JP2014106447A - 静電潜像現像用トナー、プロセスカートリッジ、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも第1の樹脂、着色剤及び離型剤を含む芯粒子の表面に、第2の樹脂を含む樹脂微粒子が付着して形成された突起部を有する静電潜像現像用トナーであって、該トナーの分散液に20kHz、80Wの超音波を0分、1分、3分、5分照射した後、各トナーの分散液を遠心分離したときの上澄液における、波長800nmの光の透過率の変動係数が0.20以下である静電潜像現像用トナー。
【選択図】なし
Description
しかし、現像装置内の攪拌部材や規制部材である規制ブレードによってトナーにかかる圧力などで、トナー粒子表面から外添剤としての無機微粒子や樹脂微粒子が離脱し、離脱したシェルが規制ブレードなどに付着し固着の原因となるという問題がある。
この問題について、特許文献1の技術でも、シェルを構成する樹脂微粒子からなる突起部の離脱や外添剤の離脱については考慮しておらず、地肌汚れ、長期使用時の帯電低下、トナー規制部材等へのトナーの固着などの問題を同時に解決することはできない。
なお、特許文献2には、トナーに超音波を照射した際にトナーから離脱した微粉(小粒径粒子)の変化量を規定した発明が開示されているが、シェルを構成する樹脂微粒子からなる突起部を持つ構造のトナーではないから、該樹脂微粒子の離脱とは無関係である。
1) 少なくとも第1の樹脂、着色剤及び離型剤を含む芯粒子の表面に、第2の樹脂を含む樹脂微粒子が付着して形成された突起部を有する静電潜像現像用トナーであって、該トナーの分散液に20kHz、80Wの超音波を0分、1分、3分、5分照射した後、各トナーの分散液を遠心分離したときの上澄液における、波長800nmの光の透過率の変動係数が0.20以下であることを特徴とする静電潜像現像用トナー。
2) 前記変動係数が0.10以下であることを特徴とする1)に記載の静電潜像現像用トナー。
3) 前記第2の樹脂微粒子の付着工程において、前記芯粒子の分散液に、第2の樹脂を含む樹脂微粒子分散液を投入して芯粒子上に付着させるに当たり、投入口を2つ又は3つとすることを特徴とする1)又は2)に記載の静電潜像現像用トナー。
4) 前記トナーが、有機溶剤に前記第1の樹脂を溶解又は分散し、これを水系媒体中で分散させる工程を経て得られたものであることを特徴とする1)〜3)のいずれかに記載の静電潜像現像用トナー。
5) 前記第1の樹脂がポリエステル樹脂であることを特徴とする1)〜4)のいずれかに記載の静電潜像現像用トナー。
6) 前記第2の樹脂がモノマー成分としてスチレンを含む樹脂であることを特徴とする1)〜5)のいずれかに記載の静電潜像現像用トナー。
7) ATR法による700cm−1/828cm−1が0.3以上であることを特徴とする1)〜6)のいずれかに記載の静電潜像現像用トナー。
8) 前記第2の樹脂が2種類以上のモノマーの共重合によって得られた樹脂であり、該モノマーのうち、アクリル酸系モノマーを5〜30質量%含むことを特徴とする1)〜7)のいずれかに記載の静電潜像現像用トナー。
9) 1)〜8)のいずれかに記載のトナーを用いたプロセスカートリッジ。
10) 9)に記載のプロセスカートリッジを搭載した画像形成装置。
前記透過率は、あるストレスを受けた場合のトナー表面における第2の樹脂の遊離量を示しており、画像形成装置内でいうと、規制ブレードなどのストレスにより第2の樹脂が離脱する程度を示している。
上記要件を満たすトナーは、トナーの表面に分散する無機微粒子やトナー芯粒子の表面に分散する樹脂微粒子の付着が強固であり、現像システム中での遊離微粒子の離脱が抑制され、規制部材への固着が減少し、更に長期使用時の帯電低下を防止できる。
溶解懸濁法は、少なくとも樹脂と着色剤を含むトナー材料組成物を有機溶剤に溶解又は分散させ、次いで、分散剤の存在下、水性溶剤中で、撹拌機、ホモミキサー、ホモジナイザー等を用いて、所望の粒度分布のトナーが得られるように分散させた後、有機溶剤を除去することによりトナースラリーを得る方法である。トナーは、公知の方法に従い、洗浄・濾過により回収し、乾燥させることにより単離することができる。
溶解懸濁法では有機溶剤に溶解する樹脂を用いる。その例としては、従来公知の、ポリエステル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ポリオール樹脂、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、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、尿素樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。定着性の観点からはポリエステル樹脂が好適である。
トナーの粘弾性特性は定着温度未満では軟化せず、定着温度に達すると一気に軟化するが、それ以上温度を上げても高温オフセット防止のために軟化し過ぎないことが好ましい。定着温度以上になっても軟化し過ぎず、粘弾性を維持しているトナーを得るためには、ポリエステル樹脂の末端にイソシアネート基を有するイソシアネート変性ポリエステルを用い、トナーの製造過程でイソシアネート基同士を反応させて伸長させ、トナー中に適度な架橋構造を持たせることが好ましい。
イソシアネート変性ポリエステルとしては、ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物で活性水素基を有するポリエステルを、更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。前記活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基及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るが、アルコール性水酸基が好ましい。
ポリオール(1)としては、ジオール(1−1)と3価以上のポリオール(1−2)が挙げられ、(1−1)単独、又は(1−1)と少量の(1−2)の混合物が好ましい。
ジオール(1−1)としては、アルキレングリコール(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、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。
3価以上のポリオール(1−2)としては、3〜8価又はそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
ポリカルボン酸(2)としては、ジカルボン酸(2−1)と3価以上のポリカルボン酸(2−2)が挙げられ、(2−1)単独、又は(2−1)と少量の(2−2)の混合物が好ましい。
ジカルボン酸(2−1)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸及び炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。
3価以上のポリカルボン酸(2−2)としては炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、ポリカルボン酸(2)としては、上述のものの酸無水物又は低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてポリオール(1)と反応させてもよい。
ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、更に好ましくは1.3/1〜1.02/1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;及びこれら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、更に好ましくは2.5/1〜1.5/1である。
[NCO]/[OH]が5を超えると残留するポリイソシアネート化合物がトナーの帯電性に悪影響を及ぼす。
イソシアネート変性ポリエステルを伸長させるため、伸長剤としてアミン類(B)を用いてもよい。
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)、及び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。
ジアミン(B1)としては、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)及び脂肪族ジアミン(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。
上記アミン類(B)のうち好ましいのは、B1及びB1と少量のB2の混合物である。
アミン類(B)の比率は、イソシアネート変性ポリエステル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、更に好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2を超えたり、1/2未満では、イソシアネート変性ポリエステルの伸長反応が十分に進行せず、好適な粘弾性特性が得られないおそれがある。
イソシアネート変性ポリエステルは、1種類のみを用いてもよいが、例えば1種類以上の直鎖状のイソシアネート変性ポリエステルと、1種類以上の分岐構造を有するイソシアネート変性ポリエステルを組み合わせて用いることにより、トナーの粘弾性設計を好ましく行うことができる。特にトナー中に架橋点間距離を広く取った架橋構造を均一に存在させるためには、分岐構造を有するイソシアネート変性ポリエステルを比較的低分子量に設計し、これと直鎖状のイソシアネート変性ポリエステルを併用することが好ましい。これは、イソシアネート変性ポリエステルの分子鎖を長く設計すると、トナーの熱特性が悪化することがあるためである。その原因としては、トナー製造過程の油相中において分子鎖がランダムコイル状に収縮し、局所的に架橋構造を形成するか、分子内でイソシアネート基が反応を完結してしまい、トナー全体にわたって架橋構造を持たせることができないためであると考えられる。
本発明では、イソシアネート変性ポリエステルと共に、イソシアネート変性されていないポリエステル(未変性ポリエステル)を用いてもよい。未変性ポリエステルを用いることにより、トナーの粘弾性設計がより行い易くなる。未変性ポリエステルとしては、前述したポリオール(1)とポリカルボン酸(2)との重縮合物などが挙げられる。
有機溶剤は、容易に除去可能とするため、沸点が100℃未満のものを用いることが好ましい。その例としては、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等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組合せて用いることができる。
水性溶剤は、水単独でもよいが、水と混和可能な有機溶剤を併用することもできる。混和可能な有機溶剤としては、メタノール、イソプロパノール、エチレングリコール等のアルコール、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、メチルセロソルブ等のセロソルブ類、アセトン、メチルエチルケトン等の低級ケトン類等が挙げられる。
トナー材料100質量部に対する水性溶剤の使用量は、通常、50〜2000質量部とし、100〜1000質量部が好ましい。使用量が50質量部未満では、トナー材料の分散状態が悪くなるおそれがある。また、2000質量部を超えると経済的でない。
無機分散剤としては、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、アルミナ、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ及びヒドロキシアパタイト等を用いることができる。
本発明のトナーでは、従来フルカラートナーで使用されている公知の着色剤を用いても良い。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、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、銅フタロシアニン、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・レッド184、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17、C.I.ピグメント・イエロー74、C.I.ソルベント・イエロー162、C.I.ピグメント・イエロー180、C.I.ピグメント・イエロー185、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等が挙げられる。
トナー粒子中の着色剤の含有量は、全バインダー樹脂100質量部に対し2〜15質量部が好ましい。着色剤は、分散性の観点から第1バインダー樹脂と第2バインダー樹脂の混合バインダー樹脂中に分散されたマスターバッチの形態で使用されることが好ましい。マスターバッチの添加量は、含有する着色剤の量が上記範囲内となるような量であればよい。マスターバッチ中の着色剤の含有率は20〜40質量%が好適である。
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);及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ことから、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素が好ましく、特にパラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスが好ましい。
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ポリエステルを含有させることができる。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−オクタンジオール等が挙げられる。その中でも1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオールが好ましく、更に好ましくは1,6−ヘキサンジオールである。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炭素数2〜8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。
結晶性ポリエステルは、トナー中に3〜10重量%含有するのが好ましい。3重量%未満では低温定着性にあまり効果が見られず、逆に10重量%を超えると帯電性が悪化し、飛び散りなどが発生することがある。
なお、結晶性樹脂(結晶性ポリエステル)と非結晶性樹脂とは熱特性で判別される。結晶性樹脂は、例えばDSC測定においてワックスのように明確な吸熱ピークを有する樹脂を指す。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。
第2の樹脂は、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て得られるビニル系樹脂からなる。
本発明に係る着色樹脂粒子を静電潜像現像用トナーなどの帯電することにより機能する粒子として用いるためには、着色樹脂粒子表面は帯電し易い構造を有しているのがよい。そのためには、芳香環構造のような電子が安定に存在できる電子軌道を持ちビニル重合性官能基を有する芳香族化合物を、モノマー混合物のうち50〜100質量%、好ましくは80〜100質量%含むのが良い。前記芳香族化合物が50質量%未満では、得られた着色樹脂粒子の帯電性が乏しく、着色樹脂粒子のアプリケーションが限定される。
具体的なモノマー例としては、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、又はそれらの金属塩、4−スチレンスルホン酸又はその金属塩、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。これらの中でも、帯電性の高いスチレンが好ましい。
アクリル系モノマーとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸−n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸−n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸−n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸−2−エチルヘキシルが挙げられる。
ビニル系樹脂を得る方法は特に限定されないが、以下の(a)〜(f)が挙げられる。
(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、分散重合法などにより重合させ、ビニル系樹脂微粒子の分散液を製造する。
(b)予めモノマー混合物を重合し、得られた樹脂を機械回転式又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)予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)予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別の溶剤を添加することにより、又は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)予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、次いで加熱又は減圧等によって溶剤を除去する。
(f)予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。
これらの中で、製造が容易で、樹脂微粒子を分散液として得られることから次工程への適用をスムーズに行うことができる(a)の方法が好ましい。
分散安定剤としては界面活性剤、無機分散剤などが挙げられる。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、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。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。
次に、トナーの製造工程について説明する。
<油相作製工程>
有機溶剤中に第1の樹脂、着色剤、離型剤などを溶解又は分散させた油相を作製するには、有機溶剤中に、攪拌しながら樹脂、着色剤などを徐々に添加していけばよい。ただし、着色剤として顔料を用いる場合や、ワックスや帯電制御剤などで有機溶剤に溶解しにくいようなものを添加する場合、有機溶剤への添加に先立って粒子を小さくしておいてもよい。
更に別の手段として、有機溶剤の沸点未満で溶融するようなものを分散する場合には、有機溶剤中で、必要に応じて分散助剤を添加し、分散質と共に攪拌しながら加熱し、一旦溶解させた後、攪拌又はせん断しながら冷却を行うことによって晶析を行い、分散質の微結晶を生成させても良い。
以上の手段により分散された着色剤、ワックス、帯電制御剤は、有機溶剤中に樹脂と共に溶解又は分散させた後、更に分散を行っても良い。分散に際しては公知のビーズミルやディスクミルなどの分散機を用いることができる。
界面活性剤を含む水系媒体中に前述の工程で得た油相を分散させ、油相からなるトナー粒子母体が分散した分散液を作製する。その方法は特に限定されないが、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にするためには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、回転数は特に限定されないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。
分散時の温度は、通常、0〜40℃、好ましくは10〜30℃である。40℃を超えると分子運動が活発になるため分散安定性が低下し凝集体や粗大粒子が発生し易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。
界面活性剤の水系媒体中での濃度は、1〜10質量%、好ましくは2〜8質量%、より好ましくは3〜7質量%とする。10質量%を超えると、油滴が小さくなりすぎたり、逆ミセル構造を形成して分散安定性が低下し油滴が粗大化したりするため好ましくない。また、1質量%未満では、油滴の分散を安定に行うことができず油滴が粗大化してしまうため好ましくない。
得られた芯粒子分散液は、攪拌を行っている間は安定に芯粒子の液滴を存在させておくことができる。その状態で前述のビニル系樹脂微粒子分散液を投入して芯粒子上に付着させる。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、あまり長い時間かけて(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ない。
ビニル系樹脂微粒子分散液は、低分子量樹脂微粒子の分散液と高分子量樹脂微粒子の分散液を添加前に混合した分散液を添加してもよく、好ましいのは、低分子量樹脂微粒子の分散液添加後、5〜60分の間に高分子量樹脂微粒子の分散液を添加するのが好ましい。添加前の事前混合でも良い理由は、溶剤を含んだ芯粒子表面上で芯粒子と相溶性の高い低分子量樹脂微粒子が先にシェル層を形成し、その後で高分子量樹脂微粒子が芯粒子表面上にシェル層を形成するためである。
この他に、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。
得られた着色樹脂分散体から有機溶剤を除去するには、系全体を攪拌しながら徐々に昇温し、液滴中の有機溶剤を完全に蒸発除去する方法を採用できる。また得られた着色樹脂分散体を攪拌しながら乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の有機溶剤を完全に除去する方法や、着色樹脂分散体を攪拌しながら減圧し、有機溶剤を蒸発除去する方法も採用できる。後の2つの手段は、最初の手段と併用することも可能である。
乳化分散体を噴霧する乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶剤の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルンなどの短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。
末端にイソシアネート基を有する変性樹脂を添加する場合は、イソシアネートの伸長・架橋反応を進めるために熟成工程を設けても良い。熟成時間は、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常0〜65℃、好ましくは35〜50℃である。
上記の方法で得られた着色樹脂粒子の分散液には、着色樹脂粒子のほか、界面活性剤などの副材料が含まれているため、着色樹脂粒子のみを取り出すために洗浄を行う。
洗浄方法としては、遠心分離法、減圧濾過法、フィルタープレス法などがあるが、特に限定されない。洗浄により着色樹脂粒子のケーキ体が得られるが、一度の操作で十分に洗浄できない場合は、得られたケーキを再度水系溶剤に分散させてスラリーにし、上記洗浄工程を繰り返しても良い。また、減圧濾過法やフィルタープレス法の場合には、水系溶剤をケーキに貫通させて着色樹脂粒子が抱き込んだ副材料を洗い流す方法を採っても良い。この水系溶剤には水又は水にメタノール、エタノールなどのアルコールを混合した混合溶剤を用いるが、コストや排水処理などによる環境負荷を考えると水が好ましい。
超音波照射後の透過率を向上させるための手段の1つとして、洗浄工程で離脱しやすい第2の樹脂や顔料を予め取り除く方法がある。例えば、上述した洗浄工程において、着色樹脂粒子のスラリーに超音波を照射すると、離脱し易い第2の樹脂や顔料が取れ、洗浄時に除去することができる。この工程を経ることで、5分での透過率を60%以上に上げることができる。
洗浄された着色樹脂粒子は水系媒体を多く抱き込んでいるため、乾燥して水系媒体を除去することにより着色樹脂粒子のみを得ることができる。乾燥方法としては、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動槽乾燥機、回転式乾燥機、攪拌式乾燥機などの乾燥機を使用することができる。
着色樹脂粒子は最終的に水分が1質量%未満になるまで乾燥させるのが好ましい。
乾燥後の着色樹脂粒子は軟凝集をしており、使用に際して不都合が生じる場合には、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、コーヒーミル、オースターブレンダー、フードプロセッサーなどの装置を利用して解砕を行い、軟凝集をほぐしても良い。
超音波照射後の透過率を上げるための手段の1つとして、解砕工程でより高い機械的ストレスを与え、第2の樹脂を第1の樹脂に強固に固定化する方法がある。例えば、ミキサーの周速やデフレクタ−の角度、着色樹脂粒子の仕込み量、解砕時の温度等を制御することによって調整することができる。
図1は、本発明の画像形成装置の一例を示す図である。
図1において、電子写真式フルカラー複写装置である画像形成装置1は、それぞれ併設された4個のプロセスカートリッジユニット2を備えている。
各プロセスカートリッジユニット2は、潜像担持体としての感光体ドラム3、帯電ローラ4、現像装置5、クリーニング手段6を一体的に結合した構成を有しており、各現像装置5内に貯容されている現像剤の色が異なることを除き同一に構成されている。各プロセスカートリッジユニット2は、後述する中間転写ベルト8の移動方向に沿って配置されており、ベルト移動方向の上流側からイエロ、シアン、マゼンタ、ブラックの各色の順に並べられている。各プロセスカートリッジユニット2は、それぞれのストッパを操作することにより画像形成装置1の装置本体に対して着脱自在且つ互換可能に構成されている。
現像装置5は1成分接触現像方式を採用しており、現像装置5には図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが供給される。感光体ドラム3上に形成された静電潜像をトナー像として顕像化する現像装置5については後述する。
クリーニング手段6は、感光体ドラム3の表面に付着した転写後の残存トナーをクリーニングする。
現像装置5は、トナー収容室14と、トナー収容室14の下方に設けられた現像剤供給部としてのトナー供給室15とを有しており、トナー供給室15の下部には現像剤担持体としての現像ローラ16、現像ローラ16に当接配置された現像剤層規制部材としてのブレード17、現像剤供給手段としての供給ローラ18が配設されている。現像ローラ16は感光体ドラム3に接触配置されており、高圧電源から所定の現像バイアスが印加される。トナー収容室14内には、図2において反時計方向に回転することにより収容されているトナーを流動させるトナー撹拌部材19が配設されている。流動したトナーは、供給ローラ18の直上に設けられた開口部20を通りトナー供給室15へと落下する。開口部20は供給ローラ18の直上のみに位置するように構成されており、ブレード17の直上にはトナー収容室14とトナー供給室15とを仕切る壁が設けられている。
供給ローラ18は、回転駆動手段によって、図2において反時計方向に回転駆動され、その表面に付着させたトナーを現像ローラ16の表面に塗布供給する。現像ローラ16としては弾性ゴム層を被覆したものが用いられ、弾性ゴム層の表面にはトナーとは逆の極性に帯電し易い材料からなる表面コート層が設けられている。現像ローラ16は、回転駆動手段によって図2において反時計方向に回転駆動され、その表面に保持したトナーをブレード17及び感光体ドラム3との対向位置へと搬送する。
本実施形態において感光体ドラム3は時計方向に回転しており、現像ローラ16の表面は感光体ドラム3との対向位置において感光体ドラム3と同方向に移動する。
ブレード17によって薄層化されたトナーは、現像ローラ16の回転によって感光体ドラム3との対向位置へと搬送され、現像ローラ16に印加された現像バイアスと感光体ドラム3上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて感光体ドラム3の表面に移動し、静電潜像が顕像化される。
感光体ドラム3の表面に移動せず現像ローラ16の表面に残存したトナーが再びトナー供給室15へと戻る部分には、トナーが現像装置5の外部へと漏れ出ることを防止する封止シール21が、現像ローラ16に当接して配置されている。
また、上述の現像装置を備え画像形成装置1に対して着脱自在なプロセスカートリッジユニット2とすることにより、画像形成装置1に対する着脱を容易に行うことができ、操作性及びメンテナンス性を大幅に向上させることができる。
また、実施例及び比較例で得たトナーを、一成分現像剤として用いて評価を行ったが、本発明のトナーは、好適な外添処理とキャリアを使用することにより、二成分現像剤としても使用することができる。
各材料のTgは、理学電機社製TG−DSCシステムTAS−100を使用して測定した。
試料約10mgをアルミ製試料容器に入れ、それをホルダユニットに載せ、電気炉中にセットした。室温から昇温速度10℃/分で150℃まで加熱した後、150℃で10分放置し、続いて室温まで冷却して10分放置し、窒素雰囲気下で再度150℃まで昇温速度10℃/分で加熱してDSC測定を行った。Tgは、TAS−100システム中の解析システムを用いて、Tg近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出した。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水498部を入れ、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106.6部加え、15分後に、スチレンモノマー160部、アクリル酸−n−ブチル40部、n−オクタンチオール1.4部のモノマー混合液を90分かけて滴下し、その後、更に60分間80℃に保ち重合反応させた。その後、冷却して白色の[樹脂微粒子分散液1]を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水498部を入れ、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106.6部加え、15分後に、スチレンモノマー180部、アクリル酸−n−ブチル20部、n−オクタンチオール1.4部のモノマー混合液を90分かけて滴下し、その後、更に60分間80℃に保ち重合反応させた。その後、冷却して白色の[樹脂微粒子分散液2]を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水498部を入れ、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106.6部加え、15分後に、スチレンモノマー138部、アクリル酸−n−ブチル62部、n−オクタンチオール1.4部のモノマー混合液を90分かけて滴下し、その後、更に60分間80℃に保ち重合反応させた。その後、冷却して白色の[樹脂微粒子分散液3]を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水498部を入れ、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106.6部加え、15分後に、スチレンモノマー192部、アクリル酸−n−ブチル8部、n−オクタンチオール1.4部のモノマー混合液を90分かけて滴下し、その後、更に60分間80℃に保ち、重合反応させた。その後、冷却して白色の[樹脂微粒子分散液4]を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水498部を入れ、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106.6部加え、15分後に、スチレンモノマー120部、アクリル酸−n−ブチル80部、n−オクタンチオール1.4部のモノマー混合液を90分かけて滴下し、その後、更に60分間80℃に保ち重合反応させた。その後、冷却して白色の[樹脂微粒子分散液5]を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水498部を入れ、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106.6部加え、15分後に、スチレンモノマー170部、アクリル酸−n−ブチル30部、n−オクタンチオール1.4部のモノマー混合液を90分かけて滴下し、その後、更に60分間80℃に保ち重合反応させた。その後、冷却して白色の[樹脂微粒子分散液6]を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物49.5部、エチレングリコール8.0部、テレフタル酸22.3部、イソフタル酸15.0部、無水トリメリット酸5.2部を仕込み、エステル化触媒としてテトラブトキシチタネート0.03部を添加し、窒素雰囲気下、220℃に昇温して、撹拌しながら5時間反応を行い、ポリエステル樹脂を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、得られたポリエステル樹脂100.0部、テトラヒドロフラン90.0部、ジエチルアミノエタノール2.0部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5部を仕込み、80℃に加熱して溶解した。次に、80℃のイオン交換水300.0部を添加して水分散させた後、得られた水分散体を蒸留装置に移し、留分温度が100℃に達するまで蒸留を行った。冷却後、得られた水分散体にイオン交換水を加え、分散液中の樹脂濃度が20%になるように調整し、[樹脂微粒子分散液7]を得た。
冷却管撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、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プロピレンオキサイド2モル付加物400部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部及びジブチルチンオキサイド2部を仕込み、常圧下、230℃で8時間反応させた。次いで、10〜18mmHgの減圧下で、7時間反応させた後、反応容器中に無水トリメリット酸20部を添加し、常圧下、180℃で軟化点が110℃になるまで反応させて、[ポリエステル樹脂1]を合成した。得られた[ポリエステル樹脂1]のガラス転移温度(Tg)は63℃であった。
冷却管撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物1210部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物2750部、テレフタル酸910部、アジピン酸190部及びジブチルチンオキサイド10部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応させた。次いで、10〜18mmHgの減圧下で5時聞反応させた後、反応容器に無水トリメリット酸220部を入れ、常圧下、180℃で軟化点が95℃になるまで反応させて、[ポリエステル樹脂2]を合成した。得られた[ポリエステル樹脂2]のTgは49℃であった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に1,6−ヘキサンジオール450部、コハク酸450部、ジブチルチンオキサイド2.5部を入れ、常圧200℃で8時間反応させ、更に10〜15mmHgの減圧下で1時聞反応させて[結晶性ポリエステル]を得た。[結晶性ポリエステル]は、DSC測定における吸熱ピークが65℃であった。
冷却管、撹拌機及び窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部及びジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応させた。次いで、10〜15mmHgの減圧下で5時間反応させて[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は数平均分子量2100、質量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価49であった。
次に、冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に[中間体ポリエステル1]411部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れ、100℃で5時間反応させて、[プレポリマー1]を得た。
C.I.ピグメント・レッド122:40部、ポリエステル樹脂1:60部、水:30部をヘンシェルミキサーで混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。この混合物をロ−ル表面温度130℃に設定した2本ロールにより45分混練し、パルベライザーで1mmの大きさに粉砕して、[マスターバッチ1]を得た。
カーボンブラック(キャボット社製リーガル400R)40部、ポリエステル樹脂1を60部、水30部をヘンシェルミキサーで混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。この混合物をロ−ル表面温度130℃に設定した2本ロールにより45分混練し、パルベライザーで1mmの大きさに粉砕して、[マスターバッチ2]を得た。
以下の手順でトナーを作製した。表1に使用した樹脂微粒子分散液の種類、樹脂微粒子を構成するモノマー中のアクリルモノマーの比率(アクリル比)、樹脂微粒子投入口数、突起部の強固接着化方法を示す。
イオン交換水970部、分散安定用の有機樹脂微粒子(スチレン−メタクリル酸−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25%水性分散液40部、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95部、酢酸エチル98部を混合撹拌したところ、pH6.2となった。これに10%水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpH9.5に調整し、[水相1]を得た。
撹拌棒及び温度計をセットした容器に、[ポリエステル樹脂1]20部、[パラフィンワックス(融点72℃)]12部、酢酸エチル100部、ワックス分散剤として、スチレン・ポリエチレンポリマー(Tg=72℃、数平均分子量7100)6部を仕込み、撹拌下で80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、WAXの分散を行い、[WAX分散液1]を得た。
[ポリエステル樹脂1]90部、[ポリエステル樹脂2]10部、[結晶性ポリエステル]7部、[マスターバッチ1]12部、[WAX分散液1]33部、酢酸エチル80部をTKホモミキサー(特殊機化製)により8,000rpmで30分混合した後、[プレポリマー1]15部を加え、TKホモミキサーにより8,000rpmで2分混合して、[油相1]を得た。得られた[油相1]の固形分を測定したところ58%であった。
[油相1]100部を[水相1]100部に加え、ミキサーのせん断熱による温度上昇を抑えるため水浴で冷却して液中温度を20〜23℃の範囲になるように調整しながら、TKホモミキサーを用いて回転数8,000〜15,000rpmで2分混合した後、アンカー翼を取り付けたスリーワンモーターで回転数130〜350rpmで10分攪拌し、芯粒子となる油相の液滴が水相に分散された[芯粒子スラリー1]を得た。
[芯粒子スラリー1]を、アンカー翼を取り付けたスリーワンモーターにより、回転数130〜350rpmで攪拌しながら、液温22℃の状態で、[樹脂微粒子分散液1]0.37部とイオン交換水1.09部を混合した分散液を3分かけて2方向より滴下した。2方向は、1つの投入口と、これを基準として180°移動した位置とした。回転数200〜450rpmで30分攪拌を続け、[複合粒子スラリー1]を得た。
撹拌機及び温度計をセットした容器に、[複合粒子スラリー1]を投入し、攪拌しながら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)した後、濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキにイオン交換水900部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分)した後、減圧濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/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となるように10%塩酸を加え、そのままスリーワンモーターで攪拌30分後に濾過した。
(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)した後、濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/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。
[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。
〈機械的な力による接着〉
得られた[トナー母体1]100部をFM 20C/1ヘンシェルミキサー(日本コークス工業社製)に入れ、回転数5000rpmで30分混合攪拌し[処理後トナー母体1]を得た。得られた[処理後トナー母体1]を走査電子顕微鏡で観察したところ、芯粒子の表面に扁平化したビニル樹脂が均一に融着していた。
[処理後トナー母体1]100部に対し、市販のシリカ微粉体RY50[日本アエロジル社製;平均一次粒径40nm、シリコーンオイル処理]2.8部、H20TM[クラリアント社製;平均一次粒径20nm、ヘキサメチルジシラザン処理]0.9部を加えて、ヘンシェルミキサーで混合し、目開き60μmの篩を通過させて粗大粒子や凝集物を取り除き、[トナー1]を得た。
表1の実施例2〜8の各欄に示す樹脂微粒子分散液、投入口数、突起部の強固接着化方法を採用した点以外は、[トナー1]と同様にして[トナー2]〜[トナー8]を得た。
突起部の強固接着化方法中の超音波洗浄とは、[トナー1]の製造における洗浄・乾燥工程の(1)工程において、TKホモミキサーで混合する前に、[分散スラリー]に相当するもの100gに対し80Wで5分超音波を照射したものである。したがって、超音波洗浄を行った場合には〈機械的な力による接着〉は必要ないから、<外添工程>では、<洗浄・乾燥工程>を経た[トナー母体]に相当するものを用いた。
<樹脂微粒子付着工程>において、追加するイオン交換水を1.40部に変えた点以外は、[トナー1]と同様にして、[トナー9]を得た。
表1の実施例10、11の各欄に示す樹脂微粒子分散液、投入口数、突起部の強固接着化方法を採用し、[マスターバッチ1]を[マスターバッチ2]に変えた点以外は、[トナー1]と同様にして、[トナー10]及び[トナー11]を得た
表1の比較例1〜3の各欄に示す樹脂微粒子分散液、投入口数、突起部の強固接着化方法を採用した点以外は、[トナー1]と同様にして、[トナー12]〜[トナー14]を得た。
表1の比較例4の欄に示す樹脂微粒子分散液、投入口数、突起部の強固接着化方法を採用し、[マスターバッチ1]を[マスターバッチ2]に変えた点以外は、[トナー1]と同様にして、[トナー15]を得た。
本発明における具体的な測定方法は、以下の通りである。
まず、1Lのポリプロピレン製容器中に、予め不純固形物などを除去したイオン交換水約995gを入れた。この中に分散剤としてドデシル硫酸ナトリウム(関東化学社製)を5g加え、0.5%の分散液を作製した。この分散液を40g秤量し、測定試料のトナーを3g加え、スターラーで90分攪拌した。同様にして、合計4つの分散液を作製した。
トナーが分散液中に十分分散しており、分散液の液面にトナーが浮いていないことを確認した後、容量100mLのステンレスカップ(TOP社製)に移し、出力を80Wに調整した超音照射装置で超音波を照射した。照射する際に超音波の発生元が十分に分散液に浸っていること(液面より1cm以上浸かっていること)を確認した上で、4つの分散液のそれぞれに0分、1分、3分、5分照射した。その際、分散液の温度が10℃〜40℃となるように適宜冷却した。超音波照射装置は「VCX−750」ソニックス&マテリアル社製を用いた。
超音波照射後のトナー分散液を容量15mLの遠沈管に入れ、3000rpmで5分遠心分離した。遠心分離後の上澄み液を液面上部から1.6mL採取し、紫外・可視分光分析装置(島津製作所社製UV−2550)の石英セルにセットし、波長800nmの光の透過率を測定した。測定は0.5%ドデシル硫酸ナトリウム水溶液をリファレンスとして行った(0.5%ドデシル硫酸ナトリウム水溶液の波長800nmの光の透過率を100%とした)。
樹脂微粒子は、前述したようにトナー表面に存在することによりトナーの帯電性向上や耐久性向上に寄与する。また、トナー表面から適度に剥がれることにより、感光体や中間転写体のダム層で無機微粒子を結着させ、クリーニング性を向上させる役割も持つ。
T0は超音波を照射しないときの樹脂微粒子の遊離量であり、トナー中で遊離している樹脂微粒子の量を示す。この遊離している樹脂微粒子は、前述したようにクリーニング性向上に寄与する。
T5は超音波を5分照射しており、これは現像器内で最も強いストレスである規制部での樹脂微粒子の遊離量と関係がある。また、T1、T3は現像器内の攪拌、現像ニップでのストレスと関係している。
トナー表面の樹脂微粒子の量が互いに違うものが接触した場合、樹脂微粒子が多いトナーはより帯電量が高くなり、逆に樹脂微粒子が少ないものは、帯電量が下がってしまう。その結果、トナーの中での帯電量分布がブロードになってしまい、地汚れを引き起こすことになる。そのため、T0〜T5の差を少なくする必要があり、変動係数を0.2以下、好ましくは0.1以下にする。またT5は60%以上が好ましい。変動係数が0.2以下でも、T5が60%未満の場合には、規制部で樹脂微粒子が多く剥がれてしまっているため、帯電性や耐固着性に不安がある。また、T0は98%以下が好ましい。T0が98%を超えてしまうと、クリーニング性が悪化してしまう。
FTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)による測定では、トナー表面から0.3μm程度の深さまでの組成情報が得られる。828cm−1は樹脂由来のピークであり、700cm−1はベンゼン環の置換体由来のピークである。700cm−1/828cm−1が高いということは、帯電性に効果がある芳香族系の樹脂が表面に多く存在していることを示し、帯電性を向上させることができる。
トナーを、6トン、1分の条件でプレスし、ディスク化したものを用いて測定した。
PerkinElmer社製FT−IRで、ATR法(Geクリスタル使用)により、ディスクの表面から0.3μm程度までの深さに存在するワックス量を測定した。
吸光度において828cm−1のピーク強度(樹脂成分)に対する700cm−1のピーク強度(ワックス成分)の相対強度比をFTIR−ATR測定値とした。
トナーをカラー電子写真装置(リコー社製IPSiO SP C220)のBkカートリッジに入れ、Bkステーションにより白ベタ画像をプリントアウトしたときの、白紙上及び感光体上の地肌汚れを観察した。実験は27℃湿度40%の環境で行った。
〔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。
トナーをカラー電子写真装置(リコー社製IPSiO SP C220)のBkカートリッジに入れ、Bkステーションにより白ベタ画像を2千枚プリントアウトした後、規制ブレードの付着トナーを4段階で評価した。実験は27℃湿度40%の環境で行った。
〔評価基準〕
◎:トナー付着がなく非常に良好なレベル
○:トナー付着が目立たず、画質に影響しないレベル
△:トナー付着があり、画質に影響するレベル
×:トナー付着が目立ち、画質に大きく影響するレベル
これに対し、比較例1、2は、第2の樹脂投入時の投入口の数を変えて製造したトナーであるが、投入口が1つ又は4つでは、変動係数が0.20を超えることが分かる。
また、比較例3は樹脂微粒子を添加しないトナーであり、全体的な透過率は高く、変動係数も極めて低いが、樹脂微粒子がないため、帯電性悪化による地肌汚れ、トナー固着が発生した。
2 プロセスカートリッジユニット
3 感光体ドラム
4 帯電ローラ
5 現像装置
6 クリーニング手段6
7 露光手段
8 中間転写ベルト
9 1次転写ローラ
10 2次転写ローラ
11 転写紙
12 定着装置
12a 加熱ローラ
12b 加圧ローラ
13 ベルトクリーニング手段
14 トナー収容室
15 トナー供給室
16 現像ローラ16
17 ブレード
18 供給ローラ
19 トナー撹拌部材
20 開口部
21 封止シール
Claims (10)
- 少なくとも第1の樹脂、着色剤及び離型剤を含む芯粒子の表面に、第2の樹脂を含む樹脂微粒子が付着して形成された突起部を有する静電潜像現像用トナーであって、該トナーの分散液に20kHz、80Wの超音波を0分、1分、3分、5分照射した後、各トナーの分散液を遠心分離したときの上澄液における、波長800nmの光の透過率の変動係数が0.20以下であることを特徴とする静電潜像現像用トナー。
- 前記変動係数が0.10以下であることを特徴とする請求項1に記載の静電潜像現像用トナー。
- 前記第2の樹脂微粒子の付着工程において、前記芯粒子の分散液に、第2の樹脂を含む樹脂微粒子分散液を投入して芯粒子上に付着させるに当たり、投入口を2つ又は3つとすることを特徴とする請求項1又は2に記載の静電潜像現像用トナー。
- 前記トナーが、有機溶剤に前記第1の樹脂を溶解又は分散し、これを水系媒体中で分散させる工程を経て得られたもの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潜像現像用トナー。
- 前記第1の樹脂がポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の静電潜像現像用トナー。
- 前記第2の樹脂がモノマー成分としてスチレンを含む樹脂であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の静電潜像現像用トナー。
- ATR法による700cm−1/828cm−1が0.3以上であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の静電潜像現像用トナー。
- 前記第2の樹脂が2種類以上のモノマーの共重合によって得られた樹脂であり、該モノマーのうち、アクリル酸系モノマーを5〜30質量%含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の静電潜像現像用トナー。
- 請求項1〜8のいずれかに記載のトナーを用いたプロセスカートリッジ。
- 請求項9に記載のプロセスカートリッジを搭載した画像形成装置。
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Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003202701A (ja) * | 2001-11-02 | 2003-07-18 | Ricoh Co Ltd | 静電荷像現像用トナー |
JP2004212739A (ja) * | 2003-01-06 | 2004-07-29 | Ricoh Co Ltd | 静電荷像現像用トナー |
JP2005106892A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Sanyo Chem Ind Ltd | 静電荷像現像用トナーの製造方法 |
JP2007093669A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電荷像現像用トナーの製造方法 |
JP2008191639A (ja) * | 2007-01-09 | 2008-08-21 | Sharp Corp | トナーおよびその製造方法、二成分現像剤、現像装置、画像形成装置 |
JP2008268872A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-11-06 | Ricoh Co Ltd | 静電荷像現像用トナー、二成分現像剤、画像形成方法及び画像形成装置 |
JP2010191272A (ja) * | 2009-02-19 | 2010-09-02 | Sharp Corp | 電子写真用カプセルトナーの製造方法 |
JP2010262111A (ja) * | 2009-05-01 | 2010-11-18 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電写真用トナー、静電写真用現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 |
JP2011028162A (ja) * | 2009-07-29 | 2011-02-10 | Canon Inc | トナー |
JP2011095286A (ja) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Ricoh Co Ltd | トナー及び画像形成装置、画像形成方法、プロセスカートリッジ |
JP2011123483A (ja) * | 2009-11-12 | 2011-06-23 | Ricoh Co Ltd | トナーおよび画像形成装置 |
-
2012
- 2012-11-29 JP JP2012260874A patent/JP2014106447A/ja active Pending
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003202701A (ja) * | 2001-11-02 | 2003-07-18 | Ricoh Co Ltd | 静電荷像現像用トナー |
JP2004212739A (ja) * | 2003-01-06 | 2004-07-29 | Ricoh Co Ltd | 静電荷像現像用トナー |
JP2005106892A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Sanyo Chem Ind Ltd | 静電荷像現像用トナーの製造方法 |
JP2007093669A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電荷像現像用トナーの製造方法 |
JP2008191639A (ja) * | 2007-01-09 | 2008-08-21 | Sharp Corp | トナーおよびその製造方法、二成分現像剤、現像装置、画像形成装置 |
JP2008268872A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-11-06 | Ricoh Co Ltd | 静電荷像現像用トナー、二成分現像剤、画像形成方法及び画像形成装置 |
JP2010191272A (ja) * | 2009-02-19 | 2010-09-02 | Sharp Corp | 電子写真用カプセルトナーの製造方法 |
JP2010262111A (ja) * | 2009-05-01 | 2010-11-18 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電写真用トナー、静電写真用現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 |
JP2011028162A (ja) * | 2009-07-29 | 2011-02-10 | Canon Inc | トナー |
JP2011095286A (ja) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Ricoh Co Ltd | トナー及び画像形成装置、画像形成方法、プロセスカートリッジ |
JP2011123483A (ja) * | 2009-11-12 | 2011-06-23 | Ricoh Co Ltd | トナーおよび画像形成装置 |
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