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技術 静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法

出願人 富士ゼロックス株式会社
発明者 安野慎太郎鶴見洋介渡邊拓郎清野英子
出願日 2018年9月20日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2018-176285
公開日 2020年3月26日 (8ヶ月経過) 公開番号 2020-046578
状態 未査定
技術分野 電子写真における現像剤
主要キーワード 固着粒子 充填コア X線回折法 試料回転速度 混合処理装置 冷却固化物 単層コート 充填用樹脂
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年3月26日)のものです。
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図面 (2)

課題

高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラの発生が抑制される静電荷像現像剤を提供すること。

解決手段

芯材上に、下層としてシリコーン樹脂を含む層、及び、上層としてアクリル樹脂を含む層を有するキャリア、又は、シリコーン樹脂を含む芯材上に、アクリル樹脂を含む層を有するキャリアと、平均一次粒径が20nm以上100nm以下であるチタン酸ストロンチウム粒子と、トナーとを含み、前記キャリア表面における前記シリコーン樹脂の露出率が、0.5面積%以上20面積%以下である静電荷像現像剤。

概要

背景

電子写真法など、静電荷像を経て画像情報可視化する方法は、現在さまざまな分野で利用されている。
従来、電子写真法においては、感光体静電記録体上に種々の手段を用いて静電潜像を形成し、トナーと呼ばれる検電性粒子を含む静電荷像現像剤により、この静電潜像に前記トナーを付着させて静電潜像(トナー像)を現像し、被転写体表面に転写し、加熱等により定着する、という複数の工程を経て、可視化する方法が一般的に使用されている。

特許文献1には、結着樹脂及び着色剤を含有するトナー組成物溶融混練して溶融混練物を得る溶融混練工程、該溶融混練物を冷却固化し、冷却固化物粉砕して粉砕物を得る粉砕工程、該粉砕物を分級してトナー粒子を得る分級工程、該トナー粒子に無機微粒子Aを添加混合し混合物を得る混合工程、該混合物を熱処理して熱処理トナー粒子を得る熱処理工程、及び該熱処理トナー粒子に無機微粒子Bを添加混合しトナーを得る外添工程を有するトナーの製造方法において、画像処理解像度512×512画素(1画素あたり0.37μm×0.37μm)のフロー式粒子像測定装置を用いて、円相当径1.98μm以上200.00μm以下の粒子の円形度を測定し、円形度0.200以上1.000以下の範囲を800分割して設けられた各円形度範囲における粒子割合から求められる平均円形度Aが0.945以上0.960以下であり、該トナー粒子の重量平均粒径(D4)が4.0μm以上9.0μm以下であり、該トナー粒子は、4.0μm以下の粒径を有する粒子の含有量が40個数%以下であり、10.1μm以上の粒径を有する粒子の含有量が5体積%以下であり、該無機微粒子Aは一次粒子個数平均粒径(D1)が0.06μm以上0.20μm以下のシリカ微粒子であり、該熱処理トナー粒子の平均円形度Bと、該トナー粒子の平均円形度Aが、下記式の範囲であることを特徴とするトナーの製造方法が開示されている。
式:0.005≦(平均円形度B−平均円形度A)≦0.020

特許文献2には、トナー粒子、第一の無機微粒子および第二の無機微粒子を含み、該トナー粒子に対する該第一の無機微粒子の遊離率が2%以上40%以下であり、該トナー粒子に対する該第二の無機微粒子の遊離率が70%以上95%以下であり、該第一の無機微粒子の含有量が0.1質量%以上3.0質量%以下であり、該第二の無機微粒子の含有量が0.1質量%以上2.0質量%以下であり、該第一の無機微粒子の一次粒子の個数平均粒径(D1)をL1[nm]とし、該第二の無機微粒子の一次粒子の個数平均粒径(D1)をL2[nm]としたとき、L1およびL2が2.5≦L1/L2≦50および5≦L2≦50を満たす粒子混合物混合処理装置容器内に投入し、該粒子混合物の処理を行う外添工程を有するトナーの製造方法であって、該混合処理装置が、回転軸および該回転軸の表面に設けられている複数の回転羽根を有する撹拌部材と、該撹拌部材を収容している内周面円筒状の容器と、該回転軸に回転駆動力を与えて該撹拌部材を該容器内において回転させるための駆動部と、を有し、該複数の撹拌羽根が、それぞれ、該容器の内周面との間に隙間を有するように設けられており、該複数の撹拌羽根が、該撹拌部材の回転によって、該容器内に投入された該粒子混合物を、該回転軸の軸方向の一方の向きに送るための第一の撹拌羽根と、該回転軸の軸方向の他方の向きに送るための第二の撹拌羽根と、を含むことを特徴とするトナーの製造方法が開示されている。

特許文献3には、着色剤、結晶性樹脂非晶性樹脂及びワックスを含有するトナー母粒子と無機微粒子とを混合して混合物を得る第一混合工程、及び前記混合物を更に混合する第二混合工程、を有するトナーの製造方法であって、前記第一混合工程及び前記第二混合工程が、機械的衝撃力を付与する撹拌手段を容器内に具備する混合装置を用いて混合を行う工程であり、前記第一混合工程における処理温度をT1(℃)と表示し、前記第一混合工程において処理物単位質量に与えられる混合装置の撹拌動力をW1(W/kg)と表示し、前記第二混合工程における処理温度をT2(℃)と表示し、前記第二混合工程における処理物の単位質量に与えられる混合装置の撹拌動力をW2(W/kg)と表示したときに、下記数式(1)、(2)、(3)及び(4)を満たすことを特徴とするトナーの製造方法:
TgA≦T1<Tp (1)
TgA≦T2<Tp (2)
3≦W2 (3)
W2≦1/2W1 (4)
[式中、Tp(℃)は、前記トナー母粒子を測定試料とする示差走査熱量(DSC)測定において、20℃から180℃まで昇温速度10℃/分で昇温した際に測定される結晶性樹脂由来最大吸熱ピークオンセット温度を示す。
TgA(℃)は、前記トナー母粒子を測定試料とするDSC測定において、20℃から180℃まで昇温速度10℃/分で昇温した後、20℃まで降温速度50℃/分で冷却し、その後直ちに、20℃から180℃まで昇温速度10℃/分で昇温した際に測定される2回目昇温時のガラス転移温度を示す。]。

特許文献4には、トナー用の結着樹脂及び着色剤を含む原料を、混合機を用いて混合する原料混合方法であって、前記混合機が、前記原料を収容する処理室と、前記処理室の内で駆動軸を中心に回転可能に設けられた回転体と、を備え、前記回転体は、(i)回転体本体と、(ii)前記回転体本体の回転外周軌道よりも突出して設けられた先端部を有し、前記原料を処理する処理部と、を有し、前記処理部は、前記回転体の回転により前記被処理物衝突して前記被処理物を処理する処理面を有し、該処理面は、前記回転体本体側の第1の領域と、該第1の領域よりも前記回転体の回転方向における下流側に位置する前記先端部側の第2の領域を有することを特徴とする原料混合方法が開示されている。

概要

高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラの発生が抑制される静電荷像現像剤を提供すること。芯材上に、下層としてシリコーン樹脂を含む層、及び、上層としてアクリル樹脂を含む層を有するキャリア、又は、シリコーン樹脂を含む芯材上に、アクリル樹脂を含む層を有するキャリアと、平均一次粒径が20nm以上100nm以下であるチタン酸ストロンチウム粒子と、トナーとを含み、前記キャリア表面における前記シリコーン樹脂の露出率が、0.5面積%以上20面積%以下である静電荷像現像剤。なし

目的

本発明が解決しようとする課題は、芯材上に、下層としてシリコーン樹脂を含む層、及び、上層としてアクリル樹脂を含む層を有するキャリア、又は、シリコーン樹脂を含む芯材上に、アクリル樹脂を含む層を有するキャリアを含む静電荷像現像剤において、チタン酸ストロンチウム粒子の平均一次粒径が20nm未満若しくは100nm超であるか、又は、前記キャリア表面における前記シリコーン樹脂の露出率が、0.5面積%未満若しくは20面積%超である場合に比べ、高温高湿環境下(28℃90%RH)放置後の印刷初期における濃度ムラの発生が抑制される静電荷像現像剤を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

芯材上に、下層としてシリコーン樹脂を含む層、及び、上層としてアクリル樹脂を含む層を有するキャリア、又は、シリコーン樹脂を含む芯材上に、アクリル樹脂を含む層を有するキャリアと、平均一次粒径が20nm以上100nm以下であるチタン酸ストロンチウム粒子と、トナーとを含み、前記キャリア表面における前記シリコーン樹脂の露出率が、0.5面積%以上20面積%以下である静電荷像現像剤

請求項2

前記チタン酸ストロンチウム粒子の含有量が、前記トナーの被覆率換算で、10面積%以上40面積%以下である請求項1に記載の静電荷像現像剤。

請求項3

前記トナーの被覆率換算における前記チタン酸ストロンチウム粒子の含有量(C(t)(面積%))と、前記キャリア表面における前記シリコーン樹脂の露出率(C(c)(面積%))との比(C(t)/C(c))の値が、0.5を超え45以下である請求項2に記載の静電荷像現像剤。

請求項4

遊離している前記チタン酸ストロンチウム粒子、及び、前記トナーに固着している前記チタン酸ストロンチウム粒子を除いた前記チタン酸ストロンチウム粒子の量が、前記チタン酸ストロンチウム粒子の全質量に対し、10質量%以上70質量%以下である請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤。

請求項5

前記キャリアの表面粗さRa(μm)と前記チタン酸ストロンチウム粒子の平均一次粒径Da(nm)との比(Da/Ra)の値が、3以上45以下である請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤。

請求項6

前記キャリアの表面粗さRaが、0.3μm以上0.9μm以下である請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤。

請求項7

前記チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子平均円形度が、0.82以上0.94以下である請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤。

請求項8

前記チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の累積84%となる円形度が、0.92を超える請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤。

請求項9

前記チタン酸ストロンチウム粒子のX線回折法により得られる(110)面のピーク半値幅が、0.2°以上2.0°以下である請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤。

請求項10

前記チタン酸ストロンチウム粒子が、ドーパントとしてLa又はSiを含む請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤。

請求項11

前記チタン酸ストロンチウム粒子が、ドーパントとしてLaを含む請求項10に記載の静電荷像現像剤。

請求項12

前記チタン酸ストロンチウム粒子の平均一次粒径が、30nm以上80nm以下である請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤。

請求項13

前記チタン酸ストロンチウム粒子の平均一次粒径が、30nm以上60nm以下である請求項12に記載の静電荷像現像剤。

請求項14

前記キャリアが、シリコーン樹脂を含む芯材上に、アクリル樹脂を含む層を有するキャリアである請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤。

請求項15

請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像トナー画像として現像する現像手段を備え、画像形成装置着脱されるプロセスカートリッジ

請求項16

像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える画像形成装置。

請求項17

像保持体の表面を帯電する帯電工程と、帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法

技術分野

背景技術

0002

電子写真法など、静電荷像を経て画像情報可視化する方法は、現在さまざまな分野で利用されている。
従来、電子写真法においては、感光体静電記録体上に種々の手段を用いて静電潜像を形成し、トナーと呼ばれる検電性粒子を含む静電荷像現像剤により、この静電潜像に前記トナーを付着させて静電潜像(トナー像)を現像し、被転写体表面に転写し、加熱等により定着する、という複数の工程を経て、可視化する方法が一般的に使用されている。

0003

特許文献1には、結着樹脂及び着色剤を含有するトナー組成物溶融混練して溶融混練物を得る溶融混練工程、該溶融混練物を冷却固化し、冷却固化物粉砕して粉砕物を得る粉砕工程、該粉砕物を分級してトナー粒子を得る分級工程、該トナー粒子に無機微粒子Aを添加混合し混合物を得る混合工程、該混合物を熱処理して熱処理トナー粒子を得る熱処理工程、及び該熱処理トナー粒子に無機微粒子Bを添加混合しトナーを得る外添工程を有するトナーの製造方法において、画像処理解像度512×512画素(1画素あたり0.37μm×0.37μm)のフロー式粒子像測定装置を用いて、円相当径1.98μm以上200.00μm以下の粒子の円形度を測定し、円形度0.200以上1.000以下の範囲を800分割して設けられた各円形度範囲における粒子割合から求められる平均円形度Aが0.945以上0.960以下であり、該トナー粒子の重量平均粒径(D4)が4.0μm以上9.0μm以下であり、該トナー粒子は、4.0μm以下の粒径を有する粒子の含有量が40個数%以下であり、10.1μm以上の粒径を有する粒子の含有量が5体積%以下であり、該無機微粒子Aは一次粒子個数平均粒径(D1)が0.06μm以上0.20μm以下のシリカ微粒子であり、該熱処理トナー粒子の平均円形度Bと、該トナー粒子の平均円形度Aが、下記式の範囲であることを特徴とするトナーの製造方法が開示されている。
式:0.005≦(平均円形度B−平均円形度A)≦0.020

0004

特許文献2には、トナー粒子、第一の無機微粒子および第二の無機微粒子を含み、該トナー粒子に対する該第一の無機微粒子の遊離率が2%以上40%以下であり、該トナー粒子に対する該第二の無機微粒子の遊離率が70%以上95%以下であり、該第一の無機微粒子の含有量が0.1質量%以上3.0質量%以下であり、該第二の無機微粒子の含有量が0.1質量%以上2.0質量%以下であり、該第一の無機微粒子の一次粒子の個数平均粒径(D1)をL1[nm]とし、該第二の無機微粒子の一次粒子の個数平均粒径(D1)をL2[nm]としたとき、L1およびL2が2.5≦L1/L2≦50および5≦L2≦50を満たす粒子混合物混合処理装置容器内に投入し、該粒子混合物の処理を行う外添工程を有するトナーの製造方法であって、該混合処理装置が、回転軸および該回転軸の表面に設けられている複数の回転羽根を有する撹拌部材と、該撹拌部材を収容している内周面円筒状の容器と、該回転軸に回転駆動力を与えて該撹拌部材を該容器内において回転させるための駆動部と、を有し、該複数の撹拌羽根が、それぞれ、該容器の内周面との間に隙間を有するように設けられており、該複数の撹拌羽根が、該撹拌部材の回転によって、該容器内に投入された該粒子混合物を、該回転軸の軸方向の一方の向きに送るための第一の撹拌羽根と、該回転軸の軸方向の他方の向きに送るための第二の撹拌羽根と、を含むことを特徴とするトナーの製造方法が開示されている。

0005

特許文献3には、着色剤、結晶性樹脂非晶性樹脂及びワックスを含有するトナー母粒子と無機微粒子とを混合して混合物を得る第一混合工程、及び前記混合物を更に混合する第二混合工程、を有するトナーの製造方法であって、前記第一混合工程及び前記第二混合工程が、機械的衝撃力を付与する撹拌手段を容器内に具備する混合装置を用いて混合を行う工程であり、前記第一混合工程における処理温度をT1(℃)と表示し、前記第一混合工程において処理物単位質量に与えられる混合装置の撹拌動力をW1(W/kg)と表示し、前記第二混合工程における処理温度をT2(℃)と表示し、前記第二混合工程における処理物の単位質量に与えられる混合装置の撹拌動力をW2(W/kg)と表示したときに、下記数式(1)、(2)、(3)及び(4)を満たすことを特徴とするトナーの製造方法:
TgA≦T1<Tp (1)
TgA≦T2<Tp (2)
3≦W2 (3)
W2≦1/2W1 (4)
[式中、Tp(℃)は、前記トナー母粒子を測定試料とする示差走査熱量(DSC)測定において、20℃から180℃まで昇温速度10℃/分で昇温した際に測定される結晶性樹脂由来最大吸熱ピークオンセット温度を示す。
TgA(℃)は、前記トナー母粒子を測定試料とするDSC測定において、20℃から180℃まで昇温速度10℃/分で昇温した後、20℃まで降温速度50℃/分で冷却し、その後直ちに、20℃から180℃まで昇温速度10℃/分で昇温した際に測定される2回目昇温時のガラス転移温度を示す。]。

0006

特許文献4には、トナー用の結着樹脂及び着色剤を含む原料を、混合機を用いて混合する原料混合方法であって、前記混合機が、前記原料を収容する処理室と、前記処理室の内で駆動軸を中心に回転可能に設けられた回転体と、を備え、前記回転体は、(i)回転体本体と、(ii)前記回転体本体の回転外周軌道よりも突出して設けられた先端部を有し、前記原料を処理する処理部と、を有し、前記処理部は、前記回転体の回転により前記被処理物衝突して前記被処理物を処理する処理面を有し、該処理面は、前記回転体本体側の第1の領域と、該第1の領域よりも前記回転体の回転方向における下流側に位置する前記先端部側の第2の領域を有することを特徴とする原料混合方法が開示されている。

先行技術

0007

特開2015−79166号公報
特開2015−125272号公報
特開2015−135486号公報
特開2015−79166号公報

発明が解決しようとする課題

0008

本発明が解決しようとする課題は、芯材上に、下層としてシリコーン樹脂を含む層、及び、上層としてアクリル樹脂を含む層を有するキャリア、又は、シリコーン樹脂を含む芯材上に、アクリル樹脂を含む層を有するキャリアを含む静電荷像現像剤において、チタン酸ストロンチウム粒子平均一次粒径が20nm未満若しくは100nm超であるか、又は、前記キャリア表面における前記シリコーン樹脂の露出率が、0.5面積%未満若しくは20面積%超である場合に比べ、高温高湿環境下(28℃90%RH)放置後の印刷初期における濃度ムラの発生が抑制される静電荷像現像剤を提供することである。

課題を解決するための手段

0009

前記課題を解決するための具体的手段には、下記の態様が含まれる。
<1>芯材上に、下層としてシリコーン樹脂を含む層、及び、上層としてアクリル樹脂を含む層を有するキャリア、又は、シリコーン樹脂を含む芯材上に、アクリル樹脂を含む層を有するキャリアと、平均一次粒径が20nm以上100nm以下であるチタン酸ストロンチウム粒子と、トナーとを含み、前記キャリア表面における前記シリコーン樹脂の露出率が、0.5面積%以上20面積%以下である静電荷像現像剤。
<2> 前記チタン酸ストロンチウム粒子の含有量が、前記トナーの被覆率換算で、10面積%以上40面積%以下である<1>に記載の静電荷像現像剤。
<3> 前記トナーの被覆率換算における前記チタン酸ストロンチウム粒子の含有量(C(t)(面積%))と、前記キャリア表面における前記シリコーン樹脂の露出率(C(c)(面積%))との比(C(t)/C(c))の値が、0.5を超え45以下である<2>に記載の静電荷像現像剤。
<4>遊離している前記チタン酸ストロンチウム粒子、及び、前記トナーに固着している前記チタン酸ストロンチウム粒子を除いた前記チタン酸ストロンチウム粒子の量が、前記チタン酸ストロンチウム粒子の全質量に対し、10質量%以上70質量%以下である<1>乃至<3>のいずれか1つに記載の静電荷像現像剤。
<5> 前記キャリアの表面粗さRa(μm)と前記チタン酸ストロンチウム粒子の平均一次粒径Da(nm)との比(Da/Ra)の値が、3以上45以下である<1>乃至<4>のいずれか1つに記載の静電荷像現像剤。
<6> 前記キャリアの表面粗さRaが、0.3μm以上0.9μm以下である<1>乃至<5>のいずれか1つに記載の静電荷像現像剤。
<7> 前記チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の平均円形度が、0.82以上0.94以下である<1>乃至<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像剤。
<8> 前記チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の累積84%となる円形度が、0.92を超える<1>乃至<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像剤。
<9> 前記チタン酸ストロンチウム粒子のX線回折法により得られる(110)面のピーク半値幅が、0.2°以上2.0°以下である<1>乃至<8>のいずれか1つに記載の静電荷像現像剤。
<10> 前記チタン酸ストロンチウム粒子が、ドーパントとしてLa又はSiを含む<1>乃至<9>のいずれか1つに記載の静電荷像現像剤。
<11> 前記チタン酸ストロンチウム粒子が、ドーパントとしてLaを含む<10>に記載の静電荷像現像剤。
<12> 前記チタン酸ストロンチウム粒子の平均一次粒径が、30nm以上80nm以下である<1>乃至<11>のいずれか1つに記載の静電荷像現像剤。
<13> 前記チタン酸ストロンチウム粒子の平均一次粒径が、30nm以上60nm以下である<12>に記載の静電荷像現像剤。
<14> 前記キャリアが、シリコーン樹脂を含む芯材上に、アクリル樹脂を含む層を有するキャリアである<1>乃至<13>のいずれか1つに記載の静電荷像現像剤。
<15> <1>乃至<14>のいずれか1つに記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
<16> 像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、<1>乃至<14>のいずれか1つに記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える画像形成装置。
<17> 像保持体の表面を帯電する帯電工程と、帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、<1>乃至<14>のいずれか1つに記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法。

発明の効果

0010

前記<1>に係る発明によれば、芯材上に、下層としてシリコーン樹脂を含む層、及び、上層としてアクリル樹脂を含む層を有するキャリア、又は、シリコーン樹脂を含む芯材上に、アクリル樹脂を含む層を有するキャリアを含む静電荷像現像剤において、チタン酸ストロンチウム粒子の平均一次粒径が20nm未満若しくは100nm超であるか、又は、前記キャリア表面における前記シリコーン樹脂の露出率が、0.5面積%未満若しくは20面積%超である場合に比べ、高温高湿環境下(28℃90%RH)放置後の印刷初期における濃度ムラの発生が抑制される静電荷像現像剤を提供することが提供される。
前記<2>に係る発明によれば、前記チタン酸ストロンチウム粒子の含有量が、前記トナーの被覆率換算で、10面積%未満であるか、又は、40面積%を超える場合に比べ、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラの発生がより抑制される静電荷像現像剤が提供される。
前記<3>に係る発明によれば、前記C(t)/C(c)の値が、0.5以下であるか、又は、45を超える場合に比べ、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラの発生がより抑制される静電荷像現像剤が提供される。
前記<4>に係る発明によれば、遊離している前記チタン酸ストロンチウム粒子、及び、前記トナーに固着している前記チタン酸ストロンチウム粒子を除いた前記チタン酸ストロンチウム粒子の量が、前記チタン酸ストロンチウム粒子の全質量に対し、10質量%未満であるか、又は、70質量%を超える場合に比べ、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラの発生がより抑制される静電荷像現像剤が提供される。
前記<5>に係る発明によれば、前記Da/Raの値が、3未満であるか、又は、45を超える場合に比べ、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラの発生がより抑制される静電荷像現像剤が提供される。
前記<6>に係る発明によれば、前記キャリアの表面粗さRaが、0.3μm未満であるか、又は、0.9μmを超える場合に比べ、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラの発生がより抑制される静電荷像現像剤が提供される。
前記<7>に係る発明によれば、前記チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の平均円形度が、0.82未満であるか、又は、0.94を超える場合に比べ、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラの発生がより抑制される静電荷像現像剤が提供される。
前記<8>に係る発明によれば、前記チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の累積84%となる円形度が、0.92以下である場合に比べ、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラの発生がより抑制される静電荷像現像剤が提供される。
制される静電荷像現像剤が提供される。
前記<9>に係る発明によれば、前記チタン酸ストロンチウム粒子のX線回折法により得られる(110)面のピーク半値幅が、0.2°未満であるか、又は、2.0°を超える場合に比べ、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラの発生がより抑制される静電荷像現像剤が提供される。
前記<10>又は<11>に係る発明によれば、前記チタン酸ストロンチウム粒子が、ドーパントされていない粒子である場合に比べ、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラの発生がより抑制される静電荷像現像剤が提供される。
前記<12>に係る発明によれば、前記チタン酸ストロンチウム粒子の平均一次粒径が、30nm未満であるか、又は、80nmを超える場合に比べ、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラの発生がより抑制される静電荷像現像剤が提供される。
制される静電荷像現像剤が提供される。
前記<13>に係る発明によれば、前記チタン酸ストロンチウム粒子の平均一次粒径が、30nm未満であるか、又は、60nmを超える場合に比べ、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラの発生がより抑制される静電荷像現像剤が提供される。
前記<14>に係る発明によれば、前記キャリアが、芯材上に、下層としてシリコーン樹脂を含む層、及び、上層としてアクリル樹脂を含む層を有するキャリアである場合に比べ、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラの発生がより抑制される静電荷像現像剤が提供される。
前記<15>乃至<17>に係る発明によれば、芯材上に、下層としてシリコーン樹脂を含む層、及び、上層としてアクリル樹脂を含む層を有するキャリア、又は、シリコーン樹脂を含む芯材上に、アクリル樹脂を含む層を有するキャリアを含む静電荷像現像剤において、チタン酸ストロンチウム粒子の平均一次粒径が20nm未満若しくは100nm超であるか、又は、前記キャリア表面における前記シリコーン樹脂の露出率が、0.5面積%未満若しくは20面積%超である静電荷像現像用トナーを適用した場合に比べ、高温高湿環境下(28℃90%RH)放置後の印刷初期における濃度ムラの発生が抑制されるプロセスカートリッジ、画像形成装置又は画像形成方法が提供される。

図面の簡単な説明

0011

本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
本実施形態に係るプロセスカートリッジを示す概略構成図である。

0012

本明細書において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
本明細書において、「静電荷像現像用トナー」を単に「トナー」ともいい、「静電荷像現像剤」を単に「現像剤」ともいう。

0013

以下、本発明の一例である実施形態について説明する。

0014

<静電荷像現像剤>
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、芯材上に、下層としてシリコーン樹脂を含む層、及び、上層としてアクリル樹脂を含む層を有するキャリア、又は、シリコーン樹脂を含む芯材上に、アクリル樹脂を含む層を有するキャリアと、平均一次粒径が20nm以上100nm以下であるチタン酸ストロンチウム粒子と、トナーとを含み、前記キャリア表面における前記シリコーン樹脂の露出率が、0.5面積%以上20面積%以下である。

0015

本実施形態に係る静電荷像現像剤は、上記の構成により、高温高湿環境下(28℃90%RH)放置後の印刷初期における濃度ムラの発生が抑制される。その理由は、定かではないが、以下に示すように推測される。
芯材上に、下層としてシリコーン樹脂を含む層、及び、上層としてアクリル樹脂を含む層を有するキャリア、又は、シリコーン樹脂を含む芯材上に、アクリル樹脂を含む層を有するキャリアは、キャリア表面に下層のシリコーン樹脂が露出する。シリコーン樹脂はその低表面エネルギーから摩擦帯電阻害され帯電不良が発生しやすく、特に高温高湿環境下で放置し低帯電となった状態からの帯電立ち上がりで帯電量が不均一となり濃度ムラが起こりやすい。

0016

静電荷像現像剤に、平均一次粒径が20nm以上100nm以下であるチタン酸ストロンチウム粒子が含まれることで、キャリアにおけるシリコーン樹脂が露出した表面にチタン酸ストロンチウム粒子が付着又は存在しやすい。
シリコーン樹脂露出部分はSi−O結合を有する構造であり、アクリル樹脂部分のC−C結合及びC−O結合を有する構造よりも電子移動距離が広く、適度な分極をもつチタン酸ストロンチウム粒子が集まりやすくなっていると推定される。
分極の大きいチタン酸ストロンチウム粒子は、電子移動しやすく帯電速度が速いため、連続印刷時における機械的負荷によって、キャリアにおける被覆層の剥がれが進行した後のシリコーン樹脂露出部分にチタン酸ストロンチウム粒子が付着又は存在することによって、高温高湿環境下で放置した後でも帯電量が適度であり、印刷初期における濃度ムラが抑制できると推定している。

0017

以下、本実施形態に係る静電荷像現像剤について詳細に説明する。

0018

〔キャリア〕
本実施形態の静電荷像現像剤に用いられるキャリアは、芯材上に、下層としてシリコーン樹脂を含む層、及び、上層としてアクリル樹脂を含む層を有するキャリア、又は、シリコーン樹脂を含む芯材上に、アクリル樹脂を含む層を有するキャリアであり、かつ前記キャリア表面における前記シリコーン樹脂の露出率が、0.5面積%以上20面積%以下であるものである。
また、前記キャリアとしては、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラ抑制の観点から、シリコーン樹脂を含む芯材上に、アクリル樹脂を含む層を有するキャリアであることが好ましい。

0019

−キャリア表面におけるシリコーン樹脂の露出率−
本実施形態に用いられるキャリアは、キャリア表面における前記シリコーン樹脂の露出率が、0.5面積%以上20面積%以下であり、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラ抑制の観点から、0.6面積%以上10面積%以下であることが好ましく、0.7面積%以上5面積%以下であることがより好ましく、0.8面積%以上2面積%以下であることが特に好ましい。
本実施形態におけるキャリア表面におけるシリコーン樹脂の露出率の測定方法は、X線光電子分光装置(XPS)を用い、キャリア表面のC、O、Fe、Mn、Mg及びSi元素の割合を検出し、Si元素に由来するピーク比率を測定することにより、Si元素の面積割合を算出し、シリコーン樹脂の露出量とするものとする。
X線光電子分光装置としては、例えば、JPS−9000MX(日本電子(株)製)を使用することが可能である。

0020

−キャリアの表面粗さRa−
本実施形態におけるキャリアの表面粗さRaは、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラ抑制の観点から、0.2μm以1.5μm以下であることが好ましく、0.3μm以上0.9μm以下であることがより好ましく、0.4μm以上0.8μm以下であることが特に好ましい。
本実施形態において、キャリアの表面粗さRaの測定は、以下の方法で行うものとする。
キャリア表面のRa(算術平均粗さ)の測定方法は、キャリアを2,000個、超深度カラーD形測定顕微鏡(VK9700、(株)キーエンス製)を用い、倍率1,000倍で表面を換算して求める方法であり、JIS B0601(1994年度版)に準じて行う。具体的には、キャリア表面のRaは、前記顕微鏡にて観察したキャリア表面の3次元形状から粗さ曲線を求め、該粗さ曲線の測定値平均値までの偏差の絶対値を合計し、平均することにより求められる。キャリア表面のRaを求める際の基準長さは10μmであり、カットオフ値は0.08mmである。

0021

−芯材−
芯材を構成する磁性材料としては、例えば、鉄、鋼、ニッケルコバルト等の磁性金属;これらの磁性金属とマンガンクロム希土類等との合金フェライトマグネタイト等の磁性酸化物;等が挙げられる。
また、前記シリコーン樹脂を含む芯材としては、マトリックス樹脂として、後述するシリコーン樹脂中に前記磁性材料を分散して配合された磁性粒子分散型の芯材、又は、多孔質の磁性材料にシリコーン樹脂を含浸させた樹脂含浸型キャリアが好適に挙げられる。前記シリコーン樹脂を含む芯材は、マトリックス樹脂として、シリコーン樹脂以外の樹脂を含んでいてもよいが、前記芯材におけるマトリックス樹脂の全質量に対し、シリコーン樹脂の含有量が、50質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上100質量%以下であることが特に好ましい。
芯材は、磁性造粒焼結により得られるが、その前処理として、磁性材料を粉砕してもよい。粉砕方法は特に問わず、公知の粉砕方法が挙げられ、具体的には例えば、乳鉢ボールミルジェットミル等が挙げられる。

0022

芯材の体積平均粒径は、10μm以上500μm以下であることが好ましく、20μm以上100μm以下であることがより好ましく、20μm以上40μm以下であることが特に好ましい。
芯材の体積平均粒径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置により測定される。

0023

−シリコーン樹脂−
前記キャリアは、芯材上の下層に、又は、磁性粒子分散型若しくは樹脂含浸型の芯材に含まれる樹脂として、シリコーン樹脂を含む。
シリコーン樹脂としては、公知のシリコーン樹脂が使用可能であり、Si−O−Si結合を主鎖に有し、メチル基フェニル基等の有機基を側鎖に有するシロキサンポリマーであれば特に制限されないが、主鎖が−Si(R1R2)−O−からなり(R1、R2はそれぞれ独立に、アルキル基又はアリール基を表し、メチル基又はフェニル基が好ましい。)、分岐鎖を有していないストレートシリコーン樹脂、及び、上記ストレートシリコーン樹脂をアルキドアクリルエポキシウレタン等により変性した変性シリコーン樹脂が好ましく挙げられる。
ストレートシリコーン樹脂としては、ジメチルポリシロキサン又はメチルフェニルポリシロキサンが好ましい。
変性シリコーン樹脂としては、アルキド変性シリコーン樹脂、アクリル変性シリコーン樹脂エポキシ変性シリコーン樹脂ウレタン変性シリコーン樹脂が好ましく、アクリル変性シリコーン樹脂がより好ましい。

0024

シリコーン樹脂としては、重量平均分子量が10,000以上であり、15,000以上であることが好ましく、20,000以上であることがより好ましい。
重量平均分子量の上限は特に限定されないが、300,000以下であればよく、200,000以下であることが好ましい。

0025

ストレートシリコーン樹脂としては、市販品を用いることができ、例えば、信越化学工業(株)製のKR271、KR255、KR152;東レダウコーニングシリコーン(株)製のSR2400、SR2406、SR2410などが挙げられる。
変性シリコーン樹脂としては、市販品を用いることができ、例えば、信越化学工業(株)製のKR206(アルキド変性)、KR5208(アクリル変性)、ES1001N(エポキシ変性)、KR305(ウレタン変性);東レ ダウコーニング シリコーン(株)製のSR2115(エポキシ変性)、SR2110(アルキド変性)、などが挙げられる。

0026

これらのシリコーン樹脂は、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。
芯材上の下層にシリコーン樹脂を含む場合、下層におけるシリコーン樹脂の含有量は、下層の全質量に対し、50質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上100質量%以下であることが特に好ましい。

0027

前記キャリアにおける前記シリコーン樹脂を含む下層の平均厚さは、帯電安定性の観点から、0.1μm以上5μmであることが好ましく、0.2μm以上3μmであることがより好ましく、0.3μm以上2μmであることが特に好ましい。
各層の平均厚さは、キャリアを、キャリアの中央部(好ましくは重心)を含む面により切断し、その断面観察を行い、10個以上のキャリアにおいて測定した層の厚さの平均値をとることにより求めるものとする。

0028

−アクリル樹脂−
前記キャリアは、芯材上に、アクリル樹脂を含む層を有する。前記アクリル樹脂を含む層は、前記キャリアの最外層であることが好ましい。
また、前記アクリル樹脂を含む層は、前記キャリアを完全に覆う層ではなく、前記アクリル樹脂を含む層のない部分が一部あり、前記キャリアは、シリコーン樹脂が表面の一部に露出している箇所を有する。
アクリル樹脂としては、特に限定されないが、メチルメタクリレートメチルアクリレートプロピルメタクリレートプロピルアクリレートラウリルアクリレートシクロヘキシルメタクリレートシクロヘキシルアクリレートメタクリル酸アクリル酸ブチルメタクリレートブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、エチルメタクリレートジメチルアミノエチルメタクリレートアクリロニトリルメタクリロニトリルなどの(メタアクリル化合物単独重合体又は共重合体が挙げられる。
中でも、アクリル樹脂としては、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラ抑制、及び、低吸湿性である等の観点から、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等の脂環式アルキル(メタ)アクリレート化合物の単独重合体又は共重合体が好ましく、シクロヘキシル(メタ)アクリレートの単独重合体又は共重合体が特に好ましい。
また、本実施形態におけるアクリル樹脂は、(メタ)アクリル化合物由来の構成単位を50質量%以上有するものであればよく、80質量%以上有するものであることが好ましく、90質量%以上有するものであることがより好ましい。
本実施形態におけるアクリル樹脂は、(メタ)アクリル化合物以外のモノマー由来の構成単位を有していてもよい。

0029

アクリル樹脂の重量平均分子量としては、5,000以上1,000,000以下であることが好ましく、10,000以上200,000以下であることがより好ましい。
また、アクリル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、特に制限はないが、50℃〜150℃であることが好ましく、70℃〜120℃であることがより好ましく、80℃〜120℃であることが更に好ましい。
なお、樹脂のガラス転移温度は、DSC(示差走査型熱量計測定法により決定し、ASTMD3418−8に準拠して測定された主体極大ピークより求めることができる。主体極大ピークの測定には、パーキンエルマー社製のDSC−7を用いる。この装置の検出部の温度補正インジウム亜鉛との融点を用い、熱量の補正にはインジウムの融解熱を用いる。サンプルは、アルミニウム製パンを用い、対照用に空パンをセットし、昇温速度10℃/minで測定を行う。

0030

前記キャリアにおける前記アクリル樹脂を含む層の平均厚さは、帯電安定性の観点から、0.1μm以上5μmであることが好ましく、0.5μm以上3μmであることがより好ましく、0.7μm以上2μmであることが特に好ましい。
また、芯材上に、下層としてシリコーン樹脂を含む層、及び、上層としてアクリル樹脂を含む層を有するキャリアにおいて、下層の平均厚さは、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラ抑制の観点から、上層の平均厚さよりも厚いことが好ましい。

0031

また、本実施形態に用いられるキャリアは、芯材、シリコーン樹脂を含む層、及び、アクリル樹脂を含む層に、添加剤を更に含んでいてもよい。
前記添加剤としては、公知の添加剤が用いられ、例えば、架橋剤、導電粉等が挙げられる。

0032

本実施形態に用いられるキャリアは、芯材、シリコーン樹脂を含む層、及び、アクリル樹脂を含む層の少なくともいずれかに、架橋剤を含有してもよい。
架橋剤は、架橋反応する成分であり、熱により架橋反応する成分であることが好ましい。
架橋剤としては、公知の架橋剤が用いられ、例えば、シランカップリング剤が挙げられる。
架橋剤の含有量は、含有させる層の全質量に対し、0.1質量%〜10質量%であることが好ましく、0.2質量%〜8質量%であることがより好ましく、0.5質量%〜5質量%であることが更に好ましい。

0033

本実施形態に用いられるキャリアは、シリコーン樹脂を含む層、及び、アクリル樹脂を含む層の少なくともいずれかに、導電粉を含有してもよい。
導電粉としては、例えば、金属粉カーボンブラック酸化チタン酸化錫酸化亜鉛、などが挙げられる。これらの導電粉の数平均粒径としては、1μm以下が好ましい。数平均粒径が1μm以上であれば、電気抵抗の制御が容易となる。
導電粉の含有量は、含有させる層の全質量に対し、0.1質量%〜10質量%であることが好ましく、0.2質量%〜8質量%であることがより好ましく、0.5質量%〜5質量%であることが更に好ましい。

0034

−キャリアの物性−
キャリアの体積平均粒径は、10μm以上500μm以下であることが好ましく、20μm以上100μm以下であることがより好ましく、20μm以上40μm以下であることが特に好ましい。
キャリアの体積平均粒径は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置により測定される。
キャリアの体積電気抵抗(25℃)としては、1×107Ω・cm以上1×1015Ω・cm以下であることが好ましく、1×108Ω・cm以上1×1014Ω・cm以下であることがより好ましく、1×108Ω・cm以上1×1013Ω・cm以下であることが特に好ましい。

0035

−キャリアの製造方法−
本実施形態に用いられるキャリアは、例えば、シリコーン樹脂等を有機溶剤に溶解させて塗布溶液を調製した後、塗布溶液を芯材粒子の表面に公知の塗布方法により塗布し、乾燥した後、焼付を行い、また、アクリル樹脂等を有機溶剤に溶解させて塗布溶液を調製した後、塗布溶液をシリコーン樹脂を含む下層又はシリコーン樹脂を含む芯材の表面に公知の塗布方法により塗布し、乾燥した後、焼付を行うことにより形成される。塗布方法としては、特に限定されず、公知の塗布方法が用いられるが、例えば、浸漬法スプレー法ハケ塗り法などが挙げられる。
有機溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択されるが、例えば、トルエンキシレンメチルエチルケトンメチルイソブチルケトンセルソルブブチルアセテートなどが挙げられる。
樹脂層の焼付としては、特に制限はなく、外部加熱方式であってもよいし、内部加熱方式であってもよく、例えば、固定式電気炉流動式電気炉ロータリー式電気炉バーナー炉等を用いる方法、マイクロウエーブを用いる方法などが挙げられる。
各層の量としては、キャリアの全質量に対し、0.01質量%以上20質量%以下が好ましく、0.5質量%以上10質量%以下がより好ましい。

0036

本実施形態に係る静電荷像現像剤におけるトナーとキャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100乃至30:100が好ましく、3:100乃至20:100がより好ましい。

0037

〔チタン酸ストロンチウム粒子〕
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、平均一次粒径が20nm以上100nm以下であるチタン酸ストロンチウム(SrTiO3)粒子を含む。
前記チタン酸ストロンチウム粒子は、トナーの外添剤であっても、なくともよいが、少なくとも一部の前記チタン酸ストロンチウム粒子が、トナーの外添剤として存在していることが好ましい。
前記チタン酸ストロンチウム粒子の平均一次粒径は、20nm以上100nm以下であり、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラ抑制の観点から、30nm以上80nm以下が好ましく、30nm以上60nm以下がより好ましい。

0038

前記チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒径とは、一次粒子像と同じ面積をもつ円の直径(いわゆる円相当径)であり、前記チタン酸ストロンチウム粒子の平均一次粒径とは、一次粒径の個数基準分布において小径側から累積50%となる粒径である。
前記チタン酸ストロンチウム粒子の平均一次粒径は、チタン酸ストロンチウム粒子の走査型電子顕微鏡(SEM)画像を撮影し、SEM画像におけるチタン酸ストロンチウム粒子を少なくとも300個画像解析して求める。

0039

前記チタン酸ストロンチウム粒子の平均一次粒径は、外添剤として用いるチタン酸ストロンチウム粒子の平均一次粒径を調整することで制御しうる。
また、外添剤として用いるチタン酸ストロンチウム粒子の平均一次粒径は、例えば、チタン酸ストロンチウム粒子を湿式製法により製造する際の各種条件によって制御しうる。

0040

−一次粒子の平均円形度、及び、累積84%となる円形度−
前記チタン酸ストロンチウム粒子は、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラ抑制の観点から、一次粒子の平均円形度が0.82以上0.94以下であることが好ましく、また、一次粒子の累積84%となる円形度が0.92を超えることが好ましい。
以下、チタン酸ストロンチウム粒子に関する、一次粒子の平均円形度を「平均円形度」と、一次粒子の累積84%となる円形度を「累積84%円形度」ということがある。

0041

また、平均円形度及び累積84%円形度が上記の範囲であることで、チタン酸ストロンチウム粒子がトナー粒子の表面に角部が少ない状態で存在しているといえる。そのため、チタン酸ストロンチウム粒子の角部に電荷が集中してしまうことにより生じる、画像形成装置の立ち上げ直後の画像にカブリが抑制され、また、印刷初期における濃度ムラが抑制されるものと考えられる。

0042

更に、前記チタン酸ストロンチウム粒子の平均円形度及び累積84%円形度が上記の範囲であるということは、外添剤として用いるチタン酸ストロンチウム粒子も角が丸みを帯びた形状であるいえる。そのため、外添剤として、立方体又は直方体のチタン酸ストロンチウム粒子を用いた場合に比べ、角が丸みを帯びた形状のチタン酸ストロンチウム粒子は、トナー粒子の表面への分散性に優れると考えられる。

0043

本実施形態において、チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の円形度とは、4π×(一次粒子像の面積)÷(一次粒子像の周囲長)2であり、一次粒子の平均円形度とは、円形度の分布において小さい側から累積50%となる円形度であり、一次粒子の累積84%となる円形度とは、円形度の分布において小さい側から累積84%となる円形度である。
前記チタン酸ストロンチウム粒子の円形度は、チタン酸ストロンチウム粒子のSEM画像を撮影し、SEM画像におけるチタン酸ストロンチウム粒子を少なくとも300個画像解析して求める。

0044

前記チタン酸ストロンチウム粒子の平均円形度は、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラ抑制の観点から、0.82以上0.94以下であることが好ましく、0.84以上0.94以下であることがより好ましく、0.86以上0.92以下であることが更に好ましい。

0045

前記チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の累積84%となる円形度は、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラ抑制の観点から、0.92を超えることが好ましく、0.930以上0.970以下であることがより好ましく、0.940以上0.965以下であることが更に好ましく、0.945以上0.960以下であることが特に好ましい。

0046

また、前述の前記チタン酸ストロンチウム粒子の平均円形度及び累積84%円形度を満たすため、前記チタン酸ストロンチウム粒子は、丸みを帯びた形状のチタン酸ストロンチウム粒子であることが好ましい。

0047

前記チタン酸ストロンチウム粒子の平均円形度及び累積84%円形度は、外添剤として用いるチタン酸ストロンチウム粒子の平均円形度及び累積84%円形度を調整することで制御しうる。
また、外添剤として用いるチタン酸ストロンチウム粒子の平均円形度及び累積84%円形度は、例えば、チタン酸ストロンチウム粒子を湿式製法により製造する際の各種条件、チタン及びストロンチウム以外の金属元素ドープ金属元素及びそのドープ量等によって制御しうる。

0048

−一次粒子の円形度の標準偏差
本実施形態に用いられるチタン酸ストロンチウム粒子は、一次粒子の円形度の標準偏差が、画像形成装置の立ち上げ直後の画像におけるカブリ抑制の観点から、0.04以上2.0以下であることが好ましく、0.04以上1.0以下であることがより好ましく、0.04以上0.50以下であることが更に好ましい。
立方体又は直方体のチタン酸ストロンチウム粒子は、その形状に由来して、円形度の分布が狭くなる傾向にある。そのため、一次粒子の円形度の標準偏差が上記の範囲であるチタン酸ストロンチウム粒子は、立方体又は直方体を多く含むチタン酸ストロンチウム粒子ではないことを示す指標となる。
そのため、一次粒子の円形度の標準偏差が上記の範囲であるチタン酸ストロンチウム粒子は、トナー粒子の表面に角部が少ない状態で存在しており、チタン酸ストロンチウム粒子の角部に電荷が集中してしまうことにより生じる、画像形成装置の立ち上げ直後の画像にカブリが抑制され易く、また、高印刷初期における濃度ムラが抑制され易い。

0049

ここで、一次粒子の円形度の標準偏差は、前述の円形度を求める際に画像解析した、チタン酸ストロンチウム粒子の少なくとも300個の円形度の標準偏差である。
一次粒子の円形度の標準偏差の測定は、前述の平均円形度及び累積84%円形度の測定と同時に行うことができる。
なお、円形度の標準偏差を算出する際には、一次粒子が20nm以下のチタン酸ストロンチウム粒子は除去して解析する。

0050

−含有量−
本実施形態に係る静電荷像現像剤における前記チタン酸ストロンチウム粒子の含有量は、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラ抑制の観点から、静電荷像現像剤に含まれるトナーの含有量100質量部に対し、0.01質量部以上5質量部以下であることが好ましく、0.1質量部以上3.5質量部以下であることがより好ましく、0.5質量部以上2質量部以下であることが特に好ましい。
また、前記チタン酸ストロンチウム粒子の含有量は、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラ抑制の観点から、前記トナーの被覆率換算で、10面積%以上40面積%以下であることが好ましく、15面積%以上25面積%以下であることがより好ましい。
本実施形態において、トナーの被覆率換算のチタン酸ストロンチウム粒子の含有量は、チタン酸ストロンチウム粒子の含有量と、トナーの体積平均粒径及び平均円形度とより換算するものとする。

0051

−C(t)/C(c)−
前記トナーの被覆率換算における前記チタン酸ストロンチウム粒子の含有量(C(t)(面積%))と、前記キャリア表面における前記シリコーン樹脂の露出率(C(c)(面積%))との比(C(t)/C(c))の値は、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラ抑制の観点から、0.5を超え45以下であることが好ましく、1以上40以下であることがより好ましく、5以上30以下であることが特に好ましい。

0052

遊離粒子及び固着粒子を除いたチタン酸ストロンチウム粒子の量−
遊離している前記チタン酸ストロンチウム粒子、及び、前記トナーに固着している前記チタン酸ストロンチウム粒子を除いた前記チタン酸ストロンチウム粒子の量が、前記チタン酸ストロンチウム粒子の全質量に対し、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラ抑制の観点から、10質量%以上70質量%以下であることが好ましく、20質量%以上65質量%以下であることがより好ましく、25質量%以上60質量%以下であることが特に好ましい。

0053

遊離している前記チタン酸ストロンチウム粒子、及び、前記トナーに固着している前記チタン酸ストロンチウム粒子を除いた前記チタン酸ストロンチウム粒子の量の測定方法は、200mLのガラス瓶に、0.2質量%トリトンX−100水溶液(Acros Organics社製)40mLと、測定試料2.0gを加えて、密閉した容器を軽く振って撹拌したのち1時間静置する。上澄み液を除去しイオン交換水洗浄ろ過した後、乾燥器で1時間以上乾燥する。乾燥したトナーと未処理のトナーの蛍光X線元素強度から差分から遊離分を算出する。
同様の操作を実施し1時間静置したサンプルを、超音波ホモジナイザー((株)日本精機製作所製、US−300AT)を用いて超音波印加する。超音波印加は、印加時間:300秒間連続、出力:75W、振幅:180μm、超音波振動子容器底面との距離:10mmとする。次いで、分散液を、小型高速冷却遠心機((株)佐久間製作所製、M201−IVD)を用いて冷却温度0℃にて3,000rpmで2分間遠心し、上澄み液を除去し、残りのスラリー濾紙アドバンテック東洋(株)製、定性濾紙No.5C、110nm)で濾過する。濾紙上の残留物をイオン交換水で2回洗浄し、乾燥させ、測定試料を得る。得られたトナーと未処理のトナーの蛍光X線の元素強度から差分から遊離分+弱〜中付着分を算出する。
先の遊離分と遊離分+弱〜中付着分から弱〜中付着分(遊離粒子及び固着粒子を除いたチタン酸ストロンチウム粒子の量)を算出する。

0054

−Da/Ra−
前記キャリアの表面粗さRa(μm)と前記チタン酸ストロンチウム粒子の平均一次粒径Da(nm)との比(Da/Ra)の値は、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラ抑制の観点から、2以上200以下であることが好ましく、2以上100以下であることがより好ましく、3以上45以下であることが特に好ましい。

0055

−X線回折法により得られる(110)面のピークの半値幅
前記チタン酸ストロンチウム粒子のX線回折法により得られる(110)面のピークの半値幅は、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラ抑制の観点から、0.2°以上2.0°以下であることが好ましく、0.2°以上1.0°以下であることがより好ましく、0.25°以上0.80°以下であることが更に好ましく、0.25°以上0.50°以下であることが特に好ましい。
チタン酸ストロンチウム粒子のX線回折法により得られる(110)面のピークは、回折角度2θ=32°付近に現れるピークである。このピークは、ペロブスカイト結晶の(110)面のピークに相当する。
粒子形状が立方体又は直方体であるチタン酸ストロンチウム粒子は、ペロブスカイト結晶の結晶性が高く、(110)面のピークの半値幅は通常0.2°未満である。例えば、チタン工業社製のSW−350(主たる粒子形状が立方体であるチタン酸ストロンチウム粒子)を解析したところ、(110)面のピークの半値幅は0.15°であった。
一方、丸みを帯びた形状のチタン酸ストロンチウム粒子は、ペロブスカイト結晶の結晶性が相対的に低く、(110)面のピークの半値幅が拡がる。

0056

チタン酸ストロンチウム粒子のX線回折は、X線回折装置(例えば、リガク社製、商品RINT Ultima−III)を用いて行う。測定の設定は、線源CuKα、電圧40kV、電流40mA、試料回転速度:回転なし、発散スリット:1.00mm、発散制限スリット:10mm、散乱スリット開放受光スリット:開放、走査モード:FT、計数時間:2.0秒、ステップ幅:0.0050°、操作軸:10.0000°乃至70.0000°とする。本開示においてX線回折パターンにおけるピークの半値幅は、半値全幅(full width at half maximum)である。

0057

−ドーパント−
前記チタン酸ストロンチウム粒子は、チタン及びストロンチウム以外の金属元素(以下、ドーパントともいう。)がドープされていることが好ましい。チタン酸ストロンチウム粒子は、ドーパントを含むことにより、ペロブスカイト構造の結晶性が下がり丸みを帯びた形状となる。

0058

チタン酸ストロンチウム粒子のドーパントは、チタン及びストロンチウム以外の金属元素であれば特に制限されない。イオン化したときに、チタン酸ストロンチウム粒子を構成する結晶構造入り得るイオン半径となる金属元素が好ましい。この観点から、チタン酸ストロンチウム粒子のドーパントは、イオン化したときのイオン半径が、40pm以上200pm以下である金属元素が好ましく、60pm以上150pm以下である金属元素がより好ましい。

0059

チタン酸ストロンチウム粒子のドーパントとしては、具体的には、ランタノイドシリカ、アルミニウム、マグネシウムカルシウムバリウムバナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウムニオブモリブデンルテニウムパラジウム、インジウム、アンチモンタンタルタングステンレニウムイリジウム白金ビスマスイットリウムジルコニウム、ニオブ、銀、錫が挙げられる。ランタノイドとしては、ランタンセリウムが好ましい。これらの中でも、ドープしやすくチタン酸ストロンチウム粒子の形状制御がしやすい観点から、ランタンが好ましい。

0060

チタン酸ストロンチウム粒子のドーパントとしては、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラ抑制、及び、チタン酸ストロンチウム粒子を過度に負帯電させない観点から、電気陰性度が2.0以下の金属元素が好ましく、電気陰性度が1.3以下の金属元素がより好ましい。本実施形態における電気陰性度は、オールレッド・ロコウの電気陰性度である。
電気陰性度が2.0以下の金属元素として好適なものを電気陰性度と共に以下に示す。 電気陰性度が2.0以下の金属元素としては、ランタン(1.08)、マグネシウム(1.23)、アルミニウム(1.47)、シリカ(1.74)、カルシウム(1.04)、バナジウム(1.45)、クロム(1.56)、マンガン(1.60)、鉄(1.64)、コバルト(1.70)、ニッケル(1.75)、銅(1.75)、亜鉛(1.66)、ガリウム(1.82)、イットリウム(1.11)、ジルコニウム(1.22)、ニオブ(1.23)、銀(1.42)、インジウム(1.49)、錫(1.72)、バリウム(0.97)、タンタル(1.33)、レニウム(1.46)、セリウム(1.06)等が挙げられる。
これらの中でも、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラ抑制の観点から、ドーパントとしては、ランタン(La)又はケイ素(Si)を含むことが好ましく、ランタンを含むことがより好ましい。

0061

チタン酸ストロンチウム粒子内のドーパントの量は、ペロブスカイト型の結晶構造を有しながら丸みを帯びた形状とする観点から、ストロンチウムに対してドーパントが、0.1モル%以上20モル%以下となる範囲が好ましく、0.1モル%以上15モル%以下となる範囲がより好ましく、0.1モル%以上10モル%以下となる範囲が更に好ましい。

0062

含水率
前記チタン酸ストロンチウム粒子は、含水率が1.5質量%以上10質量%以下であることが好ましい。含水率が1.5質量%以上10質量%以下(より好ましくは2質量%以上5質量%以下)であると、チタン酸ストロンチウム粒子の抵抗が適度な範囲となり、カブリの発生をより抑制する。
チタン酸ストロンチウム粒子の含水率は、チタン酸ストロンチウム粒子を湿式製法により製造し、乾燥処理の条件(温度及び時間)を調整することにより上記範囲が実現される。
また、チタン酸ストロンチウム粒子の表面を疎水化処理する場合には、その疎水化処理後の乾燥処理の条件を調整することにより上記範囲を実現してもよい。

0063

チタン酸ストロンチウム粒子の含水率は、次のように測定する。
測定試料20mgを温度22℃/相対湿度55%のチャンバーにて17時間静置し調湿した後、温度22℃/相対湿度55%の室内にて、熱天秤島津製作所製TGA−50型)によりチッ素ガス雰囲気中にて30℃/分の温度上昇速度にて30℃から250℃まで加熱し、加熱減量(加熱によって失われた質量)を測定する。
そして、測定した加熱減量を元に以下の式にて含水率を算出する。
含水率(質量%)=(30℃から250℃における加熱減量)÷(調湿後加熱前の質量)×100

0064

−疎水化処理−
前記チタン酸ストロンチウム粒子は、チタン酸ストロンチウム粒子の作用を良化する観点から、疎水化処理された表面を有するチタン酸ストロンチウム粒子であることが好ましく、ケイ素含有有機化合物により疎水化処理された表面を有するチタン酸ストロンチウム粒子であることがより好ましい。
ケイ素含有有機化合物としては、アルコキシシラン化合物シラザン化合物シリコーンオイル等が挙げられ、中でも、アルコキシシラン化合物及びシリコーンオイルよりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
ケイ素含有有機化合物については、チタン酸ストロンチウム粒子の製造方法の欄にて詳細に説明する。

0065

また、前記チタン酸ストロンチウム粒子は、チタン酸ストロンチウム粒子の質量に対して1質量%以上50質量%以下(好ましく、5質量%以上40質量%以下、より好ましくは5質量%以上30質量%以下、更に好ましくは10質量%以上25質量%以下)のケイ素含有有機化合物を含む表面を有することが好ましい。
つまり、ケイ素含有有機化合物による疎水化処理量は、チタン酸ストロンチウム粒子の質量に対して1質量%以上50質量%以下が好ましく、5質量%以上40質量%以下がより好ましく、5質量%以上30質量%以下が更に好ましく、10質量%以上25質量%以下が特に好ましい。
疎水化処理量が1質量%以上であると、高温高湿下においてもトナーの帯電量が確保でき、カブリの発生を抑制し易い。また、疎水化処理量が50質量%以下であると、低温低湿下においてもトナーの飽和帯電量が大きくなり過ぎず、カブリの発生を抑制し易い。また、疎水化処理量が30質量%以下であると、この疎水化処理された表面に起因する凝集体の発生を抑制し易い。

0066

チタン酸ストロンチウム粒子の疎水化処理された表面は、チタン酸ストロンチウム粒子の作用を良化する観点から、蛍光X線分析の定性・定量分析から算出されるケイ素(Si)とストロンチウム(Sr)との質量比(Si/Sr)が0.025以上0.25以下であることが好ましく、0.05以上0.20以下であることがより好ましい。

0067

ここで、チタン酸ストロンチウム粒子の疎水化処理表面の蛍光X線分析は、以下の方法で行われる。
即ち、蛍光X線解析装置(島津製作所社製、XRF1500)を用いて、X線出力40V、70mA、測定面積10mmφ、測定時間15分の条件で、定性及び定量分析測定を実施する。ここで、分析する元素は、酸素(O)、ケイ素(Si)、チタン(Ti)、ストロンチウム(Sr)、並びに、チタン及びストロンチウム以外の金属元素(Me)とし、測定された各元素の総計から、別途に作成した各元素を定量可能な検量線データ等を参照して、各々の各元素の質量比(%)を算出する。
この測定にて得られたケイ素(Si)質量比の値とストロンチウム(Sr)の質量比の値を元に、質量比(Si/Sr)を算出する。

0068

体積固有抵抗率
前記チタン酸ストロンチウム粒子は、トナーの帯電性を良化しカブリの発生をより抑制する観点から、体積固有抵抗率R1(Ω・cm)が、常用対数値logR1にて、11以上14以下であることが好ましく、11以上13以下がより好ましく、12以上13以下が更に好ましい。

0069

チタン酸ストロンチウム粒子の体積固有抵抗率R1は、次のように測定する。
エレクトロメーター(KEYTHLEY社製、KEITHLEY610C)と高圧電源FLUKE社製、FLUKE415B)とに接続された一対の20cm2の円形極板鋼製)である測定治具の下部極板上に、チタン酸ストロンチウム粒子を、厚さ1mm以上2mm以下の範囲の平坦な層を形成するように入れる。
その後、形成されたチタン酸ストロンチウム粒子層を、22℃、55%RHにて24時間調湿する。
次に、22℃、55%RHの環境下で、調湿したチタン酸ストロンチウム粒子層上に上部極板を配置し、チタン酸ストロンチウム粒子層内の空隙を除くために上部極板上に4kgの重しを乗せ、その状態でチタン酸ストロンチウム粒子層の厚さを測定する。次いで、両極板に1000Vの電圧を印加して電流値を測定し、下記式(1)から体積固有抵抗率R1を算出する。
式(1):体積固有抵抗率R1(Ω・cm)=V×S÷(A1−A0)÷d
式(1)中、Vは印加電圧1000(V)、Sは極板面積20(cm2)、A1は測定電流値(A)、A0は印加電圧0Vのときの初期電流値(A)、dはチタン酸ストロンチウム粒子層の厚さ(cm)である。

0070

前記チタン酸ストロンチウム粒子の体積固有抵抗率R1は、例えば、疎水化処理される前のチタン酸ストロンチウム粒子の体積固有抵抗率R2(R2は、含水率、ドーパントの種類、ドーパント量等により変化する。)、疎水化処理剤の種類、疎水化処理量、疎水化処理後の乾燥温度及び乾燥時間等によって制御しうる。体積固有抵抗率R1は、疎水化処理される前のチタン酸ストロンチウム粒子の含水率、及び疎水化処理量の少なくとも一方により制御されることが好ましい。

0071

疎水化処理される前のチタン酸ストロンチウム粒子の体積固有抵抗率R2は、常用対数値logR2にて、6以上10以下であることが好ましく、7以上9以下がより好ましい。つまり、チタン酸ストロンチウム粒子の疎水化処理表面の内部は、上記の抵抗を有するということになり、チタン酸ストロンチウム粒子は内部が低抵抗であり、表面が疎水化処理によって高抵抗な粒子ということになる。このことにより、トナーの帯電性が良化する。本実施形態において、体積固有抵抗率R1の常用対数値logR1と、体積固有抵抗率R2の常用対数値logR2との差(logR1−logR2)は、トナーの帯電性を良化し画像濃度を確保する観点から、2以上7以下が好ましく、3以上5以下がより好ましい。

0072

疎水化処理表面が形成される前のチタン酸ストロンチウム粒子の体積固有抵抗率R2は、例えば、チタン酸ストロンチウム粒子の含水率、ドーパントの種類、ドーパント量等によって制御しうる。
疎水化処理される前のチタン酸ストロンチウム粒子の体積固有抵抗率R2は、体積固有抵抗率R1と同様の方法にて測定される。

0073

−チタン酸ストロンチウム粒子の製造方法−
外添剤として用いるチタン酸ストロンチウム粒子は、チタン酸ストロンチウム粒子を製造した後、必要に応じて、表面を疎水化処理することで製造される。
チタン酸ストロンチウム粒子の製造方法は、特に制限されないが、粒径及び形状を制御する観点から、湿式製法であることが好ましい。

0074

・チタン酸ストロンチウム粒子の製造
チタン酸ストロンチウム粒子の湿式製法は、例えば、酸化チタン源とストロンチウム源との混合液アルカリ水溶液を添加しながら反応させ、次いで酸処理を行う製造方法である。本製造方法においては、酸化チタン源とストロンチウム源の混合割合反応初期の酸化チタン源濃度、アルカリ水溶液を添加するときの温度及び添加速度などによって、チタン酸ストロンチウム粒子の粒径が制御される。

0075

酸化チタン源としてはチタン化合物加水分解物鉱酸解膠品が好ましい。ストロンチウム源としては、硝酸ストロンチウム塩化ストロンチウム等が挙げられる。

0076

酸化チタン源とストロンチウム源の混合割合は、SrO/TiO2モル比で0.9以上1.4以下が好ましく、1.05以上1.20以下がより好ましい。反応初期の酸化チタン源濃度は、TiO2として0.05モル/L以上1.3モル/L以下が好ましく、0.5モル/L以上1.0モル/L以下がより好ましい。

0077

チタン酸ストロンチウム粒子の抵抗を調整するため、酸化チタン源とストロンチウム源との混合液にドーパント源を添加することが好ましい。ドーパント源としては、チタン及びストロンチウム以外の金属の酸化物が挙げられる。ドーパント源としての金属酸化物は、例えば、硝酸塩酸硫酸等に溶解した溶液として添加する。ドーパント源の添加量は、ストロンチウム100モルに対して、ドーパントである金属が0.1モル以上10モル以下となる量が好ましく、0.5モル以上10モル以下となる量がより好ましい。

0078

また、ドーパント源の添加は、酸化チタン源とストロンチウム源との混合液にアルカリ水溶液を添加する際であってもよい。その際も、ドーパント源の金属の酸化物は、硝酸、塩酸、又は硫酸に溶解した溶液として添加されればよい。

0079

アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液が好ましい。アルカリ水溶液を添加するときの温度は、高いほど結晶性の良好なチタン酸ストロンチウム粒子が得られる傾向があり、本実施形態では、60℃以上100℃以下の範囲が好ましい。
アルカリ水溶液の添加速度は、添加速度が遅いほど大きな粒子径のチタン酸ストロンチウム粒子が得られ、添加速度が速いほど小さな粒子径のチタン酸ストロンチウム粒子が得られる。アルカリ水溶液の添加速度は、仕込み原料に対し、例えば、0.001当量/h以上1.2当量/h以下であり、0.002当量/h以上1.1当量/h以下が適切である。

0080

アルカリ水溶液を添加した後、未反応のストロンチウム源を取り除く目的で酸処理を行う。酸処理は、例えば、塩酸を用いて、反応液のpHを2.5乃至7.0、より好ましくは4.5乃至6.0に調整する。
酸処理後、反応液を固液分離し、固形分を乾燥処理して、チタン酸ストロンチウム粒子が得られる。
固形分の乾燥処理の条件を調整することで、チタン酸ストロンチウム粒子の含水率が制御される。
また、チタン酸ストロンチウム粒子の表面を疎水化処理する場合には、その疎水化処理後の乾燥処理の条件を調整することにより含水率の制御を行ってもよい。
ここで、含水率の制御する際の乾燥条件として好ましくは、例えば、乾燥温度が90℃以上300℃以下(好ましくは100℃以上150℃以下)、乾燥時間が1時間以上15時間以下(好ましくは5時間以上10時間以下)である。

0081

・疎水化処理
チタン酸ストロンチウム粒子の表面に対する疎水化処理は、例えば、疎水化処理剤であるケイ素含有有機化合物と溶媒とを混合してなる処理液を調製し、撹拌下、チタン酸ストロンチウム粒子と処理液とを混合し、更に撹拌を続けることで行われる。
表面処理後は、処理液の溶媒を除去する目的で乾燥処理を行う。

0082

疎水化処理剤であるケイ素含有有機化合物としては、アルコキシシラン化合物、シラザン化合物、シリコーンオイル等が挙げられる。

0083

疎水化処理剤であるアルコキシシラン化合物としては、例えば、テトラメトキシシランテトラエトキシシランメチルトリメトキシシランエチルトリメトキシシランプロピルトリメトキシシラン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n−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、ビニルトリエトキシシランメチルトリエトキシシランエチルトリエトキシシラン、ブチルトリエトキシシランヘキシルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、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、フェニルトリエトキシシランベンジルトリエトキシシラン;ジメチルジメトキシシランジメチルジエトキシシランメチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシランジフェニルジメトキシシランジフェニルジエトキシシラン;トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン;が挙げられる。

0084

疎水化処理剤であるシラザン化合物としては、例えば、ジメチルジシラザン、トリメチルジシラザン、テトラメチルジシラザンペンタメチルジシラザン、ヘキサメチルジシラザン等が挙げられる。

0085

疎水化処理剤であるシリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサンフェニルメチルポリシロキサン等のシリコーンオイル;アミノ変性ポリシロキサンエポキシ変性ポリシロキサンカルボキシル変性ポリシロキサン、カルビノール変性ポリシロキサンフッ素変性ポリシロキサン、メタクリル変性ポリシロキサン、メルカプト変性ポリシロキサン、フェノール変性ポリシロキサン等の反応性シリコーンオイル;等が挙げられる。

0086

これらの中でも、疎水化処理剤としては、帯電環境差及びおよび流動性向上の点から、アルコキシシラン化合物を用いることが好ましく、特に、流動性向上の点から、ブチルトリメトキシシランが好ましい。

0087

前記処理液の調製に用いる溶媒としては、ケイ素含有有機化合物がアルコキシシラン化合物又はシラザン化合物である場合はアルコール(例えば、メタノールエタノールプロパノールブタノール)が好ましく、ケイ素含有有機化合物がシリコーンオイルである場合は炭化水素類(例えば、ベンゼン、トルエン、ノルマルヘキサンノルマルヘプタン)が好ましい。

0088

前記処理液において、ケイ素含有有機化合物の濃度は、1質量%以上50質量%以下が好ましく、5質量%以上40質量%以下がより好ましく、10質量%以上30質量%以下が更に好ましい。

0089

疎水化処理に用いるケイ素含有有機化合物の量は、前述の通り、チタン酸ストロンチウム粒子の質量に対して、1質量%以上50質量%以下が好ましく、5質量%以上40質量%以下がより好ましく、5質量%以上30質量%以下が更に好ましく、10質量%以上25質量%以下が特に好ましい。

0090

以上のようにして、疎水化処理された表面を有するチタン酸ストロンチウム粒子が得られる。

0091

〔トナー〕
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、トナーを含む。
本実施形態に用いられるトナーは、トナー粒子(「トナー母粒子」ともいう。)と、必要に応じて、外添剤と、を含んで構成される。
前記チタン酸ストロンチウム粒子の一部は、トナーの外添剤としても機能している。

0092

トナー粒子は、例えば、結着樹脂と、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他添加剤とを含有し、結着樹脂、及び、離型剤を含有することが好ましい。
本実施形態において、トナー粒子としては、例えば、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トナー粒子の他、白色トナー粒子、透明トナー粒子、光輝性トナー粒子等であってもよく、特に制限はない。

0093

−結着樹脂−
結着樹脂としては、例えば、スチレン類(例えばスチレンパラクロロスチレン、α−メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えばアクリル酸メチルアクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシ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n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテルビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(例えばビニルメチルケトンビニルエルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えばエチレンプロピレンブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。
結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂ポリエステル樹脂ポリウレタン樹脂ポリアミド樹脂セルロース樹脂ポリエーテル樹脂変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。
これらの結着樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。

0094

結着樹脂としては、ポリエステル樹脂が好適である。ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。

0095

多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸マロン酸マレイン酸フマル酸シトラコン酸イタコン酸グルタコン酸、コハク酸アルケニルコハク酸アジピン酸セバシン酸等)、脂環式ジカルボン酸(例えばシクロヘキサンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばテレフタル酸イソフタル酸フタル酸ナフタレンジカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。これらの中でも、多価カルボン酸としては、例えば、芳香族ジカルボン酸が好ましい。
多価カルボン酸としては、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。

0096

多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えばエチレングリコールジエチレングリコールトリエチレングリコールプロピレングリコールブタンジオールヘキサンジオールネオペンチルグリコール等)、脂環式ジオール(例えばシクロヘキサンジオールシクロヘキサンジメタノール水添ビスフェノールA等)、芳香族ジオール(例えばビスフェノール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等)が挙げられる。これらの中でも、多価アルコールとしては、例えば、芳香族ジオール、脂環式ジオールが好ましく、より好ましくは芳香族ジオールである。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリントリメチロールプロパンペンタエリスリトールが挙げられる。
多価アルコールは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。

0097

ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上80℃以下が好ましく、50℃以上65℃以下がより好ましい。
ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K7121−1987「プラスチック転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。

0098

ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5000以上1000000以下が好ましく、7000以上500000以下がより好ましい。ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
ポリエステル樹脂の重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。

0099

ポリエステル樹脂は、公知の製造方法により得られる。具体的には、例えば、重合温度を180℃以上230℃以下とし、必要に応じて反応系内を減圧し、縮合の際に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる方法により得られる。
原料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点溶剤溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。相溶性の悪い単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と重縮合させるとよい。

0100

結着樹脂の含有量は、トナー粒子全体に対して、40質量%以上95質量%以下が好ましく、50質量%以上90質量%以下がより好ましく、60質量%以上85質量%以下が更に好ましい。
また、トナー粒子を白色トナー粒子とする場合の結着樹脂の含有量は、白色トナー粒子全体に対して、30質量%以上85質量%以下が好ましく、40質量%以上60質量%以下がより好ましい。

0101

−着色剤−
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエローベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、ピグメントイエローパーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジバルカンオレンジウオッチヤングレッド、パーマネントレッドブリリアントカーミン3Bブリリアントカーミン6BデュポンオイルレッドピラゾロンレッドリソールレッドローダミンBレーキレーキレッドCピグメントレッドローズベンガルアニリンブルーウルトラマリンブルーカルコオイルブルーメチレンブルークロライドフタロシアニンブルーピグメントブルーフタロシアニングリーンマラカイトグリーンオキサレート、酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸カルシウム塩基性炭酸鉛硫化亜鉛硫酸バリウム混合物、硫化亜鉛、二酸化ケイ素酸化アルミニウム等の顔料アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系チアゾール系等の染料;が挙げられる。

0102

また、トナー粒子を白色トナー粒子とする場合には、着色剤として白色顔料を用いればよい。
白色顔料としては、酸化チタン又は酸化亜鉛が好ましく、酸化チタンがより好ましい。

0103

着色剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。

0104

着色剤は、必要に応じて表面処理された着色剤を用いてもよく、分散剤と併用してもよい。

0105

着色剤の含有量は、トナー粒子全体に対して、1質量%以上30質量%以下が好ましく、3質量%以上15質量%以下がより好ましい。
また、トナー粒子を白色トナー粒子とする場合の白色顔料の含有量は、白色トナー粒子全体に対して、15質量%以上70質量%以下が好ましく、20質量%以上60質量%以下がより好ましい。

0106

−離型剤−
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックスカルナバワックスライスワックスキャンデリラワックス等の天然ワックスモンタンワックス等の合成又は鉱物石油系ワックス脂肪酸エステルモンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。

0107

離型剤の融解温度は、50℃以上110℃以下が好ましく、60℃以上100℃以下がより好ましい。
融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。

0108

離型剤の含有量は、トナー粒子全体に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上15質量%以下がより好ましい。

0109

−その他の添加剤−
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤無機粉体等の公知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。

0110

−トナー粒子の特性−
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コアシェル構造のトナー粒子であってもよい。コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等を含む芯部と、結着樹脂を含む被覆層と、で構成されている。

0111

トナーの体積平均粒径(D50v)は、2μm以上10μm以下が好ましく、4μm以上8μm以下がより好ましい。

0112

トナーの体積平均粒径は、コールターマルチサイザーII(ベックマン・コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマン・コールター社製)を使用して測定される。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5質量%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子について、各々の粒径を測定する。サンプリングする粒子数は50000個である。
測定された粒径について、小径側から体積基準累積分布を描いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vと定義する。

0113

本実施形態においてトナー粒子の平均円形度は、特に制限はないが、像保持体からのトナーのクリーニング性を良化する観点からは、0.91以上0.98以下が好ましく、0.94以上0.98以下がより好ましく、0.95以上0.97以下が更に好ましい。
前述した、小径で丸みを帯びた形状のチタン酸ストロンチウム粒子は、トナー粒子の表面においてチタン酸ストロンチウム粒子が偏在することなく分散できる。これは、上記のような異形状のトナー粒子を用いた場合であっても同様であり、微細な凹部への偏在が起こらず、トナー粒子の表面においてチタン酸ストロンチウム粒子が均一に近い状態で分散できる。

0114

本実施形態においてトナー粒子の円形度とは、(粒子投影像と同じ面積をもつ円の周囲長)÷(粒子投影像の周囲長)であり、トナー粒子の平均円形度とは、円形度の分布において小さい側から累積50%となる円形度である。トナー粒子の平均円形度は、フロー粒子像解析装置でトナー粒子を少なくとも3,000個解析して求める。

0115

トナー粒子の平均円形度は、例えば、トナー粒子を凝集合一法で製造する場合、融合・合一工程における、分散液の撹拌速度、分散液の温度又は保持時間を調整することによって制御しうる。

0116

−外添剤
本実施形態に用いられるトナーは、外添剤として、前述したチタン酸ストロンチウム以外の粒子を含んでいてもよい。
他の粒子としては、チタン酸ストロンチウム粒子以外の無機粒子が挙げられる。
無機粒子として、SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等が挙げられる。

0117

外添剤としての無機粒子の表面は、疎水化処理が施されていることがよい。疎水化処理は、例えば疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。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。
疎水化処理剤の量は、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下であることが好ましい。

0118

その他の粒子としては、樹脂粒子ポリスチレンポリメチルメタクリレートメラミン樹脂等の樹脂粒子)、クリーニング活剤(例えばフッ素系高分子量体の粒子)等も挙げられる。

0119

本実施形態に係る静電荷像現像剤において、外添剤として、チタン酸ストロンチウム粒子以外の粒子を含む場合、チタン酸ストロンチウム粒子の含有量は、静電荷像現像剤におけるチタン酸ストロンチウム粒子及びチタン酸ストロンチウム粒子以外の外添剤の総含有量に対し、20質量%以上100質量%以下であることが好ましく、30質量%以上100質量%以下であることがより好ましく、40質量%以上80質量%以下であることが更に好ましい。

0120

−トナーの製造方法−
次に、トナーの製造方法について説明する。
本実施形態に用いられるトナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に対して、チタン酸ストロンチウム粒子を含む外添剤を外添することで得ることが好ましい。

0121

トナー粒子は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば、凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法等)のいずれにより製造してもよい。これらの製法に特に制限はなく、公知の製法が採用される。これらの中でも、凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。

0122

具体的には、例えば、トナー粒子を凝集合一法により製造する場合、
結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液を準備する工程(樹脂粒子分散液準備工程)と、樹脂粒子分散液中で(必要に応じて他の粒子分散液を混合した後の分散液中で)、樹脂粒子(必要に応じて他の粒子)を凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を加熱し、凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、トナー粒子を製造する。

0123

以下、各工程の詳細について説明する。
以下の説明では、着色剤、及び離型剤を含むトナー粒子を得る方法について説明するが、着色剤、離型剤は、必要に応じて用いられるものである。無論、着色剤、離型剤以外のその他添加剤を用いてもよい。

0124

−樹脂粒子分散液準備工程−
結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と共に、例えば、着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液を準備する。

0125

樹脂粒子分散液は、例えば、樹脂粒子を界面活性剤により分散媒中に分散させることにより調製する。

0126

樹脂粒子分散液に用いる分散媒としては、例えば水系媒体が挙げられる。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類等が挙げられる。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。

0127

界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤ポリエチレングリコール系アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤等が挙げられる。これらの中でも特に、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤が挙げられる。非イオン系界面活性剤は、アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用してもよい。
界面活性剤は、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。

0128

樹脂粒子分散液において、樹脂粒子を分散媒に分散する方法としては、例えば回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミル等の一般的な分散方法が挙げられる。また、樹脂粒子の種類によっては、転相乳化法によって分散媒に樹脂粒子を分散させてもよい。転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相O相)に塩基を加えて中和したのち、水系媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの転相を行い、樹脂を水系媒体中に粒子状に分散する方法である。

0129

樹脂粒子分散液中に分散する樹脂粒子の体積平均粒径としては、例えば0.01μm以上1μm以下が好ましく、0.08μm以上0.8μm以下がより好ましく、0.1μm以上0.6μm以下が更に好ましい。
樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA−700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。他の分散液中の粒子の体積平均粒径も同様に測定される。

0130

樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の含有量は、5質量%以上50質量%以下が好ましく、10質量%以上40質量%以下がより好ましい。

0131

樹脂粒子分散液と同様にして、例えば、着色剤粒子分散液、離型剤粒子分散液も調製される。つまり、樹脂粒子分散液における粒子の体積平均粒径、分散媒、分散方法、及び粒子の含有量に関しては、着色剤粒子分散液中に分散する着色剤粒子、及び離型剤粒子分散液中に分散する離型剤粒子についても同様である。

0132

−凝集粒子形成工程−
次に、樹脂粒子分散液と、着色剤粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合する。そして、混合分散液中で、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とをヘテロ凝集させ目的とするトナー粒子の径に近い径を持つ、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む凝集粒子を形成する。

0133

具体的には、例えば、混合分散液に凝集剤を添加すると共に、混合分散液のpHを酸性(例えばpH2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後、樹脂粒子のガラス転移温度に近い温度(具体的には、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度−30℃以上ガラス転移温度−10℃以下)に加熱し、混合分散液に分散された粒子を凝集させて、凝集粒子を形成する。
凝集粒子形成工程においては、例えば、混合分散液を回転せん断型ホモジナイザーで撹拌下、室温(例えば25℃)で凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpH2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、加熱を行ってもよい。

0134

凝集剤としては、例えば、混合分散液に含まれる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩、2価以上の金属錯体が挙げられる。凝集剤として金属錯体を用いた場合には、界面活性剤の使用量が低減され、帯電特性が向上する。
凝集剤と共に、該凝集剤の金属イオン錯体もしくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。

0135

無機金属塩としては、例えば、塩化カルシウム硝酸カルシウム塩化バリウム塩化マグネシウム塩化亜鉛塩化アルミニウム硫酸アルミニウム等の金属塩ポリ塩化アルミニウムポリ水酸化アルミニウム多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体;などが挙げられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸クエン酸グルコン酸等のオキシカルボン酸イミノ二酢酸(IDA)、ニトリロ三酢酸NTA)、エチレンジアミン四酢酸EDTA)等のアミノカルボン酸;などが挙げられる。
キレート剤の添加量は、樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。

0136

−融合・合一工程−
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば樹脂粒子のガラス転移温度より10℃から30℃高い温度以上)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。

0137

以上の工程を経て、トナー粒子が得られる。
凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該凝集粒子分散液と、樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、を更に混合し、凝集粒子の表面に更に樹脂粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程と、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア・シェル構造のトナー粒子を形成する工程と、を経て、トナー粒子を製造してもよい。

0138

融合・合一工程終了後、溶液中に形成されたトナー粒子に、公知の洗浄工程、固液分離工程、及び乾燥工程を施して乾燥した状態のトナー粒子を得る。洗浄工程は、帯電性の観点から、イオン交換水による置換洗浄を充分に施すことがよい。固液分離工程は、生産性の観点から、吸引濾過加圧濾過等を施すことがよい。乾燥工程は、生産性の観点から、凍結乾燥気流乾燥流動乾燥振動型流動乾燥等を施すことがよい。

0139

そして、本実施形態に用いられるトナーは、例えば、得られた乾燥状態のトナー粒子に、チタン酸ストロンチウム粒子を含む外添剤を添加し、混合することにより製造されることが好ましい。混合は、例えばVブレンダーヘンシェルミキサーレーディミキサー等によって行うことがよい。更に、必要に応じて、振動篩分機、風力篩分機等を使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。

0140

<画像形成装置、画像形成方法>
本実施形態に係る画像形成装置/画像形成方法について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える。そして、静電荷像現像剤として、本実施形態に係る静電荷像現像剤が適用される。

0141

本実施形態に係る画像形成装置では、像保持体の表面を帯電する帯電工程と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、本実施形態に係る静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法(本実施形態に係る画像形成方法)が実施される。

0142

本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体の表面に形成されたトナー画像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;トナー画像の転写後、帯電前の像保持体の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えた装置;トナー画像の転写後、帯電前に像保持体の表面に除電光照射して除電する除電手段を備える装置;等の公知の画像形成装置が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置が中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー画像が転写される中間転写体と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。

0143

本実施形態に係る画像形成装置において、例えば、現像手段を含む部分が、画像形成装置に対して着脱するカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。プロセスカートリッジとしては、例えば、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容した現像手段を備えるプロセスカートリッジが好適に用いられる。

0144

以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を説明するが、これに限定されるわけではない。以下の説明においては、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。

0145

図1は、本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
図1に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づく、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」ともいう)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に対して着脱するプロセスカートリッジであってもよい。

0146

各ユニット10Y、10M、10C、10Kの上方には、各ユニットを通して中間転写ベルト(中間転写体の一例)20が延設されている。中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20の内面に接する、駆動ロール22及び支持ロール24に巻きつけて設けられ、第1のユニット10Yから第4のユニット10Kに向う方向に走行するようになっている。支持ロール24は、図示しないバネ等により駆動ロール22から離れる方向に力が加えられており、両者に巻きつけられた中間転写ベルト20に張力が与えられている。中間転写ベルト20の像保持面側には、駆動ロール22と対向して中間転写ベルトクリーニング装置30が備えられている。

0147

各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段の一例)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーの供給がなされる。

0148

第1乃至第4のユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成及び動作を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向の上流側に配設されたイエローの画像を形成する第1のユニット10Yについて代表して説明する。

0149

第1のユニット10Yは、像保持体として作用する感光体1Yを有している。感光体1Yの周囲には、感光体1Yの表面を予め定められた電位に帯電させる帯電ロール(帯電手段の一例)2Y、帯電された表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線3Yによって露光して静電荷像を形成する露光装置(静電荷像形成手段の一例)3、静電荷像に帯電したトナーを供給して静電荷像を現像する現像装置(現像手段の一例)4Y、現像したトナー画像を中間転写ベルト20上に転写する一次転写ロール(一次転写手段の一例)5Y、及び一次転写後に感光体1Yの表面に残存するトナーを除去する感光体クリーニング装置(像保持体クリーニング手段の一例)6Yが順に配置されている。

0150

一次転写ロール5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。各ユニットの一次転写ロール5Y、5M、5C、5Kには、一次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各一次転写ロールに印加する転写バイアスの値を変える。

0151

以下、第1のユニット10Yにおいてイエロー画像を形成する動作について説明する。
まず、動作に先立って、帯電ロール2Yによって感光体1Yの表面が−600V乃至−800Vの電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(例えば20℃における体積抵抗率1×10−6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂の抵抗)であるが、レーザ光線が照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3からレーザ光線3Yを照射する。それにより、イエローの画像パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。

0152

静電荷像とは、帯電によって感光体1Yの表面に形成される像であり、レーザ光線3Yによって、感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体1Yの表面の帯電した電荷が流れ、一方、レーザ光線3Yが照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた現像位置まで回転する。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによってトナー画像として現像され可視化される。

0153

現像装置4Y内には、例えば、少なくともイエロートナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤が収容されている。イエロートナーは、現像装置4Yの内部で撹拌されることで摩擦帯電し、感光体1Y上に帯電した帯電荷同極性(負極性)の電荷を有して現像剤ロール現像剤保持体の一例)上に保持されている。そして、感光体1Yの表面が現像装置4Yを通過していくことにより、感光体1Y表面上の除電された潜像部にイエロートナーが静電的に付着し、潜像がイエロートナーによって現像される。イエローのトナー画像が形成された感光体1Yは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体1Y上に現像されたトナー画像が予め定められた一次転写位置へ搬送される。

0154

感光体1Y上のイエローのトナー画像が一次転写位置へ搬送されると、一次転写ロール5Yに一次転写バイアスが印加され、感光体1Yから一次転写ロール5Yに向う静電気力がトナー画像に作用し、感光体1Y上のトナー画像が中間転写ベルト20上に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と逆極性の(+)極性であり、第1のユニット10Yでは制御部(図示せず)によって例えば+10μAに制御されている。感光体1Y上に残留したトナーは、感光体クリーニング装置6Yで除去されて回収される。

0155

第2ユニット10M以降の一次転写ロール5M、5C、5Kに印加される一次転写バイアスも、第1のユニットに準じて制御されている。
こうして、第1のユニット10Yにてイエローのトナー画像が転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー画像が重ねられて多重転写される。

0156

第1乃至第4のユニットを通して4色のトナー画像が多重転写された中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20と、中間転写ベルトの内面に接する支持ロール24と、中間転写ベルト20の像保持面側に配置された二次転写ロール(二次転写手段の一例)26とから構成された二次転写部へと至る。一方、記録紙(記録媒体の一例)Pが供給機構を介して二次転写ロール26と中間転写ベルト20とが接触した隙間に予め定められたタイミングで給紙され、二次転写バイアスが支持ロール24に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と同極性の(−)極性であり、中間転写ベルト20から記録紙Pに向う静電気力がトナー画像に作用し、中間転写ベルト20上のトナー画像が記録紙P上に転写される。この際の二次転写バイアスは二次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段(図示せず)により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、電圧制御されている。

0157

トナー画像が転写された記録紙Pは定着装置(定着手段の一例)28における一対の定着ロール圧接部(ニップ部)へと送り込まれ、トナー画像が記録紙P上へ定着され、定着画像が形成される。カラー画像の定着が完了した記録紙Pは、排出部へ向けて搬出され、一連カラー画像形成動作が終了される。

0158

トナー画像を転写する記録紙Pとしては、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普通紙が挙げられる。記録媒体としては、記録紙P以外にも、OHPシート等も挙げられる。定着後における画像表面の平滑性を更に向上させるには、記録紙Pの表面も平滑であることが好ましく、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、印刷用アート紙等が好適に使用される。

0159

<プロセスカートリッジ、現像剤カートリッジ
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。

0160

本実施形態に係るプロセスカートリッジは、現像手段と、必要に応じて、例えば、像保持体、帯電手段、静電荷像形成手段、及び転写手段等のその他手段から選択される少なくとも一つと、を備える構成であってもよい。

0161

以下、本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示すが、これに限定されるわけではない。以下の説明においては、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。

0162

図2は、本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
図2に示すプロセスカートリッジ200は、例えば、取り付けレール116及び露光のための開口部118が備えられた筐体117により、感光体107(像保持体の一例)と、感光体107の周囲に備えられた帯電ロール108(帯電手段の一例)、現像装置111(現像手段の一例)、及び感光体クリーニング装置113(クリーニング手段の一例)を一体的に組み合わせて保持して構成し、カートリッジ化されている。
図2中、109は露光装置(静電荷像形成手段の一例)、112は転写装置(転写手段の一例)、115は定着装置(定着手段の一例)、300は記録紙(記録媒体の一例)を示している。

0163

次に、本実施形態に係る現像剤カートリッジについて説明する。
本実施形態に係る現像剤カートリッジは、本実施形態に係る静電荷像現像剤を少なくとも収容している現像剤カートリッジである。
本実施形態に係る現像剤カートリッジは、例えば、現像手段を備えた画像形成装置に着脱され、この現像手段に供給されるための現像剤として、本実施形態に係る静電荷像現像剤が収納されているものである。

0164

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」はすべて質量基準である。

0165

多孔質磁性粒子磁性粒子(1))の作製>
Fe2O3を74部、Mg(OH)2を4部、MnO2を21部混合し、ロータリーキルンを用いて温度950℃/5時間の条件で仮焼成した(1回目)。得られた仮焼成物を、湿式ボールミルを用いて7時間粉砕し、平均粒径を3.0μmとした得られた造粒物を、ロータリーキルンを用いて温度950℃/6時間の条件で仮焼成した(2回目)。得られた仮焼成物を、湿式ボールミルを用いて湿式ボールミルを用いて3時間粉砕し、平均粒径を2.0μmとした後、仮焼フェライト100質量部に対して、バインダーとしてポリビニルアルコール2.0質量部を添加し、スプレードライヤーを用いて造粒した。その後、ロータリー式電気炉で大気下に750℃まで2時間加熱し、バインダー樹脂や添加剤など有機化合物を除去した。得られた造粒物を、電気炉を用いて温度1,050℃/5時間の条件で本焼成した。得られた焼成物解砕及び分級して、体積平均粒径32μmの磁性粒子粒子(1)を得た。

0166

樹脂充填コア粒子(1)の作製>
充填用樹脂としてシリコーン樹脂(SR−2411、東レ・ウコーニング(株)製、樹脂固形分20質量%)と、シリコーン樹脂固形分100質量部に対して5質量部のγ−アミノプロピルトリエトキシシランとを混合した充填樹脂1(溶液)を調製した。磁性粒子1の100質量部を混合撹拌機に入れ、減圧下、温度50℃に加熱した。磁性粒子1の100質量部に対して、充填樹脂成分として7.0質量部に相当する充填樹脂1溶液を2時間かけて滴下し、更に温度50℃で1時間撹拌を行った。その後、温度80℃まで昇温して溶剤成分を完全に除去した。得られた試料を回転可能な混合容器内スパイラル羽根を有する混合機(山重工(株)製のドラムミキサーUD−AT型)に移し、窒素雰囲気下に温度200℃で2時間熱処理して、目開き70μmのメッシュで分級して樹脂充填コア粒子(1)を得た。

0167

フェライトコア粒子(2)の作製>
Fe2O3を74部、Mg(OH)2を4部、MnO2を21部混合し、ロータリーキルンを用いて温度950℃/7時間の条件で仮焼成した(1回目)。得られた仮焼成物を、湿式ボールミルを用いて7時間粉砕し、平均粒径を2.0μmとした後、スプレードライヤーを用いて造粒した。得られた造粒物を、ロータリーキルンを用いて温度950℃/6時間の条件で仮焼成した(2回目)。得られた仮焼成物を、湿式ボールミルを用いて湿式ボールミルを用いて3時間粉砕し、平均粒径を5.6μmとした後、スプレードライヤーを用いて造粒した。得られた造粒物を、電気炉を用いて温度1,300℃/5時間の条件で本焼成した。得られた焼成物を解砕及び分級して、体積平均粒径32μmのフェライトコア粒子(2)を得た。

0168

樹脂層形成用溶液(1)の作製>
・シクロヘキシルメタクリレート/メチルメタクリレート共重合体(CHMA、共重合比95モル:5モル):3部
・トルエン:14部
上記の材料とガラスビーズ(直径1mm、トルエンと同量)とをサンドミル(関西ペイント社)に投入し、回転速度1,200rpm(revolutions per minute)で30分間撹拌し、樹脂層形成用溶液(1)を調整した。

0169

充填コアキャリア(4)の作製>
・樹脂充填コア粒子(1):100部
・樹脂層形成用溶液(1):3部(固形分換算
真空脱気ニーダーに樹脂充填コア粒子1を入れ、更に樹脂層形成用溶液(1)を入れ、撹拌しながら昇温及び減圧してトルエンを留去させ、樹脂充填コア粒子(1)を樹脂で被覆した。次いで、エルボジェットにて微粉及び粗粉を取り除き、充填コアキャリア(4)を得た。

0170

<樹脂層形成溶液(2)の作製>
・シリコーン樹脂(SR−2411、東レ・ウコーニング(株)製:樹脂固形分20質量%):固形分として3重量部
・γ−アミノプロピルトリエトキシシラン:0.15質量部
・トルエン100質量部
上記の材料とガラスビーズ(直径1mm、トルエンと同量)とをサンドミル(関西ペイント社)に投入し、回転速度1200rpmで30分間撹拌し、樹脂層形成溶液(2)を調製した。

0171

<2層コートフェライトキャリア(1)の作製>
フェライトコア粒子(2)100質量部をナウミキサに投入し、更に、前記樹脂層形成溶液(2)を樹脂成分として1.0質量部になるようにナウタミキサに投入した。減圧下で温度70℃に加熱し、100rpmで混合し、2時間かけて溶媒除去及び塗布操作を行った。得られた試料を電気炉中にて200℃で1時間放置して焼成した。得られた試料を、再度ナウタミキサに投入し、更に、前記樹脂相形成溶液(1)を1.0質量部入れて減圧下で温度70℃に加熱し、100rpmで混合し、2時間かけて溶媒除去及び塗布操作を行った。得られた試料をジュリアミキサーに移し、窒素雰囲気下、温度100℃で2時間熱処理した後、目開き70μmので分級してキャリア(1)を得た。

0172

<2層コートフェライトキャリア(2)の作製>
樹脂層形成溶液(2)2.0質量部になるように塗布操作を行い、電気炉で焼成して得られた試料を、再度ナウタミキサに投入し、更に、前記樹脂相形成溶液(1)を2.0質量部入れて塗布操作を行った以外は、キャリア(1)と同様の操作を行った。目開き70μmの篩で分級してキャリア2を得た。

0173

<2層コートフェライトキャリア(3)の作製>
樹脂層形成溶液(2)0.75質量部になるように塗布操作を行い、電気炉で焼成して得られた試料を、再度ナウタミキサに投入し、更に、前記樹脂相形成溶液(1)を0.75質量部入れて塗布操作を行った以外は、キャリア(1)と同様の操作を行った。目開き70μmの篩で分級してキャリア3を得た。

0174

<2層コートフェライトキャリア(5)の作製>
樹脂層形成溶液(2)1.0質量部になるように塗布操作を行い、電気炉で焼成して得られた試料を、再度ナウタミキサに投入し、更に、前記樹脂相形成溶液(1)を1.0質量部入れて塗布操作を行った以外は、キャリア(1)と同様の操作を行った。目開き70μmの篩で分級してキャリア5を得た。

0175

<2層コートフェライトキャリア(6)の作製>
樹脂層形成溶液(2)0.75質量部になるように塗布操作を行い、電気炉で焼成して得られた試料を、再度ナウタミキサに投入し、更に、前記樹脂相形成溶液(1)を0.75質量部入れて150rpmで混合し、4時間かけて溶媒除去及び塗布操作を行った以外は、キャリア(1)と同様の操作を行った。目開き70μmの篩で分級してキャリア6を得た。

0176

単層コートフェライトキャリア(7)の作製>
フェライトコア粒子(2)100質量部をナウタミキサに投入し、更に、前記樹脂相形成溶液(1)を2.0質量部入れて減圧下で温度70℃に加熱し、100rpmで混合し、2時間かけて溶媒除去及び塗布操作を行った。得られた試料をジュリアミキサーに移し、窒素雰囲気下、温度100℃で2時間熱処理した後、目開き70μmの篩で分級してキャリア(7)を得た。

0177

<キャリア表面におけるシリコーン樹脂の露出率の測定>
X線光電子分光装置(XPS、JPS−9000MX、日本電子(株)製)を用い、キャリア表面のC、O、Fe、Mn、Mg及びSi元素の割合を検出し、Si元素に由来するピークの比率を測定することにより、Si元素の面積割合を算出し、シリコーン樹脂の露出量とした。

0178

<チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)粒子(1)の作製>
脱硫及び解膠したチタン源であるメタチタン酸をTiO2として0.7モル採取し、反応容器に入れた。次いで、反応容器に、塩化ストロンチウム水溶液を、SrO/TiO2モル比が1.1になるように0.77モル添加した。次いで、反応容器に、酸化ランタンを硝酸に溶解した溶液を、ストロンチウム100モルに対してランタンが2.5モルになる量添加した。3つの材料の混合液における初期TiO2濃度が0.75モル/Lになるようにした。次いで、混合液を撹拌し、混合液を90℃に加温し、液温を90℃に維持し攪拌しながら、10N(mol/L)水酸化ナトリウム水溶液153mLを4時間かけて添加し、更に、液温を90℃に維持しながら1時間撹拌を続けた。次いで、反応液を40℃まで冷却し、pH5.5になるまで塩酸を添加し1時間撹拌を行った。次いで、デカンテーションと水への再分散とを繰り返すことによって沈殿物を洗浄した。洗浄した沈殿物を含むスラリーに塩酸を加えpH6.5に調整し、固形分を濾別し乾燥させた。乾燥した固形分にi−ブチルトリメトキシシラン(i−BTMS)のエタノール溶液を、固形分100部に対してi−BTMSが20部になる量添加して1時間撹拌を行った。固形分を濾別し、固形分を130℃の大気中で7時間乾燥し、チタン酸ストロンチウム粒子(1)を得た。

0179

<チタン酸ストロンチウム粒子(2)の作製>
10N水酸化ナトリウム水溶液の滴下にかける時間を、1時間に変更し、撹拌時間を45分に変更した以外は、チタン酸ストロンチウム粒子(1)の作製と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子(2)を作製した。

0180

<チタン酸ストロンチウム粒子(3)の作製>
10N水酸化ナトリウム水溶液の滴下にかける時間を、14.5時間に変更し、撹拌時間を2時間に変更した以外は、チタン酸ストロンチウム粒子(1)の作製と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子(3)を作製した。

0181

<チタン酸ストロンチウム粒子(4)の作製>
10N水酸化ナトリウム水溶液の滴下にかける時間を、0.5時間に変更し、撹拌時間を40分に変更した以外は、チタン酸ストロンチウム粒子(1)の作製と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子(4)を作製した。

0182

<チタン酸ストロンチウム粒子(5)の作製>
10N水酸化ナトリウム水溶液の滴下にかける時間を、20.0時間に変更し、撹拌時間を2時間に変更した以外は、チタン酸ストロンチウム粒子(1)の作製と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子(5)を作製した。

0183

<樹脂粒子分散液(1)の調製>
・エチレングリコール(和光純薬工業(株)製):37部
・ネオペンチルグリコール(和光純薬工業(株)製):65部
・1,9−ノナンジオール(和光純薬工業(株)製):32部
・テレフタル酸(和光純薬工業(株)製):96部
上記の材料をフラスコ仕込み、1時間かけて温度200℃まで上げ、反応系内が均一に撹拌されていることを確認したのち、ジブチル錫オキサイドを1.2部投入した。生成する水を留去しながら6時間かけて240℃まで温度を上げ、240℃で4時間撹拌を継続し、ポリエステル樹脂(酸価9.4mgKOH/g、重量平均分子量13,000、ガラス転移温度62℃)を得た。このポリエステル樹脂を溶融状態のまま、乳化分散機キャビトロンCD1010、ユーロテック社)に毎分100gの速度で移送した。別途、試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈した0.37%濃度の希アンモニア水をタンクに入れ、熱交換器で120℃に加熱しながら毎分0.1リットルの速度でポリエステル樹脂と同時に乳化分散機に移送した。乳化分散機を回転子の回転速度60Hz、圧力5kg/cm2の条件で運転し、体積平均粒径160nm、固形分30%の樹脂粒子分散液(1)を得た。

0184

<樹脂粒子分散液(2)の調製>
デカン二酸(東京化成工業(株)製):81部
・ヘキサンジオール(和光純薬工業(株)製):47部
上記の材料をフラスコに仕込み、1時間かけて温度160℃まで上げ、反応系内が均一に撹拌されていることを確認したのち、ジブチル錫オキサイドを0.03部投入した。生成する水を留去しながら6時間かけて200℃まで温度を上げ、200℃で4時間撹拌を継続した。次いで、反応液を冷却し、固液分離を行い、固形物を温度40℃/減圧下で乾燥し、ポリエステル樹脂(C1)(融点64℃、重量平均分子量15,000)を得た。
・ポリエステル樹脂(C1):50部
アニオン性界面活性剤ネオゲンSC、第一工業製薬(株)製):2部
・イオン交換水:200部
上記の材料を120℃に加熱して、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50、IKA社)で十分に分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理した。体積平均粒径が180nmになったところで回収し、固形分20%の樹脂粒子分散液(2)を得た。

0185

<着色剤粒子分散液(1)の調製>
シアン顔料(PigmentBlue15:3、大日精化工業(株)製):10部
・アニオン性界面活性剤(ネオゲンSC、第一工業製薬(株)製):2部
・イオン交換水:80部
上記の材料を混合し、高圧衝撃式分散機アルティマイザーHJP30006、(株)スギマシン製)により1時間分散し、体積平均粒径180nm、固形分20%の着色剤粒子分散液(1)を得た。

0186

<離型剤粒子分散液(1)の調製>
パラフィンワックス(HNP−9、日本精(株)製):50部
・アニオン性界面活性剤(ネオゲンSC、第一工業製薬(株)製):2部
・イオン交換水:200部
上記の材料を120℃に加熱して、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50、IKA社製)で十分に分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理した。体積平均粒径が200nmになったところで回収し、固形分20%の離型剤粒子分散液(1)を得た。

0187

<トナー(1)の作製>
・樹脂粒子分散液(1):150部
・樹脂粒子分散液(2):50部
・着色剤粒子分散液(1):25部
・離型剤粒子分散液(1):35部
・ポリ塩化アルミニウム:0.4部
・イオン交換水:100部
上記の材料を丸型ステンレス製フラスコに投入し、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50、IKA社製)を用いて十分に混合分散した後、フラスコ内を撹拌しながら加熱用オイルバスで48℃まで加熱した。反応系内を48℃で60分間保持した後、樹脂粒子分散液(1)を緩やかに70部追加した。次いで、0.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを8.0に調整し、フラスコを密閉し撹拌軸シール磁力シールし、撹拌を継続しながら90℃まで加熱して30分間保持した。次いで、降温速度5℃/分で冷却し、固液分離し、イオン交換水で十分に洗浄した。次いで、固液分離し、30℃のイオン交換水に再分散し、回転速度300rpmで15分間撹拌し洗浄した。この洗浄操作を更に6回繰り返し、濾液のpHが7.54、電気伝導度が6.5μS/cmとなったところで固液分離し、真空乾燥を24時間継続して、体積平均粒径5.7μmのトナー粒子(1)を得た。

0188

トナー粒子(1)100質量部に、RX50(日本アエロジル(株)製)を1.0質量部、チタン酸ストロンチウム粒子(1)を1.0質量部を添加し、ヘンシェルミキサー(FM−75型、日本コークス工業(株)製)で、回転数30s−1、回転時間15minで混合し、混合物を得た。得られた混合物を用いて、熱処理を行い熱処理トナー(トナー(1))を得た。運転条件フィード量=5kg/hrとし、また、熱風温度C=220℃、熱風流量=6m3/min.、冷風温度E=5℃、冷風流量=4m3/min.、冷風絶対水分量=3g/m3、ブロワー風量=20m3/min.、インジェクションエア流量=1m3/min.とした。

0189

<トナー(2)の作製>
チタン酸ストロンチウム粒子(1)を0.5質量部添加した以外は、トナー(1)と同様の方法で作製して、トナー(2)を得た。

0190

<トナー(3)の作製>
チタン酸ストロンチウム粒子(1)を2.0質量部添加した以外は、トナー(1)と同様の方法で作製して、トナー(3)を得た。

0191

<トナー(4)の作製>
チタン酸ストロンチウム粒子(1)を0.25質量部添加した以外は、トナー(1)と同様の方法で作製して、トナー(4)を得た。

0192

<トナー(5)の作製>
チタン酸ストロンチウム粒子(1)を2.5質量部添加した以外は、トナー(1)と同様の方法で作製して、トナー(5)を得た。

0193

<トナー(7)の作製>
チタン酸ストロンチウム粒子(4)を1.0質量部添加した以外は、トナー(1)と同様の方法で作製して、トナー(7)を得た。

0194

<トナー(8)の作製>
チタン酸ストロンチウム粒子(5)を1.0質量部添加した以外は、トナー(1)と同様の方法で作製して、トナー(8)を得た。

0195

<結着樹脂1の作製>
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニルプロパン80質量部、テレフタル酸25質量部、及びチタンテトラブトキシド0.5質量部をガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計撹拌棒コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においた。次にフラスコ内を窒素ガス置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、200℃の温度で撹拌しつつ、4時間反応させた。その後、無水トリメリット酸2.0質量部を添加し、180℃で2時間反応させ、結着樹脂1を得た。

0196

<結着樹脂2の作製>
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン70質量部、テレフタル酸25質量部、及びチタンテトラブトキシド0.6質量部をガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計、撹拌棒、コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においた。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、200℃の温度で撹拌しつつ、3時間反応させた。その後、無水トリメリット酸7質量部を添加し、180℃で8時間反応させ、結着樹脂2を得た。

0197

<トナー(6)の作製>
・結着樹脂1:60.0質量部
・結着樹脂2:60.0質量部
フィッシャートロプシュワックス(示差走査熱量測定(DSC)最大吸熱ピーク76℃):7.0質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3:4.5質量部
・3,5−ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物:0.5質量部
上記の材料をヘンシェルミキサー(FM−75型、日本コークス工業(株)製)を用いて、回転数20s−1、回転時間15minで混合しトナー組成物を得た。次に、温度140℃に設定した二軸混練機PCM−30型、(株)池製)にて混練し溶融混練物を得た。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、次に、機械式粉砕機(T−250、ターボ工業(株)製)にて微粉砕し粉砕物を得た。

0198

得られた粉砕物100質量部に対し、トナー(1)の作製と同様の方法により、RX50(日本アエロジル(株)製)1.0質量部、及び、チタン酸ストロンチウム粒子(1)1.0質量部を外添し、トナー(6)を得た。

0199

(実施例1)
<静電荷像現像剤の作製>
キャリア(1)を100部と、トナー(1)を7部とをVブレンダーに仕込み、20分間撹拌した。その後、目開き212μmの篩で篩分して、現像剤を得た。

0200

(実施例2乃至11、及び、比較例1乃至5)
<静電荷像現像剤の作製>
実施例1と同様にして、表に記載のとおりに各現像剤を作製した。

0201

<各種分析>
−チタン酸ストロンチウム粒子の形状特性
トナーについて、エネルギー分散X線分析(EDX)装置((株)堀場製作所製、EMAX Evolution X−Max80mm2)を取り付けた走査型電子顕微鏡(SEM、(株)日立ハイテクノロジーズ製、S−4800)を用いて、倍率4万倍で画像を撮影した。EDX分析によって、Ti及びSrの存在に基づき一視野内からチタン酸ストロンチウムの一次粒子を300個以上特定した。SEMは、加速電圧15kV、エミッション電流20μA、WD15mmで観察し、EDX分析は、同条件で検出時間60分間とした。
特定したチタン酸ストロンチウム粒子を画像処理解析ソフトWinRoof(三谷商事(株)製)で解析し、一次粒子像それぞれの円相当径と面積と周囲長とを求め、更に、円形度=4π×(面積)÷(周囲長)2を求めた。そして、円相当径の分布において小径側から累積50%となる円相当径を平均一次粒径とし、円形度の分布において小さい側から累積50%となる円形度を平均円形度とし、円形度の分布において小さい側から累積84%となる円形度を累積84%円形度とした。また、円形度の分布から標準偏差も求めた。
求められた値を表1にまとめて示す。

0202

−チタン酸ストロンチウム粒子のX線回折−
トナー粒子に外添する前のチタン酸ストロンチウム粒子それぞれを試料として、既述の測定条件でX線回折法により結晶構造解析を行った。
いずれのチタン酸ストロンチウム粒子も、回折角度2θ=32°付近に、ペロブスカイト結晶の(110)面のピークに相当するピークを有しており、それぞれのピークの半値幅は0.2°以上0.5°以下の範囲であった。

0203

[トナー粒子の平均円形度]
外添剤を外添する前のトナー粒子を、フロー式粒子像解析装置(シスメックス(株)製、FPIA−3000)で解析し、円形度=(粒子投影像と同じ面積をもつ円の周囲長)÷(粒子投影像の周囲長)を求め、トナー粒子3,000個の円形度分布において小さい側から累積50%となる円形度を、トナー粒子の平均円形度とした。

0204

なお、トナー粒子に外添剤が外添されている場合は、比較的大きい粒径の外添剤(例えば一次粒径が100nm以上の外添剤)を除去した後に上記の測定を行う。外添剤を除去する操作は下記のとおりである。
200mLのガラス瓶に、0.2質量%トリトンX−100水溶液(Acros Organics社製)40mLと、トナー2gとを入れ、500回撹拌して分散させる。次いで、分散液の液温を20℃±0.5℃に保ちながら、超音波ホモジナイザー((株)日本精機製作所製、US−300AT)を用いて超音波を印加する。超音波印加は、印加時間:300秒間連続、出力:75W、振幅:180μm、超音波振動子と容器底面との距離:10mmとする。次いで、分散液を、小型高速冷却遠心機((株)佐久間製作所製、M201−IVD)を用いて冷却温度0℃にて3,000rpmで2分間遠心し、上澄み液を除去し、残りのスラリーを濾紙(アドバンテック東洋(株)製、定性濾紙No.5C、110nm)で濾過する。濾紙上の残留物をイオン交換水で2回洗浄し、乾燥させ、測定試料を得る。

0205

<評価>
<<初期濃度ムラ及びかぶり評価>>
22.5℃50%RHの環境下でDocuCentreColor400(富士ゼロックス(株)製)の改造機を用いて、A4サイズの普通紙(富士ゼロックス(株)製、C2紙)を使用し、画像濃度1%となるように長方形パッチを書いた画像サンプルを用いて500枚の画像を連続出力する試験を行った後に28℃90%RHの環境に変更した後に、翌日の一運転で日本画像学会テストチャート番号5−1を出力し画質を評価した。

0206

−かぶり評価−
連続印刷後、28℃90%RHの環境に変更した後の翌日の朝一に日本画像学会テストチャート番号5−1を5枚出力した際の非画像部印刷後の機内汚染目視官能評価した
A:画像上には非画像部の汚染は観察されず、画質に問題はない。
B:機内にトナー飛散が発生しているが、画質には問題ない。
C:画像上にわずかな非画像部の汚染が観察される。
D:画像上にはっきりとした非画像部の汚染が観察される。

0207

濃度ムラ評価
日本画像学会テストチャート番号5−1を5枚出力し、ベタ画像のパッチ部の濃度を測定した。ΔEは以下のように算出した。
ΔE=(5枚中最大画像濃度)−(5枚中最小画像濃度)
なお、画像濃度(=(L*2+a*2+b*2)0.5)は、画像濃度計X−RITE938(X−RITE社製)にて測定した。
A:画像上の濃度ばらつきΔEは0.3未満で、目視では判断できず、画質に問題はない。
B:画像上の濃度ばらつきΔEは0.3以上0.5以下で、わずかなムラがあるが、画質に問題はないレベルであった。
C:画像上の濃度ばらつきΔEは0.5以上1.0以下で、わずかなムラが観察される。
D:画像上の濃度ばらつきΔEは1.0を超える値で、画像上にはっきりとした濃度ムラが観察される。

0208

<<経時濃度ムラ評価>>
22.5℃50%RHの環境下でDocuCentreColor400(富士ゼロックス(株)製)の改造機を用いて、A4サイズの普通紙(富士ゼロックス(株)製、C2紙)を使用し、画像濃度1%となるように長方形パッチを書いた画像サンプルを用いて100,000枚の画像を10日間かけて出力する試験を行った。計100,000枚出力した後に28℃90%RHの環境に変更した後に、翌日の朝一運転で日本画像学会テストチャート番号5を出力し画質を評価した。

0209

実施例

0210

前記表1に示す結果から、本実施例の静電荷像現像剤は、比較例の静電荷像現像剤に比べ、高温高湿環境下放置後の印刷初期における濃度ムラの発生が抑制されることがわかる。

0211

1Y、1M、1C、1K感光体(像保持体の一例)
2Y、2M、2C、2K帯電ロール(帯電手段の一例)
3露光装置(静電荷像形成手段の一例)
3Y、3M、3C、3Kレーザ光線
4Y、4M、4C、4K現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K一次転写ロール(一次転写手段の一例)
6Y、6M、6C、6K感光体クリーニング装置(像保持体クリーニング手段の一例)
8Y、8M、8C、8Kトナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K画像形成ユニット
20中間転写ベルト(中間転写体の一例)
22駆動ロール
24支持ロール
26二次転写ロール(二次転写手段の一例)
28定着装置(定着手段の一例)
30中間転写ベルトクリーニング装置(中間転写体クリーニング手段の一例)
P 記録紙(記録媒体の一例)

0212

107感光体(像保持体の一例)
108帯電ロール(帯電手段の一例)
109露光装置(静電荷像形成手段の一例)
111現像装置(現像手段の一例)
112転写装置(転写手段の一例)
113感光体クリーニング装置(像保持体クリーニング手段の一例)
115定着装置(定着手段の一例)
116取り付けレール
117筐体
118露光のための開口部
200プロセスカートリッジ
300 記録紙(記録媒体の一例)

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