JP2018084698A - 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
Description
要件(i):体積50%粒子径(D50)が0.05μm≦D50≦1μmである。
要件(ii):体積10%粒子径(D10)と体積90%粒子径(D90)との関係がD90/D10≦7である。
要件(iii):有機溶媒の含有量が70ppm以下である。
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであり、低温低湿環境下に配置された電源が遮断している状態の画像形成装置に電源を投入して間もなく画像形成を開始した場合における低温オフセットの発生が抑制される静電荷像現像用トナーを提供することを目的とする。
即ち、請求項1に係る発明は、
多価カルボン酸由来の構造単位と多価アルコール由来の構造単位とを含み、前記多価アルコール由来の構造単位に占めるビスフェノールA骨格を含む多価アルコール由来の構造単位の割合が5質量%以下である第1の非晶性ポリエステル樹脂を含むコア粒子と、
前記コア粒子の表面の少なくとも一部に配置され、多価カルボン酸由来の構造単位と多価アルコール由来の構造単位とを含み、前記多価アルコール由来の構造単位に占めるビスフェノールA骨格を含む多価アルコール由来の構造単位の割合が50質量%以上である第2の非晶性ポリエステル樹脂を含むシェル層と、を有するトナー粒子を含み、
水分含有率が2.0質量%以上5.0質量%以下である静電荷像現像用トナー。
前記トナー粒子の表面から前記トナー粒子の体積平均粒径の1/10の深さまでの領域における、前記第2の非晶性ポリエステル樹脂の占める割合が、50質量%以上100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。
前記トナー粒子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。
前記第1の非晶性ポリエステル樹脂の下記式1で表されるエステル基濃度Mが、0.01以上0.05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。
エステル基濃度M=K/A 式1
式1中、Kは前記第1の非晶性ポリエステル樹脂中のエステル基数を表し、Aは前記第1の非晶性ポリエステル樹脂の高分子鎖を構成する原子数を表す。
前記第1の非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量が、1000以上10000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。
110℃における溶融粘度Aが1.0×104Pa・s以上8.0×104Pa・s以下である請求項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。
50℃、10%RHで48時間乾燥処理した後の110℃における溶融粘度Bと、前記溶融粘度Aとの比(A/B)が、0.01以上0.5以下である請求項6に記載の静電荷像現像用トナー。
前記トナー粒子の体積平均粒径が、5μm以上14μm以下である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
前記トナー粒子が離型剤を含有し、前記離型剤の含有率が、1質量%以上10質量%以下である請求項1〜請求項8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9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9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10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10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10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。
請求項2に係る発明によれば、トナー粒子の表面からトナー粒子の体積平均粒径の1/10の深さまでの領域における、第2の非晶性ポリエステル樹脂の占める割合が50質量%未満である場合に比較して、低温オフセットの発生がさらに抑制される。
請求項3に係る発明によれば、トナー粒子のガラス転移温度が50℃未満である場合に比較して高温高湿環境下での保管の際にトナー粒子同士の融着が生じにくく、70℃を超える場合に比較して、高温オフセットが生じにくい。
請求項4に係る発明によれば、第1の非晶性ポリエステル樹脂のエステル基濃度Mが0.01未満であるか又は0.05を超える場合に比較して、低温オフセットの発生がさらに抑制される。
請求項5に係る発明によれば、第1の非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量が1000未満であるか又は10000を超える場合に比較して、低温オフセットの発生がさらに抑制される。
請求項6に係る発明によれば、110℃における溶融粘度Aが1.0×104Pa・s未満である場合に比較して現像器内でのブロッキングの発生が生じにくく、8.0×104Pa・sを超える場合に比較して低温オフセットの抑制効果が得られやすい。
請求項7に係る発明によれば、比(A/B)が0.01未満である場合に比較して画像欠陥が生じにくく、0.5を超える場合に比較して低温オフセットの発生がさらに抑制される。
請求項8に係る発明によれば、トナー粒子の体積平均粒径が5μm未満である場合に比較してトナー画像が低濃度となりにくく、14μmを超える場合に比較して画像背景かぶりが生じにくい。
請求項9に係る発明によれば、離型剤の含有率が1質量%未満であるか又は10質量%を超える場合に比較して、低温オフセットの発生がさらに抑制される。
請求項10に係る発明によれば、水分含有率が2.0質量%未満であるか又は5.0質量%を超える場合に比較して、低温低湿環境下に配置された電源が遮断している状態の画像形成装置に電源を投入して間もなく画像形成を開始した場合における低温オフセットの発生が抑制される静電荷像現像剤が提供される。
請求項11に係る発明によれば、水分含有率が2.0質量%未満であるか又は5.0質量%を超える場合に比較して、低温低湿環境下に配置された電源が遮断している状態の画像形成装置に電源を投入して間もなく画像形成を開始した場合における低温オフセットの発生が抑制される静電荷像現像用トナーを収容するトナーカートリッジが提供される。
請求項12に係る発明によれば、水分含有率が2.0質量%未満であるか又は5.0質量%を超える場合に比較して、低温低湿環境下に配置された電源が遮断している状態の画像形成装置に電源を投入して間もなく画像形成を開始した場合における低温オフセットの発生が抑制される静電荷像現像剤を収容するプロセスカートリッジが提供される。
請求項13に係る発明によれば、水分含有率が2.0質量%未満であるか又は5.0質量%を超える場合に比較して、低温低湿環境下に配置された電源が遮断している状態の画像形成装置に電源を投入して間もなく画像形成を開始した場合における低温オフセットの発生が抑制される静電荷像現像剤を用いた画像形成装置が提供される。
請求項14に係る発明によれば、水分含有率が2.0質量%未満であるか又は5.0質量%を超える場合に比較して、低温低湿環境下に配置された電源が遮断している状態の画像形成装置に電源を投入して間もなく画像形成を開始した場合における低温オフセットの発生が抑制される静電荷像現像剤を用いた画像形成方法が提供される。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」と称することがある。)は、多価カルボン酸由来の構造単位と多価アルコール由来の構造単位とを含み、前記多価アルコール由来の構造単位に占めるビスフェノールA骨格を含む多価アルコール由来の構造単位の割合が5質量%以下である第1の非晶性ポリエステル樹脂を含むコア粒子と、前記コア粒子の表面の少なくとも一部に配置され、多価カルボン酸由来の構造単位と多価アルコール由来の構造単位とを含み、前記多価アルコール由来の構造単位に占めるビスフェノールA骨格を含む多価アルコール由来の構造単位の割合が50質量%以上である第2の非晶性ポリエステル樹脂を含むシェル層と、を有するトナー粒子を含み、水分含有率が2.0質量%以上5.0質量%以下とされたものである。
なお、本実施形態において低温低湿環境とは、温度が10℃以下であり、湿度が10%RH以下の条件をいう。
第1の非晶性ポリエステル樹脂では、多価アルコール由来の構造単位に占めるビスフェノールA骨格を含む多価アルコール由来の構造単位の割合が5質量%以下とされる。一方、第2の非晶性ポリエステル樹脂では、多価アルコール由来の構造単位に占めるビスフェノールA骨格を含む多価アルコール由来の構造単位の割合が50質量%以上とされる。ビスフェノールA骨格は、その骨格中に疎水性の高いベンゼン環を含み、ビスフェノールA骨格を含む多価アルコール由来の構造単位の割合が第2の非晶性ポリエステル樹脂に比較して低い第1の非晶性ポリエステル樹脂は、相対的に吸水性が高い。吸水性の高い第1の非晶性ポリエステル樹脂をトナー粒子のコア粒子中に含有させることで、トナー粒子が十分な保水力を獲得する。そのため、本実施形態に係るトナーでは、安定した水分含有率が維持される。また、ポリエステル樹脂が水分を含有することで、トナー定着の際の溶融粘度が低下しやすい。そのため、低温での定着が可能となり、低温低湿環境下に配置された電源が遮断している状態の画像形成装置に電源を投入して間もなく画像形成を開始した場合のような、トナー画像を記録媒体に定着させるための熱量が確保され難い場合においても、低温オフセットの発生が抑制されるものと推察される。
また、ビスフェノールA骨格を含む多価アルコール由来の構造単位の占める割合が多価アルコール由来の構造単位の50質量%以上であるポリエステル樹脂(つまりは、第2の非晶性ポリエステル樹脂)は低温定着性に優れ、且つ定着装置の定着部材が加温されている状態における耐オフセット性に優れる。本実施形態に係るトナーにおけるシェル層にはこのような特性を示す第2の非晶性ポリエステル樹脂が含有されることから、定着装置の定着部材が加温されている状態での低温オフセットの発生も抑制される。
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。
本実施形態においては、結着樹脂として、第1の非晶性ポリエステル樹脂及び第2の非晶性ポリエステル樹脂を含有する。本実施形態では、必要に応じてその他の結着樹脂を併用してもよい。
第1の非晶性ポリエステル樹脂は、多価カルボン酸由来の構造単位と多価アルコール由来の構造単位とを含み、多価アルコール由来の構造単位に占めるビスフェノールA骨格を含む多価アルコール由来の構造単位の割合が5質量%以下とされる。第1の非晶性ポリエステル樹脂についての多価アルコール由来の構造単位に占めるビスフェノールA骨格を含む多価アルコール由来の構造単位の割合は、4質量%以下であることが好ましく、2質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることが更に好ましく、実質的にビスフェノールA骨格を含む多価アルコール由来の構造単位を含まないことが特に好ましい。
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。
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。
第1の非晶性ポリエステル樹脂において、エポキシ化合物の使用量は、前記多価アルコールの全量に対し、1モル%以上20モル%以下であることが好ましく、2モル%以上15モル%以下であることがより好ましく、5モル%以上12モル%以下であることがさらに好ましい。
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。
第1の非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、1000以上10000以下であることが好ましく、2000以上9000以下であることがより好ましく、3000以上8000以下であることが更に好ましい。数平均分子量(Mn)が1000以上10000以下であれば、低温オフセットの発生がさらに抑制される。
第1の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。
ここで、エステル基濃度Mは、下記式1で表され、下記式1中、Kは第1の非晶性ポリエステル樹脂中のエステル基数を表し、Aは第1の非晶性ポリエステル樹脂の高分子鎖を構成する原子数を表す。
エステル基濃度M=K/A 式1
エステル基濃度M=2/A’ 式2
(上記式2中、A’は1の繰り返し単位における高分子鎖を構成する原子数を表す。)
本明細書に記載のエステル基濃度Mは、以上の算出方法によって求めた値である。
第2の非晶性ポリエステル樹脂は、多価カルボン酸由来の構造単位と多価アルコール由来の構造単位とを含み、多価アルコール由来の構造単位に占めるビスフェノールA骨格を含む多価アルコール由来の構造単位の割合が50質量%以上とされる。第2の非晶性ポリエステル樹脂についての多価アルコール由来の構造単位に占めるビスフェノールA骨格を含む多価アルコール由来の構造単位の割合は、60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが更に好ましく、実質的に多価アルコール由来の構造単位の全てがビスフェノールA骨格を含む多価アルコール由来の構造単位であることが特に好ましい。
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。
第2の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。
第2の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。
ポリエステル樹脂は、周知の製造方法により得られる。具体的には、例えば、重合温度を180℃以上230℃以下とし、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合の際に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる方法により得られる。
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。
その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(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が挙げられる。
結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、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。
本実施形態において、結着樹脂に占めるその他の結着樹脂の割合は、0質量%以上30質量%以下であることが好ましく、0質量%以上10質量%以下であることがより好ましく、0質量%以上5質量%以下であることが更に好ましい。
また、本実施形態において、第1の非晶性ポリエステル樹脂と第2の非晶性ポリエステル樹脂との質量基準の比率(第1の非晶性ポリエステル樹脂/第2の非晶性ポリエステル樹脂)は、0.5以上5.0以下であることが好ましく、0.8以上3.0以下であることがより好ましく、1.0以上2.0以下であることが更に好ましい。
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 K−7121−1987「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。
本実施形態に係るトナー粒子は、第1の非晶性ポリエステル樹脂を含むコア粒子と、コア粒子の表面の少なくとも一部に配置され、第2の非晶性ポリエステル樹脂を含むシェル層と、を有する。
コア粒子は、例えば、第1の非晶性ポリエステル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ることがよい。シェル層は、第2の非晶性ポリエステル樹脂を含んで構成されることがよい。
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、体積粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2、数粒度分布指標(GSDp)は(D84p/D16p)1/2として算出される。
まず、測定対象となるトナー粒子を吸引採取し、扁平な流れを形成させ、瞬時にストロボ発光させることにより静止画像として粒子像を取り込み、その粒子像を画像解析するフロー式粒子像解析装置(シスメックス社製のFPIA−3000)によって求める。そして、平均円形度を求める際のサンプリング数は3500個とする。
なお、トナーが外添剤を有する場合、界面活性剤を含む水中に、測定対象となるトナー(現像剤)を分散させた後、超音波処理をおこなって外添剤を除去したトナー粒子を得る。
トナー粒子の表面からトナー粒子の体積平均粒径の1/10の深さまでの領域における、第1の非晶性ポリエステル樹脂の占める割合は、0質量%以上50質量%以下であることが好ましく、0質量%以上40質量%以下であることがより好ましく、0質量%以上30質量%以下であることが更に好ましい。なお、第1の非晶性ポリエステル樹脂の占める割合は、トナー粒子の表面からトナー粒子の体積平均粒径の1/10の深さまでの領域に含まれる全結着樹脂に占める割合をいう。
すなわち、トナーに対して30℃にて10W/cm2の強度で5時間超音波振動を印加し、遠心分離にてトナー表面に付着する外添剤を分離した後、30℃5%RHの環境下で24時間乾燥させて、外添剤の外添されていないトナー粒子を得る。尚、本工程は外添剤を分離できるまで繰り返し行うことがよい。
次に、本実施形態におけるトナー粒子の体積平均粒径の1/10の深さまでの領域における、第2の非晶性ポリエステル樹脂の占める割合(以降E1とする)を、X線光電子分光装置(XPS)(「JPS−9000MX」:日本電子(株)製)により、Arイオンスパッタリングを利用して表面エッチングを行い、強度比較を行うことで求める。Arイオンスパッタリングの印加電圧は任意に設定できるが、本実施形態ではトナー粒子の体積平均粒径の1/10の深さまで測定するため1kVの条件で実施するとよい。芳香族を含まないジオール成分特有のシグナル強度(Al)と、芳香族を含むジオール成分特有のシグナル強度(Ar)とに基づいて値E1が求められる。すなわち、外添されていないトナー粒子についてのシグナル強度を測定し、下記式を用いて算出することができる。
E1=Ar/(Ar+Al)×100(%)
R1=Al/(Ar+Al)×100(%)
また、トナー粒子の表面からトナー粒子の体積平均粒径の1/10の深さよりも深い領域における、第2の非晶性ポリエステル樹脂の占める割合は、0質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0質量%以上6質量%以下であることがより好ましく、0質量%以上2質量%以下であることが更に好ましい。なお、第2の非晶性ポリエステル樹脂の占める割合は、トナー粒子の表面からトナー粒子の体積平均粒径の1/10の深さよりも深い領域に含まれる全結着樹脂に占める割合をいう。
すなわち、上述の方法と同様にして外添剤の外添されていないトナー粒子を得る。
次に、本実施形態におけるトナー粒子の体積平均粒径の1/10の深さより深い領域における、第1の非晶性ポリエステル樹脂の占める割合(以降R2とする)を、X線光電子分光装置(XPS)(「JPS−9000MX」:日本電子(株)製)により、Arイオンスパッタリングを利用して表面エッチングを行い、強度比較を行うことで求める。Arイオンスパッタリングの印加電圧は任意に設定できるが、本実施形態ではトナー粒子の体積平均粒径の1/10の深さより深い領域まで測定するため5kVの条件で実施するとよい。所望の深さにおける第1の非晶性ポリエステル樹脂の占める割合を確認するためには、エッチング処理の時間を適宜設定することでエッチング量を調整することが好ましい。また、芳香族を含まないジオール成分特有のシグナル強度(Al)と、芳香族を含むジオール成分特有のシグナル強度(Ar)とに基づいて値R2が求められる。すなわち、外添されていないトナー粒子についてのシグナル強度を測定し、下記式を用いて算出することができる。
R2=Al/(Ar+Al)×100(%)
E2=Ar/(Ar+Al)×100(%)
トナー粒子のガラス転移温度は、第1の非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度と同様の方法により測定される。例えば、熱分析装置DSC−20(セイコー電子工業製)を用い、試料10mgを一定の昇温速度(10℃/分)で加熱して測定する。
トナーの溶融粘度の測定方法は、高化式フローテスターCFT−500(島津製作所社製)を用い、ダイスの細孔の径を0.5mm、加圧荷重を0.98MPa(10Kg/cm2)、昇温速度を1℃/分とした条件下で、1cm3の試料を溶融流出させたときの流出開始点から終了点の高さの1/2に相当する温度での粘度を求めた。
水分量(mg)=試薬消費量(ml)×試薬力価(mgH2O/ml)
水分率(質量%)=〔水分量(mg)/サンプル量(mg)〕×100
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。
第1の非晶性ポリエステル樹脂が分散された第1の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、第2の非晶性ポリエステル樹脂が分散された第2の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液等の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、第1の非晶性ポリエステル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)、第1の非晶性ポリエステル樹脂粒子(必要に応じて他の粒子)を凝集させ、コア粒子の元となる第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凝集粒子を含む分散液に、第2の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を混合し、第1凝集粒子の表面に第2の非晶性ポリエステル樹脂粒子が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(第1の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液)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、第1の非晶性ポリエステル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、第1の非晶性ポリエステル樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む第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撹拌下、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。
第2凝集粒子形成工程では、第1凝集粒子を含む分散液に、第2の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を混合し、第1凝集粒子の表面に第2の非晶性ポリエステル樹脂粒子が付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する。第1凝集粒子の表面に付着した第2の非晶性ポリエステル樹脂粒子が、シェル層を構成する。
第2凝集粒子形成工程は、具体的には、例えば、第1凝集粒子を含む分散液に第2の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を混合して混合分散液とし、これに凝集剤を添加すると共に、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、第2の非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度−30℃以上ガラス転移温度−10℃以下の温度に加熱し、混合分散液に分散された粒子を凝集させて、第2凝集粒子を形成する。
第2凝集粒子形成工程において使用される凝集剤、添加剤等の具体例は、第1凝集粒子形成工程の場合と同様のものが用いられる。
次に、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、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。
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、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
トナーの水分含有率を所望の範囲とするために、必要に応じて上述の方法により得られたトナー粒子に対して、加湿処理を行ってもよい。加湿方法としては、例えば、任意の市販の高温高湿環境試験機を用いて処理を行う方法が挙げられる。
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。
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。
・多価カルボン酸
テレフタル酸: 90モル部
5−スルホイソフタル酸ナトリウム: 10モル部
・多価アルコール
エチレングリコール: 45モル部
1,5−ペンタンジオール: 46モル部
・エポキシ化合物
ポリエポキシ化合物(DIC(株)社製、エピクロンN−695): 9モル部
更に、生成する水を留去しながら同温度から245℃まで温度を徐々に上げ6時間脱水縮合反応を継続し重合反応させた。その後に温度を235℃に下げ、30mmHgの減圧下で2時間反応させて、第1の非晶性ポリエステル樹脂(A1)を得た。第1の非晶性ポリエステル樹脂(A1)における多価アルコール由来の構造単位に占めるビスフェノールA骨格を含む多価アルコール由来の構造単位の割合は0%であった。
また、第1の非晶性ポリエステル樹脂(A1)のエステル基濃度は0.04であり、数平均分子量は3000であった。
コンデンサー、温度計、水滴下装置及び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(株)製:BJ−30N)を水循環式恒温槽にて40℃に維持しながら、該反応槽に酢酸エチル160部とイソプロピルアルコール100部との混合溶剤を投入し、これに第1の非晶性ポリエステル樹脂(A1)を300部投入して、スリーワンモーターを用い150rpmで撹拌を施し、溶解させて油相を得た。この撹拌されている油相に10%アンモニア水溶液を、滴下時間5分間で14部滴下し、10分間混合した後、更にイオン交換水900部を毎分7部の速度で滴下して転相させて、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(株))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。得られた分散液に溶剤臭は無かった。この分散液における樹脂粒子の体積平均粒径D50は130nmであった。
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、これを第1の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)とした。
・多価カルボン酸
テレフタル酸: 98モル部
5−スルホイソフタル酸ナトリウム: 2モル部
・多価アルコール
エチレングリコール: 50モル部
1,5−ペンタンジオール: 50モル部
また、第1の非晶性ポリエステル樹脂(A2)のエステル基濃度は0.03であり、数平均分子量は4500であった。
第1の非晶性ポリエステル樹脂(A1)に替えて、第1の非晶性ポリエステル樹脂(A2)を用いる以外は第1の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)の調製と同様にして、第1の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A2)を得た。
・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: 47モル部
・フマル酸: 40モル部
・ドデセニルコハク酸無水物: 15モル部
・トリメリット酸無水物: 3モル部
第1の非晶性ポリエステル樹脂(A1)に替えて、第2の非晶性ポリエステル樹脂(B1)を用いる以外は第1の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)の調製と同様にして、第2の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B1)を得た。
・ポリエチレンワックス(東洋アドレ(株)製、PW725、融解温度:100℃): 50部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK): 0.5部
・イオン交換水: 200部
上記成分を混合して95℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した。その後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社製)で分散処理し、離型剤を分散させてなる離型剤粒子分散液(固形分濃度:20%)を調製した。離型剤の体積平均粒径は0.23μmであった。
・シアン顔料(大日精化(株)製、Pigment Blue 15:3(銅フタロシアニン): 1,000部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンR): 15部
・イオン交換水: 9,000部
上記成分を混合し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー((株)スギノマシン製、HJP30006)を用いて1時間分散して、着色剤(シアン顔料)を分散させてなる着色剤粒子分散液を調製した。着色剤粒子分散液における着色剤(シアン顔料)の体積平均粒径は0.16μm、固形分濃度は20%であった。
−トナー粒子(1)の作製−
撹拌器及びマントルヒーターを設置した反応容器に、第1の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)100部、離型剤粒子分散液5部、着色剤粒子分散液8部及び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)4.0部をイオン交換水800部に溶解した溶液を加えて、スラリーが充分に撹拌されるように撹拌器の回転数を調整しながら、40℃で1時間撹拌した。1.0%硝酸を添加してpHを3.0に調整した後、樹脂粒子が分散したことを確認し、その後、第2の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B1)10部を5分間かけて投入した。その後40℃で30分間保持した後、1%水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを9.0に調整した。その後、5℃ごとにpHを9.0に調整しながら、昇温速度1℃/分で90℃まで昇温し、90℃で保持した。光学顕微鏡と電界放出形走査電子顕微鏡(FE−SEM)にて粒子形状及び表面性を観察したところ、10時間目で粒子の合一が確認されたので、冷却水で容器を30℃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濾過した。濾紙上に残った固形分を手でできるだけ細かく砕いて、温度30℃で固形分量の10倍のイオン交換水に投入し、30分間撹拌混合した。次いで、アスピレータで減圧濾過し、濾紙上に残った固形分を手でできるだけ細かく砕いて、温度30℃で固形分量の10倍のイオン交換水に投入し、30分間撹拌混合した後、再度アスピレータで減圧濾過し、濾液の電気伝導度を測定した。濾液の電気伝導度が10μS/cm以下になるまでこの操作を繰り返し、固形分を洗浄した。
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時間真空乾燥した。次いで、絶対湿度が53g/m3の環境下(50℃、10%RH)で48時間保管して、トナー粒子(1)を得た。トナー粒子(1)は、体積平均粒径が7.0μmであった。
トナー粒子(1)100部と、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ粒子(日本アエロジル社製RY200)0.7部とをヘンシェルミキサーを用いて混合し、トナー(1)を得た。
ヘンシェルミキサーに、体積平均粒径0.22μmの球状マグネタイト粒子の粉末500部を投入し、撹拌した後、チタネート系カップリング剤4.5部を添加し、95℃まで昇温し、30分間混合撹拌することにより、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。
続いて、1Lの四つ口フラスコに、フェノール6.5部、30%ホルマリン10部、上記マグネタイト粒子500部、25%アンモニア水7部及び水400部を入れ、混合撹拌した。次に、撹拌しながら60分間で85℃まで昇温し、同温度にて180分間反応させた後、25℃まで冷却し、500部の水を添加した後、上澄み液を除去し、沈殿物を水洗した。これを減圧下、180℃で乾燥し、目開き106μmの篩分網にて粗大粉を取り除き、平均粒径32μmの芯材粒子Aを得た。
次に、トルエン200部、スチレン−メタクリレート共重合体(成分モル比20:80、重量平均分子量180,000)45部を60分間スターラーにて撹拌し、被覆樹脂溶液を得た。
芯材粒子Aを1000部、上記被覆樹脂溶液40部を真空脱気型ニーダーコーター(ローター・壁面間クリアランス25mm)に入れ、60℃に保って30分間40rpmにて撹拌した後、さらに温度を85℃とし、減圧してトルエンの留去、脱気及び乾燥を行った。さらに目開き75μmのメッシュを通すことによりキャリア(1)を調製した。キャリア(1)の形状係数SF2は106であった。
なお、形状係数SF2の値は、光学顕微鏡を用いて400倍の倍率でキャリアを観察し、100個を無作為に選択し、その画像情報をニコレ社製画像解析装置(LUZEXFT)に導入して解析を行うことにより得られる。形状係数SF2の値は、下記式により表され、上記100個のキャリアにおいて得られた値の平均値を採用する。
SF2=(1/4π)×(I2/A)×100
ここで、Iは画像上におけるキャリアの周囲長を示し、Aはキャリアの投影面積を表す。
得られたトナー(1)8部と、キャリア(1)100部とを、Vブレンダーにより20rpmで20分間撹拌し、212μmの網目を有するシーブで篩うことにより現像剤(1)を得た。
第2の非晶性ポリエステル樹脂(B1)の作製において、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2.2モル付加物を65モル部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(2)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(2)を作製した。
第2の非晶性ポリエステル樹脂(B1)の作製において、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2.2モル付加物を51モル部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(3)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(3)を作製した。
第1の非晶性ポリエステル樹脂(A1)の作製において、テレフタル酸を87モル部、5−スルホイソフタル酸ナトリウムを12モル部、エチレングリコールを50モル部、1,5−ペンタンジオールを40モル部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(4)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(4)を作製した。
第1の非晶性ポリエステル樹脂(A1)の作製において、テレフタル酸を96モル部、5−スルホイソフタル酸ナトリウムを5モル部、エチレングリコールを50モル部、1,5−ペンタンジオールを50モル部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(5)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(5)を作製した。
第1の非晶性ポリエステル樹脂(A1)の作製において、テレフタル酸を96モル部、ポリエポキシ化合物を12モル部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(6)を作製した。そして、このトナー粒子(6)を用いて、実施例1と同様にして現像剤(6)を作製した。
第1の非晶性ポリエステル樹脂(A1)の作製において、テレフタル酸を86モル部、ポリエポキシ化合物を7モル部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(7)を作製した。そして、このトナー粒子(7)を用いて、実施例1と同様にして現像剤(7)を作製した。
トナー粒子(1)の作製の際に、40℃で1時間の撹拌を50℃で2時間の撹拌に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(8)を作製した。そして、このトナー粒子(8)を用いて、実施例1と同様にして現像剤(8)を作製した。
トナー粒子(1)の作製の際に、40℃で1時間の撹拌を40℃で30分の撹拌に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(9)を作製した。そして、このトナー粒子(9)を用いて、実施例1と同様にして現像剤(9)を作製した。
第2の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B1)を5部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(10)を作製した。そして、このトナー粒子(10)を用いて、実施例1と同様にして現像剤(10)を作製した。
離型剤粒子分散液を9部に変えた以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(11)を作製した。そして、このトナー粒子(11)を用いて、実施例1と同様にして現像剤(11)を作製した。
離型剤粒子分散液を1部に変えた以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(12)を作製した。そして、このトナー粒子(12)を用いて、実施例1と同様にして現像剤(12)を作製した。
第1の非晶性ポリエステル樹脂(A1)の作製において、テレフタル酸を95モル部、5−スルホイソフタル酸ナトリウムを14モル部、エチレングリコールを50モル部、1,5−ペンタンジオールを40モル部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(13)を作製した。そして、このトナー粒子(13)を用いて、実施例1と同様にして現像剤(13)を作製した。
第1の非晶性ポリエステル樹脂(A1)の作製において、テレフタル酸を92モル部、5−スルホイソフタル酸ナトリウムを3モル部、エチレングリコールを60モル部、1,5−ペンタンジオールを50モル部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(14)を作製した。そして、このトナー粒子(14)を用いて、実施例1と同様にして現像剤(14)を作製した。
トナー粒子作製時に、第1の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)を第1の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A2)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(15)を作製した。そして、このトナー粒子(15)を用いて、実施例1と同様にして現像剤(15)を作製した。
ポリエポキシ化合物を20モル部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(16)を作製した。そして、このトナー粒子(16)を用いて、実施例1と同様にして現像剤(16)を作製した。
ポリエポキシ化合物を0.5モル部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(17)を作製した。そして、このトナー粒子(17)を用いて、実施例1と同様にして現像剤(17)を作製した。
第1の非晶性ポリエステル樹脂(A1)の作製において、テレフタル酸を82モル部、5−スルホイソフタル酸ナトリウムを8モル部、エチレングリコールを40モル部、1,5−ペンタンジオールを40モル部、ポリエポキシ化合物を4モル部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(18)を作製した。そして、このトナー粒子(18)を用いて、実施例1と同様にして現像剤(18)を作製した。
第1の非晶性ポリエステル樹脂(A1)の作製において、テレフタル酸を100モル部、5−スルホイソフタル酸ナトリウムを20モル部、エチレングリコールを55モル部、1,5−ペンタンジオールを50モル部、ポリエポキシ化合物を8モル部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー粒子(19)を作製した。そして、このトナー粒子(19)を用いて、実施例1と同様にして現像剤(19)を作製した。
二成分接触現像方式を採用した画像形成装置「DocuCentre Color 500」改造機(富士ゼロックス社製、定着温度を220℃、画像形成速度250mm/秒にしたもの)を用い、各現像剤をこの画像形成装置の現像器に入れ、50℃、100%RHの環境下で2時間放置した後、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搬送方向に対して左上、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500枚出力した。そして、500枚目の画像のかぶり、及び濃度について下記の評価法より評価した。
−画像濃度の評価基準−
A(◎):Eが1.4以上
B(○):Eが1.2以上、1.4未満
C(△):Eが1.0以上、1.2未満
D(×):Eが1.0未満
なお、AからCであれば実用上問題ない。
−背景画像かぶり(かぶり)の評価基準−
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
なお、AからCであれば実用上問題ない。
二成分接触現像方式を採用した画像形成装置「DocuCentre Color 500」改造機(富士ゼロックス(株)社製、定着温度を120℃、画像形成速度350mm/秒にしたもの)を用い、各現像剤をこの画像形成装置の現像器に入れ、画像形成装置の電源を遮断した状態で10℃、10%RHの環境下に48時間放置したのち、電源投入してすぐに、記録紙(ゼロックス社製、Colotech+ 90gsm)の搬送方向に幅20mmの画像濃度100%画像を20枚出力し、20枚目の画像について下記評価基準により評価を行った。
A(◎):全く問題なし
B(○):目視では画像欠陥が確認できないが、拡大するとわずかに画像欠陥が確認できる
C(△):軽微な画像欠陥が見られるが問題とはならないレベル
D(×):画像欠陥発生でNG(実用上不適)と判定される
二成分接触現像方式を採用した画像形成装置「DocuCentre Color 500」改造機(富士ゼロックス(株)社製、定着温度を220℃、画像形成速度250mm/秒にしたもの)を用い、各現像剤をこの画像形成装置の現像器に入れ、30℃、100%RHで48時間放置後、記録紙(ゼロックス社製、Colotech+ 90gsm)の搬送方向に幅20mmの画像濃度100%画像を20枚出力し、20枚目の画像について下記評価基準により評価を行った。
A(◎):全く問題なし
B(○):目視では画像欠陥が確認できないが、拡大するとわずかに画像欠陥が確認できる
C(△):軽微な画像欠陥が見られるが問題とはならないレベル
D(×):画像欠陥発生でNGと判定される
二成分接触現像方式を採用した画像形成装置「DocuCentre Color 500」改造機(富士ゼロックス(株)社製、定着温度を220℃、画像形成速度250mm/秒にしたもの)を用い、1辺が3cmの正方形の黒ベタ画像を紙面の搬送方向に対して左上、中央、右下に有する画像パターンを富士ゼロックス社製のC2紙上に連続して1万枚出力テストを実施した。1000枚目のベタ画像及び1万枚出力後の現像器ブレードを観察し、以下の判断基準により評価した。
G1(◎):黒ベタ画像に白筋はなく、現像器ブレード(層厚規制部材)へのトナー固着も見られない
G2(○):現像器ブレードへのトナー固着が見られるものの、黒ベタ画像に白筋は発生していない
G3(△):現像器ブレードへのトナー固着が見られ、黒ベタ画像に白筋が発生しているがわずか
G4(×):黒ベタ画像全面に白筋がある
なお、G1からG3であれば実用上問題ない。
表1において「第1の非晶質PESの占める割合(シェル)」は、トナー粒子の表面からトナー粒子の体積平均粒径の1/10の深さまでの領域における、第1の非晶性ポリエステル樹脂の占める割合を意味する。
表1において「第2の非晶質PESの占める割合(シェル)」は、トナー粒子の表面からトナー粒子の体積平均粒径の1/10の深さまでの領域における、第2の非晶性ポリエステル樹脂の占める割合を意味する。
表1において「第1の晶質PESの占める割合(コア)」は、「トナー粒子の表面からトナー粒子の体積平均粒径の1/10の深さよりも深い領域における、第1の非晶性ポリエステル樹脂の占める割合」を意味する。
表1において「第2の晶質PESの占める割合(コア)」は、「トナー粒子の表面からトナー粒子の体積平均粒径の1/10の深さよりも深い領域における、第2の非晶性ポリエステル樹脂の占める割合」を意味する。
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 (14)
- 多価カルボン酸由来の構造単位と多価アルコール由来の構造単位とを含み、前記多価アルコール由来の構造単位に占めるビスフェノールA骨格を含む多価アルコール由来の構造単位の割合が5質量%以下である第1の非晶性ポリエステル樹脂を含むコア粒子と、
前記コア粒子の表面の少なくとも一部に配置され、多価カルボン酸由来の構造単位と多価アルコール由来の構造単位とを含み、前記多価アルコール由来の構造単位に占めるビスフェノールA骨格を含む多価アルコール由来の構造単位の割合が50質量%以上である第2の非晶性ポリエステル樹脂を含むシェル層と、を有するトナー粒子を含み、
水分含有率が2.0質量%以上5.0質量%以下である静電荷像現像用トナー。 - 前記トナー粒子の表面から前記トナー粒子の体積平均粒径の1/10の深さまでの領域における、前記第2の非晶性ポリエステル樹脂の占める割合が、50質量%以上100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。
- 前記トナー粒子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。
- 前記第1の非晶性ポリエステル樹脂の下記式1で表されるエステル基濃度Mが、0.01以上0.05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。
エステル基濃度M=K/A 式1
式1中、Kは前記第1の非晶性ポリエステル樹脂中のエステル基数を表し、Aは前記第1の非晶性ポリエステル樹脂の高分子鎖を構成する原子数を表す。 - 前記第1の非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量が、1000以上10000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。
- 110℃における溶融粘度Aが1.0×104Pa・s以上8.0×104Pa・s以下である請求項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。
- 50℃、10%RHで48時間乾燥処理した後の110℃における溶融粘度Bと、前記溶融粘度Aとの比(A/B)が、0.01以上0.5以下である請求項6に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー粒子の体積平均粒径が、5μm以上14μm以下である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー粒子が離型剤を含有し、前記離型剤の含有率が、1質量%以上10質量%以下である請求項1〜請求項8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9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9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10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10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10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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