JP2010054674A - 静電潜像現像用トナー、静電潜像現像剤、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 - Google Patents

静電潜像現像用トナー、静電潜像現像剤、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 Download PDF

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Abstract

【課題】クリーニング性及び光沢むらの環境依存性が抑制される静電潜像現像用トナー、並びにそれを用いた静電潜像現像用現像剤、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を提供することである。
【解決手段】結着樹脂と、離型剤と、アルミニウム元素と、を含有し、トナー全体における体積平均粒径をD50Tとし、前記トナー全体におけるアルミニウム元素の含有量をAlt(atom%)とし、前記トナーを分級して体積平均粒径を(2/3)×D50Tとした分級後のトナーにおけるアルミニウム元素の含有量をAls(atom%)としたとき、前記Alt及び前記Alsが下記式(1)の関係を満たす静電潜像現像用トナーである。
120≦(Als/Alt)×100≦200 ・・・ 式(1)
【選択図】なし

Description

本発明は、静電潜像現像用トナー及びその製造方法、並びに静電潜像現像剤、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に関する。
電子写真法においては、一般的に、光導電性物質を利用した感光体(潜像保持体)表面に、種々の手段により電気的に潜像を形成し、形成された潜像を、現像剤を用いて現像しトナー像を形成した後、このトナー像を、必要に応じて中間転写体を介して、紙等の被転写材表面に転写し、加熱、加圧、加熱加圧等により定着する、という複数の工程を経て、画像が形成される。また、感光体表面に残ったトナーは、一般にブレードを用いたクリーニング工程によりクリーニングされる。
被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着技術としては、加熱ロールおよび加圧ロールから構成される一対のロール間に、トナー像が転写された被転写体を挿入し、定着する熱ロール定着法が一般的である。また、同種の技術として、ロールの一方または両方をベルトに代えた定着法も知られている。これらの技術は、他の定着法に比べ、直接画像と接触するため、高速で堅牢な画像が得られ、かつエネルギー効率が高い。
またトナーの製造方法としては、凝集・合一法が提案されている。これらは一般に、乳化重合・強制乳化・転相乳化法等により樹脂粒子分散液を作製し、溶媒に離型剤粒子を分散した離型剤粒子分散液等を作製した後、これらを混合し、トナー粒径に相当する凝集体を形成し、加熱することによって融合・合一させトナーとする製造方法である。
上記の如き凝集・合一法は、材料選択の幅が広いこと、粒度分布が狭いトナーを得られやすいこと、トナー形状の制御が容易であること、多量の離型剤を含有させることが可能であること、等の点で従来の混錬粉砕法とは大きく異なっている。近年のマシンの高速化やこれに伴う省エネルギーの必要性を鑑みると、粒度分布が狭く小粒径のトナーの製造に適する凝集・合一法は優れた特性を有しているといえる。
一方、様々な目的で、表面にアルミニウムを含むトナーが開示されている。例えば、特許文献1には、トナーの流動性確保及び転写率向上を目的として、トナー表面にアルミニウム化合物の粒状塊が固着されたトナーが開示されている。また、特許文献2には、高光沢性で精細な画像を得ることを目的として、トナー表面近傍に含まれるアルミニウム元素及び硫黄元素の含有量が特定の値を持つトナーが開示されている。
特開2004−325912号公報 特開2006−267743号公報
本発明の目的は、クリーニング性及び光沢むらの環境依存性が抑制される静電潜像現像用トナーを提供することである。
上記課題は、以下の本発明により達成される。
すなわち請求項1に係る発明は、
結着樹脂と、離型剤と、アルミニウム元素と、を含有し、
トナー全体における体積平均粒径をD50Tとし、前記トナー全体におけるアルミニウム元素の含有量をAlt(atom%)とし、前記トナーを分級して体積平均粒径を(2/3)×D50Tとした分級後のトナーにおけるアルミニウム元素の含有量をAls(atom%)としたとき、前記Alt及び前記Alsが下記式(1)の関係を満たす静電潜像現像用トナーである。
120≦(Als/Alt)×100≦200 ・・・ 式(1)
請求項2に係る発明は、
前記分級前のトナーにおける形状係数SF1は、100以上140以下である請求項1に記載の静電潜像現像用トナーである。
請求項3に係る発明は、
前記Altは、0.005atom%以上0.10atom%以下である請求項1又は2に記載の静電潜像現像用トナーである。
請求項4に係る発明は、
請求項1から3までのいずれか1項に記載の静電潜像現像用トナーを少なくとも含む静電潜像現像剤である。
請求項5に係る発明は、
画像形成装置に脱着され、少なくとも、前記画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するためのトナーを収納し、
前記トナーは、請求項1から3までのいずれか1項に記載の静電潜像現像用トナーであるトナーカートリッジである。
請求項6に係る発明は、
現像剤保持体を少なくとも備え、請求項4に記載の静電潜像現像剤を収容するプロセスカートリッジである。
請求項7に係る発明は、
潜像保持体と、
前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成させる静電潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、
前記潜像保持体上に形成された前記トナー像を被転写体上に転写する転写手段と、
前記被転写体上に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、
前記潜像保持体をクリーニング部材で摺擦し転写残留成分をクリーニングするクリーニング手段と、を有し、
前記現像剤は、請求項4に記載の静電潜像現像剤である画像形成装置である。
本発明の請求項1に係る発明によれば、前記Alt及び前記Alsが上記式(1)の関係を満たさない場合に比較して、クリーニング性及び光沢むらが抑制される。
請求項2に係る発明によれば、形状係数SF1の値が上記範囲から外れる場合に比較して、高光沢な画像が形成される。
請求項3に係る発明によれば、前記Altが上記範囲から外れる場合に比較して、定着時の光沢度の温度依存性が抑制される。
請求項4に係る発明によれば、トナーの前記Alt及び前記Alsが上記式(1)の関係を満たさない場合に比較して、高温多湿環境におけるクリーニング性が良好であり、かつ、高温定着時における光沢むらが抑制される。
請求項5に係る発明によれば、トナーの前記Alt及び前記Alsが上記式(1)の関係を満たさない場合に比較して、高温多湿環境におけるクリーニング性が良好であり、かつ、高温定着時における光沢むらが抑制される。
請求項6に係る発明によれば、トナーの前記Alt及び前記Alsが上記式(1)の関係を満たさない場合に比較して、高温多湿環境におけるクリーニング性が良好であり、かつ、高温定着時における光沢むらが抑制される。
請求項7に係る発明によれば、トナーの前記Alt及び前記Alsが上記式(1)の関係を満たさない場合に比較して、高温多湿環境におけるクリーニング性が良好であり、かつ、高温定着時における光沢むらが抑制される。
以下、本発明について詳細に説明する。
<静電潜像現像用トナー>
本実施形態の静電潜像現像用トナー(以下、単に「トナー」という場合がある)は、結着樹脂と、離型剤と、アルミニウム元素と、を含有する。またトナーは、トナー全体における体積平均粒径をD50Tとし、トナー全体におけるアルミニウム元素の含有量をAlt(atom%)とし、トナーを分級して体積平均粒径を(2/3)×D50Tとした分級後のトナー(以下、「小径トナー」と称する場合がある。)におけるアルミニウム元素の含有量をAls(atom%)としたとき、Alt及びAlsが下記式(1)の関係を満たすことを特徴とする。
式(1):120≦(Als/Alt)×100≦200
例えばクリーニングブレードを用いたクリーニング工程においては、粒径の大きいトナーの粒子に比べて、粒径の小さいトナーの粒子の方が、クリーニングブレードと感光体との接触部分の奥側(接触位置に近い側)に配置される傾向がある。よって、粒径の小さいトナーの粒子の方が、粒径の大きいトナーに比べて、クリーニングブレードから受ける圧力はより大きくなる。トナーの粒子がクリーニングブレードから受ける圧力に耐えられなくなると、変形(つぶれ)が起こり、感光体等の表面に残存し、フィルム状の付着物が形成される(フィルミング)ことにより、クリーニング性に悪影響を与える場合がある。
しかし、本実施形態のトナーは、Alt及びAlsが上記式(1)を満たすためクリーニング性が向上する。具体的には、本実施形態のトナーは、高温多湿環境(例えば、室温32℃、湿度85%の環境)においても、クリーニング性が良好である。
ここで、Als/Alt×100の値が100よりも大きいことは、小径トナーの方が、小径トナー以外のトナー(分級前のトナーから、分級により小径トナーが除かれた、残りのトナー。以下「大径トナー」と称する場合がある。)に比べて、アルミニウム元素が多く含有されていることを示す。すなわち、Als/Alt×100の値は、トナー中におけるアルミニウム元素の偏在の度合いを示すものである。また本実施形態のトナーは、アルミニウム元素が小径側に偏在したトナーである。
本実施形態のトナーのクリーニング性が良好である理由は定かではないが、以下のように推測される。すなわち、本実施形態のトナーは、トナー中のアルミニウム元素が小径側に適度に偏在しているため、アルミニウム元素の含有量が多い小径トナーは、大径トナーに比べて強固に凝集したものとなっていると推測される。よって、クリーニングブレードから大きな圧力を受けやすい小径トナーが、圧力により変形しにくいものとなっているため、感光体等のフィルミングが抑制され、クリーニング性が向上すると推測される。
一方、トナーの組成が粒径によらず均一である場合、粒径の小さいトナーの粒子が粒径の大きいトナーの粒子よりも速く溶融する傾向があるため、特に高温(例えば160℃)で画像定着を行う場合、画像の光沢むらが生じる場合がある。
しかし、本実施形態のトナーは、Alt及びAlsが上記式(1)を満たすため、特に高温定着時における画像の光沢むらが抑制される。その理由は定かではないが以下のように推測される。上記の通り、相対的にアルミニウム元素の含有量が多い小径トナーは、大径トナーに比べて強固に凝集したものとなっているため、トナーの組成が均一な場合に比べて溶融しにくいと推測される。また大径トナーは、小径トナーに比べて希薄な凝集状態であるため、トナーの組成が均一な場合に比べて溶融しやすくなっていると推測される。したがって、トナーの組成が均一な場合に比べて、小径トナーの溶融速度と大径トナーの溶融速度の差が小さいため、画像の光沢むらが抑制されると推測される。
また、Altが大きいほどトナーの粘性が上がり、トナーの形状は不定形になりやすくなり、光沢は低下しやすくなる。またAltが大きいほどトナーの定着画像の定着温度依存性は小さくなる傾向にある。
トナーを分級して体積平均粒径D50Tを(2/3)×D50Tとする手法としては、エルボージェットによる分級方法が用いられる。エルボージェットにより分級されたトナーの体積平均粒径は、エルボージェットのカットポイントにより決まる。例えば、エルボージェットのカットポイントを(5/6)×D50Tとすることにより、(2/3)×D50Tの体積平均粒径を有するトナー(小径トナー)が得られる。
なお、上記体積平均粒径D50Tの測定は、マルチサイザーII(ベックマン−コールター社製)を用いて、50μmのアパーチャー径で行われる。この際、測定はトナーを電解質水溶液(アイソトン水溶液)に分散させ、超音波により30秒以上分散させた後に行う。小径トナーの体積平均粒径の測定も同様に行う。
トナー全体及び小径トナーにおけるアルミニウム元素の含有量(Alt及びAls)は、蛍光X線強度を定量分析することにより求められる。
具体的には、例えば、まず濃度既知のポリエステル樹脂と硫酸アルミニウムとの混合物約200mgを、直径13mmのIR用錠剤成形器を用いてペレットサンプルとし質量を精秤し、このペレットサンプルの蛍光X線強度測定を行ってピーク強度を求める。同様に硫酸アルミニウム添加量を変更したサンプルについても測定を行い、これらの結果から検量線を作成し、この検量線を用いて実際の測定サンプル中のアルミニウム含有量の定量分析が行われる。なお、蛍光X線強度の測定は、例えば、蛍光X線解析装置(島津製作所社製、XRF−1500)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、測定される。また、このピークに他の元素のピークが重なる場合には、ICP発光分光法や、原子吸光法にて、解析したうえでアルミニウム分の強度を求めてもよい。
Alt及びAlsは、前記の通り、前記式(1)の関係を満たす。すなわち、(Als/Alt)×100の値が120以上200以下である。
(Als/Alt)×100の値が上記範囲よりも低いと、小径トナーの強度が低くなるため圧力による変形が起こりやすくなり、クリーニング特性が低下する場合がある。また高温定着時において、小径トナーがその他のトナーよりも速く溶融することにより、光沢むらが発生する場合がある。
一方、(Als/Alt)×100の値が上記範囲よりも高いと、高温定着時において、小径トナーがその他のトナーよりも遅れて溶融することにより、光沢むらが発生したり、特に金属箔を用いた画像においては画像の不均一が発生したりする場合がある。
またAlt及びAlsは、下記式(2)の関係を満たすことが望ましく、下記式(2’)の関係を満たすことがより望ましい。
式(2):150≦(Als/Alt)×100≦200
式(2’):170≦(Als/Alt)×100≦200
さらにAltは、0.005atom%以上0.10atom%以下であることが望ましく、0.010atom%以上0.050atom%以下であることがより望ましく、0.010atom%以上0.030atom%以下であることがさらに望ましい。Altが上記範囲よりも大きいと、形成された画像の光沢度が下がったり、低温定着性が確保できない場合がある。一方、Altが上記範囲よりも小さいと、定着時に光沢度の温度依存性が生じたりする場合がある。一般に定着ロールに用紙が通過することで定着ロールより熱が奪われ、連続で用紙が通過すると定着ロールに対する熱の供給よりも奪われる熱の方が大きくなり、設定温度に対して低い温度で定着されるため、光沢度の温度依存性が生じる場合がある。
以下、本実施形態におけるトナーの構成をより詳細に説明する。
トナーは、少なくとも、結着樹脂と、離型剤と、アルミニウム元素と、を含有し、必要に応じてその他の成分を含有してもよい。
−結着樹脂−
結着樹脂としては、特に制限はなく、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などの単量体からなる単独重合体、又はこれらを2種以上組み合せて得られる共重合体、さらにはこれらの混合物が挙げられる。
また、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、ポリエーテル樹脂等、非ビニル縮合樹脂、又は、これらと前記ビニル樹脂との混合物や、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等が挙げられる。
本実施形態においては、上記結着樹脂の中でも、ポリエステル樹脂が望ましい。
[ポリエステル樹脂]
ポリエステル樹脂としては、例えば、結晶性ポリエステル樹脂や非結晶性ポリエステル樹脂が用いられ、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たものが挙げられる。なお、前記ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ここで、「結晶性ポリエステル樹脂」とは、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ものを指す。一方、DSCにおいて階段状の吸熱量変化が認められる樹脂は、「非結晶性ポリエステル樹脂」を意味する。
また「結晶性ポリエステル樹脂」は、その構成成分が100%ポリエステル構造であるポリマー以外にも、ポリエステルを構成する成分と他の成分とを共に重合してなるポリマー(共重合体)も意味する。但し、後者の場合には、ポリマー(共重合体)を構成するポリエステル以外の他の構成成分が50質量%以下である。
(結晶性ポリエステル樹脂)
結晶性樹脂を構成する重合性単量体成分としては、結晶構造を容易に形成するため、芳香族成分を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族成分を有する重合性単量体が望ましい。さらに結晶性を損なわないために、構成される重合性単量体由来成分は、重合体中で単一種で各々30mol%以上であることが望ましい。特にポリエステル樹脂などにおいて2種以上の重合性単量体類が必須で構成される際には、各必須構成重合性単量体種において同上の構成であることが望ましい。
結晶性ポリエステル樹脂は、上記の通り、例えば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
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。
3価以上のカルボン酸としては、例えば、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸等、及びこれらの無水物やこれらの低級アルキルエステルなどが挙げられる。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。
また、酸成分としては、前記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てもよい。
さらに、前記脂肪族ジカルボン酸や芳香族ジカルボン酸の他に、2重結合を持つジカルボン酸成分を含有してもよい。
多価アルコール成分としては、脂肪族ジオールが好ましく、主鎖部分の炭素数が7から20である直鎖型脂肪族ジオールがより望ましい。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、融点が降下してしまう場合がある。また、主鎖部分の炭素数が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、融解温度が高くなり、低温定着が困難となることがある一方、主鎖部分の炭素数が20を超えると実用上の材料の入手が困難となり易い。主鎖部分の炭素数としては14以下であることがより望ましい。
結晶性ポリエステルの合成に好適に用いられる脂肪族ジオールとしては、具体的には、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,14−エイコサンデカンジオールなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらのうち、入手容易性を考慮すると1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオールが望ましい。
3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどが挙げられる。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。
多価アルコール成分のうち、前記脂肪族ジオールの含有量が80モル%以上であることが好ましく、より望ましくは90%以上である。脂肪族ジオールの含有量が80モル%未満では、ポリエステル樹脂の結晶性が低下し、融解温度が降下する為、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。
なお、必要に応じて酸価や水酸基価の調製等の目的で、多価カルボン酸や多価アルコールを合成の最終段階で添加してもよい。多価カルボン酸の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、などの芳香族カルボン酸類;無水マレイン酸、フマル酸、コハク酸、アルケニル無水コハク酸、アジピン酸などの脂肪族カルボン酸類;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式カルボン酸類等が挙げられる。
多価アルコールの例としては、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、グリセリンなどの脂肪族ジオール類;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などの脂環式ジオール類;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などの芳香族ジオール類等が挙げられる。
結晶性ポリエステル樹脂の製造は、例えば、重合温度を180から230℃として行い、必要に応じて反応系内を減圧にし、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。
重合性単量体が、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てもよい。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重合性単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い重合性単量体とその重合性単量体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共に重縮合させるとよい。
結晶性ポリエステル樹脂の製造の際に使用される触媒としては、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金属化合物;マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属化合物;亜鉛、マンガン、アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウム、ゲルマニウム等の金属化合物;亜リン酸化合物;リン酸化合物;及びアミン化合物等が挙げられる。
具体的には、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。
結晶性ポリエステル樹脂の融点は50から100℃の範囲にあることが望ましく、55から90℃の範囲にあることがより望ましく、60から85℃の範囲にあることがさらに望ましい。融点が50℃を下回ると、保管トナーにブロックキングが生じるなどのトナー保管性や、定着後の定着画像の保管性が困難となる場合がある。また、融点が100℃を超える場合では十分な低温定着性が得られない場合がある。
なお、上記結晶性ポリエステル樹脂の融点は、前記の示差走査熱量測定(DSC)により得られた吸熱ピークのピーク温度として求めた。
結晶性ポリエステル樹脂の酸価(樹脂1gを中和するに必要なKOHのmg数)は、3.0から30.0mgKOH/gの範囲であることが望ましく、6.0から25.0mgKOH/gの範囲にあることがより望ましく、8.0から20.0mgKOH/gの範囲にあることがさらに望ましい。
酸価が3.0mgKOH/gよりも低いと水中への分散性が低下するため、湿式製法での乳化粒子の作製が非常に困難となる場合がある。また凝集の際における乳化粒子としての安定性が著しく低下するため、効率的なトナーの作製が困難になる場合がある。一方、酸価が30.0mgKOH/gを超えると、トナーとしての吸湿性が増してしまい、トナーとしての環境影響を受けやすくなることがある。
また、結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、6,000から35,000であることが望ましい。分子量(Mw)が、6,000未満であると、定着の際にトナーが紙等の記録媒体の表面へしみ込んで定着ムラを生じたり、定着画像の折り曲げ耐性に対する強度が低下する場合がある。また、重量平均分子量(Mw)が35,000を超えると、溶融時の粘度が高くなりすぎて定着に適当な粘度まで至るための温度が高くなることがあり、結果として低温定着性が損なわれる場合がある。
上記重量平均分子量の測定は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定される。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120を用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行った。重量平均分子量は、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したものである。
トナーにおける結晶性ポリエステル樹脂の含有量としては、3から40質量%の範囲であることが望ましく、より望ましく4から35質量%の範囲であり、さらに望ましくは5から30質量%の範囲である。結晶性ポリエステル樹脂の含有量が3質量%未満であると、十分な低温定着性が得られない場合があり、40質量%より多いと、十分なトナー強度や定着画像強度が得られず、また帯電性への悪影響も生じてしまう場合がある。
以上の結晶性ポリエステル樹脂を含む結晶性樹脂は、脂肪族重合性単量体を用いて合成された結晶性ポリエステル樹脂(以下、「結晶性脂肪族ポリエステル樹脂」という場合がある)を主成分(50質量%以上)とすることが望ましい。さらにこの場合、前記結晶性脂肪族ポリエステル樹脂を構成する脂肪族重合性単量体の構成比は、60mol%以上であることが望ましく、90mol%以上であることがより望ましい。なお、脂肪族重合性単量体としては、前述の脂肪族のジオール類やジカルボン酸類が好適に用いられる。
(非結晶性ポリエステル樹脂)
非結晶性ポリエステル樹脂は結晶性ポリエステル樹脂との相溶性が高く、結晶性ポリエステル及び非結晶性ポリエステル樹脂を含むトナーは、結晶性ポリエステル樹脂の融解温度における低粘度化に伴い非結晶性ポリエステル樹脂も低粘度化する。そのため、トナーとしてのシャープメルト性(鋭敏な溶融特性)が得られ、低温定着性に有利である。
また、非結晶性ポリエステル樹脂は結晶性ポリエステル樹脂との濡れ性が良好なことから、結晶性ポリエステル樹脂のトナー内部への分散性が向上し、結晶性ポリエステル樹脂のトナー表面への露出を抑制するため、帯電性への悪影響が抑制される。またこの理由により、トナーの強度や定着画像の強度向上の観点でも望ましい。
非結晶性ポリエステル樹脂としては、例えば多価カルボン酸類と多価アルコール類との縮重合により得られるものである。
多価カルボン酸の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、などの芳香族カルボン酸類;無水マレイン酸、フマール酸、コハク酸、アルケニル無水コハク酸、アジピン酸などの脂肪族カルボン酸類;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式カルボン酸類;が挙げられ、これらの多価カルボン酸を1種又は2種以上用いられる。これら多価カルボン酸の中でも、芳香族カルボン酸を用いることが望ましく、また良好なる定着性を確保するために架橋構造あるいは分岐構造をとるためにジカルボン酸とともに3価以上のカルボン酸(トリメリット酸やその酸無水物等)を併用することが望ましい。
非結晶性ポリエステル樹脂における多価アルコールの例としては、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、グリセリン、などの脂肪族ジオール類;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などの脂環式ジオール類;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などの芳香族ジオール類が挙げられる。これら多価アルコールの1種又は2種以上用いられる。これら多価アルコールの中でも、芳香族ジオール類、脂環式ジオール類が好ましく、このうち芳香族ジオールがより望ましい。また、より良好なる定着性を確保するため、架橋構造あるいは分岐構造をとるためにジオールとともに3価以上の多価アルコール(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)を併用してもよい。
非結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は50から80℃の範囲であることが望ましい。Tgが50℃より低いと、トナーの保存性や定着画像の保存性の観点で問題が生じてしまう場合がある。また80℃より高いと、従来に比べ低温で定着することができなくなる場合がある。
非結晶性ポリエステル樹脂のTgは50から65℃であることがより望ましい。
なお、上記非結晶性ポリエステル樹脂の製造は、前記結晶性ポリエステル樹脂の場合に準じて行われる。
[スチレン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、及びこれらの共重合樹脂]
スチレン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、スチレン−(メタ)アクリル系共重合樹脂は、例えば、下記のスチレン系単量体及び(メタ)アクリル酸系単量体を、単独又は適宜組み合わせて公知の方法により製造される。
スチレン系単量体としては、具体的には、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルナフタレンや、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−エチルスチレン、3−エチルスチレン、4−エチルスチレン等のアルキル鎖を持つアルキル置換スチレン、2−クロロスチレン、3−クロロスチレン、4−クロロスチレン等のハロゲン置換スチレン、4−フルオロスチレン、2,5−ジフルオロスチレン等のフッ素置換スチレン等が挙げられる。また、(メタ)アクリル酸系単量体としては、具体的には、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸n−メチル、(メタ)アクリル酸n−エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ペンチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸n−ヘプチル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸n−デシル、(メタ)アクリル酸n−ドデシル、(メタ)アクリル酸n−ラウリル、(メタ)アクリル酸n−テトラデシル、(メタ)アクリル酸n−ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸n−オクタデシル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸アミル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸イソヘキシル、(メタ)アクリル酸イソヘプチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ビフェニル、(メタ)アクリル酸ジフェニルエチル、(メタ)アクリル酸t−ブチルフェニル、(メタ)アクリル酸ターフェニル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t−ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−βカルボキシエチル、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。これらのモノマーを適宜組み合わせて公知の方法により製造される。
スチレン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、及びこれらの共重合樹脂を結着樹脂として使用する場合、重量平均分子量Mwが20,000以上100,000以下、数平均分子量Mnが2,000以上30,000以下の範囲のものを使用することが望ましい。他方、ポリエステル樹脂を結着樹脂として使用する場合は、重量平均分子量Mwが5,000以上40,000以下、数平均分子量Mnが2,000以上10,000以下の範囲のものを使用することが望ましい。
また、スチレン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、及びこれらの共重合樹脂のガラス転移温度は、40℃以上80℃以下の範囲にあるのが望ましい。ガラス転移温度が上記範囲であることにより、耐熱ブロッキング性及び最低定着温度が維持される。
−離型剤−
離型剤としては、公知の離型剤であれば特に限定されないが、例えば、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等の天然ワックス;低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、サゾールワックス、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、パラフィンワックス、モンタンワックス等の合成或いは鉱物・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;などが挙げられるが、これに限定されるものではない。また、これらの離型剤は、1種単独で用いても良く、2種以上併用しても良い。
離型剤の融点は、保存性の観点から、50℃以上であることが望ましく、60℃以上であることがより望ましい。また、耐オフセット性の観点から、110℃以下であることが望ましく、100℃以下であることがより望ましい。
離型剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対して、2から30質量部の範囲内であることが望ましく、3から20質量部の範囲内であることがより望ましい。離型剤の含有量が2質量部未満であると離型剤添加の効果がなくなり、高温でのホットオフセットを引き起こす場合がある。一方、30質量部を超えると、帯電性に悪影響を及ぼす場合があると共に、トナーの機械的強度が低下する傾向にあり、現像機内でのストレスで破壊されやすくなって、キャリア汚染などを引き起こす場合がある。
−着色剤−
本実施形態のトナーは、着色剤を含んでもよい。着色剤としては、公知の着色剤であれば特に限定されず、染料であっても顔料であってもかまわないが、耐光性や耐水性の観点から顔料が望ましい。着色剤として具体的には、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック、ベンガラ、紺青、酸化チタン等の無機顔料、ファストイエロー、ジスアゾイエロー、ピラゾロンレッド、キレートレッド、ブリリアントカーミン、パラブラウン等のアゾ顔料;銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン顔料;フラバントロンイエロー、ジブロモアントロンオレンジ、ペリレンレッド、キナクリドンレッド、ジオキサジンバイオレット等の縮合多環系顔料;等が挙げられる。
さらに具体的には、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、パーマネントオレンジGTR、ピラロゾンオレンジ、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、デュポンオイルレッド、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、メチ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、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・57:1、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3などの種々の顔料などが例示され、これらを1種または2種以上を併せて使用される。
着色剤の含有量としては、結着樹脂100質量部に対して、1から30質量部の範囲が望ましく、また、必要に応じて表面処理された着色剤を使用したり、顔料分散剤を使用することも有効である。前記着色剤の種類を選択することにより、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー等が得られる。
−その他の成分−
トナーには、上記成分以外にも、更に必要に応じて内添剤、帯電制御剤、無機粉体(無機粒子)、有機粒子等の種々の成分を添加してもよい。
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、ニッケル、マンガン等の金属、合金、またはこれら金属を含む化合物などの磁性体等が挙げられる。
上記磁性体等を含有させて磁性トナーとして用いる場合、これらの強磁性体は平均粒子が2μm以下が望ましく、0.1から0.5μm程度のものがより望ましい。トナー中に含有させる量としては樹脂成分100質量部に対し20から200質量部が望ましく、特に樹脂成分100質量部に対し40から150質量部が望ましい。また、10Kエルステッド印加での磁気特性が保磁力(Hc)20から300エルステッド、飽和磁化(σs)50から200emu/g、残留磁化(σr)2から20emu/gのものが望ましい。
帯電制御剤としては、例えば4級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミ、鉄、クロムなどの錯体から構成される染料、トリフェニルメタン系顔料などが挙げられる。
トナーは、粘弾性調整を目的として、無機粉体を含んでもよい。無機粉体としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、燐酸カルシウム、酸化セリウム等の下記に詳細に列挙する、通常トナー表面の外添剤として使用されるすべての無機粒子が挙げられる。
トナー表面に外添される外添剤である無機粒子や有機粒子としては、具体的には以下のものが挙げられる。
無機粒子としては、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、窒化ケイ素等が挙げられる。中でも、シリカ粒子や酸化チタン粒子が望ましく、疎水化処理された粒子が特に望ましい。
無機粒子は、一般に流動性を向上させる目的で使用される。前記無機粒子の1次粒径としては、1から200nmの範囲が望ましく、その添加量としては、トナー100質量部に対して、0.01から20質量部の範囲が望ましい。
有機粒子は、一般にクリーニング性や転写性を向上させる目的で使用され、具体的には例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂粉末、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート等が挙げられる。
−トナーの特性−
トナー全体の体積平均粒径(D50T)は、3μm以上7μm以下の範囲であることが望ましい。D50Tが上記範囲より小さいと、トナー流動性が低下し、各粒子の帯電性が低下しやすく、また帯電分布が広がるため、背景へのかぶりや現像器からのトナーこぼれ等が生じやすくなる。D50Tが上記範囲より大きいと、解像度が低下するため、十分な画質が得られなくなり、近年の高画質要求を満たすことが困難となる場合がある。
トナー全体の体積粒度分布における、小粒径側個数粒度分布指標GSDp−underは、良好なクリーニング維持性の観点から、1.15から1.30の範囲であることが望ましく、より望ましくは1.15から1.25の範囲である。GSDp−underが1.30を超えると、良好なクリーニング維持性を得ることが困難となる場合がある。なお、GSDp−underを1.15未満とすることは、実際上困難である。
小粒径側個数粒度分布指標GSDp−underは以下のように求められる。前記D50Tを測定する場合に準じて、測定器としてマルチサイザーII(ベックマン−コールター社製)を用いて測定されたトナーの粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、個々のトナー粒子の個数について小径側から累積分布を描き、累積16%となる粒径を数平均粒径D16pとし、累積50%となる粒径をD50pとしたとき、小粒径側個数粒度分布指標GSDp−underは(D50p/D16p)として算出される。
本実施形態のトナーは、形状係数SF1が100以上140以下であることが好ましい。形状係数SF1が上記範囲であることにより、転写効率及び画像の緻密性が向上するため高画質な画像が形成され、また高光沢な画像が形成される。
トナーの形状係数SF1を上記範囲とする方法としては、例えば、湿式製法である乳化凝集法によりトナーを作製する方法が挙げられる。乳化凝集法等の湿式製法を用いてトナーを製造することにより、形状係数SF1が上記範囲であるトナーが作製される。
ここで上記形状係数SF1は、下記式(8)により求められる。
SF1=(ML/A)×(π/4)×100 ・・・ 式(8)
上記式(8)中、MLはトナー粒子の絶対最大長、Aはトナー粒子の投影面積を各々示す。
前記SF1は、主に顕微鏡画像または走査型電子顕微鏡(SEM)画像を画像解析装置を用いて解析することによって数値化され、例えば、以下のようにして算出される。すなわち、スライドガラス表面に散布した高級アルコール粒子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、100個の粒子の最大長と投影面積を求め、上記式(8)によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
−トナーの製造方法−
トナーの製造方法としては、乾式製法と湿式製法とが挙げられるが、トナーの形状係数SF1を上記範囲とする観点から、湿式製法を採用することが望ましい。
湿式製法としては、例えば、乳化凝集法、溶融懸濁法、溶解懸濁法等が挙げられる。この中では、乳化凝集法が粒度分布の制御、特に小粒径側の分布狭化の観点で望ましい。
また、湿式製法の中でも、Alt及びAlsが前記式(1)の関係を満たすトナーを製造する方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。
具体的には、例えば、結着樹脂の粒子を分散した樹脂粒子分散液を調整する樹脂粒子分散液調整工程と、離型剤の粒子を分散した離型剤粒子分散液を調整する離型剤粒子分散液調整工程と、樹脂粒子分散液、離型剤粒子分散液、及びアルミニウム元素を含む凝集剤(以下、「アルミニウム含有凝集剤」と称する場合がある)を混合し、樹脂粒子及び離型剤粒子を凝集させて第1凝集粒子を調整する第1凝集粒子調整工程と、第1凝集粒子調整工程よりも高いpHにおいて第1凝集粒子を成長させ、第1凝集粒子よりも粒径の大きい第2凝集粒子を調整する第2凝集粒子調整工程と、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液を、結着樹脂のガラス転移温度以上の温度に加熱して融合・合一する融合・合一工程と、を含むトナーの製造方法が挙げられる。
以下、各工程について詳細に説明する。
[分散液調整工程]
(樹脂粒子分散液調整工程)
樹脂粒子分散液の調整は、例えば、水系媒体と結着樹脂とを混合した溶液に、分散機により剪断力を与えることにより行われる。その際、加熱して樹脂成分の粘性を下げて粒子を形成する。また分散した樹脂粒子の安定化のため、分散剤を使用してもよい。さらに、油性で水への溶解度の比較的低い溶剤に溶解するものであれば樹脂をそれらの溶剤に解かして水中に分散剤や高分子電解質と共に粒子分散し、その後加熱又は減圧して溶剤を蒸散することにより、樹脂粒子の分散液を作製する。
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;などが挙げられるが、水のみであることが望ましい。
また、分散剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸ナトリウムの等の水溶性高分子;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクタデシル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム等のアニオン性界面活性剤、ラウリルアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等のカチオン性界面活性剤、ラウリルジメチルアミンオキサイド等の両性イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン等のノニオン性界面活性剤等の界面活性剤;リン酸三カルシウム、水酸化アルミニウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム等の無機塩;等が挙げられる。
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の含有量は、10から50質量%の範囲とすることが望ましく、より望ましくは20から40質量%の範囲である。前記含有量が10質量%より少ないと粒度分布が広がり、トナー特性が悪化する場合がある。また50質量%を超えるとばらつきのない撹拌が困難となり、粒度分布が狭く特性の揃ったトナーを得ることが困難となる場合がある。
上記分散機としては、例えば、ホモジナイザー、ホモミキサー、加圧ニーダー、エクストルーダー、メディア分散機等が挙げられる。
樹脂粒子の大きさとしては、その平均粒径(体積平均粒径)で0.08から0.8μmの範囲が望ましく、0.09から0.6μmがより望ましく、0.10から0.5μmがさらに望ましい。
また、結着樹脂としてポリエステル樹脂を用いる場合、粒径が10から40nmの樹脂粒子(以下、「微粉」と称する場合がある)が樹脂粒子全体に占める割合(以下、「微粉量」と称する場合がある)を制御することが望ましい。具体的には、結晶性ポリエステル樹脂の微粉量及び非結晶性ポリエステル樹脂の微粉量をいずれも、0から5質量%とすることが望ましい。
結晶性ポリエステル樹脂の微粉は樹脂中の酸価が高くなるため、粒子の安定性が高くなる。そのため相対的に60から300nmである樹脂粒子の安定性は低下し、メカニズム系全体が不安定な状態にある。この状態において、結晶性ポリエステル樹脂粒子の微粉量が0から5質量%の範囲であると、酸価が平均より高い微粉が減少するため、60から300nmの樹脂粒子の安定性にばらつきがなくなる。そのため、造粒挙動が安定したトナーの製造が行われる。
また、非結晶性ポリエステル樹脂粒子についても、微粉量が0から5質量%の範囲であれば、酸価が平均より高い微粉が低減され、粒子の安定性にばらつきのない60から300nmの粒子が多く存在することになり、樹脂粒子の保存性が向上するだけでなく、造粒されたトナーの粒度分布が狭くなる。
一方、非結晶性樹脂粒子の微粉量が0から5質量%の範囲であるが結晶性ポリエステル樹脂粒子の微粉量が5質量%より多いと、結晶性ポリエステル樹脂粒子の微粉量が多いため、相対的に60から300nmの樹脂粒子の安定性が低下する。そのため、乳化凝集法によりトナー造粒を試みると、粒子の安定性の低下した乳化粒子がトナー内に多く取り込まれ、トナー粒子に非結晶性ポリエステル樹脂が偏在した微粉トナーとなってしまい、トナー特性として、トナー部分の定着性が劣り、オフセット特性が悪化する場合がある。
また、結晶性ポリエステル樹脂粒子の微粉量が0から5質量%の範囲であるが、非結晶性樹脂粒子の微粉量が5質量%より多いと、非結晶性樹脂における60から300nmの樹脂粒子の安定性が低下する。そのため、乳化凝集法によりトナー造粒を試みると、トナーの造粒挙動が定まらず粒度分布の広がったトナーが得られ、GSDp−underを1.30以下となることは困難となる場合がある。
さらに、結晶性ポリエステル樹脂粒子の前記微粉量と非結晶性樹脂粒子の前記微粉量とがともに5質量%を超える場合、粒子の安定性が低下した樹脂粒子同士を配合するため、乳化凝集法によりトナー造粒するとトナーの粒度分布が著しく広くなり、GSDp−underを1.30以下とすることはより困難となる場合がある。
以上のように、帯電性、耐フィルミング特性、クリーニング性をより向上させるには、結晶性ポリエステル樹脂及び非結晶性ポリエステル樹脂における樹脂粒子の微粉量をともに0から5質量%の範囲とすることが望ましい。
なお、各樹脂粒子中の微粉量の確認手法としては以下の手順により行う。
まず、樹脂粒子分散液を遠心分離機により14000rpmで4時間かけて分離することで、樹脂粒子の沈殿物と白色の上澄み液とに分ける。この上澄み液を乾燥させ、走査型電子顕微鏡(SEM)(日立社製、S4700)にて観察すると分散粒子の粒径が10から40nmであることが確認される。さらにこの上澄み液を凍結乾燥機により乾燥させることで、微粉の固形分が得られ、その質量を測定することで、微粉量が特定される。
(離型剤粒子分散液調整工程)
離型剤粒子分散液は、例えば、イオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質とともに、上記離型剤を水中に分散し、融解温度以上に加熱するとともに、強い剪断をかけられるホモジナイザーや圧力吐出型分散機により粒子化することにより調整することにより、離型剤粒子を含む離型剤粒子分散液が作製される。
離型剤粒子分散液中における離型剤粒子の体積平均粒径は、トナー粒子の体積平均粒径及び粒度分布を所望の値に調整するのを容易とするために、1μm以下であることが望ましく、100nm以上300nm以下であることがより望ましい。
また、前記各分散液の分散安定を目的として界面活性剤を用いてもよい。
上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、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤がより好ましい。前記界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用して使用してもよい。
アニオン系界面活性剤の具体例としては、例えば、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塩類;スルホコハク酸ラウリル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。
カチオン系界面活性剤の具体例としては、例えば、ラウリルアミン塩酸塩、ステアリルアミン塩酸塩、オレイルアミン酢酸塩、ステアリルアミン酢酸塩、ステアリルアミノプロピルアミン酢酸塩等のアミン塩類;ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジヒドロキシエチルメチルアンモニウムクロライド、オレイルビスポリオキシエチレンメチルアンモニウムクロライド、ラウロイルアミノプロピルジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート、ラウロイルアミノプロピルジメチルヒドロキシエチルアンモニウムパークロレート、アルキルベンゼントリメチルアンモニウムクロライド、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩類;などが挙げられる。
非イオン性界面活性剤の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のアルキルフェニルエーテル類;ポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレンステアレート、ポリオキシエチレンオレート等のアルキルエステル類;ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンステアリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンオレイルアミノエーテル、ポリオキシエチレン大豆アミノエーテル、ポリオキシエチレン牛脂アミノエーテル等のアルキルアミン類;ポリオキシエチレンラウリン酸アミド、ポリオキシエチレンステアリン酸アミド、ポリオキシエチレンオレイン酸アミド等のアルキルアミド類;ポリオキシエチレンヒマシ油エーテル、ポリオキシエチレンナタネ油エーテル等の植物油エーテル類;ラウリン酸ジエタノールアミド、ステアリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド等のアルカノールアミド類;ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート等のソルビタンエステルエーテル類;などが挙げられる。
界面活性剤の各分散液中における含有量としては、本発明を阻害しない程度であれば良く、一般的には少量であり、具体的には0.01から10質量%程度の範囲が望ましく、より好ましくは0.05から5質量%の範囲であり、さらに好ましくは0.1から2質量%程度の範囲である。界面活性剤の含有量が0.01質量%未満であると、離型剤粒子分散液が不安定になり、そのため凝集を生じたり、また凝集時に各粒子間の安定性が異なるため、特定粒子の遊離が生じたりする等の問題が発生する場合がある。また、界面活性剤の含有量が10質量%を越えると、粒子の粒度分布が広くなったり、また、粒径の制御が困難になったりする場合がある。一般的には粒径の大きい懸濁重合トナー分散物は、界面活性剤の使用量は少量でも安定である。
(その他の分散液の調整工程)
トナーが着色剤を含む場合、トナーの製造方法に、別途着色剤粒子分散液を調整する工程が含まれてもよい。着色剤粒子分散液は、公知の方法で調整されるが、着色剤粒子の分散には、例えば、回転せん断型ホモジナイザーやボールミル、サンドミル、アトライター等のメディア式分散機、高圧対向衝突式の分散機等が望ましく用いられる。
また、極性を有するイオン性界面活性剤を用い、既述したようなホモジナイザーを用いて水系溶媒中に分散し、着色剤粒子分散液が作製される。
着色剤粒子分散液中における着色剤粒子の体積平均粒径は、トナー粒子の体積平均粒径及び粒度分布を所望の値に調整するのを容易とするために、1μm以下であることが望ましく、100nm以上300nm以下であることがより望ましい。
[第1凝集粒子調整工程及び第2凝集粒子調整工程]
第1凝集粒子調整工程においては、上記の分散液調整工程において得られた分散液(樹脂粒子分散液、離型剤粒子分散液、必要に応じて着色剤粒子分散液等)と、アルミニウム含有凝集剤と、を混合し、酸を加えて第1混合溶液調整する。次に、第1混合溶液を加熱して、攪拌下で粒子(樹脂粒子、離型剤粒子、及び必要に応じて着色剤粒子等)を凝集させ、第1凝集粒子を形成する。
第2凝集粒子調整工程においては、まず、第1凝集粒子調整工程において形成された第1凝集粒子の分散液にアルカリを加え、さらに樹脂粒子(又は樹脂粒子分散液)及びアルミニウム含有凝集剤を加えて第2混合溶液を調整する。そして、第2混合溶液を加熱して攪拌下で第1凝集粒子の成長させることにより、第2凝集粒子を形成する。
ここで、アルミニウム含有凝集剤としては、例えば、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムなどの金属塩、および、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム等の無機金属塩重合体などが挙げられる。また、第1混合溶液を調整する際に加える酸としては、例えば、硝酸等が挙げられる。さらに、第2混合溶液を調整する際に加えるアルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム水溶液等が挙げられる。
トナーの前記(Als/Alt)×100の値を調整する方法としては、例えば、第1混合溶液及び第2混合溶液のpHを調整することにより、(Als/Alt)×100の値を制御する方法が挙げられる。
第1混合溶液及び第2混合溶液のpHは、用いるアルミニウム含有凝集剤によって最適な値が異なる場合があるが、以下、一例として硫酸アルミニウムを用いる場合について説明する。
第1混合溶液のpHは、2.0以上3.5未満が望ましく、2.0以上3.0以下がより望ましく、2.0以上2.5以下がさらに望ましい。また、第2混合溶液のpHは、3.5以上5.5以下が望ましく、4.0以上5.5以下がより望ましく、4.5以上5.5以下がさらに望ましい。
第1混合溶液のpHを上記範囲にすることにより、アルミニウム含有凝集剤の凝集力が高いため、強固に凝集され、かつ、アルミニウム元素を多く取り込んだ第1凝集粒子が形成される。また、第1混合溶液のpHは、例えば硝酸等の酸を加えることにより上記範囲に調整される。
また第2混合溶液のpHを上記範囲にすることにより、アルミニウム含有凝集剤の凝集力が弱くなるため、第1凝集粒子が成長する過程で取り込まれるアルミニウム元素の量は少なくなる。第2凝集粒子調整工程においてあまり成長しなかった(すなわち、粒径の小さい)第2凝集粒子は、大きく成長した(すなわち、粒径の大きい)第2凝集粒子よりも、アルミニウム元素の含有量が多くなる。
以上のようにして、トナーの(Als/Alt)×100の値が調整される。
なお、アルミニウム含有凝集剤としてPAC(ポリ塩化アルミニウム)を用いる場合は、第1混合溶液のpHは、1.5以上3.0未満が望ましく、1.5以上2.5以下がより望ましく、2.0以上2.5以下がさらに望ましい。また、第2混合溶液のpHは、3.5以上5.5以下が望ましく、4.0以上5.5以下がより望ましく、4.5以上5.5以下がさらに望ましい。
トナーの前記Altの値を調整する方法としては、例えば、第1混合溶液調整時及び第2混合溶液調整時におけるアルミニウム含有凝集剤の添加量を調整することにより、Altの値を制御する方法が挙げられる。
例えば、アルミニウム含有凝集剤として硫酸アルミニウムを用いる場合、第1混合溶液調整時における硫酸アルミニウムの10%水溶液の添加量は、第1混合溶液に含有される樹脂粒子100質量部に対し、0.2質量部以上3.0質量部以下が望ましく、1.0質量部以上2.5質量部以下がより望ましい。また、第2混合溶液調整時における硫酸アルミニウムの10%水溶液の添加量は、第2混合溶液調整時に添加される樹脂粒子100質量部に対し、0.10質量部以上1.0質量部以下が望ましく、0.10質量部以上0.50質量部以下がより望ましい。
第1混合溶液の加熱温度は、樹脂のガラス転移温度よりも低い温度であることが望ましく、具体的には、30℃以上40℃以下がより望ましく、35℃以上40℃以下がさらに望ましい。
また、第2混合溶液の加熱温度は、上記第1混合溶液の加熱温度よりも高いことが望ましく、具体的には、40℃以上50℃以下がより望ましく、45℃以上50℃以下がさらに望ましい。
第1凝集粒子の体積平均粒径は、3.0μm以上3.5μm以下が望ましく3.0μm以上3.3μm以下がより望ましい。
また、第2凝集粒子の体積平均粒径は、4.5μm以上5.5μm以下がが望ましく4.7μm以上5.4μm以下がより望ましい。
結着樹脂として結晶性樹脂と非結晶性樹脂とを併用する場合は、第1凝集粒子調整工程において用いる樹脂粒子として凝集しやすい結晶性樹脂の粒子を用い、第2凝集粒子調整工程において用いる樹脂粒子として非結晶性樹脂の粒子を用いることが望ましい。このような方法を取ることにより、トナーの(Als/Alt)×100の値を上記範囲とすることが容易になる。
第2凝集粒子を形成した後、必要に応じて、さらに樹脂粒子(又は樹脂粒子分散液)を追添加することで、第2凝集粒子の表面を結着樹脂で被覆してもよい。上記追添加する樹脂粒子は、非結晶性の樹脂粒子であることが望ましい。非結晶性の樹脂粒子を追添加することにより、作製されたトナーの表面に結晶性樹脂が露出しにくくなるため、帯電性や現像性の観点で望ましい。なお、前記追添加前に凝集剤を添加したり、pH調整を行ったりしてもよい。
[融合・合一工程]
融合・合一工程においては、前記凝集工程に準じた攪拌条件下で、第2凝集粒子(又は結着樹脂により表面を被覆された第2凝集粒子)の分散液にアルカリを加えて凝集の進行を止め、加熱を行うことにより凝集粒子を融合させる
融合・合一工程において加えるアルカリとしては、上記と同様に、例えば、水酸化ナトリウム水溶液等が挙げられる。また、凝集の進行を止める際のpHは、6.5以上9.0以下が望ましく、7.0以上8.5以下がより望ましい。さらに、加熱温度としては、例えば結着樹脂が結晶性樹脂を含む場合は結晶性樹脂の融点以上の温度が望ましく、具体的には例えば、70℃以上95℃以下が望ましく、80℃以上95℃以下がより望ましい。凝集粒子を融合させるための加熱時間は、凝集粒子が融合される程度であればよく、具体的には、例えば、0.5から10時間が望ましい。
融合後に冷却し、融合粒子を得る。また、結着樹脂が結晶性樹脂を含む場合、冷却の工程で、結晶性樹脂の融点近傍(融点±10℃の範囲)で冷却速度を落とす、いわゆる徐冷をすることで結晶化を促進してもよい。
融合して得た融合粒子は、ろ過などの固液分離工程や、必要に応じて洗浄工程、乾燥工程を経てトナー粒子となる。
[外添工程]
本実施形態においては、トナー粒子表面に流動化剤や助剤等の外添剤を添加処理してもよい。外添剤としては、例えば、上記の通り、表面を疎水化処理したシリカ粒子、酸化チタン粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、カーボンブラック等の無機粒子や、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、シリコーン樹脂等のポリマー粒子等、公知の粒子が使用されるが、これらのうち少なくとも2種以上の外添剤を使用し、該外添剤の少なくとも1種は、30nmから200nmの範囲、さらには30nmから180nmの範囲の平均1次粒径を有することが望ましい。
外添剤の平均1次粒径が30nmより小さいと、初期的なトナーの流動性は良好であるが、トナーと感光体との非静電的付着力が減らされず、転写効率が低下し画像のぬけが発生したり、画像の均一性を悪化(濃度ばらつきを大きく)させてしまったりする場合がある。また、経時による現像器内でのストレスによって粒子がトナー表面に埋め込まれ、帯電性が変化し、コピー濃度の低下や背景部へのカブリ等の問題を引き起こす場合がある。平均1次粒径が200nmより大きいと、トナー表面から脱離しやすく、また流動性悪化の原因ともなる場合がある。
<静電潜像現像剤>
本実施形態の静電潜像現像用トナーは、そのまま一成分現像剤として、あるいは二成分現像剤として用いられる。二成分現像剤として用いる場合にはキャリアと混合して使用される。
二成分現像剤に使用し得るキャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが用いられる。例えば酸化鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物や、これら芯材表面に樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリア、磁性分散型キャリア等を挙げられる。またマトリックス樹脂に導電材料などが分散された樹脂分散型キャリアであってもよい。
キャリアに使用される被覆樹脂・マトリックス樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合を含んで構成されるストレートシリコーン樹脂またはその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が例示されるが、これらに限定されるものではない。
導電材料としては、金、銀、銅といった金属やカーボンブラック、更に酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、酸化スズ、カーボンブラック等が例示されるが、これらに限定されるものではない。
またキャリアの芯材としては、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物、ガラスビーズ等が挙げられるが、キャリアを磁気ブラシ法に用いるためには、磁性材料であることが望ましい。キャリアの芯材の体積平均粒径としては、一般的には10から500μmの範囲にあり、望ましくは30から100μmの範囲にある。
またキャリアの芯材の表面に樹脂被覆するには、前記被覆樹脂、および必要に応じて各種添加剤を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法等が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
具体的な樹脂被覆方法としては、キャリアの芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液をキャリアの芯材表面に噴霧するスプレー法、キャリアの芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
上記のようにして得られたキャリアの体積平均粒度分布指標GSDvは1.15から1.35の範囲であることが望ましく、1.15から1.25の範囲であることがより望ましい。
GSDvが1.35を超えると、小粒径トナーが現像されやすくなるため前記本発明のトナーの効果が得られにくくなる場合がある。また、GSDvを1.15より小さくすることは実際上困難である。
なお、前記キャリアのGSDvの値は、次のようにして測定し算出した。まず、測定器としてマルチサイザーII(ベックマン−コールター社製)を用いて測定されたキャリアの粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、個々のキャリアの体積について小径側から累積分布を描き、累積16%となる粒径を、体積平均粒径D16vと定義し、累積84%となる粒径を、体積平均粒径D84vと定義する。これらを用いて、体積平均粒度分布指標GSDvは、(D84v/D16v)1/2として定義される。
前記二成分現像剤における本発明のトナーと上記キャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100から30:100程度の範囲が望ましく、3:100から20:100程度の範囲がより望ましい。
<画像形成装置>
次に、本実施形態の静電潜像現像用トナーを用いた画像形成装置について説明する。
本実施形態の画像形成装置は、潜像保持体と、該潜像保持体上に形成された静電潜像を現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、潜像保持体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写手段と、被転写体上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、潜像保持体をクリーニング部材で摺擦し転写残留成分を除去するクリーニング手段と、を有し、前記現像剤として本発明の静電潜像現像剤を用いるものである。
なお、この画像形成装置において、例えば前記現像手段を含む部分が、画像形成装置本体に対して脱着可能なカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよく、該プロセスカートリッジとしては、現像剤保持体を少なくとも備え、本発明の静電潜像現像剤を収容する本発明のプロセスカートリッジが好適に用いられる。
以下、本実施形態の画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主用部を説明し、その他はその説明を省略する。
図1は、4連タンデム方式のフルカラー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から第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」と称する)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに所定距離離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置本体に対して脱着可能なプロセスカートリッジであってもよい。
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの図面における上方には、各ユニットを通して中間転写体としての中間転写ベルト20が延設されている。中間転写ベルト20は、図における左から右方向に互いに離間して配置された駆動ローラ22および中間転写ベルト20内面に接する支持ローラ24に巻回されて設けられ、第1ユニット10Yから第4ユニット10Kに向う方向に走行されるようになっている。尚、支持ローラ24は、図示しないバネ等により駆動ローラ22から離れる方向に付勢されており、両者に巻回された中間転写ベルト20に所定の張力が与えられている。また、中間転写ベルト20の像保持体側面には、駆動ローラ22と対向して中間転写体クリーニング装置30が備えられている。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収容されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーが供給可能である。
上述した第1から第4ユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成を有しているため、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画像を形成する第1ユニット10Yについて代表して説明する。尚、第1ユニット10Yと同等の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を付した参照符号を付すことにより、第2から第4ユニット10M、10C、10Kの説明を省略する。
第1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の表面を所定の電位に帯電させる帯電ローラ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よって露光して静電潜像を形成する露光装置3、静電潜像に帯電したトナーを供給して静電潜像を現像する現像装置(現像手段)4Y、現像したトナー像を中間転写ベルト20上に転写する1次転写ローラ5Y(1次転写手段)、および1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(クリーニング手段)6Yが順に配設されている。
尚、1次転写ローラ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。更に、各1次転写ローラ5Y、5M、5C、5Kには、1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1次転写ローラに印加する転写バイアスを可変する。
以下、第1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、帯電ローラ2Yによって感光体1Yの表面が−600Vから−800V程度の電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(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(一般の樹脂程度の抵抗)であるが、レーザ光線3Y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を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー印字パターンの静電潜像が感光体1Yの表面に形成される。
静電潜像とは、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。
このようにして感光体1Y上に形成された静電潜像は、感光体1Yの走行に従って所定の現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電潜像が、現像装置4Yによって可視像(現像像)化される。
現像装置4Y内には、例えば、少なくともイエロー着色剤と結晶性樹脂及び非結晶性樹脂とを含む体積平均粒径が7μmのイエロートナーが収容されている。イエロートナーは、現像装置4Yの内部で攪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と同極性(負極性)の電荷を有して現像剤ロール(現像剤保持体)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。イエローのトナー像が形成された感光体1Yは、引続き所定速度で走行され、感光体1Y上に現像されたトナー像が所定の1次転写位置へ搬送される。
感光体1Y上のイエロートナー像が1次転写へ搬送されると、1次転写ローラ5Yに所定の1次転写バイアスが印加され、感光体1Yから1次転写ローラ5Yに向う静電気力がトナー像に作用され、感光体1Y上のトナー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、例えば第1ユニット10Yでは制御部に(図示せず)よって+10μA程度に制御されている。
一方、感光体1Y上に残留したトナーはクリーニング装置6Yで除去されて回収される。
また、第2ユニット10M以降の1次転写ローラ5M、5C、5Kに印加される1次転写バイアスも、第1ユニットに準じて制御されている。
こうして、第1ユニット10Yにてイエロートナー像の転写された中間転写ベルト20は、第2から第4ユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー像が重ねられて多重転写される。
第1から第4ユニットを通して4色のトナー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20内面に接する支持ローラ24と中間転写ベルト20の像保持面側に配置された2次転写ローラ(2次転写手段)26とから構成された2次転写部へと至る。一方、記録紙(被転写体)Pが供給機構を介して2次転写ローラ26と中間転写ベルト20とが圧接されている隙間に所定のタイミングで給紙され、所定の2次転写バイアスが支持ローラ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像に作用され、中間転写ベルト20上のトナー像が記録紙P上に転写される。尚、この際の2次転写バイアスは2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。
この後、記録紙Pは定着装置(定着手段)28へと送り込まれトナー像が加熱され、色重ねしたトナー像が溶融されて、記録紙P上へ定着される。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、一連のカラー画像形成動作が終了される。
なお、上記例示した画像形成装置は、中間転写ベルト20を介してトナー像を記録紙Pに転写する構成となっているが、この構成に限定されるものではなく、感光体から直接トナー像が記録紙に転写される構造であってもよい。
<プロセスカートリッジ、トナーカートリッジ>
図2は、本実施形態の静電潜像現像剤を収容するプロセスカートリッジの好適な一例を示す概略構成図である。プロセスカートリッジ200は、感光体107とともに、帯電ローラ108、現像装置111、感光体クリーニング装置(クリーニング手段)113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117を取り付けレール116を用いて組み合わせ、そして一体化したものである。
そして、このプロセスカートリッジ200は、転写装置112と、定着装置115と、図示しない他の構成部分とから構成される画像形成装置本体に対して着脱自在としたものであり、画像形成装置本体とともに画像形成装置を構成するものである。
図2で示すプロセスカートリッジでは、帯電装置108、現像装置111、クリーニング装置(クリーニング手段)113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117を備えているが、これら装置は選択的に組み合わせることが可能である。本発明のプロセルカートリッジでは、感光体107のほかには、帯電装置108、現像装置111、クリーニング装置(クリーニング手段)113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117から構成される群から選択される少なくとも1種を備える。
次に、本実施形態のトナーカートリッジについて説明する。トナーカートリッジは、画像形成装置に着脱可能に装着され、少なくとも、前記画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するためのトナーを収納するトナーカートリッジにおいて、前記トナーが既述した本発明のトナーであることを特徴とする。なお、本発明のトナーカートリッジには少なくともトナーが収容されればよく、画像形成装置の機構によっては、例えば現像剤が収容されてもよい。
従って、トナーカートリッジの着脱が可能な構成を有する画像形成装置においては、本発明のトナーを収納したトナーカートリッジを利用することにより、本発明のトナーが容易に現像装置に供給されるため、連続した画像形成において優れたクリーニング性、耐フィルミング性が維持される。
なお、図1に示す画像形成装置は、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kの着脱が可能な構成を有する画像形成装置であり、現像装置4Y、4M、4C、4Kは、各々の現像装置(色)に対応したトナーカートリッジと、図示しないトナー供給管で接続されている。また、トナーカートリッジ内に収納されているトナーが少なくなった場合には、このトナーカートリッジを交換してもよい。
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下において特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を表す。
<測定方法>
−トナー全体及び小径トナーの体積平均粒径の測定−
トナー全体及び小径トナーの体積平均粒径の測定は、マルチサイザーII(ベックマン−コールター社製)を用いて、50μmのアパーチャー径で行った。この際、測定はトナーを電解質水溶液(アイソトン水溶液)に分散させ、超音波により30秒以上分散させた後に行った。なお、トナー製造工程において生成する凝集粒子の体積平均粒径も同様の方法で測定した。
また、小粒径側個数粒度分布指標GSDp−underは以下のように求められる。前記D50Tを測定する場合に準じて、測定器としてマルチサイザーII(ベックマン−コールター社製)を用いて測定されたトナーの粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、個々のトナー粒子の個数について小径側から累積分布を描き、累積16%となる粒径を数平均粒径D16pとし、累積50%となる粒径をD50pとしたとき、小粒径側個数粒度分布指標GSDp−underは(D50p/D16p)として算出される。
−トナー全体及び小径トナーにおけるアルミニウム元素の含有量の測定−
トナー全体及び小径トナーにおけるアルミニウム元素の含有量(Alt及びAls)は、蛍光X線強度を定量分析することにより求めた。
具体的には、例えば、まず濃度既知のポリエステル樹脂と硫酸アルミニウムとの混合物約200mgを、直径13mmのIR用錠剤成形器を用いてペレットサンプルとし質量を精秤し、このペレットサンプルの蛍光X線強度測定を行ってピーク強度を求めた。同様に硫酸アルミニウム添加量を変更したサンプルについても測定を行い、これらの結果から検量線を作成し、この検量線を用いて実際の測定サンプル中のアルミニウム含有量の定量分析を行った。なお、蛍光X線強度の測定は、例えば、蛍光X線解析装置(島津製作所社製、XRF−1500)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、測定した。
−形状係数SF1の測定−
トナーの形状係数SF1は、顕微鏡画像または走査型電子顕微鏡(SEM)画像を画像解析装置を用いて解析することによって数値化される。具体的には、スライドガラス表面に散布した高級アルコール粒子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、100個の粒子の最大長と投影面積を求め、下記式によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
式:SF1=(ML/A)×(π/4)×100
上記式中、MLはトナー粒子の絶対最大長、Aはトナー粒子の投影面積を各々示す。
−ガラス転移温度及び融点の測定−
ガラス転移温度及び融点は、示差走査熱量計(マックサイエンス社製:DSC3110、熱分析システム001)を用い、JIS 7121−1987に準拠して測定した。この装置の検出部の温度補正にはインジウムと亜鉛との混合物の融点を用い、熱量の補正にはインジウムの融解熱を用いた。試料はアルミニウム製パンに入れ、サンプルの入ったアルミニウム製パンと対照用の空のアルミニウム製パンとをセットし、昇温速度10℃/minで測定を行った。
融点については、測定により得られたDSC曲線の吸熱ピークのうち、最大の吸熱ピークの頂点の温度をもって融点とした。
また、ガラス転移温度については、測定により得られたDSC曲線の吸熱部におけるベースラインと立ち上がりラインとの延長線の交点の温度をもってガラス転移温度とした。
−酸価の測定方法−
試料を2g秤量し、アセトン−トルエン160mlに溶解、または溶解性の不十分なものについては加熱溶解したのち、この試料を用いJIS K0070−1992の電位差滴定法により測定した。
−重量平均分子量の測定方法−
重量平均分子量の測定は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定される。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120を用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行った。重量平均分子量は、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したものである。
−樹脂粒子・離型剤粒子・着色剤粒子の平均粒径の測定方法−
レーザー回析式粒度分布測定装置(LA−700:堀場製作所製)を用いて、樹脂粒子・離型剤粒子・顔料粒子の体積平均粒径を測定した。
測定法としては、分散液となっている状態の試料を固形分で2gになるように調整し、これにイオン交換水を添加して、40mlにする。これをセルに適当な濃度になるまで投入し、2分待って、セル内の濃度が安定になったところで測定した。
得られたチャンネルごとの体積平均粒径を、体積平均粒径の小さい方から累積し、累積50%になったところを体積平均粒径とした。
なお、粉体を測定する場合は、界面活性剤(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)の5%水溶液50ml中に測定試料を2g加え、超音波分散機(1,000Hz)にて2分間分散して、試料を作製し、前述の分散液と同様の方法で測定した。
<各樹脂の合成>
−非結晶性ポリエステル樹脂(A1)の調製−
・ポリオキシエチレン(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:10モル部
・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:90モル部
・テレフタル酸:30モル部
・フマル酸:67モル部
・n−ドデセニルコハク酸:3モル部
・トリメリット酸:5モル部
・ジブチルスズオキサイド:上記酸成分(テレフタル酸、n−ドデセニルコハク酸、トリメリット酸、フマル酸の合計モル数)に対して0.05モル部
上記成分を加熱乾燥した二口フラスコに入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち昇温した後、150℃乃至230℃で12時間から20時間共縮重合反応させ、その後、210℃乃至250℃で徐々に減圧して、非結晶性ポリエステル樹脂(A1)を合成した。この樹脂の重量平均分子量Mwは25,000、ガラス転移温度Tgは71℃であった。
−結晶性ポリエステル樹脂(B1)の調製−
・1,9−ノナンジオール:47モル部
・ドデカンジカルボン酸:53モル部
・ジブチルスズオキサイド:0.05モル部
上記成分を加熱乾燥した3口フラスコに入れ、減圧操作により容器内の空気を窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械撹拌にて180℃で2時間撹拌を行った。その後、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い5時間撹拌し、粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させ、結晶性ポリエステル樹脂(B1)を合成した。この樹脂の重量平均分子量Mwは30,000、融点Tmは73℃であった。
<各分散液の合成>
−非結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(a1)の調製−
非結晶性ポリエステル樹脂(A1)160部と、酢酸エチルを233部と、水酸化ナトリウム水溶液(0.3N)0.1部とを用意し、これらを500mlのセパラブルフラスコに入れ、70℃で加熱し、スリーワンモーター(新東科学(株))により撹拌して樹脂混合液を調製した。この樹脂混合液をさらに撹拌しながら、徐々にイオン交換水373部を加え、転相乳化させ、脱溶剤することにより非結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(a1)を得た。
非結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(a1)中の樹脂粒子の体積平均粒径は200nmであり、固形分量は30%であった。
−結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(b1)の調製−
結晶性ポリエステル樹脂(B1)160部と、酢酸エチル233部と、水酸化ナトリウム水溶液(0.3N)0.1部とを用意し、これらを500mlのセパラブルフラスコに入れ、70℃で加熱し、スリーワンモーター(新東科学(株)製)により撹拌して樹脂混合液を調製した。この樹脂混合液をさらに撹拌しながら、徐々にイオン交換水373部を加え、転相乳化させ、脱溶剤することにより結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(b1)を得た。
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(b1)中の樹脂粒子の体積平均粒径は200nmであり、固形分量は30%であった。
−離型剤粒子分散液−
・パラフィンワックス(日本精蝋(株)製、HNP−9、融点:75℃):50部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):0.5部
・イオン交換水:200部
以上を混合して95℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社)で分散処理し、体積平均粒径が0.23μmである離型剤粒子を分散させてなる離型剤粒子分散液(固形分濃度:20%)を調製した。
−着色剤粒子分散液−
・シアン顔料(大日精化(株)製、Pigment Blue 15:3(銅フタロシアニン)):1000部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンR):15部
・イオン交換水:9000部
以上を混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー((株)スギノマシン製、HJP30006)を用いて1時間ほど分散して、着色剤(シアン顔料)粒子を分散させてなる着色剤粒子分散液を調製した。着色剤粒子分散液における着色剤(シアン顔料)粒子の体積平均粒径は0.16μm、固形分濃度は23%であった。
<トナーの作製>
−実施例1−
[トナーA1の作製]
・非結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(a1):250部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(b1):50部
・着色剤粒子分散液:43.48部
・離型剤粒子分散液:100部
・ノニオン性界面活性剤水溶液(IGEPAL CA897):3部
・0.3M硝酸水溶液:50部
・イオン交換水:500部
(第1凝集粒子調整工程)
上記成分を、3L丸型ステンレス製フラスコに収容して、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)により4,000rpmでせん断を加えながら10分間分散して混合した。次いで、フラスコ内に硝酸を加えpH2.5に調整した後に、凝集剤として硫酸アルミニウムの10%水溶液2質量部を徐々に滴下して、ホモジナイザーの回転数を5,000rpmにして15分間分散して混合し、原料分散液とした。
その後、撹拌装置、温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、マントルヒーターにて加熱し始め、35℃まで昇温し、1時間保持した。このときに形成された凝集粒子(第1凝集粒子)の体積平均粒径は3.3μmであった。
(第2凝集粒子調整工程)
その後、アルカリとして水酸化ナトリウム水溶液を加えpH4.5に調整し、非結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液150部と硫酸アルミニウム10%水溶液1質量部を加え、45℃にて凝集粒子の成長を促進させた。上記pHを維持しつつ2時間ほど保持し、凝集粒子を形成した。この際、凝集粒子(第2凝集粒子)の体積平均粒径は5.3μmであった。
次いで、非結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(a1)117質量部を追添加し、前記凝集粒子の表面に非結晶性ポリエステル樹脂の樹脂粒子を付着させた。
(融合・合一工程)
続いて、10重量%のEDTA(エチレンジアミン四酢酸)金属塩水溶液(キレストMg・40 キレスト株式会社製):24部を加えた後、1Nの水酸化ナトリウム水溶液をpH8.5に到達するまで穏やかに添加した後、撹拌を継続しながら95℃までpHを維持しつつ加熱し、1時間保持した。その後、1.0℃/分の降温速度で冷却し、20μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥しトナー粒子(1)を得た。
(外添工程)
このトナー粒子(1)100部に対して、外添剤として、表面疎水化処理した1次粒径40nmのシリカ粒子(日本アエロジル社製、疎水性シリカ:RX50)1.0%と、メタチタン酸100部にイソブチルトリメトキシシラン40部及びトリフルオロプロピルトリメトキシシラン10部を処理した反応生成物である1次粒子平均径20nmのメタチタン酸化合物粒子1.0%とを添加し、ヘンシェルミキサーで5分間混合した。さらに超音波振動篩(ダルトン社製)にかけてトナーA1を得た。トナーA1の体積平均粒径は6.0μmであった。
(小径トナーa1の作製)
トナーA1を、エルボージェット分級機(カットポイント:5μm)により分級し、体積平均粒径が4.0μmである小径トナーa1を作製した。
トナーA1のアルミニウム元素の含有量Alt(atom%)、Als/Alt、体積平均粒径D50T(μm)、形状係数SF1、GSDp−underを表1に示す。
−実施例2−
10重量%のEDTA金属塩水溶液24部の代わりに30部とした以外は、トナーA1及び小径トナーa1と同様にして、トナーA2及び小径トナーa2を作製した。トナーA2のアルミニウム元素の含有量Alt(atom%)、Als/Alt、体積平均粒径D50T(μm)、形状係数SF1、GSDp−underを表1に示す。
−実施例3−
10重量%のEDTA金属塩水溶液24部の代わりに16部とした以外は、トナーA1及び小径トナーa1と同様にして、トナーA3及び小径トナーa3を作製した。トナーA3のアルミニウム元素の含有量Alt(atom%)、Als/Alt、体積平均粒径D50T(μm)、形状係数SF1、GSDp−underを表1に示す。
−実施例4−
10重量%のEDTA金属塩水溶液24部の代わりに40部とした以外は、トナーA1及び小径トナーa1と同様にして、トナーA4及び小径トナーa4を作製した。トナーA4のアルミニウム元素の含有量Alt(atom%)、Als/Alt、体積平均粒径D50T(μm)、形状係数SF1、GSDp−underを表1に示す。
−実施例5−
10重量%のEDTA金属塩水溶液24部の代わりに10部とした以外は、トナーA1及び小径トナーa1と同様にして、トナーA5及び小径トナーa5を作製した。トナーA5のアルミニウム元素の含有量Alt(atom%)、Als/Alt、体積平均粒径D50T(μm)、形状係数SF1、GSDp−underを表1に示す。
−実施例6−
第2凝集粒子調整工程においてpH4.5に調整する代わりにpH3.3に調整した以外は、トナーA1及び小径トナーa1と同様にして、トナーA6及び小径トナーa6を作製した。トナーA6のアルミニウム元素の含有量Alt(atom%)、Als/Alt、体積平均粒径D50T(μm)、形状係数SF1、GSDp−underを表1に示す。
−実施例7−
第2凝集粒子調整工程においてpH4.5に調整する代わりにpH5.0に調整した以外は、トナーA1及び小径トナーa1と同様にして、トナーA7及び小径トナーa7を作製した。トナーA7のアルミニウム元素の含有量Alt(atom%)、Als/Alt、体積平均粒径D50T(μm)、形状係数SF1、GSDp−underを表1に示す。
−実施例8−
第2凝集粒子調整工程においてpH4.5に調整する代わりにpH4.2に調整した以外は、トナーA1及び小径トナーa1と同様にして、トナーA8及び小径トナーa8を作製した。トナーA8のアルミニウム元素の含有量Alt(atom%)、Als/Alt、体積平均粒径D50T(μm)、形状係数SF1、GSDp−underを表1に示す。
−実施例9−
10重量%のEDTA金属塩水溶液24部の代わりに26部とした以外は、トナーA1及び小径トナーa1と同様にして、トナーA9及び小径トナーa9を作製した。トナーA9のアルミニウム元素の含有量Alt(atom%)、Als/Alt、体積平均粒径D50T(μm)、形状係数SF1、GSDp−underを表1に示す。
−実施例10−
10重量%のEDTA金属塩水溶液24部の代わりに20部とした以外は、トナーA1及び小径トナーa1と同様にして、トナーA10及び小径トナーa10を作製した。トナーA10のアルミニウム元素の含有量Alt(atom%)、Als/Alt、体積平均粒径D50T(μm)、形状係数SF1、GSDp−underを表1に示す。
−比較例1−
前記第1凝集粒子調整工程及び第2凝集粒子調整工程の代わりに、下記凝集工程を経た以外は、トナーA1及び小径トナーa1と同様にして、トナーA11及び小径トナーa11を作製した。トナーA11のアルミニウム元素の含有量Alt(atom%)、Als/Alt、体積平均粒径D50T(μm)、形状係数SF1、GSDp−underを表1に示す。
(凝集工程)
・非結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(a1):250部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(b1):50部
・着色剤粒子分散液:43.48部
・離型剤粒子分散液:100部
・ノニオン性界面活性剤水溶液(IGEPAL CA897):3部
・0.3M硝酸水溶液:50部
・イオン交換水:500部
上記成分を、3L丸型ステンレス製フラスコに収容して、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)により4,000rpmでせん断を加えながら10分間分散して混合した。次いで、フラスコ内に硝酸を加えpH3.0に調整した後に、凝集剤として硫酸アルミニウムの10%水溶液2質量部を徐々に滴下して、ホモジナイザーの回転数を5,000rpmにして15分間分散して混合し、原料分散液とした。
その後、撹拌装置、温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、マントルヒーターにて加熱し始め、45℃まで昇温し、3時間保持した。このときに形成された凝集粒子の体積平均粒径は5.0μmであった。
次いで、非結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(a1)117質量部を追添加し、前記凝集粒子の表面に非結晶性ポリエステル樹脂の樹脂粒子を付着させた。
−比較例2−
第1凝集粒子調整工程においてpH2.5及び第2凝集粒子調整工程においてpH4.5に調整する代わりに第1凝集粒子調整工程においてpH2.0及び第2凝集粒子調整工程においてpH5.0に調整した以外は、トナーA1及び小径トナーa1と同様にして、トナーA12及び小径トナーa12を作製した。トナーA12のアルミニウム元素の含有量Alt(atom%)、Als/Alt、体積平均粒径D50T(μm)、形状係数SF1、GSDp−underを表1に示す。
−実施例11−
融合・合一工程でのpH8.5、95℃、1時間保持した代わりにpH8.5、90℃、1時間保持とした以外は、トナーA1及び小径トナーa1と同様にして、トナーA13及び小径トナーa13を作製した。トナーA13のアルミニウム元素の含有量Alt(atom%)、Als/Alt、体積平均粒径D50T(μm)、形状係数SF1、GSDp−underを表1に示す。
−実施例12−
融合・合一工程でのpH8.5、95℃、1時間保持した代わりにpH8.5、85℃、1時間保持とした以外は、トナーA1及び小径トナーa1と同様にして、トナーA14及び小径トナーa14を作製した。トナーA14のアルミニウム元素の含有量Alt(atom%)、Als/Alt、体積平均粒径D50T(μm)、形状係数SF1、GSDp−underを表1に示す。
−実施例13−
・非結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(a1):250部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(b1):50部
・着色剤粒子分散液:43.48部
・離型剤粒子分散液:100部
・ノニオン性界面活性剤水溶液(IGEPAL CA897):3部
・0.3M硝酸水溶液:50部
・イオン交換水:350部
(第1凝集粒子調整工程)
上記成分を、3L丸型ステンレス製フラスコに収容して、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)により4,000rpmでせん断を加えながら10分間分散して混合した。次いで、フラスコ内に硝酸を加えpH2.5に調整した後に、凝集剤として硫酸アルミニウムの10%水溶液2質量部を徐々に滴下して、ホモジナイザーの回転数を5,000rpmにして15分間分散して混合し、原料分散液とした。
その後、撹拌装置、温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、マントルヒーターにて加熱し始め、35℃まで昇温し、1時間保持した。このときに形成された凝集粒子(第1凝集粒子)の体積平均粒径は2.6μmであった。
(第2凝集粒子調整工程)
その後、アルカリとして水酸化ナトリウム水溶液を加えpH4.5に調整し、非結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液150部と硫酸アルミニウム10%水溶液1質量部を加え、40℃にて凝集粒子の成長を促進させた。上記pHを維持しつつ2時間ほど保持し、凝集粒子を形成した。この際、凝集粒子(第2凝集粒子)の体積平均粒径は3.1μmであった。
次いで、非結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(a1)117質量部を追添加し、前記凝集粒子の表面に非結晶性ポリエステル樹脂の樹脂粒子を付着させた。
融合・合一工程以降の工程については、トナーA1及び小径トナーa1と同様にして、トナーA15及び小径トナーa15を作製した。トナーA15のアルミニウム元素の含有量Alt(atom%)、Als/Alt、体積平均粒径D50T(μm)、形状係数SF1、GSDp−underを表1に示す。
−実施例14−
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(b1)50部の代わりに非結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(a1)50部を加えた以外は、トナーA1及び小径トナーa1と同様にして、トナーA16及び小径トナーa16を作製した。トナーA16のアルミニウム元素の含有量Alt(atom%)、Als/Alt、体積平均粒径D50T(μm)、形状係数SF1、GSDp−underを表1に示す。
<現像剤の作製>
−キャリアの作製−
・フェライト粒子(体積平均粒径:35μm、GSDv:1.20):100部
・トルエン:14部
・パーフルオロアクリレート共重合体(臨界表面張力:24dyn/cm):1.6部
・カーボンブラック(商品名:VXC−72、キャボット社製、体積抵抗率:100Ωcm以下):0.12部
・架橋メラミン樹脂粒子(平均粒径:0.3μm、トルエン不溶):0.3部
まず、パーフルオロアクリレート共重合体に、カーボンブラックをトルエンに希釈して加えサンドミルで分散した。次いで、これにフェライト粒子以外の上記各成分を10分間スターラーで分散し、被覆層形成液を調合した。次いでこの被覆層形成液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダーに入れ、温度60℃において30分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去して、樹脂被覆層を形成してキャリアを得た。
キャリアの体積平均粒度分布指標GSDvは1.20であった。
−現像剤の作製−
得られたトナー36部と前記キャリア414部を2リットルのVブレンダーに入れ、20分間撹拌し、その後212μmで篩分して現像剤を作製した。
<トナーの諸評価>
[クリーニング性の評価]
室温32℃、湿度85%の環境室にて、得られた現像剤を、図1に示した4連タンデム方式の富士ゼロックス(株)社製DocuCentreColor400CP改造機(定着器のプロセススピードを外部電源コントロールにて行うように改造したもの)の現像器に充填し、プロセススピード600mm/sにて、それぞれ連続20000枚の画像形成(3×4cmのソリッド画像の形成)を行った。10000枚画像形成するごとに感光体の表面を目視にて確認し、以下の基準にて評価を行った。結果を表2に示す。
−クリーニング性の評価基準−
◎:プロセススピード600mm/sにおいて、20000枚までトナーつぶれによる感光体汚染がない
○:プロセススピード600mm/sにおいて20000枚の画像形成を行うと、トナーつぶれによる感光体汚染を生じるが、画像には感光体汚染の影響が現れない。
△:プロセススピード600mm/sにおいて、20000枚の画像形成を行うと、トナーつぶれによる感光体汚染を生じ、わずかに画像に感光体汚染の影響が現れる)
×:プロセススピード600mm/sにおいて、20000枚現像したところ、明らかなトナーつぶれによる感光体汚染がある。
[高温定着時における光沢度、光沢むら、及び光沢度の温度依存性の評価]
得られた現像剤を、図1に示した4連タンデム方式の富士ゼロックス(株)社製DocuCentreColor400CPの現像器に充填し、定着温度160℃にて、3×4cmのソリッド画像を連続して20枚形成し、光沢度の温度依存性を評価した。また、形成した1枚目のソリッド画像の画像部について、75度鏡面光沢計GM−26D(村上色彩技術研究所社製品)を用いて同一画像部分の光沢度の測定を10点について行い、同時に光沢度(10点の平均値)及び光沢むらの評価を行った。光沢度、光沢むら、及び光沢度の温度依存性の評価基準は以下の通りであり、結果を表2に示す。
−光沢度の評価基準−
光沢度の平均が60%以上のものを許容範囲とし、光沢度が高いものほど良いとした。
−光沢むらの評価基準−
○:光沢度の差が5%未満
△:光沢度の差が5%以上10%未満
×:光沢度の差が10%以上
光沢度の温度依存性の評価基準−
○:1枚目と20枚目の光沢度の差が6%未満
△:1枚目と20枚目の光沢度の差が6%以上12%未満(違和感として感じる程度)
×:1枚目と20枚目の光沢度の差が12%以上(差として認識できる程度)
表2に示す結果から、実施例では、比較例に比べ、高温多湿環境における良好なクリーニング性及び光沢むらの抑制が両立されることがわかる。
本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 本発明のプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
符号の説明
1Y、1M、1C、1K、107 感光体(潜像保持体)
2Y、2M、2C、2K、108 帯電ローラ
3Y、3M、3C、3K レーザ光線(静電潜像形成手段)
3 露光装置
4Y、4M、4C、4K、111 現像装置(現像手段)
5Y、5M、5C、5K 1次転写ローラ
6Y、6M、6C、6K、113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段)
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K ユニット
20 中間転写ベルト
22 駆動ローラ
24 支持ローラ
26 2次転写ローラ(転写手段)
28、115 定着装置(定着手段)
30 中間転写体クリーニング装置
112 転写装置
116 取り付けレール
117 除電露光のための開口部
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ、
P 記録紙(被転写体)

Claims (7)

  1. 結着樹脂と、離型剤と、アルミニウム元素と、を含有し、
    トナー全体における体積平均粒径をD50Tとし、前記トナー全体におけるアルミニウム元素の含有量をAlt(atom%)とし、前記トナーを分級して体積平均粒径を(2/3)×D50Tとした分級後のトナーにおけるアルミニウム元素の含有量をAls(atom%)としたとき、前記Alt及び前記Alsが下記式(1)の関係を満たす静電潜像現像用トナー。
    120≦(Als/Alt)×100≦200 ・・・ 式(1)
  2. 前記分級前のトナーにおける形状係数SF1は、100以上140以下である請求項1に記載の静電潜像現像用トナー。
  3. 前記Altは、0.005atom%以上0.10atom%以下である請求項1又は2に記載の静電潜像現像用トナー。
  4. 請求項1から3までのいずれか1項に記載の静電潜像現像用トナーを少なくとも含む静電潜像現像剤。
  5. 画像形成装置に脱着され、少なくとも、前記画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するためのトナーを収納し、
    前記トナーは、請求項1から3までのいずれか1項に記載の静電潜像現像用トナーであるトナーカートリッジ。
  6. 現像剤保持体を少なくとも備え、請求項4に記載の静電潜像現像剤を収容するプロセスカートリッジ。
  7. 潜像保持体と、
    前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成させる静電潜像形成手段と、
    前記静電潜像を現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、
    前記潜像保持体上に形成された前記トナー像を被転写体上に転写する転写手段と、
    前記被転写体上に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、
    前記潜像保持体をクリーニング部材で摺擦し転写残留成分をクリーニングするクリーニング手段と、を有し、
    前記現像剤は、請求項4に記載の静電潜像現像剤である画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010072357A (ja) * 2008-09-18 2010-04-02 Fuji Xerox Co Ltd 静電潜像現像用トナー、静電潜像現像剤、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
JP2011203496A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 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
JP2011203690A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真用現像剤、現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
JP2018004968A (ja) * 2016-07-01 2018-01-11 富士ゼロックス株式会社 画像形成装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005234046A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真用トナー、並びに、これを用いた電子写真用現像剤および画像形成方法
JP2006267743A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、並びに静電荷像現像剤、画像形成方法
JP2008015334A (ja) * 2006-07-07 2008-01-24 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、並びに静電荷像現像剤、画像形成方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005234046A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真用トナー、並びに、これを用いた電子写真用現像剤および画像形成方法
JP2006267743A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、並びに静電荷像現像剤、画像形成方法
JP2008015334A (ja) * 2006-07-07 2008-01-24 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、並びに静電荷像現像剤、画像形成方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010072357A (ja) * 2008-09-18 2010-04-02 Fuji Xerox Co Ltd 静電潜像現像用トナー、静電潜像現像剤、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
JP2011203496A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 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
JP2011203690A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真用現像剤、現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
JP2018004968A (ja) * 2016-07-01 2018-01-11 富士ゼロックス株式会社 画像形成装置

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