JP2006293285A - 静電潜像現像用トナー、その製造方法、静電潜像現像用現像剤、および、画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】着色剤と、第1の結着樹脂とを含むコア層と、該コア層を被覆し、第2の結着樹脂を含むシェル層とを有する静電潜像現像用トナーにおいて、
温度が90℃以下の範囲内において、動的粘弾性の正接損失(tanδ)の極大値が2つ存在し、一方の極大値が60℃未満の範囲内に存在し、他方の極大値が60℃以上90℃以下の範囲内に存在することを特徴とする静電潜像現像用トナー。
【選択図】 なし
Description
トナーの定着温度を低くする手段としては、トナーを構成する樹脂(結着樹脂)のガラス転移温度を低くする技術が従来よリ一般的に知られている。しかし、ガラス転移温度を低くすると低温定着性は優れるが、トナー粉体の凝集(ブロッキング)が起こり易くなり、白筋・ぼた落ち・トナーこぼれ筋等の画質欠陥等が生じてしまう。
このため、紙に対する定着性の改善目的として、結晶性ポリエステル樹脂を用いる技術が提案されている。例えば、結着樹脂として非結晶性ポリエステル樹脂と、結晶性ポリエステル樹脂とを混合して用いたトナーが提案されている(特許文献4参照)。しかし、この技術では結晶性ポリエステル樹脂の融点が高いために、これ以上の低温定着性は達成できないという問題があった。
これらの問題は、結晶性樹脂に対して非結晶性樹脂を混合して使用した場合でも改善することができない。即ち、トナーに用いる結着樹脂中の結晶性樹脂の比率が高い場合、低温定着性には優れるものの、耐ブロッキング性、画像強度(紙との接着性)、帯電性(抵抗)に劣り、一方、非結晶性樹脂の比率が高い場合、耐ブロッキング性、画像強度、帯電性(抵抗)は改善されるが、肝心の低温定着性は不充分となる。
以上の様に、未だ低温定着性と保存性(耐ブロッキング性)とを十分に両立させたトナーは得られていない。
一方、結着樹脂として、結晶性樹脂に加えて非結晶性樹脂を併用し、且つ、非結晶性樹脂の比率が多い場合は、溶融混練物中において、非結晶性樹脂が連続的な相を形成するため、その粉砕は可能となる。しかし、このような組成のトナーは、その溶融特性が非結晶性樹脂に支配される為、低温定着性を実現することは困難となる。
この様に、従来の混練粉砕法においては、製法的にも低温定着が可能なトナーを得ることは困難であった。
これらの製造方法の中でも、懸濁重合法や分散重合法は、トナーの粒度分布をある程度改善できるものの、その粒度分布は混錬粉砕法により得られたトナーに対して大幅に改善されるものではないため、多くの場合は分級操作を必要とするなど欠点がある。
この乳化重合凝集法は、乳化重合等の重合法により樹脂微粒子の分散液を作製し、他方、溶媒に着色剤を分散させた着色剤分散液を作製し、これらを混合した後、加熱、pH制御、および/または、凝集剤の添加などにより上記の樹脂微粒子と着色剤とを所望の粒子径になるまで凝集させて凝集粒子を形成し、その後、この凝集粒子を所望の粒子径まで成長させ、最後に、凝集粒子を樹脂微粒子のガラス転移温度以上の温度に加熱して融合させることによりトナーを作製する方法である。
例えば、オイルレス定着に用いるトナーには、その内部にワックス等の離型剤が含まれる。ここで、従来の混錬粉砕法で得られたトナーは、高画質化に対応するためにトナーの粒径を小さくした場合、流動性が極端に悪化し、ソフトブロッキングによる黒筋・ぼた汚れなどが発生したり、トナーのディスペンス性が悪化し濃度コントロールができなくなるなどの不具合が出てしまう。これは混練溶融物の粉砕が、マトリックス中のワックス相が分散した界面で生じる為に、得られたトナーの表面にワックス成分が多く存在しやすいためである。
これに対して、新製法で得られるトナーでは、離型剤を内包させる構造;すなわち離型剤を含むコア層を、結着樹脂からなるシェル層で被覆するいわゆるコアシェル構造も可能であるため、流動性の悪化等を引き起こさない。
従って、従来の混練粉砕法により作製されたような単層構造からなるトナーでは、例えガラス転移温度の異なる2種類の結着樹脂を用いたとしても、トナー中で両者が相溶した状態で存在するため、低温定着性と高温環境下でのトナーの保存性とを両立させることができないが、コアシェル構造を有するトナーでは低温定着性と保存性とを両立させることが容易とされていた。
本発明は、上記問題点を解決することを課題とする。すなわち、本発明は、従来よりも更に低い温度で定着することができると共に、保存性にも優れた静電潜像現像用トナー、その製造方法、静電潜像現像用現像剤、および、画像形成方法を提供することを課題とする。
まず、コアシェル構造を有するトナーでは、上述したようにコア層に含まれる結着樹脂が低温定着性を確保する機能を有し、シェル層に含まれる結着樹脂が高温環境下でのトナーの保存性を確保する機能を有する。このため、理論的には、各々の層に含まれる結着樹脂のガラス転移温度を見直すだけで、保存性を確保しつつ、より低温定着に対応することが可能なはずである。例えば、従来のコアシェル構造を有するトナーと同程度の保存性を確保しつつ、より低温での定着に対応するためには、コア層に含まれる結着樹脂のガラス転移温度をより低くすればよいと考えられる。
一方、コアシェル構造を有するトナーが、設計通りの性能を発揮するには、コア層の形成に用いる結着樹脂と、シェル層の形成に用いる結着樹脂とが、トナーを作製した際に、完全に分離して存在していること、すなわち、機能分担効果が十分に発揮されうる状態にあることが必要である。また、低温定着性および保存性は、従来の単層構造を有するトナーにおいては、一方の改善が他方の悪化を招くというトレードオフ関係にある特性である。このため、2種類の結着樹脂がトナー中で十分に分離した状態で存在しなければ、低温定着性と保存性とを高いレベルで両立させることができない。
また、このような相溶状態の発生を無視したまま、低温定着性と保存性との両立を目指してコアシェル構造を有するトナーを作製しても、両者の両立が困難であることは勿論、副次的には、帯電維持性の悪化や転写維持性の悪化などが生じたりすることも予想される。
それゆえ、結果的に低温定着性と保存性との両立は困難になる。これに加えて、画像形成装置内でトナーに対して加わる外的ストレス及び熱により、トナー内部への外添剤の埋まり込みが激しくなり、帯電維持性の悪化や転写維持性の悪化なども招き易くなる。
<1>
着色剤と、第1の結着樹脂とを含むコア層と、該コア層を被覆し、第2の結着樹脂を含むシェル層とを有する静電潜像現像用トナーにおいて、
温度が90℃以下の範囲内において、動的粘弾性の正接損失(tanδ)の極大値が2つ存在し、一方の極大値が60℃未満の範囲内に存在し、他方の極大値が60℃以上90℃以下の範囲内に存在することを特徴とする静電潜像現像用トナーである。
前記第1の結着樹脂が、非結晶性樹脂であることを特徴とする<1>に記載の静電潜像現像用トナーである。
前記非結晶性樹脂からなる前記第1の結着樹脂のSP値と、前記第2の結着樹脂のSP値との差の絶対値が、0.1〜1.5の範囲内であることを特徴とする<1>に記載の静電潜像現像用トナーである。
前記第1の結着樹脂が、非結晶性樹脂および結晶性樹脂を含むことを特徴とする<1>に記載の静電潜像現像用トナーである。
前記第1の結着樹脂に含まれる前記非結晶性樹脂のSP値と、前記第1の結着樹脂に含まれる前記結晶性樹脂のSP値との差の絶対値が、0.5〜1.3の範囲内であることを特徴とする<4>に記載の静電潜像現像用トナーである。
前記第1の結着樹脂に含まれる前記結晶性樹脂が、融点が60〜90℃の結晶性ポリエステル樹脂であることを特徴とする<4>に記載の静電潜像現像用トナーである。
前記第1の結着樹脂に含まれる前記非結晶性樹脂、および、前記第2の結着樹脂が、非結晶性ポリエステル樹脂であることを特徴とする<4>に記載の静電潜像現像用トナーである。
前記一方の極大値を示す温度と、前記他方の極大値を示す温度との差が、5℃以上であることを特徴とする<1>に記載の静電潜像現像用トナーである。
前記第1の結着樹脂および前記第2の結着樹脂として、非結晶性樹脂が用いられ、
前記第1の結着樹脂として用いられる非結晶性樹脂のガラス転移温度が25℃以上50℃未満の範囲内であり、且つ、前記第2の結着樹脂として用いられる非結晶性樹脂のガラス転移温度が50℃以上75℃以下の範囲内であることを特徴とする<1>に記載の静電潜像現像用トナーである。
前記コア層に、離型剤が含まれることを特徴とする<1>に記載の静電潜像現像用トナーである。
前記着色剤として、体積平均粒径が50〜250nmの磁性金属微粒子を用いることを特徴とする<1>に記載の静電潜像現像用トナーである。
前記磁性金属微粒子の表面が被覆層で覆われ、前記被覆層にSi、Ti、Ca、および、Pから選ばれる1種の元素が含まれ、且つ、前記被覆層の表面に、SO3-基、および、COO-基から選択される1種の極性基が含まれることを特徴とする<11>に記載の静電潜像現像用トナーである。
体積平均粒径が5〜9μmの範囲内であることを特徴とする<1>に記載の静電潜像現像用トナーである。
形状係数SF1が、110〜150の範囲内であることを特徴とする<1>に記載の静電潜像現像用トナーである。
前記第1の結着樹脂からなり、体積平均粒径が1μm以下である第1の樹脂微粒子を分散した第1の樹脂微粒子分散液と、前記着色剤を分散した着色剤分散液とを混合した混合分散液に、凝集剤を添加し、加熱することにより凝集粒子を形成する凝集工程と、
前記凝集粒子が形成された前記混合分散液に、前記第2の結着樹脂からなり、体積平均粒径が1μm以下である第2の樹脂微粒子を分散した第2の樹脂微粒子分散液を添加して、前記凝集粒子の表面に、前記第2の樹脂微粒子を付着させて付着樹脂凝集粒子を形成する付着工程と、
前記付着樹脂凝集粒子を加熱することにより融合する融合工程と、を経て作製されることを特徴とする<1>に記載の静電潜像現像用トナーである。
平均粒径が40〜150nm範囲内の外添剤が外添されたことを特徴とする<1>に記載の静電潜像現像用トナーである。
着色剤と、第1の結着樹脂とを含むコア層と、該コア層を被覆し、第2の結着樹脂を含むシェル層とを有するトナーを含む静電潜像現像用現像剤において、
前記トナーとして、温度が90℃以下の範囲内において、動的粘弾性の正接損失(tanδ)の極大値が2つ存在し、一方の極大値が60℃未満の範囲内に存在し、他方の極大値が60℃以上90℃以下の範囲内に存在するトナーを用いることを特徴とする静電潜像現像用現像剤である。
着色剤と、第1の結着樹脂とを含むコア層と、該コア層を被覆し、第2の結着樹脂を含むシェル層とを有し、
温度が90℃以下の範囲内において、動的粘弾性の正接損失(tanδ)の極大値が2つ存在し、一方の極大値が60℃未満の範囲内に存在し、他方の極大値が60℃以上90℃以下の範囲内に存在する静電潜像現像用トナーの製造方法であって、
前記第1の結着樹脂からなり、体積平均粒径が1μm以下である第1の樹脂微粒子を分散した第1の樹脂微粒子分散液と、着色剤を分散した着色剤分散液とを混合した混合分散液に、凝集剤を添加し、加熱することにより凝集粒子を形成する凝集工程と、
前記凝集粒子が形成された前記混合分散液に、前記第2の結着樹脂からなり、体積平均粒径が1μm以下である第2の樹脂微粒子を分散した第2の樹脂微粒子分散液を添加して、前記凝集粒子の表面に、前記第2の樹脂微粒子を付着させて付着樹脂凝集粒子を形成する付着工程と、
前記付着樹脂凝集粒子を加熱することにより融合する融合工程と、を含むことを特徴とする静電潜像現像用トナーの製造方法である。
前記着色剤分散液として、体積平均粒径が50〜250nmの磁性金属微粒子を分散させた磁性金属微粒子分散液を用いることを特徴とする<18>に記載の静電潜像現像用トナーの製造方法である。
前記凝集工程に用いられる前記混合分散液に、離型剤を分散させた離型剤分散液が含まれることを特徴とする<18>に記載の静電潜像現像用トナーの製造方法である。
前記第1の結着樹脂が、非結晶性樹脂および結晶性樹脂を含むことを特徴とする<18>に記載の静電潜像現像用トナーの製造方法である。
前記第1の結着樹脂に含まれる前記非結晶性樹脂のSP値と、前記第2の結着樹脂のSP値との差の絶対値が、0.1〜1.5の範囲内であることを特徴とする<21>に記載の静電潜像現像用トナーの製造方法である。
前記第1の結着樹脂に含まれる前記非結晶性樹脂のSP値と、前記第1の結着樹脂に含まれる前記結晶性樹脂のSP値との差の絶対値が、0.5〜1.3の範囲内であることを特徴とする<21>に記載の静電潜像現像用トナーの製造方法である。
前記第2の結着樹脂が非結晶性樹脂からなり、
前記融合工程が、前記第1の結着樹脂に含まれる前記結晶性樹脂の融点、および、前記第2の結着樹脂に含まれる前記非結晶性樹脂のガラス転移温度の双方よりも高い温度で、前記付着樹脂凝集粒子を加熱することにより行われることを特徴とする<21>に記載の静電潜像現像用トナーの製造方法である。
潜像担持体表面を帯電する帯電工程と、帯電された前記潜像担持体表面を画像情報に応じて露光することにより静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を記録媒体表面に転写する転写工程と、前記記録媒体表面に転写された前記トナー像を加熱加圧して定着する定着工程とを含む画像形成方法において、
前記トナーが、着色剤と、第1の結着樹脂とを含むコア層と、該コア層を被覆し、第2の結着樹脂を含むシェル層とを有し、
温度が90℃以下の範囲内において、動的粘弾性の正接損失(tanδ)の極大値が2つ存在し、一方の極大値が60℃未満の範囲内に存在し、他方の極大値が60℃以上90℃以下の範囲内に存在することを特徴とする画像形成方法である。
本発明の静電潜像現像用トナー(以下、「トナー」と略す場合がある)は、着色剤と、第1の結着樹脂とを含むコア層と、該コア層を被覆し、第2の結着樹脂を含むシェル層とを有する静電潜像現像用トナーにおいて、温度が90℃以下の範囲内において、動的粘弾性の正接損失(tanδ)の極大値が2つ存在し、一方の極大値が60℃未満の範囲内に存在し、他方の極大値が60℃以上90℃以下の範囲内に存在することを特徴とする。
なお、トナーに用いる結着樹脂の物性を考慮した場合、特に30℃未満の範囲では、実質的に結着樹脂の主鎖に起因するのではなく、結着樹脂の主鎖以外の部分に起因するピークしか観測されない場合が殆どであると考えられる。このため、実用上は、温度が30℃以上90℃以下の範囲内において、正接損失のピークが2つ存在していればよい。但し、勿論、必要であれば本発明のトナーには30℃未満の範囲に結着樹脂の主鎖に起因するピークを有する結着樹脂を用いてもよい。
従って、90℃以下の範囲内にピークが2つ存在する場合は、2種類の結着樹脂がトナー中に非相溶状態で独立に存在していることを意味し、90℃以下の範囲内にピークが1つしか存在しない場合は、2種類の結着樹脂の相溶が発生していることを意味する。
なお、本発明において、低温定着とは、使用される定着システム(プロセススピードや圧力)にも左右されるが、例えば、プロセススピード160mm/s程度の2ロール定着機を使用した場合の最低定着温度が90℃〜130℃程度の範囲内で実施される定着を意味し、従来のコアシェル構造を有するトナーで実現されていた最低定着定着(定着温度=140℃〜160℃程度の範囲内)よりも定着温度を10℃〜70℃程度低くした領域での定着をいう。
但し、低温定着性を確保する観点から、第2のピークが測定される温度は90℃以下であることが必要である。90℃を超える場合には、定着時にシェル層が溶融しないため、定着自体が出来なくなるからである。
動的粘弾性の測定は、以下のようにして実施した。まず、トナーを錠剤に成形した後、8mm径のパラレルプレートにセットし、ノーマルフォースを0とした後に6.28rad/secの振動周波数で正弦波振動を与えた。次に、昇温速度1℃/minで、20℃から100℃まで昇温させながら、測定時間インターバルを30秒として測定した。
なお、測定を行う前に、20℃から100℃まで10℃間隔で、歪量の応力依存性を確認し、各温度における応力と歪量とが線形関係である歪量範囲を求めた。この結果を利用して、動的粘弾性の測定は、各測定温度における歪量を0.01%〜0.5%の範囲に維持し、全ての測定温度域において応力と歪量とが線形関係になるように制御しながら実施した。
なお、第1の態様のトナーに比べて、第2の態様のトナーでは、低温定着性と保存性とを両立させることができるのみならず、さらによりプロセススピードの速い条件で定着できると共に、より高光沢な画像を得ることも可能である。また、結晶性樹脂は紙に対する親和性も優れることからドキュメント保存性の向上にも有効である。
これにより、既に上市されている従来のコアシェル構造を有するトナー(コア層の形成に用いる結着樹脂のガラス転移温度50〜55℃、シェル層の形成に用いる結着樹脂のガラス転移温度55〜60℃)では保存性との両立という点で実現が困難であった、低温定着を容易に達成することができる。
具体的には、樹脂微粒子の作製段階や、トナー粒子を作製する段階において、反応系の温度が第1の結着樹脂のガラス転移温度以上である場合は、樹脂乳化粒子同士の凝集や、トナー製造装置への付着・固着が発生し易くなる場合がある。このような付着・固着を発生させないようにトナー製造装置や配管等を冷却させることも可能ではあるが、コストがかかり過ぎ現実的ではない。
一方、ガラス転移温度が50℃以上の場合は、低温定着性が得られなくなる場合がある。
これにより、高温環境下においても良好な保存性を獲得することができる。ガラス転移温度が50℃未満の場合は、保存性が劣化する場合がある。また、昨今の画像形成装置の小型化により、発熱源を持つ定着機の傍に、トナーを利用するプロセスユニットが配置される場合があり、このような画像形成装置では、内部の温度は50℃近辺まで上昇するケースもある。この場合、トナーの保存性に劣ると、プロセスユニット内でトナーが固着したり、ブロッキングを起こして画質欠陥を招いてしまう場合もある。
また、後述するような乳化重合凝集法を利用して本発明のトナーを作製する場合、融合工程において十分に微粒子同士を融合・合一させることができず、コア層に含まれるべき第1の結着樹脂成分がトナー表面に露出してしまう場合がある。このような場合、良好な保存性を得ることができなくなる場合がある。
以下に、本発明のトナーの構成材料やその物性について、上述した乳化重合凝集法に利用される場合を考慮してより詳細に説明するが、勿論、他の製法で本発明のトナーを作製する場合にも以下に列挙する材料を利用することができる。
本発明のトナーには、コア層の形成に利用される第1の結着樹脂およびシェル層の形成に利用される第2の結着樹脂を用いる。
ここで、第1および第2の態様のトナーにおいて、第1の結着樹脂に用いられる非結晶性樹脂のSP値(溶解性パラメーター)と、第2の結着樹脂に用いられる非結晶性樹脂のSP値との差の絶対値(ΔSPcs)が、0.1〜1.5の範囲内であることが好ましく、0.2〜1.0の範囲内であることがより好ましい。
ΔSPcsが0.1を下回る場合は、トナーを作製した際に、トナー中で第1の結着樹脂として用いられる非結晶性樹脂と第2の結着樹脂として用いられる非結晶性樹脂との相溶が発生してしまい、得られたトナーの90度以下の範囲における正接損失のピークが1つしか発現しなくなってしまう場合がある。この場合、コアシェル構造本来の特徴である機能分担効果が発揮できなくなるため、低温定着性と保存性との両立が困難になる場合がある。
また、ΔSPcsが1.5を超える場合は、乳化重合凝集法によりトナーを作製する場合に、シェル層を構成する第2の結着樹脂からなる微粒子を、コア層を最終的に形成する凝集粒子表面に均一に付着させることが困難になる場合がある。
従って、本発明のトナーの作製に際しては、以上に説明したようなΔSPcs値を満たすように第1の結着樹脂として用いられる非結晶性樹脂と第2の結着樹脂として用いられる非結晶性樹脂とを組み合わせて利用することが好ましい。
ΔSPcaが0.5を下回る時は、第1の結着樹脂として用いる結晶性樹脂と、第1および/または第2の結着樹脂として用いる非結晶性樹脂との強相溶が始まり、例えば結晶性樹脂が完全相溶してしまうようなケースにおいては、定着された画像表面に結晶性樹脂が結晶状態で存在できないために画像表面の高い光沢性を得ることができないばかりか、更にドキュメント保存性も得ることができなくなる場合がある。更に、第1の結着樹脂として用いる結晶性樹脂と第2の結着樹脂として用いられる非結晶性樹脂との強相溶により、第2の結着樹脂として用いられる非結晶性樹脂のガラス転移温度低下が生じる為、トナーの熱保管性が悪化してしまう場合がある。
また、ΔSPcaが1.3を超える場合は、トナー作製に際し、凝集工程で結晶性樹脂のリジェクションが生じ、トナー中に結晶性樹脂を分散状態で存在させることができなくなる。
ΔSPrsが1.0未満の場合は、第2の結着樹脂として用いられる非結晶性樹脂と離型剤とが相溶し、シェル層のガラス転移温度が設計値よりも低下するため、保存性が劣化する場合がある。また、ΔSPrsが2.5を超える場合は、第1の結着樹脂として用いられる非結晶性樹脂との親和性に極めて劣るために、離型剤がトナー内に内包し難くなる場合がある。加えて、この問題を解決するために、多量の凝集剤や界面活性剤を使用してトナーを作製した場合、粗粉が発生したり、粒度分布が広がり易くなるため、良好な画質が得られなくなる場合がある。
この場合のSP値は下式(1)で定義される。
なお、参考までに、式(1)で示されるSP値をSI単位(J1/2/m3/2)に換算する場合には、2046を乗ずればよい。
本発明に用いられる第1の結着樹脂としては、第1の態様および第2の態様のトナー共に、公知の非結晶性樹脂が利用でき、具体的には以下の材料が利用できる。
すなわち、非結晶性樹脂としては、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類;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−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;エチレン、プロピレン、ブタジエンなどのポリオレフィン類等の単量体などの重合体、これら単量体などを2種以上組み合せた共重合体、または、これら重合体や共重合体の混合物が挙げられる。
解離性ビニル系単量体の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ケイ皮酸、フマル酸、ビニルスルフォン酸、エチレンイミン、ビニルピリジン、ビニルアミンなど高分子酸、高分子塩基の原料となる単量体のいずれも使用可能であるが、重合体形成反応の容易性などから高分子酸が好適である。さらには、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ケイ皮酸、フマル酸などのカルボキシル基を有する解離性ビニル系単量体が、重合度制御、ガラス転移点の制御のために特に有効である。
ポリエステル樹脂は多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とから合成される。なお、本発明においては、ポリエステル樹脂として市販品を使用してもよいし、適宜合成したものを使用してもよい。
多価カルボン酸成分としては、例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、マロン酸、メサコニン酸等の二塩基酸等の芳香族ジカルボン酸、などが挙げられ、さらに、これらの無水物やこれらの低級アルキルエステルも挙げられるがこの限りではない。
また、酸成分としては、前述の脂肪族ジカルボン酸や芳香族ジカルボン酸の他に、スルホン酸基を持つジカルボン酸成分が含まれていることが好ましい。前記スルホン酸基を持つジカルボン酸は、顔料等の色材の分散を良好にできる点で有効である。また、樹脂全体を水に乳化或いは懸濁して、結着樹脂微粒子分散液を作製する際に、ジカルボン酸成分がスルホン酸基を有していれば、後述するように、界面活性剤を使用しないで、乳化或いは懸濁することも可能である。
第2の態様のトナーには、非結晶性樹脂と共に、結晶性樹脂が用いられる。
なお、本発明において、結晶性樹脂としては、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有することを指す。
第1の結着樹脂として用いられる結晶性樹脂は、このような明確な吸熱ピークを有する樹脂であれば特に限定されず、αオレフィン共重合体等の様なオレフィン類、ステアリルアクリレート、ベヘニルアクリレートの様なビニル系側鎖長鎖樹脂、ポリイミド類、ポリアミド類ポリウレタン、ポリウレアなどが挙げられるが、低融点及び又はトナーへの結晶性樹脂の取り込み性の観点より、結晶性ポリエステル樹脂が好んで使用される。
なお、結晶性ポリエステル樹脂の主鎖構造に対して他成分を共重合したポリマーの場合、他成分が50%以下であれば、このような共重合体も上述したような明確な吸熱ピークを有し結晶性を示すため、結晶性樹脂として利用できる。
多価カルボン酸成分としては、種々のジカルボン酸が挙げられるが、中でも脂肪族ジカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸が望ましく、特に脂肪族ジカルボン酸は直鎖型のカルボン酸が望ましい。ジカルボン酸は、1種に限定されず、2種以上のジカルボン多価カルボン酸成分を含んでも全く問題ない。特に乳化凝集法における乳化性を良好にする為、スルホン酸基を含んだジカルボン酸を用いてもよい。
これら脂肪族ジオールが、分岐型では、ポリエステル樹脂の結晶性が低下し、融点降下を起こし、耐トナーブロッキング性、画像保存性、低温定着性が悪化してしまう場合がある。また、鎖炭素数が7未満であると、芳香族ジカルボン酸と縮重合させる場合、融点が高くなり、低温定着を行ったときに十分溶融することができず、画像高光沢を得ることができなくなる場合がある。なお、鎖炭素数が20を超えると材料入手性、コストの観点から実用性に欠けるため、鎖炭素数の上限は20以下が好ましく、14以下がより好ましい。
これらのうち、入手容易性を考慮すると、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘンキンサンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオールが好ましい。
トナーの作製に際して用いる全多価アルコール成分に対する多価アルコール成分脂肪族ジオールの含有量が、80構成モル%未満では、ポリエステル樹脂の結晶性が低下し、融点が降下するため、耐トナーブロッキング性、画像保存性、及び低温定着性が悪化してしまう場合がある。
2重結合を持つジオールとしては、2−ブテン−1,4−ジオール、3−ブテン−1,6−ジオール、4−ブテン−1,8−ジオール等が挙げられる。これらの、2重結合を持つジオールの、トナーの作製に際して用いる全多価カルボン酸成分に対する含有量としては、20構成モル%以下が好ましく、2〜10構成モル%がより好ましい。前記含有量が、20構成モル%を超えると、ポリエステル樹脂の結晶性が低下し、融点が降下して、画像の保存性が悪くなったりすることがある。
ここで、この結晶性樹脂が結晶性ポリエステル樹脂である場合、その融点としては60〜120℃の範囲であることが好ましく、70〜100℃の範囲であるのがより好ましい。前記融点が60℃未満であると、粉体の凝集が起こり易くなったり、定着された画像の保存性が悪くなることがある一方、120℃を越えると、画像荒れを起こし低温定着性を阻害する場合がある。
前記多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とを反応させる際のモル比(多価カルボン酸成分/多価アルコール成分)としては、反応条件等によっても異なるため一概には言えないが、通常1/1である。
結晶性ポリエステル樹脂の製造は、重合温度180〜230℃の間で行うことができ、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合時に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる。
モノマ−が反応温度下で溶解または相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させる。重縮合反応においては、溶解補助溶剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪いモノマーが存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪いモノマーとそのモノマーと重縮合予定の酸またはアルコールとを縮合させておいてから、主成分と伴に重縮合させると良い。
例えば、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、酢酸リチウム、炭酸リチウム、酢酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、酢酸マグネシウム、酢酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸マンガン、ナフテン酸マンガン、チタンテトラエトキシド、チタンテトラプロポキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシド、三酸化アンチモン、トリフェニルアンチモン、トリブチルアンチモン、ギ酸スズ、シュウ酸スズ、テトラフェニルスズ、ジブチルスズジクロライド、ジブチルスズオキシド、ジフェニルスズオキシド、ジルコニウムテトラブトキシド、ナフテン酸ジルコニウム、炭酸ジルコニール、酢酸ジルコニール、ステアリン酸ジルコニール、オクチル酸ジルコニール、酸化ゲルマニウム、トリフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、トリエチルアミン、トリフェニルアミン等の化合物が挙げられる。
一方、第1の態様や第2の態様のトナーの作製に用いる第1の結着樹脂(結晶性樹脂および/または非結晶性樹脂)からなる樹脂微粒子を含む分散液の作製は、樹脂を、水等の水系媒体中にイオン性界面活性剤、高分子酸、高分子塩基等の高分子電解質と共に分散した後、樹脂の融点以上の温度で加熱し、強い剪断力を印加可能なホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて処理することにより得ることができる。なお、コア層用結着樹脂は、複数の種類の樹脂を混合して用いることもできる。
一方、樹脂微粒子の体積平均粒径が前記範囲内にあると、前記欠点がない上、トナー間の偏在が減少し、トナー中での分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる点が有利である。なお、樹脂微粒子の体積平均粒径は、例えば、マイクロトラック等を用いて測定することができる。
次に、本発明に用いられるシェル層用結着樹脂は、上述したコア層用非結晶性樹脂と同様の材料を用いることができる。但し、ΔSPcsの値が、上述したように0.1〜1.5の範囲内となるように、使用するコア層用非結晶性樹脂に応じてシェル層用非結晶性樹脂を選択することが好ましい。
第2の結着樹脂からなる樹脂微粒子の体積平均粒径が1μmを超えると、最終的に得られるトナーの粒度分布や形状分布が広くなったり、遊離粒子の発生が生じてトナーの組成偏在を引き起こしたりし、性能や信頼性の低下を招く場合がある。
一方、樹脂微粒子の体積平均粒径が前記範囲内にあると、前記欠点がない上、少ないシェル量で均一にトナー表面にシェルを形成することができるのでより好ましい。
この理由は、ポリエステル樹脂はビニル系樹脂に比較して同じガラス転移温度における脆性が優れる為に低分子量設計が可能となり、同じ定着温度を得る為のガラス転移温度設計がビニル系樹脂に対して約10〜15℃程度高くすることが可能となるからである。
即ち、定着時の変形により低粘度の離型剤の染み出しが生じ、定着画像の表面は低離型剤で覆われている状態が作りだされるが完全では無い為、定着後の画像保存性はトナー中の結着樹脂のガラス転移温度で左右されることになる。よって、よりコア層のガラス転移温度を高くできるポリエステル樹脂の方がドキュメント保存性が優れることになる。更に、シェル層側の結着樹脂においても脆性が優れるため低分子量化が可能となり、溶融粘度を低くできるため低温定着を阻害しない。これらの理由により、第1の態様や第2の態様のトナーにおいて、結晶性や非結晶性ポリエステル樹脂をコア層及びシェル層双方に組み合わせて使用した場合、低温定着が可能で、優れたトナー保管性が得られるのみならず、更に優れた画像保存性(ドキュメント保存性)も得ることができる。
本発明に使用される着色剤としては、公知の着色剤を用いることができる。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、パーマネントイエロー、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、ブリリアンカーミン3B、プリリアンカーミン6B、デイボンオイルレッド、ビラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、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、メリレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオクサレートなどの種々顔料や、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、リオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、リオインジコ系、フタロシアニン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、リアジン系、リアゾール系、キサンテン系などの各種染料などを1種または2種以上を合わせて使用することができる。
本発明のトナーが、一成分系現像剤のトナーとして用いられる場合には、着色剤として磁性金属微粒子を用いることが好ましい。
磁性金属微粒子は、磁場中で磁化される公知の物質を用いることができ、鉄、コバルト、ニッケルの如き強磁性の粉末や、フェライト、マグネタイト等化合物からなる粒子が利用できる。なお、トナーの作製に際して用いる磁性金属微粒子分散液の作製は、上述の着色剤分散液と同様にして分散させることができる。
一方、体積平均粒径が250nmよりも大きいとトナーを形成させる際の分散制御性が低下し、任意の制御が困難となるばかりか、トナー中へ、磁性金属微粒子を内包させにくくなるのみならず、磁性金属微粒子が混合分散液中に単独で存在しやすくなるため、結果としてトナーの表面に付着し、帯電性能の悪化を招く場合がある。なお、本発明のトナーを乳化重合凝集法により作製する場合、水層中でトナーを得るため、磁性金属微粒子の水層移行性や溶解性、酸化性に注意を払う必要がある。このため、トナーの作製に際しては、予め疎水化処理等の表面改質を施した磁性金属微粒子を用いることがより好ましい。
例えば、酸性下では、磁性金属微粒子表面が酸化されて赤褐色に色調が変化したり、アルカリ性下では、磁性金属微粒子が鉄を含む場合には、水酸化鉄粒子を生成し、磁性の変化が発生したりする。
なお、溶解度を小さくするためには、通常の磁性金属微粒子の表面処理技術が使用できる。たとえば、磁性フェライト、マグネタイト、黒色酸化チタンを用いる場合は、耐酸性、耐アルカリ性処理を施すことが好ましい。
たとえば、カップリング材による表面被覆や金、白金、カーボン蒸着、スパッタ等による表面被覆、あるいは、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸カリウム、スチレンアクリル酸共重合物による表面被覆を施すことができる。被覆厚さは、重量平均膜厚で10〜200nmが好ましい。10nm未満では、被覆が不均一で被覆効果に乏しく、耐酸性や耐アルカリ性に乏しく、溶出や変質が防げない場合がある。また、500nmを超えると、被覆処理された磁性金属微粒子の粒度分布が広くなるばかりでなく、経済的にも不利となる。
被覆層中の極性基を含む化合物の含有量が0.01質量%未満では、磁性金属微粒子の分散効果が乏しいために、トナー中への磁性金属微粒子の十分な内包性が得られなかったり、分散処理後の磁性金属微粒子を分散させた分散液中で、磁性金属微粒子が再度凝集しやすくなる場合がある。
また、被覆層中の極性基を含む化合物の含有量が3質量%を超えると、最終的に得られたトナー粒子を洗浄処理する際に十分に除去するための時間が多くかかり経済的に不利となる場合がある。
しかしながら、被覆層の表面に、COO-基や、SO3-基のような極性基が含まれている場合には、磁性金属微粒子のトナー中での分散性が良好となるために、トナー中に内包される磁性金属微粒子の含有量をより少なくすることができる。このため、定着時に紙へのトナーの染み込み性を向上させ、結果として画像強度を向上させることができる。
本発明のトナーには、必要に応じて離型剤を用いることができる。使用できる離型剤は、公知のものが使用でき、例としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、加熱により軟化点を有するシリコーン類、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等のような脂肪酸アミド類やカルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等のような植物系ワックス、ミツロウのごとき動物系ワックス、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等のような鉱物、石油系ワックス、合成ワックス及びそれらの変性物である。
またパラフィンワックスの中でも特に融点が75〜100℃のフィッシャートロプシュワックスを使用することにより、低速領域から高速領域のいかなるプロセススピードの画像形成装置においても高温領域でのオフセット性が良好である。加えて、画像形成装置に用いるクリーニング手段が、クリーニングブレードである場合、ブレードクリーニング適性に優れる。
また、融点が75℃を下回るとトナーの保存性及び流動性の悪化に伴うトナーディスペンス性低下による低濃度、トナー固化によるトリマー部の詰り(白筋)などの画像ディフェクトが発生する場合がある。一方、融点が100℃を超える場合は、定着時に、トナー像と、定着部材表面との間に離型剤が効率的に染み出しにくくなるため、高温でオフセットが発生する場合がある。
これら離型剤のトナー中の含有量は、5〜20質量%が好ましく、7〜13質量%が好ましい。5質量%未満の場合は、高温でオフセットが発生する場合があり、20質量%を超える場合は、離型剤のトナー内部への取り込み性が極端に悪化する為、トナー構造をコアシェル構造としても、浮遊離型剤やトナー表面に付着する離型剤の存在などにより、トナー流動性が悪くなる。
体積平均粒径が100nm未満では、使用される結着樹脂の特性にも左右されるが、一般的に離型剤成分がトナー中に取り込まれにくくなる。また、500nmを超える場合には、トナー中の離型剤の分散状態が不充分となる場合がある。なお、凝集工程において、離型剤分散液は、樹脂微粒子分散液等の各種分散液とともに一度に添加・混合してもよいし、分割して多段に添加しても良い。
次に、本発明のトナーを乳化重合凝集法により作製する場合に用いられる副次的成分である凝集剤、分散媒、界面活性剤等について説明する。
凝集剤は、樹脂微粒子分散液や着色剤分散液に用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤の他、2価以上の無機金属塩を好適に用いることができる。特に、無機金属塩を用いた場合には界面活性剤の使用量を低減でき、トナーの帯電特性を向上させることができるので好適である。
各種分散液の作製に用いられる分散媒としては、例えば、水系媒体等が挙げられる。前記水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類などが挙げられる。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。
本発明においては、各種分散液に界面活性剤を添加混合しておくのが好ましい。前記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などが好適に挙げられる。これらの中でもイオン性界面活性剤が好ましく、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤がより好ましい。
前記アニオン界面活性剤の具体例としては、ラウリン酸カリウム、オレイン酸ナトリウム、ヒマシ油ナトリウム等の脂肪酸セッケン類;オクチルサルフェート、ラウリルサルフェート、ラウリルエーテルサルフェート、ノニルフェニルエーテルサルフェート等の硫酸エステル類;ラウリルスルホネート、ドデシルスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、トリイソプロピルナフタレンスルホネート、ジブチルナフタレンスルホネートなどのアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホネートホルマリン縮合物、モノオクチルスルホサクシネート、ジオクチルスルホサクシネート、ラウリン酸アミドスルホネート、オレイン酸アミドスルホネート等のスルホン酸塩類;ラウリルホスフェート、イソプロピルホスフェート、ノニルフェニルエーテルホスフェート等のリン酸エステル類;ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムなどのジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、スルホコハク酸ラウリル2ナトリウム、ポリオキシエチレンスルホコハク陵ラウリル2ナトリウム等のスルホコハク酸塩類;などが挙げられる。
類;などが挙げられる。
次に、既述した、凝集工程、付着工程、および、融合工程を含む乳化重合凝集法によるトナーの作製プロセスについて各工程毎に順に説明する。
まず、凝集工程で用いられる各種分散液を、所定の割合で混合して混合分散液を準備する。ここで、分散液としては、第1の樹脂微粒子分散液および着色剤分散液が用いられるが、必要に応じて離型剤分散液や帯電制御剤等を分散させた分散液等も混合することもできる。
これら3種類の分散液を混合する場合、混合分散液中に含まれる全固形分に対する樹脂微粒子の含有量としては40質量%以下であればよく、2〜20質量%程度であるのが好ましい。また、着色剤粒子の含有量としては50質量%以下であればよく、2〜40質量%程度であるのが好ましい。さらに、離型剤粒子の含有量としては50質量%以下であればよく、5〜40質量%程度であるのが好ましい。なお、着色剤分散液の代わりに磁性金属微粒子を分散させた磁性金属微粒子分散液を用いる場合には、磁性金属微粒子の含有量としては50質量%以下であればよく、2〜40質量%程度であるのが好ましい。
凝集工程においては、まず、第1の結着樹脂分散液、着色剤分散液、さらには必要に応じて用いられる離型剤分散液や、その他の成分を混合して得られた混合分散液に凝集剤を添加し、第1の結着樹脂のガラス転移温度近辺の温度にて加熱することにより、各々の成分からなる粒子を凝集させた凝集粒子を形成する。なお、一成分系現像剤用のトナーを作製する場合には、着色剤分散液として、磁性金属微粒子を分散させた磁性金属微粒子分散液を用いることもできる。また、第2の態様のトナーを作製する場合には第1の結着樹脂分散液として、通常、結晶性樹脂分散液および非結晶性樹脂分散液の2種類が用いられる。
凝集粒子の形成は、回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温で凝集剤を添加することにより行う。凝集工程に用いられる凝集剤は、各種分散液の分散剤として用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、上述した無機金属塩の他、2価以上の金属錯体を好適に用いることができる。
特に、金属錯体を用いた場合には界面活性剤の使用量を低減でき、帯電特性が向上するため特に好ましい。
付着工程では、上記した凝集工程を経て形成された第1の結着樹脂を含む凝集粒子の表面に、第2の結着樹脂からなる樹脂微粒子を付着させることにより被覆層を形成する(以下、凝集粒子表面に被覆層を設けた凝集粒子を「付着樹脂凝集粒子」と称す)。ここで、この被覆層は、後述する融合工程を経て形成される本発明のトナーのシェル層に相当するものである。
被覆層の形成は、凝集工程において凝集粒子を形成した分散液中に、第2の樹脂微粒子分散液を追添加することにより行うことができ、必要に応じて凝集剤等の他の成分も同時に追添加してもよい。
前記付着樹脂凝集粒子を、前記凝集粒子の表面に均一に付着させて被覆層を形成し、前記付着樹脂凝集粒子を後述する融合工程において加熱融合すると、凝集粒子の表面の被覆層に含まれる第2の結着樹脂からなる樹脂微粒子が溶融してシェル層が形成される。このため、シェル層の内側に位置するコア層に含まれる離型剤や、第2の結着樹脂よりもガラス転移温度の低い第1の結着樹脂等の成分が、トナーの表面へと露出することを効果的に防止することができる。
本発明において、この付着工程が行われる回数としては、1回であってもよいし、複数回であってもよい。
加えて、凝集粒子に付着できない第2の結着樹脂として用いられる非結晶性樹脂からなる樹脂微粒子が系内に単独で存在するため、フィルタープレス等で固液分離する場合目詰まりが発生すると共に、トナー化された時にも単独で超微粉として存在するため、特に2成分現像剤においては、キャリア汚染等を引き起こし易くなる場合がある。
しかし、付着性が高まり過ぎるため、付着樹脂凝集粒子同士の付着も発生してしまい、得られるトナーの粒径/粒度分布も崩れてしまう。更に着色剤や必要に応じて添加する離型剤粒子を含まない付着凝集粒子も多数存在することになり、ミクロな白点などによる画質欠陥が生じてしまう場合がある。
なお、付着工程においては、凝集粒子が形成された混合分散液に第2の樹脂微粒子分散液を追添加した分散液は、静置されていてもよいし、ミキサー等により穏やかに攪拌されていてもよい。後者の場合の方が、均一な付着樹脂凝集粒子が形成され易い点で有利である。
シェル層の厚みが20nmより薄くなると、良好な保存性を得ることができない場合がある。また、シェル層の厚みが500nmを超えると低温定着性を阻害する場合がある。
これにより、付着工程において、コア層となる凝集粒子の表面に均一にシェル層形成用の樹脂微粒子を付着させることができ、形状係数SF1が115から145までの形状のトナーを得ることが容易となる。
・式(2) 350 ≦ Z×Y/X ≦ 1100
融合工程においては、加熱を行うことにより付着工程で得られた付着樹脂凝集粒子を融合させる。融合工程は、第1の態様のトナーの場合には第2の結着樹脂のガラス転移温度以上に付着樹脂凝集粒子を加熱することにより実施されることが好ましく、第2の態様のトナーの場合には前記第1の結着樹脂に含まれる前記結晶性樹脂の融点、および、前記第2の結着樹脂に含まれる前記非結晶性樹脂のガラス転移温度の双方よりも高い温度で、前記付着樹脂凝集粒子を加熱することにより実施されることが好ましい。
融合の時間としては、加熱の温度が高ければ短い時間で足り、加熱の温度が低ければ長い時間が必要である。即ち、融合の時間は、加熱の温度に依存するので一概に規定することはできないが、一般的には30分〜10時間である。
なお、融合工程においては、加熱と同時に架橋反応を実施してもよく、あるいは、融合が終了した後に、架橋反応を実施してもよい。
融合工程を経て得られた融合粒子は、ろ過などの固液分離や、洗浄、乾燥を実施する。これにより外添剤が添加されない状態のトナーが得られる。
この場合、トナーとして十分な帯電特性、信頼性を確保するために、十分に洗浄することが好ましい。洗浄工程では、硝酸・硫酸・塩酸などの酸や水酸化ナトリウムに代表されるアルカリ溶液で処理し、イオン交換水等で洗浄するとより顕著な洗浄効果を得ることができる。乾燥工程では、通常の振動型流動乾燥法、スプレードライ法、凍結乾燥法、フラッシュジェット法など、任意の方法を採用することができる。トナー粒子は、乾燥後の含水率が好ましくは2質量%以下、より好ましくは1%重量以下に調整することが望ましい。
得られたトナー粒子は、帯電調整、流動性付与、電荷交換性付与等を目的として、シリカ、チタニア、酸化アルミに代表される無機酸化物を添加付着することができる。これらは、例えばV型ブレンダーやヘンシェルミキサー、レディゲミキサー等によって行うことができ、段階を分けて付着させることができる。
無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、塩化セリウム、ベンガラ、酸化クロム、酸化セリウム、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げられる。これらの中でも、シリカ微粒子が好ましく、特に疎水化処理されたシリカ微粒子が好ましい。
更に必要に応じ、超音波篩分機、振動篩分機、風力篩分機などを使って、トナーの粗大粒子を外添後取り除いても一向にかまわない。
内添剤としては、例えば、フェライト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、マンガン、ニッケル等の金属、合金、またはこれら金属を含有する化合物などの磁性体などが挙げられ、トナー特性としての帯電性を阻害しない程度の量が使用できる。
滑剤としては、例えば、エチレンビスステアリル酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩等が挙げられる。
研磨剤としては、例えば、前述のアルミナ、酸化セリウムなどが挙げられる。
このうちシリカ、チタニアが、粒径、粒度分布、製造性の観点から好ましく用いられ、特に形状が球形であるゾルゲル法を利用して作製されたシリカ粒子が好ましい。
これらの外添剤のトナーに対する添加量は特に制限はないが、0.1〜10質量%の範囲で好ましく用いられ、より好ましくは、0.3〜5質量%程度の範囲である。
これらの外添剤は、疎水化等の表面改質を行なう方が帯電性、現像性を安定させる点で好ましい。表面改質の手段としては従来公知の方法を用いることができ、具体的には上述したシラン、チタネート、アルミネート等の各カップリング処理が挙げられる。
、本発明のトナーの粒子径分布指標は、体積平均粒度分布指標GSDvが1.30以下であることが好ましい。また、体積平均粒度分布指標GSDvと数平均粒度分布指標GSDpとの比〈GSDp/GSDv〉が0.95以上であることが好ましい。
体積平均粒度分布指標GSDvが1.30以下であれば、トナーの粒径分布において、微粉側および粗粉側双方の成分が少なくなるため、現像性、転写性、クリーニング性のいずれにおいても良好な状態を維持することが出来る。また、GSDp/GSDvが0.95以上であれば、特に帯電分布のシャープなトナーを得ることができ、現像性・転写性に優れ、高画質な画像を得ることができる。
さらに、本発明のトナーは、その形状係数SF1が、100〜150の範囲内であることが好ましい。形状係数SF1が110未満の場合にはクリーニング不良が発生する場合があり、150を超える場合は、転写効率が低下してしまう場合がある。
本発明の静電潜像現像用現像剤(以下、「現像剤」と略す場合がある)は、本発明のトナーを含有するものであれば特に制限はなく、トナーを単独で用いる一成分系の現像剤であってもよく、トナーとキャリアとを含む二成分系の現像剤であってもよい。なお、一成分系の現像剤の場合には、磁性金属微粒子を含むトナーが用いられる。
例えばキャリアを用いる場合のそのキャリアとしては、特に制限はなく、それ自体公知のキャリアが挙げられ、例えば、特開昭62−39879号公報、特開昭56−11461号公報等に記載された樹脂被覆キャリア等の公知のキャリアが挙げられる。
キャリアの具体例としては、以下の樹脂被覆キャリアが挙げられる。キャリアの核体粒子としては、通常の鉄粉、フェライト、マグネタイト造型物などが挙げられ、その体積平均粒径は、30〜200μm程度の範囲である。
静電潜像現像剤における前記本発明の静電潜像現像用トナーとキャリアとの混合比としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
また、このような効果をより確実に得る為には、現像剤に用いられるトナーの粒度分布を表す指標である(D75v/D25v)1/2は1.3以下であることが好ましく、現像剤に用いられるキャリア粒度分布を表す指標である(D75v/D25v)1/2は1.3以下であることが好ましい。
なお、D75v、D25vは後述するトナー等の粒径、粒度分布測定方法により求められる値であり、詳細については後述するが、D75v、D25vは、測定された粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積についてに小径側から累積分布を描き、累積75%、25%となる粒径を意味する。
次に、本発明のトナーを用いた画像形成方法および画像形成装置について説明する。本発明のトナーは公知の電子写真方式を利用した画像形成方法に利用できるが、具体的には以下の工程を有する画像形成方法において利用することができる。
すなわち、潜像担持体表面を帯電する帯電工程と、帯電された潜像担持体表面を画像情報に応じて露光することにより静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、トナー像を記録媒体表面に転写する転写工程と、記録媒体表面に転写されたトナー像を加熱加圧して定着する定着工程とを含む画像形成方法であることが好ましい。なお、この他にも他の工程を有していてもよい。例えば、トナー像を転写した後の潜像担持体表面に残留するトナーをクリーニングするクリーニング工程を有することが好ましい。また、転写工程は、潜像担持体から記録媒体へのトナー像の転写を媒介する中間転写体を用いたものであってもよい。
なお、本発明のトナーは低温定着が可能であるため、画像形成時のエネルギー消費量を従来よりもより一層抑制することが可能である。
<各種粒子の測定方法>
まず、以下の実施例、比較例で使用するトナー等、各種粒子の測定・評価方法について説明する。
結着樹脂微粒子、着色剤粒子、離形剤粒子の粒子径は、レーザー回析式粒度分布測定装置(LA−700堀場製作所製)により測定した。
粒径や粒径分布指標は、コールターマルチマイザーII(ベックマンーコールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマンーコールター社製)を使用した。
測定法としては分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液2ml中に測定試料を0.5〜50mg加える。これを前記電解液100〜150ml中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1分間分散処理を行い、前記コールターマルチマイザーII型により、アパーチャー径として100μmアパーチャーを用いて2〜60μmの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布、個数平均分布を求める。
測定された粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積、個数、それぞれに小径側から累積分布を描き、累積16%となる粒径を体積についてはD16v、個数についてはD16pと定義し、累積50%となる粒径を、体積についてはD50v、個数についてはD50pと定義する。同様に累積84%となる粒径についても、D84v、D84pと定義する。ここで体積平均粒径はD50vを意味し、体積平均粒度分布指標(GSDv)は、(D84v/D16v)0.5で表され、数平均粒度分布指標(GSDp)は(D84p/D16p)0.5で表される。
トナーの形状係数SF1は、スライドグラス上に散布したトナーの光学顕微鏡像をビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置に取り込み、50個以上のトナーの最大長と、トナーの投影面積とを測定して、下式(3)により算出した。なお、計算に際しては、トナー50個以上の平均値として求めた。
・式(3) SF1=((トナー径の絶対最大長)2/トナーの投影面積)×(π/4)×100
結着樹脂の分子量の測定においては、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)として「HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー(株)社製)装置」を用い、カラムとして「TSKgel、SuperHM−H(東ソー(株)社製6.0mmID×15cm)」を2本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いた。
測定は、試料濃度0.5%、流速0.6ml/min.、サンプル注入量10μl、測定温度40℃、IR検出器を用いて実施した。また、検量線は東ソー社製「polystylene標準試料TSK standard」:「A−500」、「F−1」、「F−10」、「F−80」、「F−380」、「A−2500」、「F−4」、「F−40」、「F−128」、「F−700」の10サンプルから作製した。
<樹脂微粒子分散液Aの調整>
・スチレン(和光純薬製):270質量部
・nブチルアクリレート(和光純薬製):140質量部
・β力ルボキシエチルアクリレート(ローディア日華製):12質量部
・1’10デカンジオールジアクリレート(新中村化学製):1.5質量部
・ドデカンチオール(和光純薬製):6.5質量部
以上の成分を混合溶解した溶液に、アニオン性界面活性剤ダウファックス(ダウケミカル社製)4質量部をイオン交換水550質量部に溶解した溶液も加えて、フラスコ中で分散、乳化し10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、更に過硫酸アンモニウム6部を溶解したイオン交換水50質量部を投入した。
これにより体積平均粒径192nm、固形分量43質量%、ガラス転移温度31.3℃、重量平均分子量Mw31000のアニオン性樹脂を含む樹脂微粒子分散液Aを得た。本樹脂の計算SP値は、9.87であった。
・スチレン(和光純薬製):40質量部
・nブチルアクリレート(和光純薬製):60質量部
・メチルメタアクリレート(和光純薬製):310質量部
・β力ルボキシエチルアクリレート(ローディア日華製):12質量部
・1’、10−デカンジオールジアクリレート(新中村化学製):1.5質量部
・ドデカンチオール(和光純薬製):6.5質量部
以上の成分を混合溶解した溶液に、アニオン性界面活性剤ダウファックス(ダウケミカル社製)4質量部をイオン交換水550質量部に溶解した溶液も加えて、フラスコ中で分散、乳化し10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、更に過硫酸アンモニウム6質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入した。
加熱乾燥した三口フラスコに、1’9ノナンジオール29質量部、ビスフェノールAのEO付加物205.2質量部、テレフタル酸ジメチル90質量部、イソフタル酸ジメチル90.0質量部、触媒としてジブチルスズオキシド0.12質量部と、を入れた後、減圧操作により容器内の空気を減圧し、さらに窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で6時間還流を行った。
その後、減圧蒸留にて200℃まで徐々に昇温を行い5時間攪拌し、粘綢な状態となったところでGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフ)にて分子量を確認し、重量平均分子量10500になったところで、減圧蒸留を停止し、空冷しコア層用結着樹脂を得た。酸価は9.8mgKOH/gであった。また、ガラス転移温度は44.9℃であった。
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物(平均付加モル数2.2):400質量部
・トリメチロールプロパン:400質量部
・テレフタル酸:1600質量部
以上の成分を混合した溶液用いた以外は、樹脂微粒子分散液Cの作製と同様の処理を行い、酸価が10.5mgKOH/g、軟化点が110℃になるまで、反応をさせ、重量平均分子量が10500、ガラス転移温度が62.5℃である結着樹脂を得た。
ついでこれを樹脂微粒子分散液Cの調製条件と同様にキャビトロンで乳化分散させ、体積平均粒径0.10μmのアモルファスポリエステル樹脂を含む樹脂微粒子分散液Dを得た。また、樹脂微粒子濃度を20質量%となるように水分量を調整した。本樹脂の計算SP値は、10.21であった。
・スチレン(和光純薬製):315質量部
・nブテルアタリレート(和光純薬製):95質量部
・β力ルボキシエチルアクリレート(ローディア日華製):12質量部
・1’10デカンジオールジアクリレート(新中村化学製):1.5質量部
・ドデカンチオール(和光純薬製):6.0質量部
以上の成分を混合溶解した溶液に、アニオン性界面活性剤ダウファックス(ダウケミカル社製)4質量部をイオン交換水550質量部に溶解した溶液を加えて、フラスコ中で分散、乳化し10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、更に過硫酸アンモニウム6質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入した。
次いで充分に系内の窒素置換を十分に行った後、フラスコを攪拌しながらオイルバスで系内が75℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。
これにより体積平均粒径200nm、固形分量43質量%、ガラス転移温度51.5℃、重量平均分子量Mw31000のアニオン性樹脂を含む樹脂微粒子分散液Eを得た。本樹脂の計算上SP値は9.94であった。
・スチレン(和光純薬製):290質量部
・nブチルアクリレート(和光純薬製):120質量部
・βカルボキシエチルアクリレート(ローディア日華製):12質量部
・1’10デカンジオールジアクリレート(新中村化学製):1.5質量部
・ドデカンチオール(和光純薬製):6.0質量部
以上の成分を混合溶解した溶液に、アニオン性界面活性剤ダウファックス(ダウケミカル社製)4質量部をイオン交換水550質量部に溶解した溶液を加えて、フラスコ中で分散、乳化し10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、更に過硫酸アンモニウム6質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入した。
これにより体積平均粒径195nm、固形分量43質量%、ガラス転移温度41.1℃、重量平均分子量Mw29500のアニオン性樹脂を含む樹脂微粒子分散液Fを得た。本樹脂の計算上SP値は9.90であった。
・カーボンブラック(R330キャボット社製):50質量部
・イオン性界面活性剤(ネオゲンRK、第一工業製薬):4質量部
・イオン交換水:250質量部
以上の成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKAウルトラタラックス)により10分間分散し、次いで超音波分散機を用いて、28KHzの超音波を10分間照射し、体積平均粒径150nmの着色剤粒子を分散させた着色剤分散液Hを得た。
・銅フタロシアニン顔料(BASF社製):50質量部
・イオン性界面活性剤(第一製薬社製、ネオゲンSC):8質量部
・イオン交換水:250質量部
以上の成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKAウルトラタラックス)により10分間分散し、次いで超音波分散機で20分間照射し、体積平均粒径180nmの着色剤粒子を分散させた着色剤分散液Iを得た。
中心粒径90nmのフェライト粒子(MTS010:戸田工業社製)100質量部に対し、表面処理剤としてγアミノプロビルトリエトキシシラン5質量部を純水100質量部に溶解した溶液を添加し、穏やかに30分攪拌しながらフェライト粒子表面に被覆層を形成した。
次いで、これに界面活性剤としてネオゲンSC(第一工業製薬社製)を5質量%の割合で入れ、40℃に加温し、30分間撹拌し、磁性金属微粒子の表面に界面活性剤を吸着させた磁性金属微粒子分散液Hを得た。
フェライト粒子を粒子径120nmのEPM012S1(戸田工業社製)に代え、表面処理剤をイソプロピルチタニウムトリイソステアレートに代え、界面活性剤をドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(添加量8.4質量部)に代えた以外は、磁性金属微粒子の調整1と同様に操作し、磁性金属微粒子分散液Iを得た。
フェライト粒子表面を表面処理剤で処理しなかった以外は、磁性金属微粒子分散液Hと全く同様の方法で磁性金属微粒子分散液Jを作製した。
フェライト粒子を粒子径300nmのMTH009F(戸田工業社製)に代え、表面処理を行わずに用いた以外は、磁性金属微粒子分散液Iと全く同様な方法で磁性金属微粒子分散液Kを得た。
・パラフィンワックス FNP0090(融点90.2℃ 日本精鑞社製):50質量部
・イオン性界面活性剤(ネオゲン RK、第一工業製薬):5質量部
・イオン交換水:200質量部
以上の成分を混合した溶液を95℃に加熱して、IKA製ウルトラタラックスT50にて十分に分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、体積平均径220nm、固形分量25質量%の離型剤分散液を得た。
パラフィンフックス FNP0090(融点90.2℃ 日本精鑞社製)の代わりに、ポリエチレンワックス PW725(融点104℃ 東洋ペトロライト製)を用いた以外は、離型剤分散液Lの調整と全く同様の操作をし、体積平均粒径210nmの離型剤分散液Mを得た。
<トナー母粒子O1の製造>
・樹脂微粒子分散液A:80質量部
・着色剤分散液H:30質量部
・離型剤分散液L:30質量部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコ中において攪拌しながら20℃に調整、その後ウルトラタラックスT50で十分に混合・分散した。
次いで、これにポリ塩化アルミニウム1.2質量部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。その後加熱用オイルバスで攪拌しながらフラスコを30℃まで加熱した。30℃で60分保持した後、ここに樹脂微粒子分散液Bを緩やかに40質量部を追加した。
反応終了後、冷却し、濾過、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引ろ過により固液分離を施した。これを更に40℃のイオン交換水3Lに再分散し、15分300rpmで攪拌・洗浄した。
この時の粒度をコールターマルチマイザーIIにて測定したところ体積平均粒径は6.5μmであった。体積平均粒度分布指標GSDvは1.20であった。
・樹脂微粒子分散液C:170質量部
・着色剤分散液I:30質量部
・離型剤分散液M:30質量部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコの中において攪拌しながら20℃に調整、その後加熱用オイルバスでウルトラタラックスT50で分散しながら、ポリ塩化アルミニウム1.4質量部を加え、45℃まで昇温し、50分保持したところで樹脂微粒子分散液Dを60質量部添加、更に系のpHを3.2に調整した。
その後攪拌のみで2時間粒子成長させ、粒子径が6.6μmになったところで系内のpHを9にした。その後、98℃まで再昇温した後、保持中トナーの形状をpH及び保持時間により調整し、形状係数SF1を130に調整した。保持時間は結果的に3時間であった。
これを更に5回繰り返し、濾波のpHが6.6、電気伝導度12μS/cmとなったところで、ヌッチェ式吸引ろ過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続した。
この時の粒度をコールターマルチマイザーIIにて測定したところ体積平均粒径は6.7μmであった。体積平均粒度分布指標GSDvは1.26であった。
樹脂微粒子分散液Aの代わりに樹脂微粒子分散液Fを使用した以外はトナー母粒子O1の製造と全く同様な方法で形状係数SF1が131、体積平均径6.4μmのトナー母粒子Q1を得た。体積平均粒度分布指標GSDvは、1.20であった。
樹脂微粒子分散液Bを樹脂微粒子分散液Aに代えた以外はトナー母粒子O1の製造と全く同様な方法で形状係数SF1が127で体積平均径6.5μmのトナー母粒子R1を得た。体積平均粒度分布指標GSDvは、1.21であった。
樹脂微粒子分散液Bを樹脂微粒子分散液Eに代え、融合時間を6時間にした以外は、トナー母粒子O1の製造と全く同様な方法で形状係数SF1が129で体積平均径6.4μmのトナー母粒子S1を得た。体積平均粒度分布指標GSDvは、1.20であった。
・樹脂微粒子分散液D:175質量部
・着色剤分散液I:30質量部
・離型剤分散液M:30質量部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコの中において攪拌しながら20℃に調整、その後加熱用オイルバスでウルトラタラックスT50で分散しながらポリ塩化アルミニウム1.4質量部を加え更に十分分散させた後、65℃まで昇温し、30分保持したところで樹脂微粒子分散液Bを60質量部添加、更に系のpHを3.2に調整した。その後攪拌のみで1時間粒子成長させ、粒子径が6.3μmになったところで系内のpHを9.5にした。
その後、98℃まで再昇温した後、保持中トナー粒子の形状をpH及び保持時間により調整し、形状係数SF1を130に調整した。保持時間は結果的に3時間であった。
これを更に5回繰り返し、濾液のpHが7.5、電気伝導度23μS/cmとなったところで、ヌッチェ式吸引ろ過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を10時間継続し、トナー母粒子T1を得た。
この時の粒子径をコールターマルチマイザーIIにて測定したところ体積平均粒径は6.9μmであった。体積平均粒度分布指標GSDvは1.26であった。
樹脂微粒子分散液Aを樹脂微粒子分散液Eに変え、凝集時の温度を32℃から50℃に変更した以外は、トナー母粒子O1と全く同様な方法で形状係数SF1が130で体積平均径6.8μmのトナー母粒子U1を得た。体積平均粒度分布指標GSDvは、1.20であった。
樹脂微粒子分散液Bを樹脂微粒子分散液Cに変えた以外は、トナー母粒子O1と全く同様な方法で、形状係数SF1が135で体積平均径6.5μmのトナー母粒子V1を得た。体積平均粒度分布指標GSDvは、1.22であった。
<トナー母粒子O2の製造>
・樹脂微粒子分散液A:80質量部
・磁性金属微粒子分散液H:80質量部
・離型剤分散液L:40質量部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコ中において攪拌しながら20℃に調整、その後ウルトラタラックスT50で十分に混合・分散した。
次いで、これにポリ塩化アルミニウム1.2質量部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。その後加熱用オイルバスで攪拌しながらフラスコを30℃まで加熱した。30℃で50分保持した後、ここに樹脂微粒子分散液Bを緩やかに40質量部を追加した。
反応終了後、冷却し、濾過、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引ろ過により固液分離を施した。これを更に40℃のイオン交換水3Lに再分散し、15分300rpmで攪拌・洗浄した。
この時の粒子径をコールターマルチマイザーIIにて測定したところ体積平均粒径は6.5μmであった。体積平均粒度分布指標GSDvは1.23であった。
・樹脂微粒子分散液C:170質量部
・磁性金属微粒子分散液I:90質量部
・離型剤分散液M:40質量部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコの中において攪拌しながら20℃に調整、その後加熱用オイルバスでウルトラタラックスT50で分散しながら、ポリ塩化アルミニウム1.4質量部を加え、45℃まで昇温し、50分保持したところで樹脂微粒子分散液Dを60質量部添加、更に系のpHを3.2に調整した。
その後、攪拌のみで2時間粒子成長させ、粒子径が6.6μmになったところで系内のpHを9にした。その後、98℃まで再昇温した後、保持中トナーの形状をpH及び保持時間により調整し、形状係数SF1を128に調整した。保持時間は結果的に3時間であった。
これを更に5回繰り返し、濾液のpHが7.2、電気伝導度18μS/cmとなったところで、ヌッチェ式吸引ろ過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空凍結乾燥を12時間継続した。
この時の粒子径をコールターマルチマイザーIIにて測定したところ体積平均粒径は7.1μmであった。体積平均粒度分布指標GSDvは1.22であった。
樹脂微粒子分散液Aの代わりに樹脂微粒子分散液Fを、磁性金属微粒子分散液Hの代わりに磁性金属微粒子分散液Iを使用した以外はトナー母粒子O2の製造と全く同様な方法で形状係数SF1が135、体積平均径6.8μmのトナー母粒子Q2を得た。体積平均粒度分布指標GSDvは、1.21であった。
樹脂微粒子分散液Bを樹脂微粒子分散液Aに代えた以外はトナー母粒子O2の製造と全く同様な方法で形状係数SF1が127で体積平均径6.4μmのトナー母粒子R2を得た。体積平均粒度分布指標GSDvは、1.22であった。
樹脂微粒子分散液Bを樹脂微粒子分散液Eに代え、磁性金属微粒子分散液Hを磁性金属微粒子分散液Jに代え、融合時間を6時間にした以外は、トナー母粒子O2の製造と全く同様な方法で形状係数SF1が134で体積平均径6.4μmのトナー母粒子S2を得た。体積平均粒度分布指標GSDvは、1.20であった。
・樹脂微粒子分散液D:175質量部
・磁性金属微粒子分散液I:80重量害悪
・離型剤分散液M:30質量部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコの中において攪拌しながら20℃に調整、その後加熱用オイルバスでウルトラタラックスT50で分散しながらポリ塩化アルミニウム1.4質量部を加え更に十分分散させた後、50℃まで昇温し、30分保持したところで樹脂微粒子分散液Bを60質量部添加、更に系のpHを3.2に調整した。
その後攪拌のみで1時間粒子成長させ、粒子径が6.3μmになったところで系内のpHを9.5にした。その後、98℃まで再昇温した後、保持中トナーの形状をpH及び保持時間により調整し、形状係数SF1を135に調整した。保持時間は結果的に3時間であった。
これを更に5回繰り返し、濾液のpHが7.5、電気伝導度23μS/cmとなったところで、ヌッチェ式吸引ろ過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を10時間継続し、トナー母粒子T2を得た。
この時の粒子径をコールターマルチマイザーIIにて測定したところ体積平均粒径は6.9μmであった。体積平均粒度分布指標GSDvは1.26であった。
樹脂微粒子分散液Aを樹脂微粒子分散液Eに変え、凝集時の温度を32℃から50℃に変更した以外は、トナー母粒子O2と全く同様な方法で形状係数SF1が132で体積平均径6.8μmのトナー母粒子T2を得た。体積平均粒度分布指標GSDvは、1.22であった。
磁性金属微粒子分散液Jを磁性金属微粒子分散液Kに代えた以外は、トナー母粒子S2の製造方法と全く同一な方法でトナー母粒子V2を得た。得られたトナー母粒子の粒径は、7.3μm、体積平均粒度分布指標GSDvは、1.28であった。しかし、作製途中の濾液を確認したところ、明らかに磁性金属粒子がトナー母粒子中に取り込めておらず、フリー若しくはトナー母粒子表面上に存在することが確認された。
上述したように作製したトナー母粒子O1〜V1およびトナー母粒子O2〜V2に対して、外添剤として体積平均粒径30nmのデシルトリメトキシシラン処理されたチタニアをトナー母粒子100質量部に対して0.8質量部、及び体積平均粒径70nmのヘキサメチルジンラザン処理したシリカ1.2質量部を添加し、5Lヘンシェルミキサー(三井三池加工機(株)製)にて10分間混合し、更にジャイロシフターにて(網目開き45μm)節分し、それぞれトナーA1〜A8、および、トナーB1〜B8(現像剤B1〜B8)を得た。
更にトナー母粒子O1、Q1に対しては、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリカを添加しないトナーを上記と同様な方法で作製し、トナーA9、トナーA10を得た。
作製した二成分系の現像剤A1〜A10については、プロセススピードが可変のDocuColor500(富士ゼロックス社製)改造機を用いて、プロセススピード140mm/secに固定した条件で、定着温度を80〜180℃の範囲で変えて定着テストを実施した。
更に、得られた現像剤A1〜A10に対して、DocuColor500改造機を用いて、定着温度:最低定着温度+20℃、プロセススピード160mm/secで、30℃90%の環境下、5万枚の画質維持性テストを行った。加えて画質維持性テストで得られたサンプルを用いてドキュメント保存性について評価した。
更に得られたトナー/現像剤A1〜A10を、50℃50%、更には55℃50%の環境に60時間放置した後、上記Docucolor500改造機にて、定着温度:最低定着温度+20℃、プロセススピード160mm/secで、1万枚のInltial画質テストを実施した。
更に放置されたトナーに関しては、100gを目開き106μmの網にて手篩にかけ、ブロッキングの状態を観察した。
更に、得られたトナーに関しては、正接損失を動的粘弾性測定から求め、ピークの数およびピークの出現した温度を測定した。
作製した一成分系の現像剤B1〜B8については、プロセススピードが可変のAble3350(富士ゼロックス社製)改造機を用いて、プロセススピード180mm/secに固定した条件で、定着温度を80〜180℃の範囲で変えて定着テストを実施した。
更に、得られた現像剤B1〜B8に対して、Able3350改造機を用いて、定着温度:最低定着温度+20℃、プロセススピード180mm/secで、30℃90%の環境下、1万枚の画質維持性テストを行った。加えて画質維持性テストで得られたサンプルを用いて画像曲げ強度について評価した。
更に得られた現像剤B1〜B8(トナーB1〜B8)を、定着温度:最低定着温度+20℃、プロセススピード180mm/secで、50℃50%、更には55℃50%の環境に60時間放置した後、上記Able3350改造機にて、1千枚のInitial画質テストを実施した。
更に放置されたトナーに関しては、100gを目開き106μmの網にて手篩にかけ、ブロッキングの状態を観察した。
更に、得られたトナーに関しては、正接損失を動的粘弾性測定から求め、ピークの数およびピークの出現した温度を測定した。
正接損失は、正弦波振動法により測定した動的粘弾性から求めた。動的粘弾性の測定にはレオメトリックサイエンティフィック社製ARES測定装置を用いた。動的粘弾性の測定は、トナーを錠剤に成形した後、8mm径のパラレルプレートにセットし、ノーマルフォースを0とした後に6.28rad/secの振動周波数で正弦波振動を与えた。測定は20℃から開始し、100℃まで継続した。
測定時間インターバルは30秒、昇温は1℃/minとした。また、測定を行う前に、20℃から100℃まで10℃間隔で、歪量の応力依存性を確認し、各温度における応力と歪量が線形関係である歪量範囲を求めた。測定中は各測定温度における歪量を0.01%〜0.5%の範囲に維持し、全ての温度において応力と歪量が線形関係になるように制御し、これらの測定結果貯蔵弾性率損失弾性率、正接損失を求めた。
(定着性評価)
定着性の評価は、定着温度を変えた場合のオフセットが起こらなかった最も低い定着温度(最低定着温度)を測定し、以下の基準で評価した。
◎:最低定着温度が100℃未満
○:最低定着温度が100℃以上110℃未満
△:最低定着温度が110℃以上120℃未満
×:最低定着温度が120℃以上130℃未満
××:最低定着温度が130℃以上
各環境において保管後、トナー100gを目開き106μmの標準篩で篩った時の篩い上に残ったトナーの残量を測定し、以下に基準で評価した。
◎:残量が0g
○:残量が0gを超え0.5g未満
△:残量が0.5g以上1.0g未満
×:残量が1.0g以上2.0g未満
××:残量が2.0g以上
各環境においてトナーを保管後、現像剤を作製し、実機に入れてInitial画質(1〜1000枚目)の画質欠陥の状態を確認した。評価基準は以下のとうりである。
◎:感材及び画質上全く問題なし。
○:画質上全く問題なし
△:画質上多少現れるが許容値以下
×:画質上欠陥(黒筋、ぼた落ち)が激しく、許容値以下。
画質維持性の評価は、かぶり、黒筋・ぼた落ち等の欠陥、濃度再現維持性の3点について実施した。
(かぶり)
1万枚印刷後の感光体(潜像担持体)表面、および、1万枚印刷後の画像を形成した印刷物表面のかぶりを目視で観察した。評価基準は以下のとうりである。
◎:感光体上にかぶりなし
○:感光体上にかぶり若干あり
△:感光体上にかぶりあるが、印刷物上にはかぶりなし
×:印刷物上にもかぶりあり
1万枚印刷後の感光体(潜像担持体)表面、及び、1万枚印刷後の画像を形成した印刷物表面の筋・ぼた落ち等の画質欠陥を目視で観察した。評価基準は以下の通りである。
◎:発生なし
○:感材上若干あるが問題無
△:感材上あるがコピー上なし
×:コピー上に現れる
濃度再現維持性は印刷初期の濃度(Ci)と1万枚印刷後の濃度(Ce)とをマクベス濃度計により測定し、その濃度比(Ce/Ci)を求め、以下の基準で判断した。
◎:濃度比が0.8以上1.2以下
○:濃度比が0.65以上0.8未満
△:濃度比が0.5以上0.65未満
X:濃度比が0.5未満
Cin100%画像を白紙に重ね、圧力20g/cm2の荷重をかけ、50℃50%の恒温高湿槽に5日間保存し、保存後の画像移行性を確認した。
◎:白紙部へ全く画像移行していない
〇:はがす時に若干剥れ音がしたが移行していない
△:若干(面積で10%以下)画像が白紙部へ移行している
×:かなり白紙部へ移行している(10%以上)
Cin100%画像を内側にし、2つ折りにし、更に圧力10g/cm2の荷重を1分かけ、その後2つ折りを開き、折れた部分をガーゼで軽くなぞるように拭いたときの画像の抜け具合を目視で評価した。
◎:全く画像欠陥なし
〇:筋が軽くみられる(幅100μm以下)
△:画像欠落があるが、許容できる範囲(幅500μm以下)
×:画像欠陥が激しく許容できない範囲(幅500μm以上)
次に、第2の態様のトナーの実施例について以下に説明する。
<樹脂微粒子分散液XAの調整>
・スチレン(和光純薬製):280質量部
・nブチルアクリレート(和光純薬製):130質量部
・βカルボキシエチルアクリレート(ローディア日華製):12質量部
・1’10デカンジオールジアクリレート(新中村化学製):1.5質量部
・ドデカンチオール(和光純薬製):6.0質量部
以上の成分を混合溶解した溶液に、アニオン性界面活性剤ダウファックス(ダウケミカル社製)4質量部をイオン交換水550質量部に溶解した溶液を加えて、フラスコ中で分散、乳化し10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、更に過硫酸アンモニウム6質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入した。
これにより体積平均粒径210nm、固形分量43質量%、ガラス転移温度36.8℃、重量平均分子量Mw31500のアニオン性樹脂を含む樹脂微粒子分散液XAを得た。本樹脂の計算上SP値は9.96であった。
・スチレン(和光純薬製):45質量部
・nブチルアクリレート(和光純薬製):65質量部
・メチルメタアクリレート(和光純薬製):300質量部
・β力ルボキシエチルアクリレート(ローディア日華製):12質量部
・1’、10−デカンジオールジアクリレート(新中村化学製):1.5質量部
・ドデカンチオール(和光純薬製):6.5質量部
以上の成分を混合溶解した溶液に、アニオン性界面活性剤ダウファックス(ダウケミカル社製)4質量部をイオン交換水550質量部に溶解した溶液も加えて、フラスコ中で分散、乳化し10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、更に過硫酸アンモニウム6質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入した。
加熱乾燥した三口フラスコに、1’9ノナンジオール25質量部、ビスフェノールAのEO(エチレンオキサイド)付加物210質量部、テレフタル酸90質量部、イソフタル酸ジメチル90質量部、触媒としてジブチルスズオキシド0.12質量部と、を入れた後、減圧操作により容器内の空気を減圧し、さらに窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で6時間還流を行った。
その後、減圧蒸留にて200℃まで徐々に昇温を行い5時間攪拌し、粘綢な状態となったところでGPCにて分子量を確認し、重量平均分子量11700になったところで、減圧蒸留を停止し、空冷しコア層用結着樹脂を得た。酸価は11.4mgKOH/gであった。また、ガラス転移温度は47.6℃であった。
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物(平均付加モル数2.2):200質量部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物(平均付加モル数2):200質量部
・イソフタル酸ジメチル:200質量部
・テレフタル酸:200質量部
以上の成分を混合した溶液用いた以外は、樹脂微粒子分散液XCの作製と同様の処理を行い、酸価が10.5mgKOH/g、軟化点が110℃になるまで、反応をさせ、重量平均分子量が12500、ガラス転移温度が65.5℃である結着樹脂を得た。
ついでこれを樹脂微粒子分散液XCの調製条件と同様にキャビトロンで乳化分散させ、体積平均粒径0.14μmのアモルファスポリエステル樹脂を含む樹脂微粒子分散液XDを得た。また、樹脂微粒子濃度を20質量%となるように水分量を調整した。本樹脂の計算SP値は、10.07であった。
加熱乾燥した三口フラスコに、1’10デカンジオール30質量部、ビスフェノールAのEO付加物100質量部、ビスフェノールAのPO付加物90質量部、テレフタル酸70質量部、イソフタル酸ジメチル110質量部、触媒としてジブチルスズオキシド0.12質量部と、を入れた混合物を用いた以外は、樹脂微粒子分散液XCの精製と同様の処理を行い、酸価が10.5mgKOH/g、軟化点が103℃になるまで、反応をさせ、重量平均分子量が9900、ガラス転移温度が41.3℃である結着樹脂を得た。
ついでこれを樹脂微粒子分散液XCの調製条件と同様にキャビトロンで乳化分散させ、体積平均粒径0.18μmのアモルファスポリエステル樹脂を含む樹脂微粒子分散液XEを得た。また、樹脂微粒子濃度を20質量%となるように水分量を調整した。本樹脂の計算上のSP値は、9.83であった。
・スチレン(和光純薬製):315質量部
・nブテルアタリレート(和光純薬製):95質量部
・β力ルボキシエチルアクリレート(ローディア日華製):12質量部
・1’10デカンジオールジアクリレート(新中村化学製):1.5質量部
・ドデカンチオール(和光純薬製):6.0質量部
以上の成分を混合溶解した溶液に、アニオン性界面活性剤ダウファックス(ダウケミカル社製)4質量部をイオン交換水550質量部に溶解した溶液を加えて、フラスコ中で分散、乳化し10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、更に過硫酸アンモニウム6質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入した。
次いで充分に系内の窒素置換を十分に行った後、フラスコを攪拌しながらオイルバスで系内が75℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。
これにより体積平均粒径200nm、固形分量43質量%、ガラス転移温度53.5℃、重量平均分子量Mw31000のアニオン性樹脂を含む樹脂微粒子分散液XFを得た。本樹脂の計算上SP値は9.94であった。
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物(平均付加モル数2.2):100質量部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物(平均付加モル数2):300質量部
・イソフタル酸ジメチル:100質量部
・テレフタル酸:300質量部
以上の成分を混合した溶液用いた以外は、樹脂微粒子分散液XCの作製と同様の処理を行い、酸価が8.5mgKOH/g、軟化点が102℃になるまで反応をさせ、重量平均分子量が10500、ガラス転移温度が66.3℃である結着樹脂を得た。
ついでこれを樹脂微粒子分散液XCの調製条件と同様にキャビトロンで乳化分散させ、体積平均粒径0.14μmのアモルファスポリエステル樹脂を含む樹脂微粒子分散液XGを得た。また、樹脂微粒子濃度を20質量%となるように水分量を調整した。本樹脂の計算SP値は、10.30であった。
加熱乾燥した三口フラスコに、1,8セバシン二酸100.0mol%、および、1,6ヘキサンジオール100mol%と、触媒としてTi(OBu)4(酸成分に対し、0.014重量%)と、を入れた後、減圧操作により容器内の空気を減圧し、さらに窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で5時間還流を行った。その後、減圧蒸留を行い、220℃まで徐々に昇温を行い3時間攪拌し、粘稠な状態となったところでGPCにて分子量を確認し、重量平均分子量14000になったところで、減圧蒸留を停止し、空冷しコア層用結着樹脂を得た。酸価は9.5mgKOH/gであり、融点は72℃であった。
ついで、これを溶融状態のまま、キャビトロンCD1010(株式会社ユーロテック製)に毎分100gの速度で移送した。別途準備した水性媒体タンクには試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈した0.37重量%濃度の希アンモニア水を入れ、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、上記ポリエステル樹脂溶融体と同時に上記キャビトロンに移送した。この状態で、回転子の回転速度が60Hz、圧力が5Kg/cm2の条件でキャビトロンを運転し、平均粒径が0.28μmの結着樹脂分散液を得た。また、樹脂粒子濃度を20重量%となるように水分量を調整した。計算上のSP値は、9.33であった。
加熱乾燥した三口フラスコに、1,10ドテカン二酸100.0mol%、および、1,4ブタンジオール100mol%と、触媒としてTi(OBu)4(酸成分に対し、0.014重量%)と、を入れた後、減圧操作により容器内の空気を減圧し、さらに窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で5時間還流を行った。その後、減圧蒸留を行い、220℃まで徐々に昇温を行い3時間攪拌し、粘稠な状態となったところでGPCにて分子量を確認し、重量平均分子量13000になったところで、減圧蒸留を停止し、空冷しポリエステル結晶性樹脂を得た。酸価は10.6mgKOH/gであり、融点は76℃であった。
ついで、これを溶融状態のまま、キャビトロンCD1010(株式会社ユーロテック製)に毎分100gの速度で移送した。別途準備した水性媒体タンクには試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈した0.37重量%濃度の希アンモニア水を入れ、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、上記ポリエステル樹脂溶融体と同時に上記キャビトロンに移送した。この状態で、回転子の回転速度が60Hz、圧力が5Kg/cm2の条件でキャビトロンを運転し、平均粒径が0.18μmの結晶性樹脂分散液を得た。また、樹脂粒子濃度を20重量%となるように水分量を調整した。計算上のSP値は、9.23であった
・カーボンブラック(R330キャボット社製):50質量部
・イオン性界面活性剤(ネオゲンRK、第一工業製薬):4質量部
・イオン交換水:250質量部
以上の成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKAウルトラタラックス)により10分間分散し、次いで超音波分散機を用いて、28KHzの超音波を10分間照射し、体積平均粒径150nmの着色剤粒子を分散させた着色剤分散液XJを得た。
・銅フタロシアニン顔料(BASF社製):50質量部
・イオン性界面活性剤(第一製薬社製、ネオゲンSC):8質量部
・イオン交換水:250質量部
以上の成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKAウルトラタラックス)により10分間分散し、次いで超音波分散機で20分間照射し、体積平均粒径180nmの着色剤粒子を分散させた着色剤分散液XKを得た。
・パラフィンワックス FNP0090(融点90.2℃ 日本精鑞社製):50質量部
・イオン性界面活性剤(ネオゲン RK、第一工業製薬):5質量部
・イオン交換水:200質量部
以上の成分を混合した溶液を95℃に加熱して、IKA製ウルトラタラックスT50にて十分に分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、体積平均径220nm、固形分量25質量%の離型剤分散液を得た。
パラフィンフックス FNP0090(融点90.2℃ 日本精鑞社製)の代わりに、ペンタエリスリトールベヘン酸エステルWAX WEP6(融点84℃ 日本油脂(株)製)を用いた以外は、離型剤分散液XLの調整と全く同様の操作をし、体積平均粒径210nm、固形分量25質量%の離型剤分散液XMを得た。
<トナー母粒子XOの製造>
・樹脂微粒子分散液XA:260質量部
・結晶性樹脂微粒子分散液XI:80質量部
・着色剤分散液XJ:70質量部
・離型剤分散液XL:80質量部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコ中において650質量部のイオン交換水と伴に攪拌しながら20℃に調整、その後ウルトラタラックスT50で十分に混合・分散した。
次いで、これにポリ塩化アルミニウム0.5質量部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。その後加熱用オイルバスで攪拌しながらフラスコを35℃まで加熱した。35℃で60分保持した後、ここに樹脂微粒子分散液XBを緩やかに95質量部を追加した。
反応終了後、冷却し、濾過、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引ろ過により固液分離を施した。これを更に43℃のイオン交換水3Lに再分散し、15分300rpmで攪拌・洗浄した。
この時の粒度をコールターマルチマイザーIIにて測定したところ体積平均粒径は6.5μmであった。体積平均粒度分布指標GSDvは1.22であった。
・樹脂微粒子分散液XC:510質量部
・結晶性樹脂微粒子分散液XH:100質量部
・着色剤分散液XJ:60質量部
・離型剤分散液XM:75質量部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコの中において330質量部のイオン交換水と伴に混合、攪拌しながら20℃に調整、その後加熱用オイルバスでウルトラタラックスT50で分散しながら、ポリ塩化アルミニウム1.0質量部を加え、45℃まで昇温し、50分保持したところで樹脂微粒子分散液XDを250質量部添加、更に系のpHを3.2に調整した。
その後攪拌のみで2時間粒子成長させ、粒子径が6.6μmになったところで系内のpHを8.5にした。その後、98℃まで再昇温した後、保持中トナーの形状をpH及び保持時間により調整し、形状係数SF1を128に調整した。保持時間は結果的に3時間であった。
これを更に5回繰り返し、濾波のpHが6.6、電気伝導度15μS/cmとなったところで、ヌッチェ式吸引ろ過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続した。
この時の粒度をコールターマルチマイザーIIにて測定したところ体積平均粒径は6.4μmであった。体積平均粒度分布指標GSDvは1.23であった。
樹脂微粒子分散液XCの代わりに樹脂微粒子分散液XEを使用し、離型剤分散液XMの代わりに離型剤分散液XLを使用した以外はトナー母粒子XPの製造と全く同様な方法で形状係数SF1が135、体積平均径6.4μmのトナー母粒子XQを得た。体積平均粒度分布指標GSDvは、1.20であった。
樹脂微粒子分散液XAを樹脂微粒子分散液XFに代え、35℃の保持時間60分を49℃で60分にした以外はトナー母粒子XOの製造と全く同様な方法で形状係数SF1が127で体積平均径6.5μmのトナー母粒子XRを得た。体積平均粒度分布指標GSDvは、1.21であった。
樹脂微粒子分散液XCを樹脂微粒子分散液XGに代え、45℃50分の保持時間を55℃60分に変え、融合時間を6時間にした以外は、トナー母粒子XPの製造と全く同様な方法で形状係数SF1が128で体積平均径6.5μmのトナー母粒子XSを得た。体積平均粒度分布指標GSDvは、1.22であった。
結晶性樹脂微粒子分散液XHを入れずに樹脂微粒子分散液XCの添加量を510質量部から610質量部に変えた以外は、トナー母粒子XPの製造と全く同様な方法で形状係数SF1が130で体積平均径6.5μmのトナー母粒子XTを得た。体積平均粒度分布指標GSDvは、1.21であった。
結晶性樹脂微粒子分散液XHを入れずに樹脂微粒子分散液XEの添加量を510質量部から610質量部に変え、樹脂微粒子分散液XDを樹脂微粒子分散液XCに変えた以外は、トナー母粒子XQの製造と全く同様な方法で形状係数SF1が130で体積平均径6.5μmのトナー母粒子XUを得た。体積平均粒度分布指標GSDvは、1.21であった。
樹脂微粒子分散液XBを樹脂微粒子分散液XFに代えた以外はトナー母粒子XOの製造と全く同様な方法で形状係数SF1が132で体積平均径6.7μmのトナー母粒子XVを得た。体積平均粒度分布指標GSDvは、1.21であった。
上述したように作製したトナー母粒子XO〜XVに対して、外添剤として体積平均粒径30nmのデシルトリメトキシシラン処理されたチタニアをトナー母粒子100質量部に対して0.8質量部、及び体積平均粒径100nmのヘキサメチルジンラザン処理したシリカ1.2質量部を添加し、5Lヘンシェルミキサー(三井三池加工機(株)製)にて10分間混合し、更に風力篩分機ハイボルターNR300(東京機械製)にて(網目開き45μm)篩分し、トナーXA1〜XA8を得た。
更にトナー母粒子XQに対しては、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリカを添加しないトナーを上記と同様な方法で作製し、トナーXA9を得た。
作製した二成分系の現像剤XA1〜XA9については、プロセススピードが可変のDocucolor500(富士ゼロックス社製)改造機を用いて、プロセススピード140mm/secに固定した条件で、定着温度を80〜180℃の範囲で変えて定着テストを実施した。
更に、得られた現像剤XA1〜XA9に対して、DocuColor500改造機を用いて、定着温度:最低定着温度+20 ℃、プロセススピード 160 mm/secで、30℃90%の環境下、5万枚の画質維持性テストを行った。加えて画質維持性テストで得られたサンプルを用いてドキュメント保存性について評価した。
更に得られたトナー/現像剤XA1〜XA9を、50℃50%、更には55℃50%の環境に60時間放置した後、上記Docucolor500改造機にて、定着温度:最低定着温度+20℃、プロセススピード160mm/secで、1万枚のInltial画質テストを実施した。
更に放置されたトナーに関しては、100gを目開き106μmの網にて手篩にかけ、ブロッキングの状態を観察した。
更に、得られたトナーに関しては、正接損失を動的粘弾性測定から求め、ピークの数およびピークの出現した温度を測定した。
正接損失は、正弦波振動法により測定した動的粘弾性から求めた。動的粘弾性の測定にはレオメトリックサイエンティフィック社製ARES測定装置を用いた。動的粘弾性の測定は、トナーを錠剤に成形した後、8mm径のパラレルプレートにセットし、ノーマルフォースを0とした後に6.28rad/secの振動周波数で正弦波振動を与えた。測定は20℃から開始し、100℃まで継続した。
測定時間インターバルは30秒、昇温は1℃/minとした。また、測定を行う前に、20℃から100℃まで10℃間隔で、歪量の応力依存性を確認し、各温度における応力と歪量が線形関係である歪量範囲を求めた。測定中は各測定温度における歪量を0.01%〜0.5%の範囲に維持し、全ての温度において応力と歪量が線形関係になるように制御し、これらの測定結果貯蔵弾性率損失弾性率、正接損失を求めた。
(定着性評価)
定着性の評価は、定着温度を変えた場合のオフセットが起こらなかった最も低い定着温度(最低定着温度)を測定し、以下の基準で評価した。
◎:最低定着温度が100℃未満
○:最低定着温度が100℃以上110℃未満
△:最低定着温度が110℃以上120℃未満
×:最低定着温度が120℃以上130℃未満
××:最低定着温度が130℃以上
各環境において保管後、トナー100gを目開き106μmの標準篩で篩った時の篩い上に残ったトナーの残量を測定し、以下に基準で評価した。
◎:残量が0g
○:残量が0gを超え0.5g未満
△:残量が0.5g以上1.0g未満
×:残量が1.0g以上2.0g未満
××:残量が2.0g以上
各環境においてトナーを保管後、現像剤を作製し、実機に入れてInitial画質(1〜1000枚目)の画質欠陥の状態を確認した。評価基準は以下の通りである。
◎:感材及び画質上全く問題なし。
○:画質上全く問題なし
△:画質上多少現れるが許容値以下
×:画質上欠陥(黒筋、ぼた落ち)が激しく、許容値以下。
画質維持性の評価は、かぶり、黒筋・ぼた落ち等の欠陥、濃度再現維持性の3点について実施した。
(かぶり)
1万枚印刷後の感光体(潜像担持体)表面、および、1万枚印刷後の画像を形成した印刷物表面のかぶりを目視で観察した。評価基準は以下の通りである。
◎:感光体上にかぶりなし
○:感光体上にかぶり若干あり
△:感光体上にかぶりあるが、印刷物上にはかぶりなし
×:印刷物上にもかぶりあり
1万枚印刷後の感光体(潜像担持体)表面、及び、1万枚印刷後の画像を形成した印刷物表面の筋・ぼた落ち等の画質欠陥を目視で観察した。評価基準は以下の通りである。
◎:発生なし
○:感材上若干あるが問題無
△:感材上あるがコピー上なし
×:コピー上に現れる
濃度再現維持性は印刷初期の濃度(Ci)と1万枚印刷後の濃度(Ce)とをマクベス濃度計により測定し、その濃度比(Ce/Ci)を求め、以下の基準で判断した。
◎:濃度比が0.8以上1.2以下
○:濃度比が0.65以上0.8未満
△:濃度比が0.5以上0.65未満
X:濃度比が0.5未満
Cin100%の画像を白紙に重ね、圧力20g/cm2の荷重をかけ、50℃50%の恒温高湿槽に5日間保存し、保存後の画像移行性を確認した。
◎:白紙部へ全く画像移行していない
〇:はがす時に若干剥れ音がしたが移行していない
△:若干(面積で10%以下)画像が白紙部へ移行している
×:かなり白紙部へ移行している(10%以上)
画像光沢性の評価のみは、上述したDocucolor500改造機の代わりに、富士ゼロックス社製のDocu Centre Color500改造機を用い、4個の現像機にすべて同じ現像剤を投入し、4色(回)重ね取り画像でコート紙上Cin400%とし、温度120℃で定着を行い画像を形成した。次に、得られた画像を、偏角光沢計(スガ試験機(株)社製、デジタル変革光沢計)にて、60°光沢度を測定し、以下の基準で評価した。
◎:60°光沢度が40%以上
〇:60°光沢度が30%以上40%未満
△:60°光沢度が20%以上30%未満
×:60°光沢度が20%未満
Claims (4)
- 着色剤と、第1の結着樹脂とを含むコア層と、該コア層を被覆し、第2の結着樹脂を含むシェル層とを有する静電潜像現像用トナーにおいて、
温度が90℃以下の範囲内において、動的粘弾性の正接損失(tanδ)の極大値が2つ存在し、一方の極大値が60℃未満の範囲内に存在し、他方の極大値が60℃以上90℃以下の範囲内に存在することを特徴とする静電潜像現像用トナー。 - 着色剤と、第1の結着樹脂とを含むコア層と、該コア層を被覆し、第2の結着樹脂を含むシェル層とを有するトナーを含む静電潜像現像用現像剤において、
前記トナーとして、温度が90℃以下の範囲内において、動的粘弾性の正接損失(tanδ)の極大値が2つ存在し、一方の極大値が60℃未満の範囲内に存在し、他方の極大値が60℃以上90℃以下の範囲内に存在するトナーを用いることを特徴とする静電潜像現像用現像剤。 - 着色剤と、第1の結着樹脂とを含むコア層と、該コア層を被覆し、第2の結着樹脂を含むシェル層とを有し、
温度が90℃以下の範囲内において、動的粘弾性の正接損失(tanδ)の極大値が2つ存在し、一方の極大値が60℃未満の範囲内に存在し、他方の極大値が60℃以上90℃以下の範囲内に存在する静電潜像現像用トナーの製造方法であって、
前記第1の結着樹脂からなり、体積平均粒径が1μm以下である第1の樹脂微粒子を分散した第1の樹脂微粒子分散液と、着色剤を分散した着色剤分散液とを混合した混合分散液に、凝集剤を添加し、加熱することにより凝集粒子を形成する凝集工程と、
前記凝集粒子が形成された前記混合分散液に、前記第2の結着樹脂からなり、体積平均粒径が1μm以下である第2の樹脂微粒子を分散した第2の樹脂微粒子分散液を添加して、前記凝集粒子の表面に、前記第2の樹脂微粒子を付着させて付着樹脂凝集粒子を形成する付着工程と、
前記付着樹脂凝集粒子を加熱することにより融合する融合工程と、を含むことを特徴とする静電潜像現像用トナーの製造方法。 - 潜像担持体表面を帯電する帯電工程と、帯電された前記潜像担持体表面を画像情報に応じて露光することにより静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を記録媒体表面に転写する転写工程と、前記記録媒体表面に転写された前記トナー像を加熱加圧して定着する定着工程とを含む画像形成方法において、
前記トナーが、着色剤と、第1の結着樹脂とを含むコア層と、該コア層を被覆し、第2の結着樹脂を含むシェル層とを有し、
温度が90℃以下の範囲内において、動的粘弾性の正接損失(tanδ)の極大値が2つ存在し、一方の極大値が60℃未満の範囲内に存在し、他方の極大値が60℃以上90℃以下の範囲内に存在することを特徴とする画像形成方法。
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008156117A1 (ja) * | 2007-06-19 | 2008-12-24 | Canon Kabushiki Kaisha | カラートナー |
JP2009098194A (ja) * | 2007-10-12 | 2009-05-07 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
JP2009122653A (ja) * | 2007-10-24 | 2009-06-04 | Canon Inc | トナー |
JP2012022201A (ja) * | 2010-07-15 | 2012-02-02 | Kao Corp | 電子写真用トナーの製造方法 |
JP2012128385A (ja) * | 2010-01-28 | 2012-07-05 | Ricoh Co Ltd | 定着方法及び該定着方法を用いた画像形成方法、並びに画像形成装置 |
JP2012255957A (ja) * | 2011-06-10 | 2012-12-27 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 静電荷像現像用トナー |
JP2013092770A (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Xerox Corp | トナー組成物 |
JP2014066822A (ja) * | 2012-09-25 | 2014-04-17 | Kyocera Document Solutions Inc | 静電潜像現像用トナーの製造方法 |
JP2014174262A (ja) * | 2013-03-07 | 2014-09-22 | Ricoh Co Ltd | 電子写真画像形成用トナー、画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジ |
EP2833210A1 (en) | 2013-08-01 | 2015-02-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner |
WO2017073167A1 (ja) * | 2015-10-29 | 2017-05-04 | 株式会社リコー | トナー、トナー収容ユニット、画像形成装置、及び画像形成方法 |
-
2005
- 2005-09-22 JP JP2005276748A patent/JP2006293285A/ja active Pending
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5183632B2 (ja) * | 2007-06-19 | 2013-04-17 | キヤノン株式会社 | カラートナー |
WO2008156117A1 (ja) * | 2007-06-19 | 2008-12-24 | Canon Kabushiki Kaisha | カラートナー |
JP2009098194A (ja) * | 2007-10-12 | 2009-05-07 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
JP2009122653A (ja) * | 2007-10-24 | 2009-06-04 | Canon Inc | トナー |
JP2012128385A (ja) * | 2010-01-28 | 2012-07-05 | Ricoh Co Ltd | 定着方法及び該定着方法を用いた画像形成方法、並びに画像形成装置 |
JP2012022201A (ja) * | 2010-07-15 | 2012-02-02 | Kao Corp | 電子写真用トナーの製造方法 |
JP2012255957A (ja) * | 2011-06-10 | 2012-12-27 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 静電荷像現像用トナー |
JP2013092770A (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Xerox Corp | トナー組成物 |
JP2014066822A (ja) * | 2012-09-25 | 2014-04-17 | Kyocera Document Solutions Inc | 静電潜像現像用トナーの製造方法 |
JP2014174262A (ja) * | 2013-03-07 | 2014-09-22 | Ricoh Co Ltd | 電子写真画像形成用トナー、画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジ |
EP2833210A1 (en) | 2013-08-01 | 2015-02-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner |
US9341970B2 (en) | 2013-08-01 | 2016-05-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner |
WO2017073167A1 (ja) * | 2015-10-29 | 2017-05-04 | 株式会社リコー | トナー、トナー収容ユニット、画像形成装置、及び画像形成方法 |
JPWO2017073167A1 (ja) * | 2015-10-29 | 2018-08-16 | 株式会社リコー | トナー、トナー収容ユニット、画像形成装置、及び画像形成方法 |
US10564557B2 (en) | 2015-10-29 | 2020-02-18 | Ricoh Company, Ltd. | Toner, toner stored unit, image forming apparatus, and image forming method |
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