本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
<静電荷像現像用トナー>
本実施形態に係るトナーは、結着樹脂、着色剤、離型剤および下記一般式(A)で示される化合物のうち少なくとも1つを含有する。複数の一般式(A)で示される化合物を含有してもよい。
(一般式(A)において、R1,R2,R3は、水素原子、炭素数1〜9のアルキル基を表し、R1,R2,R3のうち少なくとも1つは、ヒドロキシル基およびカルボキシル基のうち少なくとも1つを有する炭素数1〜9のアルキル基である。m,nは1または2であり、mとnの合計は2または3である。mまたはnが2のとき、2つのR2またはR3はそれぞれ異なっていてもよい。)
高温高湿下(例えば、30℃以上、90%RH以上)において、ハーフトーン濃度むらの少ない定着画像を得るには、トナーがほとんど凝集せず、なるべく均一に定着画像を形成することが望ましい。しかし、乳化重合凝集法などにより製造されたトナーを用いて、高温高湿下において、ハーフトーン濃度むらが発生する場合がある。特に高温高湿下における高速定着時にハーフトーン濃度むらが発生しやすい。高温高湿下、高速定着条件は、機内温度が比較的高く、トナーカートリッジ内においてトナー凝集体が発生しやすく、画像が実質的に均一とならず、ハーフトーン濃度むらが発生しやすい。トナー凝集体が発生する原因として、低分子量のトナーが高温高湿下、高速定着条件において、溶融しやすく、他のトナーと凝集しやすいためと考えられる。すなわち、低分子量トナーは、高酸価であることが多いため、湿度が高い場合に濡れやすく、また高温時に融着しやすいため、溶融、付着しやすいと考えられる。この低分子量トナーは、乳化重合凝集法などでの樹脂粒子の分散工程において、樹脂粒子の分散が不十分であり、低分子量の樹脂粒子同士が凝集しやすいために発生すると考えられる。また、低分子量の樹脂粒子は凝集初期に得られ、またカルボキシル基が多く、高酸価であるため、凝集粒子間の反発力が強く、小粒径のまま得られることが多い。したがって、小粒径の低分子量トナーが多く存在することにより、トナーが溶融することによって凝集体が発生し、高温高湿下での高速定着において、ハーフトーン濃度むらが発生すると考えられる。
本発明者らは、上記一般式(A)で示される化合物のうち少なくとも1つを含有することにより、高温高湿下での高速定着において、ハーフトーン濃度むらが少ない画像が容易に得られることを見出した。
本発明者らは、特に、乳化重合凝集法(乳化凝集法)などにより製造されるトナーに関し、製造中に上記一般式(A)で示される化合物のうち少なくとも1つを添加することにより、低分子量の樹脂粒子の凝集を抑制し、トナーの分散性を向上させ、高温高湿下における高速定着時にハーフトーン濃度むらの少ない定着画像が得られることを見出した。
上記一般式(A)において、R1,R2,R3は、水素原子あるいは、メチル基、エチル基、プロピル基などの直鎖または分岐の炭素数1〜9のアルキル基を表す。R1,R2,R3のうち少なくとも1つは、ヒドロキシル基およびカルボキシル基のうち少なくとも1つを有する炭素数1〜9のアルキル基であり、例えば、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、1,2−ジヒドロキシエチル基、カルボキシメチル基、1−カルボキシエチル基、2−カルボキシエチル基、1,2−ジカルボキシエチル基、1−ヒドロキシ−2−カルボキシエチル基、1,3−ジカルボキシプロピル基などである。m,nは1または2であり、mとnの合計は2または3である。m,nはともに1であり、mとnの合計は2であることが好ましい。なお、カルボキシル基は、ナトリウム塩などの塩の形態になっていてもよい。
上記一般式(A)で示される化合物の中で、下記化合物(1),(2),(3),(4),(5)のうち少なくとも1つであることが好ましい。
上記化合物(1)は、上記一般式(A)において、R1が1,3−ジカルボキシプロピル基、R2,R3が水素原子であり、m=n=1である。上記化合物(2)は、上記一般式(A)において、R1が水素原子、R2がカルボキシメチル基、R3がヒドロキシ−カルボキシメチル基および水素原子であり、m=1、n=2である。上記化合物(3)は、上記一般式(A)において、R1が1−カルボキシエチル基、R2,R3が水素原子であり、m=n=1である。上記化合物(4)は、上記一般式(A)において、R1が1,2−ジカルボキシエチル基、R2,R3が水素原子であり、m=n=1である。上記化合物(5)は、上記一般式(A)において、R1が2−カルボキシエチル基、R2,R3が水素原子であり、m=n=1である。なお、カルボキシル基は、ナトリウム塩などの塩の形態になっていてもよい。
トナーが上記一般式(A)で示される化合物のうち少なくとも1つを含有しない場合、トナーの分散性が悪く、低分子量のトナーが存在することで、高温高湿下の高速定着において、トナー凝集体が発生し、ハーフトーン濃度むらが発生する。上記一般式(A)で示される化合物は、2級または3級のアミン部位、カルボキシル部位を有するため、例えば、乳化重合凝集法の凝集工程において、低分子量の樹脂粒子に対して水素結合し、見かけ上樹脂粒子の分子量を上げ、かつ樹脂粒子表面の酸価を低下させると考えられる。これにより、低分子量の樹脂粒子同士の凝集を抑制し、高分子量の樹脂粒子との凝集性を高めることにより、実質的に均一な分散を行うことができると考えられる。すなわち、低分子量の樹脂粒子凝集体の発生を抑制することにより、高温高湿下、高速定着においても、トナー同士の凝集が抑制され、ハーフトーン濃度むらの少ない定着画像を得ることができると考えられる。
本実施形態に係るトナーにおいて、上記一般式(A)で示される化合物の含有量は、トナーの全重量に対して0.01重量%以上1.5重量%以下の範囲であることが好ましく、0.05重量%以上0.6重量%以下の範囲であることがより好ましい。含有量が0.01重量%未満であると、凝集抑制効果が低下する場合があり、1.5重量%を超えると、一般式(A)で示される化合物が低分子量の樹脂粒子だけでなく、高分子量の樹脂粒子と結合するため、低分子量の樹脂粒子が高分子量と樹脂粒子と凝集せず、小粒径の低分子量トナーが発生する場合がある。
本実施形態におけるトナーに含まれる上記一般式(A)で示される化合物は、HPLC分析により定量、確認することができ、NMRスペクトル分析、IRスペクトル分析、MASSスペクトル分析などにより確認、同定することができる。
高速液体クロマトグラフ(HPLC)分析は、分析装置:日本分析工業(株)製 LC−08、カラム:Inertsil ODS3(Φ4.6×250mm)、検出器:示差屈折計、紫外線吸収検出器(254nm)を用い、測定条件は、溶出液:クロロホルム、流量1.0mL/minとし、測定サンプルとして、トナー1gをクロロホルム10mLに溶解させて不要分を除去したものを用いる。
NMRスペクトル分析は、1H−NMR装置:JNM−AL400(日本電子株式会社製)を用い、測定条件は、5mmガラス管、3重量%重水溶液、測定温度:25℃にて行う。また、測定サンプルは、現像剤からキャリアを脱離させ、トナーから有機溶媒などで溶解し、ろ過などにより結着樹脂を分離したものを用いる。
IRスペクトル分析は、FTIR−410(日本分光社製)などを用い、測定は、KBr粉末約40mgに測定試料約0.2mg(0.5%濃度)を乳鉢で十分に粉砕混合した後に、加圧成型を行った試料について分析を行う。
MASSスペクトル分析は、質量分析計(SX102A、日本電子社製)を用いて、質量分析方法:FD−MS分析、イオン化方法:電界脱離、測定範囲:m/z=150〜1500、加圧電圧:8Kv、イオンマルチ:1.2Kv、エミッタ電流:0→30mAの条件により測定を行う。
本実施形態に係るトナーに含まれる粒径3μm以下のトナーの重量平均分子量が、10,000以上100,000以下の範囲であることが好ましく、15,000以上70,000以下の範囲であることがより好ましい。粒径3μm以下のトナーの重量平均分子量が10,000未満の場合、高温高湿下、高速定着において、トナー同士が凝集しやすく、ハーフトーン画像形成時に濃度むらが発生する場合がある。粒径3μm以下のトナーの重量平均分子量が100,000を超える場合、分子量が高すぎるため、定着時に実質的に均一に溶融しないことがあり、ハーフトーン濃度むらが発生する場合がある。
また、本実施形態に係るトナーに含まれる粒径3μm以下のトナーの量が、10重量%以下であることが好ましく、6重量%以下であることがより好ましい。粒径3μm以下のトナー量が10重量%を超える場合、低分子量のトナーが多く存在することにより、高温高湿下、高速定着において、トナー同士が融着して、凝集体を形成しやすく、ハーフトーン濃度むらが発生する場合がある。
<静電荷像現像用トナーの製造方法>
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製法としては、特に制限はないが、好ましいのは乳化重合凝集法である。本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、樹脂粒子を分散した樹脂粒子分散液と、着色剤を分散した着色剤分散液と、離型剤を分散した離型剤分散液と、上記一般式(A)で示される化合物のうち少なくとも1つとを混合し、凝集粒子を形成する凝集工程と、凝集系内のpHを調整して凝集粒子の凝集の成長を停止する停止工程と、凝集粒子を樹脂粒子のガラス転移温度以上の温度に加熱して、融合させる融合工程と、を含むことが好ましい。融合して得られたトナー粒子を水などを用いて洗浄する洗浄工程、洗浄したトナー粒子を乾燥する乾燥工程を有してもよい。また、必要に応じて、凝集工程の後に、同じまたは異なる樹脂粒子を添加し、凝集粒子の表面に付着させるシェル層形成工程を有してもよい。
具体的には、トナー製造の凝集工程において、上記一般式(A)で示される化合物のうち少なくとも1つを系内に添加すればよい。
乳化重合凝集法において、凝集剤のイオンと錯化する錯化剤を添加して、凝集粒子の成長を停止する製造方法が知られているが、この方法では、凝集停止時に錯化剤を添加するため、微粒子、例えば、粒径3μm以下の粒子を形成しやすく、粒度分布が悪化する場合があり、ハーフトーン濃度むらを発生しやすい。しかし、本方法では、凝集工程において、上記一般式(A)で示される化合物を添加するため、低分子量の樹脂粒子凝集体の発生を抑制することにより、高温高湿下、高速定着においても、トナー同士の凝集が抑制され、ハーフトーン濃度むらの少ない定着画像を得ることができると考えられる。
[凝集工程]
凝集工程においては、まず、樹脂粒子分散液、着色剤分散液、離型剤分散液などを準備する。
樹脂粒子は、少なくとも体積平均粒径が1μm以下であることが好ましく、乳化重合等の方法により作製することができる。例えば、乳化重合は水等の比較的極性の高い溶媒中に、該溶媒とはほとんど溶解しない1種または数種の重合性単量体を界面活性剤等の分散安定剤と共に添加することで、該分散媒内にミセルを形成させ、さらにこれに水溶性の重合開始剤により、重合を開始させ、樹脂粒子を作製するものである。このとき該ミセル内の重合性単量体は、より親水性または極性の高いものがミセル表面、言い換えれば溶媒との接触面に偏在することでミセル内部を安定化させると考えられる。重合開始剤により重合を開始するが、この際重合しやすいのは極性の低い重合性単量体から重合が始まる傾向がある。その理由としては、極性が高い重合性単量体は極性基の電子吸引性により、重合性を有する重合性単量体内のπ電子が吸引されるため、重合性が低下するためと考えられる。
上記凝集工程においては、互いに混合された樹脂粒子分散液、着色剤分散液、および離型剤分散液中の各粒子が凝集して凝集粒子を形成する。該凝集粒子はヘテロ凝集等により形成され、該凝集粒子の安定化、粒度および粒度分布制御を目的として、前記凝集粒子とは極性が異なるイオン性界面活性剤や、金属塩等の一価以上の電荷を有する化合物を添加してもよい。
また、プロセスは一括で材料を混合し、凝集することによりなされるものであっても、凝集工程において、初期の各極性のイオン性分散剤の量のバランスを予めずらしておき、該イオン性界面活性剤や、金属塩等の一価以上の電荷を有する化合物を用いてこれをイオン的に中和し、樹脂のガラス転移温度以下で第1段階の母体凝集を形成、安定化の後、第2段階としてバランスのずれを補填するような極性、量の分散剤で処理された粒子分散液を添加し、さらに必要に応じ母体または追加粒子に含まれる樹脂のガラス転移温度以下で加熱してより高い温度で安定化させたのち、ガラス転移温度以上に加熱することにより凝集形成の第2段階で加えた粒子を母体凝集粒子の表面に付着させたまま合一させたものでもよい。さらにこの凝集の段階的操作は複数回、繰り返して実施したものでもよい。
本実施形態において、結着樹脂にポリエステル樹脂を用いる場合は、該ポリエステル樹脂を作製した後に高温、高圧条件で分散安定剤と共に分散させて樹脂粒子分散液を作製することもできる。この場合も極性基を該ポリエステル樹脂に含有させることで該極性基が表面近傍に移動し、本実施形態の効果を有する樹脂を得ることができる。
本実施形態における、樹脂粒子分散液、着色剤分散液、離型剤分散液、およびその他の成分における分散媒としては、例えば水系媒体などが挙げられる。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコールなどが挙げられる。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、本実施形態に用いられる静電荷像現像用トナーの製法として、懸濁重合法も好ましく用いることができる。前記懸濁重合法は、着色剤粒子、離型剤粒子等を、重合性単量体とともに必要に応じて分散安定剤等が添加された水系媒体中へ懸濁させ、所望の粒度、粒度分布に分散させた後、加熱等の手段により重合性単量体を重合し、その後、重合物を水系媒体から分離、必要に応じて洗浄、乾燥させることによって、トナー粒子を形成する方法である。
また本実施形態に用いられる静電荷像現像用トナーの製法として、混錬粉砕法も用いることができる。
前記重合性単量体の具体例としては、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などのケトン類;エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン類などが挙げられ、これらのうち1種または2種以上を用いて重合体または共重合体とすることができる。
また、メチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン等を含むシリコーン樹脂、ビスフェノール、グリコール等を含有するポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、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、ポリカーボネート樹脂等を用いてもよい。これらの樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用して用いてもよい。
具体的には、前記重合性単量体のうち、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と、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル等の短鎖アクリル酸アルキルエステル等、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−エチルヘキシル等とを組み合わせて共重合させたものを用いることが好ましい。
本実施形態で用いられる架橋剤の具体例としては、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等の芳香族の多ビニル化合物類;フタル酸ジビニル、イソフタル酸ジビニル、テレフタル酸ジビニル、ホモフタル酸ジビニル、トリメシン酸ジビニル/トリビニル、ナフタレンジカルボン酸ジビニル、ビフェニルカルボン酸ジビニル等の芳香族多価カルボン酸の多ビニルエステル類;ピリジンジカルボン酸ジビニル等の含窒素芳香族化合物のジビニルエステル類;ピロムチン酸ビニル、フランカルボン酸ビニル、ピロール−2−カルボン酸ビニル、チオフェンカルボン酸ビニル等の不飽和複素環化合物カルボン酸のビニルエステル類;ブタンジオールメタクリレート、ヘキサンジオールアクリレート、オクタンジオールメタクリレート、デカンジオールアクリレート、ドデカンジオールメタクリレート等の直鎖多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ネオペンチルグリコールジメタクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジアクリロキシプロパン等の分枝、置換多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレンポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート類;コハク酸ジビニル、フマル酸ジビニル、マレイン酸ビニル/ジビニル、ジグリコール酸ジビニル、イタコン酸ビニル/ジビニル、アセトンジカルボン酸ジビニル、グルタル酸ジビニル、3,3'−チオジプロピオン酸ジビニル、trans−アコニット酸ジビニル/トリビニル、アジピン酸ジビニル、ピメリン酸ジビニル、スベリン酸ジビニル、アゼライン酸ジビニル、セバシン酸ジビニル、ドデカン二酸ジビニル、ブラシル酸ジビニル等の多価カルボン酸の多ビニルエステル類;等が挙げられる。
本実施形態において、これらの架橋剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよい。また、上記架橋剤のうち、本実施形態における架橋剤としては、重合が通常の重合性単量体に比較して遅いことが好ましいために、ブタンジオールメタクリレート、ヘキサンジオールアクリレート、オクタンジオールメタクリレート、デカンジオールアクリレート、ドデカンジオールメタクリレート等の直鎖多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ネオペンチルグリコールジメタクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジアクリロキシプロパン等の分枝、置換多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレンポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート類などを用いることが好ましい。
前記架橋剤の好ましい含有量は、重合性単量体総量の0.05重量%以上5重量%以下の範囲が好ましく、0.1重量%以上1.0重量%以下の範囲がより好ましい。
本実施形態におけるトナーに用いる樹脂を、重合性単量体のラジカル重合により製造する場合の重合開始剤は以下のものを挙げることができる。
ここで用いるラジカル重合用開始剤としては、特に制限はない。具体的には、過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化tert−ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ベンゾイル、過酸化クロロベンゾイル、過酸化ジクロロベンゾイル、過酸化ブロモメチルベンゾイル、過酸化ラウロイル、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、ペルオキシ炭酸ジイソプロピル、テトラリンヒドロペルオキシド、1−フェニル−2−メチルプロピル−1−ヒドロペルオキシド、過トリフェニル酢酸tert−ブチルヒドロペルオキシド、過蟻酸tert−ブチル、過酢酸tert−ブチル、過安息香酸tert−ブチル、過フェニル酢酸tert−ブチル、過メトキシ酢酸tert−ブチル、過N−(3−トルイル)カルバミン酸tert−ブチル等の過酸化物類、2,2'−アゾビスプロパン、2,2'−ジクロロ−2,2'−アゾビスプロパン、1,1'−アゾ(メチルエチル)ジアセテート、2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩酸塩、2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)硝酸塩、2,2'−アゾビスイソブタン、2,2'−アゾビスイソブチルアミド、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル、2,2'−アゾビス−2−メチルプロピオン酸メチル、2,2'−ジクロロ−2,2'−アゾビスブタン、2,2'−アゾビス−2−メチルブチロニトリル、2,2'−アゾビスイソ酪酸ジメチル、1,1'−アゾビス(1−メチルブチロニトリル−3−スルホン酸ナトリウム)、2−(4−メチルフェニルアゾ)−2−メチルマロノジニトリル、4,4'−アゾビス−4−シアノ吉草酸、3,5−ジヒドロキシメチルフェニルアゾ−2−メチルマロノジニトリル、2−(4−ブロモフェニルアゾ)−2−アリルマロノジニトリル、2,2'−アゾビス−2−メチルバレロニトリル、4,4'−アゾビス−4−シアノ吉草酸ジメチル、2,2'−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、1,1'−アゾビスシクロヘキサンニトリル、2,2'−アゾビス−2−プロピルブチロニトリル、1,1'−アゾビス−1−クロロフェニルエタン、1,1'−アゾビス−1−シクロヘキサンカルボニトリル、1,1'−アゾビス−1−シクロへプタンニトリル、1,1'−アゾビス−1−フェニルエタン、1,1'−アゾビスクメン、4−ニトロフェニルアゾベンジルシアノ酢酸エチル、フェニルアゾジフェニルメタン、フェニルアゾトリフェニルメタン、4−ニトロフェニルアゾトリフェニルメタン、1,1'−アゾビス−1,2−ジフェニルエタン、ポリ(ビスフェノールA−4,4'−アゾビス−4−シアノペンタノエート)、ポリ(テトラエチレングリコール−2,2'−アゾビスイソブチレート)等のアゾ化合物類、1,4−ビス(ペンタエチレン)−2−テトラゼン、1,4−ジメトキシカルボニル−1,4−ジフェニル−2−テトラゼン等が挙げられる。
このうち好ましいものは水溶性の化合物であって、具体的には過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化tert−ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ベンゾイル、過酸化クロロベンゾイル、過酸化ジクロロベンゾイル、過酸化ブロモメチルベンゾイル、過酸化ラウロイル、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、ペルオキシ炭酸ジイソプロピル等である。
本実施形態の静電荷像現像用トナーの製造において、例えば、前記懸濁重合法における分散時の安定化、前記乳化重合凝集法における樹脂粒子分散液、着色剤分散液、および離型剤分散液の分散安定を目的として界面活性剤を用いることができる。
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。
本実施形態におけるトナーにおいては、一般的にはアニオン系界面活性剤は分散力が強く、樹脂粒子、着色剤の分散に優れているため、離型剤を分散させるための界面活性剤としてはアニオン系界面活性剤を用いることが有利である。
非イオン系界面活性剤は、前記アニオン系界面活性剤またはカチオン系界面活性剤と併用されるのが好ましい。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、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、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、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、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、本実施形態の効果を阻害しない程度であればよく、一般的には少量であり、具体的には0.01重量%以上10重量%以下程度の範囲であり、より好ましくは0.05重量%以上5重量%以下の範囲であり、さらに好ましくは0.1重量%以上2重量%以下程度の範囲である。含有量が0.01重量%未満であると、樹脂粒子分散液、着色剤分散液、離型剤分散液等の各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る場合があり、また、10重量%を超えると、粒子の粒度分布が広くなったり、また、粒子径の制御が困難になる場合がある。一般的には粒子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。
また、前記懸濁重合法に用いる前記分散安定剤としては、難水溶性で親水性の無機粉末を用いることができる。使用できる無機粉末としては、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、リン酸3カルシウム(ヒドロキシアパタイト)、クレイ、ケイソウ土、ベントナイト等が挙げられる。これらの中でも炭酸カルシウム、リン酸3カルシウム等は粒子の粒度形成の容易さと、除去の容易さの点で好ましい。
また、常温固体の水性ポリマ等も用いることができる。具体的には、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース系化合物、ポリビニルアルコール、ゼラチン、デンプン、アラビアゴム等が使用できる。
本実施形態におけるトナーの製造に乳化重合凝集法を用いた場合、凝集工程においてpH変化により凝集を発生させ、粒子を調製することができる。同時に粒子の凝集を安定に、また迅速に、またはより狭い粒度分布を持つ凝集粒子を得るため、凝集剤を添加してもよい。
該凝集剤としては一価以上の電荷を有する化合物が好ましく、その化合物の具体例としては、前述のイオン性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等の水溶性界面活性剤類、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、シュウ酸等の酸類、塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、硝酸アルミニウム、硝酸銀、硫酸銅、炭酸ナトリウム等の無機酸の金属塩、酢酸ナトリウム、蟻酸カリウム、シュウ酸ナトリウム、フタル酸ナトリウム、サリチル酸カリウム等の脂肪族酸、芳香族酸の金属塩、ナトリウムフェノレート等のフェノール類の金属塩、アミノ酸の金属塩、トリエタノールアミン塩酸塩、アニリン塩酸塩等の脂肪族、芳香族アミン類の無機酸塩類等が挙げられる。
凝集粒子の安定性、凝集剤の熱や経時に対する安定性、洗浄時の除去など考慮した場合、凝集剤としては、無機酸の金属塩が性能、使用の点で好ましい。具体的には塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、硝酸アルミニウム、硝酸銀、硫酸銅、炭酸ナトリウム等の無機酸の金属塩などが挙げられる。
これらの凝集剤の添加量は、電荷の価数により異なるが、いずれも少量であって、一価の場合は3重量%以下程度、二価の場合は1重量%以下程度、三価の場合は0.5重量%以下程度であることが好ましい。凝集剤の量は少ない方が好ましいため、価数の多い化合物を用いることが好ましい。
本実施形態に使用できる着色剤としては、顔料が使用できる。また、必要に応じて染料を用いることもできる。
本実施形態において、着色剤として用いられる顔料は例えば以下のものが挙げられる。黄色顔料としては、例えば、黄鉛、亜鉛黄、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー、クロムイエロー、ハンザイエロー、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーメネントイエローNCG等が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー93等が挙げられ、顔料分散性の点からC.I.ピグメントイエロー74が好ましい。黄色顔料としては、上記顔料を1種または2種以上を併せて使用することができる。
黒色顔料としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭、非磁性フェライト、マグネタイト等が挙げられる。
橙色顔料としては赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、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、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジRK、インダスレンブリリアントオレンGK等が挙げられる。
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、デイポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ローズベンガル、エオキシンレッド、アリザリンレーキ等が挙げられる。
青色顔料としては、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、ファストスカイブルー、インダスレンブルーBC、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レートなどが挙げられる。
紫色顔料としては、マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等が挙げられる。
緑色顔料としては、酸化クロム、クロムグリーン、ピグメントグリーン、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンG等が挙げられる。
白色顔料としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等が挙げられる。
体質顔料としては、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等が挙げられる。
また、必要に応じて着色剤として染料を用いることもできる。該染料としては、塩基性、酸性、分散、直接染料等の各種染料、例えば、ニグロシン、メチレンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー、ウルトラマリンブルー等が挙げられる。また、これらの単独、もしくは混合し、さらには固溶体の状態で使用できる。
これらの着色剤は、公知の方法で分散されるが、例えば、回転せん断型ホモジナイザやボールミル、サンドミル、アトライタ等のメディア式分散機、高圧対向衝突式の分散機等が好ましく用いられる。
また、これらの着色剤は、極性を有する界面活性剤を用い、前記ホモジナイザによって水系溶媒に分散されてもよい。
着色剤は、色相角、彩度、明度、耐候性、トナー中での分散性などの観点から選択される。該着色剤の添加量は、樹脂100重量部に対して1重量部以上20重量部以下の割合で添加されることが好ましい。
黒色着色剤に磁性体を用いた場合は、他の着色剤とは異なり、30重量部以上100重量部以下の割合で添加されることが好ましい。
また、トナーを磁性トナーとして用いる場合は、磁性粉を含有させてもよい。このような磁性粉としては、磁場中で磁化される物質が用いられ、鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性の粉末、もしくはフェライト、マグネタイト等の化合物が挙げられる。
本実施形態では、水層中でトナーを得るため、磁性体の水層移行性などに注意を払うことが望ましく、磁性体に表面改質、例えば疎水化処理等を施しておくのが好ましい。
使用できる離型剤の具体例としては、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;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脂肪酸アミド類;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、ホホバ油等の植物系ワックス;ミツロウ等の動物系ワックス類;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鉱物・石油系ワックス類;ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル等の高級脂肪酸と高級アルコールとのエステルワックス類;ステアリン酸ブチル、オレイン酸プロピル、モノステアリン酸グリセリド、ジステアリン酸グリセリド、ペンタエリスリトールテトラベヘネート等の高級脂肪酸と単価または多価低級アルコールとのエステルワックス類;ジエチレングリコールモノステアレート、ジプロピレングリコールジステアレート、ジステアリン酸ジグリセリド、テトラステアリン酸トリグリセリド等の高級脂肪酸と多価アルコール多量体とからなるエステルワックス類;ソルビタンモノステアレート等のソルビタン高級脂肪酸エステルワックス類;コレステリルステアレート等のコレステロール高級脂肪酸エステルワックス類などが挙げられる。これらの離型剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよい。
前記樹脂、前記着色剤、および前記離型剤とを混合した場合における、前記着色剤の含有量としては、50重量%以下であることが好ましく、2重量%以上40重量%以下程度の範囲であるのがより好ましい。
[シェル層形成工程]
必要に応じて行われるシェル層形成工程においては、コア凝集粒子の表面に、樹脂粒子を含む樹脂粒子分散液を用いて樹脂粒子を付着させ、所望の厚みの被覆層(シェル層)を形成することにより、コア凝集粒子表面にシェル層が形成されたコア/シェル構造を持つ凝集粒子(コア/シェル凝集粒子)を得る。
なお、凝集工程、シェル層形成工程は、段階的に複数回に分けて繰り返し実施したものであってもよい。
ここで、凝集工程およびシェル層形成工程において用いられる、樹脂粒子、着色剤粒子、離型剤粒子の体積平均粒径は、トナー径およ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以下であることが好ましく、100nm以上300nm以下の範囲であることがより好ましい。
体積平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置(LA−700:堀場製作所製)を用いて測定する。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約2gになるように調整し、これにイオン交換水を添加して、約40mLにする。これをセルに適当な濃度になるまで投入し、約2分間待って、セル内の濃度がほぼ安定になったところで測定する。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する。
[停止工程]
停止工程においては、凝集系内のpHを調整することにより、凝集粒子の凝集成長を停止させる。具体的には凝集系内のpHを5以上10以下の範囲、好ましくは6以上9以下の範囲に調整することにより、凝集粒子の成長を停止させる。
[融合工程]
融合工程(融合・合一工程)においては、まず、凝集工程および必要に応じて行われたシェル形成工程を経て得られた凝集粒子を含有する溶液中にて、凝集粒子中に含まれる樹脂粒子融点以上の温度に加熱して、融合・合一することによりトナー粒子を得る。
[洗浄工程]
洗浄工程においては、融合工程にて得られたトナー粒子の分散液にイオン交換水などによる置換洗浄を少なくとも施し、固液分離を行う。固液分離方法には特に制限はないが、生産性などの点から、吸引濾過、加圧濾過等が好ましく用いられる。
[乾燥工程]
乾燥工程においては、固液分離されたウェットケーキを乾燥し、トナー粒子を得る。乾燥方法には特に制限はないが、生産性などの点から、凍結乾燥、フラッシュジェット乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等が好ましく用いられる。
本実施形態においては、目的に応じて、前記樹脂、前記着色剤、前記離型剤以外に、内添剤、帯電制御剤、有機粒体、滑剤、研磨剤などのその他の成分(粒子)を添加させることが可能である。
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。
帯電制御剤としては、特に制限はないが、特にカラートナーを用いた場合、無色または淡色のものが好ましく使用できる。例えば、4級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミニウム、鉄、クロムなどの錯体からなる染料、トリフェニルメタン系顔料などが挙げられる。
有機粒体としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の通常トナー表面の外添剤として使用される全ての粒子が挙げられる。なお、これらの無機粒体や有機粒体は、流動性助剤、クリーニング助剤等として使用することができる。
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、前述のシリカ、アルミナ、酸化セリウムなどが挙げられる。
また、前記その他の成分の含有量としては、本実施形態の目的を阻害しない程度であればよく、一般的には極少量であり、具体的には0.01重量%以上5重量%以下の範囲であることが好ましく、0.5重量%以上2重量%以下の範囲であることがより好ましい。
本実施形態に用いられるトナーは、その表面に少なくとも1種以上の金属酸化物粒子有してもよい。金属酸化物粒子の具体例としては、シリカ、チタニア、酸化亜鉛、酸化ストロンチウム、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化セリウム、またはこれらの複合酸化物等が挙げられる。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る。
上記金属酸化物粒子の体積平均粒径は、1次粒子径で1nm以上40nm以下の範囲であることが好ましく、5nm以上20nm以下の範囲であることがより好ましい。
これらの金属酸化物粒子は単独で用いても、また複数種を混合して用いてもよい。また、これらのトナーに対する添加量は特に制限はないが、0.1重量%以上10重量%以下の範囲で好ましく用いられる。より好ましくは、0.2重量%以上8重量%以下程度の範囲である。金属酸化物粒子の添加量が0.1重量%未満の場合、添加する金属酸化物の効果が得られにくく、また、10重量%を超える場合、画像濃度が得られない場合がある。
これらの金属酸化物粒子は、疎水化等の表面改質を行う方が定着時の離型剤層内に混入しやすく、離型剤の結晶化を阻害できる点で好ましい。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る。具体的にはシラン、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。
本実施形態における静電荷像現像剤用トナーは、トナー形状係数SF1が125以上140以下の範囲であることが好ましい(ただし、トナー形状係数SF1=(ML2/A)×(π/4)×100であり、MLはトナーの最大長(μm)、Aはトナーの投影面積(μm2)を表す。)。トナーの形状係数が125以上140以下の間にある場合、安定した転写性により、定着画像上にてむらの少ない定着画像が得られ、安定した色再現性が得られる傾向にある。形状係数が125未満の場合、低温低湿度下では、極端に転写性が高く、使いこなしが困難となり、定着画像上になるべく均一にトナーに載らず、ハーフトーン濃度むらが発生する場合がある。形状係数が140を超える場合では、転写性が低下し、定着画像上では所望のトナー量が載らず、定着画像上のトナー載り量にむらが生じるため、ハーフトーン濃度むらが生じる場合がある。
また、本実施形態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以下であり、かつ該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。体積分布指標GSDvが1.30を超えると定着画像の凹凸が大きくなるため、定着画像上にむらが生じる場合があり、また体積平均粒度分布指標GSDvと数平均粒度分布指標の比が0.95未満の場合、小粒径トナーの量が増加することを意味し、トナー凝集体が発生しやすく、ハーフトーン濃度むらが生じる場合がある。
本実施形態の静電荷像現像用トナーの表面積は、特に制限はなく、通常のトナーに用いることのできる範囲であれば使用することができる。具体的には、BET法を用いた場合0.5m2/g以上10m2/g以下の範囲が好ましく、好ましくは1.0m2/g以上7m2/g以下の範囲、より好ましくは1.2m2/g以上5m2/g以下程度の範囲である。さらには、1.2m2/g以上3m2/g以下程度の範囲が好ましい。
<静電荷像現像用現像剤>
本実施形態に係る静電荷像現像用現像剤は、上述した本実施形態の静電荷像現像用トナーを含有する以外は特に制限はなく、目的に応じて適宜の成分組成をとることができる。本実施形態に係る静電荷像現像用現像剤は、静電荷像現像用トナーを、単独で用いると一成分系の静電荷像現像用現像剤(以下「一成分現像剤」ともいう)となり、また、キャリアと組み合わせて用いると二成分系の静電荷像現像用現像剤(以下「二成分現像剤」ともいう)となる。
例えばキャリアを用いる場合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、芯材表面に被覆樹脂を被覆した樹脂被覆層を有する樹脂被覆キャリア等の公知のキャリアが挙げられる。またキャリアは、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。該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、通常、30μm以上200μm以下程度の範囲である。
また、上記樹脂被覆キャリアの被覆樹脂としては、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α−メチレン脂肪酸モノカルボン酸類;ジメチルアミノエチルメタクリレート等の含窒素アクリル類;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;2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン等のビニルピリジン類;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、ビニルイソプロぺニルケトン等のビニルケトン類;エチレン、プロピレン等のオレフィン類;弗化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン等のビニル系フッ素含有モノマ;などの単独重合体、または2種類以上のモノマからなる共重合体、さらに、メチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン等を含むシリコーン樹脂類、ビスフェノール、グリコール等を含有するポリエステル類、エポキシ樹脂、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、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、1種単独で用いてもよいし、あるいは2種以上併用してもよい。被覆樹脂の被覆量としては、前記核体粒子100重量部に対して0.1重量部以上10重量部以下程度の範囲が好ましく、0.5重量部以上3.0重量部以下の範囲がより好ましい。
本実施形態において、ハーフトーン濃度むら抑制、現像均一性などの点からキャリアの被覆樹脂がスチレンとメチルメタアクリレートとの共重合体を含む樹脂であることが好ましい。
キャリアの製造には、加熱型ニーダー、加熱型ヘンシェルミキサー、UMミキサーなどを使用することができ、前記被覆樹脂の量によっては、加熱型流動転動床、加熱型キルンなどを使用することができる。
静電荷像現像剤における前記本実施形態の静電荷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。
<画像形成装置>
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、静電潜像を現像剤を用いて現像してトナー画像を形成する現像手段と、現像されたトナー画像を被転写体に転写する転写手段と、を含み、現像剤として、前記静電荷像現像用現像剤が用いられる。また、本実施形態に係る画像形成装置は、上記した手段以外の手段、例えば、像保持体を帯電する帯電手段、被転写体表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段、像保持体表面に残存したトナーを除去するクリーニング手段等を含むものであってもよい。
本実施形態に係る画像形成装置の一例の概略を図1に示し、その構成について説明する。画像形成装置1は、帯電部10と、露光部12と、像保持体である電子写真感光体14と、現像部16と、転写部18と、クリーニング部20と、定着部22とを備える。
画像形成装置1において、電子写真感光体14の周囲には、電子写真感光体14の表面を帯電する帯電手段である帯電部10と、帯電された電子写真感光体14を露光し画像情報に応じて静電潜像を形成する潜像形成手段である露光部12と、静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成する現像手段である現像部16と、電子写真感光体14の表面に形成されたトナー画像を被転写体24の表面に転写する転写手段である転写部18と、転写後の電子写真感光体14表面上に残存したトナーを除去するクリーニング手段であるクリーニング部20とがこの順で配置されている。また、被転写体24に転写されたトナー画像を定着する定着手段である定着部22が転写部18の左側に配置されている。
本実施形態に係る画像形成装置1の動作について説明する。まず、帯電部10により電子写真感光体14の表面が均一に帯電される(帯電工程)。次に、露光部12により電子写真感光体14の表面に光が当てられ、光の当てられた部分の帯電電荷が除去され、画像情報に応じて静電荷像(静電潜像)が形成される(潜像形成工程)。その後、静電荷像が現像部16により現像され、電子写真感光体14の表面にトナー画像が形成される(現像工程)。例えば、電子写真感光体14として有機感光体を用い、露光部12としてレーザビーム光を用いたデジタル式電子写真複写機の場合、電子写真感光体14の表面は、帯電部10により負電荷を付与され、レーザビーム光によりドット状にデジタル潜像が形成され、レーザビーム光の当たった部分に現像部16でトナーを付与され可視像化される。この場合、現像部16にはマイナスのバイアスが印加されている。次に転写部18で、用紙等の被転写体24がこのトナー画像に重ねられ、被転写体24の裏側からトナーとは逆極性の電荷が被転写体24に与えられ、静電気力によりトナー画像が被転写体24に転写される(転写工程)。転写されたトナー画像は、定着部22において定着部材により熱および圧力が加えられ、被転写体24に融着されて定着される(定着工程)。一方、転写されずに電子写真感光体14の表面に残存したトナーはクリーニング部20で除去される(クリーニング工程)。この帯電からクリーニングに至る一連のプロセスで一回のサイクルが終了する。なお、図1において、転写部18で用紙等の被転写体24に直接トナー画像が転写されているが、中間転写体等の転写体を介して転写されてもよい。
以下、図1の画像形成装置1における帯電手段、像保持体、露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、定着手段について説明する。
(帯電手段)
帯電手段である帯電部10としては、例えば、図1に示すようなコロトロンなどの帯電器が用いられるが、導電性または半導電性の帯電ロールを用いてもよい。導電性または半導電性の帯電ロールを用いた接触型帯電器は、電子写真感光体14に対し、直流電流を印加するか、交流電流を重畳させて印加してもよい。例えばこのような帯電部10により、電子写真感光体14との接触部近傍の微小空間で放電を発生させることにより電子写真感光体14表面を帯電させる。なお、通常は、−300〜−1,000Vに帯電される。また前記の導電性または半導電性の帯電ロールは単層構造あるいは多重構造でもよい。また、帯電ロールの表面をクリーニングする機構を設けてもよい。
(像保持体)
像保持体は、少なくとも潜像(静電荷像)が形成される機能を有する。像保持体としては、電子写真感光体が好適に挙げられる。電子写真感光体14は、円筒状の導電性の基体外周面に有機感光体等を含む塗膜を有する。塗膜は、基体上に、必要に応じて下引き層、および、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを含む感光層がこの順序で形成されたものである。電荷発生層と電荷輸送層の積層順序は逆であってもよい。これらは、電荷発生物質と電荷輸送物質とを別個の層(電荷発生層、電荷輸送層)に含有させて積層した積層型感光体であるが、電荷発生物質と電荷輸送物質との双方を同一の層に含む単層型感光体であってもよく、好ましくは積層型感光体である。また、下引き層と感光層との間に中間層を有していてもよい。また、有機感光体に限らずアモルファスシリコン感光膜等他の種類の感光層を使用してもよい。
(露光手段)
露光手段である露光部12としては、特に制限はなく、例えば、像保持体表面に、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッタ光等の光源を、所望の像様に露光できる光学系機器等が挙げられる。
(現像手段)
現像手段である現像部16は、像保持体上に形成された潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー画像を形成する機能を有する。そのような現像装置としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、静電荷像現像用トナーをブラシ、ローラ等を用いて電子写真感光体14に付着させる機能を有する公知の現像器等が挙げられる。電子写真感光体14には、通常直流電圧が使用されるが、さらに交流電圧を重畳させて使用してもよい。
(転写手段)
転写手段である転写部18としては、例えば、図1に示すような被転写体24の裏側からトナーとは逆極性の電荷を被転写体24に与え、静電気力によりトナー画像を被転写体24に転写するもの、あるいは被転写体24の表面に被転写体24を介して直接接触して転写する導電性または半導電性のロール等を用いた転写ロールおよび転写ロール押圧装置を用いることができる。転写ロールには、像保持体に付与する転写電流として、直流電流を印加してもよいし、交流電流を重畳させて印加してもよい。転写ロールは、帯電すべき画像領域幅、転写帯電器の形状、開口幅、プロセススピード(周速)等により、任意に設定することができる。また、低コスト化のため、転写ロールとして単層の発泡ロール等が好適に用いられる。転写方式としては、紙等の被転写体24に直接転写する方式でも、中間転写体を介して被転写体24に転写する方式でもよい。
中間転写体としては、公知の中間転写体を用いることができる。中間転写体に用いられる材料としては、ポリカーボネート樹脂(PC)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリアルキレンフタレート、PC/ポリアルキレンテレフタレート(PAT)のブレンド材料、エチレンテトラフロロエチレン共重合体(ETFE)/PC、ETFE/PAT、PC/PATのブレンド材料等が挙げられるが、機械的強度の観点から熱硬化ポリイミド樹脂を用いた中間転写ベルトが好ましい。
(クリーニング手段)
クリーニング手段であるクリーニング部20については、像保持体上の残留トナーを清掃するものであれば、ブレードクリーニング方式、ブラシクリーニング方式、ロールクリーニング方式を採用したもの等、適宜選定して差し支えない。これらの中でもクリーニングブレードを用いることが好ましい。また、クリーニングブレードの材質としてはウレタンゴム、ネオプレンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。中でも、耐摩耗性に優れていることから、特にポリウレタン弾性体を用いることが好ましい。但し、転写効率の高いトナーを使用する場合にはクリーニング部20を使用しない態様もありえる。
(定着手段)
定着手段(画像定着装置)である定着部22としては、被転写体24に転写されたトナー像を加熱、加圧あるいは加熱加圧により定着するものであり、定着部材を具備する。
(被転写体)
トナー画像を転写する被転写体(用紙)24としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等に使用される普通紙、OHPシート等が挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、被転写体の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等を好適に使用することができる。
図2には、本実施形態に係る画像形成装置の他の例として、タンデム方式のフルカラーの画像形成装置3が示されている。この画像形成装置3の内部には、電子写真感光体14や現像器などを有する画像形成ユニットが、イエロー(64Y)、マゼンタ(64M)、シアン(64C)、および黒(64K)の各色毎にそろえられている。電子写真感光体14としては、例えば、表面に有機感光体などを含む感光体層が被覆された導電性円筒体が用いられ、図示しないモータにより、例えば約150mm/secのプロセススピードで回転駆動される。
電子写真感光体14の表面は、電子写真感光体14に接触して配置された帯電ロール11によって所定の電位に帯電された後、露光装置58から出射されるレーザビームによって画像露光が施され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。
この電子写真感光体14上に形成された静電潜像は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の現像器66Y,66M,66C,66Kによって現像され、所定の色のトナー像となる。
例えば、フルカラーの画像を形成する場合、各色の電子写真感光体14の表面には、帯電、露光、現像の各工程が、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色に対応して行われ、各色の電子写真感光体14の表面には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色に対応したトナー像が形成される。
電子写真感光体14上に順次形成されるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像は、用紙搬送ベルト68上に保持された記録紙62に順番に転写された後、さらに、トナー像が転写された記録紙62は、定着装置70へと搬送され、この定着装置70によって加熱および加圧されてトナー像が記録紙62上に定着される。その後、片面プリントの場合には、トナー像が定着された記録紙62は、排出ロール72によって画像形成装置3の上部に設けられた排出トレイ74上にそのまま排出される。
―方、両面プリントの場合には、定着装置70により第一面(表面)にトナー像が定着された記録紙62を、排出ロール72によって排出トレイ74上にそのまま排出せずに、排出ロール72によって記録紙62の後端部を狭持した状態で、排出ロール72を逆転させるとともに、記録紙62の搬送径路を両面用の用紙搬送路76に切り替え、この両面用の用紙搬送路76に配設された搬送ロール78によって、記録紙62の表裏を反転した状態で、再度、用紙搬送ベルト68の転写位置へ搬送して、記録紙62の第二面(裏面)にトナー像を転写する。そして、記録紙62の第二面(裏面)のトナー像を定着装置70によって定着させ、記録紙62を排出トレイ74上に排出する。
なお、トナー像の転写工程が終了した後の電子写真感光体14の表面は、電子写真感光体14が1回転する毎に、電子写真感光体14の斜め上方に配置されたクリーニングブレード56によって、残留トナーや紙粉などが除去され、次の画像形成工程に備えるようになっている。
画像形成装置3に設けられた帯電ロール11にはクリーニングロール50が設置されている。クリーニングロール50は、図示しない支持部材または筐体などによって回転可能なようにその外周部分で支持されている。高圧電源からベアリングに電圧が印加され、クリーニングロール50が帯電ロール11と電気的に同極性を有することで、異物をクリーニングロール50および帯電ロール11表面に蓄積させることなく移行でき、クリーニングブレード56で回収させることができる。
本実施形態に係る画像形成装置3の構成については、これらに限らず従来から電子写真方式の画像形成装置の各構成として公知の構成が適用できる。すなわち、例えば、帯電部材、帯電部材清掃装置、潜像形成手段、現像手段、転写手段、像保持体清掃手段、除電手段、給紙手段、搬送手段、画像制御手段などについて、必要に応じて従来公知のものが適宜採用される。これらの構成については、本実施形態において特に限定されるものではない。
本実施形態に係る画像形成装置および画像形成方法は、前記トナーを含む静電荷像現像剤を用いているため、高温高湿下の高速定着において、ハーフトーン濃度むらの少ない定着画像を実現することができる。
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。
<各測定方法>
(トナー形状係数)
トナーの形状係数SF1は、ルーゼックス画像解析装置(株式会社ニレコ製、FT)を用いて次のように測定した。まず、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個のトナーについて最大長(ML)と投影面積(A)を測定し、個々のトナーについて、(ML2/A)×(π/4)×100を算出し、これを平均した値を形状係数SF1として求めた。
(トナー粒度)
体積平均粒径D50v、体積平均粒度分布指標GSDvおよび数平均粒度分布指標GSDpは、コールターマルチサイザーII型(ベックマン−コールター社製)を用いて、100μmのアパーチャ径で測定することにより得た。この時、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。コールターマルチサイザーII型で測定されたトナーの粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積16%となる粒径を体積D16v、数D16p、累積50%となる粒径を体積D50v、数D50p、累積84%となる粒径を体積D84v、数D84pと定義する。この際、D50vは体積平均粒径を表し、体積平均粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2として、数平均粒度分布指標(GSDp)は(D84p/D16p)1/2として求めた。
(高速液体クロマトグラフ(HPLC))
高速液体クロマトグラフ(HPLC)の測定条件は以下の通りとした。
分析装置:日本分析工業(株)製 LC−08
カラム:Inertsil ODS3(Φ4.6×250mm)
検出器:示差屈折計、紫外線吸収検出器(254nm)
溶出液:クロロホルム
流量:1.0mL/min
測定試料:トナー1gをクロロホルム10mLに溶解させ、ろ過などにより溶液を抽出したもの
リテンションタイム:L−グルタミン酸2酢酸の場合、ピーク位置は3.91min、3−ヒドロキシ−2,2'−イミノジコハク酸の場合、ピーク位置は3.11min、メチルグリシン2酢酸の場合、ピーク位置は3.62min、L−アスパラギン酸−N,N−2酢酸の場合、ピーク位置は3.82min、N−2−ヒドロキシエチルイミノ2酢酸の場合、ピーク位置は3.45minであった。
(NMR)
1H−NMR装置はJNM−AL400(日本電子株式会社製)を用い、測定条件は、5mmガラス管、3重量%重水溶液、測定温度25℃にて行った。また、測定サンプルは、現像剤からキャリアを脱離させ、トナーから有機溶媒(テトラヒドロフラン)で溶解し、ろ過により結着樹脂を分離したものを用いた。
(粒径3μm以下のトナー量)
トナー100gを、コンタミノン(和光純薬工業製)5gを混合した1Lのイオン交換水に加え、超音波に1時間かけた。十分に分散した溶液を3μmナイロンメッシュ(株式会社セミテック製)にて湿式篩分した。篩分したサンプルを40℃乾燥機に7日間保管し、重量を測定することにより、トナー100g中の粒径3μm以下のトナーの重量%を測定した。
(粒径3μm以下のトナーの重量平均分子量)
上記から得られた粒径3μm以下のトナーの重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミネーションクロマトグラフィ)法を利用して以下のように測定した。まず、測定装置としては「HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー(株)社製)装置」を用い、カラムは「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。測定条件は、試料濃度0.5%、流速0.6mL/min、サンプル注入量10μL、測定温度40℃に設定し、IR検出器を用いた。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サンプルから作成した。
<トナーの製造>
(樹脂粒子分散液1の調製)
(油層)
スチレン(和光純薬製) 30重量部
n−ブチルアクリレート(和光純薬製) 10重量部
β−カルボエチルアクリレート(ローディア日華製) 1.5重量部
アクリル酸 0.3重量部
ドデカンチオール(和光純薬製) 0.2重量部
(水層1)
イオン交換水 17.0重量部
アニオン性界面活性剤(ローディア社製) 0.4重量部
(水層2)
イオン交換水 40重量部
アニオン性界面活性剤(ローディア社製) 0.08重量部
過硫酸カリウム(和光純薬製) 0.30重量部
過硫酸アンモニウム(和光純薬製) 0.10重量部
上記の油層成分と水層1の成分とをフラスコ中に入れて撹拌混合し、単量体乳化分散液とした。反応容器に上記水層2の成分を投入し、容器内を窒素で充分に置換し、撹拌をしながらオイルバスで反応系内が75℃になるまで加熱した。反応容器内に単量体乳化分散液を3時間かけて徐々に滴下し、乳化重合を行った。滴下終了後、さらに75℃で重合を継続し、3時間後に重合を終了させた。
得られた樹脂粒子は、レーザ回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で樹脂粒子の個数平均粒子径D50pを測定したところ、200nmであり、示差走査熱量計(島津製作所社製、DSC−50)を用いて昇温速度10℃/minで樹脂のガラス転移温度を測定したところ、51.5℃であり、GPCを用い、重量平均分子量Mw(ポリスチレン換算)を測定したところ、30,000であった。これにより個数平均粒子径D50pが200nm、固形分量が42重量%、ガラス転移温度が51.5℃、Mwが30,000のアニオン性樹脂粒子分散液1を得た。
(樹脂粒子分散液2の調製)
ドデカンチオールを0.05重量部とした以外は、樹脂粒子分散液1と同様に樹脂粒子分散液2を調整した。
得られた樹脂粒子は、レーザ回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で樹脂粒子の個数平均粒子径D50pを測定したところ、205nmであり、示差走査熱量計(島津製作所社製、DSC−50)を用いて昇温速度10℃/minで樹脂のガラス転移温度を測定したところ、60℃であり、GPCを用い、重量平均分子量Mw(ポリスチレン換算)を測定したところ、99,000であった。これにより個数平均粒子径D50pが205nm、固形分量が42重量%、ガラス転移温度が60℃、Mwが99,000のアニオン性樹脂粒子分散液2を得た。
(樹脂粒子分散液3の調製)
ドデカンチオールを0.4重量部とした以外は、樹脂粒子分散液1と同様に樹脂粒子分散液3を調整した。
得られた樹脂粒子は、レーザ回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で樹脂粒子の個数平均粒子径D50pを測定したところ、190nmであり、示差走査熱量計(島津製作所社製、DSC−50)を用いて昇温速度10℃/minで樹脂のガラス転移温度を測定したところ、45.0℃であり、GPCを用い、重量平均分子量Mw(ポリスチレン換算)を測定したところ、10,500であった。これにより個数平均粒子径D50pが205nm、固形分量が42重量%、ガラス転移温度が45℃、Mwが99,000のアニオン性樹脂粒子分散液3を得た。
(着色剤分散液の調製)
シアン顔料(C.I.ピグメントブルー15:3、大日精化製) 45重量部
イオン性界面活性剤(ネオゲンRK、第一工業製薬製) 5重量部
イオン交換水 200重量部
以上を混合溶解し、ホモジナイザ(IKAウルトラタラックス)により10分間分散し、体積平均粒径170nmの着色剤分散液を得た。
(無機粒子分散液(コロイダルシリカA(ST−0)/コロイダルシリカB(ST−OL)の予備凝集物)の調製)
コロイダルシリカAとしてST−OL(日産化学社製)体積平均粒径40nm、ST−100を、コロイダルシリカBとしてコロイダルシリカST−OS体積平均粒径8nm、ST−OS体積平均粒径20nmをそれぞれ2重量部、4重量部を適宜混合し、0.025mol/Lの硝酸HNO3 15重量部を加え、これにポリ塩化アルミニウム0.3重量部を添加し、20分間常温下放置し、凝集させたものをそのまま用いた。
(離型剤分散液の調製)
パラフィンワックスFNP0085(融点86℃、日本精蝋社製) 45重量部
カチオン性界面活性剤(ネオゲンRK、第一工業製薬製) 5重量部
イオン交換水 200重量部
以上を90℃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で分散処理し、体積平均粒径200nm、固形分量24.3重量%の離型剤分散液を得た。
(化合物(1)分散液の調整)
L−グルタミン酸2酢酸・4ナトリウム(CMG、キレスト株式会社製)20重量部
イオン交換水 60重量部
以上を撹拌混合して、固形分量10.2重量%の化合物(1)分散液を得た。
(化合物(2)分散液の調整)
3−ヒドロキシ−2,2'−イミノジコハク酸・4ナトリウム(HIDS、日本触媒株式会社製) 20重量部
イオン交換水 80重量部
以上を撹拌混合して、固形分量10.1重量%の化合物(2)分散液を得た。
(化合物(3)分散液の調整)
メチルグリシン2酢酸・3ナトリウム(トリロンM、BASF株式会社製) 20重量部
イオン交換水 60重量部
以上を撹拌混合して、固形分量10.2重量%の化合物(3)分散液を得た。
(化合物(4)分散液の調整)
L−アスパラギン酸−N,N−2酢酸・4ナトリウム(クレワットBi−ADS、ナガセケムテック株式会社製) 20重量部
イオン交換水 70重量部
以上を撹拌混合して、固形分量10.1重量%の化合物(4)分散液を得た。
(化合物(5)分散液の調整)
N−2−ヒドロキシエチルイミノ2酢酸・2ナトリウム(クレワットBi−HDS、ナガセケムテック株式会社製) 20重量部
イオン交換水 30重量部
以上を撹拌混合して、固形分量10.1重量%の化合物(5)分散液を得た。
[実施例1]
樹脂粒子分散液1 80重量部
着色剤分散液 18重量部
無機粒子分散液 30重量部
離型剤分散液 18重量部
化合物(1)分散液 10重量部
以上の成分に固形分量16重量%となるようイオン交換水を添加し、丸型ステンレス製フラスコ中において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0.36重量部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら47℃まで加熱した。47℃で60分保持した後、ここに樹脂粒子分散液1を緩やかに46重量部を追加した。その後、0.55mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを6.0にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら96℃まで加熱し、3.5時間保持した。
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、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。これをさらに40℃のイオン交換水3Lに再分散し、15分300rpmで撹拌、洗浄した。これをさらに5回繰り返し、濾液のpHが7.01、電気伝導度9.7μS/cm、表面張力が71.2Nmとなったところで、ヌッチェ式吸引濾過により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、トナー粒子1を得た。
この時の粒子径を測定したところ、体積平均粒径は6.1μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.26、数平均粒度分布指標GSDpは1.25であり、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0.99であった。また、トナー形状係数SF1は134であった。また、トナーがL−グルタミン酸2酢酸を含有していることを、HPLCおよびNMRにより確認した。粒径3μm以下のトナーの重量平均分子量は、30,000であり、粒径3μm以下のトナーの量は、3重量%であった。
さらに作製したトナー粒子1 50重量部に対して、1.0重量部の疎水性シリカ(TS720、キャボット製)および2.0重量部の疎水性シリカ(X24、信越化学社製)を添加し、サンプルミルにてブレンドした。これをスチレン−メチルメタアクリレート(綜研化学社製)を1重量%被覆した体積平均粒径50μmのフェライトキャリアに対し、トナー濃度が5重量%になるように秤量し、ボールミルで5分間撹拌、混合し、現像剤1を調整した。
[実施例2]
化合物(1)分散液の代わりに化合物(2)分散液を10重量部用いた以外は、実施例1と同様に操作し、トナー粒子2を得た。
この時の粒子径を測定したところ、体積平均粒径は6.0μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.26、数平均粒度分布指標GSDpは1.25であり、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0.99であった。また、トナー形状係数SF1は133であった。また、トナーが3−ヒドロキシ−2,2'−イミノジコハク酸を含有していることを、HPLCおよびNMRにより確認した。粒径3μm以下のトナーの重量平均分子量は、31,000であり、粒径3μm以下のトナーの量は、4重量%であった。さらに実施例1と同様にして現像剤2を調整した。
[実施例3]
化合物(1)分散液の代わりに化合物(3)分散液を10重量部用いた以外は、実施例1と同様に操作し、トナー粒子3を得た。
この時の粒子径を測定したところ、体積平均粒径は5.9μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.25、数平均粒度分布指標GSDpは1.25であり、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1.00であった。また、トナー形状係数SF1は132であった。また、トナーがメチルグリシン2酢酸を含有していることを、HPLCおよびNMRにより確認した。粒径3μm以下のトナーの重量平均分子量は、29,000であり、粒径3μm以下のトナーの量は、3重量%であった。さらに実施例1と同様にして現像剤3を調整した。
[実施例4]
化合物(1)分散液の代わりに化合物(4)分散液を10重量部用いた以外は、実施例1と同様に操作し、トナー粒子4を得た。
この時の粒子径を測定したところ、体積平均粒径は6.1μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.26、数平均粒度分布指標GSDpは1.26であり、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1.00であった。また、トナー形状係数SF1は134であった。また、トナーがL−アスパラギン酸−N,N−2酢酸を含有していることを、HPLCおよびNMRにより確認した。粒径3μm以下のトナーの重量平均分子量は、28,000であり、粒径3μm以下のトナーの量は、5重量%であった。さらに実施例1と同様にして現像剤4を調整した。
[実施例5]
化合物(1)分散液の代わりに化合物(5)分散液を10重量部用いた以外は、実施例1と同様に操作し、トナー粒子5を得た。
この時の粒子径を測定したところ、体積平均粒径は6.3μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.25、数平均粒度分布指標GSDpは1.25であり、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1.00であった。また、トナー形状係数SF1は135であった。また、トナーがN−2−ヒドロキシエチルイミノ2酢酸を含有していることを、HPLCおよびNMRにより確認した。粒径3μm以下のトナーの重量平均分子量は、33,000であり、粒径3μm以下のトナーの量は、4重量%であった。さらに実施例1と同様にして現像剤5を調整した。
[実施例6]
樹脂粒子分散液1の代わりに樹脂粒子分散液2を80重量部用いた以外は、実施例1と同様に操作し、トナー粒子6を得た。
この時の粒子径を測定したところ、体積平均粒径は6.2μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.26、数平均粒度分布指標GSDpは1.25であり、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0.99であった。また、トナー形状係数SF1は130であった。また、トナーがL−グルタミン酸2酢酸を含有していることを、HPLCおよびNMRにより確認した。粒径3μm以下のトナーの重量平均分子量は、95,000であり、粒径3μm以下のトナーの量は、5重量%であった。さらに実施例1と同様にして現像剤6を調整した。
[実施例7]
樹脂粒子分散液1の代わりに樹脂粒子分散液3を80重量部用いた以外は、実施例1と同様に操作し、トナー粒子7を得た。
この時の粒子径を測定したところ、体積平均粒径は6.0μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.25、数平均粒度分布指標GSDpは1.24であり、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0.99であった。また、トナー形状係数SF1は129であった。また、トナーがL−グルタミン酸2酢酸を含有していることを、HPLCおよびNMRにより確認した。粒径3μm以下のトナーの重量平均分子量は、11,000であり、粒径3μm以下のトナーの量は、5重量%であった。さらに実施例1と同様にして現像剤7を調整した。
[実施例8]
トナー製造時に、「47℃で60分保持」を「47℃で30分保持」とした以外は、実施例1と同様に操作し、トナー粒子8を得た。
この時の粒子径を測定したところ、体積平均粒径は6.1μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.26、数平均粒度分布指標GSDpは1.28であり、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1.02であった。また、トナー形状係数SF1は134であった。また、トナーがL−グルタミン酸2酢酸を含有していることを、HPLCおよびNMRにより確認した。粒径3μm以下のトナーの重量平均分子量は、32,000であり、粒径3μm以下のトナーの量は、11重量%であった。さらに実施例1と同様にして現像剤8を調整した。
[実施例9]
樹脂粒子分散液1の代わりに樹脂粒子分散液4を80重量部用いた以外は、実施例1と同様に操作し、トナー粒子9を得た。
この時の粒子径を測定したところ、体積平均粒径は6.0μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.25、数平均粒度分布指標GSDpは1.25であり、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1.00であった。また、トナー形状係数SF1は134であった。また、トナーがL−グルタミン酸2酢酸を含有していることを、HPLCおよびNMRにより確認した。粒径3μm以下のトナーの重量平均分子量は、110,000であり、粒径3μm以下のトナーの量は、3重量%であった。さらに実施例1と同様にして現像剤9を調整した。
[実施例10]
樹脂粒子分散液1の代わりに樹脂粒子分散液5を80重量部用いた以外は、実施例1と同様に操作し、トナー粒子10を得た。
この時の粒子径を測定したところ、体積平均粒径は6.1μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.25、数平均粒度分布指標GSDpは1.25であり、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1.00であった。また、トナー形状係数SF1は134であった。また、トナーがL−グルタミン酸2酢酸を含有していることを、HPLCおよびNMRにより確認した。粒径3μm以下のトナーの重量平均分子量は、9,000であり、粒径3μm以下のトナーの量は、4重量%であった。さらに実施例1と同様にして現像剤10を調整した。
[実施例11]
トナー製造時に、「47℃で60分保持」を「47℃で35分保持」とした以外は、実施例1と同様に操作し、トナー粒子11を得た。
この時の粒子径を測定したところ、体積平均粒径は6.0μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.25、数平均粒度分布指標GSDpは1.25であり、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1.00であった。また、トナー形状係数SF1は134であった。また、トナーがL−グルタミン酸2酢酸を含有していることを、HPLCおよびNMRにより確認した。粒径3μm以下のトナーの重量平均分子量は、30,000であり、粒径3μm以下のトナーの量は、10重量%であった。さらに実施例1と同様にして現像剤11を調整した。
[実施例12]
スチレン−メチルメタアクリレートを被覆したフェライトキャリアの代わりにスチレン−t−ブチルメタアクリレート(共重合比90:10、Mw:86,000)を被覆したキャリアを使用した以外は、実施例1と同様にして、現像剤12を調整した。
[比較例1]
化合物(1)分散液の使用量を0重量部とした以外は、実施例1と同様に操作し、トナー粒子13を得た。
この時の粒子径を測定したところ、体積平均粒径は6.2μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.26、数平均粒度分布指標GSDpは1.26であり、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1.00であった。また、トナー形状係数SF1は134であった。また、トナー中にL−グルタミン酸2酢酸は、HPLC/NMRにより確認されなかった。粒径3μm以下のトナーの重量平均分子量は、32,000であり、粒径3μm以下のトナーの量は、4重量%であった。さらに実施例1と同様にして現像剤13を調整した。
<トナーの評価>
高温高湿(28℃、85%RH)環境下において、インプット濃度100%の画像濃度を1.5に調整した際の50%および20%ハーフトーン画像の濃度むらを確認し、以下の基準で評価した。評価機として、画像形成装置DocuCentreColor400CP(富士ゼロックス株式会社製)、用紙としてC2紙(富士ゼロックス株式会社製)にて調整して、画像を形成した後、外部定着器(定着ロール表面はPFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)コート、オイルレス仕様)を用い、ニップ幅6.5mm、定着速度220mm/sec、定着温度160℃にて定着した。現像剤として上記現像剤1〜13を用いた。
(ハーフトーン評価)
ハーフトーン評価は、上記画像形成装置にて、富士ゼロックス社製上質紙(J紙)を用い、トナー載り量0.5g/m2に調整して画像形成を行い、160℃で定着を行った後、画像を評価した。評価指標は下記の通りである。結果を表1に示す。
◎:濃度むらなし
○:画像領域全体の20%未満の領域内に濃度むらが見られる
△:画像領域全体の60%未満20%以上の領域内に濃度むらが見られる
×:画像領域全体の60%以上の領域内に濃度むらが見られる
このように、実施例1〜12のトナーを用いることにより、高温高湿下での高速定着において、ハーフトーン濃度むらが少ない画像を形成することができた。一方、比較例1のトナーを用いると、ハーフトーン濃度むらが認識できた。
1,3 画像形成装置、10 帯電部、11 帯電ロール、12 露光部、14 電子写真感光体、16 現像部、18 転写部、20 クリーニング部、22 定着部、24 被転写体、50 クリーニングロール、52 現像ロール、54 転写ロール、56 クリーニングブレード、58 露光装置、60 画像光、62 記録紙、64Y,64M,64C,64K 画像形成ユニット、66Y,66M,66C,66K 現像器、68 用紙搬送ベルト、70 定着装置、72 排出ロール、74 排出トレイ、76 用紙搬送路、78 搬送ロール。