JP2017167440A - 二成分現像剤用トナー及びこれを用いた画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第一実施形態は、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含むトナー母体粒子、および外添剤を有する二成分現像剤用トナーにおいて、前記結着樹脂の酸価が5〜60mgKOH/gの範囲であり、前記結着樹脂が、ビニル樹脂し、前記トナー母体粒子中に、少なくともMg元素を含み、前記トナー母体粒子の体積基準の平均粒径が5.0〜8.0μmの範囲で、かつ平均円形度が0.951〜0.975の範囲であって、前記外添剤として、少なくとも体積基準のメジアン径が0.5〜1.5μmの範囲である脂肪酸金属塩粒子を有することを特徴とするものである。本発明のトナーが、かかる構成を有することにより、上記した発明の効果を有効に発現することができるものである。
(1)トナーの結着樹脂(ビニル樹脂)が特定の酸価であり、この樹脂とMgイオンとによりイオン架橋が生じ、その結果、トナーとしての表面硬度が高くなったトナーとなり、高ストレス下の混合においても、ひび割れ等が生じず、安定した表面状態と、小径滑剤との適度な静電的保持力を維持できること、
(2)トナーの形状は、本発明で規定の非常に狭い円形度の範囲(かつ特許文献1、2の実施例で使用されていない範囲)であり、かつトナー母体粒子と小径滑剤との粒径が共に本発明で規定する範囲内であることで、従来に比べて、トナー母体粒子表面に小径滑剤を長く保持可能なポケットが生成され、外れにくくなること、
と推測している。
トナー母体粒子とは、トナー粒子の母体を構成するものである。本発明に係るトナー母体粒子は、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含むものである。本発明では、前記結着樹脂がビニル樹脂を含み、前記トナー母体粒子中に、少なくともMg元素を含むことを特徴とするものである。また、トナー母体粒子は、その他必要に応じて、離型剤(ワックス)、荷電制御剤などの他の構成成分を含有してもよい。
トナー試料2gを溶媒(IPA(イソプロピルアルコール)/THF(テトラヒドロフラン)=1:1(体積比))に分散させる。次に、0.1M KOH(エタノール性)で電位差滴定を行い、終点の滴定量から、下記算出式に従い酸価を求める。
ここで、V0;空滴定量(KOHの量)(ml)
V;滴定量(KOHの量)(ml)
C;KOHのモル濃度(mol/L)
f;KOHのファクター
S;試料量(g)
56.1;KOHの分子量、である。
(ビニル樹脂)
本発明に係るトナー母体粒子に含まれる前記結着樹脂は、ビニル樹脂を含有していることを特徴とするものである。ビニル樹脂は、当該ビニル樹脂について示差走査熱量測定(DSC)を行った時に、融点を有さず、比較的高いガラス転移温度(Tg)を有する樹脂であることが好ましい。ビニル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、特に制限されないが、低温定着性などの定着性、並びに、耐熱保管性および耐ブロッキング性などの耐熱性を確実に得る観点から、25〜60℃であることが好ましい。なお、本明細書中、(樹脂の)ガラス転移温度(Tg)は実施例に記載の方法により測定された値を採用する。
本発明に係るトナー母体粒子に含まれる結着樹脂は、上記ビニル樹脂と共に、結晶性樹脂を含んでいてもよい。結着樹脂としてビニル樹脂と結晶性樹脂を混合して用いることにより、加熱定着時、結晶性樹脂とビニル樹脂とが相溶化する。その結果、トナーの低温定着化を図ることができ、省エネルギー化を図ることができる。
本発明に係るトナー母体粒子は、必須成分として着色剤を含有するものである。着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、染料、顔料などを任意に使用することができ、カーボンブラックとしてはチャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラックなどが使用される。磁性体としては鉄、ニッケル、コバルトなどの強磁性金属、これらの金属を含む合金、フェライト、マグネタイトなどの強磁性金属の化合物、強磁性金属を含まないが熱処理することにより強磁性を示す合金、例えばマンガン−銅−アルミニウム、マンガン−銅−錫などのホイスラー合金と呼ばれる種類の合金、二酸化クロムなどを用いることができる。
本発明に係るトナーでは、トナー母体粒子中に、少なくともMg元素を含むものである。トナー母体粒子中にMg元素が入っていることで、前記ビニル樹脂を含有する結着樹脂のイオン架橋を促し、かつ、Mg元素がビニル樹脂と作用することで滑剤(外添剤として必須成分である、体積基準のメジアン径が0.5〜1.5μmの範囲である脂肪酸金属塩粒子)の静電的付着性も保持する上で適正に働く点で優れている。ここで、「少なくとも」Mg元素を含むとしたのは、Mg元素と共に、必須成分の結着樹脂と着色剤以外に、他の成分(離型剤等)が含まれていてもよいためである。
前記蛍光X線測定装置(蛍光X線分析)でのMgの固有X線KαのピークのNET強度の測定方法は、以下により求めることができる。
・スリット:標準
・アッテネータ:なし
・分光結晶(Ti=LiF、Si=PET)
・検出器(Ti=SC、Si=FPC)。
本発明で用いられるトナー母体粒子は、必要に応じて離型剤(ワックス)、荷電制御剤を含んでいてもよい。
離型剤としては、例えば、低分子量ポリエチレンワックス、低分子量ポリプロピレンワックス、フィッシャートロプシュワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックスのような炭化水素系ワックス類、カルナウバワックス、ペンタエリスリトールベヘン酸エステル、ベヘン酸ベヘニル、およびクエン酸ベヘニルなどのエステルワックス類などが挙げられる。これらは、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
荷電制御剤粒子を構成する荷電制御剤としては種々の公知のもので、かつ水系媒体中に分散することができるものを使用することができる。具体的には、ニグロシン系染料、ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩、あるいはその金属錯体などが挙げられる。
本発明に係るトナー母体粒子の形態は特に制限されず、例えば、いわゆる単層構造(コア−シェル型ではない均質な構造)であっても、コア−シェル構造であっても、3層以上の多層構造であっても、ドメイン−マトリックス構造であってもよい。これらの中でも、滑剤が付着(外添)され易い形状(円形度や粒径等)に調整が容易なほか、トナーの保存安定性を良好にするという目的から、トナー母体粒子は、コア粒子と当該コア粒子表面を被覆してなるシェル層とを有するコア−シェル構造を有していると好ましい。
コア−シェル構造のトナー母体粒子は、具体的には、必要に応じて添加される着色剤や離型剤等を含有した、ガラス転移温度が比較的低い樹脂領域(コア粒子)の表面に、比較的高いガラス転移温度を有する樹脂領域(シェル層)を有する。かようなコア−シェル構造の断面構造は、例えば、透過型電子顕微鏡(TEM)や走査型プローブ顕微鏡(SPM)等の公知の手段を用いて確認することが可能である。
コア粒子を構成する結着樹脂としては、特に制限されないが、例えば、上述したビニル樹脂を含む非晶性樹脂が必須に用いられ、更に必要に応じて結晶性樹脂が併用されてもよい。より好ましくは、コア粒子を構成する結着樹脂として、ビニル樹脂として好適なスチレン−(メタ)アクリル樹脂が用いられ、更に必要に応じて結晶性ポリエステル樹脂などが併用されてもよい。これらの樹脂としては、上記のものから選択される1種または2種以上が用いられる。
シェル層を構成する結着樹脂としては、特に制限されないが、例えば、上述したビニル樹脂(好ましくはスチレン−(メタ)アクリル樹脂)を含む非晶性樹脂が用いられる。当該樹脂は、上記のものから選択される1種または2種以上が用いられる。なかでもシェル層は、上述のスチレン−(メタ)アクリル樹脂を含んでいると好ましい。
コア粒子の含有量は、トナー母体粒子中(コア粒子とシェル層)の合計の樹脂量(結着樹脂の全量)を100質量%として、50〜95質量%が好ましく、60〜90質量%であるとより好ましい。また、シェル層の含有量は、トナー母体粒子中(コア粒子とシェル層)の合計の樹脂量(結着樹脂の全量)を100質量%として、5〜50質量%が好ましく、10〜40質量%であるとより好ましい。トナー母体粒子中の結着樹脂におけるシェル用樹脂の含有割合が上記範囲内であると低温定着性および耐熱保管性を両立させることができるので好ましい。
本発明のトナーでは、前記トナー母体粒子の平均円形度が0.951〜0.975の範囲であることを特徴とするものである。トナー母体粒子の平均円形度が0.951未満の異形(粒子の断面形状が完全な円形でないもの=異形とし、その異形の度合いが大きいもの)だと、上記した発明の効果の発現機構や作用機構(メカニズム)に記載したように、本発明に規定する小径滑剤(体積基準のメジアン径が0.5〜1.5μmの範囲である脂肪酸金属塩粒子)が十分な保持性を得ることできず、簡単に放れてしまうため偏りを伴って、画像不良が生じるため好ましくない(各実施例と比較例1を対比参照のこと)。一方、トナー母体粒子の平均円形度が0.975以上だと、トナー母体粒子がより球形に近くなるため(上記した発明の効果の発現機構や作用機構(メカニズム)に記載したように、トナー母体粒子表面がいわばジャガイモ状のように、小径滑剤を従来よりも長く保持可能なポケットが存在しなくなるため)、こちらも同様の保持性を確保できないため好ましくない。
トナー母体粒子の粒径について、トナー母体粒子の体積基準の平均粒径が5.0〜8.0μmの範囲であることを特徴とするものである。トナー母体粒子の体積基準の平均粒径は実用上優れる範囲である。即ち、トナー母体粒子の体積基準の平均粒径を上記範囲とすることにより、細線の再現性や、写真画像の高画質化が達成できると共に、トナーの消費量を、大粒径トナーを用いた場合に比して削減することができる。また、トナー流動性も確保できるなど、実用上優れる。トナー母体粒子の体積基準の平均粒径が5.0μm未満であると、飛散、カブリ等が発生しやすくなるため好ましくない。一方、トナー母体粒子の体積基準の平均粒径が8.0μmより大きいと、十分な解像度が得られないため好ましくない。
トナーとしての帯電性能や流動性、あるいはクリーニング性を向上させる観点から、トナー母体粒子の表面に公知の無機微粒子や有機微粒子などの粒子、滑剤を外添剤として添加することができる。これらの外添剤としては種々のものを組み合わせて使用してもよい。
以下、本発明に係る二成分現像剤用トナーの製造方法について説明する。
乳化凝集法とは、界面活性剤や分散安定剤によって分散された結着樹脂の粒子(以下、「結着樹脂粒子」ともいう)の分散液を、必要に応じて、着色剤の微粒子(以下、「着色剤微粒子」ともいう)の分散液と混合し、所望のトナー母体粒子の粒子径となるまで凝集させ、さらに結着樹脂微粒子間の融着を行うことにより形状(平均円形度)・粒径(体積基準の平均粒径)制御を行って、トナー母体粒子を製造し、該トナー母体粒子に小径滑剤を含む外添剤を外添し、所望のトナーを製造する方法である。ここで、結着樹脂の粒子は、任意に離型剤、荷電制御剤などを含有していてもよい。
(2)水系媒体中に、必要に応じて内添剤を含有した(ビニル樹脂を含有する)結着樹脂粒子が分散されてなる樹脂微粒子分散液(コア用/シェル用樹脂微粒子分散液)を調製する工程、
(3)着色剤微粒子分散液とコア用樹脂微粒子分散液とを混合して凝集用樹脂微粒子分散液を得て、(Mg元素を含有する)凝集剤の存在下で着色剤粒子および結着樹脂微粒子を凝集、融着させてコア粒子としての凝集粒子を形成する工程(凝集・融着工程)、
(4)コア粒子を含む分散液中に、シェル層用の結着樹脂微粒子を含むシェル用樹脂微粒子分散液を添加して、(Mg元素を含有する)凝集剤の存在下で、コア粒子表面にシェル層用の粒子を凝集、融着させてコア−シェル構造のトナー母体粒子を形成する工程(凝集・融着工程)、
(5)トナー母体粒子の分散液(トナー母体粒子分散液)からトナー母体粒子を濾別し、界面活性剤などを除去する工程(洗浄工程)、
(6)トナー母体粒子を乾燥する工程(乾燥工程)、
(7)トナー母体粒子に外添剤を添加する工程(外添剤処理工程)、を有するのが好ましい。
着色剤微粒子分散液の調製工程は、着色剤を水系媒体中に微粒子状に分散させて着色剤粒子の分散液を調製する工程である。
着色剤微粒子の水系媒体中における分散粒径は体積平均粒子径、すなわち体積基準におけるメジアン径であり、この体積基準のメジアン径は、電気泳動光散乱光度計(例えば、「ELS−800」、大塚電子杜製)やマイクロトラック粒度分布測定装置(例えば、「UPA−150」、日機装社製)等を用いて測定することができる。
樹脂微粒子分散液の調製工程は、トナー母体粒子を構成する結着樹脂を合成し、この結着樹脂を水系媒体中に微粒子状に分散させて結着樹脂微粒子の分散液を調製する工程である。
方法(I)においては、まず、スチレン−(メタ)アクリル樹脂を得るための単量体を重合開始剤と共に水系媒体中に添加して重合し、基礎微粒子を得る。このとき、重合開始剤としては、水溶性重合開始剤を用いることができる。水溶性重合開始剤としては、例えば過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの水溶性ラジカル重合開始剤を好適に用いることができる。
方法(II)において、油相液の調製に使用される有機溶媒(溶剤)としては、上記と同様に、油滴の形成後の除去処理が容易である観点から、沸点が低く、かつ、水への溶解性が低いものが好ましく、具体的には、例えば酢酸メチル、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、トルエン、キシレンなどが挙げられる。これらは1種単独であるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
この凝集・融着工程は、水系媒体中で前述の結着樹脂微粒子と、必要に応じて添加される着色剤微粒子とを凝集させ、凝集させると同時にこれら粒子を融着させてトナー母体粒子を得る工程である。
コア粒子の形成方法としては、公知の方法で製造することができるが、水系媒体に分散した樹脂微粒子を凝集させてコア粒子を形成する乳化凝集法が好ましく用いられる。
コア粒子表面に均一にシェル層を形成させる場合、乳化凝集法を採用するのが好ましい。乳化凝集法を採用する場合、コア粒子の水分散液中に、シェル粒子の乳化分散液(シェル用樹脂微粒子分散液)を添加し、コア粒子の表面にシェル粒子を凝集/融着させてシェル層を形成させることができる。
トナー母体粒子分散液からトナー母体粒子を濾別するための濾過処理方法としては、遠心分離法、ヌッチェ等を使用して行う減圧濾過法、フィルタープレス等を使用して行う濾過法など特に限定されるものではない。
その後、洗浄処理して回収されたトナー母体粒子を乾燥処理し、乾燥されたトナー母体粒子を得る。この工程で使用される乾燥機としては、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機などを挙げることができ、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動層乾燥機、回転式乾燥機、撹拌式乾燥機などを使用することが好ましい。乾燥されたトナー母体粒子の水分は、5質量%以下であることが好ましく、さらに好ましくは2質量%以下である。尚、乾燥処理されたトナー粒子同士が、弱い粒子間引力で凝集している場合には、当該凝集体を解砕処理してもよい。ここに、解砕処理装置としては、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル、フードプロセッサー等の機械式の解砕装置を使用することができる。
この外添剤添加工程は、乾燥処理されたトナー母体粒子に、流動特性、帯電特性の調整およびクリーニング性の向上などの目的で、荷電制御剤や種々の無機微粒子、有機微粒子、および滑剤などの微粒子状の外添剤を添加する工程である。本発明では、外添剤として、少なくとも体積基準のメジアン径が0.5〜1.5μmの範囲である脂肪酸金属塩粒子(滑剤)を添加することを特徴とするものである。前記脂肪酸金属塩粒子(滑剤)としては、例えば、ステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウムなどの塩、オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウムなどの塩、パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウムなどの塩、リノール酸の亜鉛、カルシウムなどの塩、リシノール酸の亜鉛、カルシウムなどの塩など子が挙げられる。なかでもステアリン酸金属塩が好ましく、例えば、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛等があるが、滑剤としての性能や、静電的なトナー保持性の観点から、ステアリン酸亜鉛が特に好ましい。
本発明に係る二成分現像剤用トナーは、キャリアと該トナーとから構成される二成分現像剤として使用するものである。
本発明の第二実施形態は、上記した第一実施形態の二成分現像剤用トナーを用いた画像形成方法において、前記二成分現像剤用トナーを中間転写体(中間転写ベルト)に転写する工程を有することを特徴とするものである。かかる構成を有することにより、上記した発明の効果を奏することができるものである。
<トナー1の作製>
(1)樹脂微粒子の作製
(コア部用樹脂微粒子〔1〕の分散液の調製工程)
下記に示す第1段重合、第2段重合及び第3段重合を経て多層構造を有するコア部用樹脂微粒子〔1〕を作製した。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、ポリオキシエチレン−2−ドデシルエーテル硫酸ナトリウム4質量部をイオン交換水3040質量部に溶解させた界面活性剤溶液を仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。この界面活性剤溶液に、重合開始剤(過硫酸カリウム:KPS)10質量部をイオン交換水400質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加し、温度を75℃とした後、スチレン532質量部、n−ブチルアクリレート200質量部、メタクリル酸68質量部、n−オクチルメルカプタン16.4質量部からなる単量体混合液を1時間かけて滴下し、この系を75℃にて2時間にわたり加熱、撹拌することによって重合(第1段重合)を行い、樹脂微粒子〔A1〕の分散液を調製した。なお、第1段重合で調製した樹脂微粒子〔A1〕の重量平均分子量(Mw)は16500であった。
撹拌装置を取り付けたフラスコ内において、スチレン101.1質量部、n−ブチルアクリレート62.2質量部、メタクリル酸12.3質量部、n−オクチルメルカプタン1.75質量部からなる単量体混合液に、離型剤として、パラフィンワックス「HNP−57」(日本精蝋社製)93.8質量部を添加し、90℃に加温して溶解させた。
上記樹脂粒子〔A2〕に、過硫酸カリウム5.45質量部をイオン交換水220質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加し、80℃の温度条件下で、スチレン293.8質量部、n−ブチルアクリレート154.1質量部、n−オクチルメルカプタン7.08質量部からなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間にわたり加熱撹拌することにより重合(第3段重合)を行った後、28℃まで冷却しコア部用樹脂微粒子〔1〕の分散液を得た。なお、コア部用樹脂微粒子〔1〕の重量平均分子量(Mw)は26800であった。また、コア部用樹脂微粒子〔1〕の体積基準の平均粒径は125nmであった。さらに、このコア部用樹脂微粒子〔1〕のガラス転移温度(Tg)は30.5℃であった。重量平均分子量(Mw)の測定方法は、上記した通りである。体積基準の平均粒径は、粒度分布測定装置「コールターマルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)を用いて測定した値を採用した。ガラス転移温度(Tg)の測定方法は、以下の方法により測定した。
まず、示差走査熱量測定装置「ダイヤモンドDSC」(パーキンエルマー社製)を用いて測定した。まず、試料3.0mgをアルミニウム製パンに封入してホルダーにセットした。リファレンスとして空のアルミニウム製パンをセットした。昇降速度10℃/minで0℃から200℃まで昇温する第1昇温過程、冷却速度10℃/minで200℃から0℃まで冷却する冷却過程、および昇降速度10℃/minで0℃から200℃まで昇温する第2昇温過程をこの順に経る測定条件(昇温・冷却条件)によって、樹脂(コア用樹脂微粒子)について、DSC曲線を得た。当該DSC曲線に基づいて、その第2昇温過程における第1の吸熱ピークの立ち上がり前のベースラインの延長線と、第1の吸熱ピークの立ち上がり部分からピーク頂点までの間で最大傾斜を示す接線を引き、その交点をガラス転移温度(Tg)とした。
上記コア部用樹脂粒子〔1〕の第1段重合において、スチレンを548質量部、2−エチヘキシルアクリレートを156質量部、メタクリル酸を96質量部、n−オクチルメルカプタンを16.5質量部に変更した単量体混合液を用いた以外は同様にして、重合反応及び反応後の処理を行い、シェル層用樹脂微粒子〔1〕の分散液を調製した。なお、シェル層用樹脂粒子〔1〕のTgは49.8℃であった。さらに、シェル層用樹脂粒子〔1〕の重量平均分子量(Mw)は26800であった。ガラス転移温度(Tg)及び重量平均分子量(Mw)の測定方法は、上記した通りである。
ドデシル硫酸ナトリウム90質量部をイオン交換水1600質量部に添加し、この溶液を撹拌しながら、カーボンブラック「リーガル330R」(キャボット社製)420質量部を徐々に添加し、次いで、撹拌装置「クレアミックス」(エム・テクニック社製)を用いて分散処理することにより、着色剤微粒子が分散されてなる着色剤微粒子分散液〔1〕を調製した。
(a)コア部(コア粒子)の形成
コア部用樹脂微粒子〔1〕の分散液420質量部(固形分換算)と、イオン交換水900質量部と、着色剤微粒子分散液〔1〕100質量部とを、温度センサー、冷却管、窒素導入装置、撹拌装置を取り付けた反応容器に入れて撹拌した。反応容器内の温度を30℃に調整した後、この溶液に5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを8〜11に調整した。
次いで、65℃においてシェル層用樹脂微粒子〔1〕の分散液46.8質量部(固形分換算)を添加し、さらにMg元素含有の凝集剤として塩化マグネシウム・6水和物2質量部をイオン交換水60質量部に溶解した水溶液を、10分間かけて添加した後、80℃(シェル化温度)まで昇温し、1時間にわたり撹拌を継続し、コア部(コア粒子)〔1〕の表面に、シェル層用樹脂微粒子〔1〕の微粒子を融着させた後、80℃(シェル熟成温度)で所定の円形度まで熟成処理を行い、シェル層を形成させた。ここで、塩化ナトリウム40.2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を加え、8℃/分の条件で30℃まで冷却し、生成した融着粒子を濾過し、45℃のイオン交換水で繰り返し洗浄し、その後、40℃の温風で乾燥することにより、コア部(コア粒子)表面にシェル層を有する、体積基準平均粒径が6.3μm、Tgが31℃のトナー母体粒子〔T1〕を得た。このトナー母体粒子〔T1〕の平均円形度は、0.955であった。またトナー母体粒子〔T1〕中の樹脂の酸価は32mgKOH/gであった。さらにトナー母体粒子〔T1〕の蛍光X線測定装置でのMgの固有X線KαのピークのNET強度は、1.965kcpsであった。体積基準平均粒径及びガラス転移温度(Tg)の測定方法は、上記した通りである。平均円形度の測定方法は、既に詳述した特許5335330号公報に記載の測定方法と同様にして行った。また、トナー母体粒子〔T1〕中の樹脂の酸価は、以下に示す方法により算出した。
トナー試料2gを溶媒(IPA(イソプロピルアルコール)/THF(テトラヒドロフラン)=1:1(体積比))に分散させた。次に、0.1M KOH(エタノール性)で電位差滴定を行い、終点の滴定量から、下記算出式に従い酸価を求めた。
ここで、V0;空滴定量(KOHの量)(ml)
V;滴定量(KOHの量)(ml)
C;KOHのモル濃度(mol/L)
f;KOHのファクター
S;試料量(g)
56.1;KOHの分子量、である。
前記蛍光X線測定装置(蛍光X線分析)でのMgの固有X線KαのピークのNET強度の測定方法は、以下により求めた。
・スリット:標準
・アッテネータ:なし
・分光結晶(Ti=LiF、Si=PET)
・検出器(Ti=SC、Si=FPC)。
トナー母体粒子〔T1〕の作製において、コア部用樹脂微粒子〔1〕の分散液の調製工程の第1段重合のメタクリル酸68質量部を80質量部とし、第2段重合のメタクリル酸12.3質量部を25質量部とし、シェル層用樹脂微粒子〔1〕の分散液の調製工程のメタクリル酸96質量部を144質量部とし、コア部(コア粒子)の形成の凝集剤の塩化マグネシウム・6水和物60質量部を150質量部とし、コア粒子の狙い粒径5.8μmを4.5μmとし、シェル層の形成の凝集剤の塩化マグネシウム・6水和物2質量部を5質量部として変更したことの他は同様にして、コア部(コア粒子)表面にシェル層を有する、体積基準平均粒径が5.1μm、Tgが30.1℃のトナー母体粒子〔T2〕を得た。このトナー母体粒子〔T2〕の平均円形度は、0.975であった。またトナー母体粒子〔T2〕中の樹脂の酸価は58mgKOH/gであった。さらにトナー母体粒子〔T2〕の蛍光X線測定装置でのMgの固有X線KαのピークのNET強度は、4.928kcpsであった。体積基準平均粒径、ガラス転移温度(Tg)、平均円形度、樹脂酸価及びMgの固有X線KαのピークのNET強度の測定方法は、上記した通りである(以下、同様とする)。
トナー母体粒子〔T1〕の作製において、コア部用樹脂微粒子〔1〕の分散液の調製工程の第1段重合のメタクリル酸68質量部を45質量部とし、シェル層用樹脂微粒子〔1〕の分散液の調製工程のメタクリル酸96質量部を64質量部とし、コア部(コア粒子)の形成の凝集剤の塩化マグネシウム・6水和物60質量部を12質量部とし、コア粒子の狙い粒径5.8μmを7.5μmとし、シェル層の形成の凝集剤の塩化マグネシウム・6水和物2質量部を1質量部として変更したことの他は同様にして、コア部(コア粒子)表面にシェル層を有する、体積基準平均粒径が7.9μm、Tgが34.4℃のトナー母体粒子〔T3〕を得た。このトナー母体粒子〔T3〕の平均円形度は、0.951であった。またトナー母体粒子〔T3〕中の樹脂の酸価は21mgKOH/gであった。さらにトナー母体粒子〔T3〕の蛍光X線測定装置でのMgの固有X線KαのピークのNET強度は、0.521kcpsであった。
トナー母体粒子〔T1〕の作製において、シェル層用樹脂微粒子〔1〕の分散液の調製工程のメタクリル酸96質量部を70質量部とし、コア部(コア粒子)の形成の凝集剤の塩化マグネシウム・6水和物60質量部を3質量部とし、コア粒子の狙い粒径5.8μmを5.6μmとし、シェル層の形成の凝集剤の塩化マグネシウム・6水和物2質量部を0質量部として変更したことの他は同様にして、コア部(コア粒子)表面にシェル層を有する、体積基準平均粒径が6.2μm、Tgが28.1℃のトナー母体粒子〔T4〕を得た。このトナー母体粒子〔T4〕の平均円形度は、0.957であった。またトナー母体粒子〔T4〕中の樹脂の酸価は18mgKOH/gであった。さらにトナー母体粒子〔T4〕の蛍光X線測定装置でのMgの固有X線KαのピークのNET強度は、0.126kcpsであった。
トナー母体粒子〔T1〕の作製において、コア部用樹脂微粒子〔1〕の分散液の調製工程の第1段重合のメタクリル酸68質量部を10質量部とし、第2段重合のメタクリル酸12.3質量部を3質量部とし、シェル層用樹脂微粒子〔1〕の分散液の調製工程のメタクリル酸96質量部を15質量部とし、コア部(コア粒子)の形成の凝集剤の塩化マグネシウム・6水和物60質量部を200質量部とし、コア粒子の狙い粒径5.8μmを6.5μmとし、シェル層の形成の凝集剤の塩化マグネシウム・6水和物2質量部を8質量部として変更したことの他は同様にして、コア部(コア粒子)表面にシェル層を有する、体積基準平均粒径が6.6μm、Tgが32.3℃のトナー母体粒子〔T5〕を得た。このトナー母体粒子〔T5〕の平均円形度は、0.954であった。またトナー母体粒子〔T5〕中の樹脂の酸価は5mgKOH/gであった。さらにトナー母体粒子〔T5〕の蛍光X線測定装置でのMgの固有X線KαのピークのNET強度は、6.322kcpsであった。
トナー母体粒子〔T1〕の作製において、コア部用樹脂微粒子〔1〕の分散液の調製工程の第1段重合のメタクリル酸68質量部を5質量部とし、第2段重合のメタクリル酸12.3質量部を3質量部とし、シェル層用樹脂微粒子〔1〕の分散液の調製工程のメタクリル酸96質量部を10質量部とし、コア粒子の狙い粒径5.8μmを4.5μmとして変更したことの他は同様にして、コア部(コア粒子)表面にシェル層を有する、体積基準平均粒径が4.8μm、Tgが31.2℃のトナー母体粒子〔T6〕を得た。このトナー母体粒子〔T6〕の平均円形度は、0.950であった。またトナー母体粒子〔T6中の樹脂の酸価は4mgKOH/gであった。さらにトナー母体粒子〔T6〕の蛍光X線測定装置でのMgの固有X線KαのピークのNET強度は、2.032kcpsであった。
トナー母体粒子〔T1〕の作製において、コア部用樹脂微粒子〔1〕の分散液の調製工程の第1段重合のメタクリル酸68質量部を80質量部とし、第2段重合のメタクリル酸12.3質量部を30質量部とし、シェル層用樹脂微粒子〔1〕の分散液の調製工程のメタクリル酸96質量部を150質量部とし、コア粒子の狙い粒径5.8μmを7.5μmとして変更したことの他は同様にして、コア部(コア粒子)表面にシェル層を有する、体積基準平均粒径が8.3μm、Tgが32.1℃のトナー母体粒子〔T7〕を得た。このトナー母体粒子〔T7〕の平均円形度は、0.981であった。またトナー母体粒子〔T7〕中の樹脂の酸価は67mgKOH/gであった。さらにトナー母体粒子〔T7〕の蛍光X線測定装置でのMgの固有X線KαのピークのNET強度は、1.944kcpsであった。
トナー母体粒子〔T1〕の作製において、コア部用樹脂微粒子〔1〕の分散液の調製工程の第1段重合のメタクリル酸68質量部を70質量部とし、第2段重合のメタクリル酸12.3質量部を15質量部とし、コア部(コア粒子)の形成の凝集剤の塩化マグネシウム・6水和物を塩化ナトリウムとし、シェル層の形成の凝集剤の塩化マグネシウム・6水和物を塩化ナトリウムとして変更したことの他は同様にして、コア部(コア粒子)表面にシェル層を有する、体積基準平均粒径が6.2μm、Tgが31.0℃のトナー母体粒子〔T8〕を得た。このトナー母体粒子〔T8〕の平均円形度は、0.957であった。またトナー母体粒子〔T8〕中の樹脂の酸価は42mgKOH/gであった。さらにトナー母体粒子〔T8〕の蛍光X線測定装置でのMgの固有X線KαのピークのNET強度は、−0.002kcps(ノイズレベル;会合のための凝集剤をMgCl2ではなく、NaClを使用したためMgは観測されていないことを示している。)であった。
ステアリン酸140質量部をエタノール1000質量部に投入し75℃で混合したものに対して、水酸化亜鉛50質量部をゆっくり加え、1時間混合した。その後、20℃まで冷却して生成物を取り出し、150℃で乾燥させてエタノールを除去した。得られたステアリン酸亜鉛(Zn−St)の固形物をハンマーミルで粗粉砕し、次いでジェット気流式粉砕機「I−20ジェットミル」(日本ニューマチック社製)で微粉砕し、風力式分級機「DS−20/DS−10分級機」(日本ニューマチック社製)によりカットポイント1.1μmで分級して、体積基準のメジアン径が0.72μmのステアリン酸亜鉛よりなる脂肪酸金属塩〔S1〕を作製した。体積基準のメジアン径(体積基準の平均粒径)の測定方法は、レーザー回折粒度測定装置SALD−2100を使用して測定した(以下、同様とする)。
脂肪酸金属塩〔S1〕の作製において、カットポイントを0.8μmに変更したことの他は同様にして、体積基準のメジアン径が0.51μmのステアリン酸亜鉛よりなる脂肪酸金属塩〔S2〕を作製した。
脂肪酸金属塩〔S1〕の作製において、カットポイントを1.9μmに変更したことの他は同様にして、体積基準のメジアン径が1.45μmのステアリン酸亜鉛よりなる脂肪酸金属塩〔S3〕を作製した。
脂肪酸金属塩〔1〕の作製において、水酸化亜鉛を水酸化カルシウムに変更したことの他は同様にして、体積基準のメジアン径が0.78μmのステアリン酸カルシウム(Ca−St)よりなる脂肪酸金属塩〔S4〕を作製した。
脂肪酸金属塩〔S2〕の作製において、水酸化亜鉛を水酸化カルシウムに変更したことの他は同様にして、体積基準のメジアン径が0.50μmのステアリン酸カルシウムよりなる脂肪酸金属塩〔S5〕を作製した。
脂肪酸金属塩〔S3〕の作製において、水酸化亜鉛を水酸化カルシウムに変更したことの他は同様にして、体積基準のメジアン径が1.49μmのステアリン酸カルシウムよりなる脂肪酸金属塩〔S6〕を作製した。
脂肪酸金属塩〔S1〕の作製において、カットポイントを0.5μmに変更したことの他は同様にして、体積基準のメジアン径が0.42μmのステアリン酸亜鉛よりなる脂肪酸金属塩〔S7〕を作製した。
脂肪酸金属塩〔S1〕の作製において、カットポイントを2.0μmに変更したことの他は同様にして、体積基準のメジアン径が1.67μmのステアリン酸亜鉛よりなる脂肪酸金属塩〔S8〕を作製した。
乾燥されたトナー母体粒子〔T1〕100質量部に、小径シリカ微粒子(「RX−200」ヒュームドシリカ HMDS処理 個数平均一次粒子径12nm;日本アエロジル株式会社製)を0.75質量部、球状シリカ微粒子(「X−24 9600」ゾルゲル製法によるシリカ HMDS処理 個数平均一次粒子径80nm;信越化学工業株式会社製)を1.50質量部、脂肪酸金属塩微粒子S1であるステアリン酸亜鉛粒子を0.30質量部、研磨効果の高い金属酸化物微粒子としてチタン酸カルシウム粒子(「TC−110」 個数平均一次粒子径300nm シリコーンオイル処理;チタン工業株式会社製)を0.5質量部添加し、ヘンシェルミキサー「FM10B」(三井三池化工機株式会社製)を用いて、撹拌羽根周速を40m/秒、処理温度30℃で12分間混合した。これにより、トナー母体粒子〔T1〕表面に各外添剤の微粒子が付着したトナー〔1〕を作製した。
実施例1において、トナー母体粒子〔T1〕をトナー母体粒子〔T2〕とし、脂肪酸金属塩微粒子S1 0.30質量部を脂肪酸金属塩微粒子S2 0.05質量部として変更したことの他は同様にして、トナー母体粒子〔T2〕表面に各外添剤の微粒子が付着したトナー〔2〕を作製した。
実施例1において、トナー母体粒子〔T1〕をトナー母体粒子〔T3〕とし、脂肪酸金属塩微粒子S1 0.30質量部を脂肪酸金属塩微粒子S3 0.60質量部として変更したことの他は同様にして、トナー母体粒子〔T3〕表面に各外添剤の微粒子が付着したトナー〔3〕を作製した。
実施例1において、脂肪酸金属塩微粒子S1を脂肪酸金属塩微粒子S4として変更したことの他は同様にして、トナー母体粒子〔T1〕表面に各外添剤の微粒子が付着したトナー〔4〕を作製した。
実施例1において、トナー母体粒子〔T1〕をトナー母体粒子〔T2〕とし、脂肪酸金属塩微粒子S1 0.30質量部を脂肪酸金属塩微粒子S5 0.03質量部として変更したことの他は同様にして、トナー母体粒子〔T2〕表面に各外添剤の微粒子が付着したトナー〔5〕を作製した。
実施例1において、トナー母体粒子〔T1〕をトナー母体粒子〔T3〕とし、脂肪酸金属塩微粒子S1 0.30質量部を脂肪酸金属塩微粒子S6 0.65質量部として変更したことの他は同様にして、トナー母体粒子〔T3〕表面に各外添剤の微粒子が付着したトナー〔6〕を作製した。
実施例1において、トナー母体粒子〔T1〕をトナー母体粒子〔T4〕として変更したことの他は同様にして、トナー母体粒子〔T4〕表面に各外添剤の微粒子が付着したトナー〔7〕を作製した。
実施例1において、トナー母体粒子〔T1〕をトナー母体粒子〔T5〕とし、脂肪酸金属塩微粒子S1を脂肪酸金属塩微粒子S2として変更したことの他は同様にして、トナー母体粒子〔T5〕表面に各外添剤の微粒子が付着したトナー〔8〕を作製した。
実施例1において、トナー母体粒子〔T1〕をトナー母体粒子〔T6〕として変更したことの他は同様にして、トナー母体粒子〔T6〕表面に各外添剤の微粒子が付着したトナー〔9〕を作製した。
実施例1において、トナー母体粒子〔T1〕をトナー母体粒子〔T7〕として変更したことの他は同様にして、トナー母体粒子〔T7〕表面に各外添剤の微粒子が付着したトナー〔10〕を作製した。
実施例1において、脂肪酸金属塩微粒子S1 0.30質量部を脂肪酸金属塩微粒子S7 0.05質量部として変更したことの他は同様にして、トナー母体粒子〔T1〕表面に各外添剤の微粒子が付着したトナー〔11〕を作製した。
実施例1において、脂肪酸金属塩微粒子S1 0.30質量部を脂肪酸金属塩微粒子S8 0.60質量部として変更したことの他は同様にして、トナー母体粒子〔T1〕表面に各外添剤の微粒子が付着したトナー〔12〕を作製した。
実施例1において、トナー母体粒子〔T1〕をトナー母体粒子〔T8〕として変更したことの他は同様にして、トナー母体粒子〔T8〕表面に各外添剤の微粒子が付着したトナー〔13〕を作製した。
[実写評価]
評価機として、市販のデジタルカラープリンター「bizhub(登録商標)C554」(コニカミノルタ株式会社製;中間転写ベルト、定着装置、現像器を備えたプリンターである。図1参照)を用いた。本評価機はスタート時の現像剤量が170gの現像器である。上記の実施例および比較例で得られたトナーを投入し、20℃/50%RHの環境下で10万枚の印刷を行い、初期状態および10万枚印刷後の状態において以下の評価を行った。
初期および5万枚、10万枚印刷後のベタ画像部の画像濃度を、反射濃度計「RD−918」(マクベス社製)を用いて測定した。ベタ画像部の濃度が1.20以上であれば実用上問題ないが、0.80未満であれば実用は厳しい。
・A:1.30以上
・B:1.20以上、1.30未満
・C:0.80以上、1.20未満
・D:0.80未満。
初期および5万枚、10万枚印刷後カブリ濃度を、反射濃度計「RD−918」(マクベス社製)を用いて測定した。なお、カブリ濃度は、印字されていない印刷用紙(白紙)の濃度を20箇所測定し、その平均値を白紙濃度とし、次に、無地画像が印刷された印刷用紙の白地部分の濃度を同様に20箇所測定し、その平均値から白紙濃度を引いた値である。カブリ濃度が、0.010未満であれば、実用上問題ないが、0.015以上であれば実用は厳しい。
・A:0.005未満
・B:0.005以上、0.010未満
・C:0.010以上、0.015未満
・D:0.015以上。
解像度は、小径孤立1ドットの再現性によって評価した。
・A:100個中の欠損が5個未満
・B:100個中の欠損が5個以上10個未満
・C:100個中の欠損が10個以上15個未満
・D:100個中の欠損が15個以上20個未満
・E:100個中の欠損が20個以上。
初期、5万枚、10万枚印字後の中間転写ベルトクリーニング性を目視にて評価した。
・A:クリーニング性が良好
・B:トナーのすり抜けにより、軽微な黒横スジが発生するものの実用上問題の無いもの
・C:トナーのすり抜けにより、黒横スジが発生し、実用上問題があるもの。
初期の印刷状態に対し、10万枚印刷後の定着器ローラー表面傷による全面ベタ中の定着ローラー上の傷に伴う光沢変化を目視にて評価した。
・A:定着ローラー表面性が良好で定着域全域に渡って光沢が均一であるもの。
Y イエロー画像形成部、
M マゼンタ画像形成部、
C シアン画像形成部、
K ブラック画像形成部、
1 感光体、
2 帯電器、
3 画像露光装置、
4’ 現像装置、
40’ 現像装置ハウジング、
41’ ローラ形態の現像剤担持体(現像ローラ)、
42’ 磁界発生体(磁石体)、
43’ 第1搬送部材、
431’ 回転軸、
g1 ギア、
432’ スクリュー羽根(螺旋羽根)、
43a、43b 軸受け部、
44’ 第2搬送部材、
441’ 回転軸、
g2 ギア、
442’ スクリュー羽根(螺旋羽根)、
44a、44b 軸受け部、
45’ 隔壁、
h1、h2 現像剤流通開口、
400’ 現像剤規制部材、
Dp 現像剤、
5 1次転写ローラ、
6 クリーニング装置、
7 中間転写ベルト、
71 駆動ローラ、
72 対向ローラ、
73 クリーニング装置、
8 2次転写ローラ、
9 記録媒体供給カセット、
91 記録媒体供給ローラ、
TR タイミングローラ対、
FX 定着装置、
10 定着加熱ローラ、
11 加圧ローラ、
DR 記録媒体排出ローラ対、
DT 記録媒体排出トレイ、
S 記録媒体。
Claims (4)
- 少なくとも結着樹脂と着色剤とを含むトナー母体粒子、および外添剤を有する二成分現像剤用トナーにおいて、
前記結着樹脂の酸価が5〜60mgKOH/gの範囲であり、前記結着樹脂が、ビニル樹脂を含有し、
前記トナー母体粒子中に、少なくともMg元素を含み、前記トナー母体粒子の体積基準の平均粒径が5.0〜8.0μmの範囲で、かつ平均円形度が0.951〜0.975の範囲であって、
前記外添剤として、少なくとも体積基準のメジアン径が0.5〜1.5μmの範囲である脂肪酸金属塩粒子を有することを特徴とする二成分現像剤用トナー。 - 前記脂肪酸金属塩が、ステアリン酸亜鉛であることを特徴とする請求項1に記載の二成分現像剤用トナー。
- 前記Mg元素について、前記トナー又はトナー母体粒子の蛍光X線測定装置でのMgの固有X線KαのピークのNET強度が、500cps〜5kcpsの範囲であることを特徴とする請求項1または2に記載の二成分現像剤用トナー。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の二成分現像剤用トナーを用いた画像形成方法において、
前記二成分現像剤用トナーを中間転写ベルトに転写する工程を有することを特徴とする画像形成方法。
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