JP2013200389A - 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、現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有するトナー粒子、及び無機微粉体を有する静電荷像現像用トナーにおいて、該無機微粉体は、GPCによる分子量分布において、分子量500乃至15000の領域に少なくとも1つの極大値を有し、かつその極大値よりも大きく、分子量3000乃至100000の領域に少なくとも1つの極大値或いはショルダーを有するシリコーンオイルにより処理されていることを特徴とする静電荷像現像用トナーが開示されている。
<1>着色剤と結着樹脂と離型剤とを含有するトナー母粒子、及び、外添剤を含有し、前記外添剤が、式(1)で表される化合物を表面に有する無機粒子を含有することを特徴とする静電荷像現像用トナー、
<3>上記<1>に記載の静電荷像現像用トナーを収容するトナーカートリッジ、
<4>上記<2>に記載の静電荷像現像剤を収容する現像剤カートリッジ、
<5>上記<2>に記載の静電荷像現像剤を収容し、かつ前記静電荷像現像剤を保持して搬送する現像剤保持体を備えるプロセスカートリッジ、
<6>像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、前記像保持体を清掃する清掃手段と、を有し、前記現像剤が上記<1>に記載の静電荷像現像用トナー、又は、上記<2>に記載の静電荷像現像剤である画像形成装置、
<7>像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程、及び、前記像保持体上に残留する現像剤を清掃する清掃工程、を含み、前記現像剤として上記<1>に記載の静電荷像現像用トナー、又は、上記<2>に記載の静電荷像現像剤を用いる画像形成方法。
上記<2>に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、高温高湿環境下においても、フィルミングの発生が抑制され、帯電安定性に優れた静電荷像現像剤を提供することができる。
上記<3>に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、高温高湿環境下においても、フィルミングの発生が抑制され、帯電安定性に優れた静電荷像現像用トナーを収容しているトナーカートリッジを提供することができる。
上記<4>に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、高温高湿環境下においても、フィルミングの発生が抑制され、帯電安定性に優れた静電荷像現像剤を収容している現像剤カートリッジを提供することができる。
上記<5>に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、高温高湿環境下においても、フィルミングの発生が抑制され、帯電安定性に優れた静電荷像現像剤を収容しているプロセスカートリッジを提供することができる。
上記<6>に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、高温高湿環境下においても、フィルミングの発生が抑制され、帯電安定性に優れた画像形成装置を提供することができる。
上記<7>に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、高温高湿環境下においても、フィルミングの発生が抑制され、帯電安定性に優れた画像形成方法を提供することができる。
なお、本実施形態において、「A〜B」との記載は、AからBの間の範囲だけでなく、その両端であるA及びBも含む範囲を表す。例えば、「A〜B」が数値範囲であれば、「A以上B以下」又は「B以上A以下」を表す。
本実施形態の静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」ともいう。)は、着色剤と結着樹脂と離型剤とを含有するトナー母粒子、及び、外添剤を含有し、前記外添剤が、式(1)で表される化合物を表面に有する無機粒子を含有することを特徴とする。
本発明者等は、詳細な検討を行った結果、トナーが前記式(1)で表される化合物を表面に有する無機粒子を外添剤として有することにより、高温高湿環境下においても、フィルミングの発生が抑制され、帯電安定性に優れることを、見いだした。
前記式(1)で表されるシロキサン化合物の芳香環が互いに引き合う(おそらくπ−πスタッキング等の力)ことで、クリーニングブレードと感光体との接触部分(ブレードニップ部)では均一な堆積物が安定して形成される。その結果、安定したクリーニング性を獲得することができ、フィルミングが抑制されるものと推定される。
また、式(1)で表されるシロキサン化合物が塗布された場合は、主鎖中の酸素原子がトナーやキャリア表面の吸着水分中の水素原子と水素結合を形成することにより配向し、嵩高い芳香環が外側に来るために、立体障害により水分子の吸着を阻害して電荷漏洩サイトの形成が防止されるので、帯電安定性に優れると推定される。その結果、カブリなどの画像欠陥を抑制されると推定される。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、トナー母粒子及び外添剤を含有し、前記外添剤が、式(1)で表される化合物を表面に有する無機粒子を含有する。
前記式(1)で表される化合物を表面に有する無機粒子において、式(1)で表される化合物は、前記無機粒子表面の少なくとも一部に有していればよいが、前記無機粒子表面の50面積%以上が式(1)で表される化合物により被覆されていることが好ましく、前記無機粒子表面の80面積%以上が式(1)で表される化合物により被覆されていることがより好ましい。前記式(1)で表される化合物の被覆量を測定する方法としては、例えば、有機化合物や芳香族化合物の染色剤により式(1)で表される化合物を染色し、トナー又は前記無機粒子を撮影し、画像解析することにより50個以上の前記無機粒子の平均値として算出する方法が挙げられる。
また、式(1)で表される化合物は、前記無機粒子表面に付着している、すなわち、物理吸着していても、前記無機粒子表面に化学結合により結合していてもよいが、式(1)で表される化合物は、前記無機粒子表面に物理吸着していることが好ましい。上記態様であると、トナーが高温高湿下に長時間さらされた場合であっても、フィルミングの発生がより抑制される。また、式(1)で表される化合物が物理吸着している場合、トナー使用時において、式(1)で表される化合物の一部が遊離して又は前記無機粒子から直接キャリアや感光体等へ付着することにより、フィルミングの発生が更に抑制され、帯電安定性により優れる。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、外添剤として、下記式(1)で表される化合物を表面に有する無機粒子を含有する。フェニル基を有し、かつ酸素原子を介してケイ素原子が3つのみ結合した式(1)で表される化合物を表面に有する無機粒子を外添剤として有すると、高温高湿環境下においても、フィルミングの発生が抑制され、帯電安定性に優れた静電荷像現像用トナーが得られる。
式(1)におけるR2〜R7はそれぞれ独立に、1〜3個がアルキル基であることが好ましく、1又は2個がアルキル基であることがより好ましく、1個がアルキル基であることが特に好ましい。上記態様であると、高温高湿環境下においても、帯電安定性により優れる。
式(1)のR2〜R7におけるアルキル基は、炭素数1〜20のアルキル基であることが好ましく、炭素数1〜8のアルキル基であることがより好ましく、炭素数1〜4のアルキル基であることが更に好ましく、メチル基であることが特に好ましい。上記態様であると、高温高湿環境下においても、フィルミングの発生がより抑制され、帯電安定性により優れる。
前記R1〜R8におけるアルキル基は、直鎖であっても、分岐を有していても、環構造を有していてもよい。
式(1)におけるR2〜R7はそれぞれ独立に、3〜5個がフェニル基であることが好ましく、4又は5個がフェニル基であることがより好ましく、5個がフェニル基であることが特に好ましい。上記態様であると、高温高湿環境下においても、帯電安定性により優れる。
前記R2〜R7におけるフェニル基は、置換基を有していてもよいが、置換基のないフェニル基であることが好ましい。置換基としては、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アシル基、及び、アルキルオキシカルボニル基などが挙げられる。
また、式(1)のR2〜R7のうち、R5が少なくともアルキル基であることが好ましく、R4及びR5、又は、R5がアルキル基であることがより好ましく、R5のみがアルキル基であることが特に好ましい。上記態様であると、高温高湿環境下においても、帯電安定性により優れる。
また、式(1)のR2〜R7のうち、R3及びR7はそれぞれ独立に、フェニル基であることが好ましい。
前記式(1)で表される化合物を表面に有する無機粒子における無機粒子としては、特に制限はなく、トナーの外添剤として公知の無機粒子が用いられるが、例えば、シリカ、アルミナ、チタン酸化物(酸化チタン、メタチタン酸等)、酸化セリウム、ジルコニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸カルシウム、カーボンブラック等を挙げることができる。
これらの中でも、シリカ粒子、又は、酸化チタン粒子が好ましく、シリカ粒子が特に好ましい。
シリカ粒子としては、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、シリカゲル等のシリカ粒子が挙げられる。
また、前記無機粒子は、式(1)で表される化合物を表面に有する以外に、例えば、後述するシランカップリング剤等で表面処理を施されていてもよい。
前記無機粒子の体積平均一次粒径は、3〜500nmであることが好ましく、7〜300nmであることがより好ましく、20〜200nmであることが更に好ましく、40〜130nmであることが特に好ましい。上記範囲であると、キャリアや感光体等への式(1)で表される化合物の転移性に優れ、フィルミングの発生が更に抑制される。
前記無機粒子の体積平均一次粒径は、LS13 320(ベックマン−コールター社製)により好適に測定される。
また、本実施形態のトナーにおいて、前記式(1)で表される化合物を表面に有する無機粒子の体積平均一次粒径は、前記無機粒子以外の外添剤の体積平均一次粒径より大きいことが好ましい。
本実施形態のトナーにおいて、前記式(1)で表される化合物を表面に有する無機粒子の含有量は、特に制限はないが、トナーの全重量に対し、0.3〜10重量%であることが好ましく、0.5〜4重量%であることがより好ましく、0.8〜2.0重量%であることが更に好ましい。
前記式(1)で表される化合物を表面に有する無機粒子の作製方法としては、特に限定されるものではなく、公知の方法が使用される。また、必ずしも化学的処理は必須ではなく、無機粒子表面へ式(1)で表される化合物が物理吸着した状態でも、本実施形態における効果は十分に発現する。
物理吸着処理の方法としては、例えば、気相中で浮遊する無機粒子に対して、式(1)で表される化合物又は式(1)で表される化合物を含む液体を噴霧するスプレードライ法などによる乾燥法、無機粒子を式(1)で表される化合物を含有する溶液中に浸漬し、乾燥する方法などが挙げられる。また、物理吸着処理した無機粒子を加熱し、無機粒子表面に式(1)で表される化合物を化学的に処理してもよい。
本実施形態のトナーにおいて、無機粒子への式(1)で表される化合物の処理量(トナー中における式(1)で表される化合物の含有量)は、トナーの全重量に対して0.16重量%以上が好ましく、0.26重量%以上がより好ましく、また、5重量%以下であることが好ましく、1重量%以下であることがより好ましく、0.50重量%以下であることが更に好ましい。上記範囲であると、フィルミング抑制効果がより発揮される。
また、トナー母粒子に、無機粒子を外添した後、式(1)で表される化合物又は式(1)で表される化合物を含む液体を添加し、ヘンシェルミキサー又はVブレンダー等で混合することによって製造する方法も挙げられる。
これらの中でも、前記式(1)で表される化合物を表面に有する無機粒子の作製方法としては、物理吸着処理により作製する方法が好ましい。
本実施形態のトナーは、前記式(1)で表される化合物を表面に有する無機粒子以外の外添剤(「他の外添剤」ともいう。)を含んでいてもよい。
本実施形態のトナーにおける他の外添剤の含有量は、前記式(1)で表される化合物を表面に有する無機粒子よりも少なくてもよい。
他の外添剤としては、例えば、前述した無機粒子やビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂などの樹脂粒子が挙げられる。
前記疎水化処理は、疎水化処理剤に前記無機粒子を浸漬等することにより行ってもよい。前記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、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤等が挙げられる。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。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。
具体的には、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、N,O−(ビストリメチルシリル)アセトアミド、N,N−(トリメチルシリル)ウレア、tert−ブチルジメチルクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
他の外添剤の平均一次粒径は、3〜500nmであることが好ましく、5〜100nmであることがより好ましく、5〜50nmであることが更に好ましく、5〜40nmであることが特に好ましい。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、着色剤と結着樹脂と離型剤とを含有するトナー母粒子を含有する。また、前記トナー母粒子は、帯電制御剤等の公知の添加剤を更に含有していてもよい。
結着樹脂としては、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、ポリ(α−メチルスチレン)等を主成分とするスチレン系樹脂、ポリメチルメタアクリレート、ポリアクリロニトリル等を主成分とする(メタ)アクリル系樹脂、スチレン−(メタ)アクリル系共重合樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂及びこれらの共重合樹脂が挙げられるが、静電荷像現像用トナーとして用いる際の帯電安定性や現像耐久性の観点からスチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン−(メタ)アクリル系共重合樹脂及びポリエステル樹脂が好ましい。
ポリエステル樹脂とは、例えば、主として多価カルボン酸類と多価アルコール類との縮重合により得られるものである。
前記多価カルボン酸の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族カルボン酸類;無水マレイン酸、フマル酸、コハク酸、アルケニル無水コハク酸、アジピン酸などの脂肪族カルボン酸類;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式カルボン酸類、及び、これらの低級アルキルエステルや酸無水物が挙げられる。なお、低級アルキルとは、炭素数1〜8の直鎖、分岐又は環状のアルキル基を表す。これらの多価カルボン酸は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これら多価カルボン酸の中でも、芳香族カルボン酸を用いることが好ましい。また、良好な定着性を確保することを目的として、架橋構造あるいは分岐構造をとるためにジカルボン酸とともに三価以上のカルボン酸(トリメリット酸やその酸無水物等)を併用することが好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂を得るために使用される多価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、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、1,4−フェニレン二酢酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸や脂環式炭化水素基を有するジカルボン酸などが挙げられ、これらの酸無水物及び低級アルキルエステルも挙げられる。
非晶性ポリエステルを得るために使用される多価アルコールとしては、例えば、好ましくは、脂肪族、脂環式、芳香式の多価アルコールが挙げられ、具体的には例えば、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノールZのアルキレンオキサイド付加物、水素添加ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物等を挙げることができる。中でも、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物を好ましく用いることができ、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物をより好ましく用いることができる。
また、より良好な定着性を確保することを目的として、架橋構造あるいは分岐構造をとるためにジオールとともに三価以上の多価アルコール(例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等)を併用してもよい。
非晶性ポリエステル樹脂の分子量と分子量分布が上記範囲内であると、低温定着性を損なうことなく優れた定着画像強度を得られるため好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂は、溶融時に非晶性ポリエステル樹脂と相溶してトナー粘度を著しく低下させることから、より低温定着性に優れたトナーが得られる。また結晶性ポリエステル樹脂のうち、芳香族結晶性ポリエステル樹脂は一般に後述の融解温度範囲よりも高いものが多いため、結晶性ポリエステル樹脂を含む場合には、脂肪族結晶性ポリエステル樹脂であることがより好ましい。
一方、非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、30℃以上であることが好ましく、30〜100℃であることがより好ましく、50〜80℃であることが更に好ましい。上記範囲であると、使用状態においてガラス状態であるため、画像形成時に受ける熱や圧力によってトナー粒子が凝集することがなく、機内に付着堆積することがなく、長期間にわたって安定した画像形成能が得られる。
結晶性樹脂の融点の測定には、示差走査熱量計(DSC)を用い、室温から150℃まで毎分10℃の昇温速度で測定を行った時のJIS K−7121に示す入力補償示差走査熱量測定の融解ピーク温度として求めることができる。
なお、結晶性樹脂に示すような「結晶性」とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱変化ではなく、明確な吸熱ピークを有することを示し、具体的には、昇温速度10℃/minで測定した際の吸熱ピークの半値幅が15℃以内であることを意味する。
一方、吸熱ピークの半値幅が15℃を超える樹脂や、明確な吸熱ピークが認められない樹脂は、非結晶性(非晶質)であることを意味する。非結晶性樹脂のDSCによるガラス転移温度は、自動接線処理システムを備えた(株)島津製作所製の示差走査熱量計(DSC−50)等により、ASTM D3418に準拠して測定する。測定条件を以下に示す。
試料:3〜15mg、好ましくは5〜10mg
測定法:試料をアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを用いる。
温度曲線:昇温I(20℃〜180℃、昇温速度10℃/min)
上記温度曲線において昇温時に測定される吸熱曲線から、ガラス転移温度を測定する。
ガラス転移温度とは、吸熱曲線の微分値が極大となる温度である。
また、結晶性ポリエステル樹脂は、その主鎖に対して他成分を共重合したポリマーの場合、他成分が50重量%未満の場合は、この共重合体も結晶性ポリエステルと呼ぶ。
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、又は、その低級アルキルエステルや酸無水物が挙げられるが、この限りではない。これらの中では、入手容易性を考慮すると、アジピン酸、セバシン酸、1,10−デカンジカルボン酸が好ましい。
また、前記結晶性ポリエステル樹脂の合成に用いられる酸成分としては、その他としてエチレン性不飽和結合を持つジカルボン酸や、スルホン酸基を持つジカルボン酸を用いてもよい。
ポリエステル樹脂の製造方法としては、特に制限はなく、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してもよい。例えば、直接重縮合、エステル交換法等を、モノマーの種類によって使い分けて製造する。前記酸成分とアルコール成分とを反応させる際のモル比(酸成分/アルコール成分)としては、反応条件等によっても異なるため、一概には言えないが、高分子量化するためには通常1/1程度が好ましい。
ポリエステル樹脂の製造時に使用可能な触媒としては、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金属化合物;マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属化合物;亜鉛、マンガン、アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウム、ゲルマニウム等の金属化合物;亜リン酸化合物;リン酸化合物;及びアミン化合物等が挙げられる。
ビニル芳香族単量体(スチレン系単量体)60〜90重量部、エチレン性不飽和カルボン酸エステル単量体((メタ)アクリル酸エステル系単量体)10〜40重量部、及びエチレン性不飽和酸単量体1〜3重量部よりなる単量体混合物を重合して得られる共重合体を界面活性剤で分散安定化したラテックスを結着樹脂成分として好ましく使用することができる。
上記の共重合体のガラス転移温度は50〜70℃であることが好ましい。
スチレン系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルナフタレンや、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−エチルスチレン、3−エチルスチレン、4−エチルスチレン等のアルキル鎖を持つアルキル置換スチレン、2−クロロスチレン、3−クロロスチレン、4−クロロスチレン等のハロゲン置換スチレン、4−フルオロスチレン、2,5−ジフルオロスチレン等のフッ素置換スチレン等が挙げられる。これらの中でも、スチレン系単量体としては、スチレンが好ましい。
前記スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂及びスチレン−(メタ)アクリル系共重合樹脂にカルボキシル基を含有させる場合は、カルボキシル基を有する重合性単量体を共重合させることによって得ることができる。
このようなカルボキシル基含有重合性単量体の具体例としては、アクリル酸、アコニット酸、アトロパ酸、アリルマロン酸、アンゲリカ酸、イソクロトン酸、イタコン酸、10−ウンデセン酸、エライジン酸、エルカ酸、オレイン酸、o−カルボキシケイ皮酸、クロトン酸、クロロアクリル酸、クロロイソクロトン酸、クロロクロトン酸、クロロフマル酸、クロロマレイン酸、ケイ皮酸、シクロヘキセンジカルボン酸、シトラコン酸、ヒドロキシケイ皮酸、ジヒドロキシケイ皮酸、チグリン酸、ニトロケイ皮酸、ビニル酢酸、フェニルケイ皮酸、4−フェニル−3−ブテン酸、フェルラ酸、フマル酸、ブラシジン酸、2−(2−フリル)アクリル酸、ブロモケイ皮酸、ブロモフマル酸、ブロモマレイン酸、ベンジリデンマロン酸、ベンゾイルアクリル酸、4−ペンテン酸、マレイン酸、メサコン酸、メタクリル酸、メチルケイ皮酸、メトキシケイ皮酸等が挙げられる。これらの中でも、重合体形成反応の容易性などから、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ケイ皮酸、フマル酸が好ましく、アクリル酸がより好ましい。
連鎖移動剤としては特に制限はないが、チオール成分を有する化合物を用いることができる。具体的には、ヘキシルメルカプタン、ヘプチルメルカプタン、オクチルメルカプタン、ノニルメルカプタン、デシルメルカプタン、ドデシルメルカプタン等のアルキルメルカプタン類が好ましく、特に分子量分布が狭く、そのため高温時のトナーの保存性が良好になる点で好ましい。
このような架橋剤の具体例としては、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等の芳香族の多ビニル化合物類;フタル酸ジビニル、イソフタル酸ジビニル、テレフタル酸ジビニル、ホモフタル酸ジビニル、トリメシン酸ジビニル/トリビニル、ナフタレンジカルボン酸ジビニル、ビフェニルカルボン酸ジビニル等の芳香族多価カルボン酸の多ビニルエステル類;ピリジンジカルボン酸ジビニル等の含窒素芳香族化合物のジビニルエステル類;ピロムチン酸ビニル、フランカルボン酸ビニル、ピロール−2−カルボン酸ビニル、チオフェンカルボン酸ビニル等の不飽和複素環化合物カルボン酸のビニルエステル類;ブタンジオールメタクリレート、ヘキサンジオールアクリレート、オクタンジオールメタクリレート、デカンジオールアクリレート、ドデカンジオールメタクリレート等の直鎖多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ネオペンチルグリコールジメタクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジアクリロキシプロパン等の分枝、置換多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレンポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート類;コハク酸ジビニル、フマル酸ジビニル、マレイン酸ビニル/ジビニル、ジグリコール酸ジビニル、イタコン酸ビニル/ジビニル、アセトンジカルボン酸ジビニル、グルタル酸ジビニル、3,3’−チオジプロピオン酸ジビニル、trans−アコニット酸ジビニル/トリビニル、アジピン酸ジビニル、ピメリン酸ジビニル、スベリン酸ジビニル、アゼライン酸ジビニル、セバシン酸ジビニル、ドデカン二酸ジビニル、ブラシル酸ジビニル等の多価カルボン酸のポリビニルエステル類等が挙げられる。
本実施形態において、これらの架橋剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記架橋剤の好ましい含有量は、重合性単量体総量の0.05〜5重量%の範囲が好ましく、0.1〜1.0重量%の範囲がより好ましい。
ラジカル重合用開始剤としては、特に制限はない。具体的には、過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化tert−ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ベンゾイル、過酸化クロロベンゾイル、過酸化ジクロロベンゾイル、過酸化ブロモメチルベンゾイル、過酸化ラウロイル、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、ペルオキシ炭酸ジイソプロピル、テトラリンヒドロペルオキシド、1−フェニル−2−メチルプロピル−1−ヒドロペルオキシド、過トリフェニル酢酸tert−ブチルヒドロペルオキシド、過蟻酸tert−ブチル、過酢酸tert−ブチル、過安息香酸tert−ブチル、過フェニル酢酸tert−ブチル、過メトキシ酢酸tert−ブチル、過N−(3−トルイル)カルバミン酸tert−ブチル等の過酸化物類、2,2’−アゾビスプロパン、2,2’−ジクロロ−2,2’−アゾビスプロパン、1,1’−アゾ(メチルエチル)ジアセテート、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩酸塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)硝酸塩、2,2’−アゾビスイソブタン、2,2’−アゾビスイソブチルアミド、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−2−メチルプロピオン酸メチル、2,2’−ジクロロ−2,2’−アゾビスブタン、2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル、1,1’−アゾビス(1−メチルブチロニトリル−3−スルホン酸ナトリウム)、2−(4−メチルフェニルアゾ)−2−メチルマロノジニトリル、4,4’−アゾビス−4−シアノ吉草酸、3,5−ジヒドロキシメチルフェニルアゾ−2−メチルマロノジニトリル、2−(4−ブロモフェニルアゾ)−2−アリルマロノジニトリル、2,2’−アゾビス−2−メチルバレロニトリル、4,4’−アゾビス−4−シアノ吉草酸ジメチル、2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、1,1’−アゾビスシクロヘキサンニトリル、2,2’−アゾビス−2−プロピルブチロニトリル、1,1’−アゾビス−1−クロロフェニルエタン、1,1’−アゾビス−1−シクロヘキサンカルボニトリル、1,1’−アゾビス−1−シクロへプタンニトリル、1,1’−アゾビス−1−フェニルエタン、1,1’−アゾビスクメン、4−ニトロフェニルアゾベンジルシアノ酢酸エチル、フェニルアゾジフェニルメタン、フェニルアゾトリフェニルメタン、4−ニトロフェニルアゾトリフェニルメタン、1,1’−アゾビス−1,2−ジフェニルエタン、ポリ(ビスフェノールA−4,4’−アゾビス−4−シアノペンタノエート)、ポリ(テトラエチレングリコール−2,2’−アゾビスイソブチレート)等のアゾ化合物類、1,4−ビス(ペンタエチレン)−2−テトラゼン、1,4−ジメトキシカルボニル−1,4−ジフェニル−2−テトラゼン等が挙げられる。
なお、結着樹脂の重量平均分子量は、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)等により測定することができる。
前記トナー母粒子は、着色剤を含有する。
本実施形態のトナーに用いられる着色剤としては、例えば、マグネタイト、フェライト等の磁性粉、カーボンブラック、ランプブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、ウルトラマリンブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレート等の種々の顔料、又は、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、チオインジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアジン系、チアゾール系、キサンテン系等の各種染料を1種単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
また、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17、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等を例示することができる。
前記トナー母粒子は、離型剤を含有する。
本実施形態に用いられる離型剤は、特に制限はなく、公知のものが用いられ、次のようなワックスが好ましい。
パラフィンワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、マイクロクリスタリンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュワックス及びその誘導体、ポリオレフィンワックス及びその誘導体等が挙げられる。誘導体とは、酸化物、ビニルモノマーとの重合体、グラフト変性物を含む。この他に、アルコール、脂肪酸、植物系ワックス、動物系ワックス、鉱物系ワックス、エステルワックス、酸アミド等も用いられる。
本実施形態のトナーにおいて、離型剤は、定着性、トナーブロッキング性、トナー強度等の観点から選択される。離型剤の添加量は、特に制限はないが、トナー母粒子に含まれる結着樹脂100重量部に対して、2〜20重量部の範囲内が好適である。
前記着色粒子には、上記したような成分以外にも、更に必要に応じて内添剤、帯電制御剤等の種々の成分を添加してもよい。
内添剤としては、例えば、フェライト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属、合金、又はこれら金属を含む化合物などの磁性体等が挙げられる。
帯電制御剤としては、例えば、第四級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミ、鉄、クロムなどの錯体からなる染料、トリフェニルメタン系顔料等が挙げられる。
トナー母粒子の製造は、例えば、結着樹脂と、着色剤、離型剤、及び、必要に応じて帯電制御剤等とを混練、粉砕、分級する混練粉砕法;混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力又は熱エネルギーにて形状を変化させる方法;結着樹脂を乳化して分散した分散液と、着色剤、離型剤、及び、必要に応じて帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化凝集法;結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤、離型剤、及び、必要に応じて帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化重合凝集法;結着樹脂を得るための重合性単量体と、着色剤、離型剤、及び、必要に応じて帯電制御剤等の溶液とを水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法;結着樹脂と着色剤、離型剤、及び、必要に応じて帯電制御剤等の溶液とを水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法;等が使用できる。また、上記方法で得られたトナー母粒子をコアにして、更に凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル構造を持たせる製造方法を行ってもよい。
これらの中でも、本実施形態のトナーは、乳化凝集法、又は、乳化重合凝集法により得られたトナー(乳化凝集トナー)であることが好ましい。
なお、前記形状係数SF1の平均値(平均形状係数)は、250倍に拡大した1,000個のトナー像を光学顕微鏡から画像解析装置(LUZEX III、(株)ニレコ製)に取り込み、その最大長及び投影面積から、個々の粒子について前記SF1の値を求め平均したものである。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、静電荷像現像剤として好適に使用される。
本実施形態の静電荷像現像剤は、本実施形態の静電荷像現像用トナーを含有すること以外は、特に制限はなく、目的に応じて適宜の成分組成を取りうる。本実施形態の静電荷像現像用トナーを、単独で用いると一成分系の静電荷像現像剤として調製され、また、キャリアと組み合わせて用いると二成分系の静電荷像現像剤として調製される。
一成分系現像剤として、現像スリーブ又は帯電部材と摩擦帯電して、帯電トナーを形成して、静電潜像に応じて現像する方法も適用される。
前記樹脂による被膜は、前記樹脂中に樹脂粒子及び/又は導電性粒子が分散されていることが好ましい。前記樹脂粒子としては、例えば、熱可塑性樹脂粒子、熱硬化性樹脂粒子等が挙げられる。これらの中でも、比較的硬度を上げることが容易な観点から熱硬化性樹脂が好ましく、トナーに負帯電性を付与する観点からは、N原子を含有する含窒素樹脂による樹脂粒子が好ましい。なお、これらの樹脂粒子は、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。前記樹脂粒子の平均粒径としては、0.1〜2μmが好ましく、0.2〜1μmがより好ましい。前記樹脂粒子の平均粒径が0.1μm以上であると、前記被膜における樹脂粒子の分散性に優れ、一方、2μm以下であると、前記被膜から樹脂粒子の脱落が生じにくい。
具体的には前記キャリア芯材を、前記被膜形成用液に浸漬する浸漬法、被膜形成用液を前記キャリア芯材の表面に噴霧するスプレー法、前記キャリア芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で前記被膜形成用液を混合し、溶媒を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。これらの中でも、本実施形態において、ニーダーコーター法が好ましい。
なお、電気抵抗(体積固有抵抗)は以下のように測定する。
エレクトロメーター(KEITHLEY社製、商品名:KEITHLEY 610C)及び高圧電源(FLUKE社製、商品名:FLUKE 415B)と接続された一対の20cm2の円形の極板(鋼製)である測定治具の下部極板上に、サンプルを厚さ約1mm〜3mmの平坦な層を形成するように載置する。次いで上部極板をサンプルの上にのせた後、サンプル間の空隙をなくすため、上部極板上に4kgの重しをのせる。この状態でサンプル層の厚さを測定する。次いで、両極板に電圧を印加することにより電流値を測定し、次式に基づいて体積固有抵抗を計算する。
体積固有抵抗=印加電圧×20÷(電流値−初期電流値)÷サンプル厚
上記式中、初期電流は印加電圧0のときの電流値であり、電流値は測定された電流値を示す。
また、静電荷像現像剤(静電荷像現像用トナー)は、静電荷像現像方式(電子写真方式)の画像形成方法に使用される。
本実施形態の画像形成方法は、像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程、及び、前記像保持体上に残留する現像剤を清掃する清掃工程、を含み、前記現像剤として、本実施形態の静電荷像現像用トナー又は本実施形態の静電荷像現像剤を用いることを特徴とする。
前記静電潜像形成工程は、像保持体(感光体)上に静電潜像を形成する工程である。
前記現像工程は、現像剤保持体上の現像剤層により前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する工程である。前記現像剤層としては、本実施形態の静電荷像現像用トナーを含んでいれば特に制限はない。
前記転写工程は、前記トナー画像を被転写体上に転写する工程である。また、転写工程における被転写体としては、中間転写体や紙等の被記録媒体が例示できる。
前記定着工程では、例えば、加熱ローラの温度を一定温度に設定した加熱ローラ定着器により、転写紙上に転写したトナー像を定着して複写画像を形成する方式が挙げられる。
前記清掃工程は、像保持体上に残留する静電荷像現像剤を清掃する工程である。
また、本実施形態の画像形成方法においては、前記清掃工程は、像保持体上に残留する静電荷像現像剤をクリーニングブレードにより除去する工程を含むことがより好ましい。
被記録媒体としては、公知のものを使用することができ、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紙、OHPシート等が挙げられ、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等を好適に使用することができる。
本実施形態の画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、前記像保持体を清掃する清掃手段と、を有し、前記現像剤として、本実施形態の静電荷像現像用トナー又は本実施形態の静電荷像現像剤を用いることを特徴とする。
なお、本実施形態の画像形成装置は、上記のような像保持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、清掃手段とを少なくとも含むものであれば特に限定はされないが、その他必要に応じて、定着手段や、除電手段等を含んでいてもよい。
前記転写手段では、中間転写体を用いて2回以上の転写を行ってもよい。また、転写手段における被転写体としては、中間転写体や紙等の被記録媒体が例示できる。
また、像保持体上に残留する静電荷像現像剤を清掃する清掃手段としては、例えば、クリーニングブレード、クリーニングブラシなどが挙げられるが、クリーニングブレードが好ましい。
クリーニングブレードの材質としては、ウレタンゴム、ネオプレンゴム、シリコーンゴム等が好ましく挙げられる。
本実施形態のトナーカートリッジは、本実施形態の静電荷像現像用トナーを少なくとも収容しているトナーカートリッジである。
本実施形態の現像剤カートリッジは、本実施形態の静電荷像現像剤を少なくとも収容している現像剤カートリッジである。
また、本実施形態のプロセスカートリッジは、静電荷像現像剤を収容し、かつ前記静電荷像現像剤を保持して搬送する現像剤保持体を備えるプロセスカートリッジであり、像保持体表面上に形成された静電潜像を前記静電荷像現像用トナー又は前記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、像保持体、前記像保持体表面を帯電させるための帯電手段、及び、前記像保持体表面に残存したトナーを除去するためのクリーニング手段よりなる群から選ばれる少なくとも1種と、を備え、本実施形態の静電荷像現像用トナー、又は、本実施形態の静電荷像現像剤を少なくとも収容しているプロセスカートリッジであることが好ましい。
本実施形態の現像剤カートリッジは、前記本実施形態の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を含有するものであればよく、特に制限はない。現像剤カートリッジは、例えば、現像手段を備えた画像形成装置に着脱され、この現像手段に供給されるための現像剤として、前記本実施形態の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤が収納されているものである。
また、現像剤カートリッジは、トナー及びキャリアを収納するカートリッジであってもよく、トナーを単独で収納するカートリッジとキャリアを単独で収納するカートリッジとを別体としたものでもよい。
本実施形態のプロセスカートリッジは、画像形成装置に脱着されることが好ましい。
また、本実施形態のプロセスカートリッジは、その他必要に応じて、除電手段等、その他の部材を含んでもよい。
トナーカートリッジ及びプロセスカートリッジとしては、公知の構成を採用してもよく、例えば、特開2008−209489号公報、及び、特開2008−233736号公報等が参照される。
樹脂の重量平均分子量(Mw)、及び、数平均分子量(Mn)は、GPC(Gel Permeation Chromatography)により測定し、算出した。具体的には、GPCは東ソー(株)製HLC−8120を使用し、カラムは東ソー(株)製TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、樹脂をTHF(テトラヒドロフラン)等の有機溶媒で溶解して測定した。次に、単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して樹脂の分子量を算出した。
樹脂粒子、着色剤粒子等の体積平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置((株)堀場製作所製、LA−700)で測定した。
結晶性ポリエステル樹脂の融点及び非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、ASTMD34188に準拠して、示差走査熱量計(パーキンエルマー社製:DSC 7)を用い、測定された主体極大ピークより求めた。この装置(DSC 7)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。
トナー母粒子の体積平均粒径は、コールターマルチサイザーII(ベックマン−コールター社製)を用いて測定した。電解液としては、ISOTON−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、まず、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、これを前記電解液100ml以上150ml以下中に添加した。この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で約1分間分散処理を行い、前記コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径が100μmのアパーチャーを用いて、粒径が2.0μm以上60μm以下の範囲の粒子の粒度分布を測定した。測定する粒子数は50,000とした。
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、重量又は体積について小径側から累積分布を描き、累積50%となる粒径をそれぞれ重平均粒径又は体積平均粒径と定義する。
樹脂のガラス転移温度Tgの測定には、示差走査熱量計((株)島津製作所製、DSC50)を用いた。
<各分散液の調製>
〔結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液1の調製〕
加熱乾燥した三口フラスコに、1,12−ドデカンジカルボン酸260重量部、及び、1,10−デカンジオール165重量部と、触媒としてテトラブトキシチタネートを0.035重量部とを入れた後、減圧操作により容器内の空気を減圧し、更に窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械撹拌にて180℃で6時間還流を行った。その後、減圧蒸留にて220℃まで徐々に昇温を行い、2.3時間撹拌し、粘稠な状態となったところで減圧蒸留を停止、空冷し結晶性ポリエステル樹脂1を得た。
得られた結晶性ポリエステル樹脂1の重量平均分子量(Mw)を前述の方法にて測定したところ12,000であった。また、得られた結晶性ポリエステル樹脂1の融点を、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72℃であった。
次いで、この結晶性ポリエステル樹脂1を180重量部、及び、脱イオン水580重量部をステンレスビーカに入れ、温浴につけ、95℃に加熱した。結晶性ポリエステル樹脂1が溶融した時点で、ホモジナイザ(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて8,000rpmで撹拌し、同時に希アンモニア水を添加しpHを7.0に調整した。次いでアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株):ネオゲンR)0.8重量部を希釈した水溶液20重量部を滴下しながら、乳化分散を行い、体積平均粒径が0.24μmの結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液1(樹脂粒子濃度:12.5重量%)を調製した。
加熱乾燥した二口フラスコに、アジピン酸ジメチル73重量部と、テレフタル酸ジメチル182重量部と、ビスフェノールAエチレンオキシド付加物217重量部と、エチレングリコール41重量部と、触媒としてテトラブトキシチタネート0.038重量部とを入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち、撹拌しながら昇温した後、160℃で約7時間共縮重合反応させ、その後、10Torrまで徐々に減圧しながら220℃まで昇温し3.5時間保持した。一旦常圧に戻し、無水トリメリット酸9重量部を加え、再度10Torrまで徐々に減圧し、1時間保持することにより非晶性ポリエステル樹脂1を合成した。
得られた非晶性ポリエステル樹脂1のガラス転移温度を、前述の測定方法により示差走査熱量系(DSC)を用いて測定したところ、58℃であった。得られた非晶性ポリエステル樹脂1の分子量を前述の測定方法によりGPCを用いて測定したところ、重量平均分子量(Mw)は11,000であった。
次いで、この非晶性ポリエステル樹脂1を115重量部と、脱イオン水180重量部と、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株):ネオゲンR)5重量部とを混合して120℃に加熱した後、ホモジナイザ(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて十分に分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザで分散処理を1時間行うことにより、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液1(樹脂粒子濃度:40重量%)を調製した。
・油層
スチレン(和光純薬工業(株)製):32重量部
n−ブチルアクリレート(和光純薬工業(株)製):8重量部
β−カルボエチルアクリレート(ローディア日華(株)製):1.2重量部
ドデカンチオール(和光純薬工業(株)製):0.5重量部
・水層1
イオン交換水:17.0重量部
アニオン性界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ローディア社製):0.50重量部
・水層2
イオン交換水:40重量部
アニオン性界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ローディア社製):0.06重量部
過硫酸アンモニウム(和光純薬工業(株)製):0.4重量部
前記油層成分と水層1の成分をフラスコ中に入れて撹拌混合し単量体乳化分散液とした。反応容器に上記水層2の成分を投入し、容器内を窒素で充分に置換し撹拌をしながら、オイルバスで反応系内が75℃になるまで加熱した。
反応容器内に単量体乳化分散液を3時間かけて徐々に滴下し乳化重合を行った。滴下終了後更に75℃で重合を継続し、3時間後に重合を終了させ、スチレンアクリル樹脂分散液を得た。
得られたスチレンアクリル樹脂分散液中の樹脂粒子の体積平均粒径は330nmであり、重量平均分子量(Mw)を前述の方法にて測定したところ12,500であった。また、ガラス転移点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52℃であった。
シアン顔料(大日精化工業(株)製、C.I.Pigment Blue 15:3、銅フタロシアニン)100重量部と、アニオン系界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンR)15重量部と、イオン交換水300重量部とを混合し、ホモジナイザ(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて10分間分散した後、循環式超音波分散機((株)日本精機製作所製、RUS 600TCVP)にかけることによって着色剤分散液を得た。
得られた、着色剤分散液内における着色剤(シアン顔料)の体積平均粒径を、前述の測定方法によりレーザ回折粒度測定器を用いて測定したところ、体積平均粒径は0.17μmであった。また、シアン着色剤分散液の固形分比率は24重量%であった。
フィッシャートロプシュワックスFNP92(融点92℃:日本精蝋(株)製)95重量部と、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンR)3.6重量部と、イオン交換水360重量部とを混合し、100℃に加熱して、ホモジナイザ(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて十分分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザで分散処理し、離型剤分散液を得た。
得られた、離型剤分散液内における離型剤の体積平均粒径を、前述の測定方法によりレーザ回折粒度測定器を用いて測定したところ、体積平均粒径は0.24μmであった。また、離型剤分散液の固形分比率は20重量%であった。
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液1を104.4重量部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液1を336.1重量部と、着色剤分散液45.4重量部と、離型剤分散液115.3重量部と、脱イオン水484重量部とを丸型ステンレス製フラスコ中に入れて、ウルトラタラックスT50で十分に混合、分散した。次いで、これにポリ塩化アルミニウム0.37重量部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。更に加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら52℃まで加熱した。52℃で3時間保持した後、ここに非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液1を緩やかに175重量部追加した。その後、0.5N水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを8.5にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら90℃まで加熱し、3時間保持した。反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。これを更に30℃のイオン交換水3,000重量部に再分散し、15分間、300rpmで撹拌、洗浄した。これを更に5回繰り返し、濾液のpHが6.85、電気伝導度8.2μS/cm、表面張力が70.5N/mとなったところで洗浄を終了、ヌッチェ式吸引濾過によりNo.5A濾紙を用いて固液分離を行い、次いで真空乾燥を12時間実施し、トナー粒子1を得た。
得られたトナー粒子1のガラス転移温度を前述の方法にて測定したところ、54.0℃であった。トナー粒子1の体積平均粒径を、前述の測定方法により測定したところ、5.8μmであった。また、トナー粒子1の平均円形度を、下記の測定方法により測定したところ、0.959であった。
平均円形度は、フロー式粒子像分析装置FPIA−3000(シスメックス(株)製)を用いて5,000個の粒子について円形度の測定を行い、これらの個数平均円形度の値を求めた。
なお、上記平均円形度とは、一定数のトナー粒子について画像解析を行い、撮影された各々のトナー粒子に対して下式により円形度を求め、それらを平均した値である。
円形度=円相当径周囲長/周囲長=[2×(A×π)1/2]/PM
(上式においてAは投影面積、PMは周囲長を表す。)
スチレンアクリル樹脂分散液1:70重量部
着色剤分散液:14重量部
離型剤分散液:22重量部
ポリ塩化アルミニウム:0.14重量部
上記成分を丸型ステンレス製フラスコ中において、ウルトラタラックスT50で十分に混合・分散した。次いで、これにポリ塩化アルミニウム0.32重量部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら47℃まで加熱した。47℃で60分保持した後、ここに結着樹脂分散液を緩やかに30重量部を追加した。
その後、0.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを6.0にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら96℃まで加熱し、3.5時間保持した。反応終了後、冷却し、濾過、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。これを更に40℃のイオン交換水3,000重量部に再分散し、15分300rpmで撹拌・洗浄した。
これを更に5回繰り返し、濾液のpHが7.01、電気伝導度9.7μS/cm、表面張力が71.2N/mとなったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりNo.5A濾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2を作製した。
得られたトナー粒子2の体積平均粒径を、前述の方法により測定したところ、5.7μmであった。また、トナー粒子2の平均円形度を、前述の方法により測定したところ、0.957であった。
スチレン−ブチルアクリレート共重合体(重量平均分子量Mw=150,000、共重合比80:20)100部、カーボンブラック(モーガルL:キャボット社製)5部、及び、カルナウバワックス6部の混合物をエクストルーダで混練し、ジェットミルで粉砕後、温風による球形化処理をクリプトロン(川崎重工業(株)製)にて実施し、風力式分級機で分級して粒径6.2μmのトナー粒子3を得た。
疎水性ヒュームドシリカR8200(平均粒径12nm、日本アエロジル(株)製)10重量部、1,1,3,5,5−ペンタフェニル−1,3,5−トリメチルペンタントリシロキサン2.5重量部をサンプルミルで混合し処理外添剤1を得た。
疎水性ヒュームドシリカR8200(平均粒径12nm、日本アエロジル(株)製)10重量部、1,1,5,5−テトラフェニル−1,3,3,5−テトラメチルペンタントリシロキサン2.5重量部をサンプルミルで混合し処理外添剤2を得た。
疎水性ヒュームドシリカR8200(平均粒径12nm、日本アエロジル(株)製)10重量部、1,1,3,5,5−ペンタフェニル−1,3,5−トリメチルペンタントリシロキサン1.0重量部をサンプルミルで混合し処理外添剤3を得た。
疎水性酸化チタンJMT−150AO(平均粒径15nm、テイカ(株)製)10重量部、1,1,3,5,5−ペンタフェニル−1,3,5−トリメチルペンタントリシロキサン2.5重量部をサンプルミルで混合し処理外添剤4を得た。
疎水性ヒュームドシリカR8200(平均粒径12nm、日本アエロジル(株)製)10重量部、1,1,3,5,5−ペンタフェニル−1,3,5−トリメチルペンタントリシロキサン10.0重量部をサンプルミルで混合し処理外添剤5を得た。
疎水性ヒュームドシリカR8200(平均粒径12nm、日本アエロジル(株)製)10重量部、オクタメチルトリシロキサン2.5重量部をサンプルミルで混合し処理外添剤6を得た。
疎水性ヒュームドシリカR8200(平均粒径12nm、日本アエロジル(株)製)10重量部、1,1,1,3,3,5,5−ヘプタメチル−5−フェニルペンタントリシロキサン2.5重量部をサンプルミルで混合し処理外添剤7を得た。
疎水性ヒュームドシリカR8200(平均粒径12nm、日本アエロジル(株)製)10重量部、ジメチルシリコーンオイルKF−96−50cs(信越化学工業(株)製)2.5重量部をサンプルミルで混合し処理外添剤8を得た。
<外添トナー1の作製>
トナー粒子1 100重量部に対して、処理外添剤1を2重量部添加して、サンプルミルにてブレンドし、外添トナー1を得た。
ポリメチルメタクリレート(綜研化学(株)製)を1重量%被覆した体積平均粒径50μmのフェライトキャリアに対し、トナー濃度が5重量%となるよう上記外添トナー1を秤量し、Vブレンダーで30分間撹拌、混合して現像剤1を調製した。
得られた現像剤1を用い、下記の画像出力テスト、クリーニング性テストを実施した。結果を表1に示す。
30℃88%の高湿環境下でDocuCenterColor400(富士ゼロックス(株)製)の改造機を用いて、A4サイズの普通紙(富士ゼロックス(株)製、C2紙)を使用し、日本画像学会テストチャート番号8、5%を用いて30,000枚の画像を2日間かけて出力する試験を行った。初日に20,000枚連続出力し、翌日の朝一運転で日本画像学会テストチャート番号1を出力した後に、更に1日で10,000枚連続出力した。計30,000枚出力した翌日の朝一運転で日本画像学会テストチャート番号1を出力し画質を評価した。評価はCまでを許容範囲とした。
A:画像上にかぶりは観察されず、画質に問題はない。実機内汚染も観察されない。
B:画像上にかぶりは現れていないが、実機内汚染がわずかに観察される。
C:画像上に僅かなかぶりが観察され、実機内汚染が現れる。
D:画像上にかぶり、細線の再現性低下が観察され、実機内汚染が観察される。
20℃15%の低湿環境下でDocuCenterColor400(富士ゼロックス(株)製)の改造機を用いて、A4サイズの普通紙(富士ゼロックス(株)製、C2紙)を使用し、日本画像学会テストチャート番号8、5%を用いて30,000枚の画像を出力する試験を行った。10,000枚ごとに感光体を抜き出し、感光体表面と出力した画像表面を目視で観察した。評価は以下の通りであり、Cまでを許容範囲とした。なおDになったものはその段階で試験を中止した。20,000枚終了時点でCよりも良いものについて本実施形態に係るトナーとしてクリーニング性に優れるものとした。
A:感光体上の異物の付着、画像上のトナー汚れをともに目視では観察できない。
B:感光体上の異物の付着は認められるが、画像上には現れていない。
C:感光体上の異物の付着が認められ、画像上に僅かなトナー汚れが観察される。
D:感光体全面にトナー汚れが観察される。
<外添トナー2の作製>
トナー粒子1 100重量部に対して、処理外添剤2を2重量部添加して、サンプルミルにてブレンドし、外添トナー2を得た。
外添トナー1のかわりに、外添トナー2を用いた以外は、現像剤1の調製と同様に操作し現像剤2を得た。
<外添トナー3の作製>
トナー粒子1 100重量部に対して、処理外添剤3を2重量部添加して、サンプルミルにてブレンドし、外添トナー3を得た。
外添トナー1のかわりに、外添トナー3を用いた以外は、現像剤1の調製と同様に操作し現像剤3を得た。
<外添トナー4の作製>
トナー粒子1 100重量部に対して、処理外添剤4を2重量部添加して、サンプルミルにてブレンドし、外添トナー4を得た。
外添トナー1のかわりに、外添トナー4を用いた以外は、現像剤1の調製と同様に操作し現像剤4を得た。
<外添トナー5の作製>
トナー粒子1 100重量部に対して、処理外添剤5を4重量部添加して、サンプルミルにてブレンドし、外添トナー5を得た。
外添トナー1のかわりに、外添トナー5を用いた以外は、現像剤1の調製と同様に操作し現像剤5を得た。
<外添トナー6の作製>
トナー粒子2 100重量部に対して、処理外添剤1を2重量部添加して、サンプルミルにてブレンドし、外添トナー6を得た。
外添トナー1のかわりに、外添トナー6を用いた以外は、現像剤1の調製と同様に操作し現像剤6を得た。
<外添トナー7の作製>
トナー粒子3 100重量部に対して、処理外添剤1を2重量部添加して、サンプルミルにてブレンドし、外添トナー7を得た。
外添トナー1のかわりに、外添トナー7を用いた以外は、現像剤1の調製と同様に操作し現像剤7を得た。
<外添トナー8の作製>
トナー粒子1 100重量部に対して、処理外添剤6を2重量部添加して、サンプルミルにてブレンドし、外添トナー8を得た。
外添トナー1のかわりに、外添トナー8を用いた以外は、現像剤1の調製と同様に操作し現像剤8を得た。
<外添トナー9の作製>
トナー粒子1 100重量部に対して、処理外添剤7を2重量部添加して、サンプルミルにてブレンドし、外添トナー9を得た。
外添トナー1のかわりに、外添トナー9を用いた以外は、現像剤1の調製と同様に操作し現像剤9を得た。
<外添トナー10の作製>
トナー粒子1 100重量部に対して、疎水性ヒュームドシリカR8200(平均粒径12nm、日本アエロジル(株)製)を2重量部添加して、サンプルミルにてブレンドし、外添トナー10を得た。
外添トナー1のかわりに、外添トナー10を用いた以外は、現像剤1の調製と同様に操作し現像剤10を得た。
<外添トナー11の作製>
トナー粒子1 100重量部に対して、処理外添剤8を2重量部添加して、サンプルミルにてブレンドし、外添トナー11を得た。
外添トナー1のかわりに、外添トナー11を用いた以外は、現像剤1の調製と同様に操作し現像剤11を得た。
Claims (7)
- 請求項1に記載の静電荷像現像用トナーとキャリアとを含有する静電荷像現像剤。
- 請求項1に記載の静電荷像現像用トナーを収容するトナーカートリッジ。
- 請求項2に記載の静電荷像現像剤を収容する現像剤カートリッジ。
- 請求項2に記載の静電荷像現像剤を収容し、かつ前記静電荷像現像剤を保持して搬送する現像剤保持体を備えるプロセスカートリッジ。
- 像保持体と、
前記像保持体を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、
トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、
前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、
前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、
前記像保持体を清掃する清掃手段と、を有し、
前記現像剤が請求項1に記載の静電荷像現像用トナー、又は、請求項2に記載の静電荷像現像剤である
画像形成装置。 - 像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、
前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、
前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、
前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程、及び、
前記像保持体上に残留する現像剤を清掃する清掃工程、を含み、
前記現像剤として請求項1に記載の静電荷像現像用トナー、又は、請求項2に記載の静電荷像現像剤を用いる
画像形成方法。
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