて、上記画像における階調パターンの粒状性を評価した。以下の判定基準において、「◎◎」、「◎」又は「○」を合格とした。初期及び耐久印刷後に出力した階調パターンの画像については、当該画像における最大GI値に基づいて、以下の基準により判定した。
◎◎:GIが0.20未満
◎:GIが0.20以上0.23未満
○:GIが0.23以上0.26未満
△:GIが0.26以上0.30未満
×:GIが0.30以上
トナーボトル消費後、マシンが停止表示出たところでボトルを取り出し、トナー残量を測定した。(トナー残量=(トナーボトル重量)-(ボトル風袋))
◎:トナー残量12g未満
○:トナー残量12g以上25g未満
△:トナー残量25g以上35g未満
×:トナー残量35g以上
Claims (7)
- 少なくともトナー母体粒子と外添剤とを含有する静電荷像現像用トナーであって、
前記外添剤が、少なくとも二種の個数平均粒径の異なるシリカ粒子に加え、個数平均粒径5~2000nmの範囲内の他種の無機微粒子を二種類含有し、かつ、
前記シリカ粒子を含めた全種の無機微粒子が、同一の表面修飾剤で表面修飾されていることを特徴とする静電荷像現像用トナー。 - 前記二種類の他種の無機微粒子が、少なくともアルミナ又はチタン酸化合物の粒子のいずれかであ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。
- 前記二種類の他種の無機微粒子のうち、一方の無機微粒子の個数平均粒径が30~50nmの範囲内であり、他方の無機微粒子の個数平均粒径が200~350nmの範囲内であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記同一の表面修飾剤が、ジメチルジクロロシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、シリコーンオイル、オクチルトリメトキシシラン又はヘキサメチルジシロキサンから選ばれる表面修飾剤であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー母体粒子が、乳化凝集型の樹脂を含有することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー母体粒子が、結晶性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー母体粒子が、コア・シェル構造を有することを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
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