JP2018081273A - 静電潜像現像用トナー - Google Patents

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Abstract

【課題】帯電安定性と低温定着性と耐付着性とに優れるトナーを提供できる。【解決手段】トナー粒子は、トナーコアと、トナーコアの表面を被覆するシェル層と、メラミン樹脂を含有する複数の第1樹脂粒子とを有する。トナーコアの表面領域のうち、シェル層が覆うトナーコアの面積の割合が、60%以上80%以下である。第1樹脂粒子は、各々、トナー粒子の径方向内側ではトナーコアの表面に埋め込まれ、トナー粒子の径方向外側ではトナーコアの表面よりもトナー粒子の径方向外側に突出している。シェル層の厚さbの平均値Wdと、第1樹脂粒子の埋没深さcの個数平均値Dpと、第1樹脂粒子の1次粒子径dの個数平均値Pdとは、下記式(1)〜(3)を満たす。0.2≦Dp/Pd≦0.8・・・式(1)(Pd−Dp)>Wd・・・式(2)0.10μm≦Pd≦1.0μm・・・式(3)【選択図】図1

Description

本発明は、静電潜像現像用トナーに関する。
静電潜像現像用トナーに含まれるトナー粒子として、トナー母粒子と、トナー母粒子の表面に付着する外添剤とを備えるトナー粒子が知られている(例えば特許文献1参照)。特許文献1に記載の外添剤は、メラミン樹脂を主成分とする外添剤粒子(以下、「メラミン外添剤粒子」と記載する)を含む。
特許文献1には、メラミン外添剤粒子を使用した場合に得られる効果として、次に示すことが記載されている。メラミン外添剤粒子を含むトナーを用いて画像形成を行えば、メラミン外添剤粒子は、トナー母粒子から脱離して単独で、感光体ドラムの表面に付着する。感光体ドラムの表面に付着したメラミン外添剤粒子は、転写工程において転写部材に転写されず、クリーニング部材に供給されてクリーニングブレードに付着する。メラミン外添剤粒子がクリーニングブレードに付着すれば、感光体ドラムとクリーニングブレードとの間の摩擦抵抗を下げることができる。そのため、感光体ドラムの表面に無用な傷を与えること無く、感光体ドラムの表面に付着した異物を除去できる。
特開平8−22142号公報
特許文献1に記載のように、メラミン外添剤粒子はトナー母粒子の表面から脱離し易い。ここで、メラミン樹脂は、正帯電性を有する。そのため、メラミン外添剤粒子がトナー母粒子の表面から脱離すると、メラミン外添剤粒子がトナー母粒子の表面から脱離していない場合に比べ、トナーが正に帯電し難い。それだけでなく、トナー母粒子の表面から脱離したメラミン外添剤粒子とトナー粒子との間で摩擦帯電が起こることがあり、その結果、トナーが負に帯電することがある。これらのことから、特許文献1では、帯電安定性に優れるトナーの提供は難しい。
トナーの帯電安定性が低下すると、かぶりが発生することがあり、また、トナーの現像性が低下することがある。そのため、帯電安定性に優れるトナーの提供が要望されている。
また、トナー母粒子として、トナーコアと、トナーコアの表面を被覆するシェル層とを有するトナー母粒子を使用することがある。トナーコアの表面にシェル層を形成すれば、トナーの付着力を低減できるため、トナーの耐付着性を高めることができる。これにより、画像形成後においてもトナーが画像形成装置の構成部材の表面(例えば感光体ドラムの表面)に付着したままとなることを防止できるため、画像における色点及び画像抜けの発生を防止できる。しかし、シェル層は、トナーコアよりも耐熱性に優れる。そのため、トナーコアの表面にシェル層を形成すれば、トナーの低温定着性の低下を招くことがある。トナーの低温定着性が低下すると、低エネルギーでトナーを定着させることが難しい。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、帯電安定性と耐付着性と低温定着性とに優れる静電潜像現像用トナーを提供することである。
本発明に係る静電潜像現像用トナーは、正帯電性を有し、トナー粒子を複数含む。前記トナー粒子は、トナーコアと、前記トナーコアの表面を被覆するシェル層と、メラミン樹脂を含有する複数の第1樹脂粒子とを有する。前記トナーコアの表面領域のうち、前記シェル層が覆う前記トナーコアの面積の割合が、60%以上80%以下である。前記第1樹脂粒子は、各々、前記トナー粒子の径方向内側では前記トナーコアの前記表面に埋め込まれ、前記トナー粒子の径方向外側では前記トナーコアの前記表面よりも前記トナー粒子の径方向外側に突出している。前記シェル層の厚さbの平均値Wdと、前記第1樹脂粒子の埋没深さcの個数平均値Dpと、前記第1樹脂粒子の1次粒子径dの個数平均値Pdとは、下記式(1)〜(3)を満たす。
0.2≦Dp/Pd≦0.8・・・式(1)
(Pd−Dp)>Wd・・・式(2)
0.10μm≦Pd≦1.0μm・・・式(3)
ここで、上記式(1)における前記第1樹脂粒子の埋没深さcの個数平均値Dpは、前記トナー粒子の径方向における前記第1樹脂粒子の埋没部分の長さの個数平均値を意味する。前記第1樹脂粒子の前記埋没部分は、前記第1樹脂粒子のうち、前記トナーコアの前記表面よりも前記トナー粒子の径方向内側に位置する部分を意味する。
本発明によれば、帯電安定性と耐付着性と低温定着性とに優れる静電潜像現像用トナーを提供できる。
本発明に係る静電潜像現像用トナーに含まれるトナー粒子の一例を示す断面図である。 シェル層の厚さbと、第1樹脂粒子の埋没深さcと、第1樹脂粒子の1次粒子径dとを説明するための模式図である。 本発明に係る静電潜像現像用トナーに含まれるトナー粒子の一例を示す断面図である。
本発明の実施形態について説明する。なお、以下では、トナーコア、トナー粒子、トナー母粒子、又は外添剤に関する評価結果(形状又は物性などを示す値)は、何ら規定していなければ、相当数の粒子について測定した値の個数平均である。ここで、トナー母粒子は、外添剤を有さないトナー粒子を意味する。外添剤は、外添剤粒子を複数含む粉体を意味する。外添剤粒子は、静電的相互作用によりトナー母粒子の表面に付着する粒子を意味し、具体的には、静電的相互作用によりシェル層の表面に付着する粒子を意味する。
また、粉体の個数平均粒子径は、何ら規定していなければ、顕微鏡を用いて測定された1次粒子の円相当径(粒子の投影面積と同じ面積を有する円の直径)の個数平均値である。粉体の体積中位径(D50)の測定値は、何ら規定していなければ、ベックマン・コールター株式会社製の「コールターカウンターマルチサイザー3」を用いてコールター原理(細孔電気抵抗法)に基づき測定した値である。
また、酸価及び水酸基価の各々の測定値は、何ら規定していなければ、「JIS(日本工業規格)K0070−1992」に従って測定した値である。また、数平均分子量(Mn)及び質量平均分子量(Mw)の各々の測定値は、何ら規定していなければ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定した値である。また、ガラス転移点(Tg)は、何ら規定していなければ、示差走査熱量計(セイコーインスツル株式会社製「DSC−6220」)を用いて測定した値である。また、軟化点(Tm)は、何ら規定していなければ、高化式フローテスター(株式会社島津製作所製「CFT−500D」)を用いて測定した値である。
また、化合物名の後に「系」を付けて、化合物及びその誘導体を包括的に総称する場合がある。化合物名の後に「系」を付けて重合体名を表す場合には、重合体の繰返し単位が化合物又はその誘導体に由来することを意味する。また、アクリル及びメタクリルを包括的に「(メタ)アクリル」と総称する場合がある。
[本実施形態に係る静電潜像現像用トナー]
本実施形態に係る静電潜像現像用トナー(以下、「トナー」と記載することがある)は、正帯電性を有し、トナー粒子を複数含む。トナー粒子は、トナーコアと、トナーコアの表面を被覆するシェル層と、メラミン樹脂を含有する複数の第1樹脂粒子とを有する。トナーコアの表面領域のうち、シェル層が覆うトナーコアの面積の割合が、60%以上80%以下である。第1樹脂粒子は、各々、トナー粒子の径方向内側ではトナーコアの表面に埋め込まれ、トナー粒子の径方向外側ではトナーコアの表面よりもトナー粒子の径方向外側に突出している。シェル層の厚さbの平均値Wdと、第1樹脂粒子の埋没深さcの個数平均値Dpと、第1樹脂粒子の1次粒子径dの個数平均値Pdとは、下記式(1)〜(3)を満たす。
0.2≦Dp/Pd≦0.8・・・式(1)
(Pd−Dp)>Wd・・・式(2)
0.10μm≦Pd≦1.0μm・・・式(3)
ここで、上記式(1)における第1樹脂粒子の埋没深さcの個数平均値Dpは、トナー粒子の径方向における第1樹脂粒子の埋没部分の長さの個数平均値を意味する。第1樹脂粒子の埋没部分は、第1樹脂粒子のうち、トナーコアの表面よりもトナー粒子の径方向内側に位置する部分を意味する。
以下では、まず、トナーコアの表面領域のうちシェル層が覆うトナーコアの面積の割合(以下、「シェル層の被覆率」と記載することがある)と、第1樹脂粒子の埋没深さcの個数平均値Dpと、シェル層の厚さbの平均値Wdと、第1樹脂粒子の1次粒子径dの個数平均値Pdとを順に説明する。次に、図面を参照しながら、本実施形態に係るトナーを具体的に説明する。
(用語の説明)
シェル層の被覆率は、次に示す方法に従って測定される。まず、トナー粒子をRu(ルテニウム)染色する。トナー粒子が外添剤を有する場合には、外添剤をシェル層の表面から除去した後にRu染色を行うことが好ましい。次に、染色されたトナー粒子を、電界放射型走査型電子顕微鏡(FE−SEM)(例えば、日本電子株式会社製「JSM−7600F」)を用いて、例えば倍率50000倍で、観察する。このようにして、トナー粒子の反射電子像を得る。ここで、トナーコアよりも、シェル層の方が、Ru染色され易い。そのため、トナー粒子の反射電子像では、トナーコアよりも、シェル層の方が、明るく観察される。続いて、トナー粒子の反射電子像を、画像解析ソフトウェア(例えば、三谷商事株式会社製「WinROOF」)を用いて、解析する。そして、トナー粒子の反射電子像全体の面積SA1と、反射電子像において相対的に明るい領域の面積SB1とを求め、下記式に従ってシェル層の被覆率を算出する。
シェル層の被覆率=100×面積SB1/面積SA1
第1樹脂粒子の埋没深さcの個数平均値Dpは、次に示す方法に従って測定される。まず、トナー粒子の断面TEM写真を撮影する。トナー粒子が外添剤を有する場合には、外添剤をシェル層の表面から除去した後にトナー粒子の断面TEM写真を撮影することが好ましい。次に、トナー粒子の断面TEM写真を、画像解析ソフトウェア(例えば、三谷商事株式会社製「WinROOF」)を用いて、解析する。詳しくは、画像解析ソフトウェアにおいて、計測ツールの手動計測のライン長計測を選択する。手動計測のライン長計測を選択した状態で、トナー粒子の断面TEM写真において、第1樹脂粒子(トナーコアの表面に埋め込まれている第1樹脂粒子)を無作為に数個、選択する。そして、選択した第1樹脂粒子の各々において第1樹脂粒子の埋没深さを計測し、その個数平均値を算出する。このようにして、第1樹脂粒子の埋没深さcの個数平均値Dpが求められる。
シェル層の厚さbは、トナー粒子の径方向におけるシェル層の寸法を意味する。シェル層の厚さbの平均値Wdは、次に示す方法に従って測定される。まず、トナー粒子の断面TEM写真を撮影する。トナー粒子が外添剤を有する場合には、外添剤をシェル層の表面から除去した後にトナー粒子の断面TEM写真を撮影することが好ましい。次に、トナー粒子の断面TEM写真を、画像解析ソフトウェア(例えば、三谷商事株式会社製「WinROOF」)を用いて、解析する。詳しくは、トナー粒子の断面の略中心点で直交する2本の直線を引く。その2本の直線の各々において、トナーコアとシェル層との界面(トナーコアの表面に相当)からシェル層の表面までの長さ(4箇所)を測定する。このようにして測定された4箇所の長さの平均値を、1個のトナー粒子が備えるシェル層の厚さとする。このようなシェル層の厚さの測定を複数のトナー粒子に対して行い、複数のトナー粒子(測定対象)が備えるシェル層の厚さの平均値を求める。このようにして、シェル層の厚さbの平均値Wdが求められる。
トナー粒子の断面TEM写真においてトナーコアとシェル層との境界が不明瞭である場合には、トナー粒子の断面TEM写真を、電子エネルギー損失分光法(EELS)検出器(例えば、ガタン社製「GIF TRIDIEM(登録商標)」)と画像解析ソフトウェア(例えば、三谷商事株式会社製「WinROOF」)とを用いて、解析することが好ましい。これにより、トナー粒子の断面TEM写真においてトナーコアとシェル層との境界が明瞭となり、よって、シェル層の厚さbの平均値Wdを求めることができる。
第1樹脂粒子の1次粒子径dの個数平均値Pdは、顕微鏡(例えば、走査型電子顕微鏡)を用いてトナー粒子の表面を観察することにより測定された1次粒子(第1樹脂粒子の1次粒子)の円相当径の個数平均値を意味する。トナー粒子が外添剤を有する場合には、外添剤をシェル層の表面から除去した後にトナー粒子の表面を観察することが好ましい。
(本実施形態に係るトナーの第1例)
以下、図1及び図2を参照して、本実施形態に係るトナーに含まれるトナー粒子の一例を説明する。図1は、本実施形態に係るトナーに含まれるトナー粒子の一例を示す断面図である。図2は、シェル層の厚さbと、第1樹脂粒子の埋没深さcと、第1樹脂粒子の1次粒子径dとを説明するための模式図である。なお、図2では、トナーコア11の表面とシェル層13の表面とを直線で記載しているが、実際のトナー粒子では、トナーコアの表面とシェル層の表面とは球面形状(断面視円形形状)を有する。
図1に示すトナー粒子10を複数含むトナーは、正帯電性を有し、例えば電子写真装置において画像の形成に用いられる。図1に示すトナー粒子10を複数含むトナーを用いて画像を形成する場合には、まず、帯電装置が、感光体ドラムの感光層を一様に帯電させる。次に、露光装置が、画像データに基づいて、感光体ドラムの感光層に静電潜像を形成する。続いて、現像装置が、磁気ローラーに担持されているトナーを用いて、感光体ドラムの感光層に形成された静電潜像を現像する。これにより、トナー像が感光体ドラムの感光層に形成される。続いて、トナー像が、記録媒体(より具体的には印刷用紙)に転写される。その後、定着装置が、トナー像に含まれるトナー粒子を記録媒体に定着させる。なお、トナー粒子10を複数含むトナーは、1成分現像剤を構成しても良いし、静電潜像現像用キャリア(以下、「キャリア」と記載することがある)とともに2成分現像剤を構成しても良い。
トナー粒子10は、トナーコア11と、トナーコア11の表面を被覆するシェル層13と、メラミン樹脂を含有する複数の第1樹脂粒子15とを有する。トナーコア11の表面領域のうち、シェル層13が覆うトナーコア11の面積の割合が、60%以上80%以下である。第1樹脂粒子15は、各々、トナー粒子10の径方向内側X1ではトナーコア11の表面に埋め込まれ、トナー粒子10の径方向外側X2ではトナーコア11の表面よりもトナー粒子10の径方向外側X2に突出している。シェル層13の厚さbの平均値Wdと、第1樹脂粒子15の埋没深さcの個数平均値Dpと、第1樹脂粒子15の1次粒子径dの個数平均値Pdとは、下記式(1)〜(3)を満たす。
0.2≦Dp/Pd≦0.8・・・式(1)
(Pd−Dp)>Wd・・・式(2)
0.10μm≦Pd≦1.0μm・・・式(3)
ここで、「トナー粒子10の径方向内側X1」とは、トナー粒子10の径方向両端部のうち、トナー粒子10の径方向内側X1(図2参照)に位置する端部を意味する。「トナー粒子の径方向外側X2」とは、トナー粒子10の径方向両端部のうち、トナー粒子10の径方向外側X2(図2参照)に位置する端部を意味する。
また、上記式(1)における第1樹脂粒子15の埋没深さcの個数平均値Dpは、トナー粒子10の径方向Drにおける第1樹脂粒子15の埋没部分の長さの個数平均値を意味する。第1樹脂粒子15の埋没部分は、第1樹脂粒子15のうち、トナーコア11の表面よりもトナー粒子10の径方向内側X1に位置する部分を意味する。
また、式(1)における「Dp/Pd」とは、第1樹脂粒子15において第1樹脂粒子15の埋没部分が占める割合の個数平均値を意味する。そして、本実施形態では、「式(1)が満たされていること」と、「第1樹脂粒子15が、各々、トナー粒子10の径方向内側X1において、トナーコア11の表面に埋め込まれていること」とは、同義である。なお、「Dp/Pd」は、上記(用語の説明)に記載の方法に従って求められた第1樹脂粒子15の埋没深さcの個数平均値Dp及び第1樹脂粒子15の1次粒子径dの個数平均値Pdを用いて、算出されることが好ましい。
また、式(2)における「(Pd−Dp)」は、トナー粒子10の径方向Drにおける第1樹脂粒子15の突出部分の長さの個数平均値を意味する。ここで、第1樹脂粒子15の突出部分は、第1樹脂粒子15のうち、トナーコア11の表面よりもトナー粒子10の径方向外側X2に位置する部分を意味する。つまり、第1樹脂粒子15の突出部分は、第1樹脂粒子15のうち第1樹脂粒子15の埋没部分を除く部分を意味する。また、式(2)における「Wd」は、シェル層13の厚さbの平均値を意味する。そのため、「式(2)が満たされていること」は、第1樹脂粒子15の突出部分のうちトナー粒子10の径方向外側X2に位置する部分がシェル層13から露出していることを意味する。なお、「(Pd−Dp)」は、上記(用語の説明)に記載の方法に従って求められた第1樹脂粒子15の埋没深さcの個数平均値Dp及び第1樹脂粒子15の1次粒子径dの個数平均値Pdを用いて、算出されることが好ましい。
トナー粒子10が上記構成を有するため、トナー粒子10を複数含むトナーは帯電安定性と耐付着性と低温定着性とに優れる。
詳しくは、トナー粒子10では、0.2≦Dp/Pd(式(1)参照)である。これにより、第1樹脂粒子15の各々が例えば画像形成中にトナーコア11の表面から脱離することを防止できる。また、トナー粒子10では、トナーコア11の表面はシェル層13で被覆され、且つ式(2)が満たされている。これにより、第1樹脂粒子15の突出部分のうちトナー粒子10の径方向内側X1に位置する部分と、シェル層13とが、接触し易い。よって、シェル層13は、第1樹脂粒子15の各々を保持し易い。このことによっても、第1樹脂粒子15の各々が例えば画像形成中にトナーコア11の表面から脱離することを防止できる。以上より、トナー粒子10を複数含むトナーを用いて画像形成を行えば、連続印刷を行った場合であっても、第1樹脂粒子15の各々がトナーコア11の表面から脱離することを防止できる。
ここで、第1樹脂粒子15はメラミン樹脂を含有し、メラミン樹脂は正帯電性を有する。そのため、連続印刷を行った場合であってもトナーコア11の表面からの第1樹脂粒子15の各々の脱離を防止できれば、トナーの帯電量の低下を招くことなく連続印刷を行うことができる。また、連続印刷を行った場合であってもトナーコア11の表面からの第1樹脂粒子15の各々の脱離を防止できれば、トナーコア11の表面から脱離した第1樹脂粒子15の各々とトナー粒子10との間で摩擦帯電が起こることを防止できる。これにより、トナー粒子10が負に帯電することを防止できるため、逆帯電トナーの発生を防止できる。
また、トナー粒子10ではDp/Pd≦0.8(式(1)参照)であるため、第1樹脂粒子15の各々はトナー粒子10の表面近傍に存在する。これにより、トナー粒子10を複数含むトナーは、正に帯電し易い。
以上説明したように、トナー粒子10を複数含むトナーを用いて画像形成を行えば、連続印刷を行った場合であっても、トナーの帯電量の低下を防止でき、逆帯電トナーの発生を防止でき、トナーを効果的に正に帯電させることができる。よって、トナー粒子10を複数含むトナーは、帯電安定性に優れる。
トナー粒子10を複数含むトナーが帯電安定性に優れれば、例えば低湿環境下で連続印刷を行った場合であっても、トナーが過剰に正に帯電することを防止できる。これにより、トナーの現像性を適正な状態に維持できる。また、トナー粒子10を複数含むトナーが帯電安定性に優れれば、例えば高湿環境下で連続印刷を行った場合であっても、トナーの帯電量の低下を防止できる。これにより、かぶりの発生を防止できる。
なお、トナー粒子10では、Pd≦1.0μm(式(3)参照)である。これにより、第1樹脂粒子15は、各々、トナーコア11の表面に埋め込まれ易いため、0.2≦Dp/Pd(式(1)参照)となり易い。また、トナー粒子10では、0.10μm≦Pd(式(3)参照)である。これにより、第1樹脂粒子15の各々がトナーコア11の内側に埋め込まれることを防止できる。よって、Dp/Pd≦0.8(式(1)参照)となり易い。
さらに、トナー粒子10では、シェル層13の被覆率が60%以上である。これにより、トナー粒子10を複数含むトナーは、帯電安定性だけでなく耐付着性にも優れる。よって、トナーが画像形成装置の構成部材の表面(例えば感光体ドラムの表面)に付着したままとなることを防止できるため、形成された画像において色点及び画像抜けの発生を防止できる。したがって、本実施形態に係るトナーを用いて画像形成を行えば、画質に優れる画像を形成できる。また、トナー粒子10を複数含むトナーが2成分現像剤に含まれる場合には、トナーが耐付着性に優れれば、キャリアの表面へのトナーの付着を防止できる。これにより、トナーとキャリアとの間で効果的に摩擦帯電が起こるため、トナーの帯電量の低下を防止できる。よって、トナーの帯電安定性に優れる2成分現像剤を提供できる。
その上、トナー粒子10では、シェル層13の被覆率が80%以下である。ここで、シェル層13は、トナーコア11よりも耐熱性に優れる。しかし、シェル層13の被覆率が80%以下であれば、定着時におけるトナー(具体的にはトナーコア11)の溶融が容易である、と考えられる。そのため、低温での定着を実現できる。よって、トナー粒子10を複数含むトナーは、帯電安定性と耐付着性とに優れるだけでなく低温定着性にも優れる。
式(2)をさらに説明する。式(3)を考慮すれば、式(2)における(Pd−Dp)は0.020μm≦(Pd−Dp)≦0.12μmを満たすことが好ましい。0.020μm≦(Pd−Dp)が満たされれば、シェル層13の被覆率が80%以下になり易いため、低温定着性にさらに優れるトナーを提供できる。(Pd−Dp)≦0.12μmが満たされれば、耐付着性にさらに優れるトナーを提供できる。
ところで、メラミン樹脂は、比較的強い正帯電性を有する。そのため、第1樹脂粒子15の各々がトナー粒子10の表面近傍に存在すれば、トナーを効果的に正に帯電させることができる。しかし、特許文献1に記載のように、メラミン外添剤粒子はトナー母粒子の表面から脱離し易い。その結果、トナーの帯電量が低下し易い。また、逆帯電トナーの発生を招くこともある。そこで、本発明者は、当初、トナーコアの表面に存在する第1樹脂粒子をシェル層で完全に被覆することにより、トナーコアの表面からの第1樹脂粒子の各々の脱離を防止することを考えた。
しかし、シェル層は、トナーコアよりも耐熱性に優れるため、低温で溶融又は軟化し難い。そのため、トナーコアの表面に存在する第1樹脂粒子をシェル層で完全に被覆すれば、トナー(具体的にはトナーコア)を低温で溶融又は軟化させることは困難であった(後述の比較例3参照)。このように、トナーコアの表面に存在する第1樹脂粒子をシェル層で完全に被覆すれば、帯電安定性と耐付着性とに優れるトナーを提供できるに過ぎず、帯電安定性及び耐付着性だけでなく低温定着性にも優れるトナーを提供することは困難であった(後述の比較例3参照)。
一方、トナー粒子10を複数含むトナーでは、式(1)〜(3)が満たされ、且つシェル層13の被覆率が60%以上80%以下である。これにより、トナー粒子10を複数含むトナーは、帯電安定性と耐付着性と低温定着性とに優れる。以下、トナー粒子10の好ましい構成を説明する。
好ましくは、シェル層13は、トナーコア11の表面のうち第1樹脂粒子15の各々を囲む領域を被覆する。これにより、第1樹脂粒子15の突出部分のうちトナー粒子10の径方向内側X1に位置する部分と、シェル層13とが、さらに接触し易い。よって、シェル層13は、第1樹脂粒子15の各々を、さらに保持し易い。したがって、第1樹脂粒子15の各々が例えば画像形成中にトナーコア11の表面から脱離することをさらに防止できる。その結果、連続印刷を行った場合であってもトナーコア11の表面からの第1樹脂粒子15の各々の脱離をさらに防止できるため、帯電安定性にさらに優れるトナーを提供できる。
より好ましくは、シェル層13はメラミン樹脂を含有する。これにより、第1樹脂粒子15の各々が含有する樹脂と、シェル層13が含有する樹脂とが、同一となる。そのため、第1樹脂粒子15の突出部分のうちトナー粒子10の径方向内側X1に位置する部分と、シェル層13とが、接触している場合には、第1樹脂粒子15の各々とシェル層13との親和力を高めることができる。よって、シェル層13は、第1樹脂粒子15の各々を、より一層保持し易い。したがって、第1樹脂粒子15の各々が例えば画像形成中にトナーコア11の表面から脱離することを、より一層、防止できる。その結果、連続印刷を行った場合であってもトナーコア11の表面からの第1樹脂粒子15の各々の脱離をより一層防止できる。このように、シェル層13がメラミン樹脂を含有する場合には、帯電安定性により一層優れるトナーを提供できる。
また、シェル層13がメラミン樹脂を含有すれば、トナー粒子10を複数含むトナーは、より一層、正に帯電し易い。
好ましくは、高化式フローテスターを用いて測定されるトナー(図1に示すトナー粒子10を複数含むトナー)の溶融温度(以下、単に「トナーの溶融温度」と記載することがある)が80.0℃以上110℃以下である。これにより、トナーを例えば130℃以上150℃以下で定着できる。よって、トナーの溶融温度が80.0℃以上110℃以下である場合には、低温定着性にさらに優れるトナーを提供できる。ここで、トナーの溶融温度は、後述の実施例に記載の方法又はそれに準ずる方法に従って測定される。
シェル層13は、トナーコア11よりも耐熱性に優れる。そのため、シェル層13の厚さbの平均値Wdが大きくなるとトナーの溶融温度が高くなる傾向となり、シェル層13の厚さbの平均値Wdが小さくなるとトナーの溶融温度が低くなる傾向となる。また、シェル層13の被覆率が高くなるとトナーの溶融温度が高くなる傾向となり、シェル層13の被覆率が低くなるとトナーの溶融温度が低くなる傾向となる。
トナーコア11が含有する樹脂成分の軟化点(Tm)が高くなるとトナーの溶融温度が高くなる傾向となり、トナーコア11が含有する樹脂成分の軟化点が低くなるとトナーの溶融温度が低くなる傾向となる。ここで、トナーコア11が含有する樹脂成分としては、例えば、結着樹脂とワックスとが挙げられる。しかし、トナーコア11の主成分は結着樹脂であるため、ワックスの軟化点よりも結着樹脂の軟化点を制御した方がトナーの溶融温度を制御し易い。
好ましくは、シェル層13の厚さbの平均値Wdは10nm以上50nm以下である。シェル層13の厚さbの平均値Wdが10nm以上であれば、定着時に、トナーコア11に含まれる樹脂成分が溶融することを防止できる。トナーコア11に含まれる樹脂成分としては、例えば、結着樹脂とワックスとが挙げられる。シェル層13の厚さbの平均値Wdが50nm以下であれば、定着時にはシェル層13に含まれる樹脂成分が溶融するので、トナー粒子10が定着され易い。以上より、シェル層13の厚さbの平均値Wdが10nm以上50nm以下である場合には、低温定着性にさらに優れるトナーを提供できる。
好ましくは、第1樹脂粒子15の1次粒子径dの個数平均値Pdは0.20μm以上1.0μm以下である。これにより、帯電安定性と耐熱性と低温定着性とにさらに優れるトナーを提供できる。
好ましくは、第1樹脂粒子15の含有量は100質量部のトナーコア11に対し0.100質量部以上1.50質量部以下である。第1樹脂粒子15の含有量が100質量部のトナーコア11に対し0.100質量部以上であれば、トナー粒子をさらに効果的に正に帯電させることができるため、帯電安定性にさらに優れるトナーを提供できる。それだけでなく、シェル層13の被覆率が60%以上となり易いため、耐付着性にさらに優れるトナーを提供できる。第1樹脂粒子15の含有量が100質量部のトナーコア11に対し1.50質量部以下であれば、シェル層13の被覆率が80%以下となり易いため、低温定着性にさらに優れるトナーを提供できる。
トナー粒子10は、外添剤をさらに有しても良い。以下、図3を参照して、本実施形態に係るトナーに含まれるトナー粒子の別の一例を説明する。
(本実施形態に係るトナーの第2例)
図3は、本実施形態に係るトナーに含まれるトナー粒子の別の一例を示す断面図である。以下では、図1に示すトナー粒子10とは異なる点を主に説明する。
図3に示すトナー粒子20は、シェル層13の表面に付着する外添剤17をさらに有する。これにより、トナー粒子20は、帯電安定性と耐付着性と低温定着性とに優れるだけでなく、流動性と取扱い性とにも優れる。
外添剤17を構成する外添剤粒子の材料は、特に限定されない。しかし、外添剤17は、メラミン外添剤粒子を含まないことが好ましい。外添剤17がメラミン外添剤粒子を含まなければ、トナー粒子20からのメラミン外添剤粒子の脱離を阻止できるため、トナー粒子20から脱離したメラミン外添剤粒子とトナー粒子20との間で摩擦帯電が起こることを阻止できる。これにより、トナー粒子20が負に帯電することを阻止できるため、トナー粒子20を複数含むトナーは帯電安定性により一層優れる。以上、図1〜図3を用いて本実施形態に係るトナーに含まれるトナー粒子を具体的に説明した。以下、本実施形態に係る静電潜像現像用トナーの製造方法を説明する。
[本実施形態に係る静電潜像現像用トナーの製造方法]
本実施形態に係るトナーは、次に示す方法に従って製造されることが好ましい。例えば、図1に示すトナー粒子10を複数含むトナーの製造方法は、トナーコアの形成工程と、第1樹脂粒子の埋め込み工程と、シェル層の形成工程とを含むことが好ましい。図3に示すトナー粒子20を複数含むトナーの製造方法は、図1に示すトナー粒子10を複数含むトナーの製造方法に加え、外添工程をさらに含むことが好ましい。なお、効率的にトナーを製造するためには、多数のトナー粒子を同時に製造することが好ましい。同時に製造されたトナー粒子は、互いに同一の構成を有すると考えられる。以下、本実施形態に係るトナーの好ましい製造方法を工程順に説明する。
(トナーコアの形成工程)
トナーコアの形成工程では、公知の凝集法又は公知の粉砕法によりトナーコアを形成することが好ましい。これにより、トナーコアを容易に形成できる。
(第1樹脂粒子の埋め込み工程)
第1樹脂粒子の埋め込み工程では、複数の第1樹脂粒子の各々の一部分をトナーコアの表面に埋め込む。好ましくは、複数の第1樹脂粒子の各々の一部分をトナーコアの表面に機械的に埋め込む。複数の第1樹脂粒子の各々の一部分をトナーコアの表面に機械的に埋め込む方法としては、例えば、混合機(例えば、ハイブリダイゼーションシステム(登録商標))を用いて、トナーコアと第1樹脂粒子とを混合する方法が挙げられる。ハイブリダイゼーションシステムを用いてトナーコアと第1樹脂粒子とを混合すれば、トナーコアと第1樹脂粒子の各々との衝突による衝撃力が発生する。これにより、第1樹脂粒子の各々の一部分がトナーコアの表面に埋め込まれ易くなる。
第1樹脂粒子の各々の一部分がトナーコアの表面に埋め込まれるように、トナーコアと第1樹脂粒子との混合条件を設定することが好ましい。例えば、ハイブリダイゼーションシステムでの回転速度が大きくなると、トナーコアと第1樹脂粒子の各々との衝突による衝撃力が発生し易い。これにより、第1樹脂粒子の各々の一部分がトナーコアの表面に埋め込まれ易い。よって、0.2≦Dp/Pd(式(1)参照)が満たされ易く、また、式(2)が満たされ易い。ハイブリダイゼーションシステムでの混合時間が長い場合にも同様の効果が得られる。
また、ハイブリダイゼーションシステムでの回転速度が小さくなると、トナーコアと第1樹脂粒子の各々との衝突による衝撃力を所定の大きさ以下に抑えることができる。これにより、第1樹脂粒子の各々がトナーコアの表面に完全に埋め込まれることを防止できる。よって、Dp/Pd≦0.8(式(1)参照)が満たされ易い。ハイブリダイゼーションシステムでの混合時間が短い場合にも同様の効果が得られる。
ハイブリダイゼーションシステムでの回転速度、及びハイブリダイゼーションシステムでの混合時間は、各々、第1樹脂粒子の1次粒子径dの個数平均値Pd、又はトナーコアの材料に依存する。ハイブリダイゼーションシステムでの回転速度の好ましい一例としては、2000rpm以上10000rpm以下が挙げられる。また、ハイブリダイゼーションシステムでの混合時間の好ましい一例としては、5分間以上30分間以下が挙げられる。
第1樹脂粒子としては、1次粒子径dの個数平均値Pdが式(3)を満たす粒子を準備する。また、第1樹脂粒子としては、メラミン樹脂を含有する粒子を準備し、好ましくはメラミン樹脂からなる粒子を準備する。また、第1樹脂粒子の添加量は100質量部のトナーコアに対して0.100質量部以上1.50質量部以下であることが好ましい。
(シェル層の形成工程)
シェル層の形成工程では、複数の第1樹脂粒子の各々の一部分が埋め込まれたトナーコアの表面にシェル層を形成する。例えばin−situ重合法、液中硬化被膜法、又はコアセルベーション法に従って、シェル層を形成できる。このようにして、トナー母粒子が得られる。そして、下記外添工程を行わない場合には、得られたトナー母粒子がトナー粒子に相当する。そのため、図1に示すトナー粒子10を多数含むトナーが得られる。
シェル層を形成するときにシェル層を構成する材料(シェル層原料)の供給量を調整すれば、シェル層の被覆率を所望の被覆率とすることができ、また、シェル層の厚さbの平均値Wdを所望の値とすることができる。
(外添工程)
外添工程では、シェル層の表面に外添剤を付着させる。例えば、混合機(例えば、FMミキサー又はナウターミキサー(登録商標))を用いて、トナー母粒子と外添剤とを混合することが好ましい。このとき、トナー母粒子と外添剤との混合条件としては、外添剤がシェル層の表面に埋没しない条件を選択することが好ましい。また、外添剤粒子としては、メラミン外添剤粒子を使用しないことが好ましい。このようにして、図3に示すトナー粒子20を多数含むトナーが得られる。
[第1樹脂粒子、トナーコア、シェル層、及び外添剤粒子の各材料の例示]
<第1樹脂粒子>
第1樹脂粒子は、メラミン樹脂を含有し、好ましくはメラミン樹脂で構成される。
(メラミン樹脂)
メラミン樹脂は、メラミンとホルムアルデヒドとの縮重合により得られ、三次元的な網目構造を有する。具体的には、メラミンとホルムアルデヒドとを付加反応させる。これにより、メチロールメラミン(メラミン樹脂の前駆体)が得られる。得られたメチロールメラミン同士を縮合反応させる。これにより、一のメチロールメラミンのアミノ基が、メチレン基を介して、他のメチロールメラミンのアミノ基と結合する。その結果、メラミン樹脂が得られる。得られたメラミン樹脂は、メラミンに由来する繰返し単位を含む。
なお、メチロールメラミンの官能基の種類又は数を変更することで、メチロールメラミンの水への溶解性を変えることができる。このため、水性媒体中でメチロールメラミンを重合させることは比較的容易である。
<トナーコア>
トナーコアは、結着樹脂を含有する。トナーコアは、着色剤、離型剤、電荷制御剤、及び磁性粉のうちの少なくとも1つをさらに含有しても良い。
(結着樹脂)
トナーコアでは、一般的に、成分の大部分(例えば、85質量%以上)を結着樹脂が占める。このため、結着樹脂の性質がトナーコア全体の性質に大きな影響を与えると考えられる。
また、結着樹脂として複数種の樹脂を組み合わせて使用することで、結着樹脂の性質(具体的には、水酸基価、酸価、ガラス転移点、又は軟化点)を調整できる。例えば、結着樹脂がエステル基、水酸基、エーテル基、酸基、又はメチル基を有する場合には、トナーコアはアニオン性になる傾向が強くなる。また、結着樹脂がアミノ基又はアミド基を有する場合には、トナーコアはカチオン性になる傾向が強くなる。結着樹脂が強いアニオン性を有するためには、結着樹脂の酸価及び水酸基価の少なくとも一方が10mgKOH/g以上であることが好ましい。
トナーコアは、熱可塑性樹脂を含有することが好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、スチレン系樹脂、アクリル酸系樹脂、オレフィン系樹脂、ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、又はウレタン樹脂を使用できる。アクリル酸系樹脂としては、例えば、アクリル酸エステル重合体又はメタクリル酸エステル重合体を使用できる。オレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂又はポリプロピレン樹脂を使用できる。ビニル樹脂としては、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール、ビニルエーテル樹脂、又はN−ビニル樹脂を使用できる。また、これら各樹脂の共重合体、すなわち上記樹脂中に任意の繰返し単位が導入された共重合体も、トナー粒子を構成する熱可塑性樹脂として使用できる。例えば、スチレン−アクリル酸系樹脂又はスチレン−ブタジエン系樹脂も、トナーコアを構成する熱可塑性樹脂として使用できる。以下では、結着樹脂の一例であるポリエステル樹脂について詳述する。
ポリエステル樹脂は、1種以上のアルコールと1種以上のカルボン酸とを縮重合させることで得られる。ポリエステル樹脂を合成するためのアルコールとしては、例えば以下に示す2価アルコール又は3価以上のアルコールを使用できる。2価アルコールとしては、例えば、ジオール類又はビスフェノール類を使用できる。ポリエステル樹脂を合成するためのカルボン酸としては、例えば以下に示す2価カルボン酸又は3価以上のカルボン酸を使用できる。
ジオール類としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、2−ブテン−1,4−ジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、又はポリテトラメチレングリコールが挙げられる。
ビスフェノール類としては、例えば、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エチレンオキサイド付加物、又はビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物が挙げられる。
3価以上のアルコールとしては、例えば、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、ジグリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、又は1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼンが挙げられる。
2価カルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、マロン酸、コハク酸、アルキルコハク酸(より具体的には、n−ブチルコハク酸、イソブチルコハク酸、n−オクチルコハク酸、n−ドデシルコハク酸、又はイソドデシルコハク酸等)、又はアルケニルコハク酸(より具体的には、n−ブテニルコハク酸、イソブテニルコハク酸、n−オクテニルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸、又はイソドデセニルコハク酸等)が挙げられる。
3価以上のカルボン酸としては、例えば、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、又はエンポール三量体酸が挙げられる。
(着色剤)
着色剤としては、トナーの色に合わせて公知の顔料又は染料を用いることができる。トナーを用いて高画質の画像を形成するためには、着色剤の量が、結着樹脂100質量部に対して、1.00質量部以上20.0質量部以下であることが好ましい。
トナーコアは、黒色着色剤を含有していてもよい。黒色着色剤の例としては、カーボンブラックが挙げられる。また、黒色着色剤は、イエロー着色剤、マゼンタ着色剤、及びシアン着色剤を用いて黒色に調色された着色剤であってもよい。
トナーコアは、イエロー着色剤、マゼンタ着色剤、又はシアン着色剤のようなカラー着色剤を含有していてもよい。
イエロー着色剤としては、例えば、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、及びアリールアミド化合物からなる群より選択される1種以上の化合物を使用できる。イエロー着色剤としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー(3、12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、191、又は194)、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、又はC.I.バットイエローを使用できる。
マゼンタ着色剤としては、例えば、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン化合物、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、及びペリレン化合物からなる群より選択される1種以上の化合物を使用できる。マゼンタ着色剤としては、例えば、C.I.ピグメントレッド(2、3、5、6、7、19、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、150、166、169、177、184、185、202、206、220、221、又は254)を使用できる。
シアン着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン化合物、アントラキノン化合物、及び塩基染料レーキ化合物からなる群より選択される1種以上の化合物を使用できる。シアン着色剤としては、例えば、C.I.ピグメントブルー(1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、又は66)、フタロシアニンブルー、C.I.バットブルー、又はC.I.アシッドブルーを使用できる。
(離型剤)
離型剤は、例えば、トナーの定着性又は耐オフセット性を向上させる目的で使用される。トナーコアのアニオン性を強めるためには、アニオン性を有するワックスを用いてトナーコアを作製することが好ましい。トナーの定着性又は耐オフセット性を向上させるためには、離型剤の量は、結着樹脂100質量部に対して、1.00質量部以上30.0質量部以下であることが好ましい。
離型剤としては、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィン共重合物、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、又はフィッシャートロプシュワックスのような脂肪族炭化水素ワックス;酸化ポリエチレンワックス又はそのブロック共重合体のような脂肪族炭化水素ワックスの酸化物;キャンデリラワックス、カルナバワックス、木ろう、ホホバろう、又はライスワックスのような植物性ワックス;みつろう、ラノリン、又は鯨ろうのような動物性ワックス;オゾケライト、セレシン、又はペトロラタムのような鉱物ワックス;モンタン酸エステルワックス又はカスターワックスのような脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;脱酸カルナバワックスのような、脂肪酸エステルの一部又は全部が脱酸化したワックスを使用できる。1種類の離型剤を単独で使用してもよいし、複数種の離型剤を併用してもよい。
結着樹脂と離型剤との相溶性を改善するために、相溶化剤をトナーコアに添加してもよい。
(電荷制御剤)
電荷制御剤は、例えば、トナーの帯電安定性又は帯電立ち上がり特性を向上させる目的で使用される。トナーの帯電立ち上がり特性は、短時間で所定の帯電レベルにトナーを帯電可能か否かの指標になる。
トナーコアに負帯電性の電荷制御剤を含有させることで、トナーコアのアニオン性を強めることができる。また、トナーコアに正帯電性の電荷制御剤を含有させることで、トナーコアのカチオン性を強めることができる。ただし、トナーにおいて十分な帯電性が確保される場合には、トナーコアに電荷制御剤を含有させる必要はない。
(磁性粉)
磁性粉の材料としては、例えば、強磁性金属もしくはその合金、強磁性金属酸化物、又は強磁性化処理が施された材料を使用できる。強磁性金属としては、例えば、鉄、コバルト、又はニッケルを使用できる。強磁性金属酸化物としては、例えば、フェライト、マグネタイト、又は二酸化クロムを使用できる。強磁性化処理としては、例えば、熱処理が挙げられる。1種類の磁性粉を単独で使用してもよいし、複数種の磁性粉を併用してもよい。
磁性粉からの金属イオン(例えば、鉄イオン)の溶出を抑制するためには、磁性粉を表面処理することが好ましい。酸性条件下でトナーコアの表面にシェル層を形成する場合に、トナーコアの表面に金属イオンが溶出すると、トナーコア同士が固着し易くなる。磁性粉からの金属イオンの溶出を抑制することで、トナーコア同士の固着を抑制できると考えられる。
<シェル層>
シェル層は、メラミン樹脂を含有することが好ましい。メラミン樹脂については、上記(メラミン樹脂)に記載の通りである。
シェル層は、メラミン樹脂とは異なる熱硬化性樹脂をさらに含有しても良い。メラミン樹脂とは異なる熱硬化性樹脂としては、アミノアルデヒド樹脂(メラミン樹脂を除く)、ポリイミド樹脂、又はキシレン系樹脂が挙げられる。アミノアルデヒド樹脂は、アミノ基を有する化合物とアルデヒドとの縮重合によって生成する樹脂である。ここで、アルデヒドとしては例えばホルムアルデヒドを使用できる。アミノアルデヒド樹脂の例としては、メラミン樹脂以外に、尿素系樹脂、スルホンアミド系樹脂、グリオキザール系樹脂、グアナミン系樹脂、又はアニリン系樹脂が挙げられる。ポリイミド樹脂としては、例えば、マレイミド重合体又はビスマレイミド重合体が挙げられる。
シェル層は、熱可塑性樹脂をさらに含有しても良い。熱可塑性樹脂としては、例えば、上記(結着樹脂)に記載の熱可塑性樹脂を使用できる。
<外添剤粒子>
多数の外添剤粒子を含む外添剤は、例えばトナー粒子の流動性又はトナーの取扱性を向上させるために使用される。例えば、外添剤の量は、トナー母粒子100質量部に対して、0.500質量部以上10.0質量部以下であることが好ましい。また、外添剤粒子の粒子径は、0.01μm以上1μm以下であることが好ましい。
外添剤粒子としては、シリカ粒子、又は金属酸化物の粒子を好適に使用できる。金属酸化物は、例えば、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、又はチタン酸バリウムであることが好ましい。1種類の外添剤を単独で使用してもよいし、複数種の外添剤を併用してもよい。
本発明の実施例を説明する。表1に、実施例又は比較例に係るトナーT−1〜T−14を示す。表1において、「Wd」は、シェル層の厚さbの平均値を意味する。「複合粒子」は、トナーコアと、トナーコアの表面に設けられた粒子Yとを含む粒子を意味する。粒子Yの材料である「メラミン」は、メラミン樹脂を意味する。「Pd」は、粒子Yの1次粒子径dの個数平均値を意味する。「Dp」は、粒子Yの埋没深さcの個数平均値を意味する。「Dp/Pd=0.00」とは、粒子Yの各々がトナーコアの表面に全く埋め込まれていないことを意味する。「Dp/Pd=1.0」とは、粒子Yの各々がトナーコアの表面に完全に埋め込まれていることを意味する。「式(2)」において、(Pd−Dp)>Wdが満たされている場合には「○」と記載し、(Pd−Dp)>Wdが満たされていない場合には「×」と記載している。
Figure 2018081273
以下では、まず、複合粒子TA−1〜TA−9の製造方法を説明する。次に、トナーT−1〜T−14の製造方法、物性値の測定方法、評価方法、及び評価結果を順に説明する。なお、誤差が生じる評価においては、誤差が十分小さくなる相当数の測定値を得て、得られた測定値の算術平均を評価値とした。
[複合粒子の製造方法]
(複合粒子TA−1の製造方法)
まず、ポリエステル樹脂を合成した。詳しくは、4つ口フラスコ(容量:5L)に、1500質量部のテレフタル酸と、1500質量部のイソフタル酸と、1200質量部のビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物と、800.0質量部のエチレングリコールとを入れた。次に、フラスコ内を窒素雰囲気とし、フラスコの内容物を攪拌しながらフラスコ内部の温度を250℃まで上昇させた。4時間にわたって、フラスコ内部の圧力を常圧に保ち、フラスコ内部の温度を250℃に保った。この間に、フラスコの内容物が反応した。
フラスコに、0.8000質量部の三酸化アンチモンと、0.5000質量部のトリフェニルホスフェートと、0.1000質量部のテトラブチルチタネートとをさらに加えた。フラスコ内部の圧力を0.3mmHgに減圧し、フラスコ内部の温度を280℃まで上昇させた。6時間にわたって、フラスコ内部の圧力を0.3mmHgに保ち、フラスコ内部の温度を280℃に保った。この間に、フラスコの内容物が反応した。
フラスコに、30.00質量部のトリメリット酸(架橋剤)をさらに加えた。フラスコ内部の圧力を常圧に戻し、フラスコ内部の温度を230℃まで降下させた。1時間にわたって、フラスコ内部の圧力を常圧に保ち、フラスコ内部の温度を230℃に保った。この間に、フラスコの内容物が反応した。その後、フラスコの内容物(反応生成物)を、フラスコから取り出し、冷却した。このようにして、ポリエステル樹脂を得た。得られたポリエステル樹脂では、ガラス転移点(Tg)が53.8℃であり、軟化点(Tm)が100.5℃であり、数平均分子量(Mn)が1460であり、分子量分布(Mw/Mn)が12.7であり、酸価が16.8mgKOH/gであり、水酸基価が22.8mgKOH/gであった。
次に、得られたポリエステル樹脂を用いて、トナーコアを製造した。詳しくは、FMミキサー(日本コークス株式会社製「FM−20B」)を用いて、90.00質量部のポリエステル樹脂粒子と、5.000質量部のカーボンブラック(三菱化学株式会社製「MA100」)と、5.000質量部のカルナバワックス(株式会社加藤洋行製「特製カルナウバワックス1号」)とを、回転速度2400rpmで、180秒間、混合した。二軸押出機(株式会社池貝製「PCM−30」)を用いて、得られた混合物を材料供給速度5kg/時、軸回転速度150rpm、設定温度範囲(シリンダー温度範囲)150℃で、混合溶融した。得られた溶融混練物を、冷却した後、粉砕機(旧東亜機械製作所製「ロートプレックス16/8型」)を用いて粗粉砕し、衝突板式粉砕機(日本ニューマチック工業株式会社製「超音波ジェットミルI型」)を用いて微粉砕した。得られた微粉砕物を、分級機(日鉄鉱業株式会社製「エルボージェットEJ−LABO型」)を用いて、分級した。このようにして、体積中位径(D50)が8.0μmであるトナーコアを得た。
続いて、トナーコアの表面にメラミン樹脂粒子を埋め込んだ。詳しくは、FMミキサー(日本コークス株式会社製「FM−20B」)を用いて、100.0質量部のトナーコア(得られたトナーコア)と、1.000質量部のメラミン樹脂粒子(株式会社日本触媒製「エポスター(登録商標)SS」)とを、回転速度800rpmで、5分間、混合した。得られた混合物をハイブリダイゼーションシステム(株式会社奈良機械製作所製「NHS−O型」)に入れ、回転速度5000rpmで、5分間、混合した。これにより、メラミン樹脂粒子の各々の一部分がトナーコアの表面に埋め込まれた。得られた粒子を、200メッシュ(目開き75μm)の篩を用いて、篩別した。篩を通過した粒子を複合粒子TA−1とした。このようにして、複数の複合粒子TA−1を含む粉末を得た。
(複合粒子TA−2の製造方法)
メラミン樹脂粒子としてメラミン樹脂粒子(株式会社日本触媒製「エポスターS」)を用いたことを除いては複合粒子TA−1の製造方法に従って、複合粒子TA−2を製造した。
(複合粒子TA−3の製造方法)
メラミン樹脂粒子としてメラミン樹脂粒子(株式会社日本触媒製「エポスターS6」)を用いたことを除いては複合粒子TA−1の製造方法に従って、複合粒子TA−3を製造した。
(複合粒子TA−4の製造方法)
メラミン樹脂粒子としてメラミン樹脂粒子(株式会社日本触媒製「エポスターS10」)を用いたことを除いては複合粒子TA−1の製造方法に従って、複合粒子TA−4を製造した。
(複合粒子TA−5の製造方法)
メラミン樹脂粒子としてメラミン樹脂粒子(株式会社日本触媒製「エポスターS12」)を用いたことを除いては複合粒子TA−1の製造方法に従って、複合粒子TA−5を製造した。
(複合粒子TA−6の製造方法)
メラミン樹脂粒子の代わりにシリカ粒子(株式会社日本触媒製「シーホスター(登録商標)KE−S10」)を用いたことを除いては複合粒子TA−1の製造方法に従って、複合粒子TA−6を製造した。
(複合粒子TA−7の製造方法)
ハイブリダイゼーションシステムによる混合を行わなかった。これを除いては複合粒子TA−1の製造方法に従って、複合粒子TA−7を製造した。
(複合粒子TA−8の製造方法)
ハイブリダイゼーションシステムによる混合時間を10分間としたことを除いては複合粒子TA−1の製造方法に従って、複合粒子TA−8を製造した。
(複合粒子TA−9の製造方法)
メラミン樹脂粒子としてメラミン樹脂粒子(1次粒子径dの個数平均値Pdが0.050μm)を用いたこと、及びハイブリダイゼーションシステムでの回転速度を2000rpmにしたことを除いては複合粒子TA−1の製造方法に従って、複合粒子TA−9を製造した。
ここで、複合粒子TA−1〜TA−8(複合粒子TA−6を除く)の製造に使用したメラミン樹脂粒子は、何れも、シャープな粒度分布を有していた。詳しくは、株式会社日本触媒製「エポスターSS」、株式会社日本触媒製「エポスターS」、株式会社日本触媒製「エポスターS6」、株式会社日本触媒製「エポスターS10」、及び株式会社日本触媒製「エポスターS12」は、各々、約0.1μm、約0.2μm、約0.4μm、約1.0μm、及び約1.2μmの粒子径を有するメラミン樹脂粒子のみを実質的に含んでいた。複合粒子TA−9の製造に使用したメラミン樹脂粒子は、シャープな粒度分布を有し、約0.05μmの粒子径を有するメラミン樹脂粒子のみを実質的に含んでいた。
また、複合粒子TA−6の製造に使用したシリカ粒子は、シャープな粒度分布を有していた。詳しくは、株式会社日本触媒製「シーホスターKE−S10」は、約0.1μmの粒子径を有するシリカ粒子のみを実質的に含んでいた。
[トナーの製造方法]
(トナーT−1の製造方法)
まず、複合粒子TA−1の表面にシェル層を形成した。詳しくは、温度計及び攪拌羽根を備えた3つ口フラスコ(容量:1L)に、イオン交換水300mLを入れた。ウォーターバス(アズワン株式会社販売「IWB−250型」)を用いて、フラスコ内部の温度を30℃に保持した。フラスコに希塩酸を加えて、フラスコ内の液のpHを4に調整した。フラスコに、メチロールメラミン水溶液(昭和電工株式会社製「ミルベン(登録商標)レジンSM−607」)1.00mLと、ポリアクリルアミド水溶液(和光純薬工業株式会社製、ポリアクリルアミド濃度:10質量%)1.00mLとをさらに加えた。フラスコの内容物を攪拌して、シェル層原料の水溶液S−1を得た。
得られた水溶液S−1に、300gの複合粒子TA−1を加えた。フラスコの内容物を、回転速度200rpmで1時間攪拌した。フラスコに、イオン交換水500mLとp−トルエンスルホン酸ナトリウム水溶液(東京化成工業株式会社製)3.00mLとをさらに加えた。フラスコの内容物を回転速度100rpmで攪拌しながら、フラスコ内部の温度を1℃/分の速度で70℃まで上げた。フラスコ内部の温度を70℃に保持しながら、フラスコの内容物を回転速度100rpmで2時間攪拌した。フラスコに水酸化ナトリウムを加えて、フラスコの内容物のpHを7に調整した。その後、フラスコの内容物を常温まで冷却した。これにより、シェル層(メラミン樹脂からなる層)が複合粒子TA−1の表面に形成された。このようにして、トナー母粒子の分散液が得られた。
次に、トナー母粒子を洗浄した。詳しくは、得られたトナー母粒子の分散液をブフナー漏斗で濾過し、ウェットケーキ状のトナー母粒子を得た。ウェットケーキ状のトナー母粒子をイオン交換水に分散させた。このようにして、トナー母粒子を洗浄した。そして、イオン交換水によるトナー母粒子の洗浄操作を、同様の方法で5回繰り返した。
続いて、ウェットケーキ状のトナー母粒子を乾燥させた。詳しくは、ウェットケーキ状のトナー母粒子をエタノール水溶液(濃度50質量%)に分散させて、スラリーを調製した。得られたスラリーを連続式表面改質装置(コートマイザー(登録商標)(フロイント産業株式会社製))に供給し、スラリー中のトナー母粒子を乾燥させた。コートマイザーによる乾燥は、熱風温度が45℃であり、且つブロアー風量が2m3/分であるという条件で、行われた。このようにして、トナー母粒子が得られた。
続いて、外添処理を行った。詳しくは、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−10B」、容量:10L)を用いて、得られたトナー母粒子100質量部と、0.500質量部の正帯電性シリカ粒子(日本アエロジル株式会社製「AEROSIL(登録商標)REA90」)とを、5分間混合した。これにより、トナー母粒子の表面に外添剤を付着させた。得られた粒子を、200メッシュの篩を用いて、篩別した。このようにして、多数のトナー粒子を含むトナー(トナーT−1)が得られた。
(トナーT−2の製造方法)
次に示すことを除いてはトナーT−1の製造方法に従って、トナーT−2を得た。詳しくは、3つ口フラスコへのメチロールメラミン水溶液及びポリアクリルアミド水溶液の各々の添加量を2.00mLとして、シェル層原料の水溶液を得た。
(トナーT−3〜T−5の製造方法)
複合粒子TA−1の代わりに複合粒子TA−2〜TA−4を使用したことを除いてはトナーT−1の製造方法に従って、各々、トナーT−3〜T−5を得た。
(トナーT−6の製造方法)
次に示すことを除いてはトナーT−3の製造方法に従って、トナーT−6を得た。詳しくは、メチロールメラミン水溶液の代わりに5.00mLのメチロール化尿素の水溶液(日本カーバイド工業株式会社製「MX−280」)を3つ口フラスコに加えて、シェル層原料の水溶液を得た。
(トナーT−7の製造方法)
シェル層を形成しなかったことを除いてはトナーT−1の製造方法に従って、トナーT−7を得た。詳しくは、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−10B」、容量:10L)を用いて、100質量部の複合粒子TA−1と、0.500質量部の正帯電性シリカ粒子(日本アエロジル株式会社製「AEROSIL REA90」)とを、5分間混合した。これにより、複合粒子TA−1の表面に外添剤を付着させた。得られた粒子を、200メッシュの篩を用いて、篩別した。このようにして、多数のトナー粒子を含むトナー(トナーT−7)が得られた。
(トナーT−8の製造方法)
次に示すことを除いてはトナーT−1の製造方法に従って、トナーT−8を得た。詳しくは、3つ口フラスコへのメチロールメラミン水溶液及びポリアクリルアミド水溶液の各々の添加量を0.500mLとして、シェル層原料の水溶液を得た。
(トナーT−9の製造方法)
次に示すことを除いてはトナーT−1の製造方法に従って、トナーT−9を得た。詳しくは、3つ口フラスコへのメチロールメラミン水溶液及びポリアクリルアミド水溶液の各々の添加量を4.00mLとして、シェル層原料の水溶液を得た。
(トナーT−10〜T−14の製造方法)
複合粒子TA−1の代わりに複合粒子TA−5〜TA−9を使用したことを除いてはトナーT−1の製造方法に従って、各々、トナーT−10〜T−14を得た。
[トナーの物性値の測定方法]
以下、シェル層の厚さbの平均値Wd、シェル層の被覆率、粒子Yの埋没深さcの個数平均値Dp、及びトナーの溶融温度の各々の測定方法を説明する。なお、シェル層の厚さbの平均値Wdと、シェル層の被覆率と、粒子Yの埋没深さcの個数平均値Dpとを測定する際には、試料としては、下記(前処理)に示す方法で外添剤が除去されたトナー粒子(つまり、トナー母粒子)を使用した。
(前処理)
次に示す方法で、トナーT−1〜T−14の各々に含まれるトナー粒子の表面から外添剤を除去した。
詳しくは、ノニオン界面活性剤(花王株式会社製「エマルゲン(登録商標)120」、成分:ポリオキシエチレンラウリルエーテル)の水溶液(濃度が2質量%)100gに、2.00gのトナーを分散させた。得られた分散液を水浴させながら、分散液に対し、超音波分散機(超音波工業株式会社製「ウルトラソニックミニウェルダーP128」、出力:100W、発振周波数:28kHz)を用いて超音波を照射した。得られた懸濁液を、定性ろ紙(アドバンテック社製「FILTER PAPER 1号」、孔径約5μm)をセットしたセパレート型の吸引濾過装置(濾過鐘及びブフナー漏斗)を用いて、吸引濾過した。その後、50.0mLのイオン交換水を加えるリスラリーと、吸引濾過とを、3回繰り返した。これにより、トナー粒子の表面から外添剤を除去した。このようにして、シェル層の厚さbの平均値Wd、シェル層の被覆率、及び粒子Yの埋没深さcの個数平均値Dpの測定用サンプルであるトナー母粒子を得た。
(シェル層の厚さb平均値Wdの測定方法)
まず、トナー母粒子の断面TEM写真を撮影した。詳しくは、トナー母粒子を常温硬化性のエポキシ樹脂中に分散させ、40℃の雰囲気に2日間静置した。このようにして得られた硬化物を、四酸化オスミウムを用いて染色した。染色された硬化物から、ウルトラミクロトーム(ライカマイクロシステムズ株式会社製「EM UC6」)を用いて、薄片の試料(厚さ200nm)を切り出した。得られた薄片の試料を、透過型電子顕微鏡(TEM)(日本電子株式会社製「JSM−6700F」)を用いて、倍率3000倍及び10000倍で観察し、トナー母粒子の断面TEM写真を撮影した。
次に、撮影されたトナー母粒子の断面TEM写真を、画像解析ソフトウェア(三谷商事株式会社製「WinROOF」)を用いて、解析した。詳しくは、トナー母粒子の断面の略中心点で直交する2本の直線を引いた。その2本の直線の各々において、トナーコアとシェル層との界面(トナーコアの表面に相当)からシェル層の表面までの長さ(4箇所)を測定した。このようにして測定された4箇所の長さの算術平均値を、1個のトナー母粒子が備えるシェル層の厚さとした。このようなシェル層の厚さの測定を、10個のトナー母粒子に対して行い、10個のトナー母粒子が備えるシェル層の厚さの平均値を求めた。求められた平均値を、シェル層の厚さbの平均値Wdとした。結果を表1に示す。
(シェル層の被覆率の測定方法)
まず、トナー母粒子を、常温(25℃)の大気雰囲気下で、RuO4水溶液2mL(濃度が5質量%)の蒸気中に20分間、暴露した。このようにして染色されたトナー母粒子を、電界放射型走査型電子顕微鏡(FE−SEM)(日本電子株式会社製「JSM−7600F」)を用いて、観察し、トナー母粒子の反射電子像を得た。トナーコアの表面領域のうち、シェル層で被覆されている領域は、シェル層で被覆されていない領域に比べ、ルテニウム(Ru)に染色され易かった。そのため、得られた反射電子像では、トナーコアの表面領域のうち、シェル層で被覆されている領域は、シェル層で被覆されていない領域に比べ、明るく観察された。なお、電界放射型走査型電子顕微鏡による観察は、加速電圧が10.0kVであり、且つ照射電流が約95pAであるという条件で、行われた。また、電界放射型走査型電子顕微鏡による撮影は、倍率が50000倍であり、Contrastが4800であり、且つbrightnessが550で一定であるという条件で、行われた。
次に、得られた反射電子像を、画像解析ソフトウェア(三谷商事株式会社製「WinROOF」)を用いて、解析した。詳しくは、得られた反射電子像(jpg画像ファイル)に対し、3×3ガウシアンフィルタ処理を行った。次に、画像解析ソフトウェア(三谷商事株式会社製「WinROOF」)を用いて、反射電子像におけるシェル層の輝度分布を計測した。そして、トナー粒子の反射電子像全体の面積SA1と、反射電子像において相対的に明るい領域の面積SB1とを求め、下記式に従ってシェル層の被覆率を算出した。結果を表1に示す。
シェル層の被覆率=100×面積SB1/面積SA1
(粒子Yの埋没深さcの個数平均値Dpの測定方法)
まず、トナー母粒子の断面TEM写真を撮影した。次に、トナー母粒子の断面TEM写真を、画像解析ソフトウェア(三谷商事株式会社製「WinROOF」)を用いて、解析した。詳しくは、画像解析ソフトウェアにおいて、計測ツールの手動計測のライン長計測を選択した。手動計測のライン長計測を選択した状態で、トナー母粒子の断面TEM写真において、1個のトナーコアの表面に埋め込まれている粒子Y(メラミン樹脂粒子又はシリカ粒子)を無作為に数個、選択した。選択した粒子Yの各々において、粒子Yの埋没深さを計測した。このような粒子Yの埋没深さの計測を10個のトナー母粒子に対して行い、粒子Yの埋没深さcの個数平均値Dpを算出した。結果を表1に示す。
なお、本発明者は、粒子Yの埋没深さの標準偏差が比較的小さいことを確認している。詳しくは、複合粒子TA−1〜TA−9(複合粒子TA−7を除く)では、各々、粒子Yの埋没深さの標準偏差は、表1に示される粒子Yの埋没深さcの個数平均値Dpの0.01倍未満であった。
(トナーの溶融温度の測定方法)
トナーT−1〜T−14の溶融温度を次に示す方法で測定した。
まず、円柱形状のサンプルを作製した。詳しくは、温度23℃±1℃且つ湿度50%RH±5%RHの環境下で、トナーを12時間以上静置した。これにより、トナーが調湿された。次に、加圧成型器を用いて、2gのトナーを10MPaの圧力で加圧成型した。このようにして、円柱形状のサンプル(直径が1cmの円を底面とする円柱形状のサンプル)を得た。
次に、円柱形状のサンプルを、高化式フローテスター(株式会社島津製作所製「CFT−500D」)にセットした後、温度23℃±5℃且つ湿度50%RH±10%RHの環境下で溶融流出させた。サンプルの溶融流出は、ダイス径が1mmであり、ダイス長さが10mmであり、プランジャー荷重が294N(30kg/cm2)であり、予熱時間が5分であり、且つ昇温速度が4℃/分であるという条件で、行われた。このようにして、サンプルのS字カーブ(横軸:温度、縦軸:ストローク)を得た。
続いて、得られたS字カーブからトナーの溶融温度を読み取った。詳しくは、得られたS字カーブにおいて、ストロークの最大値をS1とし、低温側のベースラインのストローク値をS2とした場合に、S字カーブ中のストロークの値が「(S1+S2)/2」となる温度(℃)を、トナーの溶融温度とした。結果を表1に示す。
[評価方法]
トナーT−1〜T−14は、以下に示す方法で、評価された。以下に示す何れの評価においても、評価対象としては、次に示す方法で製造された2成分現像剤を使用した。詳しくは、トナーの含有量が10質量%となるように、トナーT−1〜T−14の各々とCu−Zn系フェライトキャリア(パウダーテック株式会社製、体積固有抵抗値:107Ωcm、飽和磁化:70emu/g、平均粒子径:35μm)とをボールミルに入れ、30分間混合した。このようにして、評価対象が得られた。なお、Cu−Zn系フェライトキャリアでは、フェライト粒子(キャリアコア)の表面には、フェライト粒子100質量部に対して20.0質量部のフッ素樹脂からなる被覆層が形成されていた。
(トナーの低温定着性の評価)
評価対象を用いて画像形成を行い、トナーの低温定着性を評価した。評価機としては、定着温度を調節できるようにプリンター(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「FS−C5250DN」)を改造したものを使用した。詳しくは、評価対象(未使用)を評価機の現像装置に入れ、補給用トナー(未使用)を評価機のトナーコンテナに入れた。本実施例では、補給用トナーとしては、評価対象に含まれるトナーと同一のトナーを用いた。
次に、評価機において線速を200mm/秒に設定しトナー載せ量を1.0mg/cm2に設定して、第1サンプル画像(未定着画像)を印刷用紙に形成した。形成された第1サンプル画像を印刷用紙に定着させた。このとき、定着温度を100℃以上200℃以下の温度範囲で5℃ずつ上昇させて定着を行った。そのため、第1サンプル画像が定着された印刷用紙が21種類得られた。
続いて、折擦り試験を行った。詳しくは、第1サンプル画像が定着された印刷用紙を、第1サンプル画像を形成した面が内側となるように、半分に折り曲げた。布帛で被覆した1kgの分銅を用いて、印刷用紙の折り目の上を5往復摩擦した。その後、印刷用紙を広げ、印刷用紙の折り曲げ部のうち第1サンプル画像が形成された部分におけるトナーの剥がれの長さ(以下、剥がれ幅と記載する)を測定した。剥がれ幅が1.0mm以下であった場合には合格と判定した。そして、合格と判定された第1サンプル画像の形成時における定着温度のうち最も低い温度を最低定着温度とした。最低定着温度が140℃以下であれば◎(非常に良い)と評価し、最低定着温度が140℃より高く150℃以下であれば○(良い)と評価し、最低定着温度が150℃より高ければ×(悪い)と評価した。結果を表2に示す。
(トナーの帯電安定性の評価)
評価対象を用いて画像形成を行い、画像濃度とかぶり濃度とを評価した。評価機としては、複合機(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「TASKalfa 500ci」)を使用した。詳しくは、評価対象(未使用)を評価機の黒色用現像部に入れ、補給用トナー(未使用)を評価機のトナーコンテナに入れた。本実施例では、補給用トナーとしては、評価対象に含まれるトナーと同一のトナーを用いた。また、評価機において、現像ローラーに内蔵されたマグネットロールと現像スリーブとの間の電圧差(ΔV)を250Vに設定し、マグネットロールに印加する交流電圧(Vpp)を2.0kVに設定した。
次に、温度10℃且つ湿度10%RHの環境下で、印字率4%のサンプル画像を印刷用紙に1000枚連続で印刷した後、印字率100%の第2サンプル画像を印刷用紙に形成した。第2サンプル画像を用いて、画像濃度(ID)とかぶり濃度(FD)とを測定した。このような一連の作業を、印字率4%のサンプル画像の印刷枚数が5000枚に達するまで行った。つまり、印字率4%のサンプル画像を1000枚連続印刷するたびに、画像濃度(ID)とかぶり濃度(FD)とを測定した。
画像濃度(ID)の測定では、マクベス反射濃度計(X−Rite社製「RD914」)を用いて、第2サンプル画像のベタ画像部の反射濃度(ID:画像濃度)を測定した。
印字率4%のサンプル画像の印刷枚数が5000枚に達した時点での画像濃度(ID)が1.20以上であれば、◎(非常に良い)と評価した。印字率4%のサンプル画像の印刷枚数が4000枚に達した時点での画像濃度(ID)が1.20以上であり、且つ印字率4%のサンプル画像の印刷枚数が5000枚に達した時点での画像濃度(ID)が1.10以上1.20未満であれば、○(良い)と評価した。一方、印字率4%のサンプル画像の印刷枚数が4000枚に達した時点での画像濃度(ID)が1.20未満であれば、×(悪い)と評価した。結果を表2に示す。
かぶり濃度(FD)の測定では、カラー反射濃度計(伊原電子工業株式会社製「R710」)を用いて、第2サンプル画像の空白部の反射濃度を測定した。そして、次の式に基づいて、かぶり濃度(FD)を算出した。
FD=(空白部の反射濃度)−(未印刷紙の反射濃度)
印字率4%のサンプル画像の印刷枚数が5000枚に達した時点でのかぶり濃度(FD)が0.010未満であれば、◎(非常に良い)と評価した。印字率4%のサンプル画像の印刷枚数が4000枚に達した時点でのかぶり濃度(FD)が0.010未満であり、且つ印字率4%のサンプル画像の印刷枚数が5000枚に達した時点でのかぶり濃度(FD)が0.010以上であれば、○(良い)と評価した。一方、印字率4%のサンプル画像の印刷枚数が4000枚に達した時点でのかぶり濃度(FD)が0.010以上であれば、×(悪い)と評価した。結果を表3に示す。
(トナーの耐付着性の評価)
評価対象を用いて画像形成を行い、画像における色点及び画像抜けの発生の有無と、感光体ドラムの表面へのトナーの付着の有無とを評価した。評価機としては、上記(トナーの帯電安定性の評価)で使用した評価機を使用した。
詳しくは、温度32.5℃且つ湿度80%RHの環境下で、印字率4%のサンプル画像を印刷用紙に5000枚連続で印刷した。その後、A4サイズの印刷用紙全面に印字率100%のソリッド画像を印刷し、A4サイズの印刷用紙全面に印字率50%のハーフトーン画像を印刷した。そして、得られたソリッド画像及びハーフトーン画像において、色点及び画像抜けがないか、目視で確認した。また、ソリッド画像及びハーフトーン画像の形成後に、感光体ドラムの表面にトナー成分の付着がないか目視で確認した。結果を表3に示す。
◎(非常に良い):ソリッド画像及びハーフトーン画像における色点及び画像抜けが確認されず、且つ、感光体ドラムの表面におけるトナー成分の付着が確認されなかった。
○(良い):ソリッド画像及びハーフトーン画像における色点及び画像抜けは確認されなかったが、感光体ドラムの表面におけるトナー成分の付着が確認された。
×(悪い):ソリッド画像及びハーフトーン画像における色点及び画像抜けが確認され、且つ、感光体ドラムの表面におけるトナー成分の付着が確認された。
Figure 2018081273
表2において、「4000枚」には、印字率4%のサンプル画像の印刷枚数が4000枚に達した時点での画像濃度(ID)を記す。「5000枚」には、印字率4%のサンプル画像の印刷枚数が5000枚に達した時点での画像濃度(ID)を記す。
Figure 2018081273
表3において、「4000枚」には、印字率4%のサンプル画像の印刷枚数が4000枚に達した時点でのかぶり濃度(FD)を記す。「5000枚」には、印字率4%のサンプル画像の印刷枚数が5000枚に達した時点でのかぶり濃度(FD)を記す。
トナーT−1〜T−6(実施例1〜6に係るトナー)は、各々、正帯電性を有し、前述の基本構成を有するトナー粒子を含んでいた。詳しくは、トナー粒子は、トナーコアと、トナーコアの表面を被覆するシェル層と、メラミン樹脂を含有する複数の第1樹脂粒子とを有していた。トナーコアの表面領域のうち、シェル層が覆うトナーコアの面積の割合が、60%以上80%以下であった。第1樹脂粒子は、各々、トナー粒子の径方向内側ではトナーコアの表面に埋め込まれ、トナー粒子の径方向外側ではトナーコアの表面よりもトナー粒子の径方向外側に突出していた。シェル層の厚さbの平均値Wdと、第1樹脂粒子の埋没深さcの個数平均値Dpと、第1樹脂粒子の1次粒子径dの個数平均値Pdとは、下記式(1)〜(3)を満たしていた。
0.2≦Dp/Pd≦0.8・・・式(1)
(Pd−Dp)>Wd・・・式(2)
0.10μm≦Pd≦1.0μm・・・式(3)
表2及び3に示されるように、トナーT−1〜T−6は、各々、低温定着性と帯電安定性と耐付着性とに優れた。
トナーT−7(比較例1に係るトナー)では、トナーT−1〜T−6と比較して、帯電安定性の評価(画像濃度)と耐付着性の評価とで劣っていた。このような結果が得られた理由としては、シェル層が形成されていなかったことが考えられる。
トナーT−8(比較例2に係るトナー)では、トナーT−1〜T−6と比較して、耐付着性の評価で劣っていた。このような結果が得られた理由としては、シェル層の被覆率が低すぎたことが考えられる。
トナーT−9(比較例3に係るトナー)では、トナーT−1〜T−6と比較して、低温定着性の評価で劣っていた。このような結果が得られた理由としては、次に示すことが考えられる。詳しくは、シェル層の被覆率が高すぎた。また、式(2)が満たされていなかった。
トナーT−10(比較例4に係るトナー)では、トナーT−1〜T−6と比較して、帯電安定性の評価(画像濃度)と耐付着性の評価とで劣っていた。このような結果が得られた理由としては、次に示すことが考えられる。メラミン樹脂粒子の1次粒子径dの個数平均値Pdが大きすぎた。そのため、式(1)及び(2)が満たされているにも関わらず、トナーの帯電安定性とトナーの耐付着性とが低下した。
トナーT−11(比較例5に係るトナー)では、トナーT−1〜T−6と比較して、帯電安定性の評価(かぶり濃度)で劣っていた。このような結果が得られた理由としては、粒子Yとして負帯電性を有するシリカ粒子を使用したことが考えられる。
トナーT−12(比較例6に係るトナー)では、トナーT−1〜T−6と比較して、帯電安定性の評価(画像濃度とかぶり濃度)と耐付着性の評価とで劣っていた。このような結果が得られた理由としては、メラミン樹脂粒子がトナーコアの表面に埋め込まれていないこと(Dp/Pd=0)が考えられる。
トナーT−13(比較例7に係るトナー)では、トナーT−1〜T−6と比較して、帯電安定性の評価(かぶり濃度)と耐付着性の評価とで劣っていた。このような結果が得られた理由としては、メラミン樹脂粒子がトナーコアの表面に完全に埋め込まれていること(Dp/Pd=1)が考えられる。
トナーT−14(比較例8に係るトナー)では、トナーT−1〜T−6と比較して、耐付着性の評価で劣っていた。このような結果が得られた理由としては、メラミン樹脂粒子の1次粒子径dの個数平均値Pdが小さすぎたことが考えられる。
本発明に係る静電潜像現像用トナーは、例えば複写機、プリンター、又は複合機において画像を形成するために用いることができる。
10 トナー粒子
11 トナーコア
13 シェル層
15 第1樹脂粒子
17 外添剤
20 トナー粒子
Dr 径方向
X1 径方向内側
X2 径方向外側


Claims (7)

  1. トナー粒子を複数含む、静電潜像現像用トナーであって、
    前記静電潜像現像用トナーは、正帯電性を有し、
    前記トナー粒子は、トナーコアと、前記トナーコアの表面を被覆するシェル層と、メラミン樹脂を含有する複数の第1樹脂粒子とを有し、
    前記トナーコアの表面領域のうち、前記シェル層が覆う前記トナーコアの面積の割合が、60%以上80%以下であり、
    前記第1樹脂粒子は、各々、前記トナー粒子の径方向内側では前記トナーコアの前記表面に埋め込まれ、前記トナー粒子の径方向外側では前記トナーコアの前記表面よりも前記トナー粒子の径方向外側に突出しており、
    前記シェル層の厚さbの平均値Wdと、前記第1樹脂粒子の埋没深さcの個数平均値Dpと、前記第1樹脂粒子の1次粒子径dの個数平均値Pdとは、下記式(1)〜(3)を満たす、静電潜像現像用トナー。
    0.2≦Dp/Pd≦0.8・・・式(1)
    (Pd−Dp)>Wd・・・式(2)
    0.10μm≦Pd≦1.0μm・・・式(3)
    ここで、上記式(1)における前記第1樹脂粒子の埋没深さcの個数平均値Dpは、前記トナー粒子の径方向における前記第1樹脂粒子の埋没部分の長さの個数平均値を意味し、前記第1樹脂粒子の前記埋没部分は、前記第1樹脂粒子のうち、前記トナーコアの前記表面よりも前記トナー粒子の径方向内側に位置する部分を意味する。
  2. 高化式フローテスターを用いて測定される前記トナーの溶融温度が、80.0℃以上110℃以下である、請求項1に記載の静電潜像現像用トナー。
  3. 前記シェル層の厚さbの平均値Wdは、10nm以上50nm以下である、請求項1又は2に記載の静電潜像現像用トナー。
  4. 前記第1樹脂粒子の1次粒子径dの個数平均値Pdは、0.20μm以上1.0μm以下である、請求項1〜3の何れか1項に記載の静電潜像現像用トナー。
  5. 前記シェル層は、前記トナーコアの前記表面のうち前記第1樹脂粒子の各々を囲む領域を被覆する、請求項1〜4の何れか1項に記載の静電潜像現像用トナー。
  6. 前記シェル層は、メラミン樹脂を含有する、請求項1〜5の何れか1項に記載の静電潜像現像用トナー。
  7. 前記トナー粒子は、前記シェル層の前記表面に付着する外添剤をさらに有し、
    前記外添剤は、メラミン樹脂を含有する粒子を含まない、請求項1〜6の何れか1項に記載の静電潜像現像用トナー。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020086263A (ja) * 2018-11-29 2020-06-04 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 トナー

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6610574B2 (ja) * 2017-02-03 2019-11-27 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 静電潜像現像用トナー及びその製造方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012068325A (ja) * 2010-09-21 2012-04-05 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用トナーの製造方法、現像剤、及び、画像形成方法
JP2015049250A (ja) * 2013-08-29 2015-03-16 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 静電潜像現像用トナー
JP2015106023A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 静電荷像現像用トナー
JP2015118370A (ja) * 2013-11-15 2015-06-25 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 静電荷像現像用トナー及び静電荷像現像用トナーの製造方法
JP2015141221A (ja) * 2014-01-27 2015-08-03 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 トナー及びその製造方法
JP2015158668A (ja) * 2014-01-27 2015-09-03 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 トナー、及びその製造方法
JP2016177264A (ja) * 2015-03-19 2016-10-06 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 静電潜像現像用トナー
JP2018013633A (ja) * 2016-07-21 2018-01-25 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 静電潜像現像用トナー、1成分現像剤及び2成分現像剤
JP2018017766A (ja) * 2016-07-25 2018-02-01 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 静電潜像現像用トナー

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0822142A (ja) 1994-07-08 1996-01-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁性トナー及び電子写真方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012068325A (ja) * 2010-09-21 2012-04-05 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用トナーの製造方法、現像剤、及び、画像形成方法
JP2015049250A (ja) * 2013-08-29 2015-03-16 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 静電潜像現像用トナー
JP2015118370A (ja) * 2013-11-15 2015-06-25 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 静電荷像現像用トナー及び静電荷像現像用トナーの製造方法
JP2015106023A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 静電荷像現像用トナー
JP2015141221A (ja) * 2014-01-27 2015-08-03 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 トナー及びその製造方法
JP2015158668A (ja) * 2014-01-27 2015-09-03 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 トナー、及びその製造方法
JP2016177264A (ja) * 2015-03-19 2016-10-06 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 静電潜像現像用トナー
JP2018013633A (ja) * 2016-07-21 2018-01-25 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 静電潜像現像用トナー、1成分現像剤及び2成分現像剤
JP2018017766A (ja) * 2016-07-25 2018-02-01 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 静電潜像現像用トナー

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020086263A (ja) * 2018-11-29 2020-06-04 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 トナー
JP7251119B2 (ja) 2018-11-29 2023-04-04 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 トナー

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