JP2016224340A - 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
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Abstract
【解決手段】ポリエステル樹脂を含む結着樹脂と、炭化水素系ワックスを含む離型剤と、スチレン(メタ)アクリル樹脂と、を含有するトナー粒子を有し、前記トナー粒子の表面から800nm以上1000nm以下の範囲以内に、前記離型剤と前記スチレン(メタ)アクリル樹脂とがドメインを形成して存在しており、前記ドメインが、平均径100nm以上600nm以下で、かつ前記離型剤と前記スチレン(メタ)アクリル樹脂とからなる混合ドメインを少なくとも有し、前記混合ドメインの存在率が全ドメインに対して80%以上であり、かつ前記離型剤からなる単独ドメインの存在率が全ドメインに対して20%以下である静電荷像現像用トナーである。
【選択図】なし
Description
ポリエステル樹脂を含む結着樹脂と、炭化水素系ワックスを含む離型剤と、スチレン(メタ)アクリル樹脂と、を含有するトナー粒子を有し、
前記トナー粒子の表面から800nm以上1000nm以下の範囲以内に、前記離型剤と前記スチレン(メタ)アクリル樹脂とがドメインを形成して存在しており、
前記ドメインが、平均径100nm以上600nm以下で、かつ前記離型剤と前記スチレン(メタ)アクリル樹脂とからなる混合ドメインを少なくとも有し、
前記混合ドメインの存在率が全ドメインに対して80%以上であり、かつ前記離型剤からなる単独ドメインの存在率が全ドメインに対して20%以下である静電荷像現像用トナー。
前記離型剤の含有量が、前記トナー粒子に対して3質量%以上10質量%以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
前記スチレン(メタ)アクリル樹脂のガラス転移温度が、50℃以上70℃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)アクリル樹脂の含有量が、前記トナー粒子に対して5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。
前記離型剤の融解温度が、85℃以上120℃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。
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を含む静電荷像現像剤。
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6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6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6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。
することである。
請求項2に係る発明によれば、離型剤の含有量が10質量%超えの場合に比べて、高温環境下で保管又は搬送されたときに生じる画像のかぶりの発生を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
請求項3に係る発明によれば、スチレン(メタ)アクリル樹脂のガラス転移温度が50℃未満の場合に比べて、高温環境下で保管又は搬送されたときに生じる画像のかぶりの発生を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
請求項4に係る発明によれば、スチレン(メタ)アクリル樹脂の含有量が5質量%未満の場合に比べて、高温環境下で保管又は搬送されたときに生じる画像のかぶりの発生を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
請求項5に係る発明によれば、離型剤の融解温度が85℃未満の場合に比べて、高温環境下で保管又は搬送されたときに生じる画像のかぶりの発生を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
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、ポリエステル樹脂を含む結着樹脂と、炭化水素系ワックスを含む離型剤と、スチレン(メタ)アクリル樹脂と、を含有するトナー粒子を有する。
トナー粒子は、トナー粒子の表面から800nm以上1000nm以下の範囲以内に、離型剤とスチレン(メタ)アクリル樹脂とがドメインを形成して存在している。このドメインは、平均径100nm以上600nm以下で、かつ離型剤とスチレン(メタ)アクリル樹脂とからなる混合ドメインを少なくとも有している。そして、混合ドメインの存在率は全ドメインに対して80%以上であり、かつ離型剤からなる単独ドメインの存在率は全ドメインに対して20%以下である。
そして、トナー粒子中で、離型剤とスチレン(メタ)アクリル樹脂とが形成し得るドメインには、離型剤とスチレン(メタ)アクリル樹脂とからなる混合ドメイン(以下「WS混合ドメイン」とも称する)、離型剤からなる単独ドメイン(以下「WAX単独ドメイン」とも称する)、及び、スチレン(メタ)アクリル樹脂からなる単独ドメイン(以下「SA単独ドメイン」とも称する)の3種類が存在する。これらドメインのうち、トナー粒子には、少なくともWS混合ドメインを有している。
なお、WS混合ドメインは、離型剤とスチレン(メタ)アクリル樹脂とが互いの一部又は全部が相溶して、一つのドメインを形成した領域、及び、離型剤とスチレン(メタ)アクリル樹脂とが互いに分離した状態で、一つのドメインを形成した領域の双方が含まれる。
さらに、画像の低光沢性と耐オフセット性(なお、オフセットとは画像が定着部材に付着する現象である)を良化する目的で、スチレン(メタ)アクリル樹脂をポリエステル樹脂と併用する技術が知られている。スチレン(メタ)アクリル樹脂とポリエステル樹脂とを併用すると、定着時のトナー弾性が高まり、画像の低光沢性と耐オフセット性が良化する。
そして、この現象を抑制するには、離型剤をトナー粒子の表層部側に偏在させることが有効である。
ここで、「トナー粒子の表面から800nm以上1000nm以下の範囲以内に、離型剤とスチレン(メタ)アクリル樹脂とがドメインを形成して存在している」とは、トナー粒子の表面から、深さ方向に向かって、800nm以上1000nm以下の範囲で離れた領域以内に存在するドメイン(WS混合ドメイン、WAX単独ドメイン、SA単独ドメイン)の存在率が全ドメインに対して90%以上(好ましくは100%)であること示す。
トナー粒子の表面から800nm以上の範囲内に、離型剤とスチレン(メタ)アクリル樹脂とが形成するドメインが存在すると、高温環境下でトナーを保管又は搬送したとき、トナー粒子の表面への離型剤の染み出しを抑え、画像のかぶりの発生が抑制される。一方、トナー粒子の表面から1000nm以下の範囲内に、離型剤とスチレン(メタ)アクリル樹脂とが形成するドメインが存在すると、定着時には、離型剤がトナー粒子の表面へ染み出し易くなり、定着性(画像強度)が確保される。
全ドメインに対するWAX単独ドメインの存在率は、20%以下であり、画像のかぶり抑制の点から、10%以下がより好ましく、5%以下がより好ましい。なお、WAX単独ドメインの存在率は、最も好ましくは0%である。
ここで、全ドメインに対する各ドメインの存在率は、離型剤とスチレン(メタ)アクリル樹脂とが形成し得る全ドメイン(WS混合ドメイン、WAX単独ドメイン、SA単独ドメイン)に対する存在率を示す。なお、SA単独ドメインの存在率については、WS混合ドメイン及びWAX単独ドメインの存在率が上記範囲を満たせば、特に制限はない。
WS混合ドメインの平均径を100nm以上600nm以下にすると、スチレン(メタ)アクリル樹脂による離型剤の移動抑制が発現し易くなり、高温環境下でトナーを保管又は搬送したとき、トナー粒子の表面への離型剤の染み出しを抑え、画像のかぶりの発生が抑制される。
WAX単独ドメインの平均径を150nm以上500nm以下にすると、高温環境下でトナーを保管又は搬送したとき、トナー粒子の表面への離型剤の染み出しを抑え、画像のかぶりの発生が抑制され易くなる。
トナーをエポキシ樹脂に混合して包埋し、エポキシ樹脂を固化する。得られた固化物を、ウルトラミクロトーム装置(Leica社製UltracutUCT)により切断し、厚さ80nm以上130nm以下の薄片試料を作製する。次に、得られた薄片試料を30℃のデシケータ内で四酸化ルテニウムにより3時間染色する。そして、超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡(FE−SEM。日立ハイテクノロジーズ社製S−4800)にて、染色された薄片試料のSEM画像を得る。離型剤、スチレン(メタ)アクリル樹脂、ポリエステル樹脂の順で四酸化ルテニウムに染色され易いので、染色度合いに起因する濃淡で、各成分が識別される。試料の状態などにより濃淡が判別しにくい場合は、染色時間を調整する。
なお、トナー粒子の断面において、着色剤のドメインは、WS混合ドメイン、WAX単独ドメイン、及びSA単独ドメインよりも小さいので、大きさによって区別可能である。
前記SEM画像において、最大長がトナー粒子の体積平均粒径の85%以上であるトナー粒子断面を選択し、染色された各ドメインを観察する。トナー粒子全体のドメイン(離型剤及びスチレン(メタ)アクリル樹脂が形成するドメイン)の面積と、トナー粒子の表面から800nm以上1000nm以下の範囲以内の領域に存在するドメインの面積を求め、両者の面積の比(トナー粒子の表面から800nm以上1000nm以下の範囲以内の領域に存在するドメインの面積/トナー粒子全体のドメインの面積)を算出する。ここで、トナー粒子の表面から800nm以上1000nm以下の範囲以内の領域に存在するドメインの面積は、ドメインの中心がトナー粒子の表面から800nm以上1000nm以下の範囲以内の領域に存在するドメインの面積とする。ドメインの中心は、ドメイン表面の任意の二点を結んだ際、最も長くなる二点を結ぶ直線を長径とし、その中間地点をドメインの中心と定義する。そして、この算出を10個のトナー粒子について行い、その平均値を全ドメインの存在率とする。
同様にして、WS混合ドメイン、WAX単独ドメインの各ドメインについても、両者の面積の比(トナー粒子の表面から800nm以上1000nm以下の範囲以内の領域に存在する各ドメインの面積/トナー粒子全体のドメインの面積)を算出する。そして、この算出を10個のトナー粒子について行い、その平均値を、WS混合ドメイン、WAX単独ドメインの各ドメインの存在率とする。
なお、最大長がトナー粒子の体積平均粒径の85%以上のトナー粒子断面を選択する理由は、体積平均粒径85%未満の断面はトナー粒子端部の断面であると予想され、トナー粒子端部の断面には、トナー粒子中のドメインの状態がよく反映されていないからである。
前記SEM画像において、最大長がトナー粒子の体積平均粒径の85%以上であるトナー粒子断面を10個選択し、染色されたWS混合ドメイン、及びWAX単独ドメインの各ドメインを各々合計100個観察する。各ドメインそれぞれの最大長を測定し、該最大長をドメインの直径とみなし、その算術平均を各ドメインの平均径とする。
トナー粒子は、結着樹脂と、離型剤と、スチレン(メタ)アクリル樹脂と、を含む。トナー粒子は、着色剤等のその他の内添剤を含んでもよい。
結着樹脂は、少なくともポリエステル樹脂が適用される。全結着樹脂に対するポリエステル樹脂の割合は、例えば、85質量%以上がよく、好ましくは95質量%以上、より好ましくは100質量%である。
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、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種を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種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
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曲線より求める。より具体的にはJIS K7121−1987「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」により求める。
ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2,000以上100,000以下が好ましい。
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。
樹脂の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社製HLC−8120を用い、カラムとして東ソー社製TSKgel SuperHM−M15cm)を用い、溶媒としてテトラヒドロフランを用いて行う。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。
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。
他の結着樹脂としては、例えば、スチレン類(例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(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n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、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、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(例えば、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えば、エチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂(但し、スチレン(メタ)アクリル樹脂は除く)が挙げられる。
他の結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。
これらの他の結着樹脂は、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。
スチレン(メタ)アクリル樹脂は、スチレン骨格を有する単量体と(メタ)アクリル酸骨格を有る単量体とを少なくとも共重合した共重合体である。「(メタ)アクリル」とは、「アクリル酸」及び「メタクリル酸」のいずれをも含む表現である。
これらの中で、スチレン系単量体としては、反応し易さ、反応の制御の容易さ、さらに入手性の点で、スチレンが好ましい。
2官能の架橋剤としては、例えば,ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジ(メタ)アクリレート化合物(例えば、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、デカンジオールジアクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等)、ポリエステル型ジ(メタ)アクリレート、メタクリル酸2−([1’−メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル等が挙げられる。
多官能の架橋剤としては、トリ(メタ)アクリレート化合物(例えば、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等)、テトラ(メタ)アクリレート化合物(例えば、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、オリゴエステル(メタ)アクリレート等)、2,2−ビス(4−メタクリロキシ、ポリエトキシフェニル)プロパン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルアソシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジアリールクロレンデート等が挙げられる。
スチレン(メタ)アクリル樹脂のガラス転移温度を50℃以上にすると、高温環境下でトナーを保管又は搬送したとき、トナー粒子の表面への離型剤の染み出しを抑え、画像のかぶりの発生が抑制される易くなる。スチレン(メタ)アクリル樹脂のガラス転移温度を70℃以下にすると、定着性(画像強度)が確保され易くなる。
スチレン(メタ)アクリル樹脂のガラス転移温度は、ポリエステル樹脂のガラス転移温度と同じ方法により測定される値である。
スチレン(メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量は、ポリエステル樹脂の重量平均分子量と同じ方法により測定される値である。
スチレン(メタ)アクリル樹脂の含有量を5質量%以上にすると、高温環境下でトナーを保管又は搬送したとき、トナー粒子の表面への離型剤の染み出しを抑え、画像のかぶりの発生が抑制される易くなる。スチレン(メタ)アクリル樹脂の含有量を50質量%以下にすると、定着性(画像強度)が確保され易くなる。
離型剤は、少なくとも炭化水素系ワックスが適用される。全離型剤に対する炭化水素系ワックスの割合は、少なくとも85質量%以上がよく、好ましくは95質量%以上、より好ましくは100質量%である。
離型剤の融解温度を85℃以上にすると、高温環境下でトナーを保管又は搬送したとき、トナー粒子の表面への離型剤の染み出しを抑え、画像のかぶりの発生が抑制される易くなる。離型剤の融解温度を120℃以下にすると、定着性(耐オフセット性)が確保され易くなる。
離型剤の含有量を3質量%以上にすると、定着性(耐オフセット性)が確保され易くなる。離型剤の含有量を10質量%以下にすると、高温環境下でトナーを保管又は搬送したとき、トナー粒子の表面への離型剤の染み出しを抑え、画像のかぶりの発生が抑制される易くなる。
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等の顔料;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、チアゾール系等の染料;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。
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、芯部(コア粒子)と、芯部を被覆する被覆層(シェル層)と、芯部と被覆層との間に介在する中間層とで構成された、所謂コア・シェル構造のトナー粒子であることがよい。コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と着色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、結着樹脂と離型剤とスチレン(メタ)アクリル樹脂とを含んで構成された中間層とで構成されていることが好ましい。
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質量%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。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、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。
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。
疎水化処理剤の量は、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。
結着樹脂となる第1樹脂粒子が分散された第1樹脂粒子分散液、及び着色剤の粒子(以下「着色剤粒子」とも称する)が分散された着色剤粒子分散液を混合し、得られた分散液中で、各粒子を凝集させ、第1凝集粒子を形成する工程(第1凝集粒子形成工程)と、
第1凝集粒子が分散された第1凝集粒子分散液を得た後、第1凝集粒子分散液と、結着樹脂となる第2樹脂粒子、離型剤の粒子(以下「離型剤粒子」とも称する)、スチレン(メタ)アクリル樹脂の粒子(以下「スチレン(メタ)アクリル樹脂粒子」とも称する)が分散された混合分散液と、をさらに混合して、第1凝集粒子の表面に、さらに第2樹脂粒子、離型剤粒子及びスチレン(メタ)アクリル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(第2凝集粒子形成工程)と、
第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液を得た後、第2凝集粒子分散液と、結着樹脂となる第3樹脂粒子が分散された第3樹脂粒子分散液と、をさらに混合し、第2凝集粒子の表面にさらに第3樹脂粒子を付着するように凝集して、第3凝集粒子を形成する工程(第3凝集粒子形成工程)と、
第3凝集粒子が分散された第3凝集粒子分散液に対して加熱をし、第3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ことが好ましい。そして、第1〜第3樹脂粒子は、ポリエステル樹脂粒子が少なくとも適用される。
まず、凝集合一法で使用する各分散液と準備する。具体的には、結着樹脂となる第1樹脂粒子が分散された第1樹脂粒子分散液、着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液、結着樹脂となる第2樹脂粒子が分散された第2樹脂粒子分散液、結着樹脂となる第3樹脂粒子が分散された第3樹脂粒子分散液、離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液、及びスチレン(メタ)アクリル樹脂粒子が分散されたスチレン(メタ)アクリル樹脂粒子分散液を準備する。
なお、各分散液準備工程において、第1樹脂粒子と第2樹脂粒子と第3樹脂粒子を「樹脂粒子」と称して説明する。
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、第1樹脂粒子分散液と、着色剤粒子分散液と、を混合する。
そして、この混合分散液中で、第1樹脂粒子と着色剤粒子とをヘテロ凝集させ、第1樹脂粒子と着色剤粒子とを含む第1凝集粒子を形成する。
第1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、第1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、第1凝集粒子が分散された第1凝集粒子分散液を得た後、第2樹脂粒子、離型剤粒子、及びスチレン(メタ)アクリル樹脂粒子が分散された混合分散液を、第1凝集粒子分散液に添加する。
なお、混合分散液において、離型剤粒子とスチレン(メタ)アクリル樹脂粒子との濃度比(離型剤粒子の濃度/スチレン(メタ)アクリル樹脂粒子の濃度)は、質量比で、10/90以上20/80以下(好ましくは15/85以上20/80以下)とすることがよい。
次に、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液を得た後、第2凝集粒子分散液と、結着樹脂となる第3樹脂粒子が分散された第3樹脂粒子分散液と、をさらに混合する。
なお、第3樹脂粒子は第1又は第2樹脂粒子と同種であってもよいし、異種であってもよい。
そして、分散液のpHを、例えば6.5以上8.5以下程度の範囲にすることにより、凝集の進行を停止させる。
これにより、第2凝集粒子の表面に第3樹脂粒子が付着するようにして凝集した第3凝集粒子が得られる。
次に、第3凝集粒子が分散された第3凝集粒子分散液に対して、例えば、第1、第2及び第3樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば第1、第2及び第3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、第3凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。
そして、以上の工程により、得られるトナー粒子(トナー)において、各ドメインの平均径、存在率及び存在位置が上記範囲となる。
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を混合した二成分現像剤であってもよい。
本実施形態に係る画像形成装置及び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。
本実施形態に係る画像形成装置が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。これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に対して着脱されるプロセスカートリッジであってもよい。
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段の一例)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、ブラックの各トナーの供給がなされる。
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。各ユニットの一次転写ロール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の値を変える。
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からレーザ光線3Yを照射する。それにより、イエローの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する。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現像され可視化される。
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ユニット10Yにてイエローのトナー画像が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。
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の表面も平滑であることが好ましく、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。
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。
[ポリエステル樹脂粒子分散液(1)の調製]
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2.2モル付加物 :40モル部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2.2モル付加物:60モル部
・テレフタル酸ジメチル :60モル部
・フマル酸ジメチル :15モル部
・ドデセニルコハク酸無水物 :20モル部
・トリメリット酸無水物 : 5モル部
攪拌器、温度計、コンデンサー及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に、上記モノマーのうちフマル酸ジメチルとトリメリット酸無水物以外と、ジオクタン酸スズを上記モノマーの合計100部に対して0.25部投入した。窒素ガス気流下、235℃で6時間反応させた後、200℃に降温して、フマル酸ジメチルとトリメリット酸無水物を投入し1時間反応させた。温度を220℃まで5時間かけて昇温し、10kPaの圧力下で所望の分子量になるまで重合させ、淡黄色透明な非晶性ポリエステル樹脂を得た。
非晶性ポリエステル樹脂は、重量平均分子量が28,000、数平均分子量が8,000、ガラス転移温度が59℃であった。
この分散液における樹脂粒子の体積平均粒径は130nmであった。分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調整し、これをポリエステル樹脂粒子分散液(1)とした。
・1,10−ドデカン二酸:50モル部
・1,9−ノナンジオール:50モル部
攪拌器、温度計、コンデンサー及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に上記モノマーを入れ、反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した後、チタンテトラブトキサイドを前記モノマー100部に対して0.25部投入した。窒素ガス気流下、170℃で3時間攪拌し反応させた後、温度をさらに210℃まで1時間かけて昇温し、反応容器内を3kPaまで減圧し、減圧下で13時間攪拌し反応させて、結晶性ポリエステル樹脂を得た。
結晶性ポリエステル樹脂は、重量平均分子量が25,000、数平均分子量が10,500、酸価が10.1mgKOH/g、DSCによる融解温度が74℃であった。
この分散液における樹脂粒子の体積平均粒径は180nmであった。分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調整し、これをポリエステル樹脂粒子分散液(2)とした。
[離型剤分散液(1)の調製]
・ポリエチレン系ワックス(炭化水素系ワックス、ベーカーペトロライト製ポリワックス725、融解温度104℃) :270部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製ネオゲンRK):13.5部(有効成分60%、離型剤に対して3%)
・イオン交換水 :21.6部
上記の材料を混合し、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、分散液を得た。イオン交換水を加えて固形分量が20%になるように調整し、これを離型剤分散液(1)とした。離型剤分散液(1)中の粒子の体積平均粒径は225nmであった。
ポリエチレン系ワックスをパラフィン系ワックス(炭化水素系ワックス、日本精蝋製HNP0190、融解温度85℃)に変更した以外は、離型剤分散液(1)の調製方法と同様にして、離型剤分散液(2)を得た。
ポリエチレン系ワックスをポリエチレン系ワックス(炭化水素系ワックス、ベーカーペトロライト製ポリワックス1000、融解温度113℃)に変更した以外は、離型剤分散液(1)の調製方法と同様にして、離型剤分散液(3)を得た。
ポリエチレン系ワックスをパラフィン系ワックス(炭化水素系ワックス、日本精蝋製HNP9、融解温度75℃)に変更した以外は、離型剤分散液(1)の調製方法と同様にして、離型剤分散液(4)を得た。
ポリエチレン系ワックスをポリエチレン系ワックス(炭化水素系ワックス、ベーカーペトロライト製ポリワックス2000、融解温度124℃)に変更した以外は、離型剤分散液(1)の調製方法と同様にして、離型剤分散液(5)を得た。
[スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)の調製]
・スチレン :594部
・n−ブチルアクリレート :206部
・1,10−デカンジオールジアクリレート:3.2部
・ドデカンチオール :5.6部
上記の材料を混合溶解したものに、アニオン性界面活性剤(ダウ・ケミカル社製ダウファックス)8.0部をイオン交換水480部に溶解した溶液を加えてフラスコ中で分散、乳化し、モノマーの乳化液を作製した。
続いて、アニオン性界面活性剤(ダウ・ケミカル社製ダウファックス)0.1部をイオン交換水720部に溶解させ、その中に前記モノマーの乳化液2.0部を加え、さらに、過硫酸アンモニウム8.0部を溶解したイオン交換水80部を投入した。
その後、前記モノマーの乳化液の残りを3時間かけて投入し、フラスコ内の窒素置換を行った後、フラスコ内の溶液を攪拌しながらオイルバスで65℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続し、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)を得た。スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)は、イオン交換水を加えて、固形分量を32%に調整した。スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)中の粒子の体積平均粒径は450nm、樹脂の重量平均分子量は34,000、樹脂のガラス転移温度Tgは58℃であった。
スチレンを548部、n−ブチルアクリレートを252部に変更した以外は、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)の調製方法と同様にして、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(2)を得た。スチレンアクリル樹脂粒子分散液(2)中の粒子の体積平均粒径は470nm、樹脂の重量平均分子量は36000、樹脂のガラス転移温度Tgは50℃であった。
スチレンを647部、n−ブチルアクリレートを153部に変更した以外は、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)の調製方法と同様にして、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(3)を得た。スチレンアクリル樹脂粒子分散液(3)中の粒子の体積平均粒径は440nm、樹脂の重量平均分子量は38000、樹脂のガラス転移温度Tgは68℃であった。
スチレンを537部、n−ブチルアクリレートを263部に変更した以外は、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)の調製方法と同様にして、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(4)を得た。スチレンアクリル樹脂粒子分散液(4)中の粒子の体積平均粒径は500nm、樹脂の重量平均分子量は42000、樹脂のガラス転移温度Tgは48℃であった。
スチレンを668部、n−ブチルアクリレートを132部に変更した以外は、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)の調製方法と同様にして、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(5)を得た。スチレンアクリル樹脂粒子分散液(5)中の粒子の体積平均粒径は400nm、樹脂の重量平均分子量は35000、樹脂のガラス転移温度Tgは72℃であった。
[黒顔料分散液(1)の調製]
・カーボンブラック(キャボット製Regal330) :250部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製ネオゲンSC):33部(有効成分60%。着色剤に対して8%)
・イオン交換水 :750部
上記の材料をすべて投入した際に液面の高さが容器の高さの1/3程度になる大きさのステンレス容器に、イオン交換水280部とアニオン性界面活性剤33部とを入れ、充分に界面活性剤を溶解させた後、カーボンブラックすべてを投入し、攪拌機を用いて濡れていない顔料がなくなるまで攪拌するとともに、充分に脱泡させた。脱泡後に残りのイオン交換水を加え、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて、5000回転で10分間分散した後、攪拌器で1昼夜攪拌して脱泡した。脱泡後、再度ホモジナイザーを用いて、6000回転で10分間分散した後、攪拌器で1昼夜攪拌して脱泡した。続けて、分散液を高圧衝撃式分散機アルティマイザー(スギノマシン製HJP30006)を用いて、圧力240MPaで分散した。分散は、トータル仕込み量と装置の処理能力とから換算して25パス相当行った。得られた分散液を72時間放置して沈殿物を除去し、イオン交換水を加えて固形分量を15%に調整し、黒色顔料分散液(1)を得た。黒色顔料分散液(1)中の粒子の体積平均粒径は135nmであった。
[混合粒子分散液(1)の調製]
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)30部と、離型剤分散液(1)30部と、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)200部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(1)を得た。
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)30部と、離型剤分散液(1)35部と、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)200部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(2)を得た。
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)30部と、離型剤分散液(1)25部と、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)200部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(3)を得た。
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)30部と、離型剤分散液(1)22.2部と、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)200部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(4)を得た。
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)30部と、離型剤分散液(1)50部と、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)200部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(5)を得た。
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)30部と、離型剤分散液(1)30部と、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(2)200部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(6)を得た。
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)30部と、離型剤分散液(1)30部と、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(3)200部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(7)を得た。
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)20部と、離型剤分散液(1)30部と、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)120部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(8)を得た。
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)30部と、離型剤分散液(1)50部と、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)300部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(9)を得た。
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)30部と、離型剤分散液(2)30部と、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)200部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(10)を得た。
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)30部と、離型剤分散液(3)30部と、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)200部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(11)を得た。
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)30部と、離型剤分散液(1)20部と、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)200部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(12)を得た。
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)30部と、離型剤分散液(1)60部と、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)200部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(13)を得た。
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)30部と、離型剤分散液(4)30部と、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)200部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(14)を得た。
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)30部と、離型剤分散液(5)30部と、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)200部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(15)を得た。
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)30部と、離型剤分散液(1)30部と、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(4)200部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(16)を得た。
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)30部と、離型剤分散液(1)30部と、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(5)200部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(17)を得た。
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)20部と、離型剤分散液(1)30部と、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)30部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(18)を得た。
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)30部と、離型剤分散液(1)30部と、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)500部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(19)を得た。
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)30部と、離型剤分散液(1)30部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(20)を得た。
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)30部と、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)200部と、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1)2.9部とを混合したのち、温度25℃下に1.0%硝酸を添加しpHを3.0に調整し、混合粒子分散液(21)を得た。
[トナー粒子の作製]
・ポリエステル樹脂粒子分散液(1) :700部
・ポリエステル樹脂粒子分散液(2) : 50部
・黒色顔料分散液(1) :133部
・イオン交換水 :600部
・アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製Dowfax2A1):2.9部
温度計、pH計、攪拌器を備えた3リットルの反応容器に、第1凝集粒子形成用の上記各材料を入れ、温度25℃下に1.0%硝酸を添加してpHを3.0に調整した後、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)にて3,000rpmで分散しながら、濃度2%の硫酸アルミニウム水溶液を100部添加した。この凝集剤滴下の途中で、分散液の粘度が増大するので、粘度上昇した時点で滴下速度を緩め、凝集剤が一箇所に偏らないようにした。凝集剤の滴下が終了したら、回転数を5,000rpmに上げて5分間攪拌した。
洗浄された固形分を湿式乾式整粒機(コーミル)で細かく砕き、35℃のオーブン中で36時間真空乾燥して、トナー粒子を得た。トナー粒子は、体積平均粒径が6.0μmであった。
攪拌機、滴下ロート、温度計をガラス製反応器にセットし、エタノール15部とテトラエトキシシラン28部を入れ、35℃に保ちながら回転数100rpmで攪拌した。次に攪拌を続けながら、5分間かけて20%濃度のアンモニア水溶液を30部滴下した。そのまま1時間反応を行った後、遠心分離して上澄みを除去した。さらに、トルエン100部を加え懸濁液を作製し、懸濁液中の固形分量に対して60質量%のヘキサメチルジシラザンを加えた後、95℃で4時間反応させた。その後、懸濁液を加熱し、トルエンを除去し、乾燥させたあと、目開き106μmの篩分網にて粗大粉を取り除き、数平均粒径120nmのシリカ粒子を得た。
トナー粒子100部とシリカ粒子1.5部とを、ヘンシェルミキサーを用いて、周速20m/sで15分間混合処理したのち、45μm網目のシーブを用いて粗大粒子を除去し、トナーを得た。
ヘンシェルミキサーに、体積平均粒径0.18μmの球状マグネタイト粒子粉末500部を投入し、十分に攪拌した後、チタネート系カップリング剤5部を添加し、95℃まで昇温し、30分間混合攪拌することにより、チタネート系カップリング剤で被覆された球状マグネタイト粒子を得た。
トナー8部とキャリア100部とを、Vブレンダーを用い20rpmで20分間攪拌することで混合し、212μmの網目を有するシーブで篩い、現像剤を得た。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)を混合粒子分散液(2)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)を混合粒子分散液(3)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)を混合粒子分散液(4)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)を混合粒子分散液(5)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)を混合粒子分散液(6)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)を混合粒子分散液(7)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)を混合粒子分散液(8)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)を混合粒子分散液(9)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)を混合粒子分散液(10)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)を混合粒子分散液(11)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)を混合粒子分散液(12)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)を混合粒子分散液(13)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)を混合粒子分散液(14)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)を混合粒子分散液(15)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)を混合粒子分散液(16)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)を混合粒子分散液(17)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)を混合粒子分散液(18)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)を混合粒子分散液(19)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
「第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)235部を5分間かけて投入した後、53℃で10分間を保持する」ことに代えて、「第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)235部を5分間かけて投入した後、53℃で20分間保持する」ことに変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)235部を200部に変更し、残りの混合粒子分散液(1)35部を第3凝集粒子形成用のポリエステル樹脂分散液(1)430部に混合して、第3凝集粒子を形成することに変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
「第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)235部を5分間かけて投入した後、53℃で10分間保持する」ことに代えて、「第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)235部を1分間かけて投入した後、53℃で1分間保持する」することに変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
「第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)235部を5分間かけて投入した後、53℃で10分間保持する」ことに代えて、「第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)235部を20分間かけて投入した後、53℃で20分間保持する」することに変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)を混合粒子分散液(20)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
第2凝集粒子形成用の混合粒子分散液(1)を混合粒子分散液(21)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子を作製した。そして、このトナー粒子を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
各例で作製したトナー粒子、トナー、及び現像剤について、次の測定及び評価を行った。
各例で作製したトナー粒子について、1)トナー粒子の表面から800nm以上1000nm以下の範囲以内に存在する全ドメインの存在率(表中「全ドメイン800〜1000nm存在率」と表記)、2)WS混合ドメインの平均径及び存在率、3)WAX単独ドメインの存在率について測定した。
各例で作製したトナーをファイバードラムに50kg充填させ、43℃4日間の環境下で放置した。その後、ファイバードラムに充填したトナーを撹拌して、トナーカートリッジに充填した。そして、このトナーカートリッジを、富士ゼロックス社製「D110 Light Publisher」に装填した。一方で、各例で作製した現像剤も、富士ゼロックス社製「D110 Light Publisher」の現像装置に充填した。
この富士ゼロックス社製「D110 Light Publisher」を用いて、プロセス速度(用紙搬送速度)が600mm/secで、画像密度(AC)15%の画像(1辺が3cmの正方形の黒ベタ画像を紙面の左上、中央、右下に有する模様のチャート画像)を用紙(ゼロックス製Premier80、A4サイズ)に500000枚出力した。そして、画像のかぶり、及び定着性について下記の評価法より評価した。
黒ベタ画像出力後、続けて白紙出力し、紙面中央の1点、上から50mmで左右から50mmの2点、下から50mmで左右から50mmの2点の計5点について、画像濃度計(X−Rite938:X−Rite社製)で測定を行い、出力していない用紙との画像濃度差ΔEを測定した。結果を以下の判断基準により評価した。
−評価基準−
A(◎):ΔEが0.3未満
B(○):ΔEが0.3以上、0.5未満
C(△):ΔEが0.5以上、1.0未満
D(×):ΔEが1.0以上
定着性については、次のようにして評価した。
得られた定着画像について、画像しごき試験器を用いて中央部の黒ベタ画像の画像強度の評価を行った。画像しごき試験器は、軸方向を平行にした直径10cmの一対の円筒状ゴムロールを備えている。このゴムロールの間に同じ条件で定着した定着画像を画像同士が重なるようにして挟み、ゴムロール間の荷重加重が6kgfになるように荷重加重を掛けて、画像をしごくようにゴムロールが同方向に40rpmの速度で回転する条件とした。得られたしごき画像を、限度見本を用いてG1乃至G7まで評価し、次の評価基準で判断した。
−評価基準−
A(◎):G1
B(○):G2〜G3
C(△):G4〜G5
D(×):G6〜G7
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)
28 定着装置(定着手段の一例)
30 中間転写体クリーニング装置
P 記録紙(記録媒体の一例)
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)
Claims (10)
- ポリエステル樹脂を含む結着樹脂と、炭化水素系ワックスを含む離型剤と、スチレン(メタ)アクリル樹脂と、を含有するトナー粒子を有し、
前記トナー粒子の表面から800nm以上1000nm以下の範囲以内に、前記離型剤と前記スチレン(メタ)アクリル樹脂とがドメインを形成して存在しており、
前記ドメインが、平均径100nm以上600nm以下で、かつ前記離型剤と前記スチレン(メタ)アクリル樹脂とからなる混合ドメインを少なくとも有し、
前記混合ドメインの存在率が全ドメインに対して80%以上であり、かつ前記離型剤からなる単独ドメインの存在率が全ドメインに対して20%以下である静電荷像現像用トナー。 - 前記離型剤の含有量が、前記トナー粒子に対して3質量%以上10質量%以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記スチレン(メタ)アクリル樹脂のガラス転移温度が、50℃以上70℃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)アクリル樹脂の含有量が、前記トナー粒子に対して5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。
- 前記離型剤の融解温度が、85℃以上120℃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。
- 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を含む静電荷像現像剤。
- 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6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6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6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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