JP2011027791A - 静電潜像現像用透明トナー、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
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Abstract
【解決手段】結着樹脂及び離型剤を含有するトナー粒子と、水分率が5質量%以上15質量%以下である外添剤と、を含み、示差走査熱量計(DSC)によりASTM法に基づいて測定された昇温過程での前記トナー粒子中における前記離型剤に由来する吸熱ピークTmと、降温過程での前記トナー粒子中における前記離型剤に由来する発熱ピークTcと、の差(Tm−Tc)が10℃以上50℃以下である、静電潜像現像用透明トナー。
【選択図】なし
Description
結着樹脂及び離型剤を含有するトナー粒子と、水分率が5質量%以上15質量%以下である外添剤と、を含み、
示差走査熱量計(DSC)によりASTM法に基づいて測定された昇温過程での前記トナー粒子中における前記離型剤に由来する吸熱ピークTmと、降温過程での前記トナー粒子中における前記離型剤に由来する発熱ピークTcと、の差(Tm−Tc)が10℃以上50℃以下である、静電潜像現像用透明トナーである。
前記外添剤は、表面に凹凸を有する、請求項1に記載の静電潜像現像用透明トナーである。
前記外添剤のBET比表面積をA(m2/g)、前記外添剤の球形換算比表面積をa(m2/g)としたとき、A/aの値が1.1以上10.0以下である、請求項1又は請求項2に記載の静電潜像現像用透明トナーである。
[ここで、前記球形換算比表面積aは、前記外添剤の体積平均粒径をd(単位:μm)、前記外添剤の真比重をρ(単位:無次元)としたとき、a=6/(d×ρ)で表される。]
請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の静電潜像現像用透明トナーを含む静電潜像現像剤である。
白色導電剤を含有するキャリアを含む、請求項4に記載の静電潜像現像剤である。
請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の静電潜像現像用透明トナーを収容する、トナーカートリッジである。
請求項4又は請求項5に記載の静電潜像現像剤を収容する現像装置を備えた、プロセスカートリッジである。
潜像保持体と、
前記潜像保持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記潜像保持体に形成された前記静電潜像を、請求項4又は請求項5に記載の静電潜像現像剤によりトナー画像として現像する現像手段と、
前記潜像保持体に形成された前記トナー画像を被転写体に転写する転写手段と、
前記被転写体に転写された前記トナー画像を定着する定着手段と、を有する画像形成装置である。
プロセススピードが500mm/sec以上である、請求項8に記載の画像形成装置である。
本実施形態に係る静電潜像現像用透明トナー(以下、「透明トナー」と称する場合がある)は、結着樹脂及び離型剤を含有するトナー粒子と、トナー粒子の表面に付着した外添剤と、を含み、外添剤の水分率は5質量%以上15質量%以下である。そして透明トナーを示差走査熱量計(DSC)によりASTM法で測定し、昇温過程におけるトナー中の離型剤に由来する吸熱ピークをTm、降温過程におけるトナー中の離型剤に由来する発熱ピークをTcとすると、TmとTcとの差(Tm−Tc)は10℃以上50℃以下である。
なお、本実施形態において透明トナーとは、透明トナー像に用いられるトナーであり、具体的には、染料、顔料等の着色剤の含有量が0.01質量%以下である無色のトナーをいう。
被転写体にトナー画像が定着された画像形成物(以下、「印刷物」と称する場合がある)が定着装置から排出された後に、次の印刷物が排出されて積み重ねられていくと、画像定着時の熱が印刷物に余熱として残留し、その余熱が蓄積されていく場合がある。しかし本実施形態では、外添剤の水分率が上記範囲であるため、外添剤が含む水分の気化熱として上記余熱が使われるため、定着画像表面に染み出した離型剤が冷却されて結晶化が促進されると考えられる。そのため、定着画像表面に染み出した離型剤が急速に固化されることにより、排出された印刷物が重ねられて定着画像が他の印刷物に直接接触しても、画像部の付着が起こりにくくなり、画像部の付着に起因する画像欠陥が抑制されると考えられる。
まず、トナーを180℃に熱したトルエンに溶かし、その後冷却して結晶化した離型剤のみを分取した。得られた離型剤について前記と同様にDSCによって昇温過程での吸熱ピークを求めた。このとき、トナーのTmと離型剤のみの吸熱ピークが一致すれば、トナーのTmがトナーに含まれる離型剤由来のものと判断される。
次に、離型剤のみを分取したときの残ったトナー溶解トルエンのトルエンを揮発させ、残った固形分について前記と同様にDSCによって降温過程での発熱ピークを求めた。このときの発熱ピークは離型剤以外を由来とするものであるため、これらのピーク以外のトナーのTcは離型剤由来のものと判断される。
式(1):a=6/(d×ρ)
ここで、dは外添剤の体積平均粒径(単位:μm)、ρは外添剤の真比重(単位:無次元)を示す。
外添剤の体積平均粒径をd(μm)とすると、外添剤粒子1個の表面積S(m2)および体積V(m2)は、下記式(2)および(3)で表される。
式(2):S=4π×{(d/2)×10−6}2
式(3):V=(4/3)×π×{(d/2)×10−6}3
また、外添剤の真比重をρ(無次元)とすると、外添剤の密度はρ×106(g/m3)で表され、外添剤粒子1個の質量M(g)は下記式(4)で表される。
式(4):M=V×ρ×106=(1/6)πρd3×10−12
よって上記の通り、球形換算比表面積aは単位質量あたりの表面積であるから、下記式(5)のようにして、上記式(1)が導かれる。
式(5):a=S/M=6/(d×ρ)
(1)ルシャテリエ比重瓶に250mlのエチルアルコールを入れ、メニスカスが目盛りの位置にくるように調整する。
(2)比重瓶を恒温水槽に浸し、液温が20.0±0.2℃になったとき、メニスカスの位置を比重瓶の目盛りで正確に読み取る。(精度0.025mlとする)
(3)試料を100g量り取り、その質量をW(g)とする。
(4)量り取った試料を比重瓶に入れ泡を取り除く。
(5)比重瓶を恒温水槽に浸し、液温が20.0±0.2℃になったとき、メニスカスの位置を比重瓶の目盛りで正確に読み取る。(精度0.025mlとする)
(6)下記式により真比重を算出する。
D=W/(L2−L1)
ρ=D/0.9982
上記式中、Dは試料の密度(20℃)(g/cm3)、ρは試料の真比重(20℃)、Wは試料の見かけの質量(g)、L1は試料を比重瓶に入れる前のメニスカスの読み(20℃)(ml)、L2は試料を比重瓶に入れた後のメニスカスの読み(20℃)(ml)、0.9982は20℃における水の密度(g/cm3)である。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子と、トナー粒子の表面に付着した外添剤と、を含む。またトナー粒子は、結着樹脂と離型剤と必要に応じてその他の添加剤とを含んで構成される。
外添剤は、トナー粒子の表面に付着した粒子であれば限られず、例えば無機粒子又は有機粒子が挙げられる。
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、窒化ケイ素などが挙げられる。これらの中でも、シリカ粒子又はチタニア粒子が好ましい。
モノマーは、形成する粒子の種類に応じて選択され、具体的には、例えば、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、チタンイソプロポキシド、チタンテトラブトキシド等が挙げられる。
上記触媒としては、例えば、20%アンモニア水、5%塩酸等が挙げられる。
上記一次粒子の体積平均粒径としては、例えば、0.01μm以上0.05μm以下の範囲が挙げられる。また上記二次粒子の体積平均粒径としては、例えば、0.06μm以上0.30μm以下の範囲が挙げられる。
外添剤をトナー粒子に付着させる方法としては、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を用いて添加する方法が挙げられ、段階を分けて外添剤をトナー粒子に付着させてもよい。
なお本実施形態においては、以上説明した水分量が上記範囲である外添剤がトナー粒子に外添されていれば、その他の外添剤がさらに外添されていてもよい。
(結着樹脂)
結着樹脂としては、スチレン/アクリル系樹脂、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、ポリオレフィン樹脂、等公知の樹脂材料を用いられるが、ポリエステル樹脂が特に望ましい。
本実施形態において望ましく用いられる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が挙げられる。
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種以上用いてもよい。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い。また、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)を併用してもよい。
なお、本実施形態において、重量平均分子量は、THF可溶物を、東ソー製GPC・HLC−8120、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で測定し、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。
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溶剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助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。
離型剤としては、例えば、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン等のパラフィンワックス;シリコーン樹脂;ロジン類;ライスワックス;カルナバワックス;エステルワックス;モンタンワックス等が挙げられる。これらの中でも、パラフィンワックス、エステルワックス、モンタンワックス等が好ましく、パラフィンワックス、エステルワックス等がさらに好ましい。本実施形態に用いられる離型剤の融解温度は、60℃以上120℃以下が望ましく、70℃以上110℃以下がより望ましい。トナー中における離型剤の含有量は、0.5質量%以上15質量%以下が望ましく、1.0質量%以上12質量%以下がより望ましい。
トナー粒子には、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。
トナー粒子の体積平均粒子径は4μm以上9μm以下の範囲であることが望ましく、より望ましくは4.5μm以上8.5μm以下の範囲であり、さらに望ましくは5μm以上8μm以下の範囲である。
なお、上記体積平均粒子径の測定は、コールターマルチサイザーII(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った。
ここで上記形状係数SF1は、下記式により求められる。
SF1=(ML2/A)×(π/4)×100 ・・・ 式
上記式中、MLはトナーの絶対最大長、Aはトナーの投影面積を各々示す。
離型剤ドメイン中に含まれる金属元素としては、価数が高くイオン結合による離型剤の結晶抑制に有効であることからAlであることが好ましい。
なお、トナーサンプルは四酸化ルテニウムで染色されているため、結着樹脂や離型剤を、染色の濃淡の違いや形状から判別される。トナー内部で棒状、塊状に存在し、より白いコントラストの部分を離型剤ドメインと判断した。
次に、離型剤ドメイン中のAl等の金属元素は観察用サンプルを電子顕微鏡S4100に取り付けたエネルギー分散型X線分析装置EMAX model6923H(HORIBA社製)を用いて加速電圧20kVでマッピングし、離型剤ドメイン中に金属元素が含まれているか否かを判別した。
離型剤ドメイン中のAlの含有量の測定は、以下のようにして行われる。
具体的には、まず上記方法により、トナー粒子を包埋して切削し、作製した観察用サンプルの断面を染色し、TEMにより観察して離型剤ドメインを判断する。その後、離型剤ドメインについて、(株)島津製作所の蛍光X線(XRF−1500)を用いてAlの含有量を測定する。
本実施形態に係るトナーの製造方法は特に限定されず、公知である混練・粉砕製法等の乾式法や、凝集・合一法や懸濁重合法等の湿式法等によって作製される。これらの方法の中でも、コアシェル構造のトナーを作成容易な乳化凝集法が好ましい。以下、凝集・合一法による本実施形態のトナーの製造方法について詳しく説明する。
以下、各工程について説明する。
樹脂粒子分散液の作製は、例えば、水系媒体と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してもよい。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、樹脂が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、該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、樹脂粒子分散液を作製してもよい。
また、乳化工程に使用される分散剤としては、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。
離型剤粒子分散液の調製に際しては、例えば、離型剤を、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共に、水中に分散した後、離型剤の融解温度以上の温度に加熱すると共に、強いせん断力を付与するホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて分散処理する。この処理を経ることにより、離型剤粒子分散液が得られる。
上記分散処理により、体積平均粒子径が1μm以下の離型剤粒子を含む離型剤粒子分散液が得られる。なお、より好ましい離型剤粒子の体積平均粒子径は、100nm以上500nm以下である。
無機金属塩の具体例としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムなどの金属塩、および、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体などが挙げられる。
前記凝集工程においては、上記樹脂粒子分散液及び離型剤粒子分散液等を混合して混合液とし、樹脂粒子のガラス転移温度以下の温度で加熱して凝集させ、凝集粒子を形成する。凝集粒子の形成は、例えば、攪拌下、混合液のpHを酸性にすることによってなされる。凝集工程におけるpHとしては、2以上7以下の範囲が望ましく、この際、凝集剤を使用することも有効である。
なお、凝集工程において、離型剤粒子分散液は、樹脂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、複数回に分割して添加しても良い。
凝集剤としては、前記分散剤に用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩の他、2価以上の金属錯体が好適に用いられる。
前記無機金属塩としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムなどの金属塩、および、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体などが挙げられる。
融合工程においては、前記凝集工程に準じた攪拌条件下で、凝集粒子の懸濁液のpHを3以上9以下の範囲に上昇させることにより凝集の進行を止め、前記樹脂のガラス転移温度以上の温度で加熱を行うことにより凝集粒子を融合させる。また、前記樹脂で被覆した場合には、該樹脂も融合しコア凝集粒子を被覆する。前記加熱の時間としては、融合がされる程度行えばよく、0.5時間以上10時間以下程度行えばよい。
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が得られる。得られたトナー粒子に外添剤を加え、上記方法によりトナー粒子の表面に外添剤を付着させる外添工程を経ることにより、トナーが得られる。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工程の後に取り除いてもよい。
有色トナーに用いられる着色剤としては、染料であっても顔料であってもかまわない。
有色トナーにおける前記着色剤の含有量としては、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上30質量部以下の範囲が望ましい。また、必要に応じて表面処理された着色剤を使用したり、顔料分散剤を使用したり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。
本実施形態に係る静電潜像現像剤(以下、「現像剤」と称する場合がある)は、本実施形態に係るトナーを少なくとも含むものである。
本実施形態に係るトナーは、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。
本実施形態に係る画像形成装置は、潜像保持体と、前記潜像保持体に形成された静電潜像を本実施形態に係る静電潜像現像剤によりトナー画像として現像する現像手段と、前記潜像保持体に形成されたトナー画像を被転写体に転写する転写手段と、前記被転写体に転写されたトナー画像を定着する定着手段とを有し、必要に応じて前記潜像保持体の転写残留成分をクリーニングするクリーニング手段等のその他の手段を有してもよい。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。本実施形態に係る画像形成装置は、潜像保持体としての感光体が複数、即ち画像形成ユニット(画像形成手段)が複数設けられたタンデム型の構成に係るものである。
ここで、各画像形成ユニット50Y、50M、50C、50K、50Tは、収容されている現像剤中のトナーの色を除き同様の構成を有しているため、ここではイエロー画像を形成する画像形成ユニット50Yについて代表して説明する。尚、画像形成ユニット50Yと同様の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、透明(T)を付した参照符号を付すことにより、各画像形成ユニット50M、50C、50K、50Tの説明を省略する。本実施形態においては、画像形成ユニット50Tに収容されている現像剤中のトナー(透明トナー)として本実施形態に係るトナーが用いられる。
−外添剤1の調製−
窒素雰囲気下、反応容器に、溶媒としてエタノールを150質量部、テトラエトキシシランを10.0質量部、蒸留水を6.0質量部入れ、攪拌を行っているところに、触媒として20%アンモニア水18.0質量部を滴下速度3.0g/minで滴下して体積平均粒径0.03μmの一次粒子を形成した。
そこに、新たにテトラエトキシシラン2.0質量部を滴下(滴下速度4g/min)した後、触媒として20%アンモニア水を滴下(滴下速度3.0g/min)し、温度30℃において2時間攪拌を行い、体積平均粒径0.18μmの二次粒子を形成した。
その後、液量が半分になるまで濃縮した後、蒸留水400mlを加え、遠心沈降器により生成物を沈殿させた。上澄み液をデカンテーションで除去した後、蒸留水を加え同様に遠心沈降器により分離を行った。これを数度繰り返した後、沈殿物を凍結乾燥器で2日間凍結乾燥させることにより、白色粉末であるシリカ粒子を得た。
得られたシリカ粒子を、メチルトリメトキシシランにより以下のようにして疎水化処理を行う。具体的には、窒素雰囲気下、反応容器に、溶媒としてメタノールを100質量部、シリカ粒子10質量部、メチルトリメトキシシランを1.0質量部入れ、攪拌を行なっているところに、触媒として20%アンモニア水5.0質量部を滴下速度3.0g/minで滴下し、温度30℃において2時間攪拌を行った。
その後、液量が半分になるまで濃縮した後、蒸留水400mlを加え、遠心沈降器により生成物を沈殿させた。上澄み液をデカンテーションで除去した後、蒸留水を加え同様に遠心沈降器により分離を行った。これを数度繰り返した後、沈殿物を凍結乾燥器で2日間凍結乾燥させることにより、外添剤1を得た。
得られた外添剤の水分率、A/aの値を表1に示す。
メチルトリメトキシシランを1.0質量部添加する代わりに、メチルトリメトキシシランをそれぞれ2.0質量部、1.5質量部、0.5質量部、0.3質量部添加した以外は、外添剤1と同様にして、外添剤2から外添剤5を得た。得られた外添剤の水分率、A/aの値を表1に示す。
一次粒子径を形成するための20%アンモニア水を18.0質量部添加する代わりに、20%アンモニア水をそれぞれ10.0質量部、25.0質量部、9.0質量部、27質量部添加した以外は、外添剤1と同様にして、外添剤6から外添剤9を得た。得られた外添剤の水分率、A/aの値を表1に示す。
疎水化処理を行わない以外は、外添剤1と同様にして、外添剤10を得た。得られた外添剤の水分率、A/aの値を表1に示す。
一次粒子径を形成するための20%アンモニア水を18.0質量部の代わりに5.0質量部にし、滴下速度を3.0g/minの代わりに0.3g/minにした以外は、外添剤1と同様にして、外添剤11を得た。
得られた外添剤の水分率、A/aの値を表1に示す。
窒素雰囲気下、反応容器に、溶媒としてエタノールを300質量部、チタンイソプロポキシドを10質量部、蒸留水を3質量部入れ、攪拌を行っているところに、触媒として20%アンモニア水4質量部を滴下速度3g/minで滴下して体積平均粒径0.04μmの一次粒子を形成した。
そこに、新たにチタンイソプロポキシド2質量部を滴下(滴下速度4g/min)した後、触媒として20%アンモニア水を滴下(滴下速度3g/min)し、温度30℃において2時間攪拌を行い、体積平均粒径0.17μmの二次粒子を形成した。
その後、液量が半分になるまで濃縮した後、蒸留水400mlを加え、遠心沈降器により生成物を沈殿させた。上澄み液をデカンテーションで除去した後、蒸留水を加え同様に遠心沈降器により分離を行った。これを数度繰り返した後、沈殿物を凍結乾燥器で2日間凍結乾燥させることにより、白色粉末であるチタニア粒子を得た。
得られたチタニア粒子を、メチルトリメトキシシランにより以下のようにして疎水化処理を行う。具体的には、窒素雰囲気下、反応容器に、溶媒としてメタノールを100質量部、チタニア粒子10質量部、メチルトリメトキシシランを1.0質量部入れ、攪拌を行なっているところに、触媒として20%アンモニア水5.0質量部を滴下速度3.0g/minで滴下し、温度30℃において2時間攪拌を行った。
その後、液量が半分になるまで濃縮した後、蒸留水400mlを加え、遠心沈降器により生成物を沈殿させた。上澄み液をデカンテーションで除去した後、蒸留水を加え同様に遠心沈降器により分離を行った。これを数度繰り返した後、沈殿物を凍結乾燥器で2日間凍結乾燥させることにより、外添剤12を得た。
得られた外添剤の水分率、A/aの値を表1に示す。
スチレン 308重量部
n−ブチルアクリレート 92重量部
アクリル酸 6重量部
プロパンジオールジアクリレート 1.0重量部
ドデカンチオール 2.7重量部
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(ローディア社製)4gをイオン交換水550gに溶解し、フラスコ中で分散、乳化させながら10分間ゆっくりと攪拌・混合し、次いで過硫酸アンモニウム6gを溶解したイオン交換水50gを投入した。その後、十分に系内を窒素で置換した後、フラスコを攪拌しながらオイルバスで系内が70℃になるまで加熱し、1時間そのまま乳化重合を継続した。
その結果、樹脂微粒子の中心粒径が0.05μmである樹脂微粒子分散液を得た。この分散液にポリ塩化アルミニウム 1.23重量部を入れてIKA社製ウルトラタラックスT50で十分に混合・分散した。
その後、遠心沈降器により生成物を沈殿させた。上澄み液をデカンテーションで除去した後、蒸留水を加え同様に遠心沈降器により分離を行った。これを数度繰り返した後、沈殿物を凍結乾燥器で2日間凍結乾燥させることにより、樹脂粒子である外添剤13を得た。
得られた外添剤の水分率、A/aの値を表1に示す。
一次粒子径を形成するための20%アンモニア水を18.0質量部の代わりに5.0質量部にし、滴下速度を3.0g/minの代わりに0.3g/minにし、メチルトリメトキシシランを1.0質量部の代わりに2.0質量部にした以外は、外添剤1と同様にして、外添剤14得た。また、一次粒子径を形成するための20%アンモニア水を18.0質量部の代わりに20質量部にし、疎水化処理を行わない以外は、外添剤1と同様にして、外添剤15得た。得られた外添剤の水分率、A/aの値を表1に示す。
<トナー1の作製>
−ポリエステル樹脂(1)の調製−
・アジピン酸ジメチル:74部
・テレフタル酸ジメチル:192部
・ビスフェノールAエチレンオキシド付加物:216部
・エチレングリコール:38部
・テトラブトキシチタネート(触媒):0.037部、
得られたポリエステル樹脂(1)の分子量を前述の測定方法によりGPCを用いて測定したところ、重量平均分子量(Mw)は12,000であり、数平均分子量は4,000であった。
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:114部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:84部
・テレフタル酸ジメチルエステル:75部
・ドデセニルコハク酸:19.5部
・トリメリット酸:7.5部
得られたポリエステル樹脂(2)の重量平均分子量は58,000、数平均分子量は5,600であった。
・ポリエステル樹脂(1)(Mw:12,000):160部
・酢酸エチル:233部
・水酸化ナトリウム水溶液(0.3N):0.1部
ポリエステル樹脂(1)の代わりにポリエステル樹脂(2)を用いた以外は、ポリエステル樹脂分散液(1)と同様にしてポリエステル樹脂分散液(2)(固形分濃度:30%)を調製した。分散液中の樹脂粒子の体積平均粒径は160nmであった。
・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):1.0部
・PAC(ポリ塩化アルミニウム、浅田化学製:粉体品を使用する):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360分間の分散処理をして、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。
イオン交換水: 450質量部
ポリエステル樹脂分散液(2): 210質量部
ポリエステル樹脂分散液(1): 210質量部
アニオン性界面活性剤: 2.8質量部
(第一工業製薬(株):ネオゲンRK、20質量%)
上記成分を、温度計、pH計、及び攪拌機を具備した3リットルの反応容器に入れ、外部からマントルヒーターで温度制御しながら、温度30℃、攪拌回転数150rpmにて、30分間保持した。その後、離型剤粒子分散液100質量部を投入し、5分間保持した。そのまま、1.0重量%硝酸水溶液を添加し、凝集工程でのpHを3.0に調整した。
その後、5質量%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを9.0にした。その後、昇温速度を0.05℃/分にして90℃まで昇温し、90℃で3時間保持した後、冷却し、ろ過して粗トナー粒子を得た。これを更にイオン交換水にて再分散し、濾過することを繰り返して、ろ液の電気伝導度が20μS/cm以下となるまで洗浄を行った後、40℃のオーブン中で5時間真空乾燥して、トナー粒子を得た。
得られたトナー粒子100質量部に対し、上記外添剤1を2.5質量部加え、サンプルミルを用いて10000rpmで30秒間混合ブレンドした。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分してトナー1を調製した。得られたトナーの体積平均粒子径は6.1μmであった。また得られたトナーの離型剤ドメイン中におけるAl含有量は0.03atom%であった。得られたトナーにおける、TmとTcとの差(Tm−Tc)を表2に示す。
・トルエン14部
・スチレン−メチルメタクリレート共重合体(質量比:80/20、重量平均分子量:70000)2部
・MZ500(酸化亜鉛、チタン工業)0.6部
上記成分を混合し、10分間スターラーで撹拌させて酸化亜鉛が分散した被覆層形成用溶液を調製した。次に、この被覆液とフェライト粒子(体積平均粒径:38μm)100部とを真空脱気型ニーダーに入れて、60℃において30分撹拌した後、さらに加温しながら減圧して脱気し、乾燥させることによりキャリアを作製した。
得られたキャリアとトナー1とを、それぞれ100部:8部の割合で2リッターのVブレンダーで混合し、静電潜像現像剤1を作製した。
−光沢むら−
得られた現像剤を、図1に示した5連タンデム方式の富士ゼロックス(株)社製DocuCentre-III C7600改造機(両面印刷用の5連タンデム改造機)の現像器に充填し、記録紙(OKトップコート+紙、王子製紙(株)社製)上に、定着温度190℃にて、A4両面にトナー載り量が4.5g/cm2のベタ画像(18cm×27cm)を形成した。形成したソリッド画像の画像部について、グロスメーター(BYK マイクロトリグロス光沢計(20+60+85゜)、ガードナー社製)を用いて、ソリッド画像の先行面を図2のように24点(縦横5cm間隔の格子状の点)について60度グロスの測定を行った。その24点での光沢度の差(最大値-最小値)から光沢むらの評価を行った。また、評価基準は以下の通りであり、結果を表2に示す。
◎:光沢度の差が5%未満でかつ光沢測定24点の標準偏差が2.5以下
○: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
得られた現像剤を、図1に示した5連タンデム方式の富士ゼロックス(株)社製DocuCentre-III C7600改造機(両面印刷用の5連タンデム改造機)の現像器に充填し、記録紙(OKトップコート+紙、王子製紙(株)社製)上に、定着温度190℃、プロセススピード500mm/secにて、A4両面にトナー載り量が4.5g/cm2のベタ画像(18cm×27cm)を連続で200枚形成してその都度重ねて置いた。200枚の画像形成が終了した後、100枚目の印刷物に接触して重ねられた印刷物をはがして100枚目の印刷物を取り出し、その画像部における画像欠陥を目視で観察した。評価基準は以下の通りであり、結果を表2に示す。
○:画像欠陥はなし。
△:剥すときに音がするが、画像欠陥はなし。
×:画像欠陥あり。
得られた現像剤を、図1に示した5連タンデム方式の富士ゼロックス(株)社製DocuCentre-III C7600改造機(両面印刷用の5連タンデム改造機)の現像器に充填し、記録紙(OKトップコート+紙、王子製紙(株)社製)上に、定着温度190℃、プロセススピード500mm/secにて、A4両面にトナー載り量が4.5g/cm2のベタ画像(18cm×27cm)を連続で10000枚形成した。
その後、画像形成装置の現像器の周辺(具体的には露光窓部など)に飛散したトナーが付着しているかどうかを目視で確認した。評価基準は以下の通りであり、結果を表2に示す。
○:飛散したトナーの付着は全くなし。
△:飛散したトナーの付着がわずかに確認されるが、実用上許容される範囲である。
×:飛散したトナーの付着が確認され、実用上許容される範囲を超えている。
トナーの作製において、外添剤1の代わりに外添剤2から外添剤13を用いた以外は、トナー1と同様にしてトナー2からトナー13を得た。またトナー1の代わりにトナー2からトナー13を用いた以外は、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表2に示す。
離型剤粒子分散液の調整において、PACを5部の代わりに1部にした以外は、トナー1と同様にしてトナー14を得た。またトナー1の代わりにトナー14を用いた以外は、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表2に示す。
トナーの作製において、外添剤1の代わりに外添剤14から外添剤15を用いた以外は、トナー1と同様にしてトナー15からトナー16を得た。またトナー1の代わりにトナー15からトナー16を用いた以外は、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表2に示す。
離型剤粒子分散液の調整において、PACを5部の代わりに0.5部にした以外は、トナー1と同様にしてトナー17を得た。またトナー1の代わりにトナー17を用いた以外は、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表2に示す。
12 駆動ロール
13 支持ロール
14 バイアスロール
15 クリーニング装置
16 ベルトクリーナ
17 一次転写ロール
18 帯電ロール
19 露光装置
20 現像装置
34 二次転写ロール
35 定着器
40 トナーカートリッジ
50 画像形成ユニット
P 記録紙
Claims (9)
- 結着樹脂及び離型剤を含有するトナー粒子と、水分率が5質量%以上15質量%以下である外添剤と、を含み、
示差走査熱量計(DSC)によりASTM法に基づいて測定された昇温過程での前記トナー粒子中における前記離型剤に由来する吸熱ピークTmと、降温過程での前記トナー粒子中における前記離型剤に由来する発熱ピークTcと、の差(Tm−Tc)が10℃以上50℃以下である、静電潜像現像用透明トナー。 - 前記外添剤は、表面に凹凸を有する、請求項1に記載の静電潜像現像用透明トナー。
- 前記外添剤のBET比表面積をA(m2/g)、前記外添剤の球形換算比表面積をa(m2/g)としたとき、A/aの値が1.1以上10.0以下である、請求項1又は請求項2に記載の静電潜像現像用透明トナー。
[ここで、前記球形換算比表面積aは、前記外添剤の体積平均粒径をd(単位:μm)、前記外添剤の真比重をρ(単位:無次元)としたとき、a=6/(d×ρ)で表される。] - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の静電潜像現像用透明トナーを含む静電潜像現像剤。
- 白色導電剤を含有するキャリアを含む、請求項4に記載の静電潜像現像剤。
- 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の静電潜像現像用透明トナーを収容する、トナーカートリッジ。
- 請求項4又は請求項5に記載の静電潜像現像剤を収容する現像装置を備えた、プロセスカートリッジ。
- 潜像保持体と、
前記潜像保持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記潜像保持体に形成された前記静電潜像を、請求項4又は請求項5に記載の静電潜像現像剤によりトナー画像として現像する現像手段と、
前記潜像保持体に形成された前記トナー画像を被転写体に転写する転写手段と、
前記被転写体に転写された前記トナー画像を定着する定着手段と、を有する画像形成装置。 - プロセススピードが500mm/sec以上である、請求項8に記載の画像形成装置。
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