JP2013101264A - 乾式静電荷像現像用トナー、および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも結着樹脂、着色剤を含有するコア粒子と、該コア粒子表面に樹脂微粒子からなる突起部を有する静電荷像現像用トナーであって、該トナーが、結着樹脂として結晶性樹脂を主成分とし、該突起部において長辺の長さの平均が0.15μm以上0.5μm未満であり、突起部において長辺の長さの標準偏差が0.2以下であり、突起部の被覆率が、30%〜90%であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【選択図】図1
Description
近年ではカラー画像形成装置は広範囲に普及しており、更なる高精細化が求められている。画像のより高い解像度や諧調性が求められる中で、潜像を可視化するトナー側の改良としては、高精細画像を形成するために、更なる球形化、小粒径化の検討がなされている。粉砕法により製造されたトナーでは、これらの特性に限界があるため、球形化や小粒径化が可能な懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法等により製造されたいわゆる重合トナーが採用されつつある。
重合トナーの場合、小粒径であることで部材との付着力が増大することによる転写効率の悪化やフィルミング、また球形であることによるクリーニング性の悪化が問題になっている。また重合トナーの製法上、比較的低抵抗のトナー構成成分がトナー母体表面近傍に偏在するため、帯電性の低さによる地肌汚れが課題である。
しかしながら、一成分現像方式においては、現像スリーブとトナー規制ブレードとの圧接間隙にトナーを通過させて、トナーの帯電を行うため、トナーに大きなストレス(応力)がかかることから、このストレスによって後処理剤がトナーに埋没されたり、トナーに割れが起こって小径成分が発生したりし易い。
また、装置側にも、規制ブレードにトナーの付着が起こったり、現像スリーブにトナー薄層の形成が良好に行われず帯電不良が起こることに起因して、現像スリーブ上にトナー成分の融着によるフィルミングが発生したりして、感光体上にカブリが発生するという問題が生ずることがあった。
低温定着性を持つトナー設計をした場合、耐熱保管性が新たな課題として挙げられる。具体的には、トナー、またはトナーを含むカートリッジの輸送中、トナーには一定圧力が負荷されている場合が多く、単純に表面改質によりトナー粒子表面のガラス転移温度を上げるだけでは、高温高湿環境において圧力によるトナー変形は避けられない。よって、トナー粒子母体を形成する樹脂のガラス転移温度や融点を十分高める必要がある。
特許文献2(特開2011−123483号公報)には、表面にビニル系樹脂微粒子よりなる突起部を有する乾式静電荷像現像用トナーを開示しており、クリーニング性や帯電性、耐久性に優れるが、コア層部分に用いられている樹脂の溶解粘度は高く、低温定着が十分達成されていない。
(1)少なくとも結着樹脂、着色剤を含有するコア粒子と、該コア粒子表面に樹脂微粒子からなる突起部を有する静電荷像現像用トナーであって、該トナーが、結着樹脂として結晶性樹脂を主成分として含み、該突起部において長辺の長さの平均が0.15μm以上0.5μm未満であり、突起部において長辺の長さの標準偏差が0.2以下であり、突起部の被覆率が、30%〜90%であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
(2)前記結晶性樹脂が、融点Tm1が下記式(1)を満たす結晶性樹脂を含有することを特徴とする前記(1)に記載の静電荷像現像用トナー。
50℃≦Tm1≦70℃ ・・・ (1)
(3)前記結晶性樹脂が、重量平均分子量Mwが下記式(2)を満たす結晶性樹脂を含有することを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の静電荷像現像用トナー。
10000≦Mw≦40000 ・・・ (2)
(4)前記結晶性樹脂として、第1の結晶性樹脂と、該第1の結晶性樹脂よりも重量平均分子量Mwが大きい第2の結晶性樹脂を含み、第1の結晶性樹脂が結晶性ポリエステルを含むことを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載のトナー。
(5)前記第2の結晶性樹脂が、主鎖にウレタン結合及び/又はウレア結合を有する結晶性樹脂を含むことを特徴とする前記(4)に記載の静電荷像現像用トナー。
(6)前記第2の結晶性樹脂が、末端にイソシアネート基を有する変性結晶性樹脂を伸長させてなるものであることを特徴とする前記(4)又は(5)に記載の静電荷像現像用トナー。
(7)前記結晶性樹脂として、第1の結晶性樹脂と、該第1の結晶性樹脂よりも重量平均分子量Mwが大きい第2の結晶性樹脂を含み、前記第1の結晶性樹脂が主鎖にウレタン結合及び/又はウレア結合を有する結晶性樹脂であることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(8)前記トナーの示差走査熱量計(DSC)による昇温1回目の融解熱ピークのショルダー温度Tsh1stと、昇温2回目の融解熱ピークのショルダー温度Tsh2ndの比Tsh2nd/Tsh1stの値が0.90以上1.10以下であることを特徴とする前記(1)〜(7)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(9)前記トナーの70℃における貯蔵弾性率G’(70)(Pa)が5.0×104<G’(70)<5.0×105であり、且つ、前記トナーの160℃における貯蔵弾性率G’(160)(Pa)が1.0×103<G’(160)<1.0×104であることを特徴とする前記(1)〜(8)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(10)前記突起部を構成する樹脂のガラス転移温度Tgが下記式(3)を満たすことを特徴とする前記(1)〜(9)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
45℃≦Tg≦100℃ ・・・ (3)
(11)前記トナーの融点Tm2及び前記突起部を構成する樹脂のガラス転移温度Tgが下記式(4)を満たすことを特徴とする前記(1)〜(10)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
Tm2<Tg ・・・ (4)
(12)前記突起部を構成する樹脂が、スチレンを70質量%以上含むモノマー混合物を重合させて得られる樹脂よりなることを特徴とする前記(1)〜(11)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(13)前記トナーの全質量のうち前記突起部を構成する樹脂の質量が占める割合が1%以上20%以下であることを特徴とする前記(1)〜(12)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(14)潜像を担持する潜像担持体と、潜像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、帯電した該潜像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光手段と、潜像を可視像化するトナーと、潜像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを供給し現像する現像手段と、潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写手段と、被転写体上の可視像を定着させる定着手段と、を備える画像形成装置であって、前記トナーが、前記(1)〜(13)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする画像形成装置。
すなわち、トナーが結晶性樹脂を主成分としても、トナーコア粒子と相溶しない樹脂からなる微粒子がトナー表面に埋没して存在する突起部を特定の形状で設けることで、低温定着性を保ったまま、帯電性、耐固着性、クリーニング性、耐熱保管性を向上させ、高品質な画像形成を達成することができる。
低温定着性を実現するため、トナーコア粒子に結晶性樹脂を用いることが有効であるが、例えば結晶性ポリエステルを用いた場合、結晶性を発現する骨格には芳香族モノマーではなく脂肪族モノマーを多く含有しなければならない。その結果、結晶性ポリエステルを用いたトナーは帯電性が劣り課題が発生していたが、上述の通り、本発明によるとトナー表面に非常に帯電性に優れたスチレンを多く含有する樹脂微粒子が存在し、しかも突起部を形成した構造で表面積が広いため、すこぶる良好な帯電性能を示すトナーが提供される。
本発明の静電荷像現像用トナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤を含有するコア粒子と、該コア粒子表面に樹脂微粒子からなる特定の形状の突起部を有する。
本発明においては、トナーの突起部以外の部分をコア粒子と言う。本発明のトナーの母体粒子の断面像の例を図1に示す。
本発明において、コア粒子を構成する結着樹脂は、結晶性樹脂を含み、トナーが、結着樹脂として結晶性樹脂を主成分とするとは、該トナーが結晶性樹脂を50質量%以上含有することを言う。結晶性樹脂を50質量%以上含有することで、耐熱保存性と良好な低温定着性が両立でき、着色樹脂粒子の均一性が高く好ましい。結晶性樹脂が50質量%未満となると、耐熱保存性かつ低温定着性の両立が困難になることが懸念される。
また、突起部の長辺の長さの標準偏差が0.2以下、好ましくは0.1以下が望ましい。標準偏差が0.2を超えると表面の不均一さに起因し、定着後トナーの融着が不均一になることに起因する画像はがれなど不具合が生じる。
本発明のトナーには、低温定着性を向上させるために結晶性樹脂が含有される。結晶性の樹脂は結晶性であれば特に限定はしないが、例えば、ポリエステル樹脂、ウレタン変性ポリエステル樹脂、ウレア変性ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂等が挙げられる。中でも、ウレタン変性ポリエステル樹脂、ウレア変性ポリエステル樹脂が、樹脂としての結晶性を保持しつつ、高い硬度を示す点で好ましい。
結晶性ポリエステルはポリオールとポリカルボン酸の重縮合物として得られるが、ポリオールとしては脂肪族ジオールが好ましく具体的にはエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、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、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,10−デカンジオール、1,9−ノナンジオール等が挙げられ、その中でも1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールや1,8−オクタンジオールが好ましく、さらに好ましくは1,6−ヘキサンジオール、エチレングリコール、1,10−デカンジオール、1,9−ノナンジオールである。ポリカルボン酸としてはフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸や、アジピン酸、1,10−ドデカン二酸などの炭素数2〜12の脂肪族カルボン酸が好ましいが、結晶化度を高くするためには脂肪族カルボン酸がより好ましい。
前記アミン成分としては、脂肪族アミン類、芳香族アミン類が挙げられ、中でも炭素数2〜18の脂肪族ジアミン類、炭素数6〜20の芳香族ジアミン類が挙げられる。また、必要により、3価以上のアミン類を使用してもよい。
前記炭素数2〜18の脂肪族ジアミン類としては、炭素数2〜6のアルキレンジアミン(エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど);炭素数4〜18のポリアルキレンジアミン〔ジエチレントリアミン、イミノビスプロピルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン,トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンなど〕;これらの炭素数1〜4のアルキルまたは炭素数2〜4のヒドロキシアルキル置換体(ジアルキルアミノプロピルアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、アミノエチルエタノールアミン、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサメチレンジアミン、メチルイミノビスプロピルアミンなど);脂環または複素環含有脂肪族ジアミン{炭素数4〜15の脂環式ジアミン〔1,3−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、メンセンジアミン、4,4’−メチレンジシクロヘキサンジアミン(水添メチレンジアニリン)など〕、炭素数4〜15の複素環式ジアミン〔ピペラジン、N−アミノエチルピペラジン、1,4−ジアミノエチルピペラジン、1,4ビス(2−アミノ−2−メチルプロピル)ピペラジン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンなど〕};炭素数8〜15の芳香環含有脂肪族アミン類(キシリレンジアミン、テトラクロル−p−キシリレンジアミンなど)、等が挙げられる。
なお、結晶性樹脂は、例えばDSC測定において融点で吸熱量が極大値を示す樹脂を指す。一方、非結晶性樹脂はガラス転移に基づく緩やかなカーブが観測される。
更に、結晶性樹脂は重量平均分子量が10000〜40000の結晶性樹脂を含有することが好ましい。重量平均分子量が10000以上である結晶性樹脂を含有することにより耐熱保存性が良好となり、重量平均分子朗が40000以下であると低温定着性が良好となる。
トナーにおける結晶性樹脂は、50質量%以上、好ましくは60質量%以上、更に好ましくは65質量%以上である。50質量%以上で、トナーが良好な低温定着性と耐熱保存性を両立することが出来る。
コア粒子を構成する結晶性樹脂以外の樹脂としては特に限定は無いが、定着性、帯電性などからポリエステル骨格を有する非結晶性ポリエステル樹脂を用いることが好ましい。
非結晶性ポリエステル骨格を有する樹脂としては、非結晶性ポリエステル樹脂や、非結晶性ポリエステルと他の骨格を有する樹脂とのブロックポリマーがあるが、非結晶性ポリエステル樹脂を用いたほうが得られる着色樹脂粒子の均一性が高く好ましい。非結晶性ポリエステル樹脂の分子構造は非晶性の構造を有するものであればよく、特に制約されない。該非結晶性ポリエステル樹脂としては、トナー用結着樹脂として一般的に使用されている各種の構造の非晶性ポリエステルが使用可能である。
非結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、多価アルコールと多価カルボン酸から合成される。
多価アルコールや多価カルボン酸は、上述の結晶性ポリエステル樹脂に使われるものが使用可能であり、これ以外にもビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物である、ビスフェノールAエチレンオキサイドやビスフェノールAプロピオンオキサイドや、イソフタル酸、テレフタル酸およびそれらの誘導体などが挙げられる。
また、本発明のようなトナー形状を実現するためには、コア粒子を溶解懸濁法で作製し、有機溶媒存在下で突起部を形成する樹脂微粒子分散液を投入することが非常に効果的であり、また突起部を構成する樹脂は比較的スチレンを多く含有し、コア樹脂との相溶性が低いものが好適である。
また、突起部を比較的硬度の高いビニル系高分子によって作製することで規制ブレードへのトナーの付着や、現像スリーブ上にトナー成分が融着することを防ぐことが出来る。
また、前記第1の結晶性樹脂が、結晶性ポリエステルである場合、前記第2の結晶性樹脂は、結晶性の樹脂であれば第1の結晶性樹脂同様、特に限定は無いが、主鎖にウレタン結合及び/又はウレア結合を有する結晶性樹脂が好ましい。前記主鎖にウレタン結合及び/又はウレア結合を有する結晶性樹脂は、末端にイソシアネート基を有する変性結晶性樹脂を伸長させてなるものが好ましい。
更に、前記第1の結晶性樹脂が主鎖にウレタン結合及び/又はウレア結合を有する結晶性樹脂であっても良い。
本発明に使用される結着樹脂は、粘弾性調整のために、ウレタン又は/及びウレア基を有する変性された結晶性樹脂を含有していても良い。。該ウレタン又は/及びウレア基を有する変性された結晶性樹脂は、直接結着樹脂に混合しても良いが、製造性の観点から、末端にイソシアネート基を有する比較的低分子量の変性結晶性樹脂(以下プレポリマーと表記することがある)と、これと反応するアミン類を結着樹脂に混合し、造粒中/又は造粒後に鎖伸長又は/及び架橋反応して該ウレタン又は/及びウレア基を有する変性された結晶性樹脂となる方が好ましい。こうすることにより、粘弾性調整のための比較的高分子量の変性結晶性樹脂を含有させることが容易となる。
前記イソシアネート基を有するプレポリマーとしては、前記ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物でかつ活性水素基を有するポリエステルをさらにポリイソシアネート(3)と反応させたものなどが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基およびフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
ポリイソシアネート(3)としては、脂肪族ポリイソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアヌレート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。
ポリイソシアネート(3)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、変性ポリエステル中のウレア含量が低くなり、耐オフセット性が悪化する。末端にイソシアネート基を有するプレポリマー(A)中のポリイソシアネート(3)構成成分の含有量は、通常0.5〜40質量%、好ましくは1〜30質量%、さらに好ましくは2〜20質量%である。0.5質量%未満では、耐オフセット性が悪化する。また、40質量%を超えると低温定着性が悪化する。
イソシアネート基を有するプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有するイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、鎖伸長及び/又は架橋後の変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐オフセット性が悪化する。
本発明において、鎖伸長及び/又は架橋剤として、アミン類を用いることができる。アミン類(B)としては、ジアミン(B1)、3価以上のポリアミン(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。
芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’ジアミノジフェニルメタン、テトラフルオロ−p−キシリレンジアミン、テトラフルオロ−p−フェニレンジアミンなど);
脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);
および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ドデカフルオロヘキシレンジアミン、テトラコサフルオロドデシレンジアミンなど)などが挙げられる。
アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。
アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。
アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。
B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。
さらに、必要により鎖伸長及び/又は架橋反応は停止剤を用いて反応終了後の変性ポリエステルの分子量を調整することができる。停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。
アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2より大きかったり1/2未満では、ウレア変性ポリエステル(i)の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
本発明に用いられる突起部を構成する樹脂としてビニル系樹脂が好適に用いられる。ビニル系樹脂からなる樹脂微粒子は、主としてビニル重合性官能基を有する芳香族化合物をモノマーとして含むモノマー混合物を重合させることによって得られる。
モノマー混合物中におけるビニル重合性官能基を有する芳香族化合物の含有量は70〜100質量%、好ましくは90〜100質量%、より好ましくは95〜100質量%用いられるのが良い。ビニル重合性官能基を有する芳香族化合物が70質量%未満であると、得られたトナーの帯電性が乏しくなる。
具体的なモノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、4−メチルスチレン、4−エチルスチレン、4−tert−ブチルスチレン、4−メトキシスチレン、4−エトキシスチレン、4−カルボキシスチレンもしくはその金属塩、4−スチレンスルホン酸もしくはその金属塩、1−ビニルナフタレン、2−ビニルナフタレン、アリルベンゼン、フェノキシアルキレングリコールアクリレート、フェノキシアルキレングリコールメタクリレート、フェノキシポリアルキレングリコールアクリレート、フェノキシポリアルキレングリコールメタクリレート等が挙げられる。
この中では、入手が容易で反応性に優れ帯電性の高いスチレンを主に用いるのが好ましい。
ビニル重合性官能基と酸基を有する化合物としては、例えばカルボキシル基含有ビニル系モノマー及びその塩((メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、マレイン酸モノアルキル、フマル酸、フマル酸モノアルキル、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノアルキル、イタコン酸グリコールモノエーテル、シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキル、桂皮酸等)、スルホン酸基含有ビニル系モノマー、ビニル系硫酸モノエステル及びこれらの塩、リン酸基含有ビニル系モノマー及びその塩などがある。この中では、(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、マレイン酸モノアルキル、フマル酸、フマル酸モノアルキルが好ましい。
また、油相液滴を製造する場合の界面活性剤の質量は、水相全体の質量に対して7%以下、好ましくは6%以下、より好ましくは5%以下がよい。界面活性剤の質量が水相全体の質量に対して7%以上となると、突起部の長辺長さの均一性が著しく低下するため好ましくない。
(a)モノマー混合物を懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法または分散重合法等の重合反応により反応させ、ビニル系樹脂微粒子の分散液を製造する。
(b)あらかじめモノマー混合物を重合し、得られた樹脂を機械回転式またはジェット式等の微粉砕機を用いて粉砕し、次いで、分級することによって樹脂微粒子を製造する。
(c)あらかじめモノマー混合物を重合し、得られた樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液を、霧状に噴霧することにより樹脂微粒子を製造する。
(d)あらかじめモノマー混合物を重合し、得られた樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液に溶剤を添加するか、またはあらかじめ溶剤に加熱溶解した樹脂溶液を冷却することにより樹脂微粒子を析出させ、次いで、溶剤を除去して樹脂微粒子を製造する。
(e)あらかじめモノマー混合物を重合し、得られた樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液を、適当な分散剤存在下で水性媒体中に分散させ、これを加熱または減圧等によって溶剤を除去する。
(f)あらかじめモノマー混合物を重合し、得られた樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化する。
(a)の方法において、重合反応を行う際には、水系媒体中に分散安定剤を添加する、もしくは重合反応を行うモノマー中に、重合してできた樹脂微粒子の分散安定性を付与できるようなモノマー(いわゆる反応性乳化剤)を添加する、またはこれら2つの手段を併用し、できあがったビニル系樹脂微粒子の分散安定性を付与するのがよい。分散安定剤や反応性乳化剤を使用しないと、粒子の分散状態を維持できないためにビニル系樹脂を微粒子として得ることができなかったり、得られた樹脂微粒子の分散安定性が低いために保存安定性に乏しく保管中に凝集してしまったり、あるいは後述の樹脂微粒子付着工程での粒子の分散安定性が低下するために、コア粒子同士が凝集・合一しやすくなり最終的に得られるトナーの粒径や形状・表面などの均一性が悪くなるため、好ましくない。
また、ビニル系樹脂のガラス転移温度(Tg)は、45℃以上、100℃以下、好ましくは60℃以上90℃以下、より好ましくは70℃以上90℃以下が良い。45℃未満では最終的に得られたトナーを高温で保管したときにブロッキングしてしまうなど保存安定性の悪化が生じうるため好ましくない。
また、トナーの融点Tm2とビニル系樹脂のガラス転移温度(Tg)は、Tm2<Tgの関係を満たすことが好ましい。これは、高温高湿環境下で保管されたとき、大気中の水分により突起部の樹脂が可塑化され、ガラス転移温度の低下を引き起こしかねないことや、1成分現像に用いる場合、摩擦に対する耐久性が低下するため突起部のTgは高い必要がある。さらにトナーの融点Tm2は低温定着のために突起部のTgより低いことが好ましい。
前記トナーの融解熱ピークのショルダー温度(Tsh1st、Tsh2nd)は、示差走査熱量計(DSC)(例えば、TA−60WS及びDSC−60(島津製作所製))を用いて測定できる。即ち、まず、トナー5.0mgをアルミニウム製の試料容器に入れ、該試料容器をホルダーユニットに載せ、電気炉中にセットする。次いで、窒素雰囲気下、0℃から昇温速度10℃/minで150℃まで昇温し、その後、150℃から降温速度10℃/minで0℃まで降温した後、更に昇温速度10℃/minで150℃まで昇温してDSC曲線を計測する。得られたDSC曲線において、1回目の昇温時における吸熱ピーク温度をTm1st、2回目の昇温時における吸熱ピーク温度をTm2ndとする。このとき、吸熱ピークが複数ある場合は吸熱量が最大のものを選択する。それぞれの吸熱ピークについて、該吸熱ピークよりも低温側のベースラインと、吸熱ピークをなす低温側の傾斜の接線との交点を、それぞれTsh1st、Tsh2ndとする。
結晶性樹脂の粘弾特性は、樹脂を構成する結晶性モノマーと非結晶性モノマーの比率や、樹脂の分子量を調整すること等により得ることができる。例えば、結晶性モノマーの比率を増加させると、G’(160)の値は小さくなる。
樹脂およびトナーの動的粘弾特性値(貯蔵弾性率G’、損失弾性率G”)は、動的粘弾性測定装置(例えば、ARES(TAインスツルメント社製))を用いて測定できる。周波数1Hz条件下で測定される。 試料は、直径8mm、厚さ1〜2mmのペレットに成型し、直径8mmのパラレルプレートに固定した後、40℃で安定させ、周波数1Hz(6.28rad/s)、歪み量0.1%(歪み量制御モード)にて200℃まで昇温速度2.0℃/minで昇温させて測定した。
本発明の着色剤としては公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15質量%、好ましくは3〜10質量%である。
本発明に使用する離型剤としては、公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど);長鎖炭化水素(パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、サゾールワックスなど);カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。カルボニル基含有ワックスとしては、ポリアルカン酸エステル(カルナウバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレートなど);ポリアルカノールエステル(トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなど);ポリアルカン酸アミド(エチレンジアミンジベヘニルアミドなど);ポリアルキルアミド(トリメリット酸トリステアリルアミドなど);およびジアルキルケトン(ジステアリルケトンなど)などが挙げられる。上記の内、極性が小さく溶融粘度が低いという理由から好ましいものはポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素であり、特に好ましいものはパラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスである。
本発明のトナーには、離型剤の分散を助ける離型剤分散剤を含有させても良い。離型剤分散剤としては特に限定はなく、公知のものを使用することができ、離型剤との相溶性の高いユニットと樹脂との相溶性の高いユニットがブロック体として存在するポリマーやオリゴマー、離型剤との相溶性の高いユニットと、樹脂との相溶性の高いユニットの一方のユニットに他方のユニットがグラフトしているポリマーもしくはオリゴマー、エチレン・プロピレン・ブテン・スチレン・α−スチレンなどの不飽和炭化水素と、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸などのα,β‐不飽和カルボン酸やそのエステルもしくはその無水物との共重合体、ビニル系樹脂とポリエステルとのブロック、もしくはグラフト共重合体などが挙げられる。
(無機微粒子)
本発明で得られた着色粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。この無機微粒子の一次粒子径は、5nm〜2μmであることが好ましく、特に5nm〜500nmであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5質量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0質量%であることが好ましい.無機微粒子の具体例としては、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、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
この他高分子系微粒子たとえばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
このような流動化剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコンオイル、変性シリコンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。
感光体や一次転写媒体に残存する転写後のトナーを除去するためのクリーニング性向上剤としては、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸など脂肪酸金属塩、例えばポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子などのソープフリー乳化重合などによって製造された、ポリマー微粒子などを挙げることかできる。ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が0.01〜1μmのものが好ましい。
本発明のトナーの製造方法を以下に例示するが、これに制限されるものではない。
本発明のトナーは、コア粒子を形成する結着樹脂、着色剤および離型剤等を有機溶媒に溶解又は分散させる工程、該溶解物又は分散物を水系媒体中に分散させコア粒子を造粒する工程と、該コア粒子の分散液に少なくとも、突起部を形成する樹脂微粒子が分散された樹脂微粒子分散液を加えて、コア粒子表面に樹脂微粒子から成る突起部を形成する工程、突起部を形成したコア粒子の分散液から有機溶媒を除去する工程を経ることによって得ることができる。
(有機溶媒)
造粒に用いる有機溶媒としては、沸点が100℃未満の揮発性であることが、後の溶剤除去が容易になる点から好ましい。このような有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル系、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。ポリエステル系樹脂および着色剤は同時に溶解又は分散させても良いが、通常それぞれ単独で溶解又は分散され、その際使用する有機溶媒はそれぞれ異なっていても同じでも良いが、後の溶媒処理を考慮すると同じ方が好ましい。また、ポリエステル系樹脂を好適に溶解させる溶媒(単独または混合)を選択すると、本発明で好ましく用いられる離型剤はその溶解度の違いからほとんど溶解しない。
結着樹脂の溶解又は分散液は、樹脂濃度が40%〜80%程度であることが好ましい。濃度が高すぎると溶解又は分散が困難になり、また粘度が高くなって扱いづらい。また、濃度が低すぎると微粒子の製造量が少なくなり、除去すべき溶媒量が多くなる。結着樹脂として、前記結晶性ポリエステルと前記末端にイソシアネート基を有する変性ポリエステル樹脂を混合する場合は、同じ溶解又は分散液に混合しても良いし、別々に溶解又は分散液を作製しても良いが、それぞれの溶解度と粘度を考慮すると、別々の溶解又は分散液を作製する方が好ましい。
用いる水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。樹脂微粒子100質量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000質量部、好ましくは100〜1000質量部である。
上記水系媒体中に、前記の結着樹脂、着色剤および離型剤等の溶解物または分散物を分散させる際、無機分散剤または有機樹脂微粒子をあらかじめ水系媒体中に分散させておくことにより、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。無機分散剤としては、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ハイドロキシアパタイトなどが用いられる。有機樹脂微粒子を形成する樹脂としては、水性分散体を形成しうる樹脂であれば、いかなる樹脂であっても使用でき、熱可塑性樹脂であっても熱硬化性樹脂であっても良いが、例えはビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、2種以上を併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすいという観点からビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂およびそれらの併用である。
また、上記樹脂微粒子を製造する際に、必要に応じて、界面活性剤等を用いることもできる。界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
また、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロ−ルアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエ一テル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの窒素原子、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。なお、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、微粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできるが、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは20〜80℃である。
有機溶媒中に結着樹脂、着色剤、離型剤などを溶解あるいは分散させた油相を作製する方法としては、有機溶媒中に攪拌をしながら結着樹脂、着色剤などを徐々に添加していき、溶解あるいは分散させればよい。ただし、着色剤として顔料を用いる場合や、離型剤や帯電制御剤などのなかで有機溶媒に溶解しにくいようなものを添加する場合、有機溶媒への添加に先立って粒子を小さくしておくことが好ましい。
前述のように着色剤のマスターバッチ化も手段の一つであり、同様の方法を離型剤や帯電制御剤に展開することもできる。
また別の手段として、有機溶媒中で、必要に応じて分散助剤を添加し、着色剤、離型剤、帯電制御剤を湿式で分散を行い、ウエットマスターを得ることも可能である。
水系媒体中に前述の工程で得られた油相を分散させ、油相からなるコア粒子が分散した分散液を作製する方法としては、特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。5分を超えて分散を行うと、望ましくない小径の粒子が残存してしまったり、分散が過分散状態になって系が不安定になり凝集体や粗大粒子が発生したりすることがあるので好ましくない。分散時の温度としては、通常、0〜150℃、好ましくは20〜80℃である。150℃を超えると分子運動が活発になることから分散安定性が低下し凝集体や粗大粒子が発生しやすくなるため好ましくない。また、0℃未満になると分散体の粘度が高くなり、分散に必要なせん断エネルギーが増大するため製造効率が低下する。
得られたコア粒子分散液は、攪拌を行っている間は安定にコア粒子の液滴を存在させておくことができる。その状態に前述のビニル系樹脂微粒子分散液を投入してコア粒子上に付着させる。
本発明における特定の突起部の形状は、以下に示すように、ビニル系樹脂微粒子分散液の投入時間、ビニル系樹脂微粒子分散液の濃度、添加量、突起部作製工程の温度・ビニル系樹脂微粒子のDv/Dn等により制御することができる。
ビニル系樹脂微粒子分散液の投入は、30秒以上かけて行うのが良い。30秒未満で投入を行うと、分散系が急激に変化するために凝集粒子が発生したり、ビニル系樹脂微粒子の付着が不均一になったりするため好ましくない。一方闇雲に長い時間、例えば60分を超えて添加するのは生産効率の面から好ましくはない。
樹脂微粒子分散液は、コア粒子分散液に投入する前に、適宜濃度調整のために希釈あるいは濃縮しても良い。ビニル系樹脂微粒子分散液の濃度は、5〜30質量%が好ましく、8〜26質量%がより好ましい。5質量%未満では、分散液の投入に伴う有機溶媒濃度の変化が大きく、樹脂微粒子の付着が不十分になり、被覆率が下がるため好ましくない。また30質量%を超えるような場合、樹脂微粒子がコア粒子分散液中に偏在しやすくなり、その結果樹脂微粒子の付着が不均一になる、突起部の長辺長さの標準偏差が悪化する可能性もあるため避けたほうが良い。
また、突起部作製工程において、スラリーにビニル系樹脂微粒子分散液を投入する部数によっても被覆率を制御することが出来る。
また、突起部をコア粒子に付着させる手法に関してはコア粒子作製前に直接水相に樹脂微粒子を添加し突起部作製工程を省く手法が考えられるが、その場合は樹脂微粒子の付着が不均一になるなど、突起部の大きさの制御が困難になる可能性がある。
トナーの全質量のうち樹脂微粒子を構成する樹脂の質量が占める割合は1%〜20%、好ましくは3%〜15%、より好ましくは5%〜10%である。1%以下となるとその効果が不十分であり、20%以上となると、過剰となった樹脂微粒子がトナー芯粒子に弱く付着しフィルミング等の原因となる。トナーの全質量のうち樹脂微粒子を構成する樹脂の質量が占める割合は原料の仕込み比から求めることができる。
突起部をコア粒子に付着させる方法としては、このほかにトナー粒子母体と樹脂微粒子を混合攪拌し、機械的に付着、被覆させる方法がある。
樹脂微粒子の体積平均粒径に関しては、50〜200nm、好ましくは60〜150nm、より好ましくは70〜140nmである。50nm未満、200nmを肥えると樹脂微粒子をコア粒子へ均一に被覆することが困難になる可能性がある。
得られた着色樹脂分散体から有機溶剤を除去するために、公知の方法を使用することができる。例えば、常圧または減圧下で系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶剤を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。
ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂を導入する目的で、末端にイソシアネート基を有する変性ポリエステル樹脂およびこれと反応可能なアミン類を添加する場合は、水系媒体中にトナー組成物を分散する前に油相中でアミン類を混合しても良いし、水系媒体中にアミン類を加えても良い。上記反応に要する時間は、ポリエステルプレポリマーの有するイソシアネート基構造と、加えたアミン類との反応性により選択されるが、通常1分〜40時間、好ましくは1〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは20〜98℃である。
水系媒体に分散されたトナー粒子を洗浄、乾燥する工程は、公知の技術が用いられる。
即ち、遠心分離機、フィルタープレスなどで固液分離した後、得られたトナーケーキを常温〜約40℃程度のイオン交換水に再分散させ、必要に応じて酸やアルカリでpH調整した後、再度固液分離するという工程を数回繰り返すことにより不純物や界面活性剤などを除去した後、気流乾燥機や循環乾燥機、減圧乾燥機、振動流動乾燥機などにより乾燥することによってトナー粉末を得る。この際、遠心分離などでトナーの微粒子成分を取り除いても良いし、また、乾燥後に必要に応じて公知の分級機を用いて所望の粒径分布にすることができる。
得られた乾燥後のトナー粉体と前記帯電制御性微粒子、流動化剤微粒子などの異種粒子とともに混合したり、混合粉体に機械的衝撃力を与えることによって表面で固定化、融合化させ、得られる複合体粒子の表面からの異種粒子の脱離を防止することができる。具体的手段としては、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、オングミル(ホソカワミクロン社製)、I式ミル(日本ニューマチック社製)を改造して、粉砕エアー圧カを下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、自動乳鉢などがあげられる。
本発明のトナーにおいて均一で十分な帯電をするためには、トナーの体積平均粒径が3〜9μm、好ましくは4〜8μm、より好ましくは4〜7μmの範囲にあることが好ましい。3μm未満ではトナー付着力が相対的に増大し、電界によるトナー操作性が落ちるため好ましくない。また、9μmを超える場合は、細線の再現性など画像品位が低下する。
また、前記トナーの体積平均粒径と個数平均粒径の比(体積平均粒径/個数平均粒径)は、1.25以下が好ましく、1.20以下がより好ましく、1.17以下がさらに好ましい。1.25を超えると、トナーの粒径の均一性が低いため突起部の大きさにバラつきが生じやすい。また、繰り返すうちに粒径の大きなトナーもしくは場合によっては小さなトナーが消費され、現像装置内に残存するトナーの平均粒径が変化するため、残存したトナーを現像するための最適な現像条件がずれてしまい、その結果、帯電不良、搬送量の極端な増加もしくは減少、トナー詰まり、トナーこぼれなど諸現象が発生しやすくなる。
まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、さらに測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子またはトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径(D4)、個数平均粒径(D1)を求めることができる。
トナーの平均円形度は0.930以上、好ましくは0.950以上、さらに好ましくは0.970以上とするのがよい。平均円形度が0.930未満であると、トナーの流動性が低いため現像における不具合を起こしやすく、また転写効率も低下する。
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置FPIA−2000により測定される。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、さらに測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、分散液濃度を3,000〜1万個/μlとして前記装置によりトナーの形状および分布を測定することによって得られる。
<プロセスカートリッジ>
上記製造方法によって得られた本発明のトナーは、プロセスカートリッジに好適に用いることができる。
本発明におけるプロセスカートリッジは、静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、上記トナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段とを少なくとも有することを特徴とする。
例えば図3に示すようなプロセスカートリッジを備えた画像形成装置に於いて使用することができる。
動作を説明すると、静電潜像担持体(3K)が所定の周速度で回転駆動される。静電潜像担持体(3K)は回転過程において、帯電手段(7K)によりその周面に正または負の所定電位の均一帯電を受け、次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光等の像露光手段からの画像露光光(L)を受け、静電潜像担持体(3K)表面に静電潜像が順次形成され、形成された静電潜像は、次いで現像手段(40K)によりトナー現像され、現像されたトナー像は、不図示の給紙部から静電潜像担持体(3K)と転写手段(66K)との間に静電潜像担持体(3K)の回転と同期されて給送された転写材(61)に、転写手段(66K)により順次転写されていく。
像転写後の静電潜像担持体(3K)の表面は、静電潜像担持体から次工程へ転写後に、静電潜像保持体面上に残存するトナーを再度帯電させるための弾性部(8K)および導電性材料からなる導電性シート(9K)で構成された帯電付与部材(10K)によって転写残りトナーが再帯電され、静電潜像担持体帯電部を通過し、現像工程で回収され、繰り返し画像形成に使用される。
現像剤担持体たる現像ローラ(42K)は、その長手方向の両端からそれぞれ突出している軸が、図示しない軸受けによってそれぞれ回転自在に支持されている。
ケーシング(41K)には、Kトナーが内包されており、回転駆動されるアジテータ(43K)によって図中右側から左側へと搬送される。
アジテータ(43K)の図中左側方には、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動されるトナー供給ローラ(44K)が配設されている。このトナー供給ローラ(44K)のローラ部はスポンジ等の弾性発泡体からなり、アジテータ(43K)から送られてくるKトナーを良好に捕捉する。
そして、現像剤担持体たる現像ローラ(42K)内の表面に担持されたKトナーは、現像ローラ(42K)の図中反時計回り方向の回転駆動に伴って規制ブレード(45K)との接触位置を通過する際にその層厚が規制されたり、摩擦帯電が促されたりした後、静電潜像担持体(感光体)(3K)と対向する現像領域に搬送される。
静電潜像担持体から、次工程へ転写後に静電潜像保持体面上に残存するトナーを再度帯電させるための帯電付与部材は、トナー付着性を考慮した場合、絶縁性のものであるとチャージアップによる付着が生じるため、導電性のものであることが好ましい。
帯電付与部材はナイロン、PTFE、PVDF、ウレタンから選ばれたシートであることが望ましく、トナー帯電性の観点から、PTFE、PVDFであることがより好ましい。
表面抵抗は、102〜108Ω/sq、体積抵抗は、101〜106Ω/sqであることが好ましい。
また、形状はローラ、ブラシ、シート等が挙げられ、さらに好ましくは付着したトナーのリセット性を考慮し、シート構成が好ましい。
帯電付与部材に印加される電圧がトナーの帯電付与の観点から−1.4kv〜0kVであることが好ましい。
帯電付与部材が導電シートの場合、静電潜像担持体との接触圧力の観点から厚みが0.05〜0.5mmであることが好ましい。
また、トナーの帯電付与する際の接触時間の観点から潜像担持体と接触しているニップ幅が1〜10mmであることが好ましい。
本発明の画像形成装置は、潜像を担持する潜像担持体と、潜像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、帯電した該潜像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光手段と、潜像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを供給し可視像化する現像手段と、潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写手段と、被転写体上の可視像を定着させる定着手段と、を少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
本発明の画像形成方法は、潜像担持体表面に均一に帯電を施す帯電工程と、帯電した潜像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光工程と、現像剤担持体上に現像剤層規制部材により所定層厚の現像剤層を形成し、現像剤層を介して潜像担持体表面に形成された静電潜像を現像し、可視像化する現像工程と、潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写工程と、被転写体上の可視像を定着させる定着工程と、を有し、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程等を含む。
前記現像による可視像の形成は、現像剤担持体としての現像ローラ上にトナー層を形成し、現像ローラ上のトナー層を潜像担持体である感光体ドラムと接触させるように搬送することにより、感光体ドラム上の静電潜像を現像することでなされる。
現像剤供給部材から供給され、現像剤担持体に堆積したトナーは、現像剤担持体の表面に当接するよう設けられた現像剤層規制部材を通過することで均一な薄層に形成されるとともに、さらに帯電される。
潜像担持体上に形成された静電潜像は、現像領域において、前記現像手段により帯電したトナーを付着させることで現像され、トナー像となる。
転写された可視像の定着は、記録媒体に転写された可視像を定着装置を用いてなされ、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行なってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行なってもよい。
前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組み合わせ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組み合わせ、などが挙げられる。
前記加熱加圧手段における加熱は、通常、80℃〜200℃が好ましい。
図4は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
ここでは、電子写真方式の画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。
画像形成装置は、イエロー(以下、「Y」と記す。)、シアン(以下、「C」と記す。
)、マゼンタ(以下、「M」と記す。)、ブラック(以下、「K」と記す。)の4色のトナーから、カラー画像を形成するものである。
まず、複数の潜像担持体を備え、該複数の潜像担持体を表面移動部材の移動方向に並列させる画像形成装置(タンデム型画像形成装置)の基本的な構成について説明する。
この画像形成装置は、潜像担持体として4つの潜像担持体(以下感光体とも称す)(1Y)、(1C)、(1M)、(1K)を備えている。なお、ここではドラム状の感光体を例に挙げているが、ベルト状の感光体を採用することもできる。
各感光体(1Y)、(1C)、(1M)、(1K)は、比較的薄い円筒状の導電性基体上に感光層を形成し、更にその感光層の上に保護層を形成したものであり、また、感光層と保護層との間に中間層を設けてもよい。
図5は、感光体を配設する作像形成部(2)の構成を示す概略図である。
なお、各作像形成部(2Y)、(2C)、(2M)、(2K)における各感光体(1Y)、(1C)、(1M)、(1K)周りの構成はすべて同じであるため、1つの作像形成部(2)についてのみ図示し、色分け用の符号(Y)、(C)、(M)、(K)については省略してある。
感光体(1)の周りには、その表面移動方向に沿って、帯電手段としての帯電装置(3)、現像手段としての現像装置(5)、感光体(1)上のトナー像を記録媒体又は中間転写ベルト(10)に転写する転写手段としての転写装置(6)、感光体(1)上の未転写トナーを除去するクリーニング装置(7)の順に配置されている。
帯電装置(3)は、感光体(1)の表面を負極性に帯電する。
本実施形態における帯電装置(3)は、いわゆる接触・近接帯電方式で帯電処理を行なう帯電部材としての帯電ローラを備えている。
即ち、この帯電装置(3)は、帯電ローラを感光体(1)の表面に接触又は近接させ、その帯電ローラに負極性バイアスを印加することで、感光体(1)の表面を帯電する。
感光体(1)の表面電位が−500Vとなるような直流の帯電バイアスを帯電ローラに印加している。
なお、帯電バイアスとして、直流バイアスに交流バイアスを重畳させたものを利用することもできる。
なお、帯電装置(3)として、帯電ローラの周面上の軸方向両端部分に薄いフィルムを巻き付け、これを感光体(1)の表面に当接するように設置してもよい。
この構成においては、帯電ローラの表面と感光体(1)の表面との間は、フィルムの厚さ分だけ離間したきわめて近接した状態となる。したがって、帯電ローラに印加される帯電バイアスによって、帯電ローラの表面と感光体(1)の表面との間に放電が発生し、その放電によって感光体(1)の表面が帯電される。
このようにして帯電した感光体(1)の表面には、露光装置(4)によって露光されて各色に対応した静電潜像が形成される。
この露光装置(4)は、各色に対応した画像情報に基づき、感光体(1)に対して各色に対応した静電潜像を書き込む。
なお、本実施形態の露光装置(4)は、レーザ方式であるが、LEDアレイと結像手段とからなる他の方式を採用することもできる。
この現像ローラ(5a)は、感光体(1)と対向する領域(以下、「現像領域」と記す。)に搬送される。
現像ローラ(5a)は、現像領域において感光体(1)の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。
そして、現像ローラ(5a)上のトナーが、感光体(1)の表面を摺擦しながら、トナーを感光体(1)の表面に供給する。このとき、現像ローラ(5a)には、図示しない電源から−300Vの現像バイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。
そして、感光体(1)上の静電潜像と現像ローラ(5a)との間では、現像ローラ(5a)上のトナーに静電潜像側に向かう静電力が働くことになる。
これにより、現像ローラ(5a)上のトナーは、感光体(1)上の静電潜像に付着することになる。この付着によって感光体(1)上の静電潜像は、それぞれ対応する色のトナー像に現像される。
この中間転写ベルト(10)上には、各感光体(1Y)、(1C)、(1M)、(1K)上のトナー像が、静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。
静電転写方式には、転写チャージャを用いた構成もあるが、ここでは転写チリの発生が少ない一次転写ローラ(14)を用いた構成を採用している。
具体的には、各感光体(1Y)、(1C)、(1M)、(1K)と接触する中間転写ベルト(10)の部分の裏面に、それぞれ転写装置(6)としての一次転写ローラ(14Y)、(14C)、(14M)、(14K)を配置している。
ここでは、各一次転写ローラ(14Y)、(14C)、(14M)、(14K)により押圧された中間転写ベルト(10)の部分と各感光体(1Y)、(1C)、(1M)、(1K)とによって、一次転写ニップ部が形成される。
これにより、各一次転写ニップ部には転写電界が形成され、各感光体(1Y)、(1C)、(1M)、(1K)上のトナー像は、中間転写ベルト(10)上に静電的に付着し、転写される。
中間転写ベルト(10)の周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置(15)が設けられている。
このベルトクリーニング装置(15)は、中間転写ベルト(10)の表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。
なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置(15)内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。
また、支持ローラ(13)に張架された中間転写ベルト(10)の部分には、二次転写ローラ(16)が接触して配置されている。
この中間転写ベルト(10)と二次転写ローラ(16)との間には二次転写ニップ部が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録部材としての転写紙が送り込まれるようになっている。
この転写紙は、露光装置(4)の図中下側にある給紙カセット(20)内に収容されており、給紙ローラ(21)、レジストローラ対(22)等によって、二次転写ニップ部まで搬送される。
そして、中間転写ベルト(10)上に重ね合わされたトナー像は、二次転写ニップ部において、転写紙上に一括して転写される。
される。
二次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には、定着手段としての加熱定着装置(23)が配置されている。
この加熱定着装置(23)は、ヒータを内蔵した加熱ローラ(23a)と、圧力を加えるための加圧ローラ(23b)とを備えている。
二次転写ニップ部を通過した転写紙は、これらのローラ間に挟み込まれ、熱と圧力を受けることになる。これにより、転写紙上に載っていたトナーが溶融し、トナー像が転写紙に定着される。そして、定着後の転写紙は、排紙ローラ(24)によって、装置上面の排紙トレイ上に排出される。
また、ここでは、キャリアを含まない一成分現像剤を使用している。
現像装置(5)は、図4に示したトナーボトル(31Y)、(31C)、(31M)、(31K)から、対応する色のトナーの補給を受けてこれを内部に収容している。
このトナーボトル(31Y)、(31C)、(31M)、(31K)は、それぞれが単体で交換できるように、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。
このような構成とすることで、トナーエンド時にはトナーボトル(31Y)、(31C)、(31M)、(31K)だけを交換すればよい。したがって、トナーエンド時にまだ寿命になっていない他の構成部材はそのまま利用でき、ユーザーの出費を抑えることができる。
図6は、図5における現像装置(5)の構成を示す概略図である。
現像剤収納器中の現像剤(トナー)は、現像剤供給部材としての現像剤供給ローラ(5b)で攪拌されながら、感光体(1)に供給する前記現像剤を表面に担持する現像剤担持体としての現像ローラ(5a)のニップ部分に運ばれる。このとき現像剤供給ローラ(5b)と現像ローラ(5a)は、ニップ部で逆方向(カウンタ回転)に回転している。
また、トナーは、現像剤供給ローラ(5b)と現像ローラ(5a)のニップ部と規制ブレード(5c)と現像ローラ(5a)の間で摺擦され、適正な帯電量に制御される。
本発明の現像剤は、例えば図7に示すようなプロセスカートリッジを備えた画像形成装置に於いて使用することができる。
本発明においては、静電潜像担持体、静電潜像帯電手段、現像手段、電潜像担持体等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカ−トリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカ−トリッジを複写機やプリンタ等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。
図7に示したプロセスカートリッジは、静電潜像担持体、静電潜像帯電手段、図6で説明した現像手段を備えている。
以下では、「部」及び「%」は特にことわらない限り質量部及び質量%を示す。まず、実施例及び比較例において得たトナーについての分析及び評価の方法について述べる。
以下では本件発明のトナーを一成分トナーとして用いた場合についての評価を行ったが、本発明のトナーは、好適な外添処理と好適なキャリヤを使用することにより、二成分トナーとしても使用することができる。
(突起部の長辺と被覆率について)
トナーを走査型電子顕微鏡(SEM)で観察を行い、得られたSEM画像から突起部の長辺の長さとトナーに対する突起部の被覆率を求める。
以下図2に基づいて実施例に記載した突起部の長辺と被覆率の算出方法について説明する。
・トナーに接する平行する2線の最短長さを求め、それぞれの接点をA、Bとする。
・その線分ABの中点Oを中心として線分AOの長さを直径とする円の面積と、その円内に含まれる突起部の面積からトナーに対する突起部の被覆率を算出する。
・100個のトナー粒子に対して上記方法で被覆率を計算し、平均値を求める。
・100個以上のトナー粒子について100個の突起部の長辺の長さを計測することで求める。
なお、実施例ではトナー粒子を100個選択し、1個のトナー粒子について1個の突起部の長辺の長さを計測し、この測定を選択した100個のトナー粒子について行った。
・突起部の面積、突起部の長辺の計測には画像解析式粒度分布測定ソフトウェア”Mac−View”(マウンテック社製)を用いた。
突起部の長辺の長さ、突起部の面積の計測法としては、走査型電子顕微鏡により観察して得られたトナーのSEM像を100個無作為にサンプリングし、その画像情報を画像解析式粒度分布測定ソフトウェア”Mac−View”(マウンテック社製)に導入し解析を行い、上記の手法により、長辺の長さ、突起部の面積の計測をおこなった。
突起部の重心O’を通る直線の、突起部の外周との交点をa,bとした時、ab間の長さが最大になる長さを突起部の長辺とした。
次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)があげられる。測定方法は以下の通りである。
まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を固形分にして2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径(Dv)、個数平均粒径(Dn)を求めることができる。
チャンネルとしては、例えば2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満の粒子を対象とすることができる。
形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値が平均円形度である。
この値はフロー式粒子像分析装置FPIA−2000により平均円形度として計測した値である。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、分散液濃度を3000〜1万個/μlとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
樹脂微粒子の体積平均粒径の測定方法としては、ナノトラック粒度分布測定装置 UPA−EX150(日機装製、動的光散乱法/レーザードップラー法)で測定することができる。具体的な測定方法としては、樹脂微粒子が分散された分散液を測定濃度範囲に調整して測定する。その際、あらかじめ分散液の分散溶媒のみでバッククラウンド測定をしておく。この測定法により、本発明で用いられる樹脂微粒子の体積平均粒径範囲である、数十nm〜数μmまでを測定することが可能である。
使用するポリエステル樹脂やビニル系樹脂などの分子量は、通常のGPC(gel permeation chromatography)によって以下の条件で測定した。
・装置:HLC−8220GPC(東ソー社製)
・カラム:TSKgel SuperHZM−M x 3
・温度:40℃
・溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
・流速:0.35ml/分
・試料:濃度0.05〜0.6%の試料を0.01ml注入
以上の条件で測定したトナー樹脂の分子量分布から単分散ポリスチレン標準試料により作製した分子量校正曲線を使用して重量平均分子量Mwを算出した。単分散ポリスチレン標準試料としては、5.8×100,1.085×10000,5.95×10000,3.2×100000,2.56×1000000,2.93×1000,2.85×10000,1.48×100000,8.417×100000,7.5×1000000の物を10点使用した。
使用するポリエステル樹脂やビニル系樹脂などのガラス転移点の測定としては、例えば示差走査熱量計(例えばDSC−6220R:セイコーインスツル社)を用いて、まず、室温から昇温速度10℃/minで150℃まで加熱した後、150℃で10min間放置、室温まで試料を冷却して10min放置、再度150℃まで昇温速度10℃/minで加熱して、ガラス転移点以下のベースラインと、ガラス転移点以上のベースラインの高さが1/2に相当する曲線部分から求めることができる。
また、離型剤や結晶性樹脂、トナーなどの吸熱量や融点の測定も同様に行える。吸熱量は測定された吸熱ピークのピーク面積を計算することにより求められる。一般的に、トナー内部に用いる離型剤はトナーの定着温度より低い温度で融解し、その際の融解熱が吸熱ピークとなって現われる。また、離型剤によっては融解熱の他に固相での相転移による転移熱を伴うものがあるが、本発明ではその合計を融解熱の吸熱量とする。また、吸熱ピークの極小値での温度を融点とする。
尚、本発明においてトナーの融点は外添剤を添加する前に測定して求めた。
<帯電性(地汚れ)>
リコー社製のプリンタIPSiO SP C220のBkカートリッジにトナーを入れ、白紙に日本画像学会発行のテストチャートNo.8の5%チャートを1枚プリントアウトしたときの白紙上及び感光体上を目視で観察した。
[評価基準]
◎:白紙上にも感光体上にもトナーの付着は見られない。
○:白紙上にはトナーの付着は見られないが、感光体を斜めにして観察すると
うっすらとトナーの付着が見られる。
△:白紙を斜めにして観察するとうっすらとトナーの付着が見られる。
×:白紙に明らかにトナーの付着が見られる。
上記プリントアウト画像の印字部分を観察し、白いスジの有無および現像ローラに当接している規制ブレードへのトナー固着の様子を観察した。
[評価基準]
◎:画像には白いスジは見られず、規制ブレードへの固着も見られない。
○:画像には白いスジは見られなかったが、規制ブレードへはわずかにトナー固着が
見られた。ただし、固着物は軽く擦ると簡単に取れる。
△:画像にはわずかに白いスジが見られ、規制ブレードにもトナー固着が見られた。
固着物は軽く擦っても簡単には取れなかった。
×:画像には白いスジが見られ、規制ブレードにもトナー固着が見られた。
改造したリコー社製のプリンタIPSiO SP C220にトナーを入れ、リコー社製のタイプ6200Y目紙上に、トナー付着量が10g/m2になるように設定して50mm角の未定着ベタ画像をプリントアウトしたものを19枚用意した。
次に、改造した定着ユニットを用い、システムスピードを280mm/secに設定し、用意した未定着のベタ画像を通紙して画像を定着させた。定着温度を120℃から5℃刻みで200℃まで上げて試験を行った。定着画像を内側にして紙を折り曲げ、再度広げた後、消しゴムで軽く擦り、折り目が消えなかった最低温度を定着下限温度とした。
[評価基準]
◎:定着下限温度が100℃未満
○:定着下限温度が100℃以上110℃未満
△:定着下限温度が110℃以上120℃未満
×:定着下限温度が120℃以上
トナー試料25gを50mlのガラス瓶に入れ、55℃の恒温槽にて24時間静置した後、このトナーを24℃に冷却し、針入度試験(JIS K2235−1991)にて針入度の測定を行った。この値が大きいトナー程、熱に対する保存性が優れている。この値が10mm未満の場合は、使用上問題が発生する可能性が高い。
針入度に基づく熱保存性の評価基準は次の通りである。
[評価基準]
◎:針入度が20mm以上
○:針入度が15mm以上20mm未満
△:針入度が10mm以上〜15mm未満
×:針入度が10mm未満
(結晶性ポリエステル樹脂C-1の製造)
冷却管撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、1,10−デカンジオール353部、アジピン酸289部、及びジブチルスズオキシド0.8部を仕込み、常圧下、180℃で6時間反応させた。次に、10〜15mmHgの減圧下で、4時間反応させて、[結晶性ポリエステル樹脂C-1]を合成した。得られた[結晶性ポリエステル樹脂C-1]は、数平均分子量が14000、重量平均分子量が33000、融点が65℃で、融点で吸熱量が極大値を示した。
冷却管撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、1,9−ノナンジオール160部と、1,10−ドデカン二酸208部、及びイソフタル酸ジメチル−5−スルホン酸ナトリウム5.92部 、5−t−ブチルイソフタル酸16.7部、及びジブチルスズオキシド0.4部を仕込み、常圧下、180℃で6.5時間反応させた。その後、220℃、10〜15mmHgの減圧下で、4時間反応させて、[結晶性ポリエステル樹脂C−2]を合成した。得られた[結晶性ポリエステル樹脂C−2]は、数平均分子量が4200、重量平均分子量が15000、融点が72℃で、融点で吸熱量が極大値を示した。
冷却管撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、エチレングリコール124部、アジピン酸139部、及びイソフタル酸ジメチル−5−スルホン酸ナトリウム2.96部、5−t−ブチルイソフタル酸7.78部及びジブチルスズオキシド0.4部を仕込み、常圧下、180℃で5時間反応させた。その後、減圧蒸留にて過剰なエチレングリコールを除去し、220℃、10〜15mmHgの減圧下で、2.5時間反応させて、[結晶性ポリエステル樹脂C−3]を合成した。得られた[結晶性ポリエステル樹脂C−3]は、数平均分子量が3400、重量平均分子量が10000、融点が47℃で、融点で吸熱量が極大値を示した。
冷却管撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、1,10−デカンジオール353部、アジピン酸289部、及びジブチルスズオキシド0.8部を仕込み、常圧下、180℃で8時間反応させた。次に、10〜15mmHgの減圧下で、6時間反応させて、[結晶性ポリエステル樹脂C-4]を合成した。得られた[結晶性ポリエステル樹脂C-4]は、数平均分子量が18000、重量平均分子量が53000、融点が67℃で、融点で吸熱量が極大値を示した。
冷却管撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、1,10−デカンジオール174部、アジピン酸289部、及びジブチルスズオキシド0.4部を仕込み、常圧下、180℃で5時間反応させた。次に、10〜15mmHgの減圧下で、2時間反応させて、[結晶性ポリエステル樹脂C−5]を合成した。得られた[結晶性ポリエステル樹脂C−5]は、数平均分子量が3600、重量平均分子量が12000、融点が60℃で、融点で吸熱量が極大値を示した。
冷却管、撹拌機および窒素導入管を装備した反応槽中に、セバシン酸241質量部、アジピン酸31質量部、1,4‐ブタンジオール164質量部および縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)0.75質量部を入れ、窒素気流下にて180℃で、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで225℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下にて生成する水および1,4‐ブタンジオールを留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下にて、重量平均分子量がおよそ18000に達するまで反応を行った。
得られた結晶性樹脂218質量部を、冷却管、撹拌機および窒素導入管を装備した反応槽中に移し、酢酸エチル250質量部、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)82質量部を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させた。次いで減圧下にて酢酸エチルを留去し、重量平均分子量がおよそ52000、融点65℃で、融点で吸熱量が極大値を示した[変性ポリエステル樹脂D−1(ポリエステル/ポリウレタン樹脂)]を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を備えた反応槽中に、1,4−ブタンジアミン79質量部(0.90mol)、1,6−ヘキサンジアミン116質量部(1.00mol)、メチルエチルケトン(MEK)600質量部を入れて攪拌した後、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)475質量部(1.90mol)を加え、窒素気流下にて60℃で4時間反応させた。次いで減圧下にてMEKを留去して[結晶性ポリウレア樹脂E−1]を得た。得られた[結晶性ポリウレア樹脂E−1]は、Mwが46,000、融点62℃であり、融点で吸熱量が極大値を示した。
冷却管、撹拌機および窒素導入管を備えた反応槽中に、セバシン酸202質量部(1.00mol)、1,6−ヘキサンジオール189質量部(1.60mol)、及び縮合触媒としてジブチル錫オキサイド0.5質量部を入れ、窒素気流下にて180℃で、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下にて生成する水及び1,6−ヘキサンジオールを留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下にて、Mwがおよそ7,000に達するまで反応を行い、[結晶性ポリエステル樹脂F’−1]を得た。得られた[結晶性ポリエステル樹脂F’−1]は、Mw7,000であった。
続いて、得られた[結晶性ポリエステル樹脂F’−1]を、冷却管、撹拌機及び窒素導入管を備えた反応槽中に移し、酢酸エチル300質量部、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)38質量部(0.15mol)を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させた。次いで減圧下にて酢酸エチルを留去して[ウレタン変性結晶性ポリエステル樹脂F−1]を得た。得られた[ウレタン変性結晶性ポリエステル樹脂F−1]は、Mw15,000、融点65℃であり、融点で吸熱量が極大値を示した。
冷却管、撹拌機および窒素導入管を備えた反応槽中に、セバシン酸202質量部(1.00mol)、1,6−ヘキサンジオール122質量部(1.03mol)、及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)0.5質量部を入れ、窒素気流下にて180℃で、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下にて生成する水及び1,6−ヘキサンジオールを留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下にて、Mwがおよそ25,000に達するまで反応を行った。
得られた[結晶性樹脂]を、冷却管、撹拌機及び窒素導入管を備えた反応槽中に移し、酢酸エチル300質量部、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)27質量部(0.16mol)を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させて、末端にイソシアネート基を有する[結晶性樹脂前駆体G−1]の50質量%酢酸エチル溶液を得た。
得られた[結晶性樹脂前駆体G−1]の酢酸エチル溶液10質量部をテトラヒドロフラン(THF)10質量部と混合し、これにジブチルアミン1質量部を添加して、2時間撹拌させた。得られた溶液を試料としてGPC測定を行った結果、[結晶性樹脂前駆体G−1]のMwは53,000であった。また、前記溶液から溶媒を除去して得られた試料についてDSC測定を行った結果、[結晶性樹脂前駆体G−1]の融点は57℃であり、融点で吸熱量が極大値を示した。
冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピオンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部およびジブチルスズオキシド2部を投入し、常圧下、230℃で8時間反応させた。次に、10〜15mmHgの減圧下で5時間反応させた後、反応槽中に無水トリメリット酸44部を添加し、常圧下、180℃で2時間反応させて、[非結晶性ポリエステル樹脂A−1]を合成した。得られた[非結晶性ポリエステル樹脂A−1]は、数平均分子量が2,500、重量平均分子量が6,700、ガラス転移温度が43℃、酸価が25mgKOH/gであった。
ビーカー内に銅フタロシアニン20部と着色剤分散剤(ソルスパーズ28000;アビシア株式会社製)4部、および酢酸エチル76部を入れ、攪拌して均一分散させた後、ビーズミルによって銅フタロシアニンを微分散して、[着色剤分散液1]を得た。[着色剤分散液1]を堀場製作所製粒子径測定装置LA−920で測定した体積平均粒径は0.3μmであった。
温度計および撹拌機の付いたオートクレーブ反応槽中に、キシレン454部、低分子量ポリエチレン(三洋化成工業(株)製サンワックス LEL−400:軟化点128℃)150部を投入し、窒素置換後170℃に昇温して十分溶解し、スチレン595部、メタクリル酸メチル255部、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート34部およびキシレン119部の混合溶液を170℃で3時間で滴下して重合し、さらにこの温度で30分間保持した。次いで脱溶剤を行い、[離型剤分散剤1]を得た。[離型剤分散剤1]のMnは1872、Mwは5194、Tgは56.9℃であった。
温度計および撹拌機の付いた反応容器中に、パラフィンワックス(融点73℃)10部、[離型剤分散剤1]1部、酢酸エチル33部を投入し、78℃に加熱して充分溶解し、1時間で30℃まで冷却を行いワックスを微粒子状に晶析させ、さらにウルトラビスコミル(アイメックス製)で湿式粉砕し、[ワックス分散液1]を得た。
冷却管、撹拌機および窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水498部をいれ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー200部、n−オクタンチオール4.2部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。
その後、冷却して体積平均粒子径130nmの白色のビニル系樹脂微粒子を含有する[ビニル系樹脂微粒子分散液V−1](固形分約25%)を得た。得られた[ビニル系樹脂微粒子分散液V−1]を2mlシャーレに取り、分散媒を蒸発させて得られた乾固物を測定したところ、数平均分子量が9500、重量平均分子量が18000、Tgが83℃であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水498部をいれ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.5部をイオン交換水98部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー160部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(EO=2mol)(新中村化学社製M−20G)40部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。
その後、冷却して体積平均粒子径115nmの白色のビニル系樹脂微粒子を含有する[ビニル系樹脂微粒子分散液V−2](固形分約25%)を得た。得られた[ビニル系樹脂微粒子分散液V−2]を2mlシャーレに取り、分散媒を蒸発させて得られた乾固物を測定したところ、数平均分子量が98000、重量平均分子量が420000、Tgが70℃であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水498部をいれ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.7部をイオン交換水108部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー160部、メタクリル酸メチル40部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。
その後、冷却して体積平均粒子径100nmの白色のビニル系樹脂微粒子を含有する[ビニル系樹脂微粒子分散液V−3](固形分約25%)を得た。得られた[ビニル系樹脂微粒子分散液V−3]を2mlシャーレに取り、分散媒を蒸発させて得られた乾固物を測定したところ、数平均分子量が60000、重量平均分子量が216000、Tgが99℃であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水498部をいれ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水102部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー184.6部、ブチルアクリレート15部、ジビニルベンゼン0.5部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。
その後、冷却して体積平均粒子径79nmの白色のビニル系樹脂微粒子を含有する[ビニル系樹脂微粒子分散液V−4](固形分約25%)を得た。得られた[ビニル系樹脂微粒子分散液V−4]を2mlシャーレに取り、分散媒を蒸発させて得られた乾固物を測定したところ、数平均分子量が34000、重量平均分子量が160000、Tgが87℃であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水498部をいれ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー200部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。
その後、冷却して体積平均粒子径100nmの白色のビニル系樹脂微粒子を含有する[ビニル系樹脂微粒子分散液V−5](固形分約25%)を得た。得られた[ビニル系樹脂微粒子分散液V−5]を2mlシャーレに取り、分散媒を蒸発させて得られた乾固物を測定したところ、数平均分子量が62000、重量平均分子量が215000、Tgが101℃であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水498部をいれ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー200部、n−オクタンチオール14部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。
その後、冷却して体積平均粒子径103nmの白色のビニル系樹脂微粒子を含有する[ビニル系樹脂微粒子分散液V−6](固形分約25%)を得た。得られた[ビニル系樹脂微粒子分散液V−6]を2mlシャーレに取り、分散媒を蒸発させて得られた乾固物を測定したところ、数平均分子量が2700、重量平均分子量が6700、Tgが44℃であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水498部をいれ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.7部をイオン交換水108部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー100部、メタクリル酸メチル90部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。
その後、冷却して体積平均粒子径102nmの白色のビニル系樹脂微粒子を含有する[ビニル系樹脂微粒子分散液V−7](固形分約25%)を得た。得られた[ビニル系樹脂微粒子分散液V−7]を2mlシャーレに取り、分散媒を蒸発させて得られた乾固物を測定したところ、数平均分子量が57000、重量平均分子量が186000、Tgが100℃であった。
[ビニル系樹脂微粒子分散液V−1]を100部、さらに[ビニル系樹脂微粒子分散液V−4]を100部混合して[ビニル系樹脂微粒子分散液V−8]を得た。得られた[ビニル系樹脂微粒子分散液V−8](固形分約25%)を2mlシャーレに取り、分散媒を蒸発させて得られた乾固物を測定したところ、数平均分子量が27000、重量平均分子量が90000、Tgが85℃であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水498部をいれ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.5部をイオン交換水98部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー130部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート70部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。
その後、冷却して体積平均粒子径115nmの白色のビニル系樹脂微粒子を含有する[ビニル系樹脂微粒子分散液V−9](固形分約25%)を得た。得られた[ビニル系樹脂微粒子分散液V−9]を2mlシャーレに取り、分散媒を蒸発させて得られた乾固物を測定したところ、数平均分子量が87600、重量平均分子量が392000、Tgが48℃であった。
(樹脂溶液の製造)
温度計および撹拌機の付いた反応容器中に、[結晶性ポリエステル樹脂C−1]100部、酢酸エチル100部を入れ、50℃まで加温し攪拌して均一相を作製して[樹脂溶液1]を得た。
ビーカー内に[樹脂溶液1]60部、[ワックス分散液1]27部、および[着色剤分散液1]10部を入れ、50℃にてTK式ホモミキサーで8,000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散させて[トナー材料液1]を得た。
ビーカー内にイオン交換水97部、分散安定用の有機樹脂微粒子(スチレン−−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の25wt%水性分散液6部、カルボキシメチルセルロースナトリウム1部、およびドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(三洋化成工業製、「エレミノールMON−7」)10部を入れ均一に溶解した。
ついで50℃で、TK式ホモミキサーを10,000rpmに撹拌しながら、[トナー材料液1]75部を投入し2分間撹拌し、[スラリー1]を得た。
25℃で前記[スラリー1]をスリーワンモーターを用いて200rpmで攪拌しながら、前記[ビニル系樹脂微粒子分散液V−1]21.4部を5分間かけて滴下し、そのまま30分攪拌しつづけた。その後、スラリーサンプルを少量採取して10倍の水で希釈し、遠心分離装置を用いて遠心分離したところ、試験管の底にトナー母体粒子が沈降し、上澄み液はほぼ透明であった。以上のようにして[突起部作製後スラリー1]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[突起部作製後スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤を行い、[分散スラリー1]を得た。
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、超音波振動を付与してTKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μS/cm以下となるようにこの操作を繰り返した。
(3):(2)のリスラリー液のpHが4となる様に10%塩酸を加え、そのままスリーワンモーターで攪拌30分後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μS/cm以下となるようにこの操作を繰り返し[濾過ケーキ1]を得た。残りの[分散スラリー1]も同様に洗浄し、[濾過ケーキ1]として追加混合した。
[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、[トナー母体1]を得た。この母体トナー50部に1次粒径約30nmの疎水性シリカ1部と、1次粒径約10nmの疎水性シリカ0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して、本発明の[トナー1]を得た。得られた[トナー1]を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察を行い、得られたSEM画像から突起部の長辺の長さとトナーに対する突起部の被覆率を求めると、突起部の長辺の長さの平均は0.24μm、突起部の長辺の長さの標準偏差は0.132で、被覆率は57%であった。
温度計および撹拌機の付いた反応容器中に、[結晶性ポリエステル樹脂C−1]95部に[非結晶性ポリエステル樹脂A−1]5部、酢酸エチル100部を入れ、50℃まで加温し攪拌して均一相を作製して[樹脂溶液2]を得た。以下、[樹脂溶液1]を[樹脂溶液2]に変えた以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー2]を得た。
実施例1の突起部作製工程の[ビニル系樹脂微粒子分散液V−1]を[ビニル系樹脂微粒子分散液V−2]に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー3]を得た。
[実施例4]
実施例1の突起部作製工程の[ビニル系樹脂微粒子分散液V−1]を[ビニル系樹脂微粒子分散液V−3]に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー4]を得た。
実施例1の突起部作製工程の[ビニル系樹脂微粒子分散液V−1]を[ビニル系樹脂微粒子分散液V−4]に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー5]を得た。
[実施例6]
実施例1の突起部作製工程の[ビニル系樹脂微粒子分散液V−1]を[ビニル系樹脂微粒子分散液V−4]、ビニル系樹脂微粒子の添加量を21.4部から11.4部に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー6]を得た。
実施例1の[結晶性ポリエステル樹脂C−1]を[結晶性ポリエステル樹脂C−2]に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー7]を得た。
[実施例8]
実施例1の[結晶性ポリエステル樹脂C−1]を[結晶性ポリエステル樹脂C−3]に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー8]を得た。
実施例1の[結晶性ポリエステル樹脂C−1]を[結晶性ポリエステル樹脂C−4]に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー9]を得た。
[実施例10]
実施例1の[結晶性ポリエステル樹脂C−1]を[結晶性ポリエステル樹脂C−5]に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー10]を得た。
実施例1の突起部作製工程の[ビニル系樹脂微粒子分散液V−1]を[ビニル系樹脂微粒子分散液V−5]に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー11]を得た。
[実施例12]
実施例1の突起部作製工程の[ビニル系樹脂微粒子分散液V−1]を[ビニル系樹脂微粒子分散液V−6]に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー12]を得た。
[実施例13]
実施例1の突起部作製工程の[ビニル系樹脂微粒子分散液V−1]を[ビニル系樹脂微粒子分散液V−7]に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー13]を得た。
温度計および撹拌機の付いた反応容器中に、[結晶性ポリエステル樹脂C−1]75部に[非結晶性ポリエステル樹脂A−1]25部、酢酸エチル100部を入れ、50℃まで加温し攪拌して均一相を作製して[樹脂溶液14]を得た。以下、[樹脂溶液1]を[樹脂溶液14]に変えた以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー14]を得た。
[実施例15]
実施例1の[結晶性ポリエステル樹脂C−1]を、[結晶性ポリエステル樹脂C−1]90部と[変性ポリエステル樹脂D−1]10部に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー15]を得た。
[実施例16]
実施例1の[結晶性ポリエステル樹脂C−1]を、[結晶性ポリウレア樹脂E−1]に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー16]を得た。
[実施例17]
実施例1の[結晶性ポリエステル樹脂C−1]を、[ウレタン変性結晶性ポリエステル樹脂F−1]70部と[結晶性樹脂前駆体G−1]30部に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー17]を得た。
実施例1の[結晶性ポリエステル樹脂C−1]を[非結晶性ポリエステル樹脂A−1]に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー16]を得た。
[比較例2]
実施例1の突起部作製工程を行わなかった以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー17]を得た。得られた[トナー17]を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察を行うと、表面はほぼ平滑であり、表面に長辺の長さが0.15μm以上の突起は見られなかった。
実施例1の[ビニル系樹脂微粒子分散液V−1]を[水相1]に予め添加して、突起部作製工程を省いた以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー18]を得た。
[比較例4]
実施例1の突起部作製工程の[ビニル系樹脂微粒子分散液V−1]を[ビニル系樹脂微粒子分散液V−8]に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー19]を得た。
実施例1の突起部作製工程の[ビニル系樹脂微粒子分散液V−1]を[ビニル系樹脂微粒子分散液V−9]に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー20]を得た。
[比較例6]
実施例1の、[ビニル系樹脂微粒子分散液V−1]21.4部を107部に変更し、[ビニル系樹脂微粒子分散液V−1]添加時にドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液21部を同時に添加した以外は実施例1と同様の操作を行い、[トナー21]を得た。
3K 静電潜像担持体
7K 帯電手段
8K 弾性部
9K 導電性シート
10K 帯電付与部材
40K 現像手段
41K ケーシング
42K 現像ローラ
43K アジテータ
44K トナー供給ローラ
45K 規制ブレード
61 転写材
66K 転写手段
1、1Y、1M、1C、1K 感光体
2 作像形成部
3 帯電装置
4 露光装置
5 現像装置
5a 現像ローラ
5b 現像剤供給ローラ
5c 規制ブレード
6 転写装置
7 クリーニング装置
10 中間転写ベルト
11、12、13 支持ローラ
14、14Y、14C、14M、14K 一次転写ローラ
15 ベルトクリーニング装置
16 二次転写ローラ
20 給紙カセット
21 給紙ローラ
22 レジストローラ対
23 加熱定着装置
23a 加熱ローラ
23b 加圧ローラ
24 排紙ローラ
31Y、31C、31M、31K トナーボトル
Claims (14)
- 少なくとも結着樹脂、着色剤を含有するコア粒子と、該コア粒子表面に樹脂微粒子からなる突起部を有する静電荷像現像用トナーであって、該トナーが、結着樹脂として結晶性樹脂を主成分として含み、該突起部において長辺の長さの平均が0.15μm以上0.5μm未満であり、突起部において長辺の長さの標準偏差が0.2以下であり、突起部の被覆率が、30%〜90%であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
- 前記結晶性樹脂が、融点Tm1が下記式(1)を満たす結晶性樹脂を含有することを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
50℃≦Tm1≦70℃ ・・・ (1) - 前記結晶性樹脂が、重量平均分子量Mwが下記式(2)を満たす結晶性樹脂を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナー。
10000≦Mw≦40000 ・・・ (2) - 前記結晶性樹脂として、第1の結晶性樹脂と、該第1の結晶性樹脂よりも重量平均分子量Mwが大きい第2の結晶性樹脂を含み、第1の結晶性樹脂が結晶性ポリエステルを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のトナー。
- 前記第2の結晶性樹脂が、主鎖にウレタン結合及び/又はウレア結合を有する結晶性樹脂を含むことを特徴とする請求項4に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記第2の結晶性樹脂が、末端にイソシアネート基を有する変性結晶性樹脂を伸長させてなるものであることを特徴とする請求項4又は5に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記結晶性樹脂として、第1の結晶性樹脂と、該第1の結晶性樹脂よりも重量平均分子量Mwが大きい第2の結晶性樹脂を含み、前記第1の結晶性樹脂が主鎖にウレタン結合及び/又はウレア結合を有する結晶性樹脂であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナーの示差走査熱量計(DSC)による昇温1回目の融解熱ピークのショルダー温度Tsh1stと、昇温2回目の融解熱ピークのショルダー温度Tsh2ndの比Tsh2nd/Tsh1stの値が0.90以上1.10以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナーの70℃における貯蔵弾性率G’(70)(Pa)が5.0×104<G’(70)<5.0×105であり、且つ、前記トナーの160℃における貯蔵弾性率G’(160)(Pa)が1.0×103<G’(160)<1.0×104であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記突起部を構成する樹脂のガラス転移温度Tgが下記式(3)を満たすことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
45℃≦Tg≦100℃ ・・・ (3) - 前記トナーの融点Tm2及び前記突起部を構成する樹脂のガラス転移温度Tgが下記式(4)を満たすことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
Tm2<Tg ・・・ (4) - 前記突起部を構成する樹脂が、スチレンを70質量%以上含むモノマー混合物を重合させて得られる樹脂よりなることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナーの全質量のうち前記突起部を構成する樹脂の質量が占める割合が1%以上20%以下であることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 潜像を担持する潜像担持体と、潜像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、帯電した該潜像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光手段と、潜像を可視像化するトナーと、潜像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを供給し現像する現像手段と、潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写手段と、被転写体上の可視像を定着させる定着手段と、を備える画像形成装置であって、前記トナーが、請求項1〜13のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする画像形成装置。
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