JP2022117311A - 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及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーの提供。【解決手段】結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有し、前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%以上50%以下の離型剤が存在する静電荷像現像用トナー。【選択図】なし
Description
本発明は、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及び画像形成装置に関する。
特許文献1には、「結晶性樹脂と、着色剤と少なくとも含むコア層と、該コア層を被覆する離型剤を含むワックス層と、該ワックス層を被覆するアモルファス樹脂を含むシェル層と、を有することを特徴とする電子写真用トナー」が提案されている。
本発明の課題は、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%未満、若しくは50%超えの離型剤が存在する場合、X線光電子分光法により測定された前記トナー粒子表面の離型剤の割合が、X線光電子分光法により測定された前記トナー粒子表面の結着樹脂の割合に対して10%未満である場合、前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤が、前記結着樹脂全体に対して1%超えである場合、又は前記トナー粒子の断面を観察した場合における、前記トナー粒子の表面から1μm未満に存在する離型剤の面積をW1、前記トナー粒子の表面から1μm以上2μm未満に存在する離型剤の面積をW2、前記トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤の面積をW3としたとき、1.5>W1/W2、若しくは、4<W2/W3である場合と比較して、連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーを提供することである。
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち
<1> 結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有し、
前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%以上50%以下の離型剤が存在する静電荷像現像用トナー。
<2> 前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち30%以上45%以下の離型剤が存在する前記<1>に記載の静電荷像現像用トナー。
<3> 前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち35%以上40%以下の離型剤が存在する前記<2>に記載の静電荷像現像用トナー。
<4> 前記トナー粒子に対する前記離型剤の含有量が5質量%以上10質量%以下である前記<1>~<3>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<5> 前記染料が塩基性染料である前記<1>~<4>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<6> 前記塩基性染料がカチオン性基を含有するローダミン系染料及びカチオン性基を含有するアゾ系染料から選択される少なくとも1種前記<5>に記載の静電荷像現像用トナー。
<7> 前記結着樹脂が、酸価が9mgKOH/g以上15mgKOH/g以下である非晶性樹脂を含有する前記<1>~<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<8> 前記結着樹脂が、非晶性樹脂としてウレア変性ポリエステル樹脂を含む前記<1>~<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<9> 前記離型剤が、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、マイクロクリスタリンワックス、及びエステル系ワックスからなる群から選択される少なくとも1種である前記<1>~<8>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<10> 結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有し、
X線光電子分光法により測定された前記トナー粒子表面の離型剤の割合が、X線光電子分光法により測定された前記トナー粒子表面の結着樹脂の割合に対して10%以上である静電荷像現像用トナー。
<11> 結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有し、
前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤が、前記結着樹脂全体に対して1%以下である静電荷像現像用トナー。
<12> 結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有し、
前記トナー粒子の断面を観察した場合における、前記トナー粒子の表面から1μm未満に存在する離型剤の面積をW1、前記トナー粒子の表面から1μm以上2μm未満に存在する離型剤の面積をW2、前記トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤の面積をW3としたとき、式1:1.5≦W1/W2、及び、式2:4≦W2/W3を満たす静電荷像現像用トナー。
<13> 前記<1>~<12>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
<14> 前記<1>~<12>のいずれか1つ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。
<15> 前記<13>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。
<16> 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、
前記<13>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。
<1> 結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有し、
前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%以上50%以下の離型剤が存在する静電荷像現像用トナー。
<2> 前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち30%以上45%以下の離型剤が存在する前記<1>に記載の静電荷像現像用トナー。
<3> 前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち35%以上40%以下の離型剤が存在する前記<2>に記載の静電荷像現像用トナー。
<4> 前記トナー粒子に対する前記離型剤の含有量が5質量%以上10質量%以下である前記<1>~<3>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<5> 前記染料が塩基性染料である前記<1>~<4>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<6> 前記塩基性染料がカチオン性基を含有するローダミン系染料及びカチオン性基を含有するアゾ系染料から選択される少なくとも1種前記<5>に記載の静電荷像現像用トナー。
<7> 前記結着樹脂が、酸価が9mgKOH/g以上15mgKOH/g以下である非晶性樹脂を含有する前記<1>~<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<8> 前記結着樹脂が、非晶性樹脂としてウレア変性ポリエステル樹脂を含む前記<1>~<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<9> 前記離型剤が、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、マイクロクリスタリンワックス、及びエステル系ワックスからなる群から選択される少なくとも1種である前記<1>~<8>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<10> 結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有し、
X線光電子分光法により測定された前記トナー粒子表面の離型剤の割合が、X線光電子分光法により測定された前記トナー粒子表面の結着樹脂の割合に対して10%以上である静電荷像現像用トナー。
<11> 結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有し、
前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤が、前記結着樹脂全体に対して1%以下である静電荷像現像用トナー。
<12> 結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有し、
前記トナー粒子の断面を観察した場合における、前記トナー粒子の表面から1μm未満に存在する離型剤の面積をW1、前記トナー粒子の表面から1μm以上2μm未満に存在する離型剤の面積をW2、前記トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤の面積をW3としたとき、式1:1.5≦W1/W2、及び、式2:4≦W2/W3を満たす静電荷像現像用トナー。
<13> 前記<1>~<12>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
<14> 前記<1>~<12>のいずれか1つ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。
<15> 前記<13>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。
<16> 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、
前記<13>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。
<1>に係る発明によれば、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%未満、又は50%超えの離型剤が存在する場合と比較して、連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーが提供される。
<2>に係る発明によれば、前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち30%未満又は45%超えの離型剤が存在する場合と比較して、連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーが提供される。
<3>に係る発明によれば、前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち35%未満又は40%超えの離型剤が存在する場合と比較して、連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーが提供される。
<2>に係る発明によれば、前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち30%未満又は45%超えの離型剤が存在する場合と比較して、連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーが提供される。
<3>に係る発明によれば、前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち35%未満又は40%超えの離型剤が存在する場合と比較して、連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーが提供される。
<4>に係る発明によれば、前記トナー粒子に対する前記離型剤の含有量が5質量%未満又は10質量%超えである場合と比較して、連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーが提供される。
<5>に係る発明によれば、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%未満、又は50%超えの離型剤が存在する場合と比較して、前記染料が塩基性染料であっても連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーが提供される。
<6>に係る発明によれば、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%未満、又は50%超えの離型剤が存在する場合と比較して、塩基性染料がカチオン性基を含有するローダミン系染料及びカチオン性基を含有するアゾ系染料から選択される少なくとも1種であっても連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーが提供される。
<7>に係る発明によれば、前記結着樹脂が、酸価が9mgKOH/g未満、又は15mgKOH/g超えである非晶性樹脂を含有する場合と比較して連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーが提供される。
<5>に係る発明によれば、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%未満、又は50%超えの離型剤が存在する場合と比較して、前記染料が塩基性染料であっても連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーが提供される。
<6>に係る発明によれば、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%未満、又は50%超えの離型剤が存在する場合と比較して、塩基性染料がカチオン性基を含有するローダミン系染料及びカチオン性基を含有するアゾ系染料から選択される少なくとも1種であっても連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーが提供される。
<7>に係る発明によれば、前記結着樹脂が、酸価が9mgKOH/g未満、又は15mgKOH/g超えである非晶性樹脂を含有する場合と比較して連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーが提供される。
<8>に係る発明によれば、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%未満、又は50%超えの離型剤が存在する場合と比較して、非晶性樹脂としてウレア変性ポリエステル樹脂を含み、連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーが提供される。
<9>に係る発明によれば、前記離型剤が、カルナウバワックスである場合と比較して、連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーが提供される。
<10>に係る発明によれば、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、X線光電子分光法により測定された前記トナー粒子表面の離型剤の割合が、X線光電子分光法により測定された前記トナー粒子表面の結着樹脂の割合に対して10%未満である場合と比較して、連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーが提供される。
<9>に係る発明によれば、前記離型剤が、カルナウバワックスである場合と比較して、連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーが提供される。
<10>に係る発明によれば、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、X線光電子分光法により測定された前記トナー粒子表面の離型剤の割合が、X線光電子分光法により測定された前記トナー粒子表面の結着樹脂の割合に対して10%未満である場合と比較して、連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーが提供される。
<11>に係る発明によれば、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤が、前記結着樹脂全体に対して1%超えである場合と比較して、連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーが提供される。
<12>に係る発明によれば、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、前記トナー粒子の断面を観察した場合における、前記トナー粒子の表面から1μm未満に存在する離型剤の面積をW1、前記トナー粒子の表面から1μm以上2μm未満に存在する離型剤の面積をW2、前記トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤の面積をW3としたとき、1.5>W1/W2、又は4<W2/W3である場合と比較して、連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーが提供される。
<12>に係る発明によれば、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、前記トナー粒子の断面を観察した場合における、前記トナー粒子の表面から1μm未満に存在する離型剤の面積をW1、前記トナー粒子の表面から1μm以上2μm未満に存在する離型剤の面積をW2、前記トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤の面積をW3としたとき、1.5>W1/W2、又は4<W2/W3である場合と比較して、連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーが提供される。
<13>~<16>に係る発明によれば、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%未満、若しくは50%超えの離型剤が存在する場合、X線光電子分光法により測定された前記トナー粒子表面の離型剤の割合が、X線光電子分光法により測定された前記トナー粒子表面の結着樹脂の割合に対して10%未満である場合、前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤が、前記結着樹脂全体に対して1%超えである場合、又は前記トナー粒子の断面を観察した場合における、前記トナー粒子の表面から1μm未満に存在する離型剤の面積をW1、前記トナー粒子の表面から1μm以上2μm未満に存在する離型剤の面積をW2、前記トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤の面積をW3としたとき、1.5>W1/W2、若しくは、4<W2/W3である場合と比較して、連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できる静電荷像現像用トナーを備えた静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置が提供される。
以下、本発明の一例である実施形態について説明する。これらの説明および実施例は、実施形態を例示するものであり、発明の範囲を制限するものではない。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。
組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
<静電荷像現像用トナー>
第一実施形態に係る静電荷像現像用トナー(以下、「静電荷像現像用トナー」のことを単に「トナー」ともいう)は、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有する。
そして、トナー粒子の断面を観察した場合におけるトナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%以上50%以下の離型剤が存在する。
第一実施形態に係る静電荷像現像用トナー(以下、「静電荷像現像用トナー」のことを単に「トナー」ともいう)は、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有する。
そして、トナー粒子の断面を観察した場合におけるトナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%以上50%以下の離型剤が存在する。
第二実施形態に係るトナーは、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有する。
そして、X線光電子分光法により測定された前記トナー粒子表面の離型剤の割合が、X線光電子分光法により測定された前記トナー粒子表面の結着樹脂の割合に対して10%以上である。
そして、X線光電子分光法により測定された前記トナー粒子表面の離型剤の割合が、X線光電子分光法により測定された前記トナー粒子表面の結着樹脂の割合に対して10%以上である。
第一実施形態及び第二実施形態に係るトナーは、上記構成により連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制する。その理由は、次の通り推測される。
近年、画像形成において、高画質化及び画像形成の高速化が求められている。この要求に対応するために、結着樹脂と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有するトナーが用いられることがあった。しかしながら、当該トナーは離型剤の分散状態が不十分である場合、トナーを記録媒体上に定着させるときに定着不良を引き起こし、定着部材側にトナーが付着しやすいことがあった。定着部材に付着したトナーは、クリーニング部材によって取り除かれるが、トナーに含有される離型剤は除去されにくく定着部材に残りやすい。そのため、再度画像を形成した場合における定着時、定着部材のうち離型剤が残った部分はトナーが定着部材側に付着しにくいため表面が平滑な画像が得られるが、定着部材のうち離型剤が残っていない部分はトナーが定着部材側に付着しやすくなっているため、定着不良を引き起こし易く画像の一部が定着部材に移行する現象(つまり、オフセット)が生じやすい。よって、得られる画像はグロス差が生じやすいことがあった。
ここでグロス差とは、画像の光沢の差をいう。
ここでグロス差とは、画像の光沢の差をいう。
そして、結着樹脂と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有するトナーを用いた場合の上記現象は、更に染料を含有するトナー粒子を含有するトナーを用いた場合に顕著となることがあった。染料は、結着樹脂と共にイオン結合等を形成することがある。イオン結合等を形成し、複合化した結着樹脂及び染料はトナー粒子中で不溶化し、離型剤がトナー粒子表面に存在しにくくなる。具体的には、トナー粒子の中心部に離型剤が偏在しやすくなる。そのため、トナーの定着時に定着部材に対して十分な量の離型剤を供給することができなくなり、定着不良をより引き起こし易くなる。そうすると、定着部材側にトナーがより付着しやすい傾向にある。そのため、連続して画像を形成したとき、画像のグロス差がより生じやすくなることがあった。
第一実施形態に係るトナーは、トナー粒子の断面を観察した場合におけるトナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%以上50%以下の離型剤が存在する。また、第二実施形態に係るトナーは、X線光電子分光法により測定された前記トナー粒子表面の離型剤の割合が、X線光電子分光法により測定された前記トナー粒子表面の結着樹脂の割合に対して10%以上である。そのため、染料を含有するトナー粒子であっても、トナー粒子の表面側にも離型剤が一定量存在する。これにより、定着時に定着部材に対して供給される離型剤の量が十分な量となりやすく、定着部材側にトナーが付着にくくなる。よって、第一実施形態及び第二実施形態に係るトナーは、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を有するトナーにおいても、連続して画像を形成したとき、画像のグロス差が抑制される。
以上のことから、第一実施形態及び第二実施形態に係るトナーは連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制すると推測される。
第三実施形態に係るトナーは、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有する。
そして、前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤が、前記結着樹脂全体に対して1%以下である。
そして、前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤が、前記結着樹脂全体に対して1%以下である。
第三実施形態に係るトナーは、上記構成により連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制する。その理由は、次の通り推測される。
第三実施形態に係るトナーは、トナー粒子の断面を観察した場合におけるトナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤が、結着樹脂全体に対して1%以下である。そのため、染料を含有するトナー粒子であっても、トナー粒子の中心部に離型剤が存在する割合が少ない。つまり、トナー粒子の表面側に離型剤が一定量存在する。これにより定着時に定着部材に対して供給される離型剤の量が十分な量となりやすく、定着部材側にトナーが付着にくくなる。よって、第三実施形態に係るトナーは、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を有するトナーにおいても、連続して画像を形成したとき、画像のグロス差が抑制される。
以上のことから、第三実施形態に係るトナーは連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制すると推測される。
第四実施形態に係るトナーは、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有する。
そして、前記トナー粒子の断面を観察した場合における、前記トナー粒子の表面から1μm未満に存在する離型剤の面積をW1、前記トナー粒子の表面から1μm以上2μm未満に存在する離型剤の面積をW2、前記トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤の面積をW3としたとき、式1:1.5≦W1/W2、及び、式2:4≦W2/W3を満たす。
そして、前記トナー粒子の断面を観察した場合における、前記トナー粒子の表面から1μm未満に存在する離型剤の面積をW1、前記トナー粒子の表面から1μm以上2μm未満に存在する離型剤の面積をW2、前記トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤の面積をW3としたとき、式1:1.5≦W1/W2、及び、式2:4≦W2/W3を満たす。
第四実施形態に係るトナーは、上記構成により連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制する。その理由は、次の通り推測される。
第四実施形態に係るトナーは、式1:2≦W1/W2、及び、式2:4≦W2/W3を満たす。当該要件を満たす様にすることで、トナー粒子の表面から1μm以上2μm未満の領域(第二層部)に存在する離型剤の量が最も多く、トナー粒子の表面から1μm未満の領域(表層部)に存在する離型剤の量が2番目に多く、トナー粒子の表面から2μm以上の領域(中心部)に存在する離型剤の量が最も少ない状態となる。つまり、トナー粒子の中心部に離型剤が存在する割合が少なく、トナー粒子の表面側(表層部及び第二層部)に離型剤が一定量存在する。これにより定着時に定着部材に対して供給される離型剤の量が十分な量となりやすく、定着部材側にトナーが付着にくくなる。よって、第四実施形態に係るトナーは、結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を有するトナーにおいても、連続して画像を形成したとき、画像のグロス差が抑制される。
以上のことから、第四実施形態に係るトナーは連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制すると推測される。
以下、第一乃至第四実施形態に係るトナーのいずれにも該当するトナー(以下「本実施形態に係るトナー」とも称する)について詳細に説明する。ただし、本発明のトナーの一例は、第一乃至第四実施形態に係るトナーのいずれか一つに該当するトナーであればよい。
(トナー粒子)
トナー粒子は非晶性樹脂及び結晶性樹脂を含有する結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含む。
トナー粒子は非晶性樹脂及び結晶性樹脂を含有する結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含む。
-結着樹脂-
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。
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。
結着樹脂は非晶性樹脂及び結晶性樹脂を含有することが好ましい。
ここで、非晶性樹脂とは、示差走査熱量測定(DSC)を用いた熱分析測定において、明確な吸熱ピークではなく、階段状の吸熱変化のみを有するものであり、常温固体で、ガラス転移温度以上の温度において熱可塑化するものを指す。
一方、結晶性樹脂とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有するものをいう。
具体的には、例えば、結晶性樹脂とは、昇温速度10℃/minで測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを意味し、非晶性樹脂とは、半値幅が10℃を超える樹脂、又は明確な吸熱ピークが認められない樹脂を意味する。
ここで、非晶性樹脂とは、示差走査熱量測定(DSC)を用いた熱分析測定において、明確な吸熱ピークではなく、階段状の吸熱変化のみを有するものであり、常温固体で、ガラス転移温度以上の温度において熱可塑化するものを指す。
一方、結晶性樹脂とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有するものをいう。
具体的には、例えば、結晶性樹脂とは、昇温速度10℃/minで測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを意味し、非晶性樹脂とは、半値幅が10℃を超える樹脂、又は明確な吸熱ピークが認められない樹脂を意味する。
非晶性樹脂について説明する。
非晶性樹脂としては、例えば、非晶性ポリエステル樹脂、非晶性ビニル樹脂(例えばスチレンアクリル樹脂等)、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂等の公知の非晶性樹脂が挙げられる。これらの中でも、非晶性ポリエステル樹脂、非晶性ビニル樹脂(特にスチレンアクリル樹脂)が好ましく、非晶性ポリエステル樹脂がより好ましい。
非晶性樹脂としては、例えば、非晶性ポリエステル樹脂、非晶性ビニル樹脂(例えばスチレンアクリル樹脂等)、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂等の公知の非晶性樹脂が挙げられる。これらの中でも、非晶性ポリエステル樹脂、非晶性ビニル樹脂(特にスチレンアクリル樹脂)が好ましく、非晶性ポリエステル樹脂がより好ましい。
・非晶性ポリエステル樹脂
非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。なお、非晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。なお、非晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、マロン酸、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、コハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、セバシン酸等)、脂環式ジカルボン酸(例えばシクロヘキサンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。これらの中でも、多価カルボン酸としては、例えば、芳香族ジカルボン酸が好ましい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価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、例えば、脂肪族ジオール(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、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等)、脂環式ジオール(例えばシクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA等)、芳香族ジオール(例えばビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物等)が挙げられる。これらの中でも、多価アルコールとしては、例えば、芳香族ジオール、脂環式ジオールが好ましく、より好ましくは芳香族ジオールである。
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。
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。
非晶性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。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。
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。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。
ここで、非晶性ポリエステル樹脂は、上述した未変性の非晶性ポリエステル樹脂以外に、変性の非晶性ポリエステル樹脂も挙げられる。変性の非晶性ポリエステル樹脂とは、エステル結合以外の結合基が存在する非晶性ポリエステル樹脂、非晶性ポリエステル樹脂成分とは異なる樹脂成分が共有結合又はイオン結合等で結合された非晶性ポリエステル樹脂である。変性の非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、末端に酸基又は水酸基と反応するイソシアネート基等の官能基を導入した非晶性ポリエステル樹脂と、活性水素化合物と反応させて、末端を変性した樹脂が挙げられる。
変性の非晶性ポリエステル樹脂としては、ウレア変性の非晶性ポリエステル樹脂(以下、単に「ウレア変性ポリエステル樹脂」とも称する)が好ましい。
結着樹脂が、非晶性ポリエステル樹脂としてウレア変性ポリエステル樹脂を含むことで、分子量分布制御及び粘弾性制御による剥離性改善効果が得られるため連続して画像を形成したときに生じるグロス差をより抑制できる。
ウレア変性ポリエステル樹脂は、イソシアネート基を有する非晶性ポリエステル樹脂(非晶性ポリエステルプレポリマー)とアミン化合物との反応(架橋反応及び伸長反応の少なくとも一方の反応)により得られるウレア変性ポリエステル樹脂がよい。なお、ウレア変性ポリエステル樹脂中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。
イソシアネート基を有する非晶性ポリエステルプレポリマーとしては、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合物である非晶性ポリエステル樹脂であって、活性水素を有する非晶性ポリエステル樹脂に多価イソシアネート化合物を反応させた非晶性ポリエステルプレポリマー等が挙げられる。非晶性ポリエステル樹脂の有する活性水素を有する基としては、水酸基(アルコール性水酸基およびフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基等が挙げられ、アルコール性水酸基が好ましい。
イソシアネート基を有する非晶性ポリエステルプレポリマーにおいて、多価カルボン酸及び多価アルコールは、非晶性ポリエステル樹脂で説明した多価カルボン酸及び多価アルコールと同様な化合物が挙げられる。
多価イソシアネート化合物としては、脂肪族ポリイソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6-ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアヌレート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタム等のブロック化剤でブロックしたものが挙げられる。
多価イソシアネート化合物は、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。
多価イソシアネート化合物は、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。
多価イソシアネート化合物の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有する非晶性ポリエステルプレポリマーの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、好ましくは1/1以上5/1以下、より好ましくは1.2/1以上4/1以下、さらに好ましくは1.5/1以上2.5/1以下である。
イソシアネート基を有する非晶性ポリエステルプレポリマーにおいて、多価イソシアネート化合物に由来する成分の含有量は、イソシアネート基を有する非晶性ポリエステルプレポリマー全体に対して、好ましくは0.5質量%以上40質量%以下、より好ましくは1質量%以上30質量%以下、さらに好ましくは2質量%以上20質量%以下である。
イソシアネート基を有する非晶性ポリエステルプレポリマーの1分子当たりに含有するイソシアネート基の数は、好ましくは平均1個以上、より好ましくは平均1.5個以上3個以下、さらに好ましくは平均1.8個以上2.5個以下である。
イソシアネート基を有する非晶性ポリエステルプレポリマーと反応するアミン化合物としては、ジアミン、3価以上のポリアミン、アミノアルコール、アミノメルカプタン、アミノ酸、これらのアミノ基をブロックした化合物等が挙げられる。
ジアミンとしては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4’-ジアミノ-3,3’ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。
3価以上のポリアミンとしては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。
アミノアルコールとしては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。
アミノメルカプタンとしては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。
アミノ酸としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。
これらのアミノ基をブロックしたものとしては、ジアミン、3価以上のポリアミン、アミノアルコール、アミノメルカプタン、アミノ酸などのアミン化合物とケトン化合物(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)とから得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。
これらアミン化合物のうち、ケチミン化合物が好ましい。
アミン化合物は、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。
3価以上のポリアミンとしては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。
アミノアルコールとしては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。
アミノメルカプタンとしては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。
アミノ酸としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。
これらのアミノ基をブロックしたものとしては、ジアミン、3価以上のポリアミン、アミノアルコール、アミノメルカプタン、アミノ酸などのアミン化合物とケトン化合物(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)とから得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。
これらアミン化合物のうち、ケチミン化合物が好ましい。
アミン化合物は、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、ウレア変性ポリエステル樹脂は、架橋反応及び伸長反応の少なくとも一方の反応を停止する停止剤(以下「架橋/伸長反応停止剤」とも称する)により、イソシアネート基を有する非晶性ポリエステル樹脂(非晶性ポリエステルプレポリマー)とアミン化合物との反応(架橋反応及び伸長反応の少なくとも一方の反応)を調整して、反応後の分子量が調整された樹脂であってもよい。
架橋/伸長反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。
架橋/伸長反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。
アミン化合物の比率は、イソシアネート基を有する非晶性ポリエステルプレポリマー中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、好ましくは1/2以上2/1以下、より好ましくは1/1.5以上1.5/1以下、さらに好ましくは1/1.2以上1.2/1以下である。
非晶性樹脂の特性について説明する。
非晶性樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上80℃以下が好ましく、50℃以上65℃以下がより好ましい。
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。
非晶性樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上80℃以下が好ましく、50℃以上65℃以下がより好ましい。
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。
非晶性樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5000以上1000000以下が好ましく、7000以上500000以下がより好ましい。
非晶性樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
非晶性樹脂の分子量分布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。
非晶性樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
非晶性樹脂の分子量分布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。
非晶性樹脂の酸価は9mgKOH/g以上15mgKOH/g以下であることが好ましく、10mgKOH/g以上14mgKOH/g以下であることがより好ましく、11mgKOH/g以上13mgKOH/g以下であることが更に好ましい。
トナー粒子中において、染料は結着樹脂と複合化することがあり、この場合、結着樹脂の中でも非晶性樹脂が含有する酸性基を介して、より複合化しやすい傾向にある。非晶性樹脂の酸価を上記範囲内とすることで、非晶性樹脂が含有する酸性基の量が少なくなる。よって、染料と非晶性樹脂の複合化が抑制されやすくなり、離型剤がトナー粒子表面に存在しやすくなる。よって、定着時に定着部材に対して十分な量の離型剤を供給しやすくなり、連続して画像を形成したとき、画像のグロス差がより抑制されやすくなる。
非晶性樹脂の酸価は次の通り測定される。
測定対象のトナーをOHPに定着後60℃で非晶性樹脂を溶融分離する。溶融分離した非晶性樹脂を用い、JIS K0070-1992に定められた方法(電位差滴定法)に準じて非晶性樹脂の酸価の測定を行う。
なお、酸価とは、試料1g中の酸基(例えばカルボキシル基)を中和するために要する水酸化カリウムのmg数を表す。
測定対象のトナーをOHPに定着後60℃で非晶性樹脂を溶融分離する。溶融分離した非晶性樹脂を用い、JIS K0070-1992に定められた方法(電位差滴定法)に準じて非晶性樹脂の酸価の測定を行う。
なお、酸価とは、試料1g中の酸基(例えばカルボキシル基)を中和するために要する水酸化カリウムのmg数を表す。
結晶性樹脂について説明する。
結晶性樹脂としては、結晶性ポリエステル樹脂、結晶性ビニル樹脂(例えば、ポリアルキレン樹脂、長鎖アルキル(メタ)アクリレート樹脂等)等の公知の結晶性樹脂が挙げられる。これらの中でも、トナーの機械的強度および低温定着性の点から、結晶性ポリエステル樹脂が好ましい。
結晶性樹脂としては、結晶性ポリエステル樹脂、結晶性ビニル樹脂(例えば、ポリアルキレン樹脂、長鎖アルキル(メタ)アクリレート樹脂等)等の公知の結晶性樹脂が挙げられる。これらの中でも、トナーの機械的強度および低温定着性の点から、結晶性ポリエステル樹脂が好ましい。
・結晶性ポリエステル樹脂
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体が挙げられる。なお、結晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂は、結晶構造を容易に形成するため、芳香族を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族を有する重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体が挙げられる。なお、結晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂は、結晶構造を容易に形成するため、芳香族を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族を有する重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9-ノナンジカルボン酸、1,10-デカンジカルボン酸、1,12-ドデカンジカルボン酸、1,14-テトラデカンジカルボン酸、1,18-オクタデカンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸等の二塩基酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ナフタレントリカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ナフタレントリカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えば主鎖部分の炭素数が7以上20以下である直鎖型脂肪族ジオール)が挙げられる。脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール、1,14-エイコサンデカンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、脂肪族ジオールとしては、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオールが好ましい。
多価アルコールは、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールは、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ここで、多価アルコールは、脂肪族ジオールの含有量を80モル%以上とすることがよく、好ましくは90モル%以上である。
結晶性ポリエステル樹脂の融解温度は、50℃以上100℃以下が好ましく、55℃以上90℃以下がより好ましく、60℃以上85℃以下がさらに好ましい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、6,000以上35,000以下が好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、非晶性ポリエステルと同様に、周知の製造方法により得られる。
結晶性樹脂の特性について説明する。
結晶性樹脂の融解温度は、50℃以上100℃以下が好ましく、55℃以上90℃以下がより好ましく、60℃以上85℃以下がさらに好ましい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
結晶性樹脂の融解温度は、50℃以上100℃以下が好ましく、55℃以上90℃以下がより好ましく、60℃以上85℃以下がさらに好ましい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
結晶性樹脂の重量平均分子量(Mw)は、6,000以上35,000以下が好ましい。
-染料-
トナー粒子は染料を含有する。
ここで、「染料」とは、23℃の水100gに対する溶解度、又は、23℃のシクロヘキサノン100gに対する溶解度が、0.1g以上である着色剤である。
なお、本明細書において着色剤とは、染料及び顔料の両方を指す。
トナー粒子は染料を含有する。
ここで、「染料」とは、23℃の水100gに対する溶解度、又は、23℃のシクロヘキサノン100gに対する溶解度が、0.1g以上である着色剤である。
なお、本明細書において着色剤とは、染料及び顔料の両方を指す。
染料としては、特に限定されず、塩基性染料、酸性染料、媒染染料、酸性媒染染料、直接染料、分散染料、硫化染料、建染め染料、アゾイック染料、酸化染料、反応染料、油溶染料、食品用色素、天然色素、または、けい光増白剤などが挙げられる。
これらの染料は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの染料は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
染料としては、発色性の観点から、塩基性染料であることが好ましい。
ここで、染料が塩基性染料である場合、塩基性の官能基を有するため、結着樹脂中の酸性の官能基とイオン結合を形成しやすくなる。そのため、染料が塩基性染料である場合、連続して画像を形成したときに生じるグロス差がより大きくなりやすい傾向にある。しかし、本実施形態に係るトナーは、トナー粒子の断面を観察した場合におけるトナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%以上50%以下の離型剤が存在する。そのため、定着時に定着部材に対して供給される離型剤の量が十分な量となりやすく、トナーが定着部材に付着しにくくなる。そのため、染料として塩基性染料を用いた場合であっても連続して画像を形成したときに生じるグロス差が抑制される。
ここで、染料が塩基性染料である場合、塩基性の官能基を有するため、結着樹脂中の酸性の官能基とイオン結合を形成しやすくなる。そのため、染料が塩基性染料である場合、連続して画像を形成したときに生じるグロス差がより大きくなりやすい傾向にある。しかし、本実施形態に係るトナーは、トナー粒子の断面を観察した場合におけるトナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%以上50%以下の離型剤が存在する。そのため、定着時に定着部材に対して供給される離型剤の量が十分な量となりやすく、トナーが定着部材に付着しにくくなる。そのため、染料として塩基性染料を用いた場合であっても連続して画像を形成したときに生じるグロス差が抑制される。
染料が塩基性染料のうち、カチオン性基を含有するローダミン系染料及びカチオン性基を含有するアゾ系染料から選択される少なくとも1種である場合、塩基性染料の中でも特に塩基性が高い傾向にあるため、より染料及び結着樹脂の複合化が進行しやすくなる。そのため連続して画像を形成したときに生じるグロス差がより大きくなりやすい傾向にある。本実施形態に係るトナーは、トナー粒子の断面を観察した場合におけるトナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%以上50%以下の離型剤が存在するため、同様の理由により連続して画像を形成したときに生じるグロス差が抑制される。
以下、具体的に塩基性染料について説明する。
塩基性染料とは、カチオン性基を有する染料を指す。
カチオン性基としては、オニウム基であることが好ましく、アンモニウム基、イミニウム基、又は、ピリジニウム基であることがより好ましく、アンモニウム基であることが更に好ましく、第四級アンモニウム基であることが特に好ましい。
塩基性染料はカチオン性基を1つのみ有していても、2つ以上有していてもよいが、蛍光強度の観点から、1つ以上4つ以下有することが好ましく、1つ又は2つ有することがより好ましく、1つのみ有することが特に好ましい。
塩基性染料としては、例えば具体的には、カチオン性基を含有するジアジン系染料、カチオン性基を含有するオキサジン系染料、カチオン性基を含有するチアジン系染料、カチオン性基を含有するアゾ系染料、カチオン性基を含有するアントラキノン系染料、カチオン性基を含有するローダミン系染料、カチオン性基を含有するトリアリールメタン系染料、カチオン性基を含有するフタロシアニン系染料、カチオン性基を含有するオーラミン系染料、カチオン性基を含有するアクリジン系染料、カチオン性基を含有するメチン系染料等を挙げることができる。具体的には、下記のような染料を挙げることができる。なお、例えば、「Basic Red 2」等は、「C.I.Basic Red 2」等ともいう。
塩基性染料とは、カチオン性基を有する染料を指す。
カチオン性基としては、オニウム基であることが好ましく、アンモニウム基、イミニウム基、又は、ピリジニウム基であることがより好ましく、アンモニウム基であることが更に好ましく、第四級アンモニウム基であることが特に好ましい。
塩基性染料はカチオン性基を1つのみ有していても、2つ以上有していてもよいが、蛍光強度の観点から、1つ以上4つ以下有することが好ましく、1つ又は2つ有することがより好ましく、1つのみ有することが特に好ましい。
塩基性染料としては、例えば具体的には、カチオン性基を含有するジアジン系染料、カチオン性基を含有するオキサジン系染料、カチオン性基を含有するチアジン系染料、カチオン性基を含有するアゾ系染料、カチオン性基を含有するアントラキノン系染料、カチオン性基を含有するローダミン系染料、カチオン性基を含有するトリアリールメタン系染料、カチオン性基を含有するフタロシアニン系染料、カチオン性基を含有するオーラミン系染料、カチオン性基を含有するアクリジン系染料、カチオン性基を含有するメチン系染料等を挙げることができる。具体的には、下記のような染料を挙げることができる。なお、例えば、「Basic Red 2」等は、「C.I.Basic Red 2」等ともいう。
カチオン性基を含有するジアジン系染料とは、同一分子内にカチオン性基及びジアジン骨格を有する染料を指す。
カチオン性基を含有するジアジン系染料としては、具体的には、Basic Red 2、5、6、10、Basic Blue 13、14、16、Basic Violet 5、6、8、12、Basic Yellow 14等が挙げられる。
カチオン性基を含有するジアジン系染料としては、具体的には、Basic Red 2、5、6、10、Basic Blue 13、14、16、Basic Violet 5、6、8、12、Basic Yellow 14等が挙げられる。
カチオン性基を含有するオキサジン系染料とは、同一分子内にカチオン性基及びオキサジン骨格を有する染料を指す。
カチオン性基を含有するオキサジン系染料としては、具体的には、Basic Blue 3、6、10、12、74等が挙げられる。
カチオン性基を含有するオキサジン系染料としては、具体的には、Basic Blue 3、6、10、12、74等が挙げられる。
カチオン性基を含有するチアジン系染料とは、同一分子内にカチオン性基及びチアジン骨格を有する染料を指す。
カチオン性基を含有するチアジン系染料としては、具体的には、Basic Blue 9、17、24、25、Basic Green 5等が挙げられる。
カチオン性基を含有するチアジン系染料としては、具体的には、Basic Blue 9、17、24、25、Basic Green 5等が挙げられる。
カチオン性基を含有するアゾ系染料とは、同一分子内にカチオン性基及びアゾ基を有する染料を指す。
カチオン性基を含有するアゾ系染料としては、具体的には、Basic Red 18、22、23、24、29、30、31、32、34、38、39、46、51、53、54、55、62、64、76、94、111、118、Basic Blue 41、53、54、55、64、65、66、67、162、Basic Violet 18、36、Basic Yellow 15、19、24、25、28、29、38、39、49、51、57、62、73、Basic Orange 1、2、24、25、29、30、33、54、69等が挙げられる。
カチオン性基を含有するアゾ系染料としては、具体的には、Basic Red 18、22、23、24、29、30、31、32、34、38、39、46、51、53、54、55、62、64、76、94、111、118、Basic Blue 41、53、54、55、64、65、66、67、162、Basic Violet 18、36、Basic Yellow 15、19、24、25、28、29、38、39、49、51、57、62、73、Basic Orange 1、2、24、25、29、30、33、54、69等が挙げられる。
カチオン性基を含有するアントラキノン系染料とは、同一分子内にカチオン性基及びアントラキノン骨格を有する染料を指す。
カチオン性基を含有するアントラキノン系染料としては、具体的には、Basic Blue 22、44、47、72等が挙げられる。
カチオン性基を含有するアントラキノン系染料としては、具体的には、Basic Blue 22、44、47、72等が挙げられる。
カチオン性基を含有するローダミン系染料とは、同一分子内にカチオン性基及びローダミン骨格を有する染料を指す。
ここで、ローダミン骨格とは、下記式(1)に示す構造をいう。
ここで、ローダミン骨格とは、下記式(1)に示す構造をいう。
カチオン性基を含有するローダミン系染料とは、具体的には、Basic Red 1、1:1、3、4、8、11、Basic Violet 10、11、11:1等が挙げられる。
カチオン性基を含有するトリアリールメタン系染料とは、同一分子内にカチオン性基及びトリアリールメタン骨格を有する染料を指す。トリアリールメタン骨格とは、同一炭素にアリール基を3個有する構造を指す。
カチオン性基を含有するトリアリールメタン系染料としては、Basic Red 9、Basic Blue 1、2、5、7、8、11、15、18、20、23、26、35、81、Basic Violet 1、2、3、4、14、23、Basic Green 1、4等が挙げられる。
カチオン性基を含有するトリアリールメタン系染料としては、Basic Red 9、Basic Blue 1、2、5、7、8、11、15、18、20、23、26、35、81、Basic Violet 1、2、3、4、14、23、Basic Green 1、4等が挙げられる。
カチオン性基を含有するフタロシアニン系染料とは、同一分子内にカチオン性基及びフタロシアニン骨格を有する染料を指す。
カチオン性基を含有するフタロシアニン系染料としては、Basic Blue 140等が挙げられる。
カチオン性基を含有するフタロシアニン系染料としては、Basic Blue 140等が挙げられる。
カチオン性基を含有するオーラミン系染料とは、同一分子内にカチオン性基及びオーラミン骨格を有する染料を指す。
カチオン性基を含有するオーラミン系染料としては、Basic Yellow 2、3、37等が挙げられる。
カチオン性基を含有するオーラミン系染料としては、Basic Yellow 2、3、37等が挙げられる。
カチオン性基を含有するアクリジン系染料とは、同一分子内にカチオン性基及びアクリジン骨格を有する染料を指す。
カチオン性基を含有するアクリジン系染料としては、Basic Yellow 5、6、7、9、Basic Orange 4、5、14、15、16、17、18、19、23等が挙げられる。
カチオン性基を含有するアクリジン系染料としては、Basic Yellow 5、6、7、9、Basic Orange 4、5、14、15、16、17、18、19、23等が挙げられる。
カチオン性基を含有するメチン系染料とは、同一分子内にカチオン性基及びインドール骨格を有する染料を指す。
カチオン性基を含有するメチン系染料としては、Basic Red 12、13、14、15、27、28、37、52、90、Basic Yellow 11、13、20、21、52、53、Basic Orange 21、22、Basic Violet 7、15、16、20、21、22等が挙げられる。
カチオン性基を含有するメチン系染料としては、Basic Red 12、13、14、15、27、28、37、52、90、Basic Yellow 11、13、20、21、52、53、Basic Orange 21、22、Basic Violet 7、15、16、20、21、22等が挙げられる。
トナー粒子全体に対する、染料の含有量は5質量%以上40質量%以下であることが好ましく、8質量%以上30質量%以下であることがより好ましく、10質量%以上20質量%以下であることが更に好ましい。
-離型剤-
離型剤としては、例えば、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の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。
離型剤としては、例えば、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の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。
離型剤としては、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、マイクロクリスタリンワックス、及びエステル系ワックスからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
離型剤として、上記化合物を用いることでトナー粒子中の離型剤含有量が下限値付近においても剥離力と耐ホットオフセット性に優れているため、連続して画像を形成したときに生じるグロス差がより抑制される。
離型剤として、上記化合物を用いることでトナー粒子中の離型剤含有量が下限値付近においても剥離力と耐ホットオフセット性に優れているため、連続して画像を形成したときに生じるグロス差がより抑制される。
離型剤の融解温度は、50℃以上110℃以下が好ましく、60℃以上100℃以下がより好ましい。
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。
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。
離型剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上10質量%以下がより好ましく、6質量%以上9質量%以下であることが更に好ましい。
離型剤の含有量を上記範囲内とすることで、定着時に定着部材に対して供給される離型剤の量が適切な量となりやすい。そのため、定着部材側にトナーが付着にくくなり、連続して画像を形成したとき、画像のグロス差がより抑制される。
[トナー粒子の断面を観察した場合における離型剤の割合]
・トナー粒子の表面からの距離が400nm以内の領域の離型剤の割合
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子の断面を観察した場合における、トナー粒子の表面からの距離が400nm以内の領域に全離型剤の20%以上50%以下の離型剤が存在する。
・トナー粒子の表面からの距離が400nm以内の領域の離型剤の割合
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子の断面を観察した場合における、トナー粒子の表面からの距離が400nm以内の領域に全離型剤の20%以上50%以下の離型剤が存在する。
連続して画像を形成したときに生じるグロス差をより抑制する観点から、トナー粒子の断面を観察した場合における、トナー粒子の表面からの距離が400nm以内の領域に存在する離型剤は、全離型剤の30%以上45%以下であることが好ましく、全離型剤の35%以上40%以下であることがより好ましく、全離型剤の36%以上39%以下であることが更に好ましい。
なお、トナー粒子の断面を観察した場合における、トナー粒子の表面からの距離が400nm以内の領域に存在する離型剤の割合(%)は、トナー粒子中の全離型剤の面積に対する、400nm以内の領域における離型剤の面積割合である。
・トナー粒子の表面からの距離が2μm以上の領域に存在する離型剤の結着樹脂全体に対する割合
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子の断面を観察した場合における、トナー粒子の表面からの距離が2μm以上の領域に存在する離型剤が、結着樹脂全体に対して1%以下である。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子の断面を観察した場合における、トナー粒子の表面からの距離が2μm以上の領域に存在する離型剤が、結着樹脂全体に対して1%以下である。
連続して画像を形成したときに生じるグロス差をより抑制する観点から、トナー粒子の断面を観察した場合における、トナー粒子の表面からの距離が2μm以上の領域に存在する離型剤が、結着樹脂全体に対して、0.1%以上0.95%以下であることが好ましく、0.3%以上0.90%以下であることがより好ましく、0.5%以上0.90%以下であることが更に好ましい。
なお、トナー粒子の断面を観察した場合における、結着樹脂全体に対する、トナー粒子の表面からの距離が2μm以上の領域に存在する離型剤の割合(%)は、トナー粒子中の全結着樹脂の面積に対する、2μm以上の領域における離型剤の面積割合である。
・W1/W2、及び、W2/W3
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子の断面を観察した場合における、トナー粒子の表面から1μm未満に存在する離型剤の面積をW1、トナー粒子の表面から1μm以上2μm未満に存在する離型剤の面積をW2、トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤の面積をW3としたとき、下記式1及び下記式2を満たす。
式1:1.5≦W1/W2
式2:4≦W2/W3
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子の断面を観察した場合における、トナー粒子の表面から1μm未満に存在する離型剤の面積をW1、トナー粒子の表面から1μm以上2μm未満に存在する離型剤の面積をW2、トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤の面積をW3としたとき、下記式1及び下記式2を満たす。
式1:1.5≦W1/W2
式2:4≦W2/W3
連続して画像を形成したときに生じるグロス差をより抑制する観点から、W1、W2及びW3は、下記式3及び下記式4を満たすことが好ましく、下記式5及び下記式6を満たすことがより好ましく、下記式7及び下記式8を満たすことが更に好ましい。
式3:1.6≦W1/W2≦2.5
式4:4.1≦W2/W3≦5
式4:4.1≦W2/W3≦5
式5:1.7≦W1/W2≦2.3
式6:4.2≦W2/W3≦4.5
式6:4.2≦W2/W3≦4.5
式7:1.8≦W1/W2≦2.1
式8:4.3≦W2/W3≦4.5
式8:4.3≦W2/W3≦4.5
本実施形態において、「トナー粒子の表面からの距離が400nm以内の領域の離型剤の割合」、「トナー粒子の表面からの距離が2μm以上の領域に存在する離型剤の結着樹脂全体に対する割合」並びに「W1/W2、及び、W2/W3」は、下記方法により確認するものとする。
まず、トナー粒子をビスフェノールA型液状エポキシ樹脂と硬化剤を用いて包埋したのち、切削用サンプルを作製する。次にダイヤモンドナイフを用いた切削機、例えばLEICAウルトラミクロトーム((株)日立ハイテクノロジーズ製)を用いて-100℃の下、切削サンプルを切削し、観察用サンプルを作製する。更に、この観察用サンプルを四酸化ルテニウム雰囲気下となっているデシケーター内に放置し、染色を行う。染色の判断は、同時に放置したテープの染色具合により判断する。この様にして染色された観察サンプルを走査型透過電子顕微鏡(STEM)により観察する。
なお、トナーサンプルは四酸化ルテニウムで染色されているため、結着樹脂部分(離型剤及び着色剤以外の領域)や離型剤の部分が、染色の濃淡の違いや形状から判別される。トナー内部の棒状、塊状に存在し、より白いコントラストの部分を離型剤と判断する。また、離型剤及び着色剤以外の領域を結着樹脂部分と判断する。
前記観察サンプルのトナー粒子の断面において、画像処理ソフト(三谷商事(株)製:WinROOF)でトナー粒子20個を抽出し、測定対象トナー粒子とする。各々の測定対象トナー粒子中における離型剤の面積及び結着樹脂の面積を測定する。
まず、トナー粒子をビスフェノールA型液状エポキシ樹脂と硬化剤を用いて包埋したのち、切削用サンプルを作製する。次にダイヤモンドナイフを用いた切削機、例えばLEICAウルトラミクロトーム((株)日立ハイテクノロジーズ製)を用いて-100℃の下、切削サンプルを切削し、観察用サンプルを作製する。更に、この観察用サンプルを四酸化ルテニウム雰囲気下となっているデシケーター内に放置し、染色を行う。染色の判断は、同時に放置したテープの染色具合により判断する。この様にして染色された観察サンプルを走査型透過電子顕微鏡(STEM)により観察する。
なお、トナーサンプルは四酸化ルテニウムで染色されているため、結着樹脂部分(離型剤及び着色剤以外の領域)や離型剤の部分が、染色の濃淡の違いや形状から判別される。トナー内部の棒状、塊状に存在し、より白いコントラストの部分を離型剤と判断する。また、離型剤及び着色剤以外の領域を結着樹脂部分と判断する。
前記観察サンプルのトナー粒子の断面において、画像処理ソフト(三谷商事(株)製:WinROOF)でトナー粒子20個を抽出し、測定対象トナー粒子とする。各々の測定対象トナー粒子中における離型剤の面積及び結着樹脂の面積を測定する。
ここで、「トナー粒子の表面からの距離が400nm以内の領域の離型剤の割合」を算出する場合、測定対象トナー粒子の表面からの距離が400nm以内の領域における離型剤の面積を各々測定し、その算術平均を求めることで、トナー粒子中の離型剤の面積から、400nm以内の領域における離型剤の面積割合を算出する。
「トナー粒子の表面からの距離が2μm以上の領域に存在する離型剤の結着樹脂全体に対する割合」を算出する場合、測定対象トナー粒子の表面からの距離が2μm以上の領域における離型剤の面積及び結着樹脂全体の面積を各々測定する。そして、測定された前記離型剤の面積の算術平均を求めることで、トナー粒子の表面からの距離が2μm以上の領域に存在する離型剤の面積を算出する。また、測定された前記結着樹脂全体の面積率の算術平均を求めることで、トナー粒子中の全結着樹脂の面積を算出する。そして、トナー粒子中の全結着樹脂の面積に対する、2μm以上の領域における離型剤の面積割合を算出する。
「W1/W2、及び、W2/W3」を算出する場合について説明する。測定対象トナー粒子の表面から1μm未満に存在する離型剤の面積を各々測定し、その算術平均値をW1とし、測定対象トナー粒子の表面から1μm以上2μm未満に存在する離型剤の面積を各々測定し、その算術平均値をW2とし、測定対象トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤の面積を各々測定し、その算術平均値をW3とする。
そして、W1をW2で除することでW1/W2を算出し、W2をW3で除することでW2/W3を算出する。
そして、W1をW2で除することでW1/W2を算出し、W2をW3で除することでW2/W3を算出する。
-その他の添加剤-
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。
また、着色剤として、染料と共に顔料を併用してもよい。
顔料としては、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が挙げられる。
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。
また、着色剤として、染料と共に顔料を併用してもよい。
顔料としては、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が挙げられる。
-トナー粒子表面の離型剤含有量割合-
本実施形態に係るトナーは、X線光電子分光法により測定されたトナー粒子表面の離型剤の割合が、X線光電子分光法により測定されたトナー粒子表面の結着樹脂の割合に対して10%以上である。
本実施形態に係るトナーは、X線光電子分光法により測定されたトナー粒子表面の離型剤の割合が、X線光電子分光法により測定されたトナー粒子表面の結着樹脂の割合に対して10%以上である。
連続して画像を形成したときに生じるグロス差をより抑制する観点から、X線光電子分光法により測定されたトナー粒子表面の離型剤の割合が、X線光電子分光法により測定されたトナー粒子表面の結着樹脂の割合に対して10%以上25以下であることが好ましく、10%以上20以下であることがより好ましく、11%以上15以下であることが更に好ましい。
連続して画像を形成したときに生じるグロス差をより抑制する観点から、X線光電子分光法により測定されたトナー粒子表面の離型剤の割合が、20%以上50%以下であることが好ましく、25%以上45%以下であることがより好ましく、30%以上40%以下であることが更に好ましい。
トナー粒子表面の離型剤、及び結着樹脂の割合は、XPS(X線光電子分光)測定により求められる。XPS測定装置としては、日本電子社製、JPS-9000MXを使用し、測定は、X線源としてMgKα線を用い、加速電圧を10kV、エミッション電流を30mAとする。
先ず、炭素原子の割合に着目することによって、測定対象であるトナーのトナー粒子に含まれる成分のうち離型剤、及び結着樹脂を同定する。そして、測定対象であるトナーのトナー粒子に含まれる離型剤、及び結着樹脂を、各々単独にXPS測定を行い、C1Sスペクトルを得る。続いて、測定対象のトナーのXPS測定を行い、トナー粒子表面の離型剤、及び結着樹脂の割合を定量する。
ここで、トナー粒子表面の離型剤、及び結着樹脂の割合の定量は、C1Sスペクトルのピーク分離法によって行う。ピーク分離法は、測定されたC1Sスペクトルを、最小二乗法によるカーブフィッティングを用いて各成分に分離する。分離のベースとなる成分スペクトルには、測定対象であるトナーのトナー粒子に含まれる離型剤、及び結着樹脂を単独に測定して得られたC1Sスペクトルを用いる。
X線光電子分光法により測定された、トナー粒子表面の離型剤の割合とは、トナー粒子表面のC1Sスペクトル強度に対する、トナー粒子表面の離型剤のC1Sスペクトル強度の割合である。
X線光電子分光法により測定された、トナー粒子表面の結着樹脂の割合とは、トナー粒子表面のC1Sスペクトル強度に対する、トナー粒子表面の結着樹脂のC1Sスペクトル強度の割合である。
先ず、炭素原子の割合に着目することによって、測定対象であるトナーのトナー粒子に含まれる成分のうち離型剤、及び結着樹脂を同定する。そして、測定対象であるトナーのトナー粒子に含まれる離型剤、及び結着樹脂を、各々単独にXPS測定を行い、C1Sスペクトルを得る。続いて、測定対象のトナーのXPS測定を行い、トナー粒子表面の離型剤、及び結着樹脂の割合を定量する。
ここで、トナー粒子表面の離型剤、及び結着樹脂の割合の定量は、C1Sスペクトルのピーク分離法によって行う。ピーク分離法は、測定されたC1Sスペクトルを、最小二乗法によるカーブフィッティングを用いて各成分に分離する。分離のベースとなる成分スペクトルには、測定対象であるトナーのトナー粒子に含まれる離型剤、及び結着樹脂を単独に測定して得られたC1Sスペクトルを用いる。
X線光電子分光法により測定された、トナー粒子表面の離型剤の割合とは、トナー粒子表面のC1Sスペクトル強度に対する、トナー粒子表面の離型剤のC1Sスペクトル強度の割合である。
X線光電子分光法により測定された、トナー粒子表面の結着樹脂の割合とは、トナー粒子表面のC1Sスペクトル強度に対する、トナー粒子表面の結着樹脂のC1Sスペクトル強度の割合である。
-トナー粒子の特性等-
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
ここで、コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂を含んで構成された被覆層と、で構成されていることがよい。
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
ここで、コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂を含んで構成された被覆層と、で構成されていることがよい。
トナー粒子の体積平均粒径(D50v)としては、2μm以上10μm以下が好ましく、4μm以上8μm以下がより好ましい。
なお、トナー粒子の各種平均粒径、及び各種粒度分布指標は、コールターマルチサイザーII(ベックマン・コールター社製)を用い、電解液はISOTON-II(ベックマン・コールター社製)を使用して測定される。
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。
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。
トナー粒子の平均円形度としては、0.94以上1.00以下が好ましく、0.95以上0.98以下がより好ましい。
トナー粒子の平均円形度は、(円相当周囲長)/(周囲長)[(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)]により求められる。具体的には、次の方法で測定される値である。
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。
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。
(外添剤)
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。
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。
外添剤としての無機粒子の表面は、疎水化処理が施されていることがよい。疎水化処理は、例えば疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。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。
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。
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。
外添剤としては、樹脂粒子(ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、メラミン樹脂等の樹脂粒子)、クリーニング活剤(例えば、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の粒子)等も挙げられる。
外添剤の外添量としては、例えば、トナー粒子に対して、0.01質量%以上5質量%以下が好ましく、0.01質量%以上2.0質量%以下がより好ましい。
(トナーの製造方法)
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。
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。
トナー粒子は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法等)のいずれにより製造してもよい。トナー粒子の製法は、これらの製法に特に制限はなく、周知の製法が採用される。
これらの中でも、トナー粒子の断面を観察した場合におけるトナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%以上50%以下の離型剤を存在させる観点から凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。
これらの中でも、トナー粒子の断面を観察した場合におけるトナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%以上50%以下の離型剤を存在させる観点から凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。
具体的には、例えば、トナー粒子を凝集合一法により製造する場合、
各分散液を準備する工程(分散液準備工程)と、
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(染料及び必要に応じて顔料)が分散された着色剤分散液、及び離型剤の粒子(以下「離型剤粒子」とも称する)が分散された離型剤粒子分散液を混合し、得られた分散液中で、各粒子及び着色剤を凝集させ、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、結着樹脂となる第2樹脂粒子および離型剤分粒子散液を、第1凝集粒子分散液に添加して、第1凝集粒子の表面に更に第2樹脂粒子及び離型剤粒子を凝集して、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、結着樹脂となる第3樹脂粒子を、第2凝集粒子分散液に添加して、第2凝集粒子の表面に更に第3樹脂粒子を凝集して、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。
各分散液を準備する工程(分散液準備工程)と、
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(染料及び必要に応じて顔料)が分散された着色剤分散液、及び離型剤の粒子(以下「離型剤粒子」とも称する)が分散された離型剤粒子分散液を混合し、得られた分散液中で、各粒子及び着色剤を凝集させ、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、結着樹脂となる第2樹脂粒子および離型剤分粒子散液を、第1凝集粒子分散液に添加して、第1凝集粒子の表面に更に第2樹脂粒子及び離型剤粒子を凝集して、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、結着樹脂となる第3樹脂粒子を、第2凝集粒子分散液に添加して、第2凝集粒子の表面に更に第3樹脂粒子を凝集して、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。
-各分散液準備工程-
まず、凝集合一法で使用する各分散液を準備する。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、着色剤が分散された着色剤分散液、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、離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液、及び結着樹脂となる第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樹脂粒子とを「樹脂粒子」と称して説明する。
まず、凝集合一法で使用する各分散液を準備する。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、着色剤が分散された着色剤分散液、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、離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液、及び結着樹脂となる第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樹脂粒子とを「樹脂粒子」と称して説明する。
ここで、樹脂粒子分散液は、例えば、樹脂粒子を界面活性剤により分散媒中に分散させることにより調製する。
樹脂粒子分散液に用いる分散媒としては、例えば水系媒体が挙げられる。
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。
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。
界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤等が挙げられる。これらの中でも特に、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤が挙げられる。非イオン系界面活性剤は、アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用してもよい。
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。
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。
樹脂粒子分散液において、樹脂粒子を分散媒に分散する方法としては、例えば回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミル等の一般的な分散方法が挙げられる。また、樹脂粒子の種類によっては、例えば転相乳化法を用いて樹脂粒子分散液中に樹脂粒子を分散させてもよい。
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、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。
樹脂粒子分散液中に分散する樹脂粒子の体積平均粒径としては、例えば0.01μm以上1μm以下が好ましく、0.08μm以上0.8μm以下がより好ましく、0.1μm以上0.6μm以下がさらに好ましい。
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。
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。
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の含有量としては、例えば、5質量%以上50質量%以下が好ましく、10質量%以上40質量%以下がより好ましい。
なお、樹脂粒子分散液と同様にして、例えば、着色剤分散液、離型剤粒子分散液も調製される。つまり、樹脂粒子分散液における粒子の体積平均粒径、分散媒、分散方法、及び粒子の含有量に関しては、着色剤分散液中に分散する着色剤、及び離型剤粒子分散液中に分散する離型剤粒子についても同様である。
-第1凝集粒子形成工程-
次に、第1樹脂粒子分散液と、着色剤分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合する。
そして、この混合分散液中で、第1樹脂粒子と着色剤と離型剤粒子とをヘテロ凝集さて、第1樹脂粒子と着色剤と離型剤粒子とを含む第1凝集粒子を形成する。
次に、第1樹脂粒子分散液と、着色剤分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合する。
そして、この混合分散液中で、第1樹脂粒子と着色剤と離型剤粒子とをヘテロ凝集さて、第1樹脂粒子と着色剤と離型剤粒子とを含む第1凝集粒子を形成する。
具体的には、例えば、第1樹脂粒子分散液と、着色剤分散液と、を混合した分散液に対し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、20℃以上50℃以下の温度領域とする。その後、離型剤粒子分散液を添加し、混合分散液に分散された粒子を凝集させて、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。
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。
凝集剤としては、例えば、混合分散液に添加される分散剤として用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩、2価以上の金属錯体が挙げられる。特に、凝集剤として金属錯体を用いた場合には、界面活性剤の使用量が低減され、帯電特性が向上する。
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。
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。
無機金属塩としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の金属塩、及び、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体等が挙げられる。
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。
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。
-第2凝集粒子形成工程-
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樹脂粒子および離型剤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、第2樹脂粒子は第1樹脂粒子と同種であってもよいし、異種であってもよい。
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樹脂粒子および離型剤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、第2樹脂粒子は第1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、第1凝集粒子、第2樹脂粒子、及び離型剤粒子分散液中で、第1凝集粒子の表面に第2樹脂粒子及び離型剤粒子を凝集する。具体的には、例えば、第1凝集粒子形成工程において、第1凝集粒子が目的とする粒径に達したときに、第1凝集粒子分散液に、第2樹脂粒子および離型剤粒子が分散された混合分散液を添加し、この分散液を45℃以上50℃以下の温度領域で凝集する。
以上により、第1凝集粒子の表面に第2樹脂粒子及び離型剤粒子が付着するようにして凝集した第2凝集粒子が得られる。
以上により、第1凝集粒子の表面に第2樹脂粒子及び離型剤粒子が付着するようにして凝集した第2凝集粒子が得られる。
-第3凝集粒子形成工程-
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、結着樹脂となる第3樹脂粒子を、第2凝集粒子分散液に添加する。
なお、第3樹脂粒子は第1樹脂粒子及び第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。
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、結着樹脂となる第3樹脂粒子を、第2凝集粒子分散液に添加する。
なお、第3樹脂粒子は第1樹脂粒子及び第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。
第2凝集粒子、及び第3樹脂粒子が分散された分散液中で、第2凝集粒子の表面に第3樹脂粒子を凝集する。具体的には、例えば、第2凝集粒子形成工程において、第2凝集粒子が目的とする粒径に達したときに、第2凝集粒子分散液に、第3樹脂粒子を添加し、この分散液に対して、第3樹脂粒子のガラス転移温度以下で加熱を行う。
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。
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。
-融合・合一工程-
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。
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。
以上の工程を経て、トナー粒子が得られる。
なお、第3凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該第3凝集粒子分散液と、結着樹脂となる第4樹脂粒子が分散された第4樹脂粒子分散液と、をさらに混合し、第3凝集粒子の表面にさらに第4樹脂粒子を付着するように凝集して、第4凝集粒子を形成する工程と、第4凝集粒子が分散された第4凝集粒子分散液に対して加熱をし、第4凝集粒子を融合・合一して、コア/シェル構造のトナー粒子を形成する工程と、を経て、トナー粒子を製造してもよい。
この操作により、得られるトナー粒子(トナー)は、トナー粒子の断面を観察した場合におけるトナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%以上50%以下の離型剤が存在するトナー粒子となる。
なお、第3凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該第3凝集粒子分散液と、結着樹脂となる第4樹脂粒子が分散された第4樹脂粒子分散液と、をさらに混合し、第3凝集粒子の表面にさらに第4樹脂粒子を付着するように凝集して、第4凝集粒子を形成する工程と、第4凝集粒子が分散された第4凝集粒子分散液に対して加熱をし、第4凝集粒子を融合・合一して、コア/シェル構造のトナー粒子を形成する工程と、を経て、トナー粒子を製造してもよい。
この操作により、得られるトナー粒子(トナー)は、トナー粒子の断面を観察した場合におけるトナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%以上50%以下の離型剤が存在するトナー粒子となる。
ここで、融合・合一工程終了後は、溶液中に形成されたトナー粒子を、公知の洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て乾燥した状態のトナー粒子を得る。
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。
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。
次に、ウレア変性ポリエステル樹脂(ウレア変性の非晶性ポリエステル樹脂)を含むトナー粒子を製造する場合について説明する。
ウレア変性ポリエステル樹脂を含むトナー粒子は、次に示す溶解懸濁法により得ることがよい。なお、結着樹脂として、ウレア変性ポリエステル樹脂(ウレア変性の非晶性ポリエステル樹脂)と未変性の結晶性ポリエステル樹脂とを含むトナー粒子を得る方法について示すが、トナー粒子は結着樹脂として未変性の非晶性ポリエステル樹脂を含んでもよい。
ウレア変性ポリエステル樹脂を含むトナー粒子は、次に示す溶解懸濁法により得ることがよい。なお、結着樹脂として、ウレア変性ポリエステル樹脂(ウレア変性の非晶性ポリエステル樹脂)と未変性の結晶性ポリエステル樹脂とを含むトナー粒子を得る方法について示すが、トナー粒子は結着樹脂として未変性の非晶性ポリエステル樹脂を含んでもよい。
[油相液調製工程]
未変性の結晶性ポリエステル樹脂(以下、単に「結晶性ポリエステル樹脂」とも称する)、イソシアネート基を有する非晶性ポリエステルプレポリマー、アミン化合物、着色剤、及び離型剤を含むトナー粒子材料を有機溶媒に溶解又は分散させた油相液を調整する(油相液調製工程)。この油相液調製工程では、トナー粒子材料を有機溶媒中に溶解又は分散させて、トナー材料の混合液を得る工程である。
未変性の結晶性ポリエステル樹脂(以下、単に「結晶性ポリエステル樹脂」とも称する)、イソシアネート基を有する非晶性ポリエステルプレポリマー、アミン化合物、着色剤、及び離型剤を含むトナー粒子材料を有機溶媒に溶解又は分散させた油相液を調整する(油相液調製工程)。この油相液調製工程では、トナー粒子材料を有機溶媒中に溶解又は分散させて、トナー材料の混合液を得る工程である。
油相液は、1)トナー材料を一括して有機溶媒に溶解又は分散して、調製する方法、2)予めトナー材料を混練した後、この混練物を有機溶媒に溶解又は分散して、調製する方法、3)結晶性ポリエステル樹脂、イソシアネート基を有する非晶性ポリエステルプレポリマー、アミン化合物を有機溶媒に溶解させた後、この有機溶媒に、着色剤、及び離型剤を分散させて、調整する方法、4)着色剤及び離型剤を有機溶媒に分散させた後、この有機溶媒に、結晶性ポリエステル樹脂、イソシアネート基を有する非晶性ポリエステルプレポリマー、アミン化合物を溶解して、調製する方法、5)イソシアネート基を有する非晶性ポリエステルプレポリマー及びアミン化合物以外のトナー粒子材料(結晶性ポリエステル樹脂、着色剤、及び離型剤)を有機溶媒に溶解又は分散させた後、この有機溶媒に、イソシアネート基を有する非晶性ポリエステルプレポリマー及びアミン化合物を溶解して調製する方法、6)イソシアネート基を有する非晶性ポリエステルプレポリマー又はアミン化合物以外のトナー粒子材料(結晶性ポリエステル樹脂、着色剤、及び離型剤)を有機溶媒に溶解又は分散させた後、この有機溶媒に、イソシアネート基を有する非晶性ポリエステルプレポリマー又はアミン化合物を溶解して調製する方法等が挙げられる。なお、油相液の調製方法は、これらに限られるわけではない。
油相液の有機溶媒としては、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル系溶媒;メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン等のケトン系溶媒;ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒;ジクロロメタン、クロロホルム、トリクロロエチレン等のハロゲン化炭化水素系溶媒等が挙げられる。これらの有機溶媒は、結着樹脂を溶解するものであって、かつ、水に溶解する割合が0質量%以上30質量%以下程度のものであり、沸点が100℃以下であることが好ましい。これらの有機溶媒の中でも、酢酸エチルが好ましい。
-懸濁液調製工程-
次に、得られた油相液を水相液中に分散させて懸濁液を調製する(懸濁液調製工程)。
そして、懸濁液の調製と共に、イソシアネート基を有する非晶性ポリエステルプレポリマーとアミン化合物とを反応を行う。そして、この反応によりウレア変性ポリエステル樹脂を生成する。なお、この反応は、分子鎖の架橋反応及び伸長反応の少なくとも一方の反応が伴う。なお、このイソシアネート基を有する非晶性ポリエステルプレポリマーとアミン化合物との反応は、後述する有機溶媒除去工程と共に行ってもよい。
ここで、反応条件は、非晶性ポリエステルプレポリマーの有するイソシアネート基構造とアミン化合物との反応性により選択される。一例として、反応時間は、10分以上40時間以下が好ましく、2時間以上24時間以下が好ましい。反応温度は、0℃以上150℃以下が好ましく、40℃以上98℃以下が好ましい。なお、ウレア変性ポリエステル樹脂の生成には、必要に応じて公知の触媒(ジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレート等)を使用してもよい。つまり、油相液、又は懸濁液に、触媒を添加してもよい。
次に、得られた油相液を水相液中に分散させて懸濁液を調製する(懸濁液調製工程)。
そして、懸濁液の調製と共に、イソシアネート基を有する非晶性ポリエステルプレポリマーとアミン化合物とを反応を行う。そして、この反応によりウレア変性ポリエステル樹脂を生成する。なお、この反応は、分子鎖の架橋反応及び伸長反応の少なくとも一方の反応が伴う。なお、このイソシアネート基を有する非晶性ポリエステルプレポリマーとアミン化合物との反応は、後述する有機溶媒除去工程と共に行ってもよい。
ここで、反応条件は、非晶性ポリエステルプレポリマーの有するイソシアネート基構造とアミン化合物との反応性により選択される。一例として、反応時間は、10分以上40時間以下が好ましく、2時間以上24時間以下が好ましい。反応温度は、0℃以上150℃以下が好ましく、40℃以上98℃以下が好ましい。なお、ウレア変性ポリエステル樹脂の生成には、必要に応じて公知の触媒(ジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレート等)を使用してもよい。つまり、油相液、又は懸濁液に、触媒を添加してもよい。
水相液は、有機粒子分散剤、無機粒子分散剤等の粒子分散剤を水系溶媒に分散させた水相液が挙げられる。また、水相液は、粒子分散剤を水系溶媒に分散させると共に、高分子分散剤を水系溶媒に溶解させた水相液も挙げられる。なお、水相液には、界面活性剤等の周知の添加剤を添加してもよい。
水系溶媒は、水(例えば、通常、イオン交換水、蒸留水、純水)挙げられる。水系溶媒は、水と共に、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などの有機溶媒を含む溶媒であってもよい。
有機粒子分散剤としては、親水性の有機粒子分散剤が挙げられる。有機粒子分散剤としては、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂(例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂)、ポリスチレン樹脂、ポリ(スチレン―アクリロニトリル)樹脂等の粒子が挙げられる。有機粒子分散剤としては、スチレンアクリル樹脂の粒子も挙げられる。
無機粒子分散剤としては、親水性の無機粒子分散剤が挙げられる。無機粒子分散剤としては、具体的には、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸三カルシウム、粘土、珪藻土、ベントナイト等の粒子が挙げられるが、炭酸カルシウムの粒子が好ましい。無機粒子分散剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
粒子分散剤は、その表面がカルボキシル基を有する重合体で表面処理されていてもよい。
上記カルボキシル基を有する重合体としては、α,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸またはα,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸のカルボキシル基がアルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、アミン等により中和された塩(アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等)から選ばれる少なくとも1種と、α,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸エステルとの共重合物が挙げられる。上記カルボキシル基を有する重合体としては、α,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸とα,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸エステルとの共重合物のカルボキシル基がアルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、アミン等により中和された塩(アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等)も挙げられる。上記カルボキシル基を有する重合体は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記カルボキシル基を有する重合体としては、α,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸またはα,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸のカルボキシル基がアルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、アミン等により中和された塩(アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等)から選ばれる少なくとも1種と、α,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸エステルとの共重合物が挙げられる。上記カルボキシル基を有する重合体としては、α,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸とα,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸エステルとの共重合物のカルボキシル基がアルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、アミン等により中和された塩(アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等)も挙げられる。上記カルボキシル基を有する重合体は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
α,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸の代表的なものとしては、α,β-不飽和モノカルボン酸(アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等)、α,β-不飽和ジカルボン酸(マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等)などが挙げられる。また、α,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸エステルの代表的なものとしては、(メタ)アクリル酸のアルキルエステル類、アルコキシ基を有する(メタ)アクリレート、シクロヘキシル基を有する(メタ)アクリレート、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
高分子分散剤としては、親水性の高分子分散剤が挙げられる。高分子分散剤としては、具体的には、カルボキシル基を有し、かつ親油基(ヒドロキシプロポキシ基、メトキシ基等)を有さない高分子分散剤(例えば、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース等の水溶性のセルロースエーテル)が挙げられる。
-溶媒除去工程-
次に、得られた懸濁液から有機溶媒を除去してトナー粒子分散液を得る(溶媒除去工程)。この溶媒除去工程では、懸濁液に分散した水相液の液滴中に含まれる有機溶媒を除去して、トナー粒子を生成する工程である。懸濁液からの有機溶媒除去は、懸濁液調製工程の直後に行ってもよいが、懸濁液調製工程終了後、1分以上経過した後に行ってもよい。
溶媒除去工程では、得られた懸濁液を例えば0℃以上100℃以下の範囲に冷却または加熱することにより、懸濁液から有機溶媒を除去することがよい。
次に、得られた懸濁液から有機溶媒を除去してトナー粒子分散液を得る(溶媒除去工程)。この溶媒除去工程では、懸濁液に分散した水相液の液滴中に含まれる有機溶媒を除去して、トナー粒子を生成する工程である。懸濁液からの有機溶媒除去は、懸濁液調製工程の直後に行ってもよいが、懸濁液調製工程終了後、1分以上経過した後に行ってもよい。
溶媒除去工程では、得られた懸濁液を例えば0℃以上100℃以下の範囲に冷却または加熱することにより、懸濁液から有機溶媒を除去することがよい。
有機溶媒除去の具体的な方法には、次の方法が挙げられる。
(1)懸濁液に気流を吹き付けて、懸濁液面上の気相を強制的に更新する方法。この場合には、懸濁液中に気体を吹き込んでもよい。
(2)圧力を減圧する方法。この場合には、気体の充填により懸濁液面上の気相を強制的に更新してもよいし、さらに懸濁液中に気体を吹き込んでもよい。
(1)懸濁液に気流を吹き付けて、懸濁液面上の気相を強制的に更新する方法。この場合には、懸濁液中に気体を吹き込んでもよい。
(2)圧力を減圧する方法。この場合には、気体の充填により懸濁液面上の気相を強制的に更新してもよいし、さらに懸濁液中に気体を吹き込んでもよい。
そして、本実施形態に係るトナーは、例えば、得られた乾燥状態のトナー粒子に、外添剤を添加し、混合することにより製造される。混合は、例えばVブレンダー、ヘンシェルミキサー、レディーゲミキサー等によって行うことがよい。更に、必要に応じて、振動師分機、風力師分機等を使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。
以上の工程を経て、トナー粒子が得られる。
ここで、溶媒除去工程終了後は、トナー粒子分散液中に形成されたトナー粒子を、公知の洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て乾燥した状態のトナー粒子を得る。
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。
ここで、溶媒除去工程終了後は、トナー粒子分散液中に形成されたトナー粒子を、公知の洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て乾燥した状態のトナー粒子を得る。
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。
<静電荷像現像剤>
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。
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。
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが挙げられる。キャリアとしては、例えば、磁性粉からなる芯材の表面に被覆樹脂を被覆した被覆キャリア;マトリックス樹脂中に磁性粉が分散・配合された磁性粉分散型キャリア;多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた樹脂含浸型キャリア;等が挙げられる。
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、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。
磁性粉としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物等が挙げられる。
被覆樹脂、及びマトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、スチレン-アクリル酸エステル共重合体、オルガノシロキサン結合を含んで構成されるストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
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。
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。
ここで、芯材の表面に被覆樹脂を被覆するには、被覆樹脂、及び必要に応じて各種添加剤を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法等が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
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。
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。
二成分現像剤における、トナーとキャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100乃至30:100が好ましく、3:100乃至20:100がより好ましい。
<画像形成装置/画像形成方法>
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。
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。
本実施形態に係る画像形成装置では、像保持体の表面を帯電する帯電工程と、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工程と、本実施形態に係る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工程と、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工程と、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工程と、を有する画像形成方法(本実施形態に係る画像形成方法)が実施される。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体の表面に形成されたトナー画像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;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し、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中間転写方式の装置;トナー画像の転写後、帯電前の像保持体の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えた装置;トナー画像の転写後、帯電前に像保持体の表面に除電光を照射して除電する除電手段を備える装置等の周知の画像形成装置が適用される。
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。
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。
なお、本実施形態に係る画像形成装置において、例えば、現像手段を含む部分が、画像形成装置に対して脱着されるカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。プロセスカートリッジとしては、例えば、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容した現像手段を備えるプロセスカートリッジが好適に用いられる。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
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。
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。
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの図面における上方には、各ユニットを通して中間転写体としての中間転写ベルト20が延設されている。中間転写ベルト20は、図における左から右方向に互いに離間して配置された駆動ロール22及び中間転写ベルト20内面に接する支持ロール24に巻きつけて設けられ、第1のユニット10Yから第4のユニット10Kに向う方向に走行されるようになっている。なお、支持ロール24は、図示しないバネ等により駆動ロール22から離れる方向に力が加えられており、両者に巻きつけられた中間転写ベルト20に張力が与えられている。また、中間転写ベルト20の像保持体側面には、駆動ロール22と対向して中間転写体クリーニング装置30が備えられている。
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。
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。
第1乃至第4のユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向の上流側に配設されたイエロー画像を形成する第1のユニット10Yについて代表して説明する。なお、第1のユニット10Yと同等の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を付した参照符号を付すことにより、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kの説明を省略する。
第1のユニット10Yは、像保持体として作用する感光体1Yを有している。感光体1Yの周囲には、感光体1Yの表面を予め定められた電位に帯電させる帯電ロール(帯電手段の一例)2Y、帯電された表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線3Yによって露光して静電荷像を形成する露光装置(静電荷像形成手段の一例)3、静電荷像に帯電したトナーを供給して静電荷像を現像する現像装置(現像手段の一例)4Y、現像したトナー画像を中間転写ベルト20上に転写する一次転写ロール5Y(一次転写手段の一例)、及び一次転写後に感光体1Yの表面に残存するトナーを除去する感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)6Yが順に配置されている。
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。
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。
以下、第1ユニット10Yにおいてイエロー画像を形成する動作について説明する。
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。
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。
静電荷像とは、帯電によって感光体1Yの表面に形成される像であり、レーザ光線3Yによって、感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体1Yの表面の帯電した電荷が流れ、一方、レーザ光線3Yが照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
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。
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。
現像装置4Y内には、例えば、少なくともイエロートナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤が収容されている。イエロートナーは、現像装置4Yの内部で攪拌されることで摩擦帯電し、感光体1Y上に帯電した帯電荷と同極性(負極性)の電荷を有して現像剤ロール(現像剤保持体の一例)上に保持されている。そして感光体1Yの表面が現像装置4Yを通過していくことにより、感光体1Y表面上の除電された潜像部にイエロートナーが静電的に付着し、潜像がイエロートナーによって現像される。イエローのトナー画像が形成された感光体1Yは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体1Y上に現像されたトナー画像が予め定められた一次転写位置へ搬送される。
感光体1Y上のイエロートナー画像が一次転写へ搬送されると、一次転写ロール5Yに一次転写バイアスが印加され、感光体1Yから一次転写ロール5Yに向う静電気力がトナー画像に作用され、感光体1Y上のトナー画像が中間転写ベルト20上に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(-)と逆極性の(+)極性であり、例えば第1ユニット10Yでは制御部に(図示せず)よって+10μAに制御されている。
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。
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。
また、第2のユニット10M以降の一次転写ロール5M、5C、5Kに印加される一次転写バイアスも、第1のユニットに準じて制御されている。
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。
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。
第1乃至第4のユニットを通して4色のトナー画像が多重転写された中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20と中間転写ベルト内面に接する支持ロール24と中間転写ベルト20の像保持面側に配置された二次転写ロール(二次転写手段の一例)26とから構成された二次転写部へと至る。一方、記録紙(記録媒体の一例)Pが供給機構を介して二次転写ロール26と中間転写ベルト20とが接触した隙間に予め定められたタイミングで給紙され、二次転写バイアスが支持ロール24に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(-)と同極性の(-)極性であり、中間転写ベルト20から記録紙Pに向う静電気力がトナー画像に作用され、中間転写ベルト20上のトナー画像が記録紙P上に転写される。なお、この際の二次転写バイアスは二次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段(図示せず)により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、電圧制御されている。
この後、記録紙Pは定着装置(定着手段の一例)28における一対の定着ロールの圧接部(ニップ部)へと送り込まれトナー画像が記録紙P上へ定着され、定着画像が形成される。
トナー画像を転写する記録紙Pとしては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される普通紙が挙げられる。記録媒体は記録紙P以外にも、OHPシート等も挙げられる。
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。
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。
カラー画像の定着が完了した記録紙Pは、排出部へ向けて搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了される。
<プロセスカートリッジ/トナーカートリッジ>
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。
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。
なお、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、上記構成に限られず、現像装置と、その他、必要に応じて、例えば、像保持体、帯電手段、静電荷像形成手段、及び転写手段等のその他手段から選択される少なくとも一つと、を備える構成であってもよい。
以下、本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図2は、本実施形態に係るプロセスカートリッジを示す概略構成図である。
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。
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。
次に、本実施形態に係るトナーカートリッジについて説明する。
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。
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。
なお、図1に示す画像形成装置は、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kの着脱される構成を有する画像形成装置であり、現像装置4Y、4M、4C、4Kは、各々の現像装置(色)に対応したトナーカートリッジと、図示しないトナー供給管で接続されている。また、トナーカートリッジ内に収容されているトナーが少なくなった場合には、このトナーカートリッジが交換される。
以下に実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」はすべて質量基準である。
<分散液の調製>
(非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)の調製)
・テレフタル酸 :30モル部
・フマル酸 :70モル部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物 :10モル部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物 :90モル部
攪拌装置、窒素導入管、温度センサ、及び精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに、上記の材料を仕込み、1時間を要して温度を220℃まで上げ、上記材料100部に対してチタンテトラエトキシド1部を投入した。生成する水を留去しながら0.5時間を要して230℃まで温度を上げ、該温度で1時間脱水縮合反応を継続した後、反応物を冷却した。こうして、重量平均分子量20,000、酸価13mgKOH/g、ガラス転移温度60℃の非晶性ポリエステル樹脂(A1)を合成した。
(非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)の調製)
・テレフタル酸 :30モル部
・フマル酸 :70モル部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物 :10モル部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物 :90モル部
攪拌装置、窒素導入管、温度センサ、及び精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに、上記の材料を仕込み、1時間を要して温度を220℃まで上げ、上記材料100部に対してチタンテトラエトキシド1部を投入した。生成する水を留去しながら0.5時間を要して230℃まで温度を上げ、該温度で1時間脱水縮合反応を継続した後、反応物を冷却した。こうして、重量平均分子量20,000、酸価13mgKOH/g、ガラス転移温度60℃の非晶性ポリエステル樹脂(A1)を合成した。
次に、温度調節手段及び窒素置換手段を備えた容器に、酢酸エチル40部及び2-ブタノール25部を投入し、混合溶剤とした後、非晶性ポリエステル樹脂(A1)100部を徐々に投入し溶解させ、ここに、10質量%アンモニア水溶液(樹脂の酸価に対してモル比で3倍量相当量)を入れて30分間攪拌した。
次いで、容器内を乾燥窒素で置換し、温度を40℃に保持して、混合液を攪拌しながらイオン交換水400部を2部/分の速度で滴下し、乳化を行った。滴下終了後、乳化液を室温(20℃乃至25℃)に戻し、攪拌しつつ乾燥窒素により48時間バブリングを行うことにより、酢酸エチル及び2-ブタノールを1,000ppm以下まで低減させ、体積平均粒径200nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。該樹脂粒子分散液にイオン交換水を加え、固形分量を20質量%に調整して、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)とした。
(非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A2)の調製)
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)の調製において、生成する水を除去しながら0.5時間を要して220℃まで温度を上げ、該温度で1時間脱水縮合反応を継続に変更したこと以外は、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)と同様の手順で非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A2)を得た。
なお、得られた非晶性ポリエステル樹脂(A2)は、重量平均分子量16,000、酸価15.5mgKOH/g、ガラス転移温度58℃であった。
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)の調製において、生成する水を除去しながら0.5時間を要して220℃まで温度を上げ、該温度で1時間脱水縮合反応を継続に変更したこと以外は、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)と同様の手順で非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A2)を得た。
なお、得られた非晶性ポリエステル樹脂(A2)は、重量平均分子量16,000、酸価15.5mgKOH/g、ガラス転移温度58℃であった。
(非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A3)の調製)
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)の調製において、生成する水を除去しながら0.5時間を要して210℃まで温度を上げ、該温度で1時間脱水縮合反応を継続に変更したこと以外は、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)と同様の手順で非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A3)を得た。
なお、得られた非晶性ポリエステル樹脂(A3)は、重量平均分子量18,000、酸価15mgKOH/g、ガラス転移温度59℃であった。
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)の調製において、生成する水を除去しながら0.5時間を要して210℃まで温度を上げ、該温度で1時間脱水縮合反応を継続に変更したこと以外は、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)と同様の手順で非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A3)を得た。
なお、得られた非晶性ポリエステル樹脂(A3)は、重量平均分子量18,000、酸価15mgKOH/g、ガラス転移温度59℃であった。
(非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A4)の調製)
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)の調製において、生成する水を除去しながら0.5時間を要して230℃まで温度を上げ、該温度で1.5時間脱水縮合反応を継続に変更したこと以外は、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)と同様の手順で非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A4)を得た。
なお、得られた非晶性ポリエステル樹脂(A4)は、重量平均分子量22,000、酸価9mgKOH/g、ガラス転移温度62℃であった。
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)の調製において、生成する水を除去しながら0.5時間を要して230℃まで温度を上げ、該温度で1.5時間脱水縮合反応を継続に変更したこと以外は、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)と同様の手順で非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A4)を得た。
なお、得られた非晶性ポリエステル樹脂(A4)は、重量平均分子量22,000、酸価9mgKOH/g、ガラス転移温度62℃であった。
(非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A5)の調製)
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)の調製において、生成する水を除去しながら0.5時間を要して230℃まで温度を上げ、該温度で2時間脱水縮合反応を継続に変更したこと以外は、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)と同様の手順で非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A5)を得た。
なお、得られた非晶性ポリエステル樹脂(A5)は、重量平均分子量24,000、酸価8.5mgKOH/g、ガラス転移温度63℃であった。
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)の調製において、生成する水を除去しながら0.5時間を要して230℃まで温度を上げ、該温度で2時間脱水縮合反応を継続に変更したこと以外は、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)と同様の手順で非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A5)を得た。
なお、得られた非晶性ポリエステル樹脂(A5)は、重量平均分子量24,000、酸価8.5mgKOH/g、ガラス転移温度63℃であった。
(結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)の調製)
・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成分を入れ、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(試薬)を前記モノマー成分100部に対して0.25部投入した。窒素ガス気流下、170℃で3時間攪拌反応させた後、温度を更に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時間攪拌反応させて、結晶性ポリエステル樹脂(A1)を得た。
得られた結晶性ポリエステル樹脂(A1)は、DSCによる融解温度Tmが73.6℃、GPCによる質量平均分子量Mwが25,000、数平均分子量Mnが10,500、酸価AVが10.1mgKOH/gであった。
・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成分を入れ、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(試薬)を前記モノマー成分100部に対して0.25部投入した。窒素ガス気流下、170℃で3時間攪拌反応させた後、温度を更に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時間攪拌反応させて、結晶性ポリエステル樹脂(A1)を得た。
得られた結晶性ポリエステル樹脂(A1)は、DSCによる融解温度Tmが73.6℃、GPCによる質量平均分子量Mwが25,000、数平均分子量Mnが10,500、酸価AVが10.1mgKOH/gであった。
次に、コンデンサー、温度計、水滴下装置、アンカー翼を備えたジャケット付き3リットル反応槽(東京理化器械(株)製:BJ-30N)に、結晶性ポリエステル樹脂(1)300部と、メチルエチルケトン(溶剤)160部と、イソプロピルアルコール(溶剤)100部とを入れ、水循環式恒温槽にて70℃に維持しながら、100rpmで攪拌混合しつつ樹脂を溶解させた(溶解液調製工程)。
その後攪拌回転数を150rpmにし、水循環式恒温槽を66℃に設定し、10%アンモニア水(試薬)17部を10分間かけて投入した後、66℃に保温されたイオン交換水を7部/分の速度で、合計900部滴下し転相させて、乳化液を得た。
その後攪拌回転数を150rpmにし、水循環式恒温槽を66℃に設定し、10%アンモニア水(試薬)17部を10分間かけて投入した後、66℃に保温されたイオン交換水を7部/分の速度で、合計900部滴下し転相させて、乳化液を得た。
すぐに、得られた乳化液800部とイオン交換水700部とを2リットルのナスフラスコに入れ、トラップ球を介して真空制御ユニットを備えたエバポレーター(東京理化器械(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D50v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、これを結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)とした。
(着色剤分散液(A1)の調製)
・塩基性染料 :アゾ系染料(日本化成工業(株)製、Basic Red36) :70部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK) :30部
・イオン交換水 :200部
上記の材料を混合し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて10分間分散した。分散液中の塩基性染料の含有量が20質量%となるようイオン交換水を加え、塩基性染料が分散された着色剤分散液(A1)を得た。
・塩基性染料 :アゾ系染料(日本化成工業(株)製、Basic Red36) :70部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK) :30部
・イオン交換水 :200部
上記の材料を混合し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて10分間分散した。分散液中の塩基性染料の含有量が20質量%となるようイオン交換水を加え、塩基性染料が分散された着色剤分散液(A1)を得た。
(着色剤分散液(A2)の調製)
・塩基性染料 :ローダミンB(日本化成工業(株)製、Basic Violet 10) :70部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK) :30部
・イオン交換水 :200部
上記の材料を混合し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて10分間分散した。分散液中の塩基性染料の含有量が20質量%となるようイオン交換水を加え、塩基性染料が分散された着色剤分散液(A2)を得た。
・塩基性染料 :ローダミンB(日本化成工業(株)製、Basic Violet 10) :70部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK) :30部
・イオン交換水 :200部
上記の材料を混合し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて10分間分散した。分散液中の塩基性染料の含有量が20質量%となるようイオン交換水を加え、塩基性染料が分散された着色剤分散液(A2)を得た。
(着色剤分散液(A3)の調製)
・酸性染料 :アゾ系染料(日本化成工業(株)製、Acid Yellow23) :70部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK) :30部
・イオン交換水 :200部
上記の材料を混合し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて10分間分散した。分散液中の酸性染料の含有量が20質量%となるようイオン交換水を加え、酸性染料が分散された着色剤分散液(A3)を得た。
・酸性染料 :アゾ系染料(日本化成工業(株)製、Acid Yellow23) :70部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK) :30部
・イオン交換水 :200部
上記の材料を混合し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて10分間分散した。分散液中の酸性染料の含有量が20質量%となるようイオン交換水を加え、酸性染料が分散された着色剤分散液(A3)を得た。
(着色剤分散液(A4)の調製)
・塩基性染料 :アゾ系染料(アルファケミカル製、Basic Yellow24) :70部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK) :30部
・イオン交換水 :200部
上記の材料を混合し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて10分間分散した。分散液中の塩基性染料の含有量が20質量%となるようイオン交換水を加え、塩基性染料が分散された着色剤分散液(A4)を得た。
・塩基性染料 :アゾ系染料(アルファケミカル製、Basic Yellow24) :70部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK) :30部
・イオン交換水 :200部
上記の材料を混合し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて10分間分散した。分散液中の塩基性染料の含有量が20質量%となるようイオン交換水を加え、塩基性染料が分散された着色剤分散液(A4)を得た。
(着色剤分散液(A5)の調製)
・塩基性染料 :チアゾール系染料(東京化成工業(株)製、Basic Yellow1) :70部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK) :30部
・イオン交換水 :200部
上記の材料を混合し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて10分間分散した。分散液中の塩基性染料の含有量が20質量%となるようイオン交換水を加え、塩基性染料が分散された着色剤分散液(A5)を得た。
・塩基性染料 :チアゾール系染料(東京化成工業(株)製、Basic Yellow1) :70部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK) :30部
・イオン交換水 :200部
上記の材料を混合し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて10分間分散した。分散液中の塩基性染料の含有量が20質量%となるようイオン交換水を加え、塩基性染料が分散された着色剤分散液(A5)を得た。
(離型剤粒子分散液(A1)の調製)
・パラフィンワックス(日本精蝋(株)製 HNP-9) 100部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK) 1部
・イオン交換水 350部
上記材料を混合して100℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社製)で分散処理し、体積平均粒径200nmの離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液(A1)(固形分量20質量%)を得た。
・パラフィンワックス(日本精蝋(株)製 HNP-9) 100部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK) 1部
・イオン交換水 350部
上記材料を混合して100℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社製)で分散処理し、体積平均粒径200nmの離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液(A1)(固形分量20質量%)を得た。
(離型剤粒子分散液(A2)の調製)
・カルナウバワックス(東亜化成(株)製 RC-160) 100部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK) 1部
・イオン交換水 350部
上記材料を混合して100℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社製)で分散処理し、体積平均粒径200nmの離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液(A2)(固形分量20質量%)を得た。
・カルナウバワックス(東亜化成(株)製 RC-160) 100部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK) 1部
・イオン交換水 350部
上記材料を混合して100℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社製)で分散処理し、体積平均粒径200nmの離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液(A2)(固形分量20質量%)を得た。
(離型剤粒子分散液(A3)の調製)
・ポリエチレンワックス(三洋化成製サンワックス製 E-310) 100部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK) 1部
・イオン交換水 350部
上記材料を混合して100℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社製)で分散処理し、体積平均粒径200nmの離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液(A3)(固形分量20質量%)を得た。
・ポリエチレンワックス(三洋化成製サンワックス製 E-310) 100部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK) 1部
・イオン交換水 350部
上記材料を混合して100℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社製)で分散処理し、体積平均粒径200nmの離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液(A3)(固形分量20質量%)を得た。
<トナー粒子(A1)の調製>
-第1凝集粒子形成工程-
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1) :425部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1) : 32部
・着色剤分散液(A1) :20部
・アニオン性界面活性剤(テイカ(株)製TaycaPower) :30部
・離型剤分散液(A1) :35部
上記仕込みの材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを3.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10質量%の硝酸水溶液30部を添加した。続いて、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、分散液(R)を25℃とする。加熱用オイルバス中で加熱することで47~49℃の温度領域まで昇温した。
-第2凝集粒子形成工程-
分散液(R)の温度を47℃~49℃の温度領域で、第2樹脂粒子として非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)25部及び結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)25部、並びに、離型剤分散液(A1)15部を添加し、分散液(R)の温度を47℃~49℃で凝集させた。
-第3凝集粒子形成工程-
その後、第3樹脂粒子として非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)50部添加し、1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した。
-融合・合一工程-
攪拌を継続しながら100℃まで加熱し、10時間保持した。続いて、室温まで冷却した。そして、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径6.0μmのトナー粒子を得た。そして、得られたトナー粒子をトナー粒子(A1)とした。
-第1凝集粒子形成工程-
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1) :425部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1) : 32部
・着色剤分散液(A1) :20部
・アニオン性界面活性剤(テイカ(株)製TaycaPower) :30部
・離型剤分散液(A1) :35部
上記仕込みの材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを3.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10質量%の硝酸水溶液30部を添加した。続いて、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、分散液(R)を25℃とする。加熱用オイルバス中で加熱することで47~49℃の温度領域まで昇温した。
-第2凝集粒子形成工程-
分散液(R)の温度を47℃~49℃の温度領域で、第2樹脂粒子として非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)25部及び結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)25部、並びに、離型剤分散液(A1)15部を添加し、分散液(R)の温度を47℃~49℃で凝集させた。
-第3凝集粒子形成工程-
その後、第3樹脂粒子として非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)50部添加し、1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した。
-融合・合一工程-
攪拌を継続しながら100℃まで加熱し、10時間保持した。続いて、室温まで冷却した。そして、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径6.0μmのトナー粒子を得た。そして、得られたトナー粒子をトナー粒子(A1)とした。
<トナー粒子(A2)~(A23)、(A25)~(A33)(AC1)~(AC8)の作製>
表1及び表2に従って、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の種類、仕込みの着色剤分散液の種類、離型剤分散液の種類、第1凝集粒子形成工程における仕込みの離型剤分散液の量、第2凝集粒子形成工程における仕込みの離型剤分散液の量、離型剤分散液添加時の分散液(R)の温度を変えたこと以外は、トナー粒子(A1)と同様にしてトナー粒子を得た。
表1及び表2に従って、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の種類、仕込みの着色剤分散液の種類、離型剤分散液の種類、第1凝集粒子形成工程における仕込みの離型剤分散液の量、第2凝集粒子形成工程における仕込みの離型剤分散液の量、離型剤分散液添加時の分散液(R)の温度を変えたこと以外は、トナー粒子(A1)と同様にしてトナー粒子を得た。
<トナー粒子(A24)の作製>
(結晶性ポリエステル樹脂(A24)の合成)
攪拌装置、窒素導入管、温度センサ、及び精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに、フマル酸80.9部、及び1,10-デカンジオール46.3部と共に、上記材料(フマル酸及び1,10-デカンジオール)100部に対してチタンテトラエトキシド1部を投入した。生成する水を除去しながら150℃で4時間反応を行い、その後、窒素気流下、6時間かけて180℃まで昇温し、180℃で6時間反応した。その後減圧下で1時間反応をさせ冷却することで未変性の結晶性ポリエステル樹脂(A24)を得た。
(結晶性ポリエステル樹脂(A24)の合成)
攪拌装置、窒素導入管、温度センサ、及び精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに、フマル酸80.9部、及び1,10-デカンジオール46.3部と共に、上記材料(フマル酸及び1,10-デカンジオール)100部に対してチタンテトラエトキシド1部を投入した。生成する水を除去しながら150℃で4時間反応を行い、その後、窒素気流下、6時間かけて180℃まで昇温し、180℃で6時間反応した。その後減圧下で1時間反応をさせ冷却することで未変性の結晶性ポリエステル樹脂(A24)を得た。
(非晶性ポリエステル樹脂(A24)の合成)
攪拌装置、窒素導入管、温度センサ、及び精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに、イソフタル酸30部、フマル酸70部、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物5モル部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物95部を仕込み、1時間を要して温度を220℃まで上げ、上記材料(イソフタル酸、フマル酸、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、及びビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物)100部に対してチタンテトラエトキシド1部を投入した。生成する水を留去しながら0.5時間を要して230℃まで温度を上げ、該温度で1時間脱水縮合反応を継続した後、反応物を冷却した。その後、この樹脂1部に対してイソホロンジイソシアネートを2部となるように投入し、酢酸エチル5部を加えて溶解後、200℃で3時間反応後に冷却することで、末端にイソシアネート基を持つ非晶性ポリエステル樹脂(A24)を得た。
攪拌装置、窒素導入管、温度センサ、及び精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに、イソフタル酸30部、フマル酸70部、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物5モル部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物95部を仕込み、1時間を要して温度を220℃まで上げ、上記材料(イソフタル酸、フマル酸、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、及びビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物)100部に対してチタンテトラエトキシド1部を投入した。生成する水を留去しながら0.5時間を要して230℃まで温度を上げ、該温度で1時間脱水縮合反応を継続した後、反応物を冷却した。その後、この樹脂1部に対してイソホロンジイソシアネートを2部となるように投入し、酢酸エチル5部を加えて溶解後、200℃で3時間反応後に冷却することで、末端にイソシアネート基を持つ非晶性ポリエステル樹脂(A24)を得た。
(離型剤粒子分散液の調製)
パラフィンワックス(日本精蝋(株)製 HNP-9)100部、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK)1部、イオン交換水350部を混合して100℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社製)で分散処理し、体積平均粒径200nmの離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液(固形分量20質量%)を得た。
パラフィンワックス(日本精蝋(株)製 HNP-9)100部、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK)1部、イオン交換水350部を混合して100℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社製)で分散処理し、体積平均粒径200nmの離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液(固形分量20質量%)を得た。
(マスターバッチの作製)
非晶性ポリエステル樹脂(A24)150部、塩基性染料 ローダミンB(日本化成工業(株)製、Basic Violet 10)3部、イオン交換水20部を、ヘンシェルミキサーを用いて混合した。得られた混合物を粉砕することでマスターバッチを作製した。
非晶性ポリエステル樹脂(A24)150部、塩基性染料 ローダミンB(日本化成工業(株)製、Basic Violet 10)3部、イオン交換水20部を、ヘンシェルミキサーを用いて混合した。得られた混合物を粉砕することでマスターバッチを作製した。
(油相(A)/水相の作製)
非晶性ポリエステル樹脂(A24)107部、離型剤分散液75部、マスターバッチ18部、酢酸エチル73部を入れて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)にて撹拌し、溶解、分散させて油相(A)を得た。また、別のフラスコにイオン交換水990部、アニオン性界面活性剤100部、及び酢酸エチル100部を混合撹拌して水相を得た。
非晶性ポリエステル樹脂(A24)107部、離型剤分散液75部、マスターバッチ18部、酢酸エチル73部を入れて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)にて撹拌し、溶解、分散させて油相(A)を得た。また、別のフラスコにイオン交換水990部、アニオン性界面活性剤100部、及び酢酸エチル100部を混合撹拌して水相を得た。
(乳化分散)
油相(A)450部に、結晶性ポリエステル樹脂(A24)を酢酸エチルで溶解させた溶液(固形分濃度10%)100部、及びイソホロンジアミン3部を添加し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)にて撹拌し、溶解させ50℃で分散し、油相(B)を得た。次いで、別の容器内に水相400部を入れ、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)にて50℃で撹拌した。この水相に、油相(B)50部加え、50℃でホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5分間撹拌することで乳化スラリーを得た。この乳化スラリーを50℃で15時間脱溶剤することでトナースラリーを得た。トナースラリーを減圧濾過した後、洗浄処理を行って、トナー粒子を得た。
油相(A)450部に、結晶性ポリエステル樹脂(A24)を酢酸エチルで溶解させた溶液(固形分濃度10%)100部、及びイソホロンジアミン3部を添加し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)にて撹拌し、溶解させ50℃で分散し、油相(B)を得た。次いで、別の容器内に水相400部を入れ、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)にて50℃で撹拌した。この水相に、油相(B)50部加え、50℃でホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5分間撹拌することで乳化スラリーを得た。この乳化スラリーを50℃で15時間脱溶剤することでトナースラリーを得た。トナースラリーを減圧濾過した後、洗浄処理を行って、トナー粒子を得た。
その後、洗浄後、攪拌装置、窒素導入管、温度センサ、及び精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに、トナー粒子50部とイオン交換水500部に加えた分散液を、撹拌した後、85℃まで昇温した。昇温後、昇温温度を維持しながら分散液を24時間攪拌した。これにより、トナー粒子を85℃で24時間加熱した。その後、分散液に液体窒素を投入して、室温(25℃)まで、トナー粒子を20℃/分で冷却(急冷)した。その後、55℃まで再加熱し、7時間保持。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却した。
(乾燥、篩分)
得られたトナー粒子を乾燥、篩分することで、体積平均粒径7μmのトナー粒子を作製した。
得られたトナー粒子を乾燥、篩分することで、体積平均粒径7μmのトナー粒子を作製した。
以上の工程を経て、トナー粒子(A24)を得た。
<トナー粒子(AC9)の作製>
混練粉砕法により、トナー粒子(AC9)を作製した。
具体的には、非晶性ポリエステル樹脂(前述の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)の調製の際に合成した非晶性ポリエステル樹脂)40部に、結晶性ポリエステル樹脂(前述の結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)の調製の際に合成した結晶性ポリエステル樹脂)20部、塩基性染料(ローダミンB、日本化成工業(株)製、Basic Violet10)20部、及び離型剤としてパラフィンワックス(日本精蝋(株)製 HNP-9)50部を加え、加圧ニーダで混練した。この混練物を粗粉砕し、体積平均粒径6.0μmのトナー粒子(AC9)を作製した。
混練粉砕法により、トナー粒子(AC9)を作製した。
具体的には、非晶性ポリエステル樹脂(前述の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)の調製の際に合成した非晶性ポリエステル樹脂)40部に、結晶性ポリエステル樹脂(前述の結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)の調製の際に合成した結晶性ポリエステル樹脂)20部、塩基性染料(ローダミンB、日本化成工業(株)製、Basic Violet10)20部、及び離型剤としてパラフィンワックス(日本精蝋(株)製 HNP-9)50部を加え、加圧ニーダで混練した。この混練物を粗粉砕し、体積平均粒径6.0μmのトナー粒子(AC9)を作製した。
<実施例1~33、比較例1~9>
得られた各トナー粒子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により混合し、各例のトナーを得た。
そして、得られた各トナー8部と下記キャリア100部とを混合して、各例の現像剤を得た。
得られた各トナー粒子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により混合し、各例のトナーを得た。
そして、得られた各トナー8部と下記キャリア100部とを混合して、各例の現像剤を得た。
-キャリアの作製-
・フェライト粒子(平均粒径50μm) 100部
・トルエン 14部
・スチレン/メチルメタクリレート共重合体(共重合比15/85) 3部
・カーボンブラック 0.2部
フェライト粒子を除く上記成分をサンドミルにて分散して分散液を調製し、この分散液をフェライト粒子とともに真空脱気型ニーダに入れ、攪拌しながら減圧し乾燥させることによりキャリアを得た。
・フェライト粒子(平均粒径50μm) 100部
・トルエン 14部
・スチレン/メチルメタクリレート共重合体(共重合比15/85) 3部
・カーボンブラック 0.2部
フェライト粒子を除く上記成分をサンドミルにて分散して分散液を調製し、この分散液をフェライト粒子とともに真空脱気型ニーダに入れ、攪拌しながら減圧し乾燥させることによりキャリアを得た。
<評価>
各実施例及び比較例で得られた現像剤を、画像形成装置「富士ゼロックス(株)製DocuCentrecolor 400」の現像機にそれぞれ充填し、この画像形成装置を用いて以下の評価を行った。
各実施例及び比較例で得られた現像剤を、画像形成装置「富士ゼロックス(株)製DocuCentrecolor 400」の現像機にそれぞれ充填し、この画像形成装置を用いて以下の評価を行った。
(グロス差評価)
温度35℃、湿度85%RHの環境下で、電子写真学会テストチャートNo.5-1をプロセススピード228mm/sにてOSコート紙(王子製紙(株)製、商品名:)に画像密度が100%のベタ画像(トナー載り量(TMA3.8g/m2の画像)を100枚出力した。その後、画像密度が100%のベタ画像(トナー載り量(TMA)14.4g/m2の画像)を定着温度190℃、プロセススピード60m/sでOSコート紙に100枚出力した。
OSコート紙100枚出力後の電子写真学会テストチャートNo.5-1に関し、緑部分について以下の方法によりグロスを測定した。
グロスの測定は、携帯型光沢計(BYKガードナー マイクロトリグロス、(株)東洋精機製作所製)を用いて、60度グロスの測定を5か所実施した。
グロスの測定値から差を求め、以下の評価基準により評価した。
A(◎):出力画像1枚目と2~100枚目画像の最大グロス差が2°未満
B(〇):出力画像1枚目と2~100枚目画像の最大グロス差が2°以上5°未満
C(×):出力画像1枚目と2~100枚目画像の最大グロス差が5°以上
温度35℃、湿度85%RHの環境下で、電子写真学会テストチャートNo.5-1をプロセススピード228mm/sにてOSコート紙(王子製紙(株)製、商品名:)に画像密度が100%のベタ画像(トナー載り量(TMA3.8g/m2の画像)を100枚出力した。その後、画像密度が100%のベタ画像(トナー載り量(TMA)14.4g/m2の画像)を定着温度190℃、プロセススピード60m/sでOSコート紙に100枚出力した。
OSコート紙100枚出力後の電子写真学会テストチャートNo.5-1に関し、緑部分について以下の方法によりグロスを測定した。
グロスの測定は、携帯型光沢計(BYKガードナー マイクロトリグロス、(株)東洋精機製作所製)を用いて、60度グロスの測定を5か所実施した。
グロスの測定値から差を求め、以下の評価基準により評価した。
A(◎):出力画像1枚目と2~100枚目画像の最大グロス差が2°未満
B(〇):出力画像1枚目と2~100枚目画像の最大グロス差が2°以上5°未満
C(×):出力画像1枚目と2~100枚目画像の最大グロス差が5°以上
(グロス上昇度合評価)
上記(グロス差評価)と同一の条件で電子写真学会テストチャートNo.5-1をOSコート紙に100枚出力した。
OSコート紙1枚目出力時の電子写真学会テストチャートNo.5-1と、100枚出力後の電子写真学会テストチャートNo.5-1に関し、緑部分について60度グロスの測定を測定し、下記評価基準により評価した。
グロスの測定は、携帯型光沢計(BYKガードナー マイクロトリグロス、(株)東洋精機製作所製)を用いて実施した。
以下の評価基準により評価した。
A(◎):出力画像1枚目と100枚目画像の最大グロス差が2°未満
B(〇):出力画像1枚目と100枚目画像の最大グロス差が2°以上5°未満
C(×):出力画像1枚目と100枚目画像の最大グロス差が5°以上
上記(グロス差評価)と同一の条件で電子写真学会テストチャートNo.5-1をOSコート紙に100枚出力した。
OSコート紙1枚目出力時の電子写真学会テストチャートNo.5-1と、100枚出力後の電子写真学会テストチャートNo.5-1に関し、緑部分について60度グロスの測定を測定し、下記評価基準により評価した。
グロスの測定は、携帯型光沢計(BYKガードナー マイクロトリグロス、(株)東洋精機製作所製)を用いて実施した。
以下の評価基準により評価した。
A(◎):出力画像1枚目と100枚目画像の最大グロス差が2°未満
B(〇):出力画像1枚目と100枚目画像の最大グロス差が2°以上5°未満
C(×):出力画像1枚目と100枚目画像の最大グロス差が5°以上
以下、表中の記載について説明する。
「400nm以内の存在割合(%)」は、トナー粒子の断面を観察した場合における、全離型剤に対する、トナー粒子の表面から400nm以内に存在する離型剤の割合を指す。
「2μm以上の存在割合(%,対結着樹脂)」は、トナー粒子の断面を観察した場合における、結着樹脂全体に対する、トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤の割合を指す。
「(Lub/Res)×100」は、X線光電子分光法により測定されたトナー粒子表面の結着樹脂の割合に対する、X線光電子分光法により測定されたトナー粒子表面の離型剤の割合を指す。
「離型剤分散液添加時の分散液(R)の温度」は、第1凝集粒子形成工程及び第2凝集粒子形成工程において離型剤分散液添加時の分散液(R)の温度(℃)を示す。
「400nm以内の存在割合(%)」は、トナー粒子の断面を観察した場合における、全離型剤に対する、トナー粒子の表面から400nm以内に存在する離型剤の割合を指す。
「2μm以上の存在割合(%,対結着樹脂)」は、トナー粒子の断面を観察した場合における、結着樹脂全体に対する、トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤の割合を指す。
「(Lub/Res)×100」は、X線光電子分光法により測定されたトナー粒子表面の結着樹脂の割合に対する、X線光電子分光法により測定されたトナー粒子表面の離型剤の割合を指す。
「離型剤分散液添加時の分散液(R)の温度」は、第1凝集粒子形成工程及び第2凝集粒子形成工程において離型剤分散液添加時の分散液(R)の温度(℃)を示す。
上記結果から、本実施例の静電荷像現像用トナーは、連続して画像を形成したときに生じるグロス差を抑制できることがわかる。
1Y、1M、1C、1K 感光体(像保持体の一例)
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
118 露光のための開口部
117 筐体
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)
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
118 露光のための開口部
117 筐体
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 (16)
- 結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有し、
前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち25%以上50%以下の離型剤が存在する静電荷像現像用トナー。 - 前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち30%以上45%以下の離型剤が存在する請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から400nm以内に全離型剤のうち35%以上40%以下の離型剤が存在する請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー粒子に対する前記離型剤の含有量が5質量%以上10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。
- 前記染料が塩基性染料である請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記塩基性染料がカチオン性基を含有するローダミン系染料及びカチオン性基を含有するアゾ系染料から選択される少なくとも1種である請求項5に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記結着樹脂が、酸価が9mgKOH/g以上15mgKOH/g以下である非晶性樹脂を含有する請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記結着樹脂が、非晶性樹脂としてウレア変性ポリエステル樹脂を含む請求項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。
- 前記離型剤が、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、マイクロクリスタリンワックス、及びエステル系ワックスからなる群から選択される少なくとも1種である請求項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。
- 結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有し、
X線光電子分光法により測定された前記トナー粒子表面の離型剤の割合が、X線光電子分光法により測定された前記トナー粒子表面の結着樹脂の割合に対して10%以上である静電荷像現像用トナー。 - 結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有し、
前記トナー粒子の断面を観察した場合における前記トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤が、前記結着樹脂全体に対して1%以下である静電荷像現像用トナー。 - 結着樹脂と、染料と、離型剤と、を含むトナー粒子を含有し、
前記トナー粒子の断面を観察した場合における、前記トナー粒子の表面から1μm未満に存在する離型剤の面積をW1、前記トナー粒子の表面から1μm以上2μm未満に存在する離型剤の面積をW2、前記トナー粒子の表面から2μm以上に存在する離型剤の面積をW3としたとき、式1:1.5≦W1/W2、及び、式2:4≦W2/W3を満たす静電荷像現像用トナー。 - 請求項1~請求項12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12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13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13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。
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