本発明の製造方法は、以下のa)乃至c)の工程を有することを特徴とする。
a)結着樹脂、着色剤及び前記結着樹脂を溶解しうる有機溶媒とを混合して樹脂溶液を調製する工程。
b)前記樹脂溶液と、有機無機複合微粒子を分散剤として含有する疎水性の分散媒体を混合し、造粒することにより前記樹脂溶液の液滴を形成する工程。
c)前記液滴に含まれる前記有機溶媒を除去してトナー粒子を得る工程。
上記a)、b)、c)の工程を、以下それぞれ樹脂溶液調製工程、造粒工程、脱溶剤工程とする。
本発明における前記樹脂溶液調製工程においては、結着樹脂を溶解することのできる有機溶媒中に、着色剤および必要に応じて他の添加物を加え、ホモジナイザー、ボールミル、コロイドミル、超音波分散機のごとき分散機によって均一に溶解または分散させる。
前記有機溶媒としては、例えば以下のものが挙げられる。アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジ−n−ブチルケトンの如きケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテートの如きエステル系溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブの如きエーテル系溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドの如きアミド系溶剤;トルエン、キシレン、エチルベンゼンの如き芳香族炭化水素系溶剤。
本発明における前記造粒工程においては、前記樹脂溶液と、有機無機複合微粒子を分散剤として含有する疎水性の分散媒体を混合し、造粒することにより前記樹脂溶液の液滴を形成する。
前記分散媒体としては、水系媒体を使用するのが一般的であるが、本発明においては疎水系の分散媒体を使用する。前記疎水性の分散媒体とは、前記有機溶媒よりも疎水性、すなわち極性が前記有機溶媒よりも低い分散媒体を意味する。前記疎水性の分散媒体としては、例えば以下のものが挙げられる。ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ヘキサデカン、シクロヘキサンの如き炭化水素系溶剤;ポリジメチルシロキサンの如きシリコーン系溶剤;高圧状態の二酸化炭素。
本発明における前記脱溶剤工程においては、前記液滴に含まれる有機溶媒を除去してトナー粒子を得る。この時得られたトナー粒子の表面には、前記有機無機複合微粒子がシェル相を形成する。前記有機溶媒の除去方法としては、特に制限はされないが、例えば減圧下にて加熱しながら溶媒を留去する方法、窒素のような不活性の気体をフローする方法、前記疎水性の分散媒体を添加し、疎水性の分散媒体中に移行した前記有機溶剤を徐々に除去していく方法が挙げられる。
(有機無機複合微粒子)
以下に、本発明に使用する有機無機複合微粒子について説明する。
本発明において、前記有機無機複合微粒子は、表面が疎水化処理されている必要がある。疎水化処理は、有機無機複合微粒子に施しても構わないし、疎水化処理を施した無機微粒子を樹脂と複合化させても構わない。有機無機複合微粒子を疎水化処理することで、液滴および疎水性の分散媒体の界面に有機無機複合微粒子が位置しやすくなり、液滴の分散安定性を向上させることができる。
有機無機複合微粒子または有機無機複合微粒子に使用される無機微粒子は、それらに物理吸着する有機ケイ素化合物で化学的に疎水化処理されることが好ましい。好ましい方法としては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたシリカ微粒子を有機ケイ素化合物で処理する。そのような有機ケイ素化合物としては、以下のものが挙げられる。
ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフエニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、1−ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフェニルテトラメチルジシロキサンおよび1分子当り2から12個のシロキサン単位を有し末端に位置する単位にそれぞれ1個宛のSiに結合した水酸基を含有するジメチルポリシロキサン。これらは1種あるいは2種以上の混合物で用いられる。
有機無機複合微粒子または有機無機複合微粒子に使用される無機微粒子は、シリコーンオイルで疎水化処理されても良く、また、上記疎水化処理と併せて処理されても良い。
好ましいシリコーンオイルとしては、25℃における粘度が30mm2/s以上1000mm2/s以下のものが用いられる。例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイルが特に好ましい。
シリコーンオイル処理の方法としては、以下の方法が挙げられる。シランカップリング剤で処理されたシリカ微粒子とシリコーンオイルとをヘンシェルミキサーの如き混合機を用いて直接混合する方法。ベースとなる無機微粒子にシリコーンオイルを噴霧する方法。あるいは適当な溶剤にシリコーンオイルを溶解あるいは分散せしめた後、無機微粒子を加え混合し溶剤を除去する方法がより好ましい。
本発明の有機無機複合微粒子の無機微粒子はシリカ、アルミナ、チタニア、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、炭酸カルシウムが挙げられる。特に無機微粒子がシリカの場合、帯電性に優れるために現像性に対して効果が得られるため好ましい。シリカはヒュームドシリカのように乾式法で得られたものでも、ゾルゲルシリカのように湿式法で得られたものでも構わない。
本発明の有機無機複合微粒子は、個数平均径が50nm以上500nm以下である必要がある。
前記有機無機複合微粒子は、造粒時において前記樹脂溶液による液滴の表面に吸着し、液滴の分散性を向上する分散剤の役割を果たす。液滴の分散性を向上させるためには、上述した脱溶剤工程が完了するまでトナー粒子表面に吸着した状態を保ち、液滴の合一を防ぐ必要がある。そのためには、ある程度大きな粒子を分散剤として使用する必要がある。本発明者らの鋭意検討の結果、前記有機無機複合微粒子の一次粒子の個数平均径を上記範囲内にすることで、液滴の合一を防止し、トナー粒子の粒度分布をシャープにでき、本発明の製造方法により作製されるトナーは、高画質を発現することが可能となった。
有機無機複合微粒子の個数平均径が50nmよりも小さいと、有機無機複合微粒子−液滴間引力が大きくなるため、吸着作用は強くなる。一方で、前記有機無機複合微粒子が吸着した液滴同士の立体反発が小さくなるため、分散安定作用は弱くなる。したがって、前記有機無機複合微粒子は液滴に吸着しやすいが、有機無機複合微粒子が吸着した液滴同士の分散安定性が低いため、合一が生じ、トナー粒子のアスペクト比が増大する。
500nmよりも大きいと、前記有機無機複合微粒子が吸着した液滴同士の立体反発が大きくなるため、分散安定作用は強くなる。一方で、有機無機複合微粒子−液滴間引力が小さくなるため、吸着作用は弱くなる。したがって、有機無機複合微粒子が液滴に吸着維持できないため、液滴に対する有機無機複合微粒子の被覆率が低下し、液滴同士の合一を防ぐことが出来ず、トナー粒子の粒度分布が広くなる。また、液滴に吸着維持できなかった有機無機複合微粒子は、有機無機複合微粒子同士で凝集し、微粉を形成、その結果、微粉率が増加する。より好ましい個数平均径は、70nm以上400nm以下である。
有機無機複合微粒子の個数平均径は、有機無機複合微粒子に使用する無機微粒子の粒径や、無機微粒子と樹脂の量比を変えることで調整することができる。
本発明の有機無機複合微粒子は、樹脂微粒子に無機微粒子が埋め込まれ、表面に前記無機微粒子に由来する凸部を有する構造を有している。
本発明の有機無機複合微粒子は、無機微粒子と樹脂成分を構成するモノマーを含有する組成物の水性分散体を調整した後、前記水性分散体に重合開始剤を添加して、前記モノマーを重合させることで作製することが出来る。本方法により樹脂粒子の表面に無機微粒子が均一に存在している有機無機複合微粒子を得ることができる。
また、水系媒体中に無機微粒子を分散させた状態で、有機溶媒に樹脂成分を溶解させた溶液を投入し、有機無機複合乳化粒子を形成させる方法が挙げられる。この乳化粒子から前記有機溶媒を除去することで、樹脂粒子の表面に無機微粒子が均一に存在している有機無機複合微粒子を得ることができる。
その他、樹脂粒子に後から無機微粒子を打ち込んで作製する製造方法も挙げられる。樹脂粒子に無機微粒子を打ち込む方法としては、ハイブリダイザー(奈良機械製作所社製)、ノビルタ(ホソカワミクロン社製)、メカノフュージョン(ホソカワミクロン社製)、ハイフレックスグラル(アーステクニカ社製)を用いることができる。
本発明では有機無機複合微粒子に含有される樹脂成分が下化学式[1]で表されるシラン化合物により合成される樹脂であることが好ましい。
化学式[1]
X−SiH3-n(OR)n
ここで、Xは有機官能基、Rはメチル又はエチル基、nは1乃至3の整数を表す。
上記化学式[1]のシラン化合物により樹脂を合成するためには、有機官能基Xがビニル基、アクリレート基、またはメタクリレート基の重合性の官能基を有していることが好ましい。好ましくは下記にあげる化合物である。ビニルトリアセトキシシラン、(3−アクリルオキシプロピル)トリメトキシシラン、(3−アクリルオキシプロピル)トリエトキシシラン、メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリルオキシメチルトリメトキシシラン、メタクリルオキシメチルトリエトキシシラン、(3−アクリルオキシプロピル)メチルジメトキシシラン、メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、メタクリルオキシプロピルジメチルエトキシシラン、メタクリルオキシプロピルジメチルメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン。
本発明の有機無機複合微粒子に含有される樹脂成分はシラン化合物により合成される樹脂を50.0質量%以上含有することが好ましい。これにより、シェル相を形成する樹脂Aとの親和性が良好になる。
本発明の有機無機複合微粒子の樹脂成分にはシロキサン結合を有する樹脂以外に下記にあげる樹脂を含んでもよい。ポリスチレン、ポリビニルトルエンのスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体のスチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂を用いることができ、これらは単独で又は複数種を組み合わせて用いることができる。
本発明の有機無機複合微粒子は、その表面における前記無機微粒子の存在率が20%以上70%以下である必要がある。
前記有機無機複合微粒子の表面における前記無機微粒子の存在率を上記範囲内にすることで、表面に無機微粒子と樹脂粒子成分が過不足なく露出する。前記樹脂粒子成分が前記有機無機複合微粒子の表面に露出していることにより、造粒時、前記液滴に対して有機無機複合微粒子が吸着しやすくなり、液滴の分散性が向上する。
また、前記無機微粒子が前記有機無機複合微粒子の表面に露出していることにより、得られたトナー粒子の表面に存在する、前記有機無機複合微粒子の無機微粒子由来の凸部の個数が増加する。その結果、トナー同士の摩擦帯電の機会が増え、高温多湿環境下でも帯電の立ち上がりが良好となり、初期の画像濃度が良好になる。
有機無機複合微粒子の表面における無機微粒子の存在率が20%未満の場合、無機微粒子由来の凸部の個数が少なくなる、もしくは凸部の大きさが十分で無いため、摩擦帯電の機会が少なくなる。そのため、高温多湿環境下で放置された後、プリンター起動後の帯電量の立ち上がりに時間が掛かり、初期の画像濃度が低くなる。
有機無機複合微粒子の表面における無機微粒子の存在率が70%を超える場合、相対的に樹脂粒子の表面存在率が減少するため、液滴に対する吸着作用が小さくなる。その結果、前記液滴に対する有機無機複合微粒子の被覆率が低下し、液滴の合一が起こるため、トナー粒子の粒度分布が広くなる。
より好ましくは、無機微粒子の上記存在率は40%以上60%以下である。
(結着樹脂)
以下に、本発明における結着樹脂について述べる。本発明における結着樹脂は、良好な低温定着性を発現させやすくするために、結晶性樹脂を含有してもよい。結晶性樹脂とは、ポリマーの分子鎖が規則的に配列した構造を有する樹脂を意味している。従って、融点付近まではほとんど軟化せず、融点付近より融解が生じ急激に軟化する。このような樹脂は、示差走査熱量計(DSC)を用いた示差走査熱量測定において、明瞭な融点ピークを示す。使用可能な前記結晶性樹脂としては、結晶性ポリエステル、結晶性アルキル樹脂が挙げられ、特に結晶性ポリエステルであることが好ましい。
本発明における結着樹脂として使用可能な結晶性ポリエステルについて述べる。
結晶性ポリエステルとしては、炭素数4以上20以下の脂肪族ジオールおよび多価カルボン酸を原料として用いるのが好ましい。さらに、前記脂肪族ジオールは直鎖型であることが望ましい。
本発明にて好適に用いられる直鎖脂肪族ジオールとしては、例えば以下を挙げることが出来るが、これに限定されるものではない。場合によっては混合して用いることも可能である。1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,20−エイコサンジオール。これらのうち、融点の観点から、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールがより好ましい。
また、脂肪族ジオールとして、二重結合を持つ脂肪族ジオールを用いることもできる。前記二重結合を持つ脂肪族ジオールとしては、例えば以下の化合物を挙げることができる。2−ブテン−1,4−ジオール、3−ヘキセン−1,6−ジオール、4−オクテン−1,8−ジオール。
前記多価カルボン酸としては、芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸が好ましく、中でも脂肪族ジカルボン酸が望ましく、特に直鎖型の脂肪族ジカルボン酸が望ましい。
脂肪族ジカルボン酸としては、例えば以下を挙げることができるが、これに限定されるものではない。場合によっては混合して用いることも可能である。蓚酸、マロン酸、琥珀酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、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。あるいはその低級アルキルエステルや酸無水物。これらのうち、セバシン酸、アジピン酸、1,10−デカンジカルボン酸あるいはその低級アルキルエステルや酸無水物が好ましい。
芳香族ジカルボン酸としては、例えば以下を挙げることができる。テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸。
更に、二重結合を有するジカルボン酸を用いることもできる。このようなジカルボン酸としては、例えば、フマル酸、マレイン酸、3−ヘキセンジオイック酸、3−オクテンジオイック酸が挙げられるが、これらに限定されない。また、これらの低級アルキルエステル、酸無水物も挙げられる。これらの中でも、コストの点で、フマル酸、マレイン酸が好ましい。
前記結晶性ポリエステルの製造方法としては、特に制限はなく、前記酸モノマーとアルコールモノマーとを反応させる一般的なポリエステル重合法で製造することができる。例えば、直接重縮合、エステル交換法を、モノマーの種類によって使い分けて製造する。
前記結晶性ポリエステルの製造は、重合温度180℃以上230℃以下の間で行うのが好ましく、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合時に発生する水やアルコールを除去しながら反応させるのが好ましい。モノマーが、反応温度下で溶解または相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させるのがよい。重縮合反応においては、溶解補助溶剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪いモノマーが存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪いモノマーとそのモノマーと重縮合予定の酸またはアルコールとを縮合させておいてから主成分とともに重縮合させるのが好ましい。
前記結晶性ポリエステルの製造時に使用可能な触媒としては、例えば以下を挙げることができる。チタンテトラエトキシド、チタンテトラプロポキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシドのチタン触媒。ジブチルスズジクロライド、ジブチルスズオキシド、ジフェニルスズオキシドのスズ触媒。
本発明に用いられる結着樹脂に含有される結晶性樹脂の融点は、50℃以上90℃以下であることが好ましい。この範囲であると、定着時に軟化しやすくなり、良好な低温定着性を得やすくなる。50℃よりも小さいと、保存性が低下することがあり、90℃よりも大きいと、定着時に軟化しにくくなり、良好な低温定着性が得にくくなる。
本発明における結着樹脂には、非晶性樹脂も使用可能である。
本発明における結着樹脂に使用可能な前記非晶性樹脂について述べる。非晶性樹脂は、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレンアクリル樹脂やポリスチレンといったビニル系樹脂が挙げられるが、その限りではない。また、これら樹脂は、ウレタン、ウレア、エポキシの変性を行っても良い。なかでも、弾性維持の観点から、前記ポリエステル樹脂、前記ポリウレタン樹脂が好適に使用される。
前記非晶性樹脂としてのポリウレタン樹脂は、ジオール成分とジイソシアネート基を含有するジイソシアネート成分との反応物であり、ジオール成分、ジイソシアネート成分の調整により、各種機能性をもつ樹脂を得ることができる。
前記ジイソシネート成分としては以下のものが挙げられる。炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様)6以上20以下の芳香族ジイソシアネート、炭素数2以上18以下の脂肪族ジイソシアネート、炭素数4以上15以下の脂環式ジイソシアネート、及びこれらのジイソシアネートの変性物(ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物。以下、変性ジイソシアネートともいう)、並びにこれらの2種以上の混合物。
前記脂肪族ジイソシアネートとしては、以下のものが挙げられる。エチレンジイソシアネート、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(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート。
前記脂環式ジイソシアネートとしては、以下のものが挙げられる。イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート。
前記芳香族ジイソシアネートとしては、例えば以下のものが挙げられる。m−及び/またはp−キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート。
これらのうちで好ましいものはHDI及びIPDI、XDIである。
前記ジオール成分としては、例えば以下のものが挙げられる。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)、アルキレンエーテルグリコール(ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール)脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール)、ビスフェノール類(ビスフェノールA)、前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)付加物。前記アルキレングリコールおよびアルキレンエーテルグリコールのアルキル部分は直鎖状であっても、分岐していてもよい。
前記非晶性樹脂としてのポリエステル樹脂に用いるモノマーとしては、2価または3価以上のカルボン酸と、2価または3価以上のアルコールが挙げられる。これらのモノマー成分の具体例としては、例えば以下の化合物を挙げることができる。2価のカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マロン酸、ドデセニルコハク酸の二塩基酸、及びこれらの無水物やこれらの低級アルキルエステル、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸の脂肪族不飽和ジカルボン酸。3価以上のカルボン酸としては、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、これらの無水物やこれらの低級アルキルエステル。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。
2価のアルコールとしては、例えば以下の化合物を挙げることができる。ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物、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、エチレングリコール、プロピレングリコール。3価以上のアルコールとしては、例えば以下の化合物を挙げることができる。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。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。なお、必要に応じて、酸価や水酸基価の調整の目的で、酢酸、安息香酸の如き1価の酸や、シクロヘキサノール、ベンジルアルコールの如き1価のアルコールも使用することができる。
前記非晶性樹脂としてのポリエステル樹脂は、前記のモノマー成分を用いて従来公知の方法により合成することができる。
当該結着樹脂における非晶性樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上130℃以下であることが好ましく、より好ましくは50℃以上100℃以下である。この範囲であることで、定着領域における弾性が維持されやすい。
本発明において、前記結着樹脂に前記結晶性樹脂を使用する場合、結着樹脂中の前記結晶性樹脂と前記非晶性樹脂の割合は、前記結晶性樹脂が30.0質量%以上85.0質量%以下であることが好ましい。前記結晶性樹脂が30.0質量%よりも少ないと、定着時に軟化しにくくなり、良好な低温定着性が得にくくなる。また、85.0質量%よりも多いと、トナー溶融後の弾性が維持されにくくなり、定着領域が狭くなりやすい。より好ましくは50.0質量%以上である。
更に、本発明においては、結晶構造をとりうる部位、すなわち結晶性樹脂成分と、結晶構造をとりえない部位、すなわち非晶性樹脂成分とを化学的に結合したブロックポリマーを使用することも好ましい形態のひとつである。
前記ブロックポリマーは、前記結晶性樹脂成分(A)と前記非晶性樹脂成分(B)とのAB型ジブロックポリマー、ABA型トリブロックポリマー、BAB型トリブロックポリマー、ABAB・・・・型マルチブロックポリマー、どの形態も使用可能である。
本発明において、前記ブロックポリマーを調製する方法としては、前記結晶性樹脂成分からなる結晶部を形成する成分と前記非晶性樹脂成分からなる非晶部を形成する成分とを別々に調製し、両者を結合する方法(二段階法)、結晶部を形成する成分、および非晶部を形成する成分の原料を同時に仕込み、一度で調製する方法(一段階法)を用いることができる。
本発明における前記ブロックポリマーは、それぞれの末端官能基の反応性を考慮して種々の方法より選択して前記ブロックポリマーとすることができる。
結晶性樹脂成分、および非晶性樹脂成分ともにポリエステル樹脂の場合は、各成分を別々に調製した後、結合剤を用いて結合することにより調製することが出来る。特に片方のポリエステルの酸価が高く、もう一方のポリエステルの水酸基価が高い場合、反応がスムーズに進行する。反応温度は200℃付近で行うのが好ましい。
結合剤を使用する場合は、以下の結合剤が挙げられる。多価カルボン酸、多価アルコール、多価イソシアネート、多官能エポキシ、多価酸無水物。これらの結合剤を用いて、脱水反応や付加反応によって合成することが出来る。
一方で、結晶性樹脂成分が前記結晶性ポリエステルであり、非晶性樹脂成分が前記ポリウレタン樹脂の場合では、各成分を別々に調製した後、前記結晶性ポリエステルのアルコール末端とポリウレタンのイソシアネート末端とをウレタン化反応させることにより調製できる。また、アルコール末端を持つ前記結晶性ポリエステルおよび前記ポリウレタン樹脂を構成するジオール、ジイソシアネートを混合し、加熱することによっても合成が可能である。前記ジオールおよびジイソシアネート濃度が高い反応初期はジオールとジイソシアネートが選択的に反応してポリウレタン樹脂となり、ある程度分子量が大きくなった後にポリウレタン樹脂のイソシアネート末端と結晶性ポリエステルのアルコール末端とのウレタン化反応が起こり、前記ブロックポリマーとすることができる。
前記ブロックポリマーにおける、結晶性樹脂成分の割合は、30.0質量%以上85.0質量%以下であることが好ましい。
(ワックス)
本発明のトナーに用いられるトナー粒子は、ワックスを含有することも好ましい形態のひとつである。前記ワックスとしては、特に限定はないが、例えば、以下のものが挙げられる。
低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、低分子量オレフィン共重合体、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物;脂肪族炭化水素系エステルワックスの如き脂肪酸エステルを主成分とするワックス;及び脱酸カルナバワックスの如き脂肪酸エステルを一部又は全部を脱酸化したもの;ベヘニン酸モノグリセリドの如き脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物。
本発明において特に好ましく用いられるワックスは、脂肪族炭化水素系ワックス及びエステルワックスである。また、本発明に用いられるエステルワックスは、3官能以上のエステルワックスであることが好ましく、更に好ましくは4官能以上のエステルワックス、特に好ましくは6官能以上のエステルワックスである。
3官能以上のエステルワックスは、例えば3官能以上の酸と長鎖直鎖飽和アルコールの縮合、または3官能以上のアルコールと長鎖直鎖飽和脂肪酸の合成によって得られる。
本発明にて使用可能な3官能以上のアルコールとしては以下を挙げることが出来るが、これに限定されるものではない。場合によっては混合して用いることも可能である。グリセリン、トリメチロールプロパン、エリスリトール、ペンタエリスリトール、ソルビトール。また、これらの縮合物として、グリセリンの縮合したジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリン、ヘキサグリセリン及びデカグリセリン等のいわゆるポリグリセリン、トリメチロールプロパンの縮合したジトリメチロールプロパン、トリストリメチロールプロパン及びペンタエリスリトールの縮合したジペンタエリスリトール及びトリスペンタエリスリトール等が挙げられる。これらのうち、分岐構造をもつ構造が好ましく、ペンタエルスリトール、又はジペンタエリスリトールがより好ましく、特にジペンタエリスリトールが好ましい。
本発明にて使用可能な長鎖直鎖飽和脂肪酸は、一般式CnH2n+1COOHで表され、nが5以上28以下のものが好ましく用いられる。
例えば以下を挙げることが出来るが、これに限定されるものではない。場合によっては混合して用いることも可能である。カプロン酸、カプリル酸、オクチル酸、ノニル酸、デカン酸、ドデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸が挙げられる。ワックスの融点の面からミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸が好ましい。
本発明にて使用可能な3官能以上の酸としては以下を挙げることが出来るが、これに限定されるものではない。場合によっては混合して用いることも可能である。トリメリット酸、ブタンテトラカルボン酸。
本発明にて使用可能な長鎖直鎖飽和アルコールはCnH2n+1OHで表され、nが5以上28以下のものが好ましく用いられる。
例えば以下を挙げることが出来るが、これに限定されるものではない。場合によっては混合して用いることも可能である。カプリルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコールが挙げられる。ワックスの融点の面からミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコールが好ましい。
本発明において、トナー中におけるワックスの含有量は、好ましくは1.0質量%以上20.0質量%以下、より好ましくは2.0質量%以上15.0質量%である。1.0質量%より少ないと、トナーの離型性が低下する傾向にあり、定着体が低温になった場合に、転写紙の巻きつきが起こりやすくなる。20.0質量%より多い場合は、トナー表面にワックスが露出し易くなり、耐熱保存性が低下する傾向にある。
本発明においてワックスは、示差走査熱量計(DSC)による測定において、60℃以上120℃以下に最大吸熱ピークを有することが好ましい。より好ましくは60℃以上90℃以下である。最大吸熱ピークが60℃より低いと、トナー表面にワックスが露出し易くなり、耐熱保存性が低下する傾向にある。一方、最大吸熱ピークが120℃より高いと、定着時に適切にワックスが溶融しにくくなり、低温定着性や耐オフセット性が低下する傾向にある。
(着色剤)
本発明のトナーは、着色剤を含有する。本発明に好ましく使用される着色剤として、有機顔料、有機染料、無機顔料、黒色着色剤としてのカーボンブラック、磁性粉体が挙げられ、そのほかに従来トナーに用いられている着色剤を用いることが出来る。
イエロー用着色剤としては、以下のものが挙げられる。縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物。具体的には、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、109、110、111、128、129、147、155、168、180が好適に用いられる。
マゼンタ用着色剤としては、以下のものが挙げられる。縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物。具体的には、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221、254が好適に用いられる。
シアン用着色剤としては、以下のものが挙げられる。銅フタロシアニン化合物およびその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物。具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66が好適に用いられる。
本発明のトナーに用いられる着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、トナー中の分散性の点から選択される。
該着色剤は、好ましくはトナーに対し、1.0質量%以上20.0質量%以下添加して用いられる。着色剤として磁性粉体を用いる場合、その添加量はトナーに対し、40.0質量%以上150.0質量%以下であることが好ましい。
(荷電制御剤)
本発明のトナーにおいては、必要に応じて荷電制御剤をトナー粒子に含有させてもよい。また、トナー粒子に外部添加してもよい。荷電制御剤を配合することにより、荷電特性を安定化、現像システムに応じた最適の摩擦帯電量のコントロールが可能となる。
前記荷電制御剤としては、公知のものが利用でき、特に帯電スピードが速く、かつ、一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。
前記荷電制御剤として、トナーを負荷電性に制御するものとしては、以下のものが挙げられる。有機金属化合物、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸、オキシカルボン酸及びダイカルボン酸系の金属化合物が挙げられる。トナーを正荷電性に制御するものとしては、以下のものが挙げられる。ニグロシン、四級アンモニウム塩、高級脂肪酸の金属塩、ジオルガノスズボレート類、グアニジン化合物、イミダゾール化合物が挙げられる。
前記荷電制御剤の好ましい配合量は、トナーに対して、0.01質量%以上20.0質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上10.0質量%以下である。
本発明において、前記結着樹脂100質量部に対する前記有機無機複合微粒子の添加量は、2.5質量部以上25.0質量部以下であることが好ましい。前記有機無機複合微粒子が分散剤として機能するためには、有機無機複合微粒子が液滴に対して100%被覆する必要がある。その場合、前記結着樹脂に対する前記有機無機複合微粒子の添加量は所望するトナー粒子の粒径と有機無機複合微粒子の粒径に依存し、適切な範囲は2.5質量部以上25.0質量部以下に相当する。
(トナーの製造方法)
本発明の製造方法は、疎水性の分散媒体として高圧状態の二酸化炭素を用いる製造方法が特に好適である。
すなわち、本発明においては、結着樹脂、着色剤を、有機溶媒を含有する媒体中に溶解または分散させた樹脂組成物を、有機無機複合微粒子を含有する、高圧状態の二酸化炭素を含有する分散媒体に分散させ、得られた分散体から有機溶媒を除去することによってトナー粒子を形成する製造方法であることが好ましい。
ここで、高圧状態の二酸化炭素とは、圧力1.5MPa以上の二酸化炭素であることが好ましい。また、液体、あるいは超臨界状態の二酸化炭素を単体で分散媒体として用いてもよく、他の成分として有機溶媒が含まれていてもよい。この場合、高圧状態の二酸化炭素と有機溶媒が均一相を形成することが好ましい。
以下に、本発明の製造方法に好適な、高圧状態の二酸化炭素を含有する分散媒体を用いるトナー粒子の製造法を例示して説明する。
まず、樹脂溶液調製工程では、結着樹脂を溶解することのできる有機溶媒中に、着色剤、ワックスおよび必要に応じて他の添加物を加え、ホモジナイザー、ボールミル、コロイドミル、超音波分散機の如き分散機によって均一に溶解または分散させる。
次に、造粒工程では、こうして得られた樹脂溶液と高圧状態の二酸化炭素とを混合し、前記樹脂溶液の液滴を形成する。
このとき、高圧状態の二酸化炭素を含有する分散媒体中には、分散剤として前記有機無機複合微粒子を分散させておく必要がある。
前記分散剤として、例えば、他の樹脂微粒子を併用してもよい。
前記樹脂微粒子を構成する樹脂は、結晶性樹脂、非晶性樹脂のいずれも使用可能である。
前記樹脂微粒子に使用可能な前記結晶性樹脂としては、結晶性ポリエステル、結晶性アルキル樹脂が挙げられる。前記結晶性ポリエステルに用いられるモノマーは、上述した結着樹脂に使用可能なモノマーが好ましく用いられる。
本発明の前記樹脂微粒子における前記結晶性ポリエステルの融点としては、50℃以上120℃以下が好ましく、定着温度での溶融を考慮すると、50℃以上90℃以下がより好ましい。
前記樹脂微粒子に使用可能な前記非晶性樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレンアクリル樹脂やポリスチレンといったビニル系樹脂が挙げられるが、その限りではない。また、これら樹脂は、ウレタン、ウレア、エポキシの変性を行っても良い。
前記非晶性樹脂としてのポリエステル樹脂は、上述した前記樹脂微粒子として使用可能な樹脂が好ましく用いられる。前記非晶性樹脂としてのポリウレタン樹脂は、上述した前記樹脂微粒子に使用可能な樹脂が好ましく用いられる。
本発明の前記樹脂微粒子における前記非晶性樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上130℃以下であることが好ましい。より好ましくは、50℃以上100℃以下である。
本発明における前記樹脂微粒子のテトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による重量平均分子量(Mw)は、20,000以上80,000以下であることが望ましい。この範囲であることで、シェル相が適度な硬度を持ち、耐久性が向上する。20,000よりも小さいと、耐久性が低下しやすくなり、80,000よりも大きいと、定着性が低下する場合がある。
また、液体状態の分散安定剤を併用してもよい。分散安定剤は、二酸化炭素に親和性の高い、前記有機ポリシロキサン構造やフッ素を含有する化合物や、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン性界面活性剤といった各種界面活性剤が挙げられる。これらの分散安定剤は、後述する脱溶剤工程において二酸化炭素とともに系外に排出される。従って、トナー粒子作製後にはトナー粒子に残存する量は極めて少量となる。
本発明において、前記分散剤を高圧状態の二酸化炭素を含有する分散媒体中に分散させる方法は、如何なる方法を用いてもよい。具体例としては、前記分散剤と高圧状態の二酸化炭素を含有する分散媒体を容器内に仕込み、撹拌や超音波照射により直接分散させる方法が挙げられる。また、高圧状態の二酸化炭素を含有する分散媒体を仕込んだ容器に、前記分散剤を有機溶媒に分散させた分散液を、高圧ポンプを用いて導入する方法が挙げられる。
また、本発明において、前記樹脂組成物を高圧状態の二酸化炭素を含有する分散媒体中に分散させる方法は、如何なる方法を用いてもよい。具体例としては、前記分散剤を分散させた状態の高圧状態の二酸化炭素を含有する分散媒体を入れた容器に、前記樹脂組成物を、高圧ポンプを用いて導入する方法が挙げられる。また、前記樹脂組成物を仕込んだ容器に、前記分散剤を分散させた状態の高圧状態の二酸化炭素を含有する分散媒体を導入してもよい。
本発明において、前記高圧状態の二酸化炭素を含有する分散媒体は、単一相であることが重要である。前記樹脂組成物を高圧状態の二酸化炭素中に分散させて造粒を行う場合、液滴中の有機溶媒の一部は分散体中に移行する。このとき、二酸化炭素の相と有機溶媒の相が分離した状態で存在することは、液滴の安定性が損なわれる原因となり好ましくない。したがって、前記分散媒体の温度や圧力、高圧状態の二酸化炭素に対する前記樹脂組成物の量は、二酸化炭素と有機溶媒とが均一相を形成し得る範囲内に調整することが好ましい。
また、前記分散媒体の温度および圧力については、造粒性(液滴形成のし易さ)や前記樹脂組成物中の構成成分の前記分散媒体への溶解性にも注意が必要である。例えば、前記樹脂組成物中の結着樹脂やワックスは、温度条件や圧力条件によっては、前記分散媒体に溶解することがある。通常、低温、低圧になるほど前記成分の分散媒体への溶解性は抑制されるが、形成した液滴が凝集・合一を起こし易くなり、造粒性は低下する。一方、高温、高圧になるほど造粒性は向上するものの、前記成分が前記分散媒体に溶解し易くなる傾向を示す。したがって、本発明のトナー粒子の製造において、前記分散媒体の温度は10℃以上40℃以下の温度範囲であることが好ましい。
また、前記分散媒体を形成する容器内の圧力は、1.5MPa以上20.0MPa以下であることが好ましく、2.0MPa以上15.0MPa以下であることがより好ましい。尚、本発明における圧力とは、分散媒体中に二酸化炭素以外の成分が含まれる場合には、その全圧を示す。
こうして造粒が完了した後、脱溶剤工程では、液滴中に残留している有機溶媒を、高圧状態の二酸化炭素による分散媒体を介して除去する。具体的には、液滴が分散された前記分散媒体にさらに高圧状態の二酸化炭素を混合して、残留する有機溶媒を二酸化炭素の相に抽出し、この有機溶媒を含む二酸化炭素を、さらに高圧状態の二酸化炭素で置換することによって行う。
前記分散媒体と前記高圧状態の二酸化炭素の混合は、前記分散媒体に、これよりも高圧の二酸化炭素を加えてもよく、また、前記分散媒体を、これよりも低圧の二酸化炭素中に加えてもよい。
そして、有機溶媒を含む二酸化炭素をさらに高圧状態の二酸化炭素で置換する方法としては、容器内の圧力を一定に保ちつつ、高圧状態の二酸化炭素を流通させる方法が挙げられる。このとき、形成されるトナー粒子は、フィルターで捕捉しながら行う。
前記高圧状態の二酸化炭素による置換が十分でなく、分散媒体中に有機溶媒が残留した状態であると、得られたトナー粒子を回収するために容器を減圧する際、前記分散媒体中に溶解した有機溶媒が凝縮してトナー粒子が再溶解したり、トナー粒子同士が合一したりするといった不具合が生じる場合がある。したがって、前記高圧状態の二酸化炭素による置換は、有機溶媒が完全に除去されるまで行う必要がある。流通させる高圧状態の二酸化炭素の量は、前記分散媒体の体積に対して1倍以上100倍以下が好ましく、さらに好ましくは1倍以上50倍以下、最も好ましくは1倍以上30倍以下である。
容器を減圧し、トナー粒子が分散した高圧状態の二酸化炭素を含む分散体からトナー粒子を取り出す際は、一気に常温、常圧まで減圧してもよいが、独立に圧力制御された容器を多段に設けることによって段階的に減圧してもよい。減圧速度は、トナー粒子が発泡しない範囲で設定することが好ましい。
尚、本発明において使用する有機溶媒や、二酸化炭素は、リサイクルすることが可能である。
本発明のトナー粒子は、重量平均粒径(D4)が、3.00μm以上8.00μm以下であることが好ましい。より好ましくは、5.00μm以上7.00μm以下である。このような重量平均粒径(D4)のトナー粒子を用いることは、ハンドリング性を良好にしつつ、ドットの再現性を十分に満足する上で好ましい。
本発明のトナーは、テトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定において、数平均分子量(Mn)が8,000以上40,000以下、重量平均分子量(Mw)が15,000以上60,000以下であることが好ましい。この範囲であることで、トナーに適度な粘弾性を付与することが可能である。Mnが8,000、Mwが15,000よりも小さいと、トナーが軟らかくなりすぎ、耐熱保存性が低下する傾向にある。さらに、定着画像からトナーが剥離しやすくなる。Mnが40,000、Mwが60,000よりも大きいと、トナーが硬くなりすぎ、定着性を低下させやすくなる傾向にある。Mnのより好ましい範囲は、10,000以上20,000以下、Mwのより好ましい範囲は、20,000以上50,000以下である。さらに、Mw/Mnは6以下であることが望ましい。Mw/Mnのより好ましい範囲は、3以下である。
本発明のトナーおよびトナー材料の各種物性についての測定方法を以下に記す。
<有機無機複合微粒子、樹脂微粒子および無機微粒子の個数平均径の測定方法>
有機無機複合微粒子、樹脂微粒子および無機微粒子の個数平均径は、走査型電子顕微鏡S4700(日立製作所社製)を用いて観察を行い、粒子100個の粒径を測定し、その平均値を一次粒子の個数平均径とした。
<有機無機複合微粒子表面における無機微粒子の存在率の測定方法>
有機無機複合微粒子表面の無機微粒子の存在率は、ESCA(X線光電子分光分析)により測定される、無機微粒子がシリカ粒子の場合、シリカ由来のケイ素(以下、Siと省略する。)原子量から算出される。ESCAはサンプル表面の深さ方向で数nm以下の領域の原子を検出する分析方法である。そのため有機無機複合微粒子の表面の原子を検出することが可能である。
サンプルホルダーとしては、装置付属の75mm角のプラテン(サンプル固定用の約1mm径のねじ穴が具備されている)を用いた。そのプラテンのネジ穴は貫通しているため、樹脂で穴をふさぎ、深さ0.5mm程度の粉体測定用の凹部を作成する。その凹部に測定試料をスパチュラで詰め込み、すり切ることでサンプルを作製した。
ESCAの装置及び測定条件は、下記の通りである。
使用装置:アルバック−ファイ社製 Quantum 2000
分析方法:ナロー分析
測定条件:
X線源:Al−Kα
X線条件:100μ25W15kV
光電子取り込み角度:45°
PassEnergy:58.70eV
測定範囲:φ100μm
以上の条件より測定を行った。
解析方法は、まず炭素1s軌道のC−C結合に由来するピークを285eVに補正する。その後、100eV以上105eV以下にピークトップが検出されるケイ素2p軌道に由来するピーク面積から、アルバック−ファイ社提供の相対感度因子を用いることで、構成元素の総量に対するシリカに由来するSi量を算出する。
まず有機無機複合微粒子の測定を行う。また同様の方法で有機無機複合微粒子を作製する際に用いた無機成分の粒子を測定する。無機成分がシリカの場合は、「シリカ粒子を測定した際のSi量」に対する「有機無機複合微粒子を測定した際のSi量」の割合を本発明における有機無機複合微粒子表面における該無機微粒子の存在率とする。今回の測定ではシリカ粒子としては、ゾルゲルシリカ粒子(個数平均粒子径110nm)を用いて算出を行った。
また有機無機複合微粒子をトナーから分離する方法は、例えばトナー中の有機無機複合微粒子及び無機微粒子の定量方法に記載の方法で行うことができる。
尚、無機微粒子がシリカ粒子である場合について説明したが、無機微粒子がシリカ粒子ではない場合には、測定装置に付属しているデータベースから無機微粒子に含まれる金属種を特定し、その金属種に着目した解析を行えばよい。
有機無機複合微粒子表面における無機微粒子の存在率は、透過電子顕微鏡「H−800」(日立製作所社製)で観察し、最大20万倍に拡大した視野において、有機成分と無機成分でコントラスト差がわかるような観察条件に設定し観察する。その条件で100個の観察を行った。得られた投影像を用いて、無機微粒子に由来する部分の面積割合(面積%)を算出した。無機微粉粒子に由来する部分の面積%は、画像処理ソフトImage−Pro Plus5.1J(MediaCybernetics社製)を使用した。
<固体NMRによる有機無機複合微粒子中のポリシロキサン由来のSi量の測定方法>
有機無機複合微粒子中のポリシロキサン由来のSi量の測定には、29Si−NMRによる原子ピーク面積より求めることが出来る。有機無機複合微粒子10mgをサンプル管に入れ、Chemagnetics社製 「CMX−300」にセットし測定をおこなう。得られた信号のうち、100ppm付近のピーク(85ppm以上115ppm以下にピークを有するもの)をSiO2に由来するピークと帰属し、65ppm付近のピーク(50ppm以上80ppm以下にピークを有するもの)をポリシロキサン由来のピークと帰属し、その面積比により、ポリシロキサン由来のSi量(原子%)を求めた。
本発明における、固体NMRの測定条件は以下の通りである。
装置:Chemagnetics社製 「CMX−300」
温度:25℃
基準物質:HMB(外部基準:17.35ppm)
測定核:13C核
パルス幅:4.5μsec(90°パルス)
パルス繰り返し時間:ACQTM 34.13msec
PD=5sec(CP/MAS)
データ点:POINT8192、SAMPO 1024
スペクトル幅:30.03kHz
パルスモード:CP/MAS
試料回転数:4kHz
コンタクトタイム:1.5msec
<着色剤粒子およびワックス粒子の粒子径の測定方法>
着色剤粒子およびワックス粒子の粒子径は、マイクロトラック粒度分布測定装置HRA(X−100)(日機装社製)を用い、0.001μm乃至10μmのレンジ設定で測定を行い、体積平均粒子径(μm又はnm)として測定する。なお、希釈溶媒としては水を選択した。
<結晶性ポリエステル、ブロックポリマー、及びワックスの融点の測定方法>
結晶性ポリエステル、ブロックポリマー、及びワックスの融点は、DSC Q1000(TA Instruments社製)を使用して以下の条件にて測定を行った。
昇温速度:10℃/min
測定開始温度:20℃
測定終了温度:200℃
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。具体的には、試料約2mgを精秤し、銀製のパンの中に入れ、リファレンスとして空の銀製のパンを用い、測定する。測定は、一度200℃まで昇温させ、続いて20℃まで降温し、その後に再度昇温を行う。結晶性ポリエステルおよびブロックポリマーの場合は1度目の昇温過程において、ワックスの場合は2度目の昇温過程において、温度20℃から200℃の範囲におけるDSC曲線の最大吸熱ピークのピーク温度を結晶性ポリエステル、ブロックポリマー、及びワックスの融点とする。
<結晶性ポリエステルおよびブロックポリマーの数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)の測定方法>
本発明において、結晶性ポリエステルおよびブロックポリマーのテトラヒドロフラン(THF)可溶分の分子量(Mn、Mw)は、GPCにより、以下のようにして測定する。
まず、室温で24時間かけて、試料をTHFに溶解する。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マイショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。尚、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が約0.8質量%となるように調整する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定する。
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10ml
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500」、東ソ−社製)を用いて作製した分子量校正曲線を使用する。
<トナー粒子のアスペクト比および微粉率の測定方法>
トナー粒子のアスペクト比および微粉率は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス社製)によって、校正作業時の測定及び解析条件で測定する。
フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス社製)の測定原理は、流れている粒子を静止画像として撮像し、画像解析を行うというものである。試料チャンバーへ加えられた試料は、試料吸引シリンジによって、フラットシースフローセルに送り込まれる。フラットシースフローに送り込まれた試料は、シース液に挟まれて扁平な流れを形成する。フラットシースフローセル内を通過する試料に対しては、1/60秒間隔でストロボ光が照射されており、流れている粒子を静止画像として撮影することが可能である。また、扁平な流れであるため、焦点の合った状態で撮像される。粒子像はCCDカメラで撮像され、撮像された画像は512×512の画像処理解像度(一画素あたり0.37×0.37μm)で画像処理され、各粒子像の輪郭抽出を行い、粒子像の最大長(Dmax)、最大長垂直長(Dv-max)および投影面積(S)が計測される。
粒子像の最大長(Dmax)とは、粒子画像の輪郭上の二点における最大の長さとして計測される値であり、最大長垂直長(Dv-max)とは、最大長(Dv-max)に平行な二本の直線で粒子像輪郭を挟んだ時、二直線間を垂直に結ぶ最短の長さとして計測される値である。
最大長(Dmax)と最大長垂直長(Dv-max)を用いてアスペクト比を求める。アスペクト比とは、最大長(Dmax)を最大長垂直長(Dv-max)で割った値として定義され、次式により算出される。
アスペクト比=Dmax/Dv-max
粒子同士の合一が少なく、粒子像がより円形の時にアスペクト比は1に近づき、粒子同士の合一が多く、粒子像の針状度が高くなればなるほどアスペクト比は大きい値になる。
上記面積Sを用いて円相当径を求める。円相当径とは、粒子像の投影面積と同じ面積を持つ円の直径のことであり、次式により算出される。
円相当径(μm)=2×(π×S)1/2
次に、円相当径1.985μm未満のトナー粒子の個数(Ns)と全トナー粒子の個数(Nall)を用いて微粉率を求める。微粉とは、円相当径1.985μm未満の粒子と定義する。微粉率は、次式により算出される。
微粉率(個数%)=Ns/Nall×100
具体的な測定方法は、以下の通りである。まず、ガラス製の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20mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.2ml加える。更に測定試料を約0.02g加え、超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。超音波分散器としては、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散器(例えば「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製))を用い、水槽内には所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加する。
測定には、標準対物レンズ(10倍)を搭載した前記フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用した。前記手順に従い調整した分散液を前記フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3000個のトナー粒子を計測する。そして、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径1.985μm以上、39.69μm未満に限定し、トナー粒子の最大長(Dmax)、最大長垂直長(Dv-max)および投影面積(S)を求める。
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子(例えば、Duke Scientific社製の「RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A」をイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。
なお、本願実施例では、シスメックス社による校正作業が行われた、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用した。解析粒子径を円相当径1.985μm以上39.69μm未満に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行った。
<トナー粒子の重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)の測定方法>
トナー粒子の重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行う。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
尚、測定、解析を行う前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行う。
前記専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を50,000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、「測定後のアパーチャーチューブのフラッシュ」にチェックを入れる。
前記専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定」画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に約3.3lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを約2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー粒子約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナー粒子を分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50,000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)を算出する。尚、前記専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)であり、前記専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、「分析/個数統計値(算術平均)」画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)である。
以下、本発明を製造例及び実施例により具体的に説明するが、これは本発明をなんら限定するものではない。
<結晶性ポリエステル1の合成>
加熱乾燥した二口フラスコに、窒素を導入しながら以下の原料を仕込んだ。
・セバシン酸 124.0質量部
・1,6−ヘキサンジオール 76.0質量部
・酸化ジブチルスズ 0.1質量部
減圧操作により系内を窒素置換した後、180℃にて6時間撹拌を行った。その後、撹拌を続けながら減圧下にて230℃まで徐々に昇温し、更に2時間保持した。粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させることで、結晶性ポリエステル1を合成した。結晶性ポリエステル1の融点は73℃、Mnは5,800、Mwは11,800であった。
<結晶性ポリエステル2の合成>
結晶性ポリエステル1の合成において、セバシン酸の仕込み量を121.0質量部に、1,6−ヘキサンジオールの仕込み量を79.0質量部に変更する以外はすべて同様にして、結晶性ポリエステル2を得た。結晶性ポリエステル2の融点は73℃、Mnは2,500、Mwは4,600であった。
<ブロックポリマーの合成>
・結晶性ポリエステル1 180.0質量部
・キシリレンジイソシアネート(XDI) 73.0質量部
・シクロヘキサンジメタノール(CHDM) 47.0質量部
・テトラヒドロフラン(THF) 300.0質量部
撹拌装置および温度計を備えた反応容器中に、窒素置換をしながら上記を仕込んだ。50℃まで加熱し、15時間かけてウレタン化反応を施した。溶媒であるTHFを留去し、ブロックポリマーを得た。ブロックポリマーの融点は65℃、Mnは12,300、Mwが30,400であった。
<ブロックポリマー溶液の調製>
撹拌装置のついたビーカーに、アセトン500.0質量部、ブロックポリマー500.0質量部を投入し、温度40℃にて完全に溶解するまで撹拌を続け、ブロックポリマー溶液を調製した。
<有機無機複合微粒子1の製造例>
撹拌モータ、コンデンサおよび熱電対を備えた250mL四つ口丸底フラスコに、個数平均粒径が25nmのコロイダルシリカの水分散体(シリカ濃度40質量%)を18.7g、イオン交換水125mL,およびメタクリルオキシプロピル−トリメトキシシラン(MPS)を56.1g投入した。混合物は120rpmで撹拌しながら65℃まで昇温した。窒素を30分間、混合物に吹き込み、3時間後に、エタノール10mLに溶解したラジカル開始剤2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBNと略記)0.16gを添加し、温度を75℃に設定した。75℃でラジカル重合を5時間行い、次に1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン(HMDS)3mL(2.3g)を混合物に添加した。更に3時間反応を行い、混合物を170メッシュ篩でろ過し、凝集塊を除去し、ステンレスのトレイに移した後120℃で12時間乾燥した。白色の粉末状固体が捕集され、オスター ブレンダーOB−1を用い1分間粉砕を行うことで、有機無機複合微粒子1を得た。容量は250ml、回転は15700rpmに設定した。有機無機複合微粒子1の物性を表1に示す。
<有機無機複合微粒子2乃至14の製造例>
有機無機複合微粒子1の製造例において、表1に記載するメタクリルオキシプロピル−トリメトキシシランの添加量、コロイダルシリカの種類、添加量を変更する以外は、同様にして有機無機複合微粒子2乃至14を得た。有機無機複合微粒子2乃至14の物性を表1に示す。
<有機無機複合微粒子分散液1乃至14の調製>
有機無機複合微粒子1乃至14について、それぞれ、アセトン800.0質量部を仕込んだ容器内に、撹拌しながら200.0質量部を加え、超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)を用いて5分間分散させることで、有機無機複合微粒子分散液1乃至14を得た。
<樹脂微粒子分散液の調製>
・ベへニルアクリレート 75.0質量部
・メタクリル酸メチル(MMA) 15.0質量部
・メタクリル酸(MAA) 10.0質量部
・アゾビスメトキシジメチルバレロニトリル 0.3質量部
・THF 50.0質量部
ビーカーに、上記を仕込み、20℃にて撹拌、混合して単量体溶液を調製し、あらかじめ加熱乾燥しておいた滴下ろうとに導入した。これとは別に、加熱乾燥した二口フラスコに、THF100質量部を仕込んだ。窒素置換した後、滴下ろうとを取り付け、密閉下、70℃にて1時間かけて単量体溶液を滴下した。滴下終了から3時間撹拌を続け、アゾビスメトキシジメチルバレロニトリル0.3質量部およびTHF20.0質量部の混合物を再度滴下し、70℃にて3時間撹拌を行うことで、反応混合物を得た。
続いて、この反応混合物を、TKホモミキサー(特殊機化社製)にて4000rpmで撹拌下、20℃に調節されたアセトン400.0質量部中に10分かけて滴下することで、樹脂微粒子分散液を得た。固形分濃度を20.0質量%になるようにアセトンを加えて調製し、樹脂微粒子分散液を得た。得られた樹脂微粒子分散液を乾燥させ、個数平均径を計測した。樹脂微粒子の物性を表1に示す。
<無機微粒子の作製>
撹拌機、滴下ろうとおよび温度計を備えた3Lのガラス製反応器に、メタノール456.5質量部、純水42.0質量部および28質量%アンモニア水47.1質量部を入れて混合した。得られた溶液を35℃となるように調整し、撹拌しながらテトラメトキシシラン1100.0質量部および5.4質量%アンモニア水395.2質量部を同時に添加し始めた。テトラメトキシシランは7時間かけて、アンモニア水は6時間かけて、それぞれを滴下した。滴下が終了した後も、さらに0.2時間撹拌を継続して加水分解を行うことにより、球状ゾルゲルシリカ微粒子のメタノール−水分散液を得た。その後、この分散液を80℃、減圧下にて十分乾燥させることで、処理前無機微粒子を得た。
続いて、処理前無機微粒子、100.0質量部を反応容器に入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら37.8質量部のシリコーンオイル(KF−96、50cs:信越化学工業社製)を37.8質量部のノルマルヘキサンで希釈した溶液をスプレーした。その後、この混合物を300℃にて60分、窒素気流化で撹拌して乾燥し、冷却させ、個数平均径を計測した。無機微粒子の物性を表1に示す。
<無機微粒子分散液の調製>
アセトン800.0質量部を仕込んだ容器内に、撹拌しながら無機微粒子の200.0質量部を加え、超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)を用いて5分間分散させることで、無機微粒子分散液を得た。
<着色剤分散液の調製>
・C.I.Pigment Blue15:3 100.0質量部
・アセトン 150.0質量部
・ガラスビーズ(1mm) 300.0質量部
上記材料を耐熱性のガラス容器に投入し、ペイントシェーカー(東洋精機製)にて5時間分散を行い、ナイロンメッシュにてガラスビーズを取り除き、体積平均粒径が200nm、固形分量が40質量%の着色剤分散液を得た。
<ワックス分散液の調製>
・パラフィンワックスHNP10(融点:75℃、日本精蝋社製) 16.0質量部
・ニトリル基含有スチレンアクリル樹脂 8.0質量部
(スチレン60質量部、n−ブチルアクリレート30質量部、アクリロニトリル10質量部を構成成分とする共重合体、ピーク分子量8500)
・アセトン 76.0質量部
上記を撹拌羽根突きのガラスビーカー(IWAKIガラス製)に投入し、系内を70℃に加熱することでパラフィンワックスをアセトンに溶解させた。
ついで、系内を50rpmで緩やかに撹拌しながら徐々に冷却し、3時間かけて25℃にまで冷却させ乳白色の液体を得た。
この溶液を1mmのガラスビーズ20質量部とともに耐熱性の容器に投入し、ペイントシェーカーにて3時間の分散を行い、体積平均粒径が270nm、固形分量16質量%のワックス分散液を得た。
〔実施例1〕
(トナー粒子1の製造)
図1に示す装置において、まず、バルブV1、V2、および圧力調整バルブV3を閉じ、トナー粒子を捕捉するためのフィルターと撹拌機構とを備えた耐圧の造粒タンクT1に有機無機複合微粒子分散液1;25.0質量部を仕込み、内部温度を25℃に調整した。次に、バルブV1を開き、ボンベB1からポンプP1を用いて二酸化炭素(純度99.99%)を造粒タンクT1に導入し、内部圧力が2.0MPaに到達したところでバルブV1を閉じた。一方、樹脂溶解液タンクT2にブロックポリマー溶液、ワックス分散液、着色剤分散液、アセトンを仕込み、内部温度を25℃に調整した。
次に、バルブV2を開き、造粒タンクT1の内部を1000rpmで撹拌しながら、ポンプP2を用いて樹脂溶解液タンクT2の内容物を造粒タンクT1内に導入し、すべて導入を終えたところでバルブV2を閉じた。導入後の、造粒タンクT1の内部圧力は5.0MPaとなった。
尚、樹脂溶解液タンクT2への材料仕込み量(質量比)は、次の通りである。
・ブロックポリマー溶液 100.0質量部
・ワックス分散液 20.0質量部
・着色剤分散液 8.0質量部
・アセトン 20.0質量部
・二酸化炭素 160.0質量部
導入した二酸化炭素の質量は、質量流量計を用いて算出した。
樹脂溶解液タンクT2の内容物の造粒タンクT1への導入を終えた後、さらに、1000rpmで3分間撹拌して造粒を行った。
次に、バルブV1を開き、ボンベB1からポンプP1を用いて二酸化炭素を造粒タンクT1内に導入した。この際、圧力調整バルブV3を10.0MPaに設定し、造粒タンクT1の内部圧力を10.0MPaに保持しながら、さらに二酸化炭素を流通させた。この操作により、造粒後の液滴中から抽出された有機溶媒(主にアセトン)を含む二酸化炭素を、溶剤回収タンクT3に排出し、有機溶媒と二酸化炭素を分離した。
造粒タンクT1内への二酸化炭素の導入は、最初に造粒タンクT1に導入した二酸化炭素質量の15倍量に到達した時点で停止した。この時点で、有機溶媒を含む二酸化炭素を、有機溶媒を含まない二酸化炭素で置換する操作は完了した。
さらに、圧力調整バルブV3を少しずつ開き、造粒タンクT1の内部圧力を大気圧まで減圧することで、フィルターに捕捉されているトナー粒子1を回収した。トナー粒子1のD1は5.77μm、D4は6.06μm、D4/D1は1.05であった。
(トナー1の調製)
上記トナー粒子1の100.0質量部に対し、ヘキサメチルジシラザンで処理された疎水性シリカ微粉体1.8質量部(一次粒子の個数平均径:7nm)、ルチル型酸化チタン微粉体0.15質量部(一次粒子の個数平均径:30nm)をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)にて5分間乾式混合して、本発明のトナー1を得た。
〔実施例2乃至9〕
実施例1において、トナー粒子1の製造工程における有機無機複合微粒子の種類および微粒子分散液の仕込み量を表2に示すものに変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明のトナー2乃至9を得た。
〔比較例1乃至5〕
実施例1において、トナー粒子1の製造工程における有機無機複合微粒子の種類および仕込み量を表2に示すものに変更した以外は、実施例1と同様にして、比較用のトナー1乃至5を得た。
〔比較例6〕
実施例1において、トナー粒子1の製造工程における有機無機複合微粒子を樹脂微粒子に、更に樹脂微粒子の仕込み量を表2に示すものに変更した以外は、実施例1と同様にして、比較用のトナー6を得た。
〔比較例7〕
実施例1において、トナー粒子1の製造工程における有機無機複合微粒子を無機微粒子に、更に無機微粒子の仕込み量を表2に示すものに変更した以外は、実施例1と同様にして、比較用のトナー7を得た。
<トナーの評価>
得られたトナー1乃至9、比較用トナー1乃至7について、粒度分布、アスペクト比、微粉率の測定を、上述に記載した方法に従って行った。また、高温多湿環境放置後の初期濃度の評価を、以下の方法に従って行った。
<高温多湿環境放置後の初期濃度>
市販のキヤノン製プリンターLBP9200Cを使用し、高温多湿環境放置後の初期濃度の評価を行った。LBP9200Cは、一成分接触現像を採用しており、トナー規制部材によって現像担持体上のトナー量を規制している。評価用カートリッジは、市販のカートリッジ中に入っているトナーを抜き取り、エアーブローにて内部を清掃した後、上記トナーを260g充填したものを使用した。高温多湿(30.0℃,80.0%RH)環境に48時間放置後、81.4g/m2のA4サイズ紙を使用し、印字率5%となる横線パターンを2枚/1ジョブとして、連続5000枚の画出し試験を実施し、その後、印字率100%ベタ黒画像を1枚出力し画像濃度を測定した。評価は常温常湿環境下(23.0℃,50%RH)で行った。画像濃度は、反射濃度計であるマクベス濃度計(マクベス社製)でSPIフィルターを使用して、5mm丸のベタ画像の反射濃度を測定することにより測定した。
以下に、各項目の評価基準を示す。また、評価結果を表3に示す。
〈粒度分布〉
A:1.10未満
B:1.10以上1.20未満
C:1.20以上1.30未満
D:1.30以上
〈アスペクト比〉
A:1.100未満
B:1.100以上1.150未満
C:1.150以上1.200未満
D:1.200以上
〈微粉率〉
A:5.0個数%未満
B:5.0個数%以上10.0個数%未満
C:10.0個数%以上15.0個数%未満
D:15.0個数%以上
〈高温多湿環境放置後の初期濃度〉
A:10枚目の反射濃度1.40以上
B:10枚目の反射濃度1.30以上1.40未満
C:10枚目の反射濃度1.20以上1.30未満
D:10枚目の反射濃度1.20未満