JP2012047915A - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、画像形成方法、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

静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、画像形成方法、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

Info

Publication number
JP2012047915A
JP2012047915A JP2010188884A JP2010188884A JP2012047915A JP 2012047915 A JP2012047915 A JP 2012047915A JP 2010188884 A JP2010188884 A JP 2010188884A JP 2010188884 A JP2010188884 A JP 2010188884A JP 2012047915 A JP2012047915 A JP 2012047915A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
image
resin
particles
electrostatic charge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010188884A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeru Seitoku
滋 清徳
Sumiaki Yamazaki
純明 山崎
Kazuhiko Yanagida
和彦 柳田
Susumu Yoshino
進 吉野
Satoshi Hiraoka
智 平岡
Keiji Shiozaki
啓史 塩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP2010188884A priority Critical patent/JP2012047915A/ja
Publication of JP2012047915A publication Critical patent/JP2012047915A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

【課題】転写効率低下の抑制と、光沢が発現する最低定着温度の上昇の抑制との両立がなされる静電荷像現像用トナーの提供。
【解決手段】結着樹脂を含むトナー粒子本体と、ホウ酸及びホウ酸誘導体の少なくとも1種に由来する架橋構造を有する樹脂を含み、前記トナー粒子本体の表面における少なくとも一部に付着した、付着樹脂部と、を有するトナー粒子を含む、静電荷像現像用トナー。
【選択図】なし

Description

本発明は、静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、画像形成方法、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。
特許文献1には、外殻の主成分が、イソシアネート化合物及び/又はイソチオシアネート化合物と、イソシアネート基及び/又はイソチオシアネート基と反応する活性水素を有する化合物と、を反応させてなる樹脂よりなるカプセルトナーを用いた画像形成方法が開示されている。
特許文献2には、芯材と外殻とにより構成される熱圧力定着用カプセルトナーにおいて、芯材の主成分がアミノ基を含有するα,β−エチレン性共重合性単量体とその他のα,β−エチレン性共重合性単量体とを重合反応させて得られる熱可塑性樹脂よりなり、かつ芯材中に無機粒子を含有し、トナーの表面に部分的に凸部分を有する熱圧力定着用カプセルトナーが開示されている。
特許文献3には、個数平均粒径が50nm以上200nm以下の有機粒子を外添してなるトナーにおいて、トナーのガラス転移温度が20℃以上45℃以下であり、有機粒子を強制撹拌試験を行った際に、試験前後における有機粒子の形状係数SF−1の変化率が10%以下であることを特徴とするトナーが開示されている。
特許文献4には、樹脂粒子を凝集させてトナー粒子内層を形成し、該トナー粒子内層に外層用樹脂粒子を添加してトナー粒子を製造するトナー製造方法であって、トナー粒子内層の円形度の平均値が0.900以上で外層用樹脂粒子の添加が行われ、外層用樹脂粒子の添加が複数回行われ、かつ、外層用樹脂粒子のガラス転移温度がトナー粒子内層のガラス転移温度よりも高く、温度差が2から45℃とするトナーの製造方法が開示されている。
特開平05−072794号公報 特開平05−197187号公報 特開2008−225311号公報 特開2005−234083号公報
本発明の目的は、ホウ酸及びホウ酸誘導体の少なくとも1種に由来する架橋構造を有する樹脂を含む付着樹脂部をトナー粒子が有さない場合に比較して、転写効率低下の抑制と、光沢が発現する最低定着温度の上昇の抑制との両立がなされる静電荷像現像用トナーを提供することである。
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項1に係る発明は、
結着樹脂を含むトナー粒子本体と、
ホウ酸及びホウ酸誘導体の少なくとも1種に由来する架橋構造を有する樹脂を含み、前記トナー粒子本体の表面における少なくとも一部に付着した、付着樹脂部と、
を有するトナー粒子を含む、静電荷像現像用トナーである。
請求項2に係る発明は、
前記付着樹脂部の含有量は、トナー全体に対し5質量%以上60質量%以下である、請求項1に記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項3に係る発明は、
前記付着樹脂部は、前記トナー粒子本体の表面を被覆する被覆層である、請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項4に係る発明は、
前記トナー粒子本体が、さらにピグメントイエロー180を含む、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項5に係る発明は、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤である。
請求項6に係る発明は、
像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電された前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
前記像保持体の表面に形成された前記静電荷像を請求項5に記載の静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を被転写体の表面に転写する転写工程と、
前記被転写体の表面に転写された前記トナー像を前記被転写体に定着させる定着工程と、
を有する画像形成方法である。
請求項7に係る発明は、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーが収容されたトナーカートリッジである。
請求項8に係る発明は、
請求項5に記載の静電荷像現像剤が収容された現像手段を備えたプロセスカートリッジである。
請求項9に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電された前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
前記像保持体の表面に形成された前記静電荷像を請求項5に記載の静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を被転写体の表面に転写する転写手段と、
前記被転写体の表面に転写された前記トナー像を前記被転写体に定着させる定着手段と、
を有する画像形成装置である。
請求項1に係る発明によれば、ホウ酸及びホウ酸誘導体の少なくとも1種に由来する架橋構造を有する樹脂を含む付着樹脂部をトナー粒子が有さない場合に比較して、転写効率低下の抑制と光沢が発現する最低定着温度の上昇の抑制との両立がなされる。
請求項2に係る発明によれば、付着樹脂部の含有量が上記範囲から外れる場合に比較して、転写効率低下の抑制と光沢が発現する最低定着温度の上昇の抑制との両立がなされる。
請求項3に係る発明によれば、付着樹脂部が被覆層でない場合に比較して、転写効率の低下が抑制される。
請求項4に係る発明によれば、トナー粒子本体がピグメントイエロー180を含むものであっても、光沢が発現する最低定着温度の上昇が抑制される。
請求項5から請求項9に係る発明によれば、ホウ酸及びホウ酸誘導体の少なくとも1種に由来する架橋構造を有する樹脂を含む付着樹脂部を有さないトナーを用いた場合に比較して、転写効率低下の抑制と光沢が発現する最低定着温度の上昇の抑制との両立がなされる。
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。 本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
以下、本発明の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の実施形態について詳細に説明する。
[静電荷像現像用トナー]
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」と称することがある。)は、結着樹脂を含むトナー粒子本体と、ホウ酸及びホウ酸誘導体の少なくとも1種(以下、「ホウ酸等」と称する場合がある)に由来する架橋構造を有する樹脂(以下、「ホウ素架橋樹脂」と称する場合がある)を含み、前記トナー粒子本体の表面における少なくとも一部に付着した、付着樹脂部と、を有するトナー粒子を含む、
上記ホウ素架橋樹脂は、ホウ酸等が、高分子化合物中に含まれる2以上の官能基(前記ホウ酸等と反応する基)と反応して、架橋構造(高分子化合物に含まれる2以上の官能基がホウ素原子を介して連結された構造)が形成された樹脂である。具体的には、例えば、ホウ酸と、高分子化合物中に含まれる2つのOH基(ホウ酸等と反応する基)とが反応した場合、脱水反応により「−O−B−O−」構造を有する架橋構造が形成され、「−O−B−O−」構造を介して2つのOH基が連結されると考えられる。すなわちホウ素架橋樹脂においては、ホウ素原子が前記架橋構造の形成に寄与している(以下、ホウ素原子が形成に寄与した架橋構造を「ホウ素架橋構造」と称する場合がある)。
なお、前記高分子化合物中に含まれる2以上の官能基(前記ホウ酸等と反応する基)は、1つの分子中に含まれていてもよく、異なる分子に含まれていてもよい。すなわち、高分子化合物1分子の2箇所以上がホウ素原子を介して連結されていてもよく、異なる高分子化合物の分子がホウ素原子を介して連結されていてもよい。
本実施形態のトナーは、上記のように、ホウ素架橋樹脂を含む付着樹脂部を有するため、転写効率低下の抑制と光沢が発現する最低定着温度の上昇の抑制との両立がなされる。その理由は定かではないが、以下のように推測される。なお、上記「光沢が発現する最低定着温度」は、定着画像の光沢が得られる定着温度のうち最も低い温度を意味し、具体的には、光沢計によって75°の角度で測定された光沢度が30%以上となる定着画像が形成される定着温度を意味する。
本実施形態のトナーは、トナー粒子の付着樹脂部がホウ素架橋樹脂を含有するため、付着樹脂部に含まれる樹脂が架橋構造を有しない場合に比べて、付着樹脂部の硬度が高くなると考えられる。そのため、現像器内の撹拌によってトナー粒子に圧力がかかっても、例えば外添剤等の粒子やその他の異物がその圧力によってトナー粒子表面に埋没したり、トナー粒子がつぶれたりすることが抑制され、埋没又はつぶれによるトナー粒子の劣化や外添剤の機能低下に起因する転写効率の低下が抑制されると推測される。そのため、本実施形態のトナーでは、転写効率の低下に起因する画像濃度の低下や画像欠陥の発生が抑制されると考えられる。
また本実施形態のトナーは、付着樹脂部がホウ素架橋樹脂を含有するため、加熱して定着時の温度(例えば100℃以上200℃以下)に達すると、ホウ素架橋樹脂のホウ素架橋構造が熱によって解離すると考えられる。そのため、ホウ素架橋樹脂以外の架橋樹脂を用いた場合に比べて、上記定着時の温度における樹脂の硬度が低く、定着温度が低くても定着工程で圧力をかけたときに光沢が出やすくなると考えられる。
本実施形態のトナーは、上記の通り、付着樹脂部にホウ素架橋樹脂が含まれていればよく、トナー粒子本体にはホウ素架橋樹脂が含まれていなくてもよいし、含まれていてもよい。トナー粒子本体に含まれる結着樹脂が架橋構造を有さない形態では、トナー粒子本体がホウ素架橋樹脂を含む場合に比べて、上記定着時の温度における樹脂の硬度がさらに低く、光沢が出やすくなり、光沢が発現する最低定着温度の上昇がさらに抑制されると考えられる。よって、光沢が発現する最低定着温度の上昇を抑制する観点からは、トナー粒子本体が、ホウ素架橋樹脂を含まない方がよく、ホウ素架橋樹脂以外の架橋構造を有する樹脂も含まない方がよい。
本実施形態においては、トナー全体に対する付着樹脂部の含有量が上記範囲であることが好ましく、それにより、さらに転写効率低下の抑制と光沢が発現する最低定着温度の上昇の抑制との両立がなされる。その理由は定かではないが、上記付着樹脂部の含有量が上記範囲よりも少ない場合に比べて、トナー粒子表面の硬度が高いことによる転写効率低下の抑制の効果がさらに得られ、上記付着樹脂部の含有量が上記範囲よりも多い場合に比べて、上記光沢が発現する最低定着温度上昇の抑制の効果がさらに得られるからであると推測される。
本実施形態においては、前記付着樹脂部が、トナー粒子本体の表面を被覆する被覆層であることにより、さらに転写効率の低下が抑制される。ここで「被覆層」とは、トナー粒子本体の表面のうち50%以上を覆う層を意味する。付着樹脂部が被覆層である場合は、上記のようにトナー粒子本体表面のほとんどがホウ素架橋樹脂を含む付着樹脂部に覆われているため、トナー粒子表面に圧力がかかっても外添剤等が埋没しにくくなり、転写効率の低下が抑制されると推測される。
上記被覆層の被覆率(被覆層がトナー粒子本体の表面を覆う割合)としては、80%以上100%以下であってもよい。
本実施形態においては、トナー粒子本体がピグメントイエロー180を含む形態であっても、光沢が発現する最低定着温度の上昇が抑制される。その理由は定かではないが、以下のように推測される。具体的には、着色剤としてピグメントイエロー180を用いると、その他の着色剤を用いる場合に比べて光沢度が下がりやすくなるが、上記の通り本実施形態では、付着樹脂部に含まれる架橋樹脂がホウ素架橋樹脂であるため、定着温度を高くしなくても定着画像の光沢が得られやすくなるからであると推測される。
また、着色剤としてピグメントイエロー180を用いてイエロートナーを製造する場合、他のイエロー顔料を用いる場合と同等の着色を得るために、含有量を多くする場合があり、着色剤の含有量が多いと、より定着画像の光沢が得られにくくなる場合がある。しかし本実施形態では、ピグメントイエロー180を多く用いても、上記光沢が発現する最低定着温度の上昇が抑制されると考えられる。なお、トナー粒子全体に対するピグメントイエロー180の含有量としては、例えば3質量%以上10質量%以下の範囲が挙げられ、5質量%以上8質量%以下の範囲であってもよい。
以下、本実施形態において使用される材料、工程条件、評価・分析条件などについて詳細に記載する。
本実施形態のトナーは、上記の通り、トナー粒子本体と付着樹脂部とを有するトナー粒子を含み、その他に必要に応じて外添剤を含んでいてもよい。
まず、トナー粒子の付着樹脂部について説明する。
<付着樹脂部>
付着樹脂部は、ホウ素架橋樹脂を含有し、必要に応じてその他の樹脂等のその他の成分を含んでいてもよい。そしてホウ素架橋樹脂は、上記の通り、ホウ酸等が、高分子化合物中に含まれる2以上の官能基(前記ホウ酸等と反応する基)と反応して、架橋構造が形成された樹脂である。
−ホウ酸及びホウ酸誘導体−
ホウ酸及びホウ酸誘導体としては、無置換のホウ酸のほか、ホウ酸誘導体として、例えば有機ホウ酸、ホウ酸塩、ホウ酸エステル等が挙げられる。
有機ホウ酸としては、例えば、n−ブチルホウ酸、2−メチルプロピルホウ酸、フェニルホウ酸、o−トリルホウ酸、p−トリルホウ酸、4−メトキシフェニルホウ酸等が挙げられる。
ホウ酸塩としては、無機ホウ酸塩及び有機ホウ酸塩が挙げられ、具体的には、例えば、四ホウ酸ナトリウム、ホウ酸アンモニウム等が挙げられる。
ホウ酸エステルとしては、例えば、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸トリn-プロピル、ホウ酸トリi-プロピル、ホウ酸トリn-ブチル、ホウ酸トリt-ブチル、ホウ酸トリフェニル、ブチルホウ酸ジi-プロピル、ホウ酸トリヘキシル、ホウ酸トリ(2-エチルヘキシル)、ホウ酸トリオクタデシル、ホウ酸トリテトラデシル、ホウ酸トリフェニルなどが挙げられる。ホウ酸エステルは、環状構造を有していてもよく、環状構造を有するホウ酸エステルとしては、例えば、2,4,6−トリメトキシボロキシン、2,4,6−トリメチルボロキシン等が挙げられる。また、これらの化合物は無水物でも水和物でもよいが、無水物がより好ましい。そして、上記ホウ酸及びホウ酸誘導体の中でも特に、ホウ酸、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸トリi-プロピル、ホウ酸トリn-ブチル、ホウ酸トリ(2-エチルヘキシル)が好ましい。
−ホウ酸等と反応する基を有する高分子化合物−
上記ホウ酸等と反応してホウ素架橋樹脂を形成する高分子化合物としては、前記ホウ酸等と反応する基(以下、「ホウ酸反応基」と称する場合がある)を有する高分子化合物が挙げられる。そして、上記ホウ酸反応基としては、例えばOH基等が挙げられる。また、上記ホウ酸反応基を有する高分子化合物としては、例えば、上記ホウ酸反応基を有する単量体に由来する構造単位を含む高分子化合物が挙げられる。前記高分子化合物は、上記ホウ酸反応基を有する単量体に由来する構造単位の他に、その他の単量体に由来する構造単位を含んでもよい。すなわち前記高分子化合物は、上記ホウ酸反応基を有する単量体の単独重合体であってもよく、上記ホウ酸反応基を有する単量体とその他の単量体との共重合体であってもよい。
上記ホウ酸反応基を有する高分子化合物は、上記ホウ酸反応基を有する単量体を重合させて得られたものでもよく、上記ホウ酸反応基を有する単量体及び上記その他の単量体を共重合させて得られたものでもよく、上記ホウ酸反応基を有さない高分子化合物に上記ホウ酸反応基を導入して得られたものでもよく、上記ホウ酸反応基を有する高分子化合物にさらに上記ホウ酸反応基を導入して得られたものでもよい。
例えば上記ホウ酸反応基がOH基である場合、高分子化合物にOH基を導入する方法としては、例えば、付加反応、加水分解反応、共重合反応等を利用する方法が挙げられる。上記付加反応を利用する方法としては、具体的には、例えば、水酸基含有化合物を、3級アミンの存在下にハロゲン化(メタ)アクリロイルと反応させる方法する方法が挙げられ、上記加水分解反応を利用する方法としては、具体的には、例えば、酢酸ビニルモノマーを共重合したあとに加水分解を行う方法や、シラノール基含有モノマー(例えば、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランを共重合して加水分解する方法、置換基(例えば、エステル基、アルコキシ基、カルボキシル基、カルボニル基、ハロゲン基、ニトリル基、又はニトロ基)を高温高圧の水に接触させて加水分解する方法が挙げられ、上記共重合反応を利用する方法としては、具体的には、例えば、水酸基を含有した(メタ)アクリル酸エステル(例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなど)を共重合する方法が挙げられる。
上記ホウ酸反応基を有する高分子化合物が上記ホウ酸反応基を有する単量体とその他の単量体との共重合体である場合、上記ホウ酸反応基を有する単量体に由来する構造単位とその他の単量体に由来する構造単位との合計に対する、上記ホウ酸反応基を有する単量体に由来する構造単位の割合は、例えば5質量%以上70質量%以下が挙げられ、10質量%以上30質量%以下であってもよい。
上記高分子化合物は、上記ホウ酸反応基を有していればよく、高分子化合物の種類は特に限定されないが、具体的には、例えば、(メタ)アクリル樹脂、スチレン−(メタ)アクリル系共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸アルキル共重合体等のアクリル系樹脂;ポリエステル系樹脂;等のその他の樹脂が挙げられる。なお、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」のいずれをも含む表現であり、以下同様である。
上記高分子化合物の一例として、OH基を有するアクリル系樹脂について説明する。
上記OH基を有する単量体としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、フェノキシヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート、ヒドロキシベンジル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、ジヒドロキシフェネチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、2−(ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。上記の中でも特に、グリセロールアクリレート、グリセロールメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレートが好ましい。これらの単量体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記その他の単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル類、(メタ)アクリルアミド類、ビニルエステル類、スチレン類、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリロニトリル、無水マレイン酸、マレイン酸イミド等が挙げられる。
上記(メタ)アクリル酸エステル類の具体例としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、(n−、i−、sec−又はt−)ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、2−エチルへキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、クロロエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、メトキシベンジル(メタ)アクリレート、クロロベンジル(メタ)アクリレート、フルフリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、クロロフェニル(メタ)アクリレート、スルファモイルフェニル(メタ)アクリレートが挙げられる。
上記(メタ)アクリルアミド類の具体例としては、例えば、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−ベンジル(メタ)アクリルアミド、N−フェニル(メタ)アクリルアミド、N-トリル(メタ)アクリルアミド、N−(スルファモイルフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−(フェニルスルホニル)(メタ)アクリルアミド、N−(トリルスルホニル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−フェニル(メタ)アクリルアミドが挙げられる。
上記ビニルエステル類の具体例としては、例えば、ビニルアセテート、ビニルブチレート、ビニルベンゾエート等が挙げられる。
上記スチレン類の具体例としてはスチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、プロピルスチレン、シクロヘキシルスチレン、クロロメチルスチレン、トリフルオロメチルスチレン、エトキシメチルスチレン、アセトキシメチルスチレン、メトキシスチレン、ジメトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、ヨードスチレン、フルオロスチレン、カルボキシスチレン等が挙げられる。
その他の単量体としては、上記の中でも特に、(メタ)アクリル酸エステル類が好ましく、その中でも特に、メチル(メタ)アクリレート、(n−、i−、sec−又はt−)ブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレートが好ましい。
次に、高分子化合物の他の一例として、OH基を有するポリエステル系樹脂について説明する。なお、上記アクリル系樹脂と共通する事項については説明を省略する。
ポリエステル系樹脂は、多価カルボン酸成分に由来する構成単位と多価アルコール成分に由来する構成単位とを有しており、多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とを重合することによって得られる樹脂である。
OH基を有するポリエステル系樹脂は、多価カルボン酸成分に由来する構成単位がOH基を有していてもよく、多価アルコール成分に由来する構成単位がOH基を有していてもよく、その両方がOH基を有していてもよい。また、多価カルボン酸成分に由来する構成単位においてOH基を有する成分とOH基を有さない成分とが混在していてもよい。
OH基を有する多価カルボン酸成分としては、例えば、3−ヒドロキシ−2,7−ナフタレンジカルボン酸、3,4−ジヒドロ−1,2−ナフタレンジカルボン酸無水物、3,4−ジヒドロキシピロール−2,5−ジカルボン酸ジメチル等が挙げられる。
OH基を有する多価アルコール成分としては、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、1,20−エイコサンジオール等が挙げられる。
OH基を有さない多価カルボン酸成分としては、例えば、蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼリン酸、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、1,11−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,13−トリデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,16−ヘキサデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸等が挙げられる。
−ホウ素架橋樹脂の製造方法−
上記ホウ酸等と上記ホウ酸反応基を有する高分子化合物とを反応させてホウ素架橋樹脂を形成する方法としては、上記ホウ酸反応基を有する高分子化合物を加熱溶融する方法や、溶剤に溶解させる方法等が挙げられる。
上記加熱溶融する方法は、具体的には、例えば、上記ホウ酸等と上記ホウ酸反応基を有する高分子化合物とを混合した後に加熱し、上記高分子化合物を熱溶融状態にして、混錬する方法である。上記加熱の温度としては、例えば120℃以上200℃以下が挙げられ、上記加熱の時間としては、例えば0.5時間以上3時間以下の範囲が挙げられる。
溶剤に溶解させる方法は、具体的には、例えば、上記ホウ酸反応基を有する高分子化合物を溶剤に溶解させた後に、上記ホウ酸等を添加する方法である。
上記溶剤としては、上記ホウ酸反応基を有する高分子化合物を溶解させるものであれば特に限定されないが、例えば上記ホウ酸反応基を有する高分子化合物を変質させない溶剤が挙げられ、具体的には、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。上記溶媒の量としては、例えば、上記ホウ酸反応基を有する高分子化合物1gに対し、0.5g以上100g以下の範囲が挙げられる。また上記ホウ酸反応基を有する高分子化合物を溶解させるときの溶剤の温度としては、例えば10℃以上溶剤沸点−20℃以下の範囲が挙げられる。
上記ホウ酸反応基を有する高分子化合物1gに対して添加する上記ホウ酸等の質量としては、例えば、0.3g以上5g以下の範囲が挙げられ、0.5g以上2g以下の範囲であってもよい。
また、上記高分子化合物のホウ酸反応基1モルに対する上記ホウ酸等の添加量としては、例えば、0.1モル以上1モル以下の範囲が挙げられ、0.3モル以上0.7モル以下の範囲であってもよい。
−ホウ素架橋構造の確認方法(ゲル分により測定する方法)−
以上のようにして得られた樹脂が、上記ホウ素架橋樹脂である(すなわち、ホウ素原子が架橋構造の形成に寄与している)ことを確認する方法としては、例えば、以下のように、ホウ素架橋構造が酸によって解離する性質を利用する方法が挙げられる。
具体的には、まず、秤量した試料(ホウ素架橋樹脂)を三角フラスコに入れて、常温(25℃)の特級トルエンをフラスコ内に20ml注入し、常温(25℃)下にて4時間撹拌した後、冷蔵庫(5℃)において一晩(6時間以上)保管する。その後、遠心分離機の分離管に移し、1時間あたり12,000回転の回転速度で、20分間、遠心分離を行う。遠心分離後の分離管を常温(25℃)下に1.5時間放置する。そして、分離管の蓋を開け、上澄みをマイクロピペットにて吸い上げる。
次に、溶けていない沈降物を乾燥することにより、ゲル分として取り出す。
取り出されたゲル分1gを、酸として水10ml、0.3mol/L硝酸が1mlで構成された酸性溶液に投入して常温(25℃)で1時間攪拌、その後にゲル分を濾過等により分離して取り出して常温で乾燥して処理を行う。
上記酸処理の後、さらに常温(25℃)の特級トルエンをフラスコ内に20ml注入し、常温(25℃)下にて4時間撹拌した後、冷蔵庫(5℃)において一晩(6時間以上)保管する。その後、遠心分離機の分離管に移し、1時間あたり12,000回転の回転速度で、20分間、遠心分離を行う。遠心分離後の分離管を常温(25℃)下に1.5時間放置する。分離管の蓋を開け、上澄み2.5mlをマイクロピペットにて吸い上げ、別途秤量したアルミ皿に移し、ホットプレートにてトルエン成分を蒸発させる。アルミ皿は8時間の真空乾燥を行なう。真空乾燥後のアルミ皿の重量を秤量し、以下の計算式により、ホウ素架橋構造を有するゲル分を算出する。
ホウ素架橋構造を有するゲル分(%)={A’[(B’−C’)×8]}÷A’×100
A’ : 試料質量 [g]
B’ : トルエン可溶物+アルミ皿の質量 [g]
C’ : アルミ皿のみの質量 [g]
なお、トナーにホウ素架橋樹脂が含有されているかどうかについては、試料としてトナーを用い、上記方法(ホウ素架橋構造が酸によって解離する性質を利用する方法)によって、ホウ素架橋構造を有するゲル分の有無が確認される。
−ホウ素架橋構造の確認方法(H−NMR測定)−
また、ホウ素架橋樹脂を確認する方法としては、上記方法のほか、H−NMR測定により確認する方法が挙げられる。H−NMRを用いて確認する方法が挙げられる。具体的には、例えば、ホウ素架橋構造が形成される前のH−NMRスペクトルと、ホウ素架橋構造が形成された後(すなわち、第1の粒子の表面に形成されたホウ素架橋樹脂)のH−NMRスペクトルと、を測定する。そして、ホウ素架橋構造が形成される前のホウ素反応基を有する高分子化合物(又はホウ素反応基を有する単量体)における、ホウ素反応基が直接結合する炭素原子に結合する水素原子に由来するピークの化学シフト値が、ホウ素架橋構造の形成によってどのようにシフトするかを確認し、ホウ素架橋構造が形成されたか否かを確認する。
ホウ素架橋構造の形成の一例として、以下に、グリセリンンモノメタクリレートのホウ素反応基である水酸基が、ホウ酸トリメチルと反応することにより、ホウ素架橋構造が形成される例を示す。
ブレンマーGLM(グリセリンンモノメタクリレート)のH−NMRスペクトルと、グリセリンンモノメタクリレートとホウ酸トリメチルとの反応生成物のH−NMRスペクトルと、を比較すると、下記のように、グリセリンンモノメタクリレートの2位のプロトンに起因するピークが3.94ppmから3.69ppmにシフトし、3位のプロトンに起因するピークが3.49ppmから3.24ppmにシフトする。この性質を利用して、例えば、原料であるホウ素反応基を有する単量体のH−NMRスペクトルと、得られたトナー粒子のH−NMRスペクトルと、の比較から、ホウ素架橋構造が形成されたか否かが確認される。
また、ホウ素架橋樹脂の酸処理(以下に示すゲル分により測定する方法に記載)を行い、その前後で1H−NMR測定を行うことで、ケミカルシフト値の違いからホウ素架橋構造が形成されたかどうかを確認することができる。
−ホウ素架橋構造の確認方法(赤外線吸収スペクトル)−
また、得られた樹脂がホウ素架橋かどうかは、赤外線吸収スペクトルを用いて確認してもよい。具体的には、KBrに適量のサンプル樹脂を混入して成型する。これを用いて赤外線吸収スペクトルを測定する。ホウ酸アルキルの場合、ホウ酸の振動は1380cm−1の部分に吸収波長が存在し、架橋した場合は、1310cm−1にシフトすることにより、架橋している樹脂と解離している樹脂とを測定することで判断される。
−ホウ素架橋構造の確認方法(TEM−EDX)−
トナー粒子の付着樹脂部がホウ素架橋樹脂を含有するかどうか確認する方法としては、例えば、トナー粒子の断面を、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いてエネルギー分散型X線分光法(EDX)により元素分析を行い、断面の付着樹脂部に該当する部分にホウ素が存在するかどうかを確認する方法が挙げられる。
−その他の成分−
付着樹脂部は、ホウ素架橋樹脂単独で構成されていてもよいが、その他の樹脂、無機粒子等のその他の成分を含んでもよい。
付着樹脂部全体に対するホウ素架橋樹脂の含有量としては、例えば、5質量%以上が挙げられ、50質量%以上であってもよい。
その他の樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、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、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン等のポリビニル系又はポリビニリデン系樹脂;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からなるストレートシリコーン樹脂又はその変性品;ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂;ポリエステル;ポリウレタン;ポリカーボネート;フェノール樹脂;尿素・ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂等のアミノ樹脂;エポキシ樹脂等が挙げられるが、これら以外の樹脂を用いてもよい。
トナー粒子全体に対する付着樹脂部の含有量は、上記の通り、5質量%以上60質量%以下が好ましく、10質量%以上50質量%以下であってもよく、10質量%以上40質量%以下であってもよく、10質量%以上20質量%以下であってもよい。
なお、トナー粒子における上記付着樹脂部の含有量は、例えば、トナー粒子断面をTEM−EDXによって測定して得られた画像において、付着樹脂部の面積とトナー粒子本体部分の面積とを求め、トナー粒子を球形と仮定することでトナー粒子全体に対して付着樹脂部が占める体積の割合が求められ、比重を考慮することで上記付着樹脂部の含有量が求められる。ただし、付着樹脂部の比重及びトナー粒子本体の比重は、乾式自動密度計 アキュピック1330(島津製作所製)によって求めることが出来る。
<トナー粒子本体>
トナー粒子本体は、少なくとも結着樹脂を含み、必要に応じて、着色剤、離型剤、帯電制御剤、無機酸化物粒子等のその他の成分を含んでいてもよい。
−結着樹脂−
結着樹脂としては、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル;アクリル酸メチル、アクリル酸フェニル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニル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、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;等の単独重合体又は共重合体等が挙げられる。これらの中でも特に代表的な結着樹脂としては、例えば、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリスチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン等が挙げられる。
また結着樹脂は、結晶性樹脂でもよく、非晶性樹脂でもよく、結晶性樹脂と非晶性樹脂とを併用してもよい。
本実施形態において、「結晶性樹脂」の「結晶性」とは、樹脂またはトナーの示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有することを指す。具体的には、自動接線処理システムを備えた島津製作所社製の示差走査熱量計(装置名:DSC−60型)を用いた示差走査熱量測定(DSC)において、10℃/minの昇温速度で昇温したときのオンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が10℃以内であるときに「明確な」吸熱ピークであるとする。DSC曲線におけるベースラインの平坦部の点及びベースラインからの立ち下がり部の平坦部の点を指定し、その両点間の平坦部の接線の交点が「オンセット点」として自動接線処理システムにより求められる。また、吸熱ピークは、トナーとしたときに、40℃以上50℃以下の幅を有するピークを示す場合がある。
また、「非晶性樹脂」とは、樹脂またはトナーの示差走査熱量測定(DSC)において、オンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が10℃を超えるとき、又は明確な吸熱ピークが認められない樹脂であることを指す。具体的には、自動接線処理システムを備えた島津製作所社製の示差走査熱量計(装置名:DSC−60型)を用いた示差走査熱量測定(DSC)において、10℃/minの昇温速度で昇温したときのオンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が10℃を超えるとき、又は明確な吸熱ピークが認められないときに「非晶性」であるとする。また、前記オンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度は、12℃を超えることが好ましく、明確な吸熱ピークが認められないことがより好ましい。DSC曲線における「オンセット点」の求め方は上記「結晶性樹脂」の場合と同様である。
結晶性樹脂としては、結晶性を持つ樹脂であれば特に制限はなく、具体的には、結晶性ポリエステル樹脂、結晶性ビニル系樹脂が挙げられる。
結晶性ビニル系樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル酸アミル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸ミリスチル、(メタ)アクリル酸セチル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸オレイル、(メタ)アクリル酸ベヘニル等の長鎖アルキル、アルケニルの(メタ)アクリル酸エステルを用いたビニル系樹脂が挙げられる。
結晶性ポリエステル樹脂は、カルボン酸(ジカルボン酸)成分とアルコール(ジオール)成分とから合成されるものであり、本実施形態において、「カルボン酸成分」とは、ポリエステル樹脂の合成前には酸成分であった構成部位を指し、「アルコール成分」とは、ポリエステル樹脂の合成前にはアルコール成分であった構成部位を指す。また、結晶性ポリエステル主鎖に対して他成分を共重合したポリマの場合、他成分が50質量%以下の場合、この共重合体も結晶性ポリエステル樹脂と呼ぶ。
カルボン酸成分は、例えば脂肪族ジカルボン酸が挙げられ、特に直鎖型のカルボン酸が挙げられる。具体的には、例えば、蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼリン酸、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、1,11−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,13−トリデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,16−ヘキサデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸など、あるいはその低級アルキルエステルや、酸無水物が挙げられるが、これらに限定されない。
カルボン酸成分としては、前述の脂肪族ジカルボン酸成分のほか、二重結合を持つジカルボン酸成分、スルホン酸基を持つジカルボン酸成分等の構成成分が含まれていてもよい。なお、二重結合を持つジカルボン酸成分には、二重結合を持つジカルボン酸に由来する構成成分の他、二重結合を持つジカルボン酸の低級アルキルエステルまたは酸無水物等に由来する構成成分も含まれる。また、スルホン酸基を持つジカルボン酸成分には、スルホン酸基を持つジカルボン酸に由来する構成成分のほか、スルホン酸基を持つジカルボン酸の低級アルキルエステルまたは酸無水物等に由来する構成成分も含まれる。
アルコール構成成分としては脂肪族ジオールが挙げられ、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、1,20−エイコサンジオール等が挙げられるが、この限りではない。
アルコール成分は、必要に応じて、二重結合を持つジオール成分、スルホン酸基を持つジオール成分等のその他の成分を含んでもよい。
結晶性ポリエステル樹脂の製造方法としてはとくに制限はなく、カルボン酸成分とアルコール成分とを反応させる一般的なポリエステル重合法で製造され、例えば、直接重縮合、エステル交換法等が挙げられ、モノマの種類によって使い分けて製造する。
結晶性ポリエステル樹脂の製造時に使用される触媒としては、例えば、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、およびアミン化合物等が挙げられる。
後述する非晶性ポリエステル樹脂の製造方法も上記と同様である。
非晶性樹脂としては、例えば、スチレン−アクリル樹脂、非晶性ポリエステル樹脂等が挙げられる。
用いられる非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度としては、50℃以上80℃以下の範囲が挙げられ、55℃以上65℃以下の範囲であってもよい。また、重量平均分子量は8000以上30000以下の範囲が挙げられ、8000以上16000以下の範囲であってもよい。
−着色剤−
着色剤としては、特に制限はないが、例えば、カーボンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デユポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、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・レッド57:1、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー180(上記ピグメントイエロー180)、C.I.ピグメント・ブルー15:1、ピグメント・ブルー15:3等が挙げられる。
−離型剤−
離型剤としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類;加熱により軟化点を示すシリコーン類;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加熱により軟化点を示す脂肪酸アミド類;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、ホホバ油等の加熱により軟化点を示す植物系ワックス;ミツロウの加熱により軟化点を示す動物系ワックス;モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、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加熱により軟化点を示す鉱物系・石油系ワックス、及びそれらの変性物などが挙げられる。
トナー粒子中における離型剤の含有量としては、例えば5質量%以上25質量%以下の範囲が挙げられる。
−帯電制御剤−
トナー粒子本体は、必要に応じて帯電制御剤を含んでもよい。トナー粒子をカラートナーに用いる場合は、例えば色調に影響を与えない無色又は淡色の帯電制御剤を用いてもよい。帯電制御剤としては、公知のものを使用してもよいが、具体的には、例えば、アゾ系金属錯体;サルチル酸もしくはアルキルサルチル酸の金属錯体もしくは金属塩;等が挙げられる。
−無機酸化物粒子−
トナー粒子本体は、必要に応じて無機酸化物粒子を内部に含んでいてもよい。無機酸化物粒子としては、例えば、SiO、TiO、Al、CuO、ZnO、SnO、CeO、Fe、MgO、BaO、CaO、KO、NaO、ZrO、CaO・SiO、KO・(TiO)n、Al・2SiO、CaCO、MgCO、BaSO、MgSO等が挙げられる。上記無機酸化物粒子としては、これらのうち、特にシリカ粒子、チタニア粒子が好ましい。無機酸化物粒子の表面は、必ずしも予め疎水化処理されている必要はないが、疎水化処理されていてもよい。無機酸化物粒子が疎水化処理されていると、トナー粒子の内部に含まれる無機酸化物粒子がトナー表面に露出した場合においても、帯電の環境依存性及びキャリア汚染性が抑制される。
<トナー粒子の製造方法>
トナー粒子の製造方法としては、例えば、トナー粒子本体を製造する工程と、得られたトナー粒子本体の表面にホウ素架橋樹脂を含む樹脂を付着させて付着樹脂部を形成する工程と、を含む製造方法が挙げられる。またトナー粒子の製造方法としては、上記製造方法のほか、一連の工程においてトナー粒子本体を形成させつつ付着樹脂部を形成させる製造方法が挙げられる。
−トナー粒子本体を製造した後に付着樹脂部を形成する方法−
トナー粒子本体を製造した後に付着樹脂部を形成する場合においては、トナー粒子本体の製造方法として、例えば、一般に使用されている混練粉砕法や湿式造粒法等が挙げられる。ここで、湿式造粒法としては、例えば、懸濁重合法、乳化重合法、乳化重合凝集法、ソープフリー乳化重合法、非水分散重合法、in−situ重合法、界面重合法、乳化分散造粒法、凝集・合一法等が挙げられる。
トナー粒子本体の製造方法として混練粉砕法を用いる場合、例えば、結着樹脂、必要に応じて着色剤やその他の添加剤等を、ヘンシェルミキサー又はボールミル等の混合機により混合し、加熱ロール、ニーダー、又はエクストルーダ等の熱混練機を用いて溶融混練して樹脂類を互いに相溶せしめた中に、必要に応じて赤外線吸収剤、酸化防止剤等を分散又は溶解せしめ、冷却固化後粉砕及び分級を行ってトナー粒子本体を得る。
トナー粒子本体の製造方法として湿式造粒法を用いる場合、例えば、結着樹脂を含む粒子(以下、「樹脂粒子」と称する場合がある)が分散された分散液を調整する分散液調整工程と、前記樹脂粒子を凝集して前記樹脂粒子を含む凝集粒子を形成する凝集粒子形成工程と、前記凝集粒子を加熱して融合・合一する融合・合一工程と、を含む凝集・合一法を用いてもよい。
得られたトナー粒子本体の表面に付着樹脂部を形成する方法としては、例えば、トナー粒子本体が分散されたトナー粒子本体分散液を調整する工程と、ホウ素架橋樹脂を含む樹脂の粒子(以下、「ホウ素架橋粒子」と称する場合がある)をトナー粒子本体分散液に添加する工程と、ホウ素架橋粒子をトナー粒子本体の表面に付着させる工程と、を含む方法が挙げられる。
−トナー粒子本体を形成させつつ付着樹脂部を形成させる方法−
トナー粒子本体を形成させつつ付着樹脂部を形成させる方法としては、例えば、上記凝集・合一法において、凝集粒子形成工程で得られた凝集粒子の表面にホウ素架橋粒子を付着させて付着粒子を形成させる付着工程をさらに含み、融合・合一工程において付着粒子を加熱して融合・合一することにより、トナー粒子本体を形成させつつ付着樹脂部を形成させる方法が挙げられる。
以下、トナー粒子本体を形成させつつ付着樹脂部を形成させてトナー粒子を製造する方法の一例として、結着樹脂を含む樹脂粒子が分散された分散液を調整する分散液調整工程と、樹脂粒子を凝集して樹脂粒子を含む凝集粒子を形成する凝集粒子形成工程と、前記凝集粒子の表面にホウ素架橋粒子を付着させて付着粒子を形成する付着工程と、付着粒子を加熱して融合・合一する融合・合一工程と、を含むトナー粒子の製造方法の各工程について説明する。
(分散液調整工程)
分散液調整工程においては、結着樹脂を含む樹脂粒子が分散された分散液(以下、「原料分散液」と称する場合がある)を調整する。トナー粒子本体が結着樹脂以外のその他の成分を含む場合は、樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、その他の成分が分散された分散液とを別々に調整した後に混合することで、原料分散液を調整してもよい。
具体的には、例えば、トナー粒子本体が結着樹脂の他に着色剤及び離型剤を含む場合、樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、着色剤の粒子が分散された着色剤分散液と、離型剤の粒子が分散された離型剤分散液と、をそれぞれ調整した後に混合し、樹脂粒子、着色剤の粒子、及び離型剤の粒子が分散された原料分散液を調整してもよい。
樹脂粒子分散液中に分散する樹脂粒子の体積平均粒径としては、例えば0.01μm以上1μm以下の範囲が挙げられ、0.03μm以上0.8μm以下であってもよく、0.03μm以上0.6μmであってもよい。
なお、樹脂粒子等、原料分散液中に含まれる粒子の体積平均粒径は、レーザー回析式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定される。
樹脂粒子分散液やその他の分散液に用いられる分散媒としては、例えば水系媒体が挙げられる。
前記水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、前記水系媒体に界面活性剤を添加混合しておいてもよい。
界面活性剤としては特に限定されるものでは無いが、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。これらの中でも特に、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤が挙げられる。前記非イオン系界面活性剤は、前記アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用されてもよい。前記界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
結着樹脂を分散媒に分散する方法としては、例えば、例えば回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミルなどの一般的な分散方法が挙げられる。また、用いる結着樹脂の種類によっては、例えば転相乳化法を用いて樹脂粒子分散液を調整してもよい。なお転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて、中和したのち、水媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの、樹脂の変換(いわゆる転相)が行われて不連続相化し、樹脂を、水媒体中に粒子状に分散する方法である。
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の含有量としては、例えば、5質量%以上50質量%以下が挙げられ、10質量%以上40質量%以下であってもよい。
粒子の体積平均粒径、分散媒、分散方法、及び粒子の含有量に関しては、着色剤分散液中に分散する着色剤の粒子、及び離型剤分散液中に分散する離型剤の粒子についても同様である。
(凝集粒子形成工程)
凝集粒子形成工程においては、樹脂粒子を凝集して樹脂粒子を含む凝集粒子を形成する。具体的には、例えば、上記原料分散液に凝集剤を添加した後、例えば結着樹脂の溶融温度以下(具体的には、例えば、結着樹脂の溶融温度−20℃以上溶融温度以下)の温度に加熱し、原料分散液に分散された粒子を凝集させて、凝集粒子を形成する。なお、例えば、結着樹脂の他に着色剤及び離型剤を含むトナー粒子本体を製造する場合は、樹脂粒子、着色剤の粒子、及び離型剤の粒子を含む凝集粒子が形成される。
凝集粒子形成工程においては、例えば、原料分散液を回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温(例えば25℃)で上記凝集剤を添加し、原料分散液のpHを酸性(例えばpHが3以上6以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、上記加熱を行ってもよい。
凝集粒子形成工程に用いられる凝集剤としては、例えば、原料分散液に添加される分散剤として用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、例えば無機金属塩、2価以上の金属錯体が挙げられる。特に、凝集剤として金属錯体を用いた場合には、界面活性剤の使用量が低減され、帯電特性が向上する。
また、凝集剤の金属イオンと錯体もしくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
ここで、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。
また、キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸などのオキシカルボン酸、イミノジ酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)などが挙げられる。
キレート剤の添加量としては、例えば、結着樹脂100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下の範囲内が挙げられ、0.1質量部以上3.0質量部未満であってもよい。
(被覆工程)
上記凝集粒子形成工程を経た後に、必要であれば被覆工程を実施してもよい。被覆工程では、上記した凝集粒子形成工程を経て形成された凝集粒子の表面に、被覆用の樹脂粒子を付着させることにより被覆する。
具体的には、例えば、凝集粒子形成工程において凝集粒子を形成した原料分散液中に、結着樹脂の粒子を含む分散液を追添加することにより行われる。なお、被覆工程において用いられる結着樹脂の粒子は、凝集粒子に含まれる結着樹脂と同種であってもよく、異種であってもよい。
(付着工程)
付着工程においては、得られた凝集粒子(又は必要に応じて被覆工程を経た凝集粒子)の表面にホウ素架橋粒子を付着させて付着粒子を形成する。
具体的には、例えば、凝集粒子形成工程において凝集粒子を形成した原料分散液(又は必要に応じて被覆工程を経た凝集粒子が分散された原料分散液)中に、ホウ素架橋粒子を含む分散液を追添加することにより行われる。
なお、付着工程を終えた後は、後述する融合・合一工程が実施されるが、付着工程と融合・合一工程とを交互に繰り返し実施してもよい。
(融合・合一工程)
付着工程を経た後に実施される融合・合一工程では、これらの工程を経て形成された付着粒子を含む分散液のpHを、例えば6.5以上8.5以下程度の範囲にすることにより、凝集及び付着の進行を停止させる。
そして、凝集及び付着の進行を停止させた後、加熱(例えば結着樹脂の溶融温度以上の温度に加熱)することにより凝集粒子を融合させる。
以上のようにしてトナー粒子本体の表面に付着樹脂部を有するトナー粒子が形成された後、必要に応じて、例えば、洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経る。
洗浄工程では、例えば、塩酸、硫酸、硝酸等の強酸の水溶液でトナー粒子に付着した分散剤を除去後、ろ液が中性になるまでイオン交換水などで洗浄する。
また、固液分離工程としては、特に制限はないが、例えば、吸引濾過、加圧濾過等が挙げられる。さらに、乾燥工程も特に制限はないが、例えば、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挙げられる。
乾燥工程では、通常の振動型流動乾燥法、スプレードライ法、凍結乾燥法、フラッシュジェット法などの方法を採用してもよい。この際、トナー粒子の乾燥後の含水分率としては、例えば、1.0質量%以下が挙げられ、0.5質量%以下に調整してもよい。
<トナー粒子の特性>
湿式造粒法により得られたトナー粒子の形状係数SF1としては、例えば110以上140以下の範囲が挙げられ、115以上135以下の範囲であってもよく、120以上130以下の範囲であってもよい。
上記形状係数SF1は、例えば顕微鏡画像又は走査電子顕微鏡画像を画像解析装置によって解析することによって数値化される。具体的には、例えば、形状係数SF1の測定は、まず、スライドグラス上に散布したトナー粒子の光学顕微鏡像(例えば250倍に拡大した画像)を、ビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置(LUZEX III、ニレコ社製)に取り込み、50個以上のトナー粒子について下記式のSF1を計算し、平均値を求めることにより得られる。
式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
ここでMLは粒子の絶対最大長、Aは粒子の投影面積である。
トナー粒子の体積平均粒径D50vとしては、例えば、3μm以上6μm以下の範囲が挙げられ、3.5μm以上5μm以下であってもよい。
また、トナーの体積平均粒度分布指標GSDvは、例えば、1.0以上1.3以下の範囲が挙げられ、1.1以上1.3以下の範囲であってもよい、
体積平均粒径D50v及び体積平均粒度分布指標GSDvは、コールタ−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。測定はトナーを電解質水溶液(アイソトンII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。測定される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として求められる。なお、(D84p/D16p)1/2は数平均粒度分布指標(GSDp)を表す。
<外添剤>
本実施形態のトナーは、前記トナー粒子の表面に、必要に応じて外添剤が外添されていてもよい。外添剤としては、例えば、無機粒子や有機粒子が挙げられる。
無機粒子としては、例えば、SiO、TiO、Al、CuO、ZnO、SnO、CeO、Fe、MgO、BaO、CaO、KO、NaO、ZrO、CaO・SiO、KO・(TiO)n、Al・2SiO、CaCO、MgCO、BaSO、MgSO等の無機酸化物粒子の他、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、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、三酸化アンチモン、炭化ケイ素、窒化ケイ素等が挙げられる。上記無機粒子としては、これらのうち、特にシリカ粒子、チタニア粒子が好ましい。
外添剤として上記無機酸化物粒子を用いる場合、無機酸化物粒子の表面が疎水化処理されていてもよい。疎水化処理は、例えば、疎水化処理剤に無機酸化物粒子を浸漬等することにより行う。疎水化処理剤としては特に制限はないが、例えば、シランカップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。これらの中でもシランカップリング剤が好適に挙げられる。
上記無機粒子の1次粒径としては、例えば、1nm以上200nm未満が挙げられる。また無機粒子の添加量としては、例えば、トナー粒子100質量部に対して、0.01質量部以上20質量部以下の範囲が挙げられる。
有機粒子としては、例えば、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン等が挙げられ、例えばクリーニング性や転写性を向上させる目的で使用してもよい。
トナー粒子の表面に上記外添剤を添加する方法としては、例えば、トナー粒子及び外添剤を、Vブレンダー、ヘンシュルミキサー、又はレディーゲミキサー等を用いて混合する方法が挙げられる。
[静電荷像現像剤]
本実施形態に係る静電荷像現像剤(以下、単に「現像剤」と称することがある。)は、本実施形態に係るトナーを含むものであれば特に限定されず一成分現像剤あるいは二成分現像剤のいずれであってもよい。二成分現像剤として用いる場合にはトナーと、キャリアとを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、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付着樹脂部を有する樹脂コートキャリア、磁性分散型キャリア等が挙げられる。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。
キャリアに使用される被覆樹脂・マトリックス樹脂としては、例えば、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からな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、例えば、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、例えば、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、磁性材料であってもよい。
キャリアの芯材の体積平均粒径としては、例えば、10μm以上500μm以下の範囲が挙げられ、30μm以上100μm以下であってもよい。
またキャリアの芯材の表面を樹脂被覆する方法としては、例えば、前記被覆樹脂、および必要に応じて各種添加剤を溶媒に溶解した付着樹脂部形成用溶液により被覆する方法が挙げられる。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、例えば、キャリアの芯材を付着樹脂部形成用溶液中に浸漬する浸漬法、付着樹脂部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付着樹脂部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付着樹脂部形成用溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
前記二成分現像剤におけるトナーとキャリアとの混合比(質量比)としては、例えば、トナーの質量が、キャリアの質量の0.01倍以上0.3倍以下である範囲があげられ、0.03倍以上0.2倍以下の範囲であってもよい。
本実施形態の現像剤は、後述する画像形成装置の現像装置内に収容される現像剤として用いてもよいが、その他に例えば、現像によって消費されるトナーと供にキャリアを追加し、現像装置内のキャリアを入れ替えることにより帯電量の変化を抑制し画像濃度を安定化する現像方式(いわゆるトリクル現像方式)などに利用される補給用現像剤として適用してもよい。
補給用現像剤として本実施形態の現像剤を利用する場合における、トナーとキャリアの混合質量比としては、例えば、トナーの質量が、キャリアの質量に対し2倍以上の範囲が挙げられ、3倍以上であってもよく、5倍以上であってもよい。
[画像形成装置]
次に、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーを用いた本実施形態に係る画像形成装置について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、前記像保持体の表面に形成された前記静電荷像を本実施形態に係る静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を被転写体の表面に転写する転写手段と、前記被転写体の表面に転写された前記トナー像を前記被転写体に定着させる定着手段と、を有するものである。
本実施形態の画像形成装置は、上記のほかに、必要に応じてクリーニングブレード等を用いたクリーニング手段や、除電手段等を含んでいていても良い。
また本実施形態の画像形成装置は、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するカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。
以下、本実施形態に係る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乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K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」と称する場合がある)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた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する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に巻きつけて設けられ、第1のユニット10Yから第4のユニット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から離れる方向に力が加えられており、両者に巻きつけられた中間転写ベルト20に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に収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーが供給される。
上述した第1乃至第4のユニット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のユニット10Yについて代表して説明する。尚、第1のユニット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乃至第4のユニット10M、10C、10Kの説明を省略する。
第1のユニット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の表面を予め定められた電位に帯電させる帯電ローラ2Y(帯電手段)、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荷像を形成する露光装置3(静電荷像形成手段)、静電荷像に帯電したトナーを供給して静電荷像を現像する現像装置4Y(現像手段)、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、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6Yが順に配置されている。なお、上記静電荷像形成手段は、帯電ローラ2Y及び露光装置3を含んで構成されており、上記転写手段は、1次転写ローラ5Y、中間転写ベルト20、及び後述する2次転写ローラ26を含んで構成されている。
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乃至−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荷像が感光体1Yの表面に形成される。
静電荷像とは、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荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた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上の静電荷像が、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トナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤が収容されている。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。
現像効率、画像粒状性、階調再現性等の観点から、直流成分に交流成分を重畳させたバイアス電位(現像バイアス)を現像剤保持体に付与してもよい。具体的には、現像剤保持体直流印加電圧Vdcを−300乃至−700Vとしたとき、現像剤保持体交流電圧ピーク幅Vp−pを0.5乃至2.0kVの範囲としてもよい。
イエローのトナー像が形成された感光体1Yは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体1Y上に現像されたトナー像が予め定められた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次転写位置へ搬送されると、1次転写ローラ5Yに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のユニット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のユニットに準じて制御されている。
こうして、第1のユニット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乃至第4のユニット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乃至第4のユニットを通して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26とから構成された2次転写部へと至る。一方、記録紙P(被転写体)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予め定められたタイミングで給紙され、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28(定着手段)における一対の定着ロールの接触部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。
トナー像を転写する被転写体としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される普通紙、OHPシート等が挙げられる。
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。
なお、本実施形態に係る画像形成装置において、トナーカートリッジには本実施形態に係るトナーが納められる。また、現像装置には本実施形態に係るトナーとキャリアとを含む本実施形態に係る現像剤が収容される。
[プロセスカートリッジ、トナーカートリッジ]
図2は、本実施形態に係る静電荷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の実施形態を示す概略構成図である。プロセスカートリッジ200は、現像装置111とともに、感光体107、帯電ローラ108、感光体クリーニング装置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。なお、図2において符号300は被転写体を示す。
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200では、感光体107、帯電装置108、現像装置111、クリーニング装置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てもよい。本実施形態のプロセスカートリッジでは、現像装置111のほかには、感光体107、帯電装置108、クリーニング装置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種を備えてもよい。
次に、本実施形態に係るトナーカートリッジについて説明する。本実施形態に係るトナーカートリッジは、画像形成装置に着脱されるように装着され、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容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実施形態に係る静電荷像現像用トナーとしたものである。なお、本実施形態に係る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、例えば現像剤が収められてもよい。
従って、トナーカートリッジが着脱される構成を有する画像形成装置においては、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーを収めたトナーカートリッジを利用することにより、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーが容易に現像装置に供給される。
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が着脱する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が交換される。
トナーカートリッジにおいて、トナーを収容する収容部材としては、特に限定されないが、例えば、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリスチレン−アクリル共重合体、ABS樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリロニトリル樹脂、PET樹脂などが挙げられる。また、収容部材として、金属材料や紙、不織布などの構造材料を用いてもかまわない。
またトナーカートリッジの形状としては、特に限定されないが、例えば、円筒形、柱状、箱形、ボトル型、あるいはこれらの形状の複合形が挙げられ、いかなる形状であってもかまわない。トナーカートリッジの形状は、画像形成装置の内部のレイアウトや交換・装着性、補給トナーの投入性などの観点から選択される。画像形成装置内部でのトナーカートリッジの配置は、縦置き、横置きなど、画像形成装置の内部のレイアウトや交換・装着性、補給トナーの投入性などの観点から選択される。
本実施形態においては、像保持体として感光体を用いているが、これに限られず、例えば誘電記録体でもよい。
また像保持体として電子写真感光体を用いる場合、帯電手段としては、例えば、コロトロン帯電器、接触帯電器等が挙げられる。また転写手段においてコロトロン帯電器を用いてもよい。
[画像形成方法]
本実施形態の画像形成方法は、上記の通り、像保持体の表面を帯電する帯電工程と、帯電された像保持体表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、像保持体表面に形成された静電荷像を現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体の表面に転写する転写工程と、被転写体表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、を少なくとも有するものであり、現像剤として上記本実施形態の静電荷像現像用トナーを含む現像剤を用いる。
本実施形態の画像形成方法では、必要に応じて上記工程以外の工程を含むものであってもよく、上記工程以外の工程としては、例えば、転写工程の後に像保持体表面に残留したトナーを除去するトナー除去工程等が挙げられる。また、上記潜像形成工程が、像保持体表面を帯電する工程と、帯電された像保持体表面に静電荷像を形成する工程と、を含むものであってもよい。また、上記転写工程が像保持体から中間転写体を介して被転写体へとトナー像を転写する工程である形態(中間転写方式)であってもよい。
以下、実施例および比較例を挙げ、本実施形態をより具体的に詳細に説明するが、本実施形態は以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味する。
(各測定方法)
<粒度及び粒度分布測定方法>
粒径(「粒径」、「粒子直径」、「粒度」ともいう。)及び粒径分布測定(「粒度分布測定」ともいう。)について述べる。
測定する粒子直径が2μm以上の場合、測定装置としてはコールター−マルチサイザー−II型(ベックマン−コールター社製)を用い、電解液はアイソトンII(ベックマン−コールター社製)を使用した。
測定法としては、分散剤として界面活性剤であるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液2mL中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加えた。これを電解液100mL中に添加した。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールター−マルチサイザー−II型により、アパーチャ径として100μmアパーチャを用いて2μm以上60μm以下の粒子の粒度分布を測定して体積平均分布、個数平均分布を求めた。測定する粒子数は50,000であった。
また、トナーの粒度分布は以下の方法により求めた。測定された粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、粒度の小さいほうから体積累積分布を描き、累積16%となる累積体積粒径をD16vと定義し、累積50%となる累積体積粒径をD50vと定義する。さらに累積84%となる累積体積粒径をD84vと定義した。
ここで該D50vを体積平均粒径とし、体積平均粒度分布指標GSDvは以下の式によって算出した。
GSDv=(D84v/D16v)1/2
また、測定する粒子直径が2μm未満の場合、レーザ回析式粒度分布測定装置(LA−700、堀場製作所製)を用いて測定した。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にした。これをセルに適当な濃度になるまで投入し、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、外添剤などの粉体を測定する場合は、界面活性剤であるアルキ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。
<トナーの形状係数SF1測定方法>
トナーの形状係数SF1は、トナー粒子表面の凹凸の度合いを示す形状係数SFであり、以下の式により算出した。
SF1=(ML/A)×(π/4)×100
式中、MLはトナー粒子の最大長を示し、Aは粒子の投影面積を示す。形状係数SF1の測定は、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画像解析装置に取り込み、50個のトナーについてSF1を計算し、平均値を求めた。
<トナー、樹脂粒子の分子量、分子量分布測定方法>
分子量分布は、以下の条件で行ったものである。GPC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。実験条件としては、試料濃度0.5%、流速0.6mL/min、サンプル注入量10μL、測定温度40℃、IR検出器を用いて実験を行った。また、検量線は東ソー社製「polystylene標準試料TSK standard」:「A−500」、「F−1」、「F−10」、「F−80」、「F−380」、「A−2500」、「F−4」、「F−40」、「F−128」、「F−700」の10サンプルから作製した。
<溶融温度、ガラス転移温度の測定方法>
溶融温度及びトナーのガラス転移温度は、DSC(示差走査型熱量計)測定法により決定し、ASTMD3418−8に準拠して測定された主体極大ピークより求めた。
主体極大ピークの測定には、パーキンエルマー社製のDSC−7を用いた。この装置の検出部の温度補正はインジウムと亜鉛との融点を用い、熱量の補正にはインジウムの融解熱を用いた。サンプルは、アルミニウム製パンを用い、対照用に空パンをセットし、昇温速度10℃/minで測定を行った。
(樹脂の合成及び分散液の調整)
<結晶性ポリエステル樹脂(1)及び結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)>
加熱乾燥した3つ口フラスコに、1,4−ブタンジオール(和光純薬社製)279質量部と、ドデカンジカルボン酸(和光純薬社製)702質量部と、触媒としてジブチル錫オキサイド0.3質量部とを入れた後、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℃にて2時間撹拌を行った。その後、減圧下にて200℃まで徐々に昇温を行い2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(1)を合成した。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)による分子量測定(ポリスチレン換算)で、得られた結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は3600,数平均分子量は、2100であった。
また、結晶性ポリエステル樹脂の溶融温度(Tm)を、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを有し、ピークトップの温度は70.5℃であった。
高温・高圧乳化装置(キャビトロンCD1010、スリット0.4mm)の乳化タンクに、得られた結晶性ポリエステル樹脂3000質量部、イオン交換水10000質量部、分散剤として、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム100質量部を投入した後、130℃に加熱溶融後、110℃にて流量3L/mにて10000回転で30分間分散させ、冷却タンクを通過させて結晶性樹脂粒子分散液を回収し、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を得た。得られた結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液に含まれる粒子をレーザ回折粒度測定器(島津製作所製、SALD2000A)にて測定したところ、体積平均粒径D50vは0.28μmであった。
<非晶性ポリエステル樹脂(2)及び非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)>
加熱乾燥した3つ口フラスコに、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30モル部と、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70モル部と、テレフタル酸70モル部と、トリメリット酸30モル部と、これらの酸成分(テレフタル酸、トリメリット酸の合計モル数)に対して0.05モル部のジブチル錫オキサイドと、を入れ、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℃以上230℃以下で12時間共縮重合反応させ、その後、210℃以上250℃以下にて、徐々に減圧して、非晶性ポリエステル樹脂(2)を合成し、重量平均分子量(Mw)10000、数平均分子量(Mn)5000の樹脂を得た。
また、非晶性ポリエステル樹脂の溶融温度(Tm)を、前述の測定方法により、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを示さず、階段状の吸熱量変化が観察された。階段状の吸熱量変化の中間点をとったガラス転移温度は60℃であった。
更に結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)と同様の条件にて非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)を作製した。得られた分散液の体積平均粒径D50vは0.26μmであった。
<非晶性ポリエステル樹脂(3)及び非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(3)>
非晶性ポリエステル樹脂(2)を1800質量部含む非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)に、トリメトキシホウ素を300質量部投入しさらに1時間攪拌を継続し、非晶性ポリエステル樹脂(3)が分散された非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(3)を得た。
得られた非晶性ポリエステル樹脂の溶融温度(Tm)を、前述の測定方法により、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを示さず、階段状の吸熱量変化が観察された。階段状の吸熱量変化の中間点をとったガラス転移温度は70℃であった。また、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液における樹脂粒子の体積平均粒径D50vは0.35μmであった。
<スチレンアクリル樹脂(4)及びスチレンアクリル樹脂粒子分散液(4)の調整>
スチレン 296質量部
ブレンマーGLM(日油株式会社製) 104質量部
アクリル酸 6質量部
ドデカンチオール 24質量部
四臭化炭素 4質量部
上記成分を混合した溶液と、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製、ノニポール400)6質量部、及びアニオン性界面活性剤(第一製薬社製、ネオゲンR)10質量部をイオン交換水550質量部に溶解した溶液をフラスコ中に入れて分散、乳化し、10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム4質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入した。その後、フラスコ内を窒素で充分置換してから攪拌しながらオイルバスで系内が70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。その後、冷却し30℃まで戻した後、トリメトキシホウ素を74質量部投入してさらに1時間攪拌を継続し、スチレンアクリル樹脂(4)が分散されたスチレンアクリル樹脂粒子分散液(4)を得た。
得られたスチレンアクリル樹脂粒子分散液について、レーザ回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で樹脂粒子の体積平均粒子径(D50)を測定したところ160nmであり、示差走査熱量計(島津製作所(株)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62℃であり、分子量測定機(東ソー(株)製、HLC−8020)を用い、THFを溶媒として重量平均分子量(ポリエチレン換算)を測定したところ、20.5万であった。
<スチレンアクリル樹脂(5)及びスチレンアクリル樹脂粒子分散液(5)の調整>
スチレン 296質量部
2−ヒドロキシエチルアクリレート 104質量部
アクリル酸 6質量部
ドデカンチオール 24質量部
四臭化炭素 4質量部
上記成分を混合した溶液と、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製、ノニポール400)6質量部、及びアニオン性界面活性剤(第一製薬社製、ネオゲンR)10質量部をイオン交換水550質量部に溶解した溶液をフラスコ中に入れて分散、乳化し、10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム4質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入した。その後、フラスコ内を窒素で充分置換してから攪拌しながらオイルバスで系内が70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。その後、冷却し30℃まで戻した後、トリメトキシホウ素を74質量部投入してさらに1時間攪拌を継続し、スチレンアクリル樹脂(5)が分散されたスチレンアクリル樹脂粒子分散液(5)を得た。
得られたスチレンアクリル樹脂粒子分散液について、レーザ回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で樹脂粒子の体積平均粒子径(D50)を測定したところ110nmであり、示差走査熱量計(島津製作所(株)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53℃であり、分子量測定機(東ソー(株)製、HLC−8020)を用い、THFを溶媒として重量平均分子量(ポリエチレン換算)を測定したところ、12万であった。
<スチレンアクリル樹脂(6)及びスチレンアクリル樹脂粒子分散液(6)の調整>
スチレン 207質量部
ブレンマーGLM(日油株式会社製) 193質量部
アクリル酸 8質量部
上記成分を混合した溶液と、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製、ノニポール400)6質量部、及びアニオン性界面活性剤(第一製薬社製、ネオゲンR)10質量部をイオン交換水550質量部に溶解した溶液をフラスコ中に入れて分散、乳化し、10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム4質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入した。その後、フラスコ内を窒素で充分置換してから攪拌しながらオイルバスで系内が70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。その後、冷却し30℃まで戻した後、トリメトキシホウ素を74質量部投入してさらに1時間攪拌を継続し、スチレンアクリル樹脂(6)が分散されたスチレンアクリル樹脂粒子分散液(6)を得た。
得られたスチレンアクリル樹脂粒子分散液について、レーザ回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で樹脂粒子の体積平均粒子径(D50)を測定したところ110nmであり、示差走査熱量計(島津製作所(株)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70℃であり、分子量測定機(東ソー(株)製、HLC−8020)を用い、THFを溶媒として重量平均分子量(ポリエチレン換算)を測定したところ、29万であった。
<スチレンアクリル樹脂(7)及びスチレンアクリル樹脂粒子分散液(7)の調整>
スチレン 540質量部
n−ブチルアクリレート 60質量部
アクリル酸 12質量部
ドデカンチオール 18質量部
上記成分を混合した溶液と、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製、ノニポール400)6質量部、及びアニオン性界面活性剤(第一製薬社製、ネオゲンR)10質量部をイオン交換水550質量部に溶解した溶液をフラスコ中に入れて分散、乳化し、10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム4質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入した。その後、フラスコ内を窒素で充分置換してから攪拌しながらオイルバスで系内が70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。その後、冷却し30℃まで戻した後、トリメトキシホウ素を74質量部投入してさらに1時間攪拌を継続し、スチレンアクリル樹脂(7)が分散されたスチレンアクリル樹脂粒子分散液(7)を得た。
得られたスチレンアクリル樹脂粒子分散液について、レーザ回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で樹脂粒子の体積平均粒子径(D50)を測定したところ130nmであり、示差走査熱量計(島津製作所(株)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54℃であり、分子量測定機(東ソー(株)製、HLC−8020)を用い、THFを溶媒として重量平均分子量(ポリエチレン換算)を測定したところ、9万であった。
<スチレンアクリル樹脂(8)及びスチレンアクリル樹脂粒子分散液(8)の調整>
トリメトキシホウ素の代わりにn−ブチルホウ素を用いた以外は、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(4)と同様にして、スチレンアクリル樹脂(8)が分散されたスチレンアクリル樹脂粒子分散液(8)を得た。
得られたスチレンアクリル樹脂粒子分散液について、レーザ回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で樹脂粒子の体積平均粒子径(D50)を測定したところ130nmであり、示差走査熱量計(島津製作所(株)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57℃であり、分子量測定機(東ソー(株)製、HLC−8020)を用い、THFを溶媒として重量平均分子量(ポリエチレン換算)を測定したところ、18万であった。
<スチレンアクリル樹脂(9)及びスチレンアクリル樹脂粒子分散液(9)の調整>
トリメトキシホウ素を用いない以外は、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(4)と同様にして、スチレンアクリル樹脂(9)が分散されたスチレンアクリル樹脂粒子分散液(9)を得た。
得られたスチレンアクリル樹脂粒子分散液について、レーザ回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で樹脂粒子の体積平均粒子径(D50)を測定したところ125nmであり、示差走査熱量計(島津製作所(株)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52℃であり、分子量測定機(東ソー(株)製、HLC−8020)を用い、THFを溶媒として重量平均分子量(ポリエチレン換算)を測定したところ、10万であった。
<スチレンアクリル樹脂(10)及びスチレンアクリル樹脂粒子分散液(10)の調整>
トリメトキシホウ素の代わりにテトラエトキシシランを37質量部用いた以外は、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(4)と同様にしてスチレンアクリル樹脂(10)が分散されたスチレンアクリル樹脂粒子分散液(10)を得た。
得られたスチレンアクリル樹脂粒子分散液について、レーザ回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で樹脂粒子の体積平均粒子径(D50)を測定したところ140nmであり、示差走査熱量計(島津製作所(株)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70℃であり、分子量測定機(東ソー(株)製、HLC−8020)を用い、THFを溶媒として重量平均分子量(ポリエチレン換算)を測定したところ、28万であった。
<離型剤分散液の調整>
パラフィンワックス(日本精蝋社製、HNP0190、融点85℃)46質量部、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製、ダウファクス)4質量部、イオン交換水200質量部を96℃に加熱して、ホモジナイザ(IKA社製、ウルトラタラックスT50)で3000rpm、1時間分散した後、圧力吐出型ホモジナイザ(ゴーリンホモジナイザ、ゴーリン社製)で分散処理し、体積平均粒径150nm、固形分量20.0質量%の離型剤分散液を得た。
<着色剤分散液(1)の調整>
シアン顔料(大日本インキ化学工業社製、B15:3)46質量部、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製、ダウファクス)4質量部、イオン交換水200質量部を96℃に加熱して、ホモジナイザ(IKA社製、ウルトラタラックスT50)で3000rpm、1時間分散した後、圧力吐出型ホモジナイザ(ゴーリンホモジナイザ、ゴーリン社製)で分散処理し、体積平均粒径135nm、固形分量20.0質量%の着色剤分散液(1)を得た。
<着色剤分散液(2)の調整>
イエロー顔料(大日精化社製、ピグメントイエロー180)46質量部、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製、ダウファクス)4質量部、イオン交換水200質量部を96℃に加熱して、ホモジナイザ(IKA社製、ウルトラタラックスT50)で3000rpm、1時間分散した後、圧力吐出型ホモジナイザ(ゴーリンホモジナイザ、ゴーリン社製)で分散処理し、体積平均粒径135nm、固形分量20.0質量%の着色剤分散液(2)を得た。
(実施例1)
<トナーの作製>
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1) 40重量部
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2) 130重量部
着色剤分散液(1) 35重量部
離型剤分散液 30重量部
硫酸アルミニウム(和光純薬社製) 0.5重量部
イオン交換水 300重量部
上記成分を丸型ステンレス製フラスコ中に収容してpH3に調整し、ホモジナイザ(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、加熱用オイルバス中で38℃まで撹拌しながら加熱した。この時、光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が3.0μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。更に38℃で30分間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が3.2μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。その後、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(3)30重量部を添加し、30分間保持し、光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が3.8μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。続いて、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を穏やかに添加してpHを8.5に調整した後、撹拌を継続しながら80℃まで加熱し、3時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過、イオン交換水で洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。これを更に40℃のイオン交換水3Lに再分散し、300rpmで15分間撹拌、洗浄した。これを更に5回繰り返し、濾液のpHが7となったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりNo.5A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。
トナー粒子(1)の粒径を測定したところ、体積平均粒径D50vは3.8μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.22であった。また、ルーゼックス画像解析装置による形状観察より求めた粒子の形状係数SF1は130でポテト状であることが観察された。
トナー粒子(1)を5gをペレット成型し、電極(SE−71固体用電極、安藤電気(株)製)間にセットし、LCメーター(4274A型、横河ヒューレットパッカー製)にて5Vにて測定を行い誘電損率を測定した。測定の結果、18であった。尚、誘電損率は、以下の式によって求められる。
式:(14.39/(W×D))×Gx×Tx×1012
ここで、W=2πf(f:測定周波数100KHz)、D:電極直径(cm)、Gx:
電導度(S)、Tx:試料厚み(cm)を表す。
<現像剤(1)の調整>
上記のトナー粒子(1)50重量部に対し、疎水性シリカ(キャボット社製、TS720)1.2重量部を添加し、サンプルミルで混合して外添トナー(1)を得た。そして、ポリメチルメタアクリレート(綜研化学社製)を1%(トナーに対しての重量%)被覆した体積平均粒径50μmのフェライトキャリアを用い、トナー濃度が5%(現像剤に対しての重量%)になるように外添トナー(1)を秤量し、両者をボールミルで5分間撹拌、混合して現像剤(1)を調製した。
<トナー粒子の評価>
得られたトナー粒子の断面を上記TEM−EDXにより観測し、付着樹脂部にホウ素が存在するかどうかを確認した。結果を表1に示す。なお表1の「ホウ素の有無」において、「○」は付着樹脂部にホウ素が存在することを意味し、「×」は付着樹脂部にホウ素が存在しないことを意味する。
また、得られたトナー粒子における付着樹脂部の含有量及び被覆率を上記方法によって求めた結果についても、表1に示す。
さらに、トナー粒子断面をTEM−EDXによって測定して得られた画像から、トナー粒子本体の表面が付着樹脂部に覆われている割合を求め、付着樹脂部が被覆層であるか否かを確認した。結果を表1に示す。なお表1の「被覆層の有無」において、「○」は付着樹脂部が被覆層であることを意味し、「×」は付着樹脂部が被覆層とはなっていないことを意味する。
<画像評価>
画像形成テストには、画像形成装置として富士ゼロックス社製のDocuColorCentre500CP改造機を用いた。また、画像形成テストに用いた記録媒体としては、A4サイズ白色紙(富士ゼロックス製、J−A4紙、幅:210mm、長さ:297mm)を使用した。画像としては、2cm×2cmのベタ画像を10枚作成した。
ベタ画像濃度を分光濃度計(X−Rite938)により画像濃度Dを測定した。画像濃度Dは、値が大きいほど画像濃度が高いことを示す。評価基準は以下の通りであり、評価結果を表1に示す。
◎: 1.3 ≦ D
○: 1.2 ≦ D < 1.3
△: 1.1 ≦ D < 1.2
×: D< 1.1
<目視評価>
上記10枚のベタ画像における画像欠陥(具体的には画像欠け(色抜け))の有無を目視により判定した。評価基準は以下の通りであり、評価結果を表1に示す。
◎:画像欠陥が10枚とも観測されなかった
○:画像欠陥が10枚中1枚のみに観測された
△:画像欠陥が10枚中2枚又は3枚に観測された
×:画像欠陥が10枚中4枚以上に観測された
<光沢が発現する最低定着温度の評価>
定着温度を120℃から200℃まで10℃おきに変えて定着画像を形成し、定着画像表面の光沢度を光沢計(米国ガードナー社製グロスメーター、グロスガードII[入射角75°])を用いて測定し、光沢度の値が30%以上となる温度を光沢が発現する最低定着温度とした。結果を表1に示す。
(実施例2)
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)及び非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の代わりにスチレンアクリル樹脂粒子分散液(7)を用い、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(3)の代わりにスチレンアクリル樹脂粒子分散液(4)を用いた以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(2)、外添トナー(2)、及び現像剤(2)を得た。また、実施例1と同様に評価試験を行った。結果を表1に示す。
(実施例3)
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)及び非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の代わりにスチレンアクリル樹脂粒子分散液(7)を用い、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(3)の代わりにスチレンアクリル樹脂粒子分散液(5)を用いた以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(3)、外添トナー(3)、及び現像剤(3)を得た。また、実施例1と同様に評価試験を行った。結果を表1に示す。
(実施例4)
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)及び非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の代わりにスチレンアクリル樹脂粒子分散液(7)を用い、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(3)の代わりにスチレンアクリル樹脂粒子分散液(6)を用いた以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(4)、外添トナー(4)、及び現像剤(4)を得た。また、実施例1と同様に評価試験を行った。結果を表1に示す。
(実施例5)
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)及び非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の代わりにスチレンアクリル樹脂粒子分散液(7)を用い、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(3)の代わりにスチレンアクリル樹脂粒子分散液(4)を用い、かつ、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(4)の添加量を30質量部から45質量部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(5)、外添トナー(5)、及び現像剤(5)を得た。また、実施例1と同様に評価試験を行った。結果を表1に示す。
(実施例6)
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)及び非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の代わりにスチレンアクリル樹脂粒子分散液(7)を用い、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(3)の代わりにスチレンアクリル樹脂粒子分散液(8)を用いた以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(6)、外添トナー(6)、及び現像剤(6)を得た。また、実施例1と同様に評価試験を行った。結果を表1に示す。
(比較例1)
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(3)の代わりに非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)を用いた以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(7)、外添トナー(7)、及び現像剤(7)を得た。また、実施例1と同様に評価試験を行った。結果を表1に示す。
(比較例2)
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)、及び非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(3)の代わりに、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(7)を用いた以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(8)、外添トナー(8)、及び現像剤(8)を得た。また、実施例1と同様に評価試験を行った。結果を表1に示す。
(比較例3)
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)及び非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の代わりにスチレンアクリル樹脂粒子分散液(7)を用い、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(3)の代わりにスチレンアクリル樹脂粒子分散液(9)を用いた以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(9)、外添トナー(9)、及び現像剤(9)を得た。また、実施例1と同様に評価試験を行った。結果を表1に示す。
(比較例4)
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)及び非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の代わりにスチレンアクリル樹脂粒子分散液(7)を用い、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(3)の代わりにスチレンアクリル樹脂粒子分散液(10)を用いた以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(10)、外添トナー(10)、及び現像剤(10)を得た。また、実施例1と同様に評価試験を行った。結果を表1に示す。
(実施例7)
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)及び非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の代わりにスチレンアクリル樹脂粒子分散液(7)を用い、着色剤分散液(1)の代わりに着色剤分散液(2)を用いて着色剤分散液の添加量を50質量部とし、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(3)の代わりにスチレンアクリル樹脂粒子分散液(4)を用いた以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(11)、外添トナー(11)、及び現像剤(11)を得た。得られたトナー粒子(11)中に含まれるピグメントイエロー180の含有量は9質量%であった。また、実施例1と同様に評価試験を行った。結果を表1に示す。
(比較例5)
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)及び非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の代わりにスチレンアクリル樹脂粒子分散液(7)を用い、着色剤分散液(1)の代わりに着色剤分散液(2)を用いて着色剤分散液の添加量を50質量部とし、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(3)の代わりにスチレンアクリル樹脂粒子分散液(10)を用いた以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(12)、外添トナー(12)、及び現像剤(12)を得た。得られたトナー粒子(12)中に含まれるピグメントイエロー180の含有量は9質量%であった。また、実施例1と同様に評価試験を行った。結果を表1に示す。
上記表に示すように、実施例においては、比較例に比べ、画像濃度の低下や画像欠陥の発生を抑制することと、光沢が発現する最低定着温度の上昇を抑制することとが、両立されていることがわかる。
1Y、1M、1C、1K、107 感光体(像保持体)
2Y、2M、2C、2K、108 帯電ローラ(帯電手段)
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
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、300 記録紙(被転写体)

Claims (9)

  1. 結着樹脂を含むトナー粒子本体と、
    ホウ酸及びホウ酸誘導体の少なくとも1種に由来する架橋構造を有する樹脂を含み、前記トナー粒子本体の表面における少なくとも一部に付着した、付着樹脂部と、
    を有するトナー粒子を含む、静電荷像現像用トナー。
  2. 前記付着樹脂部の含有量は、トナー全体に対し5質量%以上50質量%以下である、請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
  3. 前記付着樹脂部は、前記トナー粒子本体の表面を被覆する被覆層である、請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
  4. 前記トナー粒子本体が、さらにピグメントイエロー180を含む、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  5. 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
  6. 像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
    帯電された前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
    前記像保持体の表面に形成された前記静電荷像を請求項5に記載の静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、
    前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を被転写体の表面に転写する転写工程と、
    前記被転写体の表面に転写された前記トナー像を前記被転写体に定着させる定着工程と、
    を有する画像形成方法。
  7. 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーが収容されたトナーカートリッジ。
  8. 請求項5に記載の静電荷像現像剤が収容された現像手段を備えたプロセスカートリッジ。
  9. 像保持体と、
    前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
    帯電された前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
    前記像保持体の表面に形成された前記静電荷像を請求項5に記載の静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、
    前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を被転写体の表面に転写する転写手段と、
    前記被転写体の表面に転写された前記トナー像を前記被転写体に定着させる定着手段と、
    を有する画像形成装置。
JP2010188884A 2010-08-25 2010-08-25 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、画像形成方法、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 Pending JP2012047915A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010188884A JP2012047915A (ja) 2010-08-25 2010-08-25 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、画像形成方法、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

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010188884A JP2012047915A (ja) 2010-08-25 2010-08-25 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、画像形成方法、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

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012047915A true JP2012047915A (ja) 2012-03-08

Family

ID=45902873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010188884A Pending JP2012047915A (ja) 2010-08-25 2010-08-25 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、画像形成方法、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

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012047915A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016038474A (ja) * 2014-08-07 2016-03-22 藤倉化成株式会社 トナー
CN109307993A (zh) * 2017-07-28 2019-02-05 富士施乐株式会社 静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂及色调剂盒

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016038474A (ja) * 2014-08-07 2016-03-22 藤倉化成株式会社 トナー
CN109307993A (zh) * 2017-07-28 2019-02-05 富士施乐株式会社 静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂及色调剂盒
CN109307993B (zh) * 2017-07-28 2023-10-10 富士胶片商业创新有限公司 静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂及色调剂盒

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101357542B1 (ko) 정전잠상 현상용 토너, 정전잠상 현상제, 토너 카트리지, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치
JP4962377B2 (ja) 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
JP6269221B2 (ja) 静電荷像現像トナー、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
US9134636B2 (en) Electrostatic charge image developing toner, electrostatic charge image developer, and toner cartridge
JP2009237166A (ja) 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、静電荷像現像用現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置。
JP2008064859A (ja) 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
JP2015064449A (ja) 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、画像形成装置、及び、画像形成方法
JP2016066017A (ja) 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、画像形成装置及び画像形成方法
JP6229566B2 (ja) 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、画像形成装置、及び画像形成方法
JP2018031988A (ja) 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、画像形成装置、及び画像形成方法
JP5115020B2 (ja) 静電荷像現像用トナーの製造方法、及び静電荷像現像用トナーの洗浄方法
JP2009063974A (ja) 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および画像形成装置
JP2010078993A (ja) 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、および画像形成装置
JP2014178626A (ja) 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、画像形成装置及び画像形成方法
JP5470858B2 (ja) 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
JP6142856B2 (ja) 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、画像形成装置、及び画像形成方法
JP5790370B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用現像剤、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
JP2017003652A (ja) 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、画像形成装置、及び画像形成方法
JP5418017B2 (ja) 電子写真用トナー、電子写真用現像剤、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
JP2012047915A (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、画像形成方法、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
JP2014134681A (ja) 静電荷像現像トナー、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、画像形成装置及び画像形成方法
CN111694235A (zh) 静电荷像显影用色粉、静电荷像显影剂及色粉盒
JP6439584B2 (ja) 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、画像形成装置、及び画像形成方法
JP7460006B2 (ja) 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、画像形成装置、及び画像形成方法
JP2013200524A (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像用現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、画像形成方法