JP2016218411A - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】非晶性ポリエステル樹脂及び結晶性ポリエステル樹脂を含む結着樹脂と、スチレン(メタ)アクリル共重合体と、を含有するトナー粒子を有し、前記スチレン(メタ)アクリル共重合体のガラス転移温度をTg(A)、前記非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度をTg(B)としたとき、前記Tg(A)と前記Tg(B)との関係が、下記関係式(1)を満たす静電荷像現像用トナー。
式(1) Tg(B)−10≦Tg(A)≦Tg(B)+2.5
【選択図】なし
Description
非晶性ポリエステル樹脂及び結晶性ポリエステル樹脂を含む結着樹脂と、スチレン(メタ)アクリル共重合体と、を含むトナー粒子を有し、
前記スチレン(メタ)アクリル共重合体のガラス転移温度をTg(A)、前記非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度をTg(B)としたとき、前記Tg(A)と前記Tg(B)との関係が、下記関係式(1)を満たす静電荷像現像用トナー。
式(1) Tg(B)−10≦Tg(A)≦Tg(B)+2.5
である。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィにより測定される前記静電荷像現像用トナーの分子量分布のうち、分子量1000以上2000以下の割合が8%以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナーである。
X線光電子分光装置(XPS)により測定される前記トナー粒子の表面に存在する樹脂成分に占める前記スチレン(メタ)アクリル共重合体の割合が5atom%以上20atom%以下である請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーである。
前記スチレン(メタ)アクリル共重合体の含有量が、前記トナー粒子に対して10質量%以上30質量%以下である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーである。
前記スチレン(メタ)アクリル共重合体の重量平均分子量(Mw)が、40000以上65000以下である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーである。
前記スチレン(メタ)アクリル共重合体が、全単量体成分のうち、炭素数2以上8以下のアルキル基を持つ(メタ)アクリル酸アルキルエステルを20質量%以上含有し、
前記結晶性ポリエステル樹脂が、全単量体成分のうち、炭素数6以上14以下のアルキレン基を持つ脂肪族飽和多価アルコール、及び炭素数6以上14以下のアルキレン基を持つ脂肪族飽和多価カルボン酸の少なくとも一方を30質量%以上含有する請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤である。
請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジである。
請求項7に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項7に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置である。
像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項7に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法である。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(以下、「トナー」と称する)は、非晶性ポリエステル樹脂及び結晶性ポリエステル樹脂を含む結着樹脂と、スチレン(メタ)アクリル共重合体と、を含むトナー粒子を有する。そして、スチレン(メタ)アクリル共重合体のガラス転移温度をTg(A)、非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度をTg(B)としたとき、Tg(A)とTg(B)との関係が、下記関係式(1)を満たす。
式(1) Tg(B)−10≦Tg(A)≦Tg(B)+2.5
そして、画像が形成されたフィルムを積み重ねた場合に、画像に圧力が加わることにより、画像中に含まれるトナーの樹脂成分のうち、上記の特定低分子量成分がフィルムの表面に移動してしまう。そのため、画像が形成された部分のフィルムを可塑化させてしまい、ドキュメントオフセットが発生しやすくなることで、画像抜けが発生すると考えられる。
この条件を満たすスチレン(メタ)アクリル共重合体を含有しているトナー粒子は、スチレン(メタ)アクリル共重合体が、トナー粒子の表面に存在し易くなる。そして、トナー粒子中のポリエステル樹脂に由来していると考えられる特定低分子量成分が、トナー粒子の表面への移行が抑制され易くなることで、特定低分子量成分のフィルム表面への移動が抑制される。そのため、特定低分子量成分によるフィルムの可塑化が抑制され、ドキュメントオフセットの発生が抑制されると考えられる。また、上記の関係を満たすスチレン(メタ)アクリル共重合体がトナー粒子中に含まれていることで、フィルム上に形成された画像表面には、凹凸が形成され易くなる。画像表面に凹凸が形成されると、フィルム上に形成された画像と重ねられたフィルムとの接触点が減少するため、ドキュメントオフセットが生じにくくなり、フィルム上に形成された画像の剥離が抑制されると考えられる。よって、ドキュメントオフセットに起因する画像抜けの発生が抑制されると考えられる。
トナー粒子は、例えば、結着樹脂と、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他添加剤と、を含んで構成される。
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂が好適である。
ポリエステル樹脂としては、例えば、公知の非晶性ポリエステル樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂と共に、結晶性ポリエステル樹脂を併用してもよい。但し、結晶性ポリエステル樹脂は、全結着樹脂に対して、含有量が2質量%以上40質量%以下(好ましくは2質量%以上20質量%以下)の範囲で用いることがよい。
一方、樹脂の「非晶性」とは、半値幅が10℃を超えること、階段状の吸熱量変化を示すこと、又は明確な吸熱ピークが認められないことを指す。
非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。なお、非晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、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。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、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が挙げられる。
多価アルコールは、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、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K 7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から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算出する。
なお、原料の単量体が、反応温度下で溶解又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てもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助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単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体が挙げられる。なお、結晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂は、結晶構造を容易に形成するため、芳香族を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族を有する重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
多価カルボン酸は、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。
多価アルコールは、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上のアルコールとしては、例えば、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等が挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、低温定着性を有し、記録媒体として画像を形成したフィルムが重ねられたときに、ドキュメントオフセットに起因する画像抜けをより抑制する点から、結晶性ポリエステル樹脂は、全単量体成分のうち、炭素数が6以上14以下(好ましくは、炭素数6以上12以下、より好ましくは、炭素数6以上10以下)のアルキレン基を持つ脂肪族飽和多価カルボン酸(例えば、脂肪族飽和ジカルボン酸)、及び、炭素数が6以上14以下(好ましくは、炭素数6以上12以下、より好ましくは、炭素数6以上10以下)のアルキレン基を持つ脂肪族飽和多価アルコール(例えば、脂肪族飽和ジオール)の少なくとも一方を含み、これらの脂肪族飽和多価カルボン酸、及び、脂肪族飽和多価アルコールの含有量が、全単量体成分のうち、30質量%以上(好ましくは30質量%以上50質量%以下、より好ましくは40質量%以上50質量%以下)であることが好ましい。
なお、例えば、上記の結晶性ポリエステル樹脂を用いることにより、トナー中の樹脂成分の分子量1000以上2000以下の特定低分子量成分が8%以下に抑制され易くなる。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
スチレン(メタ)アクリル共重合体は、例えば、スチレン系単量体(スチレン骨格を持つ単量体)と、(メタ)アクリル酸エステル系単量体((メタ)アクリロイル骨格を持つ単量体)と、を少なくとも共重合した共重合体が挙げられる。なお、スチレン(メタ)アクリル酸アルキル共重合体は、スチレン系単量体及び(メタ)アクリル酸エステル系単量体以外に、その他の単量体を共重合した共重合体であってもよい。また、(メタ)アクリル酸エステル系単量体には、(メタ)アクリル酸を含むものである。
なお、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」のいずれをも含む表現である。
これらの中でも、スチレン系単量体としては、スチレン、p−エチルスチレン、p−n−ブチルスチレン等がよい。
これらのスチレン系単量体は、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
エチレングリコールジ(メタ)アクリラート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリラート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリラート、ブタンジオールジ(メタ)アクリラート、ペンタンジオールジ(メタ)アクリラート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリラート、ノナンジオールジ(メタ)アクリラート、デカンジオールジ(メタ)アクリラート等のジ(メタ)アクリル酸エステル;
(メタ)アクリル酸β−カルボキシエチル等の(メタ)アクリル酸カルボキシ置換アルキルエステル;
(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシ置換アルキルエステル;
(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル等の(メタ)アクリル酸アルコキシ置換アルキルエステル;
等が挙げられる。
これらの(メタ)アクリル酸エステル系単量体は、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
特に、同様の観点から、炭素数2以上8以下のアルキル基を持つ(メタ)アクリル酸エステルが、全単量体成分に対する割合の20質量%以上であることが好ましく、20質量%以上40質量%以下がより好ましく、20質量%以上35質量%以下であることがさらに好ましい。
式(1) Tg(B)−10≦Tg(A)≦Tg(B)+2.5
式(2) Tg(B) −6≦Tg(A)≦Tg(B)+2.0
式(3) Tg(B) −3≦Tg(A)≦Tg(B)+1.0
なお、重合の際、架橋剤(例えば、デカンジオールジ(メタ)アクリラート)の量を調整することで、スチレン(メタ)アクリル共重合体の架橋密度を制御してもよい。
スチレン(メタ)アクリル共重合体としては、全単量体成分のうち、炭素数2以上8以下(さらに好ましくは、炭素数4以上8以下)のアルキル基を持つ(メタ)アクリル酸アルキルエステルを20質量%以上(好ましくは20質量%以上40質量%以下、より好ましくは20質量%以上35質量%以下)含有していることが好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂としては、全単量体成分のうち、炭素数が6以上14以下(好ましくは、炭素数6以上12以下、より好ましくは、炭素数6以上10以下)のアルキレン基を持つ脂肪族飽和多価アルコール、及び炭素数が6以上14以下(好ましくは、炭素数6以上12以下、より好ましくは、炭素数6以上10以下)のアルキレン基を持つ脂肪族飽和多価カルボン酸の少なくとも一方を30質量%以上(好ましくは30質量%以上50質量%以下、より好ましくは40質量%以上50質量%以下)含有することが好ましい。
なお、上記の炭素数の差の絶対値は、結晶性ポリエステル樹脂が、上記の炭素数が6以上14以下の脂肪族飽和多価アルコール及び炭素数が6以上14以下の脂肪族飽和多価カルボン酸の両方を含有している場合、脂肪族飽和多価アルコール及び脂肪族飽和多価カルボン酸のアルキレン基のうち、炭素数の小さいアルキレン基との差を表す。
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、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、ピグメントイエロー、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、ブリリアントカーミン3B、ブリリアントカーミン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、ピグメントレッド、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、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、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などの種々の顔料、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、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、チアゾール系などの各種染料等が挙げられる。
着色剤は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
ここで、コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂を含んで構成された被覆層と、で構成されていることがよい。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50000個である。
測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャンネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積16%となる粒径を体積粒径D16v、数粒径D16p、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50v、累積数平均粒径D50p、累積84%となる粒径を体積粒径D84v、数粒径D84pと定義する。
これらを用いて、体積平均粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2、数平均粒度分布指標(GSDp)は(D84p/D16p)1/2として算出される。
式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
上記式中、MLはトナーの絶対最大長、Aはトナーの投影面積を各々示す。
具体的には、形状係数SF1は、主に顕微鏡画像又は走査型電子顕微鏡(SEM)画像を画像解析装置を用いて解析することによって数値化され、以下のようにして算出される。すなわち、スライドガラス表面に散布した粒子の光学顕微鏡像をビデオカメラによりルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個の粒子の最大長と投影面積を求め、上記式によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
なお、分子量が2000を超える樹脂成分は、樹脂としての安定性が高いため、ドキュメントオフセットの発生に寄与しにくいと考えられる。一方、分子量が1000未満の樹脂成分(例えば、オリゴマー等)は、フィルムに移動したとしても、ドキュメントオフセットの発生に寄与しにくいと考えられる。
また、トナー中の樹脂成分のうち、特定低分子量成分の含有量は、例えば、ポリエステル樹脂の単量体成分や、反応条件の調整等により制御し得る。
湿式製法にて芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造にすることで露出量を制御してもよい。一例としては、被覆層に存在させるスチレン(メタ)アクリル共重合体粒子量にて露出量を制御する方法、芯部にスチレン(メタ)アクリル共重合体粒子を存在させ、被覆層量にて露出量を制御する方法が挙げられる。また、既述の関係式(1)を満たすスチレン(メタ)アクリル共重合体をトナー粒子に含有させることにより、トナー粒子の表面に存在する樹脂成分に占めるスチレン(メタ)アクリル共重合体の割合は、上記範囲に制御し易くなる。
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。該無機粒子として、SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等が挙げられる。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
次に、本実施形態に係るトナーの製造方法について説明する。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
これらの中でも、凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。
結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液を準備する工程(樹脂粒子分散液準備工程)と、樹脂粒子分散液中で(必要に応じて他の粒子分散液を混合した後の分散液中で)、樹脂粒子(必要に応じて他の粒子)を凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して加熱し、凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、トナー粒子を製造する。
なお、以下の説明では、着色剤、及び離型剤を含むトナー粒子を得る方法について説明するが、着色剤、離型剤は、必要に応じて用いられるものである。無論、着色剤、離型剤以外のその他添加剤を用いてもよい。
まず、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と共に、例えば、着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液、離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液を準備する。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類等が挙げられる。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。
界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて、中和したのち、水媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの、樹脂の変換(いわゆる転相)が行われて不連続相化し、樹脂を、水媒体中に粒子状に分散する方法である。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA−700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。なお、他の分散液中の粒子の体積平均粒径も同様に測定される。
次に、樹脂粒子分散液と共に、着色剤粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合する。
そして、混合分散液中で、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とをヘテロ凝集させ目的とするトナー粒子の径に近い径を持つ、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む凝集粒子を形成する。
凝集粒子形成工程においては、例えば、混合分散液を回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温(例えば25℃)で上記凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、上記加熱を行ってもよい。
凝集剤の金属イオンと錯体もしくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸、イミノジ酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)等が挙げられる。
キレート剤の添加量としては、例えば、樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば樹脂粒子のガラス転移温度より10から30℃高い温度以上)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。
なお、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該凝集粒子分散液と、樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、をさらに混合し、凝集粒子の表面にさらに樹脂粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程と、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア/シェル構造のトナー粒子を形成する工程と、を経て、トナー粒子を製造してもよい。
洗浄工程は、帯電性の点から充分にイオン交換水による置換洗浄を施すことがよい。また、固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。また、乾燥工程も特に方法に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、フラッシュジェット乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーを少なくとも含むものである。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該トナーとキャリアと混合した二成分現像剤であってもよい。
なお、磁性粉分散型キャリア、及び樹脂含浸型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、これに被覆樹脂により被覆したキャリアであってもよい。
なお、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電性粒子等、その他添加剤を含ませてもよい。
導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
本実施形態に係る画像形成装置/画像形成方法について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える。そして、静電荷像現像剤として、本実施形態に係る静電荷像現像剤が適用される。
中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー画像が転写される中間転写体と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。
図1に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づくイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称する場合がある)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に対して脱着するプロセスカートリッジであってもよい。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーを含むトナーの供給がなされる。
なお、一次転写ロール5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。更に、各一次転写ロール5Y、5M、5C、5Kには、一次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各一次転写ロールに印加する転写バイアスを可変する。
まず、動作に先立って、帯電ロール2Yによって感光体1Yの表面が−600V乃至−800Vの電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(例えば20℃における体積抵抗率:1×10−6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂の抵抗)であるが、レーザ光線3Yが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー画像パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによってトナー画像として可視像(現像像)化される。
一方、感光体1Y上に残留したトナーは感光体クリーニング装置6Yで除去されて回収される。
こうして、第1のユニット10Yにてイエロートナー画像の転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー画像が重ねられて多重転写される。
記録紙Pとして、紙を使用する場合、定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録紙Pの表面も平滑が好ましく、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が好適に使用される。
本実施形態に係るプロセスカートリッジについて説明する。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
図2に示すプロセスカートリッジ200は、例えば、取り付けレール116及び露光のための開口部118が備えられた筐体117により、感光体107(像保持体の一例)と、感光体107の周囲に備えられた帯電ロール108(帯電手段の一例)、現像装置111(現像手段の一例)、及び感光体クリーニング装置113(クリーニング手段の一例)を一体的に組み合わせて保持して構成し、カートリッジ化されている。
なお、図2中、109は露光装置(静電荷像形成手段の一例)、112は転写装置(転写手段の一例)、115は定着装置(定着手段の一例)、300は記録紙(記録媒体の一例)を示している。
本実施形態に係るトナーカートリッジは、本実施形態に係るトナーを収容し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジである。トナーカートリッジは、画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するための補給用のトナーを収容するものである。
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物 : 20モル%
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物 : 30モル%
テレフタル酸 : 30モル%
ドデセニルコハク酸無水物 : 10モル%
トリメリット酸無水物 : 10モル%
次いで、得られた非晶性ポリエステル樹脂Aを、キャビトロンCD1010(ユーロテック社製)を高温高圧型に改造した分散機を用いて分散した。イオン交換水80%、ポリエステル樹脂の濃度が20%の組成比で、アンモニアによりpHを8.5に調整し、回転子の回転速度が60Hz、圧力が5kg/cm2、熱交換器による加熱140℃、の条件でキャビトロンを運転し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液A(固形分20%)を得た。
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物 : 10モル%
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物 : 40モル%
テレフタル酸 : 40モル%
ドデセニルコハク酸無水物 : 5モル%
トリメリット酸無水物 : 5モル%
次いで、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Aの作製と同じ方法によって、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液B(固形分20%)を得た。
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物 : 20モル%
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物 : 30モル%
テレフタル酸 : 20モル%
ドデセニルコハク酸無水物 : 15モル%
トリメリット酸無水物 : 15モル%
次いで、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Aの作製と同じ方法によって、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液C(固形分20%)を得た。
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物 : 20モル%
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物 : 30モル%
テレフタル酸 : 30モル%
ドデセニルコハク酸無水物 : 10モル%
トリメリット酸無水物 : 10モル%
次いで非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Aの作製と同じ方法によって、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液D(固形分20%)を得た。
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物 : 20モル%
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物 : 30モル%
テレフタル酸 : 30モル%
ドデセニルコハク酸無水物 : 10モル%
トリメリット酸無水物 : 10モル%
次いで、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Aの作製と同じ方法によって、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液E(固形分20%)を得た。
セバシン酸 :50モル%
1,6−ヘキサンジオール :50モル%
次に、コンデンサー、温度計、水滴下装置、アンカー翼を備えたジャケット付き3リットル反応槽(東京理化器械社製:BJ−30N)に、結晶性ポリエステル樹脂Aを300部と、メチルエチルケトン(溶剤)160部と、イソプロピルアルコール(溶剤)100部とを入れ、水循環式恒温槽にて70℃に維持しながら、100rpmで攪拌混合しつつ樹脂を溶解させた(溶解液調製工程)。
その後、攪拌回転数を150rpmにし、水循環式恒温槽を66℃に設定し、10%アンモニア水(試薬)17部を10分間かけて投入した後、66℃に保温されたイオン交換水を7部/分の速度で、合計900部滴下し転相させて、乳化液を得た。
すぐに、得られた乳化液800部とイオン交換水700部とを2リットルのナスフラスコに入れ、トラップ球を介して真空制御ユニットを備えたエバポレーター(東京理化器械社製)にセットした。ナスフラスコを回転させながら、60℃の湯バスで加温し、突沸に注意しつつ7kPaまで減圧し溶剤を除去した。溶剤回収量が1,100部になった時点で常圧に戻し、ナスフラスコを水冷して分散液を得た。その後、イオン交換水を加えて固形分濃度が20%になるように調製して、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Aを得た。
1,14−テトラデカンジカルボン酸 :50モル%
1,14−テトラデカンジオール :50モル%
次いで、結晶性ポリエステル樹脂分散液Aの作製と同じ方法によって、固形分濃度が20%になるように調製して、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液をBを得た。
スチレン(和光純薬工業社製) :453部
n−ブチルアクリレート(和光純薬工業社製) :102部
1,10−デカンジオールジアクリレート(新中村化学社製) : 2部
ドデカンチオール(和光純薬工業社製) : 4部
得られたスチレン(メタ)アクリル共重合体Aのガラス転移温度は57℃であった。また、重量平均分子量(Mw)は、56000であった。
スチレン(和光純薬工業社製) :460部
n−ブチルアクリレート(和光純薬工業社製) : 95部
1,10−デカンジオールジアクリレート(新中村化学社製) : 2部
ドデカンチオール(和光純薬工業社製) : 4部
上記成分に変更する以外は、スチレン(メタ)アクリル共重合体粒子分散液Aの作製と同様にして、固形分34%のスチレン(メタ)アクリル共重合体粒子分散液Bを得た。
得られたスチレン(メタ)アクリル共重合体Bのガラス転移温度は59.5℃であった。また、重量平均分子量(Mw)は、56000であった。
スチレン(和光純薬工業社製) :420部
n−ブチルアクリレート(和光純薬工業社製) :135部
1,10−デカンジオールジアクリレート(新中村化学社製) : 2部
ドデカンチオール(和光純薬工業社製) : 4部
上記成分に変更する以外は、スチレン(メタ)アクリル共重合体粒子分散液Aの作製と同様にして、固形分34%のスチレン(メタ)アクリル共重合体粒子分散液Cを得た。
得られたスチレン(メタ)アクリル共重合体Cのガラス転移温度は45℃であった。また、重量平均分子量(Mw)は、56000であった。
スチレン(和光純薬工業社製) :464部
n−ブチルアクリレート(和光純薬工業社製) : 91部
1,10−デカンジオールジアクリレート(新中村化学社製) : 2部
ドデカンチオール(和光純薬工業社製) : 4部
上記成分に変更する以外は、スチレン(メタ)アクリル共重合体粒子分散液Aの作製と同様にして、固形分34%のスチレン(メタ)アクリル共重合体粒子分散液Dを得た。
得られたスチレン(メタ)アクリル共重合体Dのガラス転移温度は61℃であった。また、重量平均分子量(Mw)は、56000であった。
スチレン(和光純薬工業社製) :417部
n−ブチルアクリレート(和光純薬工業社製) :138部
1,10−デカンジオールジアクリレート(新中村化学社製) : 2部
ドデカンチオール(和光純薬工業社製) : 4部
上記成分に変更する以外は、スチレン(メタ)アクリル共重合体粒子分散液Aの作製と同様にして、固形分34%のスチレン(メタ)アクリル共重合体粒子分散液Eを得た。
得られたスチレン(メタ)アクリル共重合体Eのガラス転移温度は44℃であった。また、重量平均分子量(Mw)は、56000であった。
スチレン(和光純薬工業社製) :448部
n−ブチルアクリレート(和光純薬工業社製) :107部
1,10−デカンジオールジアクリレート(新中村化学社製) : 6部
ドデカンチオール(和光純薬工業社製) : 2部
上記成分に変更する以外は、スチレン(メタ)アクリル共重合体粒子分散液Aの作製と同様にして、固形分34%のスチレン(メタ)アクリル共重合体粒子分散液Fを得た。
得られたスチレン(メタ)アクリル共重合体Fのガラス転移温度は57℃であった。また、重量平均分子量(Mw)は、65000であった。
スチレン(和光純薬工業社製) :459部
n−ブチルアクリレート(和光純薬工業社製) : 96部
1,10−デカンジオールジアクリレート(新中村化学社製) : 1部
ドデカンチオール(和光純薬工業社製) : 6部
上記成分に変更する以外は、スチレン(メタ)アクリル共重合体粒子分散液Aの作製と同様にして、固形分34%のスチレン(メタ)アクリル共重合体粒子分散液Gを得た。
得られたスチレン(メタ)アクリル共重合体Gのガラス転移温度は57℃であった。また、重量平均分子量(Mw)は、40000であった。
スチレン(和光純薬工業社製) :416部
エチルアクリレート(和光純薬工業社製) :139部
1,10−デカンジオールジアクリレート(新中村化学社製) : 1部
ドデカンチオール(和光純薬工業社製) : 6部
上記成分に変更する以外は、スチレン(メタ)アクリル共重合体粒子分散液Aの作製と同様にして、固形分34%のスチレン(メタ)アクリル共重合体粒子分散液Hを得た。
得られたスチレン(メタ)アクリル共重合体Hのガラス転移温度は57℃であった。また、重量平均分子量(Mw)は、56000であった。
カーボンブラック :250部
(キャボット社製、Regal330)
アニオン性界面活性剤 : 33部(有効成分60%、着色剤に対して8%)
(第一工業製薬社製、ネオゲンSC)
イオン交換水 :750部
ポリエチレン系ワックス :270部
(炭化水素系ワックス、ベイカーペトロライト社製、商品名「ポリワックス725」)
アニオン性界面活性剤 : 13.5部(有効成分として、離型剤に対して3.0%)
(第一工業製薬社製、ネオゲンRK、有効成分量:60%)
イオン交換水 : 21.6部
上記成分を混合し、圧力吐出型ホモジナイザー(ゴーリン社製、ゴーリンホモジナイザ)で、内液温度120℃にて離型剤を溶解した後、分散圧力5MPaで120分間、続いて40MPaで360分間分散処理し、冷却して、離型剤粒子分散液を得た。その後、イオン交換水を加えて固形分濃度が20.0%になるように調整した。
(トナー粒子(1)の作製)
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液A :230部
スチレン(メタ)アクリル共重合体粒子分散液A : 44部
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液A : 25部
着色剤粒子分散液 : 30部
離型剤粒子分散液 : 40部
イオン交換水 :150部
アニオン性界面活性剤 : 3部
(ダウケミカル社製、Dowfax2A1)
その後、反応容器に攪拌機、マントルヒーターを設置し、スラリーが充分に攪拌されるように攪拌機の回転数を調整しながら、温度40℃までは0.2℃/分の昇温速度、40℃を超えてからは0.05℃/分の昇温速度で昇温し、10分ごとにマルチサイザーII(アパーチャー径:50μm、コールター社製)にて粒径を測定した。体積平均粒径が5.4μmになったところで温度を保持し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液A 100部を3分間で投入した。
30分間保持した後、1%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを8.5に調整した。その後、10℃ごとにpHが8.5になるように同様にして調整しながら、昇温速度1℃/分で90℃まで昇温し、保持した。光学顕微鏡と走査型電子顕微鏡(FE−SEM)にて粒子形状及び表面性を観察したところ、4時間目で粒子の合一が確認されたので、冷却水にて容器を35℃まで5分間かけて冷却した。
冷却後のスラリーを、目開き15μmのナイロンメッシュに通過させ粗大粉を除去し、メッシュを通過したトナースラリーをアスピレータで減圧ろ過した。ろ紙上に残ったトナー粒子を手によって、できるだけ細かく砕いて、温度30℃でトナー粒子量の10倍のイオン交換水に投入し、30分間攪拌混合した。引き続き、アスピレータで減圧ろ過し、ろ紙上に残ったトナー粒子を手によって、できるだけ細かく砕いて、温度30℃でトナー粒子量の10倍のイオン交換水に投入し、30分間攪拌混合した後、再度アスピレータで減圧ろ過し、ろ液の電気伝導度を測定した。ろ液の電気伝導度が10μS/cm以下になるまでこの操作を繰り返し、トナー粒子を洗浄した。
洗浄されたトナー粒子を湿式乾式整粒機(コーミル)で細かく砕いてから、35℃のオーブン中で40時間真空乾燥して、トナー粒子(1)を得た。
得られたトナー粒子(1)の体積平均径D50は6.3μmであった。
トナー粒子(1) :100部
シリカ粒子 : 0.8部
(日本アエロジル社製、商品名RY50)
上記組成をヘンシェルミキサーにより周速20m/sで15分間の混合を行い、トナー(1)を得た。
スチレンメチルメタクリレート共重合体 : 5部
(質量比(スチレン/メチルメタクリレート):70/30)
トルエン :15部
カーボンブラック : 1部
(キャボット社製、Regal330)
上記成分を混合し、10分間スターラーで攪拌させて被覆層形成用溶液を調製した。次に、この被覆液とフェライト粒子(体積平均粒子径:40μm)100部とを真空脱気型ニーダーに入れて、60℃において30分攪拌した後、さらに加温しながら減圧して脱気し、乾燥させることによりキャリアを作製した。
トナー(1)の8部とキャリア92部をVブレンダーにて混合し、現像剤(1)を作製した。
表1に従って、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、スチレン(メタ)アクリル共重合体粒子分散液、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の種類、及び部数(仕込み量)を変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(2)〜(4)、(7)〜(14)、トナー(2)〜(4)、(7)〜(14)、及び、現像剤(2)〜(4)、(7)〜(14)を得た。
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液A :200部
スチレン(メタ)アクリル共重合体粒子分散液A : 44部
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液A : 25部
着色剤粒子分散液 : 30部
離型剤粒子分散液 : 40部
イオン交換水 :150部
アニオン性界面活性剤 : 3部
(ダウケミカル社製、Dowfax2A1)
その後、反応容器に攪拌機、マントルヒーターを設置し、スラリーが充分に攪拌されるように攪拌機の回転数を調整しながら、温度40℃までは0.2℃/分の昇温速度、40℃を超えてからは0.05℃/分の昇温速度で昇温し、10分ごとにマルチサイザーII(アパーチャー径:50μm、コールター社製)にて粒径を測定した。体積平均粒径が5.4μmになったところで温度を保持し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液A 350部を3分間で投入した。
30分間保持した後、1%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを8.5に調整した。その後、10℃ごとにpHが8.5になるように同様にして調整しながら、昇温速度1℃/分で90℃まで昇温し、保持した。光学顕微鏡と走査電子顕微鏡(FE−SEM)にて粒子形状及び表面性を観察したところ、4時間目で粒子の合一が確認されたので、冷却水にて容器を35℃まで5分間かけて冷却した。
冷却後のスラリーを、目開き15μmのナイロンメッシュに通過させ粗大粉を除去し、メッシュを通過したトナースラリーをアスピレータで減圧ろ過した。ろ紙上に残ったトナー粒子を手によって、できるだけ細かく砕いて、温度30℃でトナー粒子量の10倍のイオン交換水に投入し、30分間攪拌混合した。引き続き、アスピレータで減圧ろ過し、ろ紙上に残ったトナー粒子を手によって、できるだけ細かく砕いて、温度30℃でトナー粒子量の10倍のイオン交換水に投入し、30分間攪拌混合した後、再度アスピレータで減圧ろ過し、ろ液の電気伝導度を測定した。ろ液の電気伝導度が10μS/cm以下になるまでこの操作を繰り返し、トナー粒子を洗浄した。
洗浄されたトナー粒子を湿式乾式整粒機(コーミル)で細かく砕いてから、35℃のオーブン中で40時間真空乾燥して、トナー粒子(5)を得た。
得られたトナー粒子(5)の体積平均径D50は6.3μmであった。
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液A :250部
スチレン(メタ)アクリル共重合体粒子分散液A : 44部
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液A : 25部
着色剤粒子分散液 : 30部
離型剤粒子分散液 : 40部
イオン交換水 :150部
アニオン性界面活性剤 : 3部
(ダウケミカル社製、Dowfax2A1)
その後、反応容器に攪拌機、マントルヒーターを設置し、スラリーが充分に攪拌されるように攪拌機の回転数を調整しながら、温度40℃までは0.2℃/分の昇温速度、40℃を超えてからは0.05℃/分の昇温速度で昇温し、10分ごとにマルチサイザーII(アパーチャー径:50μm、コールター社製)にて粒径を測定した。体積平均粒径が5.4μmになったところで温度を保持し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液A 50部を3分間で投入した。
30分間保持した後、1%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを8.5に調整した。その後、10℃ごとにpHが8.5になるように同様にして調整しながら、昇温速度1℃/分で90℃まで昇温し、保持した。光学顕微鏡と走査電子顕微鏡(FE−SEM)にて粒子形状及び表面性を観察したところ、4時間目で粒子の合一が確認されたので、冷却水にて容器を35℃まで5分間かけて冷却した。
冷却後のスラリーを、目開き15μmのナイロンメッシュに通過させ粗大粉を除去し、メッシュを通過したトナースラリーをアスピレータで減圧ろ過した。ろ紙上に残ったトナー粒子を手によって、できるだけ細かく砕いて、温度30℃でトナー粒子量の10倍のイオン交換水に投入し、30分間攪拌混合した。引き続き、アスピレータで減圧ろ過し、ろ紙上に残ったトナー粒子を手によって、できるだけ細かく砕いて、温度30℃でトナー粒子量の10倍のイオン交換水に投入し、30分間攪拌混合した後、再度アスピレータで減圧ろ過し、ろ液の電気伝導度を測定した。ろ液の電気伝導度が10μS/cm以下になるまでこの操作を繰り返し、トナー粒子を洗浄した。
洗浄されたトナー粒子を湿式乾式整粒機(コーミル)で細かく砕いてから、35℃のオーブン中で40時間真空乾燥して、トナー粒子(6)を得た。
得られたトナー粒子(6)の体積平均径D50は6.3μmであった。
表1に従って、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、スチレン(メタ)アクリル共重合体粒子分散液、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の種類及び部数(仕込み量)を変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(15)を作製した。さらに、外添剤として、シリカ粒子に加えて、スチレンブチルアクリレート共重合体粒子(ガラス転移温度57℃、分子量56000)を0.8部用いた以外は、実施例1と同様にして、トナー(15)、及び、現像剤(15)を得た。
(トナー粒子の表面に存在する樹脂成分に占めるスチレン(メタ)アクリル共重合体の割合)
既述の方法により測定した。
既述の方法により測定した。
各例で得られた現像剤を、富士ゼロックス社製のプロダクションプリンターである「D136 Light Publisher」の現像器に充填した。
この画像形成装置を用いて、高温高湿環境下(温度30℃、湿度85RH%)で、OHPフィルム(富士ゼロックス社製)の片面に、全面ハーフトーン画像(画像濃度50%)を、連続して100枚出力し、画像が形成されたOHPフィルムを重ねた。30分間放置した後、1枚目のOHPフィルムの画像が形成されている面と、2枚目のOHPフィルムの画像が形成されていない面とを剥がした。そして、1枚目のOHPフィルムの画像が形成された面について、ドキュメントオフセットによる画像抜けの評価を下記評価基準により行った。結果を表2に示す。
G0(◎):未発生。
G1(○):画像剥がれによる白点(画像抜け)が5点未満ある。
G2(△):画像剥がれによる白点が5点以上10点未満ある。
G3(×):画像剥がれによる白点が10点以上ある。
各例で得られた静電荷像現像剤を、定着器を取り出したカラー複写機DocuCentreColor400(富士ゼロックス社製)の現像器に充填し、トナー載り量が0.45mg/cm2となるように調整して未定着画像を出力した。記録媒体としてはOHPフィルムを用いて、片面に画像密度100%、50mm×50mm大となる未定着画像を形成した。定着評価用装置としては、富士ゼロックス社製ApeosPortIV C3370の定着器を取り外し、定着温度が変更できるように改造したものを使用した。定着器のニップ幅は6mm、ニップ圧は1.6kgf/cm2、Dwell_timeは34.7ms、プロセス速度は175mm/secであった。定着温度100℃から5℃間隔で、未定着画像の定着を行い、目視にてコールドオフセットの有無を確認し、コールドオフセットが消えた温度をコールドオフセット消失温度として評価した。これを低温定着性の指標とした。結果を表2に示す。
G0(◎):145℃以下
G1(○):145℃を越え150℃以下
G2(△):150℃を越え160℃以下
G3(×):160℃を越える
スチレン(メタ)アクリル共重合体欄の「含有量」は、トナー粒子に対するスチレン(メタ)アクリル共重合体の含有量を表す。
「表面の存在割合」は、XPSにより測定されるトナー粒子の表面に存在する樹脂成分に占めるスチレン(メタ)アクリル共重合体の割合を表す。
「Δ炭素数」は、スチレン(メタ)アクリル共重合体を構成する(メタ)アクリル酸エステルのアルキル基の炭素数と、結晶性ポリエステル樹脂を構成する脂肪族飽和ジカルボン酸又は脂肪族飽和ジアルコールのアルキレン基の炭素数のうち、小さい炭素数との差を絶対値で表したものである。
2Y、2M、2C、2K 帯電ロール(帯電手段の一例)
3 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
4Y、4M、4C、4K 現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール(一次転写手段の一例)
6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト(中間転写体の一例)
22 駆動ロール
24 支持ロール
26 二次転写ロール(二次転写手段の一例)
30 中間転写体クリーニング装置
107 感光体(像保持体の一例)
108 帯電ロール(帯電手段の一例)
109 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
111 現像装置(現像手段の一例)
112 転写装置(転写手段の一例)
113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
115 定着装置(定着手段の一例)
116 取り付けレール
117 筐体
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ
300 記録紙(記録媒体の一例)
P 記録紙(記録媒体の一例)
Claims (11)
- 非晶性ポリエステル樹脂及び結晶性ポリエステル樹脂を含む結着樹脂と、スチレン(メタ)アクリル共重合体と、を含有するトナー粒子を有し、
前記スチレン(メタ)アクリル共重合体のガラス転移温度をTg(A)、前記非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度をTg(B)としたとき、前記Tg(A)と前記Tg(B)との関係が、下記関係式(1)を満たす静電荷像現像用トナー。
式(1) Tg(B)−10≦Tg(A)≦Tg(B)+2.5 - ゲルパーミエーションクロマトグラフィにより測定される前記静電荷像現像用トナーの分子量分布のうち、分子量1000以上2000以下の割合が8%以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- X線光電子分光装置(XPS)により測定される前記トナー粒子の表面に存在する樹脂成分に占める前記スチレン(メタ)アクリル共重合体の割合が5atom%以上20atom%以下である請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記スチレン(メタ)アクリル共重合体の含有量が、前記トナー粒子に対して10質量%以上30質量%以下である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記スチレン(メタ)アクリル共重合体の重量平均分子量(Mw)が、40000以上65000以下である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記スチレン(メタ)アクリル共重合体が、全単量体成分のうち、炭素数2以上8以下のアルキル基を持つ(メタ)アクリル酸アルキルエステルを20質量%以上含有し、
前記結晶性ポリエステル樹脂が、全単量体成分のうち、炭素数6以上14以下のアルキレン基を持つ脂肪族飽和多価アルコール、及び炭素数6以上14以下のアルキレン基を持つ脂肪族飽和多価カルボン酸の少なくとも一方を30質量%以上含有する請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。 - 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
- 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。 - 請求項7に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。 - 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項7に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。 - 像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項7に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
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