(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-02
(45)【発行日】2024-08-13
(54)【発明の名称】トナー
(51)【国際特許分類】
G03G 9/097 20060101AFI20240805BHJP
【FI】
G03G9/097 372
G03G9/097 374
(21)【出願番号】P 2020107074
(22)【出願日】2020-06-22
【審査請求日】2023-06-20
(73)【特許権者】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002860
【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】桂 大侍
(72)【発明者】
【氏名】文田 英和
(72)【発明者】
【氏名】山脇 健太郎
(72)【発明者】
【氏名】吉田 沙羅
(72)【発明者】
【氏名】小▲崎▼ 祐輔
(72)【発明者】
【氏名】大塚 孝義
【審査官】塚田 剛士
(56)【参考文献】
【文献】特開2018-194834(JP,A)
【文献】特開2018-194835(JP,A)
【文献】特開2017-156677(JP,A)
【文献】特開2020-076790(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G03G 9/097
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
トナー粒子と外添剤とを有するトナーであって、
該外添剤が、アルミナ粒子の表面を有機ケイ素重合体微粒子で被覆した複合体粒子を含有し、
該アルミナ粒子の表面の該有機ケイ素重合体微粒子による被覆率が、1面積%以上50面積%以下であり、
該有機ケイ素重合体微粒子の一次粒子の個数平均粒径をA(nm)とし、
該アルミナ粒子の一次粒子の個数平均粒径をB(nm)としたときに、
下記式(I)及び(II)を満たすことを特徴とするトナー。
A≦90 (I)
100≦B≦1000 (II)
【請求項2】
前記有機ケイ素重合体微粒子は、
ケイ素原子と酸素原子が交互に結合した構造を有し、
前記有機ケイ素重合体微粒子における有機ケイ素重合体の少なくとも一部が、R
aSiO
3/2で表されるT3単位構造を有しており、
該R
aは炭素数1~6のアルキル基又はフェニル基を表す請求項1に記載のトナー。
【請求項3】
前記有機ケイ素重合体微粒子の
29Si-NMRの測定において、
前記有機ケイ素重合体微粒子に含有される全ケイ素元素に由来するピークの合計面積に対する、前記T3単位構造を有するケイ素に由来するピークの面積の割合が、0.50以上1.00以下である請求項2に記載のトナー。
【請求項4】
前記アルミナ粒子の真円度が、0.70以上0.99以下である請求項1~3のいずれか一項に記載のトナー。
【請求項5】
前記複合体粒子の平均投影面積が、0.01μm
2以上1.00μm
2以下である請求項1~4のいずれか一項に記載のトナー。
【請求項6】
前記複合体粒子の前記トナー粒子に対する個数割合が、0.1以上である請求項1~5のいずれか一項に記載のトナー。
【請求項7】
前記複合体粒子の含有量が、前記トナー粒子100質量部に対して、0.01質量部~3.00質量部である請求項1~6のいずれか一項に記載のトナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電子写真法のような画像形成方法に使用されるトナーに関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真画像形成装置には、高速化、長寿命化、省エネルギー化、及び小型化が求められており、これらに対応する為に、種々の性能のより一層の向上が求められている。特にトナーに対しては、長寿命化の観点から、品質安定性の向上が要求されている。トナーそれ自体の特性が変わらないことに加えて、感光体、トナー搬送部材、帯電部材等の各種キーパーツを摩耗又は汚染しないことが重要である。このような観点から、種々のトナーや外添剤が提案されている。
【0003】
特許文献1では、特定のBET比表面積とタップ密度の関係を示すアルミナ粒子を用いることで、画像濃度や地カブリ等の画像特性を維持でき、且つ感光体へのダメージが少ないトナーが提案されている。
また、特許文献2では、トナー粒子の円形度とシャープな粒度分布を規定し、トナー粒子とアルミナ粒子との仕事関数差を設けることで、トナー粒子からのアルミナ粒子の遊離を防止し、安定画質の維持と部材摩耗の低減に優れたトナーが提案されている。
特許文献3では、有機微粒子と無機微粒子とが有機疎水化剤を介して部分的に結合した複合粒子を用いることで、混合均一性に優れた複合粒子が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平10-326028号公報
【文献】特開2006-201562号公報
【文献】特開2016-163866号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1及び2のトナーを高速化、長寿命化に対応した画像形成装置において評価した所、耐久使用末期の画像特性において、トナーの流動性低下に伴うベタ追従性の低下、帯電特性の劣化に伴うカブリの発生、帯電部材汚染などの弊害がみられた。
特許文献3に記載の複合粒子の場合、サブミクロンサイズの粒径の比較的大きな有機微粒子に対して小粒径の無機微粒子を付着させ、複合粒子としている。このような複合粒子が、トナーからキーパーツに移行した場合、キーパーツを摩耗又は汚染しやすい傾向がある。
すなわち、これらの先行技術文献に記載のトナーを用いた場合にも、求める特性に対して未だ課題を有していることがわかった。
本開示は、画像形成装置のキーパーツへの摩耗や汚染が少なく、長期耐久使用においても、流動性及び帯電安定性に優れたトナーを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らが、鋭意検討を重ねた結果、以下のトナーによって、上述の課題を解決できることを見出した。
すなわち、本開示は、
トナー粒子と外添剤とを有するトナーであって、
該外添剤が、アルミナ粒子の表面を有機ケイ素重合体微粒子で被覆した複合体粒子を含
有し、
該アルミナ粒子の表面の該有機ケイ素重合体微粒子による被覆率が、1面積%以上50面積%以下であり、
該有機ケイ素重合体微粒子の一次粒子の個数平均粒径をA(nm)とし、
該アルミナ粒子の一次粒子の個数平均粒径をB(nm)としたときに、
下記式(I)及び(II)を満たすトナーに関する。
A≦90 (I)
100≦B≦1000 (II)
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、画像形成装置のキーパーツへの摩耗や汚染が少なく、長期耐久使用においても、流動性及び帯電安定性に優れたトナーを得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0008】
上記トナーは、外添剤として、アルミナ粒子の表面を有機ケイ素重合体微粒子で被覆した複合体粒子を含有する。
従来、サブミクロン粒径のアルミナ粒子を外添剤として用いた場合、トナーの帯電性が向上することが知られている。この傾向は、特に非磁性一成分現像方式において顕著である。これは、アルミナ粒子がトナー粒子と逆極性に帯電することで、トナー粒子に帯電性を付与するマイクロキャリア効果によるものと考えられている。
一方で、アルミナ粒子は硬度が高く、感光体等の各種キーパーツを摩耗する傾向がある。また、非磁性一成分現像方式においては、規制ブレード等のキーパーツにアルミナが付着することで、耐久使用末期においてトナーを過帯電させる傾向がある。結果として、耐久使用後半の帯電ローラ汚染やカブリを引き起こす傾向がある。
【0009】
そこで本発明者らは、アルミナ粒子によるこのような弊害を抑える方法を検討した。具体的には、アルミナ粒子を別の材料で部分的に被覆することで、アルミナ粒子による効果を維持したまま、上記弊害を抑えることを試みた。そして、そのような材料として、有機ケイ素重合体微粒子が優れることを見出した。
有機ケイ素重合体微粒子は、アルミナやシリカなどの無機微粒子に比べて、硬度が低いことが知られている。アルミナ粒子を有機ケイ素重合体微粒子で部分的に被覆することで、各種キーパーツの摩耗を抑えることができる。有機ケイ素重合体微粒子は離形性に優れる性質を有しているため、部材汚染を抑えることができる上、トナーの流動性を良好に保つことができる。
【0010】
以上のことから、本発明者らは、アルミナ粒子の表面を有機ケイ素重合体微粒子で被覆した複合体粒子を用いることで、画像形成装置のキーパーツへの摩耗や汚染が少なく、長期耐久使用においても、流動性及び帯電安定性に優れたトナーを得ることができることを見出した。
なお、数値範囲を表す「XX以上YY以下」や「XX~YY」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。
【0011】
具体的には、本開示は、
トナー粒子と外添剤とを有するトナーであって、
該外添剤が、アルミナ粒子の表面を有機ケイ素重合体微粒子で被覆した複合体粒子を含有し、
該アルミナ粒子の表面の該有機ケイ素重合体微粒子による被覆率が、1面積%以上50面積%以下であり、
該有機ケイ素重合体微粒子の一次粒子の個数平均粒径をA(nm)とし、
該アルミナ粒子の一次粒子の個数平均粒径をB(nm)としたときに、
下記式(I)及び(II)を満たすトナーに関する。
A≦90 (I)
100≦B≦1000 (II)
【0012】
トナーは、トナー粒子と外添剤とを有し、該外添剤が、アルミナ粒子の表面を有機ケイ素重合体微粒子で被覆した複合体粒子を含有する。
アルミナ粒子の表面を有機ケイ素重合体微粒子で被覆した状態とは、アルミナ粒子の表面に有機ケイ素重合体微粒子が付着した状態をいう。
有機ケイ素重合体微粒子の付着の有無は、電子顕微鏡などによりトナーを観察することで確認できる。
【0013】
該アルミナ粒子の表面の該有機ケイ素重合体微粒子による被覆率は、1面積%以上50面積%以下である。
該被覆率が1面積%より少ない場合、有機ケイ素重合体微粒子によるキーパーツへの摩耗や汚染の抑制効果が得られない。一方、該被覆率が50面積%より大きい場合、アルミナ粒子によるマイクロキャリアとしての効果が阻害されるため、アルミナの帯電付与性に対する十分な効果が得られない。
該被覆率を上記範囲内に制御することで部材への摩耗や汚染の弊害を抑えつつ、流動性及び帯電性向上の効果を得ることができる。
該被覆率は、好ましくは2面積%~45面積%であり、より好ましくは5面積%~40面積%である。
【0014】
該被覆率の具体的な測定方法については、後述する。
複合体粒子の被覆率を上記範囲に制御するための方法としては、特に制限されないが、凝集特性に優れたアルミナ粒子の選択と、外添混合条件を調整することにより達成することができる。
凝集特性に優れるアルミナ粒子の条件としては、製法や、解砕処理工程等により発生する微小アルミナ粒子の少ないアルミナ粒子が挙げられる。また、真円度の高いアルミナ粒子は外添工程においてトナー粒子の表面で凝集しやすい傾向を示し、さらに球形に近い多面体構造を有するアルミナ粒子は最も安定した凝集体の形成に優れる。
真円度の高いアルミナ粒子の製造方法としては、アルミニウムを酸化気流中で燃焼混合してアルミナ粒子を得る爆発燃焼法、アンモニウムドーソナイトを合成し焼成することで粒子を得る方法等が挙げることができる。
球形に近い多面体構造を有するアルミナ粒子の製造方法としては、アルミナ水和物を原料とし、特殊なガス雰囲気中で焼成することにより気相を介して、その場に単結晶粒子を成長させるChemical Vapor Deposition法等を挙げることができる。
【0015】
複合体粒子の形成方法としては特に限定されるものではない。
例えば、トナー粒子とアルミナ粒子を予め混合外添することで、アルミナ粒子の凝集粒子を形成させ、続いて有機ケイ素重合体微粒子を添加して混合外添する2段外添方法が挙げられる。これにより、静電引力により有機ケイ素重合体微粒子とアルミナ粒子の複合体粒子を形成させることができる。
あるいは、アルミナ粒子と有機ケイ素重合体微粒子を予め混合することで、アルミナ粒子と有機ケイ素重合体微粒子の複合体粒子を形成させ、得られた複合体粒子をトナー粒子に外添させる方法等が挙げられる。
また、外添混合処理時の動力を下げることで、アルミナ粒子の凝集を促進させる方法や、処理時間を短くすることで凝集粒子を維持させる等の方法を組み合わせて複合体粒子を形成させることができる。
【0016】
該有機ケイ素重合体微粒子の一次粒子の個数平均粒径をA(nm)とし、
該アルミナ粒子の一次粒子の個数平均粒径をB(nm)としたときに、
下記式(I)及び(II)を満たす。
A≦90 (I)
100≦B≦1000 (II)
【0017】
有機ケイ素重合体微粒子の一次粒子の個数平均粒径A(nm)は、90以下であることが必要である。有機ケイ素重合体微粒子の一次粒子の個数平均粒径が上記範囲内にある場合、後述のアルミナ粒子との複合体粒子を形成しやすく、上記被覆率を特定の範囲内に制御しやすい。A(nm)が、90より大きい場合には、複合体粒子がほぐれやすく、部材汚染が発生しやすくなる。
個数平均粒径A(nm)は、好ましくは80以下であり、より好ましくは60以下である。一方、下限は特に制限されないが、好ましくは5以上であり、より好ましくは15以上である。
個数平均粒径A(nm)は、湿式・乾式での各種分級処理で制御できる。また、後述のように、湿式製法で有機ケイ素重合体微粒子を作製する場合には、加水分解及び縮合反応する際の各種反応条件の違い等によりAを制御することができる。
【0018】
また、アルミナ粒子の一次粒子の個数平均粒径B(nm)は、100以上1000以下であることが必要である。アルミナ粒子の一次粒子の個数平均粒径が上記範囲内にある場合、アルミナ粒子によるマイクロキャリア効果が得られやすい。B(nm)が100より小さい場合には、トナーへの帯電付与性が低下する。B(nm)が1000より大きい場合には、トナーの流動性が低下し部材汚染が発生する。
なお、B(nm)は、150以上900以下であることが好ましく、200以上600以下であることがより好ましい。
個数平均粒径B(nm)は、湿式・乾式での各種分級処理、又は、後述のアルミナの各種製造方法における製造条件の違いにより制御することができる。
【0019】
個数平均粒径A及びBに関し、A<Bの関係が成り立つ。
有機ケイ素重合体微粒子がアルミナ粒子よりも小さいことで、アルミナ粒子の表面を有機ケイ素重合体微粒子で被覆した複合体粒子がより得られやすくなる。A>Bとなる場合には、有機ケイ素重合体微粒子の表面をアルミナ粒子で被覆した複合体粒子となり、上記効果が得られない。
B-A(nm)は、50~700であることが好ましく、300~650であることがより好ましい。
【0020】
アルミナ粒子と有機ケイ素重合体微粒子の複合体粒子の平均投影面積は、0.01μm2以上1.00μm2以下であることが好ましい。より好ましくは、0.10μm2以上0.60μm2以下であり、さらに好ましくは、0.15μm2以上0.50μm2以下である。
アルミナ粒子と有機ケイ素重合体微粒子の複合体粒子の平均投影面積は、0.01μm2以上でトナー粒子表面における転がり性がより良好になり、より耐久性に優れた帯電付与効果を発揮できる。
平均投影面積を1.00μm2以下とすることで、複合体粒子のトナー粒子表面からの脱離を低減でき、部材汚染をより低減することができる。
【0021】
該有機ケイ素重合体微粒子の組成は特に限定されるわけではないが、下記組成の微粒子であることが好ましい。
該有機ケイ素重合体微粒子は、ケイ素原子と酸素原子が交互に結合した構造を有し、該有機ケイ素重合体微粒子における有機ケイ素重合体の少なくとも一部が、RaSiO3/
2で表されるT3単位構造を有していることが好ましい。なお、該Raは炭化水素基であることが好ましく、炭素数1~6(好ましくは1~3、より好ましくは1又は2)のアルキル基又はフェニル基であることがより好ましい。
また、該有機ケイ素重合体微粒子の29Si-NMRの測定において、該有機ケイ素重合体微粒子に含有される全ケイ素元素に由来するピークの合計面積に対する、該T3単位構造を有するケイ素に由来するピークの面積の割合が、0.50以上1.00以下であることが好ましく、0.90以上1.00以下であることがより好ましく、0.97以上1.00以下であることがさらに好ましい。
【0022】
該有機ケイ素重合体微粒子の製法は特に限定されず、例えば、水にシラン化合物を滴下し、触媒により加水分解、縮合反応させた後、得られた懸濁液を濾過、乾燥し、得ることができる。触媒の種類、配合比、反応開始温度、滴下時間などにより有機ケイ素重合体微粒子の粒径をコントロールすることができる。
触媒として酸性触媒は塩酸、フッ化水素酸、硫酸、硝酸などが挙げられ、塩基性触媒はアンモニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられるが、これらに限定はされない。
以下に、有機ケイ素重合体微粒子を製造するための有機ケイ素化合物について説明する。
有機ケイ素重合体は下記式(Z)で表される構造を有する有機ケイ素化合物の縮合物であることが好ましい。
【0023】
【0024】
(式(Z)中、Raは、有機官能基を表す。R1、R2及びR3は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アセトキシ基、又は(好ましくは炭素数1以上3以下の)アルコキシ基を表す。)
Raは有機官能基であり特に制限されることはないが、好ましい例として炭素数が1以上6以下(好ましくは1~3、より好ましくは1又は2)の炭化水素基(好ましくはアルキル基)やアリール基(好ましくはフェニル基)が挙げられる。
R1、R2及びR3は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アセトキシ基、又は、アルコキシ基である。これらは反応基であり、加水分解、付加重合及び縮合して架橋構造を形成する。また、R1、R2及びR3の加水分解、付加重合及び縮合は、反応温度、反応時間、反応溶媒及びpHによって制御することができる。式(Z)のようにRaを除く一分子中に3つの反応基(R1、R2及びR3)を有する有機ケイ素化合物を、三官能性シランともいう。
アルコキシ基の炭素数は、好ましくは1~3、より好ましくは1又は2である。
【0025】
式(Z)としては以下のものが挙げられる。
p-スチリルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルジエトキシメトキシシラン、メチルエトキシジメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、メチルメトキシジクロロシラン、メチルエトキシジクロロシラン、メチルジメトキシクロロシラン、メチルメトキシエトキシクロロシラン、メチルジエトキシクロロシラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルジアセトキシメトキシシラン、メチルジアセトキシエトキシシラン、メチルアセトキシジメトキシシラン、メチルアセトキシメト
キシエトキシシラン、メチルアセトキシジエトキシシラン、メチルトリヒドロキシシラン、メチルメトキシジヒドロキシシラン、メチルエトキシジヒドロキシシラン、メチルジメトキシヒドロキシシラン、メチルエトキシメトキシヒドロキシシラン、メチルジエトキシヒドロキシシラン、のような三官能性のメチルシラン;エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリクロロシラン、エチルトリアセトキシシラン、エチルトリヒドロキシシラン、のような三官能性のエチルシラン;プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、プロピルトリクロロシラン、プロピルトリアセトキシシラン、プロピルトリヒドロキシシラン、のような三官能性のプロピルシラン;ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ブチルトリクロロシラン、ブチルトリアセトキシシラン、ブチルトリヒドロキシシラン、のような三官能性のブチルシラン;ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘキシルトリクロロシラン、ヘキシルトリアセトキシシラン、ヘキシルトリヒドロキシシラン、のような三官能性のヘキシルシラン;フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリクロロシラン、フェニルトリアセトキシシラン、フェニルトリヒドロキシシランのような三官能性のフェニルシラン。有機ケイ素化合物は単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
【0026】
また、式(Z)で表される構造を有する有機ケイ素化合物とともに、以下を併用してもよい。一分子中に4つの反応基を有する有機ケイ素化合物(四官能性シラン)、一分子中に2つの反応基を有する有機ケイ素化合物(二官能性シラン)又は1つの反応基を有する有機ケイ素化合物(一官能性シラン)。例えば以下のようなものが挙げられる。
ジメチルジエトキシシラン、テトラエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエメトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリイソシアネートシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルジエトキシメトキシシラン、ビニルエトキシジメトキシシラン、ビニルエトキシジヒドロキシシラン、ビニルジメトキシヒドロキシシラン、ビニルエトキシメトキシヒドロキシシラン、ビニルジエトキシヒドロキシシラン、のような三官能性のビニルシラン。
有機ケイ素重合体を形成するモノマー中の、式(Z)で表される構造の含有量は、50モル%以上が好ましく、より好ましくは60モル%以上である。
【0027】
アルミナ粒子は、上記で説明した有機ケイ素重合体微粒子と複合体粒子を形成できるものであれば特に限定されるものではない。アルミナの製造方法としては、アンモニウムアルミニウム炭酸塩の熱分解法、アルミニウムミョウバン熱分解法、水中火花放電法、気相酸化法、爆燃法、バイヤー法、アルミニウムアルコキシドの加水分解法等が挙げられる。アルミナは、例えば遷移アルミナ又は熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料を用いて製造される。
遷移アルミナとは、Al2-O3として表される多形を有するアルミナのうち、α形以外の全てのアルミナを意味する。具体的には、γ-アルミナ、δ-アルミナ、θ-アルミナ等を例示することができる。
上記遷移アルミナとなるアルミナ原料を、焼成工程を経由して目的とする粉末状のα-アルミナを得る。焼成の際に熱に加えて特殊なガス雰囲気下のもとで結晶成長を促すchemical vapor deposition法により製造されるアルミナ粒子は、形状が多面体で、また粒度分布も均一で、微粒子の発生が少ないため、複合体粒子の形成に特に適している。
【0028】
アルミナ粒子の真円度は、0.70以上0.99以下であることが好ましく、0.75以上0.85以下であることがより好ましい。
真円度を0.70以上とすることで、アルミナ粒子同士の凝集性が高まり、有機ケイ素
重合体微粒子との複合体粒子の形成が容易になる。また、複合体粒子の転がり性も良好で、マイクロキャリアとしての機能を好適に発揮できる。
真円度を0.99以下とすることで、現像機内で繰り返し受ける機械的ストレスに対して、複合体粒子が崩壊しにくく、マイクロキャリアとしての機能を長期に亘り安定して発揮することができ、耐久性に優れる。
【0029】
アルミナ粒子は、表面処理を行うことで、表面性や疎水化度の改質による機能付与が可能である。しかしながら、アルミナ粒子が強ポジ性を有していることが帯電付与の観点で好ましいため、アルミナ粒子表面は未処理である、すなわちアルミナ粒子は疎水化処理剤などによる表面処理が行われていないことが好ましい。
表面処理を行う場合は、疎水化作用のあるオイル、カップリング剤、及び、疎水化作用のある樹脂である。これらの中でも、シリコーン系のオイルやカップリング剤、有機酸系の樹脂等が好ましく使用される。使用可能なオイル類の一例としては、ジメチルポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン等のシリコーンオイル、パラフィン、ミネラルオイル等がある。
その処理量はアルミナ粒子100質量部に対して1質量部~50質量部が好ましい。粒子合一させずに均一に処理するためには3質量部~40質量部とするのが好ましい。
【0030】
これらの疎水化処理剤でのアルミナ微粒子の表面処理方法は、公知の方法により行うことが可能である。たとえばアルミナ微粒子を流動させた状態とし、処理剤を噴霧する方法や、機械的に攪拌されているアルミナ微粒子に対して液滴を滴下する方法などの公知の方法が使用可能である。また、表面処理を行った後、反応促進や溶剤除去といった目的で加熱処理を行ってもよい。
【0031】
アルミナ粒子の表面を有機ケイ素重合体微粒子で被覆した複合体粒子を、トナー粒子に外添剤として添加する方法は、特に限定されるものではない。前述のように、複合体粒子を形成したのちに得られた複合体粒子をトナー粒子に外添混合してもよいし、トナー粒子上で複合体粒子を形成してもよい。
【0032】
予め混合するための混合機としては、FMミキサ(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)などが挙げられる。また、該複合体粒子とは別に、有機ケイ素重合体微粒子及びアルミナ粒子がそれぞれ単独でトナー粒子上に存在していてもよい。
【0033】
該複合体粒子のトナー粒子に対する個数割合(トナー1粒子に対する複合体粒子の数)は、特に制限されないが、0.1以上であることが好ましく、より好ましくは1以上である。トナーの流動性の観点から該個数割合は、50以下であることが好ましく、20以下であることがより好ましく、15以下であることがさらに好ましい。なお、該数値範囲は任意に組み合わせることができる。
該複合体粒子の含有量は、特に制限されないが、トナー粒子100質量部に対して、0.01質量部~3.00質量部であることが好ましく、より好ましくは0.10質量部~1.00質量部である。
【0034】
トナーは、その性能を向上させるために、さらに他の外添剤を含んでいてもよい。例えば、シリカが好ましい。
この場合、トナー粒子100質量部に対して、該複合体粒子を含む無機及び有機の微粒子が、総量で0.50質量部~5.00質量部含有されていることが好ましい。
微粒子の総量が上記範囲である場合、トナーの流動性がより向上し、外添剤による部材汚染をより抑制することができる。なお、該無機及び有機の微粒子は、トナーに用いられる公知のものが挙げられる。
【0035】
トナー粒子に外添剤を外添する混合機としては、特に制限されず、乾式湿式問わず公知の混合機を用いることができる。例えば、FMミキサ(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)などが挙げられる。
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、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(ターボ工業社製);ミクロシフター(槙野産業社製)などが挙げられる。
【0036】
トナー粒子の製造方法について説明する。
トナー粒子の製造方法は公知の手段を用いることができ、混練粉砕法や湿式製造法を用いることができる。粒子径の均一化や形状制御性の観点からは湿式製造法を好ましく用いることができる。さらに湿式製造法には懸濁重合法、溶解懸濁法、乳化重合凝集法、乳化凝集法などを挙げることができ、乳化凝集法を好ましく用いることができる。
【0037】
乳化凝集法では、まず、結着樹脂の微粒子や着色剤の微粒子などの材料を、分散安定剤を含有する水系媒体中で分散混合する。水系媒体中には、界面活性剤が添加されていてもよい。その後、凝集剤を添加することによって所望のトナー粒子の粒径となるまで凝集させ、その後又は凝集と同時に、樹脂微粒子間の融着を行う。さらに必要に応じて、熱による形状制御を行うことにより、トナー粒子を形成する。
ここで、結着樹脂の微粒子は、組成の異なる樹脂よりなる2層以上の構成とする複数層で形成された複合粒子とすることもできる。例えば、乳化重合法、ミニエマルション重合法、転相乳化法などにより製造、又はいくつかの製法を組み合わせて製造することができる。
トナー粒子中に着色剤などの内添剤を含有させる場合は、樹脂微粒子に内添剤を含有させたものとしてもよく、また、別途内添剤のみからなる内添剤微粒子の分散液を調製し、該内添剤微粒子を、樹脂微粒子を凝集させる際に共に凝集させてもよい。
また、凝集時に組成の異なる樹脂微粒子を時間差で添加して凝集させることにより組成の異なる層構成のトナー粒子を作ることもできる。
【0038】
分散安定剤としては以下のものを使用することができる。
無機分散安定剤として、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタ珪酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナが挙げられる。
また、有機系分散安定剤としては、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、デンプンが挙げられる。
界面活性剤として、公知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、ヘキサデシルトリメチルアンモ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、ノニ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。
【0039】
トナー粒子を構成する結着樹脂について説明する。
結着樹脂として、ビニル系樹脂やポリエステル樹脂などが好適に例示できる。
ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂及びその他の結着樹脂として、以下の樹脂又は重合体が例示できる。
ポリスチレン、ポリビニルトルエンのようなスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン-プロピレン共重合体、スチレン-ビニルトルエン共重合体、スチレン-ビニルナフタリン共重合体、スチレン-アクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリル酸エチル共重合体、スチレン-アクリル酸ブチル共重合体、スチレン-アクリル酸オクチル共重合体、スチレン-アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-メタクリル酸エチル共重合体、スチレン-メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン-メタクリ酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン-ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン-ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン-ビニルメチルケトン共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、スチレン-イソプレン共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体、スチレン-マレイン酸エステル共重合体のようなスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラール、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリル樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂。これら結着樹脂は単独又は混合して使用できる。
【0040】
結着樹脂はカルボキシ基を含有することが好ましく、カルボキシ基を含む重合性単量体を用いて製造された樹脂であることが好ましい。例えば、アクリル酸、メタクリル酸、α-エチルアクリル酸、クロトン酸などのビニルカルボン酸;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸などの不飽和ジカルボン酸;コハク酸モノアクリロイルオキシエチルエステル、コハク酸モノメタクリロイルオキシエチルエステル、フタル酸モノアクリロイルオキシエチルエステル、フタル酸モノメタクリロイルオキシエチルエステルなどの不飽和ジカルボン酸モノエステル誘導体など。
ポリエステル樹脂としては、下記に挙げるカルボン酸成分とアルコール成分との縮重合物を用いることができる。カルボン酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、フマル酸、マレイン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、及び、トリメリット酸が挙げられる。アルコール成分としては、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物、グリセリン、トリメチロールプロパン、及び、ペンタエリスリトールが挙げられる。
また、ポリエステル樹脂は、ウレア基を含有したポリエステル樹脂であってもよい。ポリエステル樹脂としては末端などのカルボキシ基はキャップしないことが好ましい。
【0041】
トナー粒子を構成する結着樹脂の分子量をコントロールする為に、重合性単量体の重合に際して、架橋剤を添加してもよい。
例えば、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジビニルベンゼン、ビス(4-アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、エチレングリコールジアクリレート、1,3-ブチレングリコールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、1,5-ペンタンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオール
ジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#200、#400、#600の各ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエステル型ジアクリレート(MANDA 日本化薬)、及び以上のアクリレートをメタクリレートに変えたもの。
架橋剤の添加量としては、重合性単量体100質量部に対して、0.001質量部以上15.000質量部以下であることが好ましい。
【0042】
トナー粒子を構成する材料の1つとして、離型剤を含有することが好ましい。特に60℃以上90℃以下に融点を有するエステルワックスを用いると、結着樹脂に対する相溶性に優れるため可塑効果が得られやすい。
該エステルワックスとしては、例えば、カルナウバワックス、モンタン酸エステルワックスなどの脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;及び脱酸カルナウバワックスなどの脂肪酸エステル類から酸成分の一部又は全部を脱酸したもの;植物性油脂の水素添加などによって得られる、ヒドロキシ基を有するメチルエステル化合物;ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニルなどの飽和脂肪酸モノエステル類;セバシン酸ジベヘニル、ドデカン二酸ジステアリル、オクタデカン二酸ジステアリルなどの飽和脂肪族ジカルボン酸と飽和脂肪族アルコールとのジエステル化物;ノナンジオールジベヘネート、ドデカンジオールジステアレートなどの飽和脂肪族ジオールと飽和脂肪族モノカルボン酸とのジエステル化物が挙げられる。
【0043】
なお、これらのワックスの中でも、分子構造中に2つのエステル結合を有する2官能エステルワックス(ジエステル)を含有していることが好ましい。
2官能のエステルワックスは、2価のアルコールと脂肪族モノカルボン酸とのエステル化合物、又は、2価のカルボン酸と脂肪族モノアルコールとのエステル化合物である。
上記脂肪族モノカルボン酸の具体例としては、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、べへン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、リノレン酸などが挙げられる。
上記脂肪族モノアルコールの具体例としては、ミリスチルアルコール、セタノール、ステアリルアルコール、アラキジルアルコール、べへニルアルコール、テトラコサノール、ヘキサコサノール、オクタコサノール、トリアコンタノールなどが挙げられる。
【0044】
2価のカルボン酸の具体例としては、ブタン二酸(コハク酸)、ペンタン二酸(グルタル酸)、ヘキサン二酸(アジピン酸)、ヘプタン二酸(ピメリン酸)、オクタン二酸(スベリン酸)、ノナン二酸(アゼライン酸)、デカン二酸(セバシン酸)、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ヘキサデカン二酸、オクタデカン二酸、エイコサン二酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などが挙げられる。
2価のアルコールの具体例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,16-へキサデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール、1,20-エイコサンジオール、1,30-トリアコンタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、スピログリコール、1,4-フェニレングリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールAなどが挙げられる。
【0045】
他に使用可能な離型剤としては、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、高級脂肪族アルコール、ステアリン酸、パルミチン酸のような脂肪酸、あるいはその化合物が挙げられる。
なお、離型剤の含有量は、結着樹脂又は重合性単量体100.0質量部に対して、5.0質量部以上20.0質量部以下であることが好ましい。
【0046】
トナー粒子に着色剤を含有させる場合には特に限定されず、以下に示す公知のものを使用することができる。
黄色顔料としては、黄色酸化鉄、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキなどの縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物が用いられる。具体的には以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、109、110、111、128、129、147、155、168、180。
【0047】
赤色顔料としては、ベンガラ、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドC、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、ブリラントカーミン3B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキなどの縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アンスラキノン化合物、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。具体的には以下のものが挙げられる。
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、144、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221、254。
【0048】
青色顔料としては、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBGなどの銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アンスラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物などが挙げられる。具体的には以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66。
黒色顔料としては、カーボンブラック、アニリンブラックが挙げられる。これらの着色剤は、単独又は混合して、さらには固溶体の状態で用いることができる。
なお、着色剤の含有量は、結着樹脂又は重合性単量体100.0質量部に対して、3.0質量部以上15.0質量部以下であることが好ましい。
【0049】
トナー粒子は荷電制御剤を含有してもよい。荷電制御剤としては、公知のものが使用できる。特に帯電スピードが速く、かつ、一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。
荷電制御剤として、トナー粒子を負荷電性に制御するものとしては、以下のものが挙げられる。
有機金属化合物及びキレート化合物として、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸、オキシカルボン酸及びダイカルボン酸系の金属化合物。他には、芳香族オキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、又はエステル類、ビスフェノールのようなフェノール誘
導体類なども含まれる。さらに、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーンが挙げられる。
【0050】
一方、トナー粒子を正荷電性に制御する荷電制御剤としては、以下のものが挙げられる。ニグロシン及び脂肪酸金属塩のようなによるニグロシン変性物;グアニジン化合物;イミダゾール化合物;トリブチルベンジルアンモニウム-1-ヒドロキシ-4-ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートのような4級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩のようなオニウム塩及びこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物など);高級脂肪酸の金属塩;樹脂系荷電制御剤。
該荷電制御剤は単独で又は2種類以上組み合わせて含有することができる。
該荷電制御剤の含有量としては、結着樹脂又は重合性単量体100.00質量部に対して、0.01質量部以上10.00質量部以下であることが好ましい。
【0051】
上記トナーは、二成分現像用トナーとしても、一成分現像用トナーとしても、好適に使用することができる。特に一成分現像装置は、耐久動作による部材汚染やトナー劣化に厳しい構成であるため、トナーを高速化、長寿命化に対応した一成分現像装置に適用した場合に、上記効果をより発揮することができる。
また、トナーは、一成分現像方式において、接触現像方式においても、非接触現像方式においても、長期に亘ってマイクロキャリア効果を発現することができ、長寿命システムの構築を達成することができる。
【0052】
各種物性の測定方法について以下に説明する。
<アルミナ粒子の表面を有機ケイ素重合体微粒子で被覆した複合体粒子の同定方法>
走査型電子顕微鏡(SEM)による形状観察、エネルギー分散型X線分析(EDS)による元素分析を組み合わせることで、有機ケイ素重合体微粒子でアルミナ粒子を被覆した複合体粒子の同定を行うことができる。詳細については、後述の有機ケイ素重合体微粒子及びアルミナ粒子の同定方法により同定することが可能である。
【0053】
<有機ケイ素重合体微粒子の同定方法>
トナー中に含まれる有機ケイ素重合体微粒子の同定方法はSEMによる形状観察及びEDSによる元素分析を組み合わせて行うことができる。
走査型電子顕微鏡「S-4800」(商品名;日立製作所製)を用いて、最大5万倍に拡大した視野において、トナーを観察する。トナー粒子表面にピントを合わせて、外添剤を観察する。外添剤の各粒子に対してEDS分析を行い、Si元素ピークの有無から、分析した粒子が有機ケイ素重合体微粒子であるか否かを判断する。
トナー中に、有機ケイ素重合体微粒子とシリカ微粒子の両方が含まれている場合には、Si、及びOの元素含有量(atomic%)の比(Si/O比)を標品と比較することで有機ケイ素重合体微粒子の同定を行う。
有機ケイ素重合体微粒子、及びシリカ微粒子それぞれの標品に対して、同条件でEDS分析を行い、Si、及びOそれぞれの元素含有量(atomic%)を得る。
有機ケイ素重合体微粒子のSi/O比をAとし、シリカ微粒子のSi/O比をBとする。AがBに対して、有意に大きくなる測定条件を選択する。
具体的には、標品に対して、同条件で10回の測定を行い、A及びB、それぞれの相加平均値を得る。得られた平均値がA/B>1.1となる測定条件を選択する。
判別対象の微粒子のSi/O比が[(A+B)/2]よりもA側にある場合に当該微粒子を有機ケイ素重合体微粒子と判断する。
有機ケイ素重合体微粒子の標品として、トスパール120A(モメンティブ・パフォー
マンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社)を、シリカ微粒子の標品として、HDK V15(旭化成)を用いる。
【0054】
<有機ケイ素重合体微粒子の構成化合物の組成と比率の同定方法>
トナー中に含まれる有機ケイ素重合体微粒子の構成化合物の組成と比率の同定には、NMRを用いる。
トナー中に、有機ケイ素重合体微粒子に加えて、シリカ微粒子などが含まれる場合、トナー1gをバイアル瓶に入れクロロホルム31gに溶解させ、分散させる。分散には超音波式ホモジナイザーを用いて30分間処理して分散液を作製する。
超音波処理装置:超音波式ホモジナイザーVP-050(タイテック株式会社製)
マイクロチップ:ステップ型マイクロチップ、先端径φ2mm
マイクロチップの先端位置:ガラスバイアルの中央部、且つバイアル底面から5mmの高さ
超音波条件:強度30%、30分
このとき、分散液が昇温しないようにバイアルを氷水で冷却しながら超音波を掛ける。
【0055】
該分散液をスイングローター用ガラスチューブ(50mL)に入れ替えて、遠心分離機(H-9R;株式会社コクサン社製)にて、58.33S-1、30分間の条件で遠心分離を行う。遠心分離後のガラスチューブ内においては、下層に比重の重いシリカ微粒子が含まれる。上層の有機ケイ素重合体微粒子を含むクロロホルム溶液を採取して、クロロホルムを真空乾燥(40℃/24時間)にて除去しサンプルを作製する。
【0056】
上記サンプル又は有機ケイ素重合体微粒子を用いて、有機ケイ素重合体微粒子の構成化合物の存在量比及び、有機ケイ素重合体微粒子中のT3単位構造の割合を、固体29Si-NMRで測定・算出する。
まず、上記Raで表される炭化水素基は、13C-NMRにより確認する。
≪13C-NMR(固体)の測定条件≫
装置:JEOLRESONANCE製JNM-ECX500II
試料管:3.2mmφ
試料:サンプル又は有機ケイ素重合体微粒子
測定温度:室温
パルスモード:CP/MAS
測定核周波数:123.25MHz(13C)
基準物質:アダマンタン(外部標準:29.5ppm)
試料回転数:20kHz
コンタクト時間:2ms
遅延時間:2s
積算回数:1024回
該方法にて、ケイ素原子に結合しているメチル基(Si-CH3)、エチル基(Si-C2H5)、プロピル基(Si-C3H7)、ブチル基(Si-C4H9)、ペンチル基(Si-C5H11)、ヘキシル基(Si-C6H13)またはフェニル基(Si-C6H5)などに起因するシグナルの有無により、上記Raで表される炭化水素基を確認する。
【0057】
一方、固体29Si-NMRでは、有機ケイ素重合体微粒子の構成化合物のSiに結合する官能基の構造によって、異なるシフト領域にピークが検出される。
各ピーク位置は標準サンプルを用いて特定することでSiに結合する構造を特定することができる。また得られたピーク面積から各構成化合物の存在量比を算出することができる。全ピーク面積に対してT3単位構造のピーク面積の割合を計算によって求めることができる。
【0058】
固体29Si-NMRの測定条件は、具体的には下記の通りである。
装置:JNM-ECX5002 (JEOL RESONANCE)
温度:室温
測定法:DDMAS法 29Si 45°
試料管:ジルコニア3.2mmφ
試料:試験管に粉末状態で充填
試料回転数:10kHz
relaxation delay :180s
Scan:2000
【0059】
該測定後に、サンプル又は有機ケイ素重合体微粒子の、置換基及び結合基の異なる複数のシラン成分をカーブフィティングにて下記X1構造、X2構造、X3構造、及びX4構造にピーク分離して、それぞれピーク面積を算出する。
なお、下記X3構造がT3単位構造である。
X1構造:(Ri)(Rj)(Rk)SiO1/2 (A1)
X2構造:(Rg)(Rh)Si(O1/2)2 (A2)
X3構造:RmSi(O1/2)3 (A3)
X4構造:Si(O1/2)4 (A4)
【0060】
【0061】
該式(A1)、(A2)及び(A3)中のRi、Rj、Rk、Rg、Rh、Rmはケイ素に結合している、炭素数1~6の炭化水素基などの有機基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アセトキシ基又はアルコキシ基を示す。
なお、構造をさらに詳細に確認する必要がある場合、上記13C-NMR及び29Si
-NMRの測定結果と共に1H-NMRの測定結果によって同定してもよい。
【0062】
<アルミナ粒子の同定方法>
アルミナ粒子の同定は、走査型電子顕微鏡(SEM)による形状観察、及びエネルギー分散型X線分析(EDS)による元素分析を組み合わせることで行うことができる。
走査型電子顕微鏡「S-4800」(商品名;日立製作所製)を用いて、最大5万倍に拡大した視野において、トナーを観察する。トナー粒子表面にピントを合わせて、判別対象の外添剤を観察する。判別対象の外添剤のEDS分析を行い、元素ピークの有無からアルミナ粒子の同定を行うことができる。
元素ピークとして、Alの元素ピークが観察された場合に、アルミナ粒子の存在を類推することができる。
EDS分析により類推されたアルミナ粒子の標品を別途準備して、SEMによる形状観察およびEDS分析を行う。標品の分析結果が、判別対象の粒子の分析結果と一致するか否かを比較し、アルミナ粒子であるか否かを判断する。
【0063】
<複合体粒子における、アルミナ粒子の表面の有機ケイ素重合体微粒子による被覆率の測定方法>
複合体粒子における「アルミナ粒子の表面の有機ケイ素重合体微粒子による被覆率」は、走査型電子顕微鏡「S-4800」(商品名;日立製作所製)を用いて行う。最大5万倍に拡大した視野において、ランダムに100個の複合体粒子を撮影する。
撮影された画像から、複合体粒子における有機ケイ素重合体微粒子が付着していない領域の面積「A」と、付着した領域の面積「B」とを測定し、有機ケイ素重合体微粒子に被覆されている割合を算出する[B/(A+B)]。100個の複合体粒子について該被覆率の測定を行い、その相加平均値を被覆率(面積%)とする。
【0064】
<有機ケイ素重合体微粒子及びアルミナ粒子の一次粒子の個数平均粒径の測定方法>
走査型電子顕微鏡「S-4800」(商品名;日立製作所製)及びエネルギー分散型X線分析(EDS)による元素分析を組み合わせて行う。
最大5万倍に拡大した視野において、ランダムに100個の複合体粒子を撮影する。
撮影された画像から、ランダムに100個の有機ケイ素重合体微粒子及びアルミナ粒子を選び出し、一次粒子の長径を測定して、その算術平均値を個数平均粒径とする。
観察倍率は、有機ケイ素重合体微粒子及びアルミナ粒子の大きさによって適宜調整する。
【0065】
<アルミナ粒子の真円度の測定方法>
アルミナ粒子の真円度の測定は、日立超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡S-4800((株)日立ハイテクノロジーズ)にて撮影したアルミナ粒子の観察画像を、画像解析ソフト画像処理ソフトImageJ(開発元 Wayne Rashand)を用いて解析することで算出する。測定手順を以下に示す。
【0066】
(1)試料作製
試料台(アルミニウム試料台15mm×6mm)に導電性ペーストを薄く塗り、その上にアルミナ粒子を付着させる。ブロアーを用いて、余剰のアルミナ粒子をエアブローした後、十分乾燥させる。試料台を試料ホルダにセットする。
なお、凝集性の高いアルミナ粒子を測定する場合は、予め測定するアルミナ粒子をメタノールと混合して超音波分散させ、溶媒を除去して取り出したものを測定サンプルとする。
【0067】
(2)S-4800観察条件
観察条件を以下に示す。
加速電圧:0.8kV
エミッション電流:20μA
検出器:[SE上(U)]、[+BSE(L.A.100)]
プローブ電流:[Normal]
焦点モード:[UHR]
WD:[3.0mm]
【0068】
(3)画像保存
ABCモードで明るさ合わせを行い、サイズ640×480ピクセルで写真撮影して保存する。この画像ファイルを用いて下記の解析を行う。観察倍率は、観察対象の微粒子の大きさによって適宜調整する。
【0069】
(4)画像解析
得られたSEM観察像から、画像処理ソフトImageJ(開発元 Wayne Rashand)を用いて、真円度を算出する。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、測定対象であるアルミナ粒子が残る値に設定)
[3][Image]-[Crop]で、測定したアルミナ粒子の画像部分を選択する。[4]粒子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]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
0.0005μm2以上に指定し、実行する。
[8]各粒子の真円度(circularity)の値を得る。
[9]観察した粒子100個以上について測定を行い、得られた真円度の相加平均値を算出し、真円度とする。
真円度(circularity)の公式は、4π×(面積)/(周長の2乗)である。真円度が1のとき、正円であることを示す。
【0070】
(トナーからのアルミナ粒子の単離)
以下の手順で、トナーから単離したアルミナ粒子を用いて、真円度を測定することもできる。
トナーをメタノールに超音波分散させて複合体粒子中のアルミナ粒子や他の外添剤を外して、24時間静置する。遠心分離によりトナー粒子とアルミナ粒子や他の外添剤とを分離、回収し、十分に乾燥させることで、トナー粒子からアルミナ粒子を単離することができる。
【0071】
<複合体粒子の平均投影面積の測定>
複合体粒子の投影面積の測定は、走査型電子顕微鏡によるトナー表面の観察と画像解析ソフトウェアによる計測を用いる。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20000倍、加速電圧10kV、作動距離3mmの条件にて観察を行う。20000倍における観察領域は約30μm×20μmの領域である。
トナー表面に存在する複合体粒子を捉えた画像に対し、画像解析ソフトウェアを用いて、二値化を行うことで、視野内の複合体粒子の輪郭を囲みとることができる。得られた輪
郭画像の粒子解析より、複合体粒子の投影面積を算出できる。なお、画像解析ソフトウェアは、Image J(開発元Wayne Rasband)を用いる。
上記観察により、トナー粒子表面に存在する複合体粒子100個の投影面積を求め、下記式より平均投影面積を計算する。
(平均投影面積)=(投影面積の総和)/(全個数)
【0072】
<複合体粒子のトナー粒子に対する個数割合の測定方法>
複合体粒子のトナー粒子に対する個数割合は、走査型電子顕微鏡「S-4800」(商品名;日立製作所製)及びエネルギー分散型X線分析(EDS)による元素分析を組み合わせて行う。
複合体粒子を含むトナーを観察して、倍率1000倍にて、ランダムに100視野の画像撮影を行う。トナー中の複合体粒子数及びトナー粒子数をカウントし、個数割合を算出する。複合体粒子のトナー粒子に対する個数割合がNであればトナー1粒子に対して複合体粒子が平均してN個付着している状態を意味する。
【0073】
<トナーの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。
さらに測定試料を約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℃~40℃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「LUCPLFLN」(倍率20倍、開口数0.40)を搭載した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)を使用する。前記手順に従い調製した分散液を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2000個のトナーを計測する。
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1.977μm以上39.54μm未満に限定し、トナー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 5100A」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。
【0074】
<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、以下のようにして算出する。測定装置としては、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)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、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)を用いる。なお、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行なう。
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、解析を行なう前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行う。
前記専用ソフトの「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。
前記専用ソフトの「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。
【0075】
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/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャーチューブのフラッシュ」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0.3mL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 Tetra150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に約3.3Lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノン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)の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、前記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。
【0076】
<トナーガラス転移点(Tg)の測定>
トナーのTgは、示差走査熱量計(DSC)用いて以下のように測定する。示差走査型熱量分析装置「Q2000」(TA Instruments社製)を用いて、ASTM
D3418-82に準じて測定する。装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
具体的には、検体であるトナー3mgを精秤し、アルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、以下の条件にて測定し、昇温1回目のDSC曲線から中点法によりガラス転移点を求める。
(測定条件)
・20℃で5分間平衡を保つ。
・1.0℃/minのモジュレーションをかけ、140℃まで1℃/minで昇温する。・140℃で5分間平衡を保つ。
・20℃まで降温する。
【実施例】
【0077】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は何らこれに制約されるものではない。実施例中で使用する「部」は特に断りのない限り質量基準である。
【0078】
トナーの製造例について説明する。
<結着樹脂粒子分散液の調製>
スチレン89.5部、アクリル酸ブチル9.2部、アクリル酸1.3部、n-ラウリルメルカプタン3.2部を混合し溶解した。この混合溶液に、ネオゲンRK(第一工業製薬社製)1.5部をイオン交換水150部に混合した水溶液を添加して、分散した。
さらに10分間ゆっくりと撹拌しながら、過硫酸カリウム0.3部をイオン交換水10部に混合した水溶液を添加した。
窒素置換をした後、70℃で6時間乳化重合を行った。重合終了後、反応液を室温まで冷却し、イオン交換水を添加することで固形分濃度が12.5質量%、体積基準のメジアン径が0.2μmの結着樹脂粒子分散液を得た。
【0079】
<離型剤分散液の調製>
離型剤(ベヘン酸ベヘニル、融点:72.1℃)100部及びネオゲンRK15部をイオン交換水385部に混合させ、湿式ジェットミル JN100((株)常光製)を用いて約1時間分散して離型剤分散液を得た。離型剤分散液の固形分濃度は20質量%であった。
【0080】
<着色剤分散液の調製>
カーボンブラック「Nipex35(オリオンエンジニアドカーボンズ社製)」100部及びネオゲンRK15部をイオン交換水885部に混合させ、湿式ジェットミル JN100を用いて約1時間分散して着色剤分散液を得た。
【0081】
<トナー粒子1の調製>
結着樹脂粒子分散液265部、離型剤分散液10部及び着色剤分散液10部を容器に入れ、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散した。
撹拌しながら容器内の温度を30℃に調整して、1mol/Lの塩酸を加えてpH=5.0に調整した。3分間放置した後に昇温を開始し、50℃まで昇温し、凝集粒子の生成を行った。その状態で、「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)にて凝集粒子の粒径を測定した。凝集粒子の重量平均粒径が6.2μmになった時点で、1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpH=8.0に調整して粒子成長を停止させた。
その後、95℃まで昇温して凝集粒子の融着と球形化を行った。平均円形度が0.980に到達した時点で降温を開始し、30℃まで降温してトナー粒子分散液1を得た。
得られたトナー粒子分散液1に塩酸を添加してpH=1.5以下に調整して1時間撹拌放置してから加圧ろ過器で固液分離し、トナーケーキを得た。
これをイオン交換水でリスラリーして再び分散液とした後に、前述のろ過器で固液分離した。リスラリーと固液分離とを、ろ液の電気伝導度が5.0μS/cm以下となるまで繰り返した後に、最終的に固液分離してトナーケーキを得た。
得られたトナーケーキは気流乾燥機フラッシュジェットドライヤー(セイシン企業製)にて乾燥を行った。乾燥の条件は吹き込み温度90℃、乾燥機出口温度40℃、トナーケーキの供給速度はトナーケーキの含水率に応じて出口温度が40℃から外れない速度に調
整した。さらにコアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて微粗粉をカットし、トナー粒子1を得た。トナー粒子1の重量平均粒径(D4)は6.3μm、平均円形度は0.980、ガラス転移温度(Tg)は57℃であった。
【0082】
<有機ケイ素重合体微粒子A1の製造例>
(第一工程)
温度計、攪拌機を備えた反応容器に、360.0部の水を入れ、15.0部の濃度5.0質量%の塩酸を添加して均一溶液とした。これを温度25℃で撹拌しながらメチルトリメトキシシラン136.0部を添加し、5時間撹拌した後、濾過してシラノール化合物又はその部分縮合物を含む透明な反応液を得た。
【0083】
(第二工程)
温度計、攪拌機、滴下装置を備えた反応容器に、440.0部の水を入れ、15.0部の濃度10.0質量%のアンモニア水を添加して均一溶液とした。
これを温度40℃で撹拌しながら第一工程で得られた反応液100部を1.00時間かけて滴下し、6時間撹拌し懸濁液を得た。
得られた懸濁液を遠心分離器にかけて微粒子を沈降させ取り出し、温度200℃の乾燥機で24時間乾燥させて有機ケイ素重合体微粒子A1を得た。
得られた有機ケイ素重合体微粒子A1の一次粒子の個数平均粒径は、50nmであった。
【0084】
<有機ケイ素重合体微粒子A2~A6の製造例>
シラン化合物、反応開始温度、アンモニア水の添加量、反応液の滴下時間を表1に記載の様に変更した以外は、有機ケイ素重合体微粒子A1の製造例と同様にして、有機ケイ素重合体微粒子A2~A6を得た。得られた有機ケイ素重合体微粒子A2~A6の物性を表1に示す。
【0085】
【表1】
表中、Tは、有機ケイ素重合体微粒子に含有される全ケイ素元素に由来するピークの合計面積に対する、前記T3単位構造を有するケイ素に由来するピークの面積の割合を表す。
【0086】
<アルミナ粒子の例>
アルミナ粒子について説明する。
アルミナ粒子は表2に示すものを用いた。表2にアルミナ粒子1~10の物性を示す。なお、アルミナ粒子4~6については、下記製造方法により作製した。
なお、アルミナ粒子1~5、7~10の表面は未処理である。一方、アルミナ粒子6の表面は、ステアリン酸カルシウムで処理されている。
【0087】
<アルミナ粒子4の製造例>
個数平均粒子径が150nmのアルミナ粒子2(AKP-53(住友化学社製))を溶液中に分散させ遠心分離により粗粒を除去後乾燥することより、個数平均粒子径が100nmのアルミナ粒子4を得た。アルミナ粒子4の物性を表2に示す。
【0088】
<アルミナ粒子5の製造例>
個数平均粒子径が590nmのアルミナ粒子3(AA-07(住友化学社製))に対し、風力分級機で微粒子側を除去して、個数平均粒径が950nmのアルミナ粒子5を得た。アルミナ粒子5の物性を表2に示す。
【0089】
<アルミナ粒子6の製造例>
個数平均粒子径が240nmのアルミナ粒子(AES-11(住友化学社製))に、0.5質量%のステアリン酸カルシウムにより表面処理を行ってアルミナ粒子6を得た。アルミナ粒子6の物性を表2に示す。
【0090】
【0091】
<複合体粒子1の製造例>
500mLのガラス容器に、有機ケイ素重合体微粒子A1及びアルミナ粒子1を表3に記載の割合で混合し、ブレンダーミキサ―(Oster社製)を用いて、450Wの出力で1分間混合を行い、複合体粒子1を得た。
【0092】
<複合体粒子2~19の製造例>
表3に示す条件に変更する以外は、複合体粒子1の製造例と同様にして、複合体粒子2~19を得た。
【0093】
<複合体粒子20の製造例>
複合体粒子1の製造例において、3.5部の有機ケイ素重合体微粒子A1の代わりに、個数平均粒径110nmのゾルゲルシリカ(X24-9600A:信越化学社製)8部を用いた以外は同様にして、複合体微粒子20を得た。
【0094】
【0095】
<トナー1の製造例>
<外添工程>
上記で得られたトナー粒子1(100.00部)に対して、複合体粒子1(0.30部)、疎水性シリカ微粒子[表中ではC1と表記する、BET比表面積300m2/g、シリカ微粒子100部に対しヘキサメチルジシラザン(HMDS)30部及びジメチルシリコーンオイル10部で疎水化処理](1.00部)を、ジャケット内に7℃の水を通水したFMミキサ(日本コークス工業株式会社製FM10C型)に投入した。
ジャケット内の水温が7℃±1℃で安定してから回転羽根の周速38m/秒で5分間混合し、トナー混合物1を得た。この際FMミキサの槽内温度が25℃を超えないようジャケット内の通水量を適宜調整した。
得られたトナー混合物1を目開き75μmのメッシュで篩い、トナー1を得た。
トナーの製造条件及びトナーの物性を表4に示す。また得られたトナーについて、複合体粒子におけるアルミナ粒子の表面の有機ケイ素重合体微粒子による被覆率、及び、複合体粒子の平均投影面積、及び複合体粒子のトナー粒子に対する個数割合の測定を行った。結果を表4に示す。
【0096】
<トナー2~19、比較トナー1~7の作製例>
表4に示す条件に変更すること以外は、トナー1の製造例と同様にして、トナー2~19及び比較トナー1~7を得た。トナー2~19及び比較トナー1~7の物性を表4に示す。
【0097】
【表4】
表中、
Xはアルミナ粒子の表面の有機ケイ素重合体微粒子による被覆率(面積%)を表し、
Yは複合体粒子の平均投影面積を表し、
Zは複合体粒子のトナー粒子に対する個数割合を表す。
A3は、有機ケイ素重合体微粒子A3である。
【0098】
<実施例1>
トナー1について、下記評価を行った。評価結果は、表5に示す。
評価に際しては、評価機としてLBP712Ci(キヤノン社製)の改造機を使用した。本体のプロセススピードを300mm/secに改造した。そして、この条件で画像形成が可能となるように必要な調整を行った。また、ブラックカートリッジからトナーを除去し、代わりにトナー1を200g充填した。
【0099】
(画像評価)
(1)ドラム上カブリ
トナーの帯電安定性を試験する目的で、高温高湿環境(30℃/80%RH、)でのカブリ(HHカブリ)及び低温低湿環境下(15℃/10%RH)でのカブリ(LLカブリ)を以下の方法で評価した。
各環境下において、キヤノンカラーレーザーコピア用紙(A4:81.4g/m2、以下、特に断らない限り本用紙を使用しているものとする)に印字率1.0%の画像を2枚
毎に2秒の間欠時間をおいて1日あたり2千枚、計2万枚出力した。初期、1万枚出力後及び2万枚出力後のカートリッジにおいて、ドラム上カブリをテーピングして採取し評価した。
カブリは反射濃度計(TOKYO DENSHOKU(株)製、REFLECTOME
TER MODEL TC-6DS)を用いて測定した。テープ部の白地部反射濃度最悪値をDs、テーピング部の紙の反射濃度平均値をDrとした時の(Ds-Dr)をカブリ濃度(%)とした。フィルターは、グリーンフィルターを用いた。評価は以下の通りの評価基準を用いて行った。本評価法において、トナーの帯電性が低下した場合、ドラム上カブリ濃度が増加する。
(カブリ)
・評価基準
A:カブリ濃度0.5%未満
B:カブリ濃度0.5%以上2.0%未満
C:カブリ濃度2.0%以上4.0%未満
D:カブリ濃度4.0%以上
【0100】
(2)ベタ追従性
トナーの流動性及び耐久性を試験する目的で、高温高湿環境下(30℃/80%RH、HH)でのベタ追従性を以下の方法で評価した。高温高湿環境下(30℃/80%RH)において、キヤノンカラーレーザーコピア用紙に印字率1.0%の画像を2枚毎に2秒の間欠時間をおいて1日あたり2千枚、計2万枚出力した。
初期、1万枚出力後及び2万枚出力後のカートリッジにおいて、全ベタ画像をサンプル画像として3枚連続で出力した。得られた全ベタ画像の3枚目に対して、ベタ追従性の評価を目視評価にて行った。当該評価項目はトナーの流動性が高いほど良好な結果が得られる。
(ベタ追従性)
・評価基準
A:画像濃度にムラがなく均一である
B:画像濃度にややムラがある
C:画像濃度にムラがあるが、良好なレベル
D:画像濃度にムラがあり、均一なベタ画像になっていないレベル
【0101】
(3)LL帯電ローラ汚染
トナーのキーパーツへの摩耗や汚染の程度を試験する目的で、帯電ローラ汚染を以下の方法で評価した。低温低湿環境下(15℃/10%RH、LL)において、キヤノンカラーレーザーコピア用紙に印字率1.0%の画像を2枚毎に2秒の間欠時間をおいて1日あたり2千枚、計2万枚出力した。
その後、トナーカートリッジから帯電ローラを取り外した。新品のプロセスカートリッジ(市販のもの)から帯電ローラを取り外し、2万枚出力済みの前記帯電ローラを取りつけ、ハーフトーン画像を出力した。ハーフトーン画像の均一性を目視にて評価し、帯電ローラ汚染の評価を行った。感光体やクリーニングブレードの摩耗が生じた場合には、帯電ローラ汚染が発生しやすくなることから、当該評価はトナーのキーパーツへの摩耗や汚染が進むほど低くなる。
(帯電部材汚染)
・評価基準
A:画像濃度にムラがなく均一である
B:画像濃度にややムラがある
C:画像濃度にムラがあるが、良好なレベル
D:画像濃度にムラがあり、均一なハーフトーン画像になっていないレベル
【0102】
<実施例2~19、比較例1~7>
トナー2~19及び比較トナー1~7を用いて、実施例1と同様の評価を行った。
評価結果を表5に示す。
【0103】
【0104】
実施例1~19では、いずれの評価項目においても良好な結果が得られた。一方、比較例1~7では、上記評価項目のいずれかについて実施例に劣る結果となった。
以上の結果より、本開示によれば、キーパーツへの摩耗や汚染が少なく、長期耐久使用においても、流動性及び帯電安定性に優れたトナーを提供することができる。