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公開番号2021152624
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210930
出願番号2020053574
出願日20200325
発明の名称トナー
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人
主分類G03G 9/097 20060101AFI20210903BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】かぶりを抑えつつ、ゴーストを抑制できるトナーを提供すること。
【解決手段】結着樹脂および着色剤を含有するトナー粒子と、該トナー粒子の表面に、シリカ粒子を有するトナーであって、
該シリカ粒子の一次粒子の個数平均粒径が50nm以上300nm以下であり、
該シリカ粒子の蛍光X線分析において、検出される元素が全て酸化物であるとみなし、全酸化物の質量総量を1としたときのZrO2が質量濃度20ppm以上1000ppm以下
含有することを特徴とする。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項1】
結着樹脂および着色剤を含有するトナー粒子と、該トナー粒子の表面に、シリカ粒子を有するトナーであって、
該シリカ粒子の一次粒子の個数平均粒径が50nm以上300nm以下であり、
該シリカ粒子の蛍光X線分析において、検出される元素が全て酸化物であるとみなし、全酸化物の質量総量を1としたときのZrO
2
が質量濃度20ppm以上1000ppm以下含有することを特徴とするトナー。
続きを表示(約 830 文字)【請求項2】
該シリカ粒子には、蛍光X線分析において、検出される元素が全て酸化物であるとみなし、全酸化物の質量総量を1としたときのFe
2

3
が質量濃度100ppm以上5000ppm以下含有する請求項1に記載のトナー。
【請求項3】
該シリカ粒子には、蛍光X線分析において、検出される元素が全て酸化物であるとみなし、全酸化物の質量総量を1としたときのAl
2

3
が質量濃度500ppm以上20000ppm以下含有する請求項1または2に記載のトナー。
【請求項4】
該シリカ粒子は、一次シリカ粒子が結合してなるシリカ結合体粒子を有するトナーであって、該シリカ結合体粒子の最大フェレ径の個数平均値が100nm以上500nm以下であり、該シリカ結合体粒子の個数平均稠密度をψSiとしたとき、該ψSiが
0.40≦ψSi≦0.90
である請求項1乃至3のいずれか1項に記載のトナー。
【請求項5】
該シリカ粒子による該トナー粒子の被覆率が、10%以上である請求項1乃至4のいずれか1項に記載のトナー。
【請求項6】
該トナー粒子の表面にはSrTiO
3
粒子を有し、該SrTiO
3
粒子による、該トナー粒子の被覆率が、5%以上50%以下である請求項1乃至5のいずれか1項に記載のトナー。
【請求項7】
該SrTiO
3
粒子の固着率が、80%以上である請求項1乃至6のいずれか1項に記載のトナー。
【請求項8】
該結着樹脂はポリエステル樹脂が含有されている請求項1乃至7のいずれか1項に記載のトナー。
【請求項9】
該トナー粒子には結晶性ポリエステルが含有されている請求項1乃至8のいずれか1項に記載のトナー。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、電子写真法、及び静電記録法などに用いられる静電荷像を現像するためのトナーに関する。
続きを表示(約 6,200 文字)【背景技術】
【0002】
電子写真法において、静電潜像を現像する工程は、静電潜像の静電力を利用して、摩擦帯電させたトナーを静電潜像上に付着させ、トナー画像を形成するものである。静電潜像を現像するためのトナーとしては、磁性体を含有しない非磁性トナーと磁性体を樹脂中に分散してなる磁性トナーがある。このうち非磁性トナーは、そのまま現像剤担持体上に担持され、摩擦帯電したものが静電潜像を現像する一成分系と、磁性キャリアと混合され磁性キャリアで現像剤担持体上に形成された磁気ブラシに担持されたものが静電潜像を現像する二成分系がある。特に高画質を要求されるフルカラー複写機又はフルカラープリンタのようなフルカラー画像形成装置には後者が好適に用いられている。
以下では、磁性キャリアを使用する二成分系現像剤について述べる。
近年の高画質化に対応して小粒径トナーを使用することが必要になっている。すなわち、トナーを小粒径にすることで画像における細線再現性やドット再現性の向上によって画質を向上させる必要が生じている。ところが小粒径になるほどトナーがクリーニングブレードをすり抜けやすくなることによってクリーニング不良が発生しやすくなり画質低下を生じやすくなる。そのためトナーの小粒径化による画質向上を目指すにあたっては、こうしたクリーニング不良を防止することが重要視されている。
従来、こうしたクリーニング不良の課題に対し、ブレードエッジ部に外添剤を滞留させて阻止層を形成し、トナー粒子をブロックしてクリーニングを安定化させるといった方法が提案されている(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2002−318467号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら特許文献1の方法では、外添剤をトナー粒子から阻止層形成のため移行させる必要がある。そして、この阻止層によってトナーはブロックできるものの、阻止層形成のために移行させた外添剤そのものはブレードをすり抜けて感光体上に残留することがある。
一方、高画質化のためには、低い帯電量をもつトナーによる感光体上の非画像領域への「かぶり」を抑える必要がある。そのためキャリアとの摩擦帯電によってトナーに十分な帯電量を付与できるように設計する必要がある。そこでキャリアに対し帯電系列上ネガ方向にある外添剤をトナー表面に外添する方法が用いられる。特にシリカはよりネガ方向に位置するために外添剤としてシリカ外添剤が用いられることが多い。また、キャリアとシリカ表面が効率的に接触して摩擦帯電できるよう、トナー表面に配置されるシリカ外添剤としては比較的大きな粒径のものが選択されることが多い。
このように設計されたトナーにおいてブレードすり抜けを防止すべく外添剤をブレードエッジ部に移行させて阻止層を形成する際、上述のシリカ外添剤がブレードをすり抜けて感光体表面に残留することで、つぎのような課題が生じることがある。
すなわち、感光体表面に残留したシリカ外添剤が、ブレードをすり抜けた後に帯電工程を経て、シリカ外添剤の強いネガ性のために外添剤が強く負にチャージアップすることがある。このチャージアップは、感光体表面上に残留したシリカ外添剤の最上部で局所的に生じることがある。その際、上述の理由から比較的大粒径のシリカ外添剤を用いる場合、外添剤粒径が大きい分、感光体表面から比較的高い位置に大きな負電位が生じることになる。そしてこの感光体表面から比較的高い位置に生じた局所的に大きな負電位によって、感光体表面近傍で負帯電トナーを感光体表面側に引き込む「引き込み電界」が形成されることがある。そしてこの「引き込み電界」によってゴーストが発生することがある。すなわち、連続で画像形成する際、前の画像形成部において感光体上にシリカ外添剤が付着する。そのシリカ外添剤がブレードをすり抜けて帯電された結果この「引き込み電界」が生じ、つぎの画像形成においてシリカ外添剤が付着した前の画像形成部にトナーが現像されてしまう。このようにしてゴーストが発生することがある、という課題がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者らは、結着樹脂および着色剤を含有するトナー粒子の表面に一次粒子の個数平均粒径が50nm以上300nm以下であるシリカ粒子を存在させる。かつ、シリカ粒子に含有されるジルコニウムが、蛍光X線分析において、検出される元素が全て酸化物であるとみなし、全酸化物の質量総量を1としたときのZrO
2
の質量濃度として20ppm以上1000ppm以下とすることで、かぶり等の画像劣化を抑制しつつ、ゴーストを抑制できることを見出した。
すなわち、本発明のトナーは、結着樹脂および着色剤を含有するトナー粒子と、該トナー粒子の表面に、シリカ粒子を有するトナーであって、
該シリカ粒子の一次粒子の個数平均粒径が50nm以上300nm以下であり、
該シリカ粒子の蛍光X線分析において、検出される元素が全て酸化物であるとみなし、全酸化物の質量総量を1としたときのZrO
2
が質量濃度20ppm以上1000ppm以下
含有することを特徴とするトナーである。
【発明の効果】
【0006】
かぶり等の画像劣化を抑制しつつ、ゴーストを抑制した画質を出力できるトナーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
トナー粒子表面処理装置の一例を示す説明図である。
ゴーストの評価に用いるテストチャートの説明図である。
図2に示すテストチャート通紙後の領域(a)、(b)の説明図である。
図2に示すテストチャート通紙後のゴーストが発生している場合の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明において、数値範囲を表す「○○以上××以下」や「○○〜××」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。
【0009】
本発明のトナーは、結着樹脂および着色剤を含有するトナー粒子と、該トナー粒子の表面に、シリカ粒子を有するトナーであって、
該シリカ粒子の一次粒子の個数平均粒径が50nm以上300nm以下であり、
該シリカ粒子の蛍光X線分析において、検出される元素が全て酸化物であるとみなし、全酸化物の質量総量を1としたときのZrO
2
が質量濃度20ppm以上1000ppm以下
含有することを特徴とするトナーである。
【0010】
本発明のトナーには、一次粒子の個数平均粒径が50nm以上300nm以下のシリカ粒子を、トナー粒子表面に有する。
【0011】
トナー粒子表面上のシリカ粒子の一次粒子の個数平均粒径を50nm以上とすることで、現像剤中でキャリアとシリカ粒子表面が接触しやすくなり、効率的に摩擦帯電されることで十分な帯電量をトナーに付与することができ、かぶりの発生を防ぐことができる。
【0012】
それとともに、シリカ粒子の一次粒子の個数平均粒径を300nm以下とし、シリカ粒子表面にジルコニウムを含有させることで、シリカ粒子が感光体上に付着したときに生じる「引き込み電界」を抑えてゴーストを抑制することができる。ジルコニウムは酸化されても比較的高い導電性を有するため、時間を経てもシリカ粒子表面の負帯電の局在を抑制することで「引き込み電界」を抑えることができ、ゴースト抑制に寄与しつづけられると考えられる。
【0013】
こうした効果を発現させるためには、ジルコニウムが、蛍光X線分析において検出される元素が全て酸化物であるとみなして全酸化物の質量総量を1としたときのZrO
2
の質量濃度として20ppm以上含有されることが必要である。
【0014】
他方、ジルコニウムにおける上記含有量を1000ppm以下に抑えることで、導電性が過剰に上がることによるトナーの帯電の漏えいを抑え、かぶりの発生を防ぐことができる。
【0015】
さらに本発明のトナーに含有される上述のシリカ粒子には、鉄が、蛍光X線分析において検出される元素が全て酸化物であるとみなして全酸化物の質量総量を1としたときFe
2

3
の質量濃度として100ppm以上含有されていることがゴースト抑制に好ましい。
【0016】
鉄は金属のなかでは安価で比較的酸化されにくく、したがってシリカ表面における高い導電性を維持しやすい。そのためジルコニウムと併用することで、より時間を経てもシリカ粒子表面の負帯電の局在を抑制することで「引き込み電界」を抑えることができ、ゴースト抑制に寄与しつづけられると考えられる。
【0017】
また、鉄における上記含有量を5000ppm以下に抑えることで、導電性が過剰に上がることによるトナーの帯電の漏えいを抑え、かぶりの発生を防ぐことができる。
【0018】
また本発明のトナーに含有される上述のシリカ粒子には、アルミニウムが以下のように含有されていることが好ましい。すなわちアルミニウムが、蛍光X線分析における検出元素が全て酸化物であるとみなして全酸化物の質量総量を1としたときAl
2

3
の質量濃度として500ppm以上20000ppm以下含有されていることがゴースト抑制に好ましい。上記範囲で含有されることによって、導電性付与のほか、酸化されてアルミナとなることでシリカ粒子に適度にポジ帯電性が付与されてシリカ粒子の過剰なネガ帯電を抑え、「引き込み電界」を抑制しゴーストを抑えることが、かぶりを抑えつつできる。
【0019】
さらに、本発明のトナーに含有される上述のシリカ粒子は、一次シリカ粒子が複数結合した、個数平均稠密度(ψSi)が0.90以下かつ0.40以上のシリカ結合体粒子であることが好ましい。
【0020】
ここで稠密度とは、シリカ粒子の形状が有するくびれ部位の特徴を示す指標であり、シリカ粒子がシリカ結合体粒子であると小さい値となる。具体的には、稠密度とは外添剤を2次元画像へ投影した際の投影面積を、包絡線により囲まれた外添剤の面積で除算した値である。すなわち外添剤の投影面積を外添剤の凸面積で除した値である。ここで凸面積とは対象の外添剤の輪郭を基に作成される包絡線で囲われた部分の面積である。稠密度は0より大きく1以下の値をとり、小さいほど、くびれ部位が多い、もしくは大きい、入り組んだ形状をしめす。
【0021】
上記稠密度の個数平均である個数平均稠密度が前述の範囲である場合、トナー粒子表面との接触点が多くなりやすく、トナー粒子表面への固着が強くなり、過剰にドラム表面に移行することを抑えることでゴーストが抑制される。
【0022】
また、このシリカ結合体粒子の最大フェレ径の個数平均値については、100nm以上500nm以下が好ましい。すなわち、感光体表面に移行したとき、「引き込み電界」の抑制をより十分にしてゴーストをより抑制できやすくするためには、500nm以下とすることが好ましい。また、トナーにおいてシリカ結合体粒子の表面を突出させてキャリアと効率的に摩擦帯電させることによってトナー帯電量を十分にしてかぶりを抑制できやすくするためには、シリカ結合体粒子の最大フェレ径の個数平均値が100nm以上であることが好ましい。
【0023】
また本発明のトナーに含有される上述のシリカ粒子による、トナー粒子表面に対する被覆率は、10%以上であることが好ましい。シリカ粒子の被覆率が10%以上であることによって、現像剤中でキャリアとシリカ粒子表面が接触しやすくなり、効率的に摩擦帯電されることで十分な帯電量をトナーに付与することができ、かぶりの発生を防ぐことができる。
【0024】
さらに本発明のトナーには、トナー粒子表面にSrTiO
3
粒子が外添されていることが好ましい。そしてこのSrTiO
3
粒子の最大フェレ径の個数平均値としては30nm以上80nm以下であることが好ましい。
【0025】
SrTiO
3
粒子の最大フェレ径の個数平均値がこの範囲であると、シリカ結合体粒子のくびれ部位あるいは入り組んだ形状にひっかかりやすくなる。それによってシリカ結合体粒子がドラム表面に移行してもSrTiO
3
が近接した状態で移行しやすくなる。SrTiO
3
は帯電極性としてポジ性であるため、シリカ結合体粒子のネガ帯電を緩和し、「引き込み電界」を抑制してゴーストを抑えることができる。
【0026】
こうした効果を発現するには、トナー粒子表面を覆うSrTiO
3
粒子の被覆率として、5%以上であることが好ましい。
【0027】
またトナーの帯電を十分にしてかぶりの発生をより抑えるために、SrTiO
3
粒子の被覆率は50%以下であることが好ましい。
【0028】
またSrTiO
3
粒子のトナー粒子からの感光体表面への移行が生じると、感光体表面に残留したシリカ外添剤による上記「引き込み電界」が強化される場合がある。その場合、ゴーストが発生しやすくなる場合がある。そのため、SrTiO
3
粒子の固着率は80%以上であることが好ましい。
【0029】
また、以下の理由から、本発明のトナー粒子に含有される結着樹脂にはポリエステルが含有されていることが好ましい。
【0030】
すなわち、結着樹脂にはポリエステル樹脂が含まれることで良好な低温定着性を維持することができる。また、個数平均稠密度の低いシリカ結合体粒子を外添する場合、シリカ結合体粒子がくびれ形状を有するためにトナー粒子とシリカ結合体粒子との間に空隙ができやすい。そのため定着時に受ける熱のトナー粒子への伝達効率が不利になりやすいが、ポリエステル樹脂の含有によってその不利の発生を抑制することができる。こうした理由から本発明のトナー粒子に含有される結着樹脂にはポリエステルが含有されていることが好ましい。
(【0031】以降は省略されています)

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